光学写入装置以及图像形成装置

文档序号:1361993 发布日期:2020-08-11 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 光学写入装置以及图像形成装置 (Optical writing device and image forming apparatus ) 是由 饭岛成幸 植村昂纪 渡边义和 横田壮太郎 于 2020-02-05 设计创作,主要内容包括:光学写入装置具备:透镜;多个发光元件,构成为经由透镜在感光体上形成1个像素;以及控制电路,控制多个发光元件中的每一个发光元件的发光状态。控制电路构成为根据多个发光元件的环境温度,来控制多个发光元件中的每一个发光元件的发光状态。(The optical writing device includes: a lens; a plurality of light emitting elements configured to form 1 pixel on the photoreceptor via a lens; and a control circuit that controls a light emission state of each of the plurality of light emitting elements. The control circuit is configured to control a light emitting state of each of the plurality of light emitting elements in accordance with an ambient temperature of the plurality of light emitting elements.)

光学写入装置以及图像形成装置

技术领域

本公开涉及利用于图像形成装置的光学写入装置,特别涉及利用多个发光元件来形成一个像素的光学写入装置以及具备这样的光学写入装置的图像形成装置。

背景技术

在以往的MFP(Multi-Functional Peripheral:多功能外围设备)等图像形成装置中,提出有各种使用多个发光元件来形成1个像素的图像的技术。例如,日本特开平11-147326号公报公开了具备在副扫描方向上倾斜地排列有多个发光点的光学写入装置的图像形成装置。

近年来,利用图像形成装置的环境(温度、湿度等)涉及多种多样。在这样的状况下,需要即使利用图像形成装置的环境发生变化,也使由图像形成装置形成的图像的品质恒定的技术。

发明内容

根据本公开的某一方面,提供一种光学写入装置,该光学写入装置具备:透镜;多个发光元件,构成为经由透镜在感光体上形成1个像素;以及控制电路,根据多个发光元件的环境温度来控制多个发光元件中的每一个发光元件的发光状态。

多个发光元件的发光状态可以包含点亮/熄灭的状态、以及光量。

控制电路可以构成为根据多个发光元件的环境温度与预先决定出的阈值的比较的结果,来控制多个发光元件中的每一个发光元件的发光状态。

根据本公开的另一方面,提供一种图像形成装置,该图像形成装置具备:上述的光学写入装置;感光体;温度传感器,检测多个发光元件的环境温度;以及控制部,对控制电路指示多个发光元件的发光状态的控制。

图像形成装置可以具备存储装置。控制部可以构成为将多个发光元件的环境温度、和表示多个发光元件在感光体上的成像方式的信息作为调整用数据库储存至存储装置,并基于调整用数据库中储存的信息和由温度传感器检测的温度,来生成用于指示多个发光元件的发光状态的控制的信息。

温度传感器可以包含在感光体的主扫描方向上配置于相互不同的位置的多个温度传感器元件。控制部可以将通过对由多个温度传感器元件中的每一个温度传感器元件检测出的值进行合成而导出的值作为多个发光元件的环境温度来利用。

光学写入装置可以包含多个距离感光体的表面的距离相互不同的多个发光元件的组。控制部可以构成为对控制电路指示按每个组控制多个发光元件中的每一个发光元件的发光状态。

附图说明

根据与附图相关地理解的与本发明有关的以下的详细的说明,本发明的上述以及其它目的、特征、方面以及优点变得清楚。

图1是表示本实施方式的图像形成装置的结构的图。

图2是示意性地表示光学写入装置100以及发光基板200的结构的图。

图3是示意性地表示TFT电路214的结构的图。

图4是用于对TFT电路214的电路结构进行说明的图。

图5是表示驱动器IC(Integrated Circuit:集成电路)212的结构的图。

图6是表示发光元件矩阵320的结构的图。

图7是用于对TFT电路214的各发光元件矩阵320中的发光元件600的配置进行说明的图。

图8是表示发光元件矩阵320的布线图案的图。

图9是用于对发光元件矩阵320中的发光元件的排列与利用发光元件矩阵320进行图像形成的图像的关系进行说明的图。

图10是用于对微透镜阵列201的结构进行说明的图。

图11是表示图像形成装置1的硬件结构的图。

图12是示意性地表示发光元件的环境温度与形成在感光体鼓上的光束形状的关系的一个例子的图。

图13是表示构成发光元件矩阵320的100个发光元件600中的每一个的开/关的方式的具体例的图。

图14是用于对根据本实施方式的控制的概要进行说明的图。

图15是表示为了将光学写入装置100设定为图13所示的3个状态(状态ST-1~状态ST-3)中的每一个状态所利用的数据的一个例子的图。

图16是用于根据环境温度来控制发光元件矩阵320的各发光元件600的点亮状态的处理的流程图。

图17是示意性地表示在制造时生成的调整用数据库的一个例子的图。

图18是示意性地表示多个发光元件矩阵320中的每一个配置于距离感光体鼓101表面相互不同的距离的图像形成装置1的结构的图。

具体实施方式

以下,参照附图,对光学写入装置以及具备该光学写入装置的图像形成装置的一个实施方式进行说明。在以下的说明中,对于相同的部件以及构成要素标注相同的附图标记。它们的名称以及功能也相同。因此,不重复它们的说明。

