JP2013111926A - Image forming apparatus - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明の実施形態は、画像形成装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an image forming apparatus.
従来の画像形成装置では、感光体上に潜像を書き込むための露光方式として、光源に半導体レーザを用いたレーザビーム方式や、無機LEDを線上に複数配列したLEDアレイを用いたLEDアレイ方式を用いた装置がある。 In a conventional image forming apparatus, as an exposure method for writing a latent image on a photoreceptor, a laser beam method using a semiconductor laser as a light source or an LED array method using an LED array in which a plurality of inorganic LEDs are arranged on a line is used. There is a device used.
この構造の画像形成装置は、感光体ドラムの光源としてLEDを使用することが多いが、LEDチップの背高のばらつきによって生じるLEDから感光体ドラム表面までの距離のばらつきによって、焦点距離が感光体ドラムの表面と合わない虞がある。また、感光体ドラムの曲率と同心状に湾曲させてはいないが、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL発光素子)を光源として用いる画像形成装置がある。 The image forming apparatus having this structure often uses an LED as a light source of the photosensitive drum. However, the focal length varies depending on the variation in the distance from the LED to the surface of the photosensitive drum caused by the variation in the height of the LED chip. There is a risk that it will not match the surface of the drum. Further, there is an image forming apparatus that uses an organic electroluminescence element (organic EL light emitting element) as a light source, although it is not bent concentrically with the curvature of the photosensitive drum.
本発明が解決しようとする課題は、光源から感光体までの距離のばらつきを防止し、焦点距離が感光体表面に一致する画像形成装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an image forming apparatus that prevents variations in the distance from the light source to the photoconductor, and has a focal length that matches the surface of the photoconductor.
上記課題を解決するために、実施形態の画像形成装置は、複数配列された有機EL素子によって光を射出する露光部と、前記露光部の曲率と略同心状に湾曲させた状態で、内周面が前記露光部の外周面側に沿って近接若しくは接触配置され、前記露光部から射出される光によって表面に潜像が形成される感光体と、前記潜像に基づき記録媒体に画像を形成する画像形成部とを備えていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, an image forming apparatus according to an embodiment includes an exposure unit that emits light by a plurality of organic EL elements arranged, and an inner periphery that is curved substantially concentrically with a curvature of the exposure unit. A photoconductor having a surface close to or in contact with the outer peripheral surface of the exposure unit and forming a latent image on the surface by light emitted from the exposure unit, and forming an image on a recording medium based on the latent image And an image forming unit.
以下、発明を実施するための一実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment for carrying out the invention will be described with reference to the drawings.
図1は画像形成装置であるカラーのMFP(Multi Functional Peripheral)1を示す概略構成図である。MFP1は、画像形成部2と、画像形成部2に被定着媒体である用紙Pを供給する給紙部3を備えている。さらにMFP1は、上面に自動原稿送り装置4と、自動原稿送り装置4により供給される原稿Dを読取るスキャナ部5を備える。また、画像形成部2には、レジストローラ7が設けられる。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a color MFP (Multi Functional Peripheral) 1 that is an image forming apparatus. The
給紙部3は、積層状に積み上げられたシートPを収納するカセット9と、カセット9に収納されたシートPの最上層のシートを画像形成部2に給紙するピックアップローラ10などを含む。
The
画像形成部2は、Y(イエロ)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の4組の画像形成ステーション30Y、30M、30C及び30Kと、各画像形成ステーション30Y、30M、30C、30Kによって形成されたトナー像を転写する中間転写ベルト32などを備える。また、画像形成部2は定着装置33を含む。
The
図2は画像形成装置であるモノクロプリンタを示す概略構成図である。図2に示すモノクロプリンタ6は、画像形成部2とスキャナ部5を備えている。画像形成部2の機構について説明する。画像形成部2は、感光体ドラム11周辺に、感光体ドラム11を一様に帯電する帯電チャージャ12、帯電された感光体ドラム11にスキャナ部5からの画像データに基づいて作成された潜像を現像する現像器13、感光体11に現像された画像を用紙Pに転写する転写チャージャ14、剥離チャージャ15、感光体ドラム11に残った現在剤をクリーニングするクリーナ16を備えている。帯電チャージャ12、現像器13、転写チャージャ14、剥離チャージャ15、クリーナ16は、感光体ドラム11の矢印Aの回転方向に従い順次配置されている。また画像形成部2は、感光体ドラム11の内部に有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL発光素子)を用いた露光ヘッド17を備えている。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a monochrome printer as an image forming apparatus. A monochrome printer 6 shown in FIG. 2 includes an
画像形成部2は、剥離チャージャ15より用紙搬送方向下流に対して順番にトナー像を転写された用紙Pを搬送する搬送ベルト20と、排紙搬送ガイド21を備えている路21が設けられる。画像形成部2は、排紙搬送ガイド21より用紙搬送方向下流側に対して順番に用紙Pを定着する定着装置22と、排紙ローラ24を備えている。
The
次に画像形成のプロセス動作について説明する。 Next, an image forming process operation will be described.
