(57)【要約】【課題】  プリンタヘッドによって、データ信号を各画素回路へ高速で書き込むことよって、感光体を高速且つ高解像度で露光する。【解決手段】  プリンタヘッドは、複数の画素部を備える。これらは、ライン状に配列されており、(ｉ)感光体を露光するための電流駆動型の発光素子及び(ｉｉ)該発光素子に駆動電流をデータ信号に対応する２値電圧に応じて選択的に流すための回路素子を夫々含む。プリンタヘッドは更に、該複数の画素回路の各々とデータ信号を供給するデータ信号供給線と間に介在し、データ信号供給線から供給されるデータ信号に対応して２値電圧を生成すると共に回路素子へ供給する２値電圧生成手段を備える。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライン状に配列されており、(ｉ)感光体を露光するための電流駆動型の発光素子及び(ｉｉ)該発光素子に駆動電流をデータ信号に対応する２値電圧に応じて電圧プログラム方式によって選択的に流すための回路素子を夫々含む、複数の画素回路と、
該複数の画素回路の各々と前記データ信号を供給するデータ信号供給線との間に介在し、前記データ信号供給線から供給される前記データ信号に対応して前記２値電圧を生成すると共に前記回路素子へ供給する２値電圧生成手段と
を備えることを特徴とするプリンタヘッド。
【請求項２】
前記回路素子が前記駆動電流を流すタイミングを規定するライン走査信号を、前記複数の画素回路に対して順番に供給するライン走査回路を更に備え、
前記回路素子は、前記供給されるライン走査信号によって、前記駆動電流を選択的に流し得る状態とされることを特徴とする請求項１に記載のプリンタヘッド。
【請求項３】
前記複数の画素回路は夫々、前記回路素子として、そのソースドレイン間を介して前記駆動電流を選択的に流す駆動用トランジスタと、前記駆動用トランジスタのゲートに前記２値電圧をそのソースドレイン間を介して選択的に印加する制御用トランジスタとを備え、
前記ライン走査回路は、前記ライン走査信号を前記制御用トランジスタのゲートに印加することを特徴とする請求項２に記載のプリンタヘッド。
【請求項４】
前記ライン走査回路は、前記ライン走査信号を、前記複数の画素回路のうち所定数からなる画素回路群毎に順番に供給することを特徴とする請求項２又は３に記載のプリンタヘッド。
【請求項５】
前記２値電圧生成手段は、前記データ信号供給線から前記データ信号が入力されると共に前記２値電圧を出力する入力バッファを備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のプリンタヘッド。
【請求項６】
前記２値電圧生成手段は、前記入力バッファに加えて(ｉ)前記複数の画素回路が配列されたライン方向に沿って、前記入力バッファから延びるデータ線の本線部分と(ｉｉ)該本線部分から前記ライン方向に交差する方向に引き出されて前記画素回路に至る前記データ線の引出線部分とを備えることを特徴とする請求項５に記載のプリンタヘッド。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のプリンタヘッドと、
前記感光体と、
前記プリンタヘッドによる露光によって前記感光体に形成された静電潜像を現像することで可視像を形成する現像手段と、
前記形成された可視像を記録媒体上に転写する転写手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプリンタ、コピー、ファクシミリ等の画像形成装置において、感光体を露光して静電潜像を形成するために用いられる、有機ＥＬ（Electro-luminescence）プリンタヘッド等のプリンタヘッド或いはラインヘッドと、これを備えた画像形成装置との技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の有機ＥＬプリンタヘッドでは、ライン状に配列された複数の有機ＥＬ発光素子におけるデータ信号に応じた点灯・非点灯が、ライン走査信号に応じたタイミングで順次行われる。そして、このような有機ＥＬプリンタヘッドにおける、各画素回路の有機ＥＬ発光素子の駆動方式としては、伝統的な有機ＥＬディスプレイの応用として、電流プログラム方式が採用されている（特許文献１参照）。
【０００３】
電流プログラム方式によれば、各画素回路には、有機ＥＬ発光素子と共に、これに駆動電流を流すための駆動用トランジスタと、該駆動用トランジスタが駆動電流を流すタイミングを制御する制御用トランジスタとが設けられる。そして、ライン走査回路から順次出力されるライン走査信号によりオンされる制御用トランジスタを介して、データ信号をなす電流が駆動用トランジスタのゲートに供給される。これにより、駆動用トランジスタがオンされて駆動電流が有機ＥＬ発光素子に流れることで、データ信号に応じた発光が行われる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２７４５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、伝統的な有機ＥＬディスプレイであれば、各画素回路における制御用トランジスタを介しての駆動用トランジスタへのデータ信号の供給時間、即ちデータ信号の画素回路への書き込み時間を、例えば５０μｓｅｃ以上確保できるのに対して、有機ＥＬプリンタヘッドにおけるその書き込み時間は、例えば数百ｎｓｅｃ程度しかない。従って、駆動時間の観点からして、有機ＥＬディスプレイの場合に、発光素子を駆動するに際し電流プログラム方式で十分対応することができるのに対して、有機ＥＬプリンタヘッドの場合には、上述した電流プログラム方式では対応することが困難である。
【０００６】
