JP4432920B2 - 信号伝送方法、駆動回路、電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、パルス幅変調信号を伝送する信号伝送方法、駆動回路、電気光学装置及び電子機器に関する。
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、複数の画素回路と駆動回路とを備える。画素回路は、OLED素子と、これに近接して設けら駆動電流をOLED素子に供給する駆動トランジスタとを備えた単位回路を備える。OLED素子の駆動方法としては、PWM駆動が知られている(特許文献1参照)。PWM駆動では、駆動トランジスタがオン状態のとき一定の電流をOLED素子に供給し、オン状態とオフ状態を設定することによって階調を刻む。
特開2002−108285号公報
ところで、PWM駆動ではパルス幅変調信号のパルス幅によってOLED素子の階調が定まるため、階調数を大きくするためには、パルス幅を狭める必要がある。しかしながら、パルス幅を狭くすると、駆動回路の動作周波数が高くなるといった問題がある。
また、光ヘッドには多数のOLED素子が配置されているので、多数のパルス幅変調信号を駆動トランジスタに伝送するため配線が必要になるといった問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、回路の動作周波数を低減すること、複数のパルス幅変調信号を少ない配線で伝送することを解決課題とする。
この課題を解決するために、本発明に係る信号伝送方法は、送信側で複数のデータを多重したデータ信号を生成し、一つの伝送路を介して受信側に伝送し、受信側で前記データ信号に基づいて前記複数のデータに各々対応する複数のパルス幅変調信号を生成するものであって、前記パルス幅変調信号は複数の区間で論理レベルが各々設定され、前記複数のパルス幅変調信号の間で前記区間が切り替わるタイミングは互いに相違し、送信側において、前記複数のデータに基づいて、前記複数のパルス幅変調信号の各区間が開始するタイミングで、その論理レベルが当該区間に対応する前記パルス幅変調信号の論理レベルと一致するように前記データ信号を生成し、受信側において、前記複数のパルス幅変調信号を生成する各系統において、当該系統の区間が開始するタイミングで前記データ信号をラッチし当該系統の次の区間が開始するタイミングまで保持して前記パルス幅変調信号を生成することを特徴とする。
この発明によれば、パルス幅変調信号は論理レベルを設定可能な複数の区間を有し、複数のパルス幅変調信号の間で区間が切り替わるタイミングが互いに相違するように定められている。そして、送信側では、各区間が開始するタイミングで、その論理レベルが当該区間に対応するパルス幅変調信号の論理レベルと一致するようにデータ信号を生成する。例えば、パルス幅変調信号Aの複数の区間が時刻t1から時刻t3までの区間1、時刻t3から時刻t5までの区間3、時刻t5から開始する区間5で構成され、パルス幅変調信号Bの区間が時刻t2から時刻t4までの区間2、時刻t4から時刻t6までの区間4、時刻t6から開始する区間6で構成されるとすれば、データ信号の論理レベルを、区間1が開始する時刻t1、区間3が開始する時刻t3、及び区間5が開始する時刻t5ではパルス幅変調信号Aの論理レベルと一致し、区間2が開始する時刻t2、区間4が開始する時刻t4、及び区間6が開始する時刻t6ではパルス幅変調信号Aの論理レベルと一致させる。受信側では、ある系統の区間が開始するタイミングでデータ信号をラッチし当該系統の次の区間が開始するタイミングまで保持するので、パルス幅変調信号を生成することができる。上述した例では、パルス幅変調信号Aを生成する系統では、区間1が開始する時刻t1でデータ信号をラッチし次の区間3が開始する時刻t3まで保持し、時刻t3でデータ信号をラッチし次の区間5が開始する時刻t5まで保持し、それ以降これを繰り返す。このように、複数のデータを多重してデータ信号を生成するときに、複数のパルス幅変調信号の論理レベルを指定するようにしたので、複数のパルス幅変調信号を一つの伝送路で伝送することができる。しかも、単に複数のデータを多重してデータ信号を生成するものではなく、パルス幅変調信号の区間の開始タイミングにおける論理レベルをデータ信号で指定したので、受信側で簡易にパルス幅変調信号を生成することが可能となる。
この信号伝送方法の好ましい態様としては、前記データは複数のビットからなり、前記複数のビットの各々の重みに対応して前記パルス幅変調信号の各区間の長さを設定する。パルス幅変調信号はパルス幅で情報を示すが、ビットの重みと区間の長さを対応付けることによって、複数のデータのビットを並べ替えることによってデータ信号を生成することが可能となる。
