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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Bilderzeugungsapparat
und ein Bilderzeugungsverfahren, welche dazu geeignet sind, Farbbilder über eine
Grau-Stufen-Bilderzeugungstechnik
zu erzeugen.
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Stand der Technik
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In
der jüngsten
Vergangenheit gab es einen zunehmenden Bedarf an hoch präziser Reproduzierbarkeit
von Bildinformationen mit einem digitalen Kopierer oder einem Drucker,
die eine elektrofotografische Technik verwenden. Als Reaktion auf
diesen Bedarf wurden Verfahren und Techniken entwickelt, um Bilderzeugungsbedingungen
zu stabilisierten, oder um noch präzisere Grau-Stufen-Bilddarstellungen
zu realisieren.
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Die
Japanische Patentanmeldungs-Offenlegung Nr. 1-297269 offenbart ein
Verfahren, bei dem die Lichtmenge zur Aufzeichnung schwarzer Informationen
mittels einer Licht emittierenden Vorrichtung, die ein elektrostatisches,
latentes Bild auf einem lichtempfindlichen Glied erzeugt, innerhalb
des Sättigungsbereiches
der Dämpfungscharakteristik des
lichtempfindlichen Gliedes eingestellt wird. Innerhalb des Sättigungsbereiches
schwankt das Potenzial des lichtempfindlichen Gliedes zusammen mit
einer Schwankung der Lichtmenge der Licht emittierenden Vorrichtung,
nicht bedeutend. Somit kann die Ungleichheit aufgrund einer Schwankung
der Lichtmenge, die von der Licht emittierenden Vorrichtung emittiert
wird, verhindert werden.
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Die
Japanische Patentanmeldungs-Offenlegung Nr. 4-25871 offenbart eine
Technik, bei der ein hoch-γ-lichtempfindliches
Glied verwendet wird, und die Beziehung zwischen der maximalen Lichtmenge I0 der Strahlmengenverteilung auf dem hoch-γ-lichtempfindlichen
Glied und der halben Belichtungsmenge P½,
zur Reduzierung des Potenzials des lichtempfindlichen Gliedes um
die Hälfte,
definiert wird als: 1,2 × P½ ≤ I0 ≤ 2,5 × P½.
Durch Erfüllen
der obigen Bedingungen wird eine klare bzw. deutliche Bilderzeugung ausgeführt, ungeachtet
von Schwankungen der Empfindlichkeit des lichtempfindlichen Gliedes.
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Die
Japanische Patentanmeldungs-Offenlegung Nr.8-160677 offenbart ebenfalls
ein Bilderzeugungsverfahren, das simultane Reinigungsmethode oder
reinigungsloses Verfahren genannt wird, bei dem die Belichtungsintensität im Belichtungsverfahren
in einem vorher festgelegten Bereich eingestellt wird, so dass eine
exzellente Bilderzeugung erzielt werden kann, obwohl Tonerrückstände auf
dem lichtempfindlichen Glied wieder aufgeladen und belichtet werden.
Auf diese Weise können
Geisterbilder verhindert und hoch auflösende und exzellente Grau-Stufen-Bilder
erzielt werden.
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In
den obigen Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungen Nr. 1-297269,
4-25871 und 8-160677 wird „Sättigungsschreiben" ausgeführt, um das
lichtempfindliche Glied zu bestrahlen, um ein elektrostatisch latentes
Bild zu erzeugen, wobei die Lichtmenge im Sättigungsbereich des lichtempfindlichen
Gliedes liegt. Somit können
Schwankungen der Belichtungsmenge und Lichtempfindlichkeit und Qualitätsminderung
des Bildes verursacht durch Tonerrückstände reduziert werden.
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Wie
oben beschrieben, sind Verfahren zur Stabilisierung der Bilderzeugungsbedingungen
durch Ausführen
von „Sättigungsschreiben" entwickelt worden.
Eine Halbtontechnik, die „Sättigungsschreiben" verwendet, ist ebenfalls
geeignet, um Dichteungleichheiten „Streifenbildung" bzw. „banding" genannt, zu verringern
was durch kleine Schwankungen der Schreibposition in der Unterabtastrichtung verursacht
werden.
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Die
drei obigen Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungen Nr. 1-297269,
4-25871 und 8-160677 offenbaren jedoch keine speziellen Mittel zur
Durchführung
von hoch präziser
und stabiler Bilderzeugung, wenn eine genügend große Lichtmenge auf das lichtempfindliche
Glied emittiert wird, um „Sättigungsschreiben" auszuführen. Noch
spezieller, wurde das folgende nicht ausreichend in Betracht gezogen:
die Beziehung zwischen dem Belichtungsdurchmesser des Lichtstrahls
und der Schichtdicke des lichtempfindlichen Gliedes, die Beziehung
zwischen der maximalen Belichtung und der differentiellen Empfindlichkeit,
und die Beziehung zwischen der Dicke bzw. Stärke der Lichtempfindlichkeit
und des Lichtstrahldurchmessers der Schreibeinheit.
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Diese
Beziehungen sollten in Betracht gezogen werden, wenn die Ladungsstreuung
und die Ausdehnung des elektrischen Feldes auf der lichtempfindlichen
Schicht reduziert werden, um eine hohe Präzision im aufgezeichneten Bild
zu realisieren. Bilder, die mit dem oben beschriebenen, herkömmlichen
Verfahren erzeugt wurden, sind grob, und für solche Bilder mit niedriger
Präzision
ist es nicht erforderlich, die Beziehung zwischen der Dicke bzw.
Stärke
der lichtempfindlichen Schicht und dem Durchmesser des Lichtstrahls
in Betracht zu ziehen.
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Die
Bilderzeugung, die eine elektrofotografische Technik verwendet,
ist im Wesentlichen ein analoges System, bei dem jeder Punkt leicht
mehrwertig bzw. sein kann.
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Durch
Vermehrwertigung des Ausgangs bzw. der Ausgabe einer Schreibeinheit
(beispielsweise einer Laserdiode) kann eine feine bzw. genaue Bilderzeugung
mit jedem Pixel, der Graustufen hat, durchgeführt werden. Wenn ein Punkflächenmodulationsverfahren,
wie ein Zitterverfahren und Fehler-Streuungsverfahren verwendet
wird, ohne jeden Punkt vermehrwertigen zu können, können die erhaltenen Farbbilder
nicht für
eine praktische Anwendung in Betracht gezogen werden.
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Die
Vermehrwertigung jedes Punktes bei der Bilderzeugung, unter Verwendung
einer elektrofotografischen Technik, führt jedoch zu einer Qualitätsminderung
der Stabilität,
in Abhängigkeit
von mannigfaltigen bzw. verschiedenen Schwankungen. Um solch ein
Problem zu lösen,
sind die folgenden Verfahren entwickelt worden.
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Es
gibt ein Verfahren der Pulsbreitenmodulation eines elliptischen
Strahles um die Grau-Stufen-Reproduzierbarkeit zu verbessern, insbesondere die
Reproduzierbarkeit und Stabilität
bei beleuchteten Bildern (offenbart in „A High Quality Color Printing Technology
by Electrophotography")
in „Thesis
Compilation" Vol.
J69-C Nr. 9 des „Institute
of Electronics and Communication Engineers of Japan", 1986). Mit diesem
Pulsbreitenmodulationsverfahren können Grau-Stufen-Darstellungen,
die Dichte-Punktmodulation
und Fläche-Punktmodulation
umfassen, um auf diese Weise die Grau-Stufen-Reproduzierbarkeit zu verbessern.
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Als
eine Technik zur Verbesserung der Grau-Stufen-Reproduzierbarkeit
gibt es ein so genanntes HIEST-Verfahren, bei welchem die Anzahl der
Linien in einer bestimmten Richtung von der Grau-Stufe abhängen (offenbart
in „New
Halftone Screening Technology Focused on Highlight Image Reproduction", Japan Hardcopy,
1995). Das Pulsbreitenmodulationsverfahren und das HIEST-Verfahren
sind jedoch ausgelegt, um die Stabilität gegenüber mannigfaltigen bzw. verschiedenen
Schwankungen zu verbessern, die durch Vermehrwertigung im elektrofotografischen
Verfahren verursacht werden. Für
den Falle, dass das „Sättigungsschreiben" durch Anwendung
einer genügend
großen
Lichtmenge auf das lichtempfindliche Glied ausgeführt wird,
sind solche Verfahren nicht effektiv, um eine hoch präzise und
stabile Bilderzeugung vorzunehmen. EPA 0464349 offenbart einen Bilderzeugungsapparat,
bei welchem Pulsbreitemodulation verwendet wird, und das Verhältnis zwischen
der Dicke der lichtempfindlichen Schicht und dem Belichtungsdurchmesser
innerhalb eines Bereiches aufrechterhalten wird, der eine gute Stabilität und Qualität des erzeugten
Bildes möglich
macht.
