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Die
vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein elektrophotographisches
Verfahren und ein elektrophotographisches Gerät, und insbesondere auf ein
elektrophotographisches Verfahren, das ein lichtempfindliches Glied
mit amorphem Silizium als Grundlage und ein elektrophotographisches
Gerät mit
dem lichtempfindlichen Glied verwendet.
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Die
lichtempfindlichen Glieder mit dem amorphen Silizium verfügen über Eigenschaften
großer
Oberflächenhärte, großer Empfindlichkeit
gegenüber
langwelligem Licht von Halbleiterlasern (Wellenlänge 770 nm bis 800 nm) und
geringe Qualitätsminderung
nach wiederholtem Einsatz, und sie werden kommerziell als lichtempfindliche
Glieder für
die Elektrophotographie verwendet, insbesondere für schnelle
Kopiergeräte
und Laserstrahldrucker.
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1 ist
eine Konstruktionszeichnung zur Erläuterung eines Beispiels eines
Bilderzeugungsverfahrens bei einem elektrophotographischen Gerät, das ein
lichtempfindliches Glied mit amorphem Silizium verwendet, bei dem
in der Umgebung des lichtempfindlichen Gliedes 401, das
sich in Pfeilrichtung R1 dreht, eine primäre Aufladungsvorrichtung 402,
ein elektrostatischer Latentbilderzeugungsabschnitt 403,
eine Entwicklungseinheit 405, ein Papiertransportsystem 406,
eine Übertragungsaufladungsvorrichtung 407a,
eine Trennladungsvorrichtung 407b, ein Abstreifer 409,
ein Transportsystem 410, und eine Ladungsableitlichtquelle 411 angeordnet
sind. Im allgemeinen wird häufig
eine Korona-Aufladungsvorrichtung,
die sehr gut bei einheitlicher Aufladung geeignet ist, als primäre Aufladungsvorrichtung 402 verwendet.
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Das
Bilderzeugungsverfahren ist nachstehend anhand des obigen Beispiels
beschrieben. Das lichtempfindliche Glied 401 wird durch
die primäre
Aufladungsvorrichtung 402, an die eine Hochspannung von
+6 kV bis +8 kV angelegt wird, gleichförmig aufgeladen. Licht wird
vom elektrostatischen Latentbilderzeugungsabschnitt 403 geführt, um
auf das lichtempfindliche Glied 401 zur Bildung eines elektrostatischen
Latentbildes projiziert zu werden. Ein negativ aufgeladener Toner
wird von der Entwicklungseinheit 405 zur Bildung eines Tonerbildes
dem Latentbild zugeführt.
Andererseits wird ein Papier P über
das Papiertransportsystem 406 dem lichtempfindlichen Glied 401 zugeführt, und
ein positives elektrisches Feld, das entgegensetze Polarität zum Toner
hat, wird von der Rückseite
an einen Zwischenraum, an den eine Spannung von +7 kV bis +8 kV
angelegt wird, zwischen dem lichtempfindlichen Glied 401 und
der Übertragungsaufladungsvorrichtung 407a erzeugt.
Dieses elektrische Feld veranlaßt,
daß das
negativ aufgeladene Tonerbild auf der Oberfläche des lichtempfindlichen
Gliedes auf das Papier P übertragen
wird. Das Papier P wird von der Trennaufladungsvorrichtung 407b,
der eine hohe Wechselspannung von 12 kVp-p bis 14 kVp-p bei einer
Frequenz von 300 Hz bis 600 Hz zugeführt wird, getrennt, und es
wird mit Hilfe des Papiertransportführungssystems 410 an
eine Fixiereinheit (hier nicht gezeigt) transportiert, bei der das
Tonerbild fixiert wird. Das Papier P wird dann außerhalb
des Geräts
entladen.
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Bei
der Elektrophotographie muß ein
photoleitendes Material zur Bildung der photoempfindlichen Schicht
beim lichtempfindliche Glied folgende Eigenschaften erfüllen: Große Empfindlichkeit,
großen
Rauschabstand [Photostrom (Ip)/Dunkelstrom (Id)], ein Absorptionsspektrum,
das mit den spektralen Eigenschaften der auszustrahlenden elektromagnetischen
Wellen vergleichbar ist, schnelle optische Ansprechempfindlichkeit,
einen bestimmten Dunkelwiderstand und keine gefährdende Einwirkung auf den
menschlichen Körper bei
seiner Verwendung. Besonders im Fall der lichtempfindlichen Glieder
für bilderzeugende
Geräte,
die sich innerhalb des bilderzeugenden Geräts befinden, das bei Büromaschinen
eingesetzt wird, sind umweltfreundliche Eigenschaften während der
oben erwähnten
Anwendung ein wesentlicher Gesichtspunkt. Eins der photoleitenden
Materialien mit den aus oben dargestellter Sicht ausgezeichneten
Eigenschaften ist hydriertes amorphes Silizium. Beispielsweise beschreibt
die Japanische Patentveröffentlichung
No. 60-35059 eine entsprechende Anwendung bezogen auf das lichtempfindliche
Glied für
bilderzeugende Geräte.
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Die
lichtempfindlichen Glieder für
bilderzeugende Geräte,
die hydriertes amorphes Silizium verwenden, werden im allgemeinen
durch Aufheizen eines leitfähigen
Trägers
auf 50°C
bis 400°C
und Erzeugen einer photoleitenden Schicht, die aus amorphem Silizium
auf dem Träger
besteht, mit Hilfe eines schichterzeugenden Verfahrens wie Aufdampfen
im Vakuum, durch Kathodenzerstäubung,
durch Ionenbeschichtung, durch thermisches Pyrolyse, photochemische
Pyrolyse oder durch Pyrolyse aus dem Plasma erhalten. Als bevorzugtes
Verfahren wird die Pyrolyse aus dem Plasma praktisch eingesetzt,
bei der ein Ausgangsgas mit Hilfe von Gleichstrom- oder Hochfrequenz-
oder Mikrowellenglühentladung
zersetzt wird, um auf dem Träger
eine aufgedampfte Schicht aus amorphem Silizium zu bilden
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In
der Japanischen Patentoffenlegungsschrift No. 54-83746 beispielsweise
wird das lichtempfindliche Glied für das bilderstellende Gerät vorgeschlagen,
das einen elektroleitenden Träger
und eine photoleitende Schicht enthält, die aus amorphem Silizium
mit Halogenatomen als einem Bestanteil besteht. Diese Anwendung
beschreibt, daß im
amorphen Silizium bei einem Anteil von 1 Atomprozent bis 40 Atomprozent
die photoleitende Schicht einen großen Wärmewiderstand aufweist und
gute elektrische und optische Eigenschaften als eine photoleitende
Schicht des lichtempfindliche Gliedes für bilderstellende Geräte auf weist.
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Die
Japanische Patentoffenlegungsschrift No. 57-11556 beschreibt die
Technik der Erstellung einer Oberflächenschicht aus nicht-photoleitendem
amorphen Material, das Siliziumatome und Kohlenstoffatome enthält, auf
der photoleitenden Schicht eines amorphen Material, das Siliziumatome
als eine Matrix enthält,
um die elektrischen, die optischen und die elektrophotographischen
Eigenschaften einschließlich
dem Dunkelwiderstand, der Photoempfindlichkeit und der optischen
Ansprechempfindlichkeit, die Betriebdaten der Umgebung wie den Feuchtigkeitswiderstand
und die zeitliche Stabilität
des lichtempfindlichen Gliedes mit der photoleitenden Schicht, die
aus einer abgeschiedenen amorphen Siliziumschicht besteht, zu verbessern.
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Darüber hinaus
beschreibt die Japanische Patentoffenlegungsschrift No. 60-67951
die Technik des lichtempfindlichen Gliedes, bei dem eine lichtdurchlässige, isolierende Überzugsschicht,
die aus amorphem Silizium besteht, das Kohlenstoff, Sauerstoff und
Fluor enthält,
gestapelt ist, und die Japanische Patentoffenlegungsschrift No.
62-168161 beschreibt die Technik bei Verwendung eines amorphen Materials,
das Siliziumatome, Kohlenstoffatome und 41 Atomprozent bis 70 Atomprozent
Wasserstoffatome als eine Oberflächenschicht
enthält.
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Darüber hinaus
beschreibt die Japanische Patentoffenlegungsschrift No. 57-158650,
daß das
lichtempfindliche Glied für
das bilderzeugende Gerät
mit großer
Empfindlichkeit und großem
Widerstand erhalten werden kann, wenn eine photoleitende Schicht
verwendet wird, die aus amorphem Silizium mit Halogenatomen besteht,
die 10 Atomprozent bis 40 Atomprozent Wasserstoff enthält, worin
das Absorptionskoeffizientenverhältnis
der Absoxptionsmaxima bei 2100 cm–1 und
bei 2000 cm–1 bei
einem Infrarotabsorptionsspektrum 0,2 bis 1,7 beträgt.