次に、本発明に係る駆動回路は、各々が、複数の区間で論理レベルが設定されたパルス幅変調信号によってオン・オフが制御される複数の駆動トランジスタと、前記複数の駆動トランジスタのドレインに電気的に接続され、前記複数の駆動トランジスタから供給される電流を合成した駆動電流に応じた輝度で発光する電気光学素子とを備えた回路を駆動するものであって、複数のデータに基づいて、複数のパルス幅変調信号の各区間が開始するタイミングで、その論理レベルが当該区間に対応する前記パルス幅変調信号の論理レベルと一致するようにデータ信号を生成するデータ信号生成手段と、前記複数の駆動トランジスタごとに設けられ、当該駆動トランジスタに供給すべきパルス幅変調信号のある区間が開始するタイミングで前記データ信号をラッチし当該パルス幅変調信号の次の区間が開始するタイミングまで保持して当該パルス幅変調信号を生成して当該駆動トランジスタに供給する複数のパルス幅変調信号生成手段とを備える。
1つのパルス幅変調信号で指定可能な階調数は、当該パルス幅変調信号における複数の区間のうち最小の区間の幅で定まる。階調数を増加させるために区間の幅を狭めると、動作周波数が高くなるため一定の限界がある。これに対して、本発明は、1つの電気光学素子にパルス幅変調された複数の電流が駆動電流として供給される。したがって、複数のパルス幅変調された電流を個別に調整することによって、動作周波数を維持したまま階調数を増加させることが可能となる。
また、データ信号には複数のパルス幅変調信号の論理レベルが多重されているので、データ信号を供給する配線(伝送路)の数を増加させることなく、複数のパルス幅変調信号を生成することができる。
また、本発明に係る他の駆動回路は、各々が、複数の区間で論理レベルが設定されたパルス幅変調信号によってオン・オフが制御され駆動電流を出力する駆動トランジスタと前記駆動電流に応じた輝度で発光する複数の電気光学素子とを備えた複数の回路を駆動するものであって、前記複数の回路を駆動するための複数のデータに基づいて、複数のパルス幅変調信号の各区間が開始するタイミングで、その論理レベルが当該区間に対応する前記パルス幅変調信号の論理レベルと一致するようにデータ信号を生成するデータ信号生成手段と、前記複数の回路ごとに設けられ、当該駆動トランジスタに供給すべきパルス幅変調信号のある区間が開始するタイミングで前記データ信号をラッチし当該パルス幅変調信号の次の区間が開始するタイミングまで保持して当該パルス幅変調信号を生成して当該駆動トランジスタに供給する複数のパルス幅変調信号生成手段とを備えることを特徴とする。
この発明によれば、データ信号には複数のパルス幅変調信号の論理レベルが多重されているので、データ信号を供給する配線(伝送路)の数を増加させることなく、複数のパルス幅変調信号を生成することができる。しかも、単に複数のデータを多重してデータ信号を生成するものではなく、パルス幅変調信号の区間の開始タイミングにおける論理レベルをデータ信号で指定したので、パルス幅信号生成手段において簡易にパルス幅変調信号を生成することができる。なお、パルス幅変調された各電流の振幅は、同一であってもよいし、その大きさが異なるものであってもよい。
次に、本発明に係る電気光学装置は、各々が、複数の区間で論理レベルが設定されたパルス幅変調信号によってオン・オフが制御される複数の駆動トランジスタと、前記複数の駆動トランジスタのドレインに電気的に接続され、前記複数の駆動トランジスタから供給される電流を合成した駆動電流に応じた輝度で発光する電気光学素子と、複数のデータに基づいて、複数のパルス幅変調信号の各区間が開始するタイミングで、その論理レベルが当該区間に対応する前記パルス幅変調信号の論理レベルと一致するようにデータ信号を生成するデータ信号生成手段と、前記複数の駆動トランジスタごとに設けられ、当該駆動トランジスタに供給すべきパルス幅変調信号のある区間が開始するタイミングで前記データ信号をラッチし当該パルス幅変調信号の次の区間が開始するタイミングまで保持して当該パルス幅変調信号を生成して当該駆動トランジスタに供給する複数のパルス幅変調信号生成手段とを備えることを特徴とする。
この発明によれば、複数のパルス幅変調された電流を個別に調整することによって、動作周波数を維持したまま階調数を増加させることが可能となる。また、データ信号には複数のパルス幅変調信号の論理レベルが多重されているので、データ信号を供給する配線(伝送路)の数を増加させることなく、複数のパルス幅変調信号を生成することができる。
ここで、前記複数のデータは、前記電気光学素子の階調を示す階調データと、前記電気光学素子の輝度を補正するための補正データとを有すことが好ましい。この場合には、階調データに基づく電流と補正データに基づく電流とを個別に指定し、これを合成して駆動電流を生成することができる。このため、駆動トランジスタの閾値電圧や電気光学素子のバラツキを補正することが可能となる。
また、本発明に係る他の電気光学装置は、各々が、複数の区間で論理レベルが設定されたパルス幅変調信号によってオン・オフが制御され駆動電流を出力する複数の駆動トランジスタと、前記複数の駆動トランジスタごとに設けられ、前記駆動電流に応じた輝度で発光する複数の電気光学素子と、複数のデータに基づいて、複数のパルス幅変調信号の各区間が開始するタイミングで、その論理レベルが当該区間に対応する前記パルス幅変調信号の論理レベルと一致するようにデータ信号を生成するデータ信号生成手段と、前記複数の駆動トランジスタごとに設けられ、当該駆動トランジスタに供給すべきパルス幅変調信号のある区間が開始するタイミングで前記データ信号をラッチし当該パルス幅変調信号の次の区間が開始するタイミングまで保持して当該パルス幅変調信号を生成して当該駆動トランジスタに供給する複数のパルス幅変調信号生成手段とを備えることを特徴とする。
