專(zhuān)利名稱(chēng)：用于測(cè)量發(fā)光元件的正向電壓降的方法和裝置、光源裝置和熱敏式打印機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于測(cè)量通過(guò)發(fā)光元件的正向電壓降的方法和裝置、光源裝置和使用該光源裝置的直接熱敏式打印機(jī)。
背景技術(shù)：
帶有由許多發(fā)光元件、尤其是由發(fā)光二極管(LED)組成的LED陣列的光源裝置已眾所周知，例如日本公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)No.2003-332624。在很多應(yīng)用中使用這種光源裝置，例如照明設(shè)備或者顯示設(shè)備。
LED陣列是一個(gè)由M行N列的LEDs組成的矩陣陣列，其中復(fù)數(shù)“M”個(gè)LEDs彼此串聯(lián)在一起形成一列，復(fù)數(shù)“N”個(gè)這樣的列彼此并排連接。另外，每一個(gè)列上串聯(lián)一個(gè)開(kāi)關(guān)晶體管，因此發(fā)光元件就能夠以列為單位進(jìn)行打開(kāi)和關(guān)斷。
當(dāng)電流正向流過(guò)LED時(shí)，例如從它的陽(yáng)極流向陰極，就會(huì)出現(xiàn)電壓降。因此將此種電壓降稱(chēng)為正向電壓降，在下文中用VF表示。通過(guò)一列的正向電壓降在下文中用VFL表示，其值等于通過(guò)該LED列的各個(gè)元件的正向電壓降之和。如果施加到一個(gè)LED列的電壓小于該列的正向電壓降值VFL，該列的LEDs就不會(huì)被打開(kāi)。因此，一個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓VLED的值被預(yù)置為比VFL值高。具體的說(shuō)，驅(qū)動(dòng)電壓VLED被定義為一個(gè)通過(guò)多次合計(jì)平均值而獲得的值，考慮到每個(gè)LEDs之間存在差異，其中的平均值是一個(gè)LED的平均電壓降VFAVE加上一個(gè)差數(shù)，其中的次數(shù)等于一個(gè)LED列中LED的數(shù)目。因此，通過(guò)LED列的驅(qū)動(dòng)電壓VLED和實(shí)際電壓降VFL之間是有差值的，這個(gè)差值就是電力的損耗。一列中的LEDs數(shù)目越多，電力損耗就越大，以至于對(duì)其不可忽略不計(jì)。
為了將電力損耗最小化，最好是測(cè)量每個(gè)單獨(dú)的LED列的正向電壓降VFL，并依據(jù)這些測(cè)量得到的VFL值中的最大值確定驅(qū)動(dòng)電壓VLED。因此，在上述現(xiàn)有技術(shù)中披露的光源裝置測(cè)量通過(guò)每個(gè)開(kāi)關(guān)晶體管的電壓Vt，并依據(jù)測(cè)量得到的電壓Vt中的最小值控制驅(qū)動(dòng)電壓VLED。由于開(kāi)關(guān)晶體管是串聯(lián)在LED列上的，所以通過(guò)包括開(kāi)關(guān)晶體管的整列的總電壓降被定義為VFL+Vt。因此，根據(jù)電壓Vt的最小值控制驅(qū)動(dòng)電壓VLED也就是根據(jù)電壓降VFL的最大值控制驅(qū)動(dòng)電壓VLED。
測(cè)量通過(guò)每個(gè)單獨(dú)的列的電壓降VFL允許在測(cè)量值的基礎(chǔ)上檢查每列中的斷開(kāi)的LEDs的數(shù)目。如上所述，眾所周知通過(guò)一個(gè)LED的平均電壓降VFAVE是一個(gè)近似值，可以依據(jù)組成一個(gè)LED列的LEDs的數(shù)目估計(jì)通過(guò)該列的平均電壓降VFAVE。這個(gè)通過(guò)一個(gè)LED列的平均電壓降VFAVE用于作為一個(gè)參考值與實(shí)際測(cè)量得到的每列的電壓降VFL相比較，以此檢測(cè)在這列中有多少LEDs是斷開(kāi)的。例如，有一列串聯(lián)了三個(gè)LEDs，如果實(shí)際測(cè)量得到的通過(guò)該列的電壓降VFL少于平均電壓降VFAVE的2/3，就可估計(jì)三個(gè)LEDs中有一個(gè)是斷開(kāi)的。
用這種方法，測(cè)量通過(guò)每列的電壓降VFL可以適當(dāng)?shù)乜刂乞?qū)動(dòng)電壓VLED，并且可以檢測(cè)任何LEDs的故障。如同在上述現(xiàn)有技術(shù)中提及的，光源裝置通過(guò)使用獨(dú)立地配線連接LED列和電壓檢測(cè)電路從而來(lái)檢測(cè)通過(guò)每個(gè)開(kāi)關(guān)晶體管的電壓Vt。
根據(jù)日本公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)No.5-212905和日本專(zhuān)利No.2936301，在一個(gè)光源裝置中，通過(guò)一個(gè)LED列的電壓降VFL是通過(guò)提供給每個(gè)LED列一個(gè)用于電壓檢測(cè)的電路元件，例如一個(gè)二極管或者一個(gè)光耦合器來(lái)測(cè)量的。
可是，在一些光源裝置的應(yīng)用中，存在著這樣的情形，大量的LEDs必須被高密度地設(shè)置在一個(gè)基板上，這樣LEDs之間的間距必須盡可能的小。如同上述現(xiàn)有技術(shù)一樣，為了檢測(cè)電壓給LED列獨(dú)立地配線，或者給他們提供獨(dú)立地電壓檢測(cè)單元，這將阻礙制造一個(gè)高密度的LED矩陣，因?yàn)榕渚€或者電壓檢測(cè)單元將占據(jù)基板安裝面上的一定的空間，而且使得其結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)上述，本發(fā)明的一個(gè)主要目的是提供一種用于測(cè)量通過(guò)一個(gè)半導(dǎo)體、尤其是一個(gè)發(fā)光元件的正向電壓降的方法和裝置，其中的發(fā)光元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不需要給每個(gè)發(fā)光元件的獨(dú)立列連接任何復(fù)雜電路，這樣就允許發(fā)光元件的高密度配置。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種使用了本發(fā)明中的正向電壓降測(cè)量裝置的高密度光源裝置，和一種使用這種光源裝置的直接熱敏式打印機(jī)。
為了在測(cè)量一個(gè)半導(dǎo)體陣列的正向電壓降的方法中達(dá)到上述的和其他的目的，其中半導(dǎo)體陣列由彼此串聯(lián)在一起形成半導(dǎo)體列的許多列組成，各列彼此并聯(lián)，本發(fā)明公開(kāi)了具有下述步驟的方法向一個(gè)與半導(dǎo)體列并聯(lián)的電容器充電；選擇半導(dǎo)體列中的一個(gè)列，經(jīng)過(guò)該列將該電容器放電；在電容器放電過(guò)程中的一個(gè)時(shí)刻或者在放電結(jié)束的時(shí)候，測(cè)量通過(guò)電容器的電壓；根據(jù)測(cè)量得到的電壓檢測(cè)一個(gè)通過(guò)被選擇的列的正向電壓降。
根據(jù)本發(fā)明，用于檢測(cè)一個(gè)發(fā)光元件陣列的正向電壓降的測(cè)量裝置，其中該發(fā)光元件陣列由發(fā)光元件彼此串聯(lián)而形成的許多列組成，各列彼此并聯(lián)，包括一個(gè)與發(fā)光元件列并聯(lián)的電容器；使被選擇的發(fā)光元件列導(dǎo)通的導(dǎo)體開(kāi)關(guān)；為電容器和發(fā)光元件提供電力的電源電路；打開(kāi)和關(guān)斷電源電路的電源開(kāi)關(guān)；測(cè)量設(shè)備，用于打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)給電容器充電、然后關(guān)斷電源開(kāi)關(guān)、打開(kāi)一個(gè)被選擇的導(dǎo)體開(kāi)關(guān)使得相應(yīng)的一個(gè)發(fā)光元件列導(dǎo)通、從而通過(guò)發(fā)光元件的導(dǎo)通列使電容器放電，其中測(cè)量設(shè)備根據(jù)通過(guò)電容器的一個(gè)電壓測(cè)量通過(guò)導(dǎo)通列的正向電壓降，該電容器的電壓是在其放電過(guò)程中的一個(gè)時(shí)刻測(cè)量得到的，或者是在放電結(jié)束的時(shí)候測(cè)量得到的。
