DE69525224T2

DE69525224T2 - Bilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE69525224T2
Application number: DE69525224T
Authority: DE
Inventors: Shuichi Aita; Yoshifumi Hano; Tsutomu Kukimoto; Satoshi Yoshida
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-11-18
Filing date: 1995-11-17
Publication date: 2002-07-11
Anticipated expiration: 2015-11-18
Also published as: EP0713161A2; CN1083998C; CN1151037A; US5751405A; KR0163999B1; KR960018789A; EP0713161B1; EP0713161A3; JPH08227253A; DE69525224D1; JP3155915B2

Description

Gebiet der Erfindung und verwandter Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bildherstellungsgerät, mit dem ein Bildträgerelement, wie ein lichtempfindliches Element, gereinigt werden kann, während ein auf dem Bildträgerelement ausgebildetes Bild entwickelt wird. Es ist in Kopierern, Druckern, Facsimiles und dergleichen verwendbar.
Es ist bereits eine große Anzahl von Bildherstellungsgeräten, mit denen elektrophotographische Systeme angewendet werden, bekannt. Bei einem herkömmlichen Bildherstellungsgerät wird ein elektrostatisches latentes Bild auf einem lichtempfindlichen Element, das aus einem lichtleitenden Material zusammengesetzt wird, auf verschiedene Weise gebildet, und das gebildete elektrostatische Bild wird mit einem Toner entwickelt, wobei es als Tonerbild visualisiert wird. Dann wird das Tonerbild auf ein geeignetes Übertragsmaterial, wie Papier, übertragen. Das übertragene Bild wird auf das Übertragungsmaterial unter Anwendung von Hitze, Druck und dergleichen fixiert, wobei eine Kopie oder ein Druck erzeugt wird. Der restliche Toner, der auf dem lichtempfindlichen Element nach der Bildübertragung verblieben ist, wird davon in einer Reinigungsstufe entfernt.
Herkömmlicherweise sind bisher Reinigungsmethoden mit einer Klinge, einer Pelzbürste, einer Walze oder dergleichen, in der Reinigungsstufe angewendet worden. Bei diesen Reinigungsmethoden wird der restliche Toner mechanisch in einen Abfalltonerbehälter gekratzt oder der restliche Toner wird so abgeblockt, dass er in den Abfalltonerbehälter hineinfällt. In anderen Worten ausgedrückt, die Klinge, die Pelzbürste, die Walze oder dergleichen wird auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gepresst, was Probleme bereitet. Beispielsweise wird das lichtempfindliche Element durch die Reibung abgetragen, wenn das Reinigungselement darauf eine Kraft ausübt, so dass im Ergebnis die Betriebslebensdauer des lichtempfindlichen Elements verkürzt wird.
Andererseits wird, wenn bei einem Aufzeichnungsgerät eine Reinigungsvorrichtung vorgesehen ist, das Aufzeichnungsgerät naturgemäß vergrößert, was den Bemühungen, ein kompaktes Aufzeichnungsgerät herzustellen, nicht entgegenkommt. Des weiteren ist aus ökologischer Sicht und ebenfalls im Hinblick darauf, einen effizienten Toner zu verwenden, ein System erwünscht, das keinen Abfalltoner erzeugt.
Beispielsweise beschreiben die japanischen Patentanmeldungsveröffentlichungen Nrn. 133,573/1984, 203,182/1987, 133, 179/1988, 20, 587/1989, 51, 168/1990, 302, 772/1990, 2,287,1993, 2,289/1993, 53,482/1993, 61,383/1993 und dergleichen die herkömmlichen Systeme, die Paralle(parallel mit der Entwicklung)-Reinigungssystem (oder System ohne Reiniger) genannt werden. Allerdings wendet das Parallelreinigungsssystem, wie die Systeme, die in diesen Patentanmeldungen beschrieben sind, ein Umkehrentwicklungsverfahren an, worin die Ladungspolaritäten des Toners und des lichtempfindlichen Elements gleich sind. Es ist daher im Prinzip unmöglich, das Parallelreinigungssystem auf die herkömmlichen Kopierer oder dergleichen anzuwenden, die analog arbeiten und ein reguläres Entwicklungsverfahren durchführen.
Wenn ebenfalls ein Laser oder eine LED-Anordnung als Belichtungsvorrichtung verwendet wird, dann ist es im Prinzip unmöglich, das herkömmliche Parallelreinigungssystem auf das sog. "Zurückscannen" anzuwenden, in dem der Bereich, der den Hintergrund bildet, belichtet wird.
Es ist daher ein solches Parallelreinigungsverfahren erwünscht, das auch auf ein System mit einem regulären Entwicklungsverfahren anwendbar ist, in dem die Polarität der Tonerladung umgekehrt zur Polarität der Ladung des lichtempfindlichen Elements ist.
Es ist daher vornehmlich Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bildherstellungsapparat zur Verfügung zu stellen, mit dem der normale Entwicklungsprozess durchgeführt wird und eine Parallelreinigung ausgeführt werden kann.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Bildherstellungsgerät zur Verfügung zu stellen, mit dem das Abschaben des Bildträgerelements umgangen werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein kompaktes Bildherstellungsgerät zur Verfügung zu stellen.
Erfindungsgemäß wird ein Bildherstellungsgerät, das in Anspruch 1 definiert ist, zur Verfügung gestellt.
Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden jetzt nun unter Berücksichtigung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Teilquerschnittsansicht der Struktur eines lichtempfindlichen Elements;
Fig. 2 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Spannung Va, die an eine Ladungswalze angelegt ist und dem Potential Vd der Ladung des lichtempfindlichen Elements erläutert.
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht der wesentlichen Teile eines elektrophotographischen Geräts.
Fig. 4 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Spannung Vc, die an eine Ladungssteuerwalze angelegt ist und dem Potential Vd des geladenen lichtempfindlichen Elements erläutert.
Fig. 5 ist eine schematische Ansicht der wesentlichen Bereiche eines anderen elektrophotographischen Geräts.
Fig. 6 ist ein Graph, der die Ladungseigenschaft eines lichtempfindlichen Elements zeigt.
Fig. 7 ist ein Graph, der die Ladungseigenschaft eines anderen lichtempfindlichen Elements zeigt.
Fig. 8 ist ein Prozesssequenzdiagramm.
Fig. 9 ist eine schematische Ansicht der wesentlichen Teile eines anderen elektrophotographischen Geräts.
Fig. 10 ist ein Bildmuster zur Bewertung eines Geisterbildes.
Fig. 11 ist eine schematische Ansicht eines Geräts, das für die Bewertung der Eigenschaften der Tonerladung verwendet werden kann.
Fig. 12 ist eine schematische Ansicht von wesentlichen Teilen eines anderen elektrophotographischen Geräts.
Fig. 13 ist eine schematische Ansicht von wesentlichen Bereichen eines anderen elektrophotographischen Geräts.
Fig. 14 ist eine Seitenansicht des in Fig. 13 gezeigten Ladeelements.
Fig. 15 ist eine schematische Ansicht von wesentlichen Bereichen eines anderen elektrophotographischen Geräts.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Am Anfang wird jetzt ein herkömmliches System im Vergleich mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, um den Umkehrentwicklungsprozess zu erläutern, in dem die Polaritäten der Tonerladung und der Ladung des lichtempfindlichen Elements die gleichen sind.
Wenn das Parallelreinigungssystem zusammen mit dem Umkehrentwicklungsprozess angewendet wird, wird ein DC-Strom oder eine Vorspannung, die AC-Komponente umfasst, an eine Entwicklungstrommel als Entwicklerträgerelement während der Entwicklungsdauer oder des Standby-Zeitraums vor oder nach der Entwicklung angelegt, und ihr Potential wird so gesteuert, dass der restliche Toner nach der Übertragung auf dem lichtempfindlichen Element aus den Bereichen gewonnen werden kann, wo der Toner nicht sein sollte, wenn die Bilder entwickelt werden. In diesem Fall sind die wesentlichen Faktoren die Menge des Toners auf dem lichtempfindlichen Element und die Polarität, in die der Toner auf dem lichtempfindlichen Element in jeder Stufe des elektrophotographischen Verfahrens geladen wird. Wenn beispielsweise ein elektrophotographisches Verfahren, bei dem ein lichtempfindliches Element mit negativer Ladungspolarität und ein Toner mit negativer Ladungspolarität verwendet wird, und ein Tonerbild auf das Übertragungsmaterial mit der Übertragungsvorrichtung mit positiver Ladungspolarität übertragen wird, dann ändert sich die Ladungspolarität des restlichen Toners zwischen den positiven und negativen Seiten, was von den Beziehungen zwischen der angelegten Spannung, Eigenschaften des Übertragungsmaterials (unterschiedliche Dicken, Widerstand, dielektrische Konstante oder dergleichen), Bildgröße und dergleichen, abhängig ist.
Wenn allerdings das lichtempfindliche Element, das in eine negative Polarität ladbar ist, durch eine negative Corona-Dusche oder negative Entladung geladen wird, dann wird nicht nur die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gleichmäßig geladen, sondern es wird ebenfalls der verbleibende Toner gleichmäßig in eine negative Polarität geladen, auch wenn die Polarität des verbliebenen Toners auf die positive Seite während der Übertragungsstufe übergegangen ist. Im Ergebnis verbleibt der restliche Toner, der in die negative Polarität geladen wurde, auf den Bereichen der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements, wo sich ein Potential befindet, das den Hellbereichen des Originals entspricht, an die der Toner haften sollte, er verbleibt allerdings nicht auf dem Bereich der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements, wo ein Potential ist, das den dunklen Bereichs des Originals entspricht, an die der Toner nicht haften sollte. Das ist darauf zurückzuführen, dass der Toner auf den Bereichen mit dem Dunkelbereichpotential zur Entwicklertrommel als Tonerträgerelement aufgrund der Entwicklung des elektrischen Feldes gezogen wird.
Wenn ein reguläres Entwicklungsverfahren ohne Modifikation mit einem lichtempfindlichen Element mit negativer Ladungspolarität angewendet wird, wird ein Toner mit positiver Ladungspolarität verwendet. In diesem Fall wird allerdings der restliche Toner, der in die Entwicklungsstation eintritt, insgesamt in die negative Polarität geladen, während das lichtempfindliche Element mit der Corona-Dusche oder -entladung geladen wird. Daher tritt das Phänomen auf, bei dem restliche Toner vom dunklen Bereich entfernt wird, allerdings im weißen Bereich verbleibt, was zu ziemlich nutzlosen Bildern führt. Somit ist anderen Worten festzustellen, dass das Parallelreinigungssystem nur mit dem Umkehrentwicklungsverfahren verträglich ist.
Nach außerordentlich intensiver Forschung und Entwicklungsarbeit haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung ein Parallelreinigungssystem erfunden, das sogar im regulären Entwicklungsprozess angewendet werden kann. Dieses Parallelreinigungsverfahren wird durch Aufnahme einer Ladungssteuerungsstufe in die Tat umgesetzt, worin die Ladung durch Kontakt oder Nichtkontakt mit dem Ladelement als Sekundärladelement gesteuert wird, nach einer Stufe, in der die Primärladevorrichtung verwendet wird. Dieses Parallelreinigungssystem wird nun nachfolgend beschrieben.
Eine praktische Methode für die Ladungssteuerung besteht darin, ein Ladungssteuerelement vorzusehen, das mit einem lichtempfindlichen Element, das auf ein gewünschtes Potential geladen ist, in Kontakt ist oder sich in seiner unmittelbaren Nähe befindet. Als Ladungssteuermittel wird eine Bürste, eine Walze, eine Klinge oder dergleichen verwendet, ihr Widerstand liegt im niedrigen bis mittleren Bereich.
In anderen Worten wird folgendes Phänomen ausgenutzt: Wenn das Ladungssteuerelement vorhanden ist, nachdem das lichtempfindliche Element auf Vd durch das Ladeelement geladen wurde, dann verändert sich das Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Elements aufgrund der elektrischen Entladung, die zwischen dem Ladungssteuerelement und der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements auftritt. Das bedeutet also, dass, während ein notwendiges Potential für die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements aufrechterhalten wird, eine gewünschte Ladungspolarität an den Toner, der auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements verbleibt, gegeben werden kann, indem für Vd und Vc entsprechende Werte gewählt werden.
Nach dem obigen Mechanismus tritt eine elektrische Entladung zwischen dem lichtempfindlichen Element (Oberflächenpotential Vd) und dem Ladungssteuerelement (angelegte Spannung Vc) auf, bis der Potentialunterschied zwischen den beiden Elementen bis zur Löschspannung reduziert ist, wenn ein Mediumwiderstandselement unter Potentialsteuerung als Ladungssteuerelement verwendet wird. Die Tonerladung kann durch das Ladungssteuerelement gesteuert werden, wenn die folgende Formel erfüllt ist, obwohl die Entladungslöschspannung von der Dicke, der dielektrischen Konstante, dem Widerstand und dergleichen, des lichtempfindlichen Elements und auch vom Widerstand, der dielektrischen Konstante und dergleichen, des Ladungssteuerelements abhängig ist:
Vd - Vc > Vth
(Vth: Entladungslöschspannung oder Entladungsanfangsspannung)
Wenn allerdings ein reguläres Entwicklungsverfahren angewendet wird, muss die folgende Formel erfüllt sein, um nur die restliche Tonerpolarität umzukehren, ohne dass die Polarität des Ladungspotentials Vd des lichtempfindlichen Elements durch das Ladungssteuerelement verändert wird. Es sollte hier festgestellt werden, dass die in dieser Ausführung beschriebenen Potentiale relativ zum elektrisch leitenden Basisbereich des lichtempfindlichen Elements sind.
Vd ≥ Vc
Nach der Ladungssteuerung durch das Ladungssteuerelement bleibt in diesem Fall das Potential des lichtempfindlichen Elements bei Vth + Vc relativ zum elektrisch leitenden Basisbereich des lichtempfindlichen Elements durch das Ladungssteuerelement erhalten, was als Dunkelbereichpotential auf dem lichtempfindlichen Element verwendet wird, währenddessen das Potential des restlichen Toners auf dem lichtempfindlichen Element relativ zur Polarität des lichtempfindlichen Elements umgekehrt wird, wodurch es möglich wird, im regulären Entwicklungsverfahren das Parallelreinigungssystem anzuwenden.
Die Einzelheiten des zuvor erwähnten Mechanismusses werden nun mit Hinblick auf die Fig. 2, 3 und 4 beschrieben.
Es wird eine DC-Spannung Va an die Ladewalze 301 als erste Ladevorrichtung mit einem Netzgerät 302 angelegt, wodurch die Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements 305 gleichmäßig geladen (auf ein Potential Vd). Dann wird eine Spannung Vc an eine Ladungssteuerwalze 303 als zweite Ladevorrichtung mit einem Netzgerät 304, das mit der Ladungssteuerwalze 303 verbunden ist, angelegt. Das Verhältnis an diesem Punkt zwischen den Spannungen (Va und Vc), die mit den Netzgeräten 302 und 304 angelegt wurden und den Potentialen, die mit einem Elektrometer 306 und 307 gemessen wurden, wird nun nachfolgend beschrieben.
Als erstes wird das lichtempfindliche Element 305 mit der Ladewalze 301 geladen und das Potential der Ladung wird durch das Elektrometer 306 gemessen. Fig. 2 zeigt die Eigenschaften dieser Ladung. Nachdem die angelegte Spannung Va in die Ladungsanfangsspannung Vth übergegangen ist, wird das Verhältnis zwischen der angelegten Spannung Va und dem Potential Vd linear, was durch die folgende Formel ausgedrückt ist:
Vd = Va - Vth
Wenn eine DC-Spannung Va1 an die Ladewalze 301 angelegt wird, wird das Potential des lichtempfindlichen Elements 305, das am Ort des Elektrometers 306 gemessen wird, Vd1.
Fig. 4 zeigt das Potential Vd des lichtempfindlichen Elements 305, das mit einem Elektrometer 307 nachgewiesen wird, währenddessen die Spannung Vc, die durch ein Ladungssteuerelement 303, das in einem System mit den obigen Ladungseigenschaften integriert ist, angelegt wird, geändert wird; eine alphanumerische Referenz Va1 bedeutet die Spannung, die an der Ladewalze 301 angelegt ist. Der absolute Wert für das Potential Vd des lichtempfindlichen Elements 305, das mit dem Elektrometer 307 nachgewiesen wird, fällt, wenn die Spannung Vc auf die linke Seite des Punkts (Va1 - Vth) fällt; er ändert sich nicht zwischen dem Punkt (Va1 - Vth) und dem Punkt (Va1 + Vth) und er erhöht sich des weiteren auf der rechten Seite des Punkts (Va1 + Vth). Wenn in anderen Worten nur eine Spannungsdifferenz von nicht weniger als Vth zwischen dem Potential Va1, das durch die Ladewalze 301 gegeben wird, und der Spannung Vc, die an die Ladungssteuerwalze 303 angelegt ist, existiert, dann tritt eine Entladung zwischen dem lichtempfindlichen Element und der Ladungssteuerwalze 303 auf, was das Potential des lichtempfindlichen Elements 305 ändert.
In Fig. 4 ist ersichtlich, dass im Bereich auf der linken Seite des Punkts (Va1 - Vth) der absolute Wert von Vd durch die Ladungssteuerwalze 303 vermindert ist. Es ist mit anderen Worten vorstellbar, dass das lichtempfindliche Element 305 einer Entladung unterworfen wird, dessen Polarität der Polarität der Spannung, die an das Ladeelement, mit der Ladungssteuerwalze 303 angelegt wurde, entgegengesetzt ist, und dieses Phänomen steuert die Polarität des restlichen Toners auf dem lichtempfindlichen Element; die Entladung mit positiver Polarität steuert den restlichen Toner auf dem lichtempfindlichen Element, so dass die Ladungspolarität des restlichen Toners entgegengesetzt zur Ladungspolarität des lichtempfindlichen Elements 305 wird. Wenn Vc < Va1 - Vth ist, dann wird das Potential des lichtempfindlichen Elements 305 (Vc + Vth), nachdem das lichtempfindliche Element 305 unter die Kontrolle der Ladungssteuerwalze 303 gesetzt worden ist. Es sollte hier festgestellt werden, dass die dielektrischen Konstanten und die Widerstände der Ladewalzen 301 und 303 in dieser Ausführungsform auf den gleichen Wert gebracht werden.
Bei dem oben beschriebenen Verfahren werden die Ladungspolaritäten des lichtempfindlichen Elements und des restlichen Toners darauf mit zwei oder mehr Elementen gesteuert. Deswegen muss die Anzahl der Netzgeräte mit der Anzahl der Steuereinheiten übereinstimmen. Wegen der Gegenwart der Ladungsanfangsspannung Vth kann allerdings die Ladungspolarität des Toners, der nach der Übertragungsstufe verbleibt, durch einfaches Erden des Ladungssteuerungselements (Vc = 0) gesteuert werden, was ein wesentliches Merkmal dieses Systems ist. Das bedeutet mit anderen Worten, dass nur ein einziges Netzgerät notwendig ist, obwohl zwei oder mehr Elemente verwendet werden. Im Ergebnis spart dieses System Kosten ein. Wenn beispielsweise Vth -550 V ist, wird das lichtempfindliche Element anfangs auf ein Potential von -700 V geladen, und dann wird dieses Potential von -700 V auf -550 V durch die geerdete Ladungssteuerwalze 303 eingestellt.
Als anderes Beispiel für eine spezifische Vorrichtung kann eine Corona-Entladungsvorrichtung als erste Ladevorrichtung verwendet werden, allerdings, im Hinblick darauf, dass die Corona-Entladungsvorrichtung Ozon erzeugt und deswegen ein Ozonfilter notwendig ist, kann gesagt werden, dass die vorher genannte Vorrichtung, in der die Ladevorrichtung als erste Ladevorrichtung in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element gebracht wird, eine bevorzugte Vorrichtung ist. Des weiteren kann die Ladewalze 303 durch ein Ladeelement ersetzt werden, das gleich benachbart zum lichtempfindlichen Element, allerdings ohne Kontakt, vorgesehen ist. In diesem Fall sollte die Lücke zwischen dem Ladeelement und dem lichtempfindlichen Element bevorzugt nicht größer als 500 um sein.
Es gibt keine spezielle Einschränkung im Hinblick auf die Art des Entwicklungsverfahrens, mit dem die vorliegende Erfindung durchgeführt werden kann, allerdings werden solche Verfahren bevorzugt angewendet, in denen der Entwickler auf einer Entwicklertrommel als Entwicklerträgerelement in Kontakt mit der Oberfläche mit dem lichtempfindlichen Element ist. Wenn ein Magnetbürstenentwicklungsverfahren angewendet wird, wird zusammen mit dem Zweikomponentenentwickler Ferrit, Magnetit, Eisenpulver oder dergleichen als Träger verwendet; sie können mit einem Acrylharz, Siliconharz, einem fluorierten Harz oder dergleichen beschichtet sein. In diesem Fall wird die Potentialdifferenz zwischen dem lichtempfindlichen Element und der Entwicklungstrommel durch Anlegen eines DC-Stroms oder einer Vorspannung, die eine AC-Komponente umfasst, an die Entwicklungstrommel in der Weise gesteuert, dass während der Entwicklung oder während des Prozesses der Vor- oder Nachentwicklung der Toner nicht von der Entwicklungstrommel auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements, an der der Toner nicht haften muss, übertragen wird, vielmehr wird der restliche Toner von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements durch die Entwicklungstrommel gewonnen.
Die wesentlichen Faktoren in diesem Verfahren sind die Polarität und der Anteil der Tonerladung auf dem lichtempfindlichen Element, in jeder Stufe des elektrophotographischen Verfahrens. Wenn beispielsweise ein Bild, das mit einer Übertragungsvorrichtung mit negativer Polarität visualisiert ist, auf das Übertragungsmaterial aufgetragen wird, ändert sich in der Übertragungsstufe des elektrophotographischen Prozesses, bei dem ein lichtempfindliches Element mit negativer Ladungspolarität und ein Toner mit negativer Ladungspolarität und ein Toner mit positiver Ladungspolarität angewendet werden, die Polarität des verbliebenen Toners von positiv auf negativ, was von den Verhältnissen zwischen der angelegten Spannung, der Eigenschaften des Übertragungsmaterials (Dicke, Widerstand, dielektrische Konstante und dergleichen) abhängt.
Wenn allerdings das lichtempfindliche Element mit negativer Ladungspolarität mit der ersten Ladevortichtung geladen wird, werden nicht nur die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements, sondern auch der restliche Toner, dessen Polarität positiv nach der Übertragungsstufe geblieben sein könnte, gleichmäßig auf eine negative Polarität durch eine Corona- Dusche oder -entladung mit negativer Polarität geladen. Das Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Elements wird mit dem Ladungssteuerelement als zweite Ladevorrichtung in der Weise gesteuert, dass das Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Elements auf ein gewünschtes negatives Potential eingestellt wird oder darauf gehalten wird, obwohl die Polarität dieses restlichen Toners, der gleichmäßig auf eine negative Polarität geladen wurde, auf die positive Seite änderte. Das gewünschte negative Potential für das lichtempfindliche Element entspricht in diesem Fall einem Grad, bei dem der restliche Toner nach der Übertragung auf den Bereich mit einem Potentialgehalt, der den Dunkelbereichen eines Originals entspricht, auf die positive Seite geladen wird und dort verbleibt, wo der Toner anhaften sollte, allerdings wird der restliche Toner nach der Übertragung auf dem Bereich, der den Hellbereichen des Originals entspricht, wo der Toner nicht halten sollte, auf das Tonerträgerelement gezogen, was auf ein sich entwickelndes elektrisches Feld zurückzuführen ist, so dass er nicht darauf verbleibt.
