JP2007283598A - Light emitting element driver and image forming apparatus using the same - Google Patents
Light emitting element driver and image forming apparatus using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007283598A JP2007283598A JP2006112324A JP2006112324A JP2007283598A JP 2007283598 A JP2007283598 A JP 2007283598A JP 2006112324 A JP2006112324 A JP 2006112324A JP 2006112324 A JP2006112324 A JP 2006112324A JP 2007283598 A JP2007283598 A JP 2007283598A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- emitting element
- light emitting
- light
- driving
- drive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 abstract description 119
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 60
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 49
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 44
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 44
- 238000011161 development Methods 0.000 description 23
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 23
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 description 21
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 16
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 3
- 239000005394 sealing glass Substances 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 241001272720 Medialuna californiensis Species 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012538 light obscuration Methods 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
- Control Of El Displays (AREA)
Abstract
Description
本発明は複数の発光素子を駆動する発光素子駆動装置、さらにはこのような発光素子駆動装置装置を使用した画像形成装置に関する。 The present invention relates to a light emitting element driving apparatus for driving a plurality of light emitting elements, and further to an image forming apparatus using such a light emitting element driving 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.
また、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。特に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と異なり、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、非常に高い発光輝度が要求され、光量劣化の影響を受けやすい。このため、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されている。 In addition, it is known that the organic electroluminescence element undergoes a so-called light quantity deterioration in which the light emission luminance gradually decreases as it is driven. Unlike organic electroluminescent elements that are applied especially to general display devices, organic electroluminescent elements that are applied to exposure devices mounted on image forming apparatuses such as electrophotographic devices require extremely high emission luminance. And is susceptible to light quantity deterioration. For this reason, some exposure amount correction is required in order to maintain the exposure amount of each organic electroluminescence element in a state equivalent to the initial state.
上述のような構成を有する画像形成装置に対しては、印字速度、印刷速度の更なる高速化が求められている。そして、個々の有機エレクトロルミネッセンス素子に駆動のためのプログラム動作が、各素子のドライバ回路に書き込まれるのが一般的である。このような構成下で安定した装置の動作、高速な動作を確保するためには、各ドライバ回路への速やかなプログラム動作の書き込みが重要なものとなる。 For the image forming apparatus having the above-described configuration, further increase in printing speed and printing speed is required. In general, a program operation for driving each organic electroluminescence element is written in a driver circuit of each element. In order to ensure stable device operation and high-speed operation under such a configuration, it is important to quickly write a program operation to each driver circuit.
特許文献1では、アクティブマトリクス型の表示装置において、ソース信号線の浮遊容量や配線抵抗の影響により、コンデンサ(蓄積容量)への電荷チャージが正常に行うことができない問題が提示されている。このような問題に対し、ソース信号線に電圧を印加する手段と、所定の電流を流す手段と、これら2つの手段を切り替える切り替え手段を設けることにより、プログラム時間を短縮し、表示性能を改善する技術が提案されている。
しかしながら、上述のような技術においては素子駆動回路の複雑化が不可避であり、結果的に製造工程の複雑化、コスト上昇を招くこととなる。 However, in the technology as described above, the element drive circuit is inevitably complicated, and as a result, the manufacturing process is complicated and the cost is increased.
本発明は、適用対象の更なる装置について、さらなる高速化とともに製造コストを抑えることを可能する発光素子駆動装置を提供し、さらにこのような発光素子駆動装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention provides a light emitting element driving apparatus capable of further increasing the speed and reducing the manufacturing cost of a further apparatus to be applied, and further provides an image forming apparatus using such a light emitting element driving apparatus. With the goal.
本発明の発光素子駆動装置は、複数の発光素子を駆動する発光素子駆動装置であって、複数の駆動エレメントと、各駆動エレメントに接続され、発光素子の発光または非発光を制御するための発光制御信号を入力する複数の第1の信号線と、各駆動エレメントに接続され、前記発光素子に供給する電流を制御するためのプログラム制御信号を入力する複数の第2の信号線と、を備え、前記各駆動エレメントは、少なくとも一つの発光素子と、前記発光制御信号に基づき当該発光素子に電流を供給して駆動するドライバ部と、前記プログラム制御信号に基づき前記電流の値を決定するプログラム部とを含み、前記第2の信号線は、前記発光素子の複数の発光周期にわたって前記ドライバ部に前記発光制御信号が入力されない間に、前記駆動条件の変動を防ぐための補助プログラミングを施すため、前記プログラム部に前記プログラム制御信号を入力する。 The light-emitting element driving device of the present invention is a light-emitting element driving device that drives a plurality of light-emitting elements, and is connected to each of the driving elements and controls light emission or non-light emission of the light-emitting element. A plurality of first signal lines for inputting a control signal; and a plurality of second signal lines connected to each driving element and for inputting a program control signal for controlling a current supplied to the light emitting element. Each driving element includes at least one light emitting element, a driver unit that supplies current to the light emitting element based on the light emission control signal, and a program unit that determines a value of the current based on the program control signal. The second signal line includes the driving condition while the light emission control signal is not input to the driver unit over a plurality of light emission periods of the light emitting element. For applying an auxiliary programming to prevent fluctuation, enter the program control signal to said program unit.
本発明の発光素子駆動装置によれば、各発光素子に必要とされるプログラム時間を短縮することが可能となる。従って、画像形成装置のようなその適用対象の装置について、さらなる高速化とともに製造コストを抑えることを可能する。 According to the light emitting element driving device of the present invention, it is possible to shorten the programming time required for each light emitting element. Therefore, it is possible to further increase the speed and reduce the manufacturing cost of the apparatus to be applied such as the image forming apparatus.
