JP2018043440A - 光書き込み装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コスト上昇を招くことなく、ＴＦＴの飽和領域における出力電圧のシフトやＯＬＥＤの順方向電圧の変動による光量ばらつきを抑制することができる光書き込み装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】ＯＬＥＤの環境温度を検出し（Ｓ９０１）、各ＯＬＥＤの累積発光時間を取得し（Ｓ９０３）、環境温度、累積発光時間及び目標光量に対応するＩｄ補正係数を取得する（Ｓ９０４）。各ＯＬＥＤの初期Ｉｄを取得して（Ｓ９０５）、駆動電流量Ｉｄを算出する（Ｓ９０６）。ＴＦＴの出力電圧Ｖｓｄの検出データを取得し（Ｓ９０７）、算出した駆動電流Ｉｄと出力電圧Ｖｓｄの検出データとの組み合わせに対応する制御電圧ＶｇｓをＴＦＴのＶｓｄ−Ｉｄ特性から決定する（Ｓ９０８）。ステップＳ９０２からＳ９０９までのループ処理を終了したら、制御電圧ＶｇｓをＴＦＴに印加して光書き込みを行う（Ｓ９１０）。【選択図】図９

Description

本発明は、光書き込み装置及び画像形成装置に関し、特に、ＯＬＥＤの順方向電圧の変動やＯＬＥＤに駆動電流を供給するＴＦＴの特性に起因する光量ばらつきを補正する技術に関する。

近年、画像形成装置の小型化の要求が一層強まっており、光書き込み装置（PH: Print Head）についても小型化を目的として、従来のレーザーダイオード（LD: Laser Diode）を発光源とした光走査方式から微小ドットの発光素子をライン状に配置したライン光学方式への転換が進みつつある。
更に、画像形成装置に対する低コスト化の要求も強まり続けており、ライン光学方式の光書き込み装置を低コスト化する技術として、発光素子に有機ＬＥＤ（OLED: Organic Light Emitting Diode）を適用したＯＬＥＤ−ＰＨが注目されている。ＯＬＥＤ−ＰＨは、電流駆動型の発光素子であるＯＬＥＤと、ＯＬＥＤに駆動電流を供給して発光量を制御する薄膜トランジスター（TFT: Thin Film Transistor）と、を同一基板上に形成することができるので、製造コストを低減することができる。

ＯＬＥＤは、ＯＬＥＤ−ＰＨ以外に受像装置にも適用されている。受像装置においては、多数のＯＬＥＤが２次元配置され動画が表示されるため、ＯＬＥＤ間の光量ばらつきが３０％まで許容される。一方、ＯＬＥＤ−ＰＨでは、光量ばらつきが１％を超えると印刷画像への影響が視認され実用に耐えない。従って、ＯＬＥＤ−ＰＨでは高い精度で光量ばらつきを補正しなければならない。

例えば、図１１に示すようなＯＬＥＤと、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓに応じた駆動電流をＯＬＥＤに供給するＴＦＴとを組み合わせた約１５，０００個の発光回路を主走査方向に配列したＯＬＥＤ−ＰＨにおいて、各ＴＦＴに同じゲート−ソース間電圧Ｖｇｓを入力しても各ＯＬＥＤの光量は必ずしも一定せずばらついてしまう。このような光量ばらつきには、図１２に示すような要因が考えられる。

これらの要因のうち閾値電圧Ｖｔｈや移動度μが変動すると、ＴＦＴが供給する駆動電流（ドレイン電流）Ｉｄは閾値電圧Ｖｔｈと移動度μとに略比例するため、駆動電流Ｉｄが変動する。更に、ＯＬＥＤの光量は、発光効率αと駆動電流Ｉｄとに略比例するため、ＴＦＴの閾値電圧Ｖｔｈと移動度μ及びＯＬＥＤの発光効率αが変動すると光量ばらつきが発生する。

このため、例えば、所望の駆動電流をＴＦＴに通電したときのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓをキャパシターに保持しておき、ＯＬＥＤの発光時に当該キャパシターに保持したゲート−ソース間電圧ＶｇｓをＴＦＴに印加する技術が提案されている。このようにすれば、ＴＦＴの閾値電圧Ｖｔｈの変動に起因する光量ばらつきを解消することができる（特許文献１を参照）。

また、すべてのＯＬＥＤを同一の条件で発光させてＯＬＥＤ毎の発光量を検出し、検出された光量に応じてＯＬＥＤ毎に駆動条件を補正する技術も提案されている。このようにすれば、ＯＬＥＤの発光効率αの変動に起因する光量ばらつきを解消することができる（特許文献２を参照）。

特開２０１２−５８４２８号公報 特開２００５−３２９６３４号公報 特開２００４−２５２０３６号公報 特開２００５−３５２１４８号公報

しかしながら、図１１に示すように、ＴＦＴとＯＬＥＤとの直列回路に固定電圧Ｖｄｄを印加している状態で、ＯＬＥＤの発光効率の変化に合わせて駆動電流Ｉｄを変化させると、ＯＬＥＤの順方向電圧Ｖｅｌが変化するので、ＴＦＴのソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄが変化する。
図１３に示すように、ＴＦＴは飽和領域においてもソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄが変化するとドレイン電流Ｉｄが変化する。このため、ＴＦＴの飽和領域におけるソース−ドレイン間電圧ＶｓｄのシフトやＯＬＥＤの順方向電圧Ｖｅｌの変動によっても光量ばらつきが発生するが、上記従来技術によってはこのような原因による光量ばらつきを解消することができない。

