JP2004119973A

JP2004119973A - 発光ダイオードドライバおよびこれを有する画像形成デバイス

Info

Publication number: JP2004119973A
Application number: JP2003324328A
Authority: JP
Inventors: Harry Jonathan Mcintyre; ヘンリー　ジョナサン　マクインタイレ
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2002-09-23
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2023-09-17
Also published as: US6674269B1; JP4629324B2

Abstract

【課題】　正確かつ高速に電流制御を行うことができる発光ダイオードドライバおよびこれを有する画像形成デバイスを提供する。
【解決手段】　発光ダイオードドライバは、駆動電流を発光ダイオードに供給するように構成されている。発光ダイオードは放射出力を形成し、この放射出力に基づいてモニタ信号を形成するフォトディテクタを有するように構成されている。駆動電流は、第１の電流と第２の電流とを含む。モニタ信号とレベル制御信号とを比較して比較信号を形成する。この比較信号に基づいて、バッファリングされた出力信号を供給する。このバッファリングされた出力信号に基づいて、第１の電流を供給する。この第１の電流に基づいて、差電圧が得られる。この差電圧に基づいて、増幅された信号が供給される。この増幅された信号に基づいて、第２の電流が供給される。
【選択図】　　　　図１

Description

　本発明は、発光ダイオードドライバおよびこれを有する画像形成デバイスに関する。

　従来の発光ダイオードドライバを図４に示す。図示するように、レベル制御信号３０が発光ダイオード２１における電流Ｉの最終的なレベルを決定する。つまり、フォトディテクタ２３からコンパレータ５に供給されるフィードバック信号４がレベル制御信号３０より小さい場合、コンパレータ５は信号６を増大してオペアンプ１２に送る。オペアンプ１２は増幅された信号をバッファリングし、電流ソース１０に送る。これにより、フィードバック信号４がレベル制御信号３０と等しくなるまで、発光ダイオード２１の放射出力２２が増加される。

　しかしながら、従来の発光ダイオードドライバでは、発光ダイオードに供給される電流Ｉを正確に高速電流制御を行うことができなかった。そこで、本発明は、正確かつ高速に電流制御を行うことができる発光ダイオードドライバおよびこれを有する画像形成デバイスを提供することを目的とする。

　本発明を簡単に説明する。発光ダイオードドライバは駆動電流を発光ダイオードに供給する。発光ダイオードは放射出力を形成する。発光ダイオードはこの放射出力に基づいてモニタ信号を形成する光検出装置を有する。駆動電流は第１の電流と第２の電流とを含む。モニタ信号とレベル制御信号とを比較して比較信号を形成する。この比較信号に基づいて、バッファリングされた出力信号を供給する。バッファリングされた出力信号と駆動電流のノーダル電圧とによって差信号を供給する。電圧差と抵抗とに基づいて第１の電流を供給する。この電圧差に基づいて、増幅された信号を供給する。また、増幅された信号に基づいて、第２の電流を供給する。

　図１および図２を参照する。これらの図面はそれぞれ、本発明に係る発光ダイオードドライバの第１の実施形態１００と第２の実施形態１００Ａとを示す。以下で説明するように、発光ダイオードドライバ１００および１００Ａの各々は相応の駆動電流３を発光ダイオード２１に供給する。

　図１において、発光ダイオードドライバ１００の第１の実施形態は、流れ方向１７の正の電荷の「電流ソース」となる駆動電流３を発光ダイオードドライバ１００から発光ダイオード２１へ供給する。

　図２において、発光ダイオードドライバ１００Ａの第２の実施形態は、流れ方向１８の正の電荷の「電流ソース」となる駆動電流３を発光ダイオード２１から発光ダイオードドライバ１００Ａへ供給する。

