JPH06246967A - 固体走査ヘッドの駆動装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電子写真式プリンタに適用した場合、印字画像
の尾引きや滲みを解消して、常に安定した幅広い中間調
印字が可能となる固体走査ヘッドの駆動装置および画像
形成装置を提供する。 【構成】端面から発光動作を行なうＥＬ発光素子を複数
個直線状に配列してなり、これら各ＥＬ発光素子を選択
的に発光させることにより、電子写真式プリンタの感光
体ドラム上を走査露光する固体走査ヘッド１２におい
て、注目画素の発光を行なうときに該当するＥＬ発光素
子に前発光歴があるか否かを前発光歴判定回路３６で判
定し、前発光歴があった場合、その前発光歴に応じて、
チャンネル駆動回路３４およびコモン駆動回路３５から
固体走査ヘッド１２へのチャンネルパルスおよびコモン
パルスを間引き制御することにより、その前発光歴のあ
ったＥＬ発光素子の発光量が前回と同じ発光量となるよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば、端面発光形
のＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）発光素子を光源
とした固体走査ヘッドの駆動装置、および、それを用い
た電子写真式プリンタやデジタル式複写機などの画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、ビーム光の走査技術を用いたプリ
ンタは、印字品質の良さから電子写真方式による印字技
術の中で急速に普及しており、特に、レーザビーム光を
利用したラスタ走査形が主流となり、その他にも、ＬＥ
Ｄ（発光ダイオード）アレイ、液晶シャッタアレイ、蛍
光体アレイなどを光源とした自己発光方式の固体走査ヘ
ッドが開発されている。

【０００３】しかし、最近、自己発光方式の固体走査ヘ
ッドは、ヘッド構成の上で小形化できるということに着
目され、発光素子として固体発光の薄膜ＥＬ発光素子が
検討され始めた。もともと薄膜ＥＬ発光素子は、高品質
の薄型表示素子やディスプレイとして用いられていた
が、薄膜ＥＬ発光素子にみるように、通常の面発光より
は端面から発光される光の方が発光量が５０〜１００倍
も強いことに注目され始めてからは、電子写真式プリン
タの露光用光源として利用され始めた。

【０００４】薄膜ＥＬ発光素子を光源として用いた固体
走査ヘッドは、従来のレーザビーム光を用いたものに比
べてヘッド構成や制御が容易で、ＬＥＤアレイを用いた
ものに比べて消費電力が小さくなる特徴があって、電源
の負担が軽くなり、液晶シャッタを用いたものに比べて
応答性が速く、蛍光体アレイを用いたものよりは階調印
字による制御が容易である特徴があり、さらに、液晶駆
動用ＩＣで駆動できるといった利点があることから、そ
の良さが認められ、プリンタへの実用化が盛んになって
きた。

【０００５】薄膜ＥＬ発光素子は、電子写真式プリンタ
用固体走査ヘッドの光源として利用するため、薄膜ＥＬ
発光層をディスプレイのごとく単に平面構造でなく、主
走査方向の分解能に匹敵するように、各発光素子ごとに
分離して、共通のコモン電極の上に各発光素子ごとに発
光部とチャンネル電極を設置して両電極間に交番電圧を
印加し、前記印加電圧を制御することで、外部装置から
伝送されてくる画像データを元に画像制御を施し、各Ｅ
Ｌ発光素子に発光、非発光を行ない、感光体に静電潜像
を形成し、用紙上に印字画像を再現していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の端面発光形のＥ
Ｌ発光素子を用いた固体走査ヘッドの駆動方式は、最初
の１パルス目の発光制御パルス（駆動パルス）でＥＬ発
光素子を発光させ、その後の複数回の発光制御パルスを
与えることでＥＬ発光素子の発光を飽和させていた。こ
の飽和レベルは、用紙上にトナー画像を再現するため
に、感光体に静電潜像を形成するのに必要充分なレベル
を表わし、たとえば、２８個の発光制御パルス、すなわ
ち、正、負パルスを１パルスペアとして表現すると、１
４パルスペアでＥＬ発光素子の輝度を感光体の飽和レベ
ルに達成していた前記のような制御方式を取っていたた
め、固体走査ヘッドに与える発光のための制御パルスペ
ア数を１パルスペアづつ増加させると、４パルスペアで
急激に濃度が増加し、印字された画像はほぼ真黒に飽和
してしまい、その後、制御パルスペア数を増加方向に変
化しても、印字画像には顕著な濃度変化はみられなかっ
た。

【０００７】この現象は、プリンタに使用されている感
光体の感度特性によって発生するためで、このように無
制御の状態で固体走査ヘッドを露光光源として使用した
場合、中間調印字は非常に困難であった。

【０００８】また、端面発光形のＥＬ発光素子を光源と
した固体走査ヘッドを用いたプリンタにおいて、用紙に
対する印字領域の第１画素を固体走査ヘッドの第１番目
のビットに合わせる方法は、固体走査ヘッドの取付け位
置で行なっていたので、機構上において位置精度を上げ
ることは非常に困難であった。

【０００９】さらに、外部装置からプリンタに対して印
字スタート信号が伝送されて、プリンタが印字動作に入
ったとき、ヘッド駆動パルスとしての発光制御パルス、
すなわち、コモンパルスとチャンネルパルスの位相制御
によって、固体走査ヘッドの各ＥＬ発光素子が発光およ
び非発光を行ない、プリンタが用紙に対して印字を完了
することで、発光制御パルスは非発光パターン位相にな
り、固体走査ヘッドは非発光状態となっていた。

【００１０】ところが、発光制御パルスは、プリンタが
印字動作を行なっている、行なっていないにかかわら
ず、固体走査ヘッドに印加されているために、電源の消
費電力は増大し、大きな容量の電源が必要で、設置箇
所、コストに問題があり、また、電気エネルギの浪費で
あるといった欠点があった。

【００１１】そこで、本発明は、たとえば、電子写真式
プリンタに適用した場合、印字画像の尾引きや滲みを解
消して、常に安定した幅広い中間調印字が可能となる固
体走査ヘッドの駆動装置および画像形成装置を提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の固体走査ヘッド
の駆動装置は、エレクトロ・ルミネッセンス現象を利用
して端面から発光動作を行なう発光素子を、移動する被
露光面の移動方向と直交する方向に複数個直線状に配列
してなり、これら各発光素子を選択的に発光させること
により前記被露光面を走査露光する固体走査ヘッドにお
いて、前記各発光素子に対して位相制御された駆動パル
スを印加することにより前記各発光素子を選択的に発光
させる駆動手段と、注目発光素子の発光を行なうとき、
その発光素子に前発光歴があるか否かを判定する前発光
歴判定手段と、この前発光歴判定手段で前発光歴があっ
たことが判定されると、その前発光歴のあった発光素子
の発光量が前回と同じ発光量となるよう前記駆動パルス
にフィードバック制御を行なう制御手段とを具備してい
る。

【００１３】また、本発明の固体走査ヘッドの駆動装置
は、エレクトロ・ルミネッセンス現象を利用して端面か
ら発光動作を行なう発光素子を、移動する被露光面の移
動方向と直交する方向に複数個直線状に配列してなり、
これら各発光素子を選択的に発光させることにより前記
被露光面を走査露光する固体走査ヘッドにおいて、前記
各発光素子に対して位相制御された駆動パルスを印加す
ることにより前記各発光素子を選択的に発光させる駆動
手段と、注目発光素子の発光を行なうとき、その発光素
子に前発光歴があるか否かを判定する前発光歴判定手段
と、この前発光歴判定手段で前発光歴があったことが判
定されると、その前発光歴のあった発光素子の発光量が
前回と同じ発光量となるよう前記駆動パルスを間引き制
御する制御手段とを具備している。

【００１４】また、本発明の固体走査ヘッドの駆動装置
は、エレクトロ・ルミネッセンス現象を利用して端面か
ら発光動作を行なう発光素子を、移動する被露光面の移
動方向と直交する方向に複数個直線状に配列してなり、
これら各発光素子を選択的に発光させることにより前記
被露光面を走査露光する固体走査ヘッドにおいて、前記
各発光素子に対して位相制御された駆動パルスを印加す
ることにより前記各発光素子を選択的に発光させる駆動
手段と、注目発光素子の発光を行なうとき、その発光素
子に前発光歴があるか否かを判定する前発光歴判定手段
と、この前発光歴判定手段で前発光歴があったことが判
定されると、その前発光歴のあった発光素子の発光量が
前回と同じ発光量となるよう前記駆動パルスの電圧値を
制御する制御手段とを具備している。

【００１５】また、本発明の固体走査ヘッドの駆動装置
は、エレクトロ・ルミネッセンス現象を利用して端面か
ら発光動作を行なう発光素子を、移動する被露光面の移
動方向と直交する方向に複数個直線状に配列してなり、
これら各発光素子を選択的に発光させることにより前記
被露光面を走査露光する固体走査ヘッドにおいて、前記
各発光素子に対して位相制御された駆動パルスを印加す
ることにより前記各発光素子を選択的に発光させる駆動
手段と、注目発光素子の発光を行なうとき、その発光素
子に前発光歴があるか否かを判定する前発光歴判定手段
と、この前発光歴判定手段で前発光歴があったことが判
定されると、その前発光歴のあった発光素子の発光量が
前回と同じ発光量となるよう前記駆動パルスのパルス幅
を制御する制御手段とを具備している。