一個(gè)光源裝置包括一個(gè)發(fā)光元件陣列，該發(fā)光元件陣列由發(fā)光元件彼此串聯(lián)在一起形成的許多列組成，各列彼此并聯(lián)；一個(gè)電源電路，用于給發(fā)光元件列提供電力；分別串聯(lián)在每個(gè)發(fā)光元件列從而使得被選擇的發(fā)光元件列電導(dǎo)通的導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。該光源裝置還包括一個(gè)電容器，與發(fā)光元件列并聯(lián)，該電容器通過(guò)從電源電路提供的電力充電；一個(gè)電源開(kāi)關(guān)，用于將電源電路的電能切換給電容器；一個(gè)測(cè)量設(shè)備，用于打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)給電容器充電，然后關(guān)斷電源開(kāi)關(guān)，打開(kāi)一個(gè)被選擇的導(dǎo)體開(kāi)關(guān)以使得相應(yīng)的發(fā)光元件列導(dǎo)通，從而通過(guò)該發(fā)光元件導(dǎo)通的列使電容器放電，其中測(cè)量設(shè)備根據(jù)通過(guò)電容器的電壓測(cè)量通過(guò)導(dǎo)通列的正向電壓降，該電容器的電壓是在其放電過(guò)程中的一個(gè)時(shí)刻測(cè)量得到的，或者是在放電結(jié)束的時(shí)候測(cè)量得到的。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，光源裝置進(jìn)一步包括一個(gè)設(shè)備，該設(shè)備根據(jù)由測(cè)量設(shè)備測(cè)量得到的通過(guò)一個(gè)發(fā)光元件列的正向電壓降來(lái)確定該列的驅(qū)動(dòng)電壓。
根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，光源裝置進(jìn)一步還包括一個(gè)故障判斷設(shè)備，該設(shè)備用于根據(jù)測(cè)量設(shè)備測(cè)量得到的正向電壓降值來(lái)判斷發(fā)光元件列發(fā)生的是哪種故障。
故障判斷設(shè)備還用于打開(kāi)相應(yīng)的導(dǎo)體開(kāi)關(guān)使得被選擇的發(fā)光元件列導(dǎo)通，從而對(duì)通過(guò)被選擇的導(dǎo)通列使電容器放電，并根據(jù)通過(guò)電容器的電壓檢測(cè)被選擇的列中是否有故障的列，所述電容器的電壓是在其放電過(guò)程中的一個(gè)時(shí)刻測(cè)量得到的，或者是在放電結(jié)束的時(shí)候測(cè)量得到的。在本實(shí)施例中，當(dāng)故障判斷設(shè)備判斷出被選擇的列中某列有故障，故障判斷設(shè)備就確定這些有故障的列，并根據(jù)通過(guò)各個(gè)被選擇的列的正向電壓降值判斷被確定為有故障的列的故障內(nèi)容。
根據(jù)一個(gè)進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例，發(fā)光元件陣列包括很多光組光組，每個(gè)光組光組由至少一個(gè)發(fā)光元件的主列和至少一個(gè)發(fā)光元件的備份列組成，這樣，當(dāng)斷定主列有故障時(shí)，屬于同一各光組中的其中一個(gè)備份列就由于主列有故障而被打開(kāi)。這樣，即使發(fā)光元件的任意主列出現(xiàn)故障，光源裝置也能夠繼續(xù)工作。


本發(fā)明的上述的和其他的目的和優(yōu)點(diǎn)在下述結(jié)合附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述中更加明確，其中所有的圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同或相關(guān)部分。
圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的彩色直接熱敏式打印機(jī)的示意圖；圖2是一個(gè)光學(xué)定影設(shè)備的光發(fā)射表面的說(shuō)明圖；圖3是一個(gè)發(fā)光元件的光譜曲線圖和一個(gè)光學(xué)濾光器的透光曲線圖；圖4是用于控制光學(xué)定影設(shè)備的電路框圖；
圖5是在測(cè)量電壓降期間的信號(hào)輸出波形的波形圖；圖6是在測(cè)量電壓降期間通過(guò)電容器的電壓的坐標(biāo)圖；圖7是一序列電壓降測(cè)量的流程圖；圖8是根據(jù)測(cè)量得到的電壓降值來(lái)判斷LEDs列的故障的示例的圖表；圖9是根據(jù)一個(gè)測(cè)量得到的電壓降值判斷一序列故障流程圖；圖10A是一個(gè)LED列的電流-電壓曲線的坐標(biāo)圖；圖10B是根據(jù)圖10A的電流-電壓曲線解說(shuō)解釋電壓降的測(cè)量的坐標(biāo)圖；圖11是根據(jù)參考LED列解說(shuō)電壓降的測(cè)量的坐標(biāo)圖；圖12是一個(gè)LEDs互相交錯(cuò)的光學(xué)定影設(shè)備的說(shuō)明圖；圖13是一個(gè)具有光組的光源裝置的一部分的說(shuō)明圖，其中的每個(gè)光組由發(fā)光元件的一個(gè)主列和發(fā)光元件的一個(gè)備份列組成；圖.14是處理圖13中的光源裝置中的故障的流程圖；具體實(shí)施方式
如圖1所示，為一個(gè)使用了本發(fā)明的光源裝置作為光學(xué)定影設(shè)備16的光源的彩色直接熱敏式打印機(jī)10。
熱敏式打印機(jī)10從存儲(chǔ)有通過(guò)數(shù)碼相機(jī)或其他類(lèi)似物拍攝得到的圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)卡101中或者從一個(gè)個(gè)人電腦102中讀出圖像數(shù)據(jù)，并將圖像打印到彩色熱敏記錄紙11上。
眾所周知，熱敏記錄紙11有熱敏著色層，用于使三種顏色形成在一個(gè)底圖上，且一種著色層在另一種著色層之上。最上層的熱敏著色層的熱敏度最高，并用最低的熱能顯影黃色，反之，最底層的著色層的熱敏度最低，并且用最高的熱能顯影青色。
當(dāng)曝光于黃色定影光束、即具有一個(gè)大約420nm的光發(fā)射峰的蘭-紫射線時(shí)，最高層黃色著色層失去它的著色能力。當(dāng)曝光于紅紫色定影光束、即具有一個(gè)大約365nm的光發(fā)射峰的射線時(shí)，中間的著色層失去它的著色能力。熱敏式打印機(jī)10在熱敏記錄紙11上執(zhí)行全色圖像的熱敏記錄，前后移動(dòng)熱敏記錄紙11并光學(xué)地定影著色層。
系統(tǒng)控制器100由CPU、ROM、RAM和其他部件組成，用于根據(jù)來(lái)自于控制臺(tái)105的命令信號(hào)控制熱敏式打印機(jī)10的整個(gè)操作。讀卡器103從存儲(chǔ)卡101中讀取圖像數(shù)據(jù)。通信接口104由用于通信電纜、通信控制電路等的連接器組成，用于從個(gè)人電腦102中讀取圖像數(shù)據(jù)。
