JP2016028891A - 光書込装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ライン状に配した複数の発光素子101、第1の基準電圧を提供する第1電源線、発光素子の各々への駆動電流と第2の基準電圧を提供する第2電源線、発光素子毎の発光量を指示する第1電圧を出力するDAC74、第1基準電圧と前記第1電圧との第1電圧差保持用の第1電圧保持素子106、第1電圧保持素子106と電気的に接続可能であって、第2基準電圧と第1電圧に応じた大きさの第2電圧との第2電圧差保持用の第2電圧保持素子104を備え、前記駆動電流の供給期間中、両保持素子を電気的に切断した状態で第1電圧差を第1電圧保持素子106に保持後、前記駆動電流の供給を一時停止し、両保持素子を電気的に接続して第2電圧差を第2電圧保持素子104へ保持させ、第2基準電圧と第2電圧との電圧差に応じた前記駆動電流を供給させる光書込装置。
【選択図】図5
Description
例えば、特許文献1には、第1の基板に、1ラインに配列される複数の発光素子(有機EL素子)と、電源側の給電点に接続される薄膜配線で形成した第1の電源線と、接地側の給電点に接続される薄膜配線で形成した第2の電源線とを備え、第2の基板に、第1の電源線と複数箇所において電気的に接続する第1の補助電源線と第2の電源線と複数箇所において電気的に接続する第2の補助電源線とを備える構成の光書込装置が開示されている。
又、特許文献1の構成のように給電点の数をある程度多くしても、電源線上において電流の流れる方向に沿って1つの給電点と次の給電点との間の電源線の部分では、各発光素子へ駆動電流が流れることによる電位降下が生じることには変わらないので、電位降下による発光量のばらつきが充分解消されないという問題が生じる。
又、前記光書込装置は、前記発光素子毎に前記駆動電流の供給を遮断するための遮断手段を備え、前記制御手段は、前記遮断手段に前記発光素子の各々への駆動電流の供給を同時に遮断させて前記一時停止をすることとすることができる。
又、前記第1及び第2電源線は、それぞれ互いに異なる電源から延伸されていることとすることができる。或いは、前記第1及び第2電源線は、共通の電源から延伸されている
こととすることができる。
又、前記第1電源線は、前記複数の発光素子に沿って延伸し、前記第2電源線は、前記第1電源線に沿って延伸していることとすることができる。又、前記主走査期間は、前記第1基準電圧と前記第1電圧との電圧差の保持動作の開始時から前記第2基準電圧と前記第2電圧との電圧差の保持動作終了時までの期間であることとすることができる。
又、第1基準電圧と第1電圧との電圧差を保持した第1電圧保持素子と第2電圧保持素子とを電気的に接続して第2基準電圧と第2電圧との電圧差を第2電圧保持素子に保持させる保持動作は、第2電源線から発光素子の各々への駆動電流の供給を一時停止した状態で行われるので、第2電源線上における電位降下を生じさせることなく、当該保持動作を完了することができる。
<実施の形態>
(1)プリンター1Aの構成
図1は、本実施の形態に係るプリンター1Aの全体構成を示す概略図である。同図に示すようにプリンター1Aは、電子写真方式により画像を形成するものであり、画像プロセス部10、給紙部30、定着装置40、制御部50を備えている。
作像部10Yは、感光体ドラム11と、その周囲に配設された帯電器12、光書込装置13、現像器14、感光体ドラム11を清掃するためのクリーナー15等を有しており、感光体ドラム11上にY色のトナー像を作像する。帯電器12は、矢印Aで示す方向に回転する感光体ドラム11の周面を帯電させる。
定着装置40は、加熱ローラー41と加熱ローラー41を押圧する加圧ローラー42から構成され、トナー像が二次転写された記録シートを加熱及び加圧してトナー像を記録シートに熱定着する。
図2は、光書込装置13の構成を示す図である。光書込装置13は、OLEDパネル61と、ロッドレンズアレイ62を筐体63内に収容したものであってOLEDパネル61には、複数の有機EL素子101が主走査方向(同図紙面垂直方向)に沿ってライン状に配列されている。
図3は、OLEDパネル61の概略平面図であり、A−A´線における断面図とC−C´線における断面図も合わせて示されている。同図に示すようにOLEDパネル61は、TFT(Thin Film Transistor)基板71、封止板72、ソースIC73を備え、TFT基板71上に有機EL素子101が一体形成されている。TFT基板71上には、複数個の有機EL素子101が主走査方向に沿って配列され、有機EL素子101毎に後述する駆動回路、2種類の電圧保持素子、放電回路等が配されて発光回路が形成されている。
