JP2008003456A - 電気光学装置、その制御方法および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電気光学素子を駆動する回路で消費される電力を削減する。
【解決手段】電源線ＬPと接地線ＬGとの間には電源電圧ＶDDが印加される。電源線ＬPと接地線ＬGとを結ぶ経路Ｒ上にはノードＮが設定される。電気光学素子Ｅは、接地線ＬGとノードＮとを結ぶ経路Ｒ上に配置され、当該経路Ｒに流れる駆動電流ＩELによって駆動される。駆動回路３６１は、電源線ＬPとノードＮとの間の電圧ＶDRを駆動電源電圧として駆動電流ＩELを生成する。電圧制御回路１２は、電気光学素子Ｅの駆動時における接地線ＬGとノードＮとの間の素子電圧ＶELが電圧値ＶEL1である場合の電源電圧ＶDD1が、素子電圧ＶELが電圧値ＶEL2（ＶEL2＞ＶEL1）である場合の電源電圧ＶDD2を下回るように、電源電圧ＶDDを制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、有機発光ダイオード素子などの電気光学素子を利用した電気光学装置の電源電圧を制御する技術に関する。

図１２は、電気光学装置においてひとつの電気光学素子を駆動する構造の典型例を示すブロック図である（例えば特許文献１や特許文献２）。同図に示すように、電源線ＬPと接地線ＬGとを結ぶ経路上には、相互に直列に接続された駆動回路６１と電気光学素子６２とが配置される。電源線ＬPと接地線ＬGとの間の電圧（以下「電源電圧」という）ＶDDは所定の電圧値に維持される。駆動回路６１は、電源線ＬPとノードＮとの間の電圧ＶDRを電源電圧（以下「駆動電源電圧」という）として駆動電流ＩELを生成する。電気光学素子６２は、駆動電流ＩELの供給によって作動（例えば発光）する。

ところで、電気光学素子６２の電気的な特性は、電気光学装置の使用環境の温度や製造時からの経過時間など様々な要因に応じて変化する。そして、電気光学素子６２の両端間の電圧（接地線ＬGとノードＮとの間の電圧である。以下「素子電圧」という）ＶELは当該電気光学素子６２の電気的な特性に応じて変動する。図１３は、電源電圧ＶDD・駆動電源電圧ＶDRと素子電圧ＶELとの関係を示すグラフである。同図に示すように、電源電圧ＶDDは素子電圧ＶELに拘わらず固定値（図１３では18Ｖ）に維持されるから、素子電圧ＶELが高いほど駆動電源電圧ＶDRは低くなる。したがって、素子電圧ＶELが充分に上昇した場合であっても駆動回路６１の適正な動作に必要な最低限の電圧値（図１３では３Ｖである。以下「所要電圧値」という）ＶDR0の駆動電源電圧ＶDRが確保されるように、電源電圧ＶDDが設定される。
特開２００５−３８４９号公報 特開２００５−１２２０７６号公報

しかしながら、以上の条件を満たすように電源電圧ＶDDを設定した構成においては、図１３に示すように、素子電圧ＶELが低下した場合に、所要電圧値ＶDR0を上回る駆動電源電圧ＶDRが駆動回路６１に印加される。したがって、駆動回路６１を適正に動作させるためには本来ならば必要のない電力が駆動回路６１にて消費されるという問題がある。以上の事情に鑑みて、本発明は、電気光学素子を駆動する回路で消費される電力を削減するという課題の解決を目的としている。

以上の課題を解決するために、本発明のひとつの態様に係る電気光学装置は、電源電圧が印加される第１電源線（例えば図２の接地線ＬG）および第２電源線（例えば図２の電源線ＬP）と、第１電源線とノードとを結ぶ経路上に配置され、当該経路に流れる駆動電流によって駆動される電気光学素子と、第２電源線とノードとの間の電圧を駆動電源電圧として駆動電流を生成する駆動回路と、電気光学素子の駆動時におけるノードと第１電源線との間の素子電圧が第１電圧値（例えば図６の電圧値ＶEL1）である場合の電源電圧（例えば図６の電源電圧ＶDD1）が、素子電圧が第１電圧値を上回る第２電圧値（例えば図６の電圧値ＶEL2）である場合の電源電圧（例えば図６の電源電圧ＶDD2）を下回るように、電源電圧を制御する電圧制御回路とを具備する。

以上の構成においては、電気光学素子の駆動時における素子電圧が第１電圧値である場合の電源電圧が、素子電圧が第２電圧値である場合の電源電圧を下回るように、第１電源線と第２電源線との間の電源電圧が制御されるから、電源電圧が固定値（例えば素子電圧が第２電圧値である場合に駆動回路を適正に動作させ得る電圧値）に維持される構成と比較して、素子電圧が第１電圧値である場合の駆動電源電圧が低減される。したがって、駆動回路にて消費される電力が低減されるという利点がある。

本発明における電気光学素子は、駆動電流の供給によって光量や透過率といった光学的な特性が変化し、かつ、所定の駆動電流が流れるときの両端間（例えば陽極と陰極との間）の電圧（素子電圧）が変化する素子である。例えば、電気光学装置の使用環境の温度や製造時からの経過時間に応じて素子電圧が変化する有機発光ダイオード素子は電気光学素子の典型例である。また、電圧制御回路は、ノードと第１電源線との間の電圧に応じて電源電圧を制御してもよいし、ノードと第２電源線との間の電圧に応じて電源電圧を制御してもよい。

