JP2005329634A - ラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 駆動時間が一定時間を超えた場合でも画質が劣化しない構成としたラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 図１（ａ）の例では、当初一定電圧Ｖａを印加して発光素子を定電圧制御している。発光素子の駆動時間が２５０時間を超えたところで、駆動電圧をＶａからＶｂに昇圧して発光素子を定電圧制御する。すなわち、駆動時間に応じて印加電圧を変えて発光素子を定電圧制御する。図１（ｂ）は、発光素子の駆動時間と発光光量との関係を示しており、駆動時間が２００時間を超えると当初のＩａからＩｘに低下する。ここで、駆動時間が２５０時間を超えると、前記のように印加電圧がＶａからＶｂに昇圧されるので、発光光量はＩｂに改善される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、有機ＥＬ素子を定電圧制御する際に、駆動時間が一定時間を超えた場合でも画質が劣化しない構成とした、ラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置に関するものである。

１ラインに多数の発光素子を設けたラインヘッドを露光手段として用いる画像形成装置が開発されている。特許文献１には、複数の発光素子からなる発光素子アレイを単一チップに集積させて露光手段を形成した画像形成装置が記載されている。この例においては、各色毎の単一チップ発光素子アレイを単一基板に形成してから分離して、各色の現像装置に配置することにより、発光特性のバラツキを解消している。

ラインヘッドに適用される発光素子として、ＬＥＤの他に有機ＥＬ素子が提案されている。有機ＥＬ素子は、静的な制御が可能であるので制御系を簡略化できるという利点がある。有機ＥＬ素子からなる複数の発光素子を用いたラインヘッドにおいては、光量を一定値に保持するために発光素子を定電流制御で駆動する場合がある。

しかしながら、定電流制御の場合には回路構成が複雑になる、という問題があるので、回路構成が比較的簡単な定電圧制御で発光素子を駆動することが行われている。有機ＥＬ素子からなる発光素子を定電圧制御で駆動する際に、累積の駆動時間が一定時間を超える場合もある。このような場合には、有機ＥＬ素子に内在する固有の特性に起因して、各発光素子の抵抗値が変化して発光光量が低下することが知られている。

図９（ｂ）は、駆動時間（ｈ）と、有機ＥＬ素子からなる発光素子の発光光量との関係を示す特性図である。図９（ａ）に示すように、各発光素子には一定電圧Ｖａが印加されているものとする。この場合に、図９（ｂ）に示すように発光光量は、駆動時間が一定時間、この例では２００時間まではＩａで一定である。駆動時間が２００時間を超えると、発光光量はＩａからＩｘのように低下し始め、駆動時間が２５０時間を超えると、発光光量は更に低下してＩｙのような特性となる。

特開平１１―１３８８９９号公報

前記特許文献１に記載の技術は、発光素子としてＬＥＤの他に有機ＥＬ素子を用いることについても言及されている。しかしながら、有機ＥＬ素子を定電圧制御する際に、図９のように、駆動時間が一定値を超えると発光光量が低下することの対策については開示されていない。このため、ラインヘッドに有機ＥＬ素子を取り付けて定電圧制御により駆動する際に、駆動時間が一定値を超えると発光光量が低下して、画質の劣化に対応することができないという問題があった。

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、有機ＥＬ素子を定電圧制御する際に、駆動時間が一定時間を超えた場合でも画質が劣化しない構成とした、ラインヘッドおよび画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成する本発明のラインヘッドは、１ラインに配列される複数の有機ＥＬ素子からなる発光素子と、前記発光素子を定電圧制御する手段と、ラインヘッドの使用状況のカウント手段とを具備し、前記カウント手段のカウント値を用いて前記発光素子を定電圧制御することを特徴とする。このような構成とすることにより、有機ＥＬ素子からなる発光素子を定電圧制御する際に、ラインヘッドの経年劣化に伴う発光光量の低下を補償して画質の劣化を防止することができる。

また、本発明のラインヘッドは、前記カウント手段は、前記発光素子の累積の駆動時間をカウントすることを特徴とする。このような構成とすることにより、駆動時間が一定時間を超えた際に発光光量が低下するという、有機ＥＬ素子に内在する特有の特性を補償して、画質の劣化を防止することができる。

