JP2009063953A - データ線駆動回路、電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

データ線駆動回路、電気光学装置及び電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】クロック信号に同期してデータ信号を展開するデータ線駆動回路において、クロック信号とデータ信号との位相のズレを解消する。
【解決手段】データ線駆動回路320は、縦続に接続された複数のブロックを含む。各ブロックiは、ブロック毎に順番に複数の選択信号をクロック信号CLKに同期して順次に出力するシフトレジスタ323−iと、複数のデータが時系列に配列されたデータ信号DATAの位相を、クロック信号CLKを基準として調整して次段のブロックに出力するデータ同期回路322−iと、データ同期回路322−iによる調整後のデータ信号DATAの各データを複数の選択信号によって複数の系統に展開して保持するラインメモリ325−iと、ラインメモリ325−iによる展開後の各データに応じた駆動信号を生成する出力回路329−iとを含む。
【選択図】図3

Description

本発明は、複数のデータを時系列に配列したデータ信号をクロック信号に同期して複数の系統に展開する技術に関する。
画像形成装置としてのプリンタには、感光体ドラムなどの像担持体に静電潜像を形成するための光ヘッドが用いられる。また、アクティブマトリクス方式の液晶表示装置には画像表示を行なうための表示パネルが用いられる。光ヘッドには、主走査方向に複数の発光素子が配列される。発光素子としては、EL(Electro Luminescent)素子、発光ダイオード等が用いられる。表示パネルには、主走査方向および副走査方向にスイッチ素子と液晶素子とを含む液晶画素が配列される。いずれも主走査方向には、データ線駆動回路が設けられ、各発光素子あるいは液晶画素にデータを出力する処理を行なう。
図17は、データ線駆動回路の一例を示すブロック図である。本図に示すようにデータ線駆動回路420は、データ信号DATAをサンプリングして所定時間保持する入力ラッチ回路421、スタートパルス信号SPをトリガーとして、クロック信号CLKごとに選択パルスをシフトして出力するシフトレジスタ423、シフトレジスタ423からの選択パルスに同期して、データ信号DATAを順次記憶し、ライン単位のDATAを保持するラインメモリ425、ラッチ信号LSに基づいて一括出力されるラインメモリ425のデータを記憶するホールドメモリ426、表示用データ信号のレベルを次段のD/Aコンバータ428に適合させるレベルシフタ427、基準電圧に基づいて、表示用データ信号をアナログ電圧に変換するD/Aコンバータ428、バッファ回路として機能し、発光素子回路群等に駆動電圧を出力する出力回路429を備えている。
従来、データ線駆動回路はICで実現していたが、近年、コスト削減、実装点数削減による信頼性向上等の観点から、特許文献1に記載されているように、データ線駆動回路の一部をTFT(Thin Film Transistor)で形成することが行なわれている。
特開2005−234241号公報(特に第1図参照)
入力ラッチ回路421から出力されるデータ信号DATAは、シフトレジスタ423が出力する選択パルスでラインメモリ425に取り込まれる。ここで、選択パルスの位相とデータ信号DATAの位相の関係は、理想的には図18(a)に示すように、データ信号DATAの位相が選択パルスの位相よりわずかに遅れること(d1)が望ましい。このような関係であれば、読み取り期間r1が十分確保され、データ信号DATAの取り込みを確実に行なうことができる。一方、図18(b)に示すようにデータ信号DATAの位相が選択パルスの位相より大きく遅れると(d2)、取り込み期間r2が短く過ぎて取り込めない場合が起こり得る。これを防ぐために図18(c)に示すようにデータ信号の位相を意図的に進めると(e1)、本来読み取るべきデータがN番目のデータ信号DATA(N)の場合に、次のN+1番目のデータ信号DATA(N+1)を読み取ってしまう期間r3が生じるおそれがある。
一般に、シフトレジスタ423に比べて、ラインメモリ425は容量性の負荷が大きいため、選択パルスに対してデータ信号DATAは遅延する傾向にある。従来のようにデータ線駆動回路をICで実現した場合には、入力ラッチ回路421の駆動能力を十分大きくすることができるため、図18(a)に示すような理想的な位相関係を実現することは容易であった。しかしながら、TFTはICに比べて駆動能力が弱いため、入力ラッチ回路421をTFTで形成すると、選択パルスに対してデータ信号DATAが徐々に遅延していく。さらに遅延量のばらつきが大きいため、選択パルスとデータ信号DATAとの位相ずれを解消して、データ信号DATAの取り込みを確実に行なうことが困難になる。特許文献1には、データ線駆動回路の一部をTFTで形成することが記載されているが、入力ラッチ回路はICで構成することが前提となっている。
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、シフトレジスタの選択パルスに基づいてデータを取り込むデータ線駆動回路において、選択パルスのクロックとデータとの位相ずれを解消することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の第1の態様に係るデータ線駆動回路は、縦続に接続された複数のブロックを具備するデータ線駆動回路であって、前記複数のブロックの各々が、ブロック毎に順番に複数の選択信号をクロック信号に同期して順次に出力するシフトレジスタと、複数のデータが時系列に配列されたデータ信号の位相を、前記クロック信号を基準として調整して次段のブロックに出力するデータ同期回路と、前記データ同期回路による調整後のデータ信号の各データを前記複数の選択信号によって複数の系統に展開するデータ展開回路と、前記データ展開回路による展開後の各データに応じた駆動信号を生成する信号生成回路とを有する。
