JP4240198B2

JP4240198B2 - Exposure head and image forming apparatus using the same

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Publication number: JP4240198B2
Application number: JP2002232519A
Authority: JP
Inventors: 雄二郎野村; 淳憲北澤; 浄士辻野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2022-08-09
Also published as: JP2004066758A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光ヘッド及びそれを用いた画像形成装置に関し、例えば、透明基板上に有機ＥＬ発光素子からなる発光部をアレイ状に配置してなる露光ヘッドとそれを用いて小型化した画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真法を用いる複写機、プリンター、ファックス等の画像形成装置においては、光書き込み手段（露光手段）としてレーザ走査光学系を用いるのが一般的にであった。
【０００３】
このような中、有機ＥＬ発光素子を単一チップ上に集積させて、発光特性のバラツキを解消して低コスト化を図るものが特開平１１−１３８８９９号において提案されている。
【０００４】
また、特開２０００−２３８３３３においては、同一基板上に有機ＥＬ発光素子とその発光量を測定する光量センサとをアレイ状に配置して露光ヘッドを構成し、発光量低下による濃度ムラを防止したものが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これらの従来例に示されているように、有機ＥＬ発光素子の発光部から発光した光線は、透明基板へ入射し、その発光部を設けた面とは反対側の透明基板面から射出する。このとき、図１６に示すように、発光部６３から透明基板６２を通って光線が射出するとき、発光部６３からの発光光線は、透明基板６２の射出側の面１０２からの射出光ａと、その面１０２での反射光に分かれる。さらに、その射出側の面１０２での反射光は、臨界角θ_C以上で射出側の面１０２に入射して全反射する光線ｂと、臨界角θ_C以下で反射する光線ｃに分けられる。全反射での反射率は１００％なのに対して、臨界角θ_C以下での反射率は通常１０％以下であるため、光線ｃの強度は、光線ｂに比べて非常に小さい。光線ｂは、射出側の面１０２で反射後、反対側の発光部６３を設けた面１０１に入射するが、その反対側の面１０１が射出側の面１０２と平行であれば、反対側の面１０１に対しても臨界角θ_C以上で入射し、再び全反射する。光線ｂは、このようにして透明基板６２の両側の面１０１、１０２で全反射を繰り返し、最終的にはそのほとんどが透明基板６２の端面１０３から外へ射出する。
【０００６】
従来の特開２０００−２３８３３３の場合、発光部からの発光量を測定する光量センサを発光部と同一面上に配置しているため、検出可能な光線は上記の光線ｃのみとなり、検出光量が不足し高精度な検出ができず、濃度ムラ等を高精度で防止することができないという問題点がある。
【０００７】
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、透明基板上に有機ＥＬ発光素子等の発光部をアレイ状に配置してなる露光ヘッドにおいて、光量検出手段を透明基板の端面に設置し、透明基板の射出側の面で全反射した光線をその光量検出手段へ導くようにして、発光素子の光量を効率良く検出して光量検出精度を高めることである。
【０００８】
【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露光ヘッドは、透明基板上に複数の発光部がアレイ状に形成され、前記発光部からの変調光線を像担持体上に投射して像担持体に所定のパターンを形成する露光ヘッドであって、前記発光部からの光線は、前記透明基板を透過して前記像担持体側へ射出される露光ヘッドにおいて、
前記透明基板は前記発光部が形成される面と光線が射出する面が略平行な略平面で構成され、前記透明基板の副走査方向の端面に前記発光部から発光される光線の光量を検出する単数又は複数の光量検出手段が設けられており、
前記発光部から最も近い前記光量検出手段までの距離が少なくとも一部の前記発光部について他の前記発光部と異なるように配置されており、
前記発光部各々を発光させたときの前記像担持体の対応位置での検出光量値Ｐｇ_nと前記光量検出手段での検出光量値Ｐｈ_nとの比Ｐｇ_n／Ｐｈ_n（ｎはｎ番目の発光部を表す。）を補正係数として記憶する記憶手段を有し、
前記補正係数Ｐｇ_n／Ｐｈ_nを前記光量検出手段で検出した値に乗じることによって前記発光部各々の前記像担持体の対応位置での光量を求めることを特徴とするものである。
【０００９】
この場合、発光部が有機ＥＬ発光素子の発光部であると、有効である。
【００１３】
また、透明基板の副走査方向の端面の複数位置に光量検出手段を設けることもできる。
この場合、光量検出手段での検出光量値Ｐｈ_nとして複数位置の光量検出手段での検出光量値を足し合わせた値を用いることが望ましい。
【００１４】
また、透明基板の光量検出手段が設けられていない端面を光反射性とすることが望ましい。
【００１５】
また、補正係数Ｐｇ_n／Ｐｈ_nに基づいて、発光部各々の光量補正を行うことが望ましい。
【００１７】
本発明は、像担持体の周囲に帯電手段、以上の何れかの露光ヘッド、トナー現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、カラー画像形成を行うタンデム方式のカラー画像形成装置を含むものである。
【００１８】
この場合に、転写媒体から記録媒体上に転写されたトナー像を加熱定着する加熱定着手段を備えている場合に、本発明の露光ヘッドを適用すると、有効なものである。
【００２０】
本発明においては、透明基板は発光部が形成される面と光線が射出する面が略平行な略平面で構成され、その透明基板の発光部が形成される面と光線が射出する面以外の位置に、発光部から発光される光線の光量を検出する光量検出手段が設けられているので、光量検出手段の位置で透明基板内を全反射してガイドされた光を検出することが可能となり、検出光量が増加して高精度な光量測定が可能となる。その結果、各発光部の発光特性にバラツキがあっても、また、各発光部が劣化しても、均一な発光量分布を得るように制御することが可能になる。また、各発光部に対応して配置されていた光量検出手段の数を格段に減らすことが可能となり、露光ヘッドの構成が簡素化されると共に低価格化が図れる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像形成装置とそれに用いる露光ヘッドの１実施例を図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
図１は、本発明の露光ヘッド（像書込手段）を用いた画像形成装置の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。
【００２３】
図１において、本実施例の画像形成装置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、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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
本実施例においては、後述するように、装置の前面のみからのアクセスで各ユニットの着脱を可能とし、装置を室内にコンパクトに設置することができるようにしている。
【００２７】
図１において、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、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。本実施例においては、前記ベルト面１６ａはベルト駆動時のベルト張り面（駆動ローラ１４により引っ張られる面）である。
【００２８】
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、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。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。
【００２９】
駆動ローラ１４は、二次転写ユニット１１を構成する二次転写ローラ１９のバックアップローラを兼ねている。また、従動ローラ１５をクリーニング手段１７のバックアップローラとして兼用させている。また、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。
【００３０】
また、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、後述する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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、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。なお、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、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
このような帯電手段２２を用いることで、極めて少ない電流によって像担持体表面を帯電させることができるので、コロナ帯電方式のように装置内外を多量のオゾンによって汚染することがない。また、像担持体２０との当接がソフトであるので、ローラ帯電方式を用いたときに発生する転写残りトナーの帯電ローラへの固着も発生し難く、安定した画質と装置の信頼性を確保することができる。
【００３６】
像書込手段２３は、後述するように、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。本実施例においては、各画像形成ステーション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、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、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。
【００３７】
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を代表して説明する。本実施例においては、各画像ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋが斜め方向に配設され、かつ、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に当接される関係上、トナー貯留容器２６を斜め下方に傾斜して配置している。そのため、現像手段２４として特別の構成を採用している。
【００３８】
すなわち、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と、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とから構成されている。
【００３９】
像担持体２０は中間転写ベルト１６の搬送方向に回転され、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。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へと搬送されて現像ローラ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。
【００４０】
本実施例においては、像担持体２０と対向する側の現像ローラ３３、トナー供給ローラ３１及び現像ローラ３３と規制ブレード３４の当接部がトナー貯留部２７内のトナーに埋没しない構成としている。この構成によって、貯留トナーの減少によって現像ローラ３３に対する規制ブレード３４の当接圧力の変動を防ぐことができると共に、規制ブレード３４によって現像ローラ３３から掻き落とされた余剰トナーがトナー貯留部２７へ落下するので、現像ローラ３３のフィルミングを防ぐことができる。
