JPH0876533A - 電子写真装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、原稿に応じて最も好ましい
解像度と階調性を有する画像を得ることのできる電子写
真装置及び画像形成方法を提供することにある。 【構成】 本発明は、電子写真感光体、該電子写真感光
体を帯電する帯電手段及び該帯電された電子写真感光体
に光ビームを照射することにより静電潜像を形成する露
光手段を有する電子写真装置において、該電子写真感光
体がインダクション量を有し、かつ帯電された電位によ
って生じる電界強度によりγが変化する電位特性を有
し、該帯電手段による該電子写真感光体の帯電電位が原
稿の解像度及び階調性から得られるデータに基づいて制
御されることを特徴とする電子写真装置及びこれらの手
段を用いた画像形成方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特定の電子写真感光体
を特定のプロセスで用いる電子写真装置及び画像形成方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置のなかで高速かつ低騒音プ
リンターとして、電子写真方式を採用したレーザービー
ムプリンターやＬＥＤプリンターがある。その代表的な
用途は文字や図形等の画像を感光体にレーザービームや
発光ダイオードからの光を当てるか、当てないかで形成
する２値記録である。そして、一般には文字や図形等の
ように中間調の再生を必要としないものはプリンターの
構造も簡単にできるが、このようにな２値記録方式であ
っても中間調を表現できるプリンターがある。

【０００３】かかるプリンターとしてはディザ法や濃度
パターン法等を採用したものがよく知られている。しか
し、周知のごとくディザ法や濃度パターン法等を採用し
たプリンターでは高解像度が得にくい。

【０００４】そこで、近年、記録密度を低下させずに高
解像度で、各画素において中間調を形成する方式（ＰＷ
Ｍ方式）が提案されている。この方式は、画像信号によ
って、レーザービームを照射する時間を変調することに
より中間調画素形成を行うもので、この方式によれば高
解像度かつ高階調性の画像を形成でき、特に高解像度と
高階調性を必要とするカラー画像形成装置にはとくに適
している。この方式によると、１画素毎にビームスポッ
トにより形成されるドットの面積階調を行うことができ
るので、解像度を低下させることなく中間調を表現でき
る。

【０００５】ところが、このＰＷＭ方式においても、更
に画像密度を上げていくと露光スポット径に対して画素
が相対的に小さくなるために階調を十分にとることが出
来なくなる傾向がある。一方で、階調性を保持したまま
解像度を向上するためには、露光スポット径をより小さ
くする必要がある。そのためには、例えばレーザーを用
いた走査光学系を使用するときにはレーザー光の波長を
短波長化することやｆ−θレンズのＮＡ（開口率）を大
きくすること等が必要となる。しかしながら、このよう
な方法を用いると、高価なレーザーの使用、レンズやス
キャナーの大型化及び焦点深度の低下による要求される
機械精度の上昇等の理由から、装置の大型化やコスト上
昇は避け難い。また、ＬＥＤアレイや液晶シャッターア
レイ等の固体スキャナーにおいてもスキャナー自体の価
格の上昇、取り付け精度の上昇、電気駆動回路のコスト
上昇は避け難い。

【０００６】以上の様な問題点が存在するにもかかわら
ず、近年、電子写真方式を用いた画像形成装置に要求さ
れる解像度や階調性はますます高度化している。

【０００７】このような状況において、低露光量におい
て感度が小さく、露光量が増大するにつれて感度が上昇
するような特性を有する、即ち、インダクション量を有
する電子写真感光体を用いれば、照射スポットがその中
で強度分布を有するものに対して低露光量部分を除去
し、あたかも照射スポット径を小さくしたことと同様の
効果を得ることが可能であることが見い出された。この
ような感光体に対して強度分布を有する照射スポットを
走査するような画像形成装置によって、照射スポット径
以下の高解像度を安定に得ることが可能となった。しか
しながら、前記感光体は感度曲線において非常に大きな
γを有しており、露光量の変動や機械的な変動による変
化を敏感に反映し過ぎてしまうために階調再現性におい
ては十分な特性を有してはなかった。本発明者等は、低
露光量において感度の低い部分（インダクション部分）
の量（インダクション量）が感光体の表面電位によって
生じる電界強度に依存し、また、感光体のγも感光体の
表面電位によって生じる電界強度に依存する場合がある
ことを見い出し、本発明に至った。