また、光量ばらつきを解消するために、ＯＬＥＤ毎の光量を検出する光量センサーを追加すると、低コスト化に有効であるというＯＬＥＤ−ＰＨの利点が減殺されてしまうため、望ましくない。
本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、コスト上昇を招くことなく、ＴＦＴの飽和領域におけるソース−ドレイン間電圧ＶｓｄのシフトやＯＬＥＤの順方向電圧Ｖｅｌの変動による光量ばらつきを抑制することができる光書き込み装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る光書き込み装置は、ライン状に配設された複数の電流駆動型非単結晶発光素子と、前記発光素子に１対１に対応して設けられ、各発光素子に駆動電流を供給する複数の薄膜トランジスターと、各薄膜トランジスターに対応する前記発光素子の発光時に、当該薄膜トランジスターの出力電圧を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した各薄膜トランジスターの出力電圧と、前記発光素子を目標光量で発光させるために各薄膜トランジスターが供給すべき駆動電流とに応じて、次の発光時に各薄膜トランジスターに印加すべき制御電圧を決定する決定手段と、を備えることを特徴とする。

このようにすれば、検出した各薄膜トランジスターの出力電圧と、前記発光素子を目標光量で発光させるための駆動電流とに応じて、次の発光時に各薄膜トランジスターに印加すべき制御電圧を決定するので、ＴＦＴの飽和領域におけるソース−ドレイン間電圧ＶｓｄのシフトやＯＬＥＤの順方向電圧Ｖｅｌの変動による光量ばらつきを抑制することができる。

また、前記決定手段は、薄膜トランジスターごとに、当該薄膜トランジスターのＶｓｄ−Ｉｄ特性に基づいて、前記検出手段が検出した出力電圧Ｖｓｄと当該薄膜トランジスターに対応する発光素子を目標光量で発光させるための駆動電流量Ｉｄとの組み合わせに対応する制御電圧を、前記制御電圧として決定してもよい。
この場合において、前記発光素子に供給する駆動電流量Ｉｄを、ＬＵＴ又は関数を用い、前記目標光量に応じて決定する駆動電流量決定手段を備えてもよい。更に、前記発光素子の環境温度を検出する温度検出手段を備え、前記駆動電流量決定手段は、更に前記環境温度に応じて駆動電流量を決定してもよい。また、前記発光素子ごとに累積発光時間を記録する累積発光時間記録手段を備え、前記駆動電流量決定手段は、更に累積発光時間に応じて当該発光素子の駆動電流量を決定してもよい。

また、前記薄膜トランジスターに１対１に対応して設けられ、各薄膜トランジスターに印加する制御電圧を保持する複数のキャパシターを、備え、１ライン分の光書き込みを行う期間である主走査期間は、前記複数のキャパシターそれぞれに前記制御電圧を入力するサンプル期間に分割されており、各キャパシターは、主走査期間のうち自己のサンプル期間以外の期間であるホールド期間において前記制御電圧を保持し、前記検出手段は、各キャパシターのホールド期間において当該キャパシターに対応する薄膜トランジスターの出力電圧を検出してもよい。

また、前記検出手段は、１の薄膜トランジスターの出力電圧を検出する際には、前記発光素子ごとに発光の要否を指定する画像データを参照して、当該１の薄膜トランジスターに対応する発光素子が発光するのを待って当該出力電圧を検出し、その後、次の薄膜トランジスターの出力電圧を検出してもよい。
この場合において、前記検出手段は、前記１の薄膜トランジスターに対応する発光素子が連続して発光しなかった非発光回数を、１ライン分の光書き込みを行う期間である主走査期間ごとにカウントアップし、非発光回数が所定回数に達したら、当該１の薄膜トランジスターの出力電圧を検出することなく、次の薄膜トランジスターの出力電圧を検出してもよい。

また、前記検出手段は、前記１の薄膜トランジスターを選択するためのシフトレジスター又はランダムアクセス回路を備えてもよい。また、前記発光素子はＯＬＥＤであってもよい。
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る光書き込み装置を備えることを特徴とする。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。 光書き込み装置１００の主要な構成を示す図である。 封止板を取り外した状態のＯＬＥＤパネル２００を示す概略平面図、Ａ−Ａ´線における断面図及びＣ−Ｃ´線における断面図である。 ＴＦＴ基板３００の主要な構成を示す回路図である。 ＡＳＩＣ３１０の主要な構成を示すブロック図である。 Ｖｓｄ−Ｉｄ特性テーブル５０１を説明する図である。 Ｉｄ初期データテーブル５０３を例示する表である。 Ｉｄ補正係数テーブル５０４を例示する表である。 ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓを決定する処理を表すフローチャートである。 （ａ）はＶｓｄ−Ｉｄ特性テーブル５０１から直接ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓを決定する場合を例示するグラフであり、（ｂ）はＶｓｄ−Ｉｄ特性テーブル５０１から線形補間によってゲート−ソース間電圧Ｖｇｓを決定する場合を例示するグラフである。 発光回路の主要な構成を示す回路図である。 ＯＬＥＤの光量ばらつきの要因をまとめた表である。 薄膜トランジスターのＶｓｄ−Ｉｄ特性を説明するグラフである。

