DE3943017A1 - Elektrophotographisches bilderzeugungsverfahren, bei dem ein amorphes silicium enthaltendes lichtempfangendes element mit einer zum tragen eines ladungsbildes dienenden schicht und einer zum tragen eines entwickelten bildes dienenden schicht und ein feinteiliger isolierender toner verwendet werden - Google Patents
Elektrophotographisches bilderzeugungsverfahren, bei dem ein amorphes silicium enthaltendes lichtempfangendes element mit einer zum tragen eines ladungsbildes dienenden schicht und einer zum tragen eines entwickelten bildes dienenden schicht und ein feinteiliger isolierender toner verwendet werdenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Bilderzeu
gungsverfahren, das beständig und wiederholt Bilder von hoher
Qualität liefert, die eine ausgezeichnete Auflösung und Tonwert
wiedergabe zeigen. Die Erfindung betrifft insbesondere ein
elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren, bei dem
- (i) ein amorphes Silicium enthaltendes lichtempfangendes Ele ment mit einer photoleitfähigen Schicht, einer zum Tragen eines latenten Bildes bzw. Ladungsbildes dienenden Schicht und einer zum Tragen eines entwickelten Bildes dienenden Schicht und
- (ii) ein feinteiliger isolierender Toner mit einer mittleren Teilchengröße (Volumenmittel) von 4,5 bis 9,0 µm verwendet werden, wodurch möglich gemacht wird, daß beständig und wiederholt und mit hoher Geschwindigkeit Bilder von hoher Qualität erzeugt werden, die eine ausgezeichnete Auflösung und Tonwertwiedergabe zeigen.
Es sind einige lichtempfangende Elemente des amorphes Silicium
enthaltenden Systems vorgeschlagen worden. Sie werden als
elektrophotographische lichtempfangende Elemente angesehen, die
nicht nur für die Anwendung bei mit hoher Geschwindigkeit arbei
tenden elektrophotographischen Kopiergeräten, sondern auch für
die Anwendung bei Laserstrahldruckern geeignet sind, weil sie
eine hohe Oberflächenhärte haben, eine hohe Empfindlichkeit ge
genüber langwelligem Licht, z. B. gegenüber dem Licht eines Halb
leiterlaserstrahls (770 nm bis 800 nm), zeigen und selbst in
dem Fall, daß sie für eine lange Zeit wiederholt verwendet wer
den, kaum einen Qualitätsverlust erleiden.
Fig. 3 ist eine schematische Schnittzeichnung des typischen Auf
baus eines solchen lichtempfangenden Elements des amorphes Sili
cium enthaltenden Systems. Es besteht aus einem elektrisch lei
tenden Träger 301, der aus einem geeigneten Material wie z.B.
Aluminium hergestellt ist, und einer lichtempfangenden Schicht.
Die lichtempfangende Schicht besteht aus einer Ladungsinjek
tions-Verhinderungsschicht 302, die dazu befähigt ist, die In
jektion einer Ladung von der Seite des Trägers 301 zu verhin
dern, einer photoleitfähigen Schicht 303, die Photoleitfähig
keit zeigt, und einer Oberflächen-Schutzschicht 304.
Das Bilderzeugungsverfahren, bei dem das erwähnte lichtempfan
gende Element verwendet wird, wird beispielsweise folgenderma
ßen unter Anwendung eines geeigneten elektrophotographischen Ko
piergeräts, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, durchgeführt.
Fig. 4 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau eines ge
bräuchlichen elektrophotographischen Kopiergerätes erläutert.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, sind in der Nähe eines zylindrischen
lichtempfangenden Elements 401 mit dem in Fig. 3 gezeigten Auf
bau, das sich in der durch einen Pfeil gezeigten Richtung dreht,
eine Haupt-Koronaladeeinrichtung 402, ein zur Erzeugung eines
elektrostatischen Ladungsbildes dienender Mechanismus 403, ein
Entwicklungsmechanismus 404, ein zur Zuführung eines Bildemp
fangsblattes dienender Mechanismus 405, eine Übertragungs-Lade
einrichtung 406 (a), eine Trennungs-Ladeeinrichtung 406 (b), ein
Reinigungsmechanismus 407, ein zur Beförderung eines Bildemp
fangsblattes dienender Mechanismus 408 und eine Ladungsentfer
nungslampe 409 angeordnet.
Das zylindrische lichtempfangende Element 401 wird durch eine
Heizeinrichtung 423 bei einer festgelegten Temperatur gehalten.
Das zylindrische lichtempfangende Element 401 wird durch die
Haupt-Koronaladeeinrichtung 402, an die eine festgelegte Span
nung angelegt ist, gleichmäßig geladen. Dann wird ein zu kopie
rendes Original 412, das auf ein Kontaktglas 411 aufgelegt ist,
durch das Kontaktglas 411 hindurch mit einem Licht aus einer
Lichtquelle 410 wie z. B. einer Halogenlampe oder einer Leucht
stofflampe bestrahlt, und das resultierende reflektierte Licht
wird durch Spiegel 413, 414 und 415, ein Linsensystem 417, das
ein Filter 418 enthält, und einen Spiegel 416 auf die Oberflä
che des zylindrischen lichtempfangenden Elements 401 projiziert,
wodurch ein dem Original 412 entsprechendes elektrostatisches
Ladungsbild erzeugt wird.
Dieses elektrostatische Ladungsbild wird mit dem Toner, der
durch den Entwicklungsmechanismus 404 zugeführt wird, entwic
kelt, wodurch ein Tonerbild erzeugt wird. Durch den zur Zufüh
rung eines Bildempfangsblattes dienenden Mechanismus 405, der
eine Bildempfangsblattführung 419 und ein Paar Zuführungs-Zeit
geberwalzen 422 aufweist, wird ein Bildempfangsblatt P zuge
führt, so daß das Bildempfangsblatt P mit der Oberfläche des zy
lindrischen lichtempfangenden Elements 401 in Kontakt gebracht
wird, und von der Rückseite des Bildempfangsblattes P her wird
mit der Übertragungs-Ladeeinrichtung 406 (a), an die eine festge
legte Spannung angelegt ist, eine Koronaladung mit einer von
der Polarität des Toners verschiedenen Polarität durchgeführt,
wodurch das Tonerbild auf das Bildempfangsblatt P übertragen
wird. Das Bildempfangsblatt P mit dem darauf übertragenen Toner
bild wird durch die Ladungsentfernungswirkung der Trennungs-Ko
ronaladeeinrichtung 406 (b), an die eine festgelegte Wechselspan
nung angelegt ist, auf elektrostatischem Wege von dem zylindri
schen lichtempfangenden Element 401 getrennt und dann mit dem
zur Beförderung eines Bildempfangsblattes dienenden Mechanismus
408 zu einer (nicht gezeigten) Fixierzone befördert. Der rest
liche Toner auf der Oberfläche des zylindrischen lichtempfangen
den Elements 401 wird durch eine Reinigungsrakel 421 entfernt,
wenn die Oberfläche zu dem Reinigungsmechanismus 407 gekommen
ist, und der entfernte Toner wird durch eine Einrichtung zum
Austragen von verbrauchtem Toner (Förderschnecke) 424 ausgetra
gen. Dann wird das zylindrische lichtempfangende Element 401,
das auf diese Weise gereinigt worden ist, durch die Ladungsent
fernungslampe 409 vollständig belichtet, um die restliche La
dung zu löschen, und wieder dem vorstehend beschriebenen Zyklus
unterzogen.
Das lichtempfangende Element des amorphes Silicium enthaltenden
Systems, das bei dem vorstehend beschriebenen Bilderzeugungsver
fahren zu verwenden ist, hat Vorteile, wie sie vorstehend er
wähnt worden sind; beispielsweise zeigt es eine hohe Empfind
lichkeit gegenüber langwelligem Licht (Empfindlichkeitsmaximum
in der Nähe von 680 nm; Empfindlichkeitsbereich von 400 bis 800 nm),
und es ist für die praktische Anwendung zufriedenstellend,
weil durch Kopieren praktisch annehmbare Bilder, die weder von
gebrochenen Linienbildern noch von schmierigen bzw. verwasche
nen Linienbildern begleitet sind, erzeugt werden können, solan
ge gewöhnliche Schriftstücke kopiert werden. Diese Vorteile rei
chen jedoch nicht aus, um die seit kurzem steigende Nachfrage
nach der Erzeugung von Bildern von hoher Qualität, die einem
gedruckten Bild, das durch eine Druckmaschine erhalten wird,
gleichwertig sind, zu erfüllen.
D. h., wenn man versucht, ein Original, das äußerst feine Linien
mit einer Breite von 100 µm oder weniger enthält, durch das vor
stehend beschriebene Bilderzeugungsverfahren unter Anwendung ei
nes lichtempfangenden Elements des amorphes Silicium enthalten
den Systems, wie es vorstehend erwähnt wurde, zu kopieren, tre
ten unter den Linien, die durch das Kopieren erhalten werden,
oft Linien auf, die in unerwünschter Weise fett oder schmierig
bzw. verwaschen sind. Wenn man versucht, ein Original, das kom
plizierte chinesische Schriftzeichen (japanisch "kanji") mit ei
ner Größe von 2 mm oder weniger enthält, durch das vorstehend
beschriebene Bilderzeugungsverfahren zu kopieren, weisen die
chinesischen Schriftzeichen, die durch das Kopieren erhalten
werden, oft gebrochene Linienbilder oder schmierige bzw. verwa
schene Linienbilder auf, die schwer zu unterscheiden sind.
Es wird infolgedessen allgemein anerkannt, daß das vorstehend
beschriebene Bilderzeugungsverfahren, bei dem ein lichtempfan
gendes Element des amorphes Silicium enthaltenden Systems ver
wendet wird, hauptsächlich wegen ungenügender Auflösung nicht
zum Kopieren bzw. Wiedergeben von Originalen, wie sie vorste
hend erwähnt wurden, beispielsweise von Katalogen oder Handbü
chern von Verkaufsartikeln, geeignet ist.
Das vorstehend erwähnte Problem wird anscheinend verursacht,
wenn das Bilderzeugungsverfahren in einer Umgebung mit hoher
Feuchtigkeit durchgeführt wird. Um dieses Problem zu beseiti
gen, ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem das licht
empfangende Element des amorphes Silicium enthaltenden Systems
erhitzt wird. Es ist jedoch noch schwierig, von Originalen, die
äußerst feine Linien oder komplizierte chinesische Schriftzei
chen enthalten, durch Kopieren erwünschte Bilder zu erhalten.
Unabhängig von den vorangehenden Ausführungen hat das vorste
hend beschriebene Bilderzeugungsverfahren, bei dem ein lichtemp
fangendes Element des amorphes Silicium enthaltenden Systems
verwendet wird, den weiteren Nachteil, daß wegen der Koronala
dung eine bestimmte Menge von Ozon oder von durch Ozon verur
sachten Reaktionsprodukten (wie z. B. Stickoxiden) erzeugt wird.
Die erzeugte Ozonmenge ist der Menge des elektrischen Stromes,
der der Ladeeinrichtung zugeführt wird, proportional. Ferner
ist die erzeugte Ozonmenge im Fall des negativen Ladens 5- bis
10 mal so groß wie im Fall des positiven Ladens.
Um zu verhindern, daß erzeugtes Ozon aus dem System nach außen
entweicht, ist das System mit einem (in der Figur nicht gezeig
ten) Aktivkohlefilter ausgestattet, durch das das Ozon adsor
biert oder zersetzt wird, so daß die Luft, die aus dem System
abgelassen wird, einen Ozongehalt von höchstens 0,1 ppm erhält.
In Verbindung mit dem Umstand, daß elektrophotographische Ko
piergeräte in zunehmendem Maße nicht nur in Büros, sondern auch
in Privathäusern verwendet werden, nehmen jedoch gesellschaftli
che Forderungen nach einer weiteren Verminderung des Ozongehal
tes in der Luft, die aus dem System abgelassen wird, zu.
Das Ozon, das in einem elektrophotographischen Kopiergerät er
zeugt wird, ist für ein lichtempfangendes Element des amorphes
Silicium enthaltenden Systems, das in das Kopiergerät eingebaut
ist, problematisch, weil das Qzon und die als Ergebnis der Reak
tion mit Luft verursachten Reaktionsprodukte an die Oberfläche
des lichtempfangenden Elements adsorbiert werden und chemische
Reaktionen zwischen dem Ozon, den Reaktionsprodukten und den
diese Oberfläche bildenden Materialien verursachen, was zur Fol
ge hat, daß die Eigenschaften des lichtempfangenden Elements in
unerwünschter Weise verändert werden. Dies führt insbesondere
zu einer Verminderung der Auflösung. Diese Situation ist in dem
Fall bedeutsam, daß das Bilderzeugungsverfahren unter Anwendung
eines lichtempfangenden Elements des amorphes Silicium enthal
tenden Systems durchgeführt wird, das wiederholt in einer Umge
bung mit hoher Feuchtigkeit angewandt worden ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend erwähn
ten Nachteile, die bei dem vorstehend beschriebenen bekannten
Bilderzeugungsverfahren gefunden werden, zu beseitigen und ein
verbessertes Bilderzeugungsverfahren zu entwickeln, das es mög
lich macht, selbst von Originalen, die äußerst feine Linien und/
oder komplizierte, sehr kleine chinesische Schriftzeichen ent
halten, durch Kopieren mit hoher Geschwindigkeit unter Anwen
dung eines amorphes Silicium enthaltenden lichtempfangenden Ele
ments erwünschte Bilder von hoher Qualität zu erzeugen, und das
die vorstehend erwähnten Forderungen erfüllt.
Ferner soll durch die Erfindung ein verbessertes, mit hoher Ge
schwindigkeit arbeitendes Bilderzeugungsverfahren bereitge
stellt werden, das es möglich macht, in einem Original enthal
tene äußerst feine Linien und sehr kleine Punkte durch Kopie
ren in einem Zustand wiederzugeben, der dem Original gleichwer
tig ist, und Bilder von sehr hoher Qualität zu erzeugen.
Die Erfindung, durch die die vorstehend erwähnte Aufgabe gelöst
wird, umfaßt die folgenden Ausführungsformen.