ソースIC73は、同図に示すように、TFT基板71上における、封止板72の配置領域以外の領域に実装されており、制御部50に内蔵される輝度信号出力部51から出力されるデジタル輝度信号をそれぞれの有機EL素子101毎にその発光量を指示するアナログの輝度信号(以下、「輝度信号」という。)に変換するデジタル/アナログ変換器(以下、「DAC」という。)やシフトレジスター等を含んでいる。
発光回路100−1、100−2は、それぞれ複数(ここでは、説明の便宜上4つとしているが、4つに限定されるものではないことは、勿論のことである。)のドット回路から構成されている。各ドット回路は、有機EL素子101、遮断スイッチ102、駆動回路103、S/H(サンプル/ホールド)回路を構成する第2電圧保持素子104、保持素子接続スイッチ105、第1電圧保持素子106、DAC接続スイッチ107、放電回路108等から構成されている。
さらに、放電回路108は、第2電圧保持素子104に電気的に接続し、第2電圧保持素子104に保持されている電荷を放電させるための回路であり、第2電圧保持素子104との電気的な接続、非接続を切り替える切替スイッチと、抵抗素子とから構成される。
図5は、1つのDAC74に対応する発光回路100−1の回路構成を示す図である。同図に示すように、発光回路100−1は、複数(ここでは、n個)のドット回路1〜nから構成される。各ドット回路には、有機EL素子101、遮断スイッチ102、駆動回路103、第2電圧保持素子104、保持素子接続スイッチ105、第1電圧保持素子106、DAC接続スイッチ107、放電回路108が含まれる。なお、同図においては、ドット回路1についてのみ、全ての構成要素について番号を付与し、他のドット回路については、一部の構成要素について番号の付与を省略している。
電源線91から有機EL素子101に至る回路上には、駆動回路103と遮断スイッチ102がこの順でそれぞれ接続されている。DAC74は、定電圧源の電源Sから主走査方向に延伸される電源線92とカソード電極線95との間に配置され、電源Sから延伸される電源線93から供給される電圧により動作し、その出力端子741から主走査方向に延伸される信号線94に第1電圧を出力する。
駆動回路103は、ゲート端子1031と入力端子1032と出力端子1033を有する電圧入力型の駆動回路であり、ここでは、例えばP型の電界効果トランジスタ(FET:Field Effect Transistor)から構成され、入力端子1032がソース、出力端子1033がドレインに相当する。
図6〜図9は、一主走査期間(1個目のドット回路への第1基準電圧と第1電圧との電圧差の保持動作の開始時から全てのドット回路への第2基準電圧と第2電圧との電圧差の保持動作終了時までの期間)におけるドット回路の接続状態の変化を説明するための図である。なお、各図には、図5と対比できるように、図5のドット回路の各構成要素について付与した符号と同一の符号を付与している。
すなわち、1つのドット回路において第1基準電圧と第1電圧との電圧差の保持動作が行われている間は、他のドット回路においては、第1基準電圧と第1電圧との電圧差の保持動作は行われない。同図に示すように、サンプル期間においては、ソースIC73から出力される制御信号SELcm(ここで、mは、ドット回路mに対応する制御信号SELcであることを示す。)、SELb、reset、SELaにより、DAC接続スイッチ107がオン(導通状態)、保持素子接続スイッチ105がオフ(非導通状態)、放電回路108の切替スイッチ1081がオフ(非導通状態)、遮断スイッチ102がオン(導通状態)になるようにそれぞれ制御される。
これにより、直前の主走査期間に第2電圧保持素子104に保持された第2基準電圧と第2電圧との電圧差に応じた駆動電流を、電源線91から有機EL素子101に供給した状態(有機EL素子101が点灯した状態)で、第1基準電圧と第1電圧(同図の符号Vbで示す第1電圧)との電圧差が第1電圧保持素子106に保持される。
第1電圧の保持動作時には、信号線94からDAC接続スイッチ107、第1電圧保持素子106を介して電源線92に至る1つの回路が形成され、第1電圧保持素子106の両端間の電圧差に応じた電流が流れ、電源線92上において一時的に配線抵抗による電位降下が生じることがあるが、第1電圧保持素子106への電荷の充放電が完了すると、当該第1電圧保持素子106には電流が流れなくなるので、電源線92上における電位降下はなくなる。従って、電源線92から各ドット回路の第1電圧保持素子106に供給される基準電圧は、一定である。
