JP6217606B2 - 発光装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
OLEDは、駆動電流量が同一であっても、素子温度が変化すると発光量が変化する発光特性を有している。素子温度は環境温度の影響下にあるので、例えば、図15に示されるように、環境温度がT1からT2まで上昇すると、OLEDの発光量が減少する。発光量の変化は感光体上に形成される静電潜像に影響を与えるので、延いては画質の劣化を招く恐れがある。
[1]第1の実施の形態
まず、本発明の第1の実施の形態について説明する。
(1−1)画像形成装置の構成
図1は、本実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。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装置である。画像形成装置1が備える作像部101Y〜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。
同様にして、作像部101M〜101Kが形成したMCK各色のトナー像が互いに重なり合うように中間転写ベルト103上に1次転写されカラートナー像となる。中間転写ベルト103がカラートナー像を2次転写ローラー対104まで搬送するのに合わせて、給紙カセット105から供給された記録シートSも2次転写ローラー対104まで搬送される。
(1−2)光書込み装置100の構成
次に、光書込み装置100の構成について説明する。
図3に示されるように、OLEDパネル部200は、TFT(Thin Film Transistor)基板300、封止板301及びドライバーIC(Integrated Circuit)302等を備えている。TFT基板300には、多数のOLED201が主走査方向に沿ってライン状に配列されている。これらのOLED201は、一列に配列されていても良いし、千鳥配置にされていても良い。
ドライバーIC302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IC302には、OLED201の環境温度を検出する温度センサー320が内蔵されている。
次に、ドライバーIC302の構成について説明する。
図5は、ドライバーIC302の主要な機能構成を示すブロック図である。ドライバーIC302は、OLED201毎の設定光量Lを識別する識別子(以下、「設定光量識別子」という。)を記憶する設定光量記憶部501、初期状態かつ所定の環境温度(例えば、日本工業規格JIS Z 8703で定める標準状態の温度20℃、23℃又は25℃の何れか。)においてOLED201を設定光量Lで発光させるための駆動電流量(以下、「設定電流量」という。)を設定光量識別子毎に記憶する設定電流量記憶部502を備えている。補正係数テーブル503は、環境温度の範囲とOLED201毎の設定光量識別子との組み合わせ毎に補正係数を記憶する。
次に、環境温度の変動に起因するOLED201の光量変動を補正する方法について、図6のフローチャートを参照しながら説明する。
ドライバーIC302は、OLED201を発光させるのに先立って、温度センサー320にて環境温度を計測する(S601)。その後、OLED201毎にステップS602からS605までの処理を繰り返す。
次に、ステップS603においては、駆動電流量補正部504がOLED201毎の駆動電流量の補正値を算出する。駆動電流量補正部504は、まず、補正係数テーブル503を参照して環境温度と設定光量Lnとの組み合わせに対応する補正係数γを求める。補正係数テーブル503は、環境温度の範囲Tm(m=1〜M)と設定光量Lnとの組に対応する補正係数γを記憶する。環境温度の範囲Tmとしては、ステップS601で計測した環境温度を含む環境温度の範囲の欄が参照される。
このようにすれば、OLED201の設定電流量の違いによって環境温度に起因する光量の変動のしかたが変化しても、設定電流量毎の補正係数γを用いるので、光量変動を精度良く補正することができる。
[2]第2の実施の形態
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態に係る画像形成装置は、上記第1の実施の形態に係る画像形成装置と概ね共通の構成を備える一方、駆動電流量の補正方法において相違している。以下、主として相違点に着目して説明する。なお、上記第1の実施の形態と共通する部材については共通の符号を用いるものとする。
例えば、駆動電流量が同じであっても、ある劣化度で環境温度が高いほど発光量が少なくなっていたOLEDが、更に劣化が進むと環境温度が高いほど発光量が増えるというように、温度特性が変化する場合があることが詳細な実験を繰り返すことによって判明した。従って、上記従来技術のように単に駆動電流量を多くするだけでは、劣化による温度特性の変化に起因する発光量の変動を抑えることができない。
(2−1)ドライバーIC302の構成
まず、本実施の形態に係るドライバーIC302の構成について説明する。
図8は、ドライバーIC302の主要な機能構成を示すブロック図である。ドライバーIC302は、環境温度に起因するOLED201の光量変動を補正する際ために、OLED201毎に劣化度算出部801にて劣化度を算出する。この算出に際して、劣化度算出部801は、後述する劣化係数テーブル802と、OLED201毎の積算発光時間を記憶する積算発光時間記憶部803とを参照して、後述のように劣化度Dを算出する。
