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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein bilderzeugendes Gerät und eine
Verfahrenskartusche.
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Technischer Hintergrund
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Zuerst
wird der Aufbau eines elektrophotographische Bilder erzeugenden
Geräts
mit Bezug auf 2 beschrieben.
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Bei
einer Einteilung der Bestandteile des bilderzeugenden Geräts bezüglich des
elektrophotographischen Verfahrens schließt das bilderzeugende Gerät eine Aufladungseinrichtung,
ein bildtragendes Element als ein elektrophotographisches lichtempfindliches
Element, eine ein latentes Bild erzeugende Einrichtung (einschließlich einer
Aufladungseinrichtung und einer Belichtungseinrichtung), eine Entwicklungseinrichtung, eine Übertragungseinrichtung,
eine Reinigungseinrichtung, eine Fixiereinrichtung usw. ein.
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Eine
Aufladungswalze 3 als Aufladungseinrichtung wird gebildet,
indem eine Schwammschicht auf einer Metallwelle vorgesehen und die
Schwammschicht mit einer Harzschicht beschichtet wird. Die Aufladungswalze 3 stößt gegen
eine lichtempfindliche Trommel (bildtragendes Element) 2 durch
Druckbeaufschlagung beider Enden der Metallwelle der Aufladungswalze 3 an,
so dass die Aufladungswalze 3 in der durch den Pfeil A1
angegebenen Richtung durch die Drehung der lichtempfindlichen Trommel 2 drehend
angetrieben werden kann.
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Eine
Energiezufuhr für
eine Aufladungsvorspannung (nicht gezeigt) zum Anlegen einer Wechselspannung
ist mit der Aufladungswalze 3 verbunden, so dass die Oberfläche der
lichtempfindlichen Trommel 2 auf ein festgelegtes elektrisches
Potential aufgeladen werden kann.
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Die
Aufladungseinrichtung vom Kontakttyp mit Wechselstrom hat den Vorteil,
das verglichen mit einer herkömmlichen
Koronaufladungseinrichtung das Auftreten von Ozon sehr gering ist.
Da das Aufladungspotential der lichtempfindlichen Trommel 2 stabilisiert
werden kann, so dass ein Bild hoher Qualität erzielt wird, ist die Aufladungseinrichtung
des Kontakttyps mit Wechselstrom des Weiteren in letzter Zeit hauptsächlich für die Aufladungseinrichtung
eingesetzt worden.
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Die
lichtempfindliche Trommel 2 wird in einer Richtung gedreht,
welche mit dem Pfeil A2 angegeben ist. Nachdem die Oberfläche der
lichtempfindlichen Trommel 2 durch die Aufladungswalze 3 aufgeladen
wurde, wird ein der Bildinformation entsprechender Laserstrahl durch
eine Belichtungseinrichtung (ein latentes Bild erzeugende Einrichtung) 4 auf
die lichtempfindliche Trommel 2 eingestrahlt, wodurch auf
der lichtempfindlichen Trommel 2 ein elektrostatisches
latentes Bild erzeugt wird.
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Die
Auflösung
des Bildes wird durch den Punktdurchmesser und die Abtastgeschwindigkeit
des Laserstrahls der Belichtungseinrichtung 4 bestimmt.
Obwohl die Auflösung
des elektrophotographische Bilder erzeugenden Geräts hauptsächlich 600
dpi beträgt,
ist gegenwärtig
eine höher
Auflösung
angefordert worden.
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Die
Entwicklungseinrichtung schließt
einen Entwickler 5 zum Sichtbarmachen des elektrostatischen latenten
Bildes auf der lichtempfindlichen Trommel 2, einen Entwicklerbehälter 6,
welcher den Entwickler 5 enthält, eine Entwicklungshülse (Entwickler
tragendes Element) 7 zum Tragen des Entwicklers 7,
ein die Dicke der Entwicklerschicht regulierendes Element 8 zum
Regulieren der Dicke einer Entwicklerschicht auf der Entwicklungshülse 7 und
zum Aufbringen einer festgelegten Ladung ein.
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Die
Entwicklungshülse 7 ist
von der lichtempfindlichen Trommel 2 mit einem festgelegten
Spalt zwischen ihnen getrennt angeordnet und wird in einer Richtung
gedreht, welche durch den Pfeil A3 angegeben ist. Das auf der lichtempfindlichen
Trommel 2 erzeugte elektrostatische latente Bild wird durch
Anlegen einer Vorspannung, welche durch Überlagern einer Gleichspannung
mit einer Wechselspannung erhalten wird, von einer Energiezufuhr
für eine
Entwicklungsvorspannung (nicht gezeigt) an die Entwicklungshülse 7 entwickelt.
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Ein Übertragungswalze 9 wird
gebildet, indem eine Schwammschicht auf einer Metallwelle vorgesehen
ist. Eine Energiezufuhr für
eine Übertragungsvorspannung
(nicht gezeigt) ist mit der Übertragungswalze 9 verbunden,
und die Übertragungswalze 9 stößt gegen
die lichtempfindliche Trommel 2 an.
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Die Übertragungswalze 9 wird
in einer Richtung, welche mit dem Pfeil A4 angegeben ist, mit einer
Umfangsgeschwindigkeit größer als
der Umfangsgeschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommel 2 gedreht.
Mit dieser Anordnung wird ein so auf der lichtempfindlichen Trommel 2 entwickeltes
Entwicklerbild auf ein Übertragungsmaterial 10 übertragen.
Im Gegensatz zu einem herkömmlichen
Koronaübertragungssystem
erzeugt die Übertragungswalze 9 wenig
Ozon und ist hervorragend dazu geeignet, ein Übertragungsmaterial zu transportieren,
so dass die Übertragungswalze
in den letzten Jahren weitreichend eingesetzt worden ist.
