JP4235405B2 - 電子写真装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置に関し、詳細には、複数ビームの時間をおいた重なりを実現して、ビームの重なりを防止し、相反則不軌の寄与を小さくして、画像品質の良好な画像を高速で処理することのできる電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置は、一般的に、感光体が使用されており、感光体のなかでも、負極性帯電の有機感光体（ＯＰＣ）が使用される。このＯＰＣとしては、４層で構成されるドラム状のものが代表的である。ＯＰＣは、その一番内側が、感光体を支える支持体であり、支持体は、導電性が必須であるため、アルミニウムが用いられることが多い。支持体の外側にＵＬ（Under Layer ）と呼ばれるバリア層が形成されており、バリア層は、支持体からＣＧＬに電荷が注入するのを防いでいる。ＵＬの外側にはＣＧＬ（Carrier Generate Layer）と呼ばれる層が形成されており、この層がいわゆる感光層であって、感光層であるＣＧＬは、光が照射されると、電子とキャリアのペアを発生させる。ＣＧＬの外側にＣＴＬ（Carrier Transfer Layer）が形成されており、ＣＴＬは、ＣＧＬで発生したキャリアを通過させる層であって、ＣＧＬ、ＣＴＬ内に電解を発生させるために外側に電荷を保持する機能も合わせて有している。
【０００３】
電子写真装置では、まず、ＯＰＣが、スコロトロンや帯電ローラ等の帯電装置で、負極性に均一に帯電され、次に、狙った場所にのみ光が当てられると、ＣＧＬが電子とキャリアのペアを発生させて、この発生されたキャリアが、表面の負電荷を中和させて、静電気の潜像が形成される。このとき、照射される光が強ければ強いほど、多くのキャリアが発生し、より多くの負電荷を中和するため、コントラストの大きい潜像が形成される。
【０００４】
このようなＯＰＣを用いた画像形成装置としては、レーザプリンタやレーザ式デジタル複写装置等が知られており、レーザプリンタは、主に半導体レーザを光源とした電子写真プリンタである。
【０００５】
このような画像形成装置においては、レーザ光源としての半導体レーザから出射したレーザビームを回転ミラー（ポリゴンミラー）に照射し、その反射光をＯＰＣ表面に走査させて、かつ、レーザをＯＮ／ＯＦＦ（オン／オフ）または強度をコントロールすることにより、ＯＰＣ上に潜像を形成する。
【０００６】
そして、画像形成装置、例えば、レーザプリンタにおいて、そのプリント速度を向上させるために、従来、上記回転ミラーの回転速度を上げたり、多角形柱からなる回転ミラー（ポリゴンミラー）をより多くの面を有する多角形にしたりする方法が取られてきているが、さらに高速化が進むと、複数の半導体レーザを用いることが行われるようになってきており、さらに、複数のレーザ素子を一つの基板上に等間隔に形成されたいわゆるマルチレーザアレイを用いるようになってきている。
【０００７】
マルチレーザアレイのように、１つのチップ上にｎ個の発光源を設けると、従来のｎ倍の速度の書き込みが可能になる。マルチレーザアレイのレーザは、等間隔に一直線状に発光源であるレーザ素子が並んで配設されている方が利用しやすいが、一直線上にレーザ素子が並んでいないものでも利用することができる。
【０００８】
そして、一直線状に並んだレーザ光源から出射されたレーザをＯＰＣ上に照射したときのＯＰＣ上のビームスポット群のなす直線は、ＯＰＣ表面をビームが走査する方向との角度が垂直直角であることが利用しやすいが、直角である必要はなく、その角度を変えることによって、ＯＰＣ上のビーム間隔を変える、すなわち、書込密度を変えることができる。また、マルチレーザアレイを用いた場合、複数のビームが近接しているため、ポリゴンミラーの同一面に入射し、レーザビームは、ほぼ同時にＯＰＣに照射される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来マルチレーザアレイを用いると、以下のような不具合があった。
【００１０】
例えば、４つのレーザ素子を有する４レーザアレイを用いて、周期的な横線を書く場合、図１２に示すように、各レーザに１、２、３、４とナンバーを振ったとき、レーザ１、２で線を書き、レーザ３、４、１では書かず、２、３で線を書き、４、１、２では書かず、という繰り返しを行なうと、図１２に示すように、一見、２本線の繰り返しのように見えるが、実際には、隣り合ったビームが重なり合っているため、２本分の幅の１本線に見える。このようなパターンを書くと、レーザ４、１で書かれた線は、他の線よりも濃く見える。すなわち、図１２の場合には、４本毎に濃い線が現れ、横線群の中に周期的な柄が見えてしまうことになる。
【００１１】
このようにレーザ４、１で書かれた線が濃く見えるのは、以下のような理由によるものと考えられる。すなわち、レーザ４、１で書かれる線以外の線は、ポリゴンミラーの同一面で反射されたビームによって書かれたものであり、ほぼ同時にＯＰＣに照射されるが、レーザ４、１で書かれた線は、まず、レーザ４で書かれ、その後、ポリゴンミラーの次の面で反射されたレーザ１で書かれる。すなわち、ポリゴンミラーが一面分回転する時間だけの間をおいて、２回に分けて書き込まれたことになる。
【００１２】
そして、ＯＰＣは、その電荷発生層であるＣＧＬに光が当たると、電子とキャリアが発生するが、そこに電界があると、その電界に沿って、電子とキャリアは離れ離れになって移動するが、ある比率で、電子とキャリアは再結合してしまう。再結合したキャリアは、静電潜像の形成には寄与せず、この再結合比率が高いのは、▲１▼発生したキャリアと電子が高密度なとき、及び、▲２▼周囲の電界が弱いときである。
【００１３】
上記の場合、レーザ４、１で書き込まれたとき以外の線は、２つのビームがほぼ同時にＯＰＣに照射されているので、２つのビームの重なり部分のキャリアと電子の密度が高い。一方、レーザ４、１で書き込まれた部分は、やや時間を置いて２回に分けてビーム照射がなされているので、キャリアと電子の密度は比較的低い。そのため、キャリアと電子の再結合比率が比較的低いと考えられる。
【００１４】
すなわち、レーザ４、１の方が、多くのキャリアで潜像が形成されるので、コントラストの大きい潜像が得られ、現像されると濃い線となる。
【００１５】
このように、上記不具合が生じるのは、感光体（ＯＰＣ）上の隣り合うビームが、ほぼ同時に重なる場合と、ポリゴンミラーが一面分回転する時間Ｔｐだけの間をおいて重なる場合があるからである。ところが、マルチレーザアレイの場合、全てのレーザビームを常にほぼ同時に感光体上に照射させることはできない。
【００１６】
そこで、本発明は、全ての隣り合うビームが、ポリゴンミラーが一面分回転する時間Ｔｐ以上の時間をおいて重なるようにすることで、上記問題を解消することができることから、副走査方向のドット最小ピッチをｐ（１２００ｄｐｉであれば２５．４ｍｍ／１２００＝２１μｍ）としたとき、複数の光源によるビームの感光体上の副走査方向距離がｍｐ（ｍは２以上の自然数）になるようなマルチビームアレイを使用して、１回の走査で、隙間の開いたビーム照射を行ない、次の走査で、隙間を埋めるという処理を行なうことにより、時間をおいた重なりを実現して、ビームの重なりを防止し、相反則不軌の寄与を小さくして、画像品質の良好な画像を高速で処理することのできる電子写真装置を提供することを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の電子写真装置は、１つのチップ上に複数の発光源の配列されたレーザダイオードアレイの当該各発光源から出射されたレーザビームを、回転多面鏡で周期的に変更させ、副走査方向に回転する感光体上に副走査方向に位置差を有して主走査方向に照射し、当該感光体面上に静電潜像を形成する電子写真装置において、前記発光源の数をｎ（ｎ≧２）、前記感光体上で隣り合う当該各発光源からのレーザビームの副走査方向の間隔をｄ、前記回転多面鏡による走査１回分の時間で前記感光体の進む量をＬとしたとき、Ｌ＝ｎｄ／ｋ（ｋは前記発光源の数ｎと互いに素である２以上の自然数）の関係にあり、前記感光体が、反転現像用であって、均一に帯電された後に、前記発光源からのレーザビームの走査で露光された後、地肌部の現像位置における表面電位をＶｄ、最高濃度画像部の現像位置における表面電位をＶｌ、とし、露光条件１で露光したときの露光後の電位がＶｌになる露光量をＳとし、露光条件２で露光量Ｓを露光したときの表面電位をＶ２としたとき、Ｖ２−Ｖｌの絶対値Ｖｋが３０Ｖ以上の感光体であり、前記露光条件１が、表面電位Ｖｄに帯電させた前記感光体を静止させて、放射照度１０４μＷ／ｍ２で露光しながら、透明プローブを用いて電位を測定する露光条件で、前記露光条件２が、前記感光体の表面速度を１５７ｍｍ／ｓ、当該感光体上のレーザビームのスポットの副走査径を８５μｍ、走査線ピッチを６３．５μｍ、レーザ露光後１５．７ｍｍの位置に表面電位計のプローブを置いて、非露光部の電位がＶｄとなるように当該感光体を帯電して露光する露光条件であることにより、上記目的を達成している。
【００２５】
また、例えば、請求項２に記載するように、前記電子写真装置は、前記複数の発光源からのレーザビームの前記感光体上の副走査径の平均値をＤとし、副走査方向のドット最小ピッチをｐとしたとき、Ｖｋ・Ｄ／ｐ＞１５０を満たすものであってもよい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００３０】
図１〜図７は、本発明の電子写真装置の一実施の形態を示す図であり、図１は、本発明の電子写真装置の一実施の形態を適用した画像形成装置１の光走査光学系１０の斜視図である。
【００３１】
図１において、光走査光学系１０は、レーザ光源としてのＬＤ（半導体レーザ）アレイ１１、コリメートレンズ１２、アパーチャ１３、シリンドリカルレンズ１４、ポリゴンミラー１５、Ｆθレンズ１６、面倒れ補正用レンズ１７、反射ミラー１８、感光体ドラム１９、同期ミラー２０及び同期検知センサ２１等を備えており、矢印Ｘは、主走査方向を、矢印Ｙは、副走査方向を、矢印Ｚは、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向であって、ＬＤアレイ１１の複数の発光源の配列方向を示している。
【００３２】
ＬＤアレイ１１は、図２に示すように、Ｚ方向に並んだ複数個の発光源を有しており、各発光源は、当該発光源から出射されたレーザビームが感光体ドラム１９に照射されたときに、感光体ドラム１９の表面に副走査方向（感光体ドラム１９の回転方向）Ｙに所定ピッチ（位置差）をもった複数本のレーザビーム照射軌跡が描かれる状態で配設されている。
【００３３】
