(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感度波長域の異なる少なくとも２種類のキャリア発生層部分で格子状に配設されたキャリア発生層を含む静電潜像担持体と、
前記静電潜像担持体に光書き込みを行うための露光手段であって、各キャリア発生層部分の感度波長に対応する発光波長を有する露光手段とを含み、
静電潜像担持体の非画像領域部に、感度波長域の異なる少なくとも２種類のキャリア発生層を、副走査方向の解像度のピッチで、主走査方向にライン状に形成されたマーキングが施され、このマーキングを検出するマーキング検出手段が設けられることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
基体と、感度波長域の異なる少なくとも２種類のキャリア発生層部分で格子状に配設されたキャリア発生層と、膜厚が２５μｍ以下に形成されたキャリア輸送層を下方から順次積層した静電潜像担持体と、
前記静電潜像担持体に光書き込みを行うための露光手段であって、各キャリア発生層部分の感度波長に対応する発光波長を有する露光手段とを含み、
静電潜像担持体の非画像領域部に、感度波長域の異なる少なくとも２種類のキャリア発生層を、副走査方向の解像度のピッチで、主走査方向にライン状に形成されたマーキングが施され、このマーキングを検出するマーキング検出手段が設けられることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
主走査方向の解像度および副走査方向の解像度が、１２００ｄｐｉ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
少なくとも２つの露光手段から照射される異なる発光波長が、１００ｎｍ以上の差を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項５】
露光手段はレーザ光を照射可能に構成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項６】
露光手段は発光ダイオードであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記基体は光透過性を有する透明材で構成され、前記露光手段のうち少なくとも一つは、その露光光が基体を透過してキャリア発生層に照射されるように配設されたことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記基体は光透過性を有する透明材で構成され、全ての露光手段は、それらの露光光が基体をそれぞれ透過してキャリア発生層に照射されるように配設されたことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関し、たとえば複写機またはプリンターに好適に用いられる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真プロセス、インクジェット方式あるいは感熱転写方式など種々の方式を用いた画像形成装置が実用に供されている。とくに、電子写真プロセスを用いた出力機器においては、デジタル技術の発展にともない、画像データを電気信号に変換し、その信号を処理した後、静電潜像担持体の露光を行うデジタル電子写真装置およびデジタル静電記録装置なども商品化されている。
【０００３】
近年、前記電子写真プロセスを用いた出力機器において、高画質化および高速化への要望がより一層高まっている。たとえば、デジタルの画像信号を使用しているデジタル電子写真装置においては、半導体レーザまたはＬＥＤなどの光源が画像信号に従ってＯＮ−ＯＦＦ切換えされ、その照射光が静電潜像担持体上に投影されるが、このようなデジタル電子写真装置では、解像度が３００ｄｐｉから６００ｄｐｉ、さらには１２００ｄｐｉへと（高画質化）高解像度化される動きにある。前記解像度は、露光光の走査方向である主走査方向の解像度および静電潜像担持体の移動方向である副走査方向の解像度である。
【０００４】
図１４は、ビームスポットの露光エネルギー分布を表す図表であり、図１５は異なる画像パターンを示す説明図である。図１６は各画像パターンにおける露光エネルギー分布のシミュレーション結果を示す図表であり、図１７および図１８は従来の静電潜像電位分布を示す図表である。図１４に示すように、ビームスポットの露光エネルギー分布は、ガウス分布に従うので、たとえば−∞＜Ｘ≦−１および１≦Ｘ＜∞の範囲においては広く裾野をひく形状となる。この裾野部分の光によって発生したキャリアが、隣接する画像度との領域に拡散し、それらが重なり合って、解像度の低下を引き起こす。
【０００５】
具体的には、たとえば書き込み解像度が１２００ｄｐｉ、ビームスポット径が６０μｍのレーザ光学系を用いて露光量０．２ｍＷにて、初期帯電電位−６００Ｖ、半減露光量０．３９μＪ／ｃｍ2の感光体に、図１５（ａ）に示すような１ライン画像を書き込んだときの露光エネルギー分布および感光体上の潜像電位分布のシミュレーション結果が図１６（ａ）および図１７（ａ）に示されている。また、同条件にて、図１５（ｂ）に示す１ｂｙ１ライン像を書き込んだときの露光エネルギー分布および感光体上の潜像電位分布のシミュレーション結果が図１６（ｂ）および図１７（ｂ）に示されている。ここで、１ｂｙ１ライン像を書き込んだ場合、露光部と未露光部との電位差はわずか１０Ｖ程度であり、たとえば現像バイアスを−４００Ｖとすると、このような１ｂｙ１ラインにて書き込んだはずの画像は完全に潰れてしまい高解像度（１２００ｄｐｉ）は実現できない。
