JP2017071097A - 光書込み装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
OLEDの典型的な発光回路は、図19に示されるように、OLED1901に駆動用の薄膜トランジスター(TFT: Thin Film Transistor)1902を直列接続した回路であって、TFT1902のドレイン電流が駆動電流IdとしてOLED1901に供給される。また、当該直列回路に所定電圧Vddを印加した状態で駆動用TFT1902に印加するゲート−ソース電圧Vgsを変化させると駆動電流Idが変化するので、OLED1901の光量Lが調整される。
予測補正方式は、OLEDの光量ムラを抑制することができるだけでなく、光量センサーを必要としないという意味において低コスト化というOLEDの採用目的に適っている。
本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、光量ムラや記憶容量の増大を招くことなく低光量でも光書込みを行うことができる光書込み装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
更に、前記薄膜トランジスターのゲート−ソース電圧と前記OLEDに供給する順方向電圧又は駆動電流との対応が離散的に記載されているTFT特性テーブルを備え、前記TFT特性テーブルに記載されている離散的な順方向電圧又は駆動電流は、ゲート−ソース電圧と順方向電圧又は駆動電流との関係を表すTFT特性曲線上、順方向電圧又は駆動電流の値が大きくて、順方向電圧又は駆動電流とゲート−ソース電圧との変化が線形的に推移する領域の他に、順方向電圧又は駆動電流の値が小さくて、当該変化が非線形的である領域にも採られ、かつ、前記非線形領域においては、前記順方向電圧又は駆動電流の離散密度が前記線形領域に比べて密に設定されており、前記OLED特性テーブルから順方向電圧値又は駆動電流値を算出したとき、前記TFT特性テーブルに記載された離散的な順方向電圧又は駆動電流量を線形補間して前記算出値に対応するゲート−ソース電圧を求めて、前記薄膜トランジスターに印加するのが望ましい。
また、前記OLEDの温度を指標する指数を検出する温度検出手段を備え、前記OLED特性テーブルは、前記OLEDの相異なる温度にそれぞれ対応して複数、設けられており、前記OLEDが発光すべき光量を示す指示があったとき、前記指数に指標される温度に直近の温度に対応する前記OLED特性テーブルに記載された離散的な光量を線形補間して前記指示光量に対応する順方向電圧値又は駆動電流値を算出してもよい。
同様に、前記TFT特性テーブルは、前記薄膜トランジスターのゲート−ソース電圧と前記OLEDに供給する順方向電圧又は駆動電流との対応が、前記OLEDの所定の累積発光時間毎に離散的に記載されており、前記OLED特性テーブルから順方向電圧値又は駆動電流値を算出したとき、前記OLEDの累積発光時間に直近の累積発光時間に対応する前記OLED特性テーブルに記載された離散的な順方向電圧又は駆動電流量を線形補間して前記算出値に対応するゲート−ソース電圧を求めて、前記薄膜トランジスターに印加してもよい。
また、本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る光書込み装置を備えることを特徴としている。
[1]画像形成装置の構成
まず、本実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。
図1に示されるように、画像形成装置1は、所謂タンデム型のカラープリンターである。画像形成装置1が備える作像部101Y、101M、101C及び101Kは、制御部102の制御の下、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)各色のトナー像を形成する。
記録シートSが厚紙である場合には普通紙である場合よりもトナー像を定着するための熱量が多く必要になる。このため、画像形成装置1は、記録シートSの紙種に応じて記録シートSの搬送速度(システム速度)を切り替えて、普通紙の場合には全速搬送し、厚紙の場合には半速搬送する。システム速度に応じて、感光体ドラム110の回転速度も切り替わるので、1画素あたりの露光時間に長短が生じるので、光書込み装置100はOLEDの光量を切り替える。
次に、光書込み装置100の構成について説明する。
図2に示されるように、光書込み装置100は、OLEDパネル200とロッドレンズアレイ202をホルダー203に収容したものであって、OLEDパネル200にはOLED201が実装されている。OLED201が出射した光ビームLは、ロッドレンズアレイ202によって感光体ドラム110の外周面上に集光される。ロッドレンズアレイ202は、多数のロッドレンズを集積した光学素子であって、SLA(SLA: Selfoc Lens Array)を用いてもよいし、MLA(Micro Lens Array)を用いてもよい。なお、画像形成装置1の必要箇所と接続するためのケーブル等は図示が省略されている。
