(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像担持体に光導電層を有する感光体を用い、少なくとも帯電工程、及び、画像パターンにしたがって複数行、複数列の画素マトリクスの各画素ごとに光ビーム照射する工程により静電潜像を形成する電子写真方法において、
連続光ビーム照射を行い形成されるデジタル潜像分布を測定する工程と、
１画素の光ビーム照射を行い形成されるデジタル潜像分布を測定する工程と、
前記感光体の１画素の光ビーム照射時における電位減衰量が、連続光ビーム照射時における電位減衰量の６５％以上１３５％未満となるように、潜像深さを制御する工程を有し、
前記感光体表面の電位減衰量は、電位センサーと感光体の表面との間の相対移動によって、該電位センサーに発生する誘導電流を解析することによって測定するものであり、
前記電位センサーの検出部分は円筒状金属ワイヤーからなり、前記感光体の表面に対して水平方向に配備するものであり、前記電位センサーの検出部分の幅は前記１画素の光ビーム照射によって形成される電位変化の幅より小さくする
ことを特徴とする電子写真方法。
【請求項２】
前記光導電層はアモルファスシリコンを主成分とする請求項１記載の電子写真方法。
【請求項３】
前記光ビーム照射工程において、波長４５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の光を用いる請求項１又は２記載の電子写真方法。
【請求項４】
前記感光体表面の移動速度が、２００ｍｍ／ｓｅｃ以上６００ｍｍ／ｓｅｃ以下である請求項１〜３の何れか一項記載の電子写真方法。
【請求項５】
前記光ビーム照射工程において、非画像部を露光するバックグラウンド露光法の画像形成方式を用いる請求項１〜４の何れか一項記載の電子写真方法。
【請求項６】
前記帯電工程の前に、前露光照射工程を有する請求項１〜５の何れか一項記載の電子写真方法。
【請求項７】
前記前露光照射工程において、前露光光源と前記感光体との間に迷光防止板を配置する請求項６記載の電子写真方法。
【請求項８】
前記前露光照射工程において、波長４５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の光を用いる請求項６又は７記載の電子写真方法。
【請求項９】
前露光光束を、前記感光体表面に対する入射角が６０°より小さい範囲内において感光体の移動方向側へ傾ける請求項６〜８の何れか一項記載の電子写真方法。
【請求項１０】
光導電層を有する感光体、該感光体を帯電するための帯電手段、帯電された該感光体に静電像を形成するための光を照射する光ビーム照射手段、及び、該光ビーム照射により形成された静電像を現像するための現像手段を有する電子写真装置において、
該感光体の連続光ビーム照射時、及び、１画素の光ビーム照射時に形成されるデジタル潜像分布を測定する手段と、
連続光ビーム照射時における電位減衰量と、１画素の光ビーム照射時における電位減衰量とに基づいて潜像深さを制御する潜像深さ制御手段とを有し、
前記潜像深さ制御手段は、前記感光体の１画素の光ビーム照射時における電位減衰量が、連続光ビーム照射時における電位減衰量の６５％以上１３５％未満となるように、潜像深さを制御する手段であり、
前記感光体表面の電位減衰量は、電位センサーと感光体の表面との間の相対移動によって、該電位センサーに発生する誘導電流を解析することによって測定するものであり、
前記電位センサーの検出部分は円筒状金属ワイヤーからなり、前記感光体の表面に対して水平方向に配備するものであり、前記電位センサーの検出部分の幅は前記１画素の光ビーム照射によって形成される電位変化の幅より小さくする
ことを特徴とする電子写真装置。
【請求項１１】
前記潜像深さ制御手段は、照射される光の光量、スポット径及び波長から選択される少なくとも一つを制御することにより、潜像深さを制御する手段である請求項１０記載の電子写真装置。
【請求項１２】
前記光ビーム照射手段は、波長４５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の光を発生する光源を有する請求項１０又は１１記載の電子写真装置。
【請求項１３】
前記感光体を、その表面が２００ｍｍ／ｓｅｃ以上６００ｍｍ／ｓｅｃ以下の移動速度となるように回転するための駆動源を有する請求項１０〜１２の何れか一項記載の電子写真装置。
【請求項１４】
さらに前露光手段を有する請求項１０〜１３の何れか一項記載の電子写真装置。
【請求項１５】
前記前露光手段の光源と前記感光体との間に迷光防止板を有する請求項１４記載の電子写真装置。
【請求項１６】
前記前露光手段は、波長４５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の光を発生する光源を有する請求項１４又は１５記載の電子写真装置。
【請求項１７】