【００１６】さらに、本発明の画像形成装置は、エレク
トロ・ルミネッセンス現象を利用して端面から発光動作
を行なう発光素子を複数個直線状に配列してなり、これ
ら各発光素子を選択的に発光させる固体走査ヘッドと、
この固体走査ヘッドの前記各発光素子に対して位相制御
された駆動パルスを印加することにより前記各発光素子
を選択的に発光させる駆動手段と、注目発光素子の発光
を行なうとき、その発光素子に前発光歴があるか否かを
判定する前発光歴判定手段と、この前発光歴判定手段で
前発光歴があったことが判定されると、その前発光歴の
あった発光素子の発光量が前回と同じ発光量となるよう
前記駆動パルスにフィードバック制御をかける制御手段
と、前記固体走査ヘッドの各発光素子の配列方向と直交
する方向に移動する像担持体上に前記固体走査ヘッドに
よって走査露光されることにより画像を形成する画像形
成手段とを具備している。

【００１７】

【作用】注目画素の発光を行なうときに該当する発光素
子に前発光歴があった場合、その前発光歴に応じて駆動
パルスの間引き制御、あるいは、駆動パルスの電圧値を
可変制御、あるいは、駆動パルスのパルス幅を可変制御
して、その前発光歴のあった発光素子の発光量が前回と
同じ発光量となるようにすることにより、発光素子の残
光による印字画像の尾引きや滲みがなくなり、常に安定
した幅広い中間調印字が可能となる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１９】図２は、本発明に係る固体走査ヘッドを用
いた電子写真式プリンタの概略構成を示すものである。
図において、１０は像担持体としての感光体ドラムで、
図示矢印方向に一定の速度で回転するようになってい
る。１１は感光体ドラム１０の表面に一様の電荷を与え
るための帯電用帯電器である。１２は固体走査ヘッド
で、放射光が出力される開口部が感光体ドラム１０の表
面に面していて、出力された放射光はセルフォックレン
ズアレイなどの光学手段１３を介して感光体ドラム１０
上に最適に集光されるように配設されている。

【００２０】なお、本実施例における固体走査ヘッド１
２は、後で詳細を説明するが、たとえば、解像度３００
ＤＰＩの複数の端面発光形のＥＬ発光素子からなり、個
々の発光素子を発光−非発光制御することで、感光体ド
ラム１０上を走査露光して静電潜像を形成するようにな
っている。

【００２１】１４は感光体ドラム１０上に形成された静
電潜像の現像を行なうためにトナーを供給する現像器、
１５は感光体ドラム１０上に現像されたトナー像を用紙
に転写するための転写用帯電器、１６は静電気力で感光
体ドラム１０の表面に密着している用紙を剥離するため
の剥離用帯電器、１７は用紙上に転写されたトナー像を
圧力と熱で用紙上に定着させるための定着器、１８は用
紙に転写しきれないトナーおよび感光体ドラム１０上の
紙粉などを除去するためのクリーナである。

【００２２】１９は給紙ローラ対で、給紙カセット２０
から取出ローラ２１で１枚ずつ取出された用紙Ｐ、ある
いは、給紙開口部２２から手差しで１枚ずつ供給される
用紙を内部へ取込む。２３はトナー像が定着された用紙
を外部の排紙トレイ（図示しない）へ排出する排紙開口
部である。

【００２３】次に、図２のプリンタの動作を説明する。
プリント動作を開始すると、給紙ローラ対１９は、給紙
カセット２０から取出された用紙Ｐを１枚１枚分離させ
ることによって内部へ取込む。このとき、感光体ドラム
１０は既に回転されており、その表面は帯電用帯電器１
１によって一様に帯電されている。

【００２４】さて、図示しない外部装置などからプリン
トする画像データが入力され、その画像データに基づく
発光制御パルス（駆動パルス）が固体走査ヘッド１２に
入力されると、固体走査ヘッド１２は、その発光制御パ
ルスに基づき複数のＥＬ発光素子の発光−非発光制御を
行ない、一様に帯電されている感光体ドラム１０の表面
を走査露光することにより静電潜像を形成する。すなわ
ち、固体走査ヘッド１２の中のＥＬ発光素子が発光して
いる部分は感光体ドラム１０上で電荷がなくなり、ＥＬ
発光素子が非発光の部分は感光体ドラム１０上で電荷が
残るようになる。

【００２５】こうして、感光体ドラム１０上に形成され
た静電潜像が現像器１４の設置箇所に達すると、電荷が
無くなっている箇所にトナーが電気的な作用で付着する
ことにより現像が起こる。トナーは徐々に供給されるの
で、感光体ドラム１０上の電荷による静電潜像の部分に
トナーによる像が形成される。

【００２６】一方、供給された用紙Ｐは、給紙ローラ対
１９の搬送制御によって感光体ドラム１０と転写用帯電
器１５との間へ導かれ、感光体ドラム１０上のトナー像
が転写用帯電器１５の作用によって転写され、トナー像
が用紙上に形成される。その後、用紙Ｐは剥離用帯電器
１６の作用によって感光体ドラム１０の表面から剥離さ
れ、定着器１７へと搬送される。用紙Ｐ上のトナー像
は、定着器１７の加圧と熱の作用によって固定され、排
紙開口部２３から外部へ送出される。

【００２７】また、トナー像が転写された感光体ドラム
１０は、その表面に残った余剰トナーおよび紙粉などが
クリーナ１８によって除去された後、帯電用帯電器１１
へ移動し、その表面に再び一様な電荷が与えられるよう
になる。以上のプロセスを繰り返すことによって、固体
走査ヘッド１２を露光光源とした電子写真式プリンタの
印字動作は行なわれる。

【００２８】図１は、上記のように構成された電子写真
式プリンタの制御部を示すもので、固体走査ヘッドの発
光制御パルスと副走査手段の駆動系モータの励磁パルス
との同期制御を行なう制御手段、固体走査ヘッドの発光
−非発光制御関係と、用紙先端検知後のライン同期信号
（水平同期信号）をカウントし、そのカウント値の結果
を参照し、メモリからデータを引出し、印字領域以外で
は固体走査ヘッドの発光制御パルスを停止制御する制御
手段、発光制御パルスに同期したライン同期信号入力後
の駆動パルスをカウントし、そのカウント値の結果を参
照し、メモリからデータを引出し、そのデータを基に用
紙の左端書込み基準位置およびエリア指定を行なう制御
手段、注目画素の発光を行なうときに該当するＥＬ発光
素子に前発光歴があるか否かを判定し、前発光歴があっ
た場合、その前発光歴に応じて発光制御パルスの間引き
制御、発光制御パルスの電圧値を可変制御、発光制御パ
ルスのパルス幅を可変制御する制御手段などの部分を中
心に示してある。

【００２９】図１において、ＣＰＵ（セントラル・プロ
セッシング・ユニット）３０は、プリンタ全体の制御を
司る。メモリ（ＲＯＭ）３１には、ＣＰＵ３０の制御プ
ログラムおよび印字領域の指定を行なうテーブルデータ
などが格納されている。インタフェイス（Ｉ／Ｆ）回路
３２は、ＣＰＵ３０の管理下にあり、本プリンタと外部
装置３３との間で行なう通信機能を有している。外部装
置３３は、Ｉ／Ｆ回路３２を介して本プリンタと情報の
交換、命令およびデータ転送などを行なう。

【００３０】チャンネル駆動回路３４は、固体走査ヘッ
ド１２を発光−非発光制御するためのチャンネルパルス
を生成する。コモン駆動回路３５は、固体走査ヘッド１
２を発光−非発光制御するためのコモンパルスを生成す
る。チャンネル駆動回路３４およびコモン駆動回路部３
５から出力される各パルスは、それぞれ固体走査ヘッド
１２に入力されることにより、固体走査ヘッド１２の発
光−非発光の制御が行なわれる。

【００３１】前発光歴判定回路３６は、注目画素の発光
を行なうときに、第ｎライン目と第ｎ＋１ライン目から
該当するＥＬ発光素子に前発光歴があるか否かのを判定
を行ない、その判定結果を基にチャンネル駆動回路３４
およびコモン駆動回路部３５を制御する。ラインバッフ
ァ３７は、主走査１ライン分の画像データを格納するた
めのバッファである。発光−非発光制御回路３８は、固
体走査ヘッド１２の各ＥＬ発光素子を発光、非発光制御
するための制御信号をチャンネル駆動回路３４およびコ
モン駆動回路部３５へ送る。

【００３２】用紙先端検知器３９は、給紙カセット２０
あるいは給紙開口部２２から用紙Ｐが供給されたことを
検知するもので、その検知信号はＣＰＵ３０に取込まれ
る。カウンタ４０は、Ｉ／Ｆ回路３２を介して外部装置
３３から伝送されてきたライン同期信号（水平同期信
号）Ｃをカウントするもので、そのカウント値はＣＰＵ
３０に取込まれる。

【００３３】画像処理回路４１は、Ｉ／Ｆ回路３２から
転送されてくる画像データを、プリンタに合わせた性能
を最大限に引き出し、用紙上に最良に印字できるように
画像編集および画像処理作業を行なう。

【００３４】駆動回路４２は、制御回路４３の制御に基
づき、それぞれ前記給紙ローラ対１９、現像器１４、感
光体ドラム１０、クリーナ１８、および定着器１７を駆
動制御する。