[1]图像形成装置的结构

图1是表示本实施方式的图像形成装置的结构的图。本实施方式的图像形成装置使用将多个发光元件排列成格子状的发光元件矩阵来形成各像素的静电潜像。以下,对其结构进行说明。

如图1所示,图像形成装置1是所谓的串联方式的彩色打印机,具备形成黄(Y)、品红(M)、青绿(C)以及黑(K)各种颜色的调色剂像的图像形成站110Y、110M、110C以及110K。图像形成站110Y、110M、110C以及110K具有向箭头A方向旋转的感光体鼓101Y、101M、101C以及101K。

在感光体鼓101Y、101M、101C以及101K的周围沿着外周面依次配设有带电装置102Y、102M、102C以及102K、光学写入装置100Y、100M、100C以及100K、显影装置103Y、103M、103C以及103K、一次转印电极104Y、104M、104C以及104K以及清洁装置105Y、105M、105C以及105K。

带电装置102Y、102M、102C以及102K使感光体鼓101Y、101M、101C以及101K的外周面均匀带电。光学写入装置100Y、100M、100C以及100K对感光体鼓101Y、101M、101C以及101K的外周面进行曝光来形成静电潜像。

显影装置103Y、103M、103C以及103K供给YMCK各种颜色的调色剂来显影静电潜像,形成YMCK各种颜色的调色剂像。一次转印电极(charger)104Y、104M、104C以及104K将感光体鼓101Y、101M、101C以及101K所承载的调色剂像静电转印(一次转印)至中间转印带106。

清洁装置105Y、105M、105C以及105K除去在一次转印后残留在感光体鼓101Y、101M、101C以及101K的外周面上的电荷并且除去残留调色剂。此外,以下,在对图像形成站110Y、110M、110C以及110K共用的结构进行说明时省略YMCK的文字。

中间转印带106是环状的带,架设于二次转印辊对107以及从动辊108、109,沿箭头B方向旋转运行。通过配合该旋转运行来进行一次转印,YMCK各种颜色的调色剂像相互重叠地形成彩色调色剂像。中间转印带106通过以承载彩色调色剂像的状态进行旋转运行,将彩色调色剂像输送到二次转印辊对107的二次转印辊隙。

通过构成二次转印辊对107的2个辊相互压接而形成二次转印辊隙。对这些辊间施加有二次转印电压。若配合利用中间转印带106进行的彩色调色剂像的输送的时机从供纸托盘120供给记录片材S,则在二次转印辊隙中将彩色调色剂像静电转印(二次转印)至记录片材S。

记录片材S以承载彩色调色剂像的状态被输送到定影装置130,并在对彩色调色剂像进行热定影之后,排出到排纸托盘140上。在线传感器160是CCD(Charge CoupledDevice:电荷耦合装置)照相机,配设在从定影装置130到排出口161的记录片材S的输送路径上,对被定影在记录片材S上的调色剂像进行拍摄,来生成图像数据。

图像形成装置1还具备控制部150。控制部150是控制装置的一个例子,若从PC(Personal Computer:个人电脑)等外部装置接受打印任务,则控制图像形成装置1的动作来执行图像形成。在进行图像形成时,通过参照在线传感器160生成的图像数据,来抑制浓度不均。

[2]光学写入装置的结构

图2是示意性地表示光学写入装置100以及发光基板200的结构的图。首先,参照图2的(a),对光学写入装置100的结构进行说明。

如图2的(a)所示,光学写入装置100为通过保持部件202保持发光基板200和微透镜阵列201的结构,将发光基板200的射出光L通过微透镜阵列201会聚到感光体鼓101的外周面上。此外,对于用于连接光学写入装置100和图像形成装置1的其它装置的电缆等省略图示。

图2的(b)是示意性地表示光学写入装置100的发光基板200的结构的图。如图2的(b)所示,发光基板200具备玻璃基板210、密封板211以及驱动器IC(Integrated Circuit)212等。驱动器IC212是控制电路的一个例子。在玻璃基板210上形成有TFT(Thin FilmTransistor:薄膜晶体管)电路214。在TFT电路214上,15000个发光元件矩阵(省略图示)沿着主扫描方向以21.2μm间距(1200dpi)按每个对应的微透镜交错排列。与一个微透镜对应地配置的发光元件的上述的个数(15000)仅是例示,该数可以根据图像形成装置的性能等适当地变更。

玻璃基板210的配设有发光元件矩阵的基板面为密封区域,隔着隔离物框体213安装有密封板211。由此,密封区域以封入有干燥氮气等的状态密封,以不与外部空气接触。为了吸湿,在密封区域内也可以一并封入吸湿剂。密封板211例如可以是密封玻璃,也可以由玻璃以外的材料构成。

