JP6123702B2

JP6123702B2 - 光書込み装置及び画像形成装置

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Publication number: JP6123702B2
Application number: JP2014032640A
Authority: JP
Inventors: 壯矢野; 義和渡邊; 誠大林; 成幸飯島; 昂紀植村; 増田　敏; 敏増田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2014-02-24
Filing date: 2014-02-24
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2034-02-24
Also published as: JP2015157391A; US20150239258A1; US9358807B2

Description

本発明は、光書込み装置及び画像形成装置に関し、特に、装置の大型化を招くことなく高解像度化を図る技術に関する。

近年、画像形成装置の小型化と低コスト化を目的として、有機ＬＥＤ（OLED: Organic Light Emitting Diode。有機ＥＬとも云う。）を用いた光書込み装置（PH: Print Head）が提案されている。ＯＬＥＤは、ＯＬＥＤに駆動電流を供給する薄膜トランジスター（TFT: Thin Film Transistor）と同一基板上に形成することができるので、光書込み装置の低コスト化を図ることができる。

しかしながら、ＯＬＥＤは、累積発光時間やその間の発光強度に応じて発光光量が低下する。このため、ＯＬＥＤを光書込み装置に適用すると、書き込む画像によってＯＬＥＤ毎の累積発光時間やその間の発光強度が異なるため、画素毎に光量の低下の程度に差が生じて、画質を劣化させるおそれがある。
このような問題に対して、ＯＬＥＤに駆動電流を供給するＴＦＴのゲート電圧を調整することによって、ＯＬＥＤの光量を調整する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）このようにすれば、ＯＬＥＤ間の光量のバラツキや経時変化を補正することができる。

同様に、環境温度に起因する光量の低下についても、ゲート電圧を調整することによって、ＯＬＥＤを同一光量で発光させることができる。

特開２００６−０５６０１０号公報

ＯＬＥＤを同一光量で発光させるためには、累積発光時間や環境温度による光量低下の度合いに応じて、駆動電流量と印加電圧とを調整する必要がある。このため、上記従来技術においては、ＯＬＥＤの経時劣化や環境温度の変動、初期特性のバラツキ等による光量低下を補償すること考慮して電源電圧を高めに設定した電源を用いる。光量低下が無い場合や少ない場合には、余剰の電圧はＴＦＴを用いて吸収する。

従来技術に係る電源電圧の設定値が１６Ｖである場合を例に挙げて説明する。ＯＬＥＤが発光するために必要な発光最小電圧の設計値が６Ｖである場合、図１５に示されるように、環境温度に起因する光量の変動を補償するために２Ｖ、ＯＬＥＤの初期の特性バラツキを補償するために２Ｖ、及びＯＬＥＤの寿命までに発生する経時劣化を補償するために３Ｖを、ＯＬＥＤの印加電圧の変動幅として見積もる必要がある。

これらの変動幅を積算した１３ＶがＯＬＥＤの最大印加電圧であり、更に、ＴＦＴを動作させるために印加するソース−ドレイン間電圧Ｖ_DSとして３Ｖを加えると、ＯＬＥＤを駆動するために必要な電源電圧は１６Ｖとなる。
この１６Ｖを固定電圧源から常時供給すると、ＯＬＥＤに最小印加電圧は６Ｖであるので、ＴＦＴのソース−ドレイン間電圧Ｖ_DSは最大１０Ｖに達する（図１６を参照）。このため、ソースドレイン間電圧Ｖ_DSとして１０Ｖを印加しても破壊されない耐圧を有するＴＦＴを選択しなければならない。

図１２は、ＴＦＴのソース−ドレイン間耐圧と実効チャネル長の最小値との関係を示すグラフである。チャネル長とはＴＦＴを構成するチャネル層の長さであり、チャネル長が長いほどソース−ドレイン間耐圧が高くなる。図１２において、グラフ１２００よりも実効チャネル長が長い領域は十分な耐圧を有する適合領域１２０１であり、不適合領域１２０２おいては耐圧が不十分となる。図１２に示されるように、ソース−ドレイン間耐圧が１０Ｖである場合には、実効チャネル長が１５μｍ以上必要となる。

ＴＦＴのチャネル長とサイズには図１３で示されるような関係がある。なお、図１３において、横軸はチャネル長を表し、縦軸はＴＦＴのサイズを表す。また、グラフ１３０１はＴＦＴの長手方向のサイズを表し、グラフ１３０２はＴＦＴの幅方向のサイズを表している。図１３の関係から、従来技術に係るＴＦＴのサイズを推測すると、実効チャネル長１５μｍに幾何学的マージンを加算して、チャネル長を２０μｍと見積もった場合には、長手方向が８０μｍで、幅方向が２５μｍとなる。

長手方向が８０μｍで幅方向が２５μｍのＴＦＴの配置を検討すると、図１７のようになる。図１７は、従来技術に係るＯＬＥＤとＴＦＴについて推測される配置を示した図である。解像度が１２００ｄｐｉの光書込み装置では、主走査方向における画素（ＯＬＥＤ１７０１）のピッチが２１．２μｍとなって、ＴＦＴ１７０２を主走査方向に１列に並べることができないので、副走査方向に２列以上に分けてそれぞれを主走査方向に並べなければならない。

