JPS63220178A - 潜像形成方法 - 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 本発明は強誘電体を利用した潜像形成方法に関する。

従来技術 カールソン法の発明（１９３８年、ＵＳＰ２２２１７６
）以来、電子写真の基本的なプロセスとしては感光体を
コロナ帯電させ画像露光を行った後、トナー現像を行い
、紙にトナーを転写し定着する方法が取られている。

そのため、同一の画像を多数枚複写する場合においても
、上記の工程を最初から全部繰り返さなければならない
。カールソン法を基本とする限りは、工程の簡略化を図
り、繰り返しコピーに適したものとするには、おのずと
限界が生じる。

カールソン法とは異なった複写方法として、無機強誘電
体を用いる手段（ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・ア
プライド・フィジックス（Ｊａｐａ−ｎｅｓｅ　Ｊｏｕ
ｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ）、
第１６巻、（１９７７）、増刊１６−１、第３２５頁−
第３２８頁）等が提案されている。その方法は無機強誘
電体が、ある電場の元での光照射されると残留分極をひ
きおこす特性を利用して液体現像するものである。

しかし、上記方法は湿式現像法であり、さらに潜像のイ
レース（消去）は加熱により行なわなければならず、イ
レース速度が遅い欠点を有する。

発明が解決しようとする問題点 本発明は書き込み、消去が容易、かつ迅速であり、かつ
−回の潜像書き込みにより多数枚の複写にも適した新規
な複写方法を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、導電性基体、光導電層、残留分極を形
成し得る強誘電体層を構成部材としてなる潜像記録体に
おいて、予め一様露光、一様電圧印加手段により、該光
導電層を導電性とならしめ、該残留分極を形成し得る強
誘電体層内部に一様に飽和内部分極を形成せしめた後、
これに接する光導電層に光情報を与えて、該光情報部分
を導電性とすると共に、強誘電体層の内部に飽和内部分
極を形成させたときと逆極性の電圧を印加して強誘電体
層の光情報部分の分極を反転させることを特徴とする分
極潜像形成方法に関する。

上記方法で形成された分極潜像は従来の一般的な電子写
真複写法で採用されている方法で現像および転写、定着
すればよい。

潜像から定着およびクリーニングに関する具体的な手段
を第１〜８図に示す。以下、第１〜８図に基づいて本発
明を説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。

本発明を具体化する上で好適な方法は、少なくとも強誘
電体層（１）、光導電層（２）および透明電極（３）か
らなる潜像記録体を用いる。上記潜像記録体は、強誘電
体層（１）にバイアス電圧を印加しながら、透明電極（
３）側から一様露光して、強誘電体層（１）中に飽和内
部分極を形成した後に、前記バイアス電圧と逆極性のバ
イアス電圧を印加しながら光情報を与え、持続性飽和内
部分極を形成する潜像形成手段を備えている。この潜像
は、潜像に対して逆極性の荷電トナーを強誘電体層（１
）上に静電吸着させ得るトナー現像手段によって現像す
る。該現像トナーは紙に転写し、定着させる。

次いで、強誘電体層（１）の表面をクリーニングして、
次いで一様露光、一様電圧印加（本工程初期と同極性）
して、再び本工程初期の一様飽和内部分極状態に戻して
、次の光情報を入力する。更に、１回目の光情報につい
てリテンシジンコピー（多枚数）する場合は、第４図０
第７図を繰り返せば良い。

本発明の光記録体は少なくとも強誘電体層（１）、光導
電層（２）及び透明電極（３）を備えている（第１図）
。

透明電極としては透光性と導電性の両性質を備えたもの
であればよく、例えばＩｎｔＯｓ−９ｎＯｔをＰＬＺＴ
上に０．１〜０．５μ麓の厚さに真空蒸着あるいはスパ
ッタし、その上から透明性樹脂やガラス等ではさみこめ
ば良い。

