JP2004209776A - Line head and image formation device using it - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a line head and an image formation device using it which prevents degradation in a printing quality even when pixel defects are present in light emitting elements. <P>SOLUTION: A plurality of arrays of light emitting element arrays La-Ld capable of exposing the whole of an image region are set at the line head. Among the arrays, the light emitting element array La is a spare array set beforehand. That is, it is so set that a quantity of light necessary for exposure of an image carrier is obtained by a light emitting element group of the light emitting element arrays Lb-Ld. A quantity of light sensor is fitted in the line head to inspect at the time of shipment from a factory whether or not pixel defects are not present in the light emitting elements. In the case, for example, where it is detected by this inspection that a light emitting element Gp of the light emitting element array Lb has the pixel defect, light emission of the light emitting element array Lb is stopped, and the light emitting element array La is made to emit light. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００７】
表１において、ラインヘッドに２列の発光素子を配置してその中の１列を発光させる場合には、発光させる発光素子列に画素欠陥が存在する確率は、１−０．２＝０．となり歩留まりは８０％となる。
【０００８】
表２は、欠陥確率が２０％とした場合に、多重露光を行うことにより必要光量を得る例を示すものである。この例では、ラインヘッドに複数列配置された発光素子列の中で２列の発光素子を用いるものである。表２において、ラインヘッドに２列の発光素子を配置した場合には、表１から１列の発光素子列の歩留まりが８０％であるから、この場合の歩留まりは０．８Ｘ０．８＝０．６４、すなわち６４％となる。
【０００９】
【表２】

【００１０】
また、ラインヘッドに複数の発光素子を配置し、３列の発光素子を用いて多重露光を行う場合の歩留まりを表３に示す。この場合には、欠陥確率を２０％として歩留まりは０．８^３＝０．５１２、すなわち５１．２％となる。表１〜表３に示されているように、発光素子列数を増加させればラインヘッドの歩留まりは低下する。
【００１１】
【表３】

【００１２】
【特許文献１】
特開昭６１−１８２９６６号公報
【特許文献２】
特開昭６４−２６４６８号公報
【特許文献３】
特開平１１−１２９５４１号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、発光素子を複数列用いたラインヘッドにおいては、画素数が増加して画素欠陥が存在する確率が高くなる。図１２は、このような画素欠陥の例を示す説明図である。図１２（ａ）において、ラインヘッドに配置した発光素子列Ｌ０の中で、発光素子Ｇｘに画素欠陥があるものとする。このような発光素子列Ｌ０により図１２（ｂ）に示すようにＡａ〜Ａｎの画素列を走査して露光すると、印字画像にはＢｘのような縦方向の白筋が発生して印字品質が著しく低下してしまい、当該ラインヘッド全体が使用不能となる。
【００１４】
図１３は、画素欠陥の他の例を示す説明図である。図１３（ａ）に示す例では、ラインヘッドにＬａ〜Ｌｃの発光素子列を配置した場合に、発光素子列Ｌｂの発光素子Ｇｙに画素欠陥が存在するものとする。図１３（ｂ）の矢視Ｙ方向は主走査方向、Ｘ方向は副走査方向とする。図１３（ａ）のラインヘッドを用いて像担持体を副走査方向に移動させながら多重露光すると、図１３（ｂ）のＢｙに示すように印字画像に他の領域よりも薄い部分が形成され、画像品質が劣化する。なお、図１３（ａ）のように複数列の発光素子列を配列したラインヘッドは、多重露光に限定されず像担持体を露光する手段として一般に用いることができる。
【００１５】
このように、複数の発光素子を用いたラインヘッドにおいては、画素欠陥による歩留まり悪化で印字品質が劣化することが大きな問題となっている。また、使用中の耐久劣化により画素欠陥が発生した場合も、同様に印字品質が著しく低下してしまい、当該ラインヘッド全体を交換しなければならないという問題が生じていた。
【００１６】
特に、多重露光方式が適用される画像形成装置においては、通常の方式と比較して発光素子数が多く、画素欠陥が存在する確率が高まることになる。このため、さらに歩留まりが悪化したり、耐久劣化によるラインヘッドの交換が増加するという問題があった。多重露光方式の場合には、多少の発光のバラツキは平均化されて相殺される。しかしながら、画素欠陥のように他の発光素子とは大きく発光光量が異なる場合には、許容できない印字品質の劣化が発生する。
【００１７】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、発光素子の画素欠陥が存在する場合でも印字品質の劣化を防止し、ラインヘッドの歩留まりを向上させたラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のラインヘッドは、
画像領域の全域を露光可能な複数列の発光素子列を有するラインヘッドであって、
前記発光素子列は、像担持体の露光に必要な第１の発光素子列と、予備の第２の発光素子列とを含み、前記第１の発光素子列の中の発光素子に画素欠陥がある場合には、第２の発光素子列の発光素子を発光させることを特徴とする。このため、ラインヘッドに複数列の発光素子を配列して像担持体の露光を行う際に、発光素子に画素欠陥が存在する場合でも露光量が不足することを防止して印字品質の劣化を防止し、ラインヘッドの歩留まりを向上させることができる。
【００１９】
また、本発明は、記第１の発光素子列の中の発光素子に画素欠陥がある場合には、当該画素欠陥のある発光素子を含む発光素子列の発光を停止し、前記第２の発光素子列の全ての発光素子を発光させることを特徴とする。このため、発光素子列毎に、発光の停止と発光の開始の制御を行うので制御部の構成が簡略化される。
【００２０】
また、本発明は、前記第１の発光素子列の中の発光素子に画素欠陥がある場合には、当該画素欠陥のある発光素子の発光を停止し、前記画素欠陥のある発光素子と同じ発光素子群に含まれる前記第２の発光素子列の発光素子を選択して発光させることを特徴とする。このため、複数の発光素子に画素欠陥があった場合でも対応でき、画像形成の信頼性を増大させることができる。
【００２１】
また、本発明は、前記複数列の発光素子列を用いて多重露光を行うことを特徴とする。このため、多様な画像形成に対応することができる。
【００２２】
また、本発明は、前記発光素子は、有機ＥＬ素子であることを特徴とする。このため、発光素子をガラス基板上に容易に作成することができる。したがって、発光素子の形状を任意の形にできるため、低価格化が図れる。
【００２３】
また、本発明は、前記ラインヘッドを像担持体カートリッジに装着して、前記像担持体の周囲に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を配した状態で、前記像担持体上に形成されたトナー像を転写媒体に転写させるようにした画像形成装置を構成したことを特徴とする。このため、画質の劣化のない画像形成装置を提供することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。図４は、本発明の基本原理を説明する特性図である。図４は、像担持体の露光部と非露光部の表面電位Ｖｓの分布を示している。Ｖｄは、現像バイアス電圧である。発光素子を、現像バイアス電圧以上の電圧で動作させることにより、露光に必要な光量が得られる。
【００２５】
図５は、像担持体のＰＩＤＣ特性（光減衰特性）を示す特性図である。図５の縦軸には像担持体の表面電位Ｖｓ（負電位）を、横軸には露光エネルギーが示されている。本発明においては、ラインヘッドに複数列の光学素子を配列した際に、同一画像領域を露光する光学素子の副走査方向の配列を発光素子群、主走査方向の配列を発光素子列と称する。
【００２６】
本発明の実施形態においては、像担持体の表面電位Ｖｓ｜Ｖ｜と現像バイアス電圧Ｖｄ｜Ｖ｜との差Ｆｘ（図５）の変化量を１０％以内としている。このことは、図５の特性図においてＰＩＤＣ曲線の漸近線Ｈｘ付近で発光素子を動作させていることを意味している。漸近線の付近では、露光エネルギーが増大しても像担持体の表面電位の変動が少なくなり安定した露光を行うことができる。
