(57)【要約】【課題】静電像を形成するための露光源（静電像形成手段）を有する電子写真用感光体ドラム２について、画像情報を伝送する上で安定性が高く、高速対応性に優れたものにする。また、ドラム２の位相を特定するための検出素子を設置することなく簡易な構成でリアルタイムに正確にドラム位相を把握を行う。【解決手段】自身に露光源を有するドラム２に対し、ドラム回転期間中に画像形成装置本体からデータ伝送を行い、ドラムの位相を検出すると同時に、画像形成を行う光通信手段３５を有するドラム。ドラム２の回転軸２４を中心に受光素子を環状に配置し、画像形成装置本体側に固定した発光素子３４から環状に配置された受光素子のいずれか一つに対してデータ伝送を行う。受光部では、発光素子３４の形成する光スポット内にある受光素子を判別してデータ受信を行うと同時に、光スポットからの受光素子の出入りを検出し、ドラム位相を判別する。【選択図】図３
2008203414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真画像形成装置に装着されて回転駆動され、前記電子写真画像形成装置の装置本体側から伝送される画像情報に応じて静電像を形成するための露光源を有する電子写真用感光体ドラムにおいて、
前記画像情報について、前記装置本体側との通信を行うための光通信手段を有することを特徴とする電子写真用感光体ドラム。
【請求項２】
前記光通信手段は、ドラムの回転軸を中心に環状に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電子写真用感光体ドラム。
【請求項３】
前記光通信手段に対して前記装置本体側から照射される光により、ドラムの回転位相の検出を行うドラム位相検出部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子写真用感光体ドラム。
【請求項４】
前記光通信手段は、ドラムの回転軸を中心に環状に配置された複数の受光素子と、前記複数の受光素子の各々の受光素子の出力を選択する信号選択部と、を有し、前記信号選択部は各受光素子の受信状況から出力を選択することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電子写真用感光体ドラム。
【請求項５】
回転駆動される電子写真用感光体ドラムを備えた電子写真画像形成装置において、
前記電子写真用感光体ドラムは請求項１から４のいずれかに記載の電子写真用感光体ドラムであり、前記電子写真画像形成装置の装置本体側に、前記画像情報について、前記電子写真用感光体ドラムに対して光通信を行う光通信手段を有し、前記電子写真用感光体ドラムと前記装置本体側の光通信手段は互いに対向する位置に配置されることを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項６】
前記電子写真用感光体ドラムの光通信手段は、ドラムの回転軸を中心に環状に配置された複数の受光素子と、前記複数の受光素子の各々の受光素子からの受信信号を選択する信号選択部と、ドラムの回転位相の検出を行うドラム位相検出部と、を有し、前記装置本体側の光通信手段は、前記受光素子に対向する位置に固定して配置されたデータ送信用の発光素子を有し、前記発光素子が形成する光スポット内に前記複数の受光素子のうちの一つ以上の受光素子が常に入るように、前記発光素子と前記複数の受光素子が配置されることを特徴とする請求項５に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項７】
前記ドラム位相検出部は、前記発光素子が形成する光スポットからの前記受光素子の出入りを検出してドラムの回転位相を判別することを特徴とする請求項６に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項８】
前記発光素子を光スポットが重複しない位置に複数配置し、前記電子写真用感光体ドラムの側で受信した受信信号より前記発光素子の特定を行う特定手段を有し、複数の経路からデータ通信を行うことを特徴とする請求項６又は７に記載の電子写真画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電像形成デバイス（像担持体）である電子写真用感光体ドラム、特に、静電像を形成するための露光源（静電像形成手段）が一体化した電子写真用感光体ドラムに関する。また、この電子写真用感光体ドラムを用いた電子写真画像形成装置に関する。
【０００２】
ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体（記録用紙、ＯＨＰシート、ラベル、布など）に画像を形成するものである。電子写真画像形成装置の例としては、電子写真複写機、電子写真プリンタ、ファクシミリ装置、及びそれらの複合機（マルチファンクションプリンタ）などが挙げられる。
【背景技術】
【０００３】
電子写真画像形成方式は、回転駆動される電子写真用感光体ドラム（以下、ドラムと略記する）を一様に帯電させた後、画像情報に対応した画像パターンを露光する。これによって感光体表面に電化密度分布（静電像）を形成し、これを現像剤で可視像（トナー像）とするものである。
【０００４】
画像パターンの露光方式としては、ドラムの外部に設置した露光源としての半導体レーザー或いはＬＥＤの出力光をドラム上で走査し、ドラム上で結像させた光スポットによってドラムに静電像を形成する外部露光方式がある。
【０００５】
これに対して、ドラム自身に露光源を有し、静電像形成を行う方式が知られている。例えば特許文献１では、ドラムの周面に沿った画像形成領域の全域にＥＬ（エレクトロルミネッセンス）画素アレイを貼り付けた感光体を有するデジタルプリンタについて記載されている。
【０００６】
ドラム自身に露光源が貼り付けられたデジタルプリンタにおいては、ドラムの回転とともに露光源も回転し、感光体に対する露光源の各発光画素部の位置関係は常に一定となる。このため、ドラム外部の露光源からの光照射により感光体上に静電像形成を行う外部露光方式に比べ、光スポットの走査位置変動やドラムの回転速度ムラに起因する画像位置ずれがない。そのため、特にフルカラー画像においては、色ずれの少ない高画質の画像を得ることが可能となる。
【０００７】
また、特許文献１に示されるようなドラム自身に露光源を有する画像形成装置においては、静電像形成時以外のタイミングにおいても、ドラム内部から露光し、ドラム表面の電位をコントロールが可能となる。例えば特許文献２には、ドラム内部に露光源としてＬＥＤを配置し、裏面像露光による帯電前露光、クリーニング前露光、転写前露光、転写同時露光と同様の露光制御を行うことで画質向上を行う方法について記載されている。特許文献１に示されるようなドラム自身に露光源を有する画像形成装置においても、特許文献２と同様の制御が可能となる。
【特許文献１】特開２００１−１８４４１号公報
【特許文献２】特開平１１−３１６４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、静電像形成デバイスであるドラム自身に、静電像を形成するための露光源を有する画像形成装置においては、ドラムへの画像情報の伝送や、露光源の駆動タイミング制御に課題があった。
【０００９】
まず、ドラム自身に露光源を有する画像形成装置における、装置本体側からドラム側へのデータ転送タイミングとしては、ドラムが回転する画像形成時においてデータ転送を行う場合と、ページ間等の非画像形成時にデータ転送を行う場合がある。
【００１０】
例えば、非画像形成時においてデータ伝送を行う場合は、ドラムの回転を停止してデータ転送を行うことも可能であるが、連続して画像形成を行う場合、静電像形成時において回転するドラムに対して、装置本体側からの画像情報の伝送を行う必要がある。
【００１１】
回転するドラムに対するデータ伝送方式としては、ドラム軸に接点電極を設けるなどの方法が考えられるが、この方法では接点の接触不良により画像情報の欠落が発生し易いという問題がある。特にプリント速度の高速化によりドラムの回転速度が上昇してゆくと、接点部の磨耗による劣化が問題となる。
【００１２】
また、電子写真画像形成装置においては、ドラムと帯電器、現像器、中間転写体との間で高電圧が印加される。そのため、ドラム近傍の伝送経路にノイズが発生しやすく、安定性に問題が生じ易い。画像の高解像度化やプリント速度の高速化などにより、時間当たりのデータの転送量が増加した場合は、データの転送経路を増やす、あるいは、転送速度を上げる必要がある。しかし、軸周辺に接点を設ける方法においては、接点の数を増やす必要があり、電極や伝送経路の構造が複雑化しやすく、配置にも限界があるという問題がある。
