DE69518725T2

DE69518725T2 - Elektrophotographisches lichtempfindliches Element, Prozesskassette und elektrophotographisches Gerät, unter Verwendung desselben

Info

Publication number: DE69518725T2
Application number: DE69518725T
Authority: DE
Inventors: Yuichi Hashimoto; Yasuko Hayashi; Yoshio Kashizaki; Kazuo Yoshinaga
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-12-07
Filing date: 1995-12-06
Publication date: 2001-05-23
Anticipated expiration: 2015-12-07
Also published as: EP0716348A2; EP0716348A3; DE69518725D1; EP0716348B1; US5834145A; KR0164001B1; CN1132360A; KR960024709A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND VERWANDTER STAND DER TECHNIK

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element mit einer bestimmten Ladungstransportschicht, eine das lichtempfindliche Element verwendende Prozesskartusche und ein das lichtempfindliche Element verwendendes Bildausbildungsgerät.
Als Bildausbildungsgerät sind Laserstrahldrucker bekannt, die von Elektrofotografie Verwendung machen und als schnelle und leise Drucker bekannt sind. Ein stellvertretendes Aufzeichnungsverfahren ist dabei eine binäre Aufzeichnung von auszubildenden Bildern wie etwa Buchstaben und Figuren, die davon abhängig ist, ob ein bestimmter Abschnitt eines lichtempfindlichen Elements mit einem Laserstrahl beleuchtet wird oder nicht. Darüber hinaus kann eine bestimmte, auf einer solchen binären Aufzeichnungsmethode basierende Druckerbauart Halbtöne zeigen.
Weithin bekannte Beispiele derartiger Drucker sind Drucker, die das Dither-Verfahren und das Dichtemuster- Verfahren verwenden. Wie jedoch weithin bekannt ist, ist es mit einem derartigen auf dem Dither-Verfahren oder dem Dichtemuster-Verfahren basierenden Drucker schwierig, eine hohe Auflösung zu erzielen.
Andererseits wurde in den letzten Jahren die PWM-Methode (Pulsbreitenmodulation) als eine Methode vorgeschlagen, um für jedes Pixel einen Halbton auszubilden, während ohne Senkung der Aufzeichnungsdichte eine hohe Auflösung beibehalten wird. Gemäß dieser Methode wird auf der Grundlage von Bildsignalen die Laserstrahlabstrahlzeit moduliert, um Halbtonpixel auszubilden. Gemäß der PWM- Methode kann mit einem durch einen Strahlfleck gebildeten Punkt für jedes Pixel ein Flächenabstufungsbild ausgebildet werden, sodass sich ohne Senkung der Auflösung ein Halbton einstellen kann. Entsprechend ist dies Methode insbesondere für ein Farbbildausbildungsgerät geeignet, das in Kombination eine hohe Auflösung und gute Abstufungseigenschaften erfordert.
Doch selbst bei der PWM-Methode wird, wenn die Pixeldichte (oder Bildelementdichte) weiter erhöht wird, die Pixelgröße bezogen auf den Belichtungsfleckdurchmesser kleiner, sodass sich selbst bei einer Modulierung der Belichtungszeit kaum ausreichende Abstufungsniveaus realisieren lassen. Um unter Beibehaltung der Abstufungseigenschaften eine höhere Auflösung zu erzielen, ist es aus diesem Grund notwendig, für einen kleineren Belichtungsfleckdurchmesser zu sorgen. Um dies in beisoielsweise einem optischen Abtastsystem zu erreichen, muss ein Laserstrahl mit einer kürzeren Wellenlänge oder eine f-θ-Linse mit einer größeren numerischen Apertur (NA) verwendet werden. Bei diesen Maßnahmen ergibt sich jedoch die Notwendigkeit, einen teueren Laser sowie große Linsen und eine große Abtasteinrichtung zu verwenden, und ist darüber hinaus entsprechend der geringeren Tiefenscharfe eine erhöhte mechanische Genauigkeit erforderlich, was zwangsläufig zu einer Vergrößerung des Geräts und einer Erhöhung der Herstellungskosten führt. Darüber hinaus ist es selbst im Fall der Verwendung einer Festzustands-Abtasteinrichtung wie etwa einer LED-Anordnung oder einer Flüssigkristallverschluss-Anordnung schwierig, eine Kostenerhöhung der Abtasteinrichtung, eine erforderliche Erhöhung der Befestigungsgenauigkeit und eine Kostensteigerung bei der elektrischen Ansteuerungsschaltung zu vermeiden.
Trotz der wie vorstehend beschriebenen Probleme wurde an ein Bildausbildungsgerät gemäß der elektrofotografischen Methode in den letzten Jahren sogar die Anforderung gestellt, eine noch höhere Auflösung und bessere Abstufungseigenschaften zu zeigen.
Unter diesen Umständen wurden verschiedene Vorgehensweisen zur Verbesserung der Auflösung und der Abstufungseigenschaften vorgeschlagen, bei denen ein Toner verwendet wurde, der zum Zeitpunkt der Entwicklung eine kleinere Teilchengröße aufweist oder für gleichmäßige Entwicklungsbedingungen sorgt. Diese Vorgehensweisen scheiterten jedoch daran, für eine ausreichende Wiedergebbarkeit der Abstufungsdaten zu sorgen, wie etwa für Vollfarb-Bilddaten mit 256 Abstufungsniveaus und 400 bis 600 Zeilen, die durch visuelle Betrachtung (mit dem Auge) unterschieden werden können, sowie mit hoher Auflösung ein Binärbild aus etwa Buchstaben zufriedenstellend wiederzugeben.
Andererseits wurde beispielsweise in den japanischen Offenlegungsschriften JP-A-1-169 454 oder JP-A-1-172 863 eine Vorgehensweise vorgeschlagen, bei der ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element verwendet wird, das bei einer geringen Belichtungsenergie die Eigenschaft einer geringen Empfindlichkeit und bei zunehmender Belichtungsenergie eine höhere Empfindlichkeit zeigt. Ein derartiges lichtempfindliches Element hat dabei an dem mit geringer Belichtungsenergie beaufschlagten Abschnitt eines Ausleuchtungsflecks eine geringe Empfindlichkeit, sodass eine ähnliche Wirkung wie bei einem kleineren Ausleuchtungsfleckdurchmesser erzielt und eine hohe Auflösung erhalten werden kann, die höher als eine für den Ausleuchtungsfleckdurchmesser zu erwartende Auflösung ist. Bei der Verwendung des lichtempfindlichen Elements ergaben sich jedoch Schwierigkeiten, unter Verwendung der PWM-Methode stabil Abstufungsbilder mit 400 Zeilen wiederzugeben.
Wie vorstehend beschrieben ist, umfasst ein durch das bloße Auge unterscheidbares Bild 400 Zeilen und 256 Abstufungsniveaus. In diesem Fall liegt die Minimalauflösung bei 16 um² was einer Auflösung von mindestens 500 dpi (Punkte/Inch) entspricht. Um eine derartig hohe Auflösung zu realisieren, ist es zumindest notwendig, für eine kleinere Fläche des Lichtflecks zu sorgen. Für den Fall, dass lediglich die Fläche eines Flecks minimiert wird, konnten jedoch bislang keine wie vorstehend beschrieben hochqualitativen Bilder ausgebildet werden.
