JP2018061089A - Drive circuit, optical print head and image formation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は駆動回路、光プリントヘッド及び画像形成装置に関し、例えば電子写真式プリンタ(以下、これを単にプリンタとも呼ぶ)に適用して好適なものである。 The present invention relates to a drive circuit, an optical print head, and an image forming apparatus, and is suitable for application to, for example, an electrophotographic printer (hereinafter simply referred to as a printer).
従来のプリンタとしては、露光装置において、複数のLED(Light Emitting Diode)等の発光素子が整列配置された光プリントヘッドから、光を選択的に照射して感光体ドラムの表面に静電潜像を形成し、この静電潜像にトナーを付着させてトナー像を現像することにより、画像の印刷を行うものが広く普及している。 As a conventional printer, an electrostatic latent image is formed on the surface of a photosensitive drum by selectively irradiating light from an optical print head in which a plurality of light emitting elements such as LEDs (Light Emitting Diodes) are arranged and arranged in an exposure apparatus. The image is printed widely by developing the toner image by forming a toner image on the electrostatic latent image.
この露光装置では、例えば複数の発光素子(以下これを被駆動素子とも呼ぶ)と、各発光素子を駆動する複数の素子駆動部が設けられたドライバIC(Integrated Circuit)とが、所定の回路基板上において、主走査方向に沿ってそれぞれ整列された状態で取り付けられている。 In this exposure apparatus, for example, a plurality of light emitting elements (hereinafter also referred to as driven elements) and a driver IC (Integrated Circuit) provided with a plurality of element driving units for driving the respective light emitting elements include a predetermined circuit board. Above, they are attached in a state of being aligned along the main scanning direction.
またプリンタのなかには、露光装置において複数のドライバICをカスケード接続したものも提案されている(例えば、特許文献1参照)。このようなプリンタでは、画像の一部を表すシリアル型式のデータ信号を所定の制御回路から最上段のドライバICへ供給し、上段側のドライバICから下段側のドライバICへ順次供給することにより、各ドライバICにデータ信号を効率良く供給することができる。 Some printers have also been proposed in which a plurality of driver ICs are cascade-connected in an exposure apparatus (see, for example, Patent Document 1). In such a printer, a serial type data signal representing a part of an image is supplied from a predetermined control circuit to the uppermost driver IC, and sequentially supplied from the upper driver IC to the lower driver IC. A data signal can be efficiently supplied to each driver IC.
一般にプリンタでは、高解像度化等に伴いデータ量が増加する傾向にある一方、印刷時間の短縮が要求される。このためプリンタでは、ドライバICの動作速度を高速化することにより、データ信号の転送に要する時間を短縮することが考えられる。またプリンタは、環境保護等の観点から、一般的な電気機器と同様に消費電力の低減が要求されている。 In general, a printer tends to increase the amount of data with higher resolution and the like, but is required to shorten the printing time. For this reason, in the printer, it is conceivable to shorten the time required to transfer the data signal by increasing the operation speed of the driver IC. In addition, printers are required to reduce power consumption in the same way as general electric devices from the viewpoint of environmental protection.
ドライバICは、例えばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)回路として構成される。一般にCMOS回路では、消費電力が動作速度にほぼ比例し、また電源電圧の2乗に比例して消費電力が増加することが知られている。すなわちドライバICは、動作速度を高速化した場合、消費電力を増加させてしまい、またこれに伴って温度の上昇も招いてしまう。そこでドライバICでは、電源電圧を低下させることにより、消費電力を低減させることが考えられる。 The driver IC is configured as, for example, a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) circuit. In general, in a CMOS circuit, it is known that the power consumption increases substantially in proportion to the operation speed and increases in proportion to the square of the power supply voltage. That is, the driver IC increases the power consumption when the operating speed is increased, and the temperature rises accordingly. Therefore, in the driver IC, it is conceivable to reduce power consumption by reducing the power supply voltage.
一方、プリンタの光プリントヘッドは、その製造時に、回路基板に対するドライバICの実装位置がずれる等の要因により、製造不良が発生する場合がある。このような製造不良が発生した場合、光プリントヘッドでは、数μ[A]程度のリーク電流が発生することがある。そこで光プリントヘッドは、このリーク電流の有無を検出することにより、製造不良の有無を判断することが可能となる。 On the other hand, a manufacturing failure may occur in an optical print head of a printer due to factors such as a shift in the mounting position of a driver IC with respect to a circuit board during manufacture. When such a manufacturing defect occurs, a leakage current of about several μ [A] may occur in the optical print head. Thus, the optical print head can determine the presence or absence of manufacturing defects by detecting the presence or absence of this leakage current.
しかしながらドライバICには、上段側からデータ信号が入力される入力バッファ等において、プッシュプル回路が組み込まれている場合がある。このプッシュプル回路は、MOSトランジスタの性質上、入力電圧が例えば5[V]のように比較的高い場合に貫通電流がほぼ生じないものの、例えば3.3[V]のように比較的低い場合、数m[A]程度の、すなわちリーク電流よりも十分に大きい貫通電流が流れる。この場合、ドライバICでは、リーク電流が貫通電流に埋もれてしまい、該リーク電流の有無を検出することが極めて困難となる。 However, the driver IC may have a push-pull circuit incorporated in an input buffer or the like to which a data signal is input from the upper stage side. In this push-pull circuit, through-current hardly occurs when the input voltage is relatively high, for example, 5 [V] due to the nature of the MOS transistor, but it is relatively low, for example, 3.3 [V]. A through current of about several m [A], that is, sufficiently larger than the leakage current flows. In this case, in the driver IC, the leak current is buried in the through current, and it is extremely difficult to detect the presence or absence of the leak current.
すなわちプリンタでは、仮にドライバICの電源電圧を低下させた場合、消費電力を低減できる反面、リーク電流の検出を利用した製造不良の有無を判断できなくなるという新たな問題を生じる恐れがあった。 That is, in the printer, if the power supply voltage of the driver IC is lowered, the power consumption can be reduced, but on the other hand, there is a possibility that a new problem may occur that it is impossible to determine whether there is a manufacturing defect using detection of leakage current.
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、消費電力の低減と不良箇所の高精度な検出とを両立させ得る駆動回路、光プリントヘッド及び画像形成装置を提案しようとするものである。 The present invention has been made in consideration of the above points, and intends to propose a drive circuit, an optical print head, and an image forming apparatus that can achieve both reduction in power consumption and high-precision detection of defective portions. .
かかる課題を解決するため本発明の駆動回路においては、上段側からデータ信号が入力される入力バッファと、データ信号に基づいて被駆動素子を駆動する素子駆動部と、データ信号を下段側へ出力する出力バッファとを設け、出力バッファには、電源電圧の供給を受け、データ信号のハイレベルをそれぞれ設定する第1スイッチング手段及び第2スイッチング手段と、データ信号のローレベルを設定する第3スイッチング手段とを設け、第1スイッチング手段は、ハイレベルの出力電圧が電源電圧よりも低く、第2スイッチング手段は、第1スイッチング手段よりも電流の駆動能力が小さいようにした。 In order to solve such a problem, in the driving circuit of the present invention, an input buffer to which a data signal is input from the upper side, an element driving unit for driving a driven element based on the data signal, and a data signal to be output to the lower side And an output buffer for receiving the power supply voltage. The output buffer receives first power supply voltage and sets a high level of the data signal. The third switching means sets the low level of the data signal. The first switching means has a high-level output voltage lower than the power supply voltage, and the second switching means has a smaller current drive capability than the first switching means.
また本発明の光プリントヘッドにおいては、前述した駆動回路が複数カスケード接続されてなる駆動回路群を具え、被駆動素子を、光を発射する発光素子とした。 Further, the optical print head of the present invention includes a drive circuit group in which a plurality of the drive circuits described above are cascade-connected, and the driven element is a light emitting element that emits light.
さらに本発明の画像形成装置においては、前述した光プリントヘッドにより感光体を露光して静電潜像を生成し、現像剤により該静電潜像に基づいた画像を形成する画像形成部と、画像を所定の媒体に定着させる定着部とを設けるようにした。 Furthermore, in the image forming apparatus of the present invention, an image forming unit that generates an electrostatic latent image by exposing the photoreceptor with the optical print head described above, and forms an image based on the electrostatic latent image with a developer; A fixing unit for fixing the image on a predetermined medium is provided.
本発明は、駆動回路の出力バッファにおいて、入力されるデータ信号がハイレベルに切り替えられると、まず第1スイッチング手段により電源電圧よりも低い出力電圧のデータ信号を出力し、その後に十分な時間が経過すると、第2スイッチング手段によりデータ信号の出力電圧を電源電圧と同等に高めることができる。これにより本発明は、下段側において相補型の素子により構成されたインバータ回路にデータ信号が供給される場合に、該出力バッファに入力されるデータ信号が比較的短い時間でハイレベル又はローレベルに切り替わる動作時には、出力電圧を抑えて消費電力やEMIノイズを低減することができる。その一方で本発明は、所定の検査時には、入力されるデータ信号をハイレベルに維持することにより出力電圧を高めて、後段の駆動回路における入力バッファに流れる貫通電流をほぼ0[A]に抑え、リーク電流の有無を精度良く検出できる。 According to the present invention, when an input data signal is switched to a high level in an output buffer of a drive circuit, a data signal having an output voltage lower than the power supply voltage is first output by the first switching means, and a sufficient time thereafter. When the time has elapsed, the output voltage of the data signal can be increased to the same level as the power supply voltage by the second switching means. Thus, according to the present invention, when a data signal is supplied to an inverter circuit composed of complementary elements on the lower stage side, the data signal input to the output buffer becomes a high level or a low level in a relatively short time. During the switching operation, the output voltage can be suppressed and power consumption and EMI noise can be reduced. On the other hand, at the time of a predetermined inspection, the present invention increases the output voltage by maintaining the input data signal at a high level, and suppresses the through current flowing in the input buffer in the drive circuit in the subsequent stage to almost 0 [A]. The presence or absence of leakage current can be detected with high accuracy.
本発明によれば、消費電力の低減と不良箇所の高精度な検出とを両立させ得る駆動回路、光プリントヘッド及び画像形成装置を実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize a drive circuit, an optical print head, and an image forming apparatus that can achieve both reduction in power consumption and highly accurate detection of a defective portion.
