JPS61117563A - 画像表示装置 - 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】 本発明は、例えば電子計算機や画像読取シ装置から演算
出力ないしは読取シ出力される電気画像情報、ンフトコ
ピーとして磁気テープやマイクロフィルムに蓄積記憶さ
れた画像情報等を視認できる画像として再現表案する或
は複写機オフィスオートメーション装置など画像形成関
係機器に画像モニタ用等として付属される画像表示（デ
ィスプレイ）装置に関する。

更に詳しくは、表示画像として、適切な像担持体面上に
前述した各種情報信号の入力に対応したトナー画像を作
成し、画像表示を行う装置の像担持体の改良に関するも
のである。

従来、画像表示装置として、例えばＣＲＴディスプレイ
装置や液晶ディスプレイ装置等が一般に広く使用されて
いるが、これらのディスプレイ装置は解像性２表示画面
の大きさ、或いは視認性において、必ずしも十分とは云
えない。

例えば最近のオフィスオートメーション機器の発展を見
ると、ワードプロセッサー、マイクロフィルム検索、お
よび光デイスクメモリー等のモニタに要求される表示画
面は高精細な静止画像であシ、ＣＲＴや液晶はフリッカ
−或いは目視角度依存性の為に適正とは云い難い。情報
信号に応じて、トナー像を作成する手段には各種の方法
が適用出来る。例えば像担持体として光導電層を用い露
光と同時にトナー像を形成する方法（特願昭５６−１９
７４１０号）、又、像担持体の誘電体ベルトにビン電極
によ）静電荷像を得、これをトナー像化する方法（実開
昭５７一５５０６１号）、他に磁化容易スタイラスを用
いて、磁性粉や磁性流体のトナーを磁化信号に応　、じ
て像担持体面に顕像化する方法が挙げられる。

いずれにせよ、これらの表示画像が通常の電子写真、静
電印刷および磁気印刷よりも高画質である事は、転写工
程を含まない点から容易に理解出来よう。又更に、先述
した汎用ディスプレイ装置のＣＲＴや液晶に比較しても
、印刷並みの画質が得られる事から、特に静止画表示に
優れていると云える。

一方、トナー画像による表示装置の問題点は、同一像担
持体を繰り返し使用するため、画像表示面がトナーやそ
れに用いた色材等が次第に付着して、非画像部分が著し
く汚染される事にある。即ちこの方式での表示は情報信
号をレーザビーム等の光、或は電圧、電流等の時系列信
号として像担持体に潜像を形成し、続いてトナーにより
現像して可視化する工程からなる。表示画像が不要にな
ったら消去工程を経て、再び同様な工程で同一像担持体
面に画像パターンを作成して繰り返し表示を行うもので
ある。従って、像担持体表面の汚染は画像品位を著しく
損ね、この方式の表示装置を実用化する上で大きな障害
となっていた。同様な工程で画像を得る方式に先述した
電子写真複写、静電印刷、磁気印刷等の中間マスター上
にトナー像を作成して、これを普通紙等に転写してプリ
ント画像を得る装置が有る。これらのプリント装置に用
いる中間マスターは繰り返し使用するものであるが、そ
れ自体表面が汚染しても転写画像に影響しないものであ
れば、何等実用上問題無いものであシ、本発明の装置に
使用する像担持体の特性とは本質的に異なる観点に立つ
ものと云える。

本発明の目的は、特に高品位（高精細）な静止画像を表
示するのに適した装置として、表示画面上にトナー画像
を繰返し形成する方式の画。

像表示装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、前述の画像表示装置に使用する像
担持体表面の耐汚染性を改良した像担持体を提供するこ
とにある。

本発明の他の目的は、表示面上にトナー画像を作成して
表示する装置に適用する、高安定性。

高耐久性の像担持体を提供する事にある。

本発明者らは、前述の目的に沿って検討を重ね、特に前
述の欠点を解消する上で、像担持体の表面層に着目して
検討した結果、像担持体の表面層中に含フッ素ブロック
共重合体を含有させることによって、トナー画像形成時
の汚染程度が著しく軽減されることを見い出した。

