JP6288038B2 - 発光装置、光書込み装置及び画像形成装置 - Google Patents

発光装置、光書込み装置及び画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、発光装置、光書込み装置及び画像形成装置に関し、薄膜トランジスターを用いて電流駆動される発光素子の光量を高い精度で制御する技術に関する。
電子写真方式の画像形成装置は、一様に帯電した感光体表面に静電潜像を形成するために光書込み装置を備えている。光書込み装置は、画像形成装置の小型化の要求に応えるべく、レーザーダイオードを発光源とした光走査型から、微小ドットの発光素子をライン状に配置したライン光学型に切り替わりつつある。更に、ライン光学型の光書込み装置は、発光素子として半導体ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いると、ＬＥＤアレイと各発光素子を制御するための駆動回路とが別基板となるため、現状、高コストにならざるを得ない。
一方、発光素子として有機ＬＥＤ（OLED: Organic LED）を採用すれば、ＬＥＤアレイと駆動回路とを同一基板に形成することができることから、光書込み装置を低コスト化することができる。
このような光書込み装置（OLED-PH: OLED Print Head）は、主走査方向に多数（例えば、１５，０００個）配列した発光素子を点灯することによって光書込みを行うため、発光素子間で光量にムラがあると静電潜像、延いてはトナー像において主走査方向における濃度ムラが発生して、優れた画質を達成することができなくなる。
ＯＬＥＤを用いたディスプレイ装置では光量バラつきが３０％まで許容されるのに対して、ＯＬＥＤ−ＰＨでは光量バラつきに対する要求精度が高く、１％未満の光量バラつきであっても補正しなければならい。更に、光量バラつきを解消するに当たっては、光書込み装置を低コスト化することができるというＯＬＥＤのメリットを生かすために、光センサーを使用しないのが望ましい。
発光素子の光量ムラを解消する技術には、例えば次のような従来技術がある。すなわち、図１４に示されるように、まず書込期間において、電流ＤＡＣ（Digital to Analogue Converter）所望の光量で発光させるための駆動電流Ｉｄを、発光素子１４０１に供給する駆動電流量を制御する薄膜トランジスター（TFT: Thin Film Transistor）１４０２に強制的に流して、ＴＦＴ１４０２のドレイン端子とゲート端子との間に生じた電位差Ｖｄｇをキャパシター１４０３にて記憶する。
発光期間においては、キャパシター１４０３に記憶した電圧ＶｄｇをＴＦＴ１４０２のゲート端子とドレイン端子との間に印加し、発光素子１４０１を所望の光量で発光させる（例えば、特許文献１を参照）。
ＴＦＴ０２の閾値電圧Ｖｔｈには初期バラつきがあり、更に、ＴＦＴ１４０２のドレイン電流Ｉｄは閾値電圧Ｖｔｈと略比例の関係にある。このため、ＴＦＴ０２に同じ電圧Ｖｄｇを印加しても供給される駆動電流Ｉｄがバラついて、発光素子１４０１の光量が一定しなくなる。
これに対して、本従来技術によれば、発光素子１４０１を所望の光量で発光させるための駆動電流Ｉｄを供給するための電圧Ｖｄｇをキャパシター１４０３に記憶して、発光期間に電圧ＶｄｇをＴＦＴ１４０２に印加するので、発光素子１４０１の光量のバラつきを抑えることができる。
また、別の従来技術においては、予めすべての発光素子を同一条件で発光させて発光素子毎の光量を記憶しておき、記憶しておいた光量に応じて発光素子毎に駆動条件を補正する（特許文献２を参照）。このようにすれば、発光素子の発光効率αにバラつきがあっても、同一条件で発行させた場合に光量が多い発光素子の駆動電流を少なく、光量が少ない発光素子は駆動電流を多くする等、駆動条件を補正するので、光量バラつきを抑えることできる。
特開２０１０−２００５１４号公報 特開２００５-３２９６３４号公報
しかしながら、上記の２つの従来技術のうち最初の従来技術に関しては、ＯＬＥＤの順方向電圧Ｖｅｌが有する初期バラつきと、ＴＦＴのソース−ドレイン電圧Ｖｓｄとドレイン電流Ｉｄとの間のＶｓｄ−Ｉｄ特性とに起因する以下のような問題がある。
ＯＬＥＤの順方向電圧Ｖｅｌには初期バラつきがあるので、図１４に示されるように、発光素子１４０１とＴＦＴ１４０２との直列回路に印加する電圧Ｖｄｄが同じであっても、ＴＦＴ１４０２に印加されるソース−ドレイン電圧Ｖｓｄは、
Ｖｓｄ ＝ Ｖｄｄ − Ｖｅｌ
となり、バラついてしまう。
ＴＦＴのＶｓｄ−Ｉｄ特性は、バイポーラートランジスター等とは異なり、飽和領域においてソース−ドレイン電圧Ｖｓｄが増加するとドレイン電流Ｉｄもまた増加する。このため、ソース−ドレイン電圧Ｖｓｄがバラつくとドレイン電流Ｉｄもまたバラついてしまうので、最初の従来技術では発光素子１４０１の光量がバラつきを解消することができない。
