JPH10282709A - 電子写真用被記録材およびそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子写真感光体を用いた画像形成において、
現像に用いられるトナーの粒子径を小さくし、また現像
条件をより均質にして解像度、階調性の向上を図って
も、４００線から６００線、２５６階調のフルカラー画
像データ等の階調データの再現性、および文字等の２値
画像の高解像な再現は十分なものとならない。 【解決手段】 電子写真感光体の光導電層と保護層の膜
厚の和が１５μｍ以下である画像形成装置において、画
像形成時に使用する被記録材であって、印加電圧５０Ｖ
時の電流値が印加電圧１０Ｖ時の電流値の５倍未満であ
り、かつ印加電圧５０００Ｖ時の電流値の１／１００以
下である電気特性を有する電子写真用被記録材、および
それを用いた画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を用
いた複写機、プリンタ、ファクシミリ、などに広く用い
ることのできる電子写真用被記録材、およびそれを用い
た画像形成装置に関するものであり、さらに詳しくは、
電子写真用被記録材の搬送性に優れ、かつ転写時に潜像
の乱れがなく、従来よりも高解像な画像、特に写真等が
用いられる高階調性でフルカラーの画像を得ることが可
能な電子写真用被記録材、およびこれを用いた画像形成
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置の中で高速かつ低騒音プリ
ンタとして、電子写真方式を採用したレーザビームプリ
ンタがある。その代表的な記録形態は、文字、図形等の
画像を、電子写真感光体にレーザビームを当てるか当て
ないかで形成する２値記録である。そして、一般には文
字、図形等の記録は中間調を必要としないので、プリン
タの構造も簡便にできる。

【０００３】ところが、このような２値記録方式であっ
ても、中間調を表現できるプリンタがある。このような
プリンタとしては、ディザ法、濃度パターン法等を採用
したものがよく知られている。しかし周知のごとく、デ
ィザ法、濃度パターン法等を採用したプリンタでは高解
像度が得られない。そこで近年、記録密度を低下させず
に高解像度で、各画素において中間調を形成する方式
（ＰＷＭ方式）が提案されている。このＰＷＭ方式は、
画像信号によって、レーザビームを照射する時間を変調
することにより中間調画素形成を行うもので、この方式
によれば、高解像度かつ高階調性の画像を形成でき、し
たがって高解像度と高階調性を必要とするカラー画像形
成装置には特に適している。すなわちこの方式による
と、１画素毎にビームスポットにより形成されるドット
の面積階調を行うことができ、解像度を低下させること
なく中間調を表現できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところがこのＰＷＭ方
式においても、さらに画素密度を上げていくと、露光ス
ポット径に対して画素が相対的に小さくなるために、露
光時間変調による階調を十分にとることができないとい
う問題点がある。

【０００５】そこで階調性を保持したまま解像度を向上
させるためには、露光スポット径をより小さくする必要
がある。そのためには、たとえばレーザを用いた走査光
学系を使用する場合には、レーザ光の波長を短波長化す
ること、ｆ−θレンズのＮＡを大きくすること、等が必
要となる。しかし、このような方法を用いると、高価な
レーザの使用やレンズ、スキャナの大型化、焦点深度の
低下を補償するために要求される機械精度の上昇等か
ら、装置の大型化やコスト上昇は避け難い。

【０００６】また、ＬＥＤアレイや液晶シャッターアレ
イ等の固体スキャナにおいても、スキャナ自体の価格の
上昇、高い取り付け精度の確保、電気駆動回路のコスト
上昇は避け難い。

【０００７】さらに、前述のように光スポットを微小化
していった場合でも、電子写真方式において良好な階調
再現性を得ることは困難であり、電気的な処理により階
調性を疑似的に再現しているにすぎなかった。

【０００８】以上のような問題点が存在するにもかかわ
らず、近年、電子写真方式を用いた画像形成装置に要求
される解像度、階調性はますます上昇している。

【０００９】このような状況に鑑みて、現像に用いられ
るトナーの粒子径を小さくして解像度、階調性を向上す
ることや現像条件をより均質にして改善することが試み
られている。

【００１０】しかしながら、このような改善を行って
も、４００線から６００線、２５６階調のフルカラー画
像データ等の階調データの再現性、および文字等の２値
画像の高解像な再現は十分なものとは言えない。

【００１１】このような状況に関して、特開平１−１６
９４５４号公報、特開平１−１７２８６３号公報等に記
載されているような、低露光量において感度が小さく、
露光量が増大するにつれて感度が上昇するような特性を
有する電子写真感光体を用いれば、強度分布を有する照
射スポットの低露光量部分を除去し、あたかも、照射ス
ポット径を小さくしたことと同様の効果を得ることが可
能である。すなわち、このような電子写真感光体に対し
て、強度分布を有する照射スポットを走査するような画
像形成装置において、照射スポット径以下の高解像度を
安定に得ることが可能となった。しかしながら、このよ
うな電子写真感光体を用いた場合であっても、４００ｄ
ｐｉのＰＷＭによる２５６階調再現を安定に行うことは
困難であった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような状況におい
て、本発明者が鋭意検討を行った結果、光ビームを照射
して潜像を形成するところの画像形成装置において、電
子写真感光体の光導電層の膜厚（Ｌ）と記録される画像
の解像度（Ｓ）の比（Ｓ／Ｌ）を大きくする必要がある
ことが見出された。

