本发明涉及一种发光装置、图像形成装置及光照射装置。
背景技术:
在日本特开2010-115810号公报中记载有一种发光装置,其具备:发光晶闸管阵列,所述发光晶闸管阵列具备多个发光晶闸管,所述发光晶闸管具有阳极电极、阴极电极及栅极电极,通过该阳极电极和该阴极电极之间从不导通的off状态转换为导通的on状态而发光;设定单元,其在多个上述发光晶闸管各自的上述阳极电极和上述阴极电极之间,在多个该发光晶闸管共同地交替设定第一电位差和绝对值比该第一电位差大的第二电位差;指定单元,其依次逐一指定多个上述发光晶闸管中成为点亮/非点亮的控制对象的发光晶闸管;供给单元,其在由上述指定单元指定了一个发光晶闸管、且由上述设定单元将多个上述发光晶闸管设定为上述第二电位差的期间,对该一个发光晶闸管的上述栅极电极交替供给用于使该一个发光晶闸管从off状态转换为on状态的转换电压和用于将该一个发光晶闸管保持为off状态的保持电压;以及调整单元,其在上述期间对上述一个发光晶闸管的上述栅极电极供给上述保持电压而替代上述转换电压,由此,阻止该一个发光晶闸管的发光开始,同时,通过使该期间的该保持电压的供给结束定时可变,调整该一个发光晶闸管的点亮期间。
但是,在通过在多个传递元件中依次传递(传播)on状态而将与传递元件连接的发光元件设定为点亮状态或非点亮状态并使其发光的发光装置中,有时要求使来自发光元件的光量增加。
技术实现要素:
本发明提供一种发光装置等,与不使发光元件并行点亮的情况相比,能够无需增加发光强度即可增加来自发光元件的光量。
根据本发明的第一方案,提供一种发光装置,其具备:多个传递元件,所述多个传递元件依次变为on状态;多个设定元件,所述多个设定元件与所述多个传递元件连接,通过所述多个传递元件变为on状态,所述多个设定元件变为可向on状态转换的状态;多个发光元件,所述多个发光元件的每一个与所述多个设定元件中对应的一个连接,当所述多个设定元件中的一个变为on状态时,所述多个发光元件的每一个变为on状态而发光或发光强度增加,并且所述多个发光元件可并行保持on状态;以及控制部,所述控制部基于接收到的点亮控制信号,控制所述多个设定元件向on状态的转换,并且控制所述多个发光元件的点亮期间。
根据本发明的第二方案,所述多个设定元件和所述多个发光元件各自为晶闸管。
根据本发明的第三方案,所述发光装置还具有多个驱动晶闸管,所述多个驱动晶闸管的每一个与所述多个发光元件中对应的一个串联连接,并且与所述多个设定元件中对应的一个连接,当所述多个设定元件中的一个变为on状态时,所述多个驱动晶闸管的每一个变为on状态,从而使所述多个发光元件中对应的一个发光或使其发光强度增加,并且所述多个发光元件的每一个为非晶闸管结构。
根据本发明的第四方案,所述控制部向所述多个发光元件供给点亮信号以供给用于点亮的电流,并根据所述点亮信号的off的定时,控制所述多个发光元件的所述点亮期间。
根据本发明的第五方案,所述控制部在控制多个所述多个设定元件向on状态转换后,通过在预定期间利用所述点亮信号向所述多个发光元件持续供给用于点亮的电流,控制所述多个发光元件的所述点亮期间。
根据本发明的第六方案,所述控制部以比所述点亮期间短的周期调制所述点亮信号。
根据本发明的第七方案,所述控制部在第一期间,以依次点亮所述多个发光元件中两个以上的作为点亮对象的发光元件的方式控制所述多个设定元件,并且在接着所述第一期间的第二期间,以使在所述第一期间被点亮的两个以上的作为点亮对象的发光元件并行地持续点亮的方式控制所述点亮期间。
根据本发明的第八方案,所述控制部以所述第二期间比所述第一期间长的方式进行控制。
根据本发明的第九方案,所述控制部在所述第二期间禁止所述多个传递元件及所述多个设定元件的至少一方的动作。
根据本发明的第十方案,所述控制部以来自所述多个发光元件的每一个的光量具有预定灰度级的方式控制所述点亮期间。
根据本发明的第十一方案,所述控制部以来自所述多个发光元件的所述对应的一个的光量具有预定灰度级的方式控制所述多个设定元件的每一个。
根据本发明的第十二方案,所述控制部重复进行传递控制与灰度级数对应的次数,所述传递控制使所述多个传递元件依次变为on状态,并且以当重复进行了所述传递控制与待输出的灰度级对应的次数时所述多个发光元件开始发光的方式控制所述多个设定元件。
根据本发明的第十三方案,所述多个传递元件的每一个与两个以上的所述多个设定元件连接。
根据本发明的第十四方案,提供一种图像形成装置,其具备:图像保持体;充电单元,其对所述图像保持体充电;曝光单元,其包括上述第一至第十三方案中任一方案所述的发光装置,将所述图像保持体曝光;显影单元,其使通过所述曝光单元曝光而在所述图像保持体形成的静电潜像显影;以及转印单元,其将在所述图像保持体上显影的图像转印到被转印体。
根据本发明的第十五方案,提供一种光照射装置,其具备上述第一至第十三方案中任一方案所述的发光装置,所述发光装置中的所述多个发光元件呈列状设置,并且二维地照射从所述多个发光元件射出的光。
根据本发明的第十六方案,所述光照射装置还具备扫描部,所述扫描部扫描从所述发光装置射出的光,以形成基于所述点亮控制信号的二维图像。
根据上述第一方案,与不使发光元件并行点亮的情况相比,能够无需增加发光强度即可增加来自发光元件的光量。
根据上述第二方案,在设定元件和发光元件为晶闸管的结构中,与不使发光元件并行点亮的情况相比,能够无需增加发光强度即可增加来自发光元件的光量。
根据上述第三方案,作为发光元件,能够使用非晶闸管结构的元件。
根据上述第四方案,与不取决于off的定时的情况相比,发光元件的控制变得容易。
根据上述第五方案,与不使用设定元件的情况相比,能够抑制处于on状态的发光元件对传递元件的影响。
根据上述第六方案,与不以比点亮期间短的周期变动的情况相比,能够降低斑点噪声。
根据上述第七方案,易于使处于on状态的多个发光元件一并变为off状态。
根据上述第八方案,与第二期间比第一期间短的情况相比,在多个发光元件间依赖于发光顺序的发光量的差减小。
根据上述第九方案,能够抑制不是点亮对象的发光元件会在第二期间发光的情况。
根据上述第十、第十一、第十二方案,能够控制灰度。
根据上述第十三方案,与在传递元件上不连接两个以上的设定元件的情况相比,能够无需提高传递元件的速度即可提高使发光元件转换为on状态的实效速度。
根据上述第十四方案,与不使发光元件并行点亮的情况相比,能够提高图像形成速度。
根据上述第十五方案,能够二维地照射从发光元件射出的列状的光。
根据上述第十六方案,能够由从发光元件射出的列状的光形成二维图像。
附图说明
将基于下列附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述,其中:
图1是示出应用第一实施方式的图像形成装置的整体结构的一例的图;
图2是示出打印头的结构的一例的剖视图;
图3是应用第一实施方式的发光装置的一例的俯视图;
图4是说明搭载有应用第一实施方式的自扫描型发光元件阵列(sled)的发光芯片的电路结构的等效电路图;
图5是用于说明发光芯片的第一实施方式的动作的时间图;
图6是说明搭载有应用第二实施方式的自扫描型发光元件阵列(sled)的发光芯片的电路结构的等效电路图;
图7是用于说明发光芯片的第二实施方式的动作的时间图;
图8是用于说明发光芯片的第三实施方式的动作的时间图;
图9是应用第四实施方式的发光装置的一例的俯视图;
图10是说明搭载有应用第四实施方式的自扫描型发光元件阵列(sled)的发光芯片的电路结构的等效电路图;
图11是用于说明发光芯片的第四实施方式的动作的时间图;
图12是说明搭载有应用第五实施方式的自扫描型发光元件阵列(sled)的发光芯片的电路结构的等效电路图;以及
图13是用于说明发光芯片的第五实施方式的动作的时间图。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
此外,下面,以在记录纸张上形成图像的图像形成装置为例进行说明,但图像形成装置包括投影形成图像的投影仪、对与光发生反应的材料照射光而形成图像(像)并通过层状层压而形成立体物的三维打印机(3d打印机)等形成图像的装置。
[第一实施方式]
(图像形成装置1)
图1是示出应用第一实施方式的图像形成装置1的整体结构的一例的图。图1所示的图像形成装置1为通常被称作纵列式的图像形成装置。该图像形成装置1具备与各色的灰度数据相对应地进行图像形成的图像形成处理部10、控制图像形成处理部10的图像输出控制部30、及例如与个人电脑(pc)2或图像读取装置3连接,对从它们接收到的图像数据实施预定的图像处理的图像处理部40。
图像形成处理部10具备隔开预定的间隔并排配置的图像形成单元11y、11m、11c、11k(在不区分的情况下,记为图像形成单元11)。图像形成单元11具备:作为形成静电潜像并保持色调剂像的图像保持体的一例的感光鼓12、作为对感光鼓12的表面以预定电位充电的充电单元的一例的充电器13、作为使通过充电器13被充电的感光鼓12曝光的曝光单元的一例的打印头14、及作为使通过打印头14获得的静电潜像显影的显影单元的一例的显影器15。各图像形成单元11y、11m、11c、11k分别形成黄色(y)、品红色(m)、蓝绿色(c)、黑色(k)的色调剂像。
另外,为了使由各图像形成单元11y、11m、11c、11k的感光鼓12形成的各色的色调剂像多次转印于作为被转印体的一例的记录纸张25上,图像形成处理部10具备传送该记录纸张25的纸张传送带21、驱动纸张传送带21的驱动辊22、作为使感光鼓12的色调剂像转印到记录纸张25的转印单元的一例的转印辊23、及使色调剂像定影到记录纸张25的定影器24。