【００４１】
また、供給ローラ３１と現像ローラ３３の当接位置下方に現像ローラ３３と規制ブレード３４の当接部を位置させ、供給ローラ３１によって現像ローラ３３へ供給されて現像ローラ３３に移行しなかった余剰トナーと、規制ブレード３４によって現像ローラ３３から規制除去された余剰トナーを現像手段下部のトナー貯留部２７へ戻す経路を設け、トナー貯留部２７へ戻ったトナーは撹拌部材２９によってトナー貯留部２７内のトナーと撹拌され、撹拌部材２９によって再度、供給ローラ３１近傍のトナー導入部へ供給される。したがって、余剰トナーを供給ローラ３１と現像ローラ３３の摺擦部や現像ローラ３３と規制ブレード３４の当接部に渋滞させずに下部へ落下させてトナー貯留部２７のトナーと撹拌を行うので、現像手段内のトナーの劣化が徐々に進行し、現像手段の交換直後に急激な画質変化が発生することを防ぐことができる。
【００４２】
また、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。
【００４３】
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。
【００４４】
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、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。本実施例においては、中間転写ベルト１６の斜め上方に形成される空間、換言すれば、中間転写ベルト１６に対して画像形成ユニット６と反対側の空間に定着ユニット１２を配設することが可能になり、電装品ボックス５、画像形成ユニット６及び中間転写ベルト１６への熱伝達を低減することができ、各色の色ずれ補正動作を行う頻度を少なくすることができる。
【００４５】
以上のような本実施例の画像形成装置全体の作動の概要は次の通りである。
（１）図示しないホストコンピュータ等（パーソナルコンピュータ等）からの印字指令信号（画像形成信号）が電装品ボックス５内の制御回路に入力されると、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの像担持体２０、現像手段２４の各ローラ、及び中間転写ベルト１６が回転駆動される。
（２）像担持体２０の表面が帯電手段２２によって一様に帯電される。
（３）各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋにおいて一様に帯電した像担持体２０の表面に、像書込手段２３によって各色の画像情報に応じた選択的な露光がなされ、各色用の静電潜像が形成される。
（４）それぞれの像担持体２０に形成された静電潜像が現像手段２４によりトナー像が現像される。
（５）中間転写ベルト１６の一次転写部材２１には、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加され、像担持体２０上に形成されたトナー像が一次転写部において中間転写ベルト１６の移動に伴って順次、中間転写ベルト１６上に重ねて転写される。
（７）この一次画像を一次転写した中間転写ベルト１６の移動に同期して、給紙カセット３５に収納された記録媒体Ｐが、レジストローラ対３７を経て二次転写ローラ１９に給送される。
（８）一次転写画像は、二次転写部位で記録媒体と同期合流し、押圧機構によって中間転写ベルト１６の駆動ローラ１４に向かって押圧された二次転写ローラ１９で、一次転写画像とは逆極性のバイアスが印加され、中間転写ベルト１６上に形成された一次転写画像は、同期給送された記録媒体に二次転写される。
（９）二次転写における転写残りのトナーは、従動ローラ１５方向へと搬送されて、このローラ１５に対向して配置したクリーニング手段１７によって掻き取られ、そして、中間転写ベルト１６はリフレッシュされて再び上記サイクルの繰り返しを可能にされる。
（１０）記録媒体が定着手段１２を通過することによって記録媒体上のトナー像が定着し、その後、記録媒体が所定の位置に向け（両面印刷でない場合には排紙トレイ４に向け、両面印刷の場合には両面プリント用搬送路４０に向け）搬送される。
【００４６】
次に、図２、図３を参照にして、消耗品の交換やジャム処理について説明する。図２は、第１の開閉部材３を開閉蓋３’と共に回動軸３ｂを支点として下方に回動し、定着ユニット１２及び二次転写ユニット１１を露出させ、また、転写ベルトユニット９のフレーム９ａの上部に設けたロックレバー９ｃを回動して係止軸２ｃとの係合を外し、フレーム９ａを回動軸２ｂを支点として右方に回動させ、フレーム９ａに支持されている転写ベルトユニット９及び像担持体ユニット２５を露出させ、ハウジング本体２側に支持されている現像手段２４もこのような操作で露出させた状態を示しており、この状態で、図３に示すように、フレーム９ａから像担持体ユニット２５と転写ベルトユニット９を取り外して交換可能にすることができ、また、現像手段２４も独立して選択的に交換可能にすることができる。さらには、搬送路中に詰まった用紙のジャム処理もできる。
【００４７】
次に、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの像担持体２０、帯電手段２２及び像書込手段２３を一体化してなる像担持体ユニット（像担持体カートリッジ）２５について、図４〜図８を参照にして説明する。図４に像担持体ユニット２５を現像手段２４側から見た斜視図を、図５にその断面図を示す。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おり、その各像担持体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。そして、その像書込手段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。後で説明するように、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。
【００４８】
図６に、像書込手段２３の断面図を示す。像書込手段２３は、像担持体２０に面して内外に通じるように中央部に屈折率分布型ロッドレンズ６５’（図８）を俵積みしてなる屈折率分布型ロッドレンズアレイ６５を取り付けている不透明なハウジング６０と、そのハウジング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とからなり、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ようになっている。
【００４９】
図７は、図６の像書込手段２３の有機ＥＬ発光素子アレイ６１の発光部６３近傍の１例の断面図を示しており、有機ＥＬ発光素子アレイ６１は、例えば０．５ｍｍ厚のガラス基板６２上に、各発光部６３の発光を制御する厚さ５０ｎｍのポリシリコンからなるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）７１が例えば千鳥配置の２列の発光部６３各々に対応して欄外に設けられており、ガラス基板６２上にはそのＴＦＴ７１上のコンタクトホールを除いて厚さ１００ｎｍ程度のＳｉＯ₂からなる絶縁膜７２が成膜され、コンタクトホールを介してＴＦＴ７１に接続するように発光部６３位置に厚さ１５０ｎｍのＩＴＯからなる陽極７３が形成されている。次いで、発光部６３以外の位置に対応する部分には厚さ１２０ｎｍ程度のＳｉＯ₂からなる別の絶縁膜７４が成膜され、その上に発光部６３に対応する穴７６を形成した厚さ２μｍのポリイミドからなるバンク７５が設けられ、そのバンク７５の穴７６内に、陽極７３側から順に、厚さ５０ｎｍの正孔注入層７７、厚さ５０ｎｍの発光層７８が成膜され、その発光層７８の上面と穴７６の内面及びバンク７５の外面を覆うように厚さ１００ｎｍのＣａからなる陰極第１層７９ａと厚さ２００ｎｍのＡｌからなる陰極第２層７９ｂとが順に成膜されて、その上に窒素ガス等の不活性ガス８０を介して厚さ１ｍｍ程度のカバーガラス６４でカバーされて有機ＥＬ発光素子アレイ６１の発光部６３が構成されている。発光部６３からの発光はガラス基板６２側に行われる。
【００５０】
なお、発光層７８に用いる材料、正孔注入層７７に用いる材料については、例えば、特開平１０−１２３７７号、特開２０００−３２３２７６等で公知の種々のものが利用でき、詳細は省く。
【００５１】
図８には、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の１例を示す。像担持体２０は、その軸で像担持体ユニット２５のケース５０に回転可能に取り付けられており、一方、有機ＥＬ発光素子アレイ６１は、図６に示すように長尺のハウジング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と共に、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。
【００５２】
以上のような構成からなるので、例えば図２や図３のように、消耗品の交換やジャム処理のために、像担持体ユニット２５から現像手段２４を外して像担持体ユニット２５を外光に露出させると、像担持体ユニット２５の開口５１から蛍光灯や太陽からの紫外線がケース５０内に入るが、開口５１と像書込手段２３の間にケース５０の遮蔽部分５２が残されているので、その紫外線が直接露光位置に入射してその位置の像担持体２０で反射され、屈折率分布型ロッドレンズアレイ６５を介して像書込手段２３中の有機ＥＬ発光素子アレイ６１の発光部６３へ達することが防止される。また、ケース５０の中間転写ベルト１６に接する側の開口から入射する紫外線も帯電手段２２と、帯電手段２２と像書込手段２３の間のケース５０の遮蔽部分５３とによって遮蔽されるので、同様に発光部６３へその紫外線が達することが防止される。なお、ケース５０の内面が紫外線を吸収する黒色に塗ってあると、以上の紫外線遮蔽作用はより確実なものとなる。
【００５３】
一方、像書込手段２３のハウジング６０は不透明であり、その背面には不透明なカバー６６により覆われているので、有機ＥＬ発光素子アレイ６１の背面に入射する蛍光灯や太陽からの紫外線も有機ＥＬ発光素子アレイ６１の発光部６３へ達することは防止される。
【００５４】
したがって、消耗品の交換やジャム処理のために像担持体ユニット２５が紫外線に曝されても、それと一体の像書込手段２３中の有機ＥＬ発光素子アレイ６１の発光部６３にはその紫外線は達せず、有機ＥＬ発光素子が紫外線により劣化することは防止される。
【００５５】
さて、以上の像書込手段２３において、各有機ＥＬ発光素子の発光部６３から発光される光量を検出する光量検出手段について説明する。図９は、像書込手段２３の有機ＥＬ発光素子アレイ６１のガラス基板６２の副走査方向の断面図であり、有機ＥＬ発光素子アレイ６１についてはその１個の発光部６３のみを示してある。ここで、副走査方向とは像担持体２０の回転軸に直交する方向を意味し、後記する主走査方向とは像担持体２０の回転軸に平行な方向を意味する。また、図１０にその斜視図を示す。
【００５６】
図１６を用いて説明したように、発光部６３から透明基板６２を通って光線が射出するとき、発光部６３からの発光光線は、主として、透明基板６２の射出側の面１０２からの射出光ａと、臨界角θ_C以上で射出側の面１０２に入射して全反射する光ｂとに分けられる。この中、射出光ａの中心部が屈折率分布型ロッドレンズアレイ６５（図６、図８）を介して像担持体２０への露光に用いられる。一方、光ｂは透明基板６２の両側の面１０１、１０２で全反射を繰り返し、無駄な光となる。ここでは、有機ＥＬ発光素子アレイ６１のガラス基板６２の副走査方向の端面１０３の所定箇所（図１０では略中央部）に、フォトダイオード等の受光素子からなる光量センサ１００を貼り付けて、この全反射により透明基板６２内をガイドされた発光部６３から光ｂを光量センサ１００に入射するようにして、発光部６３からの発光光の相対光量を検出できるようにする。図１１には、この場合の図６と同様の像書込手段２３の断面図を、図１２には、図１１の像書込手段２３の有機ＥＬ発光素子アレイ６１の発光部６３近傍から光量センサ１００に至る部分の断面図を示す。
【００５７】
なお、光量センサ１００を設置する面と対向する別の副走査方向の端面１０４には、金属等からなる光反射層９１を配置して、その端面１０４へガイドされた光を反射させて、光量センサ１００を設置した端面１０３へ同様の繰り返し反射で戻すようにして、光量センサ１００へ入射する光量を増加させるようにすることが望ましい。
【００５８】
