JP2006245307A - Light source apparatus - Google Patents

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Seisuke Muroki
成介 室木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress heat generation of a driver IC for driving a heat-generating element. <P>SOLUTION: A plurality of element arrays L1-Ln in which a plurality of LEDs 26 are connected in series are each driven by a driver IC 28. The driver IC 28 is provided with a plurality of constant current driving channels Ch, and the driving channels Ch are each allocated to each of the element arrays L1-Ln. A protective transistor Q for protecting the driver IC 28 is provided between the driver IC 28 and each of the element arrays L1-Ln. In the protective transistor Q, a predetermined voltage Vreg is applied to its base terminal to make an output voltage of an emitter terminal constant, irrespective of a voltage to be applied to a collector terminal. A difference voltage between a forward voltage VFL of the element array L and a driving voltage Vd is applied to the collector terminal, and even if its value is large, since the protective transistor Q limits an input voltage into the driver IC 28, heat generation of the driver IC can be suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複数の発光素子が配列された光源装置に関するものである。     The present invention relates to a light source device in which a plurality of light emitting elements are arranged.

発光素子であるLED(Light Emitting Diode)が複数個配列されたLEDアレイを備えた光源装置(例えば、下記特許文献1及び2参照)が知られており、照明、ディスプレイなど各種の用途に用いられている。LEDアレイは、例えば、m個のLEDを直列に接続した素子列を、n列並列に接続することで構成される。LEDアレイには、これを駆動するためのドライバICが接続される。ドライバICは、例えば、駆動信号に基づいて各列毎の点灯を制御する点灯制御回路と、各素子列に一定の電流を流して駆動する定電流駆動回路とからなる。定電流駆動回路は、例えば、各素子列の数と同数の駆動ラインを備えており、各駆動ラインが、それぞれ各素子列に接続される。この定電流駆動回路を用いることで、印加される駆動電圧が所定値より大きくても、各素子列に流れる電流を一定にすることができる。   A light source device (for example, see Patent Documents 1 and 2 below) having an LED array in which a plurality of LEDs (Light Emitting Diodes) as light emitting elements are arranged is known, and is used for various applications such as lighting and displays. ing. The LED array is configured, for example, by connecting element columns in which m LEDs are connected in series to n columns in parallel. A driver IC for driving the LED array is connected to the LED array. The driver IC includes, for example, a lighting control circuit that controls lighting for each column based on a driving signal, and a constant current driving circuit that is driven by passing a constant current through each element column. The constant current drive circuit includes, for example, the same number of drive lines as the number of each element row, and each drive line is connected to each element row. By using this constant current drive circuit, even if the applied drive voltage is larger than a predetermined value, the current flowing through each element row can be made constant.

LEDは、順方向(アノードからカソードへ)に電流を流したときに電圧降下を生じ、この電圧降下は、順方向電圧降下(以下、VFと略称する)と呼ばれる。素子列全体の順方向電圧降下(以下、VFLと略称する)は、素子列を構成する個々のLEDのVFの合計値となる。素子列に対してそのVFL以下の電圧を掛けても点灯しないため、駆動電圧Vd は、前記VFLよりも高い値に設定される。具体的には、個々のLEDの実際のVFにはばらつきがあるため、複数個のLEDのVFの平均値にばらつきを見込んだマージンを加え、この値を素子列内のLEDの個数分合計した値が、駆動電圧Vd として設定される。
特開平7−321623号公報 特開平9−141932号公報
The LED generates a voltage drop when a current flows in the forward direction (from the anode to the cathode), and this voltage drop is called a forward voltage drop (hereinafter abbreviated as VF). The forward voltage drop (hereinafter abbreviated as VFL) of the entire element array is a total value of VF of individual LEDs constituting the element array. Even if a voltage equal to or lower than the VFL is applied to the element array, it does not light, so the drive voltage Vd is set to a value higher than the VFL. Specifically, since the actual VF of each LED varies, a margin allowing for variation is added to the average value of the VF of a plurality of LEDs, and this value is summed by the number of LEDs in the element array. The value is set as the drive voltage Vd.
JP 7-321623 A JP-A-9-141932

しかしながら、上記駆動電圧Vd と実際のVFLとの差分は、電力損失となり、ドライバICによって無駄に消費される。ドライバICに無駄な電力消費が生じると、その分発熱が大きくなり、内部で局所的な温度上昇等が生じ、最悪の場合には、IC破壊を招くという問題がある。   However, the difference between the drive voltage Vd and the actual VFL results in power loss and is wasted by the driver IC. When wasteful power consumption occurs in the driver IC, heat generation increases correspondingly, and a local temperature rise or the like occurs internally. In the worst case, there is a problem that the IC is destroyed.

本発明は、ドライバICの発熱が抑えられる光源装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a light source device in which heat generation of a driver IC can be suppressed.

本発明の光源装置は、複数の発光素子が直列に接続された少なくとも1つの発光素子列と、前記発光素子列のアノードに電源から印加される駆動電圧が所定値を上回っても、前記各発光素子列に一定の電流を流して駆動する少なくとも1チャンネルの定電流駆動チャンネルを持つドライバICと、前記各定電流駆動チャンネル毎に設けられ、前記発光素子列のカソードにコレクタ端子が接続され、前記ドライバICにエミッタ端子が接続され、ベース端子には所定の電圧が与えられるトランジスタとを備えたことを特徴とする。   The light source device of the present invention includes at least one light emitting element array in which a plurality of light emitting elements are connected in series, and each light emission even when a drive voltage applied from a power source to the anode of the light emitting element array exceeds a predetermined value. A driver IC having at least one constant current drive channel that is driven by passing a constant current through the element array; and a collector terminal connected to a cathode of the light emitting element array, provided for each of the constant current drive channels, An emitter terminal is connected to the driver IC, and a base terminal is provided with a transistor to which a predetermined voltage is applied.

前記ベース端子に印加される電圧は、前記発光素子列の順方向電圧に基づいて決定されることが好ましい。   The voltage applied to the base terminal is preferably determined based on a forward voltage of the light emitting element array.

