DE69212063T2

DE69212063T2 - Elektrophotographisches Gerät

Info

Publication number: DE69212063T2
Application number: DE69212063T
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Ehara; Hitoshi Murayama; Shigenori Ueda; Koji Yamazaki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-04-30
Filing date: 1992-04-29
Publication date: 1996-12-12
Anticipated expiration: 2012-04-30
Also published as: EP0511844A3; US5631727A; ATE140320T1; DE69212063D1; EP0511844B1; HK26797A; EP0511844A2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

VERWANDTER STAND DER TECHNIK

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrophotographisches Gerät, zum Beispiel ein elektrophotographisches Gerät, in dem ein photoempfindliches amorphes Silicium-Material verwendet wird.
In elektrophotographischen Mechanismen werden Selen (Se), organische Photoleiter (OPC), amorphes Silicium oder dergleichen als photoempfindliches Material verwendet, wobei besonders die jeweiligen Vorteile genutzt werden.
Das photoempfindliche amorphe Silicium-Material ist durch eine große Oberflächenhärte, eine hohe Empfindlichkeit für Licht mit langer Wellenlänge wie Halbleiterlaserstrahlen (770 nm bis 800 nm) und im wesentlichen keine Verschlechterung bei der wiederholten Benutzung charakterisiert. Wegen dieser Eigenschaften werden photoempfindliche Materialien mit amorphen Silicium in breitem Ausmaß als elektrophotographische photoempfindliche Materialien für Hochgeschwindigkeits-Kopiermaschinen und Laserstrahldrucker verwendet.
Die photoempfindlichen organischen Photoleiter- Materialien sind wegen des einfachen Erzeugens von gleichförmigen Filmen durch eine leichte Herstellung von großflächigem photoempfindlichem Material und durch die einfache Massenproduktion unter geringen Kosten charakterisiert. Wegen dieser Eigenschaften werden die photoempfindlichen Materialien mit den organischen Photoleitern OPC als elektrophotographische photoempfindliche Materialien in Kopiergeräten für große Blattformate, Kopiergeräten für die private Verwendung, klein bemessenen Laserstrahldruckern oder dergleichen verwendet.
Photoempfindliches Selen-Material ist durch die Empfindlichkeit in dem Wellenlängenbereich der Halbleiterlaserstrahlen (770 nm bis 800 nm) bei dem Hinzufügen von Tellur charakterisiert. Daher wird es in breitem Ausmaß für elektrophotographische photoempfindliche Materialien in Kopiermaschinen und Laserstrahldruckern für mittlere Geschwindigkeiten verwendet.
In Fig. 1 ist zunächst ein Beispiel für ein herkömmliches elektrophotographisches Gerät in Form eines Kopiergerätes dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird photoempfindliches amorphes Silicium-Material 101 in Form einer Trommel in der durch einen Pfeil X dargestellten Richtung gedreht. Auf bekannte Weise sind um das photoempfindliche Material 101 herum ein Primärlader 102, eine Ladungsbild-Erzeugungsstation 103, eine Entwicklungsvorrichtung 104, ein Übertragungsblatt- Zuführsystem 110, Übertragungs/Ablöselader 112, eine Reinigungsvorrichtung 105, ein Blatttransportsystem 113, eine Entladungslichtquelle 106 oder dergleichen angeordnet. Das photoempfindliche Material 101 wird durch den Primärlader 102 gleichmäßig geladen. Ein zu kopierendes Original 117 auf einer Glasplatte 118 wird mit dem Licht aus einer Lichtquelle 114 in Form einer Halogenlampe, einer Leuchtstofflampe oder dergleichen beleuchtet. Das von dem Original 117 reflektierte Licht wird über ein Spiegelsystem 119, ein Linsensystem 116 und ein Filter 115 auf das gleichförmig geladene photoempfindliche Material 101 projiziert, so daß an dem photoempfindlichen Material 101 ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt wird. Das latente Bild wird mit dem aus der Entwicklungsvorrichtung 104 zugeführten Toner zu einem Tonerbild entwickelt.
Andererseits wird dem photoempfindlichen Material 101 ein Übertragungsmaterial P durch ein Übertragungsmaterial- Zuführsystem zugeführt, welches einen Übertragungsmaterial- Durchlaß 111 und Registrierwalzen 109 enthält. Zwischen dem Übertragungslader 112 und dem photoempfindlichen Material 101 nimmt das Übertragungsmaterial an seiner Rückseite eine elektrische Ladung mit der zur Polarität der Tonerladung entgegengesetzte Polarität auf, wodurch das Tonerbild von der Oberfläche des photoempfindlichen Materials 101 auf das Übertragungsmaterial P übertragen wird.
Das abgelöste Übertragungsmaterial P wird durch das Übertragungsmaterial-Transportsystem 113 zu einer (nicht dargestellten) Bildfixiervorrichtung befördert, in der das Tonerbild fixiert wird. Letztlich wird das Übertragungsmaterial aus dem Gerät ausgetragen.
Der an der Oberfläche des photoempfindlichen Materials verbliebene, an der Übertragungsstation nicht übertragene restliche Toner wird durch die Reinigungsvorrichtung 105 mit einer Reinigungsklinge 107 von dem photoempfindlichen Material entfernt.
Das durch die Reinigungsvorrichtung gereinigte photoempfindliche Material 101 wird dem Entladungslicht aus der Hauptentladungslichtquelle 106 ausgesetzt und dann für den nächsten Bilderzeugungsprozeß benutzt.
Der Durchmesser des photoempfindlichen Materials beträgt 80 bis 120 mm. Wenn ein photoempfindliches Material mit einem derart kleinen Durchmesser verwendet wird, sind wegen der sich aus der geringen Ladefähigkeit des photoempfindlichen amorphen Silicium-Materials ergebenden großen Abmessungen des Laders und wegen der durch die verhältnismäßig große Dunkel- Abschwächung verursachten nahen Anordnung der Entwicklungsvorrichtung die verschiedenen Teile um das Material herum ziemlich dicht angeordnet. Ferner wird es hinsichtlich der Forderung nach einer Erhöhung der Kopiergeschwindigkeit schwierig, einen langen Zeitabstand von dem Aufbringen der Hauptladung bis zu dem Aufbringen des Hauptentladungslichtes sicherzustellen.
Im besonderen ist es für das Licht zum Beseitigen der Primärladung im Hinblick auf den Abbau der Lichtspeicherung, die sichere Ladefähigkeit und die Verringerung der Potentialverschiebung erwünscht, eine Leuchtdiodenanordnung zu verwenden die zum genauen Steuern der Wellenlänge und der Lichtmenge geeignet ist. Wegen des schwierigen Vorsehens eines großen Raumes für das Substrat wird die Leuchtdiodenanordnung gewöhnlich an einem oberen Abschnitt zwischen dem Lader 102 und der Reinigungsvorrichtung 105 gemäß der Darstellung in der Fig. angeordnet.
Die vorstehenden Ausführungen gelten auch für Selen, optische Photoleiter oder andere photoempfindliche Materialien.
Die Lichtquelle 6 zum Entfernen der Primärladung wird über ein gewöhnliches Gleichstromsystem betrieben und die Lichtmenge wird durch einen in Reihe geschaltenen Widerstand eingestellt. Daher sind in dem herkömmlichen Gerät selbst bei einer Änderung der Wellenlänge und der Lichtmenge des Hauptentladungslichtes die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung äquivalent, falls der Lichtspeicherungswert äquivalent ist.
Daher ist es in manchen Fällen unvermeidbar, die Lichtmenge für das Beseitigen der Primärladung zu verringern und einen gewissen Pegel der Lichtspeicherung wie von Geisterbildern oder dergleichen zu akzeptieren. Der Mechanismus einer solchen Erscheinung wird kurz anhand des Falles von photoempfindlichem amorphen Silicium-Material beschrieben.
Im Falle des photoempfindlichen amorphen Silicium- Materials ist die Beweglichkeit von Photoladungsträgern durch das Einfangen auf dem örtlichen Niveau oder die Wahrscheinlichkeit der Rekombination der durch das Licht erzeugten Ladungsträger verringert. Daher wird bei dem Bilderzeugungsprozeß gleichzeitig mit dem Anlegen des elektrischen Feldes an das photoempfindliche Material während des nächsten Ladeschrittes ein Teil der durch die Belichtung erzeugten Ladungsträger von dem örtlichen Niveau gelöst, so daß zwischen dem belichteten Bereich und dem unbelichteten Bereich eine Differenz hinsichtlich des Oberflächenpotentials des photoempfindlichen Materials entsteht. Dies tritt letztlich als eine Ungleichförmigkeit des Bildes in Erscheinung, die sich aus der Lichtspeicherung bzw. dem Lichterinnerungseffekt ergibt.
