JP2005138350A - Line head and image forming apparatus employing it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、1ラインに複数の発光素子を配列した場合に、各発光素子の発光光量に差がない構成としたラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a line head configured so that there is no difference in the amount of light emitted from each light emitting element when a plurality of light emitting elements are arranged in one line, and an image forming apparatus using the line head.
1ラインに多数の発光素子を設けたラインヘッドを露光手段として用いる画像形成装置が開発されている。特許文献1には、光プリンタヘッドに1ラインのEL(Electroluminesence、電界発光)素子を配列し、各EL素子に対応した階調データを各EL素子ごとに保持させることが記載されている。また、特許文献2には、1ラインに複数のLEDチップを配列したプリンタヘッドにおいて、主走査方向の発光特性のバラツキを解消する技術が記載されている。
An image forming apparatus using a line head provided with a large number of light emitting elements in one line as an exposure means has been developed.
図10は、従来の有機EL素子の配線構成の例を模式的に示す説明図である。図10において、ラインヘッド10には有機EL素子Eaが主走査方向に多数配列されて1ラインの発光素子ライン1が形成されている。2、3は薄膜配線で形成された第1、第2の電源線、6、7は給電点である。給電点6は電源(VDD)側、給電点7は接地(GND)側に設けられている。Aは有機EL素子Eaのアノード電極、Kはそのカソード電極である。
FIG. 10 is an explanatory view schematically showing an example of a wiring configuration of a conventional organic EL element. In FIG. 10, the
Tr2はドライブトランジスタで、有機EL素子Eaと同じ基板上に形成されている。DはドライブトランジスタTr2のドレインで電源線2に接続される。Gはゲート、ソースSは有機EL素子Eaのアノード電極Aと接続される。なお、ゲートGは図示を省略した制御トランジスタTr1のソースと配線Gaで接続される。
Tr2 is a drive transistor, which is formed on the same substrate as the organic EL element Ea. D is connected to the
図11は、図10の回路図であり図10と同じところには同じ符号を付している。図11に記載されているように、制御トランジスタTr1には、ゲートの信号線4とドレインの信号線5が配線されている。また、ドライブトランジスタTr2のドレインは前記のように第1の電源線2に接続されており、そのゲートには制御トランジスタTr1のソースが接続されている。発光素子ライン1に配列されている各有機EL素子Eaは、電源(VDD)側の給電点6に接続される第1の電源線2と、接地(GND)側の給電点7に接続される第2の電源線3との間に接続されている。
FIG. 11 is a circuit diagram of FIG. 10, and the same reference numerals are given to the same portions as FIG. 10. As shown in FIG. 11, a gate signal line 4 and a drain signal line 5 are wired to the control transistor Tr1. Further, the drain of the drive transistor Tr2 is connected to the first
有機EL素子を用いた発光素子は電流駆動素子であり、発光素子の発光度合いによりドライブトランジスタTr2のドレイン側の電源線(VDD側)と、発光素子の陰極(カソード電極)側の電源線(GND側)に流れる電流が増減する。ここで、これらの第1、第2の電源線は、薄膜配線で作成されており、これらの電源線の両端の抵抗はプリンタヘッドの大きさにより異なるが、数W〜数十Wのオーダとなる。 A light emitting element using an organic EL element is a current driving element, and the power source line (VDD side) on the drain side of the drive transistor Tr2 and the power source line (GND) on the cathode (cathode electrode) side of the light emitting element depending on the light emission degree of the light emitting element. The current flowing to the side) increases or decreases. Here, these first and second power supply lines are made of thin film wiring, and resistances at both ends of these power supply lines differ depending on the size of the printer head, but on the order of several W to several tens W. Become.
また、発光素子の電流は全発光素子がオンの場合には、少なくとも十mAのオーダとなり、発光素子に印加する電圧は数十mV〜百mVに達する。ここで、発光素子として有機EL素子を用いた場合には、僅かな印加電圧の差に対し、電流が変化する、換言すると発光光量が大きく変化する性質を有している。したがって、特に発光素子と給電点との距離によって、発光光量が大きく異なる場合が生じる。 Further, the current of the light emitting elements is on the order of at least 10 mA when all the light emitting elements are on, and the voltage applied to the light emitting elements reaches several tens of mV to 100 mV. Here, when an organic EL element is used as the light emitting element, the current changes with respect to a slight difference in applied voltage, in other words, the amount of emitted light changes greatly. Therefore, the amount of emitted light may vary greatly depending on the distance between the light emitting element and the feeding point.