前記ベース端子に印加する電圧をオン/オフするスイッチを設けてもよい。また、前記発光素子列を、例えば、複数列並列に接続してもよい。また、前記各定電流駆動チャンネルは、少なくとも1列の発光素子列を駆動する。   A switch for turning on / off a voltage applied to the base terminal may be provided. Further, the light emitting element rows may be connected in parallel, for example. Each constant current drive channel drives at least one light emitting element array.

前記複数の発光素子列を、発光色が異なる複数種類の発光素子列から構成してもよい。前記複数種類の各発光素子列のアノードと電源との間に配置され、前記各発光素子列への給電経路を種類毎に選択的に切り替える給電経路切り替え手段を設けてもよい。さらに、前記各発光素子列の駆動電圧を種類毎に変化させる駆動電圧切替手段を設けてもよい。   The plurality of light emitting element arrays may be composed of a plurality of types of light emitting element arrays having different emission colors. A power supply path switching unit may be provided that is disposed between the anode of each of the plurality of types of light emitting element arrays and a power source, and selectively switches a power supply path to each of the light emitting element arrays for each type. Furthermore, drive voltage switching means for changing the drive voltage of each light emitting element array for each type may be provided.

複数種類の各発光素子列を交互に配列してもよい。1個の前記定電流駆動チャンネルを、種類の異なる複数の発光素子列で共用してもよい。   A plurality of types of light emitting element rows may be alternately arranged. One constant current drive channel may be shared by a plurality of different types of light emitting element arrays.

本発明によれば、複数の発光素子が直列に接続された少なくとも1つの発光素子列と、前記発光素子列のアノードに電源から印加される駆動電圧が所定値を上回っても、前記各発光素子列に一定の電流を流して駆動する少なくとも1チャンネルの定電流駆動チャンネルを持つドライバICと、前記各定電流駆動チャンネル毎に設けられ、前記発光素子列のカソードにコレクタ端子が接続され、前記ドライバICにエミッタ端子が接続され、ベース端子には所定の電圧が与えられるトランジスタとを備えたから、ドライバICの発熱が抑えられる光源装置を提供することができる。   According to the present invention, at least one light emitting element array in which a plurality of light emitting elements are connected in series, and each light emitting element even when a drive voltage applied from a power source to the anode of the light emitting element array exceeds a predetermined value. A driver IC having at least one constant current drive channel that is driven by passing a constant current through the column; a collector terminal connected to the cathode of the light emitting element column; Since the emitter terminal is connected to the IC and the base terminal includes a transistor to which a predetermined voltage is applied, a light source device that can suppress the heat generation of the driver IC can be provided.

図1は、本発明の光源装置を、光定着光源として用いたカラー感熱プリンタ10を示す。カラー感熱プリンタ10は、例えば、デジタルカメラで撮影した画像データが記憶されたメモリーカードや、パーソナルコンピュータから画像データを取り込み、その画像をカラー感熱記録紙11にプリントする。   FIG. 1 shows a color thermal printer 10 using the light source device of the present invention as a light fixing light source. The color thermal printer 10 takes in image data from, for example, a memory card storing image data taken by a digital camera or a personal computer, and prints the image on color thermal recording paper 11.

周知のように、記録紙11は、支持体上に、上層から順に、Y(イエロー),M(マゼンタ),C(シアン)の各色に発色する3つの感熱発色層を層設したものである。カラー感熱記録紙11は、最上層となるイエロー感熱発色層の熱感度が最も高く、最下層のシアン感熱発色層の熱感度が最も低い。   As is well known, the recording paper 11 is formed by providing, on the support, three thermosensitive coloring layers that color each color of Y (yellow), M (magenta), and C (cyan) in order from the upper layer. . The color thermosensitive recording paper 11 has the highest thermal sensitivity of the yellow thermosensitive coloring layer as the uppermost layer and the lowest thermal sensitivity of the cyan thermosensitive coloring layer as the lowermost layer.

深層の感熱発色層を加熱する際に上層の感熱発色層の未発色部分が発色しないように、イエロー及びマゼンタの各感熱発色層には、それぞれ特有な波長域の光による光定着性が付与されており、各感熱発色層は、画像が熱記録された後、それぞれの波長の光が照射されることにより光定着される。イエロー感熱発色層は、発光ピークの波長が約420nmの青紫色の光であるイエロー定着光が照射されると発色能力を消失し、マゼンタ感熱発色層は、発光ピークの波長が約365nmの近紫外線であるマゼンタ定着光が照射されると発色能力を消失する。   Each of the yellow and magenta thermosensitive coloring layers is provided with a light fixing property by light in a specific wavelength range so that the uncolored portion of the upper thermosensitive coloring layer is not colored when the deep thermosensitive coloring layer is heated. Each thermosensitive coloring layer is photofixed by irradiating light of each wavelength after the image is thermally recorded. The yellow thermosensitive coloring layer loses its coloring ability when irradiated with yellow fixing light, which is blue-violet light with an emission peak wavelength of about 420 nm, and the magenta thermosensitive coloring layer has a near ultraviolet ray with an emission peak wavelength of about 365 nm. When the magenta fixing light is irradiated, the coloring ability is lost.

カラー感熱プリンタ10は、記録紙11を送り方向と、戻し方向とに往復搬送しながら、フルカラー画像の熱記録と、熱記録済みのカラー感熱記録紙11の光定着とを行う。   The color thermal printer 10 performs thermal recording of a full-color image and photofixing of the thermal recording color thermal recording paper 11 while reciprocating the recording paper 11 in the feed direction and the return direction.

システムコントローラ21は、CPU,ROM,RAMなどからなり、操作部からの操作信号に基づいてプリンタの各部を統括的に制御する。電源回路22は、コンセントを介して接続された商用電源から供給される電力を、プリンタ10各部へ給電する。   The system controller 21 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and comprehensively controls each unit of the printer based on an operation signal from the operation unit. The power supply circuit 22 supplies power supplied from a commercial power supply connected via an outlet to each part of the printer 10.