【００３５】タイミング発生回路４４は、発光−非発光
制御回路３８および制御回路４３の各動作クロックを同
期制御させて生成し、発光−非発光制御回路３８および
制御回路４３に供給する。なお、発光−非発光制御回路
３８および制御回路４３は、ＣＰＵ３０から直接制御指
令を受けている。

【００３６】制御パルス停止回路４５は、カウンタ４０
のカウント値を参照することにより、ＲＯＭ３１からテ
ーブルデータを取出し、固体走査ヘッド１２への発光制
御パルスを停止制御する。制御パルス停止回路４５は、
ＣＰＵ３０から制御信号を受取り、次段の発光−非発光
制御回路３８を制御している。

【００３７】次に、図１の制御部の動作を説明する。ま
ず、外部装置３３から本プリンタに画像データが入力さ
れていない状態の場合、固体走査ヘッド１２は待機状態
となり、ライン同期信号Ｃをカウントしているカウンタ
４０のカウント値にかかわらず、ＣＰＵ３０は制御パル
ス停止回路４５に固体走査ヘッド１２への発光制御パル
スを停止するように指示する。

【００３８】この状態で、外部装置３３からＩ／Ｆ回路
３２を介して印字開始コマンドを受取ると、ＣＰＵ３０
は、給紙ローラ対１９を駆動することにより用紙Ｐを供
給する。用紙先端検知器３９が用紙Ｐの先端を検知する
と、ＣＰＵ３０は、外部装置３３に対して画像データの
伝送を要求する。

【００３９】ＣＰＵ３０は、この時点で発光−非発光制
御回路３８、制御回路４３、および、制御パルス停止回
路４５にそれぞれ指令を与えて、固体走査ヘッド１２へ
の発光制御パルスの停止制御を解除する。

【００４０】ＣＰＵ３０からの伝送要求により、外部装
置３３から、ライン同期信号Ｃに同期して画像データが
入力されると、画像処理回路４１で画像編集および画像
処理作業などが行なれた後、その処理済みの画像データ
は発光−非発光制御回路３８に転送される。

【００４１】このとき、ＣＰＵ３０は、ＲＯＭ３１のテ
ーブルからデータを取出し、そのデータ値によって固体
走査ヘッド１２の発光制御する画素位置を確定し、発光
−非発光制御回路３８内でライン同期信号Ｃ入力後の固
体走査ヘッド１２の駆動パルスを制御しながら、画像デ
ータをラインバッファ３７、前発光歴判定回路３６、次
段のコモン駆動回路３５、チャンネル駆動回路３４へ転
送することにより、画像データの用紙Ｐに対する書込み
位置、すなわち、用紙Ｐの左端書込み基準位置およびエ
リア指定を行なっている。

【００４２】次に、タイミング発生回路４４は、内部で
発生した同期制御された基準クロックを発光−非発光制
御回路３８および制御回路４３にそれぞれ供給する。発
光−非発光制御回路３８は、ＣＰＵ３０の管理下でタイ
ミング発生回路４４から、副走査方向の印字位置制御を
行なう感光体ドラム駆動系モータ（パルスモータ）の励
磁パルスに同期されたタイミングクロックを入力し、画
像処理回路４１から画像処理後の画像データを入力する
ことで、その画像データを重畳した信号に生成し直し、
その重畳信号をチャンネル駆動回路３４およびコモン駆
動回路部３５へ転送する。

【００４３】チャンネル駆動回路３４は、上記重畳信号
からチャンネルパルスを生成し、同様にコモン駆動回路
３５は、上記重畳信号からコモンパルスを生成し、それ
ぞれ固体走査ヘッド１２に供給する。固体走査ヘッド１
２は、供給されるチャンネルパルスとコモンパルスに応
じて各ＥＬ発光素子の発光−非発光制御を行なうことに
より、印字すべき画像データを忠実に再現し、印字を行
なう。

【００４４】このとき、制御回路４３も、ＣＰＵ３０の
管理下でタイミング発生回路４４から、固体走査ヘッド
１２の発光制御パルス、すなわち、チャンネルパルスと
コモンパルスに同期されたタイミングクロックを入力す
ることで、感光体ドラム１０を中心としたプロセス周り
の制御、駆動を行なう信号を生成し、駆動回路４２を介
して副走査手段の駆動系モータ、すなわち、感光体ドラ
ム１０の周速を安定にする。

【００４５】また、制御回路４３は、駆動回路４２を介
して給紙ローラ対１９、現像器１４、クリーナ１８、定
着器１７などの制御も同様に行なうことで、外部装置３
３から入力された印字すべき画像データに基づく固体走
査ヘッド１２の発光−非発光制御による感光体ドラム１
０上の静電潜像の形成を安定して行なうことができ、印
字すべき画像データを忠実に再現し、印字を行なうこと
ができる。

【００４６】また、外部装置３３から伝送されてきた第
ｎライン目の画像データは、Ｉ／Ｆ回路３２、画像処理
回路４１、発光−非発光制御回路３８を通り、ラインバ
ッファ３７へ格納される。その後、引続き外部装置３３
から伝送されてきた第ｎ＋１ライン目の画像データは、
Ｉ／Ｆ回路３２、画像処理回路４１、発光−非発光制御
回路３８を通り、前発光歴判定回路３６へ伝送される。
このとき、ＣＰＵ３０は、ラインバッファ３７から第ｎ
ライン目の画像データを読出し、前発光歴判定回路３６
へ転送する。

【００４７】前発光歴判定回路３６では、第ｎライン目
の画像データと第ｎ＋１ライン目の画像データとを１画
素ごと逐一比較することにより、前発光歴の判定を行な
い、その判定結果に基づきコモン駆動回路３５、チャン
ネル駆動回路３４を制御することで、固体走査ヘッド１
２の発光を制御し、ＥＬ発光素子固有の発光むら、温度
特性、湿度特性、残光などによる印字画像の尾引きや滲
みなどを解消することで、多階調印字が可能となる。

【００４８】図３は、固体走査ヘッド１２の構成を概略
的に示すものである。図において、ガラス基板５０上に
は、導電性金属からなるコモン電極５１が接着されてい
て、このコモン電極５１は前記コモン駆動回路３５から
のコモンパルスによって駆動される。コモン電極５１上
には、複数の端面発光形のＥＬ発光素子５２，…が一定
間隔で直線状に配列されている。ここに、本固体走査ヘ
ッド１２の主走査方向の解像度は、ＥＬ発光素子５２，
…の設置分布によって決定される。本実施例では、たと
えば、１ｍｍ当たり約１２本の素子間隔で構成されてい
るため、解像度は３００ＤＰＩとなっている。

【００４９】ＥＬ発光素子５２，…は、それぞれコモン
電極５１上に蒸着形成された発光体５３、および、この
発光体５３上に接着されたチャンネル電極５４によって
構成されている。ＥＬ発光素子５２，…の各チャンネル
電極５４は、前記チャンネル駆動回路３４からのチャン
ネルパルスによって駆動される。

【００５０】なお、図４は、前記電極の構成を逆にした
場合を示している。すなわち、ＥＬ発光素子５２，…
は、各チャンネル電極５４上に蒸着形成された発光体５
３、および、この発光体５３上に接着されたコモン電極
５１によって構成されている。ＥＬ発光素子５２，…の
各チャンネル電極５４は、同様に前記チャンネル駆動回
路３４からのチャンネルパルスによって駆動される。

【００５１】発光体５３は、たとえば、ＺｎＳ：Ｍｎか
らなる発光層をＹ2 Ｏ3 からなる誘電体層で両側から挟
んでサンドウィッチ構造としてあり、これをコモン電極
５１とチャンネル電極５４とで図示の如く挟み込み、両
電極５１，５４間に高電圧を印加して発光層と誘電体層
に電界を発生させることにより、光エネルギを励起させ
るようになっている。

【００５２】なお、上記発光層としては、高輝度発光の
可能性があるＭｎ、または、希土類元素付加のＺｎＳ、
および、希土類元素付加のアルカリ土類金属硫化物（Ｃ
ａＳ：Ｅｕ，ＳｒＳ：Ｃｅ）などが研究開発されている
が、本実施例ではＺｎＳ：Ｍｎを取り上げた。また、上
記誘電体層としては、高誘電率である絶縁膜、たとえ
ば、ＡＺ2 Ｏ3も考えられるが、本実施例ではＹ2 Ｏ3
を取り上げた。

【００５３】本固体走査ヘッド１２の成膜は、スパッタ
法や真空蒸着などによって均一に製造されるが、一般に
使われているＥＬ発光形ディスプレイと性質および製造
などの手法は同様である。

【００５４】また、ＥＬ発光素子５２，…の各側壁およ
び後壁には、隣接するＥＬ発光素子５２の漏光および外
光などによる干渉を抑制するために、光遮蔽と非導電性
とさせるためのコーティング材５５を施してある。コー
ティング材５５は、上記性質を持っていれば特に材質な
どに制限はない。本実施例では、たとえば、アルマイト
コーティングを施してある。

