JP4428351B2 - 発光装置、電子機器、及び駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子を用いた発光装置、電子機器、及び駆動方法に関する。

画像形成装置としてのプリンタには、感光体ドラムなどの像担持体に静電潜像を形成するためのヘッド部として、多数の発光素子がアレイ状に配列された発光装置が用いられる。ヘッド部は、複数の発光素子を主走査方向に沿って配置した１本のラインで構成されることが多い。また、発光素子としては、有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode、以下適宜「ＯＬＥＤ」と略称する）素子などの発光ダイオードが知られている。

ヘッド部は、基板の上に、発光素子と、これに近接して設けられ駆動電流を発光素子に供給する駆動電流源と、駆動電流の供給を制御する駆動信号を生成する駆動回路とを備える。このようなラインヘッドにて、全ての発光素子を光らせて潜像するような状態では、発光素子の数だけ駆動電流が同時に流れることになり、瞬間的な消費電流の大きさが膨大になる。瞬間的に大きな電流が流れると、ヘッド内の電源が変動するなどして、ヘッドが誤動作する恐れがある。そのため、ラインヘッドにおいては、瞬間的に流れる電流を低減することがヘッドの安定動作のために重要な課題となっていた。こうした課題を改善する技術として、複数の発光素子群からなるブロックを複数配列し、各発光素子群に含まれる発光素子が配列方向と直交する方向（この方向を、副走査方向とする）に互いにある変位量を持つように配設した発光素子アレイにおいて、前記複数のブロックのうち隣接するブロックの上記変位の傾き方向が互いに逆方向になるようにする方法が知られている（特許文献１）。このようにブロック単位で発光させることで駆動電流を時間的に分散して流すことができる。その結果、瞬間的な消費電流が低減されるので電源ノイズが抑制され、ヘッドの安定動作が期待できる。
特開２００３−８０７６３号公報

ところで、特許文献１の技術では、本来は１列構成となる発光素子群を複数列構成にしなければならないので、ヘッド部が副走査方向に大きく伸びることになる。そのためラインヘッド構成が複雑化して、コスト増や大型化という問題をまねく。こうした問題を防ぐには、例えば２列構成のように列数が少ない構成にすれば良いが、列数を少なくすると、同時に発光する発光素子数が増えるため瞬間電流が大きくなり、ノイズが増大するという問題がある。つまり、列数とノイズ量とは相反する関係にある。特許文献１の技術では、あらかじめ発光素子の配列数を作りこんでおく必要があるため、ちょっとした配列変更に簡単に対応することはできない。一般に、瞬間電流をどの程度に抑えれば、ヘッドが正常動作するか（つまり、ノイズ量を小さくできるか）を事前に正確に把握することは難しく、完成したヘッドで現物評価しながらノイズ対策を講じることが多い。特許文献１の技術を用いた場合は、仮にノイズ対策が不十分だったため列数を増やしたいときには、ヘッドそのものを作り直す必要がある。そのため、確実にヘッドを動作させようと思えば、ノイズが十分に小さくなるような構成、つまり、列数が多い構成に作り込んでおく必要がある。しかし前述したように、列数が多いとヘッドのコスト増、大型化につながる。このように従来技術では、コスト、ヘッドサイズ、動作安定性、などの観点で最適構成を実現することが困難であった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、発光素子構成を複雑化、大型化しなくても安定的に動作するような発光装置、電子機器及び駆動方法を提供することを解決課題としている。

この課題を解決するために、本発明に係る発光装置は、駆動信号に応じて発光する複数の発光素子と、各々に一又は複数の前記発光素子が属する複数のブロックの間で前記発光素子に前記駆動信号を供給する供給タイミングを調整して当該供給タイミングを指示する制御信号を前記ブロックごとに生成する制御手段と、各々が前記ブロックごとに設けられ、前記制御信号に基づいて当該ブロックに属する発光素子に前記駆動信号を供給する複数の駆動手段とを備える。

この発明によれば、ブロック単位で駆動信号の供給タイミングが設定されるが、複数のブロック間で供給タイミングを調整して設定することができる。すべてのブロックが一斉に駆動信号を供給すると、大電流が流れて電源ラインには大きなノイズが発生するが、この発明によれば、供給タイミングをずらすことができるので、ノイズを時間的に分散させることができる。さらに、各ブロックの供給タイミングは調整可能であるから、発光装置を光ヘッドとして用いた場合には、印字品質とノイズによる誤動作の兼ねあいで供給タイミングを調整することができる。

ここで、前記制御手段は、同時に前記駆動信号を供給するブロックをグループ化し、複数のグループの各々に供給タイミングの異なる前記制御信号を各々生成し、設定信号（例えば、実施形態の設定データＱ）に応じてグループに属する前記ブロックを組み替えることが好ましい。同時に駆動するブロック数に応じてノイズの大きさが定まるが、この発明によれば、設定信号に応じてブロックの組み替えを行うことができるので、ノイズマージンに応じてグループに属するブロックを変更することが可能となる。

より好ましい態様としては、前記設定信号を記憶した記憶手段を備え、前記制御手段は、前記記憶手段から前記設定信号を読み出して前記グループに属する前記ブロックを組み替えることが好ましい。この場合には、製品の出荷時などにノイズによる誤動作を評価して、誤動作が発生しない範囲で最適な印字品質が得られるように設定信号を記憶手段に記憶させることができる。

