JPS597105B2 - 静電潜像形成法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は少なくとも光導電層、導電層および絶縁層がこ
の順序で積層され、かつ前記導電層にバイアス電圧が付
与される多数の開口を有するスクリーンを用いて静電潜
像を形成する方法で、露光と帯電とバイアス電位の印加
を同時に行なう方法に関する。

従来光導電性制御格子を用いた方法は、米国特許第３６
４５６１４号、同第３７１３７３４号等で開示されてい
る如く幾つかの方法が知られている。その中でも４層構
造を有する制御格子Ａを用いて第１図ａ、ｂ、ｃで示す
様に帯電、露光、イオンプロジェクションの過程を順次
行なう事によつて、導電性部材で裏打された絶縁層を有
する記録体上へ静電潜像を作成し、しかる後に前記潜像
に適当な手段、例えば現像装置を用いてトナーを付着さ
せて顕像を作成する。この方法は、光像に応じてイオン
流を正確に制御する事によつて鮮明にして、階調再現性
に優れた良質の画像を得る事が出来る。しかるに、前記
の方法における難点として、実質上効果的に露光する為
には制御格子Ａの光導電層側から露光する必要があり（
第１図を参照）露光が終了した後に、光導電層側に制御
格子と平行な関係に記録体Ｂが配置する様に為し、光導
電層の反対側から制御されるべきイオンをコロナ帯電器
Ｃのごとき手段でプロジェクションする必要がある。

（第１図Ｃ）このようなプロセス上の制約の為、この方
法を用いた複写装置を設計しようとすると、装置の動作
が繁雑になる。特に高速で複写する装置の場合設計製作
上非常に困難を伴なう。本発明の第１の目的は、非常に
単純な装置の動作によつて、高速で、原画像に忠実な鮮
明な静電潜像を作成する事である。第２の目的は帯電器
に印加すべき高圧の電源を、上述の如く従来技術では２
個を必要としていたが、１個の電源使用が可能となつた
。更に上述の方法では光導電層を帯電するための帯電器
と、イオンをプロジエクシヨンする為の帯電器をそれぞ
れ必要とするか、又は帯電時とイオンプロジエクシヨン
時には制御格子のバイアス層に印加するバイアス電位を
変化させる必要があつた。

本発明によれば、１個の帯電器と１個の帯電器用高圧電
源、さらに制御格子のバイアス層に印加するための電源
も１個のみで、良質の静電潜像を作成する事ができる。
又重要な目的は光導電性格子を用いて静電潜像を作成す
る方法で、上述方法以外に従来公知とされている方法の
難点を解決する手段を提供する事である。

例えば特公昭４５−３０３２０号公報に開示されている
方法ではイオンを制御するために、複数の格子を用い、
その格子間の電界または、格子と記録体間の電界で、イ
オンがそれらの格子を通過して記録体上へ蓄積されるの
を制御するものである。この方法では鮮明な画像を作成
するには各格子間の距離及び格子と記録体間の距離を可
成り高精度に保持する必要があり、または複雑な格子の
構造を必要とする。又、米国特許第３２２０３２４号に
開示されている方法では、導電性スクリーン上に光導電
層を有する格子を用いて、これに像状露光と同時に帯電
をして、記録体上へのイオンの蓄積を制御する。

この方法では光像に応じてイオンを厳密に制御する事が
困難であり、画像のコントラストを上げるのが難かしい
と考えられる。さらに上記２件の特許に示されている方
法はいづれも階調再現性に限界があると考えられる。本
発明は、これらの難点を全て解決すると共に、比較的構
造が簡単であり、装置化も容易である方法を提供するも
のである。本発明の原理図（第２図）を用いて、本発明
による画像に応じた静電潜像作成過程を説明する。１は
制御格子の断面図である。

導電性下地スクリーン３の上に、光導電層２を有し、光
導電層とは反対側に絶縁層４及び導電層５を設ける。制
御格子１と実質的に平行な関係位置で、適当な間隔（１
ｍｍ〜１０闘位）で記録体６を配置する。

記録体は導電性のベース８上に絶縁層７を有する。制御
格子１に対向して、記録体７と反対側にはコロナ放電器
１５を配置し、該コロナ放電器１５の上方に画像として
露光する為の原画投光装置があり（図示せず）露光され
る部分を太い矢印１６で小した。コロナ放電器１５のワ
イヤー１５ａはスイツチ１４を介して高圧電源１１に接
続され、導電層３には電源１２によつて＋５００Ｖない
し＋４ＫＶ程度の電位が印加される。

