JPS61150286A - 発光素子アレイの光量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、発光素子アレイの光、量制御装置に関する。

従来の技術 一般に、発光素子アレイ、具体的には発光ダイオード（
ＬＥＤ）アレイは光プリンタ等の光源として用いられる
。この発光ダイオードアレイは、例えばＮ形ガリウム砒
素の単結晶基板の上に亜鉛等−をモザイクアレイ状にＰ
形の不純物拡散を行なうことにより形成される。このと
き、ｍ結晶基板の組成の不均質性や結晶欠陥あるいは拡
散された不純物の濃度の違い等により個々のモザイク素
子の発光効率がばらつく。このため、各素子に一定の電
流を流して発光させたとき、その発光強度にむらを生ず
ることになる。ここに、最新の製造技術によってもこの
ような発光強度のむらをなくすことは殆ど不可能に近く
、例えば１／２の強度むらを許容するとしてもその歩留
は１０％程度である。このため、光プリンタに応用する
場合には、各発光ダイオードに流す電流値を制御して発
光強度を一様にする方式や、各発光ダイオードの発光時
間を変えることｔこより露光エネルギーを一定にする方
式が提案されている。　　　　′前者の発光強度を一様
にする方式としては、例えば特開昭５６−１５５９５９
号公報に示されるように、発光ダイオードアレイの各ダ
イオード毎に直列に可変抵抗を接続し、定電圧を印加し
たときに各発光ダイオードの発光強度が一定になるよう
にこの可変抵抗の抵抗値を調節するものがある。

この他、発光ダイオードアレイの各ダイオード毎に直列
に設けた薄膜抵抗をレーザトリミングすることによりそ
の抵抗値を調整するようにしたものもある。

又、後者の発光ダイオードの発光時間を変えて露光エネ
ルギーを一定にする方式は、例えば特開昭５８−７８４
７６号公報に示される。これは、発光ダイオードの発光
データをプログラマブルＲＯＭに記憶させておき、印字
の位置及び印字の太さに応じて発光時間を制御し、露光
エネルギーを一定にするものである。

発明が解決しようとする問題点 前者の方式の場合、各発光素子毎に接続した抵抗の抵抗
値の調整であり、その設定が面倒である。

又、後者の方式については、同公報に記載されているよ
うに、並列ビットの発光データを１ライン分シフトレジ
スタに転送してこれらのデータを一旦ラッチし、複数個
の３ステートの並列バッファを介して個々の発光ダイオ
ードに加えろものであり、このとき並列バッファは２進
桁の何れかに対応しており、スイッチにより順次切り換
えることにより発光ダイオードのドライバーを作動させ
、発光時間を２ｎ段階（ｎは並列バッファ数）に制御す
るものである。つまり、１ラインの発光ダイオードアレ
イを同時に発光させる構成であり、大きな電源容量を必
要とし、実用的でない。例えば、Ａ３サイズに対応させ
て発光ダイオードアレイであれば少なくとも１８００個
の素子の集積からなり、１個当たり２０ミリアンペアの
電流を通電させるとすればアレイ全体では３６アンペア
の電流を要することになる。又、このような並列同時駆
動のための電子回路も複雑となる。

しかして、本発明は、各発光素子の抵抗値調整方式を採
ることなく、かつ、大きな電源容量を要＝３− することなく、各発光素子の発光強度のばらつきを補正
して一様な露光エネルギーとすることができる発光素子
アレイの光量制御装置を得ろことを目的とする。

問題点を解決するための手段　一 本発明は、上記問題点を解決するため、発光素子アレイ
１の個々の発光素子２に対して走査パルスを出力する走
査信号発生器４と、個々の発光素子２の発光強度のデー
タを蓄積したデータ蓄積器６と、クロック信号により走
査信号発生器４及びデータ蓄積器６の番地を指定するカ
ウンタ回路５と、データ蓄積器６に蓄積された発光強度
のデータに基づき発光素子アレイ１の個々の発光素子２
の出力エネルギーを制御する光量制御回路７と、外部情
報の有無に対応して前記発光素子の点灯又は消灯を制御
する情報スイッチ手段とを設ける構成を採用するもので
ある。

作用 走査信号発生器４からの走査パルスで走査して個々の発
光素子２を順に発光させる際、その発光−４＝ 素子２の発光強度についてのデータを予め蓄積している
データ蓄積器６から読み出して、このデータに基づき光
量制御回路７でその発光素子２に対する電流又は発光時
間を個々に制御して、発光エネルギーが一定化されるよ
う制御するものである。