また、前記プログラム部は、前記プログラム制御信号に基づき、前記電流を前記発光素子に供給する基準となる電荷を蓄積する容量素子を含んでも良い。さらに、前記複数の第1の信号線は、前記駆動エレメント毎に、前記発光制御信号を独立して入力し、前記複数の第2の信号線は、複数の駆動エレメントからなるグループ毎に、前記プログラム制御信号を入力するようにしてもよい。 The program unit may include a capacitive element that accumulates charges serving as a reference for supplying the current to the light emitting element based on the program control signal. Further, the plurality of first signal lines input the light emission control signal independently for each of the driving elements, and the plurality of second signal lines include the plurality of driving elements for each group including the driving elements. A program control signal may be input.
さらに、前記ドライバ部は前記発光素子に直列に接続された第1のトランジスタと前記発光素子に並列に接続された第2のトランジスタから構成され得る。また、前記発光制御信号は、前記発光素子からの光によって形成される像を形成するためのデータに基づく信号であっても良い。 In addition, the driver unit may include a first transistor connected in series to the light emitting element and a second transistor connected in parallel to the light emitting element. The light emission control signal may be a signal based on data for forming an image formed by light from the light emitting element.
更に本発明は、複数の発光素子と、各発光素子に対応して設けられ、前記発光素子を所定の駆動条件で駆動する駆動エレメントと、前記駆動エレメントに対して、第1の時間長、または当該第1の時間長より短い第2の時間長で前記発光素子の駆動条件を設定する駆動条件設定部と、前記駆動条件設定部によって設定された駆動条件に従って、前記駆動エレメントを介して、各発光素子の発光、非発光を制御する駆動制御部とを備えた発光素子駆動装置を提供する。ここで、前記駆動制御部の動作に先立って、前記駆動条件設定部は、前記駆動エレメントに対して前記第1の時間長で前記発光素子の駆動条件を設定し、前記駆動制御部の動作を開始した後は、前記駆動条件設定部は、前記駆動エレメントに対して所定の周期で前記第2の時間長で前記発光素子の駆動条件を設定するようにしてもよい。 Furthermore, the present invention provides a plurality of light emitting elements, a driving element provided corresponding to each light emitting element and driving the light emitting element under a predetermined driving condition, and a first time length with respect to the driving element, or A driving condition setting unit that sets the driving condition of the light emitting element in a second time length shorter than the first time length, and according to the driving condition set by the driving condition setting unit, Provided is a light emitting element driving device including a drive control unit that controls light emission and non-light emission of a light emitting element. Here, prior to the operation of the drive control unit, the drive condition setting unit sets the drive condition of the light emitting element with the first time length for the drive element, and performs the operation of the drive control unit. After the start, the drive condition setting unit may set the drive condition of the light emitting element with the second time length in a predetermined cycle with respect to the drive element.
更に本発明は、複数の発光素子と、各発光素子に対応して設けられ、前記発光素子を所定の駆動条件で駆動する駆動エレメントと、前記駆動エレメントに対して、前記発光素子の駆動条件を設定する駆動条件設定部と、前記駆動エレメントを介して、所定の周期で各発光素子の発光、非発光を制御する駆動制御部と、を備え、前記駆動条件設定部によって設定された前記発光素子の駆動条件を維持して、前記駆動制御部は複数の周期の間、前記発光素子を駆動するように構成した発光素子駆動装置を提供する。ここで、前記駆動条件設定部によって、前記駆動エレメントに、発光素子の駆動電流または駆動電圧を設定するようにしてもよい。 Furthermore, the present invention provides a plurality of light emitting elements, a driving element provided corresponding to each light emitting element, for driving the light emitting element under a predetermined driving condition, and a driving condition of the light emitting element with respect to the driving element. A drive condition setting unit to be set; and a drive control unit that controls light emission and non-light emission of each light emitting element at a predetermined cycle via the drive element, and the light emitting element set by the drive condition setting unit The driving control unit provides a light emitting element driving apparatus configured to drive the light emitting element during a plurality of periods while maintaining the above driving conditions. Here, the drive condition setting unit may set the drive current or drive voltage of the light emitting element in the drive element.
前記発光素子としては有機エレクトロルミネッセンス素子が考えられる。また、本発明の発光素子駆動装置は、画像形成装置に適用され得る。この場合、前記複数の周期を印刷ページのラスタ数とすることができる。これにより、画像形成装置の製造コストの増大を抑えることも可能となる。 An organic electroluminescence element can be considered as the light emitting element. In addition, the light emitting element driving device of the present invention can be applied to an image forming apparatus. In this case, the plurality of cycles can be the number of rasters of the print page. As a result, an increase in the manufacturing cost of the image forming apparatus can be suppressed.
本発明によれば、画像形成装置のような適用対象の装置について、さらなる高速化とともに製造コストを抑えることを可能する。 According to the present invention, it is possible to further increase the speed and reduce the manufacturing cost of an apparatus to be applied such as an image forming apparatus.