Die erste Ausführungsform der Erfindung besteht in einem verbes
serten Bilderzeugungsverfahren, das mit einem elektrophotogra
phischen Kopiersystem durchzuführen ist und bei dem in Kombina
tion
(i) ein lichtempfangendes Element, das aus einem Träger und ei
ner auf dem Träger angeordneten lichtempfangenden Schicht be
steht, wobei die lichtempfangende Schicht aus
- a) einer ersten Schicht, die Photoleitfähigkeit zeigt (nachste hend als "photoleitfähige Schicht" bezeichnet) und aus einem amorphen Material gebildet ist, das Siliciumatome (Si) als Ma trix und wenigstens Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) enthält [dieses amorphe Material wird nachstehend als "a-Si(H,X)" bezeichnet],
- b) einer zweiten Schicht, die dazu befähigt ist, ein Ladungs bild zu tragen (nachstehend als "zum Tragen eines Ladungsbildes dienende Schicht" bezeichnet) und aus einem amorphen Material gebildet ist, das Siliciumatome (Si) als Matrix, Kohlenstoffato me (C) und Atome eines Elements, das zu der Gruppe III des Pe riodensystems gehört, (nachstehend als "Element der Gruppe III" bezeichnet) und Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) enthält [dieses amorphe Material wird nachstehend als "a-SiC:M(H,X)" bezeichnet, worin M Atome eines Elements der Gruppe III bedeutet], und
- c) einer dritten Schicht, die dazu befähigt ist, ein entwickel tes Bild zu tragen (nachstehend als "zum Tragen eines entwickel ten Bildes dienende Schicht" bezeichnet) und aus einem amorphen Material gebildet ist, das Siliciumatome (Si) als Matrix, Koh lenstoffatome (C) und Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenato me (X) enthält [dieses amorphe Material wird nachstehend als "a-SiC(H,X)" bezeichnet] ,
besteht, wobei die drei Schichten (a) bis (c) in dieser Reihen
folge von der Seite des Trägers aus übereinandergeschichtet
sind, und
(ii) ein feinteiliger isolierender Toner mit einer mittleren Teilchengröße (Volumenmittel) von 4,5 bis 9,0 µm als Entwickler verwendet werden.
(ii) ein feinteiliger isolierender Toner mit einer mittleren Teilchengröße (Volumenmittel) von 4,5 bis 9,0 µm als Entwickler verwendet werden.
Die zweite Ausführungsform der Erfindung besteht in einem ver
besserten Bilderzeugungsverfahren, das mit einem elektrophoto
graphischen Kopiersystem durchzuführen ist und bei dem in Kom
bination
(i) ein lichtempfangendes Element, das aus einem Träger und ei
ner auf dem Träger angeordneten lichtempfangenden Schicht be
steht, wobei die lichtempfangende Schicht aus
- a) einer photoleitfähigen Schicht, die aus a-Si(H,X) gebildet ist,
- b) einer zum Tragen eines Ladungsbildes dienenden Schicht, die aus a-SiC:M(H,X) gebildet ist, und
- c) einer 300,0 bis 1000,0 nm dicken zum Tragen eines entwickel ten Bildes dienenden Schicht, die aus a-SiC(H,X) gebildet ist, besteht, die in dieser Reihenfolge von der Seite des Trägers aus übereinandergeschichtet sind, und
(ii) ein feinteiliger isolierender Toner mit einer mittleren
Teilchengröße (Volumenmittel) von 4,5 bis 9,0 µm
verwendet werden.
Die dritte Ausführungsform der Erfindung besteht in einem ver
besserten Bilderzeugungsverfahren, das mit einem elektrophoto
graphischen Kopiersystem durchzuführen ist und bei dem in Kom
bination
(i) ein lichtempfangendes Element, das aus einem Träger und ei ner auf dem Träger angeordneten lichtempfangenden Schicht be steht, wobei die lichtempfangende Schicht aus
(i) ein lichtempfangendes Element, das aus einem Träger und ei ner auf dem Träger angeordneten lichtempfangenden Schicht be steht, wobei die lichtempfangende Schicht aus
- a) einer photoleitfähigen Schicht, die aus a-Si(H,X) gebildet ist,
- b) einer zum Tragen eines Ladungsbildes dienenden Schicht, die aus a-SiC:M(H,X) gebildet ist, und
- c) einer aus a-SiC(H,X) gebildeten zum Tragen eines entwickel ten Bildes dienenden Schicht, die einen spezifischen Widerstand von 1012 bis 1016 Ohm×cm hat,
besteht, die in dieser Reihenfolge von der Seite des Trägers
aus übereinandergeschichtet sind, und
(ii) ein feinteiliger isolierender Toner mit einer mittleren Teilchengröße (Volumenmittel) von 4,5 bis 9,0 µm verwendet werden.
(ii) ein feinteiliger isolierender Toner mit einer mittleren Teilchengröße (Volumenmittel) von 4,5 bis 9,0 µm verwendet werden.
Die vierte Ausführungsform der Erfindung besteht in einem ver
besserten Bilderzeugungsverfahren, das mit einem elektrophoto
graphischen Kopiersystem durchzuführen ist und bei dem in Kom
bination
(i) ein lichtempfangendes Element, das aus einem Träger und ei
ner auf dem Träger angeordneten lichtempfangenden Schicht be
steht, wobei die lichtempfangende Schicht aus
- a) einer photoleitfähigen Schicht, die aus a-Si(H,X) gebildet ist,
- b) einer zum Tragen eines Ladungsbildes dienenden Schicht, die aus a-SiC:M(H,X) gebildet ist, und
- c) einer zum Tragen eines entwickelten Bildes dienenden Schicht, die aus a-SiC(H,X) gebildet ist,
besteht, und
(ii) ein feinteiliger isolierender Toner mit einer mittleren Teilchengröße (Volumenmittel) von 4,5 bis 9,0 µm verwendet werden und die Bilderzeugung durchgeführt wird, wäh rend die Oberfläche des lichtempfangenden Elements (i) bei ei ner Temperatur von 10 bis 40 °C gehalten wird.
(ii) ein feinteiliger isolierender Toner mit einer mittleren Teilchengröße (Volumenmittel) von 4,5 bis 9,0 µm verwendet werden und die Bilderzeugung durchgeführt wird, wäh rend die Oberfläche des lichtempfangenden Elements (i) bei ei ner Temperatur von 10 bis 40 °C gehalten wird.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beige
fügten Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1(A) bis 1(C) sind schematische Ansichten, die jeweils den
typischen Schichtaufbau eines typischen amorphes Silicium ent
haltenden lichtempfangenden Elements, das im Rahmen der Erfin
dung zu verwenden ist, erläutern.
Fig. 2 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau eines elek
trophotographischen Kopiersystems erläutert, das für die Durch
führung des Bilderzeugungsverfahrens gemäß jeder der ersten bis
vierten Ausführungsform der Erfindung geeignet ist.
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die den Schichtaufbau ei
nes herkömmlichen lichtempfangenden Elements erläutert.
Fig. 4 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau eines ge
bräuchlichen elektrophotographischen Kopiersystems erläutert.
Fig. 5 ist eine schematische Ansicht, die eine Herstellungsvor
richtung für die Herstellung eines im Rahmen der Erfindung zu
verwendenden amorphes Silicium enthaltenden lichtempfangenden
Elements erläutert.
Fig. 6 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau eines im
Rahmen der Erfindung zu verwendenden Ozonentfernungsfilters mit
Wabenstruktur erläutert.
Fig. 7 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau eines ande
ren im Rahmen der Erfindung zu verwendenden Ozonentfernungsfil
ters mit Wabenstruktur erläutert.
Fig. 8 ist eine schematische Ansicht, die die typische Waben
struktur für das im Rahmen der Erfindung zu verwendende Ozonent
fernungsfilter erläutert.
Fig. 9 ist eine schematische Ansicht, die eine in den nachste
hend beschriebenen Versuchen angewandte Testtafel für die Be
stimmung der Auflösung erläutert.
Fig. 10 bis 36 sind graphische Darstellungen, die jeweils die
Wechselbeziehungen zwischen den mittleren Teilchengrößen (Volu
menmittel) des Toners und den bei den nachstehend beschriebenen
Versuchen erhaltenen Werten der Auflösung erläutern.
Fig. 37 bis 63 sind graphische Darstellungen, die jeweils die
Wechselbeziehungen zwischen den mittleren Teilchengrößen (Volu
menmittel) des Toners und den bei den nachstehend beschriebenen
Versuchen erhaltenen Werten der Tonwertwiedergabe erläutern.
Fig. 64 ist eine graphische Darstellung, die die Ergebnisse
zeigt, die bei der Messung des Wirkungsgrades der Ozonentfer
nung verschiedener Ozonentfernungsfilter bei den nachstehend be
schriebenen Versuchen erhalten wurden.
Die Erfinder haben ausgedehnte Untersuchungen durchgeführt, um
die vorstehend erwähnten Nachteile, die bei dem bekannten Bild
erzeugungsverfahren gefunden werden, zu beseitigen und die Auf
gabe der Erfindung zu lösen, und haben als Ergebnis der Untersu
chungen festgestellt, daß die Aufgabe der Erfindung wirksam ge
löst werden kann, wenn in Kombination ein besonderes amorphes
Silicium enthaltendes lichtempfangendes Element und ein besonde
rer feinteiliger isolierender Toner verwendet werden.
Das erfindungsgemäße elektrophotographische Bilderzeugungsver
fahren umfaßt die vier vorstehend erwähnten Ausführungsformen
und macht es möglich, durch Kopieren beständig und wiederholt
und mit hoher Geschwindigkeit und unter allen Umgebungsbedingun
gen Bilder von hoher Qualität zu erzeugen, die eine ausgezeich
nete Auflösung und Tonwertwiedergabe zeigen.
Die Ursache dafür, daß durch die kombinierte Verwendung einer
besonderen amorphes Silicium enthaltenden lichtempfangenden
Schicht und eines besonderen feinteiligen isolierender Toners
diese bedeutenden Wirkungen erzielt werden, ist nicht klar. Aus
den Ergebnissen der nachstehend erwähnten Versuche kann jedoch
geschlossen werden, daß die Ursache vermutlich in einer syner
gistischen Wirkung der folgenden Einflußgrößen besteht: Weil
das amorphes Silicium enthaltende lichtempfangende Element die
zum Tragen eines Ladungsbildes dienende Schicht unter der zum
Tragen eines entwickelten Bildes dienenden Schicht aufweist,
wird ein erwünschtes Ladungsbild wirksam erzeugt, ohne daß es
durch Änderungen der Umgebungsbedingungen nachteilig beeinflußt
wird; weil das Ladungsbild durch die zum Tragen eines entwik
kelten Bildes dienende Schicht unter Verwendung des besonderen
feinteiligen isolierenden Toners entwickelt wird, wirkt zwi
schen dem Ladungsbild und dem feinteiligen isolierenden Toner
eine Coulombsche Kraft; weil die Dicke der zum Tragen eines ent
wickelten Bildes dienenden Schicht auf einen Wert von 300,0 bis
1000,0 nm eingestellt wird, wird die Haltbarkeit des lichtemp
fangenden Elements verbessert; weil der spezifische Widerstand
der zum Tragen eines entwickelten Bildes dienenden Schicht auf
einen Wert von 1012 bis 1016 Ohm×cm eingestellt wird, werden
die Eigenschaften des lichtempfangenden Elements durch Änderun
gen der Umgebungsbedingungen nicht nachteilig beeinflußt; und
weil die Oberfläche des lichtempfangenden Elements während der
Durchführung des Bilderzeugungsverfahrens bei einer Temperatur
von 10 bis 40°C gehalten wird, wird verhindert, daß der isolie
rende Toner in dem Reinigungsmechanismus blockt bzw. in uner
wünschter Weise anhaftet, und infolgedessen wird das elektropho
tographische Bilderzeugungssystem stabil gehalten.
Das erfindungsgemäße elektrophotographische Bilderzeugungsver
fahren umfaßt ferner die Anwendung eines Ozonentfernungsfilters
des Metalloxidsystems, das eine Heizeinrichtung aufweist und da
zu befähigt ist, Ozon, das durch die Ladeeinrichtung erzeugt
wird, und durch das Ozon verursachte Reaktionsprodukte wirksam
zu entfernen. In diesem Fall werden die Eigenschaften des licht
empfangenden Elements und die Eigenschaften des isolierenden To
ners stabil gehalten, und ferner werden diese Eigenschaften wäh
rend des Bilderzeugungsverfahrens in erwünschter Weise gezeigt.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beige
fügten Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1(A), 1(B) und 1(C) sind schematische Schnittzeichnungen,
die jeweils den Schichtaufbau des lichtempfangenden Elements,
das im Rahmen der Erfindung zu verwenden ist, erläutern.
Fig. 1(A) zeigt den typischsten Schichtaufbau des lichtempfan
genden Elements, das im Rahmen der Erfindung zu verwenden ist.
Das lichtempfangende Element besteht aus einem elektrisch lei
tenden Träger 101, der aus einem elektrisch leitenden Material
wie z. B. Aluminium hergestellt ist, und einer auf dem Träger
101 angeordneten lichtempfangenden Schicht 102, wobei die licht
empfangende Schicht 102 aus einer photoleitfähigen Schicht 103,
die aus a-Si(H,X) gebildet ist, einer zum Tragen eines Ladungs
bildes dienenden Schicht 104, die aus a-SiC:M(H,X) gebildet
ist, und einer zum Tragen eines entwickelten Bildes dienenden
Schicht 105, die aus a-SiC(H,X) gebildet ist, besteht, die in
dieser Reihenfolge von der Seite des Trägers 101 aus übereinan
dergeschichtet sind.