カラー感熱記録紙11の搬送路上には、サーマルヘッド12と、このサーマルヘッド12と対向する位置に配置されカラー感熱記録紙11を裏面から支持するプラテンローラ13が配置されている。サーマルヘッド12は、周知のように、多数の発熱素子を主走査方向(カラー感熱記録紙の幅方向)に沿ってライン状に並べた発熱素子アレイ12aを備えている。この発熱素子アレイ12aをカラー感熱記録紙11に圧接させて、各感熱発色層を加熱することで、イエロー,マゼンタ,シアンの各色の画像を熱記録する。   On the conveyance path of the color thermal recording paper 11, a thermal head 12 and a platen roller 13 that is arranged at a position facing the thermal head 12 and supports the color thermal recording paper 11 from the back side are arranged. As is well known, the thermal head 12 includes a heating element array 12a in which a large number of heating elements are arranged in a line along the main scanning direction (width direction of the color thermal recording paper). The heating element array 12a is brought into pressure contact with the color thermosensitive recording paper 11, and each thermosensitive coloring layer is heated, whereby images of each color of yellow, magenta, and cyan are thermally recorded.

システムコントローラ21は、メモリに取り込まれた画像データを1ラインずつ読み出して、このラインデータから駆動データを生成して、その駆動データをサーマルヘッド12へ送る。この駆動データに基づいて、サーマルヘッド12が駆動されて、各発熱素子が各画素の階調に応じた印画熱エネルギーを発生する。この印画熱エネルギーがカラー感熱記録紙11に与えられて該記録紙11が発色する。   The system controller 21 reads the image data fetched into the memory line by line, generates drive data from the line data, and sends the drive data to the thermal head 12. Based on this drive data, the thermal head 12 is driven, and each heating element generates printing heat energy corresponding to the gradation of each pixel. This printing heat energy is applied to the color thermal recording paper 11 and the recording paper 11 is colored.

サーマルヘッド12の順方向下流側には、搬送ローラ対14と、光定着光源となる光定着器16が配置されている。搬送ローラ対14は、給紙されたカラー感熱記録紙11をニップして副走査方向へ搬送する。この搬送中に、カラー感熱記録紙11がサーマルヘッド12及び光定着器16を通過して、熱記録及び光定着が行われる。   On the downstream side in the forward direction of the thermal head 12, a conveyance roller pair 14 and an optical fixing device 16 serving as an optical fixing light source are arranged. The conveyance roller pair 14 nips the fed color thermal recording paper 11 and conveys it in the sub-scanning direction. During this conveyance, the color thermal recording paper 11 passes through the thermal head 12 and the optical fixing device 16 to perform thermal recording and optical fixing.

搬送ローラ対14は、駆動モータ18によって駆動される。駆動モータ18は、例えば、ステッピングモータが使用されており、モータドライバ19を介してシステムコントローラ21に接続されている。システムコントローラ21は、駆動モータの回転量や回転速度を制御する。この駆動モータ18の制御を通じて、カラー感熱記録紙11の搬送量や搬送速度が制御される。   The conveyance roller pair 14 is driven by a drive motor 18. For example, a stepping motor is used as the drive motor 18 and is connected to the system controller 21 via the motor driver 19. The system controller 21 controls the rotation amount and rotation speed of the drive motor. Through the control of the drive motor 18, the transport amount and transport speed of the color thermal recording paper 11 are controlled.

光定着器16は、サーマルヘッド12の送り方向下流側に配置されており、該ヘッド12によってイエロー又はマゼンタの各色の画像が熱記録された記録済みの各感熱発色層に対して、それぞれに特有な波長域の定着光を照射して光定着する。   The optical fixing device 16 is arranged on the downstream side of the thermal head 12 in the feeding direction, and is unique to each recorded thermosensitive coloring layer on which an image of each color of yellow or magenta is thermally recorded by the head 12. Light fixing is performed by irradiating fixing light in various wavelengths.

図2に示すように、光定着器16は、配線パターンが形成された基板24と、この基板24上に、複数個のLED26をマトリックス状に配列した発光素子アレイからなる。副走査方向に沿ってライン状に配列された3つのLED26は直列に接続されており、これらが1組の素子列Lを構成し、この素子列Lが、複数列主走査方向に配列されている。各素子列L1〜Lnは、並列に接続される。この基板24上に、各素子列L1〜Lnを駆動するドライバIC28(図4参照)がマウントされており、各素子列L1〜Lnとともにユニット化されている。ドライバIC28は、システムコントローラ21から入力される駆動信号に基づいて各素子列L1〜Lnの点灯を制御する。   As shown in FIG. 2, the optical fixing device 16 includes a substrate 24 on which a wiring pattern is formed, and a light emitting element array in which a plurality of LEDs 26 are arranged in a matrix on the substrate 24. Three LEDs 26 arranged in a line along the sub-scanning direction are connected in series, and these constitute one set of element rows L, and this element row L is arranged in a plurality of rows in the main scanning direction. Yes. The element rows L1 to Ln are connected in parallel. A driver IC 28 (see FIG. 4) for driving the element rows L1 to Ln is mounted on the substrate 24, and is unitized together with the element rows L1 to Ln. The driver IC 28 controls lighting of the element rows L1 to Ln based on the drive signal input from the system controller 21.

LED26としては、図3のグラフの実線で示すように、発光波長にイエロー定着光及びマゼンタ定着光を含み、発光ピークが365nm(マゼンタ定着光)と420nm付近にある青色LEDが使用される。   As the LED 26, as shown by the solid line in the graph of FIG. 3, a blue LED that includes yellow fixing light and magenta fixing light in the emission wavelength and whose emission peaks are around 365 nm (magenta fixing light) and 420 nm is used.

