JP4626247B2 - Line head and image forming apparatus - Google Patents
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本発明は、ラインヘッド及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a line head and an image forming apparatus.
複写機やプリンタ等、電子写真方式の画像形成装置に組み込まれ、感光体の表面に静電潜像を形成(露光)する装置としてラインヘッドがある。このラインヘッドは、多数の発光素子を基板上に一次元状に配列させ、基板上にパターニングされた配線を介して各発光素子を駆動するものである。このようなラインヘッドの発光素子としては、発光ダイオード(LED)や有機EL素子等が用いられる。例えば下記の公知文献には、このようなラインヘッドに相当する発光素子アレイや画像形成装置について開示されている。
ところで、このようなラインヘッドに用いられる有機ELパネルでは、通常、発光素子の配列に沿ってデータ線および制御信号線を配線する。したがって、これら配線の配線長は例えば数十cmにも及ぶために、静電気が重畳し易く、入力バッファ以外の回路でも静電破壊が起き易いという問題がある。また、入力部も静電破壊対策を施す必要がある。 By the way, in an organic EL panel used for such a line head, data lines and control signal lines are usually wired along the arrangement of light emitting elements. Therefore, since the wiring length of these wirings reaches, for example, several tens of centimeters, there is a problem that static electricity is likely to be superimposed and electrostatic breakdown easily occurs in circuits other than the input buffer. Also, it is necessary to take countermeasures against electrostatic breakdown in the input section.
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、データ線および制御信号線に接続された回路の静電破壊を防止することができるラインヘッドおよび画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a line head and an image forming apparatus capable of preventing electrostatic breakdown of a circuit connected to a data line and a control signal line. It is to provide.
上述した課題を解決するために、本発明では、ラインヘッドに係わる第1の手段として、1ラインに複数の発光素子を配列した発光素子ラインを設けると共に、データ信号を前記発光素子に供給するデータ線及び前記発光素子の発光を制御するための制御信号を伝送する制御信号線を前記発光素子ラインに沿って設けたラインヘッドであって、前記データ線あるいは/及び制御信号線の少なくとも終端に静電保護回路を設ける、という解決手段を採用する。この発明によれば、データ線あるいは/及び制御信号線に接続された回路の静電破壊を防止することができる。 In order to solve the above-described problem, in the present invention, as a first means related to a line head, a light emitting element line in which a plurality of light emitting elements are arranged in one line is provided and a data signal is supplied to the light emitting element. A line head provided along the light-emitting element line and a control signal line for transmitting a control signal for controlling light emission of the light-emitting element and the light-emitting element, at least at the end of the data line and / or the control signal line. The solution of providing an electric protection circuit is adopted. According to the present invention, electrostatic breakdown of a circuit connected to a data line and / or a control signal line can be prevented.
また、ラインヘッドに係わる第2の手段として、上記第1の手段において、前記静電保護回路を前記データ線に介挿されている入力バッファの前段にもさらに設けるという解決手段を採用する。この発明によれば、データ線あるいは/及び制御信号線に接続された回路の静電破壊をさらに確実に防止することができる。 Further, as a second means related to the line head, a solution means is adopted in which the electrostatic protection circuit is further provided in the preceding stage of the input buffer inserted in the data line in the first means. According to the present invention, electrostatic breakdown of a circuit connected to a data line or / and a control signal line can be prevented more reliably.
ラインヘッドに係わる第3の手段として、上記第1または第2の手段において、前記静電保護回路を前記データ線に介挿されている入力バッファの後段にもさらに設けるという解決手段を採用する。この発明によれば、データ線あるいは/及び制御信号線に接続された回路の静電破壊をさらに確実に防止することができる。 As a third means related to the line head, a solution means is provided in which the electrostatic protection circuit is further provided in the subsequent stage of the input buffer inserted in the data line in the first or second means. According to the present invention, electrostatic breakdown of a circuit connected to a data line or / and a control signal line can be prevented more reliably.