Fig. 1(B) zeigt einen anderen Schichtaufbau des lichtempfangen
den Elements, das im Rahmen der Erfindung zu verwenden ist. Das
lichtempfangende Element besteht aus dem vorstehend erwähnten
Träger 101 und einer auf dem Träger 101 angeordneten lichtemp
fangenden Schicht 102′, wobei die lichtempfangende Schicht 102′
aus einer Ladungsinjektions-Verhinderungsschicht 106, die aus
einem amorphen Material gebildet ist, das Siliciumatome (Si)
als Matrix, Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) und
wenigstens eine Art von Atomen, die aus der Gruppe ausgewählt
ist, die aus Kohlenstoffatomen (C), Atomen eines Elements der
Gruppe III, Atomen eines Elements der Gruppe V (ausschließlich
N) und Atomen eines Elements der Gruppe VI (ausschließlich O)
besteht, und ferner wahlweise wenigstens eine Art von Atomen
enthält, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Stickstoff
atomen (N) und Sauerstoffatomen (O) besteht [dieses amorphe Ma
terial wird nachstehend als "a-Si(H,X)(C,M′)(N,O)" bezeichnet,
worin M′ Atome eines Elements der Gruppe III, eines Elements
der Gruppe V (ausschließlich N) oder eines Elements der Gruppe
VI (ausschließlich O) bedeutet], einer photoleitfähigen Schicht
103, die aus a-Si(H,X) gebildet ist, einer zum Tragen eines La
dungsbildes dienenden Schicht 104, die aus a-SiC:M(H,X) gebil
det ist, und einer zum Tragen eines entwickelten Bildes dienen
den Schicht 105, die aus a-SiC(H,X) gebildet ist, besteht, die
in dieser Reihenfolge von der Seite des Trägers 101 aus überein
andergeschichtet sind.
Fig. 1(C) zeigt einen weiteren Schichtaufbau des lichtempfangen
den Elements, das im Rahmen der Erfindung zu verwenden ist. Das
lichtempfangende Element besteht aus dem vorstehend erwähnten
Träger 101 und einer auf dem Träger 101 angeordneten lichtemp
fangenden Schicht 102′′, wobei die lichtempfangende Schicht 102′′
aus einer zum Absorbieren von langwelligem Licht dienenden
Schicht 107 (diese Schicht wird nachstehend als "IR-Absorptions
schicht" bezeichnet), die aus einem amorphen Material gebildet
ist, das Siliciumatome (Si) als Matrix, Wasserstoffatome (H)
und/oder Halogenatome (X), Germaniumatome (Ge) und/oder Zinnato
me (Sn) und wahlweise wenigstens eine Art von Atomen, die aus
der Gruppe ausgewählt ist, die aus Kohlenstoffatomen (C), Ato
men eines Elements der Gruppe III, Atomen eines Elements der
Gruppe V (ausschließlich N) und Atomen eines Elements der Grup
pe VI (ausschließlich O) besteht, und ferner wahlweise wenig
stens eine Art von Atomen enthält, die aus der Gruppe ausge
wählt ist, die aus Stickstoffatomen (N) und Sauerstoffatomen (O)
besteht [dieses amorphe Material wird nachstehend als
"a-Si(Ge,Sn)(H,X)(C,M′)(N,O)" bezeichnet, worin M′ Atome eines
Elements der Gruppe III, eines Elements der Gruppe V (aus
schließlich N) oder eines Elements der Gruppe VI (ausschließ
lich O) bedeutet], einer Ladungsinjektions-Verhinderungsschicht
106, die aus a-Si(H,X)(C,M′)(N,O) gebildet ist, einer photoleit
fähigen Schicht 103, die aus a-Si(H,X) gebildet ist, einer zum
Tragen eines Ladungsbildes dienenden Schicht 104, die aus a-
SiC:M(H,X) gebildet ist, und einer zum Tragen eines entwickel
ten Bildes dienenden Schicht 105, die aus a-SiC(H,X) gebildet
ist, besteht, die in dieser Reihenfolge von der Seite des Trä
gers 101 aus übereinandergeschichtet sind. In diesem Fall ist
es möglich, die IR-Absorptionsschicht 107 zwischen dem Träger
101 und der photoleitfähigen Schicht 103 anzuordnen, ohne daß
die Ladungsinjektions-Verhinderungsschicht 106 gebildet wird.
Die photoleitfähige Schicht 103 wird grundsätzlich aus a-Si(H,X)
gebildet, wie es vorstehend beschrieben wurde, jedoch kann sie
nötigenfalls wenigstens eine Art von Atomen enthalten, die aus
der Gruppe ausgewählt sind, die aus Kohlenstoffatomen (C),
Stickstoffatomen (N), Sauerstoffatomen (O), Germaniumatomen
(Ge), Zinnatomen (Sn), Atomen eines Elements der Gruppe (III),
Atomen eines Elements der Gruppe V (ausschließlich N) und Ato
men eines Elements der Gruppe VI (ausschließlich O) besteht.
Was die Wasserstoffatome (H) und/oder die Halogenatome (X), die
in der photoleitfähigen Schicht 103 enthalten sein sollen, be
trifft, ist es erwünscht, daß die Menge der Wasserstoffatome
(H), die Menge der Halogenatome (X) oder die Summe der Mengen
der Wasserstoffatome und der Halogenatome (H+X) 0,1 bis 40 Atom-
% beträgt.
In dem Fall, daß die photoleitfähige Schicht 103 Atome eines
Elements der Gruppe III enthält, ist es erwünscht, daß die Men
ge der Atome eines Elements der Gruppe III, die in der photo
leitfähigen Schicht 103 enthalten sind, auf einen Wert einge
stellt wird, der einem Fünftel der Menge der Atome eines Ele
ments der Gruppe III, die in der zum Tragen eines Ladungsbildes
dienenden Schicht 104 enthalten sind, entspricht.
Es ist erwünscht, daß die photoleitfähige Schicht 103 eine Dic
ke von 1 bis 100 µm hat.
Die zum Tragen eines Ladungsbildes dienende Schicht 104 wird
grundsätzlich aus a-SiC:M(H,X) gebildet, jedoch kann sie nöti
genfalls wenigstens eine Art von Atomen enthalten, die aus der
Gruppe ausgewählt sind, die aus Germaniumatomen (Ge), Zinnato
men (Sn), Stickstoffatomen (N), Sauerstoffatomen (O), Atomen ei
nes Elements der Gruppe V (ausschließlich N) und Atomen eines
Elements der Gruppe VI (ausschließlich O) besteht.
Es ist erwünscht, daß die Menge der Kohlenstoffatome (C), die
in der zum Tragen eines Ladungsbildes dienenden Schicht 104 ent
halten sein sollen, 1 bis 90 Atom-% beträgt. Es ist erwünscht,
daß die Menge der Atome des Elements der Gruppe III, die in der
zum Tragen eines Ladungsbildes dienenden Schicht 104 enthalten
sein sollen, 1 bis 5 104 Atom-ppm beträgt. Ferner ist es, was
die Wasserstoffatome (H) und/oder die Halogenatome (X), die in
der zum Tragen eines Ladungsbildes dienenden Schicht 104 enthal
ten sein sollen, betrifft, erwünscht, daß die Menge der Wasser
stoffatome (H), die Menge der Halogenatome (X) oder die Summe
der Mengen der Wasserstoffatome und der Halogenatome (H+X) 0,1
bis 70 Atom-% beträgt.
Es ist erwünscht, daß die zum Tragen eines Ladungsbildes dienen
de Schicht 104 eine Dicke von 0,003 bis 30 µm hat.
Die zum Tragen eines entwickelten Bildes dienende Schicht 105
wird grundsätzlich aus a-SiC(H,X) gebildet, jedoch kann sie nö
tigenfalls wenigstens eine Art von Atomen enthalten, die aus
der Gruppe ausgewählt sind, die aus Germaniumatomen (Ge), Zinn
atomen (Sn), Atomen eines Elements der Gruppe (III), Stickstoff
atomen (N), Sauerstoffatomen (O), Atomen eines Elements der
Gruppe V (ausschließlich N) und Atomen eines Elements der Grup
pe VI (ausschließlich O) besteht.
Es ist erwünscht, daß die Menge der Kohlenstoffatome (C), die
in der zum Tragen eines entwickelten Bildes dienenden Schicht
105 enthalten sein sollen, 1 bis 90 Atom-% beträgt. Bei einer am
meisten bevorzugten Ausführungsform in dieser Hinsicht ist es
erwünscht, daß die Menge der Kohlenstoffatome (C), die in der
zum Tragen eines entwickelten Bildes dienenden Schicht 105 ent
halten sind, größer ist als die Menge der Kohlenstoffatome (C),
die in der zum Tragen eines Ladungsbildes dienenden Schicht 104
enthalten sind.
Was die Wasserstoffatome (H) und/oder die Halogenatome (X), die
in der zum Tragen eines entwickelten Bildes dienenden Schicht
105 enthalten sein sollen, betrifft, ist es erwünscht, daß die
Menge der Wasserstoffatome (H), die Menge der Halogenatome (X)
oder die Summe der Mengen der Wasserstoffatome und der Halogen
atome (H+X) 0,1 bis 70 Atom-% beträgt. Ferner ist es in dem Fall,
daß die zum Tragen eines entwickelten Bildes dienende Schicht
105 Atome eines Elements der Gruppe III enthält, erwünscht, daß
die Menge der Atome eines Elements der Gruppe III, die in der
zum Tragen eines entwickelten Bildes dienenden Schicht 105 ent
halten sind, auf einen Wert eingestellt wird, der einem Zehntel
der Menge der Atome eines Elements der Gruppe III, die in der
zum Tragen eines Ladungsbildes dienenden Schicht 104 enthalten
sind, entspricht.
Um zu verhindern, daß das lichtempfangende Element durch Ände
rungen der Umgebungsbedingungen nachteilig beeinflußt wird, und
um die elektrophotographischen Eigenschaften in stabiler Weise
aufrechtzuerhalten, damit beim Kopieren immer Bilder von hoher
Qualität geliefert werden, ist es besonders wichtig, daß die
zum Tragen eines entwickelten Bildes dienende Schicht 105 der
art aufgebaut wird, daß sie einen spezifischen Widerstand von
1012 bis 1016 Ohm×cm hat. Die Einstellung des spezifischen Wi
derstandes der zum Tragen eines entwickelten Bildes dienenden
Schicht 105 in den vorstehend erwähnten Bereich kann durchge
führt werden, indem man während ihrer Bildung das Zusammenset
zungsverhältnis ihrer Bestandteile durch Einstellen des Strö
mungsverhältnisses der filmbildenden Ausgangsmaterialien auf ei
nen festgelegten Wert einstellt.
Die Ladungsinjektions-Verhinderungsschicht 106 wird aus a-Si(H,
X)(C,M′) (N,O) gebildet, wie es vorstehend beschrieben wurde,
und es ist erwünscht, daß sie eine Dicke von 0,03 um bis 15 µm
hat.
Die IR-Absorptionsschicht 107 wird aus a-Si(Ge,Sn)(H,X)(C,M′)
(N, O) gebildet, wie es vorstehend beschrieben wurde, und es
ist erwünscht, daß sie eine Dicke von 0,05 bis 25 µm hat.
In jedem der vorstehend erwähnten Fälle können die Halogenatome
(X) Fluor-, Chlor-, Brom- und Iodatome einschließen. Unter die
sen Halogenatomen sind Fluoratome und Chloratome besonders er
wünscht. Gleichermaßen kann das vorstehend erwähnte Element der
Gruppe III B (Bor), Al (Aluminium), Ga (Gallium), In (Indium)
und Tl (Thallium) einschließen. Unter diesen Elementen sind B,
Al und Ga besonders bevorzugt. Das vorstehend erwähnte Element
der Gruppe V kann P (Phosphor), As (Arsen), Sb (Antimon) und Bi
(Wismut) einschließen. Unter diesen Elementen sind P und As be
sonders bevorzugt. Ferner kann das vorstehend erwähnte Element
der Gruppe VI S (Schwefel), Se (Selen), Te (Tellur) und Po (Po
lonium) einschließen. Unter diesen Elementen sind S und Se be
sonders bevorzugt.
Nachstehend wird das Verfahren zur Herstellung des lichtempfan
genden Elements, das im Rahmen der Erfindung anzuwenden ist, er
läutert.
Jede der vorstehend beschriebenen Schichten für die Bildung der
lichtempfangenden Schicht 102, 102′ oder 102′′ des lichtempfan
genden Elements kann in geeigneter Weise durch irgendeines der
bekannten Vakuumaufdampfungsverfahren, bei dem die Filmbildungs
parameter in geeigneter Weise ausgewählt sind, gebildet werden.
Im einzelnen können ein Glimmentladungsverfahren wie z.B. ein
Wechselstrom-Glimmentladungs-PCVD-Verfahren, d.h., ein Nieder
frequenz-PCVD-Verfahren, ein Hochfrequenz-PCVD-Verfahren und
ein Mikrowellen-PCVD-Verfahren, und ein Gleichstrom-Glimmentla
dungs-PCDV-Verfahren; ein ECR-PCVD-Verfahren; ein reaktives Zer
stäubungsverfahren; ein thermisch induziertes CVD-Verfahren;
ein Ionenplattierverfahren und ein lichtinduziertes CVD-Verfah
ren erwähnt werden. Außer diesen Verfahren können auch ein HR-
CVD-Verfahren (chemisches Aufdampfungsverfahren, bei dem Wasser
stoffradikale mitwirken) und ein FO-CVD-Verfahren (chemisches
Aufdampfungsverfahren mit Oxidation durch Fluor) erwähnt werden.
Das HR-CVD-Verfahren bedeutet ein Verfahren, bei dem eine akti
ve Spezies (A), die aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial wie
z. B. Wasserstoffgas gebildet wird, und eine andere aktive Spe
zies (B), die mit der aktiven Spezies (A) reaktionsfähig ist
und aus einem filmbildenden gasförmigen Ausgangsmaterial gebil
det wird, getrennt in einen Filmbildungsraum eingeführt werden
und die aktive Spezies (B) mit der aktiven Spezies (A) zur Re
aktion gebracht wird, wodurch auf einem bei einer gewünschten
Temperatur gehaltenen Träger ein Film abgeschieden wird. Das FO-
CVD-Verfahren bedeutet ein Verfahren, bei dem ein filmbildendes
gasförmiges Ausgangsmaterial und ein Halogengas, das zum Oxi
dieren des filmbildenden gasförmigen Ausgangsmaterials befähigt
ist, getrennt in einen Filmbildungsraum eingeführt werden und
das filmbildende gasförmige Ausgangsmaterial mit dem Halogengas
zur Reaktion gebracht wird, wodurch auf einem Träger, der bei
einer gewünschten Temperatur gehalten wird, ein Film abgeschie
den wird.
