JP2018016013A - ドライバicチップ、駆動装置、プリントヘッド、及び画像形成装置 - Google Patents

ドライバicチップ、駆動装置、プリントヘッド、及び画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ドライバICチップのチップ面積を小さくすることができるドライバICチップ、駆動装置、プリントヘッド、及び画像形成装置を提供する。【解決手段】シフトレジスタSFRa〜SFRdは、複数のフリップフロップをカスケード接続して成り、シフトレジスタの初段のフリップフロップのデータ入力端子は遅延回路143〜146を介してデータ入力端子に接続され、遅延回路の遅延時間は、遅延時間データメモリ回路MDMに格納されている遅延時間データHdに応じて制御され、駆動データの転送に先立ち、遅延時間データがシフトレジスタにより転送されて、遅延時間データメモリ回路に書き込まれ、遅延時間データの転送に先立ち、固定値のデータが、シフトレジスタにより転送されて、遅延時間データメモリ回路に書き込まれる。【選択図】図4

Description

本発明は、列を成すように配置された複数の被駆動素子を選択的に、かつサイクル毎に駆動する駆動装置、及び該駆動装置を構成するドライバICチップに関する。複数の被駆動素子としては、例えば光源にLED(発光ダイオード)を用いた電子写真プリンタにおけるLEDの列、サーマルプリンタにおける発熱抵抗体の列、表示装置における表示素子の列がある。
本発明はさらに、上記の駆動装置を備えたプリントヘッド、及び該プリントヘッドを備えた画像形成装置に関する。
以下の説明において、発光ダイオードをLED、モノリシック集積回路をIC、NチャネルMOSトランジスタをNMOS、PチャネルMOSトランジスタをPMOSと略称することがある。さらにチャネル型を意識せずMOSトランジスタを単に「MOS」と略称することもある。
また、信号レベルに関し、Highレベル(High)を論理値1に、Lowレベル(Low)を論理値0に対応させて記載することがある。
さらに、信号の論理を明確にする必要のある場合には、信号名末尾に−Pを付して正論理信号であることを、信号名末尾に−Nを付して負論理信号であることを示す。
さらに、信号を表す符号として、信号が入力または出力される端子、或いは信号が出力される素子乃至回路と同じ符号が用いられることがある。
個々の発光素子の発光により感光ドラム上に形成される静電潜像、もしくは現像後のトナー像、あるいは印刷媒体上に転写されたトナー像の各画素をドットと称することがある。
それと同様に、上記のドットと対応する個々の発光素子それぞれをドットと呼ぶことがある。
本書で取り上げているプリントヘッドとは、発光素子およびその駆動素子等を配置してなるユニットの一般名称である。上記プリントヘッドをLEDプリンタ装置に限定して適用される場合にはLEDプリントヘッドと称する。
以下、被駆動素子の群が電子写真プリンタに用いられる発光素子の列であるとして説明する。
従来、電子写真方式を用いたプリンタなどの画像形成装置には、発光素子を多数配列させて露光部を形成したものがある。発光素子としては、発光ダイオード(LED)のほか、有機EL、発光サイリスタなどが用いられる。
このうち、発光ダイオード、或いは発光サイリスタを用いたものでは、駆動回路と発光素子とが1対N(N>1)に対応するように設けられ、発光素子のアノード・カソード間に電流を流すか否かにより、発光/非発光の状態を切り替えている(特許文献1)。
一般に、発光状態におけるLEDの光出力はその駆動電流により決まり、駆動電流を調整することで露光部への露光エネルギー量を調整することができる。
また、一般に発光素子は化合物半導体を用いて構成されており、その結晶欠陥に起因する光量ばらつきが不可避であって、これを用いる画像形成装置に印刷濃度ムラを生じてしまう。
そのため、前述した発光素子への駆動電流値を調整するため、発光素子に対応してメモリを設けて各素子の補正量を示すデータを格納しておき、格納したデータに基づいた駆動電流値により駆動することで光量ばらつきを補正する構成が公知である。
発光素子としてLEDを用いる場合の構成が特許文献2において開示されている。
特許文献2に記載の発光素子はLEDであるが、LEDに代えて発光サイリスタを用いる構成が本出願人により開示されている(特許文献3、4、5)。
従来のLEDヘッドに用いられるドライバICチップにおいては、フリップフロップをカスケード接続して成るシフトレジスタの出力側に選択回路と出力バッファを設けており、ドライバICチップをカスケード接続する場合に、
CLK>TFF+TSEL+TDO+TDI
を満足する必要があった。
ここで、TCLKはクロック周期、TFFはフリップフロップの遅延時間、TSELは選択回路の遅延時間、TDOはデータ出力バッファの遅延時間、TDIはカスケード接続される後段ドライバICチップのデータ入力バッファの遅延時間である。
このように、従来のLEDヘッドにおいては、
FF+TSEL+TDO+TDI
の合計値よりも短いクロック周期のもとではデータ転送を行うことができなかった。
一方、ドライバICチップを搭載するLEDヘッドにおいては、LEDヘッドのコネクタ端子部(入力コネクタ部)における信号タイミングとして、クロック信号に対するデータ信号のタイミングを同期のとれたものとすることが望ましく、クロック信号に対するホールド時間として大きな値が要請されたりすると、データ転送用クロック信号の周期を短く、すなわちクロック信号の周波数を高くすることが困難となる。このようにクロック信号の周波数を高くすることができないために、データ転送レートが制約されている。
この結果、印刷データの転送に長時間を要することになり、プリンタでの印刷速度が制約されてしまうという課題があった。
この課題を解決する構成として、本発明者によって特許文献6に下記の構成が開示されている。
特許文献6の構成においては、ドライバICチップのカスケード接続において、初段ICと2段目以降ICとで、前述した遅延時間のうち、TDIを変更可能とすることで、LEDヘッドとして所望のホールド時間を満たしつつ、印刷データの転送の際のクロック周波数の最大値を増加させることを可能とした構成となっている。
ところが、特許文献6の構成においては、印刷データの転送に先立って行われる補正データの転送においてセットアップ時間やホールド時間が未確定となってしまうことを防ぐ目的で、IC内に電源電圧投入を検知してリセットを行うパワーオンリセット回路を搭載する必要があった。
上記したパワーオンリセットはIC内に集積されたコンデンサへの電圧充電特性を用いてリセット時間を作成しているため、コンデンサの静電容量として大きい値を必要とすることから必然的に大きな占有面積を要し、ドライバICチップのチップ面積を小さくする上での大きな制約となっており、その解決が望まれていた。
特開平3−194978号公報 特開平9−109459号公報 特開2010−40641号公報 特開2010−118594号公報 特開2011−222590号公報 特開2008−235844号公報
以上のように、従来の駆動装置では、ドライバICチップのチップ面積を小さくする上での制約があった。また、LED等の被駆動素子の増加に伴うヘッドの部品点数の増加を抑制することが困難であった。
以上、印刷データに応じてLEDの列を駆動する駆動装置について説明したが、他の被駆動素子の列、例えば、LED以外の発光素子の列、サーマルプリンタで用いられる発熱抵抗体の列、表示装置における表示素子の列を、駆動データに応じて駆動する場合にも同様の駆動装置で駆動可能であり、同様の問題がある。
本発明のドライバICチップは、
アレイを構成する被駆動素子を駆動する駆動回路と、
データ入力端子と、
前記被駆動素子を駆動するか否かを示す駆動データを転送するためのシフトレジスタと、
遅延回路と、
遅延時間データメモリ回路と
を有するドライバICチップにおいて、
前記シフトレジスタは、複数のフリップフロップをカスケード接続して成り、
前記シフトレジスタの初段のフリップフロップのデータ入力端子は前記遅延回路を介してデータ入力端子に接続され、
前記遅延回路の遅延時間は、前記遅延時間データメモリ回路に格納されている遅延時間データに応じて制御され、
前記駆動データの転送に先立ち、前記遅延時間データが前記シフトレジスタにより転送されて、前記遅延時間データメモリ回路に書き込まれ、
前記遅延時間データの転送に先立ち、固定値のデータが、前記シフトレジスタにより転送されて、前記遅延時間データメモリ回路に書き込まれる
ことを特徴とする。
本発明によれば、ドライバICチップのチップ面積を小さくすることができる。
本発明の実施の形態1の電子写真プリンタにおける制御系を示すブロック図である。 図1のLEDヘッドにおけるLEDアレイとドライバICチップの配置の概要を示す図である。 図1のLEDヘッドに含まれる複数のLEDアレイと、ドライバICチップの接続の概略を示す図である。 図3のドライバICチップの構成を示すブロック図である。 図4の遅延回路143〜146の各々の構成を示す図である。 図4のメモリ回路MEMの構成を示す図である。 図4のメモリ回路MDMの構成を示す図である。 図4のマルチプレクサ回路MUXの構成を示す図である。 図4のLED駆動回路DRVの構成を示す図である。 図4のメモリ制御回路CTR1の構成を示す図である。 実施の形態1における補正データの転送及び書き込みを示すタイムチャートである。 図4のマルチプレクサ制御回路CTR2の構成を示す図である。 実施の形態1における印刷データの転送及びLEDの駆動を示すタイムチャートである。 図4の制御電圧発生回路ADJの構成を示す図である。 図2のLEDヘッド19の構成を概略的に示す断面図である。 図13において、ドライバICチップの数が1個であるものとして簡略化し、波形をより詳細に示すタイムチャートである。 図11において、ドライバICチップの数が1個であるものとして簡略化し、図11における期間Ta及びTbの部分の詳細を示すタイムチャートである。 図11において、ドライバICチップの数が1個であるものとして簡略化し、図11における期間Tc及びTdの部分の詳細を示すタイムチャートである。 図11において、ドライバICチップの数が1個であるものとして簡略化し、図11における期間Te及びTfの部分の詳細を示すタイムチャートである。 図11において、ドライバICチップの数が1個であるものとして簡略化し、図11における期間Tg及びThの部分の詳細を示すタイムチャートである。 図4に示したドライバICチップをカスケード接続して成る回路において、印刷データの転送における動作の概要を分かりやすくするため、第1段のドライバICチップと第2段のドライバICチップの要部を抜き出して記載した回路図である。 図21の回路の動作を示すタイムチャートである。 実施の形態1におけるリセット処理を示すタイムチャートである。 従来のドライバICチップDICにおけるパワーオンリセット回路を、メモリ回路MDMとともに示すブロック図である。 図24のパワーオンリセット回路431の構成を示す回路図である。 (a)〜(c)は、図25のパワーオンリセット回路の各部に現れる信号の波形を示す図である。 実施の形態1の変形例におけるリセット処理を示すタイムチャートである。 本発明の実施の形態2の電子写真プリンタにおける制御系を示すブロック図である。 図28の印刷制御部1、シリアライザ回路521及びLEDヘッド519間の接続、並びにLEDヘッド519の構成例を示すブロック図である。 図29の第1のLEDアレイ列と、対応するドライバICチップの接続の概略を示す図である。 図29の第2のLEDアレイ列と、対応するドライバICチップの接続の概略を示す図である。 (a)は、図29のアッテネータ回路525の構成を示す回路図で、(b)は、該アッテネータ回路525の動作を示すタイムチャートである。 実施の形態2における印刷データの転送及びLEDの駆動を示すタイムチャートである。 実施の形態2における補正データの転送及び書込みを示すタイムチャートである。 実施の形態2における、図21と同様の回路の動作を示すタイムチャートである。 実施の形態2におけるリセット処理を示すタイムチャートである。 従来の電子写真プリンタにおける制御系を示すブロック図である。 本発明の実施の形態2の電子写真プリンタの変形例における制御系を示すブロック図である。 タンデムカラープリンタの概略構成を示す図である。
実施の形態1.
