JP2007276355A - Quantity-of-light detection circuit, quantity-of-light measuring apparatus, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光量検出回路、光量計測装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a light amount detection circuit, a light amount measurement device, and an image forming apparatus.
予め所定の電位に帯電した感光体を画像情報に応じて露光して静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーにより現像し、顕画化されたトナー像を記録紙に転写、加熱定着して画像を得る、いわゆる電子写真プロセスを応用した画像形成装置に用いられる露光装置として、レーザダイオードを光源とした光ビームをポリゴンミラーと呼称される回転多面鏡を介して感光体上を走査して静電潜像を形成する方式と、発光ダイオード(以降LEDと呼称する)や有機エレクトロルミネッセンス材料を用いて構成した発光素子をライン状に配置した発光素子列を用いて各発光部を個別に点灯(ON/OFF)制御して感光体上に静電潜像を形成する方式が知られている。 A photosensitive body charged in advance at a predetermined potential is exposed according to image information to form an electrostatic latent image, the electrostatic latent image is developed with toner, and the visualized toner image is transferred to a recording paper. As an exposure device used in an image forming apparatus applying the so-called electrophotographic process to obtain an image by heating and fixing, a light beam using a laser diode as a light source passes through a rotating polygonal mirror called a polygon mirror on the photoreceptor. Each light emitting unit is formed using a method of forming an electrostatic latent image by scanning, and a light emitting element array in which light emitting elements (hereinafter referred to as LEDs) and organic electroluminescent materials are arranged in a line. There is known a system in which an electrostatic latent image is formed on a photoreceptor by individually controlling lighting (ON / OFF).
一般にLEDや有機エレクトロルミネッセンス材料を用いた発光素子列を構成要素として含む露光装置は、感光体のごく近傍で各発光素子を選択的に点灯して感光体上に露光光を照射するので、これらを搭載した画像形成装置はレーザダイオードを用いた画像形成装置における回転多面鏡のような可動部がなく信頼性、静粛性が高く、またレーザダイオードの出射光を感光体に導く光学系や、光の経路となる大きな光学的空間が不要で画像形成装置を小型化することが可能である。 In general, an exposure apparatus including a light-emitting element array using LEDs or organic electroluminescent materials as a constituent element selectively illuminates each light-emitting element in the very vicinity of the photoconductor to irradiate the photoconductor with exposure light. The image forming apparatus equipped with a laser diode has no moving parts like a rotating polygon mirror in an image forming apparatus using a laser diode, and has high reliability and quietness. A large optical space serving as a path for the image forming apparatus is unnecessary, and the image forming apparatus can be downsized.
特に発光素子として有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した露光装置は、ガラスなどの基板上に薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor;以降TFTと呼称する)から成るスイッチング素子で構成される駆動回路と有機エレクトロルミネッセンス素子を一体として形成できるため、構造、製造工程がシンプルであり、発光素子としてLEDを搭載した露光装置と比較して更なる小型化、低コスト化を実現できる可能性がある。 In particular, an exposure apparatus equipped with an organic electroluminescence element as a light emitting element integrates a drive circuit composed of a switching element made of a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) and an organic electroluminescence element on a substrate such as glass. Therefore, the structure and manufacturing process are simple, and there is a possibility that further downsizing and cost reduction can be realized as compared with an exposure apparatus in which an LED is mounted as a light emitting element.
しかしその一方で有機エレクトロルミネッセンス素子はその駆動に伴って発光輝度が徐々に低下する、いわゆる光量劣化が発生することが知られている。一般的なディスプレイ装置などに応用される有機エレクトロルミネッセンス素子の発光輝度は高々1000[cd/m2]程度でよいのに対し、電子写真装置などの画像形成装置に搭載される露光装置に応用される有機エレクトロルミネッセンス素子には、例えば画像形成装置の仕様として600dpi(dot/inch)、20ppm(pages/minute)程度のスペックを想定すると10000[cd/m2]以上の発光輝度が要求され、その駆動条件は高電圧、大電流の非常に過酷なものとなる。このために露光装置に応用される有機エレクトロルミネッセンス素子は、表示装置に応用される場合と比較して光量劣化の影響を受けやすく、個々の有機エレクトロルミネッセンス素子の露光量を初期と同等の状態に維持するために何らかの露光量補正が必要となる。 However, on the other hand, it is known that the organic electroluminescence element undergoes so-called light quantity deterioration in which the light emission luminance gradually decreases with the driving thereof. An organic electroluminescence element applied to a general display device or the like has a light emission luminance of about 1000 [cd / m 2 ] at most, but is applied to an exposure device mounted on an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus. For example, assuming that the specifications of an image forming apparatus are 600 dpi (dot / inch) and 20 ppm (pages / minute), the organic electroluminescence element is required to have an emission luminance of 10,000 [cd / m 2 ] or more. The driving conditions are very severe with high voltage and large current. For this reason, the organic electroluminescence element applied to the exposure apparatus is more susceptible to the deterioration of the amount of light than that applied to the display apparatus, so that the exposure amount of each organic electroluminescence element is equal to the initial state. In order to maintain it, some exposure correction is required.
また有機エレクトロルミネッセンス素子の発光輝度は温度依存性があることも知られている。この温度依存性は有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する有機材料によって決まり、正特性、負特性のいずれもがあり得る。上述した電子写真装置の画像形成過程には熱と圧力によって記録紙上のトナー像を定着する工程が含まれており、装置内部に大熱量を発生可能な熱源を有するため、装置内部の温度変化に伴って有機エレクトロルミネッセンス素子の発光輝度が変化する。この場合にも個々の有機エレクトロルミネッセンス素子の露光量を補正する露光量補正が必要となる。 It is also known that the light emission luminance of an organic electroluminescence element has temperature dependence. This temperature dependency is determined by the organic material constituting the organic electroluminescence element, and can have both positive characteristics and negative characteristics. The above-described image forming process of the electrophotographic apparatus includes a step of fixing the toner image on the recording paper by heat and pressure. Since the apparatus has a heat source capable of generating a large amount of heat, the temperature change inside the apparatus is prevented. Along with this, the emission luminance of the organic electroluminescence element changes. Also in this case, exposure amount correction for correcting the exposure amount of each organic electroluminescence element is required.
また、個々の有機エレクトロルミネッセンス素子間において、発光輝度のばらつき発生を防止することは困難であるため、素子間における露光量のばらつきを防ぐ露光量補正も必要となる。 In addition, since it is difficult to prevent variation in emission luminance between individual organic electroluminescence elements, exposure amount correction is also required to prevent variation in exposure amount between elements.
さて露光量補正に関して、従来の有機エレクトロルミネッセンス素子を応用した露光装置を搭載した画像形成装置では、例えば特許文献1に開示される構成が知られている。特許文献1における露光装置は有機エレクトロルミネッセンス素子を形成したガラス基板上に受光センサを配置し、各有機エレクトロルミネッセンス素子の露光量をこの受光センサで検出するという構成を有している。
With regard to exposure amount correction, for example, a configuration disclosed in
更に特許文献1によれば、露光装置におけるn番目の有機エレクトロルミネッセンス素子の露光量Pgnを検査治具にて予め計測すると共に、この際に上述の受光センサで露光量Phnも計測し、これらに基づいて補正係数Pgn/Phnを算出し、この補正係数を露光装置あるいは画像形成装置に搭載した記憶手段に記憶させておく。そして露光装置を画像形成装置に組み込んだ後は、適宜上述した受光センサによる光量検出結果と記憶手段に記憶された補正係数に基づき、有機エレクトロルミネッセンス素子の新たな駆動電流などを決定することで、常に有機エレクトロルミネッセンス素子の初期の露光量を維持できるとしている。
Further, according to
このような画像形成装置において、高精度な光量補正を行うためには、個々の有機エレクトロルミネッセンス素子に対して光量検出素子が設けられ、各光量検出素子が各有機エレクトロルミネッセンス素子の光量を計測することが望ましい。 In such an image forming apparatus, in order to perform high-precision light amount correction, a light amount detection element is provided for each organic electroluminescence element, and each light amount detection element measures the light amount of each organic electroluminescence element. It is desirable.
ところで、このような画像形成装置にあっては、装置の小型化への要求は高まる一方である。そこで、ガラス基板上に、複数の発光素子からなる素子列を配列するとともに、発光素子から出力される光を検出する光量検出素子等を集積化して形成し、光量検出素子を発光素子の光を感光体へ出射する方向に配置する構成も考えられる。その場合、光検出素子にはポリシリコン等の光透過率が高い材料を用いる必要がある。しかしながら、光透過率の高い材料を利用した光検出素子は、感度が低くなってしまうという事情がある。 By the way, in such an image forming apparatus, the demand for downsizing of the apparatus is increasing. Therefore, an element array composed of a plurality of light emitting elements is arranged on a glass substrate, and a light quantity detecting element for detecting light output from the light emitting elements is integrated to form the light quantity detecting element. A configuration in which the light is emitted to the photosensitive member is also conceivable. In that case, it is necessary to use a material having a high light transmittance, such as polysilicon, for the light detection element. However, a photodetecting element using a material having a high light transmittance has a low sensitivity.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、光検出素子の感度によらず、所望の光量計測結果を得ることが可能な光量検出回路、光量計測装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a light amount detection circuit, a light amount measurement device, and an image forming apparatus capable of obtaining a desired light amount measurement result regardless of the sensitivity of the light detection element. The purpose is to do.
本発明は、第1に、チャージアンプに直列に接続され、照射された光量に応じた電流を発生する光検出素子と、前記光検出素子と並列に接続された容量素子と、前記光検出素子と前記容量素子とを有する並列回路及び前記チャージアンプの間に接続され、前記並列回路と前記チャージアンプとの間の電気的な接続を開閉する選択トランジスタとを備える光量検出回路が提供されるものである。 The present invention provides, firstly, a photodetecting element that is connected in series to a charge amplifier and generates a current corresponding to the amount of light irradiated, a capacitive element connected in parallel with the photodetecting element, and the photodetecting element Provided is a light amount detection circuit including a parallel circuit having a capacitor and a capacitor and a selection transistor connected between the charge amplifier and opening and closing an electrical connection between the parallel circuit and the charge amplifier. It is.
この構成により、光量検出素子に照射された光量は、容量素子に蓄積される電荷に反映させることができる。そして、選択トランジスタにより、容量素子とチャージアンプとの接続のオンオフの切り替えて、光検出素子の感度や、求められる光量計測の精度に応じて、光量検出の対象期間を制御可能となるので、所望の光量計測結果を得ることができる。 With this configuration, the amount of light applied to the light amount detection element can be reflected in the charge accumulated in the capacitor element. Then, the selection transistor allows the connection between the capacitive element and the charge amplifier to be turned on and off, and the target period of the light quantity detection can be controlled according to the sensitivity of the light detection element and the required light quantity measurement accuracy. The light quantity measurement result can be obtained.
本発明は、第2に、上記第1に記載の光量検出回路であって、前記光検出素子は、多結晶シリコンを有して構成される光量検出回路が提供されるものである。 The present invention secondly provides the light quantity detection circuit according to the first aspect, wherein the light detection element is provided with a polycrystalline silicon.
この構成により、光検出素子に、多結晶シリコンといった光透過率の高い材料を適用することが可能となる。 With this configuration, a material having high light transmittance such as polycrystalline silicon can be applied to the light detection element.
本発明は、第3に、上記第1又は第2に記載の光量検出回路と、前記チャージアンプとを備え、前記選択トランジスタは、第一の期間に前記並列回路と前記チャージアンプとの間を電気的に接続し、第一の期間終了時を起点とした第二の期間に前記並列回路と前記チャージアンプとの間を電気的に遮断し、前記第二の期間終了時を起点とした第三の期間に前記並列回路と前記チャージアンプとの間を電気的に接続し、前記第一の期間において、前記容量素子に前記チャージアンプからの電荷が蓄積され、前記第三の期間において、前記第一の期間の終了時から前記第三の期間の終了時までに前記光検出素子により消費された電荷が前記チャージアンプに転送される光量計測装置が提供されるものである。 Thirdly, the present invention includes the light amount detection circuit according to the first or second aspect and the charge amplifier, and the selection transistor is arranged between the parallel circuit and the charge amplifier in a first period. Electrically connected to electrically disconnect between the parallel circuit and the charge amplifier in a second period starting from the end of the first period, and starting from the end of the second period In the third period, the parallel circuit and the charge amplifier are electrically connected, and in the first period, the charge from the charge amplifier is accumulated in the capacitive element, and in the third period, the charge amplifier A light quantity measuring device is provided in which the charge consumed by the photodetecting element from the end of the first period to the end of the third period is transferred to the charge amplifier.
この構成により、チャージアンプと光量検出回路との間の電荷の転送を行うことにより、光量検出の開始及び終了及び光量計測結果の読み出しといった光量検出動作を駆動することができる。 With this configuration, by performing charge transfer between the charge amplifier and the light amount detection circuit, it is possible to drive a light amount detection operation such as start and end of light amount detection and reading of the light amount measurement result.
本発明は、第4に、上記第3に記載の光量計測装置であって、前記チャージアンプは、非反転入力端子と反転入力端子との二つの入力信号端子及び一つの出力信号端子を有する演算増幅器と、前記演算増幅器の一方の入力端子と出力端子との間に接続されたアンプ容量素子と、前記第一の容量素子と並列に接続されて前記第一の容量素子の両端の電気的な接続を開閉する充放電選択トランジスタとを有し、前記充放電選択トランジスタは、少なくとも前記第一の期間は前記第一の容量素子の両端の接続を電気的に接続し、前記第三の期間は前記第一の容量素子の両端の接続を電気的に遮断する光量計測装置が提供されるものである。 Fourthly, the present invention provides the light amount measuring apparatus according to the third aspect, wherein the charge amplifier has two input signal terminals, a non-inverting input terminal and an inverting input terminal, and one output signal terminal. An amplifier, an amplifier capacitive element connected between one input terminal and an output terminal of the operational amplifier, and an electrical connection between both ends of the first capacitive element connected in parallel with the first capacitive element A charge / discharge selection transistor that opens and closes a connection, and the charge / discharge selection transistor electrically connects both ends of the first capacitive element at least in the first period, and the third period There is provided a light amount measuring apparatus that electrically cuts off connection between both ends of the first capacitive element.
この構成により、演算増幅器を用いた積分回路を用いて、光量検出の開始及び終了及び光量計測結果の読み出しといった光量検出動作を駆動することができる。 With this configuration, it is possible to drive a light amount detection operation such as start and end of light amount detection and reading of a light amount measurement result using an integration circuit using an operational amplifier.
本発明は、第5に、上記第3又は第4に記載の光量計測装置であって、前記チャージアンプには、互いに並列に接続された複数の前記光量検出回路が接続され、前記第一の期間の開始から第三の期間の終了までを一単位とした光量検出動作は、前記光量検出回路毎に独立して行われると共に、前記光量検出回路間で前記光量検出動作における前記第三の期間が重複しないタイミングで行われる光量計測装置が提供されるものである。 The fifth aspect of the present invention is the light amount measuring apparatus according to the third or fourth aspect, wherein the charge amplifier is connected to a plurality of the light amount detection circuits connected in parallel to each other, The light amount detection operation with one unit from the start of the period to the end of the third period is performed independently for each light amount detection circuit, and the third period in the light amount detection operation between the light amount detection circuits. The light quantity measuring device performed at the timing which does not overlap is provided.
この構成により、複数の光量検出回路について、一つのチャージアンプを用いて光量計測を行うことができるので、回路規模を削減し、光量計測装置のコストを抑制することができる。 With this configuration, it is possible to perform light amount measurement using a single charge amplifier for a plurality of light amount detection circuits, so that the circuit scale can be reduced and the cost of the light amount measurement device can be reduced.
本発明は、第6に、上記第5に記載の光量計測装置であって、各々が複数の前記光量検出回路に接続された複数の前記チャージアンプが設けられ、前記チャージアンプ毎に行われる動作が同時に進行する光量計測装置が提供されるものである。 Sixthly, the present invention provides the light quantity measuring device according to the fifth aspect, wherein the plurality of charge amplifiers each connected to the plurality of light quantity detection circuits are provided, and the operation is performed for each charge amplifier. The light quantity measuring device which advances simultaneously is provided.
この構成により、複数のチャージアンプ間で同時に光量計測動作が行われるので、複数の光量検出回路について、光量計測に要する時間を短縮し、効率よく光量計測を行うことができる。 With this configuration, since the light quantity measurement operation is performed simultaneously between the plurality of charge amplifiers, the time required for the light quantity measurement can be shortened and the light quantity can be efficiently measured for the plurality of light quantity detection circuits.
