DE69316458T2

DE69316458T2 - Elektrophotographischer Apparat und Prozesseinheit ausgestattet mit einem Aufladungselement

Info

Publication number: DE69316458T2
Application number: DE69316458T
Authority: DE
Inventors: Junji Araya; Tadashi Furuya; Osamu Iwasaki; Harumi Kugoh; Yukihiro Ohzeki; Katsuhiro Sakaizawa; Yasushi Sato; Hideyuki Yano
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-06-17
Filing date: 1993-06-16
Publication date: 1998-05-20
Anticipated expiration: 2013-06-17
Also published as: US5809379A; EP0576203A1; KR940000925A; DE69316458D1; EP0576203B1; KR0137397B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrofotografische Vorrichtung wie beispielsweise ein Kopiergerät, Drucker oder dergleichen und eine in diese herausnehmbar montierbare Prozeßkassette, im einzelnen auf eine Vorrichtung oder eine Prozeßkassette mit einem Ladeelement zum elektrischen Laden eines lichtempfindlichen Elements. Sie bezieht sich ebenfalls auf ein Anwendungsverfahren.
Bezugnehmend zuerst auf Fig. 11, wird ein Beispiel einer Bilderzeugungsvorrichtung eines elektrofotografischen Typs gezeigt.
Das Bezugszeichen 101 kennzeichnet ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element in Form einer drehbaren Trommel (Bildträgerelement). Es weist eine lichtempfindliche OPC- Schicht auf. Das lichtempfindliche Element 101 dreht sich mit einer vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeit (Prozeßgeschwindigkeit) im Uhrzeigersinn gemäß einem Pfeil X. Ein Ladeelement 102 dient zum gleichmäßigen Laden des lichtempfindlichen Elements 101 auf eine vorbestimmte Polarität und ein vorbestimmtes Potential. Der Ladewalze 102 wird aus einer Spannungsquelle 102A eine vorbestimmte Ladevorspannung zugeführt, und die Umfangsoberfläche des sich drehenden lichtempfindlichen Elements 101 wird anhand eines Kontaktladevorgangs gleichmäßig auf die vorbestimmte Polarität und das vorbestimmte Potential aufgeladen.
Bei diesem Beispiel besteht das lichtempfindliche Element 101 aus einem lichtempfindlichen OPC-Element mit negativer Polarität und wird durch die Ladewalze 102 auf die negative Polarität aufgeladen.
Das Bezugszeichen 103 kennzeichnet eine Bildinformationsschreibeinrichtung. Beispielsweise handelt es sich um einen Laserscanner, eine Schlitzbelichtungseinrichtung (LED- Anordnung, Flüssigkristallverschlußanordnung oder dergleichen). Die Bildinformationsschreibeinrichtung 103 projiziert einen die Bildinformation repräsentierenden Belichtungsstrahl L auf das sich drehende lichtempfindliche Element 101, das auf die negative Polarität aufgeladen wurde, so daß ein der beabsichtigten Bildinformation entsprechendes elektrostatisches Latentbild auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gebildet wird. Die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements wird anhand einer Umkehrentwicklungsanordnung 104 mit negativ geladenem Toner entwickelt. Der negativ geladene Toner wird auf einem Abschnitt der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 101 abgeschieden, der durch das Licht belichtet wurde, so daß das elektrostatische Latentbild auf dem lichtempfindlichen Element umgekehrt entwickelt wird.
Eine Transfereinrichtung 105 wird bei diesem Beispiel durch eine in der Nähe des lichtempfindlichen Elements 101 angeordnete Koronatransferanordnung (Koronaentlader) gebildet.
Ein Transfermaterial P wird aus einer nicht gezeigten Blattzuführstation einer Transferposition a zugeführt, bei der es sich um einen Zwischenraum zwischen dem lichtempfindlichen Element 101 und einer Koronatransferanordnung 105 handelt.
Das Transfermaterial P wird zu einem solchen Zeitpunkt zu der Transferposition a befördert, daß die Vorderkante des Transfermaterials P die Transferposition a erreicht, wenn eine Vorderkante des sich auf der Oberfläche des sich drehenden lichtempfindlichen Elements befindlichen Tonerbilds die Transferposition a erreicht.
Zu dem Zeitpunkt, in dem die Vorderkante des Transfermaterials P die Transferposition a erreicht, wird die Transfervorspannung von der Spannungsquelle 105A an die Koronatransferanordnung 105 angelegt, so daß der Koronaentlader 105 der Rückseite des Transfermaterials P eine elektrische Ladung zuführt (positive Ladung bei diesem Beispiel), die gegenüber der des Toners umgekehrt ist, d.h. umgekehrt gegenüber der Ladepolarität der Ladeeinrichtung 102 für das lichtempfindliche Element. Dadurch wird das Tonerbild mit negativer Polarität aufeinanderfolgend von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 101 auf die Oberfläche des Transfermaterials P übertragen.
Das Transfermaterial P, das das Tonerbild an der Transferposition aufgenommen hat, wird von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 101 getrennt und einer nicht gezeigten Fixieranordnung zugeführt, in der das übertragene Tonerbild in ein permanent fixiertes Bild auf dem Transfermaterial P fixiert wird.
Nach der Übertragung des Tonerbilds auf das Transfermaterial P wird die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 101 durch eine Reinigungsanordnung 101 gereinigt, so daß Resttoner oder andere Verschmutzungen entfernt werden, und somit für die nächste Bilderzeugung vorbereitet.
Bezugnehmend auf Fig. 12 wird eine Bilderzeugungsvorrichtung gezeigt, bei der die Ladeeinrichtung für das lichtempfindliche Element die Form eines Koronaentladers 102B aufweist und die Transfereinrichtung die Form einer Kontakttransfereinrichtung 105B.
Bei diesem Beispiel weist die Kontakttransfereinrichtung die Form einer kontaktierbaren Transferwalze (Walzentransfer anordnung) auf und befindet sich in Kontakt mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 101. Das Transfermaterial P wird unter einer vorbestimmten Zeitbeziehung der Transferposition a zugeführt, wo eine Klemmstelle zwischen dem lichtempfindlichen Element 101 und der Transferwalze gebildet ist. Der Transferwalze 105B wird elektrische Ladung (positive Ladung bei diesem Ausführungsbeispiel) mit gegenüber der Ladepolarität der Transferelementladeeinrichtung 102B umgekehrter Polarität, d.h. umgekehrt gegenüber der des Toners, von der Spannungsquelle 105A zugeführt, wodurch das Tonerbild mit negativer Polarität ähnlich der Vorrichtung gemäß Fig. 11 aufeinanderfolgend von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 101 auf das zugeführte Transfermaterial P übertragen wird. Die Kontakttransfereinrichtung 105B kann die Form eines Bands oder einer Bürste oder dergleichen aufweisen.
Die Kontaktladeeinrichtung 102 (Fig. 11) und die Kontakttransfereinrichtung 105B (Fig. 12) sind gegenüber der Verwendung des Koronaentladers dahingehend vorteilhaft, daß keine Hochspannungsquelle erforderlich ist und die Kosten daher gering sind, daß keine Drahtelektrode verwendet wird und daher keine Verschmutzung des Drahts auftritt, daß die durch die Hochspannungsentladung hervorgerufene Ozon- oder NOx- Erzeugung gering ist und daher die Beschädigung des lichtempfindlichen Elements oder die Verschlechterung der Bildqualität unterdrückt wird.
Bei der Bilderzeugungsvorrichtung vom Transfertyp, bei der die Umkehrentwicklung durchgeführt wird, gemäß den Figuren 11 und 12, sind die Ladepolarität des Bildtransferelements und die Transferpolarität zueinander umgekehrt. Bei den vorgenannten Beispielen ist die Ladepolarität (Primärladepolarität) negativ und die Transferpolarität positiv.
Aufgrund dieses Polaritätsunterschieds tritt das Problem eines sogenannten "positiven Speichers" auf.
Im einzelnen verbleibt die durch die Transfervorspannung bereitgestellte positive Ladung bei einer Bilderzeugungsvorrichtung eines Bildtransfer- und Umkehrentwicklungstyps auf dem lichtempfindlichen Element 106, wenn die Transfervorspannung (hier positive Polarität) direkt von der Transfereinrichtung 105 (Fig. 11) oder 105B (Fig. 12) an die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 101 (Bildträgerelement) angelegt wird. Während des Ladens des lichtempfindlichen Elements (negative Ladung) im nächsten Bilderzeugungsvorgang wird die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements aufgrund der aus der Transfervorspannung resultierenden positiven Ladehysterese des lichtempfindlichen Elements nicht auf die vorbestimmte Polarität geladen, und daher ist das geladene Potential geringer als das geeignete Potential. Dies wird als "positiver Speicher" bezeichnet.
Der positive Speicher wird bei höherer Transfervorspannung deutlicher und tritt unabhängig vom Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Transfermaterials P in der Transferposition a auf. Der Erzeugungsvorgang des positiven Speichers wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 13 beschrieben. In dieser Figur ist eine Schichtstruktur eines lichtempfindlichen Elements 101 mit negativer Ladeeigenschaft gezeigt. Es umfaßt ein Grundelement in Form eines Aluminiumzylinders 111, eine darauf befindliche latente Schicht 112, eine darauf befindliche Injektionsverhinderungsschicht 113 zum Verhindern einer Dunkelverzögerung aufgrund positiver Löcher des Aluminiumgrundelements 111, eine Ladungserzeugungsschicht 114, eine p- Ladungstransferschicht 115 aus einem Halbleitermaterial.
Fig. 13 zeigt die Transferposition a bei abwesendem Blatt wie beispielsweise während der Vorabdrehung des lichtempfindlichen Elements oder während der Blattzwischenräume. Die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements bewegt sich in einer durch einen Pfeil X angegebenen Richtung. In dieser Figur wird die Transfereinrichtung durch einen Koronaentlader 105 gebildet.
Auf dem lichtempfindlichen Element 101 befindliche negative Ladung -e gelangt durch die Drehung des lichtempfindlichen Elements 101 zu der Koronatransferanordnung 105 (Transfereinrichtung). Eine Transfervorspannung wird aus einer Spannungsquelle 105A an die Koronatransferanordnung 105 angelegt, so daß die positive Ladung +e erzeugt wird und daher die negative Ladung -e auf dem lichtempfindlichen Element 10 neutralisiert.
Ist die angelegte Transfervorspannung hoch, so wird eine übermäßige Menge positiver Ladungen +e erzeugt, und sie tritt in die Ladungstransferschicht 115 des p-Halbleiters ein und wird eingeschlossen, wie durch +e' angedeutet ist.
Selbst wenn das lichtempfindliche Element 101 während des nächsten Bilderzeugungsvorgangs durch die Ladeeinrichtung 102 oder 102b auf die negative Polarität geladen wird, kann die in der Ladungstransferschicht 115 eingeschlossene positive Ladung +e' nicht leicht zu der Oberfläche der Schicht 115 bewegt werden und neutralisiert die negative Ladung -e auf der Oberfläche der Schicht 115 nach dem Passieren der Ladeeinrichtung 102 oder 102b, und daher weist das Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Elements 101 nicht die gewünschte Höhe auf.
Auf diese Weise tritt der positive Speicher bei der Bilderzeugungsvorrichtung vom Bildtransfer- und Umkehrentwicklungstyp auf.
