JPH0640068A - 集積薄膜トランジスタ電子写真書き込みヘッド - Google Patents
集積薄膜トランジスタ電子写真書き込みヘッドInfo
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- JPH0640068A JPH0640068A JP5076804A JP7680493A JPH0640068A JP H0640068 A JPH0640068 A JP H0640068A JP 5076804 A JP5076804 A JP 5076804A JP 7680493 A JP7680493 A JP 7680493A JP H0640068 A JPH0640068 A JP H0640068A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- buffer
- shift register
- data
- segment
- film transistor
- Prior art date
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K15/00—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers
- G06K15/02—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers
- G06K15/14—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers by electrographic printing, e.g. xerography; by magnetographic printing
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 媒体上に記録するための薄膜トランジスタ高
電圧電子写真書き込みヘッドに関し、入力パッドの数を
減少させるとともに機能性を増加させる完全に集積され
た書き込みヘッドを提供することを目的とする。 【構成】 媒体上にデータを書き込むための直線状のア
レイに配置された複数のマーキング電極と、複数のマー
キング電極を駆動するための複数の駆動手段90と、複
数の駆動手段によって駆動される書き込みヘッドにわた
ってのデータの全走査ラインをラッチするためのそれぞ
れが駆動手段に接続される複数のラッチ手段80と、複
数のラッチ手段によってラッチする前に一時的にデータ
を記憶するためのそれぞれがラッチ手段に接続される複
数のメモリー手段70と、複数のメモリー手段の特定さ
れたグループにそれぞれが選択信号を供給する複数のバ
ッファ手段60と、メモリー手段の選択された番号にデ
ータを取り込むための、バッファ手段によって駆動され
るそれぞれのバッファ手段に信号を供給する複数の選択
手段50と、を備えて構成する。
電圧電子写真書き込みヘッドに関し、入力パッドの数を
減少させるとともに機能性を増加させる完全に集積され
た書き込みヘッドを提供することを目的とする。 【構成】 媒体上にデータを書き込むための直線状のア
レイに配置された複数のマーキング電極と、複数のマー
キング電極を駆動するための複数の駆動手段90と、複
数の駆動手段によって駆動される書き込みヘッドにわた
ってのデータの全走査ラインをラッチするためのそれぞ
れが駆動手段に接続される複数のラッチ手段80と、複
数のラッチ手段によってラッチする前に一時的にデータ
を記憶するためのそれぞれがラッチ手段に接続される複
数のメモリー手段70と、複数のメモリー手段の特定さ
れたグループにそれぞれが選択信号を供給する複数のバ
ッファ手段60と、メモリー手段の選択された番号にデ
ータを取り込むための、バッファ手段によって駆動され
るそれぞれのバッファ手段に信号を供給する複数の選択
手段50と、を備えて構成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本出願は、本出願と同時係願の本
出願によって援用される「アモルファスシリコンアレイ
を高速アドレスするための並列多相アモルファスシリコ
ンシフトレジスタ(Parallel Multi-Phased a-Si Shift
Register for Fast Addressing of ana-Si Array)」と
称するDa Costaによる米国特許出願第07/871,243号と相
互参照される。
出願によって援用される「アモルファスシリコンアレイ
を高速アドレスするための並列多相アモルファスシリコ
ンシフトレジスタ(Parallel Multi-Phased a-Si Shift
Register for Fast Addressing of ana-Si Array)」と
称するDa Costaによる米国特許出願第07/871,243号と相
互参照される。
【0002】本発明は、媒体上に記録するための薄膜ト
ランジスタ高電圧電子写真書き込みヘッドに関し、より
詳細には、スタイラス電極(stylus electrodes) あるい
はニブ(nibs)を含む薄膜素子と、ダイナミックシフトレ
ジスタ素子あるいはデコーダ素子と、駆動バッファ(dri
ving buffers) と、メモリーあるいはスタティックRA
M(Random Access Memory)セルと、ラッチ回路と、およ
び、高電圧ドライバと、を備えた書き込みヘッドに関す
る。
ランジスタ高電圧電子写真書き込みヘッドに関し、より
詳細には、スタイラス電極(stylus electrodes) あるい
はニブ(nibs)を含む薄膜素子と、ダイナミックシフトレ
ジスタ素子あるいはデコーダ素子と、駆動バッファ(dri
ving buffers) と、メモリーあるいはスタティックRA
M(Random Access Memory)セルと、ラッチ回路と、およ
び、高電圧ドライバと、を備えた書き込みヘッドに関す
る。
【0003】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】アモル
ファスシリコン(以下、a−Si)技術は、その低価格
と低い温度でのガラス基板との相容性のために多くの用
途が見いだされている。回路は30cmを越える線寸法で均
一に製造される。薄膜トランジスタTFTS は大面積能
動型マトリックス液晶表示装置そして印刷バーと走査バ
ーにおいて画素をアドレスする素子として幅広く使用さ
れる。ロノグラフィー(lonography)および電子写真に基
づく印刷システムもまたa−Siによる有効性が証明さ
れている。
ファスシリコン(以下、a−Si)技術は、その低価格
と低い温度でのガラス基板との相容性のために多くの用
