JP2007025550A - Driving method of print head, printer using the same, and semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリントヘッドの駆動技術に関し、特に印画対象体に対してプリントヘッドを動作させるプリントヘッドの駆動方法およびそれを利用したプリンタおよび半導体集積回路に関する。 The present invention relates to a print head drive technique, and more particularly to a print head drive method for operating a print head with respect to an object to be printed, a printer using the same, and a semiconductor integrated circuit.
機構が比較的簡易であり、コストも比較的低いプリンタとして、LED(Light Emitting Diode)プリンタが開発されている。LEDプリンタは、複数のLEDを備えており、複数のLEDのそれぞれを所定のパターンで発光させることによって、回転ドラムに潜像を形成する。さらに、回転ドラムに形成された潜像にトナーを付着させて、当該トナーによって印画や印字を実行する(例えば、特許文献1参照。)。このような、LEDプリンタは、比較的消費電力が大きく、また発熱量も大きい。 An LED (Light Emitting Diode) printer has been developed as a printer having a relatively simple mechanism and a relatively low cost. The LED printer includes a plurality of LEDs, and each of the plurality of LEDs emits light in a predetermined pattern, thereby forming a latent image on the rotating drum. Furthermore, toner is attached to the latent image formed on the rotating drum, and printing or printing is executed with the toner (see, for example, Patent Document 1). Such an LED printer has relatively large power consumption and a large amount of heat generation.
一方で近年、撮像機能付きの携帯電話やデジタルカメラが普及し、ユーザは様々な場所で手軽に撮影を行っている。それに伴って、デジタルカメラ等で撮影した静止画像を様々な場所で印画できれば、デジタルカメラの使用用途が多様になる。ユーザにとっては、撮影した静止画像をすぐに手渡しで交換できるので、利便性や娯楽性が向上する。また、デジタルカメラ等の製造メーカにとっては、デジタルカメラ等の販売台数の向上につながる。このような目的のため、プリンタには、一般的に小型であることや、バッテリー駆動を想定して低消費電力で動作することが要求される。
LEDプリンタよりも低消費電力で動作するプリンタとして、光源に有機EL(Electro Luminescence)を使用した有機ELプリンタがある。有機ELプリンタでは、一般的に赤色に発光する有機EL素子がひとつの方向に配列され、さらに緑色に発光する有機EL素子と青色に発光する有機EL素子のそれぞれが、赤色に発光する有機EL素子の列と平行に配列されている。有機ELプリンタは、複数の有機EL素子を有したプリントヘッドが感光紙上を走査することによって、感光紙に静止画像を印画する。しかしながら、プリントヘッドは複数の有機EL素子を有しているので、ある程度の大きさになってしまう。そのため、このような有機ELプリンタを小型化するためには、プリントヘッドの小型化が望ましい。 As a printer that operates with lower power consumption than an LED printer, there is an organic EL printer that uses an organic EL (Electro Luminescence) as a light source. In an organic EL printer, generally, organic EL elements that emit red light are arranged in one direction, and each of an organic EL element that emits green light and an organic EL element that emits blue light emits red light. It is arranged in parallel with the column. An organic EL printer prints a still image on a photosensitive paper when a print head having a plurality of organic EL elements scans the photosensitive paper. However, since the print head has a plurality of organic EL elements, it becomes a certain size. Therefore, in order to reduce the size of such an organic EL printer, it is desirable to reduce the size of the print head.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、プリントヘッドを小型化するプリントヘッドの駆動方法およびそれを利用したプリンタおよび半導体集積回路を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a print head driving method for miniaturizing a print head, a printer using the same, and a semiconductor integrated circuit.
本発明のある態様はプリントヘッドの駆動方法に関する。この方法は、走査線方向に形成された複数のラインに1〜nの発光色を有する発光素子を備え、印画対象体との副走査方向の相対運動により、印画対象体上の各画素領域に順次1〜n色の発光素子を対向させ、画素値に応じて各色を発光せしめることによって、印画対象体上のライン単位にカラー画像を形成していくプリントヘッドの駆動方法であって、プリントヘッド上の副走査方向の発光素子間の間隔dを、印画対象体上の画素の副走査方向の長さpより短く設けておくとともに、プリントヘッド上のいずれかのラインが、印画対象体上のある注目ラインに対向したとき、当該注目ラインに含まれる画素を印画し、次にプリントヘッド上の別のラインが印画対象体上の別の注目ラインに対向するまで、印画ダミー時間を設定したことを特徴とする。 One embodiment of the present invention relates to a method for driving a print head. In this method, a plurality of lines formed in the scanning line direction are provided with light emitting elements having emission colors of 1 to n, and each pixel region on the printing object is subjected to relative movement in the sub scanning direction with respect to the printing object. A print head driving method for forming a color image in units of lines on a print object by sequentially causing 1 to n light emitting elements to face each other and causing each color to emit light according to a pixel value. The distance d between the light emitting elements in the upper sub-scanning direction is set to be shorter than the length p in the sub-scanning direction of the pixels on the print object, and any line on the print head is on the print object. When facing a certain line of interest, the pixels included in the line of interest are printed, and then the printing dummy time is set until another line on the print head faces another line of interest on the object to be printed. Special To.
