CN102213931A

CN102213931A - 光头以及图像形成装置

Info

Publication number: CN102213931A
Application number: CN2011100599298A
Authority: CN
Inventors: 小宫研一; 谷本弘二; 石川大介; 石川浩由; 高桥一寿
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 2010-04-01
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2011-10-12
Also published as: JP2011213118A

Abstract

一种光头以及图像形成装置。光头包括：照射光线的发光基板、聚集所述发光基板所照射的光的透镜、支撑所述发光基板和所述透镜的基座以及包括固定在所述透镜和所述基座中的至少一个上的电气元件并驱动所述发光基板的驱动电路。

Description

光头以及图像形成装置

相关申请的交叉参考

本申请基于并要求于2010年4月1日提交的美国临时专利申请第61/320289号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

实施方式涉及光头以及图像形成装置。

背景技术

光头照射用于使感光体曝光的光线。光头具有发光基板，发光基板因为光线照射而发热。当持续使用发光基板时，会因为热等使发光基板劣化，所以需要更换光头。当光头的驱动电路固定在发光基板上时，驱动电路可能也要与发光基板一起被废弃。

发明内容

根据本发明的一个实施方式，提供了一种光头，包括：发光基板，用于照射光线；透镜，用于聚集所述发光基板所照射的光；基座，用于支撑所述发光基板和所述透镜；以及驱动电路，包括固定在所述透镜和所述基座中的至少一个上的电气元件，用于驱动所述发光基板。

附图说明

图1是图像形成装置的内部结构示意图。

图2是作为第一实施方式的光打印头的外观图。

图3是作为第一实施方式的光打印头的截面图。

图4是第一实施方式中的发光元件及玻璃基板的正面图。

图5是第一实施方式中的具有底部发光型(bottom emission type)发光元件的光打印头的部分概略图。

图6是第一实施方式中的具有顶部发光型(top emission type)发光元件的光打印头的部分概略图。

图7是光打印头的驱动回路的示意图。

具体实施方式

本发明的光头包括：照射光线的发光基板、聚集所述发光基板所照射的光的透镜、支撑所述发光基板和所述透镜的基座以及包括固定在所述透镜和所述基座中的至少一个上的电气元件并驱动所述发光基板的驱动电路。

(第一实施方式)

参照附图对第一实施方式进行说明。

图1是图像形成装置的内部结构示意图。图像形成装置100包括扫描部1以及打印部2。扫描部1用于读取原稿O的图像。打印部2用于在纸张上形成图像。

原稿O放置在稿台玻璃7上，并且原稿O的读取面朝下，与稿台玻璃7接触。盖板8在闭合稿台玻璃7的位置与打开稿台玻璃7的位置之间旋转。当盖板8将稿台玻璃7闭合时，盖板8将原稿O按压在稿台玻璃7上。

光源9向原稿O照射光线。光源9发出的光透过稿台玻璃7到达原稿O。原稿O反射的反射光依次被反射镜10、11、12反射，然后导入到聚光透镜5。聚光透镜5聚集来自反射镜12的光，使其在光电转换元件6的受光面上成像。光电转换元件6接收来自聚光透镜5的光，并将其转换成电信号(模拟信号)。

光电转换元件6的输出信号在经过规定的信号处理后，被输出至作为光头的光打印头13。规定的信号处理是指用于生成原稿O的图像数据(数字数据)的处理。光电转换元件6例如可以使用CCD传感器或CMOS传感器。

第一滑架3支撑光源9以及反射镜10，并沿着稿台玻璃7移动。第二滑架4支撑反射镜11、12，并沿着稿台玻璃7移动。第一滑架3和第二滑架4各自独立移动，将从原稿O到光电转换元件6的光路长度维持一定。

在读取原稿O的图像时，第一滑架3和第二滑架4向同一方向移动。第一滑架3和第二滑架4向同一方向移动的期间，光源9向原稿O照射光线。原稿O反射的反射光通过反射镜10～12以及聚光透镜5成像在光电转换元件6上。沿第一滑架3和第二滑架4的移动方向逐行读取原稿O的图像。

打印部2具有图像形成部14。图像形成部14在从供纸盒21输送来的纸张S上形成图像。容纳在供纸盒21中的多张纸张S由输送辊22以及分离辊23逐张分离，然后向图像形成部14输送。纸张S沿着输送路径P移动，同时到达对位辊24。对位辊24在规定的定时将纸张S移动到图像形成部14的转印位置。

输送机构25将经过图像形成部14形成图像的纸张S移动到定影器26。定影器26通过加热纸张S将图像定影在纸张S上。排纸辊27将定影了图像的纸张S移动到排纸托盘28。

