CN102738192B - 发光装置、打印头、和图像形成设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了发光装置、打印头、和图像形成设备。所述发光装置包括多个发光芯片、安装板、和缓冲放大器。多个发光芯片中的每一个包括多个发光元件和多个传递元件。多个传递元件通过依次进入导通状态将多个发光元件依次指定为点亮或不点亮控制的目标。多个传递元件中的每一个对应于多个发光元件中的相应一个而提供。多个发光芯片安装在安装板上。缓冲放大器设置在安装板上,并且根据输入的传递信号来输出传递信号。传递信号用来将包括在多个发光芯片的每一个中的多个传递元件依次设置为导通状态。
Description
技术领域
本发明涉及发光装置、打印头、和图像形成设备。
背景技术
在采用电子照相***的图像形成设备(例如,打印机、复印机、或传真机)中,以如下方式执行图像形成:通过光记录单元使用图像信息执行照射,从而在带电感光体上获得静电潜像;通过向静电潜像施加调色剂来执行可视化,以获得图像;以及将该图像转印到记录纸张上,并且对其进行定影。采用光扫描方法,其中使用激光器作为光记录单元,并且其中通过利用激光在主扫描方向上扫描来执行曝光。除了光扫描方法,近年来,根据装置微型化的需求,还采用使用发光二极管(LED)打印头(LPH)的发光装置。在LPH中,沿主扫描方向布置多个用作发光元件的LED。
在日本未审查专利申请公开第2001-94155号中,描述了一种光学写入装置。该光学装置中,形成了独立于头单元板的驱动电路板,其中在头单元板上安装了作为驱动目标的LED,并且驱动电路板和头单元板使用软电缆彼此电连接。
在使用其中布置有发光元件等的LPH的发光装置中,校正各发光元件的发光量。但是,即使在用来校正光量的数据(校正数据)等根据使用条件等而不同时,也要求发光装置的构造通用,并且要求发光装置操作稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一种操作稳定且提高了通用程度等的发光装置。
根据本发明的第一方面,提供一种包括多个发光芯片、安装板、和缓冲放大器的发光装置。多个发光芯片中的每一个包括多个发光元件和多个传递元件。多个传递元件通过依次进入导通状态来将多个发光元件依次指定为点亮或不点亮控制的目标。多个传递元件中的每一个对应于多个发光元件中的相应的一个而提供。多个发光芯片安装在安装板上。缓冲放大器提供在安装板上,并且根据输入的传递信号来输出传递信号。传递信号用来将包括在多个发光芯片的每一个中的多个传递元件依次设置为导通状态。
根据本发明的第二方面,在根据第一方面的发光装置中,多个发光芯片被分成多个发光芯片组。多个发光芯片组中的每一个包括多个发光芯片中的至少一个。针对多个发光芯片组中的每一个提供输出传递信号的缓冲放大器。
根据本发明的第三和第四方面中的任一方面,根据第一和第二方面中的相应一方面的发光装置还包括存储部件,其设置在安装板上,并且其中存储了包括校正值的多组控制数据。校正值设置为与驱动发光装置的多个驱动单元中的至少每一个相对应,并且用来对多个发光芯片的每一个中的多个发光元件的光量进行校正。
根据本发明的第五方面,根据第一至第四方面中的任一方面的发光装置连接到多芯电缆,该多芯电缆形成为使得将点亮信号发送到多个发光芯片的布线图案与用来在电流流过发送点亮信号的布线图案的方向的相反方向上提供电流的布线图案相邻。点亮信号中的每一个通过相应的一个布线图案发送到相应的一个发光芯片,以使该发光芯片中的多个发光元件执行点亮。
根据本发明的第六方面,在根据第五方面的发光装置中,电缆为扁形软电缆。
根据本发明的第七方面,提供一种包括发光单元和光学单元的打印头。发光单元包括多个发光芯片、安装板、和缓冲放大器。多个发光芯片中的每一个包括多个发光元件和多个传递元件。多个传递元件通过依次进入导通状态来将多个发光元件依次指定为点亮或不点亮控制的目标。多个传递元件中的每一个对应于多个发光元件中的相应一个而提供。多个发光芯片安装在安装板上。缓冲放大器设置在安装板上,并且根据输入的传递信号来输出传递信号。传递信号用来将包括在多个发光芯片的每一个中的多个传递元件依次设置为导通状态。光学单元使用从发光单元发出的光来形成图像。
根据本发明的第八方面,提供一种图像形成设备,其包括图像载体、充电单元、发光单元、驱动单元、光学单元、显影单元、和转印单元。充电单元对图像载体进行充电。发光单元包括多个发光芯片、安装板、和缓冲放大器。多个发光芯片中的每一个包括多个发光元件和多个传递元件。多个传递元件通过依次进入导通状态来将多个发光元件依次指定为点亮或不点亮控制的目标。多个传递元件中的每一个对应于多个发光元件中的相应一个而提供。多个发光芯片安装在安装板上。缓冲放大器设置在安装板上,并且根据输入的传递信号来输出传递信号。传递信号用来将包括在多个发光芯片的每一个中的多个传递元件依次设置为导通状态。驱动单元将传递信号发送到发光单元的缓冲放大器,并且将每一个点亮信号发送到多个发光芯片中的相应一个。点亮信号用来控制由包括在发光芯片中的并且处于导通状态的多个传递元件所指定的多个发光元件的点亮或不点亮。光学单元使用从发光单元发出的光来形成图像。显影单元对通过使用发光单元对图像载体进行曝光而形成在图像载体上的静电潜像进行显影。转印单元将已显影在图像载体上的静电潜像转印到转印接收体上。
根据本发明的第九方面,在根据第八方面的图像形成设备中,驱动单元包括多个驱动单元,发光单元还包括存储部件,其设置在安装板上,并且其中存储了包括校正值的多组控制数据。校正值设置为与驱动发光单元的多个驱动单元中的至少每一个相对应,并且用来对多个发光芯片的每一个中的多个发光元件的光量进行校正。多个驱动单元中的每一个从存储在存储部件中的多组控制数据中读取设置为与驱动单元相对应的校正值,并且根据校正值来发送点亮信号。
根据本发明的第十方面,在根据第八方面的图像形成设备中,发光单元和驱动单元连接到多芯电缆,多芯电缆形成为使得将点亮信号发送到多个发光芯片的布线图案与用来在电流流过发送点亮信号的布线图案的方向的相反方向上提供电流的布线图案相邻。点亮信号中的每一个通过相应的一个布线图案发送到相应的一个发光芯片。
根据本发明的第十一方面,在根据第九方面的图像形成设备中,发光单元和多个驱动单元中的每一个连接到多芯电缆,多芯电缆形成为使得将点亮信号发送到多个发光芯片的布线图案与用来在电流流过发送点亮信号的布线图案的方向的相反方向上提供电流的布线图案相邻。点亮信号中的每一个通过相应的一个布线图案发送到相应的一个发光芯片。
根据第一方面,与不包括缓冲放大器的情况相比较,发光装置可以操作更稳定,并且可以提高通用程度。
根据第二方面,与不使用本发明构造的情况相比较,发光装置可以操作更稳定。
根据第三和第四方面中的任一方面,与不使用本发明构造的情况相比较,可以更大地提高发光装置中的通用程度。
根据第五方面,与不使用本发明构造的情况相比较,发光装置可以操作更稳定。此外,可以减小噪声发射。
根据第六方面,与不使用本发明构造的情况相比较,可以使用便宜的电缆来用于发光装置。
根据第七方面,与不使用本发明构造的情况相比较,打印头可以操作更稳定,并且可以提高通用程度。
根据第八方面,与不使用本发明构造的情况相比较,可以以较低成本来构造图像形成设备。
根据第九方面,与不使用本发明构造的情况相比较,可以提供更大地提高发光单元中的通用程度的图像形成设备。
根据第十和第十一方面中的任一方面,与不使用本发明构造的情况相比较,可以更稳定地执行图像形成。
附图说明
以下将基于附图来详细描述本发明的示例实施例,附图中:
图1是示出根据第一示例实施例的图像形成设备的整体构造示例的示图;
图2是示出打印头构造的打印头的截面视图;
图3A和图3B是示出控制器和发光装置的构造及其连接关系的示图,以及示出第一示例实施例中的发光芯片的构造的示图;
图4是示出根据第一示例实施例的发光装置的发光芯片安装板上的布线图案(线路)构造的示图;
图5A和图5B是示出连接器的PIN排列示例的示图;
图6A和图6B是示出连接器的PIN排列的另一个示例的示图;
图7是示出光量校正数据存储器的构造示例的示图;
图8是示出安装了自扫描发光装置(SLED)的每一个发光芯片的电路构造的等效电路图;
图9A和图9B是示出由缓冲器电路驱动晶闸管的情况下的操作的示图;
图10是用于说明发光装置和发光芯片的操作的时序图;
图11是示出不使用本示例实施例的情况下控制器和发光装置的构造及其连接关系的示图;
图12是示出不使用本示例实施例的情况下发光装置的发光芯片安装板上的布线图案(线路)构造的示图;
图13A和图13B是示出不使用本示例实施例的情况下连接器的PIN排列示例的示图;
图14A至图14E是示出本示例实施例中提供在传递信号提供电路的缓冲电路的输出端上的高频截止滤波器的构造的示图;以及
图15是示出第二示例实施例中控制器和发光装置的构造及其连接关系的示图。
具体实施方式
下文中,将参照附图来详细描述本发明的示例实施例。
第一示例实施例
(图像形成设备1)
图1是示出根据第一实施例的图像形成设备1的整体构造示例的示图。图1所示图像形成设备1是所谓的级联式图像形成设备。图像形成设备1包括图像形成处理部分10、控制器30和图像处理器40。图像形成处理部分10根据每种颜色的图像数据项执行图像形成。控制器30对图像形成处理部分10进行控制。图像处理器40连接到例如个人计算机(PC)2和图像读取装置3,并且对从PC 2或图像读取装置3接收到的图像数据项执行预定的图像处理。
图像形成处理部分10包括图像形成单元11,其包括以预定间隔并列布置的多个引擎。图像形成单元11包括四个图像形成单元11Y、11M、11C和11K。每个图像形成单元11Y、11M、11C和11K包括感光鼓12、充电器13、打印头14、和显影装置15。感光鼓12用作图像载体的示例,其上形成静电潜像并且保持调色剂图像。充电器13用作充电部分的示例,其使用预定电位对感光鼓12的表面进行充电。打印头14使已通过充电器13充电的感光鼓12曝光。显影装置15用作显影部分的示例,其对使用打印头14获得的静电潜像进行显影。图像形成单元11Y、11M、11C和11K分别形成黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)的调色剂图像。
此外,为了使用多个转印器将形成在各图像形成单元11Y、11M、11C和11K的感光鼓12上的各颜色的调色剂图像转印到用作转印接收体的示例的记录纸张25上,图像形成处理部分10包括纸张传送带21、驱动辊22、转印辊23和定影装置24。纸张传送带21对记录纸张25进行输送。驱动辊22是驱动纸张传送带21的辊。转印辊23用作转印部分的示例,其将形成在感光鼓12上的调色剂图像转印到记录纸张25上。定影装置24将调色剂图像定影到记录纸张25上。
在图像形成设备1中,图像形成处理部分10根据从控制器30提供的各种控制信号来执行图像形成操作。已经从PC 2或图像读取装置3接收到的图像数据项由图像处理器40进行图像处理,并且由控制器30提供给图像形成单元11。然后,例如,在黑色(K)图像形成单元11K中,由充电器13对感光鼓12进行充电,以使其具有预定电位,同时感光鼓12在箭头A所指示的方向上旋转。由基于已被图像处理器40处理了的图像数据项而发光的打印头14对感光鼓12进行曝光。从而,在感光鼓12上,形成与黑色(K)图像相关联的静电潜像。然后,通过显影装置15对已形成在感光鼓12上的静电潜像进行显影,从而在感光鼓12上形成黑色(K)调色剂图像。同样,在图像形成单元11Y、11M和11C中的每一个中,形成黄色(Y)、品红色(M)、和青色(C)各颜色中相应一个颜色的调色剂图像。