【００２７】
本発明の実施形態において、図５の例では、像担持体の帯電電位をー５５０Ｖ、現像バイアス電圧をー２００Ｖ、漸近線Ｈｘ付近の像担持体の表面電位をＶｓａとしている。
【００２８】
具体的には、画素欠陥のない発光素子群で露光したときに、Ｖｓ＝Ｖｓ１、Ｖ１＝Ｖｓ１−Ｖｄとする。また、画素欠陥のある発光素子群で露光したときに、Ｖｓ＝Ｖｓ２、Ｖ２＝Ｖｓ２−Ｖｄとする。このように、像担持体の表面電位Ｖｓと現像バイアス電圧Ｖｄを設定した際に、次の条件、｜（Ｖ１−Ｖ２／Ｖ１）｜≦０．１、を満足させるようにしている。
【００２９】
図６は、ラインヘッドにＬｐ、Ｌｑ、Ｌｒの複数列の発光素子を配列して、像担持体を露光する場合の露光エネルギーの分布を示す説明図である。図６（ａ）では、発光素子列Ｌｑの発光素子Ｇｚに画素欠陥があるものとする。この場合の副走査方向のＸａ方向の露光エネルギー分布、すなわち、各発光素子群の露光エネルギー分布を示している。
【００３０】
図６（ａ）の例では、像担持体の露光には発光素子列Ｌｐ、Ｌｑを使用し、発光素子列Ｌｒは予備列として予め形成されている。発光素子列Ｌｑの発光素子Ｇｚに画素欠陥がある場合には、発光素子列Ｌｑの発光素子を発光させず、代わりに予備列の発光素子列Ｌｒの発光素子を発光させる。または、発光素子列Ｌｑの中で画素欠陥のある発光素子Ｇｚのみを使用せず、代わりに発光素子列Ｌｒの対応する発光素子群である発光素子Ｇｃを発光させる。このように、正常な発光素子１個の露光エネルギーを１とすると、画素欠陥のある発光素子Ｇｚが発生した場合でも、すべての発光素子群の露光エネルギーＥｘは２となる。
【００３１】
本発明においては、前記図５で説明したようにＰＩＤＣ曲線の漸近線Ｈｘ付近で発光素子を動作させている。すなわち、像担持体の露光に必要な光量が得られる領域で発光素子を動作させている。そして、いずれかの発光素子に画素欠陥が生じた場合には予め設定されている予備列の発光素子を発光させている。このため、印字画像の品質劣化がなく信頼性のある画像形成がなされる。なお、図６（ａ）の構成で多重露光を行うこともできる。この場合には、像担持体を矢視Ｘａ方向に移動させながら画像形成を行う。このように、本発明は多重露光にも適用できるので、多様な画像形成に対応することができる。
【００３２】
図６（ｂ）は、発光素子列Ｌｓの発光素子Ｇｕと発光素子列Ｌｗの発光素子Ｇｖに画素欠陥がある例を示している。この場合には、発光素子列Ｌｔを予め形成されている予備列として選定する。発光素子Ｇｕの発光素子群に含まれる発光素子列Ｌｔの発光素子Ｇｄを動作させる。また、発光素子Ｇｖの発光素子群に含まれる発光素子列Ｌｔの発光素子Ｇｅを動作させる。このため、各発光素子群の露光エネルギーは２となる。図６（ｂ）においても、像担持体を矢視Ｘａ方向に移動させながら画像形成を行う多重露光方式を適用することができる。
【００３３】
本発明においては、ある確率で画素欠陥が生じた発光素子が存在する場合であっても、前記のように各発光素子群は像担持体の同一ドットの画素を露光する際に必要な光量が得られるように特性を設定している。このため、ラインヘッドに複数列の発光素子を配列して露光を行う際に、発光素子の画素欠陥の影響を受けずにむらのない画像を形成することができる。また、画素欠陥があった場合でもラインヘッドの交換が不要であり、ラインヘッドの歩留まりを向上させることができる。
【００３４】
また、本発明においては、例えば図６（ａ）、（ｂ）のようにラインヘッドに複数列の発光素子列を配置し、予備列を設けた場合に、画素欠陥のある発光素子列の発光素子を発光させず、予備列の発光素子を発光させるものである。すなわち、発光素子列毎の制御を行うので制御部の構成が簡略化される。
【００３５】
図１、図２は、本発明の実施形態の説明図である。図１において、ラインヘッドには第１の発光素子列Ｌｂ〜Ｌｄと、第２の発光素子列Ｌａが設けられている。この中で、第２の発光素子列Ｌａは予め設けられている前記予備列である。すなわち、第１の発光素子列Ｌｂ〜Ｌｄの発光素子群で、像担持体の露光に必要な光量が得られるように設定されている。
【００３６】
ラインヘッドには光量センサを設けておき、例えば工場出荷時に発光素子に画素欠陥が存在しないかどうかを検査する。この検査によって、例えば第１の発光素子列に含まれる発光素子列Ｌｂの発光素子Ｇｐに画素欠陥があることが検出されたものとする。
【００３７】
この場合には、第１の発光素子列Ｌｂの発光を停止し、代わりに第２の発光素子列Ｌａを動作させる。したがって、露光量が不足する事態を防止し、像担持体の露光に必要な光量が得られて印字画像の品質劣化を防止することができる。
【００３８】
図２の例は、第２の発光素子列Ｌｅが予め設けられている予備列である。この例では、第１の発光素子列に含まれる発光素子列Ｌｆの発光素子Ｇｑと発光素子列Ｌｇの発光素子Ｇｗに画素欠陥があることが検出されている。この場合には、予備列Ｌｅの発光素子の中で、前記画素欠陥がある発光素子と同じ発光素子群に含まれる発光素子Ｇａ、Ｇｂを選択して発光させる。このように、図２の例では複数の発光素子に画素欠陥があった場合でも対応でき、画像形成の信頼性を増大させることができる。なお、図１、図２の例は、多重露光用のラインヘッドとしても用いることができる。
【００３９】
図３は、本発明の制御部の構成を示す概略のブロック図である。図３において、ラインヘッド７０には、前記ＴＦＴなどで構成される制御部が設けられている。７５は制御回路、７６はＸドライバ、７７はＹドライバ、６１は有機ＥＬ素子である。有機ＥＬ素子６１は、前記Ｘドライバ７６およびＹドライバ７７の出力線の交点にマトリクス状に接続されている。８０は制御部と接続される本体コントローラである。ラインヘッド７０に設けた制御部と本体コントローラ８０間では、必要な信号やデータの授受を行う。
【００４０】
制御回路７５は、発光素子の画素欠陥情報に基づきＸドライバ７６およびＹドライバ７７に制御信号を出力する。図１の例では、制御回路７５で形成された制御信号に基づいて、Ｙドライバ７７から出力される信号で発光素子列Ｌｂの発光素子の発光を停止し、発光素子列Ｌｂの発光素子の発光を開始させる制御を行う。前記制御回路７５への発光素子の画素欠陥情報は、光学センサなどによる検査結果を入力することにより取得できる。なお、画素欠陥のある発光素子を含む発光素子列Ｌｂは、当該発光素子列のリード線を切断することにより動作を停止させても良い。
【００４１】
次に、図２の例について、制御回路７５の動作について説明する。この場合には、Ｙドライバ７７から出力される信号で発光素子列Ｌｆを選択する。また、Ｘドライバ７６から出力される信号で、画素欠陥がある発光素子Ｇｑを含む発光素子群を選択する。このようにして、発光素子Ｇｑを選択し、発光を停止させる。また、Ｙドライバ７７から出力される信号で予備列の発光素子列Ｌｅを選択し、発光素子Ｇｑと同じ発光素子群に含まれる発光素子Ｇａを選択して発光させる。
【００４２】
同様にして、Ｘドライバ７６およびＹドライバ７７から出力される信号で、画素欠陥のある発光素子Ｇｗの発光を停止させる。また、予備列の発光素子列Ｌｅを選択し、発光素子Ｇｗと同じ発光素子群に含まれる発光素子Ｇｂを選択して発光させる。このように、本発明の制御部は、ラインヘッドに複数列配列された発光素子列の各発光素子にマトリクス状に信号線を接続しているので、画素欠陥のある発光素子列の発光素子の発光を停止させて、予備列の発光素子列の発光素子を発光させることができる。また、個別の発光素子を選択して発光の停止や発光の開始の制御を行うことができる。
【００４３】
図７は、本発明が適用される画像形成装置の１実施例の全体構成を示す模式的断面図である。本実施例は、転写ベルトとして中間転写ベルトを用いる例である。
【００４４】
図７において、画像形成装置１は、ハウジング本体２と、ハウジング本体２の前面に開閉自在に装着された第１の開閉部材３と、ハウジング本体２の上面に開閉自在に装着された第２の開閉部材（排紙トレイを兼用している）４とを有している。さらに、第１の開閉部材３には、ハウジング本体２の前面に開閉自在に装着された開閉蓋３’を備え、開閉蓋３’は第１の開閉部材３と連動して、または独立して開閉可能にされている。
【００４５】
ハウジング本体２内には、電源回路基板及び制御回路基板を内蔵する電装品ボックス５、画像形成ユニット６、送風ファン７、転写ベルトユニット９、給紙ユニット１０が配設され、第１の開閉部材３内には、二次転写ユニット１１、定着ユニット１２、記録媒体搬送手段１３が配設されている。画像形成ユニット６及び給紙ユニット１０内の消耗品は、本体に対して着脱可能な構成であり、その場合には、転写ベルトユニット９を含めて取り外して修理又は交換を行うことが可能な構成になっている。
【００４６】
ハウジング本体２の前面下部の両側には、回動軸３ｂを介して第１の開閉部材３がハウジング本体２に開閉自在に装着されている。転写ベルトユニット９は、ハウジング本体２の下方に配設され図示しない駆動源により回転駆動される駆動ローラ１４と、駆動ローラ１４の斜め上方に配設される従動ローラ１５と、この２本のローラ１４、１５間に張架されて図示矢印方向へ循環駆動される中間転写ベルト１６と、中間転写ベルト１６の表面に離当接されるクリーニング手段１７とを備えている。
【００４７】
従動ローラ１５及び中間転写ベルト１６が駆動ローラ１４に対して図で左側に傾斜する方向に配設されている。これにより、中間転写ベルト１６駆動時のベルト搬送方向が下向きになるベルト面１６ａが下方に位置するようにされている。上記駆動ローラ１４及び従動ローラ１５は、支持フレーム９ａに回転自在に支持され、支持フレーム９ａの下端には回動部９ｂが形成されている。この回動部９ｂはハウジング本体２に設けられた回動軸（回動支点）２ｂに嵌合され、これにより、支持フレーム９ａはハウジング本体２に対して回動自在に装着されている。