劣化係数テーブル802は、図12に例示されるように、積算発光時間、環境温度及び駆動電流量の組み合わせ毎に劣化係数δを記憶する。図12の例では、積算発光時間H0、環境温度T1、駆動電流値I1の劣化係数δ11が0(図12(a))、積算発光時間H1、環境温度T2、駆動電流値I2の劣化係数δ22が1.04(図12(b))、積算発光時間H2、環境温度T3、駆動電流値I3の劣化係数δ33が1.01(図12(c))等のように劣化係数δが記憶されている。
積算発光時間更新部808は、OLED201毎に、駆動電流量と環境温度の組み合わせ毎の積算発光時間を積算して、積算発光時間記憶部803に記憶させる。
次に、環境温度の変動に起因するOLED201の光量変動を補正する方法について、図9のフローチャートを参照しながら説明する。
ドライバーIC302は、OLED201を発光させるのに先立って、温度センサー320にて環境温度を計測する(S901)。その後、OLED201毎にステップS902からS904までの処理を繰り返す。まず、ステップS902においては、劣化度算出部801にてOLED201毎の劣化度Dを求める。
また、OLED201は、環境温度が高いほど劣化が早まり、駆動電流量が多いほど劣化が早まるという特性を有している。図10は、何れもOLED201に流す電流量を変化させずに発光させ続けた場合における発光量の変化を示すグラフであって、縦軸は初期発光量に対する発光量の比を表し、横軸が積算発光時間を表している。また、光量変化は、初期発光量に対する劣化後の発光量の比で表されている。
従って、OLED201毎に設定光量を調整することによって発光量を揃えると、発光時の環境温度が高いOLED201や駆動電流量を多く必要とするOLED201ほど早く劣化する。このため、劣化度算出部801は、設定光量LjのOLED201の劣化度Dを
図12は、N、Mが何れも3の場合について劣化係数δjkの値を列挙する劣化係数テーブル802を例示する表である。例えば、OLED201を環境温度T1、駆動電流量I1でH1時間だけ発光させた場合には、時間H1の劣化係数テーブル802の温度T1、駆動電流量I1の欄を参照すると、劣化係数δ11が1.07であることが分かる(図12(b))。従って、このOLED201の劣化度Dは、
その後、環境温度がT2に低下した状態で、OLED201を駆動電流量I1でH2時間だけ発光させた場合には、時間H2の劣化係数テーブル802の温度T2、駆動電流量I1の欄を参照すると、劣化係数δ12が1.13であることが分かる(図12(c))。従って、このOLED201の劣化度Dは、
次に、ステップS903においては、駆動電流量補正部804がOLED201毎の駆動電流量の補正値を算出する。駆動電流量補正部804は、まず、補正係数テーブル805を参照して劣化度D毎の補正係数γを求める。補正係数テーブル805は、劣化度D毎に設定光量Lnと現在の環境温度Tmとの組に対応する補正係数γを記憶するテーブルである。環境温度Tmとしては、ステップS901で計測した環境温度に対応する欄が参照される。
図13は、補正係数テーブル805を例示する表である。環境温度がT1の条件下で設定光量L1、劣化度1.07のOLED201を設定光量L1で発光させるための補正係数γは1.005であるので(図13(b))、補正後の駆動電流量Iは、設定電流量I1に補正係数γを乗算して、
その後、ステップS904においては、ステップS401で計測した環境温度の下、ステップS903で算出した駆動電流量IでOLED201を駆動した発光時間を積算発光時間更新部808が当該条件の積算発光時間に加算して、積算発光時間記憶部803に記憶させる。
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、OLED201の発光に先立って環境温度を検出する場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、印刷ジョブ毎に環境温度を検出してもよいし、ページ単位で環境温度を検出してもよい。また、定着装置のウォームアップ時など環境温度が早く変化する場合にはライン単位で環境温度を検出してもよい。
OLED201自体の素子温度は、OLED201の環境温度と相関しており、環境温度を用いてOLED201の素子温度を近似することができる。具体的には、OLED201の素子温度は、OLED201周辺の雰囲気温度やTFT基板300の温度、OLED201自体の発熱などの影響によって変動する。
また、OLED201はすべてTFT基板300上に実装されているため、TFT基板300を介した熱伝導によって互いに素子温度が近くなっている。このため、何れかのOLED201について環境温度を検出すればよい。
図14は、OLED201を点灯するための発光画素回路を例示する回路図である。図14に示されるように、発光画素回路14は、OLED201、駆動TFT1411及びキャパシター1412を1つずつ有している。OLED201を点灯する際には、まず、DAC1402が出力する輝度信号によってキャパシター1412に電荷が蓄積される。