本発明の好適な態様において、電圧制御回路は、素子電圧が低いほど電源電圧が低下するように電源電圧を制御する。本態様によれば、素子電圧が広い範囲にわたって変動する場合であっても駆動回路における消費電力を低減することが可能となる。また、素子電圧に拘わらず駆動回路の駆動電源電圧が所定値（例えば駆動回路の動作に必要な所要電圧値やそれを上回る電圧値）に維持される構成とすれば、駆動回路が消費する電力が素子電圧に拘わらず所定値に維持されるという利点がある。

なお、以上においてはひとつの電気光学素子のみに着目して本発明を特定したが、複数の電気光学素子を含む電気光学装置は当然に本発明の範囲に含まれる。複数の電気光学素子と、各電気光学素子に対応した複数の駆動回路とを具備する電気光学装置の好適な態様において、電圧制御回路は、複数の電気光学素子のうち素子電圧が最大値である電気光学素子に対応した駆動回路の駆動電源電圧が、各駆動回路の動作に必要な所要電圧値（例えば図６の所要電圧値ＶDR0）以上となるように、電源電圧を制御する。以上の態様によれば、素子電圧が最大値である電気光学素子に対応した駆動回路の駆動電源電圧が所要電圧値以上となるように電源電圧が制御されるから、総ての駆動回路の駆動電源電圧を確実に所要電圧値以上に維持することが可能となる。

なお、電圧制御回路において電源電圧を可変に生成する手段としては、スイッチングレギュレータおよびシリーズレギュレータの何れを採用することも可能である。ただし、シリーズレギュレータが採用された構成においては、駆動回路における消費電力の低下分がシリーズレギュレータにて消費されるに過ぎず、電気光学装置の全体としての消費電力は電源電圧を固定した場合と変わらない。もっとも、電源電圧が固定された構成と比較して駆動回路での発熱は抑制される（その抑制分がシリーズレギュレータにて放射される）から、電気光学素子から離間した位置にシリーズレギュレータが配置された構成によれば、駆動回路からの放射熱に起因した電気光学素子の劣化や温度に応じた電気光学素子の特性（例えば発光量）の変動が抑制されるという効果は確かに奏される。例えば、駆動回路と電気光学素子とを基板に配置し、基板とは別体の配線基板にシリーズレギュレータを実装した構成が好適に採用される。もちろん、スイッチングレギュレータを採用する場合であっても、駆動回路や電気光学素子が配置された基板とは別体の配線基板に電圧制御回路を配置した構成が好適である。配線基板は、フレキシブル配線基板などの部品を介して間接的に基板に設置されてもよいし直接的に基板に設置されてもよい。

本発明の好適な態様に係る電気光学装置は、基準電圧を可変に生成する基準設定回路と、複数の電気光学素子と、各電気光学素子に対応した複数の駆動回路と、各電気光学素子の素子電圧と基準電圧とを比較する複数の比較回路（例えば図８の比較回路３６５）とを具備し、電圧制御回路は、各比較回路による比較の結果に応じて各素子電圧のなかから最大値を特定し、当該最大値に対応した駆動回路の駆動電源電圧が、各駆動回路の動作に必要な所要電圧値以上となるように、電源電圧を制御する。以上の態様によれば、各素子電圧と基準電圧との大小の比較に応じて電源電圧が制御されるから、例えば各素子電圧の測定値に応じて電源電圧を制御する構成と比較して、電気光学装置の回路規模が縮小され得る。以上の態様の具体例は第２実施形態として後述される。

さらに好適な態様において、電圧制御回路は、各比較回路による比較の結果に応じて所定数の素子電圧を選定し、所定数の素子電圧のなかの最大値に対応した駆動回路の駆動電源電圧が所定値となるように電源電圧を繰返し制御する。以上の態様によれば、常に総ての素子電圧を監視する構成と比較して、各比較回路による比較の結果を解析する処理が簡素化されるという利点がある。

本発明に係る電気光学装置は各種の電子機器に利用される。本発明に係る電子機器の典型例は、以上の各態様に係る電気光学装置を感光体ドラムなどの像担持体の露光に利用した電子写真方式の画像形成装置である。この画像形成装置は、露光によって潜像が形成される像担持体と、像担持体を露光する本発明の電気光学装置と、像担持体の潜像に対する現像剤（例えばトナー）の付加によって顕像を形成する現像器とを含む。もっとも、本発明に係る電気光学装置の用途は像担持体の露光に限定されない。例えば、スキャナなどの画像読取装置においては、本発明に係る電気光学装置を原稿の照明に利用することが可能である。この画像読取装置は、以上の各態様に係る電気光学装置と、電気光学装置から出射して読取対象（原稿）で反射した光を電気信号に変換する受光装置（例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）素子などの受光素子）とを具備する。さらに、電気光学素子がマトリクス状に配列された電気光学装置は、パーソナルコンピュータや携帯電話機など各種の電子機器の表示装置としても利用される。

