JP2011235642A - 発光装置、プリントヘッドおよび画像形成装置 - Google Patents

発光装置、プリントヘッドおよび画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】配線の数を抑制できる発光装置等を提供する。
【解決手段】発光装置65は、それぞれが、複数の発光素子を有する複数の発光素子アレイS−A1〜S−A20および発光素子アレイS−B1〜S−B20と、複数の発光素子アレイS−A1〜S−A20および発光素子アレイS−B1〜S−B20に共通に第1転送信号φ1と第2転送信号φ2とを送信する転送信号発生部120と、発光素子アレイS−A1〜S−A20に対して点灯信号φIaを共通に送信する点灯信号発生部140aと、発光素子アレイS−B1〜S−B20に対して点灯信号φIbを共通に送信する点灯信号発生部140bと、発光素子アレイS−A1〜S−A20および発光素子アレイS−B1〜S−B20に対して、複数の選択信号φW1〜φW20を送信する選択信号発生部150とを備えている。
【選択図】図4

Description

本発明は、発光装置、プリントヘッドおよび画像形成装置に関する。
電子写真方式を採用した、プリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、一様に帯電された感光体上に、画像情報を光記録手段により照射することにより静電潜像を得た後、この静電潜像にトナーを付加して可視化し、記録紙上に転写して定着することによって画像形成が行われる。かかる光記録手段として、レーザを用い、主走査方向にレーザ光を走査させて露光する光走査方式の他、近年では、装置の小型化の要請を受けて発光素子としての発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)を主走査方向に多数、配列してなる、LEDプリントヘッド(LPH:LED Print Head)を用いた記録装置が採用されている。
特許文献1には、発光素子チップに点灯信号が入ったときに発光するかしないかをコントロールする端子を設け、汎用のシフトレジスタICを使うことにより、1本のデータ線に複数チップの発光のためのデータを多重化した自己走査型発光素子アレイが記載されている。
特開2001−219596号公報
ところで、自己走査型発光素子アレイ(SLED:Self−scanning Light Emitting Device)チップを複数用いたLPHによる記録装置において、SLEDチップに点灯信号を送信する配線は、点灯のための電流を供給するため、低抵抗であることが求められる。そこで、複数のSLEDチップのそれぞれに点灯のための配線を設けると、複数のSLEDチップを搭載した回路基板上に、幅広の低抵抗の点灯信号を送信する多数の配線を設けることになり、回路基板の幅が広くなって小型化の障害になる。また、回路基板の幅を狭めるため配線を多層に構成すると、低コスト化の障害となる。
本発明は、配線の数を抑制できる発光装置等を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、それぞれが、複数の発光素子を有する複数の発光素子アレイと、前記複数の発光素子アレイに共通に接続された第1の配線と、前記複数の発光素子アレイが分けられて構成された複数の発光素子アレイ群の当該発光素子アレイ群ごとに共通に接続された第2の配線と、前記複数の発光素子アレイ群のそれぞれに含まれる発光素子アレイから当該複数の発光素子アレイ群をまたいで構成された、発光素子アレイの複数の組の当該組ごとに共通に接続された第3の配線と、前記第1の配線を介して、前記複数の発光素子アレイのそれぞれが備える前記複数の発光素子を順に点灯または非点灯の制御の対象として設定する転送信号を、当該複数の発光素子アレイに共通に送信する転送信号発生部と、前記第2の配線を介して、前記複数の発光素子を構成する発光素子に点灯のための電力を供給する点灯信号を、前記発光素子アレイ群ごとに送信する点灯信号発生部と、前記第3の配線を介して、前記点灯信号との組み合わせにより点灯または非点灯の制御の対象となる発光素子アレイを選択する選択信号を、前記組ごとに送信する選択信号発生部とを備える発光装置である。
請求項2に記載の発明は、前記点灯信号発生部は、前記発光素子アレイ群ごとに異なる位相で前記点灯信号を送信し、前記選択信号発生部は、前記組ごとに前記異なる位相に応じたタイミングで前記選択信号を送信することを特徴とする請求項1に記載の発光装置である。
請求項に記載の発明は、それぞれが、複数の発光素子を有する複数の発光素子アレイと、当該複数の発光素子アレイに共通に接続された第1の配線と、当該複数の発光素子アレイが分けられて構成された複数の発光素子アレイ群の当該発光素子アレイ群ごとに共通に接続された第2の配線と、当該複数の発光素子アレイ群のそれぞれに含まれる発光素子アレイから当該複数の発光素子アレイ群をまたいで構成された、発光素子アレイの複数の組の当該組ごとに共通に接続された第3の配線と、当該第1の配線を介して、当該複数の発光素子アレイのそれぞれが備える当該複数の発光素子を順に点灯または非点灯の制御の対象として設定する転送信号を、当該複数の発光素子アレイに共通に送信する転送信号発生部と、当該第2の配線を介して、当該複数の発光素子を構成する発光素子に点灯のための電力を供給する点灯信号を、当該発光素子アレイ群ごとに送信する点灯信号発生部と、当該第3の配線を介して、当該点灯信号との組み合わせにより点灯または非点灯の制御の対象となる発光素子アレイを選択する選択信号を、当該組ごとに送信する選択信号発生部とを備え、像保持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記露光手段から照射される光を前記像保持体上に結像させる光学手段とを備えるプリントヘッドである。
請求項4に記載の発明は、前記点灯信号発生部は、前記発光素子アレイ群ごとに異なる位相で前記点灯信号を送信し、前記選択信号発生部は、前記組ごとに前記異なる位相に応じたタイミングで前記選択信号を送信することを特徴とする請求項3に記載のプリントヘッドである。
請求項に記載の発明は、像保持体を帯電する帯電手段と、それぞれが、複数の発光素子を有する複数の発光素子アレイと、当該複数の発光素子アレイに共通に接続された第1の配線と、当該複数の発光素子アレイが分けられて構成された複数の発光素子アレイ群の当該発光素子アレイ群ごとに共通に接続された第2の配線と、当該複数の発光素子アレイ群のそれぞれに含まれる発光素子アレイから当該複数の発光素子アレイ群をまたいで構成された、発光素子アレイの複数の組の当該組ごとに共通に接続された第3の配線と、当該第1の配線を介して、当該複数の発光素子アレイのそれぞれが備える当該複数の発光素子を順に点灯または非点灯の制御の対象として設定する転送信号を、当該複数の発光素子アレイに共通に送信する転送信号発生部と、当該第2の配線を介して、当該複数の発光素子を構成する発光素子に点灯のための電力を供給する点灯信号を、当該発光素子アレイ群ごとに送信する点灯信号発生部と、当該第3の配線を介して、当該点灯信号との組み合わせにより点灯または非点灯の制御の対象となる発光素子アレイを選択する選択信号を、当該組ごとに送信する選択信号発生部とを備え、前記像保持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記露光手段から照射される光を前記像保持体上に結像させる光学手段と、前記像保持体に形成された前記静電潜像を現像する現像手段と、前記像保持体に現像された画像を被転写体に転写する転写手段とを備える画像形成装置である。
請求項6に記載の発明は、前記点灯信号発生部は、前記発光素子アレイ群ごとに異なる位相で前記点灯信号を送信し、前記選択信号発生部は、前記組ごとに前記異なる位相に応じたタイミングで前記選択信号を送信することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置である。
請求項に記載の発明は、それぞれが、複数の発光素子を有するとともに、当該複数の発光素子が分けられて複数の発光素子グループを構成する複数の発光素子アレイと、前記複数の発光素子アレイに共通に接続された第1の配線と、前記複数の発光素子アレイに共通に接続されるとともに、当該複数の発光素子アレイのそれぞれが備える前記複数の発光素子グループが当該発光素子アレイをまたいで分けられて構成された複数の発光素子群の当該発光素子群ごとに接続された第2の配線と、前記発光素子アレイごとに接続された第3の配線と、前記第1の配線を介して、前記複数の発光素子グループのそれぞれが備える前記複数の発光素子を順に点灯または非点灯の制御の対象として設定する転送信号を、前記複数の発光素子アレイに共通に送信する転送信号発生部と、前記第2の配線を介して、前記複数の発光素子を構成する発光素子に点灯のための電力を供給する点灯信号を、前記発光素子群ごとに送信する点灯信号発生部と、前記第3の配線を介して、前記点灯信号との組み合わせにより点灯または非点灯の制御の対象となる発光素子グループを選択する選択信号を、前記発光素子アレイごとに送信する選択信号発生部とを備える発光装置である。
請求項8に記載の発明は、前記点灯信号発生部は、前記発光素子群ごとに異なる位相で前記点灯信号を送信し、前記選択信号発生部は、前記発光素子グループごとに前記異なる位相に応じたタイミングで前記選択信号を送信することを特徴とする請求項7に記載の発光装置である。
請求項に記載の発明は、それぞれが、複数の発光素子を有するとともに、当該複数の発光素子が分けられて複数の発光素子グループを構成する複数の発光素子アレイと、当該複数の発光素子アレイに共通に接続された第1の配線と、当該複数の発光素子アレイに共通に接続されるとともに、当該複数の発光素子アレイのそれぞれが備える当該複数の発光素子グループが当該発光素子アレイをまたいで分けられて構成された複数の発光素子群の当該発光素子群ごとに接続された第2の配線と、当該発光素子アレイごとに接続された第3の配線と、当該第1の配線を介して、当該複数の発光素子グループのそれぞれが備える当該複数の発光素子を順に点灯または非点灯の制御の対象として設定する転送信号を、当該複数の発光素子アレイに共通に送信する転送信号発生部と、当該第2の配線を介して、当該複数の発光素子を構成する発光素子に点灯のための電力を供給する点灯信号を、当該発光素子群ごとに送信する点灯信号発生部と、当該第3の配線を介して、当該点灯信号との組み合わせにより点灯または非点灯の制御の対象となる発光素子グループを選択する選択信号を、当該発光素子アレイごとに送信する選択信号発生部とを備え、像保持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記露光手段から照射される光を前記像保持体上に結像させる光学手段とを備えるプリントヘッドである。
請求項10に記載の発明は、前記点灯信号発生部は、前記発光素子群ごとに異なる位相で前記点灯信号を送信し、前記選択信号発生部は、前記発光素子グループごとに前記異なる位相に応じたタイミングで前記選択信号を送信することを特徴とする請求項9に記載のプリントヘッドである
請求項11に記載の発明は、像保持体を帯電する帯電手段と、それぞれが、複数の発光素子を有するとともに、当該複数の発光素子が分けられて複数の発光素子グループを構成する複数の発光素子アレイと、当該複数の発光素子アレイに共通に接続された第1の配線と、当該複数の発光素子アレイに共通に接続されるとともに、当該複数の発光素子アレイのそれぞれが備える当該複数の発光素子グループが当該発光素子アレイをまたいで分けられて構成された複数の発光素子群の当該発光素子群ごとに接続された第2の配線と、当該発光素子アレイごとに接続された第3の配線と、当該第1の配線を介して、当該複数の発光素子グループのそれぞれが備える当該複数の発光素子を順に点灯または非点灯の制御の対象として設定する転送信号を、当該複数の発光素子アレイに共通に送信する転送信号発生部と、当該第2の配線を介して、当該複数の発光素子を構成する発光素子に点灯のための電力を供給する点灯信号を、当該発光素子群ごとに送信する点灯信号発生部と、当該第3の配線を介して、当該点灯信号との組み合わせにより点灯または非点灯の制御の対象となる発光素子グループを選択する選択信号を、当該発光素子アレイごとに送信する選択信号発生部とを備え、前記像保持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記露光手段から照射される光を前記像保持体上に結像させる光学手段と、前記像保持体に形成された前記静電潜像を現像する現像手段と、前記像保持体に現像された画像を被転写体に転写する転写手段とを備える画像形成装置である。
請求項12に記載の発明は、前記点灯信号発生部は、前記発光素子群ごとに異なる位相で前記点灯信号を送信し、前記選択信号発生部は、前記発光素子グループごとに前記異なる位相に応じたタイミングで前記選択信号を送信することを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置である。
請求項13に記載の発明は、それぞれが、複数の発光素子を有する複数の発光素子アレイと、前記複数の発光素子アレイに共通に接続され、前記複数の発光素子アレイのそれぞれが備える前記複数の発光素子を順に点灯または非点灯の制御の対象として設定する転送信号が、当該複数の発光素子アレイに共通に送信される第1の配線と、前記複数の発光素子アレイが分けられて構成された複数の発光素子アレイ群の当該発光素子アレイ群ごとに接続され、前記複数の発光素子を構成する発光素子に点灯のための電力を供給する点灯信号が、当該発光素子アレイ群ごとに送信される第2の配線と、前記複数の発光素子アレイ群のそれぞれに含まれる発光素子アレイから当該複数の発光素子アレイ群をまたいで構成された、発光素子アレイの複数の組の当該組ごとに接続され、前記点灯信号との組み合わせにより点灯または非点灯の制御の対象となる発光素子アレイを選択する選択信号が、当該組毎に送信される第3の配線とを備える発光装置である。
請求項14に記載の発明は、それぞれが、複数の発光素子を有するとともに、当該複数の発光素子が分けられて複数の発光素子グループを構成する複数の発光素子アレイと、前記複数の発光素子アレイに共通に接続され、前記複数の発光素子グループのそれぞれが備える前記複数の発光素子を順に点灯または非点灯の制御の対象として設定する転送信号が、当該複数の発光素子アレイに共通に送信される第1の配線と、前記複数の発光素子アレイに共通に接続されるとともに、当該複数の発光素子アレイのそれぞれが備える前記複数の発光素子グループが当該発光素子アレイをまたいで分けられて構成された複数の発光素子群の当該発光素子群ごとに接続され、点灯のための電力を供給する点灯信号が、当該発光素子群ごとに送信される第2の配線と、前記発光素子アレイごとに接続され、前記点灯信号との組み合わせにより点灯または非点灯の制御の対象となる発光素子グループを選択する選択信号が、前記発光素子アレイごとに送信される第3の配線とを備える発光装置である。
請求項15に記載の発明は、それぞれが、複数の発光素子を有する複数の発光素子アレイと、前記複数の発光素子アレイのそれぞれが備える前記複数の発光素子を順に点灯または非点灯の制御の対象として設定する転送信号を、当該複数の発光素子アレイに共通に送信する転送信号発生部と、前記複数の発光素子アレイが分けられて構成された複数の発光素子アレイ群の当該発光素子アレイ群ごとに、前記複数の発光素子を構成する発光素子に点灯のための電力を供給する点灯信号を送信する点灯信号発生部と、前記複数の発光素子アレイ群のそれぞれに含まれる発光素子アレイから当該複数の発光素子アレイ群をまたいで構成された、発光素子アレイの複数の組の当該組ごとに、前記点灯信号との組み合わせにより点灯または非点灯の制御の対象となる発光素子アレイを選択する選択信号を送信する選択信号発生部とを備える発光装置である。
請求項16に記載の発明は、それぞれが、複数の発光素子を有するとともに、当該複数の発光素子が分けられて複数の発光素子グループを構成する複数の発光素子アレイと、前記複数の発光素子グループのそれぞれが備える前記複数の発光素子を順に点灯または非点灯の制御の対象として設定する転送信号を、前記複数の発光素子アレイに共通に送信する転送信号発生部と、前記複数の発光素子アレイのそれぞれが備える前記複数の発光素子グループが当該発光素子アレイをまたいで分けられて構成された複数の発光素子群の当該発光素子群ごとに、前記複数の発光素子を構成する発光素子に点灯のための電力を供給する点灯信号を送信する点灯信号発生部と、前記点灯信号との組み合わせにより点灯または非点灯の制御の対象となる発光素子グループを選択する選択信号を、前記発光素子アレイごとに送信する選択信号発生部とを備える発光装置である。
請求項1の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、配線の数を抑制できる。
請求項の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、発光させる発光素子アレイの選択がより容易にできる。
請求項の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、プリントヘッドをより小型化できる。
請求項4の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、発光させる発光素子アレイが容易に選択できる。
請求項の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、画像形成装置をより小型化できる。
請求項6の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、発光させる発光素子アレイが容易に選択できる。
請求項7の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、配線の数を抑制できる。
請求項8の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、発光させる発光素子グループが容易に選択できる。
請求項の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、プリントヘッドをより小型化できる。
請求項10の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、発光させる発光素子グループが容易に選択できる。
請求項11の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、画像形成装置をより小型化できる。
請求項12の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、発光させる発光素子グループが容易に選択できる。
請求項13ないし16の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、配線の数を抑制できる。
第1の実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成の一例を示した図である。 プリントヘッドの構成を示した断面図である。 第1の実施の形態における発光装置の上面図である。 第1の実施の形態における発光素子アレイの構成、発光装置の信号発生回路の構成および回路基板上の配線構成を示した図である。 第1の実施の形態における発光装置の回路基板上の発光素子アレイをマトリクスの各要素として配置して示した図である。 第1の実施の形態における発光素子アレイの回路構成を説明するための等価回路図である。 第1の実施の形態における発光素子アレイの回路構成を説明するための等価回路図である。 第1の実施の形態における発光素子アレイの平面レイアウト図および断面図である。 第1の実施の形態における発光装置および発光素子アレイの動作を説明するためのタイミングチャートである。 第2の実施の形態における発光素子アレイの構成、発光装置の信号発生回路の構成および回路基板上の配線構成を示した図である。 第2の実施の形態における発光素子アレイの回路構成を説明するための等価回路図である。 第2の実施の形態における発光装置および発光素子アレイの動作を説明するためのタイミングチャートである。 第3の実施の形態における発光装置の回路基板上の発光素子アレイをマトリクスの各要素として配置して示した図である。 第3の実施の形態における発光素子アレイの回路構成を説明するための等価回路図である。 第3の実施の形態における発光素子アレイの回路構成を説明するための等価回路図である。 第3の実施の形態における発光素子アレイの回路構成を説明するための等価回路図である。 第3の実施の形態における発光装置および発光素子アレイ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の実施の形態における発光素子アレイの構成、発光装置の信号発生回路の構成および回路基板上の配線構成を示した図である。 第4の実施の形態における発光装置の回路基板上の発光素子アレイをマトリクスの各要素として配置して示した図である。 第4の実施の形態における発光素子アレイの回路構成を説明するための等価回路図である。 第4の実施の形態における発光素子アレイの回路構成を説明するための等価回路図である。 第5の実施の形態における発光素子アレイの構成、発光装置の信号発生回路の構成および回路基板上の配線構成を示した図である。 第5の実施の形態における発光素子アレイの回路構成を説明するための等価回路図である。 第5の実施の形態における発光装置および発光素子アレイの動作を説明するためのタイミングチャートである。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
