JPH09199760A - 光量制御装置及び光量制御方法 - Google Patents

光量制御装置及び光量制御方法

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JPH09199760A
JPH09199760A JP816496A JP816496A JPH09199760A JP H09199760 A JPH09199760 A JP H09199760A JP 816496 A JP816496 A JP 816496A JP 816496 A JP816496 A JP 816496A JP H09199760 A JPH09199760 A JP H09199760A
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JP
Japan
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light emitting
thyristor
light
bias voltage
emitting element
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JP816496A
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Shigeo Hatake
茂雄 畠
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 LEDアレーを構成する発光用サイリスタの
発光量にばらつきがある。 【解決手段】 発光サイリスタをONさせたときに、発
光用サイリスタに直列に接続された抵抗に流れる電流を
直接検出する。そして、その電流値に応じて発光用サイ
リスタに与えるバイアス電圧を制御することによって、
発光用サイリスタに流れる電流量を常に規定値に調整す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、発光用サ
イリスタ等の発光用素子の光量を制御する光量制御装置
及び光量制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、自己走査型LEDアレー(以
降、SLEDと呼ぶ)は、駆動回路を集積した光プリン
タ用発光素子アレイとして用いられたり、PNPNサイ
リスタ構造を採用したもの等が知られており、記録用発
光素子として注目されている。
【0003】図3は、SLEDの一例を示す図であり、
図4は、このSLEDを制御するためのコントロール信
号及びタイミングを示す図である。ここでは、全素子を
点灯する場合の例について説明する。
【0004】図3において、VGAはSLEDの電源電
圧にあたり、図示した抵抗を介して、スタートパルスφ
Sにカスケードに接続されたダイオードに接続されてい
る。図示するように、SLEDは、転送用サイリスタ1
´〜5´がアレー状に配列されたものと、発光用サイリ
スタ1〜5をアレー状に配列したものからなる。そし
て、転送用及び発光用サイリスタのそれぞれのゲートが
接続され、1番目のサイリスタは、スタートパルスφS
の信号入力部に接続される。また、2番目のサイリスタ
のゲートは、スタートパルスφSに接続されたダイオー
ドのカソードに接続されており、3番目のサイリスタ
は、次のダイオードのカソードに接続される、というよ
うな構成をとる。
【0005】そこで、図4に示すタイミングチャートに
従い、上記SLEDの転送及び発光について説明する。
【0006】転送の開始は、スタートパルスφSを−3
Vから0Vに変化させることにより始る。スタートパル
スφSが0Vになることにより、図3のa〜e点の電圧
は、Va=0V,Vb=−1.3V(ダイオードの順方
向電圧降下を1.3Vとする),Vc=−2.6V、V
d以降は−3Vとなる。その結果、転送用サイリスタ
1’,2’のゲート信号は、−3スタートパルスVか
ら、それぞれ0V,−1.3Vと変化する。
【0007】この状態で、φ1を0Vから−3Vにする
ことにより、転送用サイリスタ1’のそれぞれの部位の
電位は、アノード:0V、カソード:−3V、ゲート:
−1.3Vとなり、サイリスタのON条件が満たされる
ので、この転送用サイリスタ1’はONする。この状態
で、スタートパルスφSを−3Vに変えても、サイリス
タ1'はONしているため、Va≒0Vとなる。その理
由は、ここでは、不図示の抵抗を介してパルスが印加さ
