JP5615221B2 - 駆動回路、駆動装置、プリントヘッド及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
主発光部内における発光サイリスタのアノード及びカソードは、共通に接続されており、これらの合算として主発光部内の発光サイリスタのアノード・カソード間に、大きな静電容量が形成されている。そのため、主発光部内の発光サイリスタを順次駆動する時に、その静電容量に起因して駆動電流の立ち上がり時間を多く必要とし、駆動電流波形にも遅延時間が生じ、発光に寄与しない非発光時間の時間割合が多くなる。その結果、動作速度を速くすることができず、プリントヘッド及びそれを用いたプリンタ等の画像形成装置における印刷速度の向上を阻害する原因となっている。
前記駆動回路は、前記第1電源とは異なる第2電源と第2接続点との間に接続され、データに基づきオン/オフ動作して前記第2接続点を高/低論理レベルに駆動する第3スイッチ素子と、前記第1電源と前記第2接続点との間に接続された第1分圧抵抗と、前記第2接続点と前記第2電源との間に接続された第2分圧抵抗と、前記第2接続点と前記共通端子との間に接続された電流制限抵抗と、を有している。
図2は、本発明の実施例1における画像形成装置を示す概略の構成図である。
先ず、用紙カセット21に堆積した状態で収納されている用紙20が、ホッピングローラ22によって、上から1枚ずつ分離されて搬送される。続いて、この用紙20は、搬送ローラ25、レジストローラ26及びピンチローラ23,24に挟持されて、プロセスユニット10−1の感光体ドラム11と転写ローラ27の間に搬送される。その後、用紙20は、感光体ドラム11及び転写ローラ27に挟持され、その記録面にトナー像が転写されると同時に感光体ドラム10−1の回転によって搬送される。同様にして、用紙20は、順次プロセスユニット10−2〜10−4を通過し、その通過過程で、各プリントヘッド13により形成された静電潜像を各現像器14によって現像した各色のトナー像が、その記録面に順次転写されて重ね合わされる。
図3は、図2中のプリントヘッド13の構成を示す概略の断面図である。図4は、図3中の基板ユニットを示す斜視図である。
図5は、図2の画像形成装置1におけるプリンタ制御回路の概略の構成を示すブロック図である。この図5では、説明を簡単にするために、1つのプロセスユニット(例えば、マゼンタのプロセスユニット)10−3を制御するための構成が示されている。
印刷制御部40は、上位コントローラからの制御信号SGlによって印刷指示を受信すると、先ず、温度センサ49によって定着器28内のヒータ28aが使用可能な温度範囲にあるか否かを検出し、この温度範囲になければヒータ28aに通電し、使用可能な温度まで定着器28を加熱する。次に、ドライバ41を介して現像・転写プロセス用モータ42を回転させ、同時にチャージ信号SGCによって帯電用高圧電源50をオン状態にし、現像器14の帯電を行う。
図6は、本発明の実施例1における図5中のプリントヘッド13の概略の構成を示すブロック図である。
図7(a)〜(c)は、図1中の発光サイリスタ210を示す構成図である。
図1のプリントヘッド13において、クロック駆動回路70から出力される第1、第2クロックC1,C2の内、第1クロックC1がLレベルになると、これがクロック端子CK1から出力される。この第1クロックC1は、接続コネクタ90−2、接続ケーブル80−2、接続コネクタ90−5、及び抵抗141を介して、走査サイリスタ110−1のカソードへ供給されるので、このカソードがLレベルになる。第2クロックC2がHレベルになると、これがクロック端子CK2から出力される。この第2クロックC2は、接続コネクタ90−3、接続ケーブル80−3、接続コネクタ90−6、及びダイオード120−1を介して走査サイリスタ110−1のゲートへ供給されるので、このゲートがHレベルになる。これにより、走査サイリスタ110−1のゲート・カソード間にトリガ電流が流れ、この走査サイリスタ110−1がオン状態になって走査回路部100がシフト動作を開始し、次段以降の走査サイリスタ110−2〜110−nのゲートが順にHレベルになって順次オンして行く。
図8は、図1のプリントヘッド13の詳細な動作を示すタイミングチャートである。
(1) 初段(1段目)走査サイリスタ110−1のターンオン過程
(2) 2段目走査サイリスタ110−2のターンオン過程
について説明する。
図8の時刻t1において、クロック端子CK1から出力されるクロックC1は、b部に示すようにLレベルに立ち下がる。この時、クロック端子CK2から出力されるクロックC2は、Hレベルであるので、このHレベルがダイオード120−1を順方向に通り、次いで走査サイリスタ110−1のゲート・カソード間を順方向に通り、Lレベルであるクロック端子CKlに至る経路にトリガ電流を生じる。これにより、走査サイリスタ110−1がターンオンする。
