JPS62201459A - 電子写真用感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子写真法を用いて多色画像を形成するための
新規な多色画像形成用感光体の改良に関する。

〔従来技術〕

電子写真法を用いて多色画像を得ることを目的として従
来多くの方法及びそれに使用する装置が数多く提案され
ているが、一般的には次のように大別することができる
。その１つは感光体を用いた分解色数に応じて潜像形成
及びカラートナーによる現像を繰シ返し感光体上で色を
重ねたり、あるいは現像の都度転写材に転３して転写材
上で色重ねを行っていく方法である。また他の方式とし
ては分解色数に応じた複数個の感光体を有する装置を用
い、各色の光像を同時に各感光体に露光し、。

各感光体上に形成された潜像をカラートナーで現像し、
順次転写材上に転写し色を重ねて多色画像を得るもので
ある。

第１の方式では複数個の潜像形成、現像工程を繰り返さ
ねばならず、画像記録に時間を要し、その高速化が極め
て難しいことが大きな欠点となっている。又、第２の方
式では複数の感光体を併行的に使用するため高速性の点
では有利であるが、複数の感光体、光学系、現像手段等
を要するため装置が複雑、大型化し、高価格となるため
実用性がとぼしい、また両方式とも複数回にわたる画像
形成、転写を繰υ返す際の画像の位置合わせが困難で画
像の色ズレを完全に防止することが出来ないという大き
な欠点を有している。

これらの問題を根本的に解決するためには単一感光体上
に一回の像露光で多色像を記録すればよいが、このよう
な方式に適した感光体としては、例えば導電性部材上に
光導電層を設置し、該導電層表面に色を異にする複数種
のフィルタ多数を含む絶縁層を重畳設置した多色画像形
収用感光体が知られており、このような感光体を用いる
画像形成は前記感光体に帯電を行いクク像露光を与えた
後、複数種のフィルタの１種と同色の光の全面露光を与
えて現像を行う過程を前記フィルタの種類数に応じて繰
り返す多色画像形成方法によるものである。

即ち、可視光全域にわたる感光性をもった感光層に複数
の色分解フィルタを微細な線条状あるいはモザイク状に
組み合わせて配置した感光体を用い、まずその全面に像
露光を与え、各フィルタの下部の感光層に分解画像濃度
に応じた第１次潜像形成過程を惹起せしめ、次いで特定
光によって全面露光することによって特定のフィルタの
下部の感光層にのみ第２次潜像形成過程を惹起せしめ第
１次潜像形成過程の強度に応じた静電像を形成し、カラ
ートナーで現像し、以下各分解像について同様の繰作を
繰り返すことによって感光体上に多色画像を形成し、−
回の転写によって転写材上に一挙に多色画像を記録する
ものである。

しかしながら、上記の如き複数種のフィルタ多数を含む
絶縁層（本発明ではモザイクフィルタ層と呼ぶ）を重畳
設置した多色画像形成用感光体を用いて行われる画像形
成工程では、前記のように画像形成工程において帯電や
全面露光が繰り返して行われるために、感光体の暗減衰
に基因する電位の変化や露光による電位の変化が起シ、
画像形成部以外の非画像領域にも現像に際してトナーが
耐着することがある。

このような非画像領域に対するトナーの耐着を防止する
手段としては、従来から帯電のタイミングや現像のタイ
ミングを制御する方法が知られてはいるが、上記のタイ
ミング制御は高い精度を必要とするので、必ずしも満足
な方法とは言えなかった。

〔発明の目的〕

そこで本発明の目的は、−回の像露光によシ色ズレのな
い多色画像を高速かつ簡単に記録し得る感光体を提供す
ることにあり、またさらには多色画像形成に際して非画
像部にトナーの耐着することのない多色画像形成用感光
体を提供することに。

ある。

〔発明の構成〕

本発明によれば、前記の目的は、導電層上に周縁に空間
部を設けて感光体を形成し、その表面を色分解フィルタ
を有する絶縁膜で被覆した電子写真用感光体により達成
することができた。

以下、本発明をさらに詳細に説明する。以下の説明では
分解フィルタとして赤色光、緑色光、青色光のみをそれ
ぞれ透過する赤５緑、青の各フィルタを使用したフルカ
ラー再現用感光体についてのみ述べるが分解フィルタの
色及びそれに組み合わせるトナーの色はこれに限定され
るものではない。

