(57)【要約】【課題】より特性の良い定電流源をより低コストで実現する。【解決手段】第１バイポーラトランジスタは、エミッタに、例えば接地電位である共通電位に対する第１電圧が供給され、コレクタに第２電圧が供給され、ベースに第２電圧が抵抗を介して供給される。第２バイポーラトランジスタは、エミッタが、一端が共通電位に接続される抵抗の他端が接続され、ベースと第１バイポーラトランジスタのベースとが接続点で接続され、コレクタが負荷に接続される。【選択図】図１
2014153780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通電位に対する第１電圧がエミッタに供給される第１バイポーラトランジスタと、
一端が前記共通電位に接続される抵抗と、
前記抵抗の他端がエミッタに接続され、ベースと前記第１バイポーラトランジスタのベースとが接続点で接続され、コレクタが負荷に接続される第２バイポーラトランジスタと
を有する
ことを特徴とする定電流回路。
【請求項２】
前記接続点でベース同士が接続される前記第１バイポーラトランジスタと前記第２バイポーラトランジスタとの組を複数有し、
前記第１電圧は、
複数の前記第１バイポーラトランジスタの各エミッタに共通に供給される
ことを特徴とする請求項１に記載の定電流回路。
【請求項３】
前記第１バイポーラトランジスタと前記第２バイポーラトランジスタとをオン状態とするオン電圧と、前記第１バイポーラトランジスタと前記第２バイポーラトランジスタとをオフ状態とするオフ電圧とを切り替えて、複数の前記接続点に供給する切替部をさらに有する
ことを特徴とする請求項２に記載の定電流回路。
【請求項４】
前記切替部は、
前記オン電圧と前記オフ電圧とを複数の前記接続点毎に切り替える
ことを特徴とする請求項３に記載の定電流回路。
【請求項５】
前記第１電圧と前記共通電位とを複数の前記１第バイポーラトランジスタ毎に切り替えて複数の前記第１バイポーラトランジスタの各エミッタにそれぞれ供給する切替部をさらに有する
ことを特徴とする請求項２に記載の定電流回路。
【請求項６】
前記接続点に前記第１バイポーラトランジスタのコレクタが接続され、該接続点に、少なくとも、前記第１バイポーラトランジスタと前記第２バイポーラトランジスタとをオン状態とするオン電圧を出力する電源が、抵抗を介してさらに接続される
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の定電流回路。
【請求項７】
前記負荷は、ＬＥＤである
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の定電流回路。
【請求項８】
前記接続点と前記共通電位との間にコンデンサが挿入される
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の定電流回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子による光源を駆動するために用いて好適な定電流回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スキャナ装置における光源として、従来のキセノンランプといった高輝度放電灯に代わり、ＬＥＤ(Light  Emitting  Diode)を用いる方法が知られている。ＬＥＤは、半導体部品であるため、ＬＥＤを用いた光源は、従来の白熱発光や放電発光による光源と比較して、優れた応答性（調光機能）を得ることができると共に、格段の省エネルギ効果をも得ることができるという特徴を有している。
【０００３】
一方で、スキャナ装置の受光素子は、ＣＣＤ(Charge  Coupled  Device)やＣＭＯＳ(Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor)センサといった半導体部品が用いられ、高解像度で画像を読み取ることが可能となっており、光源であるＬＥＤには、比較的高精度での発光制御が要求される。そのため、スキャナ装置の光源に用いられる各ＬＥＤに一定の電流を供給することが可能な定電流駆動が既に実用化され、一般的に用いられている。
【０００４】
図１４は、ＬＥＤの駆動に適用可能な、従来技術による定電流回路の一例の構成を示す。図１４に例示する定電流回路は、オペアンプＯＰと、トランジスタＱとを用いて構成されている。オペアンプＯＰの出力端がトランジスタＱのベースに接続され、エミッタが抵抗Ｒを介して接地されると共に、オペアンプＯＰの反転入力端に接続される。また、オペアンプＯＰの非反転入力端には基準電圧Ｖｒｅｆが入力され、トランジスタＱのコレクタには、電流負荷として例えばＬＥＤが接続される。
【０００５】
オペアンプＯＰにおいて、非反転入力端に基準とする電圧Ｖｒｅｆを印加すると、反転入力端が同等の電圧レベルになるように出力電圧が調整される。これにより、抵抗Ｒの両端の電圧が常に一定の電圧Ｖｒｅｆとなり、抵抗Ｒを流れる電流Ｉ（＝Ｖref／Ｒ）が定電流に制御され、定電流源として動作する。この手法では、トランジスタＱの温度依存性（主にベース・エミッタ間電圧Ｖbeの変化）は、オペアンプＯＰの出力が電圧Ｖbeに応じて変化することで吸収されるため、高い温度耐性が得られる。
【０００６】
また、特許文献１には、カレントミラー型の定電流回路の２のトランジスタに対して互いに温度特性の異なる抵抗器を用いた構成が開示されている。特許文献１の構成によれば、各抵抗器の作用により、様々な温度環境下において互いの特性を補完するように回路が動作し、定電流源としての動作対応温度範囲を広くすることができ、カレントミラー型の定電流回路における温度特性の大幅な改善が可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、オペアンプＯＰを用いた定電流回路でＬＥＤを駆動する場合、下記のような問題があった。
【０００８】
ＬＥＤを高速でオン／オフし、オン時間の長さにより明るさを制御するディジタル調光を、上述の図１４のような構成にて行う場合、オペアンプＯＰの非反転入力端にパルス状の信号を入力し、反転入力端の電圧を変化させることで電流Ｉのオン・オフを切り替えて、ＬＥＤを駆動する。このため、オペアンプＯＰとして応答性の高いものを用いる必要があり、コストが嵩んでしまうおそれがあるという問題点があった。
【０００９】
すなわち、一般的に、オペアンプＯＰは、応答性が高いほどコストも増加する傾向にある。これは、ＬＥＤの発光量調整や、ＬＥＤアレイなどにおいて部分的な点灯切り替えを行うようなシステムを構築する際には、課題となる。
【００１０】
これに対して、オペアンプＯＰの応答性よりも部品コストの削減を重視する場合には、一般的には、アナログ調光を用いる。例えば、図１４の構成にて、オペアンプＯＰの非反転入力端に入力される電圧をアナログ的に変化させることで電流Ｉを変化させて、ＬＥＤの駆動電流を得る。
【００１１】
この場合、オペアンプＯＰの応答性が低いために、光源の部分的な点灯切り替えや、駆動電流を変化させて行う発光量の変更を瞬時に実行することが困難であるという問題点があった。また、アナログ調光においては、ＬＥＤの駆動電流を変化させて発光量の制御を行うため、駆動電流の変化に伴いＬＥＤの発光色度に変化を生じさせてしまうおそれがあるという問題点があった。
【００１２】