【００１３】このことは、（Ｓ／Ｌ）比が小さいと、フ
ォトキャリアの光導電層中での拡散により潜像がぼやけ
てしまい、良好な画像が得られないためと考えられる。

【００１４】比（Ｓ／Ｌ）は４以上が望ましく、より望
ましくは５以上である。現在求められている解像度は４
００ｄｐｉ以上、より望ましくは５００ｄｐｉ以上であ
り、用いられる光導電層の膜厚は１０μｍ以下、より望
ましくは８μｍ以下で用いられる。このような薄い光導
電層を用いるためには、表面保護層が存在することが望
ましい。この表面保護層の厚みは、好ましくは１〜５μ
ｍで用いられる。１μｍ以下では保護効果が十分でな
く、５μｍ以上では表面電位が低下してしまうことから
好ましくない。したがって、光導電層と保護層の膜厚の
和は１５μｍ以下が好ましい。

【００１５】一方、上述のように光導電層の膜厚が薄く
なると、潜像の解像度は向上するが、単位面積あたりの
電気容量が増加し、電荷が多く蓄積されるため、トナー
の帯電量も増加させることとなる。その結果、転写時に
より大きい転写電流が必要となり、被記録材の抵抗が低
すぎる、すなわち印加電圧５０Ｖ時の電流値が印加電圧
１０Ｖ時の電流値の５倍以上である場合は、被記録材搬
送時に転写材担持部材との密着性が低下する上、トナー
への電荷注入により電子写真感光体上にトナーが再転写
したり、リークにより電子写真感光体上にピンホールが
生じ易くなる等の不都合を生じる。また、被記録材の抵
抗が高すぎる、すなわち印加電圧５０Ｖ時の電流値が、
印加電圧５０００Ｖ時の電流値の１／１００より大きい
場合には、電子写真感光体と被記録材との間に剥離放電
が生じたり、多重転写時に、チャージアップによる画像
抜けが生じ易いという問題が起こる。そこで、潜像の高
解像度を維持したまま、搬送性・転写効率を向上させ、
かつ剥離放電等による電子写真感光体上のピンホール等
を防ぐために、上述の電子写真感光体の好適条件に加
え、印加電圧５０Ｖ時の電流値が印加電圧１０Ｖ時の電
流値の５倍未満であり、かつ印加電圧５０００Ｖ時の電
流値の１／１００以下である電気特性である被記録材を
受像シートとして用いれば、上記電子写真感光体を用い
ても転写抜けのない、良好な画像を得ることが可能であ
ることを見出した。

【００１６】すなわち、印加電圧５０Ｖ時の電流値が印
加電圧１０Ｖ時の電流値の５倍未満、特に好ましくは３
倍未満であり、かつ印加電圧５０００Ｖ時の電流値の１
／１００以下、特に好ましくは１／１５０以下である場
合には、被記録材の搬送性を向上させつつ電子写真感光
体上・画像上に欠陥を発生することなく、良好な画像を
得ることができる。

【００１７】加えて、上述の電子写真感光体の最適な膜
厚の範囲において、電子写真感光体の光導電層の膜厚と
照射スポット面積の積と階調再現性の間に一定の関係が
あることを見出し、スポット面積と電子写真感光体の光
導電層の膜厚の積が２００００μｍ³ 以下とすることで
４００ｄｐｉ、２５６階調を実現する、きわめて優れた
画像品質を得ることが可能となる。

【００１８】すなわち、光ビームのスポット面積と電子
写真感光体の光導電層の膜厚の積を２００００μｍ³ 以
下とすることにより、前記のキャリアの拡散を生じるこ
となくより高画質な画像形成が可能となることを見出し
たのである。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の電子写真用被記録材に
は、たとえばポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビ
ニリデン等の一般の樹脂、またはパルプ紙等に導電性微
粒子を分散させたフィルムおよび上記樹脂をコートした
もの、あるいは樹脂単体および樹脂混合系でも前述の特
定の電気抵抗特性を示す樹脂フィルムであれば用いるこ
とができる。

【００２０】本発明の電子写真用被記録材の製造方法と
して、樹脂を貼り合わせる方法、支持体表面にコート層
をラミネートする方法、ダイコーティング、表面塗工処
理、または原料となる樹脂を導電性微粉末と混合・溶融
し、押し出し成形や射出成形により成形する方法等が挙
げられる。

【００２１】本発明において用いられる導電性微粒子と
しては、アルミニウム、ニッケルなどの金属粉体および
金属短繊維、酸化アンチモン、酸化スズ等の導電性金属
酸化物、あるいはポリピロール、ポリアニリン、高分子
電界質などの高分子導電剤やカーボンファイバー、カー
ボンブラック、フィブリルカーボン、グラファイト粉体
等の表面を、上記の導電性物質で被覆した導電性粉体な
どが挙げられる。

【００２２】上述した材料および製法により得られる電
子写真用被記録材は、低電界では電流を流さず、高電界
ではべき乗関数で電流を流す、いわゆるバリスター効果
を有するため、トナーを被記録材に転写する際、電子写
真感光体上へのトナーの再転写や剥離放電を生じない適
正な電界を保持しつつ、かつ搬送時の転写材担持部材と
の密着性をも満足する。また高電界域で電流が流れるた
め、多重転写時でもチャージアップをせず、良好な転写
効率を示す。

【００２３】したがって、上記被記録材を用いれば、薄
膜電子写真感光体を用いた場合においても、転写電流お
よびトナーによる電子写真感光体の欠陥や汚染を生じる
ことなく、従来よりも高画質な画像を得ることができ
る。

【００２４】電子写真用被記録材の抵抗制御の正確なメ
カニズムは明らかではないが、顔料の種類、密度の均一
性、導電性微粒子の種類および添加量が関係すると考え
られる。