また、本発明のラインヘッドは、前記カウント手段は、印字される記録紙の枚数をカウントすることを特徴とする。このような構成とすることにより、印字された記録紙の枚数をカウントするという簡単な手段で発光光量の低下を補償して、画質の劣化を防止することができる。

また、本発明のラインヘッドは、前記カウント手段は、画像パターンの印刷ドット列の形成回数をカウントすることを特徴とする。このような構成で、各発光素子毎のトナー消費量をカウントすることにより、発光素子の累積の駆動時間が求められる。このため、各発光素子毎にきめ細かに発光光量の低下を補償して、画質の劣化を防止することができる。

また、本発明のラインヘッドは、前記発光素子の定電圧制御は、個別の発光素子毎に行うことを特徴とする。このように、個別の発光素子毎に定電圧制御を行うので、各発光素子の駆動時間が一定値を超えた場合でも高画質の画像形成を行うことができる。

また、本発明のラインヘッドは、前記発光素子の定電圧制御は、１ラインに配列される複数の発光素子を複数のブロックに区分してブロック単位で行うことを特徴とする。このように、ブロック単位で定電圧制御を行うので、種々の画像パターンを形成する際に、画質の劣化を防止することができる。

また、本発明のラインヘッドは、前記発光素子の定電圧制御は、１ラインに配列される複数の発光素子に対して同時に同電圧を印加して行うことを特徴とする。このような構成とすることにより、複数の発光素子に対する定電圧制御が簡易化される。

また、本発明のラインヘッドは、前記各発光素子を駆動するＦＥＴのゲート電極とドレイン電極間に、コンデンサを接続したことを特徴とする。このように、ＦＥＴのゲート電極とドレイン電極間に、コンデンサを接続しているので、各発光素子に対する定電圧制御を円滑に行える。

また、本発明のラインヘッドは、前記発光素子の定電圧制御は、前記発光素子の駆動時間が一定時間を超えて発光光量が低下した際に、発光光量を所定値に回復させるために段階的に昇圧して行われることを特徴とする。このように、発光素子に対する電圧制御は、発光素子の駆動時間に応じて段階的に電圧を変えた定電圧制御であるので、簡単な手段で画質の劣化を防止することができる。

また、本発明のラインヘッドは、前記複数の発光素子が配列されるラインを副走査方向に複数列形成したことを特徴とする。このように、ラインヘッドの副走査方向に複数列の発光素子ラインを設けているので、多重露光や予備列の設置などに対応でき、当該ラインヘッドを用いた画像形成装置を多様な用途に適用できる。

本発明の画像形成装置は、像担持体の周囲に帯電手段と、前記いずれかに記載のラインヘッドと、現像手段と、転写手段との各画像形成用ユニット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、タンデム方式で画像形成を行うことを特徴とする。このため、タンデム方式の画像形成装置において、有機ＥＬ素子からなる発光素子の定電圧制御を行う際に、発光素子の駆動時間が一定時間を超えた場合の画質の劣化を防止することができる。

また、本発明の画像形成装置は、静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、ロータリ現像ユニットと、前記いずれかに記載のラインヘッドとを備え、前記ロータリ現像ユニットは、複数のトナーカートリッジに収納されたトナーをその表面に担持するとともに、所定の回転方向に回転することによって異なる色のトナーを順次前記像担持体との対向位置に搬送し、前記像担持体と前記ロータリ現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ロータリ現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする。このため、ロータリ方式の画像形成装置において、有機ＥＬ素子からなる発光素子の定電圧制御を行う際に、発光素子の駆動時間が一定時間を超えた場合の画質の劣化を防止することができる。

また、本発明の画像形成装置は、中間転写部材を備えたことを特徴とする。このため、中間転写部材を備えた画像形成装置において、有機ＥＬ素子からなる発光素子の定電圧制御を行う際に、発光素子の駆動時間が一定時間を超えた場合の画質の劣化を防止することができる。

本発明によれば、有機ＥＬ素子を定電圧制御する際に、駆動時間が一定時間を超えた場合でも画質が劣化しない構成とした、ラインヘッドおよび画像形成装置を得ることができる。