以下、本発明を電子写真プリンタで用いられるドライバICチップに適用した場合について説明する。その場合、被駆動素子は発光素子であり、ドライバICチップでは、被駆動素子を駆動すべきか否かを表す駆動データとして印刷データが送信される。
[電子写真プリンタの構成]
図1は実施の形態1の電子写真プリンタの制御系を示す。
図1に示すように、電子写真プリンタは、印刷制御部1を有する。印刷制御部1は、マイクロプロセッサ、ROM、RAM、入出力ポート、タイマ等によって構成されており、プリンタの印刷部の内部に配設され、図示しない画像処理部を備えた上位コントローラからの制御信号SG1、ビデオ信号(ドットマップデータを一次元的に配列したもの)SG2等によってプリンタ全体をシーケンス制御し、印刷動作を行う。
上記の制御信号SG1によって印刷指示を受信すると、印刷制御部1は、先ず定着器温度センサ23によってヒータ22aを内蔵した定着器22が使用可能な温度範囲にあるか否かを検出し、該温度範囲になければヒータ22aに通電し、使用可能な温度まで定着器22を加熱する。
次に、ドライバ2を介して現像・転写プロセス用モータ(PM)3を回転させ、同時にチャージ信号SGCによって帯電用高圧電源25をオンにし、現像部27の帯電を行う。
そして、図示しないプリント用紙の有無(図示しない給紙部に用紙がセットされているかどうか)および種類が、それぞれ用紙残量センサ8及び用紙サイズセンサ9によって検出され、該用紙に合った用紙送りが開始される。
用紙送りモータ(PM)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であり、最初に逆転させて、用紙吸入口センサ6が検知するまで、セットされた用紙を予め設定された量だけ送る。続いて、正回転させて用紙をプリンタ内部の印刷機構内に搬送することができる。
印刷制御部1は、用紙が印刷可能な位置まで到達した時点において、上位コントローラに対してタイミング信号SG3(主走査同期信号、副走査同期信号を含む)を送信し、これに応じて上位コントローラから送信されたビデオ信号SG2を受信する。
ビデオ信号SG2は、上位コントローラにおいてページ毎に編集され、印刷制御部1に送信される印刷データである。
印刷制御部1に受信されたビデオ信号SG2は、印刷データHD−DATA3〜0としてLEDヘッド19に送信される。
LEDヘッド19は複数個のLEDを含む。これらのLEDは、それぞれ1ドット(ピクセル)の印刷のために設けられたものであり、直線に沿って配列されている。
印刷制御部1は1ライン分のビデオ信号SG2を印刷データとして送出すると、LEDヘッド19にラッチ信号HD−LOADを送出し(HD−LOADをHighにし)、送出された印刷データHD−DATA3〜0をLEDヘッド19内に保持させる。
印刷制御部1は上位コントローラから次のビデオ信号SG2を受信している最中においても、LEDヘッド19に保持されている印刷データHD−DATA3〜0に基づいてLEDを駆動させることができる。
クロック信号HD−CLK−P、HD−CLK−Nは、印刷データHD−DATA3〜0をLEDヘッド19に送信するためのものである。
クロック信号としては小振幅差動信号(LVDS:Low Voltage Differential Signaling)が用いられる。
なお、特に明示する必要のない場合、上記の差動信号HD−CLK−P、HD−CLK−Nを総称して、あるいはこれらのうちの一方を単に符号「HD−CLK」、もしくは「HD−CLKI」で表す場合がある。
また、主走査同期信号HD−HSYNC−N、ストローブ信号HD−STB−Nも印刷制御部1からLEDヘッド19に供給される。
さらにまた、印刷制御部1とLEDヘッド19とは電源線VDD及びグランド線GNDで接続されている。
ビデオ信号SG2の送受信は、印刷ライン毎に行われる。LEDヘッド19によって印刷される情報は、マイナス電位に帯電させられた図示しない感光ドラム上において電位の上昇したドットとして潜像化される。そして、現像部27において、マイナス電位に帯電させられた画像形成用のトナーが、電気的な吸引力によって感光ドラム上の各ドットに吸引され、トナー像(顕像)が形成される。
その後、該トナー像は転写部28に送られ、一方、転写信号SG4に応じて転写用高圧電源26がオンとなり、プラスの高電圧を発生し、転写部28は感光ドラムと転写部28との間隔を通過する用紙上にトナー像を転写する。
トナー像が転写された用紙は、ヒータ22aを内蔵する定着器22に当接して搬送され、該定着器22の熱によって用紙に定着される。画像が定着された用紙は、更に搬送されてプリンタの印刷機構から用紙排出口センサ7を通過してプリンタの外部に排出される。
印刷制御部1は用紙サイズセンサ9、用紙吸入口センサ6の検知に対応して、用紙が転写部28を通過している間だけ転写用高圧電源26からの電圧を転写部28に印加する。印刷が終了し、用紙が用紙排出口センサ7を通過すると、帯電用高圧電源25による現像部27への電圧の印加を終了し、同時に現像・転写プロセス用モータ3の回転を停止させる。
各用紙について上記の動作が繰り返される。
[LEDヘッドの構成]
次に、LEDヘッド19について説明する。
本実施の形態1の説明においては、一例としてA4サイズの用紙に1インチ当たり600ドットの解像度で印刷可能なLEDヘッドを想定する。この場合、LEDの総数は4992であり、これを構成するために例えば図2に示すように、各々192個のLEDを備えた26個のLEDアレイが直線状に配列されている。26個のLEDアレイに対応して26個のドライバICチップが設けられている。以下では、このドライバICチップを単に「ドライバチップ」と言う。
図3はLEDヘッドにおけるLEDアレイとドライバチップとの接続の概略を示す。図3では図示の簡略化のため、26個のLEDアレイのうちの2個、具体的には1番目及び2番目のLEDアレイCHP1、CHP2と、これらに対応して配置された2個のドライバチップDIC1、DIC2のみが示されている。言い換えると、第3番目乃至26番目のLEDアレイCHP3〜CHP26、及び3番目乃至26番目のドライバチップDIC3〜DIC26は図示が省略されている。
LEDアレイCHP1〜CHP26は、互いに同一の回路により構成され、ドライバチップDIC1〜DIC26は、互いに同一の回路により構成され、互いにカスケード接続されている。
なお、以下の説明において、すべてのドライバチップ当てはまる説明においては、符号DICを用いることがある。同様に、すべてのLEDアレイに当てはまる説明においては、符号CHPを用いることがある。
ドライバチップDIC1〜DIC26により、ドライバチップの列31が構成され、LEDアレイCHP1〜CHP26によりLEDアレイの列32が構成されている(図2)。
各LEDアレイCHP内のすべての奇数番目のLED(101、103、105、107など)のカソード同士が互いに接続され、すべての偶数番目のLED(102、104、106、108など)のカソード同士が互いに接続され、互いに隣接して配置された2個のLED(例えば101と102)のアノード端子同士が互いに接続されており、奇数番目のLEDと偶数番目のLEDとは時分割に駆動される。
各LEDアレイCHPには上記のように、192個のLEDが含まれている。図3には、LEDアレイCHP1に設けられた192個のLEDのうちのアレイの両端に位置する4個のLEDが符号101〜104で示されている。同様に、LEDアレイCHP2に設けられた192個のLEDのうちのアレイの両端に位置する4個のLEDが符号105〜108で示されている。
26個のLEDアレイCHP1〜CHP26に対して、2個のMOS109、110が設けられている。これらのMOS109、110は大電流を流し得るパワーMOSで構成され、それぞれ第1及び第2の共通スイッチを構成する。
MOS109のドレーンは26個のLEDアレイCHP1〜CHP26のすべての奇数番目のLED(101、103、105、107等)のカソードに、具体的にはこれらを互いに接続したコモンカソード端子に接続され、MOS110のドレーンは26個のLEDアレイCHP1〜CHP26のすべての偶数番目のLED(102、104、106、108等)のカソード、具体的にはこれらを互いに接続したコモンカソード端子に接続されている。
MOS109、110のソースはグランドに接続される。
MOS109のゲートは1番目のドライバチップDIC1のスイッチ制御端子KDRと接続され、MOS110のゲート端子は2番目のドライバチップDIC2のスイッチ制御端子KDRと接続されている。
ドライバチップDIC1のスイッチ制御端子KDRからMOS109のゲートに供給される信号(スイッチ制御信号)KDRは符号ODDで示され、
ドライバチップDIC2のスイッチ制御端子KDRからMOS110のゲートに供給される信号(スイッチ制御信号)KDRは符号EVENで示されている。
ODD信号は、奇数番目のLEDを駆動するタイミングで出力され(Highとなり)、EVEN信号は、偶数番目のLEDを駆動するタイミングで出力され(Highとなる)。
ODD信号と、EVEN信号とで、パワーMOS109とパワーMOS110を異なるタイミングでオンさせることにより、奇数番目のLEDと、偶数番目のLEDを時分割駆動することができる。
図3に示す構成においては、印刷データHD−DATA3〜0のデータ線を4本とし、互いに隣接する8個のLEDのうち、奇数番目の4個のLED及び偶数番目の4個のLEDのデータを1パルスのクロック信号毎に同時に(並行して)送出する構成としている。即ち、あるタイミングでは、上記の8個のLEDのうち、奇数番目の4個のLED(画素)に対するデータを同時に(並行して)送出し、別のタイミングでは偶数番目の4個のLED(画素)に対するデータを同時に(並行して)送出することとしている。奇数番目のLEDに対するデータの送出と、偶数番目のLEDの対するデータの送出とは交互に、時分割的に行われる。
印刷制御部1から出力される印刷データHD−DATA3〜0はクロック信号HD−CLKと共にLEDヘッド19に入力され、上記した4992ドット分のビットデータがドライバチップDIC1、DIC2等の内部に設けられた、後述するシフトレジスタ中を順次転送される。
奇数番目のLEDのためのデータの転送と偶数番目のLEDのためのデータの転送とが時分割的に行われるため、2度に分けて2496ドット分ずつ転送される。
例えば、奇数番目の全ての(2496個の)ドット(LED)のためのドットデータが先に転送され、その後偶数番目の全ての(2496個)のドット(LED)のためのドットデータが転送される。
具体的には、奇数番目のすべてのドットのドットデータ(印刷データ)の転送が終わり、シフトレジスタを構成する複数段のフリップフロップに保持された状態になると、ラッチ信号HD−LOADがLEDヘッド19に入力され(HD−LOADがHighにされ)、これらのドットデータは上記のフリップフロップにそれぞれ対応して設けられたラッチ回路にラッチされる。
