JP4640396B2 - 露光装置及び露光装置の駆動方法並びにこれを備える画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の露光装置及びその駆動方法並びにこれを備える画像形成装置に関し、特に露光用の光源に発光素子を用いた露光装置及びその駆動方法並びにこれを備える画像形成装置に関する。

従来、有機ＥＬ素子等の発光素子を用いたアクティブマトリックス型の表示装置では、複数の画素がマトリクス状に互いに隣接して配列され、各画素は発光素子と、該発光素子を駆動するための画素駆動用のトランジスタを有して構成される画素駆動回路とを有する。

この場合、隣接ずる各画素が近接して配置されると、隣接画素の画素駆動回路の画素駆動用のトランジスタも近接して配置されるため、当該トランジスタ間には寄生容量が形成されることになる。

このため、隣接する一方の画素の画素駆動回路における電位変動が寄生容量を介した飛び込み電圧として隣接する他方の画素の画素駆動回路に入り、画素駆動回路の各部の電位の変動を変動させ、例えば一旦保持された電荷が減少して最高輝度が低下したり、あるいは画素間で発光輝度のばらつきが生じたりすることがある。

そのため、画素駆動用のトランジスタに接続する画素信号保持用のコンデンサの容量値を工夫することで、他の画素駆動用のトランジスタの寄生容量に起因する飛び込み電圧が小さくなるようにして、その影響を極力排除するようにした技術が考えられている。（例えば、特許文献１）
特開２００２−１５６９２３号公報

前記のような回路構成を用いた発光装置を電子写真方式によって画像形成（印刷）を行う画像形成装置（印刷装置）の露光装置に適用した場合を考えてみる。例えば印字解像度が１２００［ｄｐｉ］の印刷機であった場合、多数の発光素子をアレイ状に配列した発光素子アレイを有する印字ヘッド部分には、アレイ配列方向で1画素当たり２０［μｍ］ピッチで前記特許文献１の図２，図５に相当するトランジスタ等を用いた複数の画素駆動回路が並列して配置されることとなる。そのため、隣接した同回路との間隔も非常に小さなものとなり、画素駆動用のトランジスタに生じる寄生容量もひときわ大きなものとなってしまう。

この場合、発光素子アレイの複数の画素は、通常、所定数の画素からなる複数の画素群に分割され、画素毎に時分割駆動され、隣接する画素群の発光素子は同時には駆動されない。そのため、駆動を行なうタイミングで電力が供給された画素群の各画素の画素駆動回路では、前記寄生容量の影響により、供給された電力の一部が隣接する画素群の画素の画素駆動回路へ漏れ出てしまい、結果として所望する発光輝度で各発光素子を発光させることができなくなってしまうという不具合があった。

前記特許文献１に記載された技術では、画素コンデンサの容量値を調整することで、隣接するトランジスタからの飛び込み電圧を極力小さくするものとしていたが、上述した如く印刷機用の露光装置のようにきわめて狭小な面積内での回路構成の場合、寄生容量のレベルから個々の画素コンデンサの容量調整では吸収しきれず、前記寄生容量の影響を排除することは困難であった。

