JP2006236727A - 光学ヘッド、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 像担持体にゴーストスポットが形成されないようにした光学ヘッド、および画像形成装置の提供。
【解決手段】 ガラス基板６２に、ＴＦＴ７１、絶縁膜７２、陽極７３、絶縁膜７４バンク７５、正孔注入層７７、発光層７８、陰極第１層７９ａ、陰極第２層７９ｂが形成されている。このように、発光部６３の光源は有機ＥＬ発光素子で形成されており、前記陰極第２層７９ｂの前記投射面側に迷光の反射防止層７９ｃを設ける。反射防止層７９ｃを設けることにより、例えばＡｌで形成されている陰極第２層７９ｂから迷光が反射されて、像担持体にゴーストスポットが形成されることを防止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、像担持体にゴーストスポットが形成されないようにした光学ヘッド、および画像形成装置に関するものである。

一般に、電子写真方式のトナー像形成手段は、外周面に感光層を有する像担持体としての感光体と、この感光体の外周面を一様に帯電させる帯電手段と、この帯電手段により一様に帯電させられた外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段により形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像手段とを有している。

カラー画像を形成するタンデム方式の画像形成装置としては、上記のようなトナー像形成手段を、中間転写ベルトに対して、複数個（例えば４個）配置し、これら単色トナー像形成手段による感光体上のトナー像を順次中間転写ベルトに転写して中間転写ベルト上で複数色（例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（黒））のトナー像を重ね合わせて中間転写ベルト上でカラー画像を得る中間転写ベルト形式のものがある。

前記のようなタンデム方式の画像形成装置においては、露光手段としてＬＥＤアレイ、または有機ＥＬアレイを備えた光学ヘッドが用いられる場合がある。例えば、特許文献１には、ＬＥＤの発光素子を単一チップ上に集積させた発光素子アレイが記載されている。

光源に有機ＥＬ発光素子を用い、ロッドレンズアレイ光学系によって像担持体上に像を形成する光学ヘッドの例について説明する。図６は、光学ヘッド（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、屈折率分布型ロッドレンズアレイ（ＳＬＡ）６５を設けている。８１はロッドレンズで、前記ロッドレンズアレイ６５は、不透明なハウジング６０に取り付けている。当該ハウジング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、有機ＥＬ発光素子アレイ６１が取り付けられている。

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を不透明なカバー６６で遮蔽する。６３は発光部（有機ＥＬ発光素子）、６４はカバーガラスである。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構成としている。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、発光部６３の出射光はロッドレンズ８１を通して像担持体２０に投射される。

特開平１１−１３８８９９号

図６に示したような光学ヘッドにおいては、像担持体２０にゴーストスポット９３が発生する場合がある。次に、その理由について説明する。有機ＥＬ発光素子６３を形成する際には、陽極や陰極が用いられる。前記陰極はＡｌ等で形成されるのでミラーとなり、発光素子基板中の迷光を反射する。このため、反射光９５がロッドレンズ８１を透過する事によって、像担持体２０にゴーストスポット９３が発生する。

図７は、図６のＳＬＡ６５側から像担持体２０を透過してみた平面図である。図７において、９１、９２は有機ＥＬ発光素子６３により像担持体２０に形成される露光スポット、ＣＬはＳＬＡ６５の中心線、９３、９４はゴーストスポットである。ゴーストスポットには、各ロッドレンズ８１と同心円で形成される大きなゴーストスポット９３と、各ロッドレンズ８１の境界付近で生じる小さなゴーストスポット９４が存在する。
このようなゴーストスポット９３、９４が像担持体２０に形成されることによって、画像むらが発生し印字品質が劣化するという問題があった。

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、像担持体に迷光によるゴーストスポットが形成されないようにした光学ヘッド、およびそれを用いた画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の光学ヘッドは、有機ＥＬ発光素子と、前記有機ＥＬ発光素子の出射光の投射面に対して反対側に形成される陰極層とを備え、前記陰極層に迷光の反射防止手段を設けたことを特徴とする。

また、本発明の光学ヘッドは、前記反射防止手段は、前記陰極層の前記投射面側に設けた反射防止フィルムであることを特徴とする。この場合には、低コストで反射防止層を形成することができる。

また、本発明の光学ヘッドは、前記反射防止手段は、前記陰極層の前記投射面側に塗布した反射防止コーティングであることを特徴とする。この場合には、簡単な処理で迷光の反射を防止することができる。

また、本発明の光学ヘッドは、前記反射防止手段として、前記陰極層の表面粗さを粗く形成したことを特徴とする。この場合には、迷光の反射防止手段として別部材を設けていないので、部品点数が少なくなりコストを低減することができる。

また、本発明の光学ヘッドは、前記有機ＥＬ発光素子と、前記陰極層をガラス基板に積層したことを特徴とする。このため、光透過性が良好になり、有機ＥＬ発光素子から像担持体に効率良く光を投射させることができる。