在该图像形成装置1中,图像形成处理部10基于从图像输出控制部30供给的各种控制信号进行图像形成动作。而且,在图像输出控制部30进行的控制下,从个人电脑(pc)2或图像读取装置3接收到的图像数据被图像处理部40实施图像处理,并供给到图像形成单元11。例如,在黑(k)色的图像形成单元11k中,感光鼓12一边沿箭头a方向旋转,一边被充电器13充电至预定电位,利用基于从图像处理部40供给的图像数据而发光的打印头14被曝光。由此,在感光鼓12上形成有关黑(k)色图像的静电潜像。而且,在感光鼓12上形成的静电潜像通过显影器15而显影,在感光鼓12上形成黑(k)色的色调剂像。
在图像形成单元11y、11m、11c中,也分别形成黄色(y)、品红色(m)、蓝绿色(c)的各色色调剂像。
由各图像形成单元11形成的感光鼓12上的各色色调剂像,通过施加于转印辊23的转印电场而被依次静电转印到伴随沿箭头b方向移动的纸张传送带21的移动而供给的记录纸张25上,在记录纸张25上形成各色色调剂像重叠而成的合成色调剂像。
之后,静电转印有合成色调剂像的记录纸张25被传送至定影器24。传送到定影器24的记录纸张25上的合成色调剂像通过定影器24而接受到通过热及压力的定影处理,定影在记录纸张25上,并从图像形成装置1排出。
(打印头14)
图2是示出打印头14的结构的一例的剖视图。打印头14具备:外壳61;发光装置65,其具备光源部63,该光源部63具有使感光鼓12曝光的多个发光晶闸管;棒状透镜阵列64,其作为光学单元的一例,使从光源部63射出的光在感光鼓12的表面成像。
发光装置65具备上述的光源部63、及搭载驱动光源部63的信号发生电路110(参照后述的图3)等的电路基板62。此外,信号发生电路110也可以搭载于其他电路基板上。在此,信号发生电路110搭载于电路基板62上。
外壳61例如由金属形成,支承电路基板62及棒状透镜阵列64,并设定为:光源部63的发光晶闸管的发光面成为棒状透镜阵列64的焦点面。另外,棒状透镜阵列64沿着感光鼓12的轴向(主扫描方向,即后述的图3的x方向)配置。
(发光装置65)
图3是应用第一实施方式的发光装置65的一例的俯视图。
在图3中作为例子示出的发光装置65中,光源部63具备在电路基板62上沿作为主扫描方向即x方向呈锯齿配置成两列的、作为发光部的一例的发光芯片c1、c2、c3、...(在不区分的情况下,记为发光芯片c)。发光芯片c1、c2、c3、...的结构也可以相同。
发光芯片c的数量例如为40个等预定数量即可。在图3中,示出发光芯片c1~c5的部分。
在本说明书中,“~”表示各自通过编号被区分的多个构成要素,是指包含记载于“~”的前后的编号及其间的编号的构成要素。例如,发光芯片c1~c5包含发光芯片c1、发光芯片c2、发光芯片c3、发光芯片c4及发光芯片c5。
而且,发光装置65具备产生驱动光源部63的信号的信号发生电路110,该信号发生电路110作为控制部的一例。信号发生电路110例如由集成电路(ic)等构成。在此,信号发生电路110搭载在电路基板62上。但是,信号发生电路110也可以不搭载于电路基板62上。此时,信号发生电路110设置于电路基板62的外部,经由电缆等向电路基板62供给驱动光源部63的信号(后述的点亮信号
关于发光芯片c的排列稍后将详细描述。
发光芯片c在表面和背面的形状皆为矩形的基板80的表面具备多个发光晶闸管l1、l2、l3、...(在不区分的情况下,记为发光晶闸管l),该多个发光晶闸管l1、l2、l3、...沿着基板80的长边呈列状设置于靠近长边的一边的一侧。发光晶闸管是发光元件的一例。此外,发光晶闸管l的数量例如可以为128等预定数量。
进而,发光芯片c在基板80上具备用于接收驱动发光芯片c的信号的多个端子(未图示)(后述的图4中的
此外,所谓“列状”,不限于如图3的发光芯片c所示多个发光元件配置在一条直线上的情况,也可以为多个发光元件各自的发光元件相对于与列方向正交的方向彼此具有不同的偏移量而配置的状态。例如,当发光元件的发光面用像素来表示时,各发光元件也可以在与列方向正交的方向上具有几个像素或几十个像素的偏移量而配置。另外,也可以在相邻的发光元件间交替地、或对多个发光元件中的每一个呈之字形配置。
在此,对发光芯片c1、c2、c3、...的排列进行说明。
奇数编号的发光芯片c1、c3、c5、...在各基板80的长度方向上设置预定的间隔排列成一列。同样地,偶数编号的发光芯片c2、c4、...也在各基板80的长度方向上设置预定的间隔排列成一列。而且,奇数编号的发光芯片c1、c3、c5、...和偶数编号的发光芯片c2、c4、...以发光芯片c的设置有发光晶闸管l的长边侧相向的方式,以彼此旋转180°的状态呈锯齿状排列。而且,在发光芯片c以发光晶闸管l在主扫描方向(x方向)上以预定的间隔排列的方式设定位置。此外,在发光芯片c1、c2、c3、...上,用箭头示出发光晶闸管l的排列(发光晶闸管l1、l2、l3、...的编号顺序)的方向。
此外,多个端子(后述的图4中的
接着,说明发光装置65的信号发生电路110的结构及电路基板62上的配线(线)的结构。
如上所述,在发光装置65的电路基板62上搭载有信号发生电路110及发光芯片c1、c2、c3、...,且设置有连接信号发生电路110和发光芯片c1、c2、c3、...的配线(线)。
首先,对信号发生电路110的结构进行说明。
从图像输出控制部30及图像处理部40(参照图1)向信号发生电路110输入经图像处理的图像数据及各种控制信号。将图像数据及各种控制信号记为点亮控制信号。信号发生电路110基于点亮控制信号进行图像数据的排序、光量的修正等,生成驱动发光芯片c的信号。
信号发生电路110具备传递信号生成部120,传递信号生成部120基于点亮控制信号产生传递信号
另外,信号发生电路110具备点亮信号生成部140,点亮信号生成部140基于点亮控制信号产生点亮信号
而且,信号发生电路110具备设定信号生成部150,设定信号生成部150基于点亮控制信号,对于发光芯片c1、c2、c3、...的各发光晶闸管l产生将其设定为点亮状态(发光)或非点亮状态(熄灭)(点亮状态/非点亮状态)的设定信号
进而,信号发生电路110具备向发光芯片c1、c2、c3、...供给作为电位的基准的基准电位vsub的基准电位供给部160、供给用于发光芯片c1、c2、c3、...的驱动的电源电位vgk的电源电位供给部170。
接着,对连接信号发生电路110和发光芯片c1、c2、c3、...的配线(线)进行说明。
在电路基板62上设置有与各发光芯片c的基板80的背面电极即vsub端子(参照后述的图4)连接并供给基准电位vsub的电源线200a。
另外,在电路基板62上设置有与设置于各发光芯片c的vgk端子(参照后述的图4)连接并供给用于驱动的电源电位vgk的电源线200b。
而且,在电路基板62上设置有从信号发生电路110的传递信号生成部120向各发光芯片的
而且,在电路基板62上设置有从信号发生电路110的点亮信号生成部140向各发光芯片c的
进而,在电路基板62上设置有从信号发生电路110的设定信号生成部150向发光芯片c1、c2、c3、...各自的
如以上说明,基准电位vsub、电源电位vgk被共同地供给至电路基板62上的各发光芯片c。另外,传递信号
(发光芯片c)
图4是说明搭载有应用第一实施方式的自扫描型发光元件阵列(sled:self-scanninglightemittingdevice)的发光芯片c的电路结构的等效电路图。此外,在图中左端示出端子(
在此,关于与信号发生电路110的关系,以发光芯片c1为例对发光芯片c进行说明。以下,在图4中,将发光芯片c记为发光芯片c1(c)。其他发光芯片c的结构与发光芯片c1(c)相同或实质上相同。
发光芯片c1(c)在基板80上具备发光晶闸管l1、l2、l3、...。
发光芯片c1(c)具备与发光晶闸管l1、l2、l3、...同样地呈列状排列的传递晶闸管t1、t2、t3、...(在不区分的情况下,记为传递晶闸管t)。另外,将传递晶闸管t1、t2、t3、...分别按照编号顺序两两组对,在各对之间具备耦合二极管dt1、dt2、dt3、...(在不区分的情况下,记为耦合二极管dt)。而且,在后述的电源线71与传递晶闸管t1、t2、t3、...之间分别具备电源线电阻r。进而,具备启动二极管ds。
此外,在此,作为传递元件的一例,使用传递晶闸管t进行说明,但如后述,也可以使用其他电路元件,例如,也可以使用将移位寄存器或多个晶体管组合而成的电路元件,只要是依次变为on状态的元件即可。
发光芯片c1(c)具备与发光晶闸管l1、l2、l3、...及传递晶闸管t1、t2、t3、...同样地呈列状排列的设定晶闸管f1、f2、f3、...(在不区分的情况下,记为设定晶闸管f)。设定晶闸管是设定元件的一例。另外,具备与设定晶闸管f1、f2、f3、...相对应地设置的连接二极管df1、df2、df3、...。而且,在发光晶闸管l1、l2、l3、...与设定晶闸管f1、f2、f3、...之间分别具备电阻rp。而且,在后述的电源线71与设定晶闸管f1、f2、f3、...之间分别具备电源线电阻r。
在此,在发光芯片c1(c)中,各发光晶闸管l、传递晶闸管t、设定晶闸管f、连接二极管df的数量相同,例如为128个。耦合二极管dt的数量比传递晶闸管t等的数量少1个,例如为127个。
在图4中,示出发光晶闸管l1~l7、传递晶闸管t1~t7、耦合二极管dt1~dt7、启动二极管ds、设定晶闸管f1~f7及连接二极管df1~df7。
