CN103105758A

CN103105758A - 打印设备

Info

Publication number: CN103105758A
Application number: CN2012104469673A
Authority: CN
Inventors: 识名纪之
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2032-11-09
Also published as: US20130120516A1; JP2013103353A; US8823763B2; CN103105758B

Abstract

本发明提供了一种打印设备，所述打印设备包括：发光器件阵列和光电导体，其中所述发光器件阵列中包括数量大于打印图像的单个行的像素的数量的发光器件，所述打印图像的单个行的数据被分配给发光器件阵列中的一部分发光器件，并且，在光电导体的曝光停止的时段中，被分配了所述打印图像的单个行的数据的发光器件的位置在发光器件阵列中被偏移。

Description

打印设备

技术领域

本发明涉及打印设备。更具体地，本发明涉及诸如复印机和打印机之类的电子照相打印设备。

背景技术

在一些电子照相打印设备中，诸如发光二极管和有机电致发光器件之类的发光器件被线性地布置并且被用作曝光头（exposure head）。在这样的电子照相打印设备中，由发光器件阵列发射的光经由透镜阵列照射光电导体表面，并且根据光电导体的移动速度按照重复的曝光周期（cycle）在光电导体表面上形成潜像。该曝光系统与其中使用多面镜以激光光扫描光电导体的曝光系统不同。发光器件阵列的使用有助于减小打印设备的尺寸和减少打印设备的噪声。

有机EL器件具有其亮度在长时段的使用之后下降的特性。在整个有机EL器件阵列的亮度均匀地下降的情况下，对打印质量的影响不严重，即使亮度下降约10%之后也是如此。但是，在一些有机EL器件发光的时间比其他有机EL器件发光的时间长的情况下的重复打印导致根据阵列中的位置的亮度下降程度（degree）的变化。这造成打印图像上的条带状不均匀并且导致打印质量下降，即使亮度下降得如1%至5%那样小，也是如此。

日本专利公开No.2006-346871描述了涉及包括LED阵列作为曝光头的打印设备的发明：在该打印设备中，多个LED阵列在当前使用的LED阵列的亮度下降时被依次使用，一次使用一个。

每个发光器件阵列的寿命有限。因此，在其中提供多个发光器件阵列的这样的打印设备中，仅通过增加发光器件阵列的数量来实现全体发光器件阵列的寿命增长。但是，发光器件阵列的数量不能增加很多，因为发光器件阵列使用棒（rod）透镜阵列在光电导体上形成图像，因而发光器件的数量受到棒透镜阵列的孔径的范围的限制。

期望以下这样的具有作为曝光头的发光器件的电子照相打印设备：其中，曝光头的寿命被延长并且由此打印质量被提高。

发明内容

本发明的例子是包括其中布置了多个发光器件的发光器件阵列和沿与布置发光器件的方向正交的方向移动的光电导体的打印设备，其中由发光器件发射的光使光电导体曝光以在光电导体上形成打印图像，其中，发光器件阵列包含其数量比打印图像的单个行的像素的数量多的发光器件，所述打印图像的单个行的数据被分配给发光器件阵列中的一部分发光器件，并且关断（turn-off）信号被分配给发光器件阵列中的剩余发光器件，并且，在光电导体的曝光停止的时段中，被分配了所述打印图像的单个行的数据的发光器件的位置在发光器件阵列中被偏移。

根据本发明的示例性配置，由于发光器件的发光频率是分布式的（distributed）并由此被平均化，因此，减少了局部亮度下降并且延长了曝光头的寿命。

参照附图阅读示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的打印设备的示意图。

图2是根据第一实施例的曝光头的示意图。

图3是根据第一实施例的有机EL阵列的平面图。

图4是根据第一实施例的有机EL阵列的电路图。

图5是表示根据第一实施例的在有机EL阵列中输入的打印图像数据的规格（specification）的图。

图6是根据本发明的第二实施例的打印设备的示意图。

图7A和7B是表示根据第二实施例的曝光头的位置和光电导体的位置的图。

具体实施方式

以下，将参照附图描述根据本发明的例子的打印设备的实施例。将公知的或已知的技术应用于没有被特别示出或描述的部分。本发明被应用的范围不受下面的实施例中描述的有机EL阵列中的有机EL器件的数量和布置节距的限制，并且可根据打印设备的规格而适当地改变。在下面的描述中，有机电致发光器件（以下称为有机EL器件）作为例子被描述：但是，本发明可应用于诸如无机EL器件、LED和场发射器件之类的其他发光器件。