このため、ＴＦＴ基板を副走査方向に大きくせざるを得ないので、コストアップを招く要因になっている。
本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、解像度を低下させることなく駆動ＴＦＴを主走査方向に１列に配列することによって基板サイズを削減した光書込み装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る光書込み装置は、回路基板上で、所定の方向に列設された複数個の電流駆動型の発光素子と、前記発光素子にそれぞれ電気的に直列に接続され、駆動電流を前記発光素子に供給する複数個の駆動トランジスターと、前記発光素子の電流発光特性の変化に応じて駆動電流量を制御する電流制御手段と、を有し、対象物に光書き込みを行う光書き込み装置であって、外部電源から電力の供給を受けて、前記発光素子と前記駆動トランジスターとを直列接続した回路それぞれに電圧を印加する印加手段と、前記発光素子に供給される駆動電流量が多いほど、印加電圧が大きくなるように、前記印加手段を制御することによって、前記駆動トランジスターに印加される分圧の変動を抑制する電圧制御手段と、所定のインピーダンスを有する疑似負荷と、前記疑似負荷に電気的に直列に接続され、前記疑似負荷に電流を供給する疑似負荷駆動トランジスターと、前記発光素子と当該発光素子に駆動電流を供給する前記駆動トランジスターとを接続した直列回路への通電量と、前記疑似負荷と当該疑似負荷に電流を供給する前記疑似負荷駆動トランジスターとを接続した直列回路への通電量との合計が、前記発光素子への駆動電流量に関わらず一定になるように制御する通電制御手段と、を備え、前記回路基板上で、前記複数個の駆動トランジスターすべてが前記所定の方向に１列に配列されていることを特徴とする。

このようにすれば、駆動トランジスターの耐圧を抑えて小型化することができるので、駆動トランジスターを１列に配設して光書き込み装置の小型化を図ることができる。
この場合において、前記発光素子の電流発光特性を変化させるパラメーターである累積発光時間を計数する計数手段を備え、前記電流制御手段は、前記累積発光時間が長いほど、駆動電流量を多くしても良い。

また、前記発光素子の電流発光特性を変化させるパラメーターである環境温度を検出する検出手段を備え、前記電流制御手段は、前記環境温度が低いほど、駆動電流量を多くしても良い。
更に、前記電圧制御手段は、前記複数の発光素子の間のうち、同一光量を発光するために要する駆動電流量が最も多い発光素子に合わせて前記印加電圧を決定とすれば、なお好適である。

また、定電流源と可変抵抗素子とからなり、当該可変抵抗に応じた電流量を検出する電流計を備え、前記電流制御手段は、検出された前記電流量に応じて駆動電流量を制御しても良い。
また、前記電流発光特性を変化させるパラメーターと前記駆動電流量とを対応付けるＬＵＴを記憶するＬＵＴ記憶手段を備え、前記電流制御手段は、当該ＬＵＴを参照して駆動電流量を制御しても良い。

また、前記電流発光特性を変化させるパラメーターから前記駆動電流量を算出する関数を記憶する関数記憶手段を備え、前記電流制御手段は、当該関数を用いて駆動電流量を算出しても良い。
また、前記駆動トランジスターは、薄膜トランジスターとするのが望ましく、更に、前記発光素子はＯＬＥＤとすれば好適である。この場合において、前記発光素子と、前記駆動トランジスターとが同一基板上に形成されているのが望ましい。

この場合において、更に前記回路基板上で、前記疑似負荷駆動トランジスターすべてが前記所定の方向に１列に配列されているのが望ましい。
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る光書込み装置を備えることを特徴とする。このようにすれば、上述のような本発明の効果を得ることができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。光書込み装置１２３による光書込み動作を説明する断面図である。ＯＬＥＤパネル２００の概略平面図であり、併せてＡ−Ａ´線における断面図とＣ−Ｃ´線における断面図も示されている。発光ブロックの構成を示す図である。電源配線４２１、接地配線４４１及び各発光ブロック４００の接続状態を説明する模式図である。ＯＬＥＤ２０１のローリング駆動を説明するタイミングチャートである。制御部１１２の主要な構成を示すブロック図である。カウント値Ｃと駆動電流量Ｉとの関係を例示するグラフである。カウント値Ｃと印加電圧Ｖとの関係を例示するグラフである。ＯＬＥＤ２０１の点灯時に発光ブロック４００に印加される電源電圧のＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１とＯＬＥＤ２０１との分圧の大きさを示す図である。ＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１の使用可能領域（飽和領域）におけるソース−ドレイン間電圧Ｖ_DSとソース−ドレイン間電流（駆動電流）量Ｉとの関係を示すグラフである。ＴＦＴのソース−ドレイン間耐圧と実効チャネル長の最小値との関係を示すグラフである。ＴＦＴのチャネル長とサイズの関係を示すグラフである。本実施の形態に係るＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１の配列を示す図である。従来技術に係る電源電圧の設定値の内訳を示す表である。ＴＦＴのソース−ドレイン間電圧の最大値の内訳を説明するグラフである。従来技術に係るＯＬＥＤとＴＦＴについて推測される配置を示した図である。

以下、本発明に係る光書込み装置及び画像形成装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
［１］画像形成装置の構成
まず、本実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。図１に示されるように、画像形成装置１は、所謂タンデム型のカラー複合機であって、原稿読取部１００、画像形成部１１０及び給紙部１３０を備えている。原稿読取部１００は、原稿台トレイ１０１に載置された原稿を自動原稿搬送装置（ADF: Automatic Document Feeder）１０２にて搬送しながら、光学的に読み取って画像データを生成する。画像データは後述の制御部１１２に記憶される。