本発明は、第7に、上記第3ないし第6のいずれかに記載の光量計測装置であって、前記第二の期間の開始から前記第三の期間の終了までの期間は、光量検出の対象となる発光素子における露光期間より長い期間である光量計測装置が提供されるものである。 Seventhly, the present invention provides the light quantity measuring device according to any one of the third to sixth aspects, wherein the period from the start of the second period to the end of the third period is a light quantity detection. There is provided a light amount measuring apparatus having a longer period than an exposure period in a target light emitting element.
この構成により、例えば光量検出素子の感度が低かったり、発光素子の露光期間が短かったりした場合にも、選択トランジスタを用いて光量検出の期間を制御し、露光期間より長くするので、所望の光量計測結果を得ることができる。 With this configuration, for example, even when the sensitivity of the light quantity detection element is low or the exposure period of the light emitting element is short, the light quantity detection period is controlled using the selection transistor so that it is longer than the exposure period. Measurement results can be obtained.
本発明は、第8に、像担持体を露光して像を形成する複数の発光素子と、上記第3ないし第7のいずれかに記載の光量計測装置とを備え、前記光量計測装置の前記光量検出回路は、前記発光素子毎に対応して設けられて、前記発光素子が出射する光の光量を検出する画像形成装置が提供されるものである。 Eighthly, the present invention includes a plurality of light emitting elements that expose an image carrier to form an image, and the light quantity measuring device according to any one of the third to seventh aspects, and the light quantity measuring device includes: The light quantity detection circuit is provided corresponding to each light emitting element, and an image forming apparatus for detecting the light quantity of light emitted from the light emitting element is provided.
この構成により、像担持体を露光して像を形成する複数の発光素子の各々について、所望の光量計測結果を得ることができる。 With this configuration, a desired light quantity measurement result can be obtained for each of the plurality of light emitting elements that form an image by exposing the image carrier.
本発明は、第9に、上記第8に記載の画像形成装置であって、前記発光素子は主走査方向に配列して形成され、前記光量計測装置は、前記主走査方向について所定個数毎に一つの前記発光素子に対する光量計測を平行して行う画像形成装置が提供されるものである。 The ninth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to the eighth aspect, wherein the light emitting elements are arranged and formed in a main scanning direction, and the light quantity measuring device is provided for each predetermined number in the main scanning direction. An image forming apparatus that performs light amount measurement on one light emitting element in parallel is provided.
この構成により、主走査方向について所定個数毎に一つの発光素子を発光させればよいので、近接する発光素子からの光による影響を抑制し、高精度な光量検出が可能となる。 With this configuration, since one light emitting element only needs to emit light for each predetermined number in the main scanning direction, the influence of light from adjacent light emitting elements can be suppressed and highly accurate light amount detection can be performed.
本発明は、第10に、上記第8又は第9のいずれかに記載の画像形成装置であって、前記光量計測装置によって計測された前記発光素子が出射する光の光量を参照し、前記発光素子が出射する光の光量を補正する光量補正部を更に備える画像形成装置が提供されるものである。 The tenth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the eighth and ninth aspects, wherein the light emission is measured with reference to the light amount of the light emitted by the light emitting element measured by the light amount measurement device. An image forming apparatus further including a light amount correction unit that corrects the light amount of light emitted from the element is provided.
この構成により、発行素子毎に計測された光量計測結果を用いて光量補正を行うので、精度のよい光量補正を行う画像形成装置を提供することができる。 With this configuration, since the light amount correction is performed using the light amount measurement result measured for each issuing element, it is possible to provide an image forming apparatus that performs accurate light amount correction.
本発明は、第11に、上記第8ないし第10のいずれかに記載の画像形成装置であって、前記発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子により構成された画像形成装置が提供されるものである。 An eleventh aspect of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the eighth to tenth aspects, wherein the light emitting element is provided with an organic electroluminescent element. .
この構成により、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いることにより小型化及び低コスト化が可能であると共に、有機エレクトロルミネッセンス素子の各々の光量を所望の精度で検出することができるので、有機エレクトロルミネッセンス素子の光量劣化等にも対応し、品質の高い画像形成装置を提供することができる。 With this configuration, it is possible to reduce the size and cost by using the organic electroluminescence element, and it is possible to detect each light quantity of the organic electroluminescence element with a desired accuracy. It is possible to provide a high-quality image forming apparatus that can cope with deterioration and the like.
本発明によれば、光検出素子の感度によらず、所望の光量計測結果を得ることが可能な光量検出回路、光量計測装置及び画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a light amount detection circuit, a light amount measurement apparatus, and an image forming apparatus that can obtain a desired light amount measurement result regardless of the sensitivity of the light detection element.
以下、本発明の基本となる構成に関する実施形態を、図面を用いて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments relating to the basic configuration of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成図である。図1において、画像形成装置1は装置内にイエロー現像ステーション2Y、マゼンタ現像ステーション2M、シアン現像ステーション2C、ブラック現像ステーション2Kの4色分の現像ステーションを縦方向に階段状に配列し、その上方には記録媒体である記録紙3が収容される給紙トレイ4を配設すると共に、各現像ステーション2Y〜2K に対応した箇所には給紙トレイ4から供給された記録紙3の搬送路となる記録紙搬送路5を上方から下方の縦方向に構成したものである。
FIG. 1 is a configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, an
現像ステーション2Y〜2Kは記録紙搬送路5の上流側から順に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成するものであり、イエロー現像ステーション2Yは感光体8Y、マゼンタ現像ステーション2Mには感光体8M、シアン現像ステーション2Cには感光体8C、ブラック現像ステーション2Kには感光体8Kが含まれ、更に各現像ステーション2Y〜2Kには後に説明する現像スリーブ、帯電器など、一連の電子写真方式における現像プロセスを実現する部材が含まれている。
The developing
更に各現像ステーション2Y〜2Kの下部には感光体8Y〜8Kの表面を露光して静電潜像を形成するための露光装置13Y、13M、13C、13Kが配置されている。
Further,
現像ステーション2Y〜2Kは充填された現像剤の色が異なっているが、構成は現像色に関わらず同一であるため、以降の説明を簡単にするため特に明示する必要がある場合を除いて現像ステーション2、感光体8、露光装置13のごとく特定の色を明示せずに説明する。
The developing
図2は本発明の画像形成装置1における現像ステーション2の周辺を示す構成図である。図2において、現像ステーション2の内部にはキャリアとトナーの混合物である現像剤6が充填されている。7a、7bは現像剤6を攪拌する攪拌パドルであり、攪拌パドル7aと7bの回転によって現像剤6中のトナーはキャリアとの摩擦によって所定の電位に帯電されると共に、トナーとキャリアは現像ステーション2の内部を巡回することで十分に攪拌混合される。感光体8は図示しない駆動源によって方向D3に回転する。9は帯電器であり感光体8の表面を所定の電位に帯電する。10は現像スリーブ、11は薄層化ブレードである。現像スリーブ10は内部に複数の磁極が形成されたマグネットロール12を有している。薄層化ブレード11によって現像スリーブ10の表面に供給される現像剤6の層厚が規制されると共に、現像スリーブ10は図示しない駆動源によって方向D4に回転し、この回転およびマグネットロール12の磁極の作用によって現像剤6は現像スリーブ10の表面に供給され、後述する露光装置13によって感光体8に形成された静電潜像を現像するとともに、感光体8に転写されなかった現像剤6は現像ステーション2の内部に回収される。
FIG. 2 is a configuration diagram showing the periphery of the developing
尚、本実施形態においては、後述するように、発光素子(有機エレクトロルミネッセンス素子)の発光量を補正する所定のタイミングにて、現像ステーション2が水平方向に移動可能なように構成されている。この構成は図16にて説明されているが、図2ででは、図16で示された現像当接カム210、引っ張りバネ211、現像側バネかけボス212、本体側バネかけボス213の記載を省略している。
In this embodiment, as will be described later, the developing
13は露光装置である。露光装置13は露光光源としての有機エレクトロルミネッセンス素子を600dpi(dot/inch)の解像度で列状に配置した発光素子列を有しており、帯電器9によって所定の電位に帯電した感光体8に対し、画像データに応じて選択的に有機エレクトロルミネッセンス素子をON/OFFすることで、最大A4サイズの静電潜像を形成する。現像スリーブ10に所定の電位(現像バイアス)を印加すると、この静電潜像部分と現像スリーブ10の間に電位勾配が生じる。そして、現像スリーブ10の表面に供給され、所定の電位に帯電している現像剤6中のトナーにクーロン力が作用し、感光体8には現像剤6のうちトナーのみが付着し、静電潜像が顕画化される。
後に詳細に説明するように露光装置13には、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光量を計測する光量計測手段として光量センサが設けられている。
As will be described in detail later, the
16は転写ローラである。転写ローラ16は感光体8に対し記録紙搬送路5と対向する位置に設けられており、図示しない駆動源により方向D5に回転する。転写ローラ16には所定の転写バイアスが印加されており、感光体8上に形成されたトナー像を、記録紙搬送路5を搬送されてきた記録紙3に転写する。
以降図1に戻って説明を続ける。 Hereinafter, returning to FIG.
17はトナーボトルであり、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーが格納されている。トナーボトル17から各現像ステーション2Y〜2Kには図示しないトナー搬送用のパイプが配設され、各現像ステーション2Y〜2Kにトナーを供給している。
A
18は給紙ローラであり、図示しない電磁クラッチを制御することで方向D1に回転し、給紙トレイ4に装填された記録紙3を記録紙搬送路5に送り出す。
給紙ローラ18と最上流のイエロー現像ステーション2Yの転写部位との間に位置する記録紙搬送路5には、入口側のニップ搬送手段としてレジストローラ19、ピンチローラ20対が設けられている。レジストローラ19、ピンチローラ20対は、給紙ローラ18により搬送された記録紙3を一時的に停止させ、所定のタイミングでイエロー現像ステーション2Yの方向に搬送する。この一時停止によって記録紙3の先端がレジストローラ19、ピンチローラ20対の軸方向と平行に規制され、記録紙3の斜行を防止する。
A
21は記録紙通過検出センサである。記録紙通過検出センサ21は反射型センサ(フォトリフレクタ)によって構成され、反射光の有無で記録紙3の先端および後端を検出する。
さて図示しない電磁クラッチによって動力伝達を制御しレジストローラ19の回転を開始すると記録紙3は記録紙搬送路5に沿ってイエロー現像ステーション2Yの方向に搬送されるが、レジストローラ19の回転開始のタイミングを起点として、各現像ステーション2Y〜2Kの近傍に配置された露光装置13Y〜13Kによる静電潜像の書込みタイミング、現像バイアスのON/OFF、転写バイアスのON/OFFなどがそれぞれ独立して制御される。
When the power transmission is controlled by an electromagnetic clutch (not shown) and the rotation of the
以降図2を用いて説明を続ける。 Hereinafter, the description will be continued with reference to FIG.
図2に示す露光装置13から現像領域(感光体8と現像スリーブ10の間隔が最も狭い部位の近傍)までの距離は設計事項であるから、例えば露光装置13による露光を開始して感光体8上に形成された潜像が現像領域に到達する時間も設計事項である。
Since the distance from the
本実施形態ではレジストローラ19の回転開始のタイミングを起点として、後に説明するように複数ページを連続して印字する際に、記録紙搬送路5を搬送される記録紙と記録紙の間(即ち紙間)において露光装置13を構成する有機エレクトロルミネッセンス素子の光量を設定して点灯させるとともに、感光体8上に形成された潜像位置に対して現像バイアスをOFFにするような制御を行っている。
In the present embodiment, starting from the rotation start timing of the
以降図1に戻って説明を続ける。 Hereinafter, returning to FIG.
最下流のブラック現像ステーション2Kの更に下流側に位置する記録紙搬送路5には出口側のニップ搬送手段として定着器23が設けられている。定着器23は加熱ローラ24と加圧ローラ25から構成されている。
A fixing
27は加熱ローラ24の温度を検出するための温度センサである。温度センサ27は金属酸化物を主原料とし、高温で焼結して得られるセラミック半導体であり、温度に応じて負荷抵抗が変化することを応用して接触した対象物の温度を計測することができる。温度センサ27の出力は後述するエンジン制御部42に入力され、エンジン制御部42は温度センサ27の出力に基づいて加熱ローラ24に内蔵された熱源(図示せず)に供給する電力を制御し、加熱ローラ24の表面温度が約170゜Cとなるように制御する。
この温度制御がなされた加熱ローラ24と加圧ローラ25によって形成されるニップ部にトナー像が形成された記録紙3が通紙されると、記録紙3上のトナー像は加熱ローラ24と加圧ローラ25によって加熱および加圧され、トナー像が記録紙3上に定着される。
When the
28は記録紙後端検出センサであり、記録紙3の排出状況を監視するものである。32はトナー像検出センサである。トナー像検出センサ32は発光スペクトルの異なる複数の発光素子(共に可視光)と単一の受光素子を用いた反射型センサユニットであり、記録紙3の地肌と画像形成部分とで、画像色に応じて吸収スペクトルが異なることを利用して画像濃度を検出するものである。またトナー像検出センサ32は画像濃度のみならず画像形成位置も検出できるため、実施形態における画像形成装置1ではトナー像検出センサ32を画像形成装置1の幅方向に2ヶ所設け、記録紙3上に形成した画像位置ずれ量検出パターンの検出位置に基づき画像形成タイミングを制御している。
33は記録紙搬送ドラムである。記録紙搬送ドラム33は表面を200μm程度の厚さのゴムで被覆した金属製ローラであり、定着後の記録紙3は記録紙搬送ドラム33に沿って方向D2に搬送される。このとき記録紙3は記録紙搬送ドラム33によって冷却されると共に、画像形成面と逆方向に曲げられて搬送される。これによって記録紙全面に高濃度の画像を形成した場合などに発生するカールを大幅に軽減することができる。その後、記録紙3は蹴り出しローラ35によって方向D6に搬送され、排紙トレイ39に排出される。
34はフェイスダウン排紙部である。フェイスダウン排紙部34は支持部材36を中心に回動可能に構成され、フェイスダウン排紙部34を開放状態にすると、記録紙3は方向D7に排紙される。このフェイスダウン排紙部34は閉状態では記録紙搬送ドラム33と共に記録紙3の搬送をガイドするように、背面に搬送経路に沿ったリブ37が形成されている。
38は駆動源であり、本実施形態ではステッピングモータを採用している。駆動源38によって給紙ローラ18、レジストローラ19、ピンチローラ20、感光体8Y〜8K、および転写ローラ16(図2参照)を含む各現像ステーション2Y〜2Kの周辺部、定着器23、記録紙搬送ドラム33、蹴り出しローラ35の駆動を行っている。
41はコントローラであり外部のネットワークを介して図示しないコンピュータなどからの画像データを受信し、プリント可能な画像データを展開、生成する。後に詳細に説明するように、コントローラ41に搭載されたコントローラCPU(図示せず)は露光装置13Y〜13Kから発光素子である有機エレクトロルミネッセンス素子の光量の計測データを受け取り光量補正データの生成を行う光量補正手段であるとともに、この光量補正データに基づき有機エレクトロルミネッセンス素子の光量を設定する光量設定手段でもある。
A
42はエンジン制御部である。エンジン制御部42は画像形成装置1のハードウェアやメカニズムを制御し、コントローラ41から転送された画像データおよび光量補正データに基づいて記録紙3にカラー画像を形成すると共に、上述した定着器23の加熱ローラ24の温度制御を含む画像形成装置1の制御全般を行っている。
43は電源部である。電源部43は、露光装置13Y〜13K、駆動源38、コントローラ41、エンジン制御部42へ所定電圧の電力供給を行うと共に、定着器23の加熱ローラ24への電力供給を行っている。また感光体8の表面を帯電するための帯電電位、現像スリーブ(図2参照)に印加する現像バイアス、転写ローラ16に印加する転写バイアスなどのいわゆる高圧電源系もこの電源部に含まれている。エンジン制御部42は電源部43を制御することで、高圧電源のON/OFFのみならず出力電圧値や出力電流値を調整している。
また電源部43には電源監視部44が含まれ、少なくともエンジン制御部42に供給される電源電圧、および電源部43の出力電圧をモニタできるようになっている。このモニタ信号はエンジン制御部42おいて検出され、電源スイッチのオフや停電などの際に発生する電源電圧の低下や、特に高圧電源の出力異常を検出している。
The
以上のように構成された画像形成装置1について、図1と図2を用いてその動作について説明する。
The operation of the
なお以降の説明において、画像形成装置1の構成および動作全般に関わる説明については主に図1を用い、現像ステーション2Y〜2K、感光体8Y〜8K、露光装置13Y〜13Kのように色を区別して説明するが、露光や現像過程など単色に関わる説明については主に図2を用い、簡単のために現像ステーション2、感光体8、露光装置13のように色を区別せずに説明する。
In the following description, FIG. 1 is mainly used for the description relating to the overall configuration and operation of the
<初期化動作>
まず画像形成装置1に電源が投入された際の初期化動作について説明する。
<Initialization operation>
First, an initialization operation when the
電源が投入されるとエンジン制御部42に搭載されたエンジン制御CPU(図示せず)は画像形成装置1を構成する電気的リソース、即ち書込み/読出しが可能なレジスタ、メモリなどのエラーチェックを実行する。このエラーチェックが完了するとエンジン制御CPU(図示せず)は駆動源38の回転を開始する。上述したように駆動源38によって給紙ローラ18、レジストローラ19、ピンチローラ20、感光体8Y〜8K、および転写ローラ16を含む各現像ステーション2Y〜2Kの周辺部、定着器23、記録紙搬送ドラム33、蹴り出しローラ35が駆動される。ただし電源投入直後は記録紙3の搬送にかかわる給紙ローラ18およびレジストローラ19は、これらに駆動力を伝達する電磁クラッチ(図示せず)は直ちにOFFに設定され、記録紙3を搬送することがないように制御されている。
When the power is turned on, an engine control CPU (not shown) mounted in the
以降図2を中心に説明を続ける。 Hereinafter, the description will be continued with reference to FIG.