光導電層に使用できる光導電性物質としては、ビスアゾ
系顔料、トリアリールメタン系染料、チアジン系染料、
オキサジン系染料、キサンチン系染料、シアニン系色素
、スチリル系色素、ビリリウム系染料、アゾ系顔料、キ
ナクリドン系顔料、インジゴ系顔料、ペリレン系顔料、
多環キノン系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料、イ
ンダスロン系顔料、スクアリリウム系顔料、フタロシア
ニン系顔料、チオフェン等のプラズマ重合膜等の有機物
質やセレン、セレン・テルル、セレン・ヒ素、硫化カド
ミウム、アモルファスシリコン等の無機物質が挙げられ
る。

本件では、アモルファスシリコンとフタロシアニン系顔
料が特に好適であった。

これ以外も、光を吸収し極めて高い効率で電荷担体を発
生する材料であれば、いずれの材料であっても使用する
ことができる。

次に、本発明に好適であったフタロシアニン系顔料につ
いて詳しく述べる。

本例は、フタロシアニン系光導電性材料粉末を結着剤樹
脂中に分散させてなる光導電層を強誘電体層上に形成し
、その上からＩＴＯを真空蒸着し、更に透明性樹脂では
さみこんだものである。また、前記フタロシアニン系光
導電性材料粉末が電荷輸送材料で被覆または吸着処理さ
れていることを特徴とするフタロシアニン系光導電性部
材をＰＬＺＴ上に塗布→焼成させたものである。

本例において使用子るフタロシアニン系光導電性材料と
しては、それ自体公知のフタロシアニンおよびその誘導
体いずれでも使用でき、具体的には、銅、銀、ベリリウ
ム、マグネシウム、カルシウム、ガリウム、亜鉛、カド
ミウム、バリウム、水銀、アルミニウム、インジウム、
ランタン、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガド
リニウム、ジスプロシウム、ホルミウム、ナトリウム、
リチウム、イッテルビウム、ルテチウム、チタン、錫、
ハフニウム、鉛、トリウム、バナジウム、アンチモン、
クロム、モリブデン、ウラン、マンガン、鉄、コバルト
、ニッケル、ロジウム、パラジウム、オスミウムおよび
白金等を中心核として含むフタロシアニンである。また
フタロシアニンの中心核として金属原子ではなく、３価
以上の原子価を有するハンゲン化金属であってもよい。

さらに、銅−４−アミノフタロシアニン、鉄ポリハロフ
タロシアニン、コバルトへキサフェニルフタロシアニン
やテトラアゾフタロシアニン、テトラメチルフタロシア
ニン、ジアルキルアミノフタロシアニン等の無金属フタ
ロシアニンの誘導体などが使用できる。これらは単独ま
たは混合して使用できる。

フタロシアニン分子中のベンゼン核の水素原子がニトロ
基、シアノ基、ハロゲン原子、スルホン基およびカルボ
キシル基からなる群から選ばれた少なくとも一種の電子
吸引性基で置換されたフタロシアニン誘導体と、フタロ
シアニンおよび前記フタロシアニン化合物から選（ｆれ
る非置換フタロシアニン化合物の少なくとも一種とを、
それらと塩を形成しうる無機酸と混合し、水または塩基
性物質によって析出させることによって得られるフタロ
シアニン系光導電性材料組成物を使用することもできる
。この場合、電子吸引性基置換フタロシアニン誘導体は
、−分子中の置換基の数が１〜１６個の任意のものを使
用でき、またその電子吸引性基置換フタロシアニン誘導
体と他の非置換フタロシアニン化合物との組成割合は、
前者の置換基の数がその組成物中の単位フタロシアニン
１分子当りｏ、ｏｏｔ〜２個、好ましくは、０．００２
〜１個になるようにするのが好ましい。前記フタロシア
ニン系光導電性材料組成物を製造する際使用されるフタ
ロシアニン化合物と塩を形成しうる無機酸としては、硫
酸、オルトリン酸、クロロスルホン酸、塩酸、ヨウ化水
素酸、フッ化水素酸、臭化水素酸等が挙げられる。