また、電気光学装置を制御する方法としても本発明は特定される。本発明の方法は、電源電圧が印加される第１電源線および第２電源線と、第１電源線とノードとを結ぶ経路上に配置され、当該経路に流れる駆動電流によって駆動される電気光学素子と、第２電源線とノードとの間の電圧を駆動電源電圧として駆動電流を生成する駆動回路とを具備する電気光学装置を制御する方法であって、電気光学素子の駆動時におけるノードと第１電源線との間の素子電圧が第１電圧値である場合の電源電圧が、素子電圧が第１電圧値を上回る第２電圧値である場合の電源電圧を下回るように、電源電圧を制御する。以上の方法によれば、本発明の電気光学装置について上述した理由により、駆動回路にて消費される電力が低減される。

＜Ａ：第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る電気光学装置の構成を示すブロック図である。電気光学装置Ｈは、感光体ドラムを露光する露光装置（ラインヘッド）として電子写真方式の画像形成装置に採用される。図１に示すように、電気光学装置Ｈは、電圧制御回路１２が配置された配線基板１０と、所望の画像に応じた光線を感光体ドラムに照射するヘッドモジュール３０と、配線基板１０とヘッドモジュール３０とを電気的に接続するフレキシブル配線基板１５とを具備する。

電圧制御回路１２は、電源電圧ＶDDを可変に生成する手段であり、制御回路１２１と電源回路１２３とを含む。電源回路１２３は、外部の電源から供給される電圧（以下「入力電圧」という）ＶINから電源電圧ＶDDを生成するＤＣ-ＤＣコンバータである。制御回路１２１は、電源回路１２３が生成する電源電圧ＶDDの電圧値を制御する。電源回路１２３が生成した電源電圧ＶDDは、電源線ＬPを介してヘッドモジュール３０に供給される。

ヘッドモジュール３０は、素子部３４とＩＣチップ３６とを平板状の基板３２の表面に配置した要素である。素子部３４は、主走査方向に沿って単列または複数列の直線状に配列するｎ個（ｎは自然数）の電気光学素子Ｅを含む。各電気光学素子Ｅは、相互に対向する陽極と陰極との間に有機ＥＬ（Electroluminescence）材料の発光層が介在する有機発光ダイオード素子である。

ＩＣチップ３６は、各々が別個の電気光学素子Ｅに対応したｎ個の単位回路Ｕを含む。なお、図１においては便宜的にひとつのＩＣチップ３６のみが図示されているが、ｎ個の単位回路Ｕが複数のＩＣチップに分散して配置された構成も採用される。また、各単位回路Ｕは、素子部３４とともに基板３２の表面に形成された多数の能動素子（例えば半導体層が低温ポリシリコンで形成された薄膜トランジスタ）によって構成されてもよい。

図２は、ひとつの単位回路Ｕの構造に着目したブロック図である。図１および図２に示すように、各単位回路Ｕは、駆動回路３６１と測定回路３６３とを含む。電源回路１２３が生成した電源電圧ＶDDは、電源線ＬPを介して各単位回路Ｕの駆動回路３６１に共通に供給される。駆動回路３６１と電気光学素子Ｅとは、電源線ＬPと接地線ＬG（接地電圧ＶSS）とを結ぶ経路Ｒ上に直列に配置される。さらに詳述すると、駆動回路３６１は、経路Ｒ上のノードＮと電源線ＬPとの間に介在する。電気光学素子Ｅは、陽極がノードＮに接続されるとともに陰極が接地線ＬGに接続される。したがって、駆動回路３６１には、電源電圧ＶDDと素子電圧ＶELとの差分値に相当する駆動電源電圧ＶDR（ＶDR＝ＶDD−ＶEL）が印加される。素子電圧ＶELは、電気光学素子Ｅの陽極と陰極との間の電圧（接地線ＬGとノードＮとの間の電圧）である。

駆動回路３６１は、駆動電源電圧ＶDRに基づいて駆動電流ＩELを生成および出力する手段である。電気光学素子Ｅは、駆動電流ＩELの供給によって発光する。図３は、電気光学素子Ｅに流れる駆動電流ＩELと素子電圧ＶELとの関係を別個の温度について示すグラフである。同図に示すように、駆動回路３６１から同じ駆動電流ＩELが供給される場合であっても、素子電圧ＶELは電気光学装置Ｈが使用される環境の温度に応じて変化する。なお、図３では温度に応じた素子電圧ＶELの変化を例示したが、素子電圧ＶELは、電気光学素子Ｅの製造時からの経過時間など様々な要素によっても変動する。

図２に示すように、駆動回路３６１は、ｐチャネル型の駆動トランジスタＱDRとｎチャネル型の期間制御トランジスタＱCTとを含む。駆動トランジスタＱDRのソースは電源線ＬPに接続され、ドレインは期間制御トランジスタＱCTのドレインに接続される。期間制御トランジスタＱCTのソースはノードＮ（電気光学素子Ｅの陽極）に接続される。

駆動トランジスタＱDRは、ゲート電圧ＶGに応じた駆動電流ＩELを生成する定電流源である。期間制御トランジスタＱCTは、ゲート電圧ＶONに応じて選択的にオン状態またはオフ状態となる。制御トランジスタＱCTがオン状態となる時間密度は、電気光学素子Ｅに指定される階調に応じて制御される。期間制御トランジスタＱCTがオン状態を維持する期間においては、期間制御トランジスタＱCTを介した駆動電流ＩELの供給によって電気光学素子Ｅが発光する。期間制御トランジスタＱCTがオフ状態を維持する期間においては、駆動電流ＩELの供給が停止されるから電気光学素子Ｅは消灯する。したがって、電気光学素子Ｅは指定された階調（発光量）に制御される。駆動回路３６１がゲート電圧ＶGに応じた駆動電流ＩELを適正に生成するためには、電源線ＬPとノードＮとの間の駆動電源電圧ＶDRを所要電圧値ＶDR0以上に維持する必要がある。なお、本実施形態では駆動電流ＩELのパルス幅に応じて電気光学素子Ｅの階調が制御される場合を例示するが、駆動電流ＩELの電流値（ゲート電圧ＶG）に応じて電気光学素子Ｅの階調が制御される構成としてもよい。