【０００６】
高解像度を実現する技術としては、ビームスポット径を小径化する方法と、静電潜像担持体に、露光光の一部を遮断する遮光マスクを設けて光キャリアの拡散を防止し、解像度の低下を抑制する技術（特開２００１−７５３０１号公報参照）と、静電潜像担持体を光導電部と絶縁部とから成る格子状の構成とし、光キャリアの拡散を抑制して解像度の低下を抑制する技術（特開平１１−５２５９１号公報参照）がある。
【０００７】
図１８は、ビームスポット径を３０μｍまで絞り込んだときの１ｂｙ１ライン像を書き込んだときの感光体上の潜像電位分布のシミュレーション結果を示す図表である。このようなビームスポット径を小径化する方法では、露光部と未露光部の電位差は３００Ｖ以上有し、１ｂｙ１ライン像が形成できると考えられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記ビームスポット径を小径化する方法においては、電子写真装置に搭載されている半導体レーザの発光波長はたとえば約７８０ｎｍ程度の近赤外光で、露光スポット径はたとえば約６０μｍ程度であり、印字領域としては、Ａ４サイズの横幅である２９７ｍｍに対応させる必要がある。しかし、このような長波長の発光波長を備えた半導体レーザを用いて、Ａ４サイズの横幅に対応させるとともに、ビームスポット径を３０μｍまで絞り込むことは光学設計上困難である。つまり、Ａ４サイズの横幅に対応するビームの広がり角と、発光波長などとの関係式と、ビームスポット径とレンズの焦点距離およびビームの広がり角との関係式とから、前記発光波長およびＡ４サイズ横幅に対応するビームスポット径が必然的に求められるので、ビームスポット径を６０μｍから３０μｍまで絞り込むことは困難である。ここで半導体レーザの発光波長をたとえば４００ｎｍ程度まで短波長化することで、発光波長に対して比例関係にあるビームスポット径の小径化を図る方法もあるが、コスト高となるうえ感光体側の感度不足などの問題があり、現状では実施困難である。
【０００９】
前記各公報に記載のものでは、遮光部または絶縁部上には潜像形成を行うことができないので、均一な連続画像（いわゆる、べた画像）を得ることが困難である。ここで、トナー濃度をあげる、あるいは、コントラスト電位を大きくするなどの補助手段を用いれば、遮光部または絶縁部に起因する連続画像の不均一性をやや解消できるが、非画像部へのトナー付着（未露光部へのトナー付着で、トナー濃度をあげることによりトナーの帯電量が低下し、感光体へ付着する）およびトナー飛散、静電潜像担持体の絶縁破壊などの新たな課題が発生する。
【００１０】
したがって本発明の目的は、高解像度化を図るとともに均一な連続画像を得ることができる画像形成装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、感度波長域の異なる少なくとも２種類のキャリア発生層部分で格子状に配設されたキャリア発生層を含む静電潜像担持体と、
前記静電潜像担持体に光書き込みを行うための露光手段であって、各キャリア発生層部分の感度波長に対応する発光波長を有する露光手段とを含み、
静電潜像担持体の非画像領域部に、感度波長域の異なる少なくとも２種類のキャリア発生層を、副走査方向の解像度のピッチで、主走査方向にライン状に形成されたマーキングが施され、このマーキングを検出するマーキング検出手段が設けられることを特徴とする画像形成装置である。
【００１２】
本発明に従えば、画像パターンの画像データが画像形成装置に転送されると、静電潜像担持体上の各キャリア発生層部分に対して、各キャリア発生層部分の感度波長に対応する発光波長を有する露光手段を用いて光書き込みが行われる。このように、キャリア発生層を、感度波長域の異なる少なくとも２種類のキャリア発生層部分で格子状に配設し、画像パターンに応じて発光波長の異なる複数種類の露光手段でもって光書き込みを行うことができるので、ビームスポットの裾野部の光をカットし、とくに裾野の重なりによる電位低下を抑制することができる。また、均一な連続画像を印字する場合にも、静電潜像担持体上の各キャリア発生層部分に対して、各キャリア発生層部分の感度波長に対応する発光波長を有する露光手段を用いて光書き込みが行われるので、前記公報に記載の従来の技術のように、遮光部または絶縁部に遮られて潜像未形成部分を生じることがなくなる。それ故、所望の均一な連続画像を得ることができる。そして静電潜像担持体の非画像領域部に、感度波長域の異なる少なくとも２種類のキャリア発生層を、副走査方向の解像度のピッチで、主走査方向にライン状に形成されたマーキングが施され、このマーキングを検出するマーキング検出手段が設けられているので、感度波長の異なるキャリア発生層部分を識別し得るマーキングを、マーキング検出手段によって検出し、これによって光書き出し位置を決定することができる。それ故、感度波長の異なるキャリア発生層に対してその対応光を正確に露光することができ、高解像度化を図るとともに均一な連続画像を得ることができる。
【００１３】
また本発明は、基体と、感度波長域の異なる少なくとも２種類のキャリア発生層部分で格子状に配設されたキャリア発生層と、膜厚が２５μｍ以下に形成されたキャリア輸送層を下方から順次積層した静電潜像担持体と、
