(57)【要約】【課題】  電源電圧依存性が少ない基準電圧発生回路を提供して、発光素子や駆動素子の温度上昇に起因する発光パワーの増減を効果的に補償することができるとともに、電源投入直後における温度ドリフトによる影響を著しく軽減することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  画像形成装置におけるＬＥＤヘッドは、基準電圧Ｖｒｅｆを発生する基準電圧発生回路を備える。基準電圧発生回路は、ダイオード２０４と、２つの負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２とを有し、電源電圧ＶＤＤをダイオード２０４と負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２とによって分圧して基準電圧Ｖｒｅｆとして出力する。そして、ＬＥＤヘッドにおいては、基準電圧発生回路によって発生された基準電圧Ｖｒｅｆに基づいてＬＥＤ素子を駆動する駆動ＩＣとダイオード２０４とを、所定のプリント配線基板上に搭載している。【選択図】  図８
2006159472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源の出力を電圧制限手段と電流制限手段とによって分圧して基準電圧として出力する基準電圧出力手段を有する基準電圧発生手段と、
前記基準電圧発生手段によって発生された前記基準電圧に基づいて発光手段を駆動する駆動手段と、
前記電圧制限手段と前記駆動手段とを搭載する基板とを備えること
を特徴とする発光ユニット。
【請求項２】
前記電圧制限手段の消費電力と当該電圧制限手段の前記基板に接続された面の面積との比は、前記駆動手段の消費電力と当該駆動手段の前記基板に接続された面の面積との比と略等しいこと
を特徴とする請求項１記載の発光ユニット。
【請求項３】
前記電圧制限手段の消費電力と当該電圧制限手段の前記基板に接続された面の面積との比は、前記駆動手段の消費電力と当該駆動手段の前記基板に接続された面の面積との比に対して、１／１０倍から１０倍の範囲にあること
を特徴とする請求項１記載の発光ユニット。
【請求項４】
前記駆動手段の前記基板に接続された面の面積は、前記電圧制限手段の前記基板に接続された面の面積と、（前記駆動手段の消費電力）／（前記電圧制限手段の消費電力）との積と略等しいこと
を特徴とする請求項１記載の発光ユニット。
【請求項５】
前記駆動手段の前記基板に接続された面の面積は、前記電圧制限手段の前記基板に接続された面の面積と、（前記駆動手段の消費電力）／（前記電圧制限手段の消費電力）との積に対して、１／１０倍から１０倍の範囲にあること
を特徴とする請求項１記載の発光ユニット。
【請求項６】
前記電圧制限手段は、印加された電源電圧に基づいて所定の電圧を出力する電圧出力手段の出力端子に順方向接続されたダイオードを有し、
前記電流制限手段は、前記ダイオードに一端が接続された負荷抵抗を有すること
を特徴とする請求項１記載の発光ユニット。
【請求項７】
前記電圧制限手段は、印加された電源電圧に基づいて所定の電圧を出力する電圧出力手段の出力端子にベース端子が接続されるとともにコレクタ端子に前記電源電圧が印加されるＮＰＮバイポーラトランジスタを有し、
前記電流制限手段は、前記ＮＰＮバイポーラトランジスタのエミッタ端子に一端が接続された負荷抵抗を有すること
を特徴とする請求項１記載の発光ユニット。
【請求項８】
前記電圧制限手段は、印加された電源電圧に基づいて所定の電圧を出力する電圧出力手段の出力端子にベース端子が接続された第１のＮＰＮバイポーラトランジスタと、前記第１のＮＰＮバイポーラトランジスタのエミッタ端子にベース端子が接続されるとともにコレクタ端子に前記電源電圧が印加される第２のＮＰＮバイポーラトランジスタとを有し、
前記電流制限手段は、前記第２のＮＰＮバイポーラトランジスタのエミッタ端子に一端が接続された負荷抵抗を有すること
を特徴とする請求項１記載の発光ユニット。
【請求項９】
前記電圧制限手段は、印加された電源電圧に基づいて所定の電圧を出力する電圧出力手段の出力端子にゲート端子が接続されるとともにドレイン端子に前記電源電圧が印加されるＮチャネルＭＯＳトランジスタを有し、
前記電流制限手段は、前記ＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース端子に一端が接続された負荷抵抗を有すること
を特徴とする請求項１記載の発光ユニット。
【請求項１０】
複数の発光素子が配列された発光手段を備える発光ユニットにおいて、
電源の出力を電圧制限手段と電流制限手段とによって分圧して基準電圧として出力する基準電圧出力手段を有する基準電圧発生手段と、
前記基準電圧発生手段によって発生された前記基準電圧に基づいて前記発光手段を駆動する駆動手段と、
前記電圧制限手段と前記駆動手段とを搭載する基板とを備えること
を特徴とする発光ユニット。
【請求項１１】
感光体に光を照射して露光する光源としての複数の発光素子が配列された発光手段を有する発光ユニットを備え、画像データに基づいて前記発光素子を発光させて前記感光体を露光して当該感光体上に画像を形成する画像形成装置において、
電源の出力を電圧制限手段と電流制限手段とによって分圧して基準電圧として出力する基準電圧出力手段を有する基準電圧発生手段と、
前記基準電圧発生手段によって発生された前記基準電圧に基づいて前記発光手段を駆動する駆動手段と、
前記電圧制限手段と前記駆動手段とを搭載する基板とを備えること
を特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の発光素子からなる発光ユニット、及びこの発光ユニットを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真記録方式の画像形成装置においては、帯電した感光体ドラムをプリント情報に応じて選択的に光照射して静電潜像を形成した上で、この静電潜像にトナーを付着させて現像を行ってトナー像を形成し、このトナー像を記録媒体としての用紙に転写して定着させることにより、当該用紙上に画像を形成する。
【０００３】
このような画像形成装置としては、感光体ドラムに光を照射して露光する光源として発光ダイオード（Light Emitting Diode；以下、ＬＥＤという。）を用いたものが知られている。かかる画像形成装置に用いられるＬＥＤヘッドは、複数のＬＥＤ素子が配列されたＬＥＤアレイチップと、これら各ＬＥＤアレイチップを駆動する駆動ＩＣ（Integrated Circuit）とから構成される。また、ＬＥＤヘッドは、基準電圧を発生する基準電圧発生回路を備え、発生した基準電圧と駆動ＩＣに内蔵された抵抗とに基づいて基準電流を発生させ、この基準電流に応じて、ＬＥＤ素子を駆動するための駆動電流を発生させる構成とされる。このとき、ＬＥＤヘッドにおいては、印加される基準電圧に正の温度係数を与えることにより、ＬＥＤ素子の温度上昇に対する発光パワーの減少の補償を図っている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３３２４９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した特許文献１をはじめとする従来のＬＥＤヘッドにおいては、例えば黒色をベタ塗りするような印刷を行う場合等には、多数のＬＥＤ素子が一斉に駆動されることから、電源電流に大きなピーク電流を生じ、これにより、電源電圧に電圧降下が生じることになる。そして、ＬＥＤヘッドにおいては、電源電圧の電圧降下に起因して基準電圧値が低下し、ＬＥＤ素子の駆動電流も変動してしまい、結果として、印刷濃度の低下や濃度むらが発生する事態を招来していた。
【０００６】
また、従来のＬＥＤヘッドにおいては、駆動ＩＣと基準電圧回路の自己発熱量が異なることから、特に電源投入直後における温度ドリフトが顕著に現れる。ＬＥＤヘッドにおいては、電源投入から十分な時間が経過するまで駆動させずに放置し、当該ＬＥＤヘッド全体の温度が平衡状態に達してから印刷動作へと移行するのであれば、かかる温度ドリフトの影響は問題がない。しかしながら、ＬＥＤヘッドにおいては、通常、熱時定数が数十分にもなることから、かかる使用形態は現実的ではない。
【０００７】
また、ＬＥＤヘッドの製造工程においては、ＬＥＤアレイチップの製造ばらつきに起因する発光パワーのばらつきを補正する工程が必要となる。そのため、画像形成装置においては、ＬＥＤ素子の駆動電流値をドット単位で補正して調整するための回路を備えるのが通例である。
【０００８】
しかしながら、ＬＥＤ素子の発光パワーのばらつきを補正するための光量測定は、ＬＥＤヘッドの完成後に行われることになるが、上述したように、当該ＬＥＤヘッドの光量測定のために電源を投入し、温度平衡状態に達するまで待機し続け、しかる後、光量測定を行うことになると、ＬＥＤヘッドの完成検査時間や、光量補正処理に要する時間が増加し、製造コストが著しく増加してしまうという問題がある。
【０００９】
一方、ＬＥＤ素子の発光パワーのばらつきを補正するための光量測定を、当該ＬＥＤヘッドが温度平衡状態に達するのを待たずに行った場合には、上述した駆動ＩＣの温度ドリフトの影響を測定結果に反映させることができない。そのため、かかる場合には、当該ＬＥＤヘッドをプリンタ実機に搭載した後に、温度ドリフトの影響が顕在化することになることから、印刷濃度の低下や濃度むらを招来する一因となる。
【００１０】
このように、従来のＬＥＤヘッドにおいては、電源電圧の変動による基準電圧の変動を生じ、これに起因してＬＥＤ素子の駆動電流にも変動を生じ、さらに、ＬＥＤ素子の発光パワーの変化による印刷濃度の低下や濃度むらが発生するという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、電源電圧依存性が少ない基準電圧発生回路を備えるとともに、電源投入直後における温度ドリフトによる影響を著しく軽減することができる発光ユニット、及びこの発光ユニットを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した目的を達成する本発明にかかる発光ユニットは、電源の出力を電圧制限手段と電流制限手段とによって分圧して基準電圧として出力する基準電圧出力手段を有する基準電圧発生手段と、前記基準電圧発生手段によって発生された前記基準電圧に基づいて発光手段を駆動する駆動手段と、前記電圧制限手段と前記駆動手段とを搭載する基板とを備えることを特徴としている。
【００１３】
このような本発明にかかる発光ユニットにおいては、基準電圧発生手段における所望の温度依存性が電源電圧によらずに電圧制限手段の温度特性によって決定される。したがって、本発明にかかる発光ユニットにおいては、基準電圧発生手段が電源電圧の変動の影響を受けることなく、発光手段や駆動手段の温度上昇に起因する発光パワーの増減を効果的に補償することができる。
【００１４】
また、本発明にかかる発光ユニットにおいては、電源投入直後における素子の自己発熱による発光手段の駆動電流値の変動を低減することができ、また、温度平衡状態における温度上昇値を、温度検出素子である電圧制限手段と被検出素子である駆動手段との間で略等しく設定することが可能となる。したがって、本発明にかかる発光ユニットにおいては、電源投入から十分な時間が経過するまで駆動させずに放置して当該発光ユニット全体が温度平衡状態に達してから印刷動作へと移行する等の手順を行う必要がなく、また、製造工程においても、発光手段の製造ばらつきに起因する発光パワーのばらつきを補正する工程で、当該発光ユニットの光量測定のために電源を投入した後、温度平衡状態に達する前に、光量測定を完了することが可能となり、完成検査時間や光量補正処理に要する時間を削減することができ、製造コストの削減を図ることができる。
