JPH0280258A - 画像形成素子 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、画像形成素子に関し、ことに小型光プリン
タ、高解像度プリンタ及び大面積プリンタに用いられる
画像形成素子に関する。

（ロ）従来の技術 現在、開発が盛んに行われている光プリンタは、印刷速
度と解像度の点で優れており高性能、高級機分野に向い
ており、レーザースキャナ（ＬＢＰ）、発光ダイオード
（ＬＥＤ）アレー、液晶シャッター　（ＬＣＳ）アレー
、オプティカルファイバ管（ＯＦＴ）からなる露光系か
ら入力された画像を感光体ドラムを用い、コロトロンチ
ャージャーあるいはスコロトロンチャージャーによる帯
電パターンに変換し、得られた静電潜像を顕微化する現
像（２成分現像ではＭＴ方式、 ＰＦＰ法、ｌ成分現像ではＦＥＥＤ方式等）の工程、転
写チャージャーによる転写、ブレードによるクリーニン
グ及び定着という工程からなっている。

一方、感熱プリンタは、記録騒音が低く、メンテナンス
が容易であり小型化か可能であり、高信頼性、低価法、
低ランニングコストから従来よりファクシミリ、プリン
タの低級機では主流となっている。また感熱紙は温度に
よる発色濃度の調整から階調画像が容易であることら利
点である。

従来、このような感熱プリンタは現像、定着なしに熱エ
ネルギーによって信号入力と同時に可視像が得られる方
式であり、さらに感熱紙（発色紙）を用いろ直接方式と
インクフィルムなどの外部発色源を熱により融解あるい
は昇華して紙へ転写する方式とがある。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかし、上記のような電子写真方式の光プリンタは、高
解像度、高速記録が可能である反面、構造が複雑で高価
、高ランニングコスト、メンテナンスが必要であるとい
う欠点があり、特に現像工程は画質に大きな影響を与え
る工程で、摩擦帯電によるトナーの帯電、トナーと感光
体上の静電潜像形成面との接触、静電潜像に応じてトナ
ーを選択的に付着させる工院があり、光プリンタの小型
化、低コスト化のためにＬＥＤやＬＣＳを用いたプリン
タが盛んに開発されているが複雑で大型化は避けられな
い。

一方、感熱プリンタは、このような欠点はないものの高
解像度化のためにはプリンタヘッドの配線をより微細化
する必要かあり配線の信頼性や駆動用ＩＣの実装技術の
問題から解像度及び大面積化に限界がある。

この発明は、このような上記の問題を解決するためにな
されたものであり、光プリンタを機構の簡素化及び小型
化することができ、プリンタベツドを高解像度化および
大面積化することができる画像形成素子を提供しようと
するものである。

（ニ）課題を解決するための手段 この発明によれば、一対の電極間に光導電層と発熱抵抗
体とを積層介在せしめてなり、かつ少なくとも光導電層
側の電極を光透過性電極で構成してなることを特徴とす
る画像形成素子が提供される。

この発明の光透過性電極としては、透明又は半透明の導
電性膜が適しており、例えば透明電極としてはＩＴＯ，
ＮＥＳＡ等の膜、半透明の１１ｔｆｆｉとしては真空蒸
着法による金、銀、アルミニウム及び銅等の膜を用いる
ことができる。この光透過性電極は通常、ガラス、プラ
スチック等の透明基板上に形成された形態で用いること
ができ、また必要に応じて透明基板の表面に反射防止層
を設けろことができる。かかる透明基板は、最終的に得
られる素子の機械的強度を向上させる支持体としても役
立つものである。

この発明の光導電層としては光の照射によりその照射部
分の電導度が上昇する材料が適しており、例えばアモル
ファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、アモルファスセレン（ａ
−９ｅ）、アモルファスひ素セレン（ａ　　ＡＳｔＳｅ
３）、Ｃｄ　Ｓ　、　ＣｄＳｅ、　ＣｄＴｅ、　Ｇ　ｅ
：Ｃｕ、Ｇｅ：Ａｕ、Ｇｅ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＳｉＣ。

５ｂｔＳｓ、Ｓｂ＊Ｓｅｓ、有機先導電体（ＯＰＣ）等
の通常電子写真感光体で用いられる様な光導電性を有す
る材料を用いろことができる。この中でもＳ　ｔ、Ｇｅ
、Ｃ，Ｓｅ、ＴｅあるいはＡｓを主成分とするアモルフ
ァス層、ＣｄＳあるいはＣｄＳｅを主成分とする層、又
は有機光導電材料から構成されるのが好ましい。また、
ＯＰＣなど耐熱性がやや低い光導電体を光導電層に用い
る場合には、発熱抵抗体と先導電層の間に熱による光導
電層の劣化を防止するために導電性を有する中間層を設
けることができろ。

この発明の発熱抵抗体層は通電により発熱する膜であり
、例えばＴａ、Ｎ、Ｒｕｂｓ、Ｔａ　−５ｉＯ□等の通
常感熱記録ヘッドに用いられる材料を使用することがで
き、この中でもＴａｔＮ。