前記静電潜像担持体に光書き込みを行うための露光手段であって、各キャリア発生層部分の感度波長に対応する発光波長を有する露光手段とを含み、
静電潜像担持体の非画像領域部に、感度波長域の異なる少なくとも２種類のキャリア発生層を、副走査方向の解像度のピッチで、主走査方向にライン状に形成されたマーキングが施され、このマーキングを検出するマーキング検出手段が設けられることを特徴とする画像形成装置である。
【００１４】
本発明に従えば、膜厚増加に起因するキャリア拡散効果の影響を小さくすることができ、解像度低下を抑制することができる。また、キャリア発生層を、感度波長域の異なる少なくとも２種類のキャリア発生層部分で格子状に配設し、画像パターンに応じて発光波長の異なる複数種類の露光手段でもって光書き込みを行うことができるので、ビームスポットの裾野部の光をカットし、とくに裾野の重なりによる電位低下を抑制することができる。均一な連続画像を印字する場合にも、静電潜像担持体上の各キャリア発生層部分に対して、各キャリア発生層部分の感度波長に対応する発光波長を有する露光手段を用いて光書き込みが行われるので、前記公報に記載の従来の技術のように、遮光部または絶縁部に遮られて潜像未形成部分を生じることがなくなる。それ故、所望の均一な連続画像を得ることができる。そして静電潜像担持体の非画像領域部に、感度波長域の異なる少なくとも２種類のキャリア発生層を、副走査方向の解像度のピッチで、主走査方向にライン状に形成されたマーキングが施され、このマーキングを、マーキング検出手段によって検出し、これによって光書き出し位置を決定することができる。それ故、感度波長の異なるキャリア発生層に対してその対応光を正確に露光することができ、高解像度化を図るとともに均一な連続画像を得ることができる。
【００１５】
また本発明は、主走査方向の解像度および副走査方向の解像度が、１２００ｄｐｉ以上であることを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、解像度が１２００ｄｐｉのとき、画素ピッチ間隔に対するビームスポット径の絞り込みが不十分なため、ビームスポットの裾野の広がりおよびその重なりにより解像性能の低下が著しいことから、解像度が１２００ｄｐｉ以上の画像形成装置において適用することで、解像性能の低下を効果的に抑制することができる。
【００１７】
また本発明は、少なくとも２つの露光手段から照射される異なる発光波長が、１００ｎｍ以上の差を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明に従えば、感度波長が重なる部分を極力防止し、隣接露光光のビームスポットの裾野の影響を極力小さくすることができる。それ故、解像度の低下を招くことなく維持することができる。
【００１９】
また本発明は、露光手段はレーザ光を照射可能に構成されたことを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、画像パターンに応じて発光波長の異なる複数のレーザ光を照射することによって光書き込みを行うことができるので、ビームスポットの裾野部の光をカットし、とくに裾野の重なりによる電位低下を抑制することができる。また、所望の均一な連続画像を得ることもできる。
【００２１】
また本発明は、露光手段は発光ダイオードであることを特徴とする。
本発明に従えば、レーザ光学系を搭載する場合よりも画像形成装置の小型化を図ることができる。
【００２２】
また本発明は、前記基体は光透過性を有する透明材で構成され、前記露光手段のうち少なくとも一つは、その露光光が基体を透過してキャリア発生層に照射されるように配設されたことを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、少なくとも一つの露光手段を、その露光光が基体を透過してキャリア発生層に照射されるように配設したので、高解像度化を図るとともに均一な連続画像を得ることができるうえ、前記露光手段を静電潜像担持体の内部側に配設することができる。
【００２４】
また本発明は、前記基体は光透過性を有する透明材で構成され、全ての露光手段は、それらの露光光が基体をそれぞれ透過してキャリア発生層に照射されるように配設されたことを特徴とする。
【００２５】
本発明に従えば、全ての露光手段を、その露光光が基体を透過してキャリア発生層に照射されるように配設したので、高解像度化を図るとともに均一な連続画像を得ることができるうえ、前記露光手段を静電潜像担持体の内部側に配設することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の概略断面図であり、図２は静電潜像担持体２の部分斜視断面図である。この画像形成装置１は、たとえば複写機またはプリンターに好適に用いられるものである。画像形成装置１は、主に、静電潜像担持体２と、帯電器３と、露光手段としての露光装置４，５と、現像器６と、転写装置７と、クリーニング機構８と、定着器９と、マーキング検出機構１０などを備えている。なお、以下の説明において、静電潜像担持体２の回転方向Ａ１を副走査方向とし、この副走査方向に直交する露光装置１の露光光の走査方向を主走査方向として説明する。
【００３５】
