JP2022108501A - Exposure head and image formation apparatus - Google Patents

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Abstract

To reduce such a risk that shortage of a light amount occurs even in a case where light emitting timing of a light-emitting thyristor is quickly switched.SOLUTION: The drive of a light-emitting thyristor by a precharge control part 1002 is started before shifting to a continuous period being the next on-state and before starting the drive of the light-emitting thyristor by a drive current control part 1001 in a period being the next on-state after a drive period of the light-emitting thyristor by the drive current control part 1001 is terminated in a period in which the light-emitting thyristor is in the on-state. Concretely, the drive of the light-emitting thyristor is started at timing T1 before switching of the ON state of a transfer thyristor.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明は、露光ヘッド、および当該露光ヘッドを備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an exposure head and an image forming apparatus equipped with the exposure head.

電子写真方式の画像形成装置であるプリンタにおいては、LED等の発光素子を用いた露光ヘッドを用いて感光体ドラムを露光し、潜像形成を行う方式が一般的に知られている。上記露光ヘッドは、感光体ドラムの長手方向に配列した発光素子列と、発光素子列の光を感光体ドラム上に結像するロッドレンズアレイとを備える。上記発光素子の構成として、発光面からの光の照射方向がロッドレンズアレイと同一方向となる面発光形状を有する構成が知られている。発光素子列の長さは感光体ドラム上における画像領域幅に応じて決まり、プリンタの解像度に応じて素子間隔が決まる。 2. Description of the Related Art In a printer, which is an electrophotographic image forming apparatus, a method of forming a latent image by exposing a photosensitive drum using an exposure head using a light emitting element such as an LED is generally known. The exposure head includes a light emitting element array arranged in the longitudinal direction of the photosensitive drum, and a rod lens array for forming an image of the light from the light emitting element array on the photosensitive drum. As a configuration of the light-emitting element, a configuration having a surface-emitting shape in which the direction of light irradiation from the light-emitting surface is the same as that of the rod lens array is known. The length of the light emitting element array is determined according to the width of the image area on the photosensitive drum, and the element spacing is determined according to the resolution of the printer.

例えば、1200dpiのプリンタの場合、画素の間隔はほぼ21.16μmであるため、素子間隔も21.16μmとなる。この素子間隔でA3サイズ(幅約300mm)を印字可能なプリンタの場合、14173個の発光素子が配列される。プリント基板上に多数の発光素子を実装する場合、実装コストが高くなる。そこで、従来、複数の発光素子列を1つの半導体チップ上に形成し、プリント基板上への実装個数を少なくする方式が用いられている。例えば、500個の発光素子を1つの半導体チップ上に形成した場合、プリント基板上には半導体チップを28個実装することで296mmの画像領域幅に対して画像形成が可能となる。このように複数の発光素子を1つの半導体チップ上に形成する構成をとることで、実装コストを下げることができる。このような、露光ヘッドを用いたプリンタでは、レーザビームをポリゴンモータで偏向走査するレーザ走査方式のプリンタと比較して、使用する部品数が少ないため、装置の小型化、低コスト化が容易である。 For example, in the case of a 1200 dpi printer, the pixel spacing is approximately 21.16 μm, so the element spacing is also 21.16 μm. In the case of a printer capable of printing A3 size (approximately 300 mm wide) with this element spacing, 14173 light emitting elements are arranged. Mounting a large number of light emitting elements on a printed circuit board increases the mounting cost. Therefore, conventionally, a method has been used in which a plurality of light emitting element arrays are formed on one semiconductor chip to reduce the number of elements mounted on a printed circuit board. For example, when 500 light emitting elements are formed on one semiconductor chip, by mounting 28 semiconductor chips on a printed circuit board, it is possible to form an image with an image area width of 296 mm. By forming a plurality of light emitting elements on one semiconductor chip in this manner, the mounting cost can be reduced. A printer using such an exposure head uses fewer parts than a laser scanning printer that deflects and scans a laser beam with a polygon motor, so it is easy to reduce the size and cost of the device. be.

特許文献1には、シフト部を有する自己走査型発光素子アレイが記載されている。このアレイでは、半導体チップ内にシフト部(以降、転送回路と呼称する)を設けることで、チップとプリント基板との接続信号数を低減可能であり、信号を接続するためのワイヤボンディングの実装コストを低減可能となる。 Patent Document 1 describes a self-scanning light-emitting element array having a shift portion. In this array, by providing a shift section (hereinafter referred to as a transfer circuit) in the semiconductor chip, the number of connection signals between the chip and the printed circuit board can be reduced, and the mounting cost of wire bonding for connecting signals is reduced. can be reduced.

特開2019-214153号公報JP 2019-214153 A

上記転送回路を有する自己走査型発光素子アレイでは、入力される転送クロック信号によって、発光サイリスタ(発光素子)に対応する転送サイリスタのON(オン)、OFF(オフ)状態の切り換え動作が行われる。ここで、転送サイリスタの切り換え動作を行うためには、転送サイリスタのゲートに接続している発光サイリスタをOFF状態にする必要がある。そのため、転送サイリスタの切り換え動作中(以降、転送期間と呼称する)は発光サイリスタをONにすることは難しい。 In the self-scanning light-emitting element array having the above-described transfer circuit, the transfer clock signal that is input switches the transfer thyristors corresponding to the light-emitting thyristors (light-emitting elements) between ON and OFF states. Here, in order to perform the switching operation of the transfer thyristor, it is necessary to turn off the light-emitting thyristor connected to the gate of the transfer thyristor. Therefore, it is difficult to turn on the light-emitting thyristor during the switching operation of the transfer thyristor (hereinafter referred to as a transfer period).

一方で、自己走査型発光素子アレイは、発光サイリスタの端子容量が比較的大きいという特性を持つ。例えば、1個あたりのアノード端子の寄生容量が1.0PFの発光サイリスタを200個接続してアレイ化した場合、アノード端子の寄生容量は合計200PFにもなる。すなわち、発光を開始させるためには、200PFの寄生容量を所定のしきい値以上まで充電しなければならず、駆動回路のドライブ能力によっては、発光の立ち上がりに時間がかかってしまう。発光の立ち上がりに時間がかかると、立ち上がり期間中は十分な光量が得られない。そのため、高速の画像形成動作が求められる画像形成装置においては、画像形成に必要とされるだけの発光時間、つまり光量を確保することが困難になる。 On the other hand, the self-scanning light-emitting element array has the characteristic that the terminal capacitance of the light-emitting thyristor is relatively large. For example, when 200 light-emitting thyristors each having an anode terminal parasitic capacitance of 1.0 PF are connected in an array, the total anode terminal parasitic capacitance is 200 PF. That is, in order to start light emission, the parasitic capacitance of 200 PF must be charged to a predetermined threshold value or higher, and depending on the drive capability of the drive circuit, it takes time to start light emission. If it takes a long time for the light emission to rise, a sufficient amount of light cannot be obtained during the rising period. Therefore, in an image forming apparatus that requires a high-speed image forming operation, it is difficult to secure the light emission time, that is, the amount of light required for image formation.

本発明は、発光サイリスタの発光タイミングを高速に切り替え制御する場合においても、光量の不足が生じる虞を低減することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to reduce the risk of insufficient light intensity even when the light emission timing of a light emitting thyristor is switched at high speed.

上記目的を達成するために本発明は、入力されるクロック信号に基づいてオン状態が順次シフトする複数の転送サイリスタと、感光体を露光するために発光する複数の発光サイリスタであって前記複数の転送サイリスタの各々のゲート端子に接続された前記発光サイリスタと、を含み、前記転送サイリスタの状態に基づいて、発光する発光サイリスタが選択される自己走査型発光素子アレイ、を有する露光ヘッドであって、第1の駆動信号に基づいて前記発光サイリスタを閾値電圧よりも大きい電圧で駆動する第1の駆動手段と、第2の駆動信号に基づいて前記発光サイリスタを前記閾値電圧以下の電圧で駆動する第2の駆動手段と、前記第1の駆動信号に基づく前記第1の駆動手段および前記第2の駆動信号に基づく前記第2の駆動手段のそれぞれによる前記発光サイリスタを駆動するタイミングを制御する制御手段であって、前記発光サイリスタがオン状態である期間における前記第1の駆動手段による前記発光サイリスタの駆動期間が終了した後、連続する次のオン状態である期間にシフトする前であって且つ当該次のオン状態である期間において前記第1の駆動手段による前記発光サイリスタの駆動を開始させる前に、前記第2の駆動手段に前記発光サイリスタの駆動を開始させる制御手段と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of transfer thyristors whose on-states are sequentially shifted based on an input clock signal, and a plurality of light-emitting thyristors which emit light to expose a photoreceptor, wherein the plurality of and a self-scanning light-emitting element array in which the light-emitting light-emitting thyristor is selected based on the state of the transfer thyristor, wherein the light-emitting thyristor is connected to a gate terminal of each of the transfer thyristors. a first driving means for driving the light-emitting thyristor with a voltage higher than a threshold voltage based on a first driving signal; and driving the light-emitting thyristor with a voltage equal to or lower than the threshold voltage based on a second driving signal. Control for controlling the timing of driving the light-emitting thyristor by a second driving means, and the first driving means based on the first driving signal and the second driving means based on the second driving signal, respectively after the driving period of the light-emitting thyristor by the first driving means in the period in which the light-emitting thyristor is in the ON state ends, and before shifting to the next continuous period in which the light-emitting thyristor is in the ON state; and a control means for causing the second driving means to start driving the light emitting thyristors before the first driving means starts driving the light emitting thyristors in the next ON state period. Characterized by

本発明によれば、発光サイリスタの発光タイミングを高速に切り替え制御する場合においても、光量の不足が生じる虞を低減することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to reduce the possibility that the amount of light will be insufficient even when the light emission timing of the light emitting thyristor is controlled to be switched at high speed.

画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of an image forming apparatus; FIG. 露光ヘッドと感光ドラムとの位置関係を説明する図、及び露光ヘッドの構成を説明する図である。2A and 2B are diagrams for explaining a positional relationship between an exposure head and a photosensitive drum, and a diagram for explaining a configuration of the exposure head; FIG. プリント基板、発光素子アレイチップを示す図である。It is a figure which shows a printed circuit board and a light emitting element array chip. 画像コントローラ部および露光ヘッドのブロック図である。3 is a block diagram of an image controller section and an exposure head; FIG. チップデータ変換部のブロック図である。4 is a block diagram of a chip data converter; FIG. 発光素子駆動部の内部回路を示す図である。It is a figure which shows the internal circuit of a light emitting element drive part. 発光素子アレイの一部分を抜き出した等価回路である。It is an equivalent circuit obtained by extracting a part of the light emitting element array. 共通ゲートのゲート電位の分布を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the distribution of gate potentials of a common gate; 駆動信号等の波形を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing waveforms of driving signals and the like; 発光素子駆動部の内部回路を示す図である。It is a figure which shows the internal circuit of a light emitting element drive part. 駆動信号等の波形を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing waveforms of driving signals and the like;

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
[画像形成装置の構成]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る露光ヘッドが適用される画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。
(First embodiment)
[Configuration of Image Forming Apparatus]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of an image forming apparatus to which an exposure head according to the first embodiment of the invention is applied.

この画像形成装置は、一例として、スキャナ機能とプリンタ機能を備える電子写真方式の複合機(MFP)であり、スキャナ部100、作像部103、定着部104、給紙/搬送部105、及びこれらを制御するプリンタ制御部を有する。スキャナ部100は、原稿台に置かれた原稿に照明を当てて原稿画像を光学的に読み取り、読み取った画像を電気信号に変換して画像データを生成する。 This image forming apparatus is, for example, an electrophotographic multifunction peripheral (MFP) having a scanner function and a printer function. has a printer control unit that controls the The scanner unit 100 illuminates a document placed on a document table to optically read the document image, converts the read image into an electrical signal, and generates image data.

作像部103は、無端の転写ベルト111と、4連の画像形成ステーションとを備える。転写ベルト111は図1の反時計回り方向に回転する。4連の画像形成ステーションは、転写ベルト111に沿って、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の順に並べられる。4つの画像形成ステーションは同じ構成を有する。各画像形成ステーションは、図1の時計回り方向に回転する感光体である感光ドラム102のほか、露光ヘッド106a、106b、106c、106d、帯電器107、現像器108を備えている。なお、露光部である露光ヘッド106a、106b、106c、106dは、それぞれ画像形成ステーションのブラック(K)イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)に対応する。各画像形成ステーションでの動作は共通するので、以降、代表して露光ヘッド106aおよびこれに対応する構成要素の動作を説明する。 The image forming unit 103 includes an endless transfer belt 111 and four image forming stations. The transfer belt 111 rotates counterclockwise in FIG. The four image forming stations are arranged along the transfer belt 111 in the order of cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K). The four imaging stations have the same configuration. Each image forming station includes a photosensitive drum 102, which is a photosensitive member that rotates clockwise in FIG. The exposure heads 106a, 106b, 106c, and 106d, which are exposure units, correspond to black (K), yellow (Y), magenta (M), and cyan (C) of the image forming station, respectively. Since the operations in each image forming station are common, the operations of the exposure head 106a and the components corresponding thereto will be described below as a representative.