奇数番目のすべてのドットのドットデータがラッチされた状態となると、ドットデータとストローブ信号HD−STB−Nとによって、それぞれのLEDが、対応する印刷データに応じて駆動される。
偶数番目のすべてのドットのドットデータ(印刷データ)の転送が終わり、シフトレジスタを構成する複数段のフリップフロップに保持された状態になると、ラッチ信号HD−LOADがLEDヘッド19に入力され(HD−LOADがHighにされ)、これらのドットデータは上記のフリップフロップにそれぞれ対応して設けられたラッチ回路にラッチされる。
偶数番目のすべてのドットのドットデータがラッチされた状態となると、ドットデータとストローブ信号HD−STB−Nとによって、それぞれのLEDが、対応する印刷データに応じて駆動される。
基準電圧VrefはLED駆動のための駆動電流値を指令するための電圧であって、LEDヘッド19内に設けられた図示しない基準電圧発生回路により発生され、各ドライバチップの基準電圧端子VREFに供給される。
この基準電圧発生回路はレギュレータ回路を備え、LEDの全点灯駆動時のように電源電圧が一瞬降下するような状況においても、基準電圧Vrefは所定値のままとでき、LED駆動電流の低下は発生しない。
以上のような印刷の実行(印刷データの転送及び印刷データに基づくLEDの駆動)に先立って、印刷データの転送に用いられるのと同じシフトレジスタを用いて補正データが転送され、メモリに格納されており、印刷データに基づくLEDの駆動の際に、補正データに基づいて駆動電流値が補正される。
シフトレジスタで転送される補正データを、印刷データと同じ符号「HD−DATA0〜3」で表す。同様に、シフトレジスタで転送される後述の固定値のデータをも、同じ符号「HD−DATA0〜3」で表す。即ち、符号「HD−DATA0〜3」は、シフトレジスタで転送されるデータを表すのに用いられる。
[ドライバチップ]
以下、ドライバチップについて詳細に説明する。
LEDヘッド19内のドライバチップDIC1〜DIC26は、全て互いに同じ構成のものである。ドライバチップDIC1〜DIC26として同じ回路構成を有し、同じ製造プロセスで製造されたものを用いることにより、特性のばらつきを最小限にすることができる。
図4はドライバチップDIC1〜DIC26のうちの一つの詳細な構成を示すブロック図である。
データ入力端子DATAI0〜3には、データDATA0〜3が入力される。
初段のドライバチップDIC1のデータ入力端子DATAI0〜3には、LEDヘッド19への入力データHD−DATA0〜3が入力される。
初段以外の各段のドライバチップDIC1のデータ入力端子DATAI0〜3には、前段のドライバチップのデータ出力端子DATAO0〜3から出力されるデータDATA0〜3が入力される。
各段のドライバチップ内において、カスケード接続されたフリップフロップFFA1〜A25、FFB1〜B25、FFC1〜C25、FFD1〜D25は、4つの互いに並列的なシフトレジスタSFRa〜SFRdを構成する。
シフトレジスタSFRa〜SFRdは、クロック信号CLKで駆動されて転送を行う。
入力回路141は、小振幅差動信号CLK−P、CLK−Nを入力とし、小振幅差動信号CLK−P、CLK−Nをドライバチップ内部で用いられる論理振幅のクロック信号CLKに変換する。
バッファ回路(以下「バッファ」と言う)142は、入力回路141の出力信号を受けて、シフトレジスタSFRa〜SFRdを駆動するためのクロック信号CKを出力する。バッファ142は多数のフリップフロップを駆動するので、大きな駆動能力を有し、比較的大きな遅延時間を有する。
遅延回路143〜146は、小振幅差動入力回路141、バッファ142等によるクロック信号に対する遅延に略等しい遅延時間をデータ信号に与えることで、クロック信号経路とデータ信号経路との間で、信号遅延に著しい差を生じないように、即ち各フリップフロップへのクロック信号の供給とデータ信号(データ入力端子DATAI0〜3を介して入力されるデータ信号)の供給とが適切なタイミング(位相)関係を有することになるようにしている。
シフトレジスタSFRa〜SRFdの最後の段のフリップフロップFFA25、FFB25、FFC25、FFD25以外のフリップフロップ、即ちフリップフロップFFA1〜A24、FFB1〜B24、FFC1〜C24、FFD1〜D24にそれぞれ対応してラッチ回路LTA1〜LTA24、LTB1〜LTB24、LTC1〜LTC24、LTD1〜LTD24が設けられている。これらのラッチ回路の群の全体により印刷データ保持回路が構成されている。
ラッチ回路LTA1〜LTD24へのラッチは、ラッチ端子LOADに入力されるラッチ信号LOAD−Pによって制御される。
各ドライバチップ内に設けられた複数個のメモリ回路(ドット補正データメモリ回路)MEMには、対応するLEDアレイ内のLEDの光量ばらつき補正の補正データ(ドット補正データ)が格納される。
各メモリ回路MEMは、隣り合う1対のLED、即ち奇数番目のLEDと偶数番目のLEDに対して設けられている。各メモリ回路MEMは、隣り合う1対のLED(ドット)のそれぞれのドット補正データを格納し、2組のデータ出力端子Mo、Meから読み出し可能になっている。
各々192個のLEDを持つLEDアレイに対応する各ドライバチップ内には、96個のメモリ回路MEMが設けられている。
ドット補正データはシフトレジスタSFRa〜SFRdにより転送され、それぞれフリップフロップFFA1〜A24、FFB1〜B24、FFC1〜C24、FFD1〜D24に保持されているときに、対応するメモリ回路MEMに書き込まれる。
メモリ回路MEMに格納されたドット補正データは、LEDの駆動の際に読み出されて、LEDの駆動電流の補正に利用される。
各メモリ回路MEMは、対応するフリップフロップのQ端子(データ出力端子)に接続された入力端子MDと、奇数番目のLEDのための補正データを出力する出力端子の組Moと、偶数番目のLEDの補正データを出力するための出力端子の組Meとを有する。
各ドライバチップ内のメモリ回路(チップ補正データメモリ回路)MCMには、チップ補正データHcが格納されている。チップ補正データHcは、対応するLEDアレイのための光量補正データもしくは当該ドライバチップの固有データである。
チップ補正データはシフトレジスタSFRdにより転送され、該データがフリップフロップFFD25に保持されているときに、メモリ回路MCMに書き込まれる。
メモリ回路MCMに格納されたチップ補正データは、LEDの駆動の際に読み出されて、LEDの駆動電流の補正に利用される。
メモリ回路MCMは、フリップフロップFFD25のQ端子に接続された入力端子MDと、チップ補正データを出力する出力端子の組Mcとを有する。
メモリ回路(遅延時間データメモリ回路)MDMには、同じドライバチップ内の遅延回路143〜146の遅延時間を選択するための遅延時間データHdが記憶される。遅延時間データHdは、シフトレジスタSFRcを介して転送され、該データHdがフリップフロップFFC25に保持されているときに、メモリ回路MDMに書き込まれる。メモリ回路MDMに格納されている遅延時間データHdは、遅延時間選択信号DLとして、遅延回路143〜146の遅延時間選択端子SXに供給される。
メモリ回路(スイッチ制御データメモリ回路)MOEには、同じドライバチップのスイッチ制御端子KDRから出力されるスイッチ制御信号の値を決めるためのデータ(スイッチ制御データ)Hkが格納される。メモリ回路MOEに格納されたスイッチ制御データHkは、印刷データに基づきLEDを駆動する際に読み出されて、スイッチ制御信号の生成に利用される。
メモリ回路MOEのデータ入力端子は、フリップフロップFFB25のQ端子に接続されており、スイッチ制御データHkは、シフトレジスタSFRbを介して転送され、該データHkがフリップフロップFFB25に保持されているときに、メモリ回路MOEに書き込まれる。
96個のメモリ回路MEMに対応して、96個のマルチプレクサ回路MUXが設けられている。各マルチプレクサ回路MUXは、LEDの駆動の際、対応するメモリ回路MEMの2組の出力端子Mo、Meから読み出される2組の補正データHo、Heを2組の入力端子Xo、Xeで受けて、そのいずれかを選択して1組の出力端子XQから出力する。
96個のマルチプレクサ回路MUXに対応し、かつ96個ラッチ回路LTA1〜LTD24に対応して、96個のLED駆動回路DRVが設けられている。
各LED駆動回路DRVは、対応するラッチ回路からの印刷データ(点滅データ)と、対応するマルチプレクサ回路MUXから供給される補正データとに基づいて、LEDの駆動電流を出力する。
抵抗151は、ストローブ端子STBと電源VDDとの間に接続されて、プルアップ素子を構成している。
NAND回路154には、端子STBに入力されるストローブ信号HD−STB−Nと、ラッチ端子LOADに入力されるラッチ信号LOAD−Pがそれぞれインバータ回路(以下「インバータ」と言う)152、153を介して入力され、LED駆動回路DRVによるLEDの駆動のタイミングを定める信号(駆動タイミング信号)DSTを生成する。
駆動タイミング信号DSTは、ストローブ信号HD−STB−Nとラッチ信号LOAD−PがともにLowのときに、Lowとなり、このときLED駆動回路DRVにより、LEDが駆動される。
第1の制御回路(メモリ制御回路)CTR1は、シフトレジスタで転送されたデータをメモリ回路MEM、MCM、MDM、及びMOEに書き込む際に、書き込み指令信号(メモリセル選択信号W0〜W3、及びイネーブル信号E1、E2)を発生する。
イネーブル信号E1は、メモリ回路MEMにおいて、奇数番目のドットのための補正データの書き込みの許可に用いられる。イネーブル信号E2は、メモリ回路MEMにおいて、偶数番目のドットのための補正データの書き込みの許可に用いられる。
イネーブル信号E1は、メモリ回路MCMにおいて、補正データの書き込みの許可に用いられる。
イネーブル信号E2は後述のように、選択回路SELの制御にも用いられる。
メモリセル選択信号W0〜W3は、メモリ回路MEM及びMCMにおいて、メモリセルの選択に用いられる。
イネーブル信号E1及びメモリセル選択信号W3は、メモリ回路MDM及びMOEにおける書き込みの許可に用いられる。
第2の制御回路(マルチプレクサ制御回路)CTR2は、マルチプレクサ回路MUXに対し奇数番目のドットのためのデータと偶数番目のドットのためのデータとのデータ選択信号S1N、S2Nを発生する。
第3の制御回路(共通スイッチ制御回路)CTR3は、メモリ回路MOEに格納されているスイッチ制御データHkに基づいてスイッチ制御信号KDRを生成する。
第1段のドライバチップDIC1では、共通スイッチ制御回路CTR3により制御信号ODDが生成され、スイッチ制御端子KDRから出力される。