(第1の実施の形態)
図1は第1の実施の形態が適用される画像形成装置1の全体構成の一例を示した図である。図1に示す画像形成装置1は、一般にタンデム型と呼ばれる画像形成装置である。この画像形成装置1は、各色の画像データに対応して画像形成を行なう画像形成プロセス部10、画像形成プロセス部10を制御する画像出力制御部30、例えばパーソナルコンピュータ(PC)2や画像読取装置3に接続され、これらから受信された画像データに対して予め定められた画像処理を施す画像処理部40を備えている。
画像形成プロセス部10は、予め定められた間隔を置いて並列的に配置される複数のエンジンを含む画像形成ユニット11を備えている。この画像形成ユニット11は、4つの画像形成ユニット11Y、11M、11C、11Kから構成されている。画像形成ユニット11Y、11M、11C、11Kは、それぞれ、静電潜像を形成してトナー像を保持する像保持体の一例としての感光体ドラム12、感光体ドラム12の表面を予め定められた電位で帯電する帯電手段の一例としての帯電器13、帯電器13によって帯電された感光体ドラム12を露光するプリントヘッド14、プリントヘッド14によって得られた静電潜像を現像する現像手段の一例としての現像器15を備えている。ここで、各画像形成ユニット11Y、11M、11C、11Kは、現像器15に収納されたトナーを除いて、同様に構成されている。そして、画像形成ユニット11Y、11M、11C、11Kは、それぞれがイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)のトナー像を形成する。
また、画像形成プロセス部10は、各画像形成ユニット11Y、11M、11C、11Kの感光体ドラム12にて形成された各色のトナー像を被転写体の一例としての記録用紙に多重転写させるために、この記録用紙を搬送する用紙搬送ベルト21と、用紙搬送ベルト21を駆動させるロールである駆動ロール22と、感光体ドラム12のトナー像を記録用紙に転写させる転写手段の一例としての転写ロール23と、記録用紙にトナー像を定着させる定着器24とを備えている。
この画像形成装置1において、画像形成プロセス部10は、画像出力制御部30から供給される各種の制御信号に基づいて画像形成動作を行う。そして、画像出力制御部30による制御の下で、パーソナルコンピュータ(PC)2や画像読取装置3から受信された画像データは、画像処理部40によって画像処理が施され、画像形成ユニット11に供給される。そして、例えば黒(K)色の画像形成ユニット11Kでは、感光体ドラム12が矢印A方向に回転しながら、帯電器13により予め定められた電位に帯電され、画像処理部40から供給された画像データに基づいて発光するプリントヘッド14により露光される。これにより、感光体ドラム12上には、黒(K)色画像に関する静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム12上に形成された静電潜像は現像器15により現像され、感光体ドラム12上には黒(K)色のトナー像が形成される。画像形成ユニット11Y、11M、11Cにおいても、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色トナー像が形成される。
各画像形成ユニット11で形成された感光体ドラム12上の各色トナー像は、矢印B方向に移動する用紙搬送ベルト21の移動に伴って供給された記録用紙に、転写ロール23に印加された転写電界により、順次静電転写され、記録用紙上に各色トナーが重畳された合成トナー像が形成される。
その後、合成トナー像が静電転写された記録用紙は、定着器24まで搬送される。定着器24に搬送された記録用紙上の合成トナー像は、定着器24によって熱および圧力による定着処理を受けて記録用紙上に定着され、画像形成装置1から排出される。
図2は、プリントヘッド14の構成を示した断面図である。このプリントヘッド14は、ハウジング61、感光体ドラム12を露光する複数の発光素子(本実施の形態では発光サイリスタ)からなる発光部63を備えた露光手段の一例としての発光装置65、発光部63から出射された光を感光体ドラム12表面に結像させる光学手段の一例としてのロッドレンズアレイ64を備えている。
発光装置65は、発光部63、発光部63を駆動する信号発生回路110(後述の図3参照)等を搭載する回路基板62を備えている。
ハウジング61は、例えば金属で形成され、回路基板62およびロッドレンズアレイ64を支持し、発光部63の発光素子における発光点とロッドレンズアレイ64の焦点面とが一致するように設定されている。また、ロッドレンズアレイ64は、感光体ドラム12の軸方向(主走査方向)に沿って配置されている。
図3は、第1の実施の形態における発光装置65の上面図である。
図3に示すように、本実施の形態における発光装置65では、発光部63は、回路基板62上に、20個の発光素子アレイS−A1〜S−A20(発光素子アレイ群#a)と、同じく20個の発光素子アレイS−B1〜S−B20(発光素子アレイ群#b)とを、主走査方向に二列に千鳥状に配置して構成されている。すなわち、本実施の形態では、2つの発光素子アレイ群(発光素子アレイ群#aと発光素子アレイ群#b)を備えている。ここでは、発光素子アレイ群を群と表記することがある。なお、発光素子アレイ群#aと発光素子アレイ群#bとの向かい合わせについての詳細は後述する。
そして、発光装置65は、前述したように、発光部63を駆動する信号発生回路110を搭載している。
発光素子アレイS−A1〜S−A20および発光素子アレイS−B1〜S−B20の構成は、後述するように異なっている。よって、発光素子アレイS−A1〜S−A20をそれぞれ区別しないときは発光素子アレイS−Aと、発光素子アレイS−B1〜S−B20をそれぞれ区別しないときは、発光素子アレイS−Bと呼ぶ。
なお、発光素子アレイS−AおよびS−Bは、それぞれが基板80の上に発光素子などが構成された発光チップであってよい。以下では、発光素子アレイS−AおよびS−Bは、発光チップであるとして説明する。ここでは、発光素子アレイS−AおよびS−Bの数として、それぞれ20個を用いたが、これに限定されない。
図4は、第1の実施の形態における発光素子アレイS−AおよびS−Bの構成、発光装置65の信号発生回路110の構成および回路基板62上の配線構成を示した図である。図4(a)は発光素子アレイS−Aの構成を示し、図4(b)は発光素子アレイS−Bの構成を示す。そして、図4(c)は発光装置65の信号発生回路110の構成および回路基板62上の配線構成を示す。本実施の形態では、発光素子アレイS−A1〜S−A20を発光素子アレイ群#aとし、発光素子アレイS−B1〜S−B20を発光素子アレイ群#bとしている。
はじめに、図4(a)に示す発光素子アレイS−Aおよび図4(b)に示す発光素子アレイS−Bの構成を説明する。
発光素子アレイS−AおよびS−Bは、矩形の基板80上において、長辺側に長辺に沿って列状に設けられた複数の発光素子(本実施の形態では発光サイリスタ)からなる発光素子列102を備えている。さらに、発光素子アレイS−AおよびS−Bは、基板80の長辺方向の両端部に、各種の制御信号等を取り込むための複数のボンディングパッドである入力端子(Vga端子、φ2端子、φW端子、φ1端子、φI端子)を備えている。なお、これらの入力端子は、基板80の一端部からVga端子、φ2端子、φW端子の順に設けられ、基板80の他端部からφI端子、φ1端子の順に設けられている。そして、発光素子列102は、φW端子とφ1端子との間に設けられている。
図4(a)および(b)に示したように、発光素子アレイS−AおよびS−Bの外形および入力端子の構成は同じである。ただし、後述する図6および7で示すように、発光素子アレイS−AおよびS−Bは自己走査型発光素子アレイ(SLED)であって、それぞれの回路構成は互いに異なっている。
次に、図4(c)により、発光装置65の信号発生回路110の構成および回路基板62上の配線構成を説明する。
前述したように、発光装置65の回路基板62には、信号発生回路110および発光素子アレイS−A(発光素子アレイS−A1〜S−A20)および発光素子アレイS−B(発光素子アレイS−B1〜S−B20)が搭載され、信号発生回路110と発光素子アレイS−A1〜S−A20および発光素子アレイS−B1〜S−B20とを相互に接続する配線が設けられている。
まず、信号発生回路110の構成について説明する。
信号発生回路110には、図示しないが、画像出力制御部30および画像処理部40(図1参照)より、画像処理された画像データおよび各種の制御信号が入力される。信号発生回路110は、これらの画像データおよび各種の制御信号に基づいて、画像データの並び替えや光量の補正等を行う。
そして、信号発生回路110は、各種の制御信号に基づき、発光素子アレイ群#a(発光素子アレイS−A1〜S−A20)および発光素子アレイ群#b(発光素子アレイS−B1〜S−B20)に対して、第1転送信号φ1と第2転送信号φ2とを送信する転送信号発生部120と、を備えている。
さらに、信号発生回路110は、各種の制御信号に基づき、発光素子アレイ群#a(発光素子アレイS−A1〜S−A20)に対して、点灯信号φIaを送信する点灯信号発生部140aと、発光素子アレイ群#b(発光素子アレイS−B1〜S−B20)に対して、点灯信号φIbを送信する点灯信号発生部140bとを備えている。
そして、信号発生回路110は、各種の制御信号に基づき、発光素子アレイ群#aに属する一つの発光素子アレイS−Aと発光素子アレイ群#bに属する一つの発光素子アレイS−Bとを一つの発光素子アレイ組にして、発光素子アレイ組毎に選択信号φW1〜φW20を送信する選択信号発生部150を備えている。ここでは、発光素子アレイ組を組と表記することがある。
例えば、選択信号発生部150は、発光素子アレイ群#aに属する発光素子アレイS−A1と発光素子アレイ群#bに属する発光素子アレイS−B1とで構成される発光素子アレイ組#1に対して、選択信号φW1を送信する。発光素子アレイ群#aに属する発光素子アレイS−A2と発光素子アレイ群#bに属する発光素子アレイS−B2とで構成される発光素子アレイ組#2に対して、選択信号φW2を送信する。以下同様にして、発光素子アレイ群#aに属する発光素子アレイS−A20と発光素子アレイ群#bに属する発光素子アレイS−B20との発光素子アレイ組#20に対して、選択信号φW20を送信する。
なお、図4では、点灯信号発生部140aと点灯信号発生部140bとを分けて示したが、これらをまとめて点灯信号発生部140と呼ぶ。そして、点灯信号φIaと点灯信号φIbとを区別しないときには点灯信号φIと、選択信号φW1〜φW20をそれぞれ区別しないときには選択信号φWと呼ぶ。
次に、発光素子アレイS−A1〜S−A20および発光素子アレイS−B1〜S−B20の配列について説明する。
発光素子アレイ群#aに属する発光素子アレイS−A1〜S−A20は、それぞれの長辺の方向に予め定められた間隔を設けて一列に配列されている。発光素子アレイ群#bに属する発光素子アレイS−B1〜S−B20も、同様にそれぞれの長辺の方向に一列に予め定められた間隔を設けて配列されている。そして、発光素子アレイ群#aに属する発光素子アレイS−A1〜S−A20および発光素子アレイ群#bに属する発光素子アレイS−B1〜S−B20が互いに向かい合い、発光素子が主走査方向に予め定められた間隔で並ぶように、千鳥状に配列されている。
信号発生回路110と発光素子アレイS−A(発光素子アレイS−A1〜S−A20)および発光素子アレイS−B(発光素子アレイS−B1〜S−B20)とを相互に接続する配線について説明する。
回路基板62には、発光素子アレイS−AおよびS−Bの裏面に設けられたVsub端子(後述の図6、7および8参照)に接続され、基準電位Vsubを与える電源ライン200aが設けられている。そして、発光素子アレイS−AおよびS−Bに設けられたVga端子に接続され、電力供給のための電源電位Vgaを与える電源ライン200bが設けられている。
また、回路基板62には、信号発生回路110の転送信号発生部120から、発光素子アレイ群#aの発光素子アレイS−A1〜S−A20および発光素子アレイ群#bの発光素子アレイS−B1〜S−B20のφ1端子に、第1転送信号φ1を送信するための第1転送信号ライン201、および発光素子アレイ群#aの発光素子アレイS−A1〜S−A20のおよび発光素子アレイ群#bの発光素子アレイS−B1〜S−B20のφ2端子に、第2転送信号φ2を送信するための第2転送信号ライン202が設けられている。第1転送信号φ1および第2転送信号φ2は、発光素子アレイ群#aの発光素子アレイS−A1〜S−A20および発光素子アレイ群#bの発光素子アレイS−B1〜S−B20に共通(並列)に送信される。
さらに、回路基板62には、信号発生回路110の点灯信号発生部140aから、発光素子アレイ群#aの発光素子アレイS−A1〜S−A20のφI端子に、点灯信号φIaを送信するための点灯信号ライン204aが設けられている。点灯信号φIaは、発光素子アレイS−A1〜S−A20のそれぞれに対して設けられた電流制限抵抗RIを介して、発光素子アレイ群#aの発光素子アレイS−A1〜S−A20に共通(並列)に送信される。
同様に、信号発生回路110の点灯信号発生部140bから、発光素子アレイ群#bの発光素子アレイS−B1〜S−B20のφI端子に、点灯信号φIbを送信するための点灯信号ライン204bが設けられている。点灯信号φIbは、発光素子アレイS−B1〜S−B20のそれぞれに対して設けられた電流制限抵抗RIを介して、発光素子アレイ群#bの発光素子アレイS−B1〜S−B20に共通(並列)に送信される。
さらにまた、回路基板62には、信号発生回路110の選択信号発生部150から、発光素子アレイ群#aに属する一つの発光素子アレイS−Aと発光素子アレイ群#bに属する一つの発光素子アレイS−Bとを発光素子アレイの組(発光素子アレイ組)にして、発光素子アレイ組毎に選択信号φW1〜φW20を送信する選択信号ライン205〜224が設けられている。
例えば、選択信号ライン205は、発光素子アレイ群#aの発光素子アレイS−A1の制御端子の一例としてのφW端子と発光素子アレイ群#bに属する発光素子アレイS−B1の制御端子の一例としてのφW端子とに接続され、発光素子アレイS−A1と発光素子アレイS−B1とで構成する発光素子アレイ組#1に対して選択信号φW1を送信する。選択信号ライン206は、発光素子アレイ群#aの発光素子アレイS−A2のφW端子と発光素子アレイ群#bに属する発光素子アレイS−B2のφW端子とに接続され、発光素子アレイS−A2と発光素子アレイS−B2とで構成する発光素子アレイ組#2に対して選択信号φW2を送信する。以下同様にして、選択信号ライン224は、発光素子アレイ群#aの発光素子アレイS−A20のφW端子と発光素子アレイ群#bに属する発光素子アレイS−B20のφW端子とに接続され、発光素子アレイS−A20と発光素子アレイS−B20とで構成する発光素子アレイ組#20に対して選択信号φW20を送信する。
以上説明したように、回路基板62上のすべての発光素子アレイS−AおよびS−Bには、基準電位Vsubと電源電位Vgaが共通に供給される。同様に、回路基板62上のすべての発光素子アレイS−AおよびS−Bに第1転送信号φ1、第2転送信号φ2が共通に送信される。
そして、点灯信号φIaは、発光素子アレイ群#aのすべての発光素子アレイS−Aに対して共通に送信される。そして、点灯信号φIbは、発光素子アレイ群#bのすべての発光素子アレイS−Bに対して共通に送信される。
一方、選択信号φW1〜φW20は、発光素子アレイ群#aに属する一つの発光素子アレイS−Aと発光素子アレイ群#bに属する一つの発光素子アレイS−Bとで構成する発光素子アレイ組#1〜#20のそれぞれに対して共通に送信される。
図5は、第1の実施の形態における発光装置65の回路基板62上の発光素子アレイS−AおよびS−Bをマトリクスの各要素として配置して示した図である。
図5では、発光素子アレイS−A(発光素子アレイS−A1〜S−A20)および発光素子アレイS−B(発光素子アレイS−B1〜S−B20)を2×20のマトリクスの各要素として配置して、上記した信号発生回路110と発光素子アレイS−A(発光素子アレイS−A1〜S−A20)および発光素子アレイS−B(発光素子アレイS−B1〜S−B20)とを相互に接続する信号(点灯信号φIa、φIb、選択信号φW1〜φW20)のラインのみを示している。電源ライン200a、200b、第1転送信号ライン201および第2転送信号ライン202は、すべての発光素子アレイS−AおよびS−Bに共通であるので省略している。
上述したように、点灯信号φIaは、発光素子アレイ群#aの発光素子アレイS−Aに対して共通に送信され、点灯信号φIbは、発光素子アレイ群#bの発光素子アレイS−Bに対して共通に送信されることが容易に理解できる。
そして、選択信号φW1〜φW20は、発光素子アレイ群#aに属する一つの発光素子アレイS−Aと発光素子アレイ群#bに属する一つの発光素子アレイS−Bとの構成する発光素子アレイ組#1〜#20のそれぞれに対して共通に送信されることが容易に理解できる。
すなわち、第1の実施の形態における発光装置65の発光素子アレイS−AおよびS−Bのそれぞれは、点灯信号φIa、φIbと選択信号φW1〜φW20との組み合わせで選択される。
ここで、配線の数について説明する。
本実施の形態を適用しないで、発光装置65の発光素子アレイS−AおよびS−Bを発光素子アレイ群および発光素子アレイ組に分けない場合には、点灯信号φIは、発光素子アレイS−AおよびS−Bのそれぞれに送信されるため、発光素子アレイS−AおよびS−Bの総数を40個とすると、点灯信号ライン204(図5の点灯信号ライン204aおよび204bに相当)は40本必要になる。これに加え、第1転送信号ライン201、第2転送信号ライン202、電源ライン200a、200bが必要となる。よって、発光装置65に設ける配線の数は44本となる。
また、点灯信号ライン204は、発光素子に点灯のための電流を送信するため、抵抗が小さいことを要する。よって、点灯信号ライン204には、幅の広い配線が必要になる。このため、本実施の形態を適用しない場合には、発光装置65の回路基板62上に幅の広い配線を多数設けることになり、回路基板62の面積が大きくなってしまう。
本実施の形態では、図4および5に示すように、発光素子アレイ群の数を2としているので、点灯信号ライン204a、204bの2本となる。さらに、第1転送信号ライン201、第2転送信号ライン202、電源ライン200a、200bに加え、選択信号φW1〜φW20に対応した選択信号ライン205〜224が必要になる。よって、本実施の形態における配線の数は26本となる。
本実施の形態では、本実施の形態を適用しない場合に比べ、配線の数は2/3以下になる。
さらに、本実施の形態では、発光素子に点灯のための電流を送信する幅の広い配線は点灯信号ライン204a、204bの2本に削減される。なお、選択信号ライン205〜224には大きな電流を流さない。よって、選択信号ライン205〜224に幅の広い配線を要しない。このことから、本実施の形態では、回路基板62上に幅の広い配線を多数設けることを要せず、回路基板62の面積を抑制できる。
図6は、第1の実施の形態における発光素子アレイS−Aの回路構成を説明するための等価回路図である。発光素子アレイS−Aは自己走査型発光素子アレイ(SLED)である。なお、図6では、入力端子(Vga端子、φ2端子、φW端子、φ1端子、φI端子)を除いて、以下に説明する各素子は、後述する図8で説明するように、発光素子アレイS−A上のレイアウトに基づいて配置されている。
ここでは、発光素子アレイS−A1を例に発光素子アレイS−Aを説明する。そこで、図6において、発光素子アレイS−Aを発光素子アレイS−A1(S−A)と表記する。他の発光素子アレイS−A2〜S−A20の構成は、発光素子アレイS−A1と同じである。
なお、入力端子(Vga端子、φ2端子、φW端子、φ1端子、φI端子)は、図4(a)に示した位置とは異なっているが、説明の便宜上、図中左端に示した。
発光素子アレイS−A1(S−A)は、前述したように基板80(後述する図8参照)上に列状に配列された転送サイリスタT1、T2、T3、…からなる転送サイリスタ列を備えている。さらに、発光素子アレイS−A1(S−A)は、転送サイリスタT1、T2、T3、…に対応して、電源線抵抗Rgx1、Rgx2、Rgx3、…を備えている。転送サイリスタT1、T2、T3、…および電源線抵抗Rgx1、Rgx2、Rgx3、…をそれぞれ区別しないときは、転送サイリスタTおよび電源線抵抗Rgxと表記する。
さらに、発光素子アレイS−A1(S−A)は、転送サイリスタTの2個に対して1個の、列状に配列された発光素子の一例としての奇数番号の発光サイリスタL1、L3、L5、…からなる発光サイリスタ列(発光素子列102(図4参照))を備えている。発光サイリスタL1、L3、L5、…をそれぞれ区別しないときは、発光サイリスタLと表記する。なお、発光素子アレイS−A1(S−A)は、偶数番号の発光サイリスタL2、L4、L6、…を備えない。
