JP2003295586A - Image forming apparatus - Google Patents

Image forming apparatus

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JP2003295586A
JP2003295586A JP2002103938A JP2002103938A JP2003295586A JP 2003295586 A JP2003295586 A JP 2003295586A JP 2002103938 A JP2002103938 A JP 2002103938A JP 2002103938 A JP2002103938 A JP 2002103938A JP 2003295586 A JP2003295586 A JP 2003295586A
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JP
Japan
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image forming
image
photosensitive drum
forming apparatus
led
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Application number
JP2002103938A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuichiro Toyohara
裕一郎 豊原
Kenichiro Kitajima
健一郎 北島
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an electrophotographic image forming apparatus using an LED (light emitting diode) head consisting of an LED array and a rod lens array as an exposure light source, and providing high image quality after stable printer characteristic is realized by widening the latitude of the LED head to the deviation of an image forming position and reducing image ram or density fluctuation. <P>SOLUTION: In the electrophotographic image forming apparatus using the LED head consisting of the LED array and the rod lens array as the exposure light source, the surface layer of a photoreceptor drum is hardly shaved by using a drum which uses an a-Si photoreceptor as the photoreceptor drum, and the divergence of focus caused by the shaving of the surface layer of the drum is restrained to the minimum. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は画像形成装置に関
し、特に電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to an electrophotographic image forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子写真方式におけるデジタル複
写機やプリンタ等の画像形成装置において、一般的には
露光光源として半導体レーザを用いていた。これは、半
導体レーザから出射したレーザ光を回転多面鏡等よりな
る光偏向器により偏向さしめ、fθレンズを介して感光
ドラム面上に結像させることで光走査し静電潜象を形成
している。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a digital copying machine or a printer in an electrophotographic system, a semiconductor laser is generally used as an exposure light source. This is because a laser beam emitted from a semiconductor laser is deflected by an optical deflector such as a rotating polygon mirror, and an image is formed on the surface of a photosensitive drum through an fθ lens to optically scan and form an electrostatic latent image. ing.

【0003】一方、近年では、露光光源として発光ダイ
オードアレイ(以下LEDアレイとする)を用いている
画像形成装置が多く現れるようになった。これは、LE
Dアレイから出射した光束をロッドレンズアレイを介し
て感光ドラム面上に結像し静電潜像を形成している。
On the other hand, in recent years, many image forming apparatuses using a light emitting diode array (hereinafter referred to as an LED array) as an exposure light source have appeared. This is LE
The light flux emitted from the D array is imaged on the surface of the photosensitive drum via the rod lens array to form an electrostatic latent image.

【0004】図2に露光光源としてLEDアレイを用い
た画像形成装置の感光ドラム周辺の該略図を示す。
FIG. 2 is a schematic view of the periphery of a photosensitive drum of an image forming apparatus using an LED array as an exposure light source.

【0005】同図においては、感光ドラムの回転方向に
対して直行する方向にLEDアレイを配置し、LEDを
選択的に発行させ、LEDの発行部の前方に配設した結
像光学系を介して感光ドラム面上にLEDからの光を結
像すると同時に、感光ドラムを回転させることにより2
次元的に静電潜像を形成している。
In the figure, an LED array is arranged in a direction orthogonal to the rotation direction of the photosensitive drum to selectively emit the LEDs, and an image forming optical system arranged in front of the LED issuing section is used. The image from the LED is formed on the surface of the photosensitive drum by rotating the photosensitive drum at the same time.
An electrostatic latent image is formed three-dimensionally.

【0006】このような、LEDアレイを用いた画像形
成装置においては、結像光学系として一般的にはロッド
レンズアレイが用いられ、露光光学系としては、LED
アレイと2枚の板の間にロッドレンズが1列または2列
で規則正しく直線状に整列されたロッドレンズアレイと
を一体化したLEDヘッドとして用いられている。
In such an image forming apparatus using an LED array, a rod lens array is generally used as an imaging optical system, and an LED is used as an exposure optical system.
It is used as an LED head in which an array and two plates are integrated with a rod lens array in which rod lenses are regularly aligned in one or two rows.