第2段のドライバチップDIC2では、共通スイッチ制御回路CTR3により、制御信号EVENが生成され、スイッチ制御端子KDRから出力される。
ドライバチップDIC3〜DIC26のスイッチ制御端子KDRは開放とされている。
制御電圧発生回路ADJは、基準電圧端子VREFに入力された基準電圧Vrefを受けて、LED駆動のための制御電圧Vcontを発生する。
制御電圧Vcontの値は、メモリ回路MCMの端子Mcを介して供給される補正データに基づいて調整される。
ドライバチップのデータ入力端子DATAI0は遅延回路143を介して初段のフリップフロップFFA1のD端子(データ入力端子)に接続されている。
第24段フリップフロップFFA24のQ端子及び第25段のフリップフロップFFA25のQ端子は選択回路SELの入力端子A0及びB0に接続され、これらの入力端子A0及びB0に対応する出力端子Y0はバッファ回路(バッファ)147を介してドライバチップのデータ出力端子DATAO0に接続されている。
同様に、ドライバチップのデータ入力端子DATAI1〜13は遅延回路144〜146を介してフリップフロップFFB1〜D1のD端子にそれぞれ接続されている。
そして、フリップフロップFFB24及びFFB25のQ端子は、選択回路SELの入力端子A1、B1に接続され、フリップフロップFFC24及びFFC25のQ端子は、選択回路SELの入力端子A2、B2に接続され、フリップフロップFFD24及びFFD25のQ端子は、選択回路SELの入力端子A3、B3に接続されている。
さらに、入力端子A1、B1に対応する出力端子Y1、入力端子A2、B2に対応する出力端子Y2、及び入力端子A3、B3に対応する出力端子Y3はそれぞれバッファ回路(バッファ)148〜150を介してドライバチップのデータ出力端子DATAO1〜3に接続されている。
従って、フリップフロップFFA1〜A25、FFB1〜B25、FFC1〜C25、FFD1〜D25は、それぞれ25段のフリップフロップを備えたシフトレジスタSFRa〜SFRdを構成しており、選択回路SELによりシフト段数を24段と25段のいずれかに切り替えることができる。
選択回路SELは、イネーブル信号E2によって制御されて上記の選択動作を行う。即ち、イネーブル信号E2がHighのときは、入力端子B0〜B3を出力端子Y0〜Y3に接続して、シフトレジスタSFRa〜SFRdを25段のシフトレジスタとして動作させ、イネーブル信号E2がLowのときは、入力端子A0〜A3を出力端子Y0〜Y3に接続して、シフトレジスタSFRa〜SFRdを24段のシフトレジスタとして動作させる。
例えば、印刷データの転送の際は、24段のシフトレジスタとして動作させ、補正データの転送の際は、25段のシフトレジスタと動作させる。
カスケード接続された26段のドライバチップのうちの最後の段以外の段のドライバチップDICi(iは1から25のいずれか)のデータ出力端子DATAO0〜3は、次段のドライバチップDIC(i+1)のデータ入力端子DATAI0〜3にそれぞれ接続されている。
従って、ドライバチップDIC1〜DIC26のフリップフロップFFA1〜A25は、印刷制御部1から初段のドライバチップDIC1に入力されるデータ信号HD−DATA0をクロック信号に同期してシフトさせる24×26段あるいは25×26段のシフトレジスタを構成する。
同様に、ドライバチップDIC1〜DIC26のフリップフロップFFB1〜B25、FFC1〜C25、FFD1〜D25は、印刷制御部1から初段のドライバチップDIC1に入力されるデータ信号HD−DATA1〜3をクロック信号に同期してシフトさせる24×26段あるいは25×26段のシフトレジスタをそれぞれ構成する。
ここで各ドライバチップの入力部に遅延回路143〜146を設ける必要性につき、より詳しく述べる。
遅延回路143〜146を設けず、代わりに遅延時間を持たないバッファを設けた場合には、小振幅差動入力回路141とバッファ142等による信号遅延の合計値が上記のバッファ(遅延回路143〜146の代わりに設けたもの)の遅延時間よりも大きくなる。
このような構成においては、データ信号を、ドライバチップのデータ入力端子DATAI0〜3に、クロック端子(CLKP、CLKN)の信号の有効な信号遷移(いまの場合ではクロックの立下りエッジ)に対して、所定のセットアップ時間とホールド時間とを与えて入力した場合、フリップフロップFFA1〜D1においては、クロック信号よりもデータ信号の方が早めに到達することになる。
このような状況においては、フリップフロップのD端子から見ると、セットアップ時間が増加し、ホールド時間が減少する側にタイミングのずれが生じる。
このようなタイミングのずれによる誤動作を防止するためには、印刷制御部1の側で予めクロック信号(CLKP、CLKN)に対してデータ入力端子(DATAI0〜3)側に遅延時間を与えておく必要がある。しかし、上記の遅延時間はドライバチップの製造ばらつき等により異なるので、印刷制御部1の側で適切な値を予め設定することは困難である。
そこで、ドライバチップの製造ばらつきに起因するタイミングのずれが発生しないように、クロック信号の遅延時間に応じた遅延時間をデータ信号の側にも与えることが行われる。
このようにすることで、クロック信号の遅延時間がドライバチップの製造ばらつきにより変動したとしても、データ信号側の遅延時間も同じ程度に変動することが期待できるので、ドライバチップのクロック端子とデータ入力端子に生じるタイミングのずれは相殺可能になる。
[遅延回路143〜146]
図4の遅延回路143〜146は、互いに同じ構成を有する。図5は、図4で示した遅延回路143〜146として用いられる遅延回路を示す。
図5に示される遅延回路は、インバータ回路(インバータ)171〜179と、AND回路180、181と、OR回路182とを有する。
インバータ171〜177は直列に接続されている。
1段目のインバータ171の入力端子は遅延回路の入力端子Daに接続され、1段目〜6段目のインバータ171〜176の出力端子はそれぞれ次段のインバータ172〜177の入力端子に接続されている。
インバータ179の入力端子は遅延時間選択端子SXに接続されている。
AND回路180の第1の入力端子はインバータ177の出力端子に接続され、AND回路180の第2の入力端子は遅延時間選択端子SXに接続されている。
AND回路181の第1の入力端子はインバータ171の出力端子に接続され、AND回路181の第2の入力端子はインバータ179の出力端子に接続されている。
OR回路182の第1の入力端子はAND回路180の出力端子に接続され、OR回路182の第2の入力端子はAND回路181の出力端子に接続され、OR回路182の出力端子はインバータ178を介して遅延回路の出力端子Dyと接続されている。
遅延時間選択端子SXは、遅延時間選択信号DLYを受けるように接続されている。
遅延時間選択信号DLYがHighであると、AND回路180はインバータ177の出力を通過させ、AND回路181はインバータ171の出力を阻止する。従って、遅延回路143の遅延時間は、インバータ171〜177における遅延時間の合計となり、比較的長い時間となる。
遅延時間選択信号DLYがLowであると、AND回路181はインバータ171の出力を通過させ、AND回路180はインバータ177の出力を阻止する。従って、遅延回路143の遅延時間は、インバータ171における遅延時間に相当するものとなり、比較的短い時間となる。
インバータ179、AND回路180、181及びOR回路182により、遅延時間選択信号DLYに応じて、インバータ171の出力とインバータ177のいずれか選択する選択回路が構成されている。
なお、直列接続されたインバータの数は図示の例のように7に限らず、2以上の整数であれば良い。また、図示の例では7番目のインバータ177の出力と、1番目のインバータ171の出力のいずれかを選択することとしているが、要するに、直列接続されたインバータの数がP個である場合に、P番目のインバータの出力と、Q番目(QはPよりも小さい整数)のインバータの出力のいずれかを選択することとすれば良い。
なお、インバータ171〜177の代わりに、バッファ回路を用いても良い。要するに、入力端子と出力端子との間に遅延時間を有する回路であれば良い。
[メモリ回路MEM]
図6は図4のメモリ回路MEMの構成例を示す。
本実施の形態1の構成においては、ドット補正データは4ビットから成り、LED駆動電流をドット毎に16段階に調整することで光量補正を行うものとする。
図6に示されるメモリ回路MEMは、第1のメモリセル回路211と、第2のメモリセル回路212と、バッファ回路(バッファ)221と、インバータ回路(インバータ)222と、補正データ入力端子MDと、イネーブル端子E1、E2と、メモリセル選択端子W0〜W3と、補正データ出力端子の組Mo、Meとを備えている。
第1及び第2のメモリセル回路211及び212は、互いに隣接する2個のLED(2ドット)のための補正データを記憶する。即ち、第1のメモリセル回路211は、奇数番目のドットのための補正データを格納する。第2のメモリセル回路212は、偶数番目のドットのための補正データを格納する。
補正データ入力端子MDは、対応するフリップフロップのQ端子に接続され、当該フリップフロップからドット補正データHo又はHeを受ける。イネーブル端子E1、E2には、メモリ制御回路CTR1からのイネーブル信号E1、E2がそれぞれ入力される。メモリセル選択端子W0〜W3には、メモリ制御回路CTR1からのメモリセル選択信号W0〜W3が、それぞれ入力される。
補正データ出力端子の組Mo(端子Mo0〜Mo3から成る)は、奇数番目ドットのための補正データHo(4ビットのデータHo3、Ho2、Ho1、Ho0から成る)を出力する。
補正データ出力端子の組Me(端子Me0〜Me3から成る)は、偶数番目ドットのための補正データHe(4ビットのデータHe3、He2、He1、He0から成る)を出力する。
バッファ221は、補正データ入力端子MDを介して入力される補正データを受け、インバータ222は、バッファ221の出力を受け、これと相補的なデータ信号を発生する。
バッファ221の出力端子は、インバータ222の入力端子に接続されているのみならず、NMOS231、235、239、243の第1の主端子(ソース、ドレーンの一方)に接続されている。インバータ222の出力端子はNMOS234、238、242、246の第1の主端子に接続されている。
NMOS231、235、239、243、234、238、242、246の第2の主端子(ソース、ドレーンの他方)は、NMOS232、236、240、244、233、237、241、245の第1の主端子と接続されている。即ち、NMOS231とNMOS232、NMOS235とNMOS236、NMOS239とNMOS240、NMOS243とNMOS244、NMOS234とNMOS233、NMOS238とNMOS237、NMOS242とNMOS241、NMOS246とNMOS245が互いに直列に接続されている。
