JP2004117825A - Image forming apparatus - Google Patents

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JP2004117825A
JP2004117825A JP2002281030A JP2002281030A JP2004117825A JP 2004117825 A JP2004117825 A JP 2004117825A JP 2002281030 A JP2002281030 A JP 2002281030A JP 2002281030 A JP2002281030 A JP 2002281030A JP 2004117825 A JP2004117825 A JP 2004117825A
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Atsunori Kitazawa
北澤 淳憲
Yujiro Nomura
野村 雄二郎
Kiyoshi Tsujino
辻野 浄士
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a stable light quantity and to reduce light emission variance of an element when an organic EL element is used as a light emitting element of an image forming apparatus. <P>SOLUTION: Pixels Sb and Se on a pixel line Wx shown in Fig.(d) are print parts and pixels Sa, Sc, and Sd are non-print parts. In an area Ex, Three light emitting lines U1, U2 and U3 are arranged in a vertical scanning direction X. When multiple exposure is carried out, organic EL elements Ra corresponding to the non-print parts are turned on during one horizontal scan in (a). In (b), organic EL elements Rg corresponding to the non-print parts are turned on during one horizontal scan and in (c), organic EL elements RI corresponding to the non-print parts are turned on during one horizontal scan in (c). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラインヘッドに発光素子として有機EL素子を用いた際に、安定した光量が得られると共に、素子の発光バラツキを低減する構成とした、画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、像担持体上に潜像を書き込む画像形成装置において、書き込み手段として、LEDアレイを用いたものが知られている。そして、LEDのような発光素子を複数列配置したラインヘッドが開発されている。特許文献1には、このようなラインヘッドの例が記載されている。
【0003】
EL素子に対して駆動パルスの印加が終了すると残光が低下する。このため、長時間の無発光の後に駆動パルスが印加されると、所定の光強度に達するまでの時間が長くなり、また、1回の発光光量も少なくなる。そこで、前記従来例には、少なくとも一主走査中に一回補助パルスを印加し、EL素子を全点灯させることが記載されている。
【0004】
このようにして、長時間無発光の後でも短時間で所定の光強度が得られるようにしている。この補助パルスは、感光体を露光しない程度で、かつ、残光が生じる大きさに設定している。すなわち、残光が存在する状態から発光動作を開始させるようにしている。
【0005】
【特許文献1】
特許公報第2534364号
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このように、前記従来例においては、印字部のEL素子に対して残光が発生する程度の大きさの補助パルスを印加している。しかしながら、非印字部のEL素子には補助パルスが印加されないので、EL素子に温度差が生じる。有機EL素子は、温度変化により発光光量が変化してしまうという特性がある。
【0007】
すなわち、発光素子として有機EL素子を用いる場合には、電圧が印加されて温度が上昇すると発光光量が増加し、有機EL素子の温度が変わると発光光量が変化する。このため発光する有機EL素子と発光しない有機EL素子が混在していると、素子毎の温度の相違により発光にバラツキが生じるという問題があった。また、有機EL素子は発光により劣化が促進されるが、発光する有機EL素子と発光しない有機EL素子が混在していると、素子毎の劣化の度合いが異なりこの面からも発光光量が変化するという問題があった。
【0008】
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る。その目的は、ラインヘッドに発光素子として有機EL素子を用いた際に、安定した光量が得られると共に、素子の発光バラツキを低減する構成とした画像形成装置を提供することにある。
【0009】
【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画像形成装置は、像担持体の主走査に複数の有機EL素子を配置した発光素子ラインを副走査方向に複数列設け、有機EL素子を2次元的に配置した像書込手段と、前記有機EL素子の制御部とを有し、
前記制御部は、少なくとも1つの有機EL素子を、多重露光で同一ドットの潜像を形成するための少なくとも1つの有機EL素子を、1主走査中に少なくとも1回は点灯することを特徴とする。ここで、前記有機EL素子は、印字部に対応するものも、非印字部または非画像形成部に対応するものも含まれる。このように、すべての有機EL素子は点灯される機会があるので、各有機EL素子は温度上昇して温度差が少なくなる。したがって、有機EL素子の発光のバラツキが低減される。また、すべての有機EL素子は点灯される機会があるので、各有機EL素子の劣化の度合いを均等にして、発光光量の変化を抑制することができる。
【0010】
また、本発明は、前記制御部は、非印字部または非画像形成部に対応する有機EL素子を1主走査中に少なくとも1回は点灯させることを特徴とする。このように、非印字部または非画像形成部に対応する1つの有機EL素子のみを点灯させるので、感光体に形成される潜像はトナー像が形成されることはなく、画像形成には影響を及ぼさない。したがって、画像形成に関係なく有機EL素子の温度を上昇させることができ、安定した光量が得られる。また、非印字部または非画像形成部に対応する有機EL素子は均等に点灯され、印字部の有機EL素子との温度差を少なくすることができる。このため、発光光量の変化を抑制することができる。
【0011】
また、本発明は、像担持体の主走査に複数の有機EL素子を配置した発光素子ラインを副走査方向に複数列設け、有機EL素子を2次元的に配置した像書込手段と、前記有機EL素子の制御部とを有し
前記制御部は、前記主走査方向に配置された発光素子ラインの少なくとも1ラインを全点灯し、所定間隔で全点灯するラインを切り替えることを特徴とする。このため、1ライン単位で有機EL素子を全点灯するので、全点灯制御が容易に行える。また、感光体に形成される潜像はトナー像が形成されることはないので、画像形成に影響を及ぼすことなく安定した光量が得られる。
【0012】
また、本発明は、前記制御部は、前記1主走査中に1回、1発光素子ラインの有機EL素子を全点灯させ、各主走査毎に全点灯するラインを変更することを特徴とする。このため、多重露光の全有機EL素子に均等に、かつ同じ時間だけで全点灯させることができる。また、全有機EL素子で光量が安定する。
【0013】
また、本発明は、前記制御部は、ロッドレンズアレイの中心軸に対して、遠い位置に配置された発光素子ラインの有機EL素子ほど全点灯の回数を増加させることを特徴とする。有機EL素子においては、ロッドレンズアレイの中心軸から離れている周辺部の素子ほど光量バラツキが大きい傾向がある。しかしながら、このように、周辺部の有機EL素子の全点灯の回数を増加させることにより、光量のバラツキを低減することができる。
【0014】
また、本発明は、前記制御部は、1ページの画像形成時には、各ページの画像形成毎に全点灯する発光素子ラインを変更することを特徴とする。このため、ページ単位で全点灯制御の発光素子ラインを切り替えるので、有機EL素子の全点灯制御を簡単に行うことができる。
【0015】
また、本発明は、前記有機EL素子をアクテブマトリックス方式の駆動回路に接続したことを特徴とする。このため、スイッチングTFTが外乱などの影響でオフした際にも、有機EL素子は発光を維持するという利点がある。また、1画素を重ね打ちして多重記録する際に、記憶手段から次段の記憶手段へ画像データを転送中でも発光を維持するので画素を高輝度で露光できる。
【0016】
また、本発明は、前記制御を行う有機EL素子を設けたラインヘッドを像担持体カートリッジに装着して、前記像担持体の周囲に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を配した状態で、前記像担持体上に形成されたトナー像を転写媒体に転写させるようにしたことを特徴とする。このため、像書込手段の発光量の変動がなく、画質にむらのない画像形成装置を構成することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像形成装置の1実施例を図面を参照しつつ説明する。図8は、本発明が適用される画像形成装置の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。図8において、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とを有している。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。
【0018】
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。
【0019】
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。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とを備えている。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。
【0020】
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。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。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。
【0021】
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、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。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。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。
【0022】
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。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。
【0023】
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。
【0024】
像書込手段23は、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。各画像形成ステーションの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ている。そして、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ている。また、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。
【0025】
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。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を有している。
【0026】
また、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とが設けられている。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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。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。
【0031】