【００１５】
ここで、前記電圧制限手段の消費電力と当該電圧制限手段の前記基板に接続された面の面積との比は、前記駆動手段の消費電力と当該駆動手段の前記基板に接続された面の面積との比と略等しく設定するのが望ましい。また、前記電圧制限手段の消費電力と当該電圧制限手段の前記基板に接続された面の面積との比は、前記駆動手段の消費電力と当該駆動手段の前記基板に接続された面の面積との比に対して、１／１０倍から１０倍の範囲にあるように設定しても十分に実用的である。
【００１６】
換言すれば、前記駆動手段の前記基板に接続された面の面積は、前記電圧制限手段の前記基板に接続された面の面積と、（前記駆動手段の消費電力）／（前記電圧制限手段の消費電力）との積と略等しく設定するのが望ましく、また、前記電圧制限手段の前記基板に接続された面の面積と、（前記駆動手段の消費電力）／（前記電圧制限手段の消費電力）との積に対して、１／１０倍から１０倍の範囲にあるように設定しても十分に実用的である。
【００１７】
より具体的には、前記電圧制限手段としては、印加された電源電圧に基づいて所定の電圧を出力する電圧出力手段の出力端子に順方向接続されたダイオードを有するものを用いることができ、前記電流制限手段としては、前記ダイオードに一端が接続された負荷抵抗を有するものを用いることができる。
【００１８】
また、前記電圧制限手段としては、印加された電源電圧に基づいて所定の電圧を出力する電圧出力手段の出力端子にベース端子が接続されるとともにコレクタ端子に前記電源電圧が印加されるＮＰＮバイポーラトランジスタを有するものを用いることができ、前記電流制限手段としては、前記ＮＰＮバイポーラトランジスタのエミッタ端子に一端が接続された負荷抵抗を有するものを用いてもよい。
【００１９】
さらに、前記電圧制限手段としては、印加された電源電圧に基づいて所定の電圧を出力する電圧出力手段の出力端子にベース端子が接続された第１のＮＰＮバイポーラトランジスタと、前記第１のＮＰＮバイポーラトランジスタのエミッタ端子にベース端子が接続されるとともにコレクタ端子に前記電源電圧が印加される第２のＮＰＮバイポーラトランジスタとを有するものを用いることができ、前記電流制限手段は、前記第２のＮＰＮバイポーラトランジスタのエミッタ端子に一端が接続された負荷抵抗を有するものを用いてもよい。
【００２０】
さらにまた、前記電圧制限手段としては、印加された電源電圧に基づいて所定の電圧を出力する電圧出力手段の出力端子にゲート端子が接続されるとともにドレイン端子に前記電源電圧が印加されるＮチャネルＭＯＳトランジスタを有するものを用いることができ、前記電流制限手段としては、前記ＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース端子に一端が接続された負荷抵抗を有するものを用いてもよい。
【００２１】
また、上述した目的を達成する本発明にかかる発光ユニットは、複数の発光素子が配列された発光手段を備える発光ユニットにおいて、電源の出力を電圧制限手段と電流制限手段とによって分圧して基準電圧として出力する基準電圧出力手段を有する基準電圧発生手段と、前記基準電圧発生手段によって発生された前記基準電圧に基づいて前記発光手段を駆動する駆動手段と、前記電圧制限手段と前記駆動手段とを搭載する基板とを備えることを特徴としている。
【００２２】
さらに、上述した目的を達成する本発明にかかる画像形成装置は、感光体に光を照射して露光する光源としての複数の発光素子が配列された発光手段を有する発光ユニットを備え、画像データに基づいて前記発光素子を発光させて前記感光体を露光して当該感光体上に画像を形成する画像形成装置において、電源の出力を電圧制限手段と電流制限手段とによって分圧して基準電圧として出力する基準電圧出力手段を有する基準電圧発生手段と、前記基準電圧発生手段によって発生された前記基準電圧に基づいて前記発光手段を駆動する駆動手段と、前記電圧制限手段と前記駆動手段とを搭載する基板とを備えることを特徴としている。
【００２３】
このような本発明にかかる発光ユニット及び画像形成装置においては、基準電圧発生手段における所望の温度依存性が電源電圧によらずに電圧制限手段の温度特性によって決定される。したがって、本発明にかかる発光ユニット及び画像形成装置においては、基準電圧発生手段が電源電圧の変動の影響を受けることなく、発光手段や駆動手段の温度上昇に起因する発光パワーの増減を効果的に補償することができる。
【００２４】
また、本発明にかかる発光ユニット及び画像形成装置においては、電源投入直後における素子の自己発熱による発光手段の駆動電流値の変動を低減することができ、また、温度平衡状態における温度上昇値を、温度検出素子である電圧制限手段と被検出素子である駆動手段との間で略等しく設定することが可能となる。したがって、本発明にかかる発光ユニット及び画像形成装置においては、電源投入から十分な時間が経過するまで駆動させずに放置して当該発光ユニット全体が温度平衡状態に達してから印刷動作へと移行する等の手順を行う必要がなく、また、製造工程においても、発光手段の製造ばらつきに起因する発光パワーのばらつきを補正する工程で、当該発光ユニットの光量測定のために電源を投入した後、温度平衡状態に達する前に、光量測定を完了することが可能となり、完成検査時間や光量補正処理に要する時間を削減することができ、製造コストの削減を図ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明においては、電源電圧依存性が少ない基準電圧発生手段を提供することができ、発光手段や駆動手段の温度上昇に起因する発光パワーの増減を効果的に補償することができるとともに、電源投入直後における温度ドリフトによる影響を著しく軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
この実施の形態は、静電潜像担持体としての感光体ドラムの帯電及び露光、当該感光体ドラム上に形成された静電潜像のトナーによる現像、得られたトナー画像の記録媒体上への転写、当該記録媒体上のトナー画像の定着といったプロセスを経ることにより、画像形成を行う電子写真記録方式の画像形成装置である。なお、以下では、説明の便宜上、感光体ドラムに光を照射して露光する光源として、複数の発光ダイオード（Light Emitting Diode；以下、ＬＥＤという。）からなる列を備えた画像形成装置を取り上げ、これらＬＥＤ素子を被駆動素子として本発明を適用した場合について説明するものとする。
【００２８】
まず、本発明の第１の実施の形態として示す画像形成装置について説明する。
【００２９】
画像形成装置は、例えば図１に示すような制御回路を備える。すなわち、画像形成装置は、当該画像形成装置を統括的に制御する印刷制御部１を備える。印刷制御部１は、例えば、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポート、及びタイマ等から構成され、当該画像形成装置における印字部の内部に配設される。印刷制御部１は、図示しない上位コントローラから送信された制御信号ＳＧ１やドットマップデータを一次元的に配列したビデオ信号ＳＧ２等に基づいて、当該画像形成装置全体をシーケンス制御し、印刷動作を行う。
【００３０】
より具体的には、印刷制御部１は、制御信号ＳＧ１に含まれる印刷指示を受信すると、まず、ヒータ２２ａを内蔵した定着器２２の温度を検出する定着器温度センサ２３によって検出された温度を読み込み、当該定着器２２が使用可能な温度範囲にあるか否かを判定する。そして、印刷制御部１は、定着器２２が使用可能な温度範囲にないものと判定した場合には、ヒータ２２ａに対する通電を行い、使用可能な温度まで定着器２２を加熱する。一方、印刷制御部１は、定着器２２が使用可能な温度範囲にあるものと判定した場合には、ドライバ２を介して現像・転写プロセス用モータ３を回転させるとともに、チャージ信号ＳＧＣを帯電用高圧電源２５に供給することによって当該帯電用高圧電源２５をオン状態とし、現像器２７の帯電を行う。
【００３１】
そして、印刷制御部１は、図示しない給紙トレイにおける記録媒体としての用紙の有無を用紙残量センサ８を介して検出するとともに、当該給紙トレイにセットされている用紙の種類を用紙サイズセンサ９を介して検出し、当該用紙に応じた用紙の給送を開始する。ここで、用紙送りモータ５は、ドライバ４を介して双方向に回転させることが可能とされ、印刷制御部１は、最初に当該用紙送りモータ５を逆回転させ、用紙吸入口センサ６によって検出されるまで、給紙トレイにセットされた用紙を予め設定された量だけ給送する。そして、印刷制御部１は、ドライバ４を介して用紙送りモータ５を正回転させ、用紙を当該画像形成装置内部の印刷機構へと搬送する。
【００３２】
続いて、印刷制御部１は、用紙が印刷可能な位置まで到達すると、図２に示すように、主走査同期信号や副操作同期信号を含むタイミング信号ＳＧ３を上位コントローラに対して送信し、これに応じて、上位コントローラからページ毎に編集されたビデオ信号ＳＧ２を受信する。そして、印刷制御部１は、所定のクロック信号ＨＤ−ＣＬＫに基づいて、受信したビデオ信号ＳＧ２を、印字データ信号ＨＤ−ＤＡＴＡとしてＬＥＤヘッド１９に対して転送する。なお。ＬＥＤヘッド１９は、後に詳述するが、１ドット（ピクセル）の印字のために設けられたＬＥＤ素子を複数個線状に配列したものである。
【００３３】
このようなビデオ信号ＳＧ２の送受信は、印刷ライン毎に行われる。印刷制御部１は、１ライン分のビデオ信号ＳＧ２を受信すると、ＬＥＤヘッド１９に対してラッチ信号ＨＤ−ＬＯＡＤを送信し、印字データ信号ＨＤ−ＤＡＴＡを当該ＬＥＤヘッド１９内に保持させる。なお、印刷制御部１は、上位コントローラから次のラインのビデオ信号ＳＧ２を受信している最中においても、ＬＥＤヘッド１９に保持させた印字データ信号ＨＤ−ＤＡＴＡについての印刷を行わせることができる。
【００３４】
ＬＥＤヘッド１９によって印刷される情報は、所定の負電位に帯電させられた図示しない感光体ドラム上に、電位が上昇したドットとして潜像化される。そして、印刷制御部１は、現像器２７を制御し、所定の負電位に帯電させられた画像形成用のトナーを、感光体ドラム上に担持されている各ドットに電気的な吸引力によって吸引させ、トナー像を形成させる。この形成されたトナー像は、転写器２８に供給される。印刷制御部１は、転写信号ＳＧ４を転写用高圧電源２６に供給することによって当該転写用高圧電源２６をオン状態とし、所定の正電位を転写器２８に対して印加させる。このとき、印刷制御部１は、用紙サイズセンサ９及び用紙吸入口センサ６による検出に基づいて、用紙が転写器２８を通過している間だけ、転写用高圧電源２６からの電圧を当該転写器２８に対して印加させる。これに応じて、転写器２８は、感光体ドラムと当該転写器２８との間を通過する用紙上にトナー像を転写する。
【００３５】
このようにしてトナー像が転写された用紙は、定着器２２に搬送される。定着器２２は、ヒータ２２ａによる熱によってトナー像を用紙上に定着する。画像が定着された用紙は、さらに搬送され、印刷機構から外部へと排出される。このとき、印刷制御部１は、排出口近傍に設けられた用紙排出口センサ７を介して、用紙が排出された旨を検出する。そして、印刷制御部１は、印刷が終了して、用紙排出口センサ７が設けられた位置を用紙が通過すると、帯電用高圧電源２５による現像器２７に対する電圧の印加を終了させるとともに、ドライバ２を介して現像・転写プロセス用モータ３の回転を停止させる。
