CN1755539A - 线形曝光头以及图像形成装置 - Google Patents

Abstract

提供一种线形曝光头，包含：发光元件行，挟持在阳极端子(41)和阴极端子(42)之间的多个发光元件(321)排列成1行；驱动晶体管(TFT2)，其用于对该发光元件行的各发光元件(321)进行驱动。经由该驱动晶体管(TFT2)与所述阳极端子(41)连接的电源布线(301)和所述阴极端子(42)配置为相面对。这样，可以使向发光元件供给的电源稳定化。

Description

线形曝光头以及图像形成装置

技术领域

本发明涉及一种线形曝光头以及图像形成装置。

背景技术

已存在一种线形曝光头，其作为安装于复印机或打印机等电子照相方式的图像显示装置而在感光体的表面形成(曝光)静电潜像的装置。该线形曝光头，是使多个发光元件在基板上一维排列并通过基板上图案形成的布线驱动各发光元件的器件。这种线形曝光头的发光元件，使用发光二极管(LED)和有机EL(Electroluminescence)发光元件。在诸如下述的公知文献中，公开与这种线形曝光头相当的发光元件阵列和图像形成装置。

然而，在这样的线形曝光头中采用的发光元件屏中，通常，沿着发光元件的排列分布数据线以及控制信号线。因此，这些布线的布线长度甚至可达到例如数十cm，由此需要电源的稳定性。尤其，采用作为发光元件的有机EL发光元件的情况，比采用LED作为发光元件的情况需要更大的电流，由于电源布线变粗，因此更需要提高电源的稳定性。

专利文献1：特开平11-274569号公报

发明内容

本发明就是鉴于上述问题，其目的在于，提供一种使向发光元件提供的电源稳定的线形曝光头以及图像形成装置。

为解决所述课题，本发明中，作为有关线形曝光头的第一方案，包含：发光元件行，将多个挟持在一方电极和另一方电极之间的发光元件排列配置成一行；和驱动电路，用于驱动该发光元件行的各发光元件；通过介入该驱动电路而将连接在所述一方电极上的电源布线和所述另一方电极相面对配置。

根据本发明，由于通过电源布线和另一方电极形成图案，因此可使电源得到稳定化。

作为有关线形曝光头的第二方案，在上述第一方案中，作为所述驱动电路采用薄膜晶体管，与该薄膜晶体管的栅极端子在同一层形成的栅极端子层布线与所述电源布线连接。

根据本发明，由于电源布线和栅极端子层布线连接，因此在电源布线和栅极端子层布线重合的区域和形成另一方电极的区域之间形成电容器。因此，比仅在电源布线和另一方电极之间形成电容器的情况能够形成更大容量的电容器，能够使电源更加稳定化。

作为有关线形曝光头的第三方案，在上述第一或第二方案中，作为所述发光元件采用有机EL发光元件。

这样，即使在采用需要大电流的有机EL发光元件作为发光元件的情况下，根据本发明的线形曝光头，由于也能在至少电源布线和另一方的电极之间形成电容器，因此能够稳定地给有机EL发光元件提供电源。

另一方面，在本发明中，作为有关图像形成装置的第一方案，具有：感光体；带电机构，使该感光体均匀带电；和曝光机构，具有权利要求1～3中任一项所述的线形曝光头，通过对所述感光体曝光而将形成对象图像的静电潜像形成在所述感光体上；显影机构，使所述感光体上的静电潜像作为调色剂像显影；转印机构，将所述感光体上的调色剂像转印在转印材料上；和定影机构，将所述转印材料上的调色剂像定影。