Diese Filmbildungsverfahren können in Abhängigkeit von Einfluß
größen wie z. B. den Fertigungsbedingungen, den erforderlichen
Ausrüstungskosten, dem Fertigungsmaßstab und den Eigenschaften,
die das herzustellende lichtempfangende Element haben soll, se
lektiv angewandt werden. Das Glimmentladungsverfahren, das reak
tive Zerstäubungsverfahren, das Ionenplattierverfahren, das HR-
CVD-Verfahren und das FO-CVD-Verfahren sind geeignet, weil bei
diesen Verfahren die Steuerung der Bedingungen für die Bildung
von Schichten mit erwünschten Eigenschaften verhältnismäßig ein
fach ist und Wasserstoffatome, Halogenatome und andere Atome zu
sammen mit Siliciumatomen leicht in einen abzuscheidenden Film
eingebaut werden können. Ferner können diese Filmbildungsver
fahren in einem identischen System zusammen angewandt werden.
Nachstehend wird der Fall der Herstellung des im Rahmen der Er
findung anzuwendenden lichtempfangenden Elements mittels eines
Hochfrequenz-PCVD-Verfahrens (d. h., eines HF-PCVD-Verfahrens)
erläutert.
Zur Durchführung des HF-PCVD-Verfahrens kann eine geeignete HF-
PCVD-Vorrichtung mit dem in Fig. 5 gezeigten Aufbau angewandt
werden.
Fig. 5 zeigt Gasbehälter 571, 572, 573, 574, 575, 576 und 577,
die mit gasförmigen Ausgangsmaterialien für die Bildung der ein
zelnen Schichten, aus denen die lichtempfangende Schicht 102,
102′ oder 102′′ des im Rahmen der Erfindung anzuwendenden licht
empfangenden Elements aufgebaut ist, gefüllt sind. D.h., daß
sich beispielsweise SiH4-Gas in dem Behälter 571, H2-Gas in dem
Behälter 572, CH4-Gas in dem Behälter 573, PH3-Gas, das mit H2-
Gas verdünnt ist, (nachstehend als "PH3/H2-Gas" bezeichnet) in
dem Behälter 574, B2H6-Gas, das mit H2-Gas verdünnt ist, (nach
stehend als "B2H6/H2-Gas" bezeichnet) in dem Behälter 575, NO-
Gas in dem Behälter 576 und Ar-Gas in dem Behälter 577 befindet.
Fig. 5 zeigt ferner in den Rohrleitungen von den Behältern 571
bis 577 Manometer 561, 562, 563, 564, 565, 566 und 567 für die
einzelnen Gase.
Vor dem Einführen dieser Gase in eine Filmbildungskammer 501
wird dafür gesorgt, daß Ventile 551 bis 557 für die Gasbehälter
571 bis 577 und ein Ableitungsventil 515 geschlossen und Einlaß
ventile 531 bis 537, Auslaßventile 541 bis 547 und ein Hilfsven
til 518 geöffnet sind. Dann wird zuerst ein Hauptventil 516 ge
öffnet, um den Innenraum der Filmbildungskammer 501 und die In
nenräume der Gas-Rohrleitungen mit einer (nicht gezeigten) Va
kuumpumpe zu evakuieren.
Sobald dann durch Ablesung eines Vakuummeßgeräts 517 festge
stellt worden ist, daß ein festgelegter Vakuumgrad erreicht ist,
werden das Hilfsventil 518 und die Auslaßventile 541 bis 547 ge
schlossen.
Nun ist in der Filmbildungskammer 501 ein zylindrischer Träger
505, auf dem ein Film zu bilden ist, auf eine drehbare zylindri
sche Trägerhalteeinrichtung 506, in der sich eine elektrische
Heizeinrichtung 514 befindet, aufgesetzt. Ferner sind in der
Filmbildungskammer 501 in Längsrichtung mehrere Gaszuführungs
rohre 508 eingebaut, die jeweils mit einer Vielzahl von Gasaus
laßlöchern 509 versehen sind, die fähig sind, ein gasförmiges
filmbildendes Ausgangsmaterial gleichmäßig in Richtung auf den
zylindrischen Träger 505 zuzuführen. Jedes der Gaszuführungsroh
re 508 ist durch eine abnehmbare Dichtungseinrichtung 510, die
in einer Bodenwand 503 der Filmbildungskammer 501 angeordnet
ist, mit einem Gaseinführungsrohr 511 verbunden, das mit jedem
der Gasbehälter 571 bis 577 in Verbindung steht.
Die Filmbildungskammer 501 ist so gestaltet, daß die Umfangs
wand als Kathode dienen kann. Gleichermaßen ist die zylindri
sche Trägerhalteeinrichtung 506 mit dem darauf aufgesetzten zy
lindrischen Träger 505 so gestaltet, sie als Anode dienen kann.
Zu diesem Zweck wird die Umfangswand der Filmbildungskammer 501
durch einen Isolator 502 elektrisch isoliert. Ein Anpassungsge
häuse 512 ist mit einer (nicht gezeigten) HF-Stromquelle verbun
den. Wenn die HF-Stromquelle eingeschaltet wird, um einen HF-
Strom zu erzeugen, wird der HF-Strom durch das Anpassungsgehäu
se 512 zwischen der Umfangswand (Kathode) der Filmbildungskam
mer 501 und der zylindrischen Trägerhalteeinrichtung 506 mit
dem darauf aufgesetzten zylindrischen Träger 505 (Anode) zuge
führt, wodurch in der Filmbildungskammer 501 eine HF-Glimment
ladung erzeugt wird.
Vor dem Beginn der Filmbildung werden das Auslaßventil 547 und
das Hilfsventil 518 allmählich geöffnet, um in die Filmbildungs
kammer 501 durch die Gasauslaßlöcher 509 der Gaszuführungsrohre
508 Ar-Gas einzuführen. Die Strömungsgeschwindigkeit des Ar-Ga
ses wird mit einem Massenströmungsregler 527 auf einen festge
legten Wert eingestellt. Der Gasdruck (Innendruck) der Filmbil
dungskammer 501 wird auf einen festgelegten Wert eingestellt,
indem die Vakuumpumpe und das Hauptventil 516 eingestellt wer
den, während der Anzeigewert des Vakuummeßgeräts 517 beobachtet
wird. Dann fängt der zylindrische Träger 506 an, sich zu drehen,
und er wird durch lnbetriebsetzen der elektrischen Heizeinrich
tung 514 auf eine festgelegte Temperatur erhitzt und bei dieser
Temperatur gehalten. Danach wird die Einführung des Ar-Gases in
die Filmbildungskammer 501 beendet, indem das Auslaßventil 547
und das Hilfsventil 518 geschlossen werden.
Danach wird z. B. in der folgenden Weise eine der Schichten, die
die lichtempfangende Schicht 102, 102′ oder 102′′ des lichtemp
fangenden Elements bilden, hergestellt. D. h., eine oder mehr
als eine Art der gasförmigen Ausgangsmaterialien wird in die
Filmbildungskammer 501 eingeführt, indem die entsprechenden der
Auslaßventile 541 bis 547 und das Hilfsventil 518 geöffnet wer
den, und die jeweiligen Strömungsgeschwindigkeiten der gasför
migen Ausgangsmaterialien werden wie in dem vorstehend beschrie
benen Fall des Ar-Gases mit den entsprechenden der Massenströ
mungsregler 521 bis 527 in der gewünschten Weise eingestellt.
Der Gasdruck (Innendruck) in der Filmbildungskammer 501 wird in
der gewünschten Weise eingestellt, indem die Vakuumpumpe und
das Hauptventil 516 eingestellt werden, während der Anzeigewert
des Vakuummeßgeräts 517 beobachtet wird.
Nachdem alle Strömungsgeschwindigkeiten der gasförmigen Aus
gangsmaterialien und der Innendruck stabil geworden sind, wird
der Filmbildungskammer 501 durch das Anpassungsgehäuse 512 eine
festgelegte HF-Leistung zugeführt, um eine HF-Glimmentladung zu
erzeugen, wodurch auf dem zylindrischen Träger 505, der bei ei
ner gewünschten Temperatur gehalten wird, ein abgeschiedener
Film gebildet wird.
Wenn die Schicht, die am Aufbau der lichtempfangenden Schicht
beteiligt ist, in einer gewünschten Dicke gebildet worden ist,
werden die Auslaßventile und das Hilfsventil geschlossen. Durch
Wiederholung der vorstehend erwähnten Verfahrensschritte wird
die nächste Schicht, die am Aufbau der lichtempfangenden
Schicht beteiligt ist, gebildet. Wenn eine Schicht, die am Auf
bau der lichtempfangenden Schicht beteiligt ist, gebildet wird,
werden in jedem Fall die jeweiligen Strömungsgeschwindigkeiten
der gasförmigen Ausgangsmaterialien z. B. unter Anwendung eines
Mikrorechners gesteuert bzw. eingestellt, so daß der Gasdruck
in der Filmbildungskammer stabilisiert werden kann, um stabile
Filmbildungsbedingungen sicherzustellen.
Natürlich sind jeweils alle Auslaßventile mit Ausnahme derjeni
gen, die für die Bildung der jeweiligen Schichten benötigt wer
den, geschlossen. Ferner wird der Innenraum des Systems bei der
Bildung der einzelnen Schichten einmal in der erforderlichen
Weise bis zu einem hohen Vakuumgrad evakuiert, indem die Auslaß
ventile 541 bis 547 geschlossen werden, während das Hilfsventil
518 geöffnet wird und das Hauptventil 516 vollständig geöffnet
wird, um zu verhindern, daß die Gase, die für die vorher gebil
dete Schicht verwendet worden sind, in der Filmbildungskammer
501 und in den Gas-Rohrleitungen zurückbleiben.
Um auf dem zylindrischen Träger 505 eine gewünschte Schicht mit
gleichmäßiger Dicke zu bilden, kann der zylindrische Träger 505
während der Schichtbildung durch Drehen der zylindrischen Trä
gerhalteeinrichtung 506 mit einen (nicht gezeigten) Motor ge
dreht werden.
Im Rahmen der Erfindung wird als Entwickler ein feinteiliger
isolierender Toner mit einer mittleren Teilchengröße (Volumen
mittel) von 4,5 bis 9,0 µm verwendet.
Der im Rahmen der Erfindung zu verwendende feinteilige isolie
rende Toner enthält ein geeignetes Bindemittelharz.
Als Bindemittelharze sind beispielsweise Homopolymere von Sty
rol und seinen Derivaten wie z. B. Polystyrol, Poly-p-chlorsty
rol und Polyvinyltoluol; Styrol-Copolymere wie z. B. Styrol-p-
Chlorstyrol-Copolymer, Styrol-Vinyltoluol-Copolymer, Styrol-Vi
nylnaphthalin-Copolymer, Styrol-Acrylat-Copolymer, Styrol-Meth
acrylat-Copolymer, Styrol-Methyl-α-chlormethacrylat-Copolymer,
Styrol-Acrylnitril-Copolymer, Styrol-Vinylmethylether-Copolymer,
Styrol-Vinylethylether-Copolymer, Styrol-Vinylmethylketon-Copo
lymer, Styrol-Butadien-Copolymer, Styrol-Isopren-Copolymer und
Styrol-Acrylnitril-Inden-Copolymer; Polyvinylchlorid, Phenol
harz, naturharzmodifiziertes Phenolharz, naturharzmodifiziertes
Maleinsäureharz, Acrylharz, Methacrylharz, Polyvinylacetat, Si
liconharz, Polyesterharz, Polyurethan, Polyamidharz, Furanharz,
Epoxyharz, Xylolharz, Polyvinylbutyral, Terpenharz, Cumaron-In
den-Harz und Petrolharz verwendbar.
Der feinteilige isolierende Toner, der im Rahmen der Erfindung
zu verwenden ist, kann entweder magnetisch oder nichtmagnetisch
sein. Der magnetische feinteilige isolierende Toner kann in
geeigneter Weise durch ein übliches Tonerherstellungsverfahren
hergestellt werden, indem ein oder mehr als ein notwendiger Be
standteil und magnetisches Pulver in das vorstehend erwähnte
Bindemittelharz eingemischt werden. Als magnetisches Pulver kön
nen beispielsweise magnetische Pulver aus nichtoxidiertem Eisen,
Eisen mit einer oxidierten Oberfläche, Ferrit, Nickel, Kupfer,
Seltenerdmetallen, Legierungen von zweien oder mehr als zweien
dieser Metalle oder Oxide dieser Metalle erwähnt werden.
Der feinteilige isolierende Toner, der im Rahmen der Erfindung
zu verwenden ist, wird grundsätzlich durch Einmischen eines ge
eigneten Farbmittels in das vorstehend erwähnte Bindemittelharz
hergestellt. Als Farbmittel kann ein bekannter Farbstoff und/
oder ein bekanntes Pigment verwendet werden. Als Farbstoff sind
beispielsweise basische Farbstoffe oder öllösliche Farbstoffe
verwendbar. Als Pigment sind beispielsweise Diazogelbverbindun
gen, unlösliche Azoverbindungen oder Kupferphthalocyanin ver
wendbar.
Außer diesen Farbmitteln kann selektiv auch irgendeines der vor
stehend erwähnten magnetischen Pulver, das als Farbmittel wir
ken kann, verwendet werden.
Besondere Beispiele für verwendbare Farbstoffe, die in dem fein
teiligen isolierenden Toner, der im Rahmen der Erfindung zu ver
wenden ist, enthalten sein können, sind C.I. Solvent Red 49,
C.I. Solvent Red 52, C.I. Solvent Red 109, C.I. Basic Red 12,
C.I. Basic Red 1 und C.I. Basic Red 36.