静電潜像担持体２は基体１１に感光層を塗布した円筒状に形成され、この静電潜像担持体２の外周に沿って、静電潜像担持体２の表面を帯電する帯電器３と、レーザ光を照射可能な露光装置４，５と、静電潜像担持体２上にトナー像（可視画像）を形成する現像器６と、転写装置７とが配設されるとともに、転写後の静電潜像担持体２表面の残留トナーを掻取り除去するクリーニング機構８が配設されている。
【００３６】
静電潜像担持体２は回転しつつ帯電器３で均一に帯電され、その後、露光装置４，５からのレーザ光によって主走査方向に露光されて静電潜像担持体２表面に静電潜像が形成される。次に、現像器６によって図示外のトナーが画像部に付着し、可視画像が形成され、転写装置７の作用によってこのトナーが転写材Ｐに転写されるようになっている。転写後の静電潜像担持体２表面の残留トナーは、クリーニング機構８によって掻取り除去される。このように、帯電、光書き込み、現像、転写、クリーニングを繰り返すことによって、所望の画像を形成するようになっている。転写材Ｐ上に形成されたトナーは定着器９を通過することで、転写材Ｐ上に固定される。
【００３７】
静電潜像担持体２は、基体１１と、キャリア発生層１２と、キャリア輸送層１３とが順次下方から積層されて成る。基体１１としては、導電性を有するたとえば、アルミニウム、銅、真鍮、亜鉛、ニッケルなどの金属および合金材料あるいは導電性ポリマーを含有するプラスチックなどを用いることができるが、一般的にはアルミニウム素管が多く用いられている。基体１１を形成する際、たとえば直径が約３０ｍｍ、肉厚が約１ｍｍのアルミニウム切削素管を洗浄剤などで脱脂洗浄した後、このアルミニウム切削素管の表面に、ポリアミド樹脂に酸化チタンなどの無機顔料を分散したいわゆる下引層をディップコートなどの方法で塗布を施す。この下引層は、素管表面の汚れまたは傷による画像不良対策、後述する上層のキャリア発生層１２の塗布性改善、素管表面からの露光レーザの反射光による干渉縞対策、基体１１表面からの正孔注入を防止するなどのために形成される。この下引層の代りに、素管表面に封孔処理を施した陽極酸化被膜を形成してもよい。
【００３８】
図２は感度波長域の異なる２種類のキャリア発生層部分１４，１５を示す説明図である。キャリア発生層部分１４については、７８０ｎｍに感度波長を有するε型銅フタロシアニン微粉末を３重量部、ポリビニルブチラール樹脂２重量部、メチルエチルケトン９５重量部を混合し、図示外のペイントシェーカーにて分散して１種類のキャリア発生層用塗液を作製し、５５０ｎｍに感度波長を有するビスアゾ顔料（クロロダイアンブルー）を３重量部、ポリビニルブチラール樹脂２重量部、メチルエチルケトン９５重量部を混合し、前記と同様に分散して前記キャリア発生用塗液とは別の種類のキャリア発生用塗液を作製する。
【００３９】
基体１１上にキャリア発生層１２を形成する際には、前記作製した２種類のキャリア発生用塗液を、たとえばインクジェット方式の図示外のパターニング装置を用いて、解像度１２００ｄｐｉのピッチで格子状にパターニングしていく。前記解像度は、露光光の走査方向である主走査方向の解像度および静電潜像担持体２の移動方向である副走査方向の解像度である。
【００４０】
【化１】
0003949965.tif 000002
【００４１】
キャリア輸送層１３については、ヒドラゾン系キャリア輸送剤（化合物１）１０重量部、ポリカーボネート樹脂１５重量部、シリコンレベリング剤０．０１５重量部を、テトラヒドロフラン７５重量部に溶解してキャリア輸送用塗液を作製する。基体１１上に形成されたキャリア発生層１２上に、キャリア輸送層用塗液をディップコートし、乾燥後のキャリア輸送層１３の膜厚ｔが約２０μｍとなるように形成し、静電潜像担持体２を作製する。
【００４２】
図８は、非画像領域部におけるキャリア発生層部分１４およびキャリア発生層部分１５の配設位置を示す斜視断面図である。静電潜像担持体２の非画像領域部においては、キャリア発生層部分１４およびキャリア発生層部分１５を、上述したような格子状ではなく、静電潜像担持体２の主走査方向に副走査ピッチでライン状に形成する。静電潜像担持体２に光書き込みを行う前に、非画像領域部も含めて静電潜像担持体２を、帯電器３によってたとえば−６００Ｖに均一に帯電させる。
【００４３】
ここで、図９はマーキング検出機構１０の原理を表す概略説明図である。静電潜像担持体２の非画像部および光照射位置に対向してマーキング検出機構１０が設置されている。このマーキング検出機構１０は、静電潜像担持体２が帯電器３によって帯電され、その電荷を光の照射によって中和させる感光過程の原理を利用して検出を行う機能を有する。具体的には、静電潜像担持体２に所定間隔をあけて対向状に透明導電性ガラス電極１６を配置し、検知光を、この透明導電性ガラス電極１６を通じて静電潜像担持体２に向けて照射する。このとき、検知光は、２種類のキャリア発生層部分１４，１５のうちのいずれか一方のキャリア発生層の感度波長（すなわち、５５０ｎｍあるいは７８０ｎｍ）に設定しておく。ここでは感度波長５５０ｎｍに設定する。
【００４４】