図12は、図10の簡略化された回路図である。有機EL素子Eaの図示左端側をE1、右端側をEnとする。R、nRはいずれも配線抵抗である。Rは給電点6、7と左端側の有機EL素子E1間の配線抵抗、nRは、左端側の有機EL素子E1と右端側の有機EL素子En間の配線抵抗である。
FIG. 12 is a simplified circuit diagram of FIG. The left end side of the organic EL element Ea in the figure is E1, and the right end side is En. R and nR are both wiring resistances. R is the wiring resistance between the
給電点6、7間の電圧をV、電流をi、有機EL素子E1の印加電圧をVp1、Enの印加電圧をVpnとする。この場合には、Vp1=V―4Ri、Vpn=V−4Ri―4nRi、となる。このように、1ラインに複数の発光素子を配列して、共通の第1、第2の電源線間に各発光素子を接続した場合には、給電点からの距離により各発光素子の印加電圧が相違する。図12の例では、ライン両端の発光素子では電圧差が大きくなり、発光光量に差が生じてしまう。発光素子の寿命は、輝度が大きい程短くなるので、発光素子の寿命にばらつきが生じる。また、発光光量に差があると印字品質の低下を招来することになる。
The voltage between the
このような問題を解消するためには、第1、第2の電源線2、3の幅を広くすればよいが、この場合には発光素子の幅が大きくなり、結果的にはプリンタサイズが大きくなる。また、基板の大きさが同じ場合には、製造できる発光素子の数が減少する、という問題が生じる。他の対応として、電源線の厚さを厚くすれば良いが、発光素子は多層の薄膜工程で作る為、電源線の厚さを必要以上に厚くすることは出来ず、せいぜい数百μm程度が限度である。
In order to solve such a problem, the widths of the first and second
また、薄膜間で電源線だけを極端に厚くすると他の層と段差が大きくなり、薄膜層の剥離、欠陥が生じることになる。さらに、ラインヘッドは主走査方向に長く副走査方向の幅が狭い形状となっている。このように、ラインヘッドの形状は極端に細長くなるので、基板(ガラス)との熱膨張係数の差による反りが生じてしまう。なお、薄膜を厚くすると、製膜時間が長くなり工数が嵩むことになる。すなわち、ラインヘッドの形状や発光素子の製造に起因する特有な種々の問題が発生する。 Further, if only the power supply line is made extremely thick between the thin films, the level difference from the other layers becomes large, and the thin film layers are peeled off and defective. Further, the line head has a shape that is long in the main scanning direction and narrow in the sub-scanning direction. Thus, since the shape of the line head is extremely elongated, warping due to the difference in thermal expansion coefficient from the substrate (glass) occurs. In addition, when the thin film is thickened, the film forming time becomes long and the man-hour increases. That is, various unique problems due to the shape of the line head and the manufacture of the light emitting element occur.
前記特許文献1、特許文献2に記載の技術は、いずれも図10に示したように、第1、第2の電源線に接続される給電点はラインの同じ側に設けられている。このため、前記した種々の課題が解消されないという問題があった。
In the techniques described in
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、1ラインに複数の発光素子を配列して発光動作させる場合に、各発光素子に接続される電源線の給電点の位置を工夫することにより、各発光素子の発光光量に差がない構成のラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a power source connected to each light emitting element when a plurality of light emitting elements are arranged in one line to perform a light emitting operation. By devising the position of the feeding point of the line, it is to provide a line head having a configuration in which there is no difference in the amount of emitted light of each light emitting element and an image forming apparatus using the line head.
上記目的を達成する本発明のラインヘッドは、1ラインに配列される複数の発光素子と、電源側の給電点に接続される薄膜配線で形成した第1の電源線と、接地側の給電点に接続される薄膜配線で形成した第2の電源線とを備え、前記一方の給電点の位置をラインの一方端部に設け、他方の給電点の位置をラインの他方端部に設けて、前記各発光素子を前記第1の電源線および第2の電源線間に接続したことを特徴とする。このため、各発光素子に印加される電圧に差がなくなるので、発光光量を均等にすることができる。したがって、発光素子の寿命が平均化されると共に、印字品質の低下を防止することができる。 The line head of the present invention that achieves the above object includes a plurality of light emitting elements arranged in one line, a first power supply line formed by thin film wiring connected to a power supply point on the power supply side, and a power supply point on the ground side. A second power line formed by a thin-film wiring connected to the first power supply line, the position of the one feeding point is provided at one end of the line, and the position of the other feeding point is provided at the other end of the line, Each of the light emitting elements is connected between the first power supply line and the second power supply line. For this reason, since there is no difference in the voltage applied to each light emitting element, the amount of emitted light can be made uniform. Therefore, the lifetime of the light emitting elements can be averaged and the print quality can be prevented from deteriorating.
また、本発明は、前記複数の発光素子が配列されるラインを副走査方向に複数行形成したことを特徴とする。このため、点灯中の発光素子ラインに発光素子の故障などが発生してもラインヘッドを交換することなく印字処理を継続して行うことができる。 Further, the invention is characterized in that a plurality of lines in which the plurality of light emitting elements are arranged are formed in the sub-scanning direction. For this reason, even if a failure of the light emitting element occurs in the light emitting element line that is lit, the printing process can be continuously performed without replacing the line head.