画像形成部１１０は作像部１１１Ｙ〜１１１Ｋ、制御部１１２、中間転写ベルト１１３、２次転写ローラー対１１４、定着装置１１５、排紙ローラー対１１６、排紙トレイ１１７、クリーニングブレード１１８及びタイミングローラー対１１９を備えている。また、画像形成部１１０にはＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）各色のトナーを供給するトナーカートリッジ１２０Ｙ〜１２０Ｋが装着されている。

作像部１１１Ｙ〜１１１Ｋは、それぞれトナーカートリッジ１２０Ｙ〜１２０Ｋからトナーの供給を受けて、制御部１１２の制御の下、ＹＭＣＫ各色のトナー像を形成する。例えば、作像部１１１Ｙは、感光体ドラム１２１、帯電装置１２２、光書込み装置１２３、現像装置１２４及び清掃装置１２５を備えている。制御部１１２の制御の下、帯電装置１２２は感光体ドラム１２１の外周面を一様に帯電させる。

制御部１１２は、受け付けたジョブに含まれるプリント用の画像データに基づいて、内蔵するＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit。以下、「輝度信号出力部」という。）により、光書込み装置１２３を発光させるためのデジタル輝度信号を生成する。光書込み装置１２３は、後述のように、主走査方向にライン状に配列された発光素子（ＯＬＥＤ）を備えており、制御部１１２が生成したデジタル輝度信号に従って各ＯＬＥＤを発光させることにより、感光体ドラム１２１の外周面に光書込みを行い、静電潜像を形成する。

現像装置１２４は、感光体ドラム１２１の外周面にトナーを供給して、静電潜像を現像（顕像化）する。１次転写ローラー１２６には、１次転写電圧が印加されており、静電吸着により、感光体ドラム１２１の外周面上に担持されたトナー像を中間転写ベルト１１３に静電転写（１次転写）する。その後、清掃装置１２５は、クリーニングブレードにて感光体ドラム１２１の外周面上に残留するトナーを掻き取り、更に、除電ランプにより感光体ドラム１２１の外周面を照明することによって電荷を除去する。

同様にして、作像部１１１Ｍ〜１１１ＫもまたＭＣＫ各色のトナー像を形成する。これらのトナー像は互いに重なり合うように中間転写ベルト１１３上に順次、１次転写され、カラートナー像が形成される。中間転写ベルト１１３は無端ベルト状の回転体であって、矢印Ａ方向に回転走行し、１次転写されたトナー像を２次転写ローラー対１１４まで搬送する。

給紙部１３０は、何れも記録シートＳをシートサイズ毎に格納する給紙カセット１３１を備え、画像形成部１１０に記録シートＳを１枚ずつ供給する。供給された記録シートＳは、中間転写ベルト１１３がトナー像を搬送するのに並行して搬出され、タイミングローラー対１１９を経由して、２次転写ローラー対１１４まで搬送される。タイミングローラー対１１９は、トナー像が２次転写ローラー対１１４に到達するタイミングに合わせて記録シートＳを搬送する。

２次転写ローラー対１１４は、２次転写電圧を印加された１対のローラーからなっており、このローラー対は互いに圧接して２次転写ニップ部を形成している。この転写ニップ部において中間転写ベルト１１３上のトナー像が記録シートＳ上に静電転写（２次転写）される。トナー像を転写された記録シートＳは定着装置１１５へ搬送される。また、２次転写後、中間転写ベルト１１３上に残った残留トナーは、更に矢印Ａ方向に搬送された後、クリーニングブレード１１８によって掻き取られ、廃棄される。

定着装置１１５はトナー像を加熱、溶融して、記録シートＳに圧着する。トナー像を融着された記録シートＳは排紙ローラー対１１６によって排紙トレイ１１７上に排出される。
なお、制御部１１２は、上記並びに不図示の操作パネルを含む画像形成装置１の動作を制御する。また、制御部１１２は、パソコン（PC: Personal Computer）など、他の装置との間で画像データを送受信したり、印刷ジョブを受け付けたりもする。また、制御部１１２は、ファクシミリモデムを備えており、ファクシミリ回線を介して他のファクシミリ装置と画像データを送受信する。

上記の他、トナー像を転写するに当たっては、転写ローラーに代えて転写チャージャーや転写ベルトを用いても良い。また、中間転写ベルト１１３上の残留トナーを除去する際に、クリーニングブレード１１８に代えて、クリーニングブラシやクリーニングローラー等を用いても良い。
［２］光書込み装置１２３の構成
次に、光書込み装置１２３の構成について説明する。

図２は、光書込み装置１２３による光書込み動作を説明する断面図である。図２に示されるように、光書込み装置１２３は、ＯＬＥＤパネル２００とロッドレンズアレイ２０２を筐体２０３内に収容したものであって、ＯＬＥＤパネル２００上には多数のＯＬＥＤ２０１が主走査方向に沿ってライン状に実装されている。ＯＬＥＤ２０１はそれぞれ光ビームＬを出射する。なお、ＯＬＥＤ２０１は、ライン状に代えて千鳥状に配置しても良い。