在玻璃基板210的密封区域外安装有驱动器IC212。控制部150的ASIC(Application Specific Integrated Circuit:专用集成电路)220经由可挠性线221向驱动器IC212输入数字亮度信号。驱动器IC212将数字亮度信号转换为模拟亮度信号(以下,仅称为“亮度信号”。)并输入至每个发光元件矩阵的驱动电路。驱动电路根据亮度信号来生成发光元件矩阵的驱动电流。此外,在本实施方式中,亮度信号为电压信号。

[3]TFT电路214

图3是适应性地表示TFT电路214的结构的图。参照图3,对TFT电路214的结构进行说明。

如图3所示,在TFT电路214中,将15000个发光元件矩阵320分组为150个发光块302,每个发光块302具有100个发光元件矩阵320。在本实施方式中,以一个发光元件矩阵320包含100个发光元件,各发光元件为OLED(Organic Light Emitting Diode:有机发光二极管)的情况为例进行说明,但发光元件也可以为半导体LED(Light Emitting Diode:发光二极管)。

在驱动器IC212内置有150个电流DAC(Digital to Analogue Converter:数模转换器)300。电流DAC300是可进行数字控制的可变电流源,分别与发光块302一一对应。发光块302排列在主扫描方向上。构成微透镜阵列201的微透镜与发光元件矩阵320一一对应,包含于一个发光元件矩阵320的发光元件的射出光均通过一个微透镜会聚到感光体鼓101的外周面上。

在从电流DAC300朝向发光块302的各电路上配设有选择电路301。进一步,在从驱动器IC212朝向选择电路301的电路上连接有复位电路303。各电流DAC300通过所谓的滚动驱动对下级的100个发光元件矩阵320依次输出亮度信号。一个电流DAC300被一一对应的发光块302所包含的100个发光元件矩阵320时间共享。

图4是用于对TFT电路214的电路结构进行说明的图。如图4所示,在TFT电路214中,发光块302包含100个发光像素电路,各发光像素电路具有一个电容器321、一个驱动TFT322以及一个发光元件矩阵320。另外,选择电路301具备移位寄存器311和100个选择TFT312,复位电路303具备复位TFT340。

移位寄存器311与100个选择TFT312中每一个的栅极端子连接,在每个主扫描期间将选择TFT312依次导通。选择TFT312的源极端子经由写入布线330与电流DAC300连接,漏极端子与电容器321的第一端子以及驱动TFT322的栅极端子连接。

若移位寄存器311导通选择TFT312,则电流DAC300的输出电流向电容器321的第一端子流动,且电荷积蓄于电容器321。被积蓄于电容器321的电荷保持到被复位电路303复位。

电容器321的第一端子也与驱动TFT322的栅极端子连接,电容器321的第二端子与驱动TFT322的源极端子以及电源布线331连接。在驱动TFT322的漏极端子连接有开关401的一个端子,开关401的另一个端子与发光元件矩阵320的阳极侧端子连接,发光元件矩阵320的阴极侧端子与接地布线332连接。接地布线332与接地端子GND连接,电源布线331与恒压源Vpwr连接。

恒压源Vpwr为向发光元件矩阵320供给的驱动电流的供给源,驱动TFT322通过被施加电容器321的第一端子、第二端子间所保持的亮度信号(电压信号)作为栅极-源极电压Vgs,将与亮度信号相应的电流量的驱动电流供给至发光元件矩阵320。

例如,若对电容器321写入相当于H的亮度信号,则驱动TFT322导通,发光元件矩阵320发光。另外,若对电容器321写入相当于L的亮度信号,则驱动TFT322截止,发光元件矩阵320不发光。被写入电容器321的亮度信号保持到被写入下一个亮度信号、或者复位TFT340被导通。

若导通复位TFT340则从电流DAC300到电容器321的布线被复位到复位电位。复位电位可以是Vdd电位也可以是接地电位,选择适当的电位即可。另外,在本实施方式中,对在复位状态下发光元件矩阵320不发光的情况进行说明,但也可以为在复位状态下发光元件矩阵320发光的结构。

此外,在本实施方式中,以驱动TFT322为p沟道的情况为例进行说明,但当然也可以使用n沟道的驱动TFT322。

另外,在本实施方式中,为将复位电路303与驱动器IC212分开设置,并在驱动器IC212的控制下的结构,但也可以代替该结构,将复位电路303内置于驱动器IC212。另外,也可以通过在复位时和写入时改变电流DAC所输出的电流的极性来实现复位电路303的功能。另外,也可以代替复位TFT340,使用TFT以外的开关元件。

[4]驱动器IC212

图5是表示驱动器IC212的结构的图。参照图5,对驱动器IC212的结构进行说明。

如图5所示,驱动器IC212具备点亮控制部510以及点亮控制表520,点亮控制表520记录有与(构成150个发光元件矩阵320)15000个发光元件的每一个对应的点亮控制数据。点亮控制部510参照按每个发光元件矩阵320在点亮控制表520中记录的点亮控制数据,指示应发光的发光元件。

