JP2002361922A - Imaging apparatus - Google Patents

Imaging apparatus

Info

Publication number
JP2002361922A
JP2002361922A JP2001167803A JP2001167803A JP2002361922A JP 2002361922 A JP2002361922 A JP 2002361922A JP 2001167803 A JP2001167803 A JP 2001167803A JP 2001167803 A JP2001167803 A JP 2001167803A JP 2002361922 A JP2002361922 A JP 2002361922A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
gradation
overshoot
intensity
exposure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001167803A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeki Tsukahara
茂樹 塚原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2001167803A priority Critical patent/JP2002361922A/en
Publication of JP2002361922A publication Critical patent/JP2002361922A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus in which high image quality excellent in reproducibility of a microdot and gradation can be realized without complicating an exposing unit even when an a-Si photosensitive body is used. SOLUTION: A semiconductor laser is employed in an exposing unit, and the rising part of optical output from the semiconductor laser is provided with an overshoot of overexposure intensity P1 for holding an electrostatic latent image strongly by overexposing an amorphous silicon photosensitive body. Following to the overshoot, an exposure intensity P2 for forming an electrostatic latent image corresponding to the gradation on the amorphous silicon photosensitive body depending on the pulse width corresponding to the gradation of dots forming the image is provided. A microdot can be reproduced by the overshoot of overexposure intensity P1 and gradation can be reproduced by the exposure intensity P2 .

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、感光体としてアモ
ルファスシリコン(以下a−Siと称する)を用いた複
写機やプリンタ、ファックス等の画像形成装置(電子写
真装置)に関し、更に詳細には、従来静電潜像の保持能
力が低いため、1200dpi以上の高解像度の達成が
困難とされていたa−Si感光体を使用した場合におい
ても、微小ドットの再現性、及び階調性の優れた高画質
を実現できる画像形成装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus (electrophotographic apparatus) such as a copying machine, a printer or a facsimile using amorphous silicon (hereinafter referred to as "a-Si") as a photosensitive member. Even when using an a-Si photoreceptor, which has conventionally been difficult to achieve a high resolution of 1200 dpi or more because of a low ability to hold an electrostatic latent image, excellent reproducibility of fine dots and excellent gradation are obtained. The present invention relates to an image forming apparatus capable of realizing high image quality.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、複写機やプリンタ、ファックス等
の電子写真方式を用いた画像形成装置においては、感光
体表面を暗下で均一に帯電し、その後、レーザ光などを
用いた露光装置で感光体を露光することで帯電した感光
体表面に所望の静電潜像を形成し、その静電潜像にトナ
ーを供給することにより静電潜像を顕像化して画像形成
を行っている。そしてそのトナーで顕像化した画像を記
録媒体に転写し、定着させることで印字を行うと共に、
転写されなかったトナーはクリーニング手段などで除去
している。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus using an electrophotographic method, such as a copying machine, a printer, and a facsimile, the surface of a photoreceptor is uniformly charged in the dark, and then exposed by an exposure apparatus using a laser beam or the like. A desired electrostatic latent image is formed on the charged photoreceptor surface by exposing the body, and toner is supplied to the electrostatic latent image to visualize the electrostatic latent image to form an image. Then, the image visualized by the toner is transferred to a recording medium and fixed to perform printing, and
The untransferred toner is removed by a cleaning means or the like.

【0003】また、このような画像形成装置に用いる感
光体としては、従来からOPC(有機感光体)が知られ
ている。しかしながらOPC感光体は、感光体表面が軟
らかく、クリーニング手段やトナー、記録媒体によって
感光層が磨耗され易く、耐久性に問題があった。そこ
で、OPC感光体と比較して感光体表面が硬質であり、
耐磨耗性、耐久性や機能保持性(メンテナンス性)、ま
た環境的な配慮からもアモルファスシリコン(a−S
i)感光体が広く使用されるようになってきた。
As a photoreceptor used in such an image forming apparatus, an OPC (organic photoreceptor) is conventionally known. However, the OPC photosensitive member has a problem in durability because the photosensitive member surface is soft and the photosensitive layer is easily worn by the cleaning means, the toner, and the recording medium. Therefore, the photoconductor surface is harder than the OPC photoconductor,
Amorphous silicon (a-S) is considered from the viewpoints of wear resistance, durability, function retention (maintenance), and environmental considerations.
i) Photoreceptors have been widely used.

【0004】またこういった画像形成装置は、最近、高
速化、高画質化、高解像度化が強く望まれてきている。
しかしながら前記a−Si感光体は、OPC感光体(有
機感光体)と比較すると体積抵抗値が1×109〜11
(Ωcm)と低く、露光装置によって感光体表面に書き
込まれた静電潜像の保持能力が低いため、いわゆる画像
ボケ、あるいは潜像流れといった現象により、1200
dpi以上、すなわちドット間ピッチが21.1μm以
下の高解像度な画像品質を得ることが困難とされてい
た。特にa−Si感光体の総膜厚が20μm以上になる
と、OPC感光体と比較して暗減衰特性が速くなるた
め、前記記載の画像ボケ、あるいは潜像流れの現象が顕
著となり、解像度の低下が著しいという問題があった。
[0004] Recently, there has been a strong demand for such an image forming apparatus to have higher speed, higher image quality and higher resolution.
However, the a-Si photoreceptor has a volume resistivity of 1 × 10 9 to 11 as compared with the OPC photoreceptor (organic photoreceptor).
(Ωcm), and the ability to hold the electrostatic latent image written on the photoreceptor surface by the exposure device is low.
It has been considered difficult to obtain high-resolution image quality of dpi or more, that is, a dot-to-dot pitch of 21.1 μm or less. In particular, when the total film thickness of the a-Si photoreceptor is 20 μm or more, the dark decay characteristic becomes faster than that of the OPC photoreceptor, so that the above-described phenomenon of image blur or flow of a latent image becomes remarkable, and the resolution decreases. There was a problem that was significant.

【0005】そのため、微小ドットの再現性を向上させ
るためには、露光装置によって静電潜像が作られてから
現像領域に達するまでの間、静電潜像を維持すること、
すなわち静電潜像の流れを防止することが必要となる。
静電潜像の流れについては、上記説明のように感光体の
膜厚、暗減衰特性にも依存するが、レーザの発光立ち上
がり特性にも大きく影響される。すなわち、感光体に対
してレーザ光で過剰露光することによって、その静電潜
像が強く保持される。しかしながら、感光体に対して過
剰露光を行うと、ハーフトーン画像の階調性がなくな
り、コントラストの乏しい画像品質になる傾向がある。
したがって、微小ドットの再現性の優れた画像品質を得
るためのレーザの発光強度と、階調性の優れた画像品質
を得るためのレーザの発光強度は異なったものが必要と
なり、2種類以上の発光強度を持たせた露光装置が必要
となる。
Therefore, in order to improve the reproducibility of the minute dots, the electrostatic latent image must be maintained from the time when the electrostatic latent image is formed by the exposure device until the electrostatic latent image reaches the developing area.
That is, it is necessary to prevent the flow of the electrostatic latent image.
As described above, the flow of the electrostatic latent image depends on the film thickness of the photoconductor and the dark decay characteristics, but is also greatly affected by the light emission rising characteristics of the laser. That is, by overexposing the photosensitive member with laser light, the electrostatic latent image is strongly held. However, when the photoreceptor is overexposed, the gradation of the halftone image is lost and the image quality tends to be poor in contrast.
Therefore, the emission intensity of the laser for obtaining an image quality with excellent reproducibility of minute dots and the emission intensity of the laser for obtaining an image quality with excellent gradation are required to be different. An exposure apparatus having emission intensity is required.

【0006】こういった高解像度な画像品質を得るため
の技術としては、例えば特開平9−114206号公報
には、出力制御波生成手段によって各画素の書き込み時
間内に鋭いピークを有する波形を生成し、この波形でレ
ーザ光の射出光を制御することで露光エネルギーを集中
させ、レーザ光のビーム径を変化させることなく画素同
士の干渉を防いで細線の再現性を向上させた装置が示さ
れている。
As a technique for obtaining such high-resolution image quality, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 9-114206 discloses a method of generating a waveform having a sharp peak within the writing time of each pixel by an output control wave generating means. In addition, an apparatus that controls the emission light of laser light with this waveform to concentrate exposure energy, prevents interference between pixels without changing the beam diameter of laser light, and improves the reproducibility of fine lines is shown. ing.