以上の構成によれば、クロック信号を基準としてデータ信号の位相を調整するデータ同期回路が複数のブロックの各々に配置されるから、各選択信号とデータ信号の各データとのタイミングのズレが解消される。したがって、データ展開回路によるデータ信号の展開を確実に実行することが可能である。また、選択信号の生成に使用されるクロック信号がデータ信号の位相の調整にも兼用されるから、選択信号の生成とデータ信号の位相の調整とが別個の信号に基づいて実行される構成と比較してデータ線駆動回路や周辺回路の構成が簡素化されるという利点がある。
本発明の第2の態様に係るデータ線駆動回路は、縦続に接続された複数のブロックを具備するデータ線駆動回路であって、前記複数のブロックの各々が、ブロック毎に順番に複数の選択信号をクロック信号に同期して順次に出力するシフトレジスタと、複数のデータが時系列に配列されたデータ信号の位相を、前記クロック信号と同じ周波数で当該クロック信号よりも位相が遅れた調整用クロック信号を基準として調整して次段のブロックに出力するデータ同期回路と、前記データ同期回路による調整後のデータ信号の各データを前記複数の選択信号によって複数の系統に展開するデータ展開回路と、前記データ展開回路による展開後の各データに応じた駆動信号を生成する信号生成回路とを有する。
以上の構成によれば、調整用クロック信号を基準としてデータ信号の位相を調整するデータ同期回路が複数のブロックの各々に配置されるから、各選択信号とデータ信号の各データとのタイミングのズレが解消される。したがって、データ展開回路によるデータ信号の展開を確実に実行することが可能である。さらに、クロック信号に対して遅延した調整用クロック信号に基づいてデータ信号の位相が調整されるから、クロック信号がデータ信号の位相の調整に兼用される構成と比較して、データ展開回路によるデータ信号の展開の確実性を向上することが可能である。
以上の各態様に係るデータ線駆動回路において、前記データ同期回路は、前記データ信号を遅延させることで位相を調整し、前記複数のブロックの各々は、前記シフトレジスタによる各選択信号の出力のタイミングを遅延させる調整回路を含む。以上の態様によれば、各選択信号の出力のタイミングが調整回路によって遅延されるから、データ同期回路による調整でデータ信号が遅延する構成にも拘わらず、各選択信号とデータ信号の各データとのタイミングのズレを解消することができる。さらに好適な態様において、前記調整回路は、前記クロック信号に応じてスタートパルスを遅延させ、前記シフトレジスタは、前記調整回路による遅延後のスタートパルスを前記クロック信号に同期して順次にシフトすることで前記複数の選択信号を生成する。
第2の態様に係るデータ線駆動回路において、前記データ同期回路は、前記データ信号を遅延させることで位相を調整し、前記各ブロックの前記シフトレジスタによる前記各選択信号の出力のタイミングが遅延するように前記クロック信号のレベルの変動を一時的に停止させる制御部を具備する。以上の態様によれば、制御部がクロック信号のレベルの変動を一時的に停止させることで選択信号の出力のタイミングが遅延されるから、データ同期回路による調整でデータ信号が遅延する構成にも拘わらず、各選択信号とデータ信号の各データとのタイミングのズレを解消することができる。しかも、スタートパルスを遅延させる調整回路が不要であるから、データ線駆動回路の構成が簡素化されるという利点もある。
本発明の好適な態様において、前記複数のブロックの各々は、駆動能力の等しい第1バッファ部,第2バッファ部および第3バッファ部を具備し、前記複数のブロックの各々において、前記シフトレジスタには、前記第1バッファ部を介して前記クロック信号が入力され、前記データ展開回路には、前記第2バッファ部を介して前記データ信号が入力され、前記調整用クロック信号は、前記第3バッファ部を介して次段のブロックの前記データ展開回路に入力される。以上の態様によれば、クロック信号と調整用クロック信号とデータ信号との間の位相のズレがブロック毎に抑制されるから、複数のブロックにわたって連続する配線を介してクロック信号および調整用クロック信号の各々が各ブロックに供給される構成と比較して、データ展開回路によるデータ信号の展開の確実性を向上することが可能である。
本発明に係る電気光学装置は、以上の各態様に係るデータ線駆動回路と、データ線駆動回路が出力する各データ信号に応じて駆動される複数の画素とを具備する。本発明の電気光学装置は、画像を表示する表示装置や像担持体(例えば感光体ドラム)を露光する露光装置等として各種の電子機器に採用される。
図面を参照しながら本発明の様々な実施の形態を説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付す。
<1.第1実施形態>
図1は、本発明のデータ線駆動回路を含む発光装置10を光ヘッド(露光装置)として用いる画像形成装置の部分的な構成を示す斜視図である。同図に示すように、画像形成装置は発光装置10と集光性レンズアレイ15と感光体ドラム110とを含む。発光装置10は、複数の発光素子を備える。発光素子からは光が出射する。この出射は、用紙などの記録材に印刷されるべき画像の態様に応じて選択的に行われる。これらの光は、集光性レンズアレイ15へ進む。感光体ドラム110は、主走査方向に延在する回転軸に支持され、外周面を発光装置10に対向させた状態で副走査方向(記録材が搬送される方向)に回転する。
集光性レンズアレイ15は発光装置10と感光体ドラム110との間隙に配置される。この集光性レンズアレイ15は、各々の光軸を発光装置10に向けた姿勢でアレイ状に配列された多数の屈折率分布型レンズを含む。発光装置10の各発光素子からの出射光は集光性レンズアレイ15の各屈折率分布型レンズを透過したうえで感光体ドラム110の表面に到達する。この露光によって感光体ドラム110の表面には所望の画像に応じた潜像(静電潜像)が形成される。