【００１３】
次に、ドラム周方向に露光源の発光画素を並べたドラムにおいては、各発光画素の位置に応じて画像書き出しを制御するために、各発光画素の位置を検出する必要がある。特許文献１では、ドラム回転時にドラム上の継ぎ目を検出し、検出タイミングからの時間をカウントして露光源の発光画素の露光タイミングを決定している。この場合、画像形成を行う上でドラムの継ぎ目を検出する検出手段が必要となる上に、ドラム１回転に一回しかドラムの回転位相の検出を行わないため、ドラムの回転ムラ等の変動要因によって、露光位置が想定した位置に対して変動しやすい。このため、より精度よく露光源の各発光画素部の露光タイミングを制御したい場合には、リアルタイムで正確にドラム位相を判断する検出手段が必要となる。例えば、感光体上の電位の経時変化特性により露光から現像のタイミングを常に一定にしたい場合や、特許文献２に示されるような転写同時露光等を行う場合では、リアルタイムで正確にドラム位相を判断する検出手段が必要となる。
【００１４】
本発明はこのような技術的課題に鑑みてなされたものである。
【００１５】
本発明の目的は、静電像を形成するための露光源を有する電子写真用感光体ドラムについて、画像情報を伝送する上で安定性が高く、高速対応性に優れたものを提供することにある。
【００１６】
また、本発明の目的は、静電像を形成するための露光源を有する電子写真用感光体ドラムについて、ドラムの位相を特定するための専用の検出素子を設置することなく簡易な構成でリアルタイムに正確にドラム位相を把握できるものを提供することにある。
【００１７】
また、本発明の目的は、上記の電子写真用感光体ドラムを用いた電子写真画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の目的を達成するための本発明に係る電子写真用感光体ドラムの代表的な構成は、電子写真画像形成装置に装着されて回転駆動され、前記電子写真画像形成装置の装置本体側から伝送される画像情報に応じて静電像を形成するための露光源を有する電子写真用感光体ドラムにおいて、前記画像情報について、前記装置本体側との通信を行うための光通信手段を有することを特徴とする。
【００１９】
また、上記の目的を達成するための本発明に係る電子写真画像形成装置の代表的な構成は、回転駆動される電子写真用感光体ドラムを備えた電子写真画像形成装置において、前記電子写真用感光体ドラムは上記構成の電子写真用感光体ドラムであり、前記電子写真画像形成装置の装置本体側に、前記画像情報について、前記電子写真用感光体ドラムに対して光通信を行う光通信手段を有し、前記電子写真用感光体ドラムと前記装置本体側の光通信手段は互いに対向する位置に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の電子写真用感光体ドラム又は電子写真画像形成装置は、光通信（非接触の無線通信）で画像情報伝送を行うため、ドラム回転時においても安定した通信が可能であり、ノイズの影響を受けづらい。従って、画像情報を伝送する上で安定性が高く、高速対応性に優れる。また、ドラムの位相を特定するための専用の検出素子を設置することなく簡易な構成でリアルタイムに正確にドラム位相を把握を行うことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
【実施例１】
【００２２】
（１）画像形成部
図１は本実施例における電子写真画像形成装置Ａの概略構成を示す横断面模式図である。図２は図１の部分的な拡大図である。
【００２３】
本実施例の画像形成装置Ａは、１ドラム−多重現像方式−中間転写方式のフルカラーデジタルプリンタである。この画像形成装置Ａは、制御手段としての本体制御回路部Ｂに接続された外部ホスト装置Ｃから入力する電気的な画像情報（画像データ）に対応したフルカラー画像又はモノカラー画像をシート状の記録材の面に形成して出力することができる。外部ホスト装置Ｃは、パーソナルコンピュータ、イメージリーダ、ファクシミリ等である。
【００２４】
本体制御回路部Ｂは、外部ホスト装置Ｃと各種の電気的情報信号の授受をする。また画像形成プロセス機器類・センサー類などから入力する電気的情報信号や画像形成プロセス機器類等への指令信号の処理、所定の画像形成シーケンス制御を司る。ＲＯＭやＲＡＭに格納された制御プログラムや参照テーブルにしたがって画像形成装置全体の動作制御を実行する。
【００２５】
この画像形成装置Ａは、静電像形成デバイス（像担持体）としての電子写真用感光体ドラム２を有する。この電子写真用感光体ドラム２は、後述するように、露光源としての発光素子マトリックス層の上に感光体部を積層した、露光源−静電像形成一体型のデジタル感光体ドラム（以下、ドラムと略記する）である。このドラム２は、画像形成プロセス実行時においては、ドラム軸（中心支軸）２４を中心に矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。
【００２６】
ドラム２の外周りには、ドラム回転方向に沿って、第１帯電器３ａ、第１現像器４Ｙ、第２帯電器３ｂ、第２現像器４Ｍ、第３帯電器３ｃ、第３現像器４Ｃ、第４帯電器３ｄ、第４現像器４Ｂｋが配設されている。更に、中間転写ベルトユニット５、ドラムクリーナーユニット６が配設されている。
【００２７】
１）帯電器３（ａ〜ｄ）
第１〜第４の帯電器３（ａ〜ｄ）は、何れも、ドラム２の感光体部を一様に帯電する帯電手段であり、コロナ放電器を用いている。コロナ放電器を用いることで、ドラム２を非接触で帯電処理することができる。ここでは、スコロトロン帯電器を用いた。
【００２８】
２）現像器４（Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ）
第１〜第４の現像器４（Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ）は、何れも、ドラム２に形成された静電像に現像剤を供給して静電像をトナー像として可視化する現像手段である。各現像器は、何れも、現像剤としてトナー＋磁性キャリアの２成分現像剤を用いた非接触現像装置（ジャンピング現像装置）である。第１の現像器４Ｙのトナーはイエロートナー（Ｙ色トナー）、第２の現像器４Ｍのトナーはマゼンタトナー（Ｍ色トナー）、第３の現像器４Ｃのトナーはシアントナー（Ｃ色トナー）、第４の現像器４Ｂｋのトナーはブラックトナー（Ｂｋ色トナー）である。
【００２９】
各現像器４（Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ）は、現像ローラ４ａ、現像ブレード４ｂ、攪拌ロッド４ｃ、現像容器４ｄを有し、現像容器４ｄ内に現像剤を収容してある。現像ローラ４ａはドラム２との対向部において、ドラム２の回転方向とは逆方向に所定の速度で回転駆動される。現像容器４ｄ内の現像剤は攪拌ロッド４ｃによって攪拌されて、トナーがキャリアとの摺擦で所定の極性に摩擦帯電される。攪拌された現像剤が現像ローラ４ａ側に搬送されて、現像ローラ４ａ内のマグネットローラの磁力によって現像ローラ４ａに付着する。その付着した現像剤が回転する現像ローラ４ａにより搬送され、現像ブレード４ｂによって層厚が所定に規制されることで、現像ローラ４ａ上に現像剤の薄層が形成される。その現像剤が現像ローラ４ａの引き続く回転で現像ローラ４ａとドラム２との対向部である現像部位に搬送される。そして、現像部位において、ドラム２と現像ローラ４ａに印加される所定の現像バイアスによって生じる電界の力で、トナーが現像ローラ４ａ側からドラム２側に飛翔して、ドラム２の面に形成されている静電像に付着する。すなわち、ドラム面の静電像がトナー像として現像される。
【００３０】
３）中間転写ベルトユニット５
中間転写ベルトユニット５は、１次転写ローラ５ａ、２次転写ローラ５ｂ、エンドレスで可撓性を有する中間転写ベルト（以下、ベルトと略記する）５ｃ、バックアップローラ５ｄ、テンションローラ５ｅ、駆動ローラ５ｆ、巻きつけローラ５ｇ等を有する。ベルト５ｃは、１次転写ローラ５ａ、バックアップローラ５ｄ、テンションローラ５ｅ、駆動ローラ５ｆ、巻きつけローラ５ｇの５本のローラ間に懸回張設されている。巻きつけローラ５ｇはベルト５ｃをドラム２に巻きつける方向に付勢するローラである。