また、本発明は、前記ラインの中で、発光動作させるラインを選択する切り替え手段を設けたことを特徴とする。このため、通常動作用の発光素子ラインに動作不良が生じた場合でも迅速に対応することができる。また、切り替え手段をスイッチングトランジスタで構成した場合には、発光素子ラインの切り替えを精度良く素早く行うことができる。 In addition, the present invention is characterized in that a switching means for selecting a line for light emission operation among the lines is provided. For this reason, even when an operation failure occurs in the light emitting element line for normal operation, it is possible to respond quickly. Further, when the switching means is constituted by a switching transistor, the light emitting element line can be switched quickly and accurately.
また、本発明は、前記ラインヘッドの発光素子を有機EL素子、またはLEDで構成したことを特徴とする。有機EL素子は静的な制御が可能であるので、制御系を簡略化できる。また、LEDで構成した場合には発光素子の製造が簡単になる。 Further, the invention is characterized in that the light emitting element of the line head is composed of an organic EL element or an LED. Since the organic EL element can be controlled statically, the control system can be simplified. Moreover, when it comprises with LED, manufacture of a light emitting element becomes easy.
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、前記いずれかに記載のラインヘッド、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、ラインヘッドに設けられている各発光素子の印加電圧を等しくして発光光量を均等にすることができる。 The image forming apparatus of the present invention includes at least two or more image forming stations in which each of the image forming units of the charging unit, the line head, the developing unit, and the transfer unit described above is arranged around the image carrier. And the image is formed in a tandem manner when the transfer medium passes through each station. For this reason, in the tandem type image forming apparatus, it is possible to equalize the applied light voltages of the respective light emitting elements provided in the line head to equalize the amount of emitted light.
また、本発明の画像形成装置は、静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、ロータリ現像ユニットと、前記ラインヘッドとを備え、前記ロータリ現像ユニットは、複数のトナーカートリッジに収納されたトナーをその表面に担持するとともに、所定の回転方向に回転することによって異なる色のトナーを順次前記像担持体との対向位置に搬送し、前記像担持体と前記ロータリ現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ロータリ現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする。このため、ロータリ現像ユニットを備えた画像形成装置において、ラインヘッドに設けられている各発光素子の印加電圧を等しくして発光光量を均等にすることができる。 The image forming apparatus of the present invention includes an image carrier configured to carry an electrostatic latent image, a rotary developing unit, and the line head, and the rotary developing unit is housed in a plurality of toner cartridges. The toner is carried on the surface thereof, and the toners of different colors are sequentially conveyed to a position facing the image carrier by rotating in a predetermined rotation direction, and between the image carrier and the rotary developing unit. A developing bias is applied to the toner, and the toner is moved from the rotary developing unit to the image carrier, whereby the electrostatic latent image is visualized to form a toner image. For this reason, in the image forming apparatus provided with the rotary developing unit, it is possible to equalize the applied light voltages of the respective light emitting elements provided in the line head to make the amount of emitted light uniform.
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、ラインヘッドに設けられている各発光素子の印加電圧を等しくして発光光量を均等にすることができる。 In addition, the image forming apparatus of the present invention includes an intermediate transfer member. For this reason, the applied voltage of each light emitting element provided in the line head can be made equal to equalize the amount of emitted light.
本発明によれば、1ラインに複数の発光素子を配列して発光動作させる場合に、各発光素子に接続される第1、第2の電源線の給電点の位置をそれぞれラインの反対側になるように設けているので、薄膜配線で電源線を形成した場合に、各発光素子の発光光量に差がない構成のラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置を得ることができる。 According to the present invention, when a plurality of light emitting elements are arranged in one line to perform a light emission operation, the positions of the feeding points of the first and second power supply lines connected to the light emitting elements are respectively opposite to the lines. Therefore, when the power supply line is formed by thin film wiring, a line head having a configuration in which there is no difference in the amount of light emitted from each light emitting element and an image forming apparatus using the line head can be obtained.