根据该发明，由于能够使给发光元件提供的电源稳定化，因此能够防止不妥当情况的发生，实现稳定工作。

作为有关图像形成装置的第二方案，在上述图像形成装置的第一方案中，形成彩色图像。

即使根据这样的发明，由于能够使给用于形成彩色图像的线形曝光头提供的电源稳定化，因此能够实现防止不妥当情况的发生，实现稳定工作。

附图说明

图1表示本发明第1实施方式的线形曝光头的概略电路构成的电路图。

图2表示本发明第1实施方式的线形曝光头电路布局构成的模式图。

图3表示图2的A-A线截面图。

图4表示有关本发明第1实施方式的图像形成装置的图像数据的处理框图。

图5表示本发明第1实施方式的图像形成装置的机构构成的截面图。

图6表示本发明第2实施方式的线形曝光头的部分截面图。

图中：1-线形曝光头，30-选择电路，31-数据线单元，32-象素电路，301-电源布线，302-接地布线，302b-背面侧接地布线，303-移位寄存器，304-起动信号线，305-时钟信号线，306-栅极线，310-保护电阻，311-输入缓冲器，312-数据线，313-引出线，321-发光元件，TFT1-保持晶体管，TFT2-驱动晶体管(驱动电路)，41-阳极端子(一方电极)，42-阴极端子(另一方电极)，43-栅极端子，44-栅极端子层布线

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明实施方式的线形曝光头以及图像形成装置。

第1实施方式

图1表示本实施方式中线形曝光头的概略电路构成的电路图。本线形曝光头1，其主要构成要素包含：选择电路30、数据线单元31以及像素电路32。选择电路30由用于依次对像素电路32进行驱动的移位寄存器303构成，包含选择电路用电源布线301和选择电路用接地布线302。该移位寄存器303，是一种让通过起动脉冲信号线304给前段提供的起动脉冲信号与时钟信号线305的时钟信号同步而向后段依次传递的寄存器，将各段的输出信号作为用于依次选择像素电路32中的发光元件321的选择信号通过栅极线306提供给像素电路32。

数据线单元31，是一种将用于使发光元件321发光/非发光的数据信号通过在数据线312中设置的保护电阻310以及输入缓冲器311传输的布线单元。该数据信号，与所述时钟信号同步，从外部提供给数据线312，并经由引出线313提供给像素电路32。另，在所述数据线312上，在保护电阻310和输入缓冲器311之间附加ESD保护元件60，并在前端部附加ESD保护元件61。

象素电路32，由保持晶体管TFT1、驱动晶体管TFT2(驱动电路)以及发光元件321组成。保持晶体管TFT1，其栅极端子与所述栅极线306连接，源极端子与所述引出线313连接，并且漏极端子与驱动晶体管TTT2的栅极端子连接。另一方面，驱动晶体管TFT2，其源极端子与电源、即电源布线301连接，漏极端子与发光元件321的阳极端子连接。即，发光元件321的阳极端子通过驱动晶体管TFT2与电源布线301连接。发光元件321，是一种例如有机EL发光元件，其发光体由有机材料构成，也可以是LED。发光元件321的阴极端子，与GND、即接地布线302连接。

这样的像素电路32中的发光元件321，由从移位寄存器303通过栅极线306输入的选择信号而被选择，并且依据通过数据线312以及引出线313输入的数据信号相应地对发光/非发光进行控制。即，移位寄存器303，通过与时钟信号同步将起动信号依次向后段传递，对发光元件321进行选择。然后，由移位寄存器303这样选择的发光元件321，依据数据信号的电压电平、即L(低)/H(高)相应地对发光/非发光进行控制。

另，图1中，仅表示1个发光元件321，然而实际上是n个(例如5120)个发光元件321配置在基板上成1行的状态。并且，这些n个发光元件321，每m个(例如128)构成一个组，从移位寄存器303的各段输出的选择信号，选择该组。

接着，图2为表示本实施方式中线形曝光头1的布局构成的模式图。另，图2中，与图1对应的构成要素附加同一符号。

发光元件321，是一种按照对着如图所示的长方形的基板，与其长边并列那样而设置作为排列成1行的发光元件行。在这样的发光元件321的下侧，邻接配置作为所述驱动晶体管TFT2排列成1行的驱动电路行。并且，在这样的驱动晶体管TFT2的下侧，设置沿着发光元件321即驱动晶体管TFT2的电源布线301，在这些电源布线301的下侧，沿着相同的发光元件321设置接地布线302。