感光体ドラム11上に形成された静電潜像は、現像装置13から供給されるトナー(現像剤)によって現像される。トナー像を形成された感光体ドラム13は、転写チャージャ14によって、静電潜像を用紙P上に転写する。
The electrostatic latent image formed on the
用紙への転写が終了した感光層18は、その表面の残留トナーがクリーナ16によって取り除かれて、初期状態に復帰し、次の画像形成の待機状態となる。
The
以上のプロセス動作を繰り返すことにより、画像形成動作が連続的に行なわれる。 By repeating the above process operation, the image forming operation is continuously performed.
次に図3(a)(b)を用いて感光体ドラム11の周辺について説明する。
Next, the periphery of the
図3(b)に示すように、感光層18は、ドラム状の透光性支持体18aを最内層とした3層構造である。透光性支持体18aに透光性導電層18bを積層し、さらに光導電体層18cを積層する。透光性支持体18a、透光性導電層18b、光導電体層18cはいずれも光透過性である。
As shown in FIG. 3B, the
透光性支持体18aは透明あるいは半透明のものが良く、例えば、ガラス、石英、樹脂(プラスチック、プラスチックフィルム)等が挙げられる。
The
感光層18の内側には露光ヘッド17が配設されている。露光装置17は、帯電チャージャ12と現像器13との間の感光体ドラム11の内側に配置されている。露光装置17の透光性支持体18aと接する部分の曲率は、透光性支持体18aの内側の曲率と同じになっている。露光装置17は、感光体ドラム11の内周面全体に設けられ、感光体ドラム11の回転とともに回転してもよい。また、露光装置17は、帯電チャージャ12と現像器13との間のみに配置され、感光体ドラム11が回転する場合に一緒に回転を行わず、固定されていてもよい。
An
露光ヘッド17の詳細な構成について、図4を用いて説明する。有機EL発光素子の構成として、発光層から発生する光を基板側から取り出す下面発光型(ボトムエミッション型)と、発光層から発生する光を基板側とは反対側から装置外部に取り出す上面発光型(トップエミッション型)とがある。ボトムエミッション型、トップエミッション型のどちらを用いてもよいが、図4においては、ボトムエミッション型の有機EL発光素子の例で説明をする。
A detailed configuration of the
露光ヘッド17は、基板30と、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下TFTという。)52と、陽極70と、発光層である有機EL発光体アレイ50と、陰極71と、封止部材53を備えている。基板30は湾曲された最外郭に配置し、基板30と接して内側に薄膜トランジスタ52が配置している。
The
すなわち、感光層18の透光性支持体18aの内周面に、透光性支持体18aと等しい曲率である感光体TFT点灯回路アレイ52が形成され、さらにその内周面に有機EL発光体アレイ50が形成されている。この時、透光性支持体18aと感光体TFT点灯回路アレイ52の中心は、同心になっている。またそれらを封止する封止基板30が設けられる。
That is, the photosensitive TFT
有機EL発光体アレイ50は、両側に陽極70と陰極71が配置されている。陽極70の両端部は、有機EL発光体アレイ50と接しているが、陽極70の中央部分は、有機EL発光体アレイ50と接していない。
The organic EL
TFT回路アレイ52は、例えば低温ポリシリコンやアモルファスシリコンで形成され、厚みは非常に薄い。さらに精度も非常に高い。このため、有機EL発光体アレイ50から感光体までの距離のばらつきは極めて小さく、焦点距離のばらつきも小さいため、高精細露光が可能である。
The
また、このTFT回路のスペースが、各画素の発光面積率及び開口率を下げるため、面光源である有機EL発光素子51を備えた感光体ドラム11に必須であったロッドレンズアレイやマイクロレンズアレイ等の集束化手段がなくても、高精細な画像を形成できる。
Further, since the space of the TFT circuit reduces the light emission area ratio and the aperture ratio of each pixel, the rod lens array and the micro lens array that are essential for the
有機EL発光体アレイ50は例えば蒸着や塗布で形成し、ナノオーダの薄膜であるうえに、精度が非常に高い。このため、有機EL発光体アレイ50から感光体までの距離のばらつきは極めて小さく、焦点距離のばらつきも小さいため、高精細露光が可能である。