また、上記の２つの従来技術のうち２つ目の従来技術にも、ＯＬＥＤの順方向電圧Ｖｅｌに起因する問題がある。すなわち、ＯＬＥＤの順方向電圧Ｖｅｌは初期バラつきがあるだけでなく、経時変動が大きいので、上述のように駆動電流Ｉｄがバラついてしまう。このため、発光効率αの経時変動のみを補正しても光量バラつきを解消することはできない。
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、ＴＦＴのＶｓｄｄ−Ｉｄ特性とＯＬＥＤの順方向電圧Ｖｅｌのバラツキに起因する光量バラつきを防止する発光装置、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、本発明に係る発光装置は、薄膜トランジスターにＯＬＥＤを接続した直列回路に対して、前記薄膜トランジスターに所定電圧を印加して発光させる発光装置であって、当該ＯＬＥＤを設定光量で発光させる場合の順方向電圧を、当該ＯＬＥＤの素子特性を変化させる因子に応じて推定する順方向電圧推定手段と、当該ＯＬＥＤを前記設定光量で発光させるために必要な駆動電流量を、当該ＯＬＥＤの素子特性を変化させる因子に応じて推定する駆動電流量推定手段と、前記所定電圧と前記順方向電圧とから前記薄膜トランジスターに印加されるソース−ドレイン電圧Ｖｓｄを算出するソース−ドレイン電圧算出手段と、前記薄膜トランジスターのソース−ドレイン電圧Ｖｓｄとドレイン電流Ｉｄとの関係を表すＶｓｄ−Ｉｄ特性に応じて、前記駆動電流量をドレイン電流Ｉｄとした場合に前記ソース−ドレイン電圧Ｖｓｄに対応する前記薄膜トランジスターのゲート−ソース電圧Ｖｇｓを求めるゲート−ソース電圧決定手段と、を備え、前記決定されたゲート−ソース電圧Ｖｇｓを前記薄膜トランジスターに印加して前記ＯＬＥＤを発光させることを特徴とする。
このようにすれば、薄膜トランジスターのＶｓｄ−Ｉｄ特性に応じてゲート−ソース電圧Ｖｇｓを決定するので、非飽和領域におけるＶｓｄ−Ｉｄ特性によらずＯＬＥＤの光量を揃えることができる。
また、前記因子である前記ＯＬＥＤの温度を指標する指数を取得する温度検出手段と、前記因子である前記ＯＬＥＤ毎の累積発光時間を計時する計時手段と、を備え、前記順方向電圧推定手段は、当該ＯＬＥＤの累積発光時間、温度及び前記設定光量の少なくともひとつに応じて、当該ＯＬＥＤの順方向電圧を推定してもよい。
この場合において、前記順方向電圧推定手段は、前記ＯＬＥＤの累積発光時間、温度及び前記設定光量の少なくともひとつに応じた補正係数を、当該ＯＬＥＤの順方向電圧の初期値に乗算することによって、当該ＯＬＥＤの順方向電圧を推定してもよい。
更に、前記順方向電圧推定手段は、前記ＯＬＥＤの累積発光時間、温度及び前記設定光量の少なくともひとつに応じて前記補正係数を推定するためのＬＵＴ又は関数を記憶しており、当該ＬＵＴ又は関数を用いて前記補正係数を推定してもよい。
また、前記因子である前記ＯＬＥＤの温度を指標する指数を取得する温度検出手段と、前記因子である前記ＯＬＥＤ毎の累積発光時間を計時する計時手段と、を備え、前記駆動電流量推定手段は、前記ＯＬＥＤの駆動電流量を、当該ＯＬＥＤの累積発光時間、温度及び前記設定光量の少なくともひとつに応じて推定してもよい。
また、前記駆動電流量推定手段は、前記ＯＬＥＤの駆動電流量を、当該ＯＬＥＤの累積発光時間、温度及び前記設定光量の少なくともひとつに応じて推定してもよい。
この場合において、前記駆動電流量推定手段は、前記ＯＬＥＤの累積発光時間、温度及び前記設定光量の少なくともひとつに応じた補正係数を、当該ＯＬＥＤの駆動電流量の初期値に乗算することによって、当該ＯＬＥＤの順方向電圧を推定してもよい。
更に、前記駆動電流量推定手段は、前記ＯＬＥＤの累積発光時間、温度及び前記設定光量の少なくともひとつに応じて前記補正係数を推定するためのＬＵＴ又は関数を記憶しており、当該ＬＵＴ又は関数を用いて前記補正係数を推定してもよい。
なお、前記温度検出手段は、前記指数として、前記ＯＬＥＤの環境温度または前記ＯＬＥＤが実装されている基板の温度を検出してもよい。
また、本発明に係る光書込み装置は、感光体を露光して光書込みを行う光書込み装置であって、本発明に係る発光装置を複数と、前記ＯＬＥＤの出射光を前記感光体上に集光する集光手段と、を備え、前記ＯＬＥＤがライン状に配置されていることを特徴とする。
また、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。この場合において、システム速度に応じて前記設定光量を切り替える設定光量切替え手段を備えてもよい。