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Offenlegung
der Erfindung
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bilderzeugungsgerät und ein
Bilderzeugungsverfahren bereit zu stellen, um ein hoch präzises Verfahren
und eine stabile Bilderzeugung auszuführen. In dem Gerät und dem
Verfahren der vorliegenden Erfindung werden, wenn eine genügend große Lichtmenge
auf das lichtempfindliche Glied emittiert wird um das „Sättigungsschreiben" durchzuführen, die Beziehung
zwischen dem Belichtungsdurchmesser und der Dicke der lichtempfindlichen
Schicht, und die Beziehung zwischen der maximalen Belichtung und der
differentiellen Empfindlichkeit des lichtempfindlichen Gliedes so
definiert, dass Ladungsstreuung bzw. -diffusion und elektrisches
Feld auf der lichtempfindlichen Schicht eingeschränkt bzw.
limitiert werden.
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Der
Bilderzeugungsapparat der vorliegenden Erfindung umfasst: ein lichtempfindliches
Glied, welches eine lichtempfindliche Schicht (Dicke: Tp) auf seiner
Oberfläche
aufweist; eine Ladeeinheit zum gleichmäßigen Laden der Oberfläche des
lichtempfindlichen Gliedes; eine Bildbelichtungseinheit, um die
gleichmäßig aufgeladene
Oberfläche
des lichtempfindlichen Gliedes mit einem Lichtstrahl zu belichten,
um ein elektrostatisches, latentes Bild zu erzeugen; eine Grau-Stufen-Bild
Vorrichtung, um ein Treibersignal zur Bildbelichtungseinheit zu übertragen,
und um entsprechend der Bilddaten eines Grau-Stufen-Signals ein Grau-Stufen-Bild
darzustellen, basierend auf den Bilddaten, welche Grau-Stufen-Informationen enthalten;
eine Entwicklungseinheit, um ein elektrostatisches, latentes Bild
auf dem lichtempfindlichen Glied zu erzeugen, und eine Übertragungseinheit,
um ein entwickeltes Bild von dem lichtempfindlichen Glied auf ein
Aufzeichnungsmedium zu übertragen.
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Die
Beziehung zwischen der Schichtdicke Tp und dem Belichtungsdurchmesser
Db ist definiert als 2Tp < Db,
wobei der Belichtungsdurchmesser Db des Lichtstrahls der Minimums-Durchmesser
bei 1/e2 bezüglich des Höchstwertes der Belichtungsverteilung ist,
der dadurch bestimmt wird, dass man die Energieverteilung des Lichtstrahls
auf das lichtempfindliche Glied über
die Belichtungszeit integriert. Die maximale Belichtung innerhalb
des Belichtungsdurchmessers Db wird auf einen Wert gesetzt, der
die differentielle Empfindlichkeit der lichtempfindlichen Schicht
klein genug macht. Noch spezieller wird die maximale Belichtung
innerhalb des Belichtungsdurchmessers Db auf einen Wert gesetzt,
der die differentielle Empfindlichkeit der lichtempfindlichen Schicht
auf weniger als ein Drittel ihres Höchstwertes reduziert.
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Die „Energieverteilung
des Lichtstrahls" zeigt die
Energieverteilung des Laserstrahls an, der von der Bildbelichtungseinheit
emittiert wird. Die „Belichtungsverteilung" zeigt die Lichtverteilung
des Lichtstrahls auf dem lichtempfindlichen Glied an, und ist definiert
als: E(x,y) = ∫P(x,y,t)
dtwobei: (x,y) die Oberflächenkoordinaten
auf dem lichtempfindlichen Glied sind; P(x,y,t) [Watt/m2]
die Energieverteilung des Lichtstrahls auf dem lichtempfindlichen
Glied ist; und E(x,y) [Joule/m2] der Wert
ist, den man durch Integration der Energieverteilung P(x,y,t) über die
Belichtungszeit erhält.
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Wenn
der Lichtstrahl ein Laserstrahl ist, tastet er das lichtempfindliche
Glied in der Hauptabtastrichtung ab. In diesem Fall ist die Belichtungszeit, über die
die Energieverteilung des Lichtstrahls integriert wird, die Zeit
des Abtastens in der Hauptabtastrichtung. Im Fall eines LED-Strahles,
der nicht in der Hauptabtastrichtung abtastet, ist die Belichtungszeit, über die
die Energieverteilung des Lichtstrahls integriert wird, die Zeit
des Abtastens in der Subabtastrichtung während der Rotation des lichtempfindlichen
Gliedes. Die „differentielle
Empfindlichkeit" wird als
Beziehung zwischen dem Oberflächenpotenzial V(E)
des lichtempfindlichen Gliedes und der Belichtungszeit E definiert,
wenn das lichtempfindliche Glied mit einem Lichtstrahl, welcher
die selbe Wellenlänge
hat wie der Lichtstrahl, der von der Bildbelichtungseinheit emittiert
wird, gleichmäßig belichtet wird.
Noch spezieller wird die differentielle Empfindlichkeit definiert
als: |V(E + dE) – V(E)|/dEwobei: E die
Belichtungs-Lichtmenge ist; dE ein kleiner Wert ist, der zur Belichtung
E dazu addiert wird; und V(E + dE) das Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen
Gliedes ist. Im Allgemeinen reduziert sich die differentielle Empfindlichkeit,
wenn die Belichtung E wächst.
Der „Wert
der die differentielle Empfindlichkeit klein genug macht" ist der Betrag der Belichtung,
der den Bereich der Dämpfungscharakteristik
des lichtempfindlichen Gliedes nutzt, um über die Grau-Stufen-Bildvorrichtung
sowohl Stabilität,
als auch exzellente Grau-Stufen
Bilddarstellungen zu erzielen bzw. zu erhalten. Die „zu erzielende
bzw. zu haltende Stabilität" dient dazu „Streifenbildung" bzw. „banding" zu verhindern. Besonders
der „Wert,
der die differentielle Empfindlichkeit klein genug macht" ist ein Wert, der
die differentielle Empfindlichkeit der lichtempfindlichen Schicht
auf weniger als ein Drittel ihres Höchstwertes reduziert.
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In
dem Bilderzeugungsapparat der vorliegenden Erfindung belichtet die
Bildbelichtungseinheit das gleichmäßig aufgeladene, lichtempfindliche Glied
mit einem Lichtstrahl, um ein elektrostatisches, latentes Bild zu
erzeugen. Hierzu wird die maximale Belichtung innerhalb des Belichtungsdurchmessers Db
auf einen Wert gesetzt, der die differentielle Empfindlichkeit der
lichtempfindlichen Schicht klein genug macht, oder auf einen Wert,
der die differentielle Empfindlichkeit der lichtempfindlichen Schicht
auf weniger als ein Drittel ihres Höchstwertes reduziert. Auf diese
Weise wird qualitativ hohe Bilderzeugung ausgeführt, unabhängig von mechanischen Schwankungen.
Ebenso werden die Ladungsstreuung bzw. -diffusion und die Ausdehnung
des elektrischen Feldes auf der lichtempfindlichen Schicht begrenzt,
da die Beziehung zwischen der Schichtdicke Tp der lichtempfindlichen
Schicht und dem Belichtungsdurchmesser Db als 2Tp < Db definiert ist.
Dies verhindert ungünstige
Einflüsse
von den verschiedenen mechanischen Schwankungen, und ein Verschwimmen
in einem elektrostatischen, latenten Bild. Mit anderen Worten wird,
entsprechend der vorliegenden Erfindung, der Durchmesser des Lichtstrahlpunktes klein
gemacht, um eine gute Grau-Stufen-Bilddarstellung zu erzielen, und
die Beziehung zwischen der Schichtdicke Tp der lichtempfindlichen
Schicht und des Belichtungsdurchmessers Db ist so eingestellt, um
Bildpunkt- bzw. Pixelerweiterung auf der lichtempfindlichen Schicht
des lichtempfindlichen Gliedes zu verhindern. Außerdem wird die Intensität des Lichtstrahls
eingestellt, so dass eine qualitativ hohe Bilderzeugung durchgeführt werden
kann, unabhängig
von verschiedenen mechanischen Schwankungen. Auf diese Weise kann,
entsprechend der vorliegenden Erfindung, eine hoch präzise und
stabile Bilderzeugungen durchgeführt
werden, während
exzellente Grau-Stufen-Bilddarstellungen aufrechterhalten werden.