以下、本発明に係る光書き込み装置及び画像形成装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
［１］画像形成装置の構成
まず、本実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。
図１に示すように、画像形成装置１は、所謂タンデム方式のカラープリンター装置であって、画像形成ステーション１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋはそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）のトナー像を形成する。画像形成ステーション１０１Ｙは、感光体ドラム１１０Ｙの外周面を帯電装置１１１Ｙにて一様に帯電させ、光書き込み装置１００Ｙは、ＯＬＥＤ−ＰＨであって、光書き込みによって静電潜像を形成する。

現像装置１１２ＹはＹ色のトナーを供給して静電潜像を現像し、１次転写ローラー１１３Ｙは感光体ドラム１１０Ｙの外周面上に担持されているＹ色のトナー像を中間転写ベルト１０３上に静電転写する。その後、クリーニング装置１１４Ｙは、感光体ドラム１１０Ｙの外周面上に残留するトナーを除去し、残留電荷を除電する。
画像形成ステーション１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋも同様の構成を備えており、同様の動作によってＭＣＫ各色のトナー像を形成する。ＹＭＣＫ各色のトナー像は、中間転写ベルト１０３上で互いに重なり合うように順次、静電転写され、カラートナー像が形成される。中間転写ベルト１０３は無端状のベルトであって、矢印Ａ方向に回転走行しながら、カラートナー像を２次転写ローラー対１０４まで搬送する。

給紙カセット１０５には、記録シートＳが収容されている。記録シートＳは、カラートナー像の形成に合わせて１枚ずつ繰り出され、２次転写ローラー対１０４まで搬送され、カラートナー像を静電転写される。その後、記録シートＳは、定着装置１０６にてカラートナー像を熱定着され、排紙トレイ１０７上に排出される。
制御部１０２は、以上の画像形成動作の制御を行う。
［２］光書き込み装置１００の構成
次に、光書き込み装置１００の構成について説明する。

図２に示すように、光書き込み装置１００は、ＯＬＥＤパネル２００とロッドレンズアレイ２０２をハウジング２０３内に収容した構成を備えている。ＯＬＥＤパネル２００上には１５，０００個のＯＬＥＤ２０１が主走査方向に沿ってライン状に実装されている。ＯＬＥＤ２０１はそれぞれ光ビームＬを出射する。ＯＬＥＤ２０１は電流駆動型の発光素子であって、駆動電流が多いほど光量が増加する。また、ＯＬＥＤ２０１は非単結晶構造になっている。

１５，０００個のＯＬＥＤ２０１は２１．２μｍピッチ（１２００ｄｐｉ）で主走査方向に沿ってライン状に実装されており、１００個ずつ１５０個の発光ブロックに分割されている。ＯＬＥＤ２０１は一列に配置してもよいし、千鳥配置してもよい。
図３に示すように、ＯＬＥＤパネル２００は、ＴＦＴ基板３００等を備えている。ＴＦＴ基板３００にはＯＬＥＤ２０１が実装されており、ＯＬＥＤ２０１の実装領域は、スペーサー枠体３０３を挟んで封止板３０１を取着することによって、封止されている。ＴＦＴ基板３００の封止領域外にはドライバーＩＣ（Integrated Circuit）３０２が実装されている。ドライバーＩＣ３０２は、ＯＬＥＤ２０１の環境温度を検出する温度センサー３０４を備えている。

制御部１０２はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）３１０を有しており、フレキシブルワイヤー３１１を介してドライバーＩＣ３０２に画像データを入力する。ドライバーＩＣ３０２は画像データをＤＡ（Digital to Analogue）変換して、ＯＬＥＤ２０１毎のＤＡＣ（Digital to Analogue Converter）信号を生成する。ＯＬＥＤ２０１はＤＡＣ信号に応じた光量で発光する。
［３］ＴＦＴ基板３００の構成
次に、図４を用いて、ＴＦＴ基板３００の構成について説明する。
（３−１）ＯＬＥＤ２０１を発光させるための回路構成
ＴＦＴ基板３００は、画像データに応じた駆動電流をＯＬＥＤ２０１に供給することによって、ＯＬＥＤ２０１を所望の光量で発光させる。
（３−１−１）発光ブロック４００
図４に示すように、ＴＦＴ基板３００には、１５，０００個の発光回路４１０が実装されており、１００個の発光回路４１０を１組として１５０個の発光ブロック４００に区分されている。各発光ブロック４００は１００個の発光回路４１０に加えてＯＬＥＤ選択用シフトレジスター４０１を備えている。ＯＬＥＤ選択用シフトレジスター４０１は、主走査期間毎に発光回路４１０を順次選択して、選択された発光回路４１０にドライバーＩＣ３０２のＤＡＣ４４０からの画素信号を入力する。発光ブロック４００と１対１対応して１５０個のＤＡＣ４４０が、ドライバーＩＣに内蔵されている。
（３−１−２）発光回路４１０
発光回路４１０は、ＯＬＥＤ２０１を発光させるための回路である。