【0007】図3はロッドレンズの説明図である。同図
においてロッドレンズ端面から物体、あるいは像面まで
の距離である作動距離をL0、ロッドレンズ自身の長さ
をZ0とすると、ロッドレンズの共役長Tcは Tc=Z0+2L0 である。
FIG. 3 is an illustration of a rod lens. In the figure, when the working distance, which is the distance from the end surface of the rod lens to the object or the image plane, is L0, and the length of the rod lens itself is Z0, the conjugate length Tc of the rod lens is Tc = Z0 + 2L0.

【0008】このロッドレンズアレイの画像伝送特性は
送られる画像の質、つまり解像力で評価される。これを
表わすのがMTF(Modulation Trans
fer Function)である。これは、例えば図
4のような矩形波パタン像の原画がロッドレンズアレイ
を通過後に形成された画像がどの程度原画に忠実に再現
できているかを見る指標である。図4よりMTFは次の
ように定義される。
The image transmission characteristics of this rod lens array are evaluated by the quality of the image sent, that is, the resolution. This is represented by MTF (Modulation Trans).
fer Function). This is an index to see how faithfully an original image of a rectangular wave pattern image as shown in FIG. 4 can be reproduced after passing through the rod lens array. From FIG. 4, MTF is defined as follows.

【0009】MTF(w)=(I(w)max−I
(w)min)/(I(w)max+I(w)min)
×100% ここで、I(w)max、I(w)minは各々空間周
波数w(lp/mm)における矩形波応答の極大値、極
小値である。このMTFが100%に近いほど原画に忠
実に画像が再現されていることになる。
MTF (w) = (I (w) max-I
(W) min) / (I (w) max + I (w) min)
× 100% Here, I (w) max and I (w) min are the maximum and minimum values of the rectangular wave response at the spatial frequency w (lp / mm), respectively. The closer the MTF is to 100%, the more faithfully the image is reproduced.

【0010】このMTFは、ロッドレンズアレイの焦点
位置で測定した場合と焦点位置からずれて測定した場合
で大きく異なる。また、一般的にはTc長は10mm前
後なので、焦点距離の比較的長いレーザ光学系と比べ
て、焦点位置のずれに対して敏感な系になっている。し
たがって、感光ドラムとLEDヘッドとの距離が狂わな
いよう工夫されている。
This MTF is greatly different when measured at the focal position of the rod lens array and when measured at a position deviated from the focal position. Further, since the Tc length is generally around 10 mm, the system is more sensitive to the shift of the focal position than a laser optical system having a relatively long focal length. Therefore, it is devised so that the distance between the photosensitive drum and the LED head does not change.

【0011】このような、LEDアレイとロッドレンズ
アレイを用いてLEDヘッドを構成し、露光光源とする
ことで、感光ドラムの近傍に露光光源を配設することが
可能となり、露光光源として半導体レーザを用いた系に
比べ画像形成装置の大きさを小型化することが可能とな
っている。
By constructing an LED head using such an LED array and rod lens array and using it as an exposure light source, it is possible to dispose the exposure light source in the vicinity of the photosensitive drum and to use a semiconductor laser as the exposure light source. It is possible to reduce the size of the image forming apparatus as compared with the system using the.

【0012】また、感光ドラムに着目すると、その構造
として単層構造、機能分離積層構造の2種類が一般的で
ある。その中でも近年は、機能分離積層タイプが主流に
なりつつある。一般的な機能分離積層構造タイプのドラ
ムの断面図を図5に示す。図5に示すように、感光ドラ
ム表層には、キャリア輸送層(以下CTLとする)があ
る。
Further, when focusing on the photosensitive drum, there are generally two types of structures, that is, a single layer structure and a function separation laminated structure. Among them, in recent years, the function-separated laminated type is becoming mainstream. FIG. 5 shows a cross-sectional view of a general type of function-separated laminated structure type drum. As shown in FIG. 5, a carrier transport layer (hereinafter referred to as CTL) is provided on the surface layer of the photosensitive drum.

