JPH063551B2

JPH063551B2 - 階調を表現する電子写真方法

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Publication number: JPH063551B2
Application number: JP1050571A
Authority: JP
Inventors: 康一木下
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-03-02
Filing date: 1989-03-02
Publication date: 1994-01-12
Anticipated expiration: 2009-01-12
Also published as: EP0384963A3; US5021807A; EP0385743A3; EP0385743A2; JPH02230171A; EP0384963A2

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
析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いるが、未だに完全な解が得
られていないのが実情である。

ロ．発明の構成（問題点を解決するための手段）上記問題を解決するために、本発明の階調を表現する電
子写真方法は、平均粒径0.5μm以下、0.01μm以上の真
性半導体微粉体と、10¹³Ω−cm以上の体積固有抵抗を有
する高絶縁性バインダーとを含有して構成した６以上の
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
得る手段を有するものである。

（作用）上記のように構成された階調を表現する電子写真方法
は、ドット径が小さくなっても潜像の強度が変わらない
ようにして小さい径のドットがかすんだり、飛んだりす
ることを防止してくっきりとした鮮明なドットとして階
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，ＯＦ
Ｆの動作を示す。結果として甚だしく高い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γ』
と定義し、これを使用する。言うまでも無く、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0.5μm以下、0.01
μm以上の真性半導体微粉体と、10¹³Ω−cm以上の体積
固有抵抗を有する高絶縁性バインダーとを含有して構成
した６以上の高い潜像のγを有する電子写真感光体、例
えば、平均粒径0.5μm以下、0.01μm以上の真性半導体
微結晶乃至はアモルフォス半導体微粉を、10¹³Ω−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、受光体には全く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
に於て、特定の光量分布を輝点に与える事が、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を示して
いる。図中Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ約100％，70％，50％
の発光量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量である。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70％，Ｃは約50％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’，６−２’，
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
る入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（ｄ）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
ゴンミラー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。

農度フィルター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、
最終結果に於て、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、
充分に注意深く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光強度分布が
フィルターの濃度分布に対して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うる。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型銅フタロシアニン 10.6 ｇｒ．ポリエステル樹脂 36.75 ｇｒ．（三井東圧社製Ｐ−645）メラミン樹脂 13.8 ｇｒ．（三井東圧社製，ユーバン20−ＨＳ）シクロヘキサノン 170gr. 上記の混合物を振動型攪拌機により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／cm²
程度の入力で急激な光源衰を示し、潜像のγは100程度
に達し、レシィデュアル電位が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10ｍＷに切り換えた。レ
ーザーはＧａＡｌＡｓＰＩＮ型である。

別に元来の輝点内光量分布が調べた所、やや偏平なが
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10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10ｍＷ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。

実施例の各数値は端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、回析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
く、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ように、本発明の階調を表現する電子写真
方法は、平均粒径0.5μm以下、0.01μm以上の真性半導
体微粉体と、10¹³Ω−cm以上の体積固有抵抗を有する高
絶縁性バインダーとを含有して構成した６以上の高い潜
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
段を有するものであるから、ドット径が小さくなっても
潜像の強度が変わらないようにして小さい径のドットが
かすんだり、飛んだりすることを防止してくっきりとし
た鮮明なドットとして階調を表現することができる。

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、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10図は輝点内
光量分布を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭54−10736（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−31137（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−182639（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−146068（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−201059（ＪＰ，Ｕ) 特開昭52−153704（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−188543（ＪＰ，Ａ) ＭＩＮＯＬＴＡＴＥＣＨＮＯＲＥＰＯＲＴＮＯ．４ミノルタカメラ（株）昭和 62年５月20日発行

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均粒径0.5μm以下、0.01μm以上の真性
半導体微粉体と、10¹³Ω−cm以上の体積固有抵抗を有す
る高絶縁性バインダーとを含有して構成した６以上の高
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
る手段を有する階調を表現する電子写真方法。