JP2004066758A - Exposure head and imaging apparatus employing it - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an exposure head having light emitting parts, e.g. organic EL light emitting elements, arranged in array on a transparent substrate in which detection accuracy of the quantity of light can be enhanced by disposing a means for detecting the quantity of light on the end face of the transparent substrate and guiding a light beam reflected totally on the exit side surface of the transparent substrate to the means for detecting the quantity of light thereby detecting the quantity of light emitted from the light emitting element efficiently. <P>SOLUTION: The exposure head is arranged such that a light beam from a light emitting part 63 transmits the transparent substrate 62 and exits to the image carrier side. The transparent substrate 62 has a surface for forming the light emitting part 63 and a light beam exiting surface substantially parallel therewith. A means 100 for detecting the quantity of light beam being emitted from the light emitting part 63 is provided at a position of the transparent substrate 62 other than the surface for forming the light emitting part 63 and the light beam exiting surface. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光ヘッド及びそれを用いた画像形成装置に関し、例えば、透明基板上に有機EL発光素子からなる発光部をアレイ状に配置してなる露光ヘッドとそれを用いて小型化した画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子写真法を用いる複写機、プリンター、ファックス等の画像形成装置においては、光書き込み手段(露光手段)としてレーザ走査光学系を用いるのが一般的にであった。
【0003】
このような中、有機EL発光素子を単一チップ上に集積させて、発光特性のバラツキを解消して低コスト化を図るものが特開平11−138899号において提案されている。
【0004】
また、特開2000−238333においては、同一基板上に有機EL発光素子とその発光量を測定する光量センサとをアレイ状に配置して露光ヘッドを構成し、発光量低下による濃度ムラを防止したものが提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
これらの従来例に示されているように、有機EL発光素子の発光部から発光した光線は、透明基板へ入射し、その発光部を設けた面とは反対側の透明基板面から射出する。このとき、図16に示すように、発光部63から透明基板62を通って光線が射出するとき、発光部63からの発光光線は、透明基板62の射出側の面102からの射出光aと、その面102での反射光に分かれる。さらに、その射出側の面102での反射光は、臨界角θC 以上で射出側の面102に入射して全反射する光線bと、臨界角θC 以下で反射する光線cに分けられる。全反射での反射率は100%なのに対して、臨界角θC 以下での反射率は通常10%以下であるため、光線cの強度は、光線bに比べて非常に小さい。光線bは、射出側の面102で反射後、反対側の発光部63を設けた面101に入射するが、その反対側の面101が射出側の面102と平行であれば、反対側の面101に対しても臨界角θC 以上で入射し、再び全反射する。光線bは、このようにして透明基板62の両側の面101、102で全反射を繰り返し、最終的にはそのほとんどが透明基板62の端面103から外へ射出する。
【0006】
従来の特開2000−238333の場合、発光部からの発光量を測定する光量センサを発光部と同一面上に配置しているため、検出可能な光線は上記の光線cのみとなり、検出光量が不足し高精度な検出ができず、濃度ムラ等を高精度で防止することができないという問題点がある。
【0007】
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、透明基板上に有機EL発光素子等の発光部をアレイ状に配置してなる露光ヘッドにおいて、光量検出手段を透明基板の端面に設置し、透明基板の射出側の面で全反射した光線をその光量検出手段へ導くようにして、発光素子の光量を効率良く検出して光量検出精度を高めることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の露光ヘッドは、透明基板上に発光部がアレイ状に形成され、前記発光部からの変調光線を像担持体上に投射して像担持体に所定のパターンを形成する露光ヘッドであって、前記発光部からの光線は、前記透明基板を透過して前記像担持体側へ射出される露光ヘッドにおいて、
前記透明基板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略平面で構成され、前記透明基板の前記発光部が形成される面と前記光線が射出する面以外の位置に、前記発光部から発光される光線の光量を検出する光量検出手段が設けられていることを特徴とするものである。
【0009】
この場合、特に発光部が有機EL発光素子の発光部であると、有効である。
【0010】
また、透明基板の副走査方向の端面に光量検出手段を設けることが可能である。
【0011】
あるいは、透明基板の主走査方向の端面に光量検出手段を設けることが可能である。
【0012】
この場合に、光量検出手段を透明基板の主走査方向の両端面に設けることが望ましい。
【0013】
また、透明基板の端面の複数位置に光量検出手段を設けることもできる。
【0014】
また、透明基板の光量検出手段が設けられていない端面を光反射性とすることが望ましい。
【0015】
また、単数の光量検出手段で検出された光量検出信号、又は、複数の光量検出手段で検出された光量検出信号を合計した光量検出信号に基づいて、発光部の光量補正を行うことが望ましい。
【0016】
また、発光部の発光光量を補正する補正係数を記憶する記憶手段を有することが望ましい。
【0017】
本発明は、像担持体の周囲に帯電手段、以上の何れかの露光ヘッド、トナー現像手段、転写手段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、カラー画像形成を行うタンデム方式のカラー画像形成装置を含むものである。
【0018】
この場合に、転写媒体から記録媒体上に転写されたトナー像を加熱定着する加熱定着手段を備えている場合に、本発明の露光ヘッドを適用すると、有効なものである。
【0019】
なお、露光ヘッドの発光部の発光光量を補正する補正係数を記憶する記憶手段を、露光ヘッド側でなく、画像形成装置本体側に設けてもよい。
【0020】
本発明においては、透明基板は発光部が形成される面と光線が射出する面が略平行な略平面で構成され、その透明基板の発光部が形成される面と光線が射出する面以外の位置に、発光部から発光される光線の光量を検出する光量検出手段が設けられているので、光量検出手段の位置で透明基板内を全反射してガイドされた光を検出することが可能となり、検出光量が増加して高精度な光量測定が可能となる。その結果、各発光部の発光特性にバラツキがあっても、また、各発光部が劣化しても、均一な発光量分布を得るように制御することが可能になる。また、各発光部に対応して配置されていた光量検出手段の数を格段に減らすことが可能となり、露光ヘッドの構成が簡素化されると共に低価格化が図れる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像形成装置とそれに用いる露光ヘッドの1実施例を図面を参照しつつ説明する。
【0022】
図1は、本発明の露光ヘッド(像書込手段)を用いた画像形成装置の1実施例の全体構成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。
【0023】
図1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。
【0024】
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になっている。
【0025】
ハウジング本体2の前面下部の両側には、回動軸3bを介して第1の開閉部材3がハウジング本体2に開閉自在に装着されている。
【0026】
本実施例においては、後述するように、装置の前面のみからのアクセスで各ユニットの着脱を可能とし、装置を室内にコンパクトに設置することができるようにしている。
【0027】
図1において、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、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。これにより、中間転写ベルト16駆動時のベルト搬送方向が下向きになるベルト面16aが下方に位置するようにされている。本実施例においては、前記ベルト面16aはベルト駆動時のベルト張り面(駆動ローラ14により引っ張られる面)である。
【0028】
上記駆動ローラ14及び従動ローラ15は、支持フレーム9aに回転自在に支持され、支持フレーム9aの下端には回動部9bが形成され、この回動部9bはハウジング本体2に設けられた回動軸(回動支点)2bに嵌合され、これにより、支持フレーム9aはハウジング本体2に対して回動自在に装着されている。また、支持フレーム9aの上端にはロックレバー9cが回動自在に設けられ、ロックレバー9cはハウジング本体2に設けられた係止軸2cに係止可能にされている。
【0029】
駆動ローラ14は、二次転写ユニット11を構成する二次転写ローラ19のバックアップローラを兼ねている。また、従動ローラ15をクリーニング手段17のバックアップローラとして兼用させている。また、クリーニング手段17は、搬送方向下向きのベルト面16a側に設けられている。
【0030】
また、中間転写ベルト16の搬送方向下向きのベルト面16a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。
【0031】
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。
【0032】
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(イェロー用)、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、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。
【0033】
そして、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され、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。
【0034】
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。また、本実施例のように、クリーナレス構成の画像形成装置にこのような導電性ブラシローラを用いる場合には、非画像形成時にブラシローラへトナーの帯電極性と同極性のバイアスを印加することで、ブラシローラに付着した転写残りトナーを像担持体20に放出させ、一次転写部で中間転写ベルト16上に転写して、中間転写ベルト16のクリーニング手段17で回収する構成とすることができる。
【0035】
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。