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Andererseits
beschreibt die Japanische Patentoffenlegungsschrift No. 60-95551
die Technik zur Verhinderung der Erniedrigung beim Oberflächenwiderstand
aufgrund der Absorption von Wasser an der Oberfläche des lichtempfindlichen
Gliedes und das Auftreten einer Bildverschmierung, indem der bilderzeugende
Vorgang durchgeführt
wird, einschließlich
Aufladung, Belichtung, Entwicklung und Übertragung, während die
Temperatur in der Umgebung der Oberfläche des lichtempfindlichen
Gliedes bei 30°C
bis 40°C
aufrecherhalten wird, um die Bildqualität des lichtempfindlichen Gliedes
aus amorphem Silizium zu verbessern.
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Diese
Techniken verbesserten die elektrischen, die optischen und die photoleitenden
Eigenschaften, und die Eigenschaften der Betriebsumgebung des lichtempfindlichen
Gliedes für
bilderstellende Geräte,
und sie verbesserten hiermit auch die Bildqualität.
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Um
darüber
hinaus die oben erwähnte
Bildverschmierung des lichtempfindlichen Gliedes bei hoher Luftfeuchte
zu verhindern und zu eliminieren, ist bekannt, das lichtempfindliche
Glied durch ein Wärmequelle, die
auf der inneren Oberflächenseite
des lichtempfindlichen Gliedes angeordnet ist, aufzuheizen, beispielsweise
mit Hilfe eines elektrischen Heizgeräts mit Oberflächen- oder
Stabform, der an der inneren Oberflächenseite des zylindrischen
lichtempfindlichen Gliedes angeordnet ist.
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Das
kontinuierliche Aufwärmen
durch das Heizgerät
zum Verhindern der Bildverschmierung erhöht jedoch den Leistungsbedarf,
wie oben beschrieben. Der Leistungsbedarf solcher Heizgeräte liegt üblicherweise bei
etwa 15 W bis 80 W, das keine große elektrische Energie zu sein
scheint. In vielen Fällen
werden die Geräte
Tag und Nacht angelassen. Der Leistungsbedarf pro Tag zur Erwärmung kann
in manchen Fällen
5% bis 15% des Gesamtleistungsbedarfs des bilderstellenden Geräts betragen.
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Nebenbei
bemerkt traten jedoch mit dem Forschritt bei der Zunahme der Funktionen
der elektrophotographisches Geräte
und mit der Einsparung von Büroflächen vermehrt
Forderungen nach Maschinen mit raumsparenden Effekten, Mehrfachfunktionen
und großer
Kopiergeschwindigkeit auf. Es ist daher erforderlich, das Gerät unter
dem Gesichtspunkt der Tendenz zu höherer Geschwindigkeit, zu kleinerer
Abmessungen und zu Mehrfachfunktionalität aus der Sicht der Entwicklung
zu entwerfen.
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Mit
dem Fortschritt bei der Tendenz der Hochgeschwindigkeitsverarbeitung,
der kleineren Abmessungen und der Mehrfachfunktionalität des elektrophotographischen
Geräts
wird die Aufladungsvorrichtung jedoch kleiner und die Verarbeitungsgeschwindigkeit
höher.
Diese Faktoren setzen die Durchgangszeit des lichtempfindlichen
Gliedes in der Aufladungsvorrichtung herab, und dies erschwert,
hohe Aufladung auf der Oberfläche
des lichtempfindlichen Gliedes zu erzielen, das heißt, die
Oberfläche
des lichtempfindlichen Gliedes ausreichend aufzuladen. Aus Sicht
der Energieeinsparung treten auch Forderungen auf, den Leistungsbedarf des
gesamten elektrophotographischen Geräts durch Ausschalten des Trommelheizers
und durch Verringerung des Stromwertes der Aufladungsvorrichtung
herabzusetzen.
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Besonders
dort, wo die Geschwindigkeit weiter erhöht wird, oder wo die Abmessung
des lichtempfindlichen Gliedes weiter herabgesetzt wird, tritt ein
bedeutendes Problem bezüglich
der Aufladung auf. Im Fall der Erhöhung der Geschwindigkeit, selbst
wenn die Abmessung der Aufladungsvorrichtung beibehalten wird, wird ein
Zeitintervall, bei dem ein bestimmter Punkt des lichtempfindlichen
Gliedes die Innenseite der Aufladungsvorrichtung durchläuft, das
heißt
ein Zeitintervall zur Aufladung, kleiner wird, wodurch die Ladungsmenge
in einigen Fällen
herabgesetzt wird. In Fällen,
bei denen der Durchmesser des lichtempfindlichen Gliedes mit einer
Trommelform herabgesetzt wird, wird die Breite der Aufladungsvorrichtung
begrenzt, und folglich wird nicht sichergestellt, daß eine ausreichende
Fläche
zur Aufladung zur Verfügung
steht. Dies könnte
in manchen Fällen,
um ausreichende Aufladung zu erzielen, zu einer Störung führen.
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Ein
anderes Problem, das mit der Erhöhung
der Betriebsgeschwindigkeit und der Erniedrigung des Durchmessers
des lichtempfindlichen Gliedes auftreten kann, ist die Abnahme der
Zeit, bei der sich ein bestimmter Punkt der Oberfläche des
lichtempfindlichen Gliedes von der Belichtungsseite zur Aufladungsvorrichtung
für die
nächste
Aufladung der Oberfläche
des lichtempfindlichen Gliedes bewegt. Wird amorphes Silizium verwendet,
zeigt das lichtempfindliche Glied das optische Speicherphänomen aufgrund
der Belichtung. Da dieser optische Speicher in einer Zeitspanne
nach der Belichtung abnimmt, ist es viel wahrscheinlicher als ein Schatten
in einem Bild zu erscheinen, wenn die oben angeführte Zeit kürzer wird. Um diesen Schatten
zu entfernen, ist es möglich, übermäßige Ladungsableitbelichtung
auszuführen,
jedoch das Aufladungsvermögen wird
viel wahrscheinlicher mit der Erhöhung der Lichtmenge der Ladungsableitbelichtung
abnehmen.
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Wenn
eine große
Temperaturabhängigkeit
der Eigenschaften des lichtempfindlichen Gliedes, selbst nachdem
diese Probleme beseitigt sind, besteht, darf die Temperatursteuerung
des lichtempfindlichen Gliedes durch das Heizgerät nicht vernachlässigt werden.
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Das
heißt,
beim Entwurf des bilderstellenden Geräts bei Verwendung der elektrophotographischen Verfahrens
und des elektrophotographischen, bilderstellenden Verfahrens ist
es erforderlich, Verbesserungen aus der Gesamtsicht bei den elektrophotographischen,
physikalischen Eigenschaften und bei der mechanischen Haltbarkeit
des lichtempfindlichen Gliedes für
bilderstellende Geräte
zu erzielen, um die obigen Probleme zu lösen, und um weitere Verbesserungen
bei der Aufladungsvorrichtung, die in der Lage sein soll, gleichförmige Aufladung
des lichtempfindlichen Gliedes mit großem Aufladungswirkungsgrad
und beim bilderstellenden Gerät
zu erzielen
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Darüber hinaus
werden die Durchmesser der Bildpunkte zum Zweck der Verbesserung
der Bildqualität verkleinert.
In diesem Fall ist es erforderlich, die Reproduzierbarkeit der Bildpunkte
zu verbessern, und es ist auch wichtig, die Bildqualität auf der
Ebene des Latentbildes zu verbessern.
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Das
Dokument US-5 701 560 beschreibt ein Gerät ähnlich dem von Patentanspruch
26, bei dem Korona-Aufladung verwendet wird.
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Die
vorliegende Erfindung entstand aus Sicht dieser Probleme, und eine
Aufgabe der vorliegende Erfindung ist es, ein elektrophotographisches
Verfahren und ein elektrophotographisches Gerät zu schaffen, das Verbesserungen
beim Schattenbildspeicher liefert, und das ein hohes Aufladungsvermögen aufweist,
selbst wenn die Geschwindigkeit des Verfahrens in Richtung Hochgeschwindigkeit
erhöht
wird, und selbst wenn die Abmessung des Geräts auf eine kompakte Anordnung
herabgesetzt wird.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegende Erfindung ist, ein elektrophotographischen
Verfahren und ein elektrophotographisches Gerät zu schaffen, womit eine Herabsetzung
der Abmessungen des lichtempfindlichen Gliedes oder eine Erhöhung der
Betriebsgeschwindigkeit möglich
wird, und womit die Größe des Belichtungsflecks
herabgesetzt werden kann und sich eine weitere Verbesserung bei
der Bildqualität
erzielen läßt.
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Nach
der vorliegende Erfindung werden diese Aufgaben gemäß den anliegenden
unabhängigen
Ansprüchen
gelöst.
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Vorteilhafte
Modifikationen sind in den anliegenden abhängigen Ansprüchen angegeben.
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1 zeigt
eine Konstruktionszeichnung als Beispiel des Aufbaus des elektrophotographischen
Geräts.
