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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Übertragungsblatt.
In mehr besonderer Weise betrifft sie ein Übertragungsblatt für Elektrophotographie,
welches ein Übertragungsmaterial
ist, auf das in elektrophotographischen Vorrichtungen oder elektrostatischen
Druckern ein Tonerbild übertragen
wird, das erhalten wird durch die Erzeugung eines elektrostatisch
latenten Bildes auf einem bildtragenden Element, wie z. B. ein photosensitives
Element, und die Entwicklung des elektrostatisch latenten Bildes,
und weiterhin ein elektrophotographisches Bildaufzeichnungsverfahren,
das Gebrauch macht von solch einem Übertragungsblatt.
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Stand der
Technik
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In
einer elektrophotographischen Vorrichtung wird, nachdem ein elektrostatisch
latentes Bild auf einem photosensitiven Element erzeugt worden ist,
der Toner des Entwicklers dazu gebracht, elektrostatisch an einem
elektrostatischen Bild zu haften, so daß ein Tonerbild gebildet wird,
wobei dieses Tonerbild mittels einer Übertragungsanordnung auf ein Übertragungsblatt
(Papier) übertragen
wird. Als Übertragungsanordnungen dieses
Typs sind für
den Stand der Technik elektrostatische Übertragungsvorrichtungen wie
z. B. Korona-Übertragungsmittel
und Walzenübertragungsmittel
bekannt.
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Die
Entwicklung der Elektrophotographie hat mit Kopiergeräten begonnen.
Mit der Ausbreitung von deren Anwendung auf Ausgabegeräte wie Seitendrucker
und Faxgeräte,
gab es Weiterentwicklungen von analogen Systemen zu digitalen Syste men,
und es wird zunehmend das Erreichen von mehr Funktionen, mehr Färbung und
höherer
Bildqualität
gefordert.
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Heutzutage
wird in den meisten elektrophotographischen Vorrichtungen das auf
dem photosensitiven Element gehaltene Bild auf ebenes Papier übertragen
durch ein wie vorstehend erwähntes
elektrostatisches Übertragungsmittel,
wobei Bilder beim Übertragungsvorgang
stark verschlechtert werden können.
Dieser Punkt liefert den Hauptgrund für die minderwertige Qualität von Bildern,
die durch Drucken und Tintenstrahlaufzeichnung erzeugt wurden.
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In
letzter Zeit war es anders als bei der Elektrophotographie im Bereich
der Tintenstrahlaufzeichnung wirklich erstaunlich, daß das Ersetzen
von Blättern
durch spezielle, exklusive Blätter
eine dramatische Verbesserung der Bildqualität gebracht hat.
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Auch
in Bezug auf Übertragungsblätter für die Elektrophotographie
wurden eine Vielfalt von Vorschlägen
gemacht, um die Übertragungsleistung
und die Bildqualität
zu bessern. Insbesondere gehören
zu den energisch untersuchten Eigenschaften elektrische Eigenschaften
wie z. B. der Volumenwiderstand und der Oberflächenwiderstand der Blätter. Zum
Beispiel wurde in den Dokumenten JP-41-20152 und JP-43-4151 vorgeschlagen,
den Volumenwiderstand innerhalb eines festgelegten Bereiches zu
halten; in Dokument JP-50-117435 wird vorgeschlagen, eine Kunstharz-Schicht
zu schaffen, die einen Volumenwiderstand von 3 × 1013 Ω cm oder
mehr auf der Oberfläche
des Übertragungspapiers
aufweist; und Dokument JP-56-16143 wird vorgeschlagen, auf einer
Basis-Schicht der Übertragungspapiers
zuerst eine Schicht mit niedrigem Widerstand und dann auf der äußersten
Oberfläche
hochohmige Schicht zu schaffen, um ein Übertragungsblatt herzustellen.
Unter tatsächlichen
Betriebsbedingungen ist es jedoch schwierig die Luftfeuchtigkeit
zu kontrollieren, so daß es
nicht möglich
war, den elektrischen Widerstand der Übertragungsblätter zu
stabilisieren. Folglich wird, wie im Dokument JP-5-53363 offenbart, vorgeschlagen,
in das Blatt ein synthetisches Hectorit einzubauen, das eine besondere
Kristallstruktur aufweist, um zu versuchen, den Widerstandswert
gegenüber
der Umgebungsbedingungen zu stabilisieren. Selbst dieser Vorschlag
kann jedoch keine Bilder liefern auf einem Niveau, das vergleichbar
ist mit dem Niveau von Bildern, die durch Tintenstrahlaufzeichnung
oder durch Drucken erzeugt wurden.
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Als
eine Annäherung
von einem anderen Standpunkt gibt es ein Verfahren, in dem, wie
im Dokument JP-49-126334 offenbart, die Oberfläche des Übertragungspapiers mit einem
Elastomer beschichtet wird. Bei dem Versuch einer Bildauswertung
mittels einer elektrophotographischen Color-Vorrichtung wurde durch
tatsächliches
Beschichten des Übertragungspapiers
in der offenbarten Schrift keine außergewöhnliche Wirkung beobachtet
in Bezug auf die Reproduktion eines photographischen Bildes auf
einem 400 dpi-Digitaldrucker.
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Als
Ursache für
die Verschlechterung des Bildes im vorstehend beschriebenen Übertragungsvorgang kommt
in Frage, daß ein
gedithertes Muster, als Folge der Bildverarbeitung durch derzeitige
Drucker oder ein Tonerbild, das aus durch PWM (Pulsweiten-Modulation)
erzeugten stetig aufgezeichneten einzelnen Punkten besteht, gestreut
vorliegt, wenn die digitalen Daten ausgegeben werden. Diese Tendenz
wird für
den Fall beträchtlicher,
wenn z. B. sehr feine Punkte eines Bildschirms, auf dem kleine Schriftzeichen
oder Bilddaten ausgebildet werden, vorliegen. Ein Ein-Punkt-Tonerbild,
das aus binären
Bilddaten mit 400 dpi aufgebaut ist, hat eine Größe von etwa 64 μm. Eine Verbesserung
der Reproduzierbarkeit der Punkte kann bei dieser Größe von den
vorstehend genannten herkömmlichen
Vorrichtungen, die sich in ihrer Leistung gar nicht von gewöhnlichen Übertragungsblättern unterscheiden, überhaupt
nicht erwartet werden. Genauer gesagt, ermöglicht die Tintenstrahlaufzeichnung
in herkömmlichen
Vorrichtungen eine Reproduktion von photographischen Bildern mit
800 dpi, währenddessen
die elektrophotographische Verarbeitung unbefriedigend bleibt bei
jedem Versuch, photogra phische Bilder mit 400 dpi abzubilden, aufgrund
der Bildverschlechterung feine Verringerung der Gradation), die
beim Übertragungsvorgang
verursacht wird.
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Auch
wenn die im obigen Dokument JP-49-126334 offenbarte Vorrichtung
alt ist, ist sie für
uns interessant, da sich deren Vorrichtung auf einen mechanischen
Vorgang stützt,
der kaum durch umgebungsbedingte Faktoren, wie z. B. unterschiedliche
Widerstandswerte oder dergleichen, beeinflußbar ist. Es hat sich jedoch herausgestellt,
daß sogar
für weiche
Elastomere, die gegenwärtig
z. B. in fortgeschrittenen Übertragungselementen
der neuesten Farbkopiergeräte
verwendet werden, es schwierig ist, binäre Bilder (Tonerbilder) mit
400 dpi ohne Streuung zu übertragen.