以下、発明を実施するための形態(以下実施の形態とする)について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
[1.第1の実施の形態]
[1−1.画像形成装置の構成]
図1に示すように、第1の実施の形態による画像形成装置1は、いわゆるMFP(Multi Function Peripheral)となっており、媒体としての用紙に画像を形成する(すなわち印刷する)プリンタ機能の他、画像を読み取るイメージスキャナとしての機能や通信機能を有している。このため画像形成装置1は、これらの機能を組み合わせることにより、プリンタ、複写機(コピー機)及びファクシミリ装置等として動作することができる。この画像形成装置1は、プリンタとして機能する場合、例えばA3サイズやA4サイズ等の大きさでなる用紙Pに対し、所望のカラー画像を印刷できる。
[1. First Embodiment]
[1-1. Configuration of image forming apparatus]
As shown in FIG. 1, the
画像形成装置1は、略箱型に形成されたプリンタ筐体2の内部に種々の部品が配置されている。因みに以下では、図1における右端部分を画像形成装置1の正面とし、この正面と対峙して見た場合の上下方向、左右方向及び前後方向をそれぞれ定義した上で説明する。
In the
画像形成装置1は、制御部3により全体を統括制御するようになっている。この制御部3は、コンピュータ装置等の上位装置(図示せず)と無線又は有線により接続されている。制御部3は、この上位装置から印刷対象の画像を表す画像データが与えられると共に当該画像データの印刷が指示されると、用紙Pの表面に印刷画像を形成する印刷処理を実行する。
The
プリンタ筐体2内の最下部には、用紙Pを収容する用紙収容カセット4が設けられている。用紙収容カセット4の前上方には、給紙部5が設けられている。給紙部5は、用紙収容カセット4の前上側に配置されたホッピングローラ6、用紙Pを搬送路Uに沿って上方へ案内する搬送ガイド7、搬送路Uを挟んで互いに対向するレジストローラ8及びピンチローラ9等により構成されている。
A
給紙部5は、制御部3の制御に基づいて各ローラを適宜回転させることにより、用紙収容カセット4に集積された状態で収容されている用紙Pを1枚ずつ分離しながらピックアップし、搬送ガイド7により搬送路Uに沿って前上方へ進行させ、やがて後上方へ折り返してレジストローラ8及びピンチローラ9に当接させる。レジストローラ8は、回転が適宜抑制されており、ピンチローラ9との間で用紙Pに摩擦力を作用させることにより、進行方向に対して該用紙Pの側辺が傾斜する、いわゆる斜行を修正し、先頭及び末尾の端辺を左右に沿わせた状態としてから、後方へ送り出す。
The
レジストローラ8及びピンチローラ9の後側には、搬送路Uがほぼ前後方向に沿って形成されており、その下側に中搬送部10が配置されている。中搬送部10は、前側に配置された前ローラ11と、後側に配置された後ローラ12と、下側に配置された下ローラ13との周囲に無端ベルトでなる搬送ベルト14が張架された構成となっている。また前ローラ11の上側には、搬送ベルト14を挟んで対向する位置に吸着ローラ15が設けられている。
On the rear side of the
この中搬送部10は、所定のベルト駆動モータ(図示せず)から後ローラ12に対し駆動力が伝達されると、この後ローラ12を矢印R2方向へ回転させることにより、搬送ベルト14を走行させる。これにより搬送ベルト14は、搬送路Uに沿った上側部分、すなわち前ローラ11及び後ローラ12の間に張架された部分を、後方向へ走行させる。このとき中搬送部10は、給紙部5から用紙Pが引き渡されると、これを吸着ローラ15及び前ローラ11の間に搬送ベルト14と共に挟持し、該搬送ベルト14上側に用紙Pを載置した状態で、該搬送ベルト14の走行に伴って該用紙Pを後方へ進行させる。
When a driving force is transmitted to a
中搬送部10の上側であり、搬送路Uを挟んで該中搬送部10の反対側には、4個の画像形成ユニット16C、16M、16Y及び16Kが後側から前側へ向かって順に配置されている。画像形成ユニット16C、16M、16Y及び16K(以下これらをまとめて画像形成ユニット16とも呼ぶ)は、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)及びブラック(K)の各色にそれぞれ対応しているものの、色のみが相違しており、何れも同様に構成されている。
Four
画像形成ユニット16は、図2に模式的な側面図を示すように、画像形成部31、トナーカートリッジ32、プリントヘッド33により構成されており、その下側に配置された転写ローラ17との間に搬送ベルト14を挟んでいる。因みに画像形成ユニット16及びこれを構成する各部品は、用紙Pにおける左右方向の長さに応じて、左右方向に十分な長さを有している。このため多くの部品は、前後方向や上下方向の長さに対して左右方向の長さが比較的長くなっており、左右方向に沿って細長い形状に形成されている。
As shown in the schematic side view of FIG. 2, the
トナーカートリッジ32は、現像剤としてのトナーを収容しており、画像形成部31の上側に配置され、当該画像形成部31の上方に取り付けられている。このトナーカートリッジ32は、収容しているトナーを画像形成部31のトナー収容部34へ供給する。画像形成部31には、トナー収容部34の他、供給ローラ35、現像ローラ36、規制ブレード37、感光体ドラム38及び帯電ローラ39が組み込まれている。
The
供給ローラ35は、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成されており、その周側面に導電性ウレタンゴム発泡体等でなる弾性層が形成されている。現像ローラ36は、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成されており、その周側面に弾性を有する弾性層や導電性を有する表面層等が形成されている。規制ブレード37は、例えば所定厚さのステンレス鋼板でなり、僅かに弾性変形させた状態で、その一部を現像ローラ36の周側面に当接させている。感光体ドラム38は、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成されており、その周側面に薄膜状の電荷発生層及び電荷輸送層が順次形成され、帯電し得るようになっている。帯電ローラ39は、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成され、その周側面に導電性の弾性体が被覆されており、この周側面を感光体ドラム38の周側面に当接させている。
The
また画像形成部31の前下側であって、感光体ドラム38及び搬送ベルト14の当接箇所よりも上流側となる位置には、除電光源20が設けられている。この除電光源20は、感光体ドラム38に所定の光を照射することにより、帯電している静電気を除去するようになっている。
Further, a static elimination
この画像形成部31は、図示しないモータから駆動力が供給されることにより、供給ローラ35、現像ローラ36及び帯電ローラ39を矢印R2方向(図中の反時計回り)へ回転させると共に、感光体ドラム38を矢印R1方向(図中の時計回り)へ回転させる。さらに画像形成部31は、供給ローラ35、現像ローラ36、規制ブレード37及び帯電ローラ39にそれぞれ所定のバイアス電圧を印加することにより、それぞれ帯電させる。
The image forming unit 31 is supplied with a driving force from a motor (not shown) to rotate the
供給ローラ35は、帯電によりトナー収容部34内のトナーを周側面に付着させ、回転によりこのトナーを現像ローラ36の周側面に付着させる。現像ローラ36は、規制ブレード37によって周側面から余分なトナーが除去された後、この周側面を感光体ドラム38の周側面に当接させる。このとき現像ローラ36の周側面に付着しているトナーは、マイナス電位に帯電している。
The
一方、帯電ローラ39は、帯電した状態で感光体ドラム38と当接することにより、当該感光体ドラム38の周側面を一様にマイナスに帯電させる。プリントヘッド33には、多数のLED(Light Emitting Diode)でなる発光素子が、主走査方向である左右方向に沿って直線状に配置されている。このプリントヘッド33は、制御部3(図1)から供給される画像データ信号に基づいた発光パターンで発光することにより(詳しくは後述する)、感光体ドラム38を露光し、光を照射した箇所のみ電位を上昇させる。これにより感光体ドラム38は、その上端近傍において周側面に静電潜像が形成される。
On the other hand, the charging
続いて感光体ドラム38は、矢印R1方向へ回転することにより、この静電潜像を形成した箇所を現像ローラ36と当接させる。これにより感光体ドラム38の周側面には、静電潜像に基づいてトナーが付着し、画像データに基づいたトナー画像が現像される。
Subsequently, the
転写ローラ17は、感光体ドラム38の真下に位置しており、その周側面における上端近傍と該感光体ドラム38の下端近傍との間に、搬送ベルト14の上側部分を挟んでいる。この転写ローラ17は、所定のバイアス電圧が印加されると共に、図示しないモータから駆動力が供給されて矢印R2方向へ回転する。これにより画像形成ユニット16は、搬送路Uに沿って用紙Pが搬送されていた場合、感光体ドラム38の周側面に現像されたトナー画像をこの用紙Pに転写することができる。
The
このようにして各画像形成ユニット16は、搬送路Uに沿って前方から搬送されて来る用紙Pに対し、それぞれの色によるトナー画像を順次転写して重ねながら、後方へ進行させていく。
In this way, each
中搬送部10の後端近傍には、定着部21が設けられている。定着部21は、搬送路Uを挟んで対向するように配置された加熱ローラ21A及び加圧ローラ21Bにより構成されている。加熱ローラ21Aは、中心軸を左右方向に向けた円筒状に形成されており、内部にヒータが設けられている。加圧ローラ21Bは、加熱ローラ21Aと同様の円筒状に形成されており、上側の表面を加熱ローラ21Aにおける下側の表面に所定の押圧力で押し付けている。
A fixing
この定着部21は、制御部3の制御に基づき、加熱ローラ21Aを加熱すると共に当該加熱ローラ21A及び加圧ローラ21Bをそれぞれ所定方向へ回転させる。これにより定着部21は、中搬送部10から受け取った用紙P、すなわち4色のトナー画像が重ねて転写された用紙Pに対して熱及び圧力を加えてトナーを定着させ、さらに後方へ引き渡す。
The fixing
定着部21の後方には、排紙部22が配置されている。排紙部22は、給紙部5と同様、用紙Pを案内するガイドや複数の搬送ローラ等の組み合わせにより構成されている。この排紙部22は、制御部3の制御に従って各搬送ローラを適宜回転させることにより、定着部21から引き渡される用紙Pを後上方へ搬送してから前方へ向けて折り返し、プリンタ筐体2の上面に形成された排出トレイ2Tへ排出する。
A
さらにプリンタ筐体2内における搬送路Uに沿った複数の箇所には、用紙Pを検出するための用紙センサ25、26、27及び28が適宜設けられている。この用紙センサ25等は、搬送路U内における用紙Pの有無をそれぞれ検出し、得られた検出結果を制御部3へ通知する。これに応じて制御部3は、各搬送ローラの回転や中搬送部10における搬送ベルト14の走行等を適宜制御する。
Further,
次に、画像形成装置1のブロック構成について、図3を参照しながら説明する。制御部3は、コンピュータ装置等の上位装置(図示せず)から制御信号S1を受信し、この制御信号S1に含まれる印刷指示に基づいて印刷動作を開始する。
Next, the block configuration of the
具体的に制御部3は、まず定着部21(図1)の内部に設けられている定着器温度センサ21C(図3)により、定着部21が所定の温度範囲内であるか否かを判定する。このとき制御部3は、定着部21の温度がこの温度範囲未満であれば、加熱ローラ21A(図1)に通電して加熱させ、該定着部21の温度をこの温度範囲に合わせる。
Specifically, the
また制御部3は、ドライバ43を介して現像・転写プロセス用モータ44を回転させると共に帯電用高圧電源41を動作させ、これにより画像形成ユニット16(図2)における帯電ローラ39等の各ローラを回転させると共に帯電させる。
Further, the
さらに制御部3は、ドライバ45を介して用紙送りモータ46を回転させることにより、給紙部5(図1)のホッピングローラ6等を回転させ、これにより用紙収容カセット4内から用紙Pを1枚ずつに分離しながら送り出し、搬送路Uに沿って搬送させる。また制御部3は、用紙センサ25〜28等から得られる検出結果を基に、用紙Pの位置や搬送の状態等を認識し、搬送速度の調整等を行う。
Further, the
一方、画像処理部48は、上位装置から供給される画像データに対して所定の画像処理を施すことにより、1ページ毎の画像形成用データを生成する。制御部3は、用紙センサ26による検出結果等を基に、用紙Pが印刷可能な位置、例えば画像形成装置16K(図1)の直前に到達した時点において、画像処理部48に対しタイミング信号S3を送信する。このタイミング信号S3には、主走査同期信号及び副走査同期信号等が含まれている。
On the other hand, the
これに応じて画像処理部48は、生成した画像形成用データを1ライン分ずつに分離したビデオ信号S2を生成して制御部3へ送信する。制御部3は、このビデオ信号S2を基に印刷データ信号HD−DATA3、HD−DATA2、HD−DATA1及びHD−DATA0(以下まとめてHD−DATAとも呼ぶ)を生成し、これらをクロック信号HD−CLKと共に画像形成ユニット16(図2)のプリントヘッド33へ送信する。すなわち制御部3は、4種類の印刷データ信号HD−DATA3〜HD−DATA0により、クロック信号HD−CLKに基づいた時間間隔ごとに、4画素分の印刷データを並列してプリントヘッド33へ送信する。
In response to this, the
また制御部3は、プリントヘッド33へ印刷データ信号HD−DATAを送信した後、ラッチ信号HD−LOADを送信することにより、該印刷データ信号HD−DATAをプリントヘッド33内に保持させる。さらに制御部3は、発光素子を実際に発光させるべきタイミングを表すストローブ信号HD−STB−Nをプリントヘッド33へ供給する。因みにストローブ信号HD−STB−Nは、負論理となっており、ローレベルとなっている期間にプリントヘッド33の発光素子を発光させることになる。
Further, the
かくしてプリントヘッド33は、画像データに基づいた発光パターンで各発光素子を発光させることにより、感光体ドラム38の周側面に静電潜像を1ラインずつ形成していくことができる。
Thus, the
[1−2.プリントヘッドの構成]
次に、プリントヘッド33の構成について、図4を参照しながら説明する。図4は、プリントヘッド33の模式的な断面図を表している。また図4は、説明の都合上、図2におけるプリントヘッド33を紙面上で半回転させた状態、すなわち上下方向及び前後方向を何れも反対に向けた状態で表している。以下では、図4における上方向を照射方向とも呼び、下方向を反照射方向とも呼ぶ。
[1-2. Printhead configuration]
Next, the configuration of the
光プリントヘッドとしてのプリントヘッド33は、ベース部材51を中心に構成されている。ベース部材51は、左右方向の長さに対して前後方向の長さが短く、上下方向の長さがさらに短い、全体として扁平な直方体状ないし板状に形成されており、十分な強度を有している。ベース部材51の照射方向側(すなわち下側)には、プリント配線板52が設けられている。プリント配線板52は、ベース部材51と比較して、左右方向及び前後方向の長さが概ね同等であり、上下方向の長さがやや短く、すなわち薄くなっている。このプリント配線板52は、例えばガラスエポキシ樹脂でなり、上下それぞれの表面に所定の回路パターンが形成されている。
A
プリント配線板52の照射方向側には、例えば26個のように多数の発光素子チップ53が、左右方向(以下これを主走査方向とも呼ぶ)に沿って1列に整列された状態で、いわゆるダイボンディング技術により取り付けられている。各発光素子チップ53には、例えば192個のように多数の発光素子(例えばLED)が左右方向に沿って整列した状態で形成されている。