波長５５０ｎｍで検知光を照射すると、この波長光に対して光感度を有するキャリア発生層部分１５のみ電位が低下し、静電潜像担持体２の表面で生じた電荷の変化に相当した誘導電流が、透明導電性ガラス電極１６に流れる。この誘導電流は、検出抵抗１７によって電圧に変換され、図示外のＦＥＴ回路によってインピーダンス変換される。ここで照射光量が十分に大きい場合、表面電荷はほとんど中和されその変化量に応じたインピーダンス変化が検知される。表面電位の値が異なる場合には、中和される電荷量が異なるためにインピーダンスの変化量も異なる。この現象を利用して、光書き出し位置を検出して光書き出し位置を決定することができる。この検出方法では、検知光が照射された部分という微小面積での検出が可能であり、位置精度が要求される場合特に有効である。前記検出結果にもとづき、画像形成装置１に格納された図示外のＣＰＵによって光書き出しのタイミングを決定する。その結果、静電潜像担持体２上に格子状に配設されたキャリア発生層部分１４およびキャリア発生層部分１５に対して、それぞれ露光装置４および露光装置５からの照射光でもって正確に画像書き込みを行うことができる。
【００４５】
図７は静電潜像担持体２の波長に対する感度特性を示す図表である。露光装置４，５は所定間隔をあけて配設され、一方の露光装置４は、７８０ｎｍに感度波長を有するキャリア発生層部分１４に光照射するための装置であって、その発光波長が７８０ｎｍに設定されている。他方の露光装置５は、５５０ｎｍに感度波長を有するキャリア発生層部分１５に光照射するための装置であって、その発光波長が５５０ｎｍに設定されている。すなわち、２種類のキャリア発生層部分１４，１５のそれぞれの感度波長域は、一部において重なりを生じており、約６８０ｎｍ以下の波長域においては、５５０ｎｍに感度波長を有するキャリア発生層部分１５の方が感度が高く、約６８０ｎｍ以上の波長域においては、７８０ｎｍに感度波長を有するキャリア発生層部分１４の方が感度が高くなっている。
【００４６】
そこで、露光装置４および露光装置５の照射波長光は、６８０ｎｍを基準にそれより長波長光および短波長光に振り分けて設定する必要がある。現在、最も一般的な半導体レーザの発光波長は７８０ｎｍであることから、一方の露光装置４の発光波長を７８０ｎｍとし、他方の露光装置５の発光波長は少なくとも６８０ｎｍより短くすることで、ビームスポット径の裾野の広がりによる表面電位低下を抑制することができる。このように、２つの露光装置４，５から照射される異なる発光波長を、７８０ｎｍから６８０ｎｍを減じた差１００ｎｍ以上離隔した数値に設定することによって、感度波長が重なる部分を極力防止し、隣接露光光のビームスポットの裾野の影響を極力小さくすることができる。
【００４７】
図３は画像パターンを説明する説明図であり、図４は感度波長域の異なるキャリア発生層部分１４，１５に対する露光照射の違いを示す説明図であり、図５は潜像電位分布を示す図表である。たとえば、図３（ｃ）に示す１ｂｙ１ラインの画像データがコンピュータから転送された場合には、画像形成装置１に格納された図示外のＣＰＵによって、図４（ｃ）に示すように、キャリア発生層部分１４に対応する部分においては露光装置４で、キャリア発生層部分１５に対応する部分においては露光装置５で静電潜像担持体２上に光書き込みを行う。ビームスポットの裾野は画素に対して充分に大きいが、平面視における前後および左右に隣接し合う画素は、感度波長をもたない光で露光されているため、たとえビームスポットの裾野が尾をひいていたとしても、電位の減衰は発生せず、潜像電位は図５に示すような矩形パルス状の波形になり、解像度を向上することができる。また、連続画像を印字する場合にも、前記と同様に静電潜像担持体２上に光書き込みを行うことによって、均一な潜像を形成することができる。
【００４８】
【表１】
0003949965.tif 000003
【００４９】
【表２】
0003949965.tif 000004
【００５０】
【表３】
0003949965.tif 000005
【００５１】
表２は、解像度１２００ｄｐｉ、ビームスポット径６０μｍの条件にて、連続画像と１ｂｙ１ライン画像の判定結果を示す図表であり、表３は、キャリア輸送層１３の膜厚ｔを変化させた場合の連続画像と１ｂｙ１ライン画像の判定結果を示す図表である。上述したように、基体１１上に前記キャリア発生層１２を形成し、このキャリア発生層１２上に、キャリア輸送層１３用塗液をディップコートし、乾燥後のキャリア輸送層１３の膜厚ｔが約２０μｍとなるように形成し、静電潜像担持体２を作製した。この静電潜像担持体２を、市販の複合機を改造した実験機に搭載し、解像度１２００ｄｐｉにて連続画像と１ｂｙ１ライン画像を出力した。このときのレーザスポット径は６０μｍ、用いた現像剤は２成分現像剤で、５０μｍキャリアと５μｍトナー、トナー濃度７％、静電潜像担持体２の初期帯電電位は−６００Ｖ、現像バイアスは−４２０Ｖとした。その結果、１２００ｄｐｉの高解像度において、１ｂｙ１ラインを解像することができるとともに、均一な連続画像を得られた。
【００５２】
キャリア輸送層１３の膜厚ｔ（約２０μｍ）の設定理由については、キャリア輸送層１３の膜厚ｔが３０μｍを超えると、キャリア発生層１３にて発生したキャリアの拡散が顕著になることに起因して解像度が低下する場合があると考えられる。なお、前記２種類のキャリア発生層部分１４，１５を格子状に配設し、各キャリア発生層部分１４（１５）に対応する露光装置４（５）を設けてビームスポット径の裾野の広がりを抑制したとしても、キャリア発散効果の方が支配的になることによって解像度が低下する場合がある。表３に示す実験結果から、連続画像の均一性については、膜厚変化による判定結果の変化はみられないが、１ｂｙ１ライン画像については、前記膜厚ｔが３０μｍを超えると解像性の低下がみられた。以上のことから、静電潜像担持体２のキャリア輸送層１３の膜厚ｔとしては２５μｍ以下が望ましい。