　図１および図２において、発光ダイオードドライバ（つまり、発光ダイオードドライバ１００および１００Ａの各々）は、駆動電流３を発光ダイオード２１に供給する。発光ダイオード２１は駆動電流３に基づいて放射出力２２を形成する。発光ダイオード２１はフォトディテクタ２３を有する。フォトディテクタ２３は放射出力２２に基いてモニタ信号４を形成する。

　駆動電流３は第１の電流１と第２の電流２とを含む。駆動電流３は、発光ダイオードドライバ（１００および１００Ａ）の多様な構成要素の相互作用によって形成される。これらの構成要素は、コンパレータ５、高速バッファ８、抵抗７、オペアンプ１２、電流ソース１０を含む。相互作用について以下で説明する。

　コンパレータ５はモニタ信号４とレベル制御信号３０とを比較して比較信号６を形成する。高速バッファ８は比較信号６に基づいて、バッファリングされた出力信号９を出力する。バッファリングされた出力信号９と駆動電流のノーダル電圧１９とから電圧差１６が得られる。電圧差１６と抵抗７とによって第１の電流１が得られる。

　電圧差１６がオペアンプ１２に入力される。オペアンプ１２は電圧差１６に基づいて増幅された信号１５を出力する。増幅された信号１５によって電流ソース１０の入力端子１１を駆動する。電流ソース１０は増幅された信号１５に基づいて第２の電流２を供給する。

　抵抗７の値を電圧差１６に基づいて選択する。この時、十分な第１の電流１が供給され、発光ダイオード２１が十分な放射光２２を生成し、この放射光２２に基づいて十分なモニタ信号が生成され、このモニタ信号がレベル制御信号３０と等しくなるように行う。

　オペアンプ１２は、第１の増幅器入力１３と第２の増幅器入力１４とを有する。第１の増幅器入力１３は、バッファリングされた出力信号９と、抵抗７の第１の端子とに接続される。第２の増幅器入力１４は、電流ソース１０と、抵抗７の第２の端子とに接続される。

　発光ダイオードドライバ１００（図１）および１００Ａ（図２）は駆動電流３を発光ダイオード２１に供給する。発光ダイオード２１はフォトディテクタ２３を有し、フォトディテクタ２３は、発光ダイオード２１が形成した放射出力２２に基づいて、モニタ信号４を形成する。駆動電流３は第１の電流１と第２の電流２とを含む。第１の電流１は抵抗７における電圧差によって形成される。この電圧差は、駆動電流のノーダル電圧１９と、高速バッファ出力９とによって形成される。高速バッファ出力９は、比較信号６によって形成される。比較信号６は、モニタ信号４とレベル制御信号３０とを比較して形成される。第２の電流は電流ソースによって供給され、その電流ソースの入力端末はオペアンプ１２によって駆動される。オペアンプ１２は、駆動電流のノーダル電圧１９と高速バッファ出力９とによって形成された電圧差である入力信号を有する。図示するように、オペアンプ１２は、第１の増幅器入力１３と第２の増幅器入力１４とを有し、第１の増幅器入力１３は、バッファリングされた出力信号９と、抵抗７の第１の端子とに結合し、第２の増幅器入力１４は、電流ソース１０と、抵抗７の第２の端子とに結合する。

　１つの実施形態では、第１の増幅器入力１３はオペアンプ１２の正（「＋」）の入力であり、第２の増幅器入力１４はオペアンプ１２の負（「−」）の入力である。

　図１を参照すると、１つの実施形態では、発光ダイオードドライバ１００は、カスタム集積回路１０１（破線で示す）を有する。

　図２を参照すると、１つの実施形態では、発光ダイオードドライバ１００Ａは、カスタム集積回路１０１Ａ（破線で示す）を有する。

　図３は、図１に示す少なくとも１個の発光ダイオードドライバ１００または、図２に示す少なくとも１個の発光ダイオードドライバ１００Ａ、あるいはその両方を有する画像形成装置２００を示す。

　画像形成装置２００が図１に示す発光ダイオードドライバ１００を有する場合、１実施形態において、発光ダイオードドライバ１００は、図１に示すカスタム集積回路１０１を有する。