【００４８】
また、支持フレーム９ａの上端にはロックレバー９ｃが回動自在に設けられ、ロックレバー９ｃはハウジング本体２に設けられた係止軸２ｃに係止可能にされている。クリーニング手段１７は、搬送方向下向きのベルト面１６ａ側に設けられている。中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａ裏面には、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの像担持体２０に対向して板バネ電極からなる一次転写部材２１がその弾性力で当接され、一次転写部材２１には転写バイアスが印加されている。
【００４９】
転写ベルトユニット９の支持フレーム９ａには、駆動ローラ１４に近接してテストパターンセンサ１８が設置されている。このテストパターンセンサ１８は、中間転写ベルト１６上の各色トナー像の位置決めを行うとともに、各色トナー像の濃度を検出し、各色画像の色ずれや画像濃度を補正するためのセンサである。
【００５０】
画像形成ユニット６は、複数（本実施例では４つ）の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションＹ（イェロー用）、Ｍ（マゼンタ用）、Ｃ（シアン用）、Ｋ（ブラック用）を備えている。各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋにはそれぞれ、感光ドラムからなる像担持体２０と、像担持体２０の周囲に配設された、帯電手段２２、像書込手段２３及び現像手段２４を有している。
【００５１】
帯電手段２２、像書込手段２３及び現像手段２４は、画像形成ステーションＹのみに図番を付けており、他の画像形成ステーションについては構成が同一のため、図番を省略する。また、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの配置順序は任意である。そして、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの像担持体２０が中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａに当接されるようにされ、その結果、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋも駆動ローラ１４に対して図で左側に傾斜する方向に配設されることになる。像担持体２０は、図示矢印に示すように中間転写ベルト１６の搬送方向に回転駆動される。
【００５２】
帯電手段２２は、高電圧発生源に接続された導電性ブラシローラで構成され、ブラシ外周が感光体である像担持体２０に対して、逆方向で、かつ、２〜３倍の周速度で当接回転して像担持体２０の表面を一様に帯電させる。また、本実施例のように、クリーナレス構成の画像形成装置にこのような導電性ブラシローラを用いる場合には、非画像形成時にブラシローラへトナーの帯電極性と同極性のバイアスを印加することで、ブラシローラに付着した転写残りトナーを像担持体２０に放出させ、一次転写部で中間転写ベルト１６上に転写して、中間転写ベルト１６のクリーニング手段１７で回収する構成とすることができる。
【００５３】
像書込手段２３は、有機ＥＬ発光素子を像担持体２０の軸方向に列状に配列した有機ＥＬアレイ露光ヘッドを用いている。有機ＥＬアレイ露光ヘッドは、レーザー走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトであり、像担持体２０に対して近接配置が可能であり、装置全体を小型化できるという利点を有する。各画像形成ステーションのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの像担持体２０、帯電手段２２及び像書込手段２３を１つの像担持体ユニット２５としてユニット化している。
【００５４】
そして、転写ベルトユニット９と共に支持フレーム９ａに交換可能にすることにより、有機ＥＬアレイ露光ヘッドの像担持体２０に対する位置決めを保持する構成としている。また、像担持体ユニット２５の交換時には有機ＥＬアレイ露光ヘッドを含めて交換する構成としている。
【００５５】
次に、現像手段２４の詳細について、画像形成ステーションＫを例として説明する。現像手段２４は、トナー（図のハッチング部）を貯留するトナー貯留容器２６と、このトナー貯留容器２６内に形成されたトナー貯留部２７と、トナー貯留部２７内に配設されたトナー撹拌部材２９と、トナー貯留部２７の上部に区画形成された仕切部材３０を有している。
【００５６】
また、仕切部材３０の上方に配設されたトナー供給ローラ３１と、仕切部材３０に設けられトナー供給ローラ３１に当接されるブレード３２と、トナー供給ローラ３１及び像担持体２０に当接するように配設される現像ローラ３３と、現像ローラ３３に当接される規制ブレード３４とが設けられている。像担持体２０は中間転写ベルト１６の搬送方向に回転される。また、現像ローラ３３及び供給ローラ３１は、図示矢印に示すように、像担持体２０の回転方向とは逆方向に回転駆動され、一方、撹拌部材２９は供給ローラ３１の回転方向とは逆方向に回転駆動される。
【００５７】
トナー貯留部２７において撹拌部材２９により撹拌、運び上げられたトナーは、仕切部材３０の上面に沿ってトナー供給ローラ３１に供給され、供給されたトナーはブレード３２と摺擦して供給ローラ３１の表面凹凸部への機械的付着力と摩擦帯電力による付着力によって、現像ローラ３３の表面に供給される。現像ローラ３３に供給されたトナーは規制ブレード３４により所定厚さの層厚に規制され、薄層化したトナー層は、像担持体２０へと搬送される。このトナー層は、現像ローラ３３と像担持体２０が接触して構成するニップ部及びこの近傍で像担持体２０の潜像部を現像する。
【００５８】
給紙ユニット１０は、記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット３５と、給紙カセット３５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３６とからなる給紙部を備えている。第１の開閉部材３内には、二次転写部への記録媒体Ｐの給紙タイミングを規定するレジストローラ対３７と、駆動ローラ１４及び中間転写ベルト１６に圧接される二次転写手段としての二次転写ユニット１１と、定着ユニット１２と、記録媒体搬送手段１３と、排紙ローラ対３９と、両面プリント用搬送路４０を備えている。
【００５９】
定着ユニット１２は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ４５と、この加熱ローラ４５を押圧付勢する加圧ローラ４６と、加圧ローラ４６に揺動可能に配設されたベルト張架部材４７と、加圧ローラ４５とベルト張架部材４７間に張架された耐熱ベルト４９を有している。記録媒体に二次転写されたカラー画像は、加熱ローラ４５と耐熱ベルト４９で形成するニップ部で所定の温度で記録媒体に定着される。
【００６０】
図８は、図７の像担持体２０近傍の部分的な断面図である。像担持体ユニット２５は、中間転写ベルト１６に接する側が開口した不透明な金属板等からなるケース５０中に、相互に離間して平行に画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４本の像担持体（感光体ドラム）２０が回転可能に支持されている。
【００６１】
各像担持体２０の所定位置で当接回転するように帯電手段２２の導電性ブラシローラが支持されており、帯電手段２２の下流側に各々有機ＥＬアレイ露光ヘッドからなる像書込手段２３が各像担持体２０に位置決めしてそれに平行に支持されている。像書込手段２３の下流側のケース５０の壁面には、各像担持体２０に対応して現像手段２４の現像ローラ３３を当接させる開口５１が設けられている。各開口５１と像書込手段２３の間には、ケース５０の遮蔽部分５２が残されており、また、帯電手段２２と像書込手段２３の間にケース５０の遮蔽部分５３が残されている。
【００６２】
この遮蔽部分５２、５３、特に、開口５１と像書込手段２３の間の遮蔽部分５２が像書込手段２３中の有機ＥＬ材料からなる発光部へ外から紫外線が達するのを防いでいる。７２は、有機ＥＬ発光素子アレイ５６を前面から覆う屈折率分布型ロッドレンズアレイ５５が汚れた場合に、拭き取りを行うクリーニングパッドである。クリーニングパッド７２は、図示を省略した把手により往復動される。６１は有機ＥＬ発光素子アレイ、６５は屈折率分布型ロッドレンズアレイである。
【００６３】
図９は、像書込手段２３を拡大して示す概略の斜視図である。図９においては、像書込手段２３に設けるラインヘッドの細部が示されている。像担持体ユニット２５に取り付けられた各像担持体（感光体ドラム）２０に対して、像書込手段２３を正確に位置決めするための機構が示されている。像担持体２０は、図７、図８に示されているように、その軸で像担持体ユニット２５のケース５０内に回転可能に取り付けられている。
【００６４】
一方、有機ＥＬ発光素子アレイ６１は、長尺のハウジング６０中に保持されている。長尺のハウジング６０の両端に設けた位置決めピン６９をケース５０の対向する位置決め穴に嵌入させる。また、長尺のハウジング６０の両端に設けたねじ挿入孔６８を通して固定ねじをケース５０のねじ穴にねじ込んで固定することにより、各像書込手段２３が所定位置に固定される。
【００６５】