Besondere Beispiele für verwendbare Pigmente, die in dem fein
teiligen isolierenden Toner, der im Rahmen der Erfindung zu ver
wenden ist, enthalten sein können, sind C.I. Pigment yellow 17,
C.I. Pigment yellow 15, C.I. Pigment Yellow 13, C.I. Pigment
Yellow 14, C.I. Pigment Yellow 12, C.I. Pigment Red 5, C.I. Pig
ment Red 3, C.I. Pigment Red 2, C.I. Pigment Red 6, C.I. Pig
ment Red 7, C.I. Pigment Blue 15 und C.I. Pigment Blue 16.
Besondere Beispiele für das Kupferphthalocyanin sind Kupfer
phthalocyanin-Ba-Salze, die als Substituenten am Phthalocyanin
kern 2 oder 3 Carboxybenzamidomethylgruppen haben und durch die
folgende Strukturformel wiedergegeben werden:
Der feinteilige isolierende Toner, der im Rahmen der Erfindung
zu verwenden ist, kann wahlweise einen oder mehr als einen Zu
satzstoff wie z. B. ein Mittel zum Steuern bzw. Einstellen des
Ladungszustandes, ein Schmiermittel, ein Schleifmittel und ein
Mittel zur Verbesserung des Fließvermögens enthalten.
Der feinteilige isolierende Toner, der im Rahmen der Erfindung
zu verwenden ist, kann in geeigneter Weise durch ein übliches
Tonerherstellungsverfahren hergestellt werden, bei dem eine ge
eignete Mischung, aus der der feinteilige isolierende Toner er
halten wird, hergestellt wird und die Mischung gemahlen und gra
nuliert wird. Die vorstehend erwähnte Mischung kann in geeigne
ter Weise auch durch ein übliches Verfahren hergestellt werden,
beispielsweise durch ein Verfahren, bei dem die Bestandteile in
einer Lösung eines Bindemittelharzes dispergiert werden und die
erhaltene Flüssigkeit sprühgetrocknet wird, oder durch ein Ver
fahren, bei dem zuerst eine Emulsion hergestellt wird, in der
Monomere, die zur Bildung eines Bindemittelharzes befähigt sind,
und die erforderlichen Bestandteile enthalten sind, die Emul
sion polymerisiert wird und das Produkt sprühgetrocknet wird.
Außer durch diese Verfahren kann der feinteilige isolierende To
ner, der im Rahmen der Erfindung zu verwenden ist, auch durch
ein Verfahren hergestellt werden, bei dem durch Sprühtrocknen
Tonermikrokapseln, die jeweils aus einem Kernmaterial und einem
Hüllmaterial bestehen, hergestellt und dann klassiert werden.
Nachstehend werden Beispiele für die Herstellung des feinteili
gen isolierenden Toners beschrieben.
Unter "Teilen" und "%" sind nachstehend "Masseteile" und "Mas
se-%" zu verstehen, falls nichts anderes angegeben ist.
Tonerherstellungsbeispiel 1 | |
Styrol/2-Ethylhexylacrylat/Divinylbenzol-Copolymer-Pulver | |
100 Teile | |
Magnetitpulver (als Farbmittel und als magnetisches Pulver) | 60 Teile |
Nigrosin (als Mittel zum Steuern des Ladungszustands) | 2 Teile |
Polypropylen (als Schmiermittel) | 3 Teile |
Die vorstehend angegebenen Bestandteile wurden in einem Hen
schel-Mischer gut gemischt, wobei eine Mischung erhalten wurde.
Die Mischung wurde mit einer Walzenmühle bei 160°C schmelzge
knetet. Das geknetete Produkt wurde abgekühlt, mit einer Hammer
mühle bis zu einer Teilchengröße von etwa 1 bis 2 mm grobzer
kleinert und dann mit einer Pulverisiermühle unter Anwendung ei
nes Luftstrahls bis zu einer Teilchengröße von etwa 0,1 µm bis
50 µm feinpulverisiert und unter Anwendung eines Klassiergeräts
(MICROPLEX 400 MP; Erzeugnis von ALPINE Co., Ltd.), bei dem das
System so eingestellt war, daß Teilchen mit einer Teilchengröße
von mehr als 9 µm abgetrennt wurden, klassiert. Die klassierten
feinen Teilchen, die durch das vorstehend erwähnte erste Klas
sieren erhalten worden waren, wurden wieder unter Anwendung ei
nes Klassiergeräts (MICROPLEX 132 MP; Erzeugnis von ALPINE Co.,
Ltd.), bei dem das System so eingestellt war, daß Teilchen mit
einer Teilchengröße von weniger als 4,5 µm abgetrennt wurden,
klassiert, wodurch feine Tonerteilchen mit einer mittleren Teil
chengröße (Volumenmittel) von 4,5 bis 9 µm erhalten wurden.
Feine Tonerteilchen mit einer mittleren Teilchengröße (Volumen
mittel) von 4,5 bis 9 µm wurden erhalten, indem die Verfahrens
schritte von Tonerherstellungsbeispiel 1 wiederholt wurden, wo
bei jedoch eine Mischung verwendet wurde, die aus 100 Teilen ei
nes Styrol/Butadien-Copolymers (als Bindemittelharz), 65 Teilen
Magnetit (als Farbmittel und als magnetisches Pulver) und 2 Tei
len eines Cr-Salicylat-Komplexes (als Mittel zum Steuern des
Ladungszustands) bestand, und die Mischung bei 180°C mit einer
Strangpresse schmelzgeknetet wurde.
Die Verfahrensschritte von Tonerherstellungsbeispiel 1 wurden
wiederholt, wobei jedoch 100 Teile eines Polyethylenwachses
(als Bindemittelharz) und 60 Teile Magnetitpulver (als Farbmit
tel und als magnetisches Pulver) gut vermischt wurden, um eine
Mischung zu erhalten, wodurch feine Tonerteilchen mit einer
mittleren Teilchengröße (Volumenmittel) von 4,5 bis 9 µm erhal
ten wurden.
Die auf diese Weise erhaltenen feinen Tonerteilchen wurden als
Kernmaterialien verwendet, und sie wurden in einer Lösung ei
nes Styrol-Acryl-Copolymers in Toluol dispergiert, wodurch eine
Mikrokapseldispersion erhalten wurde, die 10% der Kernmateria
lien enthielt. Die Mikrokapseldispersion wurde in einen Niro-
Zerstäuber mit zwei Düsen (hergestellt von Ashizawa Tekkojo Ka
bushiki Kaisha) eingeführt, in dem sie unter Anwendung von Heiß
luft mit 100°C unter einem Druck von 39,2 N/cm2 sprühgetrock
net wurde, wodurch Toner-Mikrokapseln erhalten wurden. Die
Teilchengrößen der auf diese Weise erhaltenen Toner-Mikrokap
seln wurden mit einer Coulter-Zählvorrichtung, die eine Öff
nungsgröße von 100 µm hatte, gemessen, wobei festgestellt wur
de, daß sie in dem Bereich von 0,1 µm bis zu einigen 102 µm la
gen. Die Toner-Mikrokapseln wurden in derselben Weise wie in To
nerherstellungsbeispiel 1 mit dem vorstehend erwähnten Klassier
gerät MICROPLEX 400 MP und dann mit dem vorstehend erwähnten
Klassiergerät MICROPLEX 132 MP klassiert, wodurch feine Toner
teilchen mit einer mittleren Teilchengröße (Volumenmittel) von
4,5 bis 9 µm erhalten wurden.
Das erfindungsgemäße elektrophotographische Bilderzeugungsver
fahren kann mit einem geeigneten elektrophotographischen Kopier
system, das beispielsweise den in Fig. 2 gezeigten Aufbau hat,
durchgeführt werden.
Der Aufbau des in Fig. 2 gezeigten elektrophotographischen Ko
piersystems ist derselbe wie der Aufbau des in Fig. 4 gezeigten
elektrophotographischen Kopiersystems, wobei das in Fig. 2 ge
zeigte elektrophotographische Kopiersystem jedoch mit einer Ma
gnetwalze 224 in dem Reinigungsmechanismus, mit einem besonde
ren erfindungsgemäßen amorphes Silicium enthaltenden lichtemp
fangenden Element 201 und mit einem Entwicklungsmechanismus 204,
der mit einem besonderen erfindungsgemäßen feinteiligen isolie
renden Toner gefüllt ist, ausgestattet ist.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind in der Nähe des zylindrischen
amorphes Silicium enthaltenden lichtempfangenden Elementes 201
mit dem in Fig. 1 gezeigten Aufbau, das sich in der durch einen
Pfeil gezeigten Richtung dreht, eine Haupt-Koronaladeeinrich
tung 202, ein zur Erzeugung eines elektrostatischen Ladungsbil
des dienender Mechanismus 203, der Entwicklungsmechanismus 204,
der mit dem feinteiligen isolierenden Toner mit einer mittleren
Teilchengröße (Volumenmittel) von 4,5 bis 9 µm gefüllt ist, ein
zur Zuführung eines Bildempfangsblattes dienender Mechanismus
205, eine Übertragungs-Ladeeinrichtung 206 (a), eine Trennungs-
Ladeeinrichtung 206 (b), ein Reinigungsmechanismus 207, ein zur
Beförderung eines Bildempfangsblattes dienender Mechanismus 208
und eine Ladungsentfernungslampe 209 angeordnet.
Das vorstehend erwähnte zylindrische amorphes Silicium enthal
tende lichtempfangende Element 201 wird durch eine Heizeinrich
tung 223 bei einer festgelegten Temperatur gehalten. Das zylin
drische amorphes Silicium enthaltende lichtempfangende Element
201 wird durch die Haupt-Koronaladeeinrichtung 202, an die eine
festgelegte Spannung angelegt ist, gleichmäßig geladen. Dann
wird ein zu kopierendes Original 212, das auf ein Kontaktglas
211 aufgelegt ist, durch das Kontaktglas 211 hindurch mit einem
Licht aus einer Halogenlampe 210 bestrahlt, und das resultieren
de reflektierte Licht wird durch Spiegel 213, 214 und 215, ein
Linsensystem 217, das ein Filter 218 enthält, und einen Spiegel
216 auf die Oberfläche des zylindrischen amorphes Silicium ent
haltenden lichtempfangenden Elementes 201 projiziert, wodurch
ein dem Original 212 entsprechendes elektrostatisches Ladungs
bild erzeugt wird.
Dieses elektrostatische Ladungsbild wird mit dem vorstehend er
wähnten feinteiligen isolierenden Toner, der durch den Entwick
lungsmechanismus 204 zugeführt wird, entwickelt, wodurch ein
Tonerbild erzeugt wird. Durch den zur Zuführung eines Bildemp
fangsblattes dienenden Mechanismus 205, der eine Bildempfangs
blattführung 219 und ein Paar Zuführungs-Zeitgeberwalzen 222
aufweist, wird ein Bildempfangsblatt P zugeführt, so daß das
Bildempfangsblatt P mit der Oberfläche des zylindrischen amor
phes Silicium enthaltenden lichtempfangenden Elementes 201 in
Kontakt gebracht wird, und von der Rückseite des Bildempfangs
blattes P her wird mit der Übertragungs-Ladeeinrichtung 206 (a),
an die eine festgelegte Spannung angelegt ist, eine Koronala
dung mit einer von der Polarität des Toners verschiedenen Pola
rität durchgeführt, wodurch das Tonerbild auf das Bildempfangs
blatt P übertragen wird. Das Bildempfangsblatt P mit dem darauf
übertragenen Tonerbild wird durch die Ladungsentfernungswirkung
der Trennungs-Koronaladeeinrichtung 206 (b), an die eine festge
legte Wechselspannung angelegt ist, auf elektrostatischem Wege
von dem zylindrischen amorphes Silicium enthaltenden lichtemp
fangenden Element 201 getrennt und dann mit dem zur Beförderung
eines Bildempfangsblattes dienenden Mechanismus 208 zu einer
(nicht gezeigten) Fixierzone befördert, wo das auf dem Bildemp
fangsblatt P befindliche Tonerbild fixiert wird, und aus dem Sy
stem herausgenommen.
Das zylindrische amorphes Silicium enthaltende lichtempfangende
Element 201 kommt zu dem Reinigungsmechanismus 207, der eine
Reinigungsrakel 221, die Magnetwalze 224 und eine Förderschnec
ke 225 aufweist, wo zuerst magnetische Teilchen, die in dem
restlichen Toner, der sich auf dem lichtempfangenden Element be
findet, enthalten sind, durch die Wirkung der Tonerbürste, die
auf der Magnetwalze 224 gebildet wird, entfernt werden, worauf
das lichtempfangende Element durch die Reinigungsrakel 221 po
liert wird, um andere restliche Substanzen, die sich auf seiner
Oberfläche befinden, zu entfernen, ohne daß die Oberflächen
schicht des zylindrischen amorphes Silicium enthaltenden licht
empfangenden Elements 201 abgerieben wird.
Die auf diese Weise entfernten magnetischen Materialien und an
deren Substanzen werden durch die Förderschnecke 225 ausgetra
gen.
Dann wird das zylindrische amorphes Silicium enthaltende licht
empfangende Element 201, dessen Oberfläche auf diese Weise ge
reinigt worden ist, durch die Ladungsentfernungslampe 209 voll
ständig belichtet, um die restliche Ladung zu löschen, und wie
der dem vorstehend beschriebenen Zyklus unterzogen.
Die vorstehend erwähnte Magnetwalze 224, die in dem Reinigungs
mechanismus 207 anzuordnen ist, besteht aus einer aus einem Me
tall wie z. B. Aluminium hergestellten Spindel, deren Oberfläche
durch ein übliches Verfahren mit magnetischen Ferritmaterialien
beschichtet worden ist oder mit einer Mischung, die aus einem
Bindemittelharz und magnetischem Ferritpulver besteht, beschich
tet worden ist, indem man eine Emulsion, die das Bindemittel
harz und magnetisches Ferritpulver enthielt, mit einer Spritz
gußeinrichtung auf die Oberfläche aufbrachte. Die magnetische
Feldstärke an der Oberfläche der Magnetwalze beträgt geeigneter
weise 90,0 bis 100,0 mT.
In dem elektrophotographischen Kopiersystem, mit dem das er
findungsgemäße elektrophotographische Bilderzeugungsverfahren
durchzuführen ist, kann hinter der Haupt-Ladeeinrichtung (202
in Fig. 2) ein Ozonentfernungsfilter eines Metalloxidkatalysa
torsystems angeordnet werden.
