專利名稱：光寫入頭和光點陣錯位的修正方法
技術領域：
本發明涉及光寫入頭，特別是涉及修正棒狀透鏡的制造離散引起的光點陣的錯位的光寫入頭，并涉及這樣的修正方法。
光寫入頭6的結構示于圖2。光寫入頭由發光元件陣列24和棒狀透鏡陣列26來構成，透鏡的焦點聚焦于感光鼓2上。棒狀透鏡陣列通過把例如棒狀透鏡疊層而構成。
另一方面，本發明人著眼于作為發光元件陣列的構成要素具有PNPN結構的三端發光晶體管，已經把能夠實現發光元件的自掃描的成果申請了專利(日本專利特開平1-238962號公報，特開平2-14584號公報，特開平2-92650號公報，特開平2-92651號公報)，公開了作為光寫入頭用光源安裝上變得簡便的事項，可以細化發光元件間距的事項，以及能夠制作緊湊的發光元件陣列的事項等。
進而，本發明人提出了以由發光晶體管組成的轉移元件陣列作為移位寄存器，與發光元件陣列分離的結構的自掃描型發光元件陣列(特開平2-263668號公報)。
圖3中示出該自掃描型發光元件陣列(二相驅動陰極共用型)的等效電路圖。該發光元件陣列由轉移元件T1、T2、T3、…，寫入用發光元件L1、L2、L3、…來組成，這些元件用三端發光晶體管來構成。轉移元件部分的構成為了把轉移元件的柵極電氣上相互連接起來而用二極管D1、D2、D3、…。VGK是電源(通常5V)，經由負載電阻器RL連接到各轉移元件的柵極G1、G2、G3、…。此外，轉移元件的柵極G1、G2、G3、…還連接到寫入用發光元件L1、L2、L3、…的柵極。起始脈沖φs加在轉移元件T1的柵極上，交互轉移用時鐘脈沖φ1、φ2加在轉移元件的陽極上，寫入信號φ1加在寫入用發光元件的陽極上。
簡單地說明動作。首先使轉移用時鐘脈沖φ1的電壓為高電平，轉移元件T2為導通狀態。此時，柵極G2的電位從VGK的5V降低到幾乎零V。該電位降低的影響靠二極管D2傳到柵極G3，把該電位設定成大約1V(二極管D2的順向升沿電壓(等于擴散電位))。但是，因為二極管D1是逆偏壓狀態，故不進行向柵極G1的電位銜接，柵極G1的電位仍為5V。因為發光晶體管的導通電位可以用柵極電位+pn結的擴散電位(約1V)來近似，所以如果下一個轉移用時鐘脈沖φ2的H電平電壓設定成大約2V(為了使轉移元件T3導通所需的電壓)以上和大約4V(為了使使轉移元件T5導通所需的電壓)以下則可以僅轉移元件T3導通，除此以外的轉移元件仍然切斷。因而，導通狀態從T2向T3轉移。因而導通狀態靠兩個轉移用時鐘脈沖就被轉移。
起始脈沖φs是用來明確指示這種轉移動作的脈沖，使起始脈沖φs為L電平(約0V)同時使轉移用時鐘脈沖φ2為H電平(約2～約4V)，使轉移元件T1導通。然后起始脈沖φs立即恢復到H電平。
現在，轉移元件T2一旦成為導通狀態，柵極G2的電位就從VGK下降，成為幾乎0V。因而，寫入信號φ1的電壓如果為PN結的擴散電位(約1V)以上，則可以使發光元件L2成為發光狀態。
與此相反，柵極G1為大約5V，柵極G3成為大約1V。因而，發光元件L1的寫入電壓成為大約6V，發光元件L3的寫入電壓成為大約2V。因此，僅在發光元件L2上寫入的寫入信號φ1的電壓為1～2V的范圍。發光元件L2一進入導通，也就是發光狀態，發光強度就取決于流過寫入信號φ1的電流量，圖像用任意強度寫入成為可能。此外，為了把發光狀態轉移到下一個發光元件，有必要使寫入信號φ1的線電壓一度降低到0V，使正在發光的發光元件暫時切斷。
上述這種自掃描型發光元件陣列，通過把發光元件陣列的芯片排列成直線狀可以實現想要的發光點數。
