TWI633016B - 光寫入裝置、影像形成裝置及發光控制方法 - Google Patents

Abstract

本發明課題係即使使用較少記憶體容量，也可適當進行修正各個發光元件對溫度變化的光量。

本發明解決手段為一種光寫入裝置，係使用固體掃描型線性掃描頭，並藉由在主掃描方向配置排列之複數個發光元件中之每一個的發光輸出，在影像載體上進行光寫入；藉由溫度檢測手段40檢測溫度及根據該檢測溫度的表選擇訊號一起控制複數個發光元件的驅動電流的驅動電流生成部31C，通過使用溫度修正電流表44修正在基準電流值設定暫存器32所設定的基準電流值，及以PWM訊號S1~Sn控制複數個發光元件中之每一個的驅動時間的複數個PWM生成部35C-1~35C-n，通過各溫度修正PWM表46修正各脈衝寬度暫存器36所設定的PWM訊號S1~Sn的脈衝寬度。

Description

光寫入裝置、影像形成裝置及發光控制方法

本發明係關於光寫入裝置、影像形成裝置、以及光寫入裝置中的發光控制方法。

在影印機、印表機、傳真機、數位多功能事務機(MFP)等電子照相式影像形成裝置中，光寫入裝置或曝光裝置係使用固體掃描型線性掃描頭。該固體掃描型線性掃描頭由線狀配置排列LED(發光二極體)、OLED(有機電發光二極體)等發光元件之發光元件陣列頭等所構成。在該線狀配置排列之複數個發光元件中，以通電改變發光元件溫度，藉此改變其發光的光量。因此，需修正其光量變化，修正方法已有各種提案。

例如專利文獻1中記載：在曝光頭使用ED單元的曝光裝置中，修正伴隨溫度變化所導致之各個發光元件的光量變化。因此，專利文獻1所述曝光裝置係在每個溫度區域具有光量設定表，並根據檢測溫度切換光量設定表，以修正伴隨溫度變化所導致之發光元件的光量變化。

[先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：國際公開第2005/056298號公報。

但是，在該習知對發光元件的溫度變化而修正光 量的方法中，發光元件需具備對應各個溫度區域的光量表(記憶體)。因此需要大量記憶體容量，而有成本增加的問題。

本發明係為解決上述問題而研究者，目的為在使用線狀配置排列複數個發光元件之固體掃描型線性掃描頭的光寫入裝置中，即使用較少記憶體容量，也可適當進行修正各發光元件對於溫度變化的光量。該光寫入裝置亦稱為曝光裝置。

本發明為達成上述目的而提出一種光寫入裝置，具備固體掃描型線性掃描頭，該固體掃描型線性掃描頭設置有：發光元件陣列，將複數個發光元件配置排列於主掃描方向上；成像元件陣列，配置排列有分別與上述複數個發光元件中之每一個相對的複數個成像元件；以及發光控制手段，控制上述複數個發光元件中之每一個的發光，又藉由上述複數個發光元件中之每一個的發光輸出在影像載體上進行光寫入，而上述發光控制手段的構成如下述。

該發光控制手段具有：溫度檢測手段，檢測上述發光元件陣列或其附近的溫度；驅動電流生成部，一起控制上述複數個發光元件的驅動電流；複數個PWM生成部，控制上述複數個發光元件中之每一個的驅動時間；以及複數個驅動器，僅在對應由上述複數個PWM生成部中之每一個分別生成的PWM訊號的脈衝寬度的時間內，藉由上述驅動電流生成部所設定的驅動電流分別驅動上述複數個發光元件中的每一個。

又，上述驅動電流生成部根據上述溫度檢測手段所檢測的溫度檢測值，修正上述所設定的驅動電流，上述複數個PWM生成部中的每一個根據上述溫度檢測手段所檢測的溫度檢測值，分別修正上述PWM訊號的脈衝寬度。

本發明的光寫入裝置(曝光裝置)可以用較少的記憶體容量來適當修正各個發光元件伴隨溫度變化所導致的光量變化。

11‧‧‧光敏鼓(影像載體)

12‧‧‧充電輥

13‧‧‧線性掃描頭(固體掃描型線性掃描頭)

14‧‧‧顯影輥

15‧‧‧轉印輥

16‧‧‧調色劑

17‧‧‧紙(轉印紙)

20‧‧‧發光元件陣列

21、21-1~21-n‧‧‧發光元件

22‧‧‧發光元件陣列芯片

23‧‧‧芯片安裝基板(基板)

24‧‧‧成像元件陣列

25‧‧‧支架

26‧‧‧接合導線

27‧‧‧連接器

28‧‧‧電極焊墊

30、80‧‧‧發光控制電路

31、31C‧‧‧驅動電流生成部

32‧‧‧基準電流值暫存器

33‧‧‧驅動電流控制部

34‧‧‧計數器

35、35-1~35-n、35C-1~35C-n‧‧‧PWM生成部

36‧‧‧脈衝寬度資料暫存器

37‧‧‧PWM生成電路

38-1~38-n‧‧‧驅動器

40‧‧‧溫度檢測手段

41‧‧‧溫度感測器

42‧‧‧A/D變換器(ADC)

43‧‧‧代碼變換電路

44‧‧‧溫度修正電流表

45、47‧‧‧加減法電路

46‧‧‧溫度修正PWM表

48‧‧‧溫度修正電壓表

50~53‧‧‧D閂鎖

60~63‧‧‧加法器

71~73‧‧‧AND電路

74‧‧‧OR電路

81、81C‧‧‧驅動電壓生成部

82‧‧‧基準電壓值暫存器

83‧‧‧驅動電壓控制部

88-1~88-n‧‧‧驅動器

331‧‧‧運算放大器

332‧‧‧電壓源

333‧‧‧電阻

831‧‧‧D/A變換器(DAC)