以下、図を参照して本発明を説明する。図１は、ラインヘッドに発光素子として有機ＥＬ素子を用いた場合の、駆動時間―印加電圧（ａ）、駆動時間―発光光量（ｂ）の関係を示す特性図である。本発明においては、発光素子を定電圧制御する際に、発光素子の駆動時間が一定時間、例えば２５０時間を超えると、電圧値を上昇させて定電圧制御するものである。このような定電圧制御を行うことにより、低下した発光光量を増加させて初期の発光光量に回復させることを基本としている。

図１（ａ）には、発光素子の駆動時間と、発光素子に印加する電圧値との関係が示されている。この例では、当初一定電圧Ｖａを印加して発光素子を定電圧制御している。発光素子の駆動時間が２５０時間を超えたところで、駆動電圧をＶａからＶｂに昇圧して発光素子を定電圧制御する。すなわち、駆動時間に応じて印加電圧を変えて発光素子を定電圧制御するものである。このように、本発明の実施形態にかかる発光素子に対する電圧制御は、発光素子の駆動時間に応じて、印加する電圧値を段階的に変えた定電圧制御であるので、簡単な手段で画質の劣化を防止することができる。

図１（ｂ）は、発光素子の駆動時間と発光光量との関係を示している。発光素子の発光光量は、駆動時間が２００時間を超えると当初のＩａからＩｘに低下する。さらに駆動時間が経過して、発光素子の駆動時間が２５０時間を超えたものとする。この場合には、前記のように印加電圧がＶａからＶｂに昇圧されるので、発光光量はＩｘのように初期値から低下した特性から引き上げられてＩｂ、すなわちほぼＩａに近い特性に改善される。

図２は、ラインヘッドの制御部の概略構成を示すブロック図である。図２において、２はラインヘッドの制御部、３は制御回路、４はＴＦＴからなる駆動回路、５はカウンタ、６はメモリ、７は発光素子Ｅａが１ライン（主走査方向）に複数配列され、副走査方向に複数列設けられている発光素子ライン、８は本体コントローラである。カウンタ５は、ラインヘッドの使用状況をカウントする。カウンタ５の例として、発光素子の累積の駆動時間のカウンタ、記録紙の印字枚数のカウンタ、ドットカウンタなどのカウンタが適用される。これらのカウンタのカウント値は、制御回路３に入力される。

本体コントローラ８は、印刷データを形成してラインヘッドの制御部２に送信する。メモリ６には、各発光素子Ｅａの特性、例えば図１（ｂ）に示したような駆動時間―発光光量の特性を記憶させている。また、本体コントローラ８で作成された、図１（ａ）に示したような駆動時間―印加電圧特性が制御回路３に送信される。制御回路３は、カウンタ５から入力されるラインヘッドの使用状況のカウント値と、発光素子の駆動時間―発光光量の特性とを対比して各発光素子の定電圧制御を行う。図２の例で、カウンタ５が発光素子の累積の駆動時間をカウントする場合には、制御回路３は、各発光素子の駆動時間が２５０時間を超えているかどうかを判断する。各発光素子の駆動時間が２５０時間を超えている場合には、印加電圧をＶａからＶｂに昇圧して定電圧制御を行う。

このように、制御回路３により、図１（ｂ）に示したような駆動時間―発光光量の特性から、個別の発光素子毎に発光状態を予測して電圧制御を行う。このため、各発光素子の駆動時間が一定値を超えた場合でも高画質の画像形成を行うことができる。制御部２は、請求項１に記載された「発光素子の定電圧制御手段」として機能する。

なお、図２の例では、駆動回路４は、個別の発光素子Ｅａに対してそれぞれ電圧を印加して定電圧制御を行っているが、主走査方向の１ラインすべての発光素子に対して、同じ電圧を印加して駆動することも可能である。このような構成とすることにより、複数の発光素子に対する定電圧制御が簡易化される。

図２の例では、ラインヘッドの副走査方向に複数列の発光素子ラインを設けている。このため、ラインヘッドを多重露光に適用することができる。また、主走査方向の１ラインで画像形成を行い、他のラインは前記画像形成ラインの故障時の予備用に用いることもできる。このように、図２の例では、ラインヘッドの副走査方向に複数列の発光素子ラインを設けているので、画像形成装置を多様な用途に適用できる。

