JPH05224511A - 感光結像部材からの表面反射を減少させるための方法 - Google Patents

感光結像部材からの表面反射を減少させるための方法

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JPH05224511A
JPH05224511A JP4199780A JP19978092A JPH05224511A JP H05224511 A JPH05224511 A JP H05224511A JP 4199780 A JP4199780 A JP 4199780A JP 19978092 A JP19978092 A JP 19978092A JP H05224511 A JPH05224511 A JP H05224511A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 結像部材に像を露光するため、光学干渉によ
り、出力プリントに合板木目様の縞模様が発生するのを
なくするための、光学干渉を減少させた、光の走査方法
を提供する。 【構成】 入射面に平行な平面に偏光された光線がブリ
ュースター角で入射すると、結像部材14の感光層によ
ってほとんど全部が吸収されるため、結像部材14の表
面からの一次反射をほとんどなくすことができる。透過
率を増加させることによって2つの利点が得られる。上
表面からの第1主反射と結像部材14の基板からの第2
主反射との干渉によって生じる合板効果をなくすことが
できる。ブリュースター角を付けて結像部材14を露光
することによって得られる第2副産物として、結像部材
14の感光上層の厚さの変動の許容誤差を減少させるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、積層形部材を像の形状に露光す
るために干渉光放射を利用する結像装置、特に出力プリ
ントに合板木目(polywood)様のきずを生じる、前記感光
部材内に発生する光学干渉を減少させることができるよ
うに光を結像部材へ送る方法に関するものである。
【0002】一般的にヘリウム−ネオンまたはダイオー
ドレーザから放射された干渉ビームを入力像データ信号
によって変調する電子写真技術には多くの用途がある。
変調ビームが感光媒体の表面を横切る方向へ送られる
(走査する)。媒体は、例えばゼログラフィプリンタの
感光ドラムまたはベルト、フォトセンサCCDアレイ、
または感光フィルム等である。「積層形感光体」と呼ば
れる形式の感光媒体では、少なくとも部分的に透明の感
光層が導電性基板の上に重ねられている。物理的特性の
ためにこれらの積層形感光体を用いる際に生じる問題
は、感光体の表面に入射する干渉光の2つの主反射によ
って、例えば上表面からの第1反射と、比較的不透明で
ある導電性基板の底面からの第2反射とによって有効的
に生じる干渉である。この状態が図1に示されている。
電荷搬送層7、電荷発生層8及び基板9を有する積層形
感光体6に干渉ビームが入射している。入射照明の2つ
の典型光線に従って干渉効果を説明することができる。
典型光線1の2つの主反射は、層7の上表面から反射し
た光線A、及び基板9の上表面から反射した光線Cであ
る。光線Cの透過部分である光線Eが光線2の反射部分
である光線Fと結合して、光線3になる。層7の厚さ及
び屈折率によって決定される光学路の差に従って、光線
F及びEが結合して光線3を形成する時、それらの干渉
は建設的または相殺的になる。光線2の透過部分である
光線Gが光線Cの反射部分である光線Dと結合し、これ
ら2つの光線の干渉によって、発生層8へ送られる光エ
ネルギが決定される。光線E及びF間に建設的干渉が生
じる厚さである場合、平均以上の光が表面から反射する
のに対して、光線D及びG間に相殺的干渉が生じる場
合、平均照度以下の光が発生層8へ送られる。搬送層7
が反射を最小にする厚さである場合、層8への透過が最
大になる。実際の搬送層の厚さには光の数波長分のばら
つきがあるので、1平方インチ当たりの表面内にすべて
の干渉可能条件が存在している。上搬送層7のこの空間
透過変動は、発生層8の空間露光変動に相当する。感光
体上に形成された像に存在するこの空間露光変動は、露
光済み感光体から得られる出力コピーに顕著に現れる。
図2は、出力波長が633nmであるヘリウム−ネオン
レーザで照明した時に図1に示されている形式の感光体
内に生じる空間露光変動領域を示している(25倍)。
明暗の干渉縞の模様は、合板シートの木目に似ている。
このことから、一般的に「合板効果」という用語がこの
問題に当てはめられている。
【0003】合板効果を補償するための幾つかの方法が
従来から知られている。これらの方法はおおまかに2種
類の技法に分類される。すなわち結像部材の基板からの
第2主反射を減少させるか、上表面からの第1反射を減
少または除去できるように、結像部材の構造を変化させ
る。第2主反射を減少させる方法の従来技術として、本
出願と同じ譲受人に譲渡されている米国特許第4,61
8,552号及び同時係属出願USSN07/546,
990があり、これらは共に、結像部材の基板の表面に
凹凸をつけることによってそれから反射した光を拡散反
射させる方法を記載している。
【0004】本発明は、基板からの内部反射Eと結合す
ることによって、露光変動を発生させる干渉効果を引き
起こす上表面反射を事実上なくすことによって、合板効
果を減少させる方法を目的としている。それでもある程
度の反射光は存在するが、この光は搬送層7の厚さに伴