【0036】
像書込手段23は、後述するように、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、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。
【0037】
次に、現像手段24の詳細について、画像形成ステーションKを代表して説明する。本実施例においては、各画像ステーションY、M、C、Kが斜め方向に配設され、かつ、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に当接される関係上、トナー貯留容器26を斜め下方に傾斜して配置している。そのため、現像手段24として特別の構成を採用している。
【0038】
すなわち、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。
【0039】
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、一方、撹拌部材29は供給ローラ31の回転方向とは逆方向に回転駆動される。トナー貯留部27において撹拌部材29により撹拌、運び上げられたトナーは、仕切部材30の上面に沿ってトナー供給ローラ31に供給され、供給されたトナーはブレード32と摺擦して供給ローラ31の表面凹凸部への機械的付着力と摩擦帯電力による付着力によって、現像ローラ33の表面に供給される。現像ローラ33に供給されたトナーは規制ブレード34により所定厚さの層厚に規制され、薄層化したトナー層は、像担持体20へと搬送されて現像ローラ33と像担持体20が接触して構成するニップ部及びこの近傍で像担持体20の潜像部を現像する。
【0040】
本実施例においては、像担持体20と対向する側の現像ローラ33、トナー供給ローラ31及び現像ローラ33と規制ブレード34の当接部がトナー貯留部27内のトナーに埋没しない構成としている。この構成によって、貯留トナーの減少によって現像ローラ33に対する規制ブレード34の当接圧力の変動を防ぐことができると共に、規制ブレード34によって現像ローラ33から掻き落とされた余剰トナーがトナー貯留部27へ落下するので、現像ローラ33のフィルミングを防ぐことができる。
【0041】
また、供給ローラ31と現像ローラ33の当接位置下方に現像ローラ33と規制ブレード34の当接部を位置させ、供給ローラ31によって現像ローラ33へ供給されて現像ローラ33に移行しなかった余剰トナーと、規制ブレード34によって現像ローラ33から規制除去された余剰トナーを現像手段下部のトナー貯留部27へ戻す経路を設け、トナー貯留部27へ戻ったトナーは撹拌部材29によってトナー貯留部27内のトナーと撹拌され、撹拌部材29によって再度、供給ローラ31近傍のトナー導入部へ供給される。したがって、余剰トナーを供給ローラ31と現像ローラ33の摺擦部や現像ローラ33と規制ブレード34の当接部に渋滞させずに下部へ落下させてトナー貯留部27のトナーと撹拌を行うので、現像手段内のトナーの劣化が徐々に進行し、現像手段の交換直後に急激な画質変化が発生することを防ぐことができる。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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、各色の色ずれ補正動作を行う頻度を少なくすることができる。
【0045】
以上のような本実施例の画像形成装置全体の作動の概要は次の通りである。
(1)図示しないホストコンピュータ等(パーソナルコンピュータ等)からの印字指令信号(画像形成信号)が電装品ボックス5内の制御回路に入力されると、各画像形成ステーションY、M、C、Kの像担持体20、現像手段24の各ローラ、及び中間転写ベルト16が回転駆動される。
(2)像担持体20の表面が帯電手段22によって一様に帯電される。
(3)各画像形成ステーションY、M、C、Kにおいて一様に帯電した像担持体20の表面に、像書込手段23によって各色の画像情報に応じた選択的な露光がなされ、各色用の静電潜像が形成される。
(4)それぞれの像担持体20に形成された静電潜像が現像手段24によりトナー像が現像される。
(5)中間転写ベルト16の一次転写部材21には、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加され、像担持体20上に形成されたトナー像が一次転写部において中間転写ベルト16の移動に伴って順次、中間転写ベルト16上に重ねて転写される。
(7)この一次画像を一次転写した中間転写ベルト16の移動に同期して、給紙カセット35に収納された記録媒体Pが、レジストローラ対37を経て二次転写ローラ19に給送される。
(8)一次転写画像は、二次転写部位で記録媒体と同期合流し、押圧機構によって中間転写ベルト16の駆動ローラ14に向かって押圧された二次転写ローラ19で、一次転写画像とは逆極性のバイアスが印加され、中間転写ベルト16上に形成された一次転写画像は、同期給送された記録媒体に二次転写される。
(9)二次転写における転写残りのトナーは、従動ローラ15方向へと搬送されて、このローラ15に対向して配置したクリーニング手段17によって掻き取られ、そして、中間転写ベルト16はリフレッシュされて再び上記サイクルの繰り返しを可能にされる。
(10)記録媒体が定着手段12を通過することによって記録媒体上のトナー像が定着し、その後、記録媒体が所定の位置に向け(両面印刷でない場合には排紙トレイ4に向け、両面印刷の場合には両面プリント用搬送路40に向け)搬送される。
【0046】
次に、図2、図3を参照にして、消耗品の交換やジャム処理について説明する。図2は、第1の開閉部材3を開閉蓋3’と共に回動軸3bを支点として下方に回動し、定着ユニット12及び二次転写ユニット11を露出させ、また、転写ベルトユニット9のフレーム9aの上部に設けたロックレバー9cを回動して係止軸2cとの係合を外し、フレーム9aを回動軸2bを支点として右方に回動させ、フレーム9aに支持されている転写ベルトユニット9及び像担持体ユニット25を露出させ、ハウジング本体2側に支持されている現像手段24もこのような操作で露出させた状態を示しており、この状態で、図3に示すように、フレーム9aから像担持体ユニット25と転写ベルトユニット9を取り外して交換可能にすることができ、また、現像手段24も独立して選択的に交換可能にすることができる。さらには、搬送路中に詰まった用紙のジャム処理もできる。
【0047】
次に、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を一体化してなる像担持体ユニット(像担持体カートリッジ)25について、図4〜図8を参照にして説明する。図4に像担持体ユニット25を現像手段24側から見た斜視図を、図5にその断面図を示す。像担持体ユニット25は、中間転写ベルト16に接する側が開口した不透明な金属板等からなるケース50中に、相互に離間して平行に画像形成ステーションY、M、C、Kの4本の像担持体(感光体ドラム)20が回転可能に支持されており、その各像担持体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。そして、その像書込手段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。後で説明するように、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。
【0048】
図6に、像書込手段23の断面図を示す。像書込手段23は、像担持体20に面して内外に通じるように中央部に屈折率分布型ロッドレンズ65’(図8)を俵積みしてなる屈折率分布型ロッドレンズアレイ65を取り付けている不透明なハウジング60と、そのハウジング60中の屈折率分布型ロッドレンズアレイ65の後面に面して取り付けられた有機EL発光素子アレイ61と、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を遮蔽する不透明なカバー66とからなり、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ようになっている。
【0049】
図7は、図6の像書込手段23の有機EL発光素子アレイ61の発光部63近傍の1例の断面図を示しており、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が例えば千鳥配置の2列の発光部63各々に対応して欄外に設けられており、ガラス基板62上にはその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に接続するように発光部63位置に厚さ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、その上に発光部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、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とが順に成膜されて、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。
【0050】
なお、発光層78に用いる材料、正孔注入層77に用いる材料については、例えば、特開平10−12377号、特開2000−323276等で公知の種々のものが利用でき、詳細は省く。
【0051】
図8には、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例を示す。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おり、一方、有機EL発光素子アレイ61は、図6に示すように長尺のハウジング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。
【0052】
以上のような構成からなるので、例えば図2や図3のように、消耗品の交換やジャム処理のために、像担持体ユニット25から現像手段24を外して像担持体ユニット25を外光に露出させると、像担持体ユニット25の開口51から蛍光灯や太陽からの紫外線がケース50内に入るが、開口51と像書込手段23の間にケース50の遮蔽部分52が残されているので、その紫外線が直接露光位置に入射してその位置の像担持体20で反射され、屈折率分布型ロッドレンズアレイ65を介して像書込手段23中の有機EL発光素子アレイ61の発光部63へ達することが防止される。また、ケース50の中間転写ベルト16に接する側の開口から入射する紫外線も帯電手段22と、帯電手段22と像書込手段23の間のケース50の遮蔽部分53とによって遮蔽されるので、同様に発光部63へその紫外線が達することが防止される。なお、ケース50の内面が紫外線を吸収する黒色に塗ってあると、以上の紫外線遮蔽作用はより確実なものとなる。
【0053】
一方、像書込手段23のハウジング60は不透明であり、その背面には不透明なカバー66により覆われているので、有機EL発光素子アレイ61の背面に入射する蛍光灯や太陽からの紫外線も有機EL発光素子アレイ61の発光部63へ達することは防止される。
【0054】
したがって、消耗品の交換やジャム処理のために像担持体ユニット25が紫外線に曝されても、それと一体の像書込手段23中の有機EL発光素子アレイ61の発光部63にはその紫外線は達せず、有機EL発光素子が紫外線により劣化することは防止される。
【0055】
さて、以上の像書込手段23において、各有機EL発光素子の発光部63から発光される光量を検出する光量検出手段について説明する。図9は、像書込手段23の有機EL発光素子アレイ61のガラス基板62の副走査方向の断面図であり、有機EL発光素子アレイ61についてはその1個の発光部63のみを示してある。ここで、副走査方向とは像担持体20の回転軸に直交する方向を意味し、後記する主走査方向とは像担持体20の回転軸に平行な方向を意味する。また、図10にその斜視図を示す。
【0056】
図16を用いて説明したように、発光部63から透明基板62を通って光線が射出するとき、発光部63からの発光光線は、主として、透明基板62の射出側の面102からの射出光aと、臨界角θC 以上で射出側の面102に入射して全反射する光bとに分けられる。この中、射出光aの中心部が屈折率分布型ロッドレンズアレイ65(図6、図8)を介して像担持体20への露光に用いられる。一方、光bは透明基板62の両側の面101、102で全反射を繰り返し、無駄な光となる。ここでは、有機EL発光素子アレイ61のガラス基板62の副走査方向の端面103の所定箇所(図10では略中央部)に、フォトダイオード等の受光素子からなる光量センサ100を貼り付けて、この全反射により透明基板62内をガイドされた発光部63から光bを光量センサ100に入射するようにして、発光部63からの発光光の相対光量を検出できるようにする。図11には、この場合の図6と同様の像書込手段23の断面図を、図12には、図11の像書込手段23の有機EL発光素子アレイ61の発光部63近傍から光量センサ100に至る部分の断面図を示す。