【００２５】図１に本発明の画像形成装置における光ビ
ームのスポット面積と電子写真感光体の膜厚との関係を
示す。光ビームのスポット面積は、ピーク強度の１／ｅ
² に減少するまでの部分で表わされる。用いられる光ビ
ームとしては、半導体レーザを用いた走査光学系、ＬＥ
Ｄや液晶シャッター等の固体スキャナ等があり、光強度
分布についても、ガウス分布、ローレンツ分布等がある
が、それぞれのピーク強度の１／ｅ² までの部分をスポ
ット面積とする。

【００２６】光スポットは、一般的には図１に示すよう
に楕円形の形状を有しており、この光スポットが照射さ
れている部分における電子写真感光体の光導電層の体積
が本発明では重要である。

【００２７】光ビームのスポット面積は、４０００μｍ
² 以下で用いられる。４０００μｍ ² 以上では、４００
ｄｐｉ、２５６階調の画像信号を与えた場合に、隣接画
素との重複による影響が大きくなり、階調再現性が不安
定となることから好ましくない。

【００２８】本発明に適用される電子写真感光体を製造
する場合、基材としては、基材自体が導電性を有するも
の、たとえばアルミニウム、アルミニウム合金、銅、亜
鉛、ステンレス、クロム、チタン、ニッケル、マグネシ
ウム、インジウム、金、白金、銀、鉄等を用いることが
できる。その他に、アルミニウム、酸化インジウム、酸
化スズ、金、等を蒸着等によりプラスチック等の誘電体
基材に被膜形成し、導電層としたものや、導電性微粒子
をプラスチックや紙に混合したもの等を用いることがで
きる。

【００２９】導電性基体と光導電層の中間に、注入阻止
機能と接着機能をもつ下引き層を設けることもできる。
下引き層としてはカゼイン、ポリビニルアルコール、ニ
トロセルロース、エチレン−アクリル酸コポリマー、ポ
リビニルブチラール、フェノール樹脂、ポリアミド、ポ
リウレタン、ゼラチン、等によって形成することができ
る。下引き層の膜厚は０．１μｍ〜１０μｍ、好ましく
は０．３μｍ〜３μｍが用いられる。

【００３０】光導電層としては、電荷発生層と電荷輸送
層からなる機能分離タイプや、電荷発生と電荷輸送を同
一の層で行う単層タイプのものが用いられる。電荷発生
材料としては、たとえばセレン−テルル、ピリリウム系
染料、チオピリリウム系染料、フタロシアニン系顔料、
アントアントロン系顔料、ジベンズピレンキノン系顔
料、ピラントロン系顔料、トリスアゾ系顔料、ジスアゾ
系顔料、アゾ系顔料、インジゴ系顔料、キナクリドン系
顔料、シアニン系顔料等を用いることができる。

【００３１】電荷輸送材料としては、たとえばポリ−Ｎ
−ビニルカルバゾール、ポリスチリルアントラセン等の
複素環や縮合多環芳香族を有する高分子化合物や、ピラ
ゾリン、イミダゾール、オキサゾール、オキサジアゾー
ル、トリアゾール、カルバゾール、等の複素環化合物、
トリフェニルメタン等のトリアリールアルカン誘導体、
トリフェニルアミン等のトリアリールアミン誘導体、フ
ェニレンジアミン誘導体、Ｎ−フェニルカルバゾール誘
導体、スチルベン誘導体、ヒドラゾン誘導体等の低分子
化合物を用いることができる。

【００３２】上記の電荷発生材料や電荷輸送材料ととも
に、要に応じてバインダーポリマーが用いられる。バイ
ンダーポリマーの例としては、スチレン、酢酸ビニル、
塩化ビニル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステ
ル、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、等のビ
ニル化合物の重合体および共重合体、ポリビニルアルコ
ール、ポリビニルアセタール、ポリカーボネート、ポリ
エステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、
ポリウレタン、セルロース樹脂、フェノール樹脂、メラ
ミン樹脂、けい素樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。

【００３３】光導電層には、前記化合物以外にも、機械
的特性の改良や耐久性向上のために添加剤を用いること
ができる。このような添加剤としては、酸化防止剤、紫
外線吸収剤、安定化剤、架橋剤、潤滑剤、導電性制御剤
等が用いられる。

【００３４】図２に示した本発明の実施例を示す画像形
成装置について説明する。

【００３５】まず、原稿台１０上に原稿Ｇを複写すべき
面を下側にしてセットする。次にコピーボタン（不図
示）を押すことにより複写が開始される。原稿照射用ラ
ンプ、短焦点レンズアレイ、ＣＣＤセンサが一体のユニ
ット９が原稿を照射しながら走査することにより、その
照射走査光が、短焦点レンズアレイによって結像されて
ＣＣＤセンサに入射される。ＣＣＤセンサは受光部、転
送部、出力部より構成されている。ＣＣＤ受光部におい
て光信号が電気信号に変換され、転送部でクロックパル
スに同期して順次出力部へ転送され、出力部において電
荷信号を電圧信号に変換し、増幅、低インピーダンス化
して出力する。このようにして得られたアナログ信号を
デジタル信号に変換し、さらに画像の特性に応じて解像
度、階調性を最適化するための画像処理を行った出力
は、デジタル信号に変換されてプリンタ部に送られる。
コンピュータ等から出力する場合には、解像度、階調再
現方法等を選択して望ましい画像が得られるように処理
し、変換後にプリンタ部に送られる。