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Das
Dokument JP-9-170190 offenbart ein Übertragungsblatt mit einer
faserförmigen
Oberfläche
als Aufzeichnungsblatt für
Ausgabegeräte
verschiedenster Bauart. Dieses Dokument offenbart, daß dessen
Fasern ein dämpfendes
Verhalten zeigen und daher durch den Trocknungsvorgang für scharfe
elektrophotographische Tonerbilder sorgen. In deren Beispielen wird
jedoch auch gezeigt, daß die
Dicke der verwendeten Fasern, obwohl sie ziemlich geringe 0,5 Denier
betrug, nur auf dem Niveau der Teilchengröße des elektrophotographischen
Toners liegt. Daher kann erwartet werden, daß das abfedernde Verhalten
der Fasern, die wie in der vorstehend genannten Veröffentlichung
beschrieben wechselseitig aneinander gleiten, bestenfalls nur für die Schärfung von
großen
Schriftzeichen oder dergleichen geeignet ist, aber nicht damit zu
rechnen ist, daß die
kinetische Energie von einzelnen Tonerteilchen absorbiert wird,
wie in der vorliegenden Erfindung beabsichtigt. Die in der vorstehenden
Veröffentlichung
als Beispiele offenbarten Materialien sind Zellulose- und Polyesterkunstharze,
welche die gleiche Beschaffenheit wie das Tonermaterial haben oder
härter
sind, so daß für die Materialien
an sich überhaupt
kein abfederndes Verhalten für
einzelne Tonerteilchen zu erwarten ist. Das Dokument EP-A-0 490
293 offenbart eine OHP-Folie, die eine Basis-Schicht aus einem transparenten
Plastikfilm aufweist. Gemäß der Offenbarung
dieses Dokuments ist eine transparente Oberflächenschicht, die aus einem
Kunstharz besteht, das in einem Lösungsmittel aufgelöst werden
kann, das in einem flüssigen
Entwickler enthalten ist, auf der Grundfläche erzeugbar. Dies führt zu einem
guten Absorptionsvermögen
des Lösungsmittels,
so daß ein
unerwünschtes
Verlaufen eines übertragenen
Tonerbildes verhindert werden kann. Solch ein unerwünschtes
Verlaufen eines übertragenen
Tonerbildes kommt vor bei gewöhnlichen
OHP-Folien für
den Gebrauch in einem Maßtyp-Kopiergerät, da diese
das im flüssigen
Entwickler enthaltene Lösungsmittel
nicht in ausreichendem Maße
absorbieren kann. Weiterhin unterrichtet dieses Dokument über die
Bildung einer hauptsächlich
aus einem gummiartigen Kunstharz zusammengesetzten Oberflächenschicht
auf der Basis-Schicht. Das gummiartige Kunstharz sollte die Tonerteilchen
eines übertragenen
Tonerbildes hinreichend umgeben und somit die Tonerteilchen auf
der Oberfläche
der Folie fixieren, so daß die übertragenen
Tonerteilchen nicht leicht von der Folie getrennt werden können, wie
das der Fall ist bei gewöhnlichen
OHP-Folien für den
Gebrauch in Trocken-Kopiergeräten.
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Das
Dokument US-A-5 366 837 offenbart ein bildaufnehmendes Blatt, das
eine Trageschicht und eine darauf ausgebildete Absorptionsschicht,
die feine Teilchen mit thermoplastischen Schmelzeigenschaften enthält, aufweist.
Die Absorptionsschicht dient dazu, farberzeugendes Material in feine
Zwischenräume
aufzunehmen, die zwischen den feinen Teilchen der Absorptionsschicht
festgelegt sind. Demgemäß ist das
bildaufnehmende Blatt entsprechend diesem Dokument nicht ein Übertragungsblatt
für die
Elektrophotographie. Zum Zeitpunkt der Erzeugung eines Bildes wird
eine Belastung von 200 kg/cm2 auf das bildaufnehmende Blatt ausgeübt, und
trotz dieser Last werden die feinen Teilchen in der Absorptionsschicht
aufgebrochen. Andersgesagt weist die Absorptionsschicht, welche
die feinen Teilchen in sich trägt,
eine harte Oberfläche
auf.
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Das
Dokument JP-A-1197763 betrifft ein synthetisches Papier, das einen
orientierten Polyolefin-Film als ein Substrat aufweist. Gemäß diesem
Dokument ist ein feines organisches Pulver in der Oberflächenschicht
des synthetischen Papiers in solch einem Maß enthalten, daß die Oberflächenhärte vergrößert wird.
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Ein Übertragungsblatt
für die
Elektrophotographie, das die Merkmale gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 aufweist, ist bekannt aus dem Dokument EP-A-0 621 510. Gemäß den Beispielen
1 bis 5 dieses Dokuments wird das Übertragungsblatt durch ein
Gußbeschichtungsverfahren
hergestellt. Beim Gußbeschichtungsverfahren
wird auf herkömmliche
Weise Druck ausgeübt
beim Vorgang des Anfertigens des Übertragungsblatts. Gemäß dem Beispiel
6 dieses Dokuments wird das Übertragungsblatt
satiniert. Beim Satinieren wird der Druck zwangsläufig auf
beide Seiten des Blatts ausgeübt.
Aufgrund der Anwendung von Druck im Herstellungsprozeß der Übertragungsblätter gemäß dieses
Dokuments, weisen diese Übertragungsblätter eine dichte
und vergleichsweise harte Oberflächenschicht
auf. Wenn ein Bild auf diesen herkömmlichen Übertragungsblättern erzeugt
wird durch die Übertragung
eines Tonerbildes auf das Übertragungsblatt,
wird das Bild aufgrund der Tonerstreuung beim Übertragungsvorgang verschlechtert.
Die Streuung des Toners beim Übertragungsvorgang
ist besonders schädlich,
wenn eine hohe Bildauflösung
gewünscht
wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Übertragungsblatt
für die
Elektrophotographie zu schaffen, das hervorragend dafür sorgt,
die Punkt-Tonerbilder vor der Streuung zum Zeitpunkt der Übertragung zu
bewahren, und außerdem
ein elektrophotographisches Bildaufzeichnungsverfahren zu schaffen,
das von dem verbesserten Übertragungsblatt
Gebrauch macht.
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Um
die obige Aufgabe zu lösen,
schafft die vorliegende Erfindung das in Anspruch 1 definierte Übertragungsblatt
und das in Anspruch 8 definierte elektrophotographische Bildaufzeichnungsverfahren.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Druckers gemäß einer Ausführungsform
einer Bildaufzeichnungsvorrichtung, in der die vorliegende Erfindung
angewendet wird.
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2 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Entwicklungseinheit des Druckers
gemäß einer
Ausführungsform
einer Bildaufzeichnungsvorrichtung, in der die vorliegende Erfindung
angewendet wird.
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3 stellt
die Ergebnisse einer Bildreproduktion in der Ausführungsform
1 gemäß der vorliegenden Erfindung
dar.
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4 zeigt
ein Diagramm, das Änderungen
des Reflexionsgrades in Abhängigkeit
vom Gradationsbereich in der Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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5 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Druckers gemäß einer anderen Ausführungsform
einer Bildaufzeichnungsvorrichtung, in der die vorliegende Erfindung
angewendet wird.
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6 stellt
eine in 5 gezeigte, drehbare Entwicklungseinheit
dar.
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7 zeigt
ein Diagramm, das Änderungen
des Quadrats der Eindrucktiefe A in Bezug auf die Last P in der
Ausführungsform
1 gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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8 zeigt
eine schematische Ansicht eines Vollfarben-Druckers, der in der Ausführungsform
6 der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend im Detail beschrieben durch
die Erläuterung
der bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung.
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Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung haben umfangreiche Untersuchungen
durchgeführt,
um das mechanische Dämpfungsverhalten
von Übertragungsblättern gegenüber dem
Toner zu verbessern. Als Ergebnis haben sie herausgefunden, daß im Falle
von binären
Bildern mit 600 dpi das Verhalten so weit verbessert werden kann,
daß überhaupt
keine Streuung bei Punkt-Tonerbildern zum Zeitpunkt der Übertragung
vorkommt, wenn ein Copolymer-Kunstharz aus Äthylen-Propylen, das noch nie
hinsichtlich der Kosten und Löslichkeit
untersucht wurde, auf der Oberfläche
eines Übertragungsblattes
aufgetragen wird.
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Um
die Ursache dafür
zu finden, wurde ein Gerät
zur Ermittlung der physikalischen Eigenschaften von dünnen Schichten
(Typ: MH4000, Hersteller: NEC) verwendet zur Untersuchung der Beziehung
zwischen Tiefe und Last des Eindrucks für ein Übertragungsblatt mit einem
trigonalen, pyramidenförmigen
Eindruckkörper
aus Diamant mit einem Zweiflächen-Winkel
von 80°.
Als Ergebnis wurde gefunden, daß im
Fall von gewöhnlichem Übertragungspapier
für das
Eindrücken
des Eindruckkörpers
um 1 μm
eine Last von 0,25 mN notwendig ist, wohingegen ein Wert von 0,01
mN oder kleiner gefunden wurde für
den Fall einer Übertragungsoberfläche, die ausgebildet
wurde durch Auftragen des Copolymer-Kunstharzes aus Äthylen-Propylen
auf die Oberfläche
des Übertragungsblattes,
was bewirkt, daß das
Punkt-Tonerbild bewahrt wird vor einer Streuung zum Zeitpunkt der Übertragung.
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Die
Oberfläche
eines Übertragungspapiers
als Übertragungsblatt
mit solch charakteristischen Eigenschaften kann hinreichend weich
sein selbst gegenüber
einzelnen Tonerteilchen mit geringem Gewicht, so daß daher
die Wirkung erreicht werden kann, daß die Tonerbilder vor dem Verlieren
ihrer Form und vor Streuung bewahrt werden, weil die Oberfläche einzelne
Tonerteilchen annehmen kann oder der Toner von der Oberfläche des Übertragungsblattes
nicht weggeschnippt wird, wie bisher angenommen.
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Das Übertragungsblatt
der vorliegenden Erfindung, das solch eine Wirkung erzielen kann,
benötigt eine
Basis-Schicht und eine Oberflächenschicht,
in der, wenn ein Diagramm mit der Last P (mN) als Ordinate und dem
Quadrat der Eindrücktiefe
A (μm) als
Abszisse aufgetragen wird, wobei die Spitze eines trigonalen, pyramidenförmigen Eindruckkörpers aus
Diamant mit einem Zweiflächen-Winkel
von 80° auf
die Seite der Oberflächenschicht
eingedrückt
wird, die Kurve innerhalb eines ersten Bereichs, der sich von Null
bis zum ersten erscheinenden Knickpunkt erstreckt, einen Gradienten
H von 0,09 mN/μm2 aufweist.
