JPH0499656A - 端面発光型ｅｌ素子の駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は発光素子の一つである端面発光型ＥＬ素子の駆
動方法に関するものである。

従来の技術 近年、電子写真法を利用するなどして開発されたプリン
タの一つにラインプリンタが存している。

こめラインプリンタとは、感光ドラムの周面上に帯電器
、ラインヘッド、現像器、転写器等の装置を近接配置し
たものであり、帯電器の印加電圧で帯電した感光ドラム
の周面に、ラインヘッドに連殺された発光素子の選択的
な発光で露光を行なって潜像を形成し、この潜像を現像
器がら供給されるトナーで現像して転写器で印刷用紙に
転写するものである。

上述のようなラインヘッドの発光素子としてはＬＥＤ（
Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）などが使
用されているが、これは製作した素子間に特性差が生じ
やすく、発光強度が均一なラインヘッドを製造すること
が困難である等の課題を有している。そこで、現在では
ラインヘッドの発光素子として端面発光型Ｅ　Ｌ　（Ｅ
ｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍ１ｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子を使用
することが考えられている。ここで、このような端面発
光型ＥＬ素子を利用したラインヘッドを第７図及び第８
図に基づいて説明する。このラインヘッドｌの端面発光
型ＥＬ素子２は、第８図に例示するように、活性元素を
含む硫化亜鉛等からなる薄膜状の活性層３を上下から誘
電体層４，５で囲み、これら誘電体層４，５の上下面に
平板電極６，７を形成し、前記活性層３の端面がら極扁
平な光を出射するもので、上面が発光する従来のＥＬに
比して１００倍程の発光強度を得ることが可能である。

そして、第７図に例示するように、上記構造の端面発光
型ＥＬ素子２を薄膜技術などで連続的に形成してロッド
レンズアレイ（図示せず）等を取付けることで前記ライ
ンヘッド１が形成される。

そこで、上述のような構造のラインヘッド１に駆動回路
を接続し、帯電器や現像器及び転写器等と共に感光体で
ある感光ドラムの周面上に近接配置することで、電子写
真方式ラインプリンタである端面発光型ＥＬプリンタ（
図示せず）を製作することができる。

さらに、第９図に例示するように、本出願人は上述のよ
うなラインヘッドｌをｍ個のコモン電極８〜８ｍとｎ個
のブロック電極９．〜９ｎとでマトリゲス配線すること
で、端面発光型ＥＬプリンタの配線数を低減できること
を提案した。しかし、このようなラインヘッドｌを備え
た端面発光型ＥＬプリンタを実施する場合、その発光素
子である端面発光型ＥＬ素子２は出射光のビーム形状が
極度に扁平なので、縦横比が小さい画素を形成するため
には何らかの補正手段が必要である。

そこで、このような課題を解決するために本出願人が特
願平１−９７０８１号として提案した端面発光型ＥＬプ
リンタ（図示せず）では、相対的に副走査移動する被走
査面に対して各端面発光型ＥＬ素子２の素子発光を繰返
し、被走査面上に一回の素子発光で形成される扁平な画
素構成要素を副走査方向に連続配置することで略正方形
の画素を形成するようにした。

また、前述したように端面発光型ＥＬ素子２は交流の駆
動パルスが印加されることで発光するが、この発光強度
は駆動パルスの周波数と電圧とに依存している。さらに
、第１０図に例示するように、端面発光型ＥＬ素子２は
単位時間内に印加される正負の駆動パルスの一〇一つに
対応して出射光の発光強度が上昇し、この駆動パルスの
印加が終了した後は徐々に低下する残光が生じることが
確認されている。

だが、このような端面発光型ＥＬ素子２からなるライン
ヘッド１を駆動する場合、各端面発光型ＥＬ素子２に印
加される駆動パルスは素子数が膨大であるために散発的
になりがちであり、第１１図に例示するように、各発光
動作は発光強度が０の状態から開始されることになって
発光強度が向上しない。

そこで、このような課題を解決するために本出願人が特
願平１−３１２８８７号として提案した端面発光型ＥＬ
プリンタの駆動方法では、残光の存する時間をＳ、−主
走査ラインを形成する時間をＴ、主走査ラインの形成に
対するラインヘッドの発光動作の繰返し回数をＫとする
と、 Ｓ＞Ｔ／に の関係が成り立つようにし、複数回繰返される各端面発
光型ＥＬ素子の発光動作を事前の発光動作の残光が存す
るうちに開始することでラインヘッドの発光強度を向上
させるようにした。