Die vorliegende Erfindung ist ebenfalls auf einen Einkomponentenentwickler, magnetisch oder nicht-magnetisch, anwendbar. In diesem Fall wird der Toner auf eine Metalltrommel, eine beschichtete Trommel, eine elastische Walze oder dergleichen aufgetragen und gleich in Nachbarschaft zur Oberfläche des lichtempfindlichen Elements, mit einer mikroskopischen Lücke gegeben oder in Kontakt mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gebracht. Ein DC-Strom oder eine AC-Spannung wird an das Entwicklerträgerelement angelegt. In diesem Fall ist es wesentlich, das eine Kraft erzeugt wird, um den Toner von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements, aus dem Bereich, an dem der Toner nicht haften sollte, sei er magnetisch oder nicht, zu bringen.
Des weiteren ist die vorliegende Erfindung auf eine andere Art von Entwicklungsverfahren anzuwenden, bei der ein Einkomponentenentwickler (Toner), der auf der Oberfläche einer elastischen Walze oder dergleichen aufgetragen ist, in Kontakt mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gebracht wird. In diesem Fall wird die Parallelreinigung durch ein elektrisches Feld durchgeführt, das zwischen dem lichtempfindlichen Element und der elastischen Walze, die in Kontakt mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements ist, wobei der Toner dazwischen liegt, aufrechterhalten wird; es ist daher notwendig, ein gewisses Potential auf oder gleich unterhalb, der Oberfläche der elastischen Walze aufrechtzuerhalten, damit ein elektrisches Feld in der engen Lücke zwischen den Oberflächen des lichtempfindlichen Elements und der elastischen Walze als Tonerträgerelement erzeugt wird. Dieses wird dadurch erreicht, indem der elastische Kautschuk der elastischen Walze so eingestellt wird, dass sein Widerstand in den Sofortwiderstandsbereich fällt, um den Stromfluss zwischen dem lichtempfindlichen Element und der elastischen Walze zu erschweren oder indem eine dünne Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material auf die Oberfläche einer elektrisch leitenden Walze aufgebracht wird. Des weiteren kann die elektrisch leitende Walze mit einer elektrisch leitenden Harztrommel bedeckt sein. Die Oberfläche der elektrisch leitenden Walze, die dem lichtempfindlichen Element gegenübersteht, ist mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtet, oder sie kann mit einer elektrisch isolierenden Trommel bedeckt sein, und die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements, die von dem lichtempfindlichen Element weg zeigt, ist mit einer elektrisch leitenden Schicht versehen.
Wenn ein Kontaktentwicklungsverfahren mit einem Einkomponentenentwickler verwendet wird, bewegen sich die Walzenoberfläche, auf der der Toner getragen wird, und die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements in die gleiche oder in die entgegengesetzte Richtung. Wenn sie sich in die gleiche Richtung bewegen, beträgt das Verhältnis der Geschwindigkeiten der Walzenoberfläche und der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements bevorzugt nicht weniger als 100%. Wenn es unterhalb von 100% liegt, wird die Bildqualität schlechter. Je höher das zuvor erwähnte Oberflächengeschwindigkeitsverhältnis ist, um so größer ist die Menge des zur Entwicklungsstation zugeführten Toners, was die Häufigkeit erhöht, bei der der Toner anhaftet oder vom latenten Bild entfernt wird. In andern Worten gesagt, die Häufigkeit, bei der der Toner abgeschabt wird, von den Stellen, wo er nicht haften sollte, und wo er dann haftet, wo er haften sollte, ist damit erhöht, so dass ein Bild hergestellt wird, dass dem latenten Bild entspricht.
Hinsichtlich des Parallelreinigens können die folgenden Effekte erwartet werden: Der restliche Toner nach der Übertragung, der an dem lichtempfindlichen Element haftet, wird mechanisch vom lichtempfindlichen Element zwischen dem lichtempfindlichen Element und der Entwicklungswalze entfernt, und dann wird der entfernte restliche Toner durch das elektrische Feld wiedergewonnen. Je höher das Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis ist, umso günstiger wird es, den restlichen Toner wiedergewinnen zu können.
Als nächstes werden die Strukturen, Materialien und Herstellungsverfahren des Ladungselements als erste Ladevorrichtung und des Ladungssteuerelements als zweite Ladevorrichtung mit Bezug auf die Beispiele beschrieben.
Wenn die Ladungselemente in Form einer Walze oder einer Klinge vorliegen, dann sind sie aus einem Metallmaterial, wie Eisen, Kupfer, rostfreier Stahl oder dergleichen oder aus einem Harz oder einem ähnlichen Material, worin Kohlenstoff, Metall, Metalloxid oder dergleichen dispergiert ist, gebildet. Sie können in Form eines Stabs oder einer Platte vorliegen.
Die Struktur der elastischen Walze kann folgendes umfassen: einen elektrisch leitenden Basisbereich und eine elastische Schicht, eine elektrisch leitfähige Schicht und eine Widerstandsschicht, die auf den Basisbereich laminiert sind. Als Materialien für die elastische Schicht der Walze können folgende verwendet werden: Kautschuk oder Schwammaterialien, wie Chloroprenkautschuk, Isoprenkautschuk, EPDM-Kautschuk, Polyurethankautschuk, Epoxidkautschuk und Butylkautschuk und thermoplastische Elastomere, wie thermoplastisches Styrol/Butadien-Elastomer, thermoplastisches Polyurethanelastomer, thermoplastisches Polyesterelastomer, thermoplastisches Ethylen/Vinylacetat-Elastomer und dergleichen. Für die elektrisch leitende Schicht können Materialien mit einem Volumenwiderstand von nicht mehr als 10&sup7; Q·cm, bevorzugt nicht mehr als 10&sup6; Q·cm verwendet werden; zum Beispiel ein Dünnfilm aus einem abgeschiedenen Metall, ein Harz, worin elektrisch leitende Teilchen dispergiert sind, ein elektrisch leitendes Harz oder dergleichen. Als Dünnfilm aus dem abgeschiedenen Metall können insbesondere abgeschiedene Filme aus Aluminium, Indium, Nickel, Kupfer, Eisen oder dergleichen genannt werden, und als Harz, in dem ein elektrisch leitendes Material dispergiert ist, können Urethan, Polyester, Vinylacetat/Vinylchlorid- Copolymer und Polymethylmethacrylat, worin elektrische leitende Teilchen aus Kohlenstoff, Aluminium, Nickel, Titanoxid oder dergleichen dispergiert sind, genannt werden.
Als elektrisch leitendes Harz ist es möglich, Polymethylmethacrylat, das ein Ammoniumsalz der vierten Klasse enthält, Polyvinylanilin, Polyvinylpyrrol, Polydiacetylen, Polyethylenimin und dergleichen zu nennen. Die Widerstandsschicht ist eine Schicht mit einem Volumenwiderstand von 10&sup6;-10¹² Q·cm und es kann ein Halbleiterharz, ein elektrisch isolierendes Harz, worin elektrisch leitende Teilchen oder dergleichen dispergiert sind, verwendet werden. Als Halbleiterharz können Ethylcellulose, Nitrocellulose, Methoxylmethylnylon, Ethoxylmethylnylon, Copolymernylon, Polyvinylhydrin, Casein und dergleichen verwendet werden. Als Harze, in denen die elektrisch leitenden Teilchen dispergiert sind, können elektrisch isolierende Harze, wie Urethan, Polyester, Vinylether/Vinylchlorid- Copolymer oder Polymethylmethacrylat, worin Teilchen aus elektrisch leitenden Material, wie Kohlenstoff, Aluminium, Indiumoxid, Titanoxid, oder dergleichen, dispergiert sind, erwähnt werden.
Wenn eine Bürste als Ladungssteuerelement verwendet wird, wird ein elektrisch leitendes Material in einer herkömmlichen Bürstenphase dispergiert, um den Widerstand einzustellen. In diesem Fall können allgemein bekannte Fasern verwendet werden, beispielsweise eine Nylonfaser, Acrylfaser, Rayonfaser, Polycarbonatfaser und Polyesterfaser.
Als elektrisch leitendes Material können allgemein bekannte elektrisch leitende Materialien verwendet werden, beispielsweise ein Metall, wie Kupfer, Nickel, Eisen, Aluminium, Gold und Silber; Metalloxide, wie Eisen(II)-oxid, Zinkoxid, Zinnoxid, Antimonoxid und Titanoxid und ein elektrisch leitendes Pulver, wie Ruß. Die Teilchen dieser elektrisch leitenden Materialien können nach Bedarf einer Oberflächenbehandlung unterworfen werden, um sie hydrophob zumachen oder ihren elektrischen Widerstand einzustellen. Bei der Auswahl des elektrisch leitendes Materials sollte das Dispersionsvermögen im Fasermaterial und die Produktivität beachtet werden. Im Hinblick auf die Eigenschaften der Bürste ist es bevorzugt, dass die Dicke der Faser 1-20 Denier (Faserdurchmesser: 10-500 um), die Faserlänge 1-15 mm; und die Faserdichte 10.000- 300.000 Stränge pro Square Inch (1,5 · 10&sup7;/m²-4,5 · 10&sup8;/m²) betragen.
Nach einer wünschenswerten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements mit Formablösungseigenschaften ausgestattet. Die Menge des restlichen Toners nach der Übertragung kann daher im großen Ausmaß reduziert werden, womit es möglich wird, ein System zu schaffen, in dem das Entwicklungsverfahren kaum noch an den Auswirkungen des hellblockierenden Resttoners leidet.
Die vorliegende Erfindung lässt dann sich dann effektiv anwenden, wenn die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements hauptsächlich aus einem hochpolymeren Bindemittel zusammengesetzt ist, zum Beispiel wenn das Harzmaterial hauptsächlich zur Bildung eines Schutzfilms auf einem lichtempfindlichen Element, das aus einem anorganischen Material, wie Selen oder amorphes Silicium gebildet ist, verwendet wird; wenn ein organisches lichtempfindliches Element mit aufgeteilten Funktionen mit einer Oberflächenschicht, wie einer Ladungsübertragungsschicht, die aus einem Ladungsübertragungsmaterial und einem Harz zusammengesetzt ist, ausgestattet ist oder wenn die zuvor genannte Schutzschicht auf der Oberfläche des organischen lichtempfindlichen Elements mit den verschiedenen Funktionen ausgebildet ist. Um den oben beschriebenen Oberflächenschichten Formablösungseigenschaften zu verleihen, gibt es die folgenden Methoden:
(1) eine Methode, bei dem der Film nur mit einem Harz mit niedriger Oberflächenenergie gebildet wird,
(2) eine Methode, bei der Additive hinzugegeben werden, um Wasserabstoßungseigenschaften und lipophile Eigenschaften zu verleihen und
(3) eine Methode, bei der Material mit einem hohen Grad an Formablösungseigenschaften in Form eines Pulvers dispergiert wird.
Beispielsweise werden im Fall (1) fluorenthaltende Reste, siliciumenthaltende Reste oder dergleichen in die Harzstruktur eingegeben. Im Fall (2) wird ein oberflächenaktives Mittel oder dergleichen als Additiv verwendet. Im Fall (3) ist ein Pulver aus einer fluorierten Verbindung, wie Polytetrafluorethylen, Polyfluorvinyliden und Fluorwasserstoff geeignet. Darunter ist Polytetrafluorethylen insbesondere bevorzugt. Es ist in der vorliegenden Erfindung bevorzugt, das Formablösungspulver aus dem fluorierten Harz (3) zu verwenden.
Ein lichtempfindliches Element mit einer Oberflächenschicht, die diese Pulver enthält, kann hergestellt werden, indem die äußerste Schicht mit dem Bindemittelharz gebildet wird, worin diese Pulver dispergiert sind. Bei einem organischen lichtempfindlichen Element, das hauptsächlich aus einem Harzmaterial zusammengesetzt ist, ist es nicht notwendig, eine getrennte Oberflächenschicht auszubilden, all das ist notwendig, um das Pulver im Umfangsbereich des organischen lichtempfindlichen Elements zu dispergieren.
Im Hinblick auf die Menge des in die Oberflächenschicht einzugebenden Pulvers ist es bevorzugt, dass sie innerhalb eines Bereichs von 1-60 Gew-%, insbesondere 2-50 Gew-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Oberflächenschicht, liegt. Wenn die Menge des Additivs nicht mehr als 1 Gew-% beträgt, kann der restliche Toner nicht ausreichend entfernt werden. Das heißt mit anderen Worten, dass das Abreinigungsvermögen für den restlichen Toner nicht ausreicht, was dazu führt, dass Geisterbilder nicht effektiv ausgeschaltet werden können. Wenn die Menge des Additivs 60 Gew-% überschreitet, dann ist die Filmfestigkeit herabgesetzt, und so ist ebenfalls die Menge Licht, die in das lichtempfindliche Element eindringen soll, außerordentlich herabgesetzt, was nicht wünschenswert ist. Im Hinblick auf den Teilchendurchmesser des Pulvers ist es bevorzugt, dass er nicht mehr als 1 um, insbesondere nicht mehr als 0,5 um in Bezug auf die Bildqualität beträgt. Wenn der Teilchendurchmesser nicht weniger als 1 um beträgt, dann streut sich das Licht, das in das lichtempfindliche Element eintritt, was zu einer Verschlechterung der Kantenschärfe führt. Deswegen ist ein Teilchendurchmesser von weniger als 1 um für die praktische Anwendung nicht geeignet.
Als nächstes wird nun mit Bezug auf Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen lichtempfindlichen Elements 305 beschrieben.
Die leitfähige Basis 305a liegt in Form eines Zylinders oder eines Films vor, der aus einem Metall, wie Aluminium oder rostfreier Stahl, Kunststoff oder Papier besteht. Wenn Kunststoff oder Papier verwendet wird, dann ist die nach außen gerichtete Oberfläche mit einer elektrisch leitenden Schicht 305b aus einer Aluminiumlegierung, Indium-Zinnoxid-Legierung oder dergleichen bedeckt, oder es wird ein Kunststoff mit einem elektrisch leitenden Polymer verwendet. Wenn Papier oder Kunststoff verwendet wird, dann kann dieser bzw. dieses mit elektrisch leitenden Teilchen imprägniert sein.
Auf der elektrisch leitenden Basis 305a kann eine Unterschicht 305c ausgelegt sein, um die Haftung oder Beschichtungseigenschaften einer lichtempfindlichen Schicht zu verbessern, die Basis 305a zu schützen, die Unregelmäßigkeiten der Basis 305a abzudecken, die Ladungsinjektion von der Basis 305a zu erleichtern, die lichtempfindliche Schicht vor elektrischen Schädigungen zu schützen, etc. Die Unterschicht 305c ist aus Polyvinylalkohol, Poly-N-vinylimidazol, Polyethylenoxid, Ethylcellulose, Methylcellulose, Nitrocellulose, Ethylen, Acrylcopolymer, Polyvinylbutyral, Phenolharz, Casein, Polyamid, Copolymernylon, tierischem Kleber, Gelatine, Polyurethan, Aluminiumoxid oder dergleichen zusammengesetzt. Ihre Filmdicke liegt im allgemeinen in einem Bereich von 0,1 bis 10,0 um, bevorzugt 0,1-3,0 um.
Die Ladungserzeugungsschicht 305d wird gebildet, indem ein geeignetes Bindungsmittel aufgetragen wird, worin ein Ladungserzeugungsmaterial dispergiert ist und dieses abgeschieden wird oder dergleichen. In diesem Fall ist das Ladungserzeugungsmaterial ein Azopigment, ein Phthalocyaninpigment, ein Inidigoidpigment, ein Perylenpigment, ein polycyclisches Chinonpigment, SUKUWARILIUM-Farbstoff, Pyryliumsalze, Thio-pyryliumsalze, ein Triphenylmethanfarbstoff, Selen, nicht-kristallines Silicium oder dergleichen. Das Bindemittel kann aus einem großen Bereich von Bindemittelharzen gewählt sein: Polycarbonatharz, Polyesterharz, Polyvinylbutyralharz, Polystyrolharz, Acrylharz, Methacrylharz, Phenolharz, Siliciumharz, Epoxidharz, Polyvinylacetatharz oder dergleichen.
Die Menge des Bindemittels in der Ladungserzeugungsschicht 305d sollte nicht mehr als 80 Gew-%, bevorzugt 0-40 Gew-% betragen. Die Dicke der Ladungserzeugungsschicht 305d sollte nicht mehr als 5,00 um, bevorzugt 0,05-2,00 um betragen.
Die Funktion der Ladungserzeugungsschicht 305e besteht darin, die Ladungsträger von der Ladungserzeugungsschicht 305d zu empfangen und diese zu übertragen. Diese Ladungsübertragungsschicht 305e wird gebildet, indem ein Ladungsübertragungsmaterial zusammen mit einem Bindemittelharz, falls notwendig, in einem Lösungsmittel gelöst wird und die Lösung aufgetragen wird. Ihre Dicke liegt im allgemeinen im einem Bereich von 5- 40 um. Als Ladungsübertragungsmaterial können genannt werden: polycyclische aromatische Verbindungen, die Biphenylen, Anthracen, Pyren, Phenanthracen und dergleichen, hauptsächlich oder in der Seitenkette, enthalten; cyclische Verbindungen, wie Indol, Carbazol, Oxadiazol, Pyrazolin und dergleichen und ebenfalls eine Hydrazonverbindung, Styrylverbindung, Selen, Selen-Tellur, nicht-kristallines Silicium, Cadmiumsulfid und dergleichen.
Als Bindemittelharze, in denen diese Ladungsübertragungsmaterialien dispergiert sind, können genannt werden: Harze, wie Polycarbonatharz, Polyesterharz, Polymethacrylat, Polystyrolharz, Acrylharz, Polyamidharz und lichtleitende organische Polymere, wie Poly-N-vinylcarbazol oder Polyvinylanthracen.
Die Polarität des lichtempfindlichen Elements kann entweder positiv oder negativ sein. Wenn das lichtempfindliche Element ein Laminatelement, das auf eine positive Polarität ladbar ist, ist, dann werden die Schichten in der Reihenfolge Ladungserzeugungsschicht und Ladungsübertragungsschicht, die aus einer Elektronenträgerverbindung zusammengesetzt ist, angeordnet; oder die Schichten können in der Reihenfolge Ladungsübertragungsschicht, die aus einer Lochträgerverbindung zusammengesetzt ist, und Ladungserzeugungsschicht angeordnet sein. Die gleichen Schichtstrukturen sind ebenfalls auf ein lichtempfindliches Element, das auf eine negative Ladungspolarität ladbar ist, anwendbar.
Des weiteren kann eine Schutzharzschicht als Oberflächenschicht ausgebildet sein. Als Schutzharzschicht können Polyester, Polycarbonat, ein Acrylharz, Epoxidharz, Phenolharz und dergleichen verwendet werden. Diese Harze werden allein, in Kombination mit einem Härter oder in Kombination aus zwei oder mehr und ihren Härtern verwendet werden.
Des weiteren können feine Teilchen aus einem elektrisch leitenden Material in dem Harz für die Schutzschicht dispergiert sein.
Beispiele für diese elektrisch leitenden Materialien sind Metalle, Metalloxide, und dergleichen. Insbesondere sind folgende Mikroteilchen bevorzugt: Zinkoxid, Titanoxid, Zinnoxid, Antimonoxid, Indiumoxid, Wismutoxid, Titanoxid, das mit Zinn beschichtet ist, Indiumoxid, das mit Zinn beschichtet ist, Zinnoxid, das mit Antimon beschichtet ist, Zirconiumoxid, und dergleichen. Diese Materialien können allein oder in einem Gemisch aus zwei oder mehreren verwendet werden. Wenn also die Teilchen in der Schutzschicht dispergiert sind, dann sollte der Teilchendurchmesser kleiner als die Wellenlänge des einfallenden Lichts sein, damit verhindert wird, dass das einfallende Licht durch die dispergierten Teilchen gestreut wird. Daher sollte der Durchmesser der in der Schutzschicht dispergierten Teilchen erfindungsgemäß nicht mehr als 0,5 um betragen. Die Menge der Teilchen in der Schutzschicht sollte bevorzugt in einem Bereich von 2-90 Gew-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schutzschicht, insbesondere in einem Bereich von 5-80 Gew-% liegen. Die Dicke der Schutzschicht sollte bevorzugt 0,1-10,0 um, insbesondere 1,0-7,0 um betragen.
Die Oberflächenschicht kann gebildet werden, indem eine Lösung, in der das Herz dispergiert ist, aufgetragen wird, wobei eine Sprühbeschichtung, Strahlbeschichtung oder eine Tauchbeschichtung angewendet werden kann. Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass ein Mikropulver auf der Oberfläche der Tonerteilchen vorhanden ist.
Als Mikropulver kann folgendes verwendet werden: kolloidales Siliciumoxid, Titanoxid, Eisen(II)-oxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Calciumtitanat, Bariumtitanat, Strontiumtitanat, Magnesiumtitanat, Ceroxid, Zirkoniumoxid und dergleichen. Diese Materialien können allein oder in einem Gemisch aus zwei oder mehreren verwendet werden.
Als Bindemittel für den Toner können erfindungsgemäß eine Vielzahl bereits gut bekannter Tonerbindemittelharze, allein oder in Kombination aus zwei oder mehreren, verwendet werden, wie beispielsweise ein Styrolharz, Polyesterharz, Acrylharz, Phenolharz, Epoxidharz und dergleichen.
Als Farbmittel können bereits gut bekannte anorganische oder organische Farbstoffe oder anorganische oder organische Pigmente verwendet werden: beispielsweise Ruß, Anilinschwarz, Acetylenschwarz, Naphtolgelb, Hanzagelb, Rhodaminfarbstoff, Alizarinfarbstoff, rotes Eisenoxid, Phthalocyaninblau, Indanthrenblau und dergleichen. Normalerweise werden 0,5-20 Teile des Farbmittels auf 100 Teile Bindemittel verwendet.
Des weiteren können zur Ladungssteuerung ein Nigrosinfarbstoff, ein Ammoniumsalz der vierten Klasse, Komplexmetallsalicylate, Metallsalze, Acetylaceton oder dergleichen verwendet werden.
Der Toner, der in dem erfindungsgemäßen Gerät verwendet wird, kann nach herkömmlichen Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise werden ein Bindemittelharz, ein Wachs, ein Metallsalz oder ein Komplexmetallsalz, ein Pigment als Farbmittel, ein Farbstoff, ein magnetisches Material, ein Ladungssteuerungsmittel nach Bedarf und andere Additive sorgfältig mit einem Mischer, wie ein Henschel-Mischer oder eine Kugelmühle, vermischt. Die Mischung wird mit einer Heißknetmaschine, wie eine Heizwalze, ein Kneter oder Extruder, geschmolzen und verknetet. Dann werden in dieser geschmolzenen Mischung die Metallverbindungen, das Pigment, der Farbstoff, das magnetische Material dispergiert oder gelöst. Nach dem Abkühlen wird die verfestigte Mischung pulverisiert und klassiert, um den gewünschten Toner zu erhalten.
Die Tonerpolarität kann entweder positiv oder negativ sein. Der Toner kann ebenfalls aus einer einzigen oder zwei Komponenten zusammengesetzt sein, und er kann entweder magnetisch oder nicht-magnetisch sein. Es ist allerdings wesentlich, dass die Polarität des Toners so gewählt ist, dass er umgekehrt zur Ladungspolarität des lichtempfindlichen Elements werden kann.
Nachfolgend werden nun mit Bezug auf die Zeichnungen die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Beispiel 1: Herstellungsverfahren für das lichtempfindliche Element