駆動TFT1411は、電源1401から電源配線1421を経由して電流供給を受けて、ゲート−ソース間電圧に応じた駆動電流をOLED201に供給する。このようにして、輝度信号に応じた発光量でOLED201が発光する。
(5)上記第2の実施の形態においては、環境温度と駆動電流量との組み合わせに対応する劣化係数δを用いて劣化度Dを算出する場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次に様にしてもよい。
また、この環境温度の範囲の大きさは、一定である必要はなく、OLED201の劣化度Dに与える影響が同程度であるか否かによって、範囲の広狭を異ならせても良い。具体的には、劣化度Dに与える影響が広範囲に亘って同程度である場合には温度範囲を広くし、環境温度が少しでも異なると劣化度Dに与える影響が異なる場合には温度範囲を狭くしてもよい。
補正係数テーブル805において、環境温度の範囲を用いる場合も同様である。また、図13には、劣化係数δごとの補正係数テーブル805を例示したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、劣化係数δの範囲ごとに補正係数テーブル805を記憶しておいても良い。この場合においては、劣化係数δの範囲の広さはOLED201の特性に合わせて調節しても良い。
(9)上記実施の形態においては、画像形成装置1がタンデム型のカラープリンター装置である場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、タンデム型以外のカラープリンター装置に本発明を適用しても良いし、モノクロプリンター装置に本発明を適用しても良い。また、スキャナー装置を備えたコピー装置や、更に通信機能を備えたファクシミリ装置、これらの機能を兼ね備えた複合機(MFP: Multi-Function Peripheral)に本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。
100……………光書込み装置
201……………OLED
202……………ロッドレンズアレイ
302……………ドライバーIC
320……………温度センサー
501……………設定光量記憶部
502、806…設定電流量記憶部
503、805…補正係数テーブル
504、804…駆動電流量補正部
801……………劣化度算出部
802……………劣化係数テーブル
803……………積算発光時間記憶部
Claims (10)
- 発光素子と、
前記発光素子の環境温度を検出する検出手段と、
前記発光素子を発光させるための設定駆動信号を記憶する設定駆動信号記憶手段と、
前記環境温度に応じた補正係数を用いて前記設定駆動信号を補正することによって、前記発光素子を目標発光量で発光させるための駆動信号を算出する駆動信号算出手段と、を備え、
前記環境温度に応じた補正係数は、前記目標発光量毎に異なっている
ことを特徴とする発光装置。 - 目標発光量と環境温度との組み合わせ毎に前記補正値を記憶する補正値記憶手段を備え、
前記駆動信号算出手段は、前記補正値記憶手段が記憶している補正値を用いて駆動信号を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。 - 前記発光素子の劣化度を算出する劣化度算出手段を備え、
前記補正値は、更に、劣化度毎に異なっている
ことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。 - 前記劣化度算出手段は、環境温度毎の積算発光時間、駆動信号毎の積算発光時間、及び環境温度の各値と駆動信号の各値との組み合わせ毎の積算発光時間の何れかの積算発光時間を用いて前記劣化度を算出する
ことを特徴とする請求項3に記載の発光装置。 - 前記劣化度を算出するための劣化係数であって、環境温度毎の劣化係数、駆動信号毎の劣化係数、及び環境温度の各値と駆動信号の各値との組み合わせ毎の劣化係数の何れかを記憶する劣化係数記憶手段を備え、
前記劣化度算出手段は、環境温度毎の積算発光時間、駆動信号毎の積算発光時間、及び環境温度の各値と駆動信号の各値の組み合わせ毎の積算発光時間の何れかに、前記劣化係数を乗算することによって前記劣化度を算出する
ことを特徴とする請求項4に記載の発光装置。 - 前記劣化度算出手段は、過去の発光時における環境温度が高いほど、また、発光量が多い駆動信号ほど劣化度が高くなるように、劣化度を算出する
ことを特徴とする請求項3から5の何れかに記載の発光装置。 - 目標発光量、環境温度及び劣化度の組み合わせ毎に前記補正値を記憶する補正値記憶手段を備える
ことを特徴とする請求項3から6の何れかに記載の発光装置。 - 前記駆動信号は、電流信号と電圧信号との何れか一方である
ことを特徴とする請求項1から7の何れかに記載の発光装置。 - 前記発光素子はOLEDである
ことを特徴とする請求項1から8の何れかに記載の発光装置。 - 請求項1から9の何れかに記載の発光装置と、
前記発光装置により光書込みを受ける感光体と、
前記発光素子の出射光を前記感光体上に集光する集光手段と、を備え
前記発光素子は、複数個がライン状に配列されており、
前記集光手段は発光素子毎に集光力が異なっている
ことを特徴とする画像形成装置。
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