途が見いだされている。回路は30cmを越える線寸法で均
一に製造される。薄膜トランジスタTFTS は大面積能
動型マトリックス液晶表示装置そして印刷バーと走査バ
ーにおいて画素をアドレスする素子として幅広く使用さ
れる。ロノグラフィー(lonography)および電子写真に基
づく印刷システムもまたa−Siによる有効性が証明さ
れている。
【0004】a−Siが入力デバイスあるいは出力デバ
イスに適用される場合、大面積化技術にとって種々の利
点が存在する。多くの競合する技術に関して、いくつか
の拡大機能の形態はシステムを大規模化することが必要
とされる。例えば、レーザ印刷あるいはCCD走査は光
学的な拡大機能を必要とする。大面積化技術によって組
み立てられる印刷システムあるいは走査システムはより
少ない機械的および光学的な部分を包含し、そのために
信頼性はより高い。例えば、O'Connell による米国特許
第4,466,020 号は、感光性素子のアレイおよび関連する
マーキング(marking) 素子のアレイの両方を有する集積
された画像化(イメージング)バーに関して記述するも
のである。さらに、入力デバイスあるいは出力デバイス
に集積される電子部品によって、相互接続の数は減少せ
しめられる。したがって、電子写真書き込みデバイスに
より多くの機能性を集積することは従来の設計において
示されるものより有益なことである。
イスに適用される場合、大面積化技術にとって種々の利
点が存在する。多くの競合する技術に関して、いくつか
の拡大機能の形態はシステムを大規模化することが必要
とされる。例えば、レーザ印刷あるいはCCD走査は光
学的な拡大機能を必要とする。大面積化技術によって組
み立てられる印刷システムあるいは走査システムはより
少ない機械的および光学的な部分を包含し、そのために
信頼性はより高い。例えば、O'Connell による米国特許
第4,466,020 号は、感光性素子のアレイおよび関連する
マーキング(marking) 素子のアレイの両方を有する集積
された画像化(イメージング)バーに関して記述するも
のである。さらに、入力デバイスあるいは出力デバイス
に集積される電子部品によって、相互接続の数は減少せ
しめられる。したがって、電子写真書き込みデバイスに
より多くの機能性を集積することは従来の設計において
示されるものより有益なことである。
【0005】a−SiTFTS の駆動特性の最も顕著な
特徴は少ない出力電流である。これらのトランジスタは
小さな移動度とより大きなしきい値電圧(1V〜2V)との
両方を有する。上述したように移動度は結晶シリコンよ
りほぼ3桁も小さい。小さな駆動電流を幾分か補償する
ために、より高い動作電圧が使用される。低電圧トラン
ジスタは誤動作することなしに40V までのゲート−ソー
ス電位に耐えることができる。しかしながら、より高い
駆動電圧によるとしても、ゲート選択時間は数マイクロ
秒である。
特徴は少ない出力電流である。これらのトランジスタは
小さな移動度とより大きなしきい値電圧(1V〜2V)との
両方を有する。上述したように移動度は結晶シリコンよ
りほぼ3桁も小さい。小さな駆動電流を幾分か補償する
ために、より高い動作電圧が使用される。低電圧トラン
ジスタは誤動作することなしに40V までのゲート−ソー
ス電位に耐えることができる。しかしながら、より高い
駆動電圧によるとしても、ゲート選択時間は数マイクロ
秒である。
【0006】速度のみならず、もう1つの問題はしきい
値電圧がシフトすることである。これは結晶シリコンに
おけるよりもa−Siにおいてはるかに速い。動作存続
期間(operational lifetime)においては5Vまでの昇圧(r
ises) が見られ、それは回路設計において補償されなけ
ればならない。TFTS のより高いしきい値電圧と遅い
速度のために、動作電圧は典型的には15V 〜 25Vであ
る。このことは大面積回路への入力を複雑化する。なぜ
ならレベルシフトバッファが使用されなければならない
からである。多数のレベルシフト回路の使用は相当の費
用をシステムに付加することとなる。したがって、でき
るかぎり少ない入力を有すること、すなわち必要とされ
るレベルシフトバッファの数を減少させることが望まし
い。さらに、本発明で開示されるような集積回路上の入
力パッド(input pads)の削減は一般的に信頼性を増加さ
せ原価を減少させるのである。
値電圧がシフトすることである。これは結晶シリコンに
おけるよりもa−Siにおいてはるかに速い。動作存続
期間(operational lifetime)においては5Vまでの昇圧(r
ises) が見られ、それは回路設計において補償されなけ
ればならない。TFTS のより高いしきい値電圧と遅い
速度のために、動作電圧は典型的には15V 〜 25Vであ
る。このことは大面積回路への入力を複雑化する。なぜ
ならレベルシフトバッファが使用されなければならない
からである。多数のレベルシフト回路の使用は相当の費
用をシステムに付加することとなる。したがって、でき
るかぎり少ない入力を有すること、すなわち必要とされ
るレベルシフトバッファの数を減少させることが望まし
い。さらに、本発明で開示されるような集積回路上の入
力パッド(input pads)の削減は一般的に信頼性を増加さ
せ原価を減少させるのである。
【0007】本発明において論議されるデバイスは印刷
アレイの1インチ当たり400 個のドライバである。アレ
イは1 セグメント当たり32個の並列データドライバを有
し、結果として148 個のセグメントを有し、それぞれの
ドライバは単一の選択信号線によって制御される。その
ような多くの入力の数は先に論議した理由でアレイイン
タフェースの原価を相当に増加させる。選択信号線の要
求速度は遅いので、選択信号線駆動回路を直接にa−S
iアレイに移動させることによってもさらに入力の数を
減少させる余裕が存在する。1つの方法は集積してa−
Si直列入力/並列出力シフトレジスタのアレイにする
ことであり、それによって、単一のアクティブビットを
下位へシフトしてレジスタが順次にそれぞれのセグメン
トをイネーブルにする。もう1つの構成は、米国特許出
願第07/871,243号において記述されるように、ダイナミ
ックシフトレジスタを使用することである。そのような
シフトレジスタの使用は書き込みヘッドがより速い速度
で動作することを可能とする。さらにもう1つの構成
は、アレイ上のセグメントを選択するための集積された
デコーダを使用することである。a−Siデバイスがこ
こで論議されるが、以下の本発明は非晶質シリコン(no
n-crystalline silicon :例えば、多結晶質あるいは微
晶質のシリコン)から作られてもよいことは明らかであ
る。
アレイの1インチ当たり400 個のドライバである。アレ
