JP4767634B2 - 発光集積回路、光学ヘッド、及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光集積回路、光学ヘッド、及びそれを用いた画像形成装置に関する。

従来、所謂自己走査機能を備える発光装置としては、特許文献１に記載された発明が知られている。

特許第２５７７０８９号公報

具体的には、この特許文献１に記載された発光装置は、図８に示す様に、複数の発光素子Ｌ（−１），Ｌ（０），Ｌ（１），・・・と、複数の転送素子Ｔ（−１），Ｔ（０），Ｔ（１），・・・とを備える発光装置に、Φ_１端子及びΦ_２端子を通じてクロック信号を供給し、Ｓ_ｉｎ端子を通じて発光素子Ｌ（−１），Ｌ（０），Ｌ（１），・・・の発光を制御する書込み信号Ｓ_ｉｎを供給することとしている。この様な発光装置は、１個の発光素子と１個の転送素子からなる回路を複数個並列して構成されており、各回路間にはダイオードＤ（−１），Ｄ（０），Ｄ（１），・・・が配列されている。各回路の構成としては、転送素子Ｔ（−１），Ｔ（０），Ｔ（１），・・・のアノード電極にはΦ_１端子又はΦ_２端子が接続され、カソード電極はグランドと接続され、ゲート電極は抵抗Ｒ_Ｌを介して電源Ｖ_ＧＫと接続されている。さらに、転送素子Ｔ（−１），Ｔ（０），Ｔ（１），・・・のゲート電極は、ダイオードＤ（−１），Ｄ（０），Ｄ（１），・・・のアノード電極、及び発光素子Ｌ（−１），Ｌ（０），Ｌ（１），・・・のゲート電極と接続されている。また、発光素子Ｌ（−１），Ｌ（０），Ｌ（１），・・・は、ＰＮＰＮ構成を備える発光サイリスタであり、発光素子Ｌ（−１），Ｌ（０），Ｌ（１），・・・のアノード電極は、Ｓ_ｉｎ端子と接続されており、カソード電極はグランドと接続されている。

この様な発光装置においては、転送素子Ｔ（−１），Ｔ（０），Ｔ（１），・・・と、発光素子Ｌ（−１），Ｌ（０），Ｌ（１），・・・とを分離し、書込み信号Ｓ_ｉｎをＳ_ｉｎ端子を通じて発光素子Ｌ（−１），Ｌ（０），Ｌ（１），・・・に供給する為、発光装置の回路構成を単純化できることとしている。

ところで、上述の構成を備える発光装置において、例えば転送素子Ｔ（０）がオン状態にある場合、転送素子（０）のゲート電極の電位は、電源Ｖ_ＧＫ（５Ｖと仮定する）より低下し、略０Ｖとなる。従って、書込み信号Ｓ_ｉｎの電圧が、発光素子Ｌ（０）のｐｎ接合の拡散電位（約１Ｖ）以上であれば、発光素子Ｌ（０）を発光させることができる。またこのとき、オフ状態にある転送素子Ｔ（−１）のゲート電極の電位は約５Ｖとなり、ダイオードＤ（１）が転送素子Ｔ（−１）のゲート電極の電荷を転送素子Ｔ（０）のゲート電極に流すことに起因して、同じくオフ状態にある転送素子Ｔ（１）のゲート電極の電位はダイオードＤ（１）の順電圧分だけ高い約１Ｖとなる。従って、発光素子Ｌ（−１）の書込み電圧は約６Ｖとなり、発光素子Ｌ（１）の書込み電圧は、ダイオードＤ（１）の順電圧に転送素子（１）の拡散電位を加えた約２Ｖとなる。すなわち、この様な構成の発光装置においては、転送素子Ｔ（−１），Ｔ（０），Ｔ（１），・・・を駆動させる為にΦ_１端子又はΦ_２端子から供給される信号の信号電位は１Ｖ〜２Ｖの範囲となる。しかし、ノイズ等の発生によりΦ_２端子から供給される信号の信号電位が１Ｖ〜２Ｖの範囲を脱して、例えば３Ｖ程度に上昇したとすると、係る電位は転送素子Ｔ（１）のアノード電極に印加され、ゲート電極を通じてダイオードＤ（１），Ｄ（０）に供給され、転送装置Ｔ（−１）のゲート電極からグランドへ抜ける電流経路を生じさせてしまうこととなる。すなわち、Φ_１端子又はΦ_２端子から供給される信号にわずかなノイズが発生すると、転送素子（−１），Ｔ（０），Ｔ（１），・・・が誤作動してしまうという問題があった。また、発光装置に正常な動作を行わせる為には書込み信号の振幅に制限が発生してしまうという問題があった。

本発明は、この様な実情に鑑みてなされたものであり、自己走査機能を備える発光集積回路において、わずかなノイズが発生した場合においても誤作動をすることなく、発光集積回路を正常に駆動させる為の書込み信号の振幅の制約を取り除いた発光集積回路、光学ヘッド、及び画像形成装置を提供することを目的とする。