フイルタ17(図1参照)は、図3のグラフの破線で示すように、約400nm以下の紫外線領域の光をカットする特性を持つ紫外線カットフイルタである。このフイルタ17は、光定着器16と搬送路との間に挿入されて光定着器16の発光面と対面する挿入位置と、この挿入位置から退避する退避位置との間で挿脱自在に設けられている。   The filter 17 (see FIG. 1) is an ultraviolet cut filter having a characteristic of cutting light in the ultraviolet region of about 400 nm or less, as indicated by a broken line in the graph of FIG. The filter 17 is inserted between the optical fixing device 16 and the conveyance path so as to be detachable between an insertion position facing the light emitting surface of the optical fixing device 16 and a retracted position retracted from the insertion position. It has been.

イエロー感熱発色層の光定着(Y光定着)を行う際には、フイルタ17が挿入位置に移動する。これにより、光定着器16が発光する光のうち、マゼンタ定着光を含む紫外領域の光がカットされて、フイルタ17を透過するイエロー定着光のみがカラー感熱記録紙11に照射される。このため、イエロー感熱発色層のみが光定着され、未記録のマゼンタ感熱発色層が光定着されることはない。マゼンタ感熱発色層の光定着(M光定着)を行う際には、フイルタ17が退避位置へ移動して、光定着器16からイエロー定着光及びマゼンタ定着光がカラー感熱記録紙11に照射される。M光定着の際には、Y光定着が既に終了しているので、カラー感熱記録紙11に対してイエロー定着光が照射されても問題はない。   When performing the light fixing (Y light fixing) of the yellow thermosensitive coloring layer, the filter 17 moves to the insertion position. As a result, of the light emitted from the optical fixing device 16, light in the ultraviolet region including magenta fixing light is cut, and only the yellow fixing light transmitted through the filter 17 is irradiated onto the color thermal recording paper 11. For this reason, only the yellow thermosensitive coloring layer is photofixed, and the unrecorded magenta thermosensitive coloring layer is not photofixed. When performing light fixing (M light fixing) of the magenta thermosensitive coloring layer, the filter 17 is moved to the retracted position, and the yellow fixing light and the magenta fixing light are irradiated from the optical fixing device 16 to the color thermosensitive recording paper 11. . In the M light fixing, since the Y light fixing has already been completed, there is no problem even if the color thermal recording paper 11 is irradiated with the yellow fixing light.

図4は、光定着器16の電気構成の概略を示す説明図である。光定着器16には、システムコントローラ21と、給電を行う電源回路22とが接続されている。光定着器16の基板24上には、各素子列L1〜LnからなるLEDアレイと、これを駆動するドライバIC28とが設けられている。システムコントローラ21は、ドライバIC28に対して駆動信号(ストローブ信号,ラッチ信号,駆動データ,クロック信号)を入力する。ドライバIC28は、この駆動信号に基づいて各素子列L1〜Lnを駆動する。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing an outline of the electrical configuration of the optical fixing device 16. A system controller 21 and a power supply circuit 22 that supplies power are connected to the optical fixing device 16. On the substrate 24 of the optical fixing device 16, an LED array composed of the element rows L1 to Ln and a driver IC 28 for driving the LED array are provided. The system controller 21 inputs drive signals (strobe signal, latch signal, drive data, clock signal) to the driver IC 28. The driver IC 28 drives the element rows L1 to Ln based on this drive signal.

ドライバIC28は、各素子列L1〜Lnに一定の電流を流して駆動する定電流駆動チャンネル(以下、駆動チャンネルという)Ch1〜Chnを持つ。各駆動チャンネルCh1〜Chnは、それぞれ定電流回路31と、スイッチングトランジスタTrとからなる。定電流回路31は、素子列Lのカソード側に接続され、電源回路22から素子列Lのアノードに印加される電圧に関わらず、素子列Lに一定の電流を流す定電流源である。スイッチングトランジスタTrは、駆動信号に基づいてオンオフして、素子列Lの通電を制御する。各駆動チャンネルCh1〜Chnは、各素子列L1〜Ln毎に設けられている。   The driver IC 28 has constant current drive channels (hereinafter referred to as drive channels) Ch1 to Chn that are driven by passing a constant current through the element arrays L1 to Ln. Each of the drive channels Ch1 to Chn includes a constant current circuit 31 and a switching transistor Tr. The constant current circuit 31 is connected to the cathode side of the element array L, and is a constant current source that allows a constant current to flow through the element array L regardless of the voltage applied from the power supply circuit 22 to the anode of the element array L. The switching transistor Tr is turned on / off based on the drive signal, and controls energization of the element row L. Each drive channel Ch1 to Chn is provided for each element row L1 to Ln.

スイッチングトランジスタTr1〜Trnのベース端子には、ANDゲートアレイ41の各出力端子が接続されている。各素子列L1〜Lnは、周期的に発生するパルス信号によってパルス駆動される。システムコントローラ21は、例えば、各素子列L1〜Lnの最大点灯周波数を規定するストローブ信号をANDゲートアレイ41へ出力する。このストローブ信号は、所定のパルス幅を持ち、所定の周期で発生する複数のパルス信号からなるパルス列である。各素子列L1〜Lnの最大点灯周波数、及び1個の駆動パルス当たりの最大点灯時間は、このストローブ信号によって規定される。ANDゲートアレイ41の各入力端子には、ラッチアレイ42を介してシフトレジスタ43が接続されている。システムコントローラ21は、各素子列L1〜Ln毎の駆動データを出力することによって、各素子列L1〜Ln毎に点灯周波数を制御する。   Each output terminal of the AND gate array 41 is connected to the base terminals of the switching transistors Tr1 to Trn. Each element row L1 to Ln is pulse-driven by a periodically generated pulse signal. For example, the system controller 21 outputs a strobe signal that defines the maximum lighting frequency of each of the element arrays L1 to Ln to the AND gate array 41. This strobe signal is a pulse train having a predetermined pulse width and composed of a plurality of pulse signals generated at a predetermined cycle. The maximum lighting frequency of each of the element rows L1 to Ln and the maximum lighting time per driving pulse are defined by this strobe signal. A shift register 43 is connected to each input terminal of the AND gate array 41 via a latch array 42. The system controller 21 controls the lighting frequency for each element row L1 to Ln by outputting drive data for each element row L1 to Ln.