実施例 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

まず、第１図は例えば光プリンタの書き込み用の発光ダ
イオードアレイ装置を示すもので、発光素子アレイとし
ての発光ダイオードアレイ１が設けられている。この発
光ダイオードアレイ１は、Ｎ形Ｇ　ａ　Ａ　ｓ基板上に
亜鉛等の不純物をモザイク状に拡散させて多数のｐｎ接
合による発光ダイオード２をアレイ状に形成したもので
ある。従って、各発光ダイオード２のカソード側は共通
基板になっており、アノード側は各々独立した配線３と
され、これらの配線３を介して各発光ダイオード２に接
続された走査信号発生器４が設けられている。

この走査信号発生器４はデコーダ回路構成であり、カウ
ンタ回路５から２進化出力が供給されるように接続され
ている。又、このカウンタ回路５にはデータ蓄積器とな
る半導体構成のデータメモリー６が接続されている。こ
のデータメモリー６は後述するように、前記発光ダイオ
ードアレイ１を構成する個々の発光ダイオード２の発光
強度、即ち一定電流を各発光ダイオード２に流したとき
の発光出力に対応したデータが２進化符号として書き込
まれたものであり、このデータは必要に応じて１ワ一ド
４〜８ビツト程度である。このようなデータメモリー６
には光量制御回路７が接続されている。この光量制御回
路７はデータメモリー６に蓄積されたデータに基づき個
々の発光ダイオード２に対する供給電流又は供給時間を
制御して全発光ダイオード２の発光強度又は発光エネル
ギーが一定になるように制御するものである。この光量
制御回路７には情報入力線８が接続され、外部から供給
される情報信号の有無により断続して前記発光ダイオー
ド２の点灯又は消灯を制御するものでもあり、情報スイ
ッチ手段を兼用する。又、前記カウンタ回路５には外部
信号線としてクロックパルス線９とリセットパルス線１
０とが接続され、前記発光ダイオード２の走査パルスの
切換え及びライン走査の開始時に供給されるものである
。ここに、情報信号による個々の発光ダイオード２の点
滅のタイミングと走査パルス（クロックパルス）のタイ
ミングとは完全に同期して作動するように設定されてい
る。

このような構成において、基本的には、発光ダイオード
アレイ１の発光ダイオード２を走査パルスにより順次走
査し、この走査パルスに同期して個々の発光ダイオード
２の発光量又は発光時間を光量制御回路７により制御し
、一定の露光量を確保するものである。まず、クロック
パルスに基づくカウンタ回路５からの２ｉｆ！！化出力
が走査信号発生器４に供給され、これがデコード変換さ
れて番地指定されることになり走査パルスとして発光ダ
イオードアレイ１に対して出力されることにより、１個
の発光ダイオード２が順次選択される。一方、このカウ
ンタ回路５の２″Ｊｆ！化出力はデータメモリー６にも
入力されており、この２進化コードにより特定の番地が
指定され、その番地に記憶された発光ダイオード２の発
光強度のデータを光量制御回路７に対して出力する。こ
のデータに基づき光量制御回路７が前記走査信号発生器
４により選択された発光ダイオード２に対する供給電流
又は供給時間を制御し、発光ダイオード２の発光強度又
は発光エネルギー量を一定に調整するものである。

このとき、各発光ダイオード２はこれらと同期した情報
信号によりその点灯又は消灯が制御されている。ここで
、定発光強度動作であれば、発光ダイオード２の発光効
率のばらつきに対応して光量制御回路７は電流値を変え
て各発光ダイオード２の発光強度が一定になるように制
御することになり、この場合には、デジタル情報をアナ
ログ情報に変換するＤ／Ａ変換器が用いられろ。又、定
エネルギー動作ではなく、各発光ダイオード２の発光時
間を変えることにより（即ち、発光効率の大きい素子は
発光時間を短くし、発光効率の悪い素子は発光時間を長
くする）、露光エネルギーを一定にする方式でもよいが
、この場合には、デジタルデータを電圧（電流）パルス
幅に変換するパルス幅変調器を用いればよい。又、条件
によっては、上述した２つの方法を併用することにより
発光状態を最適化してもよい。