時刻t4において、クロック端子CK2から出力されるクロックC2は、e部に示すように、Lレベルに立ち下がる。時刻t4の直前において、走査サイリスタ110−1はオン状態にあり、ゲートがHレベルになっている。このHレベルは、ダイオード120−2により、走査サイリスタ110−2のゲートに伝達され、この走査サイリスタ110−2のゲート・カソード間を通り、クロック端子CK2に流入するゲート電流を生じる。この結果、走査サイリスタ110−2がターンオンする。
図9(a)、(b)は、実施例1の図1中のデータ駆動部60と比較例との構成の対比を示す回路図であり、同図(a)は図1中のデータ駆動部60の回路図、及び、同図(b)は比較例を示す回路図である。
図10(a)、(b)は、比較例のデータ駆動部60Aにおける動作を説明する図であり、同図(a)は模式的な回路図、及び同図(b)は同図(a)の動作波形図である。
Tf ∝ RO×Cj
となる。
Tf>Tr
となる。そのため,サイリスタ電流Ifの波形の遅延時間についても、
Td1>Td2
となり、発光サイリスタ210における発光パワーPoの波形の遅延時間についても、
Td3>Td4
となる。そのため、実質的な発光出力時間について考えると、本来(t3−t2)時間であるべきものが、(Td3−Td4)時間分だけ減少し、プリントヘッド13Aにより露光駆動される図2中の感光体ドラム11の露光エネルギー量も前記時間の減少分だけ低下してしまうことになり、印刷動作を高速化するうえでの妨げとなっていた。
図11(a)、(b)は、実施例1のデータ駆動部60における動作を説明する図であり、同図(a)は模式的な回路図、及び同図(b)は同図(a)の動作波形図である。この図11(a)、(b)において、比較例を示す図10(a)、(b)中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
Tf ∝ RO×Cj
となる。前述したように、コンデンサ210aの静電容量値Cjは、発光サイリスタ210−1〜210−nのアノード・カソード間容量値を合算したものであり、その静電容量値Cjが非常に大きなものとなる。
Tf≒Tr
とすることができる。そのため、サイリスタ電流Ifの波形の遅延時間についても、立ち上がり遅延時間Td1と立ち下がり遅延時間Td2とは、
Td1≒Td2
となる。更に、発光サイリスタ210の発光パワーPoの波形についても、立ち上がり遅延時間Td3と立ち下がり遅延時間Td4とは、
Td3≒Td4
となる。
図12は、本発明の実施例1におけるデータ駆動部60の変形例を示す回路図であり、図1中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
データ制御回路61Bから出力される制御信号DRVON−NがHレベルの場合、PMOS63cがオフすると共にNMOS63bがオンし、NMOS63aのゲート電位はLレベルとなる。これにより、NMOS63aがオフし、データ端子DAはHレベルとなる。データ端子DAの電位は、電源電圧VDDを分圧抵抗64,65で分圧した電位となる。データ端子DAがHレベルの時、図1中の発光サイリスタ210−1〜210−nのアノード・カソード間電圧は、そのオン電圧よりも小さくなって、その発光サイリスタ210−1〜210−nをオフ状態にすることができる。
本実施例1によれば、次の(a)、(b)のような効果がある。
図13は、本発明の実施例2におけるプリントヘッド13Cの構成を示す回路図であり、実施例1を示す図1中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
図14(a)〜(c)は、図13中の発光サイリスタ210Cを示す構成図である。
図13のプリントヘッド13Cにおいて、クロック駆動回路70から出力される第1、第2クロックC1,C2の内、第1クロックC1がHレベル、第2クロックC2がLレベルになると、Hレベルのクロック端子CK1から、接続コネクタ90−2、接続ケーブル80−2、接続コネクタ90−5、抵抗141、及び走査サイリスタ110C−1のアノード・ゲート間を順方向に通り、更に、ダイオード120−1を順方向に通り、接続コネクタ90−16、接続ケーブル80−3、接続コネクタ90−3、及びクロック端子CK2に至る経路にトリガ電流が流れる。これにより、走査サイリスタ110C−1がオン状態になって走査回路部100Cがシフト動作を開始し、次段以降の走査サイリスタ110C−2〜110C−nが順次オンして行く。