发光晶闸管l、传递晶闸管t及设定晶闸管f例如具有由gaas、gaalas、alas等化合物半导体形成的p型半导体层、n型半导体层(化合物半导体层)在同样的化合物半导体即基板80上层压构成的pnpn结构,是分别具备阳极、阴极及栅极的三端子元件。
此外,发光晶闸管l通过从在阳极和阴极之间流动的电流较小的off状态转换为流动的电流较大的on状态而点亮(发光)(变为点亮状态)。
另外,耦合二极管dt及连接二极管df为具备阳极及阴极的二端子元件。耦合二极管dt及连接二极管df使用构成发光晶闸管l、传递晶闸管t及设定晶闸管f的化合物半导体层的一部分而构成。
电源线电阻r使用构成发光晶闸管l、传递晶闸管t及设定晶闸管f的化合物半导体层的一部分,将化合物半导体层作为电阻而构成。
电阻rp只要是产生电位降的电阻即可,在此设为寄生电阻。但是,电阻rp也可以与电源线电阻r同样,使用化合物半导体层构成。
此外,发光晶闸管l、传递晶闸管t及设定晶闸管f的阳极、阴极及栅极、耦合二极管dt及连接二极管df的阳极及阴极用图4中的记号示出。
以将从图4中左侧起第i号(i为1以上的整数)的发光晶闸管l、传递晶闸管t及设定晶闸管f分别设为发光晶闸管li、传递晶闸管ti及设定晶闸管fi的方式,对连接关系进行说明。关于耦合二极管dt、连接二极管df等也同样。与用数字说明编号的情况不同,在使用i说明编号的情况下,与i一起用下标文字表述编号。
传递晶闸管ti的栅极gti隔着耦合二极管dti与相邻的传递晶闸管ti+1的栅极gti+1连接。耦合二极管dti从栅极gti朝向栅极gti+1在电流流通的方向连接。
传递晶闸管ti的栅极gti与连接二极管dfi的阳极连接。连接二极管dfi的阴极与设定晶闸管fi的栅极gfi连接。设定晶闸管fi的栅极gfi经由电阻rp与发光晶闸管li的栅极gsi连接。
传递晶闸管ti的栅极gti及设定晶闸管fi的栅极gfi分别经由电源线电阻r与电源线71连接。
奇数编号的传递晶闸管t2i-1的阴极与传递信号线72连接。
偶数编号的传递晶闸管t2i的阴极与传递信号线73连接。
设定晶闸管fi的阴极与设定信号线75连接。
发光晶闸管li的阴极与点亮信号线74连接。
启动二极管ds的阳极与传递信号线73连接,阴极与传递晶闸管t1的栅极gt1连接。
发光晶闸管li、传递晶闸管ti及设定晶闸管fi的阳极经由基板80的背面电极与vsub端子连接。
传递信号线72、73、点亮信号线74及设定信号线75分别经由限流电阻与
如上所述,传递信号
电源电位vgk供给至vgk端子,基准电位vsub供给至vsub端子。
(晶闸管的基本动作)
对晶闸管(发光晶闸管l、传递晶闸管t及设定晶闸管f)的基本的动作进行说明。如上所述,晶闸管具有例如由gaas、gaalas、alas等形成的p型半导体层、由n型半导体层构成的pnpn结构。在此将由p型半导体层和n型半导体层构成的pn结的正向电压(扩散电位)vd作为一例设为1.4v进行说明。
以下,作为一例,将向作为基板80的背面电极的vsub端子供给的基准电位vsub设为高电平的电位(以下记为“h”)0v(该情况下,有时记为“h”(0v)),将向vgk端子供给的电源电位vgk设为低电平的电位(以下记为“l”)-3.3v(该情况下,有时记为“l”(-3.3v))来进行说明。
晶闸管的阳极是向背面电极供给的基准电位vsub(“h”(0v))。
当在阳极和阴极之间流动的电流较小的off状态下对阴极施加比on电压von(阈值电压)低的电位(绝对值大的负电位)时,晶闸管从off状态转换至流动的电流较大的on状态(导通)。在此,on电压von为从栅极的电位(栅极电位vg)减去pn结的正向电压vd(1.4v)所得的值(von=vg-vd)。
当晶闸管变为on状态时,栅极变为接近阳极的电位的电位。在此,将阳极设定为基准电位vsub(“h”(0v))。因此,栅极设定为0v(“h”(0v))。另外,阴极变为与从阳极的电位减去pn结的正向电压vd(1.4v)所得的电位接近的电位。在此,因为将阳极设定为基准电位vsub(“h”(0v)),所以on状态的晶闸管的阴极变为接近-1.4v的电位(绝对值大于1.4v的负电位)。此外,阴极的电位通过其与向on状态的晶闸管供给电流的电源的关系来设定。
当on状态的晶闸管的阴极变为比为了保持on状态所需的电位(接近上述的-1.4v的电位)高的电位(绝对值小的负电位、0v或正的电位)时,晶闸管转换到off状态(关断)。
另一方面,当对on状态的晶闸管的阴极持续施加比为了保持on状态所需的电位低的电位(绝对值大的负电位)即保持电压并供给可保持on状态的电流(保持电流)时,晶闸管保持on状态。
(发光芯片c的动作)
图5是用于说明发光芯片c的第一实施方式的动作的时间图。
在图5的时间图中,设时间按字母顺序(时刻a、b、c、...的顺序)经过。
期间u(l1)、u(l2)、u(l3)、...(在不区分的情况下,记为期间u。)分别是将发光晶闸管l1、l2、l3、...设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态的期间。而且,将所有的发光晶闸管l的设定为点亮状态/非点亮状态的期间u之和设为点亮设定期间uf。而且,接着点亮设定期间uf的点亮持续期间uc是使在点亮设定期间uf设定为点亮状态的发光晶闸管l的点亮状态持续的期间。
此外,期间u(l1)是从时刻c到时刻f,期间u(l2)是从时刻f到时刻i,期间u(l3)是从时刻i到时刻1。其以后也同样。而且,点亮设定期间uf是从时刻c到时刻s。而且,点亮持续期间uc是从时刻s到时刻t。
以下,参照图3、图4,按时刻a、b、c、...的顺序说明发光芯片c的动作。
在此,将发光晶闸管l1~l6内的、发光晶闸管l1、l2、l4、l5、l6设为点亮状态,将发光晶闸管l3设为非点亮状态。
(1)时刻a(初始状态)
在时刻a(初始状态),将电源电位vgk设定为“l”(-3.3v),将基准电位vsub设定为“h”(0v)。因此,经由电源线200b向vgk端子供给电源电位vgk(“l”(-3.3v)),经由电源线200a向vsub端子供给基准电位vsub(“h”(0v))。
由此,与vgk端子连接的电源线71变为电源电位vgk(“l”(-3.3v))。经由基板80与vsub端子连接的传递晶闸管t、发光晶闸管l及设定晶闸管f的各阳极变为“h”(0v)。
另外,在时刻a(初始状态),传递信号
由此,与传递信号线72连接的奇数编号的传递晶闸管t的阴极、与传递信号线73连接的偶数编号的传递晶闸管t的阴极、与点亮信号线74连接的发光晶闸管l的阴极、及与设定信号线75连接的设定晶闸管f的阴极为“h”(0v)。
如上所述,传递晶闸管t、发光晶闸管l及设定晶闸管f的各阳极也为“h”(0v)。因此,传递晶闸管t、发光晶闸管l及设定晶闸管f都处于off状态。
此时,传递晶闸管t的栅极gt、发光晶闸管l的栅极gs经由电源线电阻r与电源线71(“l”(-3.3v))连接。另外,发光晶闸管l的栅极gs经由电源线电阻r及电阻rp与电源线71连接。
但是,传递晶闸管t1的栅极gt1经由启动二极管ds与“h”(0v)的传递信号线73连接。
启动二极管ds的阳极为“h”(0v),启动二极管ds的阴极经由电源线电阻r与“l”(-3.3v)的电源线71连接,所以启动二极管ds处于正向偏压状态。因此,传递晶闸管t1的栅极gt1变为启动二极管ds的正向电压vd的-1.4v。因此,传递晶闸管t1的on电压von为-2.8v。
与传递晶闸管t1相邻的传递晶闸管t2的栅极gt2经由电源线电阻r与电源线71(“l”(-3.3v))连接,并且经由耦合二极管dt1及启动二极管ds与“h”(0v)的传递信号线73连接。因此,传递晶闸管t2的栅极gt2利用耦合二极管dt1及启动二极管ds各自的正向电压vd而变为-2.8v。因此,传递晶闸管t2的on电压von为-4.2v。
顺便而言,启动二极管ds的阳极与“h”(0v)的传递信号线73连接的影响不会波及传递晶闸管t3以后。即,传递晶闸管t3的栅极gt3经由电源线电阻r与“l”(-3.3v)的电源线71连接,所以变为-3.3v。由此,传递晶闸管t3的on电压von为-4.7v。传递晶闸管t4以后也同样。
设定晶闸管f1的栅极gf1经由电源线电阻r与电源线71(“l”(-3.3v))连接,并且经由连接二极管df1与传递晶闸管t1的栅极gt1连接。因此,设定晶闸管f1的栅极gf1利用连接二极管df1的正向电压vd而变为-2.8v。由此,设定晶闸管f1的on电压von为-4.2v。启动二极管ds的阳极与“h”(0v)的传递信号线73连接的影响不会波及设定晶闸管f2以后。即,设定晶闸管f2的栅极gf2经由电源线电阻r与“l”(-3.3v)的电源线71连接,所以变为-3.3v。由此,设定晶闸管f2的on电压von为-4.7v。设定晶闸管f3以后也同样。
发光晶闸管l1的栅极gs1经由电阻rp与设定晶闸管f1的栅极gf1连接。因此,发光晶闸管l1的栅极gs1变为-2.8v。由此,发光晶闸管l1的on电压von为-4.2v。启动二极管ds的阳极与“h”(0v)的传递信号线73连接的影响不会波及发光晶闸管l2以后。即,发光晶闸管l2的栅极gs2因为经由电阻rp与-3.3v的设定晶闸管f2的栅极gf2连接,所以变为-3.3v。由此,发光晶闸管l2的on电压von为-4.7v。发光晶闸管l3以后也同样。
(2)时刻b
在时刻b,点亮信号