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Der
Gradient H der Kurve im ersten Bereich darf kleiner sein, als alle
anderen Gradienten der Kurve in ihrem zweiten und weiteren Bereich.
Dies wird bevorzugt, da das Übertragungsblatt
eine angemessene mechanische Festigkeit haben sollte.
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Der
Gradient der Kurve in ihrem zweiten und weiteren Bereich ist für den Fall,
daß die
Kurve einen zweiten Knickpunkt aufweist, als Gradient des Kurvenbereichs
definiert, der sich vom ersten Knickpunkt zum zweiten Knickpunkt
erstreckt, und für
den Fall, daß die
Kurve keinen zweiten Knickpunkt besitzt, als ein Durchschnittswert
des Gradienten der Kurve an den Punkten, die dem ersten Knickpunkt
folgen, da die Grundfläche gleichmäßig ist
und daher sich der Gradient der Kurve im zweiten und weiteren Bereich
grundsätzlich
als gerade Linie erstreckt.
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Der
Gradient H gemäß der vorliegenden
Erfindung kann mit Leichtigkeit erzielt werden durch die Schaffung
der Oberflächenschicht
als eine gewünschte
Kunstharz- oder Elastomerüberzugsschicht
auf der Übertragungsoberfläche des Übertra gungsblattes.
Der Aufbau, die Arbeitsweise und die Wirkungsweise der vorliegenden
Erfindung und ebenso deren bevorzugte Ausführungsformen werden in den
folgenden Beispielen detailliert beschrieben.
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Das Übertragungsblatt
der vorliegenden Erfindung besteht im wesentlichen aus einer Basis-Schicht und
einer Oberflächenschicht,
die auf mindestens einer Oberfläche
der Basis-Schicht
ausgebildet ist. Die Basis-Schicht enthält Papier das aus Zellstoff
besteht. In der vorliegenden Erfindung ist es insbesondere wirksam, Papier
zu verwenden, das kaum eine eigene Formsteifigkeit besitzt.
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Als
Oberflächenschicht
kann ein Kunstharz oder ein Elastomer verwendet werden.
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Beispiel 1
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1 zeigt
eine schematische Darstellung einer Bildaufzeichnungsvorrichtung,
in der das Übertragungsblatt
der vorliegenden Erfindung angewendet wird. Als ein bildgebendes
Element dreht sich zum Beispiel eine photosensitive Trommel 43 (photosensitives
Element) in die Richtung des Pfeils bei einer Verarbeitungsgeschwindigkeit
von 100 mm/s. Diese photosensitive Trommel 43 ist ausgebildet
aus einem photoleitenden Material eines organischen photosensitiven
Elementtyps. Die Vorrichtung ist eine elektrophotographische Aufzeichnungsvorrichtung,
die die photosensitive Trommel 43 aufweist, um die herum
eine Aufladeanordnung 44, eine Belichtungsanordnung LS,
eine Entwicklungsanordnung 41, eine Übertragungsladeelement 40 und
eine Reinigungseinheit 42 angeordnet ist.
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Ein
zur anfänglichen
Aufladung verwendetes Auflademittel beinhaltet ein berührungsloses
Ladesystem, das Gebrauch macht von einer Korona-Ladeanordnung, und
ein kontaktierendes Ladesystem, das Gebrauch macht von einer Walzen-Ladeanordnung.
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Bedingungen
für das
Aufladen und die Belichtung des photosensitiven Elements sind jene,
bei denen die photosensitive Trommel z. B. zu einer negativen Polarität aufgeladen
wird, um ein Ladepotential zu schaffen, und dem Licht ausgesetzt
wird durch ein Belichtungsmittel, um das Potential auf den belichteten
Bereichen abzuschwächen.
Im vorliegenden Beispiel wird ein optisches System mit Halbleiterlaser
als Belichtungsanordnung LS verwendet. Das Trommel-Ladepotential
ist auf –400
V eingestellt und die belichteten Flächen des Volltonbildes auf –50 V. Als
Belichtungsvorrichtung können
außer
dem Halbleiterlaser auch andere optische Systeme verwendet werden,
wie beispielsweise LED's,
die mittels einer SELFOC-Linse angeordnet sind, EL-Geräte und lichtemittierende
Plasma-Geräte.
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Die
photosensitive Trommel 43 ist ein negativ aufladbarer organischer
Photoleiter (OPC) und weist eine trommelartige Unterlage auf, die
aus Aluminium hergestellt ist mit einem Durchmesser von 30 mm, wobei darauf
eine Funktionsschicht angeordnet ist, die aus den folgenden fünf Schichten
in der Reihenfolge erste bis fünfte
Schicht von der Unterlage aus besteht.
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Die
erste Schicht ist eine Unterschicht, die eine leitende Schicht mit
einer Dicke von 20 μm
darstellt, geschaffen, um jeden Fehler der Aluminiumtrommel auszugleichen
und um Moire-Erscheinungen zu verhindern, die durch die Reflexion
des Lichts der Laserbelichtung verursacht werden.
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Die
zweite Schicht ist eine positiv geladene Injektionsschutzschicht,
die die Aufgabe hat zu verhindern, daß positive, vom Aluminiumsubstrat
eingespeiste Ladungen die negativen, durch Aufladung auf der photosensitiven
Elementoberfläche
erzeugten Ladungen ausgleichen, wobei sie eine Schicht von etwa
1 μm Dicke mit
mittlerem Widerstandswert ist, deren Widerstand mittels Amilan-Kunstharz
(6-Nylon) und methoxymethylisiertem Nylon auf etwa 106 Ω cm festgelegt
wurde.
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Die
dritte Schicht ist eine Ladungserzeugungsschicht mit einer Dicke
von etwa 0,3 μm,
die aus einem Kunstharz mit einem darin dispergierten Bisazo-Farbpigment
gebildet ist, und erzeugt positive oder negative Elektronenpaare
bei einer Laserbelichtung.
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Die
vierte Schicht ist eine Ladungstransportschicht, die aus einem Polycarbonatkunstharz
besteht, in das ein triphenylmin-artiges Ladungstransportmaterial
dispergiert ist, und hat die Eigenschaften eines p-Leiters. Deshalb
können
die auf der Oberfläche
des photosensitiven Elements durch Aufladung erzeugten negativen
Ladungen nicht durch diese Schicht wandern, und nur die in der Ladungstransportschicht
erzeugten positiven Ladungen können
zur Oberfläche
des photosensitiven Elements transportiert werden. Für die Ladungstransportschicht
wird eine Dicke von 15 μm
verwendet.
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Die
fünfte
Schicht ist eine Oberflächenschutzschicht
mit einer Dicke von 3 μm,
die aus einem Polycarbonat-Kunstharz besteht, in das feine Polytetrafluoräthylen-Teilchen
dispergiert sind.
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Die
Oberflächenschutzschicht
kann als fünfte
Schicht durch die Verwendung eines beliebigen Materials hergestellt
werden, wobei die Bereitstellung der Oberflächenschutzschicht nicht immer
notwendig ist.
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Als
Oberflächenschutzschicht
kann außer
einer in diesem Beispiel verwendeten tragenden Widerstandsschicht,
in der Fluoratom enthaltende, feine Teilchen aus Kunstharz wie z.
B. Polytetrafluoräthylen
dispergiert sind, eine halbleitende Schicht verwendet werden, in
der leitendes Material im Bindemittelkunstharz verteilt ist, um
Leitfähigkeit
zu gewährleisten.
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Die
Fluoratom enthaltenden, feinen Teilchen aus Kunstharz können ein
oder zwei Arten aufweisen, die aus folgenden Stoffgruppen auswählbar sind:
Polytetrafluoräthylen,
Poly chlortrifluoräthylen,
polyfluoriertes Vinyliden, Polydichlordifluoräthylen, Tetrafluoräthylen-Perfluoralkylvinylether
Copolymer, Tetrafluoräthylen-Hexafluorpropylen
Copolymer, Tetrafluoräthylen-Perfluoralkylvinylether-Äthylen Copolymer
und Tetrafluoräthylen-
Hexafluorpropylen -Perfluoralkylvinylether Copolymer.
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Das
leitende Material kann Metallocen-Verbindungen, wie z. B. Dimethylferrocen,
und Metalloxide wie z. B. Antimontrioxid, Zinoxid, Titanoxid, Indiumoxid
und ITO aufweisen.
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Das
Bindemittelkunstharz kann bekannte Kunstharze wie z. B. Polyamide,
Polyester, Polycarbonate, Polystyrene, Polyacrylamide, Silikonkunstharz,
Melaminkunstharz, Phenolkunstharz, Epoxidkunstharz und Urethankunstharz
enthalten.