【0007】また特開2000−127498公報に
は、階調再現のためにレーザ光をパルス幅変調した場
合、レーザビームがガウシアン分布によってハイライト
部、及び暗部で正確に階調再現されないのを防ぐため、
感光体表面をトナーが付着しない電位VHより高い電位
VH1に帯電し、レーザがこの感光体表面電位をVHと
する強度1のバックグラウンド露光強度と、強度1より
強く、連続露光すると感光体表面電位をトナーが付着す
るのに適した表面電位VLよりも低い電位に低下させる
過剰な強度2の露光強度を発生できるようにし、強度1
による露光と強度2による露光、及び露光OFFの状態
を組み合わせて与え、それによって画像部の表面電位を
VLとすると共にコントラストが大きくなるよう制御し
て、ソフト的、あるいはハード的に送信されてきた画像
情報を補正することで、レーザ光の強度を多段階に変調
することなく、またビーム径を小さくしたりせず、リッ
プルを発生させないようにして露光後のコントラストを
高くし、階調のなまりを改善させて、微小ドットの再現
性と階調性を得られるようにした装置が示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-127498 discloses that when a laser beam is subjected to pulse width modulation to reproduce a gradation, the laser beam is prevented from being reproduced accurately in a highlight portion and a dark portion due to a Gaussian distribution. For,
The surface of the photoreceptor is charged to a potential VH1 higher than the potential VH at which the toner does not adhere, and the laser is exposed at a background exposure intensity of intensity 1 at which the surface potential of the photoreceptor is VH. Is reduced to a potential lower than the surface potential VL suitable for attaching toner, and an exposure intensity of excessive intensity 2 can be generated.
And the exposure of intensity 2 are given in combination, thereby controlling the surface potential of the image area to VL and controlling the contrast to be large, and transmitted in a software or hardware manner. By correcting the image information, the contrast after exposure is increased without modulating the laser beam intensity in multiple steps, without reducing the beam diameter, and preventing ripples from occurring. Is improved so that reproducibility and gradation of minute dots can be obtained.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
特開平9−114206号公報、特開2000−127
498公報に記された技術は、前記したa−Si感光体
を使用する場合を想定したものではなく、また、120
0dpi以上、すなわちドット間ピッチが21.1μm
以下の高解像度な画像品質を得るためのものでもない。
さらにこれらの技術は、例えば特開平9−114206
号公報に示されたものは、各画素の書き込み時間内に鋭
いピークを有する波形を生成する出力制御波生成手段を
必要とし、複雑な制御が必要である。また、特開200
0−127498公報に記載された技術は、レーザ光に
より感光体表面電位をVHとする強度1のバックグラウ
ンド露光強度と、強度1より強く、連続露光すると感光
体表面電位をトナーが付着するのに適した表面電位VL
よりも低い電位に低下させる過剰な強度2を与えられる
ようにする機構、および強度2の露光強度や露光OFF
とするパルスを生成する機構などが必要で、ソフト的、
ハード的に複雑とならざるを得ない。
However, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 9-114206 and 2000-127 disclose these problems.
The technique described in Japanese Patent Publication No. 498 is not supposed to use the a-Si photosensitive member described above.
0 dpi or more, that is, the pitch between dots is 21.1 μm
It is not for obtaining the following high-resolution image quality.
Further, these techniques are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-114206.
The technique disclosed in the above publication requires output control wave generation means for generating a waveform having a sharp peak within the writing time of each pixel, and requires complicated control. Also, Japanese Patent Application Laid-Open
The technology described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 0-127498 is based on the background exposure intensity of intensity 1 where the photoconductor surface potential is VH by a laser beam, and the intensity of the background exposure is higher than intensity 1. Suitable surface potential VL
A mechanism for providing an excessive intensity 2 for lowering the potential to a lower potential, and an exposure intensity of 2 or an exposure OFF
A mechanism to generate a pulse is required, which is soft,
It has to be complicated in terms of hardware.

【0009】上記事情に鑑み本発明は、a−Si感光体
を使用した場合においても、露光装置を複雑にすること
なく、微小ドットの再現性、及び階調性の優れた高画質
を実現できる画像形成装置を提供することが課題であ
る。
In view of the above circumstances, the present invention can realize high image quality excellent in reproducibility of fine dots and gradation without using an a-Si photosensitive member without complicating the exposure apparatus. It is an object to provide an image forming apparatus.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明においては、請求項1に記載したように、感光層
を薄膜としたアモルファスシリコンを用いた感光体と、
該感光体に、画像を構成する各ドットに対応した光出力
を与える半導体レーザで静電潜像を形成するよう構成し
た露光装置とを有して電子写真法で画像を形成する画像
形成装置において、前記露光装置を構成する半導体レー
ザの光出力は、該光出力立ち上がり部に前記感光層を薄
膜としたアモルファスシリコン感光体を過剰露光して静
電潜像を強く保持させる過剰露光強度P1のオーバーシ
ュートと、前記画像を構成するドットの階調に対応した
パルス幅によって前記アモルファスシリコン感光体上に
階調に応じた静電ドットを形成する露光強度P2とを有
し、前記過剰露光強度P1のオーバーシュートで微小ド
ットの再現を、露光強度P2で階調の再現を可能とした
ことを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a photosensitive member using amorphous silicon having a photosensitive layer as a thin film.
An exposure device configured to form an electrostatic latent image with a semiconductor laser that provides a light output corresponding to each dot forming the image on the photoconductor, and an image forming apparatus that forms an image by electrophotography. The light output of the semiconductor laser constituting the exposure apparatus is over-exposed at an over-exposure intensity P1 for over-exposing the amorphous silicon photoreceptor having the photosensitive layer as a thin film at the rising portion of the light output to strongly hold an electrostatic latent image. A shoot and an exposure intensity P2 for forming electrostatic dots corresponding to the gradation on the amorphous silicon photoreceptor with a pulse width corresponding to the gradation of the dots constituting the image; It is characterized in that it is possible to reproduce minute dots by overshoot and to reproduce gradation by exposure intensity P2.

【0011】このようにすることにより、アモルファス
シリコン感光体を過剰露光して静電潜像を強く保持させ
る過剰露光強度P1のオーバーシュートは、単に急峻な
立ち上がりのパルスを半導体レーザに与えるだけで生成
できるから、前記した特開平9−114206号公報や
特開2000−127498公報のもののように、各画
素の書き込み時間内に鋭いピークを有する波形を生成す
る出力制御波生成手段や複数の強度を生成する機構、お
よび露光OFFとする機構などのソフト的、ハード的に
複雑な機構を用いる必要がなく、微小ドットの再現性、
及び階調性の優れた高画質を実現できる画像形成装置を
提供することができる。
By doing so, the overshoot of the overexposure intensity P1 for overexposing the amorphous silicon photoreceptor to strongly retain the electrostatic latent image is generated by simply giving a sharp rising pulse to the semiconductor laser. Therefore, as described in JP-A-9-114206 and JP-A-2000-127498, output control wave generating means for generating a waveform having a sharp peak within the writing time of each pixel and generating a plurality of intensities are provided. It is not necessary to use a complicated mechanism in terms of software and hardware such as a mechanism for turning off the exposure and a mechanism for turning off the exposure.
Also, an image forming apparatus that can realize high image quality with excellent gradation can be provided.

【0012】そして、本発明になる画像形成装置の露光
装置に用いる半導体レーザは、露光強度P1のオーバー
シュートのパルス幅を請求項2に記載したように、前記
露光装置を構成する半導体レーザにおける露光強度P1
のオーバーシュートのパルス幅を、50ns以下とする
と共に、前記露光強度P1とP2の比を、1.2から5.
0としたことを特徴とする。
The semiconductor laser used in the exposure apparatus of the image forming apparatus according to the present invention has a pulse width of an overshoot of the exposure intensity P1. Strength P1
The overshoot pulse width is set to 50 ns or less, and the ratio of the exposure intensities P1 and P2 is set to 1.2 to 5.
It is characterized by being set to 0.