讀入到熱敏式打印機(jī)10中的圖像數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)到一個(gè)幀存儲(chǔ)器106中。熱敏式打印機(jī)10配置有一個(gè)液晶顯示(LCD)面板107，用于顯示打印圖像的預(yù)覽、控制菜單屏幕和包括指示和警報(bào)在內(nèi)的多種信息。視頻輸出電路108將包括存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器106中的圖像數(shù)據(jù)和控制菜單數(shù)據(jù)在內(nèi)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬視頻信號(hào)，并輸出該視頻信號(hào)到LCD面板107。指示燈110是一個(gè)用于指示電源的開(kāi)-關(guān)狀態(tài)和熱敏式打印機(jī)10的其他部分的操作模式的燈。電源電路32將商用電供給熱敏式打印機(jī)10的各個(gè)部分。
熱敏頭12被布置在熱敏記錄紙11的紙通道之上，承紙卷軸13被布置在從熱敏頭12穿過(guò)紙通道的位置，這樣就可以從熱敏記錄紙11的背側(cè)支撐紙。熱敏頭12有一個(gè)由大量加熱元件沿著一個(gè)主掃描方向、即與熱敏記錄紙11的橫向同向排列組成的加熱元件陣列12a。熱敏元件陣列12a按壓熱敏記錄紙11以加熱著色層來(lái)順序的從頂層到底層顯影各種顏色，從而記錄全色圖像的黃色、紅紫色和青色的幀。
系統(tǒng)控制器100配置有一個(gè)用于控制熱敏頭12的熱敏頭控制器111。熱敏頭控制器111從視頻輸出電路108中逐行讀出圖像數(shù)據(jù)，將每行的圖像數(shù)據(jù)生成驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)，再將該驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送給熱敏頭12。根據(jù)該驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)熱敏頭12，根據(jù)一行的象素的層次從各個(gè)加熱元件產(chǎn)生不同量的熱能。熱敏頭12產(chǎn)生的熱能使得熱敏記錄紙11著色。
熱敏記錄紙11的著色密度不僅與從加熱元件陣列12a產(chǎn)生的熱能有關(guān)，還與聚積在熱敏頭12上或者承紙卷軸13上以及打印機(jī)10內(nèi)的大氣溫度的熱能有關(guān)。由于這個(gè)原因，熱敏式打印機(jī)10配備了溫度傳感器112、113和114，分別用于測(cè)量熱敏頭12的溫度、承紙卷軸13的溫度和打印機(jī)10內(nèi)的大氣溫度。從這些溫度傳感器112至114中傳出的信號(hào)被發(fā)送到溫度計(jì)電路115。溫度計(jì)電路115將來(lái)自于各個(gè)傳感器112至114的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字溫度數(shù)據(jù)，然后將數(shù)字溫度數(shù)據(jù)輸入到熱敏頭控制器111。熱敏頭控制器111根據(jù)這些溫度數(shù)據(jù)更正圖像數(shù)據(jù)。從而，從加熱元件陣列12a產(chǎn)生的熱能被控制而使得熱敏記錄紙11以合適的密度著色。
送紙輥軸對(duì)14和光學(xué)定影設(shè)備16被布置在熱敏頭12后面、紙通道的前進(jìn)方向上。送紙輥軸對(duì)14沿著從掃描方向、即與熱敏記錄紙的縱向同向的方向夾起并填送熱敏記錄紙11。當(dāng)熱敏記錄紙11沿著從掃描方向被填送時(shí)，熱敏記錄紙11穿過(guò)熱敏頭12和光學(xué)定影設(shè)備16，從而用于熱敏記錄和光學(xué)定影。
送紙輥軸對(duì)14被驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)118驅(qū)動(dòng)。例如，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)118是一個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，并通過(guò)一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器119連接到系統(tǒng)控制器100。系統(tǒng)控制器100控制驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)118的旋轉(zhuǎn)度和速度，從而控制熱敏記錄紙11的傳送長(zhǎng)度和速度。
在通過(guò)熱敏頭12記錄了各個(gè)顏色幀后，光學(xué)定影設(shè)備16用特定波長(zhǎng)范圍的定影光束照亮熱敏記錄紙11，該波長(zhǎng)范圍適合黃色和紅紫色熱敏著色層。光學(xué)定影設(shè)備16由系統(tǒng)控制器100中的照明控制器31控制。
如圖2所示，光學(xué)定影設(shè)備16包括一個(gè)帶有印刷電路的基板18，一個(gè)由在基板18上排列成矩陣的大量LEDs21組成的加熱元件陣列。這些LEDs21中的三個(gè)排列在從掃描方向，彼此串聯(lián)在一起，形成一個(gè)LED列L，所以“n”個(gè)LED列L1到Ln(n是一個(gè)正整數(shù))被并排列在主掃描方向上。LED列L1到Ln彼此并聯(lián)，各自獨(dú)立地打開(kāi)和關(guān)斷，也即是各自獨(dú)立于其他的LED列。如下所述，熱敏打印機(jī)10有一個(gè)用于測(cè)量通過(guò)各個(gè)LED列的正向電壓降VFL的VFL測(cè)量模式，。根據(jù)測(cè)量得到的VFL值，熱敏式打印機(jī)10控制光學(xué)定影設(shè)備16的驅(qū)動(dòng)電壓。
如圖3中的實(shí)線所示，LED21是一個(gè)有光發(fā)射峰為大約365nm和大約420nm的藍(lán)色LED，所以從LED21發(fā)射出來(lái)的光包括用于紅紫色定影(大約365nm)和用于黃色定影(420nm)的光束。參見(jiàn)圖1，光學(xué)定影設(shè)備16的濾光器17是一個(gè)紫外過(guò)濾濾光器，用于過(guò)濾掉波長(zhǎng)低于400nm上下的光束，也就是在紫外范圍內(nèi)的光束，如圖3中的虛線所示。濾光器17在光學(xué)定影設(shè)備16的光發(fā)射表面和紙通道之間的插入位置可以移進(jìn)移出。當(dāng)黃色著色層進(jìn)行光學(xué)定影時(shí)，濾光器17移動(dòng)到插入位置。然后，在來(lái)自于光學(xué)定影設(shè)備16的光束中，那些在紫外范圍內(nèi)的、包括紅紫色定影光束，都被濾光器17過(guò)濾掉，所以只有黃色定影光束被投射到熱敏記錄紙11上。其結(jié)果是，只有黃色著色層被光學(xué)定影，而紅紫色著色層沒(méi)有被光學(xué)定影。
對(duì)于紅紫色著色層的光學(xué)定影，濾光器17從光學(xué)定影設(shè)備16的光發(fā)射表明的前面縮回，這樣黃色定影光束和紅紫色定影光束都被投射到熱敏記錄紙11上。由于黃色著色層已經(jīng)在紅紫色定影程序之前定影，投射黃色定影光束到熱敏記錄紙11上沒(méi)有任何問(wèn)題。
圖4是熱敏式打印機(jī)10的電子電路。光學(xué)定影設(shè)備16被連接到照明控制器31和電源電路32。LED列L1到Ln分別配有用作導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的晶體管Tr1到Trn，晶體管Tr1到Trn用于分別使得LED列L1到Ln導(dǎo)通。晶體管Tr1到Trn各自與相應(yīng)的LED列的LEDs21串聯(lián)。照明控制器31能夠分別打開(kāi)和關(guān)斷晶體管Tr1到Trn，以此分別控制各列的LEDs21發(fā)光。這些晶體管Tr1到Trn是利用沒(méi)有圖示出來(lái)的電流鏡像電路的恒定電流源，因此它們可以根據(jù)來(lái)自于電源電路32的電壓流出恒定電流。