以下、図を参照して本発明を説明する。図3は、本発明が適用されるラインヘッドの部分的な製造工程の例を示す工程図である。図3(a)で、ガラスなどの基板80にアモルファスーシリコン層(a−Si層)81を形成する。(b)では、先にa−Si層81にパターニング82を施す。次いで、a−Si層81のパターニング82の上に二酸化シリコン(SiO2)絶縁層83を形成する。その後、ゲートメタル82aを形成する。ここで、ドライブトランジスタTr2のゲートG、ドレインD、ソースSは、拡大して示したように、ゲートメタル82a、パターニング82で図示の位置に形成される。
The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a process diagram showing an example of a partial manufacturing process of a line head to which the present invention is applied. In FIG. 3A, an amorphous silicon layer (a-Si layer) 81 is formed on a
(c)では、先に二酸化シリコン(SiO2)絶縁層83とゲートメタル82aの上に、二酸化シリコン(SiO2)絶縁層84を形成する。次いで、絶縁層84の表面からパターニング82の表面まで貫通するコンタクトホールを2個所形成する。このコンタクトホール内にソースメタル85とドレインメタル86を形成する。
In (c), the silicon dioxide (SiO 2 ) insulating
(d)では、先に二酸化シリコン(SiO2)絶縁層84とソースメタル85およびドレインメタル86の上に、二酸化シリコン(SiO2)絶縁層87を形成する。次いで、絶縁層87の表面からソースメタル85の表面まで貫通するコンタクトホールを形成する。このコンタクトホール内に一部延設されてソースメタル85との接触部を有する、陽極側透明電極ITO(Induim Tin Oxide)88を形成する。すなわち、発光素子のアノード電極とドライブトランジスタのソースを電気的に接続する。(e)では、絶縁層87とITO88の上に隔壁89を形成する。次いで、隔壁89、89間の空間部に発光層90を作成する。
In (d), a silicon dioxide (SiO 2 ) insulating
図4は、完成したラインヘッドの発光素子周辺の構成を回路図と対応させて示した説明図である。図4においては、図3(e)に更に発光素子のカソード電極90を形成している。このカソード電極90には、薄膜で形成される接地側(GND側)の電源線91が接続される。また、ドライブトランジスタのドレインDと接続されるドレイン線には、他方(VDD側)の電源線が接続される。これらの各電源線は、紙面と直交する方向が長手方向となり、複数の発光素子に給電する。なお、Gaは制御トランジスタTr1のソースと接続される信号線である。
FIG. 4 is an explanatory view showing a configuration around the light emitting element of the completed line head in association with a circuit diagram. In FIG. 4, the
図5は、本発明のラインヘッドにおいて、発光部周辺を部分的に示す説明図である。図5の構成は、給電点の位置を省略しており、有機EL素子Eaに対する第1、第2の電源線の接続形態は、基本的には図10に示した有機EL素子に対する接続構成と相違しない。図10においては、給電点が電源線2、3共にラインの同じ端部側に形成されている。これに対して、本発明においては、後述する図2の説明図に示すように、第1、第2の電源線2、3で一方給電点6の位置と、他方給電点7の位置がそれぞれラインの反対側となる構成としている。
FIG. 5 is an explanatory view partially showing the periphery of the light emitting portion in the line head of the present invention. In the configuration of FIG. 5, the position of the feeding point is omitted, and the connection form of the first and second power supply lines to the organic EL element Ea is basically the same as the connection configuration to the organic EL element shown in FIG. No difference. In FIG. 10, the power supply points are formed on the same end portion side of the
図1は、本発明の実施形態を示す回路図である。図12と同じところには同じ符号を付している。図1において、ラインヘッド10aの第1の電源線2の給電点6と、第2の電源線3の給電点7の位置は、それぞれラインの反対側となるように形成されている。この場合の図示左端側の発光素子E1の印加電圧Vp1は、Vp1=V−4Ri−nRi、である。また、図示右端側の発光素子Enの印加電圧Vpnは、Vpn=V−4Ri−nRi、である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. In FIG. 1, the positions of the
すなわち、図1の例では、左端側の発光素子E1の印加電圧Vp1と、右端側の発光素子Enの印加電圧Vpnは、等しくなっている。このため、1ラインに配列された発光素子の発光光量には差が無いことになり、発光素子の寿命にバラツキが生じない。また、印字品質の向上を図ることができる。 That is, in the example of FIG. 1, the applied voltage Vp1 of the light emitting element E1 on the left end side is equal to the applied voltage Vpn of the light emitting element En on the right end side. For this reason, there is no difference in the amount of emitted light of the light emitting elements arranged in one line, and there is no variation in the lifetime of the light emitting elements. In addition, the print quality can be improved.