さらに、スキャナ装置において、光源を、複数のＬＥＤを直列に接続した列の複数列で構成した場合、ＬＥＤの列毎にオペアンプＯＰが必要となる。したがって、より多くのＬＥＤを用い、ＬＥＤの駆動列が多くなった場合に、コストが大幅に嵩んでしまうという問題点があった。
【００１３】
これに対して、ＬＥＤを駆動するための駆動電流を供給する定電流回路を、オペアンプＯＰを用いないで、例えばトランジスタなどの個別の部品を用いて構成することも考えられる。この場合には、高速な応答性やコストの削減が見込まれる一方で、定電流回路の出力特性の温度依存性を吸収する手段がなくなり、動作が不安定になってしまうおそれがあるという問題点があった。
【００１４】
さらにまた、光源のＬＥＤの駆動制御を、汎用のＬＥＤドライバＩＣ(Integrated  Circuit)を用いて行うことも、一般的である。しかしながら、汎用ＬＥＤドライバＩＣを用いる方法は、図１４で示したディスクリート構成の回路と比較すると、格段にコストが嵩んでしまうという問題点があった。すなわち、汎用のドライバＩＣには、ユーザビリティを重視した設計および機能や、様々なケースを想定した多くの保護機構が必要となり、それらに起因してコストが嵩んでしまう事態を避けることは、困難である。
【００１５】
また、上述した特許文献１では、定電流回路の出力特性における温度依存性の問題は、解決可能である。しかしながら、特許文献１の構成では、温度特性の異なる複数の特殊な抵抗器を用意する必要があり、コストが嵩んでしまうという問題点があった。
【００１６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、より特性の良い定電流回路をより低コストで実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、共通電位に対する第１電圧がエミッタに供給される第１バイポーラトランジスタと、一端が共通電位に接続される抵抗と、抵抗の他端がエミッタに接続され、ベースと第１バイポーラトランジスタのベースとが接続点で接続され、コレクタが負荷に接続される第２バイポーラトランジスタとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、より特性の良い定電流源をより低コストで実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る定電流回路の基本的な構成例を示す回路図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係るＮ個の定電流回路を並列接続した例を示す回路図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る各負荷としてＬＥＤアレイを用いた場合について説明するための回路図である。
【図４】図４は、第１の実施形態の変形例による定電流回路一例の構成を示す回路図である。
【図５】図５は、従来技術による、オペアンプを用いた定電流回路の例を示す回路図である。
【図６】図６は、第１の実施形態の変形例に係る、Ｎ個の定電流回路を並列接続した定電流回路の例を示す回路図である。
【図７】図７は、第２の実施形態による定電流回路の例を示す回路図である。
【図８】図８は、第２の実施形態の第１の変形例による定電流回路の例を示す回路図である。
【図９】図９は、第２の実施形態の第２の変形例による定電流回路の例を示す回路図である。
【図１０】図１０は、第３の実施形態に係る光源駆動装置の一例の構成を示す回路図である。
【図１１】図１１は、第４の実施形態を適用可能なスキャナ装置の一例の構成を示す図である。
【図１２】図１２は、第４の実施形態を適用可能なスキャナ装置における信号処理を行う一例の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、第５の実施形態に適用可能な複写機の一例の構成を示す図である。
【図１４】図１４は、従来技術による定電流回路の一例の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照して、定電流回路の実施形態を詳細に説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施形態に係る定電流回路の基本的な構成例を示す回路図である。図１において、定電流回路１００は、それぞれＮＰＮ型の２のバイポーラトランジスタＴｖおよびＴｉと、抵抗ＲｃおよびＲｉとを有する。以下、特に記載の無い限り、バイポーラトランジスタを単にトランジスタと呼ぶ。
【００２２】
定電流回路１００において、トランジスタＴｖのベースと、トランジスタＴｉのベースとが接続され、接続点に抵抗Ｒｃの一端が接続される。抵抗Ｒｃの他端は、トランジスタＴｖのコレクタに接続される。トランジスタＴｖのエミッタは、基準電源１０１の正極に接続される。基準電源１０１の負極は、接地される。この例では、基準電源１０１は、接地電位に対する電圧Ｖｒｅｆを出力する。
【００２３】
トランジスタＴｖのコレクタと抵抗Ｒｃとの接続点が電源１０２の正極に接続される。電源１０２の負極は、例えば接地される。電源１０２は、接地電位に対して電圧Ｖｃを出力する。
【００２４】
トランジスタＴｉのエミッタは、抵抗Ｒｉの一端に接続され、抵抗Ｒｉの他端は接地される。また、トランジスタＴｉのコレクタは、図示されない負荷ＲL（電流負荷）に接続される。
【００２５】
なお、基準電源１０１の負極、抵抗Ｒｉの他端および電源１０２の負極は、接地されるのに限られない。すなわち、基準電源１０１の負極、抵抗Ｒｉの他端および電源１０２の負極は、同一の電位に対して共通に接続されていればよい。
【００２６】
図１に例示されるように、トランジスタＴｖのエミッタに基準電源１０１を接続し電圧Ｖｒｅｆを印加することで、トランジスタＴｖのベースには、電圧Ｖｒｅｆにベース・エミッタ間電圧Ｖbe（以下、電圧Ｖbe）が上乗せされた電圧Ｖｒｅｆ＋Ｖbeが生じる。トランジスタＴｖおよびトランジスタＴｉは、ベースが共通接続されているため、トランジスタＴｉのエミッタには、ベース電圧（電圧Ｖｒｅｆ＋Ｖbe）からトランジスタＴｉの電圧Ｖbeだけ電圧降下した電圧Ｖ0が発生する。この電圧Ｖ0は、トランジスタＴｖとトランジスタＴｉとで電圧Ｖbeが略等しいとした場合、電圧Ｖｒｅｆと略等しくなる。
【００２７】
すなわち、トランジスタＴｖおよびＴｉの電圧Ｖbeをそれぞれ電圧Ｖbe［Ｔｖ］および電圧Ｖbe［Ｔｉ］とし、電圧Ｖbe［Ｔｖ］＝電圧Ｖbe［Ｔｉ］とすると、電圧Ｖ0は、下記の式（１）のように表すことができる。
Ｖ0＝（Ｖref＋Ｖbe［Ｔｖ］)−Ｖbe［Ｔｉ］＝Ｖref＋(Ｖbe［Ｔｖ］−Ｖbe［Ｔｉ］)    …（１）
【００２８】
したがって、トランジスタＴｉのエミッタには、電圧Ｖｒｅｆに起因した固定電圧である電圧Ｖ0が生じ、トランジスタＴｉのエミッタに接続される抵抗Ｒｉと、電圧Ｖ0とで決まる電流Ｉが、トランジスタＴｉのコレクタからエミッタに向けて流れることになる。このように、図１によれば、基準電源１０１の電圧Ｖｒｅｆと抵抗Ｒｉとによって、トランジスタＴｉのコレクタに接続された負荷ＲLに流れる電流Ｉを制御できる定電流回路が構成される。
【００２９】