[5]发光元件矩阵320

图6是表示发光元件矩阵320的结构的图。参照图6,对发光元件矩阵320进行说明。

如图6所示,发光元件矩阵320具备被排列为10行10列的100个发光元件600、以及100个开关602。开关602的每一个在选择部601的控制下,对每个发光元件600切换通电的有无。

发光元件矩阵320从阳极端子A分支出每列的10根阳极布线603,并在各阳极布线603分别连接有10个开关602的一个端子。另外,各阳极布线603的与阳极端子A相反侧的端部与相邻的列的阳极布线603的端部连接。

每列的10个开关602的另一个端子分别与发光元件600的阳极端子连接。发光元件600的阴极端子与阴极布线604连接。各开关602经由控制布线605接受控制信号,被选择部601开关控制,从而发光元件600被点亮控制。在点亮时,发光元件600以与对阳极端子A供给的驱动电流量相应的发光量发光。

另外,作为发光元件矩阵320整体,驱动器IC212通过根据图像数据(视频信号)开关控制开关401来进行点亮控制。

图7是用于对TFT电路214的各发光元件矩阵320中的发光元件600的配置进行说明的图。如图7所示,发光元件矩阵320在TFT电路214上排列成锯齿状。构成一个发光元件矩阵320的100个发光元件600排列成10行10列的格子状,以收敛于同与该发光元件矩阵320对应的微透镜相同的大小的圆形区域701内。

阴极布线604与阳极布线603相同,按每列来设置,并从阴极端子C分支。各阴极布线604的与阴极端子C相反侧的端部与相邻的列的阴极布线604的端部连接。

此外,也可以代替将阴极布线604与共用的阴极端子C连接,而对每个阴极布线604分别独立地设置阴极端子C。另外,也可以代替在阳极布线603连接开关602,并将发光元件600与阴极布线604连接的结构,而在阳极布线603连接发光元件600,并将开关602与阴极布线604连接。

如图7所示,在发光基板200的TFT电路214上,设置有温度传感器170。在图7所示的例子中,温度传感器170沿着主扫描方向配置有多个。此外,温度传感器170为了检测配置有发光元件600的区域的环境温度而设置。构成温度传感器170的温度传感器元件的个数以及配置并不限定于图7所示的结构。

图8是表示发光元件矩阵320的布线图案的图。在图8(a)中,示有发光元件矩阵320的布线图案的俯视图,在图8(b)中,示有发光元件矩阵320的布线图案的D-D线中的剖视图。图9是用于对发光元件矩阵320中的发光元件的排列与利用发光元件矩阵320进行图像形成而成的图像的关系进行说明的图。在图9(a)中,示有在发光元件矩阵320的列方向与副扫描方向平行的情况下在图像中出现的白色条纹。在图9(b)中,示有在发光元件矩阵320的列方向倾斜于副扫描方向的情况下形成的图像。

如图8(a)所示,在俯视时,发光元件矩阵320的布线图案为被阳极电极801覆盖的发光元件600的行方向和列方向均相对于主扫描方向倾斜的图案。在行方向与副扫描方向正交,且列方向与主扫描方向正交的情况下,在所形成的图像900中,存在发光元件600的行间、列间被视觉确认为白色条纹的可能(图9(a))。另一方面,若行方向倾斜于副扫描方向,且列方向倾斜于主扫描方向,则在所形成的图像901中可以减少白色条纹(图9(b))。在图8(a)的例子中,倾斜角度为45度,但也可以为45度以外。

如图8(b)所示,若观察图8(a)的D-D线上的剖面,则在玻璃基板210上形成有TFT电路214。TFT电路214中的阳极布线603为遮光性的铝布线。在阳极布线603上形成有绝缘膜811和发光元件600,并在发光元件600上形成有阳极电极801。

阳极电极801由透光性的ITO(Indium Tin Oxide:氧化铟锡)膜构成,发光元件600的射出光透过阳极电极801,并朝向微透镜阵列201。阳极电极801经由阳极布线603接受驱动电流。

[6]微透镜阵列201

图10是用于对微透镜阵列201的结构进行说明的图。在图10(a)中,示有光学写入装置100的剖视图,在图10(b)中,示有G1透镜1010的俯视图,在图10(c)中,示有光阑1020的俯视图。参照图10,对微透镜阵列201的结构进行说明。

在本实施方式中,微透镜阵列201由线膨胀系数比保持部件202大的材料构成,若环境温度上升或者下降,则在微透镜阵列201与保持部件202之间产生线膨胀差。由于微透镜阵列201和保持部件202在主扫描方向上较长,所以线膨胀差也是在主扫描方向上特别大。

另外,保持部件202比微透镜阵列201厚且刚性较高而难以变形。因此,与保持部件202相比,微透镜阵列201更容易因线膨胀差的产生而发生变形。

如图2的(a)所示,由于微透镜阵列201的发光基板200侧固定于保持部件202所以可抑制热膨胀,相对于此由于感光体鼓101侧未固定于保持部件所以不能抑制热膨胀。因此,微透镜阵列201因热膨胀而变形,而向感光体鼓101侧突出。