记录纸张25根据在箭头B所指示的方向上移动的纸张传送带21的移动进行提供。已在图像形成单元11中形成在感光鼓12上的各颜色的调色剂图像使用施加至转印辊23的转印电场依次静电转印到记录纸张25上,从而在记录纸张25上形成各颜色的调色剂图像彼此叠加的组合调色剂图像。
之后,将其上已经静电转印了组合调色剂图像的记录纸张25输送到定影装置24。对已经输送到定影装置24的记录纸张25上的组合调色剂图像进行定影处理,以通过加热以及通过施加压力使其定影,从而将组合调色剂图像定影到记录纸张25上,并且将其从图像形成设备1中排出。
(打印头14)
图2是示出打印头14的构造的打印头14的截面视图。打印头14包括外壳61、发光装置65、和棒形透镜阵列64。发光装置65用作发光部分的一个示例,其包括光源单元63,光源单元63包括对感光鼓12进行曝光的多个发光元件。棒形透镜阵列64用作光学部分的一个示例,其使用从光源单元63输出的光来在感光鼓12的表面上形成图像。
发光装置65被构造为将上述光源单元63等安装在发光芯片安装板62上。发光装置65的详细构造将在后文描述。
外壳61例如由金属材料形成,并且对发光芯片安装板62和棒形透镜阵列64进行支撑。外壳61被设置为使得光源单元63的发光元件的发光点位于棒形透镜阵列64的焦平面上。此外,棒形透镜阵列64沿感光鼓12的轴向方向(其为主扫描方向,并且为以下描述的图3A和图4中所示的X方向)布置。
(控制器30和发光装置65)
图3A和图3B是示出本示例实施例中的控制器30和发光装置65的构造及其连接关系的示图,以及示出发光芯片C的构造的示图。图3A示出了控制器30和发光装置65的构造及其连接关系。图3B示出了发光芯片C的构造。
首先,将描述图3A中示出的控制器30和发光装置65的构造及其连接关系。
如图3A中所示,控制器30构造为将主控制电路32和发光装置驱动电路33安装在控制板31上,并且发光装置驱动电路33用作驱动单元的一个示例,其对发光装置65进行驱动。主控制电路32对除发光装置65之外的充电器13、显影装置15、转印辊23、定影装置24等进行控制。换言之,主控制电路32执行图像形成设备1所执行的控制中不由发光装置驱动电路33执行的控制。
相反,发光装置驱动电路33向/从发光装置65发送/接收信号,用于对发光装置65的光源单元63的发光元件的点亮或不点亮进行控制(点亮控制),从而控制发光装置65。
发光装置驱动电路33包括连接至电缆35的连接器(连接部件)34。电缆35用来将发光装置驱动电路33连接到发光装置65,并且例如由多芯扁形软电缆(FFC)构成。
注意,尽管已经描述了控制器30安装在控制板31上,但是控制板31可以包括多个板。
如图3A中所示,发光装置65被构造为将光源单元63沿X方向(其为主扫描方向)布置在发光芯片安装板62(其用作安装板的一个示例)上。光源单元63被构造为将20个发光芯片C1至C20排列成两行的交错图案,每个发光芯片包括多个发光元件。
在本说明书中,术语“至”指彼此编号不同的多个组件,并且指示在术语“至”之前和之后描述的具有特定编号的组件以及具有所述特定编号之间的编号的组件被包括在内。例如,发光芯片C1至C20包括从发光芯片C1开始到发光芯片C20结束的依次编号的各发光芯片。
发光芯片C1至C20的构造可以相同。因此,当不对发光芯片C1至C20彼此进行区分时,将发光芯片C1至C20称为“发光芯片C”。以下将描述发光芯片C1至C20的排列细节。
注意,尽管本示例实施例中使用总数20作为发光芯片C的数量,但是发光芯片C的数量不限于此。
发光装置65包括传递信号提供电路66,其提供用于进行指定以使各发光芯片C的发光元件依次执行点亮的信号(传递信号)。此外,发光装置65包括光量校正数据存储器67,其用作存储部件的一个示例,用来存储控制数据项,所述控制数据项包括用于校正发光芯片C的发光元件的光量的数据项(校正数据项),并且光量校正数据存储器67由诸如电可擦可编程只读存储器(EEPROM)之类的非易失性存储器构成。发光装置65包括连接器68,其用作连接部件的一个示例,用于向/从控制器30的发光装置驱动电路33发送/接收信号。
如图2中所示,发光装置65沿感光鼓12的轴向方向(X方向)设置。因此,发光芯片安装板62是在X方向上较长而在Y方向上具有较小宽度的部件。因此,传递信号提供电路66、光量校正数据存储器67、和连接器68分别设置在发光芯片安装板62较长方向上的端部。
注意,尽管图3A中示出了传递信号提供电路66、光量校正数据存储器67、和连接器68布置在发光芯片安装板62的设置发光芯片C的一侧(正面侧)上,但是传递信号提供电路66、光量校正数据存储器67、和连接器68中的一些或全部可以设置在发光芯片安装板62的与设置发光芯片C的一侧相反的一侧(背面侧)上。
接下来,将描述图3B中所示的发光芯片C的构造。
每个发光芯片C包括一个发光部分102,其包括多个发光元件(发光晶闸管L1、L2、L3、…,其用作本示例实施例中的发光元件的示例),这些发光元件在矩形板80的表面上沿板80的一条长边排列成一行。此外,发光芯片C包括作为多个焊盘的端子(φ1端子、φ2端子、Vga端子、和φI端子),用于接收各种控制信号等,并且所述端子设置在板80的表面的沿板80的长边方向的端部。注意,关于所述端子,φ1端子和Vga端子以此顺序从板80的一端开始设置,φI端子和φ2端子以此顺序从板80的另一端开始设置。发光部分102设置在Vga端子和φ2端子之间。此外,在板80的后表面上设置后表面电极作为Vsub端子。
注意,当不对发光晶闸管L1、L2、L3、…彼此进行区分时,将发光晶闸管L1、L2、L3、…称为“发光晶闸管L”。
注意,术语“成一行”不仅可以指多个发光元件排列成一条直线的状态(如图3B中所示),还可以指各发光元件沿垂直于所述行方向的方向布置为彼此具有不同位移量的状态。例如,当将发光元件的发光区看作像素时,每个发光元件可以布置为沿垂直于所述行方向的方向具有对应于几个像素或几十个像素的位移量。此外,发光元件可以布置成使得彼此相邻的发光元件以交替的方式放置的锯齿形图案,或者可以布置成以多个发光元件为单位的锯齿形图案。
图4是示出根据第一示例实施例的发光装置65的发光芯片安装板62上的布线图案(线路)构造的示图。注意,在图4中,与布线图案一起示出了发光装置驱动电路33、连接器34、和电缆35的一部分。
如上所述,在发光装置65的发光芯片安装板62上,安装了发光芯片C1至C20、传递信号提供电路66、光量校正数据存储器67、和连接器68,并且设置了使发光芯片C1至C20、传递信号提供电路66、光量校正数据存储器67、和连接器68彼此连接的布线图案(线路)。
首先将描述连接器68。这里,为了描述的方便,连接器68被示出在发光芯片安装板62的顶部上,其不同于图3A。在图4中所示的连接器68中,向/从图3A中所示的发光芯片驱动电路33发送/接收的信号由其各自的名称表示。
连接器68通过电缆35连接到连接器34,连接器34设置在发光装置驱动电路33中,并且具有与连接器68的构造相同的构造。
注意,以下将描述连接器68的端子(PIN)的排列(与连接器34的相同)。
将发送到传递信号提供电路66的第一传递信号φ1和第二传递信号φ2、以及分别发送到各发光芯片C1至C20的点亮信号φI1至φI20设置为从发光装置驱动电路33发送到发光装置65的信号。注意,当不对第一传递信号φ1和第二传递信号φ2彼此进行区分时,将第一传递信号φ1和第二传递信号φ2称为“传递信号”,并且当不对点亮信号φI1至φI20彼此进行区分时,将点亮信号φI1至φI20称为“点亮信号φI”。
此外,将用来在发光装置65的光量校正数据存储器67与发光装置驱动电路33之间发送和接收光量校正数据项的一系列信号(SCK信号、SDA信号、和WC信号)设置为在发光装置驱动电路33与发光装置65之间发送/接收的信号。以下将描述这些信号。
除了上述信号之外,还从发光装置驱动电路33向发光装置65提供电位Vga和基准电位Vsub。注意,电位Vga和基准电位Vsub被看作信号。
注意,图4中所示的发光装置驱动电路33和电缆35中提取并示出了与第一传递信号φ1和第二传递信号φ2相关联的部分。
接下来,将描述发光芯片C1至C20的布置。
奇数编号的发光芯片C1、C3、C5、…沿各发光芯片C1、C3、C5、…的板80的长边方向以一定间隔排列成一行。类似地,偶数编号的发光芯片C2、C4、C6、…也沿各发光芯片C2、C4、C6、…的板80的长边方向以一定间隔排列成一行。发光芯片C1、C3、C5、…和发光芯片C2、C4、C6、…以这样的状态布置成交错图案,其中每个发光芯片C关于与该发光芯片相邻的发光芯片C旋转180度,从而设置在发光芯片C中的发光部分102上的长边侧彼此相对。各发光芯片C的位置被设置为使得彼此相邻的发光芯片C的发光元件也沿主扫描方向以预定间隔排列。注意,图3B中所示的发光部分102的发光元件的排列方向(本示例实施例中按发光晶闸管L1、L2、L3、…的编号顺序)由图4中所示的发光芯片C1、C2、C3、…的相应一个中的每个箭头表示。
20个发光芯片C1至C20被分成多个组(发光芯片组#1至#4),每个组由5个发光芯片C构成。换言之,发光芯片C1至C5构成发光芯片组#1,发光芯片C6至C10构成发光芯片组#2。类似地,其他发光芯片组#3和#4也由相应的发光芯片C构成。图4示出了发光芯片组#1(发光芯片C1至C5)和发光芯片组#2(发光芯片C6至C9)的部分。
以下将描述传递信号提供电路66的构造。
传递信号提供电路66包括缓冲电路Buf1a至Buf8a,其用作8个缓冲放大器的示例。缓冲电路Buf1a至Buf8a被构造为由例如互补金属氧化物半导体(CMOS)形成的一个集成电路(IC)。
另外,每个缓冲电路Buf1a至Buf8a可以包括使能端子(OE)。本示例实施例中,假设总是向使能端子(OE)提供使能信号。
接下来,将描述使用连接器68发送和接收的信号,以及将连接器68、发光芯片C1至C20、和传递信号提供电路66彼此连接的布线图案(线路)。
电位线200a设置在发光芯片安装板62上,并且从连接器68的Vsub端子(PIN)连接到发光芯片C的设置在板80的后表面上的后表面电极(Vsub端子)。用作电位基准的基准电位Vsub提供给电位线200a。电位线200b设置在发光芯片安装板62上,并且从连接器68的Vga端子(PIN)连接到设置在各发光芯片C中的Vga端子。用于驱动发光芯片C的电位Vga提供给电位线200b。
第一传递信号线201设置在发光芯片安装板62上。第一传递信号线201作为公共信号线从连接器68的φ1端子(PIN)连接到传递信号提供电路66的各奇数编号缓冲电路Buf1a、Buf3a、Buf5a、Buf7a的输入端子。第一传递信号φ1通过第一传递信号线201发送到传递信号提供电路66。