駆動源38(図1参照)の回転に伴って現像ステーション2の攪拌パドル7a、7bおよび現像スリーブ10も回転を始め、これによって現像ステーション2に充填されたトナーとキャリアからなる現像剤6は現像ステーション2内を周回するとともに、トナーとキャリアの相互の摩擦によってトナーはマイナス電荷を付与される。
As the driving source 38 (see FIG. 1) rotates, the stirring paddles 7a and 7b and the developing
エンジン制御CPU(図示せず)は駆動源38(図1参照)の回転を開始して所定時間経過後に、電源部43(図1参照)を制御して帯電器9をONにする。帯電器9によって感光体8の表面は例えば−650Vの電位に帯電される。感光体8は方向D3に回転しており、エンジン制御CPU(図示せず)は帯電領域が現像領域、即ち感光体8と現像スリーブ10の最近接位置に到達した後に、電源部43(図1参照)を制御して現像スリーブ10に例えば−250Vの現像バイアスを印加する。このとき感光体8の表面電位は−650Vであり、現像スリーブ10に印加された現像バイアスは−250Vであるから、電気力線は現像スリーブ10から感光体8の方向を向き、マイナス電荷を有するトナーに作用するクーロン力は感光体8から現像スリーブ10の方向となる。よってトナーは感光体8に付着することはない。
The engine control CPU (not shown) starts the rotation of the drive source 38 (see FIG. 1) and controls the power supply unit 43 (see FIG. 1) to turn on the
既に述べたように電源部43(図1参照)には高圧電源の出力異常(例えばリークなど)をモニタする機能があり、エンジン制御CPU(図示せず)は帯電器9や現像スリーブ10に高電圧を印加した際の異常をチェックすることができる。
As described above, the power supply unit 43 (see FIG. 1) has a function of monitoring an output abnormality (for example, leakage) of the high-voltage power supply, and an engine control CPU (not shown) is connected to the
これら一連の初期化動作の最後に、又は後述するような所定の他のタイミングにおいて、エンジン制御CPU91(図7参照)は、露光装置13の光量補正を実行する。エンジン制御部42(図1参照)に搭載されたエンジン制御CPU91はコントローラ41(図1参照)に対して光量補正用のダミーイメージ情報の作成要求を出力する。この作成要求に基づきコントローラ41(図1参照)は光量補正用のダミーイメージ情報を生成し、これに基づいて露光装置13を構成する有機エレクトロルミネッセンス素子は初期化の時点で実際に点灯制御される。
The engine control CPU 91 (see FIG. 7) executes light amount correction of the
本発明に係る画像形成装置1は後に詳細に説明するように、複数の発光素子(有機エレクトロルミネッセンス素子)を列状に形成した発光素子列を設けた露光装置13を有し、この露光装置13によって像担持体である感光体8を露光して画像形成を行う画像形成装置であって、発光素子(有機エレクトロルミネッセンス素子)の光量を設定する光量設定手段(上述のコントローラ41に搭載されたコントローラCPU)と、発光素子(有機エレクトロルミネッセンス素子)の光量を計測する光量計測手段(上述の露光装置13に設けられた光量センサ)を有する。
As will be described in detail later, the
更に本発明に係る画像形成装置1は複数の発光素子(有機エレクトロルミネッセンス素子)を列状に形成した発光素子列を設けた露光装置13と、この露光装置13によって潜像が形成される感光体8と、この感光体8に形成された潜像を現像して顕画化する現像手段(現像ステーション2を構成する現像スリーブ10)を有しており、これも後に詳細に説明するように、発光素子(有機エレクトロルミネッセンス素子)の光量を設定する光量設定手段(コントローラ41に搭載されたコントローラCPU)と、発光素子(有機エレクトロルミネッセンス素子)の光量を計測する光量計測手段(上述の露光装置13に設けられた光量センサ)を有する。
Further, the
後述するような所定のタイミングにおいて、露光装置13を構成する露光光源としての有機エレクトロルミネッセンス素子を発光させ、この光量を計測することで、光量ひいては感光体に対する露光量を補正しても感光体8にトナーは付着せずトナーを無駄に消費することはない。更に感光体8と接触回動する転写ローラ16にトナーが付着し、初期化動作に引き続いて行われる画像形成において、転写ローラ16に付着したトナーが記録紙3の裏面に付着して記録紙3を汚染することもなくなる。
At a predetermined timing as will be described later, an organic electroluminescence element as an exposure light source constituting the
この光量補正において有機エレクトロルミネッセンス素子を点灯することによって感光体8が露光された領域が現像スリーブ10に近接し、いわゆる現像領域を通過する際、即ち有機エレクトロルミネッセンス素子の光量を計測する計測期間に露光された感光体8の領域に対しては現像スリーブ10に印加する現像バイアスはOFFにしておくことが望ましい。これによって更に効果的に感光体8へのトナー付着を防止することが可能となる。
In this light amount correction, the region where the
<画像形成動作>
次に画像形成装置1の画像形成時の動作について引き続き図1に図2を併用して説明する。
<Image forming operation>
Next, the operation of the
コントローラ41に外部からイメージ情報が転送されると、コントローラ41はイメージ情報を印字可能な例えば2値画像データとしてイメージメモリ(図示せず)に展開する。イメージ情報の展開が完了するとコントローラ41に搭載されたコントローラCPU(図示せず)はエンジン制御部42に対して起動要求を発する。この起動要求はエンジン制御部42に搭載されたエンジン制御CPU(図示せず)によって受信され、起動要求を受信したエンジン制御CPU(図示せず)は直ちに駆動源38を回転させて画像形成の準備を開始する。
When the image information is transferred from the outside to the
上述した過程を経て画像形成の準備が完了すると、エンジン制御部42に搭載されたエンジン制御CPU(図示せず)は、電磁クラッチ(図示せず)を制御して給紙ローラ18を回転させ記録紙3の搬送を開始する。給紙ローラ18は例えば全周の一部を欠いた半月ローラであって、記録紙3をレジストローラ19の方向に搬送するとともに、一回転するとその回転を停止する。エンジン制御CPU(図示せず)は搬送された記録紙3の先端が記録紙通紙センサ21で検出すると、所定のディレイ期間を設けた上で電磁クラッチ(図示せず)を制御してレジストローラ19を回転させる。このレジストローラの回転に伴って記録紙3は記録紙搬送路5に供給される。
When the preparation for image formation is completed through the above-described process, an engine control CPU (not shown) mounted on the
エンジン制御CPU(図示せず)は、このレジストローラ19の回転を開始のタイミングを起点として、各露光装置13Y〜13Kによる静電潜像の書込みタイミングをそれぞれ独立に制御する。静電潜像の書込みタイミングは画像形成装置1における色ずれなどに直接的に影響するため、この書込みタイミングはエンジン制御CPU(図示せず)が直接発生させることはない。具体的にはエンジン制御CPU(図示せず)は、図示しないハードウェアであるタイマなどに各露光装置13による静電潜像の書込みタイミングを予め設定しておき、上述したレジストローラ19の回転を起点として各露光装置13Y〜13Kに対応するタイマの動作を同時に開始する。各タイマは予め設定された時間が経過すると、コントローラ41に対して画像データ転送要求を出力する。
An engine control CPU (not shown) independently controls the electrostatic latent image writing timing by each of the
画像データ転送要求を受信したコントローラ41のコントローラCPU(図示せず)は、コントローラ41のタイミング生成部(図示せず)で生成されたタイミング信号(クロック信号、ライン同期信号など)に同期して2値画像データを各露光装置13Y〜13Kに独立して転送する。このようにして2値画像データが露光装置13Y〜13Kに送られ、この2値画像データに基づき露光装置13Y〜13Kを構成する有機エレクトロルミネッセンス素子の点灯/消灯が制御され各色に対応した感光体8Y〜8Kが露光される。
The controller CPU (not shown) of the
露光によって形成された潜像は、図2に示すように現像スリーブ10上に供給された現像剤6に含まれるトナーによって顕画化される。顕画化された各色のトナー像は記録紙搬送路5を搬送されてきた記録紙3に順次転写される。4色のトナー像の転写を完了した記録紙3は定着器23に搬送され、定着器23を構成する過熱ローラ24と加圧ローラ25によって挟持搬送され、この熱と圧力によってトナー像は記録紙3に定着される。
The latent image formed by the exposure is visualized by toner contained in the
形成されるべき画像が複数ページの場合は、エンジン制御CPU(図示せず)は1ページ目の記録紙3の後端を記録紙通過検出センサ21で検出した後、レジストローラ19の回転を一旦停止し、所定の時間経過後に給紙ローラ18を回転させて次の記録紙3の搬送を開始し、更に所定時間経過後に再度レジストローラ19の回転を開始して、次のページの記録紙3を記録紙搬送路5に供給する。このようにレジストローラ19の回転ON/OFFのタイミング制御によって、複数のページにわたって画像を形成する場合に記録紙3の間の紙間を設定することができる。この紙間による時間(以降紙間時間と呼称する)は画像形成装置1の仕様によっても異なるが、一般に500ms程度を設定することが多い。もちろんこの紙間の期間には通常の画像形成動作(即ち露光装置13による感光体8に対する露光動作)が行われることはない。
When the image to be formed is a plurality of pages, the engine control CPU (not shown) detects the trailing edge of the
図3は本発明の実施形態の画像形成装置1における露光装置13の構成図である。以降露光装置13の構造について図3を用いて詳細に説明する。図3において50は無色透明なガラス基板である。本実施形態ではガラス基板50としてコスト的に有利なホウケイ酸ガラスを用いているが、発光素子やガラス基板50上に薄膜トランジスタにより形成される制御回路、駆動回路などの発熱をより効率的に放熱する必要がある場合にはMgO、Al2O3、CaO、ZnOなどの熱伝導度加成因子を含有するガラス、または石英を用いてもよい。
FIG. 3 is a block diagram of the
ガラス基板50の面Aには発光素子として有機エレクトロルミネッセンス素子が図面と垂直な方向(主走査方向)に600dpi(dot/inch)の解像度で形成されている。51はプラスティックまたはガラスで構成される棒レンズ(図示せず)を列状に配置したレンズアレイであり、ガラス基板50の面Aに形成された有機エレクトロルミネッセンス素子の出射光を正立等倍の像として感光体8の表面に導く。レンズアレイ51の一方の焦点はガラス基板50の面Aであり、もう一方の焦点は感光体8の表面となるようにガラス基板50、レンズアレイ51、感光体8の位置関係が調整されている。即ち面Aからレンズアレイ51の近い方の面までの距離L1と、レンズアレイ51の他方の面と感光体8の表面までの距離L2とするとき、L1=L2となるように設定される。
On the surface A of the
52は例えばガラスエポキシ基板の上に電子回路を構成した中継基板である。53aはコネクタA、53bはコネクタBであり、中継基板52には少なくともコネクタA 53aおよびコネクタB 53bが実装されている。中継基板52は例えばフレキシブルフラットケーブルなどのケーブル56によって露光装置13に外部から供給される画像データや光量補正データ、およびその他の制御信号をコネクタB 53bを介して一旦中継し、これらの信号をガラス基板50に渡す。
For example, 52 is a relay substrate in which an electronic circuit is formed on a glass epoxy substrate. 53a is a connector A, 53b is a connector B, and at least a
ガラス基板50の表面にコネクタを直接実装することは接合強度や多様な環境における信頼性を考慮すると困難であるため、本実施形態では中継基板52のコネクタA 53aとガラス基板50との接続手段としてFPC(Flexible Printed Circuit;フレキシブルプリント回路)を採用し(図示せず)、ガラス基板50とFPCの接合は例えばACF(Anisotropic Conductive Film;異方性導電フィルム)を用いて、予めガラス基板50上に形成された例えばITO(Indium Tin Oxide;錫ドープ酸化インジウム)電極に直接接続する構成としている。
Since it is difficult to directly mount the connector on the surface of the
一方コネクタB 53bは、露光装置13を外部と接続するためのコネクタである。一般的にACFなどによる接続は接合強度が問題となる場合が多いが、このように中継基板52上にユーザが露光装置13を接続するためのコネクタB 53bを設けることで、ユーザが直接アクセスするインタフェースに十分な強度を確保することができる。
On the other hand, the
54aは筐体Aであり金属板を例えば折り曲げ加工により成型したものである。筐体A 54aの感光体8に対向する側にはL字状部位55が形成されており、L字状部位55に沿ってガラス基板50およびレンズアレイ51が配設されている。筐体A 54aの感光体8側の端面とレンズアレイ51の端面を同一面に合わせ、更に筐体A 54aによってガラス基板50の一端部を支持する構造とすることで、L字状部位55の成型精度を確保すれば、ガラス基板50とレンズアレイ51の成す位置関係を精度よく合わせ込むことが可能となる。このように筐体A 54aは寸法精度を要求されるため、金属にて構成することが望ましい。また筐体A 54aを金属製とすることで、ガラス基板50上に形成される制御回路およびガラス基板50上に表面実装されるICチップなどの電子部品へのノイズの影響を抑制することが可能である。
54bは樹脂を成型して得られる筐体Bである。筐体B 54bのコネクタB 53bの近傍には切欠き部(図示せず)が設けられており、ユーザはこの切欠き部からコネクタB 53bにアクセスが可能となっている。コネクタB 53bに接続されたケーブル56を介して既に説明したコントローラ41(図1参照)から露光装置13に画像データ、光量補正データ、クロック信号やライン同期信号などの制御信号、制御回路の駆動電源、発光素子である有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動電源などが供給される。
A housing B is obtained by molding a resin. A notch (not shown) is provided in the vicinity of the
図4(a)は本発明の実施形態の画像形成装置1における露光装置13に係るガラス基板50の上面図であり、図4(b)は同要部拡大図である。以降図4に図3を併用して実施形態におけるガラス基板50の構成について詳細に説明する。
4A is a top view of the
図4においてガラス基板50は厚みが約0.7mmの、少なくとも長辺と短辺を有する長方形形状の基板であり、その長辺方向(主走査方向)には発光素子である複数の有機エレクトロルミネッセンス素子63が列状に形成されている。実施形態ではガラス基板50の長辺方向には少なくともA4サイズ(210mm)の露光に必要な有機エレクトロルミネッセンス素子63が配置され、ガラス基板50の長辺方向は後述する駆動制御部58の配置スペースを含め250mmとしている。また実施形態では簡単のためにガラス基板50を長方形として説明するが、ガラス基板50を筐体A 54aに取り付ける際の位置決め用などのために、ガラス基板50の一部に切り欠きを設けるような変形を伴っていてもよい。
In FIG. 4, a
58はガラス基板50の外部から供給される2値画像データ、光量補正データおよびクロック信号やライン同期信号などの制御信号を受け取り、これらの信号に基づいて有機エレクトロルミネッセンス素子63の駆動を制御する駆動制御部であり、これらの信号をガラス基板50の外部から受け取るインタフェース手段とインタフェース手段を介して受け取った制御信号に基づき有機エレクトロルミネッセンス素子63の駆動を制御するICチップ(ソースドライバ61)を含んでいる。
A
60は中継基板52のコネクタA 53aとガラス基板50とを接続するインタフェース手段としてのFPC(フレキシブルプリント回路)であり、コネクタなどを介さずガラス基板50に設けられた図示しない回路パターンに直接接続されている。既に説明したように露光装置13に外部から供給された、2値画像データ、光量補正データおよびクロック信号やライン同期信号などの制御信号、制御回路の駆動電源、発光素子である有機エレクトロルミネッセンス素子63の駆動電源は、図3に示す中継基板52を一旦経由した後にFPC60を介してガラス基板50に供給される。
63は有機エレクトロルミネッセンス素子であり、露光装置13における露光光源である。実施形態では有機エレクトロルミネッセンス素子63は主走査方向に600dpiの解像度で5120個が列状に形成されており、個々の有機エレクトロルミネッセンス素子63はそれぞれ独立に後述のTFT回路によって点灯/消灯を制御される。
61は有機エレクトロルミネッセンス素子63の駆動を制御するICチップとして供給されるソースドライバであり、ガラス基板50上にフリップチップ実装されている。ガラス面へ表面実装を行うことを考慮しソースドライバ61はベアチップ品を採用している。ソースドライバ61には露光装置13の外部からFPC60を介して電源、クロック信号、ライン同期信号などの制御関連信号および8bitの光量補正データが供給される。ソースドライバ61は有機エレクトロルミネッセンス素子63に対する駆動電流設定手段である。より具体的には、有機エレクトロルミネッセンス素子63の光量補正手段であり光量設定手段でもある、コントローラ41(図1参照)に搭載されたコントローラCPU(図示せず)によって生成された光量補正データに基づいて、ソースドライバ61は個々の有機エレクトロルミネッセンス素子63を駆動するための駆動電流を設定する。光量補正データに基づくソースドライバ61の動作については後に詳細に説明する。