測定回路３６３は、素子電圧ＶELをノードＮにて測定する。本実施形態の測定回路３６３は、素子電圧ＶELに応じたデジタルデータ（以下「測定データ」という）ＤVを出力するＡ／Ｄ変換器である。制御回路１２１は、各単位回路Ｕの測定回路３６３から出力されるｎ個の測定データＤVに応じた基準電圧ＶREFを生成して電源回路１２３に出力する。なお、基準電圧ＶREFの選定の方法については後述する。

図４は、電源回路１２３の構成を示す回路図である。本実施形態の電源回路１２３は、スイッチング素子２１の制御によって電源電圧ＶDDを生成する降圧型のスイッチングレギュレータである。図４のスイッチング素子２１は、入力電圧ＶINが供給される端子ＴINと電源電圧ＶDDが出力される端子ＴOUTとの導通および非導通を切り替える。キャパシタＣ1は、入力電圧ＶINを安定化させる。また、コイルＬとキャパシタＣ2とダイオードＤとから構成される平滑化回路２２は、スイッチング素子２１の動作に同期した電源電圧ＶDDのリプルを平滑化する。

比較回路２３は、電源電圧ＶDDを抵抗Ｒ1と抵抗Ｒ2とで分圧したフィードバック電圧ＶFBと制御回路１２１から供給される基準電圧ＶREFとの大小に応じて２値の信号ＣＭＰを出力する。信号ＣＭＰはフリップフロップ（ＲＳ型）２５のリセット端子（Ｒ）に供給される。フリップフロップ２５のセット端子（Ｓ）には発振器２４から三角波ＣＬＫが供給される。フリップフロップ２５の出力端子（Ｑ）から出力された信号がバッファを介してスイッチング素子２１のゲートに供給されることで、スイッチング素子２１は、フィードバック電圧ＶFBと基準電圧ＶREFとの大小に応じた時間密度で間欠的にオン状態となる。したがって、基準電圧ＶREFに応じた電源電圧ＶDDが、平滑化回路２２によって平滑化されたうえで出力端子ＴOUTから電源線ＬPに出力される。

次に、図５を参照して制御回路１２１の具体的な動作を説明する。図５の処理は、電気光学装置Ｈの電源が投入されている期間内に所定の周期で繰返し実行される。制御回路１２１は、まず、電源回路１２３に出力する基準電圧ＶREFを所定の電圧値（例えば入力電圧ＶINと同じ電圧値）に初期化する（ステップＳ11）。電源回路１２３は、基準電圧ＶREFに応じた電源電圧ＶDDを生成して各駆動回路３６１に出力する。駆動回路３６１は、電源電圧ＶDDに応じて生成した駆動電流ＩELの供給によって電気光学素子Ｅを駆動する。制御回路１２１は、この駆動時における素子電圧ＶELに応じた測定データＤVを各単位回路Ｕの測定回路３６３から取得する（ステップＳ12）。

次いで、制御回路１２１は、各測定回路３６３から取得したｎ個の測定データＤVに基づいて素子電圧ＶELの最大値ＶEL_maxを特定する（ステップＳ13）。そして、制御回路１２１は、電源電圧ＶDDと最大値ＶEL_maxとの差分値（ＶDD−ＶEL_max）が所要電圧値ＶDR0に等しくなるように基準電圧ＶREFを設定し（ステップＳ14）、この基準電圧ＶREFを電源回路１２３に出力する（ステップＳ15）。電源電圧ＶDDと素子電圧ＶELとの差分値は駆動電源電圧ＶDRに相当するから、素子電圧ＶELが最大値ＶEL_maxとなる電気光学素子Ｅに対応した駆動回路３６１の駆動電源電圧ＶDRはｎ個の駆動回路３６１のなかで最小値となる。したがって、ステップＳ14の処理は、総ての駆動回路３６１を適正に動作させ得る範囲（ＶDR＞ＶDR0）内で駆動電源電圧ＶDRが最小値となるように基準電圧ＶREFを選定する処理であると言える。

次に、図６は、以上の手順で電源電圧ＶDDを制御したときの駆動電源電圧ＶDR・電源電圧ＶDDと素子電圧ＶELの最大値ＶEL_maxとの関係を示すグラフである。同図に示すように、制御回路１２１は、最大値ＶEL_maxが低いほど電源電圧ＶDDが低下するように電源回路１２３を制御する。すなわち、素子電圧ＶELが電圧値ＶEL1である場合の電源電圧ＶDD1は、素子電圧ＶELが電圧値ＶEL1を上回る電圧値ＶEL2である場合の電源電圧ＶDD2を下回る。さらに詳述すると、本実施形態における電源電圧ＶDDは、素子電圧ＶELに拘わらず駆動電源電圧ＶDRが所要電圧値ＶDR0に維持されるように制御される。