像書込手段２３は、ガラス基板６２上に有機ＥＬ発光素子アレイ６１の発光部を載置し、同じガラス基板６２上に形成されたＴＦＴ７１により駆動される。屈折率分布型ロッドレンズアレイ６５は結像光学系を構成し、発光部の前面に配置される屈折率分布型ロッドレンズ６５’を俵積みしている。ハウジング６０は、ガラス基板６２の周囲を覆い、像担持体２０に面した側は開放する。このようにして、屈折率分布型ロッドレンズ６５’から像担持体２０に光線を射出する。ハウジング６０のガラス基板６２の端面と対向する面には、光吸収性の部材（塗料）が設けられている。
【００６６】
図１０は、像書込手段２３の副走査方向の断面図である。像書込手段２３には、ハウジング６０中の屈折率分布型ロッドレンズアレイ６５の後面に面して取り付けられた有機ＥＬ発光素子アレイ６１と、ハウジング６０の背面からその中の有機ＥＬ発光素子アレイ６１を遮蔽する不透明なカバー６６とが設けられている。
【００６７】
また、固定板バネ６７によりハウジング６０背面に対してカバー６６を押圧して、ハウジング６０内を光密に密閉する。すなわち、ガラス基板６２は、固定板バネ６７によりハウジング６０で光学的に密閉されている。このため、ガラス基板６２の端面における全反射を防止し、効率良く光を吸収することができる。固定板バネ６７は、ハウジング６０の長手方向に複数個所設けられている（図９では図示を省略している）。
【００６８】
図１０において、不透明部材からなるハウジング６０は、光を吸収する材質、例えば黒色ポリスチレンなどの合成樹脂や、アルマイト処理したアルミニュームなどが用いられる。また、ガラス基板６２の両側の厚さ方向端面、すなわち、副走査方向における厚さ方向端面と対向するハウジング６０の面には黒色塗料を塗布して、光吸収特性を高めている。
【００６９】
このように、本発明においては発光素子として有機ＥＬ素子を用いている。このため、発光素子をガラス基板上に容易に作成することができる。したがって、発光素子の形状を任意の形にできるため、低価格化が図れる。また、前記ラインヘッドを画像形成装置に用いているので、画像劣化が少ない画像形成装置を提供することができる。
【００７０】
次に、本発明に係る画像形成装置の他の実施の形態について説明する。図１１は、本発明が適用される画像形成装置の構成図である。図１１において、画像形成装置１６０には主要構成部材として、ロータリ構成の現像装置１６１、像担持体として機能する感光体ドラム１６５、有機ＥＬアレイが設けられている像書込手段１６７、中間転写ベルト１６９、定着器の加熱ローラ１７２、用紙搬送路１７４、給紙トレイ１７８が設けられている。
【００７１】
現像装置１６１は、現像ロータリ１６１ａが軸１６１ｂを中心として矢視Ａ方向に回転する。現像ロータリ１６１ａの内部は４分割されており、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色の像形成ユニットが設けられている。１６２ａ〜１６２ｄは、前記４色の各像形成ユニットに配置されており、矢視Ｂ方向に回転する現像ローラ、１６３ａ〜１６３ｄは、矢視Ｃ方向に回転するトナ−供給ローラである。また、１６４ａ〜１６４ｄはトナーを所定の厚さに規制する規制ブレードである。
【００７２】
１６５は、前記のように像担持体として機能する感光体ドラム、１６６は一次転写部材、１６８は帯電器、１６７は像書き込み手段で有機ＥＬアレイが設けられている。感光体ドラム１６５は、図示を省略した駆動モータ、例えばステップモータにより現像ローラ１６２ａとは逆方向の矢視Ｄ方向に駆動される。
【００７３】
中間転写ベルト１６９は、従動ローラ１７０ｂと駆動ローラ１７０ａ間に張架されており、駆動ローラ１７０ａが前記感光体ドラム１６５の駆動モータに連結されて、中間転写ベルトに動力を伝達している。当該駆動モータの駆動により、中間転写ベルト１６９の駆動ローラ１７０ａは感光体ドラム１６５とは逆方向の矢視Ｅ方向に回動される。
【００７４】
用紙搬送路１７４には、複数の搬送ローラと排紙ローラ対１７６などが設けられており、用紙を搬送する。中間転写ベルト１６９に担持されている片面の画像（トナー像）が、二次転写ローラ１７１の位置で用紙の片面に転写される。二次転写ローラ１７１は、クラッチにより中間転写ベルト１６９に離当接され、クラッチオンで中間転写ベルト１６９に当接されて用紙に画像が転写される。
【００７５】
上記のようにして画像が転写された用紙は、次に、定着ヒータＨを有する定着器で定着処理がなされる。定着器には、加熱ローラ１７２、加圧ローラ１７３が設けられている。定着処理後の用紙は、排紙ローラ対１７６に引き込まれて矢視Ｆ方向に進行する。この状態から排紙ローラ対１７６が逆方向に回転すると、用紙は方向を反転して両面プリント用搬送路１７５を矢視Ｇ方向に進行する。１７７は電装品ボックス、１７８は用紙を収納する給紙トレー、１７９は給紙トレー１７８の出口に設けられているピックアップローラである。
【００７６】
用紙搬送路において、搬送ローラを駆動する駆動モータは、低速のブラシレスモータが用いられる。また、中間転写ベルト１６９は色ずれ補正などが必要となるのでステップモータが用いられている。これらの各モータは、図示を省略している制御手段からの信号により制御される。図１１の状態で、イエロー（Ｙ）の静電潜像が感光体ドラム１６５に形成され、現像ローラ１６２ａに高電圧が印加されることにより、感光体ドラム１６５にはイエローの画像が形成される。イエローの裏側および表側の画像がすべて中間転写ベルト１６９に担持されると、現像ロータリ１６１ａが矢視Ａ方向に９０度回転する。
【００７７】
中間転写ベルト１６９は１回転して感光体ドラム１６５の位置に戻る。次にシアン（Ｃ）の２面の画像が感光体ドラム１６５に形成され、この画像が中間転写ベルト１６９に担持されているイエローの画像に重ねて担持される。以下、同様にして現像ロータリ１６１の９０度回転、中間転写ベルト１６９への画像担持後の１回転処理が繰り返される。４色のカラー画像担持には中間転写ベルト１６９は４回転して、その後に更に回転位置が制御されて二次転写ローラ１７１の位置で用紙に画像を転写する。
【００７８】
給紙トレー１７８から給紙された用紙を搬送路１７４で搬送し、二次転写ローラ１７１の位置で用紙の片面に前記カラー画像を転写する。片面に画像が転写された用紙は前記のように排紙ローラ対１７６で反転されて、搬送径路で待機している。その後、用紙は適宜のタイミングで二次転写ローラ１７１の位置に搬送されて、他面に前記カラー画像が転写される。ハウジング１８０には、排気ファン１８１が設けられている。
【００７９】
以上、本発明のラインヘッドとそれを用いた画像形成装置をいくつかの実施例に基づいて説明した。本発明によれば画質の劣化のない画像形成装置を提供することができる。本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【００８０】
なお、本発明の構成で、表１においてラインヘッドに２列の発光素子を配置してその中の１列を発光させる場合には、発光させる発光素子列に画素欠陥が存在する確率は、０．２Ｘ０．２＝０．０４となり歩留まりは９６％となる。同様に、ラインヘッドに３列の発光素子を配置してその中の１列を発光させる場合には、発光させる発光素子列に画素欠陥が存在する確率は、０．２Ｘ０．２Ｘ０．２＝０．００８となり歩留まりは９９．２％となる。このように発光素子列を増加させることにより、ラインヘッドの歩留まりを向上させることができる。
【００８１】
また、表２の多重露光を行う例では、２列の発光素子列を用いる場合に、ラインヘッドに３列の発光素子列を配置し、その中の２列を選択して発光させる場合には、ラインヘッドの歩留まりは８９．６％に向上する。さらに、表３の３列の発光素子列を使用する際に、ラインヘッドに配置された４列の発光素子列から３列を選択した場合には、ラインヘッドの歩留まりは８１．９２％に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】発光素子列の配列例を示す説明図である。
【図２】発光素子列の配列例を示す説明図である。
【図３】制御部のブロック図である。
【図４】露光エネルギーの分布を示す説明図である。
【図５】担持体のＰＩＤＣ特性（光減衰特性）を示す特性図である。
【図６】発光素子列の配列例を示す説明図である。
【図７】画像形成装置の全体構成を示す模式的断面図である。
【図８】図７の一部を拡大して示す断面図である。
【図９】ラインヘッドの一例を示す斜視図である。
【図１０】像書込手段の副走査方向の断面図である。
【図１１】本発明が適用される画像形成装置の構成図である。
【図１２】従来例の説明図である。
【図１３】従来例の説明図である。
【符号の説明】
１…画像形成装置、２…ハウジング本体、６…画像形成ユニット、２０…像担持体、２３…像書込手段、２４…現像手段、２５…像担持体ユニット（像担持体カートリッジ）、６１…有機ＥＬ発光素子アレイ、６２…ガラス基板、７０…ラインヘッド、７１…ＴＦＴ、７５…制御回路、７６…Ｘドライバ、７７…Ｙドライバ、８０…本体コントローラ、１６０…画像形成装置、１６１…現像装置、１６５…感光体ドラム、１６７…像書き込み手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a line head that prevents print quality deterioration even when a pixel defect is present in a light emitting element and improves the line head yield, and an image forming apparatus using the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile using an electrophotographic method, a laser scanning optical system is generally used as an optical writing unit.