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2 zeigt
ein Beispiel der Empfindlichkeit in Abhängigkeit von der Wellenlänge des
lichtempfindlichen Gliedes mit amorphem Silizium;
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Die 3A und 3B zeigen
ein Beispiel der Beziehung zwischen Licht, das auf das lichtempfindliche
Glied vor der Aufladung und Abspeicherung gestrahlt wird, wobei 3A eine
Beziehung zwischen der Lichtstärke
in Abhängigkeit
von der Wellenlänge
zeigt, und 3B eine Beziehung der Belichtungszeit
in Abhängigkeit
von der Wellenlänge
zeigt;
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4 zeigt
ein Beispiel der Beziehung zwischen der Wellenlänge des eingestrahlten Lichts
und den Speicherwerten aufgrund des eingestrahlten Lichts auf das
lichtempfindliche Glied vor der Aufladung in Abhängigkeit von der Empfindlichkeit
des lichtempfindlichen Gliedes mit amorphen Silizium;
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5 zeigt
eine Konstruktionszeichnung zur Erklärung eines Beispiels eines
Kontaktaufladungsgeräts;
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Die 6A und 6B zeigen
Konstruktionszeichnungen zur Erklärung eines weiteren Beispiels
des Kontaktaufladungsgeräts;
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7 zeigt
eine Konstruktionszeichnung zur Erklärung eines weiteren Beispiels
eines Kontaktaufladungsgeräts;
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8 zeigt
eine Konstruktionszeichnung eines Beispiels des Aufbaus des elektrophotographischen Geräts mit dem
Kontaktaufladungsgerät;
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Die 9A, 9B, 9C und 9D zeigen
Schnittdarstellungen zur Erklärung
von Beispielen einer Schichtstruktur des amorphen lichtempfindlichen
Gliedes;
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10 zeigt
eine graphische Darstellung als Beispiel einer Beziehung zwischen
des Aufladungsvermögens
und dem Schattenbildpotential gegenüber der Differenz der ladungsableitenden
Belichtungsmenge;
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11 zeigt
ein Beispiel eines Schattenbildpotentials in Abhängigkeit von der Belichtungswellenlänge;
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12 zeigt
ein Beispiel eines Schattenbildpotentials in Abhängigkeit von der Belichtungswellenlänge;
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13 zeigt
ein Beispiel der Potentialungleichmäßigkeit in Abhängigkeit
von der ladungsableitenden Belichtungswellenlänge;
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14 zeigt
eine Beispiel des Schattenbildspeichers in Abhängigkeit von der ladungsableitenden
Belichtungswellenlänge;
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15 zeigt
ein Beispiel eines Schattenbildpotentials in Abhängigkeit von der Belichtungswellenlänge; und
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16 zeigt
ein Beispiel der abnehmenden magnetischen Pudermenge in Abhängigkeit
von der Belichtungswellenlänge.
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Durch
intensive und umfassende Untersuchungen haben die Erfinder entdeckt,
daß bei
in das lichtempfindliche Glied eingestrahltem Licht einer Wellenlänge innerhalb
eines bestimmten Intervalls das Schattenbild verbessert wird, selbst
unter schwerwiegenden Bedingungen gegenüber der Aufladungsmöglichkeit, wie
die Erhöhung
der Betriebsgeschwindigkeit und die Abnahme des Durchmessers des
lichtempfindlichen Gliedes. Die Erfinder haben herausgefunden, daß dieses
Licht das Schattenbild ohne Belichtung von übermäßiger ladungsableitender Belichtung
verbessert, um den Güteverlust
des Aufladungsvermögens
aufgrund der übermäßigen ladungsableitenden
Belichtung zu verhindern, und es wird ein ausreichendes Aufladungspotential
erhalten. Dies wird unten genauer beschrieben.
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2 zeigt
das Ergebnis der Messung bei einem Beispiel, bei dem die Empfindlichkeit
bei entsprechenden Wellenlängen
auf dem lichtempfindliche Glied mit dem amorphen Silizium gemessen
wurde. Diese graphische Darstellung zeigt Änderungen (das heißt, Δ 200 V und Δ 350 V; Einheit:
V·cm2/μJ)
beim Oberflächenpotential
pro Lichtbetragseinheit (das heißt Lichtbetrag pro Einheitsfläche) in
Abhängigkeit
vom eingestrahlten Licht jeder Wellenlänge, wenn das lichtempfindliche
Glied mit dem amorphen Silizium, das bei 400 V aufgeladen wurde,
an der Oberfläche
dem Licht jeder Wellelänge
ausgesetzt wurde, und wenn das Oberflächenpotential 200 V (Δ 200 V) und
350 V (Δ 350
V) erreichte.
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Mit
Hilfe des Ergebnisses wurde festgestellt, daß das lichtempfindliche Glied
mit dem amorphen Silizium eine Maximalempfindlichkeit bei einer
Wellenlänge
nahe 700 nm hatte, und die Empfindlichkeit fiel im Wellenlängenbereich
jenseits 700 nm stark ab. Der Grund für den Abfall der Empfindlichkeit
im Wellenlängenbereich
jenseits 700 nm rührt
möglicherweise
daher, daß das
Licht in diesem Bereich nicht ausreichend Energie über den
Bandabstand zum lichtempfindliche Glied übertragen kann.
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Es
ist daher erforderlich die Wellenlängen im guten Empfindlichkeitsbereich
zu verwenden, um das lichtempfindliche Glied mit dem amorphen Silizium
effektiv zu verwenden.
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Jedoch
ausschließlich
die Verwendung der Wellenlänge
im guten Empfindlichkeitsbereich der Lichtquelle zur Bildbelichtung
ist einigen Fällen
nicht immer ausreichend zum Einsatz des lichtempfindlichen Gliedes
mit dem amorphen Silizium. Mit anderen Worten: Da das amorphe Silizium
vom Auftreten des optischen Speichers aufgrund der Belichtung betroffen
ist, könnte
das Problem des optischen Speichers, beispielsweise das Schattenbild,
in einigen Fällen
auftreten, bei denen die Wellenlänge
bei der höchsten
Empfindlichkeit einfach als die Wellenlänge der Bildbelichtung verwendet
wird.
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Dann
haben die Erfinder die Wellenlängenabhängigkeit
des optischen Speichers durch Einstrahlen mit Licht verschiedener
Wellenlängen
vor der Aufladung untersucht, um die Beziehung des eingestrahlten
Lichts vor der Aufladung mit dem optischen Speicher zu prüfen. 3A zeigt
die Abnahme des Aufladungsvermögens
(Einheit: Volt) in Abhängigkeit
von jeder Wellenlänge
und von jeder Lichtenergie des eingestrahlten Lichts vor der Aufladung,
das heißt
optischer Speicher aufgrund der Lichteinstrahlung vor der Aufladung
(künftig
kurz als "optischer
Speicher vor der Aufladung" bezeichnet),
unter der Bedingung der Aufladung 0,012 Sekunden nach der Lichteinstrahlung
(die Lichtstärkeabhängigkeit
des optischen Speichers vor der Aufladung). 3B zeigt
den optischen Speicher vor der Aufladung bei jeder Wellenlänge mit Änderungen
der Zeit der Lichteinstrahlung vor der Aufladung bis zur Aufladung,
unter der Bedingung einer Lichtstärke von 1,0 μJ/cm2 (Zeitabhängigkeit des optischen Speichers
vor der Aufladung).
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Der
optischen Speicher vor der Aufladung nimmt mit fortschreitender
Zeit der Lichteinstrahlung zur Aufladung ab, jedoch traten bei den
Maximalwellenlänge
des optischen Speichers vor der Aufladung wenig Änderungen auf. Mit diesen Ergebnissen
wurde bestätigt,
daß die
Wellenlänge,
bei der das Aufladungsvermögen abnimmt,
nahe 730 nm lag.
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Auf
der Grundlage der 2 und der 3A und 3B haben
die Erfinder entdeckt, daß,
um den Speicher, während
die Empfindlichkeit aufrechterhalten wird, zu verkleinern, das Schattenbildpotential
abnahm, indem das Verhältnis
optischer Speicher vor der Aufladung zu Empfindlichkeit des lichtempfindliche Gliedes
herabgesetzt wurde, das heißt,
durch Verwendung einer solchen Bildbelichtung, um den Wert des Verhältnisses
(optischen Speichers vor der Aufladung)/(Empfindlichkeit) so klein
wie möglich
zu machen; mit anderen Worten, den Wert des optischen Speicher,
der beim Einheitskontrastpotential auftritt, wobei die vorliegenden
Erfindung durchgeführt
wurde.
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Die
bestgeeignete Wellenlänge
des Lichts, die zur Bildbelichtung verwendet wird, ist eine Wellenlänge, bei
der der Wert des (optischen Speichers vor der Aufladung)/(Empfindlichkeit)
ein Minimum wird, jedoch kann der ausreichende Effekt der vorliegenden
Erfindung auch bei einer anderen Wellenlänge, wie der Wellenlänge für den Minimalwert
durchgeführt
werden, wenn die Wellenlänge
innerhalb solch eines Bereichs festgelegt wird, daß der Wert
von (optischem Speicher vor der Aufladung)/(Empfindlichkeit) nicht
größer als
das 1,5-fache des Minimalwerts ist.