Um eine kleine Fleckfläche zu erhalten, die für eine eine hohe Auflösung erzielende digitale Bildausbildungsmethode wesentlich ist, sollte außerdem vorzugsweise ein starkes kohärentes Licht verwendet werden. Bei der Verwendung eines derartigen starken kohärenten Lichts musste jedoch bislang mit einem Effekt gerechnet werden, bei dem sogenannte Interferenzstreifen auftraten, wobei die in einem Ausgabebild auftretenden Streifenmuster die Bildqualität erheblich senkten. Dieser Effekt wird durch Interferenz von reflektiertem Licht an Grenzflächen zwischen jeweiligen ein lichtempfindliches Element bildenden Schichten verursacht. Eine weitere Ursache ist vermutlich die, dass eine Differenz beim Interferenzausmaß, die sich aus einer zum Zeitpunkt der Herstellung des lichtempfindlichen Elements hervorgerufenen Schichtdickenunregelmäßigkeit (unebene Schichtdicke) ergibt, zu einem schlechteren Bild führt.
Um die oben genannte Interferenz zu verhindern oder zu minimieren, wurden verschiedene Vorgehensweisen vorgeschlagen, wie: eine, bei der vorgesehen ist, eine Oberfläche mit einer unebenen lichtempfindlichen Schicht zu bedecken (JP-A-60-186 850); eine, bei der unter einer lichtempfindlichen Schicht eine lichtabsorbierende Schicht angeordnet wird (JP-A-60-184 258); eine, bei der ein unterer Teil einer lichtempfindlichen Schicht mit einer Unebenheit versehen wird (JP-A-60-247 647); eine, bei der fast sämtliches Licht von einer lichtempfindlichen Schicht absorbiert wird (JP-A-58-822 49); eine, bei der in eine lichtempfindliche Schicht ein lichtabsorbierender Stoff oder ein lichtstreuender Stoff eingemischt wird (JP-A-60-865 50); und eine, bei der kleine organische Polymerteilchen in eine lichtempfindliche Schicht eingemischt werden (JP-A-63-113 459).
Des weiteren offenbart die US-A-4 675 262 ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element mit einem elektrisch leitfähigen Träger, einer Ladungserzeugungsschicht, die eine Dicke von 5-20 um hat und 0,1-1 um große Teilchen enthält, wobei die Differenz zwischen der Brechzahl der Ladungstransportschicht und der der Teilchen mindestens 0,11 beträgt.
Darüber hinaus behandelt die GB-A-2 186 988 das Problem der Interferenz und offenbart die Verwendung von Teilchen vorzugsweise in der Ladungstransportschicht.
Die sich aus den vorstehenden Vorgehensweisen ergebenden lichtempfindlichen Elemente reichen jedoch nicht dazu aus, ein hochqualitatives Bild mit einer hohen Auflösung und ohne Interferenzstreifen zu erzielen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element bereitzustellen, das dazu imstande ist, für ein Bild mit hoher Auflösung und hervorragenden Abstufungseigenschaften zu sorgen, während ein Auftreten von Interferenzstreifen auf dem sich ergebenden Bild unterdrückt ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Prozesskartusche und ein Bildausbildungsgerät bereitzustellen, die jeweils das oben genannte elektrofotografische lichtempfindliche Element aufweisen.
Erfindungsgemäß ist ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element gemäß Anspruch 1 vorgesehen.
Außerdem ist erfindungsgemäß eine Prozesskartusche gemäß Anspruch 12 vorgesehen.
Darüber hinaus ist erfindungsgemäß ein Bildausbildungsgerät gemäß Anspruch 13 vorgesehen.
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elements.
Fig. 2 zeigt einen Satz Ansichten, die einen Zusammenhang zwischen einer Lichtstärkenverteilung und einem Fleckdurchmesser und einen Zusammenhang zwischen einer Lichtfleckfläche (S) und der Dicke (T) einer lichtempfindlichen Schicht zeigen.
Fig. 3 veranschaulicht schematisch ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel des Bildausbildungsgeräts.
Fig. 4 veranschaulicht schematisch ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel des Bildausbildungsgeräts.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Das erfindungsgemäße elektrofotografische lichtempfindliche Element ist in der Hauptsache dadurch aufgebaut, dass eine lichtempfindliche Schicht mit einer Ladungserzeugungsschicht und einer Ladungstransportschicht auf einem elektrisch leitfähigen Träger angeordnet ist. Die Ladungstransportschicht hat eine Dicke von 12 um oder weniger und enthält Teilchen mit einer Teilchengröße von 1-3 um bei einer Dichte von 1 · 10&sup4; - 2 · 10&sup5; Teilchen/mm². Die Teilchen haben eine Brechzahl, die sich von der der Ladungstransportschicht um mindestens 0,10 unterscheidet.
Beruhend auf den obigen kennzeichnenden Merkmalen können mit dem erfindungsgemäßen elektrophotografischen lichtempfindlichen Element hervorragende Bilder mit einer hohen Auflösung und einer guten Abstufungswiedergebbarkeit erzielt werden.
Dies lässt sich dem folgenden Effekt zuschreiben:
Im Einzelnen wurde festgestellt, dass sich bei der bei der Erfindung verwendeten lichtempfindlichen Schicht die durch einen Lichtfleck gegebenen Lichtdaten nicht ohne weiteres verschlechtern, da die Diffusion eines. (Ladungs-) Trägers zur Ausbildung eines elektrostatischen Latentbildes unterdrückt werden kann. Zusätzlich konnte bestätigt werden, dass sich beruhend auf einer Verbesserung des Potenzialkontrasts, der innerhalb der lichtempfindlichen Schicht durch das auf diese Weise ausgebildete elektrostatische Latentbild hervorgerufen wird, der Potenzialkontrast innerhalb eines Zwischenraums zwischen dem lichtempfindlichen Element und einer Entwicklungsbuchse steigern lässt. Infolgedessen kommt es nicht ohne weiteres zu einer Verschlechterung der gegebenen Bilddaten, sodass ein hochqualitatives Bild erzielt wird.
Um außerdem das Auftreten von Interferenzstreifen usw. zu verhindern, waren bislang in der lichtempfindlichen Schicht lichtstreuende Teilchen vorgesehen. In diesen Fällen kam es jedoch manchmal aufgrund eines hohen Restpotenzials oder eines übermäßig hohen Ausmaßes an Lichtstreuung zu einer Verschlechterung des sich ergebenden Bildes selbst, obwohl das Auftreten von Interferenzstreifen wirksam verhindert wurde.
Bei der vorliegenden Erfindung wird jedoch eine wirksamere Unterdrückung von Interferenzstreifen erreicht, ohne die sich ergebenden Bilder an sich nachteilig zu beeinflussen, da zur Verkürzung des Lichtwegs eine dünnere Ladungstransportschicht mit einer Dicke von höchstens 12 um verwendet wird und die Anzahl der in der Ladungstransportschicht enthaltenen Teilchen verringert ist.
Bei der vorliegenden Erfindung kann die lichtempfindliche Schicht einen nach Funktionen getrennten Aufbau haben, bei dem eine Ladungserzeugungsschicht mit einem Ladungserzeugungsstoff und eine Ladungstransportschicht mit einem Ladungstransportstoff in dieser oder in umgekehrter Reihenfolge angeordnet sind. Bei der vorliegenden Erfindung hat die lichtempfindliche Schicht vorzugsweise einen nach Funktionen getrennten Aufbau, bei dem die Ladungserzeugungsschicht und die Ladungstransportschicht in dieser Reihenfolge auf einem (nachstehend beschriebenen) elektrisch leitfähigen Träger angeordnet sind.