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Die
maximale Belichtung innerhalb des Belichtungsdurchmessers Db, welche
der Wert ist, der die differentielle Empfindlichkeit der lichtempfindlichen
Schicht klein genug macht, oder der die differentielle Empfindlichkeit
der lichtempfindlichen Schicht auf weniger als ein Drittel ihres
Höchstwertes reduziert,
kann in einem Bereich liegen, in welchem das lichtempfindliche Glied
den Sättigungsbereich noch
nicht erreicht hat. Angesichts dessen kann die Grau-Stufen-Bildvorrichtung
Grau-Stufen-Bilder nicht nur in einer Punktflächenmodulation sondern auch
in einer Punktdichtemodulation darstellen. Weiterhin können Ladungsstreuungen
und Ausweitung des elektrischen Feldes auf der lichtempfindlichen Schicht
begrenzt werden, um scharfe Punkte zu erzielen, da die Beziehung
zwischen der Schichtdicke Tp der lichtempfindlichen Schicht und
dem Belichtungsdurchmesser Db als 2Tp < Db definiert ist. Auf diese Weise
können
mit dem Punktflächenmodulationsverfahren
präzise
Grau-Stufen-Bilder erzielt werden. Somit kann der „Wert der
die differentielle Empfindlichkeit klein macht", d.h. „der Belichtungswert, der
die Breite der Dämpfungscharakteristik
des lichtempfindlichen Gliedes ausnützen kann, um mit der Grau-Stufen-Bildvorrichtung
sowohl Stabilität,
als auch exzellente Grau-Stufen-Bilddarstellung
zu erzielen", in
der vorliegenden Erfindung leicht eingestellt werden.
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Die
obigen Zwecke und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden
durch die folgenden Beschreibungen, in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen,
deutlich.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Darstellung eines Bilderzeugungsapparates des
ersten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Schnittdarstellung der lichtempfindlichen Schicht eines lichtempfindlichen
Gliedes;
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3A und 3B sind
Zeichnungen, die die Energieverteilung (Strahlenprofil) eines Lichtstrahls
zeigen;
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4A und 4B sind
Zeichnungen, die die Belichtungsverteilung zeigen;
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5 ist
eine Kurve, die die Dämpfungscharakterisitk
des Oberflächenpotenzials
des lichtempfindlichen Gliedes in Bezug auf die Belichtung zeigt; und
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6 ist
eine schematische Darstellung eines Farbbilderzeugungsapparates
aus dem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Beste Art
und Weise zur Ausführung
der Erfindung
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Das
folgende ist eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
mit Bezug auf die Zeichnungen in der Anlage.
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1 ist
eine schematische Darstellung eines Bilderzeugungsapparates. Wie
in 1 gezeigt, umfasst der Bilderzeugungsapparat:
eine Blattzuführungseinheit 2,
welche Übertragungsblätter 1 als
Aufzeichnungsmedium enthält,
einen Blattbeförderungsweg 3,
der mit einer Blattausgabeeinheit (nicht gezeigt) kommuniziert,
und einer Blattverarbeitungseinheit 5, welche eine Fixiereinheit 4 im
Blattbeförderungsweg 3 umfasst.
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Die
Bildverarbeitungseinheit 5 ist um ein lichtempfindliches
Glied 6 in der Form einer lichtempfindlichen Trommel ausgebildet.
Das lichtempfindliche Glied 6 ist von einer Ladeeinheit 7 umgeben,
einer Entwicklungseinheit 8, einer Übergabeeinheit 9, und
einer Reinigungseinheit 10, in dieser Reihenfolge. Ein
Belichtungspunkt EX ist zwischen der Ladeeinheit 7 und
der Entwicklungseinheit 8 untergebracht, und die Bildverarbeitungseinheit 5 ist
mit einer Belichtungseinheit 11 vorgesehen, um den Entwicklungspunkt
EX mit einem Lichtstrahl, der ein Laserstrahl ist, zu bestrahlen.
In der Bildverarbeitungseinheit 5 bringt die Ladeeinheit 7 elektrische
Ladung auf das lichtempfindliche Glied 6 durch elektrische Corona-Aufladung
auf, so dass das lichtempfindliche Glied 6 mit einer Polarität gleichmäßig aufgeladen wird.
Mit dem am Belichtungspunkt EX gleichmäßig geladenen lichtempfindlichen
Glied 6 bestrahlt die Bildbelichtungseinheit 11 den
Belichtungspunkt EX mit einem Lichtstrahl entsprechend der Bildinformationen,
um so ein elektrostatisches, latentes Bild auf dem lichtempfindlichen
Glied 6 zu erzeugen. Mit anderen Worten tritt in dem bestrahlten
Bereich des lichtempfindlichen Gliedes 6 eine Potenzialdifferenz auf,
und die bestrahlte Fläche
erzeugt ein elektrostatisch latentes Bild. Die Entwicklungseinheit 8 bringt Toner
der umgekehrten Polarität
auf das elektrostatische, latente Bild, das am Entwicklungspunkt
EX auf dem lichtempfindlichen Glied 6 erzeugt wurde, auf, und
entwickelt dadurch ein Bild. Die Übertragungseinheit 9 nimmt
das Tonerbild, das auf dem lichtempfindlichen Glied 6 entwickelt
wurde, mit dem elektrischen Potenzial umgekehrter Polarität auf und überträgt dann
das Tonerbild auf ein Übertragungsblatt 1. Der
Blattbeförderungsweg 3 weist
eine Beförderungsstruktur
auf, um das Übertragungsblatt 1 zu transportieren.
Die Reinigungseinheit 10 reinigt das lichtempfindliche
Glied 6 nach dem Übertragungsvorgang
durch Abkratzen des Resttoners von dem lichtempfindlichen Glied 6.
Die Fixiereinheit 4 ist stromabwärts der Übertragungseinheit 9 in
dem Blattbeförderungsweg 3 angeordnet
und fixiert den nicht fixierten Toner der am Übertragungsblatt 1 haftet
durch Erwärmen
und unter Druck setzen, nachdem das Übertragungsblatt 1 die Übertragungseinheit 9 passiert
hat.
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Der
Bilderzeugungsapparat dieses Ausführungsbeispiels umfasst ferner
eine System-Steuerungseinheit 12,
die die Struktur eines Mikrocomputers aufweist, um die anderen Einheiten
zu steuern. Die System-Steuerungseinheit 12 besteht aus
einer CPU, um die anderen Einheiten durch Ausführung verschiedener Funktionen
zu steuern, einer ROM zum Speichern von Festdaten, und einem RAM
zum Speichern variabler Daten, und zur Verwendung als Arbeitsbereich
(keines von diesen ist in der Figur gezeigt). Die System-Steuerungseinheit 12 ist
zum Beispiel mit einem Bildspeicher verbunden, die Ansteuerungs-Steuerschaltung und
Bildinformationen von jeder der anderen Einheiten hält (keines
von diesen ist in der Figur gezeigt). Die System-Steuerungseinheit 12 steuert
die Ansteuerung jeder einzelnen Einheit, wobei dadurch ein Bild
durch einen elektrofotografischen Prozess entsteht. Insbesondere
wird die Bildbelichtungseinheit 11 durch ein Bildsignal
und ein Steuerungssignal gesteuert, das von der Systemsteuerungseinheit 12 ausgesendet
wird, sodass es den Belichtungspunkt EX auf dem lichtempfindlichen Glied 6 mit
einem Lichtstrahl gemäß der Bildinformationen
bestrahlt.
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Der
Bilderzeugungsapparat in diesem Ausführungsbeispiel ist mit einer
Grau-Stufen Bildvorrichtung vorgesehen, die über den Mikrocomputer der Systemsteuerungseinheit 12 Zu
betreiben ist. Die Grau-Stufen-Bildvorrichtung steuert den Antrieb
der Bildbelichtungseinheit 11, basierend auf Bilddaten, welche
Grau-Stufeninformationen enthalten. Noch spezieller, wird die Grau-Stufen-Bildvorrichtung über ein
bekanntes Grau-Stufen-Bilddarstellungsverfahren,
wie zum Beispiel eine Fehlerstreuungsverfahren und ein Schwankungsverfahren,
betrieben.