イは1 セグメント当たり32個の並列データドライバを有
し、結果として148 個のセグメントを有し、それぞれの
ドライバは単一の選択信号線によって制御される。その
ような多くの入力の数は先に論議した理由でアレイイン
タフェースの原価を相当に増加させる。選択信号線の要
求速度は遅いので、選択信号線駆動回路を直接にa−S
iアレイに移動させることによってもさらに入力の数を
減少させる余裕が存在する。1つの方法は集積してa−
Si直列入力/並列出力シフトレジスタのアレイにする
ことであり、それによって、単一のアクティブビットを
下位へシフトしてレジスタが順次にそれぞれのセグメン
トをイネーブルにする。もう1つの構成は、米国特許出
願第07/871,243号において記述されるように、ダイナミ
ックシフトレジスタを使用することである。そのような
シフトレジスタの使用は書き込みヘッドがより速い速度
で動作することを可能とする。さらにもう1つの構成
は、アレイ上のセグメントを選択するための集積された
デコーダを使用することである。a−Siデバイスがこ
こで論議されるが、以下の本発明は非晶質シリコン(no
n-crystalline silicon :例えば、多結晶質あるいは微
晶質のシリコン)から作られてもよいことは明らかであ
る。
【0008】従来のデバイスにおいては、印刷ヘッドの
データの記憶はダイナミックであり、ゆえにリフレッシ
ュを必要とするものである。必要なリフレッシュはコン
ピュータインタフェースに付加的な負担を増加させる。
なぜなら、それは新しいデータを受信し、リフレッシュ
に必要なデータを記憶し、リフレッシュ周期の間に新し
いデータの送信をスケジュールしなければならないから
である。さらにまた、データがヘッドに書き込まれてい
るとき、これらのデバイスは高電圧出力ドライバにデー
タを提供する。媒体の移動は処理方向であり、全走査ラ
インの1つのセグメントは一度に書き込まれる。3つの
隣接する印刷ヘッドが並列に印刷する高速の広い幅の形
式のドライバ(例えば、36インチ)に関しては、この解
決方法は水平の線分あるいは走査ラインの(印刷ヘッド
に沿った)線分の品質に関して妥協するものである。中
間段階において印刷ヘッドにバッファリングされるデー
タを有することによって、すべてのメモリーに取り込ま
れ適切な記憶位置にラッチされた後に、そのデータが全
走査ラインにわたってすべてが同時に高電圧出力ドライ
バに提供される。この方法による印刷は印刷のより高い
品質度を生みだす。
データの記憶はダイナミックであり、ゆえにリフレッシ
ュを必要とするものである。必要なリフレッシュはコン
ピュータインタフェースに付加的な負担を増加させる。
なぜなら、それは新しいデータを受信し、リフレッシュ
に必要なデータを記憶し、リフレッシュ周期の間に新し
いデータの送信をスケジュールしなければならないから
である。さらにまた、データがヘッドに書き込まれてい
るとき、これらのデバイスは高電圧出力ドライバにデー
タを提供する。媒体の移動は処理方向であり、全走査ラ
インの1つのセグメントは一度に書き込まれる。3つの
隣接する印刷ヘッドが並列に印刷する高速の広い幅の形
式のドライバ(例えば、36インチ)に関しては、この解
決方法は水平の線分あるいは走査ラインの(印刷ヘッド
に沿った)線分の品質に関して妥協するものである。中
間段階において印刷ヘッドにバッファリングされるデー
タを有することによって、すべてのメモリーに取り込ま
れ適切な記憶位置にラッチされた後に、そのデータが全
走査ラインにわたってすべてが同時に高電圧出力ドライ
バに提供される。この方法による印刷は印刷のより高い
品質度を生みだす。
【0009】したがって、上述した論議の観点から、入
力パッドの数を減少させるとともに機能性を増加させる
完全に集積された書き込みヘッドを有することが強く望
まれている。さらに、そのような集積されたデバイスは
改善された印刷品質を生じることとなる基板収容能力
(実装された記憶容量)を有する。
力パッドの数を減少させるとともに機能性を増加させる
完全に集積された書き込みヘッドを有することが強く望
まれている。さらに、そのような集積されたデバイスは
改善された印刷品質を生じることとなる基板収容能力
(実装された記憶容量)を有する。
【0010】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明によれ
ば、媒体上にデータを書き込むための直線状のアレイに
配置された複数のマーキング電極と、複数のマーキング
電極を駆動するための複数の駆動手段と、複数の駆動手
段によって駆動される書き込みヘッドにわたってのデー
タの全走査ラインをラッチするためのそれぞれが駆動手
段に接続される複数のラッチ手段と、複数のラッチ手段
によってラッチする前に一時的にデータを記憶するため
のそれぞれがラッチ手段に接続される複数のメモリー手
段と、複数のメモリー手段の特定されたグループにそれ
ぞれが選択信号を供給する複数のバッファ手段と、メモ
リー手段の選択された番号にデータを取り込むためのバ
ッファ手段によって駆動されるそれぞれのバッファ手段
に信号を供給する複数の選択手段と、を備えた集積薄膜
トランジスタ電子写真書き込みヘッドが提供される。
ば、媒体上にデータを書き込むための直線状のアレイに
配置された複数のマーキング電極と、複数のマーキング
電極を駆動するための複数の駆動手段と、複数の駆動手
段によって駆動される書き込みヘッドにわたってのデー
タの全走査ラインをラッチするためのそれぞれが駆動手
段に接続される複数のラッチ手段と、複数のラッチ手段
によってラッチする前に一時的にデータを記憶するため
のそれぞれがラッチ手段に接続される複数のメモリー手
段と、複数のメモリー手段の特定されたグループにそれ
ぞれが選択信号を供給する複数のバッファ手段と、メモ
リー手段の選択された番号にデータを取り込むためのバ
ッファ手段によって駆動されるそれぞれのバッファ手段
に信号を供給する複数の選択手段と、を備えた集積薄膜
トランジスタ電子写真書き込みヘッドが提供される。
【0011】
【実施例】図1を参照すると、本発明による書き込みヘ
ッド10の単一の構成のブロック図が示される。ヘッド
10は直線状のアレイに整列されたいくつかの32ビッ
トセグメント11を有する。セグメント11のそれぞれ
は、ダイナミックシフトレジスタ素子50と、バッファ
60と、32個のスタティックランダムアクセスメモリ
ー(RAM)素子70と、32ビットラッチ素子80
と、32個の高電圧カスケード回路90と、媒体上にデ
ータを書くための32個のペン先(nib、ニブ)12と、
を有する。セグメント11におけるそれぞれの素子に関
しては後に詳述される。一般的に、ダイナミックシフト
レジスタ50のそれぞれは、それの出力においてセグメ