Beispiele für den Ladungserzeugungsstoff sind: Selen- Tellur, Pyrylium-Farbstoffe, Thiopyrylium-Farbstoffe, Phthalocyanin-Pigmente, Anthoanthron-Pigmente, Dibenzpyrenchinon-Pigmente, Pyranthron-Pigmente, Trisazo- Pigmente, Bisazo-Pigmente (disazo pigments), Azo- Pigmente, Indigo-Pigmente, Chinacridon-Pigmente und Cyanin-Pigmente.
Beispiele für den Ladungstransportstoff sind: Polymerverbindungen mit einem heterocyclischen Ring oder einer kondensierten polycyclischen aromatischen Struktur, wie etwa Poly-N-vinylcarbazol und Polystyrolanthrazen; heterocyclische Verbindungen wie etwa Pyrazolin, Imidazol, Oxazol, Oxadiazol, Triazol und Carbazol; Triarylalkan-Derivate wie etwa Triphenylmethan; Triarylamin-Derivate wie etwa Triphenylamin; und niedermolekulare Verbindungen wie etwa Phenylendiamin-Derivate, N-Phenylcarbazol-Derivate, Stilben-Derivate und Hydrazon-Derivate.
Die oben genannten Ladungserzeugungs- und Ladungstransportstoffe können nach Wunsch in einem Bindemittelpolymer dispergiert oder gelöst sein. Beispiele für das Bindemittelpolymer sind: Polymere oder Copolymere aus Vinylverbindungen wie etwa Styrol, Vinylacetat, Vinylchlorid, Acrylate, Methacrylate, Vinylidenfluorid und Trifluorethylen, Polyvinylalkohol, Polyvinylacetal, Polycarbonat, Polyester, Polysulfon, Polyphenylensulfid, Polyurethan, Celluloseharz, Phenolharz, Melaminharz, Silikonharz und Epoxidharz.
Die Ladungserzeugungsschicht hat vorzugsweise eine Dicke von höchstens 3 um und insbesondere 0,01 bis 1 um. Die Ladungstransportschicht hat eine Dicke von höchstens 12 um und vorzugsweise eine Dicke von höchstens 10 um.
Angesichts der Möglichkeit, dass ein Nadelloch oder eine Senkung der Lichtempfindlichkeit auftritt, sollte die lichtempfindliche Schicht vorzugsweise eine Dicke (als Gesamtdicke der Ladungserzeugungsschicht und der Ladungstransportschicht) von mindestens 1 um und insbesondere von mindestens 3 um haben. Die Dicke der lichtempfindlichen Schicht (der Ladungserzeugungsschicht und/oder Ladungstransportschicht) kann unter Verwendung eines Dickenmessgeräts der Wirbelstrombauart gemessen werden.
Bei der vorliegenden Erfindung wird die lichtempfindliche Schicht vorzugsweise mit einem eine Fleckfläche (S) ergebenden Belichtungslichtstrahl ausgeleuchtet und kann die lichtempfindliche Schicht vorzugsweise eine Dicke (T) haben, bei der sich ein Produkt (S · T) von höchstens 2 · 10&sup4; um³ ergibt.
Angesichts des Entwicklungskontrasts (d. h. einer Potenzialdifferenz auf einem lichtempfindlichen Element zum Zeitpunkt der Entwicklung) sollte das Produkt (S · T) außerdem vorzugsweise mindestens 2 · 10³ um³ betragen.
Falls der Wert S · T kleiner als 2 · 10³ um³ ist, ist damit zu rechnen, dass es schwierig ist, einen ausreichenden Entwicklungskontrast zu erzielen.
Bei der Erfindung wird in diesem Fall zur Ausbildung eines elektrostatischen Latentbilds auf dem lichtempfindlichen Element eine Belichtungseinrichtung verwendet, durch die die Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht mit einem von der Belichtungseinrichtung abgegebenen Belichtungslichtstrahl ausgeleuchtet wird, wodurch auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements ein punktförmiger Fleck aufgebracht wird. Die Belichtungseinrichtung ist in diesem Fall vorzugsweise eine Lichtquelle, die ein kohärentes Licht (Strahl) wie etwa ein Laserlicht (Laserstrahl) oder einen LED-Lichtstrahl (von einer LED abgegebener Lichtstrahl) abgibt, welche jeweils eine hohe Kohärenz haben, damit sich für den punktförmigen Fleck ohne weiteres eine kleinere Fleckfläche ergibt.
Fig. 2 zeigt einen Zusammenhang zwischen einer Lichtstärkenverteilung und einem Fleckdurchmesser. Fig. 2 zeigt außerdem einen Zusammenhang zwischen einer Fleckfläche (S) des Lichts und einer Dicke (T) einer auf einem elektrisch leitfähigen Träger ausgebildeten lichtempfindlichen Schicht. Gemäß Fig. 2 weist der Lichtfleck generell die Form eine Ellipse mit einem Fleckdurchmesser (ab) in Hauptabtastrichtung (oder horizontaler Abtastrichtung) und einem Fleckdurchmesser (cd) in einer Nebenabtastrichtung (oder vertikalen Abtastrichtung) auf. Das Produkt S · T entspricht einem Volumen V des Lichtflecks. Die Lichtfleckfläche (S) stellt eine Fläche an der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht dar, für die sich eine Lichtstärke (B), die 1/e² der Maximalstärke (A) entspricht, oder eine Lichtstärke im Bereich von über B hinaus bis A ergibt.
Bei der vorliegenden Erfindung stellen ein Halbleiterlaser oder eine LED, die ein Belichtungslicht abgeben, Beispiele für eine Lichtquelle (als Belichtungseinrichtung) dar, durch die sich ein Lichtfleck ergibt.
Die Lichtstärkenverteilung kann auf einer Gauß-Verteilung oder einer Lorentz-Verteilung beruhen. In beiden Fällen ergibt sich für die Fleckfläche (S), auf die in der Erfindung Bezug genommen wird, eine Lichtstärkenverteilung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, bei der die Lichtstärke von B bis A (B entspricht 1/e² von A) reicht. Die Fleckfläche (S) kann mittels Betrachtung durch eine CCD-Kamera bestimmt werden, die an der Position des lichtempfindlichen Elements angeordnet wird.
Bei der vorliegenden Erfindung sollte die Lichtfleckfläche (5) vorzugsweise höchstens 4 · 10³ um² und insbesondere höchstens 3 · 10³ um betragen. Wenn die Fleckfläche (5) 4 · 10³ um² überschreitet, ist damit zu rechnen, dass sich der Lichtfleck mit der Fleckfläche mit angrenzenden Lichtflecken überlappt, was zu einer instabilen Abstufungswiedergebbarkeit führt. Angesichts der Herstellungskosten sollte die Fleckfläche (S) vorzugsweise mindestens 1000 um² betragen.
Vom obigen Geschichtspunkt her sollte die lichtempfindliche Schicht des erfindungsgemäßen lichtempfindlichen Elements vorzugsweise eine Dicke (T) von höchstens 10 um und insbesondere von höchstens 8 um haben.
Bei der vorliegenden Erfindung enthält die Ladungstransportschicht Teilchen mit den folgenden Eigenschaften (a) bis (c):
(a) bezogen auf die Ladungstransportschicht eine Brechzahldifferenz von mindestens 0,10 (als Absolutwert)
(b) eine Teilchengröße von 1 bis 3 um und
(c) eine Dispersionsdichte von 1 · 10&sup4; bis 2 · 10&sup5; Teilchen pro 1 mm².