また、発光素子アレイS−A1(S−A)は、転送サイリスタT1、T2、T3、…をそれぞれ番号順に2つをペアにしてそれぞれの間に第1の電気的手段の一例としての結合ダイオードDx1、Dx2、Dx3、…を備えている。
そして、奇数番号の転送サイリスタT1、T3、T5、…と発光サイリスタL1、L3、L5、…との間に、第2の電気的手段の一例としての接続抵抗Ra1、Ra3、Ra5、…を、第3の電気的手段の一例としてのショットキー型書込ダイオードSDw1、SDw3、SDw5、…を備えている。ここで、発光サイリスタLなどと同様に、結合ダイオードDx1、Dx2、Dx3、…、接続抵抗Ra1、Ra3、Ra5、…、ショットキー型書込ダイオードSDw1、SDw3、SDw5、…のそれぞれを区別しないときは、結合ダイオードDx、接続抵抗Ra、ショットキー型書込ダイオードSDwと表記する。
なお、上記のサイリスタ(発光サイリスタL、転送サイリスタT)は、アノード端子、カソード端子、ゲート端子の3端子を有する半導体素子である。
ここでは、転送サイリスタTのアノード端子を第1のアノード端子、カソード端子を第1のカソード端子、ゲート端子を第1のゲート端子と呼ぶことがある。同様に、発光サイリスタLのアノード端子を第2のアノード端子、カソード端子を第2のカソード端子、ゲート端子を第2のゲート端子と呼ぶことがある。
そして、発光素子アレイS−A1(S−A)は、1個のスタートダイオードDx0を備えている。さらに、後述する第1転送信号φ1を送信する第1転送信号線72と第2転送信号φ2を送信する第2転送信号線73とに過剰な電流が流れるのを防止するための、電流制限抵抗R1および電流制限抵抗R2を備えている。
なお、転送サイリスタ列の転送サイリスタT1、T2、T3、…、電源線抵抗Rgx1、Rgx2、Rgx3、…、結合ダイオードDx1、Dx2、Dx3、…は、図6中において、左側から番号順に配列されている。さらに、発光サイリスタ列の発光サイリスタL1、L3、L5、…、接続抵抗Ra1、Ra3、Ra5、…、ショットキー型書込ダイオードSDw1、SDw3、SDw5、…、も、同様に、図中左側から番号順に配列されている。
そして、転送サイリスタ列、発光サイリスタ列は、図6中上から、転送サイリスタ列、発光サイリスタ列の順に並べられている。
では次に、発光素子アレイS−A1(S−A)における各素子の電気的な接続について説明する。
転送サイリスタTのアノード端子、発光サイリスタLのアノード端子は、発光素子アレイS−A1(S−A)の基板80に接続されている(アノードコモン)。
そして、これらのアノード端子は、基板80裏面に設けられた裏面電極85(後述の図8参照)であるVsub端子を介して電源ライン200a(図4参照)に接続されている。この電源ライン200aに、基準電位Vsubが供給される。
転送サイリスタTの配列に沿って、奇数番目の転送サイリスタT1、T3、T5、…のカソード端子は、第1転送信号線72に接続されている。そして、第1転送信号線72は、電流制限抵抗R1を介して、第1転送信号φ1の入力端子であるφ1端子に接続されている。このφ1端子には、第1転送信号ライン201(図4参照)が接続され、第1転送信号φ1が送信される。
一方、転送サイリスタTの配列に沿って、偶数番目の転送サイリスタT2、T4、T6、…のカソード端子は、第2転送信号線73に接続されている。そして、第2転送信号線73は、電流制限抵抗R2を介して第2転送信号φ2の入力端子であるφ2端子に接続されている。このφ2端子には、第2転送信号ライン202(図4参照)が接続され、第2転送信号φ2が送信される。
転送サイリスタT1、T2、T3、…のそれぞれのゲート端子Gt1、Gt2、Gt3、…を番号順に2個ずつペアとしたゲート端子Gt間に、結合ダイオードDx1、Dx2、Dx3、…がそれぞれ接続されている。すなわち、結合ダイオードDx1、Dx2、Dx3、…はそれぞれがゲート端子Gt1、Gt2、Gt3、…で順に挟まれるように直列接続されている。そして、結合ダイオードDx1の向きは、ゲート端子Gt1からゲート端子Gt2に向かって電流が流れる方向に接続されている。他の結合ダイオードDx2、Dx3、Dx4、…についても同様である。ゲート端子Gt1、Gt2、Gt3、…のそれぞれを区別しないときは、ゲート端子Gtと表記する。
転送サイリスタTのゲート端子Gtは、転送サイリスタTのそれぞれに対応して設けられた電源線抵抗Rgxを介して電源線71に接続されている。そして、電源線71はVga端子に接続されている。Vga端子は電源ライン200b(図4参照)に接続されて、電源電位Vgaが供給される。
転送サイリスタTの奇数番号のゲート端子Gt1、Gt3、Gt5、…は、同じ番号の発光サイリスタL1、L3、L5、…のゲート端子Gl1、Gl3、Gl5、…に、1対1で、それぞれ接続抵抗Ra1、Ra3、Ra5、…を介して接続されている。ゲート端子Gl1、Gl3、Gl5、…のそれぞれを区別しないときは、ゲート端子Glと表記する。
ショットキー型書込ダイオードSDwのカソード端子は、選択信号線74に接続されている。そして、選択信号線74は、選択信号φW1〜φW20のいずれかが送信されるφW端子に接続されている。発光素子アレイS−A1のφW端子には、選択信号ライン205(図4参照)が接続され、選択信号φW1が送信される。
ショットキー型書込ダイオードSDwのアノード端子は、発光サイリスタLのゲート端子Glに接続されている。
発光サイリスタLのカソード端子は、点灯信号線75に接続されている。そして、点灯信号線75は、点灯信号φIの入力端子であるφI端子に接続されている。発光素子アレイS−A1のφI端子には、点灯信号ライン204a(図4参照)が接続され、点灯信号φIaが送信される。
なお、点灯信号発生部140とφI端子との間には、図4で示したように、電流制限抵抗RIが設けられているが、図6では記載を省略している。
そして、転送サイリスタ列の一端側の転送サイリスタT1のゲート端子Gt1は、スタートダイオードDx0のカソード端子に接続されている。一方、スタートダイオードDx0のアノード端子は、第2転送信号線73に接続されている。
図7は、第1の実施の形態における発光素子アレイS−Bの回路構成を説明するための等価回路図である。発光素子アレイS−Bは自己走査型発光素子アレイ(SLED)である。ここでは、発光素子アレイS−B1を例に、発光素子アレイS−Bを説明する。そこで、図7において、発光素子アレイS−Bを発光素子アレイS−B1(S−B)と表記する。他の発光素子アレイS−B2〜S−B20の構成は、発光素子アレイS−B1と同じである。
図6で示した発光素子アレイS−Aでは、発光サイリスタLは奇数番号である番号(2n−1)の転送サイリスタTに対応して設けられていた。これに対し、発光素子アレイS−Bでは、発光サイリスタLは偶数番号である番号2nの転送サイリスタTに対応して設けられている。
よって、発光素子アレイS−Bについては、発光素子アレイS−Aと異なるものを説明し、同様のものについては同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
発光素子アレイS−B1(S−B)は、転送サイリスタTの2個に対して1個の、列状に配列された発光素子の一例としての偶数番号の発光サイリスタL2、L4、L6、…からなる発光サイリスタ列(発光素子列102(図4参照))を備えている。偶数番号の転送サイリスタT2、T4、T6、…と同じ番号の発光サイリスタL2、L4、L6、…との間に、第2の電気的手段の一例としての接続抵抗Ra2、Ra4、Ra6、…を、第3の電気的手段の一例としてのショットキー型書込ダイオードSDw2、SDw4、SDw6、…を備えている。なお、発光素子アレイS−B1(S−B)は奇数番号の発光サイリスタLを備えない。
ここで、発光サイリスタLの表記は、発光素子アレイS−Aの奇数番号の発光サイリスタL1、L3、L5、…および発光素子アレイS−Bの偶数番号の発光サイリスタL2、L4、L6、…をそれぞれ区別しないときに用いる。接続抵抗Raの表記は、発光素子アレイS−Aの奇数番号の接続抵抗Ra1、Ra3、Ra5、…および発光素子アレイS−Bの偶数番号の接続抵抗Ra2、Ra4、Ra6、…をそれぞれ区別しないとき、ショットキー型書込ダイオードSDwの表記は、発光素子アレイS−Aの奇数番号のショットキー型書込ダイオードSDw1、SDw3、SDw5、…および発光素子アレイS−Bの偶数番号のショットキー型書込ダイオードSDw2、SDw4、SDw6、…をそれぞれ区別しないときに用いる。
発光素子アレイS−Aと同様に、発光素子アレイS−Bの発光サイリスタLのアノード端子を第2のアノード端子、カソード端子を第2のカソード端子、ゲート端子を第2のゲート端子と呼ぶことがある。
ショットキー型書込ダイオードSDwのカソード端子は、選択信号線74に接続されている。そして、選択信号線74は、選択信号φW1〜φW20のいずれかが送信されるφW端子に接続されている。発光素子アレイS−B1のφW端子には、選択信号ライン205(図4参照)が接続され、選択信号φW1が送信される。
ショットキー型書込ダイオードSDwのアノード端子は、発光サイリスタLのゲート端子Glに接続されている。
発光サイリスタLのカソード端子は、点灯信号線75に接続されている。そして、点灯信号線75は、点灯信号φIの入力端子であるφI端子に接続されている。発光素子アレイS−B1のφI端子には、点灯信号ライン204b(図4参照)が接続され、点灯信号φIbが送信される。
なお、点灯信号発生部140とφI端子との間には、図4で示したように、電流制限抵抗RIが設けられているが、図7では記載を省略している。
以上説明したように、発光素子アレイS−Aでは、奇数番号の発光サイリスタL、接続抵抗Ra、ショットキー型書込ダイオードSDwを備え、発光素子アレイS−Bでは、偶数番号の発光サイリスタL、接続抵抗Ra、ショットキー型書込ダイオードSDwを備えている。
発光素子アレイS−AおよびS−Bにおいて、発光サイリスタ列における発光サイリスタLの数は、予め定められた個数とすればよい。本実施の形態で、発光サイリスタLの数を例えば128個とすると、接続抵抗Ra、ショットキー型書込ダイオードSDwも128個あればよい。
そして、発光素子アレイS−Aは、(2n−1)(nは1以上の整数)番の転送サイリスタTに発光サイリスタLが設けられているので、転送サイリスタTの数は少なくとも255個となり、電源線抵抗Rgxの数も少なくとも255個となる。一方、結合ダイオードDxの数は、転送サイリスタTの数より1少ない254個でよい。
一方、発光素子アレイS−Bは、2n番の転送サイリスタTに発光サイリスタLが設けられているので、転送サイリスタTの数は少なくとも256個となり、電源線抵抗Rgxの数も少なくとも256個となる。一方、結合ダイオードDxの数は、転送サイリスタTの数より1少ない255個でよい。
なお、発光素子アレイS−AおよびS−Bにおいて、転送サイリスタTの数は、発光サイリスタLの倍の数を超えていてもよい。
図8は、第1の実施の形態における発光素子アレイS−Aの平面レイアウト図および断面図である。ここでは、発光素子アレイS−A1を例に、発光素子アレイS−Aを説明する。そこで、図8において、発光素子アレイS−Aを発光素子アレイS−A1(S−A)と表記する。他の発光素子アレイS−A2〜S−A20の構成は、発光素子アレイS−A1と同じである。
図8(a)は、発光素子アレイS−A1(S−A)の平面レイアウト図であって、発光サイリスタL1、L3、L5、転送サイリスタT1、T2、T3、T4を中心とした部分を示している。図8(b)は、図8(a)に示したVIIIB−VIIIB線での断面図である。よって、図8(b)の断面図には、図中下より発光サイリスタL1、ショットキー型書込ダイオードSDw1、電源線抵抗Rgx1、結合ダイオードDx1、転送サイリスタT1の断面が示されている。なお、図8(a)および(b)の図中には、主要な素子や端子を名前により表記している。
なお、図8(a)では、各素子間を接続する配線を実線で示している。また、図8(b)では、各素子間を接続する配線の記載を省略している。
発光素子アレイS−A1(S−A)は、図8(b)に示すように、例えばGaAsやGaAlAsなどの化合物半導体において、p型の基板80上に、p型の第1半導体層81、n型の第2半導体層82、p型の第3半導体層83およびn型の第4半導体層84が順に積層されたのち、周囲のp型の第1半導体層81、n型の第2半導体層82、p型の第3半導体層83、n型の第4半導体層84を連続してエッチングすることで相互に分離された複数の島(アイランド)(第1アイランド141、第2アイランド142、第3アイランド143、第4アイランド144、第5アイランド145、第6アイランド146)を備えている。
図8(a)に示すように、第1アイランド141の平面形状は、一部に張り出した部分を有する矩形であって、発光サイリスタL1、ショットキー型書込ダイオードSDw1、接続抵抗Ra1が設けられている。第2アイランド142の平面形状は、両端に膨らんだ部分を有する形状であって、電源線抵抗Rgx1が設けられている。第3アイランド143の平面形状は、矩形であって、転送サイリスタT1、結合ダイオードDx1が設けられている。第4アイランド144は、平面形状が矩形であって、スタートダイオードDx0が設けられている。第5アイランド145および第6アイランド146の平面形状は、両端に膨らんだ部分を有する形状であって、第5アイランド145には電流制限抵抗R1、第6アイランド146には電流制限抵抗R2が設けられている。
そして、発光素子アレイS−A1(S−A)には、第2アイランド142、第3アイランド143と同様なアイランドが、並列して形成されている。これらのアイランドには、電源線抵抗Rgx2、Rgx3、Rgx4、…、転送サイリスタT2、T3、T4、…等が、第2アイランド142、第3アイランド143と同様に設けられている。また、発光素子アレイS−A1(S−A)には、第1アイランド141と同様なアイランドが、並列して形成されている。これらのアイランドには、発光サイリスタL3、L5、…が第1アイランド141と同様に設けられている。これらについては、説明を省略する。
そしてまた、基板80の裏面にはVsub端子となる裏面電極85が設けられている。
さらに、図8(a)および図8(b)により、第1アイランド141、第2アイランド142、第3アイランド143、第4アイランド144、第5アイランド145、第6アイランド146について詳細に説明する。
第1アイランド141に設けられた発光サイリスタL1は、基板80をアノード端子、n型の第4半導体層84の領域111上に形成されたn型オーミック電極121をカソード端子、n型の第4半導体層84をエッチング除去して露出させたp型の第3半導体層83をゲート端子Gl1とする。なお、ゲート端子Gl1は電極として形成されていないので、図示していない。そして、n型オーミック電極121の部分を除くn型の第4半導体層84の領域111表面から光を放出する。
第1アイランド141に設けられたショットキー型書込ダイオードSDw1は、p型の第3半導体層83をアノード端子とし、n型の第4半導体層84をエッチング除去して露出させたp型の第3半導体層83上に形成されたショットキー電極151をカソード端子とする。
発光サイリスタL1のゲート端子Gl1、ショットキー型書込ダイオードSDw1のアノード端子は、第1アイランド141のp型の第3半導体層83で、共通である。
この第1アイランド141のp型の第3半導体層83は、平面形状において一部張り出した部分が接続抵抗Ra1であって、張り出した部分の先端にp型オーミック電極132が形成されている。すなわち、接続抵抗Ra1はショットキー電極151とp型オーミック電極132の間のp型の第3半導体層83を抵抗としている。
第2アイランド142に設けられた電源線抵抗Rgx1は、p型の第3半導体層83上に形成された2つのp型オーミック電極133および134の間に形成されている。そして、2つのp型オーミック電極133および134の間のp型の第3半導体層83を抵抗として用いている。
第3アイランド143に設けられた転送サイリスタT1は、基板80をアノード端子、n型の第4半導体層84の領域115上に形成されたn型オーミック電極124をカソード端子、n型の第4半導体層84をエッチング除去して露出させたp型の第3半導体層83上に形成されたp型オーミック電極135をゲート端子Gt1とする。
同じく第3アイランド143に設けられた結合ダイオードDx1は、n型の第4半導体層84の領域113上に設けられたn型オーミック電極123をカソード端子、p型の第3半導体層83をアノード端子として形成されている。アノード端子であるp型の第3半導体層83は、転送サイリスタT1のゲート端子Gt1に繋がっている。
第4アイランド144に設けられたスタートダイオードDx0は、n型の第4半導体層84の領域(符号なし)上に設けられたn型オーミック電極(符号なし)をカソード端子、n型の第4半導体層84を除去して露出させたp型の第3半導体層83上に形成されたp型オーミック電極(符号なし)をアノード端子として形成されている。
第5アイランド145に設けられた電流制限抵抗R1、第6アイランド146に設けられた電流制限抵抗R2は、第2アイランド142に設けられた電源線抵抗Rgx1と同様に、n型の第4半導体層84を除去して露出させたp型の第3半導体層83上に形成された一組のp型オーミック電極(符号なし)間のp型の第3半導体層83を抵抗としている。
図8(a)において、各素子間の接続関係を説明する。
第1アイランド141において、発光サイリスタL1のゲート端子Gl1である第1アイランド141のp型の第3半導体層83は、ショットキー型書込ダイオードSDw1のアノード端子、接続抵抗Ra1の一方の端子を兼ねている。
接続抵抗Ra1の他方の端子であるp型オーミック電極132は、第3アイランド143の転送サイリスタT1のゲート端子Gt1であるp型オーミック電極135に接続されている。
発光サイリスタL1のカソード端子であるn型オーミック電極121は点灯信号線75に接続されている。点灯信号線75はφI端子に接続されている。
ショットキー型書込ダイオードSDw1のカソード端子であるショットキー電極151は選択信号線74に接続されている。選択信号線74はφW端子に接続されている。
第2アイランド142に設けられた電源線抵抗Rgx1の一方の端子であるp型オーミック電極133は、第1アイランド141に設けられた接続抵抗Ra1の他方の端子であるp型オーミック電極132に接続されている。電源線抵抗Rgx1の他方の端子であるp型オーミック電極134は、電源線71に接続されている。電源線71はVga端子に接続されている。
第3アイランド143に設けられた転送サイリスタT1のカソード端子であるn型オーミック電極124は、第1転送信号線72に接続されている。第1転送信号線72は、第5アイランド145に設けられた電流制限抵抗R1を介してφ1端子に接続されている。
そして、第3アイランド143に設けられた結合ダイオードDx1のカソード端子であるn型オーミック電極123は、隣接して設けられた転送サイリスタT2のゲート端子Gt2であるp型オーミック電極(符号なし)に接続されている。
一方、第3アイランド143に設けられた転送サイリスタT1のゲート端子Gt1であるp型オーミック電極135は、第4アイランド144に設けられたスタートダイオードDx0のカソード端子であるn型の第4半導体層84上に形成されたn型オーミック電極(符号なし)に接続されている。
第4アイランド144に設けられたスタートダイオードDx0のアノード端子であるp型の第3半導体層83上に形成されたp型オーミック電極(符号なし)は、偶数番号の転送サイリスタT2、T4、T6、…のカソード端子であるn型の第4半導体層84上に形成されたn型オーミック電極(符号なし)と接続されるとともに、第6アイランド146に設けられた電流制限抵抗R2を介してφ2端子に接続されている。
ここでは説明を省略するが、他の発光サイリスタL、転送サイリスタT、結合ダイオードDx、ショットキー型書込ダイオードSDw、接続抵抗Ra、電源線抵抗Rgxについても同様である。
このようにして、図6に示した発光素子アレイS−A1(S−A)の回路構成が形成される。
なお、発光素子アレイS−Bでは、発光素子アレイS−Aにおいて発光サイリスタL1が設けられた第1アイランド141のp型オーミック電極132が、転送サイリスタT2のゲート端子Gt2に接続されるように構成すればよい。すなわち、発光素子アレイS−Bの平面レイアウトは、図8(a)に示した発光素子アレイS−Aの平面構成において、発光サイリスタL1と発光サイリスタL3との間の距離の1/2だけ、それぞれの発光サイリスタLの位置を図中右側にずらしたものにあたる。よって、発光素子アレイS−Bの平面レイアウトおよび断面についての詳細な説明を省略する。
次に、発光装置65の動作について説明する。
発光装置65は発光素子アレイ群#aに属する発光素子アレイS−A1〜S−A20と発光素子アレイ群#bに属する発光素子アレイS−B1〜S−B20とを備えている(図3、4、5参照)。
図4に示したように、回路基板62上のすべての発光素子アレイS−A(発光素子アレイS−A1〜S−A20)および発光素子アレイS−B(発光素子アレイS−B1〜S−B20)には、基準電位Vsubと電源電位Vgaが共通に供給される。