832‧‧‧運算放大器

D7~D0‧‧‧電流設定資料

Is‧‧‧基準驅動電流

S1~Sn‧‧‧PWM訊號

Q1~Q25、Qd‧‧‧場效電晶體(FET)

圖1係顯示適用本發明使用線性掃描頭的光寫入裝置及電子照相式影像形成裝置的一例的主要部分示意圖。

圖2係顯示圖1中線性掃描頭13之內部構成的一例的示意側面圖。

圖3係顯示發光元件陣列的一例的示意立體圖。

圖4係同樣顯示發光元件陣列的一例的示意俯視圖。

圖5係顯示圖4中一個發光元件陣列芯片22的放大俯視圖。

圖6係顯示圖5中發光控制電路30的構成例的方塊電路圖。

圖7係顯示圖6中驅動電流控制部33及驅動器38-1~38-n的構成例的電路圖。

圖8係顯示圖6中PWM生成部的具體例的方塊電路圖。

圖9係顯示圖8中PWM生成電路37的加法器60的構成例的電路圖。

圖10係顯示圖8所示PWM生成部35的運作例的時序圖。

圖11係同樣顯示PWM生成部35之其他運作例的時序圖。

圖12係同樣顯示PWM生成部35之又一其他運作例的時序圖。

圖13係顯示發光元件伴隨溫度變化所導致的光量變化及用以其修正光量變化的修正倍率的例子的線形圖。

圖14係顯示線狀配置排列之多個發光元件所產生隨機光量變動的例子的圖式。

圖15係顯示本發明光寫入裝置的一實施形態中發光控制電路的主要部分的方塊電路圖。

圖16係顯示與圖6相同之電壓驅動式發光控制電路之構成例的方塊電路圖。

圖17係顯示圖16中驅動電壓控制部83及驅動器88-1~88-n之構成例的電路圖。

圖18係顯示與圖15相同之本發明的光寫入裝置之其他實施 形態中發光控制電路的主要部分的方塊電路圖。

以下根據圖式具體說明本發明的實施形態。在影印機、印表機、傳真機等影像形成裝置中，光寫入裝置(亦稱為曝光裝置)係使用固體掃描型線性掃描頭(以下稱為「線性掃描頭」)。

該線性掃描頭線狀配置排列有複數個LED(發光二極體)元件、OLED(有機電發光二極體)元件等發光元件，並使其與成像元件陣列相對而配置。

在使用該線性掃描頭的光寫入裝置中，線性掃描頭之各發光元件所射出的光藉由成像元件陣列的各成像元件而集光，並照射於充電的影像載體表面上，以形成對應影像資料的靜電潛像。在上述影像形成裝置中，藉由光寫入裝置而在影像載體表面形成的靜電潛像上，附著調色劑並顯影來形成調色劑影像，將該調色劑影像轉印於所用的紙上，並將其定影而輸出。

圖1係顯示適用本發明之使用線性掃描頭之光寫入裝置及電子照相式影像形成裝置的一例的主要部分示意圖。

圖1中，11係在箭頭A方向旋轉驅動之影像載體的光敏鼓(光敏鼓)。於光敏鼓11周圍，沿其旋轉方向配置有實行電子照相製程的充電輥12、線性掃描頭13、顯影器的顯影輥14、以及轉印輥15。16表示調色劑，17表示所用的紙(轉印紙)。

藉由線性掃描頭13構成光寫入裝置(曝光裝置)。於線性掃描頭13加上顯影器、轉印輥15、及圖上未表示之供紙裝置、定影裝置等來構成影像形成裝置，該顯影器具有光敏鼓11、充電輥12、以及顯影輥14。

充電輥12係使在箭頭A方向以固定速度旋轉驅動之光敏鼓11表面的感光體層同樣且均勻地充電。

線性掃描頭13將同樣充電的光敏鼓11表面根據影像訊號而照射光並曝光，並減少曝光部分的充電電荷，來形成靜電潛像。

顯影輥14在形成於光敏鼓11表面之靜電潛像附著顯影劑的調色劑16並顯影，來形成調色劑影像。

此時，顯影輥14中帶負極性電的調色劑16，會附著於光敏鼓11表面的靜電潛像中充電電荷減少的部分。

在轉印輥15施加與調色劑16之充電電荷反極性的轉印偏壓電壓，以所需時序使紙17夾於轉印輥15與光敏鼓11之間並通過，於其間使光敏鼓11表面的調色劑影像轉印於紙17上。轉印有調色劑影像的紙17送往圖上未顯示的定影裝置，在通過該定影裝置時，藉由熱及壓力使調色劑影像定影於紙上。

圖2係顯示圖1中線性掃描頭13內部構成的一例的示意側面圖，圖3係顯示發光元件陣列的一例的示意立體圖，圖4係同樣顯示發光元件陣列的一例的示意俯視圖，圖5係顯示圖4中一個發光元件陣列芯片22的放大俯視圖。

如圖2所示，線性掃描頭13中，發光元件陣列20與成像元件陣列24係在框狀支架25內沿長度方向(為主掃描方向)隔有特定間隔並相對平行地保持。

如圖3及圖4所示，發光元件陣列20具備芯片安裝基板(以下僅稱為「基板」)23，該安裝基板23搭載有複數個發光元件陣列芯片22，該複數個發光元件陣列芯片22係互相鄰接並在長方向(主掃描方向)上線狀配置排列。