次に、このような光量センサ１００で検出した光量データに基づいて、有機ＥＬ発光素子アレイ６１の各発光部６３の発光量を一定量に安定的に制御して、発光部６３毎の濃度ムラを防止する方法の１例を説明する。
【００５９】
まず、像担持体ユニット２５出荷時に、各像書込手段２３の有機ＥＬ発光素子アレイ６１から屈折率分布型ロッドレンズアレイ６５を経て像担持体２０位置に露光される光量を各発光部６３毎に測定する。そのためには、像書込手段２３を検査ジグに取り付ける。その検査ジグには、有機ＥＬ発光素子アレイ６１の各発光素子の発光部６３から発光した光量を像担持体２０の対応する像面位置で検出する光量検出器が配置されている。この光量検出器としては、１個の検出器を有機ＥＬ発光素子アレイ６１に沿って移動させながら、各発光部６３の発光光量を順次検出するものでも、発光部６３に対応して同じ数の検出器が配置されているものでもよい。そして、各発光部６３を順に発光させ、像書込手段２３の光量センサ１００で検出した値Ｐｈ_n（ｎはｎ番目の発光部６３を表す。）と、検査ジグの光量検出器で検出した値Ｐｇ_nを得る。そして、各発光部６３に対して補正係数Ｐｇ_n／Ｐｈ_nを算出する。
【００６０】
上記の光量の測定と補正係数の算出を全ての発光素子の発光部６３について行い、全ての発光素子に対する補正係数Ｐｇ_n／Ｐｈ_nを求める。
【００６１】
このようにして求めた補正係数Ｐｇ_n／Ｐｈ_nを、図１３にブロック図を示すように、像書込手段２３中に配置してあるメモリー１２４中に記憶させておく。このメモリー１２４中に記憶されている補正係数Ｐｇ_n／Ｐｈ_nを用いて各発光部６３の発光光量補正を、図１の画像形成装置１中で行う。その方法の１例を説明する。
【００６２】
各像書込手段２３の有機ＥＬ発光素子アレイ６１の個々の発光部６３を、メモリー１２４中に記憶させてある初期値のデータに基づいて、制御回路１２２と駆動回路１２３を経て発光させ、そのときの測定値を光量センサ１００で計測する。その測定値へ、メモリー１２４中に記憶させてある補正係数Ｐｇ_n／Ｐｈ_nを乗じることによって、個々の発光部６３の像面位置での光量が算出される。
【００６３】
この算出された光量と、本体の電装品ボックス５内に配置された本体コントローラ１２１が与える目標の光量と比較して、算出された光量が目標の光量となるように、その差に基づいて有機ＥＬ発光素子アレイ６１の個々の発光素子に流す電流等を制御して、各発光部６３の発光光量を目標の光量となるように調整する。このような調整作業を全ての発光素子について繰り返し行い、全ての発光素子の光量を目標値に調整する。
【００６４】
この光量補正動作は、画像形成装置１の起動直後、印字開始前、紙間等の何れかの時点で本体コントローラ１２１の指令に基づいて行うことができる。
【００６５】
なお、像担持体ユニット２５出荷時に、上記のような補正係数Ｐｇ_n／Ｐｈ_nを求めてメモリー１２４に記憶させる代わりに、各発光素子の発光部６３から発光した光量が像担持体２０の対応する像面位置で目標光量となるように各発光部６３を発光させて、すなわち、Ｐｇ_nが所定の値になるように発光させて、そのときの光量センサ１００で検出した値Ｐｈ_nを記憶させるようにしてもよい。この場合は、個々の発光部６３をメモリー１２４中に記憶させてある初期値のデータに基づいて発光させ、光量センサ１００でそのときの測定値を得る。その測定値とメモリー１２４中に記憶させてあるＰｈ_nを比較して、その差がなくなるように有機ＥＬ発光素子アレイ６１の個々の発光素子に流す電流等を制御して、各発光部６３の発光光量を目標の光量となるように調整する。
【００６６】
以上では、各発光部６３の補正係数Ｐｇ_n／Ｐｈ_nあるいは目標光量で発光しているときの光量センサ１００で検出した値Ｐｈ_nを記憶させるメモリー１２４を像書込手段２３に設けるものとしたが、本体の電装品ボックス５内の本体コントローラ１２１に接続させて本体側に配置するようにしてもよい。
【００６７】
このように、像書込手段２３又は装置本体側に、発光部６３毎の補正係数Ｐｇ_n／Ｐｈ_nあるいは目標光量で発光しているときの値Ｐｈ_nを記憶させることにより、各発光部６３の発光特性にバラツキがあっても、また、外光の紫外線、定着ユニット１２の熱源等からの加熱によって有機ＥＬ発光素子が劣化しても、均一な発光量分布を得るように制御することができる。
【００６８】
以上の実施例は、光量センサ１００として１個の光量センサ１００を有機ＥＬ発光素子アレイ６１のガラス基板６２の副走査方向の端面１０３に配置する例であったが、光量センサ１００は複数異なる位置に配置してもよい。図１４の例では、４個の光量センサ１００₁〜１００₄を副走査方向の両方の端面１０３と１０４にそれぞれ２個ずつ配置している。
【００６９】
図１０、図１４のように、光量センサ１００、１００₁〜１００₄をガラス基板６２の副走査方向の端面１０３、１０４に配置する場合は、光量センサ１００、１００₁〜１００₄が発光部６３からより近い位置に配置できるため、検出光量を上げることができるメリットがある。なお、複数の光量センサ１００₁〜１００₄を用いる場合、前記の検出値Ｐｈ_nとしては、各光量センサ１００₁〜１００₄の検出値を足し合わせた値をＰｈ_nとして用いるとか、最も近い光量センサ１００₁〜１００₄の検出値をＰｈ_nとして用いる等の種々の変形が可能である。
【００７０】
また、光量センサ１００は、有機ＥＬ発光素子アレイ６１のガラス基板６２の主走査方向の端面に配置してもよい。図１５の例では、有機ＥＬ発光素子アレイ６１のガラス基板６２の主走査方向の両端面１０５と１０６に２つの光量センサ１００₁、１００₂を配置している。このような配置をとり、２つの光量センサ１００₁、１００₂の検出値を足し合わせた値をＰｈ_nとして用いると、全ての位置の発光部６３に対して略均一な検出光量での検出が可能となる。この場合も、最も近い光量センサ１００₁、１００₂の検出値をＰｈ_nとして用いる等の変形が可能である。もちろん、主走査方向の片方の端面１０５又は１０６のみに光量センサ１００₁又は１００₂のみを配置するようにしてもよい。
【００７１】
このように、光量センサ１００₁、１００₂をガラス基板６２の主走査方向の端面１０５、１０６に配置する場合は、ライン状の像書込手段２３の副走査方向の大きさを小さくすることができ、小型なラインヘッド（露光ヘッド）２３を構成することができる。
【００７２】
以上、本発明の露光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が、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。
【００７３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の露光ヘッドとそれを用いた画像形成装置によると、透明基板は発光部が形成される面と光線が射出する面が略平行な略平面で構成され、その透明基板の発光部が形成される面と光線が射出する面以外の位置に、発光部から発光される光線の光量を検出する光量検出手段が設けられているので、光量検出手段の位置で透明基板内を全反射してガイドされた光を検出することが可能となり、検出光量が増加して高精度な光量測定が可能となる。その結果、各発光部の発光特性にバラツキがあっても、また、各発光部が劣化しても、均一な発光量分布を得るように制御することが可能になる。また、各発光部に対応して配置されていた光量検出手段の数を格段に減らすことが可能となり、露光ヘッドの構成が簡素化されると共に低価格化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の露光ヘッド（像書込手段）を用いた画像形成装置の１実施例の全体構成を示す模式的断面図である。
【図２】図１の装置において定着ユニット、二次転写ユニット、転写ベルトユニット、像担持体ユニット、現像手段を露出させた状態を示す図である。
【図３】図２の状態で像担持体ユニットと転写ベルトユニットを取り外して交換可能にした状態を示す図である。
【図４】図１の装置に用いる像担持体ユニットを現像手段側から見た斜視図である。
【図５】図４の像担持体ユニットの断面図である。
【図６】図４の像担持体ユニットに用いる像書込手段の断面図である。
【図７】図６の像書込手段の有機ＥＬ発光素子アレイの発光部近傍の１例の断面図である。
【図８】像担持体ユニットに取り付けられた各像担持体に対して像書込手段を正確に位置決めするための機構の１例を示す斜視図である。
【図９】有機ＥＬ発光素子アレイのガラス基板の副走査方向の断面図である。
【図１０】図９の斜視図である。
【図１１】図９、図１０の場合の像書込手段の断面図である。
【図１２】図１１の像書込手段の有機ＥＬ発光素子アレイの発光部近傍から光量センサに至る部分の断面図である。
【図１３】各発光部の発光光量補正を行う制御部のブロック図である。
【図１４】光量センサの配置位置、配置数の変形例を示す斜視図である。
【図１５】光量センサの配置位置、配置数の別の変形例を示す斜視図である。
【図１６】有機ＥＬ発光素子の発光部から発光した光線の振る舞いを説明するための図である。
【符号の説明】
Ｐ…記録媒体
１…画像形成装置
２…ハウジング本体
２ｂ…回動軸（回動支点）
２ｃ…係止軸
３…第１の開閉部材
３’…開閉蓋
３ｂ…回動軸
４…第２の開閉部材
５…電装品ボックス
６…画像形成ユニット
７…送風ファン
９…転写ベルトユニット
９ａ…支持フレーム
９ｂ…回動部
９ｃ…ロックレバー
１０…給紙ユニット
１１…二次転写ユニット
１２…定着ユニット
１３…記録媒体搬送手段
１４…駆動ローラ
１５…従動ローラ
１６…中間転写ベルト
１６ａ…中間転写ベルト駆動時のベルト搬送方向が下向きになるベルト面
１７…クリーニング手段
１８…テストパターンセンサ
１９…二次転写ローラ
２０…像担持体
２１…一次転写部材
２２…帯電手段
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）
２６…トナー貯留容器
２７…トナー貯留部
２９…トナー撹拌部材
３０…仕切部材
３１…トナー供給ローラ
３２…ブレード
３３…現像ローラ
３４…規制ブレード
３５…給紙カセット
３６…ピックアップローラ
３７…レジストローラ対
３９…排紙ローラ対
４０…両面プリント用搬送路
４５…加熱ローラ
４６…加圧ローラ
４７…ベルト張架部材
４９…耐熱ベルト
５０…ケース
５１…開口
５２…遮蔽部分
５３…遮蔽部分
６０…ハウジング
６１…有機ＥＬ発光素子アレイ
６２…ガラス基板
６３…発光部
６４…カバーガラス
６５…屈折率分布型ロッドレンズアレイ
６５’…屈折率分布型ロッドレンズ
６６…カバー
６７…固定板バネ
６８…ねじ挿入孔
６９…位置決めピン
７１…ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
７２…絶縁膜
７３…陽極
７４…絶縁膜
７５…バンク
７６…バンクの穴
７７…正孔注入層
７８…発光層
７９ａ…陰極第１層
７９ｂ…陰極第２層
８０…不活性ガス
９１…光反射層
１００、１００₁、１００₂、１００₃、１００₄…光量センサ
１０１…透明基板の発光部を設けた面
１０２…透明基板の射出側の面
１０３…透明基板の副走査方向の端面
１０４…透明基板の副走査方向の別の端面
１０５、１０６…透明基板の主走査方向の端面
１２１…本体コントローラ
１２２…制御回路
１２３…駆動回路
１２４…メモリー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exposure head and an image forming apparatus using the exposure head, for example, an exposure head in which light emitting portions made of organic EL light emitting elements are arranged in an array on a transparent substrate, and image formation miniaturized using the exposure head. It relates to the device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a fax machine using an electrophotographic method, a laser scanning optical system is generally used as an optical writing unit (exposure unit).
