打印头及图像形成装置的制作方法

1.本发明的实施方式涉及打印头及图像形成装置。


背景技术：

2.电子照片打印机(以下称为打印机)已广泛普及。打印机具备打印头，打印头具备多个发光元件。作为发光元件，有使用led(light emitting diode：发光二极管)的发光元件、使用有机el(oled：organic light emitting diode：有机发光二极管)的发光元件。例如，打印头中设置有相当于5120像素的发光元件，发光元件的排列为主扫描方向，与主扫描方向正交的方向为副扫描方向。打印机利用从这些多个发光元件照射的光对感光鼓进行曝光，将与形成于感光鼓的潜像对应的图像打印至作为记录纸的片材上。
3.图像的浓度与各发光元件的光量对应，各发光元件的光量根据各发光元件的驱动电路中包括的电容器的端子间电压而定。提出了通过利用电压赋予单元(d/a(digital to analog：数字-模拟)电路)在相同时刻对各发光元件的驱动电路所包括的电容器的端子间电压进行控制，从而使各发光元件发光的光量均匀的打印头。


技术实现要素：

4.发明所要解决的技术问题
5.在这样的打印头中，驱动电路(电容器)与电压赋予单元的布线长度成为电阻之差，对控制电容器的电压(对电容器进行充放电)时的电路时间常数产生影响。若布线长度(电阻)存在大的差异，则电路时间常数大幅不同，光量变得不稳定，有可能导致画质降低。
6.本发明的目的在于提供一种防止画质降低的打印头及图像形成装置。
7.用于解决问题的技术方案
8.实施方式涉及的打印头具备基板、第一发光元件、第一驱动电路、第二发光元件、第二驱动电路以及控制电路。所述基板具有包括相互正交的主扫描方向及副扫描方向的平面。所述第一发光元件设置于所述基板上。所述第一驱动电路是与所述第一发光元件连接的电路，包括第一电容器，并根据所述第一电容器的端子间电压决定所述第一发光元件的发光光量。所述第二发光元件设置于所述基板上，并沿所述主扫描方向与所述第一发光元件相隔元件配置节距。所述第二驱动电路是与所述第二发光元件连接的电路，包括第二电容器，并根据所述第二电容器的端子间电压决定所述第二发光元件的发光光量。所述控制电路设置于所述基板上，通过第一布线与所述第一驱动电路连接，还通过第二布线与所述第二驱动电路连接，在规定定时分别控制所述第一电容器及第二电容器的端子间电压。所述第一布线的长度与所述第二布线的长度之差比所述元件配置节距短。
附图说明
9.图1是表示实施方式涉及的图像形成装置中应用的感光鼓与打印头的位置关系的一例的图。
10.图2是表示构成实施方式涉及的打印头的透明基板的一例的图。
11.图3是表示实施方式涉及的打印头的透明基板的剖面的一例的图。
12.图4是表示实施方式涉及的用于驱动发光元件的drv电路、以及通过drv电路发光的发光元件的一例的图。
13.图5是表示实施方式涉及的打印头的电路块的一例的图。
14.图6是表示实施方式涉及的打印头的d/a信号布线的第一布线图案的一例的图。
15.图7是表示实施方式涉及的打印头的d/a信号布线的第二布线图案的一例的图。
16.图8是表示应用了实施方式涉及的打印头的图像形成装置的一例的图。
17.图9是表示实施方式涉及的图像形成装置的控制系统的一例的框图。
18.图10是说明电路块动作的时序图，且是表示针对第一至第三组的信号设定定时的图。
19.图11是对实施方式涉及的打印头的drv电路动作的一例进行说明的时序图。
20.图12是表示d/a信号布线的第三布线图案的一例的图。
21.图13是表示d/a信号布线的布线长度之差与电阻成分的关系之一的图。
22.图14是表示d/a信号布线的布线长度之差与电阻成分的关系之二的图。
23.图15是用于说明d/a信号布线的布线长度之差的影响的图。
24.图16是用于说明d/a信号布线的布线长度之差的影响之一的时序图。
25.图17是用于说明d/a信号布线的布线长度之差的影响之二的时序图。
26.图18是表示d/a转换电路的布线长度之差的影响(对图像的不良情况)的一例的图。
具体实施方式
27.以下，使用附图对实施方式涉及的图像形成装置的一例进行说明。在各图中，对相同构成赋予相同的附图标记。图像形成装置是打印机、复印机或者复合机(mfp：multi-functional peripheral：多功能一体机)。在本实施方式中，对相当于mfp的图像形成装置进行说明。
28.[打印头的构成]
[0029]
参照图1至图7，对实施方式涉及的图像形成装置中应用的打印头的构成的一例进行说明。
[0030]
图1是表示实施方式涉及的图像形成装置中应用的感光鼓与打印头的位置关系的一例的图。
[0031]
图像形成装置具备图1所示的感光鼓17及打印头1。打印头1与感光鼓17对置配置。
[0032]
感光鼓17沿图1所示的箭头的方向旋转。将感光鼓17的旋转方向称为副扫描方向(第二方向、y轴方向或者短边方向)，将与副扫描方向正交的方向称为主扫描方向(第一方向、x轴方向或者长边方向)。感光鼓17通过带电器均匀地带电，通过来自打印头1的光被曝光，其曝光部的电位下降。也就是说，图像形成装置控制打印头1的发光，在感光鼓17上形成静电潜像。控制打印头1的发光是指控制打印头1的发光和熄灭(不发光)的定时以及控制其光量。
[0033]