【００３６】
画像形成装置は、印刷制御部１の制御のもとに、このような一連の動作を繰り返し行うことにより、複数枚の用紙に対する画像形成を行うことができる。
【００３７】
さて、このような画像形成装置は、上述したように、ＬＥＤヘッド１９を備える。ＬＥＤヘッド１９は、例えば図３に示すような回路構成からなる。すなわち、ＬＥＤヘッド１９は、複数のフリップフロップ回路ＦＦ１，ＦＦ２，・・・と、これら複数のフリップフロップ回路ＦＦ１，ＦＦ２，・・・のそれぞれに対応して設けられた複数のラッチ回路ＬＴ１，ＬＴ２，・・・とを有する。印刷制御部１から転送された印字データ信号ＨＤ−ＤＡＴＡは、クロック信号ＨＤ−ＣＬＫとともにＬＥＤヘッド１９に入力され、これら複数のフリップフロップ回路ＦＦ１，ＦＦ２，・・・からなるシフトレジスタに順次転送される。例えば、Ａ４サイズの用紙に印刷可能であり且つ１インチあたり６００ドットの解像度を有する画像形成装置においては、４９９２ドット分のビットデータが４９９２個のフリップフロップ回路ＦＦ１，ＦＦ２，・・・，ＦＦ４９９２からなるシフトレジスタに順次転送される。このようなフリップフロップ回路ＦＦ１，ＦＦ２，・・・，ＦＦ４９９２からなるシフトレジスタに順次転送されたビットデータは、印刷制御部１から送信されたラッチ信号ＨＤ−ＬＯＡＤがＬＥＤヘッド１９に入力されるのに応じて、ラッチ回路ＬＴ１，ＬＴ２，・・・，ＬＴ４９９２にそれぞれ保持される。そして、ＬＥＤヘッド１９においては、ラッチ回路ＬＴ１，ＬＴ２，・・・，ＬＴ４９９２にそれぞれ保持されたビットデータと、印刷制御部１から送信されてインバータ回路Ｇ０を通過した印刷駆動信号ＨＤ−ＳＴＢ−Ｎとを、複数のプリバッファ回路Ｇ１，Ｇ２，・・・，Ｇ４９９２に供給され、これらビットデータと印刷駆動信号ＨＤ−ＳＴＢ−Ｎとに基づいて、所定の電源ＶＤＤから給電された電力によって駆動するスイッチ素子Ｔｒ１，Ｔｒ２，・・・，Ｔｒ４９９２を開閉させ、複数のＬＥＤ素子ＬＤ１，ＬＤ２，・・・，ＬＤ４９９２のうち、ハイレベルであるドットデータに対応するＬＥＤ素子を点灯させる。
【００３８】
このようなＬＥＤヘッド１９の内部構成は、例えば図４に示すようなものである。なお、ここでは、１インチあたり６００ドットの解像度でＡ４サイズの用紙に印刷可能なＬＥＤヘッド１９について例示する。
【００３９】
このＬＥＤヘッド１９は、１９２個のＬＥＤ素子が配列された２６個のＬＥＤアレイチップＣＨＰ１，ＣＨＰ２，・・・，ＣＨＰ２６と、これらＬＥＤアレイチップＣＨＰ１，ＣＨＰ２，・・・，ＣＨＰ２６のそれぞれを駆動する２６個の駆動ＩＣ（Integrated Circuit）ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，・・・，ＤＲＶ２６とが配列されて構成される。各駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，・・・，ＤＲＶ２６は、同一回路によって構成され、隣接する駆動ＩＣとカスケード接続されている。
【００４０】
駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，・・・，ＤＲＶ２６は、それぞれ、１９２個のフリップフロップ回路からなりクロック信号ＨＤ−ＣＬＫに同期させて印字データ信号ＨＤ−ＤＡＴＡをシフト入力させるように構成されたシフトレジスタ回路１００（上述したフリップフロップ回路ＦＦに相当。）と、このシフトレジスタ回路１００の出力信号をラッチ信号ＨＤ−ＬＯＡＤに基づいて保持するラッチ回路１０１（上述したラッチ回路ＬＴに相当。）と、負論理信号であるストローブ信号（以下、印刷駆動信号ＨＤ−ＳＴＢ−Ｎという。）が入力されるインバータ回路１０２（上述したインバータ回路Ｇ０に相当。）と、ラッチ回路１０１の出力信号とインバータ回路１０２の出力信号との論理積をとる論理積回路１０３と、この論理積回路１０３の出力信号に基づいて、所定の電源ＶＤＤから給電された電力に基づく駆動電流をＬＥＤ素子に供給するＬＥＤ駆動回路１０４と、このＬＥＤ駆動回路１０４に対して駆動電流が一定になるように指令電圧を与える制御電圧発生回路１０５とを有する。
【００４１】
また、ＬＥＤヘッド１９は、基準電圧発生回路１０６を有する。ＬＥＤヘッド１９においては、この基準電圧発生回路１０６によって発生された基準電圧Ｖｒｅｆを制御電圧発生回路１０５に供給することにより、ＬＥＤ素子を駆動するための基準電流を発生させている。
【００４２】
ここで、ＬＥＤ素子を駆動するための駆動電流値は、駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，・・・，ＤＲＶ２６によって発生させた基準電圧値に基づいて決定される。以下、駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，・・・，ＤＲＶ２６のさらなる内部構成の説明に立ち入って、その動作の概要を説明する。
【００４３】
図５に、先に図３に示したプリバッファ回路Ｇとその周辺回路との接続関係を示す。図５において、破線にて囲まれた部分がプリバッファ回路Ｇに相当するものであり、ここでは、代表してドット１についての構成、すなわち、ラッチ回路ＬＴ１、プリバッファ回路Ｇ１、スイッチ素子Ｔｒ１、及びＬＥＤ素子ＬＤ１等によって構成される回路部について示している。
【００４４】
プリバッファ回路Ｇ１には、ラッチ回路１０１の出力信号とインバータ回路１０２の出力信号との論理積をとる論理積回路ＡＤ１（上述した論理積回路１０３に相当。）と、上述したＬＥＤ駆動回路１０４を構成するＰチャネルＭＯＳ（Metal-Oxide Semiconductor）トランジスタＴＰ１及びＮチャネルＭＯＳトランジスタＴＮ１とが設けられる。
【００４５】
また、図５における一点鎖線にて囲まれた部分は、先に図４に示した制御電圧発生回路１０５であり、駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，・・・，ＤＲＶ２６のそれぞれに１回路ずつ設けられる。制御電圧発生回路１０５には、演算増幅器１１０が設けられ、この演算増幅器１１０の反転入力端子には、基準電圧発生回路１０６の入力端子ＶＲＥＦから供給される基準電圧Ｖｒｅｆが印加される。また、この演算増幅器１１０の非反転入力端子には、例えばポリシリコンや不純物拡散抵抗等の半導体プロセス技術を用いて作成されて駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，・・・，ＤＲＶ２６の内部にモノシリックに集積された基準抵抗Ｒｒｅｆが接続されている。さらに、基準抵抗Ｒｒｅｆには、先に図３に示したスイッチ素子Ｔｒ等に対応するＰチャネルＭＯＳトランジスタ１１１が接続されている。このＰチャネルＭＯＳトランジスタ１１１のゲート端子には、演算増幅器１１０から出力される制御電圧Ｖｃｏｎｔが印加される。これにより、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ１１１には、Ｖｒｅｆ／Ｒｒｅｆなる電流が流れることになる。なお、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ１１１のゲート長は、それぞれ等しいサイズとなるように構成されている。
【００４６】
このようなプリバッファ回路Ｇ１及び制御電圧発生回路１０５において、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＴＮ１のソース端子には、演算増幅器１１０から出力される制御電圧Ｖｃｏｎｔが印加される。そして、プリバッファ回路Ｇ１からの出力は、上述したＬＥＤ駆動回路１０４を構成するＰチャネルＭＯＳトランジスタ１１２のゲート端子に印加される。このＰチャネルＭＯＳトランジスタ１１２のゲート長は、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ１１１のゲート長と等しいサイズに設定されている。
【００４７】
このような回路構成において、基準抵抗Ｒｒｅｆに流れる基準電流Ｉｒｅｆは、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ１１１に流れる電流と等しい。演算増幅器１１０は、
【数１】
2006159472.tif 000003
なる基準電流Ｉｒｅｆが流れるように、制御電圧Ｖｃｏｎｔを変化させ、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ１１１を制御する。このように、演算増幅器１１０、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ１１１、及び基準抵抗Ｒｒｅｆによってフィードバック制御回路を構成することにより、基準電流Ｉｒｅｆ、すなわち、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ１１１に流れる電流は、電源電圧ＶＤＤによらず、基準電圧Ｖｒｅｆ及び基準抵抗Ｒｒｅｆの値のみによって決定される。
【００４８】
このような回路構成においては、ＬＥＤ素子が駆動状態であるとき、プリバッファ回路Ｇ１におけるＮチャネルＭＯＳトランジスタＴＮ１が導通状態となることから、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ１１２のゲート電位は、制御電圧Ｖｃｏｎｔと略等しいものとなる。すなわち、この回路構成においては、ＬＥＤ素子の駆動時には、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ１１２のゲート電位が制御電圧発生回路１０５におけるＰチャネルＭＯＳトランジスタ１１１のゲート電位と略等しくなる。したがって、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ１１２のドレイン電流は、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ１１１のゲート幅寸法の比率によって決定されることになる。すなわち、この回路構成においては、基準電圧Ｖｒｅｆを変化させて制御電圧Ｖｃｏｎｔを調整することにより、ＬＥＤ素子の駆動電流値を調整することが可能となる。
【００４９】
ところで、ＬＥＤ素子の発光パワーの温度依存性は、負の温度係数を有し、ＬＥＤ素子は、チップのジャンクション温度の上昇にともなって発光パワーが減少することが知られている。ＬＥＤヘッド１９においては、ＬＥＤ素子の駆動にともなう温度変動があったとしても、発光パワーを所定値に維持する必要があり、ＬＥＤ素子の発光パワーの温度依存性を補償できるような駆動を行う必要がある。このための駆動手段は、ＬＥＤヘッド１９内に備えることになるが、ＬＥＤ素子の発光パワーの負の温度係数を補償するために、ＬＥＤ素子の駆動電流値の温度係数を正のものとして構成することになる。駆動ＩＣ  ＤＲＶから出力される駆動電流値は、上述したように、基準抵抗Ｒｒｅｆと基準電圧Ｖｒｅｆとの値によって決定されることから、通常では正値を有する基準抵抗Ｒｒｅｆの温度係数を考慮して、基準電圧Ｖｒｅｆに正の温度特性を与えることになる。
【００５０】
