JPH03158857A - 電荷保持媒体 - 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、電圧印加時露光方法等により情報を静電的に
記録し、任意時点で情報再生を行うことができる電荷保
持媒体に関し、特に耐熱性に優れた電荷保持媒体に関す
る。 〔従来の技術〕 従来、電子写真技術等において電極層上に光導電層を蒸
着させ、その光導電層上を全面帯電させた後像露光して
露光部の電荷をリークさせることにより光導電層上に静
電潜像を光学的に形成させ、その残留電荷と逆極性の電
荷を有するトナーを付着させ、紙等に静電転写して現像
するものが知られている。これは主として複写用に使用
されているが、記録媒体としての光導電層における静電
荷の保持期間を短くし静電潜像形成後は直ちにトナー現
像されるものであり、これを例えば逼影用とすると低感
度のためとても使用できない。 またＴＶｌ！影技術は盪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。＆ｊ！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
存するために銀塩写真のような面状アナログ記録に比較
して著しく劣化するという問題がある。 更に近年発達しつつある固体描像素子を利用したＴＶ逼
像系も解像性に関しては本質的に同様であり、これらの
技術の内蔵する問題は、画像記録が高品質、高解像度で
あればあるほど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或いは画質の基本的劣化がある。 〔発明が解決しようとする課題〕 本発明者等は、先に前面に電橋を設けた光導電層からな
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′ｒ４荷保持媒体とを対向させて配置し、両電極間に
電圧印加した状態で像露光した後、電荷保持媒体を分離
し、電荷保持層面に像情報として蓄積される表面電位を
増幅し像再生出力させることにより極めて鮮明に情報を
再生しうろことを見出し、そのＴｆｔＱ保持奴体につい
て出願した（特願昭６３−用２７５５５号）、このｆｉ
電荷保持媒体おいてはその使用条件により耐熱性を要求
される場合があるが、一般番こ高分子材料は耐熱性に乏
しく、またそのガラス転移点が低いと蓄積されたｉｎ　
ｆｇＮ　＋Ｕｆのリークが生しＮＱ保持媒体としての機
能を失う問題がある。そのため電荷保持媒体としての不
可欠の性質として耐熱性に優れ、その使用条件にあまり
影響されない電荷保持媒体が必要とされる。 本発明は、電荷保持特性の改良を目的とするものであり
、特に耐熱性に優れた高分子材料を使用する電荷保持媒
体の提供を課題とする。 〔課題を解決するための手段〕 本発明の電荷保持媒体は、電極層と電荷保持層とを積層
した電荷保持媒体において、該電荷保持層がポリイミド
樹脂からなることを特徴とするものである。 以下、本発明の電荷保持媒体の構成材料とその形成方法
、およびこの電荷保持媒体を使用した静電画像記録再生
方法について説明する。 第１図は本発明のＮｕ保持媒体３の各Ｍ様を断面で示す
図であり、図中３は電荷保持媒体、１１は電荷保持層、
１３は電荷保持媒体電極、１５は支持体である。 第１図に示すＴ４荷保持Ｊｉｌｌは耐熱性樹脂からなり
、その高分子材料のガラス転移温度（Ｔｇ）が室温以上
、或いはガラス転移温度（Ｔｇ）が観測されないもので
あり、また情報を静！荷の分布として記録させるもので
あるので、電荷の移動を抑えるために高絶縁性が要求さ
れる。そのため比抵抗値が１０１Ω・ｃｍ以上の絶縁性
を有することが必要である。 本発明の電荷保持層はポリイミド樹脂からなることを特
徴とするが、ポリイミド樹脂としては、例えばポリ　（
オキソジフェニレン−ピロメリトイミド）に代表される
線状ポリイミドと、ポリアミノビスマレイミドに代表さ
れる付加硬化型ポリイミドに大別される。前者にはイミ
ド結合以外にアミド結合やエーテル結合を含むポリアミ
ドイミドやポリエーテルイミドも含まれる。 また線状ポリイミドとして、芳香族多価カルボン酸無水
物、或いはその誘導体と芳香族ジアミンとの縮合反応に
より得られるものも使用できる。 これらのポリイミド樹脂を電荷保持層とするには、公知
の熱縮合反応、例えば芳香族多価カルボン酸無水物、或