以上のように電源電圧ＶDDが素子電圧ＶELに応じて制御される構成によれば、電源電圧ＶDDが所定の電圧値に固定される従来の構成と比較して、駆動回路３６１で消費される電力が低減されるという利点がある。この効果について詳述すると以下の通りである。

まず、ひとつの電気光学素子Ｅの駆動に際して電気光学装置Ｈの各部で消費される電力を検討する。電気光学素子Ｅおよび駆動回路３６１には共通の駆動電流ＩELが流れるから、電気光学素子Ｅで消費される電力ＰELと駆動回路３６１で消費される電力ＰDRとは以下の各式で表される。
ＰEL＝ＶEL×ＩEL ……(1)
ＰDR＝ＶDR×ＩEL＝（ＶDD−ＶEL）×ＩEL ……(2)
したがって、ヘッドモジュール３０で消費される電力ＰMDは以下の式(3)で表される。
ＰMD＝ＰEL＋ＰDR＝ＶDD×ＩEL ……(3)

電源回路１２３が効率η（０＜η≦１）で動作するとすれば、電源回路１２３にて消費される電力ＰPCは以下の式(4)で表される。なお、本実施形態の電源回路１２３はスイッチングレギュレータであるから、効率ηは電源電圧ＶDDに拘わらず略固定値となる。
ＰPC＝ＶDD×ＩEL×（１−η）／η ……(4)
したがって、ひとつの電気光学素子Ｅの駆動に必要となる電力の総和ＰTは式(5)となる。
ＰT＝ＶIN×ＩIN＝ＰMD＋ＰPC＝ＶDD×ＩEL／η ……(5)
式(5)の電流ＩINは、外部の電源から電源回路１２３に流れ込む電流である。

次に、図７は、以上の式(2)〜式(5)で算定される電力と素子電圧ＶEL（最大値ＶEL_max）との関係を示すグラフである。同図においては、電源電圧ＶDDを素子電圧ＶELに応じて制御する本実施形態の構成での各電力（ＶDD制御）と、素子電圧ＶELに拘わらず電源電圧ＶDDが固定値に維持される従来の構成での各電力（ＶDD固定）とが併記されている。また、図７においては駆動電流ＩELを便宜的に１Ａとし、効率ηが0.8である場合を想定している。

図７に示すように、従来の構成のもとで駆動回路３６１が消費する電力ＰDRは、素子電圧ＶELが低下するほど増大する。これに対し、本実施形態における電力ＰDRは、素子電圧ＶELに拘わらず固定値に維持される。すなわち、本実施形態によれば、従来の構成で駆動回路３６１が余分に消費していた電力ΔＰを削減することが可能となる。したがって、電気光学装置Ｈの全体で消費される電力ＰTやヘッドモジュール３０内で消費される電力ＰMDについても従来の構成と比較して低減される。

また、電力ＰDRの抑制によって駆動回路３６１での発熱が抑制されるから、加熱に起因した電気光学素子Ｅの階調（発光量）の変動や劣化を抑制できるという効果もある。さらに、本実施形態においては、電源回路１２３がヘッドモジュール３０（基板３２）とは別体の配線基板１０に実装されるから、電源回路１２３からヘッドモジュール３０に到達する熱量が低減され、この結果としても電気光学素子Ｅの加熱による劣化が抑制される。

＜Ｂ：第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態のうち第１実施形態と作用や機能が共通する要素については、以上と同じ符号を付して、各々の詳細な説明を適宜に省略する。

図８は、本実施形態に係る電気光学装置Ｈの構成を示すブロック図である。同図に示すように、制御回路１２１は、基準設定回路１２５と判定回路１２６とを含む。基準設定回路１２５は、基準電圧ＶREF1を可変に生成して各単位回路Ｕに出力する回路である。本実施形態の基準設定回路１２５は、基準電圧ＶREF1を所定の周期で順次に上昇させる。

各単位回路Ｕは、駆動回路３６１と比較回路３６５とを含む。駆動回路３６１は、第１実施形態と同様の構成である。比較回路３６５は、基準設定回路１２５が出力する基準電圧ＶREF1と素子電圧ＶELとの大小に応じた信号Ｃを出力する手段である。さらに詳述すると、比較回路３６５は、基準電圧ＶREF1が素子電圧ＶELを下回る場合に信号Ｃをローレベルに設定し、基準電圧ＶREF1が素子電圧ＶELを上回ると信号Ｃをハイレベルに遷移させる。各素子電圧ＶELは各電気光学素子Ｅの特性に応じて相違するから、基準電圧ＶREF1の上昇に伴なってハイレベルの信号Ｃが次第に増加していく。

判定回路１２６は、各比較回路３６５による比較の結果が所定の条件を満たすか否かを判定する。本実施形態の判定回路１２６は、総て（ｎ系統）の信号Ｃがハイレベルに遷移した段階で基準設定回路１２５に指示を出力する手段（例えばｎ系統の信号Ｃの論理積を出力する回路）である。基準設定回路１２５は、判定回路１２６が指示を出力した段階で各単位回路Ｕに出力している基準電圧ＶREF1を基準電圧ＶREF2として電源回路１２３に出力する。