そして、インバータ回路(インバータ)223の出力及びインバータ回路(インバータ)224の入力がNMOS232の第2の主端子に接続され、インバータ223の入力及びインバータ224の出力がNMOS233の第2の主端子に接続されている。
このようにして、インバータ223及び224は各々の出力が他方の入力に接続されて、メモリセルを構成している。
同様に、インバータ回路(インバータ)225及び226、インバータ回路(インバータ)227及び228、インバータ回路(インバータ)229及び230も、それぞれNMOS236及び237、NMOS240及び241、NMOS244及び245の第2の主端子間に接続され、各々の出力が他方の入力に接続されて、メモリセルを構成している。
NMOS232、233のゲート(制御端子)は、メモリセル選択端子W0に接続されている。NMOS236、237のゲートは、メモリセル選択端子W1に接続されている。NMOS240、241のゲートは、メモリセル選択端子W2に接続されている。NMOS244、245のゲートは、メモリセル選択端子W3に接続されている。
イネーブル端子E1はNMOS231、234、235、238、239、242、243、246のゲートに接続されている。インバータ223、225、227、229の出力は、それぞれ補正データ出力端子Mo0、Mo1、Mo2及びMo3に接続されている。
以上第1のメモリセル回路211について説明したが、第2のメモリセル回路212にも同様の構成されている。但し、イネーブル信号E1の代わりにイネーブル信号E2がMOSのゲートに供給され、補正データMo0〜Mo3の代わりに補正データMe0〜Me3が出力される。
[メモリ回路MCM]
メモリ回路MCMは、例えば図6に示されるメモリ回路MEMのうちの第1のメモリセル回路211、バッファ221、及びインバータ222、及びこれらに接続された端子と同じもので構成することができる。但し、メモリ回路MEMの第1のメモリセル回路211の出力端子が符号Mo(Mo3〜Mo0)で示されているのに対し、メモリ回路MCMの出力端子は符号Mc(Mc3〜Mc0)で示されるものとなる。
メモリ回路MCMにおけるデータの書込み、読み出しはイネーブル信号E1により制御される。
メモリ回路MCMにおけるメモリセルの選択は、メモリ回路MEMの場合と同じく、メモリセル選択信号W3〜W0で行われる。メモリ回路MCMに記憶されるチップ補正データHcは4ビットのデータHc3〜Hc0から成り、これらのデータはそれぞれ出力端子Mc3〜Mc0から出力される。
[メモリ回路MDM]
メモリ回路MDMは図7に示されるように、AND回路261とラッチ回路262とを有する。AND回路261の第1及び第2の入力端子は、メモリ制御回路CTR1から出力されるイネーブル信号E1及びメモリセル選択信号W3と接続されている。ラッチ回路262のD入力はフリップフロップFFC25のQ端子と接続され、G入力はAND回路261の出力と接続されている。
遅延時間データHdは、シフトレジスタSFRcを介して転送され、該データHdがフリップフロップFFC25に保持されているときに、ラッチ回路262にラッチされる。
ラッチ回路262のQ端子から出力される信号は、遅延時間データHdがラッチされた後は、遅延時間データHdと同じ論理値を有するものであり、遅延時間選択信号DLYとして、遅延回路143〜146の遅延時間選択端子SXに供給される。
[メモリ回路MOE]
メモリ回路MOEは例えば、メモリ回路MDMと同様に構成される。その場合、例えば図7のラッチ回路262と同様のラッチ回路を備える。
なお、メモリ回路MDM及びMOEの各々を、図6に示されるメモリ回路MEMの一つのメモリセル、例えば、イネーブル信号E1で書き込みが許可され、メモリセル選択信号W3で選択されるメモリセルと、バッファ221及びインバータ222との組合せと同様のもので構成することとしても良い。
[マルチプレクサ回路MUX]
図8は図4のマルチプレクサ回路MUXの構成例を示す。
マルチプレクサ回路MUXは、対応するメモリ回路MEMの2組の出力端子Mo、Meに接続された2組の入力端子Xo、Xeを有し、これらの入力端子Xo、Xeに供給される2組の補正データHo及びHeのいずれかを選択し、出力端子の組XQから出力する。
補正データHoは4ビットのデータHo3〜Ho0から成り、入力端子の組Xoを構成する4つの端子Xo3〜Xo0に入力される。
補正データHeは4ビットのデータHe3〜He0から成り、入力端子の組Xeを構成する4つの端子Xe3〜Xe0に入力される。
選択された補正データの4ビットのデータは、データ出力端子の組XQを構成する4つの端子XQ3〜XQ0から出力される。
図8に示されるマルチプレクサ回路MUXはそれぞれ独立の4個のマルチプレクサ281、282、283、284を備える。マルチプレクサ281〜284はそれぞれbit0〜bit3の選択のために用いられる。
マルチプレクサ281は、PMOS291及びPMOS292を有する。マルチプレクサ282は、PMOS293及びPMOS294を有する。マルチプレクサ283は、PMOS295及びPMOS296を有する。マルチプレクサ284は、PMOS297及びPMOS298を有する。
PMOS291、293、295、297のゲートはデータ選択信号端子S1Nと接続され、PMOS292、294、296、298のゲートはデータ選択信号端子S2Nと接続されている。
PMOS291の第1の主端子はデータ入力端子Xo0と接続され、PMOS292の第1の主端子はデータ入力端子Xe0と接続され、PMOS291及び292の第2の主端子はともに、データ出力端子XQ0と接続されている。
同様に、PMOS293の第1の主端子はデータ入力端子Xo1と接続され、PMOS294の第1の主端子はデータ入力端子Xe1と接続され、PMOS293及びPMOS294の第2の主端子はともにデータ出力端子XQ1と接続されている。
同様に、PMOS295の第1の主端子はデータ入力端子Xo2と接続され、PMOS296の第1の主端子はデータ入力端子Xe2と接続され、PMOS295及び296の第2の主端子はともにデータ出力端子XQ2と接続されている。
同様に、PMOS297の第1の主端子はデータ入力端子Xo3と接続され、PMOS298の第1の主端子はデータ入力端子Xe3と接続され、PMOS297と298の第2の主端子はともに、データ出力端子XQ3と接続されている。
PMOS291、293、295、297は、奇数番目のドットのためのドット補正データXo0〜Xo3を選択する回路を形成しており、PMOS292、294、296、298は、偶数番目のドットのためのドット補正データXe0〜Xe3を選択する回路を形成している。
[LED駆動回路DRV]
図9は図4のLED駆動回路DRVの構成例を示す。
LED駆動回路DRVは、PMOS310〜314、316と、NMOS317と、NOR回路318と、NAND回路320〜322と、印刷データ入力端子Eと、入力端子Sと、制御電圧入力端子Vと、補正データ入力端子DQ(DQ0〜DQ3から成る)と、駆動端子DOとを備えている。
制御電圧入力端子Vには、図4の制御電圧発生回路ADJが出力する制御電圧Vcontが入力される。
入力端子Sには、図4のNAND回路154から出力される駆動タイミング信号DSTが入力される。
印刷データ入力端子Eには、図4におけるラッチ回路(LTA1〜LTD24のいずれか)のQN端子(反転データ出力端子)が接続されており、該QN端子から印刷データPDNが供給される。印刷データPDNは負論理のデータ(LEDを発光させるべきときにLowとなる)である。
補正データ入力端子の組DQ(端子DQ3〜DQ0から成る)は、図4に示すマルチプレクサ回路MUXの補正データ出力端子の組XQ(端子XQ3〜XQ0から成る)に接続されている。
駆動端子DOは、図示しない配線手段により対応するLEDのアノードと接続されている。
NOR回路318の2つの入力端子は、それぞれ端子Sおよび端子Eに接続されている。
NAND回路320〜322の第1の入力端子は、NOR回路318の出力端子に接続されている。NAND回路320〜322の第2の入力端子は、それぞれ補正データ入力端子DQ0〜DQ3に接続されている。
PMOS310〜313の制御端子(ゲート)は、それぞれNAND回路320〜322の出力端子に接続されている。
PMOS310〜314の第1の主端子(ソース)は電源VDDに接続され、PMOS310〜314の第2の主端子(ドレーン)は、駆動端子DOに接続されている。
NOR回路318及びNAND回路320〜322の電源端子は電源VDDと接続され、これら回路のグランド端子は制御電圧端子Vと接続され、制御電位Vcontに保たれる。
後述するように電源電位VDDと制御電位Vcontとの電位差はPMOS310〜314がオンするときのゲート・ソース間電圧に略等しく、この電圧を変化させることでPMOS310〜314のドレーン電流を調整することが可能となる。
図4の制御電圧発生回路ADJは基準電圧Vrefを受けて、PMOS310〜314等のドレーン電流が所定値となるように制御電圧Vcontを制御する。
図9に戻り、印刷データHD−DATAがHighであり(端子Eへ入力される印刷データPDNがLowであり)、ストローブ信号HD−STB−Nにより駆動オンが指令され、駆動タイミング信号DSTがLowとなっているとき、NOR回路318の出力はHighとなる。
このとき補正データ入力端子DQ3〜DQ0からの補正データに従いNAND回路322〜320の出力信号レベルは、電源電位VDDあるいは制御電位Vcontとなる。このときPMOS316とNMOS317とで構成されるインバータ回路の出力は制御電位Vcontとなる。
PMOS314は、LEDに主たる駆動電流を供給する主駆動トランジスタであり、PMOS310〜313は、LEDの駆動電流をドット毎に調整して光量補正するための補助駆動トランジスタである。
主駆動トランジスタ314は印刷データPDNに従って駆動される。即ち、印刷データPDNがLowであり、かつ駆動タイミング信号DSTがLowのときに、NOR回路318の出力がHighなったときに、オンとなる。
補助駆動トランジスタ313〜310は、NOR回路318の出力がHighレベルであるときに、マルチプレクサ回路MUXの出力XQ3〜XQ0に従って駆動される。マルチプレクサ回路MUXの出力XQ3〜XQ0としては、補正メモリ回路MEMに格納された、各LEDの発光ばらつきの補正するための補正データが出力される。
つまり、主駆動トランジスタ314とともに、補正データに従って補助駆動トランジスタ310〜313が選択的に駆動され、主駆動トランジスタ314のドレーン電流に、選択された補助駆動トランジスタのドレーン電流が加算された駆動電流が、駆動端子DOからLEDに供給される。