ント選択信号線VG を提供するバッファ60を有する。
開示された実施例においては、バッファ60のそれぞれ
はセグメント11において1つのグループを構成する3
2個のRAMセル70の選択信号線を駆動する。32ビ
ットのRAMセル70のそれぞれの出力にはラッチ回路
80が存在する。ラッチ回路80は、ペン先12の高電
圧バッファドライバとして動作するカスケード回路90
に情報を供給する。上述したように、書き込みヘッド1
0は直線状のアレイ内の数千のペン先およびすでに説明
したそれらの関連する回路から構成される。書き込みヘ
ッド10のセグメント11は32ビットセグメントであ
るが、1つのセグメントにつきどんなビット数でも製作
することができることは明白である。
ッド10の単一の構成のブロック図が示される。ヘッド
10は直線状のアレイに整列されたいくつかの32ビッ
トセグメント11を有する。セグメント11のそれぞれ
は、ダイナミックシフトレジスタ素子50と、バッファ
60と、32個のスタティックランダムアクセスメモリ
ー(RAM)素子70と、32ビットラッチ素子80
と、32個の高電圧カスケード回路90と、媒体上にデ
ータを書くための32個のペン先(nib、ニブ)12と、
を有する。セグメント11におけるそれぞれの素子に関
しては後に詳述される。一般的に、ダイナミックシフト
レジスタ50のそれぞれは、それの出力においてセグメ
ント選択信号線VG を提供するバッファ60を有する。
開示された実施例においては、バッファ60のそれぞれ
はセグメント11において1つのグループを構成する3
2個のRAMセル70の選択信号線を駆動する。32ビ
ットのRAMセル70のそれぞれの出力にはラッチ回路
80が存在する。ラッチ回路80は、ペン先12の高電
圧バッファドライバとして動作するカスケード回路90
に情報を供給する。上述したように、書き込みヘッド1
0は直線状のアレイ内の数千のペン先およびすでに説明
したそれらの関連する回路から構成される。書き込みヘ
ッド10のセグメント11は32ビットセグメントであ
るが、1つのセグメントにつきどんなビット数でも製作
することができることは明白である。
【0012】動作中にはまず、書き込み入力VW がL
(ロー)にセットされ、したがって、高電圧カスケード
回路90をRAMセル70の出力から切り離すこととな
る。カスケード回路90の出力はそれの最後の状態に保
持される。次にヘッド10のすべてのRAMセル70が
プリセット信号VPSのH(ハイ)のパルスによってLに
セットされる。次に論理Lが下位のダイナミックシフト
レジスタ50へシフトされる。このシフトされた論理L
が、それぞれのシフトレジスタ50の出力におけるバッ
ファ60によってバッファリングされかつ反転されて選
択信号線VG を順次にイネーブルする。VG をイネーブ
ルすることが32個のRAMセル70のそれぞれのグル
ープを順次に選択する。RAMセル70のそれぞれのグ
ループがイネーブルされると、データバスからの32ビ
ットのデータが選択されたグループのRAMセルに取り
込まれる。データ信号線が論理Hであれば、RAMセル
70はそれの出力がLのままにされる。データ信号線が
論理Lであれば、RAMセル70の出力はH状態にスイ
ッチングする。ヘッド10のRAMセルのすべてのグル
ープにデータが取り込まれると(すなわち、データの全
走査ライン)、書き込み信号VW が論理Hにセットさ
れ、RAMセル70の出力が同時にラッチ80によって
ラッチされて高電圧カスケード回路90に提供され、そ
れによってペン先を書き込み可能の状態にスイッチング
することとなる。次の走査ラインが準備されると、これ
らの処理が反復される。
(ロー)にセットされ、したがって、高電圧カスケード
回路90をRAMセル70の出力から切り離すこととな
る。カスケード回路90の出力はそれの最後の状態に保
持される。次にヘッド10のすべてのRAMセル70が
プリセット信号VPSのH(ハイ)のパルスによってLに
セットされる。次に論理Lが下位のダイナミックシフト
レジスタ50へシフトされる。このシフトされた論理L
が、それぞれのシフトレジスタ50の出力におけるバッ
ファ60によってバッファリングされかつ反転されて選
択信号線VG を順次にイネーブルする。VG をイネーブ
ルすることが32個のRAMセル70のそれぞれのグル
ープを順次に選択する。RAMセル70のそれぞれのグ
ループがイネーブルされると、データバスからの32ビ
ットのデータが選択されたグループのRAMセルに取り
込まれる。データ信号線が論理Hであれば、RAMセル
70はそれの出力がLのままにされる。データ信号線が
論理Lであれば、RAMセル70の出力はH状態にスイ
ッチングする。ヘッド10のRAMセルのすべてのグル
ープにデータが取り込まれると(すなわち、データの全
走査ライン)、書き込み信号VW が論理Hにセットさ
れ、RAMセル70の出力が同時にラッチ80によって
ラッチされて高電圧カスケード回路90に提供され、そ
れによってペン先を書き込み可能の状態にスイッチング
することとなる。次の走査ラインが準備されると、これ
らの処理が反復される。
【0013】ここで図2を参照すると、電子写真書き込
みヘッド10の32ビットセグメント11の詳細な構成
図が示される。4相レシオレスシフトレジスタ(four ph
aseratioless shift register) 50の構成が示され、
それはプルアップデバイス(pull-up devices) が使用さ
れていないので広いスイッチング範囲を提供し高速動作
を可能にする。そのようなシフトレジスタおよび関連す
るバッファについては、「アモルファスシリコンアレイ
を高速アドレスするための並列多相アモルファスシリコ
ンシフトレジスタ」(米国特許出願第07/871,243号)と
称する相互参照される出願に詳述されており、またそれ
の趣旨である。図5に示されるような重なりをもたない
4つのクロックパルスC1、C2、C3、およびC4
と、対応するクロック位相期間F1 、F2 、F3 、およ
びF4 とがシフトレジスタ50を駆動するのに使用され
る。シフトレジスタ50は図1に示されるような従来の
配置(setup) あるいは図3および図4に示されるよう
な”位相のずれた”並列配置によって構成されてもよ
い。図4の構成においては、それぞれのシフトレジスタ
素子50は次の隣接するシフトレジスタ素子に90度だ
け位相がずれてクロックされる。いずれの場合において
も、シフトレジスタ素子50の目的は、画像データをR
AMセル70に取り込むために選択パルスをアレイ10
の下位に順次シフトしてそれぞれのセグメント11内の
グループを選択することである。
みヘッド10の32ビットセグメント11の詳細な構成
図が示される。4相レシオレスシフトレジスタ(four ph