本発明は前記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、発光素子アレイの隣接する画素の画素駆動回路の間に形成される寄生容量の影響を極力排除して、与えられる画像情報に対応した輝度で正確に発光させることが可能な露光装置及び露光装置の駆動方法並びにこれを備える画像形成装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、発光素子を有する複数の画素がライン状に配列された発光素子アレイを備えて、感光体ドラムに画像データに応じた露光を行う露光装置であって、前記発光素子アレイは、２個以上の所定の数の前記画素からなる複数の画素群を有し、前記複数の画素群の各々に接続されて設けられ、該各画素群において、前記所定の数の画素に共通に接続された複数の駆動信号線と、前記発光素子アレイの前記複数の画素の各々に接続されて設けられた複数の選択信号線と、前記画像データに基づいて、前記各選択信号線を介して、前記複数の画素における点灯状態とされる前記画素を同じタイミングで選択状態とし、非点灯状態とされる前記画素を同じタイミングで非選択状態とする選択信号を供給する選択回路と、前記各画素群の前記選択状態にされる画素の数に応じた電流値を有する駆動電流を生成して、前記各駆動信号線を介して、前記各画素群に同じタイミングで供給する駆動電流生成回路と、前記発光素子アレイの前記複数の画素に所定の電源電圧を印加する電源回路と、を備え、前記各画素は、電流路の一端が前記発光素子に接続され、電流路の他端に前記電源電圧が供給される駆動トランジスタと、一端が前記駆動トランジスタの制御端子に接続され、他端が前記駆動トランジスタの電流路の一端に接続された保持コンデンサと、制御端子が前記選択信号線に接続され、電流路の一端が前記駆動トランジスタの電流路の一端に接続された選択トランジスタと、を備え、前記各画素群において、前記所定の数の画素の各々における前記選択トランジスタの電流路の他端は、当該画素群に接続して設けられた一つの前記駆動信号線に共通に接続され、該駆動信号線に供給される前記駆動電流は、前記選択状態とされた前記画素の前記駆動トランジスタの電流路に分配されて流れ、前記保持コンデンサは前記分配された電流に対応する電荷を保持し、前記電源回路より前記電源電圧が印加されたとき、前記各画素の前記発光素子を、前記保持コンデンサに保持された電荷に基づいて発光させて、前記感光体ドラムを露光することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、前記請求項１記載の発明において、前記露光装置は、更に、リセット信号が供給されて、前記各画素の前記保持コンデンサに蓄積された電荷を放電するリセット状態とするリセット回路を備え、前記リセット回路により前記各画素が前記リセット状態とされている期間中、前記各画素は前記選択信号によって選択状態とされ、前記画像データに基づいて非点灯状態とされる前記画素が非選択状態とされた後、前記リセット状態が所定期間維持されることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、前記請求項１記載の発明において、前記発光素子アレイの前記複数の画素は、前記画素データに応じて点灯及び非点灯のいずれか一方に設定されることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、背請求項１記載の発明において、前記駆動電流の電流値は、前記選択状態とされる画素の前記駆動トランジスタの電流路に分配されて流れる電流の電流値が一定の値となる電流値に設定されることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、前記請求項５記載の発明において、前記各画素は前記発光素子を駆動する画素駆動回路を備え、前記画素駆動回路は、制御端子に前記選択信号が供給され、電流路の一端が前記駆動トランジスタの制御端子に接続され、電流路の他端が前記駆動トランジスタの電流路の他端に接続された保持トランジスタを備え、前記保持トランジスタは、前記選択信号に応じて前記選択状態とされとき、前記駆動トランジスタの制御端子と電流路の他端とを接続することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、画像データに応じた印刷を行う画像形成装置であって、感光体ドラムと、発光素子を有する複数の画素がライン状に配列され、２個以上の所定の数の前記画素からなる複数の画素群を有する発光素子アレイと、前記複数の画素群の各々に接続されて設けられ、該各画素群において、前記所定の数の画素に共通に接続された複数の駆動信号線と、前記発光素子アレイの前記複数の画素の各々に接続されて設けられた複数の選択信号線と、前記発光素子アレイの前記複数の画素を、前記画像データに基づいて、前記各選択信号線を介して、点灯状態とされる前記画素を同じタイミングで選択状態とし、非点灯状態とされる前記画素を同じタイミングで非選択状態とする選択信号を供給する選択回路と、前記各画素群の前記選択状態にされる画素の数に応じた電流値を有する駆動電流を生成し、前記各駆動信号線を介して、前記各画素群に同じタイミングで供給する駆動電流生成回路と、前記発光素子アレイの前記複数の画素に所定の電源電圧を印加する電源回路と、を備え、前記各画素は、電流路の一端が前記発光素子に接続され、電流路の他端に前記電源電圧が供給される駆動トランジスタと、一端が前記駆動トランジスタの制御端子に接続され、他端が前記駆動トランジスタの電流路の一端に接続された保持コンデンサと、制御端子が前記選択信号線に接続され、電流路の一端が前記駆動トランジスタの電流路の一端に接続された選択トランジスタと、を備え、前記各画素群において、前記所定の数の画素の各々における前記選択トランジスタの電流路の他端は、当該画素群に接続して設けられた一つの前記駆動信号線に共通に接続され、該駆動信号線に供給される前記駆動電流は、前記選択状態とされた前記画素の前記駆動トランジスタの電流路に分配されて流れ、前記保持コンデンサは前記分配された電流に対応する電荷を保持し、前記電源回路より前記電源電圧が印加されたとき、前記各画素の前記発光素子を、前記保持コンデンサに保持された電荷に基づいて発光させて、前記感光体ドラムを露光することを特徴とする。

請求項８記載の発明は、前記請求項６記載の発明において、前記露光装置は、更に、リセット信号が供給されて、前記各画素の前記保持コンデンサに蓄積された電荷を放電するリセット状態とするリセット回路を備え、前記リセット回路により前記各画素が前記リセット状態とされている期間中、前記各画素は前記選択信号によって選択状態とされ、前記画像データに基づいて非点灯状態とされる前記画素が非選択状態とされた後、前記リセット状態が所定期間維持されることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、前記請求項６記載の発明において、前記駆動電流の電流値は、前記選択状態とされる画素の前記駆動トランジスタの電流路に分配されて流れる電流の電流値が一定の値となる電流値に設定されることを特徴とする。

請求項９記載の発明は、前記請求項８記載の発明において、前記各画素は前記発光素子を駆動する画素駆動回路を備え、前記画素駆動回路は、制御端子に前記選択信号が供給され、電流路の一端が前記駆動トランジスタの制御端子に接続され、電流路の他端が前記駆動トランジスタの電流路の他端に接続された保持トランジスタを備え、前記保持トランジスタは、前記選択信号に応じて前記選択状態とされたとき、前記駆動トランジスタの制御端子と電流路の他端とを接続することを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、発光素子アレイを備えて、感光体ドラムに画像データに応じた露光を行う露光装置の駆動方法であって、前記露光装置において、前記発光素子アレイは、２個以上の所定の数の前記画素からなる複数の画素群を有し、前記複数の画素群の各々に接続されて設けられ、該各画素群において、前記所定の数の画素に共通に接続された複数の駆動信号線と、前記発光素子アレイの前記複数の画素の各々に接続されて設けられた複数の選択信号線と、を有し、前記各画素は、電流路の一端が前記発光素子に接続され、電流路の他端に前記電源電圧が供給される駆動トランジスタと、一端が前記駆動トランジスタの制御端子に接続され、他端が前記駆動トランジスタの電流路の一端に接続された保持コンデンサと、制御端子が前記選択信号線に接続され、電流路の一端が前記駆動トランジスタの電流路の一端に接続された選択トランジスタと、を備え、前記各画素群の前記所定の数の画素の各々における前記選択トランジスタの電流路の他端は、当該画素群に接続して設けられた一つの前記駆動信号線に共通に接続されており、前記画像データに基づいて、前記各選択信号線を介して、点灯状態とされる前記画素を同じタイミングで選択状態とし、非点灯状態とされる前記画素を同じタイミングで非選択状態とし、前記各画素群に対し、前記選択状態にされる画素の数に応じた電流値を有する駆動電流を生成して、前記各駆動信号線を介して、前記各画素群に同じタイミングで供給し、前記選択状態とされる前記画素の前記駆動トランジスタの電流路に前記駆動電流を分配して流して、前記各画素の前記保持コンデンサに、前記分配された電流に対応する電荷を保持させ、前記発光素子アレイの前記複数の画素に所定の電源電圧を印加して、前記各画素の前記発光素子を、前記保持コンデンサに保持された電荷に基づいて前記発光素子を発光させて、前記感光体ドラムを露光する動作を含むことを特徴とする。