发光晶闸管l的阴极连接到点亮信号线74。但是,发光晶闸管l1的on电压von为-4.2v,发光晶闸管l2以后的on电压von为-4.7v,因此,任一发光晶闸管l都不导通。
(3)时刻c
在时刻c,传递信号
奇数编号的传递晶闸管t1、t3、t5、...连接到传递信号线72。因此,当传递信号线72从“h”(0v)转换为“l”(-3.3v)时,on电压von为-2.8v的传递晶闸管t1导通,从off状态转换为on状态。
这样一来,传递晶闸管t1的栅极gt1从-1.4v变为“h”(0v),传递晶闸管t1的阴极变为接近-1.4v的电位。由此,传递信号线72从“l”(-3.3v)变为接近传递晶闸管t1的阴极的-1.4v的电位。
在时刻c,其他奇数编号的传递晶闸管t3、t5、t7、...因为on电压von为-4.7v,所以不导通。
当传递晶闸管t1转换为on状态,栅极gt1从-1.4v变为“h”(0v)时,经由耦合二极管dt1与传递晶闸管t1的栅极gt1连接的传递晶闸管t2的栅极gt2从-2.8v变为-1.4v。由此,传递晶闸管t2的on电压von从-4.2v变为-2.8v。
而且,通过耦合二极管dt2与传递晶闸管t2的栅极gt2连接的传递晶闸管t3的栅极gt3从-3.3v变为-2.8v。由此,传递晶闸管t3的on电压von从-4.7v变为-4.2v。此外,传递晶闸管t1转换为on状态的影响不会波及传递晶闸管t4以后。因此,传递晶闸管t4以后的on电压von保持-4.7v。
此时,设定晶闸管f1的栅极gf1经由连接二极管df1与变为“h”(0v)的传递晶闸管t1的栅极gt1连接。因此,设定晶闸管f1的栅极gf1从-2.8v变为-1.4v。由此,设定晶闸管f1的on电压von变为-2.8v。
另外,设定晶闸管f2的栅极gf2经由连接二极管df2与变为-1.4v的传递晶闸管t2的栅极gt2连接。因此,设定晶闸管f2的栅极gf2变为-2.8v。由此,设定晶闸管f2的on电压von变为-4.2v。此外,传递晶闸管t1转换为on状态的影响不会波及设定晶闸管f3以后。因此,设定晶闸管f3以后的on电压von保持-4.7v。
在时刻c,设定信号线75为“h”(0v),因此,任一设定晶闸管f都不导通。
而且,发光晶闸管l1的栅极gs1经由电阻rp与变为-1.4v的设定晶闸管f1的栅极gf1连接。在此,将电阻rp带来的电位降δ设为0.8v。因此,发光晶闸管l1的栅极gs1从-3.3v变为从栅极gf1的电位(-1.4v)减去电阻rp带来的电位降δ(0.8v)所得的-2.2v。由此,发光晶闸管l1的on电压von变为-3.6v。
发光晶闸管l2的栅极gs2经由电阻rp与变为-2.8v的设定晶闸管f2的栅极gf2连接。因此,发光晶闸管l2的栅极gs2从-3.3v变为-2.8v。由此,发光晶闸管l2的on电压von从-4.7v变为-4.2v。此外,传递晶闸管t1转换为on状态的影响不会波及发光晶闸管l3以后。因此,发光晶闸管l3以后的on电压von保持-4.7v。
(4)时刻d
在时刻d,设定信号
设定晶闸管f的阴极连接到设定信号线75。因此,当设定信号线75从“h”(0v)转换为“l”(-3.3v)时,on电压von为-2.8v的设定晶闸管f1导通,从off状态转换为on状态。即,在时刻c,设定晶闸管f1的on电压von变为-2.2v,由此变为可向on状态转换的状态。
这样一来,设定晶闸管f1的栅极gf1从-1.4v变为“h”(0v),阴极变为接近-1.4v的电位,但以设定信号线75保持“l”(-3.3v)进行说明。此外,设定信号线75即使变为比“l”(-3.3v)高的电位(绝对值小的负电位),只要不变为比使on电压von为-2.8v的设定晶闸管f导通的电位高的电位(绝对值小的负电位)即可。如果设定信号线75变为比使on电压von为-2.8v的设定晶闸管f导通的电位高的电位(绝对值小的负电位),只要在设定信号线75与设定晶闸管f的阴极之间设置电源线电阻r那样的电阻即可。
在时刻d,设定晶闸管f2的on电压von为-4.2v,所以不导通;设定晶闸管f3以后,因为on电压von为-4.7v,所以不导通。
当设定晶闸管f1转换为on状态,设定晶闸管f1的栅极gf1从-1.4v变为“h”(0v)时,由于电阻rp的电位降,经由电阻rp与设定晶闸管f1的栅极gf1连接的发光晶闸管l1的栅极gs1从-2.2v变为-0.8v。由此,发光晶闸管l1的on电压von变为-2.2v。这样一来,因为发光晶闸管l1的阴极与“l”(-3.3v)的点亮信号线74连接,所以发光晶闸管l1导通,从off状态(非点亮状态)转换为on状态(点亮状态)。
由此,发光晶闸管l1的栅极gs1从-0.8v变为“h”(0v)。另外,发光晶闸管l1的阴极变为接近-1.4v的电位。
此外,在时刻d,发光晶闸管l2的on电压von为-4.2v,所以不导通;发光晶闸管l3以后,on电压von为-4.7v,所以不导通。
当发光晶闸管l1从非点亮状态转换为点亮状态时,发光晶闸管l1的阴极变为接近-1.4v的电位,但以点亮信号线74保持“l”(-3.3v)进行说明。此外,即使点亮信号线74变为比“l”(-3.3v)高的电位(绝对值小的负电位),只要不变为比使on电压von为-2.2v的发光晶闸管l导通的电位高的电位(绝对值小的负电位)即可。如果点亮信号线74变为比使on电压von为-2.2v的发光晶闸管l导通的电位高的电位(绝对值小的负电位),只要在点亮信号线74与发光晶闸管l的阴极之间设置电源线电阻r那样的电阻即可。
(5)时刻e
在时刻e,设定信号
这样一来,处于on状态的设定晶闸管f1因为阳极和阴极变为“h”(0v),所以关断,从on状态转换为off状态。但是,设定晶闸管f1的栅极gf1由于on状态的传递晶闸管t1的栅极gt1为“h”(0v),所以经由连接二极管df1变为-1.4v。由此,设定晶闸管f1的on电压von保持-2.8v。
点亮信号线74供给用于连续施加保持发光晶闸管l1的on状态的保持电压和用于供给保持发光晶闸管l1点亮的保持电流的信号。因此,发光晶闸管l1持续on状态。此外,发光晶闸管l1的栅极gs1为“h”(0v)。因此,发光晶闸管l1的栅极gs1的“h”(0v)与设定晶闸管f1的栅极gf1的-1.4v的电位差由电阻rp保持。
(6)时刻f
在时刻f,传递信号
偶数编号的传递晶闸管t2、t4、t6、...连接到传递信号线73。因此,当传递信号线73从“h”(0v)转换为“l”(-3.3v)时,on电压von为-2.8v的传递晶闸管t2导通,从off状态转换为on状态。
这样一来,传递晶闸管t2的栅极gt2从-1.4v变为“h”(0v),传递晶闸管t2的阴极变为接近-1.4v的电位。由此,传递信号线73从“l”(-3.3v)变为接近传递晶闸管t2的阴极的-1.4v的电位。
在时刻f,其他偶数编号的传递晶闸管t4、t6、t8、...因为on电压von为-4.7v,所以不导通。
即,在从时刻c到时刻f的期间u(l1)中的时刻d,发光晶闸管l1被设定为点亮状态。
当传递晶闸管t2转换为on状态、栅极gt2从-1.4v变为“h”(0v)时,与时刻c的传递晶闸管t2同样,经由耦合二极管dt2与传递晶闸管t2的栅极gt2连接的传递晶闸管t3的栅极gt3从-2.8v变为-1.4v。由此,传递晶闸管t3的on电压von从-4.2v变为-2.8v。
而且,通过耦合二极管dt3与传递晶闸管t3的栅极gt3连接的传递晶闸管t4的栅极gt4从-3.3v变为-2.8v。由此,传递晶闸管t4的on电压von从-4.7v变为-4.2v。此外,传递晶闸管t2转换为on状态的影响不会波及传递晶闸管t5以后。因此,传递晶闸管t5以后的on电压von保持-4.7v。
此时,设定晶闸管f2的栅极gf2经由连接二极管df2与变为“h”(0v)的传递晶闸管t2的栅极gt2连接。因此,设定晶闸管f2的栅极gf2从-2.8v变为-1.4v。由此,设定晶闸管f2的on电压von变为-2.8v。
另外,设定晶闸管f3的栅极gf3经由连接二极管df3与变为-1.4v的传递晶闸管t3的栅极gt3连接。因此,设定晶闸管f3的栅极gf3变为-2.8v。由此,设定晶闸管f3的on电压von变为-4.2v。此外,传递晶闸管t2转换为on状态的影响不会波及设定晶闸管f4以后。因此,设定晶闸管f4以后的on电压von保持-4.7v。
在时刻f,设定信号线75为“h”(0v),因此,任一设定晶闸管f都不导通。
而且,发光晶闸管l2的栅极gs2经由电阻rp与变为-1.4v的设定晶闸管f2的栅极gf2连接。因此,发光晶闸管l2的栅极gs2从-3.3v变为-2.2v。由此,发光晶闸管l2的on电压von从-4.7v变为-3.6v。
发光晶闸管l3的栅极gs3经由电阻rp与变为-2.8v的设定晶闸管f3的栅极gf3连接。因此,发光晶闸管l3的栅极gs3从-3.3v变为-2.8v。由此,发光晶闸管l3的on电压von从-4.7v变为-4.2v。此外,传递晶闸管t2转换为on状态的影响不会波及发光晶闸管l4以后。因此,发光晶闸管l4以后的on电压von保持-4.7v。
此时,点亮信号线74被保持在“l”(-3.3v),因此,发光晶闸管l1持续点亮状态。但是,其他发光晶闸管l不导通。
(7)时刻g
在时刻g,传递信号
奇数编号的传递晶闸管t1、t3、t5、...连接到传递信号线72。因此,阴极与传递信号线72连接的传递晶闸管t1因为阳极和阴极变为“h”(0v),所以关断,从on状态转换为off状态。