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2 ist
eine Schnittdarstellung einer lichtempfindlichen Schicht 12 des
lichtempfindlichen Gliedes 6. Das lichtempfindliche Glied 6 ist
ein organisches lichtempfindliches Glied. Die lichtempfindliche
Schicht 12 des lichtempfindlichen Gliedes 6 ist aus
einer Ladung erzeugenden Schicht 12a gemacht, die auf der
Bodenseite des lichtempfindlichen Gliedes 6 angebracht
ist, und einer Ladung transportierenden Schicht 12b, die
auf der Oberflächenseite angebracht
ist. Die Schichtdicke Tp der lichtempfindlichen Schicht 12 beträgt 13 μm. Die Beziehung
zwischen der Schichtdicke Tp der lichtempfindlichen Schicht 12 und
dem Belichtungsdurchmesser Db des Lichtstrahls wird ausgedrückt durch: 2Tp < Db < 8Tp
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Der
Belichtungsdurchmesser Db des Lichtstrahls kann als der minimale
Durchmesser definiert werden, der dem Abstand zwischen dem Höchstwert der
Belichtungsverteilung E(x,y) und 1/e2 entspricht. Die
Belichtungsverteilung E(x,y) [Joule/m2]
ist definiert als: E(x,y) = ∫P(x,y,t) dtwelches der
Wert ist, den man durch Integration der Energieverteilung P (x,y,t)
[Watt/m2] des Lichtstrahls auf dem lichtempfindlichen
Glied 6 bezüglich
der Belichtungszeit erhält,
wobei (x,y) die Oberflächenkoordinaten
des lichtempfindlichen Gliedes 6 sind.
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3A ist
eine Zeichnung, die die Energieverteilung (Strahlprofil) des Lichtstrahls
zeigt, der das lichtempfindliche Glied 6 bestrahlt. 4A ist
eine Zeichnung, die die Belichtungsverteilung auf dem lichtempfindlichen
Glied 6 zeigt. 4A ist
eine Zeichnung, die die Belichtungsverteilung auf dem lichtempfindlichen
Glied 6 zeigt. In dem Strahlprofil dieses Ausführungsbeispiels
beträgt
der Durchmesser des Lichtstrahls bei 1/e2 in
Bezug auf den Höchstwert
der Belichtungsverteilung in einer Hauptabtastrichtung 30 μm, und 38 μm in einer
Unterabtastrichtung (siehe 3B). Dementsprechend
stellt die Energieverteilung des Lichtstrahls die Gauß'sche Normalverteilung
von 30 μm
in der Hauptabtastrichtung und von 38 μm in der Unterabtastrichtung
dar. Wenn 20 μm
des lichtempfindlichen Gliedes 6 in der Unterabtastrichtung
belichtet werden, um auf dem lichtempfindlichen Glied 6 ein elektrostatisches,
latentes Bild mit einem Bildpunkt bzw. Pixel zu erzeugen, beträgt der Belichtungsdurchmesser
des Lichtstrahls in der Belichtungsverteilung sowohl in Hauptabtastrichtung,
als auch in der Unterabtastrichtung 38 μm (siehe 4B). Die
Gauß'sche Normalverteilung
beträgt sowohl
in der Hauptabtastrichtung, als auch in der Unterabtastrichtung
38 μm. Dementsprechend
beträgt
der Belichtungsdurchmesser Db des Lichtstrahls, der als der minimale
Durchmesser bei 1/e2 in Bezug auf den Höchstwert
der Belichtungsverteilung definiert ist, 38 μm.
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5 ist
eine Zeichnung, die die Dämpfungscharakteristik
des Oberflächenpotenzials
des lichtempfindlichen Gliedes 6 in Bezug auf die Belichtung
E zeigt. Die Bildbelichtungseinheit 11 dieses Ausführungsbeispiels
emittiert einen Lichtstrahl mit einer Wellenlänge von 670 nm, und ihre Belichtungsleistung
ist auf der Oberfläche
des lichtempfindlichen Gliedes 6 auf 0,23 mW eingestellt.
Auf diese Weise kann die Belichtung am Höchstwert der Belichtungsverteilung,
d.h. die maximale Belichtung innerhalb des Belichtungsdurchmessers
Db, einen Wert haben, der die differentielle Empfindlichkeit der
lichtempfindlichen Schicht 12 klein genug macht. Die „differentielle
Empfindlichkeit" kann
definiert werden als die Beziehung zwischen dem Oberflächenpotenzial
V(E) des lichtempfindlichen Gliedes 6 und der Belichtung E,
wenn das lichtempfindliche Glied 6 gleichmäßig von
einem Lichtstrahl belichtet wird, der dieselbe Wellenlänge (670
nm) wie der Lichtstrahl hat, der von der Bildbelichtungseinheit 11 emittiert
wird. Noch spezieller, wenn das lichtempfindliche Glied 6 mit
einer Belichtung E belichtet wird, ist die differentielle Empfindlichkeit
dV definiert als: dV = |V(E + dE) – V(E)|/dE,wobei
V(E + dE) das Oberflächenpotenzial
des lichtempfindlichen Gliedes 6 ist, wenn die Belichtung
E um dE erhöht
wird. Der „Wert,
der die differentielle Empfindlichkeit klein genug macht" bezieht sich auf den
Wert der Belichtung E, der mit bzw. durch die Grau-Stufen Bildvorrichtung
durch Wirkung auf die Dämpfungscharakteristik
des lichtempfindlichen Gliedes Grau-Stufen erzeugen kann, um hoch
präzise
und stabile Bilder zu erhalten. Der „Wert, der die differentielle
Empfindlichkeit klein genug macht" ist zum Beispiel ein Wert, um die differentielle
Empfindlichkeit der lichtempfindlichen Schicht 12 auf ein
Drittel ihres Höchstwertes,
oder sogar weniger, zu reduzieren. Gemäß der Dämpfungscharakteristik des lichtempfindlichen
Gliedes 6, die in 5 gezeigt
ist, beträgt
die maximale differentielle Empfindlichkeit (dVmax)
28 V·m2/mJ, und die Belichtung E, die einer differentiellen
Empfindlichkeit entspricht, die ein Drittel ihre Höchstwertes
oder weniger ist, ist der Wert, der die differentielle Empfindlichkeit
klein macht. In 5 zum Beispiel, beträgt der Belichtungshöchstwert
Epeak, am Höchstwert der Belichtungsverteilung 21
mL/m2, und die entsprechende differentielle
Empfindlichkeit dV0 beträgt 5 V·m2/mJ.
Dies ist etwa ein Fünftel
der maximalen differentiellen Empfindlichkeit.
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Bei
dieser Anordnung lädt
die Ladeeinheit 7 die lichtempfindliche Schicht 12 auf
dem lichtempfindlichen Glied 6 auf, und am Belichtungspunkt
EX wird ein elektrostatisches, latentes Bild auf dem geladenen,
lichtempfindlichen Glied 6 basierend auf der Bildinformation
erzeugt. Hier reproduziert die Grau-Stufen-Bildvorrichtung die Grau-Stufen
gemäß der Grau-Stufen-Informationen,
die in den Bilddaten enthalten sind. Toner, der von der Entwicklungseinheit 8 zugeführt wird,
wird auf das elektrostatische, latente Bild aufgebracht und entwickelt
dadurch das Bild. Das entwickelte Bild, d.h. das Tonerbild, wird dann
auf ein Übertragungsblatt 1 übertragen,
welches mit einer vorher festgelegten Geschwindigkeit zu der elektrofotografischen
Verarbeitungseinheit 5 transportiert wird. Die Fixiereinheit 4 fixiert
das übertragene
Bild und schließt
damit die Bilderzeugung auf dem Übertragungsblatt 1 ab.
Nach dem Übertragungsprozess
reinigt die Reinigungseinheit 10 das lichtempfindliche
Glied 6, um die Tonerrückstände zu beseitigen.
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Im
Belichtungsprozess des lichtempfindlichen Gliedes, wenn die Belichtungseinheit 11 das gleichmäßig geladene,
lichtempfindliche Glied mit einem Lichtstrahl belichtet, um ein
elektrostatisches, latentes Bild zu erzeugen, wird die maximale
Belichtung innerhalb des Belichtungsdurchmessers Db des Lichtstrahls
auf einen Wert eingestellt, der die differentielle Empfindlichkeit
der lichtempfindlichen Schicht 12 klein genug macht. Auf
diese Weise kann eine qualitativ hohe Bilderzeugung ausgeführt werden,
ohne durch mechanische Schwingungen und Anderem ungünstig beeinflusst
zu werden. In der Dämpfungscharakteristik
des lichtempfindlichen Körpers 6 wird,
in 5 gezeigt, die Belichtung in einem Bereich ausgeführt, in
dem die differentielle Empfindlichkeit klein ist. Demzufolge sind
Schwankungen im Oberflächenpotenzial
des lichtempfindlichen Gliedes 6, die durch Schwankungen
der Belichtung E hervorgerufen werden, gering. Selbst wenn die Belichtung E
aufgrund mechanischer Schwingungen oder operationellen Instabilitäten in den
Komponenten schwankt, ist die Schwankung im Oberflächenpotenzial
des lichtempfindlichen Gliedes 6 gering, und hoch präzise sowie
stabile Bilderzeugung kann ausgeführt werden. Außerdem sind
die Ladungsstreuung und das elektrische Feld auf der lichtempfindlichen
Schicht 12 des lichtempfindlichen Gliedes 6 gering,
da die Beziehung zwischen der Dicke Tp der lichtempfindlichen Schicht 12 und
dem Belichtungsdurchmesser Db 2Tp < Db
ist. Dies verhindert ungünstige
Einflüsse
durch mechanische Schwingungen oder Schwankungen und ein Verschwimmen
eines elektrostatischen, latenten Bildes kann vermieden werden.