A
ガラス基板50においてFPC60の接合部とソースドライバ61は、例えば表面にメタルを形成したITOの回路パターン(図示せず)を介して接続されており、駆動電流設定手段たるソースドライバ61にはFPC60を介して光量補正データ、クロック信号、ライン同期信号などの制御信号が入力される。このようにインタフェース手段としてのFPC60および駆動パラメータ設定手段としてのソースドライバ61は駆動制御部58を構成している。
In the
62はガラス基板50上に形成されたTFT(Thin Film Transistor)回路である。TFT回路62はシフトレジスタ、データラッチ部など、有機エレクトロルミネッセンス素子63の点灯/消灯のタイミングを制御するゲートコントローラ(図示せず)、および個々の有機エレクトロルミネッセンス素子63に駆動電流を供給する駆動回路(図示せず、以降ピクセル回路と呼称する。)を含むとともに、さらには後述する光量センサ57をON・OFFさせるスイッチング回路(選択信号発生回路140)を含んでいる。ピクセル回路は各有機エレクトロルミネッセンス素子63に対して1つずつ設けられ、有機エレクトロルミネッセンス素子63が形成する発光素子列と並列に設けられている。駆動パラメータ設定手段であるソースドライバ61によって、個々の有機エレクトロルミネッセンス素子63を駆動するための駆動電流値がこのピクセル回路に設定される。
TFT回路62を構成するゲートコントローラ(図示せず)には露光装置13の外部からFPC60を介して電源、クロック信号、ライン同期信号などの制御信号および2値画像データが供給され、ゲートコントローラ(図示せず)はこれらの電源および信号に基づいて個々の発光素子の点灯/消灯タイミングを制御する。ゲートコントローラおよびピクセル回路(ともに図示せず)の動作については後に図面を用いて詳細に説明する。また、TFT回路62のセンサ側の構成については後に詳述する。
A gate controller (not shown) constituting the
64は封止ガラスである。有機エレクトロルミネッセンス素子63は水分の影響を受けると発光領域の経時的な収縮(シュリンキング)や、発光領域内に非発光部位(ダークスポット)が生じるなどして発光特性が極端に劣化するため、水分を遮断するための封止が必要である。実施形態ではガラス基板50に接着剤を介して封止ガラス64を貼り付けるベタ封止法を採用しているが、封止領域は一般に有機エレクトロルミネッセンス素子63が構成する発光素子列から副走査方向に2000μm程度が必要とされており、実施形態でも封止しろとして2000μmを確保している。
57は、有機エレクトロルミネッセンス素子63の図4(b)における)上面に形成された光量センサである。この光量センサ57によって個々の有機エレクトロルミネッセンス素子63の光量が計測される。計測に際しては原則的には有機エレクトロルミネッセンス素子63を一つ一つ個別に点灯して光量を計測する必要があるが、計測の対象となる有機エレクトロルミネッセンス素子63から十分に離間した光量センサには、その発光の影響が殆どない(有機エレクトロルミネッセンス素子63からの出射光が減衰してしまう)ことから、実施形態では光量センサ57を複数の光量センサで構成することで複数の有機エレクトロルミネッセンス素子63の光量を同時に計測することを可能としている。
57 is a light quantity sensor formed on the upper surface of the organic electroluminescence element 63 (in FIG. 4B). The
本実施形態においては、有機エレクトロルミネッセンス素子63、TFT回路62、光量センサ57は、ポリシリコンのモノシリックデバイスとして、集積化して形成されている。すなわち、TFT回路62を構成する低温ポリシリコンの光透過率は比較的高いため、ガラス基板50側から露光光を取り出すいわゆるボトムエミッション構成であっても、個々の有機エレクトロルミネッセンス素子63と対応する光量センサ57を、TFT回路62に隣接させ、埋設させることができる。この場合の光量センサは個々の有機エレクトロルミネッセンス素子63の発光面の直下全面に形成されるが、その一部に対応して形成してもよい。
In the present embodiment, the
複数の光量センサ57の出力は図示しない配線によって、既述したソースドライバ61に入力される。後述する光量センサの出力(光量センサ出力)は、ソースドライバ61において電荷蓄積法による電圧変換を施され、更に所定の増幅率で増幅された後にアナログ−ディジタル変換され、このディジタル変換後のディジタルデータ(以降、光量計測データと呼称する)が、FPC60、中継基板52、ケーブル56(ともに図3参照)を介して露光装置33の外部に出力される。後に詳細に説明するように光量計測データはコントローラ41(図1参照)に搭載されたコントローラCPU(図示せず)にて受信、処理されて8bitの光量補正データが生成される。
The outputs of the plurality of
図5は本発明の実施形態の画像形成装置1におけるコントローラ41の構成を示すブロック構成図である。以降図5を用いてコントローラ41の動作を説明するとともに、光量補正について更に詳細に説明する。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the
図5において80はコンピュータである。コンピュータ80はネットワーク81に接続され、ネットワーク81を経由してコントローラ41にイメージ情報や印字枚数や印字モード(例えばカラー/モノクロ)などのプリントジョブ情報を転送する。82はネットワークインタフェースである。コントローラ41はネットワークインタフェース82を介してコンピュータ80から転送されたイメージ情報やプリントジョブ情報を受信し、イメージ情報を印字可能な2値画像データに展開するとともに、逆に画像形成装置側で検出されたエラー情報などをいわゆるステータス情報としてネットワーク81経由でコンピュータ80に送信する。
In FIG. 5,
83はコントローラCPUであり、ROM84に格納されたプログラムに基づきコントローラ80の動作を制御する。85はRAMでありコントローラCPU83のワークエリアとして使用されるとともに、ネットワークインタフェース82を介して受信したイメージ情報やプリントジョブ情報などが一時的に記憶される。
A
86は画像処理部である。画像処理部86ではコンピュータ80から転送されたイメージ情報とプリントジョブ情報に基づき、ページ単位に画像処理(例えばプリンタ言語に基づくイメージ展開処理、色補正、エッジ補正、スクリーン生成など)を行って印字可能な2値画像データを生成し、これをページ単位にイメージメモリ65に格納する。
66は例えばEEPROMなど書き換え可能な不揮発性メモリによって構成された光量補正データメモリである。
図6は本発明の実施形態の画像形成装置1における光量補正データメモリの内容を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the contents of the light amount correction data memory in the
以降図6を用いて光量補正データメモリにおけるデータ構造およびデータの内容について説明する。 Hereinafter, the data structure and data contents in the light amount correction data memory will be described with reference to FIG.
図6に示すように光量補正データメモリ66は第1エリアから第3エリアの三つの領域を有している。それぞれの領域は露光装置13(図3参照)を構成する有機エレクトロルミネッセンス素子63(図4参照)の個数と等しい5120個の8bitのデータを含み、合計15360バイトを占有している。
As shown in FIG. 6, the light quantity
まず第1エリアに格納されているデータDD[0]〜DD[5119]について図6に図3と図4を併用して説明する。 First, data DD [0] to DD [5119] stored in the first area will be described with reference to FIGS. 3 and 4 in FIG.
既に説明した露光装置13(図3参照)は、その製造工程において露光装置13を構成する個々の有機エレクトロルミネッセンス素子63(図4参照)の光量を調整する工程を含んでいる。この工程において露光装置13は所定の治具(図示せず)に取り付けられ、露光装置13の外部から供給される制御信号に基づいて、有機エレクトロルミネッセンス素子63が個別に点灯制御される。
The already-explained exposure apparatus 13 (see FIG. 3) includes a step of adjusting the light quantity of each organic electroluminescence element 63 (see FIG. 4) constituting the
更に治具(図示せず)に設けられたCCDカメラによって、感光体8(図3参照)の像面位置における個々の有機エレクトロルミネッセンス素子63の二次元の露光量分布が計測される。治具(図示せず)はこの露光量分布に基づき感光体8上に形成される潜像の電位分布を計算し、更に実際の現像条件(現像バイアス値)に基づいてトナー付着量との相関が高い潜像断面積を計算する。治具(図示せず)では有機エレクトロルミネッセンス素子63を駆動するための駆動電流値を変化させ{既に説明したようにソースドライバ61(図4参照)を介してTFT回路62(図4参照)を構成するピクセル回路にアナログ値をプログラムすることで有機エレクトロルミネッセンス素子63を駆動する電流値を設定することができる。}個々の有機エレクトロルミネッセンス素子63によって形成される潜像断面積のどれもが略等しくなるような駆動電流値、即ちピクセル回路への設定値(制御する観点からはソースドライバ61への設定データ)を抽出する。
Further, a CCD camera provided on a jig (not shown) measures the two-dimensional exposure amount distribution of each
さて有機エレクトロルミネッセンス素子63の発光面積および発光面内における発光光量分布が等しく、かつ通常の現像条件を想定した場合、上述の潜像断面積は露光量とほぼ比例する。更に「露光時間を一定としたときの(発光)光量」と「露光量」は同義であり、また一般的に有機エレクトロルミネッセンス素子63の発光光量と駆動電流値(即ちピクセル回路への設定値)は比例するから、全てのピクセル回路への駆動電流設定を同一とした上で個々の有機エレクトロルミネッセンス素子63の発光光量を一度計測することで、各有機エレクトロルミネッセンス素子63による潜像断面積を一定にするピクセル回路への設定値(前述のごとくソースドライバ61への設定データ)を計算によって求めることも可能である。
Now, assuming that the light emission area of the
光量補正データメモリ66の第1エリアには、このようにして求めたソースドライバ61への設定データが格納されている。その個数は前述のごとく露光装置13を構成する有機エレクトロルミネッセンス素子63の個数と等しい(即ちピクセル回路の個数とも等しい)5120個である。このように光量補正データメモリ66の第1エリアには「初期状態において個々の有機エレクトロルミネッセンス素子63によって形成される潜像断面積を等しくするためのソースドライバ61の設定値」が格納されている。
In the first area of the light quantity
次に第2エリアに格納されているデータID[0]〜ID[5119]について図6に図3と図4を併用して説明する。 Next, data ID [0] to ID [5119] stored in the second area will be described with reference to FIGS.
治具は第1エリアに格納されるデータを取得するとの同時に、露光装置13のソースドライバ61(図4参照)を介して光量センサ57(図4参照)の出力に基づく8bitの光量計測データを取得する。これによって「初期状態において個々の有機エレクトロルミネッセンス素子63によって形成される潜像断面積を等しくした際の光量計測データ」を取得できる。第2エリアにはこの8bitの光量計測データID[n]が格納されている。
At the same time that the jig acquires the data stored in the first area, the jig obtains 8-bit light quantity measurement data based on the output of the light quantity sensor 57 (see FIG. 4) via the source driver 61 (see FIG. 4) of the
さて治具によってID[n]を取得する際の有機エレクトロルミネッセンス素子63の駆動条件は、光量計測時と同等にしておく必要があり、実施形態では後述するように画像形成装置1の1ライン期間(ラスタ期間)である350μsを複数回適用して総計約30msの点灯期間を付与している。
Now, the driving condition of the
このようにして露光装置13の製造工程において第1エリアおよび第2エリアに格納されるデータが取得され、これらのデータは図示しない電気的な通信手段によって治具から光量補正データメモリ66に書き込まれる。
In this way, data stored in the first area and the second area in the manufacturing process of the
次に第3エリアに格納されているデータND[0]〜ND[5119]について図6に図3と図4および図5を併用して説明する。 Next, data ND [0] to ND [5119] stored in the third area will be described with reference to FIG. 6, FIG. 4, and FIG.
本発明の実施形態に係る画像形成装置1は、光量計測手段としての光量センサ57による計測結果に基づき、有機エレクトロルミネッセンス素子63の各々の光量を略等しく補正する光量補正手段(光量補正部){コントローラCPU83(図5参照)}を有し、この光量補正手段の出力に基づいて、光量設定手段(同じくコントローラCPU83)は画像形成を行う際の各有機エレクトロルミネッセンス素子63の光量を設定する。第3エリアには光量補正手段たるコントローラCPU83によって画像形成を行う際の各有機エレクトロルミネッセンス素子63の光量の設定値、即ち光量補正データが書き込まれる。
The
実施形態の画像形成装置1では、画像形成装置1の初期化動作、画像形成動作の起動時、紙間、画像形成動作の完了時など、後述するような所定のタイミングにおいて、露光装置13を構成する有機エレクトロルミネッセンス素子63の光量を計測することは既に述べたとおりである。コントローラCPU83はこれらの時点で計測された光量計測データと、露光装置13の製造工程において第1エリアに格納された「初期状態において個々の有機エレクトロルミネッセンス素子63によって形成される潜像断面積を等しくするためのソースドライバ61の設定値」と、同じく露光装置13の製造工程において第2エリアに格納された「初期状態において個々の有機エレクトロルミネッセンス素子63によって形成される潜像断面積を等しくした際の光量計測データ」とに基づいて光量補正データを生成する。すなわち、コントローラCPU83は、光量センサ57によって検出された有機エレクトロルミネッセンス素子63の光量を参照し、当該素子の光量を補正する光量補正部として機能する。
In the
以降コントローラCPU83による光量補正データの計算内容について説明するが、本発明のポイントを明確にするため、まず光量計測時の光量を画像形成時と等しくしたと想定して説明する。
Hereinafter, the calculation content of the light amount correction data by the
第1エリアに格納された「初期状態において個々の有機エレクトロルミネッセンス素子63によって形成される潜像断面積を等しくするためのソースドライバ61の設定値」をDD[n](nは主走査方向における個々の有機エレクトロルミネッセンス素子番号、以下同じ)、第2エリアに格納された「初期状態において個々の有機エレクトロルミネッセンス素子63によって形成される潜像断面積を等しくした際の光量計測データ」をID[n]、初期化動作などにおいて新たに計測された光量計測データをPD[n]とするとき、第3のエリアに書き込まれる新たな光量補正データND[n]は(数1)に基づきコントローラCPU83によって生成される。尚、光量計測データID[n]は、計測された有機エレクトロルミネッセンス素子の光量に該当するが、光量補正データND[n]は、ソースドライバ61に設定される個々の素子に流される電流値に該当する。
DD [n] (n is the value in the main scanning direction) stored in the first area is “the set value of the
このようにして生成された光量補正データND[n]は一旦光量補正データメモリ66(図5参照)の第3エリアに書き込まれる。以降画像形成に先立って光量補正データND[n]は光量補正データメモリ66からイメージメモリ65(図5参照)の所定の領域にコピーされる。画像を形成するにあたってイメージメモリ65にコピーされた光量補正データND[n]は、2値画像データとともに後述するバッファメモリ88(図5参照)に一時的に蓄積され、プリンタインタフェース87(図5参照)を介してエンジン制御部42(図5参照)に出力される。
The light quantity correction data ND [n] generated in this way is once written in the third area of the light quantity correction data memory 66 (see FIG. 5). Thereafter, prior to image formation, the light quantity correction data ND [n] is copied from the light quantity
光量計測データはソースドライバ61において電荷蓄積法による電圧変換を施される。電荷蓄積法はSN比を向上させるために有効であるが、光量センサ57(図4参照)の出力(電流値)は微小であるため、電荷蓄積にはある程度の蓄積時間を必要とする。これについては後述する。
The light quantity measurement data is subjected to voltage conversion by the charge accumulation method in the
以降図5に戻って説明を続ける。 Hereinafter, the description will be continued returning to FIG.