図３は、ＯＬＥＤパネル２００の概略平面図であり、併せてＡ−Ａ´線における断面図とＣ−Ｃ´線における断面図も示されている。また、概略平面図部分は後述する封止板を取り外した状態を示している。図３に示されるように、ＯＬＥＤパネル２００は、ＴＦＴ基板３００、封止板３０１及びソースＩＣ３０２等を備えている。
ＴＦＴ基板３００には１５，０００個のＯＬＥＤ２０１が主走査方向に沿って２１．２μｍピッチでライン状に配列されている。１５，０００個のＯＬＥＤ２０１は１００個ずつ１５０の発光ブロックに分割されている。

ＴＦＴ基板３００のＯＬＥＤ２０１が配設された基板面は封止領域となっており、スペーサー枠体３０３を挟んで封止板３０１を取着する。これによって、封止領域が外気に触れないように乾燥窒素等を封入した状態で封止される。なお、吸湿のため、封止領域内に吸湿剤を併せて封入しても良い。また、封止板３０１は、例えば、封止ガラスであっても良いし、ガラス以外の材料からなっていても良い。

ＴＦＴ基板３００の封止領域外にはソースＩＣ３０２が実装されている。制御部１１２の輝度信号出力部３１０はフレキシブルワイヤー３１１を介してソースＩＣ３０２にデジタル輝度信号を入力する。ソースＩＣ３０２はデジタル輝度信号をアナログ輝度信号に変換してＯＬＥＤ２０１毎の駆動回路に入力する。駆動回路はアナログ輝度信号に応じてＯＬＥＤ２０１の駆動電流を生成する。

図４は、発光ブロックの構成を示す図である。図４に示されるように、発光ブロック４００は、サンプルホールド回路（以下、「Ｓ／Ｈ回路」という。）４１０、駆動回路４３０及びＯＬＥＤ２０１を備えており、ソースＩＣ３０２に接続されている。
ソースＩＣ３０２は、複数のＤＡＣ（Digital to Analogue Converter）回路４６１を備えている。ＤＡＣ回路４６１はそれぞれ発光ブロック４００に１対１に対応しており、対応する発光ブロック４００のＳ／Ｈ回路４１０へアナログ輝度信号を出力することによって、配下のＯＬＥＤ２０１を発光させる。本実施の形態において、アナログ輝度信号は、「Ｈ」と「Ｌ」との２種類の信号電位をとり、Ｈの場合にはＯＬＥＤ２０１が点灯され、Ｌの場合にはＯＬＥＤ２０１が消灯される。

ＤＡＣ回路４６１は、制御部１１２の輝度信号出力部３１０から受け付けたデジタル輝度信号をアナログ輝度信号に変換してＳ／Ｈ回路４１０へ出力する。Ｓ／Ｈ回路４１０は、ＯＬＥＤ２０１毎にアナログ輝度信号を保持するキャパシター４１４をセレクター４１１によって切り替える回路である。
セレクター４１１はシフトレジスター４１２とキャパシター４１４毎のスイッチ４１３とを備えており、シフトレジスター４１２はソースＩＣ３０２の同期信号生成回路４６０が出力するパルス信号に同期してスイッチ４１３を１つずつ順番にオンさせる。ＤＡＣ回路４６１が出力したアナログ輝度信号はオンされたスイッチ４１３を経由してキャパシター４１４に保持される。

駆動回路４３０は、薄膜トランジスター４３１、４３２を備えている。薄膜トランジスター（以下、「ＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ」という。）４３１は、電源配線４２１にソース端子Ｓが接続されており、ＤＣ／ＤＣコンバーター４２０から電流供給を受ける。また、ゲート端子は対応するキャパシター４１４の一方の端子に接続されている。キャパシター４１４の他方の端子は電源配線４２１に接続されている。

ＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１は、ドレイン端子がＯＬＥＤ２０１のアノード端子に接続されており、ゲート端子に入力されるアナログ輝度信号が「Ｈ」である場合にはＯＬＥＤ２０１を点灯させ、「Ｌ」である場合には消灯させる。以下、薄膜トランジスターのゲート端子とソース端子との間の電位差を「ゲート電圧Ｖｇ」という。
ＯＬＥＤ２０１のカソード端子は接地配線４４１に接続されており、接地配線４４１は接地端子４４０に接続されている。図５は、電源配線４２１、接地配線４４１及び各発光ブロック４００の接続状態を説明する模式図である。図５に示されるように、電源配線４２１は分岐点５００において、各発光ブロック４００へ向かう１５０本の支線５０１〜５０６に分岐する。

支線５０１〜５０６はその配線長に応じて配線幅が異なっている。具体的には、支線５０１〜５０６は、分岐点５００から各発光ブロック４００までの配線長が長いほど配線幅を太くなるように形成されている。これによって、支線５０１〜５０６の配線インピーダンスは互いに等しくなっている。
同様に、接地配線もまた分岐点５１０において、各発光ブロック４００へ向かう１５０本の支線５１１〜５１６に分岐する。支線５１１〜５１６もまた、各発光ブロック４００から分岐点５１０までの配線長が長いほど配線幅を太くなるように形成されており、互いに配線インピーダンスが等しくなっている。

薄膜トランジスター４３２（以下、「疑似負荷駆動ＴＦＴ」という。）は、ゲート端子がインバーター４１５を介してキャパシター４１４の一方の端子に接続されている。キャパシター４１４の当該端子は電源配線４２１に接続されていない方の端子である。また、ドレイン端子は疑似負荷２０２が接続されている。本実施の形態において、疑似負荷２０２は電気抵抗素子である。