一方、部品の温度変化に伴い、各トランジスタＴｖおよびＴｉの電圧Ｖbeも、それぞれ変化する。このとき、各トランジスタＴｖおよびＴｉが互いに近傍に配置されたり、熱結合されるなど、同様な温度環境下にあれば、各トランジスタＴｖおよびＴｉの電圧Ｖbeの変動は、互いに同様に発生する。上述の式（１）に示されるように、互いの電圧Ｖbeが略等しいトランジスタＴｖおよびＴｉを用いることで、電圧Ｖ0は、各トランジスタＴｖおよびＴｉの電圧Ｖbeの変動を打ち消して発生し、高い温度耐性を得ることができる。
【００３０】
なお、実際の構成としては、トランジスタＴｖにおいてコレクタからエミッタへと電流を流すために、例えば、トランジスタＴｖのエミッタと基準電圧１０１との接続点を、抵抗ＲE（図示しない）を介して接地させる。ここで、トランジスタＴｖ自体に流れる電流は微小で構わないため、抵抗ＲEの抵抗値を十分高い値としておくと、電源１０２による消費電力が抑えられる。これに限らず、基準電源１０１を、電流引きこみタイプの定電圧電源回路を用いて構成してもよい。この場合には、エミッタを接地させるための抵抗ＲEは、不要である。
【００３１】
また、定電流回路１００は、トランジスタＴｖのエミッタに基準電圧Ｖｒｅｆを印加させた状態で、トランジスタＴｖおよびＴｉを共に動作させる必要がある。そのため、電源１０２の出力電圧Ｖｃは、基準電圧Ｖｒｅｆよりも高い電圧であって、且つ、電圧Ｖｃと基準電圧Ｖｒｅｆとの電位差がトランジスタＴｖおよびＴｉを共に動作可能な電圧値になるように選択する。
【００３２】
さらに、図１の例では、トランジスタＴｖのコレクタが抵抗Ｒｃと接続されているが、これはこの例に限定されない。例えば、当該コレクタは、トランジスタＴｖのベースと接続されていてもよい。さらに、当該コレクタは、任意の電圧点に接続されていてもよい。
【００３３】
さらにまた、上述の式（１）を満足させるため、トランジスタＴｖおよびＴｉは、互いの特性がより近いものを選択すると好ましい。
【００３４】
図１で示した定電流回路１００は、並列接続して用いることができる。図２は、Ｎ個の定電流回路１００1、１００2、…、１００Nを並列接続した例である。
【００３５】
図２の構成において、各定電流回路１００1、１００2、…、１００Nの並列接続において、電圧Ｖcが、トランジスタＴｖ1のコレクタと抵抗Ｒｃ1との接続点、トランジスタＴｖ2のコレクタと抵抗Ｒｃ2との接続点、…、トランジスタＴｖNのコレクタと抵抗ＲｃNとの接続点に、それぞれ接続される。それと共に、基準電源１０１が、各トランジスタＴｖ1、Ｔｖ2、…、ＴｖNのエミッタに共通して接続される。
【００３６】
なお、図示は省略するが、基準電源１０１と各トランジスタＴｖ1、Ｔｖ2、…、ＴｖNのエミッタとを接続する経路は、抵抗を介して接地されているものとする。
【００３７】
このように、各定電流回路１００1、１００2、…、１００Nにおいて、基準電源１０１に対して各トランジスタＴｖ1、Ｔｖ2、…、ＴｖNのエミッタを並列接続した場合、各トランジスタＴｉ1、Ｔｉ2、…、ＴｉNのエミッタの電圧Ｖ１、Ｖ2、…、ＶNは、それぞれ基準電圧Ｖｒｅｆと等しくなる。したがって、各定電流回路１００1、１００2、…、１００Nにおいて、各負荷ＲL1、ＲL2、…、ＲLNを流れる各電流Ｉ1、Ｉ2、…、ＩNは、基準電圧Ｖｒｅｆと、各抵抗Ｒｉ1、Ｒｉ2、…、ＲｉNとによって決めることができ、各負荷ＲL1、ＲL2、…、ＲLNをそれぞれ定電流駆動することが可能となる。
【００３８】
ここで、図３に例示されるように、各負荷ＲL1、ＲL2およびＲL3として、直列に接続された複数のＬＥＤ(Light  Emitting  Diode)素子が配置された例えばＬＥＤアレイを用いた場合について考える。各ＬＥＤアレイには、ＬＥＤ電源ＶLEDが接続され、電源が供給される。各ＬＥＤアレイを流れる電流は、上述したように、基準電圧Ｖｒｅｆと、各抵抗Ｒｉ1、Ｒｉ2およびＲｉ3によって決定される。
【００３９】
ＬＥＤは、特性上、順方向電圧Ｖｆの個々のバラツキおよび温度依存性が大きい。すなわち、複数のＬＥＤアレイを駆動する場合に、各ＬＥＤアレイを駆動するトランジスタのコレクタにおける電圧（トランジスタの消費電力に対応する）がそれぞれ異なったり、変動したりする場合が多い。そのため、例えば、各ＬＥＤアレイ毎に異なる温度変化が生じた場合、各ＬＥＤアレイを駆動する各トランジスタにおいて温度変化に応じて電圧Ｖbeが変動し、駆動電流の変動を引き起こしてしまう。
【００４０】
これに対して、第１の実施形態の構成によれば、各定電流回路１００1、１００2、…、１００NのトランジスタＴｖ1およびＴｉ1、トランジスタＴｖ2およびＴｉ2、…、トランジスタＴｖNおよびＴｉNの組それぞれにおいて、上述の式（１）に従い、互いのトランジスタの電圧Ｖbeの変動分がキャンセルされる。そのため、第１の実施形態によれば、各定電流回路１００1、１００2、…、１００Nにおける環境温度の差に加えて、各定電流回路１００1、１００2、…、１００Nが駆動するＬＥＤアレイにおける順方向電圧Ｖｆのバラツキや変動に対しても、高耐性な定電流回路を構成することができる。
【００４１】
すなわち、図３の例でいうと、定電流回路１００1、１００2および１００3がそれぞれ異なる温度環境下にあり、且つ、駆動するＬＥＤアレイの順方向電圧Ｖｆがそれぞれ異なっていても、定電流回路１００1、１００2および１００3の２のトランジスタの特性が同等であれば、上述の式（１）に従いこれらの差異が打ち消される。これにより、各トランジスタＴｉ1、Ｔｉ2およびＴｉ3において、エミッタの電圧Ｖ1、Ｖ2およびＶ3は、温度環境などの状態によらず一定となり、それに伴い電流Ｉ1、Ｉ2およびＩ3も一定となる。したがって、第１の実施形態による定電流回路は、各ＬＥＤアレイを均等に駆動することが可能となり、温度環境に加え、各ＬＥＤアレイの順方向電圧Ｖｆのバラツキや変動に対して高耐性な回路として動作させることができる。
【００４２】
（第１の実施形態の変形例）
次に、第１の実施形態の変形例について説明する。上述した第１の実施形態による定電流回路１００において、負荷ＲLに対する電流Ｉの供給のオン・オフを高速で切り替える場合には、トランジスタＴｖおよびＴｉのうち少なくともトランジスタＴｉの動作をオフにできる構成とすればよい。図４は、第１の実施形態の変形例による、トランジスタＴｖおよびＴｉを共にオフにできるようにした定電流回路１００Ａ一例の構成を示す。
【００４３】
なお、定電流回路１００Ａは、トランジスタＴｖおよびＴｉと、抵抗ＲｃおよびＲｉとを有し、図１で示した定電流回路１００と構成が同一であるが、ここでは、説明のため、定電流回路１００Ａとして区別する。
【００４４】
図４において、スイッチＳＷは、一方の選択入力端において電源１０３の出力を選択し、他方の選択入力端において接地を選択する。以下では、スイッチＳＷにおいて電源１０３の出力が選択されている場合をオン状態、接地が選択されている場合をオフ状態とする。図４の例では、定電流回路１００Ａは、トランジスタＴｖのコレクタと抵抗Ｒｃとの接続点に電圧ＶINを供給する電源１０３の出力を、スイッチＳＷでオン・オフできるようにしている。なお、電圧ＶINの電圧値は、上述した電圧Ｖｃと同様の条件に従い選択される。
【００４５】
スイッチＳＷがオンの状態では、電源１０３の出力がトランジスタＴｖのコレクタと抵抗Ｒｃとの接続点に供給される。この場合、定電流回路１００Ａは、図１を用いて説明した定電流回路１００と同一に動作し、負荷ＲLに対して電流Ｉが供給（オン）される。一方、スイッチＳＷがオフの状態では、電源１０３のトランジスタＴｖのコレクタと抵抗Ｒｃとの接続点の電位が接地電位とされ、それに伴い、トランジスタＴｖおよびＴｉのベースの電圧も接地電位とされる。したがって、トランジスタＴｖおよびＴｉがオフ状態となり、負荷ＲLに対する電流Ｉの供給が停止（オフ）される。