aseratioless shift register) 50の構成が示され、
それはプルアップデバイス(pull-up devices) が使用さ
れていないので広いスイッチング範囲を提供し高速動作
を可能にする。そのようなシフトレジスタおよび関連す
るバッファについては、「アモルファスシリコンアレイ
を高速アドレスするための並列多相アモルファスシリコ
ンシフトレジスタ」(米国特許出願第07/871,243号)と
称する相互参照される出願に詳述されており、またそれ
の趣旨である。図5に示されるような重なりをもたない
4つのクロックパルスC1、C2、C3、およびC4
と、対応するクロック位相期間F1 、F2 、F3 、およ
びF4 とがシフトレジスタ50を駆動するのに使用され
る。シフトレジスタ50は図1に示されるような従来の
配置(setup) あるいは図3および図4に示されるよう
な”位相のずれた”並列配置によって構成されてもよ
い。図4の構成においては、それぞれのシフトレジスタ
素子50は次の隣接するシフトレジスタ素子に90度だ
け位相がずれてクロックされる。いずれの場合において
も、シフトレジスタ素子50の目的は、画像データをR
AMセル70に取り込むために選択パルスをアレイ10
の下位に順次シフトしてそれぞれのセグメント11内の
グループを選択することである。
【0014】すでに論議したように、バッファ60の出
力、つまり選択信号VG は、32個のRAMセル70の
グループの選択信号線を連続的に駆動する。スタティッ
クRAMセル70のグループのゲートキャパシタンス
(典型的には、約10pF)を充電するのに十分な電流駆動
を提供するために、バッファ60がそれぞれのシフトレ
ジスタ素子50の出力ビットとスタティックRAMセル
70のゲート選択信号線VG との間に配置される。バッ
ファ60は2つの位相モードで動作し、ダイナミックシ
フトレジスタ50の出力が有効である2つの位相が利用
される。そしてバッファ60はシフトレジスタ50から
の信号が有効である1つの位相期間において選択信号パ
ルスを提供する。バッファ60によって送出されるパル
スはシフトレジスタ50からのパルスを反転したもので
ある。したがって、信号線選択時間は、ビット1(H状
態)をシフトするよりはむしろ単一の能動ビット0(L
状態)をシフトレジスタ50の下位にシフトすることに
よって実現される。
力、つまり選択信号VG は、32個のRAMセル70の
グループの選択信号線を連続的に駆動する。スタティッ
クRAMセル70のグループのゲートキャパシタンス
(典型的には、約10pF)を充電するのに十分な電流駆動
を提供するために、バッファ60がそれぞれのシフトレ
ジスタ素子50の出力ビットとスタティックRAMセル
70のゲート選択信号線VG との間に配置される。バッ
ファ60は2つの位相モードで動作し、ダイナミックシ
フトレジスタ50の出力が有効である2つの位相が利用
される。そしてバッファ60はシフトレジスタ50から
の信号が有効である1つの位相期間において選択信号パ
ルスを提供する。バッファ60によって送出されるパル
スはシフトレジスタ50からのパルスを反転したもので
ある。したがって、信号線選択時間は、ビット1(H状
態)をシフトするよりはむしろ単一の能動ビット0(L
状態)をシフトレジスタ50の下位にシフトすることに
よって実現される。
【0015】スタティックメモリーセル70はクロス結
合インバータ(cross-coupled inverter)72および74
を備える。トランジスタQPSはセル70をプリセットす
るのに使用され、パストランジスタ(pass transistor)
QP はRAM70からラッチ80へのデータを転送する
のに使用される。その他の形態のメモリーデバイスが書
き込みヘッドにうまく集積されてもよいことは明らかで
ある。
合インバータ(cross-coupled inverter)72および74
を備える。トランジスタQPSはセル70をプリセットす
るのに使用され、パストランジスタ(pass transistor)
QP はRAM70からラッチ80へのデータを転送する
のに使用される。その他の形態のメモリーデバイスが書
き込みヘッドにうまく集積されてもよいことは明らかで
ある。
【0016】ラッチ回路80は低電圧薄膜トランジスタ
36を備える。ラッチ80はRAMセル70とペン先1
2のドライバであるカスケード回路90との間に配置さ
れる。走査の開始時点において、カスケード回路90が
それのゲート電極の固有のキャパシタンス(intrinsic c
apacitance) を通してそれの状態を保持するRAMセル
70からカスケードドライバ90が切り離されるように
ラッチ80がディスエーブルにされる。そして書き込み
ヘッドのすべてのRAMセル70が信号VPSを通して同
時にプリセットされる。そしてデータがセグメント11
のRAMセル70のそれぞれの32ビットのグループに
書き込まれる。走査ライン全体のデータが書き込みヘッ
ド10のすべてのRAMセルに書き込まれたのち、ラッ
チ信号V W を能動にすることによってすべてのラッチ8
0にデータが同時に取り込まれ、それによってカスケー
ド回路90を通してペン先12にデータが転送される。
36を備える。ラッチ80はRAMセル70とペン先1
2のドライバであるカスケード回路90との間に配置さ
れる。走査の開始時点において、カスケード回路90が
それのゲート電極の固有のキャパシタンス(intrinsic c
apacitance) を通してそれの状態を保持するRAMセル
70からカスケードドライバ90が切り離されるように
ラッチ80がディスエーブルにされる。そして書き込み
ヘッドのすべてのRAMセル70が信号VPSを通して同
時にプリセットされる。そしてデータがセグメント11
のRAMセル70のそれぞれの32ビットのグループに
書き込まれる。走査ライン全体のデータが書き込みヘッ
ド10のすべてのRAMセルに書き込まれたのち、ラッ
チ信号V W を能動にすることによってすべてのラッチ8
0にデータが同時に取り込まれ、それによってカスケー
ド回路90を通してペン先12にデータが転送される。
【0017】カスケード回路90は、高電圧薄膜トラン
ジスタ(HVTFT : high voltage thin film transi
stor)16のゲート電極に一定の電位を維持するととも
にデバイスをオンおよびオフに切り換えるために、HV
TFT16のソース電極の電位をスイッチングする低電
圧薄膜スイッチングトランジスタ(LVTFT : lowvo
ltage thin film switching transistor )38を備え
る。スイッチングトランジスタLVTFT38の本質的
にフローティングである(floating)ゲートはHVTFT