如圖5所示，在各發光元件陣列芯片22上，於長方向(主掃描方向)上線狀配置排列複數個LED等發光元件21。又，沿著其配置排列方向配置有發光控制手段的發光控制電路30、以及複數個電極焊墊28。

在發光元件陣列20的基板23上亦設置有：接合導線26，電性連接發光元件陣列芯片22上的電極焊墊28與基板23上的端子；以及連接器27，用以供給整體的電源於發光元件陣列20。

又，圖2中的發光元件陣列20，係圖3所示之發光元件陣列20由箭頭B方向觀看並順時針旋轉180度的狀態。

在圖2所示之成像元件陣列24中，分別與發光元件陣列20之各發光元件相對的複數個成像元件係配置排列於 與複數個發光元件相同的方向上。

成像元件陣列24一般使用棒透鏡陣列，該棒透鏡陣列將對應發光元件陣列20之各發光元件21的每一條棒透鏡(自聚焦型透鏡)配置排列於複數個發光元件21的配置排列方向上並陣列化。

又，圖3及圖4所示之發光元件陣列20，係表示在基板23上配置排列搭載6個發光元件陣列芯片22的例子，但實際上較常搭載數十個發光元件陣列芯片22。複數個發光元件陣列芯片22的配置排列方向全長(長方向尺寸)係根據印刷用紙尺寸，取A4長度或A3長度尺寸，將該尺寸分量的發光元件列形成於發光元件陣列20的基板23上。

圖5中，在每一個發光元件陣列芯片22直線配置排列數百個發光元件21。又，透過電極焊墊28將發光元件驅動用電源及發光元件控制訊號供給於該發光元件陣列芯片22，並藉由發光控制電路30控制各發光元件21的發光/非發光。

各發光元件21的光藉由圖2所示之成像元件陣列24的各成像元件而聚焦如細虛線所示般於一點，並使圖1所示之光敏鼓11表面沿著垂直紙面的主掃描方向曝光。藉由各發光元件21的發光輸出，在影像載體的充電光敏鼓11表面進行光寫入。光敏鼓11的箭頭A所示之旋轉方向係副掃描方向。

又，為了方便製造，在該實施形態中，將複數個發光元件陣列芯片22互相鄰接並沿基板23上的長方向(主掃描方向)線狀配置排列搭載，來構成發光元件陣列20。但發光元件陣列的構成並不限於此，只要構成為在具有必要長度的發光元件陣列上直接線狀配置排列必要個數的之發光元件數即可。此時，使發光控制手段的發光控制電路也可控制發光元件陣列上所有發光元件的發光。

以圖6說明圖5中發光控制電路30之構成例的方塊電路圖。

圖6所示的發光控制電路30由驅動電流生成部31、計數器34、分別對應各發光元件21-1~21-n所設置的PWM生成部 35-1~35-n、以及驅動器38-1~38-n所構成。

驅動電流生成部31包括基準電流值暫存器32以及驅動電流控制部33，並設定基準驅動電流Is，該基準驅動電流Is一起控制一個發光元件陣列芯片22上的複數個發光元件21-1~21-n。其具體例如後述。

各個PWM生成部35-1~35-n皆包括脈衝寬度資料暫存器36以及PWM生成電路37。各PWM生成電路37藉由計數器34的時脈訊號計數值、以及脈衝寬度資料暫存器36的脈衝寬度來設定資料，而生成調整各發光元件21-1~21-n發光量的PWM訊號S1、S2、...、Sn。為了修正各發光元件21-1~21-n之發光量的變動，該PWM訊號S1、S2、...、Sn分別具有不同的脈衝寬度(1周期內之ON期間比例：Duty)。因此，脈衝寬度資料暫存器36收納有脈衝寬度設定資料，該脈衝寬度設定資料係修正各發光元件之光量的變動且將光量調整為固定所必要者。

又，根據PWM訊號S1、S2、...、Sn個別控制各驅動器38-1~38-n的ON/OFF，並控制各發光元件21-1~21-n的發光。亦即，在PWM訊號S1、S2、...、Sn的ON期間，各驅動器38-1~38-n成為ON，僅在該期間內使驅動電流控制部33所設定的基準驅動電流Is流至各發光元件21-1~21-n並發光。亦即，藉由PWM訊號S1、S2、...、Sn控制各發光元件21-1~21-n的發光時間。藉此可抑制複數個發光元件21-1~21-n的發光量的變動，並實現均一品質的光寫入。

圖7係顯示驅動電流控制部33及驅動器38-1~38-n的構成例。圖7所示之驅動電流控制部33藉由與運算放大器331之正輸入端子連接的電壓源332、及與負輸入端子連接的電阻333，決定於場效電晶體的FETQ1、Q3的基本電流值。

將該電流流至構成電流鏡的FETQ2、Q4，且根據從圖6所示之基準電流值暫存器32的D7-D0的電流設定資料，分別控制FETQ5~Q20所形成的八組並聯電流電路的ON/OFF。藉此可以以基本電流值之1~255倍範圍來選擇輸出電流值。

又，藉由於FETQ21流通輸出電流的電路與驅動器38-1~38-n的電流鏡，設定基準驅動電流Is，該基準驅動電流Is係通過FETQ22、Q24、...而流通於各發光元件21-1~21-n的驅動電流。