【０００８】なお、本発明におけるγは、図１あるいは
図２の露光量−電位曲線において、初期の帯電電位から
飽和感度における帯電電位までの電位の変化量を１とし
て、この値を飽和感度を与える露光量を１としたときの
前記電位の変化に必要な露光量で割った値と定義する。
例えば、図１中、感光体の表面電位が５００Ｖである場
合、γ＝（電位の変化量）／（変化に必要な露光量）＝
１／（０．５／１．４）＝２．８、表面電位が３００Ｖ
である場合、γ＝１／（０．６／１．２）＝２．０、表
面電位が２００Ｖである場合、γ＝１／（０．６４／
１．０）≒１．６である。これに対し、通常用いられて
いる電子写真感光体の特性はインダクション量を持って
おらず、また露光量−電位曲線が下に凸である（図７）
ことから、飽和感度を与える露光量を１としたときの電
位の変化に必要な露光量は常に１になるのでγも１とな
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、原稿
に応じて最も好ましい解像度と階調性を有する画像を得
ることのできる電子写真装置及び画像形成方法を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、電子写
真感光体、該電子写真感光体を帯電する帯電手段及び該
帯電された電子写真感光体に光ビームを照射することに
より静電潜像を形成する露光手段を有する電子写真装置
において、該電子写真感光体がインダクション量を有
し、かつ帯電された電位によって生じる電界強度により
γが変化する電位特性を有し、該帯電手段による該電子
写真感光体の帯電電位が原稿の解像度及び階調性から得
られるデータに基づいて制御されることを特徴とする電
子写真装置である。

【００１１】また、本発明はこれらの手段を用いた画像
形成方法である。

【００１２】図１にインダクション量を有し、帯電電位
によってγが変化する本発明の電子写真感光体の露光量
−電位曲線を示す。表面電位が５００Ｖ、３００Ｖ及び
２００Ｖのときの露光量−電位曲線を示したが、インダ
クション量は電位減衰の直線部分の外挿して帯電電位と
の交点までの露光量として求められる。またγは前述の
ようにして求められる。また、感度を表すものとして初
期帯電電位が半分に減衰する露光量（１／２Ｖｄ）が用
いられる。インダクション量は電界強度が増加するに従
い増加し、１／２Ｖｄも電界強度が増加するに従い増加
するが、１／２Ｖｄの増加量はインダクション量の増加
量よりも小さいため帯電電位が増加するに従い、γは大
きくなる。従って、同一露光強度においては帯電電位を
高くすることで照射スポットによって形成される潜像の
解像度を向上することが可能となる。しかしながら、あ
る程度階調性の優れた記録を行うためには電界強度の絶
対値は５０Ｖ／μｍ以下であることが好ましく、より好
ましくは４０Ｖ／μｍ以下で用いられる。また、１０Ｖ
／μｍ以下ではインダクション部分が小さくなってしま
うことから、解像度の向上が十分でなくなる傾向があ
る。より好ましくは１５〜３８Ｖ／μｍで用いられる。

【００１３】なお、本発明における電界強度は、感光体
の表面電位（Ｖ）を感光体が有する光導電層や下引層等
の絶縁性の高い層の厚さ（μｍ）で割った値である。例
えば、後述の実施例１における表面電位５００Ｖの場合
の電界強度は、５００／１３≒３８．５（Ｖ／μｍ）で
ある。

【００１４】本発明におけるγは１．２〜８であること
が好ましい。１．２未満では照射光スポットに対して潜
像を高解像度化する効果が十分でなくなる傾向があり、
８を越えると露光量等の変動を敏感に反映し過ぎること
から階調再現性に問題を生じる。より好ましくは１．５
〜５である。

【００１５】本発明においては、原稿が２値で記録され
ている、文字や図形等のみの場合は解像度を向上して記
録することが重要であることから、この限りではなく、
高い電界強度で、即ち、インダクション量が大きいγで
あることが好ましい。

【００１６】また、本発明におけるγは、電界強度が１
Ｖ／μｍ変化したときに、０．０１以上、０．５以下の
変化を示すことが好ましく、インダクション量は、飽和
感度に対して０．１％以上、２０％以下の変化を示すも
のが好ましい。γの変化が０．０１未満であったり、イ
ンダクション量の変化が０．１％未満であると、帯電電
位を変化させても特性を十分制御することが困難になる
ことがある。また、γの変化が０．５を越えたり、イン
ダクション量の変化が２０％を越えると、単なる帯電電
位のゆらぎでも特性が変化し易くなり、均一な画像を得
にくくなることがある。電界強度が１Ｖ／μｍ変化した
ときのγ及びインダクション量の変化は、それぞれ０．
０３〜０．３、及び０．５％〜５％であることが更に好
ましい。

【００１７】このような特性を有する電子写真感光体は
代表的には光導電性顔料を絶縁性樹脂中に分散すること
により得られる。該顔料分散型電子写真感光体における
インダクション及びγの電界強度依存性が発現する機構
は次のように考えられる。

【００１８】該光導電性顔料は電圧を印加された状態て
光照射されることにより電子と正孔に分離したキャリア
を発生する。このとき発生したキャリアの両方が十分な
移動度を有すると帯電による正孔もしくは電子と再結合
するために内部電界が変化し、インダクションは発生し
なくなってしまう。また、発生したキャリアの再結合の
ためにインダクション現象に必要なキャリアの蓄積が行
えない。