れており、サイリスタは一旦ONすると、アノードとゲ
ート間の電位がほぼ等しくなるからである。
【0008】このため、スタートパルスφSを−3Vに
しても、1番目のサイリスタのON条件が保持され、1
番目のシフト動作が完了する。この状態で、発光サイリ
スタ用のφI信号を0Vから−3Vにすると、転送用サ
イリスタ1’がONした条件と同じになるため、発光サ
イリスタ1がONし、1番目のLEDが点灯することに
なる。
【0009】1番目のLEDは、φI信号を0Vに戻す
ことにより、発光サイリスタ1のアノード・カソード間
の電位差がなくなり、サイリスタの最低保持電流を維持
できなくなるため、発光サイリスタ1はOFFする。
【0010】次に、転送用サイリスタ1’から転送用サ
イリスタ2’に、サイリスタのON条件を転送する方法
について説明する。
【0011】発光サイリスタ1がOFFしても、φ1が
−3Vのままなので、転送用サイリスタ1’はONのま
まとなる。転送用サイリスタ1’のゲート電圧について
は、Va≒0Vであり、Vb=−1.3Vであるから、
この状態でφ2を0Vから−3Vに変化させることによ
り、転送用サイリスタ2'の電位は、アノード:0V、
カソード:−3V、ゲート:−1.3Vとなる。これに
より、転送用サイリスタ2’がONする。
【0012】転送用サイリスタ2’がONした後、φ1
を−3Vから0Vに変えることにより、転送用サイリス
タ1’は、発光サイリスタ1がOFFしたのと同様に、
OFFする。このように、転送用サイリスタのON状態
が、サイリスタ1’からサイリスタ2’に移る。そし
て、φIを0Vから−3Vにすると、発光サイリスタ2
がONし、発光する。
【0013】なお、ONしている転送用サイリスタに対
応する発光サイリスタのみを発光できる理由は、転送用
サイリスタがONしていない場合、ONしているサイリ
スタの隣のサイリスタを除いてゲート電圧が−3Vであ
るため、サイリスタのON条件とならない。隣のサイリ
スタについても、発光用サイリスタがONすることによ
り、φIの電位は−1.6V(発光用サイリスタの順方
向電圧降下分)となるため、隣のサイリスタについては
ゲート・カソード間の電位差がないため、ONすること
ができない。
【0014】図5は、従来のSLEDアレーの一般的な
ドライブ回路(φI)を示す図である。同図において、
−Vgcは、発光用サイリスタを発光させるためのバイ
アス電圧、106pはパルス発生回路、φIは、図3に
示す発光サイリスタのカソードに接続される。そして、
パルス発生回路106pからの信号によりトランジスタ
301pが駆動され、その結果、抵抗101p、コンデ
ンサ201pを介して、発光用サイリスタが発光させ
る。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
のLED発光ドライブ回路では、抵抗101pが発光用
サイリスタの電流決定抵抗となっているが、同じ電流を
流そうとしても、発光用サイリスタのカソードコンダク
タンス、半導体内部のキャリア濃度、モビリティー等の
変動による発光量のばらつきを補正することは困難であ
る。その結果、この種のLEDアレーによって記録媒体
に画像を形成した場合、上記のようなバラツキがその画
像の濃淡の変動にも影響を及ぼすという不都合がある。
【0016】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、発光用サイリスタに流
れる電流量を常に規定値に調整できる光量制御装置及び
光量制御方法を提供することである。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記に目的を達成するた
め、本発明は、発光用素子に所定バイアス電圧をかける
駆動手段と、前記発光用素子に直列に接続した付加素子
に流れる電流を検出する手段と、前記検出した電流に応
じて、前記駆動手段によるバイアス電圧を調整する手段
とを備え、前記バイアス電圧の調整により、前記発光用
素子の発光量をリアルタイムに補正する。
【0018】また、他の発明は、発光用素子に所定バイ
アス電圧をかける駆動手段と、前記駆動手段に直列に接
続した付加素子に流れる電流を検出する手段と、前記検
出した電流に応じて、前記駆動手段によるバイアス電圧
を調整する手段とを備え、前記バイアス電圧の調整によ
り、前記発光用素子の発光量をリアルタイムに補正す