藉由圖6所示之PWM生成部35-1~35-n生成的PWM訊號S1、S2、...、Sn，控制驅動器38-1~38-n之FETQ23、Q25、...的ON/OFF。

圖7中的VD係直流電源端子，圖6及圖7中的GND係連接於框架接地。

有關圖6所示之PWM生成部35-1~35-n，例如可利用日本特開第2014-132713號公報所記載的PWM訊號生成電路的演算電路。

在此，以下說明PWM生成部35-1~35-n使用與上述公報記載之相同演算電路來構成的例子。

圖8係顯示圖6中PWM生成部之具體例的方塊電路圖。與圖6中之PWM生成部35-1~35-n的硬體構成相同，故圖8中說明了PWM生成部35。

PWM生成部35由包括D閂鎖50~53的脈衝寬度資料暫存器36、以及包括加法器60-63的PWM生成電路(上述公報中稱為加法電路)37來構成。

計數器34計數時脈訊號並生成T0~T3之4位元所示的計數值，又，生成表示進行計數的致能位元TE。將該生成的T0~T3計數值及致能位元TE送往PWM生成部35。該計數器34係升計數器、降計數器、或升降計數器。

PWM生成部35的脈衝寬度資料暫存器36藉由D閂鎖50~53記憶4位元脈衝寬度資料H0~H3，該等脈衝寬度資料H0~H3係表示所生成之PWM訊號的脈衝寬度。PWM生成電路37供計算最高階位元的進位值，該最高階位元的進位值是以加法器60-63將來自脈衝寬度資料暫存器36的脈衝寬度資料、與來自計數器34的致能位元TE及計數值T0~T3各位元相加後所得的 最高階位元的進位值。

PWM生成電路37在每次計數器34的計數值改變時，輸出具有對應進位值等級的訊號，藉此生成具有脈衝寬度資料的脈衝寬度的PWM訊號。此處「脈衝寬度資料」相當於上述「脈衝寬度設定資料」。

該例中表示以16階段調整脈衝寬度的情形，亦即以4位元表示計數器34的計數值及脈衝寬度資料的情形。但是，近年來有時會以更微細階段調整脈衝寬度。此時在將該例的原理擴張至64階段(6位元)、256階段(8位元)中，只要單純地規則性增加計數器34、脈衝寬度資料暫存器36及PWM生成電路37的位元數即可。

參照圖8，脈衝寬度資料暫存器36藉由D閂鎖50~53記憶4位元H0~H3的脈衝寬度資料。

PWM生成電路37的各加法器60~63並不輸出加總，而是僅從各個輸出端子C0輸出進位值C1~C4的所有加法器。各加法器60~63除了計數值及脈衝寬度資料之各位元所使用的輸入端子A及B以外，具有低階位元加法器之進位值所使用的進位輸入端子CI。但是，在最低階位元加法器60的進位輸入端子CI輸入致能位元TE。

圖9係顯示圖8中PWM生成電路37之加法器60的構成例的電路圖。

加法器60不需計算計數值及脈衝寬度資料的總和，故構成作為包括AND電路71~73及OR電路74之電路圖的多數邏輯電路。加法器60只要可計算計數值及脈衝寬度資料的進位值，則可具有與圖9相異的構成。其他加法器61~63亦與加法器60同樣地構成。

圖8所示之PWM生成電路37中，最高階位元加法器63的進位值C4係PWM訊號，該PWM訊號具有脈衝寬度資料的脈衝寬度。

圖10係顯示圖8所示之PWM生成部35的運作例的時序圖。

該運作例係計數器34為升計數器時的例子。在計數器34輸入開始訊號時，計數器34將致能位元TE由L轉移至H，並開始計數所輸入的時脈訊號。PWM生成電路37根據該計數值T0~T3及脈衝寬度資料H0~H3生成PWM訊號，該PWM訊號具有脈衝寬度資料的脈衝寬度。

根據圖10，藉由使用致能位元TE可生成具有16階段脈衝寬度的PWM訊號，該PWM訊號為從相當於1計數之最小脈衝寬度至相當於16計數之最大脈衝寬度的訊號。最小脈衝寬度係脈衝寬度資料=「0」時的情形，而最大脈衝寬度係脈衝寬度資料=「15」的情形。

又，不使用致能位元TE時(亦即TE=0時)，脈衝寬度資料=「0」時，PWM訊號維持為L等級。因此生成具有15階段脈衝寬度的PWM訊號，該PWM訊號為從相當於1計數之最小脈衝寬度(脈衝寬度資料=「1」時)至相當於15計數之最大脈衝寬度(脈衝寬度資料=「15」時)的訊號。

但不使用致能位元TE時可簡化計數器34及PWM生成部35的構成。

根據圖8所示之PWM生成部35，可在不需複雜電路下容易地生成具有所期望的脈衝寬度(占空比)的PWM訊號。

又，根據PWM生成部35，可在不需複雜電路下容易地生成具有相異占空比的複數個PWM訊號。此時，複數個PWM生成部35的各脈衝寬度資料暫存器36分別記憶表示相異脈衝寬度的脈衝寬度資料，各PWM生成電路37分別生成具有相異脈衝寬度的PWM訊號。

圖11係顯示圖8所示之PWM生成部35的其他運作例的時序圖。該運作例係計數器34為降計數器時的例子。

PWM生成部35的構成及運作與上述運作例相同。但PWM訊號的ON期間在圖10之運作例中產生於1周期後側，但在圖11例中產生於1周期前側。

圖12係顯示圖8所示PWM生成部35之又一其 他運作例的時序圖。該運作例係計數器34為升降計數器時的例子。

此時計數器34在升計數運作時僅計數N位元所示計數值的偶數值與奇數值中的一者，並在降計數運作時僅計數另一者。

圖12所示例中，計數器34在升計數運作時僅將4位元所示之計數值1~16中的偶數值計數為0→2→4→6→8→10→12→14。在降計數運作時僅將奇數值計數為15→13→11→9→7→5→3→1。在計數值「1」的下一循環，計數值會成為「0」，並結束計數運作。