請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の発明において、前記各画素の前記保持コンデンサに蓄積された電荷を放電するリセット状態とするとともに前記各画素を選択状態とし、前記画像データに基づいて非点灯とされる前記画素を非選択状態とした後、前記リセット状態を所定期間維持する動作を含むことを特徴とする。

請求項１２記載の発明は、前記請求項１０記載の発明において、前記駆動電流の電流値を、前記選択状態とされる画素の前記駆動トランジスタの電流路に分配されて流れる電流の電流値が一定の値となる電流値に設定することを特徴とする。

本発明によれば、発光素子アレイの隣接する画素の画素駆動回路間に形成される寄生容量の影響を極力排除し、与えられる画像情報に対応した輝度で正確に発光することが可能となる。

以下図面を参照して、本発明の一実施形態に係る露光装置及び画像形成装置（印刷装置）について説明する。
図１は、本実施形態に係る露光装置を用いた画像形成装置の構成例を示す図である。同図で画像形成装置は、感光体ドラム１と、ケース部２Ａ及びロッドレンズアレイ部２Ｂが一体的に設けられた露光装置２と、帯電ローラ３と、イレーサ光源感光体４と、クリーニング部材５と、現像ローラ６ａを含む現像器６と、転写ローラ８と、定着ローラ９と、搬送ベルト１１とを具備して、電子写真方式により画像形成（印刷）を行うものである。なお、符号７が付されているのは印刷用紙である。

前記露光装置２を構成するロッドレンズアレイ部２Ｂは、例えばセルフォック（登録商標）レンズを一列、または複数の列に配列させたレンズアレイであり、入射された光を等倍正立像として感光体ドラム１に結像するレンズ部である。

前記感光体ドラム１は、負帯電型ＯＰＣ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）感光体（有機感光体）であり、これに対応して帯電ローラ３が負帯電器とされる。また、前記露光装置２は、詳しくは後述するが、複数の発光素子をアレイ状に配列して構成されている。

前記図１に示す画像形成装置では、大まかに以下のような工程により印刷が行なわれる。まず、前記帯電ローラ３が回転する感光体ドラム１の表面に接触することにより、感光体ドラム１の接触した表面が一様に負電位となるように帯電される。続いて、前記露光装置２によって前記感光体ドラム１に対して光照射がなされ、感光体ドラム１上に静電潜像が形成される。その後、前記現像器６によって、前記静電潜像にトナーが付着される。そして、前記転写ローラ８によって、前記静電潜像に付着しているトナーが前記印刷用紙７に転写される。以下、このような印刷工程を詳細に説明する。

まず、感光体ドラム１には、図示しない帯電用電源から供給されるマイナス高電圧が前記帯電ローラ３によって印加される。これにより感光体ドラム１における周表面は一様に負帯電され、電位的に初期化された初期化帯電状態となる。

そして、周表面が初期化帯電状態となった感光体ドラム１に対し、前記露光装置２によって印字情報に従った光書込み（露光）が行なわれる。これにより、初期化帯電によるマイナス高電位部と、露光による例えば−５０［Ｖ］程度のマイナス低電位部とからなる静電潜像が、感光体ドラム１の周表面上に形成される。

ここで、前記現像器６内に収容されている弱いマイナス電位に帯電したトナーが、前記現像ローラ６ａによって、現像ローラ６ａと感光体ドラム１との対向部に回転搬送される。このとき、現像ローラ６ａは、図示しない電源から例えば−２５０［Ｖ］程度の現像バイアス電圧が印加される。したがって、−２５０［Ｖ］の現像バイアス電圧が印加された現像ローラ６ａと、感光体ドラム１における静電潜像の−５０［Ｖ］程度のマイナス低電位部との間に２００［Ｖ］程度の電位差が形成される。

これらの静電潜像における現像電圧との電位差により、現像ローラ６ａに対して相対的にプラス極性の電位となった静電潜像におけるマイナス低電位部には、マイナス極性に帯電しているトナーが転移してトナー像が形成される。このトナー像は、感光体ドラム１の回転によって、感光体ドラム１と転写ローラ８とが対向している転写部へと搬送される。

なお、上述したようにして形成されたトナー像におけるトナー付着量、すなわち現像された画像の濃度は、露光装置２の発光素子による感光体ドラム１への露光量に応じて生じる感光体ドラム１の周表面上における電位の減衰量によって決定される。

次いで、上述したようにトナー像が転写部へ搬送されると、搬送ベルト１１によって印刷用紙７が転写部へ搬送される。そして、転写部においては、トナー像が印刷用紙７上に、転写ローラ８によって転写される。このようにしてトナー像が転写された印刷用紙７が搬送ベルト１１によりさらに下流に搬送され、トナー像が定着ローラ９によって熱定着された後、印刷用紙７は当該画像形成装置の外部へ排出される。

また、トナー像が印刷用紙７上に転写された後、感光体ドラム１の周表面からクリーニング部材５により残留トナーが除去され、さらにイレーサ光源感光体４によって一様に０(ゼロ)［Ｖ］に除電されて、帯電ローラ３への帯電に備えられる。