この発明によれば、データ信号には複数のパルス幅変調信号の論理レベルが多重されているので、データ信号を供給する配線の数を増加させることなく、複数のパルス幅変調信号を生成することができる。この場合、パルス幅変調信号生成手段はデータ信号からパルス幅変調信号を生成するのに必要な情報を分離するためのデマルチプレクサとしても機能する。また、単に複数のデータを多重してデータ信号を生成するものではなく、パルス幅変調信号の区間の開始タイミングにおける論理レベルをデータ信号で指定したので、パルス幅信号生成手段において簡易にパルス幅変調信号を生成することができる。
上述した電気光学装置において、前記複数のデータの各々は複数のビットからなり、前記データ信号生成手段は、各データの複数のビットを並べ替えて前記データ信号を生成することが好ましい。この場合には、ビットの並び替えでデータ信号を生成することができる。
また、上述した電気光学装置において、前記複数のビットの各々の重みに対応して前記パルス幅変調信号の各区間の長さを設定することが好ましい。パルス幅変調信号はパルス幅で情報を示すが、ビットの重みと区間の長さを対応付けることによって、特別な変換を行うことなくデータ信号を生成することが可能となる。
次に、本発明に係る電子機器は、上述した電気光学装置を備えたことを特徴とする。このような電子機器としては、複写機やファクシミリなどの画像を印刷する画像形成装置の他、画像を表示するディスプレイ、携帯電話機、パーソナルコンピュータなどが該当する。
なお、上述した発明において、電気光学素子は、電気エネルギーによって光学特性が変化する素子であり、電流駆動型の発光素子が含まれる。そのような発光素子としてはOLED素子や無機発光ダイオードなどの発光ダイオードが含まれる。また、電気光学素子には、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150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電気光学素子を有する。電気光学素子は、電気エネルギーによって光学特性が変化する素子である。電気光学素子としては、電流駆動型の発光素子が該当する。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150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150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。このような集光性レンズアレイ150としては、例えば日本板硝子株式会社から入手可能なSLA(セルフォック・レンズ・アレイ)がある(セルフォック/SELFOCは日本板硝子株式会社の登録商標)。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150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、画像形成装置に用いられる電気光学装置Aのブロック図である。この電気光学装置Aは、光ヘッド1とその周辺回路である駆動回路10及び制御回路20を備える。光ヘッド1は、n個の単位回路P1〜Pnと、これらに対応するn個の入力端子T1〜Tnとを備える。単位回路P1〜PnはOLED素子を有する。
制御回路20は、駆動回路10を制御する制御信号CTL、単位回路P1〜Pnを制御する第1選択信号SELA、第2選択信号SELB、反転第1選択信号SELAX、及び反転第2選択信号SELBX、並びに各OLED素子の階調を指定する各3ビットの第1階調データDgAと第2階調データDgBとを生成する。1個のOLED素子の階調は第1階調データDgAと第2階調データDgBとの和によって指定される。反転第1選択信号SELAXは第1選択信号SELAの論理レベルを反転したものであり、反転第2選択信号SELBXは第2選択信号SELBの論理レベルを反転したものである。
駆動回路10は、第1階調データDgAと第2階調データDgBとに基づいて、各単位回路P1〜Pnに割り当てるデータ信号D1〜Dnを生成する。i(1≦i≦n)番目のデータ信号Diは、第1階調データDgAiの各ビットと第2階調データDgBiの各ビットと並べ替えたものであり、2つのデータが時分割多重されている。単位回路Piでは、データ信号Diに基づいて第1パルス幅変調信号PWM1と第2パルス幅変調信号PWM2を生成する。