ここで本発明に係る発光集積回路は、各々第１の３端子スイッチ素子、第２の３端子スイッチ素子、及び前記第１の３端子スイッチ素子の駆動に基づいて駆動する３端子発光素子を備える駆動回路を複数個配列して構成される発光集積回路であって、第１の駆動回路に含まれる第１の３端子スイッチ素子は、外部から供給された、互いに異なる第１のクロック信号、又は第２のクロック信号の内、何れか一方の信号に基づいて駆動し、第１の駆動回路に含まれる第２の３端子スイッチ素子は、前記第１の３端子スイッチ素子の状態に関する信号を隣接する第２の駆動回路に供給するとともに、立上りタイミング、及び立下りタイミングが異なる第３のクロック信号、又は第４のクロック信号の内、何れか一方の信号が供給される第１の制御電極を備え、第２の駆動回路に含まれる第１の３端子スイッチ素子は、第１のクロック信号、又は第２のクロック信号の内、他方の信号に基づいて駆動し、第２の駆動回路に含まれる第２の３端子スイッチ素子は、第３のクロック信号、又は第４のクロック信号の内、他方の信号が供給される第２の制御電極を備えることを特徴としている。

この構成によれば、Ｎ個目の駆動回路内部では、例えば第１のクロック信号に基づいて第１の３端子スイッチ素子が駆動し、第３のクロック信号に基づいて第２の３端子スイッチ素子が駆動する。また、Ｎ個目の駆動回路に隣接するＮ＋１個目の駆動回路内部では、例えば第２のクロック信号に基づいて第１の３端子スイッチ素子が駆動し、第４のクロック信号に基づいて第２の３端子スイッチ素子が駆動する。

すなわち、所謂自己走査機能を制御する第２の３端子スイッチ素子と、３端子発光素子の駆動を制御する第１の３端子スイッチ素子が異なるクロック信号に基づいて駆動する為、第１のクロック信号又は第２のクロック信号にノイズ等が発生した場合でも、第１の３端子スイッチ素子によって３端子発光素子の制御電極に供給される信号を制御することができる為、誤作動を防止することができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

第１の実施の形態に係る画像形成装置は、図１に示す様に、図示せぬ情報処理装置から画像情報を受信し、用紙等の記録媒体上に当該画像情報に基づく画像を形成する為に各部の制御を行う印刷制御部１と、印刷制御部１からの指令に基づき像担持体表面に現像剤画像を形成する現像装置２と、当該像担持体表面の現像剤画像を記録媒体上に転写する転写装置３と、所定の媒体搬送経路に従って記録媒体を搬送する搬送装置４と、画像形成装置内部の状況を検出するセンサ群５と、転写装置３によって記録媒体上に転写された現像剤画像を記録媒体上に定着する定着装置６と、像担持体表面に画像情報に基づく潜像画像を形成するプリントヘッド７とによって構成されている。

印刷制御部１は、図示せぬ情報処理装置から画像情報を受信し、記録媒体上に当該画像情報に基づく画像を形成する為に各部の制御を行うものであり、現像装置２、転写装置３、搬送装置４、センサ群５、及びプリントヘッド７の駆動を制御すると共に各部材に必要な信号を送信する。また、印刷制御部１は、図示せぬ情報処理装置等の上位装置にタイミング信号ＳＧ３を送信し、当該タイミング信号を受信した情報処理装置から画像形成装置を制御する為の制御信号ＳＧ１及び画像情報に関するビデオ信号ＳＧ２を受信する。

現像装置２は、像担持体を備え、像担持体表面に所定のバイアス電圧を印加し、当該バイアス電圧が印加した表面をプリントヘッド７によって露光することで像担持体表面に潜像画像を現像し、当該潜像画像に先述のバイアス電圧とは逆のバイアス電圧が印加された現像剤が付加されることで現像剤画像を形成する。さらに転写装置３は、転写ローラを備え、当該転写ローラには現像剤に印加されたバイアス電圧とは逆のバイアス電圧が印加され、搬送装置４によって記録媒体が搬送されたタイミングで像担持体とのバイアス電圧の差を利用して現像剤画像を記録媒体上に転写する。

センサ群５は、例えば搬送装置４によって搬送されている記録媒体の位置を検出する用紙吸入口センサ並びに用紙排出口センサと、記録媒体の残量を検出する用紙残量センサと、記録媒体のサイズを検出する用紙サイズセンサと、定着装置６の温度を検出する定着装置温度センサによって構成され、各センサによって検出した検出結果を印刷制御部１に供給する。

定着装置６は、上面に現像剤画像が転写された記録媒体が、搬送装置によって搬送されてきた場合に、定着ローラ及びバックアップローラによって挟持搬送すると共に、定着ローラを発熱させることで記録媒体上に転写された現像剤画像を定着する。