いはその前駆体と芳香族ポリアミン類との縮合反応によ
り得られるポリアミック酸、またはビスマレイミドへの
ジアミン類やビスシアン酸エステル等の付加反応により
得られるポリイミド前駆体を、ジメチルホルムアミド、
Ｎ−メチルピロリドン等の溶媒に溶解し、電極層上に刷
毛塗り法、浸漬法、回転塗布法等により塗布し、膜形成
後、加熱処理して硬化させることにより形成される。 またフィルム状のポリイミド樹脂も使用してもよく、こ
の場合には電極材料をポリイミド樹脂フィルム面上に蒸
着法、スパッタ法、またはコーティングすることにより
電極層を形成して電荷保持媒体としてもよいし、また基
板を有する電極上にポリイミド樹脂フィルムを接着剤に
より接着して電荷保持媒体を作成してもよい。 電荷保持層としての膜厚は、絶縁性の観点からは少なく
とも１０００Å以上必要であり、１０００人より少ない
とトンネリング等の現象により電荷のリークが生じるの
で好ましくない、また電荷保持媒体をカードとして利用
する場合には、フレキシビル性の観点から１００μｍ以
下が好ましい。 また電荷保持層には電荷保持性を改良させるために光導
電性、導電性微粒子を存在させてもよい。 光導電性微粒子材料としてはアモルファスシリコン、結
晶シリコン、アモルファスセレン、結晶セレン、硫化カ
ドミウム、酸化亜鉛等の無機系光導電材料、またポリビ
ニルカルバゾール、フタロシアニン、アブ系顔料等の有
機系光導電材料が使用される。 また導電性材料としては、周期律表第１Ａ族（アルカリ
金属）、同ＩＢ族（銅族）、同ＩＩＡ族（アルカリ土類
金属）、同■Ｂ族（亜鉛族）、同［１１Ａ族（アルミニ
ウム族）、同ＩＩＩ　Ｂ族（希土類）、同ＩＶＢ族（チ
タン族）、同ＶＢ族（ハナンウム族）、同ＶＩＢ族（ク
ロム族）、同■Ｂ族（マンガン族）、同■族（鉄族、白
金族）、また同■へ族（炭素族）としては炭素、珪素、
ゲルマニウム、錫、鉛、同ＶＡ族（窒素族）としてはア
ンチモン、ビスマス、同ＶＴＡ族（酸素族）としては硫
黄、セレン、テルルが微細粉状で使用される。また上記
元素ＪＲ体のうち金属類は金属イオン、微粒子状の合金
、有機金属、錯体の形態としても使用することができる
。更に上記元素単体は酸化物、燐酸化物、硫酸化物、ハ
ロゲン化物の形部で使用することができる。特に炭素、
金、銅、アルミニウム等が好ましく使用される。 このような微粒子は、ポリイミド樹脂前駆体溶液中に微
粒子材料を分散させ、コーティングすることにより含有
させることができる。 電荷保持媒体３は、電荷保持層１１に情報を静電荷の分
布として記ｉ膚するものである。従って記録される情報
、あるいは記録の方法によりこの電荷保持媒体の形状は
種々の形状をとることができる０例えば静電カメラ（同
一出願人による特願昭６３−１２１５９１号）に用いら
れる場合には、その使用時にあたってバンク形状とする
ことにより湿度の影響を避けることができる。 また本発明の電荷保持媒体は一般のフィルム（単コマ、
連続コマ用）形状、あるいはディスク状となり、レーザ
ー等によりデジタル情報、またはアナログ情報を記録す
る場合には、テープ形状、ディスク形状、あるいはカー
ド形状となる。 第１図（ｂ）に示す電荷保持媒体は、支持体１５を有す
る場合であるが、このような支持体１５は電荷保持媒体
３を強度的に支持するものであり、電荷保持層を支持す
ることができるある程度の強度を有していれば、その材
質、厚みは特に制限がなく、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
体が使用され光透過性も同様に要求される場合がある。 光透過性が要求される場合、必要に応じて反射防止効果
を有する層、また反射防止効果を発現しうるｌＩ！！厚
に調整するか、両者を組み合わせることにより反射防止
性を付与することができる。 電荷保持媒体３がフレキシブルなフィルム、テープ、デ
ィスク形状をとる場合には、フレキシブル性のあるプラ
スチックフィルムが使用され、強度が要求される場合に
は剛性のあるシート、ガラス等の無機材料等が使用され
る。 電荷保持媒体３がフレキシブルなフィルム、テープ、デ
ィスク形状をとる場合について説明する。 まず第２図（ａ）に示すものは、記録部である電荷保持
層１１が連続しているタイプである。 これは電極層を設けたプラスチックフィルム等の支持体
上に電荷保持層を支持体の両辺を残して、または全面に
