JP2002014525A - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 解像性を維持しつつ、画像濃度を最大確保で
きるように作像条件を最適化することにより、１２００
ｄｐｉ以上の高解像度においても、解像性と画像濃度と
を両立し、さらに高速化にも対応した画像形成方法及び
画像形成装置を提供する。 【解決手段】 露光による静電潜像担持体上での露光エ
ネルギー密度をＥ（Ｊ／ｍ² ）、静電潜像担持体の感度
定数をＳ（Ｊ／ｍ² ）とすると、０．９≦Ｅ／Ｓ≦２．
６となるように、上記Ｅ，Ｓを設定する。具体的には、
光書込み部がレーザ光走査型の場合、レーザーパワーを
Ｐ（Ｗ）、静電潜像担持体の表面移動速度をｖｐ（ｍ／
ｓ）、露光手段の走査幅をｗｓ（ｍ）とすると、０．９
≦（Ｐ／（ｖｐ・ｗｓ））／Ｓ≦２．６となるように、
上記Ｐ，ｖｐ，ｗｓ，Ｓを設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
等の画像形成装置や画像形成方法に関するものである。
特に、電子写真プロセスにて高解像度の画像形成を行う
画像形成方法及び画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置や静電記録装置では、原稿
画像に対し露光を行い、その反射光を静電潜像担持体に
露光し静電潜像を得る方法が一般的に行われている。こ
の方式は、原稿反射光量を直接画像信号とするため、静
電潜像の電位は連続的に変化する。これに対し、原稿反
射光を電気信号に変換し、その信号を処理した後、それ
に基づき静電潜像担持体の露光を行う、いわゆるデジタ
ル電子写真装置、デジタル静電記録装置が近年商品化さ
れている。デジタルの画像信号を使用している電子写真
装置の多くは、半導体レーザー等の光源が画像信号に従
いＯＮ−ＯＦＦされ、その光が静電潜像担持体上に投影
される。

【０００３】このようなデジタル電子写真では、さらな
る高画質化を図るため、３００ｄｐｉから６００ｄｐ
ｉ、さらには１２００ｄｐｉへ高解像度化される動きに
あり（本明細書中、解像度Ｒ（ｄｐｉ）とは、露光光の
走査方向である主走査方向×静電潜像担持体の移動方向
である副走査方向にＲ（ｄｐｉ）×Ｒ（ｄｐｉ）のこと
であり、ｄｐｉはドット／インチ＝ドット／２５．４ｍ
ｍである）、加えて、高速化についても求められてい
る。

【０００４】従来、高解像度画像を実現するための手段
として、静電潜像担持体に対して静電潜像を書き込むビ
ームのパルス幅やパワーを制御するか、もしくは、ビー
ム径（スポット径）を小さく絞る方法が用いられてい
る。また、高解像度画像で高濃度を得るための手段とし
ては、ビームのパルス幅やパワーを最大値に設定し、現
像バイアスＤＶＢと明電位ＶＬとの差である現像ポテン
シャル｜ＤＶＢ−ＶＬ｜を最大にする方法が採られてい
る。

【０００５】このような従来技術を示す公報としては、
例えば、特開昭５９−３０５６６号公報がある。これに
おいては、所望の暗電位となるように帯電器の電流を制
御する一方、所望の明電位となるように露光装置の光量
を調整し、さらに、現像装置内の現像剤の現像曲線の傾
きによりトナー供給量を制御することにより、感光体や
現像特性の変化や劣化が生じても安定した画像濃度を呈
することが可能な画像形成装置が記載されている。

【０００６】また、特開平６−５１５９９号公報には、
露光、帯電、現像バイアスの設定量を変化させることに
より、濃度及び細線の再現性を向上させ得る画像形成装
置が記載されている。これによれば、まず最初に、入力
された画像信号に対して最適な画像濃度を得るための作
像条件（プロセス条件）を決定し、その後、最適濃度を
決定するために設定した作像条件は変更しないで、他の
作像条件を細線再現性が最適となるように設定するよう
になっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したよ
うに、１２００ｄｐｉ以上へと高解像度化されるなか、
コスト的に露光光のビーム径を低解像度の場合のように
絞ることができなくなるといった、新たな問題が発生し
ている。

【０００８】本願出願人が、ビーム径Ｄｂ（μｍ）と画
素ピッチＰｄ（μｍ）の比であるＤｂ／Ｐｄと、解像性
を満足する最適現像バイアスＤＶＢｒ，静電潜像担持体
のソリッド画像部明電位ＶＬ，現像ポテンシャル｜ＤＶ
Ｂｒ−ＶＬ｜との関係を、シミュレーションにより求め
たところ、画素ピッチに対してビーム径が大きくなる
と、露光や帯電、現像バイアスの設定量を変化させて
も、現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜を大きくとる
ことができなくなることがわかった。

【０００９】その結果、上記した従来公報の技術を採用
しても、１２００ｄｐｉ以上の解像度では、解像性と画
像濃度との両立が困難となる。なお、ビーム径の絞り込
みと、現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜との関係の
詳細については、発明の実施の形態の項で説明する。

【００１０】さらに、前述したように、高解像度化と共
に高速化が図られており、プロセス速度は、さらに速め
られる傾向にあるが、この高速化によっても、画像濃度
を確保できなくなってきている。

【００１１】図１４は、現像ポテンシャルを−２００
（Ｖ）で一定として、プロセス速度とソリッド部の画像
濃度との相対関係を実験により調べた結果であるが、こ
の図よりわかるように、現像ポテンシャルが一定であっ
ても、プロセス速度の高速化により画像濃度は低下して
いる。画像濃度としては、最低限１．３以上確保する必
要があるが、現状、プロセス速度が５０ｍｍ／ｓ以上に
なると画像濃度１．３を下回ってしまっている。

【００１２】上記した従来公報の技術では、プロセス速
度を画像濃度アップ、細線再現性のために設定するパラ
メータとはしていないので、高速化が図られると、高画
質化における解像性と画像濃度との両立が困難となる。

【００１３】また、近年、電子写真プロセスを用いた出
力機器（画像形成装置）に対し、高画質、高速化への要
望がより一層高まっていると同時に、ユーザ側のニーズ
によって解像度を選択して所望の解像度で出力可能なこ
とも重要視されるようになってきている。

【００１４】解像度を切り替える方法として、一般に
は、１）ポリゴンミラーなどの光偏向手段の回転速度を
切り替える方法と、２）感光体ドラムなどの静電潜像担
持体の周速度を切り替える方法とが知られている。

【００１５】上記１）の解像度切り替え方法において、
各解像度で良好な画質を得るための対策に関しては、例
えば、特開平７−９２７４９号公報に開示がなされてい
る。該公報には、解像度の変更を光偏向手段の回転数の
制御により実現し、加えて、現像バイアス、レーザーパ
ワー、並びに感光体ドラムの表面電位を、各解像度を与
える光偏向手段の回転数に応じた適性値に変更する旨が
記載されている。

【００１６】しかし、上記公報に記載の技術では、解像
度の切り替えを光偏向手段の回転速度の切り替えにより
実現するため、低解像度モードと高解像度モードの何れ
においても印字速度は一定であり、低解像度選択時のメ
リットは少ない。また、該公報には、選択される各解像
度に応じてレーザーパワー、感光体ドラムの表面電位、
並びに現像バイアスを適正値に切り替えることは記載さ
れているものの、具体的な設定値（適正値）に関する記
載はなされていない。

【００１７】一方、上記２）の解像度切り替え方法で
は、高解像度選択時と比較して低解像度選択時の印字速
度が増加し、高解像度モードと低解像度モードとを使い
分けるメリットがより大きくなる。これは、低解像度モ
ードでは静電潜像担持体の周速度を高解像モードと比較
して増加させて、該静電潜像担持体表面のよりラフな走
査（高速モードでの走査：低画素ピッチでの潜像形成）
を行うためである。

【００１８】つまり、上記１）の方法と２）の方法とで
高解像度モードにおける印字速度が同じ場合、静電潜像
担持体の周速度を切り替える方法（つまり２）の方法）
では、低解像度選択時には、高解像度モードに対する解
像度比分だけ印字速度を増すことができる。よって、上
記２）の方法による解像度変更の方が、低解像度選択時
のメリットが大きいと言える。

【００１９】一方、上記１）、２）の方法以外にも、書
き込み系の設定を実質的に変更することなく、通常の光
ビームよりも低強度の光ビームを重ね書きすることによ
り、走査線位置以外の位置にドットを形成して光学走査
の解像度以上の解像度で画像形成する技術も知られてい
る。この技術は、例えば、図１６（ｂ）に示すように、
基準走査線上を走査するパターン１（通常の光ビームに
よる走査）と基準走査線間を走査するパターン２（低強
度の光ビームによる走査）とを併用して、基準走査線上
のみを走査する場合と比較して、約２倍の解像度を実現
するものである。ここでは、上記通常の光ビームの照射
手段と、低強度の光ビームの照射手段とを別個設けるこ
とで、高解像度モード、低解像度モードとも同じ速度に
て印字可能となるが、上記基準走査線上に印字するパタ
ーン１と、基準走査線間（走査線位置以外の位置）に印
字するパターン２とで潜像ポテンシャル形状が異なると
いう問題を有する。

【００２０】図１５には、通常走査時で解像度６００ｄ
ｐｉを与える光学系を用いて１２００ｄｐｉ相当の１ド
ットライン（ここでは、図１６（ｂ）に示すパターン１
またはパターン２を１ドットライン形成したもの）の静
電潜像を感光体ドラム（静電潜像担持体）上に形成した
場合の、各ドットの潜像ポテンシャルの計算結果を示し
ている。各ドットの形成条件としては、図１６（ａ）に
示す条件１〜５とし、該図に示すようにレーザーパワー
を変更して基準走査線上と基準走査線間とにドットを形
成した（図１６（ｂ）参照）。

【００２１】図１５に示す結果から、基準走査線上にド
ットを形成する場合（条件１）と、基準走査線間にドッ
トを形成する場合（条件２〜５）とで、感光体ドラムの
表面電位の分布パターンが大きく異なることが分かる。
この分布パターンの相違は、ドットライン毎にその幅や
濃度（トナー像となった場合）が明らかに異なることを
意味し、１２００ｄｐｉの画質を満足しているとは到底
言いがたい。

【００２２】そこで上記問題点を解決するために、特開
平１０−１９３６６８号公報では、さらにビーム径を走
査ピッチより小さく設定する方法が開示されている。し
かし、現状一般的な解像度である６００ｄｐｉに対して
そのピッチ間距離（画素ピッチ）４２μｍ程度までレー
ザビーム径（ビーム径）を絞り込むためには、レーザの
発光波長を短波長側にシフトさせる必要が生じるうえ、
ソリッド部の書きこみムラから黒ベタの再現性が劣化す
る可能性があり、現実的ではない。