また、回路基板62上のすべての発光素子アレイS−A(発光素子アレイS−A1〜S−A20)および発光素子アレイS−B(発光素子アレイS−B1〜S−B20)には、第1転送信号φ1、第2転送信号φ2が共通に送信される。
発光素子アレイ群#aの発光素子アレイS−A1〜S−A20には、点灯信号φIaが共通に送信される。よって、発光素子アレイ群#aの発光素子アレイS−A1〜S−A20は並列に駆動される。発光素子アレイ群#bの発光素子アレイS−B1〜S−B20には、点灯信号φIbが共通に送信される。よって、発光素子アレイ群#bの発光素子アレイS−B1〜S−B20は並列に駆動される。
一方、選択信号φW1〜φW20(φW)は、発光素子アレイ群#aの一つの発光素子アレイS−Aと発光素子アレイ群#bの一つの発光素子アレイS−Bとが構成する発光素子アレイ組#1〜#20のそれぞれに対して共通に送信される。例えば、発光素子アレイ群#aの発光素子アレイS−A1と発光素子アレイ群#bの発光素子アレイS−B1とを発光素子アレイ組#1として、選択信号φW1が共通に送信される。また、20個の選択信号φW1〜φW20は、同じタイミングで並列に送信される。よって、発光素子アレイ組#1〜#20は並列に駆動される。
なお、後述するように選択信号φW1〜φW20は、互いにタイミングをずらして送信されてもよい。
発光素子アレイ群#aの発光素子アレイS−A2〜S−A20は発光素子アレイS−A1と並行して駆動されるので、発光素子アレイS−A1の動作を説明すれば足りる。発光素子アレイ群#bの発光素子アレイS−B2〜S−B20は発光素子アレイS−B1と並行して駆動されるので、発光素子アレイS−B1の動作を説明すれ足りる。なお、同様に、発光素子アレイ組#2〜#20は発光素子アレイ組#1と並行して駆動されるので、発光素子アレイS−A1とS−B1とが属する発光素子アレイ組#1の動作を説明すれば足りる。
図9は、第1の実施の形態における発光装置65および発光素子アレイS−A、S−Bの動作を説明するためのタイミングチャートである。
上記のように、発光素子アレイS−A1およびS−B1の動作を説明すれば足りるが、図9は、発光素子アレイ組#1(発光素子アレイS−A1およびS−B1)に加えて、発光素子アレイ組#2(発光素子アレイS−A2およびS−B2)、発光素子アレイ組#3(発光素子アレイS−A3およびS−B3)の動作を説明するタイミングチャートを示している。そして、図9に示すタイミングチャートでは、それぞれの発光素子アレイS−Aの発光サイリスタL1、L3、L5、L7および発光素子アレイS−Bの発光サイリスタL2、L4、L6、L8の点灯または非点灯を制御する部分を示している。なお、以下では、発光サイリスタLの点灯または非点灯を制御することを点灯制御と呼ぶ。
そして、発光素子アレイ組#1では、発光素子アレイS−A1の発光サイリスタL1、L3、L5、L7を、発光素子アレイS−B1の発光サイリスタL2、L4、L6、L8を点灯させるとした。発光素子アレイ組#2では、発光素子アレイS−A2の発光サイリスタL3、L5、L7を点灯させるとし、発光素子アレイS−B2の発光サイリスタL2、L6、L8を点灯させるとした。発光素子アレイS−A2の発光サイリスタL1および発光素子アレイS−B2の発光サイリスタL4は非点灯(消灯)とした。発光素子アレイ組#3では、発光素子アレイS−A3の発光サイリスタL1、L3、L5、L7を、発光素子アレイS−B3の発光サイリスタL2、L4、L6、L8を点灯させるとし、選択信号φW3の送信タイミングを、選択信号φW1の送信タイミングに対してずらしている。
以下では、発光素子アレイ組#1の発光素子アレイS−A1およびS−B1の動作を中心に説明する。
図9において、時刻aから時刻uへとアルファベット順に時刻が経過するとする。
発光素子アレイ群#aの発光素子アレイS−A1、S−A2、S−A3の発光サイリスタL1は、時刻cから時刻nの期間Ta(1)において点灯制御される。発光素子アレイS−A1、S−A2、S−A3の発光サイリスタL3は、時刻nから時刻qの期間Ta(2)において点灯制御される。発光素子アレイS−A1、S−A2、S−A3の発光サイリスタL5は、時刻qから時刻sの期間Ta(3)において点灯制御される。発光素子アレイS−A1、S−A2、S−A3の発光サイリスタL7は、時刻sから時刻uの期間Ta(4)において点灯制御される。以下、同様にして番号が9以上の発光サイリスタLが点灯制御される。
一方、発光素子アレイ群#bの発光素子アレイS−B1、S−B2、S−B3の発光サイリスタL2は、時刻hから時刻pの期間Tb(1)において点灯制御される。発光素子アレイS−B1、S−B2、S−B3の発光サイリスタL4は、時刻pから時刻rの期間Tb(2)において点灯制御される。発光素子アレイS−B1、S−B2、S−B3の発光サイリスタL6は、時刻rから時刻tの期間Tb(3)において点灯制御される。発光素子アレイS−B1、S−B2、S−B3の発光サイリスタL8は、時刻tからの期間Tb(4)において点灯制御される。以下、同様にして番号が10以上の発光サイリスタLが点灯制御される。
本実施の形態では、期間Ta(1)、Ta(2)、Ta(3)、…および期間Tb(1)、Tb(2)、Tb(3)、…は同じ長さの期間とし、それぞれを区別しないときは期間Tと呼ぶ。
そして、発光素子アレイ群#aの発光素子アレイS−A1〜S−A20を制御する期間Ta(1)、Ta(2)、Ta(3)、…と、発光素子アレイ群#bの発光素子アレイS−B1〜S−B20を制御する期間Tb(1)、Tb(2)、Tb(3)、…とは、期間Tの半分の長さ(位相でいうと180°)ずれている。すなわち、期間Tb(1)は、期間Ta(1)が開始したのち、期間Tの半分の期間が経過したときに開始する。
したがって、以下では、発光素子アレイ群#aの発光素子アレイS−A1を制御する期間Ta(1)、Ta(2)、Ta(3)、…について説明する。
なお、以下に説明する信号間の相互の関係が維持されるようにすれば、期間Tの長さを可変としてもよい。
期間Ta(1)、Ta(2)、Ta(3)、…における信号波形は、画像データによって変化する選択信号φW(φW1〜φW20)を除いて、同じ波形の繰り返しである。
したがって、以下では、時刻cから時刻nまでの期間Ta(1)を説明する。なお、時刻aから時刻cまでの期間は、発光素子アレイS−A1およびS−B1が動作を開始する期間である。この期間の信号については、動作の説明において説明する。
第1転送信号φ1、第2転送信号φ2の期間Ta(1)における信号波形について説明する。
第1転送信号φ1は、時刻cでローレベルの電位(以下、「L」と記す。)であって、時刻gで「L」からハイレベルの電位(以下、「H」と記す。)に移行し、時刻kで「H」から「L」に移行し、時刻nにおいて「L」を維持している。
第2転送信号φ2は、時刻cで「H」であって、時刻fで「H」から「L」に移行し、時刻lで「L」から「H」に移行し、時刻nにおいて「H」を維持している。
そして、第1転送信号φ1と第2転送信号φ2の期間Ta(1)の信号波形が、期間Ta(2)、Ta(3)、…で繰り返されている。第1転送信号φ1と第2転送信号φ2とは期間Tを単位として繰り返す信号波形である。
第1転送信号φ1と第2転送信号φ2とを比較すると、第2転送信号φ2の信号波形は、期間Ta(1)における第1転送信号φ1の信号波形を、期間Tの半分の長さ(位相でいうと180°)時間軸上を後ろにずらした波形にあたる。
そして、時刻fから時刻gまでのように、共に「L」となる期間を挟んで、交互に「H」と「L」とを繰り返している。そして、時刻aから時刻bまでの期間を除いて、第1転送信号φ1と第2転送信号φ2とは、同時に「H」となる期間を有さない。
また、第1転送信号φ1と第2転送信号φ2との一組の転送信号により、図6および7に示した転送サイリスタTが、後述するように、順番にオン状態になって、点灯または非点灯の制御対象としての(点灯制御する)発光サイリスタLを設定する。
期間Ta(1)における点灯信号φIa、φIbの信号波形について説明する。
点灯信号φIa、φIbは、後述するように発光サイリスタLに点灯(発光)のための電流を供給する信号である。
点灯信号φIaは、期間Ta(1)の開始時刻cで「H」から「L」に移行し、時刻mで「L」から「H」に移行する。そして、期間Ta(1)の終了時刻nにおいて「H」を維持している。そして、期間Ta(1)の点灯信号φIaの波形が、期間Ta(2)、Ta(3)、…において繰り返されている。
点灯信号φIbは、時刻cで「H」であって、時刻h(期間Tb(1)の開始時刻)で「H」から「L」に移行し、時刻nにおいて「L」を維持している。期間Ta(2)の時刻oで「L」から「H」に移行し、時刻p(期間Tb(1)の終了時刻)で「H」から「L」に移行する。よって、期間Tb(1)で見てみると、期間Tb(1)における点灯信号φIbの波形は、期間Ta(1)の点灯信号φIaの波形と同じである。点灯信号φIbの波形は、点灯信号φIaの波形を期間Tの半分の長さ(位相でいうと180°)時間軸で後ろにずらした波形にあたる。そして、期間Tb(1)の点灯信号φIbの波形が、期間Tb(2)、Tb(3)、…において繰り返されている。
次に、選択信号φW(φW1〜φW20)を説明する。
発光素子アレイS−A1およびS−B1に送信される選択信号φW1は、時刻cで「L」であって、時刻dで「L」から「H」に移行し、時刻eで「H」から「L」に移行する。さらに、時刻iで「L」から「H」に移行し、時刻jで「H」から「L」に移行する。すなわち、選択信号φW1は、期間Ta(1)において、「L」になる期間が2つある。
第1転送信号φ1および第2転送信号φ2と、選択信号φW1との関係を見ると、選択信号φW1は、第1転送信号φ1と第2転送信号φ2とにおいて、第1転送信号φ1のみが「L」である時刻cから時刻fまでの期間に含まれる時刻dから時刻eまでの期間おいて「H」になっている。また、選択信号φW1は、第1転送信号φ1と第2転送信号φ2とにおいて、第2転送信号φ2のみが「L」である時刻gから時刻kまでの期間に含まれる時刻iから時刻jまでの期間おいて「H」になっている。
すなわち、期間Ta(1)において、選択信号φW1が最初に「H」となる期間(時刻dから時刻e)は、発光素子アレイS−A1の発光サイリスタL1を点灯状態に移行させるための信号であって、選択信号φW1が後に「H」となる期間(時刻iから時刻j)は、発光素子アレイS−B1の発光サイリスタL2を点灯状態に移行させるための信号である。よって、選択信号φW1が後に「H」となる期間(時刻iから時刻j)は、期間Tb(1)において、選択信号φW1が「H」となっていることになる。
点灯信号φIa、φIbと、選択信号φW1との関係を見ると、期間Ta(1)において選択信号φW1が「H」になる期間(時刻dから時刻e)は、点灯信号φIaが「L」の期間(時刻cから時刻m)にあたる。同様に、期間Tb(1)において選択信号φW1が「H」になる期間(時刻iから時刻j)は、点灯信号φIbが「L」の期間(時刻hから時刻o)にあたる。
後述するように、選択信号φW(φW1〜φW20)が「H」で、且つ点灯信号φI(φIa、φIb)が「L」にあるとき、発光サイリスタLが点灯状態に移行する。
すなわち、選択信号φW(φW1〜φW20)の「H」を“1”、「L」を“0”とし、点灯信号φI(φIa、φIb)の「L」を“1”、「H」を“0”とすると、発光サイリスタLは、選択信号φW(φW1〜φW20)と点灯信号φI(φIa、φIb)との論理積(AND)が“1”のとき、点灯状態に移行する。
そして、図9に示すように、発光素子アレイS−A1、S−B1に共通に送信される選択信号φW1は、発光素子アレイS−A1、S−B1の発光サイリスタLをそれぞれ点灯状態にするための「H」となる期間が時間軸上でずれて(時系列で)設けられている。
発光装置65および発光素子アレイS−AおよびS−Bの動作を説明する前に、サイリスタ(転送サイリスタT、発光サイリスタL)の基本的な動作を説明する。サイリスタは、アノード端子、カソード端子、ゲート端子の3端子を有する半導体素子である。
以下では、例として、図6、7および8に示したようにサイリスタのアノード端子であるVsub端子に供給される基準電位Vsubを0V(「H」)、Vga端子に供給される電源電位Vgaを−3.3V(「L」)とする。そして、サイリスタは、図8に示したように、GaAs、GaAlAs等によるp型の半導体層、n型の半導体層を積層して構成されているとし、pn接合の拡散電位(順方向電位)Vdを1.5V、ショットキー接合(バリア)の順方向電位Vsを0.5Vとする。以下では、これらの数値を用いて説明する。
アノード端子とカソード端子との間に電流が流れていないオフ状態のサイリスタは、しきい電圧Vより低い電位(負側に大きい電位)がカソード端子に印加されるとオン状態に移行(ターンオン)する。サイリスタは、ターンオンすると、アノード端子とカソード端子との間に電流が流れた状態(オン状態)になる。ここで、サイリスタのしきい電圧は、ゲート端子の電位から拡散電位Vdを引いた値である。よって、サイリスタのゲート端子の電位が−1.5Vであると、しきい電圧は−3.0Vとなる。すなわち、−3.0Vより低い電圧がカソード端子に印加されると、サイリスタがターンオンする。
オン状態のサイリスタは、ゲート端子がサイリスタのアノード端子の電位に近い電位になる。ここでは、アノード端子を0V(「H」)に設定しているので、ゲート端子の電位は0V(「H」)となるとして説明する。また、オン状態のサイリスタのカソード端子はpn接合の拡散電位Vdになる。ここでは、カソード端子の電位は−1.5Vとなる。
サイリスタは、一度ターンオンすると、カソード端子の電位が、オン状態を維持するために必要な電位(維持電位)より高い電位(負側に小さい電位)になるまで、オン状態を維持する。オン状態のサイリスタのカソード端子の電位は−1.5Vであるので、サイリスタは、カソード端子に−1.5Vより高い電位が印加されると、オフ状態に移行(ターンオフ)する。例えば、カソード端子が「H」(0V)になれば、カソード端子がアノード端子と同電位になるので、サイリスタはターンオフする。
一方、サイリスタは、カソード端子に−1.5Vより低い電位が継続的に印加され、サイリスタのオン状態を維持しうる電流が供給されると、オン状態を維持する。
以上のことから、サイリスタは、オン状態になると電流が流れた状態を維持し、ゲート端子の電位によってはオフ状態に移行しない。すなわち、サイリスタはオン状態を維持(記憶、保持)する機能を有している。
上述したように、サイリスタのオン状態を維持するためにカソード端子に印加し続ける維持電位は、サイリスタをターンオンさせるためにカソード端子に印加する電位に比べ高く(絶対値で小さく)てよい。
なお、発光サイリスタLは、ターンオンすると点灯(発光)し、ターンオフすると消灯(非点灯)する。オン状態の発光サイリスタLの発光出力(輝度)は、カソード端子とアノード端子間に流す電流によって決められる。
さらに、発光装置65および発光素子アレイS−AおよびS−Bの動作を説明する前に、ショットキー型書込ダイオードSDwの動作を説明する。
ショットキー型書込ダイオードSDw、接続抵抗Raは、2入力AND回路AND1を構成する。
2入力AND回路AND1を、図6に示す発光素子アレイS−A1において、一点鎖線で囲って示すショットキー型書込ダイオードSDw1、接続抵抗Ra1で説明する。
2入力AND回路AND1は、接続抵抗Ra1の一方の端子であるO端子に、ショットキー型書込ダイオードSDw1のアノード端子が接続されて構成されている。そして、接続抵抗Ra1の他方の端子であるX端子が転送サイリスタT1のゲート端子Gt1に接続されている。ショットキー型書込ダイオードSDw1のカソード端子であるY端子が選択信号線74に接続されている。前述したように、選択信号線74はφW端子に接続され、φW端子には選択信号φW1が送信される。
接続抵抗Ra1の一方のO端子は発光サイリスタL1のゲート端子Gl1に接続されている。
そして、X端子、Y端子が入力端子となり、O端子が出力端子となっている。
表1は、接続抵抗Ra1の他方のX端子の電位(Gt(X)と表記する。)が「H」(0V)、−1.5V、−2.8Vより低い(Gt(X)<−2.8V)3つの場合において、φW端子(2入力AND回路AND1のY端子)の電位(φW(Y)と表記する。)と、発光サイリスタL1のゲート端子Gl1であるO端子の電位(Gl(O)と表記する。)との関係を説明する表である。
転送サイリスタT1のゲート端子Gt1(Gt(X))が「H」(0V)であるとする。φW端子に送信される選択信号φW1が「L」(−3.3V)(φW(Y))であると、ショットキー型書込ダイオードSDw1が順方向に電圧が印加された状態(順バイアス)になって、O端子(Gl(O))が「L」(−3.3V)からショットキー接合(バリア)の順方向電位Vsである0.5Vを引いた、−2.8Vになる。すると、発光サイリスタL1のしきい電圧は−4.3Vになって、点灯信号φIaが「L」(−3.3V)であっても、発光サイリスタL1は点灯(発光)しない。
一方、φW端子に送信される選択信号φW1(φW(Y))が「H」(0V)であると、ゲート端子Gt1(Gt(X))が「H」(0V)であるので、Gl(O)も「H」(0V)になる。すると、発光サイリスタL1のしきい電圧は−1.5Vになって、点灯信号φIaが「L」(−3.3V)であれば、発光サイリスタL1は点灯(発光)する。
次に、転送サイリスタT1のゲート端子Gt1(Gt(X))が−1.5Vであるとする。φW端子に送信される選択信号φW1が「L」(−3.3V)(φW(Y))であると、ショットキー型書込ダイオードSDw1が順バイアスになって、O端子(Gl(O))が「L」(−3.3V)からショットキー型書込ダイオードSDw1の順方向電位0.5Vを引いた、−2.8Vになる。
一方、φW端子に送信される選択信号φW1(φW(Y))が「H」(0V)であると、ショットキー型書込ダイオードSDw1が逆方向に電圧が印加された状態(逆バイアス)になって、O端子の電位(Gl(O))はX端子の電位(Gt(X))である−1.5Vになる。すると、発光サイリスタL1のしきい電圧は−3Vになる。
そして、転送サイリスタT1のゲート端子Gt1(Gt(X))が「L」(−3.3V)からショットキー接合(バリア)の順方向電位Vsである0.5Vを引いた、−2.8Vより低い(Gt(X)<−2.8V)であるとする。φW端子に送信される選択信号φW1が「L」(−3.3V)(φW(Y))であると、ショットキー型書込ダイオードSDw1は順バイアスにならず、O端子の電位(Gl(O))はX端子の電位(Gt(X))になる。
また、φW端子に送信される選択信号φW1が「H」(0V)(φW(Y))であっても、ショットキー型書込ダイオードSDw1が逆バイアスになって、O端子の電位(Gl(O))はX端子の電位(Gt(X))になる。
すると、Gt(X)<−2.8Vである場合、発光サイリスタL1のしきい電圧は−4.3Vより低くなる。
よって、2入力AND回路AND1は、Gt(X)およびφW(Y)の電位(信号)が「H」(0V)のときに、Gl(O)の電位(信号)が「H」(0V)となって発光サイリスタLが点灯(発光)することから、2入力のANDとして働く。
Figure 2011235642
ここでは、2入力AND回路AND1を、ショットキー型書込ダイオードSDw1、接続抵抗Ra1で説明したが、他のショットキー型書込ダイオードSDw、接続抵抗Raにおいても同様である。
では、図4、5、6および7を参照しつつ、図9に示したタイミングチャートにしたがって、発光装置65の動作を説明する。
(1)時刻a
発光装置65に基準電位Vsubおよび電源電位Vgaの供給を開始した時刻aでの状態(初期状態)について説明する。
図9に示したタイミングチャートの時刻aにおいて、電源ライン200aは「H」(0V)の基準電位Vsubに設定され、電源ライン200bは「L」(−3.3V)の電源電位Vgaに設定される(図4参照)。よって、発光素子アレイS−A(発光素子アレイS−A1〜S−A20)および発光素子アレイS−B(発光素子アレイS−B1〜S−B20)のVsub端子は「H」に設定され、Vga端子は「L」に設定される(図6および7参照)。
そして、信号発生回路110の転送信号発生部120は第1転送信号φ1、第2転送信号φ2をそれぞれ「H」に設定する。すると、第1転送信号ライン201および第2転送信号ライン202が「H」になる(図4参照)。これにより、発光素子アレイS−A(発光素子アレイS−A1〜S−A20)および発光素子アレイS−B(発光素子アレイS−B1〜S−B20)のφ1端子およびφ2端子が「H」になる。電流制限抵抗R1を介してφ1端子に接続されている第1転送信号線72の電位も「H」になり、電流制限抵抗R2を介してφ2端子に接続されている第2転送信号線73も「H」になる(図6および7参照)。
さらに、信号発生回路110の点灯信号発生部140は点灯信号φIaおよびφIbを「H」に設定する。すると、点灯信号ライン204aおよび204bが「H」になる(図4参照)。これにより、発光素子アレイS−A(発光素子アレイS−A1〜S−A20)および発光素子アレイS−B(発光素子アレイS−B1〜S−B20)のφI端子が「H」になる。φI端子に接続されている点灯信号線75も「H」になる(図6および7参照)。
信号発生回路110の選択信号発生部150は選択信号φW1〜φW20を「L」(−3.3V)に設定する。すると、選択信号ライン205〜224が「L」(−3.3V)になる(図4参照)。これにより、発光素子アレイS−A(発光素子アレイS−A1〜S−A20)および発光素子アレイS−B(発光素子アレイS−B1〜S−B20)のφW端子が「L」(−3.3V)になる。φW端子に接続されている選択信号線74も「L」(−3.3V)になる(図6および7参照)。