図4は、OLEDパネル200の概略平面図であり、併せてB−B´線における断面図とC−C´線における断面図も示されている。また、概略平面図部分は後述する封止板401を取り外した状態を示している。
また、TFT基板400のOLED201が配設された基板面は封止領域となっており、スペーサー枠体403を挟んで封止板401が取着されている。これによって、封止領域が、外気に触れないように乾燥窒素等を封入した状態で、封止される。なお、吸湿のため、封止領域内に吸湿剤を併せて封入しても良い。また、封止板401は、例えば、封止ガラスであっても良いし、ガラス以外の材料からなっていても良い。
ドライバーIC402はデジタル輝度信号をアナログ輝度信号(以下、単に「輝度信号」という。)に変換してOLED201毎の駆動回路に入力する。駆動回路は輝度信号に応じてOLED201の駆動電流を生成する。輝度信号は、電流信号であってもよいし電圧信号であってもよい。また、ドライバーIC402には温度センサー420が内蔵されている。
図5に示されるように、TFT基板400においては、15,000個のOLED201が100個ずつ、150個の発光ブロック502に組分けされている。また、ドライバーIC402には150個のDAC500が内蔵されており、それぞれ発光ブロック502と1対1に対応している。DAC500はデジタル制御可能な可変電圧源であって、指定された電圧を維持した状態で電流を供給する。
DAC500から発光ブロックに向かう回路上には何れも選択回路501が配設されている。各DAC500は、配下の100個のOLED201に対して、所謂ローリング駆動によって順次、輝度信号を出力する。
定電圧源Vpwrは、OLED201に供給される駆動電流の供給源となっており、駆動用TFT622は、キャパシター621の第1、第2の端子間に保持される電圧に応じたドレイン電流を駆動電流としてOLED201に供給する。例えば、キャパシター621にHに相当する信号が書き込まれると、駆動用TFT622がオンして、OLED201が発光する。また、キャパシター621にLに相当する信号が書き込まれると、駆動用TFT622はオフして、OLED201は発光しない。
[3]ASIC510の構成
まず、ASIC510の構成について説明する。
駆動電流補正部700には設定光量テーブル、初期Velテーブル、Vel補正係数テーブル、初期Idテーブル、Id補正係数テーブル及びTFT特性テーブルという6つのLUT(Look Up Table)が記憶されている。
設定光量テーブルは、図8に示されるように、15,000個あるOLED201のそれぞれについてシステム速度毎に設定光量Lを記録したテーブルである。
設定光量Lは、OLED201が出射すべき光量として予め設定されている光量であって、本実施の形態においては放射発散度[W/m2]で表わされる。
また、記録シートSが厚紙である場合には普通紙である場合よりもトナー像を定着するために必要な熱量が多くなる。このため、記録シートSの紙種に応じて記録シートSの搬送速度(システム速度)が切り替わると、露光時における感光体ドラム110の回転速度も切り替わるので、1画素あたりの露光時間に長短が生じる。
このため、設定光量テーブルは、画像形成装置1のシステム速度が全速である場合の設定光量Lと、半速である場合の設定光量LとをOLED201毎に記憶する。システム速度が切り替わると画素毎の露光時間が切り替わるため、OLED201毎の設定光量Lを切り替えることによって画素毎の露光量を揃える。
(3−2)初期VelテーブルとVel補正係数テーブル
初期Velテーブルは、15,000個あるOLED201のそれぞれについて順方向電圧Velの初期値を光量Lごとに記憶するテーブルである。図9(a)に例示する初期Velテーブルにおいては、9つの光量L0〜L9のそれぞれについて、各OLED201の順方向電圧Velの初期値が記憶される。これによって、光量Lの範囲が8つの区間に分割される(図10(a))。
光量Liは、例えば、図11のフローチャートのようにして決定することができる。まず、光量の番号iの値を0に初期化し(S1101)、光量Liすなわち最小光量L0を最小の設定光量Lminにする(S1102)。次に、光量の番号iを1だけ増加させ(S1103)、光量Liと光量Li-1との間の線形補間誤差の絶対値が上限値に一致する光量Liを求める(S1104)。
光量の番号iの最大値をNとすると、番号0からNまでの各光量Liは式(1)のように比例配分される。