総ての信号Ｃがハイレベルに遷移したということは基準電圧ＶREF1が素子電圧ＶELの最大値ＶEL_maxに到達したことを意味するから、基準設定回路１２５は、第１実施形態のステップＳ15と同様に、素子電圧ＶELの最大値ＶEL_maxに対応した基準電圧ＶREF2を出力する。電源回路１２３は、図４と同様のスイッチングレギュレータであり、基準電圧ＶREF2に応じた電源電圧ＶDDを生成する。例えば、電源回路１２３は、電源電圧ＶDDと最大値ＶEL_maxとの差分値（駆動電源電圧ＶDR）が所要電圧値ＶDR0に等しくなるように電源電圧ＶDDを生成する。

以上のように、本実施形態においても素子電圧ＶEL（最大値ＶEL_max）に応じた電源電圧ＶDDが生成されるから、第１実施形態と同様の効果が奏される。さらに、本実施形態においては、第１実施形態の測定回路３６３（Ａ／Ｄ変換器）よりも構成の簡素化が容易である比較回路３６５を各単位回路Ｕに配置すれば足りるから、第１実施形態と比較して各単位回路Ｕ（さらにはＩＣチップ３６）の規模が縮小されるという利点がある。

なお、以上においては基準電圧ＶREF1を上昇させる構成を例示したが、基準設定回路１２５が基準電圧ＶREF2を順次に下降させる構成も採用される。この構成においては、各比較回路３６５からの信号Ｃは初期的にハイレベルを維持し、何れかの単位回路Ｕにおける素子電圧ＶEL（すなわち最大値ＶEL_max）を下回った段階で判定回路１２６が基準設定回路１２５に指示を出力する。したがって、基準電圧ＶREF1を上昇させる構成と比較して基準電圧ＶREF2を迅速に確定することが可能である。また、基準電圧ＶREF1を変化させる方向に拘わらず、各比較回路３６５からの信号Ｃの遷移を監視することで判定回路１２６が各単位回路Ｕの異常（例えば電気光学素子Ｅの陽極と陰極との短絡や絶縁、製造上の欠陥に起因した素子電圧ＶELの上昇など）の有無を検出する構成としてもよい。

＜Ｃ：変形例＞
以上の各形態には様々な変形を加えることができる。具体的な変形の態様を例示すれば以下の通りである。なお、以下の各態様を適宜に組み合わせてもよい。

（１）変形例１
第１実施形態においては総ての電気光学素子Ｅについて素子電圧ＶELが測定される構成を例示したが、素子部３４のうち一部の電気光学素子Ｅのみについて素子電圧ＶELを測定し、この測定値に基づいて電源電圧ＶDDが制御される構成としてもよい。したがって、測定回路３６３が総ての単位回路Ｕに設けられる構成は必ずしも必要ではない。

また、素子電圧ＶELが高いほうから順番に所定数の電気光学素子Ｅ（以下「サンプル素子」という）を予め選定しておき、電気光学装置Ｈの作動中には各サンプル素子Ｅの素子電圧ＶELに基づいて電源電圧ＶDDを制御してもよい。例えば、電気光学装置Ｈの製造の直後に、図９の判定回路１２６は、各比較回路３６５による比較の結果に基づいて高位順に所定数の素子電圧ＶELを選択し、ここで選択した各素子電圧ＶELに対応するサンプル素子Ｅを特定する。そして、電気光学装置Ｈが使用される段階では、サンプル素子Ｅに対応した比較回路３６５による比較の結果に基づいて所定数の素子電圧ＶELのなかから最大値ＶEL_maxを特定し、当該最大値ＶEL_maxに基づいて電源電圧ＶDDを制御する。以上の構成によれば、各素子電圧ＶELを監視する処理が簡素化されるという利点がある。

（２）変形例２
以上の各形態においてはスイッチングレギュレータを電源回路１２３に採用した構成を例示したが、三端子レギュレータなどのシリーズレギュレータを電源回路１２３として利用してもよい。なお、シリーズレギュレータは、ジュール熱の放出によって入力電圧ＶINを降下させて電源電圧ＶDDを生成する。したがって、素子電圧ＶELに応じた電源電圧ＶDDの制御によって駆動回路３６１の消費電力ＰDRを低下させても、この低下分は電源回路１２３においてジュール熱として放出されるに過ぎず、電気光学装置Ｈの全体で消費される電力ＰTは電源電圧ＶDDを固定した従来の構成と変わらない。ただし、駆動回路３６１での消費電力ＰDRの低下分は、ヘッドモジュール３０とは別体の配線基板１０に実装された電源回路１２３で消費されるから、駆動回路３６１の発熱やこれに起因した電気光学素子Ｅの劣化が抑制されるという効果は確かに奏される。

（３）変形例３
駆動電源電圧ＶDRが所要電圧値ＶDR0に維持される必要は必ずしもない。例えば、図９は、電源電圧ＶDDと素子電圧ＶELの最大値ＶEL_maxとの差分値（駆動電源電圧ＶDR）が所要電圧値ＶDR0以上となる（ＶDD−ＶEL_max≧ＶDR0）ように電源電圧ＶDDを制御した場合の電源電圧ＶDD・駆動電源電圧ＶDRと素子電圧ＶELとの関係を示すグラフである。同図においては、電源電圧ＶDDを固定した従来の構成における駆動電源電圧ＶDR（図１３の直線ＶDR）が二点差線で併記されている。同図に示すように、駆動電源電圧ＶDRが所要電圧値ＶDR0に維持されなくても、最大値ＶEL_maxに応じて電源電圧ＶDDを制御する構成さえ採用すれば、電源電圧ＶDDが固定される従来の構成と比較して駆動電源電圧ＶDR（さらには駆動回路３６１で消費される電力ＰDR）が低減されるという所期の効果は奏される。

