(57)【要約】【課題】発光素子に画素欠陥が存在する場合でも印字品質の劣化を防止し、ラインヘッドの歩留まりを向上させたラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置を提供すること。【解決手段】画像領域の全域を露光可能な複数列の発光素子列を有する多重露光用のラインヘッドの像担持体の同一ドットを露光する副走査方向に配列された発光素子群は、像担持体の表面電位Ｖｓ｜Ｖ｜と現像バイアス電位Ｖｄ｜Ｖ｜との差の変化量が１０％以内となるように特性を設定する。すなわち、像担持体のＰＩＤＣ特性の漸近線Ｈｘ付近で発光素子群を動作させ、いずれかの発光素子列ないの発光素子に画素欠陥が発生した場合でも必要な光量が得られるようにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像領域の全域を露光可能な複数列の発光素子列を有する多重露光用のラインヘッドであって、
前記ラインヘッドには、像担持体の露光に必要な発光素子列の外に補助用の発光素子列を設け、像担持体の同一ドットを露光する副走査方向に配列された発光素子群の中で画素欠陥のある発光素子が存在した場合でも、露光に必要な光量が得られる構成としたことを特徴とするラインヘッド。
【請求項２】
前記各発光素子群は、像担持体の露光に必要な発光素子列の外に補助用の発光素子列を設け、像担持体の同一ドットを露光しても像担持体の表面電位Ｖｓ｜Ｖ｜と現像バイアス電位Ｖｄ｜Ｖ｜との差の変化量が１０％以内としたことを特徴とする、請求項１記載のラインヘッド。
【請求項３】
前記複数列の発光素子列全てを駆動して像担持体を走査したことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のラインヘッド。
【請求項４】
像担持体の主走査方向に配列された各発光素子列の発光素子に１つ以上の画素欠陥があった場合でも、像担持体の表面電位Ｖｓ｜Ｖ｜と現像バイアス電位Ｖｄ｜Ｖ｜との差の変化量が１０％以内となるように像担持体の光減衰特性（ＰＩＤＣ特性）および発光素子の光量を設定したことを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のラインヘッド。
【請求項５】
前記発光素子は、有機ＥＬ素子であることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のラインヘッド。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項記載のラインヘッドを像担持体カートリッジに装着して、前記像担持体の周囲に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を配した状態で、前記像担持体上に形成されたトナー像を転写媒体に転写させるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子に画素欠陥が存在する場合でも印字品質の劣化を防止し、ラインヘッドの歩留まりを向上させたラインヘッドおよびそ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】
従来、電子写真法を用いる複写機、プリンター、ファックス等の画像形成装置においては、光書き込み手段としてレーザ走査光学系を用いるのが一般的であった。
【０００３】
最近は、光書き込み手段として光記録素子を複数列配列した記録アレイヘッドを用いる画像形成装置が開発されている。例えば、特許文献１には、このような記録アレイヘッドにおいて、画像データを副走査方向にシフトさせて感光体ドラムに照射している。このため、発光出力が低い光記録素子を用いた場合でも、高速に画像形成ができることが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、多数のＥＬ素子を配列したＥＬ素子パネルを用いて、感光体ドラムの移動速度と等しい速度で画像データをＥＬ素子パネルに流し、発光光量を増加させて高速化に対応させることが記載されている。さらに、特許文献３には、２列以上のアレイチップを用いて１画素を多重記録する際に、発光させる発光素子数を変えて階調制御することが記載されている。
【０００５】
このように、複数の発光素子を用いたラインヘッドにおいては、製造工程上の問題に起因して、発光しないか、あるいは発光光量が極めて小さい画素欠陥がある確率で存在している。発光素子を複数列配置する際に、発光素子に欠陥がある確率が仮に２０％あるものとする。表１は、ラインヘッドに発光素子を１列配置する場合で、１列のみの発光素子を発光させることにより必要光量が得られるときの歩留まり計算を示すものである。
【０００６】
【表１】
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【０００７】
表１において、ラインヘッドに２列の発光素子を配置してその中の１列を発光させる場合には、発光させる発光素子列に画素欠陥が存在する確率は、１−０．２＝０．となり歩留まりは８０％となる。
【０００８】
表２は、欠陥確率が２０％とした場合に、多重露光を行うことにより必要光量を得る例を示すものである。この例では、ラインヘッドに複数列配置された発光素子列の中で２列の発光素子を用いるものである。表２において、ラインヘッドに２列の発光素子を配置した場合には、表１から１列の発光素子列の歩留まりが８０％であるから、この場合の歩留まりは０．８Ｘ０．８＝０．６４、すなわち６４％となる。