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を有している。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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
(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て、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。
【0035】
(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。(6)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。
【0036】
(7)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。
【0037】
(8)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。(9)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。
【0038】
図9は、図8の像担持体20近傍の部分的な断面図である。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いる。
【0039】
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。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。
【0040】
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。54は、有機EL発光素子アレイ56を前面から覆う屈折率分布型ロッドレンズアレイ55が汚れた場合に、拭き取りを行うクリーニングパッドである。クリーニングパッド54は、図示を省略した把手により往復動される。
【0041】
図10は、像書込手段23を拡大して示すラインヘッドの概略の斜視図である。図10においては、像書込手段23に設けるラインヘッドの細部が示されている。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が示されている。像担持体20は、その軸により像担持体ユニット25のケース50内に回転可能に取り付けられている。
【0042】
一方、有機EL発光素子アレイ61は、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。
【0043】
像書込手段23は、ガラス基板62上に有機EL発光素子アレイ61の発光部63を載置し、同じガラス基板62上に形成されたTFT71により駆動される。屈折率分布型ロッドレンズアレイ65は結像光学系を構成し、発光部63の前面に配置される屈折率分布型ロッドレンズ65’を俵積みしている。
【0044】
60はハウジング、66はカバーである。ハウジング60は、ガラス基板62の周囲を覆い、像担持体20に面した側は開放する。このようにして、屈折率分布型ロッドレンズ65’から像担持体20に光線を射出する。ハウジング60のガラス基板62の端面と対向する面には、光吸収性の部材(塗料)が設けられている。
【0045】
図11は、ラインヘッドを部分的に示す平面図である。図11において、ロッドレンズアレイ65は、ロッドレンズ65a〜65eを2列に千鳥状に配置している。81〜87は、各ライン0.3〜―0.3内に複数の発光素子が配列された発光素子ラインである。
【0046】
この例では、ロッドレンズアレイ65のセンターライン(中心軸)C.Lに対して対称の位置に、同じ大きさの発光素子からなる発光素子ライン81〜87を配置する。すなわち、発光素子ライン81と87は中心軸に対して対称の位置に配置される。また、発光素子ライン82と86、83と85も中心軸に対して対称の位置に配置される。このようにして図11の例では、各発光素子ライン81〜87が画像領域の全域を露光可能な発光素子列として、像担持体の副走査方向に並列に複数列配置されている。
【0047】
また、各発光素子ライン間の距離を等しく配置している。このため、各発光素子ラインを用いて画素の多重記録を行う際に、像担持体を移動させるタイミングと、前に発光した発光素子ラインから次の発光素子ラインに切り替えて発光させるタイミングをすべての発光素子ラインで同じタイミングとすることができるので、制御が簡単に行える。
【0048】
また、図11の例では、ロッドレンズアレイ65の中心軸C.L上にも発光素子ライン84を配置している。このため、多重露光を行う際に、中心軸上の発光素子ラインを基準として副走査方向の発光タイミングを制御することができるので、制御回路の構成が簡単になる。
【0049】
次に、本発明に係る画像形成装置の他の実施の形態について説明する。図12は、本発明が適用される画像形成装置の構成図である。図12において、画像形成装置160には主要構成部材として、ロータリ構成の現像装置161、像担持体として機能する感光体ドラム165、有機ELアレイが設けられている像書込手段167、中間転写ベルト169、用紙搬送路174、定着器の加熱ローラ172、給紙トレイ178が設けられている。
【0050】
現像装置161は、現像ロータリ161aが軸161bを中心として矢視A方向に回転する。現像ロータリ161aの内部は4分割されており、それぞれイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の4色の像形成ユニットが設けられている。162a〜162dは、前記4色の各像形成ユニットに配置されており、矢視B方向に回転する現像ローラ、163a〜163dは、矢視C方向に回転するトナ−供給ローラである。また、164a〜164dはトナーを所定の厚さに規制する規制ブレードである。
【0051】
165は、前記のように像担持体として機能する感光体ドラム、166は一次転写部材、168は帯電器、167は像書込手段で有機ELアレイが設けられている。感光体ドラム165は、図示を省略した駆動モータ、例えばステップモータにより現像ローラ162aとは逆方向の矢視D方向に駆動される。
【0052】
中間転写ベルト169は、従動ローラ170bと駆動ローラ170a間に張架されており、駆動ローラ170aが前記感光体ドラム165の駆動モータに連結されて、中間転写ベルトに動力を伝達している。当該駆動モータの駆動により、中間転写ベルト169の駆動ローラ170aは感光体ドラム165とは逆方向の矢視E方向に回動される。
【0053】
用紙搬送路174には、複数の搬送ローラと排紙ローラ対176などが設けられており、用紙を搬送する。中間転写ベルト169に担持されている片面の画像(トナー像)が、二次転写ローラ171の位置で用紙の片面に転写される。二次転写ローラ171は、クラッチにより中間転写ベルト169に離当接され、クラッチオンで中間転写ベルト169に当接されて用紙に画像が転写される。
【0054】
上記のようにして画像が転写された用紙は、次に、定着ヒータHを有する定着器で定着処理がなされる。定着器には、加熱ローラ172、加圧ローラ173が設けられている。定着処理後の用紙は、排紙ローラ対176に引き込まれて矢視F方向に進行する。この状態から排紙ローラ対176が逆方向に回転すると、用紙は方向を反転して両面プリント用搬送路175を矢視G方向に進行する。177は電装品ボックス、178は用紙を収納する給紙トレー、179は給紙トレー178の出口に設けられているピックアップローラである。
【0055】
用紙搬送路において、搬送ローラを駆動する駆動モータは、低速のブラシレスモータが用いられる。また、中間転写ベルト169は色ずれ補正などが必要となるのでステップモータが用いられている。これらの各モータは、図示を省略している制御手段からの信号により制御される。
【0056】
図の状態で、イエロー(Y)の静電潜像が感光体ドラム165に形成され、現像ローラ62aに高電圧が印加されることにより、感光体ドラム165にはイエローの画像が形成される。イエローの裏側および表側の画像がすべて中間転写ベルト169に担持されると、現像ロータリ161aが矢視A方向に90度回転する。
【0057】
中間転写ベルト169は1回転して感光体ドラム165の位置に戻る。次にシアン(C)の2面の画像が感光体ドラム165に形成され、この画像が中間転写ベルト169に担持されているイエローの画像に重ねて担持される。以下、同様にして現像ロータリ161の90度回転、中間転写ベルト169への画像担持後の1回転処理が繰り返される。
【0058】
4色のカラー画像担持には中間転写ベルト169は4回転して、その後に更に回転位置が制御されて二次転写ローラ171の位置で用紙に画像を転写する。給紙トレー178から給紙された用紙を搬送路174で搬送し、二次転写ローラ171の位置で用紙の片面に前記カラー画像を転写する。
【0059】
片面に画像が転写された用紙は前記のように排紙ローラ対176で反転されて、搬送径路で待機している。その後、用紙は適宜のタイミングで二次転写ローラ171の位置に搬送されて、他面に前記カラー画像が転写される。ハウジング180には、排気ファン181が設けられている。
【0060】
図4は、本発明の有機EL素子を制御する制御機構の例を示すブロック図である。図4において、95は画像形成装置の本体コントローラ、90はラインヘッドの制御部である。制御部90には、制御回路91、駆動回路92、有機EL素子を用いた発光素子93、メモリー94が設けられている。
【0061】
本体コントローラ95は画像データを形成し、当該画像データを制御回路91に送信する。制御回路91は各発光素子93の発光量に応じた制御信号を形成し、TFT(Thin Film Transistor)などで構成される駆動回路92を付勢する。メモリー94には各発光素子の発光量を記憶する。
【0062】
このように、各発光素子毎の発光量をメモリー94に記憶しているので、選択された発光素子毎に発光量を制御することができる。なお、前記メモリー94を画像形成装置本体側に設置することもできる。この場合には、ラインヘッドを小型化できるという利点がある。
【0063】
図5は、図4の制御回路の一例を示すブロック図である。図5において、制御回路91は、データ処理手段91aと補助パルス制御手段91bを有している。データ処理手段91aは、本体コントローラ95から送信された印刷データに基づいて、色分解、階調処理、画像データのビットマップへの展開、色ずれ調整などの処理を行う。
【0064】
ラインヘッド92a〜92dは、それぞれ、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)に対応するものであり、感光体にカラー画像を形成する。各ラインヘッド92a〜92dには、それぞれ像担持体の副走査方向に複数列の有機EL素子が設けられている。
【0065】
例えば、イエロー(Y)に対応するラインヘッド92aには、像担持体の主走査方向Yに複数個の有機EL素子を配置した発光素子ラインが、L1〜L4の4列分像担持体の副走査方向Xに配置されている。このように、発光素子ラインL1〜L4が配置されることにより、4ラインの各列の発光素子が同一の画素に重ねて露光を行う多重露光が可能な構成とされている。
【0066】
データ処理手段91aは、各ラインヘッド92a〜92dの各発光素子ライン毎にそれぞれ印字データ信号のDsを出力する。また、補助パルス制御手段91bは、各ラインヘッド92a〜92dの各発光素子ライン毎にそれぞれ補助パルス信号Dtを出力する。91p〜91sはAND回路で、前記印字データ信号Dsと補助パルス信号Dtが入力されるとゲートを開き、選択された発光素子ラインに駆動信号Drを送出する。
【0067】
なお、後述するように、各ラインヘッド92a〜92dの各発光素子ラインに配置される個別の有機EL素子は、アクティブマトリックス方式の駆動回路で動作させることができる。このため、図5には示されていないが、選択された発光素子ラインの中で、更に個別の有機EL素子を選択する手段を設けて発光させることができる。
【0068】
図1は、本発明の実施形態に係る説明図である。像担持体の画素ラインWxには、非印字部の画素Sa、Sc、Sdと、印字部の画素Sb、Seが含まれるものとする。また、像担持体の主走査方向Yに複数個(5個)の有機EL素子を配置したラインU1、U2、U3を、副走査方向Xに複数列(3列)配置している。
【0069】
このように、有機EL素子を2次元的に配置して、所定の像形成領域Exが設けられている。図1(a)において、1ラインの発光素子ラインU1には、印字部の画素に対応する有機EL素子Rb、Reと、非印字部の画素に対応する有機EL素子Ra、Rc、Rdが配置されている。
【0070】
図1(a)の状態で、1主走査中に非印字部の画素に対応する有機EL素子Raと、印字部の画素に対応する有機EL素子Rb、Reにパルスを印加して点灯する。次に、像担持体を副走査方向Xに移動して図1(b)の状態とし、画素ラインWxを発光素子ラインU2と対応させる。この状態で、1主走査中に非印字部の画素に対応する有機EL素子Rgと、印字部の画素に対応する有機EL素子Rf、Riにパルスを印加して点灯する。続いて、像担持体を副走査方向Xに移動して図1(c)の状態とし、画素ラインWxを発光素子ラインU3と対応させる。この状態で、1主走査中に非印字部の画素に対応する有機EL素子Rkと、印字部の画素に対応する有機EL素子Rj、Rlにパルスを印加して点灯する。
【0071】
このように、図1(a)〜(c)では、多重露光で同一ドットの潜像を形成するための少なくとも1つの有機EL素子を、1主走査中に少なくとも1回は点灯している。この処理は、印字部の有機EL素子と、非印字部の有機EL素子が含まれる。このため、全有機EL素子が点灯される機会があるので、有機EL素子間で温度差が生じないようにして、発光のバラツキを抑制することができる。
【0072】