Für die Basis 305a des lichtempfindlichen Elements 305 wird ein Aluminiumzylinder verwendet, dessen Durchmesser φ 30 mm und Länge 254 mm betrug. Auf diese Basis 305a wurden die Strukturschichten 305b-305e, wie in Fig. 1 gezeigt ist, nacheinander durch Tauchbeschichtung zur Herstellung des lichtempfindlichen Elements 305 aufgetragen.
(1) Elektrisch leitende Deckschicht: Hauptsächlich Phenolharz, in dem Zinnoxid- oder Titanoxidpulver dispergiert ist; Dicke: 15 um
(2) Untere Deckschicht: 305c: hauptsächlich denaturiertes Nylon und Copolymernylon; Dicke: 0,6 um.
(3) Ladungserzeugungsschicht 305d: hauptsächlich Butylralharz, in dem Titanylphthalocyaninpigment, das lange Wellen absorbieren kann, dispergiert ist; Dicke: 0,6 um.
(4) Ladungsübertragungsschicht 305e: hauptsächlich Polycarbonatharz (Molekulargewicht, gemessen nach der Oswald- Viskositätsmethode: 20.000), worin eine, Triphenylverbindung bei einem Gewichtsverhältnis von 8 : 1 gelöst ist, und ebenfalls Tetrafluorethylenpulver (Teilchendurchmesser: 0,2 um) zu 10 Gew-%, bezogen auf die Gesamtfeststoffmenge, dispergiert ist; Dicke: 25 um und Kontaktwinkel, bezogen auf Wasser: 95º.
Der Kontaktwinkel wurde mit reinem Wasser gemessen. Als Messapparatur wurde ein Kontaktwinkelmesser CA-DS, ein Produkt von Kyoowa Surface Science Inc., verwendet.