“與”門(mén)陣列41的輸出端分別連接到晶體管Tr1到Trn的基極。LED列L1到Ln各自被周期性地產(chǎn)生的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)。照明控制器31輸出一個(gè)選通信號(hào)到“與”門(mén)陣列41，用于定義各個(gè)LED列L1到Ln的最大發(fā)光頻率。選通信號(hào)是一個(gè)由一系列脈沖組成的脈沖信號(hào)，其中每個(gè)脈沖有一個(gè)預(yù)定的脈沖寬度，并產(chǎn)生一個(gè)預(yù)定的時(shí)間間隔。選通信號(hào)定義在一個(gè)熱敏記錄紙11前進(jìn)了相應(yīng)于一行的長(zhǎng)度的周期內(nèi)每個(gè)LED列L1到Ln的最大發(fā)光次數(shù)，同時(shí)定義每一個(gè)脈沖的發(fā)光時(shí)間的長(zhǎng)度?！芭c”門(mén)陣列41的輸入端各自通過(guò)一個(gè)閂鎖陣列42連接到一個(gè)移位寄存器43。照明控制器31通過(guò)輸出驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)給各個(gè)LED列L1到Ln從而控制每個(gè)LED列L1到Ln的發(fā)光頻率。
驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)是具有二進(jìn)制值“1”和“0”的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，它根據(jù)選通信號(hào)的脈沖時(shí)間間隔被輸出。所有的LED列L1到Ln的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)與時(shí)鐘信號(hào)同步地串行輸入到移位寄存器43。每個(gè)LED列的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)在移位寄存器43內(nèi)移位，并被轉(zhuǎn)換為并行驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)。并行驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)與時(shí)鐘信號(hào)同步地被傳輸?shù)介V鎖陣列42。閂鎖陣列42保存這些傳輸過(guò)來(lái)的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)。保存在閂鎖陣列42中的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)與一個(gè)閂鎖信號(hào)同步地輸入到“與”門(mén)陣列41。在選通信號(hào)的高電平期間、驅(qū)動(dòng)信號(hào)為“1”時(shí)，“與”門(mén)陣列41輸出一個(gè)高電平信號(hào)H。一旦收到來(lái)自于“與”門(mén)陣列41的高電平信號(hào)H，晶體管Tr1到Trn分別打開(kāi)去激活并聯(lián)的LED列L1到Ln的LEDs21。當(dāng)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)是“0”時(shí)，“與”門(mén)陣列41輸出一個(gè)低電平信號(hào)L，相應(yīng)的晶體管Tr1到Trn不打開(kāi)，相應(yīng)的LED列L1到Ln的LEDs21也不被激活。照明控制器31通過(guò)改變每個(gè)LED列的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)控制每個(gè)LED列的發(fā)光頻率。
控制各個(gè)LED列L1到Ln的發(fā)光頻率允許更改LED列L1到Ln的發(fā)光強(qiáng)度，或者叫做光照度，從而使得通過(guò)主掃描方向的光照度的分布均等。每個(gè)LED列L1到Ln之間的光照度的變化可以通過(guò)一個(gè)檢測(cè)程序檢測(cè)到，或者使用一個(gè)未標(biāo)出的光照度傳感器來(lái)檢測(cè)LED列L1到Ln各列的光照度，該傳感器可以布置在光學(xué)定影設(shè)備附近或者直接布置在光學(xué)定影設(shè)備上。照明控制器31根據(jù)測(cè)量得到的LED列L1到Ln的實(shí)際光照度來(lái)通過(guò)控制LED列L1到Ln的光頻率從而更正光照度的不均勻。
電容器50與LED列L1到Ln和電源電路32并聯(lián)。電源電路由一個(gè)開(kāi)關(guān)Sb、一個(gè)整流電路52和一個(gè)穩(wěn)壓電路54構(gòu)成。開(kāi)關(guān)Sb是一個(gè)電源開(kāi)關(guān)，用于連接或斷開(kāi)電源電路。開(kāi)關(guān)Sb在打印模式期間持續(xù)閉合，在測(cè)量正向電壓降(VFL)模式期間被照明控制器31控制著打開(kāi)或關(guān)斷，從而測(cè)量通過(guò)LED列L1到Ln的各個(gè)電壓降VFL1至VFLn。
電容器50的一個(gè)接線端連接到緩沖放大器55的正向輸入端，該緩沖放大器55的反向輸入端接地。緩沖放大器55用于檢測(cè)通過(guò)電容器50的電壓，并將通過(guò)電容器50正向輸入端的電壓放大，輸出到照明控制器31的一個(gè)VFL測(cè)量部分31a。
圖5表示在VFL測(cè)量模式的信號(hào)輸出。在VFL測(cè)量模式，開(kāi)關(guān)Sb閉合，即打開(kāi)，首先，給電容器50充電。在充電的時(shí)候，所有的晶體管Tr1至Trn維持?jǐn)嚅_(kāi)狀態(tài)。為了測(cè)量第一個(gè)LED列L1的正向電壓降VFL，第一個(gè)LED列L1的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)被置為“1”，而其它LED列L2至Ln的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)被置為“0”。這些驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)被輸入到移位寄存器43。然后以與時(shí)鐘信號(hào)同步的方式從移位寄存器43傳輸?shù)介V鎖陣列42。驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)再?gòu)拈V鎖陣列42與閂鎖信號(hào)同步地輸入到“與”門(mén)陣列41。在電容器50充電完成之后，選通信號(hào)上升到高電平，從而開(kāi)關(guān)Sb被斷開(kāi)，即關(guān)斷。由于只有第一個(gè)LED列L1的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)是“1”，所以只有第一個(gè)LED列L1的晶體管Tr1打開(kāi)。然后，電容器50通過(guò)第一個(gè)LED列L1放電。在電容器50放電期間緩沖放大器55同步地輸出通過(guò)電容器50的電壓到VFL測(cè)量部分31a。
圖6為在電容器50放電期間通過(guò)它的電壓的坐標(biāo)圖。假定當(dāng)電容器50被充滿電的時(shí)候、即放電之前的瞬間，電容器50兩端的電壓V是V＝VO，隨著放電，電壓V逐漸下降。當(dāng)在一個(gè)時(shí)刻Tx放電結(jié)束，電壓V停止下降。在放電結(jié)束時(shí)測(cè)量得到的電壓V作為第一個(gè)LED列L1的正向電壓降VFL1。其他各列L2至Ln的正向電壓降值VFL2至VFLn也是用與測(cè)量第一個(gè)LED列L1的正向電壓降相同的方法而測(cè)量得到。一旦電容器50被充電，電容器50的電壓V不再下降到零而是停止在各個(gè)被測(cè)量的LED列的正向電壓降值VFL。所以電容器50在下一次充電的時(shí)候從這個(gè)值VFL開(kāi)始充電。