[0003]
Recently, an image forming apparatus using a recording array head in which optical recording elements are arranged in a plurality of rows as an optical writing means has been developed. For example, in Patent Document 1, in such a recording array head, image data is shifted to a sub-scanning direction and is irradiated on a photosensitive drum. Therefore, it is described that an image can be formed at a high speed even when an optical recording element having a low light emission output is used.
[0004]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163873 discloses that an EL element panel in which a large number of EL elements are arranged is used to flow image data to the EL element panel at a speed equal to the moving speed of the photosensitive drum, thereby increasing the amount of emitted light to increase the speed. The correspondence is described. Further, Patent Document 3 describes that when multiplex printing of one pixel is performed using an array chip of two or more rows, gradation control is performed by changing the number of light emitting elements to emit light.
[0005]
As described above, in a line head using a plurality of light emitting elements, there is a probability that there is a pixel defect that does not emit light or has a very small amount of emitted light due to a problem in a manufacturing process. When the light emitting elements are arranged in a plurality of rows, the probability that the light emitting elements have a defect is assumed to be 20%. Table 1 shows the yield calculation when a required amount of light is obtained by illuminating only one row of light emitting elements when the light emitting elements are arranged in one row in the line head.
[0006]
[Table 1]

[0007]
In Table 1, when two lines of light emitting elements are arranged in the line head and one of them emits light, the probability that a pixel defect exists in the light emitting element array to emit light is 1−0.2 = 0. And the yield is 80%.
[0008]
Table 2 shows an example in which a required light amount is obtained by performing multiple exposure when the defect probability is set to 20%. In this example, two rows of light emitting elements are used among a plurality of light emitting element rows arranged in a line head. In Table 2, when two rows of light emitting elements are arranged in the line head, the yield of one row of light emitting element rows from Table 1 is 80%, and the yield in this case is 0.8 × 0.8 = 0. 64, that is, 64%.
[0009]
[Table 2]

[0010]
Table 3 shows the yield when a plurality of light emitting elements are arranged in a line head and multiple exposures are performed using light emitting elements in three rows. In this case, the yield is ^0.8 3 = 0.512, that is 51.2% of the defect probability of 20%. As shown in Tables 1 to 3, as the number of light emitting element columns increases, the yield of the line head decreases.
[0011]
[Table 3]

[0012]
[Patent Document 1]
JP-A-61-182966 [Patent Document 2]
JP-A-64-26468 [Patent Document 3]
JP-A-11-129541
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in a line head using a plurality of rows of light emitting elements, the number of pixels increases and the probability that a pixel defect exists increases. FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of such a pixel defect. In FIG. 12A, it is assumed that the light emitting element Gx has a pixel defect in the light emitting element row L0 arranged in the line head. When the pixel rows Aa to An are scanned and exposed by such a light emitting element row L0 as shown in FIG. 12B, a vertical white streak such as Bx occurs in the print image, and the print quality is reduced. As a result, the entire line head becomes unusable.
[0014]
FIG. 13 is an explanatory diagram showing another example of the pixel defect. In the example illustrated in FIG. 13A, it is assumed that when the light emitting element rows La to Lc are arranged in the line head, a pixel defect exists in the light emitting element Gy of the light emitting element row Lb. In FIG. 13B, the Y direction is the main scanning direction, and the X direction is the sub scanning direction. When multiple exposure is performed while moving the image carrier in the sub-scanning direction using the line head of FIG. 13A, a thinner portion is formed in the printed image than other regions as indicated by By in FIG. 13B. , Image quality is degraded. Note that a line head in which a plurality of light emitting element rows are arranged as shown in FIG. 13A is not limited to multiple exposure, and can be generally used as a means for exposing an image carrier.
[0015]
As described above, in the line head using a plurality of light emitting elements, there is a serious problem that the print quality is deteriorated due to a decrease in yield due to a pixel defect. Also, when a pixel defect occurs due to deterioration in durability during use, the printing quality is similarly significantly reduced, and there has been a problem that the entire line head must be replaced.
[0016]
In particular, in an image forming apparatus to which the multiple exposure method is applied, the number of light emitting elements is larger than that in a normal method, and the probability that a pixel defect exists is increased. For this reason, there is a problem that the yield is further deteriorated and the replacement of the line head due to the deterioration of the durability is increased. In the case of the multiple exposure method, a slight variation in light emission is averaged out. However, when the amount of emitted light is significantly different from that of other light emitting elements such as a pixel defect, unacceptable deterioration of print quality occurs.
[0017]
The present invention has been made in view of such problems of the related art, and an object of the present invention is to prevent print quality from being deteriorated even when a pixel defect of a light emitting element is present, and to improve a line head yield. An object of the present invention is to provide a line head and an image forming apparatus using the same.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The line head of the present invention that achieves the above object,
A line head having a plurality of light emitting element rows capable of exposing the entire image area,
The light emitting element row includes a first light emitting element row necessary for exposing the image carrier and a spare second light emitting element row, and the light emitting elements in the first light emitting element row have pixel defects. In some cases, the light-emitting elements in the second light-emitting element row emit light. For this reason, when exposing the image carrier by arranging a plurality of rows of light emitting elements in the line head, even if a pixel defect exists in the light emitting elements, it is possible to prevent a shortage of the exposure amount and to reduce the deterioration of print quality. This can improve the yield of the line head.
[0019]
In addition, according to the present invention, when a light emitting element in the first light emitting element row has a pixel defect, the light emitting element row including the light emitting element having the pixel defect is stopped from emitting light, and the second light emission is performed. It is characterized in that all light emitting elements in the element row emit light. For this reason, the stop of light emission and the control of start of light emission are controlled for each light emitting element row, so that the configuration of the control unit is simplified.
[0020]
Further, according to the present invention, when a light emitting element in the first light emitting element row has a pixel defect, the light emitting element having the pixel defect is stopped from emitting light, and the same light emitting element as the light emitting element having the pixel defect is emitted. The light emitting element of the second light emitting element row included in the element group is selected to emit light. Therefore, it is possible to cope with a case where a plurality of light emitting elements have a pixel defect, and it is possible to increase the reliability of image formation.
[0021]
Further, the present invention is characterized in that multiple exposure is performed using the plurality of light emitting element rows. Therefore, it is possible to cope with various image formation.
[0022]
Further, the present invention is characterized in that the light emitting element is an organic EL element. For this reason, a light emitting element can be easily formed on a glass substrate. Therefore, the shape of the light emitting element can be set to any shape, so that the cost can be reduced.
[0023]
Further, according to the present invention, the line head is mounted on an image carrier cartridge, and a charging unit, an exposure unit, a developing unit, and a transfer unit are arranged around the image carrier, and the line head is formed on the image carrier. An image forming apparatus is configured to transfer the formed toner image to a transfer medium. For this reason, it is possible to provide an image forming apparatus in which the image quality does not deteriorate.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating the basic principle of the present invention. FIG. 4 shows the distribution of the surface potential Vs of the exposed portion and the non-exposed portion of the image carrier. Vd is a developing bias voltage. By operating the light emitting element at a voltage equal to or higher than the developing bias voltage, a light amount required for exposure can be obtained.
[0025]
FIG. 5 is a characteristic diagram showing PIDC characteristics (light attenuation characteristics) of the image carrier. The vertical axis in FIG. 5 shows the surface potential Vs (negative potential) of the image carrier, and the horizontal axis shows the exposure energy. In the present invention, when a plurality of rows of optical elements are arranged in a line head, the array of optical elements that expose the same image area in the sub-scanning direction is called a light emitting element group, and the array in the main scanning direction is called a light emitting element row.
[0026]
In the embodiment of the present invention, the amount of change in the difference Fx (FIG. 5) between the surface potential Vs | V | of the image carrier and the developing bias voltage Vd | V | is within 10%. This means that the light emitting element is operated near the asymptote Hx of the PIDC curve in the characteristic diagram of FIG. In the vicinity of the asymptote, even if the exposure energy increases, the fluctuation of the surface potential of the image carrier is reduced, and stable exposure can be performed.
[0027]
In the embodiment of the present invention, in the example of FIG. 5, the charging potential of the image carrier is -550 V, the developing bias voltage is -200 V, and the surface potential of the image carrier near the asymptote Hx is Vsa.
[0028]
Specifically, when exposure is performed with a light-emitting element group having no pixel defect, Vs = Vs1 and V1 = Vs1−Vd. When light-emitting elements having a pixel defect are exposed, Vs = Vs2 and V2 = Vs2-Vd. Thus, when the surface potential Vs of the image carrier and the developing bias voltage Vd are set, the following condition, | (V1−V2 / V1) | ≦ 0.1, is satisfied.
[0029]
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a distribution of exposure energy when a plurality of rows of light emitting elements of Lp, Lq, and Lr are arranged in a line head to expose an image carrier. In FIG. 6A, it is assumed that the light emitting element Gz in the light emitting element row Lq has a pixel defect. In this case, the exposure energy distribution in the Xa direction in the sub-scanning direction, that is, the exposure energy distribution of each light emitting element group is shown.