In Hinblick auf die oben genannte Eigenschaft (a) kann die sich ergebende Brechzahl der Ladungstransportschicht unter Verwendung eines Abbe-Refraktometers gemessen werden. In diesem Fall wird mit Ausnahme dessen, dass die in der Ladungstransportschicht aufzunehmenden Teilchen nicht verwendet werden, auf die gleiche Weise wie bei den Ladungstransportschichten in den nachstehend aufgeführten Beispielen ein Probekörperfilm angefertigt.
Die Teilchenbrechzahl kann dagegen gemäß einem (Öl-) Eintauchverfahren gemessen werden. In diesem Fall wird eine D-Linie (Na) mit einer Wellenlänge von etwa 589 nm verwendet.
Die (Brechzahl-) Differenz zwischen der Brechzahl der Teilchen und der Brechzahl der Ladungstransportschicht sollte vorzugsweise im Bereich von 0,10 bis 1,00 liegen. Falls die Brechzahldifferenz (als Absolutwert) weniger als 0,10 beträgt, kann nur schwer für ein kohärentes Licht (z. B. einen Laserstrahl) mit einer ausreichenden Phasendifferenz (Phasenwinkel) gesorgt werden, wodurch es misslingt, eine ausreichende Interferenzstreifen- Verhinderungswirkung zu erzielen. Falls die Brechzahldifferenz 1,00 überschreitet, muss damit gerechnet werden, dass sich die Teilchen in einer Beschichtungsflüssigkeit für die Ladungstransportschicht absetzen (oder abgeschieden werden), da derartige Teilchen im allgemeinen eine hohe relative Dichte haben.
In Hinblick auf die oben genannte Eigenschaft (b) entspricht die Teilchengröße der obigen Teilchen einem Zahlenmittel der Teilchengröße eines unter Verwendung eines Messgeräts wie etwa eines Rasterelektronenmikroskops gemessenen Primärteilchens. Zur einfachen Messung kann auch ein Coulter-Zähler oder ein auf einem Laserbeugungsverfahren basierendes Gerät verwendet werden.
Falls die Teilchen eine Teilchengröße von weniger als 1 um haben, ist damit zu rechnen, dass das verwendete kohärente Licht eine geringe Phasendifferenz hat und dass der durch die Teilchen erzeugte Beugungswinkel groß ist, sodass sich die ergebenden Bilder in einigen Fällen verschlechtern. Falls die Teilchengröße 3 um überschreitet, nimmt der Volumenanteil der Teilchen in der fotoempfindlichen Schicht zu, sodass elektrische Eigenschaften wie etwa die elektrische Leitfähigkeit nachteilig beeinflusst werden.
Die bei der Ladungstransportschicht verwendeten Teilchen sollten vorzugsweise eine kleine Teilchengrößenverteilung haben. Im Einzelnen sollten die Teilchen eine Teilchengrößenverteilung aufweisen, bei der der Mittelwert (±σ) der Standardabweichung (σ) im Bereich von 1 - 3 um liegt.
In Hinblick auf die oben genannte Eigenschaft (c) kann die Dispersionsdichte der Teilchen gemessen werden, indem mit einem optischen Mikroskop einer Reflexionsbauart die Anzahl der Teilchen in einem vorgeschriebenen Bereich eines sich ergebenden lichtempfindlichen Elements ermittelt wird. Im Einzelnen wird mittels des optischen Mikroskops bezogen auf zehn verschiedene Bereiche mit einer Fläche von mindestens 10 um · 10 um die in dem Bereich vorhandene Teilchenzahl ermittelt. Die mittlere Anzahl der in einer durchschnittlichen Fläche der Bereiche vorhandenen Teilchen wird in eine Teilchenzahl pro 1 mm² Fläche umgewandelt, um die (Dispersions-) Dichte der Teilchen innerhalb der Ladungstransportschicht zu bestimmen.
Falls die Teilchen eine Dichte von weniger als 1 · 10&sup4; Teilchen/mm² haben, ist die Interferenzstreifen- Verhinderungswirkung unzureichend. Falls die Teilchen eine Dichte von mehr als 2 · 10&sup5; mm² haben, führen solche Teilchen zu einer übermäßigen Lichtstreuung und einer Schwächung der elektrischen Eigenschaften wie etwa der elektrischen Leitfähigkeit.
Beispiele für die in der Ladungstransportschicht aufzunehmenden Teilchen sind organische Harzteilchen und anorganische Harzteilchen. Die Teilchen sollten vorzugsweise durchsichtig und homogen sein sowie eine gleichmäßige Teilchengröße haben. Bestimmte Beispiele derartiger Teilchen sind Teilchen aus Stoffen wie etwa Silikonharz, SiO&sub2;, Al&sub2;O&sub3;, Phenolharz, TiO&sub2;, ZnO, Tetrafluorethylenharz, polydivinylbenzolartiges Harz und Benzoquanaminharz (benzoquanamine resin, d. h. ein Kondensationsprodukt aus Benzoquanamin und Formaldehyd). Angesichts der Haltespannung des sich ergebenden lichtempfindlichen Elements sollten diese Stoffe vorzugsweise ein Isoliermaterial sein. Im Einzelnen sollten die Teilchen einen Volumenwiderstand von mindestens 1 · 10&sup9; Ω·cm haben.
Zusätzlich zu den oben genannten Verbindungen sollten die Teilchen zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften oder der Dauerhaftigkeit oder zu anderen Zwecken gewisse Additive enthalten. Beispiele für derartige Additive sind: Antioxidantien, Ultraviolettabsorber, Vernetzungsmittel, Schmierstoffe und Steuermittel für die elektrische Leitfähigkeit.
Bei der vorliegenden Erfindung sollte die lichtempfindliche Schicht (insbesondere die Ladungstransportschicht) wie vorstehend beschrieben vorzugsweise eine kleinere Dicke (d. h. 1-10 um) haben, sodass sich auf der lichtempfindlichen Schicht eine Schutzschicht anordnen lässt. Die Schutzschicht sollte vorzugsweise eine Dicke von 1-5 um haben. Unterhalb von 1 um ist damit zu rechnen, dass ihre Schutzwirkung unzureichend ist. Oberhalb von 5 um ist damit zu rechnen, dass die Schutzschicht ein niedrigeres Oberflächenpotenzial hat. Die Schutzschicht kann vorzugsweise verschiedene Harze und, falls gewünscht, außerdem elektrisch leitfähige Teilchen enthalten, die aus Metall, Metalloxiden usw. bestehen.
Das bei der Erfindung verwendete elektrofotografische lichtempfindliche Element lässt sich anfertigen, indem auf einem elektrisch leitfähigen Träger zumindest eine lichtempfindliche Schicht ausgebildet wird.
Der elektrisch leitfähige Träger kann aus einem Material bestehen, das von sich aus elektrische Leitfähigkeit hat, z. B. aus einem Metall wie etwa Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Kupfer, Zink, rostfreiem Stahl, Chrom, Titan, Nickel, Magnesium, Indium, Gold, Platin, Silber oder Eisen. Wahlweise kann der elektrisch leitfähige Träger auf einem Träger aus Metall oder Kunststoff ein Kunststoffmaterial mit beispielsweise einem aus der Gasphase abgeschiedenen Film aus Aluminium, Indiumoxid, Zinnoxid oder Gold oder zusammen mit einem geeigneten Bindemittel eine Überzugsschicht aus elektrisch leitfähigen Teilchen oder aber ein Kunststoffmaterial oder Papier in Mischung mit elektrisch leitfähigen Teilchen umfassen. Der elektrisch leitfähige Träger kann in Form beispielsweise eines Zylinder-Endlosriemens oder einer dünnen Endloslage ausgebildet sein.