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4 zeigt
ein Beispiel einer graphischen Darstellung, die die Werte zeigt,
die erhalten wurden, indem eine Differenz zwischen einem Aufladungspotential,
wenn das lichtempfindliche Glied nicht von Licht vor der Aufladung
bestrahlt wird, und einem Aufladungspotential, wenn das lichtempfindliche
Glied nach einheitlicher Belichtung mit Licht einer bestimmten Wellenlänge mit
Hilfe einer Empfindlichkeit bei der Wellenlänge aufgeladen wird. Genauer:
Als Empfindlichkeit (Einheit: V·cm2/μJ) wurde
der Wert der Kontrastdifferenz Δ 350
V von 2 angenommen. Aus dem Ergebnis ist zu erkennen,
daß der
Rang des Schattenbildspeichers beim Bild verbessert wird, indem
eine Belichtung im Wellenlängenbereich
von 500 nm bis 680 nm als die Wellenlänge der Bildbelichtung verwendet
wird. Dies erlaubte eine Verbesserung beim Aufladungsvermögen ohne
Güteminderung
des Schattenbildniveaus. Der tatsächliche Wellenlängenbereich
betrug vorzugsweise 600 nm bis 660 nm. Es wurde auf diese Art gezeigt,
daß die
Verwendung der Lichtquelle zur Bildbelichtung, um einen Minimalwert
des optischen Speichers vor der Aufladung bezogen auf die Empfindlichkeit
zu erzielen, effektiv zur Verbesserung des Aufladungsvermögens des
amorphen Silizium selbst unter schwierigen Bedingungen gegenüber des
Aufladungsvermögens
wie beispielsweise das Erhöhen
der Betriebsgeschwindigkeit und die Abnahme des Durchmessers der
amorphen Siliziumtrommel war.
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Ein
denkbarer Grund ist, daß der
optischen Speicher vor der Aufladung in dem Bereich groß ist, bei dem
die Bildbelichtung nicht kleiner als 660 nm ist, und daß im Wellenlängenbereich,
der nicht größer als
600 nm ist, bei dem die Lichtquelle eine Lichtquelle einer Wellenlänge ist,
wie beispielsweise eine lichtemittierende Diode oder ein Halbleiterlaser,
ein Restpotential groß genug
wird, um eine augenscheinliche Abnahme der Empfindlichkeit zu bewirken.
Dies wird als Ursache einer übermäßigen Lichteinstrahlung
betrachtet, um den optischen Speicher zu erhöhen.
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Werden
die Halbleiterlaser eingesetzt, dann erlaubt die Verwendung der
Wellenlängen
eine Abnahme der Punktgröße auf der
optischen Entwurfsebene, wobei das Bild mit höherer Bildqualität erhalten
werden kann.
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Nun
wird die optimale Ladungsableitbelichtung im Fall bei Verwendung
der obigen Bildbelichtung bei der vorliegenden Erfindung diskutiert.
Ist die Wellenlänge
der Ladungsableitbelichtung nicht kürzer als 680 nm, tendiert die
Potentialungleichförmigkeit
dazu, plötzlich
anzusteigen. Dies rührt
vermutlich daher, daß die
Ungleichförmigkeit
des optischen Speichers mit größerer Wahrscheinlichkeit
aufgrund des Ladungsableitlichts, bei dem Unregelmäßigkeiten
in der Qualität
der Schicht zu suchen sind, auftreten kann. Das Auftreten der Restpotentialungleichförmigkeit
ist die Ursache des Anwachsens bei der Potentialungleichförmigkeit
mit abnehmender Wellenlänge
im kurzwelligen Bereich. Die Erfinder fanden heraus, daß die Wellelänge der
Ladungsableitbelichtung bevorzugt zwischen 600 nm und 680 nm liegen
sollte und besser zwischen 630 nm und 680 nm liegen sollte, um die
Ungleichmäßigkeit
zu reduzieren. Als nächstes
wurde die Bildbelichtung durchgeführt, um das Schattenbildpotential
gegenüber
dem Aufladungsvermögen
zu berechnen, und es wurde festgestellt, daß der Effekt der Verbesserung
des Schattenbildspeichers auch vorhanden war, wenn der obige Wellenlängenbereich
erfüllt
wurde.
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Dies
bedeutet, daß die
Bildbelichtung und die Ladungsableitbelichtung erstrebenswerter
innerhalb der Bereiche der vorliegenden Erfindung verwendet werden,
um sämtliche
drei Punkte, das Aufladungsvermögen, das
Schattenbild und die Ungleichförmigkeit
des Aufladungspotentials, zu erfüllen.
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Üblicherweise
kann die Aufladung mit Hilfe einer Korona-Entladung, die allgemein bekannt ist,
durchgeführt
werden. Die Aufladung mit Hilfe der Korona-Entladung wird jedoch
durch die Entwicklung von Ozon begleitet.
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Das
entwickelte Ozon wurde bisher entladen, nachdem es in einen nichtverunreinigenden
Zustand durch Verwendung eines Ozonentfernungsfilter zersetzt wurde.
Speziell bei persönlichem
Gebrauch muß die Menge
an entladenem Ozon so weit wie möglich
herabgesetzt werden. Es gibt Bestimmungen für einen Vorgang, um die Ozonmenge,
die sich während
der Aufladung aus ökonomischer
Sicht entwickelt, stark zu reduzieren. Die Aufladungseinheit, die
eine solche Bestimmung erfüllt,
ist ein Kontaktaufladungsverfahren, wie es beispielsweise im der
Japanischen Patentoffenlegungsschrift No. 63-208878 beschrieben
wird. Das Verfahren funktioniert derart, daß die aufzuladende Oberfläche auf
ein bestimmtes Potential aufgeladen wird, indem ein Aufladungsglied,
an das eine elektrische Spannung angelegt wird, in Kontakt mit dem
aufzuladenden Glied gebracht wird, und es hat beispielsweise die
folgenden Vorteile gegenüber
einer Korona-Entladungsvorrichtung:
Der erste Vorteil ist die
Möglichkeit,
die angelegte elektrische Spannung herabzusetzen, die erforderlich
ist, um das bestimmte Potential auf der Oberfläche des aufzuladenden Gliedes
zu erhalten. Der zweite Vorteil ist, daß die Ozonmenge, die sich beim
Aufladungsvorgang entwickelt hat, den Wert Null oder einen extrem
kleinen Wert zustrebt, und auf diese Weise kann auf die Notwendigkeit
des Ozonentfernungsfilters verzichtet werden. Dies kann den Aufbau
des Austrittssystems des Geräts
vereinfachen, und es lassen sich wartungsfreie Betriebsverhältnisse
erreichen. Der dritte Vorteil ist folgender: Da die sich beim Aufladungsvorgang
entwickelnde Ozonmenge Null ist oder einen extrem kleinen Wert ergibt,
kann das Verfahren die Notwendigkeit des Entfernens von Feuchtigkeit
von der Oberfläche
des lichtempfindliche Gliedes durch ein Heizgerät, das eine Aufheizung vornimmt,
entfallen, um das Bildverschmieren aufgrund der Abnahme des Oberflächenwiderstands
zu verhindern, die bewirkt wird, wenn Ozon oder Ozonprodukte sich
auf einem Bildträger,
das das aufzuladende Glied ist, anlagern, beispielsweise auf die
Oberfläche
des lichtempfindlichen Gliedes, wobei die Oberfläche des lichtempfindlichen
Gliedes dazu neigt, Wasser zu absorbieren, während sie durch Korona-Produkte beeinflußt wird,
die gegenüber
Feuchtigkeit empfindlich sind. Dies setzt den Leistungsbedarf aufgrund
der Energiezufuhr während
der Nachtzeiten erheblich herab.
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Es
gibt Aufladungsvorrichtungen nach dem Kontaktaufladungsverfahren,
um ein stationäres
Aufladungsglied in Klingen- oder in Blechform in Kontakt mit dem
aufzuladenden Glied zu halten, und durch Anlegen einer Aufladungsspannung
die Aufladung zu bewirken.
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(a) Kontaktaufladungsvorrichtung
mit Abstreifer
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5 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
der Kontaktaufladungsvorrichtung, das einen Abstreifer verwendet.
Bezugszeichen 20 bezeichnet den Abstreifer als ein Kontaktaufladungsglied,
der aus einer Elektrodenplatte 21 und einer Widerstandsschicht 22 besteht,
die auf einer Oberfläche
der Elektrodenplatte 21 gegenüber dem lichtempfindlichen
Glied gebildet wurde, und die so angeordnet ist, daß sich das
spitze Endteil des Abstreifers 20 in Kontakt mit einer
bestimmtem Anpreßkraft
mit einer Oberfläche
des lichtempfindlichen Gliedes befindet. Der Buchstabe n stellt
eine Kontaktberührungsstelle
(Aufladungsberührungsstelle)
dar.