[0030]
In the example of FIG. 6A, the light emitting element rows Lp and Lq are used for exposing the image carrier, and the light emitting element rows Lr are formed in advance as spare rows. When the light emitting element Gz in the light emitting element row Lq has a pixel defect, the light emitting element in the light emitting element row Lr in the spare row is made to emit light instead of causing the light emitting element in the light emitting element row Lq to emit light. Alternatively, only the light emitting element Gz having a pixel defect in the light emitting element row Lq is not used, and the light emitting element Gc, which is a corresponding light emitting element group of the light emitting element row Lr, emits light instead. As described above, when the exposure energy of one normal light emitting element is 1, the exposure energy Ex of all the light emitting element groups is 2 even when the light emitting element Gz having a pixel defect occurs.
[0031]
In the present invention, the light emitting element is operated near the asymptote Hx of the PIDC curve as described with reference to FIG. That is, the light emitting element is operated in a region where a light amount necessary for exposing the image carrier is obtained. Then, when a pixel defect occurs in any of the light emitting elements, the light emitting elements in a preset spare column are made to emit light. For this reason, a reliable image can be formed without quality deterioration of the printed image. Note that multiple exposure can be performed with the configuration shown in FIG. In this case, image formation is performed while moving the image carrier in the direction of arrow Xa. As described above, since the present invention can be applied to multiple exposure, it is possible to cope with various image formation.
[0032]
FIG. 6B shows an example in which the light emitting element Gu of the light emitting element row Ls and the light emitting element Gv of the light emitting element row Lw have a pixel defect. In this case, the light emitting element row Lt is selected as a spare row formed in advance. The light emitting elements Gd of the light emitting element row Lt included in the light emitting element group of the light emitting element Gu are operated. Further, the light emitting elements Ge in the light emitting element row Lt included in the light emitting element group of the light emitting elements Gv are operated. Therefore, the exposure energy of each light emitting element group is 2. In FIG. 6B as well, a multiple exposure method for forming an image while moving the image carrier in the direction of arrow Xa can be applied.
[0033]
In the present invention, even when there is a light emitting element having a pixel defect with a certain probability, as described above, each light emitting element group has a light amount necessary for exposing a pixel of the same dot on the image carrier. The characteristics are set so that they can be obtained. For this reason, when arranging a plurality of rows of light emitting elements on the line head and performing exposure, a uniform image can be formed without being affected by pixel defects of the light emitting elements. Further, even if there is a pixel defect, it is not necessary to replace the line head, and the yield of the line head can be improved.
[0034]
Further, in the present invention, when a plurality of light emitting element rows are arranged in a line head as shown in FIGS. 6A and 6B and a spare row is provided, light emission of a light emitting element row having a pixel defect is provided. The light emitting elements in the spare row are made to emit light without causing the elements to emit light. That is, since the control is performed for each light emitting element row, the configuration of the control unit is simplified.
[0035]
1 and 2 are explanatory diagrams of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a line head is provided with first light emitting element rows Lb to Ld and a second light emitting element row La. Among them, the second light emitting element row La is the preliminary row provided in advance. That is, the light emitting element groups of the first light emitting element rows Lb to Ld are set so as to obtain a light amount necessary for exposing the image carrier.
[0036]
A light amount sensor is provided in the line head, and, for example, it is inspected at the time of shipment from a factory for whether or not a pixel defect exists in the light emitting element. It is assumed that, for example, it is detected by this inspection that the light emitting element Gp of the light emitting element row Lb included in the first light emitting element row has a pixel defect.
[0037]
In this case, the light emission of the first light emitting element row Lb is stopped, and the second light emitting element row La is operated instead. Accordingly, it is possible to prevent a situation in which the exposure amount is insufficient, to obtain a light amount necessary for exposing the image carrier, and to prevent deterioration in quality of a printed image.
[0038]
The example of FIG. 2 is a spare row in which the second light emitting element row Le is provided in advance. In this example, it is detected that the light emitting element Gq of the light emitting element row Lf and the light emitting element Gw of the light emitting element row Lg included in the first light emitting element row have a pixel defect. In this case, the light emitting elements Ga and Gb included in the same light emitting element group as the light emitting element having the pixel defect are selected from the light emitting elements in the spare column Le to emit light. As described above, the example of FIG. 2 can cope with a case where a plurality of light emitting elements have a pixel defect, and can increase the reliability of image formation. 1 and 2 can also be used as a line head for multiple exposure.
[0039]
FIG. 3 is a schematic block diagram showing the configuration of the control unit of the present invention. In FIG. 3, the line head 70 is provided with a control unit including the TFT and the like. 75 is a control circuit, 76 is an X driver, 77 is a Y driver, and 61 is an organic EL element. The organic EL elements 61 are connected in a matrix at the intersections of the output lines of the X driver 76 and the Y driver 77. Reference numeral 80 denotes a main body controller connected to the control unit. Necessary signals and data are exchanged between the control unit provided in the line head 70 and the main body controller 80.
[0040]
The control circuit 75 outputs a control signal to the X driver 76 and the Y driver 77 based on the pixel defect information of the light emitting element. In the example of FIG. 1, based on a control signal formed by the control circuit 75, the signal output from the Y driver 77 stops the light emission of the light emitting elements of the light emitting element row Lb, and the light emitting elements of the light emitting element row Lb emit light. Is started. The pixel defect information of the light emitting element to the control circuit 75 can be obtained by inputting an inspection result by an optical sensor or the like. The operation of the light-emitting element row Lb including the light-emitting element having a pixel defect may be stopped by cutting a lead wire of the light-emitting element row.
[0041]
Next, the operation of the control circuit 75 will be described with reference to the example of FIG. In this case, the light emitting element row Lf is selected by a signal output from the Y driver 77. Further, a signal output from the X driver 76 selects a light emitting element group including the light emitting element Gq having a pixel defect. In this way, the light emitting element Gq is selected and light emission is stopped. Further, the light emitting element row Le of the spare row is selected by the signal output from the Y driver 77, and the light emitting element Ga included in the same light emitting element group as the light emitting element Gq is selected to emit light.
[0042]
Similarly, the signals output from the X driver 76 and the Y driver 77 cause the light emitting element Gw having the pixel defect to stop emitting light. Further, the light emitting element row Le of the spare row is selected, and the light emitting element Gb included in the same light emitting element group as the light emitting element Gw is selected to emit light. As described above, the control unit of the present invention connects the signal lines in a matrix to the light emitting elements of the light emitting element rows arranged in a plurality of rows on the line head, so that the light emitting elements of the light emitting element rows having pixel defects are The light emission can be stopped and the light emitting elements in the light emitting element row in the spare row can emit light. Further, it is possible to control the stop of light emission and the start of light emission by selecting individual light emitting elements.
[0043]
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of an embodiment of the image forming apparatus to which the present invention is applied. In this embodiment, an intermediate transfer belt is used as a transfer belt.
[0044]
7, the image forming apparatus 1 includes a housing body 2, a first opening / closing member 3 mounted on the front surface of the housing body 2 so as to be openable and closable, and a second opening / closing member 3 mounted on the upper surface of the housing body 2 so as to be openable and closable. Opening / closing member (also serving as a paper discharge tray) 4. Further, the first opening / closing member 3 is provided with an opening / closing lid 3 ′ which is attached to the front surface of the housing body 2 so as to be openable and closable, and the opening / closing lid 3 ′ is interlocked with the first opening / closing member 3 or independently. It can be opened and closed.
[0045]
An electrical component box 5 containing a power supply circuit board and a control circuit board, an image forming unit 6, a blower fan 7, a transfer belt unit 9, and a paper feed unit 10 are provided in the housing body 2, and a first opening / closing member is provided. A secondary transfer unit 11, a fixing unit 12, and a recording medium transporting unit 13 are provided in 3. The consumables in the image forming unit 6 and the paper supply unit 10 are configured to be detachable from the main body. In this case, the consumables including the transfer belt unit 9 can be removed and repaired or replaced. It has become.
[0046]
A first opening / closing member 3 is attached to the housing main body 2 so as to be openable and closable on both sides of a front lower portion of the housing main body 2 via a rotating shaft 3b. The transfer belt unit 9 includes a driving roller 14 disposed below the housing body 2 and driven to rotate by a driving source (not shown), a driven roller 15 disposed obliquely above the driving roller 14, and the two rollers. An intermediate transfer belt 16 that is stretched between 14 and 15 and driven to circulate in the direction of the arrow in the drawing is provided with a cleaning unit 17 that is brought into contact with and separated from the surface of the intermediate transfer belt 16.
[0047]
The driven roller 15 and the intermediate transfer belt 16 are disposed in a direction inclined leftward in FIG. As a result, the belt surface 16a in which the belt conveyance direction when the intermediate transfer belt 16 is driven is directed downward is located below. The drive roller 14 and the driven roller 15 are rotatably supported by a support frame 9a, and a lower end of the support frame 9a is formed with a rotating portion 9b. The rotating portion 9b is fitted to a rotating shaft (rotating fulcrum) 2b provided on the housing body 2, whereby the support frame 9a is rotatably mounted on the housing body 2.