駆動データは、「1」か「0」の2値データであり、ストローブ信号のパルス周期に合わせて出力される。シフトレジスタ43には、クロック信号に同期して、全素子列L1〜Ln分の駆動データがシフトレジスタ43へシリアルに入力される。各素子列毎の駆動データは、シフトレジスタ43内でシフトされてパラレルな駆動データに変換される。このパラレルな駆動データは、クロック信号に同期して、ラッチアレイ42に転送される。
ラッチアレイ42は、転送された駆動データを保持する。このラッチアレイ42に保持された駆動データは、ラッチ信号に同期して、ANDゲートアレイ41に入力される。ANDゲートアレイ41は、ストローブ信号がハイレベルの期間、駆動データが「1」の場合に、「H(ハイレベル)」の信号を出力する。ANDゲートアレイ41から「H」の信号が出力されると、各スイッチングトランジスタTr1〜Trnがオンして、各素子列L1〜Lnが点灯する。駆動データが「0」の場合には、「L(ローレベル)」の信号が出力されるため、各スイッチングトランジスタTr1〜Trnがオンせず、各素子列L1〜Lnは点灯しない。ランプ制御部31は、各素子列毎に出力する駆動データを変化させることで、各素子列毎の点灯周波数を制御する。
The drive data is binary data “1” or “0”, and is output in accordance with the pulse period of the strobe signal. Drive data for all the element rows L1 to Ln is serially input to the shift register 43 in synchronization with the clock signal. The drive data for each element array is shifted in the shift register 43 and converted into parallel drive data. The parallel drive data is transferred to the latch array 42 in synchronization with the clock signal.
The latch array 42 holds the transferred drive data. The drive data held in the latch array 42 is input to the AND gate array 41 in synchronization with the latch signal. The AND gate array 41 outputs a “H (high level)” signal when the drive data is “1” while the strobe signal is at a high level. When an “H” signal is output from the AND gate array 41, the switching transistors Tr1 to Trn are turned on, and the element rows L1 to Ln are turned on. When the drive data is “0”, since a “L (low level)” signal is output, the switching transistors Tr1 to Trn are not turned on, and the element rows L1 to Ln are not lit. The lamp control unit 31 controls the lighting frequency for each element row by changing the drive data output for each element row.

このように、各素子列L1〜Ln毎に点灯周波数を制御することによって各素子列L1〜Lnの輝度が調節される。これにより、例えば、主走査方向の照度分布が均一になるように各素子列L1〜Lnの照度が補正される。各素子列L1〜Lnの照度ムラは、出荷前の検査工程で検出してもよいし、プリンタ内の光定着器付近あるいは光定着器自体に各素子列L1〜Lnの照度を検出する照度センサ(図示せず)を設け、この照度センサによって照度ムラを検出してもよい。   In this way, the luminance of each element row L1 to Ln is adjusted by controlling the lighting frequency for each element row L1 to Ln. Thereby, for example, the illuminance of each of the element rows L1 to Ln is corrected so that the illuminance distribution in the main scanning direction is uniform. The illuminance unevenness of each of the element rows L1 to Ln may be detected in an inspection process before shipment, or an illuminance sensor that detects the illuminance of each of the element rows L1 to Ln in the vicinity of the optical fixing device in the printer or in the optical fixing device itself. (Not shown) may be provided, and the illuminance unevenness may be detected by the illuminance sensor.

また、各素子列L1〜Lnと、各駆動チャンネルCh1〜Chnとの間には、保護用トランジスタQ1〜Qnが設けられている。保護用トランジスタQ1〜Qnのコレクタ端子は、各素子列L1〜Lnのカソードに接続されており、エミッタ端子は、ドライバIC28に接続されている。ベース端子には、電源回路22に接続されており、規定電圧Vregが与えられる。これらの保護用トランジスタQ1〜Qnは、ドライバIC28に印加される駆動電圧を制限して、ドライバICを保護する。   Further, protection transistors Q1 to Qn are provided between the element rows L1 to Ln and the drive channels Ch1 to Chn. The collector terminals of the protection transistors Q1 to Qn are connected to the cathodes of the element rows L1 to Ln, and the emitter terminals are connected to the driver IC 28. The base terminal is connected to the power supply circuit 22 and is supplied with a specified voltage Vreg. These protection transistors Q1 to Qn protect the driver IC by limiting the drive voltage applied to the driver IC 28.

各素子列L1〜Lnのアノードには、駆動電圧Vdが印加される。保護用トランジスタQ1〜Qnのコレクタ端子には、駆動電圧Vdから素子列LのVFLを差し引いた電圧が入力される。エミッタ端子からの出力電圧は、コレクタ端子に印加される入力電圧に関わらず、ベース端子に印加されるベース電圧によって決まる。このため、コレクタ端子への入力電圧に関わらず、エミッタ端子からの出力電圧を一定とすることができるので、ドライバICの駆動電圧を安定させることができる。   A drive voltage Vd is applied to the anodes of the element rows L1 to Ln. A voltage obtained by subtracting VFL of the element row L from the drive voltage Vd is input to the collector terminals of the protection transistors Q1 to Qn. The output voltage from the emitter terminal is determined by the base voltage applied to the base terminal regardless of the input voltage applied to the collector terminal. For this reason, since the output voltage from the emitter terminal can be made constant regardless of the input voltage to the collector terminal, the drive voltage of the driver IC can be stabilized.

