CN107817662A - 打印头、图像形成装置以及发光装置 - Google Patents

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Abstract

提供能够在确保来自发光元件的图像形成所必须的发光光亮的同时，抑制发光元件的劣化的打印头、图象形成装置以及发光装置。实施方式中的打印头包括：透明基板、驱动电路、第一发光元件、第二发光元件和透镜。上述驱动电路供给电流。上述第一发光元件为上述透明基板上的元件，通过上述电流的供给输出规定波长的第一光。上述第二发光元件为上述透明基板上的元件，通过上述电流的供给输出上述规定波长的第二光。上述透镜对上述第一光和上述第二光重叠后形成的第三光进行聚光。

Description

打印头、图像形成装置以及发光装置
技术领域
本发明的实施方式涉及一种打印头、图像形成装置以及发光装置。
背景技术
在现有技术中，存在使用数码照相程序的打印机、复印机以及多功能一体机(MFP：Multi-Functional Peripheral)。作为这些机器的曝光手段(曝光单元)，人们所熟知的有激光光学系统(LSU：激光扫描单元)以及打印头(固体头)两种方式。激光光学系统的情况下，感光鼓通过多棱镜且利用扫描激光束进行曝光。打印头的情况下，感光鼓通过LED(LightEmitting Diode)等多个发光元件输出的光进行曝光。
因为激光光学系统需要使多棱镜高速旋转，所以在形成图像时要消耗大量能量并且可以听到运转声音。而且由于激光光学系统需要扫描激光的机器，所以有变成大单元形状的倾向。
而打印头可以由小型的曝光单元构成。小型的曝光单元是通过使发光元件发出的光通过被称为棒状透镜阵列的成正像的透镜实现的。而且由于打印头没有可移动的部件所以是一种安静的曝光单元。
除了使用LED的打印头，还开发了使用有机电致发光元件(Electroluminescence)的打印头。有机电致发光元件的情况下，可以使用掩膜将有机电致发光元件共同地形成在基板上，比起排列LED可以精度更高地排列发光元件。因此，将有机电致发光作为发光元件的优点是可以形成高精度的图像。
例如，已知可以在玻璃基板上形成由有机电致发光元件构成的多个光学元件的例子。当只流过通过上述构造形成图像所必须的发光光量的电流时，上述构造会劣化，随着累计发光时间的增加发光光量会降低。如果发光光量降低，就不能得到正确的图像浓度。
发明内容
本发明的目的是提供可以在确保来自发光元件的图像形成所必须的发光光量的同时，抑制发光元件的劣化的打印头、图象形成装置以及发光装置。
实施方式中的打印头包括：透明基板、驱动电路、第一发光元件、第二发光元件和透镜。上述驱动电路供给电流。上述第一发光元件为上述透明基板上的元件，通过上述电流的供给输出规定波长的第一光。上述第二发光元件为上述透明基板上的元件，通过上述电流的供给输出上述规定波长的第二光。上述透镜对上述第一光和上述第二光重叠后形成的第三光进行聚光。
附图说明
图1是示出感光鼓和打印头的位置关系的一个例子的图。
图2是示出构成打印头的透明基板的一个列子的图。
图3是示出一组发光元件(发光元件组)的第一个例子的图。
图4是示出一组发光元件(发光元件组)的第二个例子的图。
图5是示出驱动发光元件的驱动电路的一个例子的图。
图6是示出包括串联连接的第一以及第二发光元件的打印头电路块的第一个例子的图
图7是示出包括并联连接的第一发光元件以及第二发光元件，并向包括第一发光元件以及第二发光元件的一个发光元件组关联了一个驱动电路的头电路块B2的一个例子的图。
图8是示出包括并联连接的第一发光元件以及第二发光元件，并向第一发光元件以及第二发光元件分别关联了驱动电路的头电路块的一个例子的图。
图9是示出适用了本实施方式的打印头的图像形成装置的一个例子的图。
符号说明
1 打印头 11 透明基板
12 棒状透镜阵列 13 发光元件列
14 驱动电路列 16 连接器
100 图像形成装置 102 图像形成部
105 扫描部 111 感光鼓
112 带电充电器 113 显影装置
113 显影器 114 转印充电器
115 分离充电器 116 清扫器
120 传送带 121 排纸传送导向
122 定影装置 123 排纸辊
130 发光元件组 131 第一发光元件
131a 第一空穴输送层 131b 第一发光层
131c 第一电子输送层 132 第二发光元件
132a 第二空穴输送层 132b 第二发光层
132c 第二电子输送层 133a 电极(+)