プリントヘッド７は、発光集積回路８を備え、後述する発光集積回路８の発光素子の発光を印刷制御部１から送信される画像情報に基づいて生成された駆動信号に基づいて制御することで像担持体表面に潜像画像を形成する部材である。具体的には、印刷制御部から供給される、後述する複数のクロック信号及び電源データ信号に基づいて、後述する自己走査機能を用いて発光素子を駆動する。これにより、ノイズ等の要因により発光素子を駆動する駆動信号がノイズ等の影響を受けた場合においても発光素子の走査機能に支障を生じさせることなく、安定に動作を継続させることができる。

さらに画像形成装置は、図２に示すように、画像が記録されていない記録媒体Ｐを堆積した状態で収納する記録媒体カセット１１０を備える。記録媒体カセット１１０に収納された記録媒体Ｐは、搬送装置４によって所定の媒体搬送経路に従って現像装置２まで搬送される。具体的に記録媒体Ｐは、その表面に接触するように配設されているホッピングローラ１１１が回転することによって当該記録媒体カセット１１０から１枚ずつ分離されて給紙され、媒体搬送経路におけるホッピングローラ１１１の下流側に配設されたピンチローラ１１２並びにレジストローラ１１３、及びピンチローラ１１４並びにレジストローラ１１５の回転に応じて、現像装置２を構成するプロセスユニット１２０Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃ，１２０Ｂへと搬送される。このとき、画像形成装置は、ピンチローラ１１２並びにレジストローラ１１３、及びピンチローラ１１４並びにレジストローラ１１５によって記録媒体Ｐを挟持することにより、当該記録媒体Ｐの斜行を修正しながらプロセスユニット１２０Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃ，１２０Ｂへと搬送する。

また、画像形成装置においては、媒体搬送経路におけるピンチローラ１１４及びレジストローラ１１５の下流に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のそれぞれの画像を形成する４つのプロセスユニット１２０Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃ，１２０Ｂが、媒体搬送経路に沿ってその上流側から順次配設されている。なお、これらプロセスユニット１２０Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃ，１２０Ｂは、共通の構成とされることから、ここでは、プロセスユニット１２０と総称して説明するものとする。

プロセスユニット１２０は、図示しない駆動源及びギヤによって媒体搬送方向に回転駆動する像担持体としての感光体ドラム１２０ａを備える。この感光体ドラム１２０ａの周囲には、その回転方向上流側から順に、当該感光体ドラム１２０ａの表面を帯電させる帯電装置１２０ｂと、この帯電装置１２０ｂによって帯電された感光体ドラム１２０ａの表面に選択的に光を照射して静電潜像を形成する露光装置１２０ｃとが配設されている。ここで、露光装置１２０ｃとしては、発光集積回路８を備えるプリントヘッド７が用いられる。また、プロセスユニット１２０は、静電潜像が形成された感光体ドラム１２０ａの表面にトナーを供給してトナー画像を形成させる現像装置１２０ｄと、感光体ドラム１２０ａの表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置１２０ｅとを備える。

さらに、画像形成装置は、プロセスユニット１２０における各感光体ドラム１２０ａと対向する位置に、半導電性のゴム等によって形成された転写ローラ１２１を備える。画像形成装置は、感光体ドラム１２０ａ上のトナーを記録媒体Ｐに付着させるために、当該感光体ドラム１２０ａの表面とこれら各転写ローラ１２１の表面との間に、所定の電位差を生じさせる。

さらにまた、画像形成装置は、媒体搬送経路におけるプロセスユニット１２０Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃ，１２０Ｂの下流に、媒体搬送方向に回転駆動する加熱ローラ及びこの加熱ローラと略当接して回転駆動するバックアップローラを搭載した定着装置６を備える。定着装置６は、加熱ローラ及びバックアップローラによって記録媒体Ｐを挟持して加圧及び加熱することにより、当該記録媒体Ｐ上に転写されたトナーを定着させる。

このような画像形成装置は、記録媒体Ｐを所定の媒体搬送速度でプロセスユニット１２０へと搬送し、これにともない、これらプロセスユニット１２０によって当該記録媒体Ｐ上に画像を形成する。具体的には、画像形成装置は、記録媒体Ｐを搬送した状態で、記録すべき画像信号がプロセスユニット１２０に入力されると、露光装置１２０ｃに形成されたプリントヘッド７を後述する方法で駆動させて、帯電装置１２０ｂによって帯電された感光体ドラム１２０ａを露光し、当該感光体ドラム１２０ａの表面に静電潜像を現像する。そして、画像形成装置は、プロセスユニット１２０に格納されたトナーをその静電潜像に付着させ、このトナー画像を転写ローラ１２１を用いて記録媒体Ｐ上に転写する。

画像形成装置は、記録媒体Ｐを順次プロセスユニット１２０Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃ，１２０Ｂに通過させ、その通過過程でこのような動作を行うことにより、各色のトナー画像を当該記録媒体Ｐ上に順次転写して重ね合わせる。