図8は、ドット回路1〜nの第2電圧保持素子104に第2基準電圧と第2電圧との電圧差を保持させる期間(以下、「チャージ期間」という。)におけるドット回路mの接続状態を示す図である。
チャージ期間においては、ソースIC73から出力される制御信号SELcm、SELb、reset、SELaにより、DAC接続スイッチ107がオフ(非導通状態)、保持素子接続スイッチ105がオン(導通状態)、放電回路108の切替スイッチ1081がオフ(非導通状態)、遮断スイッチ102がオフ(非導通状態)になるようにそれぞれ制御される。
なお、上記の有機EL素子101が一時消灯される期間のことを「非発光期間」ということとする。
又、第1電圧保持素子106の静電容量をCb、第2電圧保持素子104の静電容量をCaとすると、電荷保存則により以下の関係が成り立つ。
(1)、(2)の関係式より、VaとVbとの関係を求めると、以下の通りになる。
Va=1/(1+Ca/Cb)×(Vb+(Vp−Vs))・・・・(3)
Ca、Cb、Vp、Vsは、固定値であるため、(3)式より、Vaは、Vbに応じて変化する。このため、第2電圧保持素子104に第2基準電圧と第2電圧Vaとの電圧差を保持することにより、有機EL素子101に供給する駆動電流量が第1電圧Vbに応じた駆動電流量に制御されることになる。
図9は、チャージ期間終了後、ドット回路1において次の主走査期間のサンプル期間が開始されたときのドット回路m(ここでは、mは、1<m≦nの範囲の整数とする)の接続状態を示す図である。同図に示すように、ドット回路mにおいては、ソースIC73から出力される制御信号SELcm、SELb、reset、SELaにより、DAC接続スイッチ107がオフ(非導通状態)、保持素子接続スイッチ105がオフ(非導通状態)、放電回路108の切替スイッチ1081がオフ(非導通状態)、遮断スイッチ102がオン(導通状態)になるようにそれぞれ制御される。
駆動回路103からは、入力端子1032とゲート端子1031との電位差に応じた大きさの駆動電流が有機EL素子101に供給されるので、当該電位差がVfに維持されることにより、有機EL素子101に一定の大きさの駆動電流(Vfに応じた大きさの駆動電流)が供給される。ドット回路m以外のドット回路についても同様である。
なお、上記のように第2ホールド期間において、第2電圧保持素子104に第2基準電圧と第2電圧との電圧差が保持された状態で、駆動電流が有機EL素子101に供給されて有機EL素子101が点灯している期間を「発光期間」ということとする。
そして、主走査期間の開始時期が到来すると(ステップS1002:YES)、ソースIC73は、制御信号SELaにより、ドット回路1〜nの全ての遮断スイッチ102をオン(導通状態)にして各ドット回路の有機EL素子101へ駆動電流を供給させ(ステップS1003)、ドット回路の番号を示す変数kの値を1増加させた後(ステップS1004)、制御信号SELckにより、ドット回路kのDAC接続スイッチ107をオン(導通状態)にし、DAC74から第1電圧を印加してドット回路kの第1電圧保持素子106に第1基準電圧と第1電圧との電圧差を保持させる(ステップS1005)。
これにより、図11に示すように、制御信号SELc1〜SELcnにより、ドット回路1〜nのDAC接続スイッチ107が順次(ドット回路の番号の昇順に)オン(導通状態)にされてサンプル期間(Ts)に入るドット回路が切り替えられる。そして、ドット回路1〜nのDAC接続スイッチ107が順次オンにされるタイミングに同期して、DAC74から第1電圧Vb1〜Vbnが順次印加されて第1電圧保持素子106−1〜106−nに順次第1基準電圧と第1電圧との電圧差が保持され、ドット回路1〜nが順次第1ホールド期間(Th)に入る(図11では、表記の便宜上、各第1電圧保持素子に保持される電圧差を第1電圧の符号と同一符号で表記している。)。
(変形例)
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
(2)本実施の形態では、遮断スイッチ102を、駆動回路103から有機EL素子101に至る回路上に設けることとしたが、遮断スイッチ102は、駆動回路103と電源線91との接続点から有機EL素子101に至る回路上に設ければよく、遮断スイッチ102の配置は、本実施の形態における配置に限定されない。
(4)本実施の形態では、有機EL素子を発光素子として用いたが、本実施の形態を適用できる発光素子は、電流駆動型の発光素子であればよく、有機EL素子に限定されるものではない。例えば、LEDであってもよい。