【0057】
なお、光量センサ100を設置する面と対向する別の副走査方向の端面104には、金属等からなる光反射層91を配置して、その端面104へガイドされた光を反射させて、光量センサ100を設置した端面103へ同様の繰り返し反射で戻すようにして、光量センサ100へ入射する光量を増加させるようにすることが望ましい。
【0058】
次に、このような光量センサ100で検出した光量データに基づいて、有機EL発光素子アレイ61の各発光部63の発光量を一定量に安定的に制御して、発光部63毎の濃度ムラを防止する方法の1例を説明する。
【0059】
まず、像担持体ユニット25出荷時に、各像書込手段23の有機EL発光素子アレイ61から屈折率分布型ロッドレンズアレイ65を経て像担持体20位置に露光される光量を各発光部63毎に測定する。そのためには、像書込手段23を検査ジグに取り付ける。その検査ジグには、有機EL発光素子アレイ61の各発光素子の発光部63から発光した光量を像担持体20の対応する像面位置で検出する光量検出器が配置されている。この光量検出器としては、1個の検出器を有機EL発光素子アレイ61に沿って移動させながら、各発光部63の発光光量を順次検出するものでも、発光部63に対応して同じ数の検出器が配置されているものでもよい。そして、各発光部63を順に発光させ、像書込手段23の光量センサ100で検出した値Phn (nはn番目の発光部63を表す。)と、検査ジグの光量検出器で検出した値Pgn を得る。そして、各発光部63に対して補正係数Pgn /Phn を算出する。
【0060】
上記の光量の測定と補正係数の算出を全ての発光素子の発光部63について行い、全ての発光素子に対する補正係数Pgn /Phn を求める。
【0061】
このようにして求めた補正係数Pgn /Phn を、図13にブロック図を示すように、像書込手段23中に配置してあるメモリー124中に記憶させておく。このメモリー124中に記憶されている補正係数Pgn /Phn を用いて各発光部63の発光光量補正を、図1の画像形成装置1中で行う。その方法の1例を説明する。
【0062】
各像書込手段23の有機EL発光素子アレイ61の個々の発光部63を、メモリー124中に記憶させてある初期値のデータに基づいて、制御回路122と駆動回路123を経て発光させ、そのときの測定値を光量センサ100で計測する。その測定値へ、メモリー124中に記憶させてある補正係数Pgn /Phn を乗じることによって、個々の発光部63の像面位置での光量が算出される。
【0063】
この算出された光量と、本体の電装品ボックス5内に配置された本体コントローラ121が与える目標の光量と比較して、算出された光量が目標の光量となるように、その差に基づいて有機EL発光素子アレイ61の個々の発光素子に流す電流等を制御して、各発光部63の発光光量を目標の光量となるように調整する。このような調整作業を全ての発光素子について繰り返し行い、全ての発光素子の光量を目標値に調整する。
【0064】
この光量補正動作は、画像形成装置1の起動直後、印字開始前、紙間等の何れかの時点で本体コントローラ121の指令に基づいて行うことができる。
【0065】
なお、像担持体ユニット25出荷時に、上記のような補正係数Pgn /Phn を求めてメモリー124に記憶させる代わりに、各発光素子の発光部63から発光した光量が像担持体20の対応する像面位置で目標光量となるように各発光部63を発光させて、すなわち、Pgn が所定の値になるように発光させて、そのときの光量センサ100で検出した値Phn を記憶させるようにしてもよい。この場合は、個々の発光部63をメモリー124中に記憶させてある初期値のデータに基づいて発光させ、光量センサ100でそのときの測定値を得る。その測定値とメモリー124中に記憶させてあるPhn を比較して、その差がなくなるように有機EL発光素子アレイ61の個々の発光素子に流す電流等を制御して、各発光部63の発光光量を目標の光量となるように調整する。
【0066】
以上では、各発光部63の補正係数Pgn /Phn あるいは目標光量で発光しているときの光量センサ100で検出した値Phn を記憶させるメモリー124を像書込手段23に設けるものとしたが、本体の電装品ボックス5内の本体コントローラ121に接続させて本体側に配置するようにしてもよい。
【0067】
このように、像書込手段23又は装置本体側に、発光部63毎の補正係数Pgn /Phn あるいは目標光量で発光しているときの値Phn を記憶させることにより、各発光部63の発光特性にバラツキがあっても、また、外光の紫外線、定着ユニット12の熱源等からの加熱によって有機EL発光素子が劣化しても、均一な発光量分布を得るように制御することができる。
【0068】
以上の実施例は、光量センサ100として1個の光量センサ100を有機EL発光素子アレイ61のガラス基板62の副走査方向の端面103に配置する例であったが、光量センサ100は複数異なる位置に配置してもよい。図14の例では、4個の光量センサ1001 〜1004 を副走査方向の両方の端面103と104にそれぞれ2個ずつ配置している。
【0069】
図10、図14のように、光量センサ100、1001 〜1004 をガラス基板62の副走査方向の端面103、104に配置する場合は、光量センサ100、1001 〜1004 が発光部63からより近い位置に配置できるため、検出光量を上げることができるメリットがある。なお、複数の光量センサ1001 〜1004 を用いる場合、前記の検出値Phn としては、各光量センサ1001 〜1004 の検出値を足し合わせた値をPhn として用いるとか、最も近い光量センサ1001 〜1004 の検出値をPhn として用いる等の種々の変形が可能である。
【0070】
また、光量センサ100は、有機EL発光素子アレイ61のガラス基板62の主走査方向の端面に配置してもよい。図15の例では、有機EL発光素子アレイ61のガラス基板62の主走査方向の両端面105と106に2つの光量センサ1001 、1002 を配置している。このような配置をとり、2つの光量センサ1001 、1002 の検出値を足し合わせた値をPhn として用いると、全ての位置の発光部63に対して略均一な検出光量での検出が可能となる。この場合も、最も近い光量センサ1001 、1002 の検出値をPhn として用いる等の変形が可能である。もちろん、主走査方向の片方の端面105又は106のみに光量センサ1001 又は1002 のみを配置するようにしてもよい。
【0071】
このように、光量センサ1001 、1002 をガラス基板62の主走査方向の端面105、106に配置する場合は、ライン状の像書込手段23の副走査方向の大きさを小さくすることができ、小型なラインヘッド(露光ヘッド)23を構成することができる。
【0072】
以上、本発明の露光ヘッドとそれを用いた画像形成装置をいくつかの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。
【0073】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の露光ヘッドとそれを用いた画像形成装置によると、透明基板は発光部が形成される面と光線が射出する面が略平行な略平面で構成され、その透明基板の発光部が形成される面と光線が射出する面以外の位置に、発光部から発光される光線の光量を検出する光量検出手段が設けられているので、光量検出手段の位置で透明基板内を全反射してガイドされた光を検出することが可能となり、検出光量が増加して高精度な光量測定が可能となる。その結果、各発光部の発光特性にバラツキがあっても、また、各発光部が劣化しても、均一な発光量分布を得るように制御することが可能になる。また、各発光部に対応して配置されていた光量検出手段の数を格段に減らすことが可能となり、露光ヘッドの構成が簡素化されると共に低価格化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の露光ヘッド(像書込手段)を用いた画像形成装置の1実施例の全体構成を示す模式的断面図である。
【図2】図1の装置において定着ユニット、二次転写ユニット、転写ベルトユニット、像担持体ユニット、現像手段を露出させた状態を示す図である。
【図3】図2の状態で像担持体ユニットと転写ベルトユニットを取り外して交換可能にした状態を示す図である。
【図4】図1の装置に用いる像担持体ユニットを現像手段側から見た斜視図である。
【図5】図4の像担持体ユニットの断面図である。
【図6】図4の像担持体ユニットに用いる像書込手段の断面図である。
【図7】図6の像書込手段の有機EL発光素子アレイの発光部近傍の1例の断面図である。
【図8】像担持体ユニットに取り付けられた各像担持体に対して像書込手段を正確に位置決めするための機構の1例を示す斜視図である。
【図9】有機EL発光素子アレイのガラス基板の副走査方向の断面図である。
【図10】図9の斜視図である。
【図11】図9、図10の場合の像書込手段の断面図である。
【図12】図11の像書込手段の有機EL発光素子アレイの発光部近傍から光量センサに至る部分の断面図である。
【図13】各発光部の発光光量補正を行う制御部のブロック図である。
【図14】光量センサの配置位置、配置数の変形例を示す斜視図である。
【図15】光量センサの配置位置、配置数の別の変形例を示す斜視図である。
【図16】有機EL発光素子の発光部から発光した光線の振る舞いを説明するための図である。
【符号の説明】
P…記録媒体
1…画像形成装置
2…ハウジング本体
2b…回動軸(回動支点)
2c…係止軸
3…第1の開閉部材
3’…開閉蓋
3b…回動軸
4…第2の開閉部材
5…電装品ボックス
6…画像形成ユニット
7…送風ファン
9…転写ベルトユニット
9a…支持フレーム
9b…回動部
9c…ロックレバー
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
14…駆動ローラ
15…従動ローラ
16…中間転写ベルト
16a…中間転写ベルト駆動時のベルト搬送方向が下向きになるベルト面
17…クリーニング手段
18…テストパターンセンサ
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
24…現像手段
25…像担持体ユニット(像担持体カートリッジ)
26…トナー貯留容器
27…トナー貯留部
29…トナー撹拌部材
30…仕切部材
31…トナー供給ローラ
32…ブレード
33…現像ローラ
34…規制ブレード
35…給紙カセット
36…ピックアップローラ
37…レジストローラ対
39…排紙ローラ対
40…両面プリント用搬送路
45…加熱ローラ
46…加圧ローラ
47…ベルト張架部材
49…耐熱ベルト
50…ケース
51…開口
52…遮蔽部分
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
65’…屈折率分布型ロッドレンズ
66…カバー
67…固定板バネ
68…ねじ挿入孔
69…位置決めピン
71…TFT(薄膜トランジスタ)
72…絶縁膜
73…陽極
74…絶縁膜
75…バンク
76…バンクの穴
77…正孔注入層
78…発光層
79a…陰極第1層
79b…陰極第2層
80…不活性ガス
91…光反射層
100、1001 、1002 、1003 、1004 …光量センサ
101…透明基板の発光部を設けた面
102…透明基板の射出側の面
103…透明基板の副走査方向の端面
104…透明基板の副走査方向の別の端面
105、106…透明基板の主走査方向の端面
121…本体コントローラ
122…制御回路
123…駆動回路
124…メモリー
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure head and an image forming apparatus using the same, for example, an exposure head in which light-emitting portions made of organic EL elements are arranged in an array on a transparent substrate, and miniaturized image forming using the same. It concerns the device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile using an electrophotographic method, a laser scanning optical system is generally used as an optical writing unit (exposure unit).