なお、前記露光装置２における前記ケース部２Ａ内には、図１に示す感光体ドラム１への露光走査の主走査方向である感光体ドラム１の軸方向に沿って、有機ＥＬ素子からなる発光素子を有する多数の画素がライン状に配列された発光素子アレイが設けられる。

図２は、前記ケース部２Ａ内に設けられる露光ヘッド部の構成を示すものである。同図では、説明を簡略化するために露光ヘッド基板における発光素子アレイが全３２画素で構成されるものとして説明するが、実際の露光ヘッド基板は、上述した如く、例えば印字解像度が１２００［ｄｐｉ］でＡ４の用紙に対応した印刷機であれば、およそ１４，０００画素の構成となる。

同図で露光装置２のケース部２Ａ内には、ドライバ２１と発光素子アレイを有する露光ヘッド基板２２とを備える。露光ヘッド基板２２には、隣接する４画素ずつで分割した計８つの画素群ａ１〜ａ４，ｂ１〜ｂ４，‥‥，ｈ１〜ｈ４が配置される。

ドライバ２１には、ここでは図示しないラスタイメージプロセッサからの画像データＤＡＴＡ、用紙サイズ及び搬送速度に合わせた水平制御信号／ＨＳＹＮＣと垂直制御信号／ＶＳＹＮＣ、及び動作クロックＣＬＫが入力される。

ドライバ２１は、これらの入力信号によって、露光ヘッド基板２２の各画素への選択信号ＳＥＬａ１〜ａ４，ＳＥＬｂ１〜ｂ４，‥‥，ＳＥＬｈ１〜ｈ４、画素データに基づく電流値を有する各画素群毎への駆動電流Ｉｄｒｖａ〜Ｉｄｒｖｈ、及び点灯電源Ｖｄｄを生成して、露光ヘッド基板２２へ供給する。ここで、例えば１つの駆動電流Ｉｄｒｖａは１つの画素群ａ１〜ａ４の各画素に共通に供給され、後述するように、駆動電流Ｉｄｒｖａが画素群中の点灯する画素に分配されるように構成される。

図３は、前記露光ヘッド基板２２の一部、特に画素群ａ１〜ａ４，ｂ１〜ｂ４を示す等価回路である。ここでは、代表として画素群ａ１〜ａ４中の画素ａ１における画素駆動回路の構成について説明する。

各画素駆動回路は、いずれも薄膜トランジスタで構成された、保持用トランジスタ３０、有機ＥＬ素子駆動用の駆動トランジスタ３１、及び画素の選択用スイッチとして機能する選択トランジスタ３３の計３つのトランジスタと、画素の表示輝度に対応した信号電荷を保持する保持コンデンサ３２を備えて構成される。

すなわち、選択信号ＳＥＬａ１が保持用トランジスタ３０及び選択トランジスタ３３の各ゲート電極に接続される。保持用トランジスタ３０及び駆動トランジスタ３１の各ドレイン電極に点灯電源Ｖｄｄが与えられる。

保持用トランジスタ３０のソース電極が駆動トランジスタ３１のゲート電極及び保持コンデンサ３２の一端と接続される。駆動トランジスタ３１のソース電極、保持コンデンサ３２の他端、及び選択トランジスタ３３のドレイン電極が発光素子としての有機ＥＬ素子３４のアノード電極に接続される。有機ＥＬ素子３４のカソード電極は接地される。

そして、画素群ａ１〜ａ４に対応する各選択トランジスタ３３のソース電極に当該画素群用の駆動電流Ｉｄｒｖａが与えられる。同駆動電流Ｉｄｒｖａは、当該画素群用のリセットトランジスタ３５ａのドレイン電極にも与えられる。このリセットトランジスタ３５ａのソース電極は接地され、同トランジスタ３５ａのゲート電極に全画素群共通のリセット信号Ｒｅｓｅｔが与えられる。

同図では、画素群ｂ１〜ｂ４用の駆動電流Ｉｄｒｖｂがリセットトランジスタ３５ｂのドレイン電極に与えられる状態を併せて示す。このリセットトランジスタ３５ｂのソース電極は接地され、同トランジスタ３５ｂのゲート電極にはリセット信号Ｒｅｓｅｔが与えられる。

前記図３に示した如く露光装置２においては、各駆動電流が与えられる複数の駆動信号線と、各選択信号が与えられる複数の選択信号線とを有し、各選択信号線に与えられる選択信号がハイレベルとなる画素の選択期間に、ドライバ２１から画素のオン／オフに基づいて駆動電流Ｉｄｒｖａ〜Ｉｄｒｖｈが各駆動信号線に与えられ、選択トランジスタ３３を介して駆動トランジスタ３１をオンさせることで、保持コンデンサ３２に駆動トランジスタ３１の電流路に流れる電流値に対応した電荷が蓄積される。

そして、選択信号がローレベルとなり、点灯電源線に印加される電源Ｖｄｄがハイレベルとされる期間に、保持コンデンサ３２に蓄積された電荷に応じた電流が駆動トランジスタ３１から有機ＥＬ素子３４に供給され、この電流の値に応じた輝度で有機ＥＬ素子３４が点灯するように構成される。

また、各駆動信号線には、リセットトランジスタ３５ａ，３５ｂ，‥‥が設けられており、選択期間の初期に前記リセットトランジスタ３５ａ，３５ｂ，‥‥をオンさせて保持コンデンサ３２に充電された電荷を放電させるべく構成されている。

