JPH09211945A

JPH09211945A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09211945A
Application number: JP4215996A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Tsuda; 諭津田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-02-06
Filing date: 1996-02-06
Publication date: 1997-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｈｉｇｈ−γ特性の感光体を有効に利用し、
各解像度におけるデジタル光信号に対して良好な感度を
生じ、鮮明な画像を容易に且つ安価に形成する。【解決手段】Ｈｉｇｈ−γ特性の感光体１を用い、帯
電された感光体１に潜像パターンを書き込む像露光手段
３と、この像露光手段３とは別に設けられて感光体１を
均一に補助露光する補助露光手段４と、潜像パターンを
可視像化する現像手段５とを備えた画像形成装置であっ
て、画像の解像度を設定する解像度設定手段６と、設定
された画像の解像度に応じて像露光手段３にて書き込む
潜像パターンの画素ピッチを調整する画素ピッチ調整手
段７と、設定された画像の解像度に応じた潜像パターン
の画素ドットサイズが得られるように前記補助露光手段
４による露光量を調整する補助露光量調整手段８とを備
える。更に、感光体１の経時変化や像露光手段３の露光
量変化に基づいて補助露光量を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子写真方式を
用いて感光体上に画像を形成する複写機、静電記録装
置、ファクシミリ、伝送装置、レーザプリンタ等の画像
形成装置に係り、特に、所謂ハイガンマ（Ｈｉｇｈ−
γ）特性の感光体を用いたタイプの画像形成装置の改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真技術は、画像形成速度の迅速
性、乾式現像であること、記録密度が高いこと等の特徴
を生かし、現在普通紙複写機、レーザプリンタ、ファク
シミリ等の画像形成装置として実用化されている。電子
写真プロセスは、帯電、露光、現像、転写、定着、クリ
ーニングの基本過程により構成されるが、感光体はこの
中で帯電、露光による潜像形成を担う重要な部品であ
る。

【０００３】電子写真用感光体に求められる特性には帯
電性、光導電性等が求められ、これらは電子写真プロセ
スにおける潜像形成の支配的要因である。電子写真にお
ける像形成は、均一に帯電し感光体表面の電荷を、光照
射により選択的に消失させることにより達成される。

【０００４】現在まで実用化された代表的な電子写真用
感光体は大きく分けてアモルファスセレン及びその合
金を含むアモルファスカルコゲナイド系材料、酸化亜
鉛、硫化カドミウムなどのＩＩ−ＩＶ属無機化合物系材
料、高分子ならびに低分子有機化合物の樹脂分散系等
の有機光導電体（ＯＰＣ：Organic Photoconductor）、
アモルファスシリコン系材料が挙げられる。１９７０
年代までは感光体は無機系で独占されていたが、１９７
０年前半からのＯＰＣの出現により電子写真用感光体は
大きな転換点を迎え、従来の無機系感光体の殆どがＯＰ
Ｃに置き換わる方向に進み始めた。このＯＰＣの特徴的
なものとしては分光感度設計が容易であるため、レーザ
プリンタの出現により新たに要求されるところとなっ
た。すなわち、記録光源の主流が半導体レーザであるた
め、感光体が７８０ｍｍ単色光感度に優れることが挙げ
られる。

【０００５】この因子がなぜ重要であるかを説明する。
従来、電子写真技術はアナログ光学系を光源に用いた普
通紙複写機としてのみ実用化されていた。しかし、１９
８０年代に入るとコンピュータの出力機器としてこの技
術が盛んに応用され始めた。これに加えて普通紙のデジ
タル化、カラー化が急速に進展するところとなった。こ
れらのシステムでは、デジタル光学系を使用するので、
このシステムに使用される光源に対応した十分な感度を
持つことが感光体に要求される。つまり特定な波長の単
色光に対して十分な感度を有することが重要となる。特
に、デジタル用光源としては半導体レーザが多く用いら
れており、その多くは安価で量産性に優れた７００〜９
００ｎｍの間にピークを持つ単色光に大きな感度を持つ
感光体が開発されてきた。この結果デジタル光学系を用
いた電子写真システム用の感光体としてＯＰＣが多く占
められるようになった。

【０００６】現在主流となっているＯＰＣは電荷輸送材
を高濃度で樹脂中に溶解した電荷輸送層と電荷発生顔料
を高濃度で樹脂中に分散した電荷発生層とからなる、積
層型ＯＰＣである。この型のＯＰＣは、感光体の光導電
性の基本機能を分割独立させたもので、材料の選択に余
裕が広がり、結果として感光体性能の飛躍的向上を達成
した。特にに無金属フタロシアニン、銅フタロシアニ
ン、チタニルフタロシアニン、マグネシュウムフタロシ
アニン、バナジルフタロシアニンなどのフタロシアニン
顔料を用いた有機感光体はデジタル用に適するものとし
て知られている。