并且，此外还设置接地触点部302a和背面侧接地布线302b。背面侧接地布线302b，设置在基板的背面，各发光元件321与阴极电极连接。接地导电部302a，用于使所述背面侧接地布线302b和表面的接地布线302连接。

另一方面，在发光元件321的上侧，配置有作为所述保持晶体管TFT1排列成1行的保存电路行。并且，在这样的保持晶体管TFT1的上侧，沿着发光元件321即保持晶体管TFT1设置数据线312，在其上侧在与数据线312同样沿着发光元件321的状态下设置起动信号线304以及时钟信号线305。另，数据线3 12的根数，为构成1个组的发光元件321的个数，即128根。

启动信号线304和时钟信号线305之间，沿着发光元件321的排列方向设置所述移位寄存器303(选择电路30)。并且，在该移位寄存器303的各段输出段和保持晶体管TFT1的栅极端子之间，按照跨过数据线312，即在与数据线312不同的层，设置栅极线306(图示略)。

并且，如所述由于分别在数据线312的中间部位设置ESD保护元件60，并在数据线312的前端部位设置ESD保护元件61，因此ESD保护元件60，分别配置在左右方向布线的数据线312的中间部位、即如图所示在基板的左侧到达发光元件321之前的位置，另一方面，ESD保护元件61，为在数据线312的前端设置的，也可以是配置在基板的右侧。

另，虽然未图示，在数据线312和保持晶体管TFT1之间，设置所述引出线313。该引出线313，以最短距离连接数据线312和保持晶体管TFT1，即分布在上下方向与数据线312不同的层。并且，保持晶体管TFT1和驱动晶体管TFT2，挟住发光元件321而设置在其上下两面，因此保持晶体管TFT1的漏极端子和驱动晶体管TFT2的栅极端子，通过按照跨过发光元件321而布线的连接布线(图示略)而相互连接。

图3为沿着图2中的A-A线的截面图。另，图3中，上部表示线形曝光头1的背面侧，下部表示外侧(图2中的可视面)。并且，省略保持晶体管TFT1的图示。如该图所示，本实施方式的线形曝光头1其构成为：具有有机EL发光元件的发光体(发光元件321)挟持在阳极端子41(一方的电极)和阴极端子42(另一方的电极)之间的构造，且阳极端子41通过驱动晶体管TFT2与电源布线301连接，阴极端子42作为背面侧接地布线302b的一部分。另，本实施方式的线形曝光头1中，背面接地布线302b(阴极端子42)由反射性导电材料(例如铝或钙等)形成，阳极端子41由透光性导电材料(例如ITO(Indium Tin Oxide)等)形成。因此，若给发光元件321提供电源后，发光元件321发光，则其发出的光，从线形曝光头1的阳极端子41侧(外侧)射出。

根据具有这样构成的本实施方式的线形曝光头1，配置阳极端子42即、背面侧接地布线302b和电源布线301使其相对。因此，能够在背面侧接地布线302b和电源布线301之间形成电容器，可使电源稳定化。

接着，关于本实施方式的图像形成装置、即采用所述线形曝光头1，作为4个线形曝光头11K、11C、11M、11Y的图像形成装置进行说明。

首先，参照图4所示的框图，说明有关本图像形成装置的图像数据的处理的功能构成。在对本图像形成装置的全体动作进行控制的全体控制部，设置有由CPU、图像处理电路等构成的数据处理部9；和对源图像数据等进行存储的存储部10。并且，本图像形成装置，除黑白图像外还能形成彩色图像，设置作为形成图像时的原色的“黑”、“青”、“品红”、“黄”对应的4个线形曝光头11K、11C、11M、11Y。

这里，所述线形曝光头11K、11C、11M、11Y的符号末尾附加的字母K、C、M、Y分别表示作为在形成图像时的原色的黑色、青色、品红色、黄色。这样的字母K、C、M、K的附加，关于以下说明的其它部件也同样。