特に、プリンタヘッドに設けられたデータ線或いはクロック線は、長手状の有機ＥＬプリンタヘッド、即ちラインヘッドの長手方向に沿って、例えば印刷媒体である紙のサイズと同等の長さに延設されている場合が多い。このため、各画素回路に対して高速でデータ信号を書き込むことが困難になる。例えば、Ａ４サイズの紙に印刷することができるプリンタに係るプリンタヘッドでは、データ線の配線長は約２１ｃｍになる場合があり、配線抵抗及び配線遅延が無視し得ない程度に大きい。その結果、高速でデータ信号を書き込むことが困難になるという技術的問題点がある。この際、プリンタの小型化及び低コスト化を目的として、プリンタヘッドの狭い領域にデータ線或いはクロック線の如き複数の配線を設けた場合には、配線間の配線容量が増大し、画素回路にデータ信号を書き込むための時間も増大してしまうので、上述の問題は深刻さを増す。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、例えば、データ信号を各画素回路へ高速で書き込むことによって、感光体を高速且つ高解像度で露光することを可能ならしめるプリンタヘッド及びこれを備えた画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のプリンタヘッドは上記課題を解決するために、ライン状に配列されており、(ｉ)感光体を露光するための電流駆動型の発光素子及び(ｉｉ)該発光素子に駆動電流をデータ信号に対応する２値電圧に応じて電圧プログラム方式によって選択的に流すための回路素子を夫々含む、複数の画素回路と、該複数の画素回路の各々と前記データ信号を供給するデータ信号供給線との間に介在し、前記データ信号供給線から供給される前記データ信号に対応して前記２値電圧を生成すると共に前記回路素子へ供給する２値電圧生成手段とを備える。
【０００９】
本発明のプリンタヘッドによれば、例えば有機ＥＬ発光素子等の電流駆動型の発光素子を夫々含む回路素子は、ライン状に配列されている。ここに「ライン状に配列され」とは、複数の画素回路が配列されたライン方向に沿って一列で延びる場合の他、二列或いは複数列で延びる場合や、千鳥足状に延びる場合も含む。このようなライン状のプリンタヘッドは、感光体に対して、その複数の画素回路が配列されたライン方向に沿って順次、発光素子列からライン状の光を発光可能である。或いは、発光素子列からライン状の光を、同時に又は一部について同時に発光可能である。
【００１０】
その動作時には、例えば画素回路単位で点灯又は非点灯を示す旨の、即ちオン又はオフを示す旨の２値のデータ信号が、プリンタエンジン等の外部のデータ信号源からデータ信号供給線に供給される。すると、２値電圧生成手段によって、このデータ信号に対応して２値電圧が生成され、各画素回路における回路素子へ供給される。これを受けて各画素回路では、回路素子によって、発光素子に駆動電流が、このデータ信号に対応する２値電圧に応じて電圧プログラム方式よって選択的に流される。即ち、点灯或いはオンを示す旨のデータ信号に対応して、発光素子には、回路素子を介して駆動電流が流される。又は、非点灯或いはオフを示す旨のデータ信号に対応して、発光素子には、回路素子を介して駆動電流が流されない。すると、発光素子は、このようにデータ信号に対応して生成された、即ち電圧プログラムされた２値電圧に応じて、選択的に発光することとなる。これにより、感光体をデータ信号に応じたパターンで露光することが可能となる。
【００１１】
このように電圧プログラム方式によって、各画素回路についてのデータ信号に対応する２値電圧の書き込みを行うので、例えば、有機ＥＬプリンタヘッドにおけるその書き込み時間として確保可能な数百ｎｓｅｃ程度以内に、データ信号に対応する２値電圧を、各画素回路の回路素子へ供給すること、即ち各画素回路に書き込むことが可能となる。
【００１２】
特に、有機ＥＬプリンタヘッドにおけるライン方向に沿って、例えば印刷媒体である紙のサイズと同等の長さにデータ信号供給線、データ線或いはクロック線を延設して設ける場合にも、即ち、データ信号供給線等に係る配線抵抗及び配線遅延が無視し得ない程に大きくても、上述の如き電圧プログラム方式で各画素回路に、データ信号に対応する２値電圧を書き込むことによって、各画素回路に対して高速でデータ信号を書き込むことが可能となる。この際、プリンタの小型化及び低コスト化を目的として、プリンタヘッドの狭い領域にデータ信号供給線等を設けた場合に、仮に配線間で配線容量が増大しても、データ信号に対応する２値電圧を書き込むための時間は、殆ど又は全く変化しないようにも構成可能であり、実用上大変有利である。
【００１３】
尚、プリンタヘッドにおいては、最終的に印刷される画像の濃淡は、感光ドラム等の感光体に形成される静電潜像に付着するトナーの領域によって決まるため、各発光素子を点灯又は非点灯の２つの駆動状態のどちらかになるように駆動しておけばよい。これに伴い、各画素回路に書き込まれるデータ信号の２値電圧は、例えば駆動用トランジスタのソース及びドレイン間の導通状態を切換えるためのオン或いはオフの２値を示す信号であればよい。即ち有機ＥＬディスプレイパネルの如く画素単位で階調表示を行う訳ではないので、このような電圧プログラム方式を採用することによる顕著なる作用効果を実現しつつ、印刷を行う上で何らの支障も生じないのである。
【００１４】
以上の結果、本発明のプリンタヘッドによれば感光体を高速且つ高解像度で露光することが可能となる。
【００１５】
本発明のプリンタヘッドの一態様では、前記回路素子が前記駆動電流を流すタイミングを規定するライン走査信号を、前記複数の画素回路に対して順番に供給するライン走査回路を更に備え、前記回路素子は、前記供給されるライン走査信号によって、前記駆動電流を選択的に流し得る状態とされる。
【００１６】