【０００７】しかし、この積層型のＯＰＣの大きな問題
点は帯電特性が負帯電であることにある。負帯電型ＯＰ
Ｃは利用するシステムからの大量なオゾン発生という問
題点を抱える。このため、正帯電型のＯＰＣも例えば
「T.NakagaWa et al, JapanHardcopy′88 l.Ozawa
et al,Japan Hardcopy′88等」のように研究され始め、
１９８０年代後半に普通複写機用ＯＰＣとして実用化さ
れた。

【０００８】また、正帯電単層型ＯＰＣの研究もなさ
れ、新たな特性を持つものが例えば「S.Johnson et a
l.,IS＆T′s Seventh International congress on Adva
nces in Non-impact Printing Technologies ,'91 S.
Tsuchiya et al.,ibit,'91」のように提案されてきた。
これらは共に感光層中に電荷輸送剤を含まない、顔料を
樹脂中に分散した感光体である。したがって、従来の積
層型に比べて層形成の点で低価格になる。また、これら
は正帯電型であることを最大の特徴としている。更に、
これらの感光体のもう一つの大きな特徴にＨｉｇｈ−γ
特性を挙げることができる。このＨｉｇｈ−γ特性と
は、感光体の電位減衰曲線中の直線的電位減衰部分の傾
きが大きいことを表しており、この特性がデジタル方式
による画像形成に特に有利であると提案されている。

【０００９】従来ドット露光を行うスポット光の光エネ
ルギ分布は裾長のガウス分布となる。この裾長のエネル
ギ分布を有するドット露光を入射光量に応じて電位減衰
が開始される感光体上に照射して像形成を行えば、裾長
のドット露光がそのまま再現され、ドット周辺にぼけを
生じ、解像力の悪いドット画像が形成される。そこで、
例えば特開平１−１６９４５４号公報には弱露光時には
殆ど電位減衰が現れず、光量を増やしある光量になると
急峻な電位減衰特性を示す所謂Ｈｉｇｈ−γ感光体が提
案されている。前記公報ではドット露光が裾長のガウス
分布であってもシャープなドット状の潜像が形成される
ことが記載されている。

【００１０】また、単層型ＯＰＣにＨｉｇｈ−γ特性が
出現する現象は以前よりインダクション効果として知ら
れている。このインダクション効果とは、図１２に示す
ように、感光体への光照射後、電位減衰までに時間遅れ
を生じる現象であり、樹脂分散型感光体固有の特性であ
る。この現象は、露光初期において、発生したキャリア
がトラップに捕獲されるため電位減衰にあまり寄与しな
いが、その後発生キャリア数が多くなるに従ってトラッ
プが埋めつくされ、キャリアの輸送が急激に起こり大き
な電位減衰が生じるためと推察される。この結果、高い
ガンマ値を示すことになる。従来にあっては、前記イン
ダクション効果はリニアな感光特性を得ようとする場合
には不適と考えられていたため、インダクション効果を
低減化するという開発がなされていたが、最近、前述し
たように、インダクション効果（感光体を帯電、露光し
た時の表面電位の減衰過程が露光量増加に対して始めは
緩やかに減衰するが次第に露光量を増加させていくと急
激な電位減衰を示すという点）を積極的に利用し、デジ
タル方式（二値化）による画像形成を行なおうとする動
きが出てきた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の技術
では、解像度に応じて像露光量を変化（強度変調）させ
異なる解像度に応じたドット再現を行うようにしたもの
が既に提供されているが、異なる解像度の画像を１つの
ＬＤ（レーザーダイオード）で対応するには幅広い強度
変調域を持った高出力ＬＤが必要となる。しかしなが
ら、Ｈｉｇｈ−γ特性の単層型感光体にあっては、露光
部位で露光によって発生したキャリアは感光層内のトラ
ップに捕獲されトラップが埋め尽くされるまで電位減衰
に寄与しない（感光体の表面電位がキャンセルされな
い）ため、前記Ｈｉｇｈ−γ特性の単層型感光体は従来
の積層型感光体に比べて感度が低いという欠点がある。
そこで、前記Ｈｉｇｈ−γ特性の単層型感光体を用いた
画像形成装置において、従来の技術と同様に解像度に応
じた強度変調を行なう場合には、更に幅広い強度変調域
を持った高出力ＬＤが必要になってしまう。このとき、
ＬＤのコストは最大出力が増すに従い飛躍的にコストア
ップしてしまうため、Ｈｉｇｈ−γ特性の単層型感光体
を用いた画像形成装置において広い解像度範囲の作像を
安価に提供することは非常に難しいという技術的課題が
生ずる。