図2は、図1に示した本発明のラインヘッド10aにおける発光素子に接続される電源線の給電点の位置を模式的に示す説明図である。図2に示されるように、本発明においては、1ラインに複数の発光素子Eaを配列し、電源(VDD)側の給電点6に接続される第1の電源線2と、接地(GND)側の給電点7に接続される第2の電源線3との間に前記各発光素子Eaを接続し、前記一方の給電点6の位置と、他方の給電点の位置がラインの反対側になるように設けていることを特徴としている。なお、発光素子Eaは、前記有機EL素子以外に、例えばLED(Light Emitting Diod)を用いることもできる。有機EL素子は静的な制御が可能であるので、制御系を簡略化できるという利点がある。また、LEDで構成した場合には発光素子の製造が簡単になる。
FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing the position of the power supply point of the power supply line connected to the light emitting element in the
図6は、本発明の他の実施形態にかかるラインヘッド10bを示す説明図である。図6において、ラインヘッド10bには、主走査方向(Y方向)に多数の発光素子Eaを配列した発光素子ライン1aを設ける。この発光素子ラインは、副走査方向(X方向)に複数行(ライン)形成される。この例では、1a、1b、1c、1dの4ライン設けられている。
FIG. 6 is an explanatory view showing a
図6の例では、発光素子ライン1bは予備動作用の発光素子ラインとして形成されており通常は使用されない。通常の印字処理で使用される通常動作用の発光素子ライン1aのいずれかの発光素子Eaが故障した場合には、詳細を後述する切り替え手段により予備動作用の発光素子ライン1bを使用する。発光素子ライン1c、1dは、例えば多重露光を行う場合に使用することができる。
In the example of FIG. 6, the light emitting
本発明のラインヘッドにおいては、予備動作用として設けられる発光素子ラインは1ラインのみに限定されるものではない。発光素子ライン1cを発光素子ライン1dの予備動作用として形成することもできる。また、図6の例では発光素子ラインを副走査方向に4行形成しているが、発光素子ラインを2行形成し、一方の1ラインを通常動作用の発光素子ライン、他方の1ラインを予備動作用の発光素子ラインとして切り替えて使用する構成とすることもできる。なお、多重露光用のラインヘッドにおいては、通常動作用の発光素子ラインは任意数のラインを形成することができる。
In the line head of the present invention, the light emitting element line provided for the preliminary operation is not limited to one line. The light emitting
このように、本発明においては、ラインヘッドの副走査方向に2行以上の複数ラインの発光素子ラインを設け、その中の少なくとも1ラインを予備動作用の発光素子ラインとして形成することができる。その形態は、前記のように、2ラインの発光素子ラインを通常動作用の発光素子ラインと予備動作用の発光素子ラインに区分して形成する場合、3ライン以上の複数ラインで発光素子ラインを形成し、その中の少なくとも1ラインを予備動作用の発光素子ラインとして使用する場合が含まれる。後者の場合には、予備動作用の発光素子ラインは2ライン以上形成することもできる。 As described above, in the present invention, a plurality of light emitting element lines of two or more lines can be provided in the sub-scanning direction of the line head, and at least one of them can be formed as a light emitting element line for preliminary operation. As described above, when the two light emitting element lines are divided into the light emitting element lines for normal operation and the light emitting element lines for preliminary operation as described above, the light emitting element lines are composed of three or more lines. A case where at least one line is formed and used as a light-emitting element line for preliminary operation is included. In the latter case, two or more light emitting element lines for preliminary operation can be formed.
図7は、本発明の他の実施形態を示す回路図である。ラインヘッド10cには、発光素子ライン1a、1bが設けられている。発光素子ライン1aには、例えば有機EL素子を用いた発光素子D00〜D23が配列されている。また、発光素子ライン1bにも、有機EL素子を用いた発光素子D50〜D73が配列されている。2は電源(VDD)の給電点6に接続される第1の電源線、3x、3yは接地(GND)の給電点7に接続される第2の電源線である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention. The
8は切り替えスイッチで、接触子8cが接点8a側に投入されている場合には、電源線2、3x間に直流電圧が印加されて発光素子ライン1aの各発光素子D00〜D23が点灯動作する。また、切り替えスイッチ8の接触子8cが接点8b側に投入されている場合には、電源線2、3y間に直流電圧が印加されて発光素子ライン1bの各発光素子D50〜D73が点灯動作する。
発光素子ライン1aは通常動作用に設けられており、発光素子ライン1bは予備動作用に設けられている。発光素子ライン1aの発光素子D00〜D23のいずれかに故障が発生した場合には、前記切り替えスイッチ8により発光素子ライン1bの各発光素子D50〜D73に電圧を印加して発光動作を行わせる。このように、図7の例では、各発光素子ラインの発光素子のカソード側が共通に接続される電源線3x、3yを切り替えスイッチ8で切り替えることにより、発光素子ラインを切り替えている。
The light emitting
この際に、第1の電源線2は各発光素子ラインの発光素子のアノード電極に共通して接続されている。図7の例では、一方の電源線2は2ラインの発光素子ラインで共通に接続した状態を維持し、他方の電源線3x、3yのみを切り替えている。このため、両方の電源線を共に切り替える場合と比較して、切り替え手段の構成を簡略化することができる。また、切り替え動作を円滑に行うことができる。
At this time, the first
切り替えスイッチ8は、図7に示されているような機械的なスイッチの外に、トランジスタなどの電子的スイッチを用いる構成とすることができる。また、発光素子ライン1a、1bの一方を通常動作用、他方を予備動作用とするものであり、発光素子ライン1bを通常動作用、発光素子ライン1aを予備動作用として用いることもできる。なお、切り替え手段をスイッチングトランジスタで構成した場合には、発光素子ラインの切り替えを精度良く素早く行うことができる。
The change-over
上記の説明は、モノクロプリンタのような画像形成装置に使用されるラインヘッドを対象としている。しかしながら、本発明においては、4サイクルカラープリンタや、タンデム方式のカラープリンタにも当該ラインヘッドは当然適用されるものである。これらのカラープリンタにおいては、本発明の構成とすることにより、ラインヘッドに配列された各発光素子における発光光量のばらつきを抑制することができる。 The above description is directed to a line head used in an image forming apparatus such as a monochrome printer. However, in the present invention, the line head is naturally applied to a four-cycle color printer or a tandem color printer. In these color printers, by adopting the configuration of the present invention, it is possible to suppress variations in the amount of light emitted by the light emitting elements arranged in the line head.