すなわち、ＬＤアレイ１１は、ヘテロダイン接合面１Ａに、複数個（図２では、図示の都合上、２個）の発光源が配列されており、各発光源から射出されるレーザビームは、図２に示すように、Ｂ１、Ｂ２（発光源が２個の場合）となる。なお、以下の説明では、ＬＤアレイ１１が４個の発光源を有する場合について説明するが、ＬＤアレイ１１の備えている発光源は、４個に限るものではなく、２個、３個、または、５個以上の発光源を有していてもよい。すなわち、ＬＤアレイ１１は、主走査方向にほぼ同一位置で感光体ドラム１９の回転方向である副走査方向Ｙに所定距離離れ、個別に変調制御可能な複数個の発光源が１つのチップ上に配列されており、ＬＤアレイ１１の各発光源は、それぞれ画像データに応じて変調されたレーザビームを射出（発光）する。したがって、光走査光学装置１０は、マルチビーム光走査光学装置である。
【００３４】
再び、図１において、ＬＤアレイ１１から出射された複数本のレーザビームは、コリメートレンズ１２、アパーチャ１３及びシリンドリカルレンズ１４を通過して、細径の横断面が所定形状のレーザビームに整形されて、ポリゴンミラー１５に照射される。
【００３５】
すなわち、ＬＤアレイ１１から出射された複数本のレーザビームは、コリメートレンズ１２により平行光束とされ、次に、書込ドット（走査密度）の大きさに応じたスリットを持つアパーチャ１３により余分なレーザビームがカットされて平行光束に整形される。アパーチャ１３により整形された各平行光束は、シリンドリカルレンズ１４で主走査方向の画像書込用の各レーザビームとしてそれぞれ感光体ドラム１９の表面（感光体面）で所定の大きさになるように集光され、ポリゴンミラー１５に照射される。
【００３６】
ポリゴンミラー１５は、所定の高速回転速度で連続回転し、入射されるレーザビームを、反射ミラー１８方向に反射（偏向）して、主走査方向（感光体ドラム１９の軸方向）Ｘに繰り返し移動走査する。このポリゴンミラー１５で反射されたレーザビームは、一対のＦθレンズ１６で等角運動から等速運動に変換され、面倒れ補正用レンズ１７で面倒れ補正が行なわれた後、反射ミラー１８に入射され、反射ミラー１８で角度を変えられて、感光体ドラム１９の表面に所定ビーム径でスポット状に結像される。
【００３７】
また、ポリゴンミラー１５で反射された感光体ドラム１９上に主走査される直前のレーザビームは、感光体ドラム１９の表面に対する主走査書込領域外（所定主走査幅の外）の主走査始点側のレーザ光路に設けられた同期ミラー２０にも入射され、同期ミラー２０で反射されたレーザビームは、同期検知センサ２１に入射される。同期検知センサ２１は、入射されるレーザビームを検知し、同期検知信号を生成して出力する。
【００３８】
そして、図３に示すように、感光体ドラム１９上を走査する直前の４本のレーザビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４と同期検知センサ２１とは、主走査方向及び副走査方向において、図示の関係を有している。なお、同期検知センサ２１は、感光体ドラム１９の表面に対する主走査書込領域外のレーザビームを検知してレーザビーム検知信号を出力する光センサ（例えば、フォトダイオード）と、そのレーザビーム検知信号に従って主走査方向の書込開始位置を規定する（主走査方向の位置合わせを行なう）ための同期検知信号を生成して出力する同期検知信号発生器と、を有している。
【００３９】
そして、上記感光体ドラム１９は、図４にその断面図を示すように、導電性支持体３１上に、電荷発生材料を主成分とする感光層である電荷発生層３２と、電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層３３とが積層された構成となっている。
【００４０】
導電性支持体３１は、体積抵抗１０10 Ω・ｃｍ以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金等の金属、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物を、蒸着またはスパッタリングによりフィルム状または円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいは、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス等の板及びそれらを押し出し、引き抜き等の工法で素管化した後、切削、超仕上げ、研摩等の表面処理を施した管等である。また、特開昭５２−３６０１６号公報に記載されているエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトを、導電性支持体３１として用いてもよい。
【００４１】
また、導電性支持体３１は、上記支持体上に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものであってもよい。この導電性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、または、アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、あるいは、導電性酸化スズ、ＩＴＯ等の金属酸化物粉体等を用いることができる。また、結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などの熱可塑性、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂を用いることができる。このような導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエン等に分散して塗布することにより、設けることができる。
【００４２】
さらに、導電性支持体３１としては、適当な円筒基体上にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロン（登録商標）等の素材に上記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けたものも用いることができる。
【００４３】
次に、感光層である電荷発生層３２は、チタニルフタロシアニンを必要に応じてバインダー樹脂とともに適当な溶剤中にボールミル、アトライター、サンドミル、超音波等を用いて分散し、これを導電性支持体３１上に塗布して、乾燥することにより形成される。
【００４４】
電荷発生層３２には、必要に応じて結着樹脂が用いられ、この結着樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミド、ポリビニルベンザール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリフェニレンオキシド、ポリアミド、ポリビニルピリジン、セルロース系樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等を用いることができる。特に、ポリビニルブチラールに代表されるポリビニルアセタールは、好適である。結着樹脂の量は、電荷発生物質１００重量部に対して、０〜５００重量部、好ましくは、１０〜３００重量部が適当である。
【００４５】
ここで用いられる溶剤としては、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセルソルブ、酢酸エチル、酢酸メチル、ジクロロメタン、ジクロロエタン、モノクロロベンゼン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、リグロイン等を挙げることができるが、特に、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒が好適である。また、塗布液の塗工法としては、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコート等の方法を用いることができる。
【００４６】
電荷発生層３２の膜厚は、０.０１〜５μｍ程度が適当であり、好ましくは、０.１〜２μｍである。
【００４７】
電荷輸送層３３は、電荷輸送物質及び結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないしは分散し、これを電荷発生層３２上に塗布、乾燥することにより形成する。また、必要により可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
【００４８】
電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。電荷輸送物質としては、例えばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２、４、７−トリニトロ−９−フルオレノン、２、４、５、７−テトラニトロ−９−フルオレノン、２、４、５、７−テトラニトロキサントン、２、４、８−トリニトロチオキサントン、２、６、８−トリニトロ−４Ｈ−インデノ〔１、２−ｂ〕チオフェン−４−オン、１、３、７−トリニトロジベンゾチオフェン−５、５−ジオキサイド、ベンゾキノン誘導体等の電子受容性物質が挙げられる。
【００４９】
正孔輸送物質としては、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメート及びその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物及びその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、ポリシラン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、モノアリールアミン誘導体、ジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ジアリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、９−スチリルアントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ジビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体、インデン誘導体、ブタジエン誘導体、ピレン誘導体等、ビススチルベン誘導体、エナミン誘導体等その他公知の材料が挙げられる。これらの電荷輸送物質は単独、または、２種以上が混合して用いられる。
【００５０】
電荷輸送層３３の結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアレート、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００５１】