此外,第二传递信号线202设置在发光芯片安装板62上。第二传递信号线202作为公共信号线从连接器68的φ2端子(PIN)连接到传递信号提供电路66的各偶数编号缓冲电路Buf2a、Buf4a、Buf6a、和Buf8a的输入端子。第二传递信号φ2通过第二传递信号线202发送到传递信号提供电路66。
另外,第一传递信号线201-1设置在发光芯片安装板62上。第一传递信号线201-1从缓冲电路Buf1a的输出端子连接到属于发光芯片组#1的每个发光芯片C1至C5的φ1端子。缓冲电路Buf1a输出第一传递信号φ1-1,第一传递信号φ1-1通过第一传递信号线201-1发送到属于发光芯片组#1的每个发光芯片C1至C5的φ1端子。此外,设置第二传递信号线202-1。第二传递信号线202-1从缓冲电路Buf2a的输出端子连接到属于发光芯片组#1的每个发光芯片C1至C5的φ2端子。缓冲电路Buf2a输出第二传递信号φ2-1,并且第二传递信号φ2-1通过第二传递信号线202-1发送到属于发光芯片组#1的每个发光芯片C1至C5的φ2端子。
类似地,设置第一传递信号线201-2。第一传递信号线201-2从缓冲电路Buf3a的输出端子连接到属于发光芯片组#2的每个发光芯片C6至C10的φ1端子。缓冲电路Buf3a输出第一传递信号φ1-2,并且第一传递信号φ1-2通过第一传递信号线201-2发送到属于发光芯片组#2的每个发光芯片C6至C10的φ1端子。此外,设置第二传递信号线202-2。第二传递信号线202-2从缓冲电路Buf4a的输出端子连接到属于发光芯片组#2的每个发光芯片C6至C10的φ2端子。缓冲电路Buf4a输出第二传递信号φ2-2,并且第二传递信号φ2-2通过第二传递信号线202-2发送到属于发光芯片组#2的每个发光芯片C6至C10的φ2端子。
缓冲电路Buf5a和Buf6a与发光芯片组#3之间的关系以及缓冲电路Buf7a和Buf8a与发光芯片组#4之间的关系也类似于上述关系。
此外,设置点亮信号线204-1至204-20。每条点亮信号线204-1至204-20从连接器68连接到发光芯片C1至C20中的相应一个的φI端子。每个点亮信号φI1至φI20通过点亮信号线204-1至204-20中的相应一条发送。
如上所述,在本示例实施例中,第一传递信号φ1-1、φ1-2、φ1-3和φ1-4中的每一个经由奇数编号缓冲电路Buf1a、Buf3a、Buf5a和Buf7a中的相应一个发送到属于发光芯片组#1至#4中的相应一组中的各发光芯片C。第二传递信号φ2-1、φ2-2、φ2-3和φ2-4中的每一个经由偶数编号缓冲电路Buf2a、Buf4a、Buf6a和Buf8a中的相应一个发送到属于发光芯片组#1至#4中的相应一组中的各发光芯片C。
第一传递信号φ1从设置在发光装置驱动电路33中的缓冲电路Buf1发送到奇数编号缓冲电路Buf1a、Buf3a、Buf5a和Buf7a的输入端子。第二传递信号φ2从设置在发光装置驱动电路33中的缓冲电路Buf2发送到偶数编号缓冲电路Buf2a、Buf4a、Buf6a和Buf8a的输入端子。
注意,当不对第一传递信号φ1、φ1-1、φ1-2、φ1-3和φ1-4以及第二传递信号φ2、φ2-1、φ2-2、φ2-3和φ2-4彼此进行区分时,将第一传递信号φ1、φ1-1、φ1-2、φ1-3和φ1-4以及第二传递信号φ2、φ2-1、φ2-2、φ2-3和φ2-4称为“传递信号”。
缓冲电路Buf1a至Buf8a发送具有与输入信号的波形相同波形的输出信号。换言之,缓冲电路Buf1a至Buf8a是使用表示逻辑电平(以下描述为“H”和“L”)的电位进行操作的电路。缓冲电路Buf1a至Buf8a对输入信号的波形进行整形并输出这些信号。即使当其输入端处的电位变化时,缓冲电路Buf1a至Buf8a也可以调节电位,从而使电位为表示逻辑电平的电位。此外,缓冲电路Buf1a至Buf8a可以分别从其各自的输出端子提供电流。
因此,第一传递信号φ1-1、φ1-2、φ1-3和φ1-4的波形中的每一个与第一传递信号φ1的波形相同。类似地,第二传递信号φ2-1、φ2-2、φ2-3和φ2-4的波形中的每一个与第二传递信号φ2的波形相同。
换言之,具有与第一传递信号φ1的波形相同波形的信号、以及具有与第二传递信号φ2的波形相同波形的信号作为公共信号发送至所有发光芯片C。
因此,认为第一传递信号φ1和第二传递信号φ2中的每一个可以经由公共布线图案(总线)来提供,而无需提供缓冲电路Buf1a至Buf8a。但是,提供缓冲电路Buf1a至Buf8a的原因是缓冲电路可以提供电流限制。例如,由CMOS形成的缓冲电路可以提供的电流限制为30mA。因此,在本示例实施例中,将20个发光芯片C分成4组,为每组提供两个缓冲电路(例如,为发光芯片组#1提供缓冲电路Buf1a和Buf2a)。
因此,基准电位Vsub和电位Vga作为公共信号提供给发光芯片安装板62上的所有发光芯片C1至C20。具有与第一传递信号φ1的波形相同波形的信号(第一传递信号φ1-1、φ1-2、φ1-3和φ1-4)、以及具有与第二传递信号φ2的波形相同波形的信号(第二传递信号φ2-1、φ2-2、φ2-3和φ2-4)作为公共信号发送到发光芯片C1至C20(并行)。相反,点亮信号φI1至φI20分别发送到各发光芯片C1至C20。
(连接器34、电缆35、和连接器68)
接下来,将描述设置在发光装置驱动电路33中的连接器34和设置在发光芯片安装板62上的连接器68的端子(PIN)的排列(PIN排列)。注意,连接在连接器34和68之间的电缆35中所包括的布线图案的排列与连接器34和68的端子的排列相同。下文中,将所述端子的排列描述为连接器68的PIN排列。
图5A和图5B是示出连接器68的PIN排列示例的示图。图5A是连接器68的PIN排列的示图。图5B是示出分配给点亮信号φI的PIN的PIN排列的放大示图。注意,在图5B中,除了连接器68之外,还示出了发光装置驱动电路33、连接器34、和发光芯片安装板62。
如上所述,电缆35是FFC。在FFC中,以预定间距并列布置多个布线图案。因此,连接器68和34中的每一个的PIN也排列成一行。
注意,尽管认为在FFC上提供屏蔽层是为了减小噪声,但是还可以以更低的成本来提供本示例实施例中的构造。
如图5A中所示,连接器68包括例如40个端子(PIN)。这40个端子(PIN)被分成4组。换言之,这4组端子如下:PIN #1至#3的组Ia,用来发送和接收作为校正值示例的光量校正数据项,所述校正值用来校正光量;PIN #4和#5的组IIa,用来发送第一传递信号φ1;PIN #6至#36的组IIIa,用来发送点亮信号φI1至φI20;以及PIN#37至#40的组IVa,用来发送第二传递信号φ2。用来提供电位Vga和基准电位Vsub的端子(PIN)也包括在内。
注意,关于图5A中所示的组IIIa,尽管按升序排列分配给点亮信号φI1至φI20的PIN,但是也可以改变分配给点亮信号φI1至φI20的PIN的顺序,从而可以容易地在发光芯片安装板62上设置点亮信号线204-1至204-20。
图5B示出了与用来发送点亮信号φI15至φI18的PIN #27至#33相关联的发光装置驱动电路33、连接器34、电缆35、连接器68和发光芯片安装板62的部分。
如图5B中所示,关于用来发送点亮信号φI1至φI20的组IIIa,在分配给点亮信号φI的PIN位于分配给基准电位Vsub的PIN之间的状态下发送两个点亮信号φI(例如,点亮信号φI15和φI16、以及点亮信号φI17和φI18)。
如下所述,在本示例实施例中,点亮信号φI具有负电位。如图5B中所示的箭头所指示,电流从基准电位Vsub流向点亮信号φI的负电位。换言之,发光装置驱动电路33拉电流,从而发光晶闸管L执行点亮。
因此,流过发光晶闸管L的电流经由连接器34、电缆35和连接器68并按该顺序从发光装置驱动电路33的部分以及从提供基准电位Vsub的部分提供到发光芯片C的发光晶闸管L。电流经由连接器68、电缆35和连接器34并按该顺序从发光晶闸管L流向发光装置驱动电路33的部分以及提供点亮信号φI的部分。
在本示例实施例中,分配给基准电位Vsub的PIN设置在连接器34、电缆35和连接器68中,以与分配给点亮信号φI的PIN相邻。因此,电流回路CL较小,从而减小了发送点亮信号φI的布线图案的电感。因此,可以减少噪声的发生。此外,对于所有的点亮信号φI,分配给点亮信号φI的PIN与分配给基准电位Vsub的PIN之间的位置关系在PIN排列上相同。因此,各点亮信号φI的特性阻抗几乎相同。因此,对于所有的点亮信号φI,减少了所产生噪声量之间的差异的发生。
此外,在本示例实施例中,第一传递信号φ1使用属于组IIa的PIN发送,第二传递信号φ2使用属于组IVa的PIN发送。第一传递信号φ1和第二传递信号φ2中的每一个作为单个信号发送。
注意,关于用来发送光量校正数据项的组Ia,示出了例如I2C总线。I2C总线是用于使用两条信号线(不包括GND)执行同步串行通信的总线,这两条信号线为称为SCL(串行时钟)的信号线和称为SDA(串行数据)的用于双向通信的信号线。注意,被称为写入控制(WC)的信号是用于控制光量校正数据项写入诸如EEPROM之类的光量校正数据存储器67的信号。
此外,可以使用串行***接口(SPI)总线等。SPI总线是用于使用四条信号线(不包括GND)执行同步串行通信的总线,这四条信号线为称为SCK(串行时钟)的信号线以及称为SDI、SD0和CS的用于单向通信的信号线。
图6A和图6B是示出连接器68的另一个PIN排列示例的示图。图6A是连接器68的PIN排列的示图。图6B是示出分配给点亮信号φI的PIN的PIN排列的放大示图。注意,在图6B中,还示出了发光装置驱动电路33、连接器34、和发光芯片安装板62。图6A和图6B中示出的PIN排列与图5A和图5B中示出的PIN排列之间的差异在于用来发送点亮信号φI1至φI20的PIN#6至#49的组IIIa的排列。下文中,将描述图6A和图6B与图5A和图5B之间的差异,并且省略对图6A和图6B与图5A和图5B二者相同部分的描述。
如图6A中所示,连接器68包括例如50个端子(PIN)。
图6B示出了与用来发送点亮信号φI11至φI13的PIN #26至#32相关联的发光装置驱动电路33、连接器34、电缆35、连接器68、和发光芯片安装板62的部分。如图6B中所示,关于用来发送点亮信号φI1至φI20的组IIIa,在分配给点亮信号φI的PIN位于分配给基准电位Vsub的PIN之间的状态下发送一个点亮信号φI(例如,在图6B中为点亮信号φI11至φI13中的每一个)。
同样,在图6A和图6B中所示的PIN排列中,如在图5A和图5B中所示的PIN排列的情况下那样,电流回路CL较小,从而减小了发送点亮信号φI的布线图案的电感。因此,可以减少噪声的发生。此外,对于所有的点亮信号φI,分配给点亮信号φI的PIN与分配给基准电位Vsub的PIN之间的位置关系在PIN排列上相同。因此,各点亮信号φI的特性阻抗几乎相同。因此,对于所有的点亮信号φI,减少了所产生噪声量之间的差异的发生。
注意,关于图6A中所示的组IIIa,尽管分配给点亮信号φI1至φI20的PIN按升序排列,但是分配给点亮信号φI1至φI20的PIN的顺序可以改变,从而可以容易地在发光芯片安装板62上设置点亮信号线204-1至204-20。
(光量校正数据存储器67)
接下来,将描述光量校正数据存储器67。
图7是示出光量校正数据存储器67的构造示例的示图。
