JPS6219881A - 電子写真法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は主走査方向の帯状かふりを抑え、主副の両走査
方向の１ドツトライン等の細線の再現性を向上させた電
子写真法に関する。

〔従来の技術〕

光ビームによる電子写真装置（背景部を露光するタイプ
とする。以下、同じ）として、例えば、第５図に示すも
のがある。この電子写真装置はレーザ光線１の光ビーム
２を画像信号に応じて変調器３によって変調し、変調光
ビーム４を回転多面鏡５で主走査方向に偏向し、レンズ
径６を介して回転する感光体７を露光するものである。

この露光により感光体７上に静電潜像が形成され、現像
後、記録紙８に転写される。

第６図は、感光体７を露光する光ビームのエネルギー密
度比を示し、各走査線Ｓｌ、ＳＺ、Ｓ３上において最大
値となり、各走査線Ｓ　＋、　Ｓ　ｚ、　Ｓ　：ｌの中
間点位置Ｇ＋、Ｇｚにおいて最大値の１　／ｅ”となる
ガウス分布の形状を有している。光ビームの径ｄは光強
度が光ビーム中心の１／ｅ２となる値の点によって定ま
ると定義されていることから、各走査線Ｓｌ、ＳＺ、Ｓ
３の間隔Ｐと光ビームの径ｄの比には、第６図の場合に
おいて、１（＝ｄ／Ｐ＝１となる。図中Ｂ、は単一の光
ビームのエネルギー密度比を示し、Ｂ２は合成されたエ
ネルギー密度比を示す。

感光体７を画像信号に応じて変調された光ビーム４で露
光すると、背景部に相当する領域は、曲線Ｂ２のエネル
ギーパターンを有した光ビームで露光されたことになっ
て主走査方向に走る帯状のかぶりを発生させる。

走査線間隔Ｐは、例えば、解像度４００ＳＰＴのレーザ
プリンタで６４μ、解像度８００ＳＰＩのものでは３２
μとなる。このため、現像に直接きく電場では、この露
光むらが強調されることになる。

この帯状かぶりを抑えるために現像バイアス電圧を上げ
ることも考えられるが、帯状かぶりを消すほどまでにバ
イアス電圧を上げると、画像部の電位コントラストが不
足したり、現像剤中のキャリアまで感光体に付着する等
の不都合が生じる。

このような不都合を伴わずに帯状のかぶりを抑えるもの
として、特開昭５８−１５２２６９号公報に示される電
子写真法が提案されている。この電子写真法によれば、
前述の比ｋを １．３　≦に＝ｄ／Ｐ≦１．９ になるように光ビームの径ｄと走査線間隔Ｐを設定する
と、前述した帯状のかぶりが抑えられると述べている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来の電子写真法によれば、前述の比ｋを、１
．３≦に＝ｄ／Ｐ≦１．９に選んだとしても、感光体の
速度変動が所定のし限ルを超えると帯状のかぶりが発生
することになり、また、１ドツトライン等の細線の再現
性において、主走査方向に走るものと副走査方向に走る
ものとの間に差が生じることになり、特に、副走査方向
に走る細線の再現性の向上に限界が生じる。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明は上
記に鑑みてなされたものであり、感光体に速度変動が発
生したとしても、主走査方向に走る帯状のかぶりを抑え
、かつ、主副の両走査方向の１ドツトライン等の細線の
再現性を向上させるため、光ビーム径と走査線間隔の比
を主副の走査方向において個別に制御するようにした電
子写真法を提供するものである。

本発明の電子写真法によれば、ガウス分布光ブームの光
強度が光ビーム中心の１／ｅ２となる値の点で光ビーム
径を定めるとき、主走査方向のビーム径ｄｇ、副走査方
向のビーム径ｄｐと走査線間隔Ｐとの比ｋｓ、ｋｐが、 ｋ、−ｄ、／ｐ≦１．８ １．８≦ｋｐ＝ｄｐ／Ｐ≦２．４ となるように設定される。