On the irradiation direction side of the printed wiring board 52, for example, a large number of light emitting element chips 53 such as 26 are so-called aligned in the left-right direction (hereinafter also referred to as the main scanning direction). It is attached by die bonding technology. In each light emitting
またプリント配線板52の照射方向側には、各発光素子チップ53の後側に、例えば26個のように多数のドライバIC(Integrated Circuit)54が、やはり左右方向に沿って1列に整列された状態で取り付けられている。駆動回路としての各ドライバIC54には、発光素子チップ53に設けられた192個の発光素子をそれぞれ駆動する192個の素子駆動部等が設けられている。説明の都合上、以下では26個のドライバIC54(すなわち駆動回路)をまとめて駆動回路群とも呼び、また発光素子を被駆動素子とも呼ぶ。
On the irradiation direction side of the printed wiring board 52, a large number of driver ICs (Integrated Circuits) 54 such as 26 are arranged in a line along the left-right direction on the rear side of each light emitting
このようにプリント配線板52には、26個の発光素子チップ53が設けられ、各発光素子チップ53に192個の発光素子が設けられているため、合計4992個の発光素子が設けられていることになる。またプリントヘッド33(図2及び図4)は、例えば左右方向の長さがA4サイズにおける短辺の長さ(210[mm])とほぼ同等となっており、この長さの範囲に4992個の発光素子が等間隔に配置されている。これによりプリントヘッド33は、感光体ドラム38(図2)の周側面上に600[dpi]の解像度でなる静電潜像を生成することができる。
As described above, since 26 light emitting element chips 53 are provided on the printed wiring board 52 and 192 light emitting elements are provided on each light emitting
因みに各発光素子チップ53及び各ドライバIC54は、それぞれプリント配線板52上に形成された回路パターンとの間で、複数本のボンディングワイヤ(図示せず)により電気的に接続されている。
Incidentally, each light emitting
またプリントヘッド33(図4)は、上述したベース部材51及びプリント配線板52が、ホルダ56に取り付けられている。ホルダ56は、全体として、左右方向に沿って形成された中空の四角柱から反照射方向側の側面を取り除いたような形状となっており、その断面が英大文字の「U」を上下に反転させて反照射方向側を開放させたような形状となっている。
In the print head 33 (FIG. 4), the base member 51 and the printed wiring board 52 described above are attached to a
ホルダ56における照射方向側の内側面には、プリント配線板52を支持する支持部56Aが形成されている。プリントヘッド33は、その製造時に、ホルダ56内にプリント配線板52及びベース部材51が重ねられた状態で挿入され、さらにクランプ部材57及び58が取り付けられる。クランプ部材57及び58は、何れも金属製でなり、弾性力の作用により、ベース部材51を介してプリント配線板52の照射方向面をホルダ56の支持部56Aに当接させた状態で固定する。この結果、プリント配線板52に取り付けられた発光素子チップ53の発光素子と、ホルダ56との位置関係が定められる。
A
またホルダ56における照射方向側部分の中央付近には、左右方向に沿った細長い長孔でなり上下方向に貫通する取付孔56Hが形成され、この取付孔56Hにロッドレンズアレイ59が取り付けられる。ロッドレンズアレイ59は、光軸を上下方向に沿わせた微小なレンズが左右方向に沿って複数並べられた構成となっており、各レンズの焦点を発光素子チップ53の各発光素子に合わせるよう、その取付位置が調整された状態で固定されている。
An
次に、プリントヘッド33の回路構成について、図5を参照しながら説明する。プリントヘッド33では、複数のドライバIC54が、互いにカスケード接続されている。すなわちプリントヘッド33では、最上段のドライバIC54から最下段のドライバIC54まで、直列に接続されている。またプリントヘッド33では、1個のドライバIC54に対して1個の発光素子チップ53が接続されている。
Next, the circuit configuration of the
因みに図5では、プリントヘッド33の一部として、最上段側から2個のドライバIC54と、それぞれに対応する2個の発光素子チップ53のみを表しており、他のドライバIC54及び発光素子チップ53を省略している。
5 shows only two driver ICs 54 from the uppermost side and two light emitting element chips 53 corresponding to each of them as a part of the
各ドライバIC54は、制御部3(図1及び図3)からラッチ信号HD−LOAD、クロック信号HD−CLK及びストローブ信号HD−STB−Nがそれぞれ供給され、ラッチ端子LOAD、クロック端子CLK及びストローブ端子STBにそれぞれ入力される。また各ドライバIC54は、電源電圧(VDD)及び所定の基準電圧(VREF)がそれぞれ供給されると共に、グランド端子GNDがそれぞれグランド(GND)に接続されている。 Each driver IC 54 is supplied with the latch signal HD-LOAD, the clock signal HD-CLK, and the strobe signal HD-STB-N from the control unit 3 (FIGS. 1 and 3), respectively, and the latch terminal LOAD, the clock terminal CLK, and the strobe terminal. Each is input to the STB. Each driver IC 54 is supplied with a power supply voltage (VDD) and a predetermined reference voltage (VREF), and has a ground terminal GND connected to the ground (GND).
さらに各ドライバIC54は、印刷データ信号が入力される4個のデータ入力端子DATAI(DATAI3、DATAI2、DATAI1及びDATAI0)と、印刷データ信号を出力する4個のデータ出力端子DATAO(DATAO3、DATAO2、DATAO1及びDATAO0)とを有している。またカスケード接続された2個のドライバIC54の間では、上段側のドライバIC54における4個のデータ出力端子DATAOが、下段側のドライバIC54における4個のデータ入力端子DATAIとそれぞれ接続されている。 Further, each driver IC 54 has four data input terminals DATAI (DATAI3, DATAI2, DATAI1, and DATAI0) to which a print data signal is input, and four data output terminals DATAO (DATAO3, DATAO2, DATAO1) that output the print data signal. And DATAO0). Between the two cascaded driver ICs 54, the four data output terminals DATAO in the upper driver IC 54 are connected to the four data input terminals DATAI in the lower driver IC 54, respectively.
最上段のドライバIC54は、制御部3(図1及び図3)から4種類の印刷データ信号HD−DATA(HD−DATA3〜HD−DATA0)が4個のデータ入力端子DATAI(DATAI3〜DATAI0)にそれぞれ入力される。また最上段のドライバIC54は、4個のデータ出力端子DATAO(DATAO3〜DATAO0)から4種類のデータ信号をそれぞれ出力し、次段のドライバIC54へ供給する。すなわち2段目以降のドライバIC54は、上段側のドライバIC54から各印刷データ信号を取得すると共に、下段側のドライバIC54へ各印刷データ信号を供給するようになっている。 The uppermost driver IC 54 receives four types of print data signals HD-DATA (HD-DATA3 to HD-DATA0) from the control unit 3 (FIGS. 1 and 3) to four data input terminals DATAI (DATAI3 to DATAI0). Each is entered. The uppermost driver IC 54 outputs four types of data signals from the four data output terminals DATAO (DATAO3 to DATAO0), and supplies them to the next driver IC54. That is, the driver ICs 54 in the second and subsequent stages acquire each print data signal from the driver IC 54 on the upper stage side and supply each print data signal to the driver IC 54 on the lower stage side.
また各ドライバIC54は、192個の出力端子DO1〜DO192が、発光素子チップ53に設けられた192個の発光素子(すなわち発光ダイオード)LEにおけるアノード端子とそれぞれ接続されている。各発光素子LEのカソード端子は、グランド(GND)にそれぞれ接続されている。
In each driver IC 54, 192 output terminals DO1 to DO192 are connected to anode terminals of 192 light emitting elements (that is, light emitting diodes) LE provided in the light emitting
このようにプリントヘッド33は、互いにカスケード接続された各ドライバIC54の間で印刷データ信号を上段側から下段側へ順次受け渡すことにより、この印刷データ信号を全てのドライバIC54に順次供給した上で、各発光素子チップ53の各発光素子LEをそれぞれ駆動する(すなわち光を発射させる)ようになっている。
In this way, the
ところでプリントヘッド33には、上述したように、プリント配線板52に26個のように多数の発光素子チップ53及びドライバIC54がそれぞれ実装される。このためプリントヘッド33では、仮に1個のドライバIC54が製造時に不良品となっていた場合や、プリント配線板52に対する実装位置のずれ等により実装不良が発生した場合であっても、該プリントヘッド33全体として不良品となってしまう。
By the way, as described above, a large number of 26 light emitting element chips 53 and driver ICs 54 are mounted on the printed wiring board 52 in the
このためプリントヘッド33では、プリント配線板52に発光素子チップ53及びドライバIC54を実装した段階で、ドライバIC54における製造不良や実装不良の有無を検査することが望ましい。例えばプリントヘッド33では、プリント配線板52に所定の治具を適宜接続し、所定の信号を供給した状態で、ドライバIC54に流れる電流を検出し、この電流の大きさを基に故障箇所の有無を判断する、IDDq試験と呼ばれる試験方法が知られている。プリントヘッド33は、このIDDq試験を正常に行うことができれば、比較的短い時間で故障箇所の有無を精度良く検出することが可能となる。
For this reason, in the
[1−3.ドライバICの回路構成]
次に、ドライバIC54の回路構成について、図6を参照しながら説明する。クロックバッファ回路61は、クロック端子CLKから供給されるクロック信号HD−CLK(図5)を適宜整形及び増幅させた上で、フリップフロップ(FF)回路63(63A1〜63D48)のクロック端子へそれぞれ供給する。
[1-3. Circuit configuration of driver IC]
Next, the circuit configuration of the driver IC 54 will be described with reference to FIG. The
入力バッファ回路62Dは、データ入力端子DATAI3から入力される印刷データ信号HD−DATA3を適宜整形及び増幅させた上で、フリップフロップ回路63D1の入力端子(図中に英文字「D」として表示)へ供給する。フリップフロップ回路63D1は、クロック信号HD−CLKに合わせたタイミングで、出力端子(図中に英文字「Q」として表示)から印刷データ信号HD−DATA3をラッチ回路71及び補正値記憶部75へ供給すると共に、後段のフリップフロップ回路63D2(図示せず)へ供給する。
The input buffer circuit 62D appropriately shapes and amplifies the print data signal HD-DATA3 input from the data input terminal DATAI3, and then to the input terminal of the flip-flop circuit 63D1 (shown as an English letter “D” in the figure). Supply. The flip-flop circuit 63D1 supplies the print data signal HD-DATA3 from the output terminal (shown as the letter “Q” in the drawing) to the
ドライバIC54では、48個のフリップフロップ回路63D1〜63D48がカスケード接続されている。このため各フリップフロップ回路63は、クロック信号HD−CLKに合わせた周期で、印刷データ信号HD−DATA3を次段のフリップフロップ回路63へ順次供給する。これを換言すれば、各フリップフロップ回路63は、クロック信号HD−CLKと同期して、印刷データ信号HD−DATA3を次段のフリップフロップ回路63へシフトさせている。
In the
最下段のフリップフロップ回路63D48は、印刷データ信号HD−DATA3を出力バッファ回路64Dへ供給する。出力バッファ回路64Dは、供給された印刷データ信号HD−DATA3を適宜整形及び増幅した上で、データ出力端子DATAO3へ供給する(詳しくは後述する)。
The lowermost flip-flop circuit 63D48 supplies the print data signal HD-DATA3 to the
すなわちドライバIC54は、データ入力端子DATAI3から入力される印刷データ信号HD−DATA3を、クロック信号HD−CLKに同期させてフリップフロップ回路63D1〜63D48により後段側(すなわち下段側)へ順次シフトさせている。説明の都合上、以下では入力バッファ回路62D、フリップフロップ回路63D1〜63D48及び出力バッファ回路64Dをまとめてシフトレジスタ回路60Dとも呼ぶ。
