JP3412862B2 - イメ−ジセンサ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】本発明はイメ−ジセンサ−に関
し、詳しくは絶縁性基体上に少なくとも個別電極、共通
電極及び感光素子を設けて構成されるイメ−ジセンサ−
に関する。 【０００２】 【従来の技術】感光素子に光導電材料を用いたイメ−ジ
センサ−は、小型化高信頼化に優れ、また、量産効果に
よる低価格化も容易なことから、ファクシミリなどにお
ける画像読み取り装置に広く用いられている。 【０００３】従来感光素子として知られているものとし
ては、硫化カドミウム、アモルファスシリコンを用いた
感光素子として特開昭５９−５４３７３号公報（電電公
社）、特開昭５９−１１２６５１号公報（富士通
（株））、特開昭５９−１１０１７７号公報（東芝
（株））などがあり、Ｐ−Ｃ−Ｓｉを使用した感光素子
としては特開昭５８−１１８１１６（キヤノン（株））
が挙げられる。また「日経エレクトロニクス」（１９８
２年４月２６日）では上記硫化カドミウム、アモルファ
スシリコンの他にＣｄＳｅ、Ｓｅ−Ａｓ−Ｔｅなどを用
いた感光素子を紹介している。 【０００４】しかしながら、上記の光導電材料を用いた
イメ−ジセンサ−は成膜方法、感光特性などから感光素
子を大きく作成することは困難であり、原稿読み取りに
縮小光学レンズを必要とし、焦点距離を確保するために
画像読み取り装置全体の大きさが大きくなる問題点があ
った。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、直読
の可能な原稿幅サイズイメ−ジセンサ−を提供すること
である。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁性基体上
に少なくとも個別電極、共通電極及び感光素子を設けて
構成されるイメージセンサーにおいて、前記感光素子が
ＣｕＫα特性のＸ線回折におけるブラッグ角２θ±０．
２°の９．０°、１４．２°、２３．９°及び２７．１
°に強いピークを有する結晶形のオキシチタニウムフタ
ロシアニンを含むオキシチタニウムフタロシアニン層
と、一般式（１） 【化２】 （式中、Ａは置換基を有してもよいアリール基、スチリ
ル基あるいはカルバゾール環またはインドール環を表
し、Ｒ^１はアルキル基、アリール基またはベンジル基を
表す。）で表されるヒドラゾン化合物を有効成分として
含有するヒドラゾン化合物層との積層構造により構成さ
れる光導電膜を有することを特徴とするイメージセンサ
ーから構成される。 【０００７】上記一般式（１）において、Ａにおける置
換基としてはメチル、エチル、プロピルなどのアルキル
基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン原子、
アセチル、ベンジルなどのアシル基、ジメチルアミノ、
ジエチルアミノなどのアルキルアミノ基、フェニルカル
バモイル基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル
などのハロアルキル基などが挙げられる。 【０００８】本発明者らは、直読可能な原稿幅サイズの
イメージセンサーを作成すべく、オキシチタニウムフタ
ロシアニンを利用した感光素子用の光導電材料について
研究の結果、オキシチタニウムフタロシアニン単体を主
成分とした光導電膜よりも、オキシチタニウムフタロシ
アニンとヒドラゾン化合物を主成分とした光導電膜が、
とりわけ、Ｉ型オキシチタニウムフタロシアニンとヒド
ラゾン化合物を主成分とする光導電膜がキヤリアの移動
度が大きく、応答速度が改善され、繰り返し使用時のＳ
Ｎ比低下、強露光時の光メモリー特性においても改善さ
れ、感光素子用の光導電材料として好適に用いられるこ
とを見い出し、本発明に到達したものである。 【０００９】本発明のイメ−ジセンサ−を用いた画像読
取装置の構成について説明すると、図３は本発明のイメ
−ジセンサ−を用いた画像読取装置の１例の概略構成図
である。この例の画像読取装置は、照明光源８、導光系
としてのロッドレンズアレイ１０、アレイ状に感光素子
が設けられたイメ−ジセンサ−９を有し、その他イメ−
ジセンサ−駆動のために不図示の読取回路および走査回
路が必要となる。照明光源８から放出された光は原稿７