[0003]
In such a situation, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-138899 proposes a method in which organic EL light emitting elements are integrated on a single chip to eliminate variations in light emitting characteristics and reduce cost.
[0004]
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-238333, an exposure head is configured by arranging an organic EL light emitting element and a light amount sensor for measuring the light emission amount on the same substrate to prevent density unevenness due to a decrease in light emission amount. Things have been suggested.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As shown in these conventional examples, the light emitted from the light emitting portion of the organic EL element enters the transparent substrate and exits from the transparent substrate surface opposite to the surface on which the light emitting portion is provided. At this time, as shown in FIG. 16, when a light beam is emitted from the light emitting unit 63 through the transparent substrate 62, the emitted light beam from the light emitting unit 63 is emitted light a from the emission side surface 102 of the transparent substrate 62. , And is split into light reflected by the surface 102. Moreover, light reflection at the surface 102 of the exit side, the light beam b to total reflection is incident on the surface 102 of the exit side at the critical angle theta C or higher, is divided into light c reflected below the critical angle theta C. Since the reflectance at the total reflection is 100%, the reflectance at the critical angle θ C or less is usually 10% or less, the intensity of the light beam c is much smaller than that of the light beam b. The light beam b is reflected on the emission side surface 102 and then enters the opposite surface 101 provided with the light emitting portion 63. If the opposite surface 101 is parallel to the emission side surface 102, the light beam b on the opposite side is emitted. also incident at the critical angle theta C or more with respect to the surface 101, is totally reflected again. The light beam b repeatedly undergoes total reflection on the surfaces 101 and 102 on both sides of the transparent substrate 62 in this manner, and almost all of the light beam b exits from the end surface 103 of the transparent substrate 62.
[0006]
In the case of the conventional Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-238333, the light amount sensor for measuring the light emission amount from the light emitting unit is arranged on the same surface as the light emitting unit. There is a problem that the detection is insufficient and high-precision detection cannot be performed, and density unevenness and the like cannot be prevented with high precision.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and has as its object to detect a light amount in an exposure head in which light-emitting portions such as organic EL light-emitting elements are arranged in an array on a transparent substrate. By installing the means on the end surface of the transparent substrate and guiding the light totally reflected on the emission side surface of the transparent substrate to the light amount detecting means, the light amount of the light emitting element is efficiently detected and the light amount detection accuracy is improved. is there.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the exposure head of the present invention that achieves the above object, a light emitting portion is formed in an array on a transparent substrate, and a modulated light beam from the light emitting portion is projected on the image carrier to form a predetermined pattern on the image carrier. An exposure head, wherein the light beam from the light emitting unit is transmitted through the transparent substrate and is emitted to the image carrier side,
The transparent substrate is formed of a substantially flat surface in which a surface on which the light emitting portion is formed and a surface from which light is emitted are substantially parallel to each other, and a position other than the surface on which the light emitting portion is formed and the surface on which the light is emitted of the transparent substrate. And a light amount detecting means for detecting a light amount of a light beam emitted from the light emitting section.
[0009]
In this case, it is particularly effective if the light emitting section is a light emitting section of an organic EL light emitting element.
[0010]
Further, it is possible to provide a light amount detecting means on an end surface of the transparent substrate in the sub-scanning direction.
[0011]
Alternatively, it is possible to provide a light amount detecting means on the end surface of the transparent substrate in the main scanning direction.
[0012]
In this case, it is desirable to provide the light amount detecting means on both end surfaces of the transparent substrate in the main scanning direction.
[0013]
Further, light amount detecting means may be provided at a plurality of positions on the end face of the transparent substrate.
[0014]
Further, it is desirable that the end face of the transparent substrate on which the light amount detecting means is not provided is made light-reflective.
[0015]
Further, it is desirable that the light amount of the light emitting unit is corrected based on a light amount detection signal detected by a single light amount detection unit or a light amount detection signal obtained by summing the light amount detection signals detected by a plurality of light amount detection units.
[0016]
Further, it is desirable to have storage means for storing a correction coefficient for correcting the amount of light emitted from the light emitting section.
[0017]
According to the present invention, at least two or more image forming stations including a charging unit, any one of the above-described exposure heads, a toner developing unit, and a transfer unit are provided around an image carrier, and a transfer medium passes through each station. And a tandem type color image forming apparatus for forming a color image.
[0018]
In this case, it is effective to apply the exposure head of the present invention in a case where a heating and fixing unit for heating and fixing the toner image transferred from the transfer medium onto the recording medium is provided.
[0019]
The storage unit for storing the correction coefficient for correcting the amount of light emitted from the light emitting unit of the exposure head may be provided not in the exposure head but in the image forming apparatus main body.
[0020]
In the present invention, the transparent substrate is formed of a substantially flat surface in which the surface on which the light emitting portion is formed and the surface on which the light is emitted are substantially parallel to each other, and other than the surface of the transparent substrate on which the light emitting portion is formed and the surface on which the light is emitted. Since the light amount detecting means for detecting the light amount of the light beam emitted from the light emitting unit is provided at the position, it is possible to detect the light which is totally reflected inside the transparent substrate and guided at the position of the light amount detecting means. As a result, the amount of detected light increases, and highly accurate light amount measurement becomes possible. As a result, even if the light emitting characteristics of each light emitting unit vary, and even if each light emitting unit deteriorates, it is possible to control to obtain a uniform light emission amount distribution. Further, the number of light amount detecting means arranged corresponding to each light emitting unit can be remarkably reduced, so that the configuration of the exposure head can be simplified and the price can be reduced.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an image forming apparatus of the present invention and an exposure head used therein will be described with reference to the drawings.
[0022]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing the overall configuration of an embodiment of an image forming apparatus using an exposure head (image writing means) of the present invention. In this embodiment, an intermediate transfer belt is used as a transfer belt.
[0023]
In FIG. 1, an image forming apparatus 1 of the present embodiment is mounted on a housing main body 2, a first opening / closing member 3 mounted on a front surface of the housing main body 2 so as to be openable and closable, on an upper surface of the housing main body 2. A second opening / closing member (also serving as a paper discharge tray) 4, and a first opening / closing member 3 having an opening / closing lid 3 ′ attached to the front surface of the housing body 2 so as to be openable and closable. The opening / closing lid 3 ′ can be opened / closed in conjunction with the first opening / closing member 3 or independently.
[0024]
An electrical component box 5 containing a power supply circuit board and a control circuit board, an image forming unit 6, a blower fan 7, a transfer belt unit 9, and a paper feed unit 10 are provided in the housing body 2, and a first opening / closing member is provided. A secondary transfer unit 11, a fixing unit 12, and a recording medium transporting unit 13 are provided in 3. The consumables in the image forming unit 6 and the paper supply unit 10 are configured to be detachable from the main body. In this case, the consumables including the transfer belt unit 9 can be removed and repaired or replaced. It has become.
[0025]
A first opening / closing member 3 is attached to the housing main body 2 so as to be openable and closable on both sides of a front lower portion of the housing main body 2 via a rotating shaft 3b.
[0026]
In the present embodiment, as will be described later, each unit can be attached and detached by accessing only from the front of the apparatus, so that the apparatus can be compactly installed indoors.
[0027]
In FIG. 1, a transfer belt unit 9 includes a drive roller 14 disposed below the housing body 2 and driven to rotate by a drive source (not shown), a driven roller 15 disposed obliquely above the drive roller 14, An intermediate transfer belt 16 that is stretched between two rollers 14 and 15 and is driven to circulate in the direction of the arrow shown in the figure, and a cleaning unit 17 that comes into contact with and separates from the surface of the intermediate transfer belt 16 are provided. An intermediate transfer belt 16 is disposed in a direction inclined leftward in FIG. As a result, the belt surface 16a in which the belt conveyance direction when the intermediate transfer belt 16 is driven is directed downward is located below. In the present embodiment, the belt surface 16a is a belt tension surface (surface pulled by the driving roller 14) during belt driving.