【００３１】
転写手段である１次転写ローラ５ａと２次転写ローラ５ｂは、何れも、芯金と、その外周面に形成された円筒状の導電性発泡ゴムを有する。バックアップローラ５ｄは、金属ローラの表面に導電性ゴムをコートしたものである。１次転写ローラ５ａは、両端部が軸受部材にて回転自在に軸支されると共に、ドラム２に対してスプリング等による押圧手段によりベルト５ｃを介して一定の力で押し当てられている。ドラム２とベルト５ｃの接触部が１次転写部位Ｔ１である。１次転写ローラ５ａに対する１次転写電圧の印加は、軸受部材に導電性樹脂を使用することで行った。
【００３２】
また、２次転写ローラ５ｂは、両端部が軸受部材にて回転自在に軸支されると共に、バックアップローラ５ｄに対してスプリング等による押圧手段でベルト５ｃを介して一定の力で押し当てられている。２次転写ローラ５ｅとベルト５ｃの接触部が２次転写部位Ｔ２である。２次転写ローラ５ｂに対する２次転写電圧の印加は、軸受部材に導電性樹脂を使用することで行った。
【００３３】
ベルト５ｃの材質は、ポリカーボネート樹脂、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ポリアルキレンフタレート、ＰＣ（ポリカーボネート）／ＰＡＴ（ポリアルキレンテレフタレート）のブレンド材料等の熱可塑性樹脂の導電性の無端ベルトが考えられる。また、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフロロエチレン共重合体）／ＰＣ、ＥＴＦＥ／ＰＡＴ、ＰＣ／ＰＡＴのブレンド材料等の熱可塑性樹脂の導電性の無端ベルトが考えられる。
【００３４】
４）ドラムクリーナーユニット６
ドラムクリーナーユニット６は、ドラム２からベルト５ｃへのトナー像の１次転写後にドラム２の面に残留するトナー等のドラム面汚染物を除去してドラム表面を清掃するクリーニング手段である。ここでは、クリーニングブレード６ａによりドラム面を拭掃してドラム面から汚染物を掻き取るブレードクリーニング装置を使用している。クリーニングブレード６ａは、ドラム回転に対してカウンタの姿勢でドラム２に当接させて廃トナー容器６ｂに取り付けてある。
【００３５】
５）画像形成動作
本体制御回路部Ｂはプリント開始信号に基いて、ドラム２を回転駆動する。そして、第１帯電器３ａのワイヤーに例えば−６ｋＶ、グリッド部に例えば−６００Ｖを印加して、ドラム２の感光体部を例えば−６００Ｖ程度に帯電させる。第１帯電器３ａによって帯電された感光体部は、本体制御回路部Ｂ側からドラム２側の露光源制御部に光通信手段により伝送される画像情報に対応して制御される露光源としての光素子マトリックス層の個々の発光画素部の選択的な発光によって露光される。これについては後述する。この露光によって、感光体部のべた画像部電位が例えば−１００Ｖ程度にされて、ドラム面に静電像が形成される。ここでは、フルカラー画像情報のＹ色成分像に対応した静電像が形成される。その静電像が第１現像器４ＹによってＹ色トナー像として現像される。すなわち、第１現像器４Ｙの現像ローラ４ａに現像バイアスとして例えば−４００Ｖを印加することによって、ドラム面に形成された静電像がマイナス帯電したＹ色トナーによって反転現像される。
【００３６】
次いで、このＹ色トナー像が形成されたドラム２が第２帯電器３ｂにより再度帯電される。そして、本体制御回路部Ｂは、静電像形成シーケンスにて、フルカラー画像情報のＭ色成分像に対応した静電像を形成する。その静電像が第２現像器４Ｍにより現像されて、ドラム２上にＭ色トナー像がＹ色トナー像に重ねられて形成される。
【００３７】
次いで、このＹ色トナー像＋Ｍ色トナー像が形成されたドラム２が第３帯電器３ｃにより再度帯電される。そして、本体制御回路部Ｂは、静電像形成シーケンスにて、フルカラー画像情報のＣ色成分像に対応した静電像を形成する。その静電像が第３現像器４Ｃにより現像されて、ドラム２上にＣトナー像がＹ色トナー像＋Ｍ色トナー像に重ねられて形成される。
【００３８】
次いで、このＹ色トナー像＋Ｍ色トナー像＋Ｃ色トナー像が形成されたドラム２が第４帯電器３ｄにより再度帯電される。そして、本体制御回路部Ｂは、静電像形成シーケンスにて、フルカラー画像情報のＢｋ色成分像に対応した静電像を形成する。その静電像が第４現像器４Ｂｋにより現像されて、ドラム２上にＢｋ色トナー像がＹ色トナー像＋Ｍ色トナー像＋Ｃ色トナー像に重ねられて形成される。
【００３９】
このようにして、ドラム２の面に、Ｙ色トナー像＋Ｍ色トナー像＋Ｃ色トナー像＋Ｂｋ色トナー像の４色重ね合わせによって（多重現像方式）、フルカラーの未定着のトナー像が合成形成される。
【００４０】
なお、ドラム２に順次に形成する色トナー像の色順は上記に限られず、任意の色順構成にすることができる。
【００４１】
そのフルカラーの未定着トナー像は引き続くドラム２の回転で１次転写部位Ｔ１に至る。そして、１次転写ローラ５ａに対してトナーの帯電極性とは逆極性の例えば＋３００Ｖ〜＋８００Ｖの１次転写電圧が印加されて、ドラム２側から、回転しているベルト５ｃの面に対して、フルカラーの未定着のトナー像が一括して順次に１次転写されていく。
【００４２】
ベルト５ｃに対するトナー像の一次転写後にドラム２の面に残留したトナー等のドラム面汚染物はドラムクリーナーユニット６により除去され、ドラム面は繰り返して作像に供される。
【００４３】
上記のようにしてベルト５ｃ上に１次転写されたフルカラーの未定着トナー像は、ベルト５ｃの引き続く回転により搬送されて、ベルト５ｃと２次転写ローラ５ｂとの接触部である２次転写部位Ｔ２に至る。
【００４４】
一方、所定の制御タイミングで、プリンタ本体の下部に配設された給紙ユニット７の給紙カセット８から記録材（不図示）が給送される。すなわち、給紙カセット８に取り付けられた給紙ローラ９と、プリンタ本体側に取り付けられたピックアップローラ１０が駆動され、該両ローラ９・１０で給紙カセット８上の記録材を挟み込んで給送する。その記録材がシートパス１１を通過してレジストユニット１２へ送られる。レジストユニット１２は、ベルト５ｃ上のトナー像の先端部の位置と記録材の先端部の位置とが２次転写部位Ｔ２において同期するタイミングで記録材を２次転写部位Ｔ２に送り出す。２次転写部位Ｔ２に進入した記録材は２次転写部位Ｔ２で挟持搬送され、その搬送過程で、２次転写ローラ５ｂに対して例えば１ｋＶ〜３ｋＶ程度の２次転写電圧が印加されることにより、ベルト５ｃ上の４色重ね合わせのトナー像の一括転写を順次に受ける。
【００４５】
２次転写部位Ｔ２を通過した記録材はベルト５ｃの面から分離され、搬送ユニット１３により熱圧タイプの定着ユニット１４へ導入される。記録材上の未定着のフルカラートナー像はこの定着ユニット１４により熱と圧を加えられて記録材上に溶融・混色・固着される。そして、縦搬送ユニット１５、排紙ユニット１６を通って、フェイスダウン排紙トレー１７上にフルカラー画像形成物として排出される。
【００４６】
また、記録材に対する２次転写後のベルト５ｃ上に残留したトナー（２次転写残トナー）は、ベルトクリーナーユニット１８によって除去・回収される。
【００４７】
以上がフルカラー画像形成モードの場合である。モノクロなどモノカラー画像形成モードの場合は、指定された色の現像器とそれと組みとなる帯電器が画像形成動作する。それ以外の色の現像器とそれと組みとなる帯電器は画像形成動作しない。
【００４８】
（２）ドラム２
図３はドラム２の正面図と制御系統のブロック図である。ドラム２の両端部には、第１と第２のドラムフランジ２１ａ・２１ｂが嵌着されて、ドラム２に一体に固定化されている。この第１と第２のドラムフランジ２１ａ・２１ｂには、それぞれ、ドラム軸線（ドラム回転中心軸線）Ｏ−Ｏと同心に第１と第２のドラム軸挿入穴２２ａ・２２ｂを具備させた第１と第２のボス部２３ａ・２３ｂが設けられている。第１と第２のドラム軸挿入穴２２ａ・２２ｂには、ドラム２を貫通させてドラム軸２４が挿入され、ドラム２と一体に結合（カップリング）されている。ドラム軸２４の、第１と第２のボス部２３ａ・２３ｂから外方に突出している第１と第２の軸端部２４（ａ）・２４（ｂ）は、それぞれ、第１と第２の本体側板２５ａ・２５ｂ間に軸受（ベアリング）２６ａ・２６ｂを介して回転可能に保持されている。即ち、ドラム２は、画像形成装置Ａの装置本体の第１と第２の本体側板２５ａ・２５ｂ間に、第１と第２のドラムフランジ２１ａ・２１ｂ、ドラム軸２４、軸受２６ａ・２６ｂを介して回転可能に支持されて画像形成装置に装着されている。ここで、装置本体とは、画像形成装置Ａからドラム２を除いた装置部分である。第１の軸端部２４（ａ）の、軸受２６ａから外側に突出している軸部にはドラムギアＧが同軸に嵌着されて一体に固定化されている。このドラムギアＧに対してドラム駆動モータＭの駆動力が動力伝達手段２７を介して伝達されることで、ドラム２が所定の方向に所定の速度で回転駆動される。ドラム駆動モータＭは本体制御回路部Ｂのモータドライバー３１で制御される。
