DE69514963T2

DE69514963T2 - Elektrografisches Gerät und Bilderzeugungsverfahren

Info

Publication number: DE69514963T2
Application number: DE69514963T
Authority: DE
Inventors: Yuichi Hashimoto; Yoshio Kashizaki; Hajime Miyazaki; Yukio Nagase; Teigo Sakakibara; Masato Tanaka; Mamoru Tanaka; Kazuo Yoshinaga
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1995-06-29
Publication date: 2000-06-29
Anticipated expiration: 2015-06-30
Also published as: EP0690357A1; DE69514963D1; EP0690357B1; US5666589A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND BEMERKUNGEN ZUM STAND DER TECHNIK

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Gerät und ein Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung eines spezifischen elektrophotographischen, photoempfindlichen Elements unter einer spezifischen Verfahrensbedingung.
Unter den bekannten Bilderzeugungsgeräten sind ein Laserstrahldrucker und ein LED-Drucker, die Elektrophotographie anwenden, welche als Hochgeschwindigkeitsdrucker mit geringer Geräuschentwicklung bekannt sind. Sie werden typisch für die Binäraufzeichnung zum Erzeugen von Bildern, wie z. B. Buchstaben und Zahlen, verwendet, abhängig davon, ob ein besonderer Abschnitt des photoempfindlichen Elements mit einem Laserstrahl oder Licht von einer Lichtemitterdiode bestrahlt ist oder nicht. Im allgemeinen kann ein Drucker zur Wiedergabe von Buchstaben oder Zahlen, der keine Halbtöne wiedergeben muß, mit einem einfachen Aufbau erzeugt werden, doch eine bestimmte Druckertype auf der Grundlage eines Binäraufzeichnungssystems kann noch Halbtöne darstellen.
Wohlbekannte Beispiele solcher Drucker können jene einschließen, welche das Ditherverfahren und das Dichtemusterverfahren anwenden. Wie jedoch gut bekannt, ist es für einen solchen Drucker, der auf dem Ditherverfahren oder dem Dichtemusterverfahren beruht, schwierig, eine hohe Auflösung zu erzeugen.
Andererseits ist in den letzten Jahren das PWM-(Impulsweitenmodulations)-System als ein System zum Erzeugen eines Halbtons an jedem Pixel vorgeschlagen worden, wobei eine hohe Auflösung erhalten wird und keine Verringerung der Auf zeichnungsdichte vorliegt. Gemäß diesem System wird die Laserstrahl-Bestrahlungszeitdauer auf der Grundlage von Bildsignalen moduliert, um Halbtonpixel zu erzeugen, wodurch Bilder mit hoher Auflösung und feiner Gradation erzeugt werden können, so daß dieses System besonders für ein Farbbilderzeugungsgerät geeignet ist, das die Kombination einer hohen Auflösung und einer feinen Gradation erfordert. In mehr spezifischer Weise kann gemäß dem PWM-System ein Flächengradationsbild mit einem Punkt erzeugt werden, der durch einen Strahlfleck für jedes Pixel ausgebildet wird, so daß ein Halbton darstellbar ist, ohne die Auflösung zu vermindern.
Wenn jedoch selbst in dem PWM-System die Bilddichte weiter erhöht wird, nimmt die Pixelgröße relativ zu dem Belichtungspunktdurchmesser ab, so daß es schwierig wird, ausreichende Gradationsstufen zu realisieren. Um andererseits eine hohe Auflösung unter Erhaltung der Gradationseigenschaften zu erreichen, ist es notwendig, einen kleineren Belichtungsfleckdurchmesser zu erzeugen. Um dies in einem abtastenden optischen System zu erreichen, wird es z. B. notwendig, einen Laserstrahl zu verwenden, der eine kürzere Wellenlänge oder ein f-θ-Objektiv mit einer größeren NA (numerische Apertur) aufweist. Gemäß diesen Maßnahmen wird es jedoch notwendig, einen teuren Laser, ein Objektiv und eine Abtasteinrichtung mit großen Abmessungen zu verwenden, und erfordert auch eine höhere mechanische Genauigkeit entsprechend einer Verkürzung der Brennweite, was unvermeidbar zu einer Vergrößerung des Geräts und einer Erhöhung der Produktionskosten führt. Selbst in dem Fall der Verwendung einer Festkörper-Abtasteinrichtung, wie z. B. eine LED-Anordnung oder eine Flüssigkristallverschlußeinrichtung, ist es schwierig, einen Kostenanstieg der Abtasteinrichtung, eine erforderliche Erhöhung der Anordnungsgenauigkeit und eine Kostenzunahme der elektrischen Ansteuerschaltung zu vermeiden.
Trotz der bestehenden Probleme, wie vorstehend beschrieben, wird in den letzten Jahren von einem Bilderzeugungsgerät gemäß dem elektrophotographischen Prinzip verlangt, daß es ei ne noch höhere Auflösung und feinere Gradationseigenschaften zeigt.
Andererseits ist ein elektrophotographisches, photoempfindliches Element gefunden worden, das eine solche Potential- (V)-Belichtungsenergie-(E)-Eigenschaft aufweist, daß es eine niedrige Empfindlichkeit bei einer niedrigen Belichtungsenergie und eine höhere Empfindlichkeit bei einer höheren Belichtungsenergie aufweist, d. h. ein photoempfindliches Element mit einer Induktionsenergie (JP-A-1-169454). Wenn gemäß unserer Untersuchung ein solches photoempfindliches Element mit einem Punktstrahl beleuchtet wird, der eine Intensitätsverteilung darin aufweist, ist es als möglich erkannt worden, den Durchmesser des Beleuchtungsflecks durch Beseitigen der Einflusses des Niedrigbelichtungsenergieabschnitts zu verkleinern. Demzufolge wird unter Verwendung eines Bilderzeugungsgeräts, wobei ein solches photoempfindliches Element mit einem Beleuchtungsfleck, der eine Intensitätsverteilung aufweist, abgetastet wird, es möglich ist, eine stabile Auflösung zu erhalten, welche höher ist als bei dem Durchmesser des Beleuchtungsflecks erwartet wird. Das photoempfindliche Element weist jedoch einen sehr großen Gammawert auf der Empfindlichkeitskurve auf und auch die Empfindlichkeit zeigt Schwankungen der Belichtungsmenge oder infolge mechanischer Schwankungen, und ist somit nicht vollständig für die Wiedergabe von Gradationsbildern geeignet. Im Ergebnis einer weiteren Untersuchung haben wir festgestellt, daß ein solches photoempfindliches Element mit einer Induktionsenergie (einer Belichtungsenergie entsprechend einem Bereich geringer Empfindlichkeit des photoempfindlichen Elements) versehen werden kann, die von einer elektrischen Feldstärke abhängt, welche durch ein Oberflächenpotential verursacht ist, das dem photoempfindlichen Element zugeführt ist, und das photoempfindliche Element kann mit einem Gammawert versehen werden, welcher sich abhängig von der elektrischen Feldstärke ändert. Die vorliegende Erfindung hat diese Erkenntnisse zur Grundlage.