下面对图像形成部14的动作进行说明。

感光鼓15的周围配置有光打印头13、带电器16、显影器17、转印充电器18、剥离充电器19以及清洁器20。感光鼓15沿着箭头D1方向旋转。

带电器16使感光鼓15的表面带电。光打印头13将带电后的感光鼓15曝光。光打印头13使多条光束到达感光鼓15的曝光位置。

来自光打印头13的光束到达感光鼓15时，曝光部分的电位下降，从而形成静电潜像。显影器17向感光鼓15的表面供应显影剂，从而在感光鼓15的表面形成显影剂图像。

通过感光鼓15的旋转使显影剂图像到达转印位置时，转印充电器18将感光鼓15上的显影剂图像转印到纸张S上。剥离充电器19将纸张S从感光鼓15上剥离。清洁器20除去残留在感光鼓15表面上的显影剂。

在感光鼓15旋转的期间，可以连续地进行静电潜像的形成、显影剂图像的形成、显影剂图像的转印以及残留显影剂像的清除。也就是说，可以连续地进行在纸张S上形成图像的动作。

下面说明光打印头13的结构。图2是光打印头13的外观图，图3是光打印头13的截面图。在图2和图3中，X轴、Y轴和Z轴是相互正交的轴。在其他附图中，X轴、Y轴和Z轴也具有同样的关系。

发光元件131层叠在玻璃基板132上。如图4所示，多个发光元件131设置在玻璃基板132上。多个发光元件131排列在玻璃基板132的长度方向(X方向)上。在X方向上排列的多个发光元件131的队列也排列在Y方向上。

玻璃基板132基本上是透明的，可以透光。本实施方式中使用了玻璃基板132，但除了玻璃基板132之外，也可以使用其他可以透光的基板。例如，可以用由树脂形成的基板来替代玻璃基板132。

玻璃基板132固定在作为基座主体的透镜基座136上。例如，通过使用粘接剂将玻璃基板132固定在透镜基座136上。

透镜基座136用于支撑自聚焦透镜阵列135。如图2所示，自聚焦透镜阵列135具有多个自聚焦透镜135a，多个自聚焦透镜135a沿着玻璃基板132的长度方向(X方向)排列。本实施方式中，排列在X方向上的多个自聚焦透镜135a的队列也同样排列在Y方向上。

玻璃基板132以及封闭部件134形成发光元件131的容纳空间。封闭部件134固定在透镜基座136以及盖137上。盖137固定在透镜基座136上。发光元件131、玻璃基板132以及封闭部件134容纳在透镜基座136与盖137之间所形成的空间内。

从发光元件131发出的光入射到自聚焦透镜阵列135上。从各发光元件131射出的光入射到对应的自聚焦透镜135a上。

自聚焦透镜阵列135聚集多个发光元件131发出的多束光(扩散光)，并使光到达感光鼓15的曝光位置。在曝光位置形成所希望分辨率的射光圈(spotlight)。

图5是光打印头13的部分概略图。

本实施方式中，发光元件131使用所谓的底部发光型有机EL元件。

发光元件131包括阳极131a、阴极131b以及发光层131c。阳极131a是向发光层131c注入空穴的透明电极。阳极131a例如可以由ITO(铟锡氧化物)形成。阴极131b是向发光层131c注入电子的电极。发光层131c含有有机物质，位于阳极131a和阴极131b之间。

当对阳极131a和阴极131b施加直流电压或直流电流时，阳极131a向发光层131c注入空穴。阴极131b向发光层131c注入电子。在发光层131c上，通过空穴与电子的再结合，有机分子的电子状态由基态为激发态。

激发态是能量比基态高的状态。由于激发态是不稳定的状态，因此有机分子的电子状态从激发态回到基态。当有机分子的电子状态从激发态变为基态时，释放能量，从而在发光层131c上产生发光现象。

发光层131c所产生的光射向阳极131a和阴极131b。由于阳极131a是透明电极，因此来自发光层131c的光穿过阳极131a。射向阴极131b的光被阴极131b反射而射向阳极131a。穿过阳极131a的光穿过玻璃基板132后到达自变焦透镜阵列135。

作为开关元件的晶体管131d层叠在玻璃基板132上，用于控制发光元件131的亮度。晶体管131d例如可以使用TFT(薄膜晶体管)。一个发光元件131可以对应设置多个晶体管131d。