図2は発光装置10の電気的構成を示すブロック図である。図2に示すように、発光装置10は、発光素子回路群310とデータ線駆動回路320と制御部330とを備える。発光素子回路群310は、線状または面状に配列された多数の発光素子を含む。データ線駆動回路320は、駆動信号を生成および出力することで各発光素子を駆動する。本形態のデータ線駆動回路320は、絶縁性の基板の表面に形成されたTFTを含んで構成される。制御部330は、各種の信号(クロック信号CLK,データ信号DATA,スタートパルス信号SP,ラッチ信号LS)を出力することでデータ線駆動回路320を制御する。
図3は、データ線駆動回路320の構成を示すブロック図である。データ線駆動回路320は、入力ラッチ回路321と複数のブロック(ブロック1〜ブロック4)とで構成されて複数の駆動信号VO(VO1〜VO512)を生成する。入力ラッチ回路321は、制御部330から入力されるデータ信号DATAをラッチする。データ信号DATAは、発光素子の階調(光量)を指定するデータがクロック信号CLKに同期して時系列に配列された信号である。
ブロック1〜ブロック4は縦続に接続される。各ブロックi(i=1〜4)は、データ同期回路322−iと、シフトレジスタ323−iと、調整回路324−iと、ラインメモリ325−iと、ホールドメモリ326−iと、レベルシフタ327−iと、D/Aコンバータ328−iと、出力回路329−iとを具備する。
シフトレジスタ323−iは、スタートパルス信号SPをクロック信号CLKに同期して順次にシフトすることで複数(本形態では128系統)の選択パルスを順次に出力する。図5に示すように、ブロック1のシフトレジスタ323−1には、スタートパルス信号SPが所定の周期で制御部330から調整回路324−1を介して供給される。各シフトレジスタ323−iにおける最終段の選択パルスがスタートパルス信号SPとして次段のブロックi+1に入力される。したがって、図5に示すように、シフトレジスタ323−1〜323−4からは512系統の選択パルスがブロック毎に順番に出力される。
ラインメモリ325−iは、シフトレジスタ323−iが出力する各選択パルスによってデータ信号DATAの各データを複数の系統(128系統)に展開して保持する。ホールドメモリ326−iは、ラインメモリ325−iが展開した128系統のデータをラッチ信号LSに基づいて一斉に出力する。
レベルシフタ327−iは、ホールドメモリ326−iからの各出力のレベルを調整してD/Aコンバータ328の動作電圧に適合させる。D/Aコンバータ328−iは、レベルシフタ327−iによる調整後のデータをアナログ電圧に変換する。出力回路(バッファ回路)329−iは、D/Aコンバータ328−iからの各出力に応じた駆動信号VOを生成して出力する。レベルシフタ327−iとD/Aコンバータ328−iと出力回路329−iとは、ラインメモリ325−iによる展開後の各データに応じた駆動信号VOを生成する回路(信号生成回路)として機能する。
図4は、シフトレジスタ323−i、ラインメモリ325−i、ホールドメモリ326−iの構成例を示す回路図である。図4に示すように、シフトレジスタ323−iは、各段の出力端子Qが次段の入力端子Dに接続された複数のDラッチで構成される。初段のDラッチの入力端子Dにはスタートパルス信号SPが供給され、各Dラッチには共通のクロック信号CLKが供給される。また、ラインメモリ325−iは、各Dラッチから出力された選択パルスでオン/オフが制御されるスイッチと、2つのインバータをループ接続した記憶素子とから構成され、データ信号線Lに供給される1系統のデータ信号DATAを、Dラッチの出力に同期して複数の系統に展開および保持する。ホールドメモリ326−iは、ラッチ信号LSでオン/オフが制御されるスイッチと、2つのインバータをループ接続した記憶素子とから構成され、ラインメモリ325に保持されたデータを、ラッチ信号LSによって規定されたタイミングで一斉に取り込む。
図3のデータ同期回路322−iは、クロック信号CLKとデータ信号DATAとの同期をとるための回路である。具体的には、データ同期回路322−iは、データ信号DATAとクロック信号CLKとを入力し、クロック信号CLKの立ち下がり時点(N)に対して遅延したデータ信号DATAを、クロック信号CLKの次の立下がり時点(N+1)で同期するようにデータ信号DATAの位相を調整する。データ同期回路322−iによる調整後のデータ信号DATAは、データ信号線Lを介して、ラインメモリ325−iに供給されるとともに次段のブロックのデータ同期回路322−i+1に入力される。
図6は、データ同期回路322−iの構成例を示すブロック図である。同図に示すように、データ同期回路322−iは、トランスファーゲートTGとループ接続された2個のインバータとで構成されるラッチLT1およびラッチLT2をマスタスレーブ接続した構成である。ラッチLT1のトランスファーゲートTGの入力端子にデータ信号DATAが供給され、ラッチLT2の出力端子がデータ信号線Lに接続される。ラッチLT1のトランスファーゲートTGおよびラッチLT2のトランスファーゲートTGの一方がオン状態に制御されると他方はオフ状態となる。
図7は、図6に示したデータ同期回路322−iの動作を説明するためのタイミングチャートである。図7においては、データ同期回路322−iに入力される直前のデータ信号DATAがクロック信号CLKの所期の時点t1に対して遅延している場合を想定する。
図7に示すように、時点t2にてクロック信号CLKが立ち上がると、ラッチLT1のトランスファーゲートTGがオンする。したがって、データ信号DATA(d1)がラッチLT1に取り込まれて保持され、ラッチLT1の出力端であるノードAの出力値はd1となる。