【0013】LEDアレイの結像位置は、一般的には感
光ドラム表面になるように設定されている。
The image forming position of the LED array is generally set so as to be on the surface of the photosensitive drum.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、感光ドラムの光キャリア発生層(以降CGLとす
る)にLEDヘッドの結像位置を設定すると場合を考え
る。
However, for example, consider the case where the image forming position of the LED head is set on the light carrier generating layer (hereinafter referred to as CGL) of the photosensitive drum.

【0015】感光ドラムのCTLは画像形成により削れ
ていき、例えば、30μmの厚みがあるものであれば、
初期と寿命寸前では、ピント位置に対して、ずれが発生
する。
The CTL of the photosensitive drum is worn away by image formation. For example, if it has a thickness of 30 μm,
At the initial stage and near the end of life, the focus position is displaced.

【0016】例えば、CTLの屈折率を1.6とする
と、空気の屈折率1との屈折率の差分だけピントずれが
発生する。
For example, if the refractive index of CTL is 1.6, the focus shift is caused by the difference between the refractive index of air and the refractive index of 1 of air.

【0017】すると、MTFが理想状態から劣化し、光
プロファイルが変化する。ここで、理想的な結像面での
光プロファイルと結像位置から30μm離れた地点での
光プロファイルを図6に示す。図6から明らかなよう
に、結像位置からずれた位置で光プロファイルは広がっ
てきて、スポットの端部での露光強度勾配が寝てくる。
Then, the MTF deteriorates from the ideal state and the optical profile changes. Here, FIG. 6 shows an ideal light profile on the imaging plane and a light profile at a point 30 μm away from the imaging position. As is apparent from FIG. 6, the light profile spreads at a position deviated from the image formation position, and the exposure intensity gradient at the end of the spot becomes flat.

【0018】一方、一般的な感光ドラムの特性は図7に
示すように、光量が少ない場合に敏感に反応するような
挙動を示す。また、電子写真特性上、現像特性は一般的
に図8のようになりコントラスト電位が中間的な場合に
挙動が敏感になるという特徴がある。つまり濃度の変動
が起こりやすいのである。
On the other hand, as shown in FIG. 7, the characteristics of a general photosensitive drum exhibit a behavior of reacting sensitively when the amount of light is small. Further, in terms of electrophotographic characteristics, the developing characteristics are generally as shown in FIG. 8, and the behavior is sensitive when the contrast potential is intermediate. That is, the fluctuation of the concentration is likely to occur.

【0019】すると、スポット端部においては、露光強
度勾配が寝ていることにより、スポット端部で中間的な
電位をもつ部分が、露光強度勾配が急峻な場合と比較し
て相対的に多くなり、最終的に現像されて濃度としての
変化が大きくなりやすい。結果的に、出力濃度特性が不
安定になり、画像濃度ムラなどが発生しやすい状況とな
る。フルカラー画像形成装置においては、これが最終的
に色ムラとなって現れ、大きな画質劣化要因となってい
る。
Then, since the exposure intensity gradient is laid out at the spot edge, the portion having an intermediate potential at the spot edge becomes relatively large as compared with the case where the exposure intensity gradient is steep. However, after the final development, the change in the density tends to be large. As a result, the output density characteristic becomes unstable and image density unevenness is likely to occur. In a full-color image forming apparatus, this finally appears as color unevenness, which is a major cause of image quality deterioration.