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なっている。
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な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なうと共に、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な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な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な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)は画像形成を行な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な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、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。
Reference numeral 88 denotes a buffer memory. The binary image data stored in the
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に対して行な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な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な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なう。
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なわれるが、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 light amount 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。ここでのプログラム部71は、図10(a)で示した電流プログラム方式の場合は、電流プログラム部として機能するが、図10(b)で示した電圧プログラム方式の場合は、電圧プログラム部として機能する。
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_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/消灯を行なう期間を制御する。一方、SCAN_A信号は、この2値データとは関係なく所定のタイミングでON/OFFし、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
<EL駆動制御構成>
次に本発明の主題であるEL駆動制御の詳細について説明する。本発明においては発光素子たる有機エレクトロルミネッセンス素子63の発光制御に工夫を凝らすことにより、プログラム時間の短縮が達成され、画像形成装置の印字速度、印刷速度の更なる高速化を達成し得る。尚、本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子のみならず、他の発光素子にも適用可能である。
<EL drive control configuration>
Next, the details of the EL drive control which is the subject of the present invention will be described. In the present invention, by devising the light emission control of the
図9は図8のうちTFT回路62(ゲートコントローラ68を除く)及びソースドライバ61をより詳細に示したものである。ここで、TFT回路全体を「ドライバ回路」と呼ぶが、エレクトロルミネッセンス素子63各々を駆動する最小単位の回路であるピクセル回路69も「ドライバ回路」と呼ばれる。また、区別のために便宜的に「駆動エレメント69」とも呼ばれることがある。尚、本実施形態では、発光素子たる有機エレクトロルミネッセンス素子63を一つ含み、当該一つの発光素子を駆動制御するピクセル回路の単位を「画素」と呼ぶ。また、発光素子を駆動するという機能の観点から、ドライバ回路が発光素子駆動装置としての役割を果たす。
FIG. 9 shows the TFT circuit 62 (excluding the gate controller 68) and the
ソースドライバ61の1出力は、8画素分(8のピクセル回路)のプログラムを担っている。すなわち、全画素が8画素単位で1つのグループに分けられ、グループ単位でグループに属する各素子にソースドライバ61からプログラム動作命令が出される。すなわち、グループ数は640となり、ソースドライバ61には640個のD/Aコンバータ72が搭載され、計640本のソースドライバ信号線がTFT回路62に接続されている。
One output of the
ここで、図10を用いてピクセル回路(サブドライバ回路)について説明する。図10は、図9のピクセル回路(サブドライバ回路)69の拡大図を示す。ここで、図10(a)に示した例は、いわゆる「電流プログラム方式」により駆動されるピクセル回路であり、図8、図9に示したものと同じ構成を有する。一方、図10(b)に示した例は、いわゆる「電圧プログラム方式」により駆動されるピクセル回路であり、図8、図9に示したものと若干異なる構成を有するが、制御思想はほぼ同じである。尚、本図の説明では、SCNA_G*を単に「SCNA信号」と称し、SCNB_P*を単に「SCNB信号」と称することがある。 Here, the pixel circuit (sub-driver circuit) will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows an enlarged view of the pixel circuit (sub-driver circuit) 69 of FIG. Here, the example shown in FIG. 10A is a pixel circuit driven by a so-called “current programming method”, and has the same configuration as that shown in FIGS. On the other hand, the example shown in FIG. 10B is a pixel circuit driven by a so-called “voltage programming method” and has a slightly different configuration from those shown in FIGS. 8 and 9, but the control concept is almost the same. It is. In the description of this figure, SCNA_G * may be simply referred to as “SCNA signal” and SCNB_P * may be simply referred to as “SCNB signal”.
図10(a)に示したピクセル回路は、5個のトランジスタTr1〜Tr5と、容量素子Csと、有機エレクトロルミネッセンス素子63(以下「EL」と呼ぶ)とを備える。互いに並列接続されたTr1とCsは、電源Vsに接続されている。また、Tr2は、Tr1、Csに直列接続されている。Tr3は、Tr1に中間接続点を介して直列接続され、Tr2の上段に接続されている。Tr2、Tr3にはSCNA信号が入力される。また、Tr4はTr1とTr3の接続中間点に接続され、さらにTr4は、互いに並列接続されたTr5とELに直列接続されている。そして、Tr4、Tr5にはSCNB信号が入力される。Tr5とELは、Tr4の反対側で接地されている(GND)。さらにTr3には、ソースドライバ61のD/Aコンバータ72から出力されたIp(プログラム電流)が入力される。図8で示したドライバ部70はTr4(第1のトランジスタ)とTr5(第2のトランジスタ)より構成され、プログラム部71は、Cs、Tr1、Tr2、Tr3より構成されている。
The pixel circuit shown in FIG. 10A includes five transistors Tr1 to Tr5, a capacitor element Cs, and an organic electroluminescence element 63 (hereinafter referred to as “EL”). Tr1 and Cs connected in parallel to each other are connected to a power source Vs. Tr2 is connected in series to Tr1 and Cs. Tr3 is connected in series to Tr1 through an intermediate connection point, and is connected to the upper stage of Tr2. An SCNA signal is input to Tr2 and Tr3. Further, Tr4 is connected to a connection intermediate point between Tr1 and Tr3, and Tr4 is connected in series to Tr5 and EL connected in parallel to each other. The SCNB signal is input to Tr4 and Tr5. Tr5 and EL are grounded on the opposite side of Tr4 (GND). Furthermore, Ip (program current) output from the D /
図10のSCNA_G*は、プログラム制御信号線(第2の信号線)であって、図8のSCAN_Aに対応し、ON/OFFいずれかのプログラム制御信号を出力する。プログラム制御信号は、EL(有機エレクトロルミネッセンス素子63)に供給する電流の値を制御するための容量素子(Cs)への充電電位を、トランジスタ(Tr2、Tr3)のON/OFFにより制御するための信号である。 SCNA_G * in FIG. 10 is a program control signal line (second signal line), and corresponds to SCAN_A in FIG. 8 and outputs a program control signal of ON / OFF. The program control signal is used to control the charging potential to the capacitor element (Cs) for controlling the value of the current supplied to the EL (organic electroluminescence element 63) by turning on / off the transistors (Tr2, Tr3). Signal.
図10のSCNB_P*は、発光制御信号線(第1の信号線)であって、ELに供給する電流をON/OFFするための信号である。SCNB_P*がON(すなわちLowレベル)の時にTr4がON状態になるので、電源(Vs)からTr1を介してELに電流が流れるようになり、ELが発光する。逆に、SCNB_P*がOFF(すなわちHighレベル)の時はTr4がOFF状態になるので、ELへの電流パスが遮断されELに電流は流れないので非発光となる。 SCNB_P * in FIG. 10 is a light emission control signal line (first signal line), and is a signal for turning ON / OFF the current supplied to the EL. Since Tr4 is in an ON state when SCNB_P * is ON (ie, low level), a current flows from the power source (Vs) to Tr through Tr1, and the EL emits light. Conversely, when SCNB_P * is OFF (ie, high level), Tr4 is in an OFF state, so that the current path to the EL is cut off and no current flows through the EL, so no light is emitted.