そして、本実施の形態の感光体ドラム１９では、感光層の形成後も感光層中に含まれる水分量／テトラヒドロフラン量比が１／５０〜１／０．５を維持することが必要であり、大気中の水分を感光層が吸収することは好ましくない。従って、結着樹脂の吸水率は、０．３０％以下が好ましい。
【００５２】
上記結着樹脂のなかでもポリカーボネートは、耐摩耗性、静電特性に優れた樹脂であり、かつ、水の吸水率が他の結着樹脂と比較して小さいことから、チタニルフタロシアニン中に含まれる水分子の吸着が少なく結晶型を維持する上で非常に良好な樹脂である。特に、図５に示すような構造を繰り返し単位として表されるビスフェノールＺ型ポリカーボネートが好ましい。
【００５３】
電荷輸送物質の量は、結着樹脂１００重量部に対して、２０〜３００重量部、好ましくは、４０〜１５０重量部が適当である。
【００５４】
また、電荷輸送層３３の膜厚は、５〜１００μｍ程度とすることが好ましい。溶剤としては、少なくともテトラヒドロフランを含むが、塗工性等の他の特性に対応して、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ジオキサン、エチルセルソルブ、酢酸エチル、酢酸メチル、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、水等のテトラヒドロフランと混ざる溶媒を適宜混合してもよい。
【００５５】
そして、上述のように、電荷輸送層３３の形成に際して、電荷輸送物質及び結着樹脂を適当な溶剤に溶解または分散したものを上記電荷発生層３２上に塗布した後に乾燥するが、このときの乾燥温度は、１１０〜１４０℃であり、乾燥時間は、１０〜４０分である。
【００５６】
また、本実施の形態の感光体ドラム１９では、電荷輸送層３３中に可塑剤やレベリング剤を添加してもよい。可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等の一般の樹脂の可塑剤として使用されているものを、そのまま使用でき、その使用量としては、結着樹脂に対して、０〜３０重量％程度が適当である。レベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマー、あるいは、オリゴマーを用いることができ、その使用量としては、結着樹脂に対して、０〜１重量％が適当である。
【００５７】
さらに、本実施の形態の感光体ドラム１９では、導電性支持体３１と感光層である電荷発生層３２との間に、下引き層を設けてもよい。下引き層は、一般には、樹脂を主成分とするが、これらの樹脂は、その上に感光層を溶剤で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等を用いることができる。また、下引き層には、モアレ防止、残留電位の低減等を目的として、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示される金属酸化物の微粉末顔料を加えてもよい。これらの下引き層は、上記感光層と同様に、適当な溶媒、塗工法を用いて形成することができる。さらに、下引き層としては、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用することもでき、また、下引き層には、Ａｌ2Ｏ3を陽極酸化で設けたもの、ポリパラキシリレン（パリレン）等の有機物及びＳｉＯ2、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2、ＩＴＯ、ＣｅＯ2等の無機物を真空薄膜作成法にて設けたものも用いることができ、さらに、公知のものを用いることもできる。
【００５８】
そして、下引き層の膜厚は、０〜５μｍが適当である。
【００５９】
また、本実施の形態の画像形成装置１は、図６に示すような書込制御部４０を備えており、書込制御部４０は、ＬＶＤＳ部４１、ビデオ信号処理部（ビデオ制御部）４２、ＰＬＬ ＩＣ４３、ＰＭ部４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、ＬＤ駆動回路（ＬＤＤ）４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ及びＡＰＣ制御部４６等を備えている。
【００６０】
ＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）部４１は、小振幅の差動信号（クロック）を利用した高速伝送回路であり、図示しないコントローラからの８ビットのビデオ信号（画像データ）をクロックに同期してビデオ信号処理部４２へ高速伝送する。
【００６１】
ビデオ信号処理部４２は、ＬＶＤＳ部４１からのビデオ信号を４チャンネル分のビデオ信号であるチャンネル（ｃｈ）１、２、３、４のビデオ信号に変換した後、同期検知センサ２１からの同期検知信号の入力時点を基準タイミングとして、ＰＬＬ ＩＣ４３からの画素クロック（書込クロック）に同期してチャンネル１、２、３、４のビデオ信号をそれぞれＰＭ回路４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄに出力する。
【００６２】
ＰＬＬ（Phase Locked Loop）ＩＣ４３は、同期検知センサ２１からビデオ信号処理部４２経由で送られてくる同期検知信号の入力時点を基準タイミングとして、図示しないコントローラからのＰＬＬ基準クロックに同期して画素クロックを生成し、ビデオ信号処理部４２へ出力する。
【００６３】
ＰＭ部（パルス幅変調回路）４４ａは、ビデオ信号処理部４２からのチャンネル１のビデオ信号に基づいてパルス幅変調を行ない、チャンネル１の変調信号を生成してＬＤ駆動回路４５ａへ出力する。ＰＭ部４４ｂは、ビデオ信号処理部４２からのチャンネル２のビデオ信号に基づいてパルス幅変調を行ない、チャンネル２の変調信号を生成してＬＤ駆動回路４５ｂへ出力する。
【００６４】
ＰＭ部４４ｃは、ビデオ信号処理部４２からのチャンネル３のビデオ信号に基づいてパルス幅変調を行ない、チャンネル３の変調信号を生成してＬＤ駆動回路４５ｃへ出力する。ＰＭ部４４ｄは、ビデオ信号処理部４２からのチャンネル４のビデオ信号に基づいてパルス幅変調を行ない、チャンネル４の変調信号を生成してＬＤ駆動回路４５ｄへ出力する。
【００６５】
ＬＤ駆動回路４５ａは、ＰＭ部４４ａからのチャンネル１の変調信号に応じてＬＤアレイ１１のチャンネル１の発光源を変調（ＯＮ／ＯＦＦ）制御し、対応するレーザビームを発生させる。ＬＤ駆動回路４５ｂは、ＰＭ部４４ｂからのチャンネル２の変調信号に応じてＬＤアレイ１１のチャンネル２の発光源を変調制御し、対応するレーザビームを発生させる。
【００６６】
ＬＤ駆動回路４５ｃは、ＰＭ部４４ｃからのチャンネル３の変調信号に応じてＬＤアレイ１１のチャンネル３の発光源を変調制御し、対応するレーザビームを発生させる。ＬＤ駆動回路４５ｄは、ＰＭ部４４ｄからのチャンネル４の変調信号に応じてＬＤアレイ１１のチャンネル４の発光源を変調制御し、対応するレーザビームを発生させる。
【００６７】
ＡＰＣ制御部（Automatic Power Control ）４６は、ＬＤアレイ１１の各発光源（ＬＤ）の光量を一定に制御する回路であり、ＬＤアレイ１１に内蔵されている図示しない光センサ（ＰＤ＝Photo Detector）の出力信号（ＰＤ信号）を、順次切り換える発光源（同期検知センサ２１に同期検知信号を生成させるために発光を行なう発光源）を駆動するＬＤ駆動回路４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄへ順次フィードバックすることにより、各発光源の光量補正を順次行なう。なお、各発光源（ＬＤ）は、温度変動に対する光量変動が大きいため、光量を一定に保持するための光量補正が必要になる。
【００６８】
同期検知センサ２１は、感光体ドラム１９上を走査する直前のレーザビームが検知領域に入射されると、当該レーザビームを検知してローレベル「Ｌ」の同期検知信号を生成して出力し、上記レーザビームが検知領域を出て主走査書込領域（有効走査領域）に向かうときに、同期検知信号をハイレベル「Ｈ」に復帰する（同期検知信号ＤＰの出力を停止させる）。
【００６９】
次に、本実施の形態の作用を説明する。本実施の形態の画像形成装置１は、感光体ドラム１９の回転を制御して、マルチビームアレイであるＬＤアレイ１１を使用して、１回の走査で、隙間の開いたビーム照射を行ない、次の走査で、隙間を埋めるという処理を行なうことにより、時間をおいた重なりを実現して、ビームの重なりを防止し、相反則不軌の寄与を小さくして、画像品質の良好な画像を高速で処理する。
【００７０】
すなわち、画像形成装置１は、通常の画像形成動作では、画像形成開始が指示されると、図示しないコントローラが、図示しないポリゴンモータを回転駆動してポリゴンミラー１５を所定の回転速度で回転させるとともに、ビデオ信号を書込制御部４０に送出する。
【００７１】
書込制御部４０は、そのビデオ信号処理部４２が、コントローラからＬＶＤＳ部４１を介して送られてくるビデオ信号に基づいて、各ＰＭ部４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ及びＬＤ駆動回路４５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを介してＬＤアレイ１１の各発光源をそれぞれ変調駆動させ、感光体ドラム１９の予め帯電された表面上に静電潜像を生成させる。
【００７２】
その後、画像形成装置１は、感光体ドラム１９の表面上に生成された画像を図示しない現像装置からトナーを供給して、静電潜像を現像して可視像化し、可視像化したトナー画像を給紙部から給紙される用紙上に、図示しない転写装置により転写し、トナー像の転写の完了した用紙を定着部に搬送して、定着部で加熱・加圧して定着させた後、画像の定着された用紙を画像形成装置１の装置外に排紙させる。
【００７３】
そして、本実施の形態の画像形成装置１は、ＬＤアレイ１１が、４つの発光源を有しており、この各発光源の相隣り合う発光源から出射されて感光体ドラム１９上に照射されるレーザビームの副走査方向の間隔をｄ、ポリゴンミラー１５による走査１回分の時間で、感光体ドラム１９が回転する量をＬとしたとき、次式を満足するように、ＬＤアレイ１１の駆動制御を行う。
【００７４】
Ｌ＝ｎｄ／ｋ・・・（１）
ここで、ｎは、ＬＤアレイ１１の発光源の数（ｎ≧２）、ｋは、２以上の自然数で、ｎと互いに素である。
【００７５】
いま、本実施の形態の画像形成装置１のＬＤアレイ１１は、光源数ｎが、「４」であるので、ポリゴンミラー１５による走査１回分の時間で、感光体ドラム１９が回転する量をＬとしたとき、感光体ドラム１９の回転量に対して、次式を満足するように、ＬＤアレイ１１の各発光源の点灯を制御する。
【００７６】
Ｌ＝４ｄ／３