【００１２】また、Ｈｉｇｈ−γ特性を持った単層型感
光体において感度不足を補うために各種増感方式が既に
提案されている。例えば第一の増感方式としては、帯電
と同時または直後の位置に補助露光装置を設け、帯電後
の感光体に均一な補助露光を行い、次工程で露光する像
露光装置の光量を底上げすることにより増感を行ってい
るものがある（例えば特開平３−１８１９６４号，特開
平４一５０８７４号公報参照）。また、第二の増感方式
としては、像露光装置からの像露光光路と同じ光路の位
置に補助露光装置を設け、像露光と同時に均一な補助露
光を行い、像露光の光量を底上げすることにより増感を
行っているものがある（例えば特開平１−１７２８６３
号公報参照）。更に、第三の増感方式としては、帯電装
置の背後から帯電と同時にデジタル露光を行い、現像装
置前に補助露光装置を設けて均一な補助露光を行い、像
露光の光量を底上げすることにより増感を行っているも
のがある（例えば特開平４−５０８７５号公報参照）。

【００１３】これらの技術は感光体が低感度であること
により像露光部が現像位置で電位減衰しないため、感光
体に補助露光手段を用いて均一露光し、現像位置で急激
な電位減衰が発生するスレッシュホールドぎりぎりの状
態にしておく技術であり、解像度に応じたドット再現を
行うために補助露光手段を用いる点については何等示唆
されていない。

【００１４】この発明は、上記したようなＨｉｇｈ−γ
特性の感光体を有効に利用し、各解像度におけるデジタ
ル光信号に対して良好な感度を生じ、鮮明な画像を容易
に且つ安価に形成することができる画像形成装置を提供
することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
図１に示すように、一様帯電された表面電位Ｖpがある
露光量Ａ0を境として急激に減衰する電位減衰特性の感
光体１を用い、前記感光体１を帯電する帯電手段２と、
この帯電手段２にて帯電された感光体１に対して潜像パ
ターンを書き込む像露光手段３と、この像露光手段３と
は別に設けられ前記感光体１を均一に補助露光する補助
露光手段４と、前記像露光手段３及び補助露光手段４に
て形成された潜像パターンを可視像化する現像手段５と
を備えた画像形成装置であって、画像の解像度を設定す
る解像度設定手段６と、この解像度設定手段６で設定さ
れた画像の解像度に応じて像露光手段３にて書き込む潜
像パターンの画素ピッチを調整する画素ピッチ調整手段
７と、前記解像度設定手段６で設定された画像の解像度
に応じた潜像パターンの画素ドットサイズが得られるよ
うに前記補助露光手段４による露光量を調整する補助露
光量調整手段８とを備えたことを特徴とする。

【００１６】このような技術的手段において、感光体１
としては、ある露光量Ａ0を境として急激に電位減衰す
る電位減衰特性を備えたものであれば全て適用対象であ
り、例えばＸ型無金属フタロシアニンとバインダ樹脂か
らなる単層型有機感光体などが挙げられる。また、感光
体１の形態についてもドラム状、ベルト状を問わない。
また、帯電手段２、像露光手段３及び現像手段５につい
ては公知の各種デバイスを使用できることは勿論であ
る。

【００１７】また、補助露光手段４としては、感光体１
の幅方向に沿って均一露光を施せるものであれば、感光
体１の幅方向に沿って延びる棒状光源を初め、多数の発
光素子を配列したものなど適宜選定して差し支えない。
また、補助露光手段４からの照射光量は、使用する感光
体１の種類、像露光手段３との位置関係、像露光手段３
の照射光量を考慮して適宜選定することが必要であり、
補助露光手段４としては、使用する感光体１に対して最
適な光量を提供できるように、コントローラやスリット
等によりその照射光量を調節し得るものが好ましい。

【００１８】更に、補助露光手段４の配設位置について
は、帯電手段２位置から現像手段５の手前であれば適宜
選定して差し支えないが、現像時における潜像電位を安
定させるという観点からすれば、可能な限り現像手段５
寄りに配設することが好ましい。但し、現像手段５寄り
に補助露光手段４を配設した場合には、現像手段５から
のトナークラウドで補助露光手段４が汚れるという懸念
があるため、現像手段５側にトナークラウドの発生を封
じ込める手段（現像ハウジングの周囲にシール部材を設
けたり，トナークラウド回収装置を付設する等）を設け
たり、あるいは、補助露光手段４側にトナークラウドの
付着防止手段（清掃手段やトナー電荷と反発するバイア
ス印加手段）を設けることが好ましい。

【００１９】更にまた、解像度設定手段６については、
解像度に応じたビデオレートを複数設定するなど公知の
手段を全て包含するものである。また、画素ピッチ調整
手段７については、解像度設定手段６にて設定された解
像度に応じて画素ピッチを調整するものであれば適宜選
定して差し支えになく、例えばレーザ走査系を用いるの
であれば、偏向ミラー（例えばポリゴンミラー）の回転
数を変更したり、使用面数を変更する（全面を使用、１
つ置きのミラー面）を使用）等の手法を採用することが
可能である。

【００２０】また、補助露光量調整手段８については、
原則的に像露光手段３の露光量を考慮しながら、補助露
光量を調整し、解像度に応じた画素ドットサイズを得る
ものであれば適宜選定して差し支えない。このとき、補
助露光量調整手段８は、補助露光量を段階的に制御する
態様のみならず、補助露光量をオンオフする態様（選択
する解像度に応じて必要なときのみ補助露光を行なう態
様）をも含むものである。