を反射し、ロッドレンズアレイ１０を通ってイメ−ジセ
ンサ−９に照射される。このイメ−ジセンサ−９から読
出回路を用いて原稿７の情報が読出されるわけである
が、読出方式には、リアルタイム方式と電荷蓄積方式の
２方式がある。 【００１０】図４の（Ａ）はリアルタイム方式の読出回
路の１例を示す回路図であり、図４の（Ｂ）は電荷蓄積
方式の読出回路の１例を示す回路図である。 【００１１】図４の（Ａ）においてイメ−ジセンサ−９
の各感光素子１７の一方に直列にブロッキングダイオ−
ド１５の陰極を接続し、他方に切換スイッチ１６を個別
電極１４を介して接続し、ブロッキングダイオ−ド１５
の陽極側を共通電極１３に接続する。共通電極１３は電
源１１、負荷抵抗１２、電流検知手段１８を介して、切
換スイッチ１６の他方と共通に接続される。リアルタイ
ム方式は上記回路構成により、切換スイッチ１６を順次
切換えることによって、感光素子１７の抵抗変化を電流
変化に変換し、電流検知手段１８によって光電変換出力
信号として取出すものである。 【００１２】次に、本発明のイメージセンサーの構成の
１例を説明すると、図１の（Ａ）、（Ｂ）は構成の１例
を説明するための概略的部分構成図である。 【００１３】本発明に用いられる積層方式は、光導電材
料を各光導電層（ここでは第一の光導電層１ａと第二の
光導電層１ｂの２層）ごとに組成比、材質などを代えて
層構成することができる。 【００１４】感光素子の構成としては、図１の（Ａ）に
示したプレーナー方式と図１の（Ｂ）に示したサンドイ
ッチ方式とがある。サンドイッチ方式は絶縁性基板３上
において、上部電極２ａと下部電極２ｂ間に光導電層１
ａ，１ｂを挟んだものであり、サンドイッチ方式は光導
電層厚が電極間隔となるため電極間隔を高精度かつ容易
に制御できる長所がある。一方、プレーナー方式は絶縁
性基板３上で電極２を同時に形成するものであり、サン
ドイッチ方式に比して耐ピンホール特性に優れ、電極を
１回の工程で作成できるので工程が容易化できる長所が
ある。 【００１５】次に、感光素子を構成する材料及び処方に
ついて説明すると、本発明のイメ−ジセンサ−に用いる
絶縁性基板としては、例えば基板側から受光する場合に
は透光性のガラス、セラミック、プラスチックまたはこ
れらを組み合わせたものを用いる。なお、基板上に形成
される光導電膜側から光照射する場合は、非透光性の絶
縁性基板でもよく、また金属などの非絶縁性の基板上に
絶縁処理された基板であってもよい。 【００１６】絶縁性基板上に設置されるセンサ−駆動用
の個別電極、共通電極としては、例えばアルミニウム、
チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバル
ト、ニッケル、銅、亜鉛、鉛、スズ、銀、金、モリブデ
ン、タングステンなどの金属膜、これら金属及び合金２
種以上の多層膜が用いられ、必要に応じて、ＩＴＯ、酸
化インジウムなどの透光性導電膜が用いられる。これら
の導電膜はスパッタ−法、蒸着法、ＣＶＤ法などの方法
により成膜され、成膜後にフォトエッチング法などの方
法により所望の形状の電極に形成される。また、工業的
のもよく知られているマスク蒸着法、スクリ−ン印刷
法、リフトオフ法などの方法により電極を形成すること
もできる。導電膜の膜厚は０．００１〜１０μｍがよ
く、更に好ましくは０．０１〜５μｍがよい。 【００１７】個別電極と共通電極が基板上に平面的に設
置されるプレーナー型（図１の（Ａ）に図示）の場合
は、絶縁性基板上に光導電膜形成後、電極を積層させて
イメージセンサーを作成する。一方、基板上に上部電
極、光導電膜下部電極と積層するサンドイッチ型（図１
の（Ｂ）に図示）の場合は、下部電極を形成し、次に光
導電膜を形成した後、上部電極を前出の材料及び方法で
積層させてイメージセンサーを作成する。上部電極及び
下部電極の材料は同一である必要はなく、光導電膜の特
性を妨げないものが望ましい。 【００１８】光導電膜は、絶縁性樹脂及びオキシチタニ
ウムフタロシアニンと前記一般式（１）で示されるヒド
ラゾン化合物を有効成分として含有する。前述のよう
に、光導電膜が樹脂中に分散されたオキシチタニウムフ
タロシアニンを含むオキシチタニウムフタロシアニン層
と樹脂中に前記ヒドラゾン化合物を含有するヒドラゾン