また、図1(d)に示すように、非印字部の画素Sa、Sc、Sdの露光量はそれぞれ(1/3)となる。すなわち、多重露光の際に非印字部に対応する有機EL素子は均等に点灯され、印字部の有機EL素子との温度差を少なくすることができる。このため、発光光量の変化を抑制することができる。この際に、点灯する非印字部の有機EL素子は各主走査毎に変更して、像担持体に画像形成がなされないようにしている。また、すべての有機EL素子は点灯される機会があるので、各有機EL素子の劣化の度合いを均等にして、発光光量の変化を抑制することができる。
【0073】
また、非印字部に対応する1つの有機EL素子のみを点灯させるので、感光体に形成される潜像はトナー像が形成されることはなく、画像形成には影響を及ぼさない。したがって、画像形成に関係なく有機EL素子の温度を上昇させることができ、安定した光量が得られる。なお、上記の例では、非印字部の有機EL素子の制御を説明したが、前記制御を余白部などの非画像形成部に対応した有機EL素子の制御に適用することもできる。
【0074】
図2は、本発明の他の実施形態の説明図である。図1と対応する部分には同一の符号を付している。図2(a)の状態では、画素ラインWxを発光素子ラインU1と対応させている。この状態で、1主走査中に非印字部と印字部のすべての有機EL素子Ra〜Re、すなわち、1ラインの発光素子ラインU1を全点灯している。図2(b)の状態では、画素ラインWxを発光素子ラインU2と対応させ、1主走査中に印字部の有機EL素子Rf、Riを点灯させる。また、図2(c)の状態では、画素ラインWxを発光素子ラインU3と対応させ、この状態で1主走査中に印字部の有機EL素子Rj、Rlを点灯させる。
【0075】
この場合にも、図2(d)に示すように、非印字部の画素Sa、Sc、Sdの露光量はそれぞれ(1/3)となる。すなわち、非印字部に対応する有機EL素子は均等に点灯され、印字部の有機EL素子との温度差を少なくすることができる。このため、発光光量の変化を抑制することができる。また、1ライン単位で有機EL素子の全点灯を行うので、有機EL素子の点灯制御を簡単に行うことができる。
【0076】
図3は、本発明の他の実施形態に係る有機EL素子の制御の例を示す説明図である。図3においては、図5のラインヘッド92aを例として示している。図3の例も、像担持体の主走査に複数の有機EL素子を配置した発光素子ラインを副走査方向に複数列設け、有機EL素子を2次元的に配置しており、黒丸は個別の有機EL素子を表している。Y1、Y2、Y3、・・・は、像担持体を副走査方向Xに移動させながら同一画素を重ね打ちして多重露光を行う際の、有機EL素子群を形成している。すなわち、有機EL素子群は多重露光を行う際に、同一ドットの潜像を形成する機能を有している。図3の例では、同一画素に対して発光素子ラインL1〜L4の4ラインに配置された有機EL素子群Y1、Y2、Y3、・・・により4回の多重露光が行われる。
【0077】
図3に示すように、ラインヘッド92aには、像担持体の主走査方向Yおよび副走査方向Xに2次元的に複数配置された有機EL素子を設けている。この有機EL素子は、前記のように同一ドットの潜像を形成するための有機EL素子群(Y1、Y2、Y3、・・・)を形成している。この実施形態においては、有機EL素子群のうち少なくとも1つの有機EL素子を、前記のような文字間、行間などの非印字部、または非画像形成部(白紙部分)で点灯することを特徴とするものである。
【0078】
このように、1つの有機EL素子のみを点灯しているので、前記のように感光体に形成される潜像はトナー像が形成されることはなく、画像形成には影響を及ぼさない。このため、画像形成に関係なく有機EL素子の温度を上昇させることができ、安定した光量が得られる。また、有機EL素子の発光による劣化の度合いがほぼ同じになり、有機EL素子の発光のバラツキが低減される。
【0079】
図3の例では、前記有機EL素子群のうちの少なくとも1つの有機EL素子を、1主走査中に少なくとも1回は点灯する構成とする。例えば、第1主走査中にY1−L1、Y2−L2、Y3−L3、Y4−L4・・・の有機EL素子を点灯する。続いて、第2主走査中には、Y1−L2、Y2−L3、Y3−L4、Y4−L5のように有機EL素子を点灯する。このような制御を行うために、図3の補助パルス信号Dtをデータ処理手段91aから送出する。この際に、像担持体の非印字部に像形成がなされないように像担持体の移動のタイミングと有機EL素子の点灯のタイミングを調整する。この場合には、全有機EL素子を均等に点灯できるという利点がある。
【0080】
本発明の他の実施形態においては、文字間や行間などの非印字部または非画像形成部(白紙の部分)で主走査方向の少なくとも1ラインを全点灯し、所定間隔、例えば紙間などにおいて、全点灯するラインを切り替える。図1の例では、発光素子ラインL1〜L4を所定間隔で全点灯するものである。この場合には、1ライン単位で有機EL素子を全点灯するので、全点灯制御が容易に行える。また、感光体に形成される潜像はトナー像が形成されることはないので、画像形成に影響を及ぼさない。
【0081】
本発明の他の実施形態においては、1主走査中に1回、1ラインの有機EL素子を全点灯し、各主走査毎に点灯ラインを変更する。図1の例では、第1主走査中に発光素子ラインL1を全点灯させる。また、第2主走査中に発光素子ラインL1を全点灯させる。以下、順次各発光素子ラインを全点灯させる。このような制御を行うことにより、多重露光の全有機EL素子に均等に、かつ同じ時間だけで全点灯させることができる。このため、全有機EL素子で光量が安定する。
【0082】
本発明の他の実施形態においては、ロッドレンズアレイの中心軸に対して、距離が離れている周辺部の発光素子ラインに配置されている有機EL素子ほど全点灯の回数を増加させる。図3の例では、例えば発光素子ラインL1がロッドレンズアレイの中心軸に対して距離が離れている周辺部の有機EL素子を配置しているものとする。この場合には、発光素子ラインL1の全点灯の回数を、ロッドレンズアレイの中心軸近傍の他の発光素子ラインL2、L3などよりも多くするものである。
【0083】
一般に、有機EL素子においては、ロッドレンズアレイの中心軸から離れている周辺部の素子ほど光量バラツキが大きい傾向がある。この実施形態のように、周辺部の有機EL素子の全点灯の回数を増加させることにより、光量のバラツキを低減することができる。
【0084】
本発明の他の実施形態においては、1ページの画像データを形成する場合には、各ページの画像形成毎に全点灯する発光素子ラインを変更する。例えが、1ページ目の画像形成時には最初の1ラインの有機EL素子を全点灯する。次のページの画像形成時には、最初の1ラインとは異なるラインの有機EL素子を全点灯する。このように、ページ単位で点灯させるラインを変更するので、有機EL素子の点灯制御を簡単に行うことができる。
【0085】
図6は、本発明の他の実施形態に係る画像形成装置を示したブロック図である。図6の例は、発光素子をアクティブマトリックス方式で駆動するものである。図6において、Zは、有機EL素子の発光素子とその駆動回路をアクティブマトリックスで構成した単体の発光部である。
【0086】
例えば、イエローのラインヘッド128Yには、発光素子ライン128p〜128tが5列で配置されている。各発光素子ライン128p〜128tと対応して、シフトレジスタ124p〜124tが配置されている。また、データ処理装置123にはラインセレクタ134が接続されている。
【0087】
135aは、データ処理装置123からシフトレジスタに配線される画像データの供給線、135bはデータ処理装置123からラインセレクタ134に配線される制御線、136a〜136eはラインセレクタ134から各シフトレジスタ124p〜124tの動作を指令する指令線、137a〜137eはラインセレクタ134からの信号が各ラインの発光素子に供給される走査線、138a〜138kは、シフトレジスタ124p〜124tから各ライン、各列の個別の発光素子(有機EL素子)に動作信号を供給する信号線である。
【0088】
図6の動作について説明する。データ処理装置123から制御線135bを介して供給される制御信号で、ラインセレクタ134は走査線137aを選択し、発光素子ライン128pに信号を供給する。また、指令線136aの信号でシフトレジスタ124pを動作させる。シフトレジスタ124pは信号線138a〜138kを活性化して、画像データの出力信号を発光素子ライン128pのすべての有機EL素子に送出すると、発光素子ライン128pの有機EL素子は発光して画素を露光する。
【0089】
ラインセレクタ134からの信号で、走査線137と指令線136を切り替えることにより、以上の動作を発光素子ライン128q、128r、128s、128tについても行い、全ての発光素子ラインの発光素子を発光して画素を露光する。
【0090】
次に、シフトレジスタ124sの画像データをシフトレジスタ124tへ転送し、同様にして、シフトレジスタ124rからシフトレジスタ124sへ、シフトレジスタ124qからシフトレジスタ124rへ、シフトレジスタ124pからシフトレジスタ124qへ順次画像データを転送する。シフトレジスタ124pには、データ処理手段123から信号線135aを介して画像データが転送される。この間に像担持体は画素ピッチ分移動する。
【0091】
この際に、発光部Zの発光素子はアクティブマトリクスの作用により発光を維持しているので、画像データをシフトレジスタで転送中であっても発光素子が消灯することなく、画素を高輝度で露光することができる。このようにして、シフトレジスタ124から発光素子への画像データの送出、シフトレジスタ間での画像データの転送、像担持体の移動を繰り返すことにより、像担持体上に連続的に画像データを露光していくことができる。
【0092】
このため、図6の例では各画素は単一の発光素子で露光される場合の5倍の光量で露光されることになり、各画素の露光に必要な光量を高速で取得することができる。発光素子が配置されたラインの副走査方向の列数、すなわち、画素を単一の発光素子で露光する場合に得られる光量の倍数は、必要に応じて適宜選定することができる。
【0093】
前記説明では、発光素子ラインのすべての有機EL素子を同時に発光させる制御を行っているが、信号線138a〜138kを選択して付勢することにより、図1で説明したような有機EL素子群Y1、Y2、Y3・・・の有機EL素子を点灯させることができる。また、走査線137a〜137eを選択して付勢することにより、発光素子ライン128a〜128tを特定する。したがって、平面に二次元的に配置された有機EL素子の特定の一個を選択して全点灯制御を行うことができる。
【0094】
画像形成装置本体のデータ処理手段123は、先頭の1ライン分のデータを形成すれば、その後は先頭の1ラインの画像データを記憶手段(シフトレジスタ)に保持し、記憶手段の中で画像データを転送するだけでラインヘッドすべての発光素子の動作を制御することができる。このため、データ処理手段は、ラインヘッドすべての発光素子のデータを生成する必要がなく、回路構成を簡略にすることができる。また、高速でデータ処理を行うことができる。
【0095】
有機EL素子の発光部は、アクテブマトリックス方式の駆動回路で駆動することができる。図7は、発光部Zをアクティブマトリクスで動作させるための回路図である。図7において、発光素子として有機EL素子(EL)を使用しており、Kはそのカソード端子、Aはそのアノード端子である。カソード端子Kは、図示を省略している電源に接続されている。
【0096】
セレクト信号Taが入力される走査線は、例えば図6の走査線137aを用いることができる。また、個別の発光素子を選択する制御信号Dxは、例えば図6の信号線138aから供給することができる。セレクト信号Taはスイッチング用TFT(Tr1)のゲートGaに供給される。
【0097】
また、前記制御信号Dxはスイッチング用TFTのドレインDaに供給される。Vaは電源線、Caはストレージキャパシタである。有機EL素子のドライビング用TFT(Tr2)のソースSbは電源線Vaに接続され、ドレインDbは有機EL素子のアノード端子Aに接続される。さらに、ドライビング用TFT(Tr2)のゲートGbは、スイッチング用TFT(Tr1)のソースSaに接続されている。
【0098】
次に、図7の回路図の動作について説明する。スイッチング用TFTのソースに電源線Vaの電圧が印加されている状態で、走査線、信号線に通電すると、スイッチング用TFT(Tr1)がオンになる。このため、ドライビング用TFT(Tr2)のゲート電圧が下がり、電源線Vaの電圧がドライビング用TFT(Tr2)のソースから供給されてドライビング用TFT(Tr2)が導通する。この結果、有機EL素子が動作して所定の光量で発光する。また、ストレージキャパシタCaは電源線Vaの電圧で充電される。
【0099】
スイッチング用TFT(Tr1)をオフにした場合にも、ストレージキャパシタCaに充電された電荷に基づいてドライビング用TFT(Tr2)は導通状態となっており、有機EL素子は発光状態を維持する。したがって、アクテブマトリックスを前記発光素子の駆動回路に適用した場合には、画像データをシフトレジスタで転送するためにスイッチング用TFTをオフにしたときでも、有機EL素子の動作が継続して発光を維持し、高輝度で画素の露光を行うことができる。
【0100】
このように、アクテブマトリックス方式の駆動回路では、有機EL素子周辺に設けたコンデンサとトランジスタにより有機EL素子の発光状態を保持できる。したがって、1画素を重ね打ちして多重記録する際に、記憶手段から次段の記憶手段へ画像データを転送中でも発光を維持するので画素を高輝度で露光できる。
【0101】
以上、本発明の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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を示す説明図である。