作像部103では、感光ドラム102が回転駆動され、帯電器107が感光ドラム102を帯電させる。露光ヘッド106aは、配列された自己走査型発光素子(Self-Scanning LED:SLED)アレイ(以降、発光素子アレイと呼称する)のチップ面で発光した光をロッドレンズアレイにより感光ドラム102に集光し、静電潜像を形成する。現像器108は、感光ドラム102に形成された静電潜像をトナーで現像する。そして、現像されたトナー像は、転写ベルト111上の記録紙に転写される。このような一連の電子写真プロセスが各画像形成ステーションで実行される。なお、画像形成時には、シアン(C)の画像形成ステーションでの画像形成が開始されて所定時間が経過した後に、順次、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各画像形成ステーションで、画像形成動作が実行される。 In the image forming unit 103 , the photosensitive drum 102 is rotationally driven, and the charger 107 charges the photosensitive drum 102 . The exposure head 106a condenses light emitted from the chip surface of an arranged self-scanning light emitting element (Self-Scanning LED: SLED) array (hereinafter referred to as a light emitting element array) onto the photosensitive drum 102 by means of a rod lens array. to form an electrostatic latent image. A developing device 108 develops the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 102 with toner. Then, the developed toner image is transferred onto the recording paper on the transfer belt 111 . A series of such electrophotographic processes are performed at each image forming station. During image formation, the magenta (M), yellow (Y), and black (K) image forming stations are sequentially formed after a predetermined time has passed since the image forming station for cyan (C) started forming images. , the image forming operation is executed.

給紙/搬送部105は、記録紙を給紙する給紙ユニットとして、本体内給紙ユニット109a、109b、大容量の給紙ユニットである外部給紙ユニット109c、及び手差し給紙ユニット109dを備えている。画像形成時には、このうち、予め指示された給紙ユニットから記録紙が給紙され、給紙された記録紙はレジストレーションローラ110まで搬送される。レジストレーションローラ110は、上述した作像部103において形成されたトナー像が記録紙に転写されるタイミングで、転写ベルト111に記録紙を搬送する。転写ベルト111により搬送される記録紙には、各画像形成ステーションの感光ドラム102上に形成されたトナー像が順次転写される。未定着のトナー像が転写された記録紙は、定着部104へと搬送される。定着部104は、ハロゲンヒータ等の熱源を内蔵し、記録紙上のトナー像を、2つのローラにより加熱・加圧することによって記録紙に定着させる。定着部104によりトナー像が定着された記録紙は、排出ローラ112により画像形成装置の外部に排出される。 The paper feed/conveyance unit 105 includes internal paper feed units 109a and 109b, an external paper feed unit 109c as a large-capacity paper feed unit, and a manual paper feed unit 109d as paper feed units for feeding recording paper. ing. At the time of image formation, recording paper is fed from a paper feeding unit that has been instructed in advance, and the fed recording paper is conveyed to registration rollers 110 . The registration roller 110 conveys the recording paper to the transfer belt 111 at the timing when the toner image formed in the image forming unit 103 is transferred to the recording paper. A toner image formed on the photosensitive drum 102 of each image forming station is sequentially transferred onto the recording paper conveyed by the transfer belt 111 . The recording paper onto which the unfixed toner image has been transferred is conveyed to fixing section 104 . The fixing unit 104 incorporates a heat source such as a halogen heater, and heats and presses the toner image on the recording paper with two rollers to fix the toner image on the recording paper. The recording paper on which the toner image is fixed by the fixing unit 104 is discharged to the outside of the image forming apparatus by the discharge roller 112 .

転写ベルト111の対向位置には、光学センサ113が配置されている。各ステーション間の色ずれ量を導出するため、光学センサ113は、転写ベルト111上に印字されたテストチャートの位置検出を行う。ここで導出された色ずれ量は、画像コントローラ部415(図4)に通知され、各色の画像位置が補正される。この制御によって、紙上に色ずれのないフルカラートナー像が転写される。 An optical sensor 113 is arranged at a position facing the transfer belt 111 . The optical sensor 113 detects the position of the test chart printed on the transfer belt 111 in order to derive the amount of color misregistration between stations. The amount of color shift derived here is notified to the image controller unit 415 (FIG. 4), and the image position of each color is corrected. With this control, a full-color toner image without color shift is transferred onto the paper.

プリンタ制御部は、画像形成装置全体を制御するMFP(マルチファンクションプリンタ)制御部と通信して、その指示に応じて制御を実行する。それと共に、プリンタ制御部は、前述のスキャナ、作像、定着、給紙/搬送の各部の状態を管理しながら、全体が調和を保って円滑に動作できるよう指示を行う。 The printer control unit communicates with an MFP (multi-function printer) control unit that controls the entire image forming apparatus, and executes control according to instructions from the control unit. At the same time, the printer control unit manages the states of the scanner, image forming, fixing, and paper feed/conveyance units, and issues instructions so that the entire unit can operate smoothly in harmony.

[露光ヘッドの構成]
次に、感光ドラム102に露光を行う露光ヘッド106aについて、図2を参照して説明する。図2(a)は、露光ヘッド106aと感光ドラム102との位置関係を示す斜視図である。図2(b)は、露光ヘッド106aの内部構成と、露光ヘッド106aからの光束がロッドレンズアレイ203により感光ドラム102に集光される様子を説明する図である。図2(a)に示すように、露光ヘッド106aは、感光ドラム102に対向する位置に、取付け部材(不図示)によって画像形成装置に取り付けられている(図1)。
[Configuration of Exposure Head]
Next, the exposure head 106a that exposes the photosensitive drum 102 will be described with reference to FIG. FIG. 2A is a perspective view showing the positional relationship between the exposure head 106a and the photosensitive drum 102. FIG. FIG. 2B is a diagram for explaining the internal configuration of the exposure head 106a and how the light flux from the exposure head 106a is focused on the photosensitive drum 102 by the rod lens array 203. As shown in FIG. As shown in FIG. 2A, the exposure head 106a is attached to the image forming apparatus by a mounting member (not shown) at a position facing the photosensitive drum 102 (FIG. 1).

図2(b)に示すように、露光ヘッド106aは、プリント基板202と、プリント基板202に実装された発光素子アレイ素子群201と、ロッドレンズアレイ203と、ハウジング204を有する。ハウジング204には、ロッドレンズアレイ203およびプリント基板202が取り付けられる。ロッドレンズアレイ203は、発光素子アレイ素子群201からの光束を感光ドラム102上に集光させる。露光ヘッド106aを製造する工場では、露光ヘッド106a単体で組立て調整作業が行われ、各スポットのピント調整、光量調整が行われる。ここで、感光ドラム102とロッドレンズアレイ203との間の距離、およびロッドレンズアレイ203と発光素子アレイ素子群201との間の距離が、所定の間隔となるように組立てられる。これにより、発光素子アレイ素子群201からの光が感光ドラム102上に結像される。そのため、工場でのピント調整時においては、ロッドレンズアレイ203と発光素子アレイ素子群201との距離が所定の値となるように、ロッドレンズアレイ203の取付け位置の調整が行われる。 As shown in FIG. 2B, the exposure head 106a has a printed circuit board 202, a light emitting element array element group 201 mounted on the printed circuit board 202, a rod lens array 203, and a housing 204. A rod lens array 203 and a printed circuit board 202 are attached to the housing 204 . A rod lens array 203 converges the light flux from the light emitting element array element group 201 onto the photosensitive drum 102 . At the factory where the exposure head 106a is manufactured, assembly and adjustment work is performed for the exposure head 106a alone, and focus adjustment and light amount adjustment of each spot are performed. Here, it is assembled so that the distance between the photosensitive drum 102 and the rod lens array 203 and the distance between the rod lens array 203 and the light emitting element array element group 201 are predetermined intervals. As a result, light from the light emitting element array element group 201 forms an image on the photosensitive drum 102 . Therefore, when adjusting the focus at the factory, the mounting position of the rod lens array 203 is adjusted so that the distance between the rod lens array 203 and the light emitting element array element group 201 is a predetermined value.

また、工場での光量調整時においては、発光素子アレイ素子群201の各発光素子を順次DC点灯させた時のピーク光量が計測される。そして、ロッドレンズアレイ203を介して集光させた光が所定のターゲット光量となるように各発光素子の駆動電流のDC電流設定データが決定される。次に、発光素子をパルス点灯させた時の積算光量から、発光の立ち上がり調整データが決定される。例えば、パルス周期を画像形成時と同じ点灯周期にして、パルスdutyを50%とした条件で発光させた時の積算光量を計測し、DC点灯時の光量の50%に対する差分を算出することで、立ち上がり遅延により低下した光量を算出可能である。 Further, when adjusting the amount of light in the factory, the peak amount of light is measured when each light emitting element of the light emitting element array element group 201 is sequentially DC-lit. Then, the DC current setting data for the driving current of each light emitting element is determined so that the light condensed through the rod lens array 203 has a predetermined target light intensity. Next, light emission rise adjustment data is determined from the integrated amount of light when the light emitting element is pulse-lighted. For example, by setting the pulse cycle to the same lighting cycle as that during image formation, measuring the integrated light quantity when light is emitted under the condition that the pulse duty is 50%, and calculating the difference from the light quantity of 50% during DC lighting. , the amount of light reduced due to the rise delay can be calculated.

立ち上がり遅延による光量低下に対して、発光開始時の立ち上がり時間を補正するプリチャージ制御部1002(図6で後述)の補正量を調整することで、所望の光量に調整された時の調整データが、立ち上がり調整データとして決定される。また、発光の立ち上がり時間は、発光素子アレイ素子群201の発光素子毎(チップ毎)の特性差と駆動回路の特性差とによって個体バラツキを持つ。そのため、発光素子毎に上記調整データが決定される。DC電流設定データおよび立ち上がり調整データは、露光ヘッド106aに内蔵された記憶部であるメモリ420(図4)に記憶される。 By adjusting the correction amount of a precharge control unit 1002 (described later in FIG. 6) that corrects the rise time at the start of light emission for the light amount reduction due to the rise delay, the adjustment data when the light amount is adjusted to the desired level is obtained. , are determined as rising adjustment data. Further, the rising time of light emission has individual variations due to characteristic differences between light emitting elements (chips) in the light emitting element array element group 201 and characteristic differences of driving circuits. Therefore, the adjustment data is determined for each light emitting element. The DC current setting data and the rising adjustment data are stored in the memory 420 (FIG. 4), which is a storage unit built into the exposure head 106a.

画像形成装置においては、画像形成時にメモリ420から立ち上がり調整データが読み出され、露光ヘッド106a内の発光素子駆動部414(図4、図6参照)に設定される。発光素子駆動部414については後で詳述する。 In the image forming apparatus, the rise adjustment data is read from the memory 420 during image formation and set in the light emitting element driving section 414 (see FIGS. 4 and 6) in the exposure head 106a. The light emitting element driving section 414 will be described in detail later.

[発光素子アレイ素子群の構成]
図3(a)、(b)は、発光素子アレイ素子群201を配列したプリント基板202を示す図である。図3(a)は、プリント基板202における発光素子アレイ素子群201が実装された面(第1面)とは反対側の面(第2面)の構成を示す模式図である。図3(b)は、プリント基板202における発光素子アレイ素子群201が実装された面の構成を示す模式図である。
[Configuration of Light Emitting Element Array Element Group]
3A and 3B are diagrams showing a printed circuit board 202 on which light emitting element array element groups 201 are arranged. FIG. 3A is a schematic diagram showing the configuration of the surface (second surface) of the printed circuit board 202 opposite to the surface (first surface) on which the light emitting element array element group 201 is mounted. FIG. 3B is a schematic diagram showing the configuration of the surface of the printed circuit board 202 on which the light emitting element array element group 201 is mounted.

発光素子アレイ素子群201は、29個の発光素子アレイチップ1~29が、プリント基板202の長手方向に沿って、千鳥状に2列に配置された構成を有している。なお、図3(a)において、図の上下方向は副走査方向(感光ドラム102の回転方向)を示し、水平方向は主走査方向を示す。各々の発光素子アレイチップの内部には、計516個の発光点を有する発光素子が、発光素子アレイチップの長手方向に所定の解像度ピッチで配列されている。本例では、発光素子アレイチップの各発光素子のピッチは、第1の解像度である1200dpiの解像度のピッチである略21.16μm(≒2.54cm/1200ドット)となっている。その結果、1つの発光素子アレイチップ内における516個の発光点の端から端までの間隔は、約10.9mm(≒21.16μm×516)である。上述のように、発光素子アレイ素子群201は、29個の発光素子アレイチップから構成されている。従って、発光素子アレイ素子群201における露光可能な発光素子数は14,964素子(=516素子×29チップ)となり、約316mm(≒約10.9mm×29チップ)の主走査方向の画像幅に対応した画像形成が可能となる。 The light emitting element array element group 201 has a structure in which 29 light emitting element array chips 1 to 29 are arranged in two rows in a zigzag pattern along the longitudinal direction of the printed circuit board 202 . In FIG. 3A, the vertical direction indicates the sub-scanning direction (rotational direction of the photosensitive drum 102), and the horizontal direction indicates the main scanning direction. Inside each light-emitting element array chip, light-emitting elements having a total of 516 light-emitting points are arranged at a predetermined resolution pitch in the longitudinal direction of the light-emitting element array chip. In this example, the pitch of each light emitting element of the light emitting element array chip is approximately 21.16 μm (≈2.54 cm/1200 dots), which is the pitch of the first resolution of 1200 dpi. As a result, the end-to-end spacing between the 516 light emitting points in one light emitting element array chip is approximately 10.9 mm (≈21.16 μm×516). As described above, the light emitting element array element group 201 is composed of 29 light emitting element array chips. Therefore, the number of light emitting elements that can be exposed in the light emitting element array element group 201 is 14,964 elements (=516 elements×29 chips), and the image width in the main scanning direction is approximately 316 mm (≈approximately 10.9 mm×29 chips). Corresponding image formation becomes possible.