上述したとおり、各素子列L1〜LnのVFLには、バラツキがあるため、駆動電圧Vdとしては、そのバラツキを見込んだ高めの値が設定される。そのため、駆動電圧VdとVFLの差が、ドライバIC28を駆動するために必要な最低限の駆動電圧を上回ると、その余剰分は、ドライバIC28によって無駄に消費される。1個のLEDのVFのバラツキは、最大で1Vに達する場合もあり、素子列に含まれるLEDの数が多ければ、それに応じてVFLのバラツキも大きくなる。VFLのバラツキが大きいと、それだけ大きなマージンを見込んで駆動電圧Vdが設定されるので、列によっては、駆動電圧VdとVFLの差が非常に大きくなる。これは、電力損失になるばかりでなく、ドライバIC28の発熱を増加させ、最悪の場合、IC破壊などを引き起こす原因となる。   As described above, since there is a variation in the VFL of each of the element rows L1 to Ln, the drive voltage Vd is set to a higher value that anticipates the variation. For this reason, when the difference between the drive voltages Vd and VFL exceeds the minimum drive voltage required to drive the driver IC 28, the surplus is wasted by the driver IC 28. The variation in VF of one LED may reach 1 V at the maximum, and if the number of LEDs included in the element array is large, the variation in VFL increases accordingly. If the variation in VFL is large, the drive voltage Vd is set with a large margin so that the difference between the drive voltages Vd and VFL becomes very large depending on the column. This not only results in power loss, but also increases the heat generation of the driver IC 28, causing the IC to be destroyed in the worst case.

規定電圧Vregは、保護用トランジスタQのエミッタ端子からの出力電圧が、ドライバIC28の駆動に最適な電圧(最適駆動電圧)になるように設定される。ドライバIC28の駆動に必要な駆動電圧が、例えば、0.7V程度であるとすると、これに0.1V〜0.3Vを加えて最適駆動電圧が求められる。この最適駆動電圧がドライバIC28に印加されるように、規定電圧Vregは、例えば、1.5Vに設定される。   The specified voltage Vreg is set so that the output voltage from the emitter terminal of the protection transistor Q becomes an optimum voltage (optimum driving voltage) for driving the driver IC 28. If the drive voltage necessary for driving the driver IC 28 is, for example, about 0.7V, 0.1V to 0.3V is added to this to obtain the optimum drive voltage. The specified voltage Vreg is set to 1.5 V, for example, so that this optimum driving voltage is applied to the driver IC 28.

以下、上記構成による作用について説明する。プリント指示がなされると、プリントが開始される。記録紙11が給紙されて、サーマルヘッド12によってまずイエロー画像が熱記録される。イエロー画像が記録されると、その記録済み部分が光定着器16へ送られて、イエロー画像の光定着が行われる。この光定着の際には、フイルタ17は挿入位置にあるので、記録紙11にはイエロー定着光のみが照射される。各素子列L1〜Lnには、電源回路22から駆動電圧Vdが印加される。システムコントローラ21からドライバIC28に駆動信号が与えられると、その駆動信号に応じてスイッチングトランジスタTr1〜Trnがオンして、素子列L1〜Lnに一定の電流が流れて点灯する。このとき、保護用トランジスタQ1〜Qnによって、ドライバIC28への入力電圧が制限されるので、ドライバIC28の発熱が抑えられる。   Hereinafter, the operation of the above configuration will be described. When a print instruction is given, printing is started. The recording paper 11 is fed, and a yellow image is first thermally recorded by the thermal head 12. When the yellow image is recorded, the recorded portion is sent to the optical fixing device 16, and the yellow image is optically fixed. At the time of this light fixing, since the filter 17 is at the insertion position, the recording paper 11 is irradiated only with the yellow fixing light. A drive voltage Vd is applied from the power supply circuit 22 to each of the element rows L1 to Ln. When a drive signal is given from the system controller 21 to the driver IC 28, the switching transistors Tr1 to Trn are turned on according to the drive signal, and a constant current flows through the element rows L1 to Ln to light them. At this time, since the protective transistors Q1 to Qn limit the input voltage to the driver IC 28, heat generation of the driver IC 28 is suppressed.

イエローの光定着が終了すると、カラー感熱記録紙11は、その記録開始位置がサーマルヘッド12に達するまでいったん戻し方向に搬送される。この後、再び送り方向に搬送されながら、マゼンタ画像の熱記録が開始される。フイルタ17は、この戻し搬送中に退避位置に移動する。マゼンタ画像が熱記録されると、その記録済み部分が順次光定着器16に送られて、マゼンタ画像の光定着が行われる。このマゼンタ定着の際にも、イエロー定着の時と同様に、保護用トランジスタQ1〜Qnによって、ドライバIC28への入力電圧が制限されるので、ドライバIC28の発熱が抑えられる。   When the yellow light fixing is completed, the color thermal recording paper 11 is once conveyed in the returning direction until the recording start position reaches the thermal head 12. Thereafter, thermal recording of the magenta image is started while being conveyed in the feeding direction again. The filter 17 moves to the retracted position during this return conveyance. When the magenta image is thermally recorded, the recorded portions are sequentially sent to the optical fixing device 16 and the magenta image is optically fixed. In the magenta fixing, similarly to the yellow fixing, the input voltage to the driver IC 28 is limited by the protection transistors Q1 to Qn, so that the heat generation of the driver IC 28 is suppressed.

マゼンタの光定着が終了した後、カラー感熱記録紙11は、再度戻し方向に搬送された後、3回目の送り方向の搬送中にシアン画像が熱記録される。これにより、フルカラー画像の記録が完了して、排紙される。   After the magenta light fixing is completed, the color thermal recording paper 11 is conveyed again in the returning direction, and then a cyan image is thermally recorded during conveyance in the third feeding direction. As a result, the recording of the full-color image is completed and the sheet is discharged.

上記実施形態では、各素子列を1種類のLEDで構成した例で説明したが、図5に示す光定着器51のように、発光色が異なる2種類のLEDを使用してLEDアレイを構成してもよい。   In the above-described embodiment, the example in which each element array is configured by one type of LED has been described. However, an LED array is configured by using two types of LEDs having different emission colors as in the optical fixing device 51 illustrated in FIG. May be.