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Die
Elektrodenplatte 21 ist üblicherweise ein Material,
das aus Metallen wie Aluminium, Aluminiumlegierung, Messing, Kupfer,
Eisen und nichtrostendem Stahl besteht, und Materialien, die durch
Unterziehen von Isolationsmaterialien, wie Harze oder Keramiken,
einer elektrischen Leitungsbehandlung erhalten werden, das heißt, durch Überziehen
mit einem Metall oder Überziehen
mit einer elektrisch leitenden Farbe.
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Die
Widerstandsschicht 22 besteht im allgemeinen aus einem
Material, das aus solchen ausgewählt wird,
die durch Verteilen eines elektrische leitenden Füllstoffs
wie Titanoxid, Kohlenstoffpulver oder Metallpulver in einem Harz
wie Polypropylen oder Polyethylen oder in einem Elastomer wie Silikon-Kautschuk
oder Urethankautschuk erhalten wird.
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Der
spezifische elektrische Widerstand der Widerstandsschicht 22 wird
innerhalb des Bereichs von 1 × 103 Ωcm
bis 1 × 1012 Ωcm
durch Messen bei einer angelegten Spannung von 250 V bis 1 kV mit
dem MΩ-Prüfgerät (Handelsname)
der Firma HIOKO Inc ermittelt.
-
Es
ist vorzuziehen, den spezifischen elektrischen Widerstand des Aufladungsgliedes 20 entsprechend der
Umgebung, in der er verwendet wird, wie hoher Aufladungswirkungsgrad
oder Spannungswiderstandseigenschaften der Oberflächenschicht
des lichtempfindlichen Gliedes, geeignet auszuwählen.
-
Der
Buchstabe S zeigt ein Netzteil zum Anlegen der Aufladungsspannung
an Abstreifer 20 an. Wird die vorbestimmte Aufladungsspannung
vom Netzteil S an die Elektrodenplatte 21 des Abstreifers 20 angelegt, wird
die periphere Oberfläche
des lichtempfindlichen Gliedes 1, das angesteuert wird,
um zu rotieren, mit einer bestimmten Polarität und bei einem bestimmten
Potential mit Hilfe der Kontaktaufladungsverfahren aufgeladen.
-
Die
Aufladungsspannung wird an den Abstreifer entweder als ein Gleichstromanlegeverfahren
zum Anlegen ausschließlich
einer Gleichspannung Vdc oder als ein Wechselstromanlegeverfahren
zum Anlegen einer oszillierenden Spannung, bei dem eine Wechselspannung
Vac der Gleichspannung Vdc überlagert
wird, angelegt. Als ein Beispiel des Wechselstromanlegungsverfahrens
gibt es ein Verfahren zum Bewirken einer Aufladung durch Anlegen
einer oszillierenden Spannung (eine elektrische Spannung, die gleichmäßig die Spannungswerte
in Abhängigkeit
von der Zeit ändert),
bei der eine Wechselspannungskomponente mit eine Spitzen-Spitzen-Spannung
des Zweifachen oder des Mehrfachen einer Aufladungsanfangsspannung
Vth des aufzuladenden Gliedes der Gleichspannung Vdc, entsprechend
einem bestimmten Aufladungspotential Vd, überlagert wird, wie in der
Japanischen Patentoffenlegungsschrift No. 63-149669 beschrieben
wird, und dieses Verfahren wird zum Zweck des Nivelliereffekts des
Aufladungspotentials durch die Wechselspannungskomponente verwendet.
Die Aufladungspotentiale des aufzuladenden Gliedes konvergieren
gegen Vd, die die Mitte der Wechselspannungskomponente ist, wobei
die Aufladung vereinheitlicht wird. Die Aufladungsanfangsspannung
Vth ist ein Spannungswert, der an das Aufladungsglied angelegt wird,
wenn die Aufladung des aufzuladenden Gliedes mit dem Anlegen der
Gleichspannung an das Aufladungsglied beginnt.
-
(b) Kontaktaufladungsvorrichtung
mit magnetischer Bürste
-
Im
Verlauf verschiedener Verbesserungen bei den Kontaktaufladungsgliedern
gibt es einen Vorschlag als eine Lösung zu oben bezüglich der
Kontaktaufladungsvorrichtung mit einer magnetischen Bürste, indem ein
Kontaktaufladungsglied vom magnetischen Bürstentyp verwendet wird, der
sich aus einem magnetischen Glied (Magnet) und einem magnetischen
Pulver (oder Teilchen) zusammensetzt, wie beispielsweise in der
Japanischen Patentoffenlegungsschrift No. 59-133569 beschrieben.
-
Die
magnetische Bürstenkontaktaufladungsvorrichtung
ist bezüglich
der Eigenschaften verbessert, einschließlich den Kontakteigenschaften
des Aufladungsgliedes mit dem aufzuladenden Glied, und zwar stärker als
bei Verwendung des Gliedes vom Walzentyp oder des Gliedes vom Abstreiftyp
als ein Kontaktaufladungsglied.
-
Die 6A und 6B zeigen
ein Ausführungsbeispiel
der magnetischen Bürstenkontaktaufladungsvorrichtung,
die vom magnetischen trommelrotierenden Typ ist, das sich zusammensetzt
aus einem Kerneisen 24, einer Magnettrommel 25 als
ein zylindrisches Multipol-Magnetglied, das koaxial und gänzlich um
das Kerneisen verläuft,
eine magnetische Bürstenschicht 26 aus
magnetischem Pulver (oder magnetischen Teilchen oder magnetische
Ladungsträgern),
die angezogen und als magnetische Bürste durch den Magnetismus der
Magnettrommel auf der peripheren Oberfläche der Magnettrommel 25 und
den Abstandswalzen 27, 27 festgehalten werden.
Dieses magnetischen Bürstenaufladungsglied 23 wird
annähern
parallel zum lichtempfindlichen Glied 1 eingestellt, und
die Abstandswalzen 27, 27 auf beiden Seiten werden
immer in einem Kontaktzustand mit der Oberfläche des lichtempfindlichen
Gliedes 1 auf den beiden Seiten gehalten, wobei die beiden
Seiten des Kerneisen 24 in einem Auflagerungszustand gehalten
werden.
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Der äußere Durchmesser
der Abstandswalzen 27, 27 ist größer als
der äußere Durchmesser
der Magnettrommel 25, jedoch kleiner als der äußere Durchmesser
der magnetischen Bürstenschicht 26.
Daher dienen die Abstandswalzen 27, 27 dazu, den
engsten Abstand α zwischen
der Magnettrommel 25 und dem lichtempfindlichen Glied 1 auf
einen vorbestimmten Wert einzuregeln. Der Abstand α bewegt sich
bevorzugt im Bereich zwischen 50 μm
bis 2000 μm
oder besser im Bereich zwischen 100 μm und 1000 μm.
-
Die
magnetische Bürstenschicht 26 befindet
sich im Kontakt mit der Oberfläche
des lichtempfindlichen Gliedes 1 zwischen dem lichtempfindlichen
Glied 1 und der Magnettrommel 25, um eine Kontaktberührungsstelle
n zu bilden. Da der engste Abstand α zwischen dem lichtempfindlichen
Glied und der Magnettrommel 25 auf einen vorbestimmten
Wert durch die Abstandswalzen 27, 27, wie oben
beschrieben, eingeregelt ist, wird die Breite der Kontaktberührungsstelle
n in der Rotationsrichtung des lichtempfindlichen Gliedes stabilisiert.
-
Beim
vorliegenden Beispiel wird die Magnettrommel 25 des Aufladungsgliedes 23 so
gesteuert, daß sie
im Uhrzeigerrichtung, angezeigt durch den Pfeil dreht, die entgegengesetzt
zur Drehrichtung des lichtempfindlichen Gliedes 1 der Kontaktberührungsstelle
n dreht, auf der eine Oberfläche
des drehenden lichtempfindlichen Gliedes 1 gegen die magnetische
Bürstenschicht 26 bei
der Kontaktberührungsstelle
n gerieben wird.
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Die
vorgegebene Aufladungsgrundspannung wird vom Netzteil S über das
Kerneisen 24 und die Magnettrommel 25 an die magnetische
Bürstenschicht 26 über das
Gleichstromanlegeverfahren oder über
das Wechselstromanlegeverfahren zugeführt, wobei die periphere Oberfläche des
zum Drehen angesteuerten lichtempfindlichen Gliedes 1 gleichförmig mit
einer vorbestimmten Polarität
und bei einem vorbestimmten Potential mit Hilfe des Kontaktaufladungsverfahren
aufgeladen wird. Die Magnettrommel 25 als magnetisches Glied
besteht üblicherweise
aus einem Ferrit oder einem magnetisierten Gummi.
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Das
magnetische Pulver wird im allgemeinen aus magnetischem Eisenoxid
(Ferritpulver), und Magnetitpulver, das als magnetisches Tonermaterial
bekannt ist, ausgewählt.
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Es
ist empfehlenswert genau den Widerstand des Aufladungsgliedes 23 entsprechend
der Umgebung, in der es verwendet wird, hohem Aufladungswirkungsgrad
und den elektrischen Spannungseigenschaften der Oberflächenschicht
des lichtempfindlichen Gliedes zu widerstehen.