【００１９】そこで、本発明においては、元々そのよう
な特性を示す材料を用いる場合は別として、電子もしく
は正孔の一方を捕獲し、再結合しないようにイオン化ポ
テンシャルの異なった化合物を顔料にドープするか、顔
料粒子の近傍に分散することが必要である。更に顔料粒
子は完全に孤立した状態ではなく、ある程度連続した擬
凝集状態である顔料粒子として分散する必要がある。

【００２０】このような顔料粒子の分散状態にすると、
捕獲されないタイプのキャリアは連続している顔料粒子
中を帯電により発生した電界に沿って移動し、連続した
顔料粒子の末端で停止する。この末端の顔料粒子からは
キャリアの移動可能な別の顔料粒子まではある程度の距
離があるためにキャリアが蓄積し実質的なキャリアの移
動がなく電子写真感光体としての感度は生じない。この
現象がインダクションと呼ばれるものである。

【００２１】つまり、本発明に用いられる光導電性顔料
には、電子または正孔のうち移動し易いキャリア（優先
キャリア）を速やかに移動させ、他方のキャリアを捕獲
するという特性が求められる。そこで、例えば銅フタロ
シアニンの場合、優先キャリアである正孔を速やかに移
動させるために純度の高い顔料を用い、また、電子を捕
獲するために顔料に電子捕獲性化合物をドープする。

【００２２】そして、キャリアが蓄積し、そのキャリア
による内部電界が帯電による電界を上回るようになると
一部キャリアが連続した顔料粒子間を伝わって移動し、
帯電による電界強度を低下させる。帯電による電界強度
が低下すると蓄積されたキャリアはより移動し易くな
り、順次移動することで感度が生じる。もしくは連続し
た顔料粒子の末端からトンネル効果によりキャリアの移
動可能な連続した顔料へ移動することによっても同様に
感度を生じる。

【００２３】このとき帯電電圧とインダクション量及び
γの関係は次のようになる。即ち、帯電電圧の絶対値が
大きいと電界強度は大きくなるので、それに打ち勝つた
めに必要なキャリアの量は多くなり、かつ、キャリアの
移動はトンネル効果によるものが主体となり、その結
果、インダクション量は大きくなる。また、この状態で
トンネル効果により一度キャリアの移動が生じると電界
が急速に低下し、この電界の低下により、残存したキャ
リアは移動可能となり、順次移動することで更に急速に
表面電位は低下するためγは大きくなる。逆に、帯電電
圧が小さいと電界強度も小さくなることから、電界強度
に打ち勝つのに必要なキャリアの量は少なくなり、イン
ダクション量は小さくなる。しかし、小さな電界強度で
はトンネル効果は発生しにくいために、キャリアの蓄積
による内部電界が帯電による電界強度を超えることによ
り、キャリアの移動は生じる。この場合には熱的に電位
差を乗り越えるキャリアは少量しか発生しないので、電
位の低下は緩やかになり、結果としてγは小さくなる。

【００２４】従って、本発明の電子写真感光体において
は、帯電電圧によって生じる電界強度が増加するとイン
ダクション量は増加し、γも増加することとなる。

【００２５】よって本発明においては、少なくとも電界
強度、さらには露光量を制御することにより、インダク
ション量が大きくγが大きい場合の高解像度を優先した
潜像や、インダクションが小さく、γが小さい場合のあ
る程度の高解像度と高階調性をバランスした潜像の両者
を得ることが可能となる。

【００２６】図２に本発明の露光量−電位曲線を有する
感光体による強度分布を有する露光スポットをより高解
像度の潜像として記録する効果を図示した。高解像度の
潜像を得るための条件としてはインダクション量は露光
量分布のピーク強度の１０％以上で用いられることが好
ましい。また、インダクション量は露光量分布のピーク
強度の８０％を越えると露光量の微少な変動によって潜
像が形成されたり、されなかったりすることがある。

【００２７】また、高階調性を実現するためには飽和感
度は露光量のピーク強度の８０〜１２０％として用いる
ことが好ましい。

【００２８】本発明の電子写真感光体は導電性基体上に
少なくとも光導電層を有する。

【００２９】導電性基体としては基体自体が導電性を有
するもの、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、
銅、亜鉛、ステンレス、クロム、チタン、ニッケル、マ
グネシウム、インジウム、金、白金、銀及び鉄等を用い
ることが出来る。その他にアルミニウム、酸化インジウ
ム、酸化スズ及び金等を蒸着等によりプラスチック等の
誘電体基体に被膜形成したものや、導電性微粒子をプラ
スチックや紙に混合したもの等を用いることが出来る。

【００３０】本発明においては、導電性基材と光導電層
の中間に、注入阻止機能と接着機能をもつ下引層を設け
ることもできる。下引層としてはカゼイン、ポリビニル
アルコール、ニトロセルロース、エチレン−アクリル酸
コポリマー、ポリビニルブチラール、フェノール樹脂、
ポリアミド、ポリウレタン及びゼラチン等によって形成
することができる。下引層の膜厚は０．１μｍ〜１０μ
ｍであることが好ましく、特には０．３μｍ〜３μｍで
あることが好ましい。