この電位は制御電子１と記録体７の距離によつて加減さ
れ、望ましくはこの間に２００Ｖ〜８００Ｖ／１１１１
ｔの電界が形成される様にする。導電層５には導電層３
よりも少し高い電位（望ましくは５０Ｖ〜３００Ｖ高い
）を印加できる様に電源１３が接続されている。この様
な状態では制御格子１の開口部１０，１０１は導電層か
ら上方に向う矢印で示した様な電界（第１電界）を形成
している。

制御格子１の光導電層に光像露光しながらスイツチ１４
を閉じてコロナ放電をすると、光の当つている部分では
光導電層２は導電性になり、コロナ放電器１５からのイ
オンは光導電層２を通して導電層３へ流れる。開口部１
０へ向けられたイオンは前述の導電層５から上方へ向う
電界によつて通過を阻止されることにより導電層３へ流
れ記録体６へは到達しない。次に光の照射されない部分
、即ち第２図の右半分ではコロナ放電作用によるイオン
によつて光導電層２上に電荷が蓄積され、その表面は導
電層３よりも数十ボルトないし数百ボルト高い電位に帯
電される。この部分の開口部１０／は光導電層表面から
下方に向う電界（第２電界）が形成され、この電界は導
電層５から上方へ向う電界よりも強くなる。かくして、
コロナ放電器１５から下方へ向けられたイオンは上記電
界によつて開口部１０″へ向けられさらに開口部１０′
を通過して、制御格子１と記録体６間に印加された電界
によつて記録体６に到達し、その上に電荷６！を形成す
る。上述の説明では光が照射された部分と、されない部
分の両極端な場合について説明したが、弱い光が照射さ
れた部分では、イオンは開口の中心部に近い部分だけ通
過し、記録体６上には小さなドツト状の面積に静電荷が
蓄積する。

また導電層５へ印加するバイアス電位を調整することに
よりカブリを自由に制御する事ができる。かくして記録
体６上には原画像に忠実な中間調再現に優れたポジ−ポ
ジの静電荷潜像を１回のプロセスで形成する事ができる
。

この像は周知の電子写真現像方法を用いてトナ一を付着
させることによつて可視化する事ができる。

この顕画像は記録体上へ定着させる事もできるし、記録
体から他の記録体（紙など）へ転写した後、定着する方
法、さらには、記録体６上に形成された静電潜像を他の
誘電体層へ転写した後現像して可視化しても良いことは
勿論である。上述の説明ではコロナ帯電器１５に＋の高
圧を印加したが、Ｎ型の光導電体を用いれば、負の高圧
を印加し、他の電位源の極性も逆にすれば良い。次に各
手段についてより具体的に説明する。制御格子１の下地
スクリーンとしては１インチ中の網目数即ちライン数で
表わし、５０ラインから６０ライン程度までのものが目
的に合せて良好に使用する事ができる。即ち本発明によ
る静電像の解像力はこのライン数で決定されるから、高
解像力画像を必要とするときは、細かい網目のスクリー
ンを用いる必要がある。下地スクリーンの材質としてぱ
、ステンレス、Ｆｅ，．Ｎｉ，．Ｃｕｌ黄銅、Ａｌ等多
くの金属、合金等が使用できる。その形状も平板に穴を
開けたもの、金属線を織つたもの等いづれを用いてもよ
い。光導電層２としては、電子写真用光導電体として知
られているものは、ほとんど全て使用できる。