また、前記設定信号は印刷の品質を指定し、前記制御手段は、前記設定信号によって指定される印刷の品質が高くなる程、各グループに属する前記ブロックの数が多くなるようグループに属する前記ブロックを組み替えて、前記グループの数が少なくなるように設定することが好ましい。求められる印刷の品質が高いときには、印字の最大段差が少なくなることが好ましいが、印字の最大段差はグループの数が少ないほど小さくなる。この発明によれば、印字の品質に応じてグループの数を変更させることができるので、高い品質が求められるときには段差を小さくするようにグループの数を減らし、さほど品質が求められないときにはグループの数を増やしてノイズ量を低減することができる。
より具他的には、印刷の品質として高速（低品位）印刷モードが指定された場合には、グループの数を増やしてノイズ量を低減する一方、最大段差を比較的大きくする（スキュー量大）。また、低速（高品位）印刷モードが指定された場合には、グループの数を減らしてノイズ量を低減する一方、最大段差を比較的小さくする（スキュー量小）。

また、制御手段の具体的な態様としては、基準信号を生成する基準信号生成手段と、前記基準信号を検知してクロック信号の計数を開始し、計数結果に従って前記制御信号を生成する制御信号生成手段とを有することが好ましい。この場合、制御信号生成手段は、ブロックごとに設けてもよいし、あるいはグループごとに設けて、グループに属する複数のブロックで兼用してもよい。

また、前記制御手段は、隣接するブロック間における前記供給タイミングの遅れと進みが一定周期で繰り返すように前記複数のグループの各々に前記ブロックを割り当てることが好ましい。このように供給タイミングを設定することによって、印字のうねりの振幅を低減することができる。
さらに、前記制御手段は、隣接するブロック間における前記供給タイミングのずれ量が一定になるように前記複数のグループの各々に前記ブロックを割り当てることが好ましい。この場合には、印字の段差を均等に配分することができるので、一箇所の段差が大きくなり、人の目で段差が検知されにくくできる。

次に、本発明に係る電子機器は、上述した発光装置を備えることが好ましい。このような電子機器としては、プリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいは、画像を表示する表示装置、パーソナルコンピュータ、携帯電話機等が該当する。

次に、本発明に係る駆動方法は、駆動信号に応じて発光する複数の発光素子を駆動する方法であって、各々に一又は複数の前記発光素子が属する複数のブロックの間で前記発光素子に前記駆動信号を供給する供給タイミングを調整して当該供給タイミングを指示する制御信号を前記ブロックごとに生成し、前記ブロックごとに生成した前記制御信号に基づいて当該ブロックに属する発光素子に前記駆動信号を供給することを特徴とする。この駆動方法によれば、供給タイミングをずらすことができるので、ノイズを時間的に分散させることができる。さらに、各ブロックの供給タイミングは調整可能であるから、発光装置を光ヘッドとして用いた場合には、印字品質とノイズによる誤動作の兼ねあいで供給タイミングを調整することができる。

上述した駆動方法の好ましい態様としては、前記制御信号を生成する工程において、同時に前記駆動信号を供給するブロックをグループ化し、複数のグループの各々に供給タイミングの異なる前記制御信号を各々生成し、所定の設定条件に応じてグループに属する前記ブロックを組み替えることが好ましい。この発明によれば、設定条件に応じてブロックの組み替えを行うことができるので、ノイズマージンに応じてグループに属するブロックを変更することが可能となる。
さらに、前記所定の設定条件は印刷の品質を指定するものであり、前記制御信号を生成する工程において、前記所定の設定条件によって指定される印刷の品質が高くなる程、各グループに属する前記ブロックの数が多くなるようグループに属する前記ブロックを組み替えて、前記グループの数が少なくなるように設定することが好ましい。この場合には、指定される印刷の品質が高いときには、グループの数を減らして印刷の最大段差が小さくすることができる一方、指定される印刷の品質が低いときには、グループの数を増やして印刷の最大段差を大きくすることができる。

なお、発光素子は、例えば、有機発光ダイオード素子や無機発光ダイオード素子などの発光ダイオードであってもよい。また、そのような発光素子には、フィールドエミッション素子（ＦＥＤ）、表面電動型エミッション素子（ＳＥＤ）、及び弾道電子放出素子（ＢＳＤ）が含まれ得る。

図面を参照しながら本発明に好適な実施の形態を説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付す。
＜１．第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る光ヘッドを利用した画像形成装置の一部の構成を示す斜視図である。同図に示されるように、この画像形成装置は、光ヘッド１と集光性レンズアレイ１５と感光体ドラム１１０とを有する。光ヘッド１は、アレイ状に配列された多数の発光素子を有する。これらの発光素子は、用紙などの記録材に印刷されるべき画像に応じて選択的に発光する。例えば、発光素子として有機発光ダイオード素子（以下、ＯＬＥＤ素子と称する。）が用いられる。集光性レンズアレイ１５は、光ヘッド１と感光体ドラム１１０との間に配置される。この集光性レンズアレイ１５は、各々の光軸を光ヘッド１に向けた姿勢でアレイ状に配列された多数の屈折率分布型レンズを含む。光ヘッド１の各発光素子から発せられた光は集光性レンズアレイ１５の各屈折率分布型レンズを透過して感光体ドラム１１０の表面に到達する。この露光によって感光体ドラム１１０の表面には所望の画像に応じた潜像が形成される。