図3(c)は、プリント基板202の長手方向における発光素子アレイチップ間の境界部の様子を示す図である。図3(c)に示すように、発光素子アレイチップの端部には、制御信号が入力されるワイヤボンディングパッドが配置されており、ワイヤボンディングパッドから入力された信号により、転送部及び発光素子が駆動される。また、発光素子アレイチップは、複数の発光素子を有している。発光素子アレイチップ間の境界部においても、発光素子の長手方向のピッチ(2つの発光素子の中心点と中心点との間隔)は、1200dpiの解像度のピッチである略21.16μmとなっている。また、第1列の発光素子アレイチップと第2列の発光素子アレイチップの発光点同士の間隔Sが約84μm(1200dpiで4画素分、2400dpiで8画素分の各解像度の整数倍の距離)となっている。 FIG. 3(c) is a diagram showing the boundary between the light emitting element array chips in the longitudinal direction of the printed circuit board 202. As shown in FIG. As shown in FIG. 3(c), wire bonding pads to which control signals are input are arranged at the ends of the light emitting element array chip. is driven. Also, the light emitting element array chip has a plurality of light emitting elements. Even at the boundary between the light-emitting element array chips, the pitch of the light-emitting elements in the longitudinal direction (the distance between the center points of the two light-emitting elements) is approximately 21.16 μm, which is the pitch of the resolution of 1200 dpi. . Further, the distance S between the light emitting points of the light emitting element array chips in the first row and the light emitting element array chips in the second row is about 84 μm (distance of integral multiples of each resolution of 4 pixels at 1200 dpi and 8 pixels at 2400 dpi). It has become.

また、図3(a)に示すように、発光素子アレイ素子群201が実装された面とは反対側のプリント基板202の面には、駆動部303a、303b、及びコネクタ305が実装されている。コネクタ305の両側に配置された駆動部303a、303bは、それぞれ発光素子アレイチップ1~15、発光素子アレイチップ16~29を駆動するドライバICである。駆動部303a、303bは、それぞれ制御信号線304a、304bを介して、コネクタ305と接続されている。コネクタ305には、後述する画像コントローラ部415(図4参照)から駆動部303a、303bを制御する信号線、電源電圧、グランドが接続されており、コネクタ305は駆動部303a、303bと接続される。また、駆動部303a、303bからは、それぞれ発光素子アレイ素子群201を駆動するための配線がプリント基板202の内層を通り、各配線が発光素子アレイチップ1~15、発光素子アレイチップ16~29に接続されている。 Further, as shown in FIG. 3(a), drive units 303a and 303b and a connector 305 are mounted on the surface of the printed circuit board 202 opposite to the surface on which the light emitting element array element group 201 is mounted. . Driving units 303a and 303b arranged on both sides of the connector 305 are driver ICs for driving the light emitting element array chips 1 to 15 and the light emitting element array chips 16 to 29, respectively. The drive units 303a and 303b are connected to the connector 305 via control signal lines 304a and 304b, respectively. The connector 305 is connected to a signal line, power supply voltage, and ground for controlling the drive units 303a and 303b from an image controller unit 415 (see FIG. 4), which will be described later. The connector 305 is connected to the drive units 303a and 303b. . Further, from the drive units 303a and 303b, wiring for driving the light emitting element array element group 201 passes through the inner layer of the printed circuit board 202, and each wiring is connected to the light emitting element array chips 1 to 15 and the light emitting element array chips 16 to 29. It is connected to the.

[制御ブロック]
図4は、画像コントローラ部415および露光ヘッド106aのブロック図である。図4では、代表して発光素子アレイチップ1~15および駆動部303aについて説明するが、発光素子アレイチップ16~29および駆動部303bについても構成・動作は同様である。また、説明を簡易化するために単色の処理について説明するが、単色の処理と同様の処理が4色に関し並列処理されるものとする。
[Control block]
FIG. 4 is a block diagram of the image controller section 415 and the exposure head 106a. In FIG. 4, the light emitting element array chips 1 to 15 and the driving section 303a will be described as a representative, but the configuration and operation are the same for the light emitting element array chips 16 to 29 and the driving section 303b. In order to simplify the explanation, the single-color processing will be described, but it is assumed that the same processing as the single-color processing is performed in parallel for four colors.

画像コントローラ部415は、露光ヘッド106aを制御する信号を送信するためのコネクタ416を有している。この信号は、画像データ、Line同期信号、CPU400からの制御信号を含む。コネクタ416から、露光ヘッド106aのコネクタ305に接続されたケーブル417、418、419を介して、それぞれ画像データ、Line同期信号、制御信号が送信され、各信号が露光ヘッド106aのコネクタ305に入力される。 The image controller section 415 has a connector 416 for transmitting signals for controlling the exposure head 106a. This signal includes image data, a Line synchronizing signal, and a control signal from the CPU 400 . Image data, Line synchronization signals, and control signals are transmitted from the connector 416 via cables 417, 418, and 419 connected to the connector 305 of the exposure head 106a, and each signal is input to the connector 305 of the exposure head 106a. be.

画像コントローラ部415では、CPU400により、画像データの処理と印刷タイミングの処理が行われる。画像コントローラ部415は、画像データ生成部401、全面データシフト部402、チップデータ変換部403、チップデータシフト部404、データ送信部405、同期信号生成部406の各機能ブロックを有する。 In the image controller unit 415, the CPU 400 performs image data processing and print timing processing. The image controller unit 415 has functional blocks of an image data generation unit 401 , a full data shift unit 402 , a chip data conversion unit 403 , a chip data shift unit 404 , a data transmission unit 405 and a synchronization signal generation unit 406 .

画像データ生成部401は、スキャナ部100、あるいは画像形成装置に接続された外部装置から受信した入力画像データに対して、CPU400から指示された解像度でディザリング処理を行い、プリント出力のための画像データを生成する。CPU400は、光学センサ113により検出した色ずれ量から、主走査方向(露光ヘッド106の長手方向)、副走査方向(紙の搬送方向)の画像シフト量を各々決定し、全面データシフト部402にシフト量を指示する。全面データシフト部402は、CPU400から指示されたシフト量を基に、ページ内の画像領域全域に対して、画像データ生成部401から入力された画像データをシフト処理する。 The image data generating unit 401 dithers input image data received from the scanner unit 100 or an external device connected to the image forming apparatus at a resolution designated by the CPU 400 to generate an image for print output. Generate data. The CPU 400 determines image shift amounts in the main scanning direction (longitudinal direction of the exposure head 106) and the sub-scanning direction (paper transport direction) from the amount of color misregistration detected by the optical sensor 113. Specifies the amount of shift. Based on the shift amount instructed by the CPU 400, the full-surface data shift unit 402 shifts the image data input from the image data generation unit 401 to the entire image area within the page.

同期信号生成部406は、感光ドラム102の回転速度に同期した信号で、感光ドラム102の回転方向の1ライン分の周期信号(以下、Line同期信号という)を生成する。CPU400は、事前に定められた感光ドラム102の回転速度に対して、指示した解像度に基づく画素サイズの分だけ、感光ドラム102表面が回転方向に移動する周期を1ライン周期として、同期信号生成部406に信号周期の時間間隔を指示する。副走査方向の速度については、印字速度を検知する機能(例えば、感光ドラムの回転軸に設置したエンコーダ)を有する場合は、リアルタイムに検知した結果を用いてCPU400が算出する。印字速度を検知する機能を有さない場合は、感光ドラムの速度制御に設定する印字速度の設定値(固定値)を用いてCPU400が副走査方向の速度を算出する。 The synchronization signal generation unit 406 generates a periodic signal for one line in the rotation direction of the photosensitive drum 102 (hereinafter referred to as a line synchronization signal) in synchronization with the rotation speed of the photosensitive drum 102 . The CPU 400 sets the period in which the surface of the photosensitive drum 102 moves in the rotational direction by the pixel size based on the instructed resolution with respect to the rotation speed of the photosensitive drum 102 determined in advance as one line period, and generates the synchronizing signal generator. Indicate at 406 the time interval of the signal period. The speed in the sub-scanning direction is calculated by the CPU 400 using real-time detection results when a function of detecting the printing speed (for example, an encoder installed on the rotary shaft of the photosensitive drum) is provided. If the printer does not have a function to detect the printing speed, the CPU 400 calculates the speed in the sub-scanning direction using the set value (fixed value) of the printing speed that is set for speed control of the photosensitive drum.

図5は、チップデータ変換部403のブロック図である。チップデータ変換部403は、Line同期信号に同期して、全面データシフト部402から、感光ドラム102の副走査方向の1ライン分ずつ、ラインデータの読み出しを行う。そして、チップデータ変換部403は、ラインメモリ500にデータを格納した後、各発光素子アレイチップ1~29に対応したメモリ501~529に、データを格納する。 FIG. 5 is a block diagram of the chip data conversion section 403. As shown in FIG. The chip data conversion unit 403 reads line data from the entire surface data shift unit 402 line by line in the sub-scanning direction of the photosensitive drum 102 in synchronization with the line synchronization signal. After storing the data in the line memory 500, the chip data conversion unit 403 stores the data in the memories 501 to 529 corresponding to the light emitting element array chips 1 to 29, respectively.

図5に示すREAD制御部531は、カウンタ530のカウント値に応じてラインメモリ500に対してデータの読み出しを指示する。WR制御部532は、カウンタ530のカウント値に応じて、ラインメモリ500から読み出された1ライン分のデータを各メモリ501~529に分割して書き込む。この動作によって、1ライン分のデータが、各発光素子アレイチップ1~29に対応したメモリ501~529に格納される。なお、後段のチップデータシフト部404によるチップ単位での副走査方向へのデータシフトに対応するために、10ライン分の画像データが格納されるものとする。 A READ control unit 531 shown in FIG. 5 instructs the line memory 500 to read data according to the count value of the counter 530 . The WR control unit 532 divides and writes the data for one line read from the line memory 500 into the memories 501 to 529 according to the count value of the counter 530 . By this operation, one line of data is stored in the memories 501 to 529 corresponding to the light emitting element array chips 1 to 29, respectively. It is assumed that 10 lines of image data are stored in order to cope with the data shift in the sub-scanning direction on a chip-by-chip basis by the subsequent chip data shifter 404 .

チップデータシフト部404は、CPU400から予め指示された発光素子アレイチップ毎の副走査方向の画像シフト情報を基に、メモリ501~529からのデータ読み出しタイミングを制御することで、副走査方向の画像シフトを行う。前述したように、メモリ501~529には、10ライン分の画像データが格納されており、データの読み出しタイミングを早めることで、紙先端方向に画像データをシフトさせることができる。例えば、Line同期信号1周期分だけ読み出しタイミングを早めることで、1ライン分だけ画像データがシフトする。 The chip data shift unit 404 shifts the image in the sub-scanning direction by controlling the data read timing from the memories 501 to 529 based on the image shift information in the sub-scanning direction for each light emitting element array chip instructed in advance by the CPU 400. make a shift. As described above, the memories 501 to 529 store 10 lines of image data, and by advancing the data read timing, the image data can be shifted in the paper leading edge direction. For example, by advancing the readout timing by one period of the Line synchronization signal, the image data is shifted by one line.

本実施の形態では、CPU400により指示された発光素子アレイチップ毎の位置補正情報を基に、発光素子アレイチップ単位で画像データシフトが行われる。CPU400から指示される位置補正情報は、千鳥配置(2列)による副走査方向の間隔(8画素分)、および、事前に計測された各発光素子アレイチップの実装位置ずれを加算して算出される。ここで、実装位置ずれとは、プリント基板202への実装ばらつきに起因して発生する設計称呼の位置からの位置ずれを指す。露光ヘッド106の検査工程で各発光素子アレイチップの実装位置を計測し、この計測値に基づきチップ毎の位置補正情報をメモリ420に保持しておくことで、位置補正情報の算出が可能となる。データ送信部405は、露光ヘッド106aに対して、前述した一連の画像データ処理後の画像データを送信する。 In this embodiment, image data shift is performed for each light emitting element array chip based on position correction information for each light emitting element array chip instructed by the CPU 400 . The position correction information instructed by the CPU 400 is calculated by adding the interval (eight pixels) in the sub-scanning direction due to the zigzag arrangement (two rows) and the pre-measured mounting position deviation of each light emitting element array chip. be. Here, the mounting position deviation refers to a position deviation from the design nominal position that occurs due to variations in mounting on the printed circuit board 202 . By measuring the mounting position of each light emitting element array chip in the inspection process of the exposure head 106 and holding the position correction information for each chip in the memory 420 based on the measured value, the position correction information can be calculated. . The data transmission unit 405 transmits the image data after the series of image data processing described above to the exposure head 106a.

次に、駆動部303a内での処理について説明する。駆動部303aは、データ受信部407、フィルタ処理部408、LUT410、PWM信号生成部411、タイミング制御部412、制御信号生成部413、メモリ420および発光素子駆動部414の各機能ブロックを有する。 Next, processing in the drive unit 303a will be described. The driving unit 303 a has functional blocks of a data receiving unit 407 , a filtering unit 408 , an LUT 410 , a PWM signal generating unit 411 , a timing control unit 412 , a control signal generating unit 413 , a memory 420 and a light emitting element driving unit 414 .