Der Gammawert, der hier verwendet wird, kann für jede V- (Oberflächenpotential)-E-(Belichtungsenergie)-Kurve, wie in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt, bestimmt werden, und er wird definiert als ein Verhältnis einer Neigung (V-VR)/E0-Eind) eines annähernd linearisierten Hochempfindlichkeitsbereichs zu einer Neigung (V-VR)/Eo, welche eine Gesamtempfindlichkeit darstellt, d. h. ein Verhältnis Eo/(Eo-Eind), wobei V ein Maximum-(ursprüngliches Ladepotential)-Potential bezeichnet, VR ein Restpotential (bei Eo) bezeichnet, Eo eine Sättigungsbelichtungsenergie oder eine Sättigungsempfindlichkeit (Fig. 2) bezeichnet, und Eind eine Induktionsenergie bezeichnet, die als eine Belichtungsenergie an einem Schnittpunkt der annähernd linearisierten Kurve des Hochempfindlichkeitsbereichs und des ursprünglichen Potentialpegels V definiert ist. Z. B. in dem Fall von V (Anfangspotential) = 500 V in Fig. 1 wird der Gammawert als Eo/(Eo-Eind) = 1,4/(1,4 - 0,9) = 2,8 berechnet. Ähnlich im Fall von V = 300 V ist der Gammawert γ = 1,2/(1,2 - 0,6) = 2,0. Im Fall von V = 200 V ist der Gammawert γ = 1,0/(1,0 - 0,36) ÷ 1,6. Im Gegensatz dazu ist in dem Fall eines herkömmlichen photoempfindlichen Elements mit einer V-E-Kurve (wie in Fig. 7 gezeigt), welche nach unten konvex ist und im wesentlichen keine Induktionsenergie aufweist, der Gammawert γ (= Eo/(Eo - Eind) immer 1.
Auf der Grundlage der vorstehend erwähnten Erkenntnisse besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein elektrophotographisches System (Gerät und Verfahren) zu schaffen, das zur optimalen Wiedergabe oder/und Abwandlung der Auflösung und Gradation einer Vorlage in der Lage ist.
Das Europäische Patent Nr. EP-A-0589131 beschreibt ein Bilderzeugungsgerät, in welchem die Vorspannungsbedingung des Geräts oder die Bedingungen, unter welchen das lichtempfindliche Element belichtet wird oder gemäß den Ergebnissen der Erfassung der Dichten der Prüfflecken verändert wird.
Das USA-Patent Nr. US-A-5241347 beschreibt ein Bilderzeugungsgerät, in welchem die Bilddichte gemäß der gemessenen Abweichung eines Bezugstonerbilds sowohl auf einem Bildhalteelement als auf einem Papierblatt optimiert wird.
Das USA-Patent Nr. US-A-5325122 beschreibt ein Bilderzeugungsgerät, in welchem das Oberflächenpotential des Photoleiters unter verschiedenen Bedingungen gemessen wird und verwendet wird, um die Strahlgröße zu korrigieren.
Die DE-OS-41 26 457 beschreibt ein System, in welchem die Toneraktivität durch Ändern der Entwicklungsvorspannung oder des Ladungspotentials oder der Belichtungsmenge auf der Grundlage eines vorbestimmten sichtbaren Bildmusters gesteuert wird.
Erfindungsgemäß wird ein elektrophotographisches Gerät aufgezeigt, wie es im Anspruch 1 definiert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch ein Bilderzeugungsverfahren aufgezeigt, wie es im Anspruch 17 definiert ist.
Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt ein Diagramm der V-(Oberflächenpotential)-E- (Belichtungsenergie)-Kurven eines in der Erfindung verwendeten elektrophotographischen, photoempfindlichen Elements,
Fig. 2 zeigt ein Kurvenbild zur Darstellung einer Beziehung zwischen einer Belichtungsenergieverteilung und einer resultierenden elektrostatischen (latenten) Bildpotentialverteilung auf einem in der Erfindung verwendeten photoempfindlichen Element,
Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrophotographischen Geräts,
Fig. 4 zeigt eine vergrößerte schematische Ansicht einer Laserstrahl-Abtasteinheit, die in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrophotographischen Geräts verwendet wird,
Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm einer auf die Erfindung anwendbaren Impulsbreitenmodulations-(PWM)-Schaltung zur Laserstrahlsteuerung,
Fig. 6 zeigt ein Wellenform-Zeitsteuerdiagramm zur Darstellung der Operation einer PWM-Schaltung zur Laserstrahlsteuerung, und
Fig. 7 zeigt ein Diagramm einer V-E-Kurve eines herkömmlichen elektrophotographischen, photoempfindlichen Elements.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Das elektrophotographische, photoempfindliche Element, das in dem erfindungsgemäßen elektrophotographischen System (Gerät und Verfahren) verwendet wird ist eines, das eine V- (Oberflächenpotential)-E-(Belichtungsenergie)-Eigenschaft aufweist, die zu einer Induktionsenergie und einem Gammawert führt, welche sich abhängig von einer elektrischen Feldstärke ändert, die durch das Ladungspotential auf dem photoempfindlichen Element hervorgerufen wird. Das durch die Ladungseinrichtung erzeugte Ladungspotential auf dem photoempfindlichen Element wird auf der Grundlage von Auflösungs- und Gradationsdaten der gegebenen Vorlage gesteuert.
Fig. 1 zeigt beispielhaft drei V-E-Kurven eines in der vorliegenden Erfindung verwendeten elektrophotographischen photoempfindlichen Elements, das eine Induktionsenergie und einen Gammawert aufweist, die sich abhängig von den Ladungspotentialstufen ändern. Diese V-E-Kurven sind entsprechend den Anfangspotentialpegeln von jeweils 500 Volt, 300 Volt und 200 Volt gezeigt. Für jede V-E-Kurve kann die Induktionsenergie Eind als eine Belichtungsenergie bei einer Extrapolation eines linearen Dämpfungsabschnitts der V-E-Kurve mit dem Ladungspotentialpegel definiert werden. Die Definition des Gammawerts ist bereits vorstehend beschrieben worden. Ein Grad der Empfindlichkeit ist durch eine Halbdämpfungs- Belichtungsenergie (1/2 · Vd) gegeben, durch deren Anlage das Anfangsladepotential auf die Hälfte abgeschwächt wird. Sowohl die Induktionsenergie Eind als auch der Wert 1/2 · Vd nehmen zu, wenn sich die elektrische Feldstärke erhöht (ausgedrückt als ein Absolutwert), doch der 1/2 · Vd-Wert nimmt in einem geringeren Grad zu als die Induktionsenergie Eind, wobei der Gammawert ansteigt, wenn das Ladepotential (ausgedrückt als ein Absolutwert) zunimmt. Demgemäß ist es bei einer gleichbleibenden Belichtungsintensität (Energie) möglich, die Auflösung eines latenten Bilds zu erhöhen, das durch Beleuchten mit einem Strahlfleck, wie in Fig. 2 gezeigt, auf dem photoempfindlichen Element erzeugt wird. Um jedoch eine Aufzeichnung auch mit einem bestimmten Niveau guter Gradationseigenschaften zu bewirken, kann die elektrische Feldstärke (Absolutwert) vorzugsweise maximal 50 V/um betragen und mehr vorzugsweise maximal 40 V/um. Andererseits besteht bei einer elektrischen Feldstärke von unter 10 V/um die Neigung zur Verringerung der Induktionsenergie auf einen unwirksamen Pegel, wodurch die Neigung zum Ausfall bei der Bereitstellung einer erhöhten Auflösung besteht. Eine elektrische Feldstärke in dem Bereich von 15-38 V/um kann ferner vorteilhaft verwendet werden.
Hierbei kann die elektrische Feldstärke für ein photoempfindliches Element durch Teilen des Oberflächenpotentials (Volt) auf dem photoempfindlichen Element mit der Gesamtdicke (um) von allgemein isolierenden Schichten, einschließlich einer Photoleiterschicht und Grundierungsschicht bestimmt werden. Das nachstehend beschriebene Ausführungsbeispiel 1 weist eine elektrische Feldstärke von 500/13÷38,5 (V/um) auf.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Gammawert kann vorzugsweise 1,2 bis 8 betragen. Unter 1, 2 zeigt die Wirkung der Erzeugung eines latenten Bilds mit einer höheren Auflösung in bezug auf einen Beleuchtungsstrahlfleck Neigung, nicht ausreichend zu sein. Bei einem Wert größer als 8 besteht für die Gradationswiedergabe die Neigung zur Verschlechterung, da eine Änderung der Belichtungsenergie in dem erhaltenen latenten Bild zu empfindlich wiedergegeben werden kann. Es wird ferner bevorzugt, einen Gammawert in dem Bereich von 1,5 bis 5 zu verwenden.