前記前露光手段からの光束は、前記感光体表面に対する入射角が６０°より小さい範囲内において感光体の移動方向側に傾けられている請求項１４〜１６の何れか一項記載の電子写真装置。
【請求項１８】
前記光導電層はアモルファスシリコンを主成分とする請求項１０〜１７の何れか一項記載の電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方法及び電子写真装置に関し、特に、レーザービームプリンタ、デジタル複写機等を用いたデジタル電子写真方法及びそれらデジタル電子写真装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、レーザービームプリンタ、複写機等の電子写真装置は、その画質の良さおよび高速なプリントアウトなどの特徴で注目を浴びている。その上、文字だけでなく写真等を出力する機会が急増しており、電子写真装置の高画質化に対する要求が高まっている。この電子写真装置に用いられる感光体には、大きく分けて有機系感光体と無機系感光体の２種類に分類される。
【０００３】
有機系材料は、電子写真感光体の光導電材料として、近年種々の開発が進み、特に電荷発生層と電荷輸送層を積層した機能分離型感光体は既に実用化され複写機やレーザービームプリンターに搭載されている。
【０００４】
これらの感光体は一般的に耐久性について考慮されてきた。耐久性としては、感度、残留電位、帯電能、画像ぼけ等の電子写真物性面の耐久性及び摺擦による感光体表面の摩耗や引っ掻き傷等の機械的耐久性に大別され、いずれも感光体の寿命を決定する大きな要因となっている。そのうち、電子写真物性面の耐久性、特に画像ぼけに関しては、コロナ帯電器から発生するオゾン、ＮＯｘ等の活性物質により感光体表面層に含有される電荷輸送物質が劣化する事が原因である事が知られている。また機械的耐久性に関しては、感光層に対して紙、ブレード／ローラー等のクリーニング部材、トナー等が物理的に接触して摺擦する事が原因である事が知られている。電子写真物性面の耐久性を向上させる為には、オゾン、ＮＯｘ等の活性物質により劣化されにくい電荷輸送物質を用いることが重要であり、酸化電位の高い電荷輸送物質を選択する事が知られている。また、機械的耐久性を上げる為には、紙やクリーニング部材による摺擦に耐える為に、表面の潤滑性を上げ摩擦を小さくする事、トナーのフィルミング融着等を防止する為に表面の離形性を良くすることが重要であり、フッ素系樹脂粉体、フッ化黒鉛、ポリオレフィン系樹脂粉体等の潤滑剤を表面層に配合することが知られている。しかしながら、摩耗が著しく小さくなるとオゾン、ＮＯｘ等の活性物質により生成した吸湿性物質が感光体表面に堆積し、その結果として表面抵抗が下がり、表面電荷が横方向に移動し、画像のぼけ（画像流れ）を生ずるという問題が生ずることが有った。また、感度、帯電能などの電位特性について、上記の理由により耐久によって摩耗させる事が必要である為、耐久変化があり、また摩耗に伴う表面形状の変化が引き起こす光散乱等により、画質の低下が生じる、という問題が生ずることが有った。
【０００５】
一方、無機系感光体材料の一つの例として、アモルファスシリコン（以下、「ａ−Ｓｉ」と表記する）が挙げられる。電子写真感光体において、感光層を形成する光導電材料としては、１）高感度でＳＮ比［光電流（Ｉｐ）／暗電流（Ｉｄ）］が高く、照射する電磁波のスペクトル特性に適合した吸収スペクトルを有すること、２）光応答性が早く、所望の暗抵抗値を有すること、３）使用時において人体に対して無害であること、等の特性が要求される。特に、事務機としてオフィスで使用される画像形成装置内に組み込まれる画像形成装置用感光体の場合には、上記の使用時における無公害性は重要な点である。
【０００６】
この様な点に優れた性質を示す光導電材料に水素化アモルファスシリコン（以下、「ａ−Ｓｉ：Ｈ」と表記する）があり、例えば、特公昭６０−３５０５９号公報には画像形成装置用感光体としての応用が記載されている。それらのａ−Ｓｉ：Ｈ感光体は、前述の有機系感光体に比べ、１）感光特性におけるリニアリティが非常に高い、２）材料構造的に均一系であり感光体内において光散乱が無い、３）誘電率が大きく電界効果が強い、等の特徴が有り、特に高画質化という観点においては非常に適しているとされている。
【０００７】
また、特開昭５４−８３７４６号公報においては、導電性支持体と、ハロゲン原子を構成要素として含むａ−Ｓｉ（以下、「ａ−Ｓｉ：Ｘ」と表記する）光導電層からなる画像形成装置用感光体が提案されている。当該公報においては、ａ−Ｓｉにハロゲン原子を１乃至４０原子％含有させることにより、耐熱性が高く、画像形成装置用感光体の光導電層として良好な電気的、光学的特性を得ることができるとしている。
【０００８】
また、特開昭５７−１１５５６号公報には、ａ−Ｓｉ堆積膜で構成された光導電層を有する光導電部材の、暗抵抗値、光感度、光応答性等の電気的、光学的、光導電的特性及び耐湿性等の使用環境特性、さらには経時的安定性について改善を図るため、シリコン原子を母体としたアモルファス材料で構成された光導電層上に、シリコン原子及び炭素原子を含む非光導電性のアモルファス材料で構成された表面層を設ける技術が記載されている。