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Es
gibt auch einen mantelrotierenden Typ, bei dem ein Elektrodenmantel
eines zu magnetisierenden Materials über die Außenseite der Magnettrommel 25 angepaßt wird.
Die magnetische Bürstenschicht 26 wird durch
Anziehung und durch Halten des magnetischen Pulvers als eine magnetische
Bürste
mit Hilfe von Magnetismus von der Innenseite der Magnettrommel 25 auf
der peripheren Oberfläche
des Mantels gebildet und gehalten, und der Mantel wird in Drehung
versetzt.
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Die
magnetische Bürstenkontaktaufladungsvorrichtung
dieses Typs kann die Kontakteigenschaften und die Abnutzungseigenschaften
des Bildträger
und das Kontaktladungsglied verbessern, und es kann deutlich den
mechanischen Abnutzungswiderstand gegen Dauerschäden verbessern.
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(c) Kontaktaufladungsvorrichtung
mit Filzbürste
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Als
nächstes
wird ein Anwendungsbeispiel einer Filzbürste beim Kontaktaufladungsglied
beschrieben. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel
der Filzbürstenaufladungsvorrichtung.
Bezugszeichen 30 bezeichnet ein Filzbürstenaufladungsglied, das in
solch einer Anordnung aufgebaut wird, daß ein bürstenähnliches Kontaktglied mit elektrisch
leitenden Eigenschaften, beispielsweise einer galvanisierten Metallbürste oder
einer Glasfaserbürste,
auf der ein elektrische leitendes Material fein verteilt ist, in
die periphere Oberfläche
eines walzenähnlichen
Elektrodengliedes 31 eingepflanzt wird, um eine Bürstenschicht
(Filzbürste) 32 zu
bilden. Die Bürstenschicht 32 wird
in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Glied 1 als ein Glied,
das aufgeladen werden soll, gebracht, das Filzbürstenaufladungsglied 30 wird
in Drehung versetzt, und die vorbestimmte Aufladungsgrundspannung
wird über
das Netzteil dem Elektrodenglied 31 zugeführt, um
das lichtempfindliche Glied 1 aufzuladen.
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Diese
Filzbürstenkontaktaufladungsvorrichtung
ist frei von der Abnahme der magnetischen Pulvermenge wie es sich
bei der magnetischen Bürstenkontaktaufladungsvorrichtung
zeigt, wodurch die Wartungsintervalle ausgeweitet werden können. Haarähnliche
Aufladungsungleichförmigkeiten
mit der Filzbürste
können
verhindert werden, indem das Filzbürstenaufladungsglied 30 mit
hoher Geschwindigkeit oder in der entgegengesetzten Drehrichtung
des lichtempfindlichen Gliedes 1 an der Kontaktberührungsstelle
n mit dem lichtempfindlichen Glied gedreht wird, wodurch die Bildqualität verbessert
werden kann.
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Es
wurde auch festgestellt, daß bei
Vergleich der Kontaktaufladung mit der Korona-Aufladung unter gleicher
Bedingung des Ladungsableitlichts die Kontaktaufladung gegenüber dem
Schattenbild überlegen
war. Dies hat möglicherweise
folgenden Grund:
Da im Fall der Korona-Aufladung ein gleichförmiges Potential
nach unten gerichtet ist, wird die Ladung unabhängig von der Potentialdifferenz
des Schattenbildes übertragen.
Andererseits wird im Fall der Kontaktaufladung die Ladung entsprechend
dem Potential des Kontaktgliedes übertragen. Daher wird ermöglicht,
die erzeugte Potentialdifferenz des Schattenbildpotentials zu löschen.
-
Wurde
das magnetische Pulver als Kontaktaufladungsglied verwendet, wurde
eine Abnahme der magnetischen Pulvermenge festgestellt. Jedoch verbessert
die vorliegenden Erfindung wesentlich die Abnahme der magnetischen
Pulvermenge. Besonders die vorliegenden Erfindung wurde angesehen,
in der Lage zu sein, die Schattenbildebene zu verbessern, und den
Betrag des Ladungsableitlichts, das das Aufladungsvermögen herabsetzt,
und das den Dunkelzerfall ansteigen läßt, herabdrückt. Es wurde daher beobachtet,
daß es
möglich
war, den Dunkelzerfall nach der Aufladung zu reduzieren, und es
war möglich,
eine beachtliche Verbesserung bei der Ablagerung des magnetischen
Pulvers zu erzielen.
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Bilderzeugungsvorrichtung
-
Bild
8 zeigt schematisch ein Beispiel des elektrophotographischen Geräts, das
das lichtempfindliche Glied mit amorphem Silizium verwendet.
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In 8 werden
um das sich in Pfeilrichtung drehende lichtempfindliche Glied 1301 eine
primäre
Aufladungsvorrichtung 1302, ein elektrostatischer Latentbilderzeugungsabschnitt 1303,
eine Entwicklungseinheit 1305, ein Papiertransportsystem 1306,
ein Übertagungsaufladungsvorrichtung 1307a,
ein Trennladungsvorrichtung 1307b, ein Abstreifer 1309,
ein Transportsystem 1310 und eine Ladungsableitlichtquelle 1311 angeordnet.
Das vorliegende Beispiel zeigt ein Anwendungsbeispiel der Kontaktaufladungsvorrichtung
zur primären
Aufladungsvorrichtung 1302. Der Bilderzeugungsvorgang wird
unten an einem Beispiel beschrieben. Das lichtempfindliche Glied 1301 wird
mit Hilfe der primäre
Aufladungsvorrichtung in Walzenform 1302 einheitlich aufgeladen.
Das Aufladungsglied kann aus denen, die den elastischen Gummi, das
magnetische Pulver und die Filzbürste
mit Metall oder Graphitfasern benutzen, ausgewählt werden, um damit den Widerstand,
der für die
Aufladung geeignet ist, anzupassen. Das Licht wird geführt und
vom elektrostatischen Latentbilderzeugungsabschnitt auf das lichtempfindliche
Glied projiziert, um hierauf ein elektrostatisches Latentbild zu
erzeugen. Ein negativ aufgeladener Toner wird von der Entwicklungseinheit 1305 diesem
Latentbild zugeführt,
um ein Tonerbild zu erzeugen. Andererseits wird ein Papier P über das
Papiertransportsystem 1306 dem lichtempfindlichen Glied
zugeführt,
und es wird ein positives elektrisches Feld entgegengesetzter Polarität von der
des Toners von der Rückseite
beim Zwischenraum zwischen der Übertragungsaufladungsvorrichtung 1307a unter Anlegen
einer Hochspannung von +7 kV bis +8 kV, und dm lichtempfindlichen
Glied 1301 zugeführt,
wobei das negative Tonerbild auf der Oberfläche des lichtempfindlichen
Gliedes auf das Papier P übertragen
wird. Nach der Trennung durch die Trennladevorrichtung 1307b,
an die eine hohe Wechselspannung von 12 kVp-p und 300 Hz bis 600
Hz angelegt wird, wird das Papier P durch. das Papiertransportsystem 1310 zur
Fixiervorrichtung (hier nicht gezeigt) transportiert, in der das
Tonerbild fixiert wird. Dann wird das Papier P außerhalb
des Geräts
entladen.
-
Auf amorphem
Silizium beruhendes lichtempfindliches Glied
-
Die
Lichtempfangsschicht des lichtempfindlichen Gliedes, das in geeigneter
Weise bei der vorliegenden Erfindung anwendbar ist, wird unter Bezugnahme
auf die Zeichnung genauer beschrieben. Die 9A bis 9D zeigen
Konstruktionszeichnungen zur beispielhaften Erklärung von Schichtstrukturen
lichtempfindlicher Glieder für
bilderzeugende Geräte.
Beim lichtempfindlichen Glied 500 für das bilderzeugende Gerät, dargestellt
in 9A, wird die lichtempfindliche Schicht 502,
die die Lichtempfangsschicht darstellt, auf der Träger 501 für das lichtempfindliche
Glied aufgebracht. Die lichtempfindliche Schicht 502 besteht
aus einer photoleitenden Schicht 503 mit photoleitenden
Eigenschaften, die aus amorphem Silizium, das Wasserstoff- oder
Halogenatome in der Matrix der Siliziumatome enthält, hergestellt
ist. 9B zeigt eine Konstruktionszeichnung zur Erklärung einer
weiteren Schichtanordnung des lichtempfindlichen Gliedes für das bilderzeugende
Gerät. Beim
lichtempfindlichen Glied 500 für das bilderzeugende Gerät, dargestellt
in 9B, wird die lichtempfindliche Schicht 502 auf
den Träger 501 für das lichtempfindliche
Glied aufgebracht. Die lichtempfindliche Schicht 502 hat
eine photoleitende Schicht 503 mit der photoleitenden Eigenschaft,
bestehend aus amorphem Silizium, das Wasserstoff- oder Halogenatome
enthält,
und einer auf amorphem Silizium beruhenden oder einer auf amorphem
Kohlenstoff beruhenden Oberflächenschicht 504,
und eine auf amorphem Silizium basierende Ladungsträgerinjektionssperrschicht 505.