【０００９】
【表２】
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【００１０】
また、ラインヘッドに複数の発光素子を配置し、３列の発光素子を用いて多重露光を行う場合の歩留まりを表３に示す。この場合には、欠陥確率を２０％として歩留まりは０．８３＝０．５１２、すなわち５１．２％となる。表１〜表３に示されているように、発光素子列数を増加させればラインヘッドの歩留まりは低下する。
【００１１】
【表３】
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【００１２】
【特許文献１】
特開昭６１−１８２９６６号公報
【特許文献２】
特開昭６４−２６４６８号公報
【特許文献３】
特開平１１−１２９５４１号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、発光素子を複数列用いたラインヘッドにおいては、画素数が増加して画素欠陥が存在する確率が高くなる。図９は、このような画素欠陥の例を示す説明図である。図９（ａ）において、ラインヘッドに配置した発光素子列Ｌ０の中で、発光素子Ｇｘに画素欠陥があるものとする。このような発光素子列Ｌ０により図９（ｂ）に示すようにＡａ〜Ａｎの画素列を走査して露光すると、印字画像にはＢｘのような縦方向の白筋が発生して印字品質が著しく低下してしまい、当該ラインヘッド全体が使用不能となる。
【００１４】
図１０は、画素欠陥の他の例を示す説明図である。図１０（ａ）に示す例では、ラインヘッドにＬａ〜Ｌｃの発光素子列を配置した場合に、発光素子列Ｌｂの発光素子Ｇｙに画素欠陥が存在するものとする。図１０（ｂ）の矢視Ｙ方向は主走査方向、Ｘ方向は副走査方向とする。図１０（ａ）のラインヘッドを用いて像担持体を副走査方向に移動させながら多重露光すると、図１０（ｂ）のＢｙに示すように印字画像に他の領域よりも薄い部分が形成され、画像品質が劣化する。
【００１５】
このように、複数の発光素子を用いたラインヘッドにおいては、画素欠陥による歩留まり悪化で印字品質が劣化することが大きな問題となっている。また、使用中の耐久劣化により画素欠陥が発生した場合も、同様に印字品質が著しく低下してしまい、当該ラインヘッド全体を交換しなければならないという問題が生じていた。
【００１６】
特に、多重露光方式が適用される画像形成装置においては、通常の方式と比較して発光素子数が多く、画素欠陥が存在する確率が高まることになる。このため、さらに歩留まりが悪化したり、耐久劣化によるラインヘッドの交換が増加するという問題があった。多重露光方式の場合には、多少の発光のバラツキは平均化されて相殺される。しかしながら、画素欠陥のように他の発光素子とは大きく発光光量が異なる場合には、許容できない印字品質の劣化が発生する。
【００１７】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、発光素子の画素欠陥が存在する場合でも印字品質の劣化を防止し、ラインヘッドの歩留まりを向上させたラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のラインヘッドは、画像領域の全域を露光可能な複数列の発光素子列を有する多重露光用のラインヘッドであって、
前記ラインヘッドには、像担持体の露光に必要な発光素子列の外に補助用の発光素子列を設け、像担持体の同一ドットを露光する副走査方向に配列された発光素子群の中で画素欠陥のある発光素子が存在した場合でも、露光に必要な光量が得られる構成としたことを特徴とする。このため、ラインヘッドに複数列の発光素子を配列して多重露光を行う際に、発光素子の画素欠陥が存在する場合でも印字品質の劣化を防止し、ラインヘッドの歩留まりを向上させることができる。
【００１９】
また、本発明は、前記各発光素子群は、像担持体の露光に必要な発光素子列の外に補助用の発光素子列を設け、像担持体の同一ドットを露光しても像担持体の表面電位Ｖｓ｜Ｖ｜と現像バイアス電位Ｖｄ｜Ｖ｜との差の変化量が１０％以内としたことを特徴とする。すなわち、像担持体の光減衰特性（ＰＩＤＣ特性）の漸近線付近で発光素子を動作させている。漸近線の付近では、露光エネルギーが増大しても像担持体の表面電位の変動が少なくなるので、安定した露光を行うことができる。
【００２０】
また、本発明は、前記複数列の発光素子列全てを駆動して像担持体を走査したことを特徴とする。このため、いずれかの発光素子列に画素欠陥のある発光素子が含まれているかどうかに応じた制御を行う必要がないので、発光素子列を選択する処理が不要となり、制御部の構成を簡略化することができる。
【００２１】
また、本発明は、像担持体の主走査方向に配列された各発光素子列の発光素子に１つ以上の画素欠陥があった場合でも、像担持体の表面電位Ｖｓ｜Ｖ｜と現像バイアス電位Ｖｄ｜Ｖ｜との差の変化量が１０％以内となるように像担持体の光減衰特性（ＰＩＤＣ特性）および発光素子の光量を設定したことを特徴とする。このため、画素欠陥がある発光素子列の光量が減少しても印字劣化が発生しないという利点がある。
【００２２】
また、本発明は、前記発光素子は、有機ＥＬ素子であることを特徴とする。このため、発光素子をガラス基板上に容易に作成することができる。したがって、発光素子の形状を任意の形にできるため、低価格化が図れる。