「走査線方向」とは、一般的なマトリクス型発光素子表示装置を例とすれば発光素子の行を選択する走査線の方向に対応し、「副走査方向」は例えば走査線方向と垂直の方向、すなわち発光素子の列の方向に対応する。「画素」とは、一般的に画像を構成する最小単位であるが、色の構成要素がRGBの3原色であれば、画像を構成する最小単位に含まれたRGBのそれぞれ、例えばRGBディスプレイのそれぞれの発光素子を画素という場合もある。以後フィルム等に印画された画素を特に「印画画素」とよぶ。また、RGBのそれぞれの画素をまとめて「絵素」ともいうが、特に必要のない限り、ここでは「絵素」を「画素」という。 The “scanning line direction” corresponds to the direction of the scanning line for selecting a row of the light emitting elements when a general matrix type light emitting element display device is taken as an example, and the “sub scanning direction” is, for example, perpendicular to the scanning line direction. This corresponds to the direction, that is, the direction of the row of light emitting elements. “Pixel” is generally the smallest unit that constitutes an image. However, if the color components are the three primary colors of RGB, each of RGB contained in the smallest unit that constitutes an image, for example, an RGB display Each light emitting element may be referred to as a pixel. Hereinafter, pixels printed on a film or the like are particularly referred to as “printed pixels”. The RGB pixels are collectively referred to as “picture elements”, but “picture elements” are referred to as “pixels” unless otherwise specified.
この態様によれば、プリントヘッド上の副走査方向の発光素子間の間隔を小さくしても、印画対象体上の画素領域とのずれを生じさせることなく、適切な位置に印画することができる。 According to this aspect, even if the interval between the light emitting elements in the sub-scanning direction on the print head is reduced, it is possible to print at an appropriate position without causing a shift from the pixel area on the print object. .
本発明の別の態様はプリンタに関する。このプリンタは、走査線方向に形成された複数のラインに1〜nの発光色を有する発光素子を備えたプリントヘッドと、プリントヘッドと印画対象体との副走査方向の相対運動を発生させる駆動部と、駆動部を介して前記印画対象体上の各画素領域に順次1〜n色の発光素子を対向させ、画素値に応じて各色を発光せしめ、印画対象体上のライン単位にカラー画像を形成するように、駆動部とプリントヘッドの制御を行う制御部とを備える。ここで制御部は、プリントヘッド上のいずれかのラインが印画対象体上のある注目ラインに対向したとき、当該注目ラインに対向するプリントヘッド上のラインに含まれる有機EL素子を発光せしめ、次にプリントヘッド上の別のラインが前記印画対象体上の別の注目ラインに対向するまで、ダミー時間を設けるように制御を行うことを特徴とする。
Another aspect of the present invention relates to a printer. This printer generates a relative movement in the sub-scanning direction between a print head having light emitting elements having
本発明のさらに別の態様は半導体集積回路に関する。この半導体集積回路は、プリントヘッド上の1〜nの発光色を有する発光素子を含む複数のラインに対応した複数の走査線を駆動する走査線駆動回路と、プリントヘッドと印画対象体との副走査方向の相対運動によりプリントヘッド上のいずれかのラインが印画対象体上のある注目ラインに対向したときに、当該プリントヘッド上のラインに対応した走査線を駆動させ、次にプリントヘッド上の別のラインが印画対象体上の別の注目ラインに対向するまでダミー時間を設けるよう、走査線駆動回路を制御する制御回路とを1つの半導体基板上に一体集積化したことを特徴とする。
Yet another embodiment of the present invention relates to a semiconductor integrated circuit. This semiconductor integrated circuit includes a scanning line driving circuit for driving a plurality of scanning lines corresponding to a plurality of lines including light emitting elements having
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a representation of the present invention converted between methods, systems, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、プリンタなどの機器を小型化できる。 According to the present invention, a device such as a printer can be downsized.
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施の形態は、有機EL素子を光源として備えた有機ELプリンタに関する。本実施の形態に係る有機ELプリンタは、マトリクス状に配した有機EL素子、マトリクスの行に対応した走査線、および列に対応したデータ線を有するプリントヘッドを備える。そしてプリントヘッドを移動させつつ感光紙を露光していくことにより感光紙上に画像を印画する。 Before describing the present invention in detail, an outline will be described. Embodiments described herein relate generally to an organic EL printer including an organic EL element as a light source. The organic EL printer according to the present embodiment includes a print head having organic EL elements arranged in a matrix, scanning lines corresponding to the rows of the matrix, and data lines corresponding to the columns. An image is printed on the photosensitive paper by exposing the photosensitive paper while moving the print head.
本実施の形態ではマトリクスの行に対応した走査線と垂直な副走査方向にプリントヘッドを移動させ、走査線の方向(以下、「走査方向」という)にはプリントヘッドを移動させない。また走査方向には、赤色に発光する有機EL素子(以下、「赤色有機EL素子」という)が、複数配列している。さらに、緑色に発光する複数の有機EL素子(以下、「緑色有機EL素子」という)と青色に発光する複数の有機EL素子(以下、「青色有機EL素子」という)が赤色有機EL素子の行と平行に配列される。1つの有機EL素子の1回の発光により、1つの印画画素領域が当該有機EL素子の発光色によって露光される。 In this embodiment, the print head is moved in the sub-scanning direction perpendicular to the scanning lines corresponding to the rows of the matrix, and the print head is not moved in the scanning line direction (hereinafter referred to as “scanning direction”). In the scanning direction, a plurality of organic EL elements emitting red light (hereinafter referred to as “red organic EL elements”) are arranged. Further, a plurality of organic EL elements that emit green light (hereinafter referred to as “green organic EL elements”) and a plurality of organic EL elements that emit blue light (hereinafter referred to as “blue organic EL elements”) are rows of red organic EL elements. Arranged in parallel. By one light emission of one organic EL element, one print pixel area is exposed with the light emission color of the organic EL element.