〔実施例〕

以下、本発明による電子写真法を詳細に説明する。

（Ａ）帯状かぶりの発生防止について （１）感光体のキャリア光生成の量子効率ηη＝η。Ｘ
　（Ｅ　／　Ｅ　Ｏ）　”　・・・（１）ここで、η。

：ある電場Ｅ０における量子効率Ｅ　：感光体の内部電
場 ｎ　：量子効率の電場依存性を表 わす定数。例えば、Ｓ、− 有機複合感材では、ｎ＝％、 α−８，感材ではｎ＝０ （２）感光体の光除電特性 （１）式の関係を満たすとき、感光体の光除電特性は次
のように表される。

ｙ　＋１・１１１　　＝　ｙ。＋１・ｎｌ　　・Ｓ　Ｘ
　Ｉ　　・（２）ここで、Ｖｏ　：感光体初期電位 Ｓ　：感光体の感度定数 Ｉ　：露光エネルギー （３）感光体の光除電特性の特徴的事項感光体として、
Ｓ、−有機複合感材を使用すると、（２）式は、ｎ＝％
とじて、 ＥＦ　＝π・３ＸＩ　　・・（３） となる。ここで、露光エネルギー■を変化させて感光体
の光除電特性に基づく電位Ｖを測定した。測定結果を第
１図に示す。横軸は後述する２直線Ｌｌ、Ｌ２の交点Ｘ
における露光エネルギーを基準光ｉｆ　（１，０）とし
たときの露出エネルギーの比を実軸で示すものであり、
縦軸は電位Ｖを２乗に変換して示すものである。

第１図より明らかな通り、横軸に露光エネルギー■を実
軸で示し、縦軸に感光体電位■を（１−ｎ）乗の軸とし
て示せば、光除電特性は２木の直％％ｔ、＋、Ｌ２で近
似的に表されるという特徴的事項が判明した。直線Ｌ２
は直線Ｌ１より傾きが小さく、残留電位の部分に対応す
るものである。

（４）感光体の光除電特性のモデル化 前述した残留電位の部分を考慮すると、（３）式は、次
のようにモデル化することができる。　　　　（６）（
４，１）　　ａ領域（基準光量以下の領域）ｖ＝ｔｙ＼
ｔｏ　　　・（Ｊコフーー　・Ｊスフ・１７）ｘ　　　
Ｉ　　）　　　”　　　・（４，１）　　　　　　　　
　　　　　　　　　Δ（４，２）　　ｂ領域（基準光量
以上の領域）■−（５雇−〇！、Ｉ（冨−５１）ｘｃ■
−１））　２−・・（４，２；ここで、 Ｖ　：露光エネルギー■を与えられた 後の感光体電位 ＣＰ：Ｒ：２本の直線Ｌ　Ｉ、　Ｌ　ｚの傾きの比ＶＲ
：交点Ｘの電位（一般に残留電位 と呼ばれるもの） （５）副走査方向の電位むら　ΔＶ ΔＶ＝Ｖ□ｘ　　　ＶｆｆｉＩｎ　　’・・（５）ここ
で、 Ｖ　（Ｂ　Ｂ　Ｘ：露光エネルギー■の最小値Ｉ　ｍｉ
。

を与えられたときの感光体電位Ｖ の最大値 Ｖ　ｐ　ｉ　（Ｈ：露光エネルギーＩの最大値Ｉ　ｍｓ
ｘを与えられたときの感光体電位Ｖ の最小値 副走査方向の光量むら　ΔＩ 前述した（５）の電位むらΔＶは以下の光量むらＩによ
ってもたらされるものである。

１１１１１Ｘ ここで、ｋ、＝ｄ、／Ｐであり、 ｄ２　：副走査方向の光ビーム径 Ｐ　：走査線間隔 第１図に示した測定結果によれば、Ｖ　Ｏ＝　８００（
Ｖ）　、ＶＲ＝　２００　（Ｖ）　、Ｃ！Ｒ＝０．３が
得られた。