図8は、発光素子として有機ELを用いた画像形成装置の一例を示す縦断側面図である。この画像形成装置は、同様な構成の4個の有機ELアレイ露光ヘッド101K、101C、101M、101Yを、対応する同様な構成である4個の感光体ドラム(像担持体)41K、41C、41M、41Yの露光位置にそれぞれ配置したものであり、タンデム方式の画像形成装置として構成されている。 FIG. 8 is a longitudinal side view showing an example of an image forming apparatus using an organic EL as a light emitting element. This image forming apparatus includes four organic EL array exposure heads 101K, 101C, 101M, and 101Y having the same configuration and corresponding four photosensitive drums (image carriers) 41K, 41C, and 41M having the same configuration. , 41Y, respectively, and is configured as a tandem image forming apparatus.
図8に示すように、この画像形成装置は、駆動ローラ51と従動ローラ52とテンションローラ53が設けられており、テンションローラ53によりテンションを加えて張架されて、図示矢印方向(反時計方向)へ循環駆動される中間転写ベルト50を備えている。この中間転写ベルト50に対して所定間隔で配置された4個の像担持体としての外周面に感光層を有する感光体41K、41C、41M、41Yが配置される。
As shown in FIG. 8, this image forming apparatus is provided with a
前記符号の後に付加されたK、C、M、Yはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローを意味し、それぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエロー用の感光体であることを示す。他の部材についても同様である。感光体41K、41C、41M、41Yは、中間転写ベルト50の駆動と同期して図示矢印方向(時計方向)へ回転駆動される。
K, C, M, and Y added after the reference sign mean black, cyan, magenta, and yellow, respectively, and indicate that the photoconductors are black, cyan, magenta, and yellow, respectively. The same applies to other members. The
各感光体41(K、C、M、Y)の周囲には、それぞれ感光体41(K、C、M、Y)の外周面を一様に帯電させる帯電手段(コロナ帯電器)42(K、C、M、Y)と、この帯電手段42(K、C、M、Y)により一様に帯電させられた外周面を感光体41(K、C、M、Y)の回転に同期して順次ライン走査する本発明の上記のような有機ELアレイ露光ヘッド(ラインヘッド)101(K、C、M、Y)が設けられている。 Around each photoconductor 41 (K, C, M, Y), charging means (corona charger) 42 (K) for uniformly charging the outer peripheral surface of the photoconductor 41 (K, C, M, Y), respectively. , C, M, Y) and the outer peripheral surface uniformly charged by the charging means 42 (K, C, M, Y) are synchronized with the rotation of the photoconductor 41 (K, C, M, Y). In addition, the organic EL array exposure head (line head) 101 (K, C, M, Y) as described above of the present invention that sequentially scans the line is provided.
また、この有機ELアレイ露光ヘッド101(K、C、M、Y)で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)とする現像装置44(K、C、M、Y)と、この現像装置44(K、C、M、Y)で現像されたトナー像を一次転写対象である中間転写ベルト50に順次転写する転写手段としての一次転写ローラ45(K、C、M、Y)と、転写された後に感光体41(K、C、M、Y)の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置46(K、C、M、Y)とを有している。
Further, a developing device 44 (K) that applies toner as a developer to the electrostatic latent image formed by the organic EL array exposure head 101 (K, C, M, Y) to form a visible image (toner image). , C, M, Y) and a primary transfer roller 45 as transfer means for sequentially transferring the toner image developed by the developing device 44 (K, C, M, Y) to the
ここで、各有機ELアレイ露光ヘッド101(K、C、M、Y)は、有機ELアレイ露光ヘッド101(K、C、M、Y)のアレイ方向が感光体ドラム41(K、C、M、Y)の母線に沿うように設置される。そして、各有機ELアレイ露光ヘッド1(K、C、M、Y)の発光エネルギーピーク波長と、感光体41(K、C、M、Y)の感度ピーク波長とは略一致するように設定されている。 Here, in each organic EL array exposure head 101 (K, C, M, Y), the array direction of the organic EL array exposure head 101 (K, C, M, Y) is the photosensitive drum 41 (K, C, M). , Y) along the bus. The emission energy peak wavelengths of the organic EL array exposure heads 1 (K, C, M, Y) and the sensitivity peak wavelengths of the photoconductors 41 (K, C, M, Y) are set so as to substantially match. ing.