Ｒｕ　Ｏｔが特に好ましい。上記発熱抵抗体層はＴ　ａ
　ｔ　Ｎ又はＲｕ　Ｏを等の発熱抵抗体のみで形成して
もよいが、発熱抵抗体を絶縁体で細かく分画形成した方
が画像のにじみが減少し解像度の高い画像が得られるの
で好ましい。上記絶縁体としてはＳｉＯｘ、ポリイミド
等が挙げられろ。この発明の発熱抵抗体側のＩ！極は、
上記光導電層と発熱抵抗体層に電圧を印加する機能を有
するとともに発熱抵抗体層で発生した熱を例えば感熱発
色体へ伝導する作用を行うので、薄くかつ熱電導性の高
いものが好ましい。このような電極層としてはアルミニ
ウム、アルミニウム合金、銀、金、銅、ステンレス、ニ
ッケル、クロム、チタン等の導電材料を用いることかで
き、また上記光透過性電極を用いてもよい。

この発明においては、この他上記各層間に電気的特性あ
るいは機械的強度を向上するために適宜中間層を設けろ
ことができる。上記画像形成素子は、例えば第２図に示
すように、薄膜の電極層４上に発熱抵抗体層３を設ｒす
、その上に光導電層２を設け、さらにその上に透明電極
層を設けて構成することができ、また第３図に示すよう
に、素子のみでは機械的強度が劣るために支持体として
透明基板６を用い、この上に透明電極層！を形成し、さ
らにこの上に光導電層２を形成し、この上に絶縁体３Ｂ
で分離された多数の発熱抵抗体３Ａからなる発熱抵抗体
層３を形成し、さらにこの上に電極層４を形成して作製
することができろ。

この発明の画像形成素子の動作を第３図を用いて説明す
る。一定電解を透明電極ｌと電極４の間に印加し、透明
基板側より光を照射すると、光の当たった部分の素子で
は光導電層の電導度が上がり発熱抵抗体３に電流が流れ
発熱する。この熱によってその下に配設される感熱発色
体５が発色し、光の当たらない部分の素子は発熱しない
ので感熱発色体層は発色しないので上記光の照射パター
ンに従った発色パターンが感熱発色体層上で記録されろ
。

このような動作を示すこの発明の画像形成素子は、例え
ば第１図に示すような光プリンタを構成することができ
る。第１図において、光源８から照射された光がこの発
明の画像形成素子９によって受光され、受光した光パタ
ーンに従って電源ｌＯによって電流か流れて画像形成素
子９に発熱パターンが形成される。この発熱パターンは
露光台１１の上に載置される感熱発色体５を加熱し上記
発熱パターンに従った画像が形成される。

上記光源としてはレーザー、ハロゲンランプ、蛍光管等
、通常複写機、ＬＢＰ等で用いられろ光源であれば用い
ることができるが、動作にはある程度光強度を必要とす
るのでレーザーが好ましい。

上記感熱発色体は感熱紙あるいは熱転写インクリボンと
普通紙等を用いろことができろ。

上記画像形成素子９は、第４図に示すように線状に、又
は第５図に示すように面状に発熱抵抗体３Ａを配置して
形成することができ、例えば大面積プリンターヘッドと
して用いることかできろ。

（ホ）作用 一定電圧を光導電層と発熱抵抗体層からなる層に印加し
、光を照射すると光の当たった部分の素子では光導電層
の電導度が上がり発熱抵抗体に電流が流れ発熱し、この
発熱抵抗体の近傍に配置する感熱発色体が発色し、−力
先の当たらない部分の素子は発熱しないので感熱発色体
は発色しないので光の照射パターンによって画像が感度
発色体上に記録される。

（へ）実施例 （素子の基本動作の確認試験） この発明の素子の基本動作を確認するために！素子から
なる画像形成素子を作製する。

まず、よく洗浄した膜厚１００μｌの電極用Ａｇ基板上
に、スクリーン印刷法によって膜厚５０μｍの発熱抵抗
体用Ｒｕ、０抵抗ペーストを塗布、焼成した。次にこの
上にプラズマＣＶＤ法によって膜厚２０μｌの光導電層
用アモルファスシリコン（λ−Ｓｉ：Ｈ）Ｉｆを作製し
た。さらにこの上に、真空蒸着法により膜厚５ＧＧ人の
Ａｕ半透明電極を形成した。このように形成したＡｕ半
透明電極とＡｇ電極にＡｇペーストによって電源用のリ
ード線を取り付けて画像形成素子を作製した。

このように作製した素子を市販の感熱紙の上にセットし
暗所でＡｕ半透明電極と下部Ａｇ電罎の間にＪｋＶｆ）
！圧を印加したところ、感熱紙には何ら変化が現れなか
った。次に、１００Ｗのハロゲンランプを用いてＡｕ半
透明電極側より１ＯａＷ／ｃｍ”の光を１秒間照射した
。露光後、この感熱紙は、素子がセットされてあった部
分のみが発色し、この発明の画像形成素子の基本動作を
確認した。