Die vorstehenden Ausführungen gelten jedoch nicht für den Fall der Wiedergabe einer reinen Binärbildvorlage, die nur Buchstaben und Zahlen aufweist. In einem solchen Fall ist nur eine höhere Auflösung erwünscht, so daß zu bevorzugen ist, eine hohe elektrische Feldstärke zu erzeugen, um eine höhere Induktionsenergie und einen größeren Gammawert bereitzustellen.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete photoempfindliche Element kann vorzugsweise eine Änderung des Gammawerts von jeweils mindestens 0,01 und höchstens 0,5 und eine Änderung der Induktionsenergie von mindestens 0,1% und höchstens 20% der Sättigungsenergie (Empfindlichkeit) bei einer Änderung der elektrischen Feldstärke von jeweils 1 V/um zeigen. Wenn die Änderung des Gammawerts unter 0,01 ist oder die Änderung der Induktionsenergie unter 0,1% ist, besteht die Tendenz, daß es schwierig ist, die ausreichende Eigenschaftssteuerung zu bewirken, selbst wenn das Ladungspotential geändert wird. Wenn andererseits die Änderung des Gammawerts 0,5 übersteigt oder die Änderung der Induktionsenergie 20% übersteigt, besteht die Neigung zur Änderung der Eigenschaften, selbst bei einer geringen Schwankung des Ladepotentials, so daß eine gleichmäßige Bilderzeugung schwierig wird. Es ist ferner zu bevorzugen, daß die Änderung des Gammawerts und die Änderung der Induktionsenergie jeweils in dem Bereich von 0,03-0,3 und 0,5%-5% je Änderung der elektrischen Feldstärke von 1 V/um sind.
Ein in der vorliegenden Erfindung in geeigneter Weise verwendetes photoempfindliches Element, das eine V-E-Eigenschaft aufweist, die eine Induktionsenergie und einen veränderbaren Gammawert erzeugt, wie in Fig. 1 gezeigt ist, kann durch eine Photoleiterschicht repräsentativ ausgebildet werden, in welcher ein photoleitendes Pigment in einem isolierenden Harz verteilt ist. Der Mechanismus für eine solches photoempfindliches Element, in dem Pigment verteilt ist, entwickelt die elektrische Feldstärkeabhängigkeit der Induktionsenergie und des Gammawerts, kann wie folgt angenommen werden. Ein solches photoleitendes Pigment erzeugt Träger, einschließlich Elektronen und Defektelektronen bei der Trennung, wenn es unter Einwirkung einer Spannung beleuchtet wird. Wenn die zwei Typen von Trägern, die auf diese Weise erzeugt werden, beide eine ausreichende Beweglichkeit aufweisen, neigen sie zur Rekombination mit Defektelektronen oder Elektronen, verursacht durch die Ladung, um eine Änderung des internen elektrischen Felds zu verursachen, so daß keine Induktion eintritt. Auf Grund der Rekombination der Träger wird ferner die Anhäufung von Trägern, die für die Induktionserscheinung erforderlich sind, nicht bewirkt.
Daher wird in der vorliegenden Erfindung bevorzugt, eine photoleitende Schicht zu verwenden, wobei eine Trägertype (Vorzugs- oder Majoritätsträger) eine selektiv große Beweglichkeit aufweist, und die Beweglichkeit der anderen Trägertype (Minoritätsträger) wird im wesentlichen durch Einschluß unterdrückt. Ausgenommen den Fall der Verwendung eines photoleitenden Materials, das eine solche selektive Trägerbeweglichkeitseigenschaft aufweist, wird bevorzugt, ein Pigment mit einer Verbindung zu dotieren, die ein unterschiedliches Ionisierungspotential aufweist, oder eine solche Verbindung zu dispergieren, die in der Nähe der Pigmentteilchen vorliegt, um einen der Träger - Elektronen und Defektelektronen - einzuschließen und die Rekombination zu verhindern. Vor dem Dotieren wird ferner bevorzugt, das Pigment zu reinigen, um es einem eigenleitenden Halbleiter anzunähern. Weiterhin können die Pigmentteilchen vorzugsweise nicht in einem perfekten Isolationszustand vorliegen, sondern in ei nem mäßigen Dispersionszustand, derart daß die Pigmentteilchen in gewissem Grade einen kontinuierlichen Agglomerationszustand ausbilden. In einem solchen Dispersionszustand der Pigmentteilchen bewegt sich eine nicht eingeschlossene Trägertype mit solchen durchgehenden oder kettenförmigen Pigmentteilchen in einem durch Ladung bewirkten elektrischen Feld, um an einem Ende der Pigmentkette anzuhalten. Wenn ein gewisser Abstand zwischen dem Kettenendteilchen und einer benachbarten Kette von Teilchen vorliegt, sammelt sich der Träger ohne Bewegung, zeigt somit keine wesentliche Photoempfindlichkeit (bis er eine wesentliche Energie des Beleuchtungslichts aufnimmt). Diese Erscheinung wird als "Induktion" bezeichnet. In mehr spezifischer Weise ist erforderlich, daß ein in der vorliegenden Erfindung verwendetes photoleitendes Pigment eine solche Eigenschaft zeigt, daß es die Bewegung eines bevorzugten beweglichen Trägers (Vorzugsträger) zwischen dem Elektron und dem Defektelektron fördert und die andere Trägertype einschließt. In dem Fall von z. B. Kupferphthalocyanin wird bevorzugt, eine hochreines Pigment zu verwenden, um die Bewegung des Defektelektrons als der Vorzugsträger zu fördern und das Pigment mit einer Elektronen einfangenden Verbindung zu dotieren, um das Elektron einzufangen.
Wenn der Träger angesammelt wird und ein internes elektrisches Feld über das durch Ladung bewirkte elektrische Feld dominiert, migriert ein Abschnitt des Trägers entlang der Kette von Pigmentteilchen, um das elektrische Feld durch die Ladung zu schwächen. Wenn das elektrische Feld durch die Ladung geschwächt ist, kann sich der angesammelte Träger leichter bewegen. Auf Grund einer solchen nachfolgenden Bewegung oder Migration des Trägers wird eine wesentliche Empfindlichkeit ausgebildet. Ferner wird eine ähnliche Empfindlichkeit durch die Bewegung des Trägers von einem Pigmentteilchenkettenende zu einem anderen Pigmentteilchenkettenende infolge eines Tunneleffekts ausgebildet.