図２は、第１実施形態に係る光ヘッド１に用いられるＯＬＥＤ素子の配置を示す平面図である。この図に示されるように複数のＯＬＥＤ素子は、ｎ個のブロックＢ１〜Ｂｎに分割されており、各ブロックＢ１〜Ｂｎは、４個のＯＬＥＤ素子を含む。例えば、ブロックＢ１はＯＬＥＤ素子Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、およびＰ１４で構成される。そして、複数のＯＬＥＤ素子Ｐ１１、Ｐ１２、…Ｐｎ４が主走査方向Ｘに直線状に配列されている。ここで、主走査方向Ｘは印字ラインの方向と一致し、これと直交する副走査方向Ｙは感光体１１０に対する走査方向である。なお、以下の説明において各ブロック、各ＯＬＥＤ素子を特定する必要がないときは、それらを単に「Ｂ」、「Ｐ」と記載する。

図３は光ヘッド１の構成を示すブロック図である。この図に示すように光ヘッド１は、制御回路２０、ｎ個の駆動信号出力回路３０、および４ｎ個のＯＬＥＤ素子Ｐ１１〜Ｐｎ４を備える。駆動信号出力回路３０-1〜３０-nは、各ブロックＢ１〜Ｂｎに対応して設けられており、制御回路２０から制御信号ＬＴ１〜ＬＴｎが供給される。制御信号ＬＴ１〜ＬＴｎは、各ブロックＢ１〜Ｂｎに属するＯＬＥＤ素子Ｐ１１〜Ｐｎ４に駆動電流（駆動信号）を供給するタイミングを指定する。出力回路３０-1〜３０-nは、制御信号ＬＴ１〜ＬＴｎに従って駆動電流（駆動信号）をＯＬＥＤ素子Ｐ１１〜Ｐｎ４に供給する。

図４に、制御回路２０のブロック図を示す。この図に示すように制御回路２０は、各ブロックＢ１〜Ｂｎに対応して設けられたｎ個のカウント回路２０-1〜２０-ｎ、タイミング生成回路２１、スキュー量設定回路２２及びメモリ２３を備える。タイミング生成回路２１は、基準信号Ｓｒｅｆとクロック信号ＣＬＫとを生成する。基準信号Ｓｒｅｆはカウント回路２０-1〜２０-ｎのカウントの開始タイミングを制御する信号である。クロック信号ＣＬＫは、カウント回路２０-1〜２０-ｎの動作タイミングを規定する基本クロックである。
カウント回路２０-1〜２０-ｎは、クロック信号ＣＬＫを指定数だけカウントした後に、制御信号ＬＴ１〜ＬＴｎをローレベルからハイレベルに変化させる機能を有する。カウント回路２０-1〜２０-ｎは基準信号Ｓｒｅｆがハイレベルになるとクロック信号ＣＬＫのカウントを開始し、カウント値がスキュー量設定信号Ｓ１〜Ｓｎによって指定された指定値と一致すると制御信号ＬＴ１〜ＬＴｎをハイレベルに設定する。制御信号ＬＴ１〜ＬＴｎは、後段の駆動信号出力回路３０-1〜３０-nに供給され、各ブロックＢ１〜Ｂｎに含まれるＯＬＥＤ素子Ｐ１１、Ｐ１２、…Ｐｎ４への駆動電流供給を開始するタイミングを指定する。したがって、スキュー量設定信号Ｓ１〜Ｓｎを任意に設定することにより、ブロックＢ１〜Ｂｎごとに駆動電流の供給開始タイミングを制御することが可能となる。例えば、Ｓ１よりもＳ２の値を大きく設定しておけば、ブロックＢ１よりもブロックＢ２のほうが、駆動電流供給の開始（すなわち、ＯＬＥＤ素子の発光開始タイミング）を遅らせることができる。また逆に、Ｓ１よりもＳ２の値を小さく設定しておけば、ブロックＢ１よりもブロックＢ２のほうが、ＯＬＥＤ素子の発光開始タイミングを早めることができる。つまり、スキュー量設定信号Ｓ１〜Ｓｎによって、各ブロックに含まれるＯＬＥＤ素子の発光開始タイミングをコントロールすることが可能となる。

スキュー量設定回路２２はメモリ２３から設定データＱ（発光開始タイミングの設定値）を読み出し、設定データＱに基づいてスキュー量設定信号Ｓ１〜Ｓｎを生成する。メモリ２３は揮発性、または、不揮発性の記憶手段である。本実施形態では、ブロックＢ１〜Ｂｎごと個別に駆動電流を供給するタイミングを指定することが可能であるので、同時に発光するブロック数（ＯＬＥＤ素子数）を任意に設定することができる。例えば、偶数番ブロックはＱ＝１、奇数番ブロックはＱ＝２、と設定しておけば、偶数番ブロックと奇数番ブロックとでクロック信号ＣＬＫ１周期分のタイミング差（スキュー）が発生する。これにより、全ての発光素子を光らせるような条件でも、同時に発光する数は全体の半分となるので、瞬間電流も概ね全体の半分程度ですみ、ノイズも軽減する。さらに細かいブロック単位で設定データＱを別々の値に設定すれば、同時に発光する数を一層減らせるので、ノイズが大幅に抑制される。
この機能により、光ヘッド１を製造した後に、設定データＱの値と動作安定性との関係を現物評価し、最適なＱを決定することができる。Ｑの最適値をメモリ２３に保持しておけば、印刷時には常に最適なＱが適用される。ここで、同時に発光するブロック数が少なければノイズは小さく、安定動作しやすい。しかし、同時に発光するブロック数が少ないということは、発光タイミングがずれる箇所が多くなり、直線を潜像する場合に多くの箇所で段差が発生することを意味する。この段差は印刷においては本来好ましいことではないので、同時に発光するブロック数をなるべく多くして段差箇所を少なくすることが、印刷品位の点では望ましい。本実施形態の技術を用いれば、光ヘッド１を現物評価した上で安定動作と印刷品位とを両立させる最適な設定データＱを求め、採用することができる。