この態様によれば、例えばシフトレジスタ等から構成されるライン走査回路から、例えば転送信号の如きパルス状のライン走査信号が、複数の画素回路に対して順番に供給される。すると、例えば回路素子に含まれる「制御用トランジスタ」では、そのゲートにライン走査信号が供給されることで、データ信号に対応する２値電圧がそのソースドレイン間を介して回路素子に含まれる他のトランジスタである「駆動用トランジスタ」のゲートに供給される。ここでは、例えば、点灯（オン）を示す旨のデータ信号が、駆動用トランジスタのゲートに供給されることで、この駆動用トランジスタがオンされ、駆動電流が流される。又は、非点灯（オフ）を示す旨のデータ信号が、駆動用トランジスタのゲートに供給されることで、この駆動用トランジスタがオフされ、駆動電流が流されない。このように、回路素子は、ライン走査回路からのライン走査信号によって、発光素子に駆動電流を選択的に流し得る状態とされる。
【００１７】
このライン走査回路を備えた態様では、前記複数の画素回路は夫々、前記回路素子として、そのソースドレイン間を介して前記駆動電流を選択的に流す駆動用トランジスタと、前記駆動用トランジスタのゲートに前記２値電圧をそのソースドレイン間を介して選択的に印加する制御用トランジスタとを備え、前記ライン走査回路は、前記ライン走査信号を前記制御用トランジスタのゲートに印加するように構成してもよい。
【００１８】
このように構成すれば、制御用トランジスタ及び駆動用トランジスタという二つのトランジスタを用いた比較的簡単な構成の回路素子を有する画素回路に対して、電圧プログラム方式を採用することで、データ信号に対応する２値電圧を高速に書き込むことができる。
【００１９】
このライン走査回路を備えた態様では、前記ライン走査回路は、前記ライン走査信号を、前記複数の画素回路のうち所定数からなる画素回路群毎に順番に供給するように構成してもよい。
【００２０】
このように構成すれば、一の画素回路群に一つのライン走査信号を供給しながら、各画素回路に書き込まれるデータ信号に応じて発光素子を駆動することができる。従って、画素回路の夫々にライン走査信号を個別に供給する場合に比べて、ライン走査信号に係る駆動周波数を低減することができ、例えば、ライン走査回路の負荷や、制御用トランジスタ及び駆動用トランジスタの負荷を低減することができる。更に、ライン走査信号を供給する配線の本数等を減らすことによって、駆動回路部の構成の簡略化や小型化が可能となり、プリンタヘッドを小型化することも可能となる。よって例えば、ライン走査回路をヘッド本体に設けた場合であっても、プリンタヘッド全体のサイズを増大させることなく、且つ高速で画像信号を書き込むことも可能となる。
【００２１】
本発明のプリンタヘッドの他の態様では、前記２値電圧生成手段は、前記データ信号供給線から前記データ信号が入力されると共に前記２値電圧を出力する入力バッファを備える。
【００２２】
この態様によれば、２値電圧生成手段では、入力バッファによって、データ信号供給線から入力されるデータ信号を、２値電圧として出力する。よって、データ信号供給線における、配線長、配線抵抗、配線容量等に起因した配線遅延やデータ信号の鈍りによる悪影響を低減できる。更に、入力バッファから画素回路に至る配線部分については、２値電圧が供給される、即ち電圧プログラム方式でデータ信号に対応する２値電圧が書き込まれるので、その配線部分における、配線長、配線抵抗、配線容量等に起因した配線遅延を低減できる。
【００２３】
この態様では、前記２値電圧生成手段は、前記入力バッファに加えて(ｉ)前記複数の画素回路が配列されたライン方向に沿って、前記入力バッファから延びるデータ線の本線部分と(ｉｉ)該本線部分から前記ライン方向に交差する方向に引き出されて前記画素回路に至る前記データ線の引出線部分とを備えてもよい。
【００２４】
このように構成すれば、入力バッファから画素回路に至る配線部分のうち、ライン方向に沿って延びるデータ線の本線部分が長くても、更に、この本線部分から引き出された引出線部分が長くても、電圧プログラム方式でデータ信号に対応する２値電圧が書き込まれるので、それらの配線部分における、配線長、配線抵抗、配線容量等に起因した配線遅延を低減できる。
【００２５】
本発明の画像形成装置は上記課題を解決するために、上述した本発明に係るプリンタヘッド（但し、その各種態様を含む）と、前記感光体と、前記プリンタヘッドによる露光によって前記感光体に形成された静電潜像を現像することで可視像を形成する現像手段と、前記形成された可視像を記録媒体上に転写する転写手段とを備える。
【００２６】
本発明の画像形成装置によれば、上述した本発明に係るプリンタヘッドを備えるので、感光ドラム等の感光体を高速且つ高解像度で露光する。従って、その後の現像及び転写を経て、高速且つ高品位のカラー画像や白黒画像を、コピー用紙等の記録媒体上に形成できる。しかも、プリンタヘッドを小型化することで、画像形成装置における小型化を図ることも可能である。
【００２７】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
（プリンタヘッド）
以下、図１乃至図６を参照しながら本実施形態に係るプリンタヘッドについて詳細に説明する。尚、以下の実施形態では、電流駆動型の発光素子の一例である有機ＥＬ素子を搭載したプリンタヘッドを例に挙げて説明する。
【００３０】
先ず図１及び図２を参照して、本実施形態に係るプリンタヘッドの概略構成について説明する。ここに図１は、本実施形態に係るプリンタヘッドの構成を概略的に示す斜視図であり、図２は、そのうち発光部及び画素回路の平面レイアウトに係る各種具体例を示す、プリンタヘッドの図式的な部分拡大平面図である。
【００３１】
図１において、プリンタヘッド１は、基板１０と、基板１０上でライン状に配列された複数の発光部１１と、データ信号が供給される外部回路接続端子１２と、外部回路接続端子１２に接続されたデータ線部１３と、発光部１１を駆動するためのライン走査回路１７とを備える。
【００３２】