プリントヘッドは走査方向に移動しないので、一の走査方向に配列する有機EL素子のサイズおよび個数は、印画画素のサイズおよび一行に含まれる個数にもとづいて規定される。本実施の形態では副走査方向における有機EL素子の間隔を狭め、プリントヘッドのサイズを小さくする。具体的には、各有機EL素子の行が感光紙上の印画画素の行の直上に位置した時点で当該有機EL素子を適宜発光させ、有機EL素子の行が二の印画画素の行をまたいでいるときはその有機EL素子を発光させないように、行単位で有機EL素子の発光タイミングを制御する。この発光タイミングの制御を有機EL素子の間隔に応じて行うことにより、有機EL素子の副走査方向におけるピッチがいかなる値で設計されても、印画画素にずれを生じさせることなく画像を印画することができる。 Since the print head does not move in the scanning direction, the size and number of organic EL elements arranged in one scanning direction are defined based on the size of the print pixels and the number contained in one line. In this embodiment, the interval between the organic EL elements in the sub-scanning direction is narrowed to reduce the size of the print head. Specifically, when the row of each organic EL element is located immediately above the row of printing pixels on the photosensitive paper, the organic EL element is caused to emit light appropriately, and the row of organic EL elements straddles the row of two printing pixels. The light emission timing of the organic EL element is controlled in units of rows so that the organic EL element does not emit light when the light is on. By controlling the light emission timing in accordance with the interval between the organic EL elements, an image can be printed without causing any shift in the print pixels regardless of the pitch of the organic EL elements in the sub-scanning direction. Can do.
図1は、本実施の形態に係るプリンタ100の構成を示す。プリンタ100は、プリントヘッド10、レンズアレイ12、支柱24と総称される第1支柱24a、第2支柱24bを含む。また、プリントヘッド10は、赤色有機EL素子16と総称される第1赤色有機EL素子16a、第2赤色有機EL素子16b、第N赤色有機EL素子16n、緑色有機EL素子18と総称される第1緑色有機EL素子18a、第2緑色有機EL素子18b、第N緑色有機EL素子18n、青色有機EL素子20と総称される第1青色有機EL素子20a、第2青色有機EL素子20b、第N青色有機EL素子20nを含み、それらの有機EL素子がレンズアレイ12に対向している。レンズアレイ12は、第1屈折率分布型レンズ22a、第2屈折率分布型レンズ22b、第N屈折率分布型レンズ22nを含む。また同図には、プリンタ100が所定の画像を印画すべき対象として、感光紙14が示されている。図1では、プリンタ100のうちで印画を直接実行するための構成要素であるプリントヘッド10、レンズアレイ12等を示したが、プリンタ100はこれ以外の構成要素も含むものとする。
FIG. 1 shows a configuration of a
プリントヘッド10は、図示しない制御部から感光紙14に印画すべき画像のデータを受け取り、当該データに応じて赤色有機EL素子16、緑色有機EL素子18、青色有機EL素子20を発光させる。図中の矢印の方向、すなわち第1赤色有機EL素子16a、第1緑色有機EL素子18a、第1青色有機EL素子20aが配列された方向が、前述の副走査方向に相当する。また、副走査方向に垂直の方向、すなわち、同色の有機EL素子が配列された方向が、前述の走査方向に相当する。
The
プリントヘッド10は副走査方向に移動するが、走査方向に移動しない。プリントヘッド10において、走査方向に同色の赤色有機EL素子16等が一列ずつ配置されており、副走査方向に異なった色の赤色有機EL素子16、緑色有機EL素子18、青色有機EL素子20が配列されている。感光紙14に印画すべき画像は、例えばVGA(Video Graphics Array)の場合は、走査方向の480個の印画画素、副走査方向の640個の印画画素により構成される。この場合、赤色有機EL素子16等は走査方向に480個配列する。なお、プリントヘッド10における赤色有機EL素子16、緑色有機EL素子18、青色有機EL素子20の配列の詳細は後述する。
The
レンズアレイ12は、複数の屈折率分布型レンズ22を備える。屈折率分布型レンズ22は、赤色有機EL素子16、緑色有機EL素子18、青色有機EL素子20から発光された各色を結像し、感光紙14上に印画画素として印画する。レンズアレイ12もプリントヘッド10と共に副走査方向に移動する。
The
支柱24は、プリントヘッド10、レンズアレイ12が感光紙14から所定の距離を保てるように、これらを支える。また、プリントヘッド10、レンズアレイ12を支持しつつ、副走査方向に移動する。なお、ここでは、プリントヘッド10、レンズアレイ12を支えるために支柱24を示したが、これに限る趣旨ではない。例えば、プリントヘッド10、レンズアレイ12のそれぞれに沿って図示しないガイドが備えられており、プリントヘッド10、レンズアレイ12のそれぞれは、ガイドに支えられつつ、ガイドに沿って副走査方向に移動してもよい。
The
図2は、プリンタ100の側面図である。支柱24によって、プリントヘッド10とレンズアレイ12が感光紙14から所定の距離を保ちながら、感光紙14の上方に配置されている。また、矢印で示した方向が、前述の副走査方向であり、プリントヘッド10とレンズアレイ12は、副走査方向に移動する。図3は、プリンタ100の上面図である。レンズアレイ12は、プリントヘッド10の下方に位置するので、図3には示されない。また、矢印で示した方向が前述の副走査方向である。プリントヘッド10には前述のとおり、感光紙14側に対向する複数の有機EL素子が格子状に配列している。
FIG. 2 is a side view of the