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Nach
Abschluss eines Übertragungsvorgangs
verbleibt restlicher Entwickler 13, welcher nicht übertragen
worden ist, auf der lichtempfindlichen Trommel 2. Der auf
der Trommel 2 zurückbleibende
restliche Entwickler 13 wird von der lichtempfindlichen
Trommel 2 durch Reiben der Trommel 2 mit dem endständigen Ende eines
Reinigungsblatts 11 einer Reinigungseinrichtung abgekratzt,
und der abgekratzte Entwickler wird in einem Reinigungsbehälter 14 gesammelt.
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Der
Anpressdruck des Reinigungsblatts 11 gegen die lichtempfindliche
Trommel 2 wird unter Berücksichtung eines Ausgleichs
zwischen der Reinigungsfähigkeit
und einer Zunahme der Aufarbeitung des Reinigungsblatts und/oder
des Rotationsmoments der lichtempfindlichen Trommel 2 bestimmt.
Solch ein blattartiger Reinigungsvorgang ist in den letzten Jahren
hauptsächlich
als Reinigungsmaßnahme
eingesetzt worden, da er eine einfache Ausgestaltung und eine hervorragende
Reinigungsfähigkeit
aufweist.
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Die
Fixiereinrichtung 12 dient dazu, auf dem Übertragungsmaterial 10 durch
Druckbeaufschlagung und Erhitzen eines nicht-fixierten Entwicklerbildes,
welches auf das Übertragungsmaterial 10 übertragen
worden ist, den Entwickler 13 auf dem Übertragungsmaterial 10 zu
schmelzen, um ein im Wesentlichen permanentes Bild auf dem Übertragungsmaterial 10 zu
erzeugen.
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Die
Fixiereinrichtung 12 schließt hauptsächlich eine Heizwalze 12a,
welche auf eine zur Fixierung erforderliche Temperatur eingeregelt
ist, und eine gegen die Heizwalze 12a mit einer festgelegten
Anstoßbreite angepresste
Druckwalze 12b ein. Im Allgemeinen ist bei der Bilderzeugung
die Heizwalze 12a auf eine hohe Temperatur von 150 bis
200°C eingeregelt.
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Auf
diese Weise wird eine Reihe von bilderzeugenden Schritten abgeschlossen.
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In
der letzten Zeit sind solche elektrophotographische Bilder erzeugenden
Geräte
auf der Welt benutzt worden. Da verschiedene Übertragungsmaterialien unter
verschiedenen Umweltbedingungen eingesetzt worden sind, ist daher
stark ein bilderzeugendes Gerät
angefordert worden, welches unter diesen Bedingungen ein stabiles
Bild liefern kann.
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Wenn
allerdings solch ein bilderzeugendes Gerät in einer Umgebung mit hoher
Temperatur und hoher Feuchtigkeit eingesetzt wird, kann tatsächlich ein
Problem bezüglich
eines Verlaufen des Bildes auftreten.
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Dieses
Phänomen
tritt auf, wenn ein Übertragungsmaterial 10 einschließlich Talk,
welcher hauptsächlich
als Zusatzstoff eingesetzt wird, verwendet wird, und in einigen
Fällen
kann das Bild vollständig
verloren gehen. Dieses Phänomen
ist eines der Probleme, welche in sicherer Weise vermieden werden
sollten.
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Das
Folgende wird als Mechanismus der Erzeugung des Verlaufens des Bildes
angesehen. Zuerst haftet der in dem Übertragungsmaterial 10 eingeschlossene
Talk an die Oberfläche
des lichtempfindlichen Elements an. Dann verbindet sich in der Gegenwart
von Ozon, welches von der Aufladungseinrichtung erzeugt wird, ein
um den Talk als Kern herum ausgebildetes Oxid mit Feuchtigkeit (aufgrund
hoher Feuchtigkeit), wodurch auf der Oberfläche des lichtempfindlichen
Elements eine Substanz mit geringem Widerstand erzeugt wird. Das
auf der Oberfläche
des lichtempfindlichen Elements erzeugte elektrostatische latente
Bild wird durch solch eine Substanz mit geringem Widerstand gestört.
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Verschiedene
Versuche sind vorgenommen worden, um das Verlaufen des Bildes zu
unterdrücken. Zum
Beispiel gibt es, wie es in der offengelegten
japanischen Patentanmeldung Nr. 62-160458
(1987) offenbart ist, ein Verfahren, bei dem zwei Arten
von Polycarbonatharzen mit unterschiedlichen Molekulargewichten als
Bindeharz eingesetzt werden, welches die Oberfläche des lichtempfindlichen
Elements bildet, und die Oberfläche
des lichtempfindlichen Elements wird mäßig verschlissen. Dieses Verfahren
zielt darauf ab, die Substanz mit geringem Widerstand (welche das
Verlaufen des Bildes hervorruft) von der Oberfläche des lichtempfindlichen
Elements auf effiziente Weise zu entfernen, und es erzielt eine
starke Wirkung.
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Wenn
allerdings das vorstehend erwähnte
Verfahren, welches auf effektive Weise das Verlaufen des Bildes
unterdrückt,
für ein
bilderzeugendes Gerät
mit einer Aufladungswalze, einer Übertragungswalze und einem
Reinigungsblatt eingesetzt wird, wird die lichtempfindliche Schicht
des lichtempfindlichen Elements in einem Anstoßbereich zwischen der lichtempfindlichen
Schicht und dem Reinigungsblatt ungleichmäßig verschlissen, so dass sich
das Problem ergibt, dass entlang der Drehrichtung des lichtempfindlichen
Elements ein Bild mit streifenartigen Fehlern (hiernach als "Streifenbild" bezeichnet) erzeugt
wird.
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Dieses
Problem ist bei einem graphischen Bild deutlicher als bei einem
Zeichen und ist noch deutlicher bei einem bilderzeugenden Gerät mit höherer Auflösung. Daher
war es mit herkömmlichen
Methoden sehr schwierig, das Auftreten des Streifenbildes zu verhindern,
wenn das Problem bezüglich
des Verlaufens des Bildes gelöst
wurde.