この場合、基準電圧Ｖｒｅｆは、電源電圧ＶＤＤの変動の影響を受けないことが必要である。これは、例えばＬＥＤヘッド１９によって黒色をベタ塗りするような印刷を行う場合等に生じる大きなピーク電流に起因する電源電圧ＶＤＤに電圧降下が生じるが、この電源電圧ＶＤＤの電圧降下による基準電圧Ｖｒｅｆに変動が生じると、ＬＥＤ素子の駆動電流が変動してしまい、望ましくないためである。
【００５１】
ここで、従来の基準電圧発生回路の一例について説明する。
【００５２】
従来の基準電圧発生回路は、図６に示すように、電源電圧ＶＤＤがソース端子に印加される同一サイズからなる３つのＰチャネルＭＯＳトランジスタ１００１，１００２，１００３と、２つのＮＰＮバイポーラトランジスタ１００４，１００５とを有する。
【００５３】
この基準電圧発生回路において、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ１００１，１００２，１００３は、それぞれのゲート端子が接続され、いわゆるカレントミラー回路を構成し、カレントミラー出力を構成するドレイン出力は、直列接続された２つの負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２を介してＮＰＮバイポーラトランジスタ１００４のコレクタ端子に接続される。また、ＮＰＮバイポーラトランジスタ１００４のエミッタ端子は、グラウンドに接続され、そのベース端子は、負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続中点に接続される。一方、カレントミラー回路を構成するＰチャネルＭＯＳトランジスタ１００２のドレイン端子は、ＮＰＮバイポーラトランジスタ１００５のコレクタ端子に接続され、このＮＰＮバイポーラトランジスタ１００５のエミッタ端子は、グラウンドに接続され、ＮＰＮバイポーラトランジスタ１００５のベース端子は、ＮＰＮバイポーラトランジスタ１００４のコレクタ端子に接続される。また、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ１００３のドレイン端子は、負荷抵抗Ｒ３を介してグラウンドに接続される。ここで、ＮＰＮバイポーラトランジスタ１００５のエミッタ面積は、ＮＰＮバイポーラトランジスタ１００４のエミッタ面積のＮ倍に設定される。
【００５４】
このような基準電圧発生回路においては、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ１００３のドレイン端子と負荷抵抗Ｒ３との接続点における電圧が基準電圧Ｖｒｅｆとして、駆動ＩＣに対して出力される。
【００５５】
このような基準電圧発生回路において、ＮＰＮバイポーラトランジスタ１００４，１００５のそれぞれのコレクタ端子に流れるコレクタ電流に対してベース電流が無視できるものと仮定すると、基準電圧発生回路から出力される基準電圧Ｖｒｅｆは、
【数２】
2006159472.tif 000004
で与えられる。上式（２）において、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度、ｑは電子の電荷を示しており、ｌｎ（）は自然対数関数である。
【００５６】
ここで、基準電圧Ｖｒｅｆの温度係数を
【数３】
2006159472.tif 000005
として定義すると、基準電圧Ｖｒｅｆの温度係数は、１／Ｔで与えられ、室温（約３００Ｋ）における値は、約＋０．３３％／℃となる。
【００５７】
ＬＥＤヘッドに用いられるＧａＡｌＡｓ基材からなるＬＥＤ素子においては、その発光パワーの温度依存性が概ね−０．２５％／℃であり、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）プロセスで構成される駆動ＩＣ内の基準抵抗Ｒｒｅｆの温度係数は、約＋０．１％／℃である。
【００５８】
ＬＥＤ素子の温度は、隣接して配設された駆動ＩＣの温度と略等しいことから、ＬＥＤ素子の温度の上昇にともなう発光パワーの減少を補償するためには、基準電圧Ｖｒｅｆとして、−（−０．２５−０．１）＝＋０．３５％／℃程度の温度係数を与えればよいことになる。この値は、上述した従来の基準電圧発生回路の温度係数に概ね等しい値である。
【００５９】
ここで、図６に示した基準電圧発生回路において電源電圧ＶＤＤを変化させたときの基準電圧Ｖｒｅｆを求めると、図７に示すようになる。すなわち、基準電圧発生回路においては、電源電圧ＶＤＤを０Ｖから増加させていく場合には、約２Ｖとなる領域で基準電圧Ｖｒｅｆが立ち上がる特性がみられるが、その後は電源電圧ＶＤＤを増加させるのにともない、基準電圧Ｖｒｅｆも増加する正の依存性がみられる。同図においては、電源電圧ＶＤＤが約２Ｖ以上となる領域で、電源電圧ＶＤＤを増加させると基準電圧Ｖｒｅｆが微増する特性を示しているが、それでも基準電圧Ｖｒｅｆの電源電圧ＶＤＤに対する依存性係数は、約２％／Ｖもの大きな値となる。
【００６０】
すなわち、従来の基準電圧発生回路を用いたＬＥＤヘッドにおいては、上述したように、黒色をベタ塗りするような印刷を行う場合等には、多数のＬＥＤ素子が一斉に駆動されることになり、電源電流に大きなピーク電流を生じ、これにより、電源電圧に電圧降下が避けられないことになる。そして、ＬＥＤヘッドにおいては、電源電圧の電圧降下に起因して基準電圧値が低下し、ＬＥＤ素子の駆動電流も変動してしまうことになる。
【００６１】
そこで、画像形成装置においては、ＬＥＤヘッド１９に設ける基準電圧発生回路１０６として、図８に示すような回路構成のものを用いる。すなわち、基準電圧発生回路１０６は、出力電圧ＶＯが一定になるように制御するレギュレータ回路２０１と、ダイオード２０２，２０３が直列接続されたダイオード２０４と、２つの負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２とから構成される。
【００６２】
レギュレータ回路２０１としては、電源端子に印加される電源電圧ＶＤＤによらず、所定の出力電圧ＶＯが得られるものであれば、いかなるものであっても用いることができる。具体的には、レギュレータ回路２０１としては、出力電圧ＶＯの温度係数が略ゼロであるものが望ましく、例えばセイコーインスツルメンツ社製ＣＭＯＳボルテージレギュレータＳ−８１７シリーズを用いることができる。このＣＭＯＳボルテージレギュレータは、出力電圧の温度係数が１００ｐｐｍ／℃程度と非常に小さく、出力電圧の温度依存性が少ないものである。勿論、レギュレータ回路２０１としては、この具体例に限られるものではなく、その出力電圧ＶＯは、使用条件に応じて最適な値に任意に選択可能である。かかるレギュレータ回路２０１のグラウンド端子は、駆動ＩＣ  ＤＲＶのグラウンド端子と共通に接続される。
【００６３】
また、レギュレータ回路２０１の出力端子は、後段のダイオード２０４を構成する１段目のダイオード２０２のアノード端子に接続され、このダイオード１０２のカソード端子は、ダイオード２０３のアノード端子に接続される。さらに、ダイオード２０３のカソード端子は、例えば炭素皮膜固定抵抗器等の負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２からなる直列接続回路の一端に接続され、これら負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２からなる直列接続回路の他端は、グラウンドに接続される。なお、同図においては、２つのダイオード２０２，２０３を直列接続したダイオード２０４を示しているが、かかるダイオード２０４は、１個のダイオードから構成されてもよく、また、３個以上のダイオードを直列接続したものであってもよい。
【００６４】
このような基準電圧発生回路１０６においては、負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続中点における電圧が基準電圧Ｖｒｅｆとして、駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，・・・，ＤＲＶ２６のそれぞれに対して出力される。
【００６５】
ここで、負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値は、以下のようにして算出することができる。まず、ダイオード２０２，２０３のそれぞれの順方向電圧及び順方向電流をＶｆ，Ｉｆとし、レギュレータ回路２０１の出力電圧ＶＯ、ダイオード２０２，２０３のそれぞれの順方向電圧Ｖｆ及び順方向電流Ｉｆ、並びに基準電圧Ｖｒｅｆが既知であるものとする。この場合、ダイオード２０３のカソード端子の電位Ｖ１は、
【数４】
2006159472.tif 000006
となる。また、ダイオード２０２，２０３のそれぞれの順方向電流Ｉｆとダイオード２０３のカソード端子の電位Ｖ１とから、負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２からなる直列接続回路の抵抗値は、
【数５】
2006159472.tif 000007
とすればよいことがわかる。また、オームの法則により、基準電圧Ｖｒｅｆは、
【数６】
2006159472.tif 000008
であることから、負荷抵抗Ｒ２の抵抗値は、
【数７】
2006159472.tif 000009
となり、負荷抵抗Ｒ１の抵抗値は、
【数８】
2006159472.tif 000010
となる。
【００６６】
基準電圧発生回路１０６においては、負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２として、このような抵抗値のものを用いることにより、所望の基準電圧Ｖｒｅｆを得ることができる。なお、上式（４）乃至上式（８）の計算過程から明らかなように、負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２の温度係数が等しい場合や、温度係数が無視できるほど小さい場合には、基準電圧Ｖｒｅｆの温度係数に対する負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２の温度依存性の影響はなく、負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２による分圧比にも依存しない。
【００６７】
画像形成装置においては、このような基準電圧発生回路１０６をＬＥＤヘッド１９内に備えることにより、ＬＥＤ素子の温度補償を行う。ここで、ＬＥＤヘッド１９においては、例えば図９に示すように各部品が搭載される。なお、同図には、温度検出の主体素子である上述した基準電圧発生回路１０６におけるダイオード２０４と被検出素子である駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，ＤＲＶ３，・・・とが、プリント配線基板２０６上に搭載されている様子を示している。
【００６８】
駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，ＤＲＶ３，・・・は、例えばシリコンからなり、底面が矩形の薄板状を呈するものである。また、ダイオード２０４は、例えばシリコン製のスイッチングダイオードからなり、具体的にはローム社製スイッチングダイオードＤＡ２２１等を用いることができる。さらに、プリント配線基板２０６は、いわゆるプリント配線用銅張積層板として一般に用いられるものであれば、その種類を問わずいずれを用いても構成することができる。具体的には、プリント配線基板２０６は、米国電気製造業者協会（National Electrical Manufacturers Association；ＮＥＭＡ）による記号ＸＸＰ，ＸＰＣ等として規定されている紙フェノール基板、同記号ＦＲ−２として規定されている紙ポリエステル基板、同記号ＦＲ−３として規定されている紙エポキシ基板、同記号ＣＥＭ−１として規定されているガラス紙コンポジットエポキシ基板、同記号ＣＨＥ−３として規定されているガラス不織紙コンポジットエポキシ基板、同記号Ｇ−１０として規定されているガラス布エポキシ基板、同記号ＦＲ−４として規定されているガラス布エポキシ基板といった両面に銅箔を有するいわゆるリジッド基板を用いて構成される。なお、これらのうち、吸湿性や寸法変化が少なく、自己消炎性を有するガラス布エポキシ基板（ＦＲ−４）が最も好適である。