如上所述,光量校正数据存储器67由诸如EEPROM之类的非易失性存储器构成。在本示例实施例中,如图7中所示,将光量校正数据存储器67的存储区域(存储区)分成具有不同地址的至少两个区(区A和区B)。根据预先确定的发光装置65使用的条件1和条件2设置的光量校正数据项分别存储在区A(地址0000H到地址X)和区B(地址X到地址Y)中。换言之,在使用条件1的情况下使用发光装置65时,将起始地址设置为地址0000H,并读取存储在区A中的光量校正数据项。相反,在使用条件2的情况下使用发光装置65时,将起始地址设置为地址X,并读取存储在区B中的光量校正数据项。
例如,假设使用条件1是用于单色打印的条件,使用条件2是用于彩色打印的条件。在单色打印的情况下,由光量之间的差异引起的图像质量的劣化不明显。因此,可以通过减少存储在区A中的光量校正数据项的位数来减少校正光量所花费的处理时间。相反,在彩色打印的情况下,由光量之间的差异引起的图像质量的劣化很容易发生。因此,可以通过增大存储在区B中的光量校正数据项的位数来提高光量校正的精度。
注意,尽管本示例实施例中将光量校正数据存储器67的存储区分成两个区(区A和区B),但是该存储区也可以被分成三个或更多区。各区的大小不必相同,只要每个区的大小等于或大于发光装置65的使用条件所必需的大小即可。
如下文中所述,在本示例实施例中,对于每个发光晶闸管L,通过控制使发光晶闸管L执行点亮的时间段(点亮时间段)来执行光量校正。注意,可以通过控制流过发光晶闸管L的电流来执行光量校正,以代替控制点亮时间段的方法。
此外,关于光量校正数据项,可以对彼此相邻的多个发光晶闸管L(例如,为发光晶闸管L1和L2的两个发光晶闸管)使用公共值。由于彼此相邻的发光晶闸管L的发光强度之间的差异很小,例如,可以使用公共光量校正数据项作为各光量校正数据项的平均值。因此,减小了光量校正数据存储器67中光量校正数据项所占用的存储区部分的大小,从而可以减少校正光量所花费的处理时间。
例如,当使用20个均包括256个发光晶闸管L的发光芯片C时,假设光量校正数据项为8位数据项(256个电平)。当彼此相邻的两个发光晶闸管L共享一个光量校正数据项时,光量校正数据项的大小为2560(A00H)字节。至少2560(A00H)字节或更大为区A所必需的大小。
相反,在为每个发光晶闸管L准备一个光量校正数据项的情况下,光量校正数据项的大小则为5120(1400H)字节。该情况下,至少5120(1400H)字节或更大为区A所必需的大小。区B的起始地址被设置为1400H或大于等于1400H的值。
在以上给出的描述中,光量校正数据存储器67存储光量校正数据项。但是,光量校正数据项仅为示例。光量校正数据存储器67还可以存储包括光量校正数据项(校正值)的控制数据项,它们被设置为与驱动发光装置65的多个驱动单元相对应。
(发光芯片C)
图8是示出安装了自扫描发光装置(SLED)的发光芯片C的电路构造的等效电路图。以下将要描述的各元件按照发光芯片C的除了设置各端子(φ1端子、φ2端子、Vga端子、和φI端子)的位置之外的布局布置。注意,为了描述的方便,各端子(φ1端子、φ2端子、Vga端子、和φI端子)的位置示出在图8的左端,尽管它们的位置不同于图3B中所示的它们的位置。设置在板80的后表面上的后表面电极(Vsub端子)被示出为引出到板80的外部。
这里,为了根据与连接器68的关系而描述发光芯片C,描述发光芯片C1作为示例。因此,在图8中,发光芯片C被表示为“发光芯片C1(C)”。注意,其他发光芯片C2至C20中的每一个的构造都与发光芯片C1的构造相同。
在图8中,提取并示出了与发光芯片C1相关联的传递信号提供电路66和连接器68的部分。
发光芯片C1(C)包括发光晶闸管行(发光部分102(参见图3B)),其用作发光元件行的示例,由发光晶闸管L1、L2、L3、…构成,发光晶闸管L1、L2、L3、…在板80上布置成一行,如上所述。
发光芯片C1(C)包括传递晶闸管行,其用作传递元件行的示例,由用作传递元件示例的传递晶闸管T1、T2、T3、…构成,在发光晶闸管布置成一行的情况下,传递晶闸管T1、T2、T3、…也布置成一行。
此外,发光芯片C1(C)包括设置在每对传递晶闸管之间的耦合二极管Dx1、Dx2、Dx3、…,每对传递晶闸管通过按编号顺序依次配对传递晶闸管T1、T2、T3、…中的两个传递晶闸管而获得。
另外,发光芯片C1(C)包括电阻器Rgx1、Rgx2、Rgx3、…。
此外,发光芯片C1(C)包括一个起动二极管Dx0。发光芯片C1(C)包括限流电阻器R1和R2,其设置来防止过大的电流量流过下述第一传递信号线72和第二传递信号线73。第一传递信号φ1通过第一传递信号线72发送,第二传递信号φ2通过第二传递信号线73发送。
发光晶闸管行中的发光晶闸管L1、L2、L3、…和传递晶闸管行中的传递晶闸管T1、T2、T3、…按编号顺序从图8的左侧开始布置。此外,耦合二极管Dx1、Dx2、Dx3、…和电阻器Rgx1、Rgx2、Rgx3、…也按编号顺序从图8的左侧开始布置。
发光晶闸管行和传递晶闸管行按传递晶闸管行和发光晶闸管行的顺序从图8的顶部开始布置。
这里,当不对传递晶闸管T1、T2、T3、…、耦合二极管Dx1、Dx2、Dx3、…、以及电阻器Rgx1、Rgx2、Rgx3、…彼此进行区分时,分别将传递晶闸管T1、T2、T3、…、耦合二极管Dx1、Dx2、Dx3、…、以及电阻器Rgx1、Rgx2、Rgx3、…称为“传递晶闸管T”、“耦合二极管Dx”、和“电阻器Rgx”。
发光晶闸管行中的发光晶闸管L的数量可以为预定数量。在本示例实施例中,当假设发光晶闸管L的数量为256时,则传递晶闸管T的数量也为256。类似地,电阻器Rgx的数量也为256。但是,耦合二极管Dx的数量为255,其比传递晶闸管T的数量少1。
注意,传递晶闸管T的数量可以大于发光晶闸管L的数量。
接下来,将描述发光芯片C1(C)中各元件之间的电连接。
发光晶闸管L和传递晶闸管T中的每一个是具有三个端子(即,栅极端子、阳极端子和阴极端子)的半导体元件。
发光晶闸管L和传递晶闸管T中的每一个的阳极端子连接到发光芯片C1(C)的板80(共阳极)。
这些阳极端子经由设置在板80的后表面上的后表面电极85(Vsub端子)连接到电位线200a。基准电位Vsub经由连接器68从发光装置驱动电路33提供至电位线200a。
奇数编号传递晶闸管T1、T3、…的阴极端子沿传递晶闸管T的排列连接到第一传递信号线72。第一传递信号线72经由限流电阻器R1连接到φ1端子。第一传递信号线201-1连接到φ1端子,并且连接到传递信号提供电路66的缓冲电路Buf1a的输出端子。缓冲电路Buf1a的输入端子经由第一传递信号线201连接到连接器68。第一传递信号φ1通过第一传递信号线201从发光装置驱动电路33发送,第一传递信号φ1-1通过第一传递信号线201-1发送。换言之,第一传递信号φ1-1发送到φ1端子。
相反,偶数编号传递晶闸管T2、T4、…的阴极端子沿传递晶闸管T的排列连接到第二传递信号线73。第二传递信号线73经由限流电阻器R2连接到φ2端子。第二传递信号线202-1连接到φ2端子,并且连接到传递信号提供电路66的缓冲电路Buf2a的输出端子。缓冲电路Buf2a的输入端子经由第二传递信号线202连接到连接器68。第二传递信号φ2通过第二传递信号线202从发光装置驱动电路33发送,第二传递信号φ2-1通过第二传递信号线202-1发送。换言之,第二传递信号φ2-1发送到φ2端子。
发光晶闸管L1、L2、L3、…的阴极端子连接到点亮信号线75。点亮信号线75连接到φI端子。在发光芯片C1中,φI端子经由限流电阻器R1连接到点亮信号线204-1,点亮信号φI1经由连接器68从发光装置驱动电路33发送至φI端子。点亮信号φI1用来向发光芯片C1的发光晶闸管L1、L2、L3、…提供执行点亮的电流。注意,其他发光芯片C2至C20的φI端子经由限流电阻器R1分别连接至点亮信号线204-2至204-20,点亮信号φI2至φI20发送到φI端子。
传递晶闸管T1、T2、T3、…的栅极端子Gt1、Gt2、Gt3、…以一对一的方式分别连接到具有相同编号元件的发光晶闸管L1、L2、L3、…的栅极端子Gl1、Gl2、Gl3、…。因此,栅极端子Gt1、Gt2、Gt3、…和栅极端子Gl1、Gl2、Gl3、…中的相同编号栅极端子处的电位相同。因此,例如,术语“栅极端子Gt1(栅极端子Gl1)”表示栅极端子Gt1处的电位与栅极端子Gl1处的电位相同。
这里,同样,当不对栅极端子Gt1、Gt2、Gt3、…和栅极端子Gl1、Gl2、Gl3、…彼此进行区分时,分别将栅极端子Gt1、Gt2、Gt3、…和栅极端子Gl1、Gl2、Gl3、…称为“栅极端子Gt”和“栅极端子Gl”。术语“栅极端子Gt(栅极端子Gl)”表示栅极端子Gt处的电位与栅极端子Gl处的电位相同。
耦合二极管Dx1、Dx2、Dx3、…连接在栅极端子Gt对之间,栅极端子Gt对通过按编号顺序依次配对各传递晶闸管T1、T2、T3、…的栅极端子Gt1、Gt2、Gt3、…中的两个栅极端子而获得。换言之,各耦合二极管Dx1、Dx2、Dx3、…串联连接,从而依次夹在栅极端子Gt1、Gt2、Gt3、…之间。关于耦合二极管Dx1的方向,耦合二极管Dx1被连接为朝向电流从栅极端子Gt1流向栅极端子Gt2的方向。其他耦合二极管Dx2、Dx3、Dx4…以相同方式连接。
传递晶闸管T的栅极端子Gt(栅极端子Gl)经由电阻器Rgx连接到电位线71,电阻器Rgx被设置为与各个传递晶闸管T相对应。电位线71连接到Vga端子从而连接到电位线200b。电位Vga经由连接器68从发光装置驱动电路33提供到电位线200b。
设置在传递晶闸管行的一端侧的传递晶闸管T1的栅极端子Gt1连接到起动二极管Dx0的阴极端子。相反,起动二极管Dx0的阳极端子连接到第二传递信号线73。
参照图8,将包括传递晶闸管T、耦合二极管Dx、电阻器Rgx、起动二极管Dx0、以及限流电阻器R1和R2的发光芯片C1(C)的部分称为“传递部分101”。如上所述,包括发光晶闸管L的部分为发光部分102。
(发光装置65的操作)
接下来,将描述发光装置65的操作。
如上所述,发光装置65包括发光芯片C1至C20(参见图3A、图3B和图4)。
如图4中所示,基准电位Vsub和电位Vga作为公共信号提供给发光芯片安装板62上的所有发光芯片C1至C20。如上所述,发送到发光芯片组#1至#4中相应一个的第一传递信号φ1-1、φ1-2、φ1-3和φ1-4中每一个的波形与第一传递信号φ1的波形相同。类似地,发送到发光芯片组#1至#4中相应一个的第二传递信号φ2-1、φ2-2、φ2-3和φ2-4中每一个的波形与第二传递信号φ2的波形相同。换言之,具有与第一传递信号φ1的波形相同波形的信号(第一传递信号φ1-1、φ1-2、φ1-3和φ1-4)和具有与第二传递信号φ2的波形相同波形的信号(第二传递信号φ2-1、φ2-2、φ2-3和φ2-4)作为公共信号(并行地)发送到发光芯片C1至C20。
相反,点亮信号φI1至φI20分别发送到各发光芯片C1至C20。点亮信号φI1至φI20为用于设置各个发光芯片C1至C20的发光晶闸管L以使得发光晶闸管L执行点亮或不点亮的信号。因此,点亮信号φI1至φI20的波形根据图像数据项的不同而彼此不同。