このように制御すると、ＬＤアレイ１１の４つの光源をＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３、ＬＤ４とすると、各光源ＬＤ１〜ＬＤ４で感光体ドラム１９上に形成されるラインは、図７に示すようになる。図７において、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４は、それぞれ使われる順番のポリゴンミラー１５のナンバーであり、Ｌｉｎｅは、感光体ドラム１９上に最終的に形成されるラインのナンバーである。
【００７７】
画像形成装置１は、図７において、ポリゴンミラー１５の最初のミラー面Ｍ１で、ｌｉｎｅ１、４、７、１０のラインを書き、ポリゴンミラー１５の次のミラー面Ｍ２で、ｌｉｎｅ５、８、１１、１４のラインを書く、というように書き進める。
【００７８】
したがって、ラインが重複したり、漏れることなく、かつ、隣り合うラインが同時に書かれることも防止することができ、相反則不軌の寄与を小さくして、異常画像が発生すること防止して、画像品質の良好な画像を高速で処理することができる。
【００７９】
また、本実施の形態の画像形成装置１は、感光体ドラム１９として、均一に帯電された後に、レーザビームが照射されることで露光されると、地肌部分の現像位置における表面電位をＶｄ、最高濃度画像部の現像位置における表面電位をＶ１としたとき、表面電位Ｖｄに帯電された感光体ドラム１９を静止させて放射照度１０4 μＷ／ｍ2 で露光しながら透明プローブで測定した露光後の電位がＶ１になるような露光光量をＳとし、感光体ドラム１９の表面速度を１５７ｍｍ／ｓ、感光体ドラム１９上のレーザビームのスポットの副走査径を８５μｍ、走査線ピッチを６３．５μｍ（４００ｄｐｉ相当）、レーザビーム露光後の１５．７ｍｍの位置に表面電位計のプローブを置き、非露光部の電位がＶｄとなるように感光体ドラム１９を帯電して、露光量Ｓを露光したときの感光体ドラム１９の表面電位をＶ２としたときに、Ｖ２−Ｖ１の絶対値Ｖｋが３０Ｖ以上の感光体ドラム１９を使用している。
【００８０】
すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム１９が、反転現像用であって、均一に帯電された後に、発光源からのレーザビームの走査で露光された後、地肌部の現像位置における表面電位をＶｄ、最高濃度画像部の現像位置における表面電位をＶｌ、とし、露光条件１で露光したときの露光後の電位がＶｌになる露光量をＳとし、露光条件２で露光量Ｓを露光したときの表面電位をＶ２としたとき、Ｖ２−Ｖｌの絶対値Ｖｋが３０Ｖ以上の感光体ドラム１９であり、露光条件１が、表面電位Ｖｄに帯電させた感光体ドラム１９を静止させて、放射照度１０４μＷ／ｍ2で露光しながら、透明プローブを用いて電位を測定する露光条件であって、露光条件２が、感光体ドラム１９の表面速度を１５７ｍｍ／ｓ、感光体ドラム１９上のレーザビームのスポットの副走査径を８５μｍ、走査線ピッチを６３．５μｍ、レーザ露光後１５．７ｍｍの位置に表面電位計のプローブを置いて、非露光部の電位がＶｄとなるように感光体ドラム１９を帯電して露光する露光条件である。
【００８１】
したがって、飛び越し走査の効果を発揮させて、相反則不軌の寄与をより一層適切に小さくすることができ、異常画像が発生すること防止して、画像品質の良好な画像を高速で処理することができる。
【００８２】
さらに、本実施の形態の画像形成装置１は、その光走査光学系１０において、複数のレーザビームの感光体ドラム１９上の副走査径（ピークパワーの１／ｅ2 のパワー部の直径）の平均値をＤとし、副走査方向のドット最小ピッチをｐとしたとき、Ｆ値が次式を満たすものとなっている。
【００８３】
Ｆ＝Ｖｋ・Ｄ／ｐ＞１５０
すなわち、相反則不軌は、感光体ドラム１９の特性である上記Ｖ２−Ｖ１の絶対値Ｖｋ、ビーム間ピッチｐ及びレーザビームの副走査径Ｄが関連している。
【００８４】
そこで、本実施の形態の走査光学系１０では、上述のように、Ｆ＝Ｖｋ・Ｄ／ｐ＞１５０としているので、飛び越し走査の効果を適切に発揮させることができ、相反則不軌の寄与をより一層適切に小さくし、異常画像が発生すること防止して、画像品質の良好な画像を高速で処理することができる。
【００８５】
また、本実施の形態の画像形成装置１は、その光走査光学系１０において、複数のレーザビームの感光体ドラム１９上の副走査径（ピークパワーの１／ｅ2 のパワー部の直径）の平均値をＤとし、副走査方向のドット最小ピッチをｐとしたとき、Ｆ値が次式を満たすものとなっている。
【００８６】
Ｆ＝Ｖｋ・Ｄ／ｐ＞２２０
したがって、飛び越し走査の効果をより一層適切に発揮させることができ、相反則不軌の寄与をより一層適切に小さくし、異常画像が発生すること防止して、画像品質の良好な画像を高速で処理することができる。
【００８７】
【実施例】
次に、本発明の画像形成装置の実施例について説明する。この実施例の説明で用いる部は、全て重量部である。
【００８８】
本実施例では、以下の手順で感光体ドラムを作成した。この感光体ドラムの作成で用いるチタニルフタロシアニン顔料の基本構造の一般式は、図８に示すような基本構造を有している。なお、図８の一般式において、Ｘ1 、Ｘ2 、Ｘ3 、Ｘ4 は、各々独立に各種ハロゲン原子を表し、ｎ、ｍ、ｌ、ｋは、各々独立的に０〜４の数字を表している。
【００８９】
また、電荷輸送物質としては、図９に示す構造式を有する物質を使用する。
【００９０】
まず、感光体ドラムの素管となるアルミニウム・シリンダー上に、下記組成の下引き層用塗工液を塗布し、１３０℃で、２０分間乾燥を行って、４．０（μｍ）の下引き層を形成した。
【００９１】
〔下引き層用塗工液〕
酸化チタン １５部
アルキッド ４部
メラミン ３部
２−ブタノン ５０部
次に、上記下引き層上に、下記の電荷発生層用塗工液を塗布し、６５℃で、２０分間乾燥を行って、０．２（μｍ）の電荷発生層を形成した。
【００９２】
〔電荷発生層用塗工液〕
チタニルフタロシアニン粉末（図８参照） ３部
ポリビニルブチラール ２部
２−ブタノン １４０部
さらに、上記電荷発生層上に、下記の電荷輸送層用塗工液を塗布し、１３０℃で、２０分間乾燥を行って、２４（μｍ）の電荷輸送層を形成して、感光体ドラムを作製した。
【００９３】
〔電荷輸送層用塗工液〕
ビスフェノールＺ型ポリカーボネート １０部
電荷輸送物質（図９参照） ８部
テトラヒドロフラン ７５部
上記の手順で作成した感光体ドラムは、上記Ｖ２−Ｖ１の絶対値Ｖｋが、１１０Ｖであった。
【００９４】
この感光体ドラムに対して、４つの発光源を備えたＬＤアレイで、ピッチｐと副走査ビーム径Ｄを変えたとき、飛び越し走査の結果は、図１０に示すようなものであった。
【００９５】
図１０の○、△、×は、飛び越し走査を行わなかったときの不具合を示しており、○は、周期的な柄が見えない場合であり、△は、周期的な柄が目立たない場合であり、×は、周期的な柄が目立つ場合である。
【００９６】
図１０から分かるように、Ｆ値が、１５７以上になると、△になり、Ｆ値が、２２２以上になると、×になる。
【００９７】
また、Ｖ２−Ｖ１の絶対値Ｖｋが、Ｖｋ＝７０Ｖの感光体ドラムについても同様に飛び越し走査を検査したところ、図１１に示すような結果であった。
【００９８】
図１１と図１０を比較して分かるように、Ｖｋ＝７０Ｖの場合においても、おおむねＦ値に対する、飛び越し走査の結果は、同様であった。
【００９９】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１００】
【発明の効果】
本発明の電子写真装置によれば、確実に相反則不軌が発生する感光体を使用する場合に、飛び越し走査の効果を発揮させて、相反則不軌の寄与をより一層適切に小さくすることができ、異常画像が発生すること防止して、画像品質の良好な画像を高速で処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子写真装置の一実施の形態を適用した画像形成装置の光走査光学系の概略構成斜視図。
【図２】図１のＬＤアレイの拡大斜視図。
【図３】図１の同期検知センサとレーザビームの関係を示す図。
【図４】図１の感光体ドラムの拡大断面図。
【図５】図４の感光体ドラムの結着樹脂としてのビスフェノールＺ型ポリカーボネートの構造図。
【図６】図１の画像形成装置の書込制御部の回路ブロック構成図。
【図７】図１の光走査光学系でのＬＤアレイの各発光源のレーザビームとポリゴンミラーのミラー及び感光体ドラム上のラインの関係を示す図。
【図８】実施例の感光体ドラムの電荷発生層の作成に用いられるチタニルフタロシアニンの基本構造式を示す図。
【図９】実施例の感光体ドラムの電荷発生層の作成に用いられる電荷輸送物質の構造式を示す図。
【図１０】実施例の特性値Ｖｋ＝１１０Ｖの感光体ドラムに対して４つの発光源を備えたＬＤアレイでピッチと副走査ビーム径を変えたときの飛び越し走査の結果を示す図。
【図１１】特性値Ｖｋ＝７０Ｖの感光体ドラムに対して４つの発光源を備えたＬＤアレイでピッチと副走査ビーム径を変えたときの飛び越し走査の結果を示す図。
【図１２】従来の電子写真装置で４つのレーザ素子を有する４レーザアレイを用いて描いた周期的な横線の状態を示す図。
【符号の説明】
１ 画像形成装置
１０ 光走査光学系
１１ ＬＤアレイ
１２ コリメートレンズ
１３ アパーチャ
１４ シリンドリカルレンズ
１５ ポリゴンミラー
１６ Ｆθレンズ
１７ 面倒れ補正用レンズ
１８ 反射ミラー
１９ 感光体ドラム
２０ 同期ミラー
２１ 同期検知センサ
３１ 導電性支持体
３２ 電荷発生層
３３ 電荷輸送層
３４ 感光層
４０ 書込制御部
４１ ＬＶＤＳ部
４２ ビデオ信号処理部
４３ ＰＬＬ ＩＣ
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ ＰＭ部
４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ ＬＤ駆動回路
４６ ＡＰＣ制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置に関し、詳細には、複数ビームの時間をおいた重なりを実現して、ビームの重なりを防止し、相反則不軌の寄与を小さくして、画像品質の良好な画像を高速で処理することのできる電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置は、一般的に、感光体が使用されており、感光体のなかでも、負極性帯電の有機感光体（ＯＰＣ）が使用される。このＯＰＣとしては、４層で構成されるドラム状のものが代表的である。ＯＰＣは、その一番内側が、感光体を支える支持体であり、支持体は、導電性が必須であるため、アルミニウムが用いられることが多い。支持体の外側にＵＬ（Under Layer ）と呼ばれるバリア層が形成されており、バリア層は、支持体からＣＧＬに電荷が注入するのを防いでいる。ＵＬの外側にはＣＧＬ（Carrier Generate Layer）と呼ばれる層が形成されており、この層がいわゆる感光層であって、感光層であるＣＧＬは、光が照射されると、電子とキャリアのペアを発生させる。ＣＧＬの外側にＣＴＬ（Carrier Transfer Layer）が形成されており、ＣＴＬは、ＣＧＬで発生したキャリアを通過させる層であって、ＣＧＬ、ＣＴＬ内に電解を発生させるために外側に電荷を保持する機能も合わせて有している。