形成してなるものである。この電荷保持媒体は、少なく
とも記録される一画面（例えばカメラ取りによる場合の
一コマ、デジタル情報記録のトラック中）の２倍以上の
長さを有するものである。また当然この電荷保持媒体を
長手方向に複数接合してなるものも含まれ、この際には
隣接する電荷保持層の間に電荷保持層欠落のスリット帯
があってもよい。 また第２図（ｂ）に示すように、電荷保持層１１が長手
方向に不連続のタイプがある。 これはプラスチックフィルム等の支持体上に、電荷保持
層を支持体の両辺を残して、または残さずして、長手方
向に不連続に形成してなるものであり、支持体上には複
数の電荷保持層が成る大きさで形成される。この電荷保
持層の大きさは、画像、および情報の入力装置の露光方
法にもよるが、例えばカメラ取りによる場合は、３５ｍ
ｍｘ３５ｍｍであり、レーザービーム等のスポット入力
の場合は、デジタル情報記録のトランク中である。 尚、デジタル情報記録の場合には、隣接する電荷保持層
間に形成されている電荷保持層欠落部は、情報の入出力
の際のトラ、キング帯として利用されうる。また当然こ
のＴｉＱ保持媒体を長手方向に複数接合してなるものも
含まれ、この際には隣接する電荷保持層の間に電荷保持
層間落のスリｙ　）帯があってもよい。 また第２図（Ｃ）に示すように電荷保持層が１１方向に
不連続のタイプがある。 このタイプは電極層を設けたプラスチックフィルム等の
支持体上に、電荷保持層を支持体の両辺を残して、また
は残さずして、

【１】方向に不連続に形成してなるもの
であり、支持体上には１Ｍ数の帯状の電荷保持層が形成
される。この電荷保持層の巾は記録されるデジタル情報
のトラックｒｌに等しいか、或いは整数倍のものであり
、隣接する電荷保持層間に形成されている電荷保持層欠
落部は、情報の人出力の際のトラッキング帯として利用
される。 また第２図（ｄ）に示すように、円板状のタイプがある
。 このタイプは、電極層を設けた円形のプラスチックフィ
ルム等の支持体上に電荷保持層を全面に、或いは連続し
た渦巻状の電荷保持層欠落部を有して形成されるもので
ある。このｔＡ保持媒体では、入出力装置の駆動のため
の円形欠落が形成されていてもよい、またデジタル情報
記録部の場合には、連続した渦巻状の電荷保持層欠落部
は、情報の入出力の際のトラッキング帯として利用され
うる。 ｌＮ１ｍ１３は、フィルム状のものは支持体上に、又は
電荷保持層フィルム上に接着して形成するか、或いはｙ
着法等により支持体上、又は電荷保持層フィルム上に形
成され、その材質は比抵抗値が１０ｈΩ・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電膜等である。こ
のような電荷保持媒体電極はその支持体上に蒸着、スパ
ッタリング、ＣＶＤ、コーティング、メツキ、ディッピ
ング、電解重合等の方法により形成される。またその膜
厚は電極を構成する材料の電気特性、および情報記録の
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人程度であり、支
持体とｉｌｔ荷保持層との間の全面、或いは電荷保持層
の形成パターンに合わせて形成される。 光透過性が要求される場合、必要に応じて反射防止効果
を有する層、また反射防止効果を発現しうる膜厚に調整
するか、両者を組み合わせることにより反射防止性を付
与することができる。 次ぎに、本発明の電荷保持媒体への情報電荷記録方法の
１つである静電画像記録方法について説明する。 第３図は静電画像記録方法を説明するための図で、図中
１は感光体、５は光導電層支持体、７は感光体電極、９
は光導電層、１７は電源である。 まず１ｍ厚のガラスからなる光導電層支持体５上に１０
００人厚のＩｒＯからなる透明な感光体電極７を形成し
、この上に１０μｍ程度の光導電層９を形成して感光体
１を構成している。同図（ａ）に示すようにこの感光体
１に対して、１０μｍ程度の空隙を介して電荷保持媒体
３が配置される。 次いで同図（ｂ）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、空隙に加わる電圧がパッシェンの法
則に従う放電開始電圧以下であれば、電極間には何の変
化も生じない、また放電開始電圧以上の電圧が外部電源
により空隙に印加されると放電が起こり、電荷保持媒体
表面に電荷が蓄積され、放電開始電圧に下がるまでその