Als solche Ozonentfernungsfilter eines Metalloxidkatalysatorsy
stems können beispielsweise die in Fig. 6 bis 8 gezeigten Ozon
entfernungsfilter erwähnt werden.
Das in Fig. 6 gezeigte Ozonentfernungsfilter besteht aus einem
Filterkörper 61 mit Wabenstruktur, der aus einem mit einem Kata
lysator beschichteten Metallblech gebildet ist und mit einer
bandförmigen elektrischen Heizeinrichtung 62, die zum Aktivie
ren des Filterkörpers mit Wabenstruktur dient, umwickelt ist.
Der Filterkörper 61 mit Wabenstruktur kann beispielsweise herge
stellt werden, indem man eine Wabenstruktur mit einer Breite
von 70 mm, einer Länge von 70 mm und einer Tiefe von 15 mm bil
det, die eine Vielzahl von Zellen enthält, die aus einer Alumi
niumfolie bzw. einem Aluminiumblech hergestellt sind, wobei je
de der Zellen aus einer sechseckigen Zelle mit Seiten von 1,5 mm
und einer Tiefe von 15 mm besteht, die dadurch gebildet wird,
daß ein gleichseitiger sechseckiger Zylinder mit Seiten von 1,5 mm
und einer Tiefe von 15 mm auf ein Drittel des Abstands zwi
schen zwei gegenüberliegenden Seiten zusammengedrückt wird, und
die Wabenstruktur in eine Dispersion, die ein Bindemittelharz
und einen Katalysator enthält, eintaucht, um die Oberfläche von
jeder der Zellen mit dem Katalysator zu beschichten. Der Fil
terkörper mit Wabenstruktur, der auf diese Weise erhalten wird,
ist derart, daß er einen Öffnungsanteil von etwa 75% hat und
je 1 cm3 eine Oberfläche von etwa 20 cm2 hat, die dazu befähigt
ist, mit ozonhaltiger Luft in Kontakt zu kommen. Wenn ozonhalti
ge Luft mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 2 m/s durch das
Filter hindurchströmen gelassen wird, beträgt der Druckverlust
1,5 mm Wassersäule und ist damit besser als der Druckverlust
der bekannten Ozonentfernungsfilter, die aus einem Papier oder
aus Keramik hergestellt sind und bei denen der Druckverlust 3,5 mm
Wassersäule bzw. 1,8 mm Wassersäule beträgt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform hat der Filter
körper mit Wabenstruktur den in Fig. 7 gezeigten Aufbau. Der
in Fig. 7 gezeigte Filterkörper mit Wabenstruktur enthält (i)
eine Vielzahl der vorstehend erwähnten sechseckigen Zellen 72,
die in Längsrichtung angeordnet sind, und (ii) eine Vielzahl
der vorstehend erwähnten sechseckigen Zellen 71, die in Quer
richtung angeordnet sind, wobei die sechseckigen Zellen (i) und
die sechseckigen Zellen (ii) einander derart kreuzen, daß zwi
schen den zwei gekreuzten Ausrichtungsflächen ein Winkel von et
wa 90° gebildet wird. Der Filterkörper mit Wabenstruktur ist in
diesem Fall in ausreichendem Maße selbsttragend und muß deshalb
nicht mit einem Stützrahmen versehen werden.
Ferner ist der in Fig. 7 gezeigte Filterkörper mit Wabenstruk
tur hinsichtlich der Entfernung von Ozon besonders vorteilhaft.
Fig. 8 ist eine schematische Ansicht, die zur näheren Erläute
rung eines Abschnitts dient, der mehrere der vorstehend erwähn
ten sechseckigen Zellen für den vorstehend erwähnten Filterkör
per mit Wabenstruktur umfaßt. Fig. 8 zeigt ein Trägerteil 82,
das aus einem Aluminiumblech besteht und jede der sechseckigen
Zellen bildet, und eine Harz-Zwischenschicht 83, die dazu befä
higt ist, zu verhindern, daß sich eine darauf gebildete Metall
oxid-Katalysatorschicht 84 wegen Schwingungen oder wegen ther
mischer Verformung ablöst bzw. abschält.
Als Harz für die Bildung der Zwischenschicht 83 ist ein Harz er
wünscht, das hitzebeständig ist, gut auf das Aluminium-Träger
teil 82 aufgeklebt werden kann und mit der Metalloxid-Katalysa
torschicht 84 gut verträglich ist, beispielsweise ein Acrylharz.
Als Metalloxid-Katalysator für die Bildung der Metalloxid-Kata
lysatorschicht 84 können z. B. Oxide von Cu, Mn, Ti und Si er
wähnt werden. Um die Metalloxid-Katalysatorschicht 84 zu bilden,
wird wenigstens eines der vorstehend erwähnten Metalloxide in
einer Lösung eines Bindemittelharzes wie z. B. Acrylharz disper
giert, um eine Beschichtungsflüssigkeit herzustellen, die dann
auf die zuvor gebildete Zwischenschicht aufgebracht wird.
Das auf diese Weise hergestellte Ozonentfernungsfilter behält
die katalytische Wirkung bei einer Temperatur bis zu etwa 200°C
bei.
Wenn das Ozonentfernungsfilter bei dem erfindungsgemäßen elek
trophotographischen Bilderzeugungsverfahren verwendet wird,
wird erhitzte Luft, die Ozon (O3) enthält, das in der Nähe der
Ladeeinrichtung erzeugt worden ist, durch das Ozonentfernungs
filter, das dabei zum Aktivieren des Metalloxid-Katalysators er
hitzt wird, hindurchströmen gelassen, und das Ozon wird in dem
Ozonentfernungsfilter mit dem aktivierten Metalloxid-Katalysa
tor in Kontakt gebracht und zu Sauerstoff (O2) zersetzt, der
dann abgelassen wird.
Die Wirkungen der Erfindung werden durch die folgenden Versuche
gezeigt.
Zwölf Proben (Proben Nr. 1 bis 12) von zylindrischen lichtemp
fangenden Elementen der in Fig. 1(B) gezeigten Art, die aus ei
nem zylindrischen Träger 101 und aus einer lichtempfangenden
Schicht 102′ bestanden, wobei die lichtempfangende Schicht aus
einer Ladungsinjektions-Verhinderungsschicht 106, einer photo
leitfähigen Schicht 103, einer zum Tragen eines Ladungsbildes
dienenden Schicht 104 und einer zum Tragen eines entwickelten
Bildes dienenden Schicht 105 bestand, die in dieser Reihenfolge
auf dem zylindrischen Träger übereinandergeschichtet waren, wur
den gemäß dem vorstehend erwähnten Schichtbildungsverfahren un
ter Anwendung der in Fig. 5 gezeigten HF-Plasma-CVD-Vorrichtung
unter den in Tabelle 1 gezeigten Filmbildungsbedingungen herge
stellt, wobei die Bedingungen für die Bildung der zum Tragen
eines entwickelten Bildes dienenden Schicht in der in Tabelle 2
gezeigten Weise verändert wurden. In jedem Fall wurde als zy
lindrischer Träger 101 ein Aluminiumzylinder mit einem Außen
durchmesser von 108 mm, einer Länge von 358 mm und einer Dicke
von 5 mm verwendet.
Separat wurden durch Wiederholung der Verfahrensschritte des To
nerherstellungsbeispiels 1 mehrere feinteilige isolierende To
ner, von denen jeder eine andere mittlere Teilchengröße (Volu
menmittel) aus dem Bereich von etwa 3 µm bis etwa 12 µm in ei
nem Abstand von 1,5 µm hatte, hergestellt.
Ein elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren wurde durch
geführt, indem jede der erhaltenen Proben (Proben Nr. 1 bis 12)
von zylindrischen lichtempfangenden Elementen in eine abgeänder
te Form eines handelsüblichen elektrophotographischen Kopierge
räts (CANON NP-7550) für die Anwendung zu Versuchszwecken einge
baut wurde, die grundsätzlich denselben Aufbau wie das in Fig.
2 gezeigte Kopiergerät hatte und bei der der Entwicklungsmecha
nismus mit jedem der erhaltenen feinteiligen isolierenden Toner
gefüllt war, und indem die vorstehend für den Fall des in Fig.
2 gezeigten elektrophotographischen Bilderzeugungssystems be
schriebenen Verfahrensschritte der Bilderzeugung wiederholt wur
den. ln jedem Fall wurde die Oberflächentemperatur der Probe ei
nes zylindrischen lichtempfangenden Elements in dem Bereich von
etwa 5°C bis etwa 50°C verändert.
In jedem Fall wurden Bilder kopiert, um die Auflösung und die
Tonwertwiedergabe hinsichtlich der Wechselbeziehungen zwischen
der angewandten Probe eines zylindrischen lichtempfangenden Ele
ments, seiner Oberflächentemperatur bei der Bilderzeugung und
dem verwendeten feinteiligen isolierenden Toner zu bestimmen.
Bei der Bestimmung der Auflösung wurde eine Testtafel mit einer
Vielzahl von schwarzen Bereichen mit einer gleichmäßigen Breite
a und einer Vielzahl von weißen Bereichen mit einer gleichmäßi
gen Breite a, die abwechselnd und regelmäßig angeordnet waren,
wie in Fig. 9 gezeigt ist, verwendet. Jede Breite a des wei
ßen Bereichs zwischen jedem Paar der schwarzen Bereiche auf der
Testtafel wurde schmäler gemacht, und die Testtafel wurde ko
piert, um ihre minimale Breite a, die aufgelöst werden kann, zu
bestimmen. D. h., wenn jede Breite a des weißen Bereichs zwi
schen jedem Paar der schwarzen Bereiche auf der Testtafel schmä
ler gemacht wird, bis sie einen bestimmten Wert oder einen dar
unter liegenden Wert hat, und die Testtafel kopiert wird, wird
das erhaltene Bild derart, daß es sehr kleine unscharfe Bilder
von Profilen benachbarter schwarzer Bereiche, die sich über
schneiden, enthält. Dies bedeutet, daß die Auflösung praktisch
unmöglich ist. Aus diesem Grund wird die Breite a des weißen Be
reichs, die den vorstehend erwähnten bestimmten Wert hat, der
die Auflösung des Bildes unmöglich macht, als der Wert angese
hen, der die Auflösung angibt.
Bei der Bestimmung der Tonwertwiedergabe wurde eine Testtafel
verwendet, auf der drei schwarze Vollkreise mit einer optischen
Dichte von 0,3; 0,5 bzw. 1,1 angeordnet waren. Die Testtafel
wurde derart kopiert, daß ein Bild eines schwarzen Vollkreises
mit einer optischen Dichte von 0,3 und ein Bild eines schwarzen
Vollkreises mit einer optischen Dichte von 1,1, die dem ur
sprünglichen schwarzen Vollkreis mit einer optischen Dichte von
0,3 bzw. dem ursprünglichen schwarzen Vollkreis mit einer opti
schen Dichte von 1,1 entsprachen, erhalten wurden.
Die Bestimmung der Tonwertwiedergabe wurde auf der Grundlage
des Bildes durchgeführt, das beim Kopieren des verbliebenen
ursprünglichen schwarzen Vollkreises mit einer optischen Dichte
von 0,5 erhalten wurde. D. h., der Absolutwert der Differenz
zwischen der 0,5 betragenden optischen Dichte des ursprüngli
chen schwarzen Vollkreises und der optischen Dichte des davon
durch Kopieren erhaltenen Bildes eines schwarzen Vollkreises
wird als der Wert angesehen, der die Tonwertwiedergabe angibt.
Die Ergebnisse der Bestimmung der Auflösung, die bei jeder der
Proben (Proben Nr. 1 bis 12) von zylindrischen lichtempfangen
den Elementen erhalten wurden, sind in Fig. 10 bis 21 gemeinsam
gezeigt.
Die Ergebnisse der Bestimmung der Tonwertwiedergabe, die bei je
der der Proben (Proben Nr. 1 bis 12) von zylindrischen lichtemp
fangenden Elementen erhalten wurden, sind in Fig. 37 bis 48 ge
meinsam gezeigt.
Alle Werte, die in jeder der Fig. 10 bis 21 und auch in jeder
der Fig. 37 bis 48 graphisch dargestellt sind, sind relative
Werte, die erhalten wurden, indem der Wert für die Auflösung
bzw. der Wert für die Tonwertwiedergabe, die in dem nachstehen
den Vergleichsversuch 1 erhalten wurden, bei dem ein feintei
liger isolierender Toner mit einer mittleren Teilchengröße (Vo
lumenmittel) von etwa 12 um verwendet wurde und die Oberflä
chentemperatur der Vergleichsprobe (Vergleichsprobe Nr. 1) ei
nes zylindrischen lichtempfangenden Elements bei 25°C gehalten
wurde, als Vergleichswerte gleich 1 gesetzt wurden.
Zu Vergleichszwecken wurde eine Probe eines herkömmlichen zylin
drischen lichtempfangenden Elements mit dem in Fig. 3 gezeigten
Aufbau (nachstehend als "zum Vergleich dienendes lichtempfan
gendes Element" oder "Vergleichsprobe Nr. 1" bezeichnet), das
aus einem zylindrischen Träger 301 und einer lichtempfangenden
Schicht bestand, wobei die lichtempfangende Schicht aus einer
Ladungsinjektions-Verhinderungsschicht 302, einer photoleitfähi
gen Schicht 303 und einer Oberflächenschicht 304 bestand, gemäß
dem vorstehend erwähnten Schichtbildungsverfahren unter Anwen
dung der in Fig. 5 gezeigten HF-Plasma-CVD-Vorrichtung unter
den in Tabelle 3 gezeigten Filmbildungsbedingungen hergestellt.
Als zylindrischer Träger 301 wurde ein Aluminiumzylinder mit ei
nem Außendurchmesser von 108 mm, einer Länge von 358 mm und ei
ner Dicke von 5 mm verwendet.