補助駆動トランジスタ310〜313が駆動されているとき、NAND回路320〜322の出力は、Lowレベル(すなわち、制御電位Vcontに略等しいレベル)にあるので、補助駆動トランジスタ310〜313のゲート電位は、制御電位Vcontに略等しくなる。
このとき、PMOS316はオフ状態にあり、NMOS317はオン状態にあって、主駆動トランジスタ314のゲート電位もまた制御電位Vcontに略等しくなる。従って、主駆動トランジスタ314及び補助駆動トランジスタ310〜313のドレーン電流値を、制御電圧Vcontにより一括して調整することができる。
なお、NAND回路320〜322は、電源電位VDDと制御電位Vcontを、それぞれ電源、グランド電位として動作しているので、その入力信号の電位も電源電位VDDとグランド電位(Vcont)に即したものであって良く、そのLowレベルは0Vでなくても良い。
[第1の制御回路CTR1]
図10は図4のメモリ制御回路CTR1の構成例を示す。
図示のメモリ制御回路CTR1は、フリップフロップ341〜345と、NOR回路346と、AND回路347、348、350〜353とを備える。
フリップフロップ341〜345の負論理のリセット端子RはドライバチップDICのラッチ端子LOADと接続されており、該負論理のリセット端子Rにはラッチ信号LOAD−Pが入力される。
フリップフロップ341、342のクロック端子はドライバチップDICのストローブ端子STBと接続されており、該クロック端子にはストローブ信号STB−Pが入力される。
フリップフロップ341、342のQ出力はNOR回路346の入力と接続され、NOR回路346の出力は、フリップフロップ341のD端子と接続されている。
フリップフロップ343のクロック端子はフリップフロップ341のQ端子と接続され、フリップフロップ343のQN出力はフリップフロップ343のD端子と接続されている。
フリップフロップ343のQ出力はAND回路347の一方の入力端子と接続され、フリップフロップ343のQN瑞子はAND回路348の一方の入力端子と接続され、AND回路347及び348の他方の入力端子にはラッチ信号LOAD−Pが入力されている。
AND回路347及び348の出力はイネーブル信号E1、E2として出力される。
フリップフロップ344、345のクロック端子はAND回路347の出力に接続されている。フリップフロップ344のD端子はフリップフロップ345のQ端子と接続されている。フリップフロップ345のD端子はフリップフロップ344のQN端子と接続されている。
AND回路353の第1の入力端子はフリップフロップ345のQ端子と接続され、第2の入力端子はフリップフロップ344のQN端子と接続されている。AND回路352の第1の入力端子はフリップフロップ345のQ端子と接続され、第2の入力端子はフリップフロップ344のQ端子と接続されている。AND回路351の第1の入力端子はフリップフロップ345のQN端子と接続され、第2の入力端子はフリップフロップ344のQ端子と接続されている。AND回路350の第1の入力端子はフリップフロップ345のQN端子と接続され、第2の入力端子はフリップフロップ344のQN端子と接続されている。AND回路350〜353の第3の入力端子はフリップフロップ342のQ出力と接続されている。AND回路350〜353の出力はメモリセル選択信号W0〜W3として出力される。
フリップフロップ341及び342、並びにNOR回路346により、3進の第1のカウンタCNTaが構成されている。フリップフロップ344及び345により、4進の第2のカウンタCNTbが構成されている。またフリップフロップ343は、2進の第3のカウンタCNTcを構成している。
第1、第2、第3のカウンタCNTa、CNTb、CNTcを構成するフリップフロップのリセット端子Rに供給されるラッチ信号LOAD−Pは、シフトレジスタで補正データを転送する際は、Highに維持され、シフトレジスタで印刷データを転送する際には、概してLowであるが、ラッチ回路への印刷データの取込みの際にHighとなる。
以下、メモリ制御回路CTR1の動作を、図11を参照して説明する。
フリップフロップ341のQ端子、フリップフロップ342のQ端子、NOR回路346の出力が第1のカウンタCNTaの出力CQ1、CQ2、CQ3を構成する。図11には、出力CQ1、CQ2の信号レベルが示されている。
フリップフロップ341、342は、ラッチ信号LOAD−PがLowのときにリセットされ、その状態では出力CQ1、CQ2、CQ3がLow、Low、Highとなり(時刻taU)、ラッチ信号LOAD−PがHighの状態では、ストローブ信号STB−Pの立ち上がりエッジ(HD−STB−Nの立下りエッジ)をカウントする。即ち、ストローブ信号STB−Pが一度立ち上がると、出力CQ1、CQ2、CQ3がそれぞれHigh、Low、Lowとなり、ストローブ信号STB−Pがもう一度立ち上がると、出力CQ1、CQ2、CQ3がそれぞれLow、High、Lowとなり(時刻taV)、ストローブ信号STB−Pがもう一度立ち上がると、出力CQ1、CQ2、CQ3がそれぞれLow、Low、Highとなる。
印刷制御部1は、一連の補正データ(LEDヘッドのすべての奇数番目のドットのためのそれぞれ1ビットの補正データ、またはすべての偶数番目のドットのためのそれぞれ1ビットの補正データ)の転送が終わる毎に、3個のストローブ信号HD−STB−Nを連続して3回Lowとする(Lowレベルのパルスを3回発生させる)ことで、第1のカウンタCNTaに上記のような一巡の動作を行わせ、信号CQ1、CQ2を発生させる。なお、メモリセル選択信号W3〜W0は信号CQ2に同期して発生されるが、3進のカウンタCNTaを用いることで、メモリセル選択信号W3〜W0の発生(従って、メモリセルへの書き込み)を、イネーブル信号E1、E2の切り替わりより少し遅らせ、イネーブル信号が安定してからメモリセル選択信号W3〜W0を発生させる。これにより異なるメモリセルへの誤書き込みをより確実に防止することとしている。
第1のカウンタCNTaの出力CQ1はフリップフロップ343のクロック端子に供給される。第1のカウンタCNTaの出力CQ2はAND回路350〜353の各々の一つの入力となる。
フリップフロップ343のQ端子出力が第3のカウンタCNTcの出力CQ6を構成する。フリップフロップ343は、ラッチ信号LOAD−PがLowのときにリセットされ、その状態では、Q端子出力(図11の出力CQ6)がLowであり、ラッチ信号LOAD−PがHighの状態では、カウンタCNTaの出力CQ1の立ち上がりエッジをカウントする。即ち、出力CQ1が一度立ち上がると、出力CQ6がHighとなり(時刻taW)、出力CQ1がもう一度立ち上がると、出力CQ6がLowとなる。以後同様の動作を繰り返す。
このようにフリップフロップ343のQ端子の出力(出力CQ6)及びQN端子の出力は交互にHighとなるものであり、AND回路347及び348を介してイネーブル信号E1、E2として出力される。
ドット補正データHo、He、チップ補正データHc、遅延時間データHd、及びスイッチ制御データHkの転送及びこれらのデータのメモリ回路MEM、MCM、MDM、MOEへの書込みの際は、ラッチ信号LOAD−PがHighに維持され、従って、フリップフロップ343のQ、QN端子の出力がそのままイネーブル信号E1、E2として出力される。
ラッチ信号LOAD−PがLowからHighに変化した後最初に信号CQ1がHighとなるまでの期間Taにおいては、イネーブル信号E1がLow、イネーブル信号E2がHighであり、この期間Taに奇数番目のドットのための補正データHo、チップ補正データHc、遅延時間データHd、及びスイッチ制御データHkが転送される。このときイネーブル信号E2がHighであるので、シフトレジスタは25段となっている。
信号CQ1が立ち上がり、イネーブル信号E1がHigh、イネーブル信号E2がLowになってから、次に信号CQ1が立ち上がり、イネーブル信号E1がLow、イネーブル信号E2がHighになるまでの期間Tbにおいては、メモリセル選択信号W3が比較的短い時間だけHighとなって(期間taY)、そのときドット補正データHo、チップ補正データHc、遅延時間データHd及びスイッチ制御データHkのメモリ回路MEM、MCM、MDM、MOEへの書込みが行なわれる。
さらにそれに続いてドット補正データHeが転送される。このときイネーブル信号E2がLowであるので、シフトレジスタは24段となっている。
期間Tbに続く、イネーブル信号E1がLow、イネーブル信号E2がHighの期間Tcにおいては、メモリセル選択信号W3が比較的短い時間だけHighとなって(期間taZ)、そのときドット補正データHoのメモリ回路MEMへの書込みが行なわれ、さらにそれに続いてドット補正データHo、及びチップ補正データHcが転送される。このときイネーブル信号E2がHighであるので、シフトレジスタは25段となっている。
以下、同様の動作が繰り返され、期間Tjにおいては、ドット補正データHeのメモリ回路MEMへの書込みが行なわれる。
印刷データの転送が行われる期間Tkにおいては、ラッチ信号LOAD−PがLowに維持されるので、イネーブル信号E1、E2ともにLowに維持され、シフトレジスタは24段となっている。
フリップフロップ345及び344のQ端子出力がカウンタCNTbの出力CQ4、CQ5を構成する。フリップフロップ345及び344は、ラッチ信号LOAD−PがLowのときにリセットされ、その状態では図11に示すように、出力CQ4、CQ5がLow、Lowとなる。フリップフロップ345及び344は、ラッチ信号LOAD−PがHighの状態では、イネーブル信号E1の立ち上がりエッジをカウントする。即ちストローブ信号STB−Pが一度立ち上がると、出力CQ4、CQ5がそれぞれHigh、Lowとなり(時刻taX)、イネーブル信号E1がもう一度立ち上がると、出力CQ4、CQ5がそれぞれHigh、Highとなり、イネーブル信号E1がもう一度立ち上がると、出力CQ4、CQ5がそれぞれLow、Highとなり、イネーブル信号E1がもう一度立ち上がると、出力CQ4、CQ5がそれぞれLow、Lowとなる。以後同様の動作を繰り返す。
そして、出力CQ4、CQ5がそれぞれHigh、Lowである期間中にイネーブル信号E1、E2が交互に一度ずつHighとなり、出力CQ4、CQ5がそれぞれHigh、Highである期間中にイネーブル信号E1、E2が交互に一度ずつHighとなり、出力CQ4、CQ5がそれぞれLow、Highである期間中にイネーブル信号E1、E2が交互に一度ずつHighとなり、出力CQ4、CQ5がそれぞれLow、Lowである期間中にイネーブル信号E1、E2が交互に一度ずつHighとなる。