[0028]
The driving roller 14 and the driven roller 15 are rotatably supported by a support frame 9a, and a rotating portion 9b is formed at a lower end of the supporting frame 9a. The support frame 9a is rotatably mounted on the housing main body 2 by being fitted to a shaft (rotation fulcrum) 2b. A lock lever 9c is rotatably provided at the upper end of the support frame 9a, and the lock lever 9c can be locked by a lock shaft 2c provided on the housing body 2.
[0029]
The drive roller 14 also serves as a backup roller for the secondary transfer roller 19 that constitutes the secondary transfer unit 11. In addition, the driven roller 15 is also used as a backup roller of the cleaning unit 17. The cleaning unit 17 is provided on the belt surface 16a facing downward in the transport direction.
[0030]
A primary transfer member 21 composed of a leaf spring electrode is provided on the back surface of the belt surface 16a of the intermediate transfer belt 16 facing downward in the transport direction, facing the image carrier 20 of each of the image forming stations Y, M, C, and K described later. The transfer bias is applied to the primary transfer member 21 by the elastic force.
[0031]
On the support frame 9 a of the transfer belt unit 9, a test pattern sensor 18 is installed near the drive roller 14. The test pattern sensor 18 is a sensor for positioning each color toner image on the intermediate transfer belt 16, detecting the density of each color toner image, and correcting a color shift and an image density of each color image.
[0032]
The image forming unit 6 includes a plurality of (four in this embodiment) image forming stations Y (for yellow), M (for magenta), C (for cyan), and K (for black) that form images of different colors. In each of the image forming stations Y, M, C, and K, an image carrier 20 composed of a photosensitive drum and a charging unit 22, an image writing unit 23, and a developing unit are provided around the image carrier 20. Means 24. The charging unit 22, the image writing unit 23, and the developing unit 24 are given the drawing numbers only for the image forming station Y, and the drawing numbers are omitted because the other image forming stations have the same configuration. The arrangement order of the image forming stations Y, M, C, and K is arbitrary.
[0033]
Then, the image carriers 20 of the image forming stations Y, M, C, and K are brought into contact with the belt surface 16a of the intermediate transfer belt 16 that faces downward in the transport direction. As a result, each of the image forming stations Y, M , C, and K are also disposed in a direction inclined leftward in FIG. The image carrier 20 is driven to rotate in the transport direction of the intermediate transfer belt 16 as shown by the arrow in the figure.
[0034]
The charging means 22 is composed of a conductive brush roller connected to a high-voltage generation source, and the outer circumference of the brush is applied in a direction opposite to that of the image carrier 20 which is a photosensitive member and at a peripheral speed of two to three times. The surface of the image carrier 20 is uniformly charged by the rotation. Further, when such a conductive brush roller is used in an image forming apparatus having a cleaner-less configuration as in this embodiment, a bias having the same polarity as the charged polarity of the toner is applied to the brush roller during non-image formation. Then, the transfer residual toner adhered to the brush roller is discharged to the image carrier 20, transferred to the intermediate transfer belt 16 in the primary transfer unit, and collected by the cleaning unit 17 of the intermediate transfer belt 16. .
[0035]
By using such a charging unit 22, the surface of the image bearing member can be charged with an extremely small current, so that the inside and outside of the apparatus are not contaminated with a large amount of ozone as in the corona charging system. Further, since the contact with the image carrier 20 is soft, the transfer residual toner, which is generated when the roller charging method is used, does not easily adhere to the charging roller, thereby ensuring stable image quality and apparatus reliability. can do.
[0036]
As described later, the image writing unit 23 uses an organic EL array exposure head in which organic EL light emitting elements are arranged in a row in the axial direction of the image carrier 20. The organic EL array exposure head has an advantage that it has a shorter optical path length than a laser scanning optical system, is compact, can be disposed close to the image carrier 20, and can be downsized as a whole. In this embodiment, the image carrier 20, the charging unit 22, and the image writing unit 23 of each of the image forming stations Y, M, C, and K are unitized as one image carrier unit 25 and supported together with the transfer belt unit 9. The organic EL array exposure head can be replaced with the frame 9a to maintain the positioning of the organic EL array exposure head with respect to the image carrier 20, and when the image carrier unit 25 is exchanged, the organic EL array exposure head is also exchanged.
[0037]
Next, the details of the developing unit 24 will be described using the image forming station K as a representative. In the present embodiment, each of the image stations Y, M, C, and K is disposed in an oblique direction, and the image carrier 20 contacts the downwardly facing belt surface 16 a of the intermediate transfer belt 16 in the transport direction. The toner storage container 26 is disposed obliquely downward. Therefore, a special configuration is adopted as the developing unit 24.
[0038]
That is, the developing unit 24 includes a toner storage container 26 that stores toner (hatched portion in the figure), a toner storage unit 27 formed in the toner storage container 26, and a toner disposed in the toner storage unit 27. The agitating member 29, a partition member 30 defined above the toner storage section 27, a toner supply roller 31 disposed above the partition member 30, and abut on the toner supply roller 31 provided on the partition member 30. The developing roller 33 includes a developing roller 33 disposed in contact with the toner supply roller 31 and the image carrier 20, and a regulating blade 34 in contact with the developing roller 33.
[0039]
The image carrier 20 is rotated in the transport direction of the intermediate transfer belt 16, and the developing roller 33 and the supply roller 31 are driven to rotate in a direction opposite to the rotation direction of the image carrier 20, as indicated by arrows in the drawing. The stirring member 29 is driven to rotate in a direction opposite to the rotation direction of the supply roller 31. The toner stirred and carried by the stirring member 29 in the toner storage unit 27 is supplied to the toner supply roller 31 along the upper surface of the partition member 30, and the supplied toner rubs against the blade 32 and is supplied to the toner supply roller 31. It is supplied to the surface of the developing roller 33 by the mechanical adhesion to the surface irregularities and the adhesion by the friction band power. The toner supplied to the developing roller 33 is regulated to a predetermined thickness by the regulating blade 34, and the thinned toner layer is conveyed to the image carrier 20 so that the developing roller 33 contacts the image carrier 20. The latent image portion of the image carrier 20 is developed in the nip portion and the vicinity thereof.
[0040]
In this embodiment, the developing roller 33, the toner supply roller 31, and the contact portion between the developing roller 33 and the regulating blade 34 on the side facing the image carrier 20 are not buried in the toner in the toner storing section 27. With this configuration, it is possible to prevent the fluctuation of the contact pressure of the regulating blade 34 against the developing roller 33 due to the decrease of the stored toner, and the excess toner scraped off from the developing roller 33 by the regulating blade 34 falls into the toner storing section 27. Therefore, filming of the developing roller 33 can be prevented.
[0041]
Further, the contact portion between the developing roller 33 and the regulating blade 34 is positioned below the contact position between the supply roller 31 and the developing roller 33, and the surplus portion supplied to the developing roller 33 by the supply roller 31 and not transferred to the developing roller 33. A path is provided for returning the toner and the excess toner regulated and removed from the developing roller 33 by the regulating blade 34 to the toner storing section 27 below the developing unit, and the toner returned to the toner storing section 27 is stored in the toner storing section 27 by the stirring member 29. Is supplied to the toner introduction section near the supply roller 31 by the stirring member 29 again. Therefore, the surplus toner is dropped to the lower portion without congestion in the rubbing portion between the supply roller 31 and the developing roller 33 and the contact portion between the developing roller 33 and the regulating blade 34 to agitate the toner in the toner storage portion 27. It is possible to prevent the deterioration of the toner in the developing unit from gradually progressing, and a sharp change in image quality from occurring immediately after the replacement of the developing unit.
[0042]
The paper supply unit 10 includes a paper supply unit including a paper supply cassette 35 on which recording media P are stacked and held, and a pickup roller 36 for feeding the recording media P from the paper supply cassette 35 one by one. I have.
[0043]
Inside the first opening / closing member 3, a pair of registration rollers 37 that regulates the timing of feeding the recording medium P to the secondary transfer section, and a secondary transfer unit that is pressed against the drive roller 14 and the intermediate transfer belt 16. The image forming apparatus includes a secondary transfer unit 11, a fixing unit 12, a recording medium conveying unit 13, a pair of paper discharge rollers 39, and a conveying path 40 for double-sided printing.
[0044]
The fixing unit 12 is provided with a heating roller 45 that is rotatable with a built-in heating element such as a halogen heater, a pressure roller 46 that presses and urges the heating roller 45, and is slidably provided on the pressure roller 46. And a heat-resistant belt 49 stretched between the pressure roller 45 and the belt stretching member 47. The color image secondary-transferred onto the recording medium is formed by the heating roller 45 and the heat-resistant belt 49. Is fixed on the recording medium at a predetermined temperature in the nip formed by the above. In this embodiment, the fixing unit 12 can be disposed in a space formed obliquely above the intermediate transfer belt 16, in other words, in a space opposite to the image forming unit 6 with respect to the intermediate transfer belt 16. Thus, heat transfer to the electrical component box 5, the image forming unit 6, and the intermediate transfer belt 16 can be reduced, and the frequency of performing the color misregistration correction operation for each color can be reduced.