133b 绝缘层 133c 电极
133c 电极(－) 133d 电极
134a 电极(+) 134b 绝缘层
134c 电极(－) 134c 电极
134d 绝缘层 134e 电极(+)
134e 电极 134f 绝缘层
134g 电极(－) 134g 电极
140 驱动电路 141 开关用薄膜晶体管
142 电容器 150、151、152、 数字到模拟转换电路
153 选择器(解码器) 154 地址计数器。
具体实施方式
下面参照附图对实施方式进行说明。
图1为示出用于数码照相程序的感光鼓和打印头的位置关系的一个例子的图。例如，打印机、复印机或者多功能一体机等图像形成装置具有图1所示的感光鼓111，打印头1和感光鼓111相对设置。
如图1所示，打印头1包括透明基板11以及棒状透镜阵列12。例如，透明基板11为玻璃基板。来自形成透明基板11上的发光元件列13的多个发光元件的光，通过棒状透镜阵列12在感光鼓111上聚成焦点。发光元件列13由多个发光元件组130构成，发光元件组130由多个发光元件构成。例如，发光元件组130由复用的发光元件，例如，第一发光元件131以及第二发光元件132构成。关于发光元件的复用构造在后文中会进行详细的论述。
感光鼓111由充电器均匀地带电，通过来自发光元件组130的光进行曝光，其电位下降。即，通过控制发光元件组130的发光以及不发光可以在感光鼓111上形成静电潜像。
图2为示出构成打印头的透明基板的一个例子的图。
如图2所示，在透明基板11上的中央部沿透明基板11的长边方向形成发光元件列13。在发光元件列13的附近形成驱动(使发光元件发光)各发光元件(复用了的第一发光元件131以及第二发光元件132)的驱动电路列14。
图2示出以发光元件列13为中心在其两侧配置驱动电路列14的例子，但是也可以在发光元件列13的一侧配置驱动电路列14。
而且，透明基板11具有集成电路(Integrated Circuit)15。集成电路15包括：数字到模拟(digital to analog)转换电路150、选择器153以及地址计数器154等。数字到模拟转换电路150、选择器153以及地址计数器154向驱动电路140供给控制各个发光元件的发光强度以及开/关的信号。而且，透明基板11具有连接器16。连接器16将打印头1与打印机、复印机或者多功能一体机电连接。
例如，在透明基板11上安装有防止各个发光元件、驱动电路140等与外界空气接触对其进行密封的基板。
图3为示出一组发光元件(发光元件组)的第一个例子的图。
发光元件组130具有层积的第一发光元件131以及第二发光元件132。而且这些第一发光元件131以及第二发光元件132串联连接。图3中省略了密封用的基板。
在透明基板11上形成多个发光元件组130。例如，一个发光元件组130包括第一发光元件131以及第二发光元件132。第一发光元件131以及第二发光元件132与被绝缘层133b绝缘的电极(+)133a与电极(－)133c接触，且被电极(+)133a与电极(－)133c夹在中间。而且，构成为：第一发光元件131以及第二发光元件132夹着电极133d。
第一发光元件131的构成为：在透明基板11上与电极(+)133a以及电极133d连接，并被电极(+)133a以及电极133d夹在中间。第一发光元件131包括：第一空穴传输层131a、第一发光层131b、第一电子传输层131c。例如，第一发光层131b为有机电致发光元件。
第二发光元件132的构成为：与电极133d以及电极(－)133c接触，并被电极133d以及电极(－)133c夹在中间。第二发光元件132包括：第二空穴传输层132a、第二发光层132b、第二电子传输层132c。例如，第二发光层132b为有机电致发光元件。
第一发光元件131输出的第一光的波长(规定波长)和第二发光元件132输出的第二光的波长(规定波长)本质相同(第一光和第二光的峰值强度本质相同)。第一发光元件131以及第二发光元件132的个体差带来的波长误差的范围所包括的波长的本质也相同。换言之，第一光和第二光本质上是同一种颜色(例如红色)，打印头1重叠同一种颜色从而确保图像形成所必须的光量。为了输出本质相同的波长的光，第一发光元件131以及第二发光元件132由同一种的材料构成。
第二发光层132b的与透明基板11相反的相反侧的构造为：反射第二发光层132b发出的第二光。例如，第二电子输送层132c具有反射来自第二发光层132b的第二光的构造(反射特性)。或者，电极(－)133c具有反射来自第二发光层132b的第二光的构造(反射特性)。