CPU400は、コネクタ305および通信ライン421を介して駆動部303aの各部との通信を行う。データ受信部407は、データ送信部405から送信された信号を受信する。ここで、データ受信部407、データ送信部405は、Line同期信号に同期してライン単位で画像データを送受信する。前述したように、チップデータ変換部403は29個の発光素子アレイチップ毎にデータの配列を行い、以降の処理ブロックは各画像データを並列処理する構成となっている。駆動部303aは、発光素子アレイチップ1~15に対応した画像データを受信し、発光素子アレイチップ毎に並列に処理可能な回路を有するものとする。 The CPU 400 communicates with each section of the driving section 303a via the connector 305 and the communication line 421. FIG. The data receiving section 407 receives the signal transmitted from the data transmitting section 405 . Here, the data receiving unit 407 and the data transmitting unit 405 transmit and receive image data on a line-by-line basis in synchronization with the line synchronization signal. As described above, the chip data conversion unit 403 arranges data for each of the 29 light emitting element array chips, and subsequent processing blocks process each image data in parallel. The driving unit 303a is assumed to have a circuit capable of receiving image data corresponding to the light emitting element array chips 1 to 15 and processing in parallel for each light emitting element array chip.

PWM信号生成部411は、データ受信部407から入力された画素毎のデータ値に応じて発光素子アレイチップが1画素区間内で発光する発光時間に対応したパルス幅信号(以下、PWM信号という)を生成する。PWM信号を出力するタイミングは、タイミング制御部412により制御される。タイミング制御部412は、同期信号生成部406で生成されたLine同期信号から、各画素の画素区間に対応した同期信号を生成し、信号ライン422を介してPWM信号生成部411、制御信号生成部413、発光素子駆動部414に送信する。これにより、PWM信号生成部411、制御信号生成部413、発光素子駆動部414を、同期して制御することが可能となる。PWM信号生成部411は、信号ライン423を介して発光素子駆動部414にPWM信号を伝送する。 The PWM signal generation unit 411 generates a pulse width signal (hereinafter referred to as a PWM signal) corresponding to the light emission time during which the light emitting element array chip emits light within one pixel section according to the data value for each pixel input from the data reception unit 407. to generate The timing of outputting the PWM signal is controlled by the timing control section 412 . The timing control unit 412 generates a synchronizing signal corresponding to the pixel interval of each pixel from the Line synchronizing signal generated by the synchronizing signal generating unit 406 , and outputs the signal to the PWM signal generating unit 411 and the control signal generating unit via the signal line 422 . 413 , send to light emitting element drive unit 414 . This makes it possible to control the PWM signal generating section 411, the control signal generating section 413, and the light emitting element driving section 414 in synchronization. The PWM signal generator 411 transmits the PWM signal to the light emitting element driver 414 through the signal line 423 .

各発光素子アレイチップは、同時に4つの発光素子を独立して駆動できる構成になっている。発光素子駆動部414は発光素子アレイチップ毎に駆動信号4ライン(合計15チップ×4=60ライン)を供給する。各発光素子アレイチップに供給される駆動信号を点灯信号ΦW1~ΦW4とする(図7参照)。一方、後述する転送サイリスタ(図7参照)の動作により、順次、発光素子アレイチップが駆動される。制御信号生成部413は、タイミング制御部412で生成された画素区間に対応する同期信号から、画素毎に転送サイリスタを転送するための制御信号Φs、Φ1、Φ2(図7、図9参照)を生成する。 Each light-emitting element array chip is configured to independently drive four light-emitting elements at the same time. The light emitting element driving section 414 supplies 4 lines of driving signals (total 15 chips×4=60 lines) for each light emitting element array chip. The drive signals supplied to each light emitting element array chip are assumed to be lighting signals ΦW1 to ΦW4 (see FIG. 7). On the other hand, the operation of a transfer thyristor (see FIG. 7), which will be described later, sequentially drives the light emitting element array chips. The control signal generation unit 413 generates control signals Φs, Φ1, and Φ2 (see FIGS. 7 and 9) for transferring the transfer thyristors for each pixel from the synchronization signals corresponding to the pixel intervals generated by the timing control unit 412. Generate.

図6は、発光素子駆動部414における、1ch(チャンネル)分に対応する等価回路図である。この回路には、前述した通信ライン421、信号ライン423、信号ライン422から各信号が入力される。出力端子OUTは、発光素子アレイ素子群201の発光素子(発光サイリスタL4n-3~L4n+4等)(図7参照)の点灯信号ライン(ΦW1~ΦW4)のいずれか1ラインに接続される。CPU400は、出力電流(以下、ドライブ電流Ioutと呼ぶ)を制御することで、発光素子の発光量を制御することができる。 FIG. 6 is an equivalent circuit diagram corresponding to one ch (channel) in the light emitting element driving section 414. As shown in FIG. Each signal is input to this circuit from the communication line 421, the signal line 423, and the signal line 422 described above. The output terminal OUT is connected to one of the lighting signal lines (ΦW1 to ΦW4) of the light emitting elements (light emitting thyristors L4n−3 to L4n+4, etc.) of the light emitting element array element group 201 (see FIG. 7). The CPU 400 can control the light emission amount of the light emitting element by controlling the output current (hereinafter referred to as drive current Iout).

発光素子駆動部414は、大きく分けてドライブ信号生成部1009、ドライブ電流生成部1000、ドライブ電流制御部1001、プリチャージ制御部1002の4つのブロックを有する。ドライブ電流制御部1001は、発光素子がON(オン)状態に遷移した後のドライブ電流Ioutを発光素子に供給する。第2の駆動手段としてのプリチャージ制御部1002は、第1の駆動手段としてのドライブ電流制御部1001による発光素子の駆動開始前に、当該発光素子の駆動を開始する。具体的には、プリチャージ制御部1002は、発光立ち上がり期間中におけるドライブ電流Ioutを、発光素子に供給する(これをプリチャージ動作と呼ぶ)。以下、詳細を説明する。 The light emitting element driving section 414 is roughly divided into four blocks: a drive signal generation section 1009 , a drive current generation section 1000 , a drive current control section 1001 and a precharge control section 1002 . The drive current control unit 1001 supplies the light emitting element with the drive current Iout after the light emitting element transitions to the ON state. A precharge control unit 1002 as a second driving unit starts driving the light emitting element before the drive current control unit 1001 as a first driving unit starts driving the light emitting element. Specifically, the precharge control unit 1002 supplies the light emitting element with the drive current Iout during the light emission rising period (this is called a precharge operation). Details will be described below.

CPU400は、メモリ420から、DC電流設定データと立ち上がり調整データとを読み出し、ドライブ信号生成部1009内のレジスタにこれらのデータを設定する。ドライブ信号生成部1009は、DAC(DAコンバータ)を内蔵しており、設定されたデータに基づいてアナログ電圧Vinを出力する。DC電流設定データに基づき生成されたアナログ電圧Vinは、信号ライン1012を介してドライブ電流生成部1000に入力される。立ち上がり調整データを基にドライブ信号生成部1009内のDACで生成されたアナログのVcharge電圧(閾値電圧)は、Vcharge信号として信号ライン1011を介してプリチャージ制御部1002に入力される。 The CPU 400 reads the DC current setting data and the rise adjustment data from the memory 420 and sets these data in the register in the drive signal generation section 1009 . The drive signal generator 1009 incorporates a DAC (DA converter) and outputs an analog voltage Vin based on set data. An analog voltage Vin generated based on the DC current setting data is input to the drive current generator 1000 via the signal line 1012 . An analog Vcharge voltage (threshold voltage) generated by the DAC in the drive signal generator 1009 based on the rise adjustment data is input to the precharge controller 1002 via the signal line 1011 as a Vcharge signal.

PWM信号生成部411から出力されたPWM信号は、ドライブ信号生成部1009で、ドライブ電流制御部1001の回路を駆動可能な電圧(5V)に昇圧され、信号ライン1013を介してP_dirve信号としてドライブ電流制御部1001に入力される。ドライブ信号生成部1009は、タイミング制御部412から出力された画素毎の同期信号から、プリチャージ制御部1002の動作タイミングを制御するためのP_precharge信号を生成する。生成されたP_precharge信号は、信号ライン1010を介してプリチャージ制御部1002に入力される。 The PWM signal output from the PWM signal generation unit 411 is stepped up to a voltage (5 V) capable of driving the circuit of the drive current control unit 1001 by the drive signal generation unit 1009, and is passed through the signal line 1013 as a P_dirve signal to generate the drive current. It is input to the control unit 1001 . The drive signal generator 1009 generates a P_precharge signal for controlling the operation timing of the precharge controller 1002 from the synchronization signal for each pixel output from the timing controller 412 . The generated P_precharge signal is input to precharge control section 1002 via signal line 1010 .

ここで、P_drive信号は、ドライブ電流制御部1001からの出力電流をONするタイミングを指示する信号である。P_precharge信号は、プリチャージ制御部1002からの出力電流をONする信号である。信号ライン1014を介して伝送されるP_discharge信号は、P_drive信号とP_precharge信号との排他条件でHiとなる信号である。P_discharge信号がHiの条件で、出力端子OUTとGNDとの間のスイッチ1003がONされ、発光素子を消灯するためのOFF(オフ)動作が行われる。 Here, the P_drive signal is a signal that instructs the timing to turn on the output current from the drive current control section 1001 . The P_precharge signal is a signal that turns on the output current from the precharge control section 1002 . The P_discharge signal transmitted via the signal line 1014 is a signal that becomes Hi under the exclusive condition of the P_drive signal and the P_precharge signal. Under the condition that the P_discharge signal is Hi, the switch 1003 between the output terminals OUT and GND is turned on, and an OFF operation is performed to extinguish the light emitting element.

ドライブ電流生成部1000は、入力された電圧Vinに応じて抵抗R1で決まる電流I1=Vin/R1を生成する。ドライブ電流生成部1000は、電流I1から、第1のカレントミラー回路1005を介して電流I2を生成する。ドライブ電流生成部1000とドライブ電流制御部1001とは、第2のカレントミラー回路1006を構成する。第2のカレントミラー回路1006により、電流I2が電流I3としてドライブ電流制御部1001に供給される。ドライブ電流制御部1001は、更に、第3のカレントミラー回路1007を有しており、電流I3からドライブ電流Ioutを生成する。 Drive current generator 1000 generates current I1=Vin/R1 determined by resistor R1 according to input voltage Vin. Drive current generator 1000 generates current I2 from current I1 via first current mirror circuit 1005 . Drive current generator 1000 and drive current controller 1001 constitute a second current mirror circuit 1006 . The second current mirror circuit 1006 supplies the current I2 to the drive current controller 1001 as the current I3. The drive current control section 1001 further has a third current mirror circuit 1007 to generate the drive current Iout from the current I3.

以上から、ドライブ電流生成部1000で生成された電流I1は、第1、第2および第3のカレントミラー回路により、それぞれのミラー比に応じた比率で増倍され、ドライブ電流制御部1001からドライブ電流Ioutとして出力される。 As described above, the current I1 generated by the drive current generator 1000 is multiplied by the ratios corresponding to the respective mirror ratios by the first, second and third current mirror circuits, and is driven from the drive current controller 1001. It is output as current Iout.

プリチャージ制御部1002において、出力端子OUTと電源との間に、スイッチ1004と、スイッチ1004を制御する制御部1008とが配置される。スイッチ1004は、制御部1008を通して、P_precharge信号により制御される。P_precharge信号がLowとなる期間においては、スイッチ1004のゲート電位はGNDレベルとなり、OFFになっている。P_precharge信号がHighとなる期間においては、スイッチ1004のゲート電位はVcharge電圧となり、プリチャージ動作が有効となる。 In the precharge control section 1002, a switch 1004 and a control section 1008 for controlling the switch 1004 are arranged between the output terminal OUT and the power supply. Switch 1004 is controlled by the P_precharge signal through controller 1008 . During the period when the P_precharge signal is Low, the gate potential of the switch 1004 is at the GND level and is OFF. During the period when the P_precharge signal is High, the gate potential of the switch 1004 becomes the Vcharge voltage and the precharge operation is enabled.

図7は、発光素子アレイの一部分を抜き出した等価回路である。本実施の形態における発光素子アレイの発光素子は、発光部がサイリスタで構成される発光サイリスタである。 FIG. 7 is an equivalent circuit extracted from a part of the light emitting element array. The light-emitting elements of the light-emitting element array in this embodiment are light-emitting thyristors whose light-emitting portions are composed of thyristors.

図7において、Ra、Rgはそれぞれアノード抵抗、ゲート抵抗であり、Tn等は転送サイリスタ、Dn等は転送ダイオード、Ln等は発光サイリスタを示す。Gn等は、対応する転送サイリスタTn、及び転送サイリスタTnに接続されている発光サイリスタLnの共通ゲート(ゲート端子)を表している。ここで、nは2以上の整数とする。Φ1が付されたラインは奇数番目の転送サイリスタの転送ライン、Φ2が付されたラインは偶数番目の転送サイリスタの転送ラインである。ΦW1~ΦW4が付されたラインは発光サイリスタの点灯信号ラインである。VGKはゲートラインであり、Φsが付されたラインはスタートパルスラインである。図7に示すように、1個の転送サイリスタTnに対し、発光サイリスタはL4n-3~L4nまでの4個が接続されており、同時に4個の発光サイリスタL4n-3~L4nが点灯可能な構成となっている。 In FIG. 7, Ra and Rg are an anode resistance and a gate resistance, respectively, Tn etc. are transfer thyristors, Dn etc. are transfer diodes, and Ln etc. are light emitting thyristors. Gn and the like represent the common gate (gate terminal) of the corresponding transfer thyristor Tn and the light-emitting thyristor Ln connected to the transfer thyristor Tn. Here, n is an integer of 2 or more. Lines labeled with Φ1 are transfer lines for odd-numbered transfer thyristors, and lines labeled with Φ2 are transfer lines for even-numbered transfer thyristors. Lines labeled ΦW1 to ΦW4 are lighting signal lines for the light-emitting thyristors. VGK is the gate line and the line labeled Φs is the start pulse line. As shown in FIG. 7, four light-emitting thyristors L4n-3 to L4n are connected to one transfer thyristor Tn, and the four light-emitting thyristors L4n-3 to L4n can be lit at the same time. It has become.