【００４９】
第１の本体側板２５ａの内側の、第１のドラムフランジ２１ａと対向する部分には、装置本体側の光通信手段（画像情報について光通信を行う送信側の光通信手段）としての、光データを発信する発光素子３４が位置を固定して配設されている。また、第１のドラムフランジ２１ａの外面には、ドラム２側の光通信手段（画像情報について光通信を行う受信側の光通信手段）としての、上記発光素子３４から光データを受信する受光素子ユニット３５が配置されている。装置本体側の上記光通信手段３４とドラム２側の光通信手段３５は互いに対向する位置に配置されている。上記の発光素子３４と受光素子ユニット３５については後述する。
【００５０】
図４は本実施例におけるデジタル感光体ドラム２の層構成を説明する模式図である。このドラム２は、円筒基体４０上に、露光源である発光素子マトリクス層（発光素子アレイ）としての自発光デバイス部５０と、機能分離部６０と、感光体部７０の３つの機能層を積層した、露光源−潜像形成一体型の静電像形成デバイスである。図４は、ドラム２のドラム軸線Ｏ−Ｏを含み、その軸線に並行に配置された、後述する第２電極線の１つを含む平面における断面である。
【００５１】
ここで、便宜上、以下の説明において、自発光デバイス部５０に含まれる、円筒基体周方向に一周の円環状の第１電極線を「信号線」と、また、自発光デバイス部５０に含まれる、円筒基体長手方向（ドラム軸線方向）の直線状の第２電極線を「走査線」と記す。
【００５２】
（２−１）円筒基体４０
円筒基体４０は、本実施例ではアルミニウム製シリンダー（以下、ドラムシリンダーと記す）を用いている。
【００５３】
（２−２）自発光デバイス部５０
自発光デバイス部５０は、ドラムシリンダー４０の外周表面に対して内側から外側に順に積層した、信号線（第１電極線）／走査線（第２電極線）制御部（ドラム側制御回路部）５１、信号線層５２、ＥＬ発光層５３、及び走査線層５４を有する。
【００５４】
信号線層５２は、絶縁体５２ｇで分離されて、円筒基体長手方向に所定の等間隔で配列された複数の円環状の信号線５２ｅを含む信号線群（副走査信号線群）の層である。
【００５５】
走査線層５４は、絶縁体５４ｂ（図８Ｂの（ｅ））で分離されて、円筒基体周方向に所定の等間隔で配列された複数の直線状走査線５４ａを含む走査線群（主走査信号線群）の層である。
【００５６】
信号線層５２の円環状信号線５２ｅの群と走査線層５４の直線状走査線５４ａの群は、図５の模式図のように、縦横格子状に張り巡らされた形態を構成し、個々の信号線５２ｅと個々の走査線５４ａとの交点が露光源（画素部）となる。
【００５７】
信号線／走査線制御部５１の機能は、信号線層５２の各信号線５２ｅと走査線層５４の各走査線５４ａのＯＮ／ＯＦＦ制御である。最終段の駆動ＴＦＴ５１ｄのゲート５１ｂを制御して信号線５２ｅと走査線５４ａのＯＮ／ＯＦＦを行う。すなわち、一つ一つの露光源を独立に制御する。駆動ＴＦＴ５１ｄのソース電極は電極パッド５１ｅに接続されている。図４の駆動ＴＦＴ５１ｄは信号線制御回路側のトランジスタであり、図８の駆動ＴＦＴ５１ｄは走査線制御回路側のトランジスタである。
【００５８】
信号線／走査線制御部５１は、ガラス基板上にｐｏｌｙ−Ｓｉプロセスで形成された制御回路を、所謂デバイス転写法によってドラムシリンダー４０上に転写したものである。５１ａはｐｏｌｙ−Ｓｉプロセスで形成された回路のポリシリコン層（絶縁層）であり、ドラムシリンダー４０の表面に接合されている。駆動ＴＦＴ５１ｄの駆動ドライバー（定電流回路、点灯時間制御回路、シフトレジスタ、バッファ等）を同一デバイス上に形成している。
【００５９】
信号線層５２は、層間絶縁層（絶縁膜）５２ａ・５２ｂ、複数の円環状の信号線５２ｅ、及び信号線５２ｅと駆動ＴＦＴ５１ｄの電極パッド５１ｅと接続する層間電極であるスルーホール電極（大）５２ｃとスルーホール電極（小）５２ｄを含む。
【００６０】
本実施例における信号線５２ｅは、幅１０μｍのＡｇ電極であり、ドラムシリンダー４０を１周する円環形状をなしている。そして、この円環状信号線５２ｅを絶縁体である隔壁５４ｂで分離してドラムシリンダー長手方向に所定の等間隔で数多配列してある。本実施例において、円環状信号線５２ｅの相互間隔は、約４２μｍ（画素解像度６００ｄｐｉ）であり、５１２０本（Ａ４用紙ポートレート印刷対応）が、信号線５２ｅの円環軸線とドラム軸線Ｏ−Ｏが一致するように配置されている。各信号線５２ｅはスルーホール電極５２ｄ・５２ｃを介して駆動ＴＦＴ５１ｄの電極パッド５１ｅに接続している。
【００６１】
ＥＬ発光層５３は、有機ＥＬによる電荷注入型の蛍光発光素子を構成している。本実施例では信号線５２ｅ側を金属電極（Ａｇ）による陰極、走査線５４ａ側を金属酸化物（ＩＴＯ）による陽極としている。そのため、信号線５２ｅ側より走査線５４ａ側に向って、電子輸送層（ＥＴＬ）、発光層（ＥＭＬ）、ホール輸送層（ＨＴＬ）、ホール注入層（ＨＩＬ）の順で積層した４層構成とした。
【００６２】
走査線層５４の走査線５４ａは、幅１０μｍで、ドラムシリンダー長手方向に延びた直線形状のパターン電極であり、絶縁体である隔壁５４ｂで分離して円筒基体周方向に所定の等間隔で数多配列してある。各走査線５４ａは透明導電酸化物（ＩＴＯ）で形成してある。本実施例において、走査線５４ａの相互間隔は、約４２μｍ（画素解像度６００ｄｐｉ）であり、８３７４本（φ１１２ドラム、位相角０．０４３度）の走査線５４ａが走査線層５４中にドラム軸線と平行あるいは交差角をもって配置されている。各々の走査線５４ａは、図８Ｂの（ｅ）のように、スルーホール電極５４ｃ・５２ｃを介して駆動ＴＦＴ５１ｄの電極パッド５１ｅに接続している。
【００６３】
（２−３）機能分離部６０
機能分離部６０は、自発光デバイス部５０と感光体部７０を電気的に絶縁する絶縁層である透明絶縁性／ガスバリヤ層（以下、透明絶縁／バリヤ層と記す）６１と、この層６１の上に設けられた透明導電層（透明導電膜）６２と、で構成される。透明絶縁／バリヤ層６１は有機ポリマー膜と金属酸化物薄膜（Ａｌ２Ｏ３）の多層積層構成膜である。また、透明導電層６２は透明絶縁／バリヤ層６１の表面（円筒形状外周面側）にＩＴＯを成膜したものである。この結果、この機能分離層６０においては、可視光透過率８５％（λ＝５２０ｎｍ）と高ガスバリヤ性能を維持している。
【００６４】
（２−４）感光体部７０
感光体部７０は、機能分離部６０の透明導電層６２の上に、順次に、下引き層（ＵＣＬ）７１、キャリア発生層（ＣＧＬ）７２、キャリア移送層（ＣＴＬ）７３、及び保護層７４、を積層した有機感光体（ＯＰＣ）である。
【００６５】
本実施例の上記のデジタル感光体ドラム２の基本構成は、基体／信号線ドライバー／ＥＬ層／信号線／走査線／封止バリヤ（透明絶縁膜）／ＩＴＯ／ＯＰＣである。信号線ドライバー（駆動部）は、複数に分割されている。信号線ドライバーと信号線間はスルーホールによる上下コンタクト構造である。走査線ドライバーはドラム２の画像域外に配設されている。走査線はＩＴＯあるいはＩＴＯ＋補助電極である。トップエミッション構造である。
【００６６】
本実施例のデジタル感光体ドラム２において、自発光デバイス部５０は、信号線／走査線制御部５１を備え、この信号線／走査線制御部５１の上に信号線層５２を備えている。すなわち、制御部５１と信号線５２ｅの距離が、制御部５１と走査線５４ａの距離よりも近い。制御部５１から信号線５２ｅが近い方が電気信号が減衰しにくいので、信号線５２ｅを安定して制御することができる。
【００６７】