状態が続き、カブリ電荷となる。感光体ｌ側より光１８
が入射すると、光が入射した部分の光導電層９は導電性
を示し放電が生じ、電荷保持媒体表面に電荷が蓄積され
る。また予め均一なカブリ電荷がある場合でも、光が入
射した部分では更に電荷が蓄積される。次いで電源１７
をＯＦＦとし、電荷保持媒体３を感光体ｌから剥離する
ことにより静電潜像の形成が終了する。 この静電画像記録方法は面状アナログ記録とした場合、
銀塩写真法と同様に高解像度が得られ、また情報電荷は
電荷保持層中に保護され、放電せず長期間保存される。 本発明の電荷保持媒体への情報入力方法としては静電カ
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、前面に感光体電極７を設けた光導電
層９からなる感光体ｌと、感光体ｌに対向し後面に電荷
保持媒体電極１３を設けた電荷保持層１１からなる電荷
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、入射光に応して光ｙｔ重層をＲｚ性として入射光
量に応じて電荷保持層上に電荷を層積させることにより
入射光学像の静電潜像を形成するもので、機械的なンヤ
フタも使用しうるし、また電気的なンヤソタも使用しう
るちのであり、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、ＲｌＧ、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、８分解した電
荷保持媒体３セントで１コマを形成するが、またはｌ平
面上にＲ，Ｇ、Ｂ像を並べてｌモノドでｌコマとするこ
とにより、カラー撮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
アの極性と同し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ｎ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０Ｎ−ＯＦＦ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、パンクロマチイン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。 次ぎに電荷保持媒体に記録された静電情報の再生方法に
ついて説明する。 第４図は静電情報記録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、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。 情Ｉｇ１ｉｔ荷を蓄積した電荷保持媒体から情報を再生
するには、まず電位読み取り部２１を電荷保持媒体表面
に対向させると、検出電極２３に微粒子層に蓄積された
ｉ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蓄積電荷に応じた電位差
が生じ、この値を電圧計２９で読むことによって情報電
荷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
も広い範囲の電荷による電界（電気力線）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。 第５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。 また電界により光学的性質が変化する材料、例えば電気
光学結晶等を用いて光学的に読み取ることもできる。更
に静電潜像が電気信号として得られるので、必要に応し
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〕 本発明は、電荷保持媒体における電荷保持層１１として
、高絶縁性を有する耐熱性樹脂を使用することにより、
電荷保持媒体として熱的な使用条件に影響されない電荷
保持媒体となしえることを見出したものである。 電荷保持媒体は電極針へ、ド、或いはイオン流ヘッドを
用いた静電記録体、或いはレーザープリンター等の光プ
リンター等による記録体として使用することができるが
、特に感光体を使用した静電情報記録媒体としての使用
に通している。 本発明の電荷保持媒体は、耐熱性の観点から電荷保持性