第１図（Ａ）および（Ｂ）は本発明による電子写真用感
光体の断面を模式的に示したものである。導電層１上に
感光層２を設けその上に所要の色分解フィルタ例えば赤
＜Ｉ？ｌ、緑（０１、彎（Ｂ）のフィルタを多数を含む
絶縁層が重畳配置されている。該絶縁層は、前記フィル
タ一層３ａと透明な絶縁層３ｂとから形成されている場
合もある。

本発明によれば、前記の導電層１は円筒の金属ドラムで
あることが好ましく、また、画像形成部Ｓを構成する前
記の感光層２は、円筒の金属ドラムの両側数ｃｒＩＬ（
具体的には帆５ｍｍ〜５ｃＩｎ）を空けて中央部分に形
成され、その表面が色分解フィルタを有する絶縁膜３で
被覆されていることが好ましい６本発明では、上記の感
光層２で構成される画像形成部Ｓにより被覆されない金
属ドラムの両側部分を非画像形成部Ｓ′と呼んでいる。

第１図（Ａ）ではフィルタ３ａを感光層２と略同じ大き
さに設は透明絶縁層３ｂで覆った構成をとっている。

第１図中）では、感光層２をフィルタ３ａと透明絶縁層
３ｂで覆った構成をとっている。Ｔは、段差を保償する
シールド材である。

本発明の電子写真用感光体（以下、単に感光体と称する
）の構成は以上の通シであるが、各構成部材について具
体的に記載すれば、上記の導電層１は、アルミニウム、
鉄、ニッケル、銅等の金属あるいはそれらの合金等を用
いて円筒状、無端ベルト状等必要に応じて適宜の形状、
構造のもｃｍを作成することができる。

ｔた、感光層２は硫黄、セレン無定形シリコンｉ　ｋ　
ｈ　硫黄、セレン、テルル、ヒ素、アンチモン等を含有
する合金等の光導電体、あるいは亜鉛、アルミニウム、
アンチモン、ビスマス、カドミウム、モリブデン等の金
属の酸化物、ヨウ化物、硫化物、セレン化物の無機光導
電性物質、やアゾ系、ジスアゾ系、トリスアゾ系、フタ
ロシアニン系染顔料トヒニル力ルハソール、トリニトロ
フルオレノン、ポリビニールカルバゾール、オキサジア
ゾール、ヒドラゾン化合物、スチルベン誘導体、スチリ
ル誘導体等の電荷輸送物質をポリエチレン、ポリエステ
ル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニール
、ポリ酢酸ビニール、ポリカーボネート、アクリル樹脂
、シリコン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂等の絶縁性
バインダ樹脂中に分散した感光層あるいは電荷発生層と
電荷移動層に分離した感光層等によって構成することが
できる。

透明絶縁層３ｂは透明な絶縁性物質、例えば各種のポリ
マー、樹脂等で構成することができ、その表面、若しく
は内部に色分解フィルタとして働く着色部からなるフィ
ルタ層３ａを有せしめる。

前記フィルタ層３ａは＠２図人のように所要の色を持つ
染顔料等の着色剤を加えて着色した絶縁性物質を感光層
上に印刷フォトレジスト、蒸着等の手段によって所定の
パターンに付着させ、あるいは第２図Ｂのように着色剤
を感光層上に予め均一に形成した無色の絶縁層上に印刷
、フォトレジスト蒸着等の手段により所定のパターンに
付着させて形成することができる。また予め着色部を形
成したフィルム状の絶縁性物質を感光層上に取り付けて
も同じ構造の感光体を構成することができる。