図10(b)に示されるように、OLED201の光量Lと順方向電圧Velとの関係はOLED201の温度によって変化する。この変化分を補正するためにVel補正係数テーブルを用いる。Vel補正係数テーブルは、OLED201の温度ごとに設けられたテーブル群であって、各テーブルはOLED201の光量Lと累積発光時間Eとの組み合わせ毎に順方向電圧Velの補正係数(以下、「Vel補正係数」という。)が記憶されている。
なお、本実施の形態においては、10度ごとにVel補正係数テーブルを設けているが、この温度間隔についても、特性変化が大きい温度範囲は狭く、特性変化が小さい温度範囲は広くなるように温度間隔を決定してもよい。このようにすれば、線形補間誤差を低減することができると共に、Vel補正係数テーブルを記憶するための記憶容量を節約することができる。
(3−3)初期IdテーブルとId補正係数テーブル
初期Idテーブルは、15,000個あるOLED201のそれぞれについて駆動電流Idの初期値を光量ごとに記憶するテーブルである。図11(a)に例示する初期Idテーブルにおいては、9つの光量L0〜L9のそれぞれについて、15,000個のOLED201毎に駆動電流Idの初期値が記憶される。光量L0〜L9の選び方は初期Velテーブルと同様である。
(3−6)ゲート−ソース電圧Vgsテーブル
ゲート−ソース電圧Vgsテーブルは、OLED201の温度ごとに設けられたテーブル群であって、図15に示されるように、各ゲート−ソース電圧Vgsテーブルには順方向電圧Velとドレイン電流(駆動電流)Idとの組み合わせ毎にゲート−ソース電圧Vgsが記憶されている。図16(b)に示されるように、順方向電圧Velとゲート−ソース電圧Vgsとの関係はOLED201の温度によって変化するからである。
順方向電圧Velやドレイン電流Idの選び方としては、例えば、最小光量L0から算出され得る最小の順方向電圧Vel0と、最大光量L9から算出され得る最大の順方向電圧Vel8とに挟まれた区間内で、ゲート−ソース電圧Vgsの線形補間誤差が許容範囲内になるように中間の順方向電圧Vel1〜Vel7を選んでもよい。
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
(1)上記実施の形態においては特に言及しなかったが、OLED201と駆動用TFT622は何れも累積発光時間が長くなるにつれて劣化が進行し、特性が変化する。例えば、図18(a)に示されるように、OLED201の劣化後よりも初期において特性グラフの曲率半径が小さい場合に、線形補間によって順方向電圧Velを精度良く推算するためには、初期の特性に応じて光量Lの間隔を狭くする必要がある。劣化後の特性に応じて光量Lの間隔を広くすると、初期において順方向電圧Velの線形補間誤差が大きくなり過ぎるからである。
更に、初期と劣化後とのそれぞれについて個別に光量Lの間隔を決定すれば、初期においては光量Lの間隔を狭くすることによって線形補間誤差を小さく抑えることができ、また、劣化後においては光量Lの間隔を広くすることによってテーブルサイズを小さく抑えることができる。
101…作像部
102…制御部
100…光書込み装置
201…OLED
420…温度センサー
402…ドライバーIC
510…ASIC
622…駆動用TFT
700…駆動電流補正部
710…ドットカウント部
711…ドットカウンター
Claims (11)
- OLEDに供給する順方向電圧又は駆動電流と光量との対応が離散的に記載されているOLED特性テーブルと、当該OLEDを薄膜トランジスターに接続した直列回路と、を有し、
前記OLEDが発光すべき光量を示す指示があったとき、前記OLED特性テーブルに記載された離散的な光量を線形補間して前記指示光量に対応する順方向電圧値又は駆動電流値を算出し、その順方向電圧値又は駆動電流値を前記OLEDに供給するよう、前記薄膜トランジスターのゲート−ソース電圧を制御する光書込み装置であって、
前記OLED特性テーブルに記載されている離散的な光量は、順方向電圧又は駆動電流と光量との関係を表すOLED特性曲線上、光量の値が大きくて、光量と順方向電圧又は駆動電流との変化が線形的に推移する領域の他に、光量の値が小さくて、当該変化が非線形的である領域にも採られ、かつ、
前記非線形領域においては、前記光量の離散密度が前記線形領域に比べて密に設定されている
ことを特徴とする光書込み装置。 - 前記薄膜トランジスターのゲート−ソース電圧と前記OLEDに供給する順方向電圧又は駆動電流との対応が離散的に記載されているTFT特性テーブルを備え、
前記TFT特性テーブルに記載されている離散的な順方向電圧又は駆動電流は、ゲート−ソース電圧と順方向電圧又は駆動電流との関係を表すTFT特性曲線上、順方向電圧又は駆動電流の値が大きくて、順方向電圧又は駆動電流とゲート−ソース電圧との変化が線形的に推移する領域の他に、順方向電圧又は駆動電流の値が小さくて、当該変化が非線形的である領域にも採られ、かつ、