信号線５２ｅと走査線５４ａの間に有機ＥＬ層５３があればＰＭ（パッシブマトリクス）方式でＥＬ層５３を発光させることが出来る。したがって、基体４０上に制御部５１を設けた場合、１）基体４０側から制御部５１、信号線層５２、ＥＬ層５３、走査線層５４の順番の層構成で発光制御をすることは可能である。また、２）基体４０側から制御部５１、走査線層５４、ＥＬ層５３、信号線層５２の順番の層構成でも発光制御をすることは可能である。すなわち、１）と２）のどちらの層構成でも発光制御をすることは可能である。しかし、１）の方が２）よりもよいといえる。すなわち、信号線５２ｅの方が走査線５４ａよりも制御を細かく受けることになる。なぜならば、ドラム２の長手方向のどの位置においてＥＬ層５３を光らせるかというのは画像データ信号によって決まり、画像データに応じて信号線５２ｅの制御をしなければならないからである。これに対し、走査線５４ａはドラム２の周方向のどの位置でＥＬ層５３を光らせるかを担当しており、画像データにより走査線５４ａの制御が変更されることはない。このように、細かく制御を受ける信号線５２ｅを制御部５１の近くに配置することにより、データ信号の減衰を抑制することができる。特に制御部５１を基体４０上に設けているので、信号線５２ｅと制御部５１を近くに配置することができる。
【００６８】
また、本実施例のドラム２において、走査線層５４の各走査線５４ａは透明導電酸化物（ＩＴＯ）で形成されている。走査線５４ａが透明であるので、ＥＬ層５３で発光した光が感光体部７０に行くのを妨げない。上述したように、有機ＥＬ層５３は、信号線５２ｅと走査線５４ａの間にある。したがって、信号線５２ｅと、走査線５４ａのどちらかはかならずＥＬ層５３の上に形成されることになる。ここで、信号線５２ｅは円環状に形成されるためスパッタリング等でＩＴＯの信号線を作るのに困難である。これに対し、走査線５４ａの方は、ドラム２の長手方向に直線状に設けられているものであるので、円環状信号線５２ｅよりも容易にＩＴＯの電極線を形成することができる。よって、ＥＬ層５３の上に走査線５４ａを形成する構成にするとともに、さらに走査線５４ａを透明導電酸化物（ＩＴＯ）で形成することで、ＥＬ層５３で発光させた光を妨げることなく感光体部７０へ照射させることがでる。
【００６９】
本体制御回路部Ｂは画像情報を光通信手段によりドラム側制御回路部に伝送して、露光源である発光素子マトリックス層５０の個々の発光画素部を画像情報に対応して選択的に発光させて感光体部７０を露光する。これにより、感光体部７０の帯電面に静電像が形成される。
【００７０】
（３）ドラム２の製造プロセス
図６〜図８に本実施例におけるデジタル感光体ドラム２の製造プロセスの概要を示す。図６は製造プロセスの概要のフロー図、図７・図８は製造プロセスの工程模式図である。
【００７１】
プロセスＰ１：制御回路の形成
元基板（ガラス基板）上に、ｐｏｌｙ−Ｓｉプロセスを用いて、信号線の駆動、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）を含む回路である信号線／走査線制御回路（デバイス）を形成する。
【００７２】
プロセスＰ２：デバイス転写
元基板よりデバイスを剥離し、ドラムシリンダー４０の外周面上にデバイス転写する。すなわち、ドラムシリンダー４０の外周面に信号線／走査線制御部５１を形成する（図７Ａの（ａ））。
【００７３】
デバイスはドラムシリンダー４０の外周面に沿って巻きつく様に接着固定する。この際、ドラムシリンダー４０の外径寸法とデバイスの巻きつけ周長さの公差を吸収するために、デバイスの巻きつき合わせ部において、間隔が２５０μｍ以下の継ぎ目（シーム）が残る。
【００７４】
プロセスＰ３：絶縁層５２ａの形成
ドラムシリンダー４０の両端部に第１と第２のドラムフランジ２１ａ・２１ｂ（図３）を装着する。信号線／走査線制御部５１を形成したドラム外周面に層間絶縁層５２ａとして有機ポリマー層を成膜する（図７Ａの（ｂ））。
【００７５】
本実施例では、絶縁層５２ａとして１０μのポリイミド膜をディッピングによりコートした。この工程によって、上記のシーム部が埋まり、ドラム外周面はシームレスの連続曲面となる。
【００７６】
プロセスＰ４：信号線層５２の形成
絶縁層５２ａに、信号線／走査線制御部５１の駆動ＴＦＴ５１ｄの信号線電極パッド５１ｅの中央に向けて、レーザー加工によりビアホール（スルーホール大）５２ｆをあける（図７Ａの（ｃ））。
【００７７】
次に、導電ペーストによりこのビアホール５２ｆの電極埋め込みを行う。すなわち、スルーホール電極（大）５２ｃを形成する（図７Ｂの（ｄ））。
【００７８】
また、走査線駆動回路側においても、走査線５４ａ用のスルーホール（大）５２ｆの形成、スルーホール電極５２ｃの形成を同様に行う（図８Ａの（ａ）、（ｂ））。
【００７９】
絶縁層５２ａとスルーホール電極５２ｃの外周面をＣＭＰプロセスにより研磨し、平滑化する。
【００８０】
次に、フォトリソグラフィプロセスにより、ドラムシリンダー周方向に切れ目の無い円環状で、互いに絶縁体５２ｇで分離されてドラムシリンダー長手方向に配列された複数の信号線（第１電極線）５２ｅを形成する（図７Ｂの（ｅ）、（ｆ））。
【００８１】
５２ｆはスルーホール（小）、５２ｇは信号線パターニング用の絶縁体の隔壁である。５２ｄはスルーホール（小）５２ｆの部分に形成したスルーホール電極であり、信号線５２ｅの形成と同時に形成される。各信号線５２ｅはスルーホール電極５２ｄ・５２ｃを介して駆動ＴＦＴ５１ｄの電極パッド５１ｅに接続している。
【００８２】
また、走査線駆動回路側にもスルーホール（小）５２ｆを形成する（図８Ａの（ｃ））。
【００８３】
プロセスＰ５：有機ＥＬ層５３の形成
信号線層５２の表面に、ドラムシリンダー長手方向に直線状で、ドラムシリンダー周方向に所定の間隔と幅にて、走査線パターニング用の絶縁体の複数の隔壁５４ｂを形成する（図７Ｃの（ｇ）、図８Ｂの（ｄ））。
【００８４】
次に、有機ＥＬ層５３を蒸着により形成する（図７Ｃの（ｈ））。
【００８５】
プロセスＰ６：走査線層５４の形成
シャドーマスクを用いて走査線５４ａをＩＴＯのスパッタリングによりパターン成膜する（図７Ｃの（ｉ）、図８Ｂの（ｅ））。この際、走査線５４ａと走査線駆動回路側のスルーホール（大）５２ｃ間のスルーホール電極（層間電極）５４ｃも同時形成する。
【００８６】
上記のプロセスＰ１〜Ｐ６により、ドラムシリンダー４０の外周面上に、信号線／走査線制御部５１、信号線層５２、ＥＬ発光層５３及び走査線層５４の順次積層による自発光デバイス部５０が形成される。
【００８７】
プロセスＰ７＜透明絶縁／バリヤ層６１の形成＞
上記のように形成された自発光デバイス部５０の外周面上に、透明絶縁／バリヤ層６１として、ポリマー（ＰＥＮ）層と、金属酸化物（Ａｌ２Ｏ３）層を、交互に連続蒸着プロセスにより成膜する（図７Ｄの（ｊ））。
【００８８】
プロセスＰ８：透明導電層６２の形成
上記の透明絶縁／バリヤ層６１の外周面上に、透明導電層６２として、ＩＴＯをスパッタリングにより成膜する（図７Ｄの（ｋ））。
【００８９】
上記のプロセスＰ７とＰ６により、自発光デバイス部５０の外周面上に、ガスバリヤ性、表面導電性、可視光透過性を有する機能分離部６０が形成される。
【００９０】
プロセスＰ９：感光体部７０の形成
機能分離部６０の外周面上に、感光体部７０として、ディッピングコートにより、下引き層（ＵＣＬ）７１、キャリア発生層（ＣＧＬ）７２、キャリア移送層（ＣＴＬ）７３、及び保護層７４、を積層した有機感光体（ＯＰＣ）層を形成する。
【００９１】
自発光デバイス部５０や、機能分離部６０、感光体部７０の形成のための、成膜、フォトリソグラフィー及びスルーホール電極形成の全ての工程が、ドラム外周面側からの処理である。
【００９２】
以上の製造プロセスＰ１〜Ｐ９により、ドラム周方向にシームレスの小径デジタル感光体ドラム２を実現することができる。
【００９３】
すなわち、プロセスＰ２の信号線／走査線制御回路がデバイス転写されてドラムシリンダー４０上に形成される工程までは、ドラム円周上に不連続部位、即ちシームが残る。しかし、プロセスＰ３で層間絶縁層５２ａを形成した後のドラム外径部は、継ぎ目の無い円筒表面形状となる。さらに、これに続く工程において、信号線５２ｅは円環状に形成され、走査線５４ａはドラム回転軸について対称に配置される。
【００９４】
（４）光通信部・ドラム位相検出部
本実施例の画像形成装置Ａは、上記のように、自身に静電像形成のための露光源である自発光デバイス部５０を有するデジタル感光体ドラム２に対して、ドラム回転動作中に本体制御回路部Ｂから電気的な画像情報の伝送を行う光通信部を備える。また、画像情報の伝送を行うと同時に、ドラム２自身が位置を判断し露光源の各発光画素部の発光タイミングを制御するドラム位相検出部を備える。
【００９５】