図3に、第1階調データDgAi、第2階調データDgBi、データ信号Di、第1パルス幅変調信号PWM1、第2パルス幅変調信号PWM2の関係を示す。第1パルス幅変調信号PWM1は区間TA1、区間TA2及び区間TA3を有し、各区間の論理レベルが設定することによって、パルス幅で7階調を表現する。区間TA1、TA2及びTA3の長さは、第1階調データDgAiの各ビットb1、b2、及びb3の重みに各々対応している。即ち、区間TA1、TA2及びTA3の長さの比は1:2;4になっている。これらの点は、第2階調データDgBi、第2パルス幅変調信号PWM2、並びに区間TB1、TB2、及びTB3の関係においても同様である。
ここで、第1パルス幅変調信号PWM1及び第2パルス幅変調信号PWM2の各区間が切り替わるタイミングは相違するように設定されている。この例では、時刻t1において区間TB2からTB1に切り替わり、時刻t2において区間TB1からTB3に切り替わり、時刻t3において区間TA3からTA1に切り替わり、時刻t4において区間TA1からTA2に切り替わり、時刻t5において区間TB3からTB2に切り替わる。
データ信号Diの論理レベルは、各区間TA1〜TA3、TB1〜TB3が開始されるタイミングにおいて、当該区間の第1パルス幅変調信号PWM1又は第2パルス幅変調信号PWM2の論理レベルと一致するように設定される。この例では、第1階調データDgAiの各ビットb1〜b3の重みと第2階調データDgBiの各ビットb1〜b3の重みは、各区間TA1〜TA3、TB1〜TB3の長さに対応している。このため、第1階調データDgAiの各ビットb1〜b3と第2階調データDgBiの各ビットb1〜b3を並べ替えることによってデータ信号Diを生成することができる。
具体的には、データ信号Diの論理レベルを、区間TA3が開始する時刻t0において第1階調データDgAiのビットb3に設定し、区間TB1が開始する時刻t1において第2階調データDgBiのビットb1に設定し、区間TB3が開始する時刻t2において第2階調データDgBiのビットb3に設定し、区間TA1が開始する時刻t3において第1階調データDgAiのビットb1に設定し、区間TA2が開始する時刻t4において第1階調データDgAiのビットb2に設定し、区間TB2が開始する時刻t5において第2階調データDgBiのビットb2に設定する。
このように第1階調データDgAiと第2階調データDgBiを多重してデータ信号Diを生成することによって、データ信号Diを伝送する配線の数を削減することができる。また、データ信号Diの論理レベルを、各区間TA1〜TA3、TB1〜TB3が開始されるタイミングにおいて、当該区間の第1パルス幅変調信号PWM1又は第2パルス幅変調信号PWM2の論理レベルと一致するように設定したので、第1パルス幅変調信号PWM1をデータ信号Diから生成するには、各区間TA1〜TA3の開始でデータ信号Diをラッチして次の区間が開始するまで保持すればよい。これにより、簡易な方法でデータ信号Diから第1パルス幅変調信号PWM1及び第2パルス幅変調信号PWM2を生成することができる。
図4にi番目の単位回路Piの回路図を示す。なお、他の単位回路も同様に構成されている。単位回路Piは、第1処理部UA、第2処理部UB、及びOLED素子13を備える。第1処理部UAは第1電流IdAを生成する一方、第2処理部UBは第2電流IdBを生成する。第1電流IdAと第2電流IdBは接続点Zで合成され、駆動電流IelとしてOLED素子13に供給される。本実施形態においては、OLED素子13を第1電流IdAと第2電流IdBといった複数の系統でPWM駆動する。
図5に示すように駆動電流Ielは、パルス幅変調された第1電流IdAと第2電流IdBとが合成されたものになっている。第1電流IdA及び第2電流IdBはいずれもパルス幅変調された電流である。PWM駆動における階調数はパルス幅を狭くすれば大きくすることができるが、回路の動作周波数には一定の制限がある。本実施形態では、パルス幅変調された複数の電流を合成して駆動電流Ielを生成するので、所望の階調数を得るのに必要な回路の動作周波数を下げることができる。なお、この例では駆動トランジスタ12Aがオン状態であるときの第1電流IdAと駆動トランジスタ12Bがオン状態であるときの第2電流IdBとは等しくなる。
説明を図4に戻す。第1処理部UAは、トランスファーゲート21A、インバータ22A、クロックドインバータ23A、及び駆動トランジスタ12Aを備える。トランスファーゲート21Aは、第1選択信号SELAと反転第1選択信号SELAXとが供給される。第1選択信号SELAがアクティブ(ハイレベル)になると、データ信号Diが第1処理部UAに取り込まれる。クロックドインバータ23Aは、第1選択信号SELAが非アクティブの期間にインバータとして機能し、アクティブの期間に出力端子をハイインピーダンス状態とする。したがって、インバータ22A及びクロックドインバータ23Aは、第1選択信号SELが非アクティブとなる期間においてラッチ回路として機能する。これにより、第1選択信号SELがアクティブとなる期間に取り込まれたデータ信号Diは、非アクティブとなる期間に保持される。