【０００９】
更に、特開昭６０−６７９５１号公報には、アモルファスシリコン、炭素、酸素及び弗素を含有してなる透光絶縁性オーバーコート層を積層する感光体についての技術が記載され、特開昭６２−１６８１６１号公報には、表面層として、シリコン原子と炭素原子と４１〜７０原子％の水素原子を構成要素として含む非晶質材料を用いる技術が記載されている。
【００１０】
更に、特開昭５７−１５８６５０号公報には、水素を１０〜４０原子％含有し、赤外吸収スペクトルの２１００ｃｍ-1と２０００ｃｍ-1の吸収ピークの吸収係数比が０．２〜１．７であるａ−Ｓｉ：Ｈを光導電層に用いることにより高感度で高抵抗な画像形成装置用感光体が得られることが記載されている。
【００１１】
一方、特開昭６０−９５５５１号公報には、アモルファスシリコン感光体の画像品質向上のために、感光体表面近傍の温度を３０乃至４０℃に維持して帯電、露光、現像および転写といった画像形成行程を行うことにより、感光体表面での水分の吸着による表面抵抗の低下とそれに伴って発生する画像流れ（高湿流れ）を防止する技術が開示されている。
【００１２】
これらの技術により、画像形成装置用感光体の電気的、光学的、光導電的特性及び使用環境特性が向上し、それに伴って画像品質も向上している。
【００１３】
一方、電子写真装置には、デジタル方式とアナログ方式の２つの方式が一般に知られている。デジタル電子写真システムの多くは、発光体（例えば、ＬＥＤ、半導体レーザー等）が画像信号に従いオン−オフ（ＯＮ−ＯＦＦ）し、その光が感光体上に投影される。従って、デジタル潜像はドット（画素単位）が集まって形成されており、画像のベタ部、ハーフトーン部及びライト部は、ドット密度を変えることにより夫々表現されている。
【００１４】
デジタル電子写真システムにおける画像形成方式には、画像情報と露光部との関係で、大きく分けて２つの方式がある。１つは画像部を露光するイメージ露光法（以下、ＩＡＥという）、もう１つは非画像部（背景部）を露光するバックグラウンド露光法（以下、ＢＡＥという）である。
【００１５】
ＢＡＥは、非露光部の電荷が残っている部分に現像を行う為、通常、感光体の帯電極性と同極性の現像剤が用いられる。この関係はアナログ方式の電子写真装置と同じである事から、ＢＡＥは、現像機構、クリーニング機構、現像剤等をアナログ方式の電子写真装置と共通化できるというメリットが有る。一方、ＩＡＥは、露光により電荷量が減少した部分に現像を行う為、感光体の帯電極性とは逆極性の現像剤を用い、反転現像を行わなければならない。両方式とも実用化されているが、それぞれ使用する感光体・現像剤等の制約で決定される事が多い。
【００１６】
【発明が解決しようとしている課題】
上述のデジタル電子写真システムでは、現像、定着などの工程において、ドット形の歪みや現像剤の飛び散り等が発生してしまい、デジタル潜像のドット密度比に対応する出力画像の階調性が十分に得られない場合がある。
【００１７】
又、画質を向上させる為に、ドットサイズを小さくして解像度を向上させる場合には、低濃度の画素においては現像が行われにくくなり、逆に、高濃度の画素においては隣接画素に対する影響が増大し、各画素間でのコントラストが十分とれなくなり、したがって、特にハーフトーン部の階調性の悪い画像になる傾向がある。
【００１８】
本発明は、上述した従来技術の各課題を解決すべくなされたものであり、出力画像におけるドットの再現性を向上し、階調性に優れた画像の得られる電子写真方法及び電子写真装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成する為に、静電潜像担持体上におけるデジタル潜像電位分布と出力画像におけるドットの大きさ・形状、及び、階調性等の関連性について鋭意研究検討を重ねた結果、感光体の１画素の光ビーム照射時における深さ方向の電位減衰量を、連続光ビーム照射時における深さ方向の電位減衰量の６５％以上１３５％未満となるように条件設定すると、現像、定着などの工程におけるドット形の歪みや現像剤の飛び散り等の発生が極めて少なく、出力画像の階調性がデジタル潜像のドット密度比に極めて良く対応することを見出し、本発明を完成するに至った。
【００２０】
すなわち本発明は、静電潜像担持体に光導電層を有する感光体を用い、少なくとも帯電工程、及び、画像パターンにしたがって複数行、複数列の画素マトリクスの各画素ごとに光ビーム照射する工程により静電潜像を形成する電子写真方法において、連続光ビーム照射を行い形成されるデジタル潜像分布を測定する工程と、１画素の光ビーム照射を行い形成されるデジタル潜像分布を測定する工程と、前記感光体の１画素の光ビーム照射時における電位減衰量が、連続光ビーム照射時における電位減衰量の６５％以上１３５％未満となるように、潜像深さを制御する工程を有し、前記感光体表面の電位減衰量は、電位センサーと感光体の表面との間の相対移動によって、該電位センサーに発生する誘導電流を解析することによって測定するものであり、前記電位センサーの検出部分は円筒状金属ワイヤーからなり、前記感光体の表面に対して水平方向に配備するものであり、前記電位センサーの検出部分の幅は前記１画素の光ビーム照射によって形成される電位変化の幅より小さくすることを特徴とする電子写真方法である。