【００３１】光導電層としては感光体の状態でインダク
ション量を有しており、少なくとも電界強度によりγが
変化するものであれば用いることが可能である。その膜
厚は１０〜３０μｍであることが好ましく、少なくとも
電荷発生材料を含有する電荷発生層と少なくとも電荷輸
送材料を含有する電荷輸送層からなる機能分離タイプの
ものや電荷発生と電荷輸送を同一の層で行う単層タイプ
が用いられる。

【００３２】電荷発生材料としては、例えば、セレン−
テルル、ピリリウム系染料、チオピリリウム系染料、フ
タロシアニン系顔料、アントアントロン系顔料、ジベン
ズピレンキノン系顔料、ピラントロン系顔料、トリスア
ゾ系顔料、ジスアゾ系顔料、アゾ系顔料、インジゴ系顔
料、キナクリドン系顔料及びシアニン系顔料等を用いる
ことができる。

【００３３】電荷輸送材料としては、ポリ−Ｎ−ビニル
カルバゾール及びポリスチリルアントラセン等の複素環
や縮合多環芳香族を有する高分子化合物；ピラゾリン、
イミダゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、トリ
アゾール及びカルバゾール等の複素環化合物；トリフェ
ニルメタン等のトリアリールアルカン誘導体；トリフェ
ニルアミン等のトリアリールアミン誘導体；及びフェニ
レンジアミン誘導体、Ｎ−フェニルカルバゾール誘導
体、スチルベン誘導体及びヒドラゾン誘導体等の低分子
化合物を用いることができる。

【００３４】上記、電荷発生材料や電荷輸送材料は必要
に応じてバインダーポリマーに分散あるいは溶解して用
いられる。バインダーポリマーの例としては、スチレ
ン、酢酸ビニル、塩化ビニル、アクリル酸エステル、メ
タクリル酸エステル、フッ化ビニリデン及びトリフルオ
ロエチレン等のビニル化合物の重合体および共重合体；
ポリビニルアルコール；ポリビニルアセタール；ポリカ
ーボネート；ポリエステル；ポリスルホン；ポリフェニ
レンオキサイド；ポリウレタン；セルロース樹脂；フェ
ノール樹脂；メラミン樹脂；ケイ素樹脂及びエポキシ樹
脂等が挙げられる。

【００３５】以上のなかで本発明の電子写真感光体の光
導電材料として特に好ましいものとしては、優先キャリ
アが正孔である場合にはｐ型半導体に電子捕獲性化合物
をドープしたものが用いられる。また、優先キャリアが
電子である場合にはｎ型半導体に正孔捕獲性化合物をド
ープしたものが用いられる。特に好ましいｐ型半導体と
してはフタロシアニン化合物があり、銅フタロシアニ
ン、チタニルフタロシアニン及びハイドロキシガリウム
フタロシアニン等があり、ドープする電子捕獲性化合物
として前述のフタロシアニン化合物のニトロ化物やハロ
ゲン化物等が用いられる。また、特に好ましいｎ型半導
体としてジスアゾ化合物、トリスアゾ化合物、酸化亜鉛
及びＣｄｓ等があり、ドープする正孔捕獲性化合物とし
てトリフェニルアミン系化合物等が用いられる。

【００３６】光導電層には前記化合物以外にも機械的特
性の改良や耐久性向上のために添加剤を用いることがで
きる。このような添加剤としては、酸化防止剤、紫外線
吸収剤、安定化剤、架橋剤、潤滑剤及び導電性制御剤等
が挙げられる。

【００３７】図３に本発明の電子写真装置を示すととも
に、以下に簡単に説明する。

【００３８】まず、原稿台１０上に原稿Ｇを複写すべき
面を下側にしてセットする。次にコピーボタンを押すこ
とにより複写が開始される。原稿照射用ランプ、短焦点
レンズアレイ、ＣＣＤセンサーが一体の読取りユニット
９が原稿を照射しながら走査することにより、その照射
走査光が、短焦点レンズアレイによって結像されてＣＣ
Ｄセンサーに入射される。ＣＣＤセンサーは受光部、転
送部及び出力部より構成されている。ＣＣＤ受光部にお
いて光信号が電気信号に変換され、転送部でクロックパ
ルスに同期して順次出力部へ転送され、出力部において
電荷信号を電圧信号に変換し、増幅、低インピーダンス
化して出力する。このようにして得られたアナログ信号
をデジタル信号に変換し、コントローラー１１で更に原
稿の画像特性に応じて解像度、階調性を最適化する画像
処理を行って出力するためのデジタル信号に変換してプ
リンター部に送り、帯電手段３、更には現像手段４及び
レーザー走査部１２を制御する。コンピュータ等から出
力する場合には解像度、階調再現方法等を選択して望ま
しい画像が得られるように処理し変換してプリンター部
に送られる。プリンター部においては、上記の画像信号
を受けて以下のようにして複写画像を形成する。なお、
本発明における原稿が、本や写真等だけではなく、電気
的な画像データをも包含することはいうまでもない。