[0045]
The outline of the operation of the entire image forming apparatus of the present embodiment as described above is as follows.
(1) When a print command signal (image forming signal) from a not-shown host computer or the like (a personal computer or the like) is input to a control circuit in the electrical component box 5, each of the image forming stations Y, M, C, and K is sent. The image carrier 20, the rollers of the developing unit 24, and the intermediate transfer belt 16 are driven to rotate.
(2) The surface of the image carrier 20 is uniformly charged by the charging unit 22.
(3) In the image forming stations Y, M, C, and K, the surface of the image carrier 20 that is uniformly charged is selectively exposed by the image writing unit 23 in accordance with the image information of each color. Is formed.
(4) The developing unit 24 develops the toner images of the electrostatic latent images formed on the respective image carriers 20.
(5) To the primary transfer member 21 of the intermediate transfer belt 16, a primary transfer voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner is applied, and the toner image formed on the image carrier 20 is transferred to the intermediate transfer belt 16 at the primary transfer portion. Are sequentially transferred onto the intermediate transfer belt 16 in an overlapping manner.
(7) The recording medium P stored in the paper feed cassette 35 is fed to the secondary transfer roller 19 via the registration roller pair 37 in synchronization with the movement of the intermediate transfer belt 16 on which the primary image has been primarily transferred. .
(8) The primary transfer image is synchronously merged with the recording medium at the secondary transfer portion, and is pressed against the drive roller 14 of the intermediate transfer belt 16 by a pressing mechanism, and is opposite to the primary transfer image. The primary transfer image formed on the intermediate transfer belt 16 with the polarity bias applied is secondarily transferred to a synchronously fed recording medium.
(9) The transfer residual toner in the secondary transfer is conveyed in the direction of the driven roller 15 and is scraped off by the cleaning means 17 arranged opposite to the roller 15, and the intermediate transfer belt 16 is refreshed. Again, the above cycle can be repeated.
(10) The toner image on the recording medium is fixed by passing the recording medium through the fixing unit 12, and thereafter, the recording medium is directed to a predetermined position (or to the discharge tray 4 in the case of non-double-sided printing, In this case, the sheet is conveyed toward the double-sided printing conveyance path 40).
[0046]
Next, replacement of consumables and jam processing will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows that the first opening / closing member 3 is rotated together with the opening / closing lid 3 ′ about the rotation shaft 3 b as a fulcrum to expose the fixing unit 12 and the secondary transfer unit 11. The lock lever 9c provided on the upper portion of the frame 9a is rotated to disengage the engagement with the locking shaft 2c, and the frame 9a is rotated rightward with the rotation shaft 2b as a fulcrum, so that the transfer supported by the frame 9a is performed. FIG. 3 shows a state in which the belt unit 9 and the image carrier unit 25 are exposed, and the developing means 24 supported on the housing main body 2 side is also exposed by such an operation. In this state, as shown in FIG. The image carrier unit 25 and the transfer belt unit 9 can be detached from the frame 9a so that they can be exchanged, and the developing means 24 can be independently and selectively exchangeable. Further, it is possible to perform jam clearance for paper jammed in the transport path.
[0047]
Next, an image carrier unit (image carrier cartridge) 25 in which the image carrier 20, the charging unit 22, and the image writing unit 23 of each of the image forming stations Y, M, C, and K are integrated will be described with reference to FIGS. This will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a perspective view of the image carrier unit 25 viewed from the developing unit 24 side, and FIG. 5 is a sectional view thereof. The image carrier unit 25 includes four images of image forming stations Y, M, C, and K in a case 50 made of an opaque metal plate or the like having an open side in contact with the intermediate transfer belt 16. A carrier (photosensitive drum) 20 is rotatably supported, and a conductive brush roller of a charging unit 22 is supported so as to rotate at a predetermined position of each image carrier 20. The image writing means 23 composed of an organic EL array exposure head is positioned on each image carrier 20 and supported in parallel with the image carrier 20 on the downstream side. An opening 51 is provided on the wall surface of the case 50 on the downstream side of the image writing unit 23 so as to contact the developing roller 33 of the developing unit 24 corresponding to each image carrier 20. A shielding part 52 of the case 50 is left between each opening 51 and the image writing means 23, and a shielding part 53 of the case 50 is left between the charging means 22 and the image writing means 23. I have. As will be described later, the shielding portions 52 and 53, particularly the shielding portion 52 between the opening 51 and the image writing unit 23, emit ultraviolet light from outside to the light emitting unit made of the organic EL material in the image writing unit 23. Preventing it from reaching.
[0048]
FIG. 6 shows a cross-sectional view of the image writing unit 23. The image writing means 23 includes a gradient index rod lens array 65 formed by stacking a gradient index rod lens 65 ′ (FIG. 8) at the center so as to communicate with the inside and outside facing the image carrier 20. An opaque housing 60 mounted, an organic EL light emitting element array 61 mounted facing the rear surface of the gradient index rod lens array 65 in the housing 60, and an organic EL light emission therein from the rear surface of the housing 60. An opaque cover 66 for shielding the element array 61 is provided. The cover 66 is pressed against the rear surface of the housing 60 by a fixed leaf spring 67 so that the inside of the housing 60 is airtightly sealed.
[0049]
FIG. 7 is a cross-sectional view of an example of the vicinity of the light emitting portion 63 of the organic EL light emitting element array 61 of the image writing means 23 in FIG. On the substrate 62, a TFT (thin film transistor) 71 made of polysilicon having a thickness of 50 nm for controlling the light emission of each light emitting unit 63 is provided on the margin corresponding to each of the two rows of the light emitting units 63 in a staggered arrangement, for example. An insulating film 72 made of SiO 2 having a thickness of about 100 nm is formed on the glass substrate 62 except for the contact hole on the TFT 71, and the thickness of the insulating film 72 is set at the position of the light emitting unit 63 so as to be connected to the TFT 71 via the contact hole. An anode 73 made of 150 nm ITO is formed. Next, another insulating film 74 made of SiO 2 having a thickness of about 120 nm is formed in a portion corresponding to a position other than the light emitting portion 63, and a hole 76 corresponding to the light emitting portion 63 is formed thereon to a thickness of 2 μm. A bank 75 made of polyimide is provided. A hole injection layer 77 having a thickness of 50 nm and a light emitting layer 78 having a thickness of 50 nm are formed in the hole 76 of the bank 75 in this order from the anode 73 side. A first cathode layer 79a made of Ca with a thickness of 100 nm and a second cathode layer 79b made of Al with a thickness of 200 nm are sequentially formed so as to cover the upper surface of 78, the inner surface of the hole 76, and the outer surface of the bank 75, The light-emitting portion 63 of the organic EL light-emitting element array 61 is covered with a cover glass 64 having a thickness of about 1 mm via an inert gas 80 such as nitrogen gas. Light emission from the light emitting section 63 is performed on the glass substrate 62 side.
[0050]
As the material used for the light emitting layer 78 and the material used for the hole injection layer 77, for example, various materials known in JP-A-10-12377, JP-A-2000-323276 and the like can be used, and the details are omitted.
[0051]
FIG. 8 shows an example of a mechanism for accurately positioning the image writing means 23 with respect to each image carrier (photosensitive drum) 20 attached to the image carrier unit 25. The image carrier 20 is rotatably attached to the case 50 of the image carrier unit 25 with its axis, while the organic EL light emitting element array 61 is held in a long housing 60 as shown in FIG. Have been. The positioning pins 69 provided at both ends of the long housing 60 are fitted into the opposite positioning holes of the case 50, and the fixing screws are inserted into the screw holes of the case 50 through the screw insertion holes 68 provided at both ends of the long housing 60. By screwing and fixing, each image writing means 23 is fixed at a predetermined position.
[0052]
With the above configuration, for example, as shown in FIGS. 2 and 3, the developing unit 24 is removed from the image carrier unit 25 and the image carrier unit 25 is exposed to external light for replacement of consumables and jam clearance. , Fluorescent light and ultraviolet rays from the sun enter the case 50 through the opening 51 of the image carrier unit 25, but the shielding portion 52 of the case 50 is left between the opening 51 and the image writing unit 23. Therefore, the ultraviolet rays are directly incident on the exposure position, reflected by the image carrier 20 at that position, and emitted by the organic EL light emitting element array 61 in the image writing means 23 via the gradient index rod lens array 65. It is prevented from reaching the part 63. Ultraviolet rays entering from the opening of the case 50 in contact with the intermediate transfer belt 16 are also shielded by the charging unit 22 and the shielding portion 53 of the case 50 between the charging unit 22 and the image writing unit 23. The ultraviolet rays are prevented from reaching the light emitting section 63 at the same time. When the inner surface of the case 50 is painted black to absorb ultraviolet rays, the above-mentioned ultraviolet ray shielding action becomes more reliable.
[0053]
On the other hand, since the housing 60 of the image writing means 23 is opaque and its back surface is covered with an opaque cover 66, fluorescent light and ultraviolet rays from the sun which enter the back surface of the organic EL light emitting element array 61 are also organic. It is prevented from reaching the light emitting section 63 of the EL light emitting element array 61.