打印头1具备发光部10及棒状透镜阵列12。发光部10具备与棒状透镜阵列12对置
设置的透明基板11。例如，透明基板11是使光透过的玻璃基板。透明基板11上形成有由多个发光元件131构成的发光元件列13。此外，打印头1也可以具备多个发光元件列。
[0034]
棒状透镜阵列12将来自发光元件列13的各发光元件131的光聚光至感光鼓17上。由此，在感光鼓17上形成与发光元件131的发光对应的图像线。形成于透明基板11上的发光元件131通过电流控制而被控制为夹着棒状透镜阵列12的对面位置处的光量成为满足基准的规定的值。
[0035]
发光元件131沿主扫描方向呈直线状地配置为一列。或者，也可以是在第奇数个发光元件131的排列中，沿主扫描方向呈直线状形成第一发光元件列，在第偶数个发光元件131的排列中，也同样沿主扫描方向呈直线状形成第二发光元件列。也就是说，也可以将发光元件131交错配置。该情况下，第一发光元件列和第二发光元件列在副扫描方向上分离规定长度。通过根据感光鼓的旋转速度和预定长度对第一及第二发光元件列的发光定时进行控制，能够通过第一及第二发光元件列的发光形成一条直线图像。
[0036]
图2是表示构成实施方式涉及的打印头的透明基板的一例的图。图2示出与配置成一列的发光元件列对应的透明基板的一例，但打印头也可以为配置成多列的发光元件。
[0037]
如图2所示，在透明基板11上，发光元件列13沿透明基板11的长边方向形成。在发光元件列13的附近，排列有用于驱动各发光元件(使其发光)的驱动电路列14和向驱动电路列14供给信号的布线145。以下，将“驱动”表述为“drv”。在图2中，在发光元件列13的单侧配置有驱动电路列14和布线145，但也可以将它们分开配置于发光元件列13的两侧。此外，drv电路列14由多个drv电路140构成。
[0038]
透明基板11的端部配置有ic(integrated circuit：集成电路)15。另外，透明基板11具备连接器16。连接器16与打印头1和打印机、复印机或者复合机的控制系统电连接。通过该连接，能够进行电力供给、头控制、图像数据的传送等。透明基板11上安装有用于密封以使发光元件列13、布线145以及drv电路140等不与外部空气接触的基板。此外，在难以向透明基板安装连接器的情况下，也可以在透明基板上连接fpc(flexible printed circuits：柔性印刷电路)，并与控制系统电连接。
[0039]
图3是表示实施方式涉及的打印头的透明基板11的剖面的一例的图。
[0040]
图3示出与一列的发光元件对应的透明基板的剖面的一例，但打印头也可以为多列发光元件。
[0041]
如图3所示，打印头1的发光部10具备与透明基板11的基准面1101对置配置的多个发光元件131、多个drv电路140以及布线145。另外，发光部10具备密封玻璃1102。在由透明基板11和密封玻璃1102包围的空间中，配置有多个发光元件131、多个drv电路140以及布线145。来自发光元件131的光透过透明基板11，向感光鼓17照射。
[0042]
图4是表示实施方式涉及的用于驱动发光元件的drv电路、以及通过drv电路发光的发光元件的一例的图。
[0043]
drv电路140由低温多晶硅薄膜晶体管141、143、144以及电容器142构成。sh(采样保持)信号21在使与drv电路140连接的发光元件131的发光强度变化时变为低电平。
[0044]
当sh信号21变为低电平时，晶体管141变为导通状态，与晶体管141和晶体管143连接的电容器142的端子间电压根据发光电平信号22的电压而变化。也就是说，电容器142的端子间电压根据后述的校正值而变化，根据该端子间电压确定向发光元件131供给的电流。
[0045]
当sh信号21变为高电平时，晶体管141变为断开状态，电容器142的端子间电压保持不变。即使发光电平信号22的电压变化，电容器142的端子间电压电平也不变化。在与drv电路140的信号线i连接的发光元件131中，流通与电容器142的端子间保持的电压对应的电流。也就是说，发光元件131以与drv电路140内的电容器142的端子间电压对应的光量进行发光。根据sh信号21从drv电路列14及发光元件列13中包括的多个drv电路140及多个发光元件131选择规定的drv电路140和发光元件131，根据发光电平信号22决定发光强度，可以维持该发光强度。以下，有时将电容器的端子间电压记为电容器的电压。
[0046]
drv电路140内的晶体管144对向发光元件131的电流供给的供给或非供给(电流供给的启动或断开)进行切换。与晶体管144连接的pwm(pulse width modulation：脉冲宽度调制)信号32控制发光元件131的发光及熄灭定时(决定每个行周期的发光时间)。当晶体管144根据pwm信号32导通时，发光元件131中流通电流，发光元件131发光。当晶体管144根据pwm信号32断开时，发光元件131中未流通电流，发光元件131熄灭。
[0047]
图5是表示实施方式涉及的打印头的电路块的一例的图。图5示出与一列的发光元件对应的电路块的一例，但打印头也可以为多列的发光元件。
[0048]