That is, the driver IC 54 sequentially shifts the print data signal HD-DATA3 input from the data input terminal DATAI3 to the subsequent stage side (that is, the lower stage side) by the flip-flop circuits 63D1 to 63D48 in synchronization with the clock signal HD-CLK. . For convenience of explanation, the input buffer circuit 62D, the flip-flop circuits 63D1 to 63D48, and the
またドライバIC54には、入力バッファ回路62Dと同様に構成された入力バッファ回路62C、62B及び62Aと、フリップフロップ回路63D1〜63D48と同様に構成されたフリップフロップ回路63C1〜63C48、63B1〜63B48及び63A1〜63A48とが設けられている。さらにドライバIC54には、出力バッファ回路64Dと同様に構成された出力バッファ回路64C、64B及び64Aが設けられている。
The driver IC 54 includes
すなわちドライバIC54には、シフトレジスタ回路60Dと同様に構成された48段のシフトレジスタ回路60C、60B及び60Aがそれぞれ形成されている。シフトレジスタ回路60C、60B及び60Aは、印刷データ信号HD−DATA2、HD−DATA1及びHD−DATA0をそれぞれシフトさせる。
That is, the driver IC 54 is formed with 48 stages of
またドライバIC54には、各フリップフロップ回路63(63D1〜63D48、63C1〜63C48、63B1〜63B48及び63A1〜63A48)とそれぞれ対応する192個のラッチ回路71、192個の補正値記憶部75及び192個の素子駆動部77がそれぞれ設けられている。
The driver IC 54 includes 192
ラッチバッファ回路65は、ラッチ端子LOADから供給されるラッチ信号HD−LOADを適宜整形及び増幅させた上で、各ラッチ回路71へそれぞれ供給すると共に、NOR回路73及びドライバ制御部74へそれぞれ供給する。各ラッチ回路71は、ラッチ信号HD−LOADに従い、各フリップフロップ回路63に格納されている印刷データ信号HD−DATA(HD−DATA3〜HD−DATA0)をラッチし、素子駆動部77へ供給する。
The
一方、ストローブ端子STBは、プルアップ抵抗72、NOR回路73及びドライバ制御部74にそれぞれ接続されている。このためストローブ端子STBに供給されたストローブ信号HD−STB−Nは、NOR回路73及びドライバ制御部74にそれぞれ供給される。
On the other hand, the strobe terminal STB is connected to the pull-up
NOR回路73は、ストローブ信号HD−STB−N及びラッチ信号HD−LOADのNOR(否定論理和)を演算することにより、素子駆動制御信号DRV ON−Nを生成し、これを各素子駆動部77へ供給する。
The NOR
ドライバ制御部74(図6においてCTRLと表記)は、ストローブ信号HD−STB−N及びラッチ信号HD−LOADに基づき、4種類のメモリ書込信号W3、W2、W1及びW0と、スタンバイ信号STBY−Pをそれぞれ生成する。メモリ書込信号W(W3〜W0)は、補正値記憶部75に対して、補正値(後述する)の記憶を指示する信号であり、各補正値記憶部75にそれぞれ供給される。スタンバイ信号STBY−Pは、各素子駆動部77を動作させるか、或いは動作させずに消費電力を低減させたスタンバイ状態とするかを指示する信号であり、制御電圧発生部76に供給される。
Based on the strobe signal HD-STB-N and the latch signal HD-LOAD, the driver control unit 74 (denoted as CTRL in FIG. 6) has four types of memory write signals W3, W2, W1, and W0 and a standby signal STBY- Each P is generated. The memory write signal W (W3 to W0) is a signal for instructing the correction
制御電圧発生部76(図6においてADJと表記)は、スタンバイ信号STBY−Pがローレベルである場合、基準電圧VREFを各素子駆動部77へ供給して動作させる一方、該スタンバイ信号STBY−Pがハイレベルであれば、基準電圧VREFの供給を停止して各素子駆動部77をスタンバイ状態にさせる。
When the standby signal STBY-P is at a low level, the control voltage generation unit 76 (denoted as ADJ in FIG. 6) supplies the reference voltage VREF to each
ところで発光素子チップ53(図5)の各発光素子LEは、所定の光量の光を出射させるために供給すべき電流の値が互いに相違する、すなわち発光特性にばらつきを有している。そこでプリントヘッド33では、その製造後に、所定の測定装置を利用して各発光素子LEの発光特性が測定された上で、一定の光量の光を発光させるために各発光素子LEに供給すべき電流の値が、所定の基準電流値からの補正値として算出される。この補正値は、4ビットの補正データとして表され、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)のような不揮発性記憶部(図示せず)に記憶される。
By the way, the light emitting elements LE of the light emitting element chip 53 (FIG. 5) have different current values to be supplied in order to emit a predetermined amount of light, that is, have variations in light emission characteristics. Therefore, the
この補正値は、印刷処理を行う前に、各ドライバIC54の各補正値記憶部75に供給される。補正値記憶部75(図6においてMEMと表記)は、4ビットの補正データを記憶すると共に、この補正データを素子駆動部77へ供給し得るようになっている。
This correction value is supplied to each correction
例えば補正値記憶部75は、メモリ書込信号W(W3〜W0)が供給されると、これをアドレスと見なす。またこのときフリップフロップ回路63からは、不揮発性記憶部(図示せず)に記憶されている補正データに基づいた印刷データ信号が供給される。補正値記憶部75は、フリップフロップ回路63から供給される印刷データ信号を1ビット分の補正データと見なし、メモリ書込信号Wが表すアドレスに1ビットの補正データを記憶させる。
For example, when the memory write signal W (W3 to W0) is supplied, the correction
補正値記憶部75は、メモリ書込信号Wが順次変更されながらこのような処理を繰り返すことにより、4ビット分の補正データを記憶することができる。補正値記憶部75は、このようにして記憶した補正データを出力端子Q3、Q2、Q1及びQ0から素子駆動部77へ供給する。
The correction
素子駆動部77(図6においてDRVと表記)は、NOR回路73から素子駆動制御信号DRV ON−Nが供給され、制御電圧発生部76から制御電圧Vが供給され、ラッチ回路71から印刷データ信号HD−DATAが供給され、さらに補正値記憶部75から補正データが供給される。素子駆動部77は、印刷データ信号HD−DATAがハイレベルであり、且つ素子駆動制御信号DRV ON−Nもハイレベルである場合、補正データに基づいた大きさの駆動電流を生成し、これを出力端子DOから発光素子LE(図5)へ供給して発光させる。
The element driving unit 77 (denoted as DRV in FIG. 6) is supplied with the element driving control signal DRV ON-N from the NOR
[1−4.出力バッファ回路の構成及び基本動作]
次に、出力バッファ回路64(64D〜64A)の構成について、図7を参照しながら説明する。図7(A)は、出力バッファ回路64のシンボル(回路記号)を表しており、図6の回路図において用いられているものを表している。また図7(A)では、説明の都合上、入力端子PA及び出力端子PYも表している。
[1-4. Configuration and basic operation of output buffer circuit]
Next, the configuration of the output buffer circuit 64 (64D to 64A) will be described with reference to FIG. FIG. 7A shows a symbol (circuit symbol) of the
図7(B)は、出力バッファ回路64の内部構成を表す回路図である。この出力バッファ回路64は、インバータ81及び82、NMOS(N Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ83及び84、並びにPMOSトランジスタ85により構成されている。インバータ81は、入力端子が出力バッファ回路64の入力端子PAと接続され、出力端子がインバータ82の入力端子、NMOSトランジスタ83のゲート端子及びPMOSトランジスタ85のゲート端子にそれぞれ接続されている。
FIG. 7B is a circuit diagram showing the internal configuration of the
インバータ82の出力端子は、点PCを介してNMOSトランジスタ84のゲート端子と接続されている。NMOSトランジスタ84のドレーン端子及びPMOSトランジスタ85のソース端子には、それぞれ電源電圧VDDが供給される。NMOSトランジスタ83のソース端子はグランドに接続されている。またNMOSトランジスタ83のドレーン端子、NMOSトランジスタ84のソース端子及びPMOSトランジスタ85のドレーン端子は、何れも出力バッファ回路64の出力端子PYと接続されている。
The output terminal of the
さらにPMOSトランジスタ85は、NMOSトランジスタ84と比較して、素子面積が極めて小さくなっており、電流の駆動能力が著しく小さく、飽和電流も小さくなっている。例えば、NMOSトランジスタ84の飽和電流が数十[mA]であるのに対し、PMOSトランジスタ85の飽和電流が数十[μA]となっている。
Further, the
この出力バッファ回路64は、入力端子PAにローレベルの信号(例えば印刷データ信号HD−DATA)が入力されると、インバータ81の出力をハイレベルとする。これに伴い、NMOSトランジスタ83はオン状態となり、PMOSトランジスタ85はオフ状態となる。この結果、出力バッファ回路64は、出力端子PYがグランドと同等の電位となり、該出力端子PYからローレベルの信号を出力する。説明の都合上、以下では、出力端子PYから出力される信号の電圧を出力電圧とも呼ぶ。
The
一方、出力バッファ回路64は、入力端子PAにハイレベルの信号が入力されると、インバータ81の出力、すなわち点PBの電位をローレベルとする。これにより出力バッファ回路64は、インバータ82の出力、すなわち点PCの電位をハイレベルとして、電源電圧VDDとほぼ同等とする。これによりNMOSトランジスタ84は、オン状態となるものの、ゲート・ソース間に閾値電圧Vtに相当する電位差が生じる。
On the other hand, when a high level signal is input to the input terminal PA, the
このため出力バッファ回路64では、入力端子PAにハイレベルの信号が入力された直後において、NMOSトランジスタ84のソース端子に接続された出力端子PYの電位が、ゲート端子の電位である電源電圧VDDよりも閾値電圧Vtだけ低くなる。例えば出力バッファ回路64では、電源電圧VDDが約5[V]である場合、閾値電圧Vtが約1.5[V]であるため、ハイレベルである出力端子PYの電圧(すなわち出力電圧)が約3.5[V]となる。説明の都合上、以下では、電源電圧VDDよりも閾値電圧Vtだけ低い電圧を中間電圧Vmと呼ぶ。
Therefore, in the
このとき出力バッファ回路64では、点PBの電位がほぼ0[V]であるため、PMOSトランジスタ85がオン状態となり、出力端子PYの電圧(出力電圧)を電源電圧VDDへプルアップしようとする。しかしながらPMOSトランジスタ85は、NMOSトランジスタ84と比較して、電流の駆動能力が著しく小さいため、その時定数が極めて大きくなっている。すなわちPMOSトランジスタ85は、NMOSトランジスタ84よりも十分に長い時間をかけて、出力電圧を電源電圧VDDへプルアップする。以下では、PMOSトランジスタ85により出力電圧をほぼ0[V]から電源電圧VDDと同程度にまで引き上げるのに要する時間を引上時間TUとも呼ぶ。
At this time, in the
すなわち出力バッファ回路64は、入力端子PAにハイレベルの信号が入力されると、出力電圧を、NMOSトランジスタ84により直ちに中間電圧Vm(約3.5[V])とした後、さらにPMOSトランジスタ85により十分に長い引上時間TUをかけてほぼ電源電圧VDD(約5[V])にまで高めていく。
That is, when a high level signal is input to the input terminal PA, the
このように出力バッファ回路64は、入力端子PAにハイレベルの信号が入力されると、時間の経過と共に出力端子PYの電圧である出力電圧を変化させるようになっている。
As described above, when a high level signal is input to the input terminal PA, the
[1−5.印刷動作]
次に、画像形成装置1において印刷処理を行う場合における、各部の動作及び信号波形等について説明する。制御部3(図3)は、用紙P(図1)が搬送されて印刷可能な位置に到達したことを検出すると、図8に信号波形を示すように、画像処理部48に対して所定のライン周期TL1ごとにタイミング信号S3を送信する(すなわち信号レベルを一時的にローレベルに立ち下げる)。これに応じて画像処理部48は、上位装置(図示せず)から供給される画像データを基に、ページ単位に編集されたビデオ信号S2を1ライン分ずつ受信する。
[1-5. Printing operation]
Next, the operation of each unit and the signal waveform and the like when performing printing processing in the
続いて制御部3は、1ライン分の印刷データに相当するビデオ信号S2を、1ドット毎に4本の印刷データ信号HD−DATA3、HD−DATA2、HD−DATA1及びHD−DATA0に順次振り分け、これをプリントヘッド33における最上段のドライバIC54(図5)へ供給する。
Subsequently, the
因みに制御部3は、4本の印刷データ信号HD−DATAを用いているため、4992個の発光素子LEに対応する4992ドット分のデータを、4992/4=1248パルス分のクロック信号HD−CLKにより送信することができる。
Incidentally, since the
さらに制御部3は、画像処理部48から1ライン分のビデオ信号S2を受信すると、各ドライバIC54へラッチ信号HD−LOADを送信する(すなわち一時的にハイレベルに立ち上げる)ことにより、印刷データ信号HD−DATAを各ラッチ回路71(図6)にそれぞれ保持させる。このため制御部3は、画像処理部48から次のラインのビデオ信号S2を受信している間も、各ラッチ回路71に保持している印刷データ信号HD−DATAに基づいたパターンで各発光素子LEを発光させること、すなわち印刷処理を進めることができる。
Further, when the