測(cè)量得到的值VFL1至VFLn被寫(xiě)入到RAM 31b。56指示的是一個(gè)RAM31b的備份電池。正是由于這個(gè)電池56，當(dāng)打印機(jī)10關(guān)斷電源的時(shí)候?qū)懭隦AM31b中的數(shù)據(jù)可以被保存下來(lái)。當(dāng)然，也有可能由電源電路32代替電池56為RAM31b供電。RAM31b也可以用不需要供電也可以保存存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的EEPROM代替。
照明控制器31選擇測(cè)量得到的LED列L1至Ln的電壓降值VFL1至VFLn中的最大值，并根據(jù)這個(gè)最大值確定光學(xué)定影設(shè)備16的驅(qū)動(dòng)電壓VLED。驅(qū)動(dòng)電壓VLED通過(guò)下述等式確定VLED＝VFLmax+Vt+a …(1)其中VFLmax是測(cè)量得到的值VFL2至VFLn中的最大值，Vt是通過(guò)晶體管Tr的電壓降，a是一個(gè)恒定電流控制的補(bǔ)償數(shù)。例如，a＝0.5V。
在工廠中驅(qū)動(dòng)電壓VLED可以以上述記載的方式被調(diào)整，在光學(xué)定影設(shè)備16的整個(gè)使用過(guò)程中都可以用這個(gè)調(diào)整過(guò)的值VLED。然后，由于隨著LEDs21的老化正向電壓降VFL有下降趨勢(shì)，所以最好是在每次打印機(jī)10打開(kāi)電源時(shí)都測(cè)量各個(gè)LED列的L1至Ln的正向電壓值VFL1至VFLn，并調(diào)整驅(qū)動(dòng)電壓VLED。然后，光學(xué)定影設(shè)備16被調(diào)整過(guò)的驅(qū)動(dòng)電壓VLED驅(qū)動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)電壓VLED是根據(jù)由于老化而帶來(lái)的正電電壓降值VFL的變化而適當(dāng)?shù)卣{(diào)整的。這樣，由于老化而引起的電源的損耗可以被最小化。更進(jìn)一步地，上述配置不需要給每個(gè)LED列提供任何用于測(cè)量通過(guò)每個(gè)LED列的正向電壓降的配線或電路單元。而且，上述配置很簡(jiǎn)單，不會(huì)阻礙LED21的高密度布置。
下面根據(jù)圖7的流程圖描述上述配置的操作。
當(dāng)打印機(jī)10打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)時(shí)，VFL測(cè)量模式被激活，開(kāi)始執(zhí)行VFL的測(cè)量。在這個(gè)VFL測(cè)量模式，如圖6所示，開(kāi)關(guān)Sb首先被打開(kāi)以給電容器50充電。等到電容器50充電結(jié)束，開(kāi)關(guān)Sb被關(guān)斷，只有連接到第一個(gè)LED列的晶體管Tr1被打開(kāi)。然后電容器50開(kāi)始放電。通過(guò)電容器50的電壓V被同步地輸入到VFL測(cè)量部分31a，當(dāng)在時(shí)刻Tx即放電結(jié)束時(shí)，該VFL測(cè)量部分31a測(cè)量通過(guò)電容器50的電壓V，并將該測(cè)量得到的電壓V作為通過(guò)第一個(gè)LED列L1的正向電壓降寫(xiě)入到RAM31b。通過(guò)其它列L2至Ln的正向電壓降VFL2至VFLn也以同樣的方式被測(cè)量并寫(xiě)入到RAM31b。根據(jù)測(cè)量得到的值VFL1至VFLn中的最大值，利用上述等式計(jì)算出驅(qū)動(dòng)電壓VLED。
在VFL測(cè)量結(jié)束的時(shí)候，打印機(jī)10切換到打印模式，該模式中，根據(jù)打印命令開(kāi)始一個(gè)打印序列。首先，熱敏記錄紙11被取出，熱敏頭12熱讀出一個(gè)圖像的一個(gè)黃色幀。熱敏記錄紙11有黃色幀記錄在其上的部分被送到光學(xué)定影設(shè)備16以定影黃色幀。在黃色幀被定影期間，濾光器17處于插入的位置，所以只有黃色定影光束被投射到熱敏記錄紙11上。由于光學(xué)定影設(shè)備16是被驅(qū)動(dòng)電壓VLED驅(qū)動(dòng)、而該驅(qū)動(dòng)電壓VLED的值是在VFL測(cè)量模式時(shí)被確定的，所以電源的損耗減少。由于光學(xué)定影設(shè)備16對(duì)每個(gè)LED列L1至Ln的光照度是獨(dú)立地調(diào)整的，所以執(zhí)行光學(xué)定影時(shí)就不存在光照度的不均勻現(xiàn)象。
黃色定影之后，熱敏記錄紙11在后退方向上移動(dòng)一次直到熱敏記錄紙11的開(kāi)始記錄的部分到達(dá)熱敏頭12。然后，熱敏記錄紙11再次在前進(jìn)方向上移動(dòng)，此時(shí)紅紫色幀開(kāi)始記錄。在熱敏記錄紙11向后移動(dòng)的過(guò)程中，濾光器17移動(dòng)到縮回的位置。在紅紫色幀被熱記錄之后，熱敏記錄紙11的有黃色和紅紫色幀記錄在其上的部分繼續(xù)移動(dòng)到光學(xué)定影設(shè)備16以便光學(xué)定影紅紫色幀。在紅紫色幀被定影期間，光學(xué)定影設(shè)備16是被驅(qū)動(dòng)電源VLED驅(qū)動(dòng)的，該驅(qū)動(dòng)電壓VLED以與上述黃色定影相同的方法被確定，所以電源的損耗也減少了。
紅紫色定影之后，熱敏記錄紙11再次在后退方向上移動(dòng)。然后，當(dāng)熱敏記錄紙11第三次在前進(jìn)方向上移動(dòng)時(shí)，一個(gè)青色幀被熱敏記錄。用這種方法，熱敏記錄紙11就有了一個(gè)由黃色、紅紫色和藍(lán)色幀記錄在其上形成的全色圖像，然后被打印機(jī)吐出。
在上述實(shí)施例中，測(cè)量得到的各個(gè)LED列L1至Ln的正向電壓降值VFL1至VFLn被用于控制驅(qū)動(dòng)電壓VLED。也可以用這些測(cè)量得到的正向電壓降值VFL1至VFLn判斷LED列L1至Ln中的哪個(gè)出了故障。
如圖8所示，倘若將一個(gè)LED21的平均正向電壓降用VFAVE表示，因而一個(gè)由三個(gè)普通LEDs組成LED列的正向電壓降VFL大約為3VFAVE。相應(yīng)的，如果測(cè)量得到的正向電壓降VFL不低于2.5VFAVE而低于值VO(參見(jiàn)圖6)，LED列能夠被判斷為正常。如果測(cè)量得到的正向電壓降VFL不低于1.5VFAVE而低于2.5VFAVE，則可以判斷出三個(gè)LEDs中的其中一個(gè)短路了。同樣的，如果測(cè)量得到的正向電壓降VFL不低于0.5VFAVE而低于1.5VFAVE，則可以判斷出三個(gè)LEDs中的其中兩個(gè)短路了。如果測(cè)量得到的正向電壓降VFL不低于零而低于0.5VFAVE，則可以判斷出三個(gè)LEDs全部都短路了。如果即便是在電容器50放電之后正向電壓降值VFL仍然保持在值VO，則可以判斷出光學(xué)定影設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)故障了。