さらに、画像形成装置は、未定着トナーが転写された記録媒体Ｐが定着装置６へと搬送されると、当該定着装置６によって当該記録媒体Ｐ上のトナー画像を当該記録媒体Ｐ上に定着させて画像を形成する。そして、画像形成装置は、媒体搬送経路における定着装置６の下流側に配設されたピンチローラ１２３並びに排出ローラ１２４、及びピンチローラ１２５並びに排出ローラ１２６の回転に応じて、当該記録媒体Ｐを搬送し、記録媒体スタッカ部１２７へと排出する。

次に、プリントヘッド７の具体的な構成について詳細な説明をする。

プリントヘッド７は、図３に示すように、所定のベース部材１００上に発光素子を有する発光集積回路８が搭載されて構成される。発光集積回路８に設けられた発光部ユニット８Ａにおける発光部の上方には、当該発光部から出射された光を集光する光学素子としてのロッドレンズアレイ１０１が配設されている。このロッドレンズアレイ１０１は、柱状の光学レンズを、発光素子から構成される発光部ユニット８Ａにおける直線状に配列された発光部に沿って多数配列したものであり、レンズホルダ１０２によって所定位置に保持されている。

レンズホルダ１０２は、ベース部材１００及び発光集積回路８を覆うように形成されている。そして、ベース部材１００、発光集積回路８、及びレンズホルダ１０２は、ベース部材１００に形成された開口部１０１ａ及びレンズホルダ１０２に形成された開口部１０２ａに挿通されて配設されるクランパ１０５によって一体的に狭持されている。

このようなプリントヘッド７においては、発光集積回路８によって発生した光が、ロッドレンズアレイ１０１によって集光され、所定の外部部材に照射されることになる。

次に、発光集積回路８の回路構成について詳細な説明をする。発光集積回路８は、所謂自己走査機能を備え、自己走査機能を用いて像担持体表面に潜像画像を現像する。自己走査を行う方法としては、後述する駆動回路の状態に関する信号を隣接する駆動回路に供給し、当該信号を供給された駆動回路は、供給された信号及び後述するクロック信号並びに電源データ信号に基づいて自身の内部に配設された発光素子を駆動する。発光集積回路８は、この様な動作を繰り返すことにより像担持体表面に、画像情報に基づく潜像画像を形成する。

発光集積回路８は、図４に示す様に、複数個の抵抗ＲＬ１，ＲＬ２，・・・と、抵抗と同数個の第２の３端子スイッチ素子としてのトランジスタＱ１，Ｑ２，・・・と、抵抗と同数個の第１の３端子スイッチ素子としての第１の発光サイリスタＴ１，Ｔ２，・・・と、抵抗と同数個の３端子発光素子としての第２の発光サイリスタＬ１，Ｌ２，・・・とを備える。尚、説明の便宜上、第１の発光サイリスタＴ１，Ｔ２，・・・、第２の第２の発光サイリスタＬ１，Ｌ２，・・・、トランジスタＱ１，Ｑ２，・・・、及び抵抗ＲＬ１，ＲＬ２，・・・の一部を図４に図示し、詳細な説明をする。発光集積回路８は、これら抵抗、トランジスタ、及び発光サイリスタを所定の方法により接続し、上位装置から入力されたクロック信号及び後述する電源データ信号に基づいて発光サイリスタの発光を制御する。具体的な接続方法としては、例えば抵抗ＲＬ１、トランジスタＱ１、及び第１の発光サイリスタＴ１，Ｌ１を用いて第１の発光サイリスタＴ１，Ｌ１を駆動する為の駆動回路Ｃ１を形成し、これらと同一の構成の回路を複数個配列することにより発光サイリスタアレイ（駆動回路Ｃ１，Ｃ２，・・・）を構成する。

駆動回路Ｃ１は、先述の様に抵抗ＲＬ１、トランジスタＱ１、第１の発光サイリスタＴ１、及び３端子発光素子としての第２の発光サイリスタＬ１により構成される。尚、本実施の形態においては、３端子発光素子として発光サイリスタを用いて詳細な説明を行うが、３端子発光素子としては、発光トランジスタを用いることも可能である。駆動回路Ｃ１には電源と接続されたＶＤＤ端子より第１の発光サイリスタＴ１，Ｌ１を駆動する電圧が供給され、ＣＫ１，Ｂ１端子よりクロック信号ＣＫ１，Ｂ１を供給され、Ｓ端子より後述するスタート信号Ｓが供給され、Ｄ端子より後述する電源データ信号が供給される。また、駆動回路Ｃ１に隣接する駆動回路Ｃ２は、駆動回路Ｃ１を通じて電圧及び信号が供給される。この様な駆動回路Ｃ１においては、クロック信号Ｂ１に基づいてトランジスタＱ１の駆動を制御し、トランジスタＱ１の駆動に基づいて第１の発光サイリスタＴ１の駆動を制御する。さらに、第１の発光サイリスタＴ１の駆動の動作及び電源データ信号Ｄに基づいて第２の発光サイリスタＬ１の発光を制御する。