第二空穴传输层132a、电极133d、第一电子传输层131c、第一空穴传输层131a对于第一发光层131b发出的第一光以及第二发光层132b发出的第二光具有透过性。通过这样的构造第一光与第二光朝向透明基板11被输出。换言之，第二光朝向第一光被输出，第一光与第二光重叠后形成的第三光朝向透明基板11被输出。
这样第一发光元件131以及第二发光元件132发出本质相同的波长的第一光以及第二光。与透明基板11相反一侧的第二电子传输层132c以及电极(-)133c的构造为：反射第一发光元件131以及第二发光元件132发出的第一光以及第二光。这样，可以输出第一光以及第二光在一个方向重叠后形成的第三光。与输出来自一个发光元件的光的情况相比，通过利用该第三光可以获得更多的光量。
图3所示的第一发光元件131以及第二发光元件132为串联连接的构造。在这样的构造中，通过在电极(+)133a与电极(－)133c通正向电流，可以使第一发光元件131以及第二发光元件132发光。在第一发光元件131以及第二发光元件132流过本质相同的电流。
图4为示出一组发光元件(发光元件组的)第二个例子的图。发光元件组130具有层积的第一发光元件131以及第二发光元件132。而且，这些第一发光元件131以及第二发光元件132并联连接。即，从第一发光元件131以及第二发光元件132分别独立地引出电极。图4中省略了密封用的基板。
如图4所示，在透明基板11上形成发光元件组130。例如，发光元件组130包括第一发光元件131以及第二发光元件132。第一发光元件131以及第二发光元件132隔着绝缘层134d层积。第一发光元件131与被绝缘层134b绝缘的电极(+)134a以及电极(－)134c接触并被电极(+)134a以及电极(－)134c夹在中间。而且，第二发光元件132与被绝缘层134f绝缘的电极(+)134e以及电极(－)134g连结并被电极(+)134e以及电极(－)134g夹在中间。
通过在第一发光元件131以及第二发光元件132之间设置绝缘层134d，独立的第一发光元件131以及第二发光元件132形成重叠的构造。
为了使来自第一发光元件131的第一光以及来自第二发光元件132的第二光被输出至透明基板11侧，绝缘层134d对于第一光以及第二光具有透过性。
第二发光层132b上面的与透明基板11相反的相反侧的构造为：反射第二发光层132b发出的第二光。例如，第二电子传输层132c具有反射来自第二发光层132b的第二光的构造(反射特性)。或者，电极134g具有反射来自第二发光层132b的第二光的构造(反射特性)。
第二空穴传输层132a、电极(+)134e、绝缘层134d、电极(-)134c、第一电子传输层131c、第一空穴传输层131a对于第一发光层131b发出的第一光以及第二发光层132b输出的第二光具有透过性。通过这样的构造，第一光与第二光朝向透明基板11被输出。换言之，第一光与第二光重叠后形成的第三光朝向透明基板11被输出。
这样第一发光元件131以及第二发光元件132发出本质相同的波长的第一光以及第二光。透明基板11的相反一侧的第二电子传输层132c或者电极(－)134g的构造为：反射第一发光元件131以及第二发光元件132发出的第一光以及第二光。这样，可以输出第一光与第二光在一个方向重叠后形成的第三光。与输出来自一个发光元件的光的情况相比，通过利用该第三光可以获得更多的光量。
通过将第一发光元件131和第二发光元件132设计为独立构造，可以独立地驱动第一发光元件131和第二发光元件132。
图5为示出驱动发光元件的驱动电路的一个例子的图。
选择信号S1被供给至开关用薄膜晶体管141的栅极，在使连接于驱动电路140的第一发光元件131以及第二发光元件132的发光强度改变时变为“L”等级。选择信号S1变为“L”等级时，根据被供给至驱动用薄膜晶体管143的栅极的发光等级信号S2的电压改变电容器142的电压。
选择信号S1变为“H”时，保持电容器142的电压。即使发光等级信号S2的电压变化，电容器142的电压等级也不会变化。
与电容器142所保持的电压相应的驱动电流I流过连接于驱动电路140的第一发光元件131以及第二发光元件132。
通过选择信号S1可以从发光元件列13所包括的多个发光元件组130选择规定的发光元件组130，通过发光等级信号S2可以确定发光强度，并维持该发光强度。
下面，对将第一发光元件131以及第二发光元件132连接于一个驱动电路140的例子进行说明。