Auf diese Weise kann hoch präzise
und stabile Bilderzeugung mit exzellenter Grau-Stufen-Bilddarstellung ausgeführt werden.
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Der
Wert der maximalen Belichtung innerhalb des Belichtungsdurchmessers
Db, der die differentielle Empfindlichkeit der lichtempfindlichen Schicht
klein genug macht, ist ein Belichtungswert, der die Dämpfungscharakteristik
des lichtempfindlichen Gliedes 6 genügend nutzt, um während der
Erzeugung eines Grau-Stufen Bildes Stabilität zu erhalten. Noch spezieller
reduziert die maximale Belichtung dieses Wertes die differentielle
Empfindlichkeit der lichtempfindlichen Schicht 12 auf ein
Drittel ihres Höchstwertes.
Wenn das lichtempfindliche Glied 6 mit einer Belichtung
dieses Wertes belichtet wird, enthält die belichtete Fläche des
lichtempfindlichen Gliedes 6 eine Fläche, die nicht vollständig sättigbar ist.
Deshalb kann die Grau-Stufen-Bildvorrichtung nicht nur nach dem
Punktflächenmodulationsverfahren
betrieben werden, sondern auch nach dem Punktdichtemodulationsverfahren.
Weil die Beziehung zwischen der Dicke Tp der lichtempfindlichen Schicht 12 und
dem Belichtungsdurchmesser Db definiert ist als 2Tp < Db, sind die Ladungsstreuung
und das elektrische Feld auf der lichtempfindlichen Schicht des
lichtempfindlichen Gliedes so klein, dass die Punkte fein werden.
Auf diese Weise kann ein mit der Punktflächenmodulation ein exzellentes Grau-Stufen-Bild
erzeugt werden.
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Verglichen
mit einem anorganischen lichtempfindlichen Glied hat das lichtempfindliche
Glied 6, welches ein organisches lichtempfindliches Glied ist,
eine schwache mechanische Stärke,
und ist oft dem Abrieb durch die Reinigungseinheit 10 ausgesetzt.
Da die Beziehung zwischen der Schichtdicke Tp der lichtempfindlichen
Schicht 12 und dem Belichtungsdurchmesser Db des Lichtstrahls
in diesem Ausführungsbeispiel
definiert ist als 8Tp > Db,
wird die Dicke Tp der lichtempfindlichen Schicht 12 nicht zu
dünn. Auf
diese Weise kann die Lebensdauer des lichtempfindlichen Gliedes 6 verlängert werden,
während
die Ladungsstreuung und das elektrische Feld auf der lichtempfindlichen
Schicht eingeschränkt sind,
um den praktischen Einsatz nicht zu blockieren bzw. zu verhindern.
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Der
Belichtungsdurchmesser Db des Lichtstrahls in diesem Ausführungsbeispiel
beträgt
38 μm. Daher
liegt der Durchmesser eines jeden Lichtpunktes bzw. Pixels, der
gerade auf dem Übertragungsblatt 1 erzeugt
wird in einem Bereich zwischen 50 bis 70 μm, selbst wenn dem lichtempfindlichen
Glied 6 genügend
Lichtenergie zugeführt
wird, welcher in einem Bereich von klarer Vorstellung in der Auflösung des
Auges liegt (25 bis 30 cm). Auf diese Weise können qualitativ hohe Bilderzeugungen
vorgenommen werden.
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Als
eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels können Bilderzeugungen
durch ein positives Entwicklungsverfahren erzeugt werden. Noch spezieller,
lädt die
Ladeeinheit 7 das lichtempfindliche Glied 6 mit
der zum Toner, der in der Entwicklungseinheit 8 enthalten
ist, umgekehrten Polarität
gleichmäßig auf,
und ein elektrostatisches, latentes Bild wird durch die Bildbelichtungseinheit 11 in der
nicht belichteten Fläche
erzeugt. Die Entwicklungseinheit 8 bringt dann Toner auf
das elektrostatische, latente Bild auf. Hierbei ist die maximale
Belichtung innerhalb des Belichtungsdurchmessers Db auf den Wert
eingestellt, der die differentielle Empfindlichkeit der lichtempfindlichen
Schicht 12 macht und die Punkte in dem elektrostatischen,
latenten Bild in der erzeugten, nicht belichteten Fläche sind
fein. Auf diese Weise kann eine scharfe Bilderzeugung ausgeführt werden.
Da der nicht belichtete Abschnitt ein fester Abschnitt wird, ist
die Bilddichte in dem nicht belichteten Abschnitt hoch genug. Wenn
Bilderzeugung mit dem positiven Entwicklungsverfahren durchgeführt wird,
lädt die
Ladeeinheit 7 die Oberfläche des lichtempfindlichen
Glieds 6 durch Ausnützen der
Koronaentladung der Ladeeinheit 7 positiv auf. Wenn man
so verfährt,
wird das lichtempfindliche Glied 6 noch zuverlässiger aufgeladen.
Weiterhin können
negative Toner, die weit verbreitet sind, in diesem Ausführungsbeispiel
benutzt werden.
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Das
Fehlerdiffusionsverfahren und das Schwankungs- bzw. Dither-Verfahren
wurden oben als Beispiele des Grauton-Stufen-Bilddarstellungsverfahren
erwähnt,
welche die Grau-Stufen-Bildvorrichtung
verwenden, aber es können
auch sowohl das Punktflächenmodulationsverfahren,
als auch das Punktdichtemodulationsverfahren angewendet werden kann.
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Das
Folgende ist eine Beschreibung eines Beispiels der vorliegenden
Erfindung. Ähnliche
bzw. gleiche Komponenten sind in diesem Ausführungsbeispiel und dem ersten
Ausführungsbeispiel
(dies gilt auch für
das dritte Ausführungsbeispiel)
durch ähnliche
bzw. gleiche Zahlenzeichen gekennzeichnet. In diesem Ausführungsbeispiel
wird ein anorganisches, lichtempfindliches Glied, das aus amorphem Silizium
hergestellt ist, als lichtempfindliches Glied 6 verwendet.
Die Ladeeinheit 7 lädt
das lichtempfindliche Glied 6 positiv auf, zum Beispiel
auf +550V. Die Bildbelichtungseinheit 11 erzeugt ein elektrostatisches,
latentes Bild durch Belichtung der Oberfläche des lichtempfindlichen
Gliedes 6 mit einem Lichtstrahl, welcher eine doppelt so
hohe Lichtenergie hat als die Lichtenergie, die dazu führen kann,
dass das Oberflächenpotenzial
des gleichförmig
aufgeladenen, lichtempfindlichen Gliedes 6 auf die Hälfte seines
Potenzials abgeschwächt
wird. Das elektrische Potenzial auf der belichteten Fläche auf
dem lichtempfindlichen Glied 6 beträgt zum Beispiel +50V. Die Entwicklungseinheit 8 enthält negativen
Toner und ist auf +200V vorgespannt, um ein elektrostatisches, latentes
Bild auf dem lichtempfindlichen Glied 6 durch ein positives
Entwicklungsverfahren zu erzeugen. Die Ladeeinheit 7 lädt das lichtempfindliche
Glied 6 mit einer positiven Polarität (zum Beispiel auf +550V),
welche die umgekehrte Polarität
zum Toner ist, der in der Entwicklungseinheit 8 enthalten
ist, gleichmäßig auf.
Das gleichförmig
geladene, lichtempfindliche Glied 6 wird dann von der Belichtungseinheit 11 belichtet,
so dass, in der das Potenzial ein elektrostatisches, latentes Bild
von +550V in der nicht belichteten Fläche wird erzeugt, wo das Potenzial
auf +50V abfällt.