【0020】そこで、本発明は、LEDアレイとロッド
レンズアレイからなるLEDヘッドを露光光源として用
いた電子写真方式の画像形成装置において、LEDヘッ
ドの結像位置ずれに対するラチチュードを広げ、画像ラ
ムや濃度変動を少なくし安定したプリンタ特性を実現し
た上での高画質を提供することを目的とする。
Therefore, in the present invention, in an electrophotographic image forming apparatus using an LED head composed of an LED array and a rod lens array as an exposure light source, the latitude with respect to the image forming position deviation of the LED head is widened, and image ram and density are increased. It is an object of the present invention to provide high image quality while reducing fluctuations and realizing stable printer characteristics.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】帯電手段により一様に帯
電された感光ドラムに、露光光源として複数の発光ダイ
オードを直線状に配した発光ダイオードアレイと結像光
学系としてロッドレンズアレイとからなるLEDヘッド
を露光装置として用いて露光することで静電潜像を形成
し、現像手段により該静電潜像を顕画化し、転写手段に
よって像担持体上の画像を転写材上に転写し、最後に定
着手段により転写材上の画像を転写材に固着させて画像
形成を行う画像形成装置において、感光ドラムとして、
a−Si感光体を用いる。
A photosensitive drum uniformly charged by a charging means comprises a light emitting diode array in which a plurality of light emitting diodes are linearly arranged as an exposure light source and a rod lens array as an image forming optical system. An electrostatic latent image is formed by exposing using an LED head as an exposure device, the electrostatic latent image is visualized by a developing unit, and the image on the image carrier is transferred onto a transfer material by a transfer unit, Finally, in the image forming apparatus for forming an image by fixing the image on the transfer material to the transfer material by the fixing means, as a photosensitive drum,
An a-Si photoconductor is used.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】(実施形態1)図1に本実施形態
における画像形成装置の本体の概略断面図を示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic sectional view of a main body of an image forming apparatus according to this embodiment.

【0023】同図において1は露光光源としてのLED
アレイであり、像担持体としての感光ドラムの軸方向に
対して複数のLEDを直線状に配列して構成している。
2は結像素子としての正立等倍のロッドレンズアレイで
あり、複数のロッドレンズを感光ドラムの軸方向に対し
て直線状に配列して構成しており、LEDアレイから出
射した光束を感光ドラム面上に等倍で結像させている。
本実施形態では、LEDアレイとロッドレンズアレイを
一体化して構成してLEDヘッドとして用いる。
In the figure, 1 is an LED as an exposure light source.
It is an array, and is configured by arranging a plurality of LEDs in a straight line in the axial direction of the photosensitive drum as an image carrier.
Reference numeral 2 denotes an erecting equal-magnification rod lens array as an imaging element, which is configured by arranging a plurality of rod lenses linearly with respect to the axial direction of the photosensitive drum. The image is formed on the drum surface at the same size.
In this embodiment, the LED array and the rod lens array are integrated and used as an LED head.

【0024】次に、画像形成のプロセスを簡単に説明す
る。
Next, the image forming process will be briefly described.

【0025】まず、一次帯電器により感光ドラム上に均
一帯電し、そこにLEDヘッドにて、入力画像信号に応
じて露光し静電潜像を形成する。その静電潜像を、現像
器により顕画化し、転写手段により転写紙上に転写す
る。定着手段により転写紙上に転写されたトナー像を固
着させる。
First, a photosensitive drum is uniformly charged by a primary charger, and an LED latent image is exposed on the photosensitive drum to form an electrostatic latent image. The electrostatic latent image is visualized by a developing device and transferred onto a transfer paper by a transfer means. The toner image transferred onto the transfer paper is fixed by the fixing means.

【0026】一画素あたりの、再現階調数は2値であ
る。
The number of reproduced gradations per pixel is binary.

【0027】本実施形態においては、上記画像形成プロ
セスを、4色同時に行う事により高速化を実現してい
る。
In the present embodiment, the above-mentioned image forming process is performed at the same time for four colors to realize high speed operation.

【0028】第一ステーションはYellow、第2ス
テーションはMagenta、第3ステーションはCy
an、第4ステーションはBlackの画像を形成して
いる。
The first station is Yellow, the second station is Magenta, and the third station is Cy.
An, the fourth station forms a Black image.

【0029】ここで、本実施形態におけるLEDヘッド
について詳しく述べる。
Here, the LED head in this embodiment will be described in detail.

【0030】まず、LEDアレイは、素子密度が600
dpiつまり、素子の配列周期が42.3μmとなって
いる。また、LEDの発光部の電極サイズは、約20μ
mである。このLEDを露光光源として感光ドラム面上
に結像している。
First, the LED array has an element density of 600.
In other words, the dpi, that is, the array period of the elements is 42.3 μm. In addition, the electrode size of the light emitting part of the LED is about 20μ.
m. An image is formed on the surface of the photosensitive drum by using the LED as an exposure light source.