ここで、実際に発光タイミングを制御する例（パターン１〜４）を示す。
まず、パターン１について説明する。パターン１は図６に示すように、隣接するブロックの発光タイミングをずらす例であり、奇数番目のブロックＢ１、Ｂ３、…をグループＡとし、偶数番目のブロックＢ２、Ｂ４、…をグループＢとし、グループＡとグループＢとで駆動電流を供給するタイミングに差を設けている（図６は感光体１１０に形成される潜像をイメージしたものである）。
図５に設定データＱがパターン１を指定する場合の制御回路２０のタイミングチャートを示す。このパターンの場合、スキュー量設定回路２２は、グループＡに対応する奇数番目のスキュー量設定信号Ｓ１、Ｓ３、…の指定値を「０」とし、グループＢに対応する偶数番目のスキュー量設定信号Ｓ２、Ｓ４、…の指定値を「１」とする。この場合、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの第１期間Ｔ１において、奇数番目の制御信号ＬＴ１、ＬＴ３、…がアクティブとなり、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの第２期間Ｔ２において、偶数番目の制御信号ＬＴ２、ＬＴ４、…がアクティブとなる。この制御により、図６のような潜像を実現できる。パターン１では、グループＡ、Ｂとも同時に発光するブロック数が全体の半分であるので、発光時に流れる瞬間電流は全体の半分程度に抑えられる。なお、直線を潜像する場合の最大段差は図６におけるＡ〜Ｂの幅となるが、この幅は発光タイミングのずれ量に対応している。発光タイミングのずれ量の大小は、発光時の瞬間電流とは直接的には関係しない。発光時の瞬間電流に直接影響するのは、同時に発光するブロックの数（ＯＬＥＤ素子の総数）である。したがって、発光タイミングのずれ量を小さく設定しておけば、直線を潜像する場合の最大段差を小さくできるので、印刷品位を著しく低下させることはない。

次に、パターン２について説明する。パターン２は図８に示すように、４ブロック周期で発光タイミングを波状にずらす例であり、ブロックＢ１、Ｂ５、Ｂ９、…をグループＡとし、ブロックＢ２、Ｂ４、Ｂ６、…をグループＢとし、ブロックＢ３、Ｂ７、Ｂ１１、…をグループＣとし、グループＡ〜Ｃの間で駆動電流を供給するタイミングに差を設ける。
図７に設定データＱがパターン２を指定する場合の制御回路２０のタイミングチャートを示す。このパターンの場合、スキュー量設定回路２２は、グループＡに対応するスキュー量設定信号Ｓ１、Ｓ５、…の指定値を「０」とし、グループＢに対応するスキュー量設定信号Ｂ２、Ｂ４、…の指定値を「１」とし、グループＣに対応するスキュー量設定信号Ｂ３、Ｂ７、…の指定値を「２」とする。この場合、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの第１期間Ｔ１において制御信号ＬＴ１、ＬＴ３、…がアクティブとなり、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの第２期間Ｔ２において制御信号ＬＴ２、ＬＴ４、…がアクティブとなり、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの第３期間Ｔ３において制御信号ＬＴ３、ＬＴ７、…がアクティブとなる。この制御により、図８のような潜像を実現できる。パターン２では、同時に発光するブロック数はグループによって異なる。すなわち、グループＡは全体の４分の１、グループＢは全体の半分、グループＣは全体の４分の１である。なお、直線を潜像する場合の最大段差は図８におけるＡ〜Ｃの幅となる。

次に、パターン３について説明する。パターン３は図１０に示すように、６ブロック周期で発光タイミングを波状にずらす例であり、ブロックＢ１、Ｂ７、…をグループＡとし、ブロックＢ２、Ｂ６、…をグループＢとし、ブロックＢ３、Ｂ５、…をグループＣとし、ブロックＢ４、Ｂ１０、…をグループＤとし、グループＡ〜Ｄの間で駆動電流を供給するタイミングに差を設ける。
図９に設定データＱがパターン３を指定する場合の制御回路２０のタイミングチャートを示す。このパターンの場合、スキュー量設定回路２２は、グループＡに対応するスキュー量設定信号Ｓ１、Ｓ７、…の指定値を「０」とし、グループＢに対応するスキュー量設定信号Ｂ２、Ｂ６、…の指定値を「１」とし、グループＣに対応するスキュー量設定信号Ｂ３、Ｂ５、…の指定値を「２」とし、グループＤに対応するスキュー量設定信号Ｂ４、Ｂ１０、…の指定値を「３」とする。この場合、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの第１期間Ｔ１において制御信号ＬＴ１、ＬＴ７、…がアクティブとなり、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの第２期間Ｔ２において制御信号ＬＴ２、ＬＴ６、…がアクティブとなり、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの第３期間Ｔ３において制御信号ＬＴ３、ＬＴ５、…がアクティブとなり、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの第４期間Ｔ４において制御信号ＬＴ４、ＬＴ１０、…がアクティブとなる。この制御により、図１０のような潜像を実現できる。パターン３も、グループによって同時に発光するブロック数が異なる。すなわち、グループＡは全体の６分の１、グループＢは全体の３分の１、グループＣは全体の３分の１、グループＤは全体の６分の１である。なお、直線を潜像する場合の最大段差は図１０におけるＡ〜Ｄの幅となる。