Auswirkungen des positiven Speichers sind ein sich ergebendes unbefriedigendes Bild, eine Tonerstreuung und/oder Bilddichteungleichmäßigkeiten. Der positive Speicher tritt vorzugsweise in dem der Vorderkante des Transfermaterials P entsprechenden Abschnitt des lichtempfindlichen Elements auf. In diesem Falle führt er zu einem unbefriedigendem Bild wie beispielsweise schwarzen Streifen oder dergleichen.
Es wurden daher einige Maßnahmen ergriffen. Beispielsweise wird die an die Koronatransferanordnung 105 angelegte Transfervorspannung während der Blattabwesenheitsperiode verringert, oder es wird eine impulsförmige Transfervorspannung verwendet. Als weitere Maßnahme wird die Trarisfervorspannung angelegt, wenn die Vorderkante des Transfermaterials die Transferposition a zu einem gewissen Grad erreicht hat, und die Transfervorspannung wird verringert, bevor die Hinterkante des Transfermaterials die Transferposition a verläßt. Das hierfür erforderliche Steuersystem ist komplex, was zu erhöhten Kosten aufgrund des für die Transfereinrichtung 105 erforderlichen Steuersystems führt.
Handelt es sich bei der Transfereinrichtung um eine Kontakttransfereinrichtung 105b, so befindet sich das in Form einer Transferwalze 105b ausgestaltete Kontakttransferelement in Kontakt mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 101, so daß der positive Speicher leicht auftreten kann, mit dem Ergebnis einer weiteren Verschlechterung der aufgrund des positiven Speichers bei der Koronatransferanordnung 105 auftretenden Tonerstreuung, Bildungleichmäßigkeit oder dergleichen.
Weiterhin ist der positive Speicher während der Blattabwesenheitsperiode wie beispielsweise während der Vorabdrehung des lichtempfindlichen Elements oder während des Blattintervalls erhöht, so daß das Ladepotential des lichtempfindlichen Elements verringert ist, mit dem Ergebnis der Entstehung eines verschleierten Hintergrunds.
Aus diesem Grunde wird bei dem Kontakttransferverfahren vorzugsweise ein Halbleitermaterial als Material der Transferwalze 105b verwendet, um dadurch das Zuführen einer großen positiven Ladungsmenge zu dem lichtempfindlichen Element 101 zu vermeiden, unter Berücksichtigung der nachfolgend beschriebenen drei Parameter.
Im einzelnen stellt der Widerstand der Transferwalze 105b hinsichtlich des Bereitstellens einer Transferwalze 105b, die nicht zu einem unbefriedigenden Bild aufgrund des positiven Speichers führt und zufriedenstellende Transfereigenschaften aufweist, einen wichtigen Faktor dar. Die den Widerstand der Transferwalze beeinflussenden Eigenschaften sind:
(1) Maximale Ausgangsspannung (Vmax).
(2) Minimaler Transferstrom (Imin) zum Verhindern einer unbefriedigenden Übertragung unter niedrigen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen (N/L).
(3) Oberer Grenzwert des Transferstroms (Imax) zum Verhindern des Auftretens des positiven Speichers.
Die maximale Ausgangsspannung (Vmax) wird durch die Konstruktionsspezifikationen der Bilderzeugungsvorrichtung selbst bestimmt. Im allgemeinen beträgt sie unter Berücksichtigung der Kosten und Sicherheit 3 bis 5 KV.
Der minimale Transferstrom (Imin) wird unter Berücksichtigung des Widerstandsanstieg des Transfermaterials P und der Transferwalze 105B unter den N/L-Bedingungen bestimmt.
Im einzelnen steigt der Widerstand des Transfermaterials P und der Transferwalze 105B unter den N/L-Bedingungen, und daher verringert sich der Transferstrom. Als Resultat ist es nicht mehr möglich, der Rückseite des Transfermaterials die für das Anziehen des Tonerbilds auf das Transfermaterial P erforderliche elektrische Ladung zuzuführen, mit dem Ergebnis einer unbefriedigenden Bildübertragung oder dergleichen. Um dies zu verhindern ist der minimale Transferstrom (Imin) er forderlich. Ist die Transferspannung Vmax begrenzt, so ist ein begrenzter Widerstand der Transferwalze zum Sicherstellen des minimalen Transferstroms Imin erforderlich.
Das Vorhandensein des oberen Grenzwerts (Imax) des Transferstroms stellt eines der wichtigsten Probleme beim Verwenden der Transferwalze 105 dar. D.h., der positive Speicher tritt gemäß vorstehender Beschreibung dann auf, wenn die dem lichtempfindlichen Element 101 in der Blattabwesenheitsperiode von der Transferwalze 105B zugeführte elektrische Ladung zu groß ist. Bei dem Primärladevorgang des lichtempfindlichen Elements nach dem nächsten Bilderzeugungsvorgang (nach der vorherigen Transferoperation) wird das Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Elements nicht auf das vorbestimmte Potential aufgeladen, mit dem Ergebnis eines verschleierten Hintergrunds bei der nächsten Bildausgabe. Daher existiert der obere Grenzwert (Imax) des Transferstroms, um die Bilderzeugung mit verschleierten Hintergrund zu verhindern.
Für das Erfüllen des Imin-Erfordernisses ist es erforderlich, daß Vmax zu erhöhen oder den Widerstand der Transferwalze 105b zu verringern. Um jedoch das Imax-Erfordernis zu erfüllen, tritt eine gegenüber dem Erfüllen des Imin-Erfordernis umgekehrte Situation auf. Mit anderen Worten ist es erforderlich, das Vmax zu verringern oder den Widerstand der Transferwalze 105B zu erhöhen. Bei konstantem Vmax wird der verwendbare Bereich des Widerstands der Transferwalze 105B notwendigerweise durch das Imin- und Imax-Erfordernis bestimmt.
Der Strom Imin wird ausgehend von der Transferleistungsfähigkeit bestimmt. Andererseits wird der Strom Imax ausgehend vom positiven Speicher des dabei verwendeten lichtempfindlichen Elements 101 bestimmt. Daher wird der Strom Imin zu einem gewissen Grad anhand eines theoretischen Vorgangs bestimmt, und die elektrische Ladungsmenge pro Flächeneinheit ist im wesentlichen konstant, unabhängig von der Bilderzeugungsvorrichtung, wogegen der Strom Imax sich in Abhängigkeit individueller lichtempfindlicher Elemente ändert. Aus diesem Grunde ändert sich der Strom Imax mit der Verwendung des lichtempfindlichen Elements.
Bezugnehmend auf Fig. 14 ist ein verwendbarer Bereich des Widerstands der Transferwalze 105B auf Grundlage der Bedingungen (1), (2) und (3) anhand einer Strichlierung unter den nachfolgenden Bedingungen dargestellt:
Prozeßgeschwindigkeit: 23 mm/s
verwendbares Maximalformat: A4
Vmax: 3,5 KV
Bei diesem Beispiel wurde
Imin = 0,5 µA
Imax = 2 µA
empirisch bestätigt. Hierbei stellen Imin und Imax durch die Transferwalze fließende Gesamtströme dar.
Befindet sich der Widerstand der Transferwalze 105B nicht in diesem Bereich, so tritt die vorstehend beschriebene Verschlechterung ein.
Wird eine Konstantspannungsregelung mit einem Vmax von 2KV durchgeführt, so beträgt der verwendbare Bereich des Widerstands der Transferwalze 105B
4 x 10&sup8; - 2,5 x 10&sup9; Ohm
und, bei Vmax = 3 KV
5 x 10&sup8; - 4 x 10&sup9; Ohm.
Somit beträgt der verwendbare Bereich lediglich 0,79 - 0,9 Größenordnungen.
Andererseits ändert sich der Widerstand der Transferwalze 105B in Abhängigkeit der Umgebungseinflüsse um eine Größenordnung oder mehr, so daß die Bildtransferleistungsfähigkeit nicht stabilisiert ist.
Es könnte in Betracht gezogen werden, die Transferwalze so zu steuern, daß ein Konstantstrom im Bereich von 0,5 - 2,0 µA fließt, wobei aber der Transferstrom im Falle eines Kontakttransferverfahrens in unerwünschter Weise in den Bereich fließt, in dem sich die Transferwalze und das lichtempfindliche Element miteinander in Kontakt befinden, falls das Format des verwendeten Blatts klein ist, mit dem Ergebnis einer unbefriedigenden Bildübertragung, und es ist daher problematisch, die Konstantstromregelung im Normalbetrieb einzusetzen.
Wie vorstehend beschrieben, ist bei einer Bilderzeugungsvorrichtung vom Bildtransfer- und Umkehrentwicklungstyp ein äußerst kompliziertes Transfersteuersystem erforderlich, da der positive Speicher des lichtempfindlichen Elements aufgrund der Transferoperation auftritt. Dies führt zu erhöhten Kosten. Ist die Transfereinrichtung vom Kontakttransfertyp, so verstärkt sich der positive Speicher, so daß eine Verwendung erschwert ist. Bei den vorgenannten bekannten Beispielen ist die Ladepolarität des lichtempfindlichen Elements negativ und die Transferladepolarität positiv. Derselbe Speicher des lichtempfindlichen Elements tritt selbst im umgekehrten Fall auf, d.h. die Ladepolarität des lichtempfindlichen Elements ist positiv und die Ladepolarität der Transferanordnung negativ.
Es folgt eine Beschreibung des Falles, bei dem das lichtempfindliche Element 101 durch eine mit diesem in Kontakt be findliche Ladewalze 102 geladen wird, wie in Fig. 11 dargestellt ist. Das Aufladen des zu ladenden Elements erfolgt durch die elektrische Entladung des Ladeelements auf das zu ladende Element, und daher beginnt der Ladevorgang beim Anlegen einer Spannung, die nicht geringer als ein Schwellwert ist. Befindet sich beispielsweise eine Ladewalze in Druckkontakt mit einem lichtempfindlichen OPC-Element mit einer Dicke von 25 µm, so beginnt der Anstieg des Oberflächenpotentials des lichtempfindlichen Elements bei einer Spannung von nicht weniger als ungefähr 640 V, und danach steigt das Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Elements in Abhängigkeit der anliegenden Spannung linear mit einer Steigung 1 an. Im folgenden wird die Spannung als Ladestartspannung Vth bezeichnet.
Somit muß der Ladewalz Vd + vth zugeführt werden, was nicht geringer als das erforderliche Potential Vd ist, um das für die Elektrofotografie erforderliche Oberflächenpotential Vd bereitzustellen. Im folgenden wird das Aufladen durch aus schließliches Anlegen einer Gleichspannung an das Kontaktladeelement als Gleichstromladen bezeichnet.
Im Falle des Gleichstromladens ändert sich jedoch der Widerstand des Kontaktladeelements aufgrund der Änderungen der Umgebungseinflüsse, und der Schwellwert Vth ändert sich in Abhängigkeit der Dickenänderung des lichtempfindlichen Elements (aufgrund des Abriebs), und daher war es schwierig, dem lichtempfindlichen Element ein gewünschtes Potential zuzuführen.
Zum Bereitstellen einer gleichmäßigen Aufladung offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. 149669/1988 ein Ladesystem (Wechselstromladen), bei dem dem Kontaktladeelement eine Wechselspannung mit einer Spitze-Spitze-Spannung von nicht weniger als 2 x Vth zugeführt wird, die einen dem beabsichtigten Potential Vd entsprechenden Gleichanteil aufweist. Dies dient dem Anwenden eines Ausgleichseffekts der Wechselspannung. Das Potential des zu ladenden Elements konvergiert auf das Potential Vd als Mittelwert der Wechselspannung. Das System ist dahingehend vorteilhaft, daß es durch Änderungen der Umgebungsbedingungen oder dergleichen nur schwer störbar ist.
In einer solchen Kontaktladeanordnung wird jedoch die elektrische Entladung des Ladeelements auf das lichtempfindliche Element eingesetzt, und die zum Laden erforderliche Spannung ist höher als das Potential, auf das die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements aufgeladen werden soll. Eine geringe Ozonmenge wird erzeugt. Wird eine Wechselstromladung zum gleichmäßigen Aufladen durchgeführt, so treten weitere Probleme auf, wie beispielsweise ein Erzeugen größerer Ozonmengen, Vibrationen und Geräusche aufgrund der urch das Anlegen des elektrischen Wechselfelds hervorgerufenen mechanischen Vibration des lichtempfindlichen Elements und des Ladeelements (Wechselstromladegeräusch), ein Beschädigen der Oberfläche des lichtempfindlichen Element aufgrund des Entladens.
Wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 5795811986 offenbart ist, ist es bekannt, daß das lichtempfindliche Element durch mit diesen in Kontakt gebrachte leitende Partikel geladen wird. Das Verhältnis des Potentials, auf das das lichtempfindliche Element geladen wird, zu der an dem Ladeelement anliegenden Spannung ist jedoch gering, d.h. der Ladewirkungsgrad ist gering.
Die erfindungsgemäße elektrofotografische Vorrichtung ist von einem Typ zum Durchführen einer Umkehrentwicklung und umfaßt dementsprechend:
ein bewegbares lichtempfindliches Element mit einer lichtleitenden Schicht;
ein Ladeelement zum Zuführen elektrischer Ladung zu dem lichtempfindlichen Element; und
eine Elektroladungszuführeinrichtung zum Zuführen einer elektrischen Ladung mit gegenüber der Ladungspolarität des Ladeelements umgekehrter Polarität zu dem lichtempfindlichen Element.
Der "Positivspeicher"-Effekt stellt gemäß der vorstehenden Erläuterung ein Problem dieses Vorrichtungstyps dar. Die vorliegende Erfindung wird als Abhilfe bereitgestellt, und ist dadurch gekennzeichnet, daß:
das lichtempfindliche Element eine in einer Umfangsrichtung des lichtempfindlichen Elements fortlaufende Abdeckschicht aufweist, die sich in Kontakt mit der lichtleitenden Schicht befindet, und die sowohl zum ermöglichen des Eindringens der durch das Ladeelement zugeführten Ladung in die lichtleitende Schicht als auch zum Verhindern des Eindringens der durch die Elektroladungszuführeinrichtung zugeführten elektrischen Ladung in die lichtleitende Schicht über die Grenzfläche zwischen der Abdeckschicht und der lichtleitenden Schicht dient.
Eine Kassette zur Verwendung in einer solchen Vorrichtung und ein elektrofotografisches Verfahren zum Kopieren oder Drukken, die ebenfalls der vorliegenden Erfindung entsprechen, sind in den beiliegenden Patentansprüchen definiert.
Wie aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele hervorgeht, ist es möglich, eine Tonerstreuung, eine Bilddichteungleichmäßigkeit, einen verschleierten Hintergrund und weitere Bilddefekte zu vermeiden. Ebenso ist es möglich, den Ladewirkungsgrad zu erhöhen und die zeitabhängige Verschlechterung der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements herabzusetzen.
Es wird anerkannt, daß die JP-A-61212849 ein lichtempfindliches Element für eine verbesserte Ladefähigkeit, Ladungsdichte und Auflösung offenbart. Ein Elektrodenmuster mit gegenüber der gewünschten Auflösung geringerer Abmessung aus einem n-dotierten halbleitenden Oxid, z.B. SnO&sub2;, ist auf der Oberfläche einer lichtleitenden p-Typ-α-Si-(H, P, B)-Schicht vor gesehen und wird als Gleichrichtungseinrichtung verwendet. Es wird jedoch vorgeschlagen, daß sich die Ladung über die Gesamtoberfläche ausbreiten und die Erzeugung eines elektrostatischen Latentbilds unmöglich würde, wenn die transparenten Elektroden nicht die Form isolierter Elektroden aufweisen.
In den bevorzugten Ausführungsbeispielen besteht die die lichtleitenden Schicht abdeckende Schicht aus Zinnoxid (SnO&sub2;), das in einem Bindemittel dispergiert ist. Lichtempfindliche Elemente mit solchen Abdeckungen sind in den europäischen Patentanmeldungen EP-A-0443626, EP-A-0433055 und EP- A-0057532 beschrieben.
Weiter Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und ihre Ausführungsbeispiele werden unter Berücksichtigung der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen verdeutlicht.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer Bilderzeugungsvorrichtung nach einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht einer Schichtstruktur eines Bildträgerelements.
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht einer Gleichrichtungsfunktion.
Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht eines Ladevorgangs.
Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht einer Gleichrichtungsfunktion in einer Bildtransferposition.
Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht einer Gleichrichtungsfunktion an der Bildtransferposition.
Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht einer Bilderzeugungsvorrichtung nach einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
Fig. 8 zeigt einen Kurvenverlauf eines Verhältnisses zwischen einer SnO&sub2;-Dispersionsmenge in einer Gleichrichtungsschicht und einem Grenzwert eines in das lichtempfindliche Element fließenden Stroms.
Fig. 9 zeigt einen Kurvenverlauf eines Widerstandsintervalls einer Transferwalze.
Fig. 10 zeigt einen Kurvenverlauf eines Verhältnisses zwischen einer angelegten Transferspannung und einem Transferstrom in einer Bilderzeugungsvorrichtung nach einem dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
Fig. 11 zeigt eine Schnittansicht einer Bilderzeugungsvorrichtung vom Bildtransfer- und Umkehrentwicklungstyp gemäß einem bekannten Beispiel.
Fig. 12 zeigt eine Schnittansicht einer Bilderzeugungsvorrichtung vom Bildtransfer- und Umkehrentwicklungstyp gemäß einem weiteren Beispiel.
Fig. 13 zeigt schematisch das "Positivspeicher"-Phänomen.
Fig. 14 zeigt einen Kurvenverlauf eines Widerstandsintervalls einer Transferwalze.
Figuren 15 und 16 zeigen Schnittansichten mit in einem Ladebereich vorhandenem Fremdkörper.
Fig. 17 zeigt eine Schnittansicht der Bewegung elektrischer Ladung.
Fig. 18 zeigt einen Kurvenverlauf der Bewegung elektrischer Ladung in einem bekannten lichtempfindlichen Element und einem erfindungsgemäßen lichtempfindlichen Element.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist ein Beispiel einer Bilderzeugungsvorrichtung nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Bilderzeugungsvorrichtung umfaßt ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element (Bildträgerelement) 1 eines Typs mit drehbarer Trommel, eine Kontaktladewalze (Ladeeinrichtung) 2, eine Ladevorspannungsquelle 2A, eine Informationsschreibeinrichtung 3, eine Umkehrentwicklungsanordnung 4, eine Koronatransferanordnung 5, eine Spannungsquelle 5A für die Transfervorspannung, und eine Reinigungsanordnung 6. Weiterhin umfaßt sie eine Bildfixieranordnung 7 eines Typs mit Heizwalze. Das Bezugszeichen 8 kennzeichnet eine Prozeßkassette, die bei diesem Ausführungsbeispiel das lichtempfindliche Element 1, die Kontaktladewalze 2, die Umkehrentwicklungsanordnung 4 und die Reinigungsanordnung 6 als Einheit enthält. Die Prozeßkassette ist als herausnehmbare Einheit in der Bilderzeugungsvorrichtung befestigt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das lichtempfindliche Element 1 ein negativ aufladbares lichtempfindliches OPC- Element mit einer auf einer lichtempfindlichen Schicht befindlichen Gleichrichtungsschicht, die später beschrieben 5 wird. Das lichtempfindliche Element 1 wird durch die Kontaktladewalze 2 elektrisch aufgeladen. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem lichtempfindlichen Element 101 um ein negativ aufladbares lichtempfindliches OPC-Element, das durch die Ladewalze 102 auf die negative Polarität geladen werden kann.
Belichtungslicht L mit der beabsichtigten Bildinformation wird mittels eines Laserscanners, einer Schlitzbelichtungseinrichtung, einer LED-Anordnung, einer Flüssigkristallverschlußanordnung oder dergleichen auf eine sich drehende Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 projiziert, die auf die negative Polarität aufgeladen wurde, wodurch ein der beabsichtigten Bildinformation entsprechendes elektrostatisches Latentbild auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 gebildet wird.
Danach wird die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements durch die Umkehrentwicklungsanordnung 4 anhand des negativ geladenen Toners entwickelt. Durch Ablagerung der negativen Tonerpartikel auf dem belichteten Abschnitt wird das elektrostatische Latentbild auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 umkehrentwickelt.
Ein Transfermaterial P wird einer Transferposition a so zugeführt, das die Vorderkante des Transfermaterials P die Transferposition a erreicht, wenn eine Vorderkante des auf der sich drehenden Oberfläche des lichtempfindlichen Element erzeugten und getragenen Tonerbilds die Transferposition a erreicht.
Zu dem Zeitpunkt, in dem die Vorderkante des Transfermaterials P die Transferposition a erreicht, wird die Transfervorspannung aus der Spannungsquelle 5A an die Koronatransferanordnung 5 angelegt, so daß der Rückseite des zugeführten Transfermaterials P die elektrische Ladung (positive Ladung bei diesem Ausführungsbeispiel) mit gegenüber dem Toner umgekehrter Polarität, d.h. umgekehrt gegenüber der Ladungspolarität der Primärladeeinrichtung 2 für das lichtempfindliche Element, zugeführt wird, wodurch das Tonerbild mit negativer Polarität fortlaufend von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 auf die Oberfläche des Transfermaterials P übertragen wird.
Das Tranfermaterial P mit dem über die Transferposition a aufgenommenen Tonerbild wird von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 getrennt und in eine nicht gezeigte Bildfixieranordnung eingeführt, in der das übertragene Tonerbild als permanent fixiertes Bild auf dem Transfermaterial P fixiert wird.
Nach der Tonerbildübertragung auf das Transfermaterial P wird die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 durch eine Reinigungsanordnung 6 gereinigt, so daß die Verunreinigungen wie beispielsweise Restübertragungstoner oder dergleichen entfernt werden. Danach ist das lichtempfindliche Element wiederholt für die Bilderzeugung verwendbar. Bei der Umkehrentwicklungsanordnung 4 handelt es sich um eine eine magnetische Tonerkomponente verwendende Sprungentwicklungsanordnung.
Die Reinigungsanordnung 6 enthält eine Vorschneideklinge 6a aus Urethangummimaterial, das zum Reinigen der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements wirksam ist.
Fig. 2 zeigt eine Schichtstruktur des lichtempfindlichen Elements 1. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfaßt es ein lichtempfindliches OPC-Element mit aufgeteilter Funktion und eine darauf angeordnete Gleichrichtungsschicht.
Auf einem Aluminiumzylinder (Aluminiumträger) 11, der einem Durchmesser von 30 mm aufweist und elektrisch mit Masse verbunden ist, ist eine leitende Schicht 12 (CP-Schicht) mit einer Dicke von ungefähr 20 µm als untere Schicht gebildet.
Zum Verhindern einer Schwarzverzögerung aufgrund einer Injektion positiver Löcher von dem Aluminiumträger 11 ist eine Injektionsverhinderungsschicht 13 (UC-Schicht) gebildet. Die Schicht 13 besteht aus einem Material mit mittlerem elektrischen Widerstand. Bei diesem Ausführungsbeispiel ein isolierendes Aluminiumkunstharz und ein Methoxymethyl-Nylon mit einem gewissen Grad an Ionenleitfähigkeit, wobei die Mischung mit ungefähr einem Mikrometer aufgebracht wird.