インバーター４１５は、アナログ輝度信号を反転して出力する。すなわち、アナログ輝度信号が「Ｈ」である場合には「Ｌ」を出力し、「Ｌ」である場合には「Ｈ」を出力する。このため、ＯＬＥＤ２０１の消灯時にのみ疑似負荷駆動ＴＦＴ４３１は疑似負荷２０２に電流を流す。疑似負荷２０２は更に接地配線４４１に接続されており、疑似負荷２０２に流された電流は接地端子４４０へ流れる。

このようにすれば、ＯＬＥＤ２０１の消灯時に疑似負荷２０２に電流が流されるので、ＯＬＥＤ２０１の点消灯の如何に関わらず画素毎の消費電力の変動を抑えることができる。したがって、画像データに依らず、発光ブロック４００毎の電力消費量が一定になる。
また、電源配線４２１の支線は互いに同一のインピーダンスを有しているので、何れの支線でも通電時の電圧降下は同一である。ＤＡＣ４６１からのアナログ輝度信号についても信号電圧は、配線抵抗による電圧降下が生じないので、発光ブロック４００間で常時同一で安定している。

さらに、制御部１１２は、ＯＬＥＤ２０１毎の発光履歴を後述のドットカウンターによって管理しており、各画素のカウント値を最も多いカウント値に揃えるために、他のカウント値が少ないＯＬＥＤ２０１を非印刷時に点灯させてカウント値を増加させる。このようにすれば、各ＯＬＥＤ２０１の光量劣化度を揃えることができるので、各ＯＬＥＤ２０１を発光させるために必要な電流量を揃えることができる。

以上のようにして、ＯＬＥＤ２０１はローリング駆動される。すなわち、ＯＬＥＤ２０１は、それぞれ対応するキャパシター４１４がアナログ輝度信号によって充電されるチャージ期間に光量を変更し、キャパシター４１４がアナログ輝度信号を保持するホールド期間にアナログ輝度信号に応じた光量で点灯する（図６）。
［３］ＤＣ／ＤＣコンバーター４２０の制御動作
次に、制御部１１２によるＤＣ／ＤＣコンバーター４２０の制御動作について説明する。

図７は、制御部１１２の主要な構成を示すブロック図である。図７に示されるように、制御部１１２は、上述した輝度信号出力部３１０に加えて電源制御部７１０とドットカウンター７２０を備えている。ドットカウンター７２０は、ＯＬＥＤ２０１毎に点灯回数を計数するカウンターであり、そのカウント値ＣはＯＬＥＤ２０１毎の累積発光時間を指標する。

制御部１１２には環境温度センサー７３１が接続されている。環境温度センサー７３１はＯＬＥＤ２０１の環境温度Ｔとして、その雰囲気温度を検出する。
（３−１）輝度信号出力部３１０
輝度信号出力部３１０は、駆動電流算出部７０１及びゲート電圧算出部７０２を備えている。

駆動電流算出部７０１は、ＯＬＥＤ２０１毎に点灯に必要な駆動電流量Ｉを算出する。本実施の形態において、駆動電流算出部７０１は、ＯＬＥＤ２０１毎のカウント値Ｃをパラメーターとする近似関数ｆを、環境温度Ｔごと（例えば、２℃刻み）に保有している。また、駆動電流算出部７０１は、更にＯＬＥＤ２０１の発光特性の初期バラツキを補償するために、最も大きい初期バラツキを補償することができる電流量Ｉ_initialを記憶している。

駆動電流算出部７０１は、近似関数ｆと補償電流Ｉ_initialとを用いてＯＬＥＤ２０１に流すべき駆動電流量Ｉを算出する。駆動電流量Ｉの算出に際して、駆動電流算出部７０１は、ドットカウンター７２０から当該ＯＬＥＤ２０１のカウント値Ｃを読み出すと共に、環境温度センサー７３１から環境温度Ｔを読み出して、当該環境温度Ｔに対応する近似関数ｆを選択する。

カウント値Ｃは、環境温度Ｔに応じて選択された近似関数ｆに代入され、更に、補償電流Ｉ_initialが加算されることによって、当該ＯＬＥＤ２０１の駆動電流量Ｉが算出される。
図８は、カウント値Ｃと一定の基準光量を得るための駆動電流量Ｉとの関係を例示するグラフである。図８において、グラフの横軸はカウント値Ｃを表し、縦軸は駆動電流量Ｉを表す。６０℃の環境温度下において、ＯＬＥＤ２０１を点灯させるために必要な駆動電流量Ｉは、実線のグラフ８０１で示されるように、ＯＬＥＤ２０１の累積発光時間を指標するカウント値Ｃに比例して増大する。

環境温度が６０℃から０℃まで低下すると、ＯＬＥＤ２０１を点灯させるために必要な駆動電流量Ｉは、実線のグラフ８０１から破線のグラフ８０２までカウント値Ｃに関わらず環境温度にだけ依存して一定量の駆動電流成分Ｉ_T=0だけ増大する。
更に、補償電流Ｉ_initialだけ増大させると、ＯＬＥＤ２０１を点灯させるために必要な駆動電流量Ｉを算出することができる。まとめると、環境温度６０℃の下で、ＯＬＥＤ２０１を点灯させるために必要な駆動電流量Ｉは、当該ＯＬＥＤ２０１のカウント値Ｃの１次関数ｆ_T=60で近似できる（図８のグラフ８０１）。