藉由進行圖12所示之計數運作，如圖10或圖11所示，可在與使用升計數器或降計數器時相同之運作時脈頻率數下，在不降低脈衝寬度精度下生成PWM訊號。又，可使所有脈衝寬度中PWM訊號之上升與下降間的中心位置幾乎相同。

本發明所使用的PWM生成部並不限於圖8至圖12所說明的例子。

例如可以由升計數器(例如若為8位元計數器則重複0~FFh的計數)、暫存器(形成為與升計數器相同的位元寬度)、比較器(同位元寬度)、以及PWM輸出用的一個F/F(正反器)來構成。

又，在升計數器之升計數器值=0時，設定F/F為0，在以比較器檢測到升計數器值與暫存器值一致時，設定F/F為1，則可生成如圖11所示波形之PWM訊號。

或者，在升計數器值=0時，將F/F設定為1，在以比較器檢測到升計數器值與暫存器值一致時，將F/F設定為0，則可生成如圖11所示波形之PWM訊號。

以上說明不考慮溫度變化時的發光控制。

但實際上線性掃描頭中各發光元件的發光量會因環境溫度而改變。

圖13係顯示發光元件伴隨溫度變化所導致的光量變化、及用以修正其光量變化之修正倍率的例子的線形圖。該圖中係將25℃之光量正規化為1.0。

即使將發光元件以相同電流值及電壓值驅動，如圖13之實線所示，伴隨溫度上升或下降會產生發光光量(發光輸出)降低或增大。因此會改變光寫入時的曝光強度，在形成影像時會改變影像濃度。

相對於溫度變化而要使發光元件發光時的光量固定，則可以圖13之虛線所示倍率來修正對於發光元件的驅動量(驅動電流值×驅動電壓值)。

但若要進行該倍率修正而使用乘法器進行修正時，則要在各發光元件的驅動控制電路搭載乘法器，這會使電路規模變得龐大。

因此通常採用以下方法：將對應各溫度之修正後的設定值存置於表格中，並根據溫度選擇修正值。

在此，若觀察圖6之發光控制電路構成，修正表格的製作方法有以下兩種。

(1)將驅動電流生成部31內之基準電流值暫存器32表格化。

(2)將PWM生成部35-1~35-n內之各脈衝寬度資料暫存器36表格化。

假設溫度範圍為1℃~49℃。

(1)的情形，圖6所示基準電流值暫存器32的位元寬度為8位元，且具有每2℃的修正表值時，只要準備25位元組的資料量即可。但該方式中要變更發光元件陣列芯片22上所有發光元件的基準驅動電流。因此，會因為各個發光元件的發光特性的變動，如圖14所示，而在每個線狀配置排列的發光元件1~n隨機產生光量的變動。

(2)的情形，各脈衝寬度資料暫存器36的位元寬度為8位元，且具有每2℃的修正表值時，可包含發光元件陣列芯片22上所有發光元件21-1~21-n的發光特性的變動並表格化。因此，與(1)的方式相比，不會在每個發光元件產生隨機的光量變動，所形成影像品質良好。但每一個發光元件的資料表為25位元組，發光元件數為n個時，則需要25×n位元組的資料量。

通常，一個發光元件陣列芯片所搭載的發光元件 為256個元件至512個元件，故需搭載可記憶非常大量資料量的記憶體。

又，在本發明之光寫入裝置的發光控制電路中，係降低用以收納表的記憶體容量，即使以低記憶體容量，也可對應溫度變化而適當修正線性掃描頭中各個發光元件的光量。

圖15係顯示在本發明之光寫入裝置一實施形態中發光控制電路的主要部分。圖15係顯示發光控制電路之主要部分的方塊電路圖，該發光控制電路對應於發光元件陣列芯片22所設之圖6的發光控制電路30，並省略各驅動器38-1~38-n及各發光元件21-1~21-n的圖示。圖15中，與圖6相同部分係附上相同符號。

圖15所示之發光控制電路的主要部分具備：溫度檢測手段40、驅動電流生成部31C、每個發光元件的PWM生成部35C-1~35C-n、以及計數器34。

溫度檢測手段40由溫度感測器41、A/D變換器(ADC)42、以及代碼變換電路43所構成。

溫度感測器41係使用熱敏電阻、熱電偶等感溫元件的感測器，並檢測發光元件陣列20或其附近的溫度。較佳為檢測發光元件陣列芯片22的溫度。

又，溫度感測器41所輸出之表示溫度檢測值的類比訊號藉由A/D變換器42變換為數位值後，通過代碼變換電路43變換為表選擇訊號。

驅動電流生成部31C除了基準電流值暫存器32、驅動電流控制部33以外，設置有收納於記憶體的溫度修正電流表44、以及加減法電路45，並為生成變溫基準電流的電源。

驅動電流生成部31C藉由表選擇訊號選擇溫度修正電流表44中的電流修正資料，該表選擇訊號對應於溫度檢測手段40所檢測的溫度檢測值。

藉由加減法電路45加減該電流修正資料、及基準電流值暫存器32所存的電流設定資料D7~D0。該加減結果輸入到驅動電流 控制部33。又，藉由驅動電流控制部33之如圖7所示的電路來決定基準驅動電流Is。該基準驅動電流Is係成為發光元件陣列芯片22上各發光元件21-1~21-n共同的驅動電流。

每一個PWM生成部35C-1~35C-n中，除了脈衝寬度資料暫存器36及PWM生成電路37以外，設置有收納於記憶體之各發光元件的溫度修正PWM表46、以及加減法電路47，並具有溫度變化修正功能。