当发光元件131照射出光线时，发光元件131发热。发光元件131所产生的热量传递到玻璃基板132。传递给玻璃基板132的热量传递到透镜基座136。

只要可以抑制发光元件131的温度上升，就能抑制由发热所导致的发光元件131的劣化，就能延长发光元件131的使用寿命。

作为有机EL元件的发光元件131容易受到热的影响，由于发光元件131温度上升，光量减半，亮度半衰期变短。为了确保光打印头13所要求的曝光量，与照射光线的其他设备(例如显示器)相比，所施加的电流大，自身发热量也大。

本实施方式中的发光元件131是底部发光型的发光元件，也可以使用所谓的顶部发光型发光元件。图6是使用顶部发光型发光元件的光打印头13的概略图。

在底部发光型发光元件131中，阳极131a是透明电极，而顶部发光型发光元件131中，阴极131b是透明电极。作为透明电极的阴极131b例如可以由ITO(铟锡氧化物)形成。当阴极131b是透明电极时，需要在阴极与有机膜的界面上设置用于阴极的金属。

发光层131c产生的光射向阳极131a和阴极131b。射向阴极131b的光穿过阴极131b。射向阳极131a的光被阳极131a反射而射向阴极131b。封闭部件134来自发光元件131的光通过。只要封闭部件134基本上是透明的，就可以不削减光量地将光从封闭部件134射出。玻璃基板132与盖137接触。

若使用顶部发光型发光元件，由于没有在光路上设置电路电极等遮光物，因此可以很容易地确保光辐射面积和光量。

在本实施方式中，发光元件131使用的是有机EL(电致发光)元件，也可以使用其他的光源。例如，发光元件131可以使用LED(Light Emitting Diode，发光二极管)。

下面，对光打印头13的驱动电路进行说明。图7是包括驱动电路的光打印头13的结构图。

光头控制部200用于控制光打印头13的驱动。移位寄存器201用于存储一行量的图像数据。光头控制部200与传输时钟同步向移位寄存器201输出一行量的图像数据。

光头控制部200在完成对移位寄存器201的图像数据输出后，向锁存电路202输出HSYNC(水平同步信号)信号。锁存电路202接收HSYNC信号，并锁存移位寄存器201上的一行量的图像数据。

当光头控制部200向驱动器203输出STRB信号时，驱动器203将与相应像素相对应的电流提供给发光元件131。发光元件131根据所提供的电流值发光。

由于STRB信号与感光鼓15的曝光时间相当，因此通过调整(增加)STRB信号的输出时间，可以增加曝光量。通过增加曝光量，可以应对感光鼓15的灵敏度劣化。也就是说，可以对应于感光鼓15的灵敏度劣化来增加曝光量。

驱动器203具有对提供给发光元件131的电流值进行校正的寄存器。在驱动器203的寄存器中写入有对发光元件131照射的光的光量进行校正的校正数据。从驱动器203输出的电流值根据校正数据进行校正。

由于光打印头13的各种偏差，从发光元件131到达感光鼓15的光的光量可能会出现偏差。校正数据用于校正到达感光鼓15的光量的偏差。光打印头13的各种偏差包括多个发光元件131的发光效率的偏差、驱动各个发光元件131的驱动电路的偏差、自聚焦透镜阵列135的折射率分布的偏差、自聚焦透镜135a的排列偏差以及发光元件131与自聚焦透镜阵列135位置关系的偏差。校正数据可以通过预先在光打印头13的生产线或调整线中进行测定来得到。

非易失性存储器204用于存储校正数据。非易失性存储器204例如可以使用EEPROM。

在图像形成装置100启动时，光头控制部200从非易失性存储器204中读出校正数据。光头控制部200在图像形成动作开始前等规定的定时，向驱动器203的寄存器写入校正数据。

对校正数据的测定方法进行说明。例如，在光打印头13的生产线或装配调整线中使用CCD等光传感器对光打印头13的每一像素的光强度分布进行测定。对输入驱动器203的电流指示值进行调整，以使所有像素的光量都为规定范围内的光量(例如40nW±0.5％)。用于调整电流指示值的值是校正数据，储存在非易失性存储器204中。向非易失性存储器204中写入校正数据是通过写入与光头控制部200兼容的校正数据来进行的。

非易失性存储器204固定在透镜基座136上。非易失性存储器204与配线连接，并与部分配线一起固定在透镜基座136上。配线将非易失性存储器204和光头控制部200电连接。配线例如可以使用柔性印刷基板、柔性基板和柔性印刷电缆。

将非易失性存储器204固定于透镜基座136的方法可以是在透镜基座136的外表面上固定非易失性存储器204。透镜基座136的外表面例如可以使用透镜基座136在X方向上的端面(参见图2)。当非易失性存储器204固定于透镜基座136的外表面时，可以使用覆盖非易失性存储器204的覆盖物。通过使用覆盖物，可以保护非易失性存储器204。