時点t3においてクロック信号CLKが立ち下がると、ラッチLT2のトランスファーゲートTGがオンする。したがって、ノードAの出力値d1がラッチLT2に取り込まれて保持され、ラッチLT2の出力端(データ同期回路322の出力端)であるノードBの出力値がd1となる。すなわち、データ同期回路322では、クロック信号CLKの立上がりの時点でデータ信号DATAが取り込まれ、さらにクロック信号CLKの半周期分だけ遅れてデータ信号DATAが出力される。したがって、データ信号DATAがデータd1に設定されるべき本来の時点t1からみると、データ同期回路322から出力されるデータ信号DATAは、クロック信号CLKの1周期分(図7の1CLK)だけ遅延した状態でクロック信号CLKに同期して出力される。
図7から理解されるように、データ同期回路322は、クロック信号CLKの半周期分以内のデータ信号DATAの遅延を調整することが可能である。なお、データ信号DATAは、データ信号線Lの伝播に伴なって遅延するから、ラインメモリ325−iの最上段にてデータ信号DATAとクロック信号CLKとが同期しても、ラインメモリ325−iの最下段に近づくほどデータ信号DATAは遅延する。ラインメモリ325−iが多段であるほどデータ信号DATAの遅延は増大するから、クロック信号CLKに対するデータ信号DATAの遅延量がクロック信号CLKの半周期分以内に収まるように各ブロック内の段数(本形態では128段)を決定することが望ましい。
なお、データ同期回路322の構成は図6の例示に限定されない。例えば、図8に示すように、2つのDラッチをマスタスレーブ接続して構成するようにしてもよい。図8の構成においても、マスタ側のDラッチが半クロック遅れで入力データを取り込み、スレーブ側のDラッチが1クロック遅れで出力する。したがって、図6の構成と同様に、クロック信号CLKに同期するように遅延したデータ信号DATAが出力される。
以上に説明したようにデータ同期回路322−iはデータ信号DATAを遅延させるから、調整後のデータ信号DATAは、ブロックi(調整回路324−i)に入力されるスタートパルス信号SPに対してクロック信号CLKの1周期分だけ遅延することになる。調整回路324−iは、クロック信号CLKに応じてスタートパルス信号SPを遅延させることで、スタートパルス信号SPに対するデータ信号DATAの遅延を補償する。例えば、1段のシフトレジスタが調整回路324−iとして採用される。以上のようにスタートパルス信号SPを遅延させることで、シフトレジスタ323の各選択パルスはクロック信号CLKの1周期分だけ遅延する。したがって、データ信号DATAとシフトレジスタ323の各選択パルスとが同期する。すなわち、例えば図5に示すように、第1段目の駆動信号VO1を指定するデータ(1)がデータ信号DATAとしてデータ信号線Lに供給されているときに、第1段目の選択パルス1がシフトレジスタ323−1から出力される。
次に、図5を参照してデータ線駆動回路320の動作を説明する。図5には、制御部330が出力する信号(クロック信号CLK,スタートパルス信号SP,データ信号DATA,ラッチ信号LS)に加えて、各段の調整回路324−iがシフトレジスタ323−iのスタートパルス信号SPとして生成する調整用パルスと、シフトレジスタ323−1〜323−4が出力する512系統の選択パルス(選択パルス1〜選択パルス512)と、各ブロックiのデータ同期回路322−iによる調整後のデータ信号DATAとが図示されている。なお、図5においては、調整後のデータ信号DATAとクロック信号CLKとが完全に同期する場合を便宜的に例示するが、実際には、データ信号DATAの取り込みを確実にするために、データ信号DATAがクロック信号CLKに対して僅かに遅延するようにデータ同期回路322は構成される。
制御部330からデータ線駆動回路320に入力されたデータ信号DATAは、入力ラッチ回路321を経ることで遅延するが、ブロック1の先頭に設けられたデータ同期回路322−1により、クロック信号CLKと同期する。この際に、ブロック1において、データ信号DATAがクロック信号CLKの1周期分だけ遅れるが、調整回路324−1による遅延後の調整用パルスがスタートパルス信号SPとしてシフトレジスタ323−1に入力されるため、次のクロックで出力される選択パルス1によりデータ信号DATA(1)がラインメモリ325−1の第1段目に取り込まれる。以下、クロック信号CLKごとにデータ信号DATA(2)〜データ信号DATA(128)がブロック1のラインメモリ325−1に順次に取り込まれる。
ブロック1内のデータ信号線Lの伝播に伴ってデータ信号DATAは遅延するが、ブロック2の先頭に設けられたデータ同期回路322−2は、クロック信号CLKと同期するようにデータ信号DATAを遅延させる。一方、選択パルス128をクロック信号CLKの1周期分だけ遅延させた調整用パルスがスタートパルス信号SPとしてシフトレジスタ323−2に入力されるから、データ信号DATA(129)は選択パルス129によってラインメモリ325−2の第1段目に取り込まれる。以下、クロック信号CLKごとにデータ信号DATA(129)〜データ信号DATA(256)がブロック2のラインメモリ325−2に順次に取り込まれる。
以上と同様の動作がブロック3およびブロック4についても実行されることで、ラインメモリ325−3にデータ信号DATA(257)〜DATA(384)が保持されるとともにラインメモリ325−4にデータ信号DATA(385)〜DATA(512)が保持されると、共通のラッチ信号LSが制御部330からブロック1〜ブロック4に出力され、ラインメモリ325−1〜325−4に保持されたデータが、ホールドメモリ326−1〜326−4から一斉に出力される。その後、新たなスタートパルス信号SPが制御部330からブロック1に入力され、次のデータ信号DATAに対する処理が同様に行なわれる。