又，各PWM生成部35C-1~35C-n藉由表選擇訊號從對應各發光元件21-1~21-n之溫度修正PWM表46中選擇脈衝寬度修正資料，該表選擇訊號對應於溫度檢測手段40所檢測的溫度檢測值。

藉由加減法電路47加減該各脈衝寬度修正資料與各脈衝寬度資料暫存器36所存的脈衝寬度設定資料D7~D0。該加減結果輸入到各PWM生成電路37。藉此，各PWM生成電路37決定各PWM訊號S1~Sn的脈衝寬度(占空比)，並決定如圖6所示各驅動器38-1~38-n所驅動之各發光元件21-1~21-n的驅動時間，亦即發光時間

將上述表選擇訊號轉換成包括高階複數個位元及低階複數個位元的數位訊號。又，驅動電流生成部31C藉由該表選擇訊號的高階複數個位元，選擇溫度修正電流表44中的電流修正資料。又，複數個PWM生成部35C-1~35C-n中的每一個分別可藉由表選擇訊號的低階複數個位元，選擇溫度修正PWM表46中的上述脈衝寬度修正資料。

以下列舉具體數值例進行說明。

溫度修正電流表44的輸出值及溫度修正PWM表46的輸出值例示於表1。該例中，圖15所示溫度檢測手段40之A/D變換器(ADC)42的輸出為5位元，以代碼變換電路43變換代碼的表選擇訊號為5位元。

該例中，由溫度檢測手段40之代碼變換電路43所輸出的5位元表選擇訊號中，高階3位元係作為該表選擇訊號， 而輸入到驅動電流生成部31C的溫度修正電流表44。又，該表的選擇訊號的低階2位元係作為該表選擇訊號，而輸入PWM生成部35C-1~35C-n之各溫度修正PWM表46。

表1所示變換例的構成為：每8℃變更溫度修正電流表44的輸出值，並在每2℃變更溫度修正PWM表46的輸出值。

溫度僅以1℃~49℃的奇數值為檢測值，A/D變換器輸出為16進位(HEX)的「4~1C」，表選擇訊號為16進位(HEX)的「5~1D」。

溫度修正電流表44之電流修正資料的輸出值，在該例中為「-9、-6、-3、±0、+3、+6、+9」7個值。又，藉由表選擇訊號之高階3位元的「001、010、011、100、101、110、111」，進行該選擇。

表1所示溫度修正電流表的輸出值(電流修正資料)係與基準電流值暫存器32所存的電流設定值的差值，該電流設定值分別為溫度1℃、9℃、17℃、25℃、33℃、41℃、49℃時的修正電流值。

又，對於各發光元件之溫度修正PWM表46的脈衝寬度修正資料的輸出值，係例如為「-2、0、2、4」或「-1、0、2、3」4個值，並藉由表選擇訊號之低階2位元的「00、01、10、11」進行該選擇。

藉此，藉由共同的表選擇訊號來分別選擇溫度修正電流表44的電流修正資料與各溫度修正PWM表46的脈衝寬度修正資料，而可獲得溫度修正電流表輸出值、及溫度修正PWM表輸出值。

表1所示之溫度修正PWM表輸出值A係控制發光元件21-1發光時間之PWM訊號S1用的脈衝寬度修正資料，溫度修正PWM表輸出值B係控制發光元件21-2發光時間之PWM訊號S2用的脈衝寬度修正資料。其他所用的PWM訊號S3-Sn亦分別有溫度修正PWM表46，而各溫度修正PWM表之脈衝寬度修正資料被選擇作為輸出值。

但是，複數個溫度修正PWM表46可為具有相同修正值的表。

在此，各溫度修正PWM表46的脈衝寬度修正資料係分別具有差值，該差值係23℃、25℃、27℃、29℃時PWM訊號的適當脈衝寬度、與脈衝寬度資料暫存器36所存之脈衝寬度設定資料的脈衝寬度兩者的差值。

又，溫度修正PWM表的輸出值以4位元表示時，此時必要資料量係4位元×4種類=2位元組，與上述(2)的情形相比，以2/25的資料量獲得相同的效果。

該例中，即使是23℃、25℃、27℃、29℃以外的溫度亦使用相同溫度修正PWM表值，但此係因相同發光元件在相近溫度範圍的光量變化程度幾乎相同。又，發光元件對每一個溫度區域之發光量的修正係修正發光元件的驅動電流，該發光元件的驅動電流係根據溫度修正電流表的輸出值。

對此，可使溫度修正PWM表具有因溫度區域而異的脈衝寬度修正資料(修正值)表。例如，表選擇訊號的最高階位元為0(溫度範圍為1℃~21℃)時，可使溫度修正PWM表輸出值A之「-2、0、2、4」取代為「-1、1、3、5」。

接著以圖16至圖18說明本發明之光寫入裝置的其他實施形態。

圖16係顯示與圖6相同而不考慮溫度修正之電壓驅動式發光控制電路的構成例的方塊電路圖，與圖6相同部分附以相同符號並省略該等說明。

圖16所示之發光控制電路80中，與圖6所示之發光控制電路30相異者為驅動電壓生成部81以及驅動器88-1~88-n。

驅動電壓生成部81包括基準電壓值暫存器82以及驅動電壓控制部83，並設定基準驅動電壓Vs，該基準驅動電壓Vs一起控制圖5所示一個發光元件陣列芯片22上各發光元件的驅動電壓。