次に、図7に示す回路の動作について説明する。なお、図7の回路図において、ゲートラインVGKには5Vが印加されているものとし、Φ1転送ライン、Φ2転送ライン、及びΦW1~ΦW4点灯信号ラインに入力される電圧も、同じく5Vとする。転送サイリスタTnがON状態(オン状態)にあるとき、転送サイリスタTn、及び転送サイリスタTnに接続されている発光サイリスタLnの共通ゲートGnの電位は約0.2Vまで引き下げられる。発光サイリスタLnの共通ゲートGnと発光サイリスタLn+1の共通ゲートGn+1との間は、結合ダイオードDnで接続されているため、両者間には結合ダイオードDnの拡散電位に略等しい電位差が発生する。本例では、結合ダイオードDnの拡散電位は約1.5Vである。従って、発光サイリスタLn+1の共通ゲートGn+1の電位は、発光サイリスタLnの共通ゲートGnの電位の0.2Vに、拡散電位の1.5Vを加えた1.7V(=0.2V+1.5V)となる。 Next, operation of the circuit shown in FIG. 7 will be described. In the circuit diagram of FIG. 7, 5V is applied to the gate line VGK, and the voltages input to the Φ1 transfer line, Φ2 transfer line, and ΦW1 to ΦW4 lighting signal lines are also 5V. When the transfer thyristor Tn is in the ON state (ON state), the potential of the common gate Gn of the transfer thyristor Tn and the light-emitting thyristor Ln connected to the transfer thyristor Tn is lowered to about 0.2V. Since the common gate Gn of the light emitting thyristor Ln and the common gate Gn+1 of the light emitting thyristor Ln+1 are connected by the coupling diode Dn, a potential difference substantially equal to the diffusion potential of the coupling diode Dn is generated between them. In this example, the diffusion potential of the coupling diode Dn is approximately 1.5V. Therefore, the potential of the common gate Gn+1 of the light-emitting thyristor Ln+1 is 1.7V (=0.2V+1.5V) obtained by adding the diffusion potential of 1.5V to the potential of the common gate Gn of the light-emitting thyristor Ln of 0.2V. .

以下、同様に、発光サイリスタLn+2の共通ゲートGn+2の電位は3.2V(=1.7V+1.5V)、発光サイリスタLn+3(不図示)の共通ゲートGn+3(不図示)の電位は4.7V(=3.2V+1.5V)となる。ただし、発光サイリスタLn+4の共通ゲートGn+4(不図示)以降の電位は、ゲートラインVGKの電圧が5Vであり、これ以上の高い電圧にはならないので、5Vとなる。また、発光サイリスタLnの共通ゲートGnより前(図7の共通ゲートGnよりも左側)の共通ゲートGn-1の電位については、結合ダイオードDn-1が逆バイアス状態になっているため、ゲートラインVGKの電圧がそのまま印加され、5Vとなっている。 Similarly, the potential of the common gate Gn+2 of the light-emitting thyristor Ln+2 is 3.2 V (=1.7 V+1.5 V), and the potential of the common gate Gn+3 (not shown) of the light-emitting thyristor Ln+3 (not shown) is 4.7 V (= 3.2V+1.5V). However, the potential after the common gate Gn+4 (not shown) of the light-emitting thyristor Ln+4 is 5V because the voltage of the gate line VGK is 5V and cannot reach a higher voltage. As for the potential of the common gate Gn-1 before the common gate Gn of the light-emitting thyristor Ln (to the left of the common gate Gn in FIG. 7), the potential of the gate line Gn-1 is in the reverse biased state. The voltage of VGK is applied as it is and becomes 5V.

図8(a)は、転送サイリスタTnがON状態のときの各発光サイリスタLnの共通ゲートGnのゲート電位の分布を示す図である。共通ゲートGn-1、Gn、Gn+1・・・は、図7中の発光サイリスタの共通ゲートを指している。また、図8(a)の縦軸はゲート電位を示す。 FIG. 8(a) is a diagram showing the distribution of the gate potential of the common gate Gn of each light-emitting thyristor Ln when the transfer thyristor Tn is in the ON state. Common gates Gn−1, Gn, Gn+1, . . . refer to the common gates of the light emitting thyristors in FIG. The vertical axis of FIG. 8(a) indicates the gate potential.

各転送サイリスタがONするために必要な電圧(以下、しきい値電圧と表記)は、各々の発光サイリスタの共通ゲートのゲート電位に拡散電位(1.5V)を加えたものと、略同じである。例えば、転送サイリスタがONしているとき、同じ転送サイリスタTnのΦ2転送ラインに接続されている転送サイリスタの中で、共通ゲートのゲート電位が最も低いのは転送サイリスタTn+2である。転送サイリスタTn+2に接続されている発光サイリスタLn+2の共通ゲートGn+2の電位は、先に説明したように3.2V(=1.7V+1.5V))である。従って、転送サイリスタTn+2のしきい値電圧は4.7V(=3.2V+1.5V)となる。しかしながら、転送サイリスタTnがONしているため、Φ2転送ラインの電位は約1.5V(拡散電位)に引き込まれており、1.5Vは転送サイリスタTn+2のしきい値電圧より低いために、転送サイリスタTn+2はONすることができない。同じ転送ラインΦ2に接続されている他の転送サイリスタのしきい値電圧は、転送サイリスタTn+2のしきい値電圧よりも高いため、同様にONすることができず、転送サイリスタTnのみがON状態を保つことができる。 The voltage required to turn on each transfer thyristor (hereinafter referred to as threshold voltage) is approximately the same as the sum of the gate potential of the common gate of each light emitting thyristor and the diffusion potential (1.5 V). be. For example, when the transfer thyristor is ON, the transfer thyristor Tn+2 has the lowest common gate potential among the transfer thyristors connected to the Φ2 transfer line of the same transfer thyristor Tn. The potential of the common gate Gn+2 of the light-emitting thyristor Ln+2 connected to the transfer thyristor Tn+2 is 3.2 V (=1.7 V+1.5 V) as described above. Therefore, the threshold voltage of the transfer thyristor Tn+2 is 4.7V (=3.2V+1.5V). However, since the transfer thyristor Tn is ON, the potential of the Φ2 transfer line is drawn to about 1.5 V (diffusion potential), and 1.5 V is lower than the threshold voltage of the transfer thyristor Tn+2. Thyristor Tn+2 cannot be turned ON. Since the threshold voltages of the other transfer thyristors connected to the same transfer line Φ2 are higher than the threshold voltage of the transfer thyristor Tn+2, they cannot be similarly turned on, and only the transfer thyristor Tn is turned on. can keep.

また、Φ1転送ラインに接続されている転送サイリスタについては、しきい値電圧が最も低い状態である転送サイリスタTn+1のしきい値電圧は3.2V(=1.7V+1.5V)である。そして、次にしきい値電圧の低い転送サイリスタTn+3(図7では不図示)は6.2V(=4.7V+1.5V)である。この状態で、転送ラインΦ1に5Vが入力されると、転送サイリスタTn+1のみがON状態に遷移できる。この状態では、転送サイリスタTnと転送サイリスタTn+1とが同時にONした状態である。そのため、図7において、転送サイリスタTn+1よりも右側に設けられた転送サイリスタTn+2、Tn+3等のゲート電位は、各々、拡散電位(1.5V)分、引き下げられる。ただし、ゲートラインVGKの電圧が5Vであり、発光サイリスタの共通ゲートの電圧はゲートラインVGKの電圧で制限されるため、転送サイリスタTn+5よりも右側のゲート電位は5Vとなる。図8(b)は、このときの各共通ゲートGn-1~Gn+4のゲート電圧分布を示す図であり、縦軸はゲート電位を示す。 Regarding the transfer thyristors connected to the Φ1 transfer line, the threshold voltage of the transfer thyristor Tn+1, which has the lowest threshold voltage, is 3.2V (=1.7V+1.5V). Then, the transfer thyristor Tn+3 (not shown in FIG. 7) having the next lowest threshold voltage is 6.2V (=4.7V+1.5V). In this state, when 5V is input to the transfer line Φ1, only the transfer thyristor Tn+1 can transition to the ON state. In this state, the transfer thyristor Tn and the transfer thyristor Tn+1 are simultaneously turned ON. Therefore, in FIG. 7, the gate potentials of the transfer thyristors Tn+2, Tn+3, etc. provided on the right side of the transfer thyristor Tn+1 are lowered by the diffusion potential (1.5 V). However, since the voltage of the gate line VGK is 5V and the voltage of the common gate of the light-emitting thyristors is limited by the voltage of the gate line VGK, the gate potential on the right side of the transfer thyristor Tn+5 is 5V. FIG. 8(b) shows the gate voltage distribution of each of the common gates Gn−1 to Gn+4 at this time, and the vertical axis represents the gate potential.

この状態で、転送ラインΦ2の電位を0Vに下げると、転送サイリスタTnがOFFし、転送サイリスタTnの共通ゲートGnの電位がVGK電位まで上昇する。転送サイリスタTn+1はONのままである。図8(c)は、このときのゲート電圧分布を示す図であり、縦軸はゲート電位を示す。こうして、転送サイリスタTnから転送サイリスタTn+1へのON状態の転送が完了する。 In this state, when the potential of the transfer line Φ2 is lowered to 0V, the transfer thyristor Tn is turned off, and the potential of the common gate Gn of the transfer thyristor Tn rises to the VGK potential. The transfer thyristor Tn+1 remains ON. FIG. 8(c) is a diagram showing the gate voltage distribution at this time, and the vertical axis indicates the gate potential. Thus, the transfer of the ON state from the transfer thyristor Tn to the transfer thyristor Tn+1 is completed.

次に、発光サイリスタの発光動作に関して説明する。発光サイリスタL4n-3~L4nの4個の発光サイリスタのゲートは転送サイリスタTnの共通ゲートGnに共通に接続されている。そのため、転送サイリスタTnのみがONしているとき、発光サイリスタL4n-3~L4nのゲート電位は、共通ゲートGnと同じ0.2Vである。従って、各々の発光サイリスタのしきい値は1.7V(=0.2V+1.5V)であるので、発光サイリスタのΦW1~ΦW4点灯信号ラインから、1.7V以上の電圧が入力されれば、発光サイリスタL4n-3~L4nは点灯可能である。このことから、転送サイリスタTnがONしているときに、ΦW1~ΦW4点灯信号ラインに駆動信号である点灯信号を入力することにより、発光サイリスタL4n-3~L4nまでの4個の発光サイリスタを選択的に発光させることが可能である。 Next, the light emitting operation of the light emitting thyristor will be described. The gates of the four light emitting thyristors L4n-3 to L4n are commonly connected to the common gate Gn of the transfer thyristor Tn. Therefore, when only the transfer thyristor Tn is ON, the gate potential of the light-emitting thyristors L4n-3 to L4n is 0.2 V, which is the same as the common gate Gn. Therefore, since the threshold value of each light-emitting thyristor is 1.7V (=0.2V+1.5V), if a voltage of 1.7V or higher is input from the ΦW1 to ΦW4 lighting signal lines of the light-emitting thyristors, the light-emitting The thyristors L4n-3 to L4n can be lit. Therefore, when the transfer thyristor Tn is ON, the four light emitting thyristors L4n−3 to L4n are selected by inputting the lighting signal, which is the driving signal, to the ΦW1 to ΦW4 lighting signal lines. It is possible to emit light

このとき、転送サイリスタTnの隣の転送サイリスタTn+1の共通ゲートGn+1の電位は1.7Vであり、共通ゲートGn+1にゲート接続している発光サイリスタL4n+1~4n+4のしきい値電圧は3.2V(=1.7V+1.5V)となる。ΦW1~ΦW4点灯信号ラインから入力される点灯信号は5Vであるので、一見すると、発光サイリスタL4n-3~4nの点灯パターンと同じ点灯パターンで、発光サイリスタL4n+1~L4n+4も点灯しそうである。ところが、発光サイリスタL4n-3~L4nまでの方が、しきい値電圧が低い。そのため、ΦW1~ΦW4点灯信号ラインから点灯信号が入力された場合には、発光サイリスタL4n-3~L4nは、発光サイリスタL4n+1~L4n+4よりも早くONする。 At this time, the potential of the common gate Gn+1 of the transfer thyristor Tn+1 adjacent to the transfer thyristor Tn is 1.7 V, and the threshold voltage of the light-emitting thyristors L4n+1 to 4n+4 gate-connected to the common gate Gn+1 is 3.2 V (= 1.7V+1.5V). Since the lighting signal input from the ΦW1 to ΦW4 lighting signal lines is 5V, it seems that the light emitting thyristors L4n+1 to L4n+4 are also lit in the same lighting pattern as the light emitting thyristors L4n−3 to 4n. However, the light-emitting thyristors L4n-3 to L4n have lower threshold voltages. Therefore, when the lighting signal is input from the ΦW1 to ΦW4 lighting signal lines, the light-emitting thyristors L4n−3 to L4n are turned on earlier than the light-emitting thyristors L4n+1 to L4n+4.