【０００３】
電子写真装置では、まず、ＯＰＣが、スコロトロンや帯電ローラ等の帯電装置で、負極性に均一に帯電され、次に、狙った場所にのみ光が当てられると、ＣＧＬが電子とキャリアのペアを発生させて、この発生されたキャリアが、表面の負電荷を中和させて、静電気の潜像が形成される。このとき、照射される光が強ければ強いほど、多くのキャリアが発生し、より多くの負電荷を中和するため、コントラストの大きい潜像が形成される。
【０００４】
このようなＯＰＣを用いた画像形成装置としては、レーザプリンタやレーザ式デジタル複写装置等が知られており、レーザプリンタは、主に半導体レーザを光源とした電子写真プリンタである。
【０００５】
このような画像形成装置においては、レーザ光源としての半導体レーザから出射したレーザビームを回転ミラー（ポリゴンミラー）に照射し、その反射光をＯＰＣ表面に走査させて、かつ、レーザをＯＮ／ＯＦＦ（オン／オフ）または強度をコントロールすることにより、ＯＰＣ上に潜像を形成する。
【０００６】
そして、画像形成装置、例えば、レーザプリンタにおいて、そのプリント速度を向上させるために、従来、上記回転ミラーの回転速度を上げたり、多角形柱からなる回転ミラー（ポリゴンミラー）をより多くの面を有する多角形にしたりする方法が取られてきているが、さらに高速化が進むと、複数の半導体レーザを用いることが行われるようになってきており、さらに、複数のレーザ素子を一つの基板上に等間隔に形成されたいわゆるマルチレーザアレイを用いるようになってきている。
【０００７】
マルチレーザアレイのように、１つのチップ上にｎ個の発光源を設けると、従来のｎ倍の速度の書き込みが可能になる。マルチレーザアレイのレーザは、等間隔に一直線状に発光源であるレーザ素子が並んで配設されている方が利用しやすいが、一直線上にレーザ素子が並んでいないものでも利用することができる。
【０００８】
そして、一直線状に並んだレーザ光源から出射されたレーザをＯＰＣ上に照射したときのＯＰＣ上のビームスポット群のなす直線は、ＯＰＣ表面をビームが走査する方向との角度が垂直直角であることが利用しやすいが、直角である必要はなく、その角度を変えることによって、ＯＰＣ上のビーム間隔を変える、すなわち、書込密度を変えることができる。また、マルチレーザアレイを用いた場合、複数のビームが近接しているため、ポリゴンミラーの同一面に入射し、レーザビームは、ほぼ同時にＯＰＣに照射される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来マルチレーザアレイを用いると、以下のような不具合があった。
【００１０】
例えば、４つのレーザ素子を有する４レーザアレイを用いて、周期的な横線を書く場合、図１２に示すように、各レーザに１、２、３、４とナンバーを振ったとき、レーザ１、２で線を書き、レーザ３、４、１では書かず、２、３で線を書き、４、１、２では書かず、という繰り返しを行なうと、図１２に示すように、一見、２本線の繰り返しのように見えるが、実際には、隣り合ったビームが重なり合っているため、２本分の幅の１本線に見える。このようなパターンを書くと、レーザ４、１で書かれた線は、他の線よりも濃く見える。すなわち、図１２の場合には、４本毎に濃い線が現れ、横線群の中に周期的な柄が見えてしまうことになる。
【００１１】
このようにレーザ４、１で書かれた線が濃く見えるのは、以下のような理由によるものと考えられる。すなわち、レーザ４、１で書かれる線以外の線は、ポリゴンミラーの同一面で反射されたビームによって書かれたものであり、ほぼ同時にＯＰＣに照射されるが、レーザ４、１で書かれた線は、まず、レーザ４で書かれ、その後、ポリゴンミラーの次の面で反射されたレーザ１で書かれる。すなわち、ポリゴンミラーが一面分回転する時間だけの間をおいて、２回に分けて書き込まれたことになる。
【００１２】
そして、ＯＰＣは、その電荷発生層であるＣＧＬに光が当たると、電子とキャリアが発生するが、そこに電界があると、その電界に沿って、電子とキャリアは離れ離れになって移動するが、ある比率で、電子とキャリアは再結合してしまう。再結合したキャリアは、静電潜像の形成には寄与せず、この再結合比率が高いのは、▲１▼発生したキャリアと電子が高密度なとき、及び、▲２▼周囲の電界が弱いときである。
【００１３】
上記の場合、レーザ４、１で書き込まれたとき以外の線は、２つのビームがほぼ同時にＯＰＣに照射されているので、２つのビームの重なり部分のキャリアと電子の密度が高い。一方、レーザ４、１で書き込まれた部分は、やや時間を置いて２回に分けてビーム照射がなされているので、キャリアと電子の密度は比較的低い。そのため、キャリアと電子の再結合比率が比較的低いと考えられる。
【００１４】
すなわち、レーザ４、１の方が、多くのキャリアで潜像が形成されるので、コントラストの大きい潜像が得られ、現像されると濃い線となる。
【００１５】
このように、上記不具合が生じるのは、感光体（ＯＰＣ）上の隣り合うビームが、ほぼ同時に重なる場合と、ポリゴンミラーが一面分回転する時間Ｔｐだけの間をおいて重なる場合があるからである。ところが、マルチレーザアレイの場合、全てのレーザビームを常にほぼ同時に感光体上に照射させることはできない。
【００１６】
そこで、本発明は、全ての隣り合うビームが、ポリゴンミラーが一面分回転する時間Ｔｐ以上の時間をおいて重なるようにすることで、上記問題を解消することができることから、副走査方向のドット最小ピッチをｐ（１２００ｄｐｉであれば２５．４ｍｍ／１２００＝２１μｍ）としたとき、複数の光源によるビームの感光体上の副走査方向距離がｍｐ（ｍは２以上の自然数）になるようなマルチビームアレイを使用して、１回の走査で、隙間の開いたビーム照射を行ない、次の走査で、隙間を埋めるという処理を行なうことにより、時間をおいた重なりを実現して、ビームの重なりを防止し、相反則不軌の寄与を小さくして、画像品質の良好な画像を高速で処理することのできる電子写真装置を提供することを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の電子写真装置は、１つのチップ上に複数の発光源の配列されたレーザダイオードアレイの当該各発光源から出射されたレーザビームを、回転多面鏡で周期的に変更させ、副走査方向に回転する感光体上に副走査方向に位置差を有して主走査方向に照射し、当該感光体面上に静電潜像を形成する電子写真装置において、前記発光源の数をｎ（ｎ≧２）、前記感光体上で隣り合う当該各発光源からのレーザビームの副走査方向の間隔をｄ、前記回転多面鏡による走査１回分の時間で前記感光体の進む量をＬとしたとき、Ｌ＝ｎｄ／ｋ（ｋは前記発光源の数ｎと互いに素である２以上の自然数）の関係にあり、前記感光体が、反転現像用であって、均一に帯電された後に、前記発光源からのレーザビームの走査で露光された後、地肌部の現像位置における表面電位をＶｄ、最高濃度画像部の現像位置における表面電位をＶｌ、とし、露光条件１で露光したときの露光後の電位がＶｌになる露光量をＳとし、露光条件２で露光量Ｓを露光したときの表面電位をＶ２としたとき、Ｖ２−Ｖｌの絶対値Ｖｋが３０Ｖ以上の感光体であり、前記露光条件１が、表面電位Ｖｄに帯電させた前記感光体を静止させて、放射照度１０４μＷ／ｍ２で露光しながら、透明プローブを用いて電位を測定する露光条件で、前記露光条件２が、前記感光体の表面速度を１５７ｍｍ／ｓ、当該感光体上のレーザビームのスポットの副走査径を８５μｍ、走査線ピッチを６３．５μｍ、レーザ露光後１５．７ｍｍの位置に表面電位計のプローブを置いて、非露光部の電位がＶｄとなるように当該感光体を帯電して露光する露光条件であることにより、上記目的を達成している。
【００２５】
また、例えば、請求項２に記載するように、前記電子写真装置は、前記複数の発光源からのレーザビームの前記感光体上の副走査径の平均値をＤとし、副走査方向のドット最小ピッチをｐとしたとき、Ｖｋ・Ｄ／ｐ＞１５０を満たすものであってもよい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００３０】
図１〜図７は、本発明の電子写真装置の一実施の形態を示す図であり、図１は、本発明の電子写真装置の一実施の形態を適用した画像形成装置１の光走査光学系１０の斜視図である。
【００３１】
図１において、光走査光学系１０は、レーザ光源としてのＬＤ（半導体レーザ）アレイ１１、コリメートレンズ１２、アパーチャ１３、シリンドリカルレンズ１４、ポリゴンミラー１５、Ｆθレンズ１６、面倒れ補正用レンズ１７、反射ミラー１８、感光体ドラム１９、同期ミラー２０及び同期検知センサ２１等を備えており、矢印Ｘは、主走査方向を、矢印Ｙは、副走査方向を、矢印Ｚは、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向であって、ＬＤアレイ１１の複数の発光源の配列方向を示している。
【００３２】
ＬＤアレイ１１は、図２に示すように、Ｚ方向に並んだ複数個の発光源を有しており、各発光源は、当該発光源から出射されたレーザビームが感光体ドラム１９に照射されたときに、感光体ドラム１９の表面に副走査方向（感光体ドラム１９の回転方向）Ｙに所定ピッチ（位置差）をもった複数本のレーザビーム照射軌跡が描かれる状態で配設されている。
【００３３】
すなわち、ＬＤアレイ１１は、ヘテロダイン接合面１Ａに、複数個（図２では、図示の都合上、２個）の発光源が配列されており、各発光源から射出されるレーザビームは、図２に示すように、Ｂ１、Ｂ２（発光源が２個の場合）となる。なお、以下の説明では、ＬＤアレイ１１が４個の発光源を有する場合について説明するが、ＬＤアレイ１１の備えている発光源は、４個に限るものではなく、２個、３個、または、５個以上の発光源を有していてもよい。すなわち、ＬＤアレイ１１は、主走査方向にほぼ同一位置で感光体ドラム１９の回転方向である副走査方向Ｙに所定距離離れ、個別に変調制御可能な複数個の発光源が１つのチップ上に配列されており、ＬＤアレイ１１の各発光源は、それぞれ画像データに応じて変調されたレーザビームを射出（発光）する。したがって、光走査光学装置１０は、マルチビーム光走査光学装置である。
【００３４】
再び、図１において、ＬＤアレイ１１から出射された複数本のレーザビームは、コリメートレンズ１２、アパーチャ１３及びシリンドリカルレンズ１４を通過して、細径の横断面が所定形状のレーザビームに整形されて、ポリゴンミラー１５に照射される。