る。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係る実施の形態を詳細に説明する。 [第1の実施の形態]図1は、本発明の第1の実施の形
態に係る発光駆動回路の構成を示す図である。同図にお
いて、106はパルス発生回路、107はサンプル/ホ
ールド回路である。そして、このパルス発生回路106
からの信号によりトランジスタ301が駆動され、抵抗
101、コンデンサ201を介して、発光用サイリスタ
が発光される。
【0020】具体的に説明すると、パルス発生回路10
6より、画像データに対応したパルスがトランジスタ3
01のベースに与えられると、所定の電圧・電流が抵抗
101、容量201を介して、発光用サイリスタのカソ
ード(φI)に供給される。そして、そのときの発光用
サイリスタに流れる電流量を、抵抗102によって電圧
値に変換し、その電圧(ホールド値)をサンプル/ホー
ルド回路107にて保持する。
【0021】その後、コンパレータ401で、上記のホ
ールド値と基準電圧値(Vref)を比較し、そのの大
小によって、コンパレータ401の出力が制御される。
ここで、Vrefは、抵抗102の抵抗値から求められ
る、発光用サイリスタに流す規定電流値に対する電圧値
が与えられている。さらに、このコンパレータ401の
出力によって、トランジスタ302,303が駆動さ
れ、発光用サイリスタに与えるバイアス電圧(−Vg
a)の制御が行なわれる。
【0022】つまり、ここでは、発光用サイリスタの発
光量が、そこに流れる電流量に比例することから、発光
用サイリスタに常に同電流量を流すために、基準電流量
に対応したVrefと、検出電流量に対応した抵抗10
2によって変換された電圧値が同じ電圧値となるよう
に、リアルタイムに制御している。。
【0023】また、サンプル/ホールド回路107に対
するリセット信号は、発光用サイリスタのON信号発生
より前のタイミングで、パルス発生回路106より与え
られる。なお、このリセット動作については、本発明に
は直接関係しないので、その詳細説明は省略する。
【0024】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、発光サイリスタをONさせたときに、発光用サイリ
スタに直列に接続された抵抗に流れる電流を直接検出
し、その電流値に応じて発光用サイリスタに与えるバイ
アス電圧を制御することによって、発光用サイリスタに
流れる電流量を常に規定値に調整できる。
【0025】また、このように制御された発光用サイリ
スタを画像形成装置のLEDヘッドアレーとして用いる
ことで、当該画像形成装置の発光のビット補正が可能と
なる。 [第2の実施の形態]図2は、本発明の第2の実施の形
態に係る発光駆動回路の構成を示す図である。なお、同
図において、図1に示す、上記第1の実施の形態に係る
発光駆動回路と同一構成要素には同一符号を付す。
【0026】図2において、106はパル発生回路、1
07はサンプル/ホールド回路であり、本実施の形態に
係る発光駆動回路では、発光用サイリスタに流れる電流
の検出ポイントを、ドライブトランジスタ側に配置し、
その電流量を一定にするようにバイアス電圧を制御す
る。
【0027】まず、パルス発生回路106より、画像デ
ータに対応したパルスがトランジスタ301のベースに
与えられると、抵抗101,コンデンサ201を介し
て、所定の電圧・電流が発光用サイリスタのカソード
(φI)に供給される。そして、そのときのドライブト
ランジスタ301に流れる電流量を、抵抗102によっ
て電圧値に変換し、その値(ホールド値)をサンプル/
ホールド回路107で保持する。
【0028】その後、コンパレータ401で、上記のホ
ールド値と基準電圧値(Vref)の大小を比較し、そ
の結果によって、コンパレータ401の出力を制御す
る。なお、ここでもVrefとしては、抵抗102の抵
抗値から求められる、ドライブトランジスタ301に流
す規定電流値に対応する電圧値が与えられる。
【0029】さらに、このコンパレータ401からの出
力によって、トランジスタ302,303が駆動され、
それにより発光用サイリスタに与えるバイアス電圧(−
Vga)を制御する。
【0030】つまり、ドライブトランジスタ301に常
に同電流量を流すために、基準電流量に対応したVre
fと、検出電流量に対応した、抵抗102によって変換
された電圧値が同じ電圧値になるように、リアルタイム
に制御する。
【0031】図2に示すように、本実施の形態における
発光用サイリスタON時に流れる各部の電流をi1,i