図4は、赤色有機EL素子16、緑色有機EL素子18、および青色有機EL素子20による各色の発光が、屈折率分布型レンズ22によって結像し、感光紙14上に印画される概略を示す。ここでは、プリントヘッド10の中の第(I−1)赤色有機EL素子16i−1、第I赤色有機EL素子16i、第(I+1)赤色有機EL素子16i+1、第(I−1)緑色有機EL素子18i−1、第I緑色有機EL素子18i、第(I+1)緑色有機EL素子18i+1、第(I−1)青色有機EL素子20i−1、第I青色有機EL素子20i、第(I+1)青色有機EL素子20i+1がそれぞれ所定の輝度で発光しているものとする。レンズアレイ12の中の第J屈折率分布型レンズ22jは、所定の視野を有する。そのため、複数の赤色有機EL素子16、緑色有機EL素子18、青色有機EL素子20が発光した各色の光が、図示のごとく感光紙14上で結像する。なお、屈折率分布型レンズ22は複数備えられており、隣接した屈折率分布型レンズ22が感光紙14に映し出す像は重なっている。
FIG. 4 shows an outline in which light emission of each color by the red
図5は、プリンタ100の機能構成を示す。プリンタ100は、プリントヘッド10、モータ52、制御部50、画像データ入力部54、配列データ入力部55を含む。プリントヘッド10は、図1に示したプリントヘッド10に相当する。画像データ入力部54は、プリンタ100で印画すべき画像データを図示しないインターフェースを介して入力する。ここで画像データは、赤色有機EL素子16、緑色有機EL素子18、青色有機EL素子20のそれぞれに対応する形で入力されるものとする。
FIG. 5 shows a functional configuration of the
配列データ入力部55は、プリントヘッド10における有機EL素子のサイズ、および副走査方向に隣り合う有機EL素子の間隔を入力する。入力はプリントヘッド10に対応した値をあらかじめ設定して図示しないレジスタに記憶させておいてもよいし、図示しない外部のプロセッサが実行しているソフトウェアによって設定できるようにしてもよい。
The array
制御部50は、モータ52を介してプリントヘッド10を副走査方向に送る。また制御部50は画像データに基づき、赤色有機EL素子16、緑色有機EL素子18、青色有機EL素子20をプリントヘッド10の位置に応じた適切な階調で発光させるためのデータを出力する。さらに制御部50は、印画画素の行、例えばVGAであれば640行の画素領域の直上に有機EL素子の行が位置した際に、当該行の有機EL素子が発光するように、発光タイミングの制御を行う。この発光タイミングの制御は配列データ入力部55より入力した有機EL素子のサイズおよび副走査方向の間隔に基づき行われる。具体的な手法については後述する。
The
図6は、プリントヘッド10と制御部50の構成をより詳細に示す。制御部50は、駆動制御回路56、走査線駆動回路58、データ線駆動回路60を含む。プリントヘッド10は、赤色有機EL素子16、緑色有機EL素子18、青色有機EL素子20、走査線S1〜S3、データ線Da〜Dnを含む。本図はプリントヘッド10を感光紙14側から見た配列である。3本の走査線S1〜S3(以下、総称して走査線Sと略す)と、N本のデータ線Da〜Dn(以下、総称してデータ線Dと略す)は、格子状に配置されている。走査線S1とデータ線Dとの交点には赤色有機EL素子16が、走査線S2とデータ線Dとの交点には緑色有機EL素子18が、走査線S3とデータ線Dとの交点には青色有機EL素子20が配置されている。本図はみやすさのために有機EL素子の間隔などを適宜拡大縮小している。
FIG. 6 shows the configuration of the
赤色有機EL素子16等は、対応する走査線Sの電位がローレベルに、対応するデータ線Dの電位がハイレベルに設定されると電流が流れて発光し、この電流が流れる期間に対応して発光階調が制御される。本実施の形態では走査線Sのローレベル時の電位は接地電位の0Vとする。
When the potential of the corresponding scanning line S is set to a low level and the potential of the corresponding data line D is set to a high level, the red
駆動制御回路56は、走査線駆動回路58に走査制御信号Scntを、データ線駆動回路60にデータ制御信号Dcntをそれぞれ出力する。プリントヘッド10はこの走査制御信号Scntに同期して発光する行が順次切り替えられていく。またデータ制御信号Dcntは走査制御信号Scntと同期しており、1列からn列すべての赤色有機EL素子16、緑色有機EL素子18、または青色有機EL素子20の発光階調のデータが含まれた信号である。
The
走査線S1〜S3には、走査線駆動回路58が接続されている。走査線駆動回路58は走査線駆動タイミング制御回路62を含む。走査線駆動タイミング制御回路62は、駆動制御回路56から入力される走査制御信号Scntに基づき選択信号Ssl1、Ssl2、およびSsl3を出力する。これらの選択信号により、走査線S1、S2、またはS3の電位をローレベルとして当該走査線を選択して発光させるか、ハイレベルVcomとして選択しないかを切り替える。具体的には、対応する走査線S1、S2、またはS3にそれぞれ接続された赤色有機EL素子16、緑色有機EL素子18、または青色有機EL素子20が、印画画素の直上に位置し、発光の感光紙14上の結像が印画すべき画素とずれていない場合にのみそれぞれの走査線を選択する。プリントヘッド10の移動によって、全ての有機EL素子が印画画素の領域とずれている期間は、選択信号Ssl1、Ssl2、およびSsl3によって、走査線S1、S2、およびS3を非選択とする。
A scanning
この非選択の期間を正確に制御するために走査線駆動タイミング制御回路62は、図6に示すように、各走査線S1〜S3へ出力する選択信号Ssl1〜Ssl3に加え、接地電位へ出力するダミー信号Sdm1〜Sdm3を発生する。本実施の形態では走査線駆動タイミング制御回路62には、図示しないシフトレジスタ回路が含まれる。そして走査線S1を選択する第1の選択信号Ssl1、第1のダミー信号Sdm1、走査線S2を選択する第2の選択信号Ssl2、第2のダミー信号Sdm2、走査線S3を選択する第3の選択信号Ssl3、第3のダミー信号Sdm3、という順で選択状態を発生させる信号をそれぞれの出力へと順次送っていく。選択状態がダミー信号Sdm1〜Sdm3にのっている期間は、どの有機EL素子も発光しない。
In order to accurately control the non-selection period, the scanning line drive
データ線Da〜Dnには、データ線駆動回路60が接続されている。データ線駆動回路60は、データ線Da〜Dn毎に設けられたPWM電流源66、プリチャージ電圧源68およびパルス制御回路64を含む。パルス制御回路64は、駆動制御回路56から出力されるデータ制御信号Dcntに基づいてPWM電流源66を制御するためのパルス幅変調されたPWM制御信号Spwma〜Spwmnを生成する。さらにパルス制御回路64は、データ線Da〜Dnにそれぞれ接続するスイッチを制御するための切り替え信号Sswを生成する。
A data
PWM電流源66は、PWM制御信号Spwmに基づいてパルス変調された定電流信号であるPWMデータ信号Ipwma〜Ipwmnを生成し、データ線Da〜Dnに供給する。プリチャージ電圧源68は、有機EL素子の寄生容量を充電するためのプリチャージ電圧Vpcを、定電圧信号として各データ線に供給するための電圧源である。プリチャージ電圧Vpcはすべてのデータ線Dで同じ電圧値でよいため、一の定電圧源から配線によりデータ線Da〜Dn接続するように構成してもよい。