また、図8のゲートコントローラ68から出力された第1の信号線としての発光制御信号線(SCNB_P*)は計5120本の信号で、各画素の駆動エレメントに入力され、各画素の画像データに応じて所定のタイミングで、ON/OFFいずれかの発光制御信号を出力する。発光制御信号は、結果的に各EL(有機エレクトロルミネッセンス素子63)の発光又は非発光を表わす信号である。
In addition, the light emission control signal line (SCNB_P *) as the first signal line output from the
すなわち、発光制御信号(SCNB_P*)は1画素毎に独立しており、各画素の画像データ(発光素子からの光によって形成される像を形成するためのデータ)に応じてON/OFFに設定される。言い換えると、発光制御信号は、各画素独立、各画素の画像データに応じてON・OFFのいずれかに切り替えられる。一方、プログラム制御信号SCNA_G*は各画素毎に独立しておらず、全画素を構成する640のグループ各々に対して供給される。また、後述するように、プログラム部71は、EL素子63の駆動条件(駆動電流、駆動電圧等)を設定する駆動条件設定部として機能し、ドライバ部70は、所定の周期でEL素子63の発光、非発光を制御する駆動制御部として機能する。
That is, the light emission control signal (SCNB_P *) is independent for each pixel, and is set to ON / OFF according to image data of each pixel (data for forming an image formed by light from the light emitting element). Is done. In other words, the light emission control signal is switched to ON / OFF depending on the image data of each pixel independently of each pixel. On the other hand, the program control signal SCNA_G * is not independent for each pixel, but is supplied to each of the 640 groups constituting all the pixels. Further, as will be described later, the
図11及び図12にタイミングチャートを示す。図11は、電流プログラム時のタイミングを示すもので、本実施形態においては待機中(例えば印字開始前や連続印字中の用紙間)の期間において実行される。NHSYNCは、1ラインの期間を表す基準信号である。前述したように、実施形態においては、1つのグループを8画素としたので、1ラインの期間内でソースドライバ61の1つの出力から8画素に対して順次選択的にプログラム動作を行うために、SCAN_A信号は計8本の信号(SCNA_G1〜SCNA_G8)で構成され、図11のようにそれぞれのSCAN_A信号はONするタイミングがずれた状態で制御される。図11においては、プログラムの時間を十分確保するために、1つのSCAN_A信号は、第1の時間長として定義される数ライン分の時間ONしており、これによって容量素子(Cs)への十分な充電電位を与えることができる。ここで、プログラムが終了した後も充電電位が印字中も一定のレベルに保たれるよう、容量素子(Cs)の容量を大きくしておく必要がある。逆を言えば、容量素子(Cs)の容量を大きくすることでプログラム時間は長く必要となるので、図11に示すように印字中以外の期間で十分なプログラム時間を確保している。図11のように、SCNA_G1〜SCNA_G8の各SCAN_A信号を順次ONすることで、全5120画素分のプログラム動作が完了する。このプログラム期間中は印字動作していないので、SCNB_M1〜SCNB_M8信号はOFFであり、各画素の発光制御信号(SCNB_P1〜SCNB_P5120)はOFFである。
11 and 12 are timing charts. FIG. 11 shows the timing at the time of current programming. In the present embodiment, the timing is executed during a standby period (for example, before the start of printing or between sheets during continuous printing). NHSYNC is a reference signal representing a period of one line. As described above, in the embodiment, since one group is 8 pixels, in order to perform a program operation sequentially for 8 pixels from one output of the
図12は、印字中のタイミングを示すものである。SCAN_B信号については、基準となる信号はSCAN_A信号と同様に8本(SCNB_M1〜SCNB_M8)で構成されるが、SCAN_B信号は各画素の画像データに基づきON/OFFが制御されるので、最終的に本実施の形態では5120本(SCNB_P1〜SCNB_P5120)の信号である。図12にはSCNB_P1、SCNB_5120の2本の信号のみ記載しており、SCNB_P1はSCNB_M1を基準に画素1の画像データに基づきON/OFFが制御され、SCNB_P5120はSCNB_M8を基準に画素5120の画像データに応じてON/OFFが制御される。印字中は、SCNB_M1〜SCNB_M8の各信号が図12に示すように所定のタイミングでON/OFFを繰り返しており、各画素の発光制御信号(SCNB_P1〜SCNB_P5120)は当該画素の画像データがONの場合は対応するSCNB_M*信号に基づいてONし、画像データがOFFの場合はOFFのままである。発光制御信号(SCNB_P1〜SCNB_P5120)がONした場合、図12でプログラムされた当該画素の容量素子(Cs)への充電電位に基づいて有機エレクトロルミネッセンス素子に電流が流れ発光する。ここで、図12においてもSCAN_A信号(SCNA_G1〜SCNA_G8)は、対応するSCAN_B信号(SCNB_M1〜SCNB_M8)がOFFの期間でONしている。これは、待機中(印字開始前や用紙間での期間)にプログラムされた容量素子(Cs)への充電電位がリーク電流等の影響で変化することへの対応であり、印字の1ライン毎に各画素の容量素子(Cs)へ補助的なプログラム動作(補助的な充電動作)であって、以下補助プログラミングと呼ぶ。補助プログラミングを行うことで、印字中も1ライン毎に各画素の容量素子(Cs)がリフレッシュされるので、より安定した電流を有機エレクトロルミネッセンス素子に供給することができ、画像形成をより安定化することができる。この補助プログラミングにおけるプログラミング信号SCAN_AのON時間を第2の時間長と定義すると、当該第2の時間長は、前述した待機中におけるSCAN_AのON時間である第1の時間長より短いこととなる。
FIG. 12 shows the timing during printing. As for the SCAN_B signal, the reference signal is composed of 8 signals (SCNB_M1 to SCNB_M8) as in the case of the SCAN_A signal. However, since the SCAN_B signal is controlled on / off based on the image data of each pixel, In this embodiment, the number of signals is 5120 (SCNB_P1 to SCNB_P5120). FIG. 12 shows only two signals SCNB_P1 and SCNB_5120. SCNB_P1 is controlled to be ON / OFF based on the image data of
次に、実施形態の発光制御について更に詳細に説明する。図13は本発明の実施形態の画像形成装置1における、印字中での露光装置13に係る補助的な電流プログラム期間(補助プログラミングの実行期間)とELの点灯期間(発光期間)を示す説明図である。次に、図9、図10を併用して実施形態の発光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)について説明を行なう。また、先に説明したように、各画素への電流プログラム動作は本発光制御動作(印字動作)に先立って図11に示すようなタイミングで実行済みである。
Next, the light emission control of the embodiment will be described in more detail. FIG. 13 is an explanatory diagram showing an auxiliary current program period (execution period of auxiliary programming) and an EL lighting period (light emission period) related to 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)をプログラム部71に形成されたコンデンサ(Cs)に対し蓄積電位のリフレッシュを行う補助プログラミング動作期間(第2の時間長)として当てている。