16のドレインの大きな電圧の変動(swings)から完全に
分離されている。加えて、低電圧薄膜スイッチングトラ
ンジスタ38は、HVTFT16におけるVX のシフト
を防止するために基準電位への漏れ経路(leakage path)
を確保するための、スイッチングトランジスタ38に並
列である空間電荷制限分流器(space charge limited sh
unt)40が提供される。そのようなカスケード回路90
の製造可能性と動作能力およびVX のシフトに関する論
議は、本願に援用されるDaCostaによる米国特許第5,07
3,723 号に十分に記述されている。
ジスタ(HVTFT : high voltage thin film transi
stor)16のゲート電極に一定の電位を維持するととも
にデバイスをオンおよびオフに切り換えるために、HV
TFT16のソース電極の電位をスイッチングする低電
圧薄膜スイッチングトランジスタ(LVTFT : lowvo
ltage thin film switching transistor )38を備え
る。スイッチングトランジスタLVTFT38の本質的
にフローティングである(floating)ゲートはHVTFT
16のドレインの大きな電圧の変動(swings)から完全に
分離されている。加えて、低電圧薄膜スイッチングトラ
ンジスタ38は、HVTFT16におけるVX のシフト
を防止するために基準電位への漏れ経路(leakage path)
を確保するための、スイッチングトランジスタ38に並
列である空間電荷制限分流器(space charge limited sh
unt)40が提供される。そのようなカスケード回路90
の製造可能性と動作能力およびVX のシフトに関する論
議は、本願に援用されるDaCostaによる米国特許第5,07
3,723 号に十分に記述されている。
【0018】カスケード回路90の中でありかつペン先
12の直前に、光斑(flaring) のような画像欠陥を防止
するのに用いられる抵抗性素子23が存在する。抵抗性
素子23は例えば50〜1000MΩの範囲である。そのよう
な抵抗性素子の動作能力と製造に関するさらなる説明お
よび光斑に関するさらなる説明は、本願に援用されるO'
Connell による米国特許第4,766,450 号を参照された
い。
12の直前に、光斑(flaring) のような画像欠陥を防止
するのに用いられる抵抗性素子23が存在する。抵抗性
素子23は例えば50〜1000MΩの範囲である。そのよう
な抵抗性素子の動作能力と製造に関するさらなる説明お
よび光斑に関するさらなる説明は、本願に援用されるO'
Connell による米国特許第4,766,450 号を参照された
い。
【0019】a−SiTFTS を介しての充電および放
電は典型的には約10μ秒かかり、したがって、シフトレ
ジスタの動作におけるそれぞれの位相はTFTを介して
の充電を包含するので、図1に示されるような4相シフ
トレジスタ50とバッファ60の結合は25KHzの動作
周波数を有する。しかしながら、バッファ60の出力V
Gnは4つの位相の1つの間でだけ発生するように設計さ
れるので、またシフトレジスタ50の唯一の目的は単一
のアクティブビットをシフトレジスタの列の下位にシフ
トして順次の選択パルスを生成することであるので、こ
れらの選択パルスが生成される速度は4つの位相のすべ
てを使用することによって4の因数で改善されてもよ
い。図3は、同一の素子を用いた図1のシフトレジスタ
より4倍の速度で動作するシフトレジスタ構成を用いた
書き込みヘッド10を示す。図5のタイムチャートから
わかるように、図4のシフトレジスタ50とバッファ6
0の結合構成からの選択パルスVGnはそれぞれの位相の
間でアクティブであり、100KHzの実効シフトレジス
タ速度を与える。換言すると、VGn’がBのF2 、Bの
F3 、BのF4 、CのF1 、およびCのF2 でアクティ
ブであるのに、VGnはBのF2 、CのF2 、DのF2 、
およびEのF2 でアクティブである。この結合に関して
は「アモルファスシリコンアレイを高速アドレスするた
めの並列多相アモルファスシリコンシフトレジスタ」と
称する相互参照される出願において完全に記述される。
電は典型的には約10μ秒かかり、したがって、シフトレ
ジスタの動作におけるそれぞれの位相はTFTを介して
の充電を包含するので、図1に示されるような4相シフ
トレジスタ50とバッファ60の結合は25KHzの動作
周波数を有する。しかしながら、バッファ60の出力V
Gnは4つの位相の1つの間でだけ発生するように設計さ
れるので、またシフトレジスタ50の唯一の目的は単一
のアクティブビットをシフトレジスタの列の下位にシフ
トして順次の選択パルスを生成することであるので、こ
れらの選択パルスが生成される速度は4つの位相のすべ
てを使用することによって4の因数で改善されてもよ
い。図3は、同一の素子を用いた図1のシフトレジスタ
より4倍の速度で動作するシフトレジスタ構成を用いた
書き込みヘッド10を示す。図5のタイムチャートから
わかるように、図4のシフトレジスタ50とバッファ6
0の結合構成からの選択パルスVGnはそれぞれの位相の
間でアクティブであり、100KHzの実効シフトレジス
タ速度を与える。換言すると、VGn’がBのF2 、Bの
F3 、BのF4 、CのF1 、およびCのF2 でアクティ
ブであるのに、VGnはBのF2 、CのF2 、DのF2 、
およびEのF2 でアクティブである。この結合に関して
は「アモルファスシリコンアレイを高速アドレスするた
めの並列多相アモルファスシリコンシフトレジスタ」と
称する相互参照される出願において完全に記述される。
【0020】図1あるいは図3における並列シフトレジ
スタとバッファの結合構成の動作のいずれもが4つのク
ロック入力のそれぞれの補数(complement)C1* 、C2
* 、C3* 、およびC4* を必要とし、その結果クロッ
ク入力の数が8つとなる。しかしながら、ただ1つのシ
フトレジスタ入力VINのみが必要とされ、それによって
図3の構成は従来のシステムより速い速度で動作する。
スタとバッファの結合構成の動作のいずれもが4つのク
ロック入力のそれぞれの補数(complement)C1* 、C2
* 、C3* 、およびC4* を必要とし、その結果クロッ
ク入力の数が8つとなる。しかしながら、ただ1つのシ
フトレジスタ入力VINのみが必要とされ、それによって
図3の構成は従来のシステムより速い速度で動作する。
【0021】ここで図6を参照すると、もつ1つの別の
方法による書き込みヘッド10の実施例が示される。こ
こでは、セグメント11のそれぞれが、シフトレジスタ
50を除いて図1および図3の構成のすべての素子を包
含する。選択パルスを制御するシフトレジスタを使用す
