JPS62108073A - エレクトロルミネツセント素子を用いた印写装置 - 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】 〔概　要〕 感光媒体への露光源として、複数のエレクトロルミネッ
セント（以下、ＥＬと称す）発光部をそれぞれ複数のグ
ループされた直交電極群をマルチブレクシング駆動させ
ることにより付勢するＥＬデバイスを用いた印写装置に
おいて、ＥＬ素子を制御するに際し、感光媒体の移動時
間、換言すれば印写スピードで規定される一定の時間内
で、感光媒体を露光させるに充分な光エネルギーを与え
るように駆動パルスをＥＬ素子に印加させ、その後、Ｅ
Ｌ素子の出力光を充分減衰させ次の行の感光媒体の非露
光に影響を及ぼさせぬように、直交電極群を制御するも
のである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は電子式印写装置に関するものであり、より特定
的にはＥＬ素子を用いた電子式印写装置のＥＬ素子駆動
制御回路に関する。

〔従来の技術〕

最近の電子式印写装置としては、光源としてレーザー、
発光ダイオード（ＬＥＤ）　、液晶（ＬＣＤ　’）を用
いたものが知られている。レーザ一式印写装置は光源が
１つであるから光源の均一さの問題はないが、感光媒体
の移動方向に直交してレーザー光を走査させる光学系が
複雑となり、小形化に適さないという問題がある。ＬＥ
Ｄ式印写装置は、感光媒体の移動方向に直交してドツト
数に対応する複数のＬＥＤ素子を１列に並べたものを光
源としており、ＬＥＤ素子がソリッドステートゆえ小形
化には適す。しかしドツト数に対応して、例えば１９８
０〜２０４８個ものＬＥＤ素子を列状に配設したものを
用いているため、個々の輝度、経年変化にバラツギが生
じ、これを補償するためＬＥＤ素子毎に抵抗器等を設け
なければならないという問題がある。さらに　ＬＣＤ式
印写装置は、例えば螢光灯の光をＬＣＤで透過又はしゃ
断することにより感光媒体に照射する光を制御するもの
であるが、螢光灯の発熱によりＬＣＤの特性変化をきた
し、その防止のため冷却系を設けなければならないとい
う問題がある。

上記電子式印写装置の光源又は光制御デバイスの他のも
のとして電界発光現象を用いたＥＬ素子を用いる場合が
想定される。例えば第６図に図示の如く、感光媒体が固
着され矢印Ａの如く回転する感光体ドラム１４に対し、
セルフフォーカシングレンズ系１３を介して、ＥＬパネ
ル１２からの射出光を集光させ感光体ドラム１４上の感
光媒体を露光させる。ＥＬパネル１２は、ガラス基板１
２１、透明電極１２２、絶縁層１２３　、ＺｎＳにＭｎ
をドープした発光層１２４、背面電極１２５および防湿
保護カバー１２６が、第６図に図示の断面の如く、形成
されている。感光媒体上の１ドツトに対応して、図面に
対して垂直方向に、複数の透明電極１２２が設けられ、
該透明電極と背面電極１２５とにより発光１ｍ１１２４
内に１行中のドツト数に対応した発光部が規定される。

すなわち、ＥＬパネル１２内の発光部は前述のＬＥＤ素
子アレイに相当するものである。

上述の如く、ＥＬパネル１２を用いた印写装置は小形化
が容易に実現でき、半導体プロセスにおいて発光層１２
４その他の層が均一に形成されるから複数の発光部が均
一に形成され、前述のＬＥＤ素子アレイの如く個々のバ
ラツキは生ぜず複雑な調整系を必要としないという利点
を有する。

一方、ＥＬ素子は、Ｌｌ！Ｄ素子に比し一般に出力光が
小さく且つ電極に駆動電圧印加時のみ発光しその後出力
光が減衰するので、第７図における発光期間ＴｏＮで示
した期間内、複数回パルス駆動電圧を電極間に印加させ
、感光媒体の露光に充分な出力光エネルギーＳ１が得ら
れるように、ＥＬ素子を駆動する必要がある。その一方
で、出力光が減衰するには緩和時間（ｄｅｃａｙ　ｔｉ
ｍｅ）に依存した一定の時間が必要となり、第７図に消
光期間ＴＯＦＦで示した電極へのパルス駆動電圧を禁止
する休止時間が必要となる。