【００６９】
ＬＥＤヘッド１９においては、プリント配線基板２０６上に、一列に配列された２６個の駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，・・・，ＤＲＶ２６のそれぞれと対応するように、ここでは図示しない上述した２６個のＬＥＤアレイチップＣＨＰ１，ＣＨＰ２，・・・，ＣＨＰ２６が一列に配列され、さらに、１つのダイオード２０４が所定の場所に配列される。このとき、各駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，・・・，ＤＲＶ２６とダイオード２０４は、図９に示すように、それぞれの底面がプリント配線基板２０６上に密着するように固着される。なお、同図においては、各駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，・・・，ＤＲＶ２６の底面積をＳ１とし、ダイオード２０４の底面積をＳ２としている。このような各駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，・・・，ＤＲＶ２６及びダイオード２０４からは、プリント配線基板２０６に接続されたそれらの底面を介して、同図中矢印で示すように、熱流が当該プリント配線基板２０６に流れることになる。
【００７０】
画像形成装置においては、このようなＬＥＤヘッド１９を用いて最良の特性を得るために、駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，・・・，ＤＲＶ２６及びダイオード２０４のそれぞれの消費電力量と、これら駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，・・・，ＤＲＶ２６及びダイオード２０４のそれぞれの底面積との比が、それぞれ等しく設定される。
【００７１】
さて、以下では、このようなＬＥＤヘッド１９において、基準電圧発生回路１０６によってＬＥＤ素子の温度補償を最適に行うことができる理由について考察する。
【００７２】
先に図８に示した基準電圧発生回路１０６において、レギュレータ回路２０１の出力電圧をＶＯとし、ダイオード２０２，２０３のそれぞれの順方向電圧及び順方向電流をＶｆ，Ｉｆとし、ダイオード２０３のカソード端子の電位をＶ１とし、負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値をＲ１，Ｒ２とすると、上述したように、
【数９】
2006159472.tif 000011
【数１０】
2006159472.tif 000012
が成立する。
【００７３】
上式（９）及び上式（１０）において、ダイオードの２０２，２０３のそれぞれの順方向電圧Ｖｆは、温度上昇に対して約−２ｍＶ／℃の割合で減少することから、基準電圧Ｖｒｅｆは、温度上昇に対して略直線的に増加する特性となることがわかる。また、基準電圧Ｖｒｅｆの温度微分ｄＶｒｅｆ／ｄＴについては、
【数１１】
2006159472.tif 000013
が成立する。
【００７４】
ここで、炭素皮膜固定抵抗器等の負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２の温度係数は小さいことから、上式（１１）における右辺の第３項と第４項は無視することができる。上式（１１）において、右辺第１項は、レギュレータ回路２０１自身の温度係数であり、上述したように、通常では最大でも１００ｐｐｍ／℃程度と小さく、無視することができることから、上式（１１）を整理して基準電圧Ｖｒｅｆの温度係数を求めると、
【数１２】
2006159472.tif 000014
となる。
【００７５】
上式（１２）に対して、典型的な数値として、ダイオード２０２，２０３のそれぞれの順方向電圧Ｖｆ＝０．６Ｖとするとともに、その温度係数を−２ｍＶ／℃とし、さらに、レギュレータ回路２０１の出力電圧ＶＯとして２．５Ｖを選択すると、
【数１３】
2006159472.tif 000015
が得られる。
【００７６】
ここで、ＬＥＤ素子の温度に対する発光パワーの温度依存性は、主にＬＥＤ素子に使用されるウェハ素材によって決定される。例えば、ＬＥＤ素子の母材がＧａＡｓＰからなる場合には、その発光パワーの温度依存性係数は、−０．６％／℃である。また、ＬＥＤ素子の母材がＡｌＧａＡｓからなる場合であって赤色光を発光する場合には、その発光パワーの温度依存性係数は、−０．２％／℃〜−０．３％／℃であり、同母材からなる場合であって緑色光を発光する場合には、−１％／℃である。この事実を鑑みると、上式（１３）に示した値は、ＬＥＤ素子の温度補償を行うための所望の値と極めて近いことから、ＬＥＤヘッド１９においては、ＬＥＤ素子の温度補償を十分な精度で行うことができることがわかる。
【００７７】
つぎに、ＬＥＤヘッド１９において、温度検出の主体であるダイオード２０４及び被検出物である駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，ＤＲＶ３，・・・の温度上昇について考察する。
【００７８】
次表１は、駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，ＤＲＶ３，・・・と、ダイオード２０２，２０３からなるダイオード２０４とのそれぞれの底面積Ｓ１，Ｓ２について、駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，ＤＲＶ３，・・・の電源電圧ＶＤＤ、その静的消費電流ＩＤＤｓ、ダイオード２０４の順方向電圧２Ｖｆ、その順方向電流Ｉｆ等に基づいて、各素子における発生熱量を算出したものである。なお、ここでは、駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，ＤＲＶ３，・・・のそれぞれのチップの底面積Ｓ１は、約８ｍｍ×０．６ｍｍ＝４．８ｍｍ２であり、ダイオード２０２，２０３からなるダイオード２０４の等価的な底面積Ｓ２は、２ｍｍ×１．２ｍｍ＝２．４ｍｍ２であるものとしている。
【表１】
2006159472.tif 000016
【００７９】
ここで、駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，ＤＲＶ３，・・・とダイオード２０４とのそれぞれの発熱量Ｐｄは、印加されている電圧値に対して流れる電流値を乗じることによって得られ、熱抵抗Ｒθは、等価的に、底面積Ｓ１，Ｓ２の逆数に比例するものとして考えることができる。これより、温度平衡状態における各素子の温度上昇値ΔＴは、
【数１４】
2006159472.tif 000017
となり、近似的に、
【数１５】
2006159472.tif 000018
として比較することができる。
【００８０】
このようなＬＥＤヘッド１９においては、電源投入直後における自己発熱に起因する温度ドリフトの影響を軽減するために、上述したように、駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，ＤＲＶ３，・・・及びダイオード２０４のそれぞれの消費電力量と、これら駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，ＤＲＶ３，・・・及びダイオード２０４のそれぞれの底面積との比を、それぞれ略等しく設定している。具体的には、上表１に示すように、ダイオード２０４の順方向電流Ｉｆを約１０ｍＡとした場合には、上式（１５）に示す発熱量Ｐｄと底面積Ｓ１，Ｓ２との比が、駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，ＤＲＶ３，・・・のそれぞれについては"５．２"となり、ダイオード２０４については"５"となる。このように、ＬＥＤヘッド１９においては、発熱量Ｐｄと底面積Ｓ１，Ｓ２との比を極めて近い値とすることができる。換言すれば、ＬＥＤヘッド１９においては、この条件において、駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，ＤＲＶ３，・・・のそれぞれとダイオード２０４の自己発熱による温度上昇値を等しく設定することができる。
【００８１】
また、ＬＥＤヘッド１９の電源投入直後における熱的な過渡状態においても、同様の考察が成立する。すなわち、駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，ＤＲＶ３，・・・及びダイオード２０４のそれぞれのチップ厚が同じであるものとするとその質量は底面積に比例することから、駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，ＤＲＶ３，・・・及びダイオード２０４のそれぞれの比熱を同程度とした場合における熱的な時定数は、各素子の底面積に比例することになる。
【００８２】
図１０に、上表１に示す条件において、ＬＥＤヘッド１９の電源投入直後における温度上昇の様子を示す。また、比較のため、従来のＬＥＤヘッドの電源投入直後における温度上昇の様子を図１１に示す。
【００８３】
まず、ＬＥＤヘッド１９の電源投入直後における駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，ＤＲＶ３，・・・のそれぞれの温度上昇値ΔＴ（ＤＲＶ）は、図１０（ａ）に示すような傾向を示す。すなわち、駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，ＤＲＶ３，・・・は、それぞれ、電源が投入されると、時間の経過とともに、主に自己発熱によってそのチップ温度が上昇していく。また、従来のＬＥＤヘッドの駆動ＩＣも、図１１（ａ）に示すように、時間の経過とともに、主に自己発熱によってそのチップ温度が上昇していく。
【００８４】
これに対して、ＬＥＤヘッド１９の電源投入直後における先に図８に示した回路構成からなる基準電圧発生回路１０６の温度上昇値ΔＴ（Ｄｉ）は、図１０（ｂ）に示すような傾向を示す。すなわち、基準電圧発生回路１０６は、駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，ＤＲＶ３，・・・のそれぞれと比べ、その回路規模が小さくチップサイズも小さいことから、熱容量が小さいものの、上表１に示したようにチップ面積に反比例するように消費電流を大きく与えていることから、その温度上昇値ΔＴ（Ｄｉ）は、駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，ＤＲＶ３，・・・のそれぞれの温度上昇値ΔＴ（ＤＲＶ）と同程度となる。一方、従来のＬＥＤヘッドにおける基準電圧発生回路は、駆動ＩＣのそれぞれと比べ、その回路規模が小さくチップサイズも小さいことから、その消費電流も小さく、発熱量も僅小である。このため、従来の基準電圧発生回路の温度上昇値ΔＴ（Ｄｉ）は、図１１（ａ）に示したグラフと比べ、その時定数が小さく、温度飽和状態における温度上昇値も小さいものとなる。