【００２１】
さらに本発明は、光導電層を有する感光体、該感光体を帯電するための帯電手段、帯電された該感光体に静電像を形成するための光を照射する光ビーム照射手段、及び、該光ビーム照射により形成された静電像を現像するための現像手段を有する電子写真装置において、該感光体の連続光ビーム照射時、及び、１画素の光ビーム照射時に形成されるデジタル潜像分布を測定する手段と、連続光ビーム照射時における電位減衰量と、１画素の光ビーム照射時における電位減衰量とに基づいて潜像深さを制御する潜像深さ制御手段とを有し、前記潜像深さ制御手段は、前記感光体の１画素の光ビーム照射時における電位減衰量が、連続光ビーム照射時における電位減衰量の６５％以上１３５％未満となるように、潜像深さを制御する手段であり、前記感光体表面の電位減衰量は、電位センサーと感光体の表面との間の相対移動によって、該電位センサーに発生する誘導電流を解析することによって測定するものであり、前記電位センサーの検出部分は円筒状金属ワイヤーからなり、前記感光体の表面に対して水平方向に配備するものであり、前記電位センサーの検出部分の幅は前記１画素の光ビーム照射によって形成される電位変化の幅より小さくすることを特徴とする電子写真装置である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００２３】
図１（ａ）（ｂ）は、連続光ビーム照射によるデジタル潜像、及び、１ドットの光ビーム照射によるデジタル潜像を形成し、潜像分布を測定した結果の一例を示すグラフである。これらデータは後述する実験例及び実施例で得たものであり、後述する図７に示す装置を用い、その感光体には図６（ｃ）に示すような層構成のａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘ感光体を用いて得たものである。
【００２４】
図１（ａ）は、連続光ビーム照射時のデジタル潜像分布の測定結果を示すグラフである。このグラフにおいて、横軸は感光体上における位置を示し、０位置よりプラス側の位置に連続光ビームを照射している。縦軸は各々の位置における表面電位を示す。ここでは、連続光ビームの照射部（０よりプラス側の位置）の表面電位と、非照射部（０よりマイナス側の位置）の平均表面電位との差で規格化している。本発明においては、連続光ビーム照射による電位減衰量、即ち連続光ビーム照射部の表面電位と非照射部の平均電位（平均表面電位）の差を、以下「ベタ打ち潜像深さ」と称す。
【００２５】
図１（ｂ）は、１ドット（１画素）の光ビーム照射時のデジタル潜像分布の測定結果を示し、図１（ａ）と同スケールにて表したグラフである。このグラフにおいても同様に、横軸は感光体上における位置、縦軸は各々の位置における表面電位をべた打ち潜像深さで規格化しており、０位置に１ドットの光ビームを照射している。本発明において、１画素の光ビーム照射時における電位減衰量とは、このような１ドットの光ビーム照射部（０位置）の表面電位と、非照射部（０よりプラス又はマイナス側の位置）の平均表面電位との差である。この１ドット光ビーム照射による電位減衰量を、以下「１ドット潜像深さ」と称す。
【００２６】
図１に示される例においては、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、１ドット潜像深さはベタ打ち潜像深さの８５〜９０％程度である。図１に示される例においては、１ドット潜像深さは、本発明で規定する６５％以上１３５％未満の範囲内に入る。
【００２７】
本発明においては、この１ドット潜像深さが、べた打ち潜像深さの６５％以上１３５％未満となるように制御することにより、現像、定着などの工程におけるドット形の歪みや現像剤の飛び散り等の発生が極めて少なく、出力画像の階調性がデジタル潜像のドット密度比に極めて良く対応するという効果が得られる。特に、１ドット潜像深さは、べた打ち潜像深さの７５％以上１２０％未満であることが好ましく、さらに８５％以上１１０％未満であることがより好ましい。
【００２８】
次に、このように潜像深さを制御する為の好適な制御方法を、図２に示すフローチャートを用いて説明する。
【００２９】