る代わりに、デコーダ100が使用される。それぞれの
セグメント11が、シフトレジスタを使用した場合のよ
うに順次にアドレスされる代わりに、ランダムかつ個別
的にアドレスされる。ヘッド10の個々のセグメント1
1にアクセスする能力はより複雑な書き込みシステムに
対して好都合である。
方法による書き込みヘッド10の実施例が示される。こ
こでは、セグメント11のそれぞれが、シフトレジスタ
50を除いて図1および図3の構成のすべての素子を包
含する。選択パルスを制御するシフトレジスタを使用す
る代わりに、デコーダ100が使用される。それぞれの
セグメント11が、シフトレジスタを使用した場合のよ
うに順次にアドレスされる代わりに、ランダムかつ個別
的にアドレスされる。ヘッド10の個々のセグメント1
1にアクセスする能力はより複雑な書き込みシステムに
対して好都合である。
【0022】一般的に、ここで記述された集積電子写真
書き込みヘッドのそれぞれの構成(例えば、図1、図
3、および図6)は類似した制御信号を使用する。次の
表はここで記述された信号の典型的な定義と値を提供す
る。
書き込みヘッドのそれぞれの構成(例えば、図1、図
3、および図6)は類似した制御信号を使用する。次の
表はここで記述された信号の典型的な定義と値を提供す
る。
【0023】
【表1】
【0024】ここで図7aおよび図7bを参照すると、
書き込み素子のペン先の列を上から見た、小さなセクシ
ョン2に細分化された完全な幅(例えば、36インチ)の
書き込みヘッド10が示され、ここでセクション2のそ
れぞれは多くのセグメント11を有する。書き込みヘッ
ド10は長さが数インチ(例えば、12インチ)であるセ
クション2によって大規模製造されてもよい。セクショ
ン2は、完全な幅の書き込みアレイ(例えば、36イン
チ)を作るために、図7aに示されるように直線状にお
互いが接合される。しかしながら、この完全な幅のアレ
イの製造を容易にするためにある場合には、図7bに示
されるようにそれが隣合ったセクションから処理方向に
距離dだけお互いにずらされてもよい。この場合、上述
したように同時にヘッド10のすべてのペン先をアクテ
ィブ状態にすることは有益ではない。なぜなら、セクシ
ョン2から媒体上に書かれる結果としての走査ラインの
データはそれの隣合ったセグメント2から距離dだけず
らされるからである。このずれを補償するために、書き
込み信号VW (図1、図3、および図6)が、アレイ1
0の全体の幅にわたって同時にアクティブ状態にされる
ことと対照的に、それぞれのセグメント2について個々
に制御されてもよい。それぞれのセクション2について
個々にVW のパルスを制御することが、それぞれのセク
ション2があたかも物理的に整列されかつあたかも走査
ラインのすべてのデータが同時に書かれたようにセクシ
ョン2からの媒体上に書かれたデータが見えることを可
能にする。
書き込み素子のペン先の列を上から見た、小さなセクシ
ョン2に細分化された完全な幅(例えば、36インチ)の
書き込みヘッド10が示され、ここでセクション2のそ
れぞれは多くのセグメント11を有する。書き込みヘッ
ド10は長さが数インチ(例えば、12インチ)であるセ
クション2によって大規模製造されてもよい。セクショ
ン2は、完全な幅の書き込みアレイ(例えば、36イン
チ)を作るために、図7aに示されるように直線状にお
互いが接合される。しかしながら、この完全な幅のアレ
イの製造を容易にするためにある場合には、図7bに示
されるようにそれが隣合ったセクションから処理方向に
距離dだけお互いにずらされてもよい。この場合、上述
したように同時にヘッド10のすべてのペン先をアクテ
ィブ状態にすることは有益ではない。なぜなら、セクシ
ョン2から媒体上に書かれる結果としての走査ラインの
データはそれの隣合ったセグメント2から距離dだけず
らされるからである。このずれを補償するために、書き
込み信号VW (図1、図3、および図6)が、アレイ1
0の全体の幅にわたって同時にアクティブ状態にされる
ことと対照的に、それぞれのセグメント2について個々
に制御されてもよい。それぞれのセクション2について
個々にVW のパルスを制御することが、それぞれのセク
ション2があたかも物理的に整列されかつあたかも走査
ラインのすべてのデータが同時に書かれたようにセクシ
ョン2からの媒体上に書かれたデータが見えることを可
能にする。
【図1】従来のシフトレジスタ構成を用いた本発明の集
積薄膜トランジスタ書き込みヘッドのブロック図を示
し、それぞれのブロックは単一の選択信号線によって制
御されるセグメントを示す。
積薄膜トランジスタ書き込みヘッドのブロック図を示
し、それぞれのブロックは単一の選択信号線によって制
御されるセグメントを示す。
【図2】本発明の集積薄膜トランジスタ書き込みヘッド
の32ビット・セグメントの構成図を示す。
の32ビット・セグメントの構成図を示す。
【図3】それぞれのシフトレジスタ素子が次のシフトレ
ジスタ素子に90度だけ位相がずれてクロックされるシ
フトレジスタ構成を用いた本発明の集積薄膜トランジス
タ書き込みヘッドのブロック図を示す。
ジスタ素子に90度だけ位相がずれてクロックされるシ
フトレジスタ構成を用いた本発明の集積薄膜トランジス
タ書き込みヘッドのブロック図を示す。
【図4】図3において使用されるシフトレジスタ構成の
ブロック図を示す。
ブロック図を示す。
【図5】図1〜図4のダイナミックシフトレジスタを駆
動するのに必要なクロックのタイムチャートを示す。
動するのに必要なクロックのタイムチャートを示す。
【図6】デコーダを用いた本発明の集積薄膜トランジス
タ書き込みヘッドのブロック図を示す。
タ書き込みヘッドのブロック図を示す。
【図7】(a)は、いくつかのより小さなヘッドから製
造される全幅の電子写真書き込みヘッドのブロック図を
示し、(b)は、いくつかのより小さなヘッドから製造
される全幅の電子写真書き込みヘッドのブロック図を示
す。
造される全幅の電子写真書き込みヘッドのブロック図を
示し、(b)は、いくつかのより小さなヘッドから製造
される全幅の電子写真書き込みヘッドのブロック図を示
す。
【図8】従来技術での書き込みヘッドのブロック図を示
す。
す。
10・・・書き込みヘッド 11・・・セグメント 12・・・ペン先 16・・・高電圧薄膜トランジスタ 23・・・抵抗性素子 38・・・低電圧薄膜トランジスタ 40・・・空間電荷制限分流器 50・・・シフトレジスタ素子 60・・・バッファ 70・・・ランダムアクセスメモリー素子 72、74・・・交差結合インバータ 80・・・ラッチ素子 90・・・カスケード回路 100・・デコーダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パトリック エイ.オカネル アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94539 フリモント バインヒル サーク ル 1598