【００４６】
第１の実施形態の変形例では、負荷ＲLに対する電流Ｉの供給のオン・オフは、トランジスタＴｖおよびＴｉのオン・オフにより制御される。そのため、スイッチＳＷのオン・オフ切り替えに対する負荷ＲLへの電流Ｉの供給のオン・オフの応答性が極めて高い。
【００４７】
スイッチＳＷの切り替え制御を、ＰＷＭ(Pulse  Width  Modulation)信号を用いて行うことができる。例えば、ＰＷＭ信号がＨ（ハイ）レベルで電源１０３の出力を選択し、Ｌ（ロー）レベルで接地を選択するように、スイッチＳＷを構成する。上述したように、定電流回路１００Ａは、スイッチＳＷのオン・オフ切り替えに対する負荷ＲLへの電流Ｉの供給のオン・オフの応答性が高いため、電流Ｉは、ＰＷＭ信号のデューティ比が略正確に反映され、負荷ＲLのＰＷＭ信号による高精度な制御が可能となる。
【００４８】
ここで、図４におけるスイッチＳＷを、電源プルアップと、オープンコレクタ、あるいは、オープンドレインとの組み合わせなどによる簡素な構成とした場合であっても、負荷への電流Ｉは、確実にオフ状態とすることができる。
【００４９】
ここで、比較のため、従来技術による定電流回路について説明する。図５は、従来技術による、オペアンプを用いた定電流回路の例を示す。オペアンプＯＰの出力端がトランジスタＱ２のベースに接続され、トランジスタＱ２のエミッタが抵抗Ｒiを介して接地されると共に、オペアンプＯＰの反転入力端に接続される。また、オペアンプＯＰの非反転入力端には、所定の電圧ＶAが抵抗Ｒを介して入力される。トランジスタＱ２のコレクタには、電流負荷が接続される。
【００５０】
さらに、抵抗ＲとオペアンプＯＰの非反転入力との接続点に、トランジスタＱ１のコレクタを接続し、トランジスタＱ１のベースにＰＷＭ信号を入力する。トランジスタＱ１のエミッタは、接地させる。このような構成において、ＰＷＭ信号がローレベルでトランジスタＱ１がオフ状態の場合に、オペアンプＯＰの非反転入力に対して電圧ＶAが入力される。これにより、トランジスタＱ２のエミッタに電圧ＶAが現れ（図５の点Ａ）、負荷に対して、電圧ＶAと抵抗Ｒとで決まる電流Ｉが流れる。一方、ＰＷＭ信号がハイレベルでトランジスタＱ１がオン状態の場合には、オペアンプＯＰの非反転入力が接地される。これにより、トランジスタＱ２のエミッタの電圧が０となり、負荷に流れる電流も０となる。
【００５１】
この従来技術による構成の場合、トランジスタＱ１が飽和状態、すなわちオン状態であっても、コレクタ・エミッタ間に僅かに電圧ＶCeoが発生し、これがオペアンプＯＰの非反転入力に入力されてしまう。オペアンプＯＰの反転入力は、非反転入力の電圧レベルに追従するため、トランジスタＱ２のエミッタには、この電圧ＶCeoに対応する電圧が発生し、負荷に流れる電流Ｉが完全に０とはならない。このように、従来技術による構成では、オペアンプＯＰに入力される電圧ＶAを完全に０とすることが必須となる、という制約を受ける。
【００５２】
これに対して、第１の実施形態の変形例においては、バイポーラトランジスタであるトランジスタＴｖおよびＴｉを駆動することで、負荷への電流Ｉを得ている。バイポーラトランジスタは、動作するためには、ベース・エミッタ間電圧Ｖbe以上のベース電圧が必要となる。そのため、スイッチＳＷがオフ状態においてスイッチＳＷの出力がオフセットを持つような構成であっても、このオフセットが電圧Ｖbe以下であればトランジスタＴｖおよびＴｉが動作せず、負荷への電流Ｉを確実に０とすることができる。
【００５３】
このように、第１の実施形態の変形例においては、スイッチＳＷの他方の選択入力端に接続される電圧は、必ずしも接地電位である必要はなく、トランジスタＴｖおよびＴｉのベース・エミッタ間電圧Ｖbe以下の電圧であればよい。
【００５４】
この第１の実施形態の変形例による定電流回路１００Ａも、上述した第１の実施形態による定電流回路１００と同様に、並列接続して用いることができる。図６は、第１の実施形態の変形例に係る、Ｎ個の定電流回路１００Ａ1、１００Ａ2、…、１００ＡNを並列接続した定電流回路の例である。なお、図６において、上述の図４と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００５５】
図６の構成も、上述した図４の構成と同様に、各定電流回路１００Ａ1、１００Ａ2、…、１００ＡNの並列接続において、電圧ＶINが、トランジスタＴｖ1および抵抗Ｒｃ1の接続点、トランジスタＴｖ2および抵抗Ｒｃ2の接続点、…、トランジスタＴｖNおよび抵抗ＲｃNの接続点に、それぞれ接続される。それと共に、基準電源１０１が、各トランジスタＴｖ1、Ｔｖ2、…、ＴｖNのエミッタにそれぞれ接続される。
【００５６】
なお、図示は省略するが、基準電源１０１と各トランジスタＴｖ1、Ｔｖ2、…、ＴｖNのエミッタとを接続する経路は、抵抗を介して接地されているものとする。
【００５７】
この図６の構成では、スイッチＳＷのオン・オフを制御することで、各定電流回路１００Ａ1、１００Ａ2、…、１００ＡNのトランジスタＴｖ1およびＴｉ1、トランジスタＴｖ2およびＴｉ2、…、トランジスタＴｖNおよびＴｉNのオン・オフを同時に制御することができる。したがって、スイッチＳＷのオン・オフ制御により、負荷ＲL1、ＲL2、…、ＲLNに対する電流Ｉ1、Ｉ2、…、ＩNの供給を、同時にオン・オフ制御できる。
【００５８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。図７は、第２の実施形態による定電流回路の例を示す。なお、図７において、上述した図６と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００５９】
第２の実施形態では、並列接続される各定電流回路１００Ｂ1、１００Ｂ2、…、１００ＢNにおける各トランジスタＴｖ1、Ｔｖ2、…、ＴｖNのコレクタおよびベースに対して電源１０３の出力を供給するか否かを、それぞれ独立して制御する。これにより、各負荷ＲL1、ＲL2、…、ＲLNに流れる各電流Ｉ1、Ｉ2、…、ＩNを、それぞれ独立して制御することが可能となる。
【００６０】
図７に例示される定電流回路は、各定電流回路１００Ｂ1、１００Ｂ2、…、１００ＢNについて、基準電源１０１の出力が各トランジスタＴｖ1、Ｔｖ2、…、ＴｖNのエミッタに共通して接続されると共に、電源１０３の出力の供給を定電流回路１００Ｂ1、１００Ｂ2、…、１００ＢN毎に制御するスイッチＳＷ1、ＳＷ2、…、ＳＷNが設けられている。各スイッチＳＷ1、ＳＷ2、…、ＳＷNは、第１選択入力端が電源１０３の出力に接続され、第２選択入力端が接地される。各スイッチＳＷ1、ＳＷ2、…、ＳＷNの出力端は、各抵抗Ｒｃ1、Ｒｃ2、…、ＲｃNを介して各トランジスタＴｖ1、Ｔｖ2、…、ＴｖNのコレクタおよびベースにそれぞれ接続される。
【００６１】
なお、図７の例では、例えば抵抗Ｒｃ1の他端にトランジスタＴｖ1のコレクタおよびベースが接続される。一方、上述の例えば図６では、トランジスタＴｖ1のコレクタは、抵抗Ｒｃ1を介してベースに接続されており、この図７の構成と異なるが、動作の上では略同様である。
【００６２】