[0003]
Under such circumstances, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-138899 proposes a method of integrating organic EL light emitting elements on a single chip to eliminate variations in light emission characteristics and to reduce costs.
[0004]
In Japanese Patent Laid-Open No. 2000-238333, an organic EL light emitting element and a light amount sensor for measuring the light emission amount are arranged in an array on the same substrate to constitute an exposure head, thereby preventing density unevenness due to a decrease in light emission amount. Things have been proposed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As shown in these conventional examples, the light emitted from the light emitting portion of the organic EL light emitting element is incident on the transparent substrate and is emitted from the transparent substrate surface opposite to the surface on which the light emitting portion is provided. At this time, as shown in FIG. 16, when the light beam is emitted from the light emitting unit 63 through the transparent substrate 62, the emitted light beam from the light emitting unit 63 is emitted from the emission side surface 102 of the transparent substrate 62. , And is divided into reflected light on the surface 102. Further, the reflected light from the exit-side surface 102 is divided into a light beam b that is incident on the exit-side surface 102 at a critical angle θ _C or more and totally reflected, and a light beam c that is reflected at a critical angle θ _C or less. The reflectance at total reflection is 100%, whereas the reflectance at the critical angle θ _C or less is usually 10% or less, so that the intensity of the light beam c is very small compared to the light beam b. The light beam b is reflected by the exit-side surface 102 and then enters the surface 101 provided with the opposite light-emitting portion 63. If the opposite-side surface 101 is parallel to the exit-side surface 102, the opposite-side surface 101 is reflected. It also enters the surface 101 at a critical angle θ _C or more, and is totally reflected again. The light beam b repeats total reflection on the surfaces 101 and 102 on both sides of the transparent substrate 62 in this way, and finally most of the light b is emitted from the end surface 103 of the transparent substrate 62.
[0006]
In the case of the conventional Japanese Patent Laid-Open No. 2000-238333, since the light amount sensor for measuring the light emission amount from the light emitting unit is arranged on the same plane as the light emitting unit, the only detectable light ray is the above-mentioned light ray c, and the detected light amount is There is a problem that it is insufficient and cannot be detected with high accuracy, and density unevenness cannot be prevented with high accuracy.
[0007]
The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object thereof is to detect the amount of light in an exposure head in which light emitting portions such as organic EL light emitting elements are arranged in an array on a transparent substrate. By installing the means on the end face of the transparent substrate and guiding the light beam totally reflected by the emission side surface of the transparent substrate to the light amount detecting means, the light amount of the light emitting element is efficiently detected and the light amount detection accuracy is improved. is there.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the exposure head of the present invention that achieves the above object, a plurality of light emitting portions are formed in an array on a transparent substrate, and a modulated light beam from the light emitting portions is projected onto the image carrier to form a predetermined pattern on the image carrier. In the exposure head in which the light beam from the light emitting unit is emitted to the image carrier side through the transparent substrate,
The transparent substrate is configured by a substantially flat surface in which a surface on which the light emitting unit is formed and a surface from which light is emitted is substantially parallel, and detects the amount of light emitted from the light emitting unit on the end surface in the sub-scanning direction of the transparent substrate. One or a plurality of light quantity detection means to be provided,
The distance from the light emitting unit to the nearest light quantity detection means is arranged so that at least some of the light emitting units are different from other light emitting units,
The ratio Pg _n / Ph n _(n between a detected light intensity value Ph _n in the detected light intensity value Pg _n at the corresponding position the light amount detecting means of the image bearing member when the light is emitted each said light emitting portion of the n-th A storage means for storing the light emitting unit) as a correction coefficient;
By multiplying the correction coefficient Pg _n / Ph _n by the value detected by the light amount detecting means, the light amount at the corresponding position of the image carrier of each of the light emitting units is obtained.
[0009]
In this case, it is effective that the light emitting part is a light emitting part of an organic EL light emitting element.
[0013]
Further, the light quantity detection means can be provided at a plurality of positions on the end surface of the transparent substrate in the sub-scanning direction.
In this case, it is desirable to use a value obtained by adding the detected light amount values at the light amount detecting means at a plurality of positions as the detected light amount value Ph _{n at} the light amount detecting means.
[0014]
In addition, it is desirable that the end surface of the transparent substrate on which the light amount detection means is not provided be light reflective.
[0015]
Further, on the basis of the correction coefficient Pg _n / Ph _n, it is preferable to perform the light emitting portion of each of the light amount correction.
[0017]
According to the present invention, at least two or more image forming stations each including a charging unit, any one of the above exposure heads, toner developing unit, and transfer unit are provided around the image carrier, and the transfer medium passes through each station. And a tandem color image forming apparatus that performs color image formation.
[0018]
In this case, it is effective to apply the exposure head of the present invention to a case where a heat fixing means for heat fixing the toner image transferred from the transfer medium onto the recording medium is provided.
[0020]
In the present invention, the transparent substrate is constituted by a substantially plane in which the surface on which the light emitting part is formed and the surface on which the light is emitted are substantially parallel, and the surface other than the surface on which the light emitting part of the transparent substrate is formed and the surface on which the light is emitted. Since the light amount detecting means for detecting the light amount of the light emitted from the light emitting unit is provided at the position, it becomes possible to detect the light guided by totally reflecting the inside of the transparent substrate at the position of the light amount detecting means. As a result, the amount of detected light increases, and the amount of light can be measured with high accuracy. As a result, even if the light emission characteristics of the light emitting units vary or the light emitting units deteriorate, it is possible to control to obtain a uniform light emission amount distribution. In addition, the number of light quantity detection means arranged corresponding to the respective light emitting units can be remarkably reduced, so that the configuration of the exposure head can be simplified and the cost can be reduced.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention and an exposure head used therefor will be described with reference to the drawings.
[0022]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing the overall configuration of an embodiment of an image forming apparatus using an exposure head (image writing means) of the present invention. In this embodiment, an intermediate transfer belt is used as the transfer belt.
[0023]
In FIG. 1, an image forming apparatus 1 according to the present exemplary embodiment is mounted on a housing body 2, a first opening / closing member 3 that can be opened and closed on the front surface of the housing body 2, and on an upper surface of the housing body 2. The first opening / closing member 3 also has an opening / closing lid 3 ′ attached to the front surface of the housing body 2 so as to be openable and closable. The opening / closing lid 3 ′ can be opened and closed in conjunction with or independently of the first opening / closing member 3.
[0024]
In the housing body 2, an electrical component box 5 containing a power 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 disposed, and a first opening / closing member In FIG. 3, a secondary transfer unit 11, a fixing unit 12, and a recording medium conveying means 13 are arranged. The consumables in the image forming unit 6 and the paper feeding unit 10 are configured to be detachable from the main body. In this case, the configuration including the transfer belt unit 9 can be removed and repaired or replaced. It has become.
[0025]
A first opening / closing member 3 is mounted on the housing body 2 so as to be openable and closable on both sides of the lower front surface of the housing body 2 via a rotating shaft 3b.