Auf der UC-Schicht 13 ist eine Ladungserzeugungsschicht (CG- Schicht) 14 gebildet. Ein Polyvinylbutyralharz-Bindemittel wird mit Diazopigment (Ladungserzeugungsmaterial) in einem Mischungsverhältnis 1:2 gemischt, und die Mischung wird mit ungefähr 1 Mikrometer Dicke aufgebracht.
Eine p-Halbleiterladungstransferschicht (CT-Schicht) ist auf der CG-Schicht 14 gebildet. Die CT-Schicht 15 dient zum Übertragen lediglich der positiven Ladungen unter den in der Ladungserzeugungsschicht 14 erzeugten Ladungspaaren zu der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements. Im einzelnen werden Polycarbonatharz und Hydrazon mit einem Gewichtsverhältnis von 1:1 gemischt, und die Mischung wird als Schicht mit einer Dicke von 20 Mikrometer aufgetragen.
Die Gleichrichtungsschicht umfaßt Phosphazenharz und elektrisch leitendes Füllmaterial 17, das aus SnO&sub2; dotiert mit einer geringen Menge Sb besteht (Gewicht des leitenden Füllmaterials/Gesamtgewicht des leitenden Füllmaterials und des Harzbindemittels x 100 = 30 Gewichts-%), die Gleichrichtungsschicht 16 weist eine Filmdicke von ungefähr 10 µm auf.
Es folgt eine Beschreibung der Gleichrichtungsfunktion unter Bezugnahme auf Fig. 3. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem SnO&sub2;, das mit einer geringen Menge Sb dotiert ist und als das leitende Füllmaterial 17 in der Gleichrichtungsschicht 16 dispergiert ist, um ein Halbleiteroxid, wobei der Leitungstyp n ist. Die unterhalb der Gleichrichtungsschicht 16 befindliche CT-Schicht 15 weist einen elektrischen p-Ladungstyp auf. Somit ist an der Grenzfläche zwischen der CT-Schicht 15 und der Gleichrichtungsschicht 16 ein p-n- Übergang gebildet.
Bei dieser Struktur kann die positive Ladung von der CT- Schicht 15 (p-Typ) zu der Gleichrichtungsschicht 16 (n-Typ) wandern. Eine entgegengesetzte Bewegung, d.h. eine Bewegung von der Gleichrichtungsschicht 16 zu der CT-Schicht 15 ist jedoch aufgrund der Übergangsenergiebarriere nicht möglich. Dadurch wird das aus dem Transfer resultierende Auftreten des positiven Speichers verhindert.
In der Ladebetriebsart dient die Gleichrichtungsschicht 16 als Ladungsinjektionsschicht. Die an der Oberfläche freiliegenden SnO&sub2;-Partikel des leitenden Füllmaterials 17 fungieren als Kondensatorelektrode. D.h., bei geeigneter Dispergiermenge des leitenden Füllmaterials 17 kann eine große Zahl von Kondensatoren, zwischen denen sich die CT-Schicht 15 als dielektrisches Material befindet, auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gemäß Fig. 4 angenommen werden, ohne das der "Fluß" des Bilds gestört werden kann.
Da es sich bei der CT-Schicht 15 um einen p-Halbleiter handelt und die negative Ladung nicht durch die CT-Schicht wandem kann, und da keine positive Ladung von der unterhalb der CT-Schicht 15 befindlichen CG-Schicht 14 zugeführt wird, können die elektrischen Ladungen nicht durch Rekombination neutralisiert werden.
Durch Kontaktieren eines elektrisch leitenden Ladeelements 2 mit der Elektrode und durch Anlegen der Spannung an dieses, kann die elektrische Ladung ähnlich einem normalen Kondensator in die Elektrode injiziert werden.
Erreicht die Oberfläche die Belichtungsstation, so wird sie belichtet, so daß Paare positiver und negativer Ladungen in der Ladungserzeugungsschicht 14 erzeugt werden. Die negative Ladung durchdringt die UC-Schicht 13 und die CT-Schicht 12 und rekombiniert in dem Aluminiumzylinder 11. Die positive Ladung durchdringt die CT-Schicht 15. Gemäß Fig. 3 sind die CT-Schicht 15 und die Gleichrichtungsschicht 16 durch einen p-n-Übergang miteinander verbunden, und die positive Ladung fließt daher in die Gleichrichtungsschicht 16 und wird neutralisiert, wodurch ein Potential auf dem belichteten Abschnitt bereitgestellt wird. In dem nicht belichteten Abschnitt des lichtempfindlichen Elements verbleibt die negative Ladung in der Gleichrichtungsschicht 16, so daß das geladene Potential beibehalten wird.
In der Entwicklungsposition wird der Toner zum Entwickeln des Bilds auf dem lichtempfindlichen OPC-Element mit der Gleichrichtungsschicht 16 abgelagert, wobei sich die elektrische Ladung in dem lichtempfindlichen Element 1 aber nicht ändert.
Fig. 5 zeigt die elektrischen Ladungen in dein lichtempfindlichen OPC-Element 1 in dem Passierbereich des Transfermaterials P. Fig. 6 zeigt die elektrischen Ladungen des lichtempfindlichen OPC-Elements 1 in dem Bereich ohne Transfermaterial.
In Fig. 5 bewegt sich die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 in einer Richtung X. In einem Bereich A unmittelbar vor dem Koronatransferlader 5 in der Tralisferposition a befindet sich das Transfermaterial P nahe der Oberfläche. Hinsichtlich der elektrische Ladungsverteilung in der Gleichrichtungsschicht 16 befindet sich keine elektrische Ladung oder lediglich eine geringe elektrische Ladungsmenge in dem leitenden Füllmaterial 17 der Gleichrichtungsschicht 16 in einem Bereich der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements, in dem der negative Toner 18 abgelagert ist (Belichtungspotential). Andererseits ist aufgrund des Ladepotentials eine große Zahl negativer Ladungen in dem Bereich vorhanden, in dem kein Toner 18 abgeschieden ist.
Es wird angenommen, daß der Toner 18 in dem Bereich B nach der Koronatransferanordnung 5 von dem lichtempfindlichen OPC- Element 1 auf das Transfermaterial P in ähnlicher Weise wie bei dem bekannten Beispiel übertragen wurde, und die negative Ladung der Gleichrichtungsschicht 16 wird durch die mittels der Koronaentladung bereitgestellte positive Ladung neutralisiert.
Im Falle der Blattabwesenheit wie auch in dem Nichtpassierbereich des Blattes, in dem die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements dem Koronatransferlader 5 während des Transfervorgangs (bei der Verwendung eines Blatts mit geringem Format), während der Vorabdrehungsperiode des lichtempfindlichen Elements, oder während der Blattabwesenheitsperiode zwischen benachbarten Blättern unmittelbar gegenüberliegt, weist das leitende Füllmaterial 17 in der Gleichrichtungsschicht 16 die negative Ladung in dem Bereich C unmittelbar vor dem Koronatransferlader 5 in der Transferposition a gemäß Fig. 6 auf, da es nicht belichtet wurde.
In dem Bereich D nach dem Koronalader 5 wird die Transfervorspannung direkt, d.h. ohne Transfermaterial, an das lichtempfindliche OPC-Element 1 angelegt, und daher fließt ein Ladestrom, der größer als der in dem Bereich B in Fig. 5 ist, in das lichtempfindliche OPC-Element 1. Wie in Fig. 6 dargestellt ist, befindet sich in dem Bereich D eine hohe positive Ladungsmenge in der Gleichrichtungsschicht 16.
In der bekannten Struktur dringt die positive Ladung in dem Bereich D tief in die CT-Schicht 15 ein, und die positive Ladung wird eingeschlossen. Beim nächsten Primärladen auf die negative Polarität kann die positive Ladung nicht sofort zum Rekombinieren mit der negativen Ladung bewegt werden, und das Potential ist daher aufgrund des positiven Speichers nicht hoch genug.
Bei diesem Ausführungsbeispiel bewirkt jedoch die Gleichrichtungsschicht 16 des lichtempfindlichen Elements das Bereitstellen einer Barriere gegen die Ladungsbewegung in einer gegenüber der Ladungspolarität des lichtempfindlichen Elements umgekehrten Richtung durch eine Kombination der CT-Schicht 15 und der Gleichrichtungsschicht 16, so daß die positive Ladung der Gleichrichtungsschicht 16 am Eindringen in die CT-Schicht 15 gehindert wird.
Dadurch befindet sich die Ladung lediglich in der Gleichrichtungsschicht 16, und die positive Ladung kann daher beim nächsten Ladevorgang zum Rekombinieren mit den negativen Ladungen bewegt werden, wodurch ein Verringern des Potentials der Gleichrichtungsschicht 16 auf ein beliebiges negatives Potential möglich ist.
Bei den durch die Erfinder durchgeführten Experimenten war das Oberflächenpotential des Blattabwesenheitsbereichs des lichtempfindlichen Elements nach dem Bildtransfervorgang höher als in der bekannten Anordnung (positive Polarität). Als Grund wird folgendes angenommen. Da die positive Ladung bei dem bekannten Beispiel tief in die CT-Schicht 15 (Fig. 13) eindringt, ist das auftretende Oberflächenpotential gering, wogegen die positive Ladung bei diesem Ausführungsbeispiel in der Gleichrichtungsschicht 16 vorhanden ist, so daß das Oberflächenpotential hoch ist.
In der vorstehend beschriebene Weise kann das Auftreten des positiven Speichers gemäß diesem Ausführungsbeispiel verhindert werden.
Bei der bekannten Anordnung wird die Transferspannung bei der Blattabwesenheitsperiode und zwischen benachbarten Blättern zum Verringern des Transferstroms Ein-Aus-gesteuert, um dadurch den positiven Speicher zu verhindern, falls es sich bei der Transfereinrichtung um eine Koronatransferanordnung 5 handelt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird allerdings der Transferstrom in das lichtempfindliche OPC-Element durch das Bereitstellen der Gleichrichtungsschicht 16 mit dispergierten Feinmetallpartikeln auf dem lichtempfindlichen OPC-Element erhöht, und daher wird kein positiver Speicher erzeugt, selbst wenn der in das lichtempfindliche Element (Trommel) fließende Strom erhöht ist. Aus diesem Grund ist die Ein-Aus- Steuerung der Transfervorspannung bei der Blattabwesenheitsperiode nicht erforderlich, und der einfache Aufbau ist ausreichend zum Verhindern der das Problem bekannter Anordnungen darstellenden unbefriedigenden Bilderzeugung, wie beispielsweise Tonerstreuung, Dichteungleichmäßigkeit, Bildstörungen an der Vorder- und Hinterkante des Transfermaterials P, oder dergleichen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das negativ aufladbare lichtempfindliche OPC-Element mit der Transfervorspannung mit positiver Polarität verwendet, wobei aber dieselben vorteilhaften Wirkungen erzielt werden können, wenn ein positiv aufladbares lichtempfindliches OPC-Element mit einer Transfervorspannung mit negativer Polarität verwendet wird, falls das lichtempfindliche Element eine Schicht mit Gleichrichtungsfunktion aufweist. Das lichtempfindliche Element ist nicht auf ein lichtempfindliches OPC-Element beschränkt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind Feinmetalloxidpartikel aus mit Sb dotiertem SnO&sub2; in der Gleichrichtungsschicht 16 dispergiert, wobei jedoch ein anderes Metalloxid oder leitender Kohlenstoff oder dergleichen mit n- oder p- Halbleitereigenschaften ersatzweise verwendet werden können.
Weitere einsetzbare Beispiele für Metalloxide umfassen zusätzlich zu SnO&sub2;, TiO&sub2;, ZnO&sub2;, In&sub2;O&sub3;, Cu&sub2;O, Wo&sub3;, BaTiO&sub2;, dotiert mit chemischer Verunreinigung. Die Metallpartikel können eine hohe Austrittsarbeit aufweisen.
Das Bindemittel der Gleichrichtungsschicht 16 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem Phosphazenharzmaterial. Dies stellt jedoch keine Einschränkung dar, und es können andere Materialien verwendet werden, sofern die Lichtdurchlässigkeit hoch ist und die Feinmetallpartikel gut dispergiert werden können, und der Widerstand einstellbar ist.