次に、パターン４について説明する。パターン４は図１２に示すように、４ブロック周期で発光タイミングを鋸状にずらす例であり、ブロックＢ１、Ｂ５、…をグループＡとし、ブロックＢ２、Ｂ６、…をグループＢとし、ブロックＢ３、Ｂ７、…をグループＣとし、ブロックＢ４、Ｂ８、…をグループＤとし、グループＡ〜Ｄの間で駆動電流を供給するタイミングをずらす例である。この場合の制御回路２０のタイミングチャートを図１１に示す。スキュー量設定回路２２は、グループＡに対応するスキュー量設定信号Ｓ１、Ｓ５、…の指定値を「０」とし、グループＢに対応するスキュー量設定信号Ｂ２、Ｂ６、…の指定値を「１」とし、グループＣに対応するスキュー量設定信号Ｂ３、Ｂ７、…の指定値を「２」とし、グループＤに対応するスキュー量設定信号Ｂ４、Ｂ８、…の指定値を「３」とする。この場合、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの第１期間Ｔ１において制御信号ＬＴ１、ＬＴ５、…がアクティブとなり、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの第２期間Ｔ２において制御信号ＬＴ２、ＬＴ６、…がアクティブとなり、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの第３期間Ｔ３において制御信号ＬＴ３、ＬＴ７、…がアクティブとなり、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの第４期間Ｔ４において制御信号ＬＴ４、ＬＴ８、…がアクティブとなる。この制御により、図１２のような潜像を実現できる。パターン４では、グループＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとも同時に発光するブロック数が全体の半分であるので、発光時に流れる瞬間電流は全体の４分の１程度に抑えられる。なお、直線を潜像する場合の最大段差は図１２におけるＡ〜Ｄの幅となる。

このように本実施形態においては、制御回路２０において、複数のブロックＢ１〜Ｂｎの間でＯＬＥＤ素子Ｐ１１〜Ｐｎ４に駆動電流を供給する供給タイミングをスキュー量設定信号Ｓ１〜Ｓｎによって調整し、供給タイミングを指示する制御信号ＬＴ１〜ＬＴｎをブロックＢ１〜Ｂｎごとに生成した。これにより、同時に発光するブロックの数（ＯＬＥＤ素子の総数）を変えることができるので、駆動電流の供給に起因するノイズが発生する時期と大きさを調整することができる。しかも、前述したパターン１〜４のように様々なタイミングパターンを形成可能であり、また、そのパターンをメモリ２３に設定データＱとして保持可能である。設定データＱを変更すればタイミングパターンを変更できるので、光ヘッド１を現物評価した上で安定動作と印刷品位とを両立させる最適な設定データＱを求め、採用することができる。

なお、一般的に、光ヘッド１に限らず電気回路の動作速度に関しては、動作を高速化すればするほど、ノイズ発生が増大する傾向にある。そのため、印刷動作を高速にする場合には、低速時より大きなノイズ発生が予想される。本実施形態においてノイズを抑えるためには、同時に発光するブロック数を減らすことになるが、その場合は、直線を潜像する際の最大段差が大きくなるという弊害が生じる。しかし、現実的には印刷速度が速ければ印刷品位は多少低下しても良いという考え方もあり、それゆえ、「高速かつ低品位」というような印刷モードも許容される。一方で、印刷速度が遅くても印刷品位が高い「低速かつ高品位」という印刷モードもあり得る。このように、印刷速度、印刷品位が異なる複数のモードが存在するプリンタもある。

上記のように複数のモードが存在するプリンタにおいて本実施形態を適用するには、あらかじめ複数のモードに対応する複数の設定データＱを用意しておけば良い。例えば、「高速かつ低品位」の印刷モード用として設定データＱ１、「低速かつ高品位」の印刷モード用として設定データＱ２を用意する。設定データＱ１としては、同時に発光するブロック数を減らしたパターンとして図１２に示すようなパターン４を選択し、設定データＱ２としては、同時に発光するブロック数を増やしたパターンとして図６に示すようなパターン１を選択する。この状態にて、印刷モードとして「高速かつ低品位」に設定する場合には、スキュー量設定回路２２に設定データＱ１を供給してパターン４を実現し、「低速かつ高品位」に設定する場合には、設定データＱ２を供給してパターン１を実現する。

＜２．第２実施形態＞
上述した第１実施形態の光ヘッド１では、各ブロックＢ１〜Ｂｎに対応してカウンタ回路２０-1〜２０-ｎを設けていた。これに対して、第２実施形態の光ヘッド１は、カウンタ回路を複数ブロックで兼用する点で第１実施形態の光ヘッド１と相違する。
図１３に第２実施形態に係る制御回路２０’を示す。この制御回路２０’は、グループＡ用のカウント回路２０Ａ、グループＢ用のカウント回路２０Ｂ、グループＣ用のカウント回路２０Ｃ、グループＤ用のカウント回路２０Ｄを備える。そして、選択回路２４は、カウント回路２０Ａ〜２０Ｄから出力される信号を選択データＳＥＬに基づいて選択して、制御信号ＬＴ１〜ＬＴｎを生成する。
上述したようにブロックＢ１〜Ｂｎの各グループは、駆動電流の供給タイミングが同一となるブロックの集まりである。したがって、同一のグループでは制御信号がアクティブとなるタイミングが一致する。そこで、本実施形態ではカウンタ回路を兼用することにより、構成を簡略化している。