第一实施例

图1是示出作为本发明的实施例的打印设备的配置的示意图。

记录单元14包含鼓状的光电导体15、充电器16、曝光头17、显影单元18和转印单元19。感光材料被涂敷到光电导体15的表面。光电导体15的表面被充电器16充电，然后被由其中布置了有机EL器件的发光器件阵列（用有机EL阵列表示）发射的光曝光。有机EL阵列放置在曝光头17中。光电导体的曝光量由照明强度与曝光时间的乘积控制。在光电导体15的被由有机EL器件发射的光曝光的部分，电势改变并且当该部分通过显影单元18时，调色剂附着到该部分。纸张片材12被设备主体中的馈送辊13传送到记录单元14。附着到光电导体15的调色剂通过转印单元19被转印到纸张片材12。在熔融（fusing）单元110中，调色剂被定影到纸张片材12，并且，打印完成。可以以串联地布置各自包含不同颜色的调色剂的多个记录单元14的配置获得彩色图像，并且不同颜色的调色剂被依次转印到纸张片材12。

图2是曝光头17的示意图。

在曝光头17中，有机EL阵列21和透镜阵列22以一定的距离固定到外壳23。有机EL阵列21包含沿垂直于图2的纸面的方向布置的多个有机EL器件211。所述有机EL器件被布置在平行于光电导体15的旋转轴的方向上。

透镜阵列22包含与有机EL器件211平行地布置的多个棒透镜221。透镜阵列22放置在有机EL器件211与光电导体15之间，并且，由有机EL器件211发射的光经由棒透镜221在光电导体15的表面上形成图像。透镜阵列22中的棒透镜221的数量不一定与有机EL器件211的数量相同。但是，期望透镜阵列22的长度与有机EL阵列21的长度相同以使得由所有有机EL器件211发射的光进入透镜阵列22。

图3是从有机EL阵列21的发光表面侧观察的有机EL阵列21的平面图。

4776个有机EL器件211布置在有机EL阵列21中。有机EL器件211以42.3μm的布置节距被布置并且能够形成600dpi的精细图像。光电导体15的表面沿与布置有机EL器件211的方向正交的方向移动。有机EL阵列21在光电导体15移动时沿与阵列方向相同的方向以42.3μm的节距重复在光电导体15上的曝光。

打印图像数据被输入在有机EL阵列21中。打印图像数据是通过将打印图像分解成矩阵像素而获得的每个像素的二进制或多值数字数据。打印图像针对该矩阵的每个行而被输入在有机EL阵列21中。当一行的数据被输入时，有机EL器件发射光并且曝光光电导体15。在每个行的数据的接连的输入之间，光电导体15移动并且根据打印图像数据发射的光曝光光电导体15。由此，在光电导体15上形成静电潜像。

每行的曝光时间由处理速度确定。为了在4秒内在一页A4尺寸（210mm x 297mm）的纸张片材上打印，需要以每行约600μs进行曝光。该曝光时间对应于有机EL阵列的每个发光事件的发射时间。沿着A4尺寸的纸张片材的长边对于6785行中的每一行重复曝光。

图4是示出有机EL阵列21的电路的图。除了有机EL器件211之外，有机EL阵列21还包括驱动电路52和信号变换电路51。驱动电路52的数量与有机EL器件211的数量相同。信号变换电路51将输入数据信号发送到每个驱动电路。

打印图像的数据信号针对每个行输入在信号变换电路51中。信号变换电路51将作为串行信号输入的数据信号转换为并行信号，然后将并行信号转换为适当的电压，并且将该电压输出到信息线513。信号变换电路51包括移位寄存器（shift register）511和D/A（数字/模拟）转换器512。