発明が解決しようとする課題 ここで、上述のように端面発光型ＥＬ素子２の発光強度
は駆動パルスの周波数と電圧とに依存しているので、例
えば、端面発光型ＥＬ素子２に印加する駆動パルスの周
波数を上昇させることで端面発光型ＥＬ素子２の発光強
度を向上させることができる。

ここで、端面発光型ＥＬ素子２の発光強度の上昇は立上
り特性の応答性に左右されるので、第１２図（ａ）に例
示したような低周波の駆動パルスの印加が端面発光型Ｅ
Ｌ素子２が第１２図（ｃ）に例示するような発光強度を
示す場合、この端面発光型ＥＬ素子２に第１２図（ｂ）
に例示するような高周波の駆動パルスを印加しても発光
強度の向上は望めない。

つまり、必要以上に駆動パルスの周波数を上昇させても
駆動回路の負担が増加するだけで端面発光型ＥＬ素子２
の発光強度の向上は望めないので、このような駆動回路
の負担の増加を最小限にして端面発光型ＥＬ素子２の発
光強度を良好に向上させる駆動方法の提案が要望されて
いる。

また、端面発光型ＥＬ素子２は、印加された駆動パルス
の電荷が残存している状態で極性が異なる次の駆動パル
スが印加されるような駆動が行なわれると、素子の劣化
が急速に進行して装置寿命を低下させることになる。し
かし、端面発光型ＥＬ素子２の劣化を低減するために、
駆動パルスと駆動パルスとの間隔を増加させると、必然
的に端面発光型ＥＬ素子２の発光強度が低下する。この
ため、端面発光型ＥＬ素子２の発光強度を低下させるこ
となく、劣化を低減する駆動方法の提案が要望されてい
る。

課題を解決するための手段 請求項１記載の発明は、端面発光型ＥＬ素子に一つの駆
動パルスを印加してから発光強度がピークに達するまで
の時間をＴｕａ、端面発光型ＥＬ素子の発光強度がピー
クから０になるまでの時間をＴｔｓ、端面発光型ＥＬ素
子への一つの駆動パルスの印加を開始してから次の駆動
パルスの印加を開始するまでの時間をＴｈｓとすると、 Ｔｔｓ≧Ｔｈｓ≧Ｔｔａ の関係が成り立つようにした。

請求項２記載の発明は、端面発光型ＥＬ素子に正の駆動
パルスを印加する時間をＴｐ、端面発光型ＥＬ素子に負
の駆動パルスを印加する時間をＴｎ、端面発光型ＥＬ素
子への一つの駆動パルスの印加を終了してから次の駆動
パルスの印加を開始するまでの時間をＴｒとすると、 Ｔｐ＝Ｔｎ≦Ｔｒ の関係が成り立つようにした。

作用 請求項１記載の発明は、端面発光型ＥＬ素子への駆動パ
ルスの印加を事前の発光動作の残光が存するうちに開始
すると共に、一つの駆動パルスが印加された端面発光型
ＥＬ素子の発光強度がピークに達して残光が生じ始めて
がら次の駆動パルスの印加を開始することで、端面発光
型ＥＬ素子の発光強度を向上させると共に、駆動パルス
の周波数を必要以上に上昇させることを防止し、駆動回
路の負担の増加を最小限にして端面発光型ＥＬ素子の発
光強度を良好に向上させることができる。

請求項２記載の発明は、駆動パルスの印加による端面発
光型ＥＬ素子の電荷が確実に放電されてから極性が異な
る次の駆動パルスの印加を開始することで、端面発光型
ＥＬ素子の劣化を低減することができる。