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１００による光書込み動作を説明する断面図である。 ＯＬＥＤパネル部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。 ＴＦＴ基板３００の主要な構成を示すブロック図である。 選択回路４０１と発光ブロック４０２の主要な構成を示す回路図である。 ＡＳＩＣ４１０の主要な構成を示すブロック図である。 ＡＳＩＣ４１０の駆動電流補正部６００が記憶する設定光量テーブルを例示する図である。 ＡＳＩＣ４１０の駆動電流補正部６００が記憶する（ａ）初期Ｖｅｌテーブルと、（ｂ）Ｖｅｌ補正係数テーブルを例示する図である。 ＡＳＩＣ４１０の駆動電流補正部６００が記憶する（ａ）初期Ｉｄテーブルと、（ｂ）Ｉｄ補正係数テーブルを例示する図である。 ＴＦＴ５２２毎のＶｓｄ−Ｉｄ特性を説明するグラフである。 ＡＳＩＣ４１０の駆動電流補正部６００が記憶するＴＦＴ特性テーブルを例示する図である。 ＡＳＩＣ４１０の動作を示すフローチャートである。 ソース−ドレイン電圧Ｖｓｄとドレイン電流Ｉｄとからゲート−ソース電圧Ｖｇｓを求める動作を説明するグラフである。 従来技術に係る光書込み装置の動作を説明する図であって、（ａ）は書込期間の動作を表わし、（ｂ）は発光期間の動作を表わす。
以下、本発明に係る発光装置、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プリンターである。画像形成装置１が備える作像部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ及び１０１Ｋは、制御部１０２の制御の下、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）各色のトナー像を形成する。
例えば、作像部１０１Ｙにおいて、帯電装置１１１は感光体ドラム１１０の外周面を一様に帯電させる。光書込み装置１００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１０２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。これによって、感光体ドラム１１０の外周面に光書込みが行われ、静電潜像が形成される。
現像装置１１２は、感光体ドラム１１０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１１３は、感光体ドラム１１０の外周面上から中間転写ベルト１０３の外周面上へトナー像を静電転写（１次転写）する。中間転写ベルト１０３は、２次転写ローラー対１０４と従動ローラー１０５に張架されており、矢印Ａ方向に回転走行する。
同様にして、作像部１０１Ｍ、１０１Ｃ及び１０１Ｋが形成したＭＣＫ各色のトナー像がＹ色のトナー像に重なるように中間転写ベルト１０３の外周面上に１次転写されカラートナー像となる。中間転写ベルト１０３がカラートナー像を２次転写ローラー対１０４まで搬送するのに合わせて、給紙カセット１０６から供給された記録シートＳも２次転写ローラー対１０４まで搬送される。
２次転写ローラー対１０４は、中間転写ベルト１０３上のトナー像を記録シートＳ上に静電転写（２次転写）する。トナー像を転写された記録シートＳは、定着装置１０７でトナー像を熱定着された後、機外に排出される。
記録シートＳが厚紙である場合には普通紙である場合よりもトナー像を定着するための熱量が多く必要になる。このため、画像形成装置１は、記録シートＳの紙種に応じて記録シートＳの搬送速度（システム速度）を切り替えて、普通紙の場合には全速搬送し、厚紙の場合には半速搬送する。システム速度に応じて、感光体ドラム１１０の回転速度も切り替わるので、１画素あたりの露光時間に長短が生じる。
［２］光書込み装置１００の構成
次に、光書込み装置１００の構成について説明する。
図２に示されるように、光書込み装置１００は、ＯＬＥＤパネル２００とロッドレンズアレイ（SLA: Selfoc Lens Array）２０２をホルダー２０３に収容したものであって、ＯＬＥＤパネル２００にはＯＬＥＤ２０１が実装されている。ＯＬＥＤ２０１が出射した光ビームＬは、ロッドレンズアレイ２０２によって感光体ドラム１１０の外周面上に集光される。なお、ＳＬＡに代えてＭＬＡ（Micro Lens Array）を用いてもよい。また、画像形成装置１の必要箇所と接続するためのケーブル等は図示を省略した。