【００３９】本発明の感光体１は、中心支軸を中心に所
定の周速度で回転駆動され、その回転過程に帯電手段３
により所定の電圧の正極性または負極性の一様な帯電処
理を受ける。該電子写真感光体への印加電圧は、前記の
ＣＣＤ受光部から得られたアナログ信号をデジタル信号
に変換して原稿の画像特性を求めるときに得られた文字
等の２値画像か写真等の階調画像かのデータに基づき制
御される。

【００４０】この際、高い解像度が求められる場合に
は、大きなγ、更には大きなインダクション量を利用す
るために、絶対値の大きい電圧を印加するように帯電手
段を制御し、豊かな階調性が求められる場合には、小さ
なγ、更には小さなインダクション量を利用するため
に、絶対値の小さい電圧を印加するように帯電手段を制
御する。例えば、原稿が文字等の２値画像が主体であれ
ば、その解像度に応じて絶対値の大きい電圧を印加し、
階調画像が主体であれば、絶対値の小さい電圧を印加す
るように前記帯電手段３は制御される。また、２値画像
と階調画像が混在している場合にはその特性に応じて本
発明の感光体のインダクション量とγを最適化するよう
に印加する電圧を制御する。加えて、本発明において
は、原稿のデータに基づく印加電圧の制御を種々設定す
ることにより、原稿を様々に加工した出力画像を得るこ
ともできる。

【００４１】本発明においては、原稿ごとの解像度及び
階調性のデータに基づいて印加電圧を制御することがで
きるのは勿論のこと、原稿において２値画像部分と階調
画像部分が領域として明確にかつ十分な面積で区別され
る場合はそれぞれの領域に対して印加電圧を変化される
ことも可能である。また、２値画像と階調が更に混在し
ている場合でも、帯電手段を選択することにより、画像
の変化に応じて印加電圧を変化させることも可能であ
る。

【００４２】本発明に用いられる帯電手段としてはコロ
ナ帯電器、ローラ帯電器、ブラシ帯電器、磁気ブラシ帯
電器及びブレード帯電器等が挙げられる。

【００４３】前述の感光体帯電面に画像信号に対応して
ＯＮ，ＯＦＦ発光される固体レーザー素子の光を高速で
回転する回転多面鏡によって走査することにより感光体
１面には、原稿画像に対応した静電潜像が順次に形成さ
れていく。

【００４４】図４は、前記の装置においてレーザー光を
走査するレーザー走査部３００の概略機構を示すもので
ある。このレーザー走査部３００（図３中の１２に相
当）によりレーザー光を走査する場合には、まず入力さ
れた画像信号に基づき発光信号発生器３０１により、固
体レーザー素子３０２かに放射されたレーザー光は、コ
リメーターレンズ系３０３により概略平行な光束に変換
され、更に矢印ｂ方向に回転する回転多面鏡３０４によ
り走査されるとともにｆ−θレンズ群３０５ａ、３０５
ｂ及び３０５ｃにより感光体等の被走査面３０６にスポ
ット状に結像される。このようなレーザー光の走査によ
り被走査面３０６上には画像一走査分の露光分布が形成
され、該被走査面３０６を前記走査方向とは垂直に所定
量だけスクロールさせれば、該被走査面３０６上に画像
信号に応じた露光分布が得られる。

【００４５】本実施例においては、レーザーＰＷＭ方式
（パルス幅変調）を用いて、１画素の面積階調による多
値記録も行ったため、ＰＷＭ方式について簡単に説明す
る。

【００４６】図５はパルス幅変調回路の１例を示す回路
ブロック図、図６はパルス幅変調回路の動作を示すタイ
ミングチャートである。

【００４７】図５において４０１は８ビットのデジタル
画像信号をラッチするＴＴＬラッチ回路、４０２はＴＴ
Ｌ論理レベルをＥＣＬ論理レベルに変換する高速レベル
変換器、４０３はＥＣＬ論理レベルをアナログ信号に変
換する高速Ｄ／Ａコンバーターである。４０４はＰＷＭ
信号を発生するＥＣＬコンパレーター、４０５はＥＣＬ
論理レベルをＴＴＬ論理レベルに変換するレベル変換
器、４０６はクロック信号２ｆを発振するクロック発振
器、４０７はクロック信号２ｆに同期して略理想的三角
波信号を発生する三角波発生器、４０８はクロック信号
２ｆを１／２分周して画像クロック信号ｆを作成してい
る１／２分周器である。これによりクロック信号２ｆは
画像クロック信号ｆの２倍の周期を有していることとな
る。なお、回路を高速動作させるために、随所にＥＣＬ
論理回路を配している。