【００２３】
また、本発明は、前記ラインヘッドを像担持体カートリッジに装着して、前記像担持体の周囲に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を配した状態で、前記像担持体上に形成されたトナー像を転写媒体に転写させるようにした画像形成装置を構成したことを特徴とする。このため、画質の劣化のない画像形成装置を提供することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。図３は、本発明の基本原理を説明する特性図である。図３は、像担持体の露光部と非露光部の表面電位Ｖｓの分布を示している。Ｖｄは、現像バイアス電圧である。発光素子を、現像バイアス電圧以上の電圧で動作させることにより、露光に必要な光量が得られる。
【００２５】
図１は、像担持体のＰＩＤＣ特性（光減衰特性）を示す特性図である。図１の縦軸には像担持体の表面電位Ｖｓ（負電位）を、横軸には露光エネルギーが示されている。本発明においては、ラインヘッドに複数列の光学素子を配列した際に、同一画像領域を露光する光学素子の副走査方向の配列を発光素子群、主走査方向の配列を発光素子列と称する。本発明は、前記発光素子群のいずれかに画素欠陥がある場合でも、像担持体の明部電位を現像バイアス電圧以上として露光させることを特徴としている。このために、発光素子群のいずれかに画素欠陥がある場合に、像担持体の表面電位Ｖｓ｜Ｖ｜と、現像バイアス電圧Ｖｄ｜Ｖ｜との差の変化量を１０％以内に設定している。
【００２６】
具体的には、画素欠陥のない発光素子群で露光したときに、Ｖｓ＝Ｖｓ１、Ｖ１＝Ｖｓ１−Ｖｄとする。また、画素欠陥のある発光素子群で露光したときに、Ｖｓ＝Ｖｓ２、Ｖ２＝Ｖｓ２−Ｖｄとする。このように、像担持体の表面電位Ｖｓと現像バイアス電圧Ｖｄを設定した際に、次の条件、｜（Ｖ１−Ｖ２／Ｖ１）｜≦０．１、を満足させるようにしている。
【００２７】
次に、本発明の第１の実施形態を図２により説明する。プロセス速度を１０６ｍｍ／ｓ、像担持体の帯電電位をー５５０Ｖ、現像バイアス電圧をー２００Ｖとする。このときに、
（ａ）画素欠陥のない発光素子群で露光した場合
露光エネルギーＥ１＝０．４（μＪ／ｃｍ２）
Ｖｓ１＝−９０Ｖ，Ｖ１＝１１０Ｖ
（ｂ）画素欠陥のある発光素子群で露光した場合
露光エネルギーＥ２＝０．２（μＪ／ｃｍ２）
Ｖｓ２＝−１００Ｖ，Ｖ２＝１００Ｖ
である。この際の、像担持体の表面電位Ｖｓ｜Ｖ｜と現像バイアス電圧Ｖｄ｜Ｖ｜との差の変化量の差は９．１％となり、前記１０％以下の要件を満たしているので画像むらは生成されなかった。
【００２８】
また、本発明の第２の実施形態においては、プロセス速度を１０６ｍｍ／ｓ、像担持体の帯電電位をー５５０Ｖ、現像バイアス電圧をー２００Ｖとする。このときに、
（ａ）画素欠陥のない発光素子群で露光した場合
露光エネルギーＥ１＝０．４５（μＪ／ｃｍ２）
Ｖｓ１＝−８５Ｖ，Ｖ１＝１１５Ｖ
（ｂ）画素欠陥のある発光素子群で露光した場合
露光エネルギーＥ２＝０．３（μＪ／ｃｍ２）
Ｖｓ２＝−９５Ｖ，Ｖ２＝１０５Ｖ
である。この際の、像担持体の表面電位Ｖｓ｜Ｖ｜と現像バイアス電圧Ｖｄ｜Ｖ｜との差の変化量の差は８．７％となり、前記１０％以下の要件を満たしているのでこの場合にも画像むらは生成されなかった。
【００２９】
本発明においては、このように像担持体の表面電位Ｖｓ｜Ｖ｜と現像バイアス電圧Ｖｄ｜Ｖ｜との差Ｆｘ（図１）の変化量を１０％以内としている。このことは、図１の特性図においてＰＩＤＣ曲線の漸近線Ｈｘ付近で発光素子を動作させていることを意味している。漸近線の付近では、露光エネルギーが増大しても像担持体の表面電位の変動が少なくなり安定した露光を行うことができる。
【００３０】
図２は、ラインヘッドにＬｐ、Ｌｑ、Ｌｒの複数列の発光素子を配列して、像担持体を多重露光する場合の露光エネルギーの分布を示す説明図である。図２（ａ）では、発光素子列Ｌｑの発光素子Ｇｚに画素欠陥があるものとする。この場合の副走査方向のＸａ方向の露光エネルギー分布、すなわち、各発光素子群の露光エネルギー分布を示している。正常な発光素子１個の露光エネルギーを１とすると、画素欠陥のある発光素子Ｇｚを含む発光素子群だけが露光エネルギーＥｘは２となり、正常な発光素子群の露光エネルギーＥｘは３となる。
【００３１】
本発明においては、前記図１で説明したようにＰＩＤＣ曲線の漸近線Ｈｘ付近で発光素子を動作させている。このため、露光エネルギーが増加しても像担持体の表面電位の変動が少ないので実用上問題は生じない。すなわち、図２（ａ）の例では露光エネルギーが「２」の部分と「３」の部分とが混在しても、印字画像の品質に影響を与えないようにしている。
【００３２】
このように、発光素子群は１つ以上の発光素子が発光しない場合でも、露光に必要な光量が得られるように特性を設定している。また、多重露光を行う際には、少なくとも発光素子列Ｌｐ、Ｌｑが必要であるが、発光素子列Ｌｒは発光光量を補うための補助用の発光素子列と考えることもできる。すなわち、像担持体を露光するために必要な光量は、発光素子列Ｌｐ、Ｌｑの動作によって確保できるが（露光エネルギーが２）、仮に画素欠陥がある発光素子群が存在しても余分に配置した発光素子列Ｌｒにより光量が補えるものである。この際に、画素欠陥のない発光素子群の露光エネルギーが２から３に増大しても、印字画像の品質に影響を与えないことは、前記した通りである。
【００３３】