In the embodiment, one line period (raster period) of the
(1)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SCNA_G1信号をONに、SCNB_P1信号をOFFにして補助プログラミング期間を設定する。このとき、SCNA_G1信号によってTr2、Tr3(図10)がONに設定される。 (1) First, the gate controller 68 (see FIG. 8) sets the SCNA_G1 signal to ON and the SCNB_P1 signal to OFF for the pixel of pixel number = 1 to set the auxiliary programming period. At this time, Tr2 and Tr3 (FIG. 10) are set to ON by the SCNA_G1 signal.
(2)この補助プログラミング期間においては、待機中(印字開始前や用紙間での期間)に実行するプログラム期間と同様にソースドライバ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、すなわち図10のプログラム電流Ipによってプログラム部71(図8)のコンデンサCs(図10)は所定の電位に充電される。
(2) In this auxiliary programming period, the D /
この補助プログラミング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。これによってプログラム部71に形成されたコンデンサCs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EL(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。
This auxiliary programming period is executed regardless of ON / OFF of the binary image data input to the
(3)次に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SCNA_G1信号をOFFに切り替える。SCNA_G1信号がOFFになると、Tr2、Tr3(図10)がOFFになり、電荷の放出先がなくなるため、Csに印加された電位は保持される。 (3) Next, when the program period is completed, the gate controller 68 (see FIG. 8) immediately switches the SCNA_G1 signal to OFF. When the SCNA_G1 signal is turned OFF, Tr2 and Tr3 (FIG. 10) are turned OFF and there is no charge emission destination, so the potential applied to Cs is held.
(4)続いて、ゲートコントローラ68(図8参照)は直ちにSCNB_P1信号をONに切り替え、発光期間(点灯期間)を設定する。SCNB_P1信号がONになると、Tr4(図10)がONになり(ただし画像データがONのときのみ、下記参照)、(3)でCsに保持された電位(ゲート電位)によって決定される電流(ドレイン電流)が、VsからTr1を流れ、さらにTr4を介してEL(有機エレクトロルミネッセンス素子63)に流れ(図10参照)、ELが発光する。 (4) Subsequently, the gate controller 68 (see FIG. 8) immediately switches the SCNB_P1 signal to ON to set the light emission period (lighting period). When the SCNB_P1 signal is turned ON, Tr4 (FIG. 10) is turned ON (however, only when the image data is ON, see below), and the current (gate potential) determined by the potential (gate potential) held in Cs in (3) ( The drain current) flows from Vs through Tr1, and further flows through Tr4 to EL (organic electroluminescence element 63) (see FIG. 10), and EL emits light.
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、発光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は発光しない。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、発光を継続する(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。
As described above, 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 light emission period, organic electroluminescence is provided. The
(5)続いて、ゲートコントローラ68(図8参照)は、発光期間が完了すると、直ちにSCNB_P1信号をOFFに切り替える。本実施形態では、Tr4がPチャンネルトランジスタ、Tr5がNチャンネルトランジスタという互いにON・OFF条件が相反する関係になっている。従って、SCNB_P1信号がOFFになると、Tr4(図10)がOFFになり、ELには電流が流れなくなり、逆にTr5がオン状態になるので、ELは略GND電位になって消灯する。 (5) Subsequently, the gate controller 68 (see FIG. 8) immediately switches the SCNB_P1 signal to OFF when the light emission period is completed. In this embodiment, Tr4 is a P-channel transistor and Tr5 is an N-channel transistor. Therefore, when the SCNB_P1 signal is turned OFF, Tr4 (FIG. 10) is turned OFF, and no current flows through the EL. On the other hand, Tr5 is turned ON, so that the EL becomes approximately GND potential and turns off.
一方、図8に示す画素番号=1のピクセル回路69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は直ちに画素番号=8のピクセル回路69に対する補助プログラミング期間を設定する。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の発光期間に移行する。
On the other hand, when the program period for the
上述した(1)〜(5)のピクセル回路の動作を1ラインの時間内で、総てのピクセル回路について実行し、さらにこのライン毎に繰返し実行する。そして、画像データがON(ELを発光させる状態)の時のみ、(4)の動作は実行される。各画素のSCNB信号は、当該ピクセル回路(画素)の画像データに応じてON/OFFが決定される。言い換えると、SCNB信号は各画素に応じて固有の画素データ(信号)を持ち、実質的に発光制御を行なう役割を果たす。 The operations of the pixel circuits (1) to (5) described above are performed for all the pixel circuits within one line time, and are further repeatedly performed for each line. Then, the operation (4) is executed only when the image data is ON (a state in which EL is emitted). The SCNB signal of each pixel is determined to be ON / OFF according to the image data of the pixel circuit (pixel). In other words, the SCNB signal has unique pixel data (signal) corresponding to each pixel, and plays a role of performing emission control substantially.