如上所述,由于发光芯片C1至C20被并行驱动,因此仅描述发光芯片C1的操作即可。
(晶闸管)
在描述发光芯片C1的操作之前,将描述晶闸管(传递晶闸管T和发光晶闸管L中的每一个)的基本操作。晶闸管是具有pnpn结构的半导体元件,其中在诸如GaAs或GaAlAs之类的复合半导体中重复堆叠p型半导体层和n型半导体层。如上所述,晶闸管具有三个端子,即阳极端子、阴极端子和栅极端子。假设晶闸管中p-n结的正向电位(扩散电位)例如为约1.5V。
下文中,例如,假设提供给发光芯片C的后表面电极85(Vsub端子)的基准电位Vsub为作为高电平电位的0V(下文中,将其称为“H”),提供给Vga端子的电位Vga为作为低电平电位的-3.3V(下文中,将其称为“L”)。
晶闸管的阳极端子处的电位为提供给后表面电极85的基准电位Vsub(“H”(0V))。
在本示例实施例中,发光装置65使用负电位驱动。注意,传递信号提供电路66和发光装置驱动电路33可以使用正电位驱动,该正电位通过将电位Vga(-3.3V)变换为GND(0V)并且将基准电位Vsub(0V)变换为Vcc(3.3V)而确定。
图9A和图9B是示出通过缓冲电路Buf1a至Buf8a驱动晶闸管的情况下晶闸管的操作的示图。图9A示出了晶闸管的阴极端子(阳极端子与阴极端子之间)的电流-I-电压-V特性。图9B示出了晶闸管的阴极端子(阳极端子与阴极端子之间)的电压V随时间t的改变。注意,由于阳极端子的电位是基准电位Vsub(“H”(0V)),下文中,描述阴极端子处的电位。
关于阴极端子处的电位为基准电位Vsub(“H”(0V))以及阳极端子与阴极端子之间没有电流流过的处于关断状态下的晶闸管(图9B中所示的时间t1),当低于阈值电压(其绝对值较大的负值)的电位施加到阴极端子时,晶闸管进入导通状态(被导通)(图9B中所示的时间t2)。
这里,晶闸管的阈值电压为施加到阴极端子的、其绝对值为可以使晶闸管从关断状态变换为导通状态的电压绝对值中的最小值的电压。晶闸管的阈值电压为通过从栅极端子处的电位减去p-n结的正向电位Vd(约1.5V)获得的值。因此,当栅极端子处的电位约为0V时,阈值电压约为-1.5V。换言之,当低于约-1.5V的电位(其绝对值在负向上较大的电位)施加至阴极端子时,晶闸管导通。此外,当栅极端子处的电位约为-1.5V时,阈值电压约为-3V。
当晶闸管导通时,晶闸管进入其中有电流I在阳极端子和阴极端子之间流动的状态(导通状态)。当晶闸管进入导通状态时,栅极端子处的电位变为接近阳极端子处电位的电位。这里,假设由于阳极端子处的电位被设置为基准电位Vsub(“H”(0V)),则栅极端子处的电位变为约0V。此外,导通状态的晶闸管的阴极端子处的电位由于受驱动电路的输出阻抗和导通状态电流而增大,从而高于晶闸管导通时(图9B中所示的时间t3)的电位。
关于晶闸管,低于通过从晶闸管的阳极端子处的电位(“H”(0V))减去p-n结的正向电位Vd(约1.5V)而获得的约-1.5V(维持电压)的电位(其绝对值较大的负值)持续施加到晶闸管的阴极端子。当提供可以使晶闸管的导通状态维持的电流(维持电流)时,导通状态维持(图9B中所示的从时间t3到时间t4的时间段)。
关于晶闸管,当其阴极端子处的电位为高于维持导通状态所必需的维持电压的电位(其绝对值较小的负值、0V、或正值)时,即,当高于约-1.5V的电位施加到晶闸管的阴极端子时,晶闸管进入关断状态(被关断)(图9B中所示的时间t4)。例如,当阴极端子处的电位变为“H”(0V)时,阴极端子处的电位为高于约-1.5V的电位,并且阴极端子处的电位与阳极端子处的电位变得相同。因此,晶闸管关断。
当发光晶闸管L导通时,发光晶闸管L执行点亮(发光),当发光晶闸管L关断时,发光晶闸管L停止发光(执行不点亮)。导通状态的发光晶闸管L的亮度(光通量(每单位时间的光量))根据发光晶闸管L的发光区域的面积以及在发光晶闸管L的阳极端子和阴极端子之间流动的电流而确定。
(时序图)
图10是用于说明发光装置65和发光芯片C的操作的时序图。
图10是示出作为发光芯片C1的发光晶闸管L1至L5的5个发光晶闸管L的点亮或不点亮控制(其被称为“点亮控制”)的时序图。由于其他发光芯片C2至C20与发光芯片C1并行操作,如上所述,因此仅描述发光芯片C1的操作即可。
注意,参照图10,假设使发光芯片C1的发光晶闸管L1、L2、L3和L5执行点亮,并且使发光晶闸管L4停止发光(执行不点亮)。
注意,关于光量校正数据项,根据是利用使用条件1还是利用使用条件2来设置开始读取光量校正数据项的起始地址(区A的地址0000H或区B的地址X)(参见图7)。
在图10中,假设时间按照字母顺序从时间a到时间k流逝。分别在从时间b到时间e的时间段T(1)、从时间e到时间i的时间段T(2)、从时间i到时间j的时间段T(3)、和从时间j到时间k的时间段T(4)中对发光晶闸管L1、L2、L3和L4执行点亮或不点亮控制(点亮控制)。之后,类似地,对编号为5或更高的发光晶闸管执行点亮控制。
在本示例实施例中,假设时间段T(1)、T(2)、T(3)、…的长度相同。当不对时间段T(1)、T(2)、T(3)、…彼此进行区分时,将时间段T(1)、T(2)、T(3)、…称为“时间段T”。
注意,时间段T(1)、T(2)、T(3)、…的长度可以改变,只要维持下述信号之间的相对关系即可。
以下将描述第一传递信号φ1-1、第二传递信号φ2-1、和点亮信号φI1的波形。注意,发送到发光芯片C1的第一传递信号φ1-1和第二传递信号φ2-1分别经由缓冲电路Buf1a和Buf2a(参见图4)发送。第一传递信号φ1和第二传递信号φ2分别发送到缓冲电路Buf1a和Buf2a的输入端子。如上所述,第一传递信号φ1和第一传递信号φ1-1是具有相同波形的信号。此外,第二传递信号φ2和第二传递信号φ2-1时具有相同波形的信号。因此,下文中,将第一传递信号φ1-1描述为第一传递信号φ1,将第二传递信号φ2-1描述为第二传递信号φ2。
从时间a到时间b的时间段是发光芯片C1开始操作(也是发光芯片C2至C20开始操作)的时间段。操作的描述中将描述该时间段中的信号。
发送到φ1端子(参见图8)的第一传递信号φ1和发送到φ2端子(参见图8)的第二传递信号φ2是具有两个电位(即,“H”和“L”)的信号。关于第一传递信号φ1和第二传递信号φ2,其波形以两个连续时间段T(例如,通过使时间段T(1)和T(2)彼此相加获得的时间段)为单位而重复。
关于第一传递信号φ1,其电位在时间段T(1)的开始时刻b处从“H”改变为“L”,并且在时刻f处从“L”改变为“H”。然后,其电位在时间段T(2)的结束时刻i处从“H”改变为“L”。
关于第二传递信号φ2,其电位在时间段T(1)的开始时刻b处为“H”,并且在时刻e处从“H”改变为“L”。然后,其电位在时间段T(2)的结束时刻i处保持为“L”。
这里,第一传递信号φ1和第二传递信号φ2相互进行比较。第二传递信号φ2是通过使第一传递信号φ1沿时间轴向后位移时间段T而获得的信号。
关于第一传递信号φ1,其在时间段T(1)中的波形及其在时间段T(2)中的波形在时间段T(3)及其后时间段中重复。相比之下,关于第二传递信号φ2,其在时间段T(1)中的由虚线表示的波形及其在时间段T(2)中的波形在时间段T(3)中重复。第二传递信号φ2在时间段T(1)中的波形不同于第二传递信号φ2在时间段T(3)及其后时间段中的波形的原因是时间段T(1)是发光装置65开始操作的时间段。
如下所述,为一对第一传递信号φ1和第二传递信号φ2的传递信号对使得导通状态传递,从而图8中所示的传递晶闸管T按编号顺序进入导通状态,以将编号与导通状态的传递晶闸管T的编号相同的发光晶闸管L指定为点亮或不点亮控制(点亮控制)的目标。
接下来,将描述发送到发光芯片C1的φI端子的点亮信号φI1。点亮信号φI1是具有两个电位(即,“H”和“L”)的信号。注意,点亮信号φI2至φI20分别发送至其他发光芯片C2至C20。
这里,将描述对发光芯片C1的发光晶闸管L1执行点亮控制的时间段T(1)中的点亮信号φI1。注意,假设使发光晶闸管L1执行点亮。
关于点亮信号φI1,其电位在时间段T(1)的开始时刻b处为“H”,并且在时刻c处从“H”改变为“L”。然后,其电位在时刻d处从“L”改变为“H”,并且在时间段T(1)的结束时刻e处维持为“H”。
其中点亮信号φI1的电位为“L”的从时刻c到时刻d的时间段为发光晶闸管L1执行点亮的点亮时间段。点亮时间段根据存储在光量校正数据存储器67中的光量校正数据项设置。换言之,发光装置驱动电路33读取为发光芯片C1的发光晶闸管L1存储的光量校正数据项。然后,根据该光量校正数据项来设置点亮时间段。该情况下,点亮信号φI1的电位返回“H”的时刻d可以固定,点亮信号φI1的电位改变为“L”的时刻c可以根据光量校正数据项而设置。可替换地,点亮信号φI1的电位改变为“L”的时刻c可以固定,点亮信号φI1的电位返回“H”的时刻d可以设置。可替换地,点亮信号φI1的电位改变为“L”的时刻c和点亮信号φI1的电位返回“H”的时刻d二者都可以设置。
由于执行了光量校正,因此点亮时间段(点亮信号φI的电位改变为“L”的时刻(例如,图10中所示的点亮信号φI1的时刻c)和/或点亮信号φI的电位改变为“H”的时刻(例如,图10中所示的点亮信号φI1的时刻d))根据每个发光芯片C的每个发光晶闸管L而不同。
以下将在参照图4、图5A和图5B、图6A和图6B、图7以及图8的同时,根据图10所示的时序图来描述发光装置65和发光芯片C1的操作。注意,下文中,将描述对发光晶闸管L1和L2执行点亮控制的时间段T(1)和T(2)。
(1)时刻a
<发光装置65>
在时刻a处,发光装置驱动电路33将基准电位Vsub设置为“H”(0V),并且将电位Vga设置为“L”(-3.3V)。然后,将发光装置65的发光芯片安装板62上的电位线200a设置为基准电位Vsub“H”(0V)。将发光芯片C1至C20中的每一个的Vsub端子设置为“H”。类似地,将电位线200b设置为“L”(-3.3V)。将发光芯片C1至C20中的每一个的Vga端子设置为“L”。从而,将发光芯片C1至C20中的每一个的电位线71设置为“L”。
然后,发光装置驱动电路33将第一传递信号φ1和第二传递信号φ2的电位设置为“H”。然后,第一传递信号线201和第二传递信号线202的电位变为“H”(参见图4)。因此,发光芯片C1至C20中的每一个的φ1端子和φ2端子处的电位经由传递信号提供电路66变为“H”。因此,经由限流电阻器R1连接到φ1端子的第一传递信号线72的电位也变为“H”,经由限流电阻器R2连接到φ2端子的第二传递信号线73的电位也变为“H”(参见图8)。
此外,发光装置驱动电路33将点亮信号φI1至φI20中的每一个的电位设置为“H”。然后,点亮信号线204-1至204-20的电位变为“H”(参见图4)。因此,发光芯片C1至C20中的每一个的φI端子的电位经由限流电阻器RI变为“H”。因此,连接到φI端子的点亮信号线75的电位也变为“H”(参见图8)。
接下来,将描述发光芯片C1的操作。
注意,尽管在图10中和在以下给出的描述中假设每个端子处的电位阶梯式改变,但是每个端子处的电位可以逐渐改变。因此,即使电位在改变时,如果满足以下描述的条件,晶闸管也可以导通或关断,从而可以发生状态改变。
<发光芯片C1>