在用這種自掃描型發光元件陣列的光寫入頭中，存在著因棒狀透鏡的制造離散，投影到感光鼓上的光點陣沿副掃描方向錯位這樣的問題。圖4示出光點陣沿副掃描方向錯位的情形。從直線狀的發光元件陣列28的各發光點40發出的光，經由棒狀透鏡27疊層而構成的棒狀透鏡陣列26投影到感光鼓(未畫出)上，形成光點42的陣列。
圖中，可以看出光點陣沿副掃描方向錯位而描繪出向上凸的曲線。再者，所謂副掃描方向是指與感光鼓的旋轉軸垂直的方向。與旋轉軸平行的方向是主掃描方向。
本發明的另一個目的在于提供一種在光寫入頭中修正棒狀透鏡的制造離散引起的發光點的錯位的方法。
根據本發明的第1形態，提供一種光寫入頭，包括具有自掃描型轉換元件陣列和發光元件陣列的自掃描型發光元件陣列，所述自掃描型轉移元件陣列是通過用第1電氣機構把三端轉移元件陣列的鄰接的各轉移元件的控制電極相互連接起來，并用第2電氣機構把電源線連接到各轉移元件的控制電極，且把時鐘線連接到各轉移元件的剩余兩端之一，在第1端把起始脈沖線連接到所排列的轉移元件的控制電極上而形成的，所述三端轉移元件陣列是把多個具有能夠控制閾值電壓或閾值電流的控制電極的三端轉移元件排列而得到的；所述發光元件陣列是由把多個具有能夠控制閾值電壓或閾值電流的控制電極的三端發光元件排列而得到的；所述自掃描型發光元件陣列是通過把前述發光元件的控制電極與前述轉移元件的控制電極對應地連接起來，設置有把發光用的電流加在各發光元件的剩余兩端之一的寫入信號線的多個自掃描型發光元件陣列芯片排列而成的，以及把從前述自掃描型發光元件陣列發出的光投影到感光鼓上的棒狀透鏡陣列，其特征在于，針對各芯片調整供給到前述起始脈沖線的起始脈沖的發生時鐘，修正因前述棒狀透鏡的制造離散而產生的前述光點陣的錯位。
根據本發明的第2形態，提供一種光寫入頭，包括具有自掃描型轉換元件陣列和發光元件陣列的自掃描型發光元件陣列，所述自掃描型轉移元件陣列是通過用第1電氣機構把三端轉移元件陣列的鄰接的各轉移元件的控制電極相互連接起來，并用第2電氣機構把電源線連接到各轉移元件的控制電極，且把時鐘線連接到各轉移元件的剩余兩端之一，在第1端把起始脈沖線連接到所排列的轉移元件的控制電極上而形成的，所述三端轉移元件陣列是把多個具有能夠控制閾值電壓或閾值電流的控制電極的三端轉移元件排列而得到的；所述發光元件陣列是由把多個具有能夠控制閾值電壓或閾值電流的控制電極的三端發光元件排列而得到的；所述自掃描型發光元件陣列是通過把前述發光元件的控制電極與前述轉移元件的控制電極對應地連接起來，設置有把發光用的電流加在各發光元件的剩余兩端之一的寫入信號線的多個自掃描型發光元件陣列芯片排列而成的，以及把從前述自掃描型發光元件陣列發出的光投影到感光鼓上的棒狀透鏡陣列，其特征在于，把前述多個芯片分成由規定個數芯片組成的塊，針對各塊設置起始脈沖線，調整起始脈沖的發生時鐘，修正因前述棒狀透鏡的制造離散而產生的前述光點陣的錯位。
附圖的簡要說明
圖1是表示備有光寫入頭的光打印機的構成的圖。
圖2是表示光寫入頭的結構的圖。
圖3是自掃描型發光元件陣列(二相驅動陰極共用型)的等效電路圖。
圖4是表示光點陣沿副掃描方向錯位的情形的圖。
圖5是表示第1實施例中的光寫入頭的芯片的配線的圖。
圖6是表示未修正光點陣的錯位的場合感光鼓上發光點陣的狀態的圖。
圖7是信號的時鐘圖。
圖8是表示修正后的鼓上的光點陣的圖。
圖9是表示根據第2實施例的錯位修正效果的實驗結果的曲線圖。
(第1實施例)說明在用5個芯片直線狀排列而構成的自掃描型發光元件陣列(二相驅動陰極共用型)的光寫入頭中，修正發光點陣的錯位的例子。圖5示出芯片的配線圖。圖中，31、32、33、34、35分別表示第1、第2、第3、第4、第5芯片。各芯片有128個發光點，各芯片中所示的φs、φ1、φ2、φ1、VGK分別表示起始脈沖φs用，時鐘脈沖φ1、φ2用，寫入信號φ1用，電源電壓VGK用的焊盤。