層の積層構造により構成される積層方式などの構成の光
導電膜が用いられる。 【００１９】光導電膜に用いる絶縁性樹脂としては、例
えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリ
エステル、ポリカ−ボネ−ト、ポリアリレ−ト、ポリア
ミド、ポリイミド、ブチラ−ル樹脂、ベンザ−ル樹脂な
どが挙げられ、成膜性、感光素子としての電気的特性な
どから選択される。また、これら樹脂固有の特性を補う
目的で２種以上の絶縁性樹脂を用いたり、可塑剤、酸化
防止剤などを混合することも可能である。 【００２０】 【００２１】使用されるオキシチタニウムフタロシアニ
ン及びヒドラゾン化合物と絶縁性樹脂との混合重量比を
示す。 オキシチタニウムフタロシアニン／絶縁性樹脂：１／１
０〜１０／１ ヒドラゾン化合物／絶縁性樹脂：１／５〜２／１ 【００２２】オキシチタニウムフタロシアニン及び前記
ヒドラゾン化合物の絶縁性樹脂に対する混合比率が多す
ぎると光導電膜と電極及び絶縁性基板との密着性が低下
し、信頼性が損なわれる。また、少なすぎると光導電率
が小さくなり、ＳＮ比（光電流／暗電流）を上げること
ができない。 【００２３】光導電膜の膜厚は、オキシチタニウムフタ
ロシアニン層の膜厚は０．０１〜２μｍ、好ましくは
０．０５〜１μｍがよく、ヒドラゾン化合物層は０．５
〜５０μｍ、好ましくは１〜２０μｍがよい。光導電膜
の各層は、例えばディッピング法、ドクターブレード
法、スプレー法、ロールコート法などの塗布方法により
容易に形成することができる。 【００２４】本発明においては光導電膜には上記オキシ
チタニウムフタロシアニン及び前記ヒドラゾン化合物を
複数混合し、相互の特性を補うことも可能である。また
各種特性の向上及び安定化を図るために他の添加物を加
えてもよい。また、光導電層を環境及び外力から守るた
めの保護層及びピット間分離の機能を有する光遮断層な
どを光導電膜上に設けることもできる。また絶縁性基板
及び電極との密着性改善及び光導電膜と電極間の電気的
改質のために電極及び絶縁性基板と光導電層との間に新
たな層を設けることも可能である。 【００２５】本発明においては、オキシチタニウムフタ
ロシアニンとして、Ｉ型オキシチタニウムフタロシアニ
ン（特開平３−１２８９７３号公報）を用いる。 【００２６】本発明において用いられるＩ型オキシチタ
ニウムフタロシアニンのＸ線回折パタ−ンは、図６に示
すようにブラッグ角（２θ±０．２°）の９．０°、１
４．２°、２３．９°及び２７．１°の位置に強いピ−
クを示す。上記ピ−クはピ−ク強度の強い上位４点を採
ったものであり、主要なピ−クとなっている。 【００２７】オキシチタニウムフタロシアニンの構造は
下記式で表される。【化３】 式中、Ｘ_１、Ｘ_２、Ｘ_３及びＸ_４は塩素原子または臭素
原子を表し、ｎ，ｍ，ｋ，ｐは０〜４の整数である。 【００２８】本発明において用いられるヒドラゾン化合
物の具体例を表１〜３に示す。【表１】 【表２】 【表３】 【００２９】 【実施例】比較例１ ポリアミド（商品名ＣＭ−８０００、東レ（株）製）５
重量部、変性ポリアミド（商品名ＥＦ−３０Ｔ、帝国化
学（株）製）５重量部、メタノール６０重量部、ｎ−ブ
チルアルコール３０重量部の溶液を調製し、次いで、こ
の調製液をマイラー基板上に図２の（Ａ）に示した共通
電極、個別電極となるＩｎ_２Ｏ_３電極５、６を有する基
板上に塗布し、乾燥後の膜厚を０．２μｍとした。 【００３０】次に、Ｉ型オキシチタニウムフタロシアニ
ン１０重量部、化合物例２のヒドラゾン化合物１０重量
部、ポリビニルブチラール１５重量部、シクロヘキサノ
ン６５重量部を混合し、サンドミルにて十分に分散を行
った。更にテトラヒドロフランで希釈、固形分濃度を２
重量％とし、光導電膜用塗料を調製した。この塗料をポ
リアミド層を形成したマイラー基板上にデイッピング法
にて塗布し、乾燥後の膜厚を５μｍとし、光導電膜４を
形成し、比較イメージセンサー（Ｎｏ．１）を作成し
た。なお、本比較例では電極、光導電膜の積層順が図１
の（Ａ）とは逆となっている。 【００３１】比較例２ Ｉ型オキシチタニウムフタロシアニンと化合物例１１の
ヒドラゾン化合物を用いた他は、比較例１と同様な方法
で比較イメージセンサー（Ｎｏ．２）を作成した。 【００３２】比較例３ α型オキシチタニウムフタロシアニン（特開昭６１−２