図３は、ＯＬＥＤパネル２００の概略平面図であり、併せてＢ−Ｂ´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３０１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及びドライバーＩＣ（Integrated Circuit）３０２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ライン状に配列されている。これらのＯＬＥＤ２０１は、感光体ドラム１１０の外周面上で集光点が２１．２μｍピッチ（１２００ｄｐｉ）になっていれば、一列に配列してもよいし、千鳥配置してもよい。
また、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が取着されている。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の封止領域外にはドライバーＩＣ３０２が実装されている。制御部１０２はフレキシブルワイヤー３１０を介してドライバーＩＣ３０２にデジタル輝度信号を入力する。制御部１０２は、デジタル輝度信号を生成するために専用のＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を内蔵している。
ドライバーＩＣ３０２はデジタル輝度信号をアナログ輝度信号（以下、単に「輝度信号」という。）に変換してＯＬＥＤ２０１毎の駆動回路に入力する。駆動回路は輝度信号に応じてＯＬＥＤ２０１の駆動電流を生成する。輝度信号は、電流信号であってもよいし電圧信号であってもよい。また、ドライバーＩＣ３０２には温度センサー３２０が内蔵されている。ドライバーＩＣ３０２はＯＬＥＤ２０１と同じくＴＦＴ基板３００に実装されているので、温度センサー３２０で検出された温度Ｔは、ＯＬＥＤ２０１自体の温度と概ね等しくなっている。
図４に示されるように、ＴＦＴ基板３００においては、１５，０００個のＯＬＥＤ２０１が１００個ずつ、１５０個の発光ブロック４０２に組分けされている。また、ドライバーＩＣ３０２には１５０個のＤＡＣ４００が内蔵されており、それぞれ発光ブロック４０２と１対１に対応している。ＤＡＣ４００はデジタル制御可能な可変電圧源であって、指定された電圧を維持した状態で電流を供給する。
ドライバーＩＣ３０２は、制御部１０２が内蔵するＡＳＩＣ４１０からデジタル輝度信号（画像データ）を入力されると、当該入力は１００画素分ずつ１走査期間毎に各ＤＡＣ４００に分配される。また、ＡＳＩＣ４１０は、温度センサー３２０で検出した温度ＴをドライバーＩＣ３０２から取得する。
ＤＡＣ４００から発光ブロックに向かう回路上には何れも選択回路４０１が配設されている。各ＤＡＣ４００は、配下の１００個のＯＬＥＤ２０１に対して、所謂ローリング駆動によって順次、輝度信号を出力する。
図５は、１対の選択回路４０１と発光ブロック４０２とを示す回路図である。図５に示されるように、発光ブロック４０２は１００個の発光画素回路からなっており、各発光画素回路は、キャパシター５２１、駆動ＴＦＴ５２２及びＯＬＥＤ２０１を１つずつ有している。また、選択回路４０１はシフトレジスター５１１と１００個の選択ＴＦＴ５１２とを備えている。
シフトレジスター５１１は、１００個の選択ＴＦＴ５１２それぞれのゲート端子に接続されており、選択ＴＦＴ５１２を順次オンする。選択ＴＦＴ５１２のソース端子は、書き込み配線５３０を介して、電流ＤＡＣ４００に接続されており、ドレイン端子はキャパシター５２１の第１の端子並びに駆動ＴＦＴ５２２のゲート端子に接続されている。
シフトレジスター５１１が選択ＴＦＴ５１２をオンした状態で、ＤＡＣ４００の出力電圧がキャパシター５２１の第１の端子に印加され、保持される。キャパシター５２１の第１の端子は、駆動ＴＦＴ５２２のゲート端子にも接続されており、キャパシター５２１の第２の端子は駆動ＴＦＴ５２２のソース端子並びに電源配線５３１に接続されている。
駆動ＴＦＴ５２２のドレイン端子にはＯＬＥＤ２０１のアノード端子が接続されており、ＯＬＥＤ２０１のカソード端子は接地配線５３２に接続されている。また、電源配線５３１は定電圧源Ｖｐｗｒに接続されており、接地配線５３２は接地端子ＧＮＤに接続されている。
定電圧源Ｖｐｗｒは、ＯＬＥＤ２０１に供給される駆動電流の供給源となっており、駆動ＴＦＴ５２２は、キャパシター５２１の第１、第２の端子間に保持される電圧に応じたドレイン電流を駆動電流としてＯＬＥＤ２０１に供給する。例えば、キャパシター５２１にＨに相当する信号が書き込まれると、駆動ＴＦＴ５２２がオンして、ＯＬＥＤ２０１が発光する。また、キャパシター５２１にＬに相当する信号が書き込まれると、駆動ＴＦＴ５２２はオフして、ＯＬＥＤ２０１は発光しない。