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Wenn
das Laserlicht durch eine Laserarbeitseinheit LS erzeugt wird, wird
das von einem Lasergerät mittels
eines lichtemittierenden Signalgenerators in Übereinstimmung mit den eingegebenen
Bildsignalen emittierte Laserlicht (680 nm, 35 mW Halbleiterlaser,
der einen optischen Punktdurchmesser von etwa 63 μm sowohl
in die sekundäre
Abtastrichtung als auch in die Hauptabtastrichtung aufweist) zunächst umgewandelt zu
im wesentlichen parallelen Lichtstrahlen durch ein Kollimator-Linsen-System
und tastet weiterhin mit einem rotierenden polygonalen Spiegel ab
im Verlaufe dessen durch eine fθ Linsengruppe
ein Bild aus Flecken oder Punkten auf der abgetasteten Oberfläche eines
bildtragenden Elements, wie z. B. der photosensitiven Trommel, erzeugt
wird. Als Ergebnis einer solchen Abtastung durch Laserlicht wird
eine Belichtungsverteilung entsprechend einer bildweisen Abtastung
auf der abgerasterten Oberfläche
ausgebildet, wobei die abgerasterte Oberfläche in ihrer Lage in einem
vorbestimmten Umfang senkrecht zur Abtastrichtung verschoben wird,
so daß die
Belichtungsverteilung den Bildsignalen entsprechend auf der abgerasterten
Oberfläche
geschaffen wird.
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Im
vorliegenden Beispiel wird eine mehrstufige Aufzeichnung mit einer
Ein-Pixel-Bereich-Gradation, bei einer Auflösung von 200 dpi durchgeführt, indem
ein Laser-PWM-System (pulsbreitenmoduliert) verwendet wird. Demgemäß wird das
PWM-System kurz
beschrieben.
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Mit
digitalen Bildsignale von 8 Bit läßt sich die Gradation in 256
Graustufen von 00h (weiß)
bis FF (schwarz) ändern.
Es werden PWM-Signale mit einer Pulsbreite erzeugt, die mit der
Dichte der zu bildenden Pixel übereinstimmt.
Danach werden die PWM-Signale einer Laserantriebsschaltung zugeführt. In Übereinstimmung
mit den somit erhaltenen PWM-Signalwerten wird die Belichtungszeit
pro Pixel verändert,
wobei maxiaml 256 Graustufen pro Pixel hervorgerufen werden können. Im
vorliegenden Beispiel wird die Gradationssteuerung durch solch ein
PWM-System verwendet. Ebenso sind ein Flächengradationsverfahren als
Ditherverfahren und ein Verfahren zur Intensitätsmodulation des Laserlichts
verwendbar. Außerdem
können
diese Verfahren auch noch als Kombination verwendet werden.
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In
der Entwicklungsanordnung 41, mit der das punktverteilte,
elektrostatisch latente Bild, das auf der photosensitiven Trommel 43 ausgebildet
ist, sichtbar gemacht wird, ist ein zwei-komponentiger Entwickler
enthalten, der eine Mischung aus Tonerteilchen und magnetischen
Trägerteilchen
aufweist.
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Als
Toner kann jeder bekannte Toner verwendet werden, der durch den
Zusatz eines Farbmittels und eines Ladungssteuermittels zu einem
Bindemittelkunstharz zubereitet wurde. Im vorliegenden Beispiel
wird ein Toner verwendet, der einen volumengemittelten Teilchendurchmesser
von 7 μm
aufweist. Hierbei wird der volumengemittelte Teilchendurchmesser
durch die folgende Meßmethode
gemessen.
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Als
Meßgerät wird ein
Coulter-Zähler
Modell TA-II oder ein Coulter-Fliehkraftsichter (hergestellt durch Coulter
Electronics, Inc.) verwendet. Eine Schnittstelle (hergestellt durch
Nikkaki k.k.), die die über
die Anzahl gemittelte Verteilung und volumengemittelte Verteilung
ausgibt, ist mit einem Personalcomputer CX-1 (hergestellt durch
CANON Inc.) verbunden. Als Elektrolytlösung wird eine 1%ige wäßrige NaCl-Lösung unter
Verwendung von erstklassigem NaCl angesetzt.
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Die
Messung wird durchgeführt
durch das Hinzufügen
eines Dispergiermittels aus 0,1 bis 5 ml eines oberflächenaktiven
Mittels (vorzugsweise ein Alkylbenzensulfonat) zu 100 bis 150 ml
der oben genannten wäßrigen Elektrolytlösung, und
weiterhin durch das Hinzufügen
von 0,5 bis 50 mg einer zu messenden Probe. Die elektrolytische
Lösung,
in die die Probe gelöst
wurde, wird einer Dispersion zwischen ca. 1 und ca. 3 Minuten in
einem Ultraschalldispersionsgerät
unterworfen. Die Volumenverteilung wird berechnet durch die Messung
der Größenverteilung
der Teilchen von 2 bis 40 μm
mit Hilfe des Coulter-Zählers
Modell TA-II oder des Coulter-Fliehkraftsichters, wobei ein Durchlaß von 100 μm als deren Öffnung verwendet
wird. Von der dadurch erhaltenen Volumenverteilung wird der volumengemittelte
Teilchendurchmesser bestimmt.
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Im
Fall des zwei-komponentigen Entwicklers, der eine Tonersubstanz
und ein Trägermedium
aufweist, ist als Trägermedium
eine Substanz bevorzugt anwendbar, die aus magnetischen Teilchen
besteht, die auf Teilchenoberflächen
mit sehr dünnen
Kunstharzbeschichtungen aufgebracht sind. Als durchschnittlicher
Teilchendurchmesser kann ein Durchmesser von 5 bis 79 μm bevorzugt
werden. Hierbei ist der durchschnittliche Teilchendurchmesser des
Trägermediums
durch einen Mittelwert der maximalen Länge in horizontaler Richtung
definiert. Dies kann durch Mikroskopie gemessen werden. Mindestens
300 Teilchen des Trägermediums werden
auf zufällige
Art aufgenommen, deren maximale Längen in horizontaler Richtung
werden jeweils gemessen und deren arithmetische Mittelwert wird
gebildet, so daß der
resultierende Wert als der durchschnittliche Teilchendurchmesser
des Trägermediums
betrachtet werden kann.
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Als
Toner wird ein Toner verwendet, der aufladbar ist bis zur korrekten
Polarität
für die
Entwicklung des elektrostatisch latenten Bildes nach der Reibung
mit magnetischen Teilchen.
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Wie
in 2 gezeigt, ist die Entwicklungsanordnung 41 mit
einer Öffnung
in einem Bereich versehen, der an die photosensitive Trommel 43 angrenzt.
An dieser Öffnung
ist eine nichtmagnetische Entwicklungshülse 415 aus Aluminium
oder nichtmagnetischem, rostfreiem Stahl angebracht.
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Die
Entwicklungshülse 415 wird
in die Richtung des Pfeils b gedreht und trägt und transportiert einen aus
einer Mischung aus dem Toner und der Trägersubstanz bestehenden Entwickler 411 zu
einem Entwicklungsbereich A. Im Entwicklungsbereich A kommt eine
magnetische Bürste
für den
auf der Entwicklungshülse 415 mitgeführten Entwickler
in Kontakt mit der photosensitiven Trommel 43, die in die
Richtung des Pfeils a gedreht wird, so daß das elektrostatisch latente
Bild in diesem Entwicklungsbereich A entwickelt wird.
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An
die Entwicklungshülse 415 wird
eine periodische Vorspannung angelegt, die durch die Überlagerung
einer Gleichspannung und einer Wechselspannung mit einer Spannungsquelle
(nicht gezeigt) erzeugt wird. Das dunkelflächige Potential (Potential
der nichtbelichteten Fläche)
und das hellflächige
Potential (Potential der belichteten Fläche), welches entsprechend
dem elektrostatisch latenten Bild erzeugt wurde, ist zwischen dem
Maximalen Wert und dem minimalen Wert der periodischen Vorspannung
positioniert. Somit ist ein wechselndes elektrisches Feld, das abwechselnd
seine Richtung ändert,
im Entwicklungsbereich A ausgebildet. In diesem wechselnden elektrischen
Feld vibrieren der Toner und der Träger heftig und der Toner zieht sich
selbst von der elektrostatischen Einschränkung zur Hülse und zum Träger weg,
um an der photosensitiven Trommel 43 in Übereinstimmung
mit dem elektrostatisch latenten Bild anzuhaften.
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Die
periodische Vorspannung hat vorzugsweise eine Differenz zwischen
dem maximalen Wert und dem minimalen Wert (eine Spitzenspannung)
von 1 bis 5 kV und eine Frequenz von 1 bis 10 kHz. Als Wellenform
der periodischen Vorspannung kann eine rechteckige Wellenform, Sinus-Wellenform
oder dreieckige Wellenform verwendet werden.