Beispiel 2: Herstellungsverfahren des lichtempfindlichen Elements

Das lichtempfindliche Element wurde nach der gleichen Methode wie in Ausführungsform 2 hergestellt, mit der Ausnahme, dass kein Tetrafluorethylen hinzugegeben wurde. Der Kontaktwinkel, bezogen auf Wasser, betrug 74º.

Beispiel für die Entwicklerherstellung

Styrol/Acryl-Harz 79 Gew.-%
Styrol/Butadien-Harz 10 Gew.-%
Nigrosinfarbstoff 2 Gew.-%
Ruß 5 Gew.-%
Polyolefin 4 Gew.-%
Nachdem die obigen Bestandteile vermischt worden waren, wurde die erhaltene Mischung mit einem Biaxialknetextruder verknetet. Die erhaltene geknetete Mischung wurde abgekühlt, mit einer pneumatischen Pulverisiermühle pulverisiert und dann mit einem Vielklassenklassiergerät klassiert, um eine Tonerverbindung mit eingestellter Korngrößenverteilung zu erhalten. Dann wurden Mikroteilchen aus kationischem hydrophoben Siliciumoxid (BET 200 m²/g) zum Toner zu 1,5 Gew-% gegeben, um den Toner in seiner endgültigen Form herzustellen, der einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 8,2 um aufwies.