【００３５】
すなわち、ＬＤアレイ１１から出射された複数本のレーザビームは、コリメートレンズ１２により平行光束とされ、次に、書込ドット（走査密度）の大きさに応じたスリットを持つアパーチャ１３により余分なレーザビームがカットされて平行光束に整形される。アパーチャ１３により整形された各平行光束は、シリンドリカルレンズ１４で主走査方向の画像書込用の各レーザビームとしてそれぞれ感光体ドラム１９の表面（感光体面）で所定の大きさになるように集光され、ポリゴンミラー１５に照射される。
【００３６】
ポリゴンミラー１５は、所定の高速回転速度で連続回転し、入射されるレーザビームを、反射ミラー１８方向に反射（偏向）して、主走査方向（感光体ドラム１９の軸方向）Ｘに繰り返し移動走査する。このポリゴンミラー１５で反射されたレーザビームは、一対のＦθレンズ１６で等角運動から等速運動に変換され、面倒れ補正用レンズ１７で面倒れ補正が行なわれた後、反射ミラー１８に入射され、反射ミラー１８で角度を変えられて、感光体ドラム１９の表面に所定ビーム径でスポット状に結像される。
【００３７】
また、ポリゴンミラー１５で反射された感光体ドラム１９上に主走査される直前のレーザビームは、感光体ドラム１９の表面に対する主走査書込領域外（所定主走査幅の外）の主走査始点側のレーザ光路に設けられた同期ミラー２０にも入射され、同期ミラー２０で反射されたレーザビームは、同期検知センサ２１に入射される。同期検知センサ２１は、入射されるレーザビームを検知し、同期検知信号を生成して出力する。
【００３８】
そして、図３に示すように、感光体ドラム１９上を走査する直前の４本のレーザビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４と同期検知センサ２１とは、主走査方向及び副走査方向において、図示の関係を有している。なお、同期検知センサ２１は、感光体ドラム１９の表面に対する主走査書込領域外のレーザビームを検知してレーザビーム検知信号を出力する光センサ（例えば、フォトダイオード）と、そのレーザビーム検知信号に従って主走査方向の書込開始位置を規定する（主走査方向の位置合わせを行なう）ための同期検知信号を生成して出力する同期検知信号発生器と、を有している。
【００３９】
そして、上記感光体ドラム１９は、図４にその断面図を示すように、導電性支持体３１上に、電荷発生材料を主成分とする感光層である電荷発生層３２と、電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層３３とが積層された構成となっている。
【００４０】
導電性支持体３１は、体積抵抗１０10 Ω・ｃｍ以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金等の金属、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物を、蒸着またはスパッタリングによりフィルム状または円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいは、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス等の板及びそれらを押し出し、引き抜き等の工法で素管化した後、切削、超仕上げ、研摩等の表面処理を施した管等である。また、特開昭５２−３６０１６号公報に記載されているエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトを、導電性支持体３１として用いてもよい。
【００４１】
また、導電性支持体３１は、上記支持体上に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものであってもよい。この導電性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、または、アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、あるいは、導電性酸化スズ、ＩＴＯ等の金属酸化物粉体等を用いることができる。また、結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などの熱可塑性、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂を用いることができる。このような導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエン等に分散して塗布することにより、設けることができる。
【００４２】
さらに、導電性支持体３１としては、適当な円筒基体上にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロン（登録商標）等の素材に上記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けたものも用いることができる。
【００４３】
次に、感光層である電荷発生層３２は、チタニルフタロシアニンを必要に応じてバインダー樹脂とともに適当な溶剤中にボールミル、アトライター、サンドミル、超音波等を用いて分散し、これを導電性支持体３１上に塗布して、乾燥することにより形成される。
【００４４】
電荷発生層３２には、必要に応じて結着樹脂が用いられ、この結着樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミド、ポリビニルベンザール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリフェニレンオキシド、ポリアミド、ポリビニルピリジン、セルロース系樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等を用いることができる。特に、ポリビニルブチラールに代表されるポリビニルアセタールは、好適である。結着樹脂の量は、電荷発生物質１００重量部に対して、０〜５００重量部、好ましくは、１０〜３００重量部が適当である。
【００４５】
ここで用いられる溶剤としては、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセルソルブ、酢酸エチル、酢酸メチル、ジクロロメタン、ジクロロエタン、モノクロロベンゼン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、リグロイン等を挙げることができるが、特に、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒が好適である。また、塗布液の塗工法としては、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコート等の方法を用いることができる。
【００４６】
電荷発生層３２の膜厚は、０.０１〜５μｍ程度が適当であり、好ましくは、０.１〜２μｍである。
【００４７】
電荷輸送層３３は、電荷輸送物質及び結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないしは分散し、これを電荷発生層３２上に塗布、乾燥することにより形成する。また、必要により可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
【００４８】
電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。電荷輸送物質としては、例えばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２、４、７−トリニトロ−９−フルオレノン、２、４、５、７−テトラニトロ−９−フルオレノン、２、４、５、７−テトラニトロキサントン、２、４、８−トリニトロチオキサントン、２、６、８−トリニトロ−４Ｈ−インデノ〔１、２−ｂ〕チオフェン−４−オン、１、３、７−トリニトロジベンゾチオフェン−５、５−ジオキサイド、ベンゾキノン誘導体等の電子受容性物質が挙げられる。
【００４９】
正孔輸送物質としては、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメート及びその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物及びその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、ポリシラン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、モノアリールアミン誘導体、ジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ジアリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、９−スチリルアントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ジビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体、インデン誘導体、ブタジエン誘導体、ピレン誘導体等、ビススチルベン誘導体、エナミン誘導体等その他公知の材料が挙げられる。これらの電荷輸送物質は単独、または、２種以上が混合して用いられる。
【００５０】
電荷輸送層３３の結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアレート、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００５１】
そして、本実施の形態の感光体ドラム１９では、感光層の形成後も感光層中に含まれる水分量／テトラヒドロフラン量比が１／５０〜１／０．５を維持することが必要であり、大気中の水分を感光層が吸収することは好ましくない。従って、結着樹脂の吸水率は、０．３０％以下が好ましい。
【００５２】
上記結着樹脂のなかでもポリカーボネートは、耐摩耗性、静電特性に優れた樹脂であり、かつ、水の吸水率が他の結着樹脂と比較して小さいことから、チタニルフタロシアニン中に含まれる水分子の吸着が少なく結晶型を維持する上で非常に良好な樹脂である。特に、図５に示すような構造を繰り返し単位として表されるビスフェノールＺ型ポリカーボネートが好ましい。
【００５３】
電荷輸送物質の量は、結着樹脂１００重量部に対して、２０〜３００重量部、好ましくは、４０〜１５０重量部が適当である。
【００５４】