光定着器51の基板52には、Y定着光を発光する複数のY用LED53が直列に接続されるY用素子列Lyと、M定着光を発光する複数のY用LED54が直列に接続されるM用素子列Lmとが設けられており、各素子列Ly,Lmは、交互に配列されている。隣接したY用及びM用の各素子列Ly,Lmは、各1列ずつ計2列が並列に接続されており、これを1つのグループとして、それぞれのグループ毎に、1つずつ各駆動チャンネルCh1〜Chnが割り当てられている。Y用素子列LyとM用素子列Lmは、同時に点灯することはなく、選択的に点灯される。こうすれば、上記第1実施形態で用いたフイルタ17は不要である。   On the substrate 52 of the optical fixing device 51, a Y element array Ly to which a plurality of Y LEDs 53 that emit Y fixing light are connected in series and a plurality of Y LEDs 54 that emit M fixing light are connected in series. M element rows Lm are provided, and the element rows Ly and Lm are alternately arranged. The adjacent element rows Ly and Lm for Y and M are connected in parallel in a total of two rows, one each, and this is regarded as one group, one drive channel for each group. Ch1 to Chn are assigned. The Y element row Ly and the M element row Lm are not lit simultaneously but are selectively lit. In this way, the filter 17 used in the first embodiment is not necessary.

Y用素子列LyとM用素子列Lmのアノードには、SW1が接続されている。SW1は、電源回路22から各素子列Ly,Lmへの給電経路を切り替えスイッチであり、システムコントローラ21によって、SW1に切替信号が入力されると、Y用素子列LyとM用素子列Lmの給電経路が選択的に切り替えられる。システムコントローラ21は、電源回路22へ制御信号を送り、Y用素子列Lyの駆動電圧Vdyと、M用素子列Lmの駆動電圧Vdmとの切替を制御する。電源回路22は、システムコントローラ21からの制御信号に基づいて、各駆動電圧Vdy,Vdmを、それぞれY用素子列Ly,M用素子列Lmに与える。発光波長(発光色)が異なる複数種類のLEDは、そのVFも異なる。そのため、こうして種類に応じて駆動電圧Vdを変化させることにより、電力損失を抑えることができる。   SW1 is connected to the anodes of the Y element row Ly and the M element row Lm. SW1 is a switch for switching a power feeding path from the power supply circuit 22 to each of the element arrays Ly and Lm. When a switching signal is input to SW1 by the system controller 21, the Y element array Ly and the M element array Lm are switched. The power feeding path is selectively switched. The system controller 21 sends a control signal to the power supply circuit 22 to control switching between the drive voltage Vdy of the Y element array Ly and the drive voltage Vdm of the M element array Lm. The power supply circuit 22 supplies the drive voltages Vdy and Vdm to the Y element row Ly and the M element row Lm, respectively, based on a control signal from the system controller 21. A plurality of types of LEDs having different emission wavelengths (emission colors) have different VFs. Therefore, the power loss can be suppressed by changing the drive voltage Vd according to the type.

また、電流検出回路56は、電源回路22から光定着器51に給電される電流を検出して、電流が所定値を越えた場合に、遮断信号を、保護用トランジスタQのベース端子に接続されたSW2に出力する。SW2は、遮断信号を受けるとオフして、保護用トランジスタQへの電圧出力を停止する遮断スイッチである。これにより、保護用トランジスタQがオフして、光定着器51の発光が停止される。これにより、電源回路22から異常な電流が流れて、光定着器51が破壊されることが防止される。このように、保護用トランジスタQを設けて、これにSW2と電流検出回路56を組み合わせることで、電流遮断回路を簡単に構成することができる。   The current detection circuit 56 detects the current supplied from the power supply circuit 22 to the optical fixing device 51, and connects the cutoff signal to the base terminal of the protection transistor Q when the current exceeds a predetermined value. Output to SW2. SW2 is a cutoff switch that turns off when receiving a cutoff signal and stops the voltage output to the protection transistor Q. As a result, the protection transistor Q is turned off, and the light emission of the optical fixing device 51 is stopped. As a result, an abnormal current flows from the power supply circuit 22 and the optical fixing device 51 is prevented from being destroyed. Thus, by providing the protection transistor Q and combining it with the SW2 and the current detection circuit 56, the current cutoff circuit can be configured easily.

また、システムコントローラ21からSW2に対して各素子列の輝度調節パルスを入力して、保護用トランジスタQをデューティ制御することにより、各素子列の輝度を調節してもよい。SW2に輝度調節パルスが入力されると、そのパルスに応じて、SW2がオンオフして、保護用トランジスタQもオンオフする。これにより、輝度調節パルスに応じて、素子列Lが駆動される。   Alternatively, the luminance of each element row may be adjusted by inputting a luminance adjustment pulse of each element row from the system controller 21 to SW2 and duty-controlling the protection transistor Q. When a brightness adjustment pulse is input to SW2, SW2 is turned on / off in response to the pulse, and the protection transistor Q is also turned on / off. Thereby, the element row L is driven according to the luminance adjustment pulse.

上記第1実施形態で示したとおり、輝度調節は、ドライバIC28に入力される駆動信号に基づいて行われる場合が多い。しかし、ドライバIC28に入力される駆動信号は、ノイズによって乱れて、ドライバIC28が誤作動してしまうことも多い。ドライバIC28とは別に保護用トランジスタQで輝度調節を行うことにより、そうした誤作動を防止することができる。また、これは、ドライバIC28による制御の簡略化にもなるので、その構成の簡素化による低コスト化にも寄与する。   As shown in the first embodiment, the luminance adjustment is often performed based on a drive signal input to the driver IC 28. However, the drive signal input to the driver IC 28 is often disturbed by noise, causing the driver IC 28 to malfunction. Such malfunction can be prevented by adjusting the brightness with the protection transistor Q separately from the driver IC 28. This also simplifies the control by the driver IC 28, and thus contributes to a reduction in cost by simplifying the configuration.