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9D zeigt
eine Konstruktionszeichnung zur Erklärung einer weiteren Schichtanordnung
des lichtempfindlichen Gliedes für
bilderzeugende Geräte.
Beim lichtempfindlichen Glied 500 für bilderzeugende Geräte, dargestellt
in 9D, wird die lichtempfindliche Schicht 502 auf
den Träger 501 für das lichtempfindliche Glied
aufgebracht. Die lichtempfindliche Schicht 502 verfügt über eine
Ladungserzeugungsschicht 507 und eine Ladungsbeförderungsschicht 508,
die aus amorphem Silizium, das Wasserstoff- oder Halogenatome enthält, und
die die lichtempfindliche Schicht 503 bilden, und aus einer
auf amorphem Silizium basierenden oder auf amorphem Kohlenstoff
basierenden Oberflächenschicht 504.
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Die
vorliegende Erfindung wird genau anhand von Versuchsbeispielen und
Beispielen hierüber
beschrieben. Es sei angemerkt, daß die vorliegende Erfindung
keineswegs beabsichtigt, auf diese Versuchsbeispiele und Beispiele
beschränkt
zu sein.
-
Versuch 1
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Zur
Verwendung eines Geräts
zur Herstellung des lichtempfindlichen Gliedes für Bilderzeugungsgeräte mit Hilfe
des Hochfrequenzpyrolyseverfahrens wurden die Ladungsträgerinjektionssperrschicht
und die Oberflächenschicht
und unter den in Tabelle 1 gezeigten Bedingungen an einem hochglanzpolierten
Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 108 mm, der das lichtempfindliche
Glied enthält,
erzeugt.
-
-
Die
Verhältnisse
optischer Belichtungsspeicher vor der Aufladung zu Empfindlichkeit
wurde für
dieses lichtempfindliche Glied bestimmt, und die Ergebnisse werden
in 4 gezeigt.
-
Das
auf diese Weise hergestellte lichtempfindliche Glied wurde in ein
bilderzeugendes Gerät
zu digitalen Prüfungen,
die durch Modifizierung von NP6060 (Handelsname) erhalten wurden,
hergestellt durch CANON Inc, eingesetzt, und das Aufladungsvermögen sowie
das Schattenbildpotential wurden ausgewertet.
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Eine
LED (Light Emitting Diode) mit einer Wellenlänge von 680 nm wurde für das Licht
der Ladungsableitbelichtung, und ein LED-Kopf mit einer Wellenlänge von
700 nm für
das Licht zur Bildbelichtung verwendet. Das lichtempfindliche Glied
wurde mit einer Geschwindigkeit von 300 mm/s gedreht. Die Messung
des Aufladungsvermögens
wurde durchgeführt,
indem ein Wert angenommen wurde, wenn der elektrische Strom der primären Aufladevorrichtung
1000 μA
betrug. Die Messung des Schattenbildpotentials wurde durchgeführt, indem
eine Dunkelbereichspotential nach einer Umdrehung des lichtempfindlichen
Gliedes von der Belichtung beim Dunkelbereichpotential von 400 V
und das belichtete Bereichspotentials von 50 V gemessen wurde.
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Um
als erstes zu prüfen,
wieweit das Schattenbild durch Erhöhen der Lichtqualität der Ladungsableitbelichtung
gelöscht
werden konnte, wurde die Lichtqualität der Ladungsableitbelichtung
von 1 Lux·s
auf 11 Lux·s
unter den obigen Bedingungen geändert,
um das Schattenbildpotential und das Aufladungsvermögen bei
jedem Licht zur Bildbelichtungswellenlänge zu erhalten. Als Ergebnis,
wie in 10 gezeigt, nimmt das als ein
Schattenbild erscheinendes Potential mit größerer Lichtmenge der Ladungsableitbelichtung
ab, wobei das Aufladungsvermögen
hierbei abnahm. Es wird hier deutlich, daß es nicht möglich ist,
sowohl dem Schattenbild als auch dem Aufladungsvermögen durch
einfaches Erhöhen
der Lichtmenge der Ladungsableitbelichtung zu genügen.
-
Als
nächstes
wurde, während
die Lichtmenge der Vorbelichtung auf 4 Lux·s gehalten wurde, die Wellenlänge des
Lichts zur Bildbelichtung verändert.
Bei Verwendung von LED-Köpfen mit
Wellenlängen
von 565 nm, von 610 nm, von 660 nm und von 700 nm als Lichtquelle
zur Bildbelichtung wurde das Schattenbildpotential gemessen. Die
Ergebnisse werden in 11 gezeigt. Es ist zu sehen,
daß das
Schattenbildpotential bei Verwendung der LED-Köpfe mit Wellenlängen von
565 nm, von 610 nm und von 660 nm als Lichtquelle zur Bildbelichtung
verbessert wurde, verglichen mit der Verwendung der LED-Köpfe mit
einer Wellenlänge
von 700 nm als Lichtquelle zur Bildbelichtung.
-
Versuch 2
-
Die
Aufladungsmöglichkeit
und das Schattenbildpotential des bei Versuch 1 hergestellten lichtempfindlichen
Gliedes wurden unter Verwendung des bilderzeugende Geräts von Versuch
1 ausgewertet. Als eine Lichtquelle zur Bildbelichtung wurden Halbleiterlaser
mit einer Wellenlänge
von 635 nm, von 650 nm, von 680 nm und von 788 nm verwendet. Die
Lichtquelle zur Ladungsableitbelichtung hatte die Wellenlänge von
680 nm und die Lichtmenge von 4 Lux·s.
-
Aus
den in 12 gezeigten Ergebnissen läßt sich
erkennen, daß das
Schattenbildpotential durch Verwendung der Halbleiterlaser mit einer
Wellenlänge
von 635 nm und von 650 nm als eine Lichtquelle zur Bildbelichtung
verbessert wird.
-
Wie
aus den Versuchen 1 und 2 hervorgeht, wird der Schattenbildspeicher
durch Verwendung solch einer Lichtquelle zur Bildbelichtung verbessert,
um das Verhältnis
optischer Speicher vor der Aufladung zur Empfindlichkeit so klein
wie möglich
zu machen, und als Ergebnis kann die Lichtmenge der Ladungsableitbelichtung
gegenüber
vorher verkleinert werden. Daher kann das Aufladungsvermögen ebenfalls
erhöht
werden.
-
Versuch 3
-
Ohne
Ausführung
der Bildbelichtung wurde die Potentialungleichmäßigkeit des Dunkelbereichspotentials
in Abhängigkeit
von der Wellenlänge
des Ladungsableitlichts geprüft. 13 zeigt
die Potentialungleichmäßigkeit
bei Einstellung des Aufladungspotentials auf 400 V. Es zeigt sich
ein Trend, daß die
Potentialungleichmäßigkeit
plötzlich
innerhalb eines Bereichs ansteigt, bei dem die Ladungsableitwellenlänge des
Lichts nicht kleiner als 680 nm ist. Die periphere Ungleichmäßigkeit
wurde allmählich
mit abnehmender Wellenlänge erhöht. Anhand
dieses Ergebnisses konnte gezeigt werden, daß die Wellenlänge des
Lichts der Ladungsableitbelichtung bevorzugt zwischen 600 nm und
680 nm liegen sollte und besser zwischen 630 nm und 680 nm.
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Versuch 4
-
Der
Effekt der Ladungsableitbelichtung beim Schattenbild wurde ausgewertet.
Während
der Primärstrom
auf 1000 μA
festgelegt wurde, wurde die Lichtmenge der Ladungsableitlichtquelle
bei jeder Wellenlänge angepaßt, um das
Aufladungsvermögen
von 400 V zu erhalten. Bei Verwendung einer Laserlichtquelle mit
einer Wellenlänge
von 650 nm als Lichtquelle zur Bildbelichtung wurde eine Justierung
in der Weise vorgenommen, daß das
belichtete Bereichspotential 50 V und das Kontrastpotential 350
V betrug. 14 zeigt das Schattenbildpotential
in Abhängigkeit
vom Ladungsableitlicht. Es zeigte sich, daß das Schattenbild durch Verwendung
des Lichts zur Ladungsableitbelichtung innerhalb des Wellenlängenbereichs
zwischen 600 nm und 680 nm für
das Ladungsableitlicht verbessert wurde.
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Versuch 5
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Bei
Verwendung des lichtempfindlichen Gliedes und des bilderzeugenden
Geräts
von Versuch 1, wurde das Schattenbildpotential bezüglich der
Typen von Aufladungsgliedern ausgewertet. Wobei das Ladungsableitlicht
von einer LED mit einer Wellenlänge
von 680 nm, die auf eine Lichtmenge von 4 Lux·s festgelegt wurde, geliefert
wurde, wurde das Schattenbildpotential für die Aufladungsglieder bei
verschiedenen Wellenlängen
der Bildbelichtung gemessen. Als Lichtquelle für die Bildbelichtungs-LED-Köpfe wurden
Wellenlängen
von 565 nm, von 610 nm, von 660 nm und von 700 nm verwendet. Die
hier verwendeten Aufladungsglieder waren (1) die Korona-Aufladungsvorrichtung,
(2)-1 die Walzenaufladungsvorrichtung, (2)-2 das Filzbürstenaufladungsvorrichtung
und (2)-3 die Magnetpulverbürstenaufladungsvorrichtung.