　画像形成装置２００が図２に示す発光ダイオードドライバ１００Ａを有する場合、１実施形態において、発光ダイオードドライバ１００Ａは、図２に示すカスタム集積回路１０１Ａを有する。

　１つの実施形態において、画像形成装置２００はプリンタ装置を含む。別の実施形態では、画像形成装置２００はフォトコピー装置を含む。更に別の実施形態では、画像形成装置２００はファクシミリ装置を含む。

　図１および図２において、発光ダイオードドライバ１００（図１）および１００Ａ（図２）は、追加的な高速信号パスによって、正確に高速電流制御を行うことができる。発光ダイオードドライバ（１００および１００Ａ）は、電圧制御電流駆動出力回路に使用することを意図している。

　この発光ダイオードドライバ（１００および１００Ａ）によれば、従来のフィードバック回路を用いて電流レベルを制御できるよりも早い時間で、電流レベル制御信号を用いて電流レベルに作用することができる。電流レベル制御するための従来のフィードバック制御回路と比べてこの発光ダイオードドライバ（１００および１００Ａ）は、二重パス制御を行う。この２本のパスとは、一本は高速パスであり、他方はドミナントポールを有する従来のパスである。この２本のパスは一緒に動作するように設計されており、最初に、高速パスによって即時の電流訂正を行い、次に、伝達完成レベル制御を遅くして遅速パスに戻す。

　図１および図２に示すように、高速バッファ８は電流ソース１０の出力に接続されている。オペアンプ１２は二重の役割を有する。第１に、電流ソース１０内の電流のレベルを正確に調整することであり、第２に、ドライバ（１００および１００Ａ）のドミナントポールを有することである。この結果、レベル制御信号３０が増加すると、コンパレータ５の比較出力信号６も増加する。増加した比較出力信号６は高速バッファ８によって直ちに駆動電流３に送られるので発光ダイオード２１の放射出力２２が増加し、これによってフィードバックモニタ信号４が増加してレベル制御信号３０と同じになる。この処理は非常に迅速に、コンパレータ５によって決定される速度で行われ、オペアンプ１２が反応できる前に完了する。したがって、電流ソース１０の駆動トランジスタが有する大きな入力容量は、発光ダイオードドライバ（１００および１００Ａ）の、レベル制御信号３０に対する反応には影響しない。高速バッファ８が駆動電流３として電流を供給するためには、抵抗７において電圧差、すなわちオペアンプ１２の２個の増幅器入力１３および１４の間に電圧差１６がなければならない。オペアンプ１２は信号を電流ソース１０の入力端子１１に低速で供給する。これを、高速バッファ８が電流を供給しなくなるまで行い、高速バッファ８からの信号が置き換えられる。これによって、正確に高速電流制御を行うことができる。

本発明に係る発光ダイオードドライバの第１の実施形態１００を示す回路図である。本発明に係る発光ダイオードドライバの第２の実施形態１００Ａを示す回路図である。図１に示す少なくとも１個の発光ダイオードドライバ１００か、図２に示す少なくとも１個の発光ダイオードドライバ１００Ａのいずれか、またはその両方を有する画像形成装置２００を示すブロック図である。従来の発光ダイオードドライバ構成体を示す。

符号の説明

　１　第１の電流、２　第２の電流、３　駆動電流、４　フィードバック信号、５　コンパレータ、６　比較信号、７　抵抗、８　高速バッファ、９　バッファ出力信号、１０　電流ソース、１１　入力端子、１２　オペアンプ、１３，１４　増幅器入力、１６　電圧差、２０，２１　発光ダイオード、２２　放射出力、２３　フォトディテクタ、３０　レベル制御信号、１００，１００Ａ　発光ダイオードドライバ、１０１，１０１Ａ　カスタム集積回路。