88はバッファメモリであり、イメージメモリ65に格納された2値画像データおよび前述の光量補正データは、エンジン制御部42への転送にあたって一旦バッファメモリ88に蓄積される。バッファメモリ88はイメージメモリ65からバッファメモリ88への転送速度と、バッファメモリ88からエンジン制御部42へのデータ転送速度の差を吸収するため、いわゆるデュアルポートRAMによって構成されている。
87はプリンタインタフェースである。イメージメモリ65に格納されたページ単位の2値画像データおよび光量補正データは、タイミング生成部67が生成するクロック信号やライン同期信号と同期してプリンタインタフェース87を介してエンジン制御部42に転送される。
図7は本発明の実施形態の画像形成装置1におけるエンジン制御部42の構成を示すブロック構成図である。以降図7に図1を併用してエンジン制御部42の動作を詳細に説明する。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the
図7において90はコントローラインタフェースである。コントローラインタフェース90は、コントローラ41から転送される光量補正データ、ページ単位の2値画像データなどを受信する。
In FIG. 7,
91はエンジン制御CPUであり、ROM92に格納されたプログラムに基づき画像形成装置1における画像形成動作を制御している。93はRAMでありエンジン制御CPU91が動作する際のワークエリアとして使用される。94はEEPROMなどのいわゆる書き換え可能な不揮発性メモリである。不揮発性メモリ94には例えば画像形成装置1の感光体8の回転時間、定着器23(図1参照)の動作時間など、構成要素の寿命に関する情報が格納されている。
An
95はシリアルインタフェースである。記録紙通過検出センサ21(図1参照)や記録紙後端検出センサ28(図1参照)などのセンサ群からの情報や電源監視部44(図1参照)の出力は、図示しないシリアル変換手段によって所定の周期のシリアル信号に変換され、シリアルインタフェース95で受信される。シリアルインタフェース95で受信されたシリアル信号はパラレル信号に変換された後にバス99を介してエンジン制御CPU91に読取られる。
一方給紙ローラ18や駆動源38(ともに図1参照)の起動・停止、給紙ローラ18(図1参照)に対する駆動力伝達を制御する電磁クラッチ(図示せず)などのアクチュエータ群96に対する制御信号や、現像バイアス、転写バイアス、帯電電位などの電位設定を管理する高圧電源制御部97に対する制御信号などは、パラレル信号としてシリアルインタフェース95に送られる。シリアルインタフェース95ではパラレル信号をシリアル信号に変換してアクチュエータ群96、高圧電源制御部97に出力する。このように実施形態では高速に検出する必要のないセンサ入力やアクチュエータ制御信号の出力は全てシリアルインタフェース95を介して行っている。一方ある程度の高速性が要求される例えばレジストローラ19を駆動/停止させるための制御信号はエンジン制御CPU42の出力端子に直接接続されている。
On the other hand, control for an
98はシリアルインタフェース95に接続された操作パネルである。ユーザが操作パネル98に対して行った指示はシリアルインタフェース95を介してエンジン制御CPU91によって認識される。尚、実施形態ではユーザの指示を入力する指示入力手段としての操作パネルを有し、この操作パネルへの入力に基づいて、露光装置13を構成する有機エレクトロルミネッセンス素子63の光量を計測し、光量を補正するようにしてもよい。この指示は外部のコンピュータなどからコントローラ41を経由して与えることももちろん可能である。具体的な使用態様としては、例えば大量の印字を行った際にユーザが印字面に濃度ムラを発見したような場合に、ユーザが光量の補正を強制的に行って画質確保を図るような場合が想定される。画像形成装置1が待機中であればユーザはいつでも強制的な光量補正の実行を指示することが可能であるし、画像形成時であっても画像形成装置1をオフラインに遷移させ画像形成を一時的に保留することで、ユーザは光量補正の実行を指示することができる。
An
いずれにしても指示手段としての操作パネル98などから光量の補正要求が入力されると、エンジン制御CPU91は<初期化動作>で説明したように、画像形成装置1の構成要素の駆動を開始し、コントローラ41に対して光量補正用のダミーイメージ情報の作成要求を出力する。この要求に基づきコントローラ41に搭載されたコントローラCPU83は光量補正用のダミーイメージ情報を生成し、これに基づいて露光装置13を構成する有機エレクトロルミネッセンス素子63は点灯制御される。このときに上述した露光装置13に設けられた光量センサ57で、個々の有機エレクトロルミネッセンス素子63の光量を検出し、この光量の検出結果に基づいて個々の有機エレクトロルミネッセンス素子63の光量が略等しくなるように光量の補正を行う。
In any case, when a light quantity correction request is input from the
次に有機エレクトロルミネッセンス素子63の光量を計測する際の動作について、図7に図1、図5および図6を併用して詳細に説明する。
Next, the operation when measuring the amount of light of the
光量の補正は、後述するように画像形成装置1の起動直後の初期化動作、印字開始前、紙間、印字開始後、操作パネル98などによるユーザ指定時のタイミングで行われるが、簡単のために画像形成装置1の初期化動作時点で光量の計測を実行する場合について説明する。また実施形態の画像形成装置1はフルカラー画像を形成可能に構成されたものであり、既に説明したように4色に対応した露光装置13Y〜13K(図1参照)を有しているが、これも簡単のために1色に対する動作のみを説明し、露光装置13のように記載する。また以下に示す状況において例えば駆動源38(図1参照)や現像ステーション2(図2参照)などは、<初期化動作>にて既に詳細を示したように既に起動されているものとする。
As will be described later, the correction of the amount of light is performed at the timing specified by the user using the
画像形成装置1において画像形成動作を管理しているのはエンジン制御部42であるため、光量の補正シーケンスはエンジン制御部42のエンジン制御CPU91によって起動される。まずエンジン制御CPU91はコントローラ41に対して、画像形成に係る正規の2値画像データとは異なるダミーイメージ情報の作成要求を出力する。
Since the image forming operation is managed by the
エンジン制御部42とコントローラ41は双方向のシリアルインタフェース(図示せず)で接続されており、リクエストコマンド(要求)およびこれに対するアクノリッジ(応答情報)を相互にやり取りすることができる。エンジン制御CPU91が発するダミーイメージ情報の作成要求は、この双方向のシリアルインタフェース(図示せず)を用いてバス99を経由しコントローラインタフェース90からコントローラ41に出力される。
The
この要求に基づいてコントローラ41に搭載されたコントローラCPU83はダミーイメージ情報、即ち光量の計測に用いる2値画像データをイメージメモリ65に直接的に作成する。更にコントローラCPU83は光量補正データメモリ66の第1エリア(図6参照)に格納された「初期状態において個々の有機エレクトロルミネッセンス素子63によって形成される潜像断面積を等しくするためのソースドライバ61の設定値」DD[n](n:0〜5119)を読出し、この値をイメージメモリ65の所定領域に書き込む。これらの処理を完了するとコントローラCPU83はプリンタインタフェース87を介して応答情報をエンジン制御部42に出力する。
Based on this request, the
さて上述の応答情報を受信したエンジン制御部42のエンジン制御CPU91は、直ちに露光装置13に対して書込みタイミングを設定する。即ちエンジン制御CPU91は図示しないハードウェアであるタイマなどに露光装置13による静電潜像の書込みタイミングを設定し、応答情報を受信したら直ちにタイマの動作を開始する(この機能はもともと複数の露光装置13の色毎の起動タイミングを定めるためのものである。光量の計測においてはこのような厳密なタイミング設定は不要であり、例えばタイマに0を設定してもよい)。各タイマは予め設定された時間が経過すると、コントローラ41に対して画像データ転送要求を出力する。画像データ転送要求を受信したコントローラ41はコントローラインタフェース90を介してタイミング生成部67で生成されたタイミング信号(クロック信号、ライン同期信号など)に同期して2値画像データを露光装置13に転送する。これと同時に既にイメージメモリ65に書き込まれた光量の設定値も上述のタイミング信号に同期して露光装置13に転送される。
The
このようにタイミング信号に同期して転送された2値画像データは露光装置13のTFT回路62に入力され、同時に光量の設定値は露光装置13のソースドライバ61に入力される。露光装置13では入力された2値画像データ、即ちON/OFF情報に基づいて該当する有機エレクトロルミネッセンス素子63の点灯と消灯が制御される。そしてこのときの個々の有機エレクトロルミネッセンス素子63の光量は光量センサ57で計測される。
The binary image data transferred in synchronization with the timing signal in this manner is input to the
以上述べたようにして有機エレクトロルミネッセンス素子63の点灯が制御され、その光量が光量センサ57によって計測される。光量センサ57の出力(アナログ電流値)はソースドライバ61において電荷蓄積法によって電圧に変換され、所定の増幅率で増幅された後、アナログ−ディジタル変換を施されて8bitの光量計測データ(ディジタルデータ)としてソースドライバ61から出力される。
As described above, the lighting of the
ソースドライバ61から出力された光量計測データはコントローラインタフェース90を経由してエンジン制御部42からコントローラ41に転送され、コントローラ41のコントローラCPU83によって受信される。
The light quantity measurement data output from the
図8は本発明の実施形態の画像形成装置1における露光装置13の回路図である。以降図8を用いてTFT回路62およびソースドライバ61による点灯制御についてより詳細に説明する。
FIG. 8 is a circuit diagram of the
TFT回路62はピクセル回路69とゲートコントローラ68とに大別されている。ピクセル回路69は個々の有機エレクトロルミネッセンス素子63に対して一つずつ設けられており、有機エレクトロルミネッセンス素子63のM画素分を一つのグループとしてガラス基板50上にNグループ設けられている。
The
実施形態においては一つのグループを8画素(即ちM=8)とし、このグループを640個としている。従って全画素数は8×640=5120画素となる。各ピクセル回路69は有機エレクトロルミネッセンス素子63に電流を供給して駆動するドライバ部70と、有機エレクトロルミネッセンス素子63を点灯制御するにあたってドライバが供給する電流値(即ち有機エレクトロルミネッセンス素子63の駆動電流値)を内部に含むコンデンサに記憶させる、いわゆる電流プログラム部71を有しており、予め所定のタイミングでプログラムされた駆動電流値に従って有機エレクトロルミネッセンス素子63を定電流駆動することができる。
In the embodiment, one group is 8 pixels (that is, M = 8), and this group is 640. Therefore, the total number of pixels is 8 × 640 = 5120 pixels. Each
ゲートコントローラ68は入力された2値画像データを順次シフトするシフトレジスタと、シフトレジスタと並列に設けられシフトレジスタに所定の画素数の入力が完了した後にこれらを一括して保持するラッチ部と、これらの動作タイミングを制御する制御部からなる(共に図示せず)。ゲートコントローラ68はコントローラ41から2値画像データ(画像形成時はコントローラ41によって変換されたイメージ情報、光量計測時はコントローラ41によって変換されたダミーイメージ情報)を渡され、この2値画像データ即ちON/OFF情報に基づいてSCAN_AおよびSCAN_B信号を出力し、これによってピクセル回路69に接続された有機エレクトロルミネッセンス素子63の点灯/消灯を行う期間および、駆動電流を設定する電流プログラム期間のタイミングを制御する。
The
一方ソースドライバ61は内部に有機エレクトロルミネッセンス素子63のグループ数Nに相当する数(実施形態では640個)のD/Aコンバータ72を有している。ソースドライバ61はFPC60を介して供給された8bitの光量補正データに基づいて、個々の有機エレクトロルミネッセンス素子63に対する駆動電流を設定する。
On the other hand, the
図9は本発明の実施形態の画像形成装置1における露光装置13に係る電流プログラム期間と有機エレクトロルミネッセンス素子63の点灯期間を示す説明図である。以降図9に図8を併用して実施形態の点灯制御について更に詳細に説明する。以降説明を簡単にするために8画素から成る一つの画素グループ(例えば図9の「主走査方向における画素番号」=1〜8)について説明を行う。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a current program period and a lighting period of the
実施形態では露光装置13の1ライン期間(ラスタ期間)は350μsに設定されており、この1ライン期間のうち1/8(43.77μs)を電流プログラム部71に形成されたコンデンサに対し駆動電流値を設定するプログラム期間として当てている。
In the embodiment, one line period (raster period) of the
まずゲートコントローラ68(図8参照)は画素番号=1の画素に対してSCAN_A信号をONに、SCAN_B信号をOFFにしてプログラム期間を設定する。プログラム期間にソースドライバ61(図8参照)に内蔵されたD/Aコンバータ72には8bitの光量補正データが供給されており、この供給されたディジタルデータをD/A変換したアナログレベル信号によって電流プログラム部71(図8参照)のコンデンサが充電される。このプログラム期間はゲートコントローラ68に入力される2値画像データのON/OFFに係らず実行される。これによって電流プログラム部71に形成されたコンデンサには、8bitの光量補正データに基づくアナログ値が1ライン期間の都度、毎回書き込まれる。即ち電流プログラム部71に形成されたコンデンサの蓄積電荷は常にリフレッシュされ、これに基づき決定される有機エレクトロルミネッセンス素子63の駆動電流は常に一定に保たれるのである。
First, the gate controller 68 (see FIG. 8) sets the program period by turning on the SCAN_A signal and turning off the SCAN_B signal for the pixel of pixel number = 1. During the program period, 8-bit light amount correction data is supplied to the D /
プログラム期間が完了するとゲートコントローラ68(図8参照)は直ちにSCAN_A信号をOFFに、SCAN_B信号をONに切り替えて点灯期間を設定する。既に説明したようにゲートコントローラ68(図8参照)には画像形成時、光量計測時に応じて2値画像データが供給されており、点灯期間であっても画像データがOFFの場合、有機エレクトロルミネッセンス素子63は点灯しない。一方画像データがONの場合、有機エレクトロルミネッセンス素子63は残りの306.25μs(350μs−43.75μs)の期間、点灯を継続する(実際は制御信号の切り替わり時間が存在するため発光時間は若干短くなる)。既に述べたように実施形態では有機エレクトロルミネッセンス素子63の光量を計測する際は30msの計測期間を想定しているから、光量計測時の点灯回数は例えば100回(即ち100ライン)となるように、コントローラ41でダミーイメージ情報が生成されることとなる。
When the program period is completed, the gate controller 68 (see FIG. 8) immediately sets the lighting period by switching the SCAN_A signal to OFF and the SCAN_B signal to ON. As already described, the binary image data is supplied to the gate controller 68 (see FIG. 8) according to the time of image formation and the measurement of the amount of light. If the image data is OFF even during the lighting period, organic electroluminescence is provided. The
一方、図9に示す画素番号=1のピクセル回路69(図8参照)に対するプログラム期間が終了すると、ゲートコントローラ68(図8参照)は直ちに画素番号=8のピクセル回路69(図8参照)に対する電流プログラム期間を設定する。以降、画素番号1のピクセル回路に対する手順と同様に、画素番号8のピクセル回路に対するプログラム期間が完了すると直ちに当該画素番号の有機エレクトロルミネッセンス素子63(図8参照)の点灯期間に移行する。
On the other hand, when the program period for the pixel circuit 69 (see FIG. 8) with the pixel number = 1 shown in FIG. 9 ends, the gate controller 68 (see FIG. 8) immediately applies to the pixel circuit 69 (see FIG. 8) with pixel number = 8. Sets the current program period. Thereafter, as in the procedure for the pixel circuit having the
このようにしてゲートコントローラ68(図8参照)は主走査方向における画素番号=「1→8→2→7→3→6→4→5→1....」の順にプログラム期間と点灯期間を設定していく。このような点灯順序とすることで、隣接する画素グループ間において最も近い画素の点灯タイミングが時間的に近接するため、1ライン形成時の画像段差を目立たなくすることができる。 In this way, the gate controller 68 (see FIG. 8) sets the pixel number in the main scanning direction = “1 → 8 → 2 → 7 → 3 → 6 → 4 → 5 → 1. Will be set. By adopting such a lighting order, the lighting timing of the nearest pixel is adjacent in time between adjacent pixel groups, so that the image step at the time of forming one line can be made inconspicuous.