【００２３】このような理由から、静電潜像担持体の周
速度切り替えにより解像度変更を行う方法が推奨される
が、該方法では一定のライン幅の画像の再現が困難とな
るという課題がある。以下、具体的に説明する。

【００２４】図１７には、一般に出回っている、静電潜
像担持体の周速度切り替えによる解像度切り替え型プリ
ンタにつき、１２００ｄｐｉ出力モードでのライン再現
性をライン幅に着目して調査した結果を示している。な
お、静電潜像担持体走査時に用いたレーザビーム径は約
６０μｍである。また、図１７に示すイメージサイズと
は、１または複数のドットラインにより構成される一つ
のライン画像のライン幅を示すものである。

【００２５】該図から明らかなように、Ａ社、Ｂ社製品
とも２ドットライン以上からなるライン画像の形成（再
現）動作では、画像データ側の線幅増加に伴い出力画像
の線幅合計もほぼリニアに増加しているが、Ｂ社製品の
場合、１ドットラインからなるライン画像は全く再現さ
れていなかった。これは、２ドットライン以上からなる
ライン画像の極端な太りを防止するに好適な露光条件の
ままで１ドットラインを再現することは、事実上困難を
きたすことを示している。

【００２６】また、Ａ社の場合、１ドットラインからな
るライン画像は再現できているが、２ドットライン以上
からなるライン画像が極端に太って再現される。上記現
象について、潜像形成の立場から分析したところ、解像
度１２００ｄｐｉ時のピッチ間距離（画素ピッチ）約２
１μｍに対してレーザビーム径が６０μｍとかなり大き
いために、特定ドットの光書きこみ時に、それに副走査
方向に隣接するドットにも光の回り込みが生じたためで
あると判明した。そのため、Ａ社製品のように１ドット
ラインからなるライン画像を適正線幅で出力できたとし
ても、２ドットライン以上からなるライン画像が極端に
太ってしまう。

【００２７】本発明は、上記課題に鑑みなされたもの
で、解像性を維持しつつ、画像濃度を最大確保できるよ
うに作像条件を最適化することにより、１２００ｄｐｉ
以上の高解像度においても、解像性と画像濃度とを両立
し、さらに高速化にも対応した画像形成方法及び画像形
成装置を提供することを目的としている。さらに、画像
形成装置において、静電潜像担持体の周速度の切り替え
により解像度の切り替えを行う場合に、低解像度側の画
像劣化を回避しつつ、高解像度側のハイライト部、特に
１ドットラインからなるライン画像の再現性を向上させ
ることを目的としている。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本願発明者らは、上記目
的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、露光エネルギー
密度Ｅと静電潜像担持体の感度定数Ｓとの比Ｅ／Ｓが、
０．９以上で、かつ、２．６以下のときに、画像濃度を
決定する、解像性を満足する最適現像バイアスとソリッ
ド画像部の明電位との差分、すなわち現像ポテンシャル
が最大値をとることを見い出した。

【００２９】そこで、本発明に係る画像形成方法は、上
記課題を解決するために、帯電された静電潜像担持体表
面を露光して静電潜像を形成し、該静電潜像に現像剤を
付与して画像を形成する画像形成方法において、露光に
よる静電潜像担持体上での露光エネルギー密度をＥ（Ｊ
／ｍ² ）、静電潜像担持体の感度定数をＳ（Ｊ／ｍ²）
とすると、０．９≦Ｅ／Ｓ≦２．６となるように、上記
Ｅ，Ｓを設定することを特徴としている。

【００３０】また、本発明に係る画像形成方法は、上記
課題を解決するために、帯電手段にて帯電された静電潜
像担持体表面を露光手段にて露光して静電潜像を形成
し、該静電潜像に現像剤を付与して画像を形成する画像
形成装置において、露光手段による静電潜像担持体上で
の露光エネルギー密度をＥ（Ｊ／ｍ² ）、静電潜像担持
体の感度定数をＳ（Ｊ／ｍ² ）とすると、０．９≦Ｅ／
Ｓ≦２．６となるように、上記Ｅ，Ｓが設定されている
ことを特徴としている。

【００３１】露光エネルギー密度Ｅ（Ｊ／ｍ² ）と静電
潜像担持体の感度定数Ｓ（Ｊ／ｍ²）との比を上記範囲
とすることで、露光光のビーム径が画素ピッチの２倍以
上となるような高解像度であっても、解像性を維持しつ
つ、画像濃度を最大確保でき、解像性と画像濃度を両立
できる。しかも、露光エネルギー密度Ｅをパラメータと
しているので、露光エネルギー密度Ｅを決定するパラメ
ータ、即ち作像条件には、静電潜像担持体の表面移動速
度であるプロセス速度が含まれてくる。したがって、高
速化にも対応可能となる。

【００３２】露光エネルギー密度Ｅと、感度定数Ｓとの
比を、上記範囲に設定するとはつまり、露光手段が、静
電潜像担持体の移動方向と直交する方向にレーザ光を走
査して露光を行う形態の場合は、露光手段のレーザーパ
ワーをＰｓ（Ｗ）、静電潜像担持体の移動速度をｖｐ
（ｍ／ｓ）、露光手段の走査幅をｗｓ（ｍ）とすると、
露光エネルギー密度Ｅは、Ｅ＝Ｐｓ／（ｖｐ・ｗｓ）で
表されるので、０．９≦（Ｐｓ／（ｖｐ・ｗｓ））／Ｓ
≦２．６となるように、上記Ｐｓ，ｖｓ，ｗｓ，Ｓを設
定すれば良い。

【００３３】また、これとは異なり、露光手段が、静電
潜像担持体の移動方向と直交する方向に複数の光源素子
が直線的に配列された形態の場合は、光源素子１つ当た
りの露光エネルギーをＰａ、静電潜像担持体の移動速度
をｖｐ（ｍ／ｓ）、解像度にて決まる画素ピッチをＰｄ
（ｍ）とすると、露光エネルギー密度Ｅは、Ｅ＝Ｐａ／
（ｖｐ・Ｐｄ）で表されるので、０．９≦（Ｐａ／（ｖ
ｐ・Ｐｄ））／Ｓ≦２．６となるように、上記Ｐａ，ｖ
ｐ，Ｐｄ，Ｓを設定すれば良い。

【００３４】また、上記した本発明の画像形成方法及び
画像形成装置は、特に、露光手段における静電潜像担持
体上に形成される露光光のビーム径をＤｂ（μｍ）、解
像度にて決まる画素ピッチをＰｄ（μｍ）とすると、Ｄ
ｂ／Ｐｄ≧２となる構成に適用することが好ましい。こ
れは、露光光のビーム径（μｍ）と画素ピッチ（μｍ）
の比Ｄｂ／Ｐｄが大きくなる程、確保できる現像ポテン
シャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜が小さくなり、得られる画像
濃度が低下する傾向にあるためであって、Ｄｂ／Ｐｄ≧
２となる構成に適用することで、その効果を確実に発揮
することができる。さらに言えば、ビーム径Ｄｂは、コ
スト的な観点からレーザーの場合、現状６０μｍ程度ま
で絞るのが実用限界であることから、Ｐｄが３０μｍ以
下となる構成に適用することで、その効果を確実に発揮
することができる。

【００３５】また、上記した本発明の画像形成方法及び
画像形成装置は、特に、静電潜像担持体の移動速度であ
るｖｐ（ｍ／ｓ）が、ｖｐ≧０．０５（ｍ／ｓ）となる
構成に適用することが好ましい。これは、ｖｐが０．０
５（ｍ／ｓ）以上となると、最低限確保する必要のある
画像濃度１．３を下回るためであり、ｖｐ≧０．０５
（ｍ／ｓ）となる構成に適用することで、その効果を十
分発揮することができる。

【００３６】また、上記した本発明の画像形成方法及び
画像形成装置においては、特に、静電潜像担持体の初期
帯電電位Ｖｄ（Ｖ）の絶対値｜Ｖｄ｜は、６００以上８
００以下とすることが好ましい。これは、｜Ｖｄ｜が大
きいほど、現像ポテンシャルのピーク値が大きくなり、
得られる画像濃度が高くなるが、その反面、｜Ｖｄ｜が
大き過ぎると、静電潜像担持体かぶりやキャリア上がり
が発生し易くなるためである。｜Ｖｄ｜を上記範囲とす
ることで、静電潜像担持体かぶりやキャリア上がりによ
る画質低下を招来することなく、画像濃度を高めること
ができる。

【００３７】本発明に係る画像形成装置はまた、上記の
課題を解決するために、帯電手段にて帯電された静電潜
像担持体表面を露光手段にて露光して静電潜像を形成
し、該静電潜像に現像剤を付与して画像を形成する画像
形成装置において、上記露光手段により静電潜像担持体
上に形成される露光光のビーム径Ｄｂ（μｍ）を変更す
ることなく、上記静電潜像担持体の周速度を変更するこ
とで、解像度を、第一の解像度と該第一の解像度より低
解像度な第二の解像度との間で変更する手段を備え、上
記ビーム径Ｄｂと上記第二の解像度における画素ピッチ
Ｐｄ₂ （μｍ）とが、Ｄｂ≧√２Ｐｄ₂ の関係を満たし
ているときに、上記第一の解像度にてライン画像を形成
する際に、該ライン画像を構成するドットライン数に応
じて、上記露光手段のレーザーパワーを適正値に変更す
ることを特徴としている。

【００３８】静電潜像担持体の周速度を変更することで
解像度切り替えを行う画像形成装置においては、特に高
解像度出力時にライン画像の再現不良が起こりやすい。
これは、２ドットライン以上からなるライン画像を再現
する場合に、隣接ドットラインに露光光の回り込みが発
生するためであるが、上記構成のように、高解像度出力
時（第一の解像度での画像形成時）に画像データに応じ
てレーザパワー（単位時間あたりの露光量）を適正値に
変調するようにすれば、高解像度モードでのハイライト
部（１ドットラインなど）のライン再現性を向上させる
ことができる。また、低解像度出力時（第二の解像度で
の画像形成時）では、２ドットライン以上からなるライ
ン画像を再現する場合であっても、隣接ドットラインに
露光光の回り込みが発生しにくいので、特にレーザーパ
ワーを変調せずとも、画像劣化がほぼ見られないライン
画像を再現することができる。

【００３９】なお、「上記第一の解像度にてライン画像
を形成する際に、ライン画像を構成するドットライン数
に応じてレーザーパワーを適正値に変更する」、具体的
な例としては、２本以上のドットラインからなるライン
画像を形成する際のレーザーパワーを１とした場合に、
１本のドットラインからなるライン画像を形成する際の
レーザーパワーを１を超える値に変更すること等が挙げ
られる。