図２のフローチャートに示すように、まず、連続光ビーム照射を行ない、形成されるデジタル潜像分布（べた打ち潜像深さ）を測定する。次に、１画素の光ビーム照射を行ない、形成されるデジタル潜像分布（１ドット潜像深さ）を測定する。それらの結果より、１ドット潜像深さがべた打ち潜像深さの６５％以上１３５％未満となっているか判定を行なう。条件が満たされない場合は、潜像深さ制御、例えば、照射する光ビームの光量の制御、スポット径の制御、レーザー素子の温度制御による波長制御等を行なうことによって１ドット潜像深さを変化させて、任意の値に設定し、再度の測定を行い確認する。条件が満たされた場合は、潜像深さの設定を完了する。
【００３０】
本発明においては、図１及び図２を用いて説明した通り、デジタル潜像分布を測定する必要が有る。この測定は、例えば、検知電極を用いて潜像分布を電気的に測定する方法（以下、潜像分布測定法と称す）により行なえる。
【００３１】
図３は潜像分布測定方法の一例を表す模式図である。また図４は、図３に示す潜像分布測定用の電位センサー部の模式的拡大図であり、さらに図５は、図４に示す電位センサー部を、同図の左方向から見た模式図である。図３〜図５中、１１０１は感光体ドラムの断面で、電位変化を伴う表面１１０２を有している。１１０３は、電位センサーである。この潜像分布測定法では、円筒状金属ワイヤーからなる電位センサー１１０３を用いている。１１０４は、電位センサー１１０３を支える支持体である。電位センサー１１０３は、導線１１０５により回路要素１１０６に接続される。
【００３２】
この電位センサー１１０３と潜像分布を形成した表面１１０２との間に相対移動が生じたとき、電位センサー１１０３には、ｄＶ／ｄｔ＝（ｄＶ／ｄｘ）・（ｄｘ／ｄｔ）に比例する誘導電流が発生する（ｄＶ；表面電位の変化量、ｄｘ／ｄｔ；相対移動速度）。通常、相対移動速度は一定であるので、検出した誘導電流には、表面電位の傾きに関する情報を含んでいる。これを、解析することにより、潜像電位分布を測定することが出来る。
【００３３】
この電位センサー１１０３は、図４及び図５に示すように、検出部分の幅を測定する電位変化の幅より小さくし、この検出部分を被測定表面に対して水平方向に配備した棒状の導電体で構成し、被測定表面に対向する面以外から誘導電流を受けないように、被測定表面に対向する面以外の導体部分にシールドを有することが好ましい。このような形状の電位センサー１１０３を、被測定表面に対向させて相対的に移動させて、電位センサー１１０３に誘導電流を発生させ、この誘導電流の解析を行なえば、その電位センサー１１０３の形状効果により、潜像分布からの歪みなく誘導電流を検出する事が出来るため、潜像分布を極めて高精度に測定する事が可能となる。
【００３４】
さらに、この方法以外にも、潜像分布を測定する手段は、特表平５−５０８７０８号公報等にいくつか報告されている。それらの方法を用いた場合は測定精度は比較的低下するが、それらを本発明に用いることも可能である。
【００３５】
本発明においては、静電潜像担持体として、光導電層を有する感光体を用いる。特に、 ａ−Ｓｉを主成分とする光導電層を有するａ−Ｓｉ系感光体を用いる事が好ましい。図６（ａ）〜（ｄ）は、ａ−Ｓｉ系感光体の層構成の各種態様を説明するための模式的構成図である。
【００３６】
図６（ａ）に示す感光体７００においては、感光体用としての支持体７０１の上に、感光層７０２が設けられている。この感光層７０２はａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘ（水素原子及び／又はハロゲン原子を含むアモルファスシリコン）からなり、光導電性を有する光導電層７０３で構成されている。
【００３７】
図６（ｂ）に示す感光体７００においては、さらに、光導電層７０３上にａ−Ｓｉ系表面層７０４が設けられており、感光層７０２はこの光導電層７０３と表面層７０４で構成されている。
【００３８】
図６（ｃ）に示す感光体７００においては、さらに、支持体７０１と光導電層７０３との間にａ−Ｓｉ系電荷注入阻止層７０５が設けられており、感光層７０２はこの電荷注入阻止層７０５と光導電層７０３と表面層７０４で構成されている。
【００３９】
図６（ｄ）に示す感光体７００においては、さらに、光導電層７０３とａ−Ｓｉ系表面層７０４との間にａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる電荷発生層７０６が設けられており、感光層７０２はこの電荷注入阻止層７０５と光導電層７０３と表面層７０４と電荷発生層７０６で構成されている。
【００４０】
これらの層構成のａ−Ｓｉ系感光体においては、感光層の厚さが５〜５０μｍ、ＪＩＳ規格Ｂ０６１で定義される十点平均表面粗さＲｚが０．０５〜４μｍなる感光体を用いることが、静電気的特性及び電子写真的特性上好適である。
【００４１】
ａ−Ｓｉ：Ｈを用いた画像形成装置用感光体は、一般的には、導電性支持体を５０℃〜４００℃に加熱し、支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法（以下、「ＰＣＶＤ法」と称する）等の成膜法によりａ−Ｓｉからなる光導電層を形成する。なかでもＰＣＶＤ法、すなわち、原料ガスを直流または高周波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体上にａ−Ｓｉ堆積膜を形成する方法が好適である。