【0013】すなわち、オーバーシュート部P1のパル
ス幅Wが50ns以上になると、発光強度が強いため
にこのドットに階調不良が生じると共に、P1の値をP
2の値の5倍以上にすると、オーバーシュート部P1の
発光強度が強すぎて階調不良が生じる。従って、この請
求項2に記載したように、露光強度P1のオーバーシュ
ートのパルス幅を50ns以下、及び前記露光強度P1
とP2の比を、1.2から5.0とすることで、微小ドッ
トの再現性、及び階調性の優れた高画質を実現できる画
像形成装置を提供することができる。なお、前記オーバ
ーシュートのパルス幅を50ns以下といった場合、当
然のことながら0nsは含まず、0nsより大きい値を
示すものである。
[0013] That is, when the pulse width W 2 of the overshoot portion P1 is equal to or greater than 50 ns, with the gradation failure occurs in the dots for light emission intensity is high, the value of P1 P
If the value is more than 5 times the value of 2, the light emission intensity of the overshoot portion P1 is too strong, and a gradation defect occurs. Therefore, as described in claim 2, the pulse width of the overshoot of the exposure intensity P1 is 50 ns or less, and
By setting the ratio of P2 and P2 to 1.2 to 5.0, it is possible to provide an image forming apparatus capable of realizing high image quality with excellent reproducibility of fine dots and gradation. When the pulse width of the overshoot is 50 ns or less, the pulse width does not include 0 ns and naturally indicates a value larger than 0 ns.

【0014】またこの半導体レーザの発振波長は、請求
項3に記載したように、前記半導体レーザは、その発振
波長λが600nmから720nmの範囲であることを
特徴とする。
The oscillation wavelength of the semiconductor laser is, as set forth in claim 3, characterized in that the oscillation wavelength λ of the semiconductor laser ranges from 600 nm to 720 nm.

【0015】すなわちa−Si感光体は、分光感度特性
の約680nm近辺に光の吸収ピークがあり、600n
m以下、あるいは720nm以上になると、感度特性が
低下してより発光強度のある半導体レーザを使用しなけ
ればならなくなり、また、干渉縞が発生し易くなると共
に、一度露光された部分を再帯電したとき、もとの設定
電位よりも低くなってしまう、いわゆる光メモリが顕著
になってくる。従って上記請求項3に記載したように、
波長を600〜720nmの範囲内で使用することで、
分光感度特性、干渉縞、光メモリなどの点で良好な結果
が得られ、微小ドットの再現性、及び階調性の優れた高
画質を実現できる画像形成装置を提供することができ
る。
That is, the a-Si photosensitive member has a light absorption peak near about 680 nm of the spectral sensitivity characteristic,
m or less, or 720 nm or more, the sensitivity characteristics are reduced and a semiconductor laser having a higher emission intensity must be used, and interference fringes are more likely to occur, and once exposed portions are recharged. Sometimes, a so-called optical memory, which is lower than the original set potential, becomes prominent. Therefore, as described in claim 3 above,
By using the wavelength within the range of 600 to 720 nm,
Good results can be obtained in terms of spectral sensitivity characteristics, interference fringes, optical memory, and the like, and an image forming apparatus capable of realizing high image quality with excellent reproducibility of fine dots and excellent gradation can be provided.

【0016】そして本発明に使用するアモルファスシリ
コン感光体、及び表面電位は、請求項4に記載したよう
に、前記アモルファスシリコン感光体は、キャリア阻止
層、感光層、表面保護層の3層構造で構成し、その感光
層厚が10μmから20μmであり、表面電位を、+2
00Vから+500Vの範囲とすることを特徴とする。
The amorphous silicon photoconductor and the surface potential used in the present invention have a three-layer structure of a carrier blocking layer, a photosensitive layer, and a surface protection layer. Having a photosensitive layer thickness of 10 μm to 20 μm and a surface potential of +2
The range is from 00V to + 500V.

【0017】すなわち感光体の膜厚が20μm以上にな
ると、熱キャリアの移動速度が速くなって暗減衰特性が
低下し、結果的に感光体表面方向への潜像の流れが発生
し易くなって解像度が低下する原因となると共に、感光
体の膜厚が厚いほど成膜時間が長くなってコスト高にな
り、さらに成膜時間が長くなると異物等の付着確立が高
くなって歩留まりが悪くなる。また一方、感光体の膜厚
が10μm未満となると、感光体としての帯電能力が低
く、所定の表面電位を得ることが困難となると共に、感
光体の耐圧性能が総膜厚(特に感光層に依存する)と比
例関係にあるため、繰り返し帯電による絶縁破壊が発生
して黒点画像となり、さらに導電性基体の表面でレーザ
光が乱反射することによって、ハーフパターンにおいて
は干渉縞が発生する不具合が生じる。
That is, when the film thickness of the photoreceptor is 20 μm or more, the moving speed of the heat carrier is increased and the dark decay characteristic is reduced. As a result, the flow of the latent image toward the surface of the photoreceptor tends to occur. In addition to causing a decrease in resolution, the thicker the photoreceptor, the longer the film formation time and the higher the cost, and the longer the film formation time, the higher the probability of adhesion of foreign matters and the like, and the lower the yield. On the other hand, when the thickness of the photoconductor is less than 10 μm, the charging ability of the photoconductor is low, and it is difficult to obtain a predetermined surface potential. Dependent), the dielectric breakdown occurs due to repeated charging, resulting in a black spot image, and the irregular reflection of the laser light on the surface of the conductive substrate causes interference fringes in the half pattern. .

【0018】そのため感光層厚は、この請求項4に記載
したように、10〜20μmの範囲で使用することで帯
電能力、耐圧、暗減衰特性、製造コストに優れ、微小ド
ットの再現性、及び階調性の優れた高画質を実現でき
る。また、感光体の表面電位が+200V未満になる
と、現像電界が不十分となり、画像濃度の確保が困難と
なる。一方、+500Vを超えると、感光体の膜厚によ
っては帯電能力が不足すること、絶縁破壊による黒点が
発生し易くなること、あるいはオゾンの発生量が増加し
てしまうなどの問題があり、特に膜厚を薄くした場合に
は、それに対応して感光体の帯電能力が低下する傾向に
ある。したがって、このように表面電位の値を+200
V〜+500Vの範囲に設定することにより、帯電能力
にすぐれると共に、絶縁破壊の防止、オゾン発生量の増
加の防止などがはかれ、微小ドットの再現性、及び階調
性の優れた高画質を実現できる画像形成装置を提供する
ことができる。
Therefore, when the photosensitive layer has a thickness in the range of 10 to 20 μm as described in claim 4, the photosensitive layer has excellent charging ability, withstand voltage, dark decay characteristics, and manufacturing cost, and has reproducibility of fine dots. High image quality with excellent gradation can be realized. If the surface potential of the photoreceptor is less than +200 V, the developing electric field becomes insufficient, and it becomes difficult to secure image density. On the other hand, if the voltage exceeds +500 V, there are problems such as insufficient charging ability depending on the thickness of the photoreceptor, easy occurrence of black spots due to dielectric breakdown, and increase in the amount of ozone generated. When the thickness is reduced, the charging ability of the photoconductor tends to decrease correspondingly. Therefore, the value of the surface potential is increased by +200
By setting the voltage in the range of V to +500 V, it is possible to obtain excellent image quality with excellent charging ability, prevention of dielectric breakdown, increase of ozone generation, etc., and excellent reproducibility of fine dots and gradation. Can be provided.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの
発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる
説明例に過ぎない。
Embodiments of the present invention will be illustratively described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention to them, unless otherwise specified. This is just an example.

【0020】図1は本発明になる画像形成装置の構成概
略を示した図であり、図2は同じく本発明になる画像形
成装置に用いるa−Si感光体ドラムの構造の一例を示
した図、図3は本発明になる画像形成装置におけるレー
ザ光の出力波形を説明するための図、図4はレーザ光の
オーバーシュート部P1のパルス幅Wと微小ドットの
再現性の関係を説明するためのグラフ、図5はオーバー
シュート部P1のパルス幅Wと階調性の関係を説明す
るためのグラフ、図6はレーザ光のレベルP1とP2の
比率(P1/P2)と微小ドットの再現性の関係を説明
するためのグラフ、図7はレーザ光のレベルP1とP2
の比率(P1/P2)と階調数の関係を説明するための
グラフ、図8は本発明の画像形成装置における露光装置
を構成する半導体レーザの制御回路のブロック図であ
る。
FIG. 1 is a view schematically showing the structure of an image forming apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a view showing an example of the structure of an a-Si photosensitive drum similarly used in the image forming apparatus according to the present invention. FIG. 3 is a diagram for explaining an output waveform of the laser beam in the image forming apparatus according to the present invention, FIG. 4 illustrates the reproducibility of the relationship between the pulse width W 2 and the minute dots of overshoot portion P1 of the laser beam graph for, 5 graphs for explaining the pulse width W 2 and the gradation of the relationship overshoot portion P1, 6 levels P1 and P2 of the laser light ratio (P1 / P2) and the small dots FIG. 7 is a graph for explaining the relationship of reproducibility, and FIG. 7 shows laser light levels P1 and P2.
8 is a graph for explaining the relationship between the ratio (P1 / P2) and the number of gradations. FIG. 8 is a block diagram of a control circuit of a semiconductor laser constituting an exposure apparatus in the image forming apparatus of the present invention.