【００８５】
また、基準電圧発生回路１０６によって発生される基準電圧Ｖｒｅｆは、図１０（ｃ）に示すようになる。基準電圧発生回路１０６の自己発熱による温度上昇は、主としてダイオード２０４によるものである。そのため、基準電圧Ｖｒｅｆは、図１０（ｂ）に示したように温度が上昇するのに追従して増加することになる。一方、従来の基準電圧発生回路によって発生される基準電圧Ｖｒｅｆは、図１１（ｃ）に示すようになる。従来のＬＥＤヘッドにおいては、基準電圧発生回路と駆動ＩＣとが同一のプリント配線基板上に搭載されているものの、これら両者が近接配置されているとはいえず、プリント配線基板を介して熱伝導されることになるため、両者の熱的な結合は弱い。そのため、従来のＬＥＤヘッドの電源投入直後における熱的な過渡状態においては、基準電圧発生回路及び駆動ＩＣのそれぞれの温度上昇が主として自己発熱によるものとなり、基準電圧発生回路の消費電力が小さいことから、図１１（ｂ）に示したように当該基準電圧発生回路の温度上昇が小さく、温度上昇による基準電圧値の増加も僅小となる。
【００８６】
さらに、駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，ＤＲＶ３，・・・のそれぞれに流れる駆動電流ＩＯは、図１０（ｄ）に示すようになる。なお、ここでは、ＬＥＤ素子の駆動による影響を排除するために、１ドットのみ駆動する場合について例示している。ＬＥＤヘッド１９においては、図１０（ｃ）に示したように、基準電圧Ｖｒｅｆも温度上昇にともない増加することから、駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，ＤＲＶ３，・・・のそれぞれの温度上昇による効果が減殺され、図１０（ｄ）に示すように、ＬＥＤ素子の駆動電流の変動が小さい特性を得ることができる。一方、従来の駆動ＩＣに流れる駆動電流ＩＯは、図１１（ｄ）に示すようになる。上述したように、従来のＬＥＤヘッドの電源投入直後における過渡状態においては、主として駆動ＩＣのみに温度上昇が発生し、基準電圧値の増加はみられない。そのため、従来のＬＥＤヘッドにおいては、駆動ＩＣの温度上昇により、その内部に配設された基準抵抗値が増加することから、当該駆動ＩＣ内部を流れる基準電流値が減少し、これに比例した値をとるＬＥＤ素子の駆動電流値も減少してしまうことになる。
【００８７】
このように、ＬＥＤヘッド１９においては、電源投入直後における駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，ＤＲＶ３，・・・のそれぞれと基準電圧発生回路１０６との温度上昇がバランスをとるように設定されることにより、従来に比べて温度ドリフトによる影響を著しく軽減することができる。
【００８８】
なお、上述した特性は、駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，ＤＲＶ３，・・・及びダイオード２０４のそれぞれの消費電力量と、これら駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，ＤＲＶ３，・・・及びダイオード２０４のそれぞれの底面積との比を、それぞれ略等しく設定して得られたものであるが、本願出願人は、駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，ＤＲＶ３，・・・のそれぞれの消費電力量とその底面積との比に対して、ダイオード２０４の消費電力量とその底面積との比が、１／１０倍から１０倍の範囲にあれば、実用的に十分な特性が得られることを確認している。
【００８９】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態として示す画像形成装置のＬＥＤヘッド１９においては、基準電圧発生回路１０６におけるレギュレータ回路２０１として、入力される電源電圧ＶＤＤによらずに所定の出力電圧ＶＯを得ることができるものであってその出力電圧ＶＯの温度係数が略ゼロに構成されているものが用いられ、また、基準電圧発生回路１０６における所望の温度依存性が、レギュレータ回路２０１の出力電圧ＶＯ及びダイオード２０４の温度特性のみによって決定される。したがって、ＬＥＤヘッド１９においては、基準電圧発生回路１０６が電源電圧ＶＤＤの変動の影響を受けることなく、ＬＥＤアレイチップＣＨＰ１，ＣＨＰ２，・・・，ＣＨＰ２６や駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，・・・，ＤＲＶ２６の温度上昇に起因する発光パワーの増減を効果的に補償することができる。
【００９０】
また、ＬＥＤヘッド１９においては、電源投入直後における素子の自己発熱によるＬＥＤ素子の駆動電流値の変動を低減することができ、また、温度平衡状態における温度上昇値を、温度検出素子であるダイオード２０４と被検出素子である駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，・・・，ＤＲＶ２６との間で略等しく設定することが可能となる。したがって、ＬＥＤヘッド１９においては、従来のＬＥＤヘッドにおいて必要とされていた手順、すなわち、電源投入から十分な時間が経過するまで駆動させずに放置して当該ＬＥＤヘッド全体が温度平衡状態に達してから印刷動作へと移行する等の手順を行う必要がない。
【００９１】
また、ＬＥＤヘッド１９の製造工程においては、ＬＥＤアレイチップＣＨＰ１，ＣＨＰ２，・・・，ＣＨＰ２６の製造ばらつきに起因する発光パワーのばらつきを補正する工程で、当該ＬＥＤヘッド１９の光量測定のために電源を投入した後、温度平衡状態に達する前に、光量測定を完了することが可能となり、完成検査時間や光量補正処理に要する時間を削減することができ、製造コストの観点からも有利となる。
【００９２】
つぎに、第２の実施の形態として示す画像形成装置について説明する。
【００９３】
この第２の実施の形態として示す画像形成装置は、第１の実施の形態として示した画像形成装置における基準電圧発生回路１０６を変形した基準電圧発生回路を設けたものである。したがって、この第２の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態の説明と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。
【００９４】
第２の実施の形態として示す画像形成装置においては、ＬＥＤヘッド１９に設ける基準電圧発生回路１０６として、図１２に示すような回路構成のものを用いる。すなわち、基準電圧発生回路１０６は、上述したレギュレータ回路２０１及び２つの負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２の他、レギュレータ回路２０１の出力端子に接続された負荷抵抗３０１と、ＮＰＮバイポーラトランジスタ３０２とから構成される。
【００９５】
この基準電圧発生回路１０６において、レギュレータ回路２０１の出力端子は、後段の負荷抵抗３０１を介して、ＮＰＮバイポーラトランジスタ３０２のベース端子に接続され、このＮＰＮバイポーラトランジスタ３０２のコレクタ端子には、電源電圧ＶＤＤが印加される。また、ＮＰＮバイポーラトランジスタ３０２のエミッタ端子は、負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２からなる直列接続回路の一端に接続され、これら負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２からなる直列接続回路の他端は、グラウンドに接続される。
【００９６】
このような基準電圧発生回路１０６においては、負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続中点における電圧が基準電圧Ｖｒｅｆとして、駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，・・・，ＤＲＶ２６のそれぞれに対して出力される。
【００９７】
このような基準電圧発生回路１０６において、レギュレータ回路２０１の出力電圧をＶＯとし、ＮＰＮバイポーラトランジスタ３０２のベース・エミッタ間電圧をＶｂｅとし、ＮＰＮバイポーラトランジスタ３０２のエミッタ電位をＶ１とし、負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値をＲ１，Ｒ２とすると、
【数１６】
2006159472.tif 000019
【数１７】
2006159472.tif 000020
が成立する。
【００９８】
上式（１６）及び上式（１７）において、ＮＰＮバイポーラトランジスタ３０２のベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅは、温度上昇に対して約−２ｍＶ／℃の割合で減少することから、基準電圧Ｖｒｅｆは、温度上昇に対して略直線的に増加する特性となることがわかる。
【００９９】
また、ＮＰＮバイポーラトランジスタ３０２のベース端子に流れるベース電流Ｉｂは、エミッタ電流と略等しいコレクタ電流Ｉｃをトランジスタの電流増幅率で除した値であり、コレクタ電流Ｉｃに比べ、無視できるほど小さい。
【０１００】
したがって、ＮＰＮバイポーラトランジスタ３０２自身の消費電力は、主としてコレクタ電流Ｉｃとコレクタ・エミッタ間の電圧とによって決定される。
【０１０１】
さらに、ＮＰＮバイポーラトランジスタ３０２のベース電流Ｉｂは、上述したように、レギュレータ回路２０１の出力電流と等しい。基準電圧発生回路１０６においては、このベース電流Ｉｂが小さな値となるために、レギュレータ回路２０１自身の消費電力も小さな値となり、自己発熱量も小さく、温度上昇は殆ど発生しないことから、これによる基準電圧Ｖｒｅｆへの影響を著しく軽減することができる。
【０１０２】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態として示す画像形成装置のＬＥＤヘッド１９においては、基準電圧発生回路１０６におけるレギュレータ回路２０１として、入力される電源電圧ＶＤＤによらずに所定の出力電圧ＶＯを得ることができるものであってその出力電圧ＶＯの温度係数が略ゼロに構成されているものが用いられ、また、レギュレータ回路２０１の消費電力が軽減されていることから、自己発熱も小さく、温度上昇を極めて小さくすることができる。
【０１０３】
また、ＬＥＤヘッド１９においては、基準電圧発生回路１０６における所望の温度依存性が、レギュレータ回路２０１の出力電圧ＶＯ及びＮＰＮバイポーラトランジスタ３０２の温度特性のみによって決定される。したがって、ＬＥＤヘッド１９においては、基準電圧発生回路１０６が電源電圧ＶＤＤの変動の影響を受けることなく、ＬＥＤアレイチップＣＨＰ１，ＣＨＰ２，・・・，ＣＨＰ２６や駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，・・・，ＤＲＶ２６の温度上昇に起因する発光パワーの増減を効果的に補償することができる。
【０１０４】
さらに、ＬＥＤヘッド１９においては、電源投入直後における素子の自己発熱によるＬＥＤ素子の駆動電流値の変動を低減することができることから、従来のＬＥＤヘッドにおいて必要とされていた手順、すなわち、電源投入から十分な時間が経過するまで駆動させずに放置して当該ＬＥＤヘッド全体が温度平衡状態に達してから印刷動作へと移行する等の手順を行う必要がない。