【００４０】また、上記の画像形成装置においては、上
記第一の解像度にて２本以上のドットラインからなる上
記ライン画像を形成する際の、露光手段のレーザーパワ
ーを１とした場合に、上記第一の解像度にて１本のドッ
トラインからなる上記ライン画像を形成する際のレーザ
ーパワーを１．１以上２．５以下の範囲内に変更するこ
とがより好ましい。

【００４１】本発明に係る画像形成装置はさらに、上記
の課題を解決するために、帯電手段にて帯電された静電
潜像担持体表面を露光手段にて露光して静電潜像を形成
し、該静電潜像に現像剤を付与して画像を形成する画像
形成装置において、上記露光手段により静電潜像担持体
上に形成される露光光のビーム径Ｄｂ（μｍ）を変更す
ることなく、上記静電潜像担持体の周速度を変更するこ
とで、解像度を、第一の解像度と該第一の解像度より低
解像度な第二の解像度との間で変更する手段を備え、上
記ビーム径Ｄｂと上記第二の解像度における画素ピッチ
Ｐｄ₂ （μｍ）とが、Ｄｂ≧√２Ｐｄ₂ の関係を満たし
ているときに、上記静電潜像担持体上に、上記第一の解
像度にて、第一の静電潜像のドットに隣接して第二の静
電潜像のドットを形成するときの露光エネルギーＰａ
を、該第一の静電潜像のドットのみを形成するときと比
較して小さくすることを特徴としている。

【００４２】静電潜像担持体の周速度を変更することで
解像度切り替えを行う画像形成装置においては、特に高
解像度出力時に画像の再現不良が起こりやすい。これ
は、画像を構成する隣接した静電潜像のドット（上記第
一、第二の静電潜像のドット）に露光光の回り込みが発
生するためであるが、上記構成のように、単位時間当た
りの露光量（レーザーパワー）や露光時間の変更を通し
て、高解像度出力時（第一の解像度での画像形成時）で
の露光エネルギーＰａ（書き込み光エネルギー：露光
量）を適正値に変調するようにすれば、高解像度モード
でのハイライト部の再現性を向上させることができる。

【００４３】また、低解像度出力時（第二の解像度での
画像形成時）では、隣接した静電潜像のドットに露光光
の回り込みが発生しにくいので、特に露光エネルギーＰ
ａを変調せずとも、画像劣化がほぼ見られない画像を再
現することができる。

【００４４】

【発明の実施の形態】〔実施の形態１〕本発明に係る画
像形成方法及び画像形成装置の実施の一形態を、図１な
いし図１１を用いて以下に説明する。

【００４５】まず、図１１の模式図を用いて、本実施の
形態の画像形成装置における画像形成部の構成を説明す
る。図１１に示すように、本画像形成装置には、静電潜
像担持体１が備えられ、その周りに、静電潜像担持体１
の回転方向（図中矢印）に沿って、帯電器（帯電手段）
４、光書込み部（露光手段）６、現像器（現像手段）
３、転写器２、クリーニング部５、除電器７が順に配設
されている。

【００４６】静電潜像担持体１は、例えば円筒状のアル
ミニウム素管に感光体を塗布したものからなる。帯電器
４は、静電潜像担持体１表面を帯電するもので、チャー
ジャー方式、接触方式等がある。光書込み部６は、帯電
器４にて帯電された静電潜像担持体１表面を露光して静
電潜像を書き込むものである。光書込み部６としては、
半導体レーザー等の光源を、静電潜像担持体１の軸方向
（主走査方向）に走査するタイプのレーザー光走査型の
ものをここでは採用している。これ以外に、発光ダイオ
ード等の光源素子が直線的に配列されたリニアアレイ光
源型のもの等を用いることもできる。

【００４７】現像器３は、内部にトナーを収納してお
り、静電潜像担持体１との対向部にて、現像剤担持体３
ａ上に保持したトナーを、現像剤担持体３ａに印加され
る現像バイアスにて静電潜像担持体１上の静電潜像に供
給して現像化するものである。画像形成装置がカラー対
応の場合、現像器３は用いられるトナーの色の数、例え
ばイエロー，マゼンタ、シアン，ブラックの４つ配設さ
れることとなる。

【００４８】転写器２は、用紙カセット１５より給送さ
れた用紙Ｐに、静電潜像担持体１上の可視像であるトナ
ー像（現像剤像）を転写するものであり、チャージャー
方式や接触方式等の転写器を用いることができる。クリ
ーニング部５は、トナー像が転写された後の静電潜像担
持体１表面に残留するトナーを掻き取るものである。

【００４９】用紙カセット１５は、用紙Ｐを収容するも
のであって、用紙カセット１５内の用紙Ｐは、半月型の
ピックアップローラ１８と給紙ローラ１９とによって一
枚ずつ分離給紙される。分離給紙された用紙Ｐは、転写
器２と静電潜像担持体１との対向部に搬送され、静電潜
像担持体１上のトナー像が転写される。

【００５０】このような構成を有する本画像形成装置で
は、静電潜像担持体１の回転に伴い、帯電器４による静
電潜像担持体１の帯電、光書込み部６による静電潜像の
形成、現像器３による静電潜像の現像、転写器２による
用紙Ｐへのトナー像の転写、クリーニング部５による静
電潜像担持体１のクリーニングの各工程を繰り返すこと
によって画像を形成する。なお、画像形成装置がカラー
対応の場合は、トナーの色数分のトナー像が静電潜像担
持体１上に各々形成され、用紙Ｐ上に順次重ねられるこ
ととなる。用紙Ｐ上に形成されたトナー像は、その後定
着器８を通過することによってトナーが溶融されると共
に加圧され、用紙Ｐ上に固定される。

【００５１】次に、本画像形成装置において採用されて
いる、１２００ｄｐｉ以上の高解像度でありながら、解
像性と共に充分な画像濃度が得られ、加えて、高速化に
も対応可能とする構成について説明する。

【００５２】先ずは、静電潜像担持体１上の静電潜像に
トナーを供給してトナー像として可視化する現像のメカ
ニズムを説明する。

【００５３】帯電された静電潜像担持体１表面に光書込
み部６からレーザー等を照射して任意のパターンを書き
込むと、光が照射された領域の表面電位が、レーザーの
光量や照射時間に応じて変化する。光書込み部６より照
射される、レーザーパワーＰ、ビームウエスト半径ｗ
ｘ，ｗｙのガウシアン分布のレーザービームにより、走
査速度（主走査方向）ｖ、パルス幅Δｔで露光した時の
静電潜像担持体１上の露光プロファイルは、（１）式で
表される。

【００５４】

【数１】

【００５５】上記（１）式において、走査速度ｖ（ｍ／
ｓ）及びパルス幅Δｔ（ｓ）は、解像度をＲ（ｄｐ
ｉ）、全走査長をｗｓ（ｍ）、プロセス速度をｖｐ（ｍ
／ｓ）とすると、以下の（２）,(３）式で表される。

【００５６】 ｖ＝（ｗｓ・ｖｐ）／（０．０２５４／Ｒ） …（２） Δｔ＝（０．０２５４／Ｒ）² ／（ｗｓ・ｖｐ） …（３） 一方、静電潜像担持体１の光放電特性（以下、ＰＩＤＣ
と称する）は、以下の（４）式で表される。

【００５７】

【数２】

【００５８】但し、（４）式中、 Ｖ：静電潜像担持体１の表面電位（Ｖ） Ｖｄ：静電潜像担持体１の初期帯電電位もしくは暗電位
（Ｖ） Ｖｒ：静電潜像担持体１上の残留電位（Ｖ） Ｅ：静電潜像担持体１への露光エネルギー密度（Ｊ／ｍ
² ） Ｓ：静電潜像担持体１の感度定数（Ｊ／ｍ² ） である。

【００５９】図２上部に、上記（４）式より求まる静電
潜像担持体１のＰＩＤＣを、図２下部に、上記（１）式
より求まる静電潜像担持体１上における露光エネルギー
プロファイルを示す。

【００６０】ここで、現像バイアスＤＶＢとＰＩＤＣか
ら求まる露光エネルギーの値が現像閾値であり、この現
像閾値を超える露光エネルギープロファイル部分Ｌで静
電潜像担持体１の表面電位が現像バイアスＤＶＢより低
くなり、トナーによる現像が行われることから、領域Ｌ
を潜像プロファイルとみなすことができる。

【００６１】図に示す一例では、現像バイアスＤＶＢが
−３５０（Ｖ）であり、静電潜像担持体１表面の静電潜
像には、静電潜像担持体１表面電位の絶対値が３５０
（Ｖ）以下となる領域にトナーが付着することになる。
ここで、上記ＰＩＤＣのグラフより、現像バイアスＤＶ
Ｂが−３５０（Ｖ）を与える露光エネルギー密度を現像
閾値とすると、該現像閾値以上の露光エネルギーが与え
られた領域で潜像が形成される。すなわち、上記露光エ
ネルギープロファイルの領域Ｌが潜像プロファイルとな
る。このような、潜像プロファイルを持つビーム光によ
ってラインを形成すると、そのライン幅（１ドットライ
ン）は上記潜像プロファイルの両端幅となる。

【００６２】このような理論解析を用いて、露光光のビ
ーム径Ｄｂ（μｍ）と解像度にて決まる画素ピッチＰｄ
（μｍ）との比であるＤｂ／Ｐｄと、解像性を満足する
最適現像バイアスＤＶＢｒ，静電潜像担持体のソリッド
画像部明電位ＶＬ，現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ
｜との関係をシミュレーションにより求めた。図３にそ
の結果を示す。

【００６３】図３より、ビーム径Ｄｂと画素ピッチＰｄ
の比Ｄｂ／Ｐｄが大きくなると、現像ポテンシャル｜Ｄ
ＶＢｒ−ＶＬ｜が小さくなることがわかる。現像ポテン
シャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜と画像濃度との間には、現像
ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜が大きいほど画像濃度
が高くなるといった関係がある。

【００６４】つまり、これより、ビーム径を画素ピッチ
にまで絞り込める３００ｄｐｉ程度の低い解像度では、
充分大きい現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜を得る
ことができるが、解像度が３００ｄｐｉから６００ｄｐ
ｉ、さらには１２００ｄｐｉと高解像度化されるにつ
れ、コスト的な観点からビーム径を画素ピッチにまで絞
り込むことができなくなると（ビーム径は６０μｍ前後
まで絞り込むのが現状実用限界であるため、１２００ｄ
ｐｉではビーム径は画素ピッチ（２１μｍ）の３倍近く
になる）、確保できる現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−Ｖ
Ｌ｜が小さくなり、結果的に、露光や帯電、現像バイア
スの設定量を変化させても対応できなくなり、画像濃度
が低下してしまうことがわかる。