一方、図10(b)に示した電圧プログラム方式におけるピクセル回路では、図10(a)に示したピクセル回路とは異なり、Tr3が存在せず、ソースドライバ61のD/Aコンバータ72から出力されたプログラム電圧VpがTr2に入力される。そして、上記(1)のステップにおいて、プログラム電圧VpによってCsが所定の電位に充電される。そして上記(2)のステップで、Tr2のみがOFFとなる。その後は、上記と同じステップを経て、ELの発光、消灯制御がなされる。
On the other hand, unlike the pixel circuit shown in FIG. 10A, the pixel circuit in the voltage program system shown in FIG. 10B does not have Tr3 and is output from the D /
また、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発光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 program period and the pixel number in the main scanning direction in the order of “1 → 8 → 2 → 7 → 3 → 6 → 4 → 5 → 1. Set the light emission period. 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.
図14は、本発明において、ピクセル回路69に対するプログラミング動作及び発光動作が行なわれるタイミングチャートを示す。図14においては、2つの動作例を示した。ここで、プログラミング動作は上述の(1)〜(3)のステップに対応し、発光動作は(4)、(5)のステップに対応する。加えて説明すると、(1)〜(3)のステップは印字中での動作として説明したため補助プログラミングとして述べたが、待機中(印字開始前や用紙間での期間)に行う本来のプログラム動作おいてもピクセル回路69に対する動作は(1)〜(3)のステップで説明した動作と基本的に同じである。すなわち、プログラミング動作は、ピクセル回路69の容量素子Csに電荷を蓄える(チャージする)過程に相当し、発光動作は、蓄えられた電荷を電流に変えてEL素子に発光させる過程と考えられる。
FIG. 14 shows a timing chart in which a programming operation and a light emitting operation are performed on the
図14(a)の例では、プログラミング動作の過程であるP1、P2、P3において、基本的にCsへの蓄電が行なわれる。ここで、P1、P2、P3は、発光動作の過程であるL1、L2とは異なるタイミング、すなわち待機中に設定されている。待機中とはEL素子からの発光、及び記録紙3への印字、印刷が行なわれていないタイミング(印字開始前や用紙間での期間)であり、このタイミングを狙ってCsへの電荷チャージが、第1の時間長をもって行なわれる。
In the example of FIG. 14 (a), Cs is basically charged in P1, P2, and P3 that are the process of the programming operation. Here, P1, P2, and P3 are set at timings different from L1 and L2, which are processes of the light emitting operation, that is, during standby. The standby state is a timing at which light emission from the EL element, printing on the
一方、印字中は図15に示すようなタイミングに基づいて発光制御動作が行われる。画像データに応じて、各画素のSCNB信号(SCNB_P1〜SCNB_P5120)はON/OFFし、各画素のELが発光/消灯する。図14(a)の例では、印字中には各ピクセル回路69に対するプログラミング動作(前述の補助プログラミング)は行っていない。従って、図15においてはプログラム制御信号(SCNA_G1〜SCNA_G8)はHighレベルの状態でプログラム部71のTr2、Tr3をOFFし、プログラミング動作は実行されない。このように、印字中にプログラミング動作を実行しないために、待機中にプログラム部71の容量素子(Cs)にチャージされた電位はリーク電流等の影響によって徐々にではあるが変化し、発光時にELに流れる電流を変化させる要因となる。
On the other hand, during printing, the light emission control operation is performed based on the timing shown in FIG. Depending on the image data, the SCNB signal (SCNB_P1 to SCNB_P5120) of each pixel is turned on / off, and the EL of each pixel is turned on / off. In the example of FIG. 14A, the programming operation (the aforementioned auxiliary programming) is not performed on each
この影響を低減するためには、図14(b)に示すように印字中に補助プログラミングを行うことが効果的である。図14(b)の場合、印字中は図12に示すタイミングチャートに従い、ライン毎に全てのELのピクセル回路69に対するプログラミング動作(補助プログラミング)が第2の時間長をもって実行され、全てのELのピクセル回路69におけるプログラム部71の容量素子(Cs)がリフレッシュされるので、リーク電流等の影響による容量素子(Cs)の電位変化を補償することができ、ELの光量バラツキが低減できるのでより安定した画像形成を行うことができる。
In order to reduce this influence, it is effective to perform auxiliary programming during printing as shown in FIG. In the case of FIG. 14B, during the printing, according to the timing chart shown in FIG. 12, the programming operation (auxiliary programming) for all the
本発明によれば、基本的に待機中の期間においてプログラミング動作が行われ、印字中にはプログラミング動作を実行しない、あるいは補助的なプログラミング動作のみ行うことで、画像データに応じたELの発光制御による画像形成ができるので、印字中のプログラム時間を大幅に低減でき、印字速度をより高速化することが可能となる。また、逆の見方をすると、ソースドライバ61のD/Aコンバータ72が1個あたり担当する画素の数を増やすことも可能となる。すなわち、待機中に行う全てのピクセル回路69に対するプログラム動作においては、図11に示す例えば複数ライン分の時間を確保することができ、印字中に行う1画素あたりのプログラム時間を短縮あるいはなくすことができるため、1つのD/Aコンバータ72が担当する画素の数を増やすことが可能となるのである。従って、ソースドライバ61のD/Aコンバータ72の数(出力チャンネル数)を低減することができ、装置構成を簡略化し、製造コストの削減を図ることも可能となる。
According to the present invention, the programming operation is basically performed during the standby period, and the programming operation is not performed during the printing, or only the auxiliary programming operation is performed, so that the EL emission control according to the image data is performed. Therefore, the program time during printing can be greatly reduced, and the printing speed can be further increased. In other words, it is possible to increase the number of pixels that the D /
尚、駆動エレメント69のプログラム部(駆動条件設定部)71によって、EL素子63の駆動電流値を一旦設定した後は、ラインを複数の周期(本実施形態では1ラスタ周期は350μs)にわたって露光する間(例えば1ページの印刷が完了するまで)、プログラム部71に含まれる容量素子であるコンデンサCsにプログラムされた電荷を維持することは可能である。例えばコンデンサCsの容量を大きくし、それに見合った第1の時間長を確保することによって、たとえリーク電流等の影響を受けて充電電位が変動することがあっても、印字に必要なコンデンサCsの充電電位を確保することは可能である。これは見方を変えると、1ページ分の画像データに基づいて複数のラインを露光する間に、その途中でプログラム部は、駆動エレメントに設定内容を書き込まない(プログラムしない)、ということである(補助プログラミングは不要)。ここで、駆動条件を維持する(プログラムを書き込まない)複数の周期は、上述したように記録紙3の如き記録媒体の印刷ページ(1ページ)のラスタ数(走査数)に合致することが好ましい。このような条件により、1ページの中で印刷条件が維持されるため、ページ内での印刷状態の変化が目視されてしまうような事態を避けることができるからである。