Ausführungsbeispiel 2

Dieses Ausführungsbeispiel stellt eine Abwandlung der Bilderzeugungsvorrichtung vom Bildtransfer- und Umkehrentwicklungstyp gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1) dar. Im einzelnen wird anstelle der Koronatransferanordnung 5 eine Kontakttransferwalze 5B verwendet, wie in Fig. 7 dargestellt ist.
Die Gleichrichtungsschicht 16 des lichtempfindlichen OPC- Elements 1 umfaßt das Phosphazenharzmaterial und das leitende Füllmaterial (70 Gewichts-% = Gewicht des leitenden Füllmaterials/Gesamtgewicht des leitenden Füllmaterials und des Bindeharzes), das in dem Harzmaterial dispergiert ist, das leitenden Füllmaterial 17 weist mit Sb dotiertes SnO&sub2; auf.
Die Bilderzeugungsvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel entspricht in anderer Hinsicht dem ersten Ausführungsbeispiel, und es wird aus Vereinfachungsgründen auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel betrug der Widerstand der Transferwalze 5B 6 x 10&sup6; Ohm und die Transfervorspannung wurde konstantspannungsgeregelt, und 1 KV wurde aus einer Konstantvorspannungsquelle 5A an die Transferwalze 5B angelegt, unter Steuerung einer CPU 23.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist eine solche Gleichrichtungsschicht 16 auf dem lichtempfindlichen OPC-Element vorgesehen, und die Transfereinrichtung weist die Form einer Transferwalze 5B auf, wodurch der Bereich des spezifischen Widerstands der Transferwalze 5B verbreitert ist.
Wie vorstehend in Verbindung mit den bekannten Beispielen beschrieben wurde, ist die Transferwalze dahingehend vorteilhaft, daß die erzeugte Ozonmenge klein ist, daß die Bildverschlechterung unbedeutend ist, oder dergleichen.
Die Entstehung des verschleierten Hintergrunds und die stabilisierte Massenherstellung sind jedoch Probleme, die aus dem positiven Speicher resultieren. Darüber hinaus beträgt der Widerstand der Transferwalze 5 x 10&sup8; - 5 x 10&sup9; Ohm.
Wie in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, wird durch das lichtempfindliche Element mit der Gleichrichtungsschicht 16 gegenüber dem bekannten lichtempfindlichen Element aufgrund des in das lichtempfindliche Element fließenden Stroms eine höhere Toleranz bezüglich dem positiven Speicher bereitgestellt.
Fig. 8 zeigt den in das lichtempfindliche Element fließenden Maximalstrom (Imax), bei dem der positive Speicher nicht auftritt, im Verhältnis zur Dispergiermenge des mit Sb dotierten SnO&sub2;.
Die Linie (1) repräsentiert den Fall des lichtempfindlichen Elements gemäß diesem Ausführungsbeispiel, bei dem der Maximalstrom Imax 20 µA beträgt.
Die minimale Dispersion wird durch dL angedeutet. Ist die Dispersion geringer als diese, so ist die Ladung nicht ausreichend. Die maximale Dispergiermenge wird durch dH angegeben, und ein "Fließen" des Bilds tritt auf, falls sie höher als diese Obergrenze ist.
Die gestrichelte Linie (2) kennzeichnet den Maximalstrom Imax bei dem bekannten lichtempfindlichen Element. Es ist ersichtlich, daß der Bereich des in das lichtempfindliche Element fließenden Stroms im Fall (1) größer ist.
Fig. 9 zeigt einen Bereich des Widerstands der Transferwalze, wenn das lichtempfindliche Element gemäß diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird. Üblicherweise war er schmal, wie in Fig. 14 dargestellt ist.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der geeignete Widerstand der Transferwalze so gering, daß sie als elektrisch leitende Walze bezeichnet werden kann. Beispielsweise betrug der geeignete Widerstand der Transferwalze bisher bei der angelegten Transferspannung von 1,5 KV 5 x 10&sup8; - 5 x 10&sup9; Ohm.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich der einsetzbare Widerstand von der leitenden Walze bis zu 5 x 10&sup9; Ohm.
Daher ist der Bereich des einsetzbaren Widerstands deutlich vergrößert.
Durch die deutliche Ausdehnung des Bereichs des Widerstands der Transferwalze ist eine zufriedenstellende Übertragung ohne positiven Speicher möglich, selbst wenn sich der Walzenwiderstand aufgrund der Änderung der Umgebungsbedingungen verändert.
Der niedrige Widerstand der Walze ist einsetzbar. Dies ist vorteilhaft, da die Massenfertigung üblicherweise wegen des mittleren Widerstands des Walzenmaterials problematisch ist. Die Einsetzbarkeit des Materials mit niedrigem Widerstand für die Transferwalze ermöglicht eine stabilisierte Herstellung mit geringen Kosten und hohem Ertrag.
Unter Verwendung lediglich einer Konstantspannungsregelung ist die Transferwalze über einen weiten Bereich von einer Bedingung hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit bis zu einer Bedingung niedriger Temperatur und niedriger Luftfeuchtigkeit einsetzbar.