図15は、図13のプリントヘッド13Cの詳細な動作を示すタイミングチャートであり、実施例1を示す図8中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
(1) 初段(1段目)走査サイリスタ110C−1のターンオン過程
(2) 2段目走査サイリスタ110C−2のターンオン過程
について説明する。
図15の時刻t1において、クロック端子CK1から出力されるクロックC1は、b部に示すように、Hレベルに立ち上がる。この時、クロック端子CK2から出力されるクロックC2は、Lレベルであるので、Hレベルのクロック端子CK1から、走査サイリスタ110C−1のアノード・ゲート間を順方向に通り、更に、ダイオード120−1を順方向に通り、Lレベルのクロック端子CK2に至る経路にトリガ電流を生じる。これにより、走査サイリスタ110C−1がターンオンする。
時刻t4において、クロック端子CK2から出力されるクロックC2は、e部に示すように、Hレベルに立ち上がる。時刻t4の直前において、走査サイリスタ110C−1はオン状態にあり、ゲートがLレベルになっている。このLレベルは、ダイオード120−2により、走査サイリスタ110C−2のゲートに伝達される。Hレベルのクロック端子CK2から抵抗142を通り、更に、走査サイリスタ110C−2のアノード・ゲート間を通り、ダイオード120−2を順方向に経由して、Lレベルにある走査サイリスタ110C−1のゲートを通る経路に、ゲート電流を生じる。この結果、走査サイリスタ110C−2がターンオンする。
図16(a)、(b)は、実施例2のデータ駆動部60Cにおける動作を説明する図であり、同図(a)は模式的な回路図、及び同図(b)は同図(a)の動作波形図である。この図16(a)、(b)において、実施例1を示す図11(a)、(b)中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
Tr ∝ RO×Cj
となる。前述したように、コンデンサ210aの静電容量値Cjは、発光サイリスタ210C−1〜210C−nのアノード・カソード間容量値を合算したものであり、その静電容量値Cjが非常に大きなものとなる。
Tr≒Tf
とすることができる。そのため、サイリスタ電流Ifの波形の遅延時間についても、立ち上がり遅延時間Td1と立ち下がり遅延時間Td2とは、
Td1≒Td2
となる。更に、発光サイリスタ210Cの発光パワーPoの波形についても、立ち上がり遅延時間Td3と立ち下がり遅延時間Td4とは、
Td3≒Td4
となる。
本実施例2によれば、次の(A)、(B)のような効果がある。
本発明は、上記実施例1、2やその変形例に限定されず、その他の種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の(I)、(II)のようなものがある。
13,13C プリントヘッド
40,40C 印刷制御部
52 駆動装置
60,60B,60C データ駆動部
62,62B,62C データ駆動回路
63 NMOS
63C PMOS
64,65 分圧抵抗
70 クロック駆動回路
100、100C 走査回路部
110、110−1〜110−n、110C、110C−1〜110C−n 走査サイリスタ
200、200C 主発光部
210、210−1〜210−n、210C、210C−1〜210C−n 発光サイリスタ
Claims (9)
- 第1端子と、第2端子と、前記第1端子及び前記第2端子間をオン/オフ制御する第1制御端子と、をそれぞれ有する複数段の発光サイリスタにおける前記第1端子が第1電源に共通接続されると共に前記第2端子が共通端子に共通接続された発光サイリスタアレイを駆動する駆動回路であって、
制御電源と第1接続点との間に接続され、データに基づきオン/オフ動作する第1スイッチ素子と、
前記第1電源とは異なる第2電源と前記第1接続点との間に接続され、前記データに基づき前記第1スイッチ素子に対して相補的にオン/オフ動作する第2スイッチ素子と、
前記第2電源と前記共通端子との間に接続され、前記第1接続点の電圧に基づきオン/オフ動作して前記共通端子を高/低論理レベルに駆動する第3スイッチ素子と、
前記第1電源と前記共通端子との間に接続された第1分圧抵抗と、
前記共通端子と前記第2電源との間に接続された第2分圧抵抗と、
を有し、
前記第1スイッチ素子、前記第2スイッチ素子及び前記第3スイッチ素子によって定電流特性を備えるように構成されていることを特徴とする駆動回路。 - 前記第1電源は、電源電圧を供給する電源であり、
前記第2電源は、接地電位に保持されたグランドであり、
前記発光サイリスタにおける前記第1端子はアノードであり、前記第2端子はカソードであり、前記第1制御端子はゲートであることを特徴とする請求項1記載の駆動回路。 - 前記第1電源は、接地電位に保持されたグランドであり、