若し充分な出力光エネルギーが得られない場合、感光媒
体への露光が不充分となり、一方、充分出力光エネルギ
ーＳ２が減衰しない前に次の行の空白とすべきドツトを
スキャンすると残光により露れると共に次の行の無印写
に備えるためには出力光エネルギーが充分低くなるよう
に制御されなければならない。しかも、第７図に図示の
発光期間ＴＯＮと消光期間ＴＯＦＦの和が感光媒体１行
（１トツド）当りの印写スピードを規定するから、印写
スピードを高速化しなければならない側面から、上記発
光期間Ｔｏ！４と消光期間ＴＯＦＦは印写スピードに応
じて最適なものであることが必要となる。

すなわち、ＥＬ素子を電子式印写装置の光源に用いた場
合、上述の如く二律背反する要求を満足するＥＬ素子の
制御が必要となる。

かかる要望に対し、例えば第８図に図示の如き制御回路
が提案されている。

第８図に図示の制御回路は、タイミングコントローラ１
０１　、Ｘ側クロック発生器ｌＯ２、インターバル制御
回路１０３　、Ｙ側りロック発生器１０４、ＡＮＤゲー
ト１０５、反転入力付ＡＮＤゲート１０６、シフトレジ
スタ１０７、ラッチ回路１０８、ＡＮＤゲート列１０９
　、Ｘ側駆動回路１１０、およびＸ側駆動回路１１１が
図示の如く接続されている。Ｘ側駆動回路１１０および
Ｘ側駆動回路１１１は、第６図を参照して前述したＥＬ
光源パネル１２の複数の透明電極１２２および背面電極
１２５を駆動するものである。

従って本例示においては、Ｘ側クロック発生器１０２、
へＮＤゲート１０５、シフトレジスタ１０７、ラッチ回
路１０８、＾ＮＤゲート列１０９およびＸ側駆動回路１
１０は、複数の透明電極を駆動させるためのものである
。一方、Ｙ側りロック発生器１０４、反転入力行ＡＮＤ
ゲート１０６およびＸ側駆動回路１１１は、１つの背面
電極を駆動させるためのものである。

ＥＬ光源パネル１２は、感光媒体の移動方回に対して１
列、移動方向に直交する方向に複数、本例示においては
２０４８個の発光部を有しており、背面電極は１個、透
明電極は平行かつ等間隔に設けられた２０４８個を存し
ている。従って１行、すなわち感光媒体の移動方向１ド
ツト当り２０４８ビツトのシリアルデータ５ＤＡＴＡを
２０４８ビツトのシフトレジスタ１０７で受け、シフト
レジスタ１０７のビット数に対応してシリアルデータ５
ＤＡＴＡを保持する２０４８個のフリップフロップから
成るラッチ回路１０８．２０４８個のＡＮＤゲートから
成るＡＮＤゲート列１０９、および２０４８個の透明電
極を駆動するためのＸ側駆動回路１１０を有している。

第８図に図示の制御回路の動作を第９図（ａｌ〜（ｄ）
の信号波形図を参照して述べる。

第９図は、ｉ番目のＸ側、すなわち透明電極１つを駆動
する場合を例示したものであり、他の１〜ｉ−１ｐ　　
ｉ＋１〜２０４８個の透明電極も同時的に並列動作する
場合を例示する。但し、これら他の電極の動作原理は同
様であるから以下省略する。

第１行目の印写においてｉ番目のシリアルデータ５ＤＡ
ＴＡが“１″である場合、ｉ番目のシフトレジスタ１０
７、ｉ番目のラッチ回路１０８を介して“１゛のデータ
がｉ番目のＡＮＤゲート１０９に印加される。一方、Ｘ
側クロック発生器１０２から、タイミングコントローラ
１の制御の下で、周期τのクロックパルスＸＣＬＫがＡ
ＮＤゲート１０５に印加される。同様に、周期がτでＸ
側りロックパルスＸＣＬＫと１８０６位相がずれたＹ側
りロックパルスＹＣＬＫがゲート１０６に印加される。

これらクロックパルスＸＣＬＫおよびＹＣＬＫは連続的
なパルスである。タイミングコントローラ１０１の制御
の下で、インターバル制御回路１０３から、期間ＴａＮ
についてはハイレベル、すなわち“１”、期間ＴＯＦＦ
についてはローレベル、すなわち“０”のイネーブル信
号Ｓａａが出力される。従って、ゲート１０５からは３
個連続する正のＸ側りロックパルスＳＸがゲート列１０
９に印加され（第９図（ａ））、一方の入力端子に“１
”が印加されているｉ番！ＩのＡＮＤゲートからは第９
図（ａｌと同様のパルスがＸｓ駆動回路１１０に印加さ
れる。該パルス印加に応答して、Ｘ側駆動回路１１０は
ｉ番目の透明電極に、２００ｖの振幅を有する駆動電圧
パルスＸＶＤ、を印加する（第９図（Ｃ）上部）。同様
にゲート１０６から３個連続するＹ側りロックパルスＳ
ＹがＹ＠駆動回路１１１に印加され、ＸＶＤＬとは１８
００位相がずれ２００ｖの振幅を有する駆動電圧パルス
ＹＶＤ　（図示していないが、第９６図（ｂ）のＳＹと
同じ位相で２００■の振幅を有する電圧）を背面電極に
印加する。便って、透明電極および背面電極間には、そ
れぞれの駆動パルスＸＶＤＬ　　、ＹＶＤの合成された
交流駆動パルスＶＤ　（ＶＤ＝ＸＶＤＬ−ＹＶＤ）が印
加される（第９図（Ｃ））。