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JP-A-02 236559 offenbart
ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element einschließlich eines
Polycarbonatharzes mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht
von etwa 30000 und mit feinen Harzteilchen aus Fluorkunststoff mit
einer Teilchengröße innerhalb
eines durchschnittlichen Teilchendurchmessers von 0,1 μm bis 5 μm.
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JP-A-09 050143 offenbart
ein elastisches Blatt, welches gegen ein lichtempfindliches Element
mit einem Anpressdruck von 5 bis 50 g/cm in der Gegenrichtung bezüglich der
Drehrichtung des lichtempfindlichen Elements anstößt, wobei
das elektrophotographische lichtempfindliche Element ein Polycarbonatharz
mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 40000 oder
mehr einschließt
und wobei zu dem Polycarbonatharz Harzteilchen aus Fluorkunststoff
zu 0,1 bis 100 Gew.-% zugegeben sind.
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die vorstehend erwähnten herkömmlichen
Nachteile zu beseitigen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein bildtragendes Element (elektrophotographisches lichtempfindliches
Element) bereitzustellen, welches das Auftreten eines Streifenbildes
aufgrund eines Verschleißes
der Oberfläche
des bildtragenden Elements verhindern kann, während das Auftreten eines Verlaufen
des Bildes verhindert wird, wodurch ermöglicht wird, in verschiedenen
Umgebungen ein hochqualitatives Bild zu erzeugen.
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Um
die vorstehende Aufgabe zu lösen,
wird eine Verfahrenskartusche nach Anspruch 1 sowie ein elektrophotographische
Bilder erzeugendes Gerät
nach Anspruch 2 bereitgestellt.
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Die 1A ist
ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen dem durchschnittlichen
abgekratzten Teilchendurchmesser und dem abgekratzten Gewicht eines
bildtragenden Elements sowie dem Auftreten eines Streifenbildes
angibt, und die 1B ist ein Diagramm, welches
die Beziehung zwischen dem durchschnittlichen abgekratzten Teilchendurchmesser
und dem abgekratzten Gewicht des bildtragenden Elements sowie dem
Verlaufen des Bildes angibt;
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die 2 ist
eine Schnittansicht, welche den Aufbau eines bilderzeugenden Geräts mit dem
bildtragenden Element zeigt;
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die 3A ist
eine Schnittansicht, welche den Aufbau eines bildtragenden Elements
gemäß einer
allgemeinen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt, und die 3B ist
eine Ansicht, welche eine Wiederholungseinheit des verwendeten Polycarbonatharzes
zeigt;
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die 4 ist
eine konzeptionelle Ansicht, welche einen Leerlaufdrehtest zeigt;
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die 5 ist
eine konzeptionelle Ansicht, welche einen Mechanismus der Erzeugung
eines Streifenbildes zeigt, und
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die 6 ist
eine Schnittansicht, welche den Aufbau einer Verfahrenskartusche
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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[Allgemeine Ausführungsform]
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Eine
allgemeine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die 3A erläutert. Die 3A ist
eine Schnittansicht, welche den Aufbau einer lichtempfindlichen
Trommel (bildtragendes Element) 2 zeigt, welche in der
ersten Ausführungsform
eingesetzt wird. Im Übrigen
ist der Aufbau eines bilderzeugenden Geräts mit der lichtempfindlichen
Trommel 2 der gleiche, wie er in 2 gezeigt
ist, und eine doppelte Erläuterung
davon wird weggelassen.
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Die
lichtempfindliche Trommel 2 wird gebildet, indem eine Unterzugsschicht 2b,
eine Ladungsträger erzeugende
Schicht 2c und eine Ladungsträger transportierende Schicht 2d aufeinanderfolgend
in dieser Reihenfolge auf einer Grundlage 2a, welche einen
hohlen Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 24 mm aufweist,
lagenförmig
ausgebildet werden.
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Die
Unterzugsschicht 2b ist vorgesehen, um die Haftung mit
der Ladungsträger
erzeugenden Schicht 2c zu verbessern, die Beschichtungsfähigkeit
zu verbessern, die Grundlage 2a zu schützen, eine Fehlstelle auf der
Grundlage 2a abzudecken, die Fähigkeit zur Injektion von Ladungsträgern von
der Grundlage 2a zu verbessern und einer elektrischen Verschlechterung
der lichtempfindlichen Schicht vorzubeugen.
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Es
ist bekannt, für
das Material der Unterzugsschicht 2b Polyvinylalkohol,
Polyethylenoxid, Ethylcellulose und Methylcellulose einzusetzen.
Diese Substanzen werden in jeweils geeigneten Lösungen gelöst und auf die Grundlage aufgetragen.
Die Dicke der Unterzugsschicht beträgt etwa 0,2 bis 2,0 μm.
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Die
Ladungsträger
erzeugende Schicht 2c wird ausgebildet, indem ein Ladungsträger erzeugendes Pigment
mit einem Homogenisierer, durch Ultraschall oder mit einer Kugelmühle mit
einem Lösungsmittel
und dem 0,5- bis 4-fachen (Gewicht) an Bindeharz dispergiert und
aufgetragen sowie getrocknet wird. Die Dicke der Ladungsträger erzeugenden
Schicht beträgt
etwa 0,1 bis 1,0 μm.
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Die
Ladungsträger
transportierende Schicht 2d wird erzeugt, indem ein Ladungsträger transportierendes
Material, eine Mischung aus Polycarbonatharz I und Polycarbonatharz
II sowie Fluorkunststoffteilchen in einem Lösungsmittel gelöst und dann
die Lösung
auf die Ladungsträger
erzeugende Schicht aufgetragen wird.
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Das
Lösungsmittel
kann ketonartig sein, wie etwa Cyclohexan, esterartig, wie etwa
Methylacetat oder Ethylacetat, etherartig, wie etwa THF, und chlorkohlenwasserstoffartig,
wie etwa Chlorbenzol oder Chloroform.