実施例 本発明の実施例を第１図ないし第６図に基づいて説明す
る。まず、本発明の端面発光型ＥＬ素子２の駆動方法を
実施する端面発光型ＥＬプリンタ１０の構造を第４図の
ブロック図に基づいて説明する。この端面発光型ＥＬプ
リンタ１０は、他機器等のプリンタコントローラ１１が
接続されるインターフェイス１２に、二個のアドレスカ
ウンタ１３．１４と基準クロック１５とが接続されたコ
ントロール回路１６を介してタイミングコントローラ１
７が接続されている。また、前記インターフェイス１２
は、各々スリーステート１８〜２１が入出力部に接続さ
れたラインメモリである二個のＲＡＭ２２．２３に第一
のデータ処理回路２４を介して接続されており、前記Ｒ
ＡＭ２２．２３にはコントロール回路１６と前記アドレ
スカウンタ１３，１４とがセレクタ２５を介して接続さ
れている。さらに、前記ＲＡＭ２２．２３は、前記タイ
ミングコントローラ１７が接続された第二のデータ処理
回路２６に前記スリーステート２０゜２１を介して接続
されている。

また、前記第二のデータ処理回路２６は、各々ラッチ２
７．〜２７ｑとドライバ２８．〜２８ｑとを介してライ
ンヘッド２９のブロック［ｍ３０〜３０ｎに接続された
シフトレジスタ３１．〜３１ｑにパラレルに接続されて
いる。さらに、前記タイミングコントローラ１７は、前
記ラインヘッド２９のコモン電極３２．〜３２ｍに接続
されたコモンドライバ３３と前記ラッチ２７、〜２７ｑ
及びシフトレジスタ３１．〜３１ｑに接続されている。

そして、前記コモン電極３２．〜３２ｍと前記ブロック
電極３０．〜３０ｎとでマトリクス配線された前記ライ
ンヘッド２９にはＩＴ］Ｘｎ個の端面発光型ＥＬ素子２
が連設されている。

このような構成において、この端面発光型ＥＬプリンタ
１０では、プリンタコントローラ１１からインターフェ
イス１２を介して入力されたクロック信号を含む印刷デ
ータが、−主走査ライン毎に第一のデータ処理回路２４
で並び換え等の処理により圧縮される。

そこで、この圧縮された印刷データは、ＲＡＭ２２．２
３の一方に一生走査ラインの印刷時間中に一時記憶され
、同時に、他方のＲＡＭ２３．２２からは事前に一時記
憶した印刷データが高速で出力される。

ここで、印刷データを一時記憶するＲＡＭ２２゜２３の
選択は、プリンタコントローラ１１からアドレスカウン
タ１３に入力されたタイミングに従って動作するセレク
タ２５により行なわれる。また、ＲＡＭ２３．２２から
の印刷データ出力は、基準クロック１５から発せられる
高速出力用の基準クロック信号に同期して動作するコン
トロール回路１６及びアドレスカウンタ１４に従って行
なわれる。

そこで、この出力された印刷データは第二のデータ処理
回路２６で印刷に適した形態に再処理され、シフトレジ
スタ３１．〜３１ｑに順次出力されてラッチ２７．〜２
７ｑにより保持される。そして、これら部材３］、２７
とコモンドライバ３３とがタイミングコントローラ］７
に制御され。

ブロック電［ｉ３０〜３０ｎとコモン電柵３２〜３２ｍ
とから各々低電圧高電圧の駆動パルスがラインヘッド２
９に所定回数繰返し出力される。

そこで、この端面発光型ＥＬプリンタ１ｏでは、第５図
に例示するタイムチャートのように、上述の動作が一主
走査ラインの印刷時間Ｔ。中に四回性なわれ、ラインヘ
ッド２９は一主走査うイン分の幅にライン発光を四回繰
返すことになる。このようにして印刷された主走査ライ
ンは、第６図に例示するように、縁部のギザ状のずれが
微小になって美麗であり、しかも、複数回の画素発光を
繰返すことで一つの画素を形成するので副走企方向に白
抜けが生じることも防止される。

ここで、前述のように端面発光型ＥＬ素子２は、発光後
は徐々に低下する残光が発生し、印加される正負の駆動
パルスの一つ一つに対応して出射光の発光強度が上昇す
るので、事前の発光動作の残光が存するうちに次の発光
動作を開始すると、最終的な発光強度が残光の分だけ向
上することが確認されている。そこで、本発明の端面発
光型ＥＬプリンタ１０の駆動方法では、上記特性を利用
できるように駆動パルスの印加タイミング等を設定する
ことで、ラインヘッド２９の発光強度を向上させるよう
になっている。このことを第１図に基づいて以下に詳述
する。