如图5所示，发光部10包括ic15。ic15具备光量控制电路151、sh信号输出电路部152、d/a(digital to analog：数字-模拟)转换电路部153、pwm(发光时间)控制电路部155。光量控制电路151具备光量校正(电压值)存储器1511。发光元件列13和drv电路列14被分为n个(例如n＝150)发光元件组161。
[0049]
一个发光元件组161具备第一至第m(m为2以上的整数，例如m＝50)的m个发光元件131和drv电路140。例如，如图5所示，将第一个发光元件组161中包括的50个drv电路140表述为drv1-1～drv1-50，将第150个发光元件组161中包括的50个drv电路140表述为drv150-1～drv150-50。一个发光元件组161内的drv电路140与同一个sh信号21和pwm信号32连接。
[0050]
sh信号输出电路部152具备与第一至第n(n为2以上的整数，例如n＝150)的n个发光元件组161对应的第一至第n(例如n＝150)的n个sh信号输出电路。例如，如图5所示，将150个sh信号输出电路表述为sh-1～sh-150。
[0051]
sh信号输出电路部152经由n个sh信号布线210与n个发光元件组161的各drv电路140连接。例如，若着眼于sh信号布线210中的、相对于最接近ic15的第一发光元件组161的布线，则该布线的一部分在离发光元件列13及drv电路列14最远的位置沿主扫描方向(长边方向)配置。另外，若着眼于sh信号布线210中的、相对于距ic15最远的第150发光元件组161的布线，则该布线的一部分在距发光元件列13及drv电路列14最近的位置沿主扫描方向配置。
[0052]
d/a转换电路部153具备与第一至第m(例如m＝50)的m个drv电路140对应的第一至第m(例如m＝50)的m个d/a转换电路。例如，如图5所示，将50个d/a转换电路表述为d/a-1～d/a-50。
[0053]
d/a转换电路部153经由d/a信号布线220与n个发光元件组161的各drv电路140连接。d/a信号布线220是之前已说明的发光电平信号22的布线。将d/a转换电路部153中包括的各d/a转换电路与各drv电路140连接的d/a信号布线220以其布线长度之差变小的方式配置。例如，若着眼于相对于在发光元件组x(x为1～n中的任意一个)内最接近ic15的drvx-1的d/a信号布线220，则该布线的一部分在距发光元件列13及drv电路列14最远的位置沿主
扫描方向配置。另外，若着眼于相对于距ic15最远的drvx-50的d/a信号布线220，则该布线的一部分在距发光元件列13及drv电路列14最近的位置沿主扫描方向配置。
[0054]
pwm控制电路部155具备与第一至第n(例如n＝150)的n个发光元件组161对应的第一至第n(例如n＝150)的n个pwm控制电路。例如，如图5所示，将150个pwm控制电路表述为pwm-1～pwm-150。
[0055]
pwm控制电路部155经由pwm信号布线与n个发光元件组161的各drv电路140连接。pwm信号布线是之前已说明的pwm信号32的布线，在图5中对这些pwm信号布线赋予记号320。例如，若着眼于相对于最接近ic15的第一发光元件组161的布线，则其布线的一部分在距发光元件列13及drv电路列14最远的位置沿主扫描方向配置。若着眼于相对于距ic15最远的第150发光元件组161的布线，则其布线的一部分在距发光元件列13及drv电路列14最近的位置沿主扫描方向配置。
[0056]
内置于光量控制电路151的光量校正存储器1511存储用于使各发光元件131以规定的光量发光的校正值。
[0057]
经由连接器16向光量控制电路151输入图像数据31、水平同步信号24以及时钟c。另外，经由连接器16向pwm控制电路部155输入水平同步信号24及时钟c。
[0058]
光量控制电路151与水平同步信号24和时钟c同步地对d/a转换电路部153输出校正值。发光元件131的发光和不发光(接通和断开)根据图像数据而定。光量控制电路151在根据图像数据使发光元件131发光时，输出存储于光量校正存储器1511中的校正值。光量控制电路151在根据图像数据使发光元件131不发光时，输出用于使其不发光的规定的校正值。被输入了校正值的d/a转换电路部153通过d/a信号布线220向后级的drv电路140输出与所输入的校正值对应的发光电平信号22。
[0059]
sh信号输出电路部152向drv电路140供给之前已说明的sh信号21。根据来自sh信号输出电路部152的sh信号21、来自d/a转换电路部153的发光电平信号22，以发光元件组为单位依次设定电容器的端子间电压。即，sh信号输出电路部152及d/a转换电路部153作为电压设定单元发挥功能。另外，pwm控制电路部155向drv电路140供给控制发光元件131的接通/断开定时的pwm信号32。
[0060]
drv电路140根据ic15输出的sh信号21、发光电平信号22以及pwm信号32生成使发光元件131发光的驱动信号。也就是说，drv电路140在由pwm信号32决定的定时向发光元件131供给由发光电平信号22决定的驱动电流。
[0061]
图6是表示实施方式涉及的打印头的d/a信号布线的第一布线图案的一例的图。
[0062]