上述したようにデータ信号Diは、第1階調データDgAiと第2階調データDgBiとの各ビットを並べ替えて多重した信号である。第1選択信号SELAは、データ信号Diに第1階調データDgiのビットが多重されているタイミングを指示する信号であり、第2選択信号SELBはデータ信号Diに第2階調データDgBiのビットが多重されているタイミングを指示する信号である。換言すれば、第1選択信号SELAは第1パルス幅変調信号PWM1の区間TA1、TA2及びTA3が開始するタイミングを示す信号であり、第2選択信号SELBは第2パルス幅変調信号PWM2の区間TB1、TB2及びTB3が開始するタイミングを示す信号である。
また、インバータ22Aの出力信号の論理レベルは、ハイレベルにおいて駆動トランジスタ12Aをオフさせ、ローレベルにおいて駆動トランジスタ12Aをオンさせるように設定されている。駆動トランジスタ12Aはオン状態において飽和領域で動作する。なお、第2処理部UBは、第1選択信号SELA及び反転第1選択信号SELAXの替わりに、第2選択信号SELB及び反転第2選択信号SELBXを用いて動作する点を除いて、第1処理部UAと同様に構成されている。
図6に単位回路Piの動作を示す各部の波形を示す。この図に示す1Hは、第1階調データDgAiに応じた第1電流IdAと第2階調データDgBiに応じた第2電流IdBを生成する各期間である。
同図に示すように第1選択信号SELAは、区間TA3が開始する時刻t0及びt6、区間TA1が開始する時刻t3、区間TA2が開始する時刻t4においてローレベルからハイレベルに遷移し、所定期間だけハイレベルを維持した後、ローベルに遷移する。第1選択信号SELAがハイレベルの期間においてトランスファーゲート21Aがオン状態となり、データ信号Diが取り込まれ、同図に示す第1パルス幅変調信号PWM1が生成される。なお、時刻t5におけるデータ信号Diには「0」が書き込まれている。
一方、第2選択信号SELBは、区間TB1が開始する時刻t1及びt7、区間TB3が開始する時刻t2、区間TB2が開始する時刻t5においてローレベルからハイレベルに遷移し、所定期間だけハイレベルを維持した後、ローベルに遷移する。第2選択信号SELBがハイレベルの期間においてトランスファーゲート21Bがオン状態となり、データ信号Diが取り込まれ、同図に示す第1パルス幅変調信号PWM2が生成される。なお、時刻t7におけるデータ信号Diには「0」が書き込まれている。
例えば、第1階調データDgAi及び第2階調データDgBiのデータ値が[1,1,0]であると、第1電流IdA及び第2電流IdBは図に示す波形となる。そして、駆動電流Ielは第1電流IdA及び第2電流IdBの和として与えられるから、同図に示すように凹凸のある波形となる。
上述した実施形態において、データ信号Diには2つのデータを多重したが、3つ以上のデータを多重して、3つ以上のパルス幅変調信号を生成するようにしてもよい。
また、第1電流IdAの振幅と第2電流IdBの振幅は一致するものとしたが、これら相違するものであってもよい。また、第1階調データDgAと第2階調データDgBのビット数が相違するものであってもよい。
また、第1電流IdAに第1階調データDgAを割り当て、第2電流IdBに第2階調データDgBを割り当てたが、第1電流IdAにOLED素子13で表示すべき階調を示す階調データDgを割り当て、第2電流IdBに補正データDhを割り当てもよい。補正データDhは駆動トランジスタ13A、13Bの閾値電圧VthやOLED素子13の発光特性のばらつきを補正するためのデータである。この場合、駆動回路10は、各単位回路P1〜Pnごとに予め補正データDh1〜Dhnを記憶したメモリを備え、各単位回路P1〜Pnに割り当てる階調データDg1〜Dgnと補正データDh1〜Dhnとに基づいて、データ信号D1〜Dnを生成すればよい。
なお、この例では、図6に示すデータ信号DiはDgBi(b2)の後に、DgAi(b3)を配置する構成になっていたが、この替わりにエンドパルスEP1を挿入してもよい。エンドパルスEP1はDgAiのデータ伝送の終了を示す信号であって、その論理レベルはパルス幅変調信号PWM1を非アクティブとする論理レベルに設定される。また、エンドパルスEP1に続いてエンドパルスEP2を挿入してもよい。エンドパルスEP2はDgBiのデータ伝送の終了を示す信号であって、その論理レベルはパルス幅変調信号PWM1を非アクティブとする論理レベルに設定される。エンドパルスEP1及びEP2は、処理ユニットUA及びUBにおいてパルス幅変調信号PWM1及びPWM2の保持している論理レベルをリセット信号として機能する。この例では、最後にリセット信号を挿入するだけ、期間TA3、TA1及び期間TB1、TB3の終了時にはリセット信号を伝送する必要がない。したがって、データ信号Diの伝送レートを低くすることができる。
<2.第2実施形態>