【００５５】ＥＬ発光素子５２，…からの放射光５６
は、コモン電極５１に対して垂直方向に発光体５３の端
面から発光する光であり、感光体ドラム１０の表面に露
光させる光は、この放射光５６を利用している。放射光
５６の輝度は、発光体５３の発光層や誘電体層の構成材
質、構成比率、および膜厚などによって変化するが、膜
厚が増すだけでも光の伝播モードの数は増えるので、光
出力は増加する傾向を示す。また、使用する感光体ドラ
ム１０の分光感度特性から、固体走査ヘッド１２の発光
波長を合わせるように発光材料を選択し、最適なものを
選ぶことが可能である。

【００５６】なお、放射光５６は、厚さが約１μｍの発
光層から約７０μｍ程度の極めて薄いビーム光が放出さ
れるので集光性に富み、レンズ系へのカップリング効率
も良く、放射光としてはロスが少ないという特徴があ
る。

【００５７】また、本実施例での固体走査ヘッド１２に
用いるＥＬ発光素子５２の発光層に用いる材料は、上述
したようにＺｎＳ：Ｍｎを使用しているため、発光色は
黄橙色で、その分光特性は図５の如く中心波長は５９０
ｎｍで、半値における広がりは７０ｎｍ程度である。な
お、図５の横軸は波長、縦軸は相対感度を示している。

【００５８】図６は、固体走査ヘッド１２の印加電圧、
すなわち、コモン電極５１とチャンネル電極５４との電
位差に対する輝度の特性を示すグラフである。固体走査
ヘッド１２は、基本的には交流形のＥＬ発光形ディスプ
レイと駆動方法が類似しているので、動作電圧として２
００数十Ｖといった高い交流交番電圧を必要とし、両電
極５１，５４間の電位差が所定値以上になると発光、非
発光の動作が行なわれる。

【００５９】図６に示す如く、両電極５１，５４間の電
位差がしきい値電圧（スレッショルド電圧）Ｖｔｈ未満
であるとき、固体走査ヘッド１２は発光しないが、両電
極５１，５４間の電位差がスレッショルド電圧Ｖｔｈよ
りも高くなると、固体走査ヘッド１２は発光を初め、所
定値Ｖｈ（Ｖｈ＞Ｖｔｈ）以上になると、固体走査ヘッ
ド１２は完全飽和発光する。両電極５１，５４間の電位
差がスレッショルド電圧Ｖｔｈ付近であるとき、固体走
査ヘッド１２は微小に発光するが、感光体ドラム１０の
露光レベルには達しないで、この領域は使用しない。

【００６０】図６から、印加電圧−輝度特性曲線は急俊
で、Ｖｈ−Ｖｔｈ＝Ｖｓｉｇ程度であるので、この電圧
Ｖｓｉｇのオン−オフ制御のみで、すなわち、チャンネ
ル電極５４に印加するチャンネルパルスの電圧値Ｖｓｉ
ｇの制御で、容易に固体走査ヘッド１２の発光、非発光
の制御を行なっている。

【００６１】図７は、固体走査ヘッド１２を発光、非発
光制御するためのコモン電極５１に印加するコモンパル
ス、および、チャンネル電極５４に印加するチャンネル
パルスの波形制御条件を示している。

【００６２】図７の如く、両電極５１，５４間の電位差
がスレッショルド電圧Ｖｔｈ未満であるとき、固体走査
ヘッド１２は発光しないが、両電極５１，５４間の電位
差がＶｈ（Ｖｈ＞Ｖｔｈ）以上になると飽和発光する。
両電極５１，５４間の電位差がスレッショルド電圧Ｖｔ
ｈ付近であるとき、固体走査ヘッド１２は微小に発光す
るが、感光体ドラム１０の露光レベルには達しないの
で、この領域は今回使用しない。

【００６３】コモンパルスは、“Ｈ”レベル側の電位を
＋Ｖｈ＞＋Ｖｔｈとし、“Ｌ”レベル側の電位を−ＶＬ
＜−Ｖｔｈとした交流形矩形波を設定する。チャンネル
パルスは、“Ｈ”レベル側の電位を＋Ｖｓｉｇとし、
“Ｌ”レベル側の電位を０Ｖとした矩形波を設定する。

【００６４】図７の如く、コモンパルスの“Ｈ”レベル
電圧に対してチャンネルパルスを“Ｌ”レベル電圧で互
いに位相を合わせることで信号を重畳すると、電位は
「＋Ｖｈ−０」となり、両電極５１，５４間の電位差が
＋Ｖｈとなり、固体走査ヘッド１２は飽和発光する。

【００６５】また、コモンパルスの“Ｌ”レベル電圧に
対してチャンネルパルスを“Ｈ”レベル電圧＋Ｖｓｉｇ
で互いに位相を合わせることで信号を重畳すると、電位
は「−ＶＬ＋Ｖｓｉｇ＞−Ｖｔｈ」となり、固体走査ヘ
ッド１２は飽和発光する。

【００６６】すなわち、図７のように、コモン電極５１
に＋Ｖｈの電位を印加し、チャンネル電極５４に０Ｖの
電位を印加すると、最初の信号電圧の重畳でコモン電極
５１とチャンネル電極５４との間にスレッショルド電圧
Ｖｔｈ以上の電圧がかかるので、発光体５３の発光層や
誘電体層に強電界がかかり、飽和発光する。両電極５
１，５４は絶縁されているため、誘電体層の表面に電荷
が蓄積し、飽和状態後しだいに発光量は減少しはじめ
る。このときの条件を固体走査ヘッド１２の発光パター
ンとする。

【００６７】次に、引き続き前記とは逆に、コモン電極
５１に−ＶＬの電位を印加し、チャンネル電極５４に＋
Ｖｓｉｇの電位を印加して信号電圧の重畳を行なわせる
と、再びコモン電極５１とチャンネル電極５４との間に
スレッショルド電圧Ｖｔｈ以上の電圧がかかるので、発
光体５３の発光層や誘電体層に前記とは逆向きの強電界
がかかり、前記の電荷と重畳して、前回よりも更に強く
発光する。

【００６８】このように、両電極５１，５４の印加電圧
が逆極性になるたびに、固体走査ヘッド１２の発光量を
増加させ、コモンパルスの“Ｈ”レベル電圧と“Ｌ”レ
ベル電圧とを組合わせて１パルスペアとし、それを数パ
ルスペア印加させることによって、固体走査ヘッド１２
の発光量を感光体ドラム１０を飽和レベルまで達成させ
ている。

【００６９】また、図７の如く、コモンパルスの“Ｈ”
レベル電圧＋Ｖｈに対してチャンネルパルスを“Ｈ”レ
ベル電圧＋Ｖｓｉｇで互いに位相を合わせることで信号
を重畳すると、電位は「＋Ｖｈ−Ｖｓｉｇ＜＋Ｖｔｈ」
となり、固体走査ヘッド１２は発光しない状態になる。
コモンパルスの“Ｌ”レベル電圧−ＶＬに対してチャン
ネルパルスを“Ｌ”レベル電圧０Ｖで互いに位相を合わ
せることで信号を重畳すると、電位は「−ＶＬ−０＜−
Ｖｔｈ」となり、固体走査ヘッド１２は発光しない状態
になる。

【００７０】すなわち、コモン電極５１に＋Ｖｈの電位
を印加し、チャンネル電極５４に＋Ｖｓｉｇの電位を印
加すると、最初の信号電圧の重畳でコモン電極５１とチ
ャンネル電極５４との間にスレッショルド電圧Ｖｔｈ未
満の電圧がかかるので、発光体５３の発光層や誘電体層
にかかる電界は、固体走査ヘッド１２を発光させるに充
分でないため、固体走査ヘッド１２は発光しない。

【００７１】また、前記とは逆に、コモン電極５１に−
ＶＬの電位を、チャンネル電極５４に０Ｖの電位を加え
て信号電圧の重畳を行なわせると、再びコモン電極５１
とチャンネル電極５４との間にスレッショルド電圧Ｖｔ
ｈ未満の電圧がかかるので、発光体５３の発光層や誘電
体層にかかる電界は、固体走査ヘッド１２を発光させる
に充分でないため、固体走査ヘッド１２は発光しない。

【００７２】そこで、以上のことをまとめると、コモン
電極５１へは矩形波状の交流電圧を連続して供給した場
合、固体走査ヘッド１２の発光、非発光を制御させるに
は、チャンネル電極５４へのチャンネルパルスの位相を
変えることで容易に行なうことができる。

【００７３】ところで、ここで特に固体走査ヘッド１２
の発光および非発光に寄与するコモンパルスとチャンネ
ルパルスを総称して発光制御パルス（駆動パルス）と呼
称する。

【００７４】図８は、ライン同期信号Ｃと印字する画像
データのタイミングチャートを示している。ＣＰＵ３０
は、あらかじめ用紙Ｐの左端書込み基準位置およびエリ
ア指定のデータをＲＯＭ３１のテーブルから読出すこと
により、図８の如く、ライン同期信号Ｃから用紙Ｐの左
端書込み基準信号発生までの時間ＴB 、ライン同期信号
Ｃから用紙Ｐの右端書込み基準信号発生までの時間ＴE
の算出を行なう。そして、ＣＰＵ３０は、ライン同期信
号（水平同期信号）Ｃの入力後、固体走査ヘッド１２の
発光制御パルスをカウンタ４０でカウントし、そのカウ
ント値と上記算出値ＴB ，ＴE とを比較することによ
り、固体走査ヘッド１２において発光制御する画素位置
を用紙Ｐに対してどの位置から行なうかを確定し、発光
−非発光制御回路３８でライン同期信号Ｃ入力後の固体
走査ヘッド１２の発光制御パルス（駆動パルス）を制御
し、画像データを後段のラインバッファ３７、前発光歴
判定回路３６を介してコモン駆動回路３５、チャンネル
駆動回路３４へそれぞれ転送する。