図４は、前記ドライバ２１内の概略機能構成を示すブロック図である。
同図に示すように、ドライバ２１は、スタート信号生成部４１、ラッチ信号生成部４２、選択信号生成回路４３ａ〜４３ｈ、及び駆動電流生成回路４４ａ〜４４ｈを有する。スタート信号生成部４１には、水平制御信号／ＨＳＹＮＣと垂直制御信号／ＶＳＹＮＣ、及び動作クロックＣＬＫが入力され、スタート信号生成部４１はこれらの信号から、前記感光体ドラム１への潜像形成プロセスのための画像データの取込みの開始信号ＳＴＡＲＴを生成して、ラッチ信号生成部４２へ出力する。

ラッチ信号生成部４２は、スタート信号生成部４１からの開始信号ＳＴＡＲＴと前記動作クロックＣＬＫとから、画像データＤａｔａを前記各画素群ａ１〜ａ４，ｂ１〜ｂ４，‥‥，ｈ１〜ｈ４に対応して取り込むためのラッチ信号Ｌａｔｃｈ＿ａ〜Ｌａｔｃｈ＿ｈを生成し、選択信号生成回路４３ａ〜４３ｈへ送出する。

選択信号生成回路４３ａ〜４３ｈはそれぞれ、各画素群に対応して設けられ、画像データＤａｔａとラッチ信号生成部４２からのラッチ信号Ｌａｔｃｈ＿ａ（〜Ｌａｔｃｈ＿ｈ）とから、前記選択信号ＳＥＬａ１〜ａ４（〜ＳＥＬｈ１〜ｈ４）を生成し、前記露光ヘッド基板２２及び駆動電流生成回路４４ａ（〜４４ｈ）へ出力する。

駆動電流生成回路４４ａ〜４４ｈではそれぞれ、選択信号生成回路４３ａ〜４３ｈの各々に対応して設けられ、選択信号ＳＥＬａ１〜ａ４（〜ＳＥＬｈ１〜ｈ４）の内容に対応し、選択状態にある画素数に応じた電流値となる駆動電流Ｉｄｒｖａ（〜Ｉｄｒｖｈ）を生成して、前記露光ヘッド基板２２へ供給する。

また、ドライバ２１は、図示しない電源回路を有し、所定の電圧値を有する点灯電源Ｖｄｄを生成して前記露光ヘッド基板２２へ供給する。

次に前記実施形態の動作について説明する。
図５は、前記図３及び図４の構成に係る各種信号のタイミングの一例を示すタイミングチャートである。
図５（１）に示す水平制御信号／ＨＳＹＮＣは、画像形成装置の主走査方向（感光体ドラム１の軸（幅）方向）の同期信号であり、アクティブとなってから次にアクティブとなる１周期が、１ラインに許されるドット形成処理時間（以下文中及び画面では「１ライン時間」と称する）である。

例えば、Ａ４横サイズ（長辺：２９７［ｍｍ］）に対応した解像度１２００［ｄｐｉ］、印字速度４０［毎／分］の画像形成装置の露光装置２を考えた場合、１ライン時間は、
((25.4[mm]/1200[dpi])/(210[mm]×40[枚]＋50[mm]×40[枚]))/60[秒]
＝１２２[μ秒]
となる。ドライバ２１がこの１ライン時間内に感光体ドラム１を露光して潜像を形成するのに必要な光エネルギーが得られるように、各画素を駆動して所定の時間発光させる。

図５（２）〜図５（６）に示すように、まず、水平制御信号／ＨＳＹＮＣと動作クロックＣＬＫとがスタート信号生成部４１に供給され、開始信号ＳＴＡＲＴが生成されてラッチ信号生成部４２に供給される。

次いで、ラッチ信号生成部４２に動作クロックＣＬＫと開始信号ＳＴＡＲＴとが供給されて、選択信号生成回路４３ａ〜４３ｈにおける画像データＤａｔａの取り込みタイミングを設定するラッチ信号Ｌａｔｃｈ＿ａ〜Ｌａｔｃｈ＿ｈが生成され、選択信号生成回路４３ａ〜４３ｈに供給される。

次いで、選択信号生成回路４３ａ〜４３ｈに画像データＤａｔａとラッチ信号Ｌａｔｃｈ＿ａ〜Ｌａｔｃｈ＿ｈとが供給されて、ラッチ信号Ｌａｔｃｈ＿ａ〜Ｌａｔｃｈ＿ｈのタイミングに応じて、選択信号生成回路４３ａには画素群ａ１〜ａ４に対応する画像データＤａｔａが取り込まれ、選択信号生成回路４３ｂには画素群ｂ１〜ｂ４に対応する画像データＤａｔａが取り込まれ、以下同様に、選択信号生成回路４３ｈには画素群ｈ１〜ｈ４に対応する画像データＤａｔａが取り込まれる。そして、選択信号生成回路４３ａ〜４３ｈの各々に取り込まれた画像データＤａｔａの値に応じて選択信号ＳＥＬａ１〜ａ４（〜ＳＥＬｈ１〜ｈ４）が生成され、同じタイミングで駆動電流生成回路４４ａ〜４４ｈ及び露光ヘッド基板２２に供給される。

この選択信号ＳＥＬａ１〜ａ４（〜ＳＥＬｈ１〜ｈ４）の出力タイミングに対応して、リセット信号Ｒｅｓｅｔが供給され、リセット信号Ｒｅｓｅｔがハイレベルとされる期間に選択信号ＳＥＬａ１〜ａ４（〜ＳＥＬｈ１〜ｈ４）が全てハイレベルに設定されて、全ての画素の保持コンデンサ３２に蓄積されていた電荷が放電される。次いで、リセット信号Ｒｅｓｅｔがローレベルにされた後、選択信号ＳＥＬａ１〜ａ４（〜ＳＥＬｈ１〜ｈ４）が選択信号生成回路４３ａ〜４３ｈの各々に取り込まれた画像データＤａｔａに応じたレベルに設定される。