本発明のラインヘッドは、図２のように副走査方向に複数列の発光素子ラインを設けた例には限定されない。図３は、本発明の他の実施形態にかかるラインヘッドの説明図である。図３の例では、ラインヘッド１０には、１ラインの発光素子ライン１が設けられている。この発光素子ライン１には、主走査方向（Ｙ方向）に有機ＥＬ素子からなる複数の発光素子Ｅａが配列されている。

また、発光素子ライン１は、Ａ、Ｂ、Ｃ・・・Ｎの複数のブロックに区分されている。本発明の実施形態においては、前記図１（ａ）に示したような定電圧制御を、図２で説明したように各発光素子単位、すなわち、各ドット単位で行う外に、図３に示したようなブロック単位で行うこともできる。このように、ブロック単位で定電圧制御を行う場合には、種々の画像パターンを形成する際に、画質の劣化を防止することができる。次に、ブロック単位で発光素子を定電圧制御する具体例について、図４の回路図で説明する。

図４において、ラインヘッド１０ａには、発光素子ライン１が設けられている。発光素子ライン１には、有機ＥＬ素子を用いた発光素子Ｄ００〜Ｄ２３が配列されている。１４は正の電源線、１５は負の電源線である。正の電源線１４は、発光素子ライン１における各発光素子のアノードに共通して接続されている。また、負の電源線１５は発光素子ライン１における各発光素子のカソードに接続されている。発光素子ライン１は、電源線１４、１５間に接続される。

図４の１１、１２、１３は、発光素子Ｄ００〜Ｄ２３をブロック単位で制御するためのシフトレジスタ回路で、シフトレジスタ回路１１の出力信号Ｃ０は発光素子Ｄ００〜Ｄ０３を含むブロックＡを制御する。また、シフトレジスタ回路１２の出力信号Ｃ１は発光素子Ｄ１０〜Ｄ１３を含むブロックＢを制御し、シフトレジスタ回路１３の出力信号Ｃ２は発光素子Ｄ２０〜Ｄ２３を含むブロックＣを制御する。

ＳＰは信号線１７よりシフトレジスタ１１のデータ端子Ｄに入力されるスタートパルス、ＣＫは信号線１８より各シフトレジスタ１１〜１３に入力されるクロック信号である。１６は各発光素子にデータ信号Ｄａｔ０〜Ｄａｔ３を供給する信号線、Ｔｒ２は各発光素子のアノード側に接続されるドライバトランジスタ、Ｔｒ１はドライバトランジスタＴｒ２のゲートにソースが接続される制御トランジスタである。制御トランジスタＴｒ１、ドライバトランジスタＴｒ２は、例えばＦＥＴ（Field Effect Transistor、電界効果トランジスタ）により形成される。

シフトレジスタ回路１１の出力端子Ｑから出力される出力信号Ｃ０は、信号線Ｃ０ａを介して発光素子Ｄ００〜Ｄ０３に接続される各制御トランジスタＴｒ１のゲートに印加される。Ｃ１はシフトレジスタ回路１２の出力信号であり、信号線Ｃ１ａを介して発光素子Ｄ１０〜Ｄ１３に接続される各制御トランジスタＴｒ１のゲートに印加される。Ｃ２はシフトレジスタ回路１３の出力信号であり、信号線Ｃ２ａを介して発光素子Ｄ２０〜Ｄ２３に接続される各制御トランジスタＴｒ１のゲートに印加される。

このように、シフトレジスタ回路１１は、発光素子ライン１の発光素子の中からブロックＡの発光素子Ｄ００〜Ｄ０３を選択する。また、シフトレジスタ回路１２はブロックＢの発光素子Ｄ１０〜Ｄ１３を選択し、シフトレジスタ回路１３はブロックＣの発光素子Ｄ２０〜Ｄ２３を選択する。すなわち、シフトレジスタ回路１１〜１３は、発光素子のブロック選択手段として機能する。

それぞれのシフトレジスタ回路の出力信号Ｃ０〜Ｃ２がＨレベルのときに、当該ブロックの発光素子を制御する各制御トランジスタＴｒ１のゲートに信号を印加する。各発光素子は、正の電圧ＶＤＤが印加される電源線１４と負の電源線１５間に並列に接続されている。このようにシフトレジスタを用いているので、パルス駆動の簡単な構成でブロック選択を行うことができる。