【００３６】プリンタ部においては、上記の画像信号を
受けて、以下のようにして静電潜像を形成する。感光ド
ラム１は、中心支軸を中心に所定の周速度で回転駆動さ
れ、その回転過程において、帯電器３により所定の電圧
の正極性または負極性の一様な帯電処理を受け、その一
様帯電面に、画像信号に対応してＯＮ，ＯＦＦ発光され
る固体レーザ素子１００からの光を、高速で回転する回
転多面鏡によって走査することにより、感光ドラム１面
には、原稿画像に対応した静電潜像が順次に形成されて
いく。図２に示す他の要素およびその動作については後
述する。

【００３７】図３は、前記の画像形成装置において、レ
ーザ光を走査するレーザ走査部３００の概略機構を示す
ものである。このレーザ走査部３００によりレーザ光を
走査する場合には、まず入力された画像信号にもとづい
て発光信号発生器３０１により、固体レーザ素子３０２
から放射されたレーザ光は、コリメーターレンズ系３０
３により概略平行な光束に変換され、さらに矢印ｂ方向
に回転する回転多面鏡３０４により矢印ｂ方向に走査さ
れるとともに、ｆθレンズ群３０５ａ，３０５ｂ，３０
５ｃにより感光ドラム等の被走査面３０６にスポット状
に結像される。このようなレーザ光Ｃの走査により、被
走査面３０６上には画像１走査分の露光分布が形成さ
れ、この被走査面３０６を前記走査方向に垂直に所定量
だけスクロールさせれば、この被走査面３０６上に画像
信号に応じた露光分布が得られる。

【００３８】本実施例においては、レーザＰＷＭ方式
（パルス幅変調）を用いて、１画素の面積階調による多
値記録を行ったため、ＰＷＭ方式について簡単に説明す
る。

【００３９】図４は、パルス幅変調回路の１例を示す回
路ブロック図、図５は図４のパルス幅変調回路の動作を
示すタイミングチャートである。

【００４０】図４において、４０１は８ビットのデジタ
ル画像信号をラッチするＴＴＬラッチ回路、４０２はＴ
ＴＬ論理レベルをＥＣＬ論理レベルに変換する高速レベ
ル変換器、４０３はＥＣＬ論理レベルをアナログ信号に
変換する高速Ｄ／Ａコンバータである。４０４はＰＷＭ
信号を発生するＥＣＬコンパレータ、４０５はＥＣＬ論
理レベルをＴＴＬ論理レベルに変換するレベル変換器
で、その出力であるＰＷＭ信号がレーザドライバ回路５
００により駆動される発光素子５０１を発光させる。

【００４１】４０６はクロック信号２ｆを発振するクロ
ック発振器、４０７はクロック信号２ｆに同期して略理
想的三角波信号を発生する三角波発生器、４０８はクロ
ック信号２ｆを１／２分周して画像クロック信号ｆを作
成している１／２分周器である。これによりクロック信
号２ｆは画像クロック信号ｆの２倍の周期を有している
こととなる。なお、回路を高速動作させるために、随所
にＥＣＬ論理回路を配している。

【００４２】このような構成からなる回路動作を、図５
のタイミングチャートを参照して説明する。信号（ａ）
はクロック信号２ｆ、信号（ｂ）は画像クロック信号ｆ
を示しており、図示のごとく画像信号と関係つけてあ
る。また、三角波発生器４０７内部においても、三角波
信号のデューティ比を５０％に保つために、クロック信
号２ｆをいったん１／２分周してから三角波信号（ｃ）
を発生させている。さらに、この三角波信号（ｃ）はＥ
ＣＬレベルに変換されて三角波信号（ｄ）になる。

【００４３】一方、画像信号は、００ｈ（白）〜ＦＦｈ
（黒）まで２５６階調レベルで変化する。なお、記号
「ｈ」は１６進数表示を示している。そして画像信号
（ｅ）は、いくつかの画像信号値について、それらをＤ
／Ａ変換したＥＣＬ電圧レベルを示している。たとえ
ば、第１画素は黒画素レベルのＦＦｈ、第２画素は中間
調レベルの８０ｈ、第３画素は中間調レベルの４０ｈ、
第４画素は中間調レベルの２０ｈの各電圧を示してい
る。コンパレータ４０４は、三角波信号（ｄ）と画像信
号（ｅ）を比較することにより、形成すべき画素濃度に
応じたパルス幅Ｔ，ｔ２，ｔ３，ｔ４，等のＰＷＭ信号
を発生する。そしてこのＰＷＭ信号は、０Ｖまたは５Ｖ
のＴＴＬレベルに変換されてＰＷＭ信号（ｆ）になり、
図４に示したレーザドライバ回路５００に入力される。
このようにして得られたＰＷＭ信号値に対応して１画素
あたりの露光時間を変化させることにより、１画素で最
大２５６階調を得ることが可能となる。

【００４４】本実施例では、ＰＷＭ方式による階調制御
を用いたが、ディザ法等の面積階調法やレーザ光強度変
調を用いることも可能であり、さらに、それらを組み合
わせてもよい。

【００４５】再び図２において、このようにして感光ド
ラム１の被走査面上に形成された静電潜像は、現像装置
４により現像され、形成されたトナー像は、転写帯電器
７によって転写材上に静電転写される。その後、転写材
は分離帯電器８によって静電分離されて定着器６へと搬
送され、熱定着されて画像が出力される。

【００４６】一方、トナー像転写後の感光ドラム１の面
は、クリーナー５によって転写残りトナー等の付着汚染
物の除去を受け、さらに前露光ランプ２による前露光
後、帯電器３で帯電処理されて繰り返し画像形成に使用
される。

【００４７】図６に、本発明の画像形成装置としてのカ
ラー複写装置の概略的側面図を示す。

【００４８】図６において、２０１はイメージスキャナ
部であり、原稿を読み取り、デジタル信号処理を行う部
分である。また、２０２はプリンタ部であり、イメージ
スキャナ２０１に読み取られた原稿画像に対応した画像
を用紙にフルカラーでプリント出力する部分である。