また、図示は省略するが、基準電源１０１と各トランジスタＴｖ1、Ｔｖ2、…、ＴｖNのエミッタとを接続する経路は、抵抗を介して接地されているものとする。また、各スイッチＳＷ1、ＳＷ2、…、ＳＷNにおいて、第１選択入力端が選択された状態をオン状態、第２選択入力端が選択された状態をオフ状態とする。
【００６３】
この第２の実施形態による定電流回路において、各スイッチＳＷ1、ＳＷ2、…、ＳＷNをそれぞれ独立して制御することができる。例えば、各スイッチＳＷ1、ＳＷ2、…、ＳＷNのオン・オフを、個別のＰＷＭ信号を用いて制御する。これにより、トランジスタＴｖ1およびＴｉ1、トランジスタＴｖ2およびＴｉ2、…、トランジスタＴｖNおよびＴｉNそれぞれのオン・オフを独立して制御できる。したがって、各定電流回路１００Ｂ1、１００Ｂ2、…、１００ＢNに接続される各負荷ＲL1、ＲL2、…、ＲLNに流れる電流Ｉ1、Ｉ2、…、ＩNのオン・オフを独立して制御することができる。
【００６４】
なお、図７に示す構成では、スイッチＳＷ1、ＳＷ2、…、ＳＷNがオフ状態で、各定電流回路１００Ｂ1、１００Ｂ2、…、１００ＢNそのものの動作が停止されるため、定電流回路全体としての消費電力を抑制できる。
【００６５】
（第２の実施形態の第１の変形例）
次に、第２の実施形態の第１の変形例について説明する。図８は、第２の実施形態の第１の変形例による定電流回路の例を示す。なお、図８において、上述した図６および図７と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００６６】
第２の実施形態の第１の変形例では、並列接続される各定電流回路１００Ｃ1、１００Ｃ2、…、１００ＣNにおいて、各トランジスタＴｖ1、Ｔｖ2、…、ＴｖNのエミッタに対して基準電源１０１の出力を供給するか否かをそれぞれ独立して制御する。この方法によっても、上述した第２の実施形態と同様に、各負荷ＲL1、ＲL2、…、ＲLNの独立制御が可能となる。
【００６７】
図８に例示される定電流回路は、並列接続される各定電流回路１００Ｃ1、１００Ｃ2、…、１００ＣNそれぞれに対する基準電源１０１の出力の供給を制御するスイッチＳＷ1、ＳＷ2、…、ＳＷNが設けられている。各スイッチＳＷ1、ＳＷ2、…、ＳＷNは、第１選択入力端がそれぞれ基準電源１０１の出力に共通に接続され、第２選択入力端がそれぞれ接地される。各スイッチＳＷ1、ＳＷ2、…、ＳＷNの出力端は、各トランジスタＴｖ1、Ｔｖ2、…、ＴｖNのエミッタに接続される。
【００６８】
なお、図示は省略するが、基準電源１０１と各スイッチＳＷ1、ＳＷ2、…、ＳＷNの第１選択入力端とを接続する経路は、抵抗を介して接地されているものとする。また、各スイッチＳＷ1、ＳＷ2、…、ＳＷNにおいて、第１選択入力端が選択された状態をオン状態、第２選択入力端が選択された状態をオフ状態とする。
【００６９】
図８に例示される定電流回路において、各スイッチＳＷ1、ＳＷ2、…、ＳＷNをそれぞれ独立して制御することができる。例えば、各スイッチＳＷ1、ＳＷ2、…、ＳＷNのオン・オフを、個別のＰＷＭ信号を用いて制御する。これにより、トランジスタＴｖ1およびＴｉ1、トランジスタＴｖ2およびＴｉ2、…、トランジスタＴｖNおよびＴｉNそれぞれのオン・オフを独立して制御できる。したがって、各定電流回路１００Ｃ1、１００Ｃ2、…、１００ＣNに接続される各負荷ＲL1、ＲL2、…、ＲLNに流れる電流電流Ｉ1、Ｉ2、…、ＩNのオン・オフを独立して制御することができる。
【００７０】
図８の構成の場合、各スイッチＳＷ1、ＳＷ2、…、ＳＷNがオン状態の場合、各トランジスタＴｖ1、Ｔｖ2、…、ＴｖNのエミッタに対して基準電圧Ｖｒｅｆが供給され、各トランジスタＴｉ1、Ｔｉ2、…、ＴｉNのエミッタの電圧Ｖ1、Ｖ2、…、ＶNが基準電圧Ｖｒｅｆと等しくなる。したがって、各負荷ＲL1、ＲL2、…、ＲLNには、基準電圧Ｖｒｅｆと各抵抗Ｒｉ1、Ｒｉ2、…、ＲｉNとで決まる電流Ｉ1、Ｉ2、…、ＩNがそれぞれ流れる。
【００７１】
一方、各スイッチＳＷ1、ＳＷ2、…、ＳＷNがオフ状態の場合、各トランジスタＴｖ1、Ｔｖ2、…、ＴｖNのエミッタが接地される。この場合、上述の式（１）において電圧Ｖｒｅｆが接地電位とされ、各トランジスタＴｉ1、Ｔｉ2、…、ＴｉNのエミッタの電圧Ｖ1、Ｖ2、…、ＶNは、それぞれ接地電位と等しくなる。したがって、各負荷ＲL1、ＲL2、…、ＲLNを流れる電流Ｉ1、Ｉ2、…、ＩNがそれぞれ０となる。
【００７２】
このように、基準電源１０１の出力の、各トランジスタＴｖ1、Ｔｖ2、…、ＴｖNのエミッタに対する接続のオン・オフをそれぞれ制御することでも、各負荷ＲL1、ＲL2、…、ＲLNに流れる電流Ｉ1、Ｉ2、…、ＩNのオン・オフの独立制御が可能である。
【００７３】
なお、図８に示す構成では、各スイッチＳＷ1、ＳＷ2、…、ＳＷNがオフ状態で、基準電源１０１の出力が各トランジスタＴｖ1、Ｔｖ2、…、ＴｖNのエミッタから切り離されるため、基準電源１０１の負荷が低減される。
【００７４】
（第２の実施形態の第２の変形例）
次に、第２の実施形態の第２の変形例について説明する。図９は、第２の実施形態の第２の変形例による定電流回路の例を示す。なお、図９において、上述した図６〜図８と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００７５】
第２の実施形態の第２の変形例では、並列接続される各定電流回路１００Ｄ1、１００Ｄ2、…、１００ＤNにおいて、トランジスタＴｖ1およびＴｉ１、トランジスタＴｖ2およびＴｉ2、…、トランジスタＴｖNおよびＴｉNそれぞれの組について、ベース電圧を各組で独立して制御する。この方法によっても、上述した第２の実施形態と同様に、各負荷ＲL1、ＲL2、…、ＲLNに流れる電流Ｉ1、Ｉ2、…、ＩNのオン・オフの独立制御が可能となる。
【００７６】
図９に例示される定電流回路は、並列接続される各定電流回路１００Ｄ1、１００Ｄ2、…、１００ＤNそれぞれにバッファアンプ１２０1、１２０2、…、１２０Nが設けられる。各バッファアンプ１２０1、１２０2、…、１２０Nは、各負荷ＲＬ1、ＲＬ2、…、ＲＬNに流れる電流Ｉ1、Ｉ2、…、ＩNを制御するためのＰＷＭ信号Ｐ1、Ｐ2、…、ＰNがそれぞれ入力される。
【００７７】
なお、図示は省略するが、基準電源１０１と各トランジスタＴｖ1、Ｔｖ2、…、ＴｖNのエミッタとを接続する経路は、抵抗を介して接地されているものとする。
【００７８】
例えばバッファアンプ１２０1は、入力されるＰＷＭ信号Ｐ1に応じてハイインピーダンス信号またはローレベル信号を出力する。より具体的な例として、例えばバッファアンプ１２０1は、入力されるＰＷＭ信号Ｐ1がハイレベルの状態で、ハイインピーダンス信号を出力する。一方、バッファアンプ１２０1は、入力されるＰＷＭ信号Ｐ1がローレベルの状態で、ローレベル信号を出力する。これは、他のバッファアンプ１２０2〜１２０Nについても、同様とする。
【００７９】
バッファアンプ１２０1の出力が、トランジスタＴｖ1のベースと、トランジスタＴｉ1のベースとの接続点に接続される。バッファアンプ１２０2〜１２０Nについても同様に、出力が、トランジスタＴｖ2とトランジスタＴｉ2との接続点〜トランジスタＴｖNとトランジスタＴｉNとの接続点にそれぞれ接続される。
【００８０】
例えばバッファアンプ１２０1の出力がハイインピーダンス信号の場合、トランジスタＴｖ1およびトランジスタＴｉ1のベースは、接地電位に対して開放状態となる。すなわち、バッファアンプ１２０1のハイインピーダンス信号出力は、定電流回路１００Ｄ1に対して何の作用も及ぼさない。したがって、トランジスタＴｉ1のエミッタの電圧Ｖ1は、基準電圧Ｖｒｅｆと等しくなリ、負荷ＲＬ1には、基準電圧Ｖｒｅｆと抵抗Ｒｉ1とで決まる電流Ｉ1が流れる。