以上に説明したように、本形態においては、データ線駆動回路320を区分したブロック毎にデータ同期回路322−iが設置されるから、入力ラッチ回路321で生じるデータ信号DATAの遅延や各ブロックiにおけるデータ信号DATAの遅延がブロック毎に解消される。したがって、データ信号DATAと各選択パルスとのタイミングのズレに起因したデータ線駆動回路320の誤動作を有効に防止することができる。また、調整回路324−iによって各選択パルスの出力のタイミングが調整されるから、データ同期回路322−iがデータ信号DATAを遅延させるとは言っても、データ信号DATAの各データをラインメモリ325−iに対して適切に展開および格納することが可能である。
なお、図3や図4においては、データ信号DATAを伝送するデータ信号線Lが1本である構成を便宜的に例示したが、実際には複数本のデータ信号線Lを介して複数系統のデータ信号DATAをパラレルに伝送する構成が好適である。図9は、2本のデータ信号線Lを用いて2系統のデータ信号DATA1およびDATA2をパラレルに伝送する場合のシフトレジスタ323、ラインメモリ325、ホールドメモリ326の構成例を示す回路図である。ラインメモリ325−iにおいて相隣接するスイッチは共通の選択パルスによって制御される。奇数段目のスイッチはデータ信号DATA1を取り込み、偶数段目のスイッチはデータ信号DATA2を取り込む。また、本形態において、データを一時的に保持するラッチ部分は、簡単のため、2つのインバータをループ接続して構成していたが、これに限定されるものではない。例えば、一方のインバータをクロックドインバータにして、入力データが競合しないようにしてもよい。
<2.第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図10は、第2実施形態に係るデータ線駆動回路320aの構成を示すブロック図である。作用や機能が第1実施形態と同様である要素には同じ符号を付している。
第1実施形態では、シフトレジスタ323−iにおける選択パルスのシフトとデータ同期回路322−iにおけるデータ信号DATAの位相の調整とにクロック信号CLKを兼用した。第2実施形態では、シフトレジスタ323−iにクロック信号CLKが供給される一方、データ同期回路322−iにはクロック信号CLKとは別個の調整用クロック信号DCLKが供給される。クロック信号CLKと調整用クロック信号DCLKとは同じ周波数であるが、調整用クロック信号DCLKはクロック信号CLKよりも僅かに位相が遅れた信号である。他の点については第1実施形態と同様である。
以上のように、本形態においては調整用クロック信号DCLKとクロック信号CLKとの位相差を任意に設定できるから、ラインメモリ325−iにおいて、データ信号DATAが選択パルスに対して僅かに遅れた理想的な関係を作り出すことができる。したがって、データ信号DATAをラインメモリ325−iに対して確実に取り込むことが可能である。
なお、本形態においては、クロック信号CLKと調整用クロック信号DCLKとの間に、配線の電気的な特性に起因した遅延差が発生しないように、各々を伝送する信号線の負荷が略等しくなるように配線を設計および形成する。クロック信号線とデータ信号線Lとで負荷が略等しくなるようにレイアウトすることは一般的に困難であるが、クロック信号線同士では容易に実現することが可能である。
<3.第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態について説明する。図11は、第3実施形態に係るデータ線駆動回路320bの構成を示すブロック図である。作用や機能が第2実施形態と同様である要素には同じ符号を付している。第1実施形態および第2実施形態では、スタートパルス信号SPに対するデータ信号DATAの遅延を調整回路324−1〜324−4で解消した。第3実施形態では、図11のように調整回路324−1〜324−4を省略し、制御部330が、クロック信号CLKのレベルの変動を1周期分だけ停止させることで、スタートパルス信号SP(または各選択パルス)に対するデータ信号DATAの遅延を解消する。
図12は、本形態におけるデータ線駆動回路320bの動作を説明するためのタイミングチャートである。図12に示すように、制御部330は、第1実施形態および第2実施形態で調整回路324−iが調整用パルスを出力するタイミング(すなわち、各ブロックの先頭の選択パルスを出力する直前)において、クロック信号CLKのレベルの変動を1周期分だけ停止させる。これによってシフトレジスタ323−iによるシフト動作が1回だけ停止するから、選択パルスがスタートパルス信号SPに対してクロック信号CLKの1周期分だけ遅延する。したがって、第1実施形態や第2実施形態と同様に、スタートパルス信号SPに対するデータ信号DATAの遅延を解消することができる。本形態によれば、調整回路324−1〜324−4が不要であるから、第1実施形態や第2実施形態と比較してデータ線駆動回路320の回路規模を縮小することができる。
<4.第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態について説明する。図13は、第4実施形態に係るデータ線駆動回路320cの構成を示すブロック図である。同図に示すように、本形態のデータ線駆動回路320cは、第3実施形態のデータ線駆動回路320bの各ブロックiにバッファ340−iを設置した構成である。バッファ340−iは、シフトレジスタ323−iおよびラインメモリ325−iの前段に配置される。
バッファ340−iは、第1バッファ部と第2バッファ部と第3バッファ部とを含む。シフトレジスタ323−iには第1バッファ部を介してクロック信号CLKが供給される。さらに詳述すると、シフトレジスタ323−1には制御部330から第1バッファ部を介してクロック信号CLKが供給され、ブロック2〜ブロック4の各々の第1バッファ部には前段のブロックの第1バッファ部からクロック信号CLKが供給される。ラインメモリ325−iには、データ同期回路322−iから第2バッファ部を介してデータ信号DATAが供給される。また、データ同期回路322−iを経由した調整用クロック信号DCLKは、第3バッファ部を介して次段のブロックのデータ同期回路322−i+1に供給される。第1バッファ部と第2バッファ部と第3バッファ部とは駆動能力が略等しい。