なお、上記例で示した素子列を構成するLEDの個数(3個)は、1例であり、これらの数は適宜変更することができる。また、1つの駆動チャンネルを2種類(Y用及びM用)のLEDで共用する構成で説明したが、3種類以上のLEDで共用してもよいし、それ以上で共用してもよい。また、発光素子としてLEDを例に説明したが、これ以外でも、例えば、EL(Electro Luminescence)素子など各種の発光素子を用いることができる。   In addition, the number (three) of LED which comprises the element row | line | column shown in the said example is an example, These numbers can be changed suitably. In addition, the configuration in which one drive channel is shared by two types of LEDs (for Y and M) has been described, but it may be shared by three or more types of LEDs, or may be shared by more than that. Moreover, although LED was demonstrated to the example as a light emitting element, various light emitting elements, such as EL (Electro Luminescence) element, can be used besides this, for example.

上記実施形態では、本発明の光源装置を、感熱プリンタの光定着器に使用した例で説明したが、光定着器以外でもよく、例えば、ディスプレイ、液晶ディスプレイ用のバックライト、照明装置、信号灯、警告装置(例えば、車載用ストップランプ)など各種の用途に用いることができる。発光素子の種類(発光色)は、こうした用途に応じて、適宜選択される。   In the above embodiment, the light source device of the present invention has been described as an example used in a light fixing device of a thermal printer. It can be used for various applications such as a warning device (for example, an on-vehicle stop lamp). The type (light emission color) of the light emitting element is appropriately selected according to such applications.

カラー感熱プリンタの概略を示す構成図である。1 is a configuration diagram illustrating an outline of a color thermal printer. FIG. 光定着器の発光面の説明図である。It is explanatory drawing of the light emission surface of an optical fixing device. LEDの分光特性及びフイルタの透過特性を示すグラフである。It is a graph which shows the spectral characteristic of LED, and the transmission characteristic of a filter. 光定着器を制御する電気構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric structure which controls an optical fixing device. 1つの駆動チャンネルを2種類の素子列で共用する場合の説明図である。It is explanatory drawing in the case of sharing one drive channel with two types of element rows.

符号の説明Explanation of symbols

1 カラー感熱プリンタ
16 光定着器
21 システムコントローラ
22 電源回路
26 LED
28 ドライバIC
Ch1〜Chn 定電流駆動チャンネル
L1〜Ln 素子列
Tr1〜Trn スイッチングトランジスタ
Q1〜Qn 保護用トランジスタ
1 Color Thermal Printer 16 Light Fixer 21 System Controller 22 Power Supply Circuit 26 LED
28 Driver IC
Ch1 to Chn Constant current drive channel L1 to Ln Element array Tr1 to Trn Switching transistor Q1 to Qn Protection transistor

Claims (10)

複数の発光素子が直列に接続された少なくとも1つの発光素子列と、
前記発光素子列のアノードに電源から印加される駆動電圧が所定値を上回っても、前記各発光素子列に一定の電流を流して駆動する少なくとも1チャンネルの定電流駆動チャンネルを持つドライバICと、
前記各定電流駆動チャンネル毎に設けられ、前記発光素子列のカソードにコレクタ端子が接続され、前記ドライバICにエミッタ端子が接続され、ベース端子には所定の電圧が与えられるトランジスタとを備えた光源装置。
At least one light emitting element array in which a plurality of light emitting elements are connected in series;
A driver IC having at least one constant-current drive channel that drives by driving a constant current through each light-emitting element row even if a drive voltage applied from a power source to the anode of the light-emitting element row exceeds a predetermined value;
A light source provided for each of the constant current drive channels, having a collector terminal connected to the cathode of the light emitting element array, an emitter terminal connected to the driver IC, and a transistor to which a predetermined voltage is applied to the base terminal. apparatus.
前記ベース端子に印加される電圧は、前記発光素子列の順方向電圧に基づいて決定されることを特徴とする請求項1記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, wherein the voltage applied to the base terminal is determined based on a forward voltage of the light emitting element array. 前記ベース端子に印加する電圧をオン/オフするスイッチを設けたことを特徴とする請求項1又は2記載の光源装置。   3. The light source device according to claim 1, further comprising a switch for turning on / off a voltage applied to the base terminal. 前記発光素子列は、複数列並列に接続されていることを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の光源装置。   The light-emitting device according to claim 1, wherein the light-emitting element rows are connected in parallel in a plurality of rows. 前記各定電流駆動チャンネルは、少なくとも1列の発光素子列を駆動することを特徴とする請求項4記載の光源装置。   5. The light source device according to claim 4, wherein each of the constant current drive channels drives at least one light emitting element array. 前記複数の発光素子列は、発光色が異なる複数種類の発光素子列からなることを特徴とする請求項5記載の光源装置。   The light source device according to claim 5, wherein the plurality of light emitting element arrays include a plurality of types of light emitting element arrays having different emission colors. 前記複数種類の各発光素子列のアノードと電源との間に配置され、前記各発光素子列への給電経路を種類毎に選択的に切り替える給電経路切り替え手段を設けたことを特徴とする請求項6記載の光源装置。   The power supply path switching means is provided between the anode of each of the plurality of types of light emitting element arrays and a power source, and selectively switches a power supply path to each of the light emitting element arrays for each type. 6. The light source device according to 6. 前記各発光素子列の駆動電圧を種類毎に変化させる駆動電圧切替手段を設けたことを特徴とする請求項7記載の光源装置。   8. The light source device according to claim 7, further comprising drive voltage switching means for changing a drive voltage of each light emitting element row for each type. 複数種類の各発光素子列は交互に配列されていることを特徴とする請求項7又は8記載の光源装置。   9. The light source device according to claim 7, wherein the plurality of types of light emitting element arrays are alternately arranged. 1個の前記定電流駆動チャンネルを、種類の異なる複数の発光素子列で共用することを特徴とする請求項9記載の光源装置。
10. The light source device according to claim 9, wherein one constant current drive channel is shared by a plurality of light emitting element arrays of different types.
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