JPH01156082A

JPH01156082A - 発光素子駆動装置

Info

Publication number: JPH01156082A
Application number: JP62316432A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Yamamoto; 洋介山本
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1987-12-15
Filing date: 1987-12-15
Publication date: 1989-06-19
Anticipated expiration: 2010-10-25
Also published as: JPH0798401B2

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】［産業上の利用分野コこの発明は、発光素子駆動装置に関し、詳しくは、ＬＥ
Ｄプリンタに使用される複数のＬＥＤアレイをそれぞれ
駆動するドライブ回路の改良に関する。

［従来の技術］最近では、小型、軽量化、高速化を実現するプリンタと
して光プリンタが注目されているが、これは、６４〜２
５６個程度のＬＥＤ等で構成される発光素子のモノリシ
ックを１チツプに集積化した発光素子アレイを使用する
ものであって、この発光素子アレイは、記録用紙の幅方
向に直線杖に複数配列されて、光プリンタの光源として
使用される。

光プリンタの光源は、印字濃度、ドツト径等に直接影響
を与える関係ですべての発光素子の発光量がほぼ均一で
あることが要求されるが、ＬＥＤアレイ等の発光素子で
は、製造ロフトの相違とか、製造工程の不均一性などか
ら素子間に性能のばらつきが発生し、しかも、それがＬ
ＥＤアレイ間相互においても輝度にばらつきを生じさせ
る。

このようなばらつきを抑制する方法の１つとして、各発
光素子を駆動するドライブ回路の電流値を平均化するこ
とが行われる。第３図は、このような従来のＬＥＤアレ
イのドライブ回路の一例を示すものであって、１０，１
１．　　・・・は、各ＬＥＤ素子２１，２２．　　・・
・を駆動するドライブ回路である。これらは、電流ミラ
ー回路を構成するダイオード接続されたＦＥＴＩとドラ
イバＦＥＴ２とからなる。なお、ドライブ回路ｉｏ、ｔ
ｔ。

・φ・と各ＬＥＤ素子２１，２２．　　・・・とは、そ
れぞれドライバＦＥＴ２の出力端子１０ａ、１１ａｗ　
　・・・を介して接続されている。

各ＦＥＴＩには、ＦＥＴ３がパラレルに接続されていて
、各ＦＥＴ３のオン（以下０Ｎ）−オフ（以下０ＦＦ）
に応じて、各ドライバＦＥＴ２がそれぞれ独立に０ＦＦ
−ＯＮされる関係にある。

ここで、ＦＥＴ３は、発光素子点灯データに対応するデ
ータ入力をそのゲートに受ける。そこで、このデータに
応じてドライバＦＥＴ２が０Ｎ−ＯＦＦされることにな
る。

ここで、各ドライバＦＥＴ２に流れる電流値は、制御側
の、各ＦＥＴ１のゲートに流入する電流により決定され
、それは、各ＦＥＴＩの下流に直列に接続された電流値
設定用の各ＦＥＴ４に流れる電ｆｆ１Ｉによりそれぞれ
設定されることになる。

各ＦＥＴ４のゲートは、電圧設定抵抗分圧回路５に共通
に接続されていて、その抵抗値を選択することにより各
ドライブ回路１０．１１．　　・・・に流れる電流値が
設定される。

すなわち、ドライバＦＥＴ２に流れる電流値の設定は、
これがＯＮしたときに流れる電流値のばらつきを平均化
するためにそれぞれのドライバＦＥＴ２がＯＮしたとき
に流れる電流値の平均値になるように選択され、この選
択的な電圧設定が電圧設定抵抗分圧回路５の抵抗値を選
択することで行われる。

なお、第３図におけるＦＥＴ１．２．３はＰチャンネル
ＦＥＴ１ＦＥＴ４は、ＮチャンネルＦＥＴである。

［解決しようとする問題点コそのため電圧設定抵抗分圧回路５の設定電圧を前記のよ
うな適切な値に設定するために、従来は、出力端子１０
　ａｔ　　１１　ａｓ　　・・・に電流計を接続してド
ライブ回路１０．１１．　　・・ΦをそれぞれＯＮ状態
にして、その電流値を電流計で読取り、そこから平均値
を算出している。

その結果、電圧設定抵抗分圧回路５の電圧設定は、作業
性が悪く、手間がかかるものとなっている。その上、電
圧設定抵抗分圧回路の抵抗値が一度選択されると、以後
のドライブ回路に対する電流値の調整はできないことに
なり、組立て後にＬＥＤアレイの輝度を調整することが
不可能となる。

しかも、ドライブ回路は経年変化によりその特性が変わ
ったり、他の同様な回路との関係で組ｑて後の調整が必
要とされることも多い。

この発明は、このような従来技術の問題点を解決するも
のであって、各ドライブ回路の平均電流値に対応する電
流値を組立て前後にかかわらず、容易に検出することが
きるような発光素子駆動回路を提供することを目的とす
る。