In diesem Beispiel kann die folgende Beziehung zwischen der Ladespannung, der Induktionsenergie und dem Gammawert defi niert werden. Wird die Ladespannung erhöht, wird die elektrische Feldstärke erhöht, und die Trägerbewegung infolge des Tunneleffekts wird vorherrschend, wobei die Induktionsenergie erhöht wird. Ist die Trägerbewegung infolge des Tunneleffekts in diesem Zustand einmal eingeleitet, wird das elektrische Feld plötzlich geschwächt, wodurch es den restlichen Trägern möglich ist, sich zu bewegen und die anschließende Bewegung zu bewirken, wodurch sich ein großer Gammawert ergibt. Andererseits in dem Fall, wenn die Ladespannung niedrig ist, ist die elektrische Feldstärke entsprechend gering, und die Trägermenge, die erforderlich ist, die elektrische Feldstärke zu dominieren, ist vermindert, wodurch sich eine geringere Induktionsenergie ergibt. Unter einer geringeren elektrischen Feldstärke besteht eine geringere Neigung zum Auftreten des Tunneleffekts, so daß die Trägerbewegung grundlegend durch die Trägeransammlung in einer Menge bewirkt wird, die ausreicht, um ein internes elektrisches Feld auszubilden, das die durch die Ladung bewirkte elektrische Feldstärke dominiert. In diesem Fall wird jedoch nur eine kleine Trägermenge erzeugt, welche den Potentialunterschied thermisch überschreitet, so daß die resultierende Potentialverminderung gering ist und somit einen kleineren Gammawert erzeugt.
Auf Grund des vorstehend erwähnten Mechanismus wird angenommen, daß das in der vorliegenden Erfindung verwendete elektrophotographische, photoempfindliche Element eine größere Induktionsenergie und einen größeren Gammawert bei einer größeren elektrischen Feldstärke (ausgedrückt als ein Absolutwert), die durch die Ladespannung verursacht wird, bereitstellt. Demzufolge wird es in der vorliegenden Erfindung, die ein solches photoempfindliches Element verwendet, möglich, sowohl ein latentes Bild zu erzeugen, das vorzugsweise eine hohe Auflösung auf der Grundlage einer hohen Induktionsenergie und eines großen Gammawerts zum Ziel hat, bei einem guten Ausgleich durch Steuerung mindestens der elektrischen Feldstärke und optional der weiteren Steuerung der Belichtungsenergie.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung, wie ein latentes Bild mit einer höheren Auflösung auf einem photoempfindlichen Element erzeugt werden kann, das die vorstehend erwähnten V-E-Eigenschaften der vorliegenden Erfindung erfüllt, durch Beleuchtung mit einem Strahlfleck mit einer Intensität oder Belichtungsenergieverteilung. Um ein latentes Bild höherer Auflösung zu erzeugen, wird bevorzugt, eine Induktionsenergie zu erzeugen, welche mindestens 10% der Spitzenenergie des Beleuchtungsstrahlflecks beträgt. Die Induktionsenergie sollte unter 80% der Spitzenenergie des Beleuchtungsstrahls liegen, da andererseits die Erzeugung des latenten Bilds instabil wird, so daß abhängig von einer geringfügigen Änderung der Belichtungsenergie ein latentes Bild erzeugt oder nicht erzeugt wird. Um ferner eine gute Gradationseigenschaft auszubilden, ist es wünschenswert, eine Sättigungsempfindlichkeit oder Sättigungsenergie im Bereich von 80-120% der Spitzenenergie des Beleuchtungsstrahls einzustellen.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete elektrophotographische, photoempfindliche Element kann durch Erzeugen mindestens einer photoleitenden Schicht auf einem elektrisch leitfähigen Träger ausgebildet werden.
Der elektrisch leitfähige Träger kann aus einem Material aufgebaut sein, welches an sich eine elektrische Leitfähigkeit aufweist, z. B. ein Metall, wie z. B. Aluminium, Aluminiumlegierung, Kupfer, Zink, rostfreier Stahl, Chrom, Titan, Nickel, Magnesium, Indium, Gold, Platin, Silber oder Eisen. Wahlweise kann der elektrisch leitfähige Träger ein Kunststoffmaterial aufweisen, das z. B. mit einer aufgedampften Schicht aus Aluminium, Indiumoxid, Zinnoxid oder Gold beschichtet ist, oder eine aufgetragene Schicht aus elektrisch leitfähigen Teilchen, zusammen mit einem zweckentsprechenden Bindemittel auf einem Träger aus einem Metall oder Kunststoff, oder ein Kunststoffmaterial oder Papier, dem elektrisch leitfähige Teilchen zugemischt sind.
Mit dem in der vorliegenden Erfindung verwendeten photoempfindlichen Element ist es auch möglich, eine Grundierungsschicht anzuordnen, die eine Injektionssperrfunktion und eine Haftfunktion aufweist. Eine solche Grundierungsschicht kann z. B. aus Kasein, Polyvinylalkohol, Nitrocellulose, Styren-Acrylsäurekopolymerisat, Polyvinylbuyral, Phenolharz, Polyamid, Polyurethan oder Gelatine erzeugt werden. Die Grundierungsschicht kann vorzugsweise eine Dicke von 0,1- 10 um, vorzugsweise von 0,3-3 um, aufweisen.
Wenn die photoleitende Schicht in das photoempfindliche Element integriert ist, muß es V-(Potential)-E- (Belichtungsenergie)-Eigenschaften aufweisen, mit einer Induktionsenergie und einem Gammawert, die sich jeweils abhängig von einer elektrischen Feldstärke verändern. Sofern diese Bedingung erfüllt ist, kann die photoempfindliche Schicht einen Funktionstrennungsaufbau aufweisen, mit einer Ladungserzeugungsschicht, bestehend aus mindestens einem Ladungserzeugungsstoff und einem Ladungserzeugungsstoff, und einer Ladungstransportschicht mit mindestens einem Ladungstransportstoff, oder einen Einzelschichtaufbau zum Ausführen der Ladungserzeugungs- und Ladungstransportfunktionen in einer einzigen photoleitenden Schicht. Die photoleitende Schicht kann eine Gesamtdicke in dem Bereich von 10-30 um aufweisen.
Beispiele des Ladungserzeugungsstoffs können einschließen: Selen-Tellur, Pyrylliumfarbstoffe, Thiopyrylliumfarbstoffe, Phthalocyaninpigmente, Anthoanthronpigmente, Dibenzopyrenchinonpigmente, Pyranthronpigmente, Trisazopigmente, Disazopigmente, Azopigmente, Indigopigmente, Chinacridonpigmente und Cyaninpigmente.
Beispiele des Ladungstransportstoffs können einschließen: Polymerverbindungen mit einem Heteroring oder einem kondensierten polyzyklischen, aromatischen Aufbau, wie z. B. Poly- N-vinylkarbozol und Polystyrylanthrazen, Heteroverbindungen, wie z. B. Pyrazolin, Imidazol, Oxazol, Oxadiazol, Triazol und Carbazol, Triarylalkanderivate, wie z. B. Triphenyl methan, Triarylaminderivate, wie z. B. Triphenylamin, und Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht, wie z. B. Phenylendiaminderivate, N-Phenylcarbazolderivate, Stilbenderivate und Hydrazonderivate.
Der vorstehend erwähnte Ladungserzeugungsstoff und der Ladungstransportstoff können, wie erwünscht, in einem Polymerbindemittel dispergiert oder gelöst werden. Beispiele des Polymerbindemittels können einschließen: Polymere oder Kopolymere von Vinylverbindungen, wie z. B. Styren, Vinylacetat, Vinylchlorid, Acrylate, Methacrylate, Vinylidenfluorid und Trifluorethylen, Polyvinylalkohol, Polyvinylacetal, Polykarbonat, Polyester, Polysulfon, Polyphenylenoxid, Polyurethan, Celluloseharz, Phenolharz, Melaminharz, Silikonharz und Epoxidharz.