そして、図５（１８）〜図５（１９）に示すように、リセット信号Ｒｅｓｅｔがローレベルにされ、選択信号ＳＥＬａ１〜ａ４（〜ＳＥＬｈ１〜ｈ４）が画像データＤａｔａに応じたレベルに設定されたタイミングで駆動電流Ｉｄｒｖａ〜Ｉｄｒｖｈが供給される。図５（８）〜図５（１１）に示すように、第１の画素群ａ１〜ａ４への選択信号ＳＥＬａ１〜ａ４を同一画素郡内で同じタイミングでハイレベルにすると、ドライバ２１から各画素群への駆動電流Ｉｄｒｖａ，Ｉｄｒｖｂは、選択信号によって選択された画素のみを駆動することとなり、駆動電流Ｉｄｒｖａ，Ｉｄｒｖｂは１つの画素群の点灯する画素に分配される。このとき、分配される回路数（画素数）に応じて、駆動電流Ｉｄｒｖａ，Ｉｄｒｖｂを増減調整しておけば、各画素を駆動する電流を常に一定に維持することができる。

図６は、前記図３における画像データＤａｔａの内容とそのときの各設定信号及び駆動電流Ｉｄｒｖａ，Ｉｄｒｖｂの値を例示するものである。画像データＤａｔａは非点灯で“０”、点灯で“１”となる２値とし、中間階調表示は行なわないものとする。本実施形態では、４つの画素で１つの画素群を構成するものとしているため、画像データの組合せは１６通りとなるが、画素の点灯数は「０」〜「４」であり、各組合せに対応して駆動電流Ｉｄｒｖａ，Ｉｄｒｖｂの値を０〜４Ｉの５段階に調整する。

すなわち、４つの画素群中で点灯する画素の数が１である場合の駆動電流Ｉｄｒｖａ，Ｉｄｒｖｂの値をＩとすると、図中に示す如く、２つの画素を点灯する場合の同電流値が２Ｉ、３つの画素を点灯する場合の同電流値が３Ｉ、４つの画素を点灯する場合の同電流値が４Ｉとなるように調整すれば、すべての画素は選択時に駆動電流値Ｉで駆動することが可能となる。

前記図５（８）〜図５（１１）に示した例では、１ライン目で画素ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｂ２、ｂ３が点灯し、２ライン目で、画素ａ１、ａ２、ａ４、ｂ１、ｂ２、ｂ３が点灯する場合を示している。このため、１ライン目では、Ｉｄｒｖａは４Ｉに、Ｉｄｒｖｂは２Ｉに設定され、２ライン目では、Ｉｄｒｖａ及びＩｄｒｖｂは３Ｉに設定される。

すなわち、画素群ａでは、１ライン目で画素ａ１〜ａ４の４つの画素を点灯状態とするため、リセット信号Ｒｅｓｅｔがローレベルに下がった後、選択信号ＳＥＬａ１〜ＳＥＬａ４を一定時間ハイレベルに維持する。その間、駆動電流Ｉｄｒｖａの値を４Ｉとして書込みを行なうことで、画素ａ１〜ａ４ｂの各画素駆動回路の保持コンデンサ３２にそれぞれ電流値Ｉによる電荷が書込まれる。

そして、図５（１７）に示すように、駆動電流Ｉｄｒｖａの供給を停止し、選択信号ＳＥＬａ１〜ａ４をローレベルに設定した後、点灯電源Ｖｄｄを所定期間ハイレベルとすると、保持コンデンサ３２に書込まれていた電荷に従って画素ａ１〜ａ４の各有機ＥＬ素子３４が点灯する。

また、画素群ｂでは、１ライン目で画素ｂ２と画素ｂ３の２つを点灯状態とするため、リセット信号Ｒｅｓｅｔがローレベルに下がった後、選択信号はＳＥＬｂ２とＳＥＬｂ３を一定時間ハイレベルに維持する。その間、駆動電流Ｉｄｒｖｂの値を２Ｉとして書込みを行なうことで、画素ｂ２及び画素ｂ３の各画素駆動回路の保持コンデンサ３２にそれぞれ電流値Ｉによる電荷が書込まれる。

そして、図５（１７）に示すように、駆動電流Ｉｄｒｖｂの供給を停止し、選択信号ＳＥＬｂ２ａ４及びＳＥＬｂ３をローレベルに設定した後、電源回路より供給される点灯電源Ｖｄｄを所定期間ハイレベルとすると、保持コンデンサ３２に書込まれていた電荷に従って画素ｂ２及び画素ｂ３の各有機ＥＬ素子３４が点灯する。

一方、リセット信号Ｒｅｓｅｔがハイレベルとされる期間に非点灯状態とされる画素ｂ１と画素ｂ４に対する選択信号ＳＥＬｂ１及びＳＥＬｂ４をハイレベルに設定して各保持コンデンサ３２の電荷が放電され、次いで選択信号ＳＥＬｂ１及びＳＥＬｂ４をローレベルに設定し、リセット信号Ｒｅｓｅｔがローレベルとされた後もＳＥＬｂ１及びＳＥＬｂ４をローレベルに設定することにより各保持コンデンサ３２には充電がなされず、その後に点灯電源Ｖｄｄをハイレベルとしたとき、画素ｂ１及び画素ｂ４は点灯しないようにされる。

このように本実施形態によれば、発光素子アレイに配列される多数の画素を複数ずつ複数の画素群に分割し、画素群毎に画像データに応じて各画素の点灯／非点灯を選択する選択信号を作成し、さらに選択信号から必要な電流値の駆動電流を作成して、画像データに基づいた各画素群内の画素駆動回路の選択、選択した内容に基づいた電流の供給とデータの書込み、及び書込んだデータに基づく各画素の点灯／非点灯を全画素同一タイミングで行なうものとした。