【００５３】
以上説明した画像形成装置１によれば、キャリア発生層１２を、感度波長域の異なる２種類のキャリア発生層部分１４，１５で格子状に配設し、画像パターンに応じて発光波長の異なる２種類の露光装置４，５でもって光書き込みを行うことができるので、ビームスポットの裾野部の光をカットし、とくに裾野の重なりによる電位低下を抑制することができる。また、均一な連続画像を印字する場合にも、静電潜像担持体２上の各キャリア発生層部分１４，１５に対して、各キャリア発生層部分１４，１５の感度波長に対応する発光波長を有する露光装置４，５を用いて光書き込みが行われるので、前記公報に記載の従来の技術のように、遮光部または絶縁部に遮られて潜像未形成部分を生じることがなくなる。それ故、所望の均一な連続画像を得ることができる。
【００５４】
キャリア輸送層１３の膜厚ｔを２５μｍ以下の２０μｍに形成したので、膜厚増加に起因するキャリア拡散効果の影響を小さくすることができ、解像度低下を抑制することができる。２つの露光装置４，５から照射される異なる発光波長の差を、１００ｎｍ以上離隔した数値に設定したので、感度波長が重なる部分を極力防止し、隣接露光光のビームスポットの裾野の影響を極力小さくすることができる。それ故、解像度の低下を招くことなく高解像度を維持することができる。感度波長の異なるキャリア発生層部分１４，１５を識別し得るマーキングをマーキング検出機構１０によって検出し、主走査方向の画像パターンを予測し、感度波長の異なるキャリア発生層部分１４，１５に対してその対応光を正確に露光することで、高解像度化を図るとともに均一な連続画像を得ることができる。
【００５５】
前記マーキングを施すためのマーキング部材が、導電性部材で形成されているので、画像形成に先立って、静電潜像担持体２を均一に帯電し、いずれか一種類のキャリア発生層部分１４（１５）に対して感度を有する波長光を照射し、電位変化に伴う電流を検出することで、照射対象の画像形成部の所定部位がいずれのキャリア発生層部分１４（１５）から構成されているかを予測し、感度波長の異なるキャリア発生層部分１４，１５に対してその対応光を正確に露光することができる。
【００５６】
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置１Ａの概略断面図であり、図１１は静電潜像担持体２Ａの部分斜視断面図である。この画像形成装置１Ａも、複写機またはプリンターに好適に用いられるものである。ただし、前記実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。基体としては、たとえば直径が約８０ｍｍ、肉厚が３ｍｍの透明アクリル円筒基材１１Ａ（光透過性の透明材に相当する）が用いられている。この透明アクリル円筒基材１１Ａ上に図示外の透明導電層が設けられている。この透明導電層は、厚み０．８μｍで樹脂中にＩＴＯを分散させたものを塗布して形成されている。
【００５７】
キャリア発生層１２としては、上述した製法で作製した２種類のキャリア発生用塗液を、たとえばインクジェット方式の図示外のパターニング装置を用いて、前記基体１１Ａ上に１２００ｄｐｉのピッチで格子状にパターニングしていく。基体１１Ａ上に形成されたキャリア発生層１２上に、上述した製法で作製したキャリア輸送層用塗液をディップコートし、乾燥後のキャリア輸送層１３の膜厚が約２０μｍとなるように形成し、静電潜像担持体２Ａを作製する。また、静電潜像担持体２Ａの非画像領域部においては、キャリア発生層部分１４およびキャリア発生層部分１５を、上述したような格子状ではなく、静電潜像担持体２Ａの主走査方向に副走査ピッチでライン状に形成する。
【００５８】
露光手段としての発光ダイオード１８，１９（以下、ＬＥＤ１８，１９という）のうち、一方のＬＥＤ１８は、静電潜像担持体２Ａの外周から径方向外方に所定小距離離隔した位置に配設され、５５０ｎｍに感度波長を有するキャリア発生層部分１５に対して光照射するようになっている。他方のＬＥＤ１９は静電潜像担持体２Ａの内周から径方向内方に所定小距離離隔した位置に配設され、７８０ｎｍに感度波長を有するキャリア発生層部分１４に対して光照射するようになっている。
【００５９】
前記マーキング検出機構１０を、静電潜像担持体２Ａの外周から径方向外方に所定距離離隔した位置に設置し、画像形成前に、静電潜像担持体２Ａを回転させつつ前記他方のＬＥＤ１９を全照射すると、このＬＥＤ１９に対して光感度を有するキャリア発生層部分だけ電位が減衰し、そのインピーダンス変化をマーキング検出機構１０で検出することによって、それぞれのビーム照射位置とキャリア発生層部分１４，１５とが一致するように、ビーム照射タイミングを制御する。なお、本実施形態のように光透過性の透明材１１Ａで基体を形成した場合には、前記マーキング検出機構１０を、静電潜像担持体２Ａの内周から径方向内方に所定距離離隔した位置に設置し、前記一方のＬＥＤ１８を用いて露光を行い、前記と同様にビーム照射タイミングを制御するようにしてもよい。
【００６０】
以上説明した画像形成装置１Ａによれば、静電潜像担持体２Ａの基体として透明アクリル円筒基材１１Ａを適用したので、静電潜像担持体２Ａの表面および裏面からの露光が可能となり、それ故、均一な連続画像と高精細、高解像度のドット、ライン像を両立した画像を得ることができるとともに、特に、露光手段としてのＬＥＤ１８，１９を用いて、他方のＬＥＤ１９を静電潜像担持体２Ａの内周から径方向内方に所定距離離隔した位置に設置したので、ＬＥＤ１９の設置スペースを省略することができ、画像形成装置１Ａの小型化を図ることができる。