［問題点を解決するための手段］このような目的を達成するためのこの発明の発光素子駆
動装置の構成は、発光素子を駆動する駆動回路を複数搭
載したＩＣにおいて、ドレイン領域、ゲート領域及びソ
ース領域又はコレクタ領域。

ベース領域及びエミッタ領域をそれぞれ有し、複数の各
駆動回路をそれぞれ構成する複数のセルと、これら各セ
ルの前記ドレイン領域者しくはソース領域又はコレクタ
領域若しくはエミッタ領域の一部に残りの領域に流れる
電流をモニタするためのモニタエリアとを備えていて、
複数の各セルのモニタエリアを共通に配線して複数のセ
ル全体の残りの領域に流れる電流値の平均値に対応する
電流値を検出するものである。

［作用コこのように、各ＬＥＤ素子を駆動する回路を構成するセ
ルにその電流値をサンプリングするモニタエリアを設け
て、各モニタエリアを共通に接続しておけば、容易に平
均値に対応する電流値が得られ、この共通配線から得ら
れる電流値をドライブ回路の電流値を制御する電流とす
れば、自動的に平均値設定ができる。

また、この共通配線をＩＣの外部接続ピンに接続するよ
うにすれば、後からその電流値を利用することができ、
ＬＥＤアレイの輝度に対する調整が後からできる。しか
も、他の同様なドライブ回路のチップ間においてドライ
ブ電流の調整をする場合にも利用できる。

［実施例コ以下、この発明の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。

第１図（ａ）、（ｂ）は、この発明の発光素子駆動装置
の一実施例のチップ内部の説明図及びその等価回路図で
あり、第２図は、その平均値に対応する検出電流値をド
ライブ回路の電流値制御に利用した具体例の説明図であ
る。なお、第３図と同等のものは同一の符号で示す。

第１図（ａ）において、３０，３０．−−−は、ＩＣ内
部に形成されたセルであって、このセル３０のそれぞれ
は、ＬＥＤ素子を駆動するドライブ回路のドライバＦＥ
、Ｔを構成している。各セ゛ル３０は、ここでは、Ｐチ
ャンネルＦＥＴを形成しているものとし、３１がそのド
レイン領域、３２がそのソース領域、３３がそのゲート
である。

ここで、ドレイン領域３１にはモニタエリア３１ａが設
けられていて、このエリアの大きさは、ドレイン領域３
１のエリア面積をＮ（正の整数）とすると、モニタエリ
ア３１ａは、その１／Ｈの面積１となっている。このモ
ニタエリア３１ａには端子３４が接続されていて、各セ
ル３０，３０゜拳φ・の端子３４は、共通の配線ライン
３５に接続されている。また、本来のドレイン領域３１
には端子３６が接続され、ソース領域３２側は、抵抗Ｒ
を介して、ＶＤＤの電源ラインに接続されている。なお
、説明の都合上、各領域及びモニタエリアに接続される
金属端子部分を端子として図では線で示しているが、こ
れは、直接各領域及びモニタエリアに形成されるアルミ
ニウム蒸着等による電極金属端子層又はそこからアルミ
ニウム配線等の配線層に接触させる配線を含めてのもの
を意味している。

このドライブ回路のセル３０に対する等価回路は、同図
（ｂ）に見るような回路となり、各ＦＥＴがＯＮしてそ
のソース領域−ドレイン領域間に電流Ｉ１．１２．　　
・・・が流れているとすると、各モニタエリア３１ａに
は、それぞれその面積比に対応して、Ｉ７　Ｘｉ／　（
Ｎ＋１）、Ｉ２　Ｘｉ／（Ｎ＋１）、　　・・・となり
、これらを総計した電流が共通の配線ライン３５に流れ
、このラインと接地間に電流計３７を接続することで、
各ドライブ回路の平均電流値に比例した電流値＝ΣＩｉ
／（Ｎ＋１）を得ることができる。ただし、ｉは、■か
ら各ドライブ回路のドライバＦＥＴ部分を形成するセル
の総数までの値を採る。）その結果、各ＦＥＴをＯＮさせてこの電流値を測定する
ことだけで平均電流値を算出することができる。

第２図は、この検出されたモニタ電流値を各ドライブ回
路の電流の平均値調整に利用した回路である。

図中、ＦＥＴ７，７．　　・・・で示す回路が前記モニ
タエリア３１ａに対応して形成されたＰチャンネルＦＥ
Ｔの部分であり、ドライバＦＥＴ６がその残りのドレイ
ン領域により形成されるＦＥＴであって、このドライバ
ＦＥＴ８が第３図におけるドライバＦＥＴ２に対応して
いる。そして、これらドライバＦＥＴ６とＦＥＴ７とが
第１図のセル３０により形成される回路である。