数据处理部9，读取由外部的主计算机向图像形成装置发送的在存储部10中存储的源图像数据(位图数据)，并进行筛滤(screen)处理、颜色转换处理、数据转换处理、数据传输处理。筛滤处理，其目的在于取得与图像形成装置的处理条件的匹配，以确保灰度再现性，是一种组合单线图案、误差扩散图案、半色调点图案等的处理。颜色转换处理将筛滤处理后的图像数据转换成被分解为与各线形曝光头11K、11C、11M、11Y对应的颜色的数据。数据转换处理，是一种将颜色转换处理后的图像数据转换成给各线形曝光头11K、11C、11M、11Y发送数据信号用的处理。数据传输处理，是一种将所述发送用数据信号向各线形曝光头11K、11C、11M、11K传输的处理。

图5为本实施方式中图像形成装置的机构结构的纵侧截面图。该图像形成装置是一种将与同样构成的4个线形曝光头11K、11C、11M、11Y，配置在作为对应的同样构成的4个感光体鼓12K、12C、12M、12Y的位置，构成作为串联方式(tandem-type)的图像形成装置。

该图像形成装置，设置驱动辊13、从动辊14和张力辊15，并且具有中间转印带16，其通过张力辊15施加张力后被悬置，并向图示箭头方向(反时针方向)被循环驱动。对于该中间转印带16配置有作为以给定间隔配置的4个图像载体的在外周面上具有感光层的感光体鼓12K、12C、12M、12Y。

感光体鼓12K、12C、12M、12Y，与中间转印带16的驱动同步，被沿着图示的箭头方向(顺时针方向)旋转驱动。另外，在各感光体鼓12K、12C、12M、12Y的周围设置有：电晕带电器17K、17C、17M、17Y，其使各感光体鼓12K、12C、12M、12Y的外周面均匀带电；和线形曝光头11K、11C、11M、11Y，其使通过该电晕带电器17K、17C、17M、17Y而被均匀带电的各感光体鼓12K、12C、12M、12Y的外周面与该各感光体鼓12K、12C、12M、12Y的旋转同步并顺次实施行扫描。

还有，在各感光体鼓12K、12C、12M、12Y的周围设置有：显影装置18K、18C、18M、18Y，其给由所述线形曝光头11K、11C、11M、11Y形成的静电潜像提供作为显影剂的调色剂后成为调色剂像；第一次转印辊19K、19C、19M、19Y，其将通过该显影装置18K、18C、18M、18Y显影的调色剂像依次转印给作为第一次转印机构的中间转印带16；和清洁装置20K、20C、20M、20Y，其将转印后各感光体鼓12K、12C、12M、12Y的表面残留的调色剂除去。

这里，各线形曝光头11K、11C、11M、11Y，按照使所述有机EL发光元件的排列方向与各感光体鼓12K、12C、12M、12Y的母线并列而被固定。并且，各线形曝光头11K、11C、11M、11Y的发光能量的峰值波长和各感光体鼓12K、12C、12M、12Y的灵敏度峰值波长，设定为大约一致。

显影装置18K、18C、18M、18Y，采用例如作为显影剂的非磁性单成分的调色剂，并将该单成分显影剂通过例如供给辊传输给显影辊，在显影辊表面附着的显影剂的膜厚被限定刮刀所限定，通过使该显影辊与各感光体鼓12K、12C、12M、12Y接触或者抵触，通过依据各感光体鼓12K、12C、12M、12Y的电位电平，附着显影剂，这样作为调色剂像被显影。

通过这样的4种颜色的单色调色剂像构成站点(station)，形成的黑、青、品红、黄的各调色剂像，被提供给第一次转印辊19K、19C、19M、19Y，并通过第一次转印偏置依次第一次转印到中间转印带16上，在中间转印带16上依次叠加后成为全彩色的调色剂像，由第二次转印辊21被第二次转印到用纸等记录介质P上，并使其通过作为定影部的定影辊22而被固定在记录介质P上，然后通过一对排纸辊23，向在装置上部形成的排纸托盘24排出。另外，第二次转印辊21，形成在中间转印带16之间的第二次转印部。