【００６５】尚、上記シミュレーションにおいては、露
光光のレーザーパワーを０．１５ｍＷ、プロセス速度を
６１ｍｍ／ｓ、静電潜像担持体１の感度定数を２．５ｍ
Ｊ／ｍ² とした。プロセス速度とは、静電潜像担持体１
の表面移動速度である。また、ビーム径は真円と仮定
し、その直径をＤｂとした。したがって、ビームウエス
ト半径ｗｘ，ｗｙは、ｗｘ＝Ｄｂ／２、ｗｙ＝Ｄｂ／２
となる。

【００６６】また、本願出願人は、例えば１２００ｄｐ
ｉ以上の解像度を有する画像形成装置のように、ビーム
径が画素ピッチの２倍以上となる場合、最小画素のドッ
トではなく、最小画素のラインの静電潜像の幅（潜像
幅）が目標の幅となるように作像条件を設定する方がよ
り高品位画像が得られ、好ましいことを見い出し、先願
にて提案している。そこで、上記シミュレーションにお
いて、解像性を満足する最適現像バイアスＤＶＢｒとし
ては、最小画素でのドットではなく、最小画素でのライ
ンの潜像幅が目標の幅となるような値を最適値とした。

【００６７】さらに、本来、ライン潜像の目標幅として
は、解像度をＲ（ｄｐｉ）とした時、√２×２５．４×
１０００／Ｒとなるが、上記シミュレーションでは、静
電潜像担持体１上でのキャリア拡散の影響を考慮してな
いため、シミュレーションの結果に対し、最終的にキャ
リア拡散により潜像が√２倍程度広がると仮定する。加
えて、１２００ｄｐｉ等の高解像度ラインでは転写プロ
セスでのラインの細りの影響が大きいため、静電潜像担
持体上の現像としては最終目標より太く（１．５倍程
度）形成しておく必要がある。そこで、上記シミュレー
ションでは、解像度をＲ（ｄｐｉ）としたときのライン
潜像の目標幅は、１．５×２５．４×１０００／Ｒとし
た。

【００６８】次に、このようなシミュレーションを用い
て、１２００ｄｐｉ以上の解像度においても、十分な解
像性と画像濃度を確保するための最適な作像条件につい
て検討を行った。

【００６９】前述したように、画像濃度は、現像ポテン
シャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜が大きいほど向上する。ここ
で、解像性を満足する最適現像バイアスＤＶＢｒは、図
２において説明したように、最小画素ラインの露光エネ
ルギープロファイルと静電潜像担持体１のＰＩＤＣから
一義的に求まる。一方、ソリッド画像部の明電位ＶＬ
は、ソリッド画像の露光エネルギープロファイルと静電
潜像担持体１のＰＩＤＣから一義的に求まる。

【００７０】すなわち、上記図２の（１）式で示される
露光エネルギープロファイルのビーム光を連続露光して
ソリッド画像を形成すると、該ソリッド画像の露光エネ
ルギー密度は、図４に示すように約０．６μＪ／ｃｍ²
となり、この時の静電潜像担持体１表面における電位Ｖ
ＬはＰＩＤＣから求まる。

【００７１】露光エネルギープロファイルは、ビーム径
Ｄｂ（ビームウエスト半径ｗｘ，ｗｙ）が一定であれ
ば、上記（１）式より、レーザーパワーＰ、パルス幅Δ
ｔ、走査速度ｖの関数となる。ここで、パルス幅Δｔ、
走査速度ｖは、上記（２）,(３）式より、解像度Ｒ、全
走査長ｗｓ、プロセス速度ｖｐの関数であることから、
解像度Ｒが一定であれば、露光エネルギープロファイル
は、レーザーパワーＰ、全走査長ｗｓ、プロセス速度ｖ
ｐより一義的に求まることになる。一方、静電潜像担持
体１のＰＩＤＣは、（４）式からわかるように、静電潜
像担持体１の初期帯電電位もしくは暗電位Ｖｄ、静電潜
像担持体１上の残留電位Ｖｒが一定であれば静電潜像担
持体１の感度定数Ｓだけで一義的に求まる。

【００７２】すなわち、現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−
ＶＬ｜は、Ｐ，Ｌ，ｖｐ，Ｓにより一義的に決まる。

【００７３】そこで、続いて、現像ポテンシャル｜ＤＶ
Ｂｒ−ＶＬ｜を一義的に決定する各パラメータＰ，ｗ
ｓ，ｖｐ，Ｓと現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜と
の関係を、シミュレーションにより求めた。

【００７４】先ずは、図５（ａ）に、４つのパラメータ
Ｐ，ｗｓ，ｖｐ，Ｓのうち、ｗｓとｖｐを固定し、Ｐと
Ｓを振った場合のシミュレーションの結果を示す。ここ
では、解像度Ｒ＝１２００ｄｐｉ、ビーム径Ｄｂ＝６０
μｍ、静電潜像担持体１の初期帯電電位Ｖｄ＝−６００
（Ｖ）、静電潜像担持体１上の残留電位Ｖｒ＝−５０
（Ｖ）、全走査長ｗｓ＝４１３．６ｍｍ、プロセス速度
ｖｐ＝６１ｍｍ／ｓの時のレーザーパワーＰ（ｍＷ）、
静電潜像担持体１の感度定数Ｓ（ｍＪ／ｍ² ）と現像ポ
テンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜との関係を求めている。

【００７５】図５（ａ）では、Ｘ軸にレーザーパワー
Ｐ、Ｙ軸に現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜をとっ
ている。これより、現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ
｜はレーザーパワーＰに関してピークを持ち、ピークを
取るレーザーパワーＰの値は、 Ｓ＝１．２５ｍＪ／ｍ² の時 Ｐ＝０．０５ｍＷ Ｓ＝２．５ｍＪ／ｍ² の時 Ｐ＝０．１ｍＷ Ｓ＝５ｍＪ／ｍ² の時 Ｐ＝０．２ｍＷ と、静電潜像担持体１の感度定数Ｓに比例することがわ
かる。

【００７６】そこで、レーザーパワーＰと静電潜像担持
体１の感度定数Ｓとの比Ｐ／Ｓと、現像ポテンシャル｜
ＤＶＢｒ−ＶＬ｜との関係を求めた。図５（ｂ）にその
結果を示す。図５（ｂ）より、現像ポテンシャル｜ＤＶ
Ｂｒ−ＶＬ｜はＰ及びＳの各々の値に関係なく、Ｐ／Ｓ
が４０（ｍ² ／ｓ）でピーク（最大値）を取ることがわ
かる。したがって、これより、Ｐ／Ｓを最適化すること
で、現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜を最大限確保
し、解像性と画像濃度とを両立できることがわかった。

【００７７】次に、図６（ａ）に、４つのパラメータ
Ｐ，ｗｓ，ｖｐ，Ｓのうち、ｖｐとＳを固定し、Ｐとｗ
ｓを振った場合のシミュレーションの結果を示す。ここ
では、解像度Ｒ＝１２００ｄｐｉ、ビーム径Ｄｂ＝６０
μｍ、静電潜像担持体１の初期帯電電位Ｖｄ＝−６００
（Ｖ）、静電潜像担持体１上の残留電位Ｖｒ＝−５０
（Ｖ）、静電潜像担持体１の感度定数Ｓ＝２．５ｍＪ／
ｍ² 、プロセス速度ｖｐ＝６１ｍｍ／ｓの時のレーザー
パワーＰ（ｍＷ）、全走査長ｗｓ（ｍｍ）と現像ポテン
シャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜との関係を求めている。

【００７８】図６（ａ）では、Ｘ軸にレーザーパワー
Ｐ、Ｙ軸に現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜をとっ
ている。これより、現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ
｜はレーザーパワーＰに関してピークを持ち、ピークを
取るレーザーパワーＰの値は、 ｗｓ＝２０６．８ｍｍの時 Ｐ＝０．０５ｍＷ ｗｓ＝４１３．６ｍｍの時 Ｐ＝０．１ｍＷ ｗｓ＝８２７．２ｍｍの時 Ｐ＝０．２ｍＷ と、全走査長ｗｓに比例することがわかる。

【００７９】そこで、レーザーパワーＰと全走査長ｗｓ
との比Ｐ／ｗｓと現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜
との関係を求めた。図６（ｂ）にその結果を示す。図６
（ｂ）より、現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜はＰ
及びｗｓの各々の値に関係なく、Ｐ／ｗｓが０．２４
（Ｗ／ｍ）でピーク（最大値）を取ることがわかる。し
たがって、これより、Ｐ／ｗｓを最適化することで、現
像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜を最大限確保し、解
像性と画像濃度とを両立できることがわかった。

【００８０】次に、図７（ａ）に、４つのパラメータ
Ｐ，ｗｓ，ｖｐ，Ｓのうち、ｗｓとＳを固定し、Ｐ、ｖ
ｐを振った場合のシミュレーションの結果を示す。ここ
では、解像度Ｒ＝１２００ｄｐｉ、ビーム径Ｄｂ＝６０
μｍ、静電潜像担持体１の初期帯電電位Ｖｄ＝−６００
（Ｖ）、静電潜像担持体１上の残留電位Ｖｒ＝−５０
（Ｖ）、静電潜像担持体１の感度定数Ｓ＝２．５ｍＪ／
ｍ² 、全走査長ｗｓ＝４１３．６ｍｍの時のレーザーパ
ワーＰ（ｍＷ）、プロセス速度ｖｐ（ｍｍ／ｓ）と現像
ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜との関係を求めてい
る。

【００８１】図７（ａ）では、Ｘ軸にレーザーパワー
Ｐ、Ｙ軸に現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜をとっ
ている。これより、現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ
｜はレーザーパワーＰに関してピークを持ち、ピークを
取るレーザーパワーＰの値は、 ｖｐ＝３０．５ｍｍの時 Ｐ＝０．０５ｍＷ ｖｐ＝６１ｍｍの時 Ｐ＝０．１ｍＷ ｖｐ＝１２２ｍｍの時 Ｐ＝０．２ｍＷ と、プロセス速度ｖｐに比例することがわかる。

【００８２】そこで、レーザーパワーＰとプロセス速度
ｖｐとの比Ｐ／ｖｐと、現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−
ＶＬ｜との関係を求めた。図７（ｂ）にその結果を示
す。図７（ｂ）より、現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−Ｖ
Ｌ｜はＰ及びｖｐの各々の値に関係なく、Ｐ／ｖｐが
１．６４（Ｊ／ｍ）でピーク（最大値）を取ることがわ
かる。したがって、これより、Ｐ／ｖｐを最適化するこ
とで、現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜を最大限確
保し、解像性と画像濃度とを両立できることがわかっ
た。