【００４２】
本発明の電子写真装置は、少なくとも感光体と、帯電手段と、光ビーム照射手段と、現像手段とを有し、さらに感光体の厚さ方向の電位減衰量を測定する手段と、測定した該電位減衰量に基づいて潜像深さを制御する潜像深さ制御手段とを有する。このような構成の装置を用いれば、先に詳述した本発明の電子写真方法を好適に実施できる。
【００４３】
図７は、本発明の電子写真装置を用いて画像を形成するプロセスの一例を示す為の概略図である。この図に示す例において、Ｘ方向に回転する紙面に垂直方向の回転円筒状の感光体１８０１の周辺には、感光体に近接して主帯電器１８０２、画像形成光線１８０３、現像器１８０４、転写紙給送系１８１０、転写・分離帯電器１８１２、クリーニング装置１８０５、主除電光源１８０６、搬送系１８１３などが配設してある。
【００４４】
感光体１８０１は主帯電器１８０２によって一様に帯電され、これに原稿の情報を有した画像形成光線１８０３を照射する事にによって、感光体１８０１上に静電潜像が形成される。前記潜像は現像器１８０４からトナーが供給されて可視像、すなわち、トナー像となる。
【００４５】
一方、転写材Ｐは転写紙通路１８１１、レジストローラ１８０９よりなる転写紙供給系１８１０を通って、感光体１８０１方向へと供給され、転写帯電器１８１２と感光体１８０１との間隙において、背面からトナーとは反対極性の電界を与えられ、これによって、感光体表面のトナー像は転写材Ｐに転移する。
【００４６】
分離された転写材Ｐは、転写紙給送系１８１３を通って定着装置（図示せず）に至って装置外に排出される。
【００４７】
尚、転写部位において転写に寄与せず感光体表面に残る残留トナーは、クリーナー１８０５に至りクリーニングブレード１８０７によってクリーニングされ、クリーニングにより更新された感光体１８０１は、更に主除電光源１８０６から除電光を与えられて再び次の画像形成プロセスに供せられる。
【００４８】
さらに図７において、１８１４は、検知電極を有する電位減衰量測定手段であり、１８１５は、潜像深さ制御手段である。これらを用いて、図２に示したフローチャートに従い潜像深さを制御すればよい。本例においては、具体的には、べた打ち潜像深さと１ドット潜像深さの測定結果に基づいて、照射する光ビームのスポット径を操作することにより潜像深さを制御する。
【００４９】
【実施例】
以下、実験例及び実施例により、本発明を更に詳細に説明する。ただし、本発明はこれらにより何ら制限されるものではない。
【００５０】
＜実験例１＞
図７に示す装置において、感光体には図６（ｃ）に示すような層構成のａ−Ｓｉ感光体を用い、除電光に波長７００ｎｍの光を用い、画像形成光に波長６８０ｎｍの光を用い、感光体は表面移動速度が３００ｍｍ／ｓｅｃになるように回転させた状態において、１ドット潜像深さと出力画像における階調性との関係について調べた。
【００５１】
本実験では、照射する光ビームの光量、及び、スポット径を調整して１ドット潜像深さを変化させた。出力画像は、ドット密度が１０％以下の孤立しているドットの再現性、ドット密度が５０％付近のハーフトーン部におけるドットの再現性、ドット密度が９０％以上の濃厚部におけるドットの再現性、及び、トナーの飛び散りについて各々評価を行い、階調性という観点で総合的に判定した。その結果を、表１に示す。
【００５２】
【表１】
0003800840.tif 000002
判定基準：
☆・・・最も良い
◎・・・非常に良い
○・・・良い
△・・・実用上問題無し
×・・・実用上問題のある場合有り。
【００５３】
表１より明らかなように、孤立ドット、ハーフトーン部におけるドットの再現性、及び、トナーの飛び散りに関しては、１ドット潜像深さが深くなるにつれてランクが良くなることがわかる。しかしながら、濃厚部におけるドットの再現性に関しては、１ドット潜像深さが深くなるにつれて、間隙が目立つようになり、ランクが下がる結果となった。この実験より、１ドット潜像深さは、べた打ち潜像深さの６５％以上１３５％以下にすることが好ましいことがわかった。
【００５４】
＜実験例２＞
本実験は、実験例１と同様の装置を用い、実験例１において総合的に最も良い画像が得られた条件（１ドット潜像深さ＝９７％となる条件▲１▼）と、それよりも若干ランクの悪い画像が得られる条件（１ドット潜像深さ＝７４％となる条件▲２▼）の２つの条件において、画像形成光波長のみ４７０ｎｍ〜７９０ｎｍまで変化させて、実験例１と同様の評価を行った。その結果を、表２に示す。
【００５５】
【表２】
0003800840.tif 000003
判定基準：
☆・・・最も良い
◎・・・非常に良い
○・・・良い
△・・・実用上問題無し
×・・・実用上問題のある場合有り。
【００５６】