図９に、デジタル感光体ドラム２の駆動回路のブロックを示す。本実施例では、露光源である自発光デバイス部５０の駆動は、走査ラインの線順次選択によるパッシブマトリクス（ＰＭ）駆動を行う。そして、走査ラインの選択に同期して、信号ラインのＯＮ／ＯＦＦを制御することで、この走査ライン上の画像情報（以下、画像データと記す）に応じた発光パターンを形成する。
【００９６】
以上の構成で、自発光デバイス部５０において、走査ラインの線順次選択とこれに同期した信号ラインのＯＮ／ＯＦＦ駆動によって、選択画素の走査ラインと信号ラインの交差する部位（発光が素部）近傍において有機ＥＬによる蛍光スポットが生じる。この有機ＥＬ発光素子を用いた蛍光スポットにより、この上部に積層された感光体部７０を直接露光することによって、感光体部表面上の電荷密度分布（静電像）を形成する。また露光量は、デジタル感光体ドラムの露光面積、感度、露光時間、によって決定される。
【００９７】
第１の本体側板２５ａの内側の、第１のドラムフランジ２１ａと対向する部分には、装置本体側の光通信手段（画像情報について光通信を行う送信側の光通信手段）としての、光データを発信する発光素子３４が位置を固定して配設されている。また、第１のドラムフランジ２１ａの外面には、ドラム２側の光通信手段（画像情報について光通信を行う受信側の光通信手段）としての、上記発光素子３４から光データを受信する受光素子ユニット３５が配置されている。装置本体側の上記光通信手段３４とドラム２側の光通信手段３５は互いに対向する位置に配置されている。即ち、装置本体側にはドラム２に対して光通信を行う光通信手段３４を有する。また、ドラム２は、画像情報について、装置本体側との通信を行うための光通信手段３５を有する。
【００９８】
図１０はドラム２の受光素子ユニット配置側の側面図、図１１は第１のドラムフランジ２１ａと受光素子ユニット３５を分離した状態の斜視図である。
【００９９】
受光素子ユニット３５は円盤状部材であり、中央部には第１のドラムフランジ２１ａのボス部２３ａに外嵌する丸穴３５ａが形成されている。また、円盤の外面には受光素子群１０１として複数の受光素子ａが丸穴３５ａと同心円の環状に配列されて設けられている。この受光素子ユニット３５は、受光素子群１０１を有する側を外側にして、丸穴３５ａを第１のドラムフランジ２１ａのボス部２３ａに外嵌させてある。そして、その受光素子ユニット３５を、環状に配置された受光素子群１０１の環中心がドラム軸線Ｏ−Ｏに一致するように位置決めして、第１のドラムフランジ２１ａの外面に対して固定して配置してある。従って、複数の受光素子ａはドラム２のドラム軸線Ｏ−Ｏを中心に環状に配置されている。また、受光素子群１０１の個々の受光素子ａはドラム側の制御回路部に電気的に導通させてある。第１のドラムフランジ２１ａに固定された受光素子ユニット３５は、ドラム２が回転駆動されることで、ドラム２と一体に回転し、受光素子ユニット３５に環状に配置された受光素子群１０１がドラム軸線Ｏ−Ｏを中心に回転する。即ち、ドラム２側の光通信手段はドラム２の回転軸を中心に環上に配置されている。
【０１００】
装置本体側の発光素子３４は、ドラム２側の環状の受光素子群１０１に対して発光面を向けて配置されており、受光素子群１０１の受光素子ａに光データを発信する。図１０において、符号２０３の破線部分は、発光素子３４が環状の受光素子群１０１上で形成する光スポットを示す。発光素子３４からの光は、スリット（不図示）を介して受光素子ユニット３５の環状の受光素子群１０１の一部で光スポット２０３を形成しており、光スポット２０３は常に一つ以上の受光素子ａに光が当たるようにスポット形状を決めている。このように、発光素子３４と受光素子群１０１を配置することで、ドラム回転中においても、常にいずれかの受光素子ａが光スポット２０３の中に入るように配置可能となる。
【０１０１】
本実施例においては、上記受光素子群１０１の中から、常に光スポット２０３内にある受光素子ａを選択する。そして、選択した受光素子ａが受信する光データを画像情報として、ドラム２側の露光源制御部３８に伝送するとともに、受光素子ａが光スポット２０３から出入りするタイミングを検出することで、ドラム位相（ドラムの位置）を判別する。
【０１０２】
図３において、本体制御回路部Ｂは、画像コントローラ３２で画像データ（画像情報）を生成する。画像コントローラ３２は発光素子駆動部３３を制御して発光素子３４から上記画像データに対応して変調した光データを出力（発信）させる。この光データの出力は、ドラム２が回転駆動されている状態でなされる。発光素子３４からの出力光データは、ドラム２側の受光素子群１０１のうち、光スポット２０３の中に入っている受光素子ａに伝送される。
【０１０３】
ドラム２側は、受信部３６、信号選択・ドラム位相検出部３７、露光源制御部３８の電気回路部を有している。
【０１０４】
受信部３６では、受光素子群１０１の受光素子ａの各々の出力に対して、光／電変換を行う。この時、個々の受光素子ａの各々の出力に対して閾値を設け、受光素子ａの出力が一定値よりも少ない場合は出力を無視すると同時に、出力が一定値以上ある場合は、出力のピーク値が一定となるように各受光素子ａからの出力信号を増減する増幅器を有する。ここで、本体制御回路部Ｂから発光素子３４を介して受光素子ａに送信される送信データは、調歩同期方式で伝送される。調歩同期方式では、送信フレームの先頭にスタートビットを設け、受信部３６においてはスタートビットに対して信号の同期取りを行う。
【０１０５】
図１２は、受信部３６、信号選択・ドラム位相検出部３７で生成される信号を示している。図１３は、信号選択・ドラム位相検出部３７の回路構成を示している。
【０１０６】
本実施例での伝送方式では、図１２のＴ１のタイミングで発信したスタートビットに続いて、Ｔ２でデータ伝送を行い、Ｔ３にストップビットを設けている。受信部３６では、受光素子群１０１の受信信号からスタートビットに同調する同調信号を生成する。スタートビットは、信号伝送開始時から常に一定周期で伝送されるため、Ｔ２における受信信号の影響をうけずに同調が可能となる。また、同調信号を生成する回路では、受光素子群１０１のすべての受光素子ａの信号の論理和をとることで、光スポット２０３内にある受光素子ａからの受信信号から同調信号を生成することが可能となる。
【０１０７】
信号選択・ドラム位相検出部３７のドラム位相検出部は、ドラム２側の受光素子ユニット３５に対して装置本体側の発光素子３４から照射される光により、ドラム２の回転位相の検出を行う。また、信号選択・ドラム位相検出部３７の信号選択部は、受光素子ユニット３５の受光素子群１０１の複数の受光素子の各々の受光素子の出力を選択し、各受光素子の受信状況から出力を選択する。
【０１０８】
図１３の信号選択・ドラム位相検出部３７の詳細について説明する。セレクタ６０５には、受信部３６からの信号が入力しており、受信部３６からは各受光素子ａに対応した信号ライン６０２が接続している。各受光素子ａの出力信号は、個々の受光素子ａの各々に対応したシフトレジスタ群６０３のシフトレジスタに各々入力される。シフトレジスタ群６０３のクロック入力には、受信部３６で生成された同調信号が入力しており、各シフトレジスタは、同調信号に同期してシフトする。受光素子群１０１のうち信号受信を行っている受光素子ａ、すなわち、光スポット２０３の内にある受光素子ａと接続してあるシフトレジスタの出力は、同調信号に同期してＨｉになる。反対に光スポット２０３の外にある受光素子ａからは信号が出力されないため、シフトレジスタの出力はＬｏｗになる。
【０１０９】
図１２のタイミングチャートを見てみると、回転移動してくる受光素子ａが光スポット２０３内に入った後、同調信号に同期してＨｉになる。反対に、光スポット２０３の中から外に移動する受光素子ａに関しては、同調信号に同期してＨｉからＬｏｗに移行する。光スポット２０３内にある受光素子ａは常にシフトレジスタの出力がＨｉになるため、シフトレジスタ群６０３の出力値からどの受光素子ａが光スポット２０３内にあるのかを判別することが可能となる。
【０１１０】
各シフトレジスタの出力は、Ｌｏｏｋ＿Ｕｐ＿Ｔａｂｌｅ６０４に入力する。Ｌｏｏｋ＿Ｕｐ＿Ｔａｂｌｅ６０４では、隣接する受光素子ａに対応したシフトレジスタの出力が入力しており、個々の受光素子ａの各々に対して隣接する受光素子ａがスポット２０３内にあるかどうかを判別する。これによって、光スポット２０３内にある受光素子ａのうち、光スポット２０３の境界にある受光素子ａを判別可能となり、次に光スポット２０３の中に入る受光素子ａを予測可能となる。
【０１１１】