さて、ここで電流プログラム期間にピクセル回路69(図8参照)に設定される値は、前述のとおり例えば8bitの光量補正データである。有機エレクトロルミネッセンス素子63(図8参照)は例えばスピンコートなどによる塗りプロセスによって作成されるため、隣接画素相関は極めて高くなる。この効果により特定の有機エレクトロルミネッセンス素子63(図8参照)の近傍にある有機エレクトロルミネッセンス素子63(図8参照)の発光輝度は殆ど同じになる。従ってこれら近傍の有機エレクトロルミネッセンス素子63(図8参照)に対する光量補正データの相関も非常に高いため、例えば画素番号=1の光量補正データと画素番号=8の光量補正データは大きく変わらないのである。 Here, the value set in the pixel circuit 69 (see FIG. 8) in the current program period is, for example, 8-bit light amount correction data as described above. Since the organic electroluminescence element 63 (see FIG. 8) is formed by a coating process such as spin coating, the adjacent pixel correlation becomes extremely high. Due to this effect, the light emission luminance of the organic electroluminescence element 63 (see FIG. 8) in the vicinity of the specific organic electroluminescence element 63 (see FIG. 8) becomes almost the same. Accordingly, since the correlation between the light amount correction data with respect to these adjacent organic electroluminescence elements 63 (see FIG. 8) is very high, for example, the light amount correction data with the pixel number = 1 and the light amount correction data with the pixel number = 8 do not change greatly. .
ゲートコントローラ68(図8参照)が制御する電流プログラム期間においては、ピクセル回路69(図8参照)に光量補正データに従った電流値を供給して、ピクセル回路69(図8参照)内のコンデンサをいわゆる定電流源にて充電することになり、充電に必要な時間は(数2)となる。 In the current program period controlled by the gate controller 68 (see FIG. 8), the current value according to the light amount correction data is supplied to the pixel circuit 69 (see FIG. 8), and the capacitor in the pixel circuit 69 (see FIG. 8). Is charged by a so-called constant current source, and the time required for charging is (Equation 2).
(数2)によれば、充電時間は静電容量と比例しており、配線引き回しに伴う配線容量の増大によって静電容量Cが大きくなると充電時間が大きくなってしまう。実施形態ではソースドライバを発光素子列の延長線上の位置であり、かつガラス基板50の長辺方向の端部に配置するために、ソースドライバ61(図8参照)から最も遠い画素グループでは、通常であれば配線容量による充電遅延が懸念される。
According to (Equation 2), the charging time is proportional to the capacitance, and if the capacitance C increases due to an increase in the wiring capacitance accompanying wiring routing, the charging time increases. In the embodiment, in order to dispose the source driver on the extended line of the light emitting element array and at the end in the long side direction of the
しかし実施形態ではソースドライバ61(図8参照)によって供給されるのは、光量補正データであり、前述したように1つの画素グループ内では光量補正データの値は同一性が高いため、同一の画素グループ内では(数2)におけるVが殆ど変化しない。結局、電流プログラムの過程では順次選択される画素番号間でのVの差が充電時間を支配するが、もともと選択された画素番号間でのVの差は非常に小さいため、充電時間は極めて短くなるのである。従ってソースドライバ61(図8参照)からの配線長が長くなることに起因する電流プログラム期間の時間的不足については、実施形態においては殆ど問題がなくなり、これまで説明してきたようにソースドライバ61(図8参照)とピクセル回路69(図8参照)間の距離を大きく離せることとなる。 However, in the embodiment, what is supplied by the source driver 61 (see FIG. 8) is light amount correction data, and since the value of the light amount correction data is high in one pixel group as described above, the same pixel. Within the group, V in (Equation 2) hardly changes. After all, in the current programming process, the difference in V between sequentially selected pixel numbers dominates the charging time, but the difference in V between originally selected pixel numbers is very small, so the charging time is very short. It becomes. Therefore, the shortage of the current program period due to the increase in the wiring length from the source driver 61 (see FIG. 8) has almost no problem in the embodiment, and as described so far, the source driver 61 ( The distance between the pixel circuit 69 (see FIG. 8) and the pixel circuit 69 (see FIG. 8) can be greatly separated.
この辺りの事情は、電流プログラム法を用いて各画素単位に駆動電流を設定し、各画素単位に64階調、256階調といった多階調を再現するディスプレイとは大きく異なっており、2値画像データに基づいて点灯/消灯を制御し、多値の光量補正データに基づいて電流プログラム法で駆動電流を設定することが可能な露光装置13ならではのメリットであるといえる。
This situation is greatly different from a display that uses a current programming method to set a drive current for each pixel unit and reproduces multiple gradations such as 64 gradations and 256 gradations for each pixel unit. It can be said that this is a merit unique to the
<光量計測動作>
次に、本発明の実施形態に係る画像形成装置における光量計測に関する部分である光量計測部120について説明する。光量計測部120は、有機エレクトロルミネッセンス素子63が出射する光の光量を計測するものである。
<Light intensity measurement operation>
Next, the light
図10は、本発明の実施形態に係る光量計測部120の主要な構成を示す説明図である。図10に示すように、光量計測部120は、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子63の各々に対応して設けられた複数のセンサピクセル回路130と、センサピクセル回路130の各々に対してセンサ選択信号を出力する選択信号発生回路140と、16個の検出処理回路170A〜170Pとを備える。なお、光量計測部120は光量計測装置の一例であり、センサピクセル回路130は光量検出回路の一例である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a main configuration of the light
なお、検出処理回路170A〜170Pはそれぞれ同一の構成を有しており、これらを区別する必要がない場合は、検出処理回路170として説明する。また、検出処理回路170の数は16個に限るものではなく、m個(mは1以上の正の整数)設けられればよい。 The detection processing circuits 170 </ b> A to 170 </ b> P have the same configuration and will be described as the detection processing circuit 170 when it is not necessary to distinguish them. Further, the number of detection processing circuits 170 is not limited to 16, and m (m is a positive integer of 1 or more) may be provided.
なお、上述したように、センサピクセル回路130及び選択信号発生回路140は、有機EL素子及びTFT回路62と共に、ポリシリコンのモノシリックデバイスとして集積化して形成されている。したがって、センサピクセル回路130やTFT回路62等において、トランジスタ等の同じ種類の素子を形成する場合には同一工程で形成することが可能となるため、製造工程の簡略化が可能となる。
As described above, the
選択信号発生回路140は、FPC60を介してエンジン制御部42に接続されると共に、選択信号線SEL1〜SEL5120を介して各々のセンサピクセル回路130に接続される。なお、選択信号線SEL1〜SEL5120の符号「SELX」の「X」は、接続先となるセンサピクセル回路130に付されたセンサピクセル番号SPNOであり、これらを区別する必要がない場合には、選択信号線SELとして説明する。
The selection
そして、選択信号発生回路140は、FPC60を介してエンジン制御部42から入力されたセンサ制御入力SCに基づいて、センサピクセル回路130の動作を制御するセンサ選択信号を、選択信号線SELを介してセンサピクセル回路130へ出力する。これにより、センサピクセル回路130の各々について、光量検出のタイミングを制御することができる。
The selection
センサピクセル回路130は、選択信号線SELを介して選択信号発生回路140に接続されると共に、ドライバ線RoA〜RoPのいずれかを介して検出処理回路170A〜170Pに接続されている。そして、選択信号発生回路140から入力されたセンサ選択信号に基づいて光量検出を行い、センサピクセル回路出力信号を検出処理回路170へ出力する。なお、ドライバ線RoA〜RoPの符号「RoX」の「X」は、接続先となる検出処理回路170に付された出力ID(A〜P)であり、これらを区別する必要がない場合には、ドライバ線Roとして説明する。
The
検出処理回路170A〜170Pは、ソースドライバ61に設けられ、各々ドライバ線RoA〜RoPを介して各センサピクセル回路130と接続されると共に、センサ出力信号線DoA〜DoPからFPC60を介してエンジン制御部42に接続されている。そして、センサピクセル回路130からのセンサピクセル回路出力信号を取得し、FPC60へ光量計測データを出力する。なお、センサ出力信号線DoA〜DoPの符号「DoX」の「X」は、接続される検出処理回路170の出力ID(A〜P)であり、これらを区別する必要がない場合には、センサ出力信号線Doとして説明する。
The
なお、センサピクセル回路130は、複数のグループに区分されており、その区分に応じて、ドライバ線RoA〜RoPのいずれか一つに接続されている。これらのセンサピクセル回路130の区分について、図11を参照して説明する。
The
図11は、本発明の実施形態に係る光量計測部120におけるセンサピクセル回路のグループを示す説明図である。図11に示すように、有機エレクトロルミネッセンス素子63は、主走査方向に、5120個、600dpiの解像度で列状に形成されている。有機エレクトロルミネッセンス素子63の各々には識別番号(以下、ELNOという)が付されている。このELNOは、1から始まる連続番号であり、主走査方向の端部に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子63から順に割り当てられる。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing groups of sensor pixel circuits in the light
センサピクセル回路130は、有機エレクトロルミネッセンス素子63と1対1で対応して5120個形成され、各々が対応する有機エレクトロルミネッセンス素子63の光量を検出する。そして、センサピクセル回路130の識別番号(以下、SPNOという)は、対応する有機エレクトロルミネッセンス素子63のELNOと同じ番号が付される。例えば、ELNOが3000の有機エレクトロルミネッセンス素子63に対応して設けられたセンサピクセル回路130のSPNOは3000である。
5120
そして、SPNOが連続するn(以下、本実施形態の説明では、n=16とする)個のセンサピクセル回路130を一単位として、320個(5120÷16=320)のセンサグループが構成されている。なお、各センサグループには、センサグループに含まれるSPNOが小さいものから順に、1〜320のグループNOが付される。また、各センサグループ内において、SPNOが小さいセンサピクセル回路130から順に、a,b,・・・,pのラインIDが付される。つまり、センサピクセル回路130は、n個(16個)毎に同じラインIDが付されることとなる。
Then, 320 (5120 ÷ 16 = 320) sensor groups are configured with n sensor pixel circuits 130 (hereinafter, n = 16 in the description of the present embodiment) having consecutive SPNOs as one unit. Yes. Each sensor group is assigned a group number of 1 to 320 in order from the smallest SPNO included in the sensor group. In each sensor group, line IDs a, b,..., P are assigned in order from the
更に、グループNOが連続するm個(上述したように、mは演算処理回路170の数であり、本実施形態ではm=16)のセンサグループを一単位として、20個(320÷16=20)のブロックが構成されている。なお、各ブロックには、センサグループに含まれるグループNOが小さいものから順に、1〜20のブロックNOが付される。
Further, 20 sensor groups (320 ÷ 16 = 20) with m sensor groups having consecutive group NOs (as described above, m is the number of arithmetic processing circuits 170 and m = 16 in the present embodiment) as one unit. ) Block is configured. Each block is assigned
また、各ブロック内において、グループNOが小さいセンサグループから順に、A,B,・・・,Pの出力IDが付される。出力IDがA,B,・・・,Pが付されたセンサグループに含まれるセンサピクセル回路130は、それぞれドライバ線DoA,DoB,・・・,DoPを介して、検出処理回路170A,170B,・・・,170Pに接続される。つまり、つまり、センサグループは、m個(16個)毎に同じ出力IDが付されることとなる。
In each block, output IDs A, B,..., P are assigned in order from the sensor group with the smallest group number. The
なお、以下の説明では、便宜上、各センサグループの識別情報として、ブロックNOと出力IDとを組み合わせて表されるグループIDも用いる。例えば、グループNOが17のセンサグループは、ブロックNOが2、出力IDがAであるので、グループIDは2Aである。 In the following description, a group ID represented by a combination of a block NO and an output ID is also used as identification information for each sensor group for convenience. For example, a sensor group with a group number of 17 has a block number of 2 and an output ID of A, so the group ID is 2A.