次に、図6および7を参照しつつ、図9に示したタイミングチャートにしたがって、発光素子アレイS−A(発光素子アレイS−A1〜S−A20)および発光素子アレイS−B(発光素子アレイS−B1〜S−B20)の動作を、発光素子アレイ組#1に属する発光素子アレイS−A1とS−B1を中心にして説明する。
なお、図9および以下における説明では、各端子の電位がステップ状に変化するとしているが、各端子の電位は徐々に変化している。よって、電位変化の間であっても、下記に示す条件が満たされれば、サイリスタは、ターンオンおよびターンオフなどの状態の変化を生じる。
発光素子アレイS−A1およびS−B1の転送サイリスタT、発光サイリスタLのアノード端子はVsub端子に接続されているので、「H」に設定される。
一方、奇数番号の転送サイリスタT1、T3、T5、…のそれぞれのカソード端子は、第1転送信号線72に接続され、「H」に設定されている。偶数番号の転送サイリスタT2、T4、T6、…のそれぞれのカソード端子は、第2転送信号線73に接続され、「H」に設定されている。よって、転送サイリスタTのアノード端子およびカソード端子はともに「H」となり、転送サイリスタTはオフ状態にある。
転送サイリスタTのゲート端子Gtは、電源線抵抗Rgxを介して電源線71に接続されている。電源線71は「L」(−3.3V)の電源電位Vgaに設定されている。よって、後述するゲート端子Gt1およびGt2を除いて、ゲート端子Gtの電位は「L」になっている。
図6(図7)中の転送サイリスタ列の一端のゲート端子Gt1は、前述したように、スタートダイオードDx0のカソード端子に接続されている。そして、スタートダイオードDx0のアノード端子は、第2転送信号線73に接続されている。第2転送信号線73は「H」に設定されている。すると、スタートダイオードDx0は、そのカソード端子が「L」でそのアノード端子が「H」となって、順バイアスである。これにより、スタートダイオードDx0のカソード端子(ゲート端子Gt1)は、スタートダイオードDx0のアノード端子の「H」(0V)からスタートダイオードDx0の拡散電位Vd(1.5V)を引いた値(−1.5V)になる。よって、転送サイリスタT1のしきい電圧は、ゲート端子Gt1の電位(−1.5V)から拡散電位Vd(1.5V)を引いた−3Vとなる。
また、転送サイリスタT1に隣接する転送サイリスタT2のゲート端子Gt2は、ゲート端子Gt1に結合ダイオードDx1を介して接続されている。転送サイリスタT2のゲート端子Gt2の電位は、ゲート端子Gt1の電位(−1.5V)から結合ダイオードDx1の拡散電位Vd(1.5V)を引いた−3Vになる。よって、転送サイリスタT2のしきい電圧は−4.5Vになる。
さらに、発光サイリスタLのカソード端子は、点灯信号線75に接続され、「H」に設定されている。よって、発光サイリスタLのアノード端子およびカソード端子はともに「H」となり、発光サイリスタLはオフ状態にある。
<発光素子アレイS−A1>
発光サイリスタLのゲート端子Glは、接続抵抗Raを介して転送サイリスタTのゲート端子Gtに接続されている。よって、ゲート端子Gt1に接続されている発光サイリスタL1を除いて、電位が−3.3Vであるゲート端子Gt3、Gt5、…に接続された発光サイリスタL3、L5、…のゲート端子Gl3、Gl5、…の電位は、表1から、それぞれがゲート端子Gt3、Gt5、…の電位である「L」(−3.3V)となる。よって、発光サイリスタL3、L5、…のしきい電圧は−4.8Vとなっている。
一方、ゲート端子Gt1の電位が−1.5Vで、φW端子の電位が「L」(−3.3V)であるので、ゲート端子Gl1の電位は、表1から−2.8Vとなって、発光サイリスタL1のしきい電圧は、−4.3Vとなる。
なお、番号が3以上の転送サイリスタTのしきい電圧は、前述したように−4.8Vである。
なお、図6に示すように、転送サイリスタT2に対応した発光サイリスタLは設けられていない。
<発光素子アレイS−B1>
発光素子アレイS−B1も発光素子アレイS−A1と同様な状態となる。
しかし、発光素子アレイS−B1では、図7に示すように、発光素子アレイS−A1の発光サイリスタL1に対応する発光サイリスタLは設けられていないが、発光サイリスタL2が設けられている。
発光素子アレイS−A1で説明したように、転送サイリスタT2のゲート端子Gt2は−3Vになっている。すると、ゲート端子Gt2の電位が−3Vで、φW端子の電位が「L」(−3.3V)であるので、ゲート端子Gl2の電位は、表1からゲート端子Gt2の電位(−3V)となって、発光サイリスタL2のしきい電圧は−4.5Vとなっている。
(2)時刻b
図9に示す時刻bにおいて、第1転送信号φ1が、「H」(0V)から「L」(−3.3V)に移行する。これにより発光装置65は動作状態に入る。
発光素子アレイS−A1およびS−B1の、しきい電圧が−3Vである転送サイリスタT1がターンオンする。しかし、転送サイリスタT3以降の番号の大きい奇数番目の転送サイリスタTは、しきい電圧が−4.8Vであるので、ターンオンできない。一方、しきい電圧が−4.5Vである転送サイリスタT2は、第2転送信号φ2が「H」(0V)であるので、ターンオンできない。
転送サイリスタT1がターンオンすると、ゲート端子Gt1の電位は、アノード端子の「H」(0V)になる。そして、転送サイリスタT1のカソード端子(図6の第1転送信号線72)の電位は、転送サイリスタT1のアノード端子の「H」(0V)からpn接合の拡散電位Vd(1.5V)を引いた−1.5Vになる。そして、順バイアスの結合ダイオードDx1のカソード端子(ゲート端子Gt2)の電位は、そのアノード端子(ゲート端子Gt1)の「H」(0V)から拡散電位Vd(1.5V)を引いた−1.5Vになる。これにより、転送サイリスタT2のしきい電圧は−3Vになる。
転送サイリスタT2のゲート端子Gt2に結合ダイオードDx2を介して接続されたゲート端子Gt3の電位は−3Vになる。これにより、転送サイリスタT3のしきい電圧は−4.5Vになる。番号が4以上の転送サイリスタTは、ゲート端子Gtの電位が「L」の電源電位Vgaであるので、しきい電圧は−4.8Vが維持される。
<発光素子アレイS−A1>
ゲート端子Gt1の電位が「H」(0V)となっても、選択信号φW1が「L」(−3.3V)であるので、ゲート端子Gl1の電位は、表1に示すように、−2.8Vを維持し、発光サイリスタL1のしきい電圧は−4.3Vである。一方、ゲート端子Gt3の電位が−3Vになると、表1に示すように、ゲート端子Gl3の電位がゲート端子Gt3の−3Vになって、発光サイリスタL3のしきい電圧が−4.5Vになる。他の発光サイリスタLはしきい電圧として−4.8Vを維持する。
しかし、点灯信号線75が「H」であるので、いずれの発光サイリスタLもオン状態に移行しない。
発光素子アレイS−A1において、時刻bにおいて、ターンオンするのは転送サイリスタT1のみである。そして、時刻bの直後(ここでは、時刻bにおける信号の電位の変化によってサイリスタなどの変化が生じた後、定常状態になったときをいう。)において、転送サイリスタT1がオン状態にある。他の転送サイリスタTおよびすべての発光サイリスタLはオフ状態にある。
なお、以下では、オン状態にあるサイリスタ(転送サイリスタT、発光サイリスタL)のみを説明し、オフ状態にあるサイリスタ(転送サイリスタT、発光サイリスタL)の説明を省略する。
以上説明したように、転送サイリスタTのゲート端子Gtは結合ダイオードDxによって相互に接続されている。よって、ゲート端子Gtの電位が変化すると、電位が変化したゲート端子Gtに、順バイアスになった結合ダイオードDxを介して接続されたゲート端子Gtの電位が変化する。そして、変化したゲート端子Gtを有する転送サイリスタTのしきい電圧が変化する。そして、しきい電圧が「L」より高くなると、サイリスタがターンオンしうる状態になる。
さらに具体的に説明する。電位が「H」(0V)になったゲート端子Gtと、順バイアスの1個の結合ダイオードDxで接続されたゲート端子Gtの電位は−1.5Vになり、そのゲート端子Gtを有する転送サイリスタTのしきい電圧は−3Vになる。このしきい電圧は「L」(−3.3V)より高い(絶対値が小さい)ので、カソード端子が「L」(−3.3V)となると、転送サイリスタTがターンオンする。
一方、電位が「H」(0V)になったゲート端子Gtと、順バイアスの直列接続された2個の結合ダイオードDxで接続されたゲート端子Gtの電位は−3Vになり、そのゲート端子Gtを有する転送サイリスタTのしきい電圧は−4.5Vになる。このしきい電圧は「L」(−3.3V)より低いため、転送サイリスタはターンオンできず、オフ状態を維持する。
<発光素子アレイS−B1>
発光素子アレイS−B1も発光素子アレイS−A1と同様な状態となる。すなわち、転送サイリスタT1がターンオンして、ゲート端子Gt1の電位が「H」(0V)になる。そして、ゲート端子Gt2の電位が−1.5Vになる。
すると、発光サイリスタL2のゲート端子Gl2の電位は、ゲート端子Gt2の電位が−1.5Vであって、選択信号φW1が「L」(−3.3V)であるので、表1から−2.8Vとなる。よって、発光サイリスタL2のしきい電圧は−4.3Vとなる。
(3)時刻c
時刻cにおいて、発光素子アレイ群#aに共通に送信される点灯信号φIaが「H」(0V)から「L」(−3.3V)に移行する。
<発光素子アレイS−A1>
点灯信号線75が「L」(−3.3V)になると、発光サイリスタL1のしきい電圧は−4.3V、発光サイリスタL3のしきい電圧は−4.5V、番号が5以上の発光サイリスタLのしきい電圧は−4.8Vであるので、いずれの発光サイリスタLもターンオンしない。
よって、時刻cの直後においては、転送サイリスタT1のみがオン状態にある。
<発光素子アレイS−B1>
発光素子アレイ群#bにおいては信号の変化がないので、発光素子アレイS−B1は、時刻bの状態を維持する。
(4)時刻d
時刻dにおいて、発光素子アレイ組#1の発光素子アレイS−A1とS−B1とに共通に送信される選択信号φW1が「L」(−3.3V)から「H」(0V)に移行する。
<発光素子アレイS−A1>
転送サイリスタT1がオン状態で、ゲート端子Gt1が「H」(0V)となっている。選択信号φW1が「L」(−3.3V)から「H」(0V)に移行すると、表1より、ゲート端子Gl1の電位が「H」(0V)になる。すると、発光サイリスタL1のしきい電圧が−4.3Vから−1.5Vに上昇する。点灯信号φIaは、時刻cで「L」(−3.3V)になっているので、発光サイリスタL1がターンオンして、点灯(発光)する。これにより、点灯信号線75の電位は、オン状態の発光サイリスタL1により−1.5Vになる。
なお、ゲート端子Gt3の電位が−3Vであるので、ゲート端子Gl3の電位は、表1からゲート端子Gt3の電位である−3Vとなる。よって、発光サイリスタL3のしきい電圧は−4.5Vであるので、ターンオンできない。
時刻dの直後においては、転送サイリスタT1がオン状態にあるとともに、発光サイリスタL1がオン状態で点灯(発光)している。
<発光素子アレイS−B1>
転送サイリスタT1がオン状態で、ゲート端子Gt1が「H」(0V)、ゲート端子Gt2が−1.5Vとなっている。選択信号φW1が「L」(−3.3V)から「H」(0V)に移行すると、表1より、ゲート端子Gl2の電位が−1.5Vになる。すると、発光サイリスタL2のしきい電圧が−4.3Vから−3Vに上昇する。しかし、点灯信号φIbは、「H」(0V)を維持しているので、発光サイリスタL2はターンオンできない。
時刻dの直後においては、転送サイリスタT1がオン状態にある。
(5)時刻e
時刻eにおいて、発光素子アレイ組#1の発光素子アレイS−A1とS−B1とに共通に送信される選択信号φW1が「H」(0V)から「L」(−3.3V)に移行する。
<発光素子アレイS−A1>
ゲート端子Gt1は「H」(0V)となっているが、選択信号φW1が「H」(0V)から「L」(−3.3V)に移行するので、ゲート端子Gl1の電位が、表1から−2.8Vに戻り、発光サイリスタL1しきい電圧は−4.3Vになる。しかし、点灯信号φIaは「L」(−3.3V)に維持されているので、発光サイリスタL1はオン状態を維持して、点灯(発光)している。
よって、時刻eの直後において、転送サイリスタT1がオン状態にあるとともに、発光サイリスタL1がオン状態で点灯(発光)している。
<発光素子アレイS−B1>
ゲート端子Gt2は−1.5Vとなっているが、選択信号φW1が「H」(0V)から「L」(−3.3V)に移行するので、表1から分かるように、ゲート端子Gl2の電位が−1.5Vから−2.8Vに戻り、発光サイリスタL1しきい電圧は−4.3Vになる。
よって、時刻eの直後において、転送サイリスタT1がオン状態にある。
(6)時刻f
時刻fにおいて、第2転送信号φ2が「H」(0V)から「L」(−3.3V)に移行する。
発光素子アレイS−A1とS−B1のしきい電圧が−3Vであった転送サイリスタT2がターンオンする。すると、ゲート端子Gt2の電位が「H」(0V)に、ゲート端子Gt3の電位が−1.5Vに、ゲート端子Gt4の電位が−3Vになる。
<発光素子アレイS−A1>
時刻fにおいては、選択信号φW1(φW)は「L」(−3.3V)であるので、表1から、ゲート端子Gl3の電位が−2.8Vで、発光サイリスタL3のしきい電圧は−4.3Vである。
なお、時刻fの直後において、転送サイリスタT1およびT2がオン状態にあるとともに、発光サイリスタL1がオン状態で点灯(発光)している。
<発光素子アレイS−B1>
ゲート端子Gt2の電位が「H」(0V)に、ゲート端子Gt3の電位が−1.5Vに、ゲート端子Gt4の電位が−3Vになる。
時刻fにおいては、選択信号φW1(φW)は「L」(−3.3V)であるので、表1から、ゲート端子Gl2の電位が−2.8Vで、発光サイリスタL3のしきい電圧は−4.3Vである。
なお、時刻fの直後において、転送サイリスタT1およびT2がオン状態にある。
(7)時刻g
時刻gにおいて、第1転送信号φ1が「L」(−3.3V)から「H」(0V)に移行する。
発光素子アレイS−A1およびS−B1の転送サイリスタT1のカソード端子の電位がアノード端子の電位である「H」(0V)になるので、転送サイリスタT1がターンオフする。すると、ゲート端子Gt1の電位が、「L」(−3.3V)に向かって変化する。そして、結合ダイオードDx1が逆バイアスになって、ゲート端子Gt2の電位が「H」(0V)である影響は、ゲート端子Gt1に及ばなくなる。
<発光素子アレイS−A1>
ゲート端子Gt1の電位が「L」(−3.3V)になると、時刻fにおいて、選択信号φW1(φW)は「L」(−3.3V)であるので、ゲート端子Gl1の電位もゲート端子Gt1の電位である「L」(−3.3V)になる。しかし、点灯信号φIaは「L」(−3.3V)に維持されているので、発光サイリスタL1はオン状態を維持して、点灯(発光)している。
時刻gの直後において、転送サイリスタT2がオン状態にあって、発光サイリスタL1がオン状態で点灯(発光)している。
<発光素子アレイS−B1>
時刻gの直後において、転送サイリスタT2がオン状態にある。
(8)時刻h
時刻hにおいて、発光素子アレイ群#bに共通に送信される点灯信号φIbが「H」(0V)から「L」(−3.3V)に移行する。
<発光素子アレイS−A1>
発光素子アレイ群#aにおいては信号の変化がないので、発光素子アレイS−A1は、時刻gの状態を維持する。
<発光素子アレイS−B1>
点灯信号線75が「L」(−3.3V)になっても、発光サイリスタL2のしきい電圧は−4.3V、発光サイリスタL4のしきい電圧は−4.5V、番号が6以上の発光サイリスタLのしきい電圧は−4.8Vであるので、いずれの発光サイリスタLもターンオンしない。
よって、時刻hの直後においては、転送サイリスタT2のみがオン状態にある。
(9)時刻i
時刻iにおいて、発光素子アレイ組#1の発光素子アレイS−A1とS−B1とに共通に送信される選択信号φW1が「L」(−3.3V)から「H」(0V)に移行する。
発光素子アレイS−A1およびS−B1の転送サイリスタT2がオン状態で、ゲート端子Gt2の電位が「H」(0V)、ゲート端子Gt3の電位が−1.5Vとなっている。
<発光素子アレイS−A1>
選択信号φW1が「L」(−3.3V)から「H」(0V)に移行すると、表1より、ゲート端子Gl3の電位が−1.5Vになる。すると、発光サイリスタL3のしきい電圧が−4.3Vから−3Vに上昇する。
点灯信号φIaは、時刻cで「L」(−3.3V)になっているが、発光サイリスタL1が点灯(発光)しているので、点灯信号線75の電位は、アノード端子の電位「H」(0V)から拡散電位Vd(−1.5V)を引いた−1.5Vになっている。よって、発光サイリスタL3はターンオンできない。
時刻iの直後においては、転送サイリスタT2がオン状態にあって、発光サイリスタL1がオン状態で、点灯(発光)している。
<発光素子アレイS−B1>
選択信号φW1が「L」(−3.3V)から「H」(0V)に移行すると、表1より、ゲート端子Gl2の電位が「H」(0V)になる。すると、発光サイリスタL2のしきい電圧が−1.5Vに上昇する。
点灯信号φIbは、時刻hで「L」(−3.3V)になっていので、発光サイリスタL2がターンオンして、点灯(発光)する。そして、点灯信号線75の電位を、アノード端子の電位「H」(0V)から拡散電位Vd(−1.5V)を引いた−1.5Vにする。
この状態は、時刻dにおいて、発光素子アレイS−A1の発光サイリスタL1がターンオンして点灯(発光)した状態と同じである。
時刻iの直後においては、転送サイリスタT2がオン状態にあって、発光サイリスタL2がオン状態で、点灯(発光)している。
すなわち、時刻iでは、発光素子アレイ組#1を構成する発光素子アレイS−A1およびS−B1の発光サイリスタL1が並行して点灯している。
(10)時刻j
時刻jにおいて、発光素子アレイ組#1の発光素子アレイS−A1とS−B1とに共通に送信される選択信号φW1が「L」(−3.3V)から「H」(0V)に移行する。この状態は、時刻dと同様である。
すなわち、発光素子アレイS−A1およびS−B1で、転送サイリスタTおよび発光サイリスタLに状態の変化は生ぜず、発光素子アレイS−A1では、転送サイリスタT2がオン状態で、発光サイリスタL1がオン状態で点灯(発光)している。一方、発光素子アレイS−B1では、転送サイリスタT2がオン状態で、発光サイリスタL2がオン状態で点灯(発光)している。
(10)時刻k
時刻kにおいて、第1転送信号φ1が「H」(0V)から「L」(−3.3V)に移行する。この状態は、時刻fと同様である。
すなわち、発光素子アレイS−A1およびS−B1において、しきい電圧が−3Vとなっている転送サイリスタT3がターンオンする。そして、ゲート端子Gt3の電位を「H」(0V)に、ゲート端子Gt4の電位を−1.5Vに、ゲート端子Gt5の電位を−3Vにする。
しかし、発光素子アレイS−A1において、ゲート端子Gl3の電位は、表1から−2.8Vで変わらず、発光サイリスタL3のしきい電圧も−4.3Vが維持されている。なお、点灯信号線75の電位はオン状態の発光サイリスタL1により−1.5Vに維持されている。
一方、発光素子アレイS−B1において、ゲート端子Gl4の電位は、表1から−2.8Vとなって、発光サイリスタL3のしきい電圧は−4.3Vとなる。なお、点灯信号線75の電位はオン状態の発光サイリスタL2により−1.5Vに維持されている。
(11)時刻l
時刻lにおいて、第2転送信号φ2が「L」(−3.3V)から「H」(0V)に移行する。この状態は、時刻gと同様である。
すなわち、発光素子アレイS−A1およびS−B1において、転送サイリスタT2のアノード端子とカソード端子との電位がともに「H」(0V)になって、ターンオフする。これにより、転送サイリスタT2のゲート端子Gt2の電位が、「H」(0V)から「L」(−3.3V)に向かって変化する。
そして、ゲート端子Gt3の電位が「H」(0V)である影響は、ゲート端子Gt2に及ばなくなる。
時刻lにおいても、点灯信号φIaは「L」(−3.3V)であるので、発光素子アレイS−A1の発光サイリスタL1はオン状態を維持し、点灯(発光)している。
同様に、点灯信号φIbは「L」(−3.3V)であるので、発光素子アレイS−B1の発光サイリスタL2はオン状態を維持し、点灯(発光)している。
(12)時刻m
時刻mにおいて、発光素子アレイ群#aに送信される点灯信号φIaが「L」(−3.3V)から「H」(0V)に移行する。
<発光素子アレイS−A1>
発光素子アレイS−A1の発光サイリスタL1は、アノード端子とカソード端子との電位がともに「H」(0V)となるので、ターンオフして消灯する。
すなわち、発光素子アレイS−A1の発光サイリスタL1の点灯期間は、選択信号φW1(φW)が「L」(−3.3V)から「H」(0V)に移行した時刻dから、点灯信号φIaが「L」(−3.3V)から「H」(0V)に移行する時刻mの間となる。
時刻mの直後においては、転送サイリスタT3がオン状態になっている。
<発光素子アレイS−B1>
発光素子アレイ群#bについては、信号の変化がないので、時刻lの状態が維持される。
(13)時刻n
時刻nで再び、発光素子アレイ群#aに送信される点灯信号φIaが「H」(0V)から「L」(−3.3V)に移行する。