第2実施形態や第3実施形態において、クロック信号CLKおよび調整用クロック信号DCLKの各々は1本のクロック信号線を介して総てのブロックに供給される。各クロック信号線の配線長が長い場合には、寄生容量の増加に起因してクロック信号CLKや調整用クロック信号DCLKが遅延する可能性がある。本形態によれば、各ブロックにおけるクロック信号CLKや調整用クロック信号DCLKの経路上に同等の能力のバッファ部が配置されるから、クロック信号CLKや調整用クロック信号DCLKの遅延が抑制される。したがって、クロック信号CLKとデータ信号DATAとの同期ずれが防止され、データ信号DATAをラインメモリ325−iに対して確実に取り込むことが可能となる。
<5.画像形成装置>
以上の各態様に係る発光装置10は、電子写真方式を利用した画像形成装置における像担持体に潜像を書き込むためのライン型の光ヘッドとして利用され得る。画像形成装置の例としては、プリンタ、複写機の印刷部分およびファクシミリの印刷部分がある。図14は、発光装置10をライン型の光ヘッドとして用いた画像形成装置の一例を示す縦断面図である。この画像形成装置は、ベルト中間転写体方式を利用したタンデム型のフルカラー画像形成装置である。
この画像形成装置では、同様な構成の4個の有機ELアレイ10K,10C,10M,10Yが、同様な構成である4個の感光体ドラム(像担持体)110K,110C,110M,110Yの露光位置にそれぞれ配置されている。有機ELアレイ10K,10C,10M,10Yは、以上に例示した何れかの態様に係る発光装置10である。
図14に示すように、この画像形成装置には、駆動ローラ121と従動ローラ122とが設けられており、これらのローラ121,122には無端の中間転写ベルト120が巻回されて、矢印に示すようにローラ121,122の周囲を回転させられる。図示しないが、中間転写ベルト120に張力を与えるテンションローラなどの張力付与手段を設けてもよい。
この中間転写ベルト120の周囲には、外周面に感光層を有する4個の感光体ドラム110K,110C,110M,110Yが互いに所定の間隔をおいて配置される。添え字K,C,M,Yはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローの顕像を形成するために使用されることを意味している。他の部材についても同様である。感光体ドラム110K,110C,110M,110Yは、中間転写ベルト120の駆動と同期して回転駆動される。
各感光体ドラム110(K,C,M,Y)の周囲には、コロナ帯電器111(K,C,M,Y)と、有機ELアレイ10(K,C,M,Y)と、現像器114(K,C,M,Y)が配置されている。コロナ帯電器111(K,C,M,Y)は、対応する感光体ドラム110(K,C,M,Y)の外周面を一様に帯電させる。有機ELアレイ10(K,C,M,Y)は、感光体ドラムの帯電させられた外周面に静電潜像を書き込む。各有機ELアレイ10(K,C,M,Y)は、複数の発光素子Pの配列方向が感光体ドラム110(K,C,M,Y)の母線(主走査方向)に沿うように設置される。静電潜像の書き込みは、上記の複数の発光素子Pによって感光体ドラムに光を照射することにより行う。現像器114(K,C,M,Y)は、静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させることにより感光体ドラムに顕像すなわち可視像を形成する。
このような4色の単色顕像形成ステーションにより形成された黒、シアン、マゼンタ、イエローの各顕像は、中間転写ベルト120上に順次一次転写されることにより、中間転写ベルト120上で重ね合わされ、この結果としてフルカラーの顕像が得られる。中間転写ベルト120の内側には、4つの一次転写コロトロン(転写器)112(K,C,M,Y)が配置されている。一次転写コロトロン112(K,C,M,Y)は、感光体ドラム110(K,C,M,Y)の近傍にそれぞれ配置されており、感光体ドラム110(K,C,M,Y)から顕像を静電的に吸引することにより、感光体ドラムと一次転写コロトロンの間を通過する中間転写ベルト120に顕像を転写する。
最終的に画像を形成する対象としてのシート102は、ピックアップローラ103によって、給紙カセット101から1枚ずつ給送されて、駆動ローラ121に接した中間転写ベルト120と二次転写ローラ126の間のニップに送られる。中間転写ベルト120上のフルカラーの顕像は、二次転写ローラ126によってシート102の片面に一括して二次転写され、定着部である定着ローラ対127を通ることでシート102上に定着される。この後、シート102は、排紙ローラ対128によって、装置上部に形成された排紙カセット上へ排出される。
次に、本発明に係る画像形成装置の他の実施の形態について説明する。図15は、発光装置10をライン型の光ヘッドとして用いた他の画像形成装置の縦断面図である。この画像形成装置は、ベルト中間転写体方式を利用したロータリ現像式のフルカラー画像形成装置である。図15に示す画像形成装置において、感光体ドラム165の周囲には、コロナ帯電器168、ロータリ式の現像ユニット161、有機ELアレイ167、中間転写ベルト169が設けられている。
コロナ帯電器168は、感光体ドラム165の外周面を一様に帯電させる。有機ELアレイ167は、感光体ドラム165の帯電させられた外周面に静電潜像を書き込む。有機ELアレイ167は、以上に例示した各態様の光ヘッド10,10Aであり、複数の発光素子Pの配列方向が感光体ドラム165の母線(主走査方向)に沿うように設置される。静電潜像の書き込みは、これらの発光素子Pから感光体ドラム165に光を照射することにより行う。