ラインヘッドに係わる第4の手段として、上記第1〜第3いずれかの手段において、発光素子が薄膜プロセスで形成される薄膜トランジスタで駆動される場合、前記静電保護回路は、薄膜プロセスで形成される薄膜トランジスタをダイオード接続したものであるという解決手段を採用する。この発明によれば、発光素子を駆動するための薄膜トランジスタと同じ薄膜プロセスで異常電圧保護回路を容易に形成することができる。 As a fourth means related to the line head, in any of the first to third means, when the light emitting element is driven by a thin film transistor formed by a thin film process, the electrostatic protection circuit is formed by a thin film process. The solution means that the thin film transistor is diode-connected. According to this invention, the abnormal voltage protection circuit can be easily formed by the same thin film process as the thin film transistor for driving the light emitting element.
一方、本発明では、画像形成装置に係わる第1の手段として、感光体と、該感光体を一様に帯電させる帯電手段と、上記第1〜第4いずれかのラインヘッドを備え、前記感光体を露光することにより形成対象画像の静電潜像を前記感光体上に形成する露光手段と、前記感光体上の静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、前記感光体上のトナー像を転写材に転写させる転写手段と、前記転写材上のトナー像を定着させる定着手段とを具備する、という解決手段を採用する。このような発明によれば、クロック信号線の静電破壊を防止することができるので、不具合発生の防止、安定動作を実現することができる。 On the other hand, in the present invention, as a first means related to the image forming apparatus, a photoconductor, a charging unit for uniformly charging the photoconductor, and any one of the first to fourth line heads are provided, and the photoconductor An exposure unit that forms an electrostatic latent image of an image to be formed on the photoconductor by exposing the photoconductor; a developing unit that develops the electrostatic latent image on the photoconductor as a toner image; and A solution means is provided which comprises a transfer means for transferring a toner image onto a transfer material and a fixing means for fixing the toner image on the transfer material. According to such an invention, the electrostatic breakdown of the clock signal line can be prevented, so that it is possible to prevent the occurrence of a malfunction and realize a stable operation.
また、画像形成装置に係わる第2の手段として、上記第1の手段において、カラー画像を形成するという解決手段を採用する。このような発明によっても、カラー画像を形成するためのラインヘッドにおけるクロック信号線の静電破壊を防止することができるので、不具合発生の防止、安定動作を実現することができる。 As a second means related to the image forming apparatus, a solution means for forming a color image in the first means is adopted. According to this invention as well, it is possible to prevent electrostatic breakdown of the clock signal line in the line head for forming a color image, so that it is possible to prevent the occurrence of trouble and realize stable operation.
以下、本発明の一実施形態によるラインヘッド及び画像形成装置を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a line head and an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態によるラインヘッドの一部回路構成を示す回路図である。図1では、ランドヘッド1のデータ線および1つの発光素子を示している。なお、図1では、1つの発光素子321についてのみ示しているが、実際のランドヘッド1は、n(例えば5120)個の発光素子が一列に配設されている。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a partial circuit configuration of a line head according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the data line of the land head 1 and one light emitting element are shown. In FIG. 1, only one
データ線312は、保護抵抗310及び入力バッファ311を介してデータ信号を伝送するものである。上記データ信号は、データ線312から引き出し線313を経由して薄膜トランジスタとして形成された保持トランジスタTFT1に供給される。また、このようなデータ信号は、ゲート線306を伝送される選択信号に同期したものである。上記データ線312において、入力バッファ311の前段にはESD保護素子60が、また先端にはESD保護素子61が設けられている。これらESD保護素子60、61は、各々に直列接続してダイオード接続とした薄膜トランジスタTFT−A、TFT−Bからなり、静電保護回路として動作する。
The
保持トランジスタTFT1は、ゲート線306を介して供給される選択信号に従ってオン/オフし、駆動トランジスタTFT2をスイッチングさせる。発光素子321は、駆動トランジスタTFT2のON/OFF状態及びデータ信号のL(ロー)/H(ハイ)状態に応じて発光/非発光は制御される。
The holding transistor TFT1 is turned on / off according to a selection signal supplied via the