【００４８】かかる構成からなる回路動作を図６のタイ
ミングチャートを参照して説明する。信号（ａ）はクロ
ック信号２ｆ、信号（ｂ）は画像クロック信号ｆを示し
ており、図示のごとく画像信号と関係づけてある。ま
た、三角波発生器内部においても、三角波信号のデュー
ティー比を５０％に保つために、クロック信号２ｆをい
ったん１／２分周してから三角波信号（ｃ）を発生させ
ている。更に、この三角波信号（ｃ）はＥＣＬレベルに
変換されて三角波信号（ｄ）になる。

【００４９】一方、画像信号は００ｈ（白）〜ＦＦｈ
（黒）まで２５６階調レベルで変化する。尚、記号
“ｈ”は１６進数表示を示している。そして画像信号
（ｅ）はいくつかの画像信号値についてそれらをＤ／Ａ
変換したＥＣＬ電圧レベルを示している。例えば、第１
画素は黒画素レベルのＦＦｈ、第２画素は中間調レベル
の８０ｈ、第３画素は中間調レベルの４０ｈ、第４画素
は中間調レベルの２０ｈの各電圧を示している。コンパ
レーターは三角波信号（ｄ）と画像信号（ｅ）を比較す
ることにより、形成すべき画素濃度に応じたパルス幅
Ｔ、ｔ₂ 、ｔ₃ 、ｔ₄ 、等のＰＷＭ信号を発生する。そ
してこのＰＷＭ信号は、０Ｖまたは５ＶのＴＴＬレベル
に変換されてＰＷＭ信号（ｆ）になりレーザードライバ
回路に入力される。このようにして得られたＰＷＭ信号
値に対応して１画素あたりの露光時間を変化させること
により１画素で最大２５６階調を得ることが可能とな
る。

【００５０】本実施例はＰＷＭ方式による階調制御を用
いたが、ディザ法等の面積階調法やレーザー光強度変調
を用いることも可能であり、更に、それらを組み合わせ
てもよい。このようにして、感光体１に形成された静電
潜像は現像手段４により現像され、形成されたトナー像
は、転写帯電手段７によって転写材上に静電転写され
る。その後、転写材は分離帯電手段８によって静電分離
されて定着手段６へと搬送され、熱定着された複写画像
が出力される。

【００５１】一方、トナー像転写後の感光体１の面はク
リーニング手段５によって転写残りトナー等の付着汚染
物の除去を受けて、更に前露光手段２により電気的にク
リーニングを受けた後、繰り返し画像形成に使用され
る。

【００５２】以下の実施例は上記本発明の電子写真装置
を用いて行った。本装置には６８０ｎｍ、３５ｍＷの半
導体レーザーを用いた。このレーザー光の感光体上での
スポット径は１／ｅ² で６０μｍであった。また、ＰＷ
Ｍ方式を用いて階調記録を行い、出力した画像から最小
解像スポット径を測定し、階調濃度の再現性を目視にて
評価した。なお、トナーとしては平均粒径８μｍの非磁
性黒色トナーを用い、２成分接触現像で、現像バイアス
Ｖｄｃは感光体の帯電電位Ｖｄと｜Ｖｄ−Ｖｄｅ｜＝５
０（Ｖ）となるように制御した。

【００５３】

【実施例】

実施例１〜３及び比較例１及び２ Ｃｕフタロシアニンに対して３重量％のテトラニトロ銅
フタロトアニンをドープして作成した特殊α型Ｃｕフタ
ロシアニン顔料１重量部に対してポリエステル−メラミ
ン混合熱硬化樹脂（三井東圧（株）製、アルマテックス
Ｐ６４５／ユーバン２０Ｓ）固形分４重量部とシクロヘ
キサノン２０重量部を加えた溶液をペイントシェーカー
にて分散した。この分散液を、切削加工した８０ｍｍφ
のアルミニウムシリンダーに浸漬コーティング法により
塗布し、１５０℃で１時間乾燥することによって、膜厚
１３μｍの光導電層を有する電子写真感光体を得た。こ
の電子写真感光体について測定した露光量−電位曲線を
図１に示す。図からもわかるように５００Ｖの帯電電位
（電界強度３８．５Ｖ／μｍ）におけるインダクション
量は０．９μＪ／ｃｍ² であり、γは２．８であった。

【００５４】その結果レーザースポットの１／ｅ² 径内
の露光量を０．８μＪ／ｃｍ² として露光したときの感
光体上のトナー像の最小解像径は約２５μｍであり、Ｐ
ＷＭ法による階調再現性も良好であった。

【００５５】また、更に、電子写真感光体の帯電電位を
変化させ、レーザーの強度を感光体の飽和感度の１００
％とした以外は実施例１と同様にして行った実施例２及
び３、及び比較例１及び２の画像評価の結果を表１に示
す。