Ausführungsform 1

Ein Laserstrahldrucker (Canon LBP-860) wurde als elektrophotographisches Gerät bereitgestellt. Seine Prozessgeschwindigkeit betrug 47 mm/s.
Das Ladeelemente der Prozesskassette von LBP-860 bestand aus einer Walze. Die Kautschukreinigungsklinge dieser Prozesskassette wurde entfernt, und es wurde an der Stelle, von der die Klinge entfernt wurde, eine Walze eingesetzt. Die Walze, die in dem Gerät gewesen war, wurde als Ladungssteuerwalze als zweite Ladevorrichtung verwendet, und die neu angebrachte Walze wurde als Ladewalze als erste Ladungsvorrichtung verwendet.
In Fig. 5 wurde nun eine optische Faser 509 an einem vorbestimmten Ort zwischen dem Übertragungselement 506 und dem Ladeelement 511 angeordnet, um das lichtempfindliche Element 513 zu belichten, bevor das lichtempfindliche Element geladen wurde, und um das lichtempfindliche Element 513 auf den Gebieten, die dem Nichtbildbereich des Originals entsprechen, zu belichten, nachdem die Potentiale des Toners und des lichtempfindlichen Elements 513 gesteuert worden waren.
Als nächstes wurde die Entwicklungsstation der Prozesskassette modifiziert; die Trommel aus rostfreiem Stahl, die das Tonerabgabeelement darstellte, wurde durch eine Urethanschaumkautschukwalze (Durchmesser: 18 mm) mit einem mittleren elektrischen Widerstand als Tonerträgerelement 505 ersetzt, und dieses Tonerträgerelement 505 wurde in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element 513 gesetzt. Die Drehrichtungen des Tonerträgerelements 505 und des lichtempfindlichen Elements 513 waren die gleichen am Kontaktpunkt, und das Tonerträgerelement 505 wurde bei einer Drehgeschwindigkeit in Gang gesetzt, die 150% der Drehgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements 513 betrug.
Als Vorrichtung für die Beschichtung des Toners auf dem Tonerträgerelement 505 wurde eine Beschichtungswalze 504 in der Entwicklungsstation 502 in Kontakt mit dem Tonerträgerelement 505 gebracht. Um weiterhin die Tonerschicht, die auf dem Tonerträgerelement 505 beschichtet war, zu regulieren, wurde ein Messer aus rostfreiem Stahl mit einer Harzmaterialbeschichtung montiert.
In Fig. 5 bedeutet dann das Bezugszeichen 501 eine Bildbelichtungseinheit auf Laserstrahlbasis; 502, eine Entwicklungsvorrichtung; 504, eine Tonerzuführungswalze; 506, eine Übertragungswalze und 507 bedeutet ein Übertragungsnetzgerät.
Eine Spannung Va vom Netzgerät 512 wurde an das lichtempfindliche Element 513 durch die Ladewalze 510 angelegt, wodurch die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 513 gleichmäßig (auf ein Potential von Vd) geladen wurde. Als nächstes wurde eine geerdete Ladungssteuerwalze 511 nach der Ladewalze 510 angeordnet. Es kann hier angenommen werden, dass die Ladungssteuerwalze 511 mit dem Netzgerät mit 0 V verbunden war. Die Beziehung zwischen der Spannung Va vom Netzgerät 512 und der Spannung Vd des lichtempfindlichen Elements auf dem Bereich in der Entwicklungsstation ist zu diesem Zeitpunkt in den Fig. 6 und 7 gezeigt.
Fig. 6 zeigt die Ladungseigenschaften des lichtempfindlichen Elements 513, das durch die Ladewalze 510 geladen wurde, nachdem die Ladungssteuerwalze 511 entfernt worden war. Wenn die angelegte Spannung Va die Ladungsanfangsspannung Vth überschritt, erhielt man eine Ladeeigenschaft, die linear zur angelegten Spannung Va war, und die folgende Beziehung bestand zwischen der angelegten Spannung Va und dem Ladungspotential Vd.
Vd = Va - Vth
(Die Vths der Ladewalze und der Ladungssteuerwalze betrugen - 550 V).
Fig. 7 zeigt die Ladungseigenschaft, das heißt, das Ladungspotential Vd des lichtempfindlichen Elements 513 in einem anderen System, in dem die geerdete Ladungssteuerwalze 111 (ihre Spannung wurde auf 0 V einreguliert) hinzugefügt war.
Die Eigenschaften waren wie folgt:
Wenn die Spannung VA, die an die Ladewalze 510 angelegt ist, die Beziehung erfüllt,
Va > 2 · Vth
dann ist
Vd = Vth.
Dieses war die Bedingung, unter der ein stabiler, dem Potential entsprechender Dunkelbereich erhalten wurde, und zur gleichen Zeit konnte die Ladungspolarität des restlichen Toners nach der Übertragung umgekehrt zur Ladungspolarität des lichtempfindlichen Elements gemacht werden.
Des weiteren war die folgende Formel erfüllt:
vd1 - vc > vth , vd1 > vc
(Vc: Spannung, die an die Ladungssteuerwalze 511 angebracht ist, um die Polarität des verbliebenen Toners nach der Übertragung umgekehrt zur Polarität des lichtempfindlichen Elements mit dem oben beschriebenen Ladungssteuerelement 511 zu machen); Vd1: Potential des durch die Ladewalze 510 geladenen lichtempfindlichen Elements).
Um ebenfalls die Polarität des verbliebenen Toners nach der Übertragung mit Bezug auf die Polarität des lichtempfindlichen Elements umzukehren, ist es wünschenswert, dass folgende Bedingung erfüllt ist:
Vd1 > Vd1 - Vth ≥ 50
Des weiteren wurde das elektrophotographische Gerät modifiziert, um die Modifikationen der Prozesskassette anzupassen, und die Prozessbedingungen wurden ebenfalls entsprechend angepasst. Außerdem wurde, wie in Fig. 8 gezeigt ist, die Prozessreihenfolge verändert, so dass der reguläre Entwickklungsprozess durchgeführt werden konnte.
In dem modifizierten Gerät wurden Bilder mit einem Prozess aufgezeichnet, der folgendes aufwies: Eine Stufe, worin das lichtempfindliche Element mit der Ladewalze als erste Ladevorrichtung geladen wurde; eine Stufe, worin die Polarität des gesamten verbliebenen Toners nach der Übertragung umgekehrt zur Polarität des lichtempfindlichen Elements gemacht wurde; eine Stufe, worin der Bereich, der den Hintergrundbereichen des Originals entsprach, mit einem Laserstrahl belichtet wurde (Rückwärtsscannen), um ein elektrostatisches latentes Bild auszubilden; eine Stufe, worin dieses elektrostatische latente Bild als Tonerbild visualisiert wurde und eine Stufe, worin dieses Tonerbild auf ein Übertragungsmaterial mit der Walze, an die eine Spannung angelegt war, übertragen wurde.
Das lichtempfindliche Element 513 wurde nach dem Herstellungsverfahren für das lichtempfindliche Element in Beispiel 1 hergestellt, und der Toner als Entwickler wurde nach dem vorher erwähnten Beispiel für das Entwicklerherstellungsverfahren hergestellt. Nachdem -1.300 V an das lichtempfindliche Element mit der Ladewalze 510 angelegt wurden, wurde das Potential des lichtempfindlichen Elements 513 so gesteuert, das das Potential. das den dunklen Bereichen entsprach, -550 V wurde, und das Potential, das den hellen Bereichen entsprach, wurde -50 V. Die Entwicklungsvorspannung war ein DC-Strom mit einer Spannung von -250 V.
Die hergestellten Bilder wurden mit einem vorbestimmten Testmuster bewertet, worin nach einem Muster, das aus schwarzen und weißen Parallelstreifen mit einer Länge äquivalent zum Umfang des lichtempfindlichen Elements gebildet wurde, ein Halbton erzeugendes Muster, das aus Ein-Punkt-Querlinien und Zwei- Punkt-Querlinien, die abwechselnd erscheinen, gebildet war, folgte. Als Übertragungsmaterial wurden ein unliniertes Papier mit einem Basisgewicht von 75 g/m², ein Pappkarton mit einem Basisgewicht von 130 g/m² und eine Filmfolie für ein Overheadprojektor verwendet.
Eine Konzeptzeichnung für ein Geisterbildbewertungsmuster ist in Fig. 10 gezeigt. Die Bewertung wurde in folgender Weise durchgeführt. Die Reflexionsdichte wurde an zwei Orten eines Einzeldrucks mit einem Macbeth-Illuminometer gemessen. Beide Orte waren in dem Druckbereich, der durch die zweite Drehung des lichtempfindlichen Elements gebildet wurde, einer davon entsprach dem Ort, wo ein schwarzes Bild im Druckbereich (Schwarzdruckbereich), durch die erste Drehung des lichtempfindlichen Elements gebildet wurde, und der andere davon entsprach dem Bereich, wo kein schwarzes Bild (Hintergrundbereich) im Druckbereich durch die erste Drehung des lichtempfindlichen Elements gebildet wurde. Dann wurde die Bewertung auf der Grundlage des Unterschieds der Reflexionsdichte zwischen beiden Orten durchgeführt. Bei dieser Ausführungsform wurde die Reflexionsdichte mit einem Macbeth-Illuminometer gemessen.
Unterschied in der Reflexionsdichte = Reflexionsdichte des Ortes, der dem entsprach, wo ein Bild gebildet war - Reflexionsdichte des Ortes, der dem entsprach, wo kein Bild hergestellt wurde.
Je kleiner der Unterschied der Reflexionsdichte ist, um so besser ist die Qualität des Geisterbildes.
Andere Bewertungen, die außer der obigen Bewertung gemacht wurden, zeigten ebenfalls günstige Eigenschaften: Die Bildqualität war besser im Hinblick auf die Bilddichte, Nebelbildung und dergleichen.
Alle Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Tabelle 1
Der Grad der Nebelbildung wurde mit einem Reflexionsilluminometer (Reflektometer: Modell TC-6S, Produkt von Tokyo Denshoku Co., Ltd.) gemessen. Insbesondere wurden die Reflexionsdichten des weißen Bereichs einer fertigen Kopie (der schlechteste Wert war Ds) und der Oberfläche eines weißen Blatts vor dem Druck (der mittlere Wert für die Reflexionsdichte war Dr) gemessen, und der Grad der Nebelbildung wurde als (Ds-Dr) definiert. Praktisch ausgedrückt bedeutet dieses, wenn der Grad der Nebelbildung in einem Bild nicht mehr als 2% beträgt, kann das Bild als ein bevorzugtes nebelfreies Bild betrachtet werden und wenn er 5% überschreitet, wird das Bild unzureichend mit erheblicher Nebelbildungserscheinung.

Vergleichsbeispiel 1

Dieses Beispiel war das gleiche wie die Ausführungsform 1, mit der Ausnahme, dass die Tonerladungssteuerwalze 511 weggelassen wurde, und es wurden die gleichen Bewertungen wie in Ausführungsform durchgeführt. Bei diesem Beispiel kam es zu einer Nebelbildung über die gesamte Druckoberfläche, so dass der Druck absolut unbrauchbar war. Was das Geisterbild betraf, so war das Bild dermaßen zerstört, dass keine Messung möglich war.