包括脈衝寬度資料暫存器36及PWM生成電路37的PWM生成部35-1~35-n生成PWM訊號S1、S2、...、Sn。藉由PWM訊號S1、S2、...、Sn分別控制驅動器88-1~88-n的ON/OFF，並以基準驅動電壓Vs所控制的驅動電壓來驅動各發光元件21-1~21-n，且PWM控制各驅動器的驅動期間，亦即發光量時間。藉此修正各發光元件21-1~21-n的發光量的變動。

圖17係顯示圖16中驅動電壓控制部83及驅動 器88-1~88-n的電路構成例。

圖17所示之驅動電壓控制部83包括D/A變換器(DAC)831、以及電壓隨耦器構成的運算放大器832。又，由D/A變換器831輸出電壓，該電壓對應於圖16所示之基準電壓值暫存器82所存的8位元電壓設定資料D7~D0的設定值。又，該電壓通過運算放大器832輸出作為基準驅動電壓Vs，並供給於各驅動器88-1~88-n。

各驅動器88-1~88-n皆由場效電晶體(FET)Qd所構成，並分別藉由圖16所示之PWM生成部35-1~35-n所生成的PWM訊號S1、S2、...、Sn來控制ON/OFF。又，僅在各驅動器88-1~88-n為ON的期間，將基準驅動電壓Vs施加於各發光元件21-1~21-n，並使其發光驅動。

圖17中，例如供給於D/A變換器831之上側基準電壓值VRT為3.3V、下側基準電壓值VRB為0.74V時，則VRT-VRB=2.56V。因此，每一個基準電壓值暫存器82之設定值的1LSB為10mV單位，以此可將驅動電壓調整為256階段。

圖18係顯示與圖15相同之本發明光寫入裝置的其他實施形態中發光控制電路的主要部分的方塊電路圖。

圖18中與圖15相異者僅為驅動電壓生成部81C。該驅動電壓生成部81C具備圖16所示之基準電壓值暫存器82及驅動電壓控制部83、溫度修正電壓表48、以及加減法電路45，並為生成變溫基準電壓的電源。

與上述實施形態相同，從溫度檢測手段40之代碼變換電路43所輸出的5位元表選擇訊號中，高階3位元係輸入於溫度修正電壓表48。藉此選擇溫度修正電壓表中的電壓修正資料。該電壓修正資料根據基準電壓值暫存器82所存的電壓設定資料D7~D0、及加減法電路45進行加減。驅動電壓控制部83根據該加減結果決定基準驅動電壓Vs。

根據表選擇訊號的低階2位元選擇具有溫度變化修正功能之PWM生成部35C-1~35C-n之溫度修正PWM表46 中的脈衝寬度修正資料等，此係與圖15所示實施形態情況相同。

各表具體之數值例係與表1相同，故省略。

如此，本發明之光寫入裝置的發光控制手段具有變溫基準電流源(驅動電流生成部31C或驅動電壓生成部81C)，該變溫基準電流源在每個溫度變化量變更驅動電流或驅動電壓，該驅動電流或驅動電壓係所有發光元件的基準。又，PWM生成部(35C-1~35C-n)具有修正脈衝寬度調變所造成各發光元件的光量變動的功能、及對於溫度變化的修正功能，並對應各個各發光元件而具有PWM生成部(35C-1~35C-n)。

又，在每個溫度變化量以變溫基準電流源變更驅動電流或驅動電壓，並進行所有發光元件之大光量的修正，並以各PWM生成部微調修正PWM訊號的脈衝寬度，藉此可微調各發光元件的光量。

因此，可以藉由對變溫基準電流源的一個修正表、以及對各發光元件用之PWM生成部之較少位元的修正表，來實現複數個發光元件中每一個的發光的適當溫度。亦即，可以用較少的記憶體容量來適當修正各個發光元件伴隨溫度變化所導致的光量變化。

本發明之影像形成裝置的實施形態具備上述任一光寫入裝置的電子照相式影像形成裝置，包括影印機、印表機、傳真機、數位多功能事務機(MFP)等。

藉此可在不增加光寫入裝置(曝光裝置)成本下，適當修正各發光元件之對環境溫度或隨著使用時間的溫度而變化的光量，並經常形成高品質影像。

本發明光寫入裝置中之發光控制方法的實施形態，係在上述光寫入裝置中用以下方式控制各發光元件的發光。

以對複數個發光元件設定共同基準的驅動電流或驅動電壓，並修正複數個發光元件的每一個的發光特性的變動的方式，控制每個發光元件的驅動時間，該驅動時間係由上述驅動電流或驅動電壓所驅動的時間。

又，檢測上述發光元件陣列或其附近溫度，並對應該檢測溫度而修正上述基準的驅動電流或驅動電壓，且分別修正每個各發光元件的驅動時間(發光時間)，該驅動時間係由該驅動電流或驅動電壓所驅動的時間。

其效果與光寫入裝置的效果相同。

以上說明本發明的實施形態，但該實施形態各部分的具體構成、處理內容等並不限於此所載內容。

例如，配置排列於線性掃描頭的發光元件並不限於LED，可使用OLED(有機電發光二極體)等。影像載體並不限於鼓狀的感光體，可為帶狀或平面狀感光體。

又，本發明並不限於上述實施形態，除了具有申請專利範圍之各申請專利範圍所述技術特徵以外並無任何限定，此係不需贅言。

又，以上說明實施形態的構成例、運作例及變化例等可適宜變更或追加、部分削除，在不相互矛盾下可任意組合並實施。

Claims (5)