Ｓｅ，．ＳｅＴｅ，．ＳｅＡｓ，．ＣｄＳ，．ＺｎＯｌ
ポリビニルカルバゾール等の有機光導電体等はいづれも
使 Ｃ用できる。さらに従来のカールソン法では、丁定
時間（０．１秒〜数秒間）充分光導電体に電荷を保持す
る必要があるので、暗抵抗が１０１２Ω？程度以上必要
であつた。しかし本発明の方法に依れば、暗抵抗のより
小さい光導電体でも、コロナ放電器 Ｊｌ５の放電量を
増加すれば、光導電層上に生起する電位でイオンを制御
するのに充分な値にすることができる。即ち、本発明の
特徴の１つとして、暗抵抗が１０即Ω儂程度の光導電層
でも、光感度が充分であれば、コントラストを満足する
画像を ．−作成する事ができる。例えば、Ｓｅと同時
にＴｅを蒸着することによつて光感度の良い光導電層を
作成する事ができるが、Ｔｅの添加量を多くしていくと
、感度が増大すると共に暗抵抗が減少して、遂にはカー
ルソンプロセスで現像する上で充分に ４長い時間電荷
をその光導電層上に保持できなくなる。このように感度
が充分ありながら暗抵抗が充分に高くない為に、従来の
カールソン法では使用できなかつた光導電層でも本発明
では良好な画像を得る事ができる。第２図に示す４の絶
縁体層は、一般の高分子絶縁材料、無機絶縁材料を用い
て、スプレー法蒸着法等によつて作成する事ができる。
バイアス電位を印加する為の導電層５は例えば金属を蒸
着する事によつて得る事ができる。以上の如き方法にて
制御スクリーンを作成する事ができるが、その構造は必
ずしも第２図に示す如き正確な４層構造とする必要はな
い。例えば導電層３の側面は光導電層又は絶縁体層で覆
われていても良い。要するに実質的に４層構造をなして
いて上述の如き機能を発揮する構造であればよい。記録
体６は導電体ベース８上に絶縁体層７を有する２層構造
であれば一応の機能を発揮する。

絶縁体層として、高分子物質中に誘電性物質、顔料等を
分散して塗布する事によつて、記録体の色及び電気的性
質を改良する事もできる。導電性ベースとしては金属板
紙、導電処理をした紙、プラスチツクフイルム上に導電
性層を設けたもの等が用いられる。以上の説明で本発明
の第１の構成について述べたが、我々は更に次の様な方
法によつても本発明の目的である優れた静電潜像を作成
出来る事を発見した。

即ち、前述の制御格子１で第２図に示す構造でバイアス
印加用の導電層５を省き、その代りに、画像露光時の放
電に先だつて、絶縁層４を帯電させる事によつて前述の
方法と同様のイオン流制御効果を持たせる方法である。
この方法によつてカブリ濃度等を制御するには、絶縁層
４への帯電電位を制御し、その為には絶縁層４への帯電
にコロトロンを用いてその印加電圧を制御するか、また
は、制御格子を持つた帯電器（スコロトロン）を用いて
、該制御格子への印加電圧を制御する方法でも記録体６
に静電潜像を作成することができる。又、本発明の目的
の一つである充分なコントラストを有する潜像を作成す
るために、特殊な転写体を用いると有効である事を発見
した。

即ち潜像形成過程で、帯電、露光を同時に行なう場合、
制御格子１の開口を通り抜けて、記録体６に達した光は
、そこで反射されて、露光領域の周辺部の光導電層２に
周り込んで入射される。この為に画像のコントラストが
低下する事を発見した。この低下現像を抑えるために、
記録体６を黒色にする事によつて良好な結果が得られた
。具体的な記録体としては、導電性基材上に絶縁性高分
子物質をバインダーとし、黒色の顔料、例えばカーボン
ブラツク、鉄黒、ブロム黒、あるいは黒色に染められた
有機分散物質等を分散させる。また必要に応じて上述の
バインダー中に通常静電記録紙の誘電層に添加されてい
るＺｎＯ，．ＴｉＯ２等の添加剤も加えても良い。この
ようにして、記録体６の絶縁層７を黒色にする事によつ
て、これからの反射光を防ぐ事が出来るため、本発明の
如き静電潜像形成法によつてコントラストの極めて高い
鮮明な複写画像を得る事が出来た。また黒色の導電性基
材上に透明な絶縁性樹脂層を有する記録体、透明な絶縁
性フイルムの一面に黒色の導電層を有する記録体、さら
には導電性基材上に黒色の中間層を塗布し、その上に透
明な絶縁性層を設けた記録体等を用いても良好な結果を
得る事が出来る。

即ち上述のスクリーンの開口を通つた光が透明絶縁層に
入射し、そのほとんどが黒色の基体又は中間層又は導電
層に吸収されてしまい、反射光によるコントラストの低
下が防げる。また云うまでもなく上記のような黒色記録
体上に静電像を作成して、黒色のトナーで現像した場合
は普通紙などにそのトナー像を転写する必要がある。ま
た紙などの基材を用いて、黒色の記録体を作成し、これ
を最終的な像支持体として用いる場合は、黒色以外のト
ナーを用いる必要がある。さらにフイルタ一等によつて
分光された光で露光する場合は、その分光された光のみ
を吸収するような記録体を用いれば良い。実施例 １ 市販の２００メツシユステンレススクリーンに大日本イ
ンキ株式会社製純アルキッド指脂（Ｊ５５５）をトルエ
ンを用い重量比で１／５に稀釈した後スプレーガンにて
約３０μの厚さに塗布した。