如图10(a)所示,微透镜阵列201为所谓的远心光学系统,从接近发光基板200的一侧开始依次配设有G1透镜1010、光阑1020以及G2透镜1030。G1透镜1010以及G2透镜1030是由树脂材料或者玻璃材料构成的透明的部件。

G1透镜1010是在平板状部件1012的两主面固定有平凸透镜的结构,G2透镜1030是在平板状部件1032的发光基板200侧的主面固定有平凸透镜的结构。平凸透镜可以是球面状,也可以是非球面状。

如图10(b)所示,在G1透镜1010上,15000个微透镜1011排列成3行×5000列的锯齿状。各微透镜1011通过将2片平凸透镜组合而作为双凸透镜发挥作用,使来自从光轴方向观察处于重叠位置的发光元件矩阵320的射出光折射。

在G2透镜1030中,也与G1透镜1010相同,将15000个微透镜1031排列成3行×5000列的锯齿状,各微透镜1031使来自从光轴方向观察处于重叠的位置的发光元件矩阵320的射出光折射。但是,构成G2透镜1030的微透镜1031为平凸透镜。

G1透镜1010的主扫描方向上的设置有微透镜1011的位置较厚,未设置有微透镜1011的位置相对较薄。因此,与设置有微透镜1011的位置相比,未设置微透镜1011的位置的刚性较低而容易变形。

G2透镜1030也与G1透镜1010相同,主扫描方向上的设置有微透镜1031的位置较厚,未设置微透镜1031的位置相对较薄。因此,与设置有微透镜1031的位置相比,未设置微透镜1031的位置的刚性较低而容易变形。

如图10(c)所示,光阑1020是由树脂、金属等具有遮光性的材料构成的平板状部件,设置有与各150个微透镜1011、1031一一对应的15000个贯通孔1021。发光元件矩阵320的射出光在通过G1透镜1010的微透镜1011之后,只有通过光阑1020入射至贯通孔1021的部分进入G2透镜1030的微透镜1031,其它部分被遮挡。

微透镜阵列201和发光基板200被未图示的盖覆盖,从而避免尘埃等遮挡发光元件矩阵320的射出光。

[7]控制部150的结构

图11是表示图像形成装置1的硬件结构的图。

控制部150具备CPU(Central Processing Unit:中央处理器)1101、ROM(ReadOnly Memory:只读存储器)1102、RAM(Random Access Memory:随机存储器)1103等,若对图像形成装置1接通电源,则CPU1101从ROM1102读出引导程序并起动,并将RAM1103作为作业用存储区域,执行从HDD(Hard Disk Drive:硬盘驱动器)1104读出的OS(OperatingSystem:操作系统)、控制程序。

NIC(Network Interface Card:网络接口卡)1105用于经由LAN(Local AreaNetwork:局域网)等通信网与PC(Personal Computer:个人电脑)等外部装置通信。控制部150若从外部装置接受打印任务则控制图像形成装置1的各部而执行与打印任务相应的图像形成处理。

在这种情况下,控制部150控制感光体鼓驱动马达1111,旋转驱动感光体鼓101,并且通过带电装置102使感光体鼓101的外周面均匀带电,并通过光学写入装置100进行曝光,并通过显影装置103进行显影。此外,控制部150内置有ASIC220,经由ASIC220来控制光学写入装置100的动作。

控制部150能够通过指定电流DAC300所输出的亮度信号值,来控制每个发光元件矩阵320的发光量。另外,也经由ASIC220对光学写入装置100指示亮度信号值。因此,控制部150按每个发光元件矩阵320将电流DAC300应输出的亮度信号值存储至HDD1104。

进一步,控制部150配合感光体鼓101的旋转驱动,控制二次转印辊对驱动马达1112,来旋转驱动二次转印辊对107。由此,中间转印带106旋转运行。控制部150对一次转印电极104施加一次转印电压,将调色剂像从感光体鼓101的外周面上静电转印至中间转印带106的外周面上。

控制部150控制定影辊驱动马达1113,来旋转驱动定影装置130的定影辊131,并且通过使定影加热器132升温,将彩色调色剂像热定影到记录片材S上。

控制部150若通过在线传感器160检测出记录片材S的前端,则读取被热定影在记录片材上的调色剂像。由此,生成数字图像数据,并记录于HDD1104。

控制部150根据由温度传感器170检测出的温度,来控制光学写入装置100。对于该控制的方式,参照图16等后述。

[8]依据环境温度的发光元件矩阵320的控制

(感光体鼓上的光束形状)

图12是示意性地表示发光元件的环境温度和形成在感光体鼓上的光束形状的关系的一个例子的图。在图12的上部,示有发光元件附近的环境温度为25℃时的、发光基板200上的发光元件矩阵320、微透镜阵列201(G1透镜1010和G2透镜1030)、以及感光体鼓101。在图12的下部,示有发光元件附近的环境温度为50℃时的相同的要素。在图12中,光束F1、F2分别示意性地表示环境温度25℃、50℃中的每一个温度下的从发光元件矩阵320输出的光束。