一旦、発光サイリスタL4n-3~L4nがONすると、接続されているΦW1~ΦW4点灯信号ラインが約1.5V(拡散電位)に引き下げられる。そのため、ΦW1~ΦW4点灯信号ラインの電位が、発光サイリスタL4n+1~L4n+4のしきい値電圧よりも低くなるため、発光サイリスタL4n+1~L4n+4はONすることができない。このように、1個の転送サイリスタに複数の発光サイリスタを接続することで、複数個の発光サイリスタを同時点灯させることができる。 Once the light emitting thyristors L4n-3 to L4n are turned on, the connected ΦW1 to ΦW4 lighting signal lines are pulled down to approximately 1.5 V (diffusion potential). Therefore, the potential of the ΦW1 to ΦW4 lighting signal lines becomes lower than the threshold voltage of the light emitting thyristors L4n+1 to L4n+4, so that the light emitting thyristors L4n+1 to L4n+4 cannot be turned ON. Thus, by connecting a plurality of light-emitting thyristors to one transfer thyristor, it is possible to light the plurality of light-emitting thyristors simultaneously.

ここで、前述した動作のように、転送サイリスタのゲート電位を制御するには、選択順における次の転送サイリスタがONするタイミングにおいて、対応する発光サイリスタがOFF状態(オフ状態)である必要がある。これは、発光サイリスタは、ON状態となると、転送サイリスタの制御によりゲート電位を切り換えようとしてもゲート電圧を0.2Vに引き込むように動作するため、転送サイリスタによるゲート電位の制御が効かなくなるからである。 Here, as in the operation described above, in order to control the gate potential of the transfer thyristor, the corresponding light-emitting thyristor needs to be in the OFF state (OFF state) at the timing when the next transfer thyristor in the selection order turns ON. . This is because, when the light-emitting thyristor is turned on, even if it is attempted to switch the gate potential under the control of the transfer thyristor, the gate voltage is pulled to 0.2 V, so the control of the gate potential by the transfer thyristor becomes ineffective. be.

本実施の形態では、後に詳細に説明するように、ある発光サイリスタの立ち上がり時間を短縮するために、上記ある発光サイリスタに電圧を印加するタイミングを工夫する。すなわち、CPU400は、選択順における1つ前の発光サイリスタがOFFであり且つ、1つ前の発光サイリスタに対応する転送サイリスタがONとなっている状態において、上記ある発光サイリスタに電圧を印加するプリチャージ動作を開始する。このときCPU400は、上記ある発光サイリスタの端子電圧が1.7V以下となるレベルで上記ある発光サイリスタに電圧を印加する。このような動作により、転送サイリスタの転送動作に影響を与えることなく、発光サイリスタの発光の立ち上がり時間の短縮が可能となる。 In this embodiment, as will be described in detail later, the timing of applying voltage to the certain light-emitting thyristor is devised in order to shorten the rising time of the certain light-emitting thyristor. That is, the CPU 400 applies a voltage to the certain light-emitting thyristor in a state in which the light-emitting thyristor immediately before in the selection order is OFF and the transfer thyristor corresponding to the light-emitting thyristor immediately before is ON. Start charging operation. At this time, the CPU 400 applies a voltage to the certain light-emitting thyristor at a level at which the terminal voltage of the certain light-emitting thyristor becomes 1.7 V or less. Such an operation makes it possible to shorten the rise time of light emission of the light-emitting thyristor without affecting the transfer operation of the transfer thyristor.

図9は、図7に示す回路の駆動信号等の波形を示すタイミングチャートである。図9では、上から順に、ゲートラインVGK、スタートパルスラインΦs、奇数番目、偶数番目の転送サイリスタの転送ラインΦ1、Φ2、P_driveライン、P_prechargeライン、点灯信号ラインΦW1における信号波形を表している。また、図9の横軸は時間を示す。 FIG. 9 is a timing chart showing waveforms of driving signals and the like of the circuit shown in FIG. FIG. 9 shows signal waveforms in the gate line VGK, the start pulse line Φs, the transfer lines Φ1 and Φ2 of the odd-numbered and even-numbered transfer thyristors, the P_drive line, the P_precharge line, and the lighting signal line ΦW1 in order from the top. Moreover, the horizontal axis of FIG. 9 indicates time.

ゲートラインVGKには常に5Vが供給される。奇数番目の転送サイリスタ用のクロック信号である制御信号Φ1、偶数番目の転送サイリスタ用のクロック信号である制御信号Φ2が同じ周期Tcにて印加される。スタートパルスラインΦsには5Vが供給されているが、転送ラインΦ1が最初に5Vになる少し前にゲートラインに電位差をつけるために、スタートパルスラインΦsは0Vに落とされる。これにより、最初の転送サイリスタのゲートが5Vから1.7Vに引き込まれ、しきい値が3.2Vになって、制御信号Φ1でONできる状態になる。転送ラインΦ1に5Vが印加され、最初の転送サイリスタTn-1がON状態に遷移してから少し遅れて、スタートパルスラインΦsに5Vが供給され、以降、スタートパルスラインΦsには5Vが供給され続ける。 5V is always supplied to the gate line VGK. A control signal Φ1, which is a clock signal for odd-numbered transfer thyristors, and a control signal Φ2, which is a clock signal for even-numbered transfer thyristors, are applied at the same period Tc. The start pulse line Φs is supplied with 5V, but is dropped to 0V in order to create a potential difference across the gate lines shortly before the transfer line Φ1 first reaches 5V. As a result, the gate of the first transfer thyristor is pulled from 5V to 1.7V, the threshold becomes 3.2V, and it becomes a state in which it can be turned on by the control signal Φ1. 5 V is applied to the transfer line Φ1, and after a short delay after the first transfer thyristor Tn−1 transitions to the ON state, 5 V is supplied to the start pulse line Φs, and thereafter 5 V is supplied to the start pulse line Φs. continue.

転送ラインΦ1と転送ラインΦ2とは互いのON状態(ここでは5V)が重なる時間Tovを持ち、略相補的な関係になるように構成される。発光サイリスタの点灯信号ΦW1は、制御信号Φ1、Φ2の周期Tcの半分の周期で送信される。期間a~eの各々の長さは、周期Tcの半分の周期と同じであり、制御信号Φ1、Φ2のいずれかがONからOFFへ切り替わるタイミングに各期間の境界がある。点灯信号ΦW2~ΦW4についても、点灯信号ΦW1と同様のタイミングで制御される。P_drive信号がHiのタイミングでドライブ電流制御部1001の出力がONされる。つまり、ドライブ電流制御部1001が発光サイリスタの駆動を開始したタイミングと言うのは、図9で言うところのP_drive信号がLowからHiに変化した瞬間である。なお、信号の波形は理想的には、図9のような方形波になるが、実際に測定した場合、波形の立ち上がり部分は若干なまってしまうことがある。したがって、電圧の最大値(本実施例では5V)の8割程度の値を超えた瞬間をドライブ電流制御部1001が発光サイリスタの駆動を開始したタイミングと考えても良い。一方、ドライブ電流制御部1001による発光サイリスタの駆動期間が終了したタイミングと言うのは、図9で言うところのP_drive信号がHiからLowに変化した瞬間である。なお、信号の波形は理想的には、図9のような方形波になるが、実際に波形を測定した場合、波形の立ち下がり部分が若干なまってしまうことがある。したがって、電圧の最大値(本実施例では5V)の2割程度の値を下回った瞬間をドライブ電流制御部1001による発光サイリスタの駆動期間が終了したタイミングと考えても良い。 The transfer line Φ1 and the transfer line Φ2 have a time Tov during which their ON states (here, 5 V) overlap, and are configured to have a substantially complementary relationship. The lighting signal ΦW1 for the light-emitting thyristor is transmitted with a cycle that is half the cycle Tc of the control signals Φ1 and Φ2. The length of each of the periods a to e is the same as half the period of the period Tc, and the boundary of each period is the timing at which one of the control signals Φ1 and Φ2 switches from ON to OFF. The lighting signals ΦW2 to ΦW4 are also controlled at the same timing as the lighting signal ΦW1. The output of the drive current control unit 1001 is turned on at the timing when the P_drive signal is Hi. In other words, the timing at which the drive current control unit 1001 starts driving the light-emitting thyristor is the moment when the P_drive signal changes from Low to Hi in FIG. Ideally, the waveform of the signal is a square wave as shown in FIG. 9, but when actually measured, the rising portion of the waveform may be slightly dull. Therefore, the moment when the voltage exceeds about 80% of the maximum value (5 V in this embodiment) can be considered as the timing when the drive current control unit 1001 starts driving the light emitting thyristor. On the other hand, the timing at which the driving period of the light-emitting thyristor by the drive current control unit 1001 ends is the moment when the P_drive signal changes from Hi to Low in FIG. Ideally, the waveform of the signal is a square wave as shown in FIG. 9, but when the waveform is actually measured, the trailing edge of the waveform may be slightly dull. Therefore, the timing when the driving period of the light-emitting thyristor by the drive current control unit 1001 ends may be the moment when the voltage drops below about 20% of the maximum value (5 V in this embodiment).

また、P_precharge信号がHiのタイミングでプリチャージ制御部1002の出力がONされる。つまり、プリチャージ制御部1002が発光サイリスタの駆動を開始したタイミングと言うのは、図9で言うところのP_precharge信号がLowからHiに変化した瞬間である。なお、信号の波形は理想的には、図9のような方形波になるが、実際に波形を測定した場合、波形の立ち上がり部分は若干なまってしまうことがある。したがって、電圧の最大値(本実施例では5V)の8割程度の値を超えた瞬間をプリチャージ制御部1002が発光サイリスタの駆動を開始したタイミングと考えても良い。一方、プリチャージ制御部1002による発光サイリスタの駆動期間が終了したタイミングと言うのは、図9で言うところのP_precharge信号がHiからLowに変化した瞬間である。なお、信号の波形は理想的には、図9のような方形波になるが、実際に波形を測定した場合、波形の立ち下がり部分が若干なまってしまうことがある。したがって、電圧の最大値(本実施例では5V)の2割程度の値を下回った瞬間をプリチャージ制御部1002による発光サイリスタの駆動期間が終了したタイミングと考えても良い。 Also, the output of the precharge control unit 1002 is turned on at the timing when the P_precharge signal is Hi. In other words, the timing at which the precharge control unit 1002 starts driving the light-emitting thyristor is the moment when the P_precharge signal changes from Low to Hi in FIG. Ideally, the waveform of the signal is a square wave as shown in FIG. 9, but when the waveform is actually measured, the rising portion of the waveform may be slightly dull. Therefore, the timing at which the precharge control unit 1002 starts driving the light-emitting thyristor may be considered to be the moment when the voltage exceeds about 80% of the maximum value (5 V in this embodiment). On the other hand, the timing when the driving period of the light-emitting thyristor by the precharge control unit 1002 ends is the moment when the P_precharge signal changes from Hi to Low in FIG. Ideally, the waveform of the signal is a square wave as shown in FIG. 9, but when the waveform is actually measured, the trailing edge of the waveform may be slightly dull. Therefore, the moment when the voltage drops below about 20% of the maximum value (5 V in this embodiment) can be considered as the timing when the precharge control unit 1002 ends the driving period of the light-emitting thyristor.

この自己走査型発光素子アレイにおいては、複数の転送サイリスタは、入力信号である制御信号Φ1、Φ2に応じてON状態が順次シフトする。そして、転送サイリスタのON状態に応じて、発光する発光サイリスタ(発光素子)が選択される。転送サイリスタの選択順は、Tn-1→Tn→Tn+1→Tn+2・・・の順である。発光サイリスタは、・・・L4n-3~L4n+4→L4n+1~L4n+4・・・の順で発光する。 In this self-scanning light emitting element array, the ON states of the plurality of transfer thyristors are sequentially shifted according to control signals Φ1 and Φ2, which are input signals. A light emitting thyristor (light emitting element) that emits light is selected according to the ON state of the transfer thyristor. The order of selection of the transfer thyristors is Tn−1→Tn→Tn+1→Tn+2 . . . The light-emitting thyristors emit light in the order of . . . L4n−3 to L4n+4→L4n+1 to L4n+4 .

タイミングT1では、期間aにおける発光動作が既に終了し、ΦW1点灯信号ラインはOFF状態となっている。タイミングT1の後に転送ラインΦ1がLowに遷移することで転送動作が行われる。すなわち、転送ラインΦ1がLowに遷移するタイミングTyで、転送サイリスタのON状態が切り替わる。言い換えると、選択順における1つ前の発光サイリスタに対応する転送サイリスタがON状態からOFF状態へ切り替わり、次の転送サイリスタへのON状態の転送が完了する。 At timing T1, the light emitting operation in period a has already ended, and the ΦW1 lighting signal line is in the OFF state. A transfer operation is performed by the transfer line Φ1 transitioning to Low after timing T1. That is, the ON state of the transfer thyristor is switched at the timing Ty at which the transfer line Φ1 transitions to Low. In other words, the transfer thyristor corresponding to the previous light-emitting thyristor in the selection order switches from the ON state to the OFF state, and the transfer of the ON state to the next transfer thyristor is completed.

タイミングTxは、期間b内にONとなる発光サイリスタの1つ前の発光サイリスタ(期間a内にONとなるもの)の駆動が終了する(発光完了する)時刻である。タイミングTxは、転送ラインΦ2がONとなる時刻でもある。従って、タイミングTxからタイミングTyまでの期間は、ONとなる転送サイリスタの切り替え動作が行われている「転送期間」である。なお、転送ラインΦ2がONとなる時刻は、1つ前の発光サイリスタの駆動が終了する時刻より後でもよい。そのようにした場合は、転送ラインΦ2がONとなる時刻からタイミングTyまでの期間が転送期間となる。 The timing Tx is the time when the light-emitting thyristor (which turns on during the period a) immediately before the light-emitting thyristor turned on during the period b finishes driving (completes light emission). The timing Tx is also the time when the transfer line Φ2 is turned ON. Therefore, the period from the timing Tx to the timing Ty is a "transfer period" during which the switching operation of the transfer thyristor to be turned ON is performed. The time at which the transfer line Φ2 is turned ON may be after the time at which the driving of the previous light-emitting thyristor ends. In such a case, the period from the time when the transfer line Φ2 is turned ON to the timing Ty is the transfer period.