二相時鐘脈沖φ1、φ2和電源電壓VGK共同地供給到各芯片。然后，起始脈沖φs1、φs2、φs3、φs4、φs5，和寫入信號φ11、φ12、φ13、φ14、φ15依次供給到各芯片。
圖6示出未修正光點陣的錯位的場合感光鼓上光點陣的狀態。圖中，上段部分示出各芯片的各發光點40的發光狀態轉移著的情形。中段部分示出示出由棒狀透鏡27組成的棒狀透鏡陣列26，下段部分示出投影到鼓上的光點42的陣列的情形。
由于各芯片的起始脈沖φs1、φs2、φs3、φs4、φs5按同一時鐘給出，所以在棒狀透鏡中存在著制造離散的場合，光點陣沿副掃描方向錯位。在圖6的例子中，光點陣沿副掃描方向錯位而描繪出向上凸的曲線。該錯位的振幅最大為(6/128)×L。這里，L是自掃描型發光元件陣列從第1個發光點到第128個發光點進行轉移期間，感光鼓沿副掃描方向旋轉的距離。
預先確認這種光點陣沿副掃描方向的錯位，作成針對各芯片修正用的數據集，基于該數據集把各芯片的起始脈沖的發生時鐘錯開，由此來修正感光鼓上的光點陣的錯位。
圖7連同二相時鐘脈沖和寫入信號示出把發生時鐘錯開的起始脈沖。記入各寫入信號的脈沖波形的數字表示附在各芯片的128個發光點上的序號。此外，T表示轉移時鐘脈沖φ1、φ2的發生時鐘的時間差，也就是發光點發光的周期。從圖7的時鐘圖可以看出，起始脈沖φs2、φs3、φs4、φs5對于起始脈沖φs1，分別按2T、4T、6T、4T遲延。
圖8示出用圖7中所示的起始脈沖來修正光點陣的情形。從圖8可以看出，在以供給到第1芯片31的起始脈沖φs1為基準的場合，第2芯片32的起始脈沖φs2滯后2T，第3芯片33的起始脈沖φs3滯后4T，第4芯片34的起始脈沖φs4滯后6T，第5芯片35的起始脈沖φs5滯后4T地供給。這里，“T”如前所述是發光點發光的周期。
第2、3、4、5各芯片的光點陣，由于在感光鼓在圖中向上旋轉時與第1芯片相比向下錯開(2/128)×L、(4/128)×L、(6/128)×L、(4/128)×L，所以如圖8中所示可以修正棒狀透鏡引起的光點陣沿副掃描方向的錯位。
如果像這樣用本實施例，則一邊使用共同的φ1、φ2時鐘脈沖，一邊使針對每個芯片錯開的發光點發光，由此以(1/64)×L的單位來修正光點陣的錯位成為可能。
(第2實施例)雖然在實施例1中，如圖5中所示，獨立地控制各芯片的起始脈沖，但是也可以根據所要求的精度，把光寫入頭內的芯片分成若干塊，塊內的芯片用共同的起始脈沖φs來控制。
例如，考慮打算通過對查明在備有56個芯片排列的自掃描型發光元件陣列的光寫入頭中，產生光點陣中振幅充其量1×L左右的正弦波的1周期左右的起伏的光寫入頭進行修正，使光點陣起伏的振幅為(1/3)×L以下的場合。在該場合，把56個芯片分成8塊，也就是每7芯片分塊，在塊內用共同的起始脈沖的時鐘來調整各塊中的光點陣錯位的平均值，由此使光點陣起伏的振幅為(1/3)×L以下。圖10中示出光點陣錯位的修正效果的實驗結果。橫軸表示芯片序號，縱軸表示光點陣的錯位。可以看出錯位的振幅收在±0.5×L內。
雖然以上第1實施例和第2實施例的光寫入頭中所用的自掃描型發光元件陣列取為陰極共用型，但是也可以是陽極共用型。此外，雖然轉移時鐘脈沖取為二相，但是也可以取為三相以上。
產業實用性像以上說明的這樣，如果用本發明，則在用自掃描型發光元件陣列的光寫入頭中，可以對基于棒狀透鏡的制造離散的感光鼓上的光點陣的副掃描方向的錯位進行修正。因而，可以實現例如打印質量好的光寫入頭。
權利要求