図２（ｂ）は、発光素子列Ｌｓの発光素子Ｇｕと発光素子列Ｌｗの発光素子Ｇｖに画素欠陥がある例を示している。この場合には、像担持体を副走査方向のＸａ方向に移動しながらラインヘッドで露光すると、画素欠陥のある発光素子群の露光エネルギーＥｘは２、正常な発光素子群の露光エネルギーＥｘは３となる。この例においても、多重露光を行うためには少なくとも発光素子列Ｌｓ、Ｌｔが必要であるが、発光素子列Ｌｗはある発光素子群の中に画素欠陥があった場合でも、当該画素欠陥がある発光素子列の光量を補償する機能を有している。
【００３４】
本発明においては、ある確率で画素欠陥が生じた発光素子が存在する場合であっても、前記のように各発光素子群は像担持体の同一ドットの画素を露光する際に必要な光量が得られるように特性を設定している。このため、ラインヘッドに複数列の発光素子を配列して多重露光を行う際に、発光素子の画素欠陥の影響を受けずにむらのない画像を形成することができる。また、画素欠陥があった場合でもラインヘッドの交換が不要であり、ラインヘッドの歩留まりを向上させることができる。
【００３５】
また、本発明においては、例えば図２（ａ）、（ｂ）のようにラインヘッドに複数列の発光素子列を配置した場合に、すべての発光素子列を動作させるものである。すなわち、いずれかの発光素子列に画素欠陥のある発光素子が含まれているかどうかに応じた制御を行う必要がないので、発光素子列を選択する処理が不要となり、制御部の構成が簡略化される。このことは、画素欠陥が存在する発光素子を特定しない場合、したがって画素欠陥の有無を検査しない場合でも、品質劣化のない画像印字を行うことができるという利点があることを示している。
【００３６】
また、本発明においては、主走査方向に配列された発光素子列のいずれかの発光素子に１つ以上画素欠陥がある場合でも、像担持体の表面電位Ｖｓ｜Ｖ｜と現像バイアス電位Ｖｄ｜Ｖ｜との差の変化量が１０％以内となるように、像担持体のＰＩＤＣ特性を設定している。また、各発光素子の光量を設定している。このため、画素欠陥がある発光素子列の光量が減少しても印字劣化が発生しない。
【００３７】
図４は、本発明が適用される画像形成装置の１実施例の全体構成を示す模式的断面図である。本実施例は、転写ベルトとして中間転写ベルトを用いる例である。
【００３８】
図４において、画像形成装置１は、ハウジング本体２と、ハウジング本体２の前面に開閉自在に装着された第１の開閉部材３と、ハウジング本体２の上面に開閉自在に装着された第２の開閉部材（排紙トレイを兼用している）４とを有している。さらに、第１の開閉部材３には、ハウジング本体２の前面に開閉自在に装着された開閉蓋３’を備え、開閉蓋３’は第１の開閉部材３と連動して、または独立して開閉可能にされている。
【００３９】
ハウジング本体２内には、電源回路基板及び制御回路基板を内蔵する電装品ボックス５、画像形成ユニット６、送風ファン７、転写ベルトユニット９、給紙ユニット１０が配設され、第１の開閉部材３内には、二次転写ユニット１１、定着ユニット１２、記録媒体搬送手段１３が配設されている。画像形成ユニット６及び給紙ユニット１０内の消耗品は、本体に対して着脱可能な構成であり、その場合には、転写ベルトユニット９を含めて取り外して修理又は交換を行うことが可能な構成になっている。
【００４０】
ハウジング本体２の前面下部の両側には、回動軸３ｂを介して第１の開閉部材３がハウジング本体２に開閉自在に装着されている。転写ベルトユニット９は、ハウジング本体２の下方に配設され図示しない駆動源により回転駆動される駆動ローラ１４と、駆動ローラ１４の斜め上方に配設される従動ローラ１５と、この２本のローラ１４、１５間に張架されて図示矢印方向へ循環駆動される中間転写ベルト１６と、中間転写ベルト１６の表面に離当接されるクリーニング手段１７とを備えている。
【００４１】
従動ローラ１５及び中間転写ベルト１６が駆動ローラ１４に対して図で左側に傾斜する方向に配設されている。これにより、中間転写ベルト１６駆動時のベルト搬送方向が下向きになるベルト面１６ａが下方に位置するようにされている。上記駆動ローラ１４及び従動ローラ１５は、支持フレーム９ａに回転自在に支持され、支持フレーム９ａの下端には回動部９ｂが形成されている。この回動部９ｂはハウジング本体２に設けられた回動軸（回動支点）２ｂに嵌合され、これにより、支持フレーム９ａはハウジング本体２に対して回動自在に装着されている。
【００４２】
また、支持フレーム９ａの上端にはロックレバー９ｃが回動自在に設けられ、ロックレバー９ｃはハウジング本体２に設けられた係止軸２ｃに係止可能にされている。駆動ローラ１４は、二次転写ユニット１１を構成する二次転写ローラ１９のバックアップローラを兼ねている。また、従動ローラ１５をクリーニング手段１７のバックアップローラとして兼用させている。クリーニング手段１７は、搬送方向下向きのベルト面１６ａ側に設けられている。
【００４３】
中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａ裏面には、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの像担持体２０に対向して板バネ電極からなる一次転写部材２１がその弾性力で当接され、一次転写部材２１には転写バイアスが印加されている。転写ベルトユニット９の支持フレーム９ａには、駆動ローラ１４に近接してテストパターンセンサ１８が設置されている。このテストパターンセンサ１８は、中間転写ベルト１６上の各色トナー像の位置決めを行うとともに、各色トナー像の濃度を検出し、各色画像の色ずれや画像濃度を補正するためのセンサである。
