JPH02230171A - 階調を表現する電子写真方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ．発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は例えばプリンター等に採用され、階調表現を容
易に果たすことのできる階調を表現する電子写真方法に
関する。

（従来の技術） 従来、電子写真方法を応用したプリンター乃至はプリン
ターを変形したコビアーにおいて、階調を表現するため
には、専ら輝点径を絞り、走査線密度を高めることによ
り画素密度を上げて行く方向で問題を解決しようとして
いた。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、輝点径を小さくすると、物理上の理由から、回
折像が問題となりこれの排除をおこなわねばならず、更
に大きな問題として、画像密度をあげることは、プロセ
ススピードの低下に直接つながってしまう重大な欠陥を
惹起する。この問題を解決しようとして輝点径を可変に
する試みが種々行なわれてぃるが、未だに完全な解が得
られていないのが実情である。

口．発明の構成 （問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題を解決するために、極端に高い潜像の
γを有する電子写真感光体と、予め定められた光量分布
を持ったレーザー輝点を使用し、且つレーザー光源の発
光量を任意に変え得る手段を設けた階調を表現する電子
写真方法である。

（作　　用） 上記のように構成された電子写真方法におおては、極端
に高い潜像のγを有する電子写真感光体の特性を利用し
て　極めて容易に階調を表現することができる。

（実施例） 以下に本発明の一実施例について、説明する。本実施例
の第一の基本は、感光体の極端なγの高さを応用したこ
とにある。

第１図は本発明に用いられた感光体の感光特性（実線）
を示したものである。参考のために従来普通に使用され
て来たＳｅ系感光体の感光特性を点線に依って併記して
ある．本実施例に使用される感光体（以下本感光体５と
いう）はある光量に達すると急激に応答し、殆ど直線的
に表面電位が急低下する。

即ち或る光量を境としてＯＮ，ＯＦＦの動作を示す。結
果として甚だし《高いγの画像を提供する（従来の感光
体のγは１乃至２）。

元来γと言う概念は、銀塩写真の可視化された像につい
て与えられたものであるが、電子写真においても類似の
考え方がある。しかし、此處では更に説明を容易ならし
めるために、潜像の急峻さを表わすために『潜像のγｊ
と定義し、これを使用する。言うまでも無《、潜像のγ
の高い感光体は、ディジタル光入力の表現に適している
。この様な潜像のγの高い電子写真感光体は、先に本発
明者が特願昭６２−３２８４６５号において提案した技
術に依って作られる。この技術は平均粒径０．５μ曙以
下、０．０１μｍ以上の真性半導体微結晶乃至はアモル
フオス半導体微粉を、１０１３Ω一ｃｍ以上の体積固有
抵抗を有する高絶縁性バインダーの組み合わせに依って
実現される．具体的な組成については後述する。此処で
は、端に特願昭６２−３２８４６５号は、従来電子写真
方法を含み、受光体には全《使用される事の無かったア
バランシェ現象を応用した為に実現した技術である事を
述べておく。

上記の本感光体５に投射されるレーザービームの結像面
に於で、特定の光量分布を輝点内に与える事が、本実施
例の第２の基本である。その１例を第２図に示す。第２
図は説明を容易ならしめる為に極めて模型的な光量分布
の断面の例を挙げている。第３図はこれを模型的な立体
図で示したものである。

本実施例の第３の基本は、レーザー出力を変調する事で
ある。第４図は、固体半導体の光出力と印加電圧の関係
を示すものである。

此の図から明らかな様に、電圧を制御する事により発光
量は制御される。

第５図は、電圧を変えた場合の投影される輝点な示して
いる。図中Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ約１００％，５０％，
２５％の入力電圧の時の輝点内の光量分布を断面で示し
ている。図に点線を以て示したのは、第１図に例示した
感光体の急激な光減衰を示す光景である。此の点線より
上の部分で感光体は表面電位を失う。

図の場合、本感光体５表面には、径がａ．ｂ，ｃである
電位喪失点が形成される事になる。図の例で言えばＡは
１００％の発光をした場合であり、Ｂは約５０％，Ｃは
約２５％の発光量に制御された場合を示している。そし
て此の場合に作られる表面電位喪失点の面積比は、各々
約１．０，　０．４８，　０．１である。