<発光素子アレイS−A1>
発光素子アレイ群#aの発光サイリスタL1を点灯制御する期間Ta(1)が終了し、発光サイリスタL3を点灯制御する期間Ta(2)が開始する。期間Ta(2)は期間Ta(1)の繰り返しとなる。よって、詳細な説明を省略する。
<発光素子アレイS−B1>
発光素子アレイ群#bについては、信号の変化がないので、時刻lの状態が維持される。
(14)時刻o
時刻oにおいて、発光素子アレイ群#bに送信される点灯信号φIbが「L」(−3.3V)から「H」(0V)に移行する。
<発光素子アレイS−A1>
発光素子アレイ群#aについては、信号の変化がないので、それ以前の状態が維持される。
<発光素子アレイS−B1>
発光素子アレイS−B1の発光サイリスタL2は、アノード端子とカソード端子との電位がともに「H」(0V)となるので、ターンオフして消灯する。
すなわち、発光素子アレイS−B1の発光サイリスタL2の点灯期間は、選択信号φW1(φW)が「L」(−3.3V)から「H」(0V)に移行した時刻iから、点灯信号φIbが「L」(−3.3V)から「H」(0V)に移行する時刻oの間となる。
時刻oの直後においては、転送サイリスタT3がオン状態になっている。
(15)時刻p
時刻pで再び、発光素子アレイ群#bに送信される点灯信号φIbが「H」(0V)から「L」(−3.3V)に移行する。
<発光素子アレイS−A1>
発光素子アレイ群#aについては、信号の変化がないので、それ以前の状態が維持される。
<発光素子アレイS−B1>
発光素子アレイ群#bの発光サイリスタL2を点灯制御する期間Tb(1)が終了し、発光サイリスタL4を点灯制御する期間Tb(2)が開始する。期間Tb(2)は期間Tb(1)の繰り返しとなる。よって、詳細な説明を省略する。
なお、発光素子アレイS−AまたはS−Bに対して、選択信号φW1を「L」(−3.3V)から「H」(0V)に移行せず、「L」(−3.3V)のまま維持すれば、発光サイリスタLを非点灯(消灯)のまま維持できる。例えば、発光素子アレイS−A2では、期間Ta(1)において、時刻dにおいて、選択信号φW2を、「L」(−3.3V)のままとしている。これにより、発光素子アレイS−A2のゲート端子Gt1が「H」(0V)であっても、発光サイリスタL1のゲート端子Gl1の電位として−2.8Vが維持され、しきい電圧が−4.3Vとなる。よって、発光素子アレイS−A2に送信される点灯信号φIaが、時刻cから「L」(−3.3V)になっていても、発光サイリスタL1はターンオンできず、非点灯(消灯)状態が維持される。
前述したように、発光素子アレイS−A(発光素子アレイS−A1〜S−A20)および発光素子アレイS−B(発光素子アレイS−B1〜S−B20)の発光サイリスタLの点灯期間は、φW端子に送信される選択信号φW(φW1〜φW20)が「L」(−3.3V)から「H」(0V)に移行する時刻から、点灯信号φI(φIa、φIb)が「L」(−3.3V)から「H」(0V)に移行する時刻までであった。
よって、発光サイリスタLの発光強度を勘案して、感光体ドラム12を露光するための点灯期間を設定することができる。すなわち、発光サイリスタLの発光強度から算出された補正値を例えば画像出力制御部30もしくは信号発生回路110に設けた不揮発メモリに蓄積し、各発光サイリスタLの補正値に基づいて、点灯開始時刻を設定してもよい。このようにすることで、発光サイリスタL毎に光量を補正(光量補正)し、発光サイリスタLによる感光体ドラム12の露光量の差を抑制して画像を形成しうる。
本実施の形態では、点灯信号φI(φIa、φIb)と、選択信号φW(φW1〜φW20)との組み合わせにより、発光素子アレイS−A(発光素子アレイS−A1〜S−A20)および発光素子アレイS−B(発光素子アレイS−B1〜S−B20)を重複することなく選択すれば、発光サイリスタL毎に点灯開始時刻を設定することで、発光サイリスタL毎に点灯期間を設定しうる。
例えば、図9において、発光素子アレイ組#3の発光素子アレイS−A3の発光サイリスタL1の点灯開始時刻は、発光素子アレイ組#1の発光素子アレイS−A1の発光サイリスタL1の点灯開始時刻dより、遅らせて設定している。
以上説明したように、本実施の形態では、転送サイリスタTを順にオン状態にすることにより、2入力AND回路1のGt(X)の電位を「H」(0V)に設定する。そして、φW(Y)が「H」(0V)になったときに、ゲート端子Glが「H」(0V)になって、発光サイリスタLのしきい電圧が−1.5Vになるように設定している。
そして、1個の転送サイリスタTのみがオン状態にあるときに、選択信号φWを「H」(0V)にすることで、オン状態の転送サイリスタTによって設定された発光サイリスタLがターンオンして、点灯(発光)する。
発光素子アレイS−Aにおいて、ある転送サイリスタTの番号に対して、発光サイリスタLが設けられていない場合は、発光素子アレイS−Bにおいて、その転送サイリスタTの番号に対して、発光サイリスタLが設けられている。また、発光素子アレイS−Bにおいて、ある転送サイリスタTの番号に対して、発光サイリスタLが設けられていない場合は、発光素子アレイS−Aにおいて、その転送サイリスタTの番号に対して、発光サイリスタLが設けられている。すなわち、発光素子アレイS−Aと発光素子アレイS−Bとで、互いに補完する関係になっている。これにより、発光素子アレイS−Aの発光サイリスタLと発光素子アレイS−Bの発光サイリスタLとを、並行して点灯(発光)させている。
また、本実施の形態では、点灯信号φIaが「H」(0V)から「L」(−3.3V)に移行した後、選択信号φW1(φW)を「L」(−3.3V)から「H」(0V)に移行しているが、選択信号φW1(φW)を「L」(−3.3V)から「H」(0V)に移行したのち、点灯信号φIaが「H」(0V)から「L」(−3.3V)に移行してもよい。
そして、発光素子アレイS−A(発光素子アレイS−A1〜S−A20)および発光素子アレイS−B(発光素子アレイS−B1〜S−B20)に共通に第1転送信号φ1および第2転送信号φ2を送信して、並行して駆動するとともに、点灯信号φI(φIa、φIb)を発光素子アレイ群#aおよび#bのそれぞれに対して共通に送信している。
本実施の形態では、点灯信号φI(φIa、φIb)と、選択信号φW(φW1〜φW20)との組み合わせにより、発光素子アレイS−A(発光素子アレイS−A1〜S−A20)および発光素子アレイS−B(発光素子アレイS−B1〜S−B20)を選択して、回路基板62に設ける配線の数を抑制している。
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態では、第1の実施の形態における発光素子アレイS−AおよびS−Bを1個の発光素子アレイSとした。すなわち、本実施の形態の発光素子アレイSは、自己走査型発光素子アレイ(SLED)を2個備えている。第1の実施の形態では、発光素子アレイS−AおよびS−Bの2種類を用いた。しかし、本実施の形態では、1種類の発光素子アレイSを用いればよい。発光素子アレイSは発光チップであってもよい。以下では、発光素子アレイSは発光チップであるとして説明する。
図10は、第2の実施の形態における発光素子アレイSの構成、発光装置65の信号発生回路110の構成および回路基板62上の配線構成を示した図である。図10(a)は発光素子アレイSの構成を示し、図10(b)は発光装置65の信号発生回路110の構成および回路基板62上の配線構成を示す。本実施の形態では、40個の発光素子アレイSを用い、20個の発光素子アレイSa1〜Sa20と、20個の発光素子アレイSb1〜Sb20とを配列している。発光素子アレイSa1〜Sa20をそれぞれ区別しないときは発光素子アレイSaと、発光素子アレイSb1〜Sb20をそれぞれ区別しないときは発光素子アレイSbと表記し、さらに発光素子アレイSaと発光素子アレイSbとを区別しないときは発光素子アレイSと表記する。
はじめに、図10(a)に示す発光素子アレイSの構成を説明する。以下では、第1の実施の形態で説明した発光素子アレイS−AおよびS−Bと異なるものについて説明し、同様なものには同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
発光素子アレイSは、基板80の長辺方向の両端部に、各種の制御信号等を取り込むための複数のボンディングパッドである入力端子(Vga端子、φ2端子、φW端子、φIl端子、φ1端子、φIr端子)を備えている。第1の実施の形態で説明した発光素子アレイS−AおよびS−BのφI端子が、φIl端子とφIr端子に分かれている(後述する図11参照)。これらの入力端子は、基板80の一端部からVga端子、φ2端子、φW端子、φIl端子の順に設けられ、基板80の他端部からφIr端子、φ1端子の順に設けられている。そして、発光素子列102は、φIl端子とφ1端子との間に設けられている。
次に、図10(b)により、発光装置65の信号発生回路110の構成および回路基板62上の配線構成を説明する。
前述したように、発光装置65の回路基板62には、信号発生回路110および発光素子アレイSa1〜Sa20および発光素子アレイSb1〜Sb20が搭載され、信号発生回路110と発光素子アレイSa1〜Sa20および発光素子アレイSb1〜Sb20とを相互に接続する配線が設けられている。
まず、信号発生回路110の構成について説明する。以下では、第1の実施の形態で説明した発光素子アレイS−AおよびS−Bと異なるものについて説明し、同様なものには同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
信号発生回路110は、各種の制御信号に基づき、発光素子アレイSa1〜Sa20および発光素子アレイSb1〜Sb20に対して、第1転送信号φ1と第2転送信号φ2とを送信する転送信号発生部120と、を備えている。
さらに、信号発生回路110は、各種の制御信号に基づき、発光素子アレイSa1〜Sa20および発光素子アレイSb1〜Sb20に対して、点灯信号φIlを送信する点灯信号発生部140lと、発光素子アレイSa1〜Sa20および発光素子アレイSb1〜Sb20に対して、点灯信号φIrを送信する点灯信号発生部140rとを備えている。
そして、信号発生回路110は、各種の制御信号に基づき、発光素子アレイSa1〜Sa20のそれぞれに選択信号φWa1〜φWa20を送信する選択信号発生部150aと、発光素子アレイSb1〜Sb20のそれぞれに選択信号φWb1〜φWb20を送信する選択信号発生部150bとを備えている。
すなわち、本実施の形態では、発光素子アレイSに含まれる2個の自己走査型発光素子アレイ(SLED)(後述する図11のSLED−lおよびSLED−r参照)を組としている。
なお、図10では、点灯信号発生部140lと点灯信号発生部140rとを分けて示したが、これらをまとめて点灯信号発生部140と呼ぶ。そして、点灯信号φIlと点灯信号φIrとを区別しない場合には点灯信号φIと呼ぶ。また、図10では、選択信号発生部150aと選択信号発生部150bとを分けて示したが、これらをまとめて選択信号発生部150と呼ぶ。さらに、選択信号φWa1〜φWa20をそれぞれ区別ないときは選択信号φWaと、選択信号φWb1〜φWb20をそれぞれ区別ないときは選択信号φWbと呼び、これらをまとめて選択信号φWと呼ぶ。
発光素子アレイSa1〜Sa20および発光素子アレイSb1〜Sb20の配列は、第1の実施の形態における発光素子アレイS−A1〜S−A20および発光素子アレイS−B1〜S−B20の配列と同様である。
信号発生回路110と発光素子アレイSa1〜Sa20および発光素子アレイSb1〜Sb20とを相互に接続する配線について説明する。
回路基板62には、信号発生回路110の点灯信号発生部140lから、発光素子アレイSa1〜Sa20および発光素子アレイSb1〜Sb20のφIl端子に、点灯信号φIlを送信するための点灯信号ライン204aが設けられている。点灯信号φIlは、発光素子アレイSa1〜Sa20および発光素子アレイSb1〜Sb20のそれぞれに対して設けられた電流制限抵抗RIを介して、発光素子アレイSa1〜Sa20および発光素子アレイSb1〜Sb20に共通(並列)に送信される。
同様に、信号発生回路110の点灯信号発生部140rから、発光素子アレイSa1〜Sa20および発光素子アレイSb1〜Sb20のφIr端子に、点灯信号φIrを送信するための点灯信号ライン204bが設けられている。点灯信号φIrは、発光素子アレイSa1〜Sa20および発光素子アレイSb1〜Sb20のそれぞれに対して設けられた電流制限抵抗RIを介して、発光素子アレイSa1〜Sa20および発光素子アレイSb1〜Sb20に共通(並列)に送信される。
さらにまた、回路基板62には、信号発生回路110の選択信号発生部150aから、発光素子アレイSa1〜Sa20のそれぞれに選択信号φWa1〜φWa20を送信する選択信号ライン205a〜224aが設けられている。そして、信号発生回路110の選択信号発生部150bから、発光素子アレイSb1〜Sb20のそれぞれに選択信号φWb1〜φWb20を送信する選択信号ライン205b〜224bが設けられている。
以上説明したように、回路基板62上のすべての発光素子アレイSaおよびSbには、基準電位Vsubと電源電位Vgaが共通に供給される。同様に、回路基板62上のすべての発光素子アレイSaおよびSbに第1転送信号φ1、第2転送信号φ2が共通に送信される。
そして、点灯信号φIlおよびφIrは、すべての発光素子アレイSaおよびSbに対して共通に送信される。
選択信号φWa1〜φWa20は、それぞれが発光素子アレイSa1〜Sa20に送信され、選択信号φWb1〜φWb20は、それぞれが発光素子アレイSb1〜Sb20に送信される。
ここで、配線の数について説明する。
本実施の形態を適用しない場合には、点灯信号φIは、発光素子アレイSa1〜Sa20およびSb1〜Sb20のそれぞれに対して2つ送信されるため、点灯信号ライン204(図10の点灯信号ライン204aおよび204bに相当)は80本必要になる。これに加え、第1転送信号ライン201、第2転送信号ライン202、電源ライン200a、200bが必要となる。よって、発光装置65に設ける配線の数は84本となる。
また、点灯信号ライン204は、発光素子に点灯のための電流を送信するため、抵抗が小さいことを要する。よって、点灯信号ライン204には、幅の広い配線が必要になる。このため、本実施の形態を適用しない場合には、発光装置65の回路基板62上に幅の広い配線を多数設けることになり、回路基板62の面積が大きくなってしまう。
本実施の形態では、図10に示すように、点灯信号ライン204a、204b、第1転送信号ライン201、第2転送信号ライン202、電源ライン200a、200bに加え、選択信号φWa1〜φWa20および選択信号φWb1〜φWb20に対応した選択信号ライン205a〜224a、205b〜224bが必要になる。よって、46本となる。
本実施の形態では、本実施の形態を適用しない場合に比べ、配線の数は1/2になる。
さらに、本実施の形態では、発光素子に点灯のための電流を送信する幅の広い配線は点灯信号ライン204a、204bの2本に削減される。なお、選択信号ライン205a〜224a、205b〜224bには大きな電流を流さない。よって、選択信号ライン205a〜224a、205b〜224bに幅の広い配線を要しない。このことから、本実施の形態では、回路基板62上に幅の広い配線を多数設けることを要せず、回路基板62の面積を抑制できる。
図11は、第2の実施の形態における発光素子アレイSの回路構成を説明するための等価回路図である。発光素子アレイSは自己走査型発光素子アレイ(SLED)である。発光素子アレイSa1〜Sa20および発光素子アレイSb1〜Sb20の構成は、発光素子アレイSと同じである。
発光素子アレイSは、第1の実施の形態における発光素子アレイS−AおよびS−Bを1つの基板80上に並べて構成している。図11において、左側のSLED−lが発光素子アレイS−Aに対応する部分、右側のSLED−rが発光素子アレイS−Bに対応する部分である。
発光素子アレイSは、図6に示した発光素子アレイS−Aと同様に、図中左側より転送サイリスタTl1、Tl2、Tl3、…および発光サイリスタLl1、Ll3、…が番号順に設けられている。他の素子についても、詳細な説明を省略するが図6に示した発光素子アレイS−Aと同様に設けられている。これらに素子により、SLED−lが構成されている。
同様に、図7に示した発光素子アレイS−Bと同様に、図中右側より、転送サイリスタTr1、Tr2、Tr3、…および発光サイリスタLr2、Lr4、…が番号順に設けられている。他の素子についても、詳細な説明を省略するが図7に示した発光素子アレイS−Bと同様に設けられている。これらに素子により、SLED−rが構成されている。
以下では、転送サイリスタTl1、Tl2、Tl3、…および転送サイリスタTr1、Tr2、Tr3、…をそれぞれ区別しないときは、転送サイリスタTと呼ぶ。同様に、発光サイリスタLl1、Ll3、…および発光サイリスタLr2、Lr4、…をそれぞれ区別しないときは、発光サイリスタLと呼ぶ。
なお、発光サイリスタLの個数は、SLED−lおよびSLED−rのそれぞれにおいて128個など、予め定められた個数としてよい。
そして、SLED−lにおける奇数番号の転送サイリスタTl1、Tl3、Tl5、…のカソード端子は、第1転送信号線72lに接続され、電流制限抵抗Rl1を介して、図中右端に示されたφ1端子に接続されている。SLED−lにおける偶数番号の転送サイリスタTl2、Tl4、Tl6、…のカソード端子は、第2転送信号線73lに接続され、電流制限抵抗Rl2を介して、図中左端に示されたφ2端子に接続されている。
SLED−lのスタートダイオードDxl0は、アノード端子が第2転送信号線73lに接続され、カソード端子が転送サイリスタTl1のゲート端子(符号なし)に接続されている。
一方、SLED−rにおける奇数番号の転送サイリスタTr1、Tr3、Tr5,…のカソード端子は、第1転送信号線72rに接続され、電流制限抵抗Rr1を介して、図中右端に示されたφ1端子に接続されている。SLED−rにおける偶数番号の転送サイリスタTr2、Tr4、Tr6、…のカソード端子は、第2転送信号線73rに接続され、電流制限抵抗Rr2を介して、図中左端に示されたφ2端子に接続されている。
SLED−rのスタートダイオードDxr0は、アノード端子が第2転送信号線73rに接続され、カソード端子が転送サイリスタTr1のゲート端子(符号なし)に接続されている。
φ1端子には第1転送信号φ1が送信され、φ2端子には第2転送信号φ2が送信される。すなわち、第1転送信号φ1および第2転送信号φ2は、SLED−lとSLED−rとに共通に送信される。
SLED−lのショットキー型書込ダイオードSDwl1、SDwl3、…のカソード端子およびSLED−rのショットキー型書込ダイオードSDwr2、SDwr4、…のカソード端子は、選択信号線74に接続されている。選択信号線74は、図中左端に示された制御端子の一例としてのφW端子に接続されている。
φW端子には選択信号φWa1〜φWa20またはφWb1〜φWb20のいずれかが送信される。
SLED−lの発光サイリスタLl1、Ll3、…のカソード端子は、点灯信号線75lに接続されている。点灯信号線75lは、図中左端に示されたφIl端子に接続されている。SLED−rの発光サイリスタLr2、Lr4、…のカソード端子は、点灯信号線75rに接続されている。点灯信号線75rは、図中右端に示されたφIr端子に接続されている。φIl端子には点灯信号φIlが送信され、φIr端子には点灯信号φIrが送信される。
図12は、第2の実施の形態における発光装置65および発光素子アレイS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では、発光素子アレイSa1のSLED−lおよびSLED−r、発光素子アレイSb1のSLED−lおよびSLED−rの動作を説明するタイミングチャートを示している。
そして、発光素子アレイSa1のSLED−lでは、発光サイリスタLl1、Ll3、Ll5、Ll7を点灯させるとし、SLED−rでは、発光サイリスタLr2、Lr4、Lr6、Lr8を点灯させるとしている。
発光素子アレイSb1のSLED−lでは、発光サイリスタLl3、Ll5、Ll7を点灯させるとし、SLED−rでは、発光サイリスタLr2、Lr6、Lr8を点灯させるとした。
第2の実施の形態では、発光素子アレイSは、第1の実施の形態の発光素子アレイS−AおよびS−BをそれぞれSLED−lおよびSLED−rとして、1つの基板80上に設けている。そして、第2の実施の形態では、各発光素子アレイSのそれぞれのSLED−lとSLED−rとで、第1の実施の形態における発光素子アレイ組を構成している。よって、本実施の形態では、発光素子アレイ組が40個ある。
そして、第2の実施の形態における各発光素子アレイSのSLED−lが、第1の実施の形態の発光素子アレイ群#aにあたり、各発光素子アレイSのSLED−rが、第1の実施の形態の発光素子アレイ群#bにあたる。
このことから、図12は、図9において、点灯信号φIaおよびφIbをそれぞれ点灯信号φIlおよびφIrに置き換え、発光素子アレイS−AおよびS−BをそれぞれSLED−lおよびSLED−rに置き換えている。よって、本実施の形態の発光装置65および発光素子アレイSの動作は、第1の実施の形態における説明から分かる。よって、詳細な説明を省略する。