AND回路350〜353は、フリップフロップ345、344の出力Q、QNをデコードして、メモリセル選択信号W3〜W0を順にHighとする。即ち、カウンタCNTaの出力CQ2がHighであることを条件として、カウンタCNTbの出力CQ4、CQ5がそれぞれHigh、Lowであれば、信号W3のみがHighとなり、出力CQ4、CQ5がそれぞれHigh、Highであれば、信号W2のみがHighとなり、出力CQ4、CQ5がそれぞれLow、Highであれば、信号W1のみがHighとなり、出力CQ4、CQ5がそれぞれLow、Lowであれば、信号W0のみがHighとなる。
この結果、イネーブル信号E1がHighである期間に信号CQ2に同期してメモリセル選択信号W3がHighになり、次にイネーブル信号E2がHighである期間に信号CQ2に同期してメモリセル選択信号W3がHighになる。即ち、メモリセル選択信号W3は2度続けて発生する。そして1回目の発生の際、奇数番目のドットのための補正データが書き込まれ、2回目の発生の際、偶数番目のドットのための補正データが書き込まれる。メモリセル選択信号W2、W1、W0も同様に2回ずつ発生される。
[第2の制御回路CTR2]
図12は図4のマルチプレクサ制御回路CTR2の構成例を示す。
図示の制御回路CTR2は、マルチプレクサ回路MUXの選択動作を制御するためのものであり、フリップフロップ371と、バッファ回路(バッファ)372、373とを備えている。
フリップフロップ371のクロック端子はドライバチップDICのラッチ端子LOADと接続されており、該クロック端子にはラッチ信号LOAD−Pが入力される。
フリップフロップ371の負論理のリセット端子RはドライバチップDICのHSYNC端子と接続されており、該端子には主走査同期信号HSYNC−Nが入力される。
フリップフロップ371のD端子はそのQN端子と接続され、バッファ372の入力端子はフリップフロップ371のQ端子と接続され、バッファ373の入力瑞子はフリップフロップ371のQN端子と接続されている。バッファ372、373の出力は、それぞれ、データ選択信号S2N、S1Nとして出力される。
以下、マルチプレクサ制御回路CTR2の動作を、図13を参照して説明する。
図13で図11と同じ時刻及び期間を、図11と同じ符号で示す。他の同様のタイムチャートについても同様である。
図示の回路においては、図13に示されるように、主走査同期信号HSYNC−NがLowになると(時刻taN)、フリップフロップ371がリセットされて、そのQ、QN端子の出力はそれぞれLow、Highとなり、データ選択信号S1N、S2NがそれぞれHigh、Lowとなる。
奇数番目のドットのための印刷データPDoの転送が終わり、ラッチ信号HD−LOAD−Pが立ち上がって(時刻taP)、シフトレジスタSFRa〜SFRdのデータがラッチ回路群LTA1〜LTD24にラッチされると、フリップフロップ371が反転して、そのQ、QN端子の出力はそれぞれHigh、Lowとなり、データ選択信号S1N、S2NがそれぞれLow、Highとなる。
その結果、図8に示されるマルチプレクサ回路MUX内の、データ選択信号S1Nで制御されるPMOS(信号S1NがLowのときオンとなる)291、293、295、297がオンとなり、データ選択信号S2Nで制御されるPMOS(信号S2NがLowのときオンとなる)292、294、296、298がオフとなる。この結果、端子Xo3、Xo2、Xo1、Xo0から供給される補正データHo3、Ho2、Ho1、Ho0が、選択されたデータXQ3、XQ2、XQ1、XQ0として出力される。
次に、偶数番目のドットのための印刷データPDeの転送が行なわれた後、ラッチ信号HD−LOADが立ち上がると(時刻taS)、フリップフロップ371の状態が反転し、そのQ端子、及びQN端子の出力はそれぞれLow、Highとなり、データ選択信号S1NがHigh、データ選択信号S2NがLowとなる。その結果、図8に示されるマルチプレクサ回路MUX内の、データ選択信号S2Nで制御されるPMOS292、294、296、298がオンとなり、データ選択信号S1Nで制御されるPMOS291、293、295、297がオフとなる。この結果、端子Xe3、Xe2、Xe1、Xe0から供給される補正データHe3、He2、He1、He2が、選択されたデータXQ3、XQ2、XQ1、XQ0として出力される。
以下同様の処理が繰り返される。
[制御電圧発生回路ADJ]
図14は図4の制御電圧発生回路ADJの構成例を示す。
図14に示される制御電圧発生回路ADJは、演算増幅器391と、PMOS392と、アナログマルチプレクサ回路393とを有する。
一方、演算増幅器391の反転入力端子には基準電圧Vrefが印加され、非反転入力端子はアナログマルチプレクサ回路393の出力端子Yと接続されている。
演算増幅器391の出力端子は、PMOS392にゲート及び出力端子Vに接続されている。端子Vの電位はVcontとして図4のLED駆動回路DRVに供給される。
PMOS392のソースは電源VDDに接続され、ドレーンが、抵抗R00〜R15の直列接続の一端に接続されている。上記の直列接続の他端は、グランドに接続されている。PMOS392は図9のPMOS310〜314とはゲート長が等しく構成されている。PMOS392のドレーン電流Irefは、抵抗R01〜R15の直列接続を介してグランドに流れる。
アナログマルチプレクサ回路393は、16個のアナログ電圧入力端子P0〜P15と出力端子Yと、制御信号入力端子S0〜S4とを有する。
アナログ電圧入力端子P0〜P15は、直列接続の上記一端、或いは直列接続された抵抗R01〜R15の相互接続点に接続されている。
制御信号入力端子S0〜S3は、メモリ回路MCMの出力端子Mc0〜Mc3に接続されており、4ビットのチップ補正データが、論理信号として入力される。
アナログマルチプレクサ回路393は、上記論理信号(チップ補正データ)で表される値(16値のうちの一つ)に応じて、端子P0〜P15のうちのいずれかを選択し、選択した端子の電位を出力端子Yから出力する。
演算増幅器391、抵抗列R00〜R15、及びPMOS392とで構成される回路でフィードバック制御回路を構成しており、演算増幅器391の非反転入力端子の電位は略Vrefと等しくなるように制御される。
このため、図14のPMOS392のドレーン電流Irefは、抵抗R00〜R15のうち、アナログマルチプレクサ回路393により選択される部位とグランドとの間の合成抵抗値と、演算増幅器391に入力される基準電圧Vrefとから決定されることになる。
例えば、入力端子S3〜S0の論理値(チップ補正データ)が“1111”となっていて、補正の程度が最大と指令されているとき、アナログマルチプレクサ回路393の端子P15と端子Yとが導通状態とされ、端子P15の電位が基準電圧Vrefと略等しくなるように制御される。この結果、PMOS392のドレーン電流Irefは
Iref=Vref/R00
となる。
一方、入力端子S3〜S0の論理値(チップ補正データ)が“0111”となっていて、中程度の補正が指令されているとき、アナログマルチプレクサ回路393の端子P7と端子Yとが導通状態とされ、端子P7の電位が基準電圧Vrefと略等しくなるように制御される。この結果、PMOS392のドレーン電流Irefは
Iref=Vref/(R00+R01+…+R07+R08)
となる。
さらに、入力端子S3〜S0の論理値(チップ補正データ)が“0000”となっていて、最小の補正が指令されているとき、アナログマルチプレクサ回路393の端子P0と端子Yとが導通状態とされ、端子P0の電位が基準電圧Vrefと略等しくなるように制御される。この結果、PMOS392のドレーン電流Irefは、
Iref=Vref/(R00+R01+…+R14+R15)
となる。
上記のように、図9のPMOS310〜314と図14のPMOS392とはゲート長が互いに等しく構成され、これらのトランジスタは飽和領域で動作するように制御されており、カレントミラーを構成している。このため、PMOS310〜314がオンとなるとき上記の電流Irefに比例するドレーン電流を生じる。
この結果、アナログマルチプレクサ回路393の入力端子S3〜S0に与える信号の論理値の組合せ(チップ補正データ)により電流Irefの値を16段階に調整することができ、図9のPMOS310〜314のドレーン電流もまた16段階に調整可能となる。
[ヘッド断面図]
図15はLEDヘッド19の構成を概略的に示す断面図である。
図15に示されるように、LEDヘッド19は、ベース部材411と、ベース部材411にて固定されたプリント配線板412と、円柱状の光学素子を多数配列してなるロッドレンズアレイ413と、ロッドレンズアレイ413を保持するホルダ414と、ホルダ414とベース部材411とを固定するクランプ部材415、415とで構成される。
ドライバチップ416には前述した駆動回路等が集積されている。LEDアレイ417は、ドライバチップ416上に配置されている。
[印刷データの転送及びLEDの駆動]
以下、印刷データの転送及び印刷データに基づくLEDの駆動の際のドライバチップの動作を図13及び図16を参照して説明する。
図13は図4の構成のドライバチップを用いて成るLEDヘッドを用いて印刷動作を行う場合の駆動装置の動作を示す。
図16は図13におけるタイムチャートにおいて、ドライバチップの数が1個であるものとして簡略化し、波形をより詳細に示すタイムチャートである。
なお、図16においては、クロック信号(図13ではHD−CLK)は符号CLKIで示され、転送されるデータ(図13ではHD−DATA3〜0)は符号DATA3〜0で示されている。
LEDの時分割駆動の開始に先立ち、時刻taNにおいて、主走査同期信号HD−HSYNC−N(図16では、HSYNC)が入力される。
主走査同期信号HD−HSYNC−Nは時分割駆動において奇数番目のLEDを駆動するか、偶数番目のLEDを駆動するかに関し初期状態を設定するための同期信号として作用する。
次いで、期間taOにおいて奇数番目のLEDのための印刷データPDo(図16では、DOT1、DOT3、…DOT191)を転送するため、クロック信号HD−CLK(図16ではCLKI)に同期してデータ信号HD−DATA3〜0(図16ではDATAI3〜0)が入力され、転送される。
なお、本LEDヘッドにおいては、上記のように26個のドライバチップがカスケードに接続され、各ドライバチップDICに96個の駆動端子DO1〜DO96を備えており、1パルスのクロック信号により4個のLEDのための印刷データが一度に転送される。また、印刷データの転送中は、図10を参照して説明したように、イネーブル信号E2がLowとなり、24段のシフトレジスタが構成される。このため一度(1サイクル)のデータ転送に必要なクロックパルスの数は
(96/4)×26=24×26=624
である。