图6为示出包括串联连接的第一以及第二发光元件的打印头电路块的第一个例子的图。如图6所示，在串联连接的第一发光元件131以及第二发光元件132连接一个驱动电路140。正是因为来自第一发光元件131的第一光的波长(波段)以及来自第二发光元件132的第二光的波长(波段)本质相同，才使这样的电路构成成为可能。
数字到模拟转换电路150的输出被连接至前文中阐述过的驱动电路140的发光等级信号S2。数字到模拟转换电路150的输入为输入至打印头的图像数据D。
选择器153的输出被连接至驱动电路140的选择信号S1。选择器153的输入为地址计数器154的输出。根据地址计数器154的输出值选择驱动电路140。
地址计数器154对输入至打印头1时钟频率C进行计数。地址计数器154根据输入至打印头1的水平同步信号S对计数进行复位。
通过向打印头1输入水平同步信号S，与时钟频率C同步地输入图像数据D，可以使发光元件组130依次按照对应于图像数据的发光强度发光。
图7为示出包括并联连接的第一发光元件以及第二发光元件，且向包括第一发光元件以及第二发光元件的一个发光元件组关联了一个驱动电路140的头电路块B2的一个例子的图。如图7所示，在并联连接的第一发光元件131以及第二发光元件132连接一个驱动电路140。正是因为来自第一发光元件131的第一光的波长(波段)以及来自第二发光元件132的第二光的波长(波段)本质相同，才使这样的电路构成成为可能。
图7所示的头电路块B2的电路构成与图6所示的头电路块B1的电路构成的差别在于与驱动电路140连接的第一发光元件131以及第二发光元件132的连接方式。头电路块B2的动作与头电路块B1的动作基本相同，在此省略其详细内容。
图8为示出包括并联连接的第一发光元件以及第二发光元件，且向第一发光元件以及第二发光元件分别关联了驱动电路的头电路块的一个例子的图。
图8所示的头电路块B3的电路构成和图7所示的头电路块B2的电路构成的区别在于，在头电路块B3中在各个第一发光元件131连接驱动电路140a，在各个第二发光元件132连接驱动电路140b。而且，从驱动电路140a向第一发光元件131供给规定等级的电流，同样也从驱动电路140b向第二发光元件132供给规定等级的电流。而且，在驱动电路140a的整个系统里接入数字到模拟转换电路151，在驱动电路140b的整个系统接入数字到模拟转换电路152。头电路块B3的动作与头电路块B1或B2的动作基本相同，在此省略其详细内容。
通过向打印头1与水平同步信号S和时钟频率C同步地向两个系统同时输入图像数据D，可以分别控制重叠的第一发光元件131以及第二发光元件132的发光强度。
如上所述，在打印头1，第一发光元件131以及第二发光元件132为重叠的构造。通过向同一个方向输出来自的重叠的第一发光元件131的第一光以及来自第二发光元件132的第二光从而使这两种光重叠得到第三光，可以获得比来自一个发光元件的光更强的光。
当从第一发光元件131以及第二发光元件132输出本质相同的波长的光时，流经各个发光元件的电流就会减少，可以延长发光元件的寿命。
此外，在本实施方式中对重叠两个发光元件的例子进行了说明，但是不仅仅局限于两个，也可以重叠三个或三个以上的发光元件。
而且，在本实施方式中，构造为：在透明基板11侧配置电极(+)以及空穴传输层，夹着发光层在其相反一侧配置电子传输层以及电极(－)，但是不仅仅局限于这样的配置，也可以在透明基板11侧配置电极(－)以及电子传输层，夹着发光层在其相反一侧配置空穴传输层以及电极(+)。
图9为示出应用了本实施方式的打印头1的图像形成装置的一个例子的图。图9示出了黑白图像形成装置的一个例子，但是本实施方式的打印头1还可以应用于彩色图像形成装置。
图像形成装置100包括图像形成部102以及扫描部105。下面对图像形成部102的构造进行说明。图像形成部102在感光鼓111周围具有：带电充电器112、显影器113、转印充电器114、分离充电器115、清扫器116。带电充电器112使感光鼓111均匀带电。显影器113使在带电的感光鼓111上基于来自扫描部105的图像数据形成的潜影显影。转印充电器114将在感光鼓111显影的图像转印至用纸P。清扫器116清扫残余在感光鼓111上的显影剂。
带电充电器112、显影器113、转印充电器114、分离充电器115以及清扫器116沿着感光鼓111的箭头A的旋转方向依次配置。而且图像形成部102具有与感光鼓111相对配置的打印头1。