Die Ergebnisse werden in 15 gezeigt.
Wie aus 15 hervorgeht, wurde das Schattenbildpotential
durch Verwendung der Kontaktaufladungsvorrichtungen gegenüber der
Verwendung der Korona-Aufladungsvorrichtung verbessert.
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Versuch 6
-
Die
bei Versuch 5 verwendete Magnetpulverbürstenaufladungsvorrichtung
wurde Beständigkeitsprüfungen bei
verschiedenen Belichtungsbedingungen unterworfen. In diesem Fall
wurden die Abnahme der Magnetpulvermengen der Magnetpulverbürste untersucht.
Die Prüfungen
wurden unter solchen Bedingungen durchgeführt, daß die Lichtquelle zur Ladungsableitbelichtungsdosis
und die Aufladungsbedingungen so justiert wurden, daß das Dunkelbereichpotential
auf 400 V, das belichtete Bereichspotential auf 50 V und das Schattenbildpotential
konstant gehalten wurden. 16 zeigt
das Ergebnis der Abnahme der Magnetpulvermengen, wobei die Abnahmemenge
bei der Ladungsableitbelichtung bei einer Wellenlänge von
700 nm und die Bildbelichtung bei einer Wellenlänge von 700 nm auf den Wert
10 standardisiert wurde. In diesem Fall wurde der Effekt erkannt,
die Abnahme der Magnetpulvermenge zu verhindern.
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Vergleichsbeispiel
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Das
in Versuch 1 hergestellte lichtempfindliche Glied wurde einer Bildauswertung
unterworfen, indem der bei Versuch 1 verwendete bilderzeugende Gerät herangezogen
wurde. Die Aufladung war die Korona-Aufladung, und der Halbleiterlaser
mit einer Wellenlänge
von 635 nm wurde als Lichtquelle zur Bildbelichtung verwendet. Die
Lichtquelle zur Ladungsableitbelichtung wurde bei Verwendung einer
LED mit einer Wellenlänge von
660 nm durchgeführt,
und das lichtempfindliche Glied wurde mit einer Geschwindigkeit
von 300 mm/s gedreht. Zu diesem Zeitpunkt war das erzielte Aufladungsvermögen zur
Erzeugung des Bildes ausreichend.
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Als
nächstes
wurde die Auswertung mit Bildern durchgeführt, wobei die Einstellung
des Dunkelpotentials 400 V und die des belichteten Bereichspotential
50 V betrug. Originalbilder zu Auswertung waren ein weißes Bild,
ein schwarzes Bild, ein 50% reflektierendes Bild, ein Schattenbild
und ein Zeichenblatt mit Karos von 0,5 mm Kantenlänge. Bei
jedem Fall wurde ein gutes Bild erhalten. Selbst wenn speziell ein
Schattenbild als das Originalbild zur Auswertung herangezogen wurde,
trat im elektrophotographischen Bild kein Schattenbild auf, und
es wurde ein gutes Bild erhalten.
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Beispiel 1
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Das
bei Versuch 1 hergestellte lichtempfindliche Glied wurde einer Bilderkennung
unterworfen, indem das bei Versuch 1 eingesetzte bilderzeugende
Gerät verwendet
wurde. Die hierbei verwendete Aufladungsvorrichtung war die Magnetpulverbürstenaufladungsvorrichtung,
und der Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 635 nm wurde als Lichtquelle
zur Bildbelichtung verwendet. Das Ladungsableitlicht wurde durch
Verwendung der LED mit einer Wellenlänge von 660 nm verwirklicht,
und das lichtempfindliche Glied rotierte mit einer Geschwindigkeit
von 300 mm/s. Zu diesem Zeitpunkt war das erzielte Aufladungsvermögen zur
Erzeugung des Bildes ausreichend. Als nächstes wurde die Auswertung
mit Bildern durchgeführt,
indem das Dunkelbereichspotential auf 400 V und das belichtete Bereichspotential
auf 50 V eingestellt wurde. Die Originalbilder für die Auswertung waren ein
weißes
Bild, ein schwarzes Bild, ein 50% reflektierendes Bild, ein Schattenbild
und ein Zeichenblatt mit Karos von 0,5 mm Kantenlänge. Bei
jedem Fall wurde ein gutes Bild erhalten. Speziell erschien kein
Schattenbild bei der Verwendung des Schattenbildes, und das erhaltene
Bild war gut.
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Beispiel 2
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Das
bei Versuch 1 hergestellte lichtempfindliche Glied wurde einer Bilderkennung
unterworfen, indem das bei Versuch 1 eingesetzte bilderzeugende
Gerät verwendet
wurde. Die hierbei verwendete Aufladungsvorrichtung war die Filzbürstenaufladungsvorrichtung,
und der Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 650 nm wurde als Lichtquelle
zur Bildbelichtung verwendet. Das Ladungsableitlicht wurde durch
Verwendung der LED mit einer Wellenlänge von 630 nm verwirklicht,
und das lichtempfindliche Glied rotierte mit einer Geschwindigkeit
von 260 mm/s. Zu diesem Zeitpunkt war das erzielte Aufladungsvermögen zur
Erzeugung des Bildes ausreichend. Als nächstes wurde die gleiche Auswertung
wie im Vergleichbeispiel durchgeführt, und bei jedem Fall wurde
ein gutes Bild erhalten. Speziell erschien kein Schattenbild bei
der Verwendung des Schattenbildes als Original, und das erhaltene
Bild war gut.
-
Beispiel 3
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Das
bei Versuch 1 hergestellte lichtempfindliche Glied wurde einer Bilderkennung
unterworfen, indem das bei Versuch 1 eingesetzte bilderzeugende
Gerät verwendet
wurde. Die hierbei verwendete Aufladungsvorrichtung war die Walzenaufladungsvorrichtung,
und der LED-Kopf mit einer Wellenlänge von 650 nm wurde als Lichtquelle
zur Bildbelichtung verwendet. Das Ladungsableitlicht wurde durch
Verwendung der LED mit einer Wellenlänge von 610 nm verwirklicht,
und das lichtempfindliche Glied rotierte mit einer Geschwindigkeit von
260 mm/s. Zu diesem Zeitpunkt war das erzielte Aufladungsvermögen zur
Erzeugung des Bildes ausreichend. Als nächstes wurde die gleiche Auswertung
wie im Vergleichbeispiel durchgeführt, und bei jedem Fall wurde
ein gutes Bild erhalten. Speziell erschien kein Schattenbild bei
der Verwendung des Schattenbildes als Original, und das erhaltene
Bild war gut.
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Beispiel 4
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Das
bei Versuch 1 hergestellte lichtempfindliche Glied wurde einer Bilderkennung
unterworfen, indem das bei Versuch 1 eingesetzte bilderzeugende
Gerät verwendet
wurde. Die hierbei verwendete Aufladungsvorrichtung war die Magnetpulverbürstenaufladungsvorrichtung,
und der LED-Kopf mit einer Wellenlänge von 630 nm wurde als Lichtquelle
zur Bildbelichtung verwendet. Das Ladungsableitlicht wurde durch
Verwendung der LED mit einer Wellenlänge von 680 nm verwirklicht,
und das lichtempfindliche Glied rotierte mit einer Geschwindigkeit
von 360 mm/s. Zu diesem Zeitpunkt war das erzielte Aufladungsvermögen zur
Erzeugung des Bildes ausreichend. Als nächstes wurde die gleiche Auswertung
wie im Vergleichbeispiel durchgeführt, und bei jedem Fall wurde
ein gutes Bild erhalten. Speziell erschien kein Schattenbild bei
der Verwendung des Schattenbildes als Original, und das erhaltene
Bild war gut.
-
Entsprechend
der vorliegenden Erfindung war es möglich, den Schattenbildspeicher
selbst unter den Bedingungen zu verbessern wie erhöhte Verarbeitungsgeschwindigkeit
und verringerte Geräteabmessung, und
den elektrophotographischen Vorgang und das elektrophotographische
Gerät mit
hohem Aufladvermögen bereitzustellen.
Besonders der Schattenbildspeicher wird deutlich verbessert, und
es tritt kein Schattenbild im Bild auf, ohne die Ladungsableitlichtmenge
erhöhen
zu müssen.
-
Wenn
darüber
hinaus der Halbleiterlaser als Lichtquelle zur Bildbelichtung verwendet
wird, kann die Punktgröße verkleinert
werden, die das Bild mit viel höherer
Qualität
verwirklichen läßt.
-
Hinzu
kommt, daß die
vorliegende Erfindung wirksamer wird, wenn sie mit der Kontaktaufladung
verbunden wird. Wo unter anderem die Magnetpulverbürste als
Kontaktaufladungsglied verwendet wird, kann die Abnahme der magnetischen
Pulvermenge wesentlich verbessert werden.