这样一来,传递晶闸管t1的栅极gt1经由电源线电阻r从“h”(0v)转换为“l”(-3.3v)。因此,传递晶闸管t1的on电压von变为-4.7v。
当传递晶闸管t1转换为off状态、栅极gt1从“h”(0v)转换为“l”(-3.3v)时,因为传递晶闸管t2的栅极gt2为“h”(0v),所以耦合二极管dt1变为反向偏压状态。因此,传递晶闸管t1转换为off状态的影响不会波及到传递晶闸管t2。
而且,当传递晶闸管t1转换为off状态、传递晶闸管t1的栅极gt1从“h”(0v)变为“l”(-3.3v)时,连接于传递晶闸管t1的栅极gt1与设定晶闸管f1的栅极gf1之间的连接二极管df1变为反向偏压状态。由此,设定晶闸管f1的栅极gf1经由电源线电阻r从-1.4v转换为“l”(-3.3v)。因此,设定晶闸管f1的on电压von变为-4.7v。
此时,点亮信号线74被保持在“l”(-3.3v),所以发光晶闸管l1持续点亮状态,其他发光晶闸管l持续非点亮状态。此时,发光晶闸管l1的栅极gs1为“h”(0v)。因此,设定晶闸管f1的栅极gf1经由电阻rp变为恒定的电压-3.3xrp/(rp+r)。
此外,即使设定晶闸管f1的栅极gf1受到点亮状态的发光晶闸管l1的栅极gs1为“h”(0v)的影响而变为比“l”(-3.3v)高的电压(绝对值小的负电压),因为连接二极管df1变为反向偏压状态,所以传递晶闸管t1的栅极gt1也不会受到设定晶闸管f1的栅极gf1的电位的影响。如果传递晶闸管t1的栅极gt1变得高于-1.9v,传递晶闸管t1的on电压von则高于-3.3v,在后述的时刻i,传递信号
(8)时刻h
在时刻h,设定信号
这样一来,与时刻d同样,on电压von为-2.8v的设定晶闸管f2导通,从off状态转换为on状态。接着,设定晶闸管f2的栅极gf2从-1.4v变为“h”(0v)。
这样一来,经由电阻rp与设定晶闸管f2的栅极gf2连接的发光晶闸管l2的栅极gs2由于电阻rp的电位降而从-2.2v变为-0.8v。由此,发光晶闸管l2的on电压von从-4.6v变为-2.2v。这样一来,因为发光晶闸管l2的阴极与“l”(-3.3v)的点亮信号线74连接,所以发光晶闸管l2导通,从off状态(非点亮状态)变为on状态(点亮状态)。
由此,发光晶闸管l1、l2变为点亮状态,其他发光晶闸管l持续非点亮状态。此时,即使设定晶闸管f1的栅极gf1由于发光晶闸管l1的gs1的电压而成为高于-1.9v的值,设定晶闸管f1导通,如上所述,由于施加了使得设定信号线75变为“l”(-3.3v)的电压,所以设定晶闸管f2也能够导通。
(9)时刻i
在时刻i,传递信号
奇数编号的传递晶闸管t1、t3、t5、...连接到传递信号线72。而且,与时刻c同样,传递晶闸管t3导通,从off状态转换为on状态。由此,设定晶闸管f3的on电压von变为-2.8v,发光晶闸管l的on电压von变为-3.6v。
此时,因为点亮信号线74被保持在“l”(-3.3v),所以发光晶闸管l1、l2持续点亮状态,其他发光晶闸管l持续非点亮状态。
即,在从时刻f到时刻i的期间u(l2)中的时刻h,发光晶闸管l2被设定为点亮状态。
(10)时刻j
在时刻j,传递信号
偶数编号的传递晶闸管t2、t4、t6、...连接到传递信号线73。因此,处于on状态的传递晶闸管t2关断,从on状态转换为off状态。而且,与时刻g同样,传递晶闸管t2及设定晶闸管f2的on电压von变为-4.7v。
此时,因为点亮信号线74被保持在“l”(-3.3v),所以发光晶闸管l1、l2持续点亮状态,其他发光晶闸管l持续非点亮状态。
(11)时刻k
时刻k对应于使时刻d的设定信号
因此,虽然on电压von为-2.2v,但设定晶闸管f3不导通而是保持off状态。
而且,即使保持-3.6v的on电压von且点亮信号线74为“l”(-3.3v),发光晶闸管l3也不导通而是保持非点亮状态。
此时,因为点亮信号线74被保持在“l”(-3.3v),所以发光晶闸管l1、l2持续点亮状态,其他发光晶闸管l持续非点亮状态。
(12)时刻1
在时刻1,传递信号
偶数编号的传递晶闸管t2、t4、t6、...连接到传递信号线73。而且,与时刻f同样,on电压von为-2.8v的传递晶闸管t4导通,从off状态转换为on状态。由此,设定晶闸管f4的on电压von变为-2.8v。另外,发光晶闸管l4的on电压von变为-3.6v。
即,在从时刻i到时刻1的期间u(l3)中的时刻k,发光晶闸管l3被设定为非点亮状态。
(13)从时刻1到时刻s
在从时刻1到时刻n的期间u(l4)中的时刻m,发光晶闸管l4被设定为点亮状态。
另外,在从时刻n到时刻p的期间u(l5)中的时刻o,发光晶闸管l5被设定为点亮状态。
而且,在从时刻p到时刻r的期间u(l6)中的时刻q,发光晶闸管l6被设定为点亮状态。
这样,在点亮设定期间uf的结束时间点即时刻s,对于所有的发光晶闸管l,结束对点亮状态/非点亮状态的设定。
此外,在时刻s,对应于最后被设定为点亮状态/非点亮状态的发光晶闸管l的(编号相同)传递晶闸管t保持在on状态。例如,如果最后的发光晶闸管l为奇数编号,则传递信号
此时,因为点亮信号线74被保持在“l”(-3.3v),所以在点亮设定期间uf内,被设定为点亮状态的发光晶闸管l持续点亮状态,被设定为非点亮状态的发光晶闸管l持续非点亮状态。即,多个发光晶闸管l并行处于点亮状态。此外,在从时刻s到时刻t的期间内,优选禁止传递信号
(14)时刻t
在时刻t,点亮信号
因为发光晶闸管l的阴极连接到点亮信号线74,所以发光晶闸管l的阳极和阴极均变为“h”(0v)。由此,点亮状态的发光晶闸管l关断,从on状态(点亮状态)转换为off状态(非点亮状态)。即,on状态的多个发光晶闸管l一并同时形成off状态。
(15)时刻u
在时刻u,将为“l”(-3.3v)的传递信号
由此,返回时刻a的状态。
在此,在点亮设定期间uf,将设置于发光芯片c1中的所有发光晶闸管l设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态之后,在点亮持续期间uc内,持续点亮状态/非点亮状态。但是,也可以将设置于发光芯片c1中的发光晶闸管l分成多个发光晶闸管组,对每一发光晶闸管组将发光晶闸管l设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态。
该情况下,对于一个发光晶闸管组,设定点亮设定期间uf及点亮持续期间uc,在经过点亮持续期间uc后,对于下一个发光晶闸管组设置点亮设定期间uf及点亮持续期间uc即可。因此,只要在图5中的时刻u不执行动作而进行从时刻c开始的动作即可。但是,对于传递信号
传递信号
如以上说明,在第一实施方式中,在点亮设定期间uf,通过将传递信号
而且,在任意一个传递晶闸管t处于on状态时,通过将设定信号
在点亮设定期间uf设定为点亮状态的多个发光晶闸管l在下一个点亮持续期间uc中,并行保持在点亮状态。由此,能够无需增加发光晶闸管l的发光强度(每单位时间的光量(光束))即可增加从发光晶闸管l获得的光量。
此外,在图5中,也可以像期间u(l1)和期间u(l2)那样,在连续的期间u内,设定信号
在此,在点亮设定期间uf,将发光晶闸管l依次设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态,因此在点亮设定期间uf的前半(例如最初)设定为点亮状态的发光晶闸管l和在点亮设定期间uf的后半(例如最后)设定为点亮状态的发光晶闸管l中,实际的点亮期间(点亮时间)变为不同。例如,在图5中,从时刻d到时刻t为发光晶闸管l1变为点亮状态的点亮期间。另一方面,从时刻q到时刻t为发光晶闸管l6变为点亮状态的点亮期间。即,与发光晶闸管l1相比,在从时刻d到时刻q的期间,发光晶闸管l6的点亮期间较短。
但是,若将各发光晶闸管l设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态的期间u(期间u1、u2、u3、...)例如设为10ns,则128个发光晶闸管l的点亮设定期间uf为1.28μs。
此时,如果将点亮持续期间uc设为100μs,则点亮设定期间uf不过是点亮持续期间uc的约1.3%。即,点亮设定期间uf内的点亮期间的差被看作误差。这样,也可以以将点亮设定期间uf看作误差的方式设定点亮设定期间uf及点亮持续期间uc。
如上所述,如果使点亮持续期间uc比点亮设定期间uf长,则与点亮持续期间uc比点亮设定期间uf短的情况相比,在多个发光晶闸管l间依赖于发光顺序的发光量的差减少。作为一例,点亮设定期间uf设为点亮持续期间uc的20%以下即可,如果设为10%以下,则发光量的差进一步减少。
将像这样将传递晶闸管t依次设定为on状态,在根据设定信号
在图4所示的电路结构中,有时不设置设定晶闸管f而是将发光晶闸管l的栅极gs与传递晶闸管t的栅极gt连接来构成发光芯片c。在该发光芯片c中,省略了
该情况下,在图3所示的发光装置65中,删除点亮信号生成部140,并将设定信号生成部150置换为点亮信号生成部。即,将设定信号生成部150置换后的点亮信号生成部,对每个发光芯片c生成点亮信号
此时,优选的是,点亮信号
这样,通过将传递信号
在此,在将传递晶闸管t1、t2、t3...依次设定为on状态的同时,发光晶闸管l依次变为点亮状态。即,发光芯片c内的发光晶闸管l不是并行点亮而是各个依次点亮。
在此,将像这样使发光晶闸管l依次成为点亮状态的点亮方式称为依次点亮方式。