従って、本発明は繰夛返し使用する像担持体を内蔵した
画像表示装置であって、該像担持体表面上に信号情報に
対応したトナー像を直接形成し、画像を表示する装置に
於て、前記像担持体のトナー像形成表面層が含フッ素ブ
ロック共重合体を含有する点に特徴を有している。

本発明で用いる含フッ素ブロック共重合体は、表面移行
性をもつ機能性セグメントと前述の成膜用樹脂に相溶す
る相溶性セグメントを有している。具体的には相溶性セ
グメントとして作用する重合体の一端に機能性セグメン
トとして作用する含フッ素モノマー成分（例えば子連の
含として作用する含フッ素モノマー成分としては、ＣＨ
ｖ　（ＣＦｔ　）ｔ　Ｈ、’ＣＨｔ　（ＣＦｔ　）４Ｈ
，ＣＨｔＣＦｍ　−ＣＨｔ　ＣＨｔ　（ＣＦ！　）？　
ＣＦｓ　、　ＣＦｓ　、−Ｃｔ　Ｆｓなどのフルオロア
ルキル基が好適である。又、相溶性セグメントとして機
能する相溶性セグメントとしては、とニルモノマー成分
を含むものが好ましく、具体的にはポリメチルメタクリ
レート、ポリブチルメタクリレート、ポリメチルアクリ
レート、ポリエチルアクリレートなどがＢ型金フッ素ブ
ロック共重合体は、その相溶性セグメントが成膜用樹脂
と相溶し、塗膜の基体との密着力の向上、硬度の向上が
可能となシ、さらには機能性セグメントとして作用する
フルオロアルキル基が表面に移行し、塗膜表面の撥水性
、離型性、非粘着性、滑υ性、塗膜強度を向上させるこ
とができる。これらの点は下達の比較例でも明らかにす
る様に同一組成のランダムポリマーを用いた場合には得
られないものである。

これらの含フッ素ブロック共重合体は、ポリメリックペ
ルオキシドを重合開始剤として合成することができる（
第３３同高分子学会年次大会予稿集第２６６頁（Ｖｏｌ
、　３３．　Ｎｏ、　２．１９８４年）〕。

又、含フッ素ブロック共重合体としては、日本油脂（株
）製のモバイパーＦ１００．ＦＩＩＯ。

Ｆ２００．Ｆ２１０を用いることができる。

本発明で用いるフルオロアルキル基を一成分とするＡ−
Ｂ型のブロック共重合体は、表面改質材として用いるこ
とができ、成膜用樹脂に溶媒とともに添加して得られる
塗膜において、機能性セグメントであるフルオロアルキ
ル基が塗膜表面に移行、あるいは配向して、塗膜表面の
撥水性、防汚性、滑シ性が向上され、かつ相溶性セグメ
ントが成膜用樹脂に相溶して因るため、前述の効果が持
続され、耐久性を増すことができるものである。

本発明の像担持体の特性および効果について図面に従っ
て詳述する。トナー像を利用し次画像表示装置の一例と
して、光導電層を像担持体に用いた方式を第１図に示す
。

第１図は上記方式の画像表示装置の一例の極く概略構造
を示す縦断側面図である。ｌけ縦型の装置外装箱、２は
その外装箱の正面板面に大きく開口形成した表示画像覗
き窓で、一般にガラス板等の透明板３が張設される。

４は外装箱内の上部と下部とに並行に横設した駆動プー
リ（又はローラ）５と従動プーリ（同）６間に張設した
無端ベルト型の感光体（像担持体、以下単にベルトと略
記する）である。該ベルトは例えば第２図示のように合
成樹脂シート或はフィルムなど透明で且つ抗張性に富む
強靭なベースシート材４１の外面に金属や金属酸化物（
酸化インジウム、酸化錫、酸化クロム）を薄く蒸着して
透明導電層４２を形成してなるものを透明導電性基体層
４３とし、その導電層４２面に光導電体層４４を塗布法
・蒸着法等で積層形成したもので、ベルト４の外周面が
光導電体層面である。そして該さルト４は駆動プーリ５
の回転により矢示方向に回転駆動され、ベルト４の張シ
側外面が表示画像覗き窓２部を下から上へ移□動通過す
る。