なお、ＤＡＣ４００にはリセット回路５４０が接続されている。リセット回路５４０は、ドライバーＩＣ３０２に内蔵されていてもよいし、ＴＦＴを用いてもよい。また、リセット回路５４０は、リセット時と書き込み時とでＤＡＣの極性を切り替えてもよい。リセット回路５４０をオンするとＤＡＣ４００から選択ＴＦＴ５１２までの配線が所定電圧にリセットされる。この所定電圧は、電源電圧Ｖｄｄであってもよいし接地電圧ＧＮＤであってもよい。また、適切な中間電位でもよい。
なお、本実施の形態においては、駆動ＴＦＴ５２２がｐチャンネルである場合を例にとって説明しているが、ｎチャンネルの駆動ＴＦＴ５２２を用いても良いことは言うまでも無い。
［３］ＡＳＩＣ４１０の構成
まず、ＡＳＩＣ４１０の構成について説明する。
図６に示されるように、ＡＳＩＣ４１０は、駆動電流補正部６００とドットカウント部６１０とを備えている。ドットカウント部６１０は、ＯＬＥＤ２０１毎のドットカウンター６１１を備えている。ドットカウンター６１１は、対応するＯＬＥＤ２０１が１回発光するとカウント値が１だけ増加する。
駆動電流補正部６００には設定光量テーブル、初期Ｖｅｌテーブル、Ｖｅｌ補正係数テーブル、初期Ｉｄテーブル、Ｉｄ補正係数テーブル及びＴＦＴ特性テーブルという６つのＬＵＴ（Look Up Table）が記憶されている。
（３−１）設定光量テーブル
設定光量テーブルは、図７に示されるように、１５，０００個あるＯＬＥＤ２０１のそれぞれについてシステム速度毎に設定光量Ｌを記録したテーブルである。
設定光量Ｌは、ＯＬＥＤ２０１が出射すべき光量として予め設定されている光量である。ＯＬＥＤ２０１は、ロッドレンズアレイ２０２との位置関係によって集光率が異なるため、感光体ドラム１１０の外周面上での露光量を揃えるために、ＯＬＥＤ２０１毎に光量を調整する必要がある。このため、集光率が高いＯＬＥＤ２０１の設定光量Ｌは少なく、集光率が低いＯＬＥＤ２０１の設定光量Ｌは多く設定される。
また、記録シートＳが厚紙である場合には普通紙である場合よりもトナー像を定着するために必要な熱量が多くなる。このため、記録シートＳの紙種に応じて記録シートＳの搬送速度（システム速度）が切り替わると、露光時における感光体ドラム１１０の回転速度も切り替わるので、１画素あたりの露光時間に長短が生じる。
この露光時間の長短に関わらず、１画素あたりの露光量を揃えるためにも、ＯＬＥＤ２０１毎の設定光量が調整される。すなわち、露光時間が長い場合の設定光量は少なく、露光時間が低い場合の設定光量は多くなるように設定される。
このため、設定光量テーブルは、画像形成装置１のシステム速度が全速である場合の設定光量Ｌと、半速である場合の設定光量ＬとをＯＬＥＤ２０１毎に記憶する。システム速度が切り替わると画素毎の露光時間が切り替わるため、ＯＬＥＤ２０１毎の設定光量Ｌを切り替えることによって画素毎の露光量を揃える。
図７においては、システム速度が全速時の設定光量Ｌと半速時の設定光量ＬとがＯＬＥＤ２０１毎に記憶される。なお、システム速度は全半速の２種類に限定されないのはいうまでもなく３種類以上であってもよい。
（３−２）初期Ｖｅｌテーブル
初期Ｖｅｌテーブルは、１５，０００個あるＯＬＥＤ２０１のそれぞれについて順方向電圧Ｖｅｌの初期値を設定光量Ｌごとに記憶するテーブルである。図８（ａ）に例示する初期Ｖｅｌテーブルにおいては、ＡからＤまでの４種類の設定光量Ｌのそれぞれについて、各ＯＬＥＤ２０１の順方向電圧Ｖｅｌの初期値が記憶される。なお、設定光量Ｌが４種類に限定されないのは言うまでもなく、３種類以下或いは５種類以上であってもよい。
（３−３）Ｖｅｌ補正係数テーブル
Ｖｅｌ補正係数テーブルは、温度範囲ごとに設けられたテーブル群であって、各テーブルはＯＬＥＤ２０１の設定光量と累積発光時間Ｅの範囲との組み合わせ毎に順方向電圧Ｖｅｌの補正係数（以下、「Ｖｅｌ補正係数」という。）が記憶されている。図８（ｂ）に例示するＶｅｌ補正係数テーブルは、摂氏０度から摂氏８０度までを１０度ずつ８つに分けた温度範囲ごとに設けられている。
各Ｖｅｌ補正係数テーブルは、０時間から１０００時間までを５０時間ずつ２０の時間範囲に分けて、時間範囲ごとにＡからＤまでの４種類の設定光量のそれぞれについてＶｅｌ補正係数が記憶される。
（３−４）初期Ｉｄテーブル
初期Ｉｄテーブルは、１５，０００個あるＯＬＥＤ２０１のそれぞれについて駆動電流Ｉｄの初期値を設定光量ごとに記憶するテーブルである。図９（ａ）に例示する初期Ｉｄテーブルにおいては、ＡからＤまでの４種類の設定光量のそれぞれについて、１５，０００個のＯＬＥＤ２０１毎に駆動電流Ｉｄの初期値が記憶される。
（３−５）Ｉｄ補正係数テーブル