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Der
obige Gleichspannungsanteil, der als Komponente einen Wert aufweist
zwischen dem dunkelflächigen
Potential und dem hellflächigen
Potential, in Übereinstimmung
mit dem elektrostatisch latenten Bild, kann bevorzugt einen Wert
haben, der näher
am dunkelflächigen
Potential liegt als am hellflächigen
Potential mit dem minimalen Wert als absoluten Wert, um einen nebligen
Toner daran zu hindern, im Bereich des dunkelflächigen Potentials zu haften.
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Der
minimale Abstand zwischen der Entwicklerhülse 415 und der photosensitiven
Trommel 43 (dieser minimale Abstand ist innerhalb des Entwicklungsbereichs
A positioniert) liegt bevorzugt zwischen 0,2 und 1 mm.
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Das
Bezugszeichen 418 kennzeichnet eine Entwicklungsklinge,
die als ein Element zur Einstellung der Entwicklerschichtdicke dient,
wobei diese die Schichtdicke des zwei-komponentigen Entwicklers
reguliert, die von der Entwicklerhülse 415 gehalten und
zum Entwicklungsbereich A transportiert wird. Der durch die Entwicklungsklinge 418 regulierte
und anschließend
zum Entwicklungsbereich A transportierte Entwickler hat bevorzugt
solch eine Menge, daß die
Entwicklermagnetbürste,
die durch die Wirkung eines Magnetfeldes erzeugt wird, das im Entwicklungsbereich
durch einen später
beschriebenen Entwicklungsmagnetpol S1 ausgebildet wird, eine Höhe auf der
Entwicklerhülsenoberfläche aufweist,
die 1,2 bis 3 mal so groß ist
wie der minimale Abstand zwischen der Entwicklerhülse und
der photosensitiven Trommel im Zustand, nachdem die photosensitive
Trommel 43 entfernt wurde.
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Innerhalb
der Entwicklerhülse 415 ist
ein rollenförmiger
Magnet 417 stationär
angeordnet. Dieser Magnet 417 weist den Entwicklungsmagnetpol
S1 gegenüber
des Entwicklungsbereichs A auf. Die magnetische Bürste des
Entwicklers wird durch die Wirkung eines Entwicklungsmagnetfelds
gebildet, die der Entwicklungsmagnetpol S1 im Entwicklungsbereichs
A erzeugt. Diese magnetische Bürste
kommt in Berührung
mit der photosensitiven Trommel 43, so daß das punktverteilte
elektrostatisch latente Bild entwickelt wird.
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Das
durch den Entwicklungsmagnetpol S1 erzeugte Entwicklungsmagnetfeld übt eine
Kraft auf die Oberfläche
der Entwicklerhülse 415 von
vorzugsweise 500 bis 2000 Gauß als
Spitzenwert aus. Im vorliegenden Beispiel weist der Magnet 417 außer dem
Entwicklungsmagnetpol S1 noch vier weitere Pole auf: N1, N2, N3
und S2. Mit diesem Aufbau wird der mit dem Pol N2 hochgezogene Entwickler,
wenn sich die Entwicklerhülse 415 dreht,
vom Gebiet des Pols S2 zum Gebiet des Pols N1 auf dem Weg transportiert,
auf dem der Entwickler durch das Element zur Einstellung der Entwicklerschichtdicke 418 zur
Erzeugung einer dünnen
Entwicklerschicht reguliert wird. Dann entwickelt der Entwickler,
der in die Bereiche des durch den Entwicklungsmagnetpol S1 erzeugten
magnetischen Feldes aufgestiegen ist, das auf dem bildtragenden
Element 43 gehaltene elektrostatisch latente Bild. Danach
sorgt ein abstoßendes
Magnetfeld zwischen dem Pol N3 und dem Pol N2 dafür, daß der Entwickler
auf der Entwicklerhülse 415 in
eine Rührwerkkammer
R1 fällt.
Der in die Rührwerkkammer
R1 gefallene Entwickler wird gerührt
und transportiert durch eine Förderschraube 414.
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In
dieser Hinsicht wird das auf der photosensitiven Trommel ausgebildete
elektrostatisch latente Bild umgekehrt entwickelt mit Hilfe der
Entwicklungsanordnung 41, wobei das damit erzeugte Tonerbild
zu einem bestimmten Zeitpunkt in einen Druckkontakt-Walzenspalt
(Übertragungsbereich)
eingeführt
wird; der Walzenspalt wird ausgebildet zwischen der photosensitiven
Trommel 43 und einer Übertragungswalze 40,
die als Kontaktübertragungsmittel
dient, das bei einem festgelegten Druck in Kontakt gebracht wird
mit der Trommeloberfläche über ein Übertragungsblatt 60,
das als ein Aufzeichungsblatt aus einem Papierzuführteil 48 zugeführt wird.
An die Übertragungswalze 40 wird
mittels einer Spannungsquelle, die die Übertragungsvorspannung liefert,
eine vorbestimmte Übertragungsvorspannung
(nicht gezeigt) angelegt. Im vorliegenden Beispiel wird eine Walze
mit einem Walzenwiderstand von 5 108 cm verwendet und eine Gleichspannung
von 5 kV (die Übertragungsvorspannung
kann je nach Typ des Übertragungsblatts
und je nach Umgebung geeignet eingestellt werden) wird angewendet,
um die Übertragung
durchzuführen.
Das dem Übertragungsbereich
zugeführte Übertragungsblatt 60 wird
dazwischenliegend gehalten und durch diesen Übertragungsbereich transportiert,
wobei das erzeugte und auf der Oberfläche der photosensitiven Trommel
gehaltene Tonerbild erfolgreich auf die Oberflächenseite des Übertragungsblatts übertragen
wird durch die Wirkung der elektrostatischen Kraft und der Anpreßkraft.
Das Übertragungsblatt 60,
auf das das Tonerbild übertragen
wurde, wird von der Oberfläche der
photosensitiven Trommel 43 mit Hilfe einer Trennungsladeanordnung
(nicht gezeigt) abgetrennt und dann in eine wärmefixierartigen Fixieranordnung 47 geleitet,
wo das Tonerbild fixiert wird, wobei das sich ergebende Blatt aus
der Vorrichtung geführt
wird als ein bildaufzeichnendes Material (ein Ausdruck oder eine
Kopie). Unterdessen wird die Oberfläche der photosensitiven Trommel 43,
von der das Tonerbild übertragen
wurde, mittels eines Reinigers 42 gereinigt, um jede Ablagerungsverunreinigung
wie z. B. Übertragungsresttoner
zu beseitigen, und wird wiederholt verwendet für die Bilderzeugung.
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Das Überzugsmaterial,
das für
die Herstellung des in diesem Beispiel benutzten Übertragungsblatts verwendet
wurde, wurde auf die folgende Weise angefertigt.
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Zwei
Gewichtsteile eines Kunstharzes mit sich wiederholenden Einheiten,
die durch folgende Formeln (1) und (2) dargestellt werden [wobei
40 mol% der durch die folgende Formel (2) dargestellten Komponente enthalten
ist], wurden in 78 Gewichtsteilen n-Hexan aufgelöst. Dann wurde die resultierende
Lösung
in einen Zentrifugalabscheider gegeben, um die Gel-Komponenten zu
entfernen, so daß ein Überzugsmaterial
erhalten wurde. Dieses Überzugsmaterial
wurde auf Kunstdruckpapier mittels einer Meyer-Schiene (#16) aufgebracht und
nachfolgend bei 120 °C
für 1 Stunde
getrocknet, und danach nochmals bei 140 °C für 1 Stunde getrocknet, um das
im vorliegenden Beispiel verwendete Übertragungsblatt herzustellen.
Nach dem Trocknen betrug die Dicke der Oberflächenüberzugsschicht aus Kunstharz
2 μm.
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Unter
Verwendung des obigen, durch NEC hergestellten Gerätes MH4000
wurde die Spitze eines trigonalen, pyramidenförmigen Eindruckkörpers aus
Diamant mit einem Zweiflächen-Winkel von 80° mit einer Eindrückgeschwindigkeit
von 21 nm/s in die Übertragungsoberflächenschicht
des vorstehenden Übertragungsblatts
gedrückt,
so daß wie
in 7 gezeigt, ein Liniendiagramm gezeichnet wurde
mit der Last P (mN) als Ordinate und dem Quadrat der Eindrücktiefe
A (μm) als
Abszisse.
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Wie
darin zu erkennen ist, weist die Kurve einen ersten Knickpunkt auf,
der als erstes erscheint, und einen ersten Bereich, der sich vom
Nullpunkt bis zum ersten Knickpunkt erstreckt, und einen an den
ersten Knickpunkt anschließenden
weiteren zweiten Bereich. Als Meßergebnis kann nur die Härte des
Oberflächenschichtmaterials
dargestellt werden als ein Gradient der Kurve im linearen ersten
Bereich, der propor tional zur Last P und dem Quadrat der Eindrücktiefe
A ist (die Knickpunkte für
die unter der Oberfläche
liegenden Schicht werden im weiteren zweiten Bereich sichtbar).