すなわち、上記選択信号は、後述するシフトレジスタにスタート信号を入力し、クロック信号に同期させてスタート信号を転送させることにより生成される。そして、このように生成された選択信号は、ゲート線306を介して保持トランジスタTFT1に供給されて発光素子321を選択する。そして、データ信号が保持トランジスタTFT1を介して駆動トランジスタTFT2に入力されることにより、選択信号によって選択された発光素子321を点灯/非点灯させるようになっている。
That is, the selection signal is generated by inputting a start signal to a shift register described later and transferring the start signal in synchronization with the clock signal. The selection signal thus generated is supplied to the holding transistor TFT1 through the
なお、図2に示すように、入力バッファ311の後段にもESD保護素子62を設けるようにしても良い。ESD保護素子62は、前述したESD保護素子60、61と同様に、直列接続してダイオード接続とした薄膜トランジスタTFT−A、TFT−Bからなり、静電保護回路として動作する。
As shown in FIG. 2, an
次に、図3は、本ラインヘッド1の回路レイアウトを示す模式図である。なお、図1に対応する部分には同一の符号を付けている。この図3に示すように、シフトレジスタ303は、制御信号線であるスタート信号線304とクロック信号線305との間に配置されている。また、スタート信号線304に隣接して、データ線312および保持トランジスタTFT1が発光素子321の配列方向に沿って配置されている。さらに、データ線312および保持トランジスタTFT1に隣接して、発光素子321および駆動トランジスタTFT2が一列状態で配置されている。
Next, FIG. 3 is a schematic diagram showing a circuit layout of the line head 1. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part corresponding to FIG. As shown in FIG. 3, the
そして、発光素子321及び駆動トランジスタTFT2に隣接して、電源配線301が配置され、電源配線301に隣接して、グランド配線302が配置されている。また、発光素子321および駆動トランジスタTFT2の裏側には、グランド配線302を裏側に引き出すためのグランドコンタクト部302aと、背面陰極302bが配置されている。また、ESD保護素子60は入力バッファ311に隣接して、またESD保護素子61はデータ線312の終端近傍に配置されている。
A
本ラインヘッド1の構成において特徴的な点は、データ線312の各所にESD保護素子60,61,62を設けたことにある。図3に示したように、データ線312は発光素子321の配列方向に沿って長く設けられるので、データ線312の先端に近いほどインピーダンスが高くなり、静電気が重畳したときに高電圧が発生する。したがって、少なくともデータ線312の先端にESD保護素子61を設けることによってデータ線312に接続する回路の静電破壊を防止することが可能となる。また、このESD保護素子61に加えて、ESD保護素子60,62を設けることにより、さらに確実に静電破壊を防止することが可能となる。
A characteristic point in the configuration of the line head 1 is that
次に、本実施形態に係る画像形成装置、つまり上述したラインヘッド1を4つのラインヘッド11K、11C、11M、11Yとして用いた画像形成装置について説明する。
Next, an image forming apparatus according to the present embodiment, that is, an image forming apparatus using the above-described line head 1 as four
最初に、図4に示すブロック図を参照して、本画像形成装置の画像データの処理に関する機能構成を説明する。本画像形成装置の全体動作を制御する全体制御部には、CPU、画像処理回路等で構成されるデータ処理ブ9と、元画像データ等を記憶する記憶部10が設けられている。また、本画像形成装置は白黒画像に加えてカラー画像をも形成するものであり、画像を形成する際の原色である「黒」、「シアン」、「マゼンタ」、「イエロー」に対応する4つのラインヘッド11K、11C、11M、11Yが設けられている。
First, with reference to the block diagram shown in FIG. 4, a functional configuration relating to image data processing of the image forming apparatus will be described. The overall control unit that controls the overall operation of the image forming apparatus is provided with a
ここで、上記ラインヘッド11K、11C、11M、11Yの符号の末尾に付されたアルファベットK、C、M、Yは、それぞれ画像を形成する際の原色である黒、シアン、マゼンタ、イエローを意味している。このようなアルファベットK、C、M、Yの付記は、以下に説明する他の部材についても同様である。
Here, alphabets K, C, M, and Y attached to the end of the reference numerals of the
データ処理部9は、外部のホストコンピュータから画像形成装置に送信されて記憶部10に記憶されている元画像データ(ビットマップデータ)を読み出して、スクリーン処理、色変換処理、データ変換処理、データ転送処理を行うものである。スクリーン処理は、画像形成装置のプロセス条件とのマッチングを取り、階調再現性を確保することを目的として行われるものであり、万線パタ−ン、誤差拡散パターン、網点パターン等を組み合わせた処理である。
The
色変換処理は、スクリーン処理された画像データを各ラインヘッド11K、11C、11M、11Yに対応した色に分解したデータに変換するものである。データ変換処理は、色変換処理された画像データを各ラインヘッド11K、11C、11M、11Yへの送信用データ信号に変換する処理である。データ転送処理は、上記送信用データを各ラインヘッド11K、11C、11M、11Yに転送する処理である。 In the color conversion process, the screen-processed image data is converted into data separated into colors corresponding to the line heads 11K, 11C, 11M, and 11Y. The data conversion process is a process of converting the image data subjected to the color conversion process into a data signal for transmission to each of the line heads 11K, 11C, 11M, and 11Y. The data transfer process is a process for transferring the transmission data to the line heads 11K, 11C, 11M, and 11Y.