【図2】本発明の他の実施形態を示す説明図である。
【図3】本発明の他の実施形態を示す説明図である。
【図4】制御部の概略構成を示すブロック図である。
【図5】図2の制御回路の例を示すブロック図である。
【図6】シフトレジスタを用いた例を示すブロック図である。
【図7】有機EL素子の駆動回路を示す回路図である。
【図8】画像形成装置の全体構成例を示す模式的断面図である。
【図9】図5の一部を拡大して示す断面図である。
【図10】ラインヘッドの例を示す斜視図である。
【図11】ラインヘッドを部分的に示す平面図である。
【図12】画像形成装置の他の例を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
1…画像形成装置、2…ハウジング本体、5…電装品ボックス、6…画像形成ユニット、9…転写ベルトユニット、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、16…中間転写ベルト、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)、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、65a〜65h…屈折率分布型ロッドレンズ、71…TFT、90…ラインヘッドの制御部、91…制御回路、91a…データ処理手段、91b…補助パルス制御手段、91p〜91s…AND回路、92…駆動回路、92a〜92d…ラインヘッド、93…有機EL素子、94…メモリー、95…本体コントローラ、123…データ処理手段、124p〜124t…シフトレジスタ、128y…ラインヘッド、128p〜128t…発光素子ライン、134…ラインセレクタ、160…画像形成装置、161…現像装置、165…感光体ドラム、167…像書き込み手段、168…帯電器、169…中間転写ベルト、171…二次転写ローラ、172…加熱ローラ、174…搬送路、177…電装品ボックス、Z…発光部、
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus having a configuration in which a stable light amount is obtained when an organic EL element is used as a light emitting element in a line head, and light emission variation of the element is reduced.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus for writing a latent image on an image carrier, an image forming apparatus using an LED array as a writing unit is known. A line head in which light emitting elements such as LEDs are arranged in a plurality of rows has been developed. Patent Document 1 describes an example of such a line head.
[0003]
When the application of the driving pulse to the EL element ends, the afterglow decreases. Therefore, when a drive pulse is applied after a long non-emission, the time required to reach a predetermined light intensity becomes longer, and the amount of light emitted at one time also becomes smaller. Therefore, the above-mentioned conventional example describes that an auxiliary pulse is applied at least once during one main scan, and the EL element is fully lit.
[0004]
In this way, a predetermined light intensity can be obtained in a short time even after no light emission for a long time. The auxiliary pulse is set to such a degree that the photoconductor is not exposed, and to a size that causes afterglow. That is, the light emission operation is started from the state where the afterglow exists.
[0005]
[Patent Document 1]
Patent Publication No. 2534364
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the above-described conventional example, an auxiliary pulse having a magnitude enough to generate afterglow is applied to the EL element of the printing unit. However, since no auxiliary pulse is applied to the EL element in the non-printing portion, a temperature difference occurs between the EL elements. The organic EL element has a characteristic that the amount of emitted light changes due to a change in temperature.
[0007]
That is, when an organic EL element is used as the light emitting element, the amount of emitted light increases when a voltage is applied and the temperature rises, and the amount of emitted light changes when the temperature of the organic EL element changes. For this reason, when an organic EL element that emits light and an organic EL element that does not emit light coexist, there is a problem that light emission varies due to a difference in temperature between the elements. In addition, although organic EL elements are accelerated by light emission, if light-emitting organic EL elements and non-light-emitting organic EL elements coexist, the degree of deterioration of each element differs and the amount of emitted light also changes from this aspect. There was a problem.
[0008]
The present invention has been made in view of such problems of the prior art. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus configured to obtain a stable amount of light when an organic EL element is used as a light emitting element in a line head and to reduce light emission variation of the element.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the image forming apparatus of the present invention that achieves the above object, a plurality of light emitting element lines in which a plurality of organic EL elements are arranged in the main scan of the image carrier are provided in the sub-scanning direction, and the organic EL elements are arranged two-dimensionally. Image writing means, and a control unit for the organic EL element,
The control unit turns on at least one organic EL element and at least one organic EL element for forming a latent image of the same dot by multiple exposure at least once during one main scan. . Here, the organic EL element includes one corresponding to a printing part, and one corresponding to a non-printing part or a non-image forming part. As described above, since all the organic EL elements have a chance to be turned on, the temperature of each organic EL element rises and the temperature difference decreases. Therefore, variation in light emission of the organic EL element is reduced. In addition, since all the organic EL elements have an opportunity to be turned on, the degree of deterioration of each organic EL element can be equalized, and the change in the amount of emitted light can be suppressed.
[0010]
Further, in the invention, it is preferable that the control section turns on the organic EL element corresponding to the non-printing section or the non-image forming section at least once during one main scan. As described above, since only one organic EL element corresponding to the non-printing portion or the non-image forming portion is turned on, the latent image formed on the photoreceptor does not form a toner image, and does not affect image formation. Has no effect. Therefore, the temperature of the organic EL element can be increased regardless of image formation, and a stable light amount can be obtained. Further, the organic EL elements corresponding to the non-printing portion or the non-image forming portion are uniformly lit, and the temperature difference between the organic EL device and the printing portion can be reduced. For this reason, a change in the amount of emitted light can be suppressed.