Genauer gesagt beträgt
der in 7 dargestellte Gradient H im ersten Bereich der
Kurve 0,0065 mN/μm2, und als Mittelwert des Gradienten der
Kurve im an den ersten Knickpunkt anschließenden weiteren zweiten Bereich
wurde 0,0734 mN/μm2 gefunden.
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Andererseits
wird, wie Meßergebnisse
zeigen, die auf ähnliche
Weise für
ein herkömmliches
Kunstdruckpapier erhalten wurden, bei einem nicht mit dem Material
beschichteten Übertragungsblatt,
wobei das Material die durch die obigen Formeln (1) und (2) dargestellten
Wiederholungseinheiten besitzt, im wesentlichen kein erster Knickpunkt
festgestellt, und für
den Gradienten H der Kurve wird ein Wert von 0,25 mN/μm2 gefunden.
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Die
Ergebnisse der Bildwiedergabe, die unter Verwendung des obigen beschichteten
Papiers und unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen durchgeführt wurde,
werden in 3(a) und (b) verglichen. Die
Teilzeichnungen (a) und (b) in 3 zeigen
schematische Darstellungen von vergrößerten, tatsächlichen Photographien
der Bildwiedergabe, die auf Übertragungsblättern unter
den gleichen Bedingungen, aber gewechseltem Übertragungsblatt durchgeführt wurde.
In (a) ist der Fall des herkömmlichen Übertragungsblattes gezeigt
und in (b) der Fall des Übertragungsblattes
der vorliegenden Erfindung, das in der beschriebenen Weise beschichtet
wurde. Beim Vergleich der beiden Fälle ist ersichtlich, daß das Übertragungsblatt
(b) der vorliegenden Erfindung eine gute Bildwiedergabe ohne die
Verursachung irgendwelcher Übertragungsstreuung
ermöglicht,
was so gut ist, daß die
Zeit, in der der Laser in Übereinstimmung
mit den PWM-Signalen eingeschaltet war, deutlich zu sehen ist. Als
Ergebnis einer in dieser Weise durchführbaren Bildwiedergabe wurde
gefunden, daß Änderungen
des Reflexionsgrades hinsichtlich der Flächengradation, wie in 4 gezeigt,
nur wegen des Ge brauchs des Übertragungsblattes
der vorliegenden Erfindung im wesentlichen mit einer idealen Kurve übereinstimmen.
Auf der anderen Seite hat, wie in (a) gezeigt, auf dem herkömmlichen Übertragungsblatt
die optische Verstärkung
der Punkte auf den hervorgehobenen Flächen beträchtlich zugenommen, was zu
einer Verringerung der dynamischen Bereiche für die Änderung der wiedergegebenen
Bilddichte führt.
Genauer gesagt hat es die Verwendung des Übertragungsblattes der vorliegenden
Erfindung ermöglicht,
mit elektrophotographischen Vorrichtungen Bilder wiederzugeben,
deren hohe Auflösung
und hohe Gradation vergleichbar ist mit der Qualität von Silbersalz-Photographien.
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Beispiel 2
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5 zeigt
in einer Querschnittsansicht ein Kopiergerät, das vollfarbige Bilder erzeugen
kann. Das Bezugszeichen 43 in 5 kennzeichnet
eine photosensitive Trommel, die die gleiche Funktion hat wie die
in Beispiel 1 und die in die Richtung des Pfeils rotiert. Um die
photosensitive Trommel 43 herum sind eine Primärladungsbaugruppe 44,
eine drehbare Entwicklungseinheit 41a, eine Übertragungsbaugruppe 40 und
eine Reinigungsbaugruppe 42 angeordnet. Auf der Seite der
Papierzufuhr der Übertragungsbaugruppe 40 sind
eine Papierzuführkassette 48,
Registrierrollen 46 usw. angeordnet. Auf der Seite der
Papierausgabe sind Trennungskrallen (nicht gezeigt), ein Transportabschnitt
(nicht gezeigt), eine Fixierbaugruppe 47, eine Papierausgabeablage
(nicht gezeigt) usw. angeordnet. Die drehbare Entwicklungseinheit 41a ist
innerhalb eines rotierenden Tragelements, das drehbar um eine Achse
ist, mit vier Entwicklungsbaugruppeen ausgestattet, d. h. mit einer
Cyan-Entwicklungsbaugruppe 41C, einer Magenta-Entwicklungsbaugruppe 41M,
einer Gelb-Entwicklungsbaugruppe 41Y und einer Schwarz-Entwicklungsbaugruppe 41B (siehe 6),
die einen Cyan-Toner, einen Magenta-Toner, einen Gelb-Toner bzw. einen
Schwarz-Toner aufweisen, wobei es so konstruiert ist, daß jede Entwicklungsbaugruppe
am Seitenbereich der photosensitive Trommel 43 positioniert
werden kann.
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Die Übertragungsbaugruppe 40 ist
eine Anordnung auf der das Übertragungsblatt
bei einer fixierten Position entlang des Umfangs der photosensitiven
Trommel 40a durch einen Greifer (nicht gezeigt) gehalten wird,
wobei sobald die Übertragungstrommel 41a gedreht
wird, das auf der photosensitiven Trommel 43 gehaltene
Tonerbild auf ein an einer Seite der photosensitiven Trommel 43 angrenzendes Übertragungsblatt übertragen
wird.
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Ein
Kopieroriginal K wird mit einem Originallesegerät D abgetastet. Dieses Lesegerät weist
einen photoelektrischen Meßwandler
auf, wie z. B. ein CCD (charge-coupled device), das ein Originalbild
in elektrische Signale umwandelt und gibt die Bildsignale gemäß der Magenta-Bildinformation,
der Cyan-Bildinformation, der Gelb-Bildinformation bzw. der Schwarz/Weiß-Bildinformation
des Originals K aus. Ein in einen Scanner LS eingebauter Halbleiterlaser
wird entsprechend der Bildsignale gesteuert und emittiert einen
Laserstrahl L. Ebenfalls wird im vorliegenden Beispiel die vorstehend
beschriebene Gradationssteuerung mittels PWM-System angewendet.
Außerdem
können
auch die Ausgabesignale von einem Computer ausgedruckt werden.
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Mit
solch einer Anordnung wird die mittels der Primärladungsbaugruppe 44 gleichmäßig aufgeladene Oberfläche der
photosensitiven Trommel 43 dem Bildlicht L ausgesetzt,
das in Übereinstimmung
mit z. B. der Magenta-Bildinformation durch einen Bildlese-Belichtungsabschnitt
emittiert wird, woraufhin ein elektrostatisch latentes Bild auf
der photosensitiven Trommel 43 erzeugt wird. Das elektrostatisch
latente Bild wird, wenn die photosensitive Trommel 43 gedreht
wird, zum vorher in Stellung gebrachten Magenta-Entwicklungsteil 41M der
drehbaren Entwicklungseinheit 41a gesendet, wobei der Magentatoner
vom Magenta-Entwicklungsteil 41M zugeführt wird und das elektrostatisch
latente Bild sichtbar wiedergegeben wird als ein Tonerbild. Das Tonerbild
wird auf das Übertragungsblatt übertragen,
das auf der Übertragungstrommel 40a gehalten
wird.
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Dann
wird die photosensitive Trommel 43, von der das Tonerbild übertragen
wurde, mit Hilfe der Reinigungsbaugruppe 42 gereinigt,
um jeglichen darauf verbliebenen Toner zu entfernen. Danach wird
sie wieder mit der Primärladungsbaugruppe 44 gleichmäßig aufgeladen
und dann dem Bildlicht L ausgesetzt, das in Übereinstimmung mit z. B. der
Cyan-Bildinformation durch einen Bildlese-Belichtungsabschnitt emittiert
wird, woraufhin ein elektrostatisch latentes Bild auf der photosensitiven
Trommel 43 erzeugt wird. Dann wird das elektrostatisch
latente Bild bei der Zufuhr des Cyan-Toners durch das Cyan-Entwicklungsteil 41C sichtbar
gemacht. Das Tonerbild wird überlagernd
auf das Übertragungsblatt übertragen,
das auf der Übertragungstrommel 40a gehalten
wurde und auf das das Magenta-Tonerbild übertragen wurde. Tonerbilder,
die mit Hilfe des Gelb-Entwicklungsteil 41Y und des Schwarz-Entwicklungsteil 41B in Übereinstimmung
mit der gelben Bildinformation bzw. der schwarzen Bildinformation
entwickelt wurden, werden gleichermaßen überlagernd auf das Übertragungsblatt übertragen
(ein Mehrfach-Übertragunssystem).
Im Fall, wenn die Gradationssteuerung durch das PWM-System verwendet
wird, wird ein Übertragungsvorgang
geschaffen, in dem sich mehrere Farben auf der selben Position überlagern.
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Die
in der Papierzuführkassette 48 aufbewahrten Übertragungsblätter werden
Blatt für
Blatt mit Hilfe der Papierzuführwalzen
aufgenommen. Jedes Übertragungsblatt
wird danach zu den Registrierrollen 46 befördert und
durch die Registrierrollen 46 bei gesteuertem Zeitablauf
zu der Übertragungsbaugruppe 40 geschickt.