Unter Anwendung der auf diese Weise erhaltenen Vergleichsprobe
eines lichtempfangenden Elements (Vergleichsprobe Nr. 1) wurde
das elektrophotographische Bilderzeugungsverfahren in derselben
Weise wie in Versuch 1 durchgeführt. Die Bestimmung der Auflö
sung und der Tonwertwiedergabe wurde in derselben Weise wie in
Versuch 1 durchgeführt.
Die erhaltenen Ergebnisse der Bestimmung der Auflösung sind in
Fig. 22 gemeinsam gezeigt, und die erhaltenen Ergebnisse der
Bestimmung der Tonwertwiedergabe sind in Fig. 49 gemeinsam ge
zeigt.
Vierzehn zum Vergleich dienende zylindrische lichtempfangende
Elemente (Vergleichsproben Nr. 2 bis 15) wurden durch Wiederho
lung der Verfahrensschritte von Versuch 1 hergestellt, wobei
die Filmbildungsbedingungen jedoch in der in Tabelle 4 gezeig
ten Weise verändert wurden.
Bei jeder der Vergleichsproben von zylindrischen lichtempfangen
den Elementen (Vergleichsproben Nr. 2 bis 15) wurden in dersel
ben Weise wie in Versuch 1 die Auflösung und die Tonwertwieder
gabe bestimmt.
Die erhaltenen Ergebnisse der Bestimmung der Auflösung sind in
Fig. 23 bis 36 gemeinsam gezeigt, und die erhaltenen Ergebnisse
der Bestimmung der Tonwertwiedergabe sind in Fig. 50 bis 63 ge
meinsam gezeigt.
Alle Werte, die in jeder der Fig. 23 bis 36 und auch in jeder
der Fig. 50 bis 63 graphisch dargestellt sind, sind relative
Werte, die erhalten wurden, indem der Wert für die Auflösung
bzw. der Wert für die Tonwertwiedergabe, die in dem vorstehen
den Vergleichsversuch 1 erhalten wurden, bei dem ein feintei
liger isolierender Toner mit einer mittleren Teilchengröße (Vo
lumenmittel) von etwa 12 µm verwendet wurde und die Oberflä
chentemperatur der Vergleichsprobe (Vergleichsprobe Nr. 1) ei
nes zylindrischen lichtempfangenden Elements bei 25°C gehalten
wurde, als Vergleichswerte gleich 1 gesetzt wurden.
Aus den in Fig. 10 bis 63 gezeigten Ergebnissen ist erkannt wor
den, daß beim Kopieren beständig und wiederholt ein Bild von
hoher Qualität, das eine ausgezeichnete Auflösung und Tonwert
wiedergabe zeigt und das Bild übertrifft, das durch Kopieren
unter Anwendung des herkömmlichen amorphes Silicium enthalten
den lichtempfangenden Elementes erzeugt wird, erzeugt werden
kann, wenn bei dem elektrophotographischen Bilderzeugungsverfah
ren das besondere erfindungsgemäße amorphes Silicium enthalten
de lichtempfangende Element in Kombination mit dem besonderen
feinteiligen isolierenden Toner angewendet wird. Insbesondere
ist erkannt worden, daß beständig und wiederholt ein Bild von
sehr hoher Qualität, das eine ausgezeichnete Auflösung und Ton
wertwiedergabe zeigt, erhalten werden kann, wenn bei der Durch
führung des elektrophotographischen Bilderzeugungsverfahrens
das besondere erfindungsgemäße amorphes Silicium enthaltende
lichtempfangende Element angewendet wird, dessen zum Tragen ei
nes entwickelten Bildes dienende Schicht eine Dicke von 300,0
bis 1000,0 nm und einen spezifischen Widerstand von 1012 bis
1016 Ohm×cm hat, der besondere feinteilige isolierende Toner
verwendet wird, bei dem die mittlere Teilchengröße (Volumenmit
tel) etwa 4,5 bis etwa 9 µm beträgt, und die Oberflächentempera
tur des amorphes Silicium enthaltenden lichtempfangenden Elemen
tee bei der Bilderzeugung auf einen Wert von 10 bis 40°C einge
stellt wird.
Die folgenden Versuche 2 bis 4 und Vergleichsversuche 3 bis 5
wurden durchgeführt, um die Wirkungen zu beobachten, die bei
dem erfindungsgemäßen elektrophotographischen Bilderzeugungsver
fahren durch die Anwendung des Ozonentfernungsfilters erzielt
werden.
Ein Ozonentfernungsfilter mit Wabenstruktur der in Fig. 6 ge
zeigten Art wurde hergestellt, indem eine Wabenstruktur mit ei
ner Breite von 50 mm, einer Länge von 50 mm und einer Tiefe von
10 mm gebildet wurde, die eine Vielzahl von Zellen enthielt,
die aus einer 20 um dicken Aluminiumfolie hergestellt waren, wo
bei jede der Zellen aus einer sechseckigen Zelle mit Seiten von
1,25 mm und einer Tiefe von 10 mm bestand, die dadurch gebildet
wurde, daß ein gleichseitiger sechseckiger Zylinder mit Seiten
von 1,25 mm und einer Tiefe von 10 mm auf die Hälfte des Ab
stands zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten zusammengedrückt
wurde, und indem die Wabenstruktur in eine Dispersion, die 70
Teile eines CuO2×MnO2-Katalysators in 30 Teilen eines Acryl-Bin
demittelharzes enthielt, eingetaucht wurde, um die Oberfläche
von jeder der Zellen mit dem Katalysator zu beschichten.
Ein Ozonentfernungsfilter mit Wabenstruktur der in Fig. 6 ge
zeigten Art wurde hergestellt, indem die Verfahrensschritte von
Versuch 2 wiederholt wurden, wobei jedoch eine Aktivkohle an
stelle des CuO2×MnO2-Katalysators verwendet wurde.
Jedes der zwei vorstehend erwähnten Ozonentfernungsfilter wurde
untersucht, indem unter Anwendung einer handelsüblichen Ozoner
zeugungsvorrichtung Ozon erzeugt wurde und das Ozon in Luft mit
einer Strömungsgeschwindigkeit von 3 m/s und einer Strömungsge
schwindigkeit von 4,5 m/s durch das Filter hindurchströmen ge
lassen wurde, während die Temperatur des Filters durch ein elek
trisches Heizband 62 verändert wurde. In jedem Fall wurde der
Ozongehalt in der Luft, die durch das Filter hindurchströmen ge
lassen wurde, am Einlaß und am Auslaß mit einer Ozongehalt-Meß
vorrichtung (EG-2001; Erzeugnis von EBARA Jitsugyo Kabushiki
Kaisha) gemessen.
Das Verhältnis der zwei Meßwerte wurde berechnet, um den Wir
kungsgrad der Ozonentfernung zu erhalten, der in Prozent ausge
drückt wird. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Fig. 64 gemein
sam gezeigt.
Aus den in Fig. 64 gezeigten Ergebnissen ist ersichtlich, daß
der Wirkungsgrad der Ozonentfernung im Falle des Aktivkohle-
Ozonentfernungsfilters bei der niedrigen Strömungsgeschwindig
keit von 3 m/s höchstens 68% beträgt, während der Wirkungsgrad
der Ozonentfernung im Falle des Metallkatalysator-Ozonentfer
nungsfilters selbst dann fast 90% erreicht, wenn das Filter
bei einer niedrigen Temperatur von etwa 50°C gehalten wird.
Ferner kann im Falle des Metallkatalysator-Ozonentfernungsfil
ters selbst dann ein Wirkungsgrad der Ozonentfernung von mehr
ale 70% erzielt werden, wenn die Strömungsgeschwindigkeit auf
4,5 m/s erhöht wird, indem das Filter bei einer Temperatur von
mehr als 50°C gehalten wird.
Der Wirkungsgrad der Ozonentfernung, der erhalten wurde, als
das Aktivkohle-Ozonentfernungsfilter bei einer 4,5 m/s betragen
den Strömungsgeschwindigkeit untersucht wurde, ist in Fig. 64
nicht gezeigt, da er unter 60% lag.
Zwei Arten von Ozonentfernungsfiltern mit Wabenstruktur der in
Fig. 6 gezeigten Art wurden hergestellt, indem die Verfahrens
schritte von Versuch 2 wiederholt wurden, wobei jedoch anstelle
des CuO2×MnO2-Katalysators ein TiO2-Katalysator bzw. ein SiO2-
Katalysator verwendet wurde.
Jedes der erhaltenen Ozonentfernungsfilter wurde in derselben
Weise wie in Versuch 2 untersucht. Als Ergebnis ist festge
stellt worden, daß jedes der erhaltenen Ozonentfernungsfilter
selbst bei einer niedrigen Strömungsgeschwindigkeit von 3 m/s
einenzufriedenstellenden Wirkungsgrad der Ozonentfernung von
85 bis 95% lieferte, wenn das Filter bei einer Temperatur von
mehr als 50°C gehalten wurde.
Die in Versuch 1 hergestellte Probe Nr. 1 eines zylindrischen
amorphes Silicium enthaltenden lichtempfangenden Elements (nach
stehend als "Walzenprobe A" bezeichnet) und die in Vergleichs
versuch 1 hergestellte Vergleichsprobe Nr. 1 eines zylindri
schen amorphes Silicium enthaltenden lichtempfangenden Elements
(nachstehend als "Walzenprobe B" bezeichnet) wurden bereitge
stellt.
Dann wurde derselbe feinteilige isolierende Toner mit einer
mittleren Teilchengröße (Volumenmittel) von etwa 6 µm, wie er
in Versuch 3 verwendet wurde, bereitgestellt.
Ferner wurden zwei Arten von Ozonentfernungsfiltern mit Waben
struktur der in Fig. 6 gezeigten Art bereitgestellt, die in Ta
belle 5 gezeigt sind (nachstehend als "Filterprobe A" bzw. "Fil
terprobe B" bezeichnet).
Des weiteren wurden zwei von denselben elektrophotographischen
Kopiergeräten, wie sie in Versuch 1 angewandt wurden, bereitge
stellt. Die Filterprobe A wurde hinter der Haupt-Ladeeinrich
tung von einem der elektrophotographischen Kopiergeräte einge
baut. Die Filterprobe B wurde hinter der Haupt-Ladeeinrichtung
des anderen Kopiergeräts eingebaut.
Jede der zwei Walzenproben A und B wurde in jedes der zwei Ko
piergeräte eingebaut, deren Entwicklungsmechanismus mit dem vor
stehend erwähnten Toner gefüllt war, und die Bilderzeugung wur
de unter Anwendung eines Testblattes (Canon Test Sheet NA-7)
ale Testoriginal durchgeführt, um kopierte Bilder zu erzeugen.
Die Bewertung der erhaltenen Bilder wurde mit den Augen durch
geführt. Bei dieser Bewertung wurden die Bilder, die in der An
fangsstufe des Kopierens erhalten wurden, und die Bilder, die
erhalten wurden, nachdem das Kopiergerät nach Herstellung von
10 000 Kopien vom Format A4 abgeschaltet, 5 h lang bei 32,5°C
in einer Umgebung mit einer relativen Feuchte von 85% stehen
gelassen und dann wieder eingeschaltet worden war, bewertet.
Die Ergebnisse, die bei der Bewertung erhalten wurden, sind in
Tabelle 6 gemeinsam gezeigt.
Wie aus Tabelle 6 ersichtlich ist, konnten in der Anfangsstufe
in jedem Fall ausgezeichnete Bilder erhalten werden, während
zwischen den Bildern, die erhalten wurden, nachdem das Kopier
gerät nach Herstellung von 10 000 Kopien abgeschaltet und eine
gewisse Zeit lang stehengelassen worden war, bedeutende Unter
schiede festgestellt wurden. Es wird festgestellt, daß nur im
Falle des erfindungsgemäßen Bilderzeugungsverfahrens, bei dem
die Walzenprobe A und die Filterprobe A in Kombination verwen
det werden, beständig und wiederholt ein Bild von sehr hoher
Qualität erhalten werden kann.
Durch diese Ergebnisse ist bestätigt worden, daß das erfindungs
gemäße Bilderzeugungsverfahren, bei dem ein besonderes amor
phes Silicium enthaltendes lichtempfangendes Element mit dem in
Fig. 1 gezeigten Aufbau, ein Metallkatalysator-Ozonentfernungs
filter und ein feinteiliger isolierender Toner mit einer beson
deren mittleren Teilchengröße (Volumenmittel) in Kombination
verwendet werden, sogar unter scharfen Umgebungsbedingungen die
beständige und wiederholte Erzeugung eines Bildes von sehr ho
her Qualität ermöglicht.
Die Verfahrensschritte von Versuch 4 wurden unter Anwendung der
selben Walzenprobe A, wie sie in Versuch 4 verwendet wurde, wie
derholt, wobei jedoch die in Tabelle 5 gezeigte Filterprobe B
durch Vergrößerung des Filtervolumens und Erhöhung der Menge
der Aktivkohle derart abgeändert wurde, daß sie denselben Wir
kungsgrad der Ozonentfernung wie die in Tabelle 5 gezeigte Fil
terprobe A lieferte, und das auf diese Weise hergestellte Ozon
entfernungsfilter verwendet wurde.
Als Ergebnis ist festgestellt worden, daß beim Kopieren in der
Anfangsstufe ausgezeichnete Bilder erhalten werden können, wäh
rend die Bilder, die erhalten werden, nachdem das Kopiergerät
nach Herstellung von 10 000 Kopien abgeschaltet und eine gewis
se Zeit lang stehengelassen worden ist, von sehr kleinen un
scharfen Bildern begleitet sind.
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden durch
die folgenden Beispiele näher erläutert.
Die in Versuch 1 hergestellte Probe Nr. 5 eines zylindrischen
lichtempfangenden Elements wurde in ein handelsübliches elek
trophotographisches Kopiergerät (Canon NP-7550) eingebaut, das
grundsätzlich denselben Aufbau wie das in Fig. 2 gezeigte Ko
piergerät hatte und bei dem der Entwicklungsmechanismus mit dem
im Tonerherstellungsbeispiel 2 erhaltenen feinteiligen isolie
renden Toner, der eine mittlere Teilchengröße (Volumenmittel)
von etwa 6 µm hatte, gefüllt war. Das elektrophotographische
Bilderzeugungsverfahren wurde unter normalen Umgebungsbedingun
gen (d. h., bei 23°C und einer relativen Feuchte von 60%) un
ter Anwendung eines Testblatts (CANON Test Sheet NA-7) für die
Anwendung zur Bildbewertung, das zwei komplizierte, sehr kleine
chinesische Schriftzeichen mit einer Größe von 2 mm enthielt,
ale Testoriginal in Übereinstimmung mit den vorstehend erwähn
ten Verfahrensschritten der Bilderzeugung unter Anwendung des
elektrophotographischen Kopiersystems von Fig. 2 durchgeführt,
um durch Kopieren Bilder der erwähnten ursprünglichen chinesi
schen Schriftzeichen zu erzeugen.