次に、データ線１６のデータ信号Ｄａｔ０〜Ｄａｔ３について説明する。このデータ信号は、各制御トランジスタＴｒ１のドレインに供給される。したがって、前記ブロック選択信号で選択された発光素子の制御トランジスタＴｒ１にデータ信号Ｄａｔ０〜Ｄａｔ３が供給されると、当該制御トランジスタＴｒ１に接続されたドライバトランジスタＴｒ２が導通して該当する発光素子が動作する。なお、前記ブロック選択信号を制御トランジスタＴｒ１のドレインに、データ線を制御トランジスタＴｒ１のゲートに繋ぎ変えた構成でも同様の動作が可能である。

例えばブロックＡについては、データ信号Ｄａｔ０〜Ｄａｔ３はそれぞれ発光素子Ｄ００〜Ｄ０３を制御する制御トランジスタＴｒ１に供給される。すなわち、データ信号Ｄａｔ０〜Ｄａｔ３は、同一ブロック内の個別の発光素子を選択する選択信号として作用する。このように、本発明のラインヘッドにおいては、個別の発光素子を選択して点灯動作させることができる。なお、データ信号Ｄａｔ０〜Ｄａｔ３は、濃淡データが時間データに変換されて各発光素子に供給される。

図４においては、前記のようにシフトレジスタ回路１１〜１３が、発光素子のブロック選択手段として機能している。シフトレジスタ回路１１〜１３で選択されたブロックＡ、Ｂ、Ｃの各発光素子に、電源線１４から正の電圧ＶＤＤを供給することにより、初期のＶａによる定電圧制御を行う。また、図１（ａ）に示したようなＶａからＶｂに昇圧した電圧による定電圧制御を行うことができる。

図５は、図４で説明した個別の発光素子Ｅａの電圧制御の例を示す回路図である。図５においては、ドライバトランジスタＴｒ２のゲート電極ｇとドレイン電極ｄとの間にコンデンサＣｘを接続している。図５の構成において、ドライバトランジスタＴｒ２のゲート電極ｇとドレイン電極ｄとを短絡すると、ドライバトランジスタＴｒ２のゲートーソース間の電圧Ｖｇｓとドレインーソース間の電圧Ｖｄｓとは等しくなる。このときの電圧ＶｇｓをコンデンサＣｘに記憶させている。この際に、発光素子Ｅａに電源ＶＤＤから供給されるアナログ電流は、定電圧に切り替えられる。本発明においては、このような原理を利用して、コンデンサＣｘをドライバトランジスタＴｒ２（ＦＥＴ）のゲートーソース間に接続して発光素子Ｅａの定電圧制御を行っている。

図６は、図２で説明したカウンタの使用例を示すブロック図である。図６の例は、トナーカウンタのカウント値に基づいてラインヘッドの使用状況を判断している。この例では、トナーカウンタのカウント値により画像パターンの印刷ドット列の形成回数を計数して、発光素子の経年劣化の度合いを判断するものである。

図６において、トナーカウンタ２００では、ＣＰＵ１００から露光制御部１０２に与えられるものと同一の制御信号、すなわち、外部装置、例えば図２の本体コントローラ８から与えられた画像信号に基づいて、各トナー色毎の階調値に展開された信号が入力される。比較回路２０１はその制御信号に基づき、階調値が所定の閾値以上の印刷ドットに対応する信号のみを通過させ、判別回路２０２に入力する。判別回路２０２は、比較回路２０１の出力信号に基づき印刷ドットの配列状態を判別する「パターン判別手段」としての機能を有している。

すなわち、判別回路２０２は、印刷ドット列を構成するドット数を検知して、閾値以上のドット、４連続ドット、孤立ドット、の３パターンに分類し、そのパターンに応じてカウンタ２０３〜２０５のいずれかに「１」を出力する。ここで、孤立ドットは、ある閾値以上の画素の両隣の画素が閾値未満のものである。これらのカウンタ２０３、２０４および２０５は、それぞれ閾値以上のドット、４連続ドット、孤立ドット、の各パターンに対応して設けられたものである。各カウンタ２０３〜２０５は、判別回路２０２から随時出力される信号をカウントすることによって、当該パターンの印刷ドット列の形成回数を計数する「カウント手段」としての機能を有している。