第２図のドライブ回路は、このドライバＦＥＴ６とＦＥ
Ｔ７とをドライブ回路の一部として、第３図と同様に他
のＦＥ’ｒのセルとこのセル３０とを接続して電流ミラ
ー回路を構成したものであって、各ＦＥＴ７のドレイン
領域に共通に接続されている配線ライン３５が電流スイ
ッチを構成するＦＥＴのアナログスイッチ３８を介して
コンデンサＣの端子に接続されている。したがって、ド
ライバＦＥＴ６をＯＮ状態として前記アナログスイッチ
３８をＯＮさせ、そのときの平均電流値に比例する電流
値を電圧値に変換してコンデンサＣに記憶させることが
できる。

このコンデンサＣの端子電圧は、コンパレータ３９に人
力されて、比較電圧発生回路４０の設定電圧と比較され
る。そこで、平均値に対応するコンデンサＣの電圧と比
較電圧とに差が生じたときに、これを補正するような制
御信号がコンパレータ３９から出力されて、これが各Ｆ
ＥＴ４のゲートに共通に加えられる。このようにするこ
とで、その経年的な変化等によるＬＥＤアレイの輝度変
化に対応させた補正制御を行うことができる。なお、こ
の場合の比較電圧発生回路４０の設定電圧は、最初の組
立て時点で配線ライン３５から検出された電流値により
設定されることになる。

ここで、コンパレータ３９をオペアンプ等の増幅回路に
置き換えて、コンデンサＣの端子電圧を単にオペアンプ
等の増幅回路で増幅してその出力を各ＦＥＴ４のゲート
に加えれば、ＦＥＴ４の制御電流値を平均電圧値に設定
することができる。

なお、以上の場合には、コンデンサＣの電荷が時間の経
過とともに放電するので、ある程度周期的にサンプリン
グパルスをアナログスイッチ３８に加えて、平均電流値
をサンプリングすることが必要となる。このようにする
ことで、コンデンサＣに平均値電流に対応する電圧が常
時記憶されるようにすることができる。また、このよう
なアナログスイッチ３８のサンプリング処理は、ＬＥＤ
素子が印刷動作に関与していない空き時間を利用して行
うとよい。

以上説明してきたが、実施例における第２図の回路は一
例であって、電流ミラー回路のような構成を採る必要は
ない。要するに、この発明は、ＬＥＤ素子を駆動する駆
動回路（ドライバ）の電流平均値を利用するような回路
であればどのような回路でも適用することができる。

また、実施例では、ＰチャンネルＦＥＴを例としている
が、これはＮチャンネルＦＥＴの場合も同様であり、バ
イポーラトランジスタにあっても同様に適用できる。

［発明の効果コ以」−の説明から理解できるように、この発明にあって
は、各ＬＥＤ素子を駆動する回路を構成するセルにその
電流値をサンプリングするモニタエリアを設けて、各モ
ニタエリアを共通に接続しておけば、容易に平均値に対
応する電流値が得られ、この共通配線から得られる電流
値をドライブ回路の電流値を制御する電流とすれば、自
動的に平均値設定ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は、この発明の発光素子駆動装置
の一実施例のチップ内部の説明図及びその等価回路図、
第２図は、その平均値に対応する検出電流値をドライブ
回路の電流値制御に利用した具体例の説明図、第３図は
、従来のドライブ回路の電流値制御の説明図である。１．３・・・ＰチャンネルＦＥＴ。４・・・ＮチャンネルＦＥＴ。２．６・・・ＬＥＤ素子のドライブＦＥＴ１１０．１１
・・・ドライブ回路、３０・・・・・・セル（ドライバＦＥＴに対応）３１・
・・ドレイン領域、３１ａ・・・モニタエリア、３２・
・・ソース領域、３３・・・ゲート、３５・・・配線ラ
イン、３８・・・アナログスイッチ、３９・・・コンパ
レータ、４０・・・比較電圧設定回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）発光素子を駆動する駆動回路を複数搭載したＩＣ
において、ドレイン領域、ゲート領域及びソース領域又
はコレクタ領域、ベース領域及びエミッタ領域をそれぞ
れ有し、前記複数の各駆動回路をそれぞれ構成する複数
のセルと、これら各セルの前記ドレイン領域若しくはソ
ース領域又はコレクタ領域若しくはエミッタ領域の一部
に残りの領域に流れる電流をモニタするためのモニタエ
リアとを備え、複数の各前記セルの前記モニタエリアを
共通に配線して複数のセル全体の前記残りの領域に流れ
る電流値の平均値に対応する電流値を検出することを特
徴とする発光素子駆動装置。
（２）複数の各セルのモニタエリアを共通に配線して複
数のセル全体の残りの領域に流れる電流値の平均値に対
応する電流値を検出するとともに、検出した電流値を前
記残りの領域に流れる電流値の制御信号とすることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の発光素子駆動装置
。