(第3の実施の形態)
第3の実施の形態では、3個の発光素子アレイ群(#a、#b、#c)を設けた。
図13は、第3の実施の形態における発光装置65の回路基板62上の発光素子アレイS−A1〜S−A20、S−B1〜S−B20、S−C1〜S−C20をマトリクスの各要素として配置して示した図である。ここで、発光素子アレイS−A1〜S−A20、発光素子アレイS−B1〜S−B20、発光素子アレイS−C1〜S−C20をそれぞれ区別しないときは、発光素子アレイS−A、S−B、S−Cと呼ぶ。
ここでは、発光素子アレイS−A、S−B、S−Cをそれぞれ20個とし、発光素子アレイ群#aは発光素子アレイS−A1〜S−A20、発光素子アレイ群#bは発光素子アレイS−B1〜S−B20、発光素子アレイ群#cは発光素子アレイS−C1〜S−C20を備えている。
このため、第1の実施の形態における信号発生回路110において、発光素子アレイ群#cに点灯信号φIcを送信する点灯信号発生部140cを新たに設けている。他の構成は、第1の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
そして、発光素子アレイ組#1は、発光素子アレイS−A1、S−B1、S−C1から構成されている。発光素子アレイ組#2は、発光素子アレイS−A2、S−B2、S−C2から構成されている。同様に、発光素子アレイ組#20は、発光素子アレイS−A20、S−B20、S−C20から構成されている。すなわち、発光素子アレイ組は20個ある。
ここで、配線の数について説明する。
本実施の形態を適用しないで、発光装置65の発光素子アレイS−A、S−B、S−Cを発光素子アレイ群に分けない場合には、点灯信号φIは、発光素子アレイS−A、S−B、S−Cのそれぞれに対して送信されるため、発光素子アレイS−A、S−B、S−Cの総数が60個とすると、点灯信号ライン204(図4の点灯信号ライン204aおよび204bに相当)は60本必要になる。これに加え、第1転送信号ライン201、第2転送信号ライン202、電源ライン200a、200bが必要となる。よって、発光装置65に設ける配線の数は64本となる。
また、点灯信号ライン204は、発光素子に点灯のための電流を送信するため、抵抗が小さいことを要する。よって、点灯信号ライン204には、幅の広い配線が必要になる。このため、本実施の形態を適用しない場合には、発光装置65の回路基板62上に幅の広い配線を多数設けることになり、回路基板62の面積が大きくなってしまう。
本実施の形態では、図13に示すように、発光素子アレイ群の数を3としているので、図4に示した点灯信号ライン204a、204bに加え、点灯信号ライン204cが必要になって3本となる。さらに、第1の実施の形態と同様に、第1転送信号ライン201、第2転送信号ライン202、電源ライン200a、200b、選択信号ライン205〜224が必要になる。よって、本実施の形態の配線の数は27本となる。
なお、第1の実施の形態と同様に、発光素子アレイ群の数を2とした場合には、選択信号ライン(図13の205〜224に相当するライン)が30本必要となる。よって、発光素子アレイ群の数を2とした場合の配線の数は36本となる。
本実施の形態では、本実施の形態を適用しない場合に比べ、配線の数は1/2になる。また、発光素子アレイ群の数が2の場合に比べ、発光素子アレイ群の数を3にすると配線の数は3/4になる。
さらに、本実施の形態では、発光素子に点灯のための電流を送信する幅の広い配線は点灯信号ライン204a、204b、204cの3本に削減される。なお、選択信号ライン205〜224には大きな電流を流さない。よって、選択信号ライン205〜224に幅の広い配線を要しない。このことから、本実施の形態では、回路基板62上に幅の広い配線を多数設けることを要せず、回路基板62の面積を抑制できる。
第1の実施の形態では、構成が異なる発光素子アレイS−AおよびS−Bを用いた。本実施の形態では、構成が異なる3種類の発光素子アレイS−A、S−B、S−Cを用いる。
図14は、第3の実施の形態における発光素子アレイS−Aの回路構成を説明するための等価回路図である。発光素子アレイS−Aは自己走査型発光素子アレイ(SLED)である。ここでは、発光素子アレイS−A1を例に発光素子アレイS−Aを説明する。そこで、図14において、発光素子アレイS−Aを発光素子アレイS−A1(S−A)と表記する。
第1の実施の形態における発光素子アレイS−Aは、図6に示したように、(2n−1)(nは1以上の整数)番の転送サイリスタT毎に発光サイリスタLが設けられていた。すなわち、奇数番号の転送サイリスタTに対応して、発光サイリスタLが設けられていた。これに対し、図14に示すように、本実施の形態における発光素子アレイS−Aでは、(3n−2)(nは1以上の整数)番の転送サイリスタT毎に発光サイリスタLが設けられている。すなわち、3個の転送サイリスタT毎に発光サイリスタLが設けられている。よって、図6、7と同様のものには同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
なお、発光素子アレイS−A1では、制御端子の一例としてのφW端子に選択信号φW1が送信され、φI端子に点灯信号φIaが送信される。
図15は、第3の実施の形態における発光素子アレイS−Bの回路構成を説明するための等価回路図である。発光素子アレイS−Bは自己走査型発光素子アレイ(SLED)である。ここでは、発光素子アレイS−Bは自己走査型発光素子アレイ(SLED)である。発光素子アレイS−B1を例に発光素子アレイS−Bを説明する。そこで、図15において、発光素子アレイS−Bを発光素子アレイS−B1(S−B)と表記する。
図7に示したように、第1の実施の形態における発光素子アレイS−Bでは、(2n)(nは1以上の整数)番の転送サイリスタT毎に発光サイリスタLが設けられていた。すなわち、偶数番号の転送サイリスタTに対応して、発光サイリスタLが設けられていた。これに対し、図15に示すように、本実施の形態における発光素子アレイS−Bでは、(3n−1)(nは1以上の整数)番の転送サイリスタT毎に発光サイリスタLが設けられている。すなわち、3個の転送サイリスタT毎に発光サイリスタLが設けられている。よって、図6、7と同様のものには同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
なお、発光素子アレイS−B1では、制御端子の一例としてのφW端子に選択信号φW1が送信され、φI端子に点灯信号φIbが送信される。
図16は、第3の実施の形態における発光素子アレイS−Cの回路構成を説明するための等価回路図である。発光素子アレイS−Cは自己走査型発光素子アレイ(SLED)である。ここでは、発光素子アレイS−C1を例に発光素子アレイS−Cを説明する。そこで、図16において、発光素子アレイS−Cを発光素子アレイS−C1(S−C)と表記する。
図16に示すように、本実施の形態における発光素子アレイS−Cでは、(3n)(nは1以上の整数)番の転送サイリスタT毎に発光サイリスタLが設けられている。すなわち、3個の転送サイリスタT毎に発光サイリスタLが設けられている。よって、図6、7と同様のものには同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
なお、発光素子アレイS−C1では、制御端子の一例としてのφW端子に選択信号φW1が送信され、φI端子に点灯信号φIcが送信される。
図17は、第3の実施の形態における発光装置65および発光素子アレイS−A、S−B、S−Cの動作を説明するためのタイミングチャートである。時刻aから時刻uは図9と同じである。そして、時刻nと時刻oとの間に時刻αを設けている。
図9に示した第1の実施の形態におけるタイミングチャートにおいて、点灯信号φIcおよび発光素子アレイS−C1およびS−C2が追加されている。
そして、時刻cから時刻pまでが期間Ta(1)となって、第1の実施の形態において、図9で示した期間Ta(1)より長くなっている。他の期間についても同様である。本実施の形態では、3個の転送サイリスタTが順にオン状態になる期間を期間Tとするためである。
点灯信号φIa、φIb、φIcの信号波形は、それぞれが時間軸上において互いに期間Tの1/3の期間ずれている。
そして、転送サイリスタTにおいて、転送サイリスタT3のみがオン状態になっている時刻αにおいて、選択信号φW1の「L」(−3.3V)から「H」(0V)の移行に伴って、発光素子アレイS−C1の発光サイリスタL3がターンオンして点灯(発光)する。
本実施の形態における発光装置65および発光素子アレイS−A、S−B、S−Cの動作は、第1の実施の形態における説明によって理解しうる。よって、詳細な説明を省略する。
なお、本実施の形態では、3つの発光素子アレイ群を設けたが、さらに多くの発光素子アレイ群としてもよい。
(第4の実施の形態)
第1の実施の形態では、発光素子アレイ群#aの発光素子アレイS−A1〜S−A20に対して、点灯信号φIaを送信し、発光素子アレイ群#bの発光素子アレイS−B1〜S−B20に対して点灯信号φIbを送信した。第4の実施の形態では、発光素子アレイS−A1〜S−A20および発光素子アレイS−B1〜S−B20がそれぞれ点灯信号φIaおよびφIbが送信されるφI1端子、φI2端子を備えている。
図18は、第4の実施の形態における発光素子アレイS−AおよびS−Bの構成、発光装置65の信号発生回路110の構成および回路基板62上の配線構成を示した図である。図18(a)は発光素子アレイS−Aの構成を示し、図18(b)は発光素子アレイS−Bの構成を示す。そして、図18(c)は発光装置65の信号発生回路110の構成および回路基板62上の配線構成を示す。本実施の形態では、発光素子アレイS−A1〜S−A20と、発光素子アレイS−B1〜S−B20とを回路基板62上に配列している。
図18(a)に示す発光素子アレイS−Aおよび図18(b)に示す発光素子アレイS−Bの構成を説明する。なお、図4(a)および(b)と同様なものについては、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
発光素子アレイS−AおよびS−Bは、基板80の長辺方向の両端部に、各種の制御信号等を取り込むための複数のボンディングパッドである入力端子(Vga端子、φ2端子、φW端子、φI1端子、φ1端子、φI2端子)を備えている。なお、これらの入力端子は、基板80の一端部からVga端子、φ2端子、φW端子、φI1端子の順に設けられ、基板80の他端部からφI2端子、φ1端子の順に設けられている。そして、発光素子列102は、φI1端子とφ1端子との間に設けられている。
図18(a)および(b)に示したように、発光素子アレイS−AおよびS−Bの外形および入力端子の構成は同じである。ただし、後述する図20および21で示すように、発光素子アレイS−AおよびS−Bの回路構成は互いに異なっている。
次に、図18(c)により、発光装置65の信号発生回路110の構成および回路基板62上の配線構成を説明する。
信号発生回路110の構成は、第1の実施の形態と同じであるので、詳細な説明を省略する。
そして、回路基板62において、点灯信号発生部140aからの点灯信号φIaを送信する点灯信号ライン204aは、すべての発光素子アレイS−A1〜S−A20および発光素子アレイS−B1〜S−B20のφI1端子に接続されている。よって、点灯信号φIaはすべての発光素子アレイS−A1〜S−A20および発光素子アレイS−B1〜S−B20に共通に送信される。
同様に、点灯信号発生部140bからの点灯信号φIbを送信する点灯信号ライン204bは、すべての発光素子アレイS−A1〜S−A20および発光素子アレイS−B1〜S−B20のφI2端子に接続されている。よって、点灯信号φIbはすべての発光素子アレイS−A1〜S−A20および発光素子アレイS−B1〜S−B20に共通に送信される。
図19は、第4の実施の形態における発光装置65の回路基板62上の発光素子アレイS−A1〜S−A20および発光素子アレイS−B1〜S−B20をマトリクスの各要素として配置して示した図である。図5に示した第1の実施の形態では、点灯信号φIaが発光素子アレイS−A1〜S−A20に、点灯信号φIbが発光素子アレイS−B1〜S−B20に送信されていた。しかし、本実施の形態では、点灯信号φIaおよびφIbが、発光素子アレイS−A1〜S−A20および発光素子アレイS−B1〜S−B20に共通に送信されている。
本実施の形態における配線の数は、第1の実施の形態と同じである。
図20は、第4の実施の形態における発光素子アレイS−Aの回路構成を説明するための等価回路図である。発光素子アレイS−Aは自己走査型発光素子アレイ(SLED)である。ここでは、発光素子アレイS−A1を例に発光素子アレイS−Aを説明する。そこで、図20において、発光素子アレイS−Aを発光素子アレイS−A1(S−A)と表記する。
図6に示したように、第1の実施の形態における発光素子アレイS−Aでは、(2n−1)(nは1以上の整数)番の転送サイリスタT毎に発光サイリスタLが設けられていた。すなわち、奇数番号の転送サイリスタTに対応して、発光サイリスタLが設けられていた。これに対し、図20に示すように、本実施の形態における発光素子アレイS−Aでは、4の剰余が0または1である番号の転送サイリスタTに発光サイリスタLが設けられている。すなわち、転送サイリスタT1に対応して発光サイリスタL1が設けられ、転送サイリスタT4に対して発光サイリスタL4が設けられている。そして、転送サイリスタT5に対して発光サイリスタL5が設けられ、転送サイリスタT8に対して発光サイリスタL8が設けられている。すなわち、隣接する4個の転送サイリスタTにおいて、左端の転送サイリスタTと右端の転送サイリスタTとに対応して、発光サイリスタLが設けられている。以下説明を省略するが、番号が9以上においても同様である。
そして、隣接する4個の転送サイリスタTにおいて、左端の転送サイリスタTのカソード端子が点灯信号線75aに接続され、右端の転送サイリスタTのカソード端子が点灯信号線75bに接続されている。点灯信号線75aは端子φI1に接続され、点灯信号φIaが送信される。点灯信号線75bは端子φI2に接続され、点灯信号φIbが送信される。
他の構成は、第1の実施の形態と同様である。よって、図6、7と同様のものには同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
図21は、第4の実施の形態における発光素子アレイS−Bの回路構成を説明するための等価回路図である。発光素子アレイS−Bは自己走査型発光素子アレイ(SLED)である。ここでは、発光素子アレイS−B1を例に発光素子アレイS−Bを説明する。そこで、図21において、発光素子アレイS−Bを発光素子アレイS−B1(S−B)と表記する。
図7に示したように、第1の実施の形態における発光素子アレイS−Bでは、2n(nは1以上の整数)番の転送サイリスタT毎に発光サイリスタLが設けられていた。すなわち、偶数番号の転送サイリスタTに対応して、発光サイリスタLが設けられていた。これに対し、図21に示すように、本実施の形態における発光素子アレイS−Bでは、4の剰余が2または3である番号の転送サイリスタTに発光サイリスタLが設けられている。すなわち、転送サイリスタT2に対応して発光サイリスタL2が設けられ、転送サイリスタT3に対して発光サイリスタL3が設けられている。そして、転送サイリスタT6に対して発光サイリスタL6が設けられ、転送サイリスタT7に対して発光サイリスタL7が設けられている。すなわち、隣接する4個の転送サイリスタTにおいて、中の二つの転送サイリスタT、つまり左端から二つ目の転送サイリスタTおよび左端から三つ目の転送サイリスタTに対応して、発光サイリスタLが設けられている。以下説明を省略するが、番号が9以上においても同様である。
そして、隣接する4個の転送サイリスタTにおいて、左端から二つ目の転送サイリスタTのカソード端子が点灯信号線75bに接続され、左端から三つ目の転送サイリスタTのカソード端子が点灯信号線75aに接続されている。
他の構成は、第1の実施の形態と同様である。よって、図6、7と同様のものには同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
本実施の形態では、発光素子アレイS−Aにおいて、点灯信号φI1にカソード端子が接続された発光サイリスタL1、L5、…と発光素子アレイS−Bにおいて、点灯信号φI1にカソード端子が接続された発光サイリスタL3、L7、…とが発光素子アレイ群#aに属し、発光素子アレイS−Aにおいて、点灯信号φI2にカソード端子が接続された発光サイリスタL4、L8、…と発光素子アレイS−Bにおいて、点灯信号φI2にカソード端子が接続された発光サイリスタL2、L6、…とが発光素子アレイ群#bに属している。そして、発光素子アレイ群#aに属する発光素子アレイS−A1における発光サイリスタL1、L5、…と発光素子アレイS−B1における発光サイリスタL3、L7、…と、発光素子アレイ群#bに属する発光素子アレイS−A1における発光サイリスタL4、L8、…と発光素子アレイS−B1における発光サイリスタL2、L6、…とで発光素子アレイ組#1を構成している。
他の発光素子アレイ組#2〜#20についても同様である。
第4の実施の形態における発光装置65および発光素子アレイS−AおよびS−Bは、図9に示した第1の実施の形態におけるタイミングチャートにしたがって動作する。よって、詳細な説明を省略する。
なお、本実施の形態における発光素子アレイS−AとS−Bとを1つの基板80上に構成し、第2の実施の形態と同様に、発光素子アレイが2個の自己走査型発光素子アレイ(SLED)を備えてもよい。
(第5の実施の形態)
第4の実施の形態では、回路構成の異なる2種類の発光素子アレイS−AおよびS−Bを用いていた。本実施の形態では、1種の発光素子アレイSを用いている。
図22は、第5の実施の形態における発光素子アレイSの構成、発光装置65の信号発生回路110の構成および回路基板62上の配線構成を示した図である。図22(a)は発光素子アレイSの構成を示し、図22(b)は発光装置65の信号発生回路110の構成および回路基板62上の配線構成を示す。
図22(a)に示す発光素子アレイSの構成は、図10(a)に示した第2の実施の形態における発光素子アレイSにおいて、φIl端子をφI1端子に、φIr端子をφI2端子としたものにあたる。
図22(b)に示す回路基板62上には、第2の実施の形態と同様に、20個の発光素子アレイSa1〜Sa20と、20個の発光素子アレイSb1〜Sb20とが配列されている。
そして、信号発生回路110の構成は、図10(b)に示した第2の実施の形態における信号発生回路110において、点灯信号発生部140lを点灯信号発生部140aと、点灯信号φIlを点灯信号φIaと、点灯信号発生部140rを点灯信号発生部140bと、点灯信号φIrを点灯信号φIbとしたものにあたる。また、回路基板62上の配線構成は、図10(b)に示した第2の実施の形態と同じである。
第4の実施の形態では、発光素子アレイS−AおよびS−Bの2種類を用いた。しかし、本実施の形態では、1種類の発光素子アレイSを用いればよい。
よって、本実施の形態における配線の数は、第1および第4の実施の形態と同じである。
図23は、第5の実施の形態における発光素子アレイSの回路構成を説明するための等価回路図である。発光素子アレイSは自己走査型発光素子アレイ(SLED)である。ここでは、発光素子アレイSa1を例に発光素子アレイSを説明する。そこで、図23において、発光素子アレイSを発光素子アレイSa1(S)と表記する。
第1の実施の形態における発光素子アレイS−Aは、図6に示したように、(2n−1)(nは1以上の整数)番の転送サイリスタT毎に発光サイリスタLが設けられていた。すなわち、奇数番号の転送サイリスタTに対応して、発光サイリスタLが設けられていた。これに対し、図23に示すように、本実施の形態における発光素子アレイSa1(S)では、各転送サイリスタTに対応して発光サイリスタLが設けられている。
そして、奇数番号の発光サイリスタLのカソード端子が点灯信号線75aに接続され、偶数番号の発光サイリスタLのカソード端子が点灯信号線75bに接続されている。点灯信号線75aは、点灯信号φIaが送信される端子φI1に接続され、点灯信号線75bは点灯信号φIbが送信される端子φI2に接続されている。
よって、図6、7と同様のものには同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
第5の実施の形態においては、発光素子アレイSa1〜Sa20および発光素子アレイSb1〜Sb20の奇数番号の発光サイリスタLが発光素子アレイ群#aを構成し、偶数番号の発光サイリスタLが発光素子アレイ群#bを構成している。
そして、各発光素子アレイS中の、奇数番号の発光サイリスタLと、偶数番号の発光サイリスタLとで、第1の実施の形態で説明した組を構成する。すなわち、発光素子アレイSa1中の発光サイリスタL1、L3、L5、…と、発光素子アレイSa1中の発光サイリスタL2、L4、L6、…とで、発光素子アレイ組#1を構成している。すなわち、発光素子アレイ組#1を構成する発光サイリスタL1、L3、L5、…からなる発光素子アレイと、発光素子アレイ組#2を構成する発光サイリスタL2、L4、L6、…からなる発光素子アレイとが、重畳していると考えてもよい。