由于传递晶闸管T和发光晶闸管L的阳极端子连接到Vsub端子,因此阳极端子的电位被设置为“H”(0V)。
奇数编号的晶闸管T1、T3、T5、…中的每一个的阴极端子连接到第一传递信号线72,并且被设置为“H”。偶数编号的晶闸管T2、T4、T6、…中的每一个的阴极端子连接到第二传递信号线73,并且被设置为“H”。因此,由于晶闸管T的阳极端子处的电位与其阴极端子处的电位都为“H”,因此传递晶闸管T处于关断状态。
发光晶闸管L的阴极端子连接到被设置为“H”的点亮信号线75。这样,由于发光晶闸管L的阳极端子处的电位及其阴极端子处的电位都为“H”,因此发光晶闸管L也处于关断状态。
如上所述,设置在图8中所示的传递晶闸管行的一端侧的栅极端子Gt1连接到起动二极管Dx0的阴极端子。栅极端子Gt1经由电阻器Rgx1连接到被设置为电位Vga(“L”(-3.3V))的电位线71。起动二极管Dx0的阳极端子连接到第二传递信号线73,从而起动二极管Dx0的阳极端子经由限流电阻器R2连接到电位为“H”(0V)的φ2端子。从而,起动二极管Dx0正向偏置。起动二极管Dx0的阴极端子(栅极端子Gt1)处的电位为通过从起动二极管Dx0的阳极端子处的电位(“H”(0V))减去p-n结的正向电位Vd(约1.5V)而获得的值(约-1.5V)。此外,当栅极端子Gt1处的电位变为约-1.5V时,关于耦合二极管Dx1,其阳极端子(栅极端子Gt1)处的电位变为约-1.5V,其阴极端子经由电阻器Rgx2连接到电位线71(“L”(-3.3V))。因此,耦合二极管Dx1正向偏置。从而,栅极端子Gt2处的电位变为通过从栅极端子Gt1处的电位(约-1.5V)减去p-n结的正向电位(约1.5V)而获得的约-3V。但是,起动二极管Dx0的阳极端子处的电位“H”(0V)不会对编号为3或更高的栅极端子Gt产生影响。每个栅极端子Gt处的电位为电位线71的电位“L”(-3.3V)。
注意,由于栅极端子Gt连接到栅极端子G1,因此栅极端子G1处的电位与栅极端子Gt处的电位相同。因此,传递晶闸管T和发光晶闸管L的阈值电压为通过从栅极端子Gt和G1处的电位减去p-n结的正向电位Vd(约1.5V)而获得的值。换言之,传递晶闸管T1和发光晶闸管L1的阈值电压约为-3V。传递晶闸管T2和发光晶闸管L2的阈值电压约为-4.5V。编号为3或更高的传递晶闸管T和发光晶闸管L的阈值电压约为-4.8V。
(2)时刻b
在图10所示的时刻b处,第一传递信号φ1的电位从“H”(0V)改变为“L”(-3.3V)。因此,发光装置65开始操作。
当第一传递信号φ1的电位从“H”改变为“L”时,第一传递信号线72的电位经由φ1端子和限流电阻器R1从“H”改变为“L”。然后,阈值电压为约-3V的传递晶闸管T1导通。但是,阴极端子连接到第一传递信号线72并且其编号为3或更高的奇数编号的传递晶闸管T不能导通,这是因为这些传递晶闸管T的阈值电压为约-4.8V。相反,第二传递信号线73的电位为“H”,这是因为第二传递信号φ2的电位为“H”(0V)。因此,偶数编号的传递晶闸管T不能导通。由于传递晶闸管T1导通,因此第一传递信号线72的电位由于受驱动电路的输出阻抗和导通状态电流而增大,从而高于传递晶闸管T1导通时的电位。
当传递晶闸管T1导通时,栅极端子Gt1处的电位变为约0V。栅极端子Gt2处的电位变为约-1.5V。栅极端子Gt3处的电位变为约-3V。编号为4或更高的栅极端子Gt处的电位变为“L”(-3.3V)。
因此,发光晶闸管L1的阈值电压变为约-1.5V。传递晶闸管T2和发光晶闸管L2的阈值电压变为-3V。传递晶闸管T3和发光晶闸管L3的阈值电压变为约-4.5V。编号为4或更高的传递晶闸管T和发光晶闸管L的阈值电压变为约-4.8V。
但是,由于传递晶闸管T1处于导通状态,因此第一传递信号线72的电位增大到高于约-3V。因此,处于关断状态的奇数编号的传递晶闸管T不导通。由于第二传递信号线73的电位为“H”,因此偶数编号的传递晶闸管T不导通。由于点亮信号线75的电位为“H”,因此没有发光晶闸管L导通。
紧接时刻b之后(在晶闸管等由于时刻b处的信号电位的改变而发生改变之后建立了稳态时),传递晶闸管T1处于导通状态,而其他传递晶闸管T和发光晶闸管L处于关断状态。
(3)时刻c
在时刻c处,点亮信号φI1的电位从“H”改变为“L”。
当点亮信号φI1的电位从“H”改变为“L”时,点亮信号线75的电位经由限流电阻器RI和φ1端子从“H”改变为“L”。然后,阈值电压为约-1.5V的发光晶闸管L导通,从而执行点亮。因此,点亮信号线75的电位增大。注意,尽管发光晶闸管L2的阈值电压为约-3V,发光晶闸管L2也不会导通。其原因是,由于阈值电压为约-1.5V(为高,其为绝对值较小的负值)的发光晶闸管L1导通,因此点亮信号线75的电位增大到高于约-3V。
紧接时刻c之后,传递晶闸管T1处于导通状态,发光晶闸管L1处于导通状态,从而发光晶闸管L1执行点亮(发光)。
(4)时刻d
在时刻d处,点亮信号φI1的电位从“L”改变为“H”。
当点亮信号φI1的电位从“L”改变为“H”时,点亮信号线75的电位经由限流电阻器RI和φ1端子从“L”改变为“H”。然后,关于发光晶闸管L1,由于其阳极端子的电位和阴极端子的电位都变为“H”,因此发光晶闸管L1关断,从而停止发光(执行不点亮)。发光晶闸管L1的点亮时间段是从点亮信号φI1的电位从“H”改变为“L”的时刻c到点亮信号φI1的电位从“L”改变为“H”的时刻d的时间段,其间点亮信号φI1的电位为“L”。
紧接时刻d之后,传递晶闸管T1处于导通状态。
(5)时刻e
在时刻e处,第二传递信号φ2的电位从“H”改变为“L”。这里,对发光晶闸管L1执行点亮控制的时间段T(1)结束,而对发光晶闸管L2执行点亮控制的时间段T(2)开始。
当第二传递信号φ2的电位从“H”改变为“L”时,第二传递信号线73的电位经由φ2端子从“H”改变为“L”。如上所述,由于传递晶闸管T2的阈值电压变为约-3V,因此传递晶闸管T2导通。因此,栅极端子Gt2(栅极端子G12)处的电位变为约0V。栅极端子Gt3(栅极端子G13)处的电位变为约-1.5V。栅极端子Gt4(栅极端子G14)处的电位变为约-3V。编号为5或更高的栅极端子Gt(栅极端子G1)处的电位变为“L”(-3.3V)。
紧接时刻e之后,传递晶闸管T1和T2处于导通状态。
(6)时刻f
在时刻f处,第一传递信号φ1的电位从“L”改变为“H”。
当第一传递信号φ1的电位从“L”改变为“H”时,第一传递信号线72的电位经由φ1端子从“L”改变为“H”。然后,关于导通状态的传递晶闸管T1,由于其阳极端子的电位和阴极端子的电位都变为“H”,因此传递晶闸管T1关断。然后,栅极端子Gt1(栅极端子G11)处的电位经由电阻器Rgx1变为电位线71的电位Vga(“L”(-3.3V))。因此,耦合二极管Dx1进入在没有电流流过的方向上施加电位的状态(变为反向偏置)。因此,栅极端子Gt2(栅极端子G12)处的约0V的电位不对栅极端子Gt1(栅极端子GI1)产生影响。换言之,关于栅极端子Gt通过反向偏置的耦合二极管Dx连接的传递晶闸管T,由于其阈值电压变为约-4.8V,因此传递晶闸管T使用电位为“L”(-3.3V)的第一传递信号φ1和第二传递信号φ2而不导通。
紧接时刻f之后,传递晶闸管T2处于导通状态。
(7)其他
在时刻g处,当点亮信号φI1的电位从“H”改变为“L”时,发光晶闸管L2如发光晶闸管L1在时刻c处的情况一样导通,从而发光晶闸管L2执行点亮(发光)。
然后,在时刻h处,当点亮信号φI1的电位从“L”改变为“H”时,发光晶闸管L2如发光晶闸管L1在时刻d处的情况一样关断,从而发光晶闸管L2停止发光。
此外,在时刻i处,当点亮信号φI1的电位从“H”改变为“L”时,阈值电压为约-3V的传递晶闸管T3如传递晶闸管T1在时刻b处或传递晶闸管T2在时刻e处的情况一样而导通。在时刻i处,对发光晶闸管L2执行点亮控制的时间段T(2)结束,对发光晶闸管L3执行点亮控制的时间段T(3)开始。
之后,重复上述操作。
注意,在使发光晶闸管L保持停止发光(执行不点亮)而不使发光晶闸管L执行点亮(发光)的情况下,点亮信号φI的电位可以保持为“H”(0V),如点亮信号φI1在图10中所示的对发光晶闸管L4执行点亮控制的从时刻j到时刻k的时间段T(4)中的情况一样。以此方式,即使在发光晶闸管L4的阈值电压为约-1.5V时,发光晶闸管L4也保持停止发光(执行不点亮)。
如上所述,传递晶闸管T的栅极端子Gt通过耦合二极管Dx彼此连接。因此,当一个特定栅极端子Gt处的电位改变时,经由正向偏置的相应耦合二极管Dx连接到电位改变了的该特定栅极端子Gt的栅极端子Gt处的电位也改变。然后,具有电位改变了的该特定栅极端子Gt的相应传递晶闸管T的阈值电压也改变。传递晶闸管T在其阈值电压高于“L”(-3.3V)(其绝对值较小的负值)时以及在第一传递信号φ1或第二传递信号φ2的电位从“H”(0V)改变为“L”(-3.3V)时导通。换言之,导通状态传递(执行自扫描),从而传递晶闸管T依次进入导通状态。
然后,关于栅极端子Gt连接到导通状态的传递晶闸管T的栅极端子Gt的发光晶闸管L,由于其阈值电压为约-1.5V,因此当点亮信号φI的电位从“H”(0V)改变为“L”(-3.3V)时,发光晶闸管L导通从而执行点亮(发光)。
换言之,传递晶闸管T进入导通状态,从而指定作为点亮控制目标的发光晶闸管L。点亮信号φI用来对作为点亮控制目标的发光晶闸管L进行设置,以使其执行点亮或不点亮。
因此,点亮信号φI的波形根据图像数据项来设置,从而控制各个发光晶闸管L的点亮和不点亮。
接下来,将描述不使用本示例实施例的情况。
图11是示出不使用本示例实施例的情况下的控制器30和发光装置65的构造及其连接关系的示图。
在不使用本示例实施例的情况下,本示例实施例中的包括缓冲电路Buf1a至Buf8a(参见图4)的传递信号提供电路66(参见图3A)不安装在发光芯片安装板62上。代替传递信号提供电路66,在发光装置驱动电路33内设置缓冲电路Buf1b至Buf8b(参见以下描述的图12)。由于其他元件的构造与本示例实施例中的图3A和图3B中所示的元件构造相同,因此省略其描述。
图12是示出不使用本示例实施例的情况下发光装置65的发光芯片安装板62上的布线图案(线路)构造的示图。注意,在图12中,与布线图案一起示出了发光装置驱动电路33的一部分、以及连接器34和电缆35。
如上所述,在不使用本示例实施例的情况下,在发光装置驱动电路33中设置发送第一传递信号φ1-1、φ1-2、φ1-3和φ1-4以及第二传递信号φ2-1、φ2-2、φ2-3和φ2-4的缓冲电路Buf1b至Buf8b。注意,奇数编号的缓冲电路Buf1b、Buf3b、Buf5b(未示出)和Buf7b分别发送第一传递信号φ1-1、φ1-2、φ1-3和φ1-4,偶数编号的缓冲电路Buf2b、Buf4b、Buf6b(未示出)和Buf8b分别发送第二传递信号φ2-1、φ2-2、φ2-3和φ2-4。
连接器34包括用来从发光装置驱动电路33发送第一传递信号φ1-1、φ1-2、φ1-3和φ1-4以及第二传递信号φ2-1、φ2-2、φ2-3和φ2-4的端子(PIN)。连接器68包括用于使发光装置65接收第一传递信号φ1-1、φ1-2、φ1-3和φ1-4以及第二传递信号φ2-1、φ2-2、φ2-3和φ2-4的端子(PIN)。连接器34和连接器68通过电缆35彼此连接。