発光回路４１０は、いずれも同様の構成を備えており、ＯＬＥＤ２０１とＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１が直列接続されている。ＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１のソース端子は、電源Ｖｐｗｒ並びにキャパシター４１２の一方の端子に接続されており、ゲート端子はＯＬＥＤ選択用ＴＦＴ４１３のドレイン端子並びにキャパシター４１２の他方の端子に接続されている。ＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１のドレイン端子は、ＯＬＥＤ２０１のアノード端子並びにＶｓｄ検出用ＴＦＴ４１４のソース端子に接続されている。このような接続によって、ＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１は、キャパシター４１２の保持電圧に応じたドレイン電流を駆動電流としてＯＬＥＤ２０１に供給する。

ＯＬＥＤ選択用ＴＦＴ４１３のソース端子は、当該ＯＬＥＤ選択用ＴＦＴ４１３が属する発光ブロック４００に対応するＤＡＣ４４０に接続されており、ゲート端子はＯＬＥＤ選択用シフトレジスター４０１に接続されている。ＯＬＥＤ選択用ＴＦＴ４１３のドレイン端子はキャパシター４１２の一方の端子に接続されている。このようにすれば、ＯＬＥＤ選択用シフトレジスター４０１がＯＬＥＤ選択用ＴＦＴ４１３をオンすると、ＤＡＣ４４０の出力信号に応じた電圧がキャパシター４１２に印加され、ホールド期間中保持される。

ＯＬＥＤ２０１はアノード端子がＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１のドレイン端子に接続され、カソード端子が電源Ｖｏｌｅｄに接続されている。ＯＬＥＤ２０１は電流駆動型の発光素子であり、ＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１から供給される駆動電流量に応じた光量で発光又は消灯する。上述のように、駆動電流量はキャパシター４１２の保持電圧に対応し、キャパシター４１２の保持電圧はＤＡＣ４４０の出力信号に対応するので、ＯＬＥＤ２０１はＤＡＣ４４０の出力信号に対応する光量で発光することになる。

Ｖｓｄ検出用ＴＦＴ４１４は、ソース端子がＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１のドレイン端子並びにＯＬＥＤ２０１のアノード端子に接続されており、ゲート端子がＶｓｄ検出用シフトレジスター４２０に接続されている。Ｖｓｄ検出用ＴＦＴ４１４のドレイン端子はドライバーＩＣ３０２のＡＤＣ（Analogue to Digital Converter）４４１に接続されている。Ｖｓｄ検出用シフトレジスター４２０がＶｓｄ検出用ＴＦＴ４１４をオンすると、当該発光ブロック４００のＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１のドレイン電圧ＶｄがＡＤＣ４４１に入力される。

発光回路４１０は、ＯＬＥＤ選択用シフトレジスター４０１のオンオフにより、ＤＡＣ４４０から画素信号を受け付ける。１主走査期間内において、ＤＡＣ４４０から画素信号を受け付ける期間をサンプル期間といい、受け付けた画像信号を保持する期間をホールド期間という。
ＯＬＥＤ選択用シフトレジスター４０１の選択動作によって、１つの発光ブロック４００に属する１００個の発光回路４１０は１主走査期間内において互いにサンプル期間がずれることによって、ローリング駆動が実行される。
（３−１−３）リセット回路４３０
リセット回路４３０は、１５０個のＤＡＣ４４０それぞれに対応して１５０個のリセット用ＴＦＴ４３１を備えており、リセット用ＴＦＴ４３１のソース端子はリセット電源Ｖｒｓｔに接続されている。リセット用ＴＦＴ４３１のゲート端子にはリセット信号ＲＳＴが入力され、ドレイン端子は、対応するＤＡＣ４４０からＯＬＥＤ選択用ＴＦＴ４１３のソース端子に至る配線に接続されている。

リセット用ＴＦＴ４３１がリセット信号ＲＳＴによってオンされると、対応するＤＡＣ４４０からＯＬＥＤ選択用ＴＦＴ４１３のソース端子に至る配線がリセット電圧Ｖｒｓｔに初期化される。リセット電圧Ｖｒｓｔは電源電圧Ｖｄｄでもよいし、接地電圧ＧＮＤでもよい。また、適切な中間電圧Ｖｒｅｆであってもよい。また、リセット回路４３０はドライバーＩＣ３０２に内蔵されていてもよい。

また、リセット回路４３０を設ける代わりに、ＤＡＣ４４０の出力電圧の極性を切り替えることによってリセットを行ってもよい。
以上のように、光書き込み装置１００は、ＤＡＣ４４０から発光回路４１０に画素信号を入力することによって、ＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１の制御電圧であるゲート−ソース間電圧Ｖｇｓを制御し、延いてはＯＬＥＤ２０１の光量を制御する。
（３−２）ソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄの検出するための回路構成
次に、ＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１の出力電圧であるソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄを検出するための回路構成について説明する。