表２に示すように、画像形成光の波長が長くなると、１ドット潜像深さが浅くなる結果が得られた。これは、長波長の光では、感光体への進入深さがより深くなり、光生成キャリアが表面方向に拡散する過程を経て潜像が形成されるため、同一条件で光ビーム照射すると、長波長の光を用いた場合は、潜像分布がなまってしまうためであると考えられる。
【００５７】
また、表２から明らかなように、どちらの条件の場合も、同一条件で光ビーム照射を行った場合、長波長の光の方が、画像ランクが悪くなることがわかる。このことは、最適な画像の得られる光ビーム照射条件のラティティウドが、長波長の光の方が狭いことを意味しており、即ち、画像形成光の波長は、７５０ｎｍ以下にすることが好ましいとわかった。
【００５８】
＜実験例３＞
本実験は、実験例１と同様の装置を用い、実験例１において総合的に最も良い画像が得られた条件（１ドット潜像深さ＝９７％となる条件▲１▼）と、それよりも若干ランクの悪い画像が得られる条件（１ドット潜像深さ＝７４％となる条件▲２▼）の２つの条件において、感光体表面の移動速度のみを１５０ｍｍ／ｓｅｃ〜６００ｍｍ／ｓｅｃまで変化させて、実験例１と同様の評価を行った。この時、各々の移動速度において、暗部電位と明部（連続光ビーム照射部）電位を等しい条件にて比較を行った為、本実験の装置においては、６００ｍｍ／ｓｅｃより早い移動速度にした場合、ゴーストが顕著になり最適な画像を得ることが出来ず、有意な評価を行うに至らなかった。実験の結果を、表３に示す。
【００５９】
【表３】
0003800840.tif 000004
判定基準：
☆・・・最も良い
◎・・・非常に良い
○・・・良い
△・・・実用上問題無し
×・・・実用上問題のある場合有り。
【００６０】
表３に示すように、どちらの条件の場合も、感光体表面の移動速度が遅くなるにつれ、１ドット潜像深さが浅くなる傾向が観測された。これは、光ビーム照射によって形成された潜像が、測定位置に到着するまでの間に、みだれてしまう為であると考えられる。この結果より、感光体表面の移動速度は、２００ｍｍ／ｓｅｃ以上であることが好ましいとわかった。
【００６１】
＜実験例４＞
本実験は、実験例１と同様の装置及び条件を用い、画像形成方式のみＢＡＥに変更し、実験例１と同様の評価を行い、ＩＡＥとＢＡＥとの比較を行った。その結果を、表４に示す。
【００６２】
【表４】
0003800840.tif 000005
判定基準：
☆・・・最も良い
◎・・・非常に良い
○・・・良い
△・・・実用上問題無し
×・・・実用上問題のある場合有り。
【００６３】
表４から明らかなように、濃厚部のドット再現性、及び、トナーの飛び散りに関してＢＡＥの方がより好ましい結果が得られ、総合的に優れていることがわかった。これは、濃厚部のドット再現性に関しては、ＩＡＥでは連続光ビーム照射部であるのに対し、ＢＡＥでは、光ビームの非照射部に相当する為に、ドットの間隙はＢＡＥの方が目立ちにくくなる為であると考えられ、また、トナーの飛び散りに関しては、ＩＡＥでは電位の低い部分に現像が行われ、ＢＡＥでは電位の高い部分に現像が行われることから、ＢＡＥの方が有利に働く為であると考えられる。本実験の結果、本発明の効果は画像方式にＢＡＥを用いることにより、より発揮される結果がわかった。
【００６４】
＜実験例５＞
本実験は、実験例１と同様の装置及び条件を用い、除電光照射時の諸条件のみ変化させて、実験例１と同様の評価を行った。除電光照射時の条件は、実験１の時の条件（即ち、波長７００ｎｍの光を直接感光体の中心へ向かって照射）をリファレンスとして、（１）除電光光源と感光体表面との間に迷光防止板を配備、更に、（２）除電光光束の感光体表面に対する入射角を感光体の回転方向側（すなわち下流側）に５°から６０°まで変化することにより条件を振った。入射角を６０°より大きくすることは本実験の装置では困難であった。実験の結果を表５に示す。
【００６５】
【表５】
0003800840.tif 000006
迷光板を配備することにより、１ドット潜像深さが深くなり、出力画像におけるドットの再現性、階調性が良くなることがわかる。これは、迷光防止板によって除電光の光量分布が均一化される為に、除電光によって生成された光キャリア分布が均一化され、画像形成光による光キャリアの挙動に与える影響が小さくなり、したがって、１ドット潜像が非常に深く、シャープな潜像が形成されるものと推測される。
【００６６】
また、迷光板の配備に加え、除電光光束を下流側に傾けることで、更に１ドット潜像深さは深くなり、出力画像におけるドットの再現性、階調性が向上している。
【００６７】
［実施例１］
本実施例では、図７に示すような構成を有するアナログ式キヤノン製複写機ＮＰ６７５０を、光走査装置のついたデジタル式に改造した装置を用い、感光体には図７（ｃ）に示すような層構成のａ−Ｓｉ感光体を用いた。除電光は、波長７００ｎｍの光を用い、迷光防止板は配備せずに入射角約０°で照射した。画像形成光には、波長６８０ｎｍのレーザー光を用い、画像形成方式には、ＩＡＥを用いた。
【００６８】