【００７５】以上によって固体走査ヘッド１２におい
て、用紙Ｐに対する印字領域は第１画素を固体走査ヘッ
ド１２の第１番目のビット、あるいは、あらかじめ規定
されたビットに合わせることが、ＲＯＭ３１のテーブル
データから容易に指定でき、画像印字位置精度の向上を
図ることができる。

【００７６】図９は、コモンパルスとチャンネルパルス
とを１ライン周期当たり７パルスペア連続して印加させ
ることで、固体走査ヘッド１２の端面発光の輝度と時間
の関係と感光体ドラム駆動系モータの励磁パルスとの関
係を表したものである。図９において、（ａ）は固体走
査ヘッド１２の発光による輝度−時間特性を示し、最終
ラインの任意の１ドットの発光パターンを表しており、
（ｂ）（ｃ）（ｄ）はそのときのコモンパルス、チャン
ネルパルス、モータ励磁パルスの関係を示している。

【００７７】実際のプリンタでは、２８個の発光制御パ
ルス、すなわち、正、負パルスを１ペアとして表現する
と、１４パルスペアで固体走査ヘッド１２の発光制御を
行なっているが、本実施例では、説明上、１ライン周期
当たり１４個の発光制御パルス、すなわち、正、負パル
スを１ペアとして表現すると７パルスペアで固体走査ヘ
ッド１２の発光制御を行なっている。

【００７８】最初の１パルスペア、あるいは少なくとも
数パルスペアで固体走査ヘッド１２の輝度を飛躍的に立
ち上げ、その後の残りの発光制御パルスで感光体ドラム
１０の飽和レベルを維持しながら、３パルスペア以降の
発光制御パルスで固体走査ヘッド１２の安定化を図った
駆動方式を行なっている。

【００７９】モータ励磁パルスは、１ライン周期ごとに
発生し、副走査手段の感光体ドラム駆動系モータの動作
を行なっている。本実施例では、１ライン印字した後、
用紙送りを行ない、また、発光制御パルスも、７個のパ
ルスペアを１ルーチンとして、感光体ドラム駆動系モー
タの励磁パルスに同期を掛けている。

【００８０】次に、固体走査ヘッド１２を用いた面積、
濃度階調を行なうための説明を行なう。図９から、最初
の１パルスペア、あるいは少なくとも数パルスペアで固
体走査ヘッド１２の輝度を急俊に立ち上げ、その後の残
りの数パルスペアから数十パルスペアで輝度の飽和レベ
ルの安定化を図り、この残りの発光制御パルスの数を制
御することにより面積、濃度階調を行なう。

【００８１】たとえば、図９の如く、固体走査ヘッド１
２の発光制御パルスと感光体ドラム駆動系モータの励磁
パルスとを同期制御させ、安定領域の発光制御パルスペ
アの数を３パルスペアとすると、輝度−時間特性曲線の
飽和領域（すなわち、図９（ａ）では一点鎖線で示した
飽和レベル）に達している範囲は感光体ドラム１０の露
光量となり、ちょうど３パルスペアの発光制御パルスの
数に比例した濃度で用紙Ｐに印字される。

【００８２】ここで、たとえば、安定領域の発光制御パ
ルスの数を２パルスペアとすると、輝度−時間特性曲線
の飽和領域に達している範囲は前記の３パルスペアに比
べて狭くなり、感光体ドラム１０の露光量は２パルスペ
アの発光制御パルスの数に比例した濃度で用紙Ｐに印字
され、前記の３パルスペアよりもパルスペアに比例して
濃度が薄くなる。

【００８３】また、輝度−時間特性曲線が降下して安定
している領域は、コモンパルスとチャンネルパルスとの
位相パターンが前記発光時とは異なる非発光の位相パタ
ーンを発生すると、固体走査ヘッド１２は全く発光せ
ず、勿論そのとき感光体ドラム１０は露光されない。

【００８４】このように、発光制御パルスの数を増減す
ることにより、感光体ドラム１０の露光面積を制御する
ことができ、面積、濃度階調を行なうことができる。本
実施例では、発光制御パルスを１４パルスペアとしてい
るので、最高８階調の中間調を表現できる。さらに、発
展した応用例として、１ライン周期内の発光制御パルス
の設定数を変えることにより、１２階調、あるいは１６
階調など、様々な階調数を実現できる。

【００８５】以上によって、固体走査ヘッド１２の発光
制御パルスと副走査手段の感光体ドラム駆動系モータの
励磁パルスとを同期制御させることにより、印字画像の
ドット間隔は副走査方向に対して規則的に改善でき、従
来以上の画質向上を果たすことができる。

【００８６】なお、この方法は、ＥＬ発光素子を用いた
固体走査ヘッドばかりでなく、蛍光体アレイ、ＬＥＤア
レイなどを用いた固体走査ヘッドを搭載したプリンタに
おいても応用できる技術である。

【００８７】次に、図９の如く用紙Ｐへの印字領域を完
了すると、既にライン同期信号Ｃをカウンタ４０でカウ
ントしており、カウンタ４０の出力値によって、ＣＰＵ
３０は、ＲＯＭ３１からテーブルデータを取出し、固体
走査ヘッド１２の発光制御パルスを停止制御するため、
制御パルス停止回路４５に発光制御パルスを停止するよ
うに指示する。そして、図９の如くコモンパルス、チャ
ンネルパルスは発生しなくなり、非印字領域を確立す
る。

【００８８】以上により、マトリクス駆動方式を利用し
た、コモンパルスとチャンネルパルスとの位相制御によ
ってＥＬ発光素子の発光、非発光制御を行なっていた固
体走査ヘッド１２において、従来、発光制御パルスは印
字領域、非印字領域にかかわらず、プリンタの電源をオ
ンすれば、固体走査ヘッドを常に駆動していたために、
電源の消費電力は膨大なものだったが、本発明による方
式により、用紙Ｐへの印字領域以外では固体走査ヘッド
１２への発光制御パルス、すなわち、コモンパルスおよ
びチャンネルパルスを停止する制御を行なうことによ
り、固体走査ヘッド１２の寿命は延び、電源の負担は従
来に比べて格段に低下し、消費電力は削減した。また、
小容量の電源を搭載することで、プリンタ全体の大きさ
も小型、軽量を達成できた。

【００８９】図１０は、コモンパルスとチャンネルパル
スとを１ライン周期当たり７パルスペア連続して印加さ
せることで、固体走査ヘッド１２の端面発光の輝度と時
間との関係を表したものである。図１０において、
（ａ）は固体走査ヘッド１２の発光による輝度−時間特
性、（ｂ）（ｃ）はそのときのコモンパルス、チャンネ
ルパルスの関係を示している。

【００９０】ＥＬ発光素子５２の発光条件は、コモンパ
ルスが＋Ｖｔｈよりも大の電圧パルスが印加されたとき
にチャンネルパルスが０Ｖとなり、両者の位相が合った
ときに発光する。また、コモンパルスが−Ｖｔｈよりも
小の電圧パルスが印加されたときにチャンネルパルスが
＋Ｖｓｉｇのパルスが発生し、両者の位相が合ったとき
に発光する。これを１パルスペアの発光条件とすると、
この過程を複数回繰り返すことによって徐々にＥＬ発光
素子５２の発光強度を増す。

【００９１】一方、ＥＬ発光素子５２の発光しない条件
は、コモンパルスが＋Ｖｔｈよりも大の電圧パルスが印
加されたときにチャンネルパルスが＋Ｖｓｉｇのパルス
が発生し、両者の位相が合ったときに発光しない。ま
た、コモンパルスが−Ｖｔｈよりも小の電圧パルスが印
加されたときにチャンネルパルスが０Ｖの電圧が発生
し、両者の位相が合ったときに発光しない。これを１パ
ルスペアの発光しない条件とする。

【００９２】図１０は、連続する第ｎライン目と第ｎ＋
１ライン目の任意の１ドットの発光パターンを示したも
ので、第ｎライン目の任意の１ドットに５パルスペアの
画像信号を与えたときの残光の特性波形を表している。
２パルスペアで固体走査ヘッド１２の発光の立ち上がり
を示し、次の３パルスペア（斜線部分）で感光体ドラム
１０の露光量を示し、残りの２パルスペアの領域が残光
の範囲を示す。

【００９３】次に、次ラインの第ｎ＋１ライン目の前記
と同じドットに前記と同じ５パルスペアの画像信号を与
えたところ、前ライン（第ｎライン目）の残光の影響に
より最初の１パルスペアで感光体ドラム１０を露光して
しまい、図１０の如く前記と同じ５パルスペアの画像信
号を与えたにもかかわらず、斜線部分の感光体ドラム１
０の露光量が増加するという不具合が発生する。そこ
で、その対策としての本発明に係るいくつかの技術につ
いて以下に説明する。まず、ＥＬ発光素子５２の前発光
歴に応じて発光制御パルスを間引き制御する実施例につ
いて説明する。