【００６１】
図１２は、第２の実施形態における別の画像形成装置１Ｂの概略断面図である。この画像形成装置１Ｂにおいては、前記２つのＬＥＤ１８，１９が静電潜像担持体２Ａの内周から径方向内方に所定距離離隔した位置にそれぞれ設置されている。この画像形成装置１Ｂによれば、均一な連続画像と高解像度画像の両立を図ることができるうえ、図１０に示す画像形成装置１Ａよりも装置の小型化を一層図ることができる。
【００６２】
図１３は本発明の第３の実施形態における画像形成装置１Ｃの概略構成図である。この画像形成装置１Ｃも、複写機またはプリンターに好適に用いられるものである。ただし、前記実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。この画像形成装置１Ｃにおいては、前記２つのＬＥＤ１８，１９が静電潜像担持体２Ａの内周から径方向内方に所定距離離隔した位置にそれぞれ設置され、クリーニング機構が省略されたクリーナレスシステムになっている。画像形成前に、ビーム照射位置調整などを行った後、帯電器３による帯電工程と、２つのＬＥＤ１８，１９による露光工程と、現像器６による現像工程と、転写装置７による転写工程を経た後、転写材Ｐに転写されなかったトナーは転写残トナーとなる。転写残トナーはその後、現像器６によって回収される。
【００６３】
帯電器３としては、ウレタンなどの半導電性ゴムローラが適用され、現像器６として一成分現像器が適用され、主にこれら半導電性ゴムローラと一成分現像器の組み合わせによってクリーナレスシステムが実現されている。この画像形成装置１Ｃにおいては、２つのＬＥＤ１８，１９が静電潜像担持体２Ａの内周から径方向内方に所定距離離隔した位置にそれぞれ設置されているので、転写残トナーが多量に発生した場合においても、トナーを介して像露光することがない。転写残トナーが多量に存在する条件下で、トナーを介して像露光を行うと、静電潜像担持体上へ充分に露光光が到達できずに、異常画像が発生する。しかしながらＬＥＤ１８，１９は静電潜像担持体２Ａの内周に設置され、トナーを介さず露光されるために、クリーナレスシステムとした場合においても上記異常画像が発生することはない。
【００６４】
本発明の実施の他の形態として、感度波長の異なるキャリア発生層を識別し得るマーキングを施すためのマーキング部材を色材で形成するようにしてもよい。すなわち、静電潜像担持体の非画像領域部において、前記一実施形態と同様に、キャリア発生層部分１４およびキャリア発生層部分１５を、静電潜像担持体２の主走査方向に副走査ピッチでライン状に形成した後、反射光量を検出する光学センサなどの検出手段を設け、その反射光を計測するようにしてもよい。キャリア発生層は２種類に限定されるものではなく、感度波長域の異なる３種類以上のキャリア発生層でもって格子状に配設し、各キャリア発生層の感度波長に対応する発光波長を有する露光手段を設けた構造にしてもよい。解像度は１２００ｄｐｉに限定されるものではなく、１２００ｄｐｉ以上の解像度にも適用可能である。その他、前記実施形態に、特許請求の範囲を逸脱しない範囲において種々の部分的変更を行う場合もある。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、キャリア発生層を、感度波長域の異なる少なくとも２種類のキャリア発生層部分で格子状に配設し、画像パターンに応じて発光波長の異なる複数種類の露光手段でもって光書き込みを行うことができるので、ビームスポットの裾野部の光をカットし、とくに裾野の重なりによる電位低下を抑制することができる。また、均一な連続画像を印字する場合にも、静電潜像担持体上の各キャリア発生層に対して、各キャリア発生層の感度波長に対応する発光波長を有する露光手段を用いて光書き込みが行われるので、前記公報に記載の従来の技術のように、遮光部または絶縁部に遮られて潜像未形成部分を生じることがなくなる。それ故、所望の均一な連続画像を得ることができる。マーキングをマーキング検出手段によって検出し、主走査方向の画像パターンを予測し、感度波長の異なるキャリア発生層に対してその対応光を正確に露光することで、高解像度化を図るとともに均一な連続画像を得ることができる。画像形成に先立って、静電潜像担持体を均一に帯電し、いずれか一種類のキャリア発生層部分に対して感度を有する波長光を照射し、電位変化に伴う電流を検出することで、画像形成部の所定部位がいずれのキャリア発生層部分から構成されているかを予測し、感度波長の異なるキャリア発生層部分に対してその対応光を正確に露光することができる。
【００６６】