ここで、露光エネルギー■を １＝　（Ｉ□Ｘ　＋　ｌｍ１ｎ　＞　／２　＝１．２に
設定した。副走査方向のビーム径ｄｐに基づくｋｐ＝ｄ
ｐ／Ｐに応シタ電位むらΔｖを（４，１）、（４，２）
　、（５１、（６）の各式を用いて計算し、その結果を
第２図に示す。第２図において、曲線Ｃ８は振動レベル
が０％のとき、曲線Ｃ２は振動レベルが±１０％のとき
のものである。

その計算結果から明らかな通り、感光体ドラムの速度が
１０％増加（振動レベル±１０％）したときには、走査
線間隔Ｐも１０％大きくなるため、ｋｐ＝ｄｐ／Ｐが小
さくなる。そのため、（６）式より光量むらΔ■が大き
くなり、それによって電位ΔＶむらも大きくなる。

ここで、帯状かぶりを抑えるための前提条件を次の通り
設定した。

（１）通常のバイアス電圧設定値Ｖｍ（Ｖｎ＝背景部電
位＋１００　（Ｖ）　）では、電位むらΔ■は±１５〔
Ｖ〕（コントラスト３０〔ｖ〕）以下でなければならな
い。

（２）感光体ドラムの速度変動は±５％以下に抑えるこ
ともできるが、実際にはマシーン本体から伝わる振動も
あるため、全体として振動レベルを±１０％程度に見込
まなければならない。

第２図より、この条件（１）、（２）を満足するために
は、ｋ、＝ｄｐ／Ｐ≧１．８、好ましくは、ｋｐ＝ｄｐ
／Ｐ≧１．９でなければならない。

他の感材、例えばα−８，感材を使用して同様の検討を
試みたが、同じような結果が得られた。

〔Ｂ〕１ドツトライン等の細線の再現性について（１１
主走査方向に走る細線 この１ドツトラインの再現性とビーム径の関係を把握す
るために、本発明者はまず現像電場解析によるシミュレ
ーション計算を実施した。

計算に用いた値（感材、露光エネルギー）は前述（Ａ）
の値と同じである。

その結果は、主走査方向に走る１ドツトラインの再現性
は、主として副走査方向ビーム径ｄｐによって決まり、 ｋｐ＝ｄｐ／Ｐ≦２．４、好ましくは ｋｐ＝ｄｐ／Ｐ≦２．２でなければならない。

そのとき再現される線幅Ｗは走査線間隔Ｐに対し、 Ｗ／Ｐゴ０．９２〜０．９４ と安定しており、値自体も問題ないものであった。逆に
、ｋｐ＝ｄ、／Ｐ＞２．４では細線のエツジ部濃度が低
下し、かつエツジ部近傍に飛散トナーと一般に呼ばれる
うすいトナ一層の付着が発生することが分かった。第３
図の（イ）　、　（ｏ）はこれを示し、 （イ）はに、＝に、／Ｐ＝２．２のとき、（ＴＩ）はｋ
ｌ、＝ｄ、／Ｐ＝２．６のときのちのであり、（ＴＩ）
において、飛散トナーＬが見られる。

（２）副走査方向に走る細線 副走査方向に走る１ドツトラインの再現性は主として主
走査方向ビーム径ｄｓによって決まり、またビームが走
査される影響が出るためビーム径に対する許容度は小さ
くなり、ｄ、　／Ｐ≦１．８でなければならない。その
ときの再現される線巾Ｗは走査ピッチＰに対し、 ｗ／ｐ＝ｏ、ｓ６〜０．８８ と安定、かつ満足できる値を示した。

逆に、ｄ、／Ｐ＞１．８では細線のエツジ部の濃度低下
はそれほどではないが、エツジ部近傍にうすいトナ一層
の付着が発生ずることが分かった。第４図の（イ）、（
０）はこれを示し、（イ）はに、＝ｄ、／Ｐ＝１．５の
とき、（１１）はに、＝ｄｓ／Ｐ＝２．０のときのもの
であり、（ロ）において、うすいトナ一層りの付着が見
られる。

（Ｃ）実験による検証結果 以上の解析結果を発明者は実験により検証した。用いた
実験機は、主副両方向についてビームエキスパンダーを
備えていて、主副両方向の光ビーム径ｄ、　、ｄｐを独
立に換えられるレーザ走査光学系を持つ実験用レーザプ
リンターである。