３９２４８号公報：図７にＸ線回折図を示す）と化合物
例３のヒドラゾン化合物を用いた他は、実施例１と同様
な方法で比較イメージセンサー（Ｎｏ．３）を作成し
た。 【００３３】比較例４ 比較 例１と同様にしてＩｎ_２Ｏ_３電極の形成された基板
上に０．２μｍ厚のポリアミド層を形成した。次に、比
較例１で使用したＩ型オキシチタニウムフタロシアニン
１０重量部、ポリビニールブチラール１５重量部、シク
ロヘキサノン６５重量部を混合し、サンドミルにて十分
に分散を行った。更にテトラヒドロフランで希釈、固形
分濃度を２重量％とし、光導電膜用塗料を調製した。比
較例１と同様の方法で光導電膜用塗料を塗布し、乾燥後
の膜厚５μｍとし比較イメージセンサー（Ｎｏ．４）を
作成した。 【００３４】比較例５ α型オキシチタニウムフタロシアニンを用いた他は、比
較例４と同様の方法で比較イメージセンサー（Ｎｏ．
５）を作成した。 【００３５】実施例１ マイラー基板上に図２の（Ｂ）に示した個別電極となる
アルミニウム電極６ａを有する基板を作成し、次に、Ｉ
型オキシチタニウムニタロシアニン１０重量部、ポリビ
ニルブチラール５重量部、シクロヘキサノン８５重量部
を混合し、サンドミルにて十分に分散し、さらにテトラ
ヒドロフランで希釈、固形分濃度を１重量％とし、Ｉ型
オキシチタニウムフタロシアニン塗料を調製した。アル
ミニウム電極６ａを有する基板上にＩ型オキシチタニウ
ムフタロシアニン塗料を塗布、乾燥して０．１μｍのＩ
型オキシチタニウムフタロシアニン層を形成した。 【００３６】次に、化合物例１１のヒドラゾン化合物１
０重量部、ポリカーボネート（商品名パンライトＬ−１
２５０、帝人化成（株）製）１０重量部、テトラヒドロ
フラン５０重量部を溶解し、ヒドラゾン化合物塗料を調
製し、この塗料を先のＩオキシチタニウムフタロシアニ
ン層の上に塗布、乾燥して５μｍのヒドラゾン化合物層
を形成した。 【００３７】更にヒドラゾン化合物層の上に図２の
（Ｂ）に示した共通電極となるＩｎ_２Ｏ_３電極５ａを蒸
着し、イメ−ジセンサ−（Ｎｏ．６）を作成した。 【００３８】比較例６ Ｉ型オキシチタニウムフタロシアニンと下記式 【化４】 で表されるヒドラゾン化合物を用いた他は、実施例１と
同様の方法で比較イメージセンサー（Ｎｏ．７）を作成
した。 【００３９】比較例７ Ａ型オキシチタニウムフタロシアニン（特開昭６２−６
７０９４号公報：図８にＸ線回折図を示す）と下記式 【化５】 で表されるヒドラゾン化合物を用いた他は、実施例１と
同様の方法で比較イメージセンサー（Ｎｏ．８）を作成
した。 【００４０】比較例８ 実施例１と同様にアルミニウム電極パターンを有するマ
イラー基板を作成し、実施例１と同様にＩ型オキシチタ
ニウムフタロシアニン層を塗布し、ヒドラゾン層を設け
ず、図２の（Ｂ）のＩｎ_２Ｏ_３共通電極を蒸着し、比較
イメージセンサー（Ｎｏ．９）を作成した。 【００４１】比較例９ Ａ型オキシチタニウムフタロシアニンを用いた他は、比
較例８と同様の方法でイメージセンサー（Ｎｏ．１０）
を作成した。 【００４２】Ｎｏ．１〜１０のイメ−ジセンサ−につい
て、ＳＮ比（光電流／暗電流）、繰り返し１００回使用
後のＳＮ比、強露光１０００ルックス、５分照射後のＳ
Ｎ比及び光応答速度（立上り時間；Ｔｕ、立下り時間；
Ｔｄ）を表４〜表６に示す。 【００４３】ただし、比較例１〜５の感光素子構造はプ
レーナー型、実施例１、比較例６〜９の感光素子構造は
サンドイッチ型であり、個別電極間距離は１０μｍ、電
極膜厚０．５μｍである。 【００４４】ＳＮ比は感光素子に直流電圧を印加し、電
界強度５×１０^４Ｖ／ｃｍの電界下における光電流／暗
電流で表した。また、光応答速度は５×１０^４Ｖ／ｃｍ
における光電流波形（図５参照）よりＴｕ、Ｔｄを求め
た。ここで図５に示すように、Ｔｕは光電流が最大電流
値の１０％から９０％になるまでの時間、Ｔｄは光電流
が最大電流値の９０％から１０％になるまでの時間をい
う。ＳＮ比、光応答速度共に測定時の照射光量はタング
ステンランプで１００ルックスである。 【００４５】【表４】 【表５】 【表６】 【００４６】表４〜６において、積層方式を用い、Ｉ型
オキシチタニウムフタロシアニンと特定の構造のヒドラ
ゾン化合物を用いたイメージセンサーＮｏ．６は、積層