【0031】つぎに、結像光学系であるロッドレンズア
レイについて述べる。ロッドレンズアレイは、正立等倍
結像レンズである。本実施形態においては、ロッドの直
径は0.6mmとなっている。
Next, a rod lens array which is an image forming optical system will be described. The rod lens array is an erecting equal-magnification imaging lens. In this embodiment, the diameter of the rod is 0.6 mm.

【0032】そのロッドを2列に、図9に示すように配
列している。
The rods are arranged in two rows as shown in FIG.

【0033】このロッドレンズアレイのTc長は9.9
mmである。
The Tc length of this rod lens array is 9.9.
mm.

【0034】ここで、感光ドラムについて説明する。Now, the photosensitive drum will be described.

【0035】本画像形成装置で使用している感光ドラム
は、a−Siタイプの感光ドラムである。この断面図を
図10に示す。
The photosensitive drum used in this image forming apparatus is an a-Si type photosensitive drum. This sectional view is shown in FIG.

【0036】感光ドラムのアルミ素管上にキャリア注入
阻止層が3μm厚で形成されており、その上に感光層が
25μmの厚みで形成されている。
A carrier injection blocking layer having a thickness of 3 μm is formed on the aluminum tube of the photosensitive drum, and a photosensitive layer having a thickness of 25 μm is formed thereon.

【0037】これらの諸条件より、本実施形態において
は、ロッドレンズアレイにおける結像関係と感光ドラム
の条件から、LEDの発光点から感光層までの距離を図
11に示すように設定している。
From these various conditions, in the present embodiment, the distance from the light emitting point of the LED to the photosensitive layer is set as shown in FIG. 11 from the image forming relationship in the rod lens array and the condition of the photosensitive drum. .

【0038】また、本感光ドラム寿命は、A4換算で5
00万ページである。この時の、a−Si層の削れ量
は、約1300オングストロームと非常に小さい値にな
っている。つまり、このことより感光ドラムの耐久削れ
による結像光学系のピントずれは、ほとんど発生しない
と言える。
The service life of the photosensitive drum is 5 in terms of A4.
It is, 000,000 pages. At this time, the abrasion amount of the a-Si layer is a very small value of about 1300 angstroms. That is, it can be said from this that the focus deviation of the imaging optical system due to the abrasion of the photosensitive drum hardly occurs.

【0039】一方、もし感光ドラムがOPCで、CTL
がむき出しの場合には、感光ドラムの寿命枚数や構成に
よるが、一般的に10〜30μm程度の削れが発生する
場合がある。例えば、30μm削れたとすると、CGL
でのピント位置は、約12μmずれる。
On the other hand, if the photosensitive drum is OPC,
In the case of peeling, the scraping of about 10 to 30 μm may occur in general, depending on the number of lifespan of the photosensitive drum and the configuration. For example, if it is cut by 30 μm, CGL
The focus position at is shifted by about 12 μm.

【0040】このような観点で、感光ドラムをa−Si
にすることにより、削れが発生しにくく、つまりは削れ
によるピントズレが発生しにくい構成にすることができ
るのである。
From this point of view, the photosensitive drum is a-Si.
By doing so, it is possible to make a configuration in which abrasion is unlikely to occur, that is, a focus deviation due to abrasion is less likely to occur.

【0041】一方、この発光点から感光層までの距離
は、さまざまな因子で変動しやすい。例えば、感光ドラ
ムの偏心や、LEDヘッドの位置決めの誤差等の影響を
受ける。この変動にたいして許容幅を±50μmとして
いる。
On the other hand, the distance from the light emitting point to the photosensitive layer easily changes due to various factors. For example, it is affected by the eccentricity of the photosensitive drum, the positioning error of the LED head, and the like. The allowable width for this variation is ± 50 μm.