これにより、すべての画素の画素駆動回路が同時に動作することとなるため、隣接する画素駆動回路との間の寄生容量による影響を排除し、書込み時の電流値に従った輝度で各画素を発光させることが可能となる。

なお、前記実施形態では、全画素共通に供給する点灯電源Ｖｄｄに関して、ある任意の電圧値に相当する期間だけハイレベルとなることで、各画素での点灯が行なわれるものとして説明したが、更に、点灯電源Ｖｄｄがハイレベルとなる期間の時間幅を制御するものとしてもよい。
こうすることで、この点灯電源Ｖｄｄのハイレベルとなる時間幅により、形成される画像全体の濃淡を調整することができる。

その他、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上述した実施形態で実行される機能は可能な限り適宜組合わせて実施しても良い。上述した実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件により適宜の組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、効果が得られるのであれば、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す図。 同実施形態に係る露光ヘッド部の構成を示す図。 同実施形態に係る露光ヘッド基板の一部の等価回路構成を示す図。 同実施形態に係るドライバの概略機能構成を示すブロック図。 同実施形態に係る各種信号のタイミングを示すタイミングチャート。 同実施形態に係る画像データの内容とそのときの各選択信号及び駆動電流の値を示す図。

符号の説明

１…感光体ドラム、２…露光装置、２Ａ…ケース部、２Ｂ…ロッドレンズアレイ部、３…帯電ローラ、４…イレーサ光源感光体、５…クリーニング部材、６…現像器、７…印刷用紙、８…転写ローラ、９…定着ローラ、１１…搬送ベルト、２１…ドライバ、２２…露光ヘッド基板、３０…保持用トランジスタ、３１…駆動トランジスタ、３２…保持コンデンサ、３３…選択トランジスタ、３４…有機ＥＬ素子、３５ａ，３５ｂ…リセットトランジスタ、４１…スタート信号生成部、４２…ラッチ信号生成部、４３ａ，４３ｈ…選択信号生成回路、４４ａ，４４ｈ…駆動電流生成回路。

Claims (12)