[0048]
A lock lever 9c is rotatably provided at the upper end of the support frame 9a, and the lock lever 9c can be locked by a lock shaft 2c provided on the housing body 2. The cleaning unit 17 is provided on the belt surface 16a facing downward in the transport direction. On the back surface of the belt surface 16a facing downward in the transport direction of the intermediate transfer belt 16, a primary transfer member 21 composed of a plate spring electrode is opposed to the image carrier 20 of each of the image forming stations Y, M, C, and K by its elastic force. The transfer bias is applied to the primary transfer member 21.
[0049]
On the support frame 9 a of the transfer belt unit 9, a test pattern sensor 18 is installed near the drive roller 14. The test pattern sensor 18 is a sensor for positioning each color toner image on the intermediate transfer belt 16, detecting the density of each color toner image, and correcting a color shift and an image density of each color image.
[0050]
The image forming unit 6 includes image forming stations Y (for yellow), M (for magenta), C (for cyan), and K (for black) that form a plurality (four in this embodiment) of images of different colors. Have. Each of the image forming stations Y, M, C, and K has an image carrier 20 formed of a photosensitive drum, and a charging unit 22, an image writing unit 23, and a developing unit 24 disposed around the image carrier 20. have.
[0051]
In the charging unit 22, the image writing unit 23, and the developing unit 24, only the image forming station Y is provided with a drawing number, and the other image forming stations have the same configuration, so that the drawing numbers are omitted. The arrangement order of the image forming stations Y, M, C, and K is arbitrary. Then, the image carriers 20 of the image forming stations Y, M, C, and K are brought into contact with the belt surface 16a of the intermediate transfer belt 16 that faces downward in the transport direction. As a result, each of the image forming stations Y, M , C, and K are also disposed in a direction inclined leftward in FIG. The image carrier 20 is driven to rotate in the transport direction of the intermediate transfer belt 16 as shown by the arrow in the figure.
[0052]
The charging means 22 is composed of a conductive brush roller connected to a high voltage generation source, and has a brush outer periphery in the opposite direction to the image carrier 20 which is a photosensitive member, and at a peripheral speed of 2 to 3 times. The surface of the image carrier 20 is uniformly charged by the rotation. Further, when such a conductive brush roller is used in an image forming apparatus having a cleaner-less configuration as in this embodiment, a bias having the same polarity as the charged polarity of the toner is applied to the brush roller during non-image formation. Then, the transfer residual toner adhered to the brush roller is discharged to the image carrier 20, transferred to the intermediate transfer belt 16 in the primary transfer unit, and collected by the cleaning unit 17 of the intermediate transfer belt 16. .
[0053]
The image writing unit 23 uses an organic EL array exposure head in which organic EL light emitting elements are arranged in a row in the axial direction of the image carrier 20. The organic EL array exposure head has an advantage that it has a shorter optical path length than a laser scanning optical system, is compact, can be disposed close to the image carrier 20, and can be downsized as a whole. The Y, M, C, and K image carriers 20, the charging unit 22, and the image writing unit 23 of each image forming station are unitized as one image carrier unit 25.
[0054]
The transfer belt unit 9 and the support frame 9a can be exchanged to maintain the position of the organic EL array exposure head with respect to the image carrier 20. Further, when the image carrier unit 25 is replaced, the image carrier unit 25 is replaced including the organic EL array exposure head.
[0055]
Next, details of the developing unit 24 will be described using the image forming station K as an example. The developing unit 24 includes a toner storage container 26 for storing toner (hatched portion in the figure), a toner storage unit 27 formed in the toner storage container 26, and a toner stirring member disposed in the toner storage unit 27. 29, and a partition member 30 partitioned and formed above the toner storage section 27.
[0056]
Further, the toner supply roller 31 disposed above the partition member 30, the blade 32 provided on the partition member 30 and abutting on the toner supply roller 31, and the blade 32 abutting on the toner supply roller 31 and the image carrier 20. Are provided, and a regulating blade 34 which is in contact with the developing roller 33 is provided. The image carrier 20 is rotated in the transport direction of the intermediate transfer belt 16. The developing roller 33 and the supply roller 31 are driven to rotate in a direction opposite to the rotation direction of the image carrier 20 as shown by an arrow in the drawing, while the stirring member 29 is driven in a direction opposite to the rotation direction of the supply roller 31. Is driven to rotate.
[0057]
The toner stirred and carried by the stirring member 29 in the toner storage unit 27 is supplied to the toner supply roller 31 along the upper surface of the partition member 30, and the supplied toner rubs against the blade 32 and is supplied to the toner supply roller 31. It is supplied to the surface of the developing roller 33 by the mechanical adhesion to the surface irregularities and the adhesion by the friction band power. The toner supplied to the developing roller 33 is regulated to a predetermined thickness by the regulating blade 34, and the thinned toner layer is conveyed to the image carrier 20. The toner layer develops a nip portion formed by the contact between the developing roller 33 and the image carrier 20 and a latent image portion of the image carrier 20 in the vicinity of the nip portion.
[0058]
The paper supply unit 10 includes a paper supply unit including a paper supply cassette 35 on which recording media P are stacked and held, and a pickup roller 36 for feeding the recording media P one by one from the paper supply cassette 35. Inside the first opening / closing member 3, a pair of registration rollers 37 that regulates the timing of feeding the recording medium P to the secondary transfer section, and a secondary transfer unit that is pressed against the drive roller 14 and the intermediate transfer belt 16. The image forming apparatus includes a secondary transfer unit 11, a fixing unit 12, a recording medium conveying unit 13, a pair of paper discharge rollers 39, and a conveying path 40 for double-sided printing.
[0059]
The fixing unit 12 is provided with a heating roller 45 that is rotatable with a built-in heating element such as a halogen heater, a pressure roller 46 that presses and urges the heating roller 45, and is slidably provided on the pressure roller 46. And a heat-resistant belt 49 stretched between the pressure roller 45 and the belt stretching member 47. The color image secondarily transferred to the recording medium is fixed on the recording medium at a predetermined temperature at a nip formed by the heating roller 45 and the heat-resistant belt 49.
[0060]
FIG. 8 is a partial cross-sectional view near the image carrier 20 of FIG. The image carrier unit 25 includes four images of image forming stations Y, M, C, and K in a case 50 made of an opaque metal plate or the like having an open side in contact with the intermediate transfer belt 16. A carrier (photosensitive drum) 20 is rotatably supported.
[0061]
A conductive brush roller of a charging unit 22 is supported so as to rotate at a predetermined position of each image carrier 20, and an image writing unit 23 including an organic EL array exposure head is provided downstream of the charging unit 22. Each image carrier 20 is positioned and supported in parallel with the image carrier 20. An opening 51 is provided on the wall surface of the case 50 on the downstream side of the image writing unit 23 so as to contact the developing roller 33 of the developing unit 24 corresponding to each image carrier 20. A shielding part 52 of the case 50 is left between each opening 51 and the image writing means 23, and a shielding part 53 of the case 50 is left between the charging means 22 and the image writing means 23. I have.
[0062]
The shielding portions 52 and 53, particularly the shielding portion 52 between the opening 51 and the image writing unit 23, prevent ultraviolet rays from reaching the light emitting unit made of the organic EL material in the image writing unit 23 from the outside. Reference numeral 72 denotes a cleaning pad that wipes off the gradient index rod lens array 55 that covers the organic EL light emitting element array 56 from the front surface when it becomes dirty. The cleaning pad 72 is reciprocated by a handle (not shown). 61 is an organic EL light emitting element array, and 65 is a gradient index rod lens array.
[0063]
FIG. 9 is a schematic perspective view showing the image writing means 23 in an enlarged manner. FIG. 9 shows details of a line head provided in the image writing means 23. A mechanism for accurately positioning the image writing means 23 with respect to each image carrier (photoconductor drum) 20 attached to the image carrier unit 25 is shown. 7 and 8, the image carrier 20 is rotatably mounted in the case 50 of the image carrier unit 25 with its axis.
[0064]
On the other hand, the organic EL light emitting element array 61 is held in a long housing 60. Positioning pins 69 provided at both ends of the long housing 60 are fitted into opposing positioning holes of the case 50. The image writing means 23 is fixed at a predetermined position by screwing a fixing screw into the screw hole of the case 50 through the screw insertion holes 68 provided at both ends of the long housing 60 and fixing the screw.
[0065]
The image writing unit 23 has a light emitting unit of the organic EL light emitting element array 61 mounted on a glass substrate 62 and is driven by a TFT 71 formed on the same glass substrate 62. The gradient index rod lens array 65 constitutes an imaging optical system, and has a stack of gradient index rod lenses 65 ′ arranged on the front surface of the light emitting unit. The housing 60 covers the periphery of the glass substrate 62, and the side facing the image carrier 20 is open. In this way, light rays are emitted from the gradient index rod lens 65 ′ to the image carrier 20. A light-absorbing member (paint) is provided on a surface of the housing 60 facing the end surface of the glass substrate 62.
[0066]
FIG. 10 is a sectional view of the image writing unit 23 in the sub-scanning direction. The image writing means 23 includes an organic EL light emitting element array 61 attached to the rear surface of the gradient index rod lens array 65 in the housing 60 and an organic EL light emitting element array therein from the back of the housing 60. An opaque cover 66 that shields 61 is provided.