【００２１】また、像露光手段３による露光量の経時変
化の影響を少なく抑えるという観点からすれば、像露光
手段３による露光量の変化が検知される露光量変化検知
手段９を付加し、この露光量変化検知手段９による露光
量変化に応じて前記補助露光量調整手段８を補正するよ
うにすることが好ましい。

【００２２】更に、像露光手段３による露光量の経時変
化や、感光体１の経時変化の影響を少なく抑えるという
観点からすれば、例えば感光体１上に形成された潜像パ
ターンからドットサイズを判定する潜像ドットサイズ判
定手段１０と、この潜像ドットサイズ判定手段１０で判
定されたドットサイズと前記解像度設定手段６で設定さ
れた解像度に応じたドットサイズとを比較する比較手段
１１とを付加し、比較手段１１による比較結果に基づい
て前記補助露光量調整手段８を補正するようにすること
が好ましい。

【００２３】次に、上述した技術的手段の作用について
説明する。本発明において、感光体１は一様帯電された
表面電位Ｖpが弱い露光量では電位減衰せず、ある露光
量Ａ0を境として急激に減衰する電位減衰特性を備えて
いる。このような電位減衰特性の感光体１において、帯
電手段２が感光体１を帯電した後に、像露光手段３が像
露光を施すと共に、補助露光手段４による全面補助露光
をある一定光量にて行うと、像露光手段３及び補助露光
手段４による露光量が夫々重合した状態で感光体１上の
潜像パターンを形成する。このように形成された潜像は
現像手段５にて現像される。

【００２４】このような像形成プロセスにおいて、解像
度設定手段６が画像の解像度を設定すると、画素ピッチ
調整手段７が設定された画像の解像度に応じて像露光手
段３にて書き込む潜像パターンの画素ピッチを調整す
る。一方、補助露光量調整手段８は設定された画像の解
像度に応じた潜像パターンの画素ドットサイズが得られ
るように前記補助露光手段４による露光量を調整する。

【００２５】このような画素ドットサイズの調整過程を
図２に基づいて具体的に説明する。図２（ａ）は露光量
と感光体の表面電位との関係を示し、ある露光量Ａ0を
境として急激に電位減衰する特性を有している。尚、露
光量Ａ1は露光量Ａ0を超え、完全に電位減衰した低電位
レベルに達する上で必要な露光量を示す。また、図２
（ｂ）の実線はある解像度Ｍの１ｂｉｔ画像の光量分布
を示しており、図２（ａ）の露光量Ａ1を示した点線を
越えた光量の部分のみが電位減衰し、所望のドットサイ
ズの潜像が得られる。このような特性の感光体１を用い
て解像度の異なる画像を形成するには、図２（ｃ），
（ｄ）に示すように、図２（ｂ）の光量分布（図２
（ｃ），（ｄ）では点線で示す）を持った像露光に更に
均一な補助露光（補助露光量は調整可能）を行うことに
より光量の底上げを行い、図２（ａ）の露光量Ａ1を超
える範囲を適宜広げてやることにより所望のドットサイ
ズの潜像が得られる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいてこの発明を詳細に説明する。 ◎実施の形態１図３はこの発明が適用された画像形成装置の実施の一形
態を示す。同図において、符号２１はある露光量を境と
して急激に電位減衰する電位減衰特性（Ｈｉｇｈ−γ特
性）を持つ単層型有機感光体、２２は感光体２１を正帯
電する帯電装置、２３は帯電された感光体２１上に光照
射して静電潜像（本実施の形態では画像部露光のネガ潜
像）を形成する像露光装置であり、例えば半導体レーザ
とポリゴンミラーを内蔵するレーザ光発生器が用いられ
る。更に、符号２４は像露光装置２３の後段側に設けら
れて感光体２１を均一補助露光する補助露光装置であ
る。また、符号２５は感光体２１上に形成された静電潜
像を感光体２１の帯電極性と同じ極性電荷を持つトナー
で可視像化する現像装置、２６は感光体２１上のトナー
像を記録紙２７に転写させるコロトロンなどの転写装
置、２８は感光体２１に静電吸着した記録紙２７を剥離
するコロトロンなどの剥離装置、２９は記録紙２７上の
未定着トナー像を定着する定着装置、３０は感光体２１
上の残留トナーなどの残留物を除去するクリーナ、３１
は感光体２１上の残留電荷を除去する除電装置である。

【００２７】本実施の形態において、感光体２１として
は、Ｘ型無金属フタロシアニンをバインダ樹脂に分散さ
せた単層型有機感光体が用いられている。具体的にはＸ
型無金属フタロシアニン（大日本インキ（株）製）、フ
ァーストゲンブルー（Fastgen Blue）を感材とした正帯
電単層型感光体を試作した。上記感光体の詳細に関して
は既に特開平３−２８７１７１号公報に開示されてい
る。また、本実施の形態において、感光体形状はアルミ
ニウム製のドラム本体を用い、ドラム状に製作した。こ
のように構成された単層型感光体２１では、電荷移動の
主体はホールなので表面を正帯電して使用する。