【００９４】図１１は、連続する第ｎライン目と第ｎ＋
１ライン目の任意の１ドットの発光パターンを示したも
ので、第ｎライン目の任意の１ドットに５パルスペアの
画像信号を与えたときの残光の特性波形を表している。
なお、（ａ）は発光パターンを示し、（ｂ）（ｃ）はそ
のときのコモンパルス、チャンネルパルスの関係を示し
ている。

【００９５】図１１において、まず２パルスペアで固体
走査ヘッド１２の発光の立ち上がりを示し、次の３パル
スペア（斜線部分）で感光体ドラム１０の露光量を示
し、残りの２パルスペアの領域が残光の範囲を示す。こ
こまでは図１０と同じである。

【００９６】次に、次ラインの第ｎ＋１ライン目の第ｎ
ライン目と同じドットに対して、前発光歴に応じて発光
制御パルスを間引き制御するものである。すなわち、前
ラインの残光によって最初の１パルスペアで感光体ドラ
ム１０を露光させるに充分な光量となるため、２パルス
ペアの間、固体走査ヘッド１２を発光させ、次の１パル
スペアと半パルスを加えた時間の間、固体走査ヘッド１
２を消灯させ、次の２パルスペアと半パルスを加えた時
間の間、固体走査ヘッド１２を発光させ、前ライン（第
ｎライン目）と同じ露光量となるように制御することに
より、印字画像の尾引きや滲みを削減でき、常に安定し
た中間調印字を確立することができる。

【００９７】図１によれば、第ｎライン目の画像データ
は、まずラインバッファ３７に格納され、次の第ｎ＋１
ライン目の画像データが伝送されてくると、ラインバッ
ファ３７からは第ｎライン目の画像データが出力され、
前発光歴判定回路３６へ転送される。このとき、第ｎ＋
１ライン目の画像データも、第ｎライン目の画像データ
の転送と同期して前発光歴判定回路３６へ転送される。
前発光歴判定回路３６は、上記２種類のラインの両画像
データを比較し、その比較結果に応じて発光制御パルス
を間引き制御し、コモン駆動回路３５、チャンネル駆動
回路３４へ送ることにより、固体走査ヘッド１２の発光
量を制御する。

【００９８】次に、ＥＬ発光素子５２の前発光歴に応じ
て固体走査ヘッド１２の印字を司る印加電圧、すなわ
ち、コモンパルスの電圧値を制御する実施例について説
明する。

【００９９】図１２は、連続する第ｎライン目と第ｎ＋
１ライン目の任意の１ドットの発光パターンを示したも
ので、第ｎライン目の任意の１ドットに５パルスペアの
画像信号を与えたときの残光の特性波形を表している。
なお、（ａ）は発光パターンを示し、（ｂ）（ｃ）はそ
のときのコモンパルス、チャンネルパルスの関係を示し
ている。

【０１００】図１２において、まず２パルスペアで固体
走査ヘッド１２の発光の立ち上がりを示し、次の３パル
スペア（斜線部分）で感光体ドラム１０の露光量を示
し、残りの２パルスペアの領域が残光の範囲を示す。こ
こまでは図１０と同じである。

【０１０１】コモンパルスの正側のパルスは＋ＶH ＞＋
Ｖｔｈで、チャンネルパルスは０Ｖで位相を合わせてあ
るため、固体走査ヘッド１２は発光する。また、コモン
パルスの負側のパルスは−ＶH ＞−Ｖｔｈで、チャンネ
ルパルスは＋Ｖｓｉｇで位相を合わせてあるため、固体
走査ヘッド１２は発光する。

【０１０２】次に、次ラインの第ｎ＋１ライン目の第ｎ
ライン目と同じドットに対して、前発光歴に応じて固体
走査ヘッド１２のコモンパルスの電圧値を制御するもの
である。すなわち、前ラインの残光によって最初の１パ
ルスペアで感光体ドラム１０を露光させるに充分な光量
となるため、５パルスペアの間、固体走査ヘッド１２を
発光させ、最後の１パルスペアの間、固体走査ヘッド１
２のコモンパルスの正側電圧を＋ＶL ＜＋ＶH の如く低
下させ、負側電圧を−ＶL ＜−ＶH の如く低下すること
で消灯させ、前ライン（第ｎライン目）と同じ露光量と
なるように制御することにより、印字画像の尾引きや滲
みを削減でき、常に安定した中間調印字を確立すること
ができる。

【０１０３】図１によれば、第ｎライン目の画像データ
は、まずラインバッファ３７に格納され、次の第ｎ＋１
ライン目の画像データが伝送されてくると、ラインバッ
ファ３７からは第ｎライン目の画像データが出力され、
前発光歴判定回路３６へ転送される。このとき、第ｎ＋
１ライン目の画像データも、第ｎライン目の画像データ
の転送と同期して前発光歴判定回路３６へ転送される。
前発光歴判定回路３６は、上記２種類のラインの両画像
データを比較し、その比較結果に応じてコモン駆動回路
３５、チャンネル駆動回路３４を制御することにより、
固体走査ヘッド１２へのコモンパルスの電圧値を制御
し、固体走査ヘッド１２の発光量を制御する。次に、Ｅ
Ｌ発光素子５２の前発光歴に応じて固体走査ヘッド１２
への発光制御パルスのパルス幅を制御する実施例につい
て説明する。

【０１０４】図１３は、連続する第ｎライン目と第ｎ＋
１ライン目の任意の１ドットの発光パターンを示したも
ので、第ｎライン目の任意の１ドットに５パルスペアの
画像信号を与えたときの残光の特性波形を表している。
なお、（ａ）は発光パターンを示し、（ｂ）（ｃ）はそ
のときのコモンパルス、チャンネルパルスの関係を示し
ている。

【０１０５】図１３において、まず２パルスペアで固体
走査ヘッド１２の発光の立ち上がりを示し、次の３パル
スペア（斜線部分）で感光体ドラム１０の露光量を示
し、残りの２パルスペアの領域が残光の範囲を示す。こ
こまでは図１０と同じである。

【０１０６】コモンパルスの正側のパルスは＋ＶH ＞＋
Ｖｔｈで、チャンネルパルスは０Ｖで位相を合わせてあ
るため、固体走査ヘッド１２は発光する。また、コモン
パルスの負側のパルスは−ＶH ＞−Ｖｔｈで、チャンネ
ルパルスは＋Ｖｓｉｇで位相を合わせてあるため、固体
走査ヘッド１２は発光する。

【０１０７】次に、次ラインの第ｎ＋１ライン目の第ｎ
ライン目と同じドットに対して、前発光歴に応じて固体
走査ヘッド１２のコモンパルスのパルス幅を制御するも
のである。すなわち、前ラインの残光によって最初の１
パルスペアで感光体ドラム１０を露光させるに充分な光
量となるため、５パルスペアの間、固体走査ヘッド１２
を発光させ、最後の１パルスペアの間、固体走査ヘッド
１２のコモンパルスの正側電圧をＴHMAX＞ＴHMINの如く
パルス幅を低下させ、負側電圧をＴLMAX＞ＴLMINの如く
パルス幅を低下することで消灯させ、前ライン（第ｎラ
イン目）と同じ露光量となるように制御することによ
り、印字画像の尾引きや滲みを削減でき、常に安定した
中間調印字を確立することができる。

【０１０８】図１によれば、第ｎライン目の画像データ
は、まずラインバッファ３７に格納され、次の第ｎ＋１
ライン目の画像データが伝送されてくると、ラインバッ
ファ３７からは第ｎライン目の画像データが出力され、
前発光歴判定回路３６へ転送される。このとき、第ｎ＋
１ライン目の画像データも、第ｎライン目の画像データ
の転送と同期して前発光歴判定回路３６へ転送される。
前発光歴判定回路３６は、上記２種類のラインの両画像
データを比較し、その比較結果に応じてコモン駆動回路
３５、チャンネル駆動回路３４を制御することにより、
固体走査ヘッド１２へのコモンパルスのパルス幅を制御
し、固体走査ヘッド１２の発光量を制御する。

【０１０９】以上により、固体走査ヘッド１２を利用し
たプリンタの中間調印字に必要とされる固体走査ヘッド
１２の制御例を説明した。さらに、固体走査ヘッド１２
による中間調印字の制御と濃度の因果関係について詳細
に説明する。

【０１１０】図１４は、１パルスペアごとに増加した場
合の発光パルスペア数−濃度特性を示す。横軸はコモン
パルスのうち正パルスと負パルスとを１組として発光パ
ルスペア数を１から１４まで増加していった場合の各発
光パルスペア数を示し、縦軸はその発光パルスペア数で
プリンタを動作させて用紙に印字させた画像の濃度を濃
度計で測定した濃度値を示している。また、図１５は、
そのときの発光パルスペア数が画像処理回路４１から出
力されるデータと、そのときのＥＬ発光素子の発光パタ
ーンをグラフにて表現したものである。すなわち、たと
えば、データ「０００１Ｈ」が画像処理回路４１へ入力
され、コモン駆動回路３５、チャンネル駆動回路３４か
ら発生される１４個からなる発光制御パルスペアのう
ち、位相のあった１パルスペアの発光パルスを斜線で表
現し、位相の異なる残りの１３パルスペアの非発光パル
スを白枠で表現した。２パルスペアから１４パルスペア
までも前記と同様に説明できる。