2,i3とした場合、それらの関係は、下記の式(1)
にて表わされる。
【0032】 i1=i2+i3 …(1) ここで、i2は常に一定電流値であるから、上述の方法
によって、i1を定電流値に制御することによって、発
光サイリスタに流れる電流i3を一定電流値に制御でき
る。
【0033】なお、サンプル/ホールド回路107に対
するリセット信号は、発光用サイリスタのON信号発生
より前のタイミングで、パルス発生回路106より与え
られるが、この動作は、本発明の本質とは無関係である
ため、その詳細説明は省略する。
【0034】このように、本実施の形態によれば、発光
サイリスタON時に、発光用サイリスタのドライブトラ
ンジスタに流れる電流を直接検出し、その電流値に応じ
て発光用サイリスタに与えるバイアス電圧を制御するこ
とによって、発光用サイリスタに流れる電流量を常に規
定値に調整できる。
【0035】本発明は、複数の機器から構成されるシス
テムに適用しても、1つの機器からなる装置に適用して
も良い。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発光用素子に直列に接続した付加素子に流れる電流を検
出して得られた結果に応じて、この発光用素子の駆動手
段によるバイアス電圧を調整することで、発光用素子に
流れる電流量を常に規定値に調整することが可能にな
る。
【0037】また、他の発明によれば、発光用素子の駆
動部に直列に接続した付加素子に流れる電流を検出して
得られた結果に応じて、この駆動部によるバイアス電圧
を調整することで、発光用素子に流れる電流量を常に規
定値に調整できる。
【0038】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る発光駆動回路
の構成を示す図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態に係る発光駆動回路
の構成を示す図である。。
【図3】SLEDの内部概略構成を示す図である。
【図4】SLEDのドライブパルス波形を示す図であ
る。
【図5】従来のSLEDドライバーの概略構成を示す図
である。
【符号の説明】
1,2,3,4,5 発光用サイリスタ 1’,2’,3’,4’,5’ 転送用サイリスタ 106 パルス発生回路 107 サンプル/ホールド回路 101,102, 103 抵抗 201 コンデンサ 301,302,303 トランジスタ 401 コンパレータ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光用素子に所定バイアス電圧をかける
    駆動手段と、 前記発光用素子に直列に接続した付加素子に流れる電流
    を検出する手段と、 前記検出した電流に応じて、前記駆動手段によるバイア
    ス電圧を調整する手段とを備え、 前記バイアス電圧の調整により、前記発光用素子の発光
    量をリアルタイムに補正することを特徴とする光量制御
    装置。
  2. 【請求項2】 発光用素子に所定バイアス電圧をかける
    駆動手段と、 前記駆動手段に直列に接続した付加素子に流れる電流を
    検出する手段と、 前記検出した電流に応じて、前記駆動手段によるバイア
    ス電圧を調整する手段とを備え、 前記バイアス電圧の調整により、前記発光用素子の発光
    量をリアルタイムに補正することを特徴とする光量制御
    装置。
  3. 【請求項3】 前記発光用素子は発光用サイリスタであ
    ることを特徴とする請求項1あるいは請求項2に記載の
    光量制御装置。
  4. 【請求項4】 前記付加素子は抵抗であることを特徴と
    する請求項1あるいは請求項2に記載の光量制御装置。
  5. 【請求項5】 請求項1あるいは請求項2に記載の光量
    制御装置を用いて、少なくとも1つ以上の転送用発光サ
    イリスタがアレー状に並べられ、該転送用発光サイリス
    タと平行に少なくとも1つ以上の発光用サイリスタがア
    レー状に並べられた自己走査型LEDアレーの発光制御
    を行なうことを特徴とする光量制御方法。
JP816496A 1996-01-22 1996-01-22 光量制御装置及び光量制御方法 Withdrawn JPH09199760A (ja)

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Effective date: 20030401