Das elektrostatische, latente Bild hat die zum Toner, der in Entwicklungseinheit 8 enthalten
ist, umgekehrte Polarität,
und die Potenzialdifferenz ist groß. Sobald das elektrostatische,
latente Bild die Entwicklungseinheit 8 passiert, bleibt
der Toner auf dem elektrostatischen, latenten Bild haften. Die Übertragungseinheit 9 überträgt dann
den Toner auf das Übertragungsblatt 1,
und beendet dadurch die Bilderzeugung auf dem Übertragungsblatt 1.
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Die
Bildentwicklungseinheit 11 erzeugt ein elektrostatisches
latentes Bild, indem die Oberfläche des
lichtempfindlichen Gliedes 6 mit einem Lichtstrahl belichtet
wird, der eine Lichtenergie hat, die mehr als doppelt so hoch ist,
als eine Lichtenergie, die bewirkt, dass das Oberflächenpotenzial
des gleichförmig
geladenen, lichtempfindlichen Glieds 6 halbiert wird. Die
Belichtung wird im Sättigungsbereich
oder in der Umgebung des Sättigungsbereiches des
lichtempfindlichen Gliedes 6 durchgeführt. Das elektrostatische,
latente Bild, das auf diese Weise erzeugt wird, wird nach dem positiven
Entwicklungsverfahren entwickelt. Dementsprechend verbessert die
Kombination aus positivem Entwicklungsverfahren und Belichtung innerhalb
der Umgebung des Sättigungsbereiches
des lichtempfindlichen Gliedes 6 die Schärfe bzw.
Feinheit der Punkte. Auf diese Weise kann Bilderzeugung ausgeführt werden.
Da der nicht belichtete Bereich ein festes Bild erzeugt, ist die Bilddichte
in dem nicht beleuchteten Bereich hoch genug. Da die Belichtung
in dem Sättigungsbereich oder
in der Umgebung des Sättigungsbereiches
des lichtempfindlichen Gliedes 6 durchgeführt wird,
können
ungünstige
Einflüsse
von mechanischen Schwankungen vermieden werden und hoch präzise und
stabile Bilderzeugung kann ausgeführt werden.
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Die
Bildbelichtungseinheit 11 erzeugt ein elektrostatisches
Bild durch Belichten der Oberfläche des
lichtempfindlichen Gliedes 6 mit einem Lichtstrahl, welcher
eine Lichtenergie hat, die mehr als doppelt so hoch ist wie die
Lichtenergie, die dazu führen
kann, dass das Oberflächenpotenzial
des gleichmäßig geladenen
lichtempfindlichen Gliedes 6 auf die Hälfte seines Potenzials abgeschwächt wird.
Das lichtempfindliche Glied 6 wird in der Umgebung des Sättigungsbereiches
belichtet. Hierbei kann sowohl das Punktdichtemodulationsverfahren verwendet werden,
als auch das Punktflächenmodulationsverfahren,
um ein Grau-Stufen-Bild zu erzeugen. Die Kombination aus dem Positiv-Entwicklungsverfahren und
der Belichtung in der Umgebung des Sättigungsbereiches des lichtempfindlichen
Gliedes 6 verbessert die Schärfe der Punkte weiter. Dies
ermöglicht scharfe
Grau-Stufen-Bilderzeugung durch das Punktflächenmodulationsverfahren. Auf
diese Weise kann hoch präzise
und stabile Bilderzeugung ausgeführt
werden, während
scharfe Grau-Stufendarstellung aufrechterhalten wird.
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Die
Ladeeinheit 7 lädt
die Oberfläche
des lichtempfindlichen Gliedes 6. Wenn die Ladeeinheit 7 von
einem Typ ist, der Koronaentladung verwendet, kann das lichtempfindliche
Glied 6 noch stabiler geladen werden. Negative Toner, die
weit verbreitet sind, können
ebenfalls verwendet werden.
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Da
ein anorganisches lichtempfindliches Glied, das aus amorphem Silizium
besteht, als lichtempfindliches Glied 6 verwendet wird,
wird die Lebensdauer des lichtempfindlichen Gliedes verlängert, und
seine Sicherheit verbessert. Das Folgende ist eine Beschreibung
des zweiten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung, mit Bezug auf 6. Dieses
Ausführungsbeispiel
ist ein Beispiel der vorliegenden Erfindung, angewendet auf einen Tandem-Typ-Farbbilderzeugungsapparat.
Bildverarbeitungseinheiten 5Y, 5M, 5C und 5K, entsprechend für gelb,
magenta, cyan und schwarz sind in dieser Reihenfolge auf der stromaufwärts gelegenen
Seite eines Beförderungsbandes 23 angeordnet,
welches über
eine Antriebsrolle 21 und eine Folgerolle 22 gespannt
ist. Für
diese Bildverarbeitungseinheiten 5Y, 5M, 5C und 5K wird, falls passend,
die Bildverarbeitungseinheit 5 des ersten Ausführungsbeispiels
eingesetzt. In dem Farbbild-Verarbeitungsapparat dieses Ausführungsbeispiels,
wird ein Übertragungsblatt 1,
das von einer Zuführungseinheit 2 (in 6 nicht
gezeigt) auf das Beförderungsband 23 zugeführt wird,
durch die Bildverarbeitungseinheiten 5Y, 5M, 5C und 5K für gelb,
magenta, cyan und schwarz in dieser Reihenfolge befördert, sodass
ein Farbbild in das Übertragungsblatt übertragen
wird. Das übertragene
Farbbild wird dann auf dem Übertragungsblatt 1 durch
Hitze und Druck von der Fixiervorrichtung 4 fixiert.
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Mit
der Bildverarbeitungseinheit 5 des ersten Ausführungsbeispiels
können
hoch präzise
und stabile Bilderzeugung, scharfe bzw. feine Punkte und präzise Grau-Stufen-Bilder
erzielt werden. Solche Eigenschaften der Bildverarbeitungseinheit 5 sind
in dem Farbbildapparat von Vorteil um qualitativ hohe Farbbilder
zu erzeugen.
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Die
zwei folgenden Beispiele zeigen, dass der Bilderzeugungsapparat
und das Verfahren der vorliegenden Erfindung effektiv sind, um Schärfe bzw.
Feinheit und Stabilität von
Bildern zu verbessern. Das Gerät,
das in den Beispielen verwendet wird, ist im Wesentlichen dasselbe
wie in den obigen Ausführungsbeispielen.
Entsprechend sind die Komponenten in den folgenden zwei Beispielen
und den obigen Ausführungsbeispielen
mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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[Beispiel 1]
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Der
Durchmesser des lichtempfindlichen Gliedes 6 beträgt 100 mm,
und die Schichtdicke Tp der lichtempfindlichen Schicht 12 beträgt 13 μm. Die Lichtdämpfungscharakteristika
in Bezug auf Licht von 670 nm sind in der Zeichnung in 5 gezeigt. Die
maximale differentielle Empfindlichkeit beträgt 28 V·m2/mJ.
Dieses lichtempfindliche Glied 6 wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit
(Arbeitsgeschwindigkeit) von 20 mm/sec gedreht.
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Die
Ladeeinheit 7 lädt
das lichtempfindliche Glied 6 auf –340 V.
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Die
Entwicklungseinheit 8 verwendet einen Entwickler, der eine
5 gewichtprozentige Mischung aus einer Silizium-Eisenoxyd-Trägermasse
mit einer mittleren Partikelgröße von 50 μm und Toner
mit einer mittleren Partikelgröße von 7 μm ist. Die
mittlere Ladungsmenge der Toner, gemessen durch eine Ablass-Vorrichtung,
beträgt –20 μc/g. Die
Entwicklungseinheit 8 entwickelt ein Bild durch Rotation
einer Entwicklungshülse,
an die eine Vorspannung von –200
V angelegt wurde, bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 40 mm/sec.
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Der
Lichtstrahl, der von der Bildbelichtungseinheit 11 emittiert
wird, hat eine Wellenlänge
von 670 nm, so wie in den Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung, und die Belichtungsleistung auf der
Oberfläche
des lichtempfindlichen Glieds 6 ist auf 0,23 mW eingestellt.
Der Belichtungsdurchmesser Db ist so eingestellt, dass die Gauß'sche Normalverteilung
in der Hauptabtastrichtung 30 μm
und in der Unterabtastrichtung 38 μm anzeigt, wie in 3B dargestellt.
Ein polygonaler Spiegel, welcher acht Flächen aufweist, wird verwendet
und bei 7200 rpm rotiert. Die Oberfläche des lichtempfindlichen
Gliedes 6 wird dann von einem Lichtstrahl mit 530 m/sec
abgetastet. Auf diese Weise belichtet die Entwicklungseinheit 11 das
lichtempfindliche Glied 6 mit 40 nsec (ungefähr 20 μm in der
Länge auf
dem lichtempfindlichen Glied 6). Hierbei zeigt die Gauß'sche Normalverteilung
konzentrische Kreise von 38 μm
sowohl in der Hauptabtastrichtung, als auch in der Unterabtastrichtung
an. Dementsprechend beträgt
der Belichtungsdurchmesser Db 38 μm,
wie in 4B gezeigt.