図5は、本実施形態に係る画像形成装置の機構構成を示す縦断側面図である。この画像形成装置は、同様な構成の4個のラインヘッド11K、11C、11M、11Yを、対応する同様な構成である4個の感光体ドラム12K、12C、12M、12Yの露光位置にそれぞれ配置したものであり、タンデム方式の画像形成装置として構成されている。
FIG. 5 is a longitudinal side view showing a mechanism configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment. In this image forming apparatus, four line heads 11K, 11C, 11M, and 11Y having the same configuration are arranged at the exposure positions of four corresponding
この画像形成装置は、駆動ローラ13と従動ローラ14とテンションローラ15が設けられており、テンションローラ15によりテンションを加えて張架されて、図示矢印方向(反時計方向)へ循環駆動される中間転写ベルト16を備えている。この中間転写ベルト16に対して所定間隔で配置された4個の像担持体としての外周面に感光層を有する感光体12K、12C、12M、12Yが配置される。
This image forming apparatus is provided with a driving
感光体ドラム12K、12C、12M、12Yは、中間転写ベルト16の駆動と同期して図示矢印方向(時計方向)へ回転駆動される。また、各感光体ドラム12K、12C、12M、12Yの周囲には、各感光体ドラム12K、12C、12M、12Yの外周面を一様に帯電させるコロナ帯電器17K、17C、17M、17Yと、このコロナ帯電器17K、17C、17M、17Yによって一様に帯電させられた各感光体ドラム12K、12C、12M、12Yの外周面を当該各感光体ドラム12K、12C、12M、12Yの回転に同期して順次ライン走査するラインヘッド11K、11C、11M、11Yが設けられている。
The
さらに、各感光体ドラム12K、12C、12M、12Yの周囲には、上記ラインヘッド11K、11C、11M、11Yで形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与してトナー像とする現像装置18K、18C、18M、18Yと、この現像装置18K、18C、18M、18Yによって現像されたトナー像を一次転写対象である中間転写ベルト16に順次転写する転写手段としての一次転写ローラ19K、19C、19M、19Yと、転写された後に各感光体ドラム12K、12C、12M、12Yの表面に残留しているトナーを除去するクリーニング装置20K、20C、20M、20Yとが設けられている。
Further, around each of the
ここで、各ラインヘッド11K、11C、11M、11Yは、上述した有機EL発光素子の配列方向が各感光体ドラム12K、12C、12M、12Yの母線に並行となるように固定されている。また、各ラインヘッド11K、11C、11M、11Yの発光エネルギーのピーク波長と各感光体ドラム12K、12C、12M、12Yの感度ピーク波長とは、略一致するように設定されている。
Here, the line heads 11K, 11C, 11M, and 11Y are fixed so that the arrangement direction of the organic EL light-emitting elements described above is parallel to the buses of the
現像装置18K、18C、18M、18Yは、例えば、現像剤として非磁性一成分トナーを用いるもので、その一成分現像剤を例えば供給ローラで現像ローラへ搬送し、現像ローラ表面に付着した現像剤の膜厚を規制ブレードで規制し、その現像ローラを各感光体ドラム12K、12C、12M、12Yに接触あるいは押厚させることにより、各感光体ドラム12K、12C、12M、12Yの電位レベルに応じて現像剤を付着させることによりトナー像として現像するものである。
The developing
このような4色の単色トナー像形成ステーションにより形成された黒、シアン、マゼンタ、イエローの各トナー像は、一次転写ローラ19K、19C、19M、19Yに印加される一次転写バイアスにより中間転写ベルト16上に順次一次転写され、中間転写ベルト16上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写ローラ21において用紙等の記録媒体Pに二次転写され、定着部である定着ローラ対22を通ることで記録媒体P上に定着され、排紙ローラ対23によって、装置上部に形成された排紙トレイ24上へ排出される。なお、二次転写ローラ21は、中間転写ベルト16との間で二次転写部を形成するものである。
The black, cyan, magenta, and yellow toner images formed by the four-color single-color toner image forming station are transferred to the
なお、この機構構成において、符号25は多数枚の記録媒体Pが積層保持されている給紙カセット、26は給紙カセット25から記録媒体Pを一枚ずつ給送するピックアップローラ、27は二次転写ローラ21の二次転写部への記録媒体Pの供給タイミングを規定するゲートローラ対、28は二次転写後に中間転写ベルト16の表面に残留しているトナーを除去するクリーニングブレードである。
In this mechanism configuration,
このような画像形成装置によれば、本実施形態に係るラインヘッド1を用いているので、ラインヘッド1における各種回路の静電破壊を防止することが可能であり、よって不具合発生の防止、安定動作を実現することが可能となる。 According to such an image forming apparatus, since the line head 1 according to the present embodiment is used, it is possible to prevent electrostatic breakdown of various circuits in the line head 1, thereby preventing occurrence of malfunction and stability. The operation can be realized.