Ausführungsbeispiel 3

Dies ist eine Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels (Fig. 7) dahingehend, daß die Kontakttransferwalze 5B konstantstromgeregelt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Spannungsquelle 5A um eine Spannungsquelle mit konstantem Strom.
Das lichtempfindliche Element umfaßt die Gleichrichtungsschicht 16 und die lichtempfindliche OPC-Schicht. Die Gleichrichtungsschicht umfaßt ein Phophazenharz (Bindeharz) und 10 Gewichts-% eines leitenden Füllmaterials (Gewicht des leitenden Füllmaterials/Gesamtgewicht des leitenden Füllmaterials und Bindemittels). Das leitende Füllmaterial weist Sb- dotiertes SnO&sub2; auf. Durch Verringerung der Dispergiermenge wird der Widerstand der Gleichrichtungsschicht erhöht, um den in dem Blattabwesenheitsbereich des lichtempfindlichen Elements in das lichtempfindliche Element fließenden elektrischen Strom zu steuern. Der Widerstand der Transferwalze 5 betrug 6 x 10&sup6; Ohm.
Wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, wird durch das lichtempfindliche Element mit der Gleichrichtungsschicht 16 im Vergleich zu dem bekannten lichtempfindlichen Element eine breitere Toleranz gegenüber dem positiven Speicher bereitgestellt, gegenüber dem in das lichtempfindliche Element fließenden Strom.
Gemäß Fig. 10 werden der durch den in den Blattabwesenheitsteil fließenden elektrischen Strom (gestrichelte Linie mit weißem Punkt) während der Transferoperation erzeugte Potentialabfall Vd in dem Blattanwesenheitsteil (durchgehende Linie mit ausgefülltem Punkt) und der elektrische Strom IDmax berücksichtigt, um sicherzustellen, daß selbst in diesem Fall der minimale Transferstrom Imin = 0,5 µA in den Blattanwesenheitsbereich fließt (strichpunktierte Linie). Mit anderen Worten wird die Transferwalze während der Transferoperation auf IDmax + Imin konstantstromgeregelt, und der Strom Idmax fließt in dem Bereich, in dem sich das lichtempfindliche Element und die Transferwalze in direktem Kontakt miteinander befinden, wogegen der Strom Imin in den Blattanwesenheitsteil fließt. Dadurch wird selbst bei der Verwendung des minimalen Blattformats (Transfermaterial) der minimale Strom von 0,5 µA in dem Blattanwesenheitsteil sichergestellt, so daß keine unbefriedigende Bilderzeugung auftritt.
Durch die deutliche Ausdehnung des Widerstandsbereichs der Transferwalze ist eine Transferoperation ohne Auftreten des positiven Speichers selbst bei Änderung der Umgebungsbedingungen lediglich durch die Konstantstromregelung möglich.
Anstelle der Transferwalze können ein Transferband oder eine Transferbürste verwendet werden.
Die Gleichrichtungsschicht 16 dient als Ladungsinjektionsschicht. Dies wird nachfolgend beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel stimmt der Aufbau der lichtempfindlichen Trommel mit dem des vorangehenden Ausführungsbeispiels überein. Die Umfangsgeschwindigkeiten des Ladeelements in Form der Ladewalze und der lichtempfindlichen Trommel sind während der Kontaktladeoperation voneinander verschieden. Die anderen Elemente entsprechen denen gemäß Fig. 7.
Es folgt eine Beschreibung der Dispersion des SnO&sub2; in der Ladungsinjektionsschicht. Ist die Dispergiermenge zu groß, so gibt sich ein zu geringer Oberflächenwiderstand der Injektionsschicht, was möglicher Weise zu einem lateralen Fluß der Latentbildladung nach der Bildbelichtung führt. Insbesondere unter der Bedingung hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit (H/H), macht sich dies bemerkbar. Ist sie zu gering, so ist das SnO&sub2; nicht ausreichend an der Injektionsschichtoberfläche freigelegt, mit dem Ergebnis einer nicht ausreichenden Injektion der Ladung. In diesem Fall tritt ein lokal unbefriedigendes Laden auf. Insbesondere treten in dem vollständig weißen Bild (keine Bildbelichtung) in der Umkehrentwicklungsvorrichtung schwarze Punkte oder ein verschleierter Hintergrund über der gesamten Oberfläche auf. Um diese Probleme zu vermeiden, ist gemäß der nachfolgend gezeigten Tabelle 1 eine Dispergiermenge des SnO&sub2; von 2 - 10 Gewichts-% bevorzugt. Hier ist das SnO&sub2; mit Sb dotiert und hinsichtlich der elektrischen Leitfähigkeit behandelt. Tabelle 1
L/L-Bedingung (15 ºC, 10%)
H/H-Bedingung (32.5 ºC, 85%)
Hierbei kann das leitende Füllmaterial aus einem anderen Metalloxid, leitendem Kohlenstoff oder dergleichen bestehen. Unter Berücksichtigung des gewünschten Erreichens der CG- Schicht durch das Licht während der Bildbelichtung werden bei diesem Ausführungsbeispiel SnO&sub2;-Partikel mit guter Lichtdurchlässigkeit verwendet. Bei einer Dispersion von 70 Gewichts-% des SnO&sub2; in dem Phosphazenharz betrug die Durchlässigkeit der Injektionsschicht 95% bei einem Licht mit einer Wellenlänge von 730 nm. Daher stellt die Latentbilderzeugung durch Bildbelichtung kein praktisches Problem dar.
Andererseits wurde ein Bestätigungstest unter Verwendung eines leitenden Füllmaterials aus TiO&sub2;-Partikeln durchgeführt. Ausgehend von einer ausreichenden Injektion elektrischer Ladung wurden 50 Gewichts-% TiO&sub2; in dem Bindemittel dispergiert Beim Anlegen einer Spannung von -500 V an das Ladeelement ergab sich ein resultierendes Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Elements von -450 V.
Die Lichtdurchlässigkeit verringerte sich jedoch aufgrund der Dispersion des TiO&sub2; (weiße Partikel) in der Ladungsinjektionsschicht auf 50 %. Bei dem Bildbelichtungsvorgang betrug das Lichtabschnittspotential -250 V, wenn ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 730 nm projiziert wurde.
Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt das Latentbildpotential Vd -450 V, während das Lichtabschnittspotential Vl -250 V beträgt, so daß sich ein Latentbildkontrast von 200 V ergibt, und daher die Bilddichte ohne praktisches Problem bereitgestellt werden konnte. Ist die Lichtdurchlässigkeit der Ladungsinjektionsschicht allerdings geringer als 50 %, so ergibt sich aus nachfolgenden Gründen kein gutes Bild.
Ist die Durchlässigkeit geringer als 50 %, so muß die Intensität des Belichtungslichts zum Bereitstellen desselben Lichtabschnittspotentials erhöht werden. Die Erhöhung der Belichtungslichtintensität führt zu einer deutlichen Lichtstreuung durch die leitenden Partikel in der Ladungsinjektionsschicht, und daher wird das Latentbild unscharf, was selbstverständlich unerwünscht ist.
Es folgt eine Beschreibung des Ladungsinjektionsmechanismus. Bei diesem Ausführungsbeispiel fungieren die an der Oberfläche freiliegenden SnO&sub2;-Partikel durch die Bereitstellung der Injektionsschicht als Kondensator. Mit anderen Worten sind eine Vielzahl von kleinen Kondensatoren, zwischen denen sich die CT-Schicht 15 als dielektrisches Element befindet, im Prinzip auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements angeordnet, falls die Dispergiermenge geeignet ist, wie in Fig. 2 dargestellt ist.
Durch Anlegen einer Spannung zwischen die Elektroden und Kontaktieren des leitenden Ladeelement kann die Ladung wie bei einem gewöhnlichen Kondensator auf die Elektrode injiziert werden.
Als Bezugnahme weist die bekannte lichtempfindliche Trommel ohne die Injektionsschicht keine derartigen Elektroden auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements auf, oder die Funktion der Elektroden tritt lediglich im eingeschlossenen Niveau auf, und daher tritt eine ausreichende elektrische Ladungsinjektion auf.
Die Ladewalze 2 gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist einen Widerstand von 1 x 10&sup4; auf, besteht aber aus einer Zweischichtstruktur mit einer elektrisch leitenden elastischen Schicht auf einem leitenden Kemmetall und einer Hochwiderstandsschicht mit höherem spezifischen Widerstand als die leitende elastische Schicht. Dies dient zum Verhindern des streifenförmigen unbefriedigenden Ladevorgangs als Ergebnis des Absinkens des Potentials der Walzenoberfläche aufgrund der Konzentration des Ladestroms auf ein Stiftloch der lichtempfindlichen Trommel, falls vorhanden.
Bei dem vorstehend beschriebenen Drucker erfolgte die Bilderzeugungsoperation unter hohen Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsbedingungen (H/H, 32,5ºC, 83 % RH), unter der Normalbedingung (N/N, 23ºC, 65 % RH) und unter niedrigen Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsbedingungen (L/L, 15ºC, 10 % RH). Es wurde bestätigt, daß gute Bilder ohne unbefriedigendes Laden, Bildunschärfe, Bildfließen oder dergleichen bereitgestellt werden. Bei diesem Verfahren wird keine elektrische Entladung eingesetzt, und daher tritt kaum eine Ozonerzeugung und kaum ein Aufrauhen der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel auf.
Um dasselbe Ladungspotential und dasselbe Bild mit der bekannten lichtempfindlichen Trommel bereitzustellen, ist ein Wechselstromladen mit einer Wechselspannung von 2000 V (Spitze-Spitze-Spannung) bei einem Gleichanteil von -500 V erforderlich. Unter dieser Bedingung betrug die Ozonerzeugung ungefähr 0,01 ppm und die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements wird durch die elektrische Entladung aufgerauht, und es entsteht ein Ladegeräusch aufgrund des oszillierenden elektrischen Felds.
Als Vergleichsbeispiel wurde die Bilderzeugungsoperation unter Verwendung der bekannten lichtempfindlichen Trommel mit dem Vorspannungszustand gemäß diesem Ausführungsbeispiel durchgeführt. Es wurde bestätigt, daß das Oberflächenpotential der lichtempfindlichen Trommel 0 V betrug, d.h. ein Ladevorgang erfolgt nicht.
Wie vorstehend beschrieben, ist das Laden gemäß diesem Ausführungsbeispiel mit geringer Gleichspannung ohne elektrische Entladung möglich, und daher können die Ozonproduktion und das Wechselladegeräusch verhindert werden.
Durch den elektrischen Kontakt des Kontaktladeelements mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements wird die elektrische Ladung in die leitenden Partikel an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements injiziert. Daher wird keine elektrische Ladung injiziert, wenn isolierende Materialien wie beispielsweise Staub im kontaktierten Zustand in der Klemmstelle vorhanden sind, oder wenn ein Defekt oder dergleichen in dem Kontaktladeelement vorhanden ist, mit dem Ergebnis schwarzer Punkte oder dergleichen in dem Bild im Falle der Umkehrentwicklung.
Insbesondere bei der Durchführung der Ladeoperation mit der durch die lichtempfindliche Trommel angetriebenen Ladewalze werden ein Punkt B auf der Ladewalze und ein Punkt A auf der fotoempfindlichen Trommel in der Klemmstelle ständig in Kontakt gebracht.
Daher wird dieser Abschnitt immer unbefriedigend geladen, wenn ein Fremdkörper 10 in der Klemmstelle vorhanden ist. Somit tritt ein unbefriedigender Ladezustand in einem der Ladewalzendrehung entsprechenden Intervall auf, falls die Ladewalze einen Defekt aufweist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Umfangsgeschwindigkeit zwischen der lichtempfindlichen Trommel und dem Ladeelement an der Klemmstelle zwischen dem lichtempfindlichen Element und der Ladewalze oder Ladebürste unterschiedlich.
Aus diesem Grunde kann vermieden werden, daß ein Punkt der lichtempfindlichen Trommel mit verschiedenen Punkten des Kontaktladeelements in der Klemmstelle kontaktiert wird, wodurch ein stellenweise unbefriedigendes Laden verhindert wird. Andererseits verringert sich das Ladungspotential im Vergleich zu dem vorangehenden Ausführungsbeispiel, wenn sich die fotoempfindliche Trommel bei feststehender Ladewalze oder Ladebürste dreht, und daher wird kein zufriedenstellendes Laden erzielt.
Fig. 16 zeigt ein Beispiel, bei dem die Ladewalze angetrieben wird. Sie wird durch ein mit der lichtempfindlichen Trommel koaxial bereitgestelltes Getriebe angetrieben, wobei das Getriebe auf dem Kemmetall der Ladewalze angebracht ist. Durch Ändern des Übersetzungsverhältnisses wird die Ladewalze mit einer um 2% höheren Umfangsgeschwindigkeit gedreht. Dadurch wird ermöglicht, daß ein Punkt auf der lichtempfindlichen Trommel mit einem bestimmten Bereich der leitenden Ladewalze in der Klemmstelle kontaktiert wird, wenn der Fremdkörper wie beispielsweise Staub in die Klemmstelle eingebracht wird, oder wenn die Ladewalze einen Defekt aufweist, so daß das unbefriedigende Laden vermieden werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfaßt das lichtempfindliche OPC-Element eine Ladungstransferschicht (CT-Schicht) aus einem p-Halbleiter auf einem elektrisch leitenden Träger, eine Ladungserzeugungsschicht und eine Ladungsinjektionsschicht in dieser Relhenfolge (Funktionsschichten), wobei es durch das Kontaktladeelement auf die positive Polarität geladen wird.
Erfolgt jedoch bei einem bekannten lichtempfindlichen Element das positive Laden unter Verwendung eines p-Halbleiters, so kann die durch den Ladevorgang auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements bereitgestellte positive Ladung den p- Halbleiter mit den positiven Löchern durchdringen, und es tritt eine sofortige Entladung auf (Ladungsentfernung), und somit ist es schwierig, das geladene Potential beizubehalten.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird jedoch die Rückhalteleistung für positive Ladungen durch das Bereitstellen der Oberflächenladungsinjektionsschicht erhöht, und es ist daher möglich, das geladene Potential für eine in dem elektrofotografischen Prozeß geeignete Zeitdauer beizubehalten. Um diesen Effekt zu verbessern, ist es wirksam, eine Widerstandsschicht (UC-Schicht bei dem ersten Ausführungsbeispiel) zwischen dem leitenden Träger und der Ladungstransferschicht vorzusehen, um dadurch das Abfließen der positiven Ladung in den leitenden Träger zu verhindern.
Bezugnehmend auf Fig. 17 (Fig. 17, (a), Fig. 17, (b) und Fig. 17, (d)) ist die Bewegung der elektrischen Ladung beim Lade- und Belichtungsvorgang dargestellt. Fig. 17 (A) bezieht sich auf das Laden der lichtempfindlichen Trommel ohne die Injektionsschicht (konventionell). Erfolgt das positive Laden un ter Verwendung eines Koronaladers, oder einer Kontaktladeanordnung unter Verwendung einer elektrischen Entladung, so sammelt sich positive Ladung auf der CT-Schichtoberfläche. Es ist jedoch der positiven Ladung nicht möglich, in die aus einem p-Halbleiter gebildete CT-Schicht einzudringen, und daher wird das geladene Potential nicht beibehalten.
Fig. 17 (b) bezieht sich auf die Bewegung der elektrischen Ladung in der lichtempfindlichen Trommel gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Die direkte Ladungsinjektion durch das Kontaktladeelement führt zu einem Eindringen der positiven Ladung in das leitende Füllmaterial in der Ladungsinjektionsschicht an der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht. In der Grenzfläche zwischen der Ladungsinjektionsschicht und der CT-Schicht befindet sich jedoch ein Unterschied in dem Energieniveau wie beispielsweise der Austrittsarbeit oder dergleichen, und daher kann die positive Ladung nicht einfach durch die CT-Schicht abfließen, und daher wird das geladene Potential für eine bestimmte Zeitdauer beibehalten. Durch die Bereitstellung der UC-Schicht kann diese Wirkung weiter verstärkt werden.
Gemäß Fig. 17, (c), bewegen sich aufgrund des elektrischen Felds Paare positiver und negativer elektrischer Ladungen, die durch die Belichtung bei dem Belichtungsvorgang in der Ladungserzeugungsschicht erzeugt wurden, wobei sich die negativen Ladungen mit der positiven Ladung in der Ladungsinjektionsschicht neutralisieren. Andererseits fließen die positiven Ladungen über die Ladungstransferschicht zu dem leitenden Träger ab, so daß sich das Oberflächenpotential des belichteten Teils verringert. Das Energieniveau wird für die Verbindungsoberflächen zwischen der CG-Schicht und der CT-Schicht in üblicher Weise berücksichtigt, um dadurch eine einfache Bewegung der positiven Ladungen zu ermöglichen.
Fig. 18 zeigt das in der lichtempfindlichen Trommel gemäß diesem Ausführungsbeispiel und in der bekannten lichtempfindlichen Trommel auftretende Oberflächenpotential der lichtempfindlichen Trommel, wenn das positive Laden durchgeführt wird. Um die Ladungsrückhalteleistung der positiven Ladung bei gleicher Meßbedingung vergleichen zu können, erfolgte das Laden durch den Wechselstromkontaktladevorgang.
Wie anhand dieser Figur ersichtlich ist, ist es bei der lichtempfindlichen Trommel gemäß diesem Ausführungsbeispiel möglich, die positive Ladung bei der Verwendung des p- Halbleiters beizubehalten.
Somit kann das positive Laden des lichtempfindlichen OPC Elements bei dem Kontaktladevorgang mit niedriger Spannung unter Verwendung des p-Halbleiters erfolgen.
Gemäß vorstehender Beschreibung wird eine Ladungsinjektionsschicht zum Rückhalten der elektrischen Ladung auf dem lichtempfindlichen Element gebildet, und die Ladung wird durch das Kontaktladeelement direkt injiziert, um das elektrische Laden zu bewirken.
Wird jedoch lediglich die niederohmige Schicht auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht gebildet, so fließt die elektrische Ladung lateral in der Oberfläche, was dazu führt, daß das elektrostatische Latentbild nicht beibehalten werden kann. Bei einem Ausführungsbeispiel weist das lichtempfindliche Element eine Struktur mit einer solchen anisotropischen Natur auf, daß der Oberflächenwiderstand hoch, der Widerstand in Richtung des inneren der lichtempfindlichen Trommel dagegen gering ist.
Bei einem Beispiel einer solchen Struktur wird eine geeignete Menge lichtdurchlässiger leitender Partikel (beispielsweise SnO&sub2;) in dem isolierenden Bindemittel dispergiert, wodurch die vorstehend beschriebene anisotropische Leitfähigkeit bereitgestellt werden kann.
Darüber hinaus kann die Ladungsinjektionsschicht die elektrische Ladung unabhängig von der positiven und negativen Polarität beibehalten, und daher ist es bei der Verwendung eines lichtempfindlichen Elements vom Funktionstrennungstyp, wie beispielsweise ein OPC oder dergleichen, möglich, durch Ändern der Schichtreihenfolge der Ladungserzeugungsschicht und der Ladungstransferschicht ein positive oder negatives Latentbild zu erzeugen.