1. 一種光寫入裝置，具備固體掃描型線性掃描頭，該固體掃描型線性掃描頭設有：發光元件陣列，將複數個發光元件配置排列於主掃描方向上；成像元件陣列，配置排列有分別與上述複數個發光元件中之每一個相對的複數個成像元件；以及發光控制手段，控制上述複數個發光元件中之每一個的發光；又，藉由上述複數個發光元件中之每一個的發光輸出，在影像載體上進行光寫入；其特徵在於：上述發光控制手段具有：溫度檢測手段，檢測上述發光元件陣列或其附近的溫度；驅動電流生成部，一起控制上述複數個發光元件中之每一個的驅動電流；複數個PWM生成部，控制上述複數個發光元件中之每一個的驅動時間；以及複數個驅動器，僅在對應由上述複數個PWM生成部中之每一個分別生成的PWM訊號的脈衝寬度的時間內，藉由上述驅動電流生成部所設定的驅動電流，分別驅動上述複數個發光元件中的每一個；上述驅動電流生成部根據上述溫度檢測手段所檢測的溫度檢測值，修正上述設定的驅動電流，上述複數個PWM生成部中的每一個根據上述溫度檢測手段所檢測的溫度檢測值，分別修正上述PWM訊號的脈衝寬度；其中，上述溫度檢測手段包括：檢測上述發光元件陣列或其附近溫度的溫度感測器、將該溫度感測器的溫度檢測值所示的類比訊號變換為數位值的A/D變換器、以及將該A/D變換器的輸出值變換為表選擇訊號的代碼變換電路；其中，上述驅動電流生成部包括：基準電流值暫存器、記憶對應溫度的電流修正資料的溫度修正電流表、以及驅動電流控制 部；又，藉由上述表選擇訊號選擇上述溫度修正電流表中的上述電流修正資料，根據所選擇的電流修正資料與上述基準電流值暫存器的電流設定資料的加減結果，使上述驅動電流控制部設定上述驅動電流；其中，上述複數個PWM生成部中的每一個分別包括：脈衝寬度資料暫存器、記憶對應溫度之脈衝寬度修正資料的溫度修正PWM表、以及PWM生成電路；藉由上述表選擇訊號選擇上述溫度修正PWM表中的上述脈衝寬度修正資料，根據所選擇的脈衝寬度修正資料與上述脈衝寬度資料暫存器的脈衝寬度設定資料的加減結果，使上述PWM生成電路設定上述PWM訊號的脈衝寬度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光寫入裝置，其中上述表選擇訊號包括高階複數個位元及低階複數個位元的數位訊號；上述驅動電流生成部根據上述表選擇訊號的上述高階複數個位元，選擇上述溫度修正電流表中的上述電流修正資料；上述複數個PWM生成部中的每一個分別根據上述表選擇訊號的上述低階複數個位元，選擇上述溫度修正PWM表中的上述脈衝寬度修正資料。
3. 一種光寫入裝置，具備固體掃描型線性掃描頭，該固體掃描型線性掃描頭設有：發光元件陣列，將複數個發光元件配置排列在主掃描方向上；成像元件陣列，配置排列有分別與上述複數個發光元件中之每一個相對的複數個成像元件；以及發光控制手段，控制上述複數個發光元件中之每一個的發光；並藉由上述複數個發光元件中之每一個的發光輸出，在影像載體上進行光寫入；其中，上述發光控制手段具有：溫度檢測手段，檢測上述發光元件陣列或其附近的溫度；驅動電壓生成部，一起控制上述複數個發光元件的驅動電壓； 複數個PWM生成部，控制上述複數個發光元件中之每一個的驅動時間；以及複數個驅動器，僅在對應由上述複數個PWM生成部中之每一個分別生成的PWM訊號的脈衝寬度的時間內，藉由上述驅動電壓生成部所設定的驅動電壓，分別驅動上述複數個發光元件中的每一個；其中，上述驅動電壓生成部根據上述溫度檢測手段所檢測的溫度檢測值，修正上述設定的驅動電壓，上述複數個PWM生成部中的每一個根據上述溫度檢測手段所檢測的溫度檢測值，分別修正上述PWM訊號的脈衝寬度；其中，上述溫度檢測手段包括：檢測上述發光元件陣列或其附近溫度的溫度感測器、將該溫度感測器的溫度檢測值所示的類比訊號變換為數位值的A/D變換器、以及將該A/D變換器的輸出值變換為表選擇訊號的代碼變換電路；上述驅動電壓生成部包括：基準電壓值暫存器、記憶對應溫度的電壓修正資料的溫度修正電壓表、以及驅動電壓控制部；藉由上述表選擇訊號選擇上述溫度修正電壓表中的上述電壓修正資料，根據所選擇的電壓修正資料與上述基準電壓值暫存器的電壓設定資料的加減結果，使上述驅動電壓控制部設定上述驅動電壓；上述複數個PWM生成部中的每一個分別包括：脈衝寬度資料暫存器、記憶對應溫度的脈衝寬度修正資料的溫度修正PWM表、以及PWM生成電路；藉由上述表選擇訊號選擇上述溫度修正PWM表中的上述脈衝寬度修正資料，根據所選擇的脈衝寬度修正資料與上述脈衝寬度資料暫存器的脈衝寬度設定資料的加減結果，使上述PWM生成電路設定上述PWM訊號的脈衝寬度。
4. 如申請專利範圍第3項所述之光寫入裝置，其中上述表選擇訊號包括高階複數個位元及低複數個元的數位訊號；上述驅動電壓生成部藉由上述表選擇訊號的上述高階複數個 位元，選擇上述溫度修正電壓表中的上述電壓修正資料；上述複數個PWM生成部中的每一個分別根據上述表選擇訊號的上述低階複數個位元，選擇上述溫度修正PWM表中的上述脈衝寬度修正資料。
5. 一種電子照相式影像形成裝置，具備如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之光寫入裝置。