第１の発光サイリスタＴ１，Ｌ１のカソード電極は、それぞれグランドに接続され、ゲート電極は互いに接続されると共に抵抗ＲＬ１の一端に接続され、第１の発光サイリスタＴ１のアノード電極はＣＫ１端子と接続され、第２の発光サイリスタＬ１のアノード電極はＤ端子と接続されている。さらに第１の発光サイリスタＴ１のゲート電極は、トランジスタＱ１のエミッタ電極及びトランジスタＱ２のコレクタ電極と接続される。さらに抵抗ＲＬ１の他端は、ＶＤＤ端子と接続され、図示せぬ電源から電圧が供給される。また、トランジスタＱ１のエミッタ電極は、隣接する駆動回路Ｃ２のトランジスタＱ２のコレクタ電極と接続され、トランジスタＱ１のコレクタ電極は、Ｓ端子と接続され、ベース電極はＢ１端子と接続され、トランジスタＱ１は、Ｂ１端子から供給されるクロック信号Ｂ１に基づいて駆動する。

駆動回路Ｃ３，Ｃ５は、駆動回路Ｃ１と同一の構成を備え、駆動回路Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６においては、トランジスタＱ２，Ｑ４，Ｑ６のベース電極はＢ２端子と接続され、第１の発光サイリスタＴ２，Ｔ４，Ｔ６のアノード電極はＣＫ２端子と接続され、他の箇所については駆動回路Ｃ１と同一の構成を備える。

さらに、トランジスタＱ１〜Ｑ６としては、例えばＰＮＰ型のラテラル・バイポーラトランジスタを用いることができる。すなわちトランジスタＱ１〜Ｑ６は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す様に、基板１０と、Ｎ型層１１と、Ｐ型層１２と、Ｎ型層１３と、Ｐ型領域１４，１５とによって構成される。

基板１０は、例えばＧａＡｓからなるチップの基板であり、不純物のドープ量を小さくした半絶縁性の材料を用いる。また、Ｎ型層１１、Ｐ型層１２、Ｎ型層１３は、基板１０上面にＭＯ−ＣＶＤ（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition）法を用いて、例えばＡｌＧａＡｓを順次エピタキシャル成長させ、エッチングにより所定の円柱状に形成したものである。また、Ｐ型領域１４は、Ｎ型層１３の上面に、Ｎ型層１３と同一の中心を有し、横断面が円形状に形成されたものである。また、Ｐ型領域１５は、Ｎ型層１３の上面に、Ｎ型層と同一の中心を有し、横断面がリング状に形成されたものであり、Ｐ型領域１４とＰ型領域１５は、所定の間隔をもって形成され、Ｐ型領域１４とＰ型領域１５の間には、Ｎ型層１３の表面が露出したＮ型領域１６が形成されている。この様なＰ型領域１４及びＰ型領域１５は、Ｎ型層１１、Ｐ型層１２、及びＮ型層１３からなるエピタキシャルウェハーに亜鉛等の不純物を拡散して形成される。また、トランジスタＱ１〜Ｑ６は、基板１０上にエッチングにより形成された分離溝１７を介して配列されている。このとき、Ｐ型領域１４はトランジスタＱ１〜Ｑ６のコレクタ電極となり、Ｐ型領域１５はトランジスタＱ１〜Ｑ６のエミッタ電極となり、さらにＰ型領域１４及びＰ型領域１５の間に形成されるＮ型領域１６はトランジスタＱ１〜Ｑ６のベース電極となる。尚、Ｎ型層１１、Ｐ型層１２、Ｎ型層１３は、エッチングにより円柱形上として説明したが、例えば四角柱や六角柱であっても良い。

以下、上述の構成を備える発光集積回路８の駆動時の動作について詳細な説明をする。発光集積回路８は、印刷制御部１から供給されたクロック信号ＣＫ１，ＣＫ２に基づいて第２の発光サイリスタＬ１〜Ｌ６を発光させ、クロック信号Ｂ１，Ｂ２に基づいてトランジスタＱ１〜Ｑ６を駆動させることで、駆動回路の状態に関する情報を隣接する駆動回路に供給させるものであり、具体的な方法を、図６を用いて説明する。

まず、時刻ｔ１において、印刷制御部１はＳ端子を通じてスタート信号Ｓをローレベル信号からハイレベル信号に遷移させる。スタート信号Ｓは、発光集積回路８に対して印刷動作が開始する旨を通知する為の信号である。また、これと同期してクロック信号ＣＫ１がハイレベル信号に遷移し、クロック信号Ｂ１がローレベル信号に遷移する。クロック信号ＣＫ１がハイレベル信号に遷移することにより、トランジスタＱ１のベース電極・エミッタ電極間に順方向の電流が流れ、トランジスタＱ１のベース電極・コレクタ電極間がオン状態となる。ベース電極・コレクタ電極間がオン状態となることによりトランジスタＱ１のエミッタ電極の電位が低下し、同時に当該エミッタ電極に接続された第１の発光サイリスタＴ１のアノード・ゲート電極間に電位差が発生し、当該第１の発光サイリスタＴ１はオン状態となり、駆動する。