なお、本願発明は、上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
(1)上記実施形態では、データ線312にESD保護素子60,61を設けることによりデータ線312に接続された各種回路の静電破壊を防止することについて説明したが、このデータ線312と同様に発光素子321の配列方向に沿って長く設けられる配線にスタート信号線304,クロック信号線305等の制御信号線がある。したがって、このような制御信号線にESD保護素子を設けることによって、当該制御信号線に接続された回路の静電破壊を防止することが可能となる。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, the following modifications can be considered.
(1) In the embodiment described above, the
(2)上記実施形態ではESD保護素子60〜62を保持トランジスタTFT1や駆動トランジスタTFT2と同様に薄膜トランジスタによって形成した。これは、ESD保護素子60〜62を保持トランジスタTFT1及び駆動トランジスタTFT2と同様に基板上に作り込むことを可能とするためのものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。
(3)上記実施形態ではタンデム方式の画像形成装置について説明したが、本発明はタンデム方式に限定されるものではない。
(2) In the above embodiment, the
(3) Although the tandem image forming apparatus has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to the tandem method.
1 ラインヘッド、60〜62 ESD保護素子、311 入力バッファ、301 電源配線、302 グランド配線、302b 背面陰極、303 シフトレジスタ、304 スタート信号線、305 クロック信号線、306 ゲート線、310 保護抵抗、312 データ線、313 引き出し線、321 発光素子、
1 line head, 60 to 62 ESD protection element, 311 input buffer, 301 power supply wiring, 302 ground wiring, 302b backside cathode, 303 shift register, 304 start signal line, 305 clock signal line, 306 gate line, 310 protection resistor, 312 Data line, 313 lead line, 321 light emitting element,
Claims (6)
前記データ線あるいは/及び制御信号線の少なくとも終端に静電保護回路を設けることを特徴とするラインヘッド。 A light emitting element line in which a plurality of light emitting elements are arranged in one line is provided, and a data line for supplying a data signal to the light emitting element and a control signal line for transmitting a control signal for controlling light emission of the light emitting element are emitted. A line head provided along the element line,
An electrostatic protection circuit is provided at least at a terminal of the data line and / or the control signal line.
該感光体を一様に帯電させる帯電手段と、
請求項1〜4いずれかに記載のラインヘッドを備え、前記感光体を露光することにより形成対象画像の静電潜像を前記感光体上に形成する露光手段と、
前記感光体上の静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記感光体上のトナー像を転写材に転写させる転写手段と、
前記転写材上のトナー像を定着させる定着手段と
を具備することを特徴とする画像形成装置。 A photoreceptor,
Charging means for uniformly charging the photoreceptor;
An exposure unit comprising the line head according to claim 1, and exposing the photosensitive member to form an electrostatic latent image of an image to be formed on the photosensitive member;
Developing means for developing the electrostatic latent image on the photoreceptor as a toner image;
Transfer means for transferring a toner image on the photoreceptor to a transfer material;
An image forming apparatus comprising: a fixing unit that fixes the toner image on the transfer material.
6. The image forming apparatus according to claim 5, wherein a color image is formed.
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