[0011]
Further, the present invention provides an image writing unit in which a plurality of light emitting element lines in which a plurality of organic EL elements are arranged in the main scanning of the image carrier are provided in the sub-scanning direction, and the organic EL elements are arranged two-dimensionally. Having a control unit for the organic EL element
The control unit turns on at least one of the light emitting element lines arranged in the main scanning direction, and switches the lines to be turned on at predetermined intervals. Therefore, all the organic EL elements are turned on in units of one line, so that all lighting control can be easily performed. Further, since a toner image is not formed on the latent image formed on the photoconductor, a stable light amount can be obtained without affecting image formation.
[0012]
Further, in the invention, it is preferable that the control section turns on all the organic EL elements of one light-emitting element line once during the one main scan, and changes the line to be turned on every main scan. . For this reason, all the organic EL elements of the multiple exposure can be turned on evenly and only in the same time. Further, the light amount is stabilized in all the organic EL elements.
[0013]
Further, in the invention, it is preferable that the control unit increases the number of times of full lighting for the organic EL element of the light emitting element line arranged at a position farther from the center axis of the rod lens array. In an organic EL element, the light amount variation tends to be larger in a peripheral element that is farther from the center axis of the rod lens array. However, by increasing the number of times of full lighting of the organic EL element in the peripheral portion in this way, it is possible to reduce the variation in the amount of light.
[0014]
Further, in the invention, it is preferable that the control unit changes a light emitting element line that is fully lit every time an image of each page is formed when forming an image of one page. For this reason, since the light emitting element line of the full lighting control is switched on a page basis, the full lighting control of the organic EL element can be easily performed.
[0015]
Further, the invention is characterized in that the organic EL element is connected to an active matrix type driving circuit. Therefore, there is an advantage that the organic EL element maintains light emission even when the switching TFT is turned off due to disturbance or the like. Also, when one pixel is overprinted and multiplex-recorded, light emission is maintained even during transfer of image data from the storage means to the next storage means, so that the pixel can be exposed with high luminance.
[0016]
Further, the present invention provides a state in which a line head provided with an organic EL element for performing the control is mounted on an image carrier cartridge, and a charging unit, an exposure unit, a developing unit, and a transfer unit are arranged around the image carrier. Wherein the toner image formed on the image carrier is transferred to a transfer medium. Therefore, it is possible to configure an image forming apparatus in which the light emission amount of the image writing unit does not change and the image quality does not vary.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the image forming apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of an embodiment of the image forming apparatus to which the present invention is applied. In this embodiment, an intermediate transfer belt is used as a transfer belt. 8, the image forming apparatus 1 includes a housing body 2, a first opening / closing member 3 mounted on the front surface of the housing body 2 so as to be openable and closable, and a second opening / closing member 3 mounted on the upper surface of the housing body 2 so as to be openable and closable. Opening / closing member (also serving as a paper discharge tray) 4. Further, the first opening / closing member 3 is provided with an opening / closing lid 3 ′ which is attached to the front surface of the housing body 2 so as to be openable and closable, and the opening / closing lid 3 ′ is interlocked with the first opening / closing member 3 or independently. It can be opened and closed.
[0018]
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.
[0019]
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. The transfer belt unit 9 includes a driving roller 14 disposed below the housing body 2 and driven to rotate by a driving source (not shown), a driven roller 15 disposed obliquely above the driving roller 14, and the two rollers. An intermediate transfer belt 16 that is stretched between 14 and 15 and driven to circulate in the direction of the arrow in the drawing is provided with a cleaning unit 17 that is brought into contact with and separated from the surface of the intermediate transfer belt 16. The driven roller 15 and the intermediate transfer belt 16 are 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.
[0020]
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. 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.
[0021]
On the back surface of the belt surface 16a facing downward in the transport direction of the intermediate transfer belt 16, a primary transfer member 21 composed of a plate spring electrode is opposed to the image carrier 20 of each of the image forming stations Y, M, C, and K by its elastic force. The transfer bias is applied to the primary transfer member 21. 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. 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.
[0022]
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. 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.
[0023]
The charging means 22 is composed of a conductive brush roller connected to a high voltage generation source, and has a brush outer periphery in the opposite direction to the image carrier 20 which is a photosensitive member, and at a peripheral speed of 2 to 3 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. .
[0024]
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. The Y, M, C, and K image carriers 20, the charging unit 22, and the image writing unit 23 of each image forming station are unitized as one image carrier unit 25. The transfer belt unit 9 and the support frame 9a can be exchanged to maintain the position of the organic EL array exposure head with respect to the image carrier 20. Further, when the image carrier unit 25 is replaced, the image carrier unit 25 is replaced including the organic EL array exposure head.
[0025]
Next, the details of the developing unit 24 will be described using the image forming station K as a representative. The developing unit 24 includes a toner storage container 26 for storing toner (hatched portion in the figure), a toner storage unit 27 formed in the toner storage container 26, and a toner stirring member disposed in the toner storage unit 27. 29, and a partition member 30 partitioned and formed above the toner storage section 27.
[0026]
Further, the toner supply roller 31 disposed above the partition member 30, the blade 32 provided on the partition member 30 and abutting on the toner supply roller 31, and the blade 32 abutting on the toner supply roller 31 and the image carrier 20. Are provided, and a regulating blade 34 which is in contact with the developing roller 33 is provided. 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.
[0027]
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.
[0028]
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 storage 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.
[0029]
The toner returned to the toner storage unit 27 is stirred by the stirring member 29 with the toner in the toner storage unit 27, and is again supplied to the toner introduction unit near the supply roller 31 by the stirring member 29. 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.
[0030]
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. 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.
[0031]
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 secondarily transferred to the recording medium is fixed on the recording medium at a predetermined temperature at a nip formed by the heating roller 45 and the heat-resistant belt 49.
[0032]
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.
[0033]
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.
[0034]
(3) In the image forming stations Y, M, C, and K, the surface of the uniformly charged image carrier 20 is selectively exposed in accordance with the image information of each color by the image writing means 23, so that each color is An electrostatic latent image is formed. (4) The developing unit 24 develops the toner images of the electrostatic latent images formed on the respective image carriers 20.
[0035]
(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. (6) 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. .
[0036]
(7) The primary transfer image is synchronized with the recording medium at the secondary transfer portion, and is pressed by the pressing mechanism toward the drive roller 14 of the intermediate transfer belt 16, 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.
[0037]
(8) 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 unit 17 arranged opposite to the roller 15, and the intermediate transfer belt 16 is refreshed. Again, the above cycle can be repeated. (9) The toner image on the recording medium is fixed by passing the recording medium through the fixing unit 12, and then the recording medium is directed to a predetermined position (or, if it is not double-sided printing, toward the paper output tray 4 and double-sided printing is performed). In this case, the sheet is conveyed toward the double-sided printing conveyance path 40).
[0038]
FIG. 9 is a partial cross-sectional view near the image carrier 20 of FIG. 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.
[0039]
A conductive brush roller of a charging unit 22 is supported so as to rotate at a predetermined position of each image carrier 20, and an image writing unit 23 including an organic EL array exposure head is provided downstream of the charging unit 22. Each image carrier 20 is positioned and supported in parallel with the image carrier 20. 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.
[0040]
The shielding portions 52 and 53, particularly the shielding portion 52 between the opening 51 and the image writing unit 23, prevent ultraviolet rays from reaching the light emitting unit made of the organic EL material in the image writing unit 23 from the outside. Reference numeral 54 denotes a cleaning pad that wipes off the gradient index rod lens array 55 that covers the organic EL light emitting element array 56 from the front surface when it becomes dirty. The cleaning pad 54 is reciprocated by a handle (not shown).
[0041]
FIG. 10 is a schematic perspective view of the line head showing the image writing means 23 in an enlarged manner. FIG. 10 shows details of a line head provided in the image writing unit 23. A mechanism for accurately positioning the image writing means 23 with respect to each image carrier (photoconductor drum) 20 attached to the image carrier unit 25 is shown. The image carrier 20 is rotatably mounted in the case 50 of the image carrier unit 25 by its axis.
[0042]
On the other hand, the organic EL light emitting element array 61 is held in a long housing 60. 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.
[0043]
The image writing unit 23 has the light emitting unit 63 of the organic EL light emitting element array 61 mounted on a glass substrate 62 and is driven by a TFT 71 formed on the same glass substrate 62. The gradient index rod lens array 65 constitutes an imaging optical system, and has a stack of gradient index rod lenses 65 ′ arranged on the front surface of the light emitting unit 63.
[0044]
Reference numeral 60 denotes a housing, and 66 denotes a cover. The housing 60 covers the periphery of the glass substrate 62, and the side facing the image carrier 20 is open. In this way, light rays are emitted from the gradient index rod lens 65 ′ to the image carrier 20. A light-absorbing member (paint) is provided on a surface of the housing 60 facing the end surface of the glass substrate 62.
[0045]
FIG. 11 is a plan view partially showing the line head. In FIG. 11, the rod lens array 65 has rod lenses 65a to 65e arranged in two rows in a staggered manner. 81 to 87 are light emitting element lines in which a plurality of light emitting elements are arranged in each of the lines 0.3 to -0.3.
