JPH02245760A - 表面注入型感光体 - 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、電圧印加時露光により電荷保持媒体に露光量
に応じた静電荷パターンを増幅して形成することができ
る高感度感光体に関する。

〔従来の技術〕

従来、高感度撮影技術として銀塩写真法が知られている
。この写真法においては、１最影像は現像工程を経てフ
ィルム等に記録され、画像を再現する場合には銀塩乳剤
（印画紙等）を用いるか、または現像フィルムを光学走
査して陰極線管（以下ＣＲＴ）に再現させる等により行
われている。

また、光導電層に電極を蒸着し、暗所で光感電層上にコ
ロナ帯電により全面帯電させ、次いで強い光で露光して
光の当たった部位の光導電層を導電性にし、その部位の
電荷をリークさせて除去することにより静電荷潜像を光
導電層の面上に光学的に形成させ、その残留静電荷と逆
極性の電荷（または同極性の電荷）を有するトナーを付
着させて現像する電子写真技術があるが、これは主とし
て複写用に用いられており、一般に低感度のため撮影用
としては使用できず、静電荷の保持時間が短いために静
電潜像形成後、直ちにトナー現像するのが普通である。

また、ＴＶ撮影技術は撮像管で逼影し、光半導体を利用
して得た画像情報を電気信号として取り出し、そのまま
ＣＲＴに出力させるか、磁気記録等を用いてビデオ記録
し、任意の時にＣＲＴ上に像出力させる等の方法がある
。

〔発明が解決すべき課題〕

銀塩写真法は被写体像を保存する手段として優れている
が、銀塩像を形成させるために現像工程を必要とし、像
再現においてはハードコピー、ソフトコピー（ＣＲＴ出
力）等に至る複雑な光学的、電気的、または化学的処理
が必要である。

電子写真技術は、得られた静電潜像の顕像化は銀塩写真
法よりも簡単、迅速であるが潜像保存は極めて短く、現
像剤の解離性、画質等は銀塩に劣る。

ＴＶ撮影技術は撮像管で得られた電気的像信号を取り出
し、また記録するためには線順次走査が必要となる。線
順次走査は撮像管内では電子ビームで、ビデオ記録では
磁気ヘッドで行うが、解像性は走査線数に依存するため
、銀塩写真のような面状アナログ記録に比して著しく劣
化する。

また、近年発達しつつある固体逼像素子（ＣＣＤ等）を
利用したＴＶｊｌ像系も解像性に関しては本質的に同様
である。

これらの技術の内蔵する問題点は画像記録が高品質、高
解像であれば処理工程が複雑であり、工程が簡便であれ
ば記憶機能の欠如、あるいは画質の基本的劣化等があっ
た。

本発明者は、先に前面に電極が設けられた光導電層から
なる感光体と、該感光体に対向し、後面に電極が設けら
れた電荷保持層からなる電荷保持媒体とを光軸上に配置
し、両電極間に電圧を印加しつつ露光することにより入
射光学像に応じた静電潜像を電荷保持媒体上に形成する
静電画像記録方法を出願（特願昭６３−１２１５９２号
）したが、この感光体は露光量に応じた光キャリアーし
か発生せず、その感度に一定の課題を有している。

本発明は上記課題を解決するためのもので、露光量に応
じて電極極性と同極性の電荷の注入を増大させることが
可能な感光体の提供を課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の表面注入型感光体は、前面に電極が設けられた
光導電層からなる感光体と、後面に電極が設けられた１
を荷保持層からなる１を荷保持媒体とを対向させ非接触
で配置し、両電極間に電圧印加時露光し、露光パターン
に対応して電荷保持媒体に静電荷パターンを形成する感
光体において、該感光体における光導電層面に感光体電
極極性とは逆極性の電荷を光導電層に注入する電荷注入
層を設けたことを特徴とする また上記電荷注入層が、露光により発生する光キャリア
ー以上の世の逆極性電荷を光導電層に注入するものであ
ることを特徴とする。

以下、本発明の感光体について説明する。

第１図は本発明の感光体の概略を示す断面図で、第１図
（イ）は一実施例、第１図（ロ）は他の実施例の断面図
で、図中１は感光体、５は感光体支持体、７は感光体電
極、９は光導電層、９ａはセレン層、９ｂは臭素イオン
ドープ層、９Ｃはナトリウムイオンドープ層である。