圖9為關(guān)于光學(xué)定影設(shè)備16的故障判斷順序的流程圖。照明控制器31首先預(yù)置列數(shù)為零。照明控制器31計(jì)數(shù)LED列的列數(shù)“i”，其中i＝1至n。被預(yù)置為零之后，列計(jì)數(shù)器被置為“1”。然后從RAM31b中讀出正向電壓降值VFLi、即此時(shí)的第一個(gè)LED列L1的值VFL1。如果該值VFLi高于零并低于0.5VFAVE，則可以判斷出LED列Li的三個(gè)LEDs全部都短路了。如果該值VFLi不低于0.5VFAVE而低于1.5VFAVE，則可以判斷出LED列Li的三個(gè)LEDs中的兩個(gè)短路了。如果該值VFLi不低于1.5VFAVE而低于2.5VFAVE，則可以判斷出LED列Li的三個(gè)LEDs中的一個(gè)短路了。如果該值VFLi＝VO，則可以判斷出光學(xué)定影設(shè)備16出現(xiàn)故障了。當(dāng)檢測(cè)出上述任何一個(gè)故障時(shí)，檢測(cè)出的故障內(nèi)容被寫(xiě)入到RAM31b。
在對(duì)第一個(gè)LED列L1執(zhí)行完故障判斷之后，照明控制器31將列計(jì)數(shù)器中的計(jì)數(shù)加“1”，并從RAM31b中讀出通過(guò)第二個(gè)LED列L2的正向電壓降值VFL2以執(zhí)行第二個(gè)LED列L2的故障判斷。用這種方法，照明控制器31重復(fù)執(zhí)行故障判斷直到判斷最后一個(gè)LED列Ln的故障。當(dāng)所有的LED列L1至Ln的故障判斷都執(zhí)行完，如果有一些LED列被判斷出存在故障，則驅(qū)動(dòng)LED面板107來(lái)顯示通報(bào)故障的信息。還可以用指示燈10的發(fā)光來(lái)代替顯示該信息或者附加顯示該信息。
根據(jù)故障的級(jí)別，如果打印程序沒(méi)有修正而繼續(xù)執(zhí)行，由于缺少光學(xué)定影光將會(huì)出現(xiàn)不能夠以足夠好的質(zhì)量打印圖像的情形。因此，如果故障的等級(jí)超出了一個(gè)給定的門(mén)限值，例如，如果兩個(gè)或者更多的LEDs短路或者光學(xué)定影設(shè)備16出現(xiàn)故障，照明控制器31顯示一個(gè)信息去提示替換有問(wèn)題的LEDs，并且停止隨后的打印程序。即便故障等級(jí)低于給定的門(mén)限值，例如當(dāng)只有一個(gè)LED短路，光學(xué)定影設(shè)備16的光照度也不可避免的降低，所以最好是提高有問(wèn)題的LED列或者有問(wèn)題的LED列周?chē)牧械恼彰鞫纫员阊a(bǔ)償照明度的降低。
在上述實(shí)施例中，每個(gè)LED列的正向電壓降被測(cè)量來(lái)判斷每個(gè)LED列的故障內(nèi)容。另外，還可以首先檢測(cè)在被選擇的LED列中是否存在有故障的LED列，然后只有當(dāng)確定被選擇的LED列中至少有一個(gè)是有故障的時(shí)候再判斷故障內(nèi)容。無(wú)論是否能夠確定LED列中是否有故障，電容器只放電一次。如果所有被選擇的LED列都是正常的，就沒(méi)有必要再對(duì)這些LED列的每一個(gè)執(zhí)行故障判斷。也就是，只有在需要的時(shí)候，才執(zhí)行對(duì)故障內(nèi)容的判斷。因此，在判斷每個(gè)LED列的故障內(nèi)容之前先檢測(cè)被選擇的LED列中是否存在一個(gè)有故障的列能夠節(jié)省測(cè)量通過(guò)正常的LED列的電壓降的不必要的時(shí)間。所以這種方法提高了故障判斷的效率。
用這種方法，照明控制器給電容器充電，然后打開(kāi)許多被選擇的LED列的導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，從而通過(guò)這些LED列給電容器放電。根據(jù)在電容器放電結(jié)束時(shí)通過(guò)電容器的電壓確定被選擇的LED列中是否有存在故障的列。
如果在放電之后通過(guò)電容器的電壓V在圖8所示的正向電壓降VFL的正常范圍之內(nèi)，例如2.5VFAVE＝V＜VO，即可斷定所有被選擇的LED列都是正常的。如果通過(guò)電容器的電壓V低于正常范圍，即可斷定被選擇的LED列中至少有一個(gè)是有故障的，雖然還不能斷定是那一列有故障。更進(jìn)一步地，以在圖8中記載的同樣的方式，可以確定在有故障的列中有幾個(gè)LEDs是短路的。例如，當(dāng)1.5VFAVE＝V＜2.5VFAVE時(shí)，可以確定LEDs中有一個(gè)是短路的。當(dāng)0＝V＜0.5VFAVE時(shí)，可以確定三個(gè)LEDs全部都短路了。當(dāng)電壓V保持在電平VO，可以斷定被選擇的所有LED列都有故障。
如果這些被選擇的LED列中任何一個(gè)被斷定有故障，那么通過(guò)每個(gè)被選擇的LED列的正向電壓降都被測(cè)量來(lái)以確定哪一個(gè)是有故障的、是哪種故障。一次被選擇的用于故障判斷的LED列的數(shù)目沒(méi)有限制，可以選擇所有的LED列，或者將LED列分為幾組，逐組選擇LED列。
可以在每次打印機(jī)打開(kāi)電源時(shí)執(zhí)行故障判斷。當(dāng)然也可以根據(jù)一個(gè)來(lái)自控制臺(tái)的故障判斷命令執(zhí)行故障判斷，或者以預(yù)定的時(shí)間間隔執(zhí)行，或者當(dāng)發(fā)光的總時(shí)間達(dá)到一個(gè)預(yù)定長(zhǎng)度時(shí)執(zhí)行，或者在這些時(shí)機(jī)之外的定時(shí)執(zhí)行。
此外，通過(guò)將測(cè)量得到的每個(gè)LED列的正向電壓降VFL作為一個(gè)與測(cè)量數(shù)據(jù)有關(guān)的記錄存儲(chǔ)起來(lái)可以看出LED21的壽命趨勢(shì)。例如，將VFL值的記錄與用于光學(xué)定影設(shè)備16的數(shù)據(jù)、即發(fā)光次數(shù)相比較，將會(huì)得到一個(gè)光學(xué)定影設(shè)備16發(fā)光多少次VFL值降低的大致趨勢(shì)。然后將有可能估計(jì)LED21的老化速度，并預(yù)測(cè)更換LED21的時(shí)間。
更進(jìn)一步地，測(cè)量得到的VFL值可以用于檢測(cè)故障和各個(gè)LED列的老化狀態(tài)。由于故障和老化會(huì)引起光照度的不均勻，所以可以根據(jù)LED列的各個(gè)VFL值更正不均勻度。
雖然上述VFL值是在放電開(kāi)始起Tx時(shí)間時(shí)測(cè)量的，也就是說(shuō)，在放電結(jié)束的時(shí)候測(cè)量得到的，但是也可以在一個(gè)合適的時(shí)間點(diǎn)Tn測(cè)量通過(guò)電容器的電壓V從而檢測(cè)VFL值。具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)一個(gè)LED列的電流I和施加到這個(gè)LED列的電壓之間有一定關(guān)系，這種關(guān)系能夠用近似的表示為圖10A所示的特征坐標(biāo)圖，其中當(dāng)所施加的電壓V達(dá)到正向電壓降值時(shí)電流I開(kāi)始流過(guò)LED列，并隨著電壓V的升高線性上升，其傾斜度是一個(gè)微分電阻R。通過(guò)這個(gè)近似，如圖10B所示的從電容器放電的電壓曲線能夠近似為一個(gè)放電函數(shù)，該函數(shù)在微分電阻R和電容器的電容量C之間有一個(gè)時(shí)間常數(shù)。
具體來(lái)講，倘若在放電開(kāi)始起T1時(shí)間時(shí)電壓V達(dá)到一個(gè)值V1，并在放電開(kāi)始T2時(shí)間時(shí)達(dá)到一個(gè)值V2，這些值V1、T1、V2、T2就可以用下面的等式表示V1-VFL＝(VO-VFL)·exp(-T1/C·R) …(2)V2-VFL＝(VO-VFL)·exp(-T2/C·R) …(3)將等式(2)的兩邊除以等式(3)相應(yīng)的兩邊將得到下面的等式(V1-VFL)/(V2-VFL)＝exp·(T2-T1/C·R) …(4)解等式(4)求出VFL的值將得到下面的等式VFL＝{V1-V2·exp(T2-T1)/C·R}}/{1-exp·((T2-T1)/C·R)} …(5)由于當(dāng)T1＝0時(shí)V1＝VO，等式(5)可以變換為下面的等式VFL＝{VO-V2·exp(T2)/C·R}}/{1-exp·(T2/C·R)} …(6)如果電容器50的電容量C和LED列的微分電阻R是已知的，可以通過(guò)測(cè)量放電開(kāi)始適當(dāng)?shù)臅r(shí)間T2時(shí)的電壓得到電壓值V2、根據(jù)等式(6)計(jì)算得到VFL值的近似值，這個(gè)時(shí)間T2比放電結(jié)束所需要的時(shí)間Tx短。