【００２８】この樹脂分散単層型感光体２１の電位減衰
特性を図４（ａ）（ｂ）に示す。図４（ａ）の実線は樹
脂分散単層型感光体２１の明減衰特性を示すもので、帯
電した後、光照射した際、表面電位の露光量による光減
衰過程が初めは徐々に緩やかな減衰を示し、さらに光量
を増加すると緩やかな減衰間に続いて急激に表面電位が
減衰するというカーブになっている。一方、図４（ｂ）
の実線は樹脂分散単層型感光体２１の暗減衰特性を示す
もので、所定電位に帯電した後の経時的変化が初めは緩
やかな減衰を示し、続いて時間経過に従って急激な減衰
を示し表面電位が降下していくというカーブになってい
る。

【００２９】ここで、従来の積層型感光体の明暗減衰特
性（図４（ａ）（ｂ）で点線で示す）と本実施の形態に
用いた樹脂分散単層型感光体２１の明暗減衰特性と比較
する。なお、積層型感光体は表面電位が負帯電に帯電さ
れ、樹脂分散単層型感光体２１は正帯電に帯電される
為、図４の積層型感光体においては絶対値としての電位
を用いた。図４から分かるように、従来の積層型感光体
の感度特性は照射光に対して感度領域が比較的全領域反
応するのに対し、本実施の形態に係る単層型感光体で
は、ある照射光量までは露光しても表面電位が緩やかに
減衰し、ある照射光量を境にして光量が増加すると表面
電位が急激に減衰する状態になっていることが理解され
る。

【００３０】前記のような明減衰特性及び暗減衰特性が
Ｓ字カーブ状に変曲点を持ってオンオフ的に変化する感
度特性である感光体としては、酸化亜鉛を樹脂分散させ
た単層型感光体やフタロシアニンを樹脂分散させた有機
感光体でも報告されているが、露光時の感光体表面電位
が減衰を始める緩和時間が長いことや、帯電に必要な電
荷が多く必要で有ったり、繰り返し使用時の電位保持性
能や感度の変化が大きく、実用に適さないものであっ
た。そこで、本実施の形態では、これらの諸問題を克服
し、実用レベルでの感度特性を有するものとして、Ｘ型
無金属フタロシアニンを樹脂に分散させた単層型感光体
を使用することにした。

【００３１】また、本実施の形態において用いられる像
露光装置２３の詳細を図５に示す。同図において、符号
２３１は画素単位毎に点灯可能な半導体レーザであり、
レーザドライバ２３０からのレーザ駆動電流に応じた所
定の光量を出力するようになっている。更に、符号２３
２はレーザ２３１からの照射光を平行光に調整するコリ
メータレンズ、２３３はコリメータレンズ２３２を透過
した光をドラム状感光体２１の主走査方向に対して偏向
移動させるポリゴンミラー、２３４はポリゴンミラー２
３３の面倒れを補正するためのシリンドリカルミラー、
２３５はポリゴンミラー２３３で偏向走査された照射光
を感光体２１上に結像させるｆ−θレンズ（結像レン
ズ）である。特に、本実施の形態においては、ビデオレ
ート設定器４０にて複数のビデオレートが選択設定され
るようになっており、像露光制御装置４１は設定された
ビデオレートに応じてレーザドライバ２３０の駆動タイ
ミング（半導体レーザ２３１の書き込みタイミング）を
制御すると共に、ポリゴンミラー２３３の回転数を制御
し、ビデオレートに応じた画素ピッチで潜像を書き込む
ものである。

【００３２】更に、本実施の形態において、補助露光装
置２４は現像装置２５寄りに配設されており、感光体２
１の幅方向に沿って延びる棒状光源であって感光体２１
の幅方向略全域に亘って均一に露光するもので、例えば
スリットの開度や印加電流を変更することにより照射光
量を調節するようになっている。本実施の形態におい
て、像露光装置２３は、直ちに電位減衰しない程度の露
光量で潜像パターンを書き込むものであり、補助露光装
置２４の均一露光量としては、像露光装置２３にて書き
込まれた潜像パターン（光照射部，非光照射部）が補助
露光装置２４位置にて補助露光を受けたときに、前記潜
像の光照射部が電位減衰し、一方、潜像の非光照射部が
少なくとも現像装置２５位置に到達しても電位減衰しな
い程度のものが選定される。特に、本実施の形態におい
て、ビデオレート設定器４０にて設定されたビデオレー
トは補助露光制御装置４２にも入力され、補助露光制御
装置４２はビデオレートに基づくドットサイズを形成す
るために必要な補助露光光量を演算し、この演算結果に
基づく制御信号を補助露光装置２４へ送出し、補助露光
装置２４からの照射光量を調整するものである。