信息线513连接到驱动电路52。

驱动电路52中的每一个包括两个晶体管M11和M12、以及保持容量（retention volume）C11。晶体管M11的源极连接到信息线513，晶体管M11的栅极连接到锁存信号线P1，并且，晶体管M11的漏极连接到保持容量C11的一端。晶体管M12的栅极连接到晶体管M11的漏极，晶体管M12的漏极连接到有机EL器件211的阳极。晶体管M12的源极和保持容量C11的另一端固定到电源电势Vcc。

当锁存信号LATCH被输入并且锁存信号线P1的电平变为H（高）时，晶体管M11变成导通状态（ON），并且信息线513的电压被传送到保持容量C11。当锁存信号线P1变为L（低）电平时，晶体管M11变成非导通状态（OFF），但是保持容量C11的电压被维持。晶体管M12产生由保持容量C11的电压确定的电流，并且将该电流供给到有机EL器件211。

以下，将描述这样的情况：在短边200mm x长边287mm的区域中，在A4尺寸的纸张片材上进行打印，在打印区域的上下左右有5mm的页边空白（margin）。由于该打印区域（以下称为打印有效区域）的短边的宽度为200mm，因此，打印所需的有机EL器件的数量为200mm/42.3μm，其对应于4728个。

有机EL阵列21包括4776个有机EL器件211，该数量大于所述打印所需的有机EL器件的数量。即，除了用于打印有效区域的4728个有机EL器件之外，有机EL阵列21还包括48个额外的有机EL器件。全部额外有机EL器件的宽度约为2mm，因此，所布置的有机EL器件211的全长为（200＋2）mm。

在本发明的例子中，通过使用包括其数量大于打印有效区域中的像素的数量的有机EL器件的有机EL阵列，打印有效区域的位置在单个行内改变。在经过预定的时间之后或者在超过预定量的打印之后，在曝光停止（halt）的时段中，例如，当换页时或者当存在页边空白或空白行时，打印有效区域的位置改变。

图5是示出在打印有效区域对于每个打印页偏移单个打印有效区域情况下的打印过程的图。用于打印有效区域W的4728个像素的打印图像数据DATA输入在图3的有机EL阵列21中。对于第1页上的打印，有机EL阵列21分配从左端起的第1至第4728个像素作为打印有效区域，并且将剩余的像素设为额外像素。关断信号DUMMY作为哑信号（dummy signal）提供给这些额外像素。对于第1行至第6785行重复该过程，并且完成在第一页上的打印。打印有效区域的位置在单个页内不改变。

在从左端起的第1至第4728个像素对应于打印有效区域W的情况下，打印图像数据DATA被分配给从左端起的第1至第4728个像素，并且右端的剩余48个像素被设为额外像素。在该情况下，在复位移位寄存器511之后，数据信号DATA从左端被输入，对于从第1个像素至第4728个像素输入偏移时钟CLK，偏移时钟CLK停止。

对于下一页的打印，从第2个像素至第4729个像素的范围对应于打印有效区域W，并且打印图像数据DATA被分配给这些像素。哑的关断信号DUMMY被提供给第1个像素并且被提供给第4730个至第4776个像素。通过在复位移位寄存器511之后、从左端输入数据、对于从第1个至第4728个像素输入偏移时钟CLK、在左端中输入关断信号DUMMY、然后打印有效区域W偏移单个像素，来实现这样的数据分配。

对于后续的页，每次换页时，打印有效区域W向右偏移单个像素。对于第n（n是从1到49的整数）页，从第n个像素到第（4728＋n-1）个像素的范围对应于打印有效区域W。在最后的第49页，从一行的左端起的48个像素是额外像素，并且这些额外像素右侧的4728个像素对应于打印有效区域W。从第50页开始，打印有效区域W再次位于有机EL阵列21的左端，并且以与上面描述的方式相同的方式依次地偏移。

根据由未示出的控制电路产生的控制信号执行对于每一页的偏移时钟CLK的输入/停止、以及打印图像数据DATA和关断信号DUMMY的分配。

透镜阵列22的长度被确定为足够大，以使得有机EL阵列21的所有有机EL器件211在光电导体15上形成图像。这允许打印有效区域W在从有机EL阵列21的一端到另一端的范围上偏移。