Ｖｓｄ検出用シフトレジスター４２０は、スタート信号ＳＴＡＲＴとしてパルス信号が入力されると、クロック信号ＣＬＫ並びに画像データと同期してシフトレジスト動作を行い、ＯＬＥＤ２０１を発光させている発光回路４１０毎のＶｓｄ検出用ＴＦＴ４１４を１つずつ順次オンする。これによって、Ｖｓｄ検出用ＴＦＴ４１４をオンされた発光回路４１０におけるＯＬＥＤ２０１の発光時のＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１のドレイン電圧ＶｄがＡＤＣ４４１によって入力され、デジタル値に変換される。

なお、ＯＬＥＤ２０１の発光効率は、累積発光時間や発光量に応じて低下するが、発光効率の低下速度はＯＬＥＤ２０１を１０時間連続して発光させても光量補正が不要である程度である。従って、Ｖｓｄ検出用シフトレジスター４２０によって１５，０００個のＯＬＥＤ２０１すべてについて各ソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄを検出している間におけるＯＬＥＤ２０１の発光効率の低下は無視できる程度であるので、本実施の形態においてはＡＤＣ４４１を１つだけドライバーＩＣに設けている。

しかしながら、累積発光時間の増大に伴うＯＬＥＤ２０１の発光効率の低下が無視できない場合や、高い精度でソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄを検出する必要がある場合には、ＡＤＣ４４１を複数設けて、各ＡＤＣ４４１の配下のＯＬＥＤ２０１数を減少させてもよい。また、ＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１からＡＤＣ４４１までの配線長や配線インピーダンスを考慮してＡＤＣ４４１の個数を決定してもよい。

ラッチ回路４４２は、クロック信号ＣＬＫ並びに画像データと同期して、ＡＤＣ４４１が出力したドレイン電圧Ｖｄのデジタル値をソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄとして保持する。このようにすれば、ＯＬＥＤ２０１が発光しているタイミングでソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄを確実にラッチすることができる。
また、１つの主走査期間内には発光回路４１０毎にサンプル期間とホールド期間とが存在する。これらの期間のうちサンプル期間はＤＡＣ４４０からキャパシター４１２へ画像信号を書き込む途中であり、ＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１のソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄが安定しない。このため、ソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄを検出するための期間として不適切であり、ソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄはホールド期間に検出するのが望ましい。

また、各発光ブロック４００内では、発光回路４１０毎にホールド期間の開始時点が異なっているので、ホールド期間にソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄを検出することができるように、ラッチ回路４４２にサンプル期間中、ラッチせずに待つための遅延回路等を設けてもよい。このようにすれば、確実にホールド期間中にソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄをラッチすることができる。ラッチしたゲート−ソース間電圧Ｖｇｓは制御部１０２のＡＳＩＣ３１０に記憶される。

また別法として、ＡＤＣ４４１に対し、発光中のＯＬＥＤに駆動電流を供給しているＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１のドレイン電圧Ｖｄに加えて、電源電圧Ｖｐｗｒをデジタル化した値をＡＤＣ４４１に入力することによって、ＡＤＣ４４１にソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄを算出させてもよい。
また、検出用シフトレジスター４２０は、クロック信号ＣＬＫと画像データに同期してシフトレジスト動作を行っており、画像データを参照するのはソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄの検出対象となるＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１がＯＬＥＤ２０１を発光させるためにＯＬＥＤ２０１に駆動電流を供給しているか否かを判断して、駆動電流の供給中にソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄを検出するためである。

ＯＬＥＤ２０１を発光させるか否かは画像データに依存するため、主走査を何回繰り返しても当該ＯＬＥＤ２０１が発光しない場合には、当該ＯＬＥＤ２０１に係るＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１のソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄを検出できないのみならず、他のＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１のソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄも検出することができなくなる。

このため、１つの画素について画像データを参照してＯＬＥＤ２０１を発光させないと連続して判定された回数が所定回数に達したら、その画素に係るソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄの検出をスキップして、次の画素に係るソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄの検出を行ってもよい。このようにすれば、長期間に亘ってソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄが検出できなくなるという問題を防止することができる。
［４］ＡＳＩＣ３１０の構成
次に、ＡＳＩＣ３１０の構成について説明する。

ＡＳＩＣ３１０は、図５に示すように、駆動電流補正部５００とドットカウント部５１０とを備えている。
ドットカウント部５１０は、個々のＯＬＥＤ２０１に対応する１５，０００個のドットカウンター５１１を有しており、ＯＬＥＤ２０１を１回発行させるたびにドットカウンター５１１のカウント値が１ずつ増加する。これによって、ＯＬＥＤ２０１毎の発行回数が累積発光時間として記憶される。