After the drive current value 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の発光時間を一定とし、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、発光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 light emission 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なうことで、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 photosensitive member. 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
本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態において示された事項に限定されず、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更・応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。 Although various embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the matters shown in the above-described embodiments, and those skilled in the art may modify or apply the description based on the description of the specification and well-known techniques. The present invention is intended to be included in the scope for which protection is sought.
以上のように本発明にかかる画像形成装置用の駆動回路を用いることにより、個々の画素を駆動するプログラム時間の短縮を図ることができ、印字速度、印刷速度の更なる高速化を達成できる。ひいては装置の製造コストを削減することも可能となる。 As described above, by using the drive circuit for an image forming apparatus according to the present invention, the program time for driving individual pixels can be shortened, and the printing speed and the printing speed can be further increased. As a result, the manufacturing cost of the apparatus can be reduced.
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(駆動エレメント)
70 ドライバ部
71 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
DESCRIPTION OF
70
87
98 Operation panel
Claims (14)
複数の駆動エレメントと、
各駆動エレメントに接続され、発光素子の発光または非発光を制御するための発光制御信号を入力する複数の第1の信号線と、
各駆動エレメントに接続され、前記発光素子に供給する電流を制御する駆動条件を設定するためのプログラム制御信号を入力する複数の第2の信号線と、を備え、
前記各駆動エレメントは、少なくとも一つの発光素子と、前記発光制御信号に基づき当該発光素子に電流を供給して駆動するドライバ部と、前記プログラム制御信号に基づき前記電流の値を決定するプログラム部とを含み、
前記第2の信号線は、前記ドライバ部に前記発光制御信号が入力されない間に、前記駆動条件の変動を防ぐための補助プログラミングを施すため、前記プログラム部に前記プログラム制御信号を入力する発光素子駆動装置。 A light emitting element driving apparatus for driving a plurality of light emitting elements,
A plurality of drive elements;
A plurality of first signal lines connected to each driving element and for inputting a light emission control signal for controlling light emission or non-light emission of the light emitting element;
A plurality of second signal lines that are connected to each driving element and that input a program control signal for setting a driving condition for controlling a current supplied to the light emitting element;
Each of the driving elements includes at least one light emitting element, a driver unit that drives the light emitting element by supplying current based on the light emission control signal, and a program unit that determines a value of the current based on the program control signal; Including
The second signal line is a light-emitting element that inputs the program control signal to the program unit in order to perform auxiliary programming to prevent fluctuation of the driving condition while the light emission control signal is not input to the driver unit. Drive device.
前記プログラム部が、前記プログラム制御信号に基づき、前記電流を前記発光素子に供給する基準となる電荷を蓄積する容量素子を含む発光素子駆動装置。 The light-emitting element driving device according to claim 1,
The light emitting element driving device, wherein the program unit includes a capacitive element that accumulates a charge serving as a reference for supplying the current to the light emitting element based on the program control signal.
前記複数の第1の信号線は、前記駆動エレメント毎に、前記発光制御信号を独立して入力し、前記複数の第2の信号線は、複数の駆動エレメントからなるグループ毎に、前記プログラム制御信号を入力する発光素子駆動装置。 The light-emitting element driving device according to claim 1,
The plurality of first signal lines independently input the light emission control signal for each of the drive elements, and the plurality of second signal lines are controlled by the program for each group of a plurality of drive elements. A light emitting element driving device for inputting a signal.
前記ドライバ部は前記発光素子に直列に接続された第1のトランジスタと前記発光素子に並列に接続された第2のトランジスタから構成される発光素子駆動装置。 The light-emitting element driving device according to claim 1,
The driver section includes a first transistor connected in series to the light emitting element and a second transistor connected in parallel to the light emitting element.
前記発光制御信号が、前記発光素子からの光によって形成される像を形成するためのデータに基づく信号であるである発光素子駆動装置。 The light-emitting element driving device according to claim 1,
The light emitting element driving device, wherein the light emission control signal is a signal based on data for forming an image formed by light from the light emitting element.
前記発光素子が有機エレクトロルミネッセンス素子により構成された発光素子駆動装置。 The light-emitting element driving device according to any one of claims 1 to 5,
The light emitting element drive device by which the said light emitting element was comprised by the organic electroluminescent element.