【００５６】比較例３及び４ ８０φ×３６０ｍｍのアルミニウムシリンダーを導電性
基体とし、この上にポリアミド樹脂（商品名：アミラン
ＣＭ−８０００、東レ製）の５％メタノール溶液を浸漬
法で塗布し、乾燥することによって、膜厚１μｍの下引
層を設けた。

【００５７】次に、オキシチタニウムフタロシアニンを
１０重量部、ポリビニルアセタール樹脂（商品名：エス
レックＢＸ−１，積水化学製）１０重量部及びシクロヘ
キサノン１００重量部を混合した溶液を１φガラスビー
ズを用いたサンドミル装置で３時間分散した。この分散
液に酢酸エチル１００重量部を加え、上記下引層上に塗
布し、１００℃で１０分間乾燥することによって、膜厚
０．１５μｍの電荷発生層を形成した。

【００５８】この電荷発生層の上に、４−Ｎ，Ｎ−ジエ
チルアミノベンズアルデヒドジフェニルヒドラゾン９０
重量部とポリカーボネート樹脂（三菱化成工業製、ノバ
レックス）１００重量部をクロロベンゼンに溶解した溶
液を塗布し、１２０℃で１時間乾燥することによって膜
厚２２μｍの電荷輸送層を積層し、機能分離タイプの電
子写真感光体を得た。

【００５９】得られた電子写真感光体に−７００Ｖの帯
電を行い、露光量−電位曲線を測定したところ、インダ
クション量は０μＪ／ｃｍ² であり、γは１であった。

【００６０】この感光体を用いた以外は実施例１と同様
にして得られた画像を評価したところ、最小解像径は約
４５μｍであり、階調再現性はハイライト部で不良であ
った。

【００６１】上記の感光体を用いて帯電電位を−５００
Ｖに変えた場合の結果を比較例４として表１に示す。

【００６２】

【表１】

【００６３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、原稿に
応じて最も好ましい解像度と階調性を得ることのできる
電子写真装置及び画像形成方法を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真感光体の露光量−電位曲線を
示す図である。

【図２】本発明の電子写真感光体の露光量−電位曲線と
スポット光の露光量分布と、得られる潜像電位の関係の
例を示すグラフである。

【図３】本発明の電子写真装置の概略構成を示す図であ
る。

【図４】本発明のレーザー光走査部の概略図である。

【図５】本発明のレーザー光を制御するためのパルス幅
変調回路の回路ブロック図である。

【図６】本発明のレーザー光を制御するためのパルス幅
変調回路の動作を示すタイミングチャートである。

【図７】一般的な電子写真感光体の露光量−電位曲線を
示す図である。

【符号の説明】 １ 本発明の電子写真感光体 ２ 前露光手段 ３ 帯電手段 ４ 現像手段 ５ クリーニング手段 ６ 定着手段 ７ 転写帯電手段 ８ 分離帯電手段 ９ 読取りユニット １０ 原稿台 １１ コントローラー １２ レーザー走査部 ３００ レーザー走査部 ３０１ 発光信号発生器 ３０２ 固体レーザー素子 ３０３ コリメーターレンズ ３０４ 回転多面鏡 ３０５ａ ｆ−θレンズ ３０５ｂ ｆ−θレンズ ３０５ｃ ｆ−θレンズ ３０６ 被走査面 ４０１ ＴＴＬラッチ回路 ４０２ 高速レベル変換器 ４０３ 高速Ｄ／Ａコンバーター ４０４ ＥＣＬコンパレーター ４０５ レベル変換器 ４０６ クロック信号発信器 ４０７ 三角波発生器 ４０８ １／２分周器 ４０９ レーザードライバ回路 ５００ 半導体レーザー ａ クロック信号 ｂ 画像クロック信号 ｃ 三角波信号 ｄ 三角波信号 ｅ 画像信号 ｆ ＰＷＭ信号 ｇ 発光波形