基板１０は、図中左右方向を「長手方向」として長手状に伸びるガラス基板、石英基板、半導体基板等から構成される。基板１０は、複数の発光部１１が配列されたライン状の領域が、プリンタヘッド１を備えるプリンタが各種サイズの印刷用紙等に印刷できるようなサイズを有している。基板１０は、その長手方向に、例えばＡサイズの印刷用紙に印刷可能なように２０ｃｍ〜３０ｃｍの長さを有する。基板の１０は、その短手方向に例えば１０ｍｍの長さを有する。短手方向に短いと、プリンタヘッド１を備えたプリンタ内において、プリンタヘッド１を除く各種要素を配置するためのスペースを広く確保することができるので非常に有利である。
【００３３】
外部回路接続端子１２は、基板１０の縁に沿って配列されている。複数設けられた外部回路接続端子１２の一部には、データ信号源として、プリンタエンジン等から２値のデータ信号、即ち画素毎に点灯（オン）とするか又は非点灯（オフ）とするかを示すデータ信号が供給される。また、複数設けられた外部回路接続端子１２の他部には、電源信号、クロック信号、制御信号等の、ライン走査回路１７、後述の画素回路などの動作のために必要な各種信号や電源も入力される。
【００３４】
データ線部１３は、基板１０の長手方向に沿って伸びるように一本又は複数本配線されている。データ線部１３には、外部回路接続端子１２を介して、データ信号源からデータ信号が供給される。本実施形態では特に、後述するように、データ線部１３は、(ｉ)外部回路接続端子１２に接続された部分であるデータ信号供給線、(ｉi)データ信号供給線から入力バッファを介して更に基板１０の長手方向に伸びる本線部分及び(ｉｉｉ)本線部分から基板１０の長手方向に直角に分岐した形で引き出されて各発光部１１に至る引出線部分とを含んで構成されている。
【００３５】
ライン走査回路１７は、基板１０に後付け又は内蔵されている。ライン走査回路１７は、後述のように、各発光部１１における発光のタイミングを制御するライン走査信号を各画素回路に順次供給するように構成されている。
【００３６】
図２に示した発光部１１の平面レイアウトの各種具体例に示すように、複数の発光部１１は基板１０の長手方向に一致するライン方向に沿って配列されている。発光部１１は、１ラインのみ設けられてもよいし（図２（ａ））、千鳥足状に複数ライン設けられてもよいし（図２（ｂ））、マトリクス状に複数ライン設けられてもよい（図２（ｃ））。いずれの具体例の場合にも、発光部１１は、画素回路２０１毎に一つ設けられており、例えば１０μｍ程度のピッチで配列されている。各画素回路２０１には、図１に示したライン走査回路１７からライン走査信号が、ライン走査信号線１４１を介して供給されると共に、データ線部１３の引出線部分１３ｃを介してデータ信号が供給される。更に、高電位配線１１６及び低電位配線１１８から夫々、高電位電源及び低電位電源が夫々供給されるように構成されている。
【００３７】
ここで特に、プリンタヘッド１のデータ線部１３やクロック配線の如き配線は、例えば１０ｃｍ四方のサイズの画像表示領域を備える有機ＥＬディスプレイ装置に設けられる各種配線に比べて、長さが２〜３倍である。更に、基板１０の幅寸法（上述した短手方向の長さ）が１０ｍｍである場合、データ線部１３やクロック線の如き配線の配線間距離は、係る有機ＥＬディスプレイ装置の配線間距離に比べて１／３程度になる場合がある。従って、仮に何らの対策も施さねば、プリンタヘッド１を小型化できる反面、配線の長さが大きいことに加え、配線間の間隔が狭いことによって配線間容量が増大し、発光部１１に高速で各種信号を供給することが困難になりかねない。例えば、プリンタヘッド１のデータ線部１３やクロック配線における配線容量は、有機ＥＬディスプレイ装置における配線容量に比べて大きくなる傾向にあり、各種信号が画素部に所定のタイミングで供給されないことによりプリンタヘッド１の駆動に支障がでる虞がある。そこで、本実施形態に係るプリンタヘッド１は、プリンタに適用なサイズを備えた上で、後述するようにデータ信号等を高速で書き込むことができる構成を備える。
【００３８】
次に図３を参照して、画素回路２０１及びこれに接続された各種配線についての一具体例について説明する。ここに図３は、プリンタヘッド１の電気的な概略構成の一具体例を示すブロック図である。尚、図３において、図１及び図２に示した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。
【００３９】
図３に示すように、データ線部１３は、データ信号供給線１３ａ、入力バッファ２２２、本線部分１３ｂ及び引出線部分１３ｃを含んで構成されている。更に、本線部１３ｂの末端の夫々には、入力バッファ２２２と、静電保護回路２２４が設けられている。
【００４０】
尚、図３では、画素回路２０１は、横一列に配列されているが、その実際の平面レイアウトとしては、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示した如く、各種のレイアウトを採ることが可能である。
【００４１】
図３の具体例では特に、入力バッファ２２２は、データ信号供給線１３ａから供給される２値のデータ信号に対応して２値電圧を生成すると共に引出線部分１３ｃを介して画素回路２０１へ供給する。入力バッファ２２２及び静電保護回路２２４により、静電気等の異常電圧からプリンタヘッド１の各部を保護することができる。更に、別途供給される電源電圧を用いて、データ線部１３のうち本線部分１３ｂ及び引出配線部データ線における２値電圧を、２値のデータ信号のオン又はオフに対応する２値電圧のいずれかに確固として保持することができる。これにより、データ線部１３を介して、電圧プログラム方式による、画素回路２０１の駆動が可能となる。即ち、入力バッファ２２２を介して本線部分１３ｂ及び引出線部分１３ｃで実現されるデータ信号の２値電圧によって、画素回路２０１へのデータ信号の書き込みが可能となる。
【００４２】