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Der
Höchstwert
in der Belichtungsverteilung, d.h, die Höchstbelichtung, beträgt 21 mJ/m2. Mit Höchstbelichtung
bei diesem Wert, zeigt die differentielle Empfindlichkeit 5V·m2/mJ an, was ein Fünftel der maximalen differentiellen
Empfindlichkeit ist, oder weniger. Hierbei beträgt das Oberflächenpotenzial des
lichtempfindlichen Gliedes 6 –40 V. Die mittlere Partikelgröße des Toners
in einem Tonerbild, erzeugt auf der Oberfläche des lichtempfindlichen
Gliedes 6, beträgt
37 μm, und
seine Standardabweichung beträgt
5 μm. Das
bedeutet, dass gleichmäßige bzw. gleichförmige Bildpunkte
erzielt werden. Selbst wenn das Ladungspotenzial, die Entwicklungs-Vorspannung
und der Belichtungsbetrag jeweils um 30% geändert werden, bleibt die Gleichmäßigkeit
bzw. Gleichförmigkeit
in den Bildpunkten erhalten. Auf diese Weise kann das Gerät in diesem
Beispiel hoch präzise
und stabile Bilderzeugung durchführen.
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[Beispiel 2]
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Der
Durchmesser des lichtempfindlichen Gliedes 6 beträgt 120 mm,
und die Schichtdicke Tp der lichtempfindlichen Schicht 12 beträgt 17 μm. Die Lichtdämpfungscharakteristika
in Bezug auf ein Licht von 670 nm sind wie in der Zeichnung von 5 gezeigt.
Die maximale differentielle Empfindlichkeit beträgt 50 V·m2/mJ.
Dieses lichtempfindliche Glied 6 wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit
(Arbeitsgeschwindigkeit) von 180 mm/sec gedreht.
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Die
Ladeeinheit 7 lädt
das lichtempfindliche Glied auf –500 V auf.
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Die
Entwicklungseinheit 8 verwendet einen Entwickler, der eine
5 gewichtprozentige Mischung aus einer Silizium-Eisenoxyd-Trägermasse
mit einer mittleren Partikelgröße von 50 μm und Toner
mit einer mittleren Partikelgröße von 7 μm ist. Die
mittlere Ladungsmenge der Toner, gemessen durch eine Ablass-Vorrichtung,
beträgt –20 μc/g. Die
Entwicklungseinheit 8 entwickelt ein Bild durch Rotation
einer Entwicklungshülse,
an die eine Vorspannung von –200
V angelegt wurde, bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 40 mm/sec.
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Der
Lichtstrahl, der von der Bildbelichtungseinheit 11 emittiert
wird hat eine Wellenlänge
von 670 nm, so wie in den Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung, und die Belichtungsleistung auf der
Oberfläche
des lichtempfindlichen Glieds 6 ist auf 1,63 mW eingestellt.
Der Belichtungsdurchmesser Db ist so eingestellt, dass die Gauß'sche Normalverteilung
in der Hauptabtastrichtung 55 μm
und in der Unterabtastrichtung 85 μm anzeigt, wie in 3B dargestellt.
Ein polygonaler Spiegel, welcher acht Flächen aufweist, wird verwendet
und bei 21260 rpm rotiert. Die Oberfläche des lichtempfindlichen
Gliedes 6 wird dann von einem Lichtstrahl mit 870 m/sec
abgetastet. Auf diese Weise belichtet die Entwicklungseinheit 11 das
lichtempfindliche Glied 6 mit 55 nsec (ungefähr 50 μm in der
Länge auf
dem lichtempfindlichen Glied 6). Hierbei zeigt die Gauß'sche Normalverteilung konzentrische
Kreise von 80 μm
sowohl in der Hauptabtastrichtung, als auch in der Unterabtastrichtung
an. Dementsprechend beträgt
der Belichtungsdurchmesser Db 80 μm,
wie in 4B gezeigt.
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Der
Höchstwert
in der Belichtungsverteilung, d.h. die Höchstbelichtung, beträgt 21 mJ/m2. Mit Höchstbelichtung
bei diesem Wert, fällt
die differentielle Empfindlichkeit ausreichend auf 5 V·m2/mJ ab. Hierbei beträgt das Oberflächenpotenzial
des lichtempfindlichen Gliedes 6 –50 V. Die mittlere Partikelgröße des Toners
in einem Tonerbild, erzeugt auf der Oberfläche des lichtempfindlichen
Gliedes 6, beträgt 60 μm, und seine
Standardabweichung beträgt
5 μm. Das
bedeutet, dass gleichmäßige bzw.
gleichförmige Bildpunkte
erzielt werden. Selbst wenn das Ladungspotenzial, die Entwicklungs-Vorspannung und der Belichtungsbetrag
jeweils um 20% geändert
werden, bleibt die Gleichmäßigkeit
bzw. Gleichförmigkeit
in den Bildpunkten erhalten. Auf diese Weise kann das Gerät in diesem
Beispiel eine hoch präzise
und stabile Bilderzeugung durchführen.
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Wie
so weit beschrieben, ist in dem Bilderzeugungsapparat und dem Bilderzeugungsverfahren der
vorliegenden Erfindung die Beziehung zwischen der Schichtdicke Tp
der lichtempfindlichen Schicht auf dem lichtempfindlichen Glied
und dem Belichtungsdurchmesser Db des Lichtstrahls, welcher das lichtempfindliche
Glied bestrahlt, definiert als 2 Tp < Db, sodass die Ladungsstreuung und
das elektrische Feld in der lichtempfindlichen Schicht auf dem lichtempfindlichen
Glied reduziert werden können.
Auf diese Weise kann qualitativ hohe Bilderzeugung ausgeführt werden,
ungeachtet von mechanischen Schwankungen der Komponenten, und ein
verschwommenes bzw. verwackeltes Bild kann vermieden werden. Die
maximale Belichtung innerhalb des Belichtungsdurchmessers Db wird
auf einen Wert eingestellt, der die differentielle Empfindlichkeit
der lichtempfindlichen Schicht, ausreichend reduzieren kann, oder
auf einen Wert, der die differentielle Empfindlichkeit auf ein Drittel
ihres Höchstwertes
reduzieren kann, oder weniger. Auf diese Weise kann qualitativ hohe
Bilderzeugung ausgeführt
werden, ungeachtet von mechanischen Schwankungen. Auf diese Weise
kann das Gerät
in diesem Beispiel hoch präzise
und stabile Bilderzeugung durchführen
und es werden exzellente Grau-Stufen-Bilder
erzeugt.
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In
dem Bilderzeugungsapparat der vorliegenden Erfindung wird ein organisches
lichtempfindliches Glied, welches eine lichtempfindliche Schicht aufweist,
die aus einer organischen Substanz hergestellt ist, als lichtempfindliches
Glied verwendet. Hierzu wird die Beziehung zwischen der Schichtdicke
Tp der lichtelektrischen Schicht und der Belichtungsdurchmesser
des Lichtstrahls definiert als 8 Tp > Db. Dementsprechend wird die Schichtdicke
Tp des lichtempfindlichen Gliedes nicht zu dünn, obwohl das organische lichtempfindliche
Glied in mechanischer Festigkeit schwach ist. Auf diese Weise kann
die Lebensdauer des lichtempfindlichen Gliedes 6 verlängert werden,
während
die Ladungsstreuung und das elektrische Feld auf der lichtempfindlichen
Schicht eingeschränkt
sind, um den praktischen Einsatz nicht zu blockieren bzw. zu verhindern.
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In
dem Bilderzeugungsapparat der vorliegenden Erfindung beträgt der Belichtungsdurchmesser
Db des Lichtstrahls 30 bis 50 μm.
Die Auflösung des
Auges beträgt
50 bis 70 μm
im Bereich klaren Sehvermögens
(25 bis 30 cm). Angesichts dessen wird der Belichtungsdurchmesser
in dem elektrofotografischen Prozess auf 30 bis 50 μm eingestellt,
sodass die Größe der Bildpunkte
in einem elektrostatischen, latenten Bild auf dem lichtempfindlichen
Glied 40 bis 60 μm
beträgt,
selbst wenn eine ausreichende Lichtenergie auf das lichtempfindliche
Glied 6 gegeben wird. Der Durchmesser jedes einzelnen Bildpunktes,
der tatsächlich
auf dem Übertragungsblatt 1 erzeugt
wird, beträgt
50 bis 70 μm,
was in der Auflösung
des Auges im Bereich klaren Sehvermögens (25 bis 30 cm) liegt.