なお、上述した第１及び第２実施形態では、設定データＱをメモリ２３に記憶したが、印刷モードを指定する指定信号を図示しない上位装置より受信し、受信した指定信号をスキュー量設定回路２２、または、選択回路２４に供給してもよい。
また、上述した第１及び第２実施形態では、各ブロックＢ１〜Ｂｎに属するＯＬＥＤ素子Ｐの数は４個であったが、ブロックに属するＯＬＥＤ素子の数はブロック間で相違してもよい。さらに、ブロックに属するＯＬＥＤ素子の数は、１以上であればよい。

＜３．第３実施形態＞
図１４に第３実施形態に係る発光装置２のブロック図を示す。この発光装置２は、表示装置として用いられる。なお、上述した第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付す。
発光装置２は、複数のデータ線６０と、複数の走査線７０を備え、データ線６０と走査線７０の交差に対応して画素回路５０がマトリクス状に配置されている。
走査線駆動回路１０は、複数の走査線７０を順次選択する。ある走査線７０が選択されている期間にデータ線６０を介して駆動信号が供給されると、選択された走査線７０に接続された画素回路５０に駆動信号が書き込まれる。駆動信号出力回路３０-1〜３０-nは、波形形成回路が出力する書き込み信号ＷＴ１〜ＷＴｎが指定するタイミングで駆動信号をデータ線６０に出力する。書き込み信号ＷＴ１〜ＷＴｎは、波形形成回路２５で生成され制御信号ＬＴ１〜ＬＴｎで規定されるタイミングに同期してハイレベルとなる。

図１５に画素回路５０の構成を示す。画素回路５０は、駆動トランジスタ５３とＯＬＥＤ素子５４を備える。駆動トランジスタ５３のゲート・ソース間にはコンデンサ５２が接続されている。ＯＬＥＤ素子５４の点灯・消灯は駆動トランジスタ５３のゲート電位によって制御される。コンデンサ５２は、ゲート電位を保持する手段として機能する。トランジスタ５１は、走査線７０を介して供給される走査信号がアクティブ（ハイレベル）になるとオン状態になって、データ線６０を介して供給される信号をコンデンサ５２に書き込む。

図１６に制御信号のタイミングチャートを示す。この図に示すように偶数番目の制御信号ＷＴ２、ＷＴ４、…は、奇数番目の制御信号ＷＴ１、ＷＴ３、…よりもΔＴだけ遅れてアクティブとなる。従って、奇数番目のブロックＢ１、Ｂ３…は第１書込期間Ｔwrt1において駆動信号を書き込み、第１発光期間Ｔel1において駆動信号に応じた輝度でＯＬＥＤ素子５４を発光させる。一方、偶数番目のブロックＢ２、Ｂ４…は第２書込期間Ｔwrt2において駆動信号を書き込み、第２発光期間Ｔel2において駆動信号に応じた輝度でＯＬＥＤ素子５４を発光させる。
駆動信号を各画素回路５０に書き込む際には、大きな電流が流れるが本実施形態のように書込タイミングをずらすことによって、ノイズを時間的に分散させて発生させることができるので、誤動作を防止することができる。

＜４．画像形成装置＞
図１に示したように、第１及び第２実施形態に係る光ヘッド１は、電子写真方式を利用した画像形成装置における像担持体に潜像を書き込むためのライン型の光ヘッドとして利用され得る。画像形成装置の例としては、プリンタ、複写機の印刷部分およびファクシミリの印刷部分がある。
図１７は、光ヘッド１を用いた画像形成装置の一例を示す縦断面図である。この画像形成装置は、ベルト中間転写体方式を利用したタンデム型のフルカラー画像形成装置である。

この画像形成装置では、同様な構成の４個の有機ＥＬアレイ露光ヘッド１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙが、同様な構成である４個の感光体ドラム（像担持体）１１０Ｋ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙの露光位置にそれぞれ配置されている。有機ＥＬアレイ露光ヘッド１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙは、以上に例示した何れかの態様に係る光ヘッド１である。

図１７に示すように、この画像形成装置には、駆動ローラ１２１と従動ローラ１２２とが設けられており、これらのローラ１２１，１２２には無端の中間転写ベルト１２０が巻回されて、矢印に示すようにローラ１２１，１２２の周囲を回転させられる。図示しないが、中間転写ベルト１２０に張力を与えるテンションローラなどの張力付与手段を設けてもよい。

この中間転写ベルト１２０の周囲には、外周面に感光層を有する４個の感光体ドラム１１０Ｋ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙが互いに所定の間隔をおいて配置される。添え字Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローの顕像を形成するために使用されることを意味している。他の部材についても同様である。感光体ドラム１１０Ｋ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙは、中間転写ベルト１２０の駆動と同期して回転駆動される。

各感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の周囲には、コロナ帯電器１１１（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）と、有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）と、現像器１１４（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）が配置されている。コロナ帯電器１１１（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、対応する感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の外周面を一様に帯電させる。有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、感光体ドラムの帯電させられた外周面に静電潜像を書き込む。各有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、複数のＯＬＥＤ素子Ｐの配列方向が感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の母線（主走査方向）に沿うように設置される。静電潜像の書き込みは、上記の複数の発光素子３０によって感光体ドラムに光を照射することにより行う。現像器１１４（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させることにより感光体ドラムに顕像すなわち可視像を形成する。