【００４４】
画像形成ユニット６は、複数（本実施例では４つ）の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションＹ（イェロー用）、Ｍ（マゼンタ用）、Ｃ（シアン用）、Ｋ（ブラック用）を備えている。各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋにはそれぞれ、感光ドラムからなる像担持体２０と、像担持体２０の周囲に配設された、帯電手段２２、像書込手段２３及び現像手段２４を有している。
【００４５】
帯電手段２２、像書込手段２３及び現像手段２４は、画像形成ステーションＹのみに図番を付けており、他の画像形成ステーションについては構成が同一のため、図番を省略する。また、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの配置順序は任意である。そして、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの像担持体２０が中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａに当接されるようにされ、その結果、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋも駆動ローラ１４に対して図で左側に傾斜する方向に配設されることになる。像担持体２０は、図示矢印に示すように中間転写ベルト１６の搬送方向に回転駆動される。
【００４６】
帯電手段２２は、高電圧発生源に接続された導電性ブラシローラで構成され、ブラシ外周が感光体である像担持体２０に対して、逆方向で、かつ、２〜３倍の周速度で当接回転して像担持体２０の表面を一様に帯電させる。また、本実施例のように、クリーナレス構成の画像形成装置にこのような導電性ブラシローラを用いる場合には、非画像形成時にブラシローラへトナーの帯電極性と同極性のバイアスを印加することで、ブラシローラに付着した転写残りトナーを像担持体２０に放出させ、一次転写部で中間転写ベルト１６上に転写して、中間転写ベルト１６のクリーニング手段１７で回収する構成とすることができる。
【００４７】
像書込手段２３は、有機ＥＬ発光素子を像担持体２０の軸方向に列状に配列した有機ＥＬアレイ露光ヘッドを用いている。有機ＥＬアレイ露光ヘッドは、レーザー走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトであり、像担持体２０に対して近接配置が可能であり、装置全体を小型化できるという利点を有する。各画像形成ステーションのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの像担持体２０、帯電手段２２及び像書込手段２３を１つの像担持体ユニット２５としてユニット化している。
【００４８】
そして、転写ベルトユニット９と共に支持フレーム９ａに交換可能にすることにより、有機ＥＬアレイ露光ヘッドの像担持体２０に対する位置決めを保持する構成としている。また、像担持体ユニット２５の交換時には有機ＥＬアレイ露光ヘッドを含めて交換する構成としている。
【００４９】
次に、現像手段２４の詳細について、画像形成ステーションＫを例として説明する。現像手段２４は、トナー（図のハッチング部）を貯留するトナー貯留容器２６と、このトナー貯留容器２６内に形成されたトナー貯留部２７と、トナー貯留部２７内に配設されたトナー撹拌部材２９と、トナー貯留部２７の上部に区画形成された仕切部材３０を有している。
【００５０】
また、仕切部材３０の上方に配設されたトナー供給ローラ３１と、仕切部材３０に設けられトナー供給ローラ３１に当接されるブレード３２と、トナー供給ローラ３１及び像担持体２０に当接するように配設される現像ローラ３３と、現像ローラ３３に当接される規制ブレード３４とが設けられている。像担持体２０は中間転写ベルト１６の搬送方向に回転され、現像ローラ３３及び供給ローラ３１は、図示矢印に示すように、像担持体２０の回転方向とは逆方向に回転駆動され、一方、撹拌部材２９は供給ローラ３１の回転方向とは逆方向に回転駆動される。
【００５１】
トナー貯留部２７において撹拌部材２９により撹拌、運び上げられたトナーは、仕切部材３０の上面に沿ってトナー供給ローラ３１に供給され、供給されたトナーはブレード３２と摺擦して供給ローラ３１の表面凹凸部への機械的付着力と摩擦帯電力による付着力によって、現像ローラ３３の表面に供給される。現像ローラ３３に供給されたトナーは規制ブレード３４により所定厚さの層厚に規制され、薄層化したトナー層は、像担持体２０へと搬送される。このトナー層は、現像ローラ３３と像担持体２０が接触して構成するニップ部及びこの近傍で像担持体２０の潜像部を現像する。
【００５２】
像担持体２０と対向する側の現像ローラ３３、トナー供給ローラ３１及び現像ローラ３３と規制ブレード３４の当接部がトナー貯留部２７内のトナーに埋没しない構成としている。この構成によって、貯留トナーの減少によって現像ローラ３３に対する規制ブレード３４の当接圧力の変動を防ぐことができると共に、規制ブレード３４によって現像ローラ３３から掻き落とされた余剰トナーがトナー貯留部２７へ落下するので、現像ローラ３３のフィルミングを防ぐことができる。