Als Ergebnis der Bewertung der erhaltenen Bilder ist festge
stellt worden, daß sie eine ausgezeichnete Auflösung und Ton
wertwiedergabe zeigen, ohne daß sie von einer ungleichmäßigen
Bilddichte und von unscharfen Bildern begleitet sind, und daß
sie den ursprünglichen Schriftzeichen des Testblatts gleichwer
tig sind.
Dann wurde das vorstehend erwähnte elektrophotographische Bild
erzeugungsverfahren kontinuierlich wiederholt, um 500 000 Kopi
en herzustellen. Die auf der letzten Kopie wiedergegebenen Bil
der wurden bewertet. Als Ergebnis ist festgestellt worden,
daß sie den in der Anfangsstufe erhaltenen Bildern gleichwertig
sind und den ursprünglichen Schriftzeichen des Testblatts nach
wie vor gleichwertig sind.
Die Verfahrensschritte des elektrophotographischen Bilderzeu
gungsverfahrens von Beispiel 1 wurden wiederholt, wobei jedoch
ein zylindrisches lichtempfangendes Element verwendet wurde,
das gemäß dem vorstehend beschriebenen Schichtbildungsverfahren
unter Anwendung der in Fig. 5 gezeigten HF-Plasma-CVD-Vorrich
tung unter den in Tabelle 7 gezeigten Schichtbildungsbedingun
gen hergestellt worden war, und der im Tonerherstellungsbei
spiel 3 erhaltene feinteilige isolierende Toner, der eine mitt
lere Teilchengröße (Volumenmittel) von etwa 6 µm hatte, verwen
det wurde, um durch Kopieren Bilder der ursprünglichen chinesi
schen Schriftzeichen zu erzeugen.
Als Ergebnis der Bewertung der erhaltenen Bilder ist festge
stellt worden, daß sie eine ausgezeichnete Auflösung und Ton
wertwiedergabe zeigen, ohne daß sie von einer ungleichmäßigen
Bilddichte und von unscharfen Bildern begleitet sind, und daß
sie den ursprünglichen Schriftzeichen des Testblatts gleichwer
tig sind.
Dann wurde das vorstehend erwähnte elektrophotographische Bild
erzeugungsverfahren kontinuierlich wiederholt, um 500 000 Kopi
en herzu 04665 00070 552 001000280000000200012000285910455400040 0002003943017 00004 04546stellen. Die auf der letzten Kopie wiedergegebenen Bil
der wurden bewertet. Als Ergebnis ist festgestellt worden,
daß sie den in der Anfangsstufe erhaltenen Bildern gleichwertig
sind und den ursprünglichen Schriftzeichen des Testblatts nach
wie vor gleichwertig sind.
Die Verfahrensschritte des elektrophotographischen Bilderzeu
gungsverfahrens von Beispiel 1 wurden wiederholt, wobei jedoch
hinter der Haupt-Ladeeinrichtung des elektrophotographischen
Kopiergeräts das in Versuch 2 hergestellte Ozonentfernungsfil
ter mit Wabenstruktur eingebaut wurde und das Ozonentfernungs
filter bei 50°C gehalten wurde, um durch Kopieren Bilder der
ursprünglichen chinesischen Schriftzeichen zu erzeugen.
Als Ergebnis der Bewertung der erhaltenen Bilder ist festge
stellt worden, daß sie eine ganz ausgezeichnete Auflösung und
Tonwertwiedergabe zeigen, ohne daß sie von einer ungleichmäßi
gen Bilddichte und von unscharfen Bildern begleitet sind, und
daß sie den ursprünglichen Schriftzeichen des Testblatts offen
sichtlich gleichwertig sind.
Bei einem elektrophotographischen Bilderzeugungsverfahren, das
mit einem elektrophotographischen Bilderzeugungssystem durchzu
führen ist, das eine Halogenlampe als Lichtquelle, ein opti
sches System, ein zylindrisches lichtempfindliches Element, ei
ne Haupt-Koronaladeeinrichtung, einen zur Erzeugung eines elek
trostatischen Ladungsbildes dienenden Mechanismus, einen Ent
wicklungsmechanismus, der einen magnetischen Toner enthält, ei
nen zur Zuführung eines Bildempfangsblattes dienenden Mechanis
mus, eine Übertragungs-Ladeeinrichtung, eine Trennungs-Ladeein
richtung, einen zur Beförderung eines Bildempfangsblattes die
nenden Mechanismus, einen Reinigungsmechanismus und eine zur La
dungsentfernung dienende Lichtquelle enthält und das dazu befä
higt ist, die Geschwindigkeit des Bilderzeugungsverfahrens ein
zustellen, wird ein amorphes Silicium enthaltendes lichtempfan
gendes Element verwendet, das aus einem Träger und einer auf
dem Träger angeordneten lichtempfangenden Schicht besteht, wo
bei die lichtempfangende Schicht aus einer ersten Schicht, die
dazu befähigt ist, eine Photoleitfähigkeit zu zeigen, einer
zweiten Schicht, die dazu befähigt ist, ein Ladungsbild zu tra
gen, und einer dritten Schicht, die dazu befähigt ist, ein
entwickeltes Bild zu tragen, besteht, die in dieser Reihenfolge
auf dem Träger übereinandergeschichtet sind, wobei die erste
Schicht aus einem amorphen Material gebildet ist, das Silicium
atome als Matrix und wenigstens eine Atomart enthält, die aus
der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoffatomen und Halo
genatomen besteht, wobei die zweite Schicht aus einem amorphen
Material gebildet ist, das Siliciumatome als Matrix, Kohlen
stoffatome, Atome eines Elements, das zu der Gruppe III des Pe
riodensystems gehört, und wenigstens eine Atomart enthält, die
aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoffatomen und Ha
logenatomen besteht, und wobei die dritte Schicht aus einem
amorphen Material gebildet ist, das Siliciumatome als Matrix,
Kohlenstoffatome und wenigstens eine Atomart enthält, die aus
der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoffatomen und Halo
genatomen besteht, und wird ein feinteiliger isolierender Toner
mit einer mittleren Teilchengröße (Volumenmittel) von 4,5 bis
9,0 µm verwendet.
Claims (15)
1. Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren, das mit ei
nem elektrophotographischen Bilderzeugungssystem durchzuführen
ist, das eine Lichtquelle, ein optisches System, ein zylindri
sches lichtempfangendes Element, eine Haupt-Koronaladeeinrich
tung, einen zur Erzeugung eines elektrostatischen Ladungsbildes
dienenden Mechanismus, einen Entwicklungsmechanismus, der einen
Toner enthält, einen zur Zuführung eines Bildempfangsblattes
dienenden Mechanismus, eine Übertragungs-Ladeeinrichtung, einen
Trennungsmechanismus, einen zur Beförderung eines Bildempfangs
blattes dienenden Mechanismus, einen Fixiermechanismus, einen
Reinigungsmechanismus und eine zur Ladungsentfernung dienende
Lichtquelle enthält und das dazu befähigt ist, die Geschwindig
keit des Bilderzeugungsverfahrens einzustellen, dadurch gekenn
zeichnet, daß als lichtempfangendes Element ein amorphes Sili
cium enthaltendes lichtempfangendes Element verwendet wird, das
aus einem Träger und einer auf dem Träger angeordneten lichtemp
fangenden Schicht besteht, wobei die lichtempfangende Schicht
aus einer ersten Schicht, die dazu befähigt ist, eine Photoleit
fähigkeit zu zeigen, einer zweiten Schicht, die dazu befähigt
ist, ein Ladungsbild zu tragen, und einer dritten Schicht, die
dazu befähigt ist, ein entwickeltes Bild zu tragen, besteht,
die in dieser Reihenfolge auf dem Träger übereinandergeschich
tet sind, wobei die erste Schicht aus einem amorphen Material
gebildet ist, das Siliciumatome als Matrix und wenigstens eine
Atomart enthält, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus
Wasserstoffatomen und Halogenatomen besteht, wobei die zweite
Schicht aus einem amorphen Material gebildet ist, das Silicium
atome als Matrix, Kohlenstoffatome, Atome eines Elements, das
zu der Gruppe III des Periodensystems gehört, und wenigstens ei
ne Atomart enthält, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus
Wasserstoffatomen und Halogenatomen besteht, und wobei die drit
te Schicht aus einem amorphen Material gebildet ist, das Sili
ciumatome als Matrix, Kohlenstoffatome und wenigstens eine Atom
art enthält, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasser
stoffatomen und Halogenatomen besteht, und wobei als Toner ein
feinteiliger isolierender Toner mit einer mittleren Teilchengrö
ße (Volumenmittel) von 4,5 bis 9,0 µm verwendet wird.
2. Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schicht eine
Dicke von 300,0 bis 1000,0 nm hat.
3. Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schicht einen
spezifischen Widerstand von 1012 bis 1016 Ohm×cm hat.
4. Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfangende
Schicht ferner eine Ladungsinjektions-Verhinderungsschicht ent
hält, die zwischen dem Träger und der ersten Schicht angeordnet
ist.
5. Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfangende
Schicht ferner eine zum Absorbieren von langwelligem Licht die
nende Schicht enthält, die zwischen dem Träger und der ersten
Schicht angeordnet ist.
6. Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren nach An
spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine zum Absorbieren von
langwelligem Licht dienende Schicht zwischen dem Träger und der
Ladungsinjektions-Verhinderungsschicht angeordnet ist.
7. Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es durchgeführt wird,
während die Oberfläche des lichtempfangenden Elements bei einer
Temperatur im Bereich von 10 bis 40°C gehalten wird.
8. Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren, das mit ei
nem elektrophotographischen Bilderzeugungssystem durchzuführen
ist, das eine Lichtquelle, ein optisches System, ein zylindri
sches lichtempfangendes Element, eine Haupt-Koronaladeeinrich
tung, einen zur Erzeugung eines elektrostatischen Ladungsbildes
dienenden Mechanismus, einen Entwicklungsmechanismus, der einen
Toner enthält, einen zur Zuführung eines Bildempfangsblattes
dienenden Mechanismus, eine Übertragungs-Ladeeinrichtung, einen
Trennungsmechanismus, einen zur Beförderung eines Bildempfangs
blattes dienenden Mechanismus, einen Fixiermechanismus, einen
Reinigungsmechanismus und eine zur Ladungsentfernung dienende
Lichtquelle enthält und das dazu befähigt ist, die Geschwindig
keit des Bilderzeugungsverfahrens einzustellen, dadurch gekenn
zeichnet, daß als lichtempfangendes Element ein amorphes Sili
cium enthaltendes lichtempfangendes Element verwendet wird, das
aus einem Träger und einer auf dem Träger angeordneten lichtemp
fangenden Schicht besteht, wobei die lichtempfangende Schicht
aus einer ersten Schicht, die dazu befähigt ist, eine Photoleit
fähigkeit zu zeigen, einer zweiten Schicht, die dazu befähigt
ist, ein Ladungsbild zu tragen, und einer dritten Schicht, die
dazu befähigt ist, ein entwickeltes Bild zu tragen, besteht,
die in dieser Reihenfolge auf dem Träger übereinandergeschich
tet sind, wobei die erste Schicht aus einem amorphen Material
gebildet ist, das Siliciumatome als Matrix und wenigstens eine
Atomart enthält, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus
Wasserstoffatomen und Halogenatomen besteht, wobei die zweite
Schicht aus einem amorphen Material gebildet ist, das Silicium
atome als Matrix, Kohlenstoffatome, Atome eines Elements, das
zu der Gruppe III des Periodensystems gehört, und wenigstens ei
ne Atomart enthält, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus
Wasserstoffatomen und Halogenatomen besteht, und wobei die drit
te Schicht aus einem amorphen Material gebildet ist, das Sili
ciumatome als Matrix, Kohlenstoffatome und wenigstens eine Atom
art enthält, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasser
stoffatomen und Halogenatomen besteht, wobei als Toner ein fein
teiliger isolierender Toner mit einer mittleren Teilchengröße
(Volumenmittel) von 4,5 bis 9,0 µm verwendet wird und wobei ein
in das elektrophotographische Bilderzeugungssystem eingebautes
Ozonentfernungsfilter mit Wabenstruktur verwendet wird, das mit
einem Metalloxid-Katalysator beschichtet ist und mit einer elek
trischen Heizeinrichtung ausgestattet ist.
9. Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren nach An
spruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schicht eine
Dicke von 300,0 bis 1000,0 nm hat.
10. Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren nach An
spruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schicht einen
spezifischen Widerstand von 1012 bis 1016 Ohm×cm hat.
11. Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren nach
Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfangende
Schicht ferner eine Ladungsinjektions-Verhinderungsschicht ent
hält, die zwischen dem Träger und der ersten Schicht angeordnet
ist.
12. Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren nach
Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfangende
Schicht ferner eine zum Absorbieren von langwelligem Licht die
nende Schicht enthält, die zwischen dem Träger und der ersten
Schicht angeordnet ist.
13. Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren nach An
spruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine zum Absorbieren von
langwelligem Licht dienende Schicht zwischen dem Träger und der
Ladungsinjektions-Verhinderungsschicht angeordnet ist.
14. Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren nach
Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es durchgeführt wird,
während die Oberfläche des lichtempfangenden Elements bei einer
Temperatur im Bereich von 10 bis 40°C gehalten wird.
15. Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren nach An
spruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Metalloxid-Katalysa
tor aus einem oder mehr als einem Bestandteil besteht, der aus
der Gruppe ausgewählt ist, die aus Oxiden von Cu, Mn, Ti und Si
besteht.
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