前記非線形領域においては、前記順方向電圧又は駆動電流の離散密度が前記線形領域に比べて密に設定されており、
前記OLED特性テーブルから順方向電圧値又は駆動電流値を算出したとき、前記TFT特性テーブルに記載された離散的な順方向電圧又は駆動電流量を線形補間して前記算出値に対応するゲート−ソース電圧を求めて、前記薄膜トランジスターに印加する
ことを特徴とする請求項1に記載の光書込み装置。 - 前記OLED特性テーブルにおける前記順方向電圧又は駆動電流と、前記TFT特性テーブルにおける前記順方向電圧又は駆動電流とは、離散分布が異なっている
ことを特徴とする請求項2に記載の光書込み装置。 - 前記OLEDの温度を指標する指数を検出する温度検出手段を備え、
前記OLED特性テーブルは、前記OLEDの相異なる温度にそれぞれ対応して複数、設けられており、
前記OLEDが発光すべき光量を示す指示があったとき、前記指数に指標される温度に直近の温度に対応する前記OLED特性テーブルに記載された離散的な光量を線形補間して前記指示光量に対応する順方向電圧値又は駆動電流値を算出する
ことを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の光書込み装置。 - 前記OLEDの温度を指標する指数を検出する温度検出手段を備え、
前記TFT特性テーブルは、前記OLEDの相異なる温度にそれぞれ対応して複数、設けられており、
前記OLED特性テーブルから順方向電圧値又は駆動電流値を算出したとき、前記指数に指標される温度に直近の温度に対応する前記TFT特性テーブルに記載された離散的な順方向電圧又は駆動電流量を線形補間して前記算出値に対応するゲート−ソース電圧を求めて、前記薄膜トランジスターに印加する
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の光書込み装置。 - 前記OLEDの温度を指標する指数を検出する温度検出手段を備え、
前記OLED特性テーブルは、前記OLEDの相異なる温度にそれぞれ対応して複数、設けられており、
前記TFT特性テーブルは、前記OLEDの相異なる温度にそれぞれ対応して複数、設けられており、
前記OLEDが発光すべき光量を示す指示があったとき、前記指数に指標される温度に直近の温度に対応する前記OLED特性テーブルに記載された離散的な光量を線形補間して前記指示光量に対応する順方向電圧値又は駆動電流値を算出し、
前記OLED特性テーブルから順方向電圧値又は駆動電流値を算出したとき、前記指数に指標される温度に直近の温度に対応する前記TFT特性テーブルに記載された離散的な順方向電圧又は駆動電流量を線形補間して前記算出値に対応するゲート−ソース電圧を求めて、前記薄膜トランジスターに印加する
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の光書込み装置。 - 前記OLED特性テーブルは、OLEDに供給する順方向電圧又は駆動電流と光量との対応が、当該OLEDの所定の累積発光時間毎に離散的に記載されており、
前記OLEDが発光すべき光量を示す指示があったとき、当該OLEDの累積発光時間に直近の累積発光時間に対応する前記OLED特性テーブルに記載された離散的な光量を線形補間して前記指示光量に対応する順方向電圧値又は駆動電流値を算出する
ことを特徴とする請求項1から6の何れかに記載の光書込み装置。 - 前記OLED特性テーブルは、OLEDに供給する順方向電圧又は駆動電流と光量との対応を離散的に記載する前記所定の累積発光時間の離散密度は、累積発光時間が短いほど密に設定されている
ことを特徴とする請求項7に記載の光書込み装置。 - 前記TFT特性テーブルは、前記薄膜トランジスターのゲート−ソース電圧と前記OLEDに供給する順方向電圧又は駆動電流との対応が、前記OLEDの所定の累積発光時間毎に離散的に記載されており、
前記OLED特性テーブルから順方向電圧値又は駆動電流値を算出したとき、前記OLEDの累積発光時間に直近の累積発光時間に対応する前記OLED特性テーブルに記載された離散的な順方向電圧又は駆動電流量を線形補間して前記算出値に対応するゲート−ソース電圧を求めて、前記薄膜トランジスターに印加する
ことを特徴とする請求項2から8の何れかに記載の光書込み装置。 - 前記TFT特性テーブルは、前記ゲート−ソース電圧と前記順方向電圧又は駆動電流との対応を離散的に記載する前記所定の累積発光時間の離散密度は、累積発光時間が短いほど密に設定されている
ことを特徴とする請求項9に記載の光書込み装置。 - 請求項1から10の何れかに記載の光書込み装置を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
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