JPH0999582A - 自己走査型発光装置の駆動方法 - Google Patents

自己走査型発光装置の駆動方法

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JPH0999582A
JPH0999582A JP25833895A JP25833895A JPH0999582A JP H0999582 A JPH0999582 A JP H0999582A JP 25833895 A JP25833895 A JP 25833895A JP 25833895 A JP25833895 A JP 25833895A JP H0999582 A JPH0999582 A JP H0999582A
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JP
Japan
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light emitting
light
switch element
write signal
control electrode
Prior art date
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Application number
JP25833895A
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English (en)
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Yukihisa Kusuda
幸久 楠田
Seiji Ono
誠治 大野
Shunsuke Otsuka
俊介 大塚
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速印字を可能にする自己走査型発光装置の
駆動方法を提供する。 【解決手段】 書き込み信号ラインを、2本の書き込み
信号φI1,φI2ラインで構成し、複数の発光素子を2本
の書き込み信号ラインに交互に接続し、複数の発光素子
を第1および第2の書き込み信号により、発光状態をオ
ーバラップさせながら、交互に発光させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シフトレジスタと
発光素子アレイとよりなる自己走査型発光装置の駆動方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】多数個の発光素子を同一基板上に集積し
た発光素子アレイはその駆動用ICと組み合わせて光プ
リンタ等の書き込み用光源として利用されている。本発
明者らは発光素子アレイの構成要素としてPNPN構造
を持つ発光サイリスタに注目し、発光点の自己走査が実
現できることを既に特許出願(特開平1−238962
号、特開平2−14584号、特開平2−92650
号、特開平2−92651号)し、光プリンタ用光源と
して実装上簡便となること、発光素子ピッチを細かくで
きること、コンパクトな発光装置を作製できること等を
示した。
【0003】さらに本発明者らは、スイッチ素子(発光
サイリスタ)アレイをシフトレジスタとして、発光素子
(発光サイリスタ)アレイと分離した構造の発光装置を
提案している(特開平2−263668号)。
【0004】図1に、この発光装置の等価回路図を示
す。この発光装置は、スイッチ素子T(1)〜T
(4)、書き込み用発光素子L(1)〜L(4)からな
る。スイッチ素子部分の構成は、ダイオード接続を用い
ている。VGKは電源(通常5V)であり、負荷抵抗RL
を経て各スイッチ素子のゲート電極G1 〜G3 に接続さ
れている。また、スイッチ素子のゲート電極G1 〜G3
は、書き込み用発光素子のゲート電極にも接続される。
スイッチ素子T(1)のゲート電極にはスタートパルス
φS が加えられ、スイッチ素子のアノード電極には、交
互に転送用クロックパルスφ1 ,φ2 が加えられ、書き
込み用発光素子のアノード電極には、書き込み信号φI
が加えられている。
【0005】図2は、これらスタートパルスφS 、転送
用クロックパルスφ1 ,φ2 、書き込み信号φI のパル
ス波形を示している。φ1 ,φ2 は共に、ハイレベル時
間とローレベル時間との比(デューティ比)がほぼ1:
1である。
【0006】動作を簡単に説明する。まず転送用クロッ
クパルスφ2 の電圧がハイレベルで、スイッチ素子T
(2)がオン状態であるとする。このとき、ゲート電極
2 の電位はVGKの5Vからほぼ零Vにまで低下する。
この電位降下の影響はダイオードD2 によってゲート電
極G3 に伝えられ、その電位を約1Vに(ダイオードD
2 の順方向立上り電圧)(拡散電位に等しい))に設定
する。しかし、ダイオードD1 は逆バイアス状態である
ためゲート電極G1 への電位の接続は行われず、ゲート
電極G1 の電位は5Vのままとなる。発光サイリスタの
オン電位は、ゲート電極電位+PN接合の拡散電位(約
1V)で近似されるから、次の転送用クロックパルスφ
1 のハイレベル電圧は約2V(スイッチ素子T(3)を
オンさせるために必要な電圧)以上でありかつ約4V
(スイッチ素子T(5)をオンさせるために必要な電
圧)以下に設定しておけばスイッチ素子T(3)のみが
オンし、これ以外のスイッチ素子はオフのままにするこ
とができる。従って2本の転送用クロックパルスでオン
状態が転送されることになる。
【0007】スタートパルスφS は、このような転送動
作を開示させるためのパルスであり、スタートパルスφ
S をローレベル(約0V)にすると同時に転送用クロッ