【００５３】
トナー貯留部２７へ戻ったトナーは、撹拌部材２９によってトナー貯留部２７内のトナーと撹拌され、撹拌部材２９によって再度、供給ローラ３１近傍のトナー導入部へ供給される。したがって、余剰トナーを供給ローラ３１と現像ローラ３３の摺擦部や現像ローラ３３と規制ブレード３４の当接部に渋滞させずに下部へ落下させてトナー貯留部２７のトナーと撹拌を行うので、現像手段内のトナーの劣化が徐々に進行し、現像手段の交換直後に急激な画質変化が発生することを防ぐことができる。
【００５４】
また、給紙ユニット１０は、記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット３５と、給紙カセット３５から記録媒体Ｐを一枚ずつ給送するピックアップローラ３６とからなる給紙部を備えている。第１の開閉部材３内には、二次転写部への記録媒体Ｐの給紙タイミングを規定するレジストローラ対３７と、駆動ローラ１４及び中間転写ベルト１６に圧接される二次転写手段としての二次転写ユニット１１と、定着ユニット１２と、記録媒体搬送手段１３と、排紙ローラ対３９と、両面プリント用搬送路４０を備えている。
【００５５】
定着ユニット１２は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ４５と、この加熱ローラ４５を押圧付勢する加圧ローラ４６と、加圧ローラ４６に揺動可能に配設されたベルト張架部材４７と、加圧ローラ４５とベルト張架部材４７間に張架された耐熱ベルト４９を有している。記録媒体に二次転写されたカラー画像は、加熱ローラ４５と耐熱ベルト４９で形成するニップ部で所定の温度で記録媒体に定着される。
【００５６】
本実施例においては、中間転写ベルト１６の斜め上方に形成される空間、換言すれば、中間転写ベルト１６に対して画像形成ユニット６と反対側の空間に定着ユニット１２を配設することが可能になり、電装品ボックス５、画像形成ユニット６及び中間転写ベルト１６への熱伝達を低減することが可能となる。こもため、各色の色ずれ補正動作を行う頻度を少なくすることができる。
【００５７】
以上のような本実施例の画像形成装置全体の作動の概要は次の通りである。（１）図示しないホストコンピュータ等（パーソナルコンピュータ等）からの印字指令信号（画像形成信号）が電装品ボックス５内の制御回路に入力されると、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの像担持体２０、現像手段２４の各ローラ、及び中間転写ベルト１６が回転駆動される。（２）像担持体２０の表面が帯電手段２２によって一様に帯電される。
【００５８】
（３）各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋにおいて一様に帯電した像担持体２０の表面に、像書込手段２３によって各色の画像情報に応じた選択的な露光がなされて、各色用の静電潜像が形成される。（４）それぞれの像担持体２０に形成された静電潜像が現像手段２４によりトナー像が現像される。
【００５９】
（５）中間転写ベルト１６の一次転写部材２１には、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加され、像担持体２０上に形成されたトナー像が一次転写部において中間転写ベルト１６の移動に伴って順次、中間転写ベルト１６上に重ねて転写される。（６）この一次画像を一次転写した中間転写ベルト１６の移動に同期して、給紙カセット３５に収納された記録媒体Ｐが、レジストローラ対３７を経て二次転写ローラ１９に給送される。
【００６０】
（７）一次転写画像は、二次転写部位で記録媒体と同期合流し、押圧機構によって中間転写ベルト１６の駆動ローラ１４に向かって押圧された二次転写ローラ１９で、一次転写画像とは逆極性のバイアスが印加される。このような逆極性のバイアスが印加されることにより、中間転写ベルト１６上に形成された一次転写画像は、同期給送された記録媒体に二次転写される。
【００６１】
（８）二次転写における転写残りのトナーは、従動ローラ１５方向へと搬送されて、このローラ１５に対向して配置したクリーニング手段１７によって掻き取られ、そして、中間転写ベルト１６はリフレッシュされて再び上記サイクルの繰り返しを可能にされる。（９）記録媒体が定着手段１２を通過することによって記録媒体上のトナー像が定着し、その後、記録媒体が所定の位置に向け（両面印刷でない場合には排紙トレイ４に向け、両面印刷の場合には両面プリント用搬送路４０に向け）搬送される。
【００６２】
図５は、図４の像担持体２０近傍の部分的な断面図である。像担持体ユニット２５は、中間転写ベルト１６に接する側が開口した不透明な金属板等からなるケース５０中に、相互に離間して平行に画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４本の像担持体（感光体ドラム）２０が回転可能に支持されている。
【００６３】
各像担持体２０の所定位置で当接回転するように帯電手段２２の導電性ブラシローラが支持されており、帯電手段２２の下流側に各々有機ＥＬアレイ露光ヘッドからなる像書込手段２３が各像担持体２０に位置決めしてそれに平行に支持されている。像書込手段２３の下流側のケース５０の壁面には、各像担持体２０に対応して現像手段２４の現像ローラ３３を当接させる開口５１が設けられている。各開口５１と像書込手段２３の間には、ケース５０の遮蔽部分５２が残されており、また、帯電手段２２と像書込手段２３の間にケース５０の遮蔽部分５３が残されている。