Der obige elektrisch leitfähige Träger weist eine gleichmäßige elektrische Leitfähigkeit und eine hohe Oberflächenglattheit auf. Eine solche hohe Oberflächenglattheit (d. h. eine geringe Oberflächenrauheit) ist deswegen erforderlich, weil die Oberflächenglattheit des elektrisch leitfähigen Trägers die Gleichmäßigkeit und die Isoliereigenschaften der darauf auszubildenden oberen Schichten einschließlich einer Grundierungsschicht, einer Ladungserzeugungsschicht und einer Ladungstransportschicht beeinträchtigen kann.
Da bei der vorliegenden Erfindung im Besonderen eine dünnere lichtempfindliche Schicht verwendet wird, sollte der elektrisch leitfähige Träger eine Oberflächenrauheit von höchstens 0,2 um haben. Falls der elektrisch leitfähige Träger eine Oberflächenrauheit von mehr als 0,2 um hat, kann eine dadurch hervorgerufenen Unebenheit stark die Eigenschaften dünnerer Schichten wie etwa der Grundierungsschicht und der Ladungserzeugungsschicht ändern, wodurch leicht Fehler wie etwa Unregelmäßigkeiten (oder Ungleichmäßigkeiten) bei der Ladungseinbringungseigenschaft oder dem Restpotenzial entstehen. Es ist eher vorzuziehen, dass der elektrisch leitfähige Träger eine Oberflächenrauheit von höchstens 0,1 um hat. Weist jedoch das elektrofotografische lichtempfindliche Element einen elektrisch leitfähigen Träger mit glatter Oberfläche auf, muss damit gerechnet werden, dass häufiger Interferenzringe auf einem sich ergebenden Bild entstehen.
Bei der vorliegenden Erfindung kann die Oberflächenrauheit beruhend auf einer Standardabweichung σ bezüglich eines mittleren Messwerts (einer Unebenheit) bestimmt werden, wenn ein Bereich von etwa 500-2500 um² mit einem Atomkraftmikroskop abgetastet wird. Für eine genaue Messung wird die Abtastung für mehrere Bereiche wiederholt, um für die Standardabweichung σ einen Durchschnittswert zu ermitteln, wodurch der Oberflächenrauheitswert des elektrisch leitfähigen Trägers bestimmt wird.
In diesem Fall sollte der Maximalwert der Unebenheit auf höchstens 3σ eingestellt werden. Falls eine 3σ entsprechende Unebenheit vorhanden ist, muss damit gerechnet werden, dass aufgrund eines lokalen elektrischen Felds das Auftreten einer lokalen Ladungseinbringung hervorgerufen wird, was zu Bildfehlern wie etwa schwarzen Flecken führt.
Der bei der vorliegenden Erfindung verwendete elektrisch leitfähige Träger kann dadurch gebildet werden, dass eine elektrisch leitfähige Schicht auf einem Träger angeordnet wird. In diesem Fall lässt sich die elektrisch leitfähige Schicht ohne weiteres auf dem Träger ausbilden, indem auf den Träger eine Dispersion aufgebracht wird, bei der elektrisch leitfähige Teilchen in einem Bindemittelpolymer dispergiert sind. Die elektrisch leitfähigen Teilchen sollten vorzugsweise eine Primärteilchengröße von höchstens 0,1 um und insbesondere 0,05 um haben, damit für eine gleichmäßige Oberfläche gesorgt ist. Beispiele für die elektrisch leitfähigen Teilchen sind: elektrisch leitfähiges Zink, elektrisch leitfähiges Titanoxid, Aluminium, Gold, Kupfer, Silber, Kobalt, Nickel, Eisen, elektrisch leitfähiger Ruß, ITO (Indium- Zinnoxid), elektrisch leitfähiges Zinnoxid, Indiumoxid und Indium. Wahlweise können auch Teilchen aus Isoliermaterialien verwendet werden, deren Oberfläche mit einer Schicht der obigen elektrisch leitfähigen Materialien überzogen ist. Die elektrisch leitfähige Schicht sollte vorzugsweise einen Volumenwiderstand von höchstens 1 · 10¹&sup0; Ω·cm und insbesondere 1 · 10&sup8; Ω·cm haben.
Bei dem bei der Erfindung verwendeten lichtempfindlichen Element ist es auch möglich, zwischen dem elektrisch leitfähigen Träger und der lichtempfindlichen Schicht eine Grundierungsschicht anzuordnen, die eine Einbringungssperrwirkung und eine Klebewirkung zeigt. Eine derartige Grundierungsschicht kann beispielsweise aus Casein, Polyvinylalkohol, Nitrocellulose, Ethylen- Acrylsäure-Copolymer, Polyvinylbutyral, Phenolharz, Polyamid, Polyurethan oder Gelatine bestehen. Die Grundierungsschicht sollte vorzugsweise eine Dicke von 0,1-10 um und insbesondere 0,1-3 um haben.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elements.
Gemäß Fig. 1 ist die elektrofotografische lichtempfindliche Schicht dadurch gebildet, dass ein aus einem Träger 1a und einer elektrisch leitfähigen Schicht 1b bestehender elektrisch leitfähiger Träger 1, eine Grundierungsschicht 2 und eine aus einer Ladungserzeugungsschicht 3 und einer Teilchen 5 enthaltenden Ladungstransportschicht 4 bestehende lichtempfindliche Schicht in dieser Reihenfolge angeordnet sind. Die Ladungserzeugungsschicht 3 kann auch auf der Ladungstransportschicht 4 angeordnet sein.
Das erfindungsgemäße Bildausbildungsgerät kann einen elektrisch leitfähigen Träger, ein elektrisch leitfähiges lichtempfindliches Element, eine Aufladeeinrichtung, eine Belichtungseinrichtung, eine Entwicklungseinrichtung, eine Übertragungseinrichtung und eine Reinigungseinrichtung aufweisen.
Bei dem erfindungsgemäßen Bildausbildungsgerät können die verschiedenen oben genannten Einrichtungen (z. B. Aufladeeinrichtung, Entwicklungseinrichtung, Übertragungseinrichtung und Reinigungseinrichtung) aus dem Stand der Technik bekannt sein. Die Aufladeeinrichtung sollte vorzugsweise eine Koronaaufladeeinrichtung, die das lichtempfindliche Element unter Nutzung einer durch Anlegung einer hohen Spannung an einen Draht erzeugten Korona auflädt, oder eine Kontaktaufladeeinrichtung sein, die das lichtempfindliche Element durch Anlegung einer Spannung an ein Element wie etwa eine Walze, Klinge oder Bürste auflädt, das derart angeordnet ist, dass es die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements berührt. Zur Erzielung einer großen Entwicklungswirkung sollte bei der Entwicklungseinrichtung vorzugsweise eine trockene Entwicklungsmethode und insbesondere eine trockene und berührungsfreie Entwicklungsmethode Anwendung finden, die gegenüber einem Potenzialkontrast zwischen dem lichtempfindlichen Element und einer Entwicklungsbuchse empfindlich ist.
Bei der vorliegenden Erfindung sollte ein in dem Entwicklungsschritt verwendeter Toner vorzugsweise eine gewichtete mittlere Teilchengröße von 2-10 um haben.
Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Bildausbildungsgeräts mit einer erfindungsgemäßen Prozesskartusche.