クパルスφ2 をハイレベル(約2〜約4V)とし、スイ
ッチ素子T(1)をオンさせる。その後すぐ、スタート
パルスφS はハイレベルに戻される。
【0008】いま、スイッチ素子T(2)がオン状態に
あるとすると、ゲート電極G2 の電位は、VGK(ここで
は5ボルトと想定する)より低下し、ほぼ零ボルトとな
る。したがって、書き込み信号φI の電圧が、PN接合
の拡散電位(約1ボルト)以上であれば、発光素子L
(2)を発光状態とすることができる。
【0009】これに対し、ゲート電極G1 は約5ボルト
であり、ゲート電極G3 は約1ボルトとなる。したがっ
て、発光素子L(1)の書き込み電圧は約6ボルト、発
光素子L(3)の書き込み電圧は約2ボルトとなる。こ
れから、発光素子L(2)のみに書き込める書き込み信
号φI の電圧は、1〜2ボルトの範囲となる。発光素子
L(2)がオン、すなわち発光状態に入ると、発光強度
は書き込み信号φI に流す電流量で決められ、任意の強
度にて画像書き込みが可能となる。また、発光状態を次
の発光素子に転送するためには、書き込み信号φI ライ
ンの電圧を一度零ボルトまでおとし、発光している発光
素子をいったんオフにしておく必要がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来の自己走査型発光
装置では、1本の書き込み信号ラインで駆動しているの
で、すなわち或る発光素子がオンした後に、次の発光素
子がオンするといったように1つずつ駆動しているの
で、高速印字には限界がある。
【0011】また、発光素子は、いったんオフ状態にし
なければならないが、発光素子が完全にオフ状態になる
ためには、オフ時間を必要とする。このオフ時間は、負
荷抵抗RL と容量との積で決まるが、一例として100
ns程度のオフ時間が必要とされる。したがって、書き
込み信号はこのようなオフ時間が設けられており(図2
参照)、このことがまた高速印字の妨げとなっている。
【0012】本発明の目的は、高速印字を可能にする自
己走査型発光装置の駆動方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、スイッチング
動作のためのしきい電圧またはしきい電流の制御電極を
有するスイッチ素子を複数個配列し、各スイッチ素子の
前記制御電極をその近傍に位置する少なくとも1つのス
イッチ素子の制御電極に、電気的に一方向性を有する電
気素子を介して接続するとともに、各スイッチ素子に電
源ラインを負荷抵抗を介して前記制御電極に接続し、か
つ各スイッチ素子に交互に第1および第2のクロックラ
インを接続して形成したスイッチ素子アレイと、発光動
作のためのしきい電圧またはしきい電流の制御電極を有
する発光素子を複数個配列した発光素子アレイとを備
え、前記発光素子アレイの各制御電極を対応する前記ス
イッチ素子の制御電極と配線により接続し、各発光素子
に発光のための書き込み信号ラインを設けた発光装置の
駆動方法において、前記書き込み信号ラインを、複数本
の書き込み信号ラインで構成し、前記複数の発光素子を
前記複数本の書き込み信号ラインに周期的に接続し、前
記複数の発光素子を、前記複数本の書き込み信号ライン
の書き込み信号により、発光状態をオーバラップさせな
がら、順次発光させる、ことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】図3は、本発明の駆動方法を実施
する自己走査型発光装置の回路図である。この発光装置
は、図1の発光装置において、書き込み信号ラインを2
本とし、書き込み信号φI1,φI2を発光素子に交互に接
続した構造であり、その他の構造は、図1と同じである
から、図1と同じ要素には同一の記号を付して示してあ
る。
【0015】図4は、動作を説明するための波形図であ
る。転送用クロックパルスφ1 ,φ2 は、デューティ比
がほぼ1:1であるとする。また、書き込み信号φI1
φI2は、デューティ比を大きくとり、対応する転送用ク
ロックパルスφ1 またはφ2がローレベルになったとき
にも、ハイレベル状態が続くようにする。書き込み信号
φI1,φI2のローレベル期間は、発光素子が完全にオフ
状態になるのに必要な期間(例えば約100ns)に設
定される。
【0016】図4を参照しながら、本実施例の駆動方法
を説明する。
【0017】スタートパルスφS をローレベル(約0
V)にすると同時に転送用クロックパルスφ1 をハイレ
ベル(約2〜約4V)とし、スイッチ素子T(1)をオ
ンさせる。その後すぐ、スタートパルスφS はハイレベ
ルに戻す。
【0018】転送用クロックパルスφ1 がハイレベルに
なることにより、スイッチ素子T(1)がオンする。こ
のとき、書き込み信号φI1がハイレベルになると、発光
素子L(1)が発光状態になる。発光サイリスタは、一
旦オン状態になると、電流がオフされない限り、オン状
態のままである。したがって、転送用クロックパルスが
ローレベルになっても、発光素子L(1)はオン状態の
ままである。
【0019】続いて、転送用クロックパルスφ2 がハイ
レベルになると、スイッチ素子T(2)がオンする。こ
のとき、書き込み信号φI2がハイレベルになると、発光
素子L(2)が発光状態になる。発光素子L(1)とL
(2)は、同時に発光状態になっており、この状態は、
書き込み信号φI1がローレベルとなって、発光素子1が
オフ状態になるまで続く。
【0020】続いて、転送用クロックパルスφ1 がハイ
レベルになると、スイッチ素子T(3)がオンする。こ
のとき、書き込み信号φI1がハイレベルになると、発光
素子L(3)が発光状態になる。発光素子L(2)とL
(3)は同時に発光状態にあり、この状態は、書き込み
信号φI2がローレベルになるまで続く。