第６図（ａ）（ｂ）（ｃ）は３種類の入力電圧で感光体
表面に作られた潜像のパターンの例を示している。第６
図（Ｃ）において、６−１．　６−２．　６−３は入力
電圧状態を、第６図（ｂ）において、６−１’，６一２
゜６−３゛は表面電位を、第６図（ａ）において、６−
１”，　６−２”，　６−３゜゜が可視化された時の状
態を示す図である。何れも断面を以て示している。６−
１．６− ２゜，６−３’の順序で黒化度は減少している。

連続階調を表現する場合を第７図で示す。

第６図及び第７図は何れも一本の走査線に沿って画かれ
た概念図である。

以上の説明で分かる様に、 （１）極端に高い潜像のγ（従来の感光体のγは１乃至
２）を有する電子写真感光体を使用する。

（２）レーザー輝点に予め定められた光量分布を与える
。

（３）レーザー出力を任意に変える。

以上の３条件が満足されると、輝点の径を小さく絞り込
んだり、走査線密度を増加したりする事無しに階調を表
現することが可能になる。

更にシステムを使い易くする手段は種々在るが、その２
，３の例を述べる。

第８図は、輝点内光量分布を種々に変えた状態を模型的
立体図として表わしている。第８図（ａ）は、第３図の
形式に階段状の分布を与えた場合である。これは変化す
る人力電圧のレベルに応じて正確に点を表現するための
分布である。第８図（ｂ）は、四角な網点を表現する為
のものである。第８図（Ｃ）は、レーザー出力に余裕が
ある場合に使われる例である，第８図（Ｃ）は、連続の
四角網点用の例である。

電子写真感光体に投影されるレーザーの輝点内に　予め
与えられた輝点内の光量分布を有し、且つ光源の発光量
を任意に変え得る手段としては、例えば次の様な手段で
具体的に実現される。

第９図は、半導体レーザーを光源とするシステムの概略
図である。図中１は、半導体レーザー素子を、２は光学
系例えば集光レンズを、３はポリゴンミラー（を、ポリ
ゴンミラ−３は回転する。）４は光学系例えばｆθレン
ズを、５は本感光体を各々示している。

６は、半導体レーザーの駆動回路である。

７は、集光光路内に置かれた濃度分布を持った濃度フィ
ルターである。

濃度フィルター７は、半導体レーザー素子（レーザー発
光体）が基本的に持っている光量分布に注意しながら、
最終結果に於で、要求される輝点内光量分布が得られる
様に製作されねばならない。なお濃度フィルター７は例
えば、中央部から周辺部に従って光を通しにくいように
形成する。現在レーザー系に使用されている光学系は、
充分に注意深《波面収差を検討されているので、フィル
ターを光学系中に入れても集光点において濃度分布が大
巾に変わることはない。

通常のレーザービームは、ガウス分布を持っているので
、当然周辺部は中心部に比べて光量が少ないので、補正
フィルターは比較的容易に作りつる。若しレーザービー
ムが基本的に持っているガウス分布が目的としている光
量分布に近いものであるならば、即ち予め定められた光
量分布として使うことができるものであるならば、フィ
ルターを欠いたとしても本発明の目標は達成される。

高い潜像のγを有する電子写真感光体は以下の組成から
なる。

α型銅フタ口シアニン　　　１０．６　　ｇ　ｒ　．ポ
リエステル樹脂　　　　　３６．７５　ｇ　ｒ　．（三
井東圧社製　Ｐ−６４５） メラミン樹脂　　　　　　　１３．８　　区ｒ．（三井
東圧社製，ユーバン２０−ＨＳ）シクロへキサノン　　
　　　１７０ｇｒ．上記の混合物を振動型撹拌機により
２時間攪拌した後、直径８０ｍｍのアルミ円筒表面に乾
燥後の厚さが１５μになる様に塗布乾燥した後、１５０
℃の雰囲気内で２時間加熱後、室温まで冷却して感光体
を得た．この感光体は６００ボルトの表面電位を与えた
時に、７８０ｎｍの２．４μＪ／ｃｍ”程度の入力で急
激な光減衰を示し、潜像のγは１００程度に達し、レシ
イデュアル電位が２０ボルト程度であることが確認され
た。