The PWM
各データ線Da〜Dnには、それぞれの発光階調に対応してハイレベルの期間が変化するパルス幅変調されたデータ信号Ipwmが供給され、これにより有機EL素子の発光階調が制御される。これに先立ち、各データ線Da〜Dnにはプリチャージ電圧が印加される。たとえば、2行目の走査線S2の電位がローレベルとなったとき、緑色有機EL素子18a〜18nのそれぞれには、まず所定期間プリチャージ電圧が印加され、次いでPWMデータ信号Ipwma〜Ipwmnが供給される。有機EL素子はまずプリチャージ電圧によって素子の寄生容量をすばやく充電した後、PWMデータ信号Ipwma〜Ipwmnのハイレベルの期間に対応した階調により発光することになる。
Each of the data lines Da to Dn is supplied with a pulse width modulated data signal Ipwm whose period of high level changes corresponding to each light emission gradation, thereby controlling the light emission gradation of the organic EL element. . Prior to this, a precharge voltage is applied to each of the data lines Da to Dn. For example, when the potential of the scanning line S2 in the second row becomes a low level, each of the green
このようにして、同色の有機EL素子で構成される行が適切な位置にある期間に、選択信号Ssl1〜Ssl3により当該有機EL素子に接続した走査線を選択し、各列にはそれらの有機EL素子によって印画される画素のデータ信号を供給する。この動作を繰り返し行うことにより、例えば640行の印画画素のそれぞれを、画像データに基づく輝度を有する各色で露光し、印画画像を完成させる。 In this way, the scanning lines connected to the organic EL elements are selected by the selection signals Ssl1 to Ssl3 during a period in which the row composed of the organic EL elements of the same color is at an appropriate position, A data signal of a pixel printed by the EL element is supplied. By repeating this operation, for example, each of the 640 rows of print pixels is exposed with each color having luminance based on the image data, thereby completing the print image.
以上の構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのCPU、メモリ、その他のLSIで実現でき、ソフトウェア的にはメモリのロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。 The above configuration can be realized in hardware by a CPU, memory, or other LSI of any computer, and in software it is realized by a program loaded in memory, but here it is realized by their cooperation. Draw functional blocks. Accordingly, those skilled in the art will understand that these functional blocks can be realized in various forms by hardware only, software only, or a combination thereof.
以後、上述の構成による動作について具体的に説明する。図7は本実施の形態の比較対象となるべきプリントヘッド10における有機EL素子の配列を示す。図中、横方向が走査方向、縦方向が副走査方向である。各有機EL素子は印字画素をひとつ印画するために必要なサイズを有する。走査方向においては、ひとつの赤色有機EL素子16の左端から、隣り合う赤色有機EL素子16の左端までの距離が、100μmになるように配列されている。緑色有機EL素子18、青色有機EL素子20も同様である。副走査方向においては、赤色有機EL素子16、緑色有機EL素子18、青色有機EL素子20のサイズと間隔がともに100μmになるように配列されている。
Hereinafter, the operation of the above configuration will be specifically described. FIG. 7 shows the arrangement of organic EL elements in the
図8は、図7で示した配列を有するプリントヘッド10の動作を模式的に示す。ここでは理解を容易にするため、配列のうち1つの列に属する3個の有機EL素子、すなわち赤色有機EL素子16、緑色有機EL素子18、および青色有機EL素子20のみに着目するが、実際には各行に含まれる複数の有機EL素子が同じ動きをする。本実施の形態では各有機EL素子の発光は屈折率分布型レンズ22を介して等倍率で感光紙14上に結像するとし、それら3個の有機EL素子による結像の位置はすなわち各有機EL素子自体の位置とする。図8では横軸に時間をとり、縦軸に各時間における有機EL素子の位置、すなわち結像の位置を示している。表示上、時間軸における各期間の幅は適宜拡大縮小している。また図の左端には感光紙14上に本来印画するべき印画画素p1〜p7の配列を、右側に示した赤色有機EL素子16、緑色有機EL素子18、青色有機EL素子20と対応する1列のみ示している。前述のVGAの印画においては印画画素p1〜p640が配列することになる。図7の有機EL素子が配列された面を感光紙14に対向させ、プリントヘッド10を副走査方向に移動させるため、赤色有機EL素子16を先頭に、図の下側に移動しながら有機EL素子による露光が行われる。
FIG. 8 schematically shows the operation of the
図7に示した配列では、各色の有機EL素子がちょうど1画素分の間隔を有するように配置される。したがって赤色有機EL素子16が印画画素p3の直上に位置するとき、すなわち赤色有機EL素子16の結像が印画画素p3にちょうど重なるとき、緑色有機EL素子18は印画画素p1上に位置し、その発光の結像は印画画素p1と重なることになる。したがって、この状態において印画画素p3の画像データの赤色の階調、印画画素p1の画像データの緑色の階調でそれぞれ制御されたPWM信号Ipwmにより、赤色有機EL素子16と緑色有機EL素子18を連続して発光させればよい。露光には有限の時間が必要なため、これらの連続露光時間の合計を期間t1としている。厳密にはプリントヘッド10はこの期間中にも移動しつづけているため、赤色有機EL素子16と緑色有機EL素子18による感光紙14上での結像は印画画素p3または印画画素p1からずれていく。