次に制御部3は、各ドライバIC54へストローブ信号HD−STB−Nを送信する(すなわち一時的にローレベルに立ち下げる)ことにより、供給された印刷データ信号HD−DATAがハイレベルである各素子駆動部77(図6)の出力端子DOから、各発光素子LE(図5)へ駆動電流を供給させる。これによりプリントヘッド33(図2)は、感光体ドラム38の周側面に対し、静電潜像による画像データを1ラインずつ形成していくことができる。
Next, the
次に、出力バッファ回路64(図7(B))における各部の動作や信号波形等について説明する。ここでは、図9に示すように、出力バッファ回路64に供給される印刷データ信号HD−DATAが時点T1において値「0」から値「1」に切り替わり、入力端子PAの電位がローレベルからハイレベルに立ち上げられたものとする。
Next, the operation of each part, the signal waveform, etc. in the output buffer circuit 64 (FIG. 7B) will be described. Here, as shown in FIG. 9, the print data signal HD-DATA supplied to the
このとき点PBの電位は、ハイレベルからローレベルへ遷移する。また点PCの電位は、ローレベルからハイレベルへ遷移する。これにより出力バッファ回路64では、NMOSトランジスタ84がオン状態となり、出力端子PYがローレベルからハイレベルへと遷移する。このとき出力バッファ回路64では、上述したように、出力電圧をNMOSトランジスタ84により直ちに中間電圧Vm(約3.5[V])とした後、PMOSトランジスタ85により十分に長い時間をかけて電源電圧VDD(約5[V])と同等にまで高めようとする。
At this time, the potential at the point PB changes from the high level to the low level. Further, the potential at the point PC changes from the low level to the high level. As a result, in the
しかしながらプリントヘッド33では、クロック信号HD−CLK(図8)の周期であるクロック周期TC(図9)が、PMOSトランジスタ85により出力電圧を電源電圧VDDにまで引き上げるのに要する時間である引上時間TUよりも十分に短い。このためプリントヘッド33では、出力電圧が中間電圧Vmから殆ど上昇しないうちに、クロック周期TCに相当する時間が経過する。
However, in the
またプリントヘッド33では、時点T1においてNMOSトランジスタ84がオフ状態からオン状態へ遷移し、これとほぼ同時にNMOSトランジスタ83がオン状態からオフ状態へ遷移している。このためプリントヘッド33では、時点T1において、極めて短い時間だけ、電源電圧VDDの供給端子からグランドへ貫通電流Is1が流れる。図9に示すように、貫通電流Is1の最大値をピーク電流Ip1と呼ぶ。
In the
次に出力バッファ回路64では、時点T1からクロック周期TCが経過した時点T2において、供給される印刷データ信号HD−DATAが値「1」から値「0」に切り替わり、入力端子PAの電位がハイレベルからローレベルに立ち下げられたものとする。
Next, in the
このとき点PBの電位は、ローレベルからハイレベルへ遷移する。また点PCの電位は、ハイレベルからローレベルへ遷移する。これにより出力バッファ回路64では、NMOSトランジスタ84がオフ状態となり、NMOSトランジスタ83がオン状態となるため、出力端子PYがハイレベル(すなわち中間電圧Vm)からローレベル(すなわちほぼ0[V])へと遷移する。
At this time, the potential at the point PB changes from the low level to the high level. Further, the potential of the point PC changes from the high level to the low level. As a result, in the
その後、出力バッファ回路64は、時点T3及びT4において、それぞれ時点T1及びT2と同様に入力端子PAの電位がハイレベル又はローレベルに変化し、これに応じて時点T1及びT2と同様に出力電圧をハイレベル(すなわち中間電圧Vm)又はローレベル(すなわちほぼ0[V])に遷移させる。
Thereafter, the
このように出力バッファ回路64では、入力端子PAの電位がハイレベル又はローレベルに切り替わることに応じて、出力端子PYの電位もハイレベル又はローレベルに切り替わるものの、該出力端子PYから出力される信号の振幅が中間電圧Vmの大きさである約3.5[V]となる。
As described above, in the
さらに出力バッファ回路64は、時点T5において、時点T1と同様に入力端子PAの電位がローレベルからハイレベルに立ち上げられた後、クロック周期TCの経過後もこの状態が保持されたものとする。この場合、出力バッファ回路64の出力電圧は、NMOSトランジスタ84により直ちに中間電圧Vmとなった後、オン状態が継続しているPMOSトランジスタ85により徐々に引き上げられていき、やがて引上時間TUが経過すると、ほぼ電源電圧VDDとなる。
Further, it is assumed that the
[1−6.貫通電流]
次に、ドライバIC54の入力バッファ回路62(図6)において発生する貫通電流について説明する。図10(A)は、互いにカスケード接続された2個のドライバIC54A及び54Bにおいて、上段側のドライバIC54Aにおける出力バッファ回路64Dと、下段側のドライバIC54Bにおける入力バッファ回路62Dとの回路構成を表している。出力バッファ回路64Dは、図7(B)と同様に構成されている。
[1-6. Through current]
Next, a through current generated in the input buffer circuit 62 (FIG. 6) of the driver IC 54 will be described. FIG. 10A shows the circuit configuration of the
入力バッファ回路62Dは、いわゆるプッシュプル構成でなるインバータ回路を2段直列に接続したような構成となっている。すなわち入力バッファ回路62Dは、前段のインバータ回路91がPMOSトランジスタ92及びNMOSトランジスタ93により構成され、後段のインバータ回路94がPMOSトランジスタ95及びNMOSトランジスタ96により構成されている。
The input buffer circuit 62D is configured such that two stages of inverter circuits having a so-called push-pull configuration are connected in series. That is, in the input buffer circuit 62D, the
PMOSトランジスタ92は、ゲート端子がドライバIC54Bのデータ入力端子DATAI3に接続され、ソース端子に電源電圧VDDが供給され、ドレーン端子が点PJに接続されている。NMOSトランジスタ93は、ゲート端子がドライバIC54Bのデータ入力端子DATAI3に接続され、ソース端子がグランドと接続され、ドレーン端子が点PJに接続されている。またPMOSトランジスタ95及びNMOSトランジスタ96は、それぞれゲート端子が点PJと接続されている。
The
ここで、インバータ回路91における入出力特性、すなわち入力電位Viと出力電位Voとの関係は、図10(B)のような曲線により模式的に表すことができる。ここで入力電位Viは、データ入力端子DATAI3における電位であり、出力電位Voは点PJにおける電位である。
Here, the input / output characteristics in the
このインバータ回路91では、入力電位Viが0[V]である時に、出力電位Voが電源電圧VDDである5[V]となる。またインバータ回路91では、入力電位Viが0[V]から上昇して閾値電位Vt*(例えば1.5[V])に近づくと、出力電位Voが下降し始める。さらにインバータ回路91では、入力電位Viが5[V]に近づくと、出力電位Voが0[V]となる。
In the
一方、インバータ回路91における貫通電流Is2、すなわちPMOSトランジスタ92のソース端子から点PJを経てNMOSトランジスタ93のソース端子へ流れる電流の大きさと、入力電位Viとの関係は、図10(C)のような曲線により模式的に表すことができる。
On the other hand, the through current Is2 in the
このインバータ回路91では、入力電位Viが0[V]のとき、貫通電流Is2はほぼ0[A]である。またインバータ回路91では、入力電位Viが0[V]から上昇していくに従い、貫通電流Is2が上昇していき、入力電位Viが閾値電位Vt*に到達したときに、貫通電流Is2が最大のピーク電流Ip2[A]となる。
In the
さらにインバータ回路91では、入力電位Viが閾値電位Vt*よりも上昇すると、貫通電流Is2が減少していくものの、入力電位Viが中間電圧Vm(約3.5[V])になった段階でも、貫通電流Is2が数十m[A]程度の大きさとなる。やがてインバータ回路91では、入力電位Viがさらに上昇して電源電圧VDDに等しい5[V]になると、貫通電流Is2がほぼ0[A]となる。
Further, in the
この図10(C)から分かるように、インバータ回路91では、上段側のドライバIC54Bにおけるデータ入力端子DATAI3の電位、すなわち下段側のドライバIC54Aの出力バッファ回路64Dにおける出力電圧が中間電圧Vm(約3.5[V])である場合、貫通電流Is2が発生する。この場合、プリントヘッド33では、製造不良がある場合に発生するリーク電流の有無を精度良く検出することができず、いわゆるIDDq試験を正常に行うことができない恐れがある。
As can be seen from FIG. 10C, in the
一方、インバータ回路91では、ドライバIC54Bにおけるデータ入力端子DATAI3の電位、すなわちドライバIC54Aの出力バッファ回路64Dにおける出力電圧が電源電圧VDD(約5[V])である場合、貫通電流Is2をほぼ0[A]とすることができる。この場合、プリントヘッド33では、不良個所がある場合に発生するリーク電流の有無を精度良く検出でき、いわゆるIDDq試験を正常に行うことが可能となる。
On the other hand, in the
[1−7.効果等]
以上の構成において、第1の実施の形態による画像形成装置1のプリントヘッド33は、ドライバIC54の出力バッファ回路64(図7(B))において、プルアップ側にNMOSトランジスタ84及びPMOSトランジスタ85を並列に接続した。このうちPMOSトランジスタ85については、NMOSトランジスタ84と比較して、素子面積を極めて小さくし、電流の駆動能力を著しく小さくして飽和電流も小さくした。
[1-7. Effect]
In the above configuration, the
ここで、出力バッファ回路64との比較用に、図11に示すような一般的なプッシュプル構成の出力バッファ回路164を想定する。この出力バッファ回路164は、出力バッファ回路64と比較して、インバータ82、NMOSトランジスタ84及びPMOSトランジスタ85が省略される一方、PMOSトランジスタ186が設けられている。PMOSトランジスタ186は、出力バッファ回路64のPMOSトランジスタ85と同様、ゲート端子が点PBに接続され、ソース端子に電源電圧VDDが供給され、ドレーン端子が出力端子PYに接続されている。
Here, for comparison with the
この出力バッファ回路164は、入力端子PAにローレベルの信号が入力されると、インバータ81の出力をハイレベルとする。これに伴い、NMOSトランジスタ83はオン状態となり、PMOSトランジスタ186はオフ状態となる。この結果、出力バッファ回路64は、出力端子PYがグランドと同等の電位となり、該出力端子PYからローレベルの信号を出力する。
When a low level signal is input to the input terminal PA, the output buffer circuit 164 sets the output of the
一方、出力バッファ回路164は、入力端子PAにハイレベルの信号が入力されると、インバータ81の出力をローレベルとする。これに伴い、NMOSトランジスタ83はオフ状態となり、PMOSトランジスタ186は直ちにオン状態となる。この結果、出力バッファ回路164は、出力端子PYが電源電圧VDDと同等の電位となり、該出力端子PYから約5[V]でなるハイレベルの信号を出力する。
On the other hand, when a high level signal is input to the input terminal PA, the output buffer circuit 164 sets the output of the
すなわち出力バッファ回路164では、図9と対応する図12に波形図を示すように、出力電圧がグランドと電源電圧VDDとの間で大きく変動する、いわばフルスイングすることになる。 That is, in the output buffer circuit 164, as shown in the waveform diagram of FIG. 12 corresponding to FIG. 9, the output voltage varies greatly between the ground and the power supply voltage VDD, that is, full swing.
このため出力バッファ回路164では、入力バッファ回路62(図6及び図10(A))において貫通電流Is3がほぼ0[A]となり、IDDq試験を正常に行うことができる反面、消費電力が比較的大きくなる。また出力バッファ回路164では、出力バッファ回路64の場合と同様に、一瞬だけ貫通電流Is3が発生する。出力バッファ回路164では、ハイレベルの信号を出力する場合に出力電圧が約5[V]となるため、貫通電流Is3におけるピーク電流Ip3が、この出力電圧に応じて比較的大きな値となっている。
Therefore, in the output buffer circuit 164, the through current Is3 is almost 0 [A] in the input buffer circuit 62 (FIGS. 6 and 10A), and the IDDq test can be performed normally, but the power consumption is relatively low. growing. In the output buffer circuit 164, as in the case of the
また一般に、CMOS出力回路における消費電力Pdは、CMOS出力回路における動作周波数f、出力端子に接続される負荷容量(等価静電容量、キャパシタンス)CL及び電源電圧Vddを用いることにより、次の(1)式により表される。ただし負荷容量CLには、CMOS出力回路の信号を受け取る入力バッファ回路の入力容量や、信号配線の容量、及びCMOS出力回路の出力端子に寄生して発生するキャパシタンス等が含まれる。 In general, the power consumption Pd in the CMOS output circuit is obtained by using the operating frequency f in the CMOS output circuit, the load capacitance (equivalent capacitance, capacitance) CL connected to the output terminal, and the power supply voltage Vdd as follows: ) Expression. However, the load capacitance CL includes the input capacitance of the input buffer circuit that receives the signal of the CMOS output circuit, the capacitance of the signal wiring, the capacitance generated parasitically at the output terminal of the CMOS output circuit, and the like.