他の組についても同様である。第1の実施の形態では組の数は20個であったが、本実施の形態では、1個の発光素子アレイSで組を構成しているので、組の数は40個である。
図24は、第5の実施の形態における発光装置65および発光素子アレイSの動作を説明するためのタイミングチャートである。時刻aから時刻uは図9と同じである。
なお、図24では、発光素子アレイSa1およびSb1の発光サイリスタL1〜L8を点灯制御する部分を示している。すなわち、発光素子アレイSa1では発光サイリスタL1〜L8をすべて点灯するとしている。一方、発光素子アレイSb1では発光サイリスタL2、L3、L5、L6、L7、L8を点灯させ、発光サイリスタL1、L4を消灯のまま維持している。
発光装置65および発光素子アレイSa1〜Sa20および発光素子アレイSb1〜Sb20の動作は、第1の実施の形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。
第1から第5の実施の形態において、転送サイリスタTは、第1転送信号φ1と第2転送信号φ2の2相で駆動したが、転送サイリスタTを3個毎に3相の転送信号を送信して駆動してもよい。同様にして、4相以上の転送信号を送信しても駆動してもよい。
また、第1から第5の実施の形態において、第1の電気的手段として結合ダイオードDxを用いたが、第1の電気的手段は、一方の端子の電位の変化が他方の端子の電位の変化を生じるものであればよく、抵抗などでもよい。
また、第2の電気的手段として、接続抵抗Raを用いたが、第2の電気的手段は、電位降下を生じるものであればよく、ダイオードなどでもよい。
同様に、第3の電気的手段として、ショットキー型書込ダイオードSDwを用いたが、第3の電気的手段は、一方の端子の電位の変化が他方の端子の電位の変化を生じるものであればよく、ダイオード、抵抗であってもよい。
また、発光素子アレイの発光サイリスタLの数を128として説明したが、この個数は任意に設定しうる。
そして、第1から第5の実施の形態において、発光素子アレイ群を構成する発光素子アレイの数および発光素子アレイ組を構成する発光素子アレイの数をそれぞれ同数としたが、異なってもよい。また、発光素子アレイ組を構成する発光素子アレイは、それぞれが異なる発光素子アレイ群に属するとしたが、同じ発光素子アレイ群に属する発光素子アレイを含んでいてもよい。この場合、同じ発光素子アレイ群に属する発光素子アレイは並行して点灯制御される。
さらに、第1から第5の実施の形態では、サイリスタ(転送サイリスタT、発光サイリスタL)は、アノード端子が基板80に接続されたアノードコモンとして説明した。サイリスタ(転送サイリスタT、発光サイリスタL)は、回路の極性を変更することによって、カソード端子が基板80に接続されたカソードコモンとしてもよい。
1…画像形成装置、10…画像形成プロセス部、11…画像形成ユニット、12…感光体ドラム、14…プリントヘッド、30…画像出力制御部、40…画像処理部、62…回路基板、63…発光部、64…ロッドレンズアレイ、65…発光装置、110…信号発生回路、120…転送信号発生部、140…点灯信号発生部、150…選択信号発生部、φ1…第1転送信号、φ2…第2転送信号、φW(φW1〜φW20、φWa1〜φWa20、φWb1〜φWb20)…選択信号、φI(φIa、φIb、φIl、φIr)…点灯信号、S−A1〜S−A20、S−B1〜S−B20、Sa1〜Sa20、Sb1〜Sb20…発光素子アレイ、L…発光サイリスタ、T…転送サイリスタ、Dx…結合ダイオード、SDw…ショットキー型書込ダイオード、Vga…電源電位、Vsub…基準電位

Claims (16)

  1. それぞれが、複数の発光素子を有する複数の発光素子アレイと、
    前記複数の発光素子アレイに共通に接続された第1の配線と、
    前記複数の発光素子アレイが分けられて構成された複数の発光素子アレイ群の当該発光素子アレイ群ごとに共通に接続された第2の配線と、
    前記複数の発光素子アレイ群のそれぞれに含まれる発光素子アレイから当該複数の発光素子アレイ群をまたいで構成された、発光素子アレイの複数の組の当該組ごとに共通に接続された第3の配線と、
    前記第1の配線を介して、前記複数の発光素子アレイのそれぞれが備える前記複数の発光素子を順に点灯または非点灯の制御の対象として設定する転送信号を、当該複数の発光素子アレイに共通に送信する転送信号発生部と、
    前記第2の配線を介して、前記複数の発光素子を構成する発光素子に点灯のための電力を供給する点灯信号を、前記発光素子アレイ群ごとに送信する点灯信号発生部と、
    前記第3の配線を介して、前記点灯信号との組み合わせにより点灯または非点灯の制御の対象となる発光素子アレイを選択する選択信号を、前記組ごとに送信する選択信号発生部と
    を備える発光装置。
  2. 前記点灯信号発生部は、前記発光素子アレイ群ごとに異なる位相で前記点灯信号を送信し、
    前記選択信号発生部は、前記組ごとに前記異なる位相に応じたタイミングで前記選択信号を送信することを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
  3. それぞれが、複数の発光素子を有する複数の発光素子アレイと、当該複数の発光素子アレイに共通に接続された第1の配線と、当該複数の発光素子アレイが分けられて構成された複数の発光素子アレイ群の当該発光素子アレイ群ごとに共通に接続された第2の配線と、当該複数の発光素子アレイ群のそれぞれに含まれる発光素子アレイから当該複数の発光素子アレイ群をまたいで構成された、発光素子アレイの複数の組の当該組ごとに共通に接続された第3の配線と、当該第1の配線を介して、当該複数の発光素子アレイのそれぞれが備える当該複数の発光素子を順に点灯または非点灯の制御の対象として設定する転送信号を、当該複数の発光素子アレイに共通に送信する転送信号発生部と、当該第2の配線を介して、当該複数の発光素子を構成する発光素子に点灯のための電力を供給する点灯信号を、当該発光素子アレイ群ごとに送信する点灯信号発生部と、当該第3の配線を介して、当該点灯信号との組み合わせにより点灯または非点灯の制御の対象となる発光素子アレイを選択する選択信号を、当該組ごとに送信する選択信号発生部とを備え、像保持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
    前記露光手段から照射される光を前記像保持体上に結像させる光学手段と
    を備えるプリントヘッド。
  4. 前記点灯信号発生部は、前記発光素子アレイ群ごとに異なる位相で前記点灯信号を送信し、
    前記選択信号発生部は、前記組ごとに前記異なる位相に応じたタイミングで前記選択信号を送信することを特徴とする請求項3に記載のプリントヘッド。
  5. 像保持体を帯電する帯電手段と、
    それぞれが、複数の発光素子を有する複数の発光素子アレイと、当該複数の発光素子アレイに共通に接続された第1の配線と、当該複数の発光素子アレイが分けられて構成された複数の発光素子アレイ群の当該発光素子アレイ群ごとに共通に接続された第2の配線と、当該複数の発光素子アレイ群のそれぞれに含まれる発光素子アレイから当該複数の発光素子アレイ群をまたいで構成された、発光素子アレイの複数の組の当該組ごとに共通に接続された第3の配線と、当該第1の配線を介して、当該複数の発光素子アレイのそれぞれが備える当該複数の発光素子を順に点灯または非点灯の制御の対象として設定する転送信号を、当該複数の発光素子アレイに共通に送信する転送信号発生部と、当該第2の配線を介して、当該複数の発光素子を構成する発光素子に点灯のための電力を供給する点灯信号を、当該発光素子アレイ群ごとに送信する点灯信号発生部と、当該第3の配線を介して、当該点灯信号との組み合わせにより点灯または非点灯の制御の対象となる発光素子アレイを選択する選択信号を、当該組ごとに送信する選択信号発生部とを備え、前記像保持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
    前記露光手段から照射される光を前記像保持体上に結像させる光学手段と、
    前記像保持体に形成された前記静電潜像を現像する現像手段と、
    前記像保持体に現像された画像を被転写体に転写する転写手段と
    を備える画像形成装置。
  6. 前記点灯信号発生部は、前記発光素子アレイ群ごとに異なる位相で前記点灯信号を送信し、
    前記選択信号発生部は、前記組ごとに前記異なる位相に応じたタイミングで前記選択信号を送信することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
  7. それぞれが、複数の発光素子を有するとともに、当該複数の発光素子が分けられて複数の発光素子グループを構成する複数の発光素子アレイと、
    前記複数の発光素子アレイに共通に接続された第1の配線と、
    前記複数の発光素子アレイに共通に接続されるとともに、当該複数の発光素子アレイのそれぞれが備える前記複数の発光素子グループが当該発光素子アレイをまたいで分けられて構成された複数の発光素子群の当該発光素子群ごとに接続された第2の配線と、
    前記発光素子アレイごとに接続された第3の配線と、
    前記第1の配線を介して、前記複数の発光素子グループのそれぞれが備える前記複数の発光素子を順に点灯または非点灯の制御の対象として設定する転送信号を、前記複数の発光素子アレイに共通に送信する転送信号発生部と、
    前記第2の配線を介して、前記複数の発光素子を構成する発光素子に点灯のための電力を供給する点灯信号を、前記発光素子群ごとに送信する点灯信号発生部と、
    前記第3の配線を介して、前記点灯信号との組み合わせにより点灯または非点灯の制御の対象となる発光素子グループを選択する選択信号を、前記発光素子アレイごとに送信する選択信号発生部と
    を備える発光装置。
  8. 前記点灯信号発生部は、前記発光素子群ごとに異なる位相で前記点灯信号を送信し、
    前記選択信号発生部は、前記発光素子グループごとに前記異なる位相に応じたタイミングで前記選択信号を送信することを特徴とする請求項7に記載の発光装置。
  9. それぞれが、複数の発光素子を有するとともに、当該複数の発光素子が分けられて複数の発光素子グループを構成する複数の発光素子アレイと、当該複数の発光素子アレイに共通に接続された第1の配線と、当該複数の発光素子アレイに共通に接続されるとともに、当該複数の発光素子アレイのそれぞれが備える当該複数の発光素子グループが当該発光素子アレイをまたいで分けられて構成された複数の発光素子群の当該発光素子群ごとに接続された第2の配線と、当該発光素子アレイごとに接続された第3の配線と、当該第1の配線を介して、当該複数の発光素子グループのそれぞれが備える当該複数の発光素子を順に点灯または非点灯の制御の対象として設定する転送信号を、当該複数の発光素子アレイに共通に送信する転送信号発生部と、当該第2の配線を介して、当該複数の発光素子を構成する発光素子に点灯のための電力を供給する点灯信号を、当該発光素子群ごとに送信する点灯信号発生部と、当該第3の配線を介して、当該点灯信号との組み合わせにより点灯または非点灯の制御の対象となる発光素子グループを選択する選択信号を、当該発光素子アレイごとに送信する選択信号発生部とを備え、像保持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
    前記露光手段から照射される光を前記像保持体上に結像させる光学手段と
    を備えるプリントヘッド。
  10. 前記点灯信号発生部は、前記発光素子群ごとに異なる位相で前記点灯信号を送信し、
    前記選択信号発生部は、前記発光素子グループごとに前記異なる位相に応じたタイミングで前記選択信号を送信することを特徴とする請求項9に記載のプリントヘッド。
  11. 像保持体を帯電する帯電手段と、
    それぞれが、複数の発光素子を有するとともに、当該複数の発光素子が分けられて複数の発光素子グループを構成する複数の発光素子アレイと、当該複数の発光素子アレイに共通に接続された第1の配線と、当該複数の発光素子アレイに共通に接続されるとともに、当該複数の発光素子アレイのそれぞれが備える当該複数の発光素子グループが当該発光素子アレイをまたいで分けられて構成された複数の発光素子群の当該発光素子群ごとに接続された第2の配線と、当該発光素子アレイごとに接続された第3の配線と、当該第1の配線を介して、当該複数の発光素子グループのそれぞれが備える当該複数の発光素子を順に点灯または非点灯の制御の対象として設定する転送信号を、当該複数の発光素子アレイに共通に送信する転送信号発生部と、当該第2の配線を介して、当該複数の発光素子を構成する発光素子に点灯のための電力を供給する点灯信号を、当該発光素子群ごとに送信する点灯信号発生部と、当該第3の配線を介して、当該点灯信号との組み合わせにより点灯または非点灯の制御の対象となる発光素子グループを選択する選択信号を、当該発光素子アレイごとに送信する選択信号発生部とを備え、前記像保持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
    前記露光手段から照射される光を前記像保持体上に結像させる光学手段と、
    前記像保持体に形成された前記静電潜像を現像する現像手段と、
    前記像保持体に現像された画像を被転写体に転写する転写手段と
    を備える画像形成装置。
  12. 前記点灯信号発生部は、前記発光素子群ごとに異なる位相で前記点灯信号を送信し、
    前記選択信号発生部は、前記発光素子グループごとに前記異なる位相に応じたタイミングで前記選択信号を送信することを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。
  13. それぞれが、複数の発光素子を有する複数の発光素子アレイと、
    前記複数の発光素子アレイに共通に接続され、前記複数の発光素子アレイのそれぞれが備える前記複数の発光素子を順に点灯または非点灯の制御の対象として設定する転送信号が、当該複数の発光素子アレイに共通に送信される第1の配線と、
    前記複数の発光素子アレイが分けられて構成された複数の発光素子アレイ群の当該発光素子アレイ群ごとに接続され、前記複数の発光素子を構成する発光素子に点灯のための電力を供給する点灯信号が、当該発光素子アレイ群ごとに送信される第2の配線と、
    前記複数の発光素子アレイ群のそれぞれに含まれる発光素子アレイから当該複数の発光素子アレイ群をまたいで構成された、発光素子アレイの複数の組の当該組ごとに接続され、前記点灯信号との組み合わせにより点灯または非点灯の制御の対象となる発光素子アレイを選択する選択信号が、当該組毎に送信される第3の配線と
    を備える発光装置。
  14. それぞれが、複数の発光素子を有するとともに、当該複数の発光素子が分けられて複数の発光素子グループを構成する複数の発光素子アレイと、
    前記複数の発光素子アレイに共通に接続され、前記複数の発光素子グループのそれぞれが備える前記複数の発光素子を順に点灯または非点灯の制御の対象として設定する転送信号が、当該複数の発光素子アレイに共通に送信される第1の配線と、
    前記複数の発光素子アレイに共通に接続されるとともに、当該複数の発光素子アレイのそれぞれが備える前記複数の発光素子グループが当該発光素子アレイをまたいで分けられて構成された複数の発光素子群の当該発光素子群ごとに接続され、点灯のための電力を供給する点灯信号が、当該発光素子群ごとに送信される第2の配線と、
    前記発光素子アレイごとに接続され、前記点灯信号との組み合わせにより点灯または非点灯の制御の対象となる発光素子グループを選択する選択信号が、前記発光素子アレイごとに送信される第3の配線と
    を備える発光装置。
  15. それぞれが、複数の発光素子を有する複数の発光素子アレイと、
    前記複数の発光素子アレイのそれぞれが備える前記複数の発光素子を順に点灯または非点灯の制御の対象として設定する転送信号を、当該複数の発光素子アレイに共通に送信する転送信号発生部と、
    前記複数の発光素子アレイが分けられて構成された複数の発光素子アレイ群の当該発光素子アレイ群ごとに、前記複数の発光素子を構成する発光素子に点灯のための電力を供給する点灯信号を送信する点灯信号発生部と、
    前記複数の発光素子アレイ群のそれぞれに含まれる発光素子アレイから当該複数の発光素子アレイ群をまたいで構成された、発光素子アレイの複数の組の当該組ごとに、前記点灯信号との組み合わせにより点灯または非点灯の制御の対象となる発光素子アレイを選択する選択信号を送信する選択信号発生部と
    を備える発光装置。
  16. それぞれが、複数の発光素子を有するとともに、当該複数の発光素子が分けられて複数の発光素子グループを構成する複数の発光素子アレイと、
    前記複数の発光素子グループのそれぞれが備える前記複数の発光素子を順に点灯または非点灯の制御の対象として設定する転送信号を、前記複数の発光素子アレイに共通に送信する転送信号発生部と、
    前記複数の発光素子アレイのそれぞれが備える前記複数の発光素子グループが当該発光素子アレイをまたいで分けられて構成された複数の発光素子群の当該発光素子群ごとに、前記複数の発光素子を構成する発光素子に点灯のための電力を供給する点灯信号を送信する点灯信号発生部と、
    前記点灯信号との組み合わせにより点灯または非点灯の制御の対象となる発光素子グループを選択する選択信号を、前記発光素子アレイごとに送信する選択信号発生部と
    を備える発光装置。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09150542A (ja) * 1995-11-29 1997-06-10 Canon Inc 記録素子アレー
JP2001253116A (ja) * 2000-01-07 2001-09-18 Nippon Sheet Glass Co Ltd 自己走査型発光素子アレイを用いた光書込みヘッド
JP2001260410A (ja) * 2000-03-16 2001-09-25 Nippon Sheet Glass Co Ltd 光書込みヘッドおよび光点列ずれの補正方法
JP2001270150A (ja) * 2000-03-27 2001-10-02 Nippon Sheet Glass Co Ltd 自己走査型発光素子アレイ
JP2001301231A (ja) * 2000-04-26 2001-10-30 Nippon Sheet Glass Co Ltd 自己走査型発光素子アレイおよび駆動方法
JP2002111063A (ja) * 2000-09-28 2002-04-12 Nippon Sheet Glass Co Ltd 自己走査型発光素子アレイチップ
JP2004181741A (ja) * 2002-12-03 2004-07-02 Nippon Sheet Glass Co Ltd 自己走査型発光素子アレイチップおよび光書込みヘッド
JP2007268895A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Fuji Xerox Co Ltd 光書込みヘッド
JP2009101712A (ja) * 2009-02-19 2009-05-14 Fuji Xerox Co Ltd 自己走査型発光素子アレイチップ、光書込みヘッドおよび光プリンタ

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09150542A (ja) * 1995-11-29 1997-06-10 Canon Inc 記録素子アレー
JP2001253116A (ja) * 2000-01-07 2001-09-18 Nippon Sheet Glass Co Ltd 自己走査型発光素子アレイを用いた光書込みヘッド
JP2001260410A (ja) * 2000-03-16 2001-09-25 Nippon Sheet Glass Co Ltd 光書込みヘッドおよび光点列ずれの補正方法
JP2001270150A (ja) * 2000-03-27 2001-10-02 Nippon Sheet Glass Co Ltd 自己走査型発光素子アレイ
JP2001301231A (ja) * 2000-04-26 2001-10-30 Nippon Sheet Glass Co Ltd 自己走査型発光素子アレイおよび駆動方法
JP2002111063A (ja) * 2000-09-28 2002-04-12 Nippon Sheet Glass Co Ltd 自己走査型発光素子アレイチップ
JP2004181741A (ja) * 2002-12-03 2004-07-02 Nippon Sheet Glass Co Ltd 自己走査型発光素子アレイチップおよび光書込みヘッド
JP2007268895A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Fuji Xerox Co Ltd 光書込みヘッド
JP2009101712A (ja) * 2009-02-19 2009-05-14 Fuji Xerox Co Ltd 自己走査型発光素子アレイチップ、光書込みヘッドおよび光プリンタ

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