前記第2電源は、電源電圧を供給する電源であり、
前記発光サイリスタにおける前記第1端子はカソードであり、前記第2端子はアノードであり、前記第1制御端子はゲートであることを特徴とする請求項1記載の駆動回路。 - 第1端子と、第2端子と、前記第1端子及び前記第2端子間をオン/オフ制御する第1制御端子と、をそれぞれ有する複数段の発光サイリスタにおける前記第1端子が第1電源に共通接続されると共に前記第2端子が共通端子に共通接続された発光サイリスタアレイを駆動する駆動回路と、
第3端子と、第4端子と、前記第3端子及び前記第4端子間をそれぞれオン/オフ制御する第2制御端子と、をそれぞれ有する複数段の走査サイリスタにおける各段の前記第3端子が前記第1電源に共通接続されると共に、各段の前記第2制御端子が各段の前記発光サイリスタにおける前記第1制御端子にそれぞれ接続され、前記各段の発光サイリスタを順に走査する走査回路部と、
前記走査回路部を駆動するための第1クロック信号及び第2クロック信号を生成し、第1クロック端子及び第2クロック端子からそれぞれ出力するクロック駆動回路と、
を備える駆動装置であって、
前記駆動回路は、
前記第1電源とは異なる第2電源と第2接続点との間に接続され、データに基づきオン/オフ動作して前記第2接続点を高/低論理レベルに駆動する第3スイッチ素子と、
前記第1電源と前記第2接続点との間に接続された第1分圧抵抗と、
前記第2接続点と前記第2電源との間に接続された第2分圧抵抗と、
前記第2接続点と前記共通端子との間に接続された電流制限抵抗と、
を有し、
前記走査回路部は、
奇数段の前記走査サイリスタにおける前記第4端子が前記第1クロック端子に共通接続され、偶数段の前記走査サイリスタにおける前記第4端子が前記第2クロック端子に共通接続され、前記奇数段の前記走査サイリスタにおける前記第2制御端子と前記偶数段の前記走査サイリスタにおける前記第2制御端子と、がダイオードを介してそれぞれ接続されていることを特徴とする駆動装置。 - 請求項1記載の駆動回路と、
第3端子と、第4端子と、前記第3端子及び前記第4端子間をそれぞれオン/オフ制御する第2制御端子と、をそれぞれ有する複数段の走査サイリスタにおける各段の前記第3端子が前記第1電源に共通接続されると共に、各段の前記第2制御端子が各段の前記発光サイリスタにおける前記第1制御端子にそれぞれ接続され、前記各段の発光サイリスタを順に走査する走査回路部と、
前記走査回路部を駆動するための第1クロック信号及び第2クロック信号を生成し、第1クロック端子及び第2クロック端子からそれぞれ出力するクロック駆動回路と、
を備え、
奇数段の前記走査サイリスタにおける前記第4端子は、前記第1クロック端子に共通接続され、偶数段の前記走査サイリスタにおける前記第4端子は、前記第2クロック端子に共通接続され、前記奇数段の前記走査サイリスタにおける前記第2制御端子と前記偶数段の前記走査サイリスタにおける前記第2制御端子とは、ダイオードを介してそれぞれ接続されていることを特徴とする駆動装置。 - 前記第1電源は、電源電圧を供給する電源であり、
前記第2電源は、接地電位に保持されたグランドであり、
前記発光サイリスタにおける前記第1端子はアノードであり、前記第2端子はカソードであり、前記第1制御端子はゲートであり、
前記走査サイリスタにおける前記第3端子はアノードであり、前記第4端子はカソードであり、前記第2制御端子はゲートであることを特徴とする請求項5記載の駆動装置。 - 前記第1電源は、接地電位に保持されたグランドであり、
前記第2電源は、電源電圧を供給する電源であり、
前記発光サイリスタにおける前記第1端子はカソードであり、前記第2端子はアノードであり、前記第1制御端子はゲートであり、
前記走査サイリスタにおける前記第3端子はカソードであり、前記第4端子はアノードであり、前記第2制御端子はゲートであることを特徴とする請求項5記載の駆動装置。 - 第1端子と、第2端子と、前記第1端子及び前記第2端子間をオン/オフ制御する第1制御端子と、をそれぞれ有する複数段の発光サイリスタにおける前記第1端子が第1電源に共通接続されると共に前記第2端子が共通端子に共通接続された発光サイリスタアレイと、
請求項4〜7のいずれか1項に記載の駆動装置と、
を備えることを特徴とするプリントヘッド。 - 請求項8記載のプリントヘッドを備え、
前記プリントヘッドにより露光されて記録媒体に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
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