Ｉｄ補正係数テーブルは、温度範囲ごとに設けられたテーブル群であって、各テーブルはＯＬＥＤ２０１の設定光量と累積発光時間Ｅの範囲との組み合わせ毎に駆動電流Ｉｄの補正係数が記憶されている。図９（ｂ）に例示するＩｄ補正係数テーブルは、摂氏０度から摂氏８０度までを１０度ずつ８つに分けた温度範囲ごとに設けられている。
各Ｉｄ補正係数テーブルは、０時間から１０００時間までを５０時間ずつ２０の時間範囲に分けて、時間範囲ごとにＡからＤまでの４種類の設定光量のそれぞれについて、駆動電流Ｉｄの補正係数が記憶される。
（３−６）ＴＦＴ特性テーブル
ＴＦＴ特性テーブルは、ＯＬＥＤ２０１毎に設けられた１５，０００個の駆動ＴＦＴ５２２毎に設けられており、各ＴＦＴ特性テーブルは、対応する駆動ＴＦＴ５２２のＶｓｄ−Ｉｄ特性（図１０を参照）をゲート−ソース電圧Ｖｇｓ毎に記憶している。具体的には、図１１に示されるように、ソース−ドレイン電圧Ｖｓｄの範囲とドレイン電流（駆動電流）Ｉｄの範囲との組み合わせ毎にゲート−ソース電圧Ｖｇｓが記憶されている。
ＴＦＴ特性テーブルを用いれば、後述のように、設定光量でＯＬＥＤ２０１を発光させるための駆動電流Ｉｄを生成するために必要なゲート-ソース電圧Ｖｇｓを特定することができる。
［４］ＡＳＩＣ４１０の動作
次に、ＡＳＩＣ４１０の動作について説明する。
画像形成装置１の制御部１０２は、印刷ジョブを実行する際に、当該印刷ジョブで指定された紙種からシステム速度を決定する。なお、画像形成装置１が複数の給紙トレイを備えている場合には、印刷ジョブで指定された給紙トレイからシステム速度を決定してもよい。
ＡＳＩＣ４１０は、印刷ジョブの実行に先立ってシステム速度を参照する。１ライン走査するたびに図１２に示される処理を実行する。すなわち、ＡＳＩＣ４１０は、１ライン走査するたびに、すべてのＯＬＥＤ２０１について個別にステップＳ１２０１からステップＳ１２１１までの処理を実行する（Ｓ１２００）。以下においては、ｎ番目のＯＬＥＤ２０１の処理を例にとって説明する。
まずＡＳＩＣ４１０は、ｎ番目のＯＬＥＤ２０１に対応するドットカウンター６１１を参照して（Ｓ１２０１）、累積発光時間Ｅを算出すると共に（Ｓ１２０２）、温度センサー３２０の検出温度Ｔを参照する（Ｓ１２０３）。また、ＡＳＩＣ４１０は、駆動電流補正部６００に記憶されている設定光量テーブルを参照して、ｎ番目のＯＬＥＤ２０１の設定光量のうち、画像形成装置１のシステム速度に応じた設定光量を読み出す（Ｓ１２０４）。
次に、ＡＳＩＣ４１０は、初期Ｖｅｌテーブルを参照して、設定光量に対応する初期Ｖｅｌを取得すると共に（Ｓ１２０５）、Ｖｅｌ補正係数テーブルを参照して上で求めた累積発光時間Ｅ、検出温度Ｔ及び設定光量に対応するＶｅｌ補正係数を取得する（Ｓ１２０６）。
ＡＳＩＣ４１０は、下記の式（１）のように、初期ＶｅｌにＶｅｌ補正係数を乗算して順方向電圧Ｖｅｌを推算する（Ｓ１２０７）。
（順方向電圧Ｖｅｌ）＝（初期Ｖｅｌ）×（Ｖｅｌ補正係数） …（１）
ＡＳＩＣ４１０は、更に、下記の式（２）のように、順方向電圧Ｖｅｌからソース−ドレイン電圧Ｖｓｄを推算する（Ｓ１２０８）。
（ソース−ドレイン電圧Ｖｓｄ）＝（定電圧Ｖｄｄ）−（順方向電圧Ｖｅｌ） …（２）
次に、ＡＳＩＣ４１０は、初期Ｉｄテーブルを参照して上で求めた設定光量に対応する初期Ｉｄを取得すると共に（Ｓ１２０９）、Ｉｄ補正係数テーブルを参照して上で求めた累積発光時間Ｅ、検出温度Ｔ及び設定光量に対応するＩｄ補正係数を取得する（Ｓ１２１０）。そして、これらから下記の式（３）のように駆動電流Ｉｄを推算する（Ｓ１２１１）。
（駆動電流Ｉｄ）＝（初期Ｉｄ）×（Ｉｄ補正係数） …（３）
ＡＳＩＣ４１０は、当該ＴＦＴ５２２のＴＦＴ特性テーブルを参照して、推算したソース−ドレイン電圧Ｖｓｄと駆動電流Ｉｄに対応するゲート−ソース電圧Ｖｇｓを取得する（Ｓ１２１２）。図１２に示されるように、ソース−ドレイン電圧Ｖｓｄとドレイン電流Ｉｄとの組み合わせ毎に、ゲート−ソース電圧Ｖｇｓを一意に決定することができる。
以上の処理をすべてのＯＬＥＤ２０１について実行した後、取得されたゲート−ソース電圧Ｖｇｓを各ＴＦＴ５２２に入力して、ＯＬＥＤ２０１を発光させる。
このようにすれば、ＴＦＴ５２２のＶｓｄ−Ｉｄ特性グラフがいわゆる飽和領域において傾斜していても、当該傾斜に起因するＯＬＥＤ２０１の光量ムラを抑制することができる。
［５］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、累積発光時間Ｅ、検出温度Ｔ及びＯＬＥＤ２０１の設定光量に応じてＶｅｌ補正係数を決定す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、累積発光時間Ｅ、検出温度Ｔ及びＯＬＥＤ２０１の設定光量の何れか１つ或いは２つのみに応じてＶｅｌ補正係数を決定してもよい。また、他に順方向電圧Ｖｅｌの大きさに影響を与える因子がある場合には当該因子を用いてＶｅｌ補正係数を決定してもよい。