又、複写機やファクシミリ装置や複合機(MFP:Multiple Function Peripheral)等の感光体を有する画像形成装置に適用することとしてもよい。さらに、画像形成装置に限らず、光ビームにより感光体に書き込みを行う装置一般に適用することとしてもよい。
1〜n ドット回路
11 感光体ドラム11
13 露光部(光書込装置)
50 制御部
73 ソースIC
74 DAC
91、92、93 電源線
95 カソード電極線
94 信号線
100−1、100−2 発光回路
101 有機EL素子)
102 遮断スイッチ
103 駆動回路
104 第2電圧保持素子
105 保持素子接続スイッチ
106 第1電圧保持素子
107 DAC接続スイッチ
108 放電回路
P、S 電源
Ts サンプル期間
Tc チャージ期間
Tr 放電期間
Te 発光期間
Th 第1ホールド期間
Th' 第2ホールド期間
Claims (11)
- ライン状に配置された複数の電流駆動型の発光素子と、
第1の基準電圧を提供する第1電源線と、
前記発光素子の各々に駆動電流を供給するとともに、第2の基準電圧を提供する第2電源線と、
前記発光素子毎の発光量を指示する第1電圧を出力する第1電圧出力手段と、
前記発光素子毎に設けられ、前記第1基準電圧と前記第1電圧との電圧差を保持するための第1電圧保持素子と、
前記発光素子毎に設けられ、前記第1電圧保持素子と電気的に接続可能であって、前記第2基準電圧と、前記第1電圧に応じた大きさの第2電圧との電圧差を保持するための第2電圧保持素子と、
各主走査期間において、前記第2電源線から前記発光素子の各々へ駆動電流を供給している期間中、前記第1電圧保持素子と、前記第2電圧保持素子とを電気的に切断した状態で、前記第1基準電圧と、前記第1電圧との電圧差を前記第1電圧保持素子に保持させた後、前記発光素子の各々への駆動電流の供給を一時停止し、
前記発光素子の各々への駆動電流の供給を一時停止している一時停止期間中に前記第1電圧保持素子と、前記第2電圧保持素子とを電気的に接続して前記第2基準電圧と前記第2電圧との電圧差を前記第2電圧保持素子に保持させることにより、前記第2基準電圧と前記第2電圧との電圧差に応じた駆動電流を前記発光素子の各々に供給させる制御手段と、
を備えることを特徴とする光書込装置。 - 前記制御手段は、前記一時停止期間中において、前記第2電圧保持素子に保持されている電圧差による電荷を放電させた後、前記第1及び第2電圧保持素子を電気的に接続する
ことを特徴とする請求項1記載の光書込装置。 - 前記発光素子毎に前記駆動電流の供給を遮断するための遮断手段を備え、
前記制御手段は、前記遮断手段に前記発光素子の各々への駆動電流の供給を同時に遮断させて前記一時停止をする
ことを特徴とする請求項1記載の光書込装置。 - 前記発光素子毎に設けられ、前記第2電源線から前記発光素子に至る回路上に接続され、当該発光素子へ供給される駆動電流量を制御する駆動手段を備え、
前記遮断手段は、前記発光素子と前記駆動手段との接続を電気的に切断することにより、前記供給を遮断する
ことを特徴とする請求項3記載の光書込装置。 - 前記第1及び第2電源線は、それぞれ互いに異なる電源から延伸されている
ことを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の光書込装置。 - 前記第1及び第2電源線は、共通の電源から延伸されている
ことを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の光書込装置。 - 前記第1電圧保持素子の静電容量は、前記第2電圧保持素子の静電容量よりも大きい
ことを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の光書込装置。 - 前記発光素子は、有機EL素子である
ことを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の光書込装置。 - 前記第1電源線は、前記複数の発光素子に沿って延伸し、
前記第2電源線は、前記第1電源線に沿って延伸している
ことを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載の光書込装置。 - 前記主走査期間は、前記第1基準電圧と前記第1電圧との電圧差の保持動作の開始時から前記第2基準電圧と前記第2電圧との電圧差の保持動作終了時までの期間である
ことを特徴とする請求項1〜9の何れかに記載の光書込装置。 - 請求項1〜10の何れかに記載の光書込装置を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
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