【００６４】
この遮蔽部分５２、５３、特に、開口５１と像書込手段２３の間の遮蔽部分５２が像書込手段２３中の有機ＥＬ材料からなる発光部へ外から紫外線が達するのを防いでいる。７２は、有機ＥＬ発光素子アレイ５６を前面から覆う屈折率分布型ロッドレンズアレイ５５が汚れた場合に、拭き取りを行うクリーニングパッドである。クリーニングパッド７２は、図示を省略した把手により往復動される。６１は有機ＥＬ発光素子アレイ、６５は屈折率分布型ロッドレンズアレイである。
【００６５】
図６は、像書込手段２３を拡大して示す概略の斜視図である。図６においては、像書込手段２３に設けるラインヘッドの細部が示されている。像担持体ユニット２５に取り付けられた各像担持体（感光体ドラム）２０に対して、像書込手段２３を正確に位置決めするための機構が示されている。像担持体２０は、図４、図５に示されているように、その軸で像担持体ユニット２５のケース５０内に回転可能に取り付けられている。
【００６６】
一方、有機ＥＬ発光素子アレイ６１は、長尺のハウジング６０中に保持されている。長尺のハウジング６０の両端に設けた位置決めピン６９をケース５０の対向する位置決め穴に嵌入させると共に、長尺のハウジング６０の両端に設けたねじ挿入孔６８を通して固定ねじをケース５０のねじ穴にねじ込んで固定することにより、各像書込手段２３が所定位置に固定される。
【００６７】
像書込手段２３は、ガラス基板６２上に有機ＥＬ発光素子アレイ６１の発光部を載置し、同じガラス基板６２上に形成されたＴＦＴ７１により駆動される。屈折率分布型ロッドレンズアレイ６５は結像光学系を構成し、発光部の前面に配置される屈折率分布型ロッドレンズ６５’を俵積みしている。
【００６８】
ハウジング６０は、ガラス基板６２の周囲を覆い、像担持体２０に面した側は開放する。このようにして、屈折率分布型ロッドレンズ６５’から像担持体２０に光線を射出する。ハウジング６０のガラス基板６２の端面と対向する面には、光吸収性の部材（塗料）が設けられている。
【００６９】
図７は、像書込手段２３の副走査方向の断面図である。像書込手段２３には、ハウジング６０中の屈折率分布型ロッドレンズアレイ６５の後面に面して取り付けられた有機ＥＬ発光素子アレイ６１と、ハウジング６０の背面からその中の有機ＥＬ発光素子アレイ６１を遮蔽する不透明なカバー６６とが設けられている。
【００７０】
また、固定板バネ６７によりハウジング６０背面に対してカバー６６を押圧して、ハウジング６０内を光密に密閉する。すなわち、ガラス基板６２は、固定板バネ６７によりハウジング６０で光学的に密閉されている。このため、ガラス基板６２の端面における全反射を防止し、効率良く光を吸収することができる。固定板バネ６７は、ハウジング６０の長手方向に複数個所設けられている（図６では図示を省略している）。
【００７１】
図７において、不透明部材からなるハウジング６０は、光を吸収する材質、例えば黒色ポリスチレンなどの合成樹脂や、アルマイト処理したアルミニュームなどが用いられる。また、ガラス基板６２の両側の厚さ方向端面、すなわち、副走査方向における厚さ方向端面と対向するハウジング６０の面には黒色塗料を塗布して、光吸収特性を高めている。
【００７２】
このように、本発明においては発光素子として有機ＥＬ素子を用いている。このため、発光素子をガラス基板上に容易に作成することができる。したがって、発光素子の形状を任意の形にできるため、低価格化が図れる。また、前記ラインヘッドを画像形成装置に用いているので、画像劣化が少ない画像形成装置を提供することができる。
【００７３】
次に、本発明に係る画像形成装置の他の実施の形態について説明する。図８は、本発明が適用される画像形成装置の構成図である。図８において、画像形成装置１６０には主要構成部材として、ロータリ構成の現像装置１６１、像担持体として機能する感光体ドラム１６５、有機ＥＬアレイが設けられている像書込手段１６７、中間転写ベルト１６９、定着器の加熱ローラ１７２、用紙搬送路１７４、給紙トレイ１７８が設けられている。
【００７４】
現像装置１６１は、現像ロータリ１６１ａが軸１６１ｂを中心として矢視Ａ方向に回転する。現像ロータリ１６１ａの内部は４分割されており、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色の像形成ユニットが設けられている。１６２ａ〜１６２ｄは、前記４色の各像形成ユニットに配置されており、矢視Ｂ方向に回転する現像ローラ、１６３ａ〜１６３ｄは、矢視Ｃ方向に回転するトナ−供給ローラである。また、１６４ａ〜１６４ｄはトナーを所定の厚さに規制する規制ブレードである。
【００７５】
１６５は、前記のように像担持体として機能する感光体ドラム、１６６は一次転写部材、１６８は帯電器、１６７は像書き込み手段で有機ＥＬアレイが設けられている。感光体ドラム１６５は、図示を省略した駆動モータ、例えばステップモータにより現像ローラ１６２ａとは逆方向の矢視Ｄ方向に駆動される。
【００７６】
中間転写ベルト１６９は、従動ローラ１７０ｂと駆動ローラ１７０ａ間に張架されており、駆動ローラ１７０ａが前記感光体ドラム１６５の駆動モータに連結されて、中間転写ベルトに動力を伝達している。当該駆動モータの駆動により、中間転写ベルト１６９の駆動ローラ１７０ａは感光体ドラム１６５とは逆方向の矢視Ｅ方向に回動される。