【００４９】イメージスキャナ部２０１において、２０
０は鏡面厚板であり、原稿台ガラス（以下プラテン）２
０３上の原稿２０４は、赤外カットフィルタ２０８を通
ったハロゲンランプ２０５の光で照射され、原稿からの
反射光はミラー２０６，２０７に導かれ、レンズ２０９
により３ラインセンサ（以下ＣＣＤ）２１０上に像を結
び、フルカラー情報レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブ
ルー（Ｂ）成分として信号処理部２１１に送られる。な
お、２０５，２０６は速度ｖで、２０７は１／２ｖでラ
インセンサの電気的走査方向（以下、主走査方向）に対
して垂直方向（以下、副走査方向）に機械的に動くこと
により、原稿全面を走査する。

【００５０】５１０２は標準白色板であり、ラインセン
サ２１０−２〜２１０−４のＲ，Ｇ，Ｂセンサの読み取
りデータの補正データを発生する。

【００５１】信号処理部２１１では読み取られた信号を
電気的に処理し、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエ
ロー（Ｙ）、ブラック（ＢＫ）の各成分に分解し、プリ
ンタ部２０２に送る。また、イメージスキャナ部２０１
における１回の原稿走査（スキャン）につき、Ｍ，Ｃ，
Ｙ，ＢＫの内、一つの成分がプリンタ２０２に送られ、
計４回の原稿走査により一回のプリントアウトが完成す
る。

【００５２】イメージスキャナ部２０１より送られてく
るＭ，Ｃ，Ｙ，ＢＫの画像信号は、レーザドライバ２１
２に送られる。レーザドライバ２１２は画像信号に応
じ、半導体レーザ２１３を変調駆動する。レーザ光はポ
リゴンミラー２１４、ｆ−θレンズ２１５、ミラー２１
６を介し、感光ドラム２１７上を走査する。

【００５３】２１８は回転現像器であり、マゼンタ現像
器２１９、シアン現像器２２０、イエロー現像器２２
１、ブラック現像器２２２、より構成され、４つの現像
器が交互に感光ドラムに接し、感光ドラム２１７上に形
成されたＭ，Ｃ，Ｙ，ＢＫの静電潜像を対応するトナー
で現像する。

【００５４】２２３は転写ドラムで、用紙カセット２２
４または２２５より給紙された用紙をこの転写ドラム２
２３に巻き付け、感光ドラム２１７上に現像されたトナ
ー像を用紙に転写する。

【００５５】このようにしてＭ，Ｃ，Ｙ，ＢＫの４色が
順次転写された後に、用紙は定着ユニット２２６を通過
して排紙される。

【００５６】図７に、原稿照明用ハロゲンランプ２０５
とプラテンガラス２０３の間に配置された赤外カットフ
ィルタ２０８の分光特性を示す。これにより、図６に示
すハロゲンランプ２０５の分光特性の内、約７００ｎｍ
以上の赤外光がカットされる。

【００５７】図６において、原稿からの反射光は、ミラ
ー２０６，２０７を介し、レンズ２０９によりＣＣＤ２
１０の各センサ上のフルカラー情報レッド（Ｒ）、グリ
ーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）成分読み取り用の各ラインセ
ンサに像を結ぶ。

【００５８】前述のように、Ｒ，Ｇ，Ｂのラインセンサ
２１０−２〜２１０−４には前記７００ｎｍの励起光を
十分に減衰させる特性を合わせ持ったＲ，Ｇ，Ｂのフィ
ルタが付けられているため、フルカラー読み取りが行え
る。

【００５９】図８は、イメージスキャナ部２０１（図
４）での画像信号の流れを示すブロック図である。ＣＣ
Ｄ２１０より出力された画像信号は、アナログ信号処理
部４００１に入力され、アナログ信号処理部４００１内
で８ｂｉｔのデジタル画像信号に変換された後にシェー
ディング補正部４００２に入力される。

【００６０】４００８はデコーダであり、主走査アドレ
スカウンタ４１９からの主走査アドレスをデコードし
て、シフトパルスやリセットパルス等のライン単位のＣ
ＣＤ駆動信号を生成する。

【００６１】図９は、アナログ信号処理部４００１の構
成を示すブロック図である。ここでは、Ｒ，Ｇ，Ｂの処
理回路が全て同一であるため、１色分の回路のみを示
す。ＣＣＤ２１０から出力された画像信号は、サンプル
／ホールド部（Ｓ／Ｈ部）４１０１でアナログ信号の波
形を安定させるためにサンプル／ホールドされる。ＣＰ
Ｕ４１７は電圧コントロール回路４１０３を介して、画
像信号がＡ／Ｄ変換器４１０５のダイナミックレンジを
フルに活用できるように、可変増幅機４１０３およびク
ランプ回路４１０２を制御する。Ａ／Ｄ変換器４１０５
はアナログ画像信号を８ｂｉｔのデジタル画像信号に変
換する。４１０６は、サンプル／ホールド部４１０１の
出力をクランプするクランプ回路である。

【００６２】８ｂｉｔのデジタル画像信号は、シェーデ
ィング補正部４００２において、公知のシェーディング
補正手段によってシェーディング補正が施される。

【００６３】Ｒ，Ｇ，Ｂ信号に対するシェーディング補
正は、図６に示した標準白色板５１０２からの一ライン
分の読み取り信号をラインメモリにかき、その値を２５
５にするための乗算係数を係数メモリに蓄え、乗算器に
よって係数メモリからの画素毎の乗算係数と読み取り信
号とがかけられる。