このようにして、１う′インの走査が終了すると、リセ
ットパルスによりリセットされ、次のラインについて同
様の制御がなされる。

次に、前記データメモリー６に対する発光ダイオード２
の発光強度のデータの書き込み装置を第２図により説明
する。まず、発光ダイオードアレイ１を構成する個々の
発光ダイオード２を順次走査して発光させるために駆動
パルスを出力する走査信号発生器１１が設けられている
。この走査信号発生器１１にはカウンタ回路１２が接続
され、クロックパルスに基づき二のカウンタ回路１２か
ら２″ａ化出力が供給されることにより発光ダイオード
２に対する駆動パルスを発生するものである。

又、カウンタ回路１２には前述したデータメモリーとな
るプログラマブルメモリー６のアドレス回路が接続され
ており、前駆駆動パルスと同期した２進化コードにより
指定されろメモリ一番地が選択される。一方、前記走査
信号発生器１１により選択されて発光した発光ダイオー
ド２の光はレンズ１３により受光素子１４に集光されて
電気量に光電変換される。この受光素子１４による出力
はプリアンプ１５により増幅された後、Ａ／Ｄコンバー
タ１６によりアナログ量からデジタル情報に変換される
。そして、このとき指定されているプログラマブルメモ
リー６のメモリ一番地にこのデジタル情報がその発光ダ
イオード２の発光量データとして書き込まれ蓄積される
。この書き込みは前記クロックパルスがプログラマブル
メモリー６に対してはデータ書き込み信号として作用す
ることにより行なわれる。このようにして、発光ダイオ
ードアレイ１の各発光ダイオード２が順次走査され、個
々の発光ダイオード２の発光強度データが順次プログラ
マブルメモリー６に書き込まれて記憶されることになる
。このようなプログラマブルメモリーを第１図における
データメモリー６として用いることにより、発光強度む
らの大きい発光ダイオードアレイ１を前述したように制
御して露光エネルギー量を容易に一定化することができ
るものである。

このように、本実施例によれば、個々の発光ダイオード
２の発光強度のばらつきが大きい発光ダイオードアレイ
１−であっても、その発光エネルギーが一定になるよう
に制御できるものである。そのために、各発光ダイオー
ド２に対する抵抗□値を調整するわけでなく面倒でない
とともに、１ラインの発光ダイオード２を同じに発光さ
せながら制御するわけでもないので、大きな電源容量を
必要とすることがなく、１個の発光ダイオード２に対す
る通電電流程度で済むものである。又、走査駆動方式に
よれば並列同時駆動方式に比べて回路構成も簡単となる
。これは、プログラマブルメモリー（データメモリー）
６に対する書き込み時であっても同様であり、走査書き
込み方式の採用により少電力化、構成の簡単化を図るこ
とができるものである。

発明の効果 本発明は、上述のように個々の発光素子の発光強度のデ
ータを予めデータ蓄積器に蓄積しておき、走査信号発生
器からの走査パルスで発光素子を個別に発光させる際、
蓄積された発光強度のデータに基づき光量制御回路によ
り個々の発光素子の発光状態を制御するようにしたので
、発光素子の発光強度９ばらつきが大きい発光素子アレ
イであっても発光エネルギーを一定化した状態で使用す
ることができ、このために、走査制御方式を採用し、個
別点灯、個別制御を行なっているので、大電流を要する
ことなく適正な制御−を簡単に行なうことができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図はブロッ
ク回路図、第２図はデータ書き込み用のブロック図であ
る。 １・・・発光ダイオードアレイ（発光索子アレイ）、２
・・・発光ダイオード（発光素子）、４・・・走査信号
発生器、５・・・カウンタ回路、６・・・データメモリ
（データ蓄積器）、７・・・光量制御回路（兼情報スイ
ッチ手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発光素子アレイの個々の発光素子に対して走査パルスを
   出力する走査信号発生器と、個々の発光素子の発光強度
   のデータを蓄積したデータ蓄積器と、クロック信号によ
   り前記走査信号発生器及びデータ蓄積器の番地を指定す
   るカウンタ回路と、前記データ蓄積器に蓄積された発光
   強度のデータに基づき発光素子アレイの個々の発光素子
   の出力エネルギーを制御する光量制御回路と、外部情報
   の有無に対応して前記発光素子の点灯又は消灯を制御す
   る情報スイッチ手段とを設けたことを特徴とする発光素
   子アレイの光量制御装置。