本発明の表面注入型感光体は、光導電層９で生成される
光キヤリア−（例えばホール）が電荷保持媒体との電界
に引かれて移動して光導電層表面の電荷注入層に達し、
感光体ｌと電荷保持媒体３の空気ギャップで放電現象を
生しる際に、光キヤリア−（例えばホール）以上の放電
を生じさせることができるもので、電荷保持媒体に露光
量に応じて増幅されて像情報を記録することができるも
のである。

本発明の感光体は、透明支持体上に積層された透明電極
層上に、例えばアモルファスセレン層に臭素、ナトリウ
ム等をドープした層を積層することにより形成される。

この電荷注入層はセレン蒸着層表面に臭素、ナトリウム
イオン等をｔｏｐｐ−〜１１０００ｐｐの濃度でイオン
注入することにより作製される。この際セレン層の結晶
化を防止するために砒素を同時にイオン注入するとよい
、また電荷注入層は第１図（ロ）に示すように砒素と臭
素イオンを注入した層、更に砒素、ナトリウムイオンを
注入した複層構造としてもよい。

感光体支持体５としては、感光体を支持することができ
るある程度の強度を有していれば、厚み、材質は特に制
限がなく、例えば可撓性のあるプラスチックフィルム、
金属箔、紙、或いは硝子、プラスチックシート、金属板
（電極を兼ねることもできる）等の剛体が使用される。

但し、感光体側から光を入射して情報を記録する装置に
用いられる場合には、当然その光を透過させる特性が必
要となり、例えば自然光を入射光とし、感光体側から入
射するカメラに用いられる場合には、厚み１ｍｍ程度の
透明なガラス板、或いはプラスチックのフィルム、シー
トが使用される。

感光体電極７は、光導電層支持体５に金属のものが使用
される場合を除いて光導電層支持体５に形成され、その
材質は比抵抗値が１０’Ω・Ｃ−以下であれば限定され
なく、無機金属導電膜、無機金属酸化物導電膜、四級ア
ンモニウム塩等の有機導ｔＭ等である。このような感光
体電極７は、光導電層支持体５上に、蒸着、スパッタリ
ング、ＣＶＤ、コーティング、メツキ、ディッピング、
電解重合等により形成される。またその厚みは、感光体
電極７を構成する材質の電気特性、および情報の記録の
際の印加電圧により変化させる必要があるが、例えばア
ルミニウムであれば、１００〜３０００人程度である。

この感光体電極７も光導電層支持体５と同様に、情報光
を入射させる必要がある場合には、上述した光学特性が
要求され、例えば情報光が可視光（４００〜７００ｎｍ
）であれば、Ｉ　Ｔ　Ｏ（ＩｎｔＯｓ−５ｎｏｗ）　、
Ｓ　ｎ　Ｏｘ等をスパッタリング、蒸着、またはそれら
の微粉末をバインダーと共にインキ化してコーティング
したような透明電橋や、Ａｕ、ＡＩ、Ａｇ、、Ｎｉ、Ｃ
ｒ等を蒸着、またはスパッタリングで作製する半透明電
極、テトラシアノキノジメタン（Ｔ　ＣＮ　Ｑ）、ポリ
アセチレン等のコーティングによる有機透明電極等が使
用される。

また情報光が赤外（７００ｎｍ以上）光の場合も上記電
極材料が使用できるが、場合によっては可視光をカント
するために、着色された可視光吸収電極も使用できる。

更に、情報光が紫外（４００ｎｍ以下）光の場合も、上
記電極材料を基本的には使用できるが、電極基板材料が
紫外光を吸収するもの（有機高分子材料、ソーダガラス
等）は好ましくなく、石英ガラスのような紫外光を透過
する材料が好ましい。

また光の入射面には反射防止膜を形成するとよい、この
反射防止膜はフン化マグネシウム、酸化チタン等の無機
材料を蒸着、スパッター法等で単層あるいは積層して形
成することができる。

次ぎに本発明の静電画像記録方法について、第３図によ
り説明する０図中、１は感光体、３は電荷保持媒体、１
１は電荷保持層、１３は電荷保持媒体電極、１５は電荷
保持層支持体、１７は電源である。