まず、請求項１記載の発明のように、端面発光型ＥＬ素
子２に−っの駆動パルスを印加してから発光強度がピー
クに達するまでの時間をＴｔａ、端面発光型ＥＬ素子２
の発光強度がピークがら０になるまでの時間をＴｔｓ、
端面発光型ＥＬ素子２への一つの駆動パルスの印加を開
始してから次の駆動パルスの印加を開始するまでの時間
をＴｈｓとすると、 Ｔｔｓ≧Ｔｈｓ≧Ｔｔａ の関係が成り立つようにする。このようにすることで、
端面発光型ＥＬ素子２への駆動パルスの印加が、事前の
発光動作の残光が存するうちに開始されることになるた
め、各端面発光型ＥＬ素子２の発光強度を向上させるこ
とができる。さらに、一つの駆動パルスが印加された端
面発光型ＥＬ素子２の発光強度がピークに達して残光が
生じ始めてから次の駆動パルスの印加が開始されるので
、駆動パルスの周波数を必要以上に上昇させることが防
止され、駆動回路の負担の増加を最／Ｊ％限にして端面
発光型ＥＬ素子２の発光強度を良好に向上させることが
できる。

上述のような駆動方法で端面発光型ＥＬプリンタ１０を
駆動することで、端面発光型ＥＬ素子２からなるライン
ヘッド２９の発光強度を向上させて印刷の高品質化や高
速化を実現することができ、しかも、駆動回路の負担の
増加を最小限にすることができるので、駆動回路に大容
量の回路部品を要することによる装置の大型化や、駆動
回路の耐久性の低下を防止できる。

なお、同図に例示したタイムチャートは第５図に例示し
たタイムチャートから第一のコモン電極３２　のパルス
タイミングを選出して例示したものであり、例示しない
他のコモン電極３２２〜３２ｍのタイミングも同様にな
っている。また、第１図に例示したタイムチャートでは
、一つの駆動パルスの印加の開始から次の駆動パルスの
印加の開始までの時間Ｔｈｓとして、端面発光型ＥＬ素
子２の一回の発光動作中の駆動パルスの印加の繰返周期
の時間Ｔｈｓ、と、端面発光型ＥＬ素子２の発光動作の
繰返周期の時間Ｔｈｓ、とを例示し、残光時間Ｔｔｓと
しても一つの駆動パルスによる発光の残光時間Ｔｔｓ、
と複数の駆動パルスによる発光の残光時間Ｔ　ｕｓ、と
を例示したが、これらの時間は互いに上記式に対応する
ようになっている。

一方、前述したように端面発光型ＥＬ素子２は印加され
た駆動パルスの電荷が残存している状態で極性が異なる
次の駆動パルスが印加されると著しく劣化する。そこで
、この端面発光型ＥＬプリンタ１０では、第２図に例示
するように、端面発光型ＥＬ素子に正の駆動パルスを印
加する時間をＴｐ、端面発光型ＥＬ素子に負の駆動パル
スを印加する時間をＴｎ、端面発光型ＥＬ素子への一つ
の駆動パルスの印加を終了してから次の駆動パルスの印
加を開始するまでの時間をＴｒとすると、Ｔｐ＝Ｔｎ≦
Ｔｒ の関係が成り立つようになっている。このようにするこ
とで、端面発光型ＥＬ素子２の電荷が確実に放電されて
から次の駆動パルスの印加が開始されるので、端面発光
型ＥＬ素子２の劣化が低減される。しかも、このように
駆動パルスの間隔を設定しても、前述のようにして端面
発光型ＥＬ素子２の発光強度を向上させることで、端面
発光型ＥＬ素子２の発光強度の向上と劣化防止とを両立
させることが可能である。

なお、ここで云う駆動パルスとは、第２図（ａ）に例示
したような完全な方形波に限定されるものではなく、第
２図（ｂ）に例示するように、交流波を補正したような
駆動パルスも実施可能である。

この場合、各時間Ｔｐ、Ｔｎ、Ｔｒは、図示するように
、駆動パルスの電圧変化が開始される部分を基点として
設定することができる。

さらに、本実施例では端面発光型ＥＬ素子２に対して正
の駆動パルスの印加直後に負の駆動パルスを印加する駆
動方法を例示したが、本発明は上記方式に限定されるも
のではなく、 Ｔｔｓ≧Ｔｈｓ≧Ｔｔａ の関係が成り立てば良いので、第３図に例示するように
、端面発光型ＥＬ素子２に対して正の駆動パルスの印加
から所定時間後に負の駆動パルスを印加する駆動方法な
ども実施可能である。