The organic EL
有機EL発光体アレイ50は、正孔を注入する陽極70と、電子を注入する電極である陰極71と、さらに有機物質からなる有機EL発光体アレイ50が両極に接して挟まれている構成である。陽極70を正極(+極)として、陰極71を負極(−極)として直流電圧又は直流電流を印加すると、有機EL発光体アレイ50には、陽極70から正孔が注入されるとともに陰極71からは電子が注入される。有機EL発光体アレイ50では、注入された正孔と電子との再結合によって生成された励起子が励起状態から基底状態へ移行する際に発光現象が起こる。陽極70の電極はITO(インジウムスズ酸化物)等の透明電極であるため、発光した光と、陰極71から反射された光が、陽極70および基板30を透過して放射される。
The organic EL
図5および図6(a)(b)を用いて、感光層18の内側に配設される露光ヘッド17について説明する。
The
露光ヘッド17は感光層18の内周面と略等しい曲率で形成される。感光層18の長手方向に沿って複数の有機EL発光素子51が並ぶことにより、ライン状の発光部である有機EL発光体アレイ50が形成されている。有機EL発光体アレイ50の光出射方向は感光層18の外周側に向けられた構成である。
The
有機EL発光体アレイ50は図6(a)に示すように、例えば主走査方向の解像度が1200dpiのA3サイズの画像形成に対応したヘッドであれば、有機EL発光素子51がおよそ21μm(=25.4mm/1200)間隔で、一直線上に、合計15,360個配設されている。
As shown in FIG. 6A, for example, if the organic EL
露光ヘッド17の配線構造について、図7の等価回路図を参照して説明する。複数のゲート線60と、ゲート線60に対し交差する方向に延びる複数の信号線61と、信号線61に並列に延びる複数の電源線62とがそれぞれ配線された構造を備えている。発光素子領域Sは、ゲート線60と信号線61とに囲まれる領域に対応している。
The wiring structure of the
信号線61には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えるデータ側駆動回路63が接続されている。また、ゲート線60には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査側駆動回路64が接続されている。発光素子領域Sの各々には、ゲート線60を介して走査信号がゲートに供給されるスイッチング用薄膜トランジスタ65と、スイッチング用TFT65を介して信号機61から供給される画素信号を保持する保持容量cap66と、保持容量cap66によって保持された画素信号がゲートに供給される駆動用TFT67と、駆動用TFT67を介して電源68に電気的に接続したときに電源線62から駆動電流が流れ込む陽極70と、この陽極70と陰極71との間に挟みこまれた有機EL発光体アレイ50とが設けられている。陽極70と陰極71と有機EL発光体アレイ50により構成される素子が有機EL発光素子51である。
The
上記回路構成において、ゲート線60から供給される駆動信号によりスイッチング用TFT65がオンになっていると、そのときの信号線61の電位が保持容量cap66に保持され、この保持容量cap66の状態に応じて、駆動用TFT67のオン・オフ状態が制御される。そして、駆動用TFT67のチャネルを介して、電源線62から陽極70に電圧が印加され、陰極71との間に電流が流れる。有機EL発光体アレイ50は、この電流量に応じて発光する。
In the above circuit configuration, when the switching
有機EL発光体アレイ50は、図6(b)に示すように有機EL発光素子51を千鳥状に配設しても良い。有機EL発光素子51を千鳥状に配設した場合には、解像度を2倍に向上させることができる。また、解像度はそのままで、有機EL発光素子51の面積を大きくすることが可能であるため、印加する電流を大きくし、発光光量を大きくすることができる。
In the organic EL
以上説明した実施形態によれば、露光ヘッド17と感光層18の光導電体層18cが近接して配置されるため、ロッドレンズアレイやマイクロレンズアレイ等の光学系を使用せずに高精細露光が可能となる。
According to the embodiment described above, since the
また、TFT回路部のスペースが発光面積率及び開口率を小さくすることができるため、さらに高精細露光が可能となる。 In addition, since the space of the TFT circuit portion can reduce the light emitting area ratio and the aperture ratio, higher-definition exposure is possible.