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In
der hiernach veranschaulichten speziellen Ausführungsform 1 ist die
Ladungsträger
transportierende Schicht 2d ausgebildet, wie es in Tabelle
1 angegeben ist.
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Das
Ladungsträger
transportierende Material kann eine Verbindung auf Triallylaminbasis,
eine Hydrazonverbindung oder eine Stilbenverbindung sein.
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Die
in der hiernach veranschaulichten speziellen Ausführungsform
eingesetzten Polycarbonatharze schließen ein lineares Polymer mit
einer oder drei Arten von Wiederholungseinheiten ein, wie sie durch
die allgemeine Formel in 3B wiedergegeben
wird.
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Im Übrigen sind
in der allgemeinen Formel R12 und R13 jeweils ein Wasserstoffatom,
eine Alkylgruppe oder aromatische Gruppe. Des Weiteren können R12
und R13 zusammen mit daran gebundenen Kohlenstoffatomen eine Ringstruktur
ausbilden. X1, X2, X3 und X4 geben ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom,
eine Alkylgruppe oder eine Arylgruppe an.
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In
der hiernach veranschaulichten speziellen Ausführungsform wird Teflonharz
für die
Fluorkunststoffteilchen eingesetzt. Obwohl der durchschnittliche
Teilchendurchmesser bevorzugt 0,01 bis 10 μm beträgt, wird in der veranschaulichten
Ausführungsform
ein durchschnittlicher Teilchendurchmesser von 0,2 μm eingesetzt.
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Obwohl
die Festigkeit (Verschleißbeständigkeit
und Härte)
eines Harzes mit zunehmenden Molekulargewicht im Allgemeinen größer wird,
wird, wenn das Molekulargewicht einen bestimmten Wert erreicht oder den
bestimmten Wert übersteigt,
die Festigkeit nicht weiter vergrößert, so dass sie einen konstanten
Wert beibehält,
selbst wenn das Molekulargewicht weiter erhöht wird.
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Andererseits
nimmt mit abnehmenden Molekulargewicht die Festigkeit allmählich ab,
und wenn das Molekulargewicht einen bestimmten Wert erreicht oder
darunter liegt, nimmt die Festigkeit abrupt ab. Im Falle von Polycarbonatharz
nimmt die Festigkeit abrupt ab, wenn das Molekulargewicht 15000
bis 20000 beträgt. Daher
kann durch Einschluss einer bestimmten Menge an Harz mit einem geringeren
Molekulargewicht ein mäßiger Verschleiß (Abrieb)
beibehalten werden.
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In
der Erfindung ist das Verhältnis
in der Mischung aus dem Polycarbonatharz I und dem Polycarbonatharz
II so ausgewählt,
dass das Polycarbonatharz I mit einem viskositätsgemittelten Molekulargewicht
von 15000 oder weniger bezüglich
der Mischung zu 30 bis 95 Gewichtsteilen eingeschlossen ist.
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Wenn
das Polycarbonatharz I weniger als 30 Gewichtsteile beträgt, kann
der moderate Abrieb nicht erreicht werden, so dass die vorstehend
erwähnte
Wirkung nicht erzielt wird. Wenn das Polycarbonatharz I im Gegensatz
dazu 95 Gewichtsteile übersteigt,
werden sich Probleme bezüglich
eines übermäßigen Abriebs
und einer Verringerung der Viskosität ergeben.
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Das
Molekulargewicht des Polycarbonatharzes I beträgt wünschenswerter Weise 15000 oder
weniger, was eine abrupte Verringerung der Festigkeit hervorruft.
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Wenn
des Weiteren der Gehalt der Teflonharzteilchen, welche bevorzugt
für die
vorstehend erwähnten Harzteilchen
aus Fluorkunststoff eingesetzt werden, bezüglich des Gesamtgewichts des
Materials, welches die Ladungsträger
transportierende Schicht 2d bildet, 1 Gewichtsteil oder
weniger beträgt,
kann eine angemessene Wirkung zum Unterdrücken von Verschleiß des lichtempfindlichen
Elements 2 nicht erzielt werden. Wenn dieser Gehalt andererseits
10 Gewichtsteile oder mehr beträgt,
kann kein angemessenes Ausmaß des Verschleißes erzielt
werden, was das Verlaufen des Bildes verschlimmert. Dies ist ebenfalls
nicht bevorzugt. Es ist daher bevorzugt, dass der Gehalt der Teflonharzteilchen
1 bis 10 Gewichtsteile beträgt.
In der hiernach veranschaulichten speziellen Ausführungsform
sind 5,0 Gewichtsteile ausgewählt.
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Experimente
zur Bestätigung
der Wirkung der vorliegenden Erfindung wurden unter Verwendung des mit
Bezug auf 2 erläuterten bilderzeugenden Geräts, in welches
die vorstehend erwähnte
lichtempfindliche Trommel 2 eingesetzt ist, durchgeführt.
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Obwohl
in der vorliegenden Erfindung der Anpressdruck des Reinigungsblatts 11 20
bis 80 gf/cm beträgt,
war der Anpressdruck des Reinigungsblatts 11 in der hiernach
veranschaulichten speziellen Ausführungsform zu 40 gf/cm ausgewählt.
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[Experiment 1]
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Unter
Standardumgebungsbedingungen (Temperatur 25°C, relative Feuchtigkeit 60%)
wurden, wie es in 4 gezeigt ist, eine Aufladungswalze 3 (Aufladungsvorspannung
= 1800 Vpp, Aufladungsfrequenz = 400 Hz) und das Reinigungsblatt 11 (Anpressdruck
= 40 gf/cm) gegen die lichtempfindliche Trommel 2 gedrückt, und
ein Experiment mit Leerlaufdrehung wurde bei einer Drehgeschwindigkeit
von 500 mm/s der lichtempfindlichen Trommel 2 ohne Entwicklung
für 30
Stunden durchgeführt.