例えば、比較回路２０１に入力された制御信号が、孤立ドットに対応したものであったときには、比較回路２０１からの出力信号に基づいて、判別回路２０２は当該印刷ドットが孤立ドットであることを判別する。そして、カウンタ２０５に対して「１」を出力する一方、他のカウンタ２０３、２０４に対しては「０」を出力する。このような処理により、孤立ドットの形成回数を示すカウンタ２０５のカウント値のみを１つ増加させる。

しかしながら、この際に他のカウンタ２０３、２０４のカウント値は変化しない。同様に、比較回路２０１に入力された制御信号が４連続ドットに対応したものである場合には、対応したカウンタ２０４のカウント値が１つずつ増加してゆく。このようにして、各パターン毎の印刷ドットの形成回数が個別にカウントされる。

これらのカウント値Ｃ1、Ｃ２およびＣ３は、演算回路２０６に入力される。この演算回路２０６には、カウント値Ｃ1、Ｃ２およびＣ３以外に、ＣＰＵ１００から与えられるオフセット値Ｎoと、係数テーブル２０７からの出力とが入力される。また、演算回路２０６からの出力は、ＣＰＵ１００および係数テーブル２０７に入力されている。この係数テーブル２０７には、「重み付け係数」Ｋx、Ｋ1、Ｋ2、Ｋ3（下記（１）式）の候補となる複数組の数値が予め記憶されており、演算回路２０６の出力値に応じてそのうちの１組が選択される。

そして、演算回路２０６は、各カウンタ２０３〜２０５から出力されるそれぞれのカウント値Ｃ1、Ｃ２、Ｃ３と、係数テーブル２０７から選択されて出力される重み付け係数Ｋ1、Ｋ２、Ｋ３とを乗じるとともにそれらの和を求める。更に、その和と係数Ｋxとの積に、ＣＰＵ１００から与えられるオフセット値Ｎoを加算する。このような演算によって、（１）式に定義するトナー消費量が求められる。（トナー消費量）＝Ｋx・（Ｋ1・Ｃ1＋Ｋ２・Ｃ２＋Ｋ３・Ｃ３）＋Ｎo…（１）ただし、Ｋxは各色により異なる色依存係数である。

このようにして、各ドットに対応する発光素子毎のトナー消費量、すなわち、各発光素子の駆動時間のパラメータをカウントすることによりラインヘッドの使用状況を把握している。したがって、各発光素子毎にきめ細かに発光光量の低下を補償して、画質の劣化を防止することができる。

カウンタ２１０は、タイマまたはプログラムタイマで計時したラインヘッドの駆動時間、すなわち、発光素子の累積の駆動時間をカウントする。カウントされた結果はカウンタ２１０から演算回路２０６に入力され、累積の発光素子の駆動時間が演算される。演算回路２０６で演算された累積の発光素子の駆動時間はＣＰＵ１００に入力される。ＣＰＵ１００は、累積のラインヘッドの駆動時間に基づいて図１（ａ）に示したような発光素子に対する電圧制御を行う制御信号を形成する。

このように、カウンタ２１０を用いることにより、駆動時間が一定時間を超えた際に、発光光量が低下する有機ＥＬ素子に特有の特性を補償して、画質の劣化を防止することができる。なお、カウンタ２１０は、ラインヘッドの累積の駆動時間をカウントする外に、例えば記録紙の印字枚数のカウント、画像形成のための垂直同期信号（Ｖｓｙｈｃ）のパルス数のカウントなど、発光素子の駆動時間のパラメータとなる項目をカウントする構成とすることができる。記録紙の印字枚数のカウンタは、給紙経路などにセンサを設けることで対応ができるので、簡単な構成とすることができる。