Zum Vermeiden der Lichtspeicherung besteht das übliche Verfahren darin, bei dem Schritt zum Beseitigen der Primärladung das photoempfindliche Material mit gleichförmigen Licht zu belichten, um die Menge von potentiell in dem photoempfindlichen Material vorhandenen Ladungsträgern derart zu erhöhen, daß die Gleichförmigkeit über die ganze Oberfläche herbeigeführt ist. Es ist ferner möglich, auf wirkungsvolle weise die Geisterbilder durch Erhöhen der Lichtmenge des Hauptentladungslichtes oder dadurch zu beseitigen, daß die Wellenlänge des Hauptentladungslichtes näher an den Spitzenwert (bei normalerweise 680 nm bis 700 nm) der spektralen Empfindlichkeit des photoempfindlichen amorphen Silicium- Materials gelegt wird.
Falls jedoch das Hauptentladungslicht zu stark ist oder die Wellenlänge zur Annäherung an den Spitzenwert der Spektralempfindlichkeit erhöht wird, was die erhöhte Wahrscheinlichkeit der Erzeugung von Photoladungsträgern an einer tiefen Stelle des photoempfindlichen Materials ergibt, dann wird das verbleibende Verhältnis der restlichen Ladungsträger größer. Das photoempfindliche Material wird dann zu der Primärladestufe gebracht, bevor die in dem photoempfindlichen Material befindlichen überschüssigen Ladungsträger rekombiniert sind. Wenn dies auftritt, ist die Ladefähigkeit beträchtlich verschlechtert. Bei dem Ladeschritt entsteht in dessen Anfangsstufe eine Ladungsträgerrekombination und es wird nur danach das Oberflächenpotential erhöht. Aus diesem Grund hat die Menge an Ladungsträgern in dem photoempfindlichen Material unmittelbar vor dem Ladeschritt eine bedeutende Einwirkung auf den Pegel des Oberflächenpotentials nach dem Schritt, d. h. auf die Ladefähigkeit des photoempfindlichen Materials. Wenn andererseits der Bilderzeugungsprozeß fortgesetzt unter den gleichen Bedingungen wiederholt wird, wird die Potentialverschiebung schlechter (bei der sich das Potential an der Entwicklungsvorrichtung allmählich ändert), wobei sich während des Kopiervorganges eine ungleichmäßige Bilddichte ergibt.
Infolge dessen ist es unter der Bedingung, daß die Lichtspeicherung beseitigt werden kann, hinsichtlich des Hauptentladungslichtes anzustreben, daß die Lichtmenge gering ist und die Wellenlänge kurz ist, so daß der Ladeschritt ausgeführt wird, nachdem die Ladungsträger im wesentlichen rekombiniert sind.
Wenn jedoch die Parameter des Hauptentladungslichtes (die Lichtmenge und die Wellenlänge) geändert werden und der Grad der Lichtspeicherung entsprechend ist, besteht die Tendenz, daß die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung die gleichen sind. Daher mußte herkömmlicherweise unter Einschränkung der Ladefähigkeit, d. h., Einschränkung des sicheren Dunkelpotentials ein gewisser Grad an Geisterbildern akzeptiert werden.
Das in den vorstehend beschriebenen elektrophotographischen Geräten verwendete photoempfindliche amorphe Silicium zeigt hohe Empfindlichkeit bei großen Wellenlängen (mit einem Empfindlichkeitsspitzenwert bei ungefähr 680 nm und einem Empfindlichkeitsbereich von 400 nm bis 800 nm). Dies ist vorteilhaft und es werden bei der Verwendung des photoempfindlichen Materials als photoempfindliches Material für das elektrophotographische Gerät zum Kopieren für gewöhnliche Schriftstücke oder dergleichen ohne Verschlechterung der Bildqualität die Zeichen oder Buchstaben nicht geschrumpft oder verdünnt. Daher ist dies in der Praxis zufriedenstellend.
Es wird jedoch eine noch höhere Qualität angestrebt. Wenn beispielsweise eine sehr dünne Linie mit weniger als ungefähr 100 µm reproduziert wird, wird die Linienbreite vergrößert oder verringert. Im einzelnen wird beispielsweise im Falle eines Rechteckbildes, des durch vertikale Linien mit einem Teilungsabstand von 200 µm und horizontale Linien mit einem Teilungsabstand von 150 µm gebildet ist, die Rechteckform geschrumpft oder im Falle einer Linie mit einer Breite von nicht mehr als 100 µm die Linie verdünnt, obgleich die Reproduktion hinsichtlich der praktischen Verwendung zufriedenstellend ist.
In der letzten Zeit wurde die mittlere Teilchengröße von isolierenden Tonerteilchen (Entwicklerteilchen) von herkömmlich 10 bis 12 µm auf 4,5 bis 9,0 µm verringert. Durch die Verwendung von Toner mit einer derart kleinen Teilchengröße wird die Bildqualität verbessert, so daß Bilder mit hoher Auflösung erzeugt werden können. Andererseits wird hinsichtlich der Tönungsreproduzierbarkeit die Reproduzierbarkeit des latenten Bildes wesentlich beeinflußt, wenn der für das naturgetreue Entwickeln des latenten Bildes geeignete Toner mit der kleinen Teilchengröße verwendet wird. Die Tönungsreproduzierbarkeit des latenten Bildes wird jedoch nicht ausreichend verbessert. Es ist daher eine Verbesserung der Tonerreproduzierbarkeit zusammen mit der hohen Bildqualität erwünscht.
Bekanntermaßen ist die Tönungsreproduzierbarkeit durch die E-V-Linearität bestimmt, welche die Linearität des Hellbereichpotentials bei einer Änderung der Bildbelichtungsgröße an dem photoempfindlichen Material ist. Die Tönungsreproduzierbarkeit ist gut, wenn die Linearität der E-V-Kurve hoch ist.
Demgemäß ist es eine grundlegende Aufgabe der Erfindung, ein elektrophotographisches Gerät zu schaffen, in dem die Wirksamkeit des Entladungslichtes zum Beseitigen der Lichtspeicherung für das Beseitigen der Geisterbilder verstärkt ist.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektrophotographisches Gerät zu schaffen, in dem eine Verringerung der Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung auf ein Mindestmaß herabgesetzt sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ergibt ein elektrophotographisches Gerät, welches mit der Fähigkeit zum Liefern von Bildern hoher Qualität eine gute Leistung ergibt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ergibt auch ein elektrophotographisches Gerät mit verbesserter E-V- Linearität.
In der US-Patentschrift US-A-4 935 777 ist ein Bilderzeugungsgerät mit hinsichtlich der Impulsbreite gesteuerten Lampen für das Beseitigen von Geisterbildern offenbart.
In der JP-A-2-10 393 sind gleichfalls Lampen für das Unterdrücken von Geisterbildern beschrieben.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Bilderzeugungsgerät gemäß Patentanspruch 1 geschaffen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Erzeugen eines Bildes gemäß Patentanspruch 6 geschaffen.
Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden besser aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen
Fig. 1 eine Schnittansicht eines elektrophotographischen Gerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist,
Fig. 2 eine graphische Darstellung ist, welche die Abhängigkeit der Lichtspeicherung, der Ladefähigkeit und der Potentialverschiebung von der Wellenlänge des Entladungslichtes zeigt,
Fig. 3 eine graphische Darstellung ist, welche die Abhängigkeit der Lichtspeicherung, der Ladefähigkeit und der Potentialverschiebung von der Lichtmenge des Entladungslichtes zeigt,
Fig. 4 eine graphische Darstellung ist, welche die Abhängigkeit der Lichtspeicherung, der Ladefähigkeit und der Potentialverschiebung von dem Einschaltverhältnis des Entladungslichtes zeigt,
Fig 5 den allgemeinen Gedanken hinsichtlich des Einschaltverhältnisses der Entladevorrichtung veranschaulicht,
Fig. 6 ein Schaltbild des erfindungsgemäßen Systems zum Betreiben einer Entladungslichtquelle ist,
Fig. 7 die allgemeine Überlegung hinsichtlich der Impulsbreitenmodulation PWM veranschaulicht,
Fig. 8 ein Schaltbild eines herkömmlichen Systems zum Betreiben einer Entladungslichtquelle ist,
Fig. 9 eine Darstellung ist, in der das Verhältnis der Lichtspeicherung, der Ladefähigkeit und der Potentialverschiebung gegen die Frequenz einer Bezugswelle bei dem Einschaltverhältnis des Entladungslichtes von 25 % und 100 % aufgetragen ist,
Fig. 10 eine graphische Darstellung der E-V-Kurve bei einem Beispiel 7 und einem Vergleichsbeispiel 7 ist und
Fig. 11 eine graphische Darstellung der Tönungsreproduzierbarkeit bei einem Beispiel 8 ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

[AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 1]

Es wird ein erfindungsgemäßes elektrophotographisches Kopiergerät beschrieben. Zuerst werden Versuche beschrieben.

Versuch 1

Es wurde das in Fig. 1 dargestellte elektrophotographische Gerät mit einer photoempfindlichen Trommel aus amorphem Silicium als elektrophotographisches photoempfindliches Material benutzt. Das photoempfindliche Material 101 wurde mit einer Oberflächenumfangsgeschwindigkeit von 380 mm/s in Drehung versetzt. Wenn die Lichtmenge der Entladungslichtquelle 106 konstant gehalten würde, während die Wellenlänge geändert wurde, wurden die Abhängigkeit der Lichtspeicherung, der Ladefähigkeit und der Potentialverschiebung von der Wellenlänge des Entladungslichtes gemessen.
Die Lichtspeicherung wurde folgendermaßen gemessen: Zuerst wurde der Ladestrom des Primärladers 102 derart eingestellt, daß das Dunkelpotentials an dem photoempfindlichen Material an der Entwicklungsstation 400 V betrug, und die Einschaltspannung für die Halogenlampe 114 zur Originalbelichtung wurde derart eingestellt, daß das Hellpotential +50 V war, wenn das Original ein Übertragungsblatt P (im Format A3) war. An dem gleichen Bereich des photoempfindlichen Materials 101 wurde die Potentialdifferenz zwischen dem Teil, an dem die Halogenlampe 114 nur für den vorderen Bereich des Bildes eingeschaltet war, und dem Teil, an dem die Halogenlampe 114 nicht eingeschaltet war, nämlich die Potentialdifferenz an dem nachlaufenden Bildbereich gemessen. Die Potentialdifferenz wurde als Lichtspeicherungspotential angesetzt.
Als Ladefähigkeit wurde das Dunkelpotential an der Stelle der Entwicklungsvorrichtung 104 bei dem Speisen des Primärladers 102 mit einem konstanten Strom gemessen.
Als Potentialverschiebung wurde die Änderung des Dunkelpotentials an der Stelle der Entwicklungsvorrichtung 104 bei dem Speisen des Primärladers 102 mit konstantem Strom und Ausführen von fortgesetzten Kopiervorgängen gemessen.
Die Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, die als Ergebnis der Versuche erhalten wurde. Es ist ersichtlich, daß dann, wenn bei konstanter Lichtmenge die Wellenlänge vergrößert wird, als Tendenz die Lichtspeicherung geringer wird, aber die Ladefähigkeit oder die Potentialverschiebung schlechter werden.

Versuch 2

Es wurde das in Fig. 1 dargestellte elektrophotographische Gerät benutzt. Das photoempfindliche Material 101 wurde mit der Umfangsgeschwindigkeit von 380 mm/s in Drehung versetzt. Es wurde die Wellenlänge des Entladungslichtes aus der Lichtquelle 106 konstant gehalten, aber die Lichtmenge verändert. Die Abhängigkeit der Lichtspeicherung, der Ladefähigkeit und der Potentialverschiebung von der Lichtmenge des Entladungslichtes wurden gemessen.
Die Lichtspeicherung, die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung wurden auf die gleiche Weise wie bei dem Versuch 1 bestimmt.
Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, die als Ergebnis dieses Versuches erhalten wird. Es ist ersichtlich, daß dann, wenn die Lichtmenge bei konstanter Wellenlänge erhöht wird, die Lichtspeicherung geringer wird, aber die Ladeeigenschaft und die Potentialverschiebung schlechter werden.

Versuch 3

Es wurde das in Fig. 1 dargestellte elektrophotographische Gerät benutzt. Das photoempfindliche Material 101 wurde mit der Umfangsgeschwindigkeit von 380 mm/s in Umlauf versetzt. Das System für das Betreiben der Entladungslichtquelle 106 wurde von dem herkömmlichen Gleichstromsystem (Fig. 8) auf ein in Fig. 6 dargestelltes System zur Impulsbreitenmodulation abgeändert. Die Wellenlänge und die Lichtmenge wurden konstant gehalten, wogegen das Einschaltverhältnis, nämlich das Verhältnis der Einschaltdauer zu der Dauer eines Zyklus gemäß Fig. 7 geändert wurde. Es wurde die Abhängigkeit der Lichtspeicherung, der Ladefähigkeit und der Potentialverschiebung von dem Einschaltverhältnis des Entladungslichtes gemessen. Für die Impulsbreitenmodulation wurde beispielsweise eine in Fig. 7 dargestellte Sägezahnbezugswelle verwendet. Es wurde zwischen der Bezugswelle und dem Steuersignalpegel verglichen und gemäß dem Vergleichsergebnis die Entladungslichtquelle 106 ein- und ausgeschaltet. Bei diesem Versuch hatte die Bezugswelle eine Frequenz von 4 kHz.
Die Lichtspeicherung, die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung wurden auf die gleiche Weise wie bei dem Versuch 1 bestimmt.
Die Fig. 5 zeigt eine Lichtemissionsintensität bei der Änderung des Einschaltverhältnisses. Die Fig. 4 ist eine als Ergebnis dieses Versuches erhaltene graphische Darstellung. Aus der Fig. 4 ist ersichtlich, daß dann, wenn bei konstanter Lichtmenge und konstanter Wellenlänge das Einschaltverhältnis verringert wird, sich die Lichtspeicherung nicht verändert, aber die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung besser werden.