１０は上記回動ベルトの張り側ベルト部分とゆるみ側ベ
ルト部分の間の空間内に配設した光ビームスキャニング
方式の光像露光装置で、半導体レーザ（或はガスレーザ
）・ポリゴンミ２−・ｆθレンズ等からなる。そして図
に省略した画像表示装置・電子計算機等から時系列電気
デジタル画素信号Ｓの入力を受け、その信号に対応して
変調されたレーザビームＬを従動プーリ６方向に発振す
る。その発振されたビームは途中ミラー１１によシ張シ
側ベルトの従動プーリ６寄シの裏面部位Ａに向かって偏
向され、スリット板１２のスリット１２ｍを通してその
ベルト裏面部分Ａをベルト幅方向に走査！光する。この
レーザビームＬのベルト幅方向走査を主走査とし、ベル
ト４の移動を幅走査としてベルト４の裏面に対して順次
に光像露光がなされる０ １３は上記レーザビーム走歪露光を受けるベルト裏面部
位Ａに対応するベルト表側位置に配設した現像装置、１
４は張シ側ベルトの裏面側で露光部位Ａのベルト移動方
向下流側部位に配設した全面光照射用ランプである。

図示例の現像装置１３は現像剤収容箱１５と、その箱１
５内に横設し左側路牛局面を箱内から外部に露出させた
ステンレススチール・アルミニウム等の非磁性体性の回
転現像スリーブ１６七、そのスリーブ１６内に挿入内蔵
させたマグネットローラ１７と、スリーブ外面に対する
現像剤塗布ブレード１８と、箱１５内に収容した現像剤
（導電性磁性トナー）Ｔとからなる。箱１５内の導電性
磁性トナーＴは回転現像スリーブ１６近傍部のトナーが
スリーブ内部のマグネットロー２１７の磁界に引かれて
磁気吸着層としてスリーブ外周面に保持されてスリーブ
と共に回動し、途中ブレード１８でその層厚が規制され
て整層化され、そのトナー整層面がスリーブの回動でベ
ルト裏面光像露光部位Ａに対応するベルト表面部に接触
通過する。

ベルト４側の導電層４２と現像スリーブ１６間には直流
バイアスを印加させてあシ、Ｅはその電源を示す。

而して画像表示はベルト４及び現像装置１３の駆動がな
された状態においてベルト４の裏面側の露光部位Ａに光
像露光が開始されると後述の原理によシベルト表面側に
現像スリーブ１６側の導電性トナーが選択的に付着して
露光像に対応したトナー像が形成される。トナー画像の
形成されたベルト表面は画像覗き窓２の範囲内に回動位
置して一旦停止する。これによシ窓２部に画像表示がな
される。所定の一定時間経過後、又はベルト再回動釦操
作でベルト４は再回動し次の表示画像が窓２部に移行し
、ベルトの一時停止・画像表示がなされる。この繰り返
しによ多画像の順次表示がなされる。

画像表示が終了しその後のベルト回動で再び現像装置１
３部位に至ったベルト表面の表示済みトナー画像は現像
装置の現像兼クリーニング作用でベルト表面から除去さ
れて現像装置側へ回収される。トナー画像の除去された
ベルト表面には引続いて露光部位Ａにおける光像露光パ
ターンに対応したトナー画像が順次に形成されそのトナ
ー画像がベルト４の回動に伴ない表示窓２部へ移行する
。

全面光照射用ランプ１４は光像露光部位Ａを通過して表
面側にトナー画像の形成されたベルト裏面側を幅方向一
様に光照射することにょシベルト４の光導電体４４内部
の電気的状態を各部一様化させるために配設したもので
ある。

上記のベルト表面に対するトナー画像の形成は無帯電で
、光像露光と同時になされるもので、第３図と第４図に
よシその原理を説明する。尚、ここでは説明の便宜上、
ベルト４の光導電体層４４はＮ型であシ、又導電層４２
には負、現像スリーブ１６には正のバイアスを印加した
ものとする。