Ｉｄ補正係数についても同様に、累積発光時間Ｅ、検出温度Ｔ及びＯＬＥＤ２０１の設定光量の何れか１つ或いは２つのみに応じて決定してもよいし、他に影響の大きい因子がある場合には当該因子を用いて決定してもよい。
（２）上記実施の形態においては、累積発光時間Ｅ、検出温度Ｔ及びＯＬＥＤ２０１の設定光量を用いて、初期ＶｅｌテーブルとＶｅｌ補正係数テーブルとを参照して、順方向電圧Ｖｅｌやドレイン電流Ｉｄを推算す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、累積発光時間Ｅ、検出温度Ｔ及びＯＬＥＤ２０１の設定光量をパラメーターとする関数を用いて順方向電圧Ｖｅｌやドレイン電流Ｉｄを推算してもよい。また、順方向電圧Ｖｅｌを推算するのに代えて、順方向電圧Ｖｅｌの測定値を用いてもよい。
（３）上記実施の形態においては、ＯＬＥＤ２０１毎のドットカウントを累積発光時間に換算す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、累積発光時間に代えてドットカウントをそのまま用いてもよい。この場合には、Ｖｅｌ補正係数テーブルやＩｄ補正係数テーブルにおける累積発光時間の欄がドットカウントになり、累積発光時間の範囲に代えてドットカウントの範囲に対応する補正係数が記憶される。
（４）上記実施の形態においては、ドライバーＩＣ３０２に内蔵された温度センサー３２０で検出された温度ＴをＯＬＥＤ２０１自体の温度とみなす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、他の手段によってＯＬＥＤ２０１自体の温度を指標する指数を取得してもよい。例えば、当該指数として、ＯＬＥＤ２０１周辺の環境温度を取得してもよい。ＯＬＥＤ２０１自体の温度と一定の比例関係にあれば他の指数を用いても本発明の効果は同じである。
（５）上記実施の形態においては、１ライン走査するたびに温度センサー３２０の検出温度を参照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、ＯＬＥＤ２０１の温度が急激に変動しないことが明らかである場合には、記録シート１枚分の操作を行うたびに検出温度を参照してもよいし、ジョブ単位で参照してもよい。また、一定時間ごとに参照してもよい。何れの場合においても本発明の効果は同じである。
（６）上記実施の形態においては、Ｖｅｌ補正係数テーブル（図８（ｂ））においては累積発光時間の範囲毎に順方向電圧Ｖｅｌの補正係数を記憶し、Ｉｄ補正係数テーブル（図９（ｂ））においては累積発光時間の範囲毎に駆動電流Ｉｄの補正係数を記憶す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、これに代えて次のようにしてもよい。
例えば、累積発光時間の範囲に代えて、５０時間間隔など所定の時間間隔で補正係数を記憶しておき、他の累積発光時間における補正係数の値は、テーブルに記憶されている補正係数を用いて線形補間することによって算出してもよい。
また、ＴＦＴ特性テーブル（図１１）においても、ソース−ドレイン電圧Ｖｓｄの範囲に代えて、所定の間隔でソース−ドレイン電圧Ｖｓｄ毎にゲート−ソース電圧Ｖｇｓを記憶しておき、他のソース−ドレイン電圧Ｖｓｄについては、テーブルに記憶されているソース−ドレイン電圧Ｖｓｄに対応するゲート−ソース電圧Ｖｇｓを用いて線形補間してもよい。
なお、何れの場合においても、線形補間以外の補間方法を用いてもよいことは言うまでもない。
（７）上記実施の形態においては、画像形成装置１がタンデム型のカラープリンター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、タンデム型以外のカラープリンターであってもよいし、モノクロプリンターであってもよい。また、スキャナーを備えた複写装置であってもよいし、更にファクシミリ通信機能を備えたファクシミリ装置であってもよい。また、これらの機能を兼ね備えた複合機（MFP: Multi-Function Peripheral）に本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。
本発明に係る発光装置、光書込み装置及び画像形成装置は、薄膜トランジスターを用いて電流駆動される発光素子の光量を高い精度で制御する装置として有用である。
１………画像形成装置
１００…光書込み装置
２０１…ＯＬＥＤ
４１０…ＡＳＩＣ
５５２…駆動ＴＦＴ
６００…駆動電流補正部
６１０…ドットカウント部

Claims (12)