【００８３】上記した図５〜図７の結果より、現像ポテ
ンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜は、 Ｐ／（Ｓ・ｗｓ・ｖｐ）＝（Ｐ／（ｗｓ・ｖｐ））／Ｓ に関して一義的に決まり、ピークを持つものと考えられ
る。ここで、Ｐ／（ｗｓ・ｖｐ）は、単位面積当たりの
露光エネルギー量、すなわち露光エネルギー密度を表し
ている。

【００８４】そこで、続いて、露光エネルギー密度Ｐ／
（ｗｓ・ｖｐ）＝Ｅとし、解像度Ｒ＝１２００ｄｐｉ、
ビーム径Ｄｂ＝６０μｍ、静電潜像担持体１の初期帯電
電位Ｖｄ＝−６００（Ｖ）、静電潜像担持体１上の残留
電位Ｖｒ＝−５０（Ｖ）の時のＥ／Ｓと現像ポテンシャ
ル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜との関係をシミュレーションによ
り求めてみた。その結果を図１に示す。

【００８５】図１より、Ｐ，ｗｓ，ｖｐ，Ｓ各々の値に
関係無く、無次元数であるＥ／Ｓが０．９≦Ｅ／Ｓ≦
２．６の範囲で、現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜
は２００（Ｖ）以上となり、ピークをとることから、Ｅ
／Ｓをこの範囲になるよう各作像条件、つまり、Ｐ，ｗ
ｓ，ｖｐ，Ｓを最適化することで、現像ポテンシャル｜
ＤＶＢｒ−ＶＬ｜を最大限確保し、解像性と画像濃度と
を両立できることがわかる。そして、さらに好ましく
は、現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜がピークをと
り、確実に２３０（Ｖ）以上となる１．４≦Ｅ／Ｓ≦
１．７の範囲となるように、Ｐ，ｗｓ，ｖｐ，Ｓを最適
化することである。

【００８６】そこで、上記した本画像形成装置において
は、このような検討の結果、無次元数Ｅ／Ｓが０．９≦
Ｅ／Ｓ≦２．６の範囲になるように、光書込み部６にお
けるレーザーパワーＰ、全走査長ｗｓ、プロセス速度ｖ
ｐ、静電潜像担持体１の感度定数Ｓが設定されている。
これにより、１２００ｄｐｉ以上の高解像度であって
も、解像性と画像濃度を両立でき、また、プロセス速度
が５０ｍｍ／ｓ以上であっても、解像性と画像濃度を両
立できる。

【００８７】次に、上記した４つのパラメータＰ，ｗ
ｓ，ｖｐ，Ｓ以外に、静電潜像担持体１の初期帯電電位
Ｖｄも含めて検討を行った。図８に、シミュレーション
により、Ｅ／Ｓと現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜
との関係を、静電潜像担持体１の初期帯電電位Ｖｄにつ
いて求めた図を示す。

【００８８】図８より、静電潜像担持体１の初期帯電電
位Ｖｄが高いほど、現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ
｜のピーク値は大きくなり、得られる画像濃度が高くな
ることがわかる。画像濃度１．３以上を確保できる条件
としては、使用されるトナーや現像条件等により異なる
が、通常、現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜は、好
ましくは２３０（Ｖ）以上、少なくとも２００（Ｖ）以
上あればよいことから、｜Ｖｄ｜の下限は６００（Ｖ）
とした。

【００８９】一方、｜Ｖｄ｜の上限であるが、静電潜像
担持体１の初期帯電電位Ｖｄを大きくとりすぎると、Ｖ
ｄとＤＶＢｒとの電位差｜Ｖｄ−ＤＶＢｒ｜が大きくな
り、静電潜像担持体におけるかぶりやキャリア上がりが
発生するといった問題が生じる。そこで、実験により、
Ｖｄと静電潜像担持体におけるかぶり濃度及びキャリア
上がりの関係を調べた。図９にその結果を示す。

【００９０】図９より、｜Ｖｄ｜が８００（Ｖ）以上で
かぶり濃度、キャリア上がり個数とも急上昇することか
ら、｜Ｖｄ｜の上限としては、８００（Ｖ）とした。

【００９１】続いて、解像性と画像濃度（Ｉ．Ｄ．≧
１．３）とを両立するための、レーザーパワーＰと現像
バイアスＤＶＢｒとの関係も実験により求めた。その結
果を、図１０に示す。

【００９２】実験条件としては、解像度Ｒ＝１２００ｄ
ｐｉ、ビーム径Ｄｂ＝６０μｍ、静電潜像担持体１の初
期帯電電位Ｖｄ＝−６００（Ｖ）、プロセス速度ｖｐ＝
６１ｍｍ／ｓ、全走査長ｗｓ＝４１３．６ｍｍとし、感
度定数Ｓ＝２．５ｍＪ／ｍ²の静電潜像担持体１を使用
した。

【００９３】図１０より、解像性（１ドットラインの再
現性）と画像濃度とが両立される領域（図中、斜線領
域）が広くなるレーザパワーは、０．１ｍＷ付近であ
り、上記のように作像条件であるＰ，ｗｓ，ｖｐ，Ｓを
設定する場合、レーザパワーＰ（ｍＷ）としては、解像
性と画像濃度との両立性の観点から、０．０７≦Ｐ≦
０．１５の範囲に入るように設定することが適してお
り、より好ましくは、０．１ｍＷとすることである。そ
して、この結果は、０．１ｍＷ付近で、パラメータＳ，
ｗｓ，ｖｐに関わりなく現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−
ＶＬ｜が２００（Ｖ）程度以上をとる、前述した図５
（ａ），図６（ａ），図７（ａ）の各シミュレーション
結果とも一致しており、このことから、シミュレーショ
ンの妥当性も立証された。

【００９４】本画像形成装置においては、このような検
討結果より、上記したＰ，ｗｓ，ｖｐ，Ｓを、Ｅ／Ｓを
０．９≦Ｅ／Ｓ≦２．６の範囲になるように設定する
際、静電潜像担持体１の初期帯電電位Ｖｄ（Ｖ）は６０
０≦｜Ｖｄ｜≦８００の範囲になり、かつ、レーザーパ
ワーＰは、０．０７≦Ｐ≦０．１５の範囲を満足するよ
うに設定している。

【００９５】そして、このような画像形成装置の構成
は、特に、光書込み部６から照射されるレーザー光の、
静電潜像担持体１上に形成されるビーム径をＤｂ（μ
ｍ）、解像度にて決まる画素ピッチをＰｄ（μｍ）とす
ると、Ｄｂ／Ｐｄ≧２となる構成、さらに言えば、ビー
ム径Ｄｂが３０μｍ以下となる構成、つまり、１２００
ｄｐｉ以上の高解像の構成に適用することで、当該構成
による効果を確実に発揮することができる。また、この
ような画像形成装置の構成は、特に、プロセス速度ｖｐ
（ｍ／ｓ）が、ｖｐ≧０．０５（ｍ／ｓ）となる構成に
適用することで、その効果を十分発揮することができ
る。

【００９６】なお、本実施の形態では、光書込み部６と
して、静電潜像担持体１の移動方向と直交する方向にレ
ーザ光を走査して露光を行うレーザ走査型の露光手段を
用いたので、レーザーパワーをＰ（Ｗ）、静電潜像担持
体の移動速度をｖｐ（ｍ／ｓ）、露光手段の走査幅をｗ
ｓ（ｍ）とすると、露光エネルギー密度Ｅ＝Ｐｓ／（ｖ
ｐ・ｗｓ）で表されるので、０．９≦（Ｐｓ／（ｖｐ・
ｗｓ））／Ｓ≦２．６となるように、上記Ｐ，ｖｐ，ｗ
ｓ，Ｓを設定したが、光書込み部６が、静電潜像担持体
１の移動方向と直交する方向にＬＥＤ等の複数の光源素
子が直線的に配列されたリニアアレイ型の露光手段の場
合は、光源素子１つ当たりの露光エネルギーをＰａ
（Ｗ）、静電潜像担持体の移動速度をｖｐ（ｍ／ｓ）、
解像度にて決まる画素ピッチをＰｄ（ｍ）とすると、露
光エネルギー密度Ｅは、Ｅ＝Ｐａ／（ｖｐ・Ｐｄ）で表
されるので、０．９≦（Ｐａ／（ｖｐ・Ｐｄ））／Ｓ≦
２．６となるように、上記Ｐａ，ｖｐ，Ｐｄ，Ｓを設定
すれば良い。

【００９７】〔実施の形態２〕本発明に係る画像形成装
置の他の実施の形態を、図１２ないし図１３を用いて以
下に説明する。なお、上記実施の形態１で説明した部材
と同一の機能を有する部材については同一の符号を付
し、その詳細な説明は省略するものとする。また、いう
までもないが、本願発明の範囲は、この実施の形態に記
載の範囲のみに限定されるものではない。

【００９８】まず、図１２の模式図を用いて、本実施の
形態の画像形成装置における画像形成部の構成を説明す
る。図１２に示すように、本画像形成装置には、円筒状
のアルミニウム素管に感光体（例えばＯＰＣ(Organic P
hoto-Conductor：有機光導電体）層）を塗布した静電潜
像担持体（感光体ドラム）１が備えられ、その周りに、
静電潜像担持体１の回転方向（図中矢印）に沿って、静
電潜像担持体１表面を帯電する帯電器（帯電手段）４、
レーザ光源を用いた画像の光書込み部（露光手段）６、
静電潜像担持体１上にトナー像を形成する現像器（現像
手段）３、転写器２、クリーニング部５、並びに除電器
７が順に配設されている。

【００９９】つまり、図１２に示す画像形成部は、図１
１に示したものと実質同等の構成からなっている。な
お、上記の転写器２は、例えばチャージャ型のコロナ放
電転写器であり、静電潜像担持体１上のトナーＴを用紙
（転写材）Ｐに転写するものである。また、クリーニン
グ部５は、転写後の静電潜像担持体１表面の残留トナー
を掻き取り除去するものである。

【０１００】即ち、上記画像形成部は、図１１に示すも
のと同様、静電潜像担持体１に対して、帯電・書き込み
・現像・転写・クリーニングを１サイクルとして繰り返
し行うことにより、用紙Ｐにトナー画像を形成するよう
になっている。このようにして用紙Ｐ上に転写されたト
ナー画像は、次いで定着器８を通過することによってト
ナーが溶融されると共に加圧され、用紙Ｐ上に固定され
る。