在上述说明的打印头中，drv电路(电容器)140与d/a转换电路部153的布线(长度)成为电阻，对控制电容器的电压(对电容器进行充放电)时的电路时间常数产生影响。若布线长度(电阻)存在大的差异，则电路时间常数大幅不同，光量变得不稳定，有可能导致画质降低。
[0063]
因此，打印头1由图6所示的第一布线图案构成。打印头1具备透明基板11，透明基板11具有包括相互正交的主扫描方向及副扫描方向的平面(或者虚拟平面)。透明基板11上配置有包括第一及第二发光元件的多个发光元件131。各发光元件131以元件配置节距(pitch)p的间隔沿主扫描方向配置。也就是说，第一发光元件和第二发光元件沿主扫描方向相隔元件配置节距p而配置。
[0064]
另外，透明基板11上配置有包括第一及第二drv电路的多个drv电路140。第一drv电路是与第一发光元件连接的电路，包括第一电容器，根据第一电容器的端子间电压决定第一发光元件的发光光量。另外，第二drv电路是与第二发光元件连接的电路，包括第二电容器，根据第二电容器的端子间电压决定第二发光元件的发光光量。
[0065]
ic15(d/a转换电路部153的各d/a转换电路)通过各布线与各drv电路连接，以组为单位控制m个发光元件组161的发光。例如，ic15通过第一布线与第一drv电路连接，通过第二布线与第二drv电路连接，在规定定时分别控制第一及第二电容器的端子间电压。另外，在第一布线图案中，第一布线的长度与第二布线的长度之差比元件配置节距p短。
[0066]
在此，对第一及第二布线进一步详细进行说明。在第一布线图案中，通过沿着主扫描方向的直线状的主布线和沿着副扫描方向的直线状的分支布线的组合连接ic15与各drv电路。
[0067]
第一布线包括第一主布线和第一分支布线，第一主布线与ic15连接并沿着主扫描方向，第一分支布线从第一主布线的第一分支位置p1分支，与第一drv电路连接并沿着副扫描方向。第一主布线具有从ic15至第一分支位置p1为止的长度l1，第一分支布线具有从第一分支位置p1至第一drv电路为止的长度l2。
[0068]
第二布线包括第二主布线和第二分支布线，第二主布线与ic15连接并沿着主扫描方向，第二分支布线从第二主布线的第二分支位置p2分支，与第二drv电路连接并沿着副扫描方向。第二主布线具有从ic15至第二分支位置p2为止的长度l3，第二分支布线具有从第二分支位置p2至第二drv电路为止的长度l4。长度l1比长度l3短，长度l2比长度l4长。
[0069]
另外，位于发光元件组161的两端的两个发光元件(例如第一发光元件(1)和第五十发光元件(50))的第一及第二布线的长度之差为最大差，该长度之差比元件配置节距p的(m-1)倍短。
[0070]
如图6所示，在第一布线图案中，可以减小从ic15至各drv电路为止的各布线长度的差分。若定义为元件配置节距p、d/a信号布线距离d，则发光元件组161内的最大的布线距离之差是第一发光元件(1)与第五十发光元件(50)的布线距离之差。该差如下所述。
[0071]
49p-49d＝(p-d)
×
49
[0072]
当p＝42μm、d＝5μm时，差为1813μm。该差小于由发光元件配置节距引起的差2058μm(49p)。本实施方式的打印头1的布线长度之差小，能够抑制发光元件组161内的光量的偏差。其结果是，打印头1能够抑制因为布线长度之差而使画质降低。
[0073]
图7是表示实施方式涉及的打印头的d/a信号布线的第二布线图案的一例的图。
[0074]
打印头1由图7所示的第二布线图案构成。ic15通过第一布线与第一drv电路连接，通过第二布线与第二drv电路连接，在规定定时分别控制第一及第二电容器的端子间电压。在第二布线图案中，第一布线的长度与第二布线的长度相同。相同并不意味着完全相同，也可以包括电路设计中允许的误差。
[0075]
在第一布线图案中，在一个发光元件组161中布线的长度产生了差分，但在第二布线图案中，通过加上与差分对应的布线长度，从而消除了差分。在第一布线图案中，通过沿着主扫描方向的直线状的主布线和沿着副扫描方向的直线状的分支布线的组合连接ic15与各drv电路。相对于此，在第二布线图案中，延长主布线而消除差分。
[0076]
作为例子，对位于发光元件组161的两端的第一发光元件(1)和第五十发光元件
(50)相对于drv电路140的布线进行说明。
[0077]
在图7中，ic15(d/a电路部153)的朝向drv电路140的布线引出端子沿主扫描方向排列，其节距为i。如图7所示，朝向drv140的布线从各端子向副扫描方向(上方)引出，向主扫描方向(右)弯折而成为主布线。最接近ic15的第一发光元件(1)相对于drv电路140的布线引出位置是相对于drv电路140最远的位置(主扫描方向左侧)。相对于此，距ic15最远的第五十发光元件(50)相对于drv电路140的布线引出位置是最接近drv电路140的位置(主扫描方向右侧)。通过设为这样的布线图案，在主布线(主扫描方向布线)中可以减少与距离49i对应的量的差。进而，在相对于ic15的分支布线(副扫描方向布线)中，也可以减少与49d对应的量的差。
[0078]
第二布线图案中位于发光元件组161的两端的两个发光元件(例如第一发光元件(1)和第五十发光元件(50))的距离之差如下。
[0079]
49p-(49d
×