Gemäß Fig. 3 wird eine lichtempfindliche Trommel (d. h. ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element) 1 mit einer vorgeschriebenen Umfangsgeschwindigkeit in die Richtung des innerhalb des lichtempfindlichen Elements 1 gezeigten Pfeils um eine Achse 2 gedreht. Die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 wird während der Drehung mittels einer Primäraufladeeinrichtung 3 gleichmäßig aufgeladen, sodass sie ein vorgeschriebenes positives oder negatives Potenzial aufweist. Das lichtempfindliche Element 1 wird durch beispielsweise Laserstrahl-Abtastbelichtung unter Verwendung einer (nicht gezeigten) bildweise belichtenden Einrichtung einem Lichtbild 4 (einem Belichtungslichtstrahl) ausgesetzt, wodurch auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 nach und nach ein dem Belichtungsbild entsprechendes elektrostatisches Latentbild ausgebildet wird. Das auf diese Weise ausgebildete elektrostatische Latentbild wird mittels einer Entwicklungseinrichtung 5 entwickelt, sodass auf der lichtempfindlichen Elementoberfläche ein Tonerbild ausgebildet wird. Das Tonerbild wird in Synchronisation mit der Drehgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements 1 mittels einer Übertragungseinrichtung 6 nach und nach auf ein Übertragungsempfangsmaterial 7 übertragen, das von einem (nicht gezeigten) Papierzuführungsteil aus an eine Position zwischen dem lichtempfindlichen Element 1 und der Übertragungseinrichtung 6 zugeführt wird.
Das Übertragungsempfangsmaterial 7 mit dem darauf befindlichen Tonerbild wird von der lichtempfindlichen Elementoberfläche getrennt, um zu einer Bildfixierungsvorrichtung 8 befördert zu werden, woraufhin eine Bildfixierung erfolgt, und als eine Kopie aus dem Bildausbildungsgerät ausgedruckt. Nach der Übertragung auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 verbliebene Tonerteilchen werden mittels einer Reinigungseinrichtung 9 entfernt, um für eine gereinigte Oberfläche zu sorgen, wobei auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 verbliebene Ladung durch ein von einer (nicht gezeigten) Vorbelichtungseinrichtung abgegebenes Vorbelichtungslicht 10 gelöscht wird, um den nächsten Zyklus vorzubereiten. Für den Fall, dass als Primäraufladeeinrichtung eine Kontaktaufladeeinrichtung verwendet wird, die beispielsweise von einer Aufladewalze Verwendung macht, kann der Vorbelichtungsschritt entfallen. Bei der vorliegende Erfindung können mehrere der oben genannten strukturellen Bauteile einschließlich des lichtempfindlichen Elements 1, der Primäraufladeeinrichtung 3, der Entwicklungseinrichtung 5 und der Reinigungseinrichtung 9 als Ganzes getragen sein, sodass sie als eine Prozesskartusche 11 eine einzige Einheit bilden, die lösbar an einen Hauptkörper eines Bildausbildungsgeräts wie etwa eines Kopiergeräts oder eines Laserstrahldruckers anbringbar ist, indem eine Führungseinrichtung in dem Körper wie etwa eine Schiene 12 verwendet wird.
Zusammen mit dem lichtempfindlichen Element 1 können zur Ausbildung einer Prozesskartusche 11 zumindest beispielsweise die Primäraufladeeinrichtung 3, die Entwicklungseinrichtung 5 und die Reinigungseinrichtung 9 als Ganzes getragen sein.
Fig. 4 ist eine schematische Schnittansicht eines Farbkopiergeräts als ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bildausbildungsgeräts.
Gemäß Fig. 4 weist das Farbkopiergerät eine Bildabtasteinheit 201 zur Durchführung von Vorgängen, bei denen Bilddaten auf einer Vorlage ausgelesen und einer digitalen Signalverarbeitung unterzogen werden, und eine Druckereinheit 202 auf, bei der ein Vollfarbbild, das dem von der Bildabtasteinheit 201 ausgelesenen Vorlagenbild entspricht, auf ein Blatt ausgedruckt wird.
Im Einzelnen wird in der Bildabtasteinheit 201 eine Vorlage 204, die auf einer Vorlagenglasplatte 203 angeordnet und von einer Vorlagenabdeckung 200 bedeckt ist, mit einem von einer Halogenlampe 205 über einen Infrarotausblende- oder -abschirmfilter 208 ausgeleuchtet. Ein von der Vorlage reflektiertes Licht wird nacheinander von Spiegeln 206 und 207 reflektiert und läuft durch eine Linse 209, um auf einem dreizeiligen Fühler (CCD-Sensor) abgebildet und dann als Vollfarbdatenkomponenten aus Rot (R), Grün (G) und Blau (B) zu einer Signalverarbeitungseinheit 211 gesandt zu werden. Die Halogenlampe 205 und der Spiegel 206 werden mechanisch mit einer Geschwindigkeit (V) bewegt und die Spiegel 207 jeweils mechanisch mit einer Geschwindigkeit (1/2 V) in einer zu einer elektrischen Abtastrichtung (Hauptabtastrichtung) des Zeilensensors 210 (bestehend aus 210-2, 210-3 und 210-4) senkrechten Richtung (Nebenabtastrichtung) bewegt, wodurch über die gesamte Vorlage eine Abtastung erfolgt.
In der Signalverarbeitungseinheit 211 werden Auslesesignale elektrisch verarbeitet, um in jeweilige aus Magenta (M), Cyan (C), Gelb (Y) und Schwarz (BK) bestehende Komponenten zerlegt und zu der Druckereinheit 202 gesandt zu werden. Bezogen auf die obigen Komponenten M, C, Y und BK wird für jeweils einen Abtastvorgang der Vorlage in der Bildabtasteinheit 201 eine Komponente zu der Druckereinheit 202 gesandt. Dementsprechend erfolgt ein Ausdruckvorgang (ein Zyklus der Farbbildausbildung) anhand von vier Abtastvorgängen.
In der Druckereinheit werden die von der Bildabtasteinheit 201 gesandten Bildsignale für M, C, Y und BK zu einer Lasersteuerung 212 gesandt. In Übereinstimmung mit den Bildsignalen erfolgt durch die Lasersteuerung 212 eine Modulationssteuerung (Modulationsaktivierung) eines Halbleiterlasers 213. Die Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements 217 wird mit einem Laserstrahl (oder Laserlicht) über einen Polygonalspiegel 214, eine f-θ-Linse 215 und einen Spiegel 216 abgetastet, wodurch auf dem lichtempfindlichen Element 217 entsprechend dem Vorlagenbild nacheinander elektrostatische Latentbilder ausgebildet werden.
Die auf diese Weise ausgebildeten elektrostatischen Latentbilder (für M, C, Y und BK) werden jeweils mit entsprechenden Tonern durch eine sich drehende Entwicklungsvorrichtung 218 entwickelt, die aus einer Magenta-Entwicklungseinheit 219, einer Cyan-Entwicklungseinheit 220, einer Gelb-Entwicklungseinheit 221 und einer Schwarz-Entwicklungseinheit 222 besteht, welche jeweils nacheinander das lichtempfindliche Element 217 berühren, um Tonerbilder aus M, C, Y und BK zu bilden.
Die auf diese Weise auf dem lichtempfindlichen Element ausgebildeten Tonerbilder werden nacheinander auf ein Blatt (z. B. ein PPC-Blatt als Übertragungsempfangsmaterial), das von einer Kassette 224 oder einer Kassette 225 aus zugeführt wird, unter Verwendung einer Übertragungstrommel 223 übertragen, um die das Blatt geschlungen ist.
Nach dem Übertragungsschritt, bei dem nacheinander vier Farbbilder aus M, C, Y und BK auf das Blatt übertragen werden, läuft das Blatt durch eine Fixiereinheit 226, um dann aus dem Bildausbildungsgerätekörper ausgegeben zu werden.