[0026]
In this embodiment, as will be described later, each unit can be attached and detached by accessing only from the front surface of the apparatus, so that the apparatus can be installed in a room in a compact manner.
[0027]
In FIG. 1, a transfer belt unit 9 includes a drive roller 14 disposed below the housing body 2 and driven to rotate by a drive source (not shown), a driven roller 15 disposed obliquely above the drive roller 14, An intermediate transfer belt 16 that is stretched between two rollers 14 and 15 and is driven to circulate in the direction of the arrow shown in the figure, and a cleaning means 17 that comes into contact with and separates from the surface of the intermediate transfer belt 16. The intermediate transfer belt 16 is disposed in a direction inclined to the left in the drawing with respect to the drive roller 14. As a result, the belt surface 16a with the belt conveyance direction downward when the intermediate transfer belt 16 is driven is positioned below. In the present embodiment, the belt surface 16a is a belt tension surface (surface pulled by the drive roller 14) when the belt is driven.
[0028]
The driving roller 14 and the driven roller 15 are rotatably supported by the support frame 9a, and a rotating portion 9b is formed at the lower end of the supporting frame 9a. The rotating portion 9b is a rotation provided on the housing body 2. The support frame 9a is fitted to the housing body 2 so as to be rotatable. A lock lever 9c is rotatably provided at the upper end of the support frame 9a, and the lock lever 9c can be locked to a locking shaft 2c provided in the housing body 2.
[0029]
The drive roller 14 also serves as a backup roller for the secondary transfer roller 19 constituting the secondary transfer unit 11. The driven roller 15 is also used as a backup roller for the cleaning means 17. The cleaning means 17 is provided on the belt surface 16a side facing down in the transport direction.
[0030]
A primary transfer member 21 made of a leaf spring electrode is opposed to an image carrier 20 of each of the image forming stations Y, M, C, and K, which will be described later, on the back surface of the belt surface 16a facing downward in the conveyance direction of the intermediate transfer belt 16. The transfer force is applied to the primary transfer member 21 by contact with the elastic force.
[0031]
A test pattern sensor 18 is installed on the support frame 9 a of the transfer belt unit 9 in the vicinity of the drive roller 14. This 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 the color shift and image density of each color image.
[0032]
The image forming unit 6 includes a plurality (four in this embodiment) of image forming stations Y (for yellow), M (for magenta), C (for cyan), and K (for black) that form images of different colors. Each of the image forming stations Y, M, C, and K includes an image carrier 20 formed of a photosensitive drum, and a charging unit 22, an image writing unit 23, and a developer disposed around the image carrier 20. Means 24 are provided. Note that the charging unit 22, the image writing unit 23, and the developing unit 24 give the figure numbers only to the image forming station Y, and the other image forming stations have the same configuration, and thus the drawing numbers are omitted. Further, the arrangement order of the image forming stations Y, M, C, and K is arbitrary.
[0033]
Then, the image carrier 20 of each image forming station Y, M, C, K is brought into contact with the belt surface 16a facing downward in the transport direction of the intermediate transfer belt 16, and as a result, each image forming station Y, M , C and K are also arranged in a direction inclined to the left in the drawing with respect to the drive roller 14. The image carrier 20 is rotationally driven in the conveyance direction of the intermediate transfer belt 16 as indicated by the arrows in the figure.
[0034]
The charging means 22 is composed of a conductive brush roller connected to a high voltage generation source, and the outer periphery of the brush is opposite to the image bearing member 20 as a photosensitive member at a peripheral speed of 2 to 3 times. The surface of the image carrier 20 is uniformly charged by contact 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 toner charging polarity is applied to the brush roller during non-image formation. Thus, the transfer residual toner adhering to the brush roller is discharged to the image carrier 20, transferred onto the intermediate transfer belt 16 at the primary transfer portion, and collected by the cleaning means 17 of the intermediate transfer belt 16. .
[0035]
By using such a charging means 22, the surface of the image carrier can be charged with an extremely small current, so that the inside and outside of the apparatus is not contaminated with a large amount of ozone unlike the corona charging method. In addition, since the contact with the image carrier 20 is soft, it is difficult for the transfer residual toner generated when the roller charging method is used to adhere to the charging roller, and stable image quality and device reliability are ensured. can do.
[0036]
As will be described later, the image writing unit 23 uses an organic EL array exposure head in which organic EL light emitting elements are arranged in a line in the axial direction of the image carrier 20. The organic EL array exposure head has an advantage that the optical path length is shorter than that of the laser scanning optical system, is compact, can be disposed close to the image carrier 20, and the entire apparatus can be downsized. In this embodiment, the image carrier 20, the charging unit 22 and the image writing unit 23 of each of the image forming stations Y, M, C and K are unitized as one image carrier unit 25 and supported together with the transfer belt unit 9. By making the frame 9a replaceable, the organic EL array exposure head is positioned relative to the image carrier 20, and when the image carrier unit 25 is replaced, the organic EL array exposure head is also replaced.
[0037]
Next, details of the developing unit 24 will be described on behalf of the image forming station K. In the present embodiment, the image stations Y, M, C, and K are disposed in an oblique direction, and the image carrier 20 is in contact with the belt surface 16a facing downward in the conveyance direction of the intermediate transfer belt 16. The toner storage container 26 is disposed obliquely downward. Therefore, a special configuration is adopted as the developing unit 24.
[0038]
That is, the developing unit 24 includes a toner storage container 26 that stores toner (hatched part in the drawing), a toner storage part 27 formed in the toner storage container 26, and a toner disposed in the toner storage part 27. The stirring member 29, the partition member 30 partitioned on the upper part of the toner storage portion 27, the toner supply roller 31 disposed above the partition member 30, and the toner supply roller 31 provided on the partition member 30 The developing roller 33 disposed so as to contact the toner supply roller 31 and the image carrier 20, and the regulation blade 34 contacting the developing roller 33.
[0039]
The image carrier 20 is rotated in the conveyance direction of the intermediate transfer belt 16, and the developing roller 33 and the supply roller 31 are rotationally driven in a direction opposite to the rotation direction of the image carrier 20, as shown by the arrows in the figure. The stirring member 29 is driven to rotate in the direction opposite to the direction of rotation of the supply roller 31. The toner stirred and carried up 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 is rubbed against the blade 32 and slid on the supply roller 31. The toner is supplied to the surface of the developing roller 33 by a mechanical adhesion force to the surface uneven portion and an adhesion force by frictional 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 so that the developing roller 33 and the image carrier 20 come into contact with each other. The latent image portion of the image carrier 20 is developed at the nip portion configured as described above and in the vicinity thereof.
[0040]
In this embodiment, the developing roller 33 on the side facing the image carrier 20, the toner supply roller 31, and the contact portion between the developing roller 33 and the regulating blade 34 are not buried in the toner in the toner storage unit 27. With this configuration, it is possible to prevent fluctuations in the contact pressure of the regulating blade 34 against the developing roller 33 due to a decrease in the stored toner, and surplus toner scraped off from the developing roller 33 by the regulating blade 34 falls into the toner reservoir 27. Therefore, filming of the developing roller 33 can be prevented.
[0041]
Further, the contact portion between the developing roller 33 and the regulating blade 34 is positioned below the contact position between the supply roller 31 and the developing roller 33, and the surplus that has been supplied to the developing roller 33 by the supply roller 31 and has not shifted to the developing roller 33. A path is provided for returning the toner and excess toner regulated and removed from the developing roller 33 by the regulating blade 34 to the toner reservoir 27 below the developing means. The toner returning to the toner reservoir 27 is contained in the toner reservoir 27 by the stirring member 29. The toner is agitated and supplied again to the toner introduction portion near the supply roller 31 by the agitating member 29. Therefore, the excess toner is dropped to the lower portion without being jammed on the sliding portion of the supply roller 31 and the developing roller 33 or the contact portion of the developing roller 33 and the regulating blade 34, and the toner in the toner storing portion 27 is stirred. It is possible to prevent the toner in the developing unit from gradually deteriorating and a sudden change in image quality occurring immediately after the replacement of the developing unit.
[0042]
Further, the paper feed unit 10 includes a paper feed unit including a paper feed cassette 35 in which the recording media P are stacked and held, and a pickup roller 36 that feeds the recording media P from the paper feed cassette 35 one by one. Yes.
[0043]
In the first opening / closing member 3, a registration roller pair 37 that regulates the feeding timing of the recording medium P to the secondary transfer portion, and a secondary transfer unit that is pressed against the drive roller 14 and the intermediate transfer belt 16. A secondary transfer unit 11, a fixing unit 12, a recording medium conveyance unit 13, a paper discharge roller pair 39, and a duplex printing conveyance path 40 are provided.
[0044]
The fixing unit 12 includes a heating roller 45 that includes a heating element such as a halogen heater and is rotatable, a pressure roller 46 that presses and biases the heating roller 45, and is swingable on the pressure roller 46. The belt tension member 47, and the heat-resistant belt 49 stretched between the pressure roller 45 and the belt tension member 47, and the color image secondarily transferred to the recording medium are the heat roller 45 and the heat-resistant belt 49. The toner image is fixed on the recording medium at a predetermined temperature at the nip portion formed in step 1). In this embodiment, the fixing unit 12 can be disposed in a space formed obliquely above the intermediate transfer belt 16, in other words, in a space opposite to the image forming unit 6 with respect to the intermediate transfer belt 16. Thus, heat transfer to the electrical component box 5, the image forming unit 6, and the intermediate transfer belt 16 can be reduced, and the frequency of performing the color misregistration correction operation for each color can be reduced.