次に、時刻ｔ２において、印刷制御部１はＤ端子を通じて電源データ信号Ｄをハイレベル信号に遷移させる。電源データ信号Ｄがハイレベル信号し、第２の発光サイリスタＬ１のアノード電極に供給されると、第２の発光サイリスタＬ１のアノード・ゲート電極間に電位差が発生し、当該第２の発光サイリスタＬ１はオン状態となり、発光する。

次に、時刻ｔ３において、電源データ信号Ｄをローレベル信号に遷移させることで、第２の発光サイリスタＬ１のアノード・カソード電極間の電位差がゼロとなり、第２の発光サイリスタＬ１がオフ状態となる。この様に、電源データ信号Ｄは、そのパルスの有無に基づいて第２の発光サイリスタＬ１の駆動を制御する信号である。具体的には、電源データ信号Ｄは、図示せぬ上位装置から送信される画像データ信号に基づいて電源データ信号Ｄを第２の発光サイリスタＬ１，Ｌ３，Ｌ５に供給することで第２の発光サイリスタＬ１，Ｌ３，Ｌ５を駆動する駆動信号の役割を果たし、さらに、図示せぬ像担持体への駆動時間を調整するストローブ信号の役割を果たす。

次に、時刻ｔ４において、クロック信号ＣＫ２（ハイレベル信号）及びクロック信号Ｂ２（ローレベル信号）が供給される。クロック信号ＣＫ２が供給されることにより、トランジスタＱ２のベース電極・エミッタ電極間に順方向の電流が流れ、トランジスタＱ２のベース電極・コレクタ電極間がオン状態となる。ベース・コレクタ電極間がオン状態となることによりトランジスタＱ２のエミッタ電極の電位が低下し、同時に当該エミッタ電極に接続された第１の発光サイリスタＴ２のアノード・ゲート電極間に電位差が発生し、当該第１の発光サイリスタＴ２はオン状態となり、駆動する。

次に、時刻ｔ５において、クロック信号ＣＫ１をローレベル信号に遷移させることで、第１の発光サイリスタＴ１のアノード・カソード電極間の電位差がゼロとなり、発光Ｔ１はオフ状態となる。

次に、時刻ｔ６において、電源データ信号Ｄ（ハイレベル信号）が供給される。電源データ信号Ｄが供給されることにより、第２の発光サイリスタＬ２はオン状態となる。

次に、時刻ｔ７において、電源データ信号Ｄをローレベル信号に遷移させることで、第２の発光サイリスタＬ２のアノード・カソード電極間の電位差がゼロとなり、第２の発光サイリスタＬ２がオフ状態となる。

次に、時刻ｔ８において、クロック信号ＣＫ１（ハイレベル信号）及びクロック信号Ｂ１（ローレベル信号）が供給され、時刻ｔ１において説明した場合と同様に第１の発光サイリスタＴ３はオン状態となる。以上の様な制御を繰り返し行うことで、発光集積回路８に配列された発光サイリスタを駆動させることができる。なお、時刻ｔ９においては第１の発光サイリスタＴ２がオフ状態となり、時刻ｔ１０においては第２の発光サイリスタＬ３が、時刻ｔ１１においては第１の発光サイリスタＴ４が、時刻ｔ１２においては第２の発光サイリスタＬ４が、時刻ｔ１３においては第１の発光サイリスタＴ５が、時刻ｔ１４においては第２の発光サイリスタＬ５が、時刻ｔ１５においては第１の発光サイリスタＴ６が、さらに時刻ｔ１６においては第２の発光サイリスタＬ６が、それぞれオン状態となる。この様に、発光集積回路８は、複数個配列された発光サイリスタにそれぞれ位相が異なるクロック信号が供給され、当該トランジスタは供給されたクロック信号に基づき発光サイリスタを駆動し、図示せぬ像担持体表面にビデオ信号ＳＧ１に基づく潜像画像を形成する。

以上、この様な構成を備える発光集積回路８を用いることにより、ノイズ等の要因により第２の発光サイリスタを駆動する駆動信号がノイズ等の影響を受けた場合においても第２の発光サイリスタの自己走査機能に支障を生じさせることなく、安定に動作を継続させることができる。

さらに従来の回路構成においては、発光させようとする発光素子への書込み信号の電圧は、誤作動を防止する目的で１Ｖ〜２Ｖの範囲に限定されていることが必要であった。しかし、発光集積回路８を用いることにより、発光サイリスタのゲート電極間の接続を完全に遮断することが可能となった。