[Beispiele]

Nachstehend wird das Bildausbildungsgerät anhand von Beispielen beschrieben, wobei bei der Verwendung von "Teil(e)" "Gewichtsteil(e)" gemeint ist/sind.

Beispiel 1

Es wurde ein Aluminiumzylinder (Außendurchmesser = 80 mm) mit einer spiegelglänzend polierten Oberfläche angefertigt, der bei einer Messung mit einem Rastersondenmikroskop ("SPA 300" hergestellt von Seiko Denshi Kogyo K.K.) eine Oberflächenrauheit von höchstens 0,1 um aufwies. (Im folgenden ist die Oberflächenrauheit unter Verwendung dieses Geräts gemessen.)
Auf den Aluminiumzylinder wurde durch Eintauchen eine Lösung aus 5 Teilen alkohollöslichem Nylon-Copolymer (Markenname: "Amilan CM-8000", hergestellt von Toray K.K.) in 95 Teilen Methanol aufgetragen, worauf für 10 Minuten eine Trocknung bei 80ºC erfolgte, um eine 1 um dicke Grundierungsschicht auszubilden.
Getrennt davon wurden 5 Teile eines Bisazo-Pigments der nachstehend angegebenen Formel zu einer Lösung aus 2 Teilen Polyvinylbenzal (Benzalgrad = mindestens 75%) in 95 Teilen Cyclohexanon hinzugegeben und in einer Sandmühle für 20 Stunden dispergiert.
Die auf diese Weise vorbereitete Dispersion wurde durch Eintauchen auf die Grundierungsschicht aufgebracht, worauf eine Trocknung erfolgte, um eine 0,2 um dicke Ladungserzeugungsschicht auszubilden.
Dann wurden 5 Teile einer Triarylaminverbindung der nachstehend angegebenen Formel und 5 Teile Polycarbonatharz ("Z-200", hergestellt von Mitsubishi Gasu Kagaku K.K.) in 70 Teilen Chlorbenzol gelöst.
In der Lösung wurden 0,3 Teile Silikonharzteilchen mit einer Teilchengröße von 2 um bei einer Dichte von 5 · 10&sup4; Teilchen/mm² dispergiert. Die Dispersion wurde durch Eintauchen auf die Ladungserzeugungsschicht aufgebracht und getrocknet, um eine 10 um dicke Ladungstransportschicht auszubilden, sodass sich ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element ergab.
Die Silikonharzteilchen zeigten nebenbei bemerkt eine Brechzahl von 1,4. Die vorstehend beschriebene aus der Triarylaminverbindung und dem Polycarbonatharz bestehende Ladungstransportschicht, d. h. die Ladungstransportschicht ohne die vorstehend beschriebenen Harzteilchen, zeigte eine Brechzahl von 1,59. Infolgedessen betrug die Differenz zwischen den Brechzahlen der Silikonharzteilchen und der Ladungstransportschicht (d. h. die Brechzahldifferenz) 0,19.
Das elektrofotografische lichtempfindliche Element wurde in ein überarbeitetes Vollfarb-Digitalkopiergerät ("CLC 500", hergestellt von Canon K.K.) eingebaut und bei einem Dunkelpotenzial von -400 Volt hinsichtlich des Bildausbildungsvermögens beurteilt. Bei diesem Kopiergerät fand ein Halbleiterlaser mit 680 nm Wellenlänge und 35 mW Ausgangsleistung Verwendung, der einen Laserstrahl abgab, der für eine Fleckfläche von 2 · 10³ um² sorgte.
Aus der Beurteilung ergab sich, dass das sich ergebende Bild keine Bildfehler wie etwa schwarze Flecken oder Interferenzstreifen aufwies. Das sich ergebende Bild zeigte außerdem eine gute Abstufungswiedergebbarkeit mit 256 Abstufungsniveaus bei 400 dpi. Die obige Beurteilung des sich ergebenden Bildes erfolgte durch visuelle Betrachtung (mit dem Auge).

Vergleichsbeispiel 1

Mit Ausnahme dessen, dass keine Silikonharzteilchen verwendet wurden, wurde auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 1 ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element angefertigt und beurteilt.
Als Ergebnis dessen waren in einem Intervall (Abstand) von 2-3 mm eine große Zahl Interferenzstreifen zu erkennen.

Beispiel 2

Mittels eines Ziehverfahrens wurde ein Aluminiumzylinder (Außendurchmesser = 30 mm) angefertigt.
Auf diesen Aluminiumzylinder wurde durch Eintauchen eine Dispersion aus 200 Teilen elektrisch leitfähiger ultrafeiner Bariumsulfatteilchen (Primärteilchengröße = 0,05 um) in einer Lösung aus 167 Teilen Phenolharz (Markenname: "Plyophen", hergestellt von Dainippon Inki Kagaku Kogyo K.K.) in 100 Teilen 2-Methoxyethanol (Methyl-Cellosolve) aufgebracht, worauf eine Trocknung erfolgte, um eine 10 um dicke elektrisch leitfähige Schicht auszubilden. Die elektrisch leitfähige Schicht hatte eine Oberflächenrauheit von höchsten 0,1 um.
Nacheinander wurden auf der elektrisch leitfähigen Schicht auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 1 eine Grundierungsschicht und eine Ladungserzeugungsschicht ausgebildet, wobei sie jeweils identische Dicken wie die bei Beispiel 1 verwendeten Schichten hatten.
Mit Ausnahme dessen, dass anstelle der in Beispiel 1 verwendeten Silikonharzteilchen 0,5 Teile SiO&sub2;-Teilchen mit einer Teilchengröße von 1,5 um und einer Brechzahl von 1,4 verwendet und bei einer Dichte von 2 · 10&sup5; Teilchen/mm² dispergiert wurden, wurde dann auf der Ladungserzeugungsschicht auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 1 eine 10 um dicke Ladungstransportschicht ausgebildet, um ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element anzufertigen.
Das elektrofotografische lichtempfindliche Element wurde in einen überarbeiteten Laserstrahldrucker ("Laserjet IV", hergestellt von Hewlett-Packard Co.) eingebaut und bei einem Dunkelpotenzial von -500 Volt hinsichtlich des Bildausbildungsvermögens beurteilt. Bei diesem Drucker fand ein Halbleiterlaser mit 680 nm Wellenlänge und 35 mW Ausgangsleistung Verwendung, der einen Laserstrahl abgab, der für eine Fleckfläche von 1,9 · 10³ um² sorgte.
Aus der Beurteilung ergab sich, dass das sich ergebende Bild keine Bildfehler wie etwa schwarze Flecken und Interferenzstreifen aufwies. Das sich ergebende Bild zeigte auch für den Fall, dass Eingangssignale verwendet wurden, die 600 dpi entsprachen, eine gute Abstufungswiedergebbarkeit für einen einzelnen Pixel. Die obige Beurteilung des sich ergebenden Bildes erfolgte unter visueller Betrachtung (mit dem Auge) und bei 21-facher Vergrößerung.

Vergleichsbeispiel 2

Mit Ausnahme dessen, dass SiO&sub2;-Teilchen mit einer Teilchengröße von 4 um bei einer Dichte von 1,5 · 10&sup4; Teilchen/mm² dispergiert wurden, wurde auf die gleiche Weise wie Beispiel 2 ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element angefertigt.
Als Folge davon wurden einige schwarze Punkte beobachtet. Darüber hinaus war die Wiedergebbarkeit eines einzelnen Pixels unzureichend, was zu einer Unregelmäßigkeit im Bild führte.

Beispiel 3

Mit Ausnahme dessen, dass eine 12 um dicke Ladungstransportschicht ausgebildet würde, indem darin SiO&sub2;- Teilchen mit einer Teilchengröße von 3 um und einer Dichte von 4 · 10&sup4; Teilchen/mm² dispergiert wurden, wurde auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 2 ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element angefertigt und beurteilt.
Als Ergebnis ergab sich ähnlich wie bei Beispiel 2 ein Bild, das frei von Bildfehlern (schwarzen Flecken und Interferenzstreifen) war und bei der Eingabe von Eingangssignalen, die 600 dpi entsprachen, eine hervorragende Wiedergebbarkeit für einen einzelnen Pixel zeigte.