このような４色の単色顕像形成ステーションにより形成された黒、シアン、マゼンタ、イエローの各顕像は、中間転写ベルト１２０上に順次一次転写されることにより、中間転写ベルト１２０上で重ね合わされ、この結果としてフルカラーの顕像が得られる。中間転写ベルト１２０の内側には、４つの一次転写コロトロン（転写器）１１２（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）が配置されている。一次転写コロトロン１１２（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の近傍にそれぞれ配置されており、感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）から顕像を静電的に吸引することにより、感光体ドラムと一次転写コロトロンの間を通過する中間転写ベルト１２０に顕像を転写する。

最終的に画像を形成する対象としてのシート１０２は、ピックアップローラ１０３によって、給紙カセット１０１から１枚ずつ給送されて、駆動ローラ１２１に接した中間転写ベルト１２０と二次転写ローラ１２６の間のニップに送られる。中間転写ベルト１２０上のフルカラーの顕像は、二次転写ローラ１２６によってシート１０２の片面に一括して二次転写され、定着部である定着ローラ対１２７を通ることでシート１０２上に定着される。この後、シート１０２は、排紙ローラ対１２８によって、装置上部に形成された排紙カセット上へ排出される。

次に、本発明に係る画像形成装置の他の実施形態について説明する。
図１８は、光ヘッド１を用いた他の画像形成装置の縦断面図である。この画像形成装置は、ベルト中間転写体方式を利用したロータリ現像式のフルカラー画像形成装置である。図１８に示す画像形成装置において、感光体ドラム１６５の周囲には、コロナ帯電器１６８、ロータリ式の現像ユニット１６１、有機ＥＬアレイ露光ヘッド１６７、中間転写ベルト１６９が設けられている。

コロナ帯電器１６８は、感光体ドラム１６５の外周面を一様に帯電させる。有機ＥＬアレイ露光ヘッド１６７は、感光体ドラム１６５の帯電させられた外周面に静電潜像を書き込む。有機ＥＬアレイ露光ヘッド１６７は、以上に例示した各態様の光ヘッド１であり、複数の発光素子３０の配列方向が感光体ドラム１６５の母線（主走査方向）に沿うように設置される。静電潜像の書き込みは、これらの発光素子３０から感光体ドラム１６５に光を照射することにより行う。

現像ユニット１６１は、４つの現像器１６３Ｙ，１６３Ｃ，１６３Ｍ，１６３Ｋが９０°の角間隔をおいて配置されたドラムであり、軸１６１ａを中心にして反時計回りに回転可能である。現像器１６３Ｙ，１６３Ｃ，１６３Ｍ，１６３Ｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、黒のトナーを感光体ドラム１６５に供給して、静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させることにより感光体ドラム１６５に顕像すなわち可視像を形成する。

無端の中間転写ベルト１６９は、駆動ローラ１７０ａ、従動ローラ１７０ｂ、一次転写ローラ１６６およびテンションローラに巻回されて、これらのローラの周囲を矢印に示す向きに回転させられる。一次転写ローラ１６６は、感光体ドラム１６５から顕像を静電的に吸引することにより、感光体ドラムと一次転写ローラ１６６の間を通過する中間転写ベルト１６９に顕像を転写する。

具体的には、感光体ドラム１６５の最初の１回転で、露光ヘッド１６７によりイエロー（Ｙ）像のための静電潜像が書き込まれて現像器１６３Ｙにより同色の顕像が形成され、さらに中間転写ベルト１６９に転写される。また、次の１回転で、露光ヘッド１６７によりシアン（Ｃ）像のための静電潜像が書き込まれて現像器１６３Ｃにより同色の顕像が形成され、イエローの顕像に重なり合うように中間転写ベルト１６９に転写される。そして、このようにして感光体ドラム１６５が４回転する間に、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の顕像が中間転写ベルト１６９に順次重ね合わせられ、この結果フルカラーの顕像が転写ベルト１６９上に形成される。最終的に画像を形成する対象としてのシートの両面に画像を形成する場合には、中間転写ベルト１６９に表面と裏面の同色の顕像を転写し、次に中間転写ベルト１６９に表面と裏面の次の色の顕像を転写する形式で、フルカラーの顕像を中間転写ベルト１６９上で得る。

画像形成装置には、シートが通過させられるシート搬送路１７４が設けられている。シートは、給紙カセット１７８から、ピックアップローラ１７９によって１枚ずつ取り出され、搬送ローラによってシート搬送路１７４を進行させられ、駆動ローラ１７０ａに接した中間転写ベルト１６９と二次転写ローラ１７１の間のニップを通過する。二次転写ローラ１７１は、中間転写ベルト１６９からフルカラーの顕像を一括して静電的に吸引することにより、シートの片面に顕像を転写する。二次転写ローラ１７１は、図示しないクラッチにより中間転写ベルト１６９に接近および離間させられるようになっている。そして、シートにフルカラーの顕像を転写する時に二次転写ローラ１７１は中間転写ベルト１６９に当接させられ、中間転写ベルト１６９に顕像を重ねている間は二次転写ローラ１７１から離される。

以上のようにして画像が転写されたシートは定着器１７２に搬送され、定着器１７２の加熱ローラ１７２ａと加圧ローラ１７２ｂの間を通過させられることにより、シート上の顕像が定着する。定着処理後のシートは、排紙ローラ対１７６に引き込まれて矢印Ｆの向きに進行する。両面印刷の場合には、シートの大部分が排紙ローラ対１７６を通過した後、排紙ローラ対１７６が逆方向に回転させられ、矢印Ｇで示すように両面印刷用搬送路１７５に導入される。そして、二次転写ローラ１７１により顕像がシートの他面に転写され、再び定着器１７２で定着処理が行われた後、排紙ローラ対１７６でシートが排出される。