Pd=f×CL×Vdd2 ……(1) Pd = f × CL × Vdd 2 (1)
この(1)式から分かるように、CMOS出力回路である出力バッファ回路64を有するドライバIC54は、その消費電力が動作周波数fにほぼ比例し、且つ電源電圧Vddの2乗に比例しており、これに伴い温度も上昇する。さらにドライバIC54では、データの転送に伴って、前述した負荷容量CLに対する充電及び放電が行われており、これに伴いEMI(Electro Magnetic Interference)ノイズが発生してしまう。
As can be seen from the equation (1), the driver IC 54 having the
これに対して、第1の実施の形態による出力バッファ回路64では、プルアップ側にNMOSトランジスタ84を設けたため(図7(B))、クロック信号HD−CLKに同期した速度で比較的高速に動作する場合(以下これを動作時と呼ぶ)、出力端子PYをハイレベルにする場合の出力電圧を中間電圧Vm(約3.5[V])に抑えることができる。これは、上述した(1)式において電源電圧Vddを約3.5[V]に低減した場合に相当する。このため出力バッファ回路64では、出力バッファ回路164の場合、すなわち電源電圧Vddを約5[V]とする場合と比較して、消費電力を約1/2に低減することができ、温度の上昇も格段に抑えることができる。
In contrast, in the
また出力バッファ回路64は、動作時において、出力電圧を中間電圧Vmに抑えることにより、貫通電流Is1におけるピーク電流Ip1(図9)の大きさを、出力バッファ回路164(図11)の貫通電流Is3におけるピーク電流Ip3(図12)よりも小さく抑えることができる。これによりドライバIC54では、データの転送に伴って生じる負荷容量CLに対する充電及び放電の電流を低減することができるので、EMIノイズを低減することもできる。
In operation, the
さらに出力バッファ回路64は、ハイレベルの信号を出力し続ける場合、出力電圧を中間電圧Vm(約3.5[V])から時間の経過と共に上昇させ、引上時間TU(図9)が経過すると、ほぼ電源電圧VDD(約5[V])とする(以下これを静止時と呼ぶ)。このとき出力バッファ回路64と接続される入力バッファ回路62(図10(A))では、貫通電流Is2をほぼ0[A]とすることができる(図10(C))。このためプリントヘッド33では、製造不良がある場合に発生する数μ[A]程度のリーク電流を精度良く検出できるので、いわゆるIDDq試験を正常に行うことができる。
Further, when the
これを他の観点から見ると、出力バッファ回路64では、出力電圧について互いに相容れない2つの要望があった。すなわち、一方では消費電力の削減やEMIノイズの低減を実現するために電源電圧VDDよりも低減させたい、というものであり、他方ではIDDq試験を実現するために入力バッファ回路62側で貫通電流Is2を抑えるべく電源電圧VDDと同程度としたい、というものであった。
From another point of view, the
このうち消費電力の削減やEMIノイズの低減については、プリントヘッド33が画像形成装置1に組み込まれた後に印刷処理を行う場合の要求であり、印刷データ信号に応じて出力バッファ回路64における出力電圧が高速でハイレベル又はローレベルに切り替えられる場合、すなわち上述した動作時での要求と言える。
Of these, reduction of power consumption and reduction of EMI noise are requirements when printing processing is performed after the
一方、IDDq試験の実現については、プリントヘッド33が画像形成装置1に組み込まれる前の検査等が行われる場合の要求であり、出力バッファ回路64における出力電圧がほぼ一定のまま変化しない場合、すなわち上述した静止時での要求と言える。
On the other hand, the realization of the IDDq test is a request when an inspection or the like before the
すなわち出力バッファ回路64では、状況(動作時又は静止時)に応じて、要求される出力電圧が相違することになる。そこで出力バッファ回路64では、極めて短い時間で動作するNMOSトランジスタ84と、比較的長い時間をかけて動作するPMOSトランジスタ85とを並列に接続した(図7(B))。これにより出力バッファ回路64では、出力電圧について、動作時に中間電圧Vmに抑えることと、静止時に電源電圧VDDにまで高めることとを、両立させることができる。このとき出力バッファ回路64は、スイッチ等により各部の接続を変更する(すなわち切り替える)必要が無く、回路を極めて簡素に構成することができる。
That is, in the
また出力バッファ回路64のPMOSトランジスタ85は、素子面積を極めて小さく抑えたことにより、電流の駆動能力を小さく抑え、飽和電流も小さく抑えている。このようなPMOSトランジスタ85は、例えば図13に模式図を示すように、その設計時にゲート長GLがプロセスルールにより決定されるため、ゲート幅GWを所望の飽和電流に合わせた大きさ(長さ)に合わせれば良い。このことを換言すれば、PMOSトランジスタ85は、例えば露光用のパターンにおける各部の長さを2次元の平面内で適切に設定するだけで、所望の飽和電流に合わせることができる。
Further, the
因みに図13(A)はPMOSトランジスタ85の模式的な断面図であり、図13(B)は模式的な平面図である。図13(A)及び(B)において、PMOSトランジスタ85は、n型のシリコン層Y1の上側に絶縁層Y2が形成され、その上側にゲート金属層Y3Gが設けられる。またシリコン層Y1内におけるゲート金属層Y3Gの両側に位置する部分には、それぞれ不純物がイオン注入されることにより、ドレーン領域Y1D及びソース領域Y1Sがそれぞれ形成される。
13A is a schematic cross-sectional view of the
ところで、入力バッファ回路62(図6及び図10(A))では、典型的な設計において、インバータ回路91の閾値電位Vt*が約1.5[V]に設定される。これにより入力バッファ回路62は、いわゆるTTL(Transistor Transistor Logic)レベルのインタフェースに合致し、例えばテキサスインスツルメンツ社の代表的なICであるSN74LSシリーズ等との接続が可能なっている。また入力バッファ回路62は、制御部3(図3)のように、電源電圧が約3.3[V]であるCMOS ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等にも直接接続することができる。
By the way, in the input buffer circuit 62 (FIGS. 6 and 10A), the threshold potential Vt * of the
すなわちドライバIC54では、動作時において、上段側の出力バッファ回路64から出力される約3.5[V]の信号を、この出力端子PYと接続される入力バッファ回路62(図10(A))において、そのまま受け入れることができる。このためドライバIC54では、入力バッファ回路62の構成を、一般的なインバータ回路の構成から何ら変更する必要が無い。
That is, in the operation of the driver IC 54, the input buffer circuit 62 (FIG. 10A) connected to the output terminal PY is supplied with a signal of about 3.5 [V] output from the
以上の構成によれば、第1の実施の形態による画像形成装置1のプリントヘッド33では、ドライバIC54の出力バッファ回路64において、プルアップ側にNMOSトランジスタ84に加えて、電流の駆動能力をより小さくしたPMOSトランジスタ85を設けた。このためドライバIC54は、出力バッファ回路64を高速で動作させる動作時に、出力電圧を中間電圧Vm(約3.5[V])に抑えて、消費電力の削減やEMIノイズの低減を図る。一方、ドライバIC54は、出力バッファ回路64からハイレベルの信号を継続して出力させる静止時に、引上時間TUをかけて出力電圧を電源電圧VDD(約5[V])にまで引き上げ、入力バッファ回路62の貫通電流Is2をほぼ0[A]に抑えて、IDDq試験を精度良く実施することができる。
According to the above configuration, in the
[2.第2の実施の形態]
第2の実施の形態による画像形成装置201(図1)は、第1の実施の形態による画像形成装置1と比較して、プリントヘッド33に代わるプリントヘッド233(図2)を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。プリントヘッド233(図5)は、第1の実施の形態によるプリントヘッド33と比較して、ドライバIC54に代わるドライバIC254を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。
[2. Second Embodiment]
The image forming apparatus 201 (FIG. 1) according to the second embodiment is different from the
ドライバIC254は、第1の実施の形態によるドライバIC54(図6)と比較して、出力バッファ回路64に代わる出力バッファ回路264を有する点において相違するもの、他の点については同様に構成されている。出力バッファ回路264は、図7(A)及び(B)と対応する図14(A)及び(B)に示すように、出力バッファ回路64と比較して、NMOSトランジスタ84に代わるバイポーラ型のNPNトランジスタ284が設けられている。NPNトランジスタ284は、ベース端子がインバータ82の出力端子と接続され、コレクタ端子に電源電圧VDDが供給され、エミッタ端子が出力バッファ回路264の出力端子PYと接続されている。
The driver IC 254 is different from the driver IC 54 (FIG. 6) according to the first embodiment in that the driver IC 254 has an
出力バッファ回路264は、第1の実施の形態と同様、NPNトランジスタ284と比較して、PMOSトランジスタ85の素子面積が極めて小さくなっており、電流の駆動能力が著しく小さく、飽和電流も小さくなっている。例えばNPNトランジスタ284の飽和電流は、NMOSトランジスタ84の場合と同様に数十[mA]となっており、PMOSトランジスタ85の飽和電流である数十[μA]よりも十分に大きくなっている。
In the
かかる構成により出力バッファ回路264は、入力端子PAにローレベルの信号(例えば印刷データ信号HD−DATA)が入力されると、第1の実施の形態と同様に、出力端子PYをグランドと同等の電位とし、該出力端子PYからローレベルの信号を出力する。
With this configuration, when a low-level signal (for example, the print data signal HD-DATA) is input to the input terminal PA, the
一方、出力バッファ回路264は、入力端子PAにハイレベルの信号が入力されると、インバータ81の出力、すなわち点PBの電位をローレベルとする。これにより出力バッファ回路264は、インバータ82の出力、すなわち点PCの電位をハイレベルとして、電源電圧VDDとほぼ同等とする。
On the other hand, when a high level signal is input to the input terminal PA, the
NPNトランジスタ284は、この電源電圧VDDがベース端子に印加されてオン状態となるものの、ベース・エミッタ間電圧が、シリコンのPN接合における順電圧VFに相当することになる。このため出力バッファ回路264の出力電圧は、電源電圧VDDよりも順電圧VFだけ低い中間電圧Vm2となる。例えばNPNトランジスタ284では、電源電圧VDDが約5[V]であり、順電圧VFが約0.6[V]であるため、中間電圧Vm2は5[V]から0.6[V]を減じた4.4[V]となる。
The
すなわち出力バッファ回路264は、入力端子PAにハイレベルの信号が入力されると、出力電圧を、NPNトランジスタ284により直ちに中間電圧Vm2(約4.4[V])とする。さらに出力バッファ回路264は、そのまま入力端子PAにハイレベルの信号が入力され続けると、第1の実施の形態と同様、出力電圧を、PMOSトランジスタ85により十分に長い引上時間をかけてほぼ電源電圧VDD(約5[V])にまで高めていく。
That is, when a high level signal is input to the input terminal PA, the
これにより出力バッファ回路264は、第1の実施の形態と同様、一般的なプッシュプル構成の出力バッファ回路164(図11)と比較して、動作時に消費電力を削減できると共にEMIノイズを低減でき、その一方で静止時に入力バッファ回路62の貫通電流Is2をほぼ0[A]に抑えて、IDDq試験を精度良く実施することができる。
As a result, the
[3.第3の実施の形態]
第3の実施の形態による画像形成装置301(図1)は、第1の実施の形態による画像形成装置1と比較して、プリントヘッド33に代わるプリントヘッド333(図2)を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。プリントヘッド333(図5)は、第1の実施の形態によるプリントヘッド33と比較して、ドライバIC54に代わるドライバIC354を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。
[3. Third Embodiment]
The image forming apparatus 301 (FIG. 1) according to the third embodiment is different from the
[3−1.ドライバIC及び出力バッファ回路の構成]
ドライバIC354は、図6と対応する図15に示すように、ドライバIC54と比較して、出力バッファ回路64に代わる出力バッファ回路364(364D、364C、364B及び364A)を有する点、及び各出力バッファ回路364にスタンバイ信号STBY−Pが供給される点において相違するもの、他の点については同様に構成されている。
[3-1. Configuration of Driver IC and Output Buffer Circuit]
As shown in FIG. 15 corresponding to FIG. 6, the driver IC 354 has an output buffer circuit 364 (364D, 364C, 364B, and 364A) in place of the
出力バッファ回路364は、図7(A)と対応する図16(A)に示すように、出力バッファ回路64と比較して、入力端子PSが追加されている。これに加えて出力バッファ回路364は、図7(B)と対応する図16(B)に示すように、入力端子PAとPMOSトランジスタ85のゲート端子との間に割り込む位置にNAND回路387が設けられている点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。
As shown in FIG. 16A corresponding to FIG. 7A, the
すなわちNAND回路387は、一方の入力端子が出力バッファ回路364の入力端子PAに接続されると共に、出力端子が点PDを介してPMOSトランジスタ85のゲート端子と接続されている。さらにNAND回路387は、他方の入力端子が入力端子PSと接続されている。
In other words, the
かかる構成により出力バッファ回路364は、入力端子PSに供給されるスタンバイ信号STBY−Pがハイレベルである場合、NAND回路387が入力端子PAに入力される信号に対してインバータ81と同等の機能を有することになるため、第1の実施の形態による出力バッファ回路64と同様に動作する。
With this configuration, when the standby signal STBY-P supplied to the input terminal PS is at a high level, the
この場合、出力バッファ回路364は、入力端子PAにローレベルの信号が入力されると、NMOSトランジスタ83により出力電圧をグランドと同等として、該出力端子PYからローレベルの信号を出力する。また出力バッファ回路364は、入力端子PAにハイレベルの信号が入力されると、出力電圧を、NMOSトランジスタ84により直ちに中間電圧Vm(約3.5[V])とした後、さらにPMOSトランジスタ85により十分に長い引上時間TUをかけてほぼ電源電圧VDD(約5[V])にまで高めていく。
In this case, when a low level signal is input to the input terminal PA, the