【0042】この±50μmに対して、削れによる誤差
分を10数μmとすると、小さい値ではあるが、±50
μmは、さまざまな誤差の積み重ねであり、10数μm
分のずれをなくすことは、本体構成上非常に有効であ
る。
With respect to this ± 50 μm, if the error due to abrasion is set to 10 and several μm, it is a small value, but ± 50 μm.
μm is a stack of various errors,
Eliminating the deviation of the minute is very effective in terms of the main body configuration.

【0043】ここで、例えば、ピントが合っている場合
と70μmずれた場合のスポットプロファイルの違いを
図12に示す。
Here, for example, FIG. 12 shows the difference in spot profile between when the image is in focus and when it is deviated by 70 μm.

【0044】この両者の光強度分布の違いが、図13に
示す感光ドラムの露光強度に対する電位減衰量を示す特
性(以降E−V特性とする)と、図14に示す現像手段
における、現像バイアスの直流電位と潜像電位の差分
(以降現像コントラスト電位とする)に対する再現濃度
との関係を示す特性(以降V−D特性)を介した結果、
プリンタ出力特性として図15に示すような形になって
現れてくる。プリンタ出力特性は、横軸に0から225
までの画像出力信号値、縦軸に出力画像濃度をとってい
る。
The difference between the light intensity distributions of the two is a characteristic (hereinafter referred to as an EV characteristic) showing a potential attenuation amount with respect to the exposure intensity of the photosensitive drum shown in FIG. 13 and a developing bias in the developing means shown in FIG. Through a characteristic (hereinafter, V-D characteristic) showing the relationship between the reproduced density and the difference between the DC potential and the latent image potential (hereinafter, referred to as development contrast potential).
The printer output characteristics appear as shown in FIG. The printer output characteristics are 0 to 225 on the horizontal axis.
The image output signal value up to and the output image density is plotted on the vertical axis.

【0045】この原因について簡単に説明する。図12
に示すスポットプロファイルにより感光ドラムに露光す
ると、そのE−V特性より、露光スポットの電位分布は
図16のようになり、中間的な電位が多くなる。そのよ
うな静電潜像を図14に示すV−D特性を示す現像手段
で現像した場合に現像領域が広がるので、最終的にプリ
ンタ出力特性は図15に示すようになるのである。
The cause will be briefly described. 12
When the photosensitive drum is exposed according to the spot profile shown in FIG. 16, the potential distribution of the exposure spot becomes as shown in FIG. 16 due to the EV characteristic, and the intermediate potential increases. When such an electrostatic latent image is developed by the developing means having the V-D characteristic shown in FIG. 14, the developing area is widened, so that the printer output characteristic finally becomes as shown in FIG.

【0046】また、感光ドラム特性や現像特性、LED
の光出力特性などは、常にある程度の振れを含んでい
る。ここでは、現像バイアスの振れ量について考える。
現像特性が振れた場合の現像領域の変化についての模式
図を図17に示す。図17は、現像バイアスが変化し現
像コントラストが通常時から20V増加した場合を想定
している。
Further, the photosensitive drum characteristic, the developing characteristic, the LED
The optical output characteristics of s, etc. always include some fluctuation. Here, the shake amount of the developing bias is considered.
FIG. 17 is a schematic diagram showing changes in the development area when the development characteristics are varied. FIG. 17 assumes a case where the developing bias changes and the developing contrast increases by 20 V from the normal time.

【0047】図17より、ピントが合っている場合のほ
うが、70μmずれている時に比べ現像コントラスト変
動による現像領域変動が大きく、濃度変動量が多いこと
を示す。つまり、ピントがずれることは、画質劣化に大
きく奇与しているということが分かる。
FIG. 17 shows that when the image is in focus, the variation in the developing area due to the variation in the developing contrast is larger and the amount of the density variation is larger than when the image is deviated by 70 μm. In other words, it can be understood that the out-of-focus greatly affects the image quality deterioration.

【0048】このことより、感光ドラムをa−Siを用
い、削れにくい構成とすることによりピントズレを生み
出しにくくなり、結果的に出力画像をより安定に保つこ
とができるのである。
As a result, by using a-Si for the photosensitive drum and making it difficult to scrape, it becomes difficult to produce a focus deviation, and as a result, the output image can be kept more stable.