【0021】以下、同様の動作により、発光素子L
(4),L(5),・・・が順次発光していく。
【0022】本実施例によれば、書き込み信号φI1,φ
I2ラインにそれぞれ接続された発光素子が、発光状態を
オーバラップさせながら、交互に発光していく。したが
って、従来の書き込み信号ラインが1本の場合に比べ
て、発光素子のオフ時間の制約がなくなるので、高速に
印字が可能になる。
【0023】以上の実施例は、書き込み信号ラインが2
本の場合について示したが、2本に限るものではなく、
3本以上の書き込み信号ラインを用いた場合であって
も、本発明を適用できる。
【0024】図5は、書き込み信号ラインが3本の場合
の書き込み信号φI1,φI2,φI3のタイミングを、図6
は、書き込み信号ラインが4本の場合の書き込み信号φ
I1,φI2,φI3,φI4のタイミングを示している。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、シフトレジスタと発光
素子アレイとよりなる自己走査型発光装置において、発
光素子アレイの各発光素子をオン状態にする書き込み信
号ラインを複数本とし、発光素子を複数本の書き込み信
号ラインに周期的に接続し、発光状態をオーバラップさ
せて順次発光させるようにしたので、発光素子のオフ時
間の制限を受けないので、印字速度を高速にできるとい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の駆動方法を説明するための自己走査型発
光装置の回路図である。
【図2】図1の自己走査型発光装置の動作波形図であ
る。
【図3】本発明の駆動方法を説明するための自己走査型
発光装置の回路図である。
【図4】図3の自己走査型発光装置の動作波形図であ
る。
【図5】書き込み信号ラインを3本とした場合の書き込
み信号φI1,φI2,φI3の波形タイミング図である。
【図6】書き込み信号ラインを4本とした場合の書き込
み信号φI1,φI2,φI3,φI4の波形タイミング図であ
る。
【符号の説明】
T スイッチ素子 L 発光素子 RL 負荷抵抗 G ゲート電極 φ1 ,φ2 転送用クロックパルス φI 書き込み信号 φS スタートパルス

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スイッチング動作のためのしきい電圧また
    はしきい電流の制御電極を有するスイッチ素子を複数個
    配列し、各スイッチ素子の前記制御電極をその近傍に位
    置する少なくとも1つのスイッチ素子の制御電極に、電
    気的に一方向性を有する電気素子を介して接続するとと
    もに、各スイッチ素子に電源ラインを負荷抵抗を介して
    前記制御電極に接続し、かつ各スイッチ素子に交互に第
    1および第2のクロックラインを接続して形成したスイ
    ッチ素子アレイと、発光動作のためのしきい電圧または
    しきい電流の制御電極を有する発光素子を複数個配列し
    た発光素子アレイとを備え、前記発光素子アレイの各制
    御電極を対応する前記スイッチ素子の制御電極と配線に
    より接続し、各発光素子に発光のための書き込み信号ラ
    インを設けた発光装置の駆動方法において、 前記書き込み信号ラインを、複数本の書き込み信号ライ
    ンで構成し、前記複数の発光素子を前記複数本の書き込
    み信号ラインに周期的に接続し、 前記複数の発光素子を、前記複数本の書き込み信号ライ
    ンの書き込み信号により、発光状態をオーバラップさせ
    ながら、順次発光させる、ことを特徴とする自己走査型
    発光装置の駆動方法。
  2. 【請求項2】スイッチング動作のためのしきい電圧また
    はしきい電流の制御電極を有するスイッチ素子を複数個
    配列し、各スイッチ素子の前記制御電極をその近傍に位
    置する少なくとも1つのスイッチ素子の制御電極に、電
    気的に一方向性を有する電気素子を介して接続するとと
    もに、各スイッチ素子に電源ラインを負荷抵抗を介して
    前記制御電極に接続し、かつ各スイッチ素子に交互に第
    1および第2のクロックラインを接続して形成したスイ
    ッチ素子アレイと、発光動作のためのしきい電圧または
    しきい電流の制御電極を有する発光素子を複数個配列し
    た発光素子アレイとを備え、前記発光素子アレイの各制
    御電極を対応する前記スイッチ素子の制御電極と配線に
    より接続し、各発光素子に発光のための書き込み信号ラ
    インを設けた発光装置の駆動方法において、 前記書き込み信号ラインを、第1および第2の2本の書
    き込み信号ラインで構成し、前記複数の発光素子を前記
    第1および第2の書き込み信号ラインに交互に接続し、 前記複数の発光素子を、前記第1および第2の書き込み
    信号ラインの書き込み信号により、発光状態をオーバラ
    ップさせながら、交互に発光させる、ことを特徴とする
    自己走査型発光装置の駆動方法。
  3. 【請求項3】請求項1または請求項2記載の自己走査型
    発光装置の駆動方法において、 前記書き込み信号の、前記発光素子をオフ状態にするレ
    ベルの持続期間は、少なくとも発光素子が完全にオフ状
    態になるための必要な時間である、自己走査型発光装置
    の駆動方法。
  4. 【請求項4】請求項1〜3のいずれかに記載の自己走査
    型発光装置の駆動方法において、 前記スイッチ素子および発光素子は発光サイリスタであ
    る、自己走査型発光装置の駆動方法。
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