如图12的上部所示,在光学写入装置100中,在环境温度为25℃的情况下,从发光元件矩阵320输出并通过G1透镜1010以及G2透镜1030的光在感光体鼓101的表面成像。

另一方面,在G1透镜1010以及G2透镜1030的形状根据温度受到相对较大的影响的情况下,若环境温度上升,则有成像位置从感光体鼓101的表面偏移的时候。例如,如图12的下部所示,若环境温度上升到50℃,则由于G1透镜1010以及G2透镜1030的至少一方的膨胀,从发光元件矩阵320输出的光成像的距离可能变得比在环境温度为25℃的状态下成像的距离长。这样的情况下的一个例子是G1透镜1010以及G2透镜1030的至少一方的材料为树脂(例如,聚甲基丙烯酸甲酯树脂)的情况。

由于成像的距离变长,所以从发光元件矩阵320输出的光在感光体鼓101表面的图像的形状发生变化。更具体而言,环境温度为50℃时的图像1202具有比环境温度为25℃时的图像1201大的直径。

(发光元件矩阵中的100个发光元件的多个点亮状态)

图13是表示构成发光元件矩阵320的100个发光元件600中的每一个的开/关的方式的具体例的图。在图13(A)、图13(B)、以及图13(C)的每一个中,排列为纵10个×横10个的矩阵状的100个的发光元件600被表示为纵10个×横10个的栅格。图13(A)、图13(B)、以及图13(C)分别表示3个状态(ST-1、ST-2、以及ST-3)。

图13所示的3个状态中的每一个表示与发光元件矩阵320对应的像素的灰度应照射构成该发光元件矩阵320的100个发光元件600的全部的光时的、该100个发光元件600的实际的点亮的开/关的方式。用白色填充的栅格表示点亮的发光元件600。用灰色填充的栅格表示熄灭的发光元件600。

更具体而言,在状态ST-1下,100个发光元件600全部点亮。在状态ST-2下,100个发光元件600中的配置于最外侧的列的36个发光元件600熄灭,配置于内侧的64个发光元件600点亮。在状态ST-3下,100个发光元件600中的配置于外侧的2列的64个发光元件600熄灭,配置于内侧的36个发光元件600点亮。

(依据环境温度的控制的概要)

图14是用于对依据本实施方式的控制的概要进行说明的图。

在图14的中央,作为线L1,示有伴随着图像形成装置1中的图像形成的继续的发光基板200的温度变化。在包含线L1的曲线图中,横轴表示时间,纵轴表示温度。若继续图像形成,则发光基板200的温度上升。发光基板200的温度例如由温度传感器170来检测。温度传感器170的检测温度是设置有发光元件600的区域的环境温度的一个例子。

在图14的曲线图的下方,作为“光束形状”,示意性地示有从发光元件矩阵320输出的光(光束)在感光体鼓101表面上的图像。在图14的曲线图的左端,发光元件600的环境温度充分地低,由此,光束形状也正常。然而,若环境温度上升,则如参照图12说明的那样,成像所需的距离延长。由此,感光体鼓101表面上的光束的图像增大。

在图像形成装置1中,若发光元件600的环境温度超过第一阈值(图14的温度T1),则在发光元件矩阵320中输出光的部分的面积缩小。在一个例子中,发光元件矩阵320的状态从图13的状态ST-1变更为状态ST-2。在图14中,在发光元件矩阵320中输出光的部分的面积的变更作为“修正时机”,用箭头来表示。

在图14的例子中,在时刻Ta,环境温度达到温度T1,与此相应地,发光元件矩阵320的状态从状态ST-1变更为状态ST-2。由此,感光体鼓101表面上的光束的图像变小。由此,光束的图像的大小返回到与环境温度低于温度T1时(例如,在图像形成装置1开始图像形成时)相同程度。

然而,若图像形成进一步继续,则发光元件600的环境温度进一步上升,感光体鼓101表面上的光束的图像再次增大。在图像形成装置1中,若发光元件600的环境温度超过第二阈值(图14的温度T2),则在发光元件矩阵320中输出光的部分的面积进一步缩小。在一个例子中,发光元件矩阵320的状态从图13的状态ST-2变更为状态ST-3。

在图14的例子中,发光元件600的环境温度随着从时刻Ta接近时刻Tb而上升,感光体鼓101表面上的光束的图像缓缓地增大。在时刻Tb,环境温度达到温度T2,与此相应地,发光元件矩阵320的状态从状态ST-2变更为状态ST-3。由此,感光体鼓101表面上的光束的图像再次变小。由此,光束的图像的大小返回到与环境温度低于温度T1时(例如,在图像形成装置1开始图像形成时)相同程度。

(控制用的数据)

图15是表示为了将光学写入装置100设定为图13所示的3个状态(状态ST-1~状态ST-3)的每一个所利用的数据的一个例子的图。在图15中,3个状态的每一个示有各发光元件600的光量和开/关的设定。