Claims

1. Elektrophotografische Vorrichtung mit:

einem bewegbaren lichtempfindlichen Element (1) mit einer lichtleitenden Schicht (12-15);

einem Ladeelement (2) zum Zuführen elektrischer Ladung zu dem lichtempfindlichen Element (1); und

einer Elektroladungszuführeinrichtung (5; 5B) zum Zuführen einer elektrischen Ladung mit gegenüber der Ladungspolarität des Ladelements (2) umgekehrter Polarität zu dem lichtempfindlichen Element (1);

dadurch gekennzeichnet, daß

das lichtempfindliche Element (1) eine in einer Umfangsrichtung des lichtempfindlichen Elements (1) fortlaufende Abdeckschicht (16) aufweist, die sich in Kontakt mit der lichtleitenden Schicht (12-15) befindet, und die sowohl zum Ermöglichen des Eindringens der durch das Ladeelement (2) zugeführten Ladung in die lichtleitende Schicht (12-15) als auch zum Verhindern des Eindringens der durch die Elektroladungszuführeinrichtung zugeführten elektrischen Ladung in die lichtleitende Schicht (12-15) über die Grenzfläche zwischen der Abdeckschicht (16) und der lichtleitenden Schicht (12-15) dient.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei an der Grenzfläche ein pn-Übergang (pn) definiert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Abdeckschicht (16) aus einem Bindemittel besteht, in dem Halbleiterteilchen (17) mit einer gegenüber dem mit der Abdeckschicht (16) in Kontakt befindlichen Halbleitermaterial (15) der lichtleitenden Schicht (12-15) umgekehrten Polarität dispergiert sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Halbleiterteilchen (17) aus dotiertem Halbleitermaterial bestehen und somit eine erhöhte elektrische Leitfähigkeit aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Abdeckschicht (16) pro 100 Gewichtsanteilen des Bindemittels 2-100 Gewichtsanteile der Halbleiterteilchen (17) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei die Halbleiterteilchen (17) aus einem Metalloxid oder Kohlenstoff bestehen und eine p- oder n-Dotierstoffverunreinigung enthalten.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Halbleiterteilchen (17) aus einem aus SnO&sub2;, TiO&sub2;, ZnO&sub2;, In&sub2;O&sub3;, Cu&sub2;O, WO&sub3; oder BaTiO&sub2; gewählten Metalloxid bestehen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Halbleiterteilchen (17) aus Sb-dotiertem SnO&sub2; und das Bindemittel aus Phosphazenharzmaterial bestehen.

9. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Abdeckschicht (16) eine Lichtdurchlässigkeit von nicht weniger als 50% aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die lichtleitende Schicht (12-15) eine Ladungserzeugungsschicht (14) und eine Ladungstransportschicht (15), die sich auf der Ladungserzeugungsschicht (15) befindet und mit dieser und der Abdeckchicht (16) in Kontakt steht, umfaßt.

11. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei das Ladeelement (2) mit dem lichtempfindlichen Element (1) kontaktierbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Ladeelement (2) unter Reibeinwirkung auf das lichtempfindliche Element (1) bewegbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, mit einer Einrichtung zum Bewegen des Ladeelements (2) und des lichtempfindlichen Elements (1) in der Weise, daß eine Umfangsgeschwindigkeit des Ladeelements (2) in einer zwischen diesen gebildeten Klemmstelle größer ist als eine Umfangsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements (1).

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Ladeelement (2) walzenförmig ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, mit einer Bilderzeugungseinrichtung (2-4) zum Erzeugen eines Bilds auf dem lichtempfindlichen Element (1), wobei das Ladeelement (2) einen Teil dieser darstellt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Bilderzeugungseinrichtung (2-4) ein Umkehrentwicklungsgerät (4) aufweist zum Zuführen von Tonerteilchen mit einer elektrischen Ladung derselben Polarität wie die durch das Ladeelement (2) zugeführte elektrische Ladung, zum Entwickeln eines Tonerbilds auf dem lichtempfindlichen Element (1), wobei die Ladezuführeinrichtung (5; 5B) als eine in der Vorrichtung enthaltene Bildtransfereinrichtung (1, 5; 1, 5B) zum Übertragen des Tonerbilds auf ein Transfermaterial (P) ausgestaltet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Bildtransfereinrichtung (1, 5B) ein mit der Rückseite des Transfermaterials (P) kontaktierbares Transferelement (5B) umfaßt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei das Transferelement (5B) in Abwesenheit des Transfermaterials (P) mit dem lichtempfindlichen Element (1) kontaktierbar ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, wobei das Transferelement (5B) walzenförmig ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei das Transferelement (5B) einen Widerstand von nicht mehr als 5x10&sup9; Ohm aufweist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, mit einer Einrichtung zum Zuführen einer konstanten Hochspannung zu dem Transferelement (5B) während der Übertragung des Tonerbilds.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, mit einer Einrichtung zum Zuführen eines Konstantstroms zu dem Transferelement (5B) während der Übertragung des Tonerbilds.

23. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche 15 bis 22, wobei die Bilderzeugungseinrichtung (2-4) eine stromabwärts des Ladeelements (2) angeordnete Bildbelichtungseinrichtung (3) umfaßt zum Belichten des lichtempfindlichen Elements (1) mit einem Licht (L) des Bilds, um ein Latentbild mit gegenüber der Ladungszuführeinrichtung (5; 5B) umgekehrter Polarität zu erzeugen.

24. Prozeßkassette zur Verwendung in einer elektrophotografische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Kassette (8) umfaßt:

ein drehbares lichtempfindliches Element (1) mit einer lichtleitenden Schicht (12-15);

ein Ladeelement (2) zum Zuführen elektrischer Ladung zu dem lichtempfindlichen Element (1); und

eine Umkehrentwicklungsgerät (4) zum Zuführen von Tonerteilchen mit einer elektrischen Ladung derselben Polarität wie die durch das Ladeelement (2) zugeführte elektrische Ladung, zum Entwickeln eines Tonerbilds auf dem lichtempfindlichen Element (1);

dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Element (1) eine in einer Umfangsrichtung des lichtempfindlichen Elements (1) fortlaufende Abdeckschicht (16) aufweist, die sich in Kontakt mit der lichtleitenden Schicht (12-15) befindet, und die sowohl zum Ermöglichen des Eindringens der durch das Ladeelement (2) zugeführten Ladung in die lichtleitende Schicht (12-15) als auch zum Verhindern des Eindringens der durch die Elektroladungszuführeinrichtung zugeführten elektrischen Ladung in die lichtleitende Schicht (12-15) über die Grenzfläche zwischen der Abdeckschicht (16) und der lichtleitenden Schicht (12-15) dient.

25. Kassette nach Anspruch 24, wobei an der Grenzfläche ein pn-Übergang (pn) definiert ist.

26. Kassette nach Anspruch 25, wobei die Abdeckschicht (16) aus einem Bindemittel besteht, in dem Halbleiterteilchen (17) mit einer gegenüber dem mit der Abdeckschicht (16) in Kontakt befindlichen Halbleitermaterial (15) der lichtleitenden Schicht (12-15) umgekehrten Polarität dispergiert sind.

27. Kassette nach Anspruch 26, wobei die Halbleiterteilchen (17) aus dotiertem Halbleitermaterial bestehen und somit eine erhöhte elektrische Leitfähigkeit aufweisen.

28. Kassette nach Anspruch 27, wobei die Abdeckschicht (16) pro 100 Gewichtsanteilen des Bindemittels 2-100 Gewichtsanteile der Halbleiterteilchen (17) aufweist.

29. Kassette nach einem der Ansprüche 27 oder 28, wobei die Halbleiterteilchen (17) aus einem Metalloxid oder Kohlenstoff bestehen und eine p- oder n-Dotierstoffverunreinigung enthalten.

30. Kassette nach Anspruch 29, wobei die Halbleiterteilchen (17) aus einem aus SnO&sub2;, TiO&sub2;, ZnO&sub2;, In&sub2;O&sub3;, Cu&sub2;O, WO&sub3; oder Ba- TiO&sub2; gewählten Metalloxid bestehen.

31. Kassette nach Anspruch 30, wobei die Halbleiterteilchen (17) aus Sb-dotiertem SnO&sub2; und das Bindemittel aus Phosphazenharzmaterial bestehen.

32. Kassette nach einem der vorgenannten Ansprüche 24 bis 31, wobei die Abdeckschicht (16) eine Lichtdurchlässigkeit von nicht weniger als 50% aufweist.

33. Kassette nach einem der vorgenannten Ansprüche 24 bis 32, wobei die lichtleitende Schicht (12-15) eine Ladungserzeugungsschicht (14) und eine Ladungstransportschicht (15), die sich auf der Ladungserzeugungsschicht (15) befindet und mit dieser und der Abdeckchicht (16) in Kontakt steht, umfaßt.

34. Kassette nach einem der vorgenannten Ansprüche 24 bis 33, wobei das Ladeelement (2) mit dem lichtempfindlichen Element (1) kontaktierbar ist.

35. Kassette nach Anspruch 34, wobei das Ladeelement (2) unter Reibeinwirkung auf das lichtempfindliche Element (1) bewegbar ist.

36. Kassette nach Anspruch 34 oder 35, wobei das Ladeelement (2) walzenförmig ist.

37. Elektrophotografisches Verfahren zum Kopieren oder Drukken anhand der Schritte:

Zuführen einer ersten elektrischer Ladung zu der Oberfläche eines bewegbaren lichtempfindlichen Elements (1) und Injizieren der Ladung in dessen lichtempfindliche Schicht (12-15); Belichten des lichtempfindlichen Elements (11) mit Licht (L) eines Bilds zum Erzeugen eines Latentbilds,

Zuführen von Umkehrentwicklungs-Tonerteilchen mit einer elektrischen Ladung derselben Polarität wie die der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements (1) zugeführte erste elektrische Ladung, zum Entwickeln eines Tonerbilds aus dem Latentbild; und

Übertragen des Tonerbilds auf ein Transfermaterial unter Zuführung einer zweiten elektrischen Ladung mit gegenüber den Tonerteilchen umgekehrter Polarität;

dadurch gekennzeichnet, daß

das Eindringen der zweiten elektrischen Ladung in die lichtleitende Schicht (12-15) des lichtempfindlichen Elements (1) beim Übertragungsvorgang verhindert wird durch einen Gleichrichtungsvorgang an der Übergangsfläche zwischen der lichtempfindlichen Schicht (12-15) und einer Schicht (16), die in einer Umfangsrichtung des lichtempfindlichen Elements (1) fortlaufend ist und sich in Kontakt mit der lichtleitenden Schicht (12-15) befindet.

38. Verfahren nach Anspruch 37, wobei die zweite elektrische Ladung lediglich während des Übertragungsvorgangs zugeführt wird.

39. Verfahren nach Anspruch 37, wobei das lichtempfindliche Element (1) vor und während des Übertragungsvorgangs gedreht wird und die zweite elektrische Ladung sowohl während des Übertragungsvorgangs als auch während einer dem Übertragungsvorgang vorgeschalteten Vorrotationsphase zugeführt wird.

40. Verfahren nach Anspruch 37 oder 39, wobei die zweite elektrische Ladung sowohl während des Übertragungsvorgangs als auch innerhalb einer auf den Übertragungsvorgang folgenden und einem nächsten Übertragullgsvorgang vorgeschalteten Periode zugeführt wird.