図7は、第2実施形態に係る電気光学装置Bのブロック図である。第2実施形態の電気光学装置Bは、光ヘッド1に2n個の単位回路P1a,P1b〜Pna,Pnbを備える。図8に単位回路Pia及びPibの回路図を示す。単位回路Pia及びPibは、各々OLED素子13を備える点で、第1実施形態の単位回路Piと相違する。第1実施形態では、1個のOLED素子13の階調を第1階調データDgAiと第2階調データDgBiの和で与えた。これに対して、第2実施形態では、第1階調データDgAiは単位回路PiaのOLED素子13Aの輝度を指定し、第2階調データDgBiは単位回路PibのOLED素子13Bの輝度を指定する。この場合、トランスファーゲート21A及び21Bは、データ信号Diを第1階調データDgAiと第2階調データDgBiとに分離するデマルチプレクサとして機能する。
このようにデータ信号Diに第1階調データDgAiと第2階調データDgBiとを多重して伝送することにより、入力端子T1〜Tnの数を減らすことができ、それらのピッチを狭めることが可能となる。また、データ信号D1〜Dnを伝送するための配線の数を減らすことができる。本実施形態においてもデータ信号Diには、複数のパルス幅変調信号PWM1及びPWM2の論理レベルがそれらの区間の開始タイミングに多重されているので、単位回路Pia及びPibでは所定のタイミングでデータ信号Diを取り込んで保持するだけで、複数のパルス幅変調信号PWM1及びPWM2を生成することができる。
<3.第3実施形態>
図9に第3実施形態に係る電気光学装置Cのブロック図を示す。この電気光学装置Cは、表示装置として用いられる。
電気光学装置Cは、3n本のデータ線60と、m本の走査線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。なお、図に示す[R]の画素回路50には赤色で発光するOLED素子54が設けられており、[B]の画素回路50には青色で発光するOLED素子54が設けられており、[G]の画素回路50には緑色で発光するOLED素子54が設けられている。
駆動回路10は、R階調データDr、B階調データDb、G階調データDgを時分割多重して得たデータ信号を生成し、入力端子T1〜Tnを介してデマルチプレクサDMP1〜DMPnに供給する。走査線駆動回路30は、m本の走査線70を順次選択する手段であり、選択した走査線70に走査信号を供給する。また、データ線60の端部にはトランジスタTr1、Tr2及びTr3を有するデマルチプレクサDMP1〜DMPnが設けられている。トランジスタTr1、Tr2及びTr3は選択信号SELA〜SELCによってオン・オフが制御される。ここで選択信号SELA〜SELCは、排他的にアクティブ(ハイレベル)となる。これによって、3本で1組のデータ線60にデータ信号を分配することができ、R階調データDr、B階調データDb、G階調データDgに応じた信号が各データ線60に供給される。
画素回路50は、駆動トランジスタ53とOLED素子53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53がPWM駆動される点は、上述した第1実施形態及び第2実施形態と同じである。OLED素子53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し、上述したラッチ回路(22A,23A)に相当する。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。また、デマルチプレクサDMP1〜DMPnは上述したトンスファーゲート21Aに相当する。ここで、各画素回路50の駆動トランジスタ53のゲートには、パルス幅変調されたゲート電位が供給されることになる。Rの画素回路50のゲート電位は第1パルス幅変調信号、Gの画素回路50のゲート電位は第2パルス幅変調信号、Bの画素回路50のゲート電位は第3パルス幅変調信号に相当する。データ信号D1は、第1〜第3パルス幅変調信号の論理レベルがそれらの区間の開始タイミングに多重されたものとなっている。このため、デマルチプレクサDMP1が所定のタイミングでデータ信号D1を取り込んでコンデンサ52で保持するだけで、第1〜第3パルス幅変調信号を各画素回路50で生成することができる。
<4.変形例>
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の変形が可能である。
(1)上述した実施形態では、複数のパルス幅変調信号PWM1,PWM2を生成する各系統において、当該系統の区間が開始するタイミングでデータ信号Diをラッチし当該系統の次の区間が開始するタイミングまで保持してパルス幅変調信号PWM1,PWM2を生成した。本発明はこれに限定されるものではなく、区間の終了を示すリセットビット(リセット信号)をデータ信号Diに挿入し、リセットビットによってデータの保持を終了してもよい。
(2)上述した実施形態において、多重化の対象となる信号は3以上であってもよい。例えば、3つ第1〜第3階調データDgA、DgB、DgCを多重してもよい。図10に多重化の例を示す。この例では、各階調データDgA、DgB、及びDgCのビット数を4ビットとしている。