（４）変形例４
以上の形態においては電源線ＬP側に駆動回路３６１が配置されるとともに接地線ＬG側に電気光学素子Ｅが配置された構成を例示したが、図１０に示すように、電源線ＬP側に電気光学素子Ｅが配置されて接地線ＬG側に駆動回路３６１が配置された構成としてもよい。また、以上の形態においては電源線ＬPの電位を制御する構成を例示したが、この構成に代えて、またはこの構成とともに、接地線ＬGの電位（ＶSS）を素子電圧ＶEL（最大値ＶEL_max）に応じて制御してもよい。

（５）変形例５
有機発光ダイオード素子は電気光学素子Ｅの例示に過ぎない。本発明に適用される電気光学素子について、自身が発光する自発光型と外光の透過率を変化させる非発光型（例えば液晶素子）との区別は不問である。例えば、無機ＥＬ素子、フィールド・エミッション（ＦＥ）素子、表面導電型エミッション（ＳＥ：Surface-conduction Electron-emitter）素子、弾道電子放出（ＢＳ：Ballistic electron Surface emitting）素子、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子、液晶素子、電気泳動素子、エレクトロクロミック素子など様々な電気光学素子を本発明に利用することができる。

＜Ｄ：応用例＞
次に、以上の各形態に係る電気光学装置Ｈを利用した画像形成装置の構成を説明する。
図１１は、以上の各形態に係る電気光学装置Ｈを採用した画像形成装置の構成を示す断面図である。画像形成装置は、タンデム型のフルカラー画像形成装置であり、以上の形態に係る４個の電気光学装置Ｈ（ＨK，ＨC，ＨM，ＨY）と、各電気光学装置Ｈに対応する４個の感光体ドラム７０（７０K，７０C，７０M，７０Y）とを具備する。ひとつの電気光学装置Ｈは、これに対応した感光体ドラム７０の像形成面（外周面）と対向するように配置される。なお、各符号の添字「K」「C」「M」「Y」は、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各顕像の形成に利用されることを意味している。

図１１に示すように、駆動ローラ７１１と従動ローラ７１２とには無端の中間転写ベルト７２が巻回される。４個の感光体ドラム７０は、相互に所定の間隔をあけて中間転写ベルト７２の周囲に配置される。各感光体ドラム７０は、中間転写ベルト７２の駆動に同期して回転する。

各感光体ドラム７０の周囲には、電気光学装置Ｈのほかにコロナ帯電器７３１（７３１K，７３１C，７３１M，７３１Y）と現像器７３２（７３２K，７３２C，７３２M，７３２Y）とが配置される。コロナ帯電器７３１は、これに対応する感光体ドラム７０の像形成面を一様に帯電させる。この帯電した像形成面を各電気光学装置Ｈが露光することで静電潜像が形成される。各現像器７３２は、静電潜像に現像剤（トナー）を付着させることで感光体ドラム７０に顕像（可視像）を形成する。

以上のように感光体ドラム７０に形成された各色（黒・シアン・マゼンタ・イエロー）の顕像が中間転写ベルト７２の表面に順次に転写（一次転写）されることでフルカラーの顕像が形成される。中間転写ベルト７２の内側には４個の一次転写コロトロン（転写器）７４（７４K，７４C，７４M，７４Y）が配置される。各一次転写コロトロン７４は、これに対応する感光体ドラム７０から顕像を静電的に吸引することによって、感光体ドラム７０と一次転写コロトロン７４との間隙を通過する中間転写ベルト７２に顕像を転写する。

シート（記録材）７５は、ピックアップローラ７６１によって給紙カセット７６２から１枚ずつ給送され、中間転写ベルト７２と二次転写ローラ７７との間のニップに搬送される。中間転写ベルト７２の表面に形成されたフルカラーの顕像は、二次転写ローラ７７によってシート７５の片面に転写（二次転写）され、定着ローラ対７８を通過することでシート７５に定着される。排紙ローラ対７９は、以上の工程を経て顕像が定着されたシート７５を排出する。

以上に例示した画像形成装置は有機発光ダイオード素子を光源（露光手段）として利用しているので、レーザ走査光学系を利用した構成よりも装置が小型化される。なお、以上に例示した以外の構成の画像形成装置にも電気光学装置Ｈを適用することができる。例えば、ロータリ現像式の画像形成装置や、中間転写ベルトを使用せずに感光体ドラムからシートに対して直接的に顕像を転写するタイプの画像形成装置、あるいはモノクロの画像を形成する画像形成装置にも電気光学装置Ｈを利用することが可能である。

なお、電気光学装置Ｈの用途は感光体ドラム（像担持体）の露光に限定されない。例えば、電気光学装置Ｈは、原稿などの読取対象に光を照射する照明装置として画像読取装置に採用される。この種の画像読取装置としては、スキャナ、複写機やファクシミリの読取部分、バーコードリーダ、あるいはＱＲコード（登録商標）のような二次元画像コードを読む二次元画像コードリーダがある。

また、電気光学素子Ｅがマトリクス状に配列された電気光学装置は、各種の電子機器の表示装置としても利用される。本発明が適用される電子機器としては、例えば、可搬型のパーソナルコンピュータ、携帯電話機、携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、プリンタ、スキャナ、複写機、ビデオプレーヤ、タッチパネルを備えた機器などがある。