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 15/043 15/04 (72)発明者 榊原 悌互 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 橋本 雄一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 宮崎 元 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 樫▲崎▼ 好郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 田中 正人 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真感光体、該電子写真感光体を帯
   電する帯電手段及び該帯電された電子写真感光体に光ビ
   ームを照射することにより静電潜像を形成する露光手段
   を有する電子写真装置において、 該電子写真感光体がインダクション量を有し、かつ帯電
   された電位によって生じる電界強度によりγが変化する
   電位特性を有し、 該帯電手段による該電子写真感光体の帯電電位が原稿の
   解像度及び階調性から得られるデータに基づいて制御さ
   れることを特徴とする電子写真装置。
2. 【請求項２】 γが１．２〜８である請求項１記載の電
   子写真装置。
3. 【請求項３】 γが１．５〜５である請求項２記載の電
   子写真装置。
4. 【請求項４】 γの変化量が電界強度１（Ｖ／μｍ）に
   対し、０．０１〜０．５である請求項１乃至３記載の電
   子写真装置。
5. 【請求項５】 γの変化量が電界強度１（Ｖ／μｍ）に
   対し、０．０３〜０．３である請求項４記載の電子写真
   装置。
6. 【請求項６】 電界強度の絶対値が大きくなるに従いγ
   も大きくなる請求項１乃至５記載の電子写真装置。
7. 【請求項７】 電界強度の絶対値が１０〜５０（Ｖ／μ
   ｍ）である請求項１乃至６記載の電子写真装置。
8. 【請求項８】 電界強度の絶対値が１５〜３８（Ｖ／μ
   ｍ）である請求項７記載の電子写真装置。
9. 【請求項９】 インダクション量が光ビームの露光量分
   布のピーク強度の１０〜８０％である請求項１乃至８記
   載の電子写真装置。
10. 【請求項１０】 インダクション量も帯電された電位に
    よって生じる電界強度により変化する請求項１乃至９記
    載の電子写真装置。
11. 【請求項１１】 インダクション量の変化量が電界強度
    １（Ｖ／μｍ）に対し、飽和感度の０．１〜２０％であ
    る請求項１０記載の電子写真装置。
12. 【請求項１２】 インダクション量の変化量が電界強度
    １（Ｖ／μｍ）に対し、飽和感度の０．５〜５％である
    請求項１１記載の電子写真装置。
13. 【請求項１３】 電界強度の絶対値が大きくなるに従い
    インダクション量も大きくなる請求項１０乃至１２の電
    子写真装置。
14. 【請求項１４】 制御が解像度を高めるときに電子写真
    感光体の帯電電位の絶対値を大きくするような制御であ
    る請求項６または１３記載の電子写真装置。
15. 【請求項１５】 制御が階調性を豊かにするときに電子
    写真感光体の帯電電位の絶対値を小さくするような制御
    である請求項６または１３記載の電子写真装置。
16. 【請求項１６】 露光手段がパルス幅変調方式である請
    求項１乃至１５記載の電子写真装置。
17. 【請求項１７】 電子写真感光体を帯電する帯電工程及
    び該帯電された電子写真感光体に光ビームを照射するこ
    とにより静電潜像を形成する露光工程を有する画像形成
    方法において、 該電子写真感光体がインダクション量を有し、かつ帯電
    された電位によって生じる電界強度によりγが変化する
    電位特性を有し、 該帯電工程による該電子写真感光体の帯電電位が原稿の
    解像度及び階調性から得られるデータに基づいて制御さ
    れることを特徴とする画像形成方法。
18. 【請求項１８】 γが１．２〜８である請求項１７記載
    の画像形成方法。
19. 【請求項１９】 γが１．５〜５である請求項１８記載
    の画像形成方法。
20. 【請求項２０】 γの変化量が電界強度１（Ｖ／μｍ）
    に対し、０．０１〜０．５である請求項１７乃至１９記
    載の画像形成方法。
21. 【請求項２１】 γの変化量が電界強度１（Ｖ／μｍ）
    に対し、０．０３〜０．３である請求項２０記載の画像
    形成方法。
22. 【請求項２２】 電界強度の絶対値が大きくなるに従い
    γも大きくなる請求項１７乃至２１記載の画像形成方
    法。
23. 【請求項２３】 電界強度の絶対値が１０〜５０（Ｖ／
    μｍ）である請求項１７乃至２２記載の画像形成方法。
24. 【請求項２４】 電界強度の絶対値が１５〜３８（Ｖ／
    μｍ）である請求項２３記載の画像形成方法。
25. 【請求項２５】 インダクション量が光ビームの露光量
    分布のピーク強度の１０〜８０％である請求項１７乃至
    ２４記載の画像形成方法。
26. 【請求項２６】 インダクション量も帯電された電位に
    よって生じる電界強度により変化する請求項１７乃至２
    ５記載の画像形成方法。
27. 【請求項２７】 インダクション量の変化量が電界強度
    １（Ｖ／μｍ）に対し、飽和感度の０．１〜２０％であ
    る請求項２６記載の画像形成方法。
28. 【請求項２８】 インダクション量の変化量が電界強度
    １（Ｖ／μｍ）に対し、飽和感度の０．５〜５％である
    請求項２７記載の画像形成方法。
29. 【請求項２９】 電界強度の絶対値が大きくなるに従い
    インダクション量も大きくなる請求項２６乃至２８の画
    像形成方法。
30. 【請求項３０】 制御が解像度を高めるときに電子写真
    感光体の帯電電位の絶対値を大きくするような制御であ
    る請求項２２または２９記載の画像形成方法。
31. 【請求項３１】 制御が階調性を豊かにするときに電子
    写真感光体の帯電電位の絶対値を小さくするような制御
    である請求項２２または２９記載の画像形成方法。
32. 【請求項３２】 露光工程がパルス幅変調方式である請
    求項１７乃至３１記載の画像形成方法。