【００８１】
一方、バッファアンプ１２０1の出力がローレベル信号の場合、トランジスタＴｖ1およびＴｉ1のベースの電圧が当該ローレベル信号と同電位となる。ローレベル信号の電位がトランジスタＴｖ1およびＴｉ1をそれぞれオフにする電位であれば、トランジスタＴｉ1には電流が流れず、負荷ＲＬ1への電流Ｉ1の供給も停止される。
【００８２】
このように、トランジスタＴｖ1およびＴｉ1、トランジスタＴｖ2およびＴｉ2、…、トランジスタＴｖNおよびＴｉNそれぞれの組のベースの接続点の電圧を制御することでも、各負荷ＲL1、ＲL2、…、ＲLNに流れる電流Ｉ1、Ｉ2、…、ＩNのオン・オフの独立制御が可能である。
【００８３】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、上述した各実施形態および各実施形態の各変形例の負荷ＲＬとしてＬＥＤアレイを用いた場合の、より具体的な例である。図１０は、第３の実施形態に係る光源駆動装置の一例の構成を示す。なお、図１０において、上述した図７と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００８４】
ここでは、各負荷ＲL1、ＲL2、…、ＲLNに電流を供給する定電流回路として、図７を用いて説明した、第２の実施形態による定電流回路を用いるものとする。勿論、第３の実施形態は、これに限らず、図６に示した第１の実施形態の変形例による定電流回路や、図８および図９に示した、第２の実施形態の第１および第２の変形例による定電流回路を適用することができる。
【００８５】
図１０において、光源部１５０は、複数のＬＥＤアレイ１５１1、１５１2、…、１５１Nと、各ＬＥＤアレイ１５１1、１５１2、…、１５１Nに共通したＬＥＤ用電源１１０とを有する。ＬＥＤ用電源１１０は、電圧ＶLEDを出力する。
【００８６】
光源駆動部１５２は、定電流回路１００Ｅ1、１００Ｅ2、…、１００ＥNが並列接続された定電流回路と、各定電流回路１００Ｅ1、１００Ｅ2、…、１００ＥNにそれぞれ対応するスイッチＳＷ1、ＳＷ2、…、ＳＷNと、各スイッチＳＷ1、ＳＷ2、…、ＳＷNを介して各定電流回路１００Ｅ1、１００Ｅ2、…、１００ＥNに電圧ＶINを供給する電源１０３と、各定電流回路１００Ｅ1、１００Ｅ2、…、１００ＥNに共通に基準電圧Ｖｒｅｆを供給する基準電源１０１とを有する。
【００８７】
各定電流回路１００Ｅ1、１００Ｅ2、…、１００ＥNは、それぞれ負荷ＲＬ1、ＲＬ2、…、ＲＬNとして、上述した各ＬＥＤアレイ１５１1、１５１2、…、１５１Nに電流Ｉ1、Ｉ2、…、ＩNを供給し、各ＬＥＤアレイ１５１1、１５１2、…、１５１Nを駆動する。
【００８８】
各定電流回路１００Ｅ1、１００Ｅ2、…、１００ＥNは、それぞれ、抵抗Ｒｃ1およびＲｉ1、Ｒｃ2およびＲｉ2、…、ＲｃNおよびＲｉNと、トランジスタＴｖ1およびＴｉ1、トランジスタＴｖ2およびＴｉ2、…、トランジスタＴｖNおよびＴｉN、と、コンデンサＣ1、Ｃ2、…、ＣNとを有する。
【００８９】
例えば定電流回路１００Ｅ1において、抵抗Ｒｃ1の一端がスイッチＳＷ1の出力端に接続され、他端がトランジスタＴｖ1のコレクタおよびベースに接続される。トランジスタＴｖ1のベースとトランジスタＴｉ1のベースとが接続され、トランジスタＴｉ1のエミッタが抵抗Ｒｉ1を介して接地される。トランジスタＴｉ1のコレクタが負荷ＲＬ1であるＬＥＤアレイ１５１1のカソードに接続される。また、トランジスタＴｖ1のベースとトランジスタＴｉ1のベースとの接続点が、コンデンサＣ1を介して接地される。
【００９０】
さらに、基準電源１０１が、各トランジスタＴｖ1、Ｔｖ2、…、ＴｖNのエミッタに共通して接続される。なお、図示は省略するが、基準電源１０１と各トランジスタＴｖ1、Ｔｖ2、…、ＴｖNのエミッタとを接続する経路は、抵抗を介して接地されているものとする。また、各スイッチＳＷ1、ＳＷ2、…、ＳＷNにおいて、第１選択入力端が選択された状態をオン状態、第２選択入力端が選択された状態をオフ状態とする。
【００９１】
各スイッチＳＷ1、ＳＷ2、…、ＳＷNは、第１選択入力端がそれぞれ電源１０３の出力に共通に接続され、第２選択入力端がそれぞれ接地される。各スイッチＳＷ1、ＳＷ2、…、ＳＷNは、それぞれ独立したＰＷＭ信号により、オン・オフが制御される。
【００９２】
このような構成において、各スイッチＳＷ1、ＳＷ2、…、ＳＷNをオン状態とすることで、既に説明したように、各定電流回路１００Ｅ1、１００Ｅ2、…、１００Nにおいて、基準電圧Ｖｒｅｆと、各抵抗Ｒｉ1、Ｒｉ2、…、ＲｉNとで決まる電流Ｉ1、Ｉ2、…、ＩNがそれぞれＬＥＤアレイ１５１1、１５１2、…、１５１Nに供給される。
【００９３】
各スイッチＳＷ1、ＳＷ2、…、ＳＷNのオン・オフをＰＷＭ信号に従いそれぞれ制御する。各定電流回路１００Ｅ1、１００Ｅ2、…、１００ＥNは、抵抗およびトランジスタの少ない部品点数で構成されるため、入力信号に対して高速に応答することができる。そのため、各ＬＥＤアレイ１５１1、１５１2、…、１５１Nによる発光量をそれぞれ調整できる。
【００９４】
また、各ＬＥＤアレイ１５１1、１５１2、…、１５１Nのうち点灯不要領域に係る列を消灯するように、各スイッチＳＷ1、ＳＷ2、…、ＳＷNを制御することができる。これにより、省電力化を図ることができる。
【００９５】
また、各トランジスタＴｖ1、Ｔｖ2、…、ＴｖN、ならびに、トランジスタＴｉ1、Ｔｉ2、…、ＴｉNにおいて、ベース電圧を高速に変化させた場合、コレクタ・ベース間に存在する寄生容量により、負荷電流Ｉ1、Ｉ2、…、ＩNの挙動異常を招くおそれがある。図１０の構成においては、各トランジスタＴｖ1、Ｔｖ2、…、ＴｖN、ならびに、トランジスタＴｉ1、Ｔｉ2、…、ＴｉNのベースを、コンデンサＣ1、Ｃ2、…、ＣNを介してそれぞれ接地させ、ベース電圧の変化に対して時定数を与えている。そのため、各トランジスタＴｖ1、Ｔｖ2、…、ＴｖN、ならびに、トランジスタＴｉ1、Ｔｉ2、…、ＴｉNにおけるコレクタ・ベース間の寄生容量の影響が低減され、各ＬＥＤアレイ１５１1、１５１2、…、１５１Nをより安定的に駆動することが可能となる。
【００９６】
なお、各コンデンサＣ1、Ｃ2、…、ＣNの容量は、時定数が実用的な値となるように選択すると好ましい。
【００９７】
さらに、図１０の構成において、それぞれ組となるトランジスタＴｖ1およびＴｉ1、トランジスタＴｖ2およびＴｉ2、…、トランジスタＴｖNおよびＴｉNは、各々互いに温度環境を近い状態とすると、各組の２のトランジスタにおける電圧Ｖbeの温度変化の特性をより近付けることができ、温度耐性を向上させることができる。
【００９８】
例えばトランジスタＴｖ1およびＴｉ1の温度環境を近い状態にする方法としては、当該トランジスタＴｖ1およびＴｉ1を近い位置に配置したり、当該トランジスタＴｖ1およびＴｉ1を接触させて熱的な結合を図る方法が考えられる。また、当該トランジスタＴｖ1およびＴｉ1として、同一パッケージにこれらトランジスタＴｖ1およびＴｉ1が封入されたものを用いることも考えられる。さらに、例えば定電流回路１００Ｅ1そのものを、１の集積回路で構成することも考えられる。