また、電荷輸送層３３の膜厚は、５〜１００μｍ程度とすることが好ましい。溶剤としては、少なくともテトラヒドロフランを含むが、塗工性等の他の特性に対応して、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ジオキサン、エチルセルソルブ、酢酸エチル、酢酸メチル、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、水等のテトラヒドロフランと混ざる溶媒を適宜混合してもよい。
【００５５】
そして、上述のように、電荷輸送層３３の形成に際して、電荷輸送物質及び結着樹脂を適当な溶剤に溶解または分散したものを上記電荷発生層３２上に塗布した後に乾燥するが、このときの乾燥温度は、１１０〜１４０℃であり、乾燥時間は、１０〜４０分である。
【００５６】
また、本実施の形態の感光体ドラム１９では、電荷輸送層３３中に可塑剤やレベリング剤を添加してもよい。可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等の一般の樹脂の可塑剤として使用されているものを、そのまま使用でき、その使用量としては、結着樹脂に対して、０〜３０重量％程度が適当である。レベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマー、あるいは、オリゴマーを用いることができ、その使用量としては、結着樹脂に対して、０〜１重量％が適当である。
【００５７】
さらに、本実施の形態の感光体ドラム１９では、導電性支持体３１と感光層である電荷発生層３２との間に、下引き層を設けてもよい。下引き層は、一般には、樹脂を主成分とするが、これらの樹脂は、その上に感光層を溶剤で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等を用いることができる。また、下引き層には、モアレ防止、残留電位の低減等を目的として、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示される金属酸化物の微粉末顔料を加えてもよい。これらの下引き層は、上記感光層と同様に、適当な溶媒、塗工法を用いて形成することができる。さらに、下引き層としては、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用することもでき、また、下引き層には、Ａｌ2Ｏ3を陽極酸化で設けたもの、ポリパラキシリレン（パリレン）等の有機物及びＳｉＯ2、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2、ＩＴＯ、ＣｅＯ2等の無機物を真空薄膜作成法にて設けたものも用いることができ、さらに、公知のものを用いることもできる。
【００５８】
そして、下引き層の膜厚は、０〜５μｍが適当である。
【００５９】
また、本実施の形態の画像形成装置１は、図６に示すような書込制御部４０を備えており、書込制御部４０は、ＬＶＤＳ部４１、ビデオ信号処理部（ビデオ制御部）４２、ＰＬＬ ＩＣ４３、ＰＭ部４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、ＬＤ駆動回路（ＬＤＤ）４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ及びＡＰＣ制御部４６等を備えている。
【００６０】
ＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）部４１は、小振幅の差動信号（クロック）を利用した高速伝送回路であり、図示しないコントローラからの８ビットのビデオ信号（画像データ）をクロックに同期してビデオ信号処理部４２へ高速伝送する。
【００６１】
ビデオ信号処理部４２は、ＬＶＤＳ部４１からのビデオ信号を４チャンネル分のビデオ信号であるチャンネル（ｃｈ）１、２、３、４のビデオ信号に変換した後、同期検知センサ２１からの同期検知信号の入力時点を基準タイミングとして、ＰＬＬ ＩＣ４３からの画素クロック（書込クロック）に同期してチャンネル１、２、３、４のビデオ信号をそれぞれＰＭ回路４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄに出力する。
【００６２】
ＰＬＬ（Phase Locked Loop）ＩＣ４３は、同期検知センサ２１からビデオ信号処理部４２経由で送られてくる同期検知信号の入力時点を基準タイミングとして、図示しないコントローラからのＰＬＬ基準クロックに同期して画素クロックを生成し、ビデオ信号処理部４２へ出力する。
【００６３】
ＰＭ部（パルス幅変調回路）４４ａは、ビデオ信号処理部４２からのチャンネル１のビデオ信号に基づいてパルス幅変調を行ない、チャンネル１の変調信号を生成してＬＤ駆動回路４５ａへ出力する。ＰＭ部４４ｂは、ビデオ信号処理部４２からのチャンネル２のビデオ信号に基づいてパルス幅変調を行ない、チャンネル２の変調信号を生成してＬＤ駆動回路４５ｂへ出力する。
【００６４】
ＰＭ部４４ｃは、ビデオ信号処理部４２からのチャンネル３のビデオ信号に基づいてパルス幅変調を行ない、チャンネル３の変調信号を生成してＬＤ駆動回路４５ｃへ出力する。ＰＭ部４４ｄは、ビデオ信号処理部４２からのチャンネル４のビデオ信号に基づいてパルス幅変調を行ない、チャンネル４の変調信号を生成してＬＤ駆動回路４５ｄへ出力する。
【００６５】
ＬＤ駆動回路４５ａは、ＰＭ部４４ａからのチャンネル１の変調信号に応じてＬＤアレイ１１のチャンネル１の発光源を変調（ＯＮ／ＯＦＦ）制御し、対応するレーザビームを発生させる。ＬＤ駆動回路４５ｂは、ＰＭ部４４ｂからのチャンネル２の変調信号に応じてＬＤアレイ１１のチャンネル２の発光源を変調制御し、対応するレーザビームを発生させる。
【００６６】
ＬＤ駆動回路４５ｃは、ＰＭ部４４ｃからのチャンネル３の変調信号に応じてＬＤアレイ１１のチャンネル３の発光源を変調制御し、対応するレーザビームを発生させる。ＬＤ駆動回路４５ｄは、ＰＭ部４４ｄからのチャンネル４の変調信号に応じてＬＤアレイ１１のチャンネル４の発光源を変調制御し、対応するレーザビームを発生させる。
【００６７】
ＡＰＣ制御部（Automatic Power Control ）４６は、ＬＤアレイ１１の各発光源（ＬＤ）の光量を一定に制御する回路であり、ＬＤアレイ１１に内蔵されている図示しない光センサ（ＰＤ＝Photo Detector）の出力信号（ＰＤ信号）を、順次切り換える発光源（同期検知センサ２１に同期検知信号を生成させるために発光を行なう発光源）を駆動するＬＤ駆動回路４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄへ順次フィードバックすることにより、各発光源の光量補正を順次行なう。なお、各発光源（ＬＤ）は、温度変動に対する光量変動が大きいため、光量を一定に保持するための光量補正が必要になる。
【００６８】
同期検知センサ２１は、感光体ドラム１９上を走査する直前のレーザビームが検知領域に入射されると、当該レーザビームを検知してローレベル「Ｌ」の同期検知信号を生成して出力し、上記レーザビームが検知領域を出て主走査書込領域（有効走査領域）に向かうときに、同期検知信号をハイレベル「Ｈ」に復帰する（同期検知信号ＤＰの出力を停止させる）。
【００６９】
次に、本実施の形態の作用を説明する。本実施の形態の画像形成装置１は、感光体ドラム１９の回転を制御して、マルチビームアレイであるＬＤアレイ１１を使用して、１回の走査で、隙間の開いたビーム照射を行ない、次の走査で、隙間を埋めるという処理を行なうことにより、時間をおいた重なりを実現して、ビームの重なりを防止し、相反則不軌の寄与を小さくして、画像品質の良好な画像を高速で処理する。
【００７０】
すなわち、画像形成装置１は、通常の画像形成動作では、画像形成開始が指示されると、図示しないコントローラが、図示しないポリゴンモータを回転駆動してポリゴンミラー１５を所定の回転速度で回転させるとともに、ビデオ信号を書込制御部４０に送出する。
【００７１】
書込制御部４０は、そのビデオ信号処理部４２が、コントローラからＬＶＤＳ部４１を介して送られてくるビデオ信号に基づいて、各ＰＭ部４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ及びＬＤ駆動回路４５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを介してＬＤアレイ１１の各発光源をそれぞれ変調駆動させ、感光体ドラム１９の予め帯電された表面上に静電潜像を生成させる。
【００７２】
その後、画像形成装置１は、感光体ドラム１９の表面上に生成された画像を図示しない現像装置からトナーを供給して、静電潜像を現像して可視像化し、可視像化したトナー画像を給紙部から給紙される用紙上に、図示しない転写装置により転写し、トナー像の転写の完了した用紙を定着部に搬送して、定着部で加熱・加圧して定着させた後、画像の定着された用紙を画像形成装置１の装置外に排紙させる。
【００７３】
そして、本実施の形態の画像形成装置１は、ＬＤアレイ１１が、４つの発光源を有しており、この各発光源の相隣り合う発光源から出射されて感光体ドラム１９上に照射されるレーザビームの副走査方向の間隔をｄ、ポリゴンミラー１５による走査１回分の時間で、感光体ドラム１９が回転する量をＬとしたとき、次式を満足するように、ＬＤアレイ１１の駆動制御を行う。
【００７４】
Ｌ＝ｎｄ／ｋ・・・（１）
ここで、ｎは、ＬＤアレイ１１の発光源の数（ｎ≧２）、ｋは、２以上の自然数で、ｎと互いに素である。
【００７５】
いま、本実施の形態の画像形成装置１のＬＤアレイ１１は、光源数ｎが、「４」であるので、ポリゴンミラー１５による走査１回分の時間で、感光体ドラム１９が回転する量をＬとしたとき、感光体ドラム１９の回転量に対して、次式を満足するように、ＬＤアレイ１１の各発光源の点灯を制御する。
【００７６】
Ｌ＝４ｄ／３
このように制御すると、ＬＤアレイ１１の４つの光源をＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３、ＬＤ４とすると、各光源ＬＤ１〜ＬＤ４で感光体ドラム１９上に形成されるラインは、図７に示すようになる。図７において、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４は、それぞれ使われる順番のポリゴンミラー１５のナンバーであり、Ｌｉｎｅは、感光体ドラム１９上に最終的に形成されるラインのナンバーである。
【００７７】
画像形成装置１は、図７において、ポリゴンミラー１５の最初のミラー面Ｍ１で、ｌｉｎｅ１、４、７、１０のラインを書き、ポリゴンミラー１５の次のミラー面Ｍ２で、ｌｉｎｅ５、８、１１、１４のラインを書く、というように書き進める。
【００７８】
したがって、ラインが重複したり、漏れることなく、かつ、隣り合うラインが同時に書かれることも防止することができ、相反則不軌の寄与を小さくして、異常画像が発生すること防止して、画像品質の良好な画像を高速で処理することができる。