また、本発明の光学ヘッドは、前記有機ＥＬ発光素子の出射光が入射されるレンズアレイを設けたことを特徴とする。このため、レンズアレイを設けた光学ヘッドにおいて、像担持体にゴーストスポットが形成されることによる印字品質の劣化を防止することができる。

また、本発明の画像形成装置は、像担持体の周囲に帯電手段、前記いずれかの光学ヘッド、現像手段、転写手段の各画像形成用ユニットを配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、タンデム方式で画像形成を行うことを特徴とする。このため、タンデム方式の画像形成装置において、像担持体にゴーストスポットが形成されることによる印字品質の劣化を防止することができる。

また、本発明の画像形成装置は、中間転写部材を備えたことを特徴とする。このため、中間転写部材を備えた画像形成装置において、像担持体にゴーストスポットが形成されることによる印字品質の劣化を防止することができる。

本発明の光学ヘッド、および画像形成装置によれば、像担持体に迷光によるゴーストスポットが形成されないので、画像むらの発生を防止することができる。したがって、印字品質を高めることができる。

以下、図を参照して本発明を説明する。図２は、本発明のラインヘッドが適用される画像形成装置の一例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。図２において、本実施例の画像形成装置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、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。

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としている。

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。図２の例では、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。

また、中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面裏面には、後述する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。

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（イエロー用）、Ｍ（マゼンタ用）、Ｃ（シアン用）、Ｋ（ブラック用）を備え、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、光学ヘッド（像書込手段）２３及び現像手段２４を有している。なお、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、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。

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配置される。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。中間転写ベルト１６にはクリーニング手段１７を設け、転写残りのトナーを回収する。

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。このような帯電手段２２を用いることで、極めて少ない電流によって像担持体表面を帯電させることができるので、コロナ帯電方式のように装置内外を多量のオゾンによって汚染することがない。また、像担持体２０との当接がソフトであるので、ローラ帯電方式を用いたときに発生する転写残りトナーの帯電ローラへの固着も発生し難く、安定した画質と装置の信頼性を確保することができる。

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。本実施例においては、各画像形成ステーション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、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。

次に、現像手段２４の構成について、画像形成ステーションＫを代表して説明する。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と、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とから構成されている。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る。

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。

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、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。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できる。

図３は、図２に示した像担持体２０近傍を示す部分的な断面図である。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。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。８２は、有機ＥＬ発光素子アレイ６１を前面から覆う屈折率分布型ロッドレンズアレイ６５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。

図４は、本発明の実施形態にかかる光学ヘッド（像担持体）２３の例を示す概略の斜視図である。図４においては、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の１例を示している。図２で説明した像担持体２０は、その軸で像担持体ユニット２５のケース５０に回転可能に取り付けられている。また、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。８１はロッドレンズである。

図５は、像書込手段２３の主走査方向の断面図である。図５に示されているように、有機ＥＬ発光素子アレイ６１の発光部から出力された光線は、ガラス基板６２を通過して像担持体２０側に射出する。そして、ガラス基板６２は、前記発光部が形成される面と光線が射出する面が略平行な面で構成されている。

図１は、本発明の実施形態にかかる光学ヘッドを部分的に示す断面図である。図１においては、像書込手段２３に設けられている有機ＥＬ発光素子アレイ６１の発光部６３近傍の一例を示している。有機ＥＬ発光素子アレイ６１は、例えば０．５ｍｍ厚のガラス基板６２上に、各発光部６３の発光を制御する厚さ５０ｎｍのポリシリコンからなるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）７１が設けられている。ＴＦＴ７１は、図４に示されているように、例えば千鳥配置の２列の発光部６３各々に対応して、出射光Ｌａを遮らない位置に設けられている。

ガラス基板６２上には、前記ＴＦＴ７１上のコンタクトホールを除いて、厚さ１００ｎｍ程度のＳｉＯ₂からなる絶縁膜７２が成膜され、コンタクトホールを介してＴＦＴ７１に接続するように厚さ１５０ｎｍのＩＴＯからなる陽極７３が形成されている。次いで、発光部６３以外の位置に対応する部分には厚さ１２０ｎｍ程度のＳｉＯ₂からなる別の絶縁膜７４が成膜される。

絶縁膜７４の上に、発光部６３に対応する穴７６を形成した厚さ２μｍのポリイミドからなるバンク７５が設けられ、そのバンク７５の穴７６内に、陽極７３側から順に、厚さ５０ｎｍの正孔注入層７７、厚さ５０ｎｍの発光層７８が成膜される。その発光層７８の上面と穴７６の内面及びバンク７５の外面を覆うように厚さ１００ｎｍのＣａからなる陰極第１層７９ａと、厚さ２００ｎｍのＡｌからなる陰極第２層７９ｂとが順に成膜される。

その上に、窒素ガス等の不活性ガス８０を介して厚さ１ｍｍ程度のカバーガラス６４でカバーされて、有機ＥＬ発光素子アレイ６１の発光部６３が構成されている。発光部６３からの発光はガラス基板６２側に行われる。発光層７８の出射光Ｌａ、Ｌｂは、ロッドレンズを通して像担持体に投射される。このように、本発明においてはガラス基板上に有機ＥＬ発光素子を形成しているので、光透過性が良好になる。また、発光素子の作製が容易である。さらに、発光素子の形状を任意の形状とすることができるのでコストの低減を図ることができる。