2 49i)＝(p-2d-i)
×
49
[0080]
若设p＝42μm、d＝5μm、i＝32μm，则距离之差为0(能够消除差)。本实施方式的打印头1没有布线长度之差，消除了发光元件组161内的光量的偏差。其结果是，打印头1能够充分地抑制因为布线长度之差而使画质降低。
[0081]
[图像形成装置的构成]
[0082]
图8是表示应用了实施方式涉及的打印头的图像形成装置的一例的图。图8是4连串联式的彩色图像形成装置的一例，但实施方式的打印头1也可以应用于单色的图像形成装置。
[0083]
如图8所示，例如图像形成装置100具备形成黄色(y)的图像的图像形成单元1021、形成品红色(m)的图像的图像形成单元1022、形成青色(c)的图像的图像形成单元1023、以及形成黑色(k)的图像的图像形成单元1024。图像形成单元1021、1022、1023、1024分别形成黄色、青色、品红色、黑色的图像，并转印至转印带103。由此，在转印带103上形成全彩色图像。
[0084]
形成黄色(y)的图像的图像形成单元1021具备打印头1001，打印头1001具备发光部1011及棒状透镜阵列1201。进而，图像形成单元1021在感光鼓1701周边具备带电充电器1121、打印头1001、显影器1131、转印辊1141、清洁器1161。打印头1001对应于打印头1，发光部1011对应于发光部10，棒状透镜阵列1201对应于棒状透镜阵列12，感光鼓1701对应于感光鼓17，省略各自的说明。
[0085]
形成品红色(m)的图像的图像形成单元1022具备打印头1002，打印头1002具备发光部1012及棒状透镜阵列1202。进而，图像形成单元1022在感光鼓1702周边具备带电充电器1122、打印头1002、显影器1132、转印辊1142、清洁器1162。打印头1002对应于打印头1，发光部1012对应于发光部10，棒状透镜阵列1202对应于棒状透镜阵列12，感光鼓1702对应于感光鼓17，省略各自的说明。
[0086]
形成青色(c)的图像的图像形成单元1023具备打印头1003，打印头1003具备发光部1013及棒状透镜阵列1203。进而，图像形成单元1023在感光鼓1703周边具备带电充电器1123、打印头1003、显影器1133、转印辊1143、清洁器1163。打印头1003对应于打印头1，发光部1013对应于发光部10，棒状透镜阵列1203对应于棒状透镜阵列12，感光鼓1703对应于感光鼓17，省略各自的说明。
[0087]
形成黑色(k)图像的图像形成单元1024具备打印头1004，打印头1004具备发光部1014及棒状透镜阵列1204。进而，图像形成单元1024在感光鼓1704周边具备带电充电器1124、打印头1004、显影器1134、转印辊1144、清洁器1164。打印头1004对应于打印头1，发光部1014对应于发光部10，棒状透镜阵列1204对应于棒状透镜阵列12，感光鼓1704对应于感光鼓17，省略各自的说明。
[0088]
带电充电器1121、1122、1123、1124分别使感光鼓1701、1702、1703、1704均匀地带电。打印头1001、1002、1003、1004通过发光元件131的发光对各个感光鼓1701、1702、1703、1704进行曝光，在感光鼓1701、1702、1703、1704上形成静电潜像。显影器1131使黄色调色剂、显影器1132使品红色调色剂、显影器1133使青色调色剂、显影器1134使黑色调色剂分别附着于各个感光鼓1701、1702、1703、1704的静电潜像部分(显影)。
[0089]
转印辊1141、1142、1143、1144将感光鼓1701、1702、1703、1704上显影的调色剂图像转印至转印带103。清洁器1161、1162、1163、1164清洁感光鼓1701、1702、1703、1704上未被转印而残留的调色剂，成为下一图像形成的待机状态。
[0090]
第一尺寸(小尺寸)的纸张(图像形成介质)201存储在作为纸张供给单元的纸盒1171中。第二尺寸(大尺寸)的纸张(图像形成介质)202存储在作为纸张供给单元的纸盒1172中。
[0091]
通过作为转印单元的转印辊对118将调色剂图像从转印带103转印至从纸盒1171或1172取出的纸张201或202上。转印有调色剂图像的纸张201或202被定影部119的定影辊120加热和加压。通过定影辊120的加热和加压，调色剂图像牢牢地被定影在纸张201或202上。通过重复以上的过程动作，连续进行图像形成动作。
[0092]
图9是表示实施方式涉及的图像形成装置的控制系统的一例的框图。
[0093]
如图9所示，图像形成装置100具备控制基板101。控制基板101具备图像读取部171、图像处理部172、图像形成部173、控制器174、rom(只读存储器，read only memory)175、ram(随机存取存储器，random access memory)176、非易失性存储器177、通信i/f178、控制面板179、页存储器1801、1802、1803、1804、发光控制器183以及图像数据总线184。进而，图像形成装置100具备色偏传感器181和机械控制驱动器182。此外，图像形成部173包括图像形成单元1021、1022、1023、1024。