在上述的例子中，在有机EL阵列21中，关断信号DUMMY被添加到单个行的打印图像数据DATA。在可选的配置中，有机EL阵列21的所有有机EL器件211的数据在与有机EL阵列21分开地提供的数据产生电路（未示出）中产生，并且所产生的数据被输入在有机EL阵列21中。在该情况下，在数据产生电路中，根据页号在打印图像数据DATA之前和之后分配和添加用于48个像素的关断信号DUMMY。有机EL阵列21不具有停止移位寄存器511的偏移时钟CLK的功能，并且仅具有将输入数据转换成并行数据和产生电压信号的功能。

如果打印有效区域W在换页期间在新一页的第一行处偏移并且在该页的中部没有执行偏移，那么不发生该页中的打印图像的位移。打印位置在页之间位移了达2mm。但是，这样的位置位移可能不导致严重的问题，因为在普通的纸张片材中围绕打印区域有页边空白。

打印有效区域W的偏移不一定以页为基础来执行。打印有效区域W的偏移可以在有机EL阵列21的所有有机EL器件211被关断并且光电导体15的曝光被停止的时段期间被执行。打印有效区域W也可以在曝光头17通过页的上部页边空白和下部页边空白时被偏移。对于文本打印，打印有效区域W可以在行之间被偏移。

在一页中的打印量小的情况下，打印有效区域W不一定以页为基础来切换。例如，打印有效区域W可以在完成了两页或更多页上的打印之后被偏移。可选地，打印有效区域W可以响应于来自主机计算机的打印命令而被偏移或者可以以时间为基础（例如，以天为基础）被偏移。

打印有效区域W可以被偏移两个像素或者甚至更大数量的像素。可选地，打印有效区域W可被偏移任意（random）数量的像素。从纸张片材的中心位移的打印的发生频率可通过选择打印有效区域W以使得关于有机EL阵列的中心部实现正态分布而被降低。

如果构成文本的线段的厚度等于或小于2mm，则集中于一特定像素的累积发射时间可分布到相邻的48个像素。因此，可以延迟每个像素的亮度下降。即使线段的厚度等于或大于2mm，图案的边缘部可被特征化。因此，特征化的部分不容易被识别为不均匀。在上述的方式中，打印质量可以以长的时间段被维持。

在尺寸小于A4尺寸的纸张片材的短边的纸张片材上执行打印的情况下，需要根据该纸张片材的尺寸设置打印有效区域W，并且在该纸张片材的页边空白的范围内执行打印有效区域W的偏移。在该配置中，整个有机EL阵列21不对应于偏移范围。在该配置中，中心部分处的800个像素对应于打印有效区域W，并且布置在这800个中心像素的左侧和右侧的总共24个像素是额外像素：因此，处于比额外像素远的位置的有机EL器件211不被用于打印。

在图3和图4示出的有机EL阵列21中，A4尺寸的纸张片材的短边对应于打印有效区域W。在用于打印其尺寸大于A4的纸张片材的打印设备中，有机EL阵列21包括更大数量的有机EL器件211。在这样的有机EL阵列中，有机EL器件211的数量增大到大于打印有效区域W的宽度方向上的像素的数量，并且打印有效区域W以与上面描述的方式相同的方式被偏移。

曝光头17中的有机EL阵列21可包括两行或更多行的有机EL器件211。在该情况下，每个行的打印有效区域W被同时偏移。

第二实施例

图6是本发明的第二实施例的打印设备的示意图。与图1的构成要素相同的构成要素由相同的附图标记表示。

除了图1的打印设备的构成要素之外，图6的打印设备还包括曝光头17的移动机构111。在本实施例中，曝光头17的位置和固定到曝光头17的有机EL阵列21的位置在有机EL阵列21的打印有效区域W偏移的同时移动。有机EL阵列21移动的方向与布置有机EL器件211的方向平行，并且同时与打印有效区域W偏移的方向相反。光电导体15的位置是固定的。这允许打印区域在纸张片材12上始终是固定的。