現像ユニット161は、4つの現像器163Y,163C,163M,163Kが90°の角間隔をおいて配置されたドラムであり、軸161aを中心にして反時計回りに回転可能である。現像器163Y,163C,163M,163Kは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、黒のトナーを感光体ドラム165に供給して、静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させることにより感光体ドラム165に顕像すなわち可視像を形成する。
無端の中間転写ベルト169は、駆動ローラ170a、従動ローラ170b、一次転写ローラ166およびテンションローラに巻回されて、これらのローラの周囲を矢印に示す向きに回転させられる。一次転写ローラ166は、感光体ドラム165から顕像を静電的に吸引することにより、感光体ドラムと一次転写ローラ166の間を通過する中間転写ベルト169に顕像を転写する。
具体的には、感光体ドラム165の最初の1回転で、有機アレイ167によりイエロー(Y)像のための静電潜像が書き込まれて現像器163Yにより同色の顕像が形成され、さらに中間転写ベルト169に転写される。また、次の1回転で、有機アレイ167によりシアン(C)像のための静電潜像が書き込まれて現像器163Cにより同色の顕像が形成され、イエローの顕像に重なり合うように中間転写ベルト169に転写される。そして、このようにして感光体ドラム165が4回転する間に、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の顕像が中間転写ベルト169に順次重ね合わせられ、この結果フルカラーの顕像が転写ベルト169上に形成される。最終的に画像を形成する対象としてのシートの両面に画像を形成する場合には、中間転写ベルト169に表面と裏面の同色の顕像を転写し、次に中間転写ベルト169に表面と裏面の次の色の顕像を転写する形式で、フルカラーの顕像を中間転写ベルト169上で得る。
画像形成装置には、シートが通過させられるシート搬送路174が設けられている。シートは、給紙カセット178から、ピックアップローラ179によって1枚ずつ取り出され、搬送ローラによってシート搬送路174を進行させられ、駆動ローラ170aに接した中間転写ベルト169と二次転写ローラ171の間のニップを通過する。二次転写ローラ171は、中間転写ベルト169からフルカラーの顕像を一括して静電的に吸引することにより、シートの片面に顕像を転写する。二次転写ローラ171は、図示しないクラッチにより中間転写ベルト169に接近および離間させられるようになっている。そして、シートにフルカラーの顕像を転写する時に二次転写ローラ171は中間転写ベルト169に当接させられ、中間転写ベルト169に顕像を重ねている間は二次転写ローラ171から離される。
以上のようにして画像が転写されたシートは定着器172に搬送され、定着器172の加熱ローラ172aと加圧ローラ172bの間を通過させられることにより、シート上の顕像が定着する。定着処理後のシートは、排紙ローラ対176に引き込まれて矢印Fの向きに進行する。両面印刷の場合には、シートの大部分が排紙ローラ対176を通過した後、排紙ローラ対176が逆方向に回転させられ、矢印Gで示すように両面印刷用搬送路175に導入される。そして、二次転写ローラ171により顕像がシートの他面に転写され、再び定着器172で定着処理が行われた後、排紙ローラ対176でシートが排出される。
図14および図15に例示した画像形成装置は、発光素子を露光手段として利用しているので、レーザ走査光学系を用いた場合よりも、装置の小型化を図ることができる。なお、以上に例示した以外の電子写真方式の画像形成装置にも本発明の光ヘッドを採用することができる。例えば、中間転写ベルトを使用せずに感光体ドラムから直接シートに顕像を転写するタイプの画像形成装置や、モノクロの画像を形成する画像形成装置にも本発明に係る光ヘッドを応用することが可能である。
また、本発明に係る発光装置が適用される画像形成装置は画像形成装置に限定されない。例えば、各種の電子機器における照明装置としても本発明のデータ線駆動回路320の機能を適用した光ヘッドが採用される。このような電子機器としては、ファクシミリ、複写機、複合機、プリンタなどが挙げられる。これらの電子機器には、複数の発光素子を面状に配列した光ヘッドが好適に採用される。
<6.表示装置>
さらに、本発明のデータ線駆動回路は、走査線駆動回路と組み合わせることでアクティブマトリクス方式の液晶表示装置、その他の表示装置に適用することができる。この場合の構成について図16を参照して説明する。本図は、表示装置の構成の一例を示すブロック図である。この表示装置は、画素領域AA、走査線駆動回路210、本発明を適用したデータ線駆動回路320、制御回路230および電源回路240を備える。
このうち、画素領域AAには、X方向と平行にm本の走査線201が形成される。また、X方向と直交するY方向と平行にn本のデータ線203が形成される。そして、走査線201とデータ線203との各交差に対応して画素回路Pが各々設けられている。各画素回路Pには、電源電圧VDDELが電源線205を介して供給される。
走査線駆動回路210は、複数の走査線201を順次選択するための走査信号Y1、Y2、Y3、…、Ymを生成する。走査信号Y1〜YmはY転送開始パルスDYをYクロック信号YCLKに同期して順次転送することにより生成される。
データ線駆動回路320は、出力階調データDoutに基づいて、選択された走査線201に位置する画素回路Pの各々に対して駆動信号X1、X2、X3、…、Xn(以上の各形態における駆動信号VO1〜VO512)を供給する。この例において、駆動信号X1〜Xnは階調輝度をパルス幅によって指定するパルス信号である。
制御回路230は、Yクロック信号YCLK、Xクロック信号XCLK、X転送開始パルスDY、Y転送開始パルスDY等の各種の制御信号を生成してこれらを走査線駆動回路210およびデータ線駆動回路320へ出力する。また、制御回路230は、外部から供給される入力階調データDinにガンマ補正等の画像処理を施して出力階調データDoutを生成する。