[0094]
控制器174与rom175、ram176、非易失性存储器177、通信i/f178、控制面板179、色偏传感器181、机械控制驱动器182以及发光控制器183连接。
[0095]
图像数据总线184与图像读取部171、图像处理部172、控制器174以及页存储器1801、1802、1803及1804连接。页存储器1801、1802、1803及1804分别输出y、m、c或k的图像数据31。发光控制器183与页存储器1801、1802、1803及1804连接，被输入来自页存储器1801的y的图像数据31、来自页存储器1802的m的图像数据31、来自页存储器1803的c的图像数据31以及来自页存储器1804的k的图像数据31。打印头1001、1002、1003及1004与发光控制器183连接。发光控制器183向打印头1001、1002、1003或1004输入y、m、c或k的图像数据31。
[0096]
控制器174由一个以上的处理器构成，按照rom175及非易失性存储器177的至少一方中存储的各种程序，控制图像读取、图像处理以及图像形成等的动作。
[0097]
另外，控制器174向页存储器1801、1802、1803、1804上输入测试图案的图像数据，形成测试图案。色偏传感器181检测转印带103上形成的测试图案，并向控制器174输出检测
信号。控制器174可以根据色偏传感器181的输入识别各颜色的测试图案的位置关系。进而，控制器174通过机械控制驱动器182选择供给形成图像的纸张的纸盒1171或1172。
[0098]
rom175存储控制器174的控制所需的各种程序等。各种程序包括打印头的发光控制程序。发光控制程序是根据图像数据控制发光和熄灭(不发光)的定时的程序。
[0099]
ram176临时存储控制器174的控制所需的数据。非易失性存储器177存储各种程序的一部分或全部、以及各种参数等。
[0100]
机械控制驱动器182按照控制器174的指示控制打印时所需的电机等的动作。通信i/f178向外部输出各种信息，另外输入来自外部的各种信息。例如，通信i/f178获取包括多条图像线的图像数据。图像形成装置100通过打印功能打印经由通信i/f178获得的图像数据。控制面板179受理来自用户及服务人员的操作输入。
[0101]
图像读取部171以光学方式读取放置在原稿台上的原稿的图像，获取包括多条图像线的图像数据，并向图像处理部172输出图像数据。图像处理部172对经由通信i/f178输入的图像数据、或者来自图像读取部171的图像数据执行校正等的各种图像处理。页存储器1801、1802、1803、1804存储被图像处理部172处理后的图像数据。控制器174在页存储器1801、1802、1803、1804上对图像数据进行编辑，以匹配打印位置和打印头。图像形成部173根据页存储器1801、1802、1803、1804中存储的图像数据形成图像。也就是说，图像形成部173根据与图像数据对应的各发光元件131的发光(发光及熄灭的状态)形成图像。
[0102]
发光控制器183由一个以上的处理器构成，按照rom175及非易失性存储器177的至少一方中存储的各种程序，控制基于图像数据的发光元件131的发光。即，发光控制器183在规定的定时对发光元件131输出使发光元件131发光的驱动信号。
[0103]
[发光控制]
[0104]
图10是说明图5的电路块动作的时序图，表示针对第一至第三组的信号设定定时。
[0105]
在信号定时0～1，sh信号输出电路部152的sh-1变为l。sh-1是对第一组的drv电路140设定电压的采样信号。在sh-1变为l的期间，d/a转换电路部153(d/a-1～d/a-50)输出对第一组的drv电路140(drv1-1～drv1-50)设定的电压。即，d/a-1输出相对于drv1-1的电压(1)，d/a-2输出相对于drv1-2的电压(1)，以下相同，d/a-50输出相对于drv1-50的电压(1)。在信号定时1的sh-1的上升沿，d/a-1～d/a-50各自输出的电压(1)被drv1-1～drv1-50各自的电容器保持(hold)。在相同的信号定时1，pwm-1变为l。当pwm-1变为l时，开始在与drv1-1～drv1-50连接的发光元件131中流通与各drv电路140的电容器142中保持的电压(1)对应的电流。电流在pwm-1变为l的期间流通。此外，此处表现为电压(1)的电压是用于使第一组的发光元件131分别以规定的光量发光的电压值，当然每个元件都不同。
[0106]
在信号定时1～2，sh-2信号变为l。sh-2是对第二组的drv电路140设定电压的采样信号。在sh-2变为l的期间，d/a转换电路部153(d/a-1～d/a-50)输出对第二组的drv电路140(drv2-1～drv2-50)设定的电压。即，d/a-1输出相对于drv2-1的电压(2)，d/a-2输出相对于drv2-2的电压(2)，以下相同，d/a-50输出相对于drv2-50的电压(2)。在信号定时2的sh-2的上升沿，d/a-1～d/a-50各自输出的电压(2)被drv2-1～drv2-50各自的电容器保持。在相同的信号定时2，pwm-2变为l。当pwm-2变为l时，开始在与drv2-1～drv2-50连接的发光元件131中流通与各drv电路140的电容器142中保持的电压(2)对应的电流。电流在pwm-2变为l的期间流通。此外，此处表现为电压(2)的电压是用于使第二组的发光元件131分别以规