[0045]
The outline of the operation of the entire image forming apparatus of the present embodiment as described above is as follows.
(1) When a print command signal (image formation signal) from a host computer (not shown) or the like (personal computer or the like) is input to the control circuit in the electrical component box 5, each image forming station Y, M, C, K The image carrier 20, the rollers of the developing unit 24, and the intermediate transfer belt 16 are driven to rotate.
(2) The surface of the image carrier 20 is uniformly charged by the charging means 22.
(3) The surface of the image carrier 20 that is uniformly charged in each of the image forming stations Y, M, C, and K is selectively exposed in accordance with the image information of each color by the image writing unit 23. Electrostatic latent image is formed.
(4) The electrostatic latent images formed on the respective image carriers 20 are developed with toner images by the developing means 24.
(5) A primary transfer voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner is applied to the primary transfer member 21 of the intermediate transfer belt 16, and the toner image formed on the image carrier 20 is transferred to the intermediate transfer belt 16 at the primary transfer portion. Are successively transferred onto the intermediate transfer belt 16 in accordance with the movement of.
(7) In synchronization with the movement of the intermediate transfer belt 16 on which the primary image has been primarily transferred, the recording medium P stored in the paper feed cassette 35 is fed to the secondary transfer roller 19 via the registration roller pair 37. .
(8) The primary transfer image is synchronized with the recording medium at the secondary transfer site and is pressed against the drive roller 14 of the intermediate transfer belt 16 by the pressing mechanism, and is opposite to the primary transfer image. The primary transfer image formed on the intermediate transfer belt 16 with a polarity bias applied is secondarily transferred to the recording medium fed synchronously.
(9) The transfer residual toner in the secondary transfer is conveyed in the direction of the driven roller 15 and scraped off by the cleaning means 17 disposed opposite to the roller 15, and the intermediate transfer belt 16 is refreshed. Again it is possible to repeat the above cycle.
(10) The toner image on the recording medium is fixed by passing the recording medium through the fixing unit 12, and then the recording medium is directed to a predetermined position (or the double-sided printing toward the paper discharge tray 4 if not double-sided printing). In this case, the sheet is conveyed toward the conveyance path 40 for double-sided printing.
[0046]
Next, replacement of consumables and jam processing will be described with reference to FIGS. In FIG. 2, the first opening / closing member 3 is rotated downward together with the opening / closing lid 3 ′ with the rotation shaft 3 b as a fulcrum to expose the fixing unit 12 and the secondary transfer unit 11, and the frame of the transfer belt unit 9. The lock lever 9c provided on the upper part of 9a is rotated to disengage the engagement shaft 2c, the frame 9a is rotated rightward with the rotation shaft 2b as a fulcrum, and the transfer supported by the frame 9a. The belt unit 9 and the image carrier unit 25 are exposed, and the developing means 24 supported on the housing body 2 side is also exposed by such an operation. In this state, as shown in FIG. The image carrier unit 25 and the transfer belt unit 9 can be removed from the frame 9a to be exchangeable, and the developing means 24 can be selectively exchanged independently. Furthermore, it is possible to jam the paper jammed in the conveyance path.
[0047]
Next, an image carrier unit (image carrier cartridge) 25 formed by integrating the image carrier 20, the charging unit 22, and the image writing unit 23 of each of the image forming stations Y, M, C, and K will be described with reference to FIGS. This will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a perspective view of the image carrier unit 25 viewed from the developing means 24 side, and FIG. 5 is a sectional view thereof. The image carrier unit 25 includes four images of image forming stations Y, M, C, and K that are spaced apart from each other in parallel in a case 50 made of an opaque metal plate or the like that is open on the side in contact with the intermediate transfer belt 16. A carrier (photosensitive drum) 20 is rotatably supported, and a conductive brush roller of the charging unit 22 is supported so as to rotate in contact with each image carrier 20 at a predetermined position. The image writing means 23 composed of an organic EL array exposure head is positioned on each image carrier 20 and supported in parallel to the downstream side of the image. An opening 51 for contacting the developing roller 33 of the developing unit 24 corresponding to each image carrier 20 is provided on the wall surface of the case 50 on the downstream side of the image writing unit 23. 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. Yes. As will be described later, the shielding portions 52 and 53, particularly the shielding portion 52 between the opening 51 and the image writing means 23, emits ultraviolet rays from the outside to the light emitting portion made of the organic EL material in the image writing means 23. To prevent it from reaching.
[0048]
FIG. 6 shows a cross-sectional view of the image writing means 23. The image writing unit 23 includes a gradient index rod lens array 65 formed by stacking gradient index rod lenses 65 ′ (FIG. 8) in the center so as to face the image carrier 20 and to communicate inside and outside. An opaque housing 60 attached, an organic EL light emitting element array 61 attached facing the rear surface of the gradient index rod lens array 65 in the housing 60, and organic EL light emission therein from the rear surface of the housing 60 It comprises an opaque cover 66 that shields the element array 61, and the cover 66 is pressed against the back surface of the housing 60 by a fixed plate spring 67 so that the inside of the housing 60 is sealed in a light-tight manner.
[0049]
FIG. 7 shows a cross-sectional view of an example of the vicinity of the light-emitting portion 63 of the organic EL light-emitting element array 61 of the image writing means 23 of FIG. 6, and the organic EL light-emitting element array 61 is made of, for example, 0.5 mm thick glass. On the substrate 62, TFTs (thin film transistors) 71 made of polysilicon having a thickness of 50 nm for controlling the light emission of the respective light emitting portions 63 are provided outside the margin corresponding to each of the two rows of light emitting portions 63 in a staggered arrangement, for example. An insulating film 72 made of SiO ₂ having a thickness of about 100 nm is formed on the glass substrate 62 except for the contact hole on the TFT 71, and is formed at the position of the light emitting portion 63 so as to be connected to the TFT 71 through the contact hole. An anode 73 made of 150 nm ITO is formed. Next, another insulating film 74 made of SiO ₂ having a thickness of about 120 nm is formed in a portion corresponding to a position other than the light emitting portion 63, and a hole 76 corresponding to the light emitting portion 63 is formed thereon, and the thickness is 2 μm. A bank 75 made of polyimide is provided, and a hole injection layer 77 having a thickness of 50 nm and a light emitting layer 78 having a thickness of 50 nm are formed in the hole 76 of the bank 75 in this order from the anode 73 side. A cathode first layer 79a made of Ca having a thickness of 100 nm and a cathode second layer 79b made of Al having a thickness of 200 nm are sequentially formed so as to cover the upper surface of 78, the inner surface of the hole 76, and the outer surface of the bank 75, A light emitting portion 63 of the organic EL light emitting element array 61 is formed by being covered with a cover glass 64 having a thickness of about 1 mm via an inert gas 80 such as nitrogen gas. Light emission from the light emitting unit 63 is performed on the glass substrate 62 side.
[0050]
As the material used for the light emitting layer 78 and the material used for the hole injection layer 77, for example, various materials known in Japanese Patent Laid-Open Nos. 10-12377 and 2000-323276 can be used, and details thereof are omitted.
[0051]
FIG. 8 shows an example of a mechanism for accurately positioning the image writing unit 23 with respect to each image carrier (photosensitive drum) 20 attached to the image carrier unit 25. The image carrier 20 is rotatably attached to the case 50 of the image carrier unit 25 on its axis, while the organic EL light emitting element array 61 is held in a long housing 60 as shown in FIG. Has been. Positioning pins 69 provided at both ends of the long housing 60 are fitted into opposing positioning holes of the case 50, and fixing screws are screwed into the screw holes of the case 50 through screw insertion holes 68 provided at both ends of the long housing 60. Each image writing means 23 is fixed at a predetermined position by screwing and fixing.
[0052]
Since it is configured as described above, for example, as shown in FIGS. 2 and 3, the developing means 24 is removed from the image carrier unit 25 to replace the consumables and jam processing so that the image carrier unit 25 is exposed to external light. , A fluorescent lamp and ultraviolet rays from the sun enter the case 50 from the opening 51 of the image carrier unit 25, but the shielding part 52 of the case 50 is left between the opening 51 and the image writing means 23. Therefore, the ultraviolet light directly enters the exposure position, is reflected by the image carrier 20 at that position, and emits light from the organic EL light emitting element array 61 in the image writing means 23 via the gradient index rod lens array 65. Reaching the part 63 is prevented. In addition, the ultraviolet rays incident from the opening of the case 50 on the side in contact with the intermediate transfer belt 16 are also shielded by the charging means 22 and the shielding portion 53 of the case 50 between the charging means 22 and the image writing means 23. Therefore, the ultraviolet rays are prevented from reaching the light emitting portion 63. In addition, when the inner surface of the case 50 is painted black that absorbs ultraviolet rays, the above-described ultraviolet shielding effect is more reliable.
[0053]
On the other hand, the housing 60 of the image writing means 23 is opaque, and the back surface thereof is covered with an opaque cover 66. Therefore, fluorescent light incident on the back surface of the organic EL light emitting element array 61 and ultraviolet rays from the sun are also organic. Reaching the light emitting part 63 of the EL light emitting element array 61 is prevented.
[0054]
Therefore, even if the image carrier unit 25 is exposed to ultraviolet rays for exchanging consumables or for jamming, the ultraviolet rays are not incident on the light emitting portion 63 of the organic EL light emitting element array 61 in the image writing unit 23 integrated therewith. The organic EL light emitting element is prevented from being deteriorated by ultraviolet rays.