Versuch 4

Es wurde das elektrophotographische Gerät nach Fig. 1 benutzt. Das photoempfindliche Material 101 wurde mit der Umfangsgeschwindigkeit von 380 mm/s in Umlauf versetzt und die Entladungslichtquelle 106 wurde von dem in Fig. 8 dargestellten herkömmlichen Gleichstrom-Betriebssystem auf das in Fig. 6 dargestellte Impulsbreitenmodulation- Betriebsystem umgestellt. Die Wellenlänge und die Lichtmenge wurden konstant gehalten. Es wurde die Abhängigkeit der Verhältnisse der Lichtspeicherung, der Ladefähigkeit und der Potentialverschiebung zwischen Einschaltverhältnissen von 100 % und 25 % bei der Änderung der Frequenz der Bezugswelle gemessen.
Für die Impulsbreitenmodulation hatte die Bezugswelle als Beispiel die Form eines Sägezahns gemäß der Darstellung in Fig. 7. Mit der Bezugswelle wurde der Pegel des Steuersignals verglichen und entsprechend dem Vergleichsergebnis wurde die Entladungslichtwelle 106 ein- und ausgeschaltet.
Die Lichtspeicherung, die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung wurden auf die gleiche Weise wie bei dem Versuch 1 bestimmt.
Die Fig. 9 ist eine als Ergebnis dieses Versuches erhaltene graphische Darstellung. Es ist ersichtlich, daß dann wenn bei konstanter Lichtmenge und konstanter Wellenlänge die Frequenz der Bezugswelle geändert wird, sich die Lichtspeicherung nicht verändert, wobei eine obere Grenze der Frequenz besteht, bis zu der ohne Änderung der Lichtspeicherung die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung besser werden.
Andererseits tritt bei der Verringerung der Frequenz in der Drehrichtung des photoempfindlichen Materials 101 eine Ungleichförmigkeit des Entladungslichtes auf, wenn ein durch Teilen der Umlaufgeschwindigkeit (mm/s) des photoempfindlichen Materials 101 durch die Frequenz (1/s) erhaltener Wert ungefähr 1 (mm) übersteigt. Daher besteht für die geeignete Frequenz eine untere Grenze.
Wie aufgrund der Versuche 1 und 2 festzustellen ist, überkreuzen sich die Abhängigkeiten der Lichtspeicherung, der Ladefähigkeit und der Potentialverschiebung von der Lichtmenge und der Wellenlänge des Entladungslichtes an einer Linie A in Fig. 2 und 3. Falls bei den anderen Lichtmengen und Wellenlängen entweder die Lichtmenge oder die Wellenlänge bestimmt ist, ist auch automatisch der Bereich der anderen Größe bestimmt. Daher kann ausgesagt werden, daß der Wellenlängenbereich des Entladungslichtes, welches durch Einstellen der Lichtmenge den Anforderungen hinsichtlich der Lichtspeicherung, der Ladefähigkeit und der Potentialverschiebung genügt, der Bereich von 500 bis 700 nm ist.
Es wurde festgestellt, daß es in den Wellenlängenbereich nicht möglich ist, die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung zu verbessern, ohne die Lichtspeicherung zu verändern.
Aus dem Versuch 3, bei dem das Impulsbreitenmodulation- Betriebssystem für die Entladungslichtquelle 106 benutzt wurde, wurde ermittelt, daß durch Ändern des Einschaltverhältnisses die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung verbessert werden können, ohne den Lichtspeicherungspegel zu verändern.
Aus dem Versuch 4, bei dem das Impulsbreitenmodulation- Betriebssystem für die Entladungslichtquelle 106 benutzt wurde, wurde festgestellt, daß zum Verbessern der Ladeeigenschaft und der Potentialverschiebung ohne Veränderung des Lichtspeicherungspegels die Frequenz der Bezugswelle nicht mehr als 10 kHz betragen soll und der durch das Teilen der Umlaufgeschwindigkeit (mm/s) des photoempfindlichen Materials 101 durch die Frequenz (1/s) der Bezugswelle erhaltene Wert nicht größer als 1 mm sein soll.
Auf diese Weise wird es möglich, die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung zu verbessern, ohne den herkömmlichen guten Lichtspeicherungswert zu verschlechtern und ohne die Wellenlänge und die Lichtinenge des Entladungslichtes zu verändern.
Es werden nun die Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, welche aber nicht auf diese besonderen Beispiele eingeschränkt ist.

Ausführungsbeispiel 1

Es wurde das in Fig. 1 dargestellte elektrophotographische Gerät benutzt. Das photoempfindliche Material 101 wurde mit der Umfangsgeschwindigkeit 380 mm/s in Drehung versetzt. Die Entladungslichtquelle 106 hatte die Form von Leuchtdioden, die einen Spitzenwert bei der Wellenlänge 565 nm abgaben.
Die Entladungslichtquelle 106 wurde unter Impulsbreitenmodulation gemäß Fig. 6 betrieben. Das Einschaltverhältnis betrug 25 % und die Lichtmenge betrug 5 µJ/cm². Unter diesen Bedingungen wurden die Lichtspeicherung, die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung gemessen.
Bei der Impulsbreitenmodulation hatte die Bezugswelle beispielsweise die Form einer Sägezahnwelle gemäß Fig. 7. Es wurde zwischen dem Pegel des Steuersignals und der Bezugswelle verglichen und gemäß den Vergleichsergebnissen wurde die Entladungslichtquelle ein- und ausgeschaltet. Bei diesem Ausführungsbeispiel hatte die Bezugswelle eine Frequenz von 4 kHz.
Die Lichtspeicherung, die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung wurden auf gleiche Weise wie bei dem Versuch 1 gemessen.
Die Ergebnisse bei diesem Ausführungsbeispiele sind in der nachstehenden Tabelle 1 dargestellt. Unter der Bedingung, daß die Lichtspeicherung gut ist, ist die Ladefähigkeit verbessert und die Potentialverschiebung verringert. Tabelle 1 Wellenlänge (nm) Lichtmenge (µJ/cm²) Einschaltverh. (%) Lichtspeicherung Ladefähigkeit und Potentialverschiebung insgesamt Ausführungsbeispiel Vergleichsbeispiel : Hervorragend : Gut Δ: Einigermaßen gut X: Nicht gut

Vergleichsbeispiel 1

Es wurde das in Fig. 1 dargestellte elektrophotographische Gerät benutzt. Das photoempfindliche Material 101 wurde mit der Umfangsgeschwindigkeit 380 mm/s in Drehung versetzt. Die Entladungslichtquelle 106 hatte die Form von Leuchtdioden, die einen Spitzenwert bei der Wellenlänge 565 nm ergaben.
Die Entladungslichtquelle 106 wurde mit dem in Fig. 8 dargestellten Gleichstromsystem betrieben. Die Lichtmenge war 5 µJ/cm². Unter diesen Bedingungen wurden die Lichtspeicherung, die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung gemessen.
Die Lichtspeicherung, die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung wurden auf die gleiche Weise wie bei dem Versuch 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in der vorstehenden Tabelle 1 enthalten. Die Lichtspeicherung war zu derjenigen bei dem Ausführungsbeispiel 1 äquivalent, aber die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung waren nicht verbessert.

Ausführungsbeispiel 2

Es wurde das in Fig. 1 dargestellte elektrophotographische Gerät benutzt. Das photoempfindliche Material 101 wurde mit der Umfangsgeschwindigkeit 380 mm/s in Umlauf versetzt. Die Entladungslichtquelle 106 hatte die Form von Leuchtdioden, die einen Spitzenwert bei der Wellenlänge 610 nm ergaben. Das Schalten bzw. Speisen der Entladungslichtquelle 106 wurde durch ein Impulsbreitenmodulation-System gemäß der Darstellung in Fig. 6 gesteuert. Das Einschaltverhältnis war 25 % und die Lichtmenge betrug 5 µJ/cm². Unter diesen Bedingungen wurden die Lichtspeicherung, die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung gemessen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel hatte die Bezugswelle eine Frequenz von 4 kHz. Die Lichtspeicherung, die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung wurden auf die gleiche Weise wie bei dem Versuch 1 gemessen.
Die Untersuchungsergebnisse sind gleichfalls in der Tabelle 1 enthalten. Bei guter Lichtspeicherung waren die Ladefähigkeit verbessert und die Potentialverschiebung verringert.

Vergleichsbeispiel 2

Es wurde das in Fig. 1 dargestellte elektrophotographische Gerät benutzt. Das photoempfindliche Material 101 wurde mit der Umfangsgeschwindigkeit 380 mm/s in Drehung versetzt. Die Entladungslichtquelle 106 hatte die Form von Leuchtdioden, die einen Spitzenwert bei der Wellenlänge 610 nm ergaben. Der Betrieb der Entladungslichtquelle 106 wurde durch ein Gleichstromsteuersystem gemäß Fig. 8 gesteuert. Die Lichtmenge betrug 5 µJ/cm². Unter diesen Bedingungen wurden die Lichtspeicherung, die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung gemessen.
Die Lichtspeicherung, die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung wurden auf gleiche Weise wie bei dem Versuch 1 gemessen.
Die Untersuchungsergebnisse sind gleichfalls in der Tabelle 1 enthalten. Die Lichtspeicherung war zu derjenigen bei dem Ausführungsbeispiel 2 äquivalent, jedoch waren die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung nicht verbessert.