現像装置44(K、C、M、Y)は、例えば、現像剤として非磁性一成分トナーを用いるもので、その一成分現像剤を例えば供給ローラで現像ローラへ搬送し、現像ローラ表面に付着した現像剤の膜厚を規制ブレードで規制し、その現像ローラを感光体41(K、C、M、Y)に接触あるいは押厚させることにより、感光体41(K、C、M、Y)の電位レベルに応じて現像剤を付着させることによりトナー像として現像するものである。 The developing device 44 (K, C, M, Y) uses, for example, a non-magnetic one-component toner as a developer, and the one-component developer is conveyed to the developing roller by a supply roller, for example, and adheres to the surface of the developing roller. The film thickness of the developed developer is regulated by a regulating blade, and the developing roller is brought into contact with or increased in thickness by the photosensitive body 41 (K, C, M, Y), whereby the photosensitive body 41 (K, C, M, Y). The toner is developed as a toner image by attaching a developer according to the potential level.
このような4色の単色トナー像形成ステーションにより形成された黒、シアン、マゼンタ、イエローの各トナー像は、一次転写ローラ45(K、C、M、Y)に印加される一次転写バイアスにより中間転写ベルト50上に順次一次転写され、中間転写ベルト50上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写ローラ66において用紙等の記録媒体Pに二次転写され、定着部である定着ローラ対61を通ることで記録媒体P上に定着され、排紙ローラ対62によって、装置上部に形成された排紙トレイ68上へ排出される。
The black, cyan, magenta, and yellow toner images formed by the four-color single-color toner image forming station are intermediated by the primary transfer bias applied to the primary transfer roller 45 (K, C, M, Y). The toner image, which is sequentially primary transferred onto the
なお、図8中、63は多数枚の記録媒体Pが積層保持されている給紙カセット、64は給紙カセット63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、65は二次転写ローラ66の二次転写部への記録媒体Pの供給タイミングを規定するゲートローラ対、66は中間転写ベルト50との間で二次転写部を形成する二次転写手段としての二次転写ローラ、67は二次転写後に中間転写ベルト50の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレードである。
In FIG. 8, 63 is a paper feed cassette in which a large number of recording media P are stacked and held, 64 is a pickup roller for feeding the recording media P from the
このように、図8の画像形成装置は、書き込み手段として有機ELアレイを用いているので、レーザ走査光学系を用いた場合よりも、装置の小型化を図ることができる。 As described above, since the image forming apparatus of FIG. 8 uses the organic EL array as the writing means, the apparatus can be reduced in size as compared with the case where the laser scanning optical system is used.
次に、本発明に係る画像形成装置に係る他の実施の形態について説明する。図9は、画像形成装置の縦断側面図である。図9において、画像形成装置160には主要構成部材として、ロータリ構成の現像装置161、像担持体として機能する感光体ドラム165、有機ELアレイが設けられている像書込手段(ラインヘッド)167、中間転写ベルト169、用紙搬送路174、定着器の加熱ローラ172、給紙トレイ178が設けられている。
Next, another embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described. FIG. 9 is a vertical side view of the image forming apparatus. In FIG. 9, the
現像装置161は、現像ロータリ161aが軸161bを中心として矢視A方向に回転する。現像ロータリ161aの内部は4分割されており、それぞれイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の4色の像形成ユニットが設けられている。162a〜162dは、前記4色の各像形成ユニットに配置されており、矢視B方向に回転する現像ローラ、163a〜163dは、矢視C方向に回転するトナ−供給ローラである。また、164a〜164dはトナーを所定の厚さに規制する規制ブレードである。
In the developing
165は、前記のように像担持体として機能する感光体ドラム、166は一次転写部材、168は帯電器、167は像書込手段で有機ELアレイが設けられている。感光体ドラム165は、図示を省略した駆動モータ、例えばステップモータにより現像ローラ162aとは逆方向の矢視D方向に駆動される。
As described above,
中間転写ベルト169は、従動ローラ170bと駆動ローラ170a間に張架されており、駆動ローラ170aが前記感光体ドラム165の駆動モータに連結されて、中間転写ベルトに動力を伝達している。当該駆動モータの駆動により、中間転写ベルト169の駆動ローラ170aは感光体ドラム165とは逆方向の矢視E方向に回動される。
The