【０１０１】また、本実施の形態にかかる画像形成装置
では、図示しない回転駆動力の入力手段を介して静電潜
像担持体１の回転速度は切り替え可能となっており、こ
れにより、該静電潜像担持体１の周速度は、より低速な
第一速度と、該第一速度の２倍に相当する第二速度との
２段階に変更可能となっている。このような構成によ
り、光書込み部６から照射されるレーザ（露光光）のビ
ーム径や、図示しないポリゴンミラー（光偏向手段）の
周速度を変更することなく、静電潜像担持体１上に形成
される静電潜像の形成密度を変更し、これにより用紙Ｐ
上に再現されるドットの副走査方向の画素ピッチ（ドッ
トピッチ：解像度ピッチ）を変更可能となる。

【０１０２】より具体的には、上記レーザによる主走査
方向への走査開始タイミングは静電潜像担持体１の周速
度により決定されるので、静電潜像担持体１の周速度が
小さくなるほど（すなわち反比例して）、上記静電潜像
の副走査方向の形成密度が大きくなる。よって、上記周
速度を低速な上記第一速度に設定する場合には、第二速
度に設定する場合と比較して、用紙Ｐ上に形成されるド
ット間の副走査方向の画素ピッチが１／２倍、すなわち
解像度が２倍となる（ここでは速度比を１／２に仮定し
ているため）。なお、主走査方向のドットの形成につい
ても、低解像度モードでは２クロック分で１ドット相当
となるように、また高解像度モードでは１クロック分で
１ドット相当となるように設定されており、やはり解像
度が２倍となる。

【０１０３】上記のように構成された画像形成装置を用
い、本願発明者らは、以下のような実験条件で実験を行
った。まず、静電潜像担持体１として、膜厚２１μｍの
ＯＰＣからなる感光体を備え、その感度定数（半減露光
量）が０．４μＪ／ｃｍ² であるものを採用し、初期の
帯電電位を−６００Ｖに設定した。また、現像器３から
供給される現像剤として、キャリアとトナーとを含んで
なる２成分現像剤を採用した。ここで、キャリアは平均
粒径６０μｍのものを、トナーは、非磁性トナーで、か
つその体積平均粒径が７μｍのものを使用した。また、
書きこみに用いたレーザ（露光光）のビーム径は６０μ
ｍである。なお、ここで言うビーム径とは、一般に定義
されるように、断面光強度がピーク強度の１／ｅ² とな
る範囲内でのスポット径とし、その時のレーザーパワー
（単位時間あたりの露光量）は０．２ｍＷとした。さら
に、上記静電潜像担持体１の周速度の一方である第一速
度での解像度が１２００ｄｐｉ（第一の解像度）、第二
速度での解像度が６００ｄｐｉ（第二の解像度）となる
ように、解像度を設定した。

【０１０４】上記の条件において、静電潜像担持体１の
周速度として第一速度（解像度１２００ｄｐｉ）を選択
し、感光体上にレーザを全面照射したところ、該感光体
の明電位は約−８０Ｖでほぼ飽和に達した。さらにこの
条件下で現像バイアスを−４００Ｖに設定し、現像電位
差３２０Ｖの条件下で、用紙Ｐに黒べたを印字した結
果、画像濃度が１．４の均一な黒べた画像が得られた。

【０１０５】次に、上記第一速度を選択したままで（解
像度１２００ｄｐｉ）、１本から５本のドットラインか
らなる５種類のライン画像を用紙Ｐ上に印字した。そし
てＫＥＹＥＮＣＥ製ＶＨ−７０００を用いて各ライン画
像の取りこみを行い、２値化処理後、ライン幅（ライン
画像の幅）を計測した。この結果を、パワー補正前のデ
ータとして図１３に示す。

【０１０６】上記の結果からわかるように、２以上のド
ットラインからなるライン画像の場合では、含まれるド
ットライン数とライン幅との相関関係に、一つの一次関
数で近似される線形性がみられるが、１ドットライン
（ドットライン数１）の場合では、ドットライン数とラ
イン幅との関係がこの一次関数からはずれており、ライ
ンが極端に痩せて、ところどころに途切も見うけられ
た。これは、高解像度化されるにつれ、コスト的な観点
から、静電潜像担持体上でのビーム径（スポット径）を
画素ピッチに近い大きさにまで絞り込むことが困難とな
り、確保できる現像ポテンシャルが小さくなって、画像
濃度が低下するためである。なお、構成ドットライン数
が２以上のライン画像の場合に極端な痩せや途切れが見
られないのは、隣接ドットラインの静電潜像担持体１へ
の書き込み時に光の回り込みが生じ、各ドットラインに
対応した静電潜像が補強されるためである。

【０１０７】ところで、一般的に使用されている近赤外
線領域のレーザでは、ビーム径（スポット径）は６０μ
ｍ前後まで絞り込むことが現状実用限界とされている
が、例えば、解像度１２００ｄｐｉの場合、画素ピッチ
は２１μｍ、６００ｄｐｉの場合、画素ピッチは４２μ
ｍとなる。

【０１０８】さらに、本願発明者らは、より低解像度な
上記第二の解像度での画素ピッチをＰｄ₂ 、レーザのビ
ーム径（露光光のビーム径）をＤｂとしたときに、 Ｄｂ≧√２Ｐｄ₂ ・・・・・ （５） の関係式を満たすことがより好ましいことを見いだして
いる。以下、この理由について説明する。

【０１０９】上記のビーム径Ｄｂは現状実用限界により
制限されると同時に、解像度にて決まる画素ピッチとの
関係によっても制限を受け、該画素ピッチに対してビー
ム径Ｄｂを絞り込みすぎた場合には、黒べた書き込み時
の静電ポテンシャルのむらが大きくなり、黒べた再現性
が劣化する虞が生じる。この虞を解消するためには、少
なくとも画素ピッチの√２倍程度のビームサイズ（最小
ビーム径）が必要とされるが、上記第一、第二の解像度
を有するような解像度切り替え型出力機（画像形成装
置）においては、より画素ピッチの大きくなる低解像度
（第二の解像度：６００ｄｐｉ）側を優先して上記最小
ビーム径が決定される。そのため、上記（５）に示す関
係式を満たすことが要求される。

【０１１０】しかしながら、上記（５）の関係式を満た
すビーム径Ｄｂで、より高解像度な第一の解像度（１２
００ｄｐｉ）での１ドットラインの再生を行う場合、そ
の画素ピッチＰｄ₁ （２１μｍ）に対してビーム径Ｄｂ
が大きくなりすぎて、確保できる現像ポテンシャルが充
分ではなくなるので困難を伴う（図１３参照）。

【０１１１】そこで、上記（５）の関係式が成立する場
合であっても、上記第一の解像度で、１ドットライン
（からなるライン画像）を用紙Ｐ上に印字可能となるよ
うな条件について検討を行った。具体的には、１ドット
ラインに対応した静電潜像を形成する場合のみ、レーザ
ーパワーを上記の０．２ｍＷから０．３ｍＷに変更し、
その他は、パワー補正前の条件から変更せずに再度実験
を行い、得られたライン画像のライン幅の測定を行っ
た。その結果は、パワー補正後のデータとして図１３に
示す。

【０１１２】図１３から明らかなように、１ドットライ
ン出力時のみレーザパワーを０．２ｍＷから０．３ｍＷ
に変化させることで、１ドットラインからなるライン画
像のライン幅はより太くなり、ドットライン数とライン
幅との関係が上記一次関数をほぼ満たすようになる。す
なわち、極端な線の痩せや途切れなどのない１ドットラ
インを十分に再現することができた。また、２以上のド
ットラインからなるライン画像については、パワー補正
前の条件（レーザパワーは０．２ｍＷ）で静電潜像担持
体１の走査を行うことにより、すでに説明のように、極
端な線の太りを招来することなく再現可能である。

【０１１３】また、解像度６００ｄｐｉモードでの画質
についても評価を行ったところ、解像度６００ｄｐｉで
の画素ピッチ（ドット間距離）４２μｍに対して、ビー
ム径が６０μｍと約√２倍あるため、黒べた画像出力時
においても露光ムラ等による画像欠陥のない良好な画像
が得られた。

【０１１４】次いで、上記第一の解像度において、１ド
ットライン出力時に最適なレーザパワーを決定するため
に、以下に示す実験を行った。なお、この実験では、静
電潜像担持体１上を走査する際のレーザパワーを下記に
示すように変更した以外は、図１３に結果を示した実験
と同一の条件を採用している。

【０１１５】具体的には、レーザパワーを０．２ｍＷに
固定して２ドットラインからなるライン画像の出力を行
うとともに、レーザパワーを表１に示すように変更して
１ドットライン（からなるライン画像）の出力をおこな
い、１ドットライン、および２ドットラインからなるラ
イン画像のライン幅をそれぞれ計測した。結果を表１に
示す。

【０１１６】

【表１】

【０１１７】そして、少なくとも２ドットラインからな
るライン画像のライン幅に対して１ドットラインのライ
ン幅が狭くなるとともに、１ドットラインが途切れるこ
となく再現されるレーザパワーを、１ドットラインの再
現に良好なレーザパワーであるとした。その結果、１ド
ットラインの再現には、０．２２ｍＷ以上０．５ｍＷ以
下の範囲内のレーザパワーが良好であることが判明し
た。つまり、２以上のドットラインからなるライン画像
を出力する時のレーザパワー（０．２ｍＷ）に対して、
約１．１倍から２．５倍の範囲内のレーザパワーを設定
することで、１ドットラインが途切れたり、著しくやせ
たりすることなく、ハイライト部でのライン再現が可能
となった。

【０１１８】なお、本実施の形態では、１ドットライン
に対応した静電潜像を静電潜像担持体１上に形成する際
（第一の静電潜像のドットのみを形成する際）には、レ
ーザパワーを、例えば、０．２２ｍＷ以上０．５ｍＷ以
下の範囲内に設定し、２以上のドットラインからなるラ
イン画像に対応した静電潜像を静電潜像担持体１上に形
成する際（第一の静電潜像のドットに隣接して第二の静
電潜像のドットを形成する際）には、露光時間などの条
件を変更せずに、レーザパワーを、例えば０．２ｍＷに
設定している。

【０１１９】これは、換言すれば、静電潜像担持体の副
走査方向および主走査方向の双方に沿って隣接するよう
に静電潜像のドットを形成する場合（例えば、主走査方
向に延びるドットラインを、副走査方向に沿って２本以
上形成する場合）には、上記主走査方向または副走査方
向にのみ隣接する静電潜像のドットを複数形成する場合
（例えば、主走査方向に延びる１ドットラインを形成す
る場合）と比較して、レーザの書き込み光エネルギー
（露光エネルギーＰａに相当）を減少させて行うことを
指す。