交流駆動パルスＶＤにより、ｉ番目の発光部は、パルス
印加時発光し、その後出力光は減衰する。

しかしながら連続して６個の交流駆動パルスがその減ｉ
より早く印加されるので、出力光は徐々に上昇し、最後
に最大値ＭＸｉに到達する。次の期間ＴＯＦＦはイネー
ブル信号Ｓ、ＥＩＬＡがローレベルであるから、いずれ
の電極にも交流駆動パルスは印加されない。従って前述
の透光部はその減衰特性に従って出力光が低下していく
。これらの出力光エネルギーの積分値ｓＬがしきい値よ
り充分大きい場合、感光媒体の対応するドツトが露光さ
れて黒点となる。

前述の期間ＴＯＮが発光時間に相当し、期間ＴＯＦＦが
消光時間に相当する。これらの期間の和Ｔｉ　＝Ｔｏ）
Ｊ＋ＴＯＦＦが感光媒体の移動方向に１ドツト分印写す
る露光時間である。

次の行についてもｉ番目のデータが“１”である場合、
期間Ｔ２、但しＴ２＝ＴＩ　　、についても上記同様に
行なわ軌る。

さらにその次の行についてｉ番目のデータが１１０１＋
である場合には、期間Ｔ３、但しＴ３　＝Ｔ２＝Ｔ１　
、には駆動パルスは印加されず、出力光は減衰するのみ
である。期間Ｔ３における残光エネルギーの積分値ＳＤ
が感光媒体を露光させない値である。

充分なコントラストを得るには上記ＳＤとＳＬの比をＳ
Ｄ／ＳＬ’０．１とするのが好ましい。こ（？−：発光
の緩和時間）、上記Ｓ　□　／　’Ｓ　Ｌ　５０．１を
満たすように、ＴＯＦＦを設定する。

かかる緩和時間は、発光層、例えばＺｎＳにＭｎをドー
プしたもの、の発光中心のＭｎの濃度により０．１〜１
ｍｓのオーダーで大きく変化する。

尚、Ａ４サイズの感光媒体を２０枚／分当りの高速プリ
ントを想定した場合、Ｔ１　＝７２　＝Ｔ３　＝０．８
８ｍａである。従ってＴ　ＯＦＦ　＝　０．５　ｍｓと
するとＴＯＮ＝０．３８ｍ５となる。ＥＬ素子の発光の
応答性は短時間であるから、ＴＯＮ期間内に複数の駆動
パルスを電極に印加し、感光に必要な出力光エネルギー
を得ることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記ＥＬ素子の制御は、同時に且つ独立に２０４８個の
ＥＬ素子に対して行う必要があり、制御回路が非常に複
雑になるという問題がある。特に、ＥＬを駆動するには
高い電圧を必要とするため、高耐圧且つ高価格の駆動素
子を数多く必要とするという問題がある。

従って個々のＥＬ素子に対しては上述の制御動作を満足
させ、且つ回路を簡略化し得る、印写装置用のＥＬデバ
イスおよびその制御回路が要望されている。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の問題点および要望に鑑み、本発明においては、各
群が複数の電極を有し且つ各群の対応する電極が共通接
続された第１の電極群、該第１の電極群の各群と交差状
に設けられた複数の電極を有する第２の電極群、および
第１のおよび第２の電極群の電極により規定される複数
のエレクトロルミネッセンＩ−（ＥＬ）発光部を有する
ＥＬデバイスを光源として感光媒体に露光する印写装置
であって、前記感光媒体の移動方向に１単位露光するた
め、印写データに応答して第１の電極群の各群の電極を
順次選択し該電極選択と同時に第２の電極群の各電極の
選択する動作を複数回反復し、さらに一定時間第１のお
よび第２の電極群を非選択にする、制御回路を有するこ
とを特徴とする、エレクトロルミネッセントデバイスを
用いた印写装置が提供される。