[0046]
In this example, the center line (center axis) C. Light emitting element lines 81 to 87 made of light emitting elements of the same size are arranged at positions symmetrical with respect to L. That is, the light emitting element lines 81 and 87 are arranged at symmetrical positions with respect to the central axis. Further, the light emitting element lines 82 and 86, and 83 and 85 are also arranged at symmetrical positions with respect to the central axis. In this manner, in the example of FIG. 11, a plurality of light emitting element lines 81 to 87 are arranged in parallel in the sub-scanning direction of the image carrier as light emitting element rows capable of exposing the entire image area.
[0047]
Further, the distances between the light emitting element lines are arranged equally. Therefore, when performing multiplex printing of pixels using each light emitting element line, the timing for moving the image carrier and the timing for switching from the previously emitted light emitting element line to the next light emitting element line and emitting light are all defined. Since the same timing can be set for the light emitting element lines, control can be easily performed.
[0048]
Also, in the example of FIG. Light emitting element lines 84 are also arranged on L. Therefore, when performing multiple exposure, the light emission timing in the sub-scanning direction can be controlled with reference to the light emitting element line on the central axis, so that the configuration of the control circuit is simplified.
[0049]
Next, another embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described. FIG. 12 is a configuration diagram of an image forming apparatus to which the present invention is applied. 12, the image forming apparatus 160 includes, as main components, a developing device 161 having a rotary configuration, a photosensitive drum 165 functioning as an image carrier, an image writing unit 167 provided with an organic EL array, and an intermediate transfer belt. 169, a paper transport path 174, a heating roller 172 of a fixing device, and a paper feed tray 178 are provided.
[0050]
In the developing device 161, the developing rotary 161 a rotates in the arrow A direction about the shaft 161 b. The inside of the developing rotary 161a is divided into four parts, and image forming units for four colors of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K) are provided. 162a to 162d are arranged in the image forming units of the four colors, and are developing rollers that rotate in the direction of arrow B, and 163a to 163d are toner supply rollers that rotate in the direction of arrow C. Reference numerals 164a to 164d denote regulating blades for regulating the toner to a predetermined thickness.
[0051]
165 is a photosensitive drum functioning as an image carrier as described above, 166 is a primary transfer member, 168 is a charger, and 167 is an image writing means provided with an organic EL array. The photosensitive drum 165 is driven in a direction indicated by an arrow D opposite to the developing roller 162a by a drive motor (not shown), for example, a step motor.
[0052]
The intermediate transfer belt 169 is stretched between a driven roller 170b and a drive roller 170a, and the drive roller 170a is connected to a drive motor of the photosensitive drum 165 to transmit power to the intermediate transfer belt. By driving the drive motor, the drive roller 170a of the intermediate transfer belt 169 is rotated in the direction of arrow E opposite to the direction of the photosensitive drum 165.
[0053]
The paper transport path 174 is provided with a plurality of transport rollers and a pair of paper discharge rollers 176 and the like, and transports the paper. The image (toner image) on one side carried on the intermediate transfer belt 169 is transferred to one side of the sheet at the position of the secondary transfer roller 171. The secondary transfer roller 171 is separated from and brought into contact with the intermediate transfer belt 169 by a clutch, is brought into contact with the intermediate transfer belt 169 when the clutch is turned on, and an image is transferred to a sheet.
[0054]
Next, the sheet on which the image has been transferred as described above is subjected to a fixing process by a fixing device having a fixing heater H. The fixing device is provided with a heating roller 172 and a pressure roller 173. The sheet after the fixing process is drawn into the sheet discharge roller pair 176 and advances in the direction of arrow F. When the sheet discharge roller pair 176 rotates in the reverse direction from this state, the sheet reverses direction and advances in the double-sided printing conveyance path 175 in the direction of arrow G. 177 is an electrical component box, 178 is a paper feed tray for storing paper, and 179 is a pickup roller provided at the exit of the paper feed tray 178.
[0055]
In the paper transport path, a low-speed brushless motor is used as a drive motor for driving the transport rollers. The intermediate transfer belt 169 uses a stepping motor because color shift correction and the like are required. These motors are controlled by signals from control means (not shown).
[0056]
In the state shown in the figure, a yellow (Y) electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 165, and a high voltage is applied to the developing roller 62a, whereby a yellow image is formed on the photosensitive drum 165. When all the images on the back and front sides of yellow are carried on the intermediate transfer belt 169, the developing rotary 161a rotates 90 degrees in the arrow A direction.
[0057]
The intermediate transfer belt 169 makes one rotation and returns to the position of the photosensitive drum 165. Next, two cyan (C) images are formed on the photosensitive drum 165, and this image is carried on the yellow image carried on the intermediate transfer belt 169. Hereinafter, the rotation of the developing rotary 161 by 90 degrees and the one-rotation process after the image is carried on the intermediate transfer belt 169 are similarly repeated.
[0058]
The intermediate transfer belt 169 rotates four times to carry four color images, and thereafter the rotation position is further controlled to transfer the image to the sheet at the position of the secondary transfer roller 171. The sheet fed from the sheet feed tray 178 is conveyed through a conveyance path 174, and the color image is transferred to one side of the sheet at the position of the secondary transfer roller 171.
[0059]
The sheet on which the image has been transferred to one side is inverted by the pair of sheet discharging rollers 176 as described above, and stands by on the conveyance path. Thereafter, the sheet is conveyed to the position of the secondary transfer roller 171 at an appropriate timing, and the color image is transferred to the other surface. The housing 180 is provided with an exhaust fan 181.
[0060]
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a control mechanism for controlling the organic EL element of the present invention. In FIG. 4, reference numeral 95 denotes a main body controller of the image forming apparatus, and reference numeral 90 denotes a line head controller. The control unit 90 includes a control circuit 91, a drive circuit 92, a light emitting element 93 using an organic EL element, and a memory 94.
[0061]
The main body controller 95 forms image data and transmits the image data to the control circuit 91. The control circuit 91 forms a control signal corresponding to the amount of light emitted from each light emitting element 93, and energizes a drive circuit 92 composed of a TFT (Thin Film Transistor) or the like. The memory 94 stores the light emission amount of each light emitting element.
[0062]
As described above, since the light emission amount of each light emitting element is stored in the memory 94, the light emission amount can be controlled for each selected light emitting element. Note that the memory 94 can be installed on the image forming apparatus main body side. In this case, there is an advantage that the line head can be downsized.
[0063]
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the control circuit of FIG. In FIG. 5, the control circuit 91 has a data processing unit 91a and an auxiliary pulse control unit 91b. The data processing unit 91a performs processes such as color separation, gradation processing, development of image data into a bitmap, and color shift adjustment based on the print data transmitted from the main body controller 95.
[0064]
The line heads 92a to 92d correspond to yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), respectively, and form a color image on a photoconductor. Each of the line heads 92a to 92d is provided with a plurality of rows of organic EL elements in the sub-scanning direction of the image carrier.
[0065]
For example, in the line head 92a corresponding to yellow (Y), a light emitting element line in which a plurality of organic EL elements are arranged in the main scanning direction Y of the image carrier has four rows of L1 to L4. They are arranged in the scanning direction X. By arranging the light emitting element lines L1 to L4, the light emitting elements in each column of the four lines are configured to be capable of performing multiple exposure in which the light emitting elements are exposed to the same pixel.
[0066]
The data processing unit 91a outputs a print data signal Ds for each light emitting element line of each of the line heads 92a to 92d. The auxiliary pulse control unit 91b outputs an auxiliary pulse signal Dt for each light emitting element line of each of the line heads 92a to 92d. Reference numerals 91p to 91s denote AND circuits, which open a gate when the print data signal Ds and the auxiliary pulse signal Dt are input, and transmit a drive signal Dr to a selected light emitting element line.
[0067]
As will be described later, individual organic EL elements arranged in each light emitting element line of each of the line heads 92a to 92d can be operated by an active matrix type driving circuit. For this reason, although not shown in FIG. 5, it is possible to emit light by further providing a means for selecting an individual organic EL element in the selected light emitting element line.
[0068]
FIG. 1 is an explanatory diagram according to the embodiment of the present invention. It is assumed that the pixel line Wx of the image carrier includes pixels Sa, Sc, and Sd of a non-printing portion and pixels Sb and Se of a printing portion. Lines U1, U2, and U3 in which a plurality (five) of organic EL elements are arranged in the main scanning direction Y of the image carrier are arranged in a plurality of rows (three rows) in the sub-scanning direction X.
[0069]
Thus, the predetermined image forming region Ex is provided by arranging the organic EL elements two-dimensionally. In FIG. 1A, one light emitting element line U1 is provided with organic EL elements Rb and Re corresponding to the pixels in the printing part and organic EL elements Ra, Rc and Rd corresponding to the pixels in the non-printing part. Have been.
[0070]
In the state of FIG. 1A, during one main scan, a pulse is applied to the organic EL elements Ra corresponding to the pixels in the non-printed area and the organic EL elements Rb and Re corresponding to the pixels in the printed area to light up. Next, the image carrier is moved in the sub-scanning direction X to the state shown in FIG. 1B, and the pixel line Wx is made to correspond to the light emitting element line U2. In this state, during one main scan, a pulse is applied to the organic EL elements Rg corresponding to the pixels in the non-printed area and the organic EL elements Rf and Ri corresponding to the pixels in the printed area to light up. Subsequently, the image carrier is moved in the sub-scanning direction X to the state shown in FIG. 1C, and the pixel line Wx is made to correspond to the light emitting element line U3. In this state, during one main scan, a pulse is applied to the organic EL elements Rk corresponding to the pixels in the non-printing portion and the organic EL elements Rj and Rl corresponding to the pixels in the printing portion to light up.