另一方面，非易失性存储器204也可以嵌入到透镜基座136的内部。

本实施方式中，非易失性存储器204固定在透镜基座136上，也可以将非易失性存储器204固定在自聚焦透镜阵列135或盖137上。

非易失性存储器204固定于自聚焦透镜阵列135时，可以将非易失性存储器204固定在发光元件131所照射光线的光路之外的位置。非易失性存储器204可以固定在自聚焦透镜阵列135的外表面，或者也可以嵌入到自聚焦透镜阵列135的内部。

本实施方式中，非易失性存储器204固定于透镜基座136等上，也可以将非易失性存储器204以外的电气元件代替非易失性存储器204或与非易失性存储器204一起固定在透镜基座136上。电气元件是指构成光打印头13的驱动电路(参见图7)的电气元件。

根据本实施方式，由于非易失性存储器204固定在透镜基座136上，因此若将透镜基座136与玻璃基板132分离，就可以将包括非易失性存储器204的透镜基座136再利用。也就是说，仅仅通过取出玻璃基板132，就能简单地将可再利用的部件与废弃部件分离。

虽然劣化的玻璃基板136无法再利用，但透镜基座136和非易失性存储器204不易劣化，可以再利用。再利用自聚焦透镜阵列135时，可以对自聚焦透镜阵列135进行清洁。

此外，本实施方式中，固定还包括嵌入插孔等中。

上面对本发明的一些实施方式进行了说明，但这些实施方式只是范例，并不用于限制本发明的范围。事实上，此处所述的新型光打印头可以各种其他方式体现，而且在不脱离本发明的精神的范围内可以对此处所述的光打印头进行各种省略、替换和变形。权利要求书及其等同物涵盖这些落入本发明的范围和精神的方式或变形。

Claims

1.一种光头，包括：

发光基板，用于照射光；

透镜，用于聚集所述发光基板所照射的光；

基座，用于保持所述发光基板和所述透镜；以及

驱动电路，包括固定在所述透镜和所述基座中的至少一个上的电气元件，用于驱动所述发光基板。

2.根据权利要求1所述的光头，其中，所述电气元件固定在所述基座上。

3.根据权利要求1所述的光头，其中，所述电气元件是用于存储对所述发光基板的发光量进行校正的校正数据的存储器。

4.根据权利要求3所述的光头，其中，所述存储器是非易失性存储器。

5.根据权利要求2所述的光头，其中，所述电气元件固定于所述基座的外表面。

6.根据权利要求2所述的光头，其中，所述电气元件埋入所述基座的内部。

7.根据权利要求1所述的光头，其中，所述光头还具有与所述电气元件连接并且部分固定在所述透镜和所述基座中的至少一个上的配线。

8.根据权利要求7所述的光头，其中，所述配线是柔性基板、柔性印刷基板或柔性印刷电缆。

9.根据权利要求1所述的光头，其中，所述发光基板具有有机电致发光元件。

10.根据权利要求1所述的光头，其中，所述发光基板具有发光二极管元件。

11.根据权利要求1所述的光头，其中，所述基座具有固定所述发光基板并保持所述透镜的基座主体以及与所述基座主体一起包围所述发光基板的盖。

12.一种图像形成装置，包括：

感光体；

发光基板，用于照射光；

透镜，用于向所述感光体聚集所述发光基板所照射的光；

基座，用于保持所述发光基板和所述透镜；

驱动电路，包括固定在所述透镜和所述基座中的至少一个上的电气元件，用于驱动所述发光基板；以及

显影器，用于向所述感光体提供显影剂。

13.根据权利要求12所述的图像形成装置，其中，所述电气元件固定在所述基座上。

14.根据权利要求12所述的图像形成装置，其中，所述电气元件是用于存储对所述发光基板的发光量进行校正的校正数据的存储器。

15.根据权利要求14所述的图像形成装置，其中，所述存储器是非易失性存储器。

16.根据权利要求13所述的图像形成装置，其中，所述电气元件固定于所述基座的外表面。

17.根据权利要求13所述的图像形成装置，其中，所述电气元件埋入所述基座的内部。

18.根据权利要求12所述的图像形成装置，其中，所述图像形成装置还具有与所述电气元件连接并且部分固定在所述透镜和所述基座中的至少一个上的配线。

19.根据权利要求12所述的图像形成装置，其中，所述发光基板具有有机电致发光元件。

20.根据权利要求12所述的图像形成装置，其中，所述发光基板具有发光二极管元件。