図３の具体例では、入力バッファ２２２、本線部分１３ｂ、引出線部分１３ｃ及び静電保護回路２２４から、本発明に係る「２値電圧生成手段」の一例が構成されている。ライン走査回路１７は、後述の如くシフトレジスタ回路を含み、ライン走査信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓ４を、ライン走査信号線１４１に対して、線順次に供給するように構成されている。画素回路２０１は、制御用トランジスタＴＲ１、駆動用トランジスタＴＲ２、有機ＥＬ発光素子ＯＬＥＤ、陰極２１６及び陽極２１８を含んで構成されている。有機ＥＬ発光素子ＯＬＥＤは、図１及び図２に示した発光部１１として機能する。尚、有機ＥＬ発光素子ＯＬＥＤの詳細な構成は、既存の有機ＥＬディスプレイパネルにおける有機ＥＬ発光素子におけるそれと同様或いは類似である。
【００４３】
制御用トランジスタＴＲ１は、そのゲートにライン走査信号Ｓｉ（ｉ＝１、２…、ｎ）が供給される。そして、そのソースに引出線部分１３ｃから供給されるデータ信号の２値電圧を、対応するライン走査信号Ｓｉが供給されるタイミングで、そのソースドレイン間を介して駆動用トランジスタＴＲ２のゲートへ供給するように構成されている。
【００４４】
駆動用トランジスタＴＲ２は、そのゲートにデータ信号の２値電圧の一方の値（例えばハイレベルの電圧）が印加されると、オンされる。よってこの際、所定電位が供給されている陰極２１６及び陽極２１８間に、駆動電流が流れる。これにより、有機ＥＬ発光素子ＯＬＥＤは、発光、即ち点灯する。逆に、駆動用トランジスタＴＲ２は、そのゲートにデータ信号の２値電圧の他方の値（例えばローレベルの電圧）が印加されると、オフされる。よってこの際、所定電位が供給されている陰極２１６及び陽極２１８間に、駆動電流が流れることはない。
【００４５】
次に図４を参照して、画素回路２０１及びこれに接続された各種配線についての他の具体例について説明する。ここに図４は、プリンタヘッド１の電気的な概略構成の他の具体例を示すブロック図である。尚、図４において、図１から図３に示した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。
【００４６】
図４の具体例では、データ線部１３を構成するデータ信号供給線１３ａ及び本線部分１３ｂは夫々、４本設けられており、これに対応して、引出線部分１３ｃも、図３の具体例の場合と比べて４倍の数だけ設けられている。更に、これに対応して、ライン走査信号線１４１は、画素回路２０１側が４つに分岐している。そして、４個の画素回路２０１に対して、同一のライン走査信号Ｓｉが供給され、これらは、同時にデータ信号の書き込みが行われるように構成されている。尚、図４では、画素回路は、横一列に配列されているが、その実際の平面レイアウトとしては、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示した如く、各種のレイアウトを採ることが可能である。
【００４７】
図４の具体例では図３の具体例の場合と同様に電圧プログラム方式によって、入力バッファ２２２を介して本線部分１３ｂ及び引出線部分１３ｃで実現されるデータ信号の２値電圧によって、画素回路２０１へのデータ信号の書き込みが可能となる。そして、図４の具体例では特に、ライン走査回路１７は、ライン走査信号Ｓｉを、４個の画素回路２０１からなる群毎に順番に供給するので、この群毎に４個の有機ＥＬ発光素子を同時に発光させることができる。即ち、図３の具体例の場合に比べて、ライン走査信号Ｓｉに係る駆動周波数を低減することができ、ライン走査回路１７の負荷や、画素回路２０１を構成する制御用トランジスタ及び駆動用トランジスタの負荷を低減することができる。更に、ライン走査回路１７の小型化も可能となり、高速露光が可能な小型のプリンタヘッド１を実現できる。
【００４８】
以上のように図３及び図４に示した具体例によれば夫々、画素回路２０１は、データ線部１３から供給されるデータ信号の２値電圧に基づいて、電圧プログラム方式による駆動が行われる。よって、プリンタヘッド１におけるその書き込み時間として確保可能な、例えば数百ｎｓｅｃ以内に、データ信号に対応する２値電圧を、制御用トランジスタＴＲ１を介して駆動用トランジスタＴＲ２へ供給することが可能となる。この際、入力バッファ２２２によって、データ信号供給線１３ａから入力されるデータ信号を、２値電圧としてデータ線部１３の本線部分１３ｂ及び引出線部分１３ｃに出力できる。よって、データ線部１３における、配線長、配線抵抗、配線容量等に起因した配線遅延やデータ信号の鈍りによる悪影響を顕著に低減できる。
【００４９】
次に、図５及び図６を参照しながら、以上説明したライン走査回路１７、走査線部１３、入力バッファ２２２、及び静電保護回路２２４等に係る本実施形態の電気的な詳細構成について更に説明を加える。ここに、図５は、本実施形態のプリンタヘッドの電気的な詳細構成を示す回路図であり、図６は、本実施形態のプリンタヘッドにおける各種信号のタイミングチャートである。尚、図５及び図６において、図１から図４に示した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。
【００５０】
図５において、データ線部１３は、４本の本線部分１３ｂを含む。即ち、図５に例示する構成は、図４の具体例における詳細構成である。
【００５１】
ライン走査回路１７は、シフトレジスタＳＲ、クロック信号配線３０、及びスタートパルス入力線３１を備えて構成される。
【００５２】
シフトレジスタＳＲは、夫々シフトレジスタＳＲの各段とされる単位回路部ＳＲｉ（ｉ＝０、１、２、・・・、ｎ）を備えている。尚、以下の説明においては、最初にスタートパルスＳＰが入力される単位回路部ＳＲ０は、次段のシフトレジスタＳＲ１にスタートパルスを転送するのみであり、シフトレジスタＳＲ１以降の各段のシフトレジスタＳＲ１、ＳＲ２、・・・、ＳＲｎが画素回路２０１にライン走査信号Ｓｉを供給する。