In the arrangement shown in FIG. 7, the organic EL elements of the respective colors are arranged so as to have an interval of just one pixel. Therefore, when the red
期間t1における露光の終了後、プリントヘッド10は、赤色有機EL素子16による結像が次の印画画素p4と重なる位置まで発光を行わずに移動する。図8ではこの時間をΔtとして示している。図に示すように、赤色有機EL素子16による結像が次の印画画素p4と重なると同時に、緑色有機EL素子18による結像が印画画素p2と重なる。そして期間t2の間に、印画画素p4および印画画素p2の画像データのうち、それぞれ赤色および緑色の階調で印画画素p4および印画画素p2を連続して露光し印画する。露光時間がが終了すると、再度プリントヘッド10を移動させるのみの期間Δtが設けられる。以上の動作を繰り返し、例えば印画画素p3に、期間t1における赤色有機EL素子16による露光、期間t3における緑色有機EL素子18による露光、期間t5における青色有機EL素子20による露光が行われると、印画画素p3の印画画像が完成する。期間t1、t2、t3、t4、およびt5のそれぞれにおいて、各色の有機EL素子を連続して発光させるためには、走査線S1〜S3を順次選択していく。この動作は表示装置などで走査線を順次選択して画像を表示する場合と同様である。
After the exposure in the period t1, the
図9は本実施の形態を効果的に実現するための、プリントヘッド10における有機EL素子の配列を示す。赤色有機EL素子16等の走査方向のサイズおよび間隔と、副走査方向のサイズは、図7で示した比較対照の配列と同様である。一方、同図の配列は副走査方向において、赤色有機EL素子16と緑色有機EL素子18の間隔、および緑色有機EL素子18と青色有機EL素子20の間隔をどちらも40μmとする。そのため、図9に示されたプリントヘッド10の副走査方向のサイズは、図7に示されたプリントヘッド10の副走査方向のサイズよりも小さくなる。なお本図における有機EL素子のサイズおよび間隔は一例であり、プリントヘッド10の所望のサイズ、プリントヘッド10の移動機構の精度、規格等に応じてそれらを適宜決定し、プリントヘッド10を作成してよい。プリントヘッド10の設計ルールは前述のとおり、図5に示したプリンタ100の機能構成のうち配列データ入力部55に入力することにより、以後に述べる制御に反映させることができる。
FIG. 9 shows an arrangement of organic EL elements in the
図10は、図9で示した配列を有するプリントヘッド10の動作を模式的に示す。表示方法は、比較対照とする配列を有するプリントヘッド10の動作について図8で示したのと同様である。よって時間軸における各期間の幅も適宜拡大縮小している。
FIG. 10 schematically shows the operation of the
同図において、例えば期間T2には、赤色有機EL素子16による結象が印画画素p4と重なっている。しかしながら図8に示した場合と異なり、他の有機EL素子、すなわち緑色有機EL素子18および青色有機EL素子20による結像はどの印画画素とも重ならない。図9に示したとおり、副走査方向に隣り合う有機EL素子の間隔を40μmとしているからである。そこで期間T2では赤色有機EL素子16のみを発光させ、印画画素p4の画像データのうち赤色の階調の露光のみを行う。これは、図6に示した構成において走査線駆動タイミング制御回路62から走査線S1を選択する第1の選択信号Ssl1を出力することにより実現される。赤色有機EL素子16による露光期間である期間T1が終了すると、緑色有機EL素子18による結像が印画画素p3と重なる状態になるまでプリントヘッド10を移動させる。この期間ΔTは、いずれの有機EL素子の発光も行わない。期間ΔTの値はプリントヘッド10の移動速度と有機EL素子の間隔に基づき駆動制御回路56において計算がなされ、走査制御信号Scntに含められて走査線駆動回路58に出力される。そしてその結果に基づき、走査線駆動タイミング制御回路62からの出力のうち第1のダミー信号Sdm1を選択状態とすることにより、期間ΔTの間はいずれの走査線Sも選択しないようにする。
In the figure, for example, in a period T2, the image formed by the red
期間ΔTを経て緑色有機EL素子18による結像が印画画素p3と重なると、期間T3において印画画素p3の画像データのうち緑色の階調の露光を、緑色有機EL素子18を発光させることにより行う。緑色有機EL素子18の印画画素p3に対する露光が終了すると、再度発光を行わない期間ΔTを経て、今度は青色有機EL素子20による結像が印画画素p2と重なる。そして青色有機EL素子20により印画画素p2の画像データのうち青色の階調の露光のみを行う期間T4が開始される。期間T4の終了後は図8で説明したのと同様、赤色有機EL素子16による結像が次の印画画素p5と重なるまでの期間である期間ΔT’の間、いずれの有機EL素子も発光させずにプリントヘッド10を移動させる。
When the image formation by the green
図11は、図9で示した配列を有するプリントヘッド10の走査線S1〜S3の駆動制御を上述のように行うために、走査線駆動タイミング制御回路62から出力される信号の波形を示すタイムチャートである。同図は上から赤色有機EL素子16に対応した走査線S1を選択する第1の選択信号Ssl1、赤色有機EL素子16の発光終了から緑色有機EL素子18の発光開始までの非選択期間を制御する第1のダミー信号Sdm1、緑色有機EL素子18に対応した走査線S2を選択する第2の選択信号Ssl2、緑色有機EL素子18の発光終了から青色有機EL素子20の発光開始までの非選択期間を制御する第2のダミー信号Sdm2、青色有機EL素子20に対応した走査線S3を選択する第3の選択信号Ssl3、青色有機EL素子20の発光終了から赤色有機EL素子16の発光開始までの非選択期間を制御する第3のダミー信号Sdm3の出力波形をそれぞれ示している。ここでは選択信号Ssl1〜Ssl3がローの状態で、対応する走査線S1〜S3がそれぞれ選択され電位が0Vとなるとする。各期間の符号は図10で示したものとそれぞれ対応しており、図10と同様、その幅はみやすさのために適宜拡大縮小している。
FIG. 11 is a time chart showing the waveform of a signal output from the scanning line drive