【0021】図1において、1はa−Si感光体ドラ
ム、2はスコロトロンなどの帯電器、3は図示しない半
導体レーザを含む露光装置、4は現像装置、5は転写ロ
ール、6はクリーニング手段、7はイレース手段、8は
光信号であり、図2において、20は導電性基体、21
はキャリア阻止層、22は感光層、23は表面保護層で
ある。また図8において、50は画像形成装置に与えら
れた画像信号、51はこの画像信号から各ドットの階調
の信号を生成する階調信号生成器、52はこの階調信号
によって必要なパルス幅のパルスを発生するパターン発
生器、53は半導体レーザのドライバ、54は半導体レ
ーザのオーバーシュート部P1のパルス幅Wと発光強
度を制御するオーバーシュート制御回路、55は半導体
レーザである。
In FIG. 1, 1 is an a-Si photosensitive drum, 2 is a charger such as a scorotron, 3 is an exposure device including a semiconductor laser (not shown), 4 is a developing device, 5 is a transfer roll, 6 is cleaning means, 7 is an erasing means, 8 is an optical signal, and in FIG.
Is a carrier blocking layer, 22 is a photosensitive layer, and 23 is a surface protective layer. In FIG. 8, reference numeral 50 denotes an image signal supplied to the image forming apparatus; 51, a gray-scale signal generator for generating a gray-scale signal of each dot from the image signal; 52, a pulse width required by the gray-scale signal pattern generator for generating a pulse, 53 of the semiconductor laser driver, the overshoot control circuit for controlling the pulse width W 2 and the emission intensity of the overshoot portion P1 of the semiconductor laser 54, 55 is a semiconductor laser.

【0022】このうちa−Si感光体1は、図2に示し
たように導電性基体20上にキャリア阻止層21、感光
層22、その上に形成された表面保護層23からなる複
数層で構成されたものを使用する。なお、以下の説明に
おいて、a−Si感光体1の膜厚と言った場合は、導電
性基体20の表面から感光体表面までの膜厚、すなわち
キャリア阻止層21、感光層22、表面保護層23の総
和を指すものとする。
As shown in FIG. 2, the a-Si photoreceptor 1 is composed of a plurality of layers including a carrier blocking layer 21, a photosensitive layer 22, and a surface protective layer 23 formed on a conductive substrate 20, as shown in FIG. Use the configured one. In the following description, the film thickness of the a-Si photoconductor 1 is referred to as the film thickness from the surface of the conductive substrate 20 to the photoconductor surface, that is, the carrier blocking layer 21, the photosensitive layer 22, and the surface protection layer. 23.

【0023】そして本発明においては、このa−Si感
光体1における導電性基体20上の感光層22の膜厚を
20μm以下にするのが好ましい。すなわち感光体の膜
厚が20μm以上になると、熱キャリアの移動速度が速
くなって暗減衰特性が低下し、結果的に感光体表面方向
への潜像の流れが発生し易くなって解像度が低下する原
因となる。a−Si感光体に限らず、OPC感光体にお
いても感光体の膜厚は薄いほど解像度が向上することは
公知であり、コスト面においても、感光体の膜厚が厚い
ほど成膜時間が長くなってコスト高になると共に、成膜
時間が長くなると異物等の付着確立が高くなって歩留ま
りが悪くなるなどの点から、感光体の膜厚は薄いほどコ
ストも安く、品質も安定する。
In the present invention, the thickness of the photosensitive layer 22 on the conductive substrate 20 in the a-Si photosensitive member 1 is preferably set to 20 μm or less. That is, when the thickness of the photoreceptor is 20 μm or more, the moving speed of the heat carrier is increased, and the dark decay characteristic is reduced. As a result, the flow of a latent image toward the surface of the photoreceptor is likely to occur, and the resolution is reduced. Cause you to It is known that not only the a-Si photoreceptor, but also the OPC photoreceptor, the thinner the thickness of the photoreceptor, the higher the resolution is. In terms of cost, the thicker the photoreceptor, the longer the deposition time. The cost of the photosensitive member is smaller and the quality is more stable.

【0024】また一方、感光層22の膜厚が10μm未
満となると感光体としての帯電能力が低く、所定の表面
電位を得ることが困難となる。また、感光体の耐圧性能
が総膜厚(特に感光層22に依存する)と比例関係にあ
るため、繰り返し帯電による絶縁破壊が発生して黒点画
像となり、さらに導電性基体20の表面でレーザ光が乱
反射することによって、ハーフパターンにおいては干渉
縞が発生する不具合が生じる。そのため、感光層の膜厚
は、帯電能力、耐圧、暗減衰特性、製造コスト、品質面
より、10〜20μmの範囲で使用することが好まし
い。
On the other hand, if the thickness of the photosensitive layer 22 is less than 10 μm, the charging ability of the photosensitive member is low, and it is difficult to obtain a predetermined surface potential. Further, since the pressure resistance performance of the photoconductor is proportional to the total film thickness (in particular, it depends on the photoconductive layer 22), dielectric breakdown due to repeated charging occurs and a black spot image is formed. Is irregularly reflected, causing a problem that interference fringes occur in the half pattern. Therefore, the thickness of the photosensitive layer is preferably in the range of 10 to 20 μm from the viewpoints of charging ability, withstand voltage, dark decay characteristics, manufacturing cost and quality.

【0025】そしてより好ましい感光体の態様として、
この感光体を構成する表面保護層23の厚さは、0.0
5〜5μmの範囲内とするのが好ましい。すなわち、表
面保護層23の厚さが0.05μm未満になると、感光
層22の帯電能力、耐磨耗性、耐環境性等の特性が低下
する傾向があるためであり、一方、表面保護層23の厚
さが5μmを超えると、成膜時間が長くなり、コスト的
に不利になり易いためである。したがって表面保護層2
3は、帯電能力、耐磨耗性、耐環境性、成膜時間などの
バランスから、0.1〜3μmの範囲内の値とするのが
より好ましい。
As a more preferred embodiment of the photoreceptor,
The thickness of the surface protective layer 23 constituting this photoreceptor is 0.0
It is preferable that the thickness be in the range of 5 to 5 μm. That is, when the thickness of the surface protective layer 23 is less than 0.05 μm, the characteristics such as the charging ability, abrasion resistance, and environmental resistance of the photosensitive layer 22 tend to decrease. If the thickness of the layer 23 exceeds 5 μm, the film-forming time becomes long, which is disadvantageous in terms of cost. Therefore, the surface protective layer 2
3 is more preferably set to a value within the range of 0.1 to 3 μm from the balance of charging ability, abrasion resistance, environmental resistance, film formation time and the like.

【0026】そしてこの感光層22を構成する材料は、
アモルファスシリコン(a−Si)であれば特に制限さ
れるものではなく、好ましい材料として、a−Si、a
−SiC、a−SiO、a−SiON等の無機材料を例
示することができる。これらの材料中、a−SiCが特
に高抵抗であり、より優れた帯電能力、耐磨耗性、耐環
境性が得られることより、本実施形態における感光層材
料として好適である。またa−SiCのうち、SiとC
(炭素)との比率が特定のもの、すなわちa−Si
(1−X)(Xの値が0.3〜1未満)がより好まし
く、さらにa−Si( 1−X)(Xの値が0.5〜0.
95以下)がより好ましい。これは、このようなa−S
(1−X)(Xの値が0.5〜0.95以下)が、1
12〜10 13Ωcmという特に高い抵抗を有してお
り、感光体表面方向の潜像の流れが少なく、静電潜像の
維持能力及び耐湿性にも優れているためである。
The material constituting the photosensitive layer 22 is as follows:
Especially limited if it is amorphous silicon (a-Si)
A-Si, a
-Examples of inorganic materials such as SiC, a-SiO, and a-SiON
Can be shown. Among these materials, a-SiC is a special feature.
High resistance, better charging ability, abrasion resistance, ring resistance
The photosensitive layer material in the present embodiment
It is suitable as a material. Further, among a-SiC, Si and C
(Carbon), that is, a-Si
(1-X)CX(X value is less than 0.3-1)
And a-Si( 1-X)CX(The value of X is 0.5 to 0.5.
95 or less). This is because such a-S
i(1-X)CX(The value of X is 0.5 to 0.95 or less)
012-10 13With a particularly high resistance of Ωcm
The flow of the latent image in the direction of the photoreceptor surface is small,
This is because they have excellent maintenance ability and moisture resistance.