【０１１１】図１４、図１５から、固体走査ヘッド１２
に与える発光のための発光制御パルスペア数を１パルス
ペアずつ増加させると、４パルスペアで急激に濃度が増
加し、印字された画像はほぼ黒色に飽和してしまい、そ
の後、発光パルスペア数を増加方向に変化しても、印字
画像には顕著な濃度変化はみられなかった。この現象
は、使用されている感光体ドラム１０の感度特性により
発生するため、このように無制御の状態で固体走査ヘッ
ド１２を露光光源として使用した場合、中間調印字は困
難である。

【０１１２】そこで、本実施例では、図１１の如く発光
制御パルスに間引き制御を施して固体走査ヘッド１２へ
印加することにより中間調印字を実現させている。ま
た、同様にして、図１２の如く発光制御パルスに与える
電圧の値を変化させて固体走査ヘッド１２へ印加するこ
とでも中間調印字を実現させている。さらに、同様にし
て、図１３の如く発光制御パルスに与える電圧の幅を変
化させて固体走査ヘッド１２へ印加することでも中間調
印字を実現させている。

【０１１３】ここで、上述した中間調印字を実現する中
で、図１１の如く発光制御パルスに間引き制御を施して
固体走査ヘッド１２へ印加することにより中間調印字を
実現した例を説明する。

【０１１４】図１６は、固体走査ヘッド１２に印加した
発光制御パルスを間引き制御した場合の間引き発光パタ
ーン−濃度特性を示す。横軸はコモンパルスのうち正パ
ルスと負パルスとを１組として発光パルスペア数を１か
ら１４までの中で下記の如く組合わせて増加していった
場合の各間引き発光パターンＡ〜Ｎを示し、縦軸はその
発光パターンでプリンタを動作させて用紙に印字させた
画像の濃度を濃度計で測定した濃度値を示している。ま
た、図１７は、そのときの間引き発光パターンが画像処
理回路４１から出力されるデータと、そのときのＥＬ発
光素子の発光パターンをグラフにて表現したものであ
る。

【０１１５】間引き発光パターンＡは、画像処理回路４
１へデータとして「０００１Ｈ」を与えることにより最
低濃度を保証している。次の間引き発光パターンＢは、
画像処理回路４１へデータとして「０００５Ｈ」の如
く、図１７のように発光−非発光−発光のような１回中
休みの発光パターンを与えることにより、ＥＬ発光素子
の急激な光量の増加を抑止する効果がある。

【０１１６】間引き発光パターンＣは、画像処理回路４
１へデータとして「００１２Ｈ」の如く、図１７のよう
に発光−非発光−非発光−発光のような２回中休みの発
光パターンを与えることにより、ＥＬ発光素子の急激な
光量の増加を抑止する効果がある。

【０１１７】間引き発光パターンＤは、画像処理回路４
１へデータとして「００４４Ｈ」の如く、図１７のよう
に発光−非発光−非発光−非発光−発光のような３回中
休みの発光パターンを与えることにより、ＥＬ発光素子
の急激な光量の増加を抑止する効果と、光量の不足を補
う効果と、図１４のように発光パターンによる急激な濃
度変化がなくなり、図１６の如く発光パターンに対して
直線的な濃度変化を維持できる。

【０１１８】間引き発光パターンＥは、画像処理回路４
１へデータとして「０００ＣＨ」の如く、図１７のよう
に発光−発光−非発光のような連続２回の発光パターン
を与え、残りの発光制御パルスを非発光とすることによ
り、ＥＬ発光素子の急激な光量の増加を抑止する効果
と、光量の不足を補う効果と、図１４のように発光パタ
ーンに対する急激な濃度変化がなくなり、図１６の如く
発光パターンに対して直線的な濃度変化を実現できる。

【０１１９】間引き発光パターンＦは、画像処理回路４
１へデータとして「００９１Ｈ」の如く、図１７のよう
に発光−３回非発光−発光−２回非発光−発光のような
発光パターンを与え、残りの発光制御パルスは非発光を
繰り返すことにより、ＥＬ発光素子の急激な光量の増加
を抑止する効果と、光量の不足を補う効果と、図１４の
ように画像濃度として非常に再現しにくい発光パターン
に対して急激な濃度変化がなくなり、図１６の如く発光
パターンに対して直線的な濃度変化を実現できる。

【０１２０】間引き発光パターンＧは、画像処理回路４
１へデータとして「００１ＣＨ」の如く、図１７のよう
に３回連続発光のような発光パターンを与え、残りの発
光制御パルスは非発光を繰り返すことにより、ＥＬ発光
素子の急激な光量の増加を抑止する効果と、光量の不足
を補う効果と、図１４のように画像濃度として非常に再
現しにくい発光パターンに対して急激な濃度変化がなく
なり、図１６の如く発光パターンに対して直線的な濃度
変化を実現できる。

【０１２１】間引き発光パターンＨは、画像処理回路４
１へデータとして「００１９Ｈ」の如く、図１７のよう
に１回発光−２回連続非発光−２回連続発光のような発
光パターンを与え、残りの発光制御パルスは非発光を繰
り返すことにより、ＥＬ発光素子の急激な光量の増加を
抑止する効果と、光量の不足を補う効果と、図１４のよ
うに画像濃度として非常に再現しにくい発光パターンに
対して急激な濃度変化がなくなり、図１６の如く発光パ
ターンに対して直線的な濃度変化を実現できる。

【０１２２】間引き発光パターンＩは、画像処理回路４
１へデータとして「００１ＡＨ」の如く、図１７のよう
に１回発光−１回非発光−２回連続発光のような発光パ
ターンを与え、残りの発光制御パルスは非発光を繰り返
すことにより、ＥＬ発光素子の急激な光量の増加を抑止
する効果と、光量の不足を補う効果と、図１４のように
画像濃度として非常に再現しにくい発光パターンに対し
て急激な濃度変化がなくなり、図１６の如く発光パター
ンに対して直線的な濃度変化を実現できる。

【０１２３】間引き発光パターンＪは、画像処理回路４
１へデータとして「００１７Ｈ」の如く、図１７のよう
に３回連続発光−１回非発光−１回発光のような発光パ
ターンを与え、残りの発光制御パルスは非発光を繰り返
すことにより、ＥＬ発光素子の急激な光量の増加を抑止
する効果と、光量の不足を補う効果と、図１４のように
画像濃度として非常に再現しにくい発光パターンに対し
て急激な濃度変化がなくなり、図１６の如く発光パター
ンに対して直線的な濃度変化を実現できる。

【０１２４】間引き発光パターンＫは、画像処理回路４
１へデータとして「００３ＦＨ」の如く、図１７のよう
に６回連続発光のような発光パターンを与え、残りの発
光制御パルスは非発光を繰り返すことにより、ＥＬ発光
素子の急激な光量の増加を抑止する効果と、光量の不足
を補う効果と、図１４のように画像濃度として非常に再
現しにくい発光パターンに対して急激な濃度変化がなく
なり、図１６の如く発光パターンに対して直線的な濃度
変化を実現できる。

【０１２５】間引き発光パターンＬは、画像処理回路４
１へデータとして「０１７ＦＨ」の如く、図１７のよう
に７回連続発光−１回非発光−１回発光のような発光パ
ターンを与え、残りの発光制御パルスは非発光を繰り返
すことにより、ＥＬ発光素子の急激な光量の増加を抑止
する効果と、光量の不足を補う効果と、図１４のように
画像濃度として非常に再現しにくい発光パターンに対し
て急激な濃度変化がなくなり、図１６の如く発光パター
ンに対して直線的な濃度変化を実現できる。

【０１２６】間引き発光パターンＭは、画像処理回路４
１へデータとして「１ＢＦＦＨ」の如く、図１７のよう
に１０回連続発光−１回非発光−２回発光のような発光
パターンを与え、残りの発光制御パルスは非発光を繰り
返すことにより、ＥＬ発光素子の急激な光量の増加を抑
止する効果と、光量の不足を補う効果と、図１４のよう
に画像濃度として非常に再現しにくい発光パターンに対
して急激な濃度変化がなくなり、図１６の如く発光パタ
ーンに対して直線的な濃度変化を実現できる。

【０１２７】間引き発光パターンＮは、画像処理回路４
１へデータとして「３ＦＦＦＨ」の如く、図１７のよう
に１４回連続発光のような発光パターンを与え、残りの
発光制御パルスは非発光を繰り返すことにより、ＥＬ発
光素子の急激な光量の増加を抑止する効果と、光量の不
足を補う効果と、図１４のように画像濃度として非常に
再現しにくい発光パターンに対して急激な濃度変化がな
くなり、図１６の如く発光パターンに対して直線的な濃
度変化を実現できる。

【０１２８】以上のように、図１７の如く発光パターン
Ｂ，Ｃ，Ｄや発光パターンＨ，Ｉなどを初めとして、規
則的な発光パターンのみで組合わせたり、あるいは、発
光パターンＥ、Ｇ，Ｋなどを初めとして、不規則な発光
パターンと上記の規則的な発光パターンとを組合わせる
ことによって、図１４のように画像濃度として非常に再
現しにくい発光パターンに対しても、前述の如く方式を
とれば、感光体ドラム１０の感度特性の違いやプリンタ
の耐環境性にも対応でき、図１６の如く固体走査ヘッド
１２に印加する発光制御パルスに対して濃度特性は直線
的に変化させる制御方法を確立することができる。