ドット潜像深さを９０％にした場合における出力画像において、ドット密度が１０％以下の孤立しているドットの再現性、ドット密度が５０％付近のハーフトーン部におけるドットの再現性、ドット密度が９０％以上の濃厚部におけるドットの再現性、及び、トナーの飛び散りについて各々評価を行い、階調性という観点で総合的に評価を行った。その結果を、表６に示す。
【００６９】
［実施例２］
除電光の波長を４５０ｎｍとし、画像形成光用の光源を波長４５０ｎｍのＬＥＤとし、感光体表面の移動速度を２００ｍｍ／ｓｅｃに改造し、それ以外は実施例１と同様の装置を用いた。ドット潜像深さを８５％にした場合における出力画像において、実施例１と同様にして評価を行った。その結果を、表６に示す。
【００７０】
［実施例３］
感光体に、図７（ｄ）に示すような層構成のａ−Ｓｉ感光体を用い、除電光の波長を５６５ｎｍとし、除電光光源と感光体表面との間に迷光板を配備し、画像形成光用の光源を波長６３５ｎｍのレーザーとし、画像形成方式にＢＡＥを用い、感光体表面の移動速度を４００ｍｍ／ｓｅｃに改造し、それ以外は実施例１と同様の装置を用いた。ドット潜像深さを９０％にした場合における出力画像において、実施例１と同様にして評価を行った結果を、表６に示す。
【００７１】
［実施例４］
感光体に、図７（ｄ）に示すような層構成のａ−Ｓｉ感光体を用い、除電光の波長を６６０ｎｍとし、除電光光源と感光体表面との間に迷光板を配備し、除電光光束の感光体表面への入射角を４５°とし、画像形成光用の光源を波長６５５ｎｍのＬＥＤとし、画像形成方式にＢＡＥを用い、感光体表面の移動速度を５５０ｍｍ／ｓｅｃに改造し、それ以外は実施例１と同様の装置を用いた。ドット潜像深さを９５％にした場合における出力画像において、実施例１と同様にして評価を行った結果を、表６に示す。
【００７２】
［比較例１］
実験例１に示した装置を用い、ドット潜像深さを５５％にした場合における出力画像において、実施例１と同様にして評価を行った結果を、表６に示す。
【００７３】
［比較例２］
実験例１に示した装置を用い、ドット潜像深さを１４０％にした場合における出力画像において、実施例１と同様にして評価を行った結果を、表６に示す。
【００７４】
【表６】
0003800840.tif 000007
表６に示した結果から明らかなように、実施例１及び２では総合的に良好（○）との結果が得られ、実施例３及び４では総合的に非常に良好（◎）との結果が得られた。一方、比較例１及び２では、総合的に実用上問題のある場合有り（×）との結果が得られた。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、現像、定着などの工程におけるドット形の歪みや現像剤の飛び散り等の発生が極めて少なく、出力画像の階調性がデジタル潜像のドット密度比に極めて良く対応し、ドットの再現性、階調性に特に優れた画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】連続光ビーム照射によるデジタル潜像、及び、１ドットの光ビーム照射によるデジタル潜像を形成し、潜像分布を測定した結果の一例を示すグラフである。
【図２】潜像深さを制御するプロセスを例示するフローチャートである。
【図３】潜像分布測定方法の一例を表す模式図である。
【図４】図３の電位センサー部の模式的拡大図である。
【図５】図４の電位センサー部を左方向から見た模式図である。
【図６】ａ−Ｓｉ系感光体の層構成の各種態様を説明するための模式的構成図である。
【図７】本発明の電子写真装置を用いて画像を形成するプロセスの一例を示す為の概略図である。
【符号の説明】
７００    感光体
７０１    支持体
７０２    感光層
７０３    光導電層
７０４    表面層
７０５    電荷注入阻止層
７０６    電荷発生層
７０７    電荷輸送層
１１０１    感光体ドラムの断面
１１０２    感光ドラムの表面
１１０３    電位センサーの信号検出部分
１１０４    絶縁性支持体
１１０５    導線
１１０６    回路要素
１８０１    感光体
１８０２    主帯電器
１８０３    画像形成光線
１８０４    現像器
１８０５    クリーナー
１８０６    主除電光源
１８０７    クリーニングブレード
１８０９    レジストローラー
１８１０    転写紙供給系
１８１１    転写紙通路
１８１２    転写帯電器
１８１３    転写紙給送系
１８１４    電位減衰量測定手段
１８１５    潜像深さ制御手段
【図１】
0003800840.tif 000008
【図２】
0003800840.tif 000009
【図３】
0003800840.tif 000010
【図４】
0003800840.tif 000011
【図５】
0003800840.tif 000012
【図６】
0003800840.tif 000013
【図７】
0003800840.tif 000014