Claims (1)
- 【請求項1】 集積薄膜トランジスタ電子写真書き込み
ヘッドにおいて、 媒体上にデータを書き込むための直線状のアレイに配置
された複数のマーキング電極と、 前記複数のマーキング電極を駆動するための複数の駆動
手段と、 前記複数の駆動手段によって駆動される前記書き込みヘ
ッドにわたってのデータの全走査ラインをラッチするた
めのそれぞれが前記駆動手段に接続される複数のラッチ
手段と、 前記複数のラッチ手段によってラッチする前に一時的に
前記データを記憶するためのそれぞれが前記ラッチ手段
に接続される複数のメモリー手段と、 前記複数のメモリー手段の特定されたグループにそれぞ
れが選択信号を供給する複数のバッファ手段と、 前記メモリー手段の選択された番号にデータを取り込む
ための、前記バッファ手段によって駆動されるそれぞれ
の前記バッファ手段に信号を供給する複数の選択手段
と、 を備えたことを特徴とする集積薄膜トランジスタ電子写
真書き込みヘッド。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US871250 | 1992-04-20 | ||
US07/871,250 US5237346A (en) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | Integrated thin film transistor electrographic writing head |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0640068A true JPH0640068A (ja) | 1994-02-15 |
JP3351847B2 JP3351847B2 (ja) | 2002-12-03 |
Family
ID=25357028
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07680493A Expired - Fee Related JP3351847B2 (ja) | 1992-04-20 | 1993-04-02 | 集積薄膜トランジスタ電子写真書き込みヘッド |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5237346A (ja) |
JP (1) | JP3351847B2 (ja) |
Families Citing this family (50)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4205304A1 (de) * | 1992-02-21 | 1993-08-26 | Heidelberger Druckmasch Ag | Schaltungsanordnung fuer einen reversiblen bildaufbau einer druckform einer druckmaschine |
SE503955C2 (sv) * | 1994-09-19 | 1996-10-07 | Array Printers Ab | Metod och anordning för matning av tonerpartiklar i en printerenhet |
JP2001509744A (ja) * | 1994-12-15 | 2001-07-24 | アライ プリンターズ アクティエボラーグ | パウダ粒子を直接付着させるシリアル印刷システム |
JPH08201851A (ja) * | 1995-01-31 | 1996-08-09 | Sharp Corp | アクティブマトリクス基板 |
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US6000786A (en) * | 1995-09-19 | 1999-12-14 | Array Printers Publ. Ab | Method and apparatus for using dual print zones to enhance print quality |
US6137589A (en) * | 1995-09-20 | 2000-10-24 | Hewlett-Packard Company | Efficient storage of dithered raster image data in a printer or the like |
SE506484C2 (sv) | 1996-03-12 | 1997-12-22 | Ito Engineering Ab | Tryckverk av toner-jet-typ med elektriskt skärmad matris |
SE506483C2 (sv) | 1996-03-12 | 1997-12-22 | Ito Engineering Ab | Tryckverk av toner-jet typ |
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US5959648A (en) * | 1996-11-27 | 1999-09-28 | Array Printers Ab | Device and a method for positioning an array of control electrodes in a printhead structure for direct electrostatic printing |
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US6017115A (en) * | 1997-06-09 | 2000-01-25 | Array Printers Ab | Direct printing method with improved control function |
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US6027206A (en) * | 1997-12-19 | 2000-02-22 | Array Printers Ab | Method and apparatus for cleaning the printhead structure during direct electrostatic printing |
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