【０１２０】つまり、１ドットラインに対応する静電潜
像を形成する場合とは異なり、２以上のドットラインか
らなるライン画像に対応する静電潜像を形成する場合に
は、各ドットラインを構成するドットの静電潜像を書き
込む際に、隣接するドットラインへの光の回り込みが発
生するので、それぞれのドットの静電潜像は、設定され
た書き込み光エネルギーよりも強い値で書き込まれてし
まう。よって、２以上のドットラインからなるライン画
像を用紙Ｐ上に再現した場合に、そのライン幅が太くな
り過ぎる虞がある。

【０１２１】そこで、２ドットラインからなるライン画
像に対応する静電潜像形成時のように、少なくとも２方
向（主走査方向および副走査方向）に隣接して静電潜像
のドットを複数形成する場合には、一方向（主走査方向
または副走査方向）に隣接して複数のドットを形成する
場合と比較してより低い書き込み光エネルギー（露光エ
ネルギー）で書き込みを行うようにし、これにより１ド
ットラインのみならず２以上のドットラインからなるラ
イン画像を鮮明かつ所望のライン幅で形成可能となる。
なお、書き込み光エネルギーは、露光時間や単位時間当
たりの露光量などを変更することで、所望の値に調整可
能である。

【０１２２】なお、本実施の形態では、主走査方向に伸
長するドットラインに対応した静電潜像の形成を例に挙
げて説明を行ったが、特にこれに限定されるものではな
い。例えば、副走査方向に伸長するドットラインに対応
した静電潜像を形成する場合や、ライン画像以外の画像
を形成する場合などにも適用可能である。

【０１２３】また、上記画像形成装置として、２つの解
像度間での解像度切り替えが可能な構成を例に挙げた
が、３つ以上の異なる解像度間での解像度切り替えが可
能な構成であってももちろんよい。いずれの場合であっ
ても、式（５）の関係を与える画素ピッチ、すなわちビ
ーム径Ｄｂの下限値の基準を与える画素ピッチとして
は、最も低い解像度（本実施の形態では第二の解像度）
での画素ピッチＰｄ₂ を採用すればよい。

【０１２４】以上、本実施の形態で説明したように、本
発明にかかる画像形成装置は、静電潜像担持体上に静電
潜像を形成する露光手段を備えてなるとともに、レーザ
ビーム径、光偏向手段（ポリゴンミラーなど）の周速度
を変更せず、静電潜像担持体の周速度を制御すること
で、レーザ解像度を第一の解像度と第二の解像度とに変
更する手段を備え、第二の解像度に対して第一の解像度
はその２倍であり、前記露光手段のレーザビーム径をＤ
ｂ、第二の解像度の画素ピッチをＰｄ₂ とした時、Ｄｂ
≧√２Ｐｄ₂ の条件で、第一の解像度にてライン画像を
形成するに際して、形成すべきライン幅に応じてレーザ
パワーを変更する構成であってもよい。

【０１２５】また、本発明にかかる画像形成装置は、静
電潜像担持体上に静電潜像を形成する露光手段を備えて
なるとともに、レーザビーム径、光偏向手段の周速度を
変更せず、静電潜像担持体の周速度を制御することで、
レーザ解像度を第一の解像度と第二の解像度とに変更す
る手段を備え、第二の解像度に対して第一の解像度はそ
の２倍であり、前記露光手段のレーザビーム径をＤｂ、
第二の解像度の画素ピッチをＰｄ₂ とした時、Ｄｂ≧√
２Ｐｄ₂ の条件で、第一の解像度にて画像を形成するに
際して、第１のドットに隣接して第２のドットが配置さ
れるとレーザの書きこみ光エネルギー（露光エネルギ
ー）を減少せしめる構成であってもよい。

【０１２６】

【発明の効果】本発明に係る画像形成方法は、以上のよ
うに、帯電された静電潜像担持体表面を露光して静電潜
像を形成し、該静電潜像に現像剤を付与して画像を形成
する画像形成方法において、露光による静電潜像担持体
上での露光エネルギー密度をＥ（Ｊ／ｍ² ）、静電潜像
担持体の感度定数をＳ（Ｊ／ｍ² ）とすると、０．９≦
Ｅ／Ｓ≦２．６となるように、上記Ｅ，Ｓを設定する構
成である。

【０１２７】また、本発明に係る画像形成方法は、以上
のように、帯電器にて帯電された静電潜像担持体表面を
露光手段にて露光して静電潜像を形成し、該静電潜像に
現像剤を付与して画像を形成する画像形成装置におい
て、露光手段による静電潜像担持体上での露光エネルギ
ー密度をＥ（Ｊ／ｍ² ）、静電潜像担持体の感度定数を
Ｓ（Ｊ／ｍ² ）とすると、０．９≦Ｅ／Ｓ≦２．６とな
るように、上記Ｅ，Ｓが設定されている構成である。

【０１２８】このように、露光エネルギー密度Ｅ（Ｊ／
ｍ² ）と静電潜像担持体の感度定数Ｓ（Ｊ／ｍ² ）との
比を上記範囲とすることで、露光光のビーム径が画素ピ
ッチの２倍以上となるような高解像度であっても、解像
性を維持しつつ、画像濃度を最大確保でき、解像性と画
像濃度を両立できる。しかも、露光エネルギー密度Ｅを
パラメータとしているので、露光エネルギー密度Ｅを決
定するパラメータ、即ち作像条件には、静電潜像担持体
の表面移動速度であるプロセス速度が含まれてくるの
で、高速化にも対応可能となるという効果を奏する。

【０１２９】露光エネルギー密度Ｅと、感度定数Ｓとの
比を、上記範囲に設定するとはつまり、露光手段が、静
電潜像担持体の移動方向と直交する方向にレーザ光を走
査して露光を行う形態の場合は、露光手段のレーザーパ
ワーをＰｓ（Ｗ）、静電潜像担持体の移動速度をｖｐ
（ｍ／ｓ）、露光手段の走査幅をｗｓ（ｍ）とすると、
露光エネルギー密度Ｅは、Ｅ＝Ｐｓ／（ｖｐ・ｗｓ）で
表されるので、０．９≦（Ｐｓ／（ｖｐ・ｗｓ））／Ｓ
≦２．６となるように、上記Ｐｓ，ｖｓ，ｗｓ，Ｓを設
定すれば良い。

【０１３０】また、露光手段が、静電潜像担持体の移動
方向と直交する方向に複数の光源素子が直線的に配列さ
れた形態の場合は、光源素子１つ当たりの露光エネルギ
ーをＰａ、静電潜像担持体の移動速度をｖｐ（ｍ／
ｓ）、解像度にて決まる画素ピッチをＰｄ（ｍ）とする
と、露光エネルギー密度Ｅは、Ｅ＝Ｐａ／（ｖｐ・Ｐ
ｄ）で表されるので、０．９≦（Ｐａ／（ｖｐ・Ｐ
ｄ））／Ｓ≦２．６となるように、上記Ｐａ，ｖｐ，Ｐ
ｄ，Ｓを設定すれば良い。

【０１３１】また、上記した本発明の画像形成方法及び
画像形成装置は、特に、露光手段における静電潜像担持
体上に形成される露光光のビーム径をＤｂ（μｍ）、解
像度にて決まる画素ピッチをＰｄ（μｍ）とすると、Ｄ
ｂ／Ｐｄ≧２となる構成に適用することが好ましく、Ｄ
ｂ／Ｐｄ≧２となる構成に適用することで、その効果を
確実に発揮することができる。さらに言えば、ビーム径
Ｄｂが３０μｍ以下となる構成に適用することで、その
効果を確実に発揮することができる。

【０１３２】また、上記した本発明の画像形成方法及び
画像形成装置は、特に、静電潜像担持体の移動速度であ
るｖｐ（ｍ／ｓ）が、ｖｐ≧０．０５（ｍ／ｓ）となる
構成に適用することが好ましく、ｖｐ≧０．０５（ｍ／
ｓ）となる構成に適用することで、その効果を十分発揮
することができる。

【０１３３】また、上記した本発明の画像形成方法及び
画像形成装置においては、特に、静電潜像担持体の初期
帯電電位Ｖｄ（Ｖ）の絶対値｜Ｖｄ｜は、６００以上８
００以下とすることが好ましく、｜Ｖｄ｜を上記範囲と
することで、静電潜像担持体かぶりやキャリア上がりに
よる画質低下を招来することなく、画像濃度を高めるこ
とができるという効果を併せて奏する。

【０１３４】本発明に係る画像形成装置は、以上のよう
に、静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成し、
該静電潜像に現像剤を付与して画像を形成する画像形成
装置において、静電潜像担持体上に形成される露光光の
ビーム径Ｄｂを変更せずに該静電潜像担持体の周速度を
変更することで、レーザ解像度を、第一の解像度と、よ
り低解像度な第二の解像度との間で変更する手段を備
え、ビーム径Ｄｂと第二の解像度における画素ピッチＰ
ｄ₂ とが、Ｄｂ≧√２Ｐｄ₂ の関係を満たしているとき
に、第一の解像度にてライン画像を形成する際に、該ラ
イン画像を構成するドットライン数に応じて、レーザー
パワーを適正値に変更する構成である。

【０１３５】上記構成によれば、第一の解像度でのハイ
ライト部のライン再現性を向上させることができるとい
う効果を奏する。

【０１３６】また、上記の画像形成装置においては、上
記第一の解像度にて２本以上のドットラインからなる上
記ライン画像を形成する際の、露光手段のレーザーパワ
ーを１とした場合に、上記第一の解像度にて１本のドッ
トラインからなる上記ライン画像を形成する際のレーザ
ーパワーを１．１以上２．５以下の範囲内に変更するこ
とがより好ましく、この構成によれば、第一の解像度で
のハイライト部のライン再現性をより一層向上させるこ
とができるという効果を加えて奏する。

【０１３７】本発明に係る画像形成装置は、上記のよう
に、静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成し、
該静電潜像に現像剤を付与して画像を形成する画像形成
装置において、静電潜像担持体上に形成される露光光の
ビーム径Ｄｂを変更せずに該静電潜像担持体の周速度を
変更することで、レーザ解像度を、第一の解像度と、よ
り低解像度な第二の解像度との間で変更する手段を備
え、ビーム径Ｄｂと第二の解像度における画素ピッチＰ
ｄ₂ とが、Ｄｂ≧√２Ｐｄ₂ の関係を満たしているとき
に、上記静電潜像担持体上に、第一の解像度にて、第一
の静電潜像のドットに隣接して第二の静電潜像のドット
を形成するときの露光エネルギーＰａを、第一の静電潜
像のドットのみを形成するときと比較して小さくする構
成である。

【０１３８】上記の構成によれば、第一の解像度でのハ
イライト部の再現性を向上させることができるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を示すもので、露光エネルギー密度Ｅと
静電潜像担持体の感度定数Ｓの比Ｅ／Ｓと、現像ポテン
シャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜との関係を示す説明図であ
る。