って変動するものではなく、干渉が生じないので、最終
のゼログラフィ像に空間変動が生じない。本発明の1つ
の特徴によれば、この反射は、入射面に平行な平面に偏
光したレーザ源からの光を、境界面の両側の媒体の屈折
率に応じたブリュースター角で感光表面に当てることに
よってなくすことができる。偏光をこの角度で入射すれ
ば、反射光がなくなり、またブリュースター角に近い角
度でも反射が最小となって、従来設備で見られたものよ
りも欠陥レベルを大幅に下げることができることがわか
っている。入射角に関するこの許容範囲を、情報を書き
込むために角度を変更しなければならない走査装置の構
造に組み込むことができる。すなわち、本発明は、処理
方向へ移動中の感光結像部材の表面を横切る方向へ走査
する入射干渉光の吸収を(非干渉光に見られる吸収レベ
ル以上に)増加させるため、入射光の平面に平行な平面
に偏光した高輝度変調干渉光ビームを発生する段階と、
ビームが結像部材の表面に入射する前に通過する第1媒
体の屈折率をn、第1媒体に隣接した第2感光媒体の屈
折率をn’とし、n’がnより大きい時に、 tangentΘ=(n’/n) の関係で定められる角度Θで前記ビームを前記結像部材
の表面へ光学的に送る段階とを有しており、(反射をな
くすことによって)入射光のほぼすべてが上層を透過す
ることによって、最大輝度の光が内部光発生吸収層8に
送られるようにする方法を提供するものである。
【0005】図1は、従来の積層形感光媒体に入射した
干渉光が媒体内部で反射する様子を示している。
【0006】図2は、干渉効果によって感光部材内への
吸収の空間変動が発生した時に生じる図1の露光感光媒
体の空間露光変動合板模様を示している。
【0007】図3は、本発明に従って干渉効果を減少さ
せることができるように変更された、感光体を横切る方
向へ光ビームを走査させるため干渉光源を組み込んだ光
学系の概略図である。
【0008】図4は、空気/結合部材境界面における様
々な屈折率での(入射角)対(反射率)を示す曲線群を
示している。
【0009】図5は、入射光がブリュースター角で表面
に送られた時の無定形セレン結像部材の部分断面図であ
る。
【0010】図6は、入射光がブリュースター角で表面
に送られた時の積層形感光結像部材の部分断面図であ
る。
【0011】図3は、感光体14を横切る方向へ走査さ
せる干渉出力をレーザ12が発生するようにした結像装
置10を示している。本実施例では、レーザ12は固有
波長が0.63マイクロメータのヘリウム−ネオンレー
ザであるが、例えば固有波長が0.78マイクロメータ
のAl Ga Asレーザダイオードでもよい。印刷または複写
すべき情報を表すビデオ信号情報に応答して、レーザが
駆動されて変調光出力ビーム16を発生する。ガスまた
はレーザダイオイードのいずれのレーザ出力も、入射面
に平行に偏光された光を有している。平面フィールドコ
レクタ及び対物レンズ18及び20が、レーザ12と光
ビーム反射走査装置22との間の光学路上に配置されて
いる。好適な実施例では、装置22は、図示のように、
モータ23によって駆動される多面多角形ミラーであ
る。平面フィールドコレクタ18は、発散光ビーム16
を平行光にして、フィールド対物レンズ20は、多角形
ミラv 22から反射した集束ビームを感光体14上に焦
点合わせする。感光体14は、図1に断面で示されてい
る一般形の積層形感光体である。
【0012】本発明の第1の特徴によれば、走査装置の
光学素子は、最大量の光が結像部材の感光層内を透過し
て、表面からの反射を最小にすることができる好適な入
射角で変調光を部材14の表面へ送ることができるよう
に配置されている。
【0013】この好適な入射角は、図4のグラフにブリ
ュースター角として示されている。図4は、空気/薄膜
光学フィルタ境界面に送られた光における(反射率)対
(入射角)の典型的な曲線群を示している。フィルタの
3つの屈折率(n)に対して3つの曲線が示されてい
る。曲線は、角度、偏光及び空気及びフィルタ間の屈折
率の差の関数であるが、P偏光では各曲線において反射
率がゼロになる明確な角度がある。この角度、すなわち
ブリュースター角は、境界面に垂直な平面から測定した
時の境界面に対する入射角をΘB 、光が通過する媒体の
光学屈折率をn(空気の場合、n=1)、媒体2の屈折
率をn’とした場合に、 tangentΘB =(n’/n)(1) (1) の関係で定められる。ブリュースター角では、入射面に
平行に偏光された光はすべてが透過するのに対して、入
射面に垂直に偏光された光は一部が反射する。このた
め、入射面における光成分を入射面に平行に偏光した光
だけで構成できる場合、光は完全に透過して、まったく
反射しない。図3に示されている本発明の第1実施例で
は、レーザ源12が20ミリワットのヘリウム−ネオン
レーザである。レーザ源12からの光出力は、入射面に
平行に偏光される。結像部材14は、図5に示されてい
る無定形セレン感光体である。部材14は、アルミニウ
ム基板30と、ポリカーボネート層32と、電荷発生層
34と、光線40で表されている入射光が当たる境界面
を形成する無定形セレン層36とを有している。無定形
セレン層36の屈折率は2.5である。等式(1)に従
って得た本例のブリュースター角は68.2゜である。
この角度で送られた入射光の場合に透過が最大に、反射
が最小になることを証明する実験として、表面に隣接設
置した光メータによって様々な入射角で反射する光を測
定した。レーザビームは79の任意光単位を測定した。