なお、表示装置を用いた電子機器としては、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末、デジタルスチルカメラ、テレビジョンモニタ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した表示装置が適用可能である。
本発明のデータ線駆動回路を含む光ヘッドを利用した画像形成装置の一部の構成を示す斜視図である。 発光装置の電気的構成を示すブロック図である。 第1実施形態におけるデータ線駆動回路の構成を示すブロック図である。 シフトレジスタ、ラインメモリ、ホールドメモリの構成例を示す回路図である。 データ線駆動回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。 データ同期回路の構成例を示すブロック図である。 データ同期回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。 データ同期回路の構成の別例を示すブロック図である。 2本のデータ信号線を用いた場合のシフトレジスタ、ラインメモリ、ホールドメモリの構成例を示す回路図である。 第2実施形態におけるデータ線駆動回路の構成を示すブロック図である。 第3実施形態におけるデータ線駆動回路の構成を示すブロック図である。 データ線駆動回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。 第4実施形態におけるデータ線駆動回路の構成を示すブロック図である。 画像形成装置の一例を示す縦断面図である。 画像形成装置の別例を示す縦断面図である。 表示装置の構成を示すブロック図である。 従来のデータ線駆動回路の構成を示すブロック図である。 選択パルスとデータ信号との関係を示すタイミングチャートである。
符号の説明
10…発光装置、15…集光性レンズアレイ、110…感光体ドラム、310…発光素子回路群、320…データ線駆動回路、321…入力ラッチ回路、322−1〜322−4…データ同期回路、323−1〜323−4…シフトレジスタ、324−1〜324−4…調整回路、325−1〜325−4…ラインメモリ、326−1〜326−4…ホールドメモリ、327−1〜327−4…レベルシフタ、328−1〜328−4…D/Aコンバータ、329−1〜329−4…出力回路、330…制御部。

Claims (8)

  1. 縦続に接続された複数のブロックを具備するデータ線駆動回路であって、
    前記複数のブロックの各々が、
    ブロック毎に順番に複数の選択信号をクロック信号に同期して順次に出力するシフトレジスタと、
    複数のデータが時系列に配列されたデータ信号の位相を、前記クロック信号を基準として調整して次段のブロックに出力するデータ同期回路と、
    前記データ同期回路による調整後のデータ信号の各データを前記複数の選択信号によって複数の系統に展開するデータ展開回路と、
    前記データ展開回路による展開後の各データに応じた駆動信号を生成する信号生成回路と
    を有することを特徴とするデータ線駆動回路。
  2. 縦続に接続された複数のブロックを具備するデータ線駆動回路であって、
    前記複数のブロックの各々が、
    ブロック毎に順番に複数の選択信号をクロック信号に同期して順次に出力するシフトレジスタと、
    複数のデータが時系列に配列されたデータ信号の位相を、前記クロック信号と同じ周波数で当該クロック信号よりも位相が遅れた調整用クロック信号を基準として調整して次段のブロックに出力するデータ同期回路と、
    前記データ同期回路による調整後のデータ信号の各データを前記複数の選択信号によって複数の系統に展開するデータ展開回路と、
    前記データ展開回路による展開後の各データに応じた駆動信号を生成する信号生成回路と
    を有することを特徴とするデータ線駆動回路。
  3. 前記データ同期回路は、前記データ信号を遅延させることで位相を調整し、
    前記複数のブロックの各々は、前記シフトレジスタによる各選択信号の出力のタイミングを遅延させる調整回路を含む
    ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のデータ線駆動回路。
  4. 前記調整回路は、前記クロック信号に応じてスタートパルスを遅延させ、
    前記シフトレジスタは、前記調整回路による遅延後のスタートパルスを前記クロック信号に同期して順次にシフトすることで前記複数の選択信号を生成する
    ことを特徴とする請求項3に記載のデータ線駆動回路。
  5. 前記データ同期回路は、前記データ信号を遅延させることで位相を調整し、
    前記各ブロックの前記シフトレジスタによる前記各選択信号の出力のタイミングが遅延するように前記クロック信号のレベルの変動を一時的に停止させる制御部
    を具備することを特徴とする請求項2に記載のデータ線駆動回路。
  6. 前記複数のブロックの各々は、駆動能力の等しい第1バッファ部,第2バッファ部および第3バッファ部を具備し、
    前記複数のブロックの各々において、
    前記シフトレジスタには、前記第1バッファ部を介して前記クロック信号が入力され、
    前記データ展開回路には、前記第2バッファ部を介して前記データ信号が入力され、
    前記調整用クロック信号は、前記第3バッファ部を介して次段のブロックの前記データ展開回路に入力される
    ことを特徴とする請求項2に記載のデータ線駆動回路。
  7. 請求項1乃至6のうちいずれか1項に記載のデータ線駆動回路と、
    前記データ線駆動回路が出力する各データ信号に応じて駆動される複数の画素と
    を具備することを特徴とする電気光学装置。
  8. 請求項7に記載の電気光学装置を具備する電子機器。
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