方式、Ｉ型オキシチタニウムフタロシアニンを用いなが
らも、特定の構造のヒドラゾン化合物ではないヒドラゾ
ン化合物を用いた比較イメージセンサーＮｏ．７や、Ｉ
型オキシチタニウムフタロシアニンとヒドラゾン化合物
とを同一層に分散させた単層方式を用いたイメージセン
サーＮｏ．１及びＮｏ．２や、ヒドラゾン化合物を含む
もののＩ型ではない結晶型のオキシチタニウムフタロシ
アニンを用いた比較イメージセンサーＮｏ．３及びＮ
ｏ．８や、ヒドラゾン化合物を含まない比較イメージセ
ンサーＮｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．９及びＮｏ．１０よ
り優れ、高感度のＳＮ比、繰り返し特性、耐強露光性能
を示すことが知られる。 【００４７】 【発明の効果】本発明のイメ−ジセンサ−は、光導電膜
の大面積な成膜が可能であり、その結果、長尺な等倍型
イメ−ジセンサ−を作成することが可能となる。更にま
た特定のオキシチタニウムフタロシアニンとヒドラゾン
化合物を用いることにより、ＳＮ比、繰り返し特性、耐
強露光性に優れた有機感光素子が得られるという顕著な
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明のイメ−ジセンサ−の１構成例を説明す
るための概略的部分的構成図である。 【図２】本発明のイメ−ジセンサ−のアレイ状構成を示
す概略的平面図である。 【図３】本発明のイメ−ジセンサ−を用いた画像読取装
置の１例を示す概略的構成図である。 【図４】読出回路の１例を示す回路図である。 【図５】５×１０^４Ｖ／ｃｍの電界下における光電流の
波形図である。 【図６】Ｉ型オキシチタニウムフタロシアニンのＸ線回
折図である。 【図７】α型オキシチタニウムフタロシアニンのＸ線回
折図である。 【図８】Ａ型オキシチタニウムフタロシアニンのＸ線回
折図である。 【符号の説明】 １ａ 光導電層 １ｂ 光導電層 ２ 電極 ２ａ 上部電極 ２ｂ 下部電極 ３ 絶対性基板 ４ 光導電膜 ５ Ｉｎ_２Ｏ_３電極 ５ａ Ｉｎ_２Ｏ_３電極 ６ Ｉｎ_２Ｏ_３電極 ６ａ Ａｌ電極 ７ 原稿 ８ 光源 ９ イメージセンサー １０ ロッドレンズアレイ １１ 電源 １２ 負荷抵抗 １３ 共通電極 １４ 個別電極 １５ ブロッキングダイオード １６ スイッチ １７ 感光素子 １８ 電流検知手段 １９ 電界効果型トランジスタ ２０ コンデンサー ２１ 走査回路

フロントページの続き (72)発明者 吉原 淑之 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 相野谷 英之 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 平野 秀敏 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 木村 まゆみ 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−63476（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−184961（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−128973（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 絶縁性基体上に少なくとも個別電極、共
   通電極及び感光素子を設けて構成されるイメージセンサ
   ーにおいて、前記感光素子がＣｕＫα特性のＸ線回折に
   おけるブラッグ角２θ±０．２°の９．０°、１４．２
   °、２３．９°及び２７．１°に強いピークを有する結
   晶形のＩ型オキシチタニウムフタロシアニンを含むオキ
   シチタニウムフタロシアニン層と、 一般式（１） 【化１】 （式中、Ａは置換基を有してもよいアリール基、スチリ
   ル基あるいはカルバゾール環またはインドール環を表
   し、Ｒ^１はアルキル基、アリール基またはベンジル基を
   表す。）で表されるヒドラゾン化合物を有効成分として
   含有するヒドラゾン化合物層との積層構造により構成さ
   れる光導電膜を有することを特徴とするイメージセンサ
   ー。