Auf diese Weise kann qualitativ hohe Bilderzeugung ausgeführt werden.
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In
dem Bilderzeugungsapparat der vorliegenden Erfindung entwickelt
die Entwicklungseinheit ein elektrostatisches, latentes Bild mittels
eines Positiv-Entwicklungsverfahren.
Die Ladeeinheit lädt
das lichtempfindliche Glied gleichmäßig mit einer Polarität, entgegengesetzt
zur Polarität
des geladenen Toners, der in der Entwicklungseinheit enthalten ist, gleichmäßig auf.
Die Entwicklungseinheit belichtet das lichtempfindliche Glied, um
ein elektrostatisches, latentes Bild in dem unbelichteten Bereich
zu erzeugen. Die Toner haften an dem elektrostatischen, latenten
Bild, d.h. auf dem unbelichteten Bereich des lichtempfindlichen
Gliedes, um ein Bild zu erzeugen. In diesem Bilderzeugungsapparat
der vorliegenden Erfindung wird die maximale Belichtung in der Umgebung
des Sättigungsbereiches,
d.h. die maximale Belichtung innerhalb des Belichtungsdurchmessers Db,
auf einen Wert eingestellt, der die differentielle Empfindlichkeit
der lichtempfindlichen Schicht klein genug macht, z.B. ein Drittel
ihres Höchstwertes, oder
kleiner. Dies bewirkt oft, dass die Punkte in dem belichteten Bereich
in der Größe wachsen.
Bei dem Positiv-Entwicklungsverfahren jedoch, können die Punkte in der Größe reduziert
werden, da ein elektrostatisches, latentes Bild in der unbelichteten
Fläche erzeugt
wird. Auf diese Weise kann scharfe Bilderzeugung ausgeführt werden.
Außerdem
ist die Bilddichte in der unbelichteten Fläche hoch, da die unbelichtete
Fläche
ein fester Abschnitt ist.
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In
dem Bilderzeugungsapparat der vorliegenden Erfindung lädt die Ladeeinheit
die Oberfläche des
lichtempfindlichen Gliedes positiv auf. Eine Ladeeinheit, die Koronaentladung
verwendet, lädt
das lichtempfindliche Glied sogar noch stabiler auf. Außerdem können negative
Toner, die weit verbreitet verwendet werden, eingesetzt werden.
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Der
Bilderzeugungsapparat der vorliegenden Erfindung umfasst: das lichtempfindliche
Glied, welches die lichtempfindliche Schicht auf seiner Oberfläche hat;
die Ladeeinheit, um die Oberfläche des
lichtempfindlichen Gliedes gleichmäßig aufzuladen; die Bildbelichtungseinheit,
um das lichtempfindliche Glied mit einem Lichtstrahl zu belichten,
welcher eine Lichtenergie hat, die mehr als doppelt so hoch ist
wie die Lichtenergie, die das Oberflächenpotenzial des gleichmäßig geladenen
lichtempfindlichen Gliedes auf die Hälfte seines Potenzials reduziert;
die Entwicklungseinheit, um mittels eines Positiv-Entwicklungsverfahren
ein elektrostatisches, latentes Bild auf dem lichtempfindlichen
Glied zu erzeugen; und die Übertragungseinheit,
um ein entwickeltes Bild von einem lichtempfindlichen Glied auf
ein Aufnahmemedium zu übertragen.
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In
diesem Bilderzeugungsapparat lädt
die Ladeeinheit das lichtempfindliche Glied mit einer, zur Polarität des geladenen
Toners, der in der Entwicklungseinheit enthalten ist, entgegengesetzten
Polarität
gleichmäßig auf.
Die Belichtungseinheit belichtet das lichtempfindliche Glied, um
ein elektrostatisches, latentes Bild in der unbelichteten Fläche zu erzeugen.
Die Toner haften auf dem elektrostatischen, latenten Bild, um ein
Bild zu erzeugen. Hierzu belichtet die Belichtungseinheit das lichtempfindliche
Glied mit einem Lichtstrahl, welcher eine Lichtenergie hat, die doppelt
so hoch ist wie die Lichtenergie, die das Oberflächenpotenzial des gleichmäßig geladenen lichtempfindlichen
Gliedes auf die Hälfte
seines Potenzials reduziert. Die Entwicklung wird in dem Sättigungsbereich
oder in der Umgebung des Sättigungsbereiches
des lichtempfindlichen Gliedes ausgeführt. Dies führt oft dazu, dass die Größe der Punkte
in der belichteten Fläche
wächst. Über das
Positiv-Entwicklungsverfahren
jedoch wird in der unbelichteten Fläche ein elektrostatisches,
latentes Bild erzeugt, und die Belichtung wird in der Umgebung des
Sättigungsbereiches
ausgeführt.
Auf diese Weise können
die Punkte in ihrer Größe reduziert
werden. Somit wird scharfe Bilderzeugung ausgeführt. Außerdem ist die Bilddichte in
der unbelichteten Fläche
hoch genug, da die unbelichtete Fläche ein fester Abschnitt ist.
Da die Belichtung auf dem lichtempfindlichen Glied in dem Sättigungsbereich
oder in der Umgebung des Sättigungsbereiches
ausgeführt
wird, wird eine hoch präzise
und stabile Bilderzeugung ausgeführt,
ungeachtet mechanischer Fluktuationen.
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In
dem Bilderzeugungsapparat der vorliegenden Erfindung lädt die Ladeeinheit
die Oberfläche des
lichtempfindlichen Gliedes positiv auf. Eine Ladeeinheit, die Koronaentladung
verwendet, kann das lichtempfindliche Glied in einer noch stabileren
Weise aufladen. Außerdem
können
negative Toner, die weit verbreitet benutzt werden, eingesetzt werden.
-
In
dem Bilderzeugungsapparat der vorliegenden Erfindung wird ein anorganisches
lichtempfindliches Glied aus amorphem Silizium als lichtempfindliches
Glied eingesetzt. Auf diese Weise wird die Lebensdauer des lichtempfindlichen
Gliedes verlängert
und seine Sicherheit verbessert.
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Der
Bilderzeugungsapparat der vorliegenden Erfindung umfasst eine Grau-Stufen-Bildvorrichtung,
die ein Treibersignal auf die Bildbelichtungseinheit überträgt und gemäß eines
Grau-Stufen-Signals, welches auf Bilddaten basiert, welche Grau-Stufen-Informationen
aufweisen, ein Grau-Stufen-Bild darstellt. In diesem Bilderzeugungsapparat
wird ein elektrostatisches, latentes Bild erzeugt, durch Belichtung
des lichtempfindlichen Gliedes mit einem Lichtstrahl, der mehr als
doppelt so groß wie
die Lichtenergie, die das Oberflächenpotenzial
auf dem gleichförmig
geladenen lichtempfindlichen Glied auf die Hälfte seines Potenzials reduzieren
kann. Hierzu wird das lichtempfindliche Glied in einem Bereich belichtet,
der noch nicht den Sättigungsbereich
erreicht hat, und die Grau-Stufen-Bildvorrichtung kann nicht nur nach
dem Punktflächenmodulationsverfahren
betrieben werden, sondern auch nach dem Punktdichtemodulationsverfahren.
Außerdem
hilft die Kombination des Positiv-Entwicklungsverfahrens zum Entwickeln
eines elektrostatischen Bildes, welches in der unbelichteten Fläche erzeugt
wurde, und die Belichtung im Sättigungsbereich
oder in der Umgebung des Sättigungsbereiches
des lichtempfindlichen Gliedes, scharfe Punkte zu erhalten. Auf
diese Weise ist nach dem Punktflächenmodulationsverfahren
eine scharfe bzw. feine Grau-Stufen-Bilddarstellung möglich.
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In
dem Bilderzeugungsapparat der vorliegenden Erfindung wird ein Farbbild
mit mindestens drei Farben erzeugt: gelb, magenta und cyan. Hoch präzise und
stabile Bilderzeugung, die Schärfe
der Punkte, und die exzellente Grau-Stufen-Bilddarstellung sind
alle in der Farbbilderzeugung sogar noch vorteilhafter.
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Es
sollte festgehalten werden, dass die vorliegende Erfindung nicht
auf die obigen Ausführungsbeispiele
beschränkt
ist, und verschiedene Änderungen
und Modifikationen gemacht werden können, sofern sie nicht anderweitig
vom Geltungsbereich der Erfindung abweichen.