一方、出力バッファ回路364は、入力端子PSに供給されるスタンバイ信号STBY−Pがローレベルである場合、入力端子PAに入力される信号の信号レベルに拘わらず、NAND回路387の出力端子及び点PDが常にハイレベルとなり、PMOSトランジスタ85が常にオフ状態となる。
On the other hand, when the standby signal STBY-P supplied to the input terminal PS is at a low level, the
この場合、出力バッファ回路364は、入力端子PAにローレベルの信号が入力されると、NMOSトランジスタ83により出力電圧をグランドと同等として、該出力端子PYからローレベルの信号を出力する。また出力バッファ回路364は、入力端子PAにハイレベルの信号が入力されると、NMOSトランジスタ84により出力電圧を直ちに中間電圧Vm(約3.5[V])とする。このとき出力バッファ回路364は、PMOSトランジスタ85がオフ状態であるため、時間の経過に拘わらず、出力電圧を中間電圧Vmのまま維持する。
In this case, when a low level signal is input to the input terminal PA, the
このように出力バッファ回路364は、入力端子PSに供給されるスタンバイ信号がハイレベルであれば、PMOSトランジスタ85を第1の実施の形態と同様に機能させる一方、該スタンバイ信号がローレベルであれば、該PMOSトランジスタ85の動作を停止させることができる。
As described above, when the standby signal supplied to the input terminal PS is at a high level, the
[3−2.スタンバイ信号による動作状態の制御]
次に、ドライバIC354においてスタンバイ信号により各部の動作状態を変化させる様子について、図17を参照しながら説明する。図17は、ドライバIC354のうち制御電圧発生部76及び1個の素子駆動部77を抜き出し、さらに一部を省略して模式的に表したものである。
[3-2. Control of operation status by standby signal]
Next, how the operation state of each unit is changed by the standby signal in the driver IC 354 will be described with reference to FIG. FIG. 17 schematically illustrates the control
制御電圧発生部76は、主に演算増幅器411、PMOSトランジスタ412及び413、並びに抵抗414により構成されている。演算増幅器411の反転入力端子は、基準電圧Vrefが入力されるVREF入力端子と接続されている。また演算増幅器411の非反転入力端子は、抵抗414を介してグランドに接続されている。
The
制御電圧発生部76のスタンバイ端子STBYは、演算増幅器411のスタンバイ入力端子及びPMOSトランジスタ413のゲート端子と接続されている。このスタンバイ端子STBYには、ドライバ制御部74(図15)から、低消費電力モード(すなわち消費電力を低減させた動作モード)への移行を指示するスタンバイ信号STBY−Pが供給される。
The standby terminal STBY of the
演算増幅器411の出力端子は、PMOSトランジスタ412のゲート端子及び素子駆動部77に接続されており、制御電圧Vcontrolをそれぞれに供給する。PMOSトランジスタ412及び413は、互いに直列に接続されている。すなわちPMOSトランジスタ412のソース端子には、電源電圧VDDが供給される。PMOSトランジスタ412のドレーン端子は、PMOSトランジスタ413のソース端子と接続されている。PMOSトランジスタ413のドレーン端子は、演算増幅器411の出力端子及び抵抗414と接続されている。
The output terminal of the operational amplifier 411 is connected to the gate terminal of the
一方、素子駆動部77は、主にAND回路421、PMOSトランジスタ422、NMOSトランジスタ423及びPMOSトランジスタ424により構成されている。AND回路421は、上述した素子駆動制御信号DRV ON−N(図15)と、補正値記憶部75から供給される補正データとが入力されており、出力端子がPMOSトランジスタ422及びNMOSトランジスタ423のゲート端子にそれぞれ接続されている。
On the other hand, the
PMOSトランジスタ422は、ソース端子に電源電圧VDDが供給されると共に、ドレーン端子がNMOSトランジスタ423のドレーン端子及びPMOSトランジスタ424のゲート端子にそれぞれ接続されている。NMOSトランジスタ423のソース端子は、制御電圧発生部76と接続されており、上述した制御電圧Vcontrolが供給される。すなわちPMOSトランジスタ422及びNMOSトランジスタ423は、インバータ回路を構成している。このインバータ回路の出力は、PMOSトランジスタ422のゲート端子に入力されることになる。
In the
PMOSトランジスタ424は、ソース端子に電源電圧VDDが供給され、ドレーン端子が発光素子チップ53における発光素子LEのアノード端子と接続されている。因みに発光素子LEのカソード端子は、グランドに接続されている。
In the
ここで、制御電圧発生部76の抵抗414の抵抗値をRref[Ω]とし、該抵抗414に流れる電流値をIrefとすると、この電流値Irefは、基準電圧Vref及び抵抗値Rrefを用いることにより、次の(2)式のように表すことができる。
Here, when the resistance value of the
Iref=Vref/Rref ……(2) Iref = Vref / Rref (2)
この電流値Irefの大きさは、PMOSトランジスタ412のドレーン端子に流れるドレーン電流の大きさとほぼ同等である。
The magnitude of the current value Iref is substantially equal to the magnitude of the drain current flowing through the drain terminal of the
一方、素子駆動部77では、発光素子LEを発光させる場合、PMOSトランジスタ424がオン状態であり、NMOSトランジスタ423もオン状態である。このためPMOSトランジスタ424のゲート・ソース間には、電源電圧VDDから制御電圧Vcontrolを減じた大きさの電圧が印加される。この電圧は、PMOSトランジスタ412のゲート・ソース間における電圧と同等となる。またPMOSトランジスタ424及びPMOSトランジスタ412は、何れも飽和領域で動作しており、互いにカレントミラーの関係となっている。
On the other hand, in the
このためドライバIC354では、PMOSトランジスタ412のドレーン電流の大きさ、すなわち抵抗414における電流値Irefを変化させることにより、この電流値Irefにほぼ比例した大きさのドレーン電流をPMOSトランジスタ424に流すこと、すなわち発光素子LEに供給することができる。これを換言すれば、ドライバIC354では、抵抗414における電流値Irefの大きさを調整することにより、発光素子LEに供給される駆動電流の大きさを調整することができる。
Therefore, in the driver IC 354, by changing the magnitude of the drain current of the
またドライバIC354では、スタンバイ信号STBY−Pが電源電圧VDDとほぼ同等のハイレベルになると、演算増幅器411の消費電流がほぼ0[A]になると共に、PMOSトランジスタ413のゲート端子における電位が電源電圧VDDとほぼ同等となり、該PMOSトランジスタ413をオフ状態とする。この結果、ドライバIC354では、抵抗414における電流値Irefをほぼ0[A]とするため、制御電圧発生部76及び素子駆動部77の各部に流れる電流を、何れもほぼ0[A]とすることができる。
In the driver IC 354, when the standby signal STBY-P becomes a high level substantially equal to the power supply voltage VDD, the consumption current of the operational amplifier 411 becomes substantially 0 [A], and the potential at the gate terminal of the
またドライバIC354は、第1の実施の形態によるドライバIC54と同様、他の各回路がCMOS素子を用いて構成されているため、その静的消費電流がほぼ0[A]となる。この結果、このドライバIC354が設けられたプリントヘッド333においても、低消費電力モードにおける消費電流をほぼ0[A]とすることができる。 Similarly to the driver IC 54 according to the first embodiment, the driver IC 354 is configured with other circuits using CMOS elements, so that the static current consumption is almost 0 [A]. As a result, even in the print head 333 provided with the driver IC 354, the current consumption in the low power consumption mode can be set to approximately 0 [A].
[3−3.効果等]
以上の構成において、第3の実施の形態による画像形成装置301のプリントヘッド333は、ドライバIC354の出力バッファ回路364において、第1の実施の形態による出力バッファ回路64と同様の構成に加えてNAND回路387を設け、スタンバイ信号STBY−Pを入力させるようにした(図16)。
[3-3. Effect]
In the configuration described above, the print head 333 of the image forming apparatus 301 according to the third embodiment includes a NAND in the
画像形成装置301では、印刷処理が行われるなどしてドライバIC354内の各部が動作している状態において、スタンバイ信号STBY−Pがローレベルとなっており、出力バッファ回路364に印刷データ信号等の信号が順次入力され、これに応じて出力端子PYの信号レベルが比較的高速に変化する。
In the image forming apparatus 301, the standby signal STBY-P is at a low level in a state where each part in the driver IC 354 is operating due to print processing or the like, and the
このとき出力バッファ回路364では、スタンバイ信号STBY−Pがローレベルであるために、入力端子PAに入力される信号の信号レベルに拘わらず、PMOSトランジスタ85が常にオフ状態となる。このため出力バッファ回路364は、入力端子PAにハイレベルの信号が入力されると、NMOSトランジスタ84により出力電圧を直ちに中間電圧Vm(約3.5[V])とした後、時間の経過に拘わらず、この中間電圧Vmを維持することができる。
At this time, in the
すなわち出力バッファ回路364では、例えば供給される印刷データ信号においてしばらくハイレベルが連続した場合のように、出力電圧をハイレベルに切り替えてからある程度の時間が経過した場合であっても、出力電圧を中間電圧Vmに維持できるので、消費電力の増加やEMIノイズの増大を招くことがない。
In other words, in the
一方、出力バッファ回路364では、例えば図9と対応する図18における時点T6のように、スタンバイ信号STBY−P及び入力端子PAの双方がハイレベルであれば、PMOSトランジスタ85がオン状態となる。これにより出力バッファ回路364は、出力電圧を中間電圧Vm(約3.5[V])から徐々に引き上げて、引上時間TUの経過後に電源電圧VDD(約5[V])とほぼ同等とすることができる。
On the other hand, in the
このためドライバIC354が組み込まれたプリントヘッド333では、製造工程においてIDDq試験を行う場合に、スタンバイ信号STBY−Pをハイレベルとすることにより、出力バッファ回路364の出力電圧を電源電圧VDDとほぼ同等とし、入力バッファ回路62における貫通電流Is2をほぼ0[A]とすることができる。
Therefore, in the print head 333 in which the driver IC 354 is incorporated, when performing the IDDq test in the manufacturing process, the output voltage of the
またドライバIC354では、スタンバイ信号STBY−Pがハイレベルとなっている場合、制御電圧発生部76及び素子駆動部77の各部に流れる電流が何れもほぼ0[A]となり、他の各回路においても静的消費電流がほぼ0[A]となる。すなわちプリントヘッド333は、スタンバイ信号STBY−Pをハイレベルにするだけで、入力バッファ回路62の貫通電流Is2をほぼ0[A]にでき、これと共にドライバIC354内における各回路の静的消費電流もほぼ0[A]にできる。この結果、プリントヘッド333では、IDDq試験において、他の電流による影響を極力排除できるので、リーク電流を極めて精度良く検出することができる。
In the driver IC 354, when the standby signal STBY-P is at a high level, the current flowing in each part of the control
さらにプリントヘッド333は、画像形成装置301に組み込まれた後において、消費電力を低減する目的でスタンバイモードに移行する場合、スタンバイ信号STBY−Pをハイレベルとすることにより、ドライバIC354内の各回路における静的消費電流をほぼ0[A]にできる。このときプリントヘッド333では、スタンバイ信号STBY−Pがハイレベルであることにより、出力バッファ回路364の出力信号をハイレベルとする場合の電圧を電源電圧VDDと同等にできるので、入力バッファ回路62において貫通電流Is2をほぼ0[A]にでき、消費電力の低減に寄与することもできる。
Further, when the print head 333 shifts to the standby mode for the purpose of reducing power consumption after being incorporated into the image forming apparatus 301, each circuit in the driver IC 354 is set to high level by setting the standby signal STBY-P to high level. The static current consumption at can be made almost 0 [A]. At this time, in the print head 333, since the standby signal STBY-P is at the high level, the voltage when the output signal of the
これを他の観点から見ると、出力バッファ回路364では、入力端子PSに入力する信号として、スタンバイ信号STBY−P以外にも、ドライバIC354内に存在する他の種々の信号、例えばラッチ信号HD−LOAD等を利用することや、新たに信号を生成することも考えられる。
From another viewpoint, in the
しかしながら出力バッファ回路364では、敢えてスタンバイ信号STBY−Pを入力端子PSに入力することにより、印刷動作等を行っている間は出力電圧を中間電圧Vmに維持できる。そのうえ出力バッファ回路364では、IDDq試験を行う場合にスタンバイ信号STBY−Pをハイレベルにするだけで、他の処理を何ら行うこと無く、入力バッファ回路62の貫通電流Is2をほぼ0[A]にでき、さらにドライバIC354内の各回路の静的消費電流も同時にほぼ0[A]にできる。
However, in the
その他の点においても、ドライバIC354は、第1の実施の形態によるドライバIC54と同様の作用効果を奏し得る。 In other respects, the driver IC 354 can achieve the same effects as the driver IC 54 according to the first embodiment.