図12は、本実施形態の光量計測部120の一部の内部構成を示す回路図である。図12に示すように、同じセンサグループに属するセンサピクセル回路130は、同じドライバ線Roに接続される。また、各センサグループは、同じ出力ID(A〜P)が付されたドライバ線Roに接続されている。例えばグループ1A,2A・・・20A(合計20グループ)は、ドライバ線RoAに接続され、グループ1P,2P・・・20Pは、ドライバ線RoPに接続されている。
FIG. 12 is a circuit diagram illustrating a partial internal configuration of the light
各ドライバ線RoA〜RoPはそれぞれ、ソースドライバ61内に設けられた検出処理回路170A〜170Pに接続されている。すなわち総てのドライバ線RoA〜RoP各々に対応して、合計16個の検出処理回路170A〜170Pが、ソースドライバ61内に設けられている。一方、選択信号発生回路140は、図8に示したゲートコントローラ68と同様、TFT回路62内に形成されている。選択信号発生回路140(及び選択トランジスタ132:図13)は、後述する所定のタイミングにて光量センサを駆動するためのセンサ駆動信号を、選択線SelXを介してセンサピクセル回路130に入力するスイッチング回路として機能する。
The driver lines RoA to RoP are connected to
図13は、本発明の実施形態に係るセンサピクセル回路130及び出力処理回路170の内部構成を示す回路図である。
FIG. 13 is a circuit diagram showing an internal configuration of the
図13に示すように、センサピクセル回路130は、光量センサ57と、当該光量センサ57に並列に接続され、容量素子を構成するコンデンサ131と、光量センサ57及びコンデンサ131と直列に接続され、ドライバ線Roを介したチャージアンプ150との電気的な接続を切り替えるスイッチング用の選択トランジスタ132とを有する。光量センサ57及びコンデンサ131の選択トランジスタ132が接続される側である一端側の電位をVsとする。なお、光量センサ57及びコンデンサ131の他端側は、所定の電位Vpに固定されている。なお、光量センサ57は、光量検出素子の一例である。
As shown in FIG. 13, the
選択トランジスタ132は、選択信号発生回路140とともに光量センサのスイッチング回路を構成する。選択線Selは選択トランジスタ132のゲートに接続され、選択信号発生回路140から出力されたON・OFF信号からなるセンサ選択信号が、選択トランジスタ132に入力され、当該センサ選択信号に従い、選択トランジスタ132はON・OFF動作を行う。
The
そして、同じ出力ID(A〜P)が付された合計20グループ(ブロック番号が1から20)のセンサグループ、言い換えると合計320個のセンサピクセル回路(16×20)130が、同一の出力IDが付された一つのドライバ線Roに接続されている。各ドライバ線Roは、検出処理回路170に接続されている。
Then, a total of 20 sensor groups (block
検出処理回路170は、チャージアンプ150と、アナログ・ディジタル変換器(以下、ADCという)160とを備える。チャージアンプ150は、非反転入力端子と反転入力端子との二つの入力信号端子、及び一つの出力信号端子を有する演算増幅器151と、演算増幅器151の反転入力端子と出力端子との間に接続されたアンプ容量素子の一例であるコンデンサ152と、コンデンサ152と並列に接続された充放電選択トランジスタ153とを有して構成されている。
The detection processing circuit 170 includes a charge amplifier 150 and an analog / digital converter (hereinafter referred to as ADC) 160. The charge amplifier 150 is connected between an inverting input terminal and an output terminal of the
演算増幅器151の非反転入力端子は所定の基準電圧Vrefに固定されており、反転入力端子には、ドライバ線Roを介してセンサピクセル回路130が接続されている。なお、演算増幅器151の出力電圧をVroとする。
The non-inverting input terminal of the
充放電選択トランジスタ153のゲートには信号線CHGが接続され、ON・OFF信号からなるチャージリセット信号に従って、充放電選択トランジスタ153はON・OFF動作を行う。なお、信号線CHGを介して入力されるチャージリセット信号は、図10に示すセンサ制御入力SCのうちの一つである。
A signal line CHG is connected to the gate of the charge /
上述したチャージアンプ150は、センサピクセル回路130のコンデンサ131と協同してセンサ駆動部を構成する。
The above-described charge amplifier 150 forms a sensor driving unit in cooperation with the capacitor 131 of the
ADC160は、チャージアンプ150の演算増幅器151の出力端子に接続されている。センサ制御入力SCの一つであるAD変換開始トリガ信号SMPLに基づいてチャージアンプ150の出力電圧Vroを取り込んでアナログ/ディジタル変換し、光量計測データを出力する。
The
図14は、本発明の実施形態に係る各光量センサに関する光量検出動作を示すタイミングチャートである。すなわち、光量センサ57毎に行われる光量計測データの読み出し動作のタイミングチャートに該当する。上述したように、光量計測データの基礎となる光量センサ57の出力は、ソースドライバ61において電荷蓄積法による電圧変換を施され、更に所定の増幅率で増幅された後にアナログ−ディジタル変換されることにより生成されるが、以下のタイミングチャートは当該工程に該当する。
FIG. 14 is a timing chart showing a light amount detection operation regarding each light amount sensor according to the embodiment of the present invention. In other words, this corresponds to a timing chart of the light amount measurement data reading operation performed for each
光量センサ57の光量センサ出力に基づく光量計測データは、図14(a)乃至(g)のタイミングチャートに示すように、選択トランジスタ132のスイッチングを契機とし、予めコンデンサ131に蓄積された電荷を、有機エレクトロルミネッセンス素子63の光量センサ57への光の照射により抽出し、失われた電荷を補うために用いられたコンデンサ152の電荷に基づいて測定する。従って、本実施形態では、有機エレクトロルミネッセンス素子63の光照射により失われた電荷が基礎となる光量センサ出力に該当する。
As shown in the timing charts of FIGS. 14A to 14G, the light amount measurement data based on the light amount sensor output of the
ここで、図14(a)は、チャージアンプ150内のコンデンサ152のチャージの状態(充電状態)を示す図、図14(b)は選択トランジスタ132の動作を示す図、図14(c)は有機エレクトロルミネッセンス素子63の点灯タイミングを示す図、図14(d)はコンデンサ131の選択トランジスタ132が接続される一端側の電位(Vs)を示す図、図14(e)は演算増幅器151の出力電圧(Vro)を示す図、図14(f)はアナログ・ディジタル変換器(ADC)160に与えるAD変換開始トリガ信号(SMPL)を示す図、図14(g)は最終的に有効に光量計測データが得られた状態を示す図である。
Here, FIG. 14A is a diagram showing the charge state (charge state) of the
まず、選択線Selを介し、時刻t1から時刻t2までのタイミングにて選択信号発生回路140からON信号を受信することにより、選択トランジスタ132がONとなり(図14(b)参照)、図14(d)に示すようにコンデンサ131がチャージされ、コンデンサ131の一端側の電位Vsは、基準電圧Vrefとなる(S1:リセットステップ)。なお、このリセットステップは、第1の期間の一例である。
First, the
そして、時刻t2において選択トランジスタ132がOFFとなると(図14(b)参照)、コンデンサ131にチャージされた電荷が、光量センサ57を流れる光電流Isにより放電され減少するとともに、図14(d)に示すように、コンデンサ131の一端側の電位Vsが、基準電圧Vrefから徐々に減少する(S2:光照射放電ステップ)。
When the
そして、この状態で予め定められた時間経過後、時刻t3において、チャージアンプ150の充放電選択トランジスタ153がOFFとなり(図14(a)参照)、コンデンサ152の電荷が移動可能となり、チャージアンプ150は有機エレクトロルミネッセンス素子63の光量を測定可能な状態となる(S3:測定開始ステップ)。
Then, after elapse of a predetermined time in this state, at time t3, the charge /
さらに充放電選択トランジスタ153がOFFとなったのを契機として、時刻t3と同時刻又は時刻t3から所定時間後となる時刻t4において、選択トランジスタ132がONとなり(図14(b)参照)、時刻t2から時刻t4までの間に電荷が失われたコンデンサ131に、チャージアンプ150のコンデンサ152から電荷が供給される。その結果、コンデンサ131の一端側の電位がVrefに戻るとともに(図14(d)参照)、図14(e)に示すようにチャージアンプ150の演算増幅器151の出力電圧Vroが上昇する(S4:電荷転送ステップ)。尚、この電荷転送ステップS4の期間も光量センサ57の光電流Isは流れるため、非常に小さい値ではあるが、Vroは上昇する。なお、時刻t2からt4までの期間は第二の期間の一例であり、時刻t4からt5までの期間(電荷転送ステップ)は第三の期間の一例である。
Further, when the charge /
その後、時刻t5において選択トランジスタ132が再びOFFとなり、Vroが確定する。この確定した電圧を、アナログ・ディジタル変換器(ADC)160が、時刻t5と同時刻又は時刻t5から所定時間後に、AD変換開始トリガ信号SMPL(図14(f)参照)に連動して読み取ることにより、図14(g)に示すように有効な光量計測データをセンサ出力信号線Doを介した光量計測部120から出力することにより、光量計測データの読取動作が時刻t8において完了する(S5:リードステップ)。
Thereafter, at time t5, the
なお、AD変換開始トリガ信号SMPLが入力された後の時刻t6において、チャージアンプ150の充放電選択トランジスタ153がONとなり(図14(a)参照)、コンデンサ152の容量がリセットされる。
At time t6 after the AD conversion start trigger signal SMPL is input, the charge /
尚、上述のステップS2〜ステップS4の蓄積期間、すなわち、時刻t2において選択トランジスタ130をOFFにしてから、チャージアンプ150の充放電選択トランジスタ153をOFFとし、時刻t5において選択トランジスタ130をONとするタイミングの設定については、画像印刷装置の待ち時間を短縮するという観点からは、できるかぎり短いことが好ましい。しかしながら、所定のSN、電圧検出分解能を確保するという観点からは、図14(e)に示されるように時刻t5において確定する出力電圧Vroと基準電圧Vrefとの電位差Voutをなるべく大きくとることが望ましく、この場合できるだけ長い蓄積期間を確保することが要求される。従って、蓄積時間についてはこれら両方の観点から設定される。
In addition, after the
図14(c)に示すように、本実施形態の光量計測部120では、有機エレクトロルミネッセンス素子63の発光動作は、点灯する点灯Telon及び消灯するプログラム期間Tproを含む画像形成装置1の1ラスタ期間Trasを有する。このラスタ期間Trasは、上記述べたとおり350μs程度の短い期間である。また、光量センサ57では、ポリシリコン等の光透過率の高い材料により構成された場合、照射された光に基づいて流れる光電流Isが微量となってしまう。
As shown in FIG. 14C, in the light
そこで、本実施形態では、光量検出の対象となる有機エレクトロルミネッセンス素子63を、時刻t0から時刻t7までの、複数回数のラスタ期間Trasにて駆動させ、ステップS2〜ステップS4までの蓄積期間を、複数ラスタ期間に渡って設定する。1ラスタ期間Trasは、上述した露光装置13の1ライン期間であり、つまり、画像形成装置1における有機エレクトロルミネッセンス素子63の発光期間(露光期間)の1単位である。そこで、1ラスタ期間Tras以上、すなわち発光素子の1発光期間以上の間について光量検出を行うことにより、所定のSN、電圧検出分解能を確保することができる。
Therefore, in the present embodiment, the
このように、センサピクセル回路130内に設けられた選択トランジスタ132により、チャージアンプ150と、光量センサ57・コンデンサ131との間の電気的な接続が切り替えられるので、所望の蓄積期間を正確に切り替えることができる。
In this way, the electrical connection between the charge amplifier 150 and the
また、選択トランジスタ132により、時刻t2から時刻t4まで期間において、光量センサ57・コンデンサ131と、ドライバ線Roとは遮断される。したがって、光量センサ57及びコンデンサ131に対する、チャージアンプ150やドライバ線Roからのノイズの影響が排除されるので、高精度な光量検出が可能となる。
In addition, the
次に、センサ選択信号を出力する選択信号発生回路140について説明する。図15は、本発明の実施形態に係る選択信号発生回路140の内部構成を示す回路図である。図15に示すように、選択信号発生回路140は、5120個のAND回路141と、グループ選択信号出力回路142と、ライン選択信号出力回路143とを備える。
Next, the selection
図15に示すように、AND回路141は、3つの入力の論理積を出力する回路である。AND回路141に入力される信号は、センサ制御入力SCの一つである選択タイミング信号ROENと、グループ選択信号出力回路142から出力されたグループ選択信号gsと、ライン選択信号出力回路143から出力されたライン選択信号lsとである。また、AND回路141の各々の出力は、選択線SEL1〜SEL5120を介して、センサピクセル回路130の選択トランジスタ132のゲートに入力される。
As shown in FIG. 15, the AND
グループ選択信号出力回路142には、センサ制御入力SCとして、ブロック切替信号GSelDAT及びブロック切替クロック信号GSelCLKが入力される。そして、グループ選択信号出力回路142は、入力されたブロック切替信号GSelDAT及びブロック切替クロック信号GSelCLKに基づいて、グループ選択信号gs1〜gs20を出力する。このグループ選択信号gs1〜gs20は、図11に示すブロックID毎に対応して生成されるものであり、それぞれ、ブロックNO1〜20が付されたセンサグループのセンサピクセル回路130に接続されるAND回路141へ出力される。
The block selection signal GSelDAT and the block switching clock signal GSelCLK are input to the group selection
図16は、本発明の実施形態に係るグループ選択信号出力回路142の内部構成を示す回路図である。図16に示すように、グループ選択信号出力回路142は、直列に接続された20個のDフリップフロップDFFg1,DFFg2,・・・DFFg20を有して構成されるシフトレジスタである。DフリップフロップDFFg1〜DFFg20はそれぞれ、グループ選択信号gs1〜gs20を出力する。
FIG. 16 is a circuit diagram showing an internal configuration of the group selection
ライン選択信号出力回路143には、センサ制御入力SCとして、ライン切替信号LSelDAT及びライン切替クロック信号LSelCLKが入力される。そして、ライン選択信号出力回路143は、入力されたライン切替信号LSelDAT及びライン切替クロック信号LSelCLKに基づいて、ライン選択信号lsa〜lspを出力する。このライン選択信号lsa〜lspは、図11に示すラインID毎に対応して生成されるものであり、それぞれ、ラインIDa〜pが付されたセンサグループのセンサピクセル回路130に接続されるAND回路141へ出力される。例えば、ライン選択信号lsaは、ラインIDがaのセンサピクセル回路130、すなわち、SPNOが1,17,・・・5105のセンサピクセル回路130に接続されるAND回路141へ出力される。
The line selection
図17は、本発明の実施形態に係るライン選択信号出力回路143の内部構成を示す回路図である。図17に示すように、ライン選択信号出力回路143は、直列に接続された16個のDフリップフロップDFFla,DFFlb,・・・DFFlpを有して構成されるシフトレジスタである。DフリップフロップDFFla〜DFFlpはそれぞれ、ライン選択信号lsa〜lspを出力する。
FIG. 17 is a circuit diagram showing an internal configuration of the line selection
次に、図18及び図19を用いて、選択信号発生回路140の動作を説明する。図18は、本発明の実施形態に係る選択信号発生回路140の一部の構成を示す図、図19は、本発明の実施形態に係る選択信号発生回路140の動作を説明するタイミングチャートである。なお、図18及び図19では、選択信号線SEL259に出力する選択信号を発生するための動作について説明する。
Next, the operation of the selection
図18に示すように、選択信号線SEL259に接続されるSPNOが259のセンサピクセル回路130は、ブロックNOが2、ラインIDがcであるので、AND回路141の入力には、センサ選択タイミング信号ROENの他、グループ選択信号gs2及びライン選択信号lscが入力される。すなわち、AND回路141の入力には、グループ選択信号発生回路142における2段目のDフリップフロップDFFg2の出力と、ライン選択信号発生回路143における3段目のDフリップフロップDFFlcの出力とに接続される。
As shown in FIG. 18, the
図19に示すように、まず、ライン選択信号発生回路143に、ライン切替信号LSelDATのONが入力されてから、3回目に入力されるライン切替クロック信号LSelCLKの立ち上がり時に、ライン選択信号lscがONとなる。このようにして、ラインIDがcのセンサピクセル回路130が選択された状態となる。
As shown in FIG. 19, first, the line selection signal lsc is turned on at the rise of the line switching clock signal LSelCLK inputted for the third time after the line switching signal LSelDAT is turned on to the line selection
次に、グループ選択信号発生回路142に、グループ切替信号GSelDATのONが入力されてから、2回目に入力されるグループ切替クロック信号GSelCLKの立ち上がり時に、グループ選択信号gs2がONとなる。このようにして、ブロックIDが2のセンサピクセル回路130が選択された状態となる。
Next, the group selection signal gs2 is turned ON at the rise of the group switching clock signal GSelCLK input for the second time after the group switching signal GSelDAT is turned ON to the group selection
そして、選択信号発生回路140に、いずれかのセンサピクセル回路130を選択するためのセンサ選択タイミング信号ROENのONが入力されると、AND回路141に入力される信号が全てONとなるので、選択信号線SEL259を介して出力するセンサ選択信号がONとなる。
When the sensor selection timing signal ROEN for selecting one of the
その後、ROENがOFFとなると、センサ選択信号もOFFとなる。そして、3回目に入力されるグループ切替クロック信号GSelCLKの立ち上がり時に、グループ選択信号gs2がOFFとなり、4回目に入力されるライン切替クロック信号LSelCLKの立ち上がり時に、ライン選択信号lscがOFFとなる。 Thereafter, when ROEN is turned off, the sensor selection signal is also turned off. When the group switching clock signal GSelCLK input for the third time rises, the group selection signal gs2 is turned OFF, and when the line switching clock signal LSelCLK input for the fourth time rises, the line selection signal lsc is turned OFF.
なお、上記では選択信号線SEL259を介して出力されるセンサ選択信号がONの場合について説明したが、選択信号線SEL259のセンサ選択信号がONとなるタイミングでは、ブロックNOが2、ラインIDがcのセンサピクセル回路130の選択トランジスタ132が全てONとなる、すなわち、選択信号線SEL259,SEL275,SEL291,・・・,SEL483,SEL499のセンサ選択信号がONとなる。これは、同一ブロックNO、同一ラインIDのセンサピクセル回路130の選択トランジスタ132が同時に切り替えられることにより、同時に光量検出動作の切り替えが行われることを意味する。
In the above description, the case where the sensor selection signal output via the selection signal line SEL259 is ON has been described. However, at the timing when the sensor selection signal of the selection signal line SEL259 is ON, the block NO is 2 and the line ID is c. All the
次に、光量計測部120全体の光量検出シーケンスについて説明する。本実施形態では、各センサグループにおいて所定のラインIDが付された一つのセンサピクセル回路130の光量検出動作を、全てのセンサグループについて平行して行う。以下、このラインID一つあたりのセンサグループ全体の光量検出動作をグループリードという。本実施形態では、センサグループ一つにつき、ラインIDがa〜pの16個のセンサピクセル回路130があるので、グループリードを16回行うことにより、全ての有機エレクトロルミネッセンス素子63に関する光量検出が行われる。
Next, a light amount detection sequence of the entire light
まず、上述したグループリード動作について説明する。図20は、本発明の実施形態に係るグループリードの動作を説明するタイミングチャートであり、ラインIDがaに関するグループリードを示す。 First, the group read operation described above will be described. FIG. 20 is a timing chart for explaining the operation of the group read according to the embodiment of the present invention, and shows the group read related to the line ID “a”.
図20に示すように、まず、ラインIDaに関するグループリードの開始時に、グループ切替信号GSelDATが入力されると、グループ切替クロック信号GSelCLKの入力により、センサ選択信号が、ブロックNOが1のセンサピクセル回路130に接続される選択信号線SEL1,SEL17,・・・,SEL241に、同時に出力される。センサ選択信号が入力されたセンサピクセル回路130(ブロックIDが1,ラインIDがa)では、リセットステップS1及び光照射放電ステップS2が同時に開始される。 As shown in FIG. 20, first, when the group switching signal GSelDAT is input at the start of the group read for the line IDa, the sensor selection circuit is set to the sensor pixel circuit whose block NO is 1 by the input of the group switching clock signal GSelCLK. , SEL241 are simultaneously output to the selection signal lines SEL1, SEL17,. In the sensor pixel circuit 130 (block ID is 1 and line ID is a) to which the sensor selection signal is input, the reset step S1 and the light irradiation discharge step S2 are started simultaneously.