また、この様な構成を備える発光集積回路を搭載したプリントヘッド７、及びプリントヘッド７を搭載した画像形成装置を用いることにより、画像形成装置は、高品質な現像剤画像を供給することができる。

以下、本発明に係る発光集積回路の第２の実施の形態について詳細な説明をする。第２の実施の形態に係る発光集積回路は、先述した発光集積回路８と同様に例えば画像形成装置のプリントヘッドに用いることができるものである。

第２の実施の形態に係る発光集積回路は、発光集積回路８と同様に自己走査機能を備えるものであり、図７に示す様に複数の発光サイリスタＤ１，Ｄ２，・・・と、シフト回路２０１とを備える。この様な発光集積回路は、後述するスタート信号に基づいて駆動され、後述するクロック信号に基づいてシフト回路２０１が駆動する発光サイリスタＤ１，Ｄ２，・・・を選択的に指定し、選択された発光サイリスタＤ１，Ｄ２，・・・のみが電源データ信号Ｄに基づいて所定時間駆動することとなる。また、この様な発光集積回路は、駆動ＩＣ２１０によって制御されるものであり、駆動ＩＣ２１０は、例えば図示せぬ印刷制御部に配設されたものである。尚、説明の便宜上、発光サイリスタＤ１，Ｄ２，・・・の一部を図示し、詳細な説明をする。

発光サイリスタＤ１〜Ｄ８は、先述した発光サイリスタＬ１〜Ｌ６と同様の構成を備えるものであり、発光サイリスタＤ１〜Ｄ８のアノード電極同士はそれぞれ接続されており、さらに、当該接続されたアノード電極は、駆動ＩＣ２１０の後述するＩＯＵＴ端子と接続されており、カソード電極はグランドと接続されており、ゲート電極は、シフト回路２０１と接続されている。

シフト回路２０１は、所謂シフトレジスト回路によって構成され、図示せぬ印刷制御部から、自身に形成されたＳ端子及びＣＫ端子を介して供給されたスタート信号Ｓ及びクロック信号ＣＫ１，ＣＫ２，Ｂ１，Ｂ２に基づいて発光サイリスタＤ１〜Ｄ８のゲート電極の開閉を制御する。また、シフト回路２０１には、発光サイリスタＬ１〜Ｌ８に対応するＱ１〜Ｑ８端子が形成されており、この様なＱ１〜Ｑ８端子は、発光サイリスタＬ１〜Ｌ８のゲート電極と接続されている。

駆動ＩＣ２１０は、図示せぬ印刷制御部の制御回路から印刷ドット毎の駆動エネルギー値に応じた２５６段階の駆動指令値をデジタル信号として供給され、当該供給された指令値をアナログ値に変換し、発光サイリスタＤ１〜Ｄ８に供給する部材である。この様な駆動ＩＣ２１０は、Ｄ／Ａ（Digital to Analog）コンバータ素子２１１と、抵抗２１２とによって構成される。

Ｄ／Ａコンバータ素子２１１は、図示せぬ印刷制御部の制御回路と接続されたＤ０〜Ｄ７端子と、発光サイリスタＤ１〜Ｄ８のアノード電極と接続されたＩＯＵＴ端子と、クロック信号が供給されるＣＬＫ端子と、抵抗２１２の一端と接続されたＦＳＡ端子とによって構成されている。この様なＤ／Ａコンバータ素子２１１は、Ｄ０〜Ｄ７端子を通じてデジタル信号として供給された印刷ドット毎の駆動エネルギー値に応じた２５６段階の駆動指令値を、アナログ値に変換し、ＣＬＫ端子を介して供給されるクロック信号に基づいて発光サイリスタＤ１〜Ｄ８のアノード電極に供給し、当該発光サイリスタＤ１〜Ｄ８の駆動エネルギーを制御する。また、抵抗２１２は、Ｄ／Ａコンバータ素子２１１内部で発生される基準電圧値をもとにＩＯＵＴ端子からの電流出力量を設定する為に用いられるものであり、この様な抵抗２１２の一端は、ＦＳＡ端子と接続され、抵抗２１２の他端はグランドと接続されている。この様な構成を備えるＤ／Ａコンバータ素子２１１おいて、Ｄ０〜Ｄ７端子に供給される信号が、例えば１６進数で００であるときＩＯＵＴ端子から発光サイリスタＤ１〜Ｄ８に供給される電流値は０となり、またＤ０〜Ｄ７端子に供給される信号が、１６進数でＦＦであるときＩＯＵＴ端子から発光サイリスタＤ１〜Ｄ８に供給される電流値は最大値となる。