実施例１ 第６図〜第１２図に従ってこの発明の実Ｍ１ρ１を説明
する。

まず、第６図に示すように、よく洗浄したＮＥＳＡガラ
ス基盤の透明電極１３Ａ上にプラズマＣＶＤ法によって
膜厚２０μｍのアモルファスシリコン（ａ−Ｓｔ：Ｈ）
膜１４を作製し、この上に通常のスパッタリング法によ
って第７図に示すように膜厚５０μ―のＴａ、Ｎ膜［５
を作製した。次に、第８図に示すようにフォトレジスト
！６で１００μ１間隔でｌＯｈｍＸ　１００μｍのパタ
ーン５００ｆ［ｉ！Ｉを一列１こ作製し、ＣＰ、ガスを
導入して第９図に示すようにプラズマエツチングを行っ
た。次に、レジスト１６を除去後、Ｓ　ｒ　Ｈ＆ガスと
０２ガスを導入してプラズマＣＶ　Ｄ　、去により第１
０図に示すようにＳｉｎ、膜！７を作製しｆ為次に、Ｔ
ａ＊Ｎ膜Ｉ５膜上５分以外をレジスト２６で保護した後
ＣＰ。

ガスを導入して第１１図のようにＴ　ａ　２　Ｎ膜１５
か露出するまでプラズマエツチングを行った。次に、レ
ジスト２６を除去後、真空蒸着法により第１２図に示す
ように、膜厚５００人のＡｇ電極２３を全面に作製し、
最後にＮＥＳＡガラスとＡｇＷ極２３に電源用のリード
線２７．２８をＡｇペーストで取り付けた。

上記のように作製した第１２図に示すような画像形成素
子のＡｇ電極２３の上に市販の感熱紙をセットし、一方
透明電ｔｆｆｉｌ　３ＡとＡｇ電極２３の間にＩｋＶの
電圧を印加し、光源として５ｍＷのＡｒレーザを用いて
透明電極Ｉ３側から１０ｍ５ｅｃ／ｄａｔの速さでレー
ザビームを走査しながら１Ｏｄａｔ間隔でビームのオン
、オフを繰り返した。露光後、感熱紙上にはレーザで走
査した通りに点線か記録されていた。

実施例２ 実施例１において、感熱紙の代りに熱転写インクリボン
と普通紙を重ねて用い、この他は実施ｒ！ＡＩ直と同様
にしてレーザビームの走査を行ったところ、レーザで走
査したパターンが普通紙上に描かれた。

実施例３ 実施例１において、第４図に示すとおり発熱抵抗体を面
状に配列し、この池は実施例１と同様にして画像形成素
子を作製し、これを感熱紙の上にセットした。電圧１ｋ
Ｖを印加した素子の上に０１（Ｐシートの現行を乗仕ｔ
ｏｏｗのハロゲンランプを用いて１０００（！ＬＩＫの
光を１秒間照射した。感熱紙上には原稿の反転画像が高
解像度で記録されていた。

上記実施例で、光導電層としてアモルファスセレン、ア
モルファスひ素セレン、Ｃｄ５１有礪光導電材料を用い
てら同様な特性が得られた。

（ト）発明の効果 この発明によれば、光プリンタを小型化、低コスト化で
き、プリンタヘッドを高解像度化、大面積化することか
できる画像形成素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例において作製した画像形成
素子を組込んだ光プリンタの説明図、第２図及び第３図
は、この発明の実施例において作製した画像形成素子の
説明図、第４図〜第５図は、それぞれ、この発明の画像
形成素子の発熱抵抗体を線状に配設した場合及び面状に
配設した場合の画像形成素子の説明図、第６図〜第１２
図は、この発明の実施例で作製した画像形成素子の製造
工程の説明図を示す。 ３・・・・・・、’ＪＥＳＡガラス、１３Ａ・・・・・
・透明電極、４・・・・・・アモルファスシリコン膜、
５・・・・・・ＴａｔＮＨｌ　１６・・・・・・フォト
レジスト、７−・−・・・５１０ｗ膜、２３・・・・・
・Ａｇ電掻、６・・・・・・レジスト、 ７．２８・・・・・・リード線。 Ｉ・・・・・・透明電極、 ３・・・・・・発熱抵抗体層、 ３Ｂ・・・・・・絶縁体、 ５・・・・・・感熱発色体、 ８・・・・・・光源、 ｌＯ・・・・・・電源、 ２・・・・・・光導電層、 ３Ａ・・・・・・発熱抵抗体、 ４・・・・・・電極、 ６・・・・・・透明基板、 ９・・・・・・画像形成素子、 １１・・・・・・露光台、 舅 図 筒 図 図 図 ん 先 笥 図 第 図 笥 図 第 図 第 １０１！１ 算 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、一対の電極間に光導電層と発熱抵抗体とを積層介在
   せしめてなり、かつ少なくとも光導電層側の電極を光透
   過性電極で構成してなることを特徴とする画像形成素子
   。