【００９９】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は、例えば第３の実施形態で説明した光源駆動装置を、光源から出射した光を原稿で反射させた反射光を受光素子にて電気信号に変換することで、原稿画像を読み取るスキャナ装置の光源に適用した例である。
【０１００】
図１１は、第４の実施形態を適用可能なスキャナ装置の一例の構成を、概略的に示す。図１１において、スキャナ装置は、原稿を載置するコンタクトガラス１と、原稿露光用の光源２および第１反射ミラー３を含む第１キャリッジ６と、第２反射ミラー４および第３反射ミラー５を含む第２キャリッジ７と、例えばＣＣＤ(Charge  Coupled  Device)やＣＭＯＳ(Complementary  Metal-Oxide  Semiconductor)イメージセンサなどによるイメージセンサ９と、イメージセンサ９に結像するためのレンズユニット８と、読み取り光学系などによる各種の歪みを補正するための白基準板１３とを含んで構成される。イメージセンサ９は、センサボードユニット１０上に実装される。
【０１０１】
光源２は、上述したＬＥＤアレイ１５１1、１５１2、…、１５１NをＰＷＭ駆動して発光した光を出射する。例えば、それぞれ所定数の白色ＬＥＤが整列されたＬＥＤアレイ１５１1、１５１2、…、１５１Nが、主走査方向に一列または複数列に亘り配置されて、光源２が構成される。また、イメージセンサ９は、例えばＣＣＤリニアイメージセンサが主走査方向に整列されてなる。
【０１０２】
ブック読み取りモードによる走査時は、第１キャリッジ６および第２キャリッジ７は、図示されないステッピングモータによって、矢印Ａで示される副走査方向に移動する。光源２から出射された光がコンタクトガラス１上に載置された原稿に照射され、その反射光が第１反射ミラー３、第２反射ミラー４および第３反射ミラー５を介してレンズユニット８に入射され、イメージセンサ９上に結像される。イメージセンサ９は、結像された光を電気信号に変換して出力する。
【０１０３】
一方、シートスルーモード（原稿自動読み取りモード）では、第１キャリッジ６および第２キャリッジ７がシートスルー読み取り用スリット１５の下へ移動後、原稿自動送り装置１４に設置された原稿１２をローラ１６によって矢印Ｂで示される方向に向けてガイドすることで、シートスルー読み取り用スリット１５の位置において原稿読み取りが行われる。
【０１０４】
また、光源２から出射された光が白基準板１３に反射されて、第１反射ミラー３、第２反射ミラー４、第３反射ミラー５およびレンズユニット８を介してイメージセンサ９上に結像するように、第１キャリッジ６および第２キャリッジ７の位置を制御することで、白色を基準としたキャリブレーションを行うことができる。
【０１０５】
図１２は、図１１に例示したスキャナ装置における信号処理を行う一例の構成を示す。なお、図１２において、上述した図１０や図１１と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。スキャナ装置は、イメージセンサ９、タイミングクロック生成部３００、発振器３０１、アナログ信号処理部３１０、Ａ／Ｄ変換部３１１、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）部３１２、光源駆動部３２０および光源２を含む。光源２は、ＬＥＤアレイ１５１1、１５１2、…、１５１Nを含む。
【０１０６】
イメージセンサ９は、受光した光を光電変換でアナログ信号に変換して出力する。イメージセンサ９から出力されたアナログ信号は、アナログ信号処理部３１０に供給され、サンプルホールド処理、黒レベル補正など所定の処理が施され、出力される。アナログ信号処理部３１０の出力は、Ａ／Ｄ変換部３１１でディジタル信号に変換されたアナログ画像データとされ、Ｉ／Ｆ部３１２を介して図示されない画像処理部に供給される。
【０１０７】
タイミングクロック生成部３００は、例えば水晶発振器などを用いた発振器３０１から供給される基準信号に基づき、スキャナ装置の各部に供給するタイミング信号を生成する。例えば、タイミングクロック生成部３００は、イメージセンサ９、アナログ信号処理部３１０、Ａ／Ｄ変換部３１１、Ｉ／Ｆ部３１２および光源駆動部３２０、ならびに、図示されないステッピングモータで用いられるクロック信号をそれぞれ生成し、これら各部に供給する。このとき、タイミングクロック生成部３００は、定電流回路２００や定電流回路２１０においてスイッチ回路ＳＷ１のＯＮ／ＯＦＦを制御するための駆動信号や、光源２を駆動するための駆動信号も生成する。
【０１０８】
光源駆動部３２０は、例えば図１０で説明した光源駆動部１５２を含む。光源駆動部３２０に対し、ＬＥＤアレイ１５１1、１５１2、…、１５１Nを駆動するための入力電圧（ＰＷＭ信号）を昇圧する昇圧回路をさらに含めてもよい。ここで、ＬＥＤアレイ１５１1、１５１2、…、１５１Nは、上述した第３の実施形態による光源駆動装置により駆動されるものとする。これに限らず、ＬＥＤアレイ１５１1、１５１2、…、１５１Nを、上述した第１の実施形態の変形例、ならびに、第２の実施形態および第２の実施形態の各変形例による方法の何れを用いて駆動してもよい。
【０１０９】
このような構成において、タイミングクロック生成部３００により、イメージセンサ９による主走査方向への走査タイミングや、イメージセンサ９から出力されるアナログ信号に同期して、定電流回路２００または２１０のスイッチ回路ＳＷ１を駆動するための駆動信号を生成する。例えば、ＬＥＤアレイ１５１1、１５１2、…、１５１Nの点灯および消灯の１周期または当該周期の整数倍の周期が、主走査方向への１回の走査のタイミングに一致するように、駆動信号を生成する。こうすることで、光量ムラや光量変動などの、読み取り画像に対する影響を抑制することが可能となる。
【０１１０】
また、光源２に、高輝度放電灯と比較して消費電力の小さいＬＥＤを適用可能であり、そのＬＥＤを駆動する構成として上述した各実施形態およびその各変形例を適用することで、より高機能、高性能、且つ、低コストな光源駆動システムを実現することができる。
【０１１１】
さらに、スキャナ装置は、小型化および低消費電力化が進んでいる。小型化により、光源２からイメージセンサ９までの距離が短くなり、原稿反射光のレンズ入射角が大きくなり、読み取りライン上における端部の光が削られる、すなわち、端部においてレンズの透過率が減少する現象が生じる。その対策の一つとして、光源構成への工夫がある。例えば、主に端部側のＬＥＤについて、密に実装する、駆動電流を増加させるなどの手段により光量を増加させる。しかしながら、この方法では、眩しさが増すなどによりユーザに不快感を与えてしまうおそれがある。そのため、光源２において、光源不要部分（原稿領域外）は消灯する、点灯時間幅を極力短くするなどの措置が必要となる。
【０１１２】
また、小型化によりスキャナ装置の内部の空間が狭くなり、装置内部の温度上昇がより顕著になる。温度変化は、あらゆる半導体部品の特性変化を招くため、その対策は不可欠となる。そこで、スキャナ装置に対して、上述した各実施形態およびその各変形例を適用することにより、高速応答制御（瞬時の点灯／消灯）および高温度耐性を、より低コストで実現することが可能となる。また、不要箇所の消灯は、装置の消費電力低減にも寄与するため、その効果は高い。