第1〜第3パルス幅変調PWM1〜PWM3の各区間の開始タイミングは互いに相違するように設定されている。そして、データ信号Diは、各区間の開始に対応する第1〜第3階調データDgA、DgB、及びDgCのビットを並べ替えて配置されている。この例では、DgAiの第1ビット→DgAiの第2ビット→DgCiの第4ビット→DgAiの第3ビット→DgBiの第3ビット→DgAiの第4ビット→DgBiの第1ビット→DgBiの第2ビット→DgCiの第2ビット→DgBiの第4ビット→DgCiの第1ビット→DgCiの第3ビットの順に並べ替えられている。
次に、第1〜第3選択信号SELA〜SELCによって、データ信号Diを3つの系統に分離し、各系統において区間の開始からつぎの区間の開始までの期間だけ分離したデータ信号Diを保持することによって、第1〜第3パルス幅変調信号PWM1〜PWM3を生成することができる。
<5.画像形成装置>
図1に示したように、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、複写機の印刷部分及びファクシミリの印刷部分がある。
図10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11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の形態について説明する。
図12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11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及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に接近及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11及び図12に例示した画像形成装置は、OLED素子13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、本発明に係る電気光学装置は、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。
また、電気光学装置は、ライン状の光ヘッド1ばかりでなく、マトリクス状に画素回路Pが配置され、画像を表示する表示装置であってもよい。そのような表示装置を備えた電子機器としては、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、電子スチルカメラ、電子ビューファインダーを備えるビデオカメラなどが該当する。
本発明の第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。 光ヘッドを用いた電気光学装置Aの構成を示すブロック図である。 第1階調データDgAi、第2階調データDgBi、データ信号Di、第1パルス幅変調信号PWM1、第2パルス幅変調信号PWM2の関係を示すタイミングチャートである。 i番目の画素回路Piの構成を示す回路図である。 駆動電流Ielと第1電流IdA及び第2電流IdBとの関係を示す概念図である。 単位回路Piの各部の動作を示すタイミングチャートである。 本発明の第2実施形態に係る電気光学装置Bの構成を示すブロック図である。 単位回路Pia及びPibの構成を示す回路図である。 本発明の第3実施形態に係る電気光学装置Cの構成を示すブロック図である。 変形例に係る多重化を説明するためのタイミングチャートである。 本発明に係る電気光学装置を利用した画像形成装置の構成を示す縦断面図である。 本発明に係る電気光学装置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
A,B,C……電気光学装置、1……光ヘッド、12A,12B……駆動トランジスタ、13、13A,13B……OLED素子、21A,21B……トランスファーゲート、22A,22B……インバータ、23A,23B……クロックドインバータ、DgAi……第1階調データ、DgBi……第2階調データ、Di……データ信号、PWM1……第1パルス幅変調信号、PWM2……第2パルス幅変調信号、IdA……第1電流、IdB……第2電流、Iel……駆動電流。

Claims (10)

  1. 送信側で複数のデータを多重したデータ信号を生成し、一つの伝送路を介して受信側に伝送し、受信側で前記データ信号に基づいて前記複数のデータに各々対応する複数のパルス幅変調信号を生成する信号伝送方法であって、
    前記パルス幅変調信号は複数の区間で論理レベルが各々設定され、前記複数のパルス幅変調信号の間で前記区間が切り替わるタイミングは互いに相違し、
    送信側において、
    前記複数のデータに基づいて、前記複数のパルス幅変調信号の各区間が開始するタイミングで、その論理レベルが当該区間に対応する前記パルス幅変調信号の論理レベルと一致するように前記データ信号を生成し、
    受信側において
    前記複数のパルス幅変調信号を生成する各系統において、当該系統の区間が開始するタイミングで前記データ信号をラッチし当該系統の次の区間が開始するタイミングまで保持して前記パルス幅変調信号を生成する、