【0027】そして、感光体の表面電位(帯電電位)に
ついては、+200〜+500Vの範囲内の値とするこ
とが好ましい。感光体の表面電位が+200V未満にな
ると、現像電界が不十分となり、画像濃度の確保が困難
となる。一方、+500Vを超えると、感光体の膜厚に
よっては帯電能力が不足すること、絶縁破壊による黒点
が発生し易くなること、あるいはオゾンの発生量が増加
してしまうなどの問題がある。特に膜厚を薄くした場合
には、それに対応して感光体の帯電能力が低下する傾向
にあり、したがって現像性と感光体の帯電能力とのバラ
ンスの観点から、表面電位の値は+200V〜+500
Vの範囲内の値とするのがよく、さらに好ましくは、+
200V〜+300Vの範囲に設定することである。
The surface potential (charging potential) of the photoreceptor is preferably set to a value in the range of +200 to + 500V. If the surface potential of the photoreceptor is less than +200 V, the developing electric field becomes insufficient and it becomes difficult to secure image density. On the other hand, if the voltage exceeds +500 V, there are problems such as insufficient charging ability depending on the thickness of the photoreceptor, easy occurrence of black spots due to dielectric breakdown, and increase in the amount of ozone generated. In particular, when the film thickness is reduced, the charging ability of the photoreceptor tends to decrease correspondingly. Therefore, from the viewpoint of the balance between the developability and the charging ability of the photoreceptor, the value of the surface potential is +200 V to +500.
The value is preferably within the range of V, more preferably +
That is, it is set in the range of 200V to + 300V.

【0028】次に本発明における露光装置3の光源であ
るが、これは、わずかな駆動電圧によって高い光出力が
得ることでき、かつ、ピッチ(N)や波長の調整を容易
に行うことの出来る半導体レーザ用いる。そしてこの半
導体レーザの波長は、600〜720nmの間とするこ
とが好ましい。これは、a−Si感光体の分光感度特性
の約680nm近辺に光の吸収ピークがあり、600n
m以下、あるいは720nm以上になると、感度特性が
低下してより発光強度のある半導体レーザを使用しなけ
ればならないからである。また、干渉縞が発生し易くな
ると共に、一度露光された部分を再帯電したとき、もと
の設定電位よりも低くなってしまう、いわゆる光メモリ
が顕著になってくる。そのため、分光感度特性、干渉
縞、光メモリなどの観点から、使用する照射光の波長は
600〜720nmの範囲内の値に設定することが好ま
しい。
Next, the light source of the exposure apparatus 3 according to the present invention can obtain a high light output with a small driving voltage, and can easily adjust the pitch (N) and the wavelength. A semiconductor laser is used. The wavelength of the semiconductor laser is preferably between 600 and 720 nm. This is because there is a light absorption peak near about 680 nm in the spectral sensitivity characteristic of the a-Si photoreceptor and 600 n
If it is less than m, or more than 720 nm, the sensitivity characteristic will be reduced and a semiconductor laser with higher emission intensity must be used. In addition, interference fringes are easily generated, and when an exposed portion is recharged, a so-called optical memory in which the potential becomes lower than the original set potential becomes remarkable. Therefore, from the viewpoint of spectral sensitivity characteristics, interference fringes, optical memory, and the like, the wavelength of the irradiation light to be used is preferably set to a value within the range of 600 to 720 nm.

【0029】そしてこの露光装置3の半導体レーザが発
する光の強度であるが、これは、a−Si感光体ドラム
1を露光してできた静電潜像が、流れることなく現像領
域に達するまで保持されるだけの強度が必要である。前
記したように静電潜像の流れについては、感光体の膜
厚、暗減衰特性にも依存するが、半導体レーザの発光立
ち上がり特性にも大きく影響され、感光体に対して過剰
露光することによってその静電潜像は強く保持される。
しかしながら感光体に対して過剰露光を行うと、ハーフ
トーン画像の階調性がなくなり、コントラストの乏しい
画像品質になる傾向がある。そのため、微小ドットの再
現性の優れた画像品質を得るためのレーザの発光強度
と、階調性の優れた画像品質を得るためのレーザの発光
強度は異なったものが必要となるが、本発明において
は、1つの半導体レーザの光波形出力におけるオーバー
シュートを利用し、擬似的に2種類の発光強度を持たせ
るよう制御してこの問題を解決した。すなわち、一般的
な画像形成装置における露光装置においては、通常こう
いった半導体レーザのオーバーシュートが生じないよう
CR回路を用いているが、本発明においては、このオー
バーシュートを積極的に利用し、上記したように擬似的
に2種類の発光強度を持たせるようにしたのである。
The intensity of the light emitted from the semiconductor laser of the exposure device 3 is measured until the electrostatic latent image formed by exposing the a-Si photosensitive drum 1 reaches the developing area without flowing. It must be strong enough to be retained. As described above, the flow of the electrostatic latent image depends on the film thickness of the photoconductor and the dark decay characteristics, but is greatly affected by the emission rise characteristics of the semiconductor laser. The electrostatic latent image is strongly retained.
However, when the photoreceptor is overexposed, the gradation of the halftone image is lost and the image quality tends to be poor in contrast. Therefore, the emission intensity of the laser for obtaining an image quality with excellent reproducibility of fine dots and the emission intensity of the laser for obtaining an image quality with excellent gradation are required to be different. In this method, this problem was solved by controlling to give two kinds of light emission intensities by utilizing overshoot in the optical waveform output of one semiconductor laser. That is, in an exposure apparatus in a general image forming apparatus, a CR circuit is usually used so as to prevent such an overshoot of a semiconductor laser, but in the present invention, this overshoot is positively used, As described above, two kinds of light emission intensities are provided in a pseudo manner.

【0030】図3は、このような制御によって得られた
半導体レーザの光波形出力を示したものである。この図
3の光波形出力における全体のパルス幅Wは、a−S
i感光体ドラム1上に形成する画像のドット径に相当す
るよう制御される。すなわち1ドットの発光時間t(パ
ルス幅W、単位:ns)は、解像度を1200dp
i、a−Si感光体ドラム1の周速度をD(mm/
s)、記録媒体の幅をS(mm)、長さをT(mm)、
1インチを25.4mmとし、記録媒体を長さ方向に通
して記録する場合、下記(1)式で表される。
FIG. 3 shows an optical waveform output of the semiconductor laser obtained by such control. Pulse width W 1 of the entire of the optical waveform output of Figure 3, a-S
Control is performed so as to correspond to the dot diameter of the image formed on the i photosensitive drum 1. That is, the light emission time t (pulse width W 1 , unit: ns) of one dot corresponds to a resolution of 1200 dp.
i, the peripheral speed of the a-Si photosensitive drum 1 is D (mm /
s), the width of the recording medium is S (mm), the length is T (mm),
When one inch is set to 25.4 mm and recording is performed by passing the recording medium in the length direction, the following expression (1) is used.

【0031】[0031]

【数1】 (Equation 1)

【0032】なおこの1ドットの発光時間t(パルス幅
)は、多値画像において副走査方向のドット数を分
割して表示する場合、分割数分だけ発光時間が短くな
る。またこの図3におけるP1は、光パルス立ち上がり
時のオーバーシュートで、そのレベルは、前記したよう
にa−Si感光体ドラム1上に形成した静電潜像が強く
保持される過剰露光レベルであり、P2は通常の階調再
現が可能なレベルである。そしてこのオーバーシュート
部(P1)のパルス幅Wは、50ns以下に制御す
る。
The light emission time t (pulse width W 1 ) of one dot is shorter by the number of divisions when the number of dots in the sub-scanning direction is divided and displayed in a multi-valued image. P1 in FIG. 3 is an overshoot at the rise of the light pulse, and its level is an overexposure level at which the electrostatic latent image formed on the a-Si photosensitive drum 1 is strongly held as described above. , P2 are levels at which normal tone reproduction is possible. The pulse width W 2 of the overshoot portion (P1) is controlled to 50ns or less.