（第２図Ｂ、第２図Ｃ）更に形成されたモザイクフィル
タ層の表面を更に絶縁性物質で被い第２図りのような構
成のものとしてもよい。

前記モザイクフィルタ層３ａによって構成される複数種
の微少な色分解フィルタの形状、配列は特に限定される
ものではないが第３図人のような線条状、例えば感光体
がドラム状の場合、線が回転方向に直交するものと平行
のもｃｍを双方とも本発明者等は発明した。あるいは第
３図Ｂ、Ｃのようなモザイク状に構成するのが好ましい
。各フィルタのサイズは、色の繰シ返し巾（第３図中ｌ
）として加ないし３００μｍとするのが好ましい。フィ
ルタのサイズが過小の場合、隣接した他の色の部分の影
響を受けやすぐなり、また、フィルタの１個の巾がトナ
ー粒子の粒径と同程度あるいはそれ以下になると作成も
困難となる。又フィルタのサイズが過大となると画像の
解像性、混色性が低下して画質が劣化する。尚第２図Ａ
、Ｄ、第３図Ａ〜Ｃはいずれも赤、緑、青のいわゆる３
色分解フィルタを設けた場合を示す。図中Ｒは赤、Ｇは
緑、Ｂは青のフィルタを示す。例えば、赤フィルタの場
合を挙げるとローダミン５Ｇ（注文化学社製）の厚さ８
０００　　オングストロームに蒸着し更に保護膜を形成
して良好な結果を得た。また本発明に係わる透明絶縁膜
３ｂは、前記のモザイクフィルタ層３ａに用いられた透
明な絶縁性物質と同じような各種のポリマー、樹脂等で
構成することができる。

次に本発明の感光体を用いた多色画像形成のプロセスに
ついて説明する。第４図は感光層として硫化カドミウム
のようなｎ型半導体を用いた感光体の一部分を取シ出し
、このような感光体を用いた場合における像形成過程を
模式的に表したものである。図中１．２は第２図と同じ
くそれぞれ導電層、感光層であシ、３は３色分解フィル
タを含む絶縁層である。また各図の下方のグラフは感光
体各部表面の電位を示している。

先づ帯電器４によって全面に正のコロナ放電を与えると
絶縁層３表面に正の電荷を生じ、それに対応して感光層
２と上記の絶縁層３の境界面に負の荷電が誘発され第４
図［１］の状態となる。

次いで露光スリットを備えた帯電器５によシ交流若しく
は負の放電を与え、絶縁層３表面の電荷を消去しながら
着色像の露光を与える。

第４図［２］は赤色像の露光（矢印ＬＲ）が与えられた
部分の状態を示す。赤色光は絶縁層３の。

赤色フィルタ部３Ｒを通過し、その下部にある感光層２
を導電性とするため、絶縁層３上の正電荷の消去ともに
感光層２中の電荷も消去する。これに対し緑色、青色フ
ィルタ部３Ｇ、３Ｂは赤色光を透過しないため感光層２
の負電荷はそのまま残留し、それに対応した正電荷が絶
縁層３および導電層１の両側に誘起される。

以上が第１次の潜像形成に相当するが、電荷が消去され
た赤色フィルタ３Ｒ部はもとより、電荷の残留している
３Ｇ、３Ｂの部分も絶縁層と導電層は同電位となるため
静電像としては機能しない。

次いで絶縁層３に含まれたフィルタ中の一色と同色の光
、例えば光源６と青色光源フィルタＦＢによって得られ
た青色光（矢印ＬＢ　）で全面露光を与えると、青色光
を透過する３Ｂ部下゛部の感光層２が導電性となり、該
部分の感光層２の負電荷の一部と導電層の電荷が中和さ
れて第４図［３］のように３Ｂの部分の絶縁層３と導電
層との間にのみ電位差が発生する。青色光を透過しない
３Ｇ。

３Ｒの部分には変化は生じない。こｉを負に帯電したイ
エロートナーＴＹを含む現像剤で現像すると電位をもつ
絶縁層３Ｂ部を中心にトナーが付着し現像が行なわれる
。（第３図［４コ）次いでコロナ帯電によυ表面電位を
平滑化した後縁色光で全面露光を与えると前記青色光の
全面露光の場合と同じく緑色フィルタ部３Ｇの部分に潜
像形成される。マゼンタトナーで現像すれば３Ｇの部分
を中心にトナーが付着する。続いてコロナ帯電により表
面電位を平滑化後赤色光の全面露光を与えるが赤色フィ
ルタ部３Ｒには電荷が存在しないため潜像は形成されず
シアントナーで現像を行なってもトナーの付着は起こら
ない。かくして得られたトナー像を紙等の転写材上に転
写し定着す・れば、転写材上にはイエロートナーとマゼ
ンタトナーの混色による赤色像が再現される。