Ausführungsbeispiel 3

Es wurde das in Fig. 1 dargestellte elektrophotographische Gerät benutzt. Das photoempfindliche Material 101 wurde mit der Umfangsgeschwindigkeit 380 mm/s in Drehung versetzt. Die Entladungslichtquelle 106 hatte die Form von Leuchtdioden, die einen Spitzenwert bei der Wellenlänge 565 nm ergaben.
Die Entladungslichtquelle 106 wurde mit einem Impulsbreitenmodulation-Steuersystem gemäß Fig. 6 gesteuert. Das Einschaltverhältnis war 50 % und die Lichtmenge betrug 5 µJ/cm². Unter diesen Bedingungen wurden die Lichtspeicherung, die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung gemessen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel hatte die Bezugswelle eine Frequenz von 4 kHz. Die Lichtspeicherung, die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung wurden auf die gleiche Weise wie bei dem Versuch 1 gemessen.
Die Ergebnisse sind gleichfalls in der Tabelle 1 enthalten. Unter Beibehaltung der guten Lichtspeicherung waren die Ladefähigkeit verbessert und die Potentialverschiebung verringert.

Ausführungsbeispiel 4

Es wurde das in Fig. 1 dargestellte elektrophotographische Gerät benutzt. Das photoempfindliche Material 101 wurde mit der Umfangsgeschwindigkeit 380 mm/s in Drehung versetzt. Die Entladungslichtquelle 106 hatte die Form von Leuchtdioden, die einen Spitzenwert bei der Wellenlänge 565 nm ergaben. Das Speisen der Entladungslichtquelle 106 wurde mit einem in Fig. 6 dargestellten Impulsbreitenmodulation-System gesteuert. Das Einschaltverhältnis war 25 % und die Lichtmenge betrug 3 µJ/cm². Unter diesen Bedingungen wurden die Lichtspeicherung, die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung gemessen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel hatte die Bezugswelle eine Frequenz von 4 kHz. Die Lichtspeicherung, die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung wurden auf die gleiche Weise wie bei dem Versuch 1 gemessen.
Die Untersuchungsergebnisse sind ebenfalls in der Tabelle 1 enthalten. Unter Beibehaltung der guten Lichtspeicherung waren die Ladefähigkeit verbessert und die Potentialverschiebung verringert.
Durch Untersuchen der Tabelle 1 hinsichtlich der jeweiligen Parameter ist folgendes zu erkennen:
Die Tabelle 2 enthält die herausgegriffenen, von dem Einschaltverhältnis abhängigen Parameter. Aus dieser Tabelle ist ersichtlich, daß bei konstanter Wellenlänge und konstanter Lichtmenge die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung durch eine Verringerung des Einschaltverhältnisses verbessert sind und daß die Lichtspeicherung nicht von dem Einschaltverhältnis abhängt.
Die Tabelle 3 enthält die aus der Tabelle 1 herausgegriffenen Daten bezüglich der Wellenlängenabhängigkeit. Aus der Tabelle 3 ist ersichtlich, daß bei konstanter Lichtmenge und konstantem Einschaltverhältnis die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung durch Verringern der Wellenlänge verbessert werden, aber dadurch die Lichtspeicherung verschlechtert wird.
Schließlich enthält die Tabelle 4 die aus der Tabelle 1 herausgegriffenen Daten bezüglich der Lichtmengenabhängigkeit. Aus der Tabelle 4 ist ersichtlich, daß bei konstanter Wellenlänge und konstantem Einschaltverhältnis die Lichtspeicherung durch eine Verringerung der Lichtmenge verschlechtert wird, aber die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung nicht wesentlich beeinflußt werden. Tabelle 2 Wellenlänge (nm) Lichtmenge (µJ/cm²) Einschaltverh. (%) Lichtspeicherung Ladefähigkeit und Potentialverschiebung insgesamt Ausführungsbeispiel Vergleichsbeispiel : Hervorragend : Gut Δ: Einigermaßen gut X: Nicht gut Tabelle 3 Wellenlänge (nm) Lichtmenge (µJ/cm²) Einschaltverh. (%) Lichtspeicherung Ladefähigkeit und Potentialverschiebung insgesamt Ausführungsbeispiel Vergleichsbeispiel : Hervorragend : Gut Δ: Einigermaßen gut X: Nicht gut Tabelle 4 Wellenlänge (nm) Lichtmenge (µJ/cm²) Einschaltverh. (%) Lichtspeicherung Ladefähigkeit und Potentialverschiebung insgesamt Ausführungsbeispiel : Hervorragend : Gut Δ: Einigermaßen gut X: Nicht gut

Ausführungsbeispiel 5

Es wurde das in Fig. 1 dargestellte elektrophotographische Gerät benutzt. Das photoempfindliche Material 101 war ein photoempfindlicher organischer Photoleiter OPC vom Kupfer-Phthalocyanin-Typ. Er wurde mit einer Geschwindigkeit von 270 mm/s in Drehung versetzt. Die Entladungslichtquelle 106 hatte die Form von Leuchtdioden mit einem Spitzenwert bei der Wellenlänge 565 nm. Das Speisen der Entladungslichtquelle 106 wurde durch das in Fig. 6 dargestellte Impulsbreitenmodulation-System gesteuert. Das Einschaltverhältnis war 50 % und die Lichtmenge betrug 5 µJ/cm². Unter diesen Bedingungen wurden die Lichtspeicherung, die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung gemessen.
Die Bezugswelle hatte eine Frequenz von 4 kHz. Die Lichtspeicherung, die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung wurden auf die gleiche Weise wie bei dem Versuch 1 gemessen.
Als Ergebnis wurde festgestellt, daß unter Beibehaltung der guten Lichtspeicherung die Ladefähigkeit verbessert war und die Potentialverschiebung verringert war.

Ausführungsbeispiel 6

Es wurde das in Fig. 1 dargestellte elektrophotographische Gerät benutzt. Das photoempfindliche Material 101 war ein photoempfindliches Se-Te-Material. Es wurde mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 270 mm/s in Drehung versetzt. Die Entladungslichtquelle 106 hatte die Form von Leuchtdioden mit einem Spitzenwert bei der Wellenlänge 555 nm. Das Speisen der Entladungslichtquelle 106 wurde durch das in Fig. 6 dargestellte Impulsbreitenmodulation-Steuersystem gesteuert. Das Einschaltverhältnis war 50 % und die Lichtmenge betrug 5 µJ/cm². Unter diesen Bedingungen wurden die Lichtspeicherung, die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung gemessen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel hatte die Bezugswelle eine Frequenz von 4 kHz. Die Lichtspeicherung, die Ladefähigkeit und die Potentialverschiebung wurden auf die gleiche Weise wie bei dem Versuch 1 gemessen.
Als Ergebnis war unter Beibehaltung der guten Lichtspeicherung die Ladefähigkeit verbessert und die Potentialverschiebung verringert.
Bei den beiden Ausführungsbeispielen 5 und 6 entspricht der angeführte Grad der Verbesserung dem Grad der Verbesserung, der hinsichtlich des Ausführungsbeispiels 1 in der Tabelle 1 durch die Doppelkreise dargestellt ist.
Gemäß der vorangehenden Beschreibung wird in dem elektrophotographischen Gerät gemäß diesen Ausführungsbeispielen die Lichtquelle für das Beseitigen der Primärladung durch ein System zur Impulsbreitenmodulation (PWM) gesteuert und die Impulsbelichtung mit hoher Intensität ausgeführt und daher die für das Beseitigen von Geisterbildern erforderliche Fähigkeit, mit dem Entladungslicht die Lichtspeicherung zu verringert, auf einen maximalen Wert gebracht sowie außerdem die Verschlechterung der Ladefähigkeit und der Potentialverschiebung auf ein Mindestmaß verringert, so daß bei guter Gesamtleistung das Bild mit hoher Qualität erzeugt werden kann.
Die Impulsbreitenmodulation (PWM) an sich ist in einem elektrophotographischen Gerät bekannt, in dem als Bildbelichtungsstrahlenquelle eine Laserstrahlenquelle verwendet wird, wie es z. B. in der JP-OS 39972/1987 beschrieben ist. Bei der Erfindung wird jedoch erstmalig die Impulsbreitenmodulation (PWM) zum Steuern der Lichtmenge des Hauptentladungslichtes angewandt.
Es wird nun eine andere Gruppe von Ausführungsbeispielen beschrieben, bei denen das photoempfindliche amorphe Silicium-Material verwendet wird.