本発明の感光体により静電潜像が形成される電荷保持媒
体３は電極１３上に電荷保持層１１を積層することによ
り形成され、電荷保持７６１１は電荷の移動を抑えるた
め高絶縁性の高分子材料からなるものであり、比抵抗で
１０１４Ω・Ｃ１１以上の絶縁性を有することが要求さ
れる。また電荷保持層を構成する高分子材料としてはそ
のガラス転移温度が使用環境温度以上であることが必要
である。

このような高分子材料としては熱可塑性樹脂、或いは熱
硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂等の
エネルギー線硬化樹脂、或いはエンジニアリングプラス
チック等を使用することができ、熱可塑性樹脂としては
例えば弗素樹脂、例えばポリテトラフルオロエチレン、
弗素化エチレンプロピレン、テトラフルオロエチレン−
パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、またそ
れらのディスパージランタイプ、または変性タイプ（コ
ーティングタイプ）、またポリエーテルエーテルケトン
樹脂、ポリバラキシリレン等を使用し、電荷保持媒体電
極上にコーティング、蒸着することにより層形成される
ものである。

第２図においては、このような電荷保持媒体３に本発明
の感光体ｌ側から露光を行い電荷保持媒体上に静電潜像
を形成させる態様を示す。

感光体１に対して、ｌＯμｍ程度の空隙を介して電荷保
持媒体３が配置される。電荷保持媒体３は、１ｍ厚のガ
ラスからなる電荷保持層支持体１５上に１０００人厚の
Ａ１電極を蒸着し、この電極上に１０μｍ厚の電荷保持
層１１を形成したものである。

まず、同図（イ）に示すように感光体１に対して、１０
μｍ程度の空隙を介して電荷保持媒体３をセットし、同
図（ロ）に示すように電源１７により電極７．１３間に
電圧を印加する。暗所であれば光導電層９は高抵抗体で
あるため、電極間には何の変化も生じない、感光体ｌ側
より光が入射すると、光が入射した部分の光導電層９は
導電性を示し、電荷保持Ｊａｉｌｌとの間に放電が生じ
、電荷保持層１１に電荷が蓄積される。

露光が終了したら、同図（ハ）に示すように電圧をＯＦ
Ｆにし、次いで同図（ニ）に示すように電荷保持媒体３
を取り出すことにより静電潜像の形成が終了する。

このようにして画像が情報電荷として蓄積されるがこの
電荷保持層上に絶縁性保護膜を積層するとよく、これに
より情報電荷は明所、暗所に関係なく放電せず長期間保
存される。情報電荷は単に表面に蓄積させる場合もあり
、また微視的には絶縁体表面付近内部に侵入し、その物
質の構造内に電子またはホールがトラップされる場合も
あるので長期間の保存が行われる。

本発明の電荷保持媒体への情報入力方法としては、高解
像度静電カメラによる方法、またレーザーによる記録方
法がある。まず本願発明で使用される高解像度静電カメ
ラは、通常のカメラに使用されている写真フィルムの代
わりに、感光体と電荷保持媒体とにより記録部材を構成
し、画電極へ電圧を印加し、入射光に応じて光導電層を
導電性として入射光量に応じて電荷保持層上に電荷を蓄
積させることにより入射光学像の静電潜像を電荷蓄積媒
体上に形成するもので、機械的なシャッタも使用しうる
し、また電気的なシャッタも使用しうるちのである。ま
た静電潜像は明所、暗所に関係なく長期間保持すること
が可能である。またプリズムにより光情報を、Ｒ，Ｇ、
Ｂ光成分に分離し、平行光として取り出すカラーフィル
ターを使用し、Ｒ，Ｇ、Ｂ分解した電荷保持媒体３セン
トで１コマを形成するか、または１平面上にＲＳＧ、Ｂ
像を並べて１セントで１コマとすることにより、カラー
盪影することもできる。