その後１００℃に３０分間保ち樹脂を熱硬化させた。そ
の上にＡ１を蒸着して薄い導電層を付け、その後、反対
側からＳｅを３０μの厚さに蒸着した。記録体としては
、２５μ厚のマイラ一の一面にＡｌを蒸着したものを用
いた。第３図に示すような配置で帯電器１５に＋８ＫＶ
、制御スクリーンのベーススクリーン３に＋２ＫＶ１バ
イアス層５へ＋２．１ＫＶの電位をそれぞれ印加して、
投光器１７から光導電層面の光量が５００ｍＷａｔｔ／
Ｍ２になるように露光しながら、帯電器１５を画像露光
面全域をカバーするように２０ｃ１ｎ／Ｓｅｃの速度で
移動させて、静電記録紙６上に静電潜像を作成した。

これを磁気ブラシ現像法によつて現像する事によつて、
可成り良好なポジ−ポジ画像が得られた。第３図で１８
はポジフイルム、１９はコロナ帯電器１５に設けられた
導電性の透明ガラスのバツクプレートを示す。

実施例 ２ 記録体６として、アクリル系ポリマーにカーボンブラツ
クを３重量％分散させたものをＡ１板上に厚さ１０μに
なるように塗布し乾燥させたものを用いて、他は実施例
１と同じ条件でこの記録体６土に静電潜像を作成し、磁
気ブラシ現像した後普通紙にトナー像を静電転写した。

鮮明でコントラストの高い画像が得られた。実施例 ３ Ａ１板上にメラミン系黒色塗料を数μの厚さに塗り、焼
きつけた後、透明なアクリル系樹脂を数μの厚さに塗つ
たものを、記録体として、実施例２と同様の方法にて画
像を出し良質の画像を得た。

実施例 ４第４図は本発明のプロセスと記録体を用いた
具体例を示す。

太い矢印で示した画像をスリツト露光と帯電器１５から
の放電をバイアスを印加した４層構造の制御スクリーン
１へ同時に作用させながら、表面に実施例第２図で示し
た記録層２１を有する記録体ドラム２２を画像露光に同
期させながら図中反時計方向に回転させる。以上の方法
で作成した潜像は磁気ブラシ現像器２５で現像した後、
複写紙２６へ転写電極２８にて転写し、さらに定着部２
７で永久画像にする。このように従来の光導電スクリー
ンを用いた複写プロセスに対し極めて単純なプロセスで
階調再現に優れた良質の画像を作成する事ができた。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，ｂ，ｃは従来の光導電性スクリーンを用いた
潜像形成プロセスを示す説明図。 第２図は本発明の潜像形成プロセスを示す原理図。第３
図は本発明を用いた実施例を示す正面図。第４図は本発
明を用いた複写プロセスの具体例を示す正面図。Ａは従
来の制御格子、Ｂは従来の記録体、Ｃはコロナ帯電器、
１は制御格子、２は光導電層、３は導電性下地スクリー
ン、５は絶縁層、６は記録体、７は絶縁層、８はベース
、１０，１０牡制御格子の開口部、１１，１２，１３は
高圧電源、１５はコロナ放電器、１７は投光器、１８は
ポジフイルム、１９は透明ガラスのバツクプレート、２
２は記録体ドラム、２５は現像器、２６は複写紙、２７
は定着器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくとも光導電層、導電層および絶縁層がこの順
   序で積層され、かつ前記導電層にバイアス電圧が付与さ
   れる多数の開口を有するスクリーンを使用して静電潜像
   を形成する方法において、該スクリーンの開口内であつ
   て前記絶縁層をおおう第１電界を形成している状態で、
   前記スクリーンを挾んで対置せしめた絶縁性表面を有す
   る記録体に向けて光導電層側に配したコロナ放電手段と
   画像形成用の露光手段とを付勢し、非露光区域に対応す
   るスクリーンの前記光導電層上に蓄積される電荷を利用
   して前記第１電界と逆方向の第２電界を前記区域内の開
   口内に形成し、該第２電界の大きさを利用して、イオン
   の通過を許容し、記録体上に原稿に対応する静電荷潜像
   を形成することを特徴とする静電潜像形成法。