（１）帯状かぶりについて 感光体ドラム振動による皆景部帯状破りの発生に対する
許容度を見るために、感光体をダイレクトドライブして
いるＤＣサーボモーターに規則的なノイズ信号を与えて
人為的に±１０％の振動を感光体に与え、背景部の帯状
かぶりの発生を調べた。その結果、ｄ　ｐ　／　Ｐ≧１
．８では帯状かぶりの発生のないことを確認した。

（２）細線の再現性について ｄｐ／ｐ≦２．４、ｄ、／Ｐ≦１．８で、主走査方向、
副走査方向どちらの１ドツトラインもＷ７　ｐ　ｚｏ、
９４〜０．９８と安定、かつ良好な細線再現を得た。Ｗ
／Ｐが解析結果より大きな値となっているのは定着によ
り線巾が太ったためであり、これはかえって好ましいこ
ととなった。逆に、ｄ　ｐ　／　ｐ　＞　２．４、む／
ｐ＞１．８では両方向どちらの１ドツトラインとも線巾
は大きく変わらないまでも細線のエツジ部の切れの悪い
再現であった・ 両者の再現ラインの良否は、プリントサンプルをオリジ
ナルに用いて通常の複写機でコピーしたサンプルを比較
したときより明瞭となった。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明の電子写真法によれば、光ビ
ーム径と走査線間隔の比を主副の走査線方向において個
別に制御し１、特に、主走査方向のビーム径ｄｓ、副走
査方向のビーム径ｄｐと走査線間隔Ｐとの比に、、ｋｐ
を、 ｋ、＝に、／Ｐ≦１．８ １．８≦ｋｐ＝ｄ、／Ｐ≦２．４ となるように設定したため、感光体に速度変動が発生し
たとしても主走査方向に走る帯状のかぶりを抑え、かつ
、主副の両走査方向の１ドツトライ等の細線の再現性を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は感光体の光除電特性を示す説明図。第２図は感
光体上の電位むらを示す説明図。第３図（イ）　、　（
Ｄ）は主走査方向の細線の再現性を示し、（イ）は本発
明によるもの、　（＋１）は本発明の範囲を外れたもの
を示す説明図。第４図Ｃイ）　、　（０）は副走査方向
の細線の再現性を示し、（イ）は本発明によるもの、（
１１）は本発明の範囲を外れたものを示す説明図。 第５図は、従来のレーザプリンターを示す説明図。 第６図はガウス分布光ビームの露光エネルギーを示す説
明図。 符号の説明 ■・・感光体電位 ■・・露光エネルギー Δｖ　−感光体電位むら ｋｐ　・−副走査方向のビーム径と走査線間隔の化第１
図 ０．０　０．２　０．４　０．６　０．８　　／、ＯＬ
２　１．４　　１．６　１Ｊ　　２．０一−Ｉ 第３図 （つ （Ｄ〕 第４７ （１′） （ｒ：Ｊ） Ｌ　　　　Ｌ　　　　　　　Ｌ 第５図 第６区

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）均一に帯電した感光体へ、画像信号に応じた光ビ
   ームを照射して背景部を露光した静電潜像を形成する電
   子写真法において、 前記背景部を照射する光ビームの主走査方向の径ｄ＿ｓ
   と走査線間隔ｐとの比ｋ＿ｓ＝ｄ＿ｓ／ｐ、および前記
   光ビームの副走査方向の径ｄ＿ｐと走査線間隔の比ｋ＿
   ｐ＝ｄ＿ｐ／ｐをそれぞれ個別に所定の値に制御するこ
   とを特徴とする電子写真法。
2. （２）前記比ｋ＿ｓが、ｋ＿ｓ＝ｄ＿ｓ／ｐ≦１．８前
   記比ｋ＿ｐが、１．８≦ｋ＿ｐ＝ｄ＿ｐ／ｐ≦２．４で
   ある特許請求の範囲第１項記載の電子写真法。