図１７及び図１８に例示した画像形成装置は、ＯＬＥＤ素子Ｐを露光手段として利用しているので、レーザ走査光学系を用いた場合よりも、装置の小型化を図ることができる。なお、以上に例示した以外の電子写真方式の画像形成装置にも本発明の光ヘッドを採用することができる。例えば、中間転写ベルトを使用せずに感光体ドラムから直接シートに顕像を転写するタイプの画像形成装置や、モノクロの画像を形成する画像形成装置にも本発明に係る光ヘッドを応用することが可能である。
また、本発明に係る光ヘッドは、例えば、各種の電子機器に採用される。このような電子機器としては、ファクシミリ、複写機、複合機、プリンタなどが挙げられる。

本発明に係る光ヘッドを利用した画像形成装置の一部の構成を示す斜視図である。 第１実施形態に係る光ヘッド１に用いられるＯＬＥＤ素子の配置を示す平面図である。 光ヘッド１の構成を示すブロック図である。 制御回路２０の構成を示すブロック図である。 パターン１における制御回路の動作を示すタイミングチャートである。 パターン１における感光体に形成される潜像を示す説明図である。 パターン２における制御回路の動作を示すタイミングチャートである。 パターン２における感光体に形成される潜像を示す説明図である。 パターン３における制御回路の動作を示すタイミングチャートである。 パターン３における感光体に形成される潜像を示す説明図である。 パターン３における制御回路の動作の他の例を示すタイミングチャートである。 パターン３における感光体に形成される潜像の他の例を示す説明図である。 第２実施形態に用いられる制御回路２０’の構成を示すブロック図である。 第３実施形態に係る発光装置２のブロック図である。 同装置に用いられる画素回路の回路図である。 制御信号のタイミングチャートである。 本発明に係る光ヘッドを利用した画像形成装置の構成を示す縦断面図である。 本発明に係る光ヘッドを利用した他の画像形成装置の構成を示す縦断面図である。

符号の説明

１……光ヘッド、Ｐ１１〜Ｐｎ４……ＯＬＥＤ素子、Ｂ１〜Ｂｎ……ブロック、２０，２０’……制御回路、２０-1〜２０-ｎ……カウンタ回路、２２……スキュー量設定回路、２３……メモリ、３０-1〜３０-ｎ……駆動信号出力回路。

Claims (7)

1. 駆動信号に応じて発光する複数の発光素子と、
   各々に一又は複数の前記発光素子が属する複数のブロックの間で前記発光素子に前記駆動信号を供給する供給タイミングを調整して当該供給タイミングを指示する制御信号を前記ブロックごとに生成する制御手段と、
   各々が前記ブロックごとに設けられ、前記制御信号に基づいて当該ブロックに属する発光素子に前記駆動信号を供給する複数の駆動手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、同時に前記駆動信号を供給するブロックをグループ化し、複数のグループの各々に供給タイミングの異なる前記制御信号を各々生成し、設定信号に応じてグループに属する前記ブロックを組み替え、
   前記設定信号は印刷の品質を指定し、
   前記制御手段は、前記設定信号によって指定される印刷の品質が高くなる程、各グループに属する前記ブロックの数が多くなるようグループに属する前記ブロックを組み替えて、前記グループの数が少なくなるように設定する、
   ことを特徴とする発光装置。
2. 前記設定信号を記憶した記憶手段を備え、
   前記制御手段は、前記記憶手段から前記設定信号を読み出して前記グループに属する前記ブロックを組み替える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記制御手段は、
   基準信号を生成する基準信号生成手段と、
   前記基準信号を検知してクロック信号の計数を開始し、計数結果に従って前記制御信号を生成する制御信号生成手段とを有する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
4. 前記制御手段は、隣接するブロック間における前記供給タイミングの遅れと進みが一定周期で繰り返すように前記複数のグループの各々に前記ブロックを割り当てることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の発光装置。
5. 前記制御手段は、さらに、隣接するブロック間における前記供給タイミングのずれ量が一定になるように前記複数のグループの各々に前記ブロックを割り当てることを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
6. 請求項１乃至５うちいずれか１項に記載の発光装置を備えたことを特徴とする電子機器。
7. 駆動信号に応じて発光する複数の発光素子を駆動する駆動方法であって、
   各々に一又は複数の前記発光素子が属する複数のブロックの間で前記発光素子に前記駆動信号を供給する供給タイミングを調整して当該供給タイミングを指示する制御信号を前記ブロックごとに生成し、
   前記ブロックごとに生成した前記制御信号に基づいて当該ブロックに属する発光素子に前記駆動信号を供給し、
   前記制御信号を生成する工程において、
   同時に前記駆動信号を供給するブロックをグループ化し、
   複数のグループの各々に供給タイミングの異なる前記制御信号を各々生成し、
   所定の設定条件に応じてグループに属する前記ブロックを組み替え、
   前記所定の設定条件は印刷の品質を指定するものであり、
   前記制御信号を生成する工程において、
   前記所定の設定条件によって指定される印刷の品質が高くなる程、各グループに属する前記ブロックの数が多くなるようグループに属する前記ブロックを組み替えて、前記グループの数が少なくなるように設定する、
   ことを特徴とする駆動方法。

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