Ausführungsform 2

Das in dieser Ausführungsform verwendete elektrophotographische Gerät war das gleiche wie in Ausführungsform 1.
Anstelle der Ladewalze 510 für das lichtempfindliche Element 510 und der Ladungssteuerwalze 511 der in Ausführungsform verwendeten Prozeßkassette wurden stationäre Bürsten 910 und 911 montiert, und ein Netzgerät wurde mit den Ladungssteuerbürsten verbunden. Eine schematische Ansicht der Struktur ist in Fig. 9 gezeigt.
Es wurde ein lichtempfindliches Element 914 nach der Herstellungsmethode für das lichtempfindliche Element in Beispiel 2 hergestellt, und der Entwickler wurde nach dem zuvor erwähnten Beispiel für die Entwicklerherstellungsmethode hergestellt. Als die Ladebürste 910 verwendet wurde, betrug die Vth des lichtempfindlichen Elements 914 -500 V.
Die Bildbewertung wurde in der gleichen Weise wie bei Ausführungsform 1 durchgeführt, worin die Spannung des Netzgerätes 912 1.200 V betrug; die Spannung des Netzgerätes 913 0 V betrug und die Entwicklungsvorspannung ein DC-Strom mit einer Spannung von -250 V war. Des weiteren betrug das Dunkelbereichpotential -500 V, und das Hellbereichpotential betrug -50 V. Die Ergebnisse der Bewertungen sind in Tabelle 1 gezeigt.
In Fig. 9 wurden zur Untersuchung der Wirkung der Tonerpotentialsteuerung die Polarität des lichtempfindlichen Elements und die Tonerpolarität an den Punkten 9a, 9b, 9c und 9d überprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Wie aus Tabelle 2 hervorgeht, konnte die Polarität des verbliebenen Toners nach der Übertragung umgekehrt zur Polarität des lichtempfindlichen Elements gemacht werden, indem man eine elektrische Entladung zwischen dem lichtempfindlichen Element, das auf ein Potential -700 V mit der Bürste 910 geladen worden war, und der Bürste 911 geschehen ließ, so dass das Potential des lichtempfindlichen Elements auf die positive Polaritätsseite geschaltet werden konnte. Daher war die Bedingung für die Parallelreinigungsmethode zusammen mit dem regulären Entwicklungsprozess erfüllt.
In Fig. 9 bedeuten außerdem das Bezugszeichen 901 eine Belichtungseinheit auf Laserbasis; 902, eine Entwicklungsvorrichtung; 903, eine Klinge aus rostfreiem Stahl, die mit einem Harz beschichtet ist; 904, eine Tonerzuführungswalze; 905, eine Entwicklerwalze; 906, eine Übertragungswalze; 907, ein Übertragungsnetzgerät; 909, eine optische Faser für die Vorladebelichtung und 911, eine Ladungssteuerbürste. Tabelle 2

Ausführungsform 3

Diese Ausführungsform war die gleiche wie die Ausführungsform 2, mit der Ausnahme, dass die Spannung des Netzgerätes 913 und die Entwicklungsvorspannung auf -100 V und -300 V geändert wurden. Es wurde die gleiche Bewertung wie bei Ausführungsform 2 vorgenommen. Das Dunkelbereichpotential betrug -600 V, und das Hellbereichpotential betrug -50 V. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
In Fig. 9 wurden zur Untersuchung der Effekte der Tonerpotentialsteuerung die Polarität des lichtempfindlichen Elements und die Tonerpolarität an den Punkten 9a, 9b und 9c und 9d überprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, konnte die Polarität des verbliebenen Toners nach der Übertragung umgekehrt zur Polarität des lichtempfindlichen Elements gemacht werden. Mit anderen Worten war die Bedingung für die Parallelreinigungsmethode zusammen mit dem regulären Entwicklungsprozess erfüllt.

Ausführungsform 4

Diese Ausführungsform war die gleiche wie Ausführungsform 2, mit der Ausnahme, dass die Spannungen des Netzgerätes 913 und die Entwicklungsvorspannung in +100 V bzw. -200 V geändert wurden. Es wurde die gleiche Bewertung wie in Ausführung 2 vorgenommen. Das Dunkelbereichpotential betrug -400 V, und das Hellbereichpotential betrug -50 V. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
In Fig. 9 wurden zur Untersuchung der Effekte der Tonerpotentialsteuerung die Polarität des lichtempfindlichen Elements und die Tonerpolarität an den Punkten 9a, 9b und 9c und 9d überprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, konnte die Polarität des verbliebenen Toners nach der Übertragung umgekehrt zur Polarität des lichtempfindlichen Elements gemacht werden. Mit anderen Worten war die Bedingung für die Parallelreinigungsmethode zusammen mit dem regulären Entwicklungsprozess erfüllt.

Vergleichsbeispiel 2

Dieses Beispiel war das gleiche wie die Ausführungsform 2, mit der Ausnahme, dass die Spannungen des Netzgerätes 913 und die Entwicklungsvorspannung in -1.200 V und -300 V geändert wurden. Es wurde die gleiche Bewertung wie in Ausführung 2 vorgenommen. Das Dunkelbereichpotential betrug -700 V, und das Hellbereichpotential betrug -50 V.
In Fig. 9 wurden zur Untersuchung der Effekte der Tonerpotentialsteuerung die Polarität des lichtempfindlichen Elements und die Tonerpolarität an den Punkten 9a, 9b und 9c und 9d überprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, konnte die Polarität des verbliebenen Toners nach der Übertragung nicht umgekehrt zur Polarität des lichtempfindlichen Elements gemacht werden. Mit anderen Worten konnte die Bedingung für die Parallelreinigungsmethode zusammen mit dem regulären Entwicklungsprozess nicht erfüllt werden.
Die Werte der tatsächlich gemessenen Bilddichte und der Grad der Nebelbildung sind in Tabelle 1 angegeben. Die Bilddichte war gering und der Grad der Nebelbildung war groß, was zu einem Bild führte, das praktisch nicht verwendbar war. Im Hinblick auf die Bewertung der Geisterbilder, war die Bildstörung so stark, dass keine Messung vorgenommen werden konnte.

Vergleichsbeispiel 3

Dieses Beispiel war das gleiche wie die Ausführungsform 2, mit der Ausnahme, dass die Spannungen des Netzgerätes 913 und die Entwicklungsvorspannung in -800 V bzw. -300 V geändert wurden. Es wurde die gleiche Bewertung wie in Ausführung 2 vorgenommen. Das Dunkelbereichpotential betrug -700 V, und das Hellbereichpotential betrug -50 V.
In Fig. 9 wurden zur Untersuchung der Effekte der Tonerpotentialsteuerung die Polarität des lichtempfindlichen Elements und die Tonerpolarität an den Punkten 9a, 9b und 9c und 9d überprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, konnte die Polarität des verbliebenen Toners nach der Übertragung nicht umgekehrt zur Polarität des lichtempfindlichen Elements gemacht werden. Mit anderen Worten war die Bedingung für die Parallelreinigungsmethode zusammen mit dem regulären Entwicklungsverfahren nicht erfüllt.
Die Werte der tatsächlich gemessenen Bilddichte und der Grad der Nebelbildung sind in Tabelle 1 angegeben. Die Bilddichte war gering und der Grad der Nebelbildung war groß, was zu Bildern führte, die in der Praxis nicht verwendbar waren. Im Hinblick auf die Bewertung der Geisterbilder war die Bildstörung so ausgeprägt, dass keine Messung vorgenommen werden konnte.

Vergleichsbeispiel 4

Dieses Beispiel war das gleiche wie die Ausführungsform 2, mit der Ausnahme, dass die Spannungen des Netzgerätes 913 und die Entwicklungsvorspannung in -400 V und -300 V geändert wurden. Es wurde die gleiche Bewertung wie in Ausführungsform 2 vorgenommen. Das Dunkelbereichpotential betrüg -700 V, und das Hellbereichpotential betrug -50 V.
In Fig. 9 wurden zur Untersuchung der Wirkungen der Tonerpotentialsteuerung die Polarität des lichtempfindlichen Elements und die Tonerpolarität an den Punkten 9a, 9b und 9c und 9d überprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, konnte die Polarität des verbliebenen Toners nach der Übertragung nicht umgekehrt zur Polarität des lichtempfindlichen Elements gemacht werden. Mit anderen Worten konnte die Bedingung für die Parallelreinigungsmethode zusammen mit dem regulären Entwicklungsverfahren nicht erfüllt werden.
Die Werte der tatsächlich gemessenen Bilddichte und der Grad der Nebelbildung sind in Tabelle 1 gezeigt. Die Bilddichte war gering und der Grad der Nebelbildung war groß, was zu einem Bild führte, das in der Praxis nicht verwendbar war. Im Hinblick auf die Bewertung der Geisterbilder, war die Bildstörung so stark, dass keine Messung vorgenommen werden konnte.
Wie aus den oben beschriebenen Ausführungsformen ersichtlich ist, wird nach bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Ladungssteuerelement, in Kontakt oder nicht im Kontakt, zwischen dem Ladelement und dem Belichtungselement angeordnet; deswegen kann die Parallelreinigungsmethode durchgeführt werden, auch wenn mit dem Bildherstellungsgerät ein regulärer Entwicklungsprozess durchgeführt wird.
Als nächstes wird nun eine andere Ausführungsform beschrieben, in der, nachdem der verbliebene Toner nach der Übertragung auf eine Polarität entgegengesetzt zur Polarität des lichtempfindlichen Elements mit der ersten Ladevorrichtung geladen wurde, das Potential des lichtempfindlichen Elements auf die gleiche Polarität wie die Ladungspolarität des lichtempfindlichen Elements mit der zweiten Ladevorrichtung umgekehrt wird, währenddessen die Polarität des verbliebenen Toners auf die Ladungspolarität des lichtempfindlichen Elements umgekehrt werden kann.
Als Ergebnis von Untersuchungen haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass, wenn eine Spannung, die eine AC-Komponente und eine DC-Komponente umfasst, an das Ladeelement als zweite Ladevorrichtung angelegt wird, der verbliebene Toner durch die Ladelokalisierung der zweiten Ladevorrichtung passieren konnte, wobei, ungeachtet der Polarität der DC-Komponente, die gleiche Polarität erhalten blieb. In diesem Fall war die Magnitude der Peak-zu-Peak-Spannung der AC-Komponente nicht weniger als das doppelte der Ladungsanfangsspännung Vth. Wenn des weiteren die Magnitude der Peakzu-Peak-Spannung der AC-Komponente nicht weniger als das doppelte von Vth war, konnte das lichtempfindliche Element gleichmäßiger geladen werden als in dem Fall, wenn sie nicht mehr als das doppelte von Vth war oder wenn nur eine DC- Spannung verwendet wurde. Ebenfalls wurde das Ladungspotential durch die Umgebung nicht beeinflusst; das Ladungspotential wurde auf der im wesentlichen gleichen Ebene als die DC- Komponente stabilisiert.
Die obige Ausführungsform wird nun mit Bezug auf Fig. 11 beschrieben.
Das Potential des lichtempfindlichen Elements 205 wird nahe an 0 V gehalten, indem die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements mit einer Belichtungsvorrichtung belichtet wird, und der Toner haftet an der Oberfläche dieses lichtempfindlichen Elements 205 mit einer Spannung nahe an 0. Wenn der angehaftete Toner in den Ladebereich der Ladewalze 203 eintritt, wird eine Spannung an die Ladewalze 203 mit der Spannungsanlegevorrichtung 204 angelegt, und das Potential des lichtempfindlichen Elements und die Tonerpolarität werden am Überprüfungspunkt 1 (der Punkt, der in Fig. 11 mit einem Pfeil 207 angezeigt ist) und einem Überprüfungspunkt 2 (der Punkt ist mit einem Pfeil 206 angezeigt) überprüft.
Die Tabellen 3 und 4 zeigen die erhaltenen Ergebnisse, während die Tonerpolarität, die Polarität des lichtempfindlichen Elements und die Methode zum Anlegen einer Spannung variiert wurden. Tabelle 3 Tabelle 4
Es ist aus Tabelle 3 deutlich zu ersehen, dass, wenn nur ein DC-Strom angelegt wird, die Tonerpolarität, die (am Überprüfungspunkt 1) gleich nach der Aufladung mit einer Walze 203 überprüft wurde, der Polarität des angelegten DC-Stroms folgte. In einem System, bei dem ein AC über DC liegt, wie in Tabelle 4 gezeigt ist, blieb die Tonerpolarität die gleiche unter allen Bedingungen, gleich nach der Ladung mit der Walze 103.
Mit anderen Worten, die Parallelreinigungsmethode wurde durch Verwendung, als zweite Ladevorrichtung, eines Ladelements, an dem eine Spannung, die eine DC-Komponente und eine AC- Komponente umfasste, angelegt worden war, realisiert, wobei die Tonerpolarität des verbliebenen Toners nach der Übertragung auf dem lichtempfindlichen Element auf eine gewünschte Polarität geändert wurde, bevor die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements auf ein gewünschtes Potential mit der zweiten Ladevorrichtung geladen wurde.
Eine spezifische Möglichkeit zur Ladung der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements auf ein gewünschtes Potential besteht darin, ein Ladungssteuerelement in Kontakt mit einem lichtempfindlichen Element oder in direkter Nachbarschaft dazu, das auf ein gewünschtes Potential mit der ersten Ladevorrichtung geladen ist, anzuordnen. Das Ladungssteuerelement kann in Form einer Bürste, einer Walze, einer Klinge oder dergleichen vorliegen, die einen mittleren elektrischen Widerstand aufweisen. Ebenfalls kann eine Ladevorrichtung auf Coronabasis, wie ein COROTRON oder ein SCOROTRON als Ladevorrichtung für das lichtempfindliche Element verwendet werden.
Wenn, wie vorstehend beschrieben wurde, eine Spannung, die eine DC-Komponente und eine AC-Komponente umfasst, an die zweite Ladevorrichtung angelegt wird, dann lädt die zweite Ladevorrichtung nicht nur das lichtempfindliche Element auf eine Polarität, die der Tonerpolarität entgegengesetzt ist, während die gleiche Tonerpolarität aufrechterhalten wird, sondern sie lädt ebenfalls die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gleichmäßiger und verhindert somit, dass verbliebener Toner während des Entwicklungsprozesses aufgeladen wird, wodurch das Reinigungsvermögen verbessert wird und damit das Auftreten von Nebelbildung und die Verschlechterung der Bilddichte während des Entwicklungsprozesses verhindert wird. Wenn daher der verbliebene Toner nach der Übertragung, dessen Ladung mit der ersten Ladevorrichtung gesteuert wird, während des Entwicklungsverfahrens abgefangen wird, ohne dass er durch die zweite Ladevorrichtung geladen wird, dann vermischt sich der Toner mit einem höheren Potential in die Entwicklervorrichtung, wobei er fest an einen triboelektrischen Ladeelement oder einem Tonerabgabeelement haftet, und somit die triboelektrische Ladungseffizienz und die Tonerabgabe negativ beeinflusst, was daher eine Nebelbildung oder eine Verschlechterung der Dichte verursachen kann. Dieses Phänomen ist insbesondere relevant in einer Umgebung niedriger Feuchtigkeit.
In dem Bildherstellungsverfahren in dieser Ausführungsform werden der Schritt für die Ladung des lichtempfindlichen Elements mit der zweiten Ladevorrichtung und der Schritt für die Steuerung des Toners mit der ersten Ladevorrichtung getrennt, und deswegen können beide Schritte voneinander unabhängig gesteuert werden. Mit anderen Worten, das Potential der Tonerladung auf dem nicht empfindlichen Element wird durch die zweite Ladevorrichtung nur minimal beeinflusst, deswegen kann das Potential der verbliebenen Tonerladung nach der Übertragung bevorzugt in der Tonerladungssteuerung gesteuert werden, so dass eine Toneraufladung, die während der Entwicklung vorkommt, effektiv verhindert werden kann.
Das Entwicklungssystem, das in den folgenden Ausführungsformen angewendet wird, kann jedes Entwicklungssystem sein, das bereits oben beschrieben wurde.
Als erste und zweite Ladevorrichtung für die folgenden Ausführungsformen wird ein Ladeelement, das nahe am lichtempfindlichen Element angeordnet ist, zusätzlich zu den oben beschriebenen Ladevorrichtungen verwendet werden.
Als Ladeelement, das in direkter Nachbarschaft zum lichtempfindlichen Element angeordnet ist, kann ein Element aus einem Streifen aus einer elektrisch leitfähigen Platte und einer darauf aufgebrachten Widerstandsschicht neben der vorgenannten Walze, Messer, Bürste oder dergleichen verwendet werden. Der bevorzugte Widerstandsbereich der Widerstandsschicht beträgt von 10&sup5; Ω/cm bis 10¹&sup0; Ω/cm. Die Lücke zwischen diesem Element und dem lichtempfindlichen Element sollte 50 um bis 500 um, bevorzugt nicht mehr als 300 um betragen. Wenn die Lücke 500 um überschreitet, ist eine außerordentlich hohe Spannung erforderlich, um die Tonerladung zu steuern oder das lichtempfindliche Element zu laden.
Beispielsweise kann eine Entladungsanfangsspannung einer Lücke erhalten werden, indem die folgende Annäherungsformel, die auf dem Paschen-Gesetz hergeleitet ist, angewendet wird:
Vth (Entladungsanfangsspannung) = 312 + 6,2d (Lücke).
Wenn nach dieser Formel die Lücke 100 um beträgt, dann ist die Entladungsanfangsspannung 932 V; wenn die Lücke 200 um beträgt, dann ist sie 1.522 V; wenn die Lücke 300 um beträgt, dann ist sie 2.172 V und wenn die Lücke 500 um beträgt, dann ist sie 3.412 V.
Diese Widerstandsschicht kann aus einem der zuvor erwähnten Materialien, die bei den Walzen aufgeführt worden sind, gebildet sein. Des weiteren können verschiedene Harze, wie Polyester, Polyurethan, Nylon, Acryl, Polyolefin und dergleichen, in denen ein Metall, wie Kupfer, Nickel, Eisen, Aluminium, Gold, Silber oder dergleichen, ein Metalloxid, wie Eisenoxid, Zinkoxid, Zinnoxid, Antimonoxid, Titanoxid oder dergleichen oder ein elektrisch leitendes Pulver, wie Ruß oder dergleichen dispergiert vorliegt, verwendet werden. Das lichtempfindliche Element und der Toner, die in den Ausführungsformen verwendet werden und die nachfolgend beschrieben werden, können die gleichen sein, die bereits oben beschrieben wurden.