【００６４】ＣＣＤ２１０のラインセンサ２１０−２，
２１０−３，２１０−４は所定の距離を隔てて配置され
ているため、ラインディレイ素子８０１，８０２，８０
５において、副走査方向の空間的ずれを補正する。具体
的には、Ｂ信号に対して副走査方向で先の原稿情報を読
むＲ，Ｇの各信号を副走査方向に遅延させてＢ信号に合
わせる。４０３，４０４，４０５はｌｏｇ変換器で、ル
ックアップテーブルＲＯＭにより構成され、Ｒ，Ｇ，Ｂ
の輝度信号がＣ，Ｍ，Ｙの濃度信号に変換される。８０
６は公知のマスキングおよびＵＣＲ回路であり、詳しい
説明は省略するが、入力された３原色信号により、出力
のためのＹ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの信号が各読み取り動作のた
びに順次所定のビット長、たとえば８ｂｉｔで出力され
る。

【００６５】図９において、アナログ信号処理部４００
１では、Ａ／Ｄ変換器４１０５のダイナミックレンジを
フルに活用できるように、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の場合は標準
白色板５１０２を読み取ったときの画像データにもとづ
き、可変増幅器４１０３の増幅率を調整し、ＣＣＤ２１
０に光が当たらない状態での画像データにもとづき、ク
ランプ回路４１０２の制御電圧を電圧コントロール回路
４１０３によって調整している。

【００６６】図示しない操作部より調整モードをスター
トさせると、反射ミラー２０６を標準白色板５１０２の
下に移動させ可変増幅器４１０３にハロゲンランプ用の
規定のゲインを設定する（ステップ１）。ＣＣＤ２１０
に光が当たらない状態での画像データをラインメモリ
（シェーディングＲＡＭ）４００３に取り込み、取り込
んだ画像データをＣＰＵ４１７により演算し、１ライン
分の画像データの平均値が０８Ｈに一番近づくように電
圧コントロール回路４１０３を制御し、クランプ回路４
１０２の基準電圧を調整し（ステップ２，３）、調整後
の制御値をＣＰＵ４１７に付随するＲＡＭ４１８に記憶
する（ステップ４）。

【００６７】次にハロゲンランプ２０５を点灯し、標準
白色板５１０２を読み取ったときの画像データをライン
メモリ４００３に取り込み、Ｇ信号のピーク値がＤ０Ｈ
〜Ｆ０Ｈの間の値となるように、光量制御部（不図示）
をＣＰＵ４１７より制御し、調整後の制御値を、ＣＰＵ
４１７に付随するＲＡＭ４１８に記憶させる。次にハロ
ゲンランプ２０５を調整された光量で点灯させ、標準白
色板５１０２を読み取ったときの画像データを、Ｒ，
Ｇ，Ｂ各色に対応したラインメモリ４００３に取り込
み、画像データのピーク値がＲ，Ｇ，Ｂ各色毎にＥ０Ｈ
〜Ｆ８Ｈの間の値となるように、電圧コントロール回路
４１０３を制御し、可変増幅器４１０３の増幅率をＲ，
Ｇ，Ｂ各色毎に調整し、ハロゲンランプ２０５使用時の
ゲインデータとして、ＣＰＵ４１７に付随するＲＡＭ４
１８に記憶させる。

【００６８】以上の調整モードで求められた制御データ
は、電源投入時に各制御部に設定される。

【００６９】図１０に本発明の画像形成装置の他の例で
あるカラー複写機の構成図を示す。

【００７０】図１０において、２０１はイメージスキャ
ナ部であり、原稿を読み取り、デジタル信号処理を行う
部分である。また、２０２はプリンタ部であり、イメー
ジスキャナ２０１に読み取られた原稿画像に対応した画
像を用紙にフルカラーでプリント出力する部分である。

【００７１】イメージスキャナ部２０１において、２０
３ａは原稿台厚板であり、原稿台ガラス（以下プラテ
ン）２０３上の原稿２０４を固定するために用いられ
る。原稿２０４は、ハロゲンランプ２０５の光で照射さ
れる。原稿２０４からの反射光はミラー２０６，２０７
に導かれ、レンズ２０９により３本のＣＣＤラインセン
サで構成される４ラインセンサ（以下ＣＣＤという）２
１０上に像を結ぶ。ＣＣＤ２１０は原稿からの光情報を
色分解して、フルカラー情報のうちのレッド（Ｒ）、グ
リーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）成分として信号処理部２１
１に送られる。なお、２０５，２０６は速度ｖで、２０
７は１／２ｖでラインセンサの電気的走査方向（以下、
主走査方向）に対して垂直方向（以下、副走査方向）に
機械的に動くことにより、原稿全面を走査する。

【００７２】５１０２は標準白色板であり、シェーディ
ング補正時に、ラインセンサ２１０−２〜２１０−４夫
々Ｒ，Ｇ，Ｂの成分のラインセンサに対応する読み取り
データの補正のためのデータを発生するために用いられ
る。

【００７３】この標準白色板５１０２は、可視光から赤
外光に対してはほぼ均一の反射特性を示し、可視では白
色の色を有している。

【００７４】この標準白色板５１０２を用いてＲ，Ｇ，
Ｂの可視ラインセンサ２１０−２〜２１０−４の出力デ
ータの補正に用いる。

【００７５】信号処理部２１１では読み取られた信号を
電気的に処理し、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエ
ロー（Ｙ）、ブラック（ＢＫ）の各成分に分解し、プリ
ンタ部２０２に送る。また、イメージスキャナ部２０１
における一回の原稿走査（スキャン）につき、Ｍ，Ｃ，
Ｙ，ＢＫの内、一つの成分が面順次にプリンタ２０２に
送られ、計４回の原稿走査により一回のカラー画像形成
が完成する。