本発明においては、上記のような構成の有機ＥＬアレイヘッドを、例えば電子写真方式のカラー画像を形成する画像形成装置の露光ヘッドとして用いることができる。図７は、有機ＥＬアレイヘッドを用いた画像形成装置の一例を示す正面図である。この画像形成装置は、同様な構成の４個の有機ＥＬアレイ露光ヘッド１０１Ｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙを、対応する同様な構成である４個の感光体ドラム（像担持体）４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙの露光位置にそれぞれ配置したものであり、タンデム方式の画像形成装置として構成されている。

図７に示すように、この画像形成装置は、駆動ローラ５１と従動ローラ５２とテンションローラ５３が設けられており、テンションローラ５３によりテンションを加えて張架されて、図示矢印方向（反時計方向）へ循環駆動される中間転写ベルト５０を備えている。この中間転写ベルト５０に対して所定間隔で配置された４個の像担持体としての外周面に感光層を有する感光体４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙが配置される。

前記符号の後に付加されたＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローを意味し、それぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエロー用の感光体であることを示す。他の部材についても同様である。感光体４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙは、中間転写ベルト５０の駆動と同期して図示矢印方向（時計方向）へ回転駆動される。

各感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の周囲には、それぞれ感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の外周面を一様に帯電させる帯電手段（コロナ帯電器）４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この帯電手段４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）により一様に帯電させられた外周面を感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の回転に同期して順次ライン走査する本発明の上記のような有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）が設けられている。

また、この有機ＥＬアレイ露光ヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で現像されたトナー像を一次転写対象である中間転写ベルト５０に順次転写する転写手段としての一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、転写された後に感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置４６（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）とを有している。

ここで、各有機ＥＬアレイ露光ヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、有機ＥＬアレイ露光ヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のアレイ方向が感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の母線に沿うように設置される。そして、各有機ＥＬアレイ露光ヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の発光エネルギーピーク波長と感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の感度ピーク波長とは略一致するように設定されている。

現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、例えば、現像剤として非磁性一成分トナーを用いるもので、その一成分現像剤を例えば供給ローラで現像ローラへ搬送し、現像ローラ表面に付着した現像剤の膜厚を規制ブレードで規制し、その現像ローラを感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に接触あるいは押厚させることにより、感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の電位レベルに応じて現像剤を付着させることによりトナー像として現像するものである。

このような４色の単色トナー像形成ステーションにより形成された黒、シアン、マゼンタ、イエローの各トナー像は、一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に印加される一次転写バイアスにより中間転写ベルト５０上に順次一次転写され、中間転写ベルト５０上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写ローラ６６において用紙等の記録媒体Ｐに二次転写され、定着部である定着ローラ対６１を通ることで記録媒体Ｐ上に定着され、排紙ローラ対６２によって、装置上部に形成された排紙トレイ６８上へ排出される。

なお、図７中、６３は多数枚の記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット、６４は給紙カセット６３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、６５は二次転写ローラ６６の二次転写部への記録媒体Ｐの供給タイミングを規定するゲートローラ対、６６は中間転写ベルト５０との間で二次転写部を形成する二次転写手段としての二次転写ローラ、６７は二次転写後に中間転写ベルト５０の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレードである。記録媒体Ｐの搬送経路の適宜の位置、例えば給紙カセット６３とゲートローラ対６５間の適宜の位置には、印字される記録紙の枚数をカウントするカウンタを設ける。

このように、図７の画像形成装置は、書き込み手段として有機ＥＬアレイを用いているので、レーザ走査光学系を用いた場合よりも、装置の小型化を図ることができる。本発明においては、図７に示したようなタンデム方式の画像形成装置において、発光素子の定電圧制御を行う際に、発光素子の駆動時間が一定時間を超えた場合の画質の劣化を防止することができる。

次に、本発明に係る画像形成装置に係る他の実施の形態について説明する。図８は、画像形成装置の縦断側面図である。図８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（ラインヘッド）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。

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。

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。

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。

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。

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イ、１７９は給紙トレイ１７８の出口に設けられているピックアップローラである。印字される記録紙の枚数は、給紙トレイ近傍など、給紙搬送路の適宜の位置に設けられるセンサによりカウントされる。

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、例えば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。

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。

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。

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。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。

本発明においては、図８に示したようなロータリ方式の画像形成装置において、発光素子の定電圧制御を行う際に、発光素子の駆動時間が一定時間を超えた場合の画質の劣化を防止することができる。また、中間転写部材を備えたタンデム方式およびロータリ方式の画像形成装置において、発光素子の定電圧制御を行う際に、発光素子の駆動時間が一定時間を超えた場合の画質の劣化を防止することができる。