駆動電流補正部５００は、Ｖｓｄ−Ｉｄ特性テーブル５０１、Ｖｓｄ検出個々のＯＬＥＤ２０１の光量に対応したＩｄ初期データテーブル５０３及びＩｄ補正係数テーブル５０４を有している。
Ｖｓｄ−Ｉｄ特性テーブルは、１５，０００個のＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１それぞれに対応して設けられたテーブルである。Ｖｓｄ−Ｉｄ特性テーブル５０１は、図６に示すように、ＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１毎のＶｓｄ−Ｉｄ特性として、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ毎にソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄとドレイン電流Ｉｄとの関係を記憶する。ドレイン電流Ｉｄは駆動電流としてＯＬＥＤ２０１に供給される。

Ｖｓｄ検出データテーブル５０２は、ラッチ回路４４２がラッチしたソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄのデジタル値をＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１毎に保存するテーブルである。Ｖｓｄ検出データテーブルは、ラッチ回路４４２がソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄのデジタル値をラッチするたびに最新のデータに書き換えられる。
Ｉｄ初期データテーブル５０３は、図７に示すように、初期状態において所定の光量（Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ及びＬｄ）を得るために必要な駆動電流量ＩｄをＯＬＥＤ２０１毎に記憶する。光量は、例えば、個々のＯＬＥＤ２０１とロッドレンズアレイ２３０との位置関係に応じて選択される。

Ｉｄ補正係数テーブル５０４は、図８に示すように、環境温度、累積発光時間及び光量の組み合わせ毎に駆動電流Ｉｄを補正する他のＩｄ補正係数を記憶する。
［５］画素信号の補正処理
ＯＬＥＤ２０１の発光効率は、累積発光時間や光量、環境温度に応じて変化する。光書き込み装置１００は、発光効率が変化したＯＬＥＤ２０１を所望の光量で発光させるために駆動電流Ｉｄを予測によって算出する。これによって駆動電流Ｉｄが変化すると、ＯＬＥＤ２０１の順方向電圧Ｖｅｌも変化する。

ＯＬＥＤ２０１とＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１とを直列接続した回路の両端に印加される電源Ｖｐｗｒと電源Ｖｏｌｅｄの電位差は一定であるので、ＯＬＥＤ２０１の順方向電圧Ｖｅｌが変化すると、ＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１の分圧であるソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄが変化する。
一方、ＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１は、飽和領域でもソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄの増加に伴ってドレイン電流Ｉｄが増加するＶｓｄ−Ｉｄ特性を有している。このため、ＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１のソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄが変化すると、ドレイン電流（駆動電流）Ｉｄもまた変化してしまい、ＯＬＥＤ２０１を所望の光量で発光させることができなくなる。このような光量のばらつきはプリントヘッドとして許容できないほどの画質の劣化を招く。

このような画質の劣化を防止するために、光書き込み装置１００は、光書き込みを行う際には、図９に示すように、まず、温度センサー３０４にてＯＬＥＤ２０１の環境温度を検出する（Ｓ９０１）。次に、１５，０００個すべてのＯＬＥＤ２０１についてステップＳ９０２からＳ９０９までのループ処理を実行する。
このループ処理においては、個々のＯＬＥＤ２０１毎に、まず当該ＯＬＥＤ２０１に対応するドットカウンター５１１を参照して、当該ＯＬＥＤ２０１の累積発光時間を取得し（Ｓ９０３）、更に、Ｉｄ補正係数テーブル５０４を参照して、環境温度、累積発光時間及び当該ＯＬＥＤ２０１の目標光量に対応するＩｄ補正係数を取得する（Ｓ９０４）。

なお、ＯＬＥＤ２０１の目標光量は、当該ＯＬＥＤ２０１とロッドレンズアレイ２３０との位置関係や、画像形成速度に応じて決定される。例えば、画像形成に供される記録シートＳの紙種が普通紙であるか厚紙であるかによって、当該記録シートＳにトナー像の熱定着に要する時間が異なるため、画像形成速度が切り替えられる。画像形成速度が高速である場合には露光時間が短いためＯＬＥＤ２０１の目標光量を多くし、画像形成速度が低速である場合には目標光量を少なくするといった制御がなされる。

次に、Ｉｄ初期データテーブル５０３を参照して、当該ＯＬＥＤ２０１の初期Ｉｄを取得して（Ｓ９０５）、次式（１）のように駆動電流量Ｉｄを算出する（Ｓ９０６）。
（駆動電流量Ｉｄ）＝（Ｉｄ補正係数）×（初期Ｉｄ） …（１）
このようにすれば、目標光量でＯＬＥＤ２０１を発光させるための駆動電流Ｉｄを得ることができる。

次に、Ｖｓｄ検出データテーブル５０２を参照して、ソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄの検出データを取得し（Ｓ９０７）、当該ＯＬＥＤ２０１に駆動電流Ｉｄを供給するＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１のＶｓｄ−Ｉｄ特性テーブル５０１を参照して、式（１）を用いて算出した駆動電流Ｉｄと最新のソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄの検出データとの組み合わせに対応するゲート−ソース間電圧Ｖｇｓを決定する（Ｓ９０８）。