Im Übrigen
betrugt bei diesem Experiment die Gesamtlaufleistung der lichtempfindlichen
Trommel 2 5,4 × 106 mm, und unter Verwendung einer Breiteneinheit
von 2,8 × 102 mm in der Längsrichtung der lichtempfindlichen
Trommel 2 als Bezugsgröße wurden
abgekratzte Teilchen der lichtempfindlichen Schicht, welche in dem
Reinigungsbehälter 14 angesammelt
waren, herausgenommen und die Teilchengrößenverteilung und das abgekratzte
Gewicht wurden gemessen (für
eine lichtempfindliche Trommel mit einer unterschiedlichen Länge nimmt
das abgekratzte Gewicht proportional zu der Breiteneinheit in der
Längsrichtung
zu oder ab).
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Im Übrigen wurde
die Messung des Teilchendurchmessers unter Verwendung eines von
Coulter K.K. hergestellten Coulter Multianalyzer durchgeführt. Des
Weiteren wurde unter der Annahme, dass die abgekratzten Teilchen
kugelförmige
Gestalten aufwiesen, die abgekratzte Anzahl n der abgekratzten Teilchen
auf der Grundlage des Messergebnisses berechnet. Die Berechnung
erfolgte unter Anwendung der folgenden Gleichung: n
= x/((4πr3/3) × ρ(wobei
x die abgekratzte Gesamtmenge ist, r der durchschnittliche Teilchendurchmesser
ist und ρ die
Masse eines Teilchens mit einem Durchmesser gleich zu jenem des
durchschnittlichen Teilchendurchmessers ist).
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[Experiment 2]
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Unter
Standardumgebungsbedingungen (Temperatur 25°C, relative Feuchtigkeit 60%)
wurde ein Haltbarkeitsexperiment mit Unterbrechung für 5000 Blätter durchgeführt.
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In
diesem Fall wurde das Vorliegen/das Fehlen eines Streifenbildes
bewertet, und die Dicke der abgekratzten dünnen Schicht der lichtempfindlichen
Trommel 2 sowie die durchschnittliche (zehn Punkte) Rauheit Rz
der Oberfläche
der lichtempfindlichen Trommel 2 nach dem Haltbarkeitsexperiment
wurden gemessen.
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Die
Dicke der dünnen
Schicht der lichtempfindlichen Trommel 2 vor und nach dem
Haltbarkeitsexperiment wurden mit einem von Fischer Instruments
K.K. hergestellten Permascope gemessen, und der Unterschied dazwischen
ist als die Dicke der abgekratzten dünnen Schicht der lichtempfindlichen
Trommel 2 definiert. Die durchschnittliche (zehn Punkte)
Rauheit Rz wurde mit einer Messlänge
von 2,5 mm auf der Grundlage von JIS Surface Roughness BO601 gemessen.
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[Experiment 3]
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Unter
der Bedingung einer Umgebung von hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit
(Temperatur 30,0°C,
relative Feuchtigkeit 85%) wurde ein kontinuierliches Haltbarkeitsexperiment
mit Bildern mit einem Druckanteil von 2,5% für 5000 Blätter durchgeführt, und
das Verlaufen des Bildes wurde bewertet. Übertragungsmaterialien 10,
welche Talk als Zusatzstoff einschließen, wurden eingesetzt. Zudem
wurde die vorstehend erwähnte
lichtempfindliche Trommel 2 verwendet.
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[Ergebnisse]
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Die
experimentellen Ergebnisse der Experimente 1 bis 3 sind in Tabelle
1 angegeben. Im Experiment 1 betrug die durchschnittliche Teilchengröße der abgekratzten
Teilchen der lichtempfindlichen Trommel 2 7,3 μm, und die
abgekratzte Gesamtmenge betrug 99 mg. Im Übrigen wird die abgekratzte
Anzahl später
beschrieben.
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Des
Weiteren trat im Experiment 2 überhaupt
kein Streifenfehler auf dem Bild auf, und ein gutes Bild konnte
erzielt werden. Im Experiment 3 trat ein Verlaufen des Bildes für 5000 Blätter überhaupt
nicht auf, und ein gutes Bild konnte erzielt werden.
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Aus
den vorstehenden experimentellen Ergebnissen wurde gefunden, dass,
wenn die lichtempfindliche Trommel 2 gemäß der hier
veranschaulichten speziellen Ausführungsform eingesetzt wird,
sowohl das Streifenbild als auch das Verlaufen des Bildes verhindert
werden können.
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Um
die Wirkung der vorliegenden Erfindung weitergehend zu klären, wurden
dann Vergleichsexperimente durchgeführt. Die Bedingungen für die Experimente
waren die gleichen wie jene bei der ersten Ausführungsform. Bezüglich der
folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden die vorstehend
erwähnten
Experimente 1 bis 3 durchgeführt.
Die experimentellen Ergebnisse werden unter Bezug auf Tabelle 1
beschrieben.
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<Vergleichsbeispiel
1>
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(1) Lichtempfindliche Trommel
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Für die Ladungsträger transportierende
Schicht 2d wurde ein Material ohne Teflonharz eingesetzt.
Die Dicke der Beschichtung der Ladungsträger transportierenden Schicht
betrug 25 μm.
Alles andere war genauso wie bei der ersten Ausführungsform.
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(2) Anpressdruck des Reinigungsblatts
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Ähnlich zu
der ersten Ausführungsform
war ein Anpressdruck von 40 gf/cm ausgewählt.
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<Beispiele
2 bis 4 und Vergleichsbeispiele 2 bis 4>
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(1) Lichtempfindliche Trommel
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Für die Ladungsträger transportierende
Schicht 2d wurde ein Material verwendet, welches 1,0 bis
20 Gewichtsteile Teflonharz einschloss. Jeweilige Gewichtsteile
sind in Tabelle 1 angegeben. Alles andere war genauso wie bei der
ersten Ausführungsform.