また、上記判別結果を基に、セレクタ６０５は光スポット２０３内にある受光素子ａの受信信号を選択し露光源制御部４０３に伝送する。これによって、画像コントローラ３２から発信した画像データ（画像情報）は、ドラム回転中においてもドラム内部の露光源制御部３８に対して定常的に伝送可能となる。
【０１１２】
また、本実施例においては、受光素子ａが光スポット２０３に出入りするタイミングを検出して、ドラム位相を判断する。前述した信号選択・ドラム位相検出部３７の動作において、受光素子ａが光スポット２０３から出入りするタイミングを同調信号の周期でサンプリングすると同時に、出入りした受光素子ａの特定が可能となる。これにより、各受光素子ａとドラム位相との関係を予め把握しておくことで、受光素子ａが光スポット２０３に出入りするタイミングでドラム２の位相検出が可能となる。即ち、ドラム位相検出部は発光素子３４が形成する光スポット２０３からの受光素子ａの出入りを検出してドラム２の位相を判別する。
【０１１３】
図１４に、受光素子群１０１の受光素子ａの間隔と光スポット２０３の形状を示す。安定して通信を行うために、常に一つ以上の受光素子ａが光スポット２０３内に完全に入った状態になるように、受光素子間隔と光スポット２０３の大きさを決めている。また、ドラム２の位相検出を定期的に行う上で、受光素子ａは等間隔になるように配置されている。ドラム２の位相検出は、光スポット２０３中に受光素子ａが入るタイミングと、出るタイミングで判別する。受光素子ａが光スポット２０３に入るタイミングと、出るタイミングが同時に起こらないように、受光素子ａの間隔と光スポット２０３の大きさを決めることで、より細かく位相検出が可能となる。受光素子移動方向において、例えば、光スポット２０３の幅ｗ１、受光素子ａの間隔ｗ２に対して、ｗ１＝ｎ×ｗ２＋ｗ２／２（ｎ：自然数）の関係を満たすように配置する。これにより、受光素子ａが出るタイミングと入るタイミングの両方でドラム位相検出を行うことができ、検出周期をあげることができる。
【０１１４】
以上述べたように、本実施例においては、デジタル感光体ドラム２の回転中においても、定常的にデータ伝送が可能であり、特別な位相検出手段を持たなくてもドラム位相検出が可能となる。また、データ伝送を光通信で行うため、ノイズに強く、高速でデータ伝送が可能となる。
【０１１５】
即ち、ドラム２は、装置本体側との通信を行うための光通信手段を有し、光通信（非接触の無線通信）でデータ伝送を行うため、ドラム回転時においても安定した通信が可能であり、ノイズの影響を受けづらい。
【０１１６】
ドラム２側の通信手段をドラム回転軸を中心に環状に配置することで、ドラム軸に特別な構造をもたせることなく通信が可能であり、装置本体側に設けられた通信手段に対してドラム回転時においても通信が可能となる。
【０１１７】
ドラム２側の光通信手段に対して装置本体側から照射される光により、ドラムの回転位相の検出を行うドラム位相検出部を有することで、ドラム自身が位相を判断可能となり、ドラム上にドラム位相にあわせた像形成が可能となる。
【０１１８】
ドラム２側の光通信手段は、ドラムの回転軸を中心に環状に配置された複数の受光素子と、前記複数の受光素子の各々の受光素子の出力を選択する信号選択部と、を有し、前記信号選択部は各受光素子の受信状況から出力を選択する。この構成により、ドラム自身が通信中の受光素子を判別・選択し、ドラムの露光制御を指示可能となる。
【０１１９】
装置本体側にドラムに対して光通信を行う光通信手段を有し、ドラムと装置本体側の光通信手段は互いに対向する位置に配置されることにより、装置本体とドラム間で通信が可能となり、装置本体側から画像情報などのデータ伝送が可能となる。
【０１２０】
ドラムの光通信手段は、ドラムの回転軸を中心に環状に配置された複数の受光素子と、前記複数の受光素子の各々の受光素子からの受信信号を選択する信号選択部と、ドラムの回転位相の検出を行うドラム位相検出部と、を有する。装置本体側の光通信手段は、前記受光素子に対向する位置に固定して配置されたデータ送信用の発光素子を有する。そして、その発光素子が形成する光スポット内に前記複数の受光素子のうちの一つ以上の受光素子が常に入るように、前記発光素子と前記複数の受光素子が配置される。この構成により、ドラム回転時であっても定常的にプリンタ本体側からドラムへのデータ伝送が可能であり、同時にドラムの位相検出が可能となる。
【０１２１】
ドラム位相検出部は、前記発光素子が形成する光スポットからの前記受光素子の出入りを検出してドラムの回転位相を判別する。この構成により、受光素子の光スポットからの出入りでドラム位相を検出可能であり、特別に位相検出手段を設けなくても位相の検出が可能となる。
【０１２２】
ここで、装置本体側の電源部（不図示）からドラム側回路に対する電力供給は、本実施例では摺動接点方式で行っている。具体的には、ドラム２の第１のボス部２３ａの外周に受電用の環状接点電極（不図示）を設け、この環状接点電極に給電用のバネ電極（不図示）を弾性的に当接させて配設する。そして、装置本体側の電源部（不図示）から前記バネ電極と環状接点電極を介して摺動接点方式でドラム側回路に電力を供給している。その他、ドラム２側にバッテリを内蔵させたり、電磁誘導方式にてドラム側回路に対する電力供給を行う等の方式にすることもできる。
【実施例２】
【０１２３】
図１５は、本実施例２における受光素子ユニット３５と、光スポット２０３の配置を示している。本実施例において、デジタル感光体ドラム２の層構成、ドライバー構成は実施例１と同様であるため、その説明は省略する。また、ドラム２側でデータ受信を行う受光素子ａの配置も実施例１と同様である。
【０１２４】
本実施例においては、ドラム軸線Ｏ−Ｏを中心に環状に配置された受光素子群１０１上に、データ送信を行うために照射される光スポットを２０３（１）・２０３（２）・２０３（３）・２０３（４）の４つ設け、４つの経路で画像データの伝送を行う。そのために、第１の本体側板２５ａには、４つの発光素子（発光素子３４（１）・３１（２）・３１（３）・３１（４）：不図示）及び各々の光スポット形状を決めるスリット（不図示）が配置されている。そして、それら４つの発光素子の各光スポット２０３（１）・２０３（２）・２０３（３）・２０３（４）は、図１５に示されるように、受光素子群１０１上で重ならないように配置される。
【０１２５】
ここで、各光スポット２０３（１）・２０３（２）・２０３（３）・２０３（４）は、スポット内に常に一つ以上の受光素子ａが入るようにスポット形状が決められている。また、隣接する光スポットの間に光が入射しない受光素子ａが常に一つ以上できるように各光スポット間の位置関係が決められている。
【０１２６】
第１の本体側板２５ａに配置された上記４つ発光素子は、画像コントローラ３２で生成され、４つに分割された画像データ（画像情報）を各々受光素子群１０１の受光素子ａに伝送する。
【０１２７】
データの伝送系統が４ラインある場合、各受光素子ａが受信している信号が上記４つの発光素子のどの発光素子から発信されているかを特定する必要がある。前述の実施例１における構成では、光スポット内にある受光素子ａの特定を行っていた。本実施例においては、光スポット内にある受光素子ａの特定に加えて、受光素子ユニット３５側で上記４つの発光素子の判別を行っている。本実施例における判別手順を図１６に示す。本実施例においては、データ伝送前に、ドラム停止状態において、上記４つの発光素子３４（１）・３１（２）・３１（３）・３１（４）を一つずつ単独で順次に発光（点灯）させ、各発光素子の形成する光スポット内にある受光素子ａを各々特定する。
【０１２８】
図１７に、受光素子群１０１と、受信部３６と、信号選択・ドラム位相検出部３７と、露光源制御部３８のブロック回路を示す。ここで、受信部３６の動作は実施例１と同様である。信号選択・ドラム位相検出部３７は、光スポット内にある受光素子が光スポット２０３（１）・２０３（２）・２０３（３）・２０３（４）のいずれの光スポット内に存在しているのかを判別する。前述したように、互いに隣接する光スポット間には、発光素子の出力光が入射しない一つ以上の受光素子ａが必ず存在するように、４つの光スポットが配置されている。
【０１２９】