ただし、ａは実験により特定される比例係数であり、Ｉ_T=60はカウント値Ｃが０のとき（出荷時）にＯＬＥＤ２０１を点灯させるために必要な駆動電流量である。
環境温度０℃での近似関数ｆ_T=0は、

である（図８のグラフ８０２）。（２）式に（１）式を代入すると、

を得る。更に、初期バラツキを補償する補償電流Ｉ_initialを加えると、当該ＯＬＥＤ２０１に流すべき駆動電流量Ｉが得られる（図８のグラフ８０３）。

なお、（４）式に（３）式を代入すると、

となる。
なお、駆動電流算出部７０１は、初期特性値として補償電流Ｉ_initialを記憶しても良い。また、比例係数ａや駆動電流量Ｉ_T=60、Ｉ_T=0は駆動電流算出部７０１に、例えば、２℃刻みのデータを記憶させても良い。
このような近似関数ｆを用いれば、駆動電流量Ｉを算出することができる。例えば、環境温度０℃の下、カウント値がＣ₁である場合には、

となる。
以上のようにして算出された駆動電流量Ｉは、ゲート電圧算出部７０２に入力される。ゲート電圧算出部７０２は、駆動電流量Ｉに応じてＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１に印加するゲート電圧Ｖｇ「Ｈ」を算出するためのＬＵＴ（Look Up Table）を保有している。
当該ＬＵＴを参照することによって算出したゲート電圧Ｖｇから、ゲート電圧算出部７０２はデジタル輝度信号を生成して、ソースＩＣ３０２へ出力する。ソースＩＣ３０２は、デジタル輝度信号をアナログ輝度信号に変換し、上述のローリング駆動によってアナログ輝度信号を発光ブロック４００へ出力する。

ゲート電圧算出部７０２は、入力された駆動電流量Ｉからゲート電圧Ｖｇを算出することによって、デジタル輝度信号を生成する。生成されたデジタル輝度信号はソースＩＣ３０２に入力される。
（３−２）電源制御部７１０
電源制御部７１０は、電源電圧算出部７１１と制御値算出部７１２とを備えており、ＤＣ／ＤＣコンバーター４２０の出力電圧Ｖを制御する。

電源電圧算出部７１１は、必要な電源電圧を算出するための近似関数ｇを環境温度Ｔごと（例えば、２℃刻み）で保有しており、近似関数ｇはドットカウンター７２０のカウント値Ｃをパラメーターとする。また、電源電圧算出部７１１は、ＯＬＥＤ２０１の発光特性の初期バラツキを補償するために、補償電圧Ｖ_initialを記憶している。
図９は、カウント値Ｃと印加電圧Ｖとの関係を例示するグラフである。図９において、横軸はカウント値Ｃを表し、縦軸は印加電圧Ｖを表す。本実施の形態においては、環境温度６０度のときにＯＬＥＤ２０１の点灯に必要な印加電圧Ｖを、カウント値Ｃの一次関数ｇ_T=60を用いて算出する（図９のグラフ９０１）。

ただし、ｂは実験により特定される比例係数であり、Ｖ_T=60はカウント値Ｃが０のとき（出荷時）にＯＬＥＤ２０１を点灯させるために必要な印加電圧である。
環境温度０℃での近似関数ｇ_T=0は、

である（図９のグラフ９０２）。（８）式に（７）式を代入すると、

を得る。更に、初期バラツキを補償する補償電圧Ｖ_initialを加え、更に、ＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１を動作させるために必要なソース−ドレイン間電圧Ｖｄｓ１を加えると、当該ＯＬＥＤ２０１に印加すべき印加電圧Ｖが得られる（図９のグラフ９０３）。

なお、（１０）式に（９）式を代入すると、

となる。
なお、電源電圧算出部７１１は、初期特性値として補償電圧Ｖ_initialを記憶しても良い。また、比例係数ｂや印加電圧Ｖ_T=60、Ｖ_T=0は電源電圧算出部７１１に、例えば、２℃刻みのデータを記憶させても良い。
このような近似関数ｇを用いれば、印加電圧Ｖを算出することができる。例えば、環境温度０℃で、カウント値がＣ₂の場合には、

のように算出される。
制御値算出部７１１は、電源電圧算出部７１１が算出した電源電圧値からＬＵＴを参照して制御値を算出し、デジタルポテンシオメーター７３２に入力する。デジタルポテンシオメーターはデジタル値を入力することで所定の電気抵抗値を設定することができる可変抵抗デバイスであって、ＤＣ／ＤＣコンバーター４２０のリファレンス端子に接続されている。

ＤＣ／ＤＣコンバーター４２０は、画像形成装置１の電源装置から直流電力の供給を受けて、指定された電圧の直流電力を出力する変圧装置である。画像形成装置１の電源装置は、商用電源から交流電力の供給を受けて、ＤＣ／ＤＣコンバーター４２０を含む機内各装置に電力を供給する。
ＤＣ／ＤＣコンバーター４２０はリファレンス端子に接続されたリファレンス抵抗の抵抗値に応じた電圧を出力する。従って、電源電圧算出部７１１が算出した電源電圧値が出力される。