発光部６３が動作して発光する際に、像担持体の方向に射出される正規の出射光Ｌａ、Ｌｂ以外に、様々な要因で迷光が発生する。前記のように、陰極第２層７９ｂはＡｌのような反射率が高い金属で形成されている。このため、迷光の一部は陰極第２層７９ｂで反射されてガラス基板６２を透過し、ロッドレンズを通して像担持体上にゴーストスポットを形成することになる。

本発明の実施形態においては、このようなゴーストスポットが像担持体上に形成されないように、光学ヘッドを構成している。具体的構成の１例として、陰極層の反射率を低減させる手段を講じている。７９ｃは、陰極第１層７９ａ、すなわち、陰極層における出射光の投射面側に形成された反射防止層である。このような反射防止層７９ｃを設けることにより、前記迷光がＡｌなどの反射率が高い陰極第２層７９ｂで反射され、像担持体にゴーストスポットが形成されて印字品質が劣化することを防止できる。反射防止層７９ｃは、反射防止フィルムの貼り付けにより形成される。

反射防止フィルム（ＡＲ：ａｎｔｉ―ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｆｉｌｍｓ）は、スパッタリングや蒸着の技術により、金属や誘電体、透明導電材をフィルムに交互に積層して作成される。このような反射防止フィルムは種々の用途に用いられているので、低コストで反射防止層を形成することができる。

また、反射防止層７９ｃは、陰極層における出射光の投射面側に反射防止コーティング液の塗布により形成することができる。反射防止コーティング液は、湿式法で塗布される。この場合には、簡単な処理で迷光の反射を防止することができる。なお、反射防止層７９ｃを設けることに代えて、例えばＡｌを用いた陰極第１層７９ａの投射面側の表面粗さを粗くして、迷光に対する陰極層の反射率を低減させることもできる。この場合には、別部材を設けていないので部品点数が少なくなりコストを低減することができる。

本発明の実施形態による光学ヘッドを用いたタンデム方式の画像形成装置において、ゴーストスポットの形成により画像むらが発生して、印字品質が劣化することを防止できる。また、この画像形成装置は中間転写部材を備えており、中間転写部材を備えた画像形成装置において、ゴーストスポットの形成による印字品質の劣化を防止することができる。

以上、本発明の光学ヘッドおよびそれを用いた画像形成装置について実施例に基づいて説明したが、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。

本発明の光学ヘッドにおける発光部近傍の断面図である。 本発明に係る画像形成装置の縦断側面図である。 図２の一部を示す断面図である。 光学ヘッドの斜視図である。 本発明の実施形態を示す断面図である。 光学ヘッドの副走査方向の断面図である。 ゴーストスポットの例を示す説明図である。

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、９…転写ベルトユニット、１０…給紙ユニット、１１…二次転写ユニット、１２…定着ユニット、１３…記録媒体搬送手段、１６…中間転写ベルト、１９…二次転写ローラ、２０…像担持体、２１…一次転写部材、２２…帯電手段、２３…像書込手段（光学ヘッド）、２４…現像手段、２５…像担持体ユニット（像担持体カートリッジ）、３３…現像ローラ、５０…ケース、５１…開口、５２、５３…遮蔽部分、６０…ハウジング、６１…有機ＥＬ発光素子アレイ、６２…ガラス基板、６３…発光部、６４…カバーガラス、６５…屈折率分布型ロッドレンズアレイ、６６…カバー、７１…ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、７９ａ…陰極第１層、７９ｂ…陰極第２層、７９ｃ…反射防止層
Ｐ…記録媒体

Claims (8)

1. 有機ＥＬ発光素子と、前記有機ＥＬ発光素子の出射光の投射面に対して反対側に形成される陰極層とを備え、前記陰極層に迷光の反射防止手段を設けたことを特徴とする、光学ヘッド。
2. 前記反射防止手段は、前記陰極層の前記投射面側に設けた反射防止フィルムであることを特徴とする、請求項１に記載の光学ヘッド。
3. 前記反射防止手段は、前記陰極層の前記投射面側に塗布した反射防止コーティングであることを特徴とする、請求項１に記載の光学ヘッド。
4. 前記反射防止手段として、前記陰極層の表面粗さを粗く形成したことを特徴とする、請求項１に記載の光学ヘッド。
5. 前記有機ＥＬ発光素子と、前記陰極層をガラス基板に積層したことを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光学ヘッド。
6. 前記有機ＥＬ発光素子の出射光が入射されるレンズアレイを設けたことを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の光学ヘッド。
7. 像担持体の周囲に帯電手段と、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の光学ヘッドと、現像手段と、転写手段との各画像形成用ユニットを配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、タンデム方式で画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
8. 中間転写部材を備えたことを特徴とする、請求項７に記載の画像形成装置。

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