  1. 薄膜トランジスターにＯＬＥＤを接続した直列回路に対して、前記薄膜トランジスターに所定電圧を印加して発光させる発光装置であって、
    当該ＯＬＥＤを設定光量で発光させる場合の順方向電圧を、当該ＯＬＥＤの素子特性を変化させる因子に応じて推定する順方向電圧推定手段と、
    当該ＯＬＥＤを前記設定光量で発光させるために必要な駆動電流量を、当該ＯＬＥＤの素子特性を変化させる因子に応じて推定する駆動電流量推定手段と、
    前記所定電圧と前記順方向電圧とから前記薄膜トランジスターに印加されるソース−ドレイン電圧Ｖｓｄを算出するソース−ドレイン電圧算出手段と、
    前記薄膜トランジスターのソース−ドレイン電圧Ｖｓｄとドレイン電流Ｉｄとの関係を表すＶｓｄ−Ｉｄ特性に応じて、前記駆動電流量をドレイン電流Ｉｄとした場合に前記ソース−ドレイン電圧Ｖｓｄに対応する前記薄膜トランジスターのゲート−ソース電圧Ｖｇｓを求めるゲート−ソース電圧決定手段と、を備え、
    前記決定されたゲート−ソース電圧Ｖｇｓを前記薄膜トランジスターに印加して前記ＯＬＥＤを発光させる
    ことを特徴とする発光装置。
  2. 前記因子である前記ＯＬＥＤの温度を指標する指数を取得する温度検出手段と、
    前記因子である前記ＯＬＥＤ毎の累積発光時間を計時する計時手段と、を備え、
    前記順方向電圧推定手段は、当該ＯＬＥＤの累積発光時間、温度及び前記設定光量の少なくともひとつに応じて、当該ＯＬＥＤの順方向電圧を推定する
    ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記順方向電圧推定手段は、前記ＯＬＥＤの累積発光時間、温度及び前記設定光量の少なくともひとつに応じた補正係数を、当該ＯＬＥＤの順方向電圧の初期値に乗算することによって、当該ＯＬＥＤの順方向電圧を推定する
    ことを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
  4. 前記順方向電圧推定手段は、前記ＯＬＥＤの累積発光時間、温度及び前記設定光量の少なくともひとつに応じて前記補正係数を推定するためのＬＵＴ又は関数を記憶しており、
    当該ＬＵＴ又は関数を用いて前記補正係数を推定する
    ことを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
  5. 前記因子である前記ＯＬＥＤの温度を指標する指数を取得する温度検出手段と、
    前記因子である前記ＯＬＥＤ毎の累積発光時間を計時する計時手段と、を備え、
    前記駆動電流量推定手段は、前記ＯＬＥＤの駆動電流量を、当該ＯＬＥＤの累積発光時間、温度及び前記設定光量の少なくともひとつに応じて推定する
    ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  6. 前記駆動電流量推定手段は、前記ＯＬＥＤの駆動電流量を、当該ＯＬＥＤの累積発光時間、温度及び前記設定光量の少なくともひとつに応じて推定する
    ことを特徴とする請求項２から４の何れかに記載の発光装置。
  7. 前記駆動電流量推定手段は、前記ＯＬＥＤの累積発光時間、温度及び前記設定光量の少なくともひとつに応じた補正係数を、当該ＯＬＥＤの駆動電流量の初期値に乗算することによって、当該ＯＬＥＤの順方向電圧を推定する
    ことを特徴とする請求項５又は６に記載の発光装置。
  8. 前記駆動電流量推定手段は、前記ＯＬＥＤの累積発光時間、温度及び前記設定光量の少なくともひとつに応じて前記補正係数を推定するためのＬＵＴ又は関数を記憶しており、
    当該ＬＵＴ又は関数を用いて前記補正係数を推定する
    ことを特徴とする請求項７に記載の発光装置。
  9. 前記温度検出手段は、前記指数として、前記ＯＬＥＤの環境温度または前記ＯＬＥＤが実装されている基板の温度を検出する
    ことを特徴とする請求項２から８の何れかに記載の発光装置。
  10. 感光体を露光して光書込みを行う光書込み装置であって、
    請求項１から９の何れかに記載の発光装置を複数と、
    前記ＯＬＥＤの出射光を前記感光体上に集光する集光手段と、を備え、
    前記ＯＬＥＤがライン状に配置されている
    ことを特徴とする光書込み装置。
  11. 請求項１０に記載の光書込み装置を備える
    ことを特徴とする画像形成装置。
  12. システム速度に応じて前記設定光量を切り替える設定光量切替え手段を備える
    ことを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
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