【００３３】次に、本実施の形態に係る画像形成装置の
作像プロセスについて説明する。先ず、帯電装置２２
は、前記したＨｉｇｈ−γ特性の感光体２１を所定極性
（本実施の形態では正極性）に一様に帯電し、像露光装
置２３がデジタル信号に応じた像露光を行う。このと
き、像露光による光照射部は直ちに電位減衰が起こら
ず、ある時間の遅れをもって減衰が起こるが、前記光照
射部の電位減衰が起こらない段階で、次の工程である補
助露光装置２４による補助露光工程が行われる。この補
助露光工程では、感光体２１全面がある一定光量にて均
一露光され、前記像露光による光照射部の電位減衰する
までの時間が短縮され、前記像露光による光照射部では
急激に電位減衰が進行する。一方、像露光による非光照
射部は全面補助露光において初めて光エネルギを受ける
ため、この部位における光減衰が起こるまでにはかなり
の時間を要し、次工程の現像装置２５による現像工程に
おいてはまだ殆ど電位低下は見られない。従って、像露
光による光照射部と非光照射部との間に大きな電位ギャ
ップが生じ、これを現像装置２５にて現像することによ
り、像露光に応じた潜像パターンに対応したトナー像が
正確に形成される。このようにして得られたトナー像
は、転写装置２６及び剥離装置２８により記録紙２７に
転写された後、記録紙２７上の転写画像は定着装置２９
で定着され所望のコピー画像が得られる。一方、感光体
２１上に残留したトナーはクリーナ３０によって除去さ
れ、その後除電装置３１により残留電荷が除去されて初
期状態に戻される。

【００３４】このような作像プロセスにおいて、７８０
ｎｍのレーザビームにて像露光光量が１８ｅｒｇの像露
光を行なうという条件下で、７００ｎｍのビームによる
補助露光光量と１ｂｉｔのドットサイズとの関係を調べ
たところ、図６（ａ）のような結果が得られた。また、
解像度と所望の１ｂｉｔのドットサイズとの関係を調べ
たところ、図６（ｂ）のような結果が得られた。そし
て、図６（ａ）（ｂ）の結果をグラフ化したものを図６
（ｃ）に示す。

【００３５】図６（ａ）（ｃ）によれば、補助露光光量
を増加させることによりドットサイズも増加していく
が、徐々にドットサイズの増加率が減少していくことが
理解され、補助露光光量が３０ｅｒｇ程度以上になると
カブリ（潜像の画像部以外にトナーが付着する現象）が
発生することが確認された。また、図６（ｂ）（ｃ）に
よれば、解像度が１２００ＤＰＩ（Dots per inch）か
ら３００ＤＰＩの所望の１ｂｉｔのドットサイズは２１
μｍ〜８４μｍであり、このドットサイズを得るには、
補助露光光量を２ｅｒｇ〜１６ｅｒｇの範囲で調整すれ
ばよいことが把握される。

【００３６】次に、補助露光装置の配設位置の影響を調
べるための実験を行なう。図７（ａ）は現像装置２５の
直前にて補助露光装置による補助露光を行なうようにし
た態様であり、同図（ｂ）は像露光装置による像露光と
同時に補助露光装置による補助露光を行なうようにした
態様であり、同図（ｃ）は帯電装置２２による帯電と同
時に補助露光装置による補助露光を行なうようにした態
様である。尚、本実験は、帯電位置から現像位置まで
０．８４ｓｅｃ、像露光位置から現像位置まで０．４ｓ
ｅｃであり、７８０ｎｍのレーザビームにて像露光光量
が１８ｅｒｇの像露光を行ない、７００ｎｍのビームに
よる補助露光を行なうという条件下で行なわれた。

【００３７】図７（ａ）の態様について、補助露光光量
と得られるドットサイズとの関係を調べたところ、前述
した図６に示すような結果が得られた。また、図７
（ｂ）、（ｃ）の態様について、夫々補助露光光量と得
られる１ｂｉｔのドットサイズとの関係を調べたとこ
ろ、図８（ａ）（ｂ），図９（ａ）（ｂ）に示すような
結果が得られた。尚、図８（ｂ）は図８（ａ）を、図９
（ｂ）は図９（ａ）の結果を夫々グラフ化したものであ
る。これらの結果から分かるように、補助露光が現像装
置２５から離れる場所にあるほど、像露光による光照射
が行なわれなかった部位の電位が現像位置で減衰し易く
なり、画像を形成することが出来なくなり、ドットサイ
ズは変化し難くくなることが理解される。このため、解
像度に応じてドットサイズを可変設定するという観点か
らすれば、補助露光位置を現像装置２５寄りに設けるよ
うにした方が好ましいことが把握される。