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(2) Anpressdruck des Reinigungsblatts
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In
den Beispiele 2 bis 4 und den Vergleichsbeispielen 2 bis 4 war ein
Anpressdruck von 40 gf/cm ausgewählt,
und nur im Beispiel 4 war ein Anpressdruck von 80 gf/cm ausgewählt.
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<Vergleichsbeispiele
5 und 6>
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(1) Lichtempfindliche Trommel
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Als
Bindeharz für
die Ladungsträger
transportierende Schicht wurde nur eine Polycarbonatharz mit einem
viskositätsgemittelten
Molekulargewicht von 20000 verwendet.
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(2) Anpressdruck des Reinigungsblatts
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Im
Vergleichsbeispiel 5 war ein Anpressdruck von 40 gf/cm ausgewählt, und
im Vergleichsbeispiel 6 war ein Anpressdruck von 80 gf/cm ausgewählt.
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<Experimentelle
Ergebnisse der Beispiele 2 bis 4 und der Vergleichsbeispiele 1 bis
4>
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Die
Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Im Experiment 1 wurde gefunden,
dass das abgekratzte Gewicht, die durchschnittliche Teilchengröße und das
Verhältnis
der abgekratzten Anzahl (ein Wert, der, erhalten wird, wenn die
abgekratzte Anzahl der ersten Ausführungsform in 100 umgewandelt
wird) der abgekratzten Teilchen der lichtempfindlichen Trommel 2 alle
mit einer Zunahme des Teflonharzes abnahmen.
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Im
Experiment 2 wurde im Falle der lichtempfindlichen Trommel 2 mit
einer Teflonharzmenge von 1,0 Gewichtsteilen oder weniger (Vergleichsbeispiele
1 und 2) ein Streifenbild erzeugt, und im Falle der lichtempfindlichen
Trommel 2 mit einer Teflonharzmenge von 2,0 Gewichtsteilen
oder mehr (Beispiele 2 und 3 und Vergleichsbeispiele 3 und 4) wurde
das Streifenbild nicht erzeugt.
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Andererseits
trat im Experiment 3 im Falle der lichtempfindlichen Trommel 2 mit
einer Teflonharzmenge von 2,0 Gewichtsteilen oder weniger (Beispiel
2 und Vergleichsbeispiele 1 und 2) ein Verlaufen des Bildes für 5000 Blätter überhaupt
nicht auf, und im Falle der lichtempfindlichen Trommel mit einer
Teflonharzmenge von 10,0 Gewichtsteilen (Beispiel 3) trat ein nur
geringes Verlaufen des Bildes auf (zu dem Ausmaß, dass Zeichen geringfügig dünn wurden).
Allerdings trat im Falle der lichtempfindlichen Trommel mit einer
Teflonharzmenge von 15,0 Gewichtsteilen oder mehr (Vergleichsbeispiele
3 und 4) das schlimmste Verlaufen des Bildes auf, wobei die Zeichen
im Bild vollständig
verloren gingen.
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Des
Weiteren traten im Beispiel 4, bei dem die gleiche lichtempfindliche
Trommel 2 wie in der speziellen Ausführungsform eingesetzt und der
Anpressdruck des Reinigungsblatts 11 vergrößert wurde,
das Streifenbild und das Verlaufen des Bildes nicht auf.
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<Experimentelle
Ergebnisse der Vergleichsbeispiele 5 und 6>
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Die
Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Als Ergebnis des Experiments
1 betrug im Vergleichsbeispiel 5 die durchschnittliche Teilchengröße der abgekratzten
Teilchen der lichtempfindlichen Trommel 2 12,1 μm, das abgekratzte
Gewicht der abgekratzten Teilchen betrug 95 mg und das Verhältnis der
abgekratzten Anzahl betrug 31 (gering). Des Weiteren nahmen
im Vergleichsbeispiel 6, bei welchem die gleiche lichtempfindliche
Trommel 2 wie im Vergleichsbeispiel 5 eingesetzt und der
Anpressdruck des Reinigungsblatts 11 vergrößert wurde,
sowohl das abgekratzte Gewicht als auch das Verhältnis der abgekratzten Anzahl
verglichen mit dem Vergleichsbeispiel 8 zu, aber das Verhältnis der
abgekratzten Anzahl betrug etwa die Hälfte von jenem in der speziellen
Ausführungsform.
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Des
Weiteren trat bezüglich
des Experiments 2 im Vergleichsbeispiel 5 ein Streifenbild für 5000 Blätter nicht
auf, aber im Vergleichsbeispiel 6 trat ein geringfügiges Streifenbild
auf.
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Andererseits
trat als Ergebnis des Experiments 3 im Vergleichsbeispiel 5 das
Verlaufen des Bildes zu einem früheren
Zeitpunkt der Haltbarkeit (etwa beim 200. Blatt) auf. Zudem trat
im Vergleichsbeispiel 6 das Verlaufen des Bildes zum Zeitpunkt des
etwa 2000. Blatts auf.
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Unter
Berücksichtigung
der vorstehenden Ergebnisse wird die Häufigkeit des Auftretens eines
Streifenbildes und eines Verlaufen des Bildes mit Bezug auf Tabelle
1 und die 1A und 1B erläutert. Die 1A ist
ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen dem Auftreten des Streifenbildes
und einem Zustand der abgekratzten Teilchen in dem in Tabelle 1
angegebenen Ergebnis zeigt, und die 1B ist
ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen dem Auftreten des Verlaufens
des Bildes und dem Zustand der abgekratzten Teilchen zeigt.
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Die
Häufigkeit
des Auftretens des Streifenbildes und des Verlaufens des Bildes
wird durch den Zustand der abgekratzten Teilchen der lichtempfindlichen
Trommel 2 bestimmt (Durchmesser der abgekratzten Teilchen
und abgekratztes Gewicht (abgekratzte Menge)).