图像形成部102包括传送带120以及排纸传送导向121。传送带120以及排纸传送导向121依次将转印过色调剂图像的用纸P向分离充电器115的用纸传送方向下游侧传送。而且图像形成部102还包括定影装置122以及排纸辊123。定影装置122依次对排纸传送导向121的用纸传送方向下游侧的用纸P进行定影，排纸辊123对该用纸P进行排纸。
下面对图像形成的程序动作进行说明。
通过来自打印头1(第一发光元件131以及第二发光元件132)的光(第三光)形成于感光鼓111上的静电潜像，通过显影器113供给的色调剂(显影剂)显影。形成了色调剂图像的感光鼓111通过转印充电器114将静电潜像转印至用纸P上。
结束了向用纸的转印的感光鼓111的表面的残留色调剂被清扫器116清扫，感光鼓111回到初始状态，变成下次图象形成的待机状态。
通过重复以上程序动作，图象形成动作被连续执行。
本实施方式的打印头1不仅仅局限于数码照相程序中的打印头，也可以用作胶片等的曝光装置。
而且，本实施方式对将透明基板11等应用于打印头1的例子以及将打印头1应用于图象形成装置的例子进行了说明，但是本实施方式不仅仅局限于此。例如，可以将透明基板11应用于各种显示器(显示装置)，形成由透明基板11构成的显示器。这样的显示器既可以确保发光光量又可以抑制发光元件的劣化。
虽然说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式只是作为示例而提出的，并非旨在限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式进行实施，能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形被包括在发明的范围和宗旨中，同样地被包括在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。

Claims (8)

1.一种打印头，其特征在于，包括：
透明基板；
驱动电路，其供给电流；
第一发光元件，其为所述透明基板上的元件，并通过所述电流的供给输出规定波长的第一光；
第二发光元件，其为所述透明基板上的元件，并通过所述电流的供给输出所述规定波长的第二光；以及
透镜，其对所述第一光以及所述第二光重叠后形成的第三光进行聚光。
2.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于，
在所述第一发光元件上形成所述第二发光元件，
所述第一发光元件向规定方向输出所述第一光，
所述第二发光元件向所述规定方向输出所述第二光。
3.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于，
所述第一发光元件和所述第二发光元件串联连接于所述驱动电路。
4.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于，
所述第一发光元件和所述第二发光元件并联连接于所述驱动电路。
5.一种打印头，其特征在于，包括：
透明基板；
第一驱动电路，其供给第一规定等级的电流；
第二驱动电路，其供给第二规定等级的电流；
第一发光元件，其为所述透明基板上的元件，通过从所述第一驱动电路的所述电流的供给输出规定波长的第一光；
第二发光元件，其为所述透明基板上的元件，通过从所述第二驱动电路的所述电流的供给输出所述规定波长的第二光；以及
透镜，其对所述第一光以及所述第二光重叠后形成的第三光进行聚光。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的打印头，其特征在于，
所述第一发光元件以及第二发光元件是有机电致发光元件。
7.一种图像形成装置，其特征在于，包括：
根据权利要求1至6中任一项所述的打印头；
感光体；
带电器，其使所述感光体带电；以及
显影器，其使所述感光体上的潜像显影，
所述打印头向所述感光体照射所述第三光，曝光通过所述带电器带电的所述感光体，在所述感光体上形成所述潜像。
8.一种发光装置，其特征在于，包括：
透明基板；
驱动电路，其供给电流；
第一发光元件，其为所述透明基板上的元件，通过所述电流的供给输出规定波长的第一光；以及
第二发光元件，其为所述透明基板上的元件，通过所述电流的供给朝向所述第一光输出所述规定波长的第二光。
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