【図２】理論解析により、潜像プロファイルを求める方
法を示す説明図である。

【図３】ビーム径Ｄｂと画素ピッチＰｄの比Ｄｂ／Ｐｄ
と、現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜との関係を示
す説明図である。

【図４】現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜のシミュ
レーション方法を示す説明図である。

【図５】レーザーパワーＰ、静電潜像担持体の感度定数
Ｓ、及び現像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜の関係を
示した説明図である。

【図６】レーザーパワーＰ、全走査長ｗｓ、及び現像ポ
テンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜の関係を示した説明図で
ある。

【図７】レーザーパワーＰ、プロセス速度ｖｓ、及び現
像ポテンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜の関係を示した説明
図である。

【図８】静電潜像担持体の初期帯電電位Ｖｄと現像ポテ
ンシャル｜ＤＶＢｒ−ＶＬ｜との関係を示した説明図で
ある。

【図９】静電潜像担持体の初期帯電電位Ｖｄと、静電潜
像担持体におけるかぶり濃度及びキャリア上がり個数と
の関係を示した説明図である。

【図１０】解像性と画像濃度を両立するための、レーザ
パワーと現像バイアスとの関係を示した説明図である。

【図１１】本発明の実施の一形態にかかる画像形成装置
における、静電潜像担持体周辺の構成を示す模式図であ
る。

【図１２】本発明の他の実施の形態にかかる画像形成装
置における、静電潜像担持体周辺の構成を示す模式図で
ある。

【図１３】本発明にかかるレーザーパワーの補正を行っ
た場合と行わなかった場合とにおける、ライン画像を形
成するドットライン数と、ライン画像のライン幅との関
係を示すグラフである。

【図１４】プロセス速度と画像濃度との関係を示した説
明図である。

【図１５】従来の画像形成装置における、様々な走査パ
ターンでの感光体ドラムの表面電位と露光位置との関係
を表すグラフである。

【図１６】（ａ）・（ｂ）は、従来の画像形成装置にお
ける、感光体ドラムの走査パターンおよび走査条件を説
明する図である。

【図１７】従来の画像形成装置にてライン画像を再現し
た場合の、イメージサイズ（ライン幅）とドットライン
数との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 静電潜像担持体 ２ 転写器 ３ 現像器（現像手段） ４ 帯電器（帯電手段） ５ クリーニング部 ６ 光書込み部（露光手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 1/29 (72)発明者 加藤 敦之 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 冨田 章嗣 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2C362 AA33 AA54 AA64 AA65 AA66 BA67 CB05 CB59 CB60 2H076 AB05 AB06 AB09 AB16 AB18 AB73 DA06 DA21 5C072 AA03 BA07 BA16 HA02 HA06 HA13 HB02 HB16 XA01 XA05 5C074 AA05 AA12 BB02 BB03 BB26 CC26 DD08 DD12 DD14 EE14 GG08 GG09 GG12 HH02

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】帯電された静電潜像担持体表面を露光して
   静電潜像を形成し、該静電潜像に現像剤を付与して画像
   を形成する画像形成方法において、 露光による静電潜像担持体上での露光エネルギー密度を
   Ｅ（Ｊ／ｍ² ）、静電潜像担持体の感度定数をＳ（Ｊ／
   ｍ² ）とすると、 ０．９≦Ｅ／Ｓ≦２．６ となるように、上記Ｅ，Ｓを設定することを特徴とする
   画像形成方法。
2. 【請求項２】帯電された静電潜像担持体表面を露光して
   静電潜像を形成し、該静電潜像に現像剤を付与して画像
   を形成する画像形成方法において、 静電潜像担持体の移動方向と直交する方向にレーザ光を
   走査して露光を行う形態の露光手段を用いて露光を行う
   場合、 露光手段のレーザーパワーをＰｓ（Ｗ）、静電潜像担持
   体の表面移動速度をｖｐ（ｍ／ｓ）、露光手段の走査幅
   をｗｓ（ｍ）、静電潜像担持体の感度定数をＳ（Ｊ／ｍ
   ² ）とすると、 ０．９≦（Ｐｓ／（ｖｐ・ｗｓ））／Ｓ≦２．６ となるように、上記Ｐｓ，ｖｐ，ｗｓ，Ｓを設定するこ
   とを特徴とする画像形成方法。
3. 【請求項３】帯電された静電潜像担持体表面を露光して
   静電潜像を形成し、該静電潜像に現像剤を付与して画像
   を形成する画像形成方法において、 静電潜像担持体の移動方向と直交する方向に複数の光源
   素子が直線的に配列された形態の露光手段を用いて露光
   を行う場合、 光源素子１つ当たりの露光エネルギーをＰａ、静電潜像
   担持体の表面移動速度をｖｐ（ｍ／ｓ）、解像度にて決
   まる画素ピッチをＰｄ（ｍ）、静電潜像担持体の感度定
   数をＳ（Ｊ／ｍ² ）とすると、 ０．９≦（Ｐａ／（ｖｐ・Ｐｄ））／Ｓ≦２．６ となるように、上記Ｐａ，ｖｐ，Ｐｄ，Ｓを設定するこ
   とを特徴とする画像形成方法。
4. 【請求項４】帯電手段にて帯電された静電潜像担持体表
   面を露光手段にて露光して静電潜像を形成し、該静電潜
   像に現像剤を付与して画像を形成する画像形成装置にお
   いて、露光手段による静電潜像担持体上での露光エネル
   ギー密度をＥ（Ｊ／ｍ² ）、静電潜像担持体の感度定数
   をＳ（Ｊ／ｍ² ）とすると、 ０．９≦Ｅ／Ｓ≦２．６ となるように、上記Ｅ，Ｓが設定されていることを特徴
   とする画像形成装置。
5. 【請求項５】帯電手段にて帯電された静電潜像担持体表
   面を露光手段にて露光して静電潜像を形成し、該静電潜
   像に現像剤を付与して画像を形成する画像形成装置にお
   いて、 上記露光手段が、静電潜像担持体の移動方向と直交する
   方向にレーザ光を走査して露光を行う構成であり、 露光手段のレーザーパワーをＰｓ（Ｗ）、静電潜像担持
   体の表面移動速度をｖｐ（ｍ／ｓ）、露光手段の走査幅
   をｗｓ（ｍ）、静電潜像担持体の感度定数をＳ（Ｊ／ｍ
   ² ）とすると、 ０．９≦（Ｐｓ／（ｖｐ・ｗｓ））／Ｓ≦２．６ となるように、上記Ｐｓ，ｖｐ，ｗｓ，Ｓが設定されて
   いることを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】帯電手段にて帯電された静電潜像担持体表
   面を露光手段にて露光して静電潜像を形成し、該静電潜
   像に現像剤を付与して画像を形成する画像形成装置にお
   いて、 上記露光手段が、静電潜像担持体の移動方向と直交する
   方向に複数の光源素子が直線的に配列された構成であ
   り、 光源素子１つ当たりの露光エネルギーをＰａ、静電潜像
   担持体の表面移動速度をｖｐ（ｍ／ｓ）、解像度にて決
   まる画素ピッチをＰｄ（ｍ）、静電潜像担持体の感度定
   数をＳ（Ｊ／ｍ² ）とすると、 ０．９≦（Ｐａ／（ｖｐ・Ｐｄ））／Ｓ≦２．６ となるように、上記Ｐａ，ｖｐ，Ｐｄ，Ｓが設定されて
   いることを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】上記露光手段における静電潜像担持体上に
   形成される露光光のビーム径をＤｂ（μｍ）、解像度に
   て決まる画素ピッチをＰｄ（μｍ）とすると、 Ｄｂ／Ｐｄ≧２ であることを特徴とする請求項４〜６の何れかに記載の
   画像形成装置。
8. 【請求項８】画素ピッチＰｄ（μｍ）が、 Ｐｄ≦３０ であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装
   置。
9. 【請求項９】上記静電潜像担持体の表面移動速度である
   ｖｐ（ｍ／ｓ）が、 ｖｐ≧０．０５ であることを特徴とする請求項４〜８の何れか１項に記
   載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】静電潜像担持体の初期帯電電位をＶｄ
    （Ｖ）とすると、 ６００≦｜Ｖｄ｜≦８００ であることを特徴とする請求項４〜９の何れか１項に記
    載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】帯電手段にて帯電された静電潜像担持体
    表面を露光手段にて露光して静電潜像を形成し、該静電
    潜像に現像剤を付与して画像を形成する画像形成装置に
    おいて、 上記露光手段により静電潜像担持体上に形成される露光
    光のビーム径Ｄｂ（μｍ）を変更することなく、上記静
    電潜像担持体の周速度を変更することで、解像度を、第
    一の解像度と該第一の解像度より低解像度な第二の解像
    度との間で変更する手段を備え、 上記ビーム径Ｄｂと上記第二の解像度における画素ピッ
    チＰｄ₂ （μｍ）とが、 Ｄｂ≧√２Ｐｄ₂ の関係を満たしているときに、上記第一の解像度にてラ
    イン画像を形成する際に、該ライン画像を構成するドッ
    トライン数に応じて、上記露光手段のレーザーパワーを
    適正値に変更することを特徴とする画像形成装置。
12. 【請求項１２】上記第一の解像度にて２本以上のドット
    ラインからなる上記ライン画像を形成する際の、露光手
    段のレーザーパワーを１とした場合に、 上記第一の解像度にて１本のドットラインからなる上記
    ライン画像を形成する際のレーザーパワーを１．１以上
    ２．５以下の範囲内に変更することを特徴とする請求項
    １１に記載の画像形成装置。
13. 【請求項１３】帯電手段にて帯電された静電潜像担持体
    表面を露光手段にて露光して静電潜像を形成し、該静電
    潜像に現像剤を付与して画像を形成する画像形成装置に
    おいて、上記露光手段により静電潜像担持体上に形成さ
    れる露光光のビーム径Ｄｂ（μｍ）を変更することな
    く、上記静電潜像担持体の周速度を変更することで、解
    像度を、第一の解像度と該第一の解像度より低解像度な
    第二の解像度との間で変更する手段を備え、 上記ビーム径Ｄｂと上記第二の解像度における画素ピッ
    チＰｄ₂ （μｍ）とが、 Ｄｂ≧√２Ｐｄ₂ の関係を満たしているときに、 上記静電潜像担持体上に、上記第一の解像度にて、第一
    の静電潜像のドットに隣接して第二の静電潜像のドット
    を形成するときの露光エネルギーＰａを、該第一の静電
    潜像のドットのみを形成するときと比較して小さくする
    ことを特徴とする画像形成装置。