【００３８】◎実施の形態２本実施の形態に係る画像形成装置は、像露光装置２３の
ＬＤ（レーザダイオード）の経時変化や熱に伴う光量変
化分を補助露光装置２４による補助露光量で補正するよ
うにしたものである。本実施の形態で用いられる補助露
光制御装置４２のブロック図を図１０に示す。同図にお
いて、符号５１はビデオレートの入力部であり、解像度
検知部５２はビデオレートに基づいて解像度を検知し、
ドットサイズ換算部５３は検知された解像度に対応する
ドットサイズを換算する。一方、符号５４は像露光装置
２３のＬＤの光量を測定するＬＤ光量測定部であり、ド
ットサイズ換算部５５はＬＤ光量測定部５４からのＬＤ
光量データに対応するドットサイズを換算する。

【００３９】そして、比較器５６はドットサイズ換算部
５３，５５からのドットサイズを比較し、ドットサイズ
換算部５３のドットサイズを基準とした差分信号を補助
露光光量演算装置５７に送出する。すると、補助露光光
量演算装置５７は前記差分信号に応じて補助露光光量を
演算し、補助露光出力部５８は前記演算データに基づい
た制御信号を生成し、補助露光装置２４へ制御信号を送
出する。例えば、ＬＤ光量が基準光量よりも減少したと
すると、ドットサイズ換算部５５からのＬＤ光量に基づ
くドットサイズが基準ドットサイズよりも小さくなり、
差分信号が＋の値になるため、その差分信号分だけ補助
露光光量を増加させる。このようにすれば、仮に、像露
光装置２３のＬＤの照射光量が経時変化や熱により変化
したとしても、その不足分の光量が補助露光装置２４で
補充されることになり、所定のビデオレートにおいて、
像露光光量と補助露光量との総和が常に一定に保たれ、
ビデオレートに応じたドットサイズが常に得られる。

【００４０】◎実施の形態３本実施の形態に係る画像形成装置は、像露光装置２３の
ＬＤ（レーザダイオード）の経時変化や熱に伴う光量変
化分のみならず、感光体２１の経時変化に伴う光量変化
分を補助露光装置２４による補助露光量で補正するよう
にしたものである。本実施の形態で用いられる補助露光
制御装置４２のブロック図を図１１に示す。同図におい
て、符号６１はビデオレートの入力部であり、解像度検
知部６２はビデオレートに基づいて解像度を検知し、ド
ットサイズ換算部６３は検知された解像度に対応するド
ットサイズを換算する。

【００４１】一方、符号６４は電位測定用画像パターン
を作成する測定画像作像装置であり、本実施の形態で
は、電位測定用画像パターンとして、露光部ドット（画
像作成部）が画素（ピクセル）単位毎に孤立し且つ規則
的に配置される測定用ドットパターンが用いられてい
る。また、符号６５は電位測定用画像パターンの平均的
電位を測定する電位測定部であり、本実施の形態では、
例えば３００ＤＰＩ時略３５×３５画素群に面した電位
測定面（φ３ｍｍ）を有する電位測定用プローブが用い
られる。そして、ドットサイズ換算部６６は電位測定部
６５からの電位データに対応するドットサイズを換算す
る。

【００４２】そして、比較器６７はドットサイズ換算部
６３，６６からのドットサイズを比較し、ドットサイズ
換算部６３のドットサイズを基準とした差分信号を補助
露光光量演算装置６８に送出する。すると、補助露光光
量演算装置６８は前記差分信号に応じて補助露光光量を
演算し、補助露光出力部６９は前記演算データに基づい
た制御信号を生成し、補助露光装置２４へ制御信号を送
出する。例えば、電位測定部６５にて測定される電位が
基準電位よりも高い（画像作成部の面積が少ない）とす
ると、ドットサイズ換算部６６からの測定電位に基づく
ドットサイズが基準ドットサイズよりも小さくなり、差
分信号が＋の値になるため、その差分信号分だけ補助露
光光量を増加させる。このとき、仮に、像露光装置２３
のＬＤの照射光量が経時変化や熱により変化したり、感
光体２１が経時変化したとしても、その不足分の光量が
補助露光装置２４で補充されることになり、所定のビデ
オレートにおいて、像露光光量と補助露光量との総和が
常に一定に保たれ、ビデオレートに応じたドットサイズ
が常に得られる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、露光光量に対してスイッチング的に減衰する特性
の感光体を用いた画像形成装置において、帯電手段から
現像手段前までの間に像露光手段とは別に補助露光手段
を設け、画像の解像度に応じて潜像の画素ピッチを可変
設定すると共に、補助露光手段による補助露光量を制御
（ＯＮ／ＯＦＦをも含む）するようにしたので、解像度
に応じたドット再現を容易に実現することができる。こ
のため、解像度に応じて像露光手段の強度変調を行うこ
となく、同じ像露光強度でそれぞれの解像度の画像を容
易に作成できる。また、像露光に必要な光源出力は、最
も高解像度な画像を作成するのに必要な小出力な光源で
全ての解像度の画像を作成することが可能になり、Ｈｉ
ｇｈ−γ特性の感光体を用いた画像形成装置において広
い解像度範囲の作像を安価に提供することかできる。こ
のように、本発明によれば、各解像度におけるデジタル
光信号に対応したドットサイズを鮮明に形成することが
でき、解像度の異なる画像を容易かつ安価に提供するこ
とができる。