[0055]
Now, the light quantity detection means for detecting the light quantity emitted from the light emitting portion 63 of each organic EL light emitting element in the image writing means 23 will be described. FIG. 9 is a cross-sectional view in the sub-scanning direction of the glass substrate 62 of the organic EL light emitting element array 61 of the image writing means 23. For the organic EL light emitting element array 61, only one light emitting portion 63 is shown. . Here, the sub-scanning direction means a direction orthogonal to the rotation axis of the image carrier 20, and the main scanning direction described later means a direction parallel to the rotation axis of the image carrier 20. FIG. 10 is a perspective view thereof.
[0056]
As described with reference to FIG. 16, when a light beam is emitted from the light emitting unit 63 through the transparent substrate 62, the light emitted from the light emitting unit 63 is mainly emitted from the surface 102 on the emission side of the transparent substrate 62. a and light b that is incident on the exit-side surface 102 at a critical angle θ _C or more and totally reflected. Among these, the central portion of the emitted light a is used for exposure of the image carrier 20 via the gradient index rod lens array 65 (FIGS. 6 and 8). On the other hand, the light b repeats total reflection on the surfaces 101 and 102 on both sides of the transparent substrate 62 and becomes wasted light. Here, a light amount sensor 100 composed of a light receiving element such as a photodiode is attached to a predetermined portion (substantially central portion in FIG. 10) of the end surface 103 in the sub-scanning direction of the glass substrate 62 of the organic EL light emitting element array 61. The light b is incident on the light quantity sensor 100 from the light emitting part 63 guided in the transparent substrate 62 by total reflection so that the relative light quantity of the emitted light from the light emitting part 63 can be detected. FIG. 11 is a cross-sectional view of the image writing unit 23 similar to that of FIG. 6 in this case, and FIG. 12 shows the light amount from the vicinity of the light emitting unit 63 of the organic EL light emitting element array 61 of the image writing unit 23 of FIG. A cross-sectional view of a portion reaching the sensor 100 is shown.
[0057]
A light reflecting layer 91 made of metal or the like is disposed on the end surface 104 in the other sub-scanning direction facing the surface on which the light amount sensor 100 is installed, and the light guided to the end surface 104 is reflected to thereby reduce the light amount. It is desirable to increase the amount of light incident on the light amount sensor 100 by returning the same to the end surface 103 where the sensor 100 is installed by repeated reflection.
[0058]
Next, based on the light amount data detected by the light amount sensor 100, the light emission amount of each light emitting portion 63 of the organic EL light emitting element array 61 is stably controlled to a constant amount, and the density unevenness for each light emitting portion 63 is determined. An example of a method for preventing this will be described.
[0059]
First, when the image carrier unit 25 is shipped, the amount of light exposed to the image carrier 20 position from the organic EL light emitting element array 61 of each image writing unit 23 through the gradient index rod lens array 65 is set for each light emitting unit 63. To measure. For this purpose, the image writing means 23 is attached to the inspection jig. In the inspection jig, a light amount detector for detecting the light amount emitted from the light emitting portion 63 of each light emitting element of the organic EL light emitting element array 61 at the corresponding image plane position of the image carrier 20 is disposed. As this light quantity detector, even if one detector is moved along the organic EL light emitting element array 61 and the quantity of emitted light of each light emitting part 63 is sequentially detected, the same number corresponding to the light emitting part 63 is used. A detector may be arranged. Then, each light emitting unit 63 is caused to emit light in order, and the value Ph _n (n represents the nth light emitting unit 63) detected by the light amount sensor 100 of the image writing unit 23 and the light amount detector of the inspection jig. obtain the value Pg _n. Then, to calculate the correction coefficient Pg _n / Ph _n for each light emitting unit 63.
[0060]
It performed for the light emitting portion 63 of all the light emitting elements of the calculation of the measurement and the correction coefficient of the amount of light, obtaining a correction coefficient Pg _n / Ph _n of all of the light emitting element.
[0061]
The correction coefficient Pg _n / Ph _n thus obtained is stored in the memory 124 arranged in the image writing means 23 as shown in a block diagram in FIG. The emission light amount correction of the light-emitting portion 63 using the correction coefficient Pg _n / Ph _n stored in the memory 124, performed in the image forming apparatus 1 of FIG. 1. An example of the method will be described.
[0062]
Based on the initial value data stored in the memory 124, the individual light emitting portions 63 of the organic EL light emitting element array 61 of each image writing means 23 are caused to emit light through the control circuit 122 and the drive circuit 123, and The measured value is measured by the light quantity sensor 100. As to the measurement values, by multiplying the correction coefficient Pg _n / Ph _n which had been stored in the memory 124, the light quantity at the image plane position of each light emitting unit 63 is calculated.
[0063]
Based on the difference between the calculated light amount and the target light amount given by the main body controller 121 disposed in the electrical component box 5 of the main body, the calculated light amount becomes the target light amount. By controlling the current or the like that flows through the individual light emitting elements of the EL light emitting element array 61, the amount of light emitted from each light emitting unit 63 is adjusted so as to be the target light amount. Such adjustment work is repeated for all the light emitting elements, and the light amounts of all the light emitting elements are adjusted to the target value.
[0064]
This light amount correction operation can be performed based on a command from the main body controller 121 at any time such as immediately after the image forming apparatus 1 is started, before printing is started, or between sheets.
[0065]
Incidentally, at the time of shipment image carrier unit 25, instead of storing in the memory 124 to seek the correction coefficient Pg _n / Ph _n as described above, the corresponding amount of light emitted from the light emitting portion 63 of each light emitting element of the image carrier 20 in the image plane position by emitting the light emitting portion 63 so that the target amount of the light, i.e., Pg _n is allowed to emit light to a predetermined value, it stores the value Ph _n detected by the light amount sensor 100 at that time You may make it make it. In this case, each light emitting unit 63 is caused to emit light based on the initial value data stored in the memory 124, and the light intensity sensor 100 obtains the measured value at that time. The measured value is compared with Ph _n stored in the memory 124, and the current flowing through the individual light emitting elements of the organic EL light emitting element array 61 is controlled so as to eliminate the difference. Adjust the amount of emitted light so that it becomes the target amount of light.
[0066]
In, were to be arranged memory 124 for storing the value Ph _n detected by the light amount sensor 100 while emitting the correction coefficient Pg _n / Ph _n or target light quantity of the light-emitting portion 63 to the image writing means 23 or more However, it may be connected to the main body controller 121 in the electrical component box 5 of the main body and arranged on the main body side.
[0067]
In this way, by storing the correction coefficient Pg _n / Ph _{n for} each light emitting unit 63 or the value Ph _n when light is emitted with the target light amount on the image writing unit 23 or the apparatus main body side, each light emitting unit 63 is stored. Even if the emission characteristics vary, and even when the organic EL light-emitting element deteriorates due to ultraviolet light from outside light, heating from the heat source of the fixing unit 12, etc., it can be controlled to obtain a uniform light emission amount distribution. it can.
[0068]
The above embodiment is an example in which one light quantity sensor 100 is arranged as the light quantity sensor 100 on the end surface 103 in the sub-scanning direction of the glass substrate 62 of the organic EL light emitting element array 61. However, the light quantity sensor 100 has a plurality of different positions. You may arrange in. In the example of FIG. 14, two four light quantity sensors 100 _{1 to} 100 ₄ are arranged on each of the end faces 103 and 104 in the sub-scanning direction.
[0069]
As shown in FIGS. 10 and 14, when the light quantity sensors 100, 100 _{1 to} 100 ₄ are arranged on the end faces 103 and 104 in the sub-scanning direction of the glass substrate 62, the light quantity sensors 100 and 100 _{1 to} 100 ₄ are the light emitting units 63. Therefore, there is an advantage that the detected light quantity can be increased. When a plurality of light quantity sensors 100 _{1 to} 100 ₄ are used, as the detection value Ph _n , a value obtained by adding the detection values of the light quantity sensors 100 _{1 to} 100 ₄ is used as Ph _n or the closest light quantity. Various modifications such as using the detection values of the sensors 100 _{1 to} 100 ₄ as Ph _n are possible.
[0070]
The light quantity sensor 100 may be disposed on the end surface of the glass substrate 62 of the organic EL light emitting element array 61 in the main scanning direction. In the example of FIG. 15, two light quantity sensors 100 ₁ and 100 ₂ are arranged on both end faces 105 and 106 of the glass substrate 62 of the organic EL light emitting element array 61 in the main scanning direction. When a value obtained by adding the detection values of the _two light quantity sensors 100 ₁ and 100 ₂ is used as Ph _{n in} such an arrangement, detection with a substantially uniform detected light quantity is possible for the light emitting units 63 at all positions. It becomes possible. In this case as well, modifications such as using the detection values of the closest light quantity sensors 100 ₁ and 100 ₂ as Ph _n are possible. Of course, only the light quantity sensor 100 ₁ or 100 ₂ may be disposed only on one end face 105 or 106 in the main scanning direction.
[0071]
As described above, when the light quantity sensors 100 ₁ and 100 ₂ are arranged on the end faces 105 and 106 of the glass substrate 62 in the main scanning direction, the size of the line-shaped image writing means 23 in the sub scanning direction can be reduced. A small line head (exposure head) 23 can be formed.
[0072]
Although the exposure head of the present invention and the image forming apparatus using the exposure head have been described based on several embodiments, the present invention is not limited to these embodiments and can be variously modified.