入射角Θは以下のように変化させた。 Θ=0;(垂直)メータの読み取り値=14.8 Θ=12゜;メータの読み取り値=13.6 Θ=45゜;メータの読み取り値=8.4 Θ=68゜;メータの読み取り値=0.8
【0014】ブリュースター角でも0.8光単位が測定
されていることがわかる。この反射は、層36、34、
32を透過して基板30から反射されてそれらの層を逆
進した光部分によるものである。しかし、一般的な従来
の入射角0゜(垂直)及び約45゜の場合よりも反射が
大幅に減少している。
【0015】図6に示されている有機電荷搬送層を用い
た第2実施例では、光線50で表されている同じ偏光入
射光が結像部材14に入射されているが、この実施例の
結像部材14が、アルミめっきマイラー基板51と、セ
レン電荷発生層52と、屈折率が1.5のポリカーボネ
ート電荷搬送層54とを含む積層形感光体である。等式
(1)から、本例のブリュースター角は56゜になる。
入射角としてこの角度を使用する効果は、光メータの読
み取り値を調べた時、0゜での光メータ読み取り値が
4.9単位、56゜での読み取り値が0.25単位であ
ることから証明された。
【0016】本発明の別の特徴によれば、レーザ源とし
てレーザダイオードを使用した時に露光走査線に最適化
ビーム形状が得られる。結像部材14の表面を横切る方
向へ走査する光ビームの最適形状は円形である。レーザ
ダイオード光源12から発生するビームのスポット形状
は楕円形であり、高価なレンズで変形することによって
円形ビームにするのが一般的である。円形ビーム50が
大きい角度θを付けて感光体14に当たる場合、その照
明領域は、短軸の幅がビームの直径dと同じで、長軸の
幅wが次式: w=d/cosθ で得られる楕円形になる。θ=56゜ではその幅が直径
の1.8倍、θ=68゜では2.7倍になる。
【0017】ブリュースター角に必要な状態が確立され
るように上記偏光要件を満たす時、楕円の短軸が引き延
ばされる方向に向き、長軸が同一寸法のままとなる方向
に向くようにして、典型レーザダイオードの直線偏光を
行う。それでも残る楕円形状は、廉価な光学系で補正す
ることができる。
【0018】以上に本発明の好適な実施例を説明してき
たが、請求項の範囲内において様々な変更または改良を
加えることができることは当業者には明らかであろう。
例えば、結像部材14を構成する感光層に従って、結像
部材の屈折率を変更することができる。有機感光材の場
合、屈折率を1.3〜1.7で変更し、それに対応して
ブリュースター角を52.4〜59.5にすることがで
きる。同様に、図4に示されている実施例(無定形シリ
コン)の屈折率は2.5とはっきりしているが、公知の
ように小量の砒素またはテルル等を添加して合金を形成
すれば、この屈折率を変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の積層形感光媒体に入射した干渉光が媒
体内部で反射する様子を示している。
【図2】 干渉効果によって感光部材内への吸収の空間
変動が発生した時に生じる図1の露光感光媒体の空間露
光変動合板模様を示している。
【図3】 本発明に従って干渉効果を減少させることが
できるように変更された、感光体を横切る方向へ光ビー
ムを走査させるため干渉光源を組み込んだ光学系の概略
図である。
【図4】 空気/結合部材境界面における様々な屈折率
での(入射角)対(反射率)を示す曲線群を示してい
る。
【図5】 入射光がブリュースター角で表面に送られた
時の無定形セレン結像部材の部分断面図である。
【図6】 入射光がブリュースター角で表面に送られた
時の積層形感光結像部材の部分断面図である。
【符号の説明】
12 レーザ光源、14 結像部材、18 平面フィー
ルドコレクタ、20 対物レンズ、22 多面多角形ミ
ラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // G03G 5/147 6956−2H

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次の段階を含む、積層形感光部材の表面
    からの光反射率を減少させ、それによって前記部材への
    透過率を増加させることができるようにして前記部材へ
    干渉光を当てる方法:入射光の平面に平行な平面に偏光
    した高輝度変調干渉光ビームを発生する段階と、 ビームが結像部材の表面に入射する前に通過する第1媒
    体の屈折率をn、第1媒体に隣接した第2感光媒体の屈
    折率をn’とし、n’がnより大きいときに、 tangentΘ=(n’/n) の関係で定められる角度Θを付けて前記ビームを前記結
    像部材の表面へ光学的に送って、 入射光のほぼすべてが前記感光部材に吸収されるように
    した段階。
JP4199780A 1991-08-01 1992-07-27 感光結像部材からの表面反射を減少させるための方法 Pending JPH05224511A (ja)

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US07/738,771 US5210548A (en) 1991-08-01 1991-08-01 Method and system for reducing surface reflections from a photosensitive imaging member

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