発明の効果 請求項１記載の発明は、端面発光型ＥＬ素子に一つの駆
動パルスを印加してから発光強度がピークに達するまで
の時間をＴｔａ、端面発光型ＥＬ素子の発光強度がピー
クからＯになるまでの時間をＴｔｓ、端面発光型ＥＬ素
子への一つの駆動パルスの印加を開始してから次の駆動
パルスの印加を開始するまでの時間をＴｈｓとすると、 Ｔｔｓ≧Ｔｈｓ≧Ｔｔａ の関係が成り立つようにしたことにより、端面発光型Ｅ
Ｌ素子への駆動パルスの印加を事前の発光動作の残光が
存するうちに開始することになるので、端面発光型ＥＬ
素子の発光強度を向上させることができ、しかも、一つ
の駆動パルスが印加された端面発光型ＥＬ素子の発光強
度がピークに達して残光が生じ始めてから次の駆動パル
スの印加を開始することになるので、駆動パルスの周波
数を必要以上に上昇させることが防止され、駆動回路の
負担の増加を最小限にして端面発光型ＥＬ素子の発光強
度を良好に向上させることができ、例えば、端面発光型
ＥＬ素子を利用するプリンタの印刷品質や印刷速度の向
上に寄与すると共に、駆動回路の大型化や耐久性の低下
防止に寄与することができる等の効果を有するものであ
る。

請求項２記載の発明は、端面発光型ＥＬ素子に正の駆動
パルスを印加する時間をＴｐ、端面発光型ＥＬ素子に負
の駆動パルスを印加する時間をＴｎ、端面発光型ＥＬ素
子への一つの駆動パルスの印加を終了してから次の駆動
パルスの印加を開始するまでの時間をＴｒとすると、 Ｔｐ＝Ｔｎ≦Ｔｒ の関係が成り立つようにしたことにより、駆動パルスの
印加による端面発光型ＥＬ素子の電荷が確実に放電され
てから極性が異なる次の駆動パルスの印加が開始される
ので、端面発光型ＥＬ素子の劣化を低減することができ
、例えば、端面発光型ＥＬ素子を利用する装置の耐久性
の向上等に寄与することができる等の効果を有するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の実施例を示すタイムチャ
ート、第４図はブロック図、第５図はタイムチャート、
第６図は印刷画像の平面図、第７図は従来例を示すライ
ンヘッドの斜視図、第８図は端面発光型Ｅ　Ｌ素子を示
す斜視図、第９図は本出願人が提案したラインヘッドの
配線構造を示す回路図、第】０図ないし第１２図はタイ
ムチャートである。 ２・・端面発光型ＥＬ素子 Ｚ怖酊発ｔ’ｉｉＥＬｌ１３ 、、￥＞　ＪＯ図 、Ｊｌ）Ｊ」 的偕賢−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．端面発光型ＥＬ素子に一つの駆動パルスを印加して
   から発光強度がピークに達するまでの時間をＴｔａ、前
   記端面発光型ＥＬ素子の発光強度がピークから０になる
   までの時間をＴｔｓ、前記端面発光型ＥＬ素子への一つ
   の駆動パルスの印加を開始してから次の駆動パルスの印
   加を開始するまでの時間をＴｈｓとすると、 Ｔｔｓ≧Ｔｈｓ≧Ｔｔａ の関係が成り立つようにしたことを特徴とする端面発光
   型ＥＬ素子の駆動方法。
2. ２．端面発光型ＥＬ素子に正の駆動パルスを印加する時
   間をＴｐ、前記端面発光型ＥＬ素子に負の駆動パルスを
   印加する時間をＴｎ、前記端面発光型ＥＬ素子への一つ
   の駆動パルスの印加を終了してから次の駆動パルスの印
   加を開始するまでの時間をＴｒとすると、 Ｔｐ＝Ｔｎ≦Ｔｒ の関係が成り立つようにしたことを特徴とする請求項１
   記載の端面発光型ＥＬ素子の駆動方法。