ベルト裏面の光像露光部位Ａにおいて露光明部（Ａ　（
Ｌ）　、第３図）の光は透明基体層４３を透過して光導
電体層４４に入射する。光入射を受けた光導電体層４４
部分は電子−正孔対が発生しそのうちの電子ｅがベルト
導電層−負、現像スリーブ正のバイアスに引かれて光導
電体層４４の表面側へ向って移動する。これに伴ない、
ベルト裏面の光像露光部位Ａ　（Ｌ）に対応するベルト
表面部位に接触通過する現像スリーブ１６側のトナ一層
表層部の導電性トナーに上記移動した電子ｅと対向電荷
となる正電荷が誘起される。そしてその電子ｅと正電荷
誘起トナー間のクーロン力でその正電荷誘起トナーが現
像スリーブ１６側からベルト表面側へ付着（Ｔａ）する
。

その付着トナー（Ｔａ）の正電荷はその後短時間のうち
に光導電体層４４の表面部の電子ｅと中和して消滅する
。

一方露光暗部（Ａ　（Ｄ）　、第４図）ではベルト４の
導電層４２と現像スリーブ１６間のバイアスと、導電層
４２と現像スリーブ１６側の導電性トナ一層間のキャパ
シタンスにより導電層部分と導電性トナ一層の表層トナ
ーに夫々正・負の電荷が誘起されるものの、これらの間
に作用するクーロン力は弱くそのためベルト４の表面に
対するトナーの付着はほとんど生じない。

従ってベルト４の光導電体層４４面の帯電処理なしで光
像露光と同時的に光像露光の露光明部に対応する光導電
体層表面部分のみに選択的にトナーが付着（Ｔａ）して
トナー画像の形成がなされるものである。

又表示を終えて現像装置１３部へ回動してきたトナー画
像は現像スリーブ１６側の保持トナ一層による摺擦を受
けることにより容易にベルト表面から除去されてスリー
ブの保持トナ一層内に取シ込まれて回収され、トナー画
像の形成に繰り返し使用される。

上記のように表示画像を光導電体を利用した像担持体面
にトナー像として形成して画像表示する方式のものは例
えばＣＲＴディスプレイ装置や液晶利用のディスプレイ
装置よ、りも解像性がよい、静止画像でちらつきがない
ので、又液晶ディスプレイのように角度依存性も小さい
ことから画像が見易く目疲れが少ない、表示画像の必要
なものについてはベルト面に形成されたトナー像を複写
紙面に転写する機構を付加することによシ容易に７・−
トコピーを得ることができる等の利点を有する。特に上
記例のように無帯電・露光同時トナー画像形成方式で、
且つ現像とクリーニングを兼用させたものは装置構成が
極めて簡単なものとなシ実用性に富むものである。

尚、光像露光装置１０としては上記例のレーザビームス
キャニング方式の他にもＬＥＤアレイ装置・液晶・ＰＬ
ＺＴや白色光等を選択的に透過させる各種シャッタアレ
イ等も利用できる。

またＸ線を利用した露光装置であってもよい。

この場合はベルト４の基体層４３は可視光透過性でなく
ともＸ線透過性であればよい。又、本発明で用いる像担
持体は、前述の光導電体層４４の上に表面層（図示せず
）を、又、光導電体層４４の上に中間層（図示せず）そ
して表面層を順次積層して形成することができる。光導
電体層はＣｕ、Ｉｎ、Ｃ／等の不純物をドーピングした
ＣｄＳ　、　ＣｄＳｅ　、あるいは染料で増感した有機
光導電体、あるいはＳｅやＢｅ−Ｔｅなどの光導電体層
である。中間層は光導電体層上に設けられ、表面層の塗
工性、接着性などの改良を目的とし、ポリアミド、ポリ
ビニルアルコール、ポリウレタン、エポキシ樹脂、カゼ
イン、メチルセルロース、ニトロセルロース、フェノー
ル樹脂、アイオノマー樹脂、エチレン−アクリル酸共重
合体などの樹脂によって形成でき、また電気抵抗を調整
するために、酸化チタン、酸化亜鉛や酸化錫などを含有
することもできる。一方表面層は、表示面の色調を調整
する事、またトナーによる汚染や傷の発生などによる画
質低下を防ぐことなどを目的として設けられ、表面層の
成膜用樹脂として例えば、ポリメチルメタクリレート樹
脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂。