【００７６】イメージスキャナ部２０１より送られてく
るＭ，Ｃ，Ｙ，ＢＫの画像信号は、レーザドライバ２１
２に送られる。レーザドライバ２１２は画像信号に応
じ、半導体レーザ２１３を変調駆動する。レーザ光はポ
リゴンミラー２１４、ｆ−θレンズ２１５、ミラー２１
６を介し、感光ドラム２１７上を走査する。

【００７７】２１９〜２２２は現像器であり、マゼンタ
現像器２１９、シアン現像器２２０、イエロー現像器２
２１、ブラック現像器２２２より構成され、４つの現像
器が交互に感光ドラムに接し、感光ドラム２１７上に形
成されたＭ，Ｃ，Ｙ，ＢＫの静電潜像を対応するトナー
で現像する。

【００７８】２２３は転写ドラムで、用紙カセット２２
４または２２５より給紙された用紙をこの転写ドラム２
２３に巻き付け、感光ドラム２１７上に現像されたトナ
ー像を用紙に転写する。

【００７９】このようにしてＭ，Ｃ，Ｙ，ＢＫの４色が
順次転写された後に、用紙は定着ユニット２２６を通過
して排紙される。

【００８０】ハロゲンランプ２０５は可視情報読み取り
のために用いられる。

【００８１】本発明における階調再現性は、４００ｄｐ
ｉの解像度において光ビームの照射量を２５６階調分直
線的に変化させた場合に画像濃度が照射量に比例する部
分で定義される。図１１に本発明における階調再現性の
測定の模式図を示す。

【００８２】本発明の画像形成装置として、６８０ｎ
ｍ、３５ｍＷの半導体レーザを用いて電子写真感光体上
でのスポット径は副走査方向の１／ｅ² で４００線相当
の６３．５μｍ一定として、主走査方向の１／ｅ² スポ
ット径は２５〜１００μｍで変化させて測定した。また
電子写真感光体の光導電層の膜厚を４〜２５μｍでそれ
ぞれの階調再現性を測定した。

【００８３】スポット面積は１２５０μｍ² 、２０００
μｍ² 、３０００μｍ² 、５０００μｍ² で測定を行っ
たが、それぞれ、主走査方向のスポット径は２５μｍ、
４０μｍ、６０μｍ、１００μｍである。電子写真感光
体の光導電層の膜厚は４μｍ、８μｍのものを用いた。

【００８４】

【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。

【００８５】（実施例１）ポリエチレンテレフタレート
樹脂に、酸化スズ微粒子（粒径約０．３μｍ）を７重量
％溶融分散し、破砕して直径５ｍｍ程度のペレットとし
た。このペレットを、２７０℃で押し出し成型し、鏡面
ロールを当接させて冷却することにより、膜厚１００μ
ｍのシートとした。この樹脂シートの表面に、表面剤と
して筆記性顔料および白色剤を塗工し、本発明の被記録
材を得た。

【００８６】なお、以後の被記録材の物性を全て表１
に、画像形成装置の条件を表２に示す。 上記被記録材
および本発明の画像形成装置を用いて画像評価を行っ
た。

【００８７】光導電層の電荷発生層としてＩ型ＴｉＯＰ
ｃを用いた機能分離型電子写真感光体を負帯電で使用
し、負帯電トナーで反転現像を行った結果、ピンホール
・画像抜けのない高精細な画像が得られた。また搬送時
の転写材担持部材と被記録材との密着性も良好であっ
た。さらに、電子写真感光体表面にキズ等の欠陥は見ら
れなかった。

【００８８】図１２に評価結果を示す。

【００８９】（実施例２）ポリ塩化ビニリデン樹脂に、
酸化アンチモン微粒子（粒径約０．３μｍ）を５重量％
溶融分散しペレット化した後、実施例１と同様にして、
厚さ１０μの樹脂シートとした。このシートを、厚さ１
００μのパルプ紙の転写面にラミネート加工により貼り
合わせ、実施例１と同様の表面剤を塗工して本発明の被
記録材を得た。この被記録材を用いて実施例１と同様の
評価を行った結果、実施例１と同様に良好な結果を得
た。

【００９０】（実施例３）ポリ塩化ビニリデン樹脂に、
ニッケル粉体（粒径約０．５μｍ）を６重量％溶融分散
しペレット化した後、ダイキャスト法により、支持体と
しての厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートシ
ート上にコート厚１０μｍとなるように溶融押し出して
成膜し、実施例１と同様の表面剤を塗工して、本発明の
被記録材を得た。この被記録材を用いて実施例１と同様
の評価を行った結果、実施例１と同様に良好な結果を得
た。

【００９１】（比較例１）被記録材として、導電性微粒
子を含有していないポリエチレンテレフタレートフィル
ムを用い、実施例１と同様の評価を行った。その結果、
転写画像のベタ部に抜けが生じ、ドラム表面にピンホー
ルが生じた。

【００９２】（比較例２）ポリエチレンテレフタレート
樹脂に、酸化スズ微粒子（粒径約０．３μｍ）を２０重
量％溶融分散し、実施例１と同様にして被記録材を得
た。この被記録材を用いて実施例１と同様の評価を行っ
た結果、転写画像のベタ部に抜けが生じ、ドラム表面に
ピンホールが生じた。また転写材保持部材との密着性が
悪く、搬送性が低下した。