Das Übertragungsblatt,
auf das die obigen vier Farbtonerbilder überlagernd übertragen werden, wenn sich
die Übertragungstrommel 40a der Übertragungsbaugruppe 40 dreht,
wird von der Übertragungstrommel 40a mittels
der Trennungskrallen (nicht gezeigt) abgelöst und dann über den
Transportabschnitt (nicht gezeigt) zur Fixierbaugruppe 47 befördert. Dann
werden mit Hilfe dieser Fixierbaugruppe 47 die mehrfarbigen, überlagerten
Tonerbilder geschmolzen und farblich gemischt, um die Farben zu
entwic keln, und fixiert, um schließlich ein Vollfarben-Bild zu
erzeugen. Das Übertragungsblatt,
das den Fixiervorgang durchlaufen hat, wird auf dem Papierausgabefach
(nicht gezeigt) abgelegt, womit eine Reihe von Arbeitsabläufen zur
Bildaufzeichnung beendet ist.
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Das
hier verwendete Übertragungsblatt
ist ein beschichtetes Papier, das in der gleichen Weise erzeugt wurde
wie in Beispiel 1.
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In
dem vorstehend beschriebenen Mehrfach-Übertragungsvorgang, in dem
Punkt-Tonerbilder, deren Flächen-Gradation
mittels PWM-Verfahren fein ausgesteuert wurde, in vier Farben und
im gewünschten
Verhältnis
auf der gleichen Position überlagert
sind, wird z. B. das Tonerbild mit der dritten Farbe an Stellen übertragen,
zu denen die Tonerbilder mit der ersten und zweiten Farbe übertragen
wurden, wobei es zum Zeitpunkt der Übertragung der dritten Farbe
zu einem Aufprall im Bereich der Übertragungsblattoberfläche durch
die Tonerschichten der ersten und zweiten Farbe kommt und der Aufprall
dort absorbiert wird, oder eine weiche Übertragungsblattoberfläche umfaßt sofort
alle drei Farbtonerschichten, um wie vermutet die beabsichtigte
Wirkung zu erzielen.
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Beispiel 3
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10
Arten von Übertragungsblättern wurden
in der gleichen Art und Weise hergestellt wie in Beispiel 1, außer daß die Konzentration
der Lösung
und die Größe des Streichstabs
so geändert
wurden, daß Überzugschichten
von 0,5 μm,
1 μm, 5 μm, 10 μm, 20 μm, 50 μm, 100 μm, 200 μm, 300 μm, und 500 μm Dicke ausgebildet
werden.
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Das
für die
Bildwiedergabe verwendete Gerät
ist das gleiche digitale monochromatische Kopiergerät wie das
in Beispiel 1 verwendete. Ein Computer ist damit verbunden, so daß binäre Bilddaten
mittels Fehlerdiffusionsverfahren mit 600 dpi an das Kopiergerät geschickt
und davon ausgegeben werden kön nen.
Dies ermöglicht
eine einfache Überprüfung darüber, ob
die Ausgabeergebnisse genau den Daten entsprechen. Als Ergebnis
wurde die der vorliegenden Erfindung zuschreibbare Wirkung bestätigt, wenn
die Dicke der Überzugsschichten
0,5 μm bis
100 μm war,
und die der vorliegenden Erfindung zuordenbare Wirkung wurde erheblich
bestätigt,
wenn die Dicke der Überzugsschichten
1 μm bis
100 μm war.
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Als
eine Tendenz ergab sich, daß wenn
die Überzugsschicht
0,5 μm dick
ist, der Unterschied bei der Wirkung der vorliegenden Erfindung
zu gering ist, um festgestellt zu werden, verglichen mit dem Fall
wenn sie 1 μm
dick ist, wobei der Toner aber leicht streut, und das Punkt-Tonerbild
weist mit der Zunahme der Dicke der Überzugsschicht auf der Basis-Schicht des Übertragungsblattes
eine rundere Kontur auf (vielmehr sieht es sogar besser aus als
das auf dem photosensitiven Element vor der Übertragung). Ein weniger wirksamer
Vorgang kam jedoch für
Dicken gleich oder größer als
200 μm in
einem Dichtepunktebereich des Tonerbildes zum Vorschein und die
gleiche Erscheinung wird für
die mit 500 μm
oder größer ersichtlich,
sogar im Fall von Tonerbildern mit isolierten Punkten. Um die Ursache
dafür zu
untersuchen, wurde die Dicke der Basis-Schicht eines Übertragungsblattes
mit 100 μm
dickem Überzug
verkleinert, um die Treue von Punkttonerbildern nach der Übertragung
auf solche Übertragungsblätter zu überprüfen. Als
Folge davon trat die oben beschriebene Erscheinung stärker auf,
wenn die Basis-Schicht des Übertragungsblattes
dünner
gestaltet wurde. Genauer gesagt kann eine zu freie Bewegung der
Deckschichtoberfläche
nicht nur notwendigerweise die Nachgiebigkeit in Richtung senkrecht
zur Oberfläche
zum Vorschein bringen, die für
die Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung erforderlich ist, sondern
auch eine Weichheit, die in horizontaler Richtung wirkt, so daß die Deckschichtoberfläche eine
Raupen-Bewegung verursachen kann und das Punkttonerbild wegrutscht
bzw. gestreut wird, so wie vermutet. Es hat sich zweifellos erwiesen,
daß die Übertragungsstreuung
eine Form aufwies, die langgestreckt in Transportrichtung des Übertragungsblattes aussah.
Somit ist die Dicke des beschichteten Papiers, die von der Dicke
der Basis-Schicht abhängt,
auch ein wichtiger Faktor für
die hinreichend gute Hervorhebung der Wirkung der vorliegenden Erfindung.
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Beispiel 4
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Beschichtete Übertragungsblätter wurden
unter Verwendung verschiedener Materialien erzeugt, wobei die Werte
des „Gradienten
H im ersten Bereich",
die das Ergebnis von Messungen mit der obigen, durch NEC hergestellten
Vorrichtung MH4000 sind, bestimmt wurden, um die Wechselbeziehung
mit der Übertragungsstreuung
zu prüfen.
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Übertragungsblatt A:
-
- Kunstdruckpapier (McKinley Art 90)
-
Übertragungsblatt B:
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Zwei
Gewichtsteile des in Beispiel 1 verwendeten Materials, d. h. des
Kunstharzes, das sich wiederholende Einheiten aufweist, die durch
die Formeln (1) und (2) dargestellt werden [wobei 40 mol% der durch
die folgende Formel (2) dargestellten Komponente enthalten ist],
wurden in 78 Gewichtsteilen n-Hexan aufgelöst. Dann wurde die resultierende
Lösung
in einen Zentrifugalabscheider gegeben, um die Gel-Komponenten zu entfernen,
so daß ein Überzugsmaterial
erhalten wurde. Dieses Überzugsmaterial
wurde auf das obige Kunstdruckpapier mittels einer Meyer-Schiene
(#16) aufgebracht und nachfolgend bei 120 °C für 1 Stunde getrocknet, und
danach nochmals bei 140 °C
für 1 Stunde
getrocknet, um das Übertragungsblatt
der vorliegenden Erfindung herzustellen. Nach dem Trocknen betrug
die Dicke der Oberflächenüberzugsschicht
aus Kunstharz 2 μm.
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Übertragungsblatt C:
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Zwei
Gewichtsteile eines Kunstharzes mit sich wiederholenden Einheiten,
die durch folgende Formeln (3) und (4) dargestellt werden [wobei
5 mol% der durch die folgende Formel (4) dargestellten Komponente
enthalten ist], wurden in 23 Gewichtsteilen Toluol aufgelöst. Die
resultierende Lösung
wurde auf das obige Kunstdruckpapier mittels einer Meyer-Schiene (#8) aufgebracht
und nachfolgend bei 120 °C
für 1 Stunde
getrocknet, um das Übertragungsblatt
herzustellen. Nach dem Trocknen betrug die Dicke der Oberflächenüberzugsschicht aus
Kunstharz 2 μm.
-
-
Übertragungsblatt D:
-
Hergestellt
unter Verwendung der gleichen Materialart wie für das Übertragungsblatt C verwendet,
enthält
aber 45 mol% der durch die Formel (4) dargestellten Komponente.
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Übertragungsblatt E:
-
Zehn
Gewichtsteile eines thermoplastischen Polyurethan-Kunstharzes (Handelsname:
ESTEN 5703; erhältlich
von Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd.) wurden in 90 Gewichtsteilen Methyl-Ethyl-Keton aufgelöst. Dann wurde
die resultierende Lösung
einer Druckfiltration mit einem Filter von 1 μm Porengröße unterworfen und somit ein Überzugsmaterial
hergestellt. Dieses Überzugsmaterial
wurde auf das obige Kunstdruckpapier mittels einer Meyer-Schiene
(#16) aufgebracht und nachfolgend bei 120 °C für 1 Stunde getrocknet, um das Übertragungsblatt
der vorliegenden Erfindung herzustellen. Nach dem Trocknen betrug
die Dicke der Oberflächenüberzugsschicht
aus Kunstharz 3 μm.