Von den photoleitenden Materialien, einschließlich den Ladungserzeugungsstoffen, wird besonders bevorzugt, einen p- leitenden Halbleiter zu verwenden, der Defektelektronen als einen bevorzugten Träger verwendet und der mit einer elektroneneinfangenden Verbindung dotiert ist, oder einen n- leitenden Halbleiter, der Elektronen als einen bevorzugten Träger verwendet, der mit einer Defektelektronen einfangenden Verbindung dotiert ist. Beispiele der besonders bevorzugten p-leitenden Halbleiter können einschließen: Phthalocyaninverbindungen, einschließlich Kupferphthalocyanin, Titanylphthalocyanin und Hydroxygalliumphthalocyanin, und Beispiele der dotierten elektroneneinfangenden Verbindung können Nitrate und Halogenide der vorstehend erwähnten Phthalocyaninverbindungen einschließen. Weitere Beispiele von besonders bevorzugten n-leitenden Halbleitern können Disazoverbindungen, Triazoverbindungen, Zinkoxid und CdS einschließen, und Beispiele der dotierten Defektelektronen einfangenden Verbindungen können Triphenylaminverbindungen einschließen.
Zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Verbindungen kann die photoleitende oder die photoempfindliche Schicht einige Zusatzstoffe zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften oder der Haltbarkeit oder zu anderen Zwecken enthalten. Beispiele solcher Zusatzstoffe können Antioxidantien, Ultraviolettabsorber, Stabilisatoren, Vernetzungsmittel, Gleitmittel und Stoffe zur Steuerung der elektrischen Leitfähigkeit einschließen.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bilderzeugungsgeräts.
Das in Fig. 3 gezeigte erfindungsgemäße Bilderzeugungsgerät kann wie folgt betrieben werden. Zuallererst wird eine Vorlage G mit der wiederzugebenden Vorderseite nach unten gerichtet auf einem Vorlagentisch 10 angeordnet. Dann wird eine Kopiertaste gedrückt, um eine Kopieroperation einzuleiten. Eine Einheit 9, die eine Vorlagenbeleuchtungslampe, eine kurzbrennweitige Objektivanordnung und einen CCD-Sensor einstückig aufweist, wird bewegt, um die Vorlage abtastend zu beleuchten, wobei der Beleuchtungsabtaststrahl, der die Photosignale transportiert, durch die kurzbrennweitige Objektivanordnung fokussiert wird und in den CCD-Sensor eintritt. Der CCD-Sensor besteht aus einem Lichtaufnahmeabschnitt, einem Übertragungsabschnitt und einem Ausgabeabschnitt. In dem CCD-Lichtaufnahmeabschnitt werden die Photosignale in elektrische Signale (Ladungssignale) umgewandelt, welche durch den Übertragungsabschnitt im Gleichlauf mit Taktimpulsen nacheinander zu dem Ausgabeabschnitt übertragen werden. In dem Ausgabeabschnitt werden die Ladungssignale in Spannungssignale umgewandelt, welche verstärkt werden und in eine impedanzarme Form umgewandelt werden, um ausgegeben zu werden. Die auf diese Weise erzeugten Analogsignale werden in Digitalsignale umgewandelt, welche durch eine Steuereinrichtung 11 in bezug auf die Auflösung und die Gradation in Abhängigkeit von den Bildeigenschaften der Vorlage G optimiert werden und einem Druckerabschnitt zugeleitet werden, der eine Ladeeinrichtung 3, eine Entwicklungseinrichtung 4 und eine Laserabtasteinheit 12, welche durch die Steuereinrichtung 11 steuerbar ist, aufweist. In dem Fall, wenn Bilddaten direkt von einem Computer zugeführt werden, welcher anstelle der Steuereinrichtung 11 verwendet werden kann, werden die Bilddaten durch den Computer verarbeitet und umgewandelt, um dem Druckerabschnitt zugeführt zu werden, während der Modus der Wiedergabeauflösung und Gradation ausgewählt wird, um die gewünschten Bilder zu erzeugen. In dem Druckerabschnitt wird die Bilderzeugung in der folgenden Weise auf der Grundlage der zugeführten Bildsignale ausgeführt.
Ein photoempfindliches Element 1 gemäß der vorliegenden Erfindung in der Form einer Trommel wird mit einer vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeit um eine Antriebswelle in Drehung versetzt und während deren Drehung durch eine Ladeeinrichtung 3 z. B. gleichmäßig mit einer vorbestimmten Spannung einer positiven Polarität oder einer negativen Polarität aufgeladen. Die an das photoempfindliche Element 1 (angelegte) Ladespannung wird in Abhängigkeit von Bilddaten, wie z. B. der Beschaffenheit des wiederzugebenden Vorlagenbilds, gesteuert, ob es grundlegend ein Binärbild mit Zeichen usw. oder ein Gradationsbild, wie z. B. ein photographisches Bild, ist, das durch Bewertung des Vorlagenbilds während der vorstehend erwähnten Umwandlung der Analogsignale vom CCD- Lichtaufnahmeabschnitt in Digitalsignale erhalten wird.
In mehr spezifischer Weise wird im Fall des Wunschs einer höheren Auflösung die Ladeeinrichtung 3 gesteuert, eine höhere Ladespannung zu erzeugen, um einen größeren Gammawert und eine höhere Induktionsenergie zu nutzen. Im Fall des Wunschs einer feineren Gradation wird die Ladeeinrichtung 3 gesteuert, daß sie eine niedrigere Ladespannung erzeugt, um einen kleineren Gammawert und eine geringere Induktionsenergie zu nutzen. Wenn z. B. das auszugebende Bild vollständig aus Binärbildern besteht, wird eine Hochspannung von einer erforderlichen Auflösung angelegt. Wenn das Bild grundlegend aus Gradationsbildern besteht, wird eine niedrigere Spannung angelegt. Die Ladeeinrichtung 3 wird z. B. auf diese Weise gesteuert. Wenn das auszugebende Bild andererseits aus einer Mischung von Binärbildern und Gradationsbildern besteht, wird die Spannung so gesteuert, um die Induktionsenergie und den Gammawert des photoempfindlichen Elements abhängig von den Eigenschaften des Mischungsbilds zu optimieren. In der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, Bilder auszugeben, welche auf Wunsch auf vielfältige Weise gegenüber einem Vorlagenbild durch Einstellen der an das photoempfindliche Element angelegten (Lade-) Spannung auf der Grundlage der Vorlagenbilddaten modifiziert worden sind.
Die angelegte Spannung kann für jede Vorlage (Blatt) auf der Grundlage dessen Auflösung und Gradation gleichmäßig eingestellt werden. Wahlweise ist es auch möglich, verschieden angelegte Spannungen für Bereiche einzustellen, welche unterschiedliche Bildeigenschaften einer Vorlage aufweisen, z. B. in dem Fall, wenn eine Vorlage im wesentlichen große Bereiche aufweist, die auf Grund der Bildeigenschaften deutlich voneinander abgegrenzt sind, wie z. B. ein Bereich, der hauptsächlich aus Binärbildern besteht und ein Bereich, der hauptsächlich aus Gradationsbildern besteht. Selbst in dem Fall, wenn Binärbilder und Gradationsbilder in einem höheren Grad der Mischung vorliegen, ist es ferner auch möglich, die angelegte Spannung entsprechend der Bildeigenschaftsänderung zu verändern oder eine bildweise sich ändernde Spannung anzulegen.
In der vorliegenden Erfindung kann die Ladeeinrichtung 3 eine Koronaladeeinrichtung, eine Walzenladeeinrichtung, eine Bürstenladeeinrichtung, eine Magnetbürstenladeeinrichtung oder eine Klingenladeeinrichtung aufweisen. Um eine bildweise veränderte Spannung bereitzustellen oder bereichsweise unterschiedliche Spannungen in sehr kleinen Bereichen anzulegen, ist es möglich, z. B. eine Ionenstrom-Ladeeinrichtung zu verwenden, wie sie in dem USA-Patent Nr. 4 155 093 offenbart ist.