この様な構成を備える発光集積回路を用いることにより、発光サイリスタＤ１〜Ｄ８の駆動電流値を２５５段階に調整することができ、発光サイリスタＤ１〜Ｄ８毎の発光効率がことなる場合においても、順次駆動毎に駆動電流値を変化させることで発光サイリスタＤ１〜Ｄ８の発光量を調整することが可能となる。この結果、発光サイリスタＤ１〜Ｄ８の製造段階において生じる発光効率の差異が判明した場合においても、当該発光サイリスタを不良品として廃棄することなく利用することができる。すなわち、発光サイリスタの製造段階における製造歩留まりを著しく向上させることができると共に、コスト低下を実現することができる。

第１の実施の形態に係る画像形成装置のブロック図であり、画像形成装置の構成について説明する為の図である。 同画像形成装置の断面図であり、画像形成装置の構成について説明する為の図である。 同画像形成装置内部に配設されたプリントヘッドの立面図であり、プリントヘッドの構成について説明する為の図である。 同プリントヘッドに配設された発光集積回路の要部回路構成を示す図である。 同発光集積回路内部に配設されたトランジスタの上面図であり、トランジスタの構成を説明する為の図である。 同発光集積回路内部に配設されたトランジスタのＸ−Ｘ´断面における断面図であり、トランジスタの構成を説明する為の図である。 同発光集積回路の駆動時のタイムチャートであり、発光集積回路８の駆動時の信号遷移について説明する為の図である。 第２の実施の形態に係る発光集積回路の要部回路構成を示す図である。 特許文献１に記載された発光装置の要部回路構成を示す図である。

符号の説明

１ 印刷制御部
２ 現像装置
３ 転写装置
４ 搬送装置
５ センサ群
６ 定着装置
７ プリントヘッド
８Ａ 発光部ユニット
８ 発光集積回路
１００ ベース部材
１０１ ロッドレンズアレイ
１０２ レンズホルダ
１２０ プロセスユニット
１２０ａ 各感光体ドラム
１２１ 各転写ローラ
１２１ 転写ローラ
１２３ ピンチローラ
１２４ 排出ローラ
１２５ ピンチローラ
１２６ 排出ローラ
１２７ 記録媒体スタッカ部
Ｂ１，Ｂ２ クロック信号
Ｂ２ クロック信号
Ｃ１〜Ｃ６ 駆動回路
Ｌ１〜Ｌ６ 発光サイリスタ
Ｑ１〜Ｑ６ トランジスタ
Ｔ１〜Ｔ６ 発光サイリスタ

Claims (4)

1. 各々、第１の３端子スイッチ素子と第２の３端子スイッチ素子とが電気的に接続され、前記第１の３端子スイッチ素子の駆動に基づいて駆動する３端子発光素子を備える駆動回路を複数個配列して構成される発光集積回路であって、
   複数の駆動回路のうち、隣接する一方の駆動回路を第１の駆動回路、他方を第２の駆動回路と呼ぶとき、
   前記第１の駆動回路に含まれる第１の３端子スイッチ素子は、前記第１の駆動回路に含まれる第２の３端子スイッチ素子の駆動に併せて、外部から供給された、互いに異なる第１のクロック信号、又は第２のクロック信号の内、何れか一方の信号に基づいて駆動し、
   前記第１の駆動回路に含まれる第２の３端子スイッチ素子は、前記第１のクロック信号、又は前記第２のクロック信号とは立上りタイミング、及び立下りタイミングが異なる第３のクロック信号、又は第４のクロック信号の内、何れか一方の信号が制御電極を介して供給されることにより駆動し、
   前記第１の駆動回路に含まれる３端子発光素子は、前記第１の駆動回路に含まれる第１の３端子スイッチ素子の駆動に併せて、当該３端子発光素子の駆動のタイミング及び駆動時間を制御する電源データ信号が供給されることにより駆動し、
   前記第２の駆動回路に含まれる第１の３端子スイッチ素子は、前記第１のクロック信号、又は前記第２のクロック信号の内、他方の信号に基づいて駆動し、
   前記第１の駆動回路に含まれる第２の３端子スイッチ素子と電気的に接続された前記第２の駆動回路に含まれる第２の３端子スイッチ素子は、前記第３のクロック信号、又は前記第４のクロック信号の内、他方の信号が制御電極を介して供給されることにより駆動し、
   前記第２の駆動回路に含まれる３端子発光素子は、前記第２の駆動回路に含まれる第１の３端子スイッチ素子の駆動に併せて、当該３端子発光素子の駆動のタイミング及び駆動時間を制御する電源データ信号が供給されることにより駆動すること
   を特徴とする発光集積回路。
2. 前記第２の３端子スイッチ素子は、トランジスタであること
   を特徴とする請求項１記載の発光集積回路。
3. 請求項１記載の発光集積回路と、
   前記発光集積回路から発光された光を集光する光学系とを備えること
   を特徴とする光学ヘッド。
4. 請求項３記載の光学ヘッドと、
   前記光学ヘッドと対向する位置に回動支持された像担持体を備え、
   前記光学ヘッドは、前記像担持体表面に所定の潜像画像を形成すること
   を特徴とする画像形成装置。