图15的“光量”是各发光元件600的每单位时间的光量的设定值。状态ST-1、状态ST-2、以及状态ST-3的每一个设定有光量A-1、光量A-2、以及光量A-3。

在一个例子中,光量A-1与光量A-2之比是在状态ST-1和状态ST-2下点亮的发光元件600的个数之比的倒数。即,在状态ST-1和状态ST-2下,被点亮的发光元件600的个数之比为100:64。因此,光量A-1与光量A-2之比为64:100。由此,在发光元件矩阵320中,点亮的发光元件600的个数的减少通过各发光元件600的光量的上升来补偿。即,维持发光元件矩阵320整体的光量。

在一个例子中,光量A-1与光量A-3之比为在状态ST-1和状态ST-3下被点亮的发光元件600的个数之比的倒数。即,在状态ST-1和状态ST-3下,被点亮的发光元件600的个数之比为100:36。因此,光量A-1与光量A-3之比为36:100。

各发光元件600的光量的控制的一个例子通过对各发光元件600供给的电流值的控制来实现。即,光量的增加(减少)可以通过所供给的电流值的增加(减少)来实现。其它的例子通过对各发光元件600的每单位时间(例如,1秒钟)的通电时间来实现。即,光量的增加(减少)可以通过每单位时间的通电时间的增加(减少)来实现。

图15的“各发光元件的开/关”表示构成各发光元件矩阵320的100个发光元件600中的每一个的点亮状态。更具体而言,“各发光元件的开/关”是在需要对对应的像素点亮发光元件矩阵320的情况下,为了如参照图13说明的那样根据环境温度来控制构成该发光元件矩阵320的100个发光元件600的每一个的点亮状态而利用的信息。“各发光元件的开/关”对3个状态(状态ST-1、状态ST-2、状态ST-3)的每一个,规定100个发光元件600中的每一个的点亮/熄灭(开/关)。

(处理的流程)

图16是用于根据环境温度来控制发光元件矩阵320的各发光元件600的点亮状态的处理的流程图。图16的处理例如通过控制部150的CPU1101执行规定的程序来实现。各发光元件600的点亮状态通过根据来自CPU1101的指示,变更驱动器IC212对各发光元件600的通电状态来控制。在一个实施方式中,控制部150依次(例如,每隔规定的时间)读出温度传感器170的检测温度,并利用于图16的处理。温度传感器170的检测温度是发光元件600的环境温度的一个例子。在图16的处理中,根据环境温度的变化,来控制构成发光元件矩阵320的100个发光元件600的点亮状态(以下,称为“发光元件矩阵320的点亮状态”)。在一个实施方式中,初始状态中的点亮状态为状态ST-1。

参照图16,在步骤S10中,CPU1101判断温度传感器170的检测温度(以下,仅称为“检测温度”)是否超过第一阈值T1。若判断为检测温度超过第一阈值T1(在步骤S10中为“是”),使控制前进到步骤S12,若不是(在步骤S10中为“否”),则将控制停留在步骤S10。

在步骤S12中,CPU1101将发光元件矩阵320的点亮状态控制在状态ST-2。更具体而言,CPU1101根据“图15的各发光元件的开/关”的状态ST-2来控制各发光元件矩阵320的100个发光元件600的开/关。由此,如表示为图13(B)所示的状态ST-2那样,控制各发光元件矩阵320的100个发光元件600的开/关状态。

在步骤S14中,CPU1101判断检测温度是否超过第二阈值T2。若判断为检测温度超过第二阈值T2(在步骤S14中为“是”),则使控制前进到步骤S16,若不是(在步骤S14中为“否”),则使控制前进到步骤S20。

在步骤S16中,CPU1101将发光元件矩阵320的点亮状态控制为状态ST-3。

在步骤S18中,CPU1101判断检测温度是否为第二阈值T2以下。若判断为检测温度是第二阈值T2以下(在步骤S18中为“是”),将控制返回到步骤S12,若不是(在步骤S18中为“否”),将控制停留在步骤S18。

在步骤S20中,CPU1101判断检测温度是否为第一阈值T1以下。若判断为检测温度为第一阈值T1以下(在步骤S20中为“是”),使控制前进到步骤S22,若不是(在步骤S20中为“否”),将控制返回到步骤S14。

在步骤S22中,CPU1101将发光元件矩阵320的点亮状态控制为状态ST-1。之后,CPU1101将控制返回到步骤S10。

根据以上说明的图16的处理,根据发光元件600的环境温度来控制构成发光元件矩阵320的100个发光元件600的点亮状态。更具体而言,发光元件矩阵320包含以10个×10个排列的100个发光元件600。对与“点亮”的像素对应的发光元件矩阵320定义3个状态ST-1、状态ST-2、状态ST-3(图13)。初始状态为状态ST-1。若发光元件600的环境温度超过阈值T1,则将发光元件矩阵320的状态控制为状态ST-2。若发光元件600的环境温度超过阈值T2,则将发光元件矩阵320的状态控制为状态ST-3。