    ことを特徴とする信号伝送方法。
  2. 前記データは複数のビットからなり、前記複数のビットの各々の重みに対応して前記パルス幅変調信号の各区間の長さを設定したことを特徴とする請求項1に記載の信号伝送方法。
  3. 各々が、複数の区間で論理レベルが設定されたパルス幅変調信号によってオン・オフが制御される複数の駆動トランジスタと、前記複数の駆動トランジスタのドレインに電気的に接続され、前記複数の駆動トランジスタから供給される電流を合成した駆動電流に応じた輝度で発光する電気光学素子とを備えた回路を駆動する駆動回路であって、
    複数のデータに基づいて、複数のパルス幅変調信号の各区間が開始するタイミングで、その論理レベルが当該区間に対応する前記パルス幅変調信号の論理レベルと一致するようにデータ信号を生成するデータ信号生成手段と、
    前記複数の駆動トランジスタごとに設けられ、当該駆動トランジスタに供給すべきパルス幅変調信号のある区間が開始するタイミングで前記データ信号をラッチし当該パルス幅変調信号の次の区間が開始するタイミングまで保持して当該パルス幅変調信号を生成して当該駆動トランジスタに供給する複数のパルス幅変調信号生成手段と、
    を備えることを特徴とする駆動回路。
  4. 各々が、複数の区間で論理レベルが設定されたパルス幅変調信号によってオン・オフが制御され駆動電流を出力する駆動トランジスタと前記駆動電流に応じた輝度で発光する複数の電気光学素子とを備えた複数の回路を駆動する駆動回路であって、
    前記複数の回路を駆動するための複数のデータに基づいて、複数のパルス幅変調信号の各区間が開始するタイミングで、その論理レベルが当該区間に対応する前記パルス幅変調信号の論理レベルと一致するようにデータ信号を生成するデータ信号生成手段と、
    前記複数の回路ごとに設けられ、当該駆動トランジスタに供給すべきパルス幅変調信号のある区間が開始するタイミングで前記データ信号をラッチし当該パルス幅変調信号の次の区間が開始するタイミングまで保持して当該パルス幅変調信号を生成して当該駆動トランジスタに供給する複数のパルス幅変調信号生成手段と、
    を備えることを特徴とする駆動回路。
  5. 各々が、複数の区間で論理レベルが設定されたパルス幅変調信号によってオン・オフが制御される複数の駆動トランジスタと、
    前記複数の駆動トランジスタのドレインに電気的に接続され、前記複数の駆動トランジスタから供給される電流を合成した駆動電流に応じた輝度で発光する電気光学素子と、
    複数のデータに基づいて、複数のパルス幅変調信号の各区間が開始するタイミングで、その論理レベルが当該区間に対応する前記パルス幅変調信号の論理レベルと一致するようにデータ信号を生成するデータ信号生成手段と、
    前記複数の駆動トランジスタごとに設けられ、当該駆動トランジスタに供給すべきパルス幅変調信号のある区間が開始するタイミングで前記データ信号をラッチし当該パルス幅変調信号の次の区間が開始するタイミングまで保持して当該パルス幅変調信号を生成して当該駆動トランジスタに供給する複数のパルス幅変調信号生成手段と、
    を備えることを特徴とする電気光学装置。
  6. 前記複数のデータは、前記電気光学素子の階調を示す階調データと、前記電気光学素子の輝度を補正するための補正データとを有することを特徴とする請求項5に記載の電気光学装置。
  7. 各々が、複数の区間で論理レベルが設定されたパルス幅変調信号によってオン・オフが制御され駆動電流を出力する複数の駆動トランジスタと、
    前記複数の駆動トランジスタごとに設けられ、前記駆動電流に応じた輝度で発光する複数の電気光学素子と、
    複数のデータに基づいて、複数のパルス幅変調信号の各区間が開始するタイミングで、その論理レベルが当該区間に対応する前記パルス幅変調信号の論理レベルと一致するようにデータ信号を生成するデータ信号生成手段と、
    前記複数の駆動トランジスタごとに設けられ、当該駆動トランジスタに供給すべきパルス幅変調信号のある区間が開始するタイミングで前記データ信号をラッチし当該パルス幅変調信号の次の区間が開始するタイミングまで保持して当該パルス幅変調信号を生成して当該駆動トランジスタに供給する複数のパルス幅変調信号生成手段と、
    を備えることを特徴とする電気光学装置。
  8. 前記複数のデータの各々は複数のビットからなり、
    前記データ信号生成手段は、各データの複数のビットを並べ替えて前記データ信号を生成することを特徴とする5乃至7のうちいずれか1項に記載の電気光学装置。
  9. 前記複数のビットの各々の重みに対応して前記パルス幅変調信号の各区間の長さを設定したことを特徴とする請求項8に記載の電気光学装置。
  10. 請求項5乃至9のうちいずれか1項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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