在依次点亮方式中,若要从发光晶闸管l获得预定光量,则增加发光晶闸管l的发光强度,或延长点亮期间(对应于图5所示的从时刻d到时刻e)。
但是,在全点亮方式和依次点亮方式中,若将发光晶闸管l的发光强度设为相同,要从设定为点亮状态的发光晶闸管l获得相同的光量,则在全点亮方式及依次点亮方式中,各发光晶闸管l的点亮期间为100μs。
这样一来,在依次点亮方式中,在具有128个发光晶闸管l的发光芯片c中,直到所有的发光晶闸管l结束点亮为止所需的时间为12.8ms。与之相对,在全点亮方式中,只需100μs即可。
另一方面,在依次点亮方式中,为了缩短直到所有的发光晶闸管l结束点亮为止所需的时间,使发光晶闸管l的发光强度增加(提高)。但是,由于发光晶闸管l的发光强度由发光晶闸管l的结构或特性决定,因此使发光晶闸管l的发光强度增加(提高)并不容易。
如以上说明,通过以全点亮方式驱动发光芯片c,即使各发光晶闸管l的发光强度小,也容易获得所期望的光量。即,能够无需增加发光强度即可增加来自发光元件的光量。
另外,在图像形成中,提高了图像形成速度。
而且,为了将多个发光晶闸管l设为并行保持为点亮状态的全点亮方式,在应用第一实施方式的发光芯片c中,如图4所示,将设定晶闸管f及连接二极管df设置于传递晶闸管t与发光晶闸管l之间。设定晶闸管f及连接二极管df将发光晶闸管l设为点亮状态/非点亮状态,并且使发光晶闸管l被保持为点亮状态的影响不会波及到传递晶闸管t。
此外,传递晶闸管t与发光晶闸管l之间不限于图4所示的电路结构。例如,也可以替代图4的电阻rp而在设定晶闸管f的栅极gf与发光晶闸管l的栅极gs之间设置与连接二极管df相同的二极管。该情况下,只要利用与电源线电阻r相同的电阻将发光晶闸管l的栅极gs1与电源线71连接即可。通过这样做,根据设定晶闸管f的on状态/off状态,能够设定发光晶闸管l的点亮状态/非点亮状态,并且抑制发光晶闸管l被保持为点亮状态的影响波及到传递晶闸管t。
[第二实施方式]
在第一实施方式中,被设定为点亮状态(on状态)的发光晶闸管l在点亮持续期间uc之间被保持点亮状态。因此,点亮状态的发光晶闸管l没有点亮期间的差。此外,点亮设定期间uf的点亮期间的差作为误差被忽略。即,发光晶闸管l的光量为“1/0”,不具有灰度级。
在第二实施方式中,将发光晶闸管l控制为其光量具有预定灰度级。
此外,图像形成装置1等与第一实施方式相同。以下,省略相同部分的说明,对不同的部分进行说明。
图6是说明搭载有应用第二实施方式的自扫描型发光元件阵列(sled)的发光芯片c的电路结构的等效电路图。在此,为了便于说明,作为一例,将图6所示的各发光芯片c中的发光晶闸管l的数量设为四个。此外,各发光芯片c中的发光晶闸管l的数量也可以为四个以外。
与在图4所示的应用第一实施方式的发光芯片c1(c)不同,图6所示的发光芯片c1(c)包括四个传递晶闸管t、四个发光晶闸管l及四个设定晶闸管f。因此,对于相同或实质上相同的部分标注同一符号并省略说明。
图7是用于说明发光芯片c的第二实施方式的动作的时间图。
在图7的时间图中,设时间按字母顺序(时刻a、b、c、...的顺序)经过。此外,图7的时刻a、b、c、...与图5所示的时刻a、b、c、...不同。
在此,假定对于图6所示的发光芯片c1(c),实现256灰度级。即,为了实现256灰度级,将持续点亮状态的点亮持续期间uc分割成255个,并设置设定灰度级的灰度设定期间ug1、ug2、ug3、...、ug255(在不区分的情况下,记为灰度设定期间ug)。而且,在各灰度设定期间ug,设置将各发光晶闸管l1~l4设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态的期间u(l1)~u(l4)(在不区分的情况下,记为期间u)。
此外,灰度设定期间ug1为从时刻c到时刻h,灰度设定期间ug2为从时刻h到时刻i,灰度设定期间ug3为从时刻i到时刻j,灰度设定期间ug4为从时刻j到时刻k,灰度设定期间ug255为从时刻1到时刻m。其他灰度设定期间ug5~ug254被设置于灰度设定期间ug4与灰度设定期间ug255之间。点亮持续期间uc为从时刻c到时刻m。
而且,在灰度设定期间ug1内,将发光晶闸管l1设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态的期间u(l1)为从时刻c到时刻d,将发光晶闸管l2设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态的期间u(l2)为从时刻d到时刻e,将发光晶闸管l3设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态的期间u(l3)为从时刻e到时刻f,将发光晶闸管l4设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态的期间u(l4)为从时刻f到至时刻h。此外,在其他灰度设定期间ug2~ug255,也同样设置有将发光晶闸管l1~l4设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态的期间u。
在此,作为一例,发光晶闸管l1保持在非点亮状态(灰度级0)。发光晶闸管l2设为在255个灰度设定期间ug内,255期间为点亮状态(灰度级255)。发光晶闸管l3设为在255个灰度设定期间ug内,1期间为点亮状态(灰度级1)。发光晶闸管l4设为在255个灰度设定期间ug内,252期间为点亮状态(灰度级252)。
即,通过将各发光晶闸管l1~l4在255个灰度设定期间ug的任一期间中设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态,得到256级灰度。这样,将使传递晶闸管t1~t4依次成为on状态的传递控制重复与装置的灰度级数(例如256级灰度)对应的次数,并且,通过在该传递控制重复了与要输出的灰度级对应的次数的时间点,使作为点亮对象的发光晶闸管l开始发光来控制灰度。
此外,如果设将发光晶闸管l设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态的期间u为10ns,则灰度设定期间ug为40ns。这样一来,用于实现256灰度级的点亮持续期间uc为10.2μs,是40ns的灰度设定期间ug的255倍。
对图7的时间图进行说明。
从时刻a到时刻c与第一实施方式的图5的从时刻a到时刻c相同或实质上相同。
灰度设定期间ug1的期间u(l1)(从时刻c到时刻d)对应于图5的期间u(l1)(从时刻c到时刻f)。但是,在灰度设定期间ug1的期间u(l1),设定信号
接着,灰度设定期间ug1的期间u(l2)(从时刻d到时刻e)对应于图5的期间u(l2)(从时刻f到时刻i)。在灰度设定期间ug1的期间u(l2),设定信号
灰度设定期间ug1的期间u(l3)(从时刻e到时刻f)对应于图5的期间u(l3)(从时刻i到时刻1)。但是,在灰度设定期间ug1的期间u(l3),设定信号
灰度设定期间ug1的期间u(l4)(从时刻f到时刻h)对应于图5的期间u(l4)(从时刻1到时刻n)。但是,在灰度设定期间ug1的期间u(l4),设定信号
但是,在灰度设定期间ug1的期间u(l4)的时刻g,传递信号
其以后的灰度设定期间ug2~ug255成为灰度设定期间ug1的重复。
而且,发光晶闸管l4在灰度设定期间ug4从off状态(非点亮状态)转换为on状态(点亮状态),发光晶闸管l3在灰度设定期间ug255从off状态(非点亮状态)转换为on状态(点亮状态)。
而且,在灰度设定期间ug255结束的时刻m,点亮信号
如以上所说明,发光晶闸管l2因为在灰度设定期间ug1~ug255保持点亮状态,所以为灰度级255。发光晶闸管l3因为在灰度设定期间ug4~ug255保持点亮状态,所以为灰度级252。发光晶闸管l4因为在灰度设定期间ug255保持点亮状态,所以为灰度级1。与之相对,发光晶闸管l1因为在灰度设定期间ug1~ug255保持非点亮状态,所以为灰度级0。即,实现了256灰度级。
此外,在灰度设定期间ug,将发光晶闸管l1~l4依次设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态,因此,在灰度设定期间ug的最初的期间u(l1)设定为点亮状态的发光晶闸管l1、和在灰度设定期间ug的最后的期间u(l4)设定为点亮状态的发光晶闸管l4中,实际的点亮期间(点亮时间)不同。即,即使将发光晶闸管l1与发光晶闸管l4设定为相同的灰度级,发光晶闸管l1的点亮期间也比发光晶闸管l4长。将期间u设为10ns时,点亮期间的差最大,为30ns。
但是,如上所述,将期间u设为10ns时,用于实现256灰度级的点亮持续期间uc为10.2μs,所以上述的30ns不过为点亮持续期间uc的约0.29%。即,灰度设定期间ug内的点亮期间的差被看作误差。相反,只要以将灰度设定期间ug看作误差的方式设定发光晶闸管l的数量、灰度设定期间ug及点亮持续期间uc即可。
这样,通过利用点亮期间(保持点亮状态的灰度设定期间ug)设定灰度级,与例如利用光的强度设定灰度级的情况相比,灰度的控制变得容易。
[第三实施方式]
在第三实施方式中,设发光晶闸管l具有激光结构。发光晶闸管l在内部构成谐振器(空腔),当捕获载流子而产生反转分布时,进行激光振荡。
如果将发光晶闸管l设为激光结构,则光的频谱变窄,并且发光强度增加。但是,由于相干性,容易产生所谓的斑点噪声。