【００５３】
単位回路部ＳＲｉは、共通のクロック信号線３０及びグランド配線３２に電気的に接続されており、プリンタヘッド１の動作時にスタートパルスＳＰ及びクロック信号ＣＬＫを入力され、クロック信号ＣＬＫに応じてスタートパルスＳＰをラッチしてサンプリング制御信号を出力し、スタートパルスＳＰをサンプリング制御信号にしたがってサンプリングしてライン走査信号Ｓｉとしてライン走査信号線１４１に供給する。より具体的には、単位回路部ＳＲｉは、互いに電気的に接続されたフリップフロップ回路部ＦＦｉ（ｉ＝０、１，２、・・・、ｎ）、ＯＲ論理回路部ＯＲｉ（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）、インバータＩＮＶｉ（ｉ＝０、１、２、・・・、ｎ）及びＣＭＯＳで夫々構成される２つのトランスファーゲートＴＧｉ１（ｉ＝０、１、２、・・・、ｎ）及びＴＧｉ２（ｉ＝０、１、２、・・・、ｎ）を備えており、単位回路部ＳＲｉはこれらの要素によって上述したスタートパルスＳＰを処理してライン走査信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを画素回路２０１に供給する。
【００５４】
シフトレジスタＳＲ０が備えるトランスファーゲートＴＧ０１及びＴＧ０２は、クロック信号ＣＬＫ及びスタートパルスＳＰをフリップフロップ回路部ＦＦ０に送る。２段目以降の単位回路部ＳＲｉは、ＮＡＮＤ回路部Ｎｉを更に備えており、ＮＡＮＤ回路部Ｎｉを介してライン走査信号Ｓｉを画素回路２０１に供給する。シフトレジスタＳＲの最終段である単位回路部ＳＲｎは、スタートパルスＳＰをエンドパルスＥＰとして出力する。
【００５５】
データ線部１３は、本線部１３ｂとしての４本のデータ線Ｄｉ（ｉ＝０、１、２、３）、保護抵抗Ｒ、静電保護回路２２４及び２２６、並びに、入力バッファ２２２の一例であるインバータＤＩＮＶを備えている。
【００５６】
画素回路２０１は、４つの発光部１１（図１及び図２参照）を夫々備える画素ブロックＢｉ（ｉ＝０、１、・・・、ｎ）にグループ分けされている。
【００５７】
画素ブロックＢｉは、本発明に係る「画素回路群」の一例であり、所定個数の画素回路２０１（即ち、ここでは４個）を含む。画素ブロックＢｉは、夫々一本のライン走査信号線が電気的に接続されており、画素ブロックＢｉに含まれる複数の発光部１１に一括してこのライン走査信号線から、同一のライン走査信号Ｓｉが供給される。尚、本実施形態においては、データ線が４つの場合を例に挙げて説明するが、データ線部に含まれるデータ線の本数は４本に限定されるものではなく、例えば、データ線の本数が１２８本である場合には、データ線部１３から１２８個の異なるデータ信号を、同一画素回路群に属する１２８個の画素回路毎に、同時に供給することが可能である。
【００５８】
発光部１１の夫々は、制御用トランジスタＴＲ１、駆動用トランジスタＴＲ２、及び有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを備えて構成される。
【００５９】
駆動用トランジスタＴＲ２のゲート及びソース間、或いはゲート及びドレイン間には、夫々保持容量Ｃ１或いはＣ２が存在する。駆動用トランジスタＴＲ２は、そのゲートにデータ信号が入力されると、保持容量Ｃ１或いはＣ２に電荷が蓄積される。また、別途コンデンサの如き素子をトランジスタＴＲ２のゲート及びソース間、或いはゲート及びドレイン間に電気的に接続しておいてもよい。
【００６０】
このように本実施形態の画素回路２０１における駆動方式は「電圧プログラム方式」である。電圧プログラム方式では、書き込み期間（選択期間）において、データ信号に応じた２値電圧を駆動用トランジスタＴＲ２のゲートに書き込んで、この２値電圧に応じた駆動電流を駆動用トランジスタＴＲ２が有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに流し続ける駆動方式である。
本実施形態に係る、このような電圧プログラム方式は、伝統的な有機ＥＬディスプレイで用いられる電流プログラム方式と比べて、データ信号の書き込み速度が遥かに高いのである。
【００６１】
尚、本実施形態で採用可能な電圧プログラム方式は、図５に示した２個のトランジスタを組み合わせた方式の他、例えば有機ＥＬ素子に駆動電流を流すためのトランジスタの電圧−電流特性（トランジスタ（ＴＦＴ）の閾値）のバラツキを低減するために、有機ＥＬ素子及び保持容量に加えて４つのトランジスタを組み合わせてなる閾値補償型の画素部の構成も含まれる。但し、上述した２個の制御用トランジスタＴＲ１及び駆動用トランジスタＴＲ２を含むように画素回路２０１を構成することによって、従来の電流プログラム方式による駆動に比べて高速で画素部に画像信号を書き込むことができ、更に閾値補償型の画素部の構成によって実行される電圧プログラム方式に比べても、より高速で有機ＥＬ素子を駆動することができる。従って、本実施形態に係るプリンタヘッド１は、閾値補償型の電圧プログラム方式を含めた広義の電圧プログラム方式を用いるのではなく、上に詳述した制御用トランジスタＴＲ１及び駆動用トランジスタＴＲ２の如き２つのトランジスタを含む画素回路２０１、ライン走査回路１７、及びデータ線部１３によって実行される狭義の「電圧プログラム方式」を用いる。このような狭義の電圧プログラム方式を用いることにより、プリンタヘッド１は、要求される書き込み速度以上の速度で各画素部に画像信号を書き込むことができるのである。
【００６２】