【0033】すなわち、オーバーシュート部P1のパル
ス幅Wが50ns以上になると、発光強度が強いため
にこのドットに階調不良が生じてしまう。そのため好ま
しくは、このパルス幅Wを20ns以下の範囲内の値
に設定した方がよい。また、オーバーシュート部P1と
通常の階調再現が可能なレベルP2の関係は、P1の値
をP2の値の5倍以下とする。これは、P1の値をP2
の値の5倍以上にすると、オーバーシュート部P1の発
光強度が強すぎて階調不良が生じてしまうからであり、
好ましくは1.2〜2.0倍の範囲の値に設定すること
が適当である。
[0033] That is, when the pulse width W 2 of the overshoot portion P1 is equal to or greater than 50 ns, poor gradation dot because emission intensity is high occurs. Therefore preferably, it is better to set the pulse width W 2 to a value in the range below 20 ns. The relationship between the overshoot portion P1 and the level P2 at which normal tone reproduction is possible is set such that the value of P1 is not more than five times the value of P2. This allows the value of P1 to be P2
If the value is 5 times or more, the light emission intensity of the overshoot portion P1 is too strong, and a gradation defect occurs.
Preferably, it is appropriate to set the value in the range of 1.2 to 2.0 times.

【0034】このことを実験的に示したのが図4から図
7に示したグラフで、図4は、レーザ光のオーバーシュ
ート部P1のパルス幅Wと微小ドットの再現性の関係
を示したグラフ、図5は、オーバーシュート部P1のパ
ルス幅Wと階調性の関係を示したグラフ、図6は、レ
ーザ光のレベルP1とP2の比率(P1/P2)と微小
ドットの再現性の関係を示したグラフ、図7はレーザ光
のレベルP1とP2の比率(P1/P2)と階調数の関
係を示したグラフである。なお、図4、図5において、
レーザ光の強度レベルP1とP2は、P1がP2の1.
5倍に設定され、図6、図7において、オーバーシュー
トP1のパルス幅Wは、10nsに設定してある。
[0034] In the graph shown this from FIG. 4 to that shown experimentally in Figure 7, Figure 4 shows the reproducibility of the relationship between the pulse width of the overshoot portion P1 of the laser light W 2 and the minute dots graph, Figure 5, graph, Figure 6 shows the pulse width W 2 and the gradation of the relationship overshoot portion P1 is reproduced ratio level P1 of the laser light and P2 and (P1 / P2) of small dots FIG. 7 is a graph showing the relationship between the ratio (P1 / P2) of the laser light levels P1 and P2 and the number of gradations. In FIGS. 4 and 5,
The intensity levels P1 and P2 of the laser light are such that P1 is 1.
It is set to 5 times, 6, 7, the pulse width W 2 of the overshoot P1 can is set to 10 ns.

【0035】まず図4からわかるように、微小ドットの
再現性レベルは、オーバーシュートP1のパルス幅W
が10nsを超えると5でほぼ一定であり、また階調数
は、図5からわかるように、オーバーシュートP1のパ
ルス幅Wが20nsを超えたあたりで200階調を下
回っている。また、レーザ光のレベルP1とP2の比率
(P1/P2)による微小ドットの再現性レベルは、図
6からわかるように、比率(P1/P2)が2.0を超
えると5でほぼ一定であり、また図7からわかるよう
に、比率(P1/P2)が4.0を超えたあたりで階調
数が200階調を下回っている。
First, as can be seen from FIG. 4, the reproducibility level of the minute dot is determined by the pulse width W 2 of the overshoot P1.
There is substantially constant at 5 exceeds 10 ns, also the number of gradations, as can be seen from FIG. 5, the pulse width W 2 of the overshoot P1 is below 200 gradations around beyond the 20 ns. Further, as can be seen from FIG. 6, when the ratio (P1 / P2) exceeds 2.0, the reproducibility level of the minute dots based on the ratio (P1 / P2) of the laser light levels P1 and P2 is substantially constant at 5. As can be seen from FIG. 7, the number of gradations is less than 200 gradations when the ratio (P1 / P2) exceeds 4.0.

【0036】従って前記したように、オーバーシュート
部P1のパルス幅Wは20ns以下の値に設定するこ
とが好ましく、また、オーバーシュートレベルP1と階
調再現が可能なレベルP2の比率は、P1の値をP2の
値の5倍以下、好ましくは1.2〜2.0倍の範囲に設
定することが適当である。なお、以上の説明では、オー
バーシュートのパルス幅を50ns以下、あるいは20
ns以下と説明してきたが、この値は当然のことながら
パルス幅0nsを含まず、0nsより大きい値を示すも
のである。
[0036] Therefore, as described above, it is preferable that the pulse width W 2 of the overshoot portion P1 is set with the following values 20 ns, The ratio of the overshoot level P1 and the gradation reproduction levels P2 is, P1 Is suitably set to 5 times or less, preferably 1.2 to 2.0 times the value of P2. In the above description, the pulse width of the overshoot is set to 50 ns or less, or 20 ns or less.
Although the value has been described as being equal to or less than ns, this value naturally does not include the pulse width of 0 ns and indicates a value larger than 0 ns.

【0037】なお、このオーバーシュートを起こさせる
方法としては、急峻な立ち上がりのパルスを半導体レー
ザに与え、半導体レーザそのもののインピーダンスを利
用して行うなど、一般的に行われている方法でよい。こ
の制御を図8に示した半導体レーザの制御回路のブロッ
ク図で説明すると、まず画像形成装置に与えられた画像
信号50から階調信号生成器51によって各ドットの階
調の信号を生成し、その階調信号によってその階調に応
じたパルス幅のパルスパターンを、通常のPWM(パル
ス幅変調)の技術などを用いてパターン発生器52で発
生する。一方オーバーシュート制御回路54は、使用す
る半導体レーザ55の発振開始電流、オーバーシュート
の光量、インピーダンスなどをもとに、半導体レーザ5
5が、以上述べてきたようなオーバーシュートのパルス
幅、光量となるよう半導体レーザドライバ53を制御
し、パターン発生器52から送られてきたパルスを成型
して半導体レーザ55に送る。そのため半導体レーザ5
5からは、以上図3で説明してきたような光出力が得ら
れる。
As a method for causing the overshoot, a method generally used such as applying a steep rising pulse to the semiconductor laser and utilizing the impedance of the semiconductor laser itself may be used. This control will be described with reference to the block diagram of the control circuit of the semiconductor laser shown in FIG. 8. First, a gradation signal generator 51 generates a gradation signal of each dot from an image signal 50 given to the image forming apparatus. The pattern generator 52 generates a pulse pattern having a pulse width corresponding to the gradation according to the gradation signal using a normal PWM (pulse width modulation) technique or the like. On the other hand, the overshoot control circuit 54 controls the semiconductor laser 5 based on the oscillation start current of the semiconductor laser 55 to be used, the amount of overshoot, and the impedance.
The semiconductor laser driver 53 controls the semiconductor laser driver 53 so that the pulse width and the light amount of the overshoot described above are obtained, and shapes the pulse sent from the pattern generator 52 and sends it to the semiconductor laser 55. Therefore, the semiconductor laser 5
5, the light output as described above with reference to FIG. 3 is obtained.