1.一種光寫入頭，包括具有自掃描型轉換元件陣列和發光元件陣列的自掃描型發光元件陣列，所述自掃描型轉移元件陣列是通過用第1電氣機構把三端轉移元件陣列的鄰接的各轉移元件的控制電極相互連接起來，并用第2電氣機構把電源線連接到各轉移元件的控制電極，且把時鐘線連接到各轉移元件的剩余兩端之一，在第1端把起始脈沖線連接到所排列的轉移元件的控制電極上而形成的，所述三端轉移元件陣列是把多個具有能夠控制閾值電壓或閾值電流的控制電極的三端轉移元件排列而得到的；所述發光元件陣列是由把多個具有能夠控制閾值電壓或閾值電流的控制電極的三端發光元件排列而得到的；所述自掃描型發光元件陣列是通過把前述發光元件的控制電極與前述轉移元件的控制電極對應地連接起來，設置有把發光用的電流加在各發光元件的剩余兩端之一的寫入信號線的多個自掃描型發光元件陣列芯片排列而成的，以及把從前述自掃描型發光元件陣列發出的光投影到感光鼓上的棒狀透鏡陣列，其特征在于，針對各芯片調整供給到前述起始脈沖線的起始脈沖的發生時鐘，修正因前述棒狀透鏡的制造離散而產生的前述光點陣的錯位。
2.一種光寫入頭，包括具有自掃描型轉換元件陣列和發光元件陣列的自掃描型發光元件陣列，所述自掃描型轉移元件陣列是通過用第1電氣機構把三端轉移元件陣列的鄰接的各轉移元件的控制電極相互連接起來，并用第2電氣機構把電源線連接到各轉移元件的控制電極，且把時鐘線連接到各轉移元件的剩余兩端之一，在第1端把起始脈沖線連接到所排列的轉移元件的控制電極上而形成的，所述三端轉移元件陣列是把多個具有能夠控制閾值電壓或閾值電流的控制電極的三端轉移元件排列而得到的；所述發光元件陣列是由把多個具有能夠控制閾值電壓或閾值電流的控制電極的三端發光元件排列而得到的；所述自掃描型發光元件陣列是通過把前述發光元件的控制電極與前述轉移元件的控制電極對應地連接起來，設置有把發光用的電流加在各發光元件的剩余兩端之一的寫入信號線的多個自掃描型發光元件陣列芯片排列而成的，以及把從前述自掃描型發光元件陣列發出的光投影到感光鼓上的棒狀透鏡陣列，其特征在于，把前述多個芯片分成由規定個數芯片組成的塊，針對各塊設置起始脈沖線，調整起始脈沖的發生時鐘，修正因前述棒狀透鏡的制造離散而產生的前述光點陣的錯位。
3.權利要求1或2所述的光寫入頭，其特征在于，其中前述三端轉移元件和前述三端發光元件是PNPN結構的發光晶體管。
4.權利要求3所述的光寫入頭，其特征在于，其中前述第1電氣機構是二極管，前述第2電氣機構是電阻器。
5.一種光點陣錯位的修正方法，是在權利要求1中所述的光寫入頭中，修正因棒狀透鏡的制造離散而產生的感光鼓上光點陣錯位的方法，其特征在于，包括針對各芯片來調整供給到前述起始脈沖線的起始脈沖的發生時鐘，修正前述光點陣的錯位的步驟。
6.一種光點陣錯位的修正方法，是在權利要求2中所述的光寫入頭中，修正因棒狀透鏡的制造離散而產生的感光鼓上光點陣錯位的方法，其特征在于，包括把前述多個芯片分成由規定個數的芯片組成的塊的步驟，針對每塊設置起始脈沖線的步驟，以及調整供給到各塊的每個起始脈沖線的起始脈沖的發生時鐘，修正因前述棒狀透鏡的制造離散而產生的前述光點陣的錯位的步驟。
全文摘要
提供一種修正因棒狀透鏡的制造離散而產生的感光鼓上的光點陣沿副掃描方向的錯位的光寫入頭。在備有自掃描型發光元件陣列、和把從自掃描型發光元件陣列發出的光投影到感光鼓上的棒狀透鏡陣列的光寫入頭中,針對各芯片調整供給到起始脈沖線的起始脈沖的發生時鐘,修正光點陣的錯位。
文檔編號G06K15/12GK1362915SQ01800268
公開日2002年8月7日 申請日期2001年3月15日 優先權日2000年3月16日
發明者大野誠治 申請人:日本板硝子株式會社