【０１０５】
さらにまた、ＬＥＤヘッド１９の製造工程においては、ＬＥＤアレイチップＣＨＰ１，ＣＨＰ２，・・・，ＣＨＰ２６の製造ばらつきに起因する発光パワーのばらつきを補正する工程で、当該ＬＥＤヘッド１９の光量測定のために電源を投入した後、温度平衡状態に達する前に、光量測定を完了することが可能となり、完成検査時間や光量補正処理に要する時間を削減することができ、製造コストの観点からも有利となる。
【０１０６】
つぎに、第３の実施の形態として示す画像形成装置について説明する。
【０１０７】
この第３の実施の形態として示す画像形成装置は、第２の実施の形態として示した画像形成装置における基準電圧発生回路１０６を変形した基準電圧発生回路を設けたものである。したがって、この第３の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態及び第２の実施の形態の説明と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。
【０１０８】
第３の実施の形態として示す画像形成装置においては、ＬＥＤヘッド１９に設ける基準電圧発生回路１０６として、図１３に示すような回路構成のものを用いる。すなわち、基準電圧発生回路１０６は、上述したレギュレータ回路２０１、負荷抵抗３０１、及び２つの負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２の他、２つのＮＰＮバイポーラトランジスタ４０１ａ，４０１ｂがダーリントン接続されたＮＰＮバイポーラトランジスタ４０１から構成される。
【０１０９】
この基準電圧発生回路１０６において、レギュレータ回路２０１の出力端子は、後段の負荷抵抗３０１を介して、ＮＰＮバイポーラトランジスタ４０１ａのベース端子に接続され、このＮＰＮバイポーラトランジスタ４０１ａのエミッタ端子は、ＮＰＮバイポーラトランジスタ４０１ｂのベース端子に接続される。また、ＮＰＮバイポーラトランジスタ４０１ｂのコレクタ端子には、電源電圧ＶＤＤが印加され、このＮＰＮバイポーラトランジスタ４０１ｂのエミッタ端子は、負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２からなる直列接続回路の一端に接続され、これら負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２からなる直列接続回路の他端は、グラウンドに接続される。
【０１１０】
このような基準電圧発生回路１０６においては、負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続中点における電圧が基準電圧Ｖｒｅｆとして、駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，・・・，ＤＲＶ２６のそれぞれに対して出力される。
【０１１１】
このような基準電圧発生回路１０６において、レギュレータ回路２０１の出力電圧をＶＯとし、ＮＰＮバイポーラトランジスタ４０１ａ，４０１ｂのベース・エミッタ間電圧をＶｂｅとし、ＮＰＮバイポーラトランジスタ４０１ｂのエミッタ電位をＶ１とし、負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値をＲ１，Ｒ２とすると、
【数１８】
2006159472.tif 000021
【数１９】
2006159472.tif 000022
が成立する。
【０１１２】
上式（１８）及び上式（１９）において、ＮＰＮバイポーラトランジスタ４０１ａ，４０１ｂのベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅは、温度上昇に対して約−２ｍＶ／℃の割合で減少することから、基準電圧Ｖｒｅｆは、温度上昇に対して略直線的に増加する特性となることがわかる。
【０１１３】
また、ＮＰＮバイポーラトランジスタ４０１ａのベース端子に流れるベース電流Ｉｂは、エミッタ電流と略等しいコレクタ電流Ｉｃをトランジスタの電流増幅率で除した値であり、コレクタ電流Ｉｃに比べ、無視できるほど小さい。
【０１１４】
したがって、ＮＰＮバイポーラトランジスタ４０１ａ自身の消費電力は、主としてコレクタ電流Ｉｃとコレクタ・エミッタ間の電圧とによって決定される。
【０１１５】
さらに、ＮＰＮバイポーラトランジスタ４０１ａのベース電流Ｉｂは、上述したように、レギュレータ回路２０１の出力電流と等しい。基準電圧発生回路１０６においては、このベース電流Ｉｂが小さな値となるために、レギュレータ回路２０１自身の消費電力も小さな値となり、自己発熱量も小さく、温度上昇は殆ど発生しないことから、これによる基準電圧Ｖｒｅｆへの影響を著しく軽減することができる。
【０１１６】
この基準電圧発生回路１０６から出力される基準電圧Ｖｒｅｆは、レギュレータ回路２０１によって出力される出力電圧ＶＯを、ＮＰＮバイポーラトランジスタ４０１ａ，４０１ｂのベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅによって２段にわたりレベルシフトした値となることから、温度による変化量も２倍に拡大される。
【０１１７】
ここで、基準電圧Ｖｒｅｆの温度係数は、上述したように、ＮＰＮバイポーラトランジスタ４０１ａ，４０１ｂのベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅとレギュレータ回路２０１によって出力される出力電圧ＶＯとによって決定される。したがって、基準電圧発生回路１０６においては、主としてレギュレータ回路２０１の出力電圧ＶＯを適宜選択することにより、容易に所望の温度係数を得ることが可能となる。
【０１１８】
以上説明したように、本発明の第３の実施の形態として示す画像形成装置のＬＥＤヘッド１９においては、基準電圧発生回路１０６におけるレギュレータ回路２０１として、入力される電源電圧ＶＤＤによらずに所定の出力電圧ＶＯを得ることができるものであってその出力電圧ＶＯの温度係数が略ゼロに構成されているものが用いられ、また、レギュレータ回路２０１の消費電力が軽減されていることから、自己発熱も小さく、温度上昇を極めて小さくすることができる。
【０１１９】
また、ＬＥＤヘッド１９においては、基準電圧発生回路１０６における所望の温度依存性が、レギュレータ回路２０１の出力電圧ＶＯ及びＮＰＮバイポーラトランジスタ４０１の温度特性のみによって決定される。したがって、ＬＥＤヘッド１９においては、基準電圧発生回路１０６が電源電圧ＶＤＤの変動の影響を受けることなく、ＬＥＤアレイチップＣＨＰ１，ＣＨＰ２，・・・，ＣＨＰ２６や駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，・・・，ＤＲＶ２６の温度上昇に起因する発光パワーの増減を効果的に補償することができる。
【０１２０】
さらに、ＬＥＤヘッド１９においては、電源投入直後における素子の自己発熱によるＬＥＤ素子の駆動電流値の変動を低減することができることから、従来のＬＥＤヘッドにおいて必要とされていた手順、すなわち、電源投入から十分な時間が経過するまで駆動させずに放置して当該ＬＥＤヘッド全体が温度平衡状態に達してから印刷動作へと移行する等の手順を行う必要がない。
【０１２１】
さらにまた、ＬＥＤヘッド１９の製造工程においては、ＬＥＤアレイチップＣＨＰ１，ＣＨＰ２，・・・，ＣＨＰ２６の製造ばらつきに起因する発光パワーのばらつきを補正する工程で、当該ＬＥＤヘッド１９の光量測定のために電源を投入した後、温度平衡状態に達する前に、光量測定を完了することが可能となり、完成検査時間や光量補正処理に要する時間を削減することができ、製造コストの観点からも有利となる。
【０１２２】
最後に、第４の実施の形態として示す画像形成装置について説明する。
【０１２３】
この第４の実施の形態として示す画像形成装置は、第２の実施の形態として示した画像形成装置における基準電圧発生回路１０６を変形した基準電圧発生回路を設けたものである。したがって、この第４の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態乃至第３の実施の形態の説明と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。
【０１２４】
第４の実施の形態として示す画像形成装置においては、ＬＥＤヘッド１９に設ける基準電圧発生回路１０６として、図１４に示すような回路構成のものを用いる。すなわち、基準電圧発生回路１０６は、上述したレギュレータ回路２０１及び２つの負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２の他、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ５０１と、このＮチャネルＭＯＳトランジスタ５０１のドレイン端子に接続された負荷抵抗５０２とから構成される。
【０１２５】
この基準電圧発生回路１０６において、レギュレータ回路２０１の出力端子は、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ５０１のゲート端子に接続され、このＮチャネルＭＯＳトランジスタ５０１のドレイン端子には、負荷抵抗５０２を介して電源電圧ＶＤＤが印加される。また、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ５０１のソース端子は、負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２からなる直列接続回路の一端に接続され、これら負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２からなる直列接続回路の他端は、グラウンドに接続される。
【０１２６】
このような基準電圧発生回路１０６においては、負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続中点における電圧が基準電圧Ｖｒｅｆとして、駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，・・・，ＤＲＶ２６のそれぞれに対して出力される。
【０１２７】
このような基準電圧発生回路１０６において、レギュレータ回路２０１の出力電圧をＶＯとし、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ５０１のゲート・ソース間電圧をＶｇｓとし、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ５０１のソース電位をＶ１とし、負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値をＲ１，Ｒ２とすると、
【数２０】
2006159472.tif 000023
【数２１】
2006159472.tif 000024
が成立する。
【０１２８】
ここで、飽和領域で作動するＭＯＳトランジスタのドレイン電流Ｉｄとゲート・ソース間電圧Ｖｇｓとの間には、一般に、
【数２２】
2006159472.tif 000025
の関係がある。
【０１２９】
上式（２２）におけるβは、
【数２３】
2006159472.tif 000026