第一传递信号线201-1、201-2、201-3(未示出)和201-4以及第二传递信号线202-1、202-2、202-3(未示出)和202-4设置在发光芯片安装板62上。第一传递信号线201-1、201-2、201-3和201-4以及第二传递信号线202-1、202-2、202-3和202-4从用来接收第一传递信号φ1-1、φ1-2、φ1-3和φ1-4以及第二传递信号φ2-1、φ2-2、φ2-3和φ2-4的连接器68的端子(PIN)基于逐发光芯片组地连接到发光芯片C的φ1端子和φ2端子。其他元件的构造与本示例实施例中的图4中所示的元件构造相同,因此省略其描述。
图13A和图13B是示出不使用本示例实施例的情况下连接器68的PIN排列示例的示图。图13A是连接器68的PIN排列的示图。图13B是示出分配给点亮信号φI的PIN的PIN排列的放大示图。注意,在图13B中,除了连接器68之外,还示出了发光装置驱动电路33、连接器34、电缆35和发光芯片安装板62。
这里,假设连接器68的端子(PIN)的数量为40,与图5中所示的本示例实施例中的一样。
如图13A中所示,40个端子(PIN)被分成4组。换言之,四个组如下:PIN #1至#3的组Ib(与图5A中所示的组Ia一样),其用来发送光量校正数据项;PIN #4至#8的组IIb,其用来发送第一传递信号φ1-1至φ1-4;PIN#9至#34的组IIIb,其用来发送点亮信号φI1至φI20;以及PIN #35至#40的组IVb,其用来发送第二传递信号φ2-1至φ2-4。如上所述,即使在不使用本示例实施例的情况下,也将必要信号(第一传递信号φ1-1至φ1-4、第二传递信号φ2-1至φ2-4、和点亮信号φI1至φI20)、基准电位Vsub、以及电位Vga分配给所述40个端子(PIN)。
但是,如图13B中所示,关于用来发送点亮信号φI1至φI20的组IIIb,使用这样的构造,其中分配给4个点亮信号φI(例如,分配给PIN #24至#29的点亮信号φI13至φI16)的PIN位于分配给基准电位Vsub的各PIN之间。因此,作为点亮信号φI13流动的电流的电流回路CLa的大小(与点亮信号φI16的相同)和作为点亮信号φI14流动的电流的电流回路CLb的大小(与点亮信号φI15的相同)彼此不同。因此,发送点亮信号φI13的信号线的特性阻抗(与点亮信号φI16的相同)与发送点亮信号φI14的信号线的特性阻抗(与点亮信号φI15的相同)彼此不同。与发送点亮信号φI13的信号线(与点亮信号φI16的相同)相比较,发送点亮信号φI14的信号线(与点亮信号φI15的相同)设置为远离提供基准电位Vsub的布线图案。因此,增大了发送点亮信号φI14的信号线的电感。从而容易出现噪声。此外,增大了各点亮信号φI的特性阻抗的变化。因此容易出现噪声。
相反,在图5所示的本示例实施例中,对于所有的点亮信号φI,发送点亮信号φI的信号线的电感较低,各点亮信号φI的特性阻抗也较低。因此,减小了发送点亮信号φI的信号线中噪声出现的差异。
此外,如上所述,导通状态传递,从而传递晶闸管T依次进入导通状态,并且传递晶闸管T指定作为点亮控制目标的发光晶闸管L。该情况下,关于彼此相邻的两个传递晶闸管T,设置在前级的传递晶闸管T(例如,图8中所示的传递晶闸管T1)的导通状态维持到设置在后级的传递晶闸管T(传递晶闸管T2)进入导通状态为止(图10中所示的从时刻e到时刻f的时间段)。
假设前级传递晶闸管T(传递晶闸管T1)在后级传递晶闸管T(传递晶闸管T2)进入导通状态之前(图10中所示的时刻d之前)关断。该情况下,当前级传递晶闸管T的栅极端子Gt(栅极端子Gt1)处的电位变得低于约-0.3V时,后级传递晶闸管T(传递晶闸管T2)的阈值电压变得低于“L”(-3.3V)。然后,即使在发送到后级传递晶闸管T的传递信号(第二传递信号φ2(φ2-1))的电位从“H”(0V)改变为“L”(-3.3V)时(图10中所示的时刻e),后级传递晶闸管T(传递晶闸管T2)也不能导通。换言之,传递晶闸管T的导通状态的传递(自扫描)中断。
如图9A中所示,当晶闸管处于关断状态时,晶闸管处于没有电流流过的状态(高阻状态)。但是,当晶闸管导通时,晶闸管进入有电流流过的状态(低阻状态)。在不使用本示例实施例的情况下,当传递晶闸管T处于关断状态时,即,处于没有电流流过的状态(高阻状态)时,发光装置驱动电路33的缓冲电路Buf1b至Buf8b可以将第一传递信号φ1-1、φ1-2、φ1-3和φ1-4或者第二传递信号φ2-1、φ2-2、φ2-3和φ2-4设置为“L”(-3.3V)。但是,当传递晶闸管T导通而进入电流流过的状态(低阻状态)时,第一传递信号φ1-1、φ1-2、φ1-3和φ1-4或者第二传递信号φ2-1、φ2-2、φ2-3和φ2-4的电位由于缓冲电路Buf1b至Buf8b的内阻或者电缆35的电阻而从“L”(-3.3V)向高值(“H”(0V)侧)偏移。
该情况下,如上所述,当第一传递信号φ1-1、φ1-2、φ1-3和φ1-4或者第二传递信号φ2-1、φ2-2、φ2-3和φ2-4的电位变为高于维持传递晶闸管T的导通状态所必需的维持电压(约-1.5V)的值时,传递晶闸管T关断。因此,传递晶闸管T的导通状态的传递(自扫描)中断。
在不使用本示例实施例的情况下,为了减少传递晶闸管T的自扫描的中断,需要将具有低内阻并且用于大电流的昂贵缓冲电路用作发光装置驱动电路33的缓冲电路Buf1b至Buf8b。另外,需要将电缆35的长度设置为较短。
相比之下,在本示例实施例中,传递信号提供电路66设置在发光装置65的发光芯片安装板62上,并且产生第一传递信号φ1-1、φ1-2、φ1-3和φ1-4以及第二传递信号φ2-1、φ2-2、φ2-3和φ2-4。该构造中,减小了传递信号提供电路66的缓冲电路Buf1a至Buf8a的输出端子与发光芯片C之间的距离(布线电阻)。因此,即使当传递晶闸管T进入导通状态,然后第一传递信号φ1-1、φ1-2、φ1-3和φ1-4以及第二传递信号φ2-1、φ2-2、φ2-3和φ2-4的电位由于缓冲电路Buf1b至Buf8b的内阻而从“L”(-3.3V)向高值(“H”(0V)侧)偏移时,也能减少为使传递晶闸管T的阴极端子处的电位高于维持电压而对这些电位进行的增加。
在本示例实施例中,第一传递信号φ1和第二传递信号φ2从设置在控制板31上的发光装置驱动电路33发送到设置在发光芯片安装板62上的传递信号提供电路66。该情况下,仅需要可以发送(使用逻辑电平)第一传递信号φ1和第二传递信号φ2以使得设置在发光装置驱动电路33中的缓冲电路Buf1和Buf2与设置在传递信号提供电路66中的缓冲电路Buf1a至Buf8a之间维持“H”与“L”之间的关系即可。由于用于发送和接收使用逻辑电平的信号的操作裕度较宽,因此由于内阻引起的信号劣化所产生的影响较小。即使在电缆35的长度被设置为较长时,信号也不容易受影响。
此外,由于传递信号提供电路66设置在发光芯片安装板62上,因此将第一传递信号φ1和第二传递信号φ2与发光芯片C作为整体进行测试。因此,可以将发光装置65设置为其中减少了发光芯片C的传递晶闸管T的导通状态的传递(自扫描)中断。
相比之下,在不使用本示例实施例的情况下(参见图11),缓冲电路Buf1b至Buf8b安装在发光装置驱动电路33中。因此,发光装置65与缓冲电路Buf1b至Buf8b分离地进行测试。在装配图像形成设备1的情况下,发光装置65与其中安装了缓冲电路Buf1b至Buf8b的发光装置驱动电路33组合在一起。
该情况下,当传递晶闸管T导通时,第一传递信号φ1-1、φ1-2、φ1-3和φ1-4以及第二传递信号φ2-1、φ2-2、φ2-3和φ2-4的电位由于缓冲电路Buf1b至Buf8b的内阻、电缆35的电阻等可能不会保持在“L”(-3.3V)。因此,当第一传递信号φ1-1、φ1-2、φ1-3和φ1-4或者第二传递信号φ2-1、φ2-2、φ2-3和φ2-4的电位向高值(“H”(0V)侧)偏移而高于传递晶闸管T的维持电压时,导通状态的传递晶闸管T关断,从而导通状态的传递中断。
换言之,在不使用本示例实施例的情况下,即使通过测试已经将发光装置65确定为合格品,但当执行图像形成设备1的装配并且组合测试发光装置65和发光装置驱动电路33时,发光装置65和发光装置驱动电路33也可能不会正确地操作。
注意,点亮信号φI基于发光芯片C通过类似于缓冲电路Buf1和Buf2的缓冲电路从发光装置驱动电路33发送到发光装置65的发光芯片C。但是,电流可以基于发光芯片C提供到导通状态的传递晶闸管T所指定的发光晶闸管L。因此,不容易发生诸如上述传递晶闸管T的导通状态的传递中断之类的问题。因此,提供点亮信号φI的缓冲电路可以不安装在发光装置65的发光芯片安装板62上。
如上所述,在本示例实施例中,由于发光装置65包括传递信号提供电路66,因此组合测试第一传递信号φ1-1、φ1-2、φ1-3和φ1-4、第二传递信号φ2-1、φ2-2、φ2-3和φ2-4、以及发光芯片C。从而,在装配图像形成设备1的情况下,仅需要可以发送(使用逻辑电平)第一传递信号φ1和第二传递信号φ2以使得设置在控制板31上的发光装置驱动电路33与设置在发光芯片安装板62上的传递信号提供电路66之间维持“H”与“L”之间的关系即可。用于发送使用逻辑电平的信号的操作裕度较宽。因此,在本示例实施例中,即使在发光装置驱动电路33的缓冲的电路Buf1和Buf2的内阻和/或电缆35的电阻较高时,也能减少发送使用逻辑电平的信号的情况下的异常发生。
如上所述,在本示例实施例中,可以使用具有高内阻的廉价缓冲电路作为发光装置驱动电路33的缓冲电路Buf1和Buf2以及传递信号提供电路66的缓冲电路Buf1a至Buf8a。
此外,在本示例实施例中,光量校正数据存储器67的存储区被分成多个区,使用条件(使用条件1和使用条件2)不同的光量校正数据项存储在根据使用条件而不同的区(区A和区B)中。因此,多个发光装置65中的每一个不必须包括相应的一个光量校正数据存储器67,根据使用条件而不同的光量校正数据项也不必须存储在相应的光量校正数据存储器67中。换言之,即使发光装置65在使用条件1或使用条件2的情况下使用,发光装置65也可以具有相同的构造。控制器30可以根据使用条件来改变光量校正数据存储器67的起始地址,并且可以读取光量校正数据项。
另外,在本示例实施例中,两个信号(即,第一传递信号φ1和第二传递信号φ2)在发光装置驱动电路33与发光装置65之间作为传递信号进行发送(参见图5A)。相比之下,在不使用本示例实施例的情况下,8个信号(即,第一传递信号φ1-1、φ1-2、φ1-3和φ1-4以及第二传递信号φ2-1、φ2-2、φ2-3和φ2-4)被作为传递信号进行发送(参见图13A)。因此,在本示例实施例中,与不使用本示例实施例的情况相比较,传递信号的数量减少了6个。如图5A和图5B中所示,设置基准电位Vsub以使得分配给基准电位Vsub的PIN与分配给所有的点亮信号φI的PIN相邻定位,而不改变PIN的数量(40)。因此,发送所有的点亮信号φI的信号线的特性阻抗被设置为相同的较低值,从而减小了点亮信号φI的电平改变(从“H”到“L”或者从“L”到“H”)时出现的噪声。