また、プリンタヘッド１は、有機ＥＬディスプレイに比べて有機ＥＬ発光素子の階調を制御するために、これに流す駆動電流量を細かく制御する必要がない。より具体的には、駆動用トランジスタＴＲ２のゲートに入力されるデータ信号は、駆動用トランジスタＴＲ２のＯＮ及びＯＦＦを示す０及び１の２値データであれば足りる。即ち、データ信号を０及び１の２値データに対応してＨレベル及びＬレベルの２値電圧を有する信号とすることによって、有機ＥＬ発光素子ＯＬＥＤの点灯及び非点灯を制御すればよい。このように、上述した狭義の電圧プログラム方式を用いることは、電流プログラム方式を用いる場合に比べて、画像信号の書き込み速度を高めるためにはより好都合な駆動方式である。
【００６３】
続いてライン走査回路１７、及びデータ線部１３について詳細に説明する。
【００６４】
データ線Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の夫々は、画素ブロックＢｉに含まれる発光部１１に夫々電気的に接続されている。より具体的には、データ線Ｄ０は、画素ブロックＢ１に含まれる一つ目の画素回路２０１に電気的に接続されており、データ線Ｄ１は、画素ブロックＢ１に含まれる２つ目の画素回路２０１に電気的に接続されている。即ち、画素ブロックＢｉに含まれる４つの画素回路２０１の夫々にデータ線Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が夫々一本ずつ電気的に接続されている。更に、データ線Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は夫々、他の画素ブロックＢｉに含まれる画素回路２０１にも電気的に接続されている。したがって、データ線部１３に含まれるデータ線Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は夫々、各画素ブロックＢｉに含まれる画素回路２０１に共用されている。これにより、直線状に配置された画素回路２０１を画素ブロックＢｉ毎に動作させることができる。
【００６５】
図５において、データ線Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の一端である画像信号入力端子には、クロック信号ＣＬＫが供給されるタイミングに合わせてデータ信号が供給される。データ線Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の間隔は狭く、例えば、１０μｍ間隔で配設されている。更に、データ線Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３と電気的に接続される画素回路２０１は、プリンタヘッド１の長手方向に沿って配列されていることから、画素回路２０１に接続されるデータ線の長さもプリンタヘッド１の長手方向の寸法と同等の長さになる。このような場合でも、上述した狭義の電圧プログラム方式を用いることによって、高速で有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの発光を制御することができる。
【００６６】
保護抵抗Ｒは、データ線入力端子側から印加される不慮の電圧から画素部を保護する。保護抵抗Ｒとしては、例えば、抵抗素子がデータ信号供給線１３ａの途中に直列に接続される。
【００６７】
静電保護回路２２６は、２個のトランジスタＴＲ３、及びＴＲ４を備えており、これらトランジスタＴＲ３、及びＴＲ４は夫々ダイオード接続されている。静電保護回路２２６は、画素回路２０１からみてデータ信号の入力側に、即ち、データ線部１３のうちデータ信号供給線１３ａに配置されており、データ線Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２及びＤ３を介して入力されるデータ信号の電圧を、入力バッファ２２２の前段にて安定に保持する。更に、入力バッファ２２２、画素回路２０１等に不慮の電圧が印加されることを低減する。
【００６８】
静電保護回路２２８は、静電保護回路２２６と同様に、２個のトランジスタＴＲ５及びＴＲ６を備えて構成されており、夫々のトランジスタＴＲ５及びＴＲ６は、ゲート及びソース、或いはゲート及びドレインが電気的に接続されることによりダイオード接続されている。静電保護回路２２８は、データ線の画素回路２０１からみてデータ線Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の入力側の反対側に、即ち、データ線部１３のうち本線部分１３ｂに配置されており、入力バッファ２２２により生成されたデータ信号の２値電圧を安定に保持する。更に、画素回路２０１等に不慮の電圧が印加されることを低減する。
【００６９】
尚、インバータＤＩＮＶは、本発明に係る入力バッファ２２２の一例であり、データ信号の電位を反転しつつ、反転された２値電圧のデータ信号をデータ線部１３の本線部分１３ｂ及び引出線部部分１３ｃに供給する。インバータＤＩＮＶは、インバータＤＩＮＶの入力インピーダンスが大きく、出力インピーダンスが小さいため、データ信号の２値電圧の絶対値は、入力時と出力時とで殆ど変動しない。従ってインバータＤＩＮＶによれば、入力時のデータ信号の２値電圧の絶対値を維持しながら、データ信号に対応する２値電圧を画素回路２０１に供給することができる。特に、画素回路２０１近傍でデータ線が狭い間隔で配設されている場合には、配線容量が増大することによってデータ信号の変動分も大きくなるため、インバータＤＩＮＶを接続しておくことがより好ましい。これにより、電圧プログラム方式で画素回路２０１を良好に駆動することが可能となる。
【００７０】
続いて図６のフローチャートを参照しつつ、ライン走査回路１７、データ線部１３等による、発光動作について詳細に説明する。
【００７１】