Dann wird die auf diese Weise geladene Oberfläche des photoempfindlichen Elements 1 mit dem Laserstrahl abgetastet, der von einer Festkörperlasereinrichtung ausgegeben ist und abhängig von Bildsignalen EIN- und AUS-geschaltet wird und durch einen Polygonspiegel, der sich mit einer hohen Drehzahl in der Laserabtasteinheit 12 dreht, ausgerichtet wird, um nacheinander auf dem photoempfindlichen Element 1 latente Bilder entsprechend dem Vorlagenbild zu erzeugen.
Fig. 4 zeigt eine vergrößerte schematische Ansicht einer Laserabtasteinheit 300 (entsprechend der Einheit 12 in Fig. 3) zur abtastenden Bewegung eines Laserstrahls in dem vorstehend beschriebenen Bilderzeugungsgerät, wie in Fig. 3 gezeigt. Zum abtastenden Bewegen des Laserstrahls durch die Laserabtasteinheit 300 wird ein Laserstrahl von einer Festkörperlasereinrichtung 302 abgestrahlt, die durch Emissionssignale erregt wird, welche von einem Emissionssignalgenerator 301 auf der Grundlage von Bildsignalen zugeführt sind, durch ein Kollimatorlinsensystem 303 umgewandelt, welche durch einen Drehpolygonspiegel 304 in eine Richtung C gerichtet werden, der sich in die Richtung eines Pfeils b dreht und durch f-θ-Linsen 305a, 305b und 305c in einem Fleck auf einer beleuchteten Oberfläche 306 auf der photoempfindlichen Trommel (1 in Fig. 3) fokussiert wird. Durch die Laserstrahlabtastung wird die beleuchtete Oberfläche 306 mit einer Belichtungsenergieverteilung für eine Zeile des Abtastbilds versehen, und die beleuchtete Oberfläche 306 wird in einer vorbestimmten Breite in einer Richtung rechtwinklig zu der Abtastrichtung gescrollt, um eine Belichtungsenergieverteilung auf der beleuchteten Oberfläche 306 entsprechend den zugeführten Bildsignalen zu erzeugen.
In dieser Ausführungsform wird auch eine Mehrwertaufzeichnung gemäß einer Flächengradation ausgeführt, wobei der Modus auf einem PWM-(Impulsbreitenmodulation)-System beruht, welches nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 5 und 6 beschrieben wird, von denen Fig. 5 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer PWM-Schaltung und Fig. 6 ein Zeitsteuerdiagramm zur Darstellung der Operation der Schaltung zeigen.
In Fig. 5 weist die PWM-Schaltung auf: einen TTL-Zwischenspeicher 401 zum Zwischenspeichern von 8-Bit-Digitalsignalen, einen Hochgeschwindigkeits-Pegelumwandler zum Umwandeln von TTL-Logikpegeln in ECL-Logikpegel und einen Hochge schwindigkeits-D/A-Wandler 403 zum Umwandeln der ECL-Logikpegel in Analogsignale. Die PWM-Schaltung weist ferner auf: einen ECL-Komparator zum Ausgeben von PWM-Signalen, einen Pegelumsetzer 405 zum Umwandeln von ECL-Logikpegeln in TTL- Logikpegel, einen Taktsignaloszillator 406 zum Erzeugen von Taktsignalen 2f, einen Dreieckwellengenerator 407 zum Erzeugen von im wesentlichen idealen Dreieckwellensignalen, die mit den Taktsignalen 2f im Gleichlauf sind, und einen 1/2- Frequenzdemultiplexer 408, um die Taktsignale 2f der 1/2- Frequenzuntersetzung zu unterziehen, um Bildtaktsignale f zu erzeugen. D. h., die Taktsignale 2f weisen eine Frequenz auf, welche das Doppelte der Frequenz der Bildtaktsignale f ist. Für eine Hochgeschwindigkeitsoperation der Schaltung können einige ECL-Logikschaltungen an gewünschten Teilen angeordnet werden.
Die Operation der PWM-Schaltung wird nachstehend unter Bezugnahme auf das Zeitsteuerdiagramm in Fig. 6 beschrieben. In Fig. 6 sind unter (a) Taktsignale 2f und unter (b) Taktsignale f gezeigt, welche mit Bildsignalen in Beziehung stehen, wie unter (e) gezeigt ist. In dem Dreieckwellengenerator 407 werden die Taktsignale 2f der 1/2-Frequenzuntersetzung unterzogen, um Dreiecksignale (c) zu erzeugen, welche durch Umwandlung in den ECL-Pegel in Dreieckwellensignale (d) umgewandelt werden.
Andererseits verändern sich Bildsignale (e) in 256 Pegeln, die sich von 00H (Weiß) bis FFH (Schwarz) erstrecken. Unter (e) in Fig. 6 sind einige Bildsignale als ECL-Spannungspegel nach der D/A-Wandlung gezeigt. Z. B. ist ein Schwarzpegel von FFH einem ersten Pixel zugeordnet, ein Halbtonpegel von 80H ist einem zweiten Pixel zugeordnet, ein Halbtonpegel von 40H ist einem dritten Pixel zugeordnet und ein Halbtonpegel von 20H ist einem vierten Pixel zugeordnet. Der Komparator 404 vergleicht die Dreieckwellensignale (d) und die Bildsignale (e), um PWM-Signale mit Impulsbreiten T, t2, t3, t4 usw. zu erzeugen, entsprechend zu erzeugenden Bilddichten. Die PWM-Signale werden dann durch Wandlung in einen TTL- Pegel von 0 V oder von 5 V in PWM-Signale (f) umgewandelt und dann einer Laseransteuerschaltung 500 zugeführt. Entsprechend den so erhaltenen PWM-Signalen wird die Belichtungszeitdauer für jedes Pixel gesteuert, um maximal 256 Gradationsstufen für jedes Pixel zu erzeugen.
In diese Ausführungsform ist die Gradationssteuerung durch das PWM-System übernommen, doch es ist auch möglich, ein Flächengradationssystem auf der Grundlage des Ditherverfahrens, ein Laserstrahlstärkenmodulationssystem oder eine Kombination dieser Systeme zu übernehmen.
Ein auf diese Weise auf dem photoempfindlichen Element 1 erzeugtes elektrostatisches, latentes Bild wird durch eine Entwicklungseinrichtung 4 entwickelt, in welcher ein Entwicklungsvorspannungspegel, der an eine Entwicklungstrommel angelegt ist, entsprechend dem Ladespannungspegel auf dem photoempfindlichen Element gesteuert werden kann, um darauf ein Tonerbild zu erzeugen, welches dann durch eine Transferladeeinrichtung 7 auf ein Transferaufnahmematerial elektrostatisch übertragen wird. Das Transferaufnahmematerial, welches das Tonerbild trägt, wird durch eine Trennladeeinrichtung 8 elektrostatisch von dem photoempfindlichen Element 1 abgetrennt und einer Fixiereinrichtung zugeführt, in welcher das Tonerbild auf dem Transferaufnahmematerial unter Wärmeeinwirkung fixiert wird, um darauf eine Bildkopie zu erzeugen, die nachfolgend ausgetragen wird.
Andererseits wird die Oberfläche des photoempfindlichen Elements 1 nach dem Tonerbildtransfer dem Entfernen der anhaftenden Schmutzmaterialien unterzogen, wie z. B. rückständiger Toner durch eine Reinigungseinrichtung 5, ferner der elektrischen Reinigung durch eine Vorbelichtungseinrichtung 2 und der Rückgewinnung für die wiederholte Bilderzeugung.
In nachstehend beschriebenen speziellen Ausführungsbeispielen wurde die Bilderzeugung unter Verwendung eines Bilderzeugungsgeräts ausgeführt, wie es im wesentlichen vorstehend beschrieben ist, welches einen Halbleiterlaser (12, 302) aufweist, der einen Laserstrahl von 680 nm Wellenlänge und 35 mW Leistung ausgibt, der einen Fleckdurchmesser (1/e²) von 60 um auf dem photoempfindlichen Element 1 erzeugt. Die Gradationsaufzeichnung wurde auf der Grundlage des PWM- Systems ausgeführt, und die ausgegebenen Bilder wurden zum Messen eines minimalen Auflösungsfleckdurchmessers und zur Bewertung der Gradationsdichtewiedergabe mit den Augen verwendet.