[0067]
Further, the cover 66 is pressed against the rear surface of the housing 60 by the fixed leaf spring 67 to hermetically seal the inside of the housing 60 with light. That is, the glass substrate 62 is optically sealed by the housing 60 by the fixed leaf spring 67. For this reason, total reflection at the end surface of the glass substrate 62 can be prevented, and light can be efficiently absorbed. A plurality of fixed leaf springs 67 are provided in the longitudinal direction of the housing 60 (not shown in FIG. 9).
[0068]
In FIG. 10, a housing 60 made of an opaque member is made of a material that absorbs light, for example, a synthetic resin such as black polystyrene or anodized aluminum. Further, a black paint is applied to the thickness direction end surfaces on both sides of the glass substrate 62, that is, the surface of the housing 60 facing the thickness direction end surface in the sub-scanning direction, to enhance the light absorption characteristics.
[0069]
Thus, in the present invention, an organic EL element is used as a light emitting element. For this reason, a light emitting element can be easily formed on a glass substrate. Therefore, the shape of the light emitting element can be set to any shape, so that the cost can be reduced. Further, since the line head is used in an image forming apparatus, an image forming apparatus with less image deterioration can be provided.
[0070]
Next, another embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described. FIG. 11 is a configuration diagram of an image forming apparatus to which the present invention is applied. 11, the image forming apparatus 160 includes, as main components, a developing device 161 having a rotary configuration, a photosensitive drum 165 functioning as an image carrier, an image writing unit 167 provided with an organic EL array, and an intermediate transfer belt. 169, a fixing device heating roller 172, a paper transport path 174, and a paper feed tray 178.
[0071]
In the developing device 161, the developing rotary 161 a rotates in the arrow A direction about the shaft 161 b. The inside of the developing rotary 161a is divided into four parts, and image forming units for four colors of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K) are provided. 162a to 162d are arranged in the image forming units of the four colors, and are developing rollers that rotate in the direction of arrow B, and 163a to 163d are toner supply rollers that rotate in the direction of arrow C. Reference numerals 164a to 164d denote regulating blades for regulating the toner to a predetermined thickness.
[0072]
165 is a photosensitive drum functioning as an image carrier as described above, 166 is a primary transfer member, 168 is a charger, and 167 is an image writing means provided with an organic EL array. The photosensitive drum 165 is driven in a direction indicated by an arrow D opposite to the developing roller 162a by a drive motor (not shown), for example, a step motor.
[0073]
The intermediate transfer belt 169 is stretched between a driven roller 170b and a drive roller 170a, and the drive roller 170a is connected to a drive motor of the photosensitive drum 165 to transmit power to the intermediate transfer belt. By driving the drive motor, the drive roller 170a of the intermediate transfer belt 169 is rotated in the direction of arrow E opposite to the direction of the photosensitive drum 165.
[0074]
The paper transport path 174 is provided with a plurality of transport rollers and a pair of paper discharge rollers 176 and the like, and transports the paper. The image (toner image) on one side carried on the intermediate transfer belt 169 is transferred to one side of the sheet at the position of the secondary transfer roller 171. The secondary transfer roller 171 is separated from and brought into contact with the intermediate transfer belt 169 by a clutch, is brought into contact with the intermediate transfer belt 169 when the clutch is turned on, and an image is transferred to a sheet.
[0075]
Next, the sheet on which the image has been transferred as described above is subjected to a fixing process by a fixing device having a fixing heater H. The fixing device is provided with a heating roller 172 and a pressure roller 173. The sheet after the fixing process is drawn into the sheet discharge roller pair 176 and advances in the direction of arrow F. When the sheet discharge roller pair 176 rotates in the reverse direction from this state, the sheet reverses direction and advances in the double-sided printing conveyance path 175 in the direction of arrow G. 177 is an electrical component box, 178 is a paper feed tray for storing paper, and 179 is a pickup roller provided at the exit of the paper feed tray 178.
[0076]
In the paper transport path, a low-speed brushless motor is used as a drive motor for driving the transport rollers. The intermediate transfer belt 169 uses a stepping motor because color shift correction and the like are required. These motors are controlled by signals from control means (not shown). In the state of FIG. 11, a yellow (Y) electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 165, and a high voltage is applied to the developing roller 162a, so that a yellow image is formed on the photosensitive drum 165. . When all the images on the back and front sides of yellow are carried on the intermediate transfer belt 169, the developing rotary 161a rotates 90 degrees in the arrow A direction.
[0077]
The intermediate transfer belt 169 makes one rotation and returns to the position of the photosensitive drum 165. Next, two cyan (C) images are formed on the photosensitive drum 165, and this image is carried on the yellow image carried on the intermediate transfer belt 169. Hereinafter, the rotation of the developing rotary 161 by 90 degrees and the one-rotation process after the image is carried on the intermediate transfer belt 169 are similarly repeated. The intermediate transfer belt 169 rotates four times to carry four color images, and thereafter the rotation position is further controlled to transfer the image to the sheet at the position of the secondary transfer roller 171.
[0078]
The sheet fed from the sheet feed tray 178 is conveyed through a conveyance path 174, and the color image is transferred to one side of the sheet at the position of the secondary transfer roller 171. The sheet on which the image has been transferred to one side is inverted by the pair of sheet discharging rollers 176 as described above, and stands by on the conveyance path. Thereafter, the sheet is conveyed to the position of the secondary transfer roller 171 at an appropriate timing, and the color image is transferred to the other surface. The housing 180 is provided with an exhaust fan 181.
[0079]
The line head of the present invention and the image forming apparatus using the same have been described based on some embodiments. According to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus without image quality deterioration. The present invention is not limited to these embodiments, and various modifications are possible.
[0080]
In the configuration of the present invention, when two light emitting elements are arranged in the line head in Table 1 and one of the light emitting elements emits light, the probability that a pixel defect exists in the light emitting element row to emit light is 0. .2X0.2 = 0.04, and the yield is 96%. Similarly, when three lines of light emitting elements are arranged in the line head and one of the light emitting elements emits light, the probability that a pixel defect exists in the light emitting element array to emit light is 0.2 × 0.2 × 0.2 = 0. 0.008, and the yield is 99.2%. By increasing the number of light emitting element rows in this manner, the yield of the line head can be improved.
[0081]
Further, in the example of performing the multiple exposure in Table 2, when two light emitting element rows are used, when three light emitting element rows are arranged on the line head and two of the light emitting element rows are selected to emit light, The line head yield is improved to 89.6%. Further, when using three light emitting element rows in Table 3, when three rows are selected from the four light emitting element rows arranged in the line head, the yield of the line head is improved to 81.92%. I do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the arrangement of light emitting element rows.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the arrangement of light emitting element arrays.
FIG. 3 is a block diagram of a control unit.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a distribution of exposure energy.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing PIDC characteristics (light attenuation characteristics) of a carrier.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of the arrangement of light emitting element rows.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating the entire configuration of the image forming apparatus.
FIG. 8 is an enlarged sectional view showing a part of FIG. 7;
FIG. 9 is a perspective view illustrating an example of a line head.
FIG. 10 is a sectional view of the image writing unit in the sub-scanning direction.
FIG. 11 is a configuration diagram of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 12 is an explanatory diagram of a conventional example.
FIG. 13 is an explanatory diagram of a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus, 2 ... Housing main body, 6 ... Image forming unit, 20 ... Image carrier, 23 ... Image writing means, 24 ... Developing means, 25 ... Image carrier unit (image carrier cartridge), 61 ... Organic EL light emitting element array, 62: glass substrate, 70: line head, 71: TFT, 75: control circuit, 76: X driver, 77: Y driver, 80: main body controller, 160: image forming device, 161: developing device 165: photoconductor drum, 167: image writing means

Claims (6)

A line head having a plurality of light emitting element rows capable of exposing the entire image area, wherein the light emitting element row includes a first light emitting element row necessary for exposing an image carrier and a spare second light emitting row. A light emitting element of the second light emitting element row when the light emitting element in the first light emitting element row has a pixel defect. When a light emitting element in the first light emitting element row has a pixel defect, light emission of the light emitting element row including the light emitting element having the pixel defect is stopped, and light emission of all of the second light emitting element rows is stopped. The line head according to claim 1, wherein the element emits light. If a light emitting element in the first light emitting element row has a pixel defect, the light emitting element with the pixel defect stops emitting light and is included in the same light emitting element group as the light emitting element with the pixel defect. 2. The line head according to claim 1, wherein the light emitting elements of the second light emitting element row are selected to emit light. 4. The line head according to claim 1, wherein multiple exposure is performed using the plurality of light emitting element rows. The line head according to claim 1, wherein the light emitting element is an organic EL element. 6. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the line head according to claim 1 is mounted on an image carrier cartridge, and a charging unit, an exposing unit, a developing unit, and a transferring unit are arranged around the image carrier. An image forming apparatus wherein a toner image formed on a carrier is transferred to a transfer medium.

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