ポリアミド樹脂、アルキッド変性シリコーン樹脂、アク
リル変性シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ボリアリ
レート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラ
ール樹脂などがあげられる。色調の調整、そして電気抵
抗を調整する目的で、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫や
淡色系有機染料、有機顔料を成膜用樹脂中に含有するこ
とができる。

前述のフルオロアルキル基を一成分とするＡ−Ｂ型のブ
ロック共重合体の含有量は、前述の表面層の成膜用樹脂
１００重量部に対して０．０５〜５０重量部、好ましく
はｏ、　ｉ〜２０重量部である。

以上に説明した表示装置は、像担持体に光導電層を用い
た例であるが、他に光以外の信号入力方式としてピン電
極を用いて、誘導体層に静電荷像を設はトナー像化する
方法、或は磁性トナーを用いて磁化容易スタイラスに電
流信号を入力して、磁性トナー像を形成する方法等も同
様に適用できる。従って以下に示す実施例に限られる事
では々い。

（実施例１） 次に示す工程によシ、光導電性像担持ベルト（第２図参
照）を作製した。

本実施例での像担持ベルトは三層構成からなシ、即ち透
明導電性ベースフィルム上に光導電体層、中間層及び表
面層を塗工して成る。透明導電性ベースフィルムは、ダ
イセル化学工業（株製商品名ＣＥＬＥＣ７ＩＫＥＣを用
いた。又、光導電体層塗工液、中間層塗工液及び表面層
塗工液は以下の調整を行って得た。

１）光導電体層塗工液 Ｃｕ及びＩｎをドープして半導体レーザー（８２０ｎｍ
）に感度を有すＣｄＳ粉体１００Ｍ量部及び平均分子量
１０，０００のポリブチルメタクリレート７重量部をメ
チルエチルケトンで分散液とし、ロールミルで混練して
塗工液とした。

２）中間層塗工液 Ｔｉｅ、顔料３７．５重量部、エチレン−アクリル酸共
重合体水溶液（製鉄化学工業（株）；商品名ザイクセン
ーＡ、固形分濃度２５ｍｔ％）１５０重量部を水３６重
量部、エタノール２７重量部と供に磁製ボールミルに入
れ、４０時間分散して塗工液とした。

３）表面層塗工液 Ｔｉｅ、顔料３０重量部、アクリル変性シリコーン樹脂
（信越化学工業（株）製、ＫＲ−３０９３＞２０重量部
及びモデイパーＦＩＩＯ（日本油脂株式会社製）１重量
部にキシレンを加えて固形分比３０重量パーセントの溶
液で磁製ボールミルによ、９４０時間分散して塗工液と
した。

Ｔｉｅ、顔料は画像表示面の白色度を増すためと、中間
層９表面層の電気抵抗を調節する目的で添加した。

こうして調整した塗工液を前記透明導電性ベースフィル
ム上に、先ず光導電体層を乾燥膜厚７０ミクロンとし、
次いで中間層を乾燥膜厚２ミクロンとし、さらに表面層
を乾燥膜厚１５ミクロンとなる様に順次ロールコータ−
で塗布して像担持ベルトを得た。

該ベルトを第１図に示す画像表示装置に懸架駆動して画
像表示を繰り返し行なった。この時使用したトナーはポ
リメチルメタクリレート樹脂４０重量部とマグネタイト
６０重量部を溶融混線後粉砕し且つ熱気流中で表面に導
電性カーボン微粉末を付着させた導電性磁性トナーであ
る。

この繰り返し画像表示による像担持体表面の汚れを反射
濃度計で測定した。像担持体の初期濃度は０．１６，１
万回繰り返し後のベース濃度は０．１８であった。この
像担持体は繰り返し表示に対してベース汚れがなく鮮明
な画像が得られるものであった。