能がよく、情報再生に際しては電極と表面電位との電位
差を計測することにより容易にその電位差を検出するこ
とができ、高品質、高解像度の情報として容易に再生で
きるものである。 以下、本発明を実施例により説明する。 〔実施例〕 ２．２−ビス（４−（４−７ミノフエノキン）フェニル
〕プロパン１０ｇを、Ｎ−メチルピロリドン１００ｇに
溶解し、ピロメリット酸二無水物１０ｇを徐々に添加し
つつ、室温で５時間撹拌した。 次いでこの反応溶液を、ガラス基板上の、予めＮ−メチ
ルピロリドン溶剤により濡らしておいた透明ｌ７０１４
極層（膜厚５５０人、８０Ω／口）表面上にブレードコ
ーターにより塗布し、１５０℃、１時間乾燥した後、２
５０℃で加熱し１１２ｒ￥約ｌＯμｍの電荷保持媒体を
得た。 得られたｔ荷保持媒体表面を、コロナ放電により＋１０
０ν、又は−＋００νの表面電位になるように帯電させ
、その電荷保持性能を測定した。 ６０℃、２０％Ｒ，８，１０日間放置の環境下でも７０
Ｖの表面電位を保持しており、また１５０℃の加熱板上
で６時間放置しても、７８Ｖの表面電位を維持していた
。 〔参考例１〕・・・感光体の調製 ボ１ｉＮ−ビニルカルバゾール１０ｇ（亜南香料（株）
製）、２．４．７−ドリニトロフルオレノン１０ｇ、ポ
リエステル樹脂２ｇ（バインダー：バイロン２００東洋
紡（株）製）、テトラハイドロフラン９０ｇの組成を有
する混合液を暗所で作製し、ＩｎｚＯｓ−５ｎＯ１を約
１０００人の膜厚でスパンターしたガラス基板（１ｍｓ
厚）に、ドクターブレードを用いて塗布し、６０℃で約
１時間通風乾燥し、膜厚約ｌＯμｍの光導電層を有する
感光体を得た。又完全に乾燥を行うために、更に１日自
然乾燥を行って用いた。 〔実施例２〕・・・静電画像記録、再生方法第３図に示
すように参考例１で作製した感光体１と実施例で作製し
た電荷保持媒体とを、膜厚１０μｍのポリエステルフィ
ルムをスペーサーとし、電荷保持媒体表面を上記感光体
の光導電層面に対向させて接地した０次いで両電捲間に
、感光体側を負、樹脂層側を正にして、７００ｖの直流
電圧を印加した。 電圧の印加状態で、感光体側より照度１０００ルツクス
のハロゲンランプを光源とする露光を１秒間行い、静電
潜像の形成が終了する。 次いで第４図に示すようにして電極と媒体表面との電位
差を測定（２３℃、４５％Ｒ，Ｈ，）した結果、媒体表
面に一１００Ｖの表面電位が表面電位計により測定され
たが、未露光部での表面電位はＯＶであった。 〔発明の効果〕 本発明の電荷保持媒体は、電荷保持層をポリイミド樹脂
により形成することにより、その使用条件、特に耐熱性
を要求される場合に適したものであり、その電荷保持層
に蓄積された情報電荷は永続的に保持することができる
ものである。 また蓄積された電荷により形成される表面電荷は、電極
との電位差を計測する電位読み取り方法により容易に検
出することができ、更にその静電潜像に対応した電気信
号を出力させ、ＣＲＴ表示、或いはプリンタによりプリ
ントアウトすることができるものである。また情報蓄積
手段が静電荷単位であるために、電荷保持媒体に蓄積さ
れる情報は高品質、高解像であり、更に処理工程が筒便
で、長時間の記憶が可能であり、またその記憶した情報
を目的に応した画質で、仕置に反復再生することができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電荷保持媒体の各態様を断面で示す図
、第２図は各種のフレキシブル電荷保持媒体を示す斜視
図、第３図は本発明の電荷保持媒体への静Ｔｉ画像記録
方法を説明するための図、第４図は直流増幅型の電位読
み取り方法の例を示す図、第５図は本発明の電荷保持媒
体を使用した静電画像記録再生方法の概略構成を示す図
である。 図中１は感光体、３は？Ｈ（＝＋保持媒体、５は光導電
層支持体、７は感光体ＴＬ掻、９は光導電層、ｌｌはＴ
Ｌ荷保持層、１２は電荷保持層欠落部、１３は電荷保持
媒体電極、１５は電荷保持層支持体、１７は電源、１８
はパターン露光光、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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電極層と電荷保持層とを積層した電荷保持媒体に
   おいて、該電荷保持層がポリイミド樹脂からなることを
   特徴とする電荷保持媒体。