Ausführungsbeispiel 7

Das verwendete elektrophotographische photoempfindliche Material war photoempfindliches amorphes Silicium in Form einer Trommel. Es wurde das in Fig. 1 dargestellte elektrophotographische Gerät benutzt. Das photoempfindliche Material 101 wurde mit der Oberflächen-Umfangsgeschwindigkeit 380 nm/s in Drehung versetzt. Die Entladungslichtquelle 106 in Form einer Leuchtdiodenanordnung für 565 nm wurde durch ein in Fig. 6 und 7 dargestelltes Impulsbreitenmodulation- System gesteuert. Die Lichtmenge betrug 5 µJ/cm². Es wurde die Abhängigkeit des Oberflächenpotentials von der Belichtungsmenge (E-V-Kurve) ermittelt. Die Versuchsergebnisse sind in Fig. 10 dargestellt. Die E-V-Kurve wurde folgendermaßen ermittelt:
Der Ladestrom des Primärladers 102 wird derart eingestellt, daß das Dunkelpotential an der Entwicklungsstation 400 V ist. Dann wird unter Verwendung eines Kopierblattes P (im Format A3) als Original 117 die Betriebsspannung der Halogenlampe 114 zur Originalbeleuchtung für die Bildbelichtung geändert und für eine jede Lichtmenge das Hellpotential gemessen sowie aufgrund der Messungen die E-V-Kurve bestimmt.

Vergleichsbeispiel 7

Unter Verwendung des gleichen elektrophotographischen Gerätes wie bei dem Versuch 1 wurde das photoempfindliche Material 101 mit der Umfangsgeschwindigkeit 380 mm/s in Drehung versetzt. Die gleiche Entladungslichtquelle 106 wurde durch das in Fig. 8 dargestellte herkömmliche Gleichstromsystem gesteuert. Die Lichtmenge betrug 5 µJ/cm². Unter diesen Bedingungen wurde die E-V-Kurve ermittelt. Die E-V-Kurve wurde auf die gleiche Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel 7 ermittelt. Die Versuchsergebnisse sind in Fig. 10 enthalten.
Aus der Fig. 10 ist ersichtlich, daß bei dem Ausführungsbeispiel 7, bei dem für das Betreiben der Entladungslichtquelle 106 das Impulsbreitenmodulation- Steuersystem verwendet wird, die E-V-Kurve näher an einer idealen Linie liegt als bei dem Vergleichsbeispiel 7, bei dem das Gleichstromsteuersystem verwendet wird.

Ausführungsbeispiel 8

Es wurde das gleiche elektrophotographische Gerät wie bei dem Ausführungsbeispiel 7 benutzt. Das photoempfindliche Material 101 wurde mit der Umfangsgeschwindigkeit 380 mm/s in Drehung versetzt. Die Entladungslichtquelle 106 in Form einer Leuchtdiodenanordnung zur Abgabe einer Wellenlänge von 565 nm wurde durch das in Fig. 6 dargestellte Impulsbreitenmodulation-System gesteuert. Unter diesen Bedingungen wurde die Abhängigkeit der Tönungsreproduzierbarkeit von der Tonerteilchengröße ermittelt. Die Versuchsergebnisse sind in Fig. 11 dargestellt.
Die Bewertung der Tönungsreproduzierbarkeit wurde folgendermaßen vorgenommen: Als Vorlage für die Bilderzeugung wurde eine Testkarte hergestellt. Die Testkarte enthielt drei schwarze Punkte mit einem Durchmesser von 5 mm und jeweiligen Reflektionsbilddichten von 0,3, 0,5 und 1,1. Das Gerät wurde derart eingestellt, daß die Reflektionsbilddichten des ersten und des dritten Punktes an dem Kopiebild die gleichen wie diejenigen des Originals, nämlich 0,3 und 1,1 waren. Unter diesen Bedingungen wurde als Bewertung der Tönungsreproduzierbarkeit die Reflektionsbilddichte an dem Kopiebild des schwarzen Punktes von dem schwarzen Originalpunkt mit der Reflektionsbilddichte 0,5 angesetzt. Im einzelnen wurde der Absolutwert der Differenz der Reflektionsbilddichten zwischen der Testkarte und dem Kopiebild für den schwarzen Punkt mit der Reflektionsbilddichte 0,5 an dem Original ermittelt.

Vergleichsbeispiel 8

Es wurde das gleiche elektrophotographische Gerät wie bei dem Ausführungsbeispiel 8 benutzt. Das photoempfindliche Material 101 wurde mit der Umfangsgeschwindigkeit 380 mm/s in Drehung versetzt. Die Entladungslichtquelle 106 in Form einer Leuchtdiodenanordnung für die Abgabe von Licht mit 565 nm wurde durch das in Fig. 8 dargestellte herkömmliche Gleichstromsteuersystem gesteuert. Die Lichtmenge betrug 5 µm/cm². Es wurde die Abhängigkeit der Bildreproduzierbarkeit von der Tonerteilchengröße bewertet. Die Ergebnisse sind in der Fig. 11 enthalten. Die Bewertung der Tönungsreproduzierbarkeit erfolgte auf die gleiche Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel 8.
Die Fig. 11 zeigt, wie sich die Bilddichte ändert, wenn die Tonerteilchengröße geändert wird. Die Ordinate dieser Fig. stellt die Verhältnisse der Bilddichten in Bezug auf diejenige bei der Verwendung von Toner mit einer Teilchengröße von 12 µm dar.
Aus der Fig. 11 ist ersichtlich, daß dann, wenn für die Entladungslichtquelle das Impulsbreitenmodulation- Steuersystem verwendet wird, die Tönungsreproduzierbarkeit verbessert ist, wenn die Tonerteilchengröße in dem Bereich von 4,5 bis 9,0 µm liegt.
Es wird der bei dem Ausführungsbeispiel verwendete Entwickler beschrieben. Gemäß der Beschreibung enthält der Entwickler isolierenden Toner mit einer mittleren Volumenteilchengröße von nicht weniger als 4,5 µm und nicht mehr als 9,0 µm (Toner mit kleiner Teilchengröße).
Der Toner mit der kleinen Teilchengröße enthält zumindest Bindemittelharz. Zu den verwendbaren Bindemittelharzmaterialien zählen beispielsweise Styrol oder dessen Substitutpolymer wie Polystyrol, Poly-p-Chlorostyrol oder Polyvinyltoluol, Styrol-Copolymer wie Styrol-p- Chlorostyrol-Copolymer, Styrolvinyl-Toluol-Copolymer, Styrolvinyl-Naphthalin-Copolymer, Styrol-Acrylsäureester- Copolymer, Styrol-Methacrylsäureester-Copolymer, Styrol-α- Chloromethacrylsäuremethyl-Copolymer, Styrol-Acrylnitril- Copolymer, Styrol-Vinylmethylether-Copolymer, Styrol- Vinylethylether-Copolymer, Styrol-Vinylmethylketon-Copolymer, Styrol-Butadien-Copolymer, Styrol-Isopren-Copolymer, Styrol- Acrylonitrilinden-Copolymer, Polyvinylchlorid, Phenolharz, natürlich modifiziertes Phenolharz, natürlich modifiziertes Maleinsäureharz, Acrylharz, Methacrylharz, Polyvinylacetatharz, Silikonharz, Polyesterharz, Polyurethanharz, Polyamidharz, Furanharz, Epoxyharz, Xylenharz, Polyvinylbutyralharz, Terpenharz, Chomaronindenharz oder Petroleumharz.
Der Toner mit der kleinen Teilchengröße wird durch Einmischen von Färbungsmaterial in das Bindemittelharz hergestellt. Zu den verwendbaren Färbungsmaterialien zählen magnetische Teilchen, Pigmente und Farbstoffe. Die magnetischen Teilchen können an der Oberfläche oxidiertes oder nicht-oxidiertes Eisen, Nickel, Kupfer, Mangan, Chrom, Seltenerdenmetalle oder andere Metalle sowie Legierungen von diesen, Oxide von diesen oder Ferrite sein. Zu den Pigmenten zählt Disazogelb in lösbarem Azo-Kupfer-Phtalocyanin. Die verwendbaren Färbungsmaterialien enthalten basischen Farbstoff oder in Öl lösbaren Farbstoff.
Zu den bevorzugten Pigmenten zählen C.I. Pigment Yellow 17, C.I. Pigment Yellow 15, C.I. Pigment Yellow 13, C.I. Pigment Yellow 14, C.I. Pigment Yellow 12, C.I. Pigment Red 5, C.I. Pigment Red 3, C.I. Pigment Red 2, C.I. Pigment Red 6, C.I. Pigment Red 7, C.I. Pigment Blue 15, C.I. Pigment Blue 16 oder ein Kupfer-Phthalocyanin-Pigment, das die nachstehende Formel mit dem Phtalocyanin-Skelett hat, in das 2 bis 3 Benzamidmethyl-Kohlensäure-Barium-Moleküle substituiert sind.
Zu den verwendbaren Farbstoffen zählen C.I. Solvent Red 49, C.I. Solvent Red 52, C.I. Solvent Red 109, C.I. Basic Red 12, C.I. Basic Red 1, C.I. Basic Red 3b. Der Entwickler kann ein Ladungssteuermittel zum Steuern der Ladung des Toners oder ein Schmiermittel für das Verbessern des Fließverhaltens des Toners enthalten oder es können nach Belieben andere Zusatzstoffe hinzugefügt werden.
Der Toner mit der kleinen Teilchengröße kann durch Schmelzen, Kneten und Pulverisieren des Materials hergestellt werden. Bei einem anderen Herstellungsverfahren werden die Materialien in der Bindemittelharzflüssigkeit dispergiert, zerstäubt und getrocknet. Bei einem weiteren Verfahren werden die geeigneten Materialien in ein das Bindemittelharz bildendes Monomer in einer Emulsion eingemischt und copolymerisiert (Copolymerisationsverfahren). Bei einem weiteren Verfahren werden im Falle von Mikrokapsel-Toner, der durch ein Kernmaterial und ein Mantelmaterial gebildet ist, die geeigneten Materialien in das Kernmaterial und / oder das Mantelmaterial eingebracht.
Es werden einige Herstellungsverfahren für den Toner mit der kleinen Teilchengröße beschrieben.