定的光量发光的电压值，当然每个元件都不同。
[0107]
以上，对相对于第一组和第二组的光量设定和发光控制进行了说明。第三组及其之后也以组为单位实施各发光元件的光量设定和发光控制，进行全部元件的(截止第150组为止的)光量设定和发光控制。
[0108]
图11是对实施方式涉及的打印头的drv电路动作的一例进行说明的时序图。动作在所有drv电路140中都是相同的，因此不特定sh信号21、drv电路140、pwm信号32，而聚焦于drv电路140的电容器142的端子间电压来说明其动作。
[0109]
在最初的采样时间(sh信号＝l)中，d/a转换电路输出目标发光(光量)电平的电压。电容器端子间电压追随目标发光(光量)电平的电压(采样)。当sh信号变为h时，在电容器的端子间保持目标发光(光量)电平的电压。在pwm信号为l的期间，在发光元件131中流通与电容器所保持的电压对应的电流。在此期间，发光元件131以目标光量发光。
[0110]
在下一采样时间(sh信号＝l)，d/a转换电路输出熄灭电平的电压。电容器端子间电压追随熄灭电平电压(采样)。当sh信号变为h时，在电容器的端子间保持(hold)熄灭电平的电压。在pwm信号为l的期间，在发光元件131中流通与电容器所保持的电压对应的电流。该情况下，保持于电容器的电压为熄灭电平，发光元件131中未流通电流，发光元件131不发光。
[0111]
[关于d/a信号布线的布线长度之差的影响]
[0112]
图12是表示d/a信号布线的第三布线图案的一例的图。
[0113]
图6所示的第一布线图案是减小布线长度的差分的图案，图7所示的第二布线图案是消除布线长度的差分的图案。相对于此，图12所示的第三布线图案是布线长度的差分变大的图案。
[0114]
在第三布线图案中，发光元件组内的最大的布线距离之差是第一发光元件(1)与第五十发光元件(50)的布线距离之差。该差如下所述。
[0115]
49p 49d＝(p d)
×
49
[0116]
当p＝42μm、d＝5μm时，差为2303μm。该差大于由发光元件配置节距引起的差2058μm(49p)。
[0117]
图13及图14是表示d/a信号布线的布线长度之差与电阻成分的关系的图。
[0118]
如图13所示，连接d/a转换电路与drv电路的布线长度之差成为电阻成分(r)之差。电阻成分之差表示为d/a转换电路对drv电路的电容器(c)进行充电时的时间常数(cr)之差。
[0119]
图14变更布线，减小了连接d/a转换电路与drv电路的布线长度之差。当减小布线长度之差时，电阻成分(r)之差也变小。若减小电阻成分之差，则d/a转换电路对drv电路的电容器(c)进行充电时的时间常数(cr)之差也变小。
[0120]
图15是用于说明d/a信号布线的布线长度之差的影响的图。
[0121]
在d/a转换电路对drv电路的电容器进行充放电时，若时间常数(cr)存在差，则充放电所需的时间产生差。例如，如图15所示，对drv-50的电容器的充放电所花费的时间比drv-1长。在这样电容器的充放电所花费的时间存在差异的情况下，依赖于sh(采样保持)信号的定时，有时电容器所保持的电压产生差。
[0122]
图16是用于说明d/a信号布线的布线长度之差的影响之一的时序图。图16是表示
以drv1和drv50为对象的发光、熄灭、发光的转移例的图。如图16所示，布线长度长的drv50来不及充电，发光元件不以目标光量发光。另一方面，布线长度短的drv1由于来得及充电，因此发光元件以目标光量发光。
[0123]
对不以目标光量发光的drv50的动作进行说明。
[0124]
在最初的采样时间(sh信号＝l)，d/a转换电路输出目标发光(光量)电平的电压。drv50的时间常数大，充电花费时间，因此在采样时间内电容器端子间电压未达到目标光量电平。当sh信号变为h电平时，在电容器的端子间保持未达到目标光量电平的电压。在pwm信号为l电平的期间，在发光元件中流通与电容器所保持的电压对应的电流。在此期间，发光元件以未达到目标光量电平发光。也就是说，布线长度短的drv1的发光元件的光量与布线长度长的drv1的发光元件的光量产生差。
[0125]
在下一采样时间(sh信号＝l)，d/a转换电路输出熄灭电平的电压。电容器端子间电压追随熄灭电平电压(样品)。当sh信号变为h电平时，在电容器的端子间保持熄灭电平的电压。在pwm信号为l的期间，在发光元件中流通与电容器所保持的电压对应的电流。
[0126]
由于是熄灭电平，因此发光元件中不流通电流而不发光。
[0127]
图17是用于说明d/a信号布线的布线长度之差的影响之二的时序图。图17是表示以drv1和drv50为对象的发光、发光、熄灭的转移例的图。如图17所示，布线长度长的drv50来不及充电，最初，发光元件不以目标光量发光。在之后的连续发光中，发光元件以目标光量发光。接着，即使想要熄灭放电也跟不上，从而发光元件不会完全熄灭。
[0128]
另一方面，布线长度短的drv1由于充电、放电均来得及，因此发光元件在发光时始终以目标光量发光，在熄灭时完全熄灭。