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Übertragungsblatt F:
-
Kommerziell
erhältliches,
empfohlenes Papier für
Vollfarb-Kopiergeräte (Color
Laser Copyer Paper 81.4 g, TKCLA4, erhältlich von Canon Sales Co.,
Inc.).
-
Übertragungsblatt G:
-
Kommerziell
erhältliches
Hochglanz-Papier für
Vollfarb-Kopiergeräte (Color
Laser Copyer Cardboard MS-701, erhältlich von Canon Sales Co.,
Inc.).
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Übertragungsblatt H:
-
Kommerziell
erhältliches
Papier für
Vollfarb-Kopiergeräte
(„P-Photo
Paper", erhältlich von
Minolta Camera Co., Ltd.).
-
Die
erhaltenen Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt. In Tabelle 1
sind mit Bezug auf den Eintrag „Grad der Übertragungsstreuung" vier Stufen angegeben,
um den Grad der Übertragungsstreuung
anzuzeigen.
-
-
- * A: geringe Streuung tritt auf
- B: Streuung ist ein bißchen
zu sehen, aber nicht problematisch
- C: Streuung ist zu erkennen und vermindert die Qualität
- D: Streuung ist zu erkennen und vermindert sehr die Qualität
-
Wie
aus Tabelle 1 zu entnehmen ist, ist eine geringere Wirkung erzielbar,
wenn der Gradient H im ersten Knickpunkt größer ist als der Wert von eins
auf der Nachkommastelle. Daher ist für den Gradienten H 0,09 mN/μm2 oder kleiner auszuwählen. Die Übertragungsblätter A,
D, F, G und H sind keine Übertragungsblätter gemäß der Erfindung
und wurden zum Vergleich verwendet.
-
Beispiel 5
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Als
Randbedingung für
die vorhergehende Herstellung der Übertragungsblätter wurde
Kunstdruckpapier als Basis-Papier (Basis-Schicht) verwendet, das
vor dem Beschichten eine Oberflächenrauhigkeit
Rz von 1 bis 2 μm
aufweist. Im vorliegenden Beispiel wurde gewöhnliches weißes Recycling-Papier
EW-500 (erhältlich von
Canon Sales Co., Inc.) als Papier für PPC (plain paper copier/Flachbett-Papierkopierer)
verwendet. Ein Übertragungsblatt
wurde hergestellt durch die Verwendung des gleichen Materials und
auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1, außer daß nur das
Basis-Papier ersetzt wurde. Das Papier EW-500 wies vor dem Beschichten
eine Oberflächenrauhigkeit
von 10 bis 20 μm
auf. Als Ergebnis wurde gefunden, daß wenn EW-500 als Basis-Papier
verwendet wurde, die beabsichtigte Wirkung teilweise erhalten wurde,
aber eine beträchtliche Verbesserung
nicht erreichbar war.
-
Die
Ursache dafür
wurde sorgfältig
untersucht, wobei herausgefunden wurde, daß die vor dem Beschichten gefundene
Rauhigkeit des Basis-Papiers auch noch nach dem Beschichten auf
der Oberfläche
auftrat. Dies hat sicher einen triftigen Grund, da das 100 μm oder mehr
dicke Basis-Papier nur mit einigen μm beschichtet wurde. Genauer
gesagt liegt der Grund, weshalb die beabsichtigte Wirkung nicht
erzielbar ist, darin, daß der
Kontakt zwischen dem photosensitiven Element und der Oberfläche des Übertragungsblattes
zum Zeitpunkt der Übertragung
an vielen Stellen in einem ungleichmäßigen Zustand ist. Um eine
bessere Wirkung der vorliegenden Erfindung zu erzielen, könnte es
erforderlich sein, Basis-Papier
mit einer bis zu einem gewissen Grad geringen Ober flächenrauhigkeit
zu verwenden. Selbst wenn das Basis-Papier eine geringe Rauhigkeit
aufweist, ist es jedoch klar, daß die Übertragungsstreuung nicht verhindert
werden kann, auch wenn das Übertragungsblatt
A in Beispiel 4 ein Rz von 1 bis 2 μm hat. Folglich ist die Oberflächenrauhigkeit
keine notwendige und hinreichende Bedingung.
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Beispiel 6
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8 stellt
einen in Beispiel 6 verwendeten Vollfarben-Drucker gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
In diesem Vollfarben-Drucker wird eine photosensitive Trommel 43 in Übereinstimmung
mit den Bildsignalen dem durch eine Laserarbeitseinheit LS erzeugten
Laserlicht L ausgesetzt. Die Bildsignale können von einem Computer zugeführt werden,
an den ein Scanner angeschlossen ist, um damit ein Farbkopiergerät einzurichten.
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Die
photosensitive Trommel 43 als bildtragendes Element wird
mittels einer Korona-Aufladeanordnung 44 gleichmäßig auf
etwa –700
V aufgeladen und dann in Übereinstimmung
mit den Bildsignalen dem Laserlicht L ausgesetzt. So wird ein elektrostatisch
latentes Bild auf der photosensitive Trommel 43 erzeugt
und danach mit Hilfe eines Entwicklers entwickelt, so daß ein Tonerbild
entsteht.
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Eine
drehbare Entwicklungseinheit 41a weist vier Entwicklungsbaugruppen
auf, die jeweils einen der vier Farbtoner halten und in Abständen von
90° in einem
Kreis angeordnet sind. Diese drehbare Entwicklungseinheit 41a wird
so gedreht, daß die
jeweiligen Entwicklungsbaugruppen der Reihe nach der photosensitive Trommel 43 gegenüber stehen,
wenn Bilder der entsprechenden Farben erzeugt werden.
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Zuerst
wird als eine erste Farbe ein gelbes Tonerbild erzeugt durch die
Entwicklung eines elektrostatisch latenten Bildes mit Hilfe der
gelben Toner enthaltenden Entwicklungsbaugruppe in der drehbaren
Entwicklungseinheit 41a.
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Ein
Zwischenübertragungselement 40b weist
eine metallische Trommel auf, die eine Gummischicht mit mittlerem
elektrischem Widerstand auf ihrer Oberfläche besitzt, wobei eine Übertragungsvorspannung
an diese metallische Trommel angelegt ist.
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Das
auf der photosensitive Trommel 43 ausgebildete gelbe Tonerbild
wird zum Zwischenübertragungselement 40b übertragen.
Auf der photosensitiven Trommel 43 wird das nächste Magenta-Tonerbild ausgebildet
und auf das gelbe Tonerbild übertragen,
das schon auf das Zwischenübertragungselement 40b übertragen
wurde. Diese Schritte der Bilderzeugung werden für die Cyan-Toner- und Schwarz-Tonerbilder
wiederholt, wobei diese Tonerbilder der Reihe nach mehrfach auf
das Zwischenübertragungselement 40b übertragen werden.
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Nachdem
die vier Tonerbilder anfänglich
nacheinander übertragen
wurden, werden die auf dem Zwischenübertragungselement 40b gehaltenen
Tonerbilder, während
das Übertragungsblatt
T mit dem Zwischenübertragungselement 40b in
Berührung
gebracht wird, zusätzlich
zum Übertragungsblatt übertragen
mit Hilfe der Vorspannung, die an eine Übertragungswalze 40c angelegt
ist, die als eine sekundäre Übertragungsvorrichtung
dient, und danach werden sie mit Hilfe einer Fixieranordnung 47 wärmefixiert.
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Übertragungstonerreste
auf der photosensitiven Trommel 43 und auf dem Zwischenübertragungselement 40b werden
mit Hilfe eines Reinigers 42 beseitigt, der mit ihnen in
Kontakt gebracht wird.
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Auch
in solch einem Zwischenübertragungssystem,
das wie vorstehend beschrieben den primären Übertragungsschritt vom photosensitiven
Element zum Zwischenübertragungselement
und den sekundären Übertragungsschritt
vom Zwischenübertragungselement
zum Übertragungsblatt
umfaßt,
werden die Störungen
der Elektrophotographie besonders zum Zeitpunkt der Übertragung
auf das Übertragungsblatt
verursacht, d. h. während
der sekundären Übertragung.
Demgemäß ermöglicht der
Gebrauch des Übertragungsblattes der
vorliegenden Erfindung die Verringerung der Störungen zum Zeitpunkt der sekundären Übertragung,
und selbst nur dies kann eine starke Verbesserung bei der Bildqualität im Zwischenübertragungssystem
hervorrufen.
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Wie
vorstehend beschrieben, ist gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Kunstharz- oder eine Elastomer-Deckschicht auf der Übertragungsoberfläche eines Übertragungsblattes
aufgetragen und der Gradient H nicht größer als der angegebene Wert
angelegt, wobei das Tonerbild vor Streuung zum Zeitpunkt der Übertragung
bewahrt werden kann, so daß die
Aufzeichnung von Bildern mit einer höheren Bildqualität verwirklicht wird.