Beispiel 1

Als Bindemittelharz wurden 100 Teile Styrol/2 Ethylhexyl vorbereitet. Als magnetische Teilchen wurden 60 Teile Magnetite vorbereitet. Als Ladungssteuermaterial wurden 2 Teile Nigrosin vorbereitet und als Trennmaterial wurden 3 Teile Polypropylen vorbereitet. Sie wurden im voraus mit einem Henschel-Mischer geknetet. Das Gemisch wurde geschmolzen und durch ein Walzwerk bei einer Temperatur von 160ºC geknetet. Das geknetete Material wurde gekühlt und durch ein Hammerwerk zu einer Größe von ungefähr 1 bis 2 mm pulverisiert. Danach wurde das Material mit einem Ultraschall-Strahlpulverisierer weiter auf 0,5 bis 50 µm pulverisiert.
Die auf diese Weise hergestellten, fein pulverisierten Materialien wurden mit einem Sortierer "Mikroplex 400 MP" von Alpine Incorporated derart sortiert, daß die Materialien mit der Teilchengröße von nicht weniger als 9 µm ausgeschieden wurden. Danach wurden die dermaßen sortierten Materialien weiter mit einem Sortierer "Mikroplex 132 MP" von Alpine Incorporated weiter derart sortiert, daß die Materialien mit der Teilchengröße von nicht mehr als 4,5 µm ausgeschieden wurden. Auf diese Weise wurde der Toner mit der mittlere Volumenteilchengröße von 4,5 bis 9 µm hergestellt.

Beispiel 2

Als Bindemittelharz wurden 100 Teile Styrol-Butadiene- Copolymer vorbereitet, als magnetische Teilchen wurden 65 Teile Magnetit vorbereitet und als Ladungssteuermittel wurden 2 Teile eines Salicyl-Säure-Metall-Komplexes vorbereitet. Sie wurden geschmolzen und mit einem Extruder bei einer Temperatur von 180ºC geknetet. In anderer Hinsicht war das Verfahren das gleiche wie bei dem Beispiel 1. Auf diese Weise wurde der Toner mit der mittleren Volumenteilchengröße von 4,5 bis 9 µm hergestellt.

Beispiel 3

In einem Toluol-Lösungsmittel wurden ein Bindemittelharzmaterial (100 Teile Styrolacrylharz) und magnetische Teilchen (60 Teile MGW von Mitsui Kinzoku Kogyo Kabushiki Kaisha) gelöst. Die Flüssigkeit enthielt 10 % der Feststoffe. Mit einem "Ashizawa Niroatomizer" von Ashizawa Tekkosho Kabushiki Kaisha, Japan, wurde die Flüssigkeit dem Sprühtrocknungsprozeß mit einer Heißluftströmung von 100ºC unter einem Druck von 4 kg/cm² unterzogen. Auf diese Weise wurde der Mikrokapseltoner hergestellt. Die Korngröße des Toners wurde mit einem "Coulter Counter Type II" mit der Öffnungsgröße von 100 µm gemessen. Die Teilchengröße betrug ungefähr 0,1 bis zu einigen hunderten µm. Der Toner wurde mit dem Sortierer "Mikroplex 400MP" von Alpine Incorporated und weiter mit dem Sortierer "Mikroplex 132MP" von der gleichen Firma auf die gleiche Weise wie bei dem Sortierschritt bei dem Beispiel 1 derart sortiert, daß sich die Teilchengröße von 4,5 bis 9 µm ergab.
Es werden weitere Ausführungsbeispiele beschrieben, jedoch ist die Erfindung nicht auf diese besonderen Beispiele eingeschränkt.

Ausführungsbeispiel 9

Es wurde das in Fig. 1 dargestellte elektrophotographische Gerät benutzt. Auf die Glasplatte 118 wurde ein Bewertungsoriginal 117 aufgelegt. Das photoempfindliche Material 101 wurde mit der Umfangsgeschwindigkeit 380 mm/s in der Richtung des Pfeils X in Umlauf versetzt. Die Halogenlampe 114 wurde zum Beleuchten des Originals 117 eingeschaltet. Von dem Original 117 reflektiertes Bildlicht wurde über die Umlenkspiegel 119, das Linsensystem 116 und das Filter 115 auf die Oberfläche des photoempfindlichen Materials gerichtet, so daß an dessen Oberfläche ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt wurde. Das latente Bild wurde mit dem auf die vorangehend beschriebene Weise hergestellten Toner, nämlich mit einem isolierenden magnetischen Toner mit einer mittleren Teilchengröße von 5,0 µm zu einem Tonerbild entwickelt. Das Tonerbild wurde durch den Übertragungs- und Ablöselader 112 auf ein durch das Übertragungsmaterial-Zuführsystem zugeführtes Übertragungsblatt P übertragen. Dann wurde das Übertragungsblatt P durch das Übertragungsmaterial- Transportsystem 113 zu der (nicht dargestellten) Bildfixiervorrichtung befördert und danach wurde das Bild bewertet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel war die Entladungslichtquelle 106 eine Leuchtdiodenanordnung mit einem Spitzenwert bei der Wellenlänge 565 nm. Die Entladungslichtquelle 106 wurde durch das in Fig. 6 dargestellte System zur Impulsbreitenmodulation gesteuert. Das Einschaltverhältnis (das Verhältnis der Einschaltdauer zu der Dauer eines Zyklus gemäß Fig. 7) war 25 % und die Lichtmenge betrug 5 µJ/cm². Bei der Impulsbreitenmodulation wurde eine Bezugswelle mit der beispielsweise in Fig. 7 dargestellten Sägezahnform verwendet. Der Steuersignalpegel wurde mit der Bezugswelle verglichen und entsprechend den Vergleichsergebnissen wurde die Entladungslichtquelle 106 ein- und ausgeschaltet. Bei diesem Ausführungsbeispiel hatte die Bezugswelle eine Frequenz von 4 kHz.
Die durch dieses elektrophotographische Gerät erzeugten Bilder wurden bewertet und die Tönungsreproduzierbarkeit war gut.