【０１２９】以上説明したように上記実施例によれば、
注目画素の発光を行なうときに該当するＥＬ発光素子に
前発光歴があった場合、その前発光歴に応じて発光制御
パルスの間引き制御、あるいは、発光制御パルスの電圧
値を可変制御、あるいは、発光制御パルスのパルス幅を
可変制御して、その前発光歴のあったＥＬ発光素子の発
光量が前回と同じ発光量となるようにすることにより、
ＥＬ発光素子の残光による印字画像の尾引きや滲みを解
消でき、常に安定した幅広い階調数（中間調印字）を表
現できる。

【０１３０】また、固体走査ヘッドの発光制御パルスと
副走査手段としての感光体ドラム駆動系モータの励磁パ
ルスとを同期制御させることで、印字画像のドット間隔
は副走査手段に対して規則的になり、従来以上の中間調
印字の画質向上が図れる。

【０１３１】また、固体走査ヘッドにおいて、用紙に対
する印字領域の第１画素を固体走査ヘッドの第１番目の
ビットに合わせるのを、ライン同期信号入力後の発光制
御パルスをカウントし、そのカウント値の結果を参照す
ることにより、メモリのテーブルからデータを取出し、
そのデータを基に用紙に対する左端書込み基準位置およ
びエリア指定を行なうので、その指定が正確、かつ簡単
な方法で行なうことができる。したがって、従来以上の
中間調印字の画質向上が図れる。

【０１３２】また、前述したような発光制御パルスの制
御によって、固体走査ヘッドの発光量は常温からの温度
上昇に対してその変化は約５％で、非常に安定させるこ
とができ、これまで以上の中間調印字画像を再現するこ
とができる。

【０１３３】さらに、用紙に対して印字動作を行なって
いる印字領域以外、すなわち、非印字領域で固体走査ヘ
ッドへの発光制御パルスの印加を停止制御することによ
り、電源の消費電力の容量を低減でき、装置全体の小形
化が可能となる。また、固体走査ヘッドを構成している
ＥＬ発光素子に対して連続発光による劣化を防止でき、
ＥＬ発光素子の寿命を延ばすことができる。なお、本発
明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能なことは言
うまでもないことである。

【０１３４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、た
とえば、電子写真式プリンタに適用した場合、印字画像
の尾引きや滲みを解消して、常に安定した幅広い中間調
印字が可能となる固体走査ヘッドの駆動装置および画像
形成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る電子写真式プリンタの制
御部を示すブロック図。

【図２】電子写真式プリンタの概略構成図。

【図３】固体走査ヘッドの構成を概略的に示す斜視図。

【図４】固体走査ヘッドの構成の変形例を概略的に示す
斜視図。

【図５】固体走査ヘッドに用いるＥＬ発光素子の発光層
の分光特性図。

【図６】固体走査ヘッドの印加電圧に対する輝度の特性
を示すグラフ。

【図７】固体走査ヘッドに印加するコモンパルスおよび
チャンネルパルスの波形制御条件を説明する図。

【図８】ライン同期信号と印字する画像データのタイミ
ングチャートを示す図。

【図９】固体走査ヘッドの端面発光の輝度と時間の関係
と感光体ドラム駆動系モータの励磁パルスとの関係を示
す図。

【図１０】固体走査ヘッドの端面発光の輝度と時間との
関係を示す図。

【図１１】前発光歴に応じて発光制御パルスを間引き制
御する実施例において連続する第ｎライン目と第ｎ＋１
ライン目の任意の１ドットの発光パターンを示す図。

【図１２】前発光歴に応じて発光制御パルスの電圧値を
制御する実施例において連続する第ｎライン目と第ｎ＋
１ライン目の任意の１ドットの発光パターンを示す図。

【図１３】前発光歴に応じて発光制御パルスのパルス幅
を制御する実施例において連続する第ｎライン目と第ｎ
＋１ライン目の任意の１ドットの発光パターンを示す
図。

【図１４】発光パルスペア数と印字画像濃度との関係を
示す特性図。

【図１５】発光パルスペア数に対応するデータとそのと
きの発光パターンを示す図。

【図１６】間引き発光パターンと印字画像濃度との関係
を示す特性図。

【図１７】間引き発光パターンに対応するデータとその
ときの発光パターンを示す図。

【符号の説明】

１０…感光体ドラム（像担持体）、１１…帯電用帯電
器、１２…固体走査ヘッド、１３…光学手段、１４…現
像器、１５…転写用帯電器、１７…定着器、１９…給紙
ローラ、２０…給紙カセット、３０…ＣＰＵ、３１…Ｒ
ＯＭ、３３…外部装置、３４…チャンネル駆動回路、３
５…コモン駆動回路、３６…前発光歴判定回路、３８…
発光−非発光制御回路、４１…画像処理回路、４４…タ
イミング発生回路、４５…制御パルス停止回路、５０…
ガラス基板、５１…コモン電極、５２…ＥＬ発光素子、
５３…発光体、５４…チャンネル電極。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エレクトロ・ルミネッセンス現象を利用
   して端面から発光動作を行なう発光素子を、移動する被
   露光面の移動方向と直交する方向に複数個直線状に配列
   してなり、これら各発光素子を選択的に発光させること
   により前記被露光面を走査露光する固体走査ヘッドにお
   いて、 前記各発光素子に対して位相制御された駆動パルスを印
   加することにより前記各発光素子を選択的に発光させる
   駆動手段と、 注目発光素子の発光を行なうとき、その発光素子に前発
   光歴があるか否かを判定する前発光歴判定手段と、 この前発光歴判定手段で前発光歴があったことが判定さ
   れると、その前発光歴のあった発光素子の発光量が前回
   と同じ発光量となるよう前記駆動パルスにフィードバッ
   ク制御を行なう制御手段とを具備したことを特徴とする
   固体走査ヘッドの駆動装置。
2. 【請求項２】 エレクトロ・ルミネッセンス現象を利用
   して端面から発光動作を行なう発光素子を、移動する被
   露光面の移動方向と直交する方向に複数個直線状に配列
   してなり、これら各発光素子を選択的に発光させること
   により前記被露光面を走査露光する固体走査ヘッドにお
   いて、 前記各発光素子に対して位相制御された駆動パルスを印
   加することにより前記各発光素子を選択的に発光させる
   駆動手段と、 注目発光素子の発光を行なうとき、その発光素子に前発
   光歴があるか否かを判定する前発光歴判定手段と、 この前発光歴判定手段で前発光歴があったことが判定さ
   れると、その前発光歴のあった発光素子の発光量が前回
   と同じ発光量となるよう前記駆動パルスを間引き制御す
   る制御手段とを具備したことを特徴とする固体走査ヘッ
   ドの駆動装置。
3. 【請求項３】 エレクトロ・ルミネッセンス現象を利用
   して端面から発光動作を行なう発光素子を、移動する被
   露光面の移動方向と直交する方向に複数個直線状に配列
   してなり、これら各発光素子を選択的に発光させること
   により前記被露光面を走査露光する固体走査ヘッドにお
   いて、 前記各発光素子に対して位相制御された駆動パルスを印
   加することにより前記各発光素子を選択的に発光させる
   駆動手段と、 注目発光素子の発光を行なうとき、その発光素子に前発
   光歴があるか否かを判定する前発光歴判定手段と、 この前発光歴判定手段で前発光歴があったことが判定さ
   れると、その前発光歴のあった発光素子の発光量が前回
   と同じ発光量となるよう前記駆動パルスの電圧値を制御
   する制御手段とを具備したことを特徴とする固体走査ヘ
   ッドの駆動装置。
4. 【請求項４】 エレクトロ・ルミネッセンス現象を利用
   して端面から発光動作を行なう発光素子を、移動する被
   露光面の移動方向と直交する方向に複数個直線状に配列
   してなり、これら各発光素子を選択的に発光させること
   により前記被露光面を走査露光する固体走査ヘッドにお
   いて、 前記各発光素子に対して位相制御された駆動パルスを印
   加することにより前記各発光素子を選択的に発光させる
   駆動手段と、 注目発光素子の発光を行なうとき、その発光素子に前発
   光歴があるか否かを判定する前発光歴判定手段と、 この前発光歴判定手段で前発光歴があったことが判定さ
   れると、その前発光歴のあった発光素子の発光量が前回
   と同じ発光量となるよう前記駆動パルスのパルス幅を制
   御する制御手段とを具備したことを特徴とする固体走査
   ヘッドの駆動装置。
5. 【請求項５】 エレクトロ・ルミネッセンス現象を利用
   して端面から発光動作を行なう発光素子を複数個直線状
   に配列してなり、これら各発光素子を選択的に発光させ
   る固体走査ヘッドと、 この固体走査ヘッドの前記各発光素子に対して位相制御
   された駆動パルスを印加することにより前記各発光素子
   を選択的に発光させる駆動手段と、 注目発光素子の発光を行なうとき、その発光素子に前発
   光歴があるか否かを判定する前発光歴判定手段と、 この前発光歴判定手段で前発光歴があったことが判定さ
   れると、その前発光歴のあった発光素子の発光量が前回
   と同じ発光量となるよう前記駆動パルスにフィードバッ
   ク制御をかける制御手段と、 前記固体走査ヘッドの各発光素子の配列方向と直交する
   方向に移動する像担持体上に前記固体走査ヘッドによっ
   て走査露光されることにより画像を形成する画像形成手
   段とを具備したことを特徴とする画像形成装置。