上述控制也能够在图像形成装置1的打印中实施。由此,可以实现依据温度的发光元件矩阵320的点亮状态的依次的控制。

CPU1101可以进行点亮状态的控制的同时,基于图15所示的各状态的“光量”,来调整各发光元件600的光量。

CPU1101在图16的处理中利用温度传感器170的检测温度。在如图7所示作为温度传感器170设置有多个温度传感器元件的情况下,在图16的处理中,可以利用通过对该多个温度传感器元件的检测温度进行合成而导出的值。例如,可利用由各自检测出的温度的平均值。

[9]每个图像形成装置的调整

在图16的处理中利用的阈值温度与应控制的状态的关系可以统一设定,也可以按每个图像形成装置来设定。更具体而言,对每个图像形成装置,在制造时生成调整用数据,并利用该数据控制各发光元件矩阵320的点亮状态。

图17是示意性地表示在制造时所生成的调整用数据库的一个例子的图。调整用数据库例如被储存于HDD1104。在图17的调整用数据库中,示有“温度”“发光点形状”以及“成像状态”。“温度”表示发光元件600的环境温度。“发光点形状”表示感光体鼓101表面上的图像的半径。“成像状态”表示感光体鼓101表面上的图像的每单位面积的光量。

控制部150可以一边参照调整用数据库,一边控制发光元件矩阵320的点亮状态。

在一个实施方式中,控制部150在每个规定的时间检测发光元件600的环境温度,并在调整用数据库中获取与该温度对应的发光点形状,并基于获取到的发光点形状,来决定构成发光元件矩阵320的100个发光元件600中的点亮的发光元件600的个数。

更具体而言,发光元件600的环境温度为50℃。控制部150从调整用数据库中获取与50℃对应的发光点形状(图像的半径)、以及与基准温度(例如,25℃)对应的发光点形状(图像的半径),并计算它们的比。例如若与50℃对应的半径相对于与25℃对应的半径之比为125%,则控制部150调整发光元件矩阵320的点亮状态(点亮的发光元件600的个数(以及配置)),以使图像的半径成为基准时的80%({100/125}×100%)。

在一个实施方式中,控制部150按每个规定的时间检测发光元件600的环境温度,并在调整用数据库中获取与该温度对应的成像状态,并基于获取到的成像状态,来决定各发光元件600的光量。

更具体而言,发光元件600的环境温度为50℃。控制部150从调整用数据库中获取与50℃对应的成像状态(每单位面积的光量)、和与基准温度(例如,25℃)对应的成像状态(每单位面积的光量),并计算它们的比。例如若与50℃对应的光量相对于与25℃对应的光量之比为80%,则控制部150调整发光元件矩阵320的点亮状态,以使各发光元件600的光量成为基准时的125%({100/80}×100%)。

调整用数据库中储存的数据的种类并不限定于图17所示的种类。更具体而言,图像的半径仅是“发光点形状”的一个例子。其它的例子也可以是光束腰位置(从发光元件600到成像位置的距离)、或者感光体鼓101表面上的图像的每单位面积的光量等跟随因由G1透镜1010和/或G2透镜1030的环境温度引起的形状的变化导致的成像位置的变化的值。

另外,感光体鼓101表面上的图像的每单位面积的光量仅是“成像状态”的一个例子。其它的例子也可以光束腰位置或者感光体鼓101表面上的图像的半径等跟随因由G1透镜1010和/或G2透镜1030的环境温度引起的形状的变化导致的成像位置的变化的值。

调整用数据库也可以仅储存“发光点形状”和“成像状态”的任意一方的信息。在环境温度发生变化时,控制部150可以基于该信息,使构成发光元件矩阵320的100个发光元件600中哪个发光元件600点亮、以及控制各发光元件600的光量。“发光点形状”以及“成像状态”均是表示发光元件矩阵320(多个发光元件600)的成像方式的信息的一个例子。

[10]与各发光元件矩阵320到感光体鼓101的距离相应的控制

图18是示意性地表示多个发光元件矩阵320中每一个配置于距离感光体鼓101表面相互不同的距离的图像形成装置1的结构的图。

在图像形成装置1中,在发光基板200A、200B、200C的每一个中分别配置有发光元件矩阵320A、320B、320C。根据图18的结构,可减少需要安装于1片发光基板的控制电路以及布线的数量。另外,根据图18的结构,通过多片发光基板错开重叠地配置,能够实现图像形成装置1(光学写入装置100)的小型化。

在图18中,从发光元件矩阵320A、320B、320C的每一个到G1透镜1010的距离被表示为距离LA、LB、LC,这些距离相互不同。在图18的结构中,从发光元件矩阵320A、320B、320C的每一个到感光体鼓101表面的距离相互不同。

在图像形成装置1具有图18所示的结构的情况下,优选控制部150对每个发光元件矩阵实施发光状态的控制。由此,即使在发光元件的环境温度发生了变化的情况下,也能够更可靠地抑制从发光元件矩阵320A、320B、320C的每一个图像形成到感光体鼓101表面上的图像的形状的变化。

对本发明的实施方式进行了说明,但应认为本次公开的实施方式在所有的点是例示并不是限制性的内容。本发明的范围通过权利要求书来表示,旨在包含与权利要求书等同的意思以及范围内的所有的变更。

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