また本発明によれば、膜厚増加に起因するキャリア拡散効果の影響を小さくすることができ、解像度低下を抑制することができる。また、キャリア発生層を、感度波長域の異なる少なくとも２種類のキャリア発生層部分で格子状に配設し、画像パターンに応じて発光波長の異なる複数種類の露光手段でもって光書き込みを行うことができるので、ビームスポットの裾野部の光をカットし、とくに裾野の重なりによる電位低下を抑制することができる。均一な連続画像を印字する場合にも、静電潜像担持体上の各キャリア発生層部分に対して、各キャリア発生層部分の感度波長に対応する発光波長を有する露光手段を用いて光書き込みが行われるので、前記公報に記載の従来の技術のように、遮光部または絶縁部に遮られて潜像未形成部分を生じることがなくなる。それ故、所望の均一な連続画像を得ることができる。マーキングをマーキング検出手段によって検出し、主走査方向の画像パターンを予測し、感度波長の異なるキャリア発生層に対してその対応光を正確に露光することで、高解像度化を図るとともに均一な連続画像を得ることができる。画像形成に先立って、静電潜像担持体を均一に帯電し、いずれか一種類のキャリア発生層部分に対して感度を有する波長光を照射し、電位変化に伴う電流を検出することで、画像形成部の所定部位がいずれのキャリア発生層部分から構成されているかを予測し、感度波長の異なるキャリア発生層部分に対してその対応光を正確に露光することができる。
【００６７】
また本発明によれば、解像度が１２００ｄｐｉのとき、画素ピッチ間隔に対するビームスポット径の絞り込みが不十分なため、ビームスポットの裾野の広がりおよびその重なりにより解像性能の低下が著しいことから、解像度が１２００ｄｐｉ以上の画像形成装置において適用することで、解像性能の低下を効果的に抑制することができる。
【００６８】
また本発明によれば、感度波長が重なる部分を極力防止し、隣接露光光のビームスポットの裾野の影響を極力小さくすることができる。それ故、解像度の低下を招くことなく高解像度を維持することができる。
【００６９】
また本発明によれば、画像パターンに応じて発光波長の異なる複数種類のレーザ光を照射することによって光書き込みを行うことができるので、ビームスポットの裾野部の光をカットし、とくに裾野の重なりによる電位低下を抑制することができる。また、所望の均一な連続画像を得ることもできる。
【００７０】
また本発明によれば、レーザ光学系を搭載する場合よりも画像形成装置の小型化を図ることができる。
【００７１】
また本発明によれば、少なくとも一つの露光手段を、その露光光が基体を透過してキャリア発生層に照射されるように配設したので、高解像度化を図るとともに均一な連続画像を得ることができるうえ、前記露光手段を静電潜像担持体の内部側に配設することができる。それ故、前記露光手段の設置スペースを省略でき、画像形成装置の小型化を図ることができる。
【００７２】
また本発明によれば、全ての露光手段を、その露光光が基体を透過してキャリア発生層に照射されるように配設したので、高解像度化を図るとともに均一な連続画像を得ることができるうえ、前記露光手段を静電潜像担持体の内部側に配設することができる。それ故、全ての露光手段の設置スペースを省略できるので、画像形成装置を一層小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。
【図２】第１の実施形態における静電潜像担持体の部分斜視断面図である。
【図３】画像パターンを説明する説明図である。
【図４】感度波長域の異なるキャリア発生層部分に対する露光照射の違いを示す説明図である。
【図５】第１の実施形態における高解像度形成時の潜像電位分布を示す図表である。
【図６】第１の実施形態における連続画像形成時の潜像電位分布を示す図表である。
【図７】静電潜像担持体の波長に対する感度特性を示す図表である。
【図８】静電潜像担持体のマーキング部材を示す斜視図である。
【図９】マーキング検出手段の原理を表す概略説明図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態における静電潜像担持体の概略断面図である。
【図１１】第２の実施形態における静電潜像担持体の部分斜視断面図である。
【図１２】第２の実施形態における別の画像形成装置の概略断面図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態における画像形成装置の概略構成図である。
【図１４】ビームスポットの露光エネルギー分布を表す図表である。
【図１５】異なる画像パターンを示す説明図である。
【図１６】各画像パターンにおける露光エネルギー分布を示す図表である。
【図１７】従来の静電潜像電位分布を示す図表である。
【図１８】従来の静電潜像電位分布を示す図表である。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  画像形成装置
２，２Ａ  静電潜像担持体
４，５  露光装置
１０  マーキング検出機構
１１，１１Ａ  基体
１３  キャリア輸送層
１４，１５  キャリア発生層部分
１８，１９  ＬＥＤ
ｔ  膜厚
【図１】
0003949965.tif 000006
【図２】
0003949965.tif 000007
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0003949965.tif 000016
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
0003949965.tif 000019
【図１５】
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【図１６】
0003949965.tif 000021
【図１７】
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【図１８】
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