【００４４】更に、本発明において、感光体の特性の変
化や像露光手段の露光光量の変化に応じて補助露光の光
量を調整するようにすれば、経時変化に伴うドットサイ
ズの調整を容易に実現でき、常に安定したドットサイズ
を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る画像形成装置の構成を示す説
明図である。

【図２】この発明において、補助露光量に応じてドッ
トサイズを可変設定する原理を示す説明図である。

【図３】本発明が適用された画像形成装置の実施の形
態１を示す説明図である。

【図４】（ａ）は実施の形態で用いられる感光体の明
減衰特性、（ｂ）はその暗減衰特性を示す説明図であ
る。

【図５】実施の形態１で用いられる像露光装置、補助
露光装置及びこれらの制御系を示すブロック図である。

【図６】（ａ）は実施の形態１における補助露光光量
と１ｂｉｔのドットサイズとの関係を示す説明図、
（ｂ）は実施の形態１における解像度と所望の１ｂｉｔ
のドットサイズとの関係を示す説明図、（ｃ）は（ａ）
（ｂ）に関するグラフ図である。

【図７】（ａ）〜（ｃ）は実施の形態１における補助
露光装置の配設位置の影響を調べるための実験モデルを
示す説明図である。

【図８】（ａ）は図７（ｂ）の実験モデルにおける補
助露光光量と１ｂｉｔのドットサイズとの関係を示す説
明図、（ｂ）はそのグラフ図である。

【図９】（ａ）は図７（ｃ）の実験モデルにおける補
助露光光量と１ｂｉｔのドットサイズとの関係を示す説
明図、（ｂ）はそのグラフ図である。

【図１０】実施の形態２に係る画像形成装置で用いら
れる補助露光制御装置のブロック図である。

【図１１】実施の形態３に係る画像形成装置で用いら
れる補助露光制御装置のブロック図である。

【図１２】単層型感光体のインダクション効果による
電位減衰特性を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１…感光体，２…帯電手段，３…像露光手段，４…補助
露光手段，５…現像手段，６…解像度設定手段，７…画
素ピッチ調整手段，８…補助露光量調整手段，９…露光
量変化検知手段，１０…潜像ドットサイズ判定手段，１
１…比較手段，２１…感光体，２２…帯電装置，２３…
像露光装置，２４…補助露光装置，２５…現像装置，４
０…ビデオレート設定器，４１…像露光制御装置，４２
…補助露光制御装置，５４…ＬＤ光量測定部，６４…測
定画像作像装置，６５…電位測定部，６６…ドットサイ
ズ換算部，６７…比較器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一様帯電された表面電位（Ｖp）がある
露光量（Ａ0）を境として急激に減衰する電位減衰特性
の感光体（１）を用い、前記感光体（１）を帯電する帯
電手段（２）と、この帯電手段（２）にて帯電された感
光体（１）に対して潜像パターンを書き込む像露光手段
（３）と、この像露光手段（３）とは別に設けられ前記
感光体（１）を均一に補助露光する補助露光手段（４）
と、前記像露光手段（３）及び補助露光手段（４）にて
形成された潜像パターンを可視像化する現像手段（５）
とを備えた画像形成装置であって、画像の解像度を設定する解像度設定手段（６）と、この解像度設定手段（６）で設定された画像の解像度に
応じて像露光手段（３）にて書き込む潜像パターンの画
素ピッチを調整する画素ピッチ調整手段（７）と、前記解像度設定手段（６）で設定された画像の解像度に
応じた潜像パターンの画素ドットサイズが得られるよう
に前記補助露光手段（４）による露光量を調整する補助
露光量調整手段（８）とを備えたことを特徴とする画像
形成装置。
【請求項２】請求項１記載のものにおいて、像露光手
段（３）による露光量の変化が検知される露光量変化検
知手段（９）を付加し、この露光量変化検知手段（９）
による露光量変化に応じて前記補助露光量調整手段
（８）を補正するようにしたことを特徴とする画像形成
装置。
【請求項３】請求項１記載のものにおいて、感光体
（１）上に形成された潜像パターンからドットサイズを
判定する潜像ドットサイズ判定手段（１０）と、この潜
像ドットサイズ判定手段（１０）で判定されたドットサ
イズと前記解像度設定手段（６）で設定された解像度に
応じたドットサイズとを比較する比較手段（１１）とを
付加し、比較手段（１１）による比較結果に基づいて前
記補助露光量調整手段（８）を補正するようにしたこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項４】請求項１記載のものにおいて、前記感光
体（１）はＸ型無金属フタロシアニンとバインダ樹脂か
らなる単層型有機感光体であることを特徴とする画像形
成装置。