図10で示したとおり、期間T2には赤色有機EL素子16による結像が印画画素p4と重なるため、当該画素に対し赤色の階調の露光を行う。そのために第1の選択信号Ssl1がローとなり、対応する走査線S1が選択される。赤色有機EL素子16による印画画素p4の露光が終了すると、第1の選択信号Ssl1がハイとなり、代わって第1のダミー信号Sdm1がローとなる。図6に示すようにダミー信号Sdm1〜Sdm3は接地電位に入力するため、結果的にはいずれの走査線Sも選択されない。期間ΔTを経て、緑色有機EL素子18による結像が印画画素p3と重なる状態となった時点で、第1のダミー信号Sdm1がハイとなり、代わって走査線S2を選択するために第2の選択信号Ssl2がローとなる。そして緑色有機EL素子18による期間T3の露光が終了すると、第2の選択信号Ssl2に代わり第2のダミー信号Sdm2がローとなる。上述と同様、期間ΔTでは走査線Sは選択されない。同様に青色有機EL素子20による結像が印画画素p2と重なる状態となると、第2のダミー信号Sdm2に代わり第3の選択信号Ssl3がローとなり走査線S3が選択される。期間T4を経て青色有機EL素子20の露光が終了すると、次は赤色有機EL素子16の結像が印画画素p5と重なる状態となるまでの期間ΔT’の間、第3のダミー信号Sdm3がローとなり走査線Sは選択されない。以上の動作を繰り返すことにより、図7で示した間隔の広い有機EL素子の配列を有するプリントヘッド10で印画するのと同様の効率で、各印画画素に3色の露光を行い、印画画像を完成できる。
As shown in FIG. 10, since the image formed by the red
以上述べた本実施の形態によれば、プリントヘッドにおける有機EL素子の間隔が印画画素の辺の長さと異なっていても、各色の有機EL素子を発光させる走査線の選択を不連続に行いタイミングを調整することにより、適切な位置で露光を行うことができる。本実施の形態は、そのタイミング調整に、走査線の選択に用いるフトレジスタの機能をそのまま利用することができるため、実現が容易である。したがってプリントヘッドのサイズを容易に小さくできる。さらに有機EL素子の間隔を狭めることにより、屈折率分布型レンズの直径を小さくし結像距離を小さくできる。これによりプリントヘッドと感光紙までの距離を小さくできる。結果としてプリンタの小型化を効果的に実現できる。プリンタを小型化することによって、プリンタの可搬性を向上できる。また屈折率分布型レンズの直径を小さくできるので、屈折率分布型レンズによる露光量のむらを抑えることができる。 According to the present embodiment described above, even when the interval between the organic EL elements in the print head is different from the length of the side of the print pixel, the scanning lines for emitting light of the organic EL elements of the respective colors are discontinuously selected. By adjusting, exposure can be performed at an appropriate position. This embodiment can be easily realized because the function of the register used for selecting the scanning line can be used as it is for the timing adjustment. Therefore, the size of the print head can be easily reduced. Further, by narrowing the interval between the organic EL elements, the diameter of the gradient index lens can be reduced and the imaging distance can be reduced. This can reduce the distance between the print head and the photosensitive paper. As a result, it is possible to effectively reduce the size of the printer. By reducing the size of the printer, the portability of the printer can be improved. In addition, since the diameter of the gradient index lens can be reduced, unevenness in the exposure amount due to the gradient index lens can be suppressed.
さらに本実施の形態では有機EL素子の間隔を任意に設定できるので、規格の変更や搭載する機器の大きさ等との兼ね合いで、プリントヘッドの設計ルールに変更があった場合でも対応が容易である。また図7で示した配列で各色の露光を連続的に行う場合、3色めの有機EL素子の発光開始までに時間がかかり、当該有機EL素子による結像と印画画素とのずれが発生しやすいが、本実施の形態では色ごとに発光タイミング調整を行うため、ずれ幅が最小限に抑えられる。また、光源として有機EL素子を使用するので、消費電力を低減できる。また、光源として有機EL素子を使用するので、発光までの待ち時間が短くなり、印画動作を高速にできる。 Furthermore, since the interval between the organic EL elements can be set arbitrarily in this embodiment, it is easy to cope with changes in the print head design rules in consideration of changes in the standard and the size of the mounted equipment. is there. In addition, when the exposure of each color is continuously performed with the arrangement shown in FIG. 7, it takes time until the light emission of the organic EL element for the third color starts, and a shift between the image formation by the organic EL element and the print pixel occurs. Although it is easy to adjust the light emission timing for each color in this embodiment, the shift width is minimized. Moreover, since an organic EL element is used as a light source, power consumption can be reduced. In addition, since an organic EL element is used as a light source, the waiting time until light emission is shortened, and the printing operation can be performed at high speed.