そして、グループ切替クロック信号GSelCLKの入力される度に、ブロックNOが1から順次切り替えられる。すなわち、異なるブロックNOのセンサピクセル回路130に関するリセットステップS1及び光照射放電ステップS2が順次開始される。
Then, each time the group switching clock signal GSelCLK is input, the block NO is sequentially switched from 1. That is, the reset step S1 and the light irradiation discharge step S2 regarding the
次に、電荷転送ステップの開始前に、グループ切替信号GSelDATが入力されると、グループ切替クロック信号GSelCLKの入力により、センサ選択信号が、ブロックNOが1のセンサピクセル回路130に接続される選択信号線SEL1,SEL17,・・・,SEL241に、同時に出力される。センサ選択信号が入力されたセンサピクセル回路130(ブロックIDが1,ラインIDがa)では、電荷転送ステップS4及びリードステップS5が同時に開始される。すなわち、センサグループ1A〜1PのラインIDがaである16個のセンサピクセル回路130と、検出処理回路170A〜170Pとの間で同時に電荷転送が行われる。
Next, when the group switching signal GSelDAT is input before the start of the charge transfer step, the sensor selection signal is connected to the
そして、グループ切替クロック信号GSelCLKの入力される度に、ブロックNOが1から順次切り替えられる。すなわち、異なるブロックNOのセンサピクセル回路130へ順次センサ選択信号が出力され、電荷転送ステップS4及びリードステップS5が開始される。
Then, each time the group switching clock signal GSelCLK is input, the block NO is sequentially switched from 1. That is, a sensor selection signal is sequentially output to the
このようにして、ラインIDがaのセンサピクセル回路130全てに関する光量検出動作(ラインIDaに関するグループリード)が行われる。
In this way, the light amount detection operation (group read for line IDa) is performed for all the
ここで、同一の出力IDが付された複数のセンサピクセル回路130は、同一のドライバ線Roに接続されている。このような構成において、一つのチャージアンプ150から同一のドライバ線Roを介して複数のセンサピクセル回路130に対して同時に行うことが可能であるので、リセットステップS1は同一ドライバ線Roに接続された複数のセンサピクセル回路130において同時に行われてもよい。また、光照射放電ステップS2では、ドライバ線Roからセンサピクセル回路130が電気的に遮断されているので、リセットステップS2も、同一ドライバ線Roに接続された複数のセンサピクセル回路130において同時に行われてもよい。
Here, the plurality of
しかしながら、少なくとも電荷転送ステップS4(図14参照:時刻t4からt5まで)では、各センサピクセル130からドライバ線Roを介して検出処理回路170へ電荷転送が行われるので、電荷転送ステップS4は、同一ドライバ線Roに接続された複数のセンサピクセル回路130において同時に行うことができない。
However, at least in the charge transfer step S4 (see FIG. 14: from time t4 to time t5), charge transfer is performed from each
そこで、本実施形態の光量計測部120において、図20のタイミングチャートに示すように、同一のラインIDに関するグループリードでは、同一の出力IDが付されたセンサピクセル回路130の各々について、電荷転送ステップS4が重複しないように重複しないようにタイミングが制御されるので、一つの検出処理回路170で効率的に複数の光量センサ57の光量検出を行うことができる。すなわち、一つの検出処理回路170で複数の光量センサ57の光量検出を行うことができるので、検出処理回路170をセンサピクセル回路130と一対で設ける必要がなく、回路規模の削減し、製造コストを抑制することができる。
Therefore, in the light
更に、同時に行うことが可能な光照射放電ステップS2は、同一の出力IDが付された複数のセンサピクセル回路130において、互いに一部が重複したタイミングで行われるので、光量検出に要する時間を短縮することができる。
Furthermore, since the light irradiation / discharge step S2 that can be performed simultaneously is performed at a timing at which some of the
このように、各センサピクセル回路130に設けられた選択トランジスタ132を用いて、複数のセンサピクセル回路130の各々について、光量検出動作のタイミングを切り替え可能となるので、上述したように、回路規模の削減し、効率のよい光量検出を行うことができる。
As described above, the timing of the light amount detection operation can be switched for each of the plurality of
図21は、本発明の実施形態に係る光量計測部120全体の動作を説明するタイミングチャートである。図21に示すように、選択信号発生回路140に入力されるライン切替信号LSelDATを契機として、光量計測部120全体の光量検出動作が開始される。そして、ライン切替クロック信号LSelCLKが入力されるたびに、グループリードのラインIDが切り替えられる。なお、各ラインIDに関するグループリードの間は、期間Tblが与えられる。
FIG. 21 is a timing chart for explaining the overall operation of the light
本実施形態は、ラインIDがaからpまでの16個あるので、16回グループリードを行うことで、期間Tallにて全ての光量センサ57における光量検出結果の読み出しを行うことができる。
In this embodiment, since there are 16 line IDs from a to p, it is possible to read out the light amount detection results in all the
このように、同一ラインIDを有するセンサピクセル回路130を一つずつ順番に検出するので、光量検出時には、主走査方向について、ラインIDの数(本実施形態では16個)毎の有機エレクトロルミネッセンス素子63が発光すればよい。これにより、光量検出の対象となる有機エレクトロルミネッセンス素子63以外の光、例えば近接する有機エレクトロルミネッセンス素子63からの光による影響、所謂クロストークを抑制し、高精度な光量検出が可能となる。
As described above, the
なお、光量補正を行う際には、明電流及び暗電流のそれぞれについて検出を行うと共に、それぞれの光量検出結果を有機エレクトロルミネッセンス素子63の発光量に反映して光量検出を行うといったように、上述した光量計測動作を複数回行うことで、より精度の高い光量補正を行うことができる。
In addition, when performing light quantity correction, each of the bright current and the dark current is detected, and the light quantity detection is performed by reflecting each light quantity detection result on the light emission quantity of the
さて実施形態においては露光装置13を構成する有機エレクトロルミネッセンス素子63の点灯時間を一定とし、電流値を変化させることで、有機エレクトロルミネッセンス素子63の光量を制御する構成を前提として説明してきたが、本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子63などの発光素子の駆動電流値を固定的に設定し、点灯時間を変化させて発光素子の光量を制御する、いわゆるPWM方式においても容易に適用できる。この場合は図6を用いて説明した第1エリアの内容を「潜像断面積を等しくするための駆動時間の設定値」と置き換えればよい。
In the embodiment, the lighting time of the
また露光装置によっては有機エレクトロルミネッセンス素子などによって構成された発光素子列を複数列有し、感光体の回転方向に対して略同じ位置に複数回の露光を行うことで、潜像を形成するものも知られている。このような露光装置であっても複数回の露光によって形成される潜像が現像に寄与しないように光量やPWM時間を設定することで、本発明の技術的思想を適用することが可能となる。このような露光装置では単一の発光素子列では現像に寄与する潜像は形成されないから、例えば紙間において列単位で光量を計測するようなシーケンスが考えられる。 Also, depending on the exposure apparatus, there are a plurality of light-emitting element arrays composed of organic electroluminescence elements, etc., and a latent image is formed by performing multiple exposures at substantially the same position with respect to the rotation direction of the photoreceptor. Is also known. Even in such an exposure apparatus, it is possible to apply the technical idea of the present invention by setting the light amount and the PWM time so that a latent image formed by a plurality of exposures does not contribute to development. . In such an exposure apparatus, a single light emitting element array does not form a latent image that contributes to development. For example, a sequence in which the amount of light is measured in units of lines between sheets can be considered.
また、実施形態ではTFT回路、有機エレクトロルミネッセンス素子と同じポリシリコンのモノシリックデバイスとして構成された光量センサを用いて有機エレクトロルミネッセンス素子63の光量を計測しているが、本発明の技術的思想はこれに限定されるものではない。例えば、アモルファスシリコンにて複数のフィルム状の光量センサを構成し、ガラス基板50の端面(図4参照)に沿って配置した構成に対しても、本発明は適用可能である。
In the embodiment, the light quantity of the
以上述べてきたように、実施形態では電子写真法を応用した画像形成装置について説明したが、本発明は電子写真法に限られるものではない。有機エレクトロルミネッセンス素子によってRGB光源は容易に実現できるため、例えば露光光源としてR光源、G光源、B光源をそれぞれ有する複数の露光装置を配置し、RGB各色の画像データに基づいて印画紙を直接的に露光する画像形成装置に対しても容易に応用が可能であることは言うまでもない。 As described above, the image forming apparatus to which the electrophotographic method is applied has been described in the embodiment, but the present invention is not limited to the electrophotographic method. Since an RGB light source can be easily realized by an organic electroluminescence element, for example, a plurality of exposure apparatuses each having an R light source, a G light source, and a B light source are arranged as exposure light sources, and photographic paper is directly applied based on image data of each RGB color. Needless to say, the present invention can also be easily applied to an image forming apparatus that exposes the light.
本発明の光量検出回路、光量計測装置及び画像形成装置は、光検出素子の感度によらず、所望の光量計測結果を得ることが可能な効果を有し、例えばプリンタ、複写機、ファクシミリ装置、フォトプリンタなどに用いられる画像形成装置等に有用である。 The light quantity detection circuit, the light quantity measurement device, and the image forming apparatus of the present invention have an effect that a desired light quantity measurement result can be obtained regardless of the sensitivity of the light detection element. For example, a printer, a copying machine, a facsimile machine, It is useful for an image forming apparatus used for a photo printer or the like.
1 画像形成装置
2,2Y,2M,2C,2K 現像ステーション
3 記録紙
4 給紙トレイ
5 記録紙搬送路
6 現像剤
8,8Y,8M,8C,8K 感光体
10 現像スリーブ
13,13Y,13M,13C,13K 露光装置
19 レジストローラ
20 ピンチローラ
21 記録紙通過検出センサ
41 コントローラ
42 エンジン制御部
43 電源部
50 ガラス基板
51 レンズアレイ
57 光量センサ
61 ソースドライバ
62 TFT回路
63 有機エレクトロルミネッセンス素子
64 封止ガラス
65 イメージメモリ
66 光量補正データメモリ
67 タイミング生成部
68 ゲートコントローラ
69 ピクセル回路
70 ドライバ部
71 電流プログラム部
72 D/Aコンバータ
80 コンピュータ
83 コントローラCPU
87 プリンタインタフェース
90 コントローラインタフェース
91 エンジン制御CPU
98 操作パネル
120 光量計測部
130 センサピクセル回路
131 コンデンサ
132 選択トランジスタ
140 選択信号発生回路
141 AND回路
142 グループ選択信号出力回路
143 ライン選択信号出力回路
150 チャージアンプ
151 演算増幅器
152 コンデンサ
153 充放電選択トランジスタ
160 アナログ・ディジタル変換器(ADC)
170,170A〜170P 検出処理回路
DFFg1〜DFFg20,DFFla〜Dfflp Dフリップフロップ
DESCRIPTION OF
87
98
170, 170A-170P detection processing circuit DFFg1-DFFg20, DFFla-Dfflp D flip-flop
Claims (11)
前記光検出素子と並列に接続された容量素子と、
前記光検出素子と前記容量素子とを有する並列回路及び前記チャージアンプの間に接続され、前記並列回路と前記チャージアンプとの間の電気的な接続を開閉する選択トランジスタと
を備える光量検出回路。 A photodetecting element connected in series with the charge amplifier and generating a current corresponding to the amount of light irradiated;
A capacitive element connected in parallel with the photodetecting element;
A light quantity detection circuit comprising: a parallel circuit having the photodetecting element and the capacitive element; and a selection transistor connected between the charge amplifier and opening and closing an electrical connection between the parallel circuit and the charge amplifier.
前記光検出素子は、多結晶シリコンを有して構成される光量検出回路。 The light amount detection circuit according to claim 1,
The light detection element is a light amount detection circuit including polycrystalline silicon.
前記チャージアンプと
を備え、
前記選択トランジスタは、第一の期間に前記並列回路と前記チャージアンプとの間を電気的に接続し、第一の期間終了時を起点とした第二の期間に前記並列回路と前記チャージアンプとの間を電気的に遮断し、前記第二の期間終了時を起点とした第三の期間に前記並列回路と前記チャージアンプとの間を電気的に接続し、
前記第一の期間において、前記容量素子に前記チャージアンプからの電荷が蓄積され、
前記第三の期間において、前記第一の期間の終了時から前記第三の期間の終了時までに前記光検出素子により消費された電荷が前記チャージアンプに転送される光量計測装置。 A light amount detection circuit according to claim 1 or 2,
The charge amplifier,
The selection transistor electrically connects the parallel circuit and the charge amplifier in a first period, and the parallel circuit and the charge amplifier in a second period starting from the end of the first period. Electrically connecting between the parallel circuit and the charge amplifier in a third period starting from the end of the second period,
In the first period, the charge from the charge amplifier is accumulated in the capacitive element,
In the third period, the light quantity measuring device in which the charge consumed by the photodetecting element from the end of the first period to the end of the third period is transferred to the charge amplifier.
前記チャージアンプは、非反転入力端子と反転入力端子との二つの入力信号端子及び一つの出力信号端子を有する演算増幅器と、前記演算増幅器の一方の入力端子と出力端子との間に接続されたアンプ容量素子と、前記第一の容量素子と並列に接続されて前記第一の容量素子の両端の電気的な接続を開閉する充放電選択トランジスタとを有し、
前記充放電選択トランジスタは、少なくとも前記第一の期間は前記第一の容量素子の両端の接続を電気的に接続し、前記第三の期間は前記第一の容量素子の両端の接続を電気的に遮断する光量計測装置。 The light quantity measuring device according to claim 3,
The charge amplifier is connected between an operational amplifier having two input signal terminals of a non-inverting input terminal and an inverting input terminal and one output signal terminal, and between one input terminal and an output terminal of the operational amplifier. An amplifier capacitive element, and a charge / discharge selection transistor that is connected in parallel with the first capacitive element and opens and closes an electrical connection between both ends of the first capacitive element,
The charge / discharge selection transistor electrically connects both ends of the first capacitor element at least in the first period, and electrically connects both ends of the first capacitor element in the third period. Light quantity measuring device that cuts off.
前記チャージアンプには、互いに並列に接続された複数の前記光量検出回路が接続され、
前記第一の期間の開始から第三の期間の終了までを一単位とした光量検出動作は、前記光量検出回路毎に独立して行われると共に、前記光量検出回路間で前記光量検出動作における前記第三の期間が重複しないタイミングで行われる光量計測装置。 The light quantity measuring device according to claim 3 or 4,
A plurality of the light amount detection circuits connected in parallel to each other are connected to the charge amplifier,
The light amount detection operation with one unit from the start of the first period to the end of the third period is performed independently for each of the light amount detection circuits, and the light amount detection operation in the light amount detection operation between the light amount detection circuits. A light quantity measurement device that is performed at a timing at which the third period does not overlap.
各々が複数の前記光量検出回路に接続された複数の前記チャージアンプが設けられ、
前記チャージアンプ毎に行われる動作が同時に進行する光量計測装置。 The light quantity measuring device according to claim 5,
A plurality of charge amplifiers each connected to a plurality of the light quantity detection circuits;
A light quantity measuring device in which operations performed for each charge amplifier proceed simultaneously.
前記第二の期間の開始から前記第三の期間の終了までの期間は、光量検出の対象となる発光素子における露光期間より長い期間である光量計測装置。 The light quantity measuring device according to any one of claims 3 to 6,
The light quantity measuring device, wherein a period from the start of the second period to the end of the third period is longer than an exposure period in a light emitting element that is a target of light quantity detection.
請求項3ないし7のいずれか一項に記載の光量計測装置と
を備え、
前記光量計測装置の前記光量検出回路は、前記発光素子毎に対応して設けられて、前記発光素子が出射する光の光量を検出する画像形成装置。 A plurality of light emitting elements for exposing the image carrier to form an image;
A light quantity measuring device according to any one of claims 3 to 7,
The light quantity detection circuit of the light quantity measuring device is provided corresponding to each light emitting element, and detects an amount of light emitted from the light emitting element.
前記発光素子は主走査方向に配列して形成され、
前記光量計測装置は、前記主走査方向について所定個数毎に一つの前記発光素子に対する光量計測を平行して行う画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 8, wherein
The light emitting elements are arranged in the main scanning direction,
The light quantity measuring device is an image forming apparatus that performs light quantity measurement on one light emitting element in parallel in a predetermined number in the main scanning direction.
前記光量計測装置によって計測された前記発光素子が出射する光の光量を参照し、前記発光素子が出射する光の光量を補正する光量補正部を更に備える画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 8 and 9,
An image forming apparatus further comprising: a light amount correction unit that refers to a light amount of light emitted from the light emitting element measured by the light amount measuring device and corrects a light amount of light emitted from the light emitting element.
前記発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子により構成された画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 8 to 10,
The light emitting element is an image forming apparatus configured with an organic electroluminescence element.
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