[0073]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the exposure head of the present invention and the image forming apparatus using the same, the transparent substrate is constituted by a substantially flat surface in which the surface on which the light emitting portion is formed and the surface on which the light beam is emitted are substantially parallel. Since the light amount detecting means for detecting the light amount of the light emitted from the light emitting portion is provided at a position other than the surface where the light emitting portion of the transparent substrate is formed and the surface from which the light is emitted, the position of the light amount detecting means Thus, it is possible to detect the light guided by being totally reflected in the transparent substrate, and the amount of detected light is increased to enable highly accurate light amount measurement. As a result, even if the light emission characteristics of the light emitting units vary or the light emitting units deteriorate, it is possible to control to obtain a uniform light emission amount distribution. In addition, the number of light quantity detection means arranged corresponding to the respective light emitting units can be remarkably reduced, so that the configuration of the exposure head can be simplified and the cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of an embodiment of an image forming apparatus using an exposure head (image writing means) of the present invention.
2 is a diagram illustrating a state in which a fixing unit, a secondary transfer unit, a transfer belt unit, an image carrier unit, and a developing unit are exposed in the apparatus of FIG.
3 is a view showing a state in which the image carrier unit and the transfer belt unit are removed and exchangeable in the state shown in FIG. 2;
4 is a perspective view of an image carrier unit used in the apparatus of FIG. 1 as viewed from the developing means side.
5 is a cross-sectional view of the image carrier unit of FIG. 4. FIG.
6 is a cross-sectional view of image writing means used in the image carrier unit of FIG.
7 is a cross-sectional view of an example in the vicinity of a light emitting portion of an organic EL light emitting element array of the image writing means of FIG.
FIG. 8 is a perspective view showing an example of a mechanism for accurately positioning an image writing unit with respect to each image carrier attached to the image carrier unit.
FIG. 9 is a cross-sectional view in the sub-scanning direction of a glass substrate of an organic EL light emitting element array.
10 is a perspective view of FIG. 9. FIG.
11 is a cross-sectional view of image writing means in the case of FIGS. 9 and 10. FIG.
12 is a cross-sectional view of a portion from the vicinity of the light emitting portion of the organic EL light emitting element array of the image writing means of FIG.
FIG. 13 is a block diagram of a control unit that performs light emission amount correction of each light emitting unit.
FIG. 14 is a perspective view showing a modification of the arrangement position and the number of arrangement of the light quantity sensor.
FIG. 15 is a perspective view showing another modification of the arrangement position and the number of arrangement of the light quantity sensors.
FIG. 16 is a diagram for explaining the behavior of light emitted from a light emitting unit of an organic EL light emitting device.
[Explanation of symbols]
P ... Recording medium 1 ... Image forming apparatus 2 ... Housing body 2b ... Rotating shaft (Rotating fulcrum)
2c ... Locking shaft 3 ... First opening / closing member 3 '... Opening / closing lid 3b ... Rotating shaft 4 ... Second opening / closing member 5 ... Electrical component box 6 ... Image forming unit 7 ... Blower fan 9 ... Transfer belt unit 9a ... Support frame 9b ... rotating portion 9c ... lock lever 10 ... paper feed unit 11 ... secondary transfer unit 12 ... fixing unit 13 ... recording medium transport means 14 ... drive roller 15 ... driven roller 16 ... intermediate transfer belt 16a ... intermediate transfer belt Belt surface 17 in which the belt conveying direction during driving is downward: Cleaning means 18 ... Test pattern sensor 19 ... Secondary transfer roller 20 ... Image carrier 21 ... Primary transfer member 22 ... Charging means 23 ... Image writing means 24 ... Development Means 25: Image carrier unit (image carrier cartridge)
26 ... toner storage container 27 ... toner storage unit 29 ... toner stirring member 30 ... partitioning member 31 ... toner supply roller 32 ... blade 33 ... developing roller 34 ... regulating blade 35 ... paper feed cassette 36 ... pickup roller 37 ... registration roller pair 39 Paper discharge roller pair 40: Double-sided printing conveyance path 45 ... Heating roller 46 ... Pressure roller 47 ... Belt tension member 49 ... Heat-resistant belt 50 ... Case 51 ... Opening 52 ... Shielding part 53 ... Shielding part 60 ... Housing 61 ... Organic EL light emitting element array 62 ... glass substrate 63 ... light emitting part 64 ... cover glass 65 ... gradient index rod lens array 65 '... gradient index rod lens 66 ... cover 67 ... fixed leaf spring 68 ... screw insertion hole 69 ... Positioning pin 71 ... TFT (Thin Film Transistor)
72 ... insulating film 73 ... anode 74 ... insulating film 75 ... bank 76 ... bank hole 77 ... hole injection layer 78 ... light emitting layer 79a ... cathode first layer 79b ... cathode second layer 80 ... inert gas 91 ... light reflection Layer 100, 100 ₁ , 100 ₂ , 100 ₃ , 100 ₄ ... Light quantity sensor 101... Surface 102 provided with light emitting part of transparent substrate... Surface 103 on the emission side of transparent substrate. Another end face 105, 106 in the sub-scanning direction of the substrate ... End face 121 in the main scanning direction of the transparent substrate ... Main body controller 122 ... Control circuit 123 ... Drive circuit 124 ... Memory

Claims

透明基板上に複数の発光部がアレイ状に形成され、前記発光部からの変調光線を像担持体上に投射して像担持体に所定のパターンを形成する露光ヘッドであって、前記発光部からの光線は、前記透明基板を透過して前記像担持体側へ射出される露光ヘッドにおいて、
前記透明基板は前記発光部が形成される面と光線が射出する面が略平行な略平面で構成され、前記透明基板の副走査方向の端面に前記発光部から発光される光線の光量を検出する単数又は複数の光量検出手段が設けられており、
前記発光部から最も近い前記光量検出手段までの距離が少なくとも一部の前記発光部について他の前記発光部と異なるように配置されており、
前記発光部各々を発光させたときの前記像担持体の対応位置での検出光量値Ｐｇ_nと前記光量検出手段での検出光量値Ｐｈ_nとの比Ｐｇ_n／Ｐｈ_n（ｎはｎ番目の発光部を表す。）を補正係数として記憶する記憶手段を有し、
前記補正係数Ｐｇ_n／Ｐｈ_nを前記光量検出手段で検出した値に乗じることによって前記発光部各々の前記像担持体の対応位置での光量を求めることを特徴とする露光ヘッド。An exposure head in which a plurality of light emitting units are formed in an array on a transparent substrate, and a modulated light beam from the light emitting unit is projected onto an image carrier to form a predetermined pattern on the image carrier, the light emitting unit In the exposure head that passes through the transparent substrate and is emitted toward the image carrier,
The transparent substrate is configured by a substantially flat surface in which a surface on which the light emitting unit is formed and a surface from which light is emitted is substantially parallel, and detects the amount of light emitted from the light emitting unit on the end surface in the sub-scanning direction of the transparent substrate. One or a plurality of light quantity detection means to be provided,
The distance from the light emitting unit to the nearest light quantity detection means is arranged so that at least some of the light emitting units are different from other light emitting units,
The ratio Pg _n / Ph n _(n between a detected light intensity value Ph _n in the detected light intensity value Pg _n at the corresponding position the light amount detecting means of the image bearing member when the light is emitted each said light emitting portion of the n-th A storage means for storing the light emitting unit) as a correction coefficient;
An exposure head, wherein the light quantity at the corresponding position of the image carrier of each of the light emitting units is obtained by multiplying the correction coefficient Pg _n / Ph _n by a value detected by the light quantity detection means.

前記発光部が有機ＥＬ発光素子の発光部であることを特徴とする請求項１記載の露光ヘッド。Exposure head according to claim 1, wherein said light emitting portion is a light emitting portion of the organic EL light-emitting device.

前記透明基板の副走査方向の端面の複数位置に前記光量検出手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の露光ヘッド。 3. The exposure head according to claim 1, wherein the light quantity detection means is provided at a plurality of positions on the end surface of the transparent substrate in the sub-scanning direction.

前記光量検出手段での検出光量値Ｐｈ_nとして複数位置の光量検出手段での検出光量値を足し合わせた値を用いることを特徴とする請求項３記載の露光ヘッド。4. The exposure head according to claim 3, wherein a value obtained by adding the detected light amount values at the light amount detecting means at a plurality of positions is used as the detected light amount value Ph _{n at} the light amount detecting means.

前記透明基板の前記光量検出手段が設けられていない端面が光反射性とされていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載の露光ヘッド。The amount exposure head according to any one of claims 1 to 4, the end face detecting means is not provided, characterized in that there is a light reflective of the transparent substrate.

前記補正係数Ｐｇ_n／Ｐｈ_nに基づいて、前記発光部各々の光量補正を行うことを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載の露光ヘッド。Said correction coefficient based on Pg _{_n} / Ph _n, any one exposure head according to claims 1 to 5, characterized in that the light emitting portion of each of the light amount correction.

像担持体の周囲に帯電手段、請求項１から６の何れか１項記載の露光ヘッド、トナー現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、カラー画像形成を行うことを特徴とするタンデム方式のカラー画像形成装置。7. At least two or more image forming stations having charging means, the exposure head according to any one of claims 1 to 6 , toner developing means, and transfer means are provided around the image carrier, and the transfer medium passes through each station. A tandem color image forming apparatus characterized in that a color image is formed.

前記転写媒体から記録媒体上に転写されたトナー像を加熱定着する加熱定着手段を備えていることを特徴とする請求項７記載のカラー画像形成装置。The color image forming apparatus according to claim 7, further comprising a heat fixing unit that heat-fixes the toner image transferred from the transfer medium onto the recording medium.