1. 発光素子を有する複数の画素がライン状に配列された発光素子アレイを備えて、感光体ドラムに画像データに応じた露光を行う露光装置であって、
   前記発光素子アレイは、２個以上の所定の数の前記画素からなる複数の画素群を有し、
   前記複数の画素群の各々に接続されて設けられ、該各画素群において、前記所定の数の画素に共通に接続された複数の駆動信号線と、
   前記発光素子アレイの前記複数の画素の各々に接続されて設けられた複数の選択信号線と、
   前記画像データに基づいて、前記複数の画素における点灯状態とされる前記画素を同じタイミングで選択状態とし、非点灯状態とされる前記画素を同じタイミングで非選択状態とする選択信号を、前記各選択信号線を介して供給する選択回路と、
   前記各画素群の前記選択状態にされる画素の数に応じた電流値を有する駆動電流を生成して、前記各駆動信号線を介して、前記各画素群に同じタイミングで供給する駆動電流生成回路と、
   前記発光素子アレイの前記複数の画素に所定の電源電圧を印加する電源回路と、
   を備え、
   前記各画素は、電流路の一端が前記発光素子に接続され、電流路の他端に前記電源電圧が供給される駆動トランジスタと、一端が前記駆動トランジスタの制御端子に接続され、
   他端が前記駆動トランジスタの電流路の一端に接続された保持コンデンサと、制御端子が前記選択信号線に接続され、電流路の一端が前記駆動トランジスタの電流路の一端に接続された選択トランジスタと、を備え、
   前記各画素群において、前記所定の数の画素の各々における前記選択トランジスタの電流路の他端は、当該画素群に接続して設けられた一つの前記駆動信号線に共通に接続され、該駆動信号線に供給される前記駆動電流は、前記選択状態とされた前記画素の前記駆動トランジスタの電流路に分配されて流れ、
   前記保持コンデンサは前記分配された電流に対応する電荷を保持し、
   前記電源回路より前記電源電圧が印加されたとき、前記各画素の前記発光素子を、前記保持コンデンサに保持された電荷に基づいて発光させて、前記感光体ドラムを露光することを特徴とする露光装置。
2. 前記露光装置は、更に、リセット信号が供給されて、前記各画素の前記保持コンデンサに蓄積された電荷を放電するリセット状態とするリセット回路を備え、
   前記リセット回路により前記各画素が前記リセット状態とされている期間中、前記各画素は前記選択信号によって選択状態とされ、前記画像データに基づいて非点灯状態とされる前記画素が非選択状態とされた後、前記リセット状態が所定期間維持される
   ことを特徴とする請求項１記載の露光装置。
3. 前記発光素子アレイの前記複数の画素は、前記画像データに応じて点灯及び非点灯のいずれか一方に設定されることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
4. 前記駆動電流の電流値は、前記選択状態とされる画素の前記駆動トランジスタの電流路に分配されて流れる電流の電流値が一定の値となる電流値に設定されることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
5. 前記各画素は前記発光素子を駆動する画素駆動回路を備え、
   前記画素駆動回路は、
   制御端子に前記選択信号が供給され、電流路の一端が前記駆動トランジスタの制御端子に接続され、電流路の他端が前記駆動トランジスタの電流路の他端に接続された保持トランジスタを備え、
   前記保持トランジスタは、前記選択信号に応じて前記選択状態とされたとき、前記駆動トランジスタの制御端子と電流路の他端とを接続することを特徴とする請求項４記載の露光装置。
6. 画像データに応じた印刷を行う画像形成装置であって、
   感光体ドラムと、
   発光素子を有する複数の画素がライン状に配列され、２個以上の所定の数の前記画素からなる複数の画素群を有する発光素子アレイと、
   前記複数の画素群の各々に接続されて設けられ、該各画素群において、前記所定の数の画素に共通に接続された複数の駆動信号線と、
   前記発光素子アレイの前記複数の画素の各々に接続されて設けられた複数の選択信号線と、
   前記発光素子アレイの前記複数の画素を、前記画像データに基づいて点灯状態とされる前記画素を同じタイミングで選択状態とし、非点灯状態とされる前記画素を同じタイミングで非選択状態とする選択信号を、前記各選択信号線を介して供給する選択回路と、
   前記各画素群の前記選択状態にされる画素の数に応じた電流値を有する駆動電流を生成し、前記各駆動信号線を介して、前記各画素群に同じタイミングで供給する駆動電流生成回路と、
   前記発光素子アレイの前記複数の画素に所定の電源電圧を印加する電源回路と、
   を備え、
   前記各画素は、電流路の一端が前記発光素子に接続され、電流路の他端に前記電源電圧が供給される駆動トランジスタと、一端が前記駆動トランジスタの制御端子に接続され、他端が前記駆動トランジスタの電流路の一端に接続された保持コンデンサと、制御端子が前記選択信号線に接続され、電流路の一端が前記駆動トランジスタの電流路の一端に接続された選択トランジスタと、を備え、
   前記各画素群において、前記所定の数の画素の各々における前記選択トランジスタの電流路の他端は、当該画素群に接続して設けられた一つの前記駆動信号線に共通に接続され、該駆動信号線に供給される前記駆動電流は、前記選択状態とされた前記画素の前記駆動トランジスタの電流路に分配されて流れ、
   前記保持コンデンサは前記分配された電流に対応する電荷を保持し、
   前記電源回路より前記電源電圧が印加されたとき、前記各画素の前記発光素子を、前記保持コンデンサに保持された電荷に基づいて発光させて、前記感光体ドラムを露光することを特徴とする画像形成装置。
7. 前記露光装置は、更に、リセット信号が供給されて、前記各画素の前記保持コンデンサに蓄積された電荷を放電するリセット状態とするリセット回路を備え、
   前記リセット回路により前記各画素が前記リセット状態とされている期間中、前記各画素は前記選択信号によって選択状態とされ、前記画像データに基づいて非点灯状態とされる前記画素が非選択状態とされた後、前記リセット状態が所定期間維持されることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記駆動電流の電流値は、前記選択状態とされる画素の前記駆動トランジスタの電流路に分配されて流れる電流の電流値が一定の値となる電流値に設定されることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
9. 前記各画素は前記発光素子を駆動する画素駆動回路を備え、
   前記画素駆動回路は、
   制御端子に前記選択信号が供給され、電流路の一端が前記駆動トランジスタの制御端子に接続され、電流路の他端が前記駆動トランジスタの電流路の他端に接続された保持トランジスタを備え、
   前記保持トランジスタは、前記選択信号に応じて前記選択状態とされたとき、前記駆動トランジスタの制御端子と電流路の他端とを接続することを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
10. 発光素子アレイを備えて、感光体ドラムに画像データに応じた露光を行う露光装置の駆動方法であって、
    前記露光装置において、前記発光素子アレイは、２個以上の所定の数の前記画素からなる複数の画素群を有し、前記複数の画素群の各々に接続されて設けられ、該各画素群において、前記所定の数の画素に共通に接続された複数の駆動信号線と、前記発光素子アレイの前記複数の画素の各々に接続されて設けられた複数の選択信号線と、を有し、前記各画素は、電流路の一端が前記発光素子に接続され、電流路の他端に前記電源電圧が供給される駆動トランジスタと、一端が前記駆動トランジスタの制御端子に接続され、他端が前記駆動トランジスタの電流路の一端に接続された保持コンデンサと、制御端子が前記選択信号線に接続され、電流路の一端が前記駆動トランジスタの電流路の一端に接続された選択トランジスタと、を備え、前記各画素群の前記所定の数の画素の各々における前記選択トランジスタの電流路の他端は、当該画素群に接続して設けられた一つの前記駆動信号線に共通に接続されており、
    前記画像データに基づいて、前記各選択信号線を介して、点灯状態とされる前記画素を同じタイミングで選択状態とし、非点灯状態とされる前記画素を同じタイミングで非選択状態とし、
    前記各画素群に対し、前記選択状態にされる画素の数に応じた電流値を有する駆動電流を生成して、前記各駆動信号線を介して、前記各画素群に同じタイミングで供給し、前記選択状態とされる前記画素の前記駆動トランジスタの電流路に前記駆動電流を分配して流して、前記各画素の前記保持コンデンサに、前記分配された電流に対応する電荷を保持させ、
    前記発光素子アレイの前記複数の画素に所定の電源電圧を印加して、前記各画素の前記発光素子を、前記保持コンデンサに保持された電荷に基づいて前記発光素子を発光させて、前記感光体ドラムを露光する動作を含むことを特徴とする露光装置の駆動方法。
11. 前記各画素の前記保持コンデンサに蓄積された電荷を放電するリセット状態とするとともに前記各画素を選択状態とし、前記画像データに基づいて非点灯とされる前記画素を非選択状態とした後、前記リセット状態を所定期間維持する動作を含む
    ことを特徴とする請求項１０記載の露光装置の駆動方法。
12. 前記駆動電流の電流値を、前記選択状態とされる画素の前記駆動トランジスタの電流路に分配されて流れる電流の電流値が一定の値となる電流値に設定することを特徴とする請求項１０記載の露光装置の駆動方法。

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