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. is there.
本実施の形態では、プリントヘッド10は赤色有機EL素子16、緑色有機EL素子18、青色有機EL素子20を備えた。しかしながらこれに限らず例えば、印画に必要な光量が得られれば、各色に対応したLED、VFD、無機EL素子であってもよい。これにより、印画対象やコストなどに鑑み最適な発光素子を選択し、本実施の形態で述べたのと同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the
本実施の形態では、プリントヘッド10をプリンタ100に適用したが、例えばコピー機などの装置に導入してもよい。すなわち、トナーに潜像を形成するためにプリントヘッド10を適用することができる。この場合でも、装置の小型化など本実施の形態で述べたのと同様の効果を得ることができる。
In this embodiment, the
本実施の形態では、走査線Sの選択期間に続く非選択期間を、シフトレジスタからのダミー信号Sdm1〜Sdm3の出力により制御した。これに限らず、制御部50に図示しないタイマーを設け、走査線の選択、非選択の期間をタイマーによって管理してもよい。この場合も、比較的低い導入障壁でプリンタの小型化等、本実施の形態で述べたのと同様の効果を得ることができる。
In this embodiment, the non-selection period following the selection period of the scanning line S is controlled by the output of the dummy signals Sdm1 to Sdm3 from the shift register. However, the present invention is not limited to this, and a timer (not shown) may be provided in the
10 プリントヘッド、 12 レンズアレイ、 14 感光紙、 16 赤色有機EL素子、 18 緑色有機EL素子、 20 青色有機EL素子、 22 屈折率分布型レンズ、 24 支柱、 50 制御部、 52 モータ、 54 画像データ入力部、 55 配列データ入力部、 56 駆動制御回路、 58 走査線駆動回路、 60 データ線駆動回路、 62 走査線駆動タイミング制御回路、 64 パルス制御回路、 100 プリンタ。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記プリントヘッド上の副走査方向の発光素子間の間隔dを、前記印画対象体上の画素の副走査方向の長さpより短く設けておくとともに、前記プリントヘッド上のいずれかのラインが前記印画対象体上のある注目ラインに対向したとき、当該注目ラインに含まれる画素を印画し、次にプリントヘッド上の別のラインが前記印画対象体上の別の注目ラインに対向するまで、印画ダミー時間を設定したことを特徴とするプリントヘッドの駆動方法。 A plurality of lines formed in the scanning line direction are provided with light emitting elements having emission colors of 1 to n, and each pixel region on the printing object is sequentially moved to 1 to n by relative movement in the sub scanning direction with respect to the printing object. A print head driving method for forming a color image in units of lines on the object to be printed by causing light emitting elements of colors to face each other and causing each color to emit light according to a pixel value,
The distance d between the light emitting elements in the sub-scanning direction on the print head is set shorter than the length p in the sub-scanning direction of the pixels on the print object, and any line on the print head is When a certain line of interest on the print object is opposed, the pixels included in the line of interest are printed, and then printing is performed until another line on the print head faces another line of interest on the print object. A method of driving a print head, wherein a dummy time is set.
前記プリントヘッドと印画対象体との副走査方向の相対運動を発生させる駆動部と、
前記駆動部を介して前記印画対象体上の各画素領域に順次1〜n色の発光素子を対向させ、画素値に応じて各色を発光せしめ、前記印画対象体上のライン単位にカラー画像を形成するように、前記駆動部と前記プリントヘッドの制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記プリントヘッド上のいずれかのラインが前記印画対象体上のある注目ラインに対向したとき、当該注目ラインに対向するプリントヘッド上のラインに含まれる有機EL素子を発光せしめ、次にプリントヘッド上の別のラインが前記印画対象体上の別の注目ラインに対向するまで、ダミー時間を設けることを特徴とするプリンタ。 A print head including light emitting elements having emission colors of 1 to n in a plurality of lines formed in the scanning line direction;
A drive unit for generating a relative movement in the sub-scanning direction between the print head and the printing object;
1 to n color light emitting elements are sequentially opposed to each pixel area on the print object via the driving unit, and each color is emitted according to a pixel value, and a color image is displayed in line units on the print object. A control unit for controlling the drive unit and the print head so as to form,
The control unit, when any line on the print head faces a certain line of interest on the print object, causes the organic EL elements included in the line on the print head facing the line of interest to emit light, Next, a dummy time is provided until another line on the print head faces another line of interest on the print object.
前記制御部は前記配列データ入力部により入力されたデータに基づき前記ダミー時間を決定することを特徴とする請求項4に記載のプリンタ。 An array data input unit for inputting a distance d between light emitting elements in the sub-scanning direction of the print head;
The printer according to claim 4, wherein the control unit determines the dummy time based on data input by the array data input unit.
プリントヘッドと印画対象体との副走査方向の相対運動により前記プリントヘッド上のいずれかのラインが前記印画対象体上のある注目ラインに対向したときに、当該プリントヘッド上のラインに対応した走査線を駆動させ、次にプリントヘッド上の別のラインが前記印画対象体上の別の注目ラインに対向するまでダミー時間を設けるよう、前記走査線駆動回路を制御する制御回路と、
を1つの半導体基板上に一体集積化したことを特徴とする半導体集積回路。 A scanning line driving circuit for driving a plurality of scanning lines corresponding to a plurality of lines including light emitting elements having 1 to n emission colors on the print head;
Scanning corresponding to a line on the print head when any line on the print head faces a certain target line on the print object due to the relative movement of the print head and the print object in the sub-scanning direction A control circuit for controlling the scanning line driving circuit to drive a line and then to provide a dummy time until another line on the print head faces another line of interest on the print object;
Is integrated on a single semiconductor substrate.
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