[0054]
Therefore, even if the image carrier unit 25 is exposed to ultraviolet light for replacement of consumables or jam clearance, the ultraviolet light is not applied to the light emitting portion 63 of the organic EL light emitting element array 61 in the image writing means 23 integrated therewith. And the organic EL element is prevented from being deteriorated by ultraviolet rays.
[0055]
Now, a description will be given of the light amount detecting means for detecting the amount of light emitted from the light emitting section 63 of each organic EL light emitting element in the image writing means 23 described above. FIG. 9 is a cross-sectional view of the glass substrate 62 of the organic EL light emitting element array 61 of the image writing unit 23 in the sub-scanning direction. Only one light emitting part 63 of the organic EL light emitting element array 61 is shown. . Here, the sub-scanning direction means a direction orthogonal to the rotation axis of the image carrier 20, and the main scanning direction described later means a direction parallel to the rotation axis of the image carrier 20. FIG. 10 shows a perspective view thereof.
[0056]
As described with reference to FIG. 16, when light is emitted from the light emitting unit 63 through the transparent substrate 62, the light emitted from the light emitting unit 63 is mainly emitted from the emission-side surface 102 of the transparent substrate 62. and a, is divided into a light b which total reflection is incident on the surface 102 of the exit side at the critical angle theta C or higher. Among them, the central portion of the emission light a is used for exposing the image carrier 20 via the gradient index rod lens array 65 (FIGS. 6 and 8). On the other hand, light b repeats total reflection on both sides 101 and 102 of the transparent substrate 62 and becomes useless light. Here, a light amount sensor 100 including a light receiving element such as a photodiode is attached to a predetermined position (substantially the center in FIG. 10) of the end surface 103 of the glass substrate 62 of the organic EL light emitting element array 61 in the sub-scanning direction. The light b from the light emitting unit 63 guided in the transparent substrate 62 by the total reflection enters the light amount sensor 100, so that the relative light amount of the light emitted from the light emitting unit 63 can be detected. FIG. 11 is a cross-sectional view of the image writing unit 23 similar to FIG. 6 in this case. FIG. 12 is a cross-sectional view of the image writing unit 23 in FIG. FIG. 2 shows a cross-sectional view of a part reaching the sensor 100.
[0057]
A light reflection layer 91 made of metal or the like is arranged on another end surface 104 in the sub-scanning direction opposite to the surface on which the light amount sensor 100 is installed, and reflects the light guided to the end surface 104 so as to reflect the light amount. It is desirable to increase the amount of light incident on the light amount sensor 100 by returning the same to the end face 103 where the sensor 100 is installed by similar repeated reflection.
[0058]
Next, based on the light amount data detected by the light amount sensor 100, the light emission amount of each light emitting unit 63 of the organic EL light emitting element array 61 is stably controlled to a constant amount, and the density unevenness of each light emitting unit 63 is controlled. An example of a method for preventing the problem will be described.
[0059]
First, when the image carrier unit 25 is shipped, the amount of light that is exposed from the organic EL light emitting element array 61 of each image writing unit 23 to the position of the image carrier 20 via the gradient index rod lens array 65 is determined for each light emitting unit 63. To be measured. For this purpose, the image writing means 23 is attached to the inspection jig. The inspection jig is provided with a light amount detector that detects the amount of light emitted from the light emitting section 63 of each light emitting element of the organic EL light emitting element array 61 at a corresponding image plane position of the image carrier 20. As this light amount detector, even if one detector is sequentially moved along the organic EL light emitting element array 61 and the light emission amount of each light emitting unit 63 is sequentially detected, the same number of light emitting units 63 are detected. A detector may be provided. Then, each light emitting unit 63 emits light in order, and the value Ph n (n represents the nth light emitting unit 63) detected by the light amount sensor 100 of the image writing unit 23 and the light amount detector of the inspection jig. obtain the value Pg n. Then, to calculate the correction coefficient Pg n / Ph n for each light emitting unit 63.
[0060]
Performed for the light emitting portion 63 of all the light emitting elements of the calculation of the measurement and the correction coefficient of the amount of light, obtaining a correction coefficient Pg n / Ph n of all of the light emitting element.
[0061]
In this way, the correction coefficient Pg n / Ph n obtained, as shown in the block diagram in FIG. 13 and stored in the in the memory 124 which is arranged in the image writing means 23. The emission light amount correction of the light-emitting portion 63 using the correction coefficient Pg n / Ph n stored in the memory 124, performed in the image forming apparatus 1 of FIG. 1. An example of the method will be described.
[0062]
The individual light emitting portions 63 of the organic EL light emitting element array 61 of each image writing means 23 are caused to emit light through the control circuit 122 and the drive circuit 123 based on the data of the initial value stored in the memory 124. The measured value at this time is measured by the light amount sensor 100. As to the measurement values, by multiplying the correction coefficient Pg n / Ph n which had been stored in the memory 124, the light quantity at the image plane position of each light emitting unit 63 is calculated.
[0063]
The calculated light quantity is compared with a target light quantity given by the main body controller 121 disposed in the electric component box 5 of the main body, and based on the difference, the calculated light quantity becomes the target light quantity. By controlling a current or the like flowing through each light emitting element of the EL light emitting element array 61, the light emitting amount of each light emitting unit 63 is adjusted to be a target light amount. Such an adjustment operation is repeated for all the light emitting elements, and the light amounts of all the light emitting elements are adjusted to the target values.
[0064]
This light quantity correction operation can be performed based on a command from the main body controller 121 at any time, such as immediately after the image forming apparatus 1 is started, before printing is started, or between sheets.
[0065]
Incidentally, at the time of shipment image carrier unit 25, instead of storing in the memory 124 to seek the correction coefficient Pg n / Ph n as described above, the corresponding amount of light emitted from the light emitting portion 63 of each light emitting element of the image carrier 20 in the image plane position by emitting the light emitting portion 63 so that the target amount of the light, i.e., Pg n is caused to emit light to a predetermined value, stores the value Ph n detected by the light amount sensor 100 at that time You may make it do. In this case, each light emitting section 63 is caused to emit light based on the initial value data stored in the memory 124, and the measured value at that time is obtained by the light amount sensor 100. The measured value is compared with Ph n stored in the memory 124, and a current or the like flowing to each light emitting element of the organic EL light emitting element array 61 is controlled so as to eliminate the difference. The emitted light amount is adjusted to be a target light amount.
[0066]
In, were to be arranged memory 124 for storing the value Ph n detected by the light amount sensor 100 while emitting the correction coefficient Pg n / Ph n or target light quantity of the light-emitting portion 63 to the image writing means 23 or more However, it may be connected to the main body controller 121 in the electric component box 5 of the main body and arranged on the main body side.
[0067]
Thus, the image writing means 23 or the apparatus body, by storing the value Ph n when that emits light by a correction coefficient Pg n / Ph n or target light quantity of each light emitting unit 63, the light-emitting portions 63 Even if the light emitting characteristics of the organic EL light emitting element vary, or even if the organic EL light emitting element is degraded by the ultraviolet light of the external light or the heating from the heat source of the fixing unit 12, it is possible to control to obtain a uniform light emitting amount distribution. it can.
[0068]
In the above embodiment, one light amount sensor 100 is arranged as the light amount sensor 100 on the end surface 103 of the glass substrate 62 of the organic EL element array 61 in the sub-scanning direction. May be arranged. In the example of FIG. 14, two light quantity sensors 100 1 to 100 4 are arranged on both end faces 103 and 104 in the sub-scanning direction.
[0069]
As shown in FIGS. 10 and 14, when the light quantity sensors 100 and 100 1 to 100 4 are arranged on the end faces 103 and 104 in the sub-scanning direction of the glass substrate 62, the light quantity sensors 100 and 100 1 to 100 4 use the light emitting unit 63. Since it can be arranged at a position closer to the camera, there is an advantage that the amount of detected light can be increased. When a plurality of light quantity sensors 100 1 to 100 4 are used, as the detection value Ph n , a value obtained by adding the detection values of the respective light quantity sensors 100 1 to 100 4 is used as Ph n or the closest light quantity the detection value of the sensor 100 1 to 100 4 and various modifications are possible, such as use as Ph n.
[0070]
Further, the light amount sensor 100 may be disposed on an end surface of the glass substrate 62 of the organic EL light emitting element array 61 in the main scanning direction. In the example of FIG. 15, two light amount sensors 100 1 and 100 2 are arranged on both end surfaces 105 and 106 of the glass substrate 62 of the organic EL light emitting element array 61 in the main scanning direction. With such an arrangement, when the value obtained by adding the detection values of the two light amount sensors 100 1 and 100 2 is used as Ph n , the light emitting units 63 at all positions can be detected with a substantially uniform detected light amount. It becomes possible. Also in this case, modifications such as using the detection values of the closest light amount sensors 100 1 and 100 2 as Ph n are possible. Of course, it is also possible to place only the light intensity sensor 100 1 or 100 2 only one end face 105 or 106 in the main scanning direction.
[0071]
As described above, when the light amount sensors 100 1 and 100 2 are disposed on the end surfaces 105 and 106 of the glass substrate 62 in the main scanning direction, the size of the line-shaped image writing unit 23 in the sub scanning direction may be reduced. Thus, a small line head (exposure head) 23 can be formed.