【0049】上記より、本発明によりLEDアレイとロ
ッドレンズアレイからなるLEDヘッドを露光光源とし
て用いた電子写真方式の画像形成装置において、画像ム
ラや濃度変動を少なくし安定したプリンタ特性を実現し
た上での高画質を提供することが可能となる。
From the above, according to the present invention, in an electrophotographic image forming apparatus using an LED head composed of an LED array and a rod lens array as an exposure light source, stable printer characteristics are realized by reducing image unevenness and density fluctuation. It is possible to provide high image quality in.

【0050】(実施形態2)実施形態2の画像形成装置
の概略断面図は実施形態1と同様である。
(Second Embodiment) A schematic sectional view of an image forming apparatus according to the second embodiment is similar to that of the first embodiment.

【0051】本実施形態においては、a−Si感光ドラ
ムの層構成が図18に示すようなものを用いている。
In this embodiment, the layer structure of the a-Si photosensitive drum is as shown in FIG.

【0052】感光ドラムのアルミ素管上にキャリア注入
阻止層が3μm厚で塗工されており、その上に感光層が
40μmの厚みで塗られている。その感光層の中で、光
キャリア発生層は支持体側10μmである。また、キャ
リア輸送層の屈折率は約3.4である。
A carrier injection blocking layer having a thickness of 3 μm is coated on the aluminum tube of the photosensitive drum, and a photosensitive layer having a thickness of 40 μm is coated thereon. In the photosensitive layer, the photocarrier generation layer is 10 μm on the support side. The refractive index of the carrier transport layer is about 3.4.

【0053】さらにその感光層の上部に表面保護層を
0.6μmの厚さで設けている。
Further, a surface protective layer having a thickness of 0.6 μm is provided on the photosensitive layer.

【0054】これらの諸条件より、本実施形態において
は、ロッドレンズアレイにおける結像関係と感光ドラム
の条件から、LEDの発光点から感光層までの距離を図
19に示すように設定している。
From these various conditions, in this embodiment, the distance from the light emitting point of the LED to the photosensitive layer is set as shown in FIG. 19 based on the image forming relationship in the rod lens array and the conditions of the photosensitive drum. .

【0055】このような構成をとることで、a−Si感
光ドラムにおいて初期から感光ドラム寿命まで常にピン
トが合っている状態で画像形成することが可能となる。
With such a structure, it is possible to form an image on the a-Si photosensitive drum in a state in which it is always in focus from the initial stage to the photosensitive drum life.

【0056】[0056]

【発明の効果】本発明によれば、露光光学系の結像素子
として、ロッドレンズアレイを用いている画像形成装置
において、感光ドラムとしてa−Si感光体を用いるこ
とにより、感光ドラムの表層が削れにくくなり、その結
果、ピントズレが発生しにくく、感光ドラムの寿命中常
に良い光プロファイルを得ることが可能となり、その結
果、画像ムラや濃度変動を少なくし安定したプリンタ特
性を実現した上での高画質の提供が可能となる。
According to the present invention, in the image forming apparatus using the rod lens array as the image forming element of the exposure optical system, by using the a-Si photosensitive member as the photosensitive drum, the surface layer of the photosensitive drum is As a result, it is less likely to be scraped, and as a result, out-of-focus is less likely to occur, and it is possible to obtain a good optical profile at all times during the life of the photosensitive drum. It is possible to provide high image quality.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明における画像形成装置の本体概略図。FIG. 1 is a schematic view of a main body of an image forming apparatus according to the present invention.

【図2】従来のLEDアレイを用いた画像形成装置の要
部概略図。
FIG. 2 is a schematic view of a main part of an image forming apparatus using a conventional LED array.

【図3】ロッドレンズの説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a rod lens.

【図4】MTFの概念図。FIG. 4 is a conceptual diagram of MTF.

【図5】一般的な機能分離積層構造タイプのドラム断面
図。
FIG. 5 is a sectional view of a general functionally separated laminated structure type drum.

【図6】LEDの露光強度分布を示す図。FIG. 6 is a diagram showing an exposure intensity distribution of LEDs.