【0038】このように構成した本発明の画像形成装置
における動作は、まず、図1におけるa−Si感光体1
をスコロトロン帯電器2により帯電し、次いで図8で説
明したように、画像信号50によって露光装置3におけ
るレーザ出力光を、その出力波形が図3に示したよう
に、オーバーシュート部P1のパルス幅Wが20ns
以下、かつ、露光レベルがa−Si感光体ドラム1上に
形成した静電潜像を強く保持する過剰露光レベルとなる
ようにすると共に、その後に通常の階調再現が可能なレ
ベルP2が続くよう制御し、この光信号8によってa−
Si感光体1を露光する。そして、この露光でa−Si
感光体1上に形成された静電潜像を現像装置4のトナー
で顕像化し、このトナー像を転写ローラ5で記録媒体に
転写して図示していない定着装置で定着して排紙する。
そして、a−Si感光体1上に転写されずに残ったトナ
ーをクリーニング手段6で除去し、さらにイレース手段
7でこのa−Si感光体1上の残留電荷を除去して次の
画像形成に備える。
The operation of the image forming apparatus of the present invention having the above-described structure is as follows.
Is charged by the scorotron charger 2, and then, as described with reference to FIG. 8, the laser output light from the exposure device 3 is output by the image signal 50, and as shown in FIG. W 2 is 20ns
Hereinafter, the exposure level is set to be an overexposure level that strongly holds the electrostatic latent image formed on the a-Si photosensitive drum 1, and is followed by a level P2 at which normal tone reproduction is possible. The optical signal 8 controls a-
The Si photoreceptor 1 is exposed. Then, a-Si
The electrostatic latent image formed on the photoreceptor 1 is visualized with toner of the developing device 4, the toner image is transferred to a recording medium by a transfer roller 5, fixed by a fixing device (not shown), and discharged. .
Then, the toner remaining on the a-Si photoreceptor 1 without being transferred onto the a-Si photoreceptor 1 is removed by a cleaning unit 6, and the residual charge on the a-Si photoreceptor 1 is further removed by an erasing unit 7 to form the next image. Prepare.

【0039】このようにして、本発明になる画像形成装
置による画像形成が行われるわけであるが、以下、以上
説明してきた仕様に基づいて行った微小ドットの再現
性、及び階調性についての実験の結果を説明する。
In this manner, the image is formed by the image forming apparatus according to the present invention. Hereinafter, the reproducibility and the gradation of the fine dots performed based on the specifications described above will be described. The results of the experiment will be described.

【0040】以下の実験は、一例としてキャリア阻止層
3μm、感光層10μm、表面保護層1μmの総膜厚1
4μmとした直径30mmのa−Si感光体ドラム(京
セラ(株)製)を作成し、京セラ(株)製プリンタ、FS−
3750改造機(A4対応、出力速度18枚/分)に装
着すると共に、露光装置における半導体レーザのオーバ
ーシュートのパルス幅を10ns、P1の値を0.45
mW、P2の値を0.30mW、すなわちP1をP2の
1.5倍に設定すると共にドラム周速120mm/sと
して行った。なおこの場合、1ドットの発光時間は前記
(1)式より18nsとなる。
In the following experiment, as an example, the carrier blocking layer was 3 μm, the photosensitive layer was 10 μm, and the surface protective layer was 1 μm.
An a-Si photosensitive drum having a diameter of 30 mm (manufactured by Kyocera Corporation) having a diameter of 4 μm was prepared, and a printer manufactured by Kyocera Corporation, FS-
Attached to a 3750 modified machine (A4 compatible, output speed 18 sheets / min), the pulse width of the overshoot of the semiconductor laser in the exposure apparatus was 10 ns, and the value of P1 was 0.45.
The values of mW and P2 were set to 0.30 mW, that is, P1 was set to 1.5 times P2, and the drum peripheral speed was set to 120 mm / s. In this case, the emission time of one dot is 18 ns according to the above equation (1).

【0041】そして、階調性の確認用に255種類のデ
ィザパターンを用意し、視覚的に判別できる個数にて確
認した結果、a−Si感光体を用いた場合でも1200
dpiの1ドットの再現性は良好で、階調性に優れた画
像が得られることが確認できた。
Then, 255 kinds of dither patterns were prepared for confirming the gradation, and the number of dither patterns was visually confirmed. As a result, even when the a-Si photosensitive member was used, 1200 dither patterns were used.
The reproducibility of one dot of dpi was good, and it was confirmed that an image excellent in gradation was obtained.

【0042】このように、アモルファスシリコン感光体
を過剰露光して静電潜像を強く保持させる過剰露光強度
P1のオーバーシュートを設けると共に、画像を構成す
るドットの階調に対応したパルス幅の露光強度P2を設
けることで、微小ドットの再現と階調の再現が可能とな
り、またこのオーバーシュートは、単に急峻な立ち上が
りのパルスを半導体レーザに与えるだけで生成できるか
ら、前記した特開平9−114206号公報や特開20
00−127498公報のもののように、各画素の書き
込み時間内に鋭いピークを有する波形を生成する出力制
御波生成手段や、複数の強度を生成する機構、および露
光OFFとする機構などのソフト的、ハード的に複雑な
機構を用いる必要がなく、微小ドットの再現性、及び階
調性の優れた高画質を実現できる画像形成装置を提供す
ることができる。
As described above, the overshoot of the overexposure intensity P1 for strongly holding the electrostatic latent image by overexposing the amorphous silicon photoreceptor is provided, and the exposure of the pulse width corresponding to the gradation of the dots constituting the image is provided. By providing the intensity P2, the reproduction of minute dots and the reproduction of gradation become possible, and the overshoot can be generated simply by giving a steep rising pulse to the semiconductor laser. Publication No.
As in the case of Japanese Patent Application Laid-Open No. 00-127498, software such as an output control wave generating means for generating a waveform having a sharp peak within the writing time of each pixel, a mechanism for generating a plurality of intensities, and a mechanism for turning off exposure, It is not necessary to use a complicated mechanism in terms of hardware, and it is possible to provide an image forming apparatus capable of realizing high image quality with excellent reproducibility of fine dots and gradation.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上記載の如く請求項1に記載した本発
明よれば、アモルファスシリコン感光体を過剰露光して
静電潜像を強く保持させる過剰露光強度P1のオーバー
シュートは、単に急峻な立ち上がりのパルスを半導体レ
ーザに与えるだけで生成できるから、前記した特開平9
−114206号公報や特開2000−127498公
報のもののように、各画素の書き込み時間内に鋭いピー
クを有する波形を生成する出力制御波生成手段や、複数
の強度を生成する機構、および露光OFFとする機構な
どのソフト的、ハード的に複雑な機構を用いる必要がな
く、微小ドットの再現性、及び階調性の優れた高画質を
実現できる画像形成装置を提供することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the overshoot of the overexposure intensity P1 for overexposing the amorphous silicon photoreceptor to strongly retain the electrostatic latent image is merely a sharp rise. Can be generated simply by giving the pulse of the semiconductor laser to the semiconductor laser.
-114206 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-127498, output control wave generation means for generating a waveform having a sharp peak within the writing time of each pixel, a mechanism for generating a plurality of intensities, and Therefore, it is not necessary to use a complicated mechanism such as a software-based or hardware-based mechanism, and it is possible to provide an image forming apparatus capable of realizing high image quality with excellent reproducibility of fine dots and excellent gradation.

【0044】そして請求項2に記載した本発明によれ
ば、露光強度P1のオーバーシュートのパルス幅を50
ns以下、及び前記露光強度P1とP2の比を、1.2
から5.0とすることで、発光強度が強すぎてドットに
階調不良が生じるのを防ぐことができ、微小ドットの再
現性、及び階調性の優れた高画質を実現できる画像形成
装置を提供することができる。
According to the second aspect of the present invention, the pulse width of the overshoot of the exposure intensity P1 is set to 50.
ns or less, and the ratio between the exposure intensities P1 and P2 is 1.2
From 5.0 to 5.0, it is possible to prevent the occurrence of a gradation defect in the dots due to an excessively high light emission intensity, and to realize an image forming apparatus capable of realizing high image quality with excellent reproducibility of minute dots and gradation. Can be provided.

【0045】そして請求項3に記載した本発明によれ
ば、半導体レーザの発振波長として600〜720nm
とすることで、この範囲外の波長によってa−Si感光
体感度特性が低下してより発光強度のある半導体レーザ
を使用しなければならなくなったりすることや、干渉
縞、光メモリ等を防止でき、微小ドットの再現性、及び
階調性の優れた高画質を実現できる画像形成装置を提供
することができる。
According to the third aspect of the present invention, the oscillation wavelength of the semiconductor laser is 600 to 720 nm.
By this, the sensitivity characteristics of the a-Si photoreceptor are degraded due to wavelengths outside this range, so that a semiconductor laser having a higher emission intensity must be used, interference fringes, optical memory, and the like can be prevented. An image forming apparatus capable of realizing high image quality with excellent reproducibility of fine dots and excellent gradation can be provided.