用紙搬送路174には、複数の搬送ローラと排紙ローラ対176などが設けられており、用紙を搬送する。中間転写ベルト169に担持されている片面の画像(トナー像)が、二次転写ローラ171の位置で用紙の片面に転写される。二次転写ローラ171は、クラッチにより中間転写ベルト169に離当接され、クラッチオンで中間転写ベルト169に当接されて用紙に画像が転写される。
The
上記のようにして画像が転写された用紙は、次に、定着ヒータHを有する定着器で定着処理がなされる。定着器には、加熱ローラ172、加圧ローラ173が設けられている。定着処理後の用紙は、排紙ローラ対176に引き込まれて矢視F方向に進行する。この状態から排紙ローラ対176が逆方向に回転すると、用紙は方向を反転して両面プリント用搬送路175を矢視G方向に進行する。177は電装品ボックス、178は用紙を収納する給紙トレイ、179は給紙トレイ178の出口に設けられているピックアップローラである。
The sheet on which the image has been transferred as described above is then subjected to a fixing process by a fixing device having a fixing heater H. The fixing device is provided with a heating roller 172 and a pressure roller 173. The sheet after the fixing process is drawn into the
用紙搬送路において、搬送ローラを駆動する駆動モータは、例えば低速のブラシレスモータが用いられる。また、中間転写ベルト169は色ずれ補正などが必要となるのでステップモータが用いられている。これらの各モータは、図示を省略している制御手段からの信号により制御される。
For example, a low-speed brushless motor is used as a drive motor for driving the transport roller in the paper transport path. The
図の状態で、イエロー(Y)の静電潜像が感光体ドラム165に形成され、現像ローラ62aに高電圧が印加されることにより、感光体ドラム165にはイエローの画像が形成される。イエローの裏側および表側の画像がすべて中間転写ベルト169に担持されると、現像ロータリ161aが矢視A方向に90度回転する。
In the state shown in the drawing, a yellow (Y) electrostatic latent image is formed on the
中間転写ベルト169は1回転して感光体ドラム165の位置に戻る。次にシアン(C)の2面の画像が感光体ドラム165に形成され、この画像が中間転写ベルト169に担持されているイエローの画像に重ねて担持される。以下、同様にして現像ロータリ161の90度回転、中間転写ベルト169への画像担持後の1回転処理が繰り返される。
The
4色のカラー画像担持には中間転写ベルト169は4回転して、その後に更に回転位置が制御されて二次転写ローラ171の位置で用紙に画像を転写する。給紙トレー178から給紙された用紙を搬送路174で搬送し、二次転写ローラ171の位置で用紙の片面に前記カラー画像を転写する。片面に画像が転写された用紙は前記のように排紙ローラ対176で反転されて、搬送径路で待機している。その後、用紙は適宜のタイミングで二次転写ローラ171の位置に搬送されて、他面に前記カラー画像が転写される。ハウジング180には、排気ファン181が設けられている。
For carrying four color images, the
以上、本発明のライン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。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。 The line head of the present invention and the image forming apparatus using the same have been described based on the embodiments. The present invention is not limited to these examples, and various modifications are possible.
以上説明したように、本発明によれば、1ラインに複数の発光素子を配列して点灯動作させる場合に、各発光素子に接続される電源線の給電点の位置を工夫することにより、薄膜配線で電源線を形成した場合に、各発光素子の発光光量に差がない構成としたラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, when a plurality of light emitting elements are arranged in one line and operated for lighting, the position of the feeding point of the power supply line connected to each light emitting element is devised, thereby thin film When a power supply line is formed by wiring, it is possible to provide a line head having a configuration in which there is no difference in the amount of light emitted from each light emitting element, and an image forming apparatus using the line head.
1・・・発光素子ライン、2・・・第1の電源線、3・・・第2の電源線、4、5・・・信号線、6、7・・・給電点、8・・・切り替えスイッチ、10・・・ラインヘッド、41(K、C、M、Y)・・・感光体ドラム(像担持体)、42(K、C、M、Y)・・・帯電手段(コロナ帯電器)、44(K、C、M、Y)・・・現像装置、45(K、C、M、Y)・・・一次転写ローラ、46(K、C、M、Y)・・・クリーニング装置、50・・・中間転写ベルト、66・・・二次転写ローラ、101K、101C、101M、101Y・・・有機ELアレイ露光ヘッド(ラインヘッド)、161・・・現像装置、165・・・感光体ドラム、167・・・露光ヘッド(ラインヘッド)、169・・・中間転写ベルト、171・・・二次転写ローラ、P…記録媒体、Ea・・・有機EL素子、Tr1・・・制御トランジスタ、Tr2、・・・ドライブトランジスタ、
DESCRIPTION OF
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