[0071]
Thus, in FIGS. 1A to 1C, at least one organic EL element for forming a latent image of the same dot by multiple exposure is turned on at least once during one main scan. This processing includes the organic EL element in the printing section and the organic EL element in the non-printing section. For this reason, since there is a chance that all the organic EL elements are turned on, it is possible to prevent a temperature difference from occurring between the organic EL elements and to suppress a variation in light emission.
[0072]
Further, as shown in FIG. 1D, the exposure amounts of the pixels Sa, Sc, and Sd in the non-printing portion are each ((). That is, at the time of multiple exposure, the organic EL elements corresponding to the non-printed portions are uniformly lit, and the temperature difference between the organic EL elements in the printed portion and the organic EL elements can be reduced. For this reason, a change in the amount of emitted light can be suppressed. At this time, the organic EL element of the non-printing portion that is turned on is changed for each main scan so that an image is not formed on the image carrier. In addition, since all the organic EL elements have an opportunity to be turned on, the degree of deterioration of each organic EL element can be equalized, and the change in the amount of emitted light can be suppressed.
[0073]
Further, since only one organic EL element corresponding to the non-printing portion is turned on, the latent image formed on the photosensitive member does not form a toner image, and does not affect image formation. Therefore, the temperature of the organic EL element can be increased regardless of image formation, and a stable light amount can be obtained. In the above example, the control of the organic EL element in the non-printing portion has been described. However, the above control can be applied to the control of the organic EL element corresponding to the non-image forming portion such as a margin.
[0074]
FIG. 2 is an explanatory diagram of another embodiment of the present invention. Parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In the state of FIG. 2A, the pixel line Wx corresponds to the light emitting element line U1. In this state, all the organic EL elements Ra to Re of the non-printing portion and the printing portion, that is, one light emitting element line U1 are turned on during one main scan. In the state of FIG. 2B, the pixel line Wx is made to correspond to the light emitting element line U2, and the organic EL elements Rf and Ri of the printing unit are turned on during one main scan. In the state of FIG. 2C, the pixel line Wx is made to correspond to the light emitting element line U3, and in this state, the organic EL elements Rj and Rl of the printing unit are turned on during one main scan.
[0075]
Also in this case, as shown in FIG. 2D, the exposure amounts of the pixels Sa, Sc, and Sd in the non-print portion are each (1 /). That is, the organic EL elements corresponding to the non-printed portions are uniformly lit, and the temperature difference from the organic EL elements in the printed portion can be reduced. For this reason, a change in the amount of emitted light can be suppressed. In addition, since all the organic EL elements are turned on in units of one line, the lighting control of the organic EL elements can be easily performed.
[0076]
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of control of an organic EL element according to another embodiment of the present invention. FIG. 3 shows the line head 92a of FIG. 5 as an example. In the example of FIG. 3 as well, a plurality of light emitting element lines in which a plurality of organic EL elements are arranged in the main scan of the image carrier are provided in the sub-scanning direction, and the organic EL elements are arranged two-dimensionally. 1 shows an organic EL element. .. Y1, Y2, Y3,... Form an organic EL element group when multiple exposures are performed by repeatedly striking the same pixel while moving the image carrier in the sub-scanning direction X. That is, the organic EL element group has a function of forming a latent image of the same dot when performing multiple exposure. In the example of FIG. 3, four multiple exposures are performed on the same pixel by the organic EL element groups Y1, Y2, Y3,... Arranged on four lines of the light emitting element lines L1 to L4.
[0077]
As shown in FIG. 3, the line head 92a is provided with a plurality of organic EL elements two-dimensionally arranged in the main scanning direction Y and the sub-scanning direction X of the image carrier. The organic EL elements form an organic EL element group (Y1, Y2, Y3,...) For forming a latent image of the same dot as described above. In this embodiment, at least one organic EL element in the organic EL element group is turned on in a non-printing portion such as a space between characters and a line or a non-image forming portion (blank paper portion). Is what you do.
[0078]
As described above, since only one organic EL element is turned on, a toner image is not formed on the latent image formed on the photoconductor as described above, and the image formation is not affected. Therefore, the temperature of the organic EL element can be increased regardless of image formation, and a stable light amount can be obtained. In addition, the degree of deterioration due to light emission of the organic EL element becomes substantially the same, and variation in light emission of the organic EL element is reduced.
[0079]
In the example of FIG. 3, at least one organic EL element in the organic EL element group is turned on at least once during one main scan. For example, the organic EL elements Y1-L1, Y2-L2, Y3-L3, Y4-L4,... Are turned on during the first main scanning. Subsequently, during the second main scanning, the organic EL elements are turned on like Y1-L2, Y2-L3, Y3-L4, and Y4-L5. In order to perform such control, the auxiliary pulse signal Dt in FIG. 3 is transmitted from the data processing means 91a. At this time, the movement timing of the image carrier and the lighting timing of the organic EL element are adjusted so that an image is not formed on the non-printing portion of the image carrier. In this case, there is an advantage that all the organic EL elements can be turned on uniformly.
[0080]
In another embodiment of the present invention, at least one line in the main scanning direction is completely turned on in a non-printing portion or a non-image forming portion (blank portion) such as a character space or a line space, and at a predetermined interval, for example, a paper interval. , To switch all the lit lines. In the example of FIG. 1, the light emitting element lines L1 to L4 are all turned on at predetermined intervals. In this case, since all the organic EL elements are turned on in units of one line, the whole lighting control can be easily performed. Further, since the toner image is not formed on the latent image formed on the photoconductor, it does not affect the image formation.
[0081]
In another embodiment of the present invention, one line of the organic EL element is fully lit once during one main scan, and the lit line is changed for each main scan. In the example of FIG. 1, all the light emitting element lines L1 are turned on during the first main scanning. Further, the light emitting element line L1 is turned on during the second main scanning. Hereinafter, all the light emitting element lines are sequentially turned on. By performing such control, all the organic EL elements of the multiple exposure can be turned on evenly and in the same time only. Therefore, the amount of light is stabilized in all the organic EL elements.
[0082]
In another embodiment of the present invention, the number of times of full lighting increases as the organic EL element is arranged in a light emitting element line in a peripheral portion that is farther away from the center axis of the rod lens array. In the example of FIG. 3, for example, it is assumed that the light emitting element line L <b> 1 arranges the organic EL elements in the peripheral part that is separated from the center axis of the rod lens array. In this case, the number of times of lighting of the light emitting element line L1 is set to be larger than that of the other light emitting element lines L2 and L3 near the center axis of the rod lens array.
[0083]
In general, in an organic EL element, a light amount variation tends to be larger in a peripheral element that is farther away from the center axis of the rod lens array. As in this embodiment, by increasing the number of times of full lighting of the organic EL elements in the peripheral portion, it is possible to reduce variations in the amount of light.
[0084]
In another embodiment of the present invention, when forming image data of one page, the light emitting element lines that are turned on all the time are changed every time image formation of each page is performed. For example, when forming the image of the first page, all the organic EL elements of the first line are turned on. When forming an image on the next page, all the organic EL elements on a line different from the first line are turned on. As described above, since the line to be lit is changed for each page, the lighting control of the organic EL element can be easily performed.
[0085]
FIG. 6 is a block diagram showing an image forming apparatus according to another embodiment of the present invention. In the example of FIG. 6, the light emitting element is driven by an active matrix method. In FIG. 6, Z is a single light emitting unit in which the light emitting element of the organic EL element and its driving circuit are formed by an active matrix.
[0086]
For example, in the yellow line head 128Y, light emitting element lines 128p to 128t are arranged in five rows. Shift registers 124p to 124t are arranged corresponding to the respective light emitting element lines 128p to 128t. Further, a line selector 134 is connected to the data processing device 123.
[0087]
135a is a supply line for image data wired from the data processing device 123 to the shift register, 135b is a control line wired from the data processing device 123 to the line selector 134, and 136a to 136e are from the line selector 134 to each shift register 124p to Command lines 137a to 137e for commanding the operation of 124t are scanning lines on which a signal from the line selector 134 is supplied to the light emitting element of each line, and 138a to 138k are individual lines and columns for each line from the shift registers 124p to 124t. Signal line for supplying an operation signal to the light emitting element (organic EL element).
[0088]
The operation of FIG. 6 will be described. With a control signal supplied from the data processing device 123 via the control line 135b, the line selector 134 selects the scanning line 137a and supplies a signal to the light emitting element line 128p. Further, the shift register 124p is operated by the signal of the command line 136a. When the shift register 124p activates the signal lines 138a to 138k and sends an output signal of image data to all the organic EL elements on the light emitting element line 128p, the organic EL elements on the light emitting element line 128p emit light to expose the pixels. .
[0089]
By switching the scanning line 137 and the command line 136 with the signal from the line selector 134, the above operation is also performed for the light emitting element lines 128q, 128r, 128s, and 128t, and the light emitting elements of all the light emitting element lines emit light. Expose the pixel.
[0090]
Next, the image data in the shift register 124s is transferred to the shift register 124t. Similarly, the image data is sequentially transferred from the shift register 124r to the shift register 124s, from the shift register 124q to the shift register 124r, from the shift register 124p to the shift register 124q. To transfer. Image data is transferred from the data processing unit 123 to the shift register 124p via the signal line 135a. During this time, the image carrier moves by the pixel pitch.