Vergleichsbeispiel 9

Es wurde das gleiche elektrophotographische Gerät wie bei dem Ausführungsbeispiel 9 verwendet. Das Steuern der Entladungslichtquelle 106 wurde mit dem in Fig. 8 dargestellten Gleichstromsteuersystem vorgenommen. Die Lichtmenge betrug 5 µJ/cm². In anderer Hinsicht waren die Bedingungen die gleichen wie bei dem Ausführungsbeispiel 9.
Die auf diese Weise erzeugten Bilder wurden bewertet. Die Tönungsreproduzierbarkeit war die gleiche wie im Falle der Verwendung des herkömmlichen Toners mit der Teilchengröße von 10 bis 12 µm. Das heißt, es wurden selbst bei der Verwendung des Toners mit der kleinen Teilchengröße keine vorteilhaften wirkungen festgestellt.

Ausführungsbeispiel 10

Es wurde das gleiche elektrophotographische Gerät wie bei dem Ausführungsbeispiel 1 benutzt. Der Entwickler war ein isolierender magnetischer Toner mit einer mittleren Volumenteilchengröße von 7,0 µm. Das Entladungslicht wurde auf die folgende Weise gesteuert, während in anderer Hinsicht die Bedingungen die gleichen waren wie bei dem Ausführungsbeispiel 9. Als Entladungslichtquelle 106 wurden Leuchtdioden mit einem Spitzenwert bei der Wellenlänge 610 nm verwendet. Die Steuerung für die Entladungslichtquelle 106 wurde durch das in Fig. 6 dargestellte Impulsbreitenmodulationssystem mit einem Einschaltverhältnis von 25 % und einer Lichtmenge von 4 µJ/cm² vorgenommen. Bei der Impulsbreitenmodulation wurde als Bezugswelle eine beispielsweise in Fig. 7 dargestellte Sägezahnwelle verwendet. Es wurde der Vergleich zwischen dem Steuersignalpegel und der Bezugswelle vorgenommen und entsprechend den Vergleichsergebnissen die Entladungslichtquelle ein- und ausgeschaltet. Die Bezugswelle hatte eine Frequenz von 4 kHz.
Die sich ergebenden Bilder wurden beurteilt und die Tönungsreproduzierbarkeit war zufriedenstellend.

Ausführungsbeispiel 11

Es wurde das gleiche elektrophotographische Gerät wie bei dem Ausführungsbeispiel 9 benutzt. Der Entwickler hatte eine mittlere Teilchengröße von 7,0 µm und war ein isolierender magnetischer Toner. Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie bei dem Ausführungsbeispiel 9 mit Ausnahme des Entladungslichtes, welches folgendermaßen beschaffen war:
Die Entladungslichtquelle 106 hatte die Form von Leuchtdioden mit einem Spitzenwert bei der Wellenlänge 700 nm. Die Entladungslichtquelle 106 wurde mit dem in Fig. 6 dargestellten Impulsbreitenmodulation-System gesteuert. Das Einschaltverhältnis war 25 % und die Lichtmenge betrug 3 µJ/cm². Bei der Impulsbreitenmodulation wurde als Bezugswelle die in Fig. 7 als Beispiel dargestellte Sägezahnwelle verwendet. Der Steuersignalpegel wurde mit der Bezugswelle verglichen und die Entladungslichtquelle wurde gemäß dem Vergleichsergebnis ein- und ausgeschaltet. Bei diesem Ausführungsbeispiel hatte die Bezugswelle eine Frequenz von 4 kHz.
Gemäß der vorangehenden Beschreibung wird in dem elektrophotographischen Gerät gemäß diesem Ausführungsbeispiel das System zur Impulsbreitenmodulation (PWM) für die Steuerung der Lichtquelle für das Beseitigen der Primärladung verwendet und die Belichtung mit Impulsen hoher Intensität angewandt. Daher kann die ideale E-V- Linearität ohne Beeinträchtigung der anderen Potentialeigenschaften erzielt werden und es können hinreichend die Vorteile des Toners mit der kleinen Teilchengröße genutzt werden. Auf diese Weise können die gute Tönungsreproduzierbarkeit und die Bilder in hoher Qualität erzielt werden.
Herkömmlicherweise wird die Ungleichförmigkeit des Halbtönungspotentials unverändert auf das Halbtonbild übertragen. Erfindungsgemäß sind die E-V-Linearität und die Tönungsreproduzierbarkeit verbessert und es wird daher die Ungleichförmigkeit des Halbtönungspotentials unterdrückt, so daß daher auf unerwartete Weise die Ungleichförmigkeit des Halbtonbildes verringert werden kann.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf die hier offenbarten Gestaltungen beschrieben wurde, ist sie nicht auf die angeführten Einzelheiten eingeschränkt und diese Anmeldung soll Abwandlungen oder Änderungen abdecken, die in den Rahmen der nachstehenden Patentansprüche fallen.

Claims

1. Bilderzeugungsgerät, das

ein elektrophotographisches photoempfindliches Material (101),

eine Vorrichtung zum Bewegen des photoempfindlichen Materials entlang einer endlosen Umlaufbahn,

eine Ladevorrichtung (102) zum gleichförmigen Laden des photoempfindlichen Materials,

eine optische Vorrichtung (103) für das Projizieren von Lichtinformationen auf das photoempfindliche Material zum Erzeugen eines elektrostatischen latenten Bildes,

eine Vorrichtung (104) zum Entwickeln des elektrostatischen latenten Bildes,

eine Übertragungsvorrichtung (112) zum Übertragen des entwickelten Bildes von dem photoempfindlichen Material auf ein Aufzeichnungsmaterial und

eine optische Entladevorrichtung (106) aufweist, die durch Projizieren von Lichtimpulsen auf das photoempfindliche Material restliche elektrische Ladung von dem photoempfindlichen Material entfernt, die nach der Übertragung des Bildes durch die Übertragungsvorrichtung und vor dem Laden durch die Ladevorrichtung zurückbleibt,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, die dazu gestaltet ist, eine Frequenz der Lichtimpulse der optischen Entladevorrichtung auf nicht mehr als 10 kHz anzusetzen, und daß die Vorrichtung zum Bewegen derart gestaltet ist, daß die durch die Frequenz (1/s) geteilte Bewegungsgeschwindigkeit (mm/s) des photoempfindlichen Materials nicht mehr als 1 mm beträgt.

2. Gerät nach Anspruch 1, das ferner eine Moduliereinrichtung für das Vornehmen einer Impulsbreitenmodulation in der Weise aufweist, daß das photoempfindliche Material mit Licht belichtet wird, dessen Impulsbreite moduliert wurde.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, in dem das photoempfindliche Material eine photoempfindliche Schicht aus amorphem Silicium enthält.

4. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, in dem die Entwicklungsvorrichtung das elektrostatische latente Bild mit einem Toner entwickelt, der eine mittlere Volumenteilchengröße von nicht weniger als 4,5 µm und nicht mehr als 9,0 µm hat.

5. Gerät nach Anspruch 4, in dem der Toner ein isolierender magnetischer Toner ist.

6. Verfahren zur Bilderzeugung, das

das Bewegen eines elektrophotographischen photoempfindlichen Materials (101) entlang einer endlosen Umlaufbahn,

das Einsetzen einer Ladevorrichtung (102) zum gleichförmigen Laden des photoempfindlichen Materials,

das Projizieren von Lichtinformationen (103) auf das photoempfindliche Material zum Erzeugen eines elektrostatischen latenten Bildes,

das Entwickeln (104) des elektrostatischen latenten Bildes,

das Übertragen (112) des entwickelten Bildes von dem photoempfindlichen Material auf ein Aufzeichnungsmaterial und

das Entfernen der nach dem Übertragen des Bildes durch die Übertragungsvorrichtung und vor dem Laden durch die Ladevorrichtung zurückbleibenden restlichen elektrischen Ladung von dem photoempfindlichen Material umfaßt, wobei das Entfernen durch Projizieren von Lichtimpulsen auf das photoempfindliche Material vorgenommen wird,

dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Lichtimpulse der optischen Entladevorrichtung nicht mehr als 10 kHz beträgt und die durch die Frequenz (1/s) geteilte Bewegungsgeschwindigkeit (mm/s) des photoempfindlichen Materials nicht mehr als 1 mm beträgt.