図１８に各受光素子に対応したシフトレジスタの出力波形を示す。まずＴ１においてドラム回転前に発光素子３４（１）が点灯する。この例においては、受光素子群１０１の受光素子ａ４が光スポット内にあり、シフトレジスタの出力がＨｉとなっており、この時点で受光素子ａ４を発光素子３４（１）に対応した受光素子であると判別する。このように、ドラム回転前に４つの発光素子を順次に点灯させ、各発光素子に対応した受光素子を判別し、セレクタ１１０１によって各受光素子からの受信信号の選択を行う。ドラム回転時においては、隣接する受光素子への切り換りタイミングを検出し、各発光素子の出力が常に露光源制御部３８に選択されるようにセレクタ１１０１の切り換えを行う。図１８の例では、Ｔ４において光スポット内に受光素子が入り受光素子ａ３に対応するシフトレジスタがＨｉとなっている。セレクタ１１０１は、Ｔ４において受光素子ａ３の信号を発光素子３１（１）の信号として露光源制御部３８に伝送する。本実施例では、光スポット間に少なくとも１つ以上光の入射しない受光素子ａが入るので、受信信号の切り換えの判別を誤ることなく、セレクタ１１０１の切り換えが可能である。
【０１３０】
即ち、本実施例２においては、発光素子を光スポットが重複しない位置に複数配置し、ドラムの側で受信した受信信号より発光素子の特定を行う特定手段を有し、複数の経路からデータ通信を行う。この構成により、複数の経路からデータ通信を行うことが可能であり、時間当たりのデータ伝送量を増やすことが可能となる。
【０１３１】
以上述べた構成により、本実施例２においては、環状に配置された複数の受光素子に対して複数の発光素子から発信するデータの伝送を行い、受光素子側で各受光素子の受信信号を各発光素子に対応付けて露光源制御部に伝送する。この方法では、受信側の構成を大幅に変更・拡大することなく、複数の経路から同時にデータ伝送が可能となり、時間当たりのデータ伝送量を増やすことができる。これによって、プリント速度の高速化や高解像度化等によるデータ伝送量の増大に対して容易に対応可能となる。
【０１３２】
なお、本実施例では、データの伝送経路を４としたが、受光素子の数や光スポットのサイズによって、伝送経路を増やすことによってデータ伝送速度の向上が可能である。
【実施例３】
【０１３３】
図１９は、本実施例３における受光素子ユニット３５と、光スポットの配置を示している。本実施例においては、受光素子ユニット３５に、第１と第２の内外同心２重の環状の受光素子群１０１（１）と１０１（２）を設けた。第１と第２の受光素子群１０１（１）と１０１（２）は、それぞれ、複数の受光素子ａを所定間隔で環状に並べて構成してある。第１と第２の内外同心２重の環状の受光素子群１０１（１）と１０１（２）は、受光素子ユニット３５がドラム２の第１のドラムフランジ２１ａに位置決めされて固定された状態において、環中心がドラム軸線Ｏ−Ｏに一致している。
【０１３４】
また、第１の本体側板２５ａには、上記第１と第２の受光素子群１０１（１）と１０１（２）に対する第１と第２の発光素子（発光素子３４（１）・３１（２）：不図示）及び各々の光スポット形状を決めるスリット（不図示）が配置されている。
【０１３５】
図１９において、符号２０３（１）の破線部分は、第１の発光素子３４（１）が第１の受光素子群１０１（１）上で形成する光スポットを示す。符号２０３（２）の破線部分は、第２の発光素子３４（２）が第２の受光素子群１０１（２）上で形成する光スポットを示す。
【０１３６】
第１と第２の発光素子３４（１）と３１（２）がそれぞれ形成する光スポット２０３（１）と２０３（２）は、それぞれ第１と第２の受光素子群１０１（１）と１０１（２）の一部を照射する。そして、それぞれ、常に一つ以上の受光素子ａが各光スポット内に存在するように光スポットの位置が決められている。また、光スポット２０３（１）と２０３（２）は、受光素子上で互いにスポットが重ならないように位置が決められている。
【０１３７】
図２０に、本実施例における、受信部３６（１）・３６（２）、信号選択部３７（１）・３７（２）、露光源制御部３８のブロック回路を示す。本実施例においては、第１の発光素子３４（１）の光スポット２０３（１）とそれに対応する第１の受光素子群１０１（１）の間でデータの送受信が行われる。また、第２の発光素子３４（２）の光スポット２０３（２）とそれに対応する第２の受光素子群１０１（２）の間でもデータの送受信が行われる。受光素子の選択方法は、実施例１と同様に行われる。データの送信経路とデータの受信経路が各々２つ存在するため、同時に２つの経路でデータ伝送が可能となる。
【０１３８】
以上述べた構成により、本実施例においてはドラム軸円周上に複数の送信部と、複数の受光素子群を配置することで、データの伝送経路を増やすことができる。また、実施例２と組み合わせ、各々の受光素子群上に複数のデータ送信部（光スポット）を並べることで、伝送経路をさらに増やすことができる。
【０１３９】
ここで、実施例１〜３の電子写真画像形成装置は１ドラム方式のフルカラー画像形成装置であるが、複数ドラムのインライン方式のフルカラー画像形成装置にすることもできる。また、ものカラー画像形成装置にすることもできる。
【０１４０】
ドラム２の帯電手段は、接触帯電ローラを用いるなどの接触帯電にすることもできる。現像手段も実施例のものに限られず、１成分又は２成分の現像剤を用いた接触又は非接触の各種タイプのものを用いることができる。転写残トナーは現像手段で現像同時クリーニングして、専用のクリーニング手段を無しにしたクリーナレスの画像形成装置にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】実施例１における電子写真画像形成装置の概略構成を示す横断面模式図である。
【図２】図１の部分的な拡大図である。
【図３】ドラムの正面図と制御系統のブロック図である。
【図４】ドラムの層構成の模式図である。
【図５】信号線層の信号線群と走査線層の信号線群との縦横格子状構造の模式図である。
【図６】ドラム製造プロセスの概要のフロー図である。
【図７Ａ】ドラム製造プロセスの工程模式図（その１）である。
【図７Ｂ】ドラム製造プロセスの工程模式図（その２）である。
【図７Ｃ】ドラム製造プロセスの工程模式図（その３）である。
【図７Ｄ】ドラム製造プロセスの工程模式図（その４）である。
【図８Ａ】ドラム製造プロセスの工程模式図（その５）である。
【図８Ｂ】ドラム製造プロセスの工程模式図（その６）である。
【図９】ドラム駆動回路のブロック図である。
【図１０】ドラムの受光素子ユニット配置側の側面図である。
【図１１】第１のドラムフランジと受光素子ユニットを分離した状態の斜視図である。
【図１２】データ伝送時における信号タイミングを示す図である。
【図１３】実施例１における受信側の電気回路のブロック図である。
【図１４】受光素子と光スポットの配置を詳細に示した図である。
【図１５】実施例２における光スポットの形状、及び、受光素子の配置を示す図である。
【図１６】複数の発光素子の判別手順のフローチャートである。
【図１７】実施例２における受信側の電気回路のブロック図である。
【図１８】各受光素子に対応したシフトレジスタの出力波形を示す図である。
【図１９】実施例３における光スポットの形状、及び、受光素子の配置を示す図である。
【図２０】実施例３における受信側の電気回路のブロック図である。
【符号の説明】
【０１４２】
Ａ・・電子写真画像形成装置、２・・デジタル感光体ドラム、３（ａ〜ｄ）・・帯電器、４（Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ）・・現像器、５・・中間転写ベルトユニット、４０・・円筒基体、５０・・自発光デバイス部、５１・・信号線（第１電極線）／走査線（第２電極線）制御部（制御回路部）、５２・・信号線層、５２ｅ・・信号線（第１電極線）、５３・・有機ＥＬ発光層、５４・・走査線層、５４ａ・・走査線、６０・・機能分離部、６１・・絶縁層（透明絶縁性／ガスバリヤ層）、６２・・透明導電層、７０・・感光体部、３４・・発光素子、３５・・受光素子ユニット、１０１・・受光素子群、ａ・・受光素子、２４・・ドラム軸、２５ａ・２５ｂ・・本体側板、２０３・・光スポット、３６・・受信部、３７・・信号選択・ドラム位相検出部、３８・・露光源制御部、３２・・画像コントローラ、３３・・発光素子駆動部、６０１・・同調信号ライン、６０２・・受信信号ライン、６０３・・シフトレジスタ群、６０４・・Ｌｏｏｋ＿Ｕｐ＿Ｔａｂｌｅ、６０５・・セレクタ、６０６・・受信信号ライン、１１０１・・セレクタ、１１０２・１１０３・１１０４・１１０５・・受信信号ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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