例如,在图像形成装置1为投影形成图像的投影仪等的情况下,如果存在斑点,在图像上就会产生斑点状的闪烁,画质劣化。
因此,在第三实施方式中,通过调制点亮信号
此外,图像形成装置1及发光芯片c的结构等与第一实施方式或第二实施方式相同。以下,省略相同部分的说明,对不同的部分进行说明。
图8是用于说明发光芯片c的第三实施方式的动作的时间图。该时间图中,点亮信号
在图7所示的第二实施方式的时间图中,点亮信号
与之相对,图8所示的第三实施方式中的时间图的点亮信号
通过对点亮信号
点亮信号
但是,如图7所示,点亮状态的发光晶闸管l在点亮信号
如上所述,当设定晶闸管f导通而从off状态转换为on状态,与设定晶闸管f连接的相同编号的发光晶闸管l导通,从off状态(非点亮状态)转换为on状态(点亮状态)。因此,在设定晶闸管f导通而从off状态转换为on状态时,需要点亮信号
即,点亮信号
时间图的详情与第二实施方式相同,因此省略说明。
此外,也可以将第一实施方式的发光晶闸管l设为激光结构,调制点亮信号
在图像形成装置1为投影形成图像的投影仪等的情况下,通过降低斑点,画质提高。
[第四实施方式]
在第一实施方式中,在像例示那样,每个发光芯片c中有128个发光晶闸管l的情况下,如果设将发光晶闸管l设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态的期间u为10ns,则点亮设定期间uf为1.28μs。
如果缩短期间u,点亮设定期间uf就会缩短。但是,期间u由传递晶闸管t、设定晶闸管f及发光晶闸管l等的动作速度决定(限速)。
因此,在第四实施方式中,多个(两个以上)设定晶闸管f及发光晶闸管l连接到一个传递晶闸管t,在一个期间u,将多个发光晶闸管l并行设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态。由此,期间u实效上缩短了。即,将一个发光晶闸管l设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态的实效的期间u缩短至与一个传递晶闸管t连接的设定晶闸管f及发光晶闸管l的几分之一。
此外,图像形成装置1等与第一实施方式相同。以下,省略相同部分的说明,对不同的部分进行说明。
图9是应用第四实施方式的发光装置65的一例的俯视图。
发光装置65与第一实施方式中图3所示的俯视图同样,具备由在电路基板62上呈锯齿状排列的发光芯片c1、c2、c3、...构成的光源部63、和驱动光源部63的信号发生电路110。
但是,第四实施方式的信号发生电路110的设定信号生成部150基于点亮控制信号,将设定为点亮状态/非点亮状态的设定信号
在此,在不区分设定信号
在此,对于各发光芯片c的每一个设置三个设定信号
图10是说明搭载有应用第四实施方式的自扫描型发光元件阵列(sled)的发光芯片c的电路结构的等效电路图。
在图10所示的发光芯片c1(c)中,与图4所示的应用第一实施方式的发光芯片c1(c)不同,三个设定晶闸管f和三个发光晶闸管l分别与一个传递晶闸管t连接。因此,对于相同或实质上相同的部分标注相同符号并省略说明,对不同的部分即传递晶闸管t与设定晶闸管f的连接关系进行说明。另外,发光芯片c1(c)具备例如为3的倍数的126个发光晶闸管l。
发光芯片c1(c)具备设定信号线75a、75b、75c,替代图4所示的应用第一实施方式的发光芯片c1(c)的设定信号线75。
传递晶闸管t1的栅极gt1分别经由连接二极管df1、df2、df3与设定晶闸管f1、f2、f3各自的栅极gf1、gf2、gf3并联连接。同样,传递晶闸管t2的栅极gt2分别经由连接二极管df4、df5、df6与设定晶闸管f4、f5、f6各自的栅极gf4、gf5、gf6并联连接。虽未图示,但其他传递晶闸管t与设定晶闸管f的连接关系也相同或实质上相同。
而且,设定晶闸管f1、f4、f7、...的各阴极与设定信号线75a连接。设定信号线75a与
另外,设定晶闸管f2、f5、...的各阴极与设定信号线75b连接。设定信号线75b与
而且,设定晶闸管f3、f6、...的各阴极与设定信号线75c连接。设定信号线75c与
即,在设定信号线75a、75b、75c,以编号循环性地(周期性地)改变的方式连接设定晶闸管f的阴极。
此外,设定晶闸管f与发光晶闸管l的连接关系与第一实施方式相同。
在第一实施方式中,相对于一个传递晶闸管t连接有一个设定晶闸管f。因此,当传递晶闸管t变为on状态时,一个设定晶闸管f变为能够从off状态转换为on状态的状态。而且,当设定晶闸管f导通而从off状态转换为on状态时,与设定晶闸管f连接的相同编号的发光晶闸管l导通,从off状态(非点亮状态)转换为on状态(点亮状态)。
与之相对,在第四实施方式中,相对于一个传递晶闸管t连接有三个设定晶闸管f。因此,当传递晶闸管t变为on状态时,三个设定晶闸管f变为能够从off状态转换为on状态的状态。而且,当三个设定晶闸管f的任一个导通而从off状态转换为on状态时,与设定晶闸管f连接的相同编号的发光晶闸管l导通,从off状态(非点亮状态)转换为on状态(点亮状态)。
如上所述,与一个传递晶闸管t连接的设定晶闸管f及发光晶闸管l各自的数量为三个。此外,与一个传递晶闸管t连接的设定晶闸管f及发光晶闸管l各自的数量也可以为三个以外。
图11是用于说明发光芯片c的第四实施方式的动作的时间图。
在图11的时间图中,设时间按字母顺序(时刻a、b、c、...的顺序)经过。此外,时刻a、b、c、...与图5的时刻a、b、c、...相同。
期间u(l1、l2、l3)(从时刻c到时刻f)是将发光晶闸管l1、l2、l3设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态的期间。另外,期间u(l4、l5、l6)(从时刻f到时刻i)是将发光晶闸管l4、l5、l6设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态的期间。而且,期间u(l7、l8、l9)(从时刻i到时刻1)是将发光晶闸管l7、l8、l9设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态的期间。在从时刻1到时刻s之间,以同样的方式将发光芯片c1(c)的发光晶闸管l的剩余发光晶闸管设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态。点亮设定期间uf为从时刻c到时刻s。
而且,点亮持续期间uc为从时刻s到时刻t。
此外,在图11所示的时间图表示的发光芯片c1(c)的动作中,省略与图5中说明的时间图相同的部分的说明,对不同的部分进行说明。
在此,在发光晶闸管l1~l9内,将发光晶闸管l1、l6设为非点亮状态,将发光晶闸管l2~l5、l7~l9设为点亮状态。
从时刻a到时刻c的动作与图5所示的第一实施方式相同。
在期间u(l1、l2、l3)(从时刻c到时刻f)中的时刻d,将设定信号
接着,在期间u(l4、l5、l6)(从时刻f到时刻i)中的时刻h,将设定信号
而且,在期间u(l7、l8、l9)(从时刻i到时刻1)中的时刻k,将设定信号
其他发光晶闸管l也以同样的方式被设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态。
如以上说明,为了将发光晶闸管l每三个(发光晶闸管l1~l3、l4~l6、l7~l9、...)并行地设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态,设置有设定信号
这样,通过并行进行多个发光晶闸管l的点亮控制,即使不能提高传递晶闸管t、设定晶闸管f及发光晶闸管l的动作速度的情况下,实效的动作速度(实效速度)也提高。
此外,如图11中的设定信号
[第五实施方式]
在第四实施方式中,与第一实施方式同样,发光晶闸管l的光量为“1/0”,不具有灰度级。
在第五实施方式中,与第二实施方式同样,将发光晶闸管l控制为具有灰度级。
此外,图像形成装置1、发光装置65等与第一实施方式相同。以下,省略相同部分的说明,对不同的部分进行说明。
图12是说明搭载有应用第五实施方式的自扫描型发光元件阵列(sled)的发光芯片c的电路结构的等效电路图。
而且,为了便于说明,作为一例,图示的各发光芯片c中的发光晶闸管l的数量为6个。而且,假定相对于一个传递晶闸管t连接有三个设定晶闸管f。此外,发光晶闸管l在一个设定晶闸管f上连接有一个发光晶闸管l。因此,发光芯片c具备两个传递晶闸管t1、t2。
以下,根据与设定信号
在图12发光芯片c1(c)中,与图10所示的应用第四实施方式的发光芯片c1(c)不同,设置两个传递晶闸管t。因此,对于相同或实质上相同的部分标注相同符号并省略说明。
图13是用于说明发光芯片c的第五实施方式的动作的时间图。
在图13的时间图中,设时间按字母顺序(时刻a、b、c、...的顺序)经过。此外,图13的时刻a、b、c、...与图5、图7、图8或图11所示的时刻a、b、c、...不同。
在此,对于图12所示的发光芯片c1(c),实现256灰度级。即,为了实现256灰度级,将持续点亮状态的点亮持续期间uc分割成255,设置设定灰度级的灰度设定期间ug1、ug2、ug3、...、ug255(在不区分的情况下,记为灰度设定期间ug)。而且,在各灰度设定期间ug,设置将各发光晶闸管l1~l3设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态的期间u(l1、l2、l3)和将发光晶闸管l4~l6设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态的期间u(l4、l5、l6)。此外,在不区分期间u(l1、l2、l3)与期间u(l4、l5、l6)的情况下,记为期间u。