作為另外一種選擇，一個(gè)參考LED列Lref可能與LED列L1至Ln并聯(lián)，該參考LED列Lref的VFL值是已知的。然后，一旦測(cè)量得到在通過(guò)參考LED列Lref放電開(kāi)始合適的時(shí)間T2后通過(guò)參考LED列Lref進(jìn)行放電的電容器的電壓Vr，則可以在甚至不知道那個(gè)LED列的微分電阻R值的情況下，都將有可能檢測(cè)出每個(gè)LED列的VFL值。
參看圖11，假設(shè)V2和Vr分別代表在放電開(kāi)始合適的時(shí)間T2通過(guò)一個(gè)有問(wèn)題的LED列L的電壓和通過(guò)參考LED列Lref的電壓，VFLref代表已知的通過(guò)參考LED列Lref的正向電壓降值，那么可以得出下面的等式V2-VFL＝(VO-VFL)·exp(-T2/C·R) …(7)
Vr-VFL＝(VO-VFLref)·exp(-T2/C·R) …(8)通過(guò)對(duì)上述等式(7)和(8)的兩邊取自然對(duì)數(shù)，可以得到下述等式ln(V2-VFL)＝ln(VO-VFL)-T2/C·R …(9)ln(Vr-VFL)＝ln(VO-VFLref)-T2/C·R …(10)從上述等式(10)可以推導(dǎo)出下面的等式T2/C·R＝ln(VO-VFLref)-ln(Vr-VFL) …(11)等式(11)可以用等式(9)取代并以下面的方式進(jìn)行處理ln(V2-VFL)-ln(VO-VFL)＝ln(Vr-VFLref)-ln(VO-VFLref)∴(V2-VFL)/(VO-VFL)＝(Vr-VFLref)/(VO-VFLref) …(12)假如(Vr-VFLref)/(VO-VFLref)＝Q，VFL值將可以通過(guò)下面的等式得到VFL＝(V2-Q·VO)/(1-Q) …(13)相應(yīng)地，只要測(cè)量通過(guò)參考LED列Lref的電壓Vr就可以用等式(13)推導(dǎo)計(jì)算出有問(wèn)題的LED列L的VFL值。
雖然每列的LEDs21在圖2所示的實(shí)施例中是沿著從掃描方向排列的，組成一列的LEDs只要是彼此串聯(lián)地電連接在一起，也還可以排列成其他式樣。例如，如圖12所示，一個(gè)光學(xué)定影設(shè)備71可以包括一個(gè)由LEDs21組成的發(fā)光元件陣列，其中的LEDs21是彼此交錯(cuò)連接的。在這個(gè)實(shí)施例中，排列為在主掃描方向延伸的三行上的LEDs21中，第二行的LEDs21被放置在相鄰行即第一行和第三行的LEDs之間的各自的插空位置。這樣，發(fā)光元件陣列的LEDs21就彼此交錯(cuò)了。由于這個(gè)插空在兩個(gè)相鄰行的LEDs之間，所以各個(gè)LEDs21可以彌補(bǔ)光照度的降低，因此，這種排列阻止了在主掃描方向上的不均勻的光照度。
需要注意的是，串聯(lián)為一列的LEDs的數(shù)目和行的數(shù)目不局限為三個(gè)，可以作適當(dāng)變化。
雖然在上述實(shí)施例中，本發(fā)明的光源裝置是用作熱敏式打印機(jī)的光學(xué)定影設(shè)備，但是光源裝置不僅僅可以應(yīng)用于光學(xué)定影設(shè)備，還可以用于顯示器、液晶顯示器的背部照明、照明設(shè)備、信號(hào)燈、像機(jī)動(dòng)車(chē)的指示燈一樣的報(bào)警設(shè)備、等等。
在上述實(shí)施例中，如果任何一個(gè)LED列的故障等級(jí)很?chē)?yán)重，光源裝置就無(wú)效，也即是說(shuō)，打印程序被中斷。但是，在一些應(yīng)用中是不允許停止操作的，例如光源裝置被用作一個(gè)信號(hào)燈時(shí)。在這種情況下，最好是如圖13所示，除了主LED列之外再一對(duì)一的提供備份LED列，這樣，如果任何一個(gè)主LED列出現(xiàn)故障，相應(yīng)的備份LED列就打開(kāi)。
如圖13所示的一個(gè)光源裝置141由多個(gè)光組G1至Gn組成。光組G1至Gn中的每一個(gè)由一個(gè)主LED列Lnm和一個(gè)備份LED列Lnb組成，其中n是一個(gè)正整數(shù)。主LED列L1m至Lnm通常都是激活的，而備份LED列L1b至Lnb用于解救緊急狀況，該狀況即是主LED列L1m至Lnm有故障發(fā)生時(shí)。這些LED列不管是主的還是備份的都彼此并聯(lián)。至于物理布線，一個(gè)光組的主LED列和備份LED列之間的間距比光組之間的間距小。由于備份LED列是用作同一光組的主LED列的一個(gè)備份或者替代品，最好是將在每個(gè)光組中的備份LED列盡可能的靠近主LED列。
在這個(gè)實(shí)施方式中，一個(gè)照明控制器以上文記載的同樣的方式執(zhí)行對(duì)每個(gè)光組的主LED列的故障判斷。如果任何一個(gè)主LED列中存在故障，同一光組中的備份LED就被置為激活。
雖然如圖13所示的光組由一個(gè)主LED列和一個(gè)備份LED列組成，但是每個(gè)光組可以由兩個(gè)或者更多的主LED列和兩個(gè)或者更多的備份LED列組成。
本發(fā)明的正向電壓降測(cè)量方法和裝置用于測(cè)量通過(guò)包括發(fā)光元件在內(nèi)的任何種類(lèi)的半導(dǎo)體的正向電壓降。
因而，本發(fā)明不僅僅局限于上述實(shí)施例，相反的，在不脫離權(quán)利要求所述的本發(fā)明的范圍和精神的任何改變都是可能的。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)量由多個(gè)半導(dǎo)體彼此串聯(lián)形成的多列半導(dǎo)體列組成的半導(dǎo)體陣列的正向電壓降的正向電壓降測(cè)量方法，其中，所述半導(dǎo)體列彼此并聯(lián)，所述方法包括步驟為與所述半導(dǎo)體的所述列并聯(lián)的電容器充電；通過(guò)從所述列中選擇一列使電容器放電；在所述電容器放電過(guò)程中的一個(gè)時(shí)刻或者在放電結(jié)束的時(shí)刻測(cè)量通過(guò)所述電容器的電壓；根據(jù)所述測(cè)量得到的電壓檢測(cè)通過(guò)所述被選擇的列的正向電壓降。
2.如權(quán)利要求1所述的正向電壓降測(cè)量方法，其中所述半導(dǎo)體包括發(fā)光元件。
3.一種用于測(cè)量由許多發(fā)光元件彼此串聯(lián)在一起形成的多個(gè)發(fā)光元件列組成的發(fā)光元件陣列的正向電壓降的測(cè)量裝置，其中，所述發(fā)光元件列彼此并聯(lián)，所述測(cè)量裝置包括與所述發(fā)光元件的所述列并聯(lián)的電容器；用于使所述發(fā)光元件的所述列中被選擇出來(lái)的列導(dǎo)通的導(dǎo)體開(kāi)關(guān)；用于給所述電容器和所述發(fā)光元件的所述列提供電力的電源電路；用于打開(kāi)和關(guān)斷所述電源電路的電源開(kāi)關(guān)；測(cè)量設(shè)備，用于打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)以給所述電容器充電，然后關(guān)斷所述電源開(kāi)關(guān)，打開(kāi)從所述導(dǎo)體開(kāi)關(guān)中選擇的導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，以使得所述發(fā)光元件的所述列中相應(yīng)的一個(gè)導(dǎo)通，從而通過(guò)所述發(fā)光元件的所述導(dǎo)通列使所述電容器放電，其中所述測(cè)量設(shè)備根據(jù)通過(guò)所述電容器的電壓測(cè)量通過(guò)所述導(dǎo)通列的一個(gè)正向電壓降，所述電容器的電壓是在其放電過(guò)程中的一個(gè)時(shí)刻測(cè)量得到的，或者是在其放電結(jié)束的時(shí)候測(cè)量得到的。