前記光導電性材料のうち、本発明の目的達成のため特に
好適なものとしては、無金属フタロシアニン、銅フタロ
シアニン、アルミクロルフタロシアニン、チタニルフタ
ロシアニン、及びその誘導体、例えば、核電子吸引性基
置換誘導体があげられる。

本例における電気絶縁性の結着剤樹脂としては、電気絶
縁性であるそれ自体公知の熱可塑性樹脂あるいは熱硬化
性樹脂や光硬化性樹脂や光導電性樹脂等結着剤の全てを
使用出来る。

適当な結着剤樹脂の例は、これに限定されるものではな
いが、飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリ
ル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、イオン架橋オ
レフィン共重合体（アイオノマー）、スチレン−ブタジ
ェンブロック共重合体、ポリカーボネート、塩化ビニル
−酢酸ビニル共重合体、セルロースエステル、ポリイミ
ド等の熱可塑性結着剤；エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、
シリコーン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、キシ
レン樹脂、アルキッド樹脂、熱硬化性アクリル樹脂等の
熱硬化性結着剤；光硬化性樹脂；ポリ−Ｎ−ビニルカル
バゾール、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン
等の光導電性樹脂である。

これらの電気絶縁性樹脂は単独で測定してｌ×１０１４
Ωｃｍ以上の体積抵抗を有することが望ましい。

面述の電荷輸送材料としては、一般的に知られているヒ
ドラゾン系、オキサジアゾール系、トリフェニルメタン
系、ピラゾリン系、スチリル系等の化合物を使用するこ
とが出来る。その中でも特に下記一般式［１］で示され
るヒドラゾン化合物が好適である。

Ｒ＋　　　　　　　　Ｒ３ Ａ（Ｃ＝Ｎ−Ｎ　　　　）ｎ　　　　　　　［１］Ｒ之 ［式中、Ｒ，は水素またはメチル基、Ｒ３およびＲ３は
アルキル基、アラルキル基または置換基を有してもよい
アリール基、置換基を有してもよい縮合多環式基、Ａは
置換基を有してもよい芳香族炭化水素基、又は、芳香族
複素環基、ｎは１または２の数を表わす。Ｒ＊　、　Ｒ
３は両者台して環を形成してもよい。］ これらの化合物については、例えば特開昭５４−１５０
１２８号公報、特開昭５５−４６７６０号公報、特開昭
５５−１５４９５５号公報、特開昭５５−５２０６３号
公報等に記載されている。

また、電荷輸送材料としてはそれ自体高分子であるポリ
ビニルカルバゾールや、ポリビニルアントラセン等であ
ってもよい。

光導電層は５〜５０μ１１好ましくは６〜３０μｌの厚
さに材料に相当の手段、例えば蒸着法、スパッタ法、樹
脂塗布法、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、イオンブレー
ティング等で光導電層を形成する。

強誘電体層（１）に使用される強誘電体は残留分極を有
し、かつそれが持続するものであれば本発明を達成でき
る。以下にさらに詳しく説明する。

第９図に強誘電体の分極特性を表すヒステリシス曲線を
示した。横軸は印加するバイアス電圧を、縦軸は分極の
極性と大きさを示しており、強誘電体（１）の表面にプ
ラスのバイアス電圧が印加されると、強誘電体層（１）
の表面（バイアス電圧印加側）にプラスの極性が現れ、
反対側にマイナスの極性が現れるように分極し、その場
合分極の方向が正であることを表している。強誘電体層
（１）はバイアス電圧を印加すると内部分極が生じ＋ｖ
ｂの印加で分極の大きさはほぼ一定し飽和する（この点
をＳｌとする）。この飽和分極は印加電圧を０に戻して
も０にならず、Ｐ、の大きさで残留する。

このＰ、を残留分極といい、本発明はこの残留分極の持
続性を応用したものである。さらにマイナスにバイアス
電圧を印加すると内部分極はなくなり、−ｖｂの印加で
、十ｖｂ印加した場合と逆の極性に内部分極が飽和する
（この点をＳｔとする）。