図６に示すように、ライン走査線回路１７（図５参照）からライン走査信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、・・・、Ｓｎが順次出力され、これと並行して、２値のデータ信号がデータ線部１３から出力される。すると、ライン走査信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４…Ｓｎは、図４又は図５に示したように、それらが供給されるライン走査信号線の途中にて夫々分岐され、４個の画素回路２０１からなる群毎に、同時に供給される。すると、これらのライン走査信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、・・・、Ｓｎがゲートに入力された制御用トランジスタＴＲ１は、その供給のタイミングでオンされて、対応するデータ信号の２値電圧を駆動用トランジスタＴＲ２のゲートに印加する。すると、各駆動用トランジスタＴＲ２を介して駆動電流として夫々、データ信号Ｄ０とライン走査信号Ｓ１とに応じてＤ０１の波形で、データ信号Ｄ０とライン走査信号Ｓ２とに応じてＤ０２の波形で、・・・、データ信号Ｄｊとライン走査信号Ｓｉに応じたＤｊｉの波形で、各有機ＥＬ発光素子ＯＬＥＤを流れることになる。
【００７２】
このように、４系列の２値のデータ信号Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３に応じた電圧プログラム方式による駆動が良好に行われる。
【００７３】
（プリンタ）
次に図７を参照しながら上述のプリンタヘッド１を備えたプリンタに係る実施形態について詳細に説明する。ここに図７は、本実施形態に係るプリンタの主要構成を示す図式的断面図である。尚、以下の実施形態では、プリンタヘッド１をＹＭＣＫ用に４つ備えたカラープリンタを例に挙げて説明する。
【００７４】
図７において、プリンタは、ＹＭＣＫ用の４つの画像形成ユニット１００１Ｙ、１００１Ｍ、１００Ｃ及び１００１Ｋを備え、これらのユニットは夫々、本発明に係る「感光体」の一例たる感光ドラム１００２と、その周囲に順に配置されたクリーナ１０１１、帯電器１０１２、プリンタヘッド１、及び本発明に係る「現像手段」の一例たる現像器１０１３を備えて構成されている。
【００７５】
次に本実施形態のプリンタ１の構成をその動作と共に説明する。
【００７６】
図７において、クリーナ１０１１により、前回のサイクルで感光ドラム１００２の表面に残ったトナーが除去された後、今回のサイクル用に帯電器１０１２によって、コロナ放電等により感光ドラム１００２の表面が帯電される。続いて、上述した実施形態のプリンタヘッド１によるデータ信号に応じた露光によって、感光ドラム１００２の表面にデータ信号に応じた静電潜像が形成される。続いて、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）及びＫ（黒）のうち、各ユニットに対応する色のトナーを用いることで、現像器１０２１による現像が行われ、感光ドラム１００２の表面には、トナー付着による可視像たるトナー画像の形成が行われる。他方、転写ベルト１０２０は、ローラ１０２１、１０２２等により回動されている。そして、各感光ドラム１００２に対向する転写位置にて、転写ローラ１０１４で裏側から押された形で、感光ドラム１００２上のトナー画像が転写ベルト１０２０上に転写される。この転写されたトナー画像は、搬送装置１０３０により搬送されるコピー用紙等の用紙上に更に転写される。そして、不図示の定着装置等を介して、排出トレー上に画像形成済みの用紙が排出される。
【００７７】
以上説明したように本実施形態のプリンタ１は、上述したプリンタヘッド１を備えるので、感光ドラム１００２を高速且つ高解像度で露光可能である。しかも、プリンタヘッド１を小型化することで、プリンタにおける小型化を図れる。特に図７において、感光ドラム１００２の回転軸方向には、プリンタヘッド１は、その長手方向として所望の長さに形成することが容易にして可能であり、しかも、感光ドラム１００２の周方向に沿った方向についてのプリンタヘッド１の長さは、その短長方向の長さに他ならず、非常に短くすることができる。よって、図７の如き感光ドラム１００２の周囲を囲んで各種装置を配置する構成を有するプリンタに対して、本実施形態の如きプリンタヘッド１を適用することは、大変有利である。
【００７８】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うプリンタヘッド及びこれを備えたプリンタもまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本実施形態に係るプリンタヘッドの構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】実施形態における発光部及び画素回路の平面レイアウトに係る各種具体例を示す、プリンタヘッドの図式的な部分拡大平面図である。
【図３】実施形態におけるプリンタヘッドの電気的な概略構成の一具体例を示すブロック図である。
【図４】実施形態におけるプリンタヘッドの電気的な概略構成の他の具体例を示すブロック図である。
【図５】実施形態のプリンタヘッドの電気的な詳細構成を示す回路図である。
【図６】実施形態のプリンタヘッドにおける各種信号のタイミングチャートである。
【図７】本発明の実施形態に係るプリンタの主要構成を示す図式的断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１・・・プリンタヘッド、１０・・・基板、１１・・・発光部、１３・・・データ線部、１７・・・ライン走査回路、２０１・・・画素回路、２２２・・・入力バッファ、ＴＲ１・・・制御用トランジスタ、ＴＲ２・・・制御用トランジスタ、ＯＬＥＤ・・・有機ＥＬ素子、Ｂ１〜Ｂｎ・・・画素ブロック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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