〔実施例〕

第１図に本発明の実施例に基づく印写装置のＥＬパネル
の駆動制御回路図を示す。

第１図において、１はデータ発生回路、２はタイミング
コントローラ、３は２０４８ビツトのシフトレジスタ、
４は２０４８個の・ランチ回路、５はブツシュ・プル駆
動回路、６はプルオンリー駆動回路、７は２０４８ビツ
トのシフトレジスタ、８および９はスイッチング素子、
ｌＯは２０４８個のダイオード列を示・す。２０はＥＬ
パネルを示す。

ＥＬパネル２０の断面図を第２図に示す。該ＥＬパネル
２０は、ガラス基板２１、透明電極２２、絶縁層２３、
発光層２５、背面電極２６、バスバー電極２７、クロス
オーバー２８、および接着剤２４ａ、２４ｂを介してガ
ラス、基板２１に固着された防湿保護カバー２９が図示
の如く形成されて成る。

第３図に当該ＥＬパネルの電極構造の斜視図、第４図に
ＥＬパネルの電極構造の概略図を示す。

ＥＬパネル内には列状に形成された２０４８個のＥＬ素
子が存在するが、これらのＥＬ素子は、第４図に図示の
如く、第１の電極群として３２群に分割された透明電極
群２６、すなわちＤ１〜Ｄ６ｉ４とこれと直交する第２
の電極群として３２群に分割された背面電極群２２、す
なわち３１〜Ｓ３２の組合せにより付勢される。但し、
第３図は、これらのうちＤ１〜Ｄ５．Ｓｌ−Ｓ４につい
てのみ記しており、３０はバスバー電極２７のスルーホ
ールを示している。

第３図を参照すると、各グループが６４個の透明電極の
群と、背面電極の分割電極８１〜Ｓ３２がそれぞれ直交
状に形成されている。但し、分割電極３１〜Ｓ３２はそ
れぞれ電気的に絶縁されている。

一方、３２群に分割された透明電極は、各群内の同じ番
号のもの、例えば第１番目のもの同士がバスＢＤ、によ
り共通接続されている。これにより、電極Ｄ１と電極Ｓ
１の付勢により第１番目のＥＬ素子が駆動され、電極Ｄ
１と電極Ｓ２の付勢により第６５番目のＥＬ素子が駆動
される。以下同様である。

上記電極構造から、プッシュプル駆動回路５は６４個の
電極を駆動し、プルオンリー駆動回路６は３２個の電極
を駆動する。

第５図（ａ）〜（ｋ）を参照して、第１図回路の動作を
説明する。第１図において、ＤＡＴＡはシリアルデータ
、ＣＬ）［はクロック信号、５ＴＲＢ１　．５ＴＲＢ２
はそれぞれストローブ信号を示す。

前述と同様、Ａ４サイズの感光媒体を２枚／分当りのプ
リントを想定した場合、列同期信号５ＹＮＣ翁の周期Ｔ
＝８．８ｍ５（第５図（ａｌ）　、１フレーム３２分割
のスキャンを行うための分割同期信号Ｓ’ｔ　Ｎ　ＣＤ
ｌｖの周期τ＝　３４０μｓ、この分割出力を２４回反
復する出力時間Ｔ　ＯＵＴ　＝　８．１６ｍ５、出力オ
フ時間ＴＯＦＦ＝６４０μｓである（第５図（ｂ））。

ここで、３２分割スキャンを２４回繰り返すのは、ＥＬ
パネルの発光層２５に、ＺｎＳに０．５ｗｔ％のＭｎを
ドープしたものを用いかつ感光体にＡｓ２　Ｓｅ３を用
いた場合、露光に必要なエネルギーとして約１μＪ／ｃ
ｔＡを得るためである。

シリアル入力データＤＡＴＡに応じたパルス電圧ＶＤ１
〜ＶＤ６４がプッシュプル駆動回路５を介して透明電極
Ｄ１〜Ｄ６４に印加される（第５図（Ｃ）〜（ｅ））、
一方、背面電極８１〜Ｓ３２には、順次、ローレベル■
Ｌ１フローティングレベル■Ｆ１ハイレヘルｖＨの電圧
ＶＳＩ〜ｖｓ３２が印加される（第５図（ｆ）〜（ｈ）
）。ローレベルｖＬは、第１図においてスイッチング素
子８，９がオフで、プルオンリドライバ６がオン、ハイ
レベルｖＨはプルオフＪドライバ６ガオフでスイッチン
グ素子８がオン、スイッチング素子９がオフ、フローテ
ィングレベルは、プルオンリドライバ６およびスイッチ
ング素子８，９が共にオフにされることにより規定され
る。ローレベルｖＬの期間ｔ１＝１０μｓ、ハイレベル
ｖＨの期間ｔ２＝２０μｓ、その間がフローティングレ
ベルＶＦである。ハイレベルＶＨは、スイッチング素子
への印加電圧＋ｖＲに等しい。