図１０（ａ）に例示するように、当該ＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１のＶｓｄ−Ｉｄ特性テーブル５０１を参照して、算出した駆動電流Ｉｄと検出したソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄとの組み合わせに対応するゲート−ソース間電圧Ｖｇｓとして電圧Ｖｂが見つかった場合には、当該電圧Ｖｂをゲート−ソース間電圧Ｖｇｓとして採用する。
また、Ｖｓｄ−Ｉｄ特性テーブル５０１に対応するゲート−ソース間電圧Ｖｇｓがない場合には、直近のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓを用いて線形補間してもよい。図１０（ｂ）の例では、直近のゲート−ソース間電圧ＶｇｓがＶａ、Ｖｂである場合に、ソース−ゲート間電圧Ｖａ、Ｖｂとソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄとの組み合わせにそれぞれ対応するドレイン電流Ｉｄａ、Ｉｄｂを用いて、線形補間によりゲート−ソース間電圧Ｖｇｓを設定する。具体的には、
Ｖｇｓ＝｛（Ｉｄ−Ｉｄｂ）×Ｖａ＋（Ｉｄａ−Ｉｄ）×Ｖｂ｝／（Ｉｄａ−Ｉｄｂ） …（２）
とすればよい。

ステップＳ９０２からＳ９０９までのループ処理を終了したら、キャパシター４１３の保持電圧が上で設定したゲート−ソース間電圧Ｖｇｓになるように、ＤＡＣ４４０から画像信号を出力することによって光書き込みを行う（Ｓ９１０）。また、これに並行してソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄを検出する（Ｓ９１１）。これによって、Ｖｓｄ検出データテーブル５０２のソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄが最新データに書き換えられる。その後、光書き込みを完了したら（Ｓ９１２：ＹＥＳ）、すべての処理を終了する。

このようにすれば、ハードウェアの追加によるコスト上昇を招くことなく、ＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１の飽和領域におけるソース−ドレイン間電圧ＶｓｄのシフトやＯＬＥＤ２０１の順方向電圧Ｖｅｌの変動による光量ばらつきを抑制することができる。
［６］変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
（６−１）上記実施の形態においては、ＡＳＩＣ３１０がＶｓｄ−Ｉｄ特性テーブル５０１及びＩｄ補正係数テーブル５０４を記憶する場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、テーブルに代えて演算式を用いてＶｓｄ−Ｉｄ特性やＩｄ補正係数を算出してもよい。
（６−２）上記実施の形態においては、ＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１のソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄを実測してゲート−ソース間電圧Ｖｇｓを設定する場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、各ＯＬＥＤ２０１の累積発光時間から順方向電圧を予測することによって、対応するＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１のソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄを算出し、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓを設定してもよい。

このようにすれば、上記実施の形態のように、ＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１のソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄを実測する場合よりも、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓの精度は低下する。しかしながら、検出用シフトレジスター４２０や検出用ＴＦＴ４１４、ＡＤＣ４４１、ラッチ回路４４２等が不要になるので、部品コストを低減したり、ＴＦＴ基板３００の歩留まりを向上させたり、光書き込み装置１００の小型化を図ることができる等の利点がある。
（６−３）上記実施の形態においては、検出用シフトレジスター４２０を用いてソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄの検出する検出用ＴＦＴ４１４を選択する場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、ランダムアクセス回路を用いて検出用ＴＦＴ４１４を選択してもよい。
（６−４）上記実施の形態においては、ＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１がｐチャンネルである場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、ＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１がnチャンネルであっても本発明の効果は同じである。
（６−５）上記実施の形態においては、ＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１のソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄを検出する場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて、ＯＬＥＤ２０１の順方向電圧Ｖｅｌを検出してもよい。何れを検出しても本発明の効果は同じである。
（６−６）上記実施の形態においては、光書き込み装置１００がＡＤＣ４４１を１つだけ備える場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えてＡＤＣ４４１を２つ以上備えていてもよい。

この場合において、検出用シフトレジスター４２０はＡＤＣ４４１毎に設けて、各検出用シフトレジスター４２０は配下の検出用ＴＦＴ４１４を順次オンして、対応するＡＤＣ４４１にソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄを入力する。ラッチ回路４４２もまたＡＤＣ４４１毎に設けられ、ＡＤＣ４４１が出力するデジタル信号をラッチする。
（６−７）上記実施の形態においては、発光素子としてＯＬＥＤを用いる場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、ＯＬＥＤ以外の電流駆動型非単結晶発光素子を用いても同様の効果を得ることができる。
（６−８）上記実施の形態においては、累積発光時間、環境温度及び光量に応じて駆動電流量を補正する場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、累積発光時間、環境温度及び光量の何れか１つ或いは何れか２つに応じて駆動電流量を補正してもよい。また、上記以外の要因に基づいて駆動電流量を補正してもよい。駆動電流の決定の仕方に関わらず、本発明の効果は同じである。
（６−９）上記実施の形態においては、選択用ＴＦＴ４１２と検出用ＴＦＴ４１４とを用いる場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、選択用ＴＦＴ４１２や検出用ＴＦＴ４１４に代えてＴＦＴ以外のスイッチング素子を用いてもよい。
（６−１０）上記実施の形態においては、１５，０００個のＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１のそれぞれについてＶｓｄ−Ｉｄ特性テーブル５０１を用意する場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて、次のようにしてもよい。