Ausführungsbeispiel 1

1 Gew.-Teil von behandeltem -Kupferphthalocyaninpigment, das durch Dotieren von Kupferphthalocyanin mit 3 Gew.-% Tetranitro-Kupferphthalocyanin und 4 Gew.-Teilen (als Feststoff) hitzehärtendem Polyester-Melamin-Mischharz ("ALMATEX P645"/"UVAN 20S", hergestellt von Mitsui Toatsu Kagaku K. K.) wurde zu 20 Gew.-Teilen Cyclohexanon hinzugefügt, gefolgt von einer Dispergierung mit einer Farbenschüttelmaschine. Die so erzeugte Dispersionsflüssigkeit wurde durch Tauchen auf einen maschinenglatten Aluminiumzylinder von 80 mm Durchmesser aufgetragen und bei 150ºC für eine Stunde getrocknet, um ein elektrophotographisches, photoempfindliches Element mit einer 13 um dicken photoleitenden Schicht zu erzeugen, welche V-E-Kurven ergab, wie in Fig. 1 gezeigt. Für eine Ladespannung (Vd) von 500 V (elektrische Feldstärke = 38,5 V/um) betrug die Induktionsenergie 0,9 uJ/cm² und der Gammawert war 2,8. Wenn das photoempfindliche Element mit einem Laserstrahlfleck mit einer Belichtungsenergie von 0,8 uJ/cm² bei einem Fleckdurchmesser (1/e²) von 60 um beleuchtet wurde und mit einem Zweikomponentenentwickler mit einem nichtmagnetischen Schwarztoner mit einem mittleren Durchmesser von 8 um unter Anwendung einer Vorspannung Vdc von 450 V entwickelt wurde, war der minimale Auflösungsdurchmesser etwa 25 um und die Gradationswiedergabe durch das PWM-System war gut (Ausführungsbeispiel 1). Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 zusammengefaßt.

Ausführungsbeispiele 2-3 und Vergleichsbeispiele 1-2

Das vorstehend beschriebene Verfahren des Ausführungsbeispiels 1 wurde wiederholt, wobei beim Laden die Ladungspotentialpegel (Vd) auf dem photoempfindlichen Element jeweils 300 V, 200 V, 700 V und 100 V betrugen, während eine Beziehung von Vd-Vdc = 50 V erfüllt wurde und die Steuerung der Laserstrahlstärke gleich den Sättigungsempfindlichkeiten bei den Ladepotentialpegeln war, ähnlich wie in allen Ausführungsbeispielen und Vergleichsbeispielen an dieser Stelle. Die Ergebnisse sind zusammengefaßt in Tabelle 1 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 3

Ein Aluminiumzylinder von 80 mm Durchmesser und 360 mm Länge wurde als ein elektrisch leitfähiges Substrat durch Tauchen mit einer 5%igen Methanollösung eines Polyamids ("AMILAN CM-8000", hergestellt von Toray K. K.) beschichtet, anschließend getrocknet, um eine 1 um dicke Grundierungsschicht zu erzeugen.
Separat wurden 10 Gew.-Teile Titanylphthalocyaninpigment, 10 Gew.-Teile Polyvinylacetalharz ("S-LEX BX-1", hergestellt von Sekisui Kagaku K. K.) und 100 Gew.-Teile Cyclohexanon in einer Sandmühle mit Glaskügelchen von 1 mm Durchmesser für 3 Stunden der Dispergierung unterzogen. Die erhaltene Dispersion wurde mit 100 Gew.-Teilen Ethylacetat verdünnt, und die Mischung wurde auf die Grundierungsschicht aufgetragen und bei 100ºC für 10 Minuten getrocknet, um eine 0,15 um dicke Ladungserzeugungsschicht zu auszubilden.
Die Ladungserzeugungsschicht wurde ferner mit einer Lösung aus 90 Gew.-Teilen 4-N,N- Diethylaminobenzaldehyddiphenylhydrazon und 100 Gew.-Teilen Polykarbonatharz ("NOVAREX", hergestellt von Mitsubishi Kasei Kogyo K. K.), aufgelöst in Chlorbenzol und bei 120ºC für 1 Stunde getrocknet, um eine 22 um dicke Ladungstransportschicht zu auszubilden, wodurch ein elektrophotographisches, photoempfindliches Element der Funktionstrenntype erzeugt wurde.
Das photoempfindliche Element wurde erzeugt, um eine V-E- Kurve bei einer Ladespannung von -700 V mit einer Induktionsenergie von 0 und somit einem Gammawert von 1,0 auszubilden.
Das photoempfindliche Element wurde bei einer Ladespannung von -700 V in bezug auf die Bilderzeugungsleistung in derselben Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 bewertet, wobei ein minimaler Auflösungsdurchmesser ca. 45 um betrug und die Gradationswiedergabe in den Hochlichtabschnitten minderwertig war.