Ausführungsbeispiel 5

Ein Laserstrahldrucker (LBP-860, Canon) wurde als elektrophotographisches Gerät verwendet. Seine Prozeßgeschwindigkeit betrug 47 mm/s.
In der Prozesskassette für den LBP-860 wurde eine Walze als Ladeelement verwendet. Die Kautschukklinge für die Reinigung wurde aus dieser Prozesskassette entfernt, und es wurde eine Walze an der Stelle montiert, wo die Kautschukklinge gewesen war. Die Walze, die als Ladewalze in dem Gerät verwendet worden war, wurde zur zweiten Ladevorrichtung, und die neu montierte Ladevorrichtung war die Ladungssteuerwalze oder die erste Ladevorrichtung.
In Fig. 12 wurde eine optische Faser 509 zwischen dem Übertragungselement und dem Ladeelement für das lichtempfindliche Element angeordnet, um das lichtempfindliche Element zu belichten, bevor es geladen wurde.
Ebenfalls wurde die Entwicklungsstation der Prozesskassette modifiziert: Die Trommel aus rostfreiem Stahl wurde durch eine Schaumurethankautschukwalze als Tonerträgerelement, die einen elektrischen Widerstand im mittleren Bereich aufwies, ersetzt. Diese Urethankautschukwalze wurde in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element gesetzt. Die Bewegungsrichtung des Tonerträgerelements an diesem Kontaktpunkt mit dem lichtempfindlichen Element 313 war die gleiche wie beim lichtempfindlichen Element. Das Tonerträgerelement wurde bei 150% der Umfangsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements in Gang gesetzt.
Als Vorrichtung zur Beschichtung des Toners auf dem Tonerträgerelement 505 wurde eine Beschichtungswalze 504 in Kontakt mit dem Tonerträgerelement 505 in der Entwicklungsstation 502 gesetzt. Um weiterhin die Tonerdeckschicht auf dem Tonerträgerelement 505 zu regulieren, wurde in der Entwicklungsstation ein Messer aus rostfreiem Stahl 503, das mit einem Harz beschichtet war, montiert.
Nach der optischen Faser 509 wurde zur Drehrichtung des lichtempfindlichen Elements eine Ladungssteuerwalze 311 angeordnet, und danach wurde eine Ladewalze 511 vorgesehen. Mit dieser Anordnung wurden, nachdem das Potential der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements auf eine Spannung Vr durch Belichtung mit der optischen Faser reduziert wurde, die Potentiale und Polaritäten des lichtempfindlichen Elements und des verbliebenen Toners nach der Übertragung mit einer Ladungssteuerwalze 311 gesteuert, an die eine Spannung Va mit einem Netzgerät 312 angelegt wurde und danach wurde das lichtempfindliche Element mit der Ladewalze 511 geladen, an die eine Schwingungsspannung, die eine AC-Komponente und eine DC-Komponente umfasste, angelegt war. Außerdem wurden das elektrophotographische Gerät und die Prozessbedingungen modifiziert, um die modifizierte Prozesskassette anzupassen.
Bei dem modifizierten Gerät wurde das Bildträgerelement gleichmäßig mit der Ladewalze 511 geladen, nachdem die Polarität des gesamten verbliebenen Toners nach der Übertragung auf dem lichtempfindlichen Element umgekehrt zur Polarität des lichtempfindlichen Elements gemacht wurde. Dann wurde der Bereich des lichtempfindlichen Elements, der dem Hintergrundbereich des Originalbildes entsprach (Rückwärtsscannen) mit einem Laser zur Bildung eines elektrostatischen latenten Bildes belichtet. Das latente Bild wurde als Tonerbild mit dem Toner visualisiert, und das Tonerbild wurde auf ein Übertragungsmaterial mit der Walze, an die eine Spannung angelegt wurde, übertragen.
Das lichtempfindliche Element wurde nach dem Herstellungsverfahren für das lichtempfindliche Element gemäß Beispiel 1 hergestellt, und der Toner wurde nach dem bereits beschriebenen Beispiel für die Tonerherstellung hergestellt. Das Potential des lichtempfindlichen Elements wurde auf -500 V in den Bereichen, die den dunklen Bereichen entsprachen und auf -100 V in dem Bereich, der dem hellen Bereich entsprach, gesetzt, wobei die Ladungssteuerwalze 311, an die -800 V angelegt war und die Ladewalze 511, an die eine Spannung, die eine DC-Komponente mit einer Spannung von -500 V und eine AC-Komponente mit einer Peak-zu-Peak-Spannung von 2.000 V umfasste, angelegt war, verwendet wurden.
Die Entwicklungsvorspannung war ein DC-Strom mit einer Spannung von -250 V. Das Potential Vr des Lichts nach der Belichtung mit der optischen Faser 509 betrug -50 V.
Die hergestellten Bilder wurden mit einem vorbestimmten Testmuster bewertet, worin nach einem Muster, das aus schwarzen und weißen Parallelstreifen mit einer Länge äquivalent zum Umfang des lichtempfindlichen Elements gebildet war, ein Halbton erzeugendes Muster, das aus zwei Arten von sich abwechselnden Linien gebildet war, eine davon war eine einfache horizontale Einzelpunktlinie und die andere davon war eine horizontale Einzelpunktlinie, die zwei leere Räume für alle drei Punktorte umfasste, folgte. Als Übertragungsmaterial wurden ein unliniertes Papier mit einem Basisgewicht von 75 g/m², ein Pappdeckel mit einem Basisgewicht von 130 g/m² und ein Film für einen Overhead-Projektor verwendet.
Eine Konzeptzeichnung eines Geisterbildbewertungsmusters ist in Fig. 10 gezeigt. Die Bewertung wurde auf der Basis des Unterschieds der Reflexionsdichte zwischen zwei Punkten auf einem Einzeldruck durchgeführt. Insbesondere waren dabei beide Punkte auf dem Bildbereich, der durch die zweite Drehung des lichtempfindlichen Elements gebildet wurde, ein Punkt entsprach dem Schwarzbildbereich (Schwarzdruckbereich) des Bildbereichs, der durch die erste Drehung des lichtempfindlichen Elements gebildet wurde und der andere Punkt entsprach dem Bereich ohne Bild (kein Druckbereich) des Bildbereiches, der durch die erste Drehung des lichtempfindlichen Elements gebildet wurde. Die Reflexionsdichte wurde mit einem Macbeth- Illuminometer gemessen, und der Reflexionsdichteunterschied wurde aus folgender Formel hergeleitet:
Reflexionsdichteunterschicht = Reflexionsdichte eines Punkts, der dem Ort entsprach, wo ein Bild gebildet war - Reflexionsdichte eines Punkts, der dem Bereich entsprach, wo keiner gebildet war.
Je kleiner der Reflexionsdichteunterschied ist, um so besser ist der Grad des Geisterbildes.
Andere Bildbewertungen, die neben der obigen Bewertung gemacht worden waren, waren ebenfalls günstig: Die Bildqualität war im Hinblick auf die Bilddichte, Nebelbildung und dergleichen hervorragend.
Die ganzen Ergebnisse sind in Tabelle 5 zusammengefasst. Tabelle 5
Der Grad der Nebelbildung wurde mit einem Reflexionsilluminometer (Reflektometer: Model TC-6S, Produkt von Tokyo Denshoku Co., Ltd.) gemessen. Insbesondere wurden die Reflexionsdichten des weißen Bereichs einer fertigen Kopie (der schlechteste Wert war Ds) und der Oberfläche eines weißen Blatts vor dem Druck (der mittlere Wert für die Reflexionsdichte war DR) gemessen, und der Grad der Nebelbildung wurde als (Ds-Dr) definiert. Wenn also praktisch gesehen der Grad der Nebelbildung in einem Bild nicht mehr als 2% entspricht, kann das Bild als bevorzugtes nebelfreies Bild betrachtet werden, und wenn er 5 % überschreitet, wird das Bild unbrauchbar und zeigt eine starke Nebelbildung.