タイミングTx~Tyの間のタイミングT1でP_precharge信号がHiになり、プリチャージ制御部1002がONし、事前に設定されたVcharge電圧(1.7V以下)となるように発光サイリスタに電圧が印加される。ここで、Vcharge電圧が1.7V以下を維持することで、転送動作を正常に動作させることが可能となる。転送終了後におけるタイミングT2で、P_precharge信号がLowになってプリチャージ動作が終了すると共に、P_drive信号がHiになってドライブ電流制御部1001の出力がONになる。タイミングT3でP_drive信号がOFFになって、期間bにおける発光動作が終了する。T2~T3の期間でプリチャージ動作がOFFになっていることで、発光期間内にプリチャージ動作による余剰な電流が印加されることが回避される。 At timing T1 between timings Tx and Ty, the P_precharge signal becomes Hi, the precharge control unit 1002 is turned ON, and a voltage is applied to the light-emitting thyristor so that the preset Vcharge voltage (1.7 V or less) is reached. be. Here, by maintaining the Vcharge voltage at 1.7 V or less, it becomes possible to operate the transfer operation normally. At timing T2 after the end of the transfer, the P_precharge signal goes Low to end the precharge operation, and the P_drive signal goes High to turn on the output of the drive current control unit 1001 . At timing T3, the P_drive signal is turned OFF, and the light emitting operation in period b ends. Since the precharge operation is turned off during the period from T2 to T3, application of excess current due to the precharge operation during the light emission period is avoided.

このような動作により、転送期間中において発光サイリスタがONしない範囲で予め電圧を印加しておくことで、転送動作不良を発生させることなく発光期間中(T2~T3)における立ち上がり時間を短くすることができる。従って、露光ヘッド106aの十分な発光時間幅を確保することが可能となる。ここで、CPU400は、プリチャージ制御部1002の出力レベルが時間経過によってVcharge電圧に収束するように制御する。すなわち、CPU400は、プリチャージ制御部1002を、所定の印加時間(所定時間)が経過すると、予め設定したVcharge電圧に出力端子OUTの電圧が収束するように動作させる。従って、P_precharge信号の時間幅を厳密に制御しなくても安定したプリチャージ動作が可能となる。 With such an operation, a voltage is applied in advance within a range in which the light-emitting thyristor is not turned on during the transfer period, thereby shortening the rise time during the light-emitting period (T2 to T3) without causing a transfer operation failure. can be done. Therefore, it is possible to secure a sufficient light emission time width of the exposure head 106a. Here, the CPU 400 controls so that the output level of the precharge control section 1002 converges to the Vcharge voltage over time. That is, the CPU 400 causes the precharge control section 1002 to operate so that the voltage of the output terminal OUT converges to the preset Vcharge voltage after a predetermined application time (predetermined time) has elapsed. Therefore, a stable precharge operation is possible without strictly controlling the time width of the P_precharge signal.

本実施の形態によれば、制御手段としてのCPU400が、プリチャージ制御部1002に発光サイリスタの駆動を開始させるのは次のタイミングである。まず、発光サイリスタがオン状態である期間におけるドライブ電流制御部1001による発光サイリスタの駆動期間が終了した後、連続する次のオン状態である期間にシフトする前である。なおかつ、当該次のオン状態である期間においてドライブ電流制御部1001による発光サイリスタの駆動を開始させる前である。つまり、タイミングTx~T2の期間にプリチャージ制御部1002が発光サイリスタの駆動を開始する。これにより、発光サイリスタの発光タイミングを高速に切り替え制御する場合においても、光量の不足が生じる虞を低減することができる。特に、転送サイリスタのON(オン)状態が切り換わる前のタイミング(タイミングTyより前のタイミングT1)で、プリチャージ制御部1002による発光サイリスタ(発光素子)の駆動が開始される。具体的には、CPU400は、Tx~Tyの期間内に、プリチャージ制御部1002による発光サイリスタの駆動を開始させる。Tx~Tyの期間は、1つ前の発光サイリスタのドライブ電流制御部1001による駆動終了から、上記1つ前の発光サイリスタに対応する転送サイリスタがON状態からOFF状態へ切り替わるまでの間の期間である。これにより、転送サイリスタの転送動作不良を生じさせることなく発光サイリスタの高速発光を可能にすることができる。 According to the present embodiment, CPU 400 as a control means causes precharge control section 1002 to start driving the light emitting thyristor at the following timing. First, after the driving period of the light-emitting thyristor by the drive current control unit 1001 in the period in which the light-emitting thyristor is in the ON state ends, it is before shifting to the next consecutive ON-state period. Moreover, it is before the driving of the light emitting thyristor by the drive current control unit 1001 is started in the next ON state period. That is, the precharge control unit 1002 starts driving the light-emitting thyristor during the period from timing Tx to T2. As a result, even when the light emission timing of the light emitting thyristor is controlled to be switched at high speed, it is possible to reduce the possibility that the amount of light will be insufficient. In particular, the precharge control unit 1002 starts driving the light-emitting thyristor (light-emitting element) at the timing (timing T1 before the timing Ty) before the ON state of the transfer thyristor is switched. Specifically, the CPU 400 causes the precharge control unit 1002 to start driving the light-emitting thyristor during the period from Tx to Ty. The period from Tx to Ty is a period from the end of driving the preceding light-emitting thyristor by the drive current control unit 1001 until the transfer thyristor corresponding to the preceding light-emitting thyristor is switched from the ON state to the OFF state. be. As a result, the light-emitting thyristor can emit light at high speed without causing a transfer operation failure of the transfer thyristor.

また、プリチャージ制御部1002の出力レベルは、所定の印加時間(所定時間)が経過すると予め設定したVcharge電圧に収束する。CPU400は、発光サイリスタの駆動(プリチャージ動作)を開始させた後、少なくとも転送サイリスタのON状態が切り換わるまでの間(Tx~Ty)、発光サイリスタの端子電圧がVcharge電圧以下(閾値電圧以下)となるように制御する。ここで、Vcharge電圧は発光サイリスタの発光に必要な電圧である。言い換えれば、発光サイリスタの端子電圧がVcharge電圧以下であれば、発光サイリスタは非発光の状態である。ただし、ここで言う「非発光」とは、厳密な意味で一切発光していない状態のみを言うわけではない。感光ドラムが露光された後、トナーによってトナー像が現像され、用紙に画像として出力された場合に、人の目によって画像と認識できない程度であれば、例え発光サイリスタが微小に発光していたとしても、「非発光」であると定義する。従って、P_precharge信号の時間幅を厳密に制御する必要がなく、発光サイリスタを発光させない範囲で安定したプリチャージ動作を行うことができる。 Further, the output level of the precharge control section 1002 converges to the preset Vcharge voltage after a predetermined application time (predetermined time) has elapsed. After the CPU 400 starts driving the light-emitting thyristors (precharge operation), at least until the ON state of the transfer thyristors is switched (Tx to Ty), the terminal voltage of the light-emitting thyristors is Vcharge voltage or less (threshold voltage or less). Control so that Here, the Vcharge voltage is the voltage necessary for the light emitting thyristor to emit light. In other words, if the terminal voltage of the light-emitting thyristor is equal to or lower than the Vcharge voltage, the light-emitting thyristor is in a non-light-emitting state. However, the term "non-light-emitting" as used herein does not mean only the state in which light is not emitted at all in a strict sense. After the photosensitive drum is exposed, the toner image is developed with toner and output as an image on paper. If the image cannot be recognized by the human eye, even if the light-emitting thyristor emits a small amount of light. are also defined as being "non-luminescent". Therefore, there is no need to strictly control the time width of the P_precharge signal, and a stable precharge operation can be performed within a range in which the light-emitting thyristor does not emit light.

また、転送サイリスタのON状態が切り換わった以降(タイミングTy以降のタイミングT2)に、ドライブ電流制御部1001による発光サイリスタの駆動が開始される。これにより、発光サイリスタの光量を高精度に制御することが可能となる。なお、発光サイリスタの光量を高精度に制御する観点からは、プリチャージ制御部1002による発光サイリスタの駆動を停止させるタイミングは、ドライブ電流制御部1001による発光サイリスタの駆動開始と同時に限定されない。すなわち、ドライブ電流制御部1001による発光サイリスタの駆動開始と同時かまたは駆動開始後に、プリチャージ制御部1002による発光サイリスタの駆動を停止させてもよい。 Further, after the ON state of the transfer thyristor is switched (timing T2 after timing Ty), driving of the light-emitting thyristor by the drive current control unit 1001 is started. This makes it possible to control the light amount of the light-emitting thyristor with high accuracy. From the viewpoint of controlling the light intensity of the light-emitting thyristors with high accuracy, the timing of stopping the driving of the light-emitting thyristors by the precharge control unit 1002 is not limited to the timing when the drive current control unit 1001 starts driving the light-emitting thyristors. That is, the drive of the light-emitting thyristor by the precharge control unit 1002 may be stopped at the same time as or after the driving of the light-emitting thyristor by the drive current control unit 1001 is started.

なお、Vcharge電圧は、予めメモリ420に記憶された立ち上がり調整データに基づき、全ての発光サイリスタに共通の値として決定された。しかし、発光サイリスタの各々の発光立ち上がり時間を調整するための立ち上がり調整データを、発光サイリスタごとにメモリ420に記憶しておいてもよい。そしてCPU400は、この調整データに基づいてプリチャージ制御部1002の出力レベルを発光サイリスタごとに制御してもよい。すなわちCPU400は、調整データに基づいて、Vcharge電圧を発光サイリスタごとに決定してもよい。これにより、発光サイリスタに個体バラツキがあっても、各発光サイリスタの立ち上がり時間が均一になるように制御可能となる。 It should be noted that the Vcharge voltage was determined as a value common to all the light emitting thyristors based on rising adjustment data stored in the memory 420 in advance. However, rise adjustment data for adjusting the light emission rise time of each light emitting thyristor may be stored in the memory 420 for each light emitting thyristor. Then, CPU 400 may control the output level of precharge control section 1002 for each light emitting thyristor based on this adjustment data. That is, CPU 400 may determine the Vcharge voltage for each light-emitting thyristor based on the adjustment data. As a result, even if there are individual variations in the light-emitting thyristors, it is possible to control the rise times of the light-emitting thyristors to be uniform.

なお、画像形成の濃度を調整するために露光ヘッド106aの光量を大きく切り替える場合がある。そこで、CPU400は、ドライブ電流制御部1001の出力レベルに応じて、プリチャージ制御部1002の出力レベルを制御してもよい。これにより、例えば、露光ヘッド106aで必要とされる光量に応じて、プリチャージ動作時の印加電圧量を、立ち上がり時間が揃うように調整することで、均質な画像形成が可能となる。 In some cases, the amount of light emitted from the exposure head 106a is changed significantly in order to adjust the density of image formation. Therefore, CPU 400 may control the output level of precharge control section 1002 according to the output level of drive current control section 1001 . As a result, for example, by adjusting the amount of voltage applied during the precharge operation according to the amount of light required by the exposure head 106a so that the rise times are uniform, it is possible to form a uniform image.

(第2の実施の形態)
図10は、本発明の第2の実施の形態における発光素子駆動部414の内部回路を示す図である。図11は、図10に示す回路の駆動信号等の波形を示すタイミングチャートである。以下、第1の実施の形態と異なる部分を主に説明する。本実施の形態でも、転送サイリスタの転送動作中に発光サイリスタに電圧を印加することで、発光の立ち上がり時間を短縮化する。
(Second embodiment)
FIG. 10 is a diagram showing an internal circuit of the light emitting element driving section 414 according to the second embodiment of the invention. FIG. 11 is a timing chart showing waveforms of driving signals and the like of the circuit shown in FIG. In the following, differences from the first embodiment are mainly described. In this embodiment as well, the rise time of light emission is shortened by applying a voltage to the light-emitting thyristor during the transfer operation of the transfer thyristor.

図10に示すように、スイッチ1004のゲートには、Hi状態で5VとなるP_precharge信号が印加され、VDD(5V)から出力端子OUTに電流が印加されることで、プリチャージ動作が行われる。信号ライン1011は廃止されている。第1の実施の形態では、所定の印加時間が経過すると、予め設定したVcharge電圧に出力端子OUTの電圧が収束した。これに対し本実施の形態では、P_precharge信号のHi時間に応じて出力端子OUTの電圧が決定される。 As shown in FIG. 10, a P_precharge signal that becomes 5 V in the Hi state is applied to the gate of the switch 1004, and a precharge operation is performed by applying a current from VDD (5 V) to the output terminal OUT. Signal line 1011 is obsolete. In the first embodiment, the voltage of the output terminal OUT converges to the preset Vcharge voltage after the predetermined application time has elapsed. On the other hand, in this embodiment, the voltage of the output terminal OUT is determined according to the High time of the P_precharge signal.