另，该机构构成中，符号25表示保存层叠有多张记录介质P的供纸盒，26表示从供纸盒25逐张供应每个记录介质P的拾取辊，27表示规定给第二次转印辊21的第二次转印部供给记录介质P的时刻的一对闸门辊，28表示将在第二次转印后中间转印带16的表面残留的调色剂除去的清洁刮刀。

根据这样的图像形成装置，由于采用本实施方式的线形曝光头1，因此可使线形曝光头1中的电源稳定化，由此防止不妥当情况的发生，实现稳定工作。

第2实施方式

接着，关于本发明的第2实施方式，参照图6进行说明。另，本第2实施方式的说明中，关于与所述第1实施方式同样的部分，省略或简化其说明。

图6表示本第2实施方式的线形曝光头1的部分截面图，与所述第1实施方式的说明中采用的图3相同部分的截面图

如图6所示，本第2实施方式的线形曝光头1中，在与驱动用TFT2的栅极端子43同一层形成栅极端子层布线44，该栅极端子层布线44和电源布线301通过触点部45连接。另，栅极端子层布线44和栅极端子43，在如上所述的同一层形成，但以非连接的状态形成。

众所周知，电容器，其相面对的导电层越宽，则电容量越大。根据这样的观点，电源布线301如图2所示，通过扩展至与背面侧接地布线302b约同样的面积为止而形成，使在背面侧接地布线302b和电源布线301之间形成的电容器的电容量变大，由此能够实现电源更加稳定化。但是，如图2所示，线形曝光头1中，由于背面侧接地布线302b与电源布线301在同一层与电源布线301邻近而配置，因此难以形成具有更大面积的电源布线301。

这里，本实施方式中，通过在比电源布线301或接地布线302形成的层更下层，配置经由触点部45与电源布线301连接的栅极端子层布线44，能够扩大与背面侧接地布线302b相面对的导电层，能使电容器的电容量变大。因此，根据本第2实施方式中的线形曝光头1，就能够使电源更加稳定化。

另，栅极端子层布线44，能够较容易通过与栅极端子43相同的工序而形成。

另，本发明，并不限定于所述实施方式，还可考虑例如以下的变形例。

(1)所述实施方式中，作为驱动电路虽然采用驱动晶体管(TFT)，本发明的驱动电路也不限定于驱动晶体管。只要是能够驱动各发光元件的电路，则也可以是其它电路。

(2)所述实施方式中，作为发光元件虽然采用有机EL发光元件，但本发明的发光元件并不限定于有机EL发光元件。例如，作为发光元件还能够采用LED(Light emitting diode)。

(3)所述实施方式中，虽然对串联方式的图像形成装置作了说明，但本发明并不仅限于串联方式。

Claims (5)

1、一种线形曝光头，其特征在于，包含：

发光元件行，将多个挟持在一方电极和另一方电极之间的发光元件排列配置成一行；和

驱动电路，用于驱动该发光元件行的各发光元件；

通过介入该驱动电路而将连接在所述一方电极上的电源布线和所述另一方电极相面对配置。

2、根据权利要求1所述的线形曝光头，其特征在于，作为所述驱动电路采用薄膜晶体管，与该薄膜晶体管的栅极端子在同一层形成的栅极端子层布线与所述电源布线连接。

3、根据权利要求1或2所述的线形曝光头，其特征在于，作为所述发光元件采用有机EL发光元件。

4、一种图像形成装置，其特征在于，具有：

感光体；

带电机构，使该感光体均匀带电；和

曝光机构，具有权利要求1～3中任一项所述的线形曝光头，通过对所述感光体曝光而将形成对象图像的静电潜像形成在所述感光体上；

显影机构，使所述感光体上的静电潜像作为调色剂像显影；

转印机构，将所述感光体上的调色剂像转印在转印材料上；和

定影机构，将所述转印材料上的调色剂像定影。

5、根据权利要求4所述的图像形成装置，其特征在于，形成彩色图像。

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