[0091]
At this time, since the light emitting elements of the light emitting section Z maintain light emission by the action of the active matrix, even when image data is being transferred by the shift register, the light emitting elements are not turned off and the pixels are exposed with high brightness. can do. In this manner, by repeatedly transmitting image data from the shift register 124 to the light emitting elements, transferring image data between the shift registers, and moving the image carrier, the image data is continuously exposed on the image carrier. I can do it.
[0092]
For this reason, in the example of FIG. 6, each pixel is exposed with five times the amount of light when exposed by a single light emitting element, and the amount of light required for exposure of each pixel can be obtained at high speed. . The number of columns in the sub-scanning direction of the line on which the light emitting elements are arranged, that is, the multiple of the amount of light obtained when a pixel is exposed by a single light emitting element can be appropriately selected as needed.
[0093]
In the above description, all the organic EL elements in the light emitting element line are controlled to emit light at the same time. However, by selecting and energizing the signal lines 138a to 138k, the organic EL element group as described in FIG. The organic EL elements of Y1, Y2, Y3,... Can be turned on. Further, by selecting and energizing the scanning lines 137a to 137e, the light emitting element lines 128a to 128t are specified. Therefore, it is possible to perform a full lighting control by selecting a specific one of the organic EL elements two-dimensionally arranged on a plane.
[0094]
Once the data processing unit 123 of the image forming apparatus main body forms the data of the first line, the data processing unit 123 thereafter holds the image data of the first line in the storage unit (shift register), and stores the image data in the storage unit. , The operation of all the light emitting elements of the line head can be controlled. Therefore, the data processing means does not need to generate data of the light emitting elements of all the line heads, and can simplify the circuit configuration. Further, data processing can be performed at high speed.
[0095]
The light emitting portion of the organic EL element can be driven by an active matrix type driving circuit. FIG. 7 is a circuit diagram for operating the light emitting unit Z in an active matrix. In FIG. 7, an organic EL element (EL) is used as a light emitting element, K is its cathode terminal, and A is its anode terminal. The cathode terminal K is connected to a power supply not shown.
[0096]
As the scanning line to which the select signal Ta is input, for example, the scanning line 137a in FIG. 6 can be used. The control signal Dx for selecting an individual light emitting element can be supplied from, for example, the signal line 138a in FIG. The select signal Ta is supplied to the gate Ga of the switching TFT (Tr1).
[0097]
The control signal Dx is supplied to the drain Da of the switching TFT. Va is a power supply line, and Ca is a storage capacitor. The source Sb of the driving TFT (Tr2) of the organic EL element is connected to the power supply line Va, and the drain Db is connected to the anode terminal A of the organic EL element. Further, the gate Gb of the driving TFT (Tr2) is connected to the source Sa of the switching TFT (Tr1).
[0098]
Next, the operation of the circuit diagram of FIG. 7 will be described. When the scanning line and the signal line are energized in a state where the voltage of the power supply line Va is applied to the source of the switching TFT, the switching TFT (Tr1) is turned on. Therefore, the gate voltage of the driving TFT (Tr2) decreases, the voltage of the power supply line Va is supplied from the source of the driving TFT (Tr2), and the driving TFT (Tr2) becomes conductive. As a result, the organic EL element operates and emits light with a predetermined light amount. The storage capacitor Ca is charged with the voltage of the power supply line Va.
[0099]
Even when the switching TFT (Tr1) is turned off, the driving TFT (Tr2) is in the conductive state based on the electric charge charged in the storage capacitor Ca, and the organic EL element maintains the light emitting state. Therefore, when the active matrix is applied to the driving circuit of the light emitting element, even when the switching TFT is turned off to transfer the image data by the shift register, the operation of the organic EL element continues to emit light. In addition, the pixels can be exposed with high luminance.
[0100]
As described above, in the active matrix driving circuit, the light emitting state of the organic EL element can be held by the capacitor and the transistor provided around the organic EL element. Therefore, when one pixel is overprinted and multiplex-recorded, light emission is maintained even during transfer of image data from the storage means to the next storage means, so that the pixel can be exposed with high luminance.
[0101]
As described above, the image forming apparatus of the present invention has been described based on some embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications are possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a control unit.
FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a control circuit in FIG. 2;
FIG. 6 is a block diagram illustrating an example using a shift register.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a driving circuit of the organic EL element.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of the entire configuration of an image forming apparatus.
FIG. 9 is an enlarged sectional view showing a part of FIG. 5;
FIG. 10 is a perspective view showing an example of a line head.
FIG. 11 is a plan view partially showing a line head.
FIG. 12 is a schematic sectional view showing another example of the image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus, 2 ... Housing main body, 5 ... Electric component box, 6 ... Image forming unit, 9 ... Transfer belt unit, 10 ... Paper feeding unit, 11 ... Secondary transfer unit, 12 ... Fixing unit, 13 ... Recording Medium transfer means, 16: intermediate transfer belt, 19: secondary transfer roller, 20: image carrier, 21: primary transfer member, 22: charging means, 23: image writing means, 24: developing means, 25: image carrying Body unit (image carrier cartridge), 61: organic EL light emitting element array, 62: glass substrate, 63: light emitting unit, 64: cover glass, 65: refractive index distribution type rod lens array, 65 ': refractive index distribution type rod Lenses, 65a to 65h: refractive index distribution type rod lens, 71: TFT, 90: control unit of line head, 91: control circuit, 91a: data processing means, 91b: auxiliary pulse system Control means, 91p-91s AND circuit, 92 drive circuit, 92a-92d line head, 93 organic EL element, 94 memory, 95 main body controller, 123 data processing means, 124p-124t shift register, 128y: line head, 128p to 128t: light emitting element line, 134: line selector, 160: image forming device, 161: developing device, 165: photosensitive drum, 167: image writing means, 168: charging device, 169: intermediate transfer Belt, 171 secondary transfer roller, 172 heating roller, 174 conveyance path, 177 electrical component box, Z light emitting unit,

Claims (8)

像担持体の主走査に複数の有機EL素子を配置した発光素子ラインを副走査方向に複数列設け、有機EL素子を2次元的に配置した像書込手段と、前記有機EL素子の制御部とを有し、
前記制御部は、多重露光で同一ドットの潜像を形成するための少なくとも1つの有機EL素子を、1主走査中に少なくとも1回は点灯させることを特徴とする、画像形成装置。
Image writing means in which a plurality of light emitting element lines in which a plurality of organic EL elements are arranged in the main scanning of the image carrier are provided in the sub-scanning direction, and the organic EL elements are two-dimensionally arranged; And having
The image forming apparatus, wherein the control unit turns on at least one organic EL element for forming a latent image of the same dot by multiple exposure at least once during one main scan.
前記制御部は、前記有機EL素子の中で、非印字部または非画像形成部に対応する有機EL素子を1主走査中に少なくとも1回は点灯させることを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。2. The control unit according to claim 1, wherein among the organic EL elements, an organic EL element corresponding to a non-printing unit or a non-image forming unit is turned on at least once during one main scan. Image forming apparatus. 像担持体の主走査に複数の有機EL素子を配置した発光素子ラインを副走査方向に複数列設け、有機EL素子を2次元的に配置した像書込手段と、前記有機EL素子の制御部とを有し
前記制御部は、前記主走査方向に配置された発光素子ラインの少なくとも1ラインを全点灯し、所定間隔で全点灯するラインを切り替えることを特徴とする画像形成装置。
Image writing means in which a plurality of light emitting element lines in which a plurality of organic EL elements are arranged in the main scanning of the image carrier are provided in the sub-scanning direction, and the organic EL elements are two-dimensionally arranged; An image forming apparatus, wherein the control unit turns on at least one of the light emitting element lines arranged in the main scanning direction, and switches the line to be turned on at predetermined intervals.
前記制御部は、前記1主走査中に1回、1発光素子ラインの有機EL素子を全点灯させ、各主走査毎に全点灯するラインを変更することを特徴とする、請求項3に記載の画像形成装置。4. The control unit according to claim 3, wherein the control unit turns on all the organic EL elements of one light emitting element line once during the one main scan, and changes the line to be turned on every main scan. 5. Image forming apparatus. 前記制御部は、ロッドレンズアレイの中心軸に対して、遠い位置に配置された発光素子ラインの有機EL素子ほど全点灯の回数を増加させることを特徴とする、請求項3に記載の画像形成装置。4. The image forming apparatus according to claim 3, wherein the control unit increases the number of times of full lighting for the organic EL element of the light emitting element line located farther from the center axis of the rod lens array. 5. apparatus. 前記制御部は、1ページの画像形成時には、各ページの画像形成毎に全点灯する発光素子ラインを変更することを特徴とする、請求項3に記載の画像形成装置。4. The image forming apparatus according to claim 3, wherein the control unit changes a light emitting element line that is fully lit every time an image of one page is formed. 5. 前記有機EL素子をアクテブマトリックス方式の駆動回路に接続したことを特徴とする、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the organic EL element is connected to an active matrix type driving circuit. 請求項1から請求項7のいずれか1項記載の制御を行う有機EL素子を設けたラインヘッドを像担持体カートリッジに装着して、前記像担持体の周囲に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を配した状態で、前記像担持体上に形成されたトナー像を転写媒体に転写させるようにしたことを特徴とする画像形成装置。A line head provided with an organic EL element for controlling according to any one of claims 1 to 7, mounted on an image carrier cartridge, and a charging unit, an exposure unit, and a developing unit around the image carrier. An image forming apparatus wherein a toner image formed on the image carrier is transferred to a transfer medium in a state where transfer means is provided.
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