（３−３）従来技術との比較
次に、本実施の形態と従来技術とでＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１に印加される電圧の大きさを比較する。
図１０は、ＯＬＥＤ２０１の点灯時に発光ブロック４００に印加される電源電圧のＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１とＯＬＥＤ２０１との分圧の大きさを示す図である。

図１０に示されるように、従来技術においては、累積発光時間の長短や環境温度の高低に関わらず発光ブロック４００に印加される電源電圧Ｖが一定である。一方、累積発光時間が短い場合や環境温度が高い場合には、ＯＬＥＤ２０１を発光させるために要する駆動電流量Ｉは少なくて済むが、累積発光時間が長い場合や環境温度が低い場合には、より多くの駆動電流量Ｉが必要になる。

このため、従来技術においては、累積発光時間が長い場合や環境温度が低い場合に必要な駆動電流量Ｉを供給できるように電源電圧Ｖを高くしている。その結果、累積発光時間が短い場合や環境温度が高い場合には、ＯＬＥＤ２０１における電圧降下Ｖ_OLEDが小さくなるので、ＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１にかかる分圧、すなわちソース−ドレイン間電圧Ｖ_DSが大きくなってしまう（例えば、１０Ｖ）。

これに対して、本実施の形態においては、累積発光時間が短い場合や環境温度が高い場合には、電源電圧Ｖを小さくする。これによって、ＯＬＥＤ２０１における電圧降下Ｖ_OLEDが小さい場合にも、ＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１の分圧Ｖ_DSを小さくすることができる。すなわち、ＯＬＥＤ２０１における電圧降下Ｖ_OLEDの変動分を考慮する必要が無く、ＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１を動作させるために必要な電圧のみが印加される。

図１１は、ＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１の使用可能領域（飽和領域）におけるソース−ドレイン間電圧Ｖ_DSとソース−ドレイン間電流（駆動電流）量Ｉとの関係を示すグラフである。図１１において、実線のグラフ１１００は本実施の形態を示し、破線のグラフ１１１０は従来技術を示す。また、点線のグラフ１１２１〜１１２３はＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１のゲート間電圧Ｖｇ毎の特性曲線である。

図１１に示されるように、従来技術においては、ＯＬＥＤ２０１の累積発光時間が長くなるにつれて、ＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１のソース−ドレイン間電圧Ｖ_DSがＶａからＶｂまでダイナミックに変化する。このとき、ＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１の動作点は点１１１１から点１１１２を経て点１１１３まで移動する。
一方、本実施の形態においては、電源電圧Ｖを制御することによって、ＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１のソース−ドレイン間電圧Ｖ_DSは、ＯＬＥＤ２０１の累積発光時間の長短に関わらず、Ｖｂのままで、動作点は点１１００から点１１０２を経て点１１０３まで移動する。従って、本実施の形態によれば、従来技術と同様にＯＬＥＤ２０１に駆動電流Ｉを流すことができる。

本実施の形態によって、ＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１の動作に必要な電圧３Ｖのみが印加される場合には（図１５）、実効チャネル長が３μｍ以上あれば十分な耐圧を得ることができる（図１２）。この実効チャネル長に幾何学的マージンを加算するとＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１のチャネル長６μｍを得る。チャネル長が６μｍのＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１のサイズは、長手方向が６６μｍで幅方向が１３μｍである（図１３）。

解像度が１２００ｄｐｉである場合には、主走査方向における画素のピッチが２１．２μｍとなる一方、本実施の形態に係るＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１の幅方向のサイズは１３μｍであるので、図１４に示されるように、全てのＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１を主走査方向に１列に配列することができる。従って、ＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１を主走査方向に２列に分けて配列する従来技術と比較して、副走査方向におけるＴＦＴ基板３００の大きさを小さくすることができる。

［４］変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
（１）上記実施の形態においては、近似関数ｆ、ｇを用いて駆動電流量Ｉや印加電圧Ｖを算出する場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでも無く、近似関数に代えてＬＵＴを用いて駆動電流量Ｉや印加電圧Ｖを算出しても良い。このＬＵＴは、累積発光時間や環境温度と駆動電流量Ｉや印加電圧Ｖとを関連付けるテーブルである。

また、近似関数に用いる比例係数ａ、ｂは環境温度ごとに異なっていても良く、実験によって適切な値とするのが望ましい。
（２）上記実施の形態においては、ＤＣ／ＤＣコンバーター４２０に接続したデジタルポテンシオメーターの電気抵抗を調整することによって、電源電圧Ｖを調整する場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、他の手段を用いて電源電圧Ｖを調整しても、本発明の効果を得ることができる。
（３）上記実施の形態においては、支線５０１〜５０６を発光ブロック４００までの配線長が長いほど配線幅が太くなるように形成する場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしても良い。

すなわち、支線５０１〜５０６の配線長を揃えることによって、配線インピーダンスを揃えても良い。この場合において、支線の両端の間の直線距離が短い場合には、配線パターンを蛇行させたミアンダー配線にすることによって、配線長を長くすることができる。
また、支線毎に、配線幅と配線長との双方を調整することによって、支線５０１〜５０６毎の配線インピーダンスを揃えても良い。
（４）上記実施の形態においては、疑似負荷２０２が電気抵抗素子である場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、疑似負荷２０２として電気抵抗素子以外のインピーダンス素子を用いてもよい。