次に、バイアス電圧を解くとＰ、とは逆の極性の残留分
極Ｐ１が観測される。再び＋ｖｂの印加で飽和し、Ｓ１
点に戻る。以後、強誘電体はバイアス電圧の掃引を＋ｖ
ｂと−ｖｂの間で行うとＳＩ％Ｐ！、Ｓｔ、Ｐ＋ので結
ばれたヒステリシス曲線で表された分極特性を示す。

本発明の現像方法に適用できる強誘電体物質は、上記し
たヒステリシス曲線を示し、残留分極Ｐ１とＰｔ間が０
．２〜１００μｃ、／Ｃｘ”、好ましくは０゜９〜５０
μｃ／ｃｘ”、より好ましくは１．５〜３０μｃ／ｃｍ
’を示し、かつ残留分極が長く持続するものであれば特
に限定されない。しかし、０．２μＣ／ｃｍ″より低い
ものであればトナー現像した場合、十分な濃度が得られ
ない。１００μＣ／ＣｊＩ！より高いものは理論的には
可能でも、そういう物質は現在のところ知られていない
。

ただし、内部分極は公知のＤ−Ｅ履歴曲線法よりＤを求
め、その値から計算により、電荷量／（単位面積当たり
）を求めた値で示している。

係る持続性のある残留分極を呈する強誘電体としては例
えば、Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏｓ系固溶体にＬａｗＯ８を
添加した透明セラミックスで林工業株式会社からＰＬＺ
Ｔとして人手可能なものを使用でき、特にＰＬＺＴ（７
０／６０／３５）と称されるものが好ましい。以下本発
明は、該ＰＬＺＴ（７０／６０／３５Ｘ以下、単にＰＬ
ＺＴという）を強誘電体層（１）に用いた場合を例に挙
げて説明されている。

強誘電体層（１）は光導電層（２）上にホットプレス法
等で厚さ５０μ肩以上、好ましくは１００μ１以上に形
成される。５０μ肩より薄いと構造上、加工が必要でコ
スト高になるし、割れやすくなる。

但し、基体上に真空成膜やアルコラードを用いて薄膜形
成する場合にはこの限りではない。

第１図から第８図に本発明を利用した一連の流れの複写
プロセスの概念を表す図を示した。

本発明の現像方法は１、強誘電体層（１）を適当な手段
でバイアス電圧を印加し、さらに透明電極（３）側から
一様露光して、その表面がプラスまたはマイナスとなる
ように強誘電体層（１）内に、均一に持続性内部分極を
誘起させる（第２図）（初期分極工程）。このような内
部分極は光導電層（２）に光を照射し、光導電層を導電
性にすることにより達成される。内部分極はマイクロ秒
オーダーの速度で素早く起こり、バイアス電圧の印加を
解いても持続する。以後の説明においては強誘電体層（
１）の表面にマイナスのバイアス電圧を印加し、強誘電
体層（１）の表面がプラスに誘起される場合について説
明する。それと逆の場合、即ちプラスのバイアス電圧を
印加する場合は、プラス、マイナスが逆になる以外、以
下の説明と同様である。

バイアス電界強度は０．３〜５Ｖ／μ夏程度が適当であ
り、印加方法は強誘電体（１）の表−面が均一に印加さ
れる方法であれば特に限定されないが、例えば係る手段
として一様分極発生用スタイラスヘッドを強誘電体層（
１）の表面上をスキャンさせて印加させる方法、導電性
ローラー（４）を使用し印加する方法が挙げられる。バ
イアス印加と同時に照射される光の種類、強さは光導電
層（２）の厚さ、そこに使用される光導電性物質の種類
等により適宜選択して適用すればよく、露光ランプ（５
）あるいは半導体レーザー光を使用できる。初期分極工
程においては、強誘電体層（１）は第９図中Ｓ、の地点
て表される状態である。