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Das
heißt,
um gleichzeitig sowohl das Streifenbild als auch das Verlaufen des
Bildes zu beseitigen, ist solch eine Einregelung erforderlich, dass
(1) der durchschnittliche Teilchendurchmesser der abgekratzten Teilchen
auf so klein wie möglich
verringert wird, um das Auftreten des Streifenbildes zu verhindern,
und dass (2) das abgekratzte Gewicht der abgekratzten Teilchen so
sehr wie möglich
vergrößert wird,
um das Auftreten des Verlaufens des Bildes zu verhindern.
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Wie
aus dem in Tabelle 1 gezeigten Ergebnis ersichtlich ist, wird, solange
der Teilchendurchmesser der abgekratzten Teilchen nicht so klein
und das abgekratzte Gewicht nicht so groß ist, entweder das Streifenbild
oder das Verlaufen des Bildes auftreten.
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Nun
wird eine Beziehung zwischen dem Teilchendurchmesser und dem abgekratzten
Gewicht der abgekratzten Teilchen sowie dem Streifenbild und dem
Verlaufen des Bildes beschrieben.
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<Einfluss
auf das Streifenbild>
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Zuerst
wird ein Mechanismus der Erzeugung des Streifenbildes mit Bezug
auf 5 erläutert.
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Die
auf der Oberfläche
des Übertragungsmaterials 10 vorliegenden
Papierpulverteilchen 16 treten in einem Spaltabschnitt 17 zwischen
der lichtempfindlichen Trommel 2 und der Übertragungswalze 9 mit
der Oberfläche
der lichtempfindlichen Trommel 2 in Kontakt.
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Die
Papierpulverteilchen 16 klemmen zwischen dem Reinigungsblatt 11 und
der lichtempfindlichen Trommel 2. Da ein ungleichmäßiger Verschleiß (Abrieb)
an einer Position auftritt, wo die Papierpulverteilchen 16 klemmen,
wird ein Abschnitt der lichtempfindlichen Trommel 2 entlang
seiner Umfangsrichtung verkratzt. Daher tritt ein fehlerhaftes Bild
in der Form eines Streifens an der entsprechenden Position auf.
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Dieses
Phänomen
tritt leicht auf, wenn die vorstehend erwähnte Aufladungseinrichtung
des Kontakttyps, an welche eine Wechselvorspannung angelegt wird,
eingesetzt wird, da die Oberfläche
der lichtempfindlichen Trommel 2 schwach wird, wenn die
Wechselvorspannung an die Aufladungswalze 2 angelegt wird.
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Wenn
die vorstehend erwähnte Übertragungswalze 5 eingesetzt
wird, ist die Kraft zum Anpressen des Übertragungsmaterials 10 gegen
die lichtempfindliche Trommel 2 im Vergleich zu der Koronaübertragung
stärker.
Da die Papierpulverteilchen 16 des Übertragungsmaterials 10 leicht
an die lichtempfindliche Trommel 2 anhaften, kann daher
ein ungleichmäßiger Abrieb
der lichtempfindlichen Trommel 2 leicht auftreten.
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Wenn
dementsprechend der Teilchendurchmesser der abgekratzten Teilchen
groß ist,
werden die Tiefen der Kratzer, welche entsprechend den Positionen
erzeugt werden, wo die Papierpulverteilchen 16 zwischen
der lichtempfindlichen Trommel 2 und dem Reinigungsblatt 11 klemmen,
groß,
wodurch in der lichtempfindlichen Schicht 12 Kratzpunkte
erzeugt werden, mit dem Ergebnis, dass die Oberflächenrauheit
Rz der lichtempfindlichen Trommel 2 nach dem Haltbarkeitsexperiment
groß wird.
Dieses Phänomen
wird in einer späteren
Stufe des Haltbarkeitsexperiments deutlich, in welcher der ungleichmäßige Abrieb
der lichtempfindlichen Trommel 2 ansteigt, und wenn die
abgekratzte Menge zunimmt, tritt das Streifenbild hervor.
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Wenn
andererseits der Teilchendurchmesser der abgekratzten Teilchen klein
wird, kann, da die Tiefen der auf der Oberfläche der lichtempfindlichen
Trommel 2 erzeugten Kratzer kleiner werden, die Oberflächenrauheit
Rz der lichtempfindlichen Trommel 2 nach dem Haltbarkeitsexperiment
verringert werden.
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Wie
es des Weiteren aus dem Ergebnis des in Tabelle 1 gezeigten Vergleichsbeispiels
7 ersichtlich ist, kann, da der Teilchendurchmesser der abgekratzten
Teilchen klein ist, selbst wenn die abgekratzte Menge der lichtempfindlichen
Schicht zunimmt, das Auftreten des Streifenbildes unterdrückt werden.
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Wie
es in 1A gezeigt ist, wurde gemäß den Untersuchungen
der Erfinder gefunden, dass, wenn der durchschnittliche abgekratzte
Teilchendurchmesser der abgekratzten Teilchen auf 9,0 μm oder weniger eingeregelt
ist, ein Auftreten des Streifenbildes verhindert werden, selbst
wenn die abgekratzte Menge zunimmt.
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<Einfluss
auf das Verlaufen des Bildes>
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Nun
wird eine Beziehung zwischen dem Abkratzten der lichtempfindlichen
Trommel 2 und dem Verlaufen des Bildes auf der Grundlage
des Ergebnisses des Experiments 1 mit Bezug auf die Tabelle 1 und
die 1B erläutert.
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Das
Problem bezüglich
des Verlaufens des Bildes kann beseitigt werden, indem die an die
Oberfläche anhaftende
Substanz mit geringem Widerstand durch das Reinigungsblatt 11 abgekratzt
(abgerieben) wird. Um das Verlaufen des Bildes fundamental zu verhindern,
ist es dementsprechend um so besser, je größer die abgekratzte Menge der
lichtempfindlichen Schicht der lichtempfindlichen Trommel 2 ist.