Vergleichsbeispiel 4

Das photoempfindliche Element des Vergleichsbeispiels 3 wurde bei einer Ladespannung von -500 V in bezug auf die V-E- Kurve und hinsichtlich der Bilderzeugungsleistungen bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1

Claims

1. Elektrophotographisches Gerät, das aufweist:

- ein elektrophotographisches, lichtempfindliches Element (1),

- eine Aufladevorrichtung (3) zum Aufladen des lichtempfindlichen Elements (1) auf ein Potential und

- eine Belichtungseinrichtung (12) zum Beleuchten des aufgeladenen lichtempfindlichen Elements mit einem Lichtstrahl, um darauf ein elektrostatisches Bild zu erzeugen, und

dadurch gekennzeichnet, daß

das elektrophotographische, lichtempfindliche Element (1) eine Potential-Belichtungsenergie-Kennlinie aufweist, die eine Induktionsenergie und einen γ-Wert definiert, welche sich in Abhängigkeit von der durch das Aufladepotential induzierten elektrischen Feldstärke verändern, und

das Gerät ferner eine Steuervorrichtung (11) zum Steuern des Aufladepotentials auf dem lichtempfindlichen Element (1) aufweist, um den γ-Wert in einer Weise entsprechend der Auflösung und den Gradationsdaten eines Originals (G) zu ändern.

2. Gerät gemäß Anspruch 1, wobei sich der γ-Wert in dem Bereich von 1,2-8 ändern kann.

3. Gerät gemäß Anspruch 1, wobei sich der γ-Wert in dem Bereich von 1,5-5 ändern kann.

4. Gerät gemäß Anspruch 1, wobei sich der γ-Wert mit einer Rate von 0,01-0,5 bei einer durch die Aufladevorrichtung (3) bewirkten Änderung der elektrischen Feldstärke von 1 V/um ändert.

5. Gerät gemäß Anspruch 4, wobei sich der γ-Wert mit einer Rate von 0,03-0,3 bei einer durch die Aufladevorrichtung (3) bewirkten Änderung der elektrischen Feldstärke von 1 V/um ändert.

6. Gerät gemäß Anspruch 1, wobei der γ-Wert ansteigt, wenn die elektrische Feldstärke, ausgedrückt als ein Absolutwert, zunimmt.

7. Gerät gemäß Anspruch 1, wobei der Absolutwert der elektrischen Feldstärke zwischen 10-50 V/um beträgt.

8. Gerät gemäß Anspruch 7, wobei der Absolutwert der elektrischen Feldstärke zwischen 15-38 V/um beträgt.

9. Gerät gemäß Anspruch 1, wobei im Betrieb des Geräts die Induktionsenergie 10-80% der Spitzenintensität des Lichtstrahls beträgt.

10. Gerät gemäß Anspruch 1, wobei sich die Induktionsenergie auch abhängig von der elektrischen Feldstärke ändert.

11. Gerät gemäß Anspruch 10, wobei sich die Induktionsenergie mit einer Rate von 0,1-20% der Sättigungsempfindlichkeit des lichtempfindlichen Elements (1) bei einer Änderung der elektrischen Feldstärke des lichtempfindlichen Elements (1) von 1 V/um ändert.

12. Gerät gemäß Anspruch 10, wobei sich die Induktionsenergie mit einer Rate von 0,5-5% einer Sättigungsempfindlichkeit des lichtempfindlichen Elements (1) bei einer Änderung der elektrischen Feldstärke des lichtempfindlichen Elements (1) von 1 V/um ändert.

13. Gerät gemäß Anspruch 10, wobei die Induktionsenergie zunimmt, wenn die elektrische Feldstärke, ausgedrückt als ein Absolutwert, ansteigt.

14. Gerät gemäß Anspruch 6 oder 13, wobei das Aufladepotential, ausgedrückt als ein Absolutwert, gesteuert wird, um es entsprechend einer Erhöhung der Auflösung eines Bilds zu erhöhen.

15. Gerät gemäß Anspruch 6 oder 13, wobei das Aufladepotential, ausgedrückt als ein Absolutwert, gesteuert wird, um es gemäß einer Erhöhung des Gradationsgrads eines Bilds zu erniedrigen.

16. Gerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Belichtungsvorrichtung einen Impulslichtstrahl ausgibt, der eine modulierte Impulsbreite aufweist.

17. Bilderzeugungsverfahren, das aufweist:

- einen Aufladeschritt des Aufladens eines elektrophotographischen, lichtempfindlichen Elements (1) auf ein Aufladepotential und

- einen Belichtungsschritt des Beleuchtens des aufgeladenen lichtempfindlichen Elements (1) mit einem Lichtstrahl, um darauf ein elektrostatisches Bild zu erzeugen, wobei

das elektrophotographische, lichtempfindliche Element (1) eine Potential-Belichtungsenergie-Kennlinie aufweist, die eine Induktionsenergie und einen γ-Wert definiert, welche sich abhängig von einer durch das Aufladepotential induzierten elektrischen Feldstärke ändern, und

in dem Aufladeschritt das Aufladepotential auf dem lichtempfindlichen Element (1) so gesteuert wird, um den γ- Wert in einer Weise entsprechend der Auflösung und den Gradationsdaten eines Originals (G), das bei der Erzeugung des elektrostatischen Bilds verwendet wird, zu ändern.

18. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei der γ-Wert in dem Bereich von 1,2-8 ist.

19. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei der γ-Wert in dem Bereich von 1,5-5 ist.

20. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei sich der γ-Wert mit einer Rate von 0,01-0,5 bei einer Änderung der elektrischen Feldstärke von 1 V/um ändert.

21. Verfahren gemäß Anspruch 20, wobei sich der γ-Wert mit einer Rate von 0,03-0,3 bei einer Änderung der elektrischen Feldstärke von 1 V/um ändert.

22. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei der γ-Wert ansteigt, wenn sich die elektrische Feldstärke, ausgedrückt als ein Absolutwert, erhöht.

23. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei die elektrische Feldstärke, ausgedrückt als ein Absolutwert, 10-50 V/um beträgt.

24. Verfahren gemäß Anspruch 23, wobei die elektrische Feldstärke, ausgedrückt als ein Absolutwert, 15-38 V/um beträgt.

25. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei die Induktionsenergie 10-80% der Spitzenintensität des Lichtstrahls ist.

26. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei sich die Induktionsenergie auch abhängig von der elektrischen Feldstärke ändert.

27. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei sich die Induktionsenergie mit einer Rate von 0,1-20% der Sättigungsempfindlichkeit des lichtempfindlichen Elements (1) bei einer Änderung der elektrischen Feldstärke des lichtempfindlichen Elements von 1 V/um ändert.

28. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei sich die Induktionsenergie mit einer Rate von 0,5-5% einer Sättigungsempfindlichkeit des lichtempfindlichen Elements (1) bei einer Änderung der elektrischen Feldstärke des lichtempfindlichen Elements (1) von 1 V/um ändert.

29. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei die Induktionsenergie zunimmt, wenn die elektrische Feldstärke, ausgedrückt als ein Absolutwert, ansteigt.

30. Verfahren gemäß Anspruch 22 oder 29, wobei das Aufladepotential, ausgedrückt als ein Absolutwert, gemäß einer Erhöhung der Auflösung des zu erzeugenden Bilds erhöht wird.

31. Verfahren gemäß Anspruch 22 oder 29, wobei das Aufladepotential, ausgedrückt als ein Absolutwert, gemäß einer Erhöhung des Gradationsgrads des zu erzeugenden Bilds erniedrigt wird.

32. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 17 bis 31, wobei die Belichtungsvorrichtung einen Impulslichtstrahl ausgibt, der eine modulierte Impulsbreite aufweist.