【００７９】
また、本実施の形態の画像形成装置１は、感光体ドラム１９として、均一に帯電された後に、レーザビームが照射されることで露光されると、地肌部分の現像位置における表面電位をＶｄ、最高濃度画像部の現像位置における表面電位をＶ１としたとき、表面電位Ｖｄに帯電された感光体ドラム１９を静止させて放射照度１０4 μＷ／ｍ2 で露光しながら透明プローブで測定した露光後の電位がＶ１になるような露光光量をＳとし、感光体ドラム１９の表面速度を１５７ｍｍ／ｓ、感光体ドラム１９上のレーザビームのスポットの副走査径を８５μｍ、走査線ピッチを６３．５μｍ（４００ｄｐｉ相当）、レーザビーム露光後の１５．７ｍｍの位置に表面電位計のプローブを置き、非露光部の電位がＶｄとなるように感光体ドラム１９を帯電して、露光量Ｓを露光したときの感光体ドラム１９の表面電位をＶ２としたときに、Ｖ２−Ｖ１の絶対値Ｖｋが３０Ｖ以上の感光体ドラム１９を使用している。
【００８０】
すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム１９が、反転現像用であって、均一に帯電された後に、発光源からのレーザビームの走査で露光された後、地肌部の現像位置における表面電位をＶｄ、最高濃度画像部の現像位置における表面電位をＶｌ、とし、露光条件１で露光したときの露光後の電位がＶｌになる露光量をＳとし、露光条件２で露光量Ｓを露光したときの表面電位をＶ２としたとき、Ｖ２−Ｖｌの絶対値Ｖｋが３０Ｖ以上の感光体ドラム１９であり、露光条件１が、表面電位Ｖｄに帯電させた感光体ドラム１９を静止させて、放射照度１０４μＷ／ｍ2で露光しながら、透明プローブを用いて電位を測定する露光条件であって、露光条件２が、感光体ドラム１９の表面速度を１５７ｍｍ／ｓ、感光体ドラム１９上のレーザビームのスポットの副走査径を８５μｍ、走査線ピッチを６３．５μｍ、レーザ露光後１５．７ｍｍの位置に表面電位計のプローブを置いて、非露光部の電位がＶｄとなるように感光体ドラム１９を帯電して露光する露光条件である。
【００８１】
したがって、飛び越し走査の効果を発揮させて、相反則不軌の寄与をより一層適切に小さくすることができ、異常画像が発生すること防止して、画像品質の良好な画像を高速で処理することができる。
【００８２】
さらに、本実施の形態の画像形成装置１は、その光走査光学系１０において、複数のレーザビームの感光体ドラム１９上の副走査径（ピークパワーの１／ｅ2 のパワー部の直径）の平均値をＤとし、副走査方向のドット最小ピッチをｐとしたとき、Ｆ値が次式を満たすものとなっている。
【００８３】
Ｆ＝Ｖｋ・Ｄ／ｐ＞１５０
すなわち、相反則不軌は、感光体ドラム１９の特性である上記Ｖ２−Ｖ１の絶対値Ｖｋ、ビーム間ピッチｐ及びレーザビームの副走査径Ｄが関連している。
【００８４】
そこで、本実施の形態の走査光学系１０では、上述のように、Ｆ＝Ｖｋ・Ｄ／ｐ＞１５０としているので、飛び越し走査の効果を適切に発揮させることができ、相反則不軌の寄与をより一層適切に小さくし、異常画像が発生すること防止して、画像品質の良好な画像を高速で処理することができる。
【００８５】
また、本実施の形態の画像形成装置１は、その光走査光学系１０において、複数のレーザビームの感光体ドラム１９上の副走査径（ピークパワーの１／ｅ2 のパワー部の直径）の平均値をＤとし、副走査方向のドット最小ピッチをｐとしたとき、Ｆ値が次式を満たすものとなっている。
【００８６】
Ｆ＝Ｖｋ・Ｄ／ｐ＞２２０
したがって、飛び越し走査の効果をより一層適切に発揮させることができ、相反則不軌の寄与をより一層適切に小さくし、異常画像が発生すること防止して、画像品質の良好な画像を高速で処理することができる。
【００８７】
【実施例】
次に、本発明の画像形成装置の実施例について説明する。この実施例の説明で用いる部は、全て重量部である。
【００８８】
本実施例では、以下の手順で感光体ドラムを作成した。この感光体ドラムの作成で用いるチタニルフタロシアニン顔料の基本構造の一般式は、図８に示すような基本構造を有している。なお、図８の一般式において、Ｘ1 、Ｘ2 、Ｘ3 、Ｘ4 は、各々独立に各種ハロゲン原子を表し、ｎ、ｍ、ｌ、ｋは、各々独立的に０〜４の数字を表している。
【００８９】
また、電荷輸送物質としては、図９に示す構造式を有する物質を使用する。
【００９０】
まず、感光体ドラムの素管となるアルミニウム・シリンダー上に、下記組成の下引き層用塗工液を塗布し、１３０℃で、２０分間乾燥を行って、４．０（μｍ）の下引き層を形成した。
【００９１】
〔下引き層用塗工液〕
酸化チタン １５部
アルキッド ４部
メラミン ３部
２−ブタノン ５０部
次に、上記下引き層上に、下記の電荷発生層用塗工液を塗布し、６５℃で、２０分間乾燥を行って、０．２（μｍ）の電荷発生層を形成した。
【００９２】
〔電荷発生層用塗工液〕
チタニルフタロシアニン粉末（図８参照） ３部
ポリビニルブチラール ２部
２−ブタノン １４０部
さらに、上記電荷発生層上に、下記の電荷輸送層用塗工液を塗布し、１３０℃で、２０分間乾燥を行って、２４（μｍ）の電荷輸送層を形成して、感光体ドラムを作製した。
【００９３】
〔電荷輸送層用塗工液〕
ビスフェノールＺ型ポリカーボネート １０部
電荷輸送物質（図９参照） ８部
テトラヒドロフラン ７５部
上記の手順で作成した感光体ドラムは、上記Ｖ２−Ｖ１の絶対値Ｖｋが、１１０Ｖであった。
【００９４】
この感光体ドラムに対して、４つの発光源を備えたＬＤアレイで、ピッチｐと副走査ビーム径Ｄを変えたとき、飛び越し走査の結果は、図１０に示すようなものであった。
【００９５】
図１０の○、△、×は、飛び越し走査を行わなかったときの不具合を示しており、○は、周期的な柄が見えない場合であり、△は、周期的な柄が目立たない場合であり、×は、周期的な柄が目立つ場合である。
【００９６】
図１０から分かるように、Ｆ値が、１５７以上になると、△になり、Ｆ値が、２２２以上になると、×になる。
【００９７】
また、Ｖ２−Ｖ１の絶対値Ｖｋが、Ｖｋ＝７０Ｖの感光体ドラムについても同様に飛び越し走査を検査したところ、図１１に示すような結果であった。
【００９８】
図１１と図１０を比較して分かるように、Ｖｋ＝７０Ｖの場合においても、おおむねＦ値に対する、飛び越し走査の結果は、同様であった。
【００９９】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１００】
【発明の効果】
本発明の電子写真装置によれば、確実に相反則不軌が発生する感光体を使用する場合に、飛び越し走査の効果を発揮させて、相反則不軌の寄与をより一層適切に小さくすることができ、異常画像が発生すること防止して、画像品質の良好な画像を高速で処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子写真装置の一実施の形態を適用した画像形成装置の光走査光学系の概略構成斜視図。
【図２】図１のＬＤアレイの拡大斜視図。
【図３】図１の同期検知センサとレーザビームの関係を示す図。
【図４】図１の感光体ドラムの拡大断面図。
【図５】図４の感光体ドラムの結着樹脂としてのビスフェノールＺ型ポリカーボネートの構造図。
【図６】図１の画像形成装置の書込制御部の回路ブロック構成図。
【図７】図１の光走査光学系でのＬＤアレイの各発光源のレーザビームとポリゴンミラーのミラー及び感光体ドラム上のラインの関係を示す図。
【図８】実施例の感光体ドラムの電荷発生層の作成に用いられるチタニルフタロシアニンの基本構造式を示す図。
【図９】実施例の感光体ドラムの電荷発生層の作成に用いられる電荷輸送物質の構造式を示す図。
【図１０】実施例の特性値Ｖｋ＝１１０Ｖの感光体ドラムに対して４つの発光源を備えたＬＤアレイでピッチと副走査ビーム径を変えたときの飛び越し走査の結果を示す図。
【図１１】特性値Ｖｋ＝７０Ｖの感光体ドラムに対して４つの発光源を備えたＬＤアレイでピッチと副走査ビーム径を変えたときの飛び越し走査の結果を示す図。
【図１２】従来の電子写真装置で４つのレーザ素子を有する４レーザアレイを用いて描いた周期的な横線の状態を示す図。
【符号の説明】
１ 画像形成装置
１０ 光走査光学系
１１ ＬＤアレイ
１２ コリメートレンズ
１３ アパーチャ
１４ シリンドリカルレンズ
１５ ポリゴンミラー
１６ Ｆθレンズ
１７ 面倒れ補正用レンズ
１８ 反射ミラー
１９ 感光体ドラム
２０ 同期ミラー
２１ 同期検知センサ
３１ 導電性支持体
３２ 電荷発生層
３３ 電荷輸送層
３４ 感光層
４０ 書込制御部
４１ ＬＶＤＳ部
４２ ビデオ信号処理部
４３ ＰＬＬ ＩＣ
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ ＰＭ部
４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ ＬＤ駆動回路
４６ ＡＰＣ制御部
Claims (2)
- １つのチップ上に複数の発光源の配列されたレーザダイオードアレイの当該各発光源から出射されたレーザビームを、回転多面鏡で周期的に変更させ、副走査方向に回転する感光体上に副走査方向に位置差を有して主走査方向に照射し、当該感光体面上に静電潜像を形成する電子写真装置において、
前記発光源の数をｎ（ｎ≧２）、前記感光体上で隣り合う当該各発光源からのレーザビームの副走査方向の間隔をｄ、前記回転多面鏡による走査１回分の時間で前記感光体の進む量をＬとしたとき、Ｌ＝ｎｄ／ｋ（ｋは前記発光源の数ｎと互いに素である２以上の自然数）の関係にあり、
前記感光体が、反転現像用であって、均一に帯電された後に、前記発光源からのレーザビームの走査で露光された後、地肌部の現像位置における表面電位をＶｄ、最高濃度画像部の現像位置における表面電位をＶｌ、とし、露光条件１で露光したときの露光後の電位がＶｌになる露光量をＳとし、露光条件２で露光量Ｓを露光したときの表面電位をＶ２としたとき、Ｖ２−Ｖｌの絶対値Ｖｋが３０Ｖ以上の感光体であり、
前記露光条件１が、表面電位Ｖｄに帯電させた前記感光体を静止させて、放射照度１０４μＷ／ｍ２で露光しながら、透明プローブを用いて電位を測定する露光条件で、前記露光条件２が、前記感光体の表面速度を１５７ｍｍ／ｓ、当該感光体上のレーザビームのスポットの副走査径を８５μｍ、走査線ピッチを６３．５μｍ、レーザ露光後１５．７ｍｍの位置に表面電位計のプローブを置いて、非露光部の電位がＶｄとなるように当該感光体を帯電して露光する露光条件であること
を特徴とする電子写真装置。 - 前記電子写真装置は、前記複数の発光源からのレーザビームの前記感光体上の副走査径の平均値をＤとし、副走査方向のドット最小ピッチをｐとしたとき、Ｖｋ・Ｄ／ｐ＞１５０を満たすことを特徴とする請求項１記載の電子写真装置。
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