（比較例１と２） 実施例１で用いたモデイパーＦＩＩＯを除いたほかは、
実施例１と同様の方法で像担持ベルトを得た（比較例１
）。

実施例１で用いたモデイパーＦ１１０に代えて、ポリテ
トラフルオロエチレン粉末（ダイキン工業製”ルブロン
ＬＤ−Ｚｏｏ”；固形分；５重量％）を用いたほかは、
実施例、１と全く同様。

の方法で比較用像担持ベルトを得た（比較例２）。

２種比較用像担持ベルトをそれぞれ実施例１と同様に繰
り返し画像表示を行なった時のベース汚染を測定した。

初期濃度は比較例１で０．１８比較例２で０．１６であ
った。又、１万回繰り返し後のベース濃度は比較例１で
０．３６、比較例２で０．３４であった。又、何れの比
較例の場合で、表面における微細な傷による画像の乱れ
があシ、望ましいものではなかった。

（実施例２〜４） 実施例１て表面層の成膜用樹脂に用いたアクリル変性シ
リコーン樹脂の代シに第１表に示した樹脂を用いて、実
施例１と同様に像担持ベルトを作製した。各々の像担持
ベルトを実施例１と同様に繰り返し表示におけるベース
汚染を測定しその結果を第１表に示す。

第１表 以上の結果の様にベース汚染が少なく耐久性に優れてい
るものであった。

因みに、これらの樹脂を用いて比較例１の方法で、即ち
モデイバーＦ１１０を除いた塗工液によシ得た像担持ベ
ルトでは、いずれも繰り返し耐久に対してベース濃度の
増加が大きく好ましくない結果であった。

（実施例５ン 実施例１で表面層塗工液に用い喪モデイバＦ１１０に代
えて、キデイパーＦ２００（日本油脂株式会社製）を用
いたほかは実施例１と同様の方法で像担持ベルトを得た
。

との像担持ベルトを実施例１と同様に繰り返し画像表示
に対するペース汚染を測定した。初期ペース濃度はＯ，
ＺＳ、１万回繰り返し後のペース濃度は０．２５であシ
耐久性に優れているものであった。

（実施例６） 像担持ベルトとしてポリエステルフィルム上にＣｒｙ、
薄膜を設け、磁気テープ上に実施例１に示した表面層を
乾燥膜厚１０ミクロンに塗工したものを作成した。

該ベルトを用いた作像工程は第１図に示した装置と同様
な構成にした、但しレーザスキャナーの代、？に現像ス
テーションＡの前に磁気ヘッドを付備して、バーコード
状のパターン信号を入力して磁化潜像を作成した。又、
第２図の現像機において、回転スリーブ１６に内蔵した
固定マグネットロールは現像部位の着磁を行わないもの
を用いた。これは磁気潜像を乱さない事を目的としたも
のである。この装置で作製したｎリ トナー像は、ＯＣＲヘッドで十分読み出せるコントラス
トを有していた。又、消去工程は像担持ベルトの背面よ
り熱的にクウェンチして行った。この構成において、像
担持ベルトは繰り返し作像に対して、常に安定なＯＣＲ
読み出し信号が得られた。

以上の実施例によシ説明した様に、表面層中にフロロア
ルキル基を一成分とするＡ−Ｂ型ブロックポリマーを含
有させた像担持体を用いた画像表示装置は、繰り返し画
像表示を行なっても、トナーによる汚染が少ないもので
あ）、高精密・高信頼性の画像表示装置を提供し得るも
のである。

【図面の簡単な説明】 第１図は表示装置の一例の極く概略の構成図で、第２図
はその現像装置部分の拡大断面図で、第３図は露光明部
部分の像形成原理を示す模式図で、第４図は露光暗部部
分の像形成原理を示す模式図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 繰り返し使用する像担持体を内蔵した画像表示装置であ
   つて、該像担持体表面上に信号情報に対応したトナー像
   を直接形成し、画像を表示する装置に於て、前記像担持
   体のトナー像形成表面層が含フッ素ブロック共重合体を
   含有することを特徴とする画像表示装置。