图7A示出了在打印有效区域W位于有机EL阵列21的中心处的情况下曝光头17与光电导体15的相对位置。图7B示出了在打印有效区域W位于有机EL阵列21的一端处的情况下曝光头17与光电导体15的相对位置。

在图7A中，打印有效区域W位于有机EL阵列21的中心处，并且，24个额外像素位于打印有效区域W的两侧。光电导体15和透镜阵列22位于打印有效区域W下方。

图7B示出了这样的状态：其中，打印有效区域W偏移到有机EL阵列21的右端，并且，48个额外像素位于打印有效区域W的左侧。移动机构111向左移动曝光头17和棒透镜阵列22，因为有机EL阵列21的打印有效区域W向右偏移了。如果曝光头17与棒透镜阵列22移动的距离与打印有效区域W偏移的距离相同，那么纸张片材上的打印位置最终不改变。由于光电导体15的位置是固定的，因此，打印有效区域W中的从曝光头17发射的光在图7A和图7B两者的情况下曝光光电导体15的相同位置。

在第一实施例中，纸张片材上的打印位置的位移为打印有效区域W的偏移：但是，在本实施例中不发生位置的位移。这允许有机EL阵列21的额外像素的数量增加并且允许打印有效区域W的偏移范围增加，而不管纸张片材的页边空白尺寸如何。由于更大的发光频率的像素分布在更宽的范围中，因此，曝光头的寿命进一步延长。

作为移动曝光头17的位置的替代，可以提供在与布置有机EL器件的方向平行的方向上移动纸张片材12的机构。以该配置获得与上面描述的效果相同的效果。纸张片材12沿与打印有效区域W偏移的方向相同的方向移动并且移动的距离与打印有效区域W偏移的距离相同。

虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有这样的变更方式以及等同的结构和功能。

Claims

1.一种打印设备，包括发光器件阵列和光电导体，在所述发光器件阵列中布置有多个发光器件，所述光电导体沿与布置发光器件的方向正交的方向移动，其中，由发光器件发射的光使所述光电导体曝光以在所述光电导体上形成打印图像，

其中，

发光器件阵列包括数量大于所述打印图像的单个行的像素的数量的发光器件，

所述打印图像的单个行的数据被分配给发光器件阵列中的一部分发光器件，并且关断信号被分配给发光器件阵列中的剩余的发光器件，以及

在所述光电导体的曝光停止的时段中，被分配了所述打印图像的单个行的数据的发光器件的位置在发光器件阵列中被偏移。

2.根据权利要求1的打印设备，其中，所述光电导体的曝光停止的时段是所述光电导体的曝光位置在两个打印页之间的时段。

3.根据权利要求1的打印设备，其中，所述光电导体的曝光停止的时段是所述光电导体的曝光位置对应于打印页的页边空白的时段。

4.根据权利要求1的打印设备，其中，所述光电导体的曝光停止的时段是所述光电导体的曝光位置对应于文本中的空白行的时段。

5.根据权利要求1至4中的任一项的打印设备，其中：

在所述打印图像的单个行的数据通过第一时钟信号被输入到发光器件阵列中之后，通过第二时钟信号输入关断信号，其中所述第一时钟信号的数量等于所述打印图像的该行的像素的数量，所述第二时钟信号的数量等于发光器件的位置偏移数量。

6.根据权利要求1至4中的任一项的打印设备，其中：所有发光器件的数据信号被产生并被输入到发光器件阵列，在所述数据信号中，在所述打印图像的单个行的数据之前和/或之后添加关断信号。

7.根据权利要求1至4中的任一项的打印设备，其中，被分配了所述打印图像的单个行的数据的发光器件的位置一次偏移两个像素。

8.根据权利要求1至4中的任一项的打印设备，其中，被分配了所述打印图像的单个行的数据的发光器件的位置任意地偏移。

9.根据权利要求1至4中的任一项的打印设备，还包括用于沿与布置发光器件的方向平行的方向改变发光器件阵列的位置的机构。

10.根据权利要求1至4中的任一项的打印设备，还包括用于沿与布置发光器件的方向平行的方向改变打印用的纸张的位置的机构。

11.根据权利要求1至4中的任一项的打印设备，其中，所述发光器件是有机电致发光器件。