強誘電体層（１）内に一様に残留分極を発生させた後、
文字等の情報として具現させたい部分のみ、例えば、波
長７８０ｎｍの半導体レーザー光（ＧａＡ（！Ａ８半導
体レーザー光）をポリゴンミラーでスキャンさせて初期
分極工程とは逆のプラスのバイアス電圧を印加し、反転
分極させ、分極潜像（１２）を形成する（潜像形成工程
）（第４図）。分極潜像（１２）部分は第９図中Ｓ、の
地点の状態で表される。潜像形成工程で印加するバイア
ス電圧の大きさは、初期分極工程で印加したバイアス電
圧の大きさと等しいかあるいは小さい電圧を使用する。

そうすることにより、駆動用ＩＣの電圧を低くでき、実
用面・コスト面で有利になる。

潜像形成工程終了後、光を照射した部分を具現化したい
場合は、分極潜像（１２）の表面極性マイナスと逆のプ
ラス極性に帯電したトナー（６）で現像する（第４図）
（現像工程という）。光を照射しなかった部分を具現化
したい場合はマイナスの極性のトナーを現像すればよい
。現像は公知の手段、例えば磁気スリーブ（７）現像、
あるいはカスケード現像等を適用することが可能である
。

現像されたトナー（６）は、公知の手段、例えば、転写
紙の裏から導電性ローラー（９）あるいはコロナ帯電器
（図示せず）でトナー（６）と逆極性に帯電された転写
紙（８）に転写される（転写工程）（第５図）。その他
に電界の作用を利用して転写紙に転写しても良い。

トナーが転写した転写紙（８）は適当な手段で、例えば
加熱ローラー（１０）で定着される（定着工程）（第６
図）。

転写されず強誘電体層（１）の上に残存したトナー（６
）は、例えば、ブラシクリーニング（１１）、ブレード
クリーニング、ウェーブクリーニングまたはブロークリ
ーニング等の手段でクリーニングを行う（クリーニング
工程）（第９図）。ＰＬＺＴを使用した強誘電体層（１
）はＰＬＺＴ自体が硬いので、ブレードクリーニング方
式を使用しても、傷が付かない。

さらに複写を行う場合は、強誘電体層（１）内には、分
極潜像（１２）は残留しているので、第４図の潜像形成
工程にもどり、転写、定着工程を経て、２枚目の複写画
像を得るリテンション複写が可能となる。以後、このサ
イクルを繰り返すことにより、多数枚の複写ができる。

このように、本発明は同一画像を複写する場合、−回漕
像形成工程を経るだけで、その後は、トナー現像、紙へ
の転写工程のみを繰り返すだけでよく、カールソン法の
複写工程に比べて十分工程の簡略を図れる。

分極潜像を消去するには、強誘電体層（１）に、初期分
極工程で印加したバイアス電圧と同等かそれ以上のバイ
アス電圧を、初期分極工程と同様に印加すればよい。Ｐ
ＬＺＴは分極応答速度がマイクロ秒オーダーと速いので
、分極潜像を素早く消去して、情報書き込み工程に戻る
ことができる。

これらの記録材料・方式による潜像は、単にプリンター
のみならず、記録・消去可能なメモリーとしても使用可
能で、この場合は、ディスク状にして静電容量型ピック
・アップで信号を読み取ればよい。

発明の効果 本発明の潜像形成方法はリテンション現像に適し、かつ
潜像の書き込み、消去を容易かつ素早く行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図から第８図は本発明を利用した複写方法の各工程
を示す図である。 第９図は強誘電体の分極特性の一例を表す図である。 １・・・強誘電体層　　　　　２・・・光導電層３・・
・透明電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、導電性基体、光導電層、残留分極を形成し得る強誘
   電体層を構成部材としてなる潜像記録体において、予め
   一様露光、一様電圧印加手段により、該光導電層を導電
   性とならしめ、該残留分極を形成し得る強誘電体層内部
   に一様に飽和内部分極を形成せしめた後、これに接する
   光導電層に光情報を与えて、該光情報部分を導電性とす
   ると共に、強誘電体層の内部に飽和内部分極を形成させ
   たときと逆極性の電圧を印加して強誘電体層の光情報部
   分の分極を反転させることを特徴とする分極潜像形成方
   法。