またレーザーによる記録方法としては、光源としてはア
ルゴンレーザー（５１４，４８８ｎｍ）、ヘリウム−ネ
オンレーザ−（６３３ｎｍ）、半導体レーザー（７８０
ｎｍ、８１０ｎｍ等）が使用でき、感光体と電荷保持媒
体を面状で表面同志を、密着させるか、一定の間隔をお
いて対向させ、電圧印加する。この場合感光体のキャリ
アの極性と同じ極性に感光体電極をセットするとよい、
この状態で画像信号、文字信号、コード信号、線画信号
に対応したレーザー露光をスキャニングにより行うもの
である０画像のようなアナログ的な記録は、レーザーの
光強度を変調して行い、文字、コード、線画のようなデ
ジタル的な記録は、レーザー光のＯＮ　−’ＯＦ　Ｆ制
御により行う、また画像において網点形成されるものに
は、レーザー光にドツトジェネレーター０Ｎ−ＯＦＦ制
御をかけて形成するものである。尚、感光体における光
導電層の分光特性は、パンクロマティックである必要は
なく、レーザー光源の波長に感度を有していればよい。

次ぎに記録された静電画像の再生方法について説明する
。

第３図は本発明の電荷保持媒体の静電画像再生方法にお
ける電位読み取り方法の例を示す図で、第１図と同一番
号は同一内容を示している。なお、図中、１０は保護膜
、２１は電位読み取り部、２３は検出電極、２５はガー
ド電極、２７はコンデンサ、２９は電圧計である。

電位読み取り部２１を電荷保持媒体３の電荷蓄積面に対
向させると、検出電極２３に電荷保持媒体３の電荷保持
層ｌｌ上に蓄積された電荷によって生じる電界が作用し
、検出電極面上に電荷保持媒体上の電荷と等量の誘導電
荷が生ずる。この誘導電荷と逆極性の等量の電荷でコン
デンサ２７が充電されるので、コンデンサの電極間にＭ
積？！荷に応じた電位差が生じ、この値を電圧計２９で
読むことによって電荷保持体の電位を求めることができ
る。そして、電位読み取り部２１で電荷保持媒体面上を
走査することにより静電潜像を電気信号として出力する
ことができる。なお、検出電極２３だけでは電荷保持媒
体の検出電極対向部位よりも広い範囲の１を荷による電
界（１ｆ気力＆Ｉ）が作用して分解能が落ちるので、検
出電極の周囲に接地したガード電極２５を配置するよう
にしてもよい、これによって、電気力線は面に対して垂
直方向を向くようになるので、検出電極２３に対向した
部位のみの電気力線が作用するようになり、検出電極面
積に略等しい部位の電位を読み取ることができる。電位
読み取りの精度、分解能は検出電極、ガード電極の形状
、大きさ、及び電荷保持媒体との間隔によって大きく変
わるため、要求される性能に合わせて最適条件を求めて
設計する必要がある。

また電荷保持媒体における像電荷を、反射防止膜を設け
た電荷保持媒体電極側からレーザー光等を照射し、電気
光学結晶を介して情報として再生してもよい、この場合
電荷保持媒体はその構成材料は透明材料で形成する必要
がある。また電気光学結晶はその光路中に配置するとよ
く、このような電気光学結晶としてはチタン酸バリウム
、タンタル酸リチウム（１，１ＴａＯｓ）等電気光学効
果を有するものを使用するとよい。

第４図は静電画像再生方法の概略構成を示す図で、図中
、６１は電位読み取り装置、６３は増幅器、６５はＣＲ
Ｔ、６７はプリンタである。

図において、電位読み取り装置６１で電荷電位を検出し
、検出出力を増幅器６３で増幅してＣＲＴ６５で表示し
、またプリンタ６７でプリントアウトすることができる
。この場合、任意の時に、読み取りたい部位を任意に選
択して出力させることができ、また反復再生することが
可能である。

また静電潜像が電気信号として得られるので、必要に応
じて他の記録媒体への記録等に利用することも可能であ
る。

〔作用〕

本発明の感光体は、例えば感光体電極を正に、また後述
する１を荷保持媒体の電極を負にして対向させ、両電極
間に電圧を印加しつつパターン光を照射する際に、電荷
保持媒体、感光体間に放電現象が生じるに充分な電圧、
例えば５ｏｏｖ〜３０００ｖの高電圧を印加してお（と
、そのパターン露光により生じる光キヤリア−（この場
合ホール）以上の電子を光導１！層内に注入させること
ができ、その結果対を荷であるホールが光キャリアー数
以上に電荷保持媒体に蓄積されるものである。