Beispiel 4

Mit Ausnahme dessen, dass eine 10 um dicke Ladungstransportschicht ausgebildet wurde, indem darin 0,9 Teile aus Silikonharzteilchen (identisch mit den in Beispiel 1 verwendeten) mit einer Teilchengröße von 2 um bei einer Dichte von 1 · 10&sup5; Teilchen/mm² dispergiert wurden, wurde auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 2 ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element angefertigt und beurteilt.
Als Ergebnis dessen ergab sich ähnlich wie bei Beispiel 2 ein Bild, das frei von Bildfehlern (schwarzen Punkten und Interferenzstreifen) war und bei der Eingabe von Signalen, die 600 dpi entsprachen, eine hervorragende Wiedergebbarkeit für einen einzelnen Pixel zeigte.

Beispiel 5

Mit Ausnahme dessen, dass eine 8 um dicke Ladungstransportschicht ausgebildet wurde, indem 90 Teile Chlorbenzol verwendet und darin 0,1 Teile Silikonharzteilchen bei einer Dichte von 1 · 10&sup4; Teilchen/ mm² dispergiert wurden, wurde auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 1, ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element angefertigt und beurteilt.
Als Ergebnis dessen ergab sich ähnlich wie bei Beispiel 1 ein Bild, das frei von Bildfehlern (schwarzen Flecken und Interferenzstreifen) war und bei 400 dpi eine hervorragende Abstufungswiedergebbarkeit mit 256 Abstufungsniveaus zeigte.

Vergleichsbeispiel 3

Mit Ausnahme dessen, dass eine 15 um dicke Ladungstransportschicht ausgebildet wurde, indem 50 Teile Chlorbenzol verwendet und darin 0,1 Teile Silikonharzteilchen bei einer Dichte von 2 · 10&sup4; Teilchen/mm² dispergiert wurden, wurde auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 1 ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element angefertigt und beurteilt.
Als Ergebnis dessen wurden keine Bildfehler wie etwa schwarze Punkte oder Interferenzstreifen beobachtet, doch war die Abstufungswiedergebbarkeit unzureichend.

Vergleichsbeispiel 4

Mit Ausnahme dessen, dass ein 10 um dicker Ladungstransportfilm ausgebildet wurde, in dem 75 Teile Chlorbenzol verwendet und darin 0,2 Teile Teilchen aus vernetztem Polystyrolharz bei einer Dichte von 2 · 10&sup4; Teilchen/mm² dispergiert wurden, wurde auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 1 ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element angefertigt und beurteilt.
Die Teilchen aus vernetztem Polystyrolharz wiesen eine Brechzahl von 1,55 auf, wodurch sich (bei einer Brechzahl von 1,59 der Ladungstransportschicht) eine Brechzahldifferenz von 0,04 ergab.
Als Folge dessen wurden schwarze Punkte im wesentlichen verhindert, doch ließen sich klar Interferenzstreifen beobachten.

Vergleichsbeispiel 5

Mit Ausnahme dessen, dass eine 12 um dicke Ladungstransportschicht ausgebildet wurde, indem 75 Teile Chlorbenzol verwendet wurden und darin 1 Teil Silikonharzteilchen bei einer Dichte von 3 · 10&sup5; Teilchen/mm² dispergiert wurde, wurde auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 1 ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element angefertigt und beurteilt.
Als Ergebnis dessen waren keine Bildfehler wie etwa schwarze Punkte oder Interferenzstreifen zu erkennen, doch ergab sich eine hohe Restspannung von -200 Volt und war die Abstufungswiedergebbarkeit unzureichend.
Ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element ist dadurch aufgebaut, dass auf einem elektrisch leitfähigen Träger eine lichtempfindliche Schicht mit einer Ladungserzeugungsschicht und einer Ladungstransportschicht angeordnet ist. Die Ladungstransportschicht hat eine Dicke von höchstens 12 um und ist dadurch ausgebildet, dass darin Teilchen mit einer Teilchengröße von 1-3 um bei einer Dichte von 1 · 10&sup4; bis 2 · 10&sup5; Teilchen/mm² dispergiert sind. Zwischen der Ladungstransportschicht und den oben beschriebenen Teilchen liegt eine Brechzahldifferenz von mindestens 0,10 vor.
Das lichtempfindliche Element sorgt wirksam für gute Bilder, die frei von schwarzen Punkten und Interferenzstreifen sind und gute Abstufungswiedergabeeigenschaften zeigen, wenn es als strukturelles Element einer Prozesskartusche und eines Bildausbildungsgerätes verwendet wird.

Claims

1. Elektrofotografisches lichtempfindliches Element (1; 217), mit:

einem elektrisch leitfähigen Träger (1a, 1b) und einer auf dem elektrofotografischen Träger (1a, 1b) angeordneten lichtempfindlichen Schicht (3, 4) mit einer Ladungserzeugungsschicht (3) und einer Ladungstransportschicht (4), wobei

die Ladungstransportschicht (4) eine Dicke von höchstens 12 um hat und Teilchen (5) mit einer Teilchengröße von 1-3 um enthält und

die Ladungstransportschicht (4), solange wie sie keine Teilchen enthält, eine erste Brechzahl hat und die Teilchen (5) eine zweite Brechzahl haben, wobei zwischen der ersten und zweiten Brechzahl eine Differenz von mindestens 0,10 vorliegt,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Teilchen in der Ladungstransportschicht (4) mit einer Dichte von 1 · 10&sup4; - 2 · 10&sup5; Teilchen/mm² enthalten sind und der elektrisch leitfähige Träger (1a, 1b) eine Oberflächenrauheit von höchstens 0,2 um hat.

2. Element nach Anspruch 1, wobei die Ladungstransportschicht (4) eine Dicke von höchstens 10 um hat.

3. Element nach Anspruch 1 oder 2, wobei die lichtempfindliche Schicht (3, 4) eine Dicke von mindestens 1 um hat.

4. Element nach Anspruch 3, wobei die lichtempfindliche Schicht (3, 4) eine Dicke von mindestens 3 um hat.

5. Element nach Anspruch 1, wobei zwischen der ersten und zweiten Brechzahl eine Differenz von höchstens 1,00 vorliegt.

6. Element nach Anspruch 1, wobei die lichtempfindliche Schicht (3, 4) mit einem eine Fleckfläche (S) ergebenden Belichtungslichtstrahl ausgeleuchtet wird und eine Dicke (T) hat, bei der sich für S und T ein Produkt S · T von höchstens 2 · 10&sup4; um³ ergibt.

7. Element nach Anspruch 6, wobei S · T mindestens 2 · 10³ um³ beträgt.

8. Element nach Anspruch 6 oder 7, wobei die lichtempfindliche Schicht (3, 4) eine Dicke (T) von höchstens 10 um hat.

9. Element nach Anspruch 8, wobei die lichtempfindliche Schicht (3, 4) eine Dicke (T) von höchstens 8 um hat.

10. Element nach Anspruch 6, wobei der Belichtungslichtstrahl ein kohärenter Lichtstrahl ist.

11. Element nach Anspruch 10, wobei der Belichtungslichtstrahl ein Laserstrahl ist.

12. Prozesskartusche mit einem elektrofotografischen lichtempfindlichen Element (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, die zumindest eine aus der aus einer Aufladeeinrichtung (3), einer Entwicklungseinrichtung (5) und einer Reinigungseinrichtung (9) bestehenden Gruppe ausgewählte Einrichtung aufweist, wobei

das lichtempfindliche Element (1) und die zumindest eine Einrichtung als Ganzes getragen sind, sodass sie eine Kartusche (11) bilden, die lösbar an einen Bildausbildungsgerät-Hauptkörper anbringbar ist.

13. Bildausbildungsgerät mit einem elektrofotografischen lichtempfindlichen Element (217) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, das eine Aufladeeinrichtung zur Aufladung des lichtempfindlichen Elements (217), eine Belichtungseinrichtung zur Ausleuchtung des aufgeladenen lichtempfindlichen Elements (217) mit Licht, eine Entwicklungseinrichtung (218) und eine Übertragungseinrichtung aufweist.