他の色についても第１表のごとく三色分解法と３原色ト
ナーの組み合わせによる色再現が行なわれる。

第１表中（，）は静電像形成の第１段階の状態、０は完
成した静電像、０は現像の行なわれた状態、。

ｔは上欄の状態がそのまま維持されていることを示す。

空欄は静電像の存在しない部分を表している。

間上記の説明はｎ型光半導体層を用いた例によっている
が、セレン等のｐ型光半導体層を用いることも勿論可能
であり、この場合電荷の正負符号がすべて逆になるだけ
で基本的なプロセスはすべて同一である。伺、次帯電時
電荷注入が困難である場合は光による一様照射を併用す
る。

上記の説明で明ら′かなように、本発明の要点は、微細
な色分解フィルタを感光体上に配置し、ｉ様露光後、三
色分解光による全面露光を与え色分解フィルタの各色部
分毎に潜像を形成し、対応する色のトナーを用いて現像
し、これを繰り返して多色像を得ることにある。

本発明の感光体は、第１図（Ａｌまたは（Ｂ）で示され
るように、感光層を画像形成部内にのみ設け、非画像形
成部には感光層を設けない構成にしたので、−次帯電幅
よりも二次帯電幅を広く設定することができ、条面露光
を与えても感光層の存在する部分でのみ電位変化が起り
、感光層の存在しない非画像形成部では電位変化は起ら
ない。従って現像幅を広く設定しても二次帯電幅の領域
内でも非画像形成部内にトナーが付着することはない。

エンドレスの感光体でない場合は、感光体の移動方向に
対しても、画像形成部内にのみ感光層を設け、感光層部
分より広く絶縁層を被覆する。又本発明の構成は、感光
体特性の向上においても良好な結果をもたらすことがで
きた。すなわち、特に高湿時にみられた感光体の端部の
電位低下がみられなくなった。このことは絶縁層が感光
層を完全にシールドすることにより水分の浸入を防いだ
ことによると考えられる。

第５図は本発明を実施するに適した多色複写機の画像形
成部の該要因である。

図中４１は第１図（Ａ）もしくは（Ｂ）に示す構成をも
つ感光体より成る感光ドラムで複写動作中は矢印ａ方向
に回転する。

感光ドラム４１は回転しながら必要に応じて光を照射し
つつ帯電電極４で全面に電荷を与えられ、次の露光スリ
ットを備えた電極５から交流又は電極４と反対符号のコ
ロナ放電を受けつつ原稿の露光が与えられ、第１次潜像
過程が終了する。次いで光源６Ｂと光源用青色フィルタ
ＦＢとの組み合わせによって得られる青色光に全面露光
されイエロートナーを装填した現像器７Ｙで現像される
。

続いて帯電器１３による平滑化のための帯電光源５Ｇ。

緑色光源フィルタＦＱからの緑色光による全面露光、マ
ゼンタトナーを装填した現像器７Ｍによる現像、帯電器
１４による平滑化のための帯電、光源６Ｒ１赤色光源フ
ィルタ６Ｒからの赤色光による全面露光、シアントナー
を装填した現像器７Ｃによる現像を経て感光ドラム上に
多色像が形成される。得られた多色トナー像は図に画か
れていない用紙給送手段によって供給されて来る用紙８
上に１、。

転写電極９によって転写される。転写される多色トナー
像を担持した用紙は分離電極によって感光ドラムから分
離され図に画かれていない定着装置によって定着され完
成された多色複写物となシ、機外に排出される。転写を
終わった感光ドラム４１は必要に応じて除電光を照射し
つつ除電電極１１で除電されクリーニングブレード１２
で表面に残留したトナーを除去されて再び使用される。

本発明における現像は磁気ブラシ法によって行うのが好
ましく、現像剤は非磁性トナーあるいは磁性トナーを用
いるいわゆる１成分現像剤、トナーと鉄粉等の磁性キャ
リアを混合したいわゆる２成分現像剤のいずれとも使用
することができる。