【００９３】

【表１】

【００９４】

【表２】

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように、光導電層と保護層
の膜厚の和が１５μｍ以下である電子写真感光体と、印
加電圧５０Ｖ時の電流値が印加電圧１０Ｖ時の電流値の
５倍未満であり、かつ印加電圧５０００Ｖ時の電流値の
１／１００以下である電気特性を有する被記録材、ある
いはこの被記録材と、光ビームのスポット面積と電子写
真感光体の光導電層の膜厚の積を２００００μｍ² 以下
とした本発明の画像形成装置を用いることにより、４０
０ｄｐｉといった高解像度において多重転写時の画像抜
けや電子写真感光体上のピンホールを生じることなく、
かつ被記録材の搬送性を損なうことなく、２５６階調の
優れた階調再現性を有する高画像品位の出力を得ること
が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ビームのスポット面積と電子写真感
光体の光導電層の積との関係を示す説明図である。

【図２】本発明の画像形成装置の一例の概略構成を示す
側面図である。

【図３】本発明のレーザ光走査部の概略構成を示す説明
図である。

【図４】本発明のレーザ光を制御するためのパルス幅変
調回路の回路ブロック図である。

【図５】本発明のレーザ光を制御するためのパルス幅変
調回路の動作を示すタイミングチャートである。

【図６】本発明の画像形成装置の一例であるカラー複写
機の概略構成を示す側面図である。

【図７】図６のカラー複写機における原稿照明ランプ直
後のフィルタの分光特性図である。

【図８】図６のカラー複写機における信号処理部の構成
を示すブロック図である。

【図９】図８のアナログ信号処理部における各信号のタ
イミングチャートである。

【図１０】本発明の画像形成装置の他の例であるカラー
複写機の概略構成を示す側面図である。

【図１１】階調再現性の測定方法における光照射量と画
像濃度の関係を示すグラフである。

【図１２】本発明の効果を示す４００ｄｐｉにおける階
調再現性の測定結果を示すチャートである。

【符号の説明】

Ｇ 原稿 １ 感光ドラム ２ 前露光ランプ ３ 帯電器 ４ 現像装置 ５ クリーナー ６ 定着器 ７ 転写帯電器 ８ 分離帯電器 ９ ユニット １０ 原稿台 １００ 固体レーザ素子 ２００ 鏡面厚板 ２０１ イメージスキャナ部 ２０２ プリンタ部 ２０３ 原稿台ガラス（プラテン） ２０４ 原稿 ２０５ ハロゲンランプ ２０６，２０７ ミラー ２０８ 赤外カットフィルタ ２０９ レンズ ２１０ ＣＣＤ ２１０−２〜２１０−４ ラインセンサ ２１１ 信号処理部 ２１２ レーザドライバ ２１３ 半導体レーザ ２１４ ポリゴンミラー ２１５ ｆ−θレンズ ２１６ ミラー ２１７ 感光ドラム ２１８ 回転現像器 ２１９ マゼンタ現像器 ２２０ シアン現像器 ２２１ イエロー現像器 ２２２ ブラック現像器 ２２３ 転写ドラム ２２４，２２５ 用紙カセット ２２６ 定着ユニット ３００ レーザ走査部 ３０２ 固体レーザ素子 ３０３ コリメーターレンズ系 ３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃ ｆθレンズ群 ３０６ 被走査面 ４０１ ＴＴＬラッチ回路 ４０２ 高速レベル変換器 ４０３ 高速Ｄ／Ａコンバータ ４０４ ＥＣＬコンパレータ ４０５ レベル変換器 ４０６ クロック発振器 ４０７ 三角波発生器 ４０８ １／２分周器 ５００ レーザドライバ回路 ５０１ 発光素子 ４１７ ＣＰＵ ４１９ 主走査アドレスカウンタ ４００１ アナログ信号処理部 ４００２ シェーディング補正部 ４００８ デコーダ ４１０１ サンプル／ホールド部 ４１０３ 電圧コントロール回路 ４１０５ Ａ／Ｄ変換器 ４１０６，４１０２ クランプ回路 ５１０２ 標準白色板 ８０１，８０２，８０５ ラインディレイ素子 ８０６ マスキングおよびＵＣＲ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西田 俊一郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 藤村 直人 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真感光体の光導電層と保護層の膜
   厚の和が１５μｍ以下である画像形成装置において、画
   像形成時に使用する被記録材であって、印加電圧５０Ｖ
   時の電流値が印加電圧１０Ｖ時の電流値の５倍未満であ
   り、かつ印加電圧５０００Ｖ時の電流値の１／１００以
   下である電気特性を有することを特徴とする電子写真用
   被記録材。
2. 【請求項２】 入力信号で変調された光ビームを電子写
   真感光体上に照射するとともに走査することによって潜
   像を形成し、その形成された潜像を現像して画像を得る
   画像形成装置において、記録される画像の解像度および
   階調性により前記電子写真感光体への光ビームの露光量
   を制御する手段、得られた潜像をトナーにより現像する
   手段、および該光ビームのスポット面積と電子写真感光
   体の光導電層の膜厚の積が２００００μｍ³ 以下である
   ように露光する手段を有し、かつ画像形成時に使用する
   被記録材の電気特性が、印加電圧５０００Ｖ時の電流値
   の１／１００以下であることを特徴とする画像形成装
   置。
3. 【請求項３】 前記スポット面積が４０００μｍ² 以下
   である請求項１に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記露光量を制御する手段が露光時間変
   調を含む請求項に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記光ビームがＬＥＤアレイにより得ら
   れる請求項２に記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記光ビームが半導体レーザにより得ら
   れる請求項２に記載の画像形成装置。