上記透明電極側へ印加されるハイレベルの電圧ＶＤｊ〜
ＶＤ６４と背面電極側に印加されるローレベルの電圧ｖ
Ｌとが一致するとき、ハイレベル、例えばＤＣ２００Ｖ
の駆動電圧ＶＤＲＶ　１〜ＶＤＲＶ３２が対応するＥＬ
素子に印加される。１分割周期の最後は、透明電極へ印
加される電圧はローレベル、背面電極へはハイレベルの
電圧ｖＨが同時に印加され、−ｆｌｃ２００Ｖ（７）駆
動電圧ＶＤＲＶｊ　〜ＶＤＲＶ３２が全ＥＬ素子に印加
される（第５図（ｉｌ〜（ｋ））。以上の駆動電圧印加
が同じデータについて２４回反復された後、期間Ｔ　Ｏ
ＦＦに亙って、透明電極、背面電極ともローレベルにさ
れ、ＥＬ素子には駆動電圧が印加されない。

すなわち、期間Ｔｏｕｒについては同一データについて
、２４回反復くり返し駆動電圧がＥＬ素子に印加され露
光に充分な出力光Ｓ冬）シー°−１得、期間Ｔ　ＯＦＦ
で次の行に備えて該出力光エネルギーを減衰させる。こ
のように、背面電極と透明電極とをそれぞれ群分割化し
、これらの多重組合せ（マルチブレクキング）駆動によ
り、印写装置に要求される出力光特性を得ることができ
る。この場合において、２０４８個のＥＬ素子駆動を６
４＋３２＝　９６個の電極駆動により実現することが可
能となる。該電極駆動数の削減は、一方において制御回
路が若干複雑にはなるものの、数１００Ｖもの高電圧を
駆動するための高価格の回路素子の大幅な価格低減化に
寄与するのである。

上記実施例は、薄膜ＥＬパネルについてＡＣ駆動方式を
採る場合について述べたが、粉末ＥＬパネル、薄膜ＥＬ
パネルのそれぞれに対しＤＣ駆動、ＡＣ駆動のいずれに
ついても同様である。

〔発明の効果〕

以上に述べたようにに本発明によれば、多数のＥＬ素子
を数の少ない電極の駆動により制御することができ、低
価格且つ簡単な回路構成のＥＬ式印写装置用制御回路が
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての印写装置用ＥＬデバ
イス駆動制御回路図、 第２図は第１図におけるＥＬデバイスの断面図、第３図
は第１図におけるＥＬデバイスの電極構造を示す斜視図
、 第４図は第１図におけるＥＬデバイスの電極構造概略図
、 第５図（ａ）〜ＱＯは第１図制御回路における信号波形
図、 第６図はＥＬ式印写装置の概略構成図、第７図はＥＬ素
子の駆動波形図、 第８図は従来のＥＬ式印写装置の制御回路図、第９図（
ａ）〜（ｄｌは第８図制御回路における信号波形図であ
る。 （符号の説明） ■・・・データ発生回路、 ２・・・タイミングコントローラ、 ３・・・シフトレジスタ、 ４・・・ランチ回路、 ５・・・プッシュプル駆動回路、 ６・・・　プルオンリー駆動回路、 ７・・・シフトレジスタ、 ８，９・・・スイッチング素子、 １０・・・ダイオード列。 第１図のＥＬデバイスの断面図 第２図 第１図のＥＬデバイスの電極構造を示す斜視図第１図の
ＥＬデバイスの電極構造概略図第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、各群が複数の電極を有し且つ各群の対応する電極が
   共通接続された第１の電極群、該第１の電極群の各群と
   交差状に設けられた複数の電極を有する第２の電極群、
   および第１のおよび第２の電極群の電極により規定され
   る複数のエレクトロルミネッセント（ＥＬ）発光部を有
   するＥＬデバイスを光源として感光媒体に露光する印写
   装置であって、 前記感光媒体の移動方向に１単位露光するため、印写デ
   ータに応答して第１の電極群の各群の電極を順次選択し
   該電極選択と同時に第２の電極群の各電極の選択する動
   作を複数回反復し、さらに一定時間第１のおよび第２の
   電極群を非選択にする、制御回路を有することを特徴と
   する、エレクトロルミネッセントデバイスを用いた印写
   装置。