以上の構成によれば、第3の実施の形態による画像形成装置301のプリントヘッド333は、ドライバIC354の出力バッファ回路364にスタンバイ信号STBY−Pを入力させる。プリントヘッド333は、動作時にスタンバイ信号STBY−Pをローレベルとすることにより、出力バッファ回路364のPMOSトランジスタ85を常にオフ状態とし、出力電圧をハイレベルとしたときに中間電圧Vmを維持できるので、消費電力の増加やEMIノイズの増大を招くことがない。その一方でプリントヘッド333は、IDDq試験においてスタンバイ信号STBY−Pをハイレベルとすることにより、入力バッファ回路62の貫通電流Is2に加えてドライバIC354内の各回路の静的消費電流もほぼ0[A]にできるので、リーク電流を極めて精度良く検出できる。
According to the above configuration, the print head 333 of the image forming apparatus 301 according to the third embodiment inputs the standby signal STBY-P to the
[4.他の実施の形態]
なお上述した第1の実施の形態においては、出力バッファ回路64のプルアップ側にNMOSトランジスタ84を用いる場合について述べた(図7(B))。また第2の実施の形態においては、出力バッファ回路264のプルアップ側にNPNトランジスタ284を用いる場合について述べた(図16(B))。しかしながら本発明はこれに限らず、出力バッファ回路64等のプルアップ側に、種々のスイッチング素子を用いても良い。この場合、該スイッチング素子の動作により出力端子PYをハイレベルとする場合に、その電位を電源電圧VDDよりも低下させることにより、消費電力の削減やEMIノイズの低減を図ることができれば良い。第3の実施の形態についても同様である。
[4. Other Embodiments]
In the above-described first embodiment, the case where the
また上述した第1の実施の形態においては、ドライバIC54により、発光ダイオードでなる発光素子LEを駆動する(すなわち発光させる)場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えばドライバIC54により、発光サイリスタや有機EL素子のような発光する種々の素子を駆動しても良く、或いはサーマルプリントヘッドに用いられる発熱素子のように、媒体に対して種々の手法により画像を形成するための種々の素子を駆動しても良い。第2及び第3の実施の形態についても同様である。 Further, in the above-described first embodiment, the case where the driver IC 54 drives (that is, emits light) the light emitting element LE that is a light emitting diode has been described. However, the present invention is not limited to this, and various elements that emit light such as a light emitting thyristor and an organic EL element may be driven by a driver IC 54, or a medium such as a heating element used in a thermal print head. On the other hand, various elements for forming an image may be driven by various methods. The same applies to the second and third embodiments.
さらに上述した第3の実施の形態においては、出力バッファ回路364のプルアップ側にNMOSトランジスタ84を用いる場合について述べた(図16(B))。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば第2の実施の形態による出力バッファ回路264(図13(B))のように、NPNトランジスタ284を用いても良い。すなわち図16(A)及び(B)と対応する図19(A)及び(B)に示すように、出力バッファ回路464において、プルアップ側にNMOSトランジスタ84に代わるNPNトランジスタ284を用いることができる。
Further, in the above-described third embodiment, the case where the
さらに上述した第3の実施の形態においては、出力バッファ回路364の入力端子PSにスタンバイ信号STBY−Pを供給する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、入力端子PSに他の種々の信号を供給しても良い。要は、少なくともIDDq試験を行う場合に、何らかの信号を供給することにより、出力バッファ回路364(図16(B))においてPMOSトランジスタ85をオン状態とすることができれば良い。
Further, in the above-described third embodiment, the case where the standby signal STBY-P is supplied to the input terminal PS of the
さらに上述した第1の実施の形態においては、MFPでなる画像形成装置1に本発明を適用する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば複写機やファクシミリ装置等、電子写真方式によりトナー画像を形成して用紙に定着させる機能を有する種々の電子機器に適用しても良い。また、複数色に対応する複数の画像形成ユニット16を用いて、いわゆるカラー印刷を行う機器に限らず、1個の画像形成ユニット16により単色(モノクロ)の印刷を行う機器に適用しても良い。第2及び第3の実施の形態についても同様である。
Further, in the above-described first embodiment, the case where the present invention is applied to the
さらに上述した第3の実施の形態においては、出力バッファ回路364においてPMOSトランジスタ85の飽和電流をNMOSトランジスタ84よりも十分に小さくすることにより、第1の実施の形態と同様に、十分に長い引上時間TUをかけて出力電圧を中間電圧Vmから電源電圧VDDと同等に引き上げる場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えばPMOSトランジスタ85の飽和電流をNMOSトランジスタ84と同等とすることにより、極めて短い時間で出力電圧を中間電圧Vmから電源電圧VDDと同等に引き上げるようにしても良い。この場合、スタンバイ信号STBY−Pにより、PMOSトランジスタ85をオン状態又はオフ状態へ、適切に切り替えることができる。
Furthermore, in the third embodiment described above, the saturation current of the
さらに上述した第1の実施の形態においては、複数のドライバIC54をカスケード接続し、IDDq試験において上段側の出力バッファ回路64における出力電圧を電源電圧VDDと同等に高めることにより、下段側の入力バッファ回路62における貫通電流Is2(図10)をほぼ0[A]とする場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば出力バッファ回路64に対し、下段側の回路として、ドライバIC54と異なる種々の回路を接続しても良い。この場合、該出力バッファ回路64の出力端子PYが、下段側の回路においてCMOS回路のような相補型の素子により構成されたインバータ回路の入力端子と接続されていれば、入力バッファ回路62の場合と同様に、通電流Is2をほぼ0[A]とすることができる。第2及び第3の実施の形態についても同様である。
Furthermore, in the first embodiment described above, a plurality of driver ICs 54 are cascade-connected, and the output voltage in the upper stage
さらに本発明は、上述した各実施の形態及び他の実施の形態に限定されるものではない。すなわち本発明は、上述した各実施の形態と上述した他の実施の形態の一部又は全部を任意に組み合わせた実施の形態や、一部を抽出した実施の形態にもその適用範囲が及ぶものである。 Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments and other embodiments. That is, the scope of the present invention extends to embodiments in which some or all of the above-described embodiments and other embodiments described above are arbitrarily combined, and embodiments in which some are extracted. It is.
さらに上述した第1の実施の形態においては、入力バッファとしての入力バッファ回路62と、素子駆動部としての素子駆動部77と、出力バッファとしての出力バッファ回路64とにより駆動回路としてのドライバIC54を構成する場合について述べた。この場合、出力バッファを、第1スイッチング手段としてのNMOSトランジスタ84と、第2スイッチング手段としてのPMOSトランジスタ85と、第3スイッチング手段としてのNMOSトランジスタ83とによって構成した。しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる入力バッファと、素子駆動部と、出力バッファとにより駆動回路を構成し、その他種々の構成でなる第1スイッチング手段と、第2スイッチング手段と、第3スイッチング手段とにより出力バッファを構成しても良い。
Furthermore, in the first embodiment described above, the driver IC 54 as a drive circuit is constituted by an input buffer circuit 62 as an input buffer, an
本発明は、例えば電子写真方式によりトナー画像を形成して用紙に定着させることにより印刷するMFPで利用できる。 The present invention can be used in, for example, an MFP that performs printing by forming a toner image by an electrophotographic method and fixing the toner image on a sheet.
1、201、301……画像形成装置、16……画像形成ユニット、33、233、333……プリントヘッド、52……プリント配線板、53……発光素子チップ、54、254、354……ドライバIC、62……入力バッファ回路、64、264、364……出力バッファ回路、74……ドライバ制御部、76……制御電圧発生部、77……素子駆動部、81、82……インバータ、83、84、93、96、423……NMOSトランジスタ、85、92、95、186、412、413、422、424……PMOSトランジスタ、91、94……インバータ回路、244、414……抵抗、284……NPNトランジスタ、387……NAND回路、411……演算増幅器、421……AND回路、DATAI……データ入力端子、DATAO……データ出力端子、DRVON−N……素子駆動制御信号、GL……ゲート長、GW……ゲート幅、HD−CLK……クロック信号、HD−DATA……印刷データ信号、HD−LOAD……ラッチ信号、Is1、Is2、Is3……貫通電流、LE……発光素子、PA、PS……入力端子、PY……出力端子、STBY−P……スタンバイ信号、TC……クロック周期、TU……引上時間、VDD……電源電圧、VF……順電圧、VREF……基準電圧、Vm、Vm2……中間電圧、Vt……閾値電圧。 1, 201, 301 ... Image forming apparatus, 16 ... Image forming unit, 33, 233, 333 ... Print head, 52 ... Printed wiring board, 53 ... Light emitting element chip, 54, 254, 354 ... Driver IC, 62... Input buffer circuit, 64, 264, 364... Output buffer circuit, 74... Driver control unit, 76... Control voltage generation unit, 77. 84, 93, 96, 423 ... NMOS transistor, 85, 92, 95, 186, 412, 413, 422, 424 ... PMOS transistor, 91, 94 ... inverter circuit, 244, 414 ... resistance, 284 ... ... NPN transistor, 387 ... NAND circuit, 411 ... operational amplifier, 421 ... AND circuit, DATAI ... data input terminal , DATAO ... Data output terminal, DRVON-N ... Element drive control signal, GL ... Gate length, GW ... Gate width, HD-CLK ... Clock signal, HD-DATA ... Print data signal, HD-LOAD ... Latch signal, Is1, Is2, Is3 ... Through current, LE ... Light emitting element, PA, PS ... Input terminal, PY ... Output terminal, STBY-P ... Standby signal, TC ... Clock cycle, TU …… Pull-up time, VDD …… Power supply voltage, VF …… Forward voltage, VREF …… Reference voltage, Vm, Vm2 …… Intermediate voltage, Vt …… Threshold voltage.
Claims (9)
前記データ信号に基づいて被駆動素子を駆動する素子駆動部と、
前記データ信号を下段側へ出力する出力バッファと
を具え、
前記出力バッファは、
電源電圧の供給を受け、前記データ信号のハイレベルをそれぞれ設定する第1スイッチング手段及び第2スイッチング手段と、
前記データ信号のローレベルを設定する第3スイッチング手段と
を具え、
前記第1スイッチング手段は、ハイレベルの出力電圧が前記電源電圧よりも低く、
前記第2スイッチング手段は、前記第1スイッチング手段よりも電流の駆動能力が小さい
ことを特徴とする駆動回路。 An input buffer to which a data signal is input from the upper stage side;
An element driver for driving the driven element based on the data signal;
An output buffer for outputting the data signal to the lower side,
The output buffer is
First switching means and second switching means for receiving a supply of power supply voltage and respectively setting a high level of the data signal;
Third switching means for setting the low level of the data signal,
The first switching means has a high level output voltage lower than the power supply voltage,
The drive circuit characterized in that the second switching means has a smaller current drive capability than the first switching means.
前記第2スイッチング手段におけるハイレベルの出力電圧は、前記電源電圧と同等である
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動回路。 The second switching means is a PMOS transistor;
The drive circuit according to claim 1, wherein a high-level output voltage in the second switching unit is equal to the power supply voltage.
ことを特徴とする請求項2に記載の駆動回路。 The time required for the second switching means to start the output at a high level until the output voltage reaches a voltage equivalent to the power supply voltage is longer than the cycle of the data signal. Item 3. The drive circuit according to Item 2.
前記第1スイッチング手段におけるハイレベルの出力電圧は、前記電源電圧から前記NMOSトランジスタの閾値電圧を減じた値である
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動回路。 The first switching means is an NMOS transistor;
The drive circuit according to claim 1, wherein the high-level output voltage in the first switching unit is a value obtained by subtracting a threshold voltage of the NMOS transistor from the power supply voltage.
前記第1スイッチング手段におけるハイレベルの出力電圧は、前記電源電圧から前記NPNトランジスタのベース・エミッタ間電圧を減じた値である
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動回路。 The first switching means is a bipolar NPN transistor,
The drive circuit according to claim 1, wherein the high-level output voltage in the first switching means is a value obtained by subtracting a base-emitter voltage of the NPN transistor from the power supply voltage.
ことを特徴とする請求項1〜請求項5の何れかに記載の駆動回路。 The second switching means operates in accordance with the standby signal when the element driving unit transitions to a standby state in which the driven element is not driven in accordance with a predetermined standby signal. A driving circuit according to any one of the above.
前記被駆動素子は、光を発射する発光素子である
ことを特徴とする光プリントヘッド。 A drive circuit group comprising a plurality of cascaded drive circuits according to any one of claims 1 to 6,
The driven element is a light emitting element that emits light.
ことを特徴とする請求項7に記載の光プリントヘッド。 The optical print head according to claim 7, wherein the input buffer of the driving circuit supplies the data signal to an inverter circuit configured by complementary elements.
前記画像を所定の媒体に定着させる定着部と
を具えることを特徴とする画像形成装置。 An image forming unit that generates an electrostatic latent image by exposing a photosensitive member by the optical print head according to claim 7 or 8, and forms an image based on the electrostatic latent image by a developer;
An image forming apparatus comprising: a fixing unit that fixes the image on a predetermined medium.
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