【図7】一般的な感光ドラムのE−V特性を示す図。FIG. 7 is a diagram showing an EV characteristic of a general photosensitive drum.

【図8】一般的な現像手段のV−D特性を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a VD characteristic of a general developing unit.

【図9】ロッドレンズアレイの構成を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a rod lens array.

【図10】実施形態1における感光ドラムの断面概略
図。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of the photosensitive drum according to the first exemplary embodiment.

【図11】実施形態1におけるSLAの結像位置とドラ
ムとの関係を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between the image forming position of the SLA and the drum in the first embodiment.

【図12】実施形態1における感光層に結像位置がある
場合と、70μmデフォーカスしている場合のスポット
プロファイルの違いを示す図。
FIG. 12 is a diagram showing a difference in spot profile between the case where the photosensitive layer has an image formation position and the case where defocusing is performed by 70 μm in the first embodiment.

【図13】実施形態1における感光ドラムのE−V特性
を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing an EV characteristic of the photosensitive drum in the first embodiment.

【図14】実施形態1における現像手段のV−D特性を
示す図。
FIG. 14 is a diagram showing VD characteristics of the developing unit in the first embodiment.

【図15】実施形態1における感光層に結像位置がある
場合と、70μmデフォーカスしている場合のプリンタ
特性の違いを示す図。
FIG. 15 is a diagram showing a difference in printer characteristics between the case where the photosensitive layer has an image formation position and the case where defocusing is performed by 70 μm in the first embodiment.

【図16】実施形態1における露光スポットにおける電
位分布を示す図。
FIG. 16 is a diagram showing a potential distribution in an exposure spot in the first embodiment.

【図17】実施形態1における現像バイアスが振れたと
きの現像領域の変化を示す模式図。
FIG. 17 is a schematic diagram showing changes in the developing area when the developing bias in Embodiment 1 is varied.

【図18】実施形態2における感光ドラムの層構成を示
す図。
FIG. 18 is a diagram showing a layer structure of a photosensitive drum according to the second embodiment.

【図19】ロッドレンズアレイにおける結像関係と感光
ドラムの条件から、LEDの発光点から感光層までの距
離を示す図。
FIG. 19 is a diagram showing a distance from a light emitting point of an LED to a photosensitive layer based on an image forming relationship in a rod lens array and conditions of a photosensitive drum.

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Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 帯電手段により一様に帯電された感光ド
ラムに、露光光源として複数の発光ダイオードを直線状
に配した発光ダイオードアレイと結像光学系としてロッ
ドレンズアレイとからなるLEDヘッドを露光装置とし
て用いて露光することで静電潜像を形成し、現像手段に
より該静電潜像を顕画化し、転写手段によって像担持体
上の画像を転写材上に転写し、最後に定着手段により転
写材上の画像を転写材に固着させて画像形成を行う画像
形成装置において、 感光ドラムとして、a−Si感光体を用いることを特徴
とする画像形成装置。
1. An LED head comprising a light emitting diode array having a plurality of light emitting diodes linearly arranged as an exposure light source and a rod lens array as an image forming optical system is exposed on a photosensitive drum uniformly charged by a charging means. An electrostatic latent image is formed by exposing as an apparatus, the electrostatic latent image is visualized by a developing unit, an image on an image carrier is transferred onto a transfer material by a transfer unit, and finally a fixing unit. An image forming apparatus for forming an image by fixing an image on a transfer material to the transfer material by using an a-Si photoconductor as a photosensitive drum.
【請求項2】 露光光学系の光学結像素子の性能とし
て、発光点から結像点までの光路長が20mm以下であ
ることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the optical image forming element of the exposure optical system has a performance of an optical path length from a light emitting point to an image forming point of 20 mm or less.
【請求項3】 一画素あたりの再現階調数が8以下であ
ることを特徴とする請求項1、2に記載の画像形成装
置。
3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the number of reproduced gradations per pixel is 8 or less.
【請求項4】 感光ドラムは、機能分離積層構造をとっ
ていることを特徴とする請求項1、2、3に記載の画像
形成装置。
4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the photosensitive drum has a function separation laminated structure.
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