第１実施形態に係る電気光学装置の構成を示すブロック図である。 ひとつの単位回路とその周辺の要素との構成を示すブロック図である。 素子電圧ＶELと駆動電流ＩELとの関係が温度に応じて変化する様子を示すグラフである。 電源回路の構成を示す回路図である。 制御回路の動作の流れを示すフローチャートである。 電源電圧ＶDD・駆動電源電圧ＶDRと素子電圧ＶELとの関係を示すグラフである。 素子電圧ＶELと各部で消費される電力との関係を示すグラフである。 第２実施形態に係る電気光学装置の構成を示すブロック図である。 変形例における電源電圧ＶDD・駆動電源電圧ＶDRと素子電圧ＶELとの関係を示すグラフである。 変形例における駆動回路と電気光学素子との関係を示すブロック図である。 電子機器の具体的な形態（画像形成装置）を示す縦断面図である。 従来の技術における駆動回路と電気光学素子との関係を示すブロック図である。 従来の技術における電源電圧ＶDD・駆動電源電圧ＶDRと素子電圧ＶELとの関係を示すグラフである。

符号の説明

Ｈ……電気光学装置、１０……配線基板、１２……電圧制御回路、１２１……制御回路、１２３……電源回路、２１……スイッチング素子、３０……ヘッドモジュール、３２……基板、３４……素子部、Ｅ……電気光学素子、３６……ＩＣチップ、Ｕ……単位回路、３６１……駆動回路、３６３……測定回路。

Claims (11)

1. 電源電圧が印加される第１電源線および第２電源線と、
   前記第１電源線とノードとを結ぶ経路上に配置され、当該経路に流れる駆動電流によって駆動される電気光学素子と、
   前記第２電源線と前記ノードとの間の電圧を駆動電源電圧として前記駆動電流を生成する駆動回路と、
   前記電気光学素子の駆動時における前記ノードと前記第１電源線との間の素子電圧が第１電圧値である場合の電源電圧が、前記素子電圧が前記第１電圧値を上回る第２電圧値である場合の電源電圧を下回るように、前記電源電圧を制御する電圧制御回路と
   を具備する電気光学装置。
2. 前記電圧制御回路は、前記素子電圧が低いほど前記電源電圧が低下するように当該電源電圧を制御する
   請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記電圧制御回路は、前記素子電圧に拘わらず前記駆動回路の駆動電源電圧が所定値に維持されるように前記電源電圧を制御する
   請求項１に記載の電気光学装置。
4. 複数の前記電気光学素子と、
   前記各電気光学素子に対応した複数の前記駆動回路とを具備し、
   前記電圧制御回路は、前記複数の電気光学素子のうち素子電圧が最大値である電気光学素子に対応した駆動回路の駆動電源電圧が、前記各駆動回路の動作に必要な所要電圧値以上となるように、前記電源電圧を制御する
   請求項１から請求項３の何れかに記載の電気光学装置。
5. 前記電圧制御回路は、前記電源電圧を可変に生成するスイッチングレギュレータを含む
   請求項１から請求項４の何れかに記載の電気光学装置。
6. 前記駆動回路と前記電気光学素子とが配置された基板を具備し、
   前記スイッチングレギュレータは、前記基板とは別体の配線基板に実装される
   請求項５に記載の電気光学装置。
7. 前記駆動回路と前記電気光学素子とが配置された基板を具備し、
   前記電圧制御回路は、前記電源電圧を可変に生成するシリーズレギュレータを含み、
   前記シリーズレギュレータは、前記基板とは別体の配線基板に実装される
   請求項１から請求項４の何れかに記載の電気光学装置。
8. 基準電圧を可変に生成する基準設定回路と、
   複数の前記電気光学素子と、
   前記各電気光学素子に対応した複数の前記駆動回路と、
   前記各電気光学素子の素子電圧と前記基準電圧とを比較する複数の比較回路とを具備し、
   前記電圧制御回路は、前記各比較回路による比較の結果に応じて各素子電圧のなかから最大値を特定し、当該最大値に対応した駆動回路の駆動電源電圧が、前記各駆動回路の動作に必要な所要電圧値以上となるように、前記電源電圧を制御する
   請求項１に記載の電気光学装置。
9. 前記電圧制御回路は、前記各比較回路による比較の結果に応じて所定数の素子電圧を選定し、前記所定数の素子電圧のなかの最大値に対応した駆動回路の駆動電源電圧が所定値となるように電源電圧を繰返し制御する
   請求項８に記載の電気光学装置。
10. 請求項１から請求項９の何れかに記載の電気光学装置を具備する電子機器。
11. 電源電圧が印加される第１電源線および第２電源線と、前記第１電源線とノードとを結ぶ経路上に配置され、当該経路に流れる駆動電流によって駆動される電気光学素子と、前記第２電源線と前記ノードとの間の電圧を駆動電源電圧として前記駆動電流を生成する駆動回路とを具備する電気光学装置を制御する方法であって、
    前記電気光学素子の駆動時における前記ノードと前記第１電源線との間の素子電圧が第１電圧値である場合の電源電圧が、前記素子電圧が前記第１電圧値を上回る第２電圧値である場合の電源電圧を下回るように、前記電源電圧を制御する
    電気光学装置の制御方法。

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