さらには、小型で高画質の画像形成装置を提供することができる。 Furthermore, a small and high-quality image forming apparatus can be provided.
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。本実施形態では、有機EL発光素子として、ボトムエミッション型であるとして説明したが、トップエミッション型であっても良い。トップエミッション型とは、発光層から発生する光を基板と反対側から取り出す有機EL発光素子のことである。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. In the present embodiment, the organic EL light emitting element has been described as being a bottom emission type, but may be a top emission type. The top emission type is an organic EL light emitting element that extracts light generated from the light emitting layer from the side opposite to the substrate.
トップエミッション型の有機EL発光素子は、反射層、陽極、正孔注入層、発光層、陰極、封止層、の順で基板に形成される。発光層は陽極と陰極との間に配置される。 A top emission type organic EL light emitting device is formed on a substrate in the order of a reflective layer, an anode, a hole injection layer, a light emitting layer, a cathode, and a sealing layer. The light emitting layer is disposed between the anode and the cathode.
反射層は基板表面に厚さ約150nmで形成される。反射層は発光層からの光を発光層側に反射する。反射層の材料としては例えばAl、Ag、Mo、W、Ni、Cr等が用いられる。 The reflective layer is formed with a thickness of about 150 nm on the substrate surface. The reflective layer reflects light from the light emitting layer toward the light emitting layer. As the material of the reflective layer, for example, Al, Ag, Mo, W, Ni, Cr or the like is used.
また、トップエミッション型の有機EL発光素子を用いた場合は、基板の対向側である封止基板側から発光光を取り出す構成となるので、基板は光を透過しないものであっても良い。不透明基板としては、例えば、アルミナ等のセラミックス、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化等の絶縁処理を施したものの他に、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等が挙げられる。また、陽極も光透過性を有さなくとも良い。 In addition, when a top emission type organic EL light emitting element is used, since the emitted light is extracted from the sealing substrate side which is the opposite side of the substrate, the substrate may not transmit light. Examples of the opaque substrate include a thermosetting resin and a thermoplastic resin in addition to a ceramic sheet such as alumina and a metal sheet such as stainless steel that has been subjected to an insulation treatment such as surface oxidation. Further, the anode does not have to be light transmissive.
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although an embodiment of the present invention has been described, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
11…感光体ドラム
17…露光ヘッド
18…感光層
30…基板
50…有機EL発光体アレイ
70…陽極
71…陰極
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記露光部の曲率と略同心状に湾曲させた状態で、内周面が前記露光部の外周面側に沿って近接若しくは接触配置され、前記露光部から射出される光によって表面に潜像が形成される感光体と、
前記潜像に基づき記録媒体に画像を形成する画像形成部とを備えた画像形成装置。 An exposure unit that emits light by a plurality of organic EL elements arranged;
In a state where the curvature is approximately concentric with the curvature of the exposure portion, an inner peripheral surface is disposed close to or in contact with the outer peripheral surface side of the exposure portion, and a latent image is formed on the surface by light emitted from the exposure portion. A photoreceptor to be formed;
An image forming apparatus comprising: an image forming unit that forms an image on a recording medium based on the latent image.
薄膜トランジスタが形成された透明基板と、
前記薄膜トランジスタと接合された陽極と、
前記陽極と接合された前記有機EL素子による発光体と、
前記有機EL素子と接合された陰極と、
からなる、請求項1に記載の画像形成装置。 The exposure unit is
A transparent substrate on which a thin film transistor is formed;
An anode bonded to the thin film transistor;
A light emitter by the organic EL element joined to the anode;
A cathode bonded to the organic EL element;
The image forming apparatus according to claim 1, comprising:
前記露光部の外周面と前記感光体の内周面が近接若しくは接触している部分の前記感光体の外周面は、前記帯電チャージャと現像器の間のみに位置している請求項1に記載の画像形成装置。 The image forming unit includes a charging charger and a developing device,
2. The outer peripheral surface of the photosensitive member at a portion where the outer peripheral surface of the exposure unit and the inner peripheral surface of the photosensitive member are close to or in contact with each other is located only between the charging charger and the developing device. Image forming apparatus.
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