【００７７】
用紙搬送路１７４には、複数の搬送ローラと排紙ローラ対１７６などが設けられており、用紙を搬送する。中間転写ベルト１６９に担持されている片面の画像（トナー像）が、二次転写ローラ１７１の位置で用紙の片面に転写される。二次転写ローラ１７１は、クラッチにより中間転写ベルト１６９に離当接され、クラッチオンで中間転写ベルト１６９に当接されて用紙に画像が転写される。
【００７８】
上記のようにして画像が転写された用紙は、次に、定着ヒータＨを有する定着器で定着処理がなされる。定着器には、加熱ローラ１７２、加圧ローラ１７３が設けられている。定着処理後の用紙は、排紙ローラ対１７６に引き込まれて矢視Ｆ方向に進行する。この状態から排紙ローラ対１７６が逆方向に回転すると、用紙は方向を反転して両面プリント用搬送路１７５を矢視Ｇ方向に進行する。１７７は電装品ボックス、１７８は用紙を収納する給紙トレー、１７９は給紙トレー１７８の出口に設けられているピックアップローラである。
【００７９】
用紙搬送路において、搬送ローラを駆動する駆動モータは、低速のブラシレスモータが用いられる。また、中間転写ベルト１６９は色ずれ補正などが必要となるのでステップモータが用いられている。これらの各モータは、図示を省略している制御手段からの信号により制御される。図８の状態で、イエロー（Ｙ）の静電潜像が感光体ドラム１６５に形成され、現像ローラ１６２ａに高電圧が印加されることにより、感光体ドラム１６５にはイエローの画像が形成される。イエローの裏側および表側の画像がすべて中間転写ベルト１６９に担持されると、現像ロータリ１６１ａが矢視Ａ方向に９０度回転する。
【００８０】
中間転写ベルト１６９は１回転して感光体ドラム１６５の位置に戻る。次にシアン（Ｃ）の２面の画像が感光体ドラム１６５に形成され、この画像が中間転写ベルト１６９に担持されているイエローの画像に重ねて担持される。以下、同様にして現像ロータリ１６１の９０度回転、中間転写ベルト１６９への画像担持後の１回転処理が繰り返される。４色のカラー画像担持には中間転写ベルト１６９は４回転して、その後に更に回転位置が制御されて二次転写ローラ１７１の位置で用紙に画像を転写する。
【００８１】
給紙トレー１７８から給紙された用紙を搬送路１７４で搬送し、二次転写ローラ１７１の位置で用紙の片面に前記カラー画像を転写する。片面に画像が転写された用紙は前記のように排紙ローラ対１７６で反転されて、搬送径路で待機している。その後、用紙は適宜のタイミングで二次転写ローラ１７１の位置に搬送されて、他面に前記カラー画像が転写される。ハウジング１８０には、排気ファン１８１が設けられている。
【００８２】
以上、本発明のラインヘッドとそれを用いた画像形成装置をいくつかの実施例に基づいて説明した。本発明によれば、画質の劣化のない画像形成装置を提供することができる。本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【００８３】
なお、本発明の構成で、表１においてラインヘッドに２列の発光素子を配置してその中の１列を発光させる場合には、発光させる発光素子列に画素欠陥が存在する確率は、０．２Ｘ０．２＝０．０４となり歩留まりは９６％となる。同様に、ラインヘッドに３列の発光素子を配置してその中の１列を発光させる場合には、発光させる発光素子列に画素欠陥が存在する確率は、０．２Ｘ０．２Ｘ０．２＝０．００８となり歩留まりは９９．２％となる。このように発光素子列を増加させることにより、ラインヘッドの歩留まりを向上させることができる。
【００８４】
また、表２の多重露光を行う例では、２列の発光素子列を用いる場合に、ラインヘッドに３列の発光素子列を配置し、その中の２列を選択して発光させる場合には、ラインヘッドの歩留まりは８９．６％に向上する。さらに、表３の３列の発光素子列を使用する際に、ラインヘッドに配置された４列の発光素子列から３列を選択した場合には、ラインヘッドの歩留まりは８１．９２％に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】担持体のＰＩＤＣ特性（光減衰特性）を示す特性図である。
【図２】露光エネルギーの分布を示す説明図である。
【図３】本発明の基本原理を説明する特性図である。
【図４】画像形成装置の全体構成を示す模式的断面図である。
【図５】図４の一部を拡大して示す断面図である。
【図６】ラインヘッドの一例を示す斜視図である。
【図７】像書込手段の副走査方向の断面図である。
【図８】本発明が適用される画像形成装置の構成図である。
【図９】従来例の説明図である。
【図１０】従来例の説明図である。
【符号の説明】
１…画像形成装置、２…ハウジング本体、６…画像形成ユニット、２０…像担持体、２３…像書込手段、２４…現像手段、２５…像担持体ユニット（像担持体カートリッジ）、６１…有機ＥＬ発光素子アレイ、６２…ガラス基板、７１…ＴＦＴ、１６０…画像形成装置、１６１…現像装置、１６５…感光体ドラム、１６７…像書き込み手段
【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７】
2004209775.tif 000012
【図８】
2004209775.tif 000013
【図９】
2004209775.tif 000014
【図１０】
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