此外,在图5A所示的本示例实施例中,分配给电位Vga的端子(PIN)的数量为4,分配给基准电位Vsub的端子(PIN)的数量为11。与图13A中所示的不使用本示例实施例的情况中分配给电位Vga的端子(PIN)的数量为3以及分配给基准电位Vsub的端子(PIN)的数量为6相比较,增大了大量分配给电位Vga的端子(PIN)的数量和分配给基准电位Vsub的端子(PIN)的数量。因此,发光装置65中的电位更稳定。
如上所述,根据本示例实施例中的发光装置65可以不考虑使用条件而具有相同的构造,从而可以更稳定地执行信号的接收。
图14A至图14E是示出设置在传递信号提供电路66的缓冲电路Buf1a至Buf8a的输出端的高频截止滤波器的构造的示图。
为了减小从各缓冲电路Buf1a至Buf8a的输出端发送的信号(第一传递信号φ1-1、φ1-2、φ1-3和φ1-4以及第二传递信号φ2-1、φ2-2、φ2-3和φ2-4)电位电平的变化,可以在各缓冲电路Buf1a至Buf8a的输出端设置截止高频分量的高频截止滤波器(低通滤波器)。注意,在图14A至图14E中,缓冲电路Buf1a至Buf8a由Buf表示,第一传递信号φ1-1、φ1-2、φ1-3和φ1-4由φ1-x表示,第二传递信号φ2-1、φ2-2、φ2-3和φ2-4由φ2-x表示。
图14A中所示的电容器(F)设置在输出端的构造、图14B和图14C中所示的电容器(F)和电阻器(R)组合设置在输出端的构造、以及图14D和图14E中所示的电容器(F)和电感(L)组合设置在输出端的构造可以用于高频截止滤波器。
使用图14D和图14E中所示的组合设置电容器(F)和电感(L)的构造,可以使得从输出端输出的信号电平(幅度)由于电阻器(R)而减小的程度降低。
第二示例实施例
在第一示例实施例中,一个传递信号提供电路66设置在发光芯片安装板62上(参见图3A和图3B)。由于IC的电源针脚和GND针脚存在电流限制,因此当流过缓冲电路的电流较大时,必须选择缓冲电路的数量较小的IC。在第二示例实施例中,提供4个传递信号提供电路66-1至66-4。下文中,将描述第二示例实施例与第一示例实施例之间的差异,并且省略第二示例实施例与第一示例实施例的公共部分的描述。
图15是示出第二示例实施例中的控制器30和发光装置65的构造及其连接关系的示图。
参照图15,4个传递信号提供电路66-1至66-4布置在传递信号从4个传递信号提供电路66-1至66-4提供到的发光芯片组的附近。换言之,传递信号提供电路66-1包括缓冲电路Buf1a和Buf2a(未示出),布置在由发光芯片C1至C5构成的发光芯片组#1的附近,并且发送第一传递信号φ1-1和第二传递信号φ2-1。传递信号提供电路66-2包括缓冲电路Buf3a和Buf4a(未示出),布置在由发光芯片C6至C10构成的发光芯片组#2的附近,并且发送第一传递信号φ1-2和第二传递信号φ2-2。传递信号提供电路66-3包括缓冲电路Buf5a和Buf6a(未示出),布置在由发光芯片C11至C15构成的发光芯片组#3的附近,并且发送第一传递信号φ1-3和第二传递信号φ2-3。传递信号提供电路66-4包括缓冲电路Buf7a和Buf8a(未示出),布置在由发光芯片C16至C20构成的发光芯片组#4的附近,并且发送第一传递信号φ1-4和第二传递信号φ2-4。
在第二示例实施例中,由于传递信号提供电路66-1至66-4布置在接收各传递信号提供电路66-1至66-4发送的信号的发光芯片组附近,因此减小了第一传递信号线201-1、201-2、201-3和201-4以及第二传递信号线202-1、202-2、202-3和202-4的长度(参见图4)。从而,减小了第一传递信号线201-1、201-2、201-3和201-4以及第二传递信号线202-1、202-2、202-3和202-4的电位由于其电阻而产生的变化。
在第一和第二示例实施例中,尽管使用标准产品的IC作为缓冲电路Buf1a至Buf8a,但是缓冲电路Buf1a至Buf8a可以被形成为专用集成电路(ASIC)。如果缓冲电路Buf1a至Buf8a被形成为ASIC,则可以增大输出端的电流容量,或者增加内部布线图案(更具体地为GND布线图案)从而减小内阻。
在第一和第二示例实施例中,为高电平电位的值“H”(0V)和为低电平电位的值“L”(-3.3V)都仅为示例,可以考虑发光装置65的操作来设置其他的值。
在第一和第二示例实施例中,传递晶闸管T使用由第一传递信号φ1和第二传递信号φ2形成的两相传递信号来驱动。但是,也可以发送具有三相的传递信号,并且每三个传递晶闸管T可以使用该传递信号来驱动。
此外,在第一和第二示例实施例中,每个发光芯片C中安装一个SLED。但是,SLED的数量可以为两个或更多个。当安装两个或更多个SLED时,每个SLED可以用一个发光芯片C代替。
另外,在第一和第二示例实施例中,在以上给出的描述中,使用共阳极,其中晶闸管(传递晶闸管T和发光晶闸管L)的阳极端子连接到板80以作为公共阳极。可以通过改变电路的极性来使用共阴极,其中阴极端子连接到板80以用作公共阴极。
上述本发明的示例实施例的描述仅用于说明和描述的目的而提供。其不是旨在穷尽本发明或将本发明限制为所公开的精确形式。显然,许多变型和修改对于本领域技术人员而言是显而易见的。所选择和描述的实施例是为了最佳地说明本发明的原理及其实际应用,从而使得本领域其他技术人员能够理解本发明的各种实施例以及适用于特定用途的各种变型。本发明的范围由所附权利要求及其等价物限定。
Claims (11)
1.一种发光装置,包括:
多个发光芯片;
所述多个发光芯片中的每一个发光芯片均包括:
多个发光元件,和
多个传递元件,所述多个传递元件通过依次进入导通状态将所述多个发光元件依次指定为点亮或不点亮控制的目标,所述多个传递元件中的每一个传递元件均对应于所述多个发光元件中相应的一个发光元件而提供,
安装板,所述多个发光芯片安装于其上;以及
缓冲放大器,其设置在安装板上,并且根据输入的传递信号来输出传递信号,所述传递信号用来将包括在所述多个发光芯片的每一个发光芯片中的所述多个传递元件依次设置为导通状态,
其中,所述缓冲放大器使用表示逻辑电平的电位进行操作,使得从发光装置的驱动电路中的缓冲器输入其中的传递信号与所述缓冲放大器输出的传递信号之间保持高电平与低电平之间的关系。
2.根据权利要求1所述的发光装置,其中所述多个发光芯片被分成多个发光芯片组,所述多个发光芯片组中的每一个发光芯片组均包括所述多个发光芯片中的至少一个,以及针对所述多个发光芯片组中的每一个发光芯片组设置输出传递信号的缓冲放大器。
3.根据权利要求1所述的发光装置,其中所述发光装置还包括存储部件,其设置在安装板上,并且其中存储了包括校正值的多组控制数据,所述校正值被设置为至少与驱动所述发光装置的多个驱动单元中的每一个驱动单元相对应,并且用来对所述多个发光芯片中的每一个发光芯片中的所述多个发光元件的光量进行校正。
4.根据权利要求2所述的发光装置,其中所述发光装置还包括存储部件,其设置在安装板上,并且其中存储了包括校正值的多组控制数据,所述校正值被设置为至少与驱动所述发光装置的多个驱动单元中的每一个驱动单元相对应,并且用来对所述多个发光芯片中的每一个发光芯片中的所述多个发光元件的光量进行校正。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的发光装置,其中所述发光装置连接到多芯电缆,所述多芯电缆形成为使得将点亮信号发送到所述多个发光芯片的布线图案与用来在电流流过发送点亮信号的布线图案的方向的相反方向上提供电流的布线图案相邻,所述点亮信号中的每一个通过相应的一个布线图案发送到相应的一个发光芯片,以使所述发光芯片中的多个发光元件执行点亮。
6.根据权利要求5所述的发光装置,其中电缆为扁形软电缆。
7.一种打印头,包括:
发光单元,其包括:
多个发光芯片,
所述多个发光芯片中的每一个多个发光芯片均包括:
多个发光元件,和
多个传递元件,所述多个传递元件通过依次进入导通状态将所述多个发光元件依次指定为点亮或不点亮控制的目标,所述多个传递元件中的每一个传递元件对应于所述多个发光元件中相应的一个发光元件而提供,
安装板,所述多个发光芯片安装于其上,以及
缓冲放大器,其设置在安装板上,并且根据输入传递信号来输出传递信号,所述传递信号用来将包括在所述多个发光芯片的每一个发光芯片中的所述多个传递元件依次设置为导通状态;
光学单元,其使用从所述发光单元发出的光来形成图像,
其中,所述缓冲放大器使用表示逻辑电平的电位进行操作,使得从发光单元的驱动电路中的缓冲器输入其中的传递信号与所述缓冲放大器输出的传递信号之间保持高电平与低电平之间的关系。
8.一种图像形成设备,包括:
图像载体;
充电单元,其对所述图像载体进行充电;
发光单元,其包括:
多个发光芯片,
所述多个发光芯片中的每一个发光芯片均包括:
多个发光元件,和
多个传递元件,所述多个传递元件通过依次进入导通状态将所述多个发光元件依次指定为点亮或不点亮控制的目标,所述多个传递元件中的每一个传递元件对应于所述多个发光元件中相应的一个发光元件而提供,
安装板,所述多个发光芯片安装于其上,以及
缓冲放大器,其设置在安装板上,并且根据输入的传递信号来输出传递信号,所述传递信号用来将包括在所述多个发光芯片的每一个发光芯片中的所述多个传递元件依次设置为导通状态;
驱动单元,将所述传递信号发送到所述发光单元的缓冲放大器,并且将每一个点亮信号发送到所述多个发光芯片中相应一个发光芯片,所述点亮信号用来控制由包括在所述发光芯片中并且处于导通状态的多个传递元件所指定的多个发光元件的点亮或不点亮;
光学单元,其使用从所述发光单元发出的光来形成图像;
显影单元,其对通过使用所述发光单元对图像载体进行曝光而形成在图像载体上的静电潜像进行显影;以及
转印单元,其将已显影在图像载体上的静电潜像转印到转印接收体上,其中,
所述缓冲放大器使用表示逻辑电平的电位进行操作,使得从所述驱动单元输入其中的传递信号与所述缓冲放大器输出的传递信号之间保持高电平与低电平之间的关系。
9.根据权利要求8所述的图像形成设备,
其中所述驱动单元包括多个驱动单元,并且所述发光单元还包括存储部件,其设置在安装板上,并且其中存储了包括校正值的多组控制数据,所述校正值被设置为至少与驱动所述发光单元的所述多个驱动单元中的每一个驱动单元相对应,并且用来对所述多个发光芯片中的每一个发光芯片中的所述多个发光元件的光量进行校正,
其中所述多个驱动单元中的每一个驱动单元从存储在存储部件中的多组控制数据中读取设置为与所述驱动单元相对应的校正值,并且根据所述校正值来发送点亮信号。
10.根据权利要求8所述的图像形成设备,其中所述发光单元和所述驱动单元连接到多芯电缆,所述多芯电缆形成为使得将点亮信号发送到所述多个发光芯片的布线图案与用来在电流流过发送点亮信号的布线图案的方向的相反方向上提供电流的布线图案相邻,所述点亮信号中的每一个通过相应的一个布线图案发送到相应的一个发光芯片。
11.根据权利要求9所述的图像形成设备,其中所述发光单元和所述多个驱动单元中的每一个连接到多芯电缆,所述多芯电缆形成为使得将点亮信号发送到所述多个发光芯片的布线图案与用来在电流流过发送点亮信号的布线图案的方向的相反方向上提供电流的布线图案相邻,所述点亮信号中的每一个通过相应的一个布线图案发送到相应的一个发光芯片。
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