また、疑似負荷２０２や疑似負荷駆動ＴＦＴ４３２、インバーター４１５を省いた構成にしても、上述のように電源電圧Ｖを制御すれば、本発明の効果を得ることができる。
（５）上記実施の形態においては、ＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１のゲート電圧Ｖｇを制御することによって、ＯＬＥＤ２０１の駆動電流を制御する場合について説明した。このゲート電圧Ｖｇの制御は、例えば、定電流源に可変抵抗素子を接続した電流計回路にＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１のゲート端子を接続し、当該可変抵抗を制御することによって行っても良い。
（６）上記実施の形態においては、ＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１が２列に配設される従来技術と本発明との比較を行ったが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもない。形成すべき画像の解像度が高く、画素のピッチが狭いために、従来技術を用いるとＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１が３列以上になる場合においても、本発明を適用すれば、ＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ４３１の列数を削減して、ＴＦＴ基板３００の小型化を図ることができる。
（７）上記実施の形態においては、ゲート電圧Ｖｇが「Ｈ」と「Ｌ」との２値をとる場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのはいうまでもなく、３値以上の電圧値をとることによって多階調画像を形成しても良い。かかる場合においても本発明の効果は同様である。
（８）上記実施の形態においては、画像形成装置として、タンデム型のカラー複合機を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、タンデム型以外のカラー複合機であっても良い。また、モノクロ複合機でもよいし、プリンター装置や、スキャナーを備えた複写装置、更に通信機能を備えたファクシミリ装置などの単機能機に本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。

本発明に係る光書込み装置及び画像形成装置は、大型化を招くことなく高解像度化を実現した装置として有用である。

１………画像形成装置
１１２…制御部
１２３…光書込み装置
３００…ＴＦＴ基板
４３１…ＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ
４２０…ＤＣ／ＤＣコンバーター
２０１…ＯＬＥＤ
３１０…輝度信号出力部
７０１…駆動電流算出部
７０２…ゲート電圧算出部
７１０…電源制御部
７１１…電源電圧算出部
７１２…制御値算出部
７３２…デジタルポテンシオメーター

Claims

回路基板上で、所定の方向に列設された複数個の電流駆動型の発光素子と、前記発光素子にそれぞれ電気的に直列に接続され、駆動電流を前記発光素子に供給する複数個の駆動トランジスターと、前記発光素子の電流発光特性の変化に応じて駆動電流量を制御する電流制御手段と、を有し、対象物に光書き込みを行う光書き込み装置であって、
外部電源から電力の供給を受けて、前記発光素子と前記駆動トランジスターとを直列接続した回路それぞれに電圧を印加する印加手段と、
前記発光素子に供給される駆動電流量が多いほど、印加電圧が大きくなるように、前記印加手段を制御することによって、前記駆動トランジスターに印加される分圧の変動を抑制する電圧制御手段と、
所定のインピーダンスを有する疑似負荷と、
前記疑似負荷に電気的に直列に接続され、前記疑似負荷に電流を供給する疑似負荷駆動トランジスターと、
前記発光素子と当該発光素子に駆動電流を供給する前記駆動トランジスターとを接続した直列回路への通電量と、前記疑似負荷と当該疑似負荷に電流を供給する前記疑似負荷駆動トランジスターとを接続した直列回路への通電量との合計が、前記発光素子への駆動電流量に関わらず一定になるように制御する通電制御手段と、を備え、
前記回路基板上で、前記複数個の駆動トランジスターすべてが前記所定の方向に１列に配列されている
ことを特徴とする光書込み装置。
前記発光素子の電流発光特性を変化させるパラメーターである累積発光時間を計数する計数手段を備え、
前記電流制御手段は、前記累積発光時間が長いほど、駆動電流量を多くする
ことを特徴とする請求項１に記載の光書込み装置。
前記発光素子の電流発光特性を変化させるパラメーターである環境温度を検出する検出手段を備え、
前記電流制御手段は、前記環境温度が低いほど、駆動電流量を多くする
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光書込み装置。
前記電圧制御手段は、
前記複数の発光素子のうち、同一光量を発光するために要する駆動電流量が最も多い発光素子に合わせて前記印加電圧を決定する
ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の光書込み装置。
定電流源と可変抵抗素子とからなり、当該可変抵抗に応じた電流量を検出する電流計を備え、
前記電流制御手段は、検出された前記電流量に応じて駆動電流量を制御する
ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の光書き込み装置。
前記電流発光特性を変化させるパラメーターと前記駆動電流量とを対応付けるＬＵＴを記憶するＬＵＴ記憶手段を備え、
前記電流制御手段は、当該ＬＵＴを参照して駆動電流量を制御する
ことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の光書き込み装置。
前記電流発光特性を変化させるパラメーターから前記駆動電流量を算出する関数を記憶する関数記憶手段を備え、
前記電流制御手段は、当該関数を用いて駆動電流量を算出する
ことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の光書き込み装置。
前記駆動トランジスターは、薄膜トランジスターである
ことを特徴とする請求項１から７の何れかに記載の光書き込み装置。
前記発光素子はＯＬＥＤである
ことを特徴とする請求項１から８の何れかに記載の光書き込み装置。
前記発光素子と、前記駆動トランジスターとが同一基板上に形成されている
ことを特徴とする請求項１から９の何れかに記載の光書き込み装置。
前記回路基板上で、前記疑似負荷駆動トランジスターすべてが前記所定の方向に１列に配列されている
ことを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載の光書込み装置。
請求項１から１１の何れかに記載の光書き込み装置を備える
ことを特徴とする画像形成装置。