例えば、すべてのＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１に共通してＶｓｄ−Ｉｄ特性テーブル５０１を１つだけ用意してもよい。また、Ｖｓｄ−Ｉｄ特性が共通するＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ４１１どうしでＶｓｄ−Ｉｄ特性テーブル５０１を共有してもよい。このようにすれば、Ｖｓｄ−Ｉｄ特性テーブル５０１を記憶するために要する記憶容量を低減することができる。従って、記憶素子の部品コストや記憶素子を組み込むための製造コストを削減したり、光書き込み装置１００の小型化を図ったりすることができる。
（６−１１）上記実施の形態においては、画像形成装置がタンデム方式のカラープリンター装置である場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、タンデム方式以外の方式のカラープリンター装置やモノクロプリンター装置に本発明を適用してもよい。また、スキャナーを備えた複写装置や更に通信機能を備えたファクシミリ装置といった単機能機、或いはこれらの機能を兼ね備えた複合機（MFP: Multi-Function Peripheral）に本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。

本発明に係る光書き込み装置及び画像形成装置は、ＯＬＥＤの順方向電圧の変動やＯＬＥＤに駆動電流を供給するＴＦＴの特性に起因する光量ばらつきを補正する装置として有用である。

１………画像形成装置
１００…光書き込み装置
２０１…ＯＬＥＤ
１０２…制御部
３１０…ＡＳＩＣ
４１１…ＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴ
４１４…Ｖｓｄ検出用ＴＦＴ
４２０…Ｖｓｄ検出用シフトレジスター
４４１…ＡＤＣ
４４２…ラッチ回路

Claims (11)

1. ライン状に配設された複数の電流駆動型非単結晶発光素子と、
   前記発光素子に１対１に対応して設けられ、各発光素子に駆動電流を供給する複数の薄膜トランジスターと、
   各薄膜トランジスターに対応する前記発光素子の発光時に、当該薄膜トランジスターの出力電圧を検出する検出手段と、
   前記検出手段が検出した各薄膜トランジスターの出力電圧と、前記発光素子を目標光量で発光させるために各薄膜トランジスターが供給すべき駆動電流とに応じて、次の発光時に各薄膜トランジスターに印加すべき制御電圧を決定する決定手段と、を備える
   ことを特徴とする光書き込み装置。
2. 前記決定手段は、薄膜トランジスターごとに、当該薄膜トランジスターのＶｓｄ−Ｉｄ特性に基づいて、前記検出手段が検出した出力電圧Ｖｓｄと当該薄膜トランジスターに対応する発光素子を目標光量で発光させるための駆動電流量Ｉｄとの組み合わせに対応する制御電圧を、前記制御電圧として決定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光書き込み装置。
3. 前記発光素子に供給する駆動電流量Ｉｄを、ＬＵＴ又は関数を用い、前記目標光量に応じて決定する駆動電流量決定手段を備える
   ことを特徴とする請求項２に記載の光書き込み装置。
4. 前記発光素子の環境温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記駆動電流量決定手段は、更に前記環境温度に応じて駆動電流量を決定する
   ことを特徴とする請求項３に記載の光書き込み装置。
5. 前記発光素子ごとに累積発光時間を記録する累積発光時間記録手段を備え、
   前記駆動電流量決定手段は、更に累積発光時間に応じて当該発光素子の駆動電流量を決定する
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の光書き込み装置。
6. 前記薄膜トランジスターに１対１に対応して設けられ、各薄膜トランジスターに印加する制御電圧を保持する複数のキャパシターを、備え、
   １ライン分の光書き込みを行う期間である主走査期間は、前記複数のキャパシターそれぞれに前記制御電圧を入力するサンプル期間に分割されており、
   各キャパシターは、主走査期間のうち自己のサンプル期間以外の期間であるホールド期間において前記制御電圧を保持し、
   前記検出手段は、各キャパシターのホールド期間において当該キャパシターに対応する薄膜トランジスターの出力電圧を検出する
   ことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の光書き込み装置。
7. 前記検出手段は、１の薄膜トランジスターの出力電圧を検出する際には、前記発光素子ごとに発光の要否を指定する画像データを参照して、当該１の薄膜トランジスターに対応する発光素子が発光するのを待って当該出力電圧を検出し、その後、次の薄膜トランジスターの出力電圧を検出する
   ことを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の光書き込み装置。
8. 前記検出手段は、
   前記１の薄膜トランジスターに対応する発光素子が連続して発光しなかった非発光回数を、１ライン分の光書き込みを行う期間である主走査期間ごとにカウントアップし、
   非発光回数が所定回数に達したら、当該１の薄膜トランジスターの出力電圧を検出することなく、次の薄膜トランジスターの出力電圧を検出する
   ことを特徴とする請求項７に記載の光書き込み装置。
9. 前記検出手段は、
   前記１の薄膜トランジスターを選択するためのシフトレジスター又はランダムアクセス回路を備える
   ことを特徴とする請求項７又は８に記載の光書き込み装置。
10. 前記発光素子はＯＬＥＤである
    ことを特徴とする請求項１から９の何れかに記載の光書き込み装置。
11. 請求項１から１０の何れかに記載の光書き込み装置を備える
    ことを特徴とする画像形成装置。

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