図11に示すように、プリチャージ動作が行われる期間(P_precharge信号がHiの期間)において、発光サイリスタの端子電圧(点灯信号ΦW1)が立ち上がる。CPU400は、P_prechargeのHi時間を調整することで、転送期間における発光サイリスタの端子電圧を、発光サイリスタがONしない電圧(1.7V以下)に制御する。 As shown in FIG. 11, the terminal voltage (lighting signal ΦW1) of the light-emitting thyristor rises during the period during which the precharge operation is performed (while the P_precharge signal is Hi). The CPU 400 adjusts the high time of P_precharge to control the terminal voltage of the light-emitting thyristor during the transfer period to a voltage (1.7 V or less) at which the light-emitting thyristor does not turn on.

タイミングT1においてプリチャージ動作が開始され、タイミングT2でドライブ電流制御部1001の出力電流が印加される。本実施の形態では、タイミングT2以降のタイミングで、ドライブ電流制御部1001とプリチャージ制御部1002とが一時的に同時に出力するように制御される。すなわち、CPU400は、P_drive信号とP_precharge信号とを一定時間、同時にHi状態となるように、両信号をオーバーラップさせる。タイミングT2~Tzの期間がオーバーラップ期間である。このオーバーラップ期間において、ドライブ電流制御部1001とプリチャージ制御部1002とが同時に発光サイリスタを駆動することで、ドライブ能力が増し、より急速に発光サイリスタの発光を立ち上げることが可能となる。 A precharge operation is started at timing T1, and the output current of drive current control section 1001 is applied at timing T2. In the present embodiment, the drive current control section 1001 and the precharge control section 1002 are controlled to temporarily output at the timing after the timing T2. In other words, the CPU 400 causes the P_drive signal and the P_precharge signal to overlap each other so that they are in the Hi state at the same time for a certain period of time. A period from timing T2 to Tz is an overlap period. During this overlap period, the drive current control section 1001 and the precharge control section 1002 drive the light emitting thyristors at the same time, thereby increasing the drive capability and enabling the light emitting thyristors to start emitting light more rapidly.

本実施の形態によれば、転送サイリスタのON(オン)状態が切り換わる前のタイミングT1で、プリチャージ制御部1002による発光サイリスタの駆動が開始される。従って、発光サイリスタの発光タイミングを高速に切り替え制御する場合においても、光量の不足が生じる虞を低減することことに関し、第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。また、転送サイリスタの転送動作不良を生じさせることなく発光サイリスタの高速発光を可能にすることに関しても、第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。 According to the present embodiment, the precharge control unit 1002 starts driving the light-emitting thyristors at the timing T1 before the ON state of the transfer thyristors is switched. Therefore, even when the light emission timing of the light emitting thyristor is controlled to switch at a high speed, the same effect as in the first embodiment can be obtained in terms of reducing the risk of insufficient light quantity. In addition, the same effect as in the first embodiment can be obtained in terms of enabling the light-emitting thyristor to emit light at high speed without causing transfer operation failure of the transfer thyristor.

また、CPU400は、少なくとも転送サイリスタのON状態が切り換わるまでの間、プリチャージ制御部1002による発光サイリスタの駆動開始からの駆動時間を制御する。その際CPU400は、発光サイリスタの端子電圧が、発光サイリスタの発光に必要なVcharge電圧(閾値電圧)以下となるように上記駆動時間を制御する。これにより、発光サイリスタを発光させない範囲で安定したプリチャージ動作を行うことができる。 Further, the CPU 400 controls the driving time from the start of driving the light-emitting thyristor by the precharge control unit 1002 at least until the ON state of the transfer thyristor is switched. At that time, the CPU 400 controls the driving time so that the terminal voltage of the light-emitting thyristor becomes equal to or lower than the Vcharge voltage (threshold voltage) necessary for the light-emitting thyristor to emit light. As a result, a stable precharge operation can be performed within a range in which the light-emitting thyristor does not emit light.

また、第1の実施の形態と比べて、プリチャージ時の印加電圧(Vcharge)を設定するためのDACをドライブ信号生成部1009が備える必要がなくなるので、より簡素な回路で同様の効果を得ることが可能となる。 In addition, compared to the first embodiment, the drive signal generation unit 1009 does not need to have a DAC for setting the applied voltage (Vcharge) during precharging, so the same effect can be obtained with a simpler circuit. becomes possible.

なお、発光サイリスタの各々の発光立ち上がり時間を調整するための立ち上がり調整データを、発光サイリスタごとにメモリ420に記憶しておき、CPU400は、この調整データに基づいて上記駆動時間を発光サイリスタごとに制御してもよい。これにより、発光サイリスタに個体バラツキがあっても、各発光サイリスタの立ち上がり時間が均一になるように制御可能となる。 Rising adjustment data for adjusting the light emission rising time of each light emitting thyristor is stored in the memory 420 for each light emitting thyristor, and the CPU 400 controls the driving time for each light emitting thyristor based on this adjustment data. You may As a result, even if there are individual variations in the light-emitting thyristors, it is possible to control the rise times of the light-emitting thyristors to be uniform.

なお、上記各実施の形態において、転送期間中に発光サイリスタに電圧を印加する際、発光サイリスタがONしない電圧として1.7V以下を例示したが、この値は、発光サイリスタの特性によって定めればよく、1.7Vに限定されない。 In each of the above-described embodiments, when a voltage is applied to the light-emitting thyristor during the transfer period, the voltage at which the light-emitting thyristor does not turn on is 1.7 V or less. Well, not limited to 1.7V.

なお、上記各実施の形態において、1個の転送サイリスタに4個の発光サイリスタを接続することで、4個の発光サイリスタを同時点灯させることができた。しかし、同時点灯可能な数は4個に限定されず、また、同時点灯が可能であることは必須でない。 In each of the above-described embodiments, by connecting four light-emitting thyristors to one transfer thyristor, the four light-emitting thyristors could be lit simultaneously. However, the number of simultaneous lighting is not limited to four, and simultaneous lighting is not essential.

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。 Although the present invention has been described in detail based on its preferred embodiments, the present invention is not limited to these specific embodiments, and various forms without departing from the gist of the present invention can be applied to the present invention. included. Some of the above embodiments may be combined as appropriate.

400 CPU
1001 ドライブ電流制御部
1002 プリチャージ制御部
Tn 転送サイリスタ
Ln 発光サイリスタ
Φ1、Φ2 制御信号
400 CPUs
1001 drive current controller 1002 precharge controller Tn transfer thyristor Ln light emitting thyristor Φ1, Φ2 control signal

Claims (12)

入力されるクロック信号に基づいてオン状態が順次シフトする複数の転送サイリスタと、感光体を露光するために発光する複数の発光サイリスタであって前記複数の転送サイリスタの各々のゲート端子に接続された前記発光サイリスタと、を含み、前記転送サイリスタの状態に基づいて、発光する発光サイリスタが選択される自己走査型発光素子アレイ、を有する露光ヘッドであって、
第1の駆動信号に基づいて前記発光サイリスタを閾値電圧よりも大きい電圧で駆動する第1の駆動手段と、
第2の駆動信号に基づいて前記発光サイリスタを前記閾値電圧以下の電圧で駆動する第2の駆動手段と、
前記第1の駆動信号に基づく前記第1の駆動手段および前記第2の駆動信号に基づく前記第2の駆動手段のそれぞれによる前記発光サイリスタを駆動するタイミングを制御する制御手段であって、前記発光サイリスタがオン状態である期間における前記第1の駆動手段による前記発光サイリスタの駆動期間が終了した後、連続する次のオン状態である期間にシフトする前であって且つ当該次のオン状態である期間において前記第1の駆動手段による前記発光サイリスタの駆動を開始させる前に、前記第2の駆動手段に前記発光サイリスタの駆動を開始させる制御手段と、を備えることを特徴とする露光ヘッド。
a plurality of transfer thyristors whose on-states are sequentially shifted based on an input clock signal; and a plurality of light-emitting thyristors that emit light to expose a photoreceptor and are connected to respective gate terminals of the plurality of transfer thyristors. and a self-scanning light-emitting element array in which a light-emitting light-emitting thyristor is selected based on the state of the transfer thyristor,
first driving means for driving the light-emitting thyristor with a voltage higher than a threshold voltage based on a first driving signal;
a second driving means for driving the light-emitting thyristor with a voltage equal to or lower than the threshold voltage based on a second driving signal;
Control means for controlling timings for driving the light-emitting thyristors by the first drive means based on the first drive signal and the second drive means based on the second drive signal, wherein the light emission After the driving period of the light-emitting thyristor by the first driving means in the period in which the thyristor is in the ON state ends, and before shifting to the next successive ON state period, and in the next ON state. and a control means for causing the second driving means to start driving the light emitting thyristors before the first driving means starts driving the light emitting thyristors in the period.
前記制御手段は、前記転送サイリスタのオン状態が切り換わる前のタイミングで、前記第2の駆動手段による前記発光サイリスタの駆動を開始させるよう制御することを特徴とする請求項1に記載の露光ヘッド。 2. The exposure head according to claim 1, wherein the control means controls to start driving the light-emitting thyristor by the second driving means at a timing before the ON state of the transfer thyristor is switched. . 前記制御手段は、選択順における前記発光サイリスタの1つ前の発光サイリスタの前記第1の駆動手段による駆動が終了してから、前記1つ前の発光サイリスタに対応する転送サイリスタがオン状態からオフ状態へ切り替わるまでの間に、前記第2の駆動手段による前記発光サイリスタの駆動を開始させるよう制御することを特徴とする請求項1または2に記載の露光ヘッド。 The control means controls the transfer thyristor corresponding to the light-emitting thyristor immediately before the light-emitting thyristor in the selection order to turn off after the driving of the light-emitting thyristor immediately before the light-emitting thyristor in the selection order is completed by the first driving means. 3. The exposure head according to claim 1, wherein the second driving means controls to start driving the light-emitting thyristor until the state is changed. 前記閾値電圧は、前記発光サイリスタの発光に必要な電圧であり、
前記制御手段は、前記第2の駆動手段による前記発光サイリスタの駆動を開始させた後、少なくとも前記転送サイリスタのオン状態が切り換わるまでの間、前記発光サイリスタの端子電圧が、前記閾値電圧以下となるように前記第2の駆動手段を制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の露光ヘッド。
The threshold voltage is a voltage required for light emission of the light-emitting thyristor,
The control means controls the terminal voltage of the light-emitting thyristor to be equal to or lower than the threshold voltage at least until the ON state of the transfer thyristor is switched after the second driving means starts driving the light-emitting thyristor. 4. The exposure head according to any one of claims 1 to 3, wherein said second drive means is controlled so as to
前記制御手段は、前記第2の駆動手段の出力レベルが時間経過によって前記閾値電圧に収束するように制御することを特徴とする請求項4に記載の露光ヘッド。 5. An exposure head according to claim 4, wherein said control means controls the output level of said second driving means to converge to said threshold voltage over time. 前記制御手段は、少なくとも前記転送サイリスタのオン状態が切り換わるまでの間、前記第2の駆動手段による前記発光サイリスタの駆動開始からの駆動時間を制御することで、前記発光サイリスタの端子電圧が前記閾値電圧以下となるように制御することを特徴とする請求項4に記載の露光ヘッド。 The control means controls the driving time from the start of driving the light emitting thyristor by the second driving means at least until the ON state of the transfer thyristor is switched, so that the terminal voltage of the light emitting thyristor changes to the 5. The exposure head according to claim 4, wherein control is performed so that the voltage is equal to or lower than the threshold voltage. 前記制御手段は、前記転送サイリスタのオン状態が切り換わった以降に、前記第1の駆動手段による前記発光サイリスタの駆動を開始させることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の露光ヘッド。 7. The apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the control means causes the first driving means to start driving the light-emitting thyristor after the ON state of the transfer thyristor is switched. exposure head. 前記制御手段は、前記第1の駆動手段による前記発光サイリスタの駆動開始と同時かまたは駆動開始後に、前記第2の駆動手段による前記発光サイリスタの駆動を停止させることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の露光ヘッド。 3. The control means stops the driving of the light-emitting thyristor by the second driving means at the same time as or after the driving of the light-emitting thyristor by the first driving means is started. 8. The exposure head according to any one of 7. 前記発光サイリスタの各々の発光立ち上がり時間を調整するための調整データを記憶する記憶部を有し、
前記制御手段は、前記記憶部に記憶された前記調整データに基づいて前記第2の駆動手段の出力レベルを前記発光サイリスタごとに決定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の露光ヘッド。
a storage unit that stores adjustment data for adjusting the light emission rise time of each of the light emitting thyristors;
5. The controller according to any one of claims 1 to 4, wherein the controller determines the output level of the second driver for each light-emitting thyristor based on the adjustment data stored in the storage unit. The exposure head described in .
前記制御手段は、前記第1の駆動手段の出力レベルに応じて、前記第2の駆動手段の出力レベルを調整することを特徴とする請求項1に記載の露光ヘッド。 2. An exposure head according to claim 1, wherein said control means adjusts the output level of said second driving means according to the output level of said first driving means. 前記発光サイリスタの各々の発光立ち上がり時間を調整するための調整データを記憶する記憶部を有し、
前記制御手段は、前記記憶部に記憶された前記調整データに基づいて前記駆動時間を前記発光サイリスタごとに制御することを特徴とする請求項6に記載の露光ヘッド。
a storage unit that stores adjustment data for adjusting the light emission rise time of each of the light emitting thyristors;
7. An exposure head according to claim 6, wherein said control means controls said driving time for each said light emitting thyristor based on said adjustment data stored in said storage section.
請求項1乃至11のいずれか1項に記載の露光ヘッドと、
前記感光体と、を有することを特徴とする画像形成装置。

an exposure head according to any one of claims 1 to 11;
and the photoreceptor.

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