Vergleichsbeispiel 5

Dieses Beispiel war das gleiche wie Ausführungsform 5, mit der Ausnahme, dass die Tonerladungssteuerwalze 311 weggelassen wurde, und es wurden die gleichen Bewertungen wie bei Ausführungsform 5 vorgenommen. In diesem Beispiel zeigte die gesamte Druckoberfläche eine Nebelbildung, so dass der Druck absolut unbrauchbar war. Im Hinblick auf das Geisterbild war das Bild so stark gestört, dass es nicht gemessen werden konnte.

Ausführungsform 6

Diese Ausführungsform war die gleiche wie die Ausführungsform 5, mit der Ausnahme, dass die Spannung, die an die Ladungssteuerwalze 311 angelegt war, auf -900 V und -700 V geändert wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengefasst.

Ausführungsform 7

Diese Ausführungsform war ebenfalls die gleiche wie die Ausführungsform 5, mit der Ausnahme, dass die Spannung, die an das Ladungssteuerelement 311 angelegt war, auf +450 V geändert wurde. Da der Unterschied zwischen dem Potential der Ladungssteuerwalze und dem Potential der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements (-50 V nach der Vorspannungsbelichtung) geringer als die Entladungsanfangsspannung (550 V) war, konnte die Ladung des verbliebenen Toners nicht gesteuert werden, was eine Nebelbildung über dem gesamten Bildbereich erzeugte, so dass diese Kopie für die praktische Anwendung absolut unbrauchbar war. Im Hinblick auf das Geisterbild war das Bild so zerstört, dass sich keine Messung lohnte.

Ausführungsform 8

Der in dieser Ausführungsform verwendete elektrophotographische Apparat war der gleiche wie in Ausführungsform 5, mit der Ausnahme, dass anstelle der Ladungssteuerwalze 311 der in Ausführungsform 5 verwendeten Prozesskassette eine stationäre Bürste 411 montiert war, und es war ein Netzgerät mit der Ladungssteuerbürste 411 verbunden. Eine schematische Ansicht dieser Struktur ist in Fig. 13 gezeigt.
Es wurde ein lichtempfindliches Element nach der Herstellungsmethode für das lichtempfindliche Element gemäß Beispiel 2 hergestellt und der Entwickler wurde nach der Tonerherstellungsmethode in Beispiel 1 hergestellt. Die Bildbewertung wurde in der gleichen Weise wie in Ausführungsform 5 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass die Spannung des Netzgerätes 412 1.000 Volt betrug; das Netzgerät 413 eine Spannung, die eine DC-Komponente mit einer Spannung von -500 Volt und eine darauf gelegte AC-Komponente mit einer Peak-zu-Peak-Spannung von 1.800 Volt umfasste, lieferte und die Entwicklungsvorspannung ein DC-Strom mit einer Spannung von -250 V war. Des weiteren betrug das Dunkelbereichpotential -500 V, und das Hellbereichpotential betrug -100 V. Die Ergebnisse der Bewertungen sind in Tabelle 6 gezeigt.
Bei der Verwendung der stationären Bürste 411 zur Ladung des lichtempfindlichen Elements, das nach Beispiel 2 hergestellt wurde, betrug die Entladungsanfangsspannung 550 V.
Des weiteren wurden mehr Tests durchgeführt, bei denen die Spannung, die an die stationäre Bürste angebracht war, auf +800 V, +600 V und +550 V variiert wurde, wobei jeweils gute Bilder hergestellt wurden.

Ausführungsform 9

Das in dieser Ausführungsform verwendete elektrophotographische Gerät war das gleiche wie in Ausführungsform 5.
Anstelle der Ladewalze 311 der in Ausführungsform 5 verwendeten Prozesskassette wurde ein plattenähnliches Element 610, das in Fig. 14 gezeigt ist, mit einem Abstandshalter 604 aus Polyacetalharz montiert, der das plattenähnliche Element 610 trägt, um eine Lücke von 100 um zwischen dem plattenähnlichen Element und dem lichtempfindlichen Element herzustellen. Des weiteren wurde mit der Ladungssteuerbürste ein Netzgerät verbunden. Die schematische Ansicht dieser Anordnung ist in Fig. 15 gezeigt.
Das plattenähnliche Element 610 war aus einem Stück einer flachen parallelen Platte aus rostfreiem Stahl und einem 500 um dicken Film aus Nylon, das darin dispergiert Eisenoxid enthielt, zusammengesetzt, die unter Verwendung eines elektrisch leitenden Primer zusammengeklebt waren.
Das lichtempfindliche Element wurde nach Beispiel 1 für die Herstellung eines lichtempfindlichen Elements hergestellt, und der Entwickler wurde nach Beispiel 1 für die Entwicklerherstellungsmethode hergestellt. Die Bildbewertung wurde in der gleichen Weise wie in Ausführungsbeispiel 5 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass die Spannung des Netzgerätes 612 + 1.000 V betrug; das Netzgerät 614 eine Spannung, die eine DC-Komponente mit einer Spannung von -500 V und eine darauf gelegte AC-Komponente mit einer Peak-zu-Peak-Spannung von 2.500 V umfasste, vorgab und die Entwicklungsspannung ein DC-Strom mit einer Spannung von -300 V war. Des weiteren betrug das Dunkelbereichpotential -500 V, und das Hellbereichpotential betrug - 100 V. Das Potential nach der Übertragung des lichtempfindlichen Elements betrug -50 V nach der Vorspannungsbelichtung. Die Ergebnisse der Bewertungen sind in Tabelle 3 gezeigt.
Als die stationäre Bürste 411 für die Ladung des lichtempfindlichen Elements, das nach Beispiel 2 für die -Herstellungsmethode eines lichtempfindlichen Elements hergestellt war, verwendet wurde, betrug die Entladungsanfangsspannung 500 V, während wenn das plattenähnliche Element zur Ladung des lichtempfindlichen Elements, das nach Beispiel 2 für das Herstellungsverfahren eines lichtempfindlichen Elements hergestellt war, verwendet wird, die Entladungsanfangsspannung 950 V betrug.
Des weiteren wurden mehr Tests durchgeführt, bei denen die Spannung, die an die stationäre Bürste angebracht war, auf +800 V, +600 V und +550 V variiert wurde, wobei dann alle Bilder bevorzugt gut waren.
Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sollte zur Verminderung der Menge an Resttoner nach der Übertragung der Kontaktwinkel der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements in Bezug auf Wasser nicht weniger als 85º, bevorzugt nicht weniger als 90º, betragen.
Während die Erfindung mit Bezug auf die hier beschriebenen Strukturen beschrieben worden ist, ist sie nicht auf die darin aufgeführten Einzelheiten beschränkt und diese Anmeldung soll ebenfalls solche Modifikationen oder Veränderungen umfassen, die innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche sind.

Claims

1. Bildherstellungsgerät, das folgendes aufweist:

ein Bildträgerelement (305);

Reinigungsvorrichtungen zum Reinigen des Bildträgerelements, indem restlicher Toner von dem Bildträgerelement gleichzeitig mit der Bildung eines Tonerbildes durch Entwickeln eines auf dem Bildträgerelement ausgebildeten elektrostatischen latenten Bildes mit einem Toner, der eine Ladungspolarität besitzt, die der Ladungspolarität des elektrostatischen latenten Bildes entgegengesetzt ist, entfernt wird;

Übertragungsvorrichtungen zur Übertragung des Tonerbildes von dem Bildträgerelement auf ein Übertragungsmaterial und

Ladevorrichtungen (301, 303) zur Ladung des auf dem Bildträgerelement verbliebenen Toners nach der Bildübertragung durch die Übertragungsvorrichtung und vor der Entwicklung durch die Entwicklervorrichtung auf eine Polarität, die die gleiche wie die Ladungspolarität des Toners im Tonerbild ist und zur Ladung des Bildträgerelements auf eine Polarität, die der Ladungspolarität des Toners im Tonerbild entgegengesetzt ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, worin die Ladevorrichtung eine erste Ladevorrichtung (301) zur Ladung des Bildträgerelements nach der Bildübertragung in eine Polarität, die der Ladungspolarität des Toners im Tonerbild entgegengesetzt ist und eine zweite Ladevorrichtung (303) zur Ladung des verbliebenen Toners in die gleiche Polarität wie die Ladungspolarität des Toners im Tonerbild ohne Änderung der Polarität des Potentials des Bildträgerelements nach dem Ladevorgang der ersten Ladevorrichtung und vor der Entwicklung der Entwicklungsvorrichtung aufweist.

3. Gerät nach Anspruch 2, worin das Bildträgerelement ein lichtempfindliches Element (513) aufweist und das Gerät weiterhin eine Belichtungsvorrichtung (501) zur Belichtung des lichtempfindlichen Elements mit Bildlicht und Bildung des elektrostatischen latenten Bildes aufweist und der Ladevorgang mit der zweiten Ladevorrichtung (511) nach Betrieb der ersten Ladevorrichtung (510), jedoch vor Belichtung mit der Belichtungsvorrichtung durchgeführt wird.

4. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, worin die zweite Ladevorrichtung (303, 511) ein Ladeelement aufweist, das mit dem Bildträgerelement in Kontakt ist oder sich nahe zu diesem befindet.

5. Gerät nach Anspruch 4, worin beim Betrieb das Potential Vd(V) des Bildträgerelements vor der Ladung der zweiten Ladevorrichtung, jedoch nach der Ladung mit der ersten Ladevorrichtung, das Potential Vc(V), das an das Ladeelement angelegt ist und die Ladeanfangsspannung Vth(V) des Bildträgerelements durch das Ladeelement die folgenden Bedingungen erfüllen:

Vd - Vc > Vth und Vd > Vc .

6. Gerät nach Anspruch 5, worin folgende Beziehung erfüllt ist:

Vc - Vth ≥ 50

7. Gerät nach Anspruch 5, worin das Ladeelement elektrisch geerdet ist.

8. Gerät nach Anspruch 1, worin die Ladevorrichtung eine erste Ladevorrichtung zur Ladung des verbliebenen Toners nach der Bildübertragung in eine Polarität, die die gleiche Ladungspolarität des Toners im Tonerbild ist, und eine zweite Ladevorrichtung zur Ladung des Bildträgerelements in eine Polarität, die derjenigen der Ladungspolarität des Toners im Tonerbild entgegengesetzt ist, ohne Änderung der Polarität des Potentials des verbliebenen Toners nach dem Ladevorgang der ersten Ladevorrichtung und vor der Entwicklung der Entwicklervorrichtung aufweist.

9. Gerät nach Anspruch 8, worin das Bildträgerelement ein lichtempfindliches Element aufweist und das Gerät weiterhin eine Belichtungsvorrichtung (513) zur Belichtung des lichtempfindlichen Elements mit Bildlicht, um das elektrostatische latente Bild zu bilden, aufweist, und der Ladevorgang mit der zweiten Ladevorrichtung (511) nach Betrieb der ersten Ladevorrichtung (510), jedoch vor der Belichtung mit der Belichtungsvorrichtung durchgeführt wird.

10. Gerät nach Anspruch 8 oder 9, worin die zweite Ladevorrichtung ein Ladeelement aufweist, das mit dem Bildträgerelement in Kontakt ist oder sich nahe zu diesem befindet und eine Vorrichtung, womit das Ladeelement mit Schwingungsspannung versorgt werden kann, aufweist.

11. Gerät nach Anspruch 10, worin im Betrieb die Schwingungsspannung eine Peak-zu-Peak-Spannung aufweist, die größer als das Doppelte der Ladeanfangsspannung des Bildträgerelements durch das Ladelement ist.

12. Gerät nach Anspruch 11, worin die Schwingungsspannung eine DC-Spannung ist, die mit einer AC-Spannung unter Vorspannung gesetzt ist.

13. Gerät nach Anspruch 1, worin der Kontaktwinkel der Oberfläche des Bildträgerelements (305) in Bezug auf Wasser nicht weniger als 85 Grad beträgt.

14. Gerät nach Anspruch 13, worin die Oberfläche des Bildträgerelements ein Gleitmittelpulver, das Fluor umfasst, enthält.

15. Gerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die Entwickler/Reinigungs-Vorrichtung einen Entwickler, der ein anorganisches Pulver enthält, enthält.