【０１１３】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。第５の実施形態は、例えば第３の実施形態で説明した光源駆動装置を、原稿画像をスキャナ部で読み取り、得られた画像データにより用紙に対して画像形成を行う複写機に適用した例である。図１３は、第５の実施形態に適用可能な複写機４００の一例の構成を示す。
【０１１４】
図１３において、複写機４００の上面には、コンタクトガラス２８が設けられている。複写機４００の上部には、自動原稿送り装置（ＡＤＦ）５０１が設けられており、このＡＤＦ５０１は、コンタクトガラス２８を開閉するように、複写機４００に対してヒンジ（図示しない）などを介して連結されている。ＡＤＦ５０１は、複数の原稿からなる原稿束を載置可能な原稿載置台としての原稿トレイ５０２と、原稿トレイ５０２に載置された原稿束から原稿を１枚ずつ分離してコンタクトガラス２８に向かって搬送する分離・搬送部とを備える。
【０１１５】
分離搬送部は、コンタクトガラス２８に向けて搬送された原稿を、コンタクトガラス２８上の読み取り位置に搬送および停止させる。それと共に、分離搬送部は、コンタクトガラス２８の下方に配設されたスキャナ部４０により読み取りが終了した原稿を、コンタクトガラス２８上から搬出する。
【０１１６】
図１３の例では、スキャナ部４０は、光源２９、ミラー３０、３１、３２、レンズユニット３５およびイメージセンサ３６を備える。光源２９から射出された光がミラー３０、３１および３２を介してレンズユニット３５に入射される。レンズユニット３５は、入射された光をイメージセンサ３６上に結像させる。
【０１１７】
スキャナ部４０において、イメージセンサ３６は、ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサを用いることができる。また、本第４の実施形態においては、光源２９は、白色ＬＥＤアレイを発光源として備える。例えば、スキャナ部４０の構成は、上述の第４の実施形態において図１１および図１２を用いて説明したスキャナ装置の構成と対応させることができ、光源２９は、図１１および図１２における光源２と同様の構成とすることができる。
【０１１８】
この光源２９は、図１２に例示した光源駆動部３２０と同等の光源駆動部（図示しない）により発光駆動される。このとき、ＬＥＤアレイの駆動方法は、上述した各実施形態およびその各変形例による方法の何れを用いてもよい。また、光源２９の点灯周期は、１周期または当該周期の整数倍の周期がイメージセンサ３６の走査の周期のタイミングに一致するように制御される。
【０１１９】
コントローラ（図示しない）は、複写機４００の給紙スタート信号に応じて、給紙モータ（図示しない）を正転駆動または逆転駆動する。給紙モータが正転駆動されると、給送ローラ５０３が時計方向に回転して原稿束から最上位に位置する原稿が給紙され、コンタクトガラス２８に向かって搬送される。この原稿の先端が原稿セット検知センサ５０７によって検知されると、コントローラは原稿セット検知センサ５０７からの出力信号に基づいて給紙モータを逆転駆動させる。これにより、後続する原稿が進入するのを防止して分離されないようになっている。  
【０１２０】
また、コントローラは原稿セット検知センサ５０７が原稿の後端を検知したとき、この検知時点からの搬送ベルトモータの回転パルスを計数し、回転パルスが所定値に達したときに、給送ベルト５０４の駆動を停止して給送ベルト５０４を停止することにより、原稿をコンタクトガラス２８読取位置に停止させる。また、コントローラは原稿セット検知センサ５０７によって原稿の後端が検知された時点で、給紙モータを再び駆動し、後続する原稿を上述したように分離してコンタクトガラス２８に向かって搬送し、この原稿が原稿セット検知センサ５０７によって検知された時点からの給紙モータのパルスが所定パルスに到達したときに、給紙モータを停止させて次原稿を先出し待機させる。
【０１２１】
そして、原稿がコンタクトガラス２８の読取位置に停止したとき、複写機４００のスキャナ部４０において、光源２９から出射された光が原稿に反射した反射光をイメージセンサ３６で読み取って、原稿の読み取りが行なわれる。この読み取りが終了すると、コントローラに対してその旨示す信号が入力される。コントローラは、この信号が入力されると、給紙モータを正転駆動して、搬送ベルト５０４によって原稿をコンタクトガラス２８から排送ローラ５０５に搬出する。
【０１２２】
上記のように、ＡＤＦ５０１にある原稿トレイ５０２に原稿の画像面を上にして置かれた原稿束は、操作部上のプリントキーが押下されると、一番上の原稿からコンタクトガラス２８上の所定の位置に給送される。給送された原稿は、スキャナ部４０によってコンタクトガラス２８を介して読み取られた後、給送ベルト５０４および反転駆動コロによって排出口Ａ（原稿反転排出時の排出口）に排出される。さらに、原稿トレイ５０２に次の原稿が有ることを検知した場合、前原稿と同様にコンタクトガラス２８上に給紙する。  
【０１２３】
第１トレイ５０８、第２トレイ５０９、第３トレイ５１０に積載された転写紙は、各々第１給紙ユニット５１１、第２給紙ユニット５１２、第３給紙ユニット５１３によって給紙され、縦搬送ユニット５１４によって感光体５１５に当接する位置まで搬送される。スキャナ部４０で原稿画像が読み取られた画像データは、書き込みユニット５５７からのレーザによって感光体５１５に書き込まれ、現像ユニット５２７を通過することによってトナー像が形成される。
【０１２４】
書き込みユニット５５７は、レーザ光源５２８およびレンズユニット５５９を有すると共に、例えばポリゴンミラーによるミラー部５６０を有する。レーザ光源５５８から出射されたレーザ光がレンズユニット５５９を介して、回転するミラー部５６０に照射される。ミラー部５６０の回転により、ミラー部５６０に照射されたレーザ光が感光体５１５を主走査方向に走査することで、感光体５１５上にトナーによる静電潜像が形成される。
【０１２５】
そして、転写紙は感光体５１５の回転と等速で搬送ベルト５１６によって搬送されながら、感光体５１５上に静電潜像により形成されたトナー像が転写される。その後、定着ユニット５１７にて画像を定着させ、排紙ユニット５１８に搬送される。排紙ユニット５１８に搬送された転写紙は、ステープルモードを行わない場合は、排紙トレイ５１９に排紙される。
【符号の説明】
【０１２６】
ＯＰ  オペアンプ
Ｑ１，Ｑ２，Ｔｉ，Ｔｉ1，Ｔｉ2，ＴｉN，Ｒ，Ｒｃ，Ｒｃ1，Ｒｃ2，ＲｃN，Ｒｉ，Ｒｉ1，Ｒｉ2，ＲｉN  抵抗
ＲL，ＲL1，ＲL2，ＲLN  負荷
Ｔｖ，Ｔｖ1，Ｔｖ2，ＴｖN  トランジスタ
ＳＷ，ＳＷ1，ＳＷ2，ＳＷN  スイッチ
２  光源
９  イメージセンサ
１００，１００1，１００2，１００N，１００Ａ，１００Ａ1，１００Ａ2，１００ＡN，１００Ｂ1，１００Ｂ2，１００ＢN，１００Ｃ1，１００Ｃ2，１００ＣN，１００Ｄ1，１００Ｄ2，１００ＤN，１００Ｅ1，１００Ｅ2，１００ＥN  定電流回路
１０１  基準電源
１０２，１０３  電源
１５１1，１５１2，１５１3  ＬＥＤアレイ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２７】
【特許文献１】特許第４６７７７３５号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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