このように感光体表面に移動する光キャリアーとは逆極
性の電荷を光導電層に注入する機能を有する電荷注入層
を設けることにより、電荷保持媒体の露光部における像
電荷を未露光部に対して実効的なコントラスト比をもっ
て形成することができ、電荷保持媒体に高感度で静電画
像を記録することができるものである。

以下、実施例を説明する。

〔実施例〕

ガラス基板（１ｓｎ厚）上に、ＩＴＯ透明電極を１００
０人、スパッタ法で設け、その電極上にアモルファスセ
レンを真空蒸着法により２０μｍｎの膜厚ムこ積層した
０次いでそのアモルファスセレン層にイオン注入法によ
り臭素を１５０　ｐｐ−ドーピングして、本発明の感光
体を作製した。

またＡＩを１０００人９６したガラス基板（１ｍｍｒ！
Ｌ）ニ、シ’Ｊ　’：１７ＭＡ脂’ｆＪ液（ＴＳＲ−１
４４、ＣＲ−１５，１％；東芝シリコン社製）をスピン
ナーコーティング法（１００αｒｐｍ　Ｘ　３０ｇ）で
塗布し、１５０℃、１時間乾燥させ、７μｍの膜厚の電
荷保持層を有する電荷保持媒体を作製した。

この感光体と電荷保持媒体とを第２図に示すように対向
させ、１０μｍの空気ギャップをＰＥＴフィルムｌＯμ
ｍのスペーサにより形成し、両電極間にＩＴＯ側を正極
とし７５０■の電圧印加を行い、その状態で１０ルツク
スのハロゲンランプ光を１秒間パターン露光し、露光終
了と同時に電圧もＯＦＦとした。

露光終了後、電荷保持媒体を取り出し、その表面電位を
測定したところ、露光部では＋２６０Ｖの電位が測定さ
れ、又未露光部では電位は＋８０Ｖであった。

〔比較例〕

実施例と同じ電極基板を使用し、同様にまずアモルファ
スセレン層を２０μｍ蒸着法により形成した後、＾ガＳ
ｅ３化合物を蒸着法により２μｍの膜厚で積層して感光
体を作製した。

この感光体を使用して、実施例と同様に静電画像記録を
行ったところ、電荷保持媒体における露光部では１４０
Ｖ、未露光部では６０Ｖであった。

このように実施例と比較例とでは、感光体の表面構造が
相違するのみであるが、本発明の感光体の方が同一露光
量での電荷保持媒体における露光部と未露光部とのコン
トラスト電位が高く得られ、高感度の感光体と為しえる
ことがわかる。

〔発明の効果〕

本発明の感光体は、その光導電層表面に表面注入層を形
成することにより、弱い入射光でも、また光量に応じて
電荷が増幅されて電荷保持媒体に静電潜像としてＭ禎さ
せることができるものである。またこの静電潜像は、面
状アナログ記録、またレーザー光等による（０・１）信
号記録により形成されることができ、明所、暗所に関係
なく長期間保持することができるものである。また像再
現においても複雑な光学的、電気的、または化学的処理
が不要であり、また高解像度のものが得られるものであ
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の感光体の断面図、第２図は本発明の感
光体を使用した静電画像記録方法を説明多 するための図、第テ図は直流増幅型の電位読み取り方法
の例を示す図、第１図は静電画像再生の概略構成を示す
図である。 図中１は感光体、３は電荷保持媒体、５は感光体支持体
、７は感光体電橋、９は光導電層、１１は電荷保持層、
１３は電荷保持媒体電極、１５は電荷保持媒体支持体、
１７・・・電源を示す。 出　　願　　人　　大日本印刷株式会社第２図 （ハ） （ニ） Ｅ￥千＝日−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）前面に電極が設けられた光導電層からなる感光体
   と、後面に電極が設けられた電荷保持層からなる電荷保
   持媒体とを対向させ、非接触で配置し、両電極間に電圧
   印加時露光し、露光パターンに対応して電荷保持媒体に
   静電荷パターンを形成する感光体において、該感光体に
   おける光導電層面に感光体電極極性とは逆極性の電荷を
   光導電層に注入する電荷注入層を設けたことを特徴とす
   る表面注入型感光体。
2. （２）上記電荷注入層が、露光により発生する光キャリ
   アー以上の量の逆極性電荷を光導電層に注入するもので
   ある請求項１記載の表面注入型感光体。