[0129]
对不以目标光量发光的drv50的动作进行说明。
[0130]
在最初的采样时间(sh信号＝l)，d/a转换电路输出目标发光(光量)电平的电压。drv50的时间常数大，充电花费时间，因此在采样时间内电容器端子间电压未达到目标光量电平。当sh信号变为h时，在电容器的端子间保持(hold)未达到目标光量电平的电压。在pwm信号为l电平的期间，在发光元件中流通与电容器所保持的电压对应的电流。在此期间，发光元件以未达到目标光量电平发光。也就是说，布线长度短的drv1的发光元件的光量与布线长度长的drv1的发光元件的光量产生差。
[0131]
在下一采样时间(sh信号＝l)，d/a转换电路也输出目标发光(光量)电平的电压。在采样开始时，由于在电容器端子间保持未达到目标光量电平的电压，因此电容器端子间电压变为目标发光(光量)电平的电压。
[0132]
当sh信号变为h电平时，在电容器的端子间保持目标发光(光量)电平的电压。在pwm信号为l电平的期间，在发光元件中流通与电容器所保持的电压对应的电流。在此期间，发光元件以目标光量水平发光。
[0133]
在下一采样时间(sh信号＝l)，d/a转换电路输出熄灭电平的电压。电容器端子间电压追随熄灭电平电压，但未达到熄灭电平(成为微发光电平)。当sh信号变为h时，在电容器的端子间保持微发光电平的电压。在pwm信号为l的期间，在发光元件中流通与电容器所保持的电压对应的电流。发光元件以微发光电平进行发光。
[0134]
图18是表示d/a转换电路的布线长度之差的影响(对图像的不良情况)的一例的图。
[0135]
如图12所示，在d/a转换电路的布线长度之差大的情况下，在一个发光元件组内的drv1～drv50中光量连续变化。该光量变化以组周期(50dot周期)产生。在形成半色调图像时，如图18所示，有时以50dot周期产生不均。
[0136]
相对于此，本实施方式的打印头具有图6所示的第一布线图案或图7所示的第二布线图案，通过减少或消除布线长度之差的影响，从而能够使发光元件的光量稳定。由此，能够防止画质降低。
[0137]
虽然说明了几个实施方式，但这些实施方式只是作为示例而提出的，并非旨在限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式进行实施，能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形被包括在发明的范围和宗旨中，同样地被包括在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。
[0138]
附图标记说明
[0139]
1：打印头
[0140]
10：发光部
[0141]
11：透明基板
[0142]
12：棒状透镜阵列
[0143]
13：发光元件列
[0144]
14：驱动电路列
[0145]
16：连接器
[0146]
17：感光鼓
[0147]
21：sh信号
[0148]
22：发光电平信号
[0149]
24：水平同步信号
[0150]
31：图像数据
[0151]
32：pwm信号
[0152]
100：图像形成装置
[0153]
101：控制基板
[0154]
103：转印带
[0155]
103：将被显影的调色剂图像向转印带
[0156]
118：作为转印单元的转印辊对
[0157]
119：定影部
[0158]
120：定影辊
[0159]
131：发光元件
[0160]
140：drv电路
[0161]
141：晶体管
[0162]
142：电容器
[0163]
143：晶体管
[0164]
144：晶体管
[0165]
145：布线
[0166]
151：光量控制电路
[0167]
152：sh信号输出电路部
[0168]
153：d/a转换电路部
[0169]
155：pwm控制电路部
[0170]
161：发光元件组
[0171]
171：图像读取部
[0172]
172：图像处理部
[0173]
173：图像形成部
[0174]
174：控制器
[0175]
177：非易失性存储器
[0176]
179：控制面板
[0177]
181：色偏传感器
[0178]
182：机械控制驱动器
[0179]
183：发光控制器
[0180]
184：图像数据总线
[0181]
201、202：纸张
[0182]
1001、1002、1003、1004：打印头
[0183]
1011、1012、1013、1014：发光部
[0184]
1021、1022、1023、1024：图像形成单元
[0185]
1101：基准面
[0186]
1102：密封玻璃
[0187]
1121、1122、1123、1124：带电充电器
[0188]
1131、1132、1133、1134：显影器
[0189]
1141、1142、1143、1144：转印辊
[0190]
1161、1162、1163、1164：清洁器
[0191]
1171、1172：纸盒
[0192]
1201、1202、1203、1204：棒状透镜阵列
[0193]
1511：光量补正存储器
[0194]
1701、1702、1703、1704：感光鼓
[0195]
1801、1802、1803、1804：页存储器。