此外,灰度设定期间ug1为从时刻c到时刻f,灰度设定期间ug2为从时刻f到时刻g,灰度设定期间ug3为从时刻g到时刻h,灰度设定期间ug255为从时刻i到时刻j。其他灰度设定期间ug4~ug254被设置于灰度设定期间ug3与灰度设定期间ug255之间。点亮持续期间uc为从时刻c到时刻j。
而且,在灰度设定期间ug1,将发光晶闸管l1、l2、l3设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态的期间u(l1、l2、l3)为从时刻c到时刻d,将发光晶闸管l4、l5、l6设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态的期间u(l4、l5、l6)为从时刻d到时刻f。此外,在其他灰度设定期间ug2~ug255,也同样地设置将发光晶闸管l1、l2、l3设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态的期间u(l1、l2、l3)和将发光晶闸管l4、l5、l6设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态的期间u(l4、l5、l6)。
在此,作为一例,发光晶闸管l1设为在255个灰度设定期间ug内,255期间为点亮状态(灰度级255)。发光晶闸管l2设为在255个灰度设定期间ug内,254期间为点亮状态(灰度级254)。发光晶闸管l3保持在非点亮状态(灰度级0)。发光晶闸管l4设为在255个灰度设定期间ug内,1期间为点亮状态(灰度级1)。发光晶闸管l5设为在255个灰度设定期间ug内,253期间为点亮状态(灰度级253)。发光晶闸管l6设为在255个灰度设定期间ug内,255期间为点亮状态(灰度级255)。
即,通过将各发光晶闸管l1~l6在255个灰度设定期间ug的任一期间中设定为点亮状态/非点亮状态的任一状态而获得256灰度级。
此外,如果将进行点亮控制的期间u设为10ns,则灰度设定期间ug为20ns。这样一来,用于实现256灰度级的点亮持续期间uc为5.1μs,是20ns的灰度设定期间ug的255倍。此外,也可以将点亮持续期间uc设为10.2μs,设为512灰度级。另外,在可延长点亮持续期间uc的情况下,还可以设为更高的灰度级。
说明图13的时间图。
从时刻a到时刻c与第一实施方式的图5中的从时刻a到时刻c相同或实质上相同。
灰度设定期间ug1的期间u(l1、l2、l3)(从时刻c到时刻d)对应于第四实施方式的图11的期间u(l1、l2、l3)(从时刻c到时刻f)。在图13的期间u(l1、l2、l3)(从时刻c到时刻d),设定信号
灰度设定期间ug1的期间u(l4、l5、l6)(从时刻d到时刻f)对应于第四实施方式的图11的期间u(l4、l5、l6)(从时刻f到时刻i)。在图13的期间u(l4、l5、l6)(从时刻d到时刻f),设定信号
因此,在灰度设定期间ug1,发光晶闸管l1、l6从off状态(非点亮状态)转换为on状态(点亮状态)。而且,发光晶闸管l1、l6在剩余的灰度设定期间ug2~ug255,保持点亮状态。因此,从发光晶闸管l1、l6获得灰度级255的光量。
而且,在时刻f之前的时刻e,传递信号
在下一个灰度设定期间ug2(从时刻f到时刻g)的期间u(l1、l2、l3),具有设定信号
在灰度设定期间ug2(从时刻f到时刻g)的期间u(l4、l5、l6),设定信号
因此,在灰度设定期间ug2,发光晶闸管l2导通,从off状态(非点亮状态)转换为on状态(点亮状态)。而且,发光晶闸管l2在剩余的灰度设定期间ug3~ug255,保持点亮状态。因此,从发光晶闸管l2获得灰度级254的光量。
以同样的方式,在灰度设定期间ug3,发光晶闸管l5导通,从off状态(非点亮状态)转换为on状态(点亮状态)。而且,发光晶闸管l5在剩余的灰度设定期间ug4~ug255,保持点亮状态。因此,从发光晶闸管l5获得灰度级253的光量。
进而,在灰度设定期间ug255,发光晶闸管l4导通,从off状态(非点亮状态)转换为on状态(点亮状态)。因此,从发光晶闸管l4获得灰度级1的光量。
此外,发光晶闸管l3在灰度设定期间ug1~ug255中的任一期间,均被保持为非点亮状态。因此,发光晶闸管l3的光量变为灰度级0。
如以上所说明,发光晶闸管l的光量被控制为255灰度级。
此外,在发光晶闸管l1被设定为点亮状态的期间u(l1、l2、l3)和发光晶闸管l6被设定为点亮状态的期间u(l4、l5、l6),存在时间差(在上述的例子中为10ns)。因此,发光晶闸管l1的点亮期间比发光晶闸管l6的点亮期间长10ns。但是,该点亮期间的差是点亮持续期间uc(在上述的例子中为5.1μs)的约0.19%,所以可以忽略不计。
在其他灰度设定期间ug2~ug255也同样。
通过这样做,在记录纸张上形成图像的图像形成装置1中,除根据光量形成具有灰度级的图像之外,在投影形成图像的投影仪等中,形成具有灰度级的图像。特别是,在投影图像的情况下,易于以不易产生闪烁等的速度形成画面。
第一实施方式至第五实施方式中所示的数值为用于容易地进行说明的一例,不限于这些数值。
在第一实施方式至第五实施方式中,设定为发光晶闸管l在off状态(非点亮状态)与on状态(点亮状态)之间进行转换。但是,也可以如下控制:即使为off状态也处于发光状态,当变为on状态时,发光强度(每单位时间的光量(光束))增加。
在第一实施方式至第五实施方式中,以如下方式控制发光晶闸管l,即,使从非点亮状态转换为点亮状态的定时不同,使从点亮状态转换为非点亮状态的定时相同。但是,也可以将发光晶闸管l设为可关断晶闸管(gto:gateturn-offthyristor)结构,以如下方式控制发光晶闸管l,即,使从off状态(非点亮状态)转换为on状态(点亮状态)的定时相同,使从on状态(点亮状态)转换为off状态(非点亮状态)的定时不同。
在第一实施方式至第五实施方式中,对将发光芯片c设为以阳极为基准电位的发光晶闸管l、传递晶闸管t及设定晶闸管f的情况进行了说明,但也可以将阴极作为基准电位。该情况下,可以通过变更电路的极性而使用。
在第一实施方式至第五实施方式中,由gaas系的半导体构成发光芯片c,但不限于此,例如也可以使用gap等、难以通过离子注入而制作p型半导体、n型半导体的化合物半导体。
在第一实施方式至第五实施方式中,对作为发光元件的一例使用了发光晶闸管l的情况进行了说明,但也可以使用发光二极管或激光元件等非晶闸管结构的发光元件来替代发光晶闸管l。在此,所谓非晶闸管结构,作为一例是指虽然具有阳极端子及阴极端子但不具有栅极端子的结构。另外,作为发光元件,可以为面射出型,也可以为端面射出型。在此,在使用非晶闸管结构的发光元件的情况下,只要在图4的发光晶闸管l的阴极侧或阳极侧串联连接非晶闸管结构的发光元件,使发光晶闸管l作为发光元件的驱动用的晶闸管(驱动晶闸管)起作用即可。而且,可变更电阻rp的值,或者以在栅极gf与栅极gs之间且在栅极gf侧连接阳极的方式新追加二极管等,将发光晶闸管l(驱动晶闸管)的栅极电压调整为适当的值。另外,在新追加二极管的情况下,也可以在栅极gf与电源电位vgk之间插入电阻,使动作稳定。根据以上的结构,可以例如使用发光强度高的激光元件作为发光元件。
此外,在将发光元件与驱动晶闸管串联连接的结构中,可以由gaas、gan、inp等化合物半导体构成发光元件,由硅半导体构成传递晶闸管、设定晶闸管及驱动晶闸管等其他元件,也可以通过接合等将两者一体化。
在第一实施方式至第五实施方式中,作为设定元件的一例对使用晶闸管的情况进行了说明,但不限于晶闸管,也可以使用晶体管等其他功能元件而构成。另外,对于图4中说明的耦合二极管dt或连接二极管df,同样地也可以使用晶体管等其他功能元件而构成。
另外,在第二实施方式中,虽然有各发光晶闸管l具有本身固有的光量偏差的情况,但该情况下,可以在各发光晶闸管l调整开始发光的定时(灰度设定期间ug),以获得所期望的光量(灰度)。例如,在发光晶闸管l2具有的固有的光量比其他发光晶闸管的光量大的情况下,可将使发光晶闸管l2发光的灰度设定期间ug向后推移。作为一例,可以将使发光晶闸管l2发光的本来的定时即灰度设定期间ug1推迟到灰度设定期间ug2。
另外,也可以在未将发光晶闸管l设定为点亮状态(未开始发光状态)的灰度设定期间ug停止传递元件的传递。作为一例,在图7中,在灰度设定期间ug2、ug3、ug5~ug254,也可以停止传递。此外,虽然在图7中未标注出灰度设定期间ug5~ug254,但灰度设定期间ug5~ug254设置在灰度设定期间ug4与灰度设定期间ug255之间,为与灰度设定期间ug2、ug3同样的期间。若想停止传递,将传递信号
在第一实施方式至第五实施方式中,对将发光装置适用于图像形成装置的情况进行了说明,但也可以用作进行物体的形状识别或距离测量等时的光源。该情况下,也可以设置使从发光装置呈列状射出的光沿着与该列交叉的方向进行扫描的扫描部。即,也可以构成为通过基于点亮控制信号使以沿着主扫描方向连续的状态从发光装置射出的光沿着与该列交叉的副扫描方向进行扫描而二维地照射光的光照射装置。此外,作为扫描部的一例,有多角镜或mems镜等。