各発光素子に対応して設けられ、前記発光素子を所定の駆動条件で駆動する駆動エレメントと、
前記駆動エレメントに対して、第1の時間長、または当該第1の時間長より短い第2の時間長で前記発光素子の駆動条件を設定する駆動条件設定部と、
前記駆動条件設定部によって設定された駆動条件に従って、前記駆動エレメントを介して、各発光素子の発光、非発光を制御する駆動制御部と、
を備えた発光素子駆動装置。 A plurality of light emitting elements;
A driving element provided corresponding to each light emitting element, and driving the light emitting element under a predetermined driving condition;
A driving condition setting unit that sets a driving condition of the light emitting element with a first time length or a second time length shorter than the first time length with respect to the driving element;
A drive control unit that controls light emission and non-light emission of each light emitting element via the drive element according to the drive condition set by the drive condition setting unit;
A light emitting element driving device comprising:
前記駆動制御部の動作に先立って、前記駆動条件設定部は、前記駆動エレメントに対して前記第1の時間長で前記発光素子の駆動条件を設定し、
前記駆動制御部の動作を開始した後は、前記駆動条件設定部は、前記駆動エレメントに対して所定の周期で前記第2の時間長で前記発光素子の駆動条件を設定する、発光素子駆動装置。 The light-emitting element driving device according to claim 8,
Prior to the operation of the drive control unit, the drive condition setting unit sets the drive condition of the light emitting element with the first time length for the drive element,
After starting the operation of the drive control unit, the drive condition setting unit sets the drive condition of the light emitting element with the second time length in a predetermined cycle with respect to the drive element. .
各発光素子に対応して設けられ、前記発光素子を所定の駆動条件で駆動する駆動エレメントと、
前記駆動エレメントに対して、前記発光素子の駆動条件を設定する駆動条件設定部と、
前記駆動エレメントを介して、所定の周期で各発光素子の発光、非発光を制御する駆動制御部と、を備え、
前記駆動条件設定部によって設定された前記発光素子の駆動条件を維持して、前記駆動制御部は複数の周期の間、前記発光素子を駆動するように構成した発光素子駆動装置。 A plurality of light emitting elements;
A driving element provided corresponding to each light emitting element, and driving the light emitting element under a predetermined driving condition;
A driving condition setting unit for setting a driving condition of the light emitting element with respect to the driving element;
A drive control unit that controls light emission and non-light emission of each light emitting element at a predetermined cycle via the drive element;
A light emitting element driving apparatus configured to drive the light emitting element for a plurality of periods while maintaining the driving condition of the light emitting element set by the driving condition setting unit.
前記駆動条件設定部によって、前記駆動エレメントに、発光素子の駆動電流または駆動電圧を設定する発光素子駆動装置。 The light-emitting element driving device according to claim 10,
A light emitting element driving apparatus that sets a driving current or a driving voltage of a light emitting element to the driving element by the driving condition setting unit.
前記発光素子が有機エレクトロルミネッセンス素子により構成された発光素子駆動装置。 The light-emitting element driving device according to any one of claims 8 to 11,
The light emitting element drive device by which the said light emitting element was comprised by the organic electroluminescent element.
前記複数の周期を印刷ページのラスタ数とした画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 13,
An image forming apparatus in which the plurality of cycles are the number of rasters of a print page.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006112324A JP2007283598A (en) | 2006-04-14 | 2006-04-14 | Light emitting element driver and image forming apparatus using the same |
US11/734,534 US20070242017A1 (en) | 2006-04-14 | 2007-04-12 | Light-emitting element driving device and image forming apparatus using the same |
US13/297,925 US20120056547A1 (en) | 2006-04-14 | 2011-11-16 | Light-emitting element driving device and image forming apparatus using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006112324A JP2007283598A (en) | 2006-04-14 | 2006-04-14 | Light emitting element driver and image forming apparatus using the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007283598A true JP2007283598A (en) | 2007-11-01 |
Family
ID=38755811
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006112324A Withdrawn JP2007283598A (en) | 2006-04-14 | 2006-04-14 | Light emitting element driver and image forming apparatus using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007283598A (en) |
-
2006
- 2006-04-14 JP JP2006112324A patent/JP2007283598A/en not_active Withdrawn
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20120056547A1 (en) | Light-emitting element driving device and image forming apparatus using the same | |
US20070236553A1 (en) | Image forming apparatus and method for controlling the same | |
JP2007261064A (en) | Image forming apparatus | |
US20070081068A1 (en) | Image forming apparatus | |
US20070188584A1 (en) | Image forming apparatus | |
US20230384707A1 (en) | Image forming apparatus | |
JP2007276357A (en) | Image forming apparatus and its control method | |
JP2007304182A (en) | Image forming apparatus and method for controlling the same | |
JP2007283599A (en) | Light emitting element driver and image forming apparatus using the same | |
JP4089412B2 (en) | Electrophotographic equipment | |
JP4100191B2 (en) | Electrophotographic equipment | |
US11199788B1 (en) | Exposure head and image forming apparatus | |
JP2007283670A (en) | Image forming apparatus and its controlling method | |
JP2007290330A (en) | Image forming apparatus | |
WO2006129552A1 (en) | Image forming device and exposure apparatus | |
CN114200803A (en) | Image forming apparatus with a toner supply device | |
JP2007283596A (en) | Light emitting element driver and image forming apparatus using the same | |
JP2007283598A (en) | Light emitting element driver and image forming apparatus using the same | |
JP2007283597A (en) | Light exposing device and image forming apparatus using it | |
JP2007283490A (en) | Image forming apparatus and method for controlling it | |
JP2007276356A (en) | Image forming apparatus and its control method | |
JP2007128040A (en) | Image forming apparatus | |
JP2007276355A (en) | Quantity-of-light detection circuit, quantity-of-light measuring apparatus, and image forming apparatus | |
JP2017170810A (en) | Optical writing device and image formation apparatus | |
JP2007286504A (en) | Image forming apparatus and control method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20071113 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20071120 |
|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20090707 |