4.如權(quán)利要求3所述的測(cè)量裝置，其中所述導(dǎo)體開(kāi)關(guān)是分別與所述發(fā)光元件的所述列串聯(lián)的晶體管。
5.一個(gè)光源裝置，包括由許多發(fā)光元件彼此串聯(lián)在一起形成的多個(gè)發(fā)光元件列組成的發(fā)光元件陣列，所述發(fā)光元件列彼此并聯(lián)；用于給所述發(fā)光元件的所述列提供電力的電源電路；分別與所述發(fā)光元件的所述列串聯(lián)的導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，用于使從所述發(fā)光元件的所述列中選擇的列導(dǎo)通；所述光源裝置還包括與所述發(fā)光元件的所述列并聯(lián)的電容器，，所述電容器由所述電源電路提供的電力充電；一個(gè)電源開(kāi)關(guān)，用于將從所述電源電路提供給所述電容器的電力打開(kāi)和關(guān)斷；一個(gè)測(cè)量設(shè)備，用于打開(kāi)所述電源開(kāi)關(guān)以給所述電容器充電，然后，關(guān)閉所述電源開(kāi)關(guān)，打開(kāi)所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)中被選擇的開(kāi)關(guān)以使得所述發(fā)光元件列中相應(yīng)的一列導(dǎo)通，從而通過(guò)所述發(fā)光元件的所述導(dǎo)通列使所述電容器放電，其中測(cè)量設(shè)備根據(jù)通過(guò)所述電容器的電壓測(cè)量通過(guò)所述導(dǎo)通列的正向電壓降，所述電容器的電壓是在其放電過(guò)程中的一個(gè)時(shí)刻測(cè)量得到的，或者是在放電結(jié)束的時(shí)刻測(cè)量得到的。
6.如權(quán)利要求5所述的光源裝置，進(jìn)一步包括一個(gè)設(shè)備，用于經(jīng)過(guò)根據(jù)由所述測(cè)量設(shè)備測(cè)量得到的所述列的正向電壓降值來(lái)確定所述發(fā)光元件的所述列的驅(qū)動(dòng)電壓。
7.如權(quán)利要求5所述的光源裝置，進(jìn)一步包括一個(gè)故障判斷設(shè)備，用于根據(jù)由所述測(cè)量設(shè)備測(cè)量得到的正向電壓降值確定所述發(fā)光元件的所述列的故障是哪種故障。
8.如權(quán)利要求7所述的光源裝置，其中所述故障判斷設(shè)備通過(guò)打開(kāi)所述導(dǎo)體開(kāi)關(guān)中相應(yīng)的一個(gè)開(kāi)關(guān)使得所述發(fā)光元件的所述列中被選擇的列導(dǎo)通，通過(guò)所述導(dǎo)通列使所述電容器放電，并根據(jù)通過(guò)所述電容器的電壓檢測(cè)所述被選擇的列中是否有存在故障的列，所述電容器的電壓是在其放電過(guò)程中的一個(gè)時(shí)刻測(cè)量得到的，或者是在放電結(jié)束的時(shí)刻測(cè)量得到的。
9.如權(quán)利要求8所述的光源裝置，其中當(dāng)所述故障判斷設(shè)備判斷出被選擇的列中有存在故障的列時(shí)，所述故障判斷設(shè)備確定所述有故障的列，并根據(jù)通過(guò)所述被選擇的各個(gè)列的正向電壓降確定所述確定為有故障的列的故障內(nèi)容。
10.如權(quán)利要求7所述的光源裝置，其中所述故障判斷設(shè)備在每次接通電源的時(shí)候執(zhí)行故障判斷，和/或響應(yīng)一個(gè)請(qǐng)求故障判斷的命令時(shí)執(zhí)行，和/或以固定的時(shí)間間隔執(zhí)行，和/或當(dāng)所述光源裝置的總發(fā)光時(shí)間達(dá)到一個(gè)預(yù)定長(zhǎng)度時(shí)執(zhí)行。
11.如權(quán)利要求7所述的光源裝置，其中所述發(fā)光元件陣列包括許多光組，每個(gè)所述光組由至少一個(gè)所述發(fā)光元件的主列和至少一個(gè)所述發(fā)光元件的備份列組成，因此當(dāng)所述主列中的一列被判斷為出現(xiàn)故障時(shí)，屬于同一光組的所述備份列就作為所述有故障的主列被打開(kāi)。
12.一個(gè)通過(guò)加熱熱敏記錄紙將圖像熱記錄于其上的直接熱敏式打印機(jī)，該打印機(jī)包括一個(gè)用于投射定影光束到所述熱敏記錄紙上從而將圖像定影于其上的光源裝置，其中，所述光源裝置包括一個(gè)發(fā)光元件陣列，該陣列由許多發(fā)光元件彼此串聯(lián)形成的多個(gè)發(fā)光元件列組成，所述各列彼此并聯(lián)；一個(gè)電源電路，用于給所述電容器和所述發(fā)光元件的所述列提供電力；分別與所述發(fā)光元件的所述列串聯(lián)的導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，用于使所述發(fā)光元件的所述列中被選擇出來(lái)的列導(dǎo)通；一個(gè)電容器，與所述發(fā)光元件的所述各列彼此并聯(lián)，由所述電源電路提供的電力為所述電容器充電；一個(gè)電源開(kāi)關(guān)，用于將從所述電源電路提供給電容器的電力打開(kāi)和關(guān)斷；一個(gè)測(cè)量設(shè)備，用于打開(kāi)所述電源開(kāi)關(guān)給所述電容器充電，然后，關(guān)閉所述電源開(kāi)關(guān)，打開(kāi)所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)中被選擇的一個(gè)開(kāi)關(guān)、使得所述發(fā)光元件的所述列中相應(yīng)的一列導(dǎo)通，從而通過(guò)所述發(fā)光元件的所述導(dǎo)通列使所述電容器放電，其中所述測(cè)量設(shè)備根據(jù)通過(guò)所述電容器的一個(gè)電壓測(cè)量通過(guò)所述導(dǎo)通列的正向電壓降，所述電容器的電壓是在其放電過(guò)程中的一個(gè)時(shí)刻測(cè)量得到的，或者是在放電結(jié)束的時(shí)刻測(cè)量得到的。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種帶有一個(gè)發(fā)光元件陣列的光學(xué)定影設(shè)備，該發(fā)光元件陣列由許多LEDs連接成矩陣而成。在每列中LEDs彼此串聯(lián)，并且每個(gè)LED列彼此并聯(lián)。晶體管分別與各個(gè)LED列串聯(lián)，以便打開(kāi)或關(guān)斷相應(yīng)的LED列。一個(gè)電容器并聯(lián)于LED列。在通過(guò)打開(kāi)一個(gè)開(kāi)關(guān)給電容器充電之后，LED列中被選擇的一列打開(kāi)，通過(guò)這個(gè)被選擇的LED列使電容器放電。根據(jù)在放電結(jié)束時(shí)通過(guò)電容器的電壓測(cè)量通過(guò)該被選擇的LED列的正向電壓VFL。
文檔編號(hào)H01L33/00GK1654968SQ200510001619
公開(kāi)日2005年8月17日 申請(qǐng)日期2005年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月10日
發(fā)明者林淳司 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社