【0046】そして請求項4に記載した本発明によれ
ば、感光層の膜厚を10〜20μmの範囲とし、さら
に、アモルファス感光体の表面電位を+200Vから+
500Vの範囲とすることで、帯電能力、耐圧、暗減衰
特性、製造コストに優れ、絶縁破壊の防止、オゾン発生
量の増加の防止などがはかれ、微小ドットの再現性、及
び階調性の優れた高画質を実現できる画像形成装置を提
供することができる。
According to the present invention, the thickness of the photosensitive layer is in the range of 10 to 20 μm, and the surface potential of the amorphous photosensitive member is from +200 V to +200 V.
By setting the range to 500 V, the charging ability, the withstand voltage, the dark decay characteristic, and the manufacturing cost are excellent, the insulation breakdown is prevented, the ozone generation amount is prevented from increasing, and the reproducibility of the minute dots and the gradation property are improved. An image forming apparatus capable of realizing excellent high image quality can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明になる画像形成装置の構成概略を示し
た図である。
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the configuration of an image forming apparatus according to the present invention.

【図2】 本発明になる画像形成装置に用いるa−Si
感光体ドラムの構造の一例を示した図である。
FIG. 2 shows a-Si used in the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a structure of a photoconductor drum.

【図3】 本発明になる画像形成装置におけるレーザ光
の出力波形を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an output waveform of a laser beam in the image forming apparatus according to the present invention.

【図4】 レーザ光のオーバーシュート部P1のパルス
幅Wと微小ドットの再現性の関係を説明するためのグ
ラフである。
4 is a graph for explaining the reproducibility of the relationship between the pulse width W 2 and the minute dots of overshoot portion P1 of the laser light.

【図5】 オーバーシュート部P1のパルス幅Wと階
調性の関係を説明するためのグラフである。
5 is a graph illustrating a pulse width W 2 and the gradation of the relationship overshoot portion P1.

【図6】 レーザ光のレベルP1とP2の比率(P1/
P2)と微小ドットの再現性の関係を説明するためのグ
ラフである。
FIG. 6 shows the ratio of the laser beam levels P1 and P2 (P1 / P2).
6 is a graph for explaining the relationship between P2) and the reproducibility of minute dots.

【図7】 レーザ光のレベルP1とP2の比率(P1/
P2)と階調数の関係を説明するためのグラフである。
FIG. 7 shows the ratio of the laser beam levels P1 and P2 (P1 / P2).
9 is a graph for explaining the relationship between P2) and the number of gradations.

【図8】 本発明の画像形成装置における露光装置を構
成する半導体レーザの制御回路のブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram of a control circuit of a semiconductor laser constituting an exposure device in the image forming apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

P1 オーバーシュートの過剰露光強度 P2 階調に応じた静電潜像を形成する露光強度 W 画像を構成する1ドットのパルス幅 W オーバーシュートのパルス幅P1 Overshoot intensity of overshoot P2 Exposure intensity for forming an electrostatic latent image according to gradation W 1 Pulse width of one dot constituting one image W 2 Pulse width of overshoot

───────────────────────────────────────────────────── 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) G03G 15/04 G03G 15/04 120 15/043 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G03G 15/04 G03G 15/04 120 15/043

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 感光層を薄膜としたアモルファスシリコ
ンを用いた感光体と、該感光体に、画像を構成する各ド
ットに対応した光出力を与える半導体レーザで静電潜像
を形成するよう構成した露光装置とを有して電子写真法
で画像を形成する画像形成装置において、 前記露光装置を構成する半導体レーザの光出力は、該光
出力立ち上がり部に前記感光層を薄膜としたアモルファ
スシリコン感光体を過剰露光して静電潜像を強く保持さ
せる過剰露光強度P1のオーバーシュートと、前記画像
を構成するドットの階調に対応したパルス幅によって前
記アモルファスシリコン感光体上に階調に応じた静電ド
ットを形成する露光強度P2とを有し、前記過剰露光強
度P1のオーバーシュートで微小ドットの再現を、露光
強度P2で階調の再現を可能としたことを特徴とする画
像形成装置。
1. An electrostatic latent image is formed by a photosensitive member using amorphous silicon having a photosensitive layer as a thin film, and a semiconductor laser for providing a light output corresponding to each dot constituting an image to the photosensitive member. An image forming apparatus for forming an image by an electrophotographic method, comprising: an exposure device configured to form an image by an electrophotographic method. An overshoot of the overexposure intensity P1 for overexposing the body to hold the electrostatic latent image strongly and a pulse width corresponding to the gradation of the dots constituting the image correspond to the gradation on the amorphous silicon photoconductor. And an exposure intensity P2 for forming electrostatic dots. The overshoot of the overexposure intensity P1 enables the reproduction of minute dots and the exposure intensity P2 enables reproduction of gradation. Image forming apparatus, characterized in that the.
【請求項2】 前記露光装置を構成する半導体レーザに
おける露光強度P1のオーバーシュートのパルス幅を、
50ns以下とすると共に、前記露光強度P1とP2の
比を、1.2から5.0としたことを特徴とする請求項1
に記載した画像形成装置。
2. A pulse width of an overshoot of an exposure intensity P1 in a semiconductor laser constituting the exposure apparatus,
2. The method according to claim 1, wherein the exposure intensity is set to be less than 50 ns, and the ratio between the exposure intensities P1 and P2 is set to 1.2 to 5.0.
2. The image forming apparatus according to 1.
【請求項3】 前記半導体レーザは、その発振波長λが
600nmから720nmの範囲であることを特徴とす
る請求項1に記載した画像形成装置。
3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the semiconductor laser has an oscillation wavelength λ in a range from 600 nm to 720 nm.
【請求項4】 前記アモルファスシリコン感光体は、キ
ャリア阻止層、感光層、表面保護層の3層構造で構成
し、その感光層厚が10μmから20μmであり、表面
電位を、+200Vから+500Vの範囲とすることを
特徴とする請求項1に記載した画像形成装置。
4. The amorphous silicon photoreceptor has a three-layer structure of a carrier blocking layer, a photosensitive layer, and a surface protective layer. The photosensitive layer has a thickness of 10 μm to 20 μm, and has a surface potential in a range of +200 V to +500 V. The image forming apparatus according to claim 1, wherein
JP2001167803A 2001-06-04 2001-06-04 Imaging apparatus Withdrawn JP2002361922A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001167803A JP2002361922A (en) 2001-06-04 2001-06-04 Imaging apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001167803A JP2002361922A (en) 2001-06-04 2001-06-04 Imaging apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002361922A true JP2002361922A (en) 2002-12-18

Family

ID=19010139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001167803A Withdrawn JP2002361922A (en) 2001-06-04 2001-06-04 Imaging apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002361922A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002361926A (en) * 2001-06-07 2002-12-18 Kyocera Corp Imaging apparatus
US7643174B2 (en) 2005-07-29 2010-01-05 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor laser drive control device
JP2011107380A (en) * 2009-11-17 2011-06-02 Ricoh Co Ltd Image evaluation method and image evaluation device and image forming apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002361926A (en) * 2001-06-07 2002-12-18 Kyocera Corp Imaging apparatus
JP4588252B2 (en) * 2001-06-07 2010-11-24 京セラ株式会社 Image forming apparatus
US7643174B2 (en) 2005-07-29 2010-01-05 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor laser drive control device
JP2011107380A (en) * 2009-11-17 2011-06-02 Ricoh Co Ltd Image evaluation method and image evaluation device and image forming apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1548514B1 (en) Image forming apparatus and image forming method
JP3616276B2 (en) Image forming apparatus and image forming method
JP3082645B2 (en) Image forming device
JPH11112810A (en) Image formation device, control method therefor and storage medium
JP2002361922A (en) Imaging apparatus
US5255014A (en) Image forming apparatus having a high γ photoreceptor
JP2002361925A (en) Imaging apparatus
JP4588252B2 (en) Image forming apparatus
JPH0576028B2 (en)
JP3892201B2 (en) Image forming method and image forming apparatus
JP2001287402A (en) Exposure device for image formation
JPH09281779A (en) Image forming device
JPH09211945A (en) Image forming device
JP2000177171A (en) Imaging method and apparatus
JP3657494B2 (en) Image forming method and image forming apparatus
JPH06266193A (en) Image forming device
JPH09211908A (en) Image forming method and device therefor
JPH068525A (en) Multicolor image forming device
JP2001215778A (en) Image forming device
JPH0425871A (en) Image forming method
JPH11105339A (en) Apparatus and method for forming image
JPH1031349A (en) Method for designing image forming device, and image forming device using the method
JPH06166219A (en) Color image forming device
JPH0463373A (en) Image forming method
JP2007069611A (en) Image formation apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080519

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20100507