[0072]
As described above, the exposure head and the image forming apparatus using the same according to the present invention have been described based on some embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications are possible.
[0073]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the exposure head of the present invention and the image forming apparatus using the same, the transparent substrate has a substantially flat surface in which the surface on which the light emitting portion is formed and the surface on which the light is emitted are substantially parallel. Since the light amount detecting means for detecting the light amount of the light emitted from the light emitting portion is provided at a position other than the surface on which the light emitting portion is formed and the light emitting surface of the transparent substrate, the position of the light amount detecting means This makes it possible to detect light guided by being totally reflected in the transparent substrate, and to increase the amount of detected light, thus enabling highly accurate light amount measurement. As a result, even if the light emitting characteristics of each light emitting unit vary, and even if each light emitting unit deteriorates, it is possible to control to obtain a uniform light emission amount distribution. Further, the number of light amount detecting means arranged corresponding to each light emitting section can be significantly reduced, so that the configuration of the exposure head can be simplified and the price can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an overall configuration of an embodiment of an image forming apparatus using an exposure head (image writing unit) of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which a fixing unit, a secondary transfer unit, a transfer belt unit, an image carrier unit, and a developing unit are exposed in the apparatus of FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a state in which the image carrier unit and the transfer belt unit have been removed and made replaceable in the state of FIG. 2;
FIG. 4 is a perspective view of an image carrier unit used in the apparatus of FIG. 1 as viewed from a developing unit side.
FIG. 5 is a sectional view of the image carrier unit of FIG. 4;
FIG. 6 is a sectional view of an image writing unit used in the image carrier unit of FIG. 4;
7 is a cross-sectional view of an example of the vicinity of a light emitting portion of the organic EL light emitting element array of the image writing means of FIG. 6;
FIG. 8 is a perspective view showing an example of a mechanism for accurately positioning an image writing unit with respect to each image carrier attached to the image carrier unit.
FIG. 9 is a sectional view of the glass substrate of the organic EL light emitting element array in the sub-scanning direction.
FIG. 10 is a perspective view of FIG. 9;
FIG. 11 is a sectional view of the image writing means in the case of FIGS. 9 and 10;
12 is a cross-sectional view of a portion from the vicinity of a light emitting portion of the organic EL light emitting element array of the image writing means of FIG. 11 to a light amount sensor.
FIG. 13 is a block diagram of a control unit for correcting a light emission amount of each light emitting unit.
FIG. 14 is a perspective view showing a modification of the arrangement position and the number of light amount sensors.
FIG. 15 is a perspective view showing another modified example of the arrangement position and the number of the light amount sensors.
FIG. 16 is a diagram for explaining a behavior of a light beam emitted from a light emitting unit of the organic EL light emitting element.
[Explanation of symbols]
P: Recording medium 1: Image forming apparatus 2: Housing body 2b: Rotating shaft (rotating fulcrum)
2c: locking shaft 3: first opening / closing member 3 'opening / closing lid 3b: rotating shaft 4: second opening / closing member 5: electrical component box 6: image forming unit 7: blowing fan 9: transfer belt unit 9a Support frame 9b Rotating part 9c Lock lever 10 Paper feed unit 11 Secondary transfer unit 12 Fixing unit 13 Recording medium transport means 14 Drive roller 15 Driven roller 16 Intermediate transfer belt 16a Intermediate transfer belt Belt surface 17 whose belt conveyance direction is downward during driving Cleaning means 18 Test pattern sensor 19 Secondary transfer roller 20 Image carrier 21 Primary transfer member 22 Charging means 23 Image writing means 24 Development Means 25: Image carrier unit (image carrier cartridge)
26 toner storage container 27 toner storage section 29 toner stirring member 30 partition member 31 toner supply roller 32 blade 33 developing roller 34 regulating blade 35 paper feed cassette 36 pickup roller 37 registration roller pair 39 .., A discharge roller pair 40, a double-sided printing conveyance path 45, a heating roller 46, a pressure roller 47, a belt stretching member 49, a heat-resistant belt 50, a case 51, an opening 52, a shielding part 53, a shielding part 60, a housing 61 Organic EL light emitting element array 62 Glass substrate 63 Light emitting section 64 Cover glass 65 Refractive index rod lens array 65 'Refractive index rod lens 66 Cover 67 Fixed leaf spring 68 Screw insertion hole 69 Positioning pin 71: TFT (thin film transistor)
72 insulating film 73 anode 74 insulating film 75 bank 76 bank hole 77 hole injection layer 78 light emitting layer 79a cathode first layer 79b cathode second layer 80 inert gas 91 light reflection Layers 100, 100 1 , 100 2 , 100 3 , 100 4 ... Light amount sensor 101... Surface 102 provided with a light emitting portion of the transparent substrate 102... Surface 103 on the emission side of the transparent substrate 103. Other end faces 105 and 106 of the substrate in the sub-scanning direction End faces 121 of the transparent substrate in the main scanning direction 121 Main body controller 122 Control circuit 123 Drive circuit 124 Memory

Claims (12)

透明基板上に発光部がアレイ状に形成され、前記発光部からの変調光線を像担持体上に投射して像担持体に所定のパターンを形成する露光ヘッドであって、前記発光部からの光線は、前記透明基板を透過して前記像担持体側へ射出される露光ヘッドにおいて、
前記透明基板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略平面で構成され、前記透明基板の前記発光部が形成される面と前記光線が射出する面以外の位置に、前記発光部から発光される光線の光量を検出する光量検出手段が設けられていることを特徴とする露光ヘッド。
An exposure head in which light emitting units are formed in an array on a transparent substrate, and the modulated light from the light emitting units is projected onto an image carrier to form a predetermined pattern on the image carrier. The light beam is transmitted through the transparent substrate and is emitted to the image carrier side in an exposure head,
The transparent substrate is formed of a substantially flat surface in which a surface on which the light emitting portion is formed and a surface from which light is emitted are substantially parallel to each other. A light amount detecting means for detecting a light amount of a light beam emitted from the light emitting section.
前記発光部が有機EL発光素子の発光部であることを特徴とする請求項1記載の露光ヘッド。2. The exposure head according to claim 1, wherein the light emitting section is a light emitting section of an organic EL light emitting element. 前記透明基板の副走査方向の端面に前記光量検出手段が設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載の露光ヘッド。The exposure head according to claim 1, wherein the light amount detection unit is provided on an end surface of the transparent substrate in a sub-scanning direction. 前記透明基板の主走査方向の端面に前記光量検出手段が設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載の露光ヘッド。The exposure head according to claim 1, wherein the light amount detection unit is provided on an end surface of the transparent substrate in a main scanning direction. 前記光量検出手段は、前記透明基板の主走査方向の両端面に設けられていることを特徴とする請求項4記載の露光ヘッド。5. The exposure head according to claim 4, wherein the light amount detection means is provided on both end surfaces of the transparent substrate in the main scanning direction. 前記透明基板の端面の複数位置に前記光量検出手段が設けられていることを特徴とする請求項1から5の何れか1項記載の露光ヘッド。The exposure head according to claim 1, wherein the light amount detection unit is provided at a plurality of positions on an end surface of the transparent substrate. 前記透明基板の前記光量検出手段が設けられていない端面が光反射性とされていることを特徴とする請求項1から6の何れか1項記載の露光ヘッド。The exposure head according to claim 1, wherein an end surface of the transparent substrate on which the light amount detection unit is not provided is light-reflective. 単数の前記光量検出手段で検出された光量検出信号、又は、複数の前記光量検出手段で検出された光量検出信号を合計した光量検出信号に基づいて、前記発光部の光量補正を行うことを特徴とする請求項1から7の何れか1項記載の露光ヘッド。Light amount correction of the light emitting unit is performed based on a light amount detection signal detected by a single light amount detection unit or a light amount detection signal obtained by summing light amount detection signals detected by a plurality of the light amount detection units. The exposure head according to any one of claims 1 to 7, wherein 前記発光部の発光光量を補正する補正係数を記憶する記憶手段を有することを特徴とする請求項1から8の何れか1項記載の露光ヘッド。The exposure head according to claim 1, further comprising a storage unit configured to store a correction coefficient for correcting a light emission amount of the light emitting unit. 像担持体の周囲に帯電手段、請求項1から9の何れか1項記載の露光ヘッド、トナー現像手段、転写手段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、カラー画像形成を行うことを特徴とするタンデム方式のカラー画像形成装置。At least two image forming stations including a charging unit, an exposure head according to any one of claims 1 to 9, a toner developing unit, and a transfer unit are provided around the image carrier, and a transfer medium passes through each station. A tandem-type color image forming apparatus for forming a color image. 前記転写媒体から記録媒体上に転写されたトナー像を加熱定着する加熱定着手段を備えていることを特徴とする請求項9記載のカラー画像形成装置。10. The color image forming apparatus according to claim 9, further comprising a heat fixing unit that heats and fixes the toner image transferred from the transfer medium onto the recording medium. 前記露光ヘッドの前記発光部の発光光量を補正する補正係数を記憶する記憶手段を有することを特徴とする請求項10又は11記載のカラー画像形成装置。The color image forming apparatus according to claim 10, further comprising a storage unit configured to store a correction coefficient for correcting a light emission amount of the light emitting unit of the exposure head.
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