次に市販のプリンター（プロセススピード１１５ｍｍ／
ｓｅｃ感光体径８０ｍｍ使用トナー平均粒径７μ）を使
用し、従来ＳｅＡｓ系感光体を使用していたのに代えて
、上記した感光体を使用した。更に元々設けられていた
レーザー光源が出力５ｍＷであったものをｌＯｍ　Ｗに
切り換えた。レーザーはＧａＡＩＡｓＰＩＮ型である。

別に元来の輝点内光量分布を調べた所、やや扁平ながら
、大略ガウス分布に従うものであることが知られた。そ
の分布を略図をもって示すと、第ｌＯ図中ａの如くであ
った。この分布を修正すべく濃度フィルターを作った。

このフィルターで修正された状態は　ほぼ第１０図中ｂ
の状態であった。

上記のｌＯｍ　Ｗレーザーと濃度フィルターを使用し、
第９図に示す配置で動作せしめた．レーザーダイオード
に印加する電圧を、２．２５ボルトから２．４ボルト迄
７段階に変動させることによって正確に７段階の大きさ
の点像を作ることを得た。即ち従来使用されてきた輝点
と同じ径の輝点を使用して種々の径のドットを正確に可
視化する事に成功した。

実施例の各数値は単に偶々使用されたにすぎず、本発明
にあってはこれらに制限されるものではない。

本発明の作用で特記される別の点はフィルターに依る効
果を使用しているため、微少な点像を形成するに拘らず
、回折像の問題を含まないことである。なお本発明にあ
っては、電子写真感光体に投影されるレーザーの輝点内
に　予め与えられた輝点内の光量分布を有し、且つ光源
の発光量を任意に変え得る手段のとして　実施例を説明
したが　本発明においては、これに限定されることな《
　例えば本実施例に用いた濃度フィルターの機能をレー
ザー素子に設けられる窓に　持たせても良い。

ハ．発明の効果 以上説明した様に本発明は極めてγの高い電子写真感光
体と、予め決められている輝点内光量分布を持ったレー
ザー光源と、レーザー出力を変える手段とを使用するこ
とにより、極めて容易に階調を表現する電子写真方法を
提供するものである。この作用を確実ならしめるために
好ましい感光体は、特願昭６２−３２８４６５号に記載
されている通り、潜像のγが６以上である感光体である
。

勿論潜像のγが６以下であると、本発明の技術思想が全
く成立しないという事ではない。特にレーザー光量に充
分な餘裕があり、段階状の輝点内光量分布が定められて
いる様な場合には、充分に実用性を持つ。

勿論本発明の効果はレーザー光源の種類により限定され
るものではなく、以上の説明に使用した固体半導体レー
ザーに束縛されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いられた感光体の感光特性を示した
ものであり、第２図は模型的な光量分布の断面の例であ
り、第３図は光量分布を模型的な立体図で示したもので
あり、第４図は、固体半導体の光出力と印加電圧の関係
を示すものであり、第５図は、電圧を変えた場合の投影
される輝点を示し、第６図ａ、ｂ，ｃ，は３種類の入力
電圧で感光体表面に作られた潜像のパターンの例を示し
、第７図は連続階調を表現したものであり、第８図ａ　
，ｂ　ｓ　ｃ　−　ｄは、輝点内光量分布を種々に変え
た状態を模型的に示した立体図であり、第９図は、半導
体レーザーを光源とするシステムの概略図であり、第１
０図は輝点内光量分布を示す図である。 Ｍ 第 ６−１′ ６−２′ ６−３′ 一ｔ →ｔ 第 →ｔ ａ Ｃ 第 図 ｂ ｄ 第 図 光 岸，佑ｌ 手続補正書 （自発） ■．事件の表示 特願平１−５０５７１号 ２． 発明の名称 階調を表現する電子写真方法 ３． 補正をする者 事件との関係

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）高い潜像のγを有する電子写真感光体を使用し、
   前記電子写真感光体に投影されるレーザーの輝点内に予
   め決められた光量分布を有し、且つ光源の発光量を任意
   に変え得る手段を有することを特徴とする階調を表現す
   る電子写真方法。
2. （２）請求項（１）記載の階調を表現する電子写真方法
   において、高い潜像のγを６以上としたことを特徴とす
   る階調を表現する電子写真方法。
3. （３）請求項（２）記載の階調を表現する電子写真方法
   において、光量分布を与える手段を投影光学経路内に面
   的に濃度の変わっているフィルターとしたことを特徴と
   する階調を表現する電子写真方法。