Claims

　駆動電流を発光ダイオードに供給するように構成された発光ダイオードドライバであって、
　前記発光ダイオードは、自身が形成する放射出力に基づいてモニタ信号を形成するフォトディテクタと組み合わせされ、
　前記駆動電流は、第１の電流と第２の電流とを含み、モニタ信号とレベル制御信号とを比較して比較信号を形成し、前記比較信号に基づいてバッファリングされた出力信号を形成し、当該バッファリングされた出力信号と前記駆動電流のノーダル電圧とに基づいて電圧差を形成し、前記電圧差と抵抗とに基づいて第１の電流を形成し、前記電圧差に基づいて増幅された信号を供給し、前記増幅された信号に基づいて第２の電流を形成する発光ダイオードドライバ。
　駆動電流を発光ダイオードに供給するように構成された発光ダイオードドライバであって、
　前記発光ダイオードは、自身が形成する放射出力に基づいてモニタ信号を形成するフォトディテクタと組み合わされ、
　前記駆動電流は、第１の電流と第２の電流とを含み、
　前記第１の電流は、抵抗の両端の電圧差によって形成され、
　前記電圧差は、前記駆動電流のノーダル電圧と高速バッファ出力とによって形成され、
　前記高速バッファ出力は比較信号によって形成され、
　前記比較信号は前記モニタ信号とレベル制御信号とを比較することで形成され、
　前記第２の電流は、オペアンプの出力によって駆動される電流ソースによって形成され、
　前記オペアンプは前記駆動電流のノーダル電圧と前記高速バッファ出力とによって形成される電圧差である入力信号を有する発光ダイオードドライバ。
　請求項２に記載の発光ダイオードドライバであって、
　前記オペアンプは、前記バッファリングされた出力信号と前記抵抗の第１の端子とに接続される第１の増幅器入力と、前記電流ソースと前記抵抗の第２の端子とに接続される第２の増幅器入力とを有する発光ダイオードドライバ。
　発光ダイオードドライバを有する画像形成装置であって、
　前記発光ダイオードドライバは、駆動電流を発光ダイオードに供給するように構成され、
　前記発光ダイオードは、自身が形成する放射出力に基づいてモニタ信号を形成するフォトディテクタと組み合わせされ、
　前記駆動電流は、第１の電流と第２の電流とを含み、モニタ信号とレベル制御信号とを比較して比較信号を形成し、前記比較信号に基づいてバッファリングされた出力信号を形成し、当該バッファリングされた出力信号と前記駆動電流のノーダル電圧とに基づいて電圧差を形成し、前記電圧差と抵抗とに基づいて第１の電流を形成し、前記電圧差に基づいて増幅された信号を供給し、前記増幅された信号に基づいて第２の電流を形成する画像形成装置。
　発光ダイオードドライバを有する画像形成装置であって、
　前記発光ダイオードドライバは、駆動電流を発光ダイオードに供給するように構成され、
　前記発光ダイオードは、自身が形成する放射出力に基づいてモニタ信号を形成するフォトディテクタと組み合わされ、
　前記駆動電流は、第１の電流と第２の電流とを含み、
　前記第１の電流は、抵抗の両端の電圧差によって形成され、
　前記電圧差は前記駆動電流のノーダル電圧と高速バッファ出力とによって形成され、
　前記高速バッファ出力は比較信号によって形成され、
　前記比較信号は前記モニタ信号とレベル制御信号とを比較することで形成され、
　前記第２の電流は、オペアンプの出力によって駆動される電流ソースによって形成され、
　前記オペアンプは前記駆動電流のノーダル電圧と前記高速バッファ出力とによって形成される電圧差である入力信号を有する画像形成装置。
　請求項５に記載の画像形成装置であって、
　前記オペアンプは、前記バッファリングされた出力信号と前記抵抗の第１の端子とに接続される第１の増幅器入力と、前記電流ソースと前記抵抗の第２の端子とに接続される第２の増幅器入力とを有する画像形成装置。