以上、本発明のラインヘッドと画像形成装置を実施例に基づいて説明した。本発明においては、発光素子の駆動時間が一定時間を超えた場合には特性が劣化して発光光量が低下することを予測して、発光光量を回復させるような定電圧制御を行うものである。本発明のラインヘッドと画像形成装置は、これら実施例に限定されず種々の変形が可能である。

本発明にかかる発光素子の特性を示す特性図である。 ラインヘッドの制御部を示すブロック図である。 ラインヘッドの例を示す説明図である。 図３における発光素子の制御の例を示す回路図である。 定電圧制御の例を示す回路図である。 カウンタの例を示すブロック図である。 タンデム方式の画像形成装置を示す側面図である。 ロータリ方式の画像形成装置を示す側面図である。 発光素子の駆動時間-発光光量の特性を示す特性図である。

符号の説明

１・・・発光素子ライン、２・・・制御部、３・・・制御回路、４・・・駆動回路、５・・・カウンタ、６・・・メモリ、７・・・発光素子ライン、８・・・本体コントローラ、１０・・・ラインヘッド、１１〜１３・・・シフトレジスタ、４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）・・・感光体ドラム（像担持体）、４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）・・・現像装置、５０・・・中間転写ベルト、６６・・・二次転写ローラ、１０１Ｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ・・・有機ＥＬアレイ露光ヘッド（ラインヘッド）、１６１・・・現像装置、１６５・・・感光体ドラム、１６７・・・露光ヘッド（ラインヘッド）、１６９・・・中間転写ベルト、１７１・・・二次転写ローラ、Ｐ…記録媒体、Ｅａ・・・有機ＥＬ素子。

Claims (13)

1. １ラインに配列される複数の有機ＥＬ素子からなる発光素子と、前記発光素子を定電圧制御する手段と、ラインヘッドの使用状況のカウント手段とを具備し、前記カウント手段のカウント値を用いて前記発光素子を定電圧制御することを特徴とするラインヘッド。
2. 前記カウント手段は、前記発光素子の累積の駆動時間をカウントすることを特徴とする、請求項１に記載のラインヘッド。
3. 前記カウント手段は、印字される記録紙の枚数をカウントすることを特徴とする、請求項１に記載のラインヘッド。
4. 前記カウント手段は、画像パターンの印刷ドット列の形成回数をカウントすることを特徴とする、請求項１に記載のラインヘッド。
5. 前記発光素子の定電圧制御は、個別の発光素子毎に行うことを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のラインヘッド。
6. 前記発光素子の定電圧制御は、１ラインに配列される複数の発光素子を複数のブロックに区分してブロック単位で行うことを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のラインヘッド。
7. 前記発光素子の定電圧制御は、１ラインに配列される複数の発光素子に対して同時に同電圧を印加して行うことを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のラインヘッド。
8. 前記各発光素子を駆動するＦＥＴのゲート電極とドレイン電極間に、コンデンサを接続したことを特徴とする、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のラインヘッド。
9. 前記発光素子の定電圧制御は、前記発光素子の駆動時間が一定時間を超えて発光光量が低下した際に、発光光量を所定値に回復させるために段階的に昇圧して行われることを特徴とする、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のラインヘッド。
10. 前記複数の発光素子が配列されるラインを副走査方向に複数列形成したことを特徴とする、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のラインヘッド。
11. 像担持体の周囲に帯電手段と、請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のラインヘッドと、現像手段と、転写手段との各画像形成用ユニット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、タンデム方式で画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
12. 静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、ロータリ現像ユニットと、請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のラインヘッドとを備え、前記ロータリ現像ユニットは、複数のトナーカートリッジに収納されたトナーをその表面に担持するとともに、所定の回転方向に回転することによって異なる色のトナーを順次前記像担持体との対向位置に搬送し、前記像担持体と前記ロータリ現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ロータリ現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする画像形成装置。
13. 中間転写部材を備えたことを特徴とする、請求項１１または請求項１２に記載の画像形成装置。
    
    

Images