現像に当たっては磁気ブラシで直接摺擦する方法を用い
てもよいが、特に第２の現像以後は形成されたトナー像
の損傷を避けるため現像剤層が感光体面に接触しない現
像方式例えば米国特許３．８９３．４１８号明細書、特
開昭５６−１８６５６号公報、特願昭５８−５７４４６
号、特願昭５８−２３８２９５号、特願昭５８−２３８
２９６号。

の各明細書に記載されているような方式を用いることが
特だ好ましい。この方式は、彩色を自由に選べる非磁性
トナーを含んだ二成分現像剤を用い、現像域に交番電場
を形成し静電像支持体と現像剤層を接触せずに現像を行
うものである。

現像に用いるカラートナーは、通常トナーに用いられる
公知の結着用樹脂、有機無機の顔料、染料等の各種有彩
色、無彩色の着色剤及び各種の磁性体添加剤等からなる
、公知技術によって作られた静電像現像用トナーを用い
ることができ、キャリアとしては通常静電像に用いられ
る鉄粉、フェライト粉、好ましくはそれらに樹脂被覆を
施したものあるいは樹脂中に磁性体を分散したもの等の
絶縁性磁性キャリア等各種公知のキャリアを用いること
ができる。

また本件出願人が先に出願した特願昭５８−２４９６６
９号・同２４００６６号各明細書に記載された現像方法
が用いられてもよい。

以上の説明はすべていわゆる３色分解フィルタと３原色
トナーを用いたカラー複写機の実例について述べたが、
本発明の実施態様はこれに限定されるものではなく、各
種の多色画像記録装置、カラー写真プリンタ等広く使用
することができる。

分解フィルタの色、及びそれに対応するトナーの色の組
み合わせも目的に応じて任意に選択できることはいうま
でもない。

画像形成方法としては、特願昭６０−２２９５２４号に
記載されている如く、−次帯電、二次帯電、像露光後、
平滑化のための帯電、特定光による全面露光、現像をく
り返す方法についても同様に適用しうる。

又、感光体はフィルタを導電性基体側に設け、フィルタ
側から像露光及び全面露光を行なう構成（特願昭５９−
１９９５４７）やその他の構成（願昭５９−１９８１６
６．５９−１９８１６７．５９−２０１０８４）をもと
りうる。

又、感光層は単層のみでなく、電荷発生層と電荷移動層
とからなる機能分離型の構成をもとりうる。（特願昭６
０−２４５１７８、同６０−２２９５２４号） 又、感光体は色分解機能を感光層にもたせた（特願昭５
９−２０１０８５、特願昭６Ｏ−２４５１７７）構成を
もとりつる。

なお、機能分離型感光層の場合は電荷発生層が無ければ
露光によって電位パターンは形成されない。それ故絶縁
層として扱うことができる。

〔発明の効果〕

本発明の感光体の使用により従来複数回を必要とした全
面帯電、像露光を僅か１回とすることができ、転写に当
たっての各種画像の位置合わせの必要がなく、多色電子
写真装置の小型化、高速化、信頼性の向上をはかること
ができる。得られる記録物も色ズレの全くない高画質の
ものでありかつ非画像形成部にはトナーが耐着すること
がない。

又高湿時にも安定した画像が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ−Ｂならびに第２図Ａ−Ｄは本発明による感光
体の断面図、第３図Ａ−Ｃは感光体表面のモザイクフィ
ルタの配列図、第４図［１］〜［４］け本発明の方法に
よる画像形成過程の説明図、第５図は本発明によるカラ
ー複写機の概要図である。 ■・・・導電層　　　　　２・・・感光層３・・・絶縁
層　　　　　Ｓ・・・画像形成部Ｓ′・・・非画像形成
部 出願人　小西六写真工業株式会社 第１図 第２図 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電層上に周縁に空間部を設けて感光層を形成し
   、その表面を色分解フィルタを有する絶縁膜で被覆した
   ことを特徴とする電子写真用感光体。
2. （２）導電層が円筒の金属ドラムであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の電子写真用感光体。
3. （３）感光層を円筒の金属ドラムの両側数ｃｍを空、　
   。 けて中央部分に形成し、その表面を色分解フィルタを有
   する絶縁膜にて被覆したことを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の電子写真用感光体。