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Allerdings
tritt bezüglich
der abgekratzten Mengen der lichtempfindlichen Trommel 2 in
der speziellen Ausführungsform
und dem Vergleichsbeispiel 6 trotz der Tatsache, dass die abgekratzte
Menge größer als
im Vergleichsbeispiel 6 ist, in der speziellen Ausführungsform
kein Verlaufen des Bildes auf, während
im Vergleichsbeispiel 6 ein verschlimmertes Verlaufen des Bildes
auftritt. Diese Tatsache kann durch Vergleich der abgekratzten Anzahlen
der lichtempfindlichen Schicht der lichtempfindlichen Trommel 2 im
Experiment 1 erklärt
werden.
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Das
Vorliegen/das Fehlen eines Auftretens des Verlaufens des Bildes
korreliert zudem mit der abgekratzten Anzahl der lichtempfindlichen
Schicht. Zum Beispiel wird, wie in der spezifischen Ausführungsform, selbst
wenn der Teilchendurchmesser der abgekratzten Teilchen klein und
das insgesamt abgekratzte Gewicht gering ist, wenn die abgekratzte
Anzahl der lichtempfindlichen Schicht groß ist, die Oberfläche der
lichtempfindlichen Schicht der lichtempfindlichen Trommel 2 perfekt
poliert, und die Substanz mit geringem Widerstand kann vollständig abgekratzt
werden, wodurch das Auftreten des Verlaufens des Bildes verhindert
wird.
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Wenn
andererseits wie im Vergleichsbeispiel 6 der Teilchendurchmesser
der abgekratzten Teilchen groß ist,
wird, da das abgekratzte Gesamtgewicht groß, aber die abgekratzte Anzahl
klein ist, die Oberfläche der
lichtempfindlichen Trommel 2 entlang ihrer Längsrichtung
ungleichmäßig poliert,
so dass Punkte erzeugt werden, mit dem Ergebnis, dass die Substanz
mit geringem Widerstand nicht vollständig abgekratzt werden kann.
Im Ergebnis tritt das Verlaufen des Bildes auf. Aus diesem Grund
kann das Verlaufen des Bildes nicht vollständig verhindert werden, selbst
wenn das abgekratzte Gewicht groß ist.
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Wie
es in 1B gezeigt ist, wurde gemäß den Untersuchungen
der Erfinder gefunden, dass in dem Fall, dass der Teilchendurchmesser
der abgekratzten Teilchen 9,0 μm
oder weniger beträgt,
dann, wenn das Experiment mit Leerlaufdrehung wie im Experiment
1 durchgeführt
wird, das Verlaufen des Bildes verhindert werden kann, solange das
abgekratzte Gewicht auf 16 mg oder mehr eingeregelt ist.
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Wie
vorstehend erwähnt
kann in der vorliegenden Erfindung, wie es in 1A gezeigt
ist, das Auftreten des Streifenbildes verhindert werden, da der
durchschnittliche abgekratzte Teilchendurchmesser der von dem lichtempfindlichen
Element abgekratzten Teilchen 9,0 μm oder weniger beträgt. Des
Weiteren kann unter der Bedingung, dass die Aufladungseinrichtung
und die Reinigungseinrichtung gegen das lichtempfindliche Element
gedrückt
werden und das lichtempfindliche Element durch Anlegen einer Wechselspannung
an die Aufladungseinrichtung aufgeladen wird, dann, wenn das Experiment
mit Leerlaufdrehung durchgeführt
wird, so wie es in 1B gezeigt ist, das Auftreten
des Verlaufens des Bildes gleichzeitig verhindert werden, solange
die abgekratzte Menge der lichtempfindlichen Schicht des lichtempfindlichen
Elements pro Laufleistung von 1,0 × 106 mm
16 mg oder mehr beträgt.
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Da
die lichtempfindliche Schicht geringfügig poliert wird und daher
eine Vergrößerung der
Beschichtungsdicke der Oberflächenschicht
der lichtempfindlichen Trommel 2 nicht speziell erforderlich
ist, können
in der vorliegenden Erfindung des Weiteren die Herstellungskosten
verringert werden.
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[Weitere Ausführungsform]
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Als
Nächstes
wird eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 6 beschrieben.
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Die
weitere Ausführungsform
ist dadurch gekennzeichnet, dass die lichtempfindliche Trommel 2,
das Reinigungsblatt 11, die Aufladungswalze 3 und
die Entwicklungseinrichtung 6 (welche im Zusammenhang mit der
allgemeinen Ausführungsform
erläutert
werden) einstückig
ausgebildet sind, so dass sie eine Verfahrenskartusche ausbilden,
welche an den Hauptkörper
des bilderzeugenden Geräts
abnehmbar angebracht werden kann.
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Wie
es im Zusammenhang mit 2 erläutert wurde, schließt die Entwicklungseinrichtung 6 den
Entwickler 5, die Entwicklungshülse 7 und das die
Dicke der Entwicklungsschicht regulierende Element 8 ein.
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Durch
Verwendung solch einer Verfahrenskartusche kann nicht nur die gleiche
Wirkung wie bei der ersten Ausführungsform
erzielt werden, sondern zudem kann ein wartungsfreies bilderzeugendes
Gerät mit hervorragender
Verwendbarkeit bereitgestellt werden.
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Im Übrigen kann
die Verfahrenskartusche PC in einen Block BR-A und einen Block BR-B
unterteilt werden, welche in 7 mit
gestrichelten Linien angegeben sind.
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Gemäß der Erfindung
werden das Streifenbild und das Verlaufen des Bildes daran gehindert,
in Erscheinung zu treten, indem die Oberflächeneigenschaft des lichtempfindlichen
Elements auf der Grundlage des Teilchendurchmessers und der abgekratzten
Menge der von der Oberfläche
des elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements abgekratzten
Teilchen bestimmt wird. Daher macht sie es möglich, unter verschiedenen
Umständen
ein hochqualitatives Bild zu erzeugen.