で示されるトランスコンダクタンス・パラメータであり、Ｖｔｈは、閾値電圧である。また、上式（２３）におけるμはキャリアの移動度、Ｃｏｘはゲート酸化膜容量、Ｗはゲート幅、Ｌはゲート長を示している。
【０１３０】
ここで、キャリアの移動度μ及び閾値電圧Ｔｔｈは、それぞれ、
【数２４】
2006159472.tif 000027
【数２５】
2006159472.tif 000028
の温度依存性を有することが知られている。上式（２５）におけるκの典型的な値は、κ＝２．５ｍＶ／℃である。これらから、温度上昇による閾値電圧Ｖｔｈの低下とキャリアの移動度μの低下とが複合した特性となることがわかる。
【０１３１】
このような特性をグラフ化するために、温度を変化させたときのゲート・ソース間電圧Ｖｇｓとドレイン電流Ｉｄとを求めると、図１５に示すようになる。
【０１３２】
同図から、温度を変化させて求めた曲線群が、ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓが値Ｖｚｔｃとなる点で交差することがわかる。ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓは、この電圧値Ｖｚｔｃよりも低い電圧領域において、所定のドレイン電流Ｉｄ＝Ａのもとに、温度上昇にともない減少する特性となる。
【０１３３】
このように、基準電圧発生回路１０６においては、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ５０１の動作点を適切に設定することにより、温度上昇に対してゲート・ソース間電圧Ｖｇｓを減少させる特性を与えることが可能となる。
【０１３４】
このような基準電圧発生回路１０６において、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ５０１のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓは、上述したように、温度上昇に対して依存性を有することから、基準電圧Ｖｒｅｆは、温度上昇に対して略直線的に増加する特性となることがわかる。また、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ５０１のゲート端子に流れるゲート電流は、無視できるほど小さい。
【０１３５】
したがって、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ５０１自身の消費電力は、主としてドレイン電流Ｉｄとドレイン・ソース間の電圧とによって決定される。
【０１３６】
さらに、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ５０１のゲート電流は、上述したように、レギュレータ回路２０１の出力電流と等しく、略ゼロであることから、基準電圧発生回路１０６においては、レギュレータ回路２０１自身の消費電力が極小値となり、自己発熱量も小さく、温度上昇は殆ど発生しない。したがって、基準電圧発生回路１０６においては、レギュレータ回路２０１の自己発熱による基準電圧Ｖｒｅｆへの影響を著しく軽減することができる。
【０１３７】
以上説明したように、本発明の第４の実施の形態として示す画像形成装置のＬＥＤヘッド１９においては、基準電圧発生回路１０６におけるレギュレータ回路２０１として、入力される電源電圧ＶＤＤによらずに所定の出力電圧ＶＯを得ることができるものであってその出力電圧ＶＯの温度係数が略ゼロに構成されているものが用いられ、また、レギュレータ回路２０１の消費電力が軽減されていることから、自己発熱も小さく、温度上昇を極めて小さくすることができる。
【０１３８】
また、ＬＥＤヘッド１９においては、基準電圧発生回路１０６における所望の温度依存性が、レギュレータ回路２０１の出力電圧ＶＯ及びＮチャネルＭＯＳトランジスタ５０１の温度特性のみによって決定される。したがって、ＬＥＤヘッド１９においては、基準電圧発生回路１０６が電源電圧ＶＤＤの変動の影響を受けることなく、ＬＥＤアレイチップＣＨＰ１，ＣＨＰ２，・・・，ＣＨＰ２６や駆動ＩＣ  ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，・・・，ＤＲＶ２６の温度上昇に起因する発光パワーの増減を効果的に補償することができる。
【０１３９】
さらに、ＬＥＤヘッド１９においては、電源投入直後における素子の自己発熱によるＬＥＤ素子の駆動電流値の変動を低減することができることから、従来のＬＥＤヘッドにおいて必要とされていた手順、すなわち、電源投入から十分な時間が経過するまで駆動させずに放置して当該ＬＥＤヘッド全体が温度平衡状態に達してから印刷動作へと移行する等の手順を行う必要がない。
【０１４０】
さらにまた、ＬＥＤヘッド１９の製造工程においては、ＬＥＤアレイチップＣＨＰ１，ＣＨＰ２，・・・，ＣＨＰ２６の製造ばらつきに起因する発光パワーのばらつきを補正する工程で、当該ＬＥＤヘッド１９の光量測定のために電源を投入した後、温度平衡状態に達する前に、光量測定を完了することが可能となり、完成検査時間や光量補正処理に要する時間を削減することができ、製造コストの観点からも有利となる。
【０１４１】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施の形態では、感光体ドラムに光を照射して露光する光源としてＬＥＤ素子を用いた電子写真記録方式の画像形成装置におけるＬＥＤヘッドについて説明したが、本発明は、同様の光源として、有機ＥＬ（ElectroLuminescent）素子を用いた有機ＥＬヘッドにも適用することができる。
【０１４２】
また、上述した実施の形態では、被駆動素子として光源を用いて説明したが、本発明は、例えば、サーマルプリンタにおける発熱抵抗体の列や、表示装置における表示素子の列といったように、任意の被駆動素子の列を選択的に且つ周期的に駆動するものであれば、いかなるものであっても適用することができる。
【０１４３】
このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】本発明の第１の実施の形態として示す画像形成装置が備える制御回路の構成を説明するブロック図である。
【図２】同画像形成装置において用いられる各種信号の授受タイミングを説明するタイミングチャートである。
【図３】同画像形成装置におけるＬＥＤヘッドの回路構成を説明する図である。
【図４】同ＬＥＤヘッドの内部構成を説明するブロック図である。
【図５】同ＬＥＤヘッドにおいて、図３に示すプリバッファ回路とその周辺回路との接続関係を説明する図である。
【図６】従来の基準電圧発生回路の回路構成を説明する図である。
【図７】図６に示す基準電圧発生回路において電源電圧を変化させたときの基準電圧を求めた図である。
【図８】同ＬＥＤヘッドに設けられる基準電圧発生回路の回路構成を説明する図である。
【図９】同ＬＥＤヘッドにおける各部品が搭載されている様子を説明する要部斜視図である。
【図１０】同ＬＥＤヘッドの電源投入直後における温度上昇の様子を説明する図であって、（ａ）は、駆動ＩＣの温度上昇値の時間遷移を示し、（ｂ）は、図８に示す基準電圧発生回路の温度上昇値の時間遷移を示し、（ｃ）は、同基準電圧発生回路によって発生される基準電圧値の時間遷移を示し、（ｄ）は、駆動ＩＣに流れる駆動電流値の時間遷移を示す図である。
【図１１】従来のＬＥＤヘッドの電源投入直後における温度上昇の様子を説明する図であって、（ａ）は、駆動ＩＣの温度上昇値の時間遷移を示し、（ｂ）は、従来の基準電圧発生回路の温度上昇値の時間遷移を示し、（ｃ）は、従来の基準電圧発生回路によって発生される基準電圧値の時間遷移を示し、（ｄ）は、駆動ＩＣに流れる駆動電流値の時間遷移を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態として示す画像形成装置におけるＬＥＤヘッドに設けられる基準電圧発生回路の回路構成を説明する図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態として示す画像形成装置におけるＬＥＤヘッドに設けられる基準電圧発生回路の回路構成を説明する図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態として示す画像形成装置におけるＬＥＤヘッドに設けられる基準電圧発生回路の回路構成を説明する図である。
【図１５】同画像形成装置におけるＬＥＤヘッドに設けられる基準電圧発生回路について、温度を変化させたときのゲート・ソース間電圧とドレイン電流とを求めた図である。
【符号の説明】
【０１４５】
１  印刷制御部
２，４  ドライバ
３  現像・転写プロセス用モータ
５  用紙送りモータ
６  用紙吸入口センサ
７  用紙排出口センサ
８  用紙残量センサ
９  用紙サイズセンサ
１９  ＬＥＤヘッド
２２  定着器
２２ａ  ヒータ
２３  定着器温度センサ
２５  帯電用高圧電源
２６  転写用高圧電源
２７  現像器
２８  転写器
１００  シフトレジスタ回路
１０１，ＬＴ，ＬＴ１，ＬＴ２，・・・，ＬＴ４９９２  ラッチ回路
１０２，Ｇ０  インバータ回路
１０３  論理積回路
１０４  ＬＥＤ駆動回路
１０５  制御電圧発生回路
１０６  基準電圧発生回路
１１０  演算増幅器
１１１，１１２，ＴＰ１  ＰチャネルＭＯＳトランジスタ
２０１  レギュレータ回路
２０２，２０３，２０４  ダイオード
２０６  プリント配線基板
３０１，５０２，Ｒ１，Ｒ２  負荷抵抗
３０２，４０１，４０１ａ，４０１ｂ  ＮＰＮバイポーラトランジスタ
５０１，ＴＮ１  ＮチャネルＭＯＳトランジスタ
ＡＤ１  論理積回路
ＣＨＰ１，ＣＨＰ２，・・・，ＣＨＰ２６  ＬＥＤアレイチップ
Ｃｏｘ  ゲート酸化膜容量
ＤＲＶ，ＤＲＶ１，ＤＲＶ２，ＤＲＶ３，・・・，ＤＲＶ２６  駆動ＩＣ
ＦＦ，ＦＦ１，ＦＦ２，・・・，ＦＦ４９９２  フリップフロップ回路
Ｇ，Ｇ１，Ｇ２，・・・，Ｇ４９９２  プリバッファ回路
ＨＤ−ＣＬＫ  クロック信号
ＨＤ−ＤＡＴＡ  印字データ信号
ＨＤ−ＬＯＡＤ  ラッチ信号
ＨＤ−ＳＴＢ−Ｎ  印刷駆動信号
Ｉｂ  ベース電流
Ｉｃ  コレクタ電流
Ｉｄ  ドレイン電流
Ｉｆ  順方向電流
Ｉｒｅｆ  基準電流
Ｌ  ゲート長
ＬＤ１，ＬＤ２，・・・，ＬＤ４９９２  ＬＥＤ素子
Ｐｄ  発熱量
Ｒｒｅｆ  基準抵抗
Ｒθ  熱抵抗
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２  底面積
ＳＧ１  制御信号
ＳＧ２  ビデオ信号
ＳＧ３  タイミング信号
ＳＧ４  転写信号
ＳＧＣ  チャージ信号
Ｔｒ，Ｔｒ１，Ｔｒ２，・・・，Ｔｒ４９９２  スイッチ素子
Ｖ１  カソード電位、エミッタ電位、ソース電位
Ｖｂｅ  ベース・エミッタ間電圧
Ｖｃｏｎｔ  制御電圧
ＶＤＤ  電源
Ｖｆ  順方向電圧
Ｖｇｓ  ゲート・ソース間電圧
ＶＯ  出力電圧
Ｖｒｅｆ  基準電圧
ＶＲＥＦ  入力端子
Ｖｔｈ  閾値電圧
Ｖｚｔｃ  電圧
Ｗ  ゲート幅
β  トランスコンダクタンス・パラメータ
ΔＴ  温度上昇値
μ  キャリアの移動度
【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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【図１５】
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