図13には期間taOにおいて、24×26個のクロックパルスが供給されることを示している。一方、図16では、ドライバチップの数が1個であるものとして簡略化しているので、期間taOにおいて、24個のクロックパルスが供給されることを示している。
期間taOの処理で印刷データPDoの転送が完了すると、時刻taPにおいて、ラッチ信号HD−LOAD(図16では、LOAD)が入力され、シフトレジスタSFRa〜SFRdにより転送されたデータはラッチ回路群LTA1〜LTD24にラッチされる。
次いで、時刻taQにおいて、ストローブ信号HD−STB−N(図16ではSTB)が入力される(ストローブ信号HT−STB−NのレベルがLowとされる)。
また、時刻taPにおいて、制御信号ODD、EVENの状態が切り替えられて、奇数番目のLEDの駆動が行われる状態になっている。即ち、制御信号ODD、EVENがそれぞれLow、Highとなっている。そのため、MOS109、110がそれぞれオン、オフとなっており、奇数番目のLEDのカソード端子からグランドGNDヘの流路が形成され、偶数番目のLEDのカソード端子からグランドヘの流路は形成されない。
このため、ドライバチップDIC1の例えば駆動端子DO1からLED駆動電流が流し出された場合、LED103のアノード、カソード端子を経てMOS109のドレーン、ソースを介してグランドヘと至る電流経路が形成される。その結果、LED103が発光して(図1においては図示していないが)感光ドラム上に静電潜像の画素(印刷ドット)が形成される。
このとき、LED104には電流流路が形成されないため、LED103の発光状態に支障を与えることはない。
図13(及び図16)に戻り、期間taRにおいて偶数番目のLEDのための印刷データPDe(図16では、DOT2、DOT4、…DOT192)を転送するため、クロック信号HD−CLK(図16ではCLKI)に同期してデータ信号HD−DATA3〜0(図16では、DATAI3〜0)が入力され、転送される。
期間taRの処理で印刷データPDeの転送が完了すると、時刻taSにおいて、ラッチ信号HD−LOAD(図16では、LOAD)が入力され、シフトレジスタSFRa〜SFRdにより転送されたデータはラッチ回路群LTA1〜LTD24にラッチされる。
次いで、時刻taTにおいて、ストローブ信号HD−STB−N(図16ではSTB)が入力される。
また、時刻taSにおいて、制御信号ODD、EVENの状態が切り替えられて、偶数番目のLEDの駆動が行われる状態になっている。即ち、制御信号ODD、EVENがそれぞれHigh、Lowとなっている。そのため、MOS109、110はそれぞれオフ、オンとなっており、偶数番目のLEDのカソード端子からグランドGNDヘの流路が形成され、奇数番目のLEDのカソード端子からグランドヘの流路は形成されない。
このため、ドライバチップDIC1の例えば駆動端子DO1からLED駆動電流が流し出された場合、LED104のアノード、カソード端子を経てMOS110のドレーン、ソースを介してグランドヘと至る電流経路が形成される。その結果、LED104が発光して(図1においては図示していないが)感光ドラム上に静電潜像の画素(印刷ドット)が形成される。
このとき、LED103には電流経路が形成されないため、LED104の発光状態に支障を与えることはない。
このように、LEDアレイのうち、奇数番目のLEDと偶数番目のLEDとを交互に、時分割的に駆動することで、1ラインのLEDの数の半分の数の駆動素子により、1ライン分のLEDの駆動を行うことができる。
[補正データの転送及び書き込み]
上記の印刷データの転送に先立って、例えばプリンタの電源投入直後に補正データ転送及び書き込みが行われる。以下では、この際のドライバチップの動作を、図11及び図17〜図20を参照して説明する。
ここで言う「補正データ」には、ドット補正データとチップ補正データとが含まれる。さらに、補正データの転送及び書き込みに合わせて、遅延時間データHd及びスイッチ制御データHkも転送され、書き込まれるが、これらのデータを転送をも含めて単に「補正データの転送」と言うことがある。
この補正データの転送の際に、第1段のドライバチップのメモリ回路MDMには、比較的長い遅延時間を指定する遅延時間データHdが書き込まれ、第2段〜第26段のドライバチップのメモリ回路MDMには、比較的短い遅延時間を指定する遅延時間データHdが書き込まれる。
図17〜図20は、図11において、ドライバチップ数が1個であるものとして簡略化し、波形をより詳細に示すタイムチャートである。
図17は図11における期間Ta及びTbの詳細を示し、図18は図11における期間Tc及びTdの詳細を示し、図19は図11における期間Te及びTfの詳細を示し、図20は図11における期間Tg及びThの詳細である。
なお、図17〜図20においては、差動クロックペア信号(図11ではHD−CLK−P)は符号CLKIで示され、転送されるデータ(図11ではHD−DATA3〜0)は符号DATA3〜0で示されている。
印刷制御部1は、補正データの転送及び書き込み動作の開始時に、ラッチ信号HD−LOAD(図17〜図20ではLOAD)をHighレベルとして、ラッチ信号HD−LOADがHighレベルである期間中に転送されるデータが印刷データ以外のデータ、ここでは補正データであることを示す。
補正データは、データ信号HD−DATA3〜0(図17〜図20ではDATAI3〜0)として、印刷制御部1からLEDヘッド19に供給される。
上記のように、各ドットのためのドット補正データHo又はHeは4ビットから成り、各ドライバチップのためのチップ補正データHcは、4ビットから成り、遅延時間データHdは1ビットから成り、スイッチ制御データHkは1ビットから成る。
補正データの転送は、以下に説明する8サイクル乃至ステップ(第1乃至第8ステップ)で行われる。各ステップにおいては、ドット補正データのうちの1ビットが転送される。
奇数番目のドットのためのドット補正データの1ビットと、偶数番目のドットのためのドット補正データの1ビットとは交互に(相前後する転送ステップで)転送される。
例えば上記の8ステップのうちの奇数番目のステップで、奇数番目ドットのためのドット補正データが転送され、偶数番目のステップで、偶数番目ドットのためのドット補正データが転送される。
チップ補正データHc、遅延時間データHd及びスイッチ制御データHkは、奇数番目のドットのためのドット補正データと同じステップで転送される。
ただし、遅延時間データHd及びスイッチ制御データHkは、8ステップのうちの一つ、例えば最初のステップのみで転送され、それ以外の奇数番目のステップでは、代わりに無効データDMYが転送される。
図4に示される例では、チップ補正データHcが格納されるメモリ回路MCMはシフトレジスタSFRdの最終段に接続され、遅延時間データHdが格納されるメモリ回路MDMは、シフトレジスタSFRcの最終段のフリップフロップFFC25に接続され、スイッチ制御データHkが格納されるメモリ回路MOEは、シフトレジスタSFRbの最終段のフリップフロップFFB25に接続されているので、各ドライバチップ内のすべての奇数番目のドットのための補正データHoの列の前にチップ補正データHc、遅延時間データHd、及びスイッチ制御データHk又はこれらに代わる無効データDMYを位置させて順に転送する。
そのため、奇数番目のドットのための補正データHoの転送時には、シフトレジスタを25段に切り替えて、各ドライバチップDICに対して各々25のデータビットから成る、4個のビット列を構成し、26個のドライバチップ分を順に転送する。即ち、26個のドライバチップに対して、各々25×26個のデータビットから成る、4個のビット列を転送する。
一方、偶数番目のドットのための補正データHeの列を転送する際は、シフトレジスタが24段に切り替えられ、各ドライバチップに対して各々24個の補正データビットから成る、4個のビット列を構成し、26個のドライバチップ分を順に転送する。即ち、26個のドライバチップに対して、各々24×26個のデータビットから成る、4個のビット列を転送する。
シフトレジスタの段数の切り替えは上記のように、イネーブル信号E2により選択回路SELを制御することにより行なわれる。奇数番目のドットのための補正データHoの転送の際は、図10及び図11を参照して説明したように、イネーブル信号E2がHighであり、これによりシフトレジスタは25段に切り替えられている。一方、偶数番目のドットのための補正データHeの転送の際は、図10及び図11を参照して説明したように、イネーブル信号E2がLowであり、これによりシフトレジスタは24段に切り替えられている。
図17〜図20において、DOTx−by(x=1〜192、y=0、1、2、3)は各ドライバチップにより駆動されるx番目のドットのための第yビットの補正データを意味する。
[第1ステップ]
期間Tcにおいて、チップ補正データHcのうちのbit3のデータHc3、遅延時間データHd、スイッチ制御データHk、無効データDMY及び奇数番目のドットのための補正データHoのうちのbit3のデータHo3を送出する。
なお、上記のように、図17〜図20は、図11において、ドライバチップ数が1個であるものとして簡略化したものであり、図17〜図20には、第1段のドライバチップDIC1のためのデータ列のみが示されている。以下に説明する第2〜7ステップについても同様である。
より詳しく言えば、データDATAI3(図17)として、各ドライバチップのための補正データHc3とそれに続く24個の補正データHo3の列を、26個連結したものを送出する。
データDATAI2として、各ドライバチップのための遅延時間データHdと、それに続く24個のドット補正データHo3の列を、26個連結したものを送出する。
データDATAI1として、第1段及び第2段のドライバチップの各々のためのスイッチ制御データHkと、それに続く24個のドット補正データHo3の列を、2個連結したものを送出し、それに続いて、第3段乃至第26段のドライバチップの各々のための、無効データDMYと、それに続く24個のドット補正データHo3の列を、24個連結したものを送出する。
データDATAI0として、無効データDMYと、それに続く24個のドット補正データHo3の列を、26個連結したものを送出する。
以上のデータ転送が行われる間、イネーブル信号E2がHighであり、シフトレジスタは25段に切り替えられている。
これらのデータのシフトレジスタによる転送が完了すると期間taEにおいて、3個のストローブ信号HD−STB−N(図17ではSTB)のパルスが発生して(ストローブ信号HD−STB−Nが3回Lowとなり)、イネーブル信号E1がHighに、イネーブル信号E2がLowに切り替えられ、メモリセル選択信号W3が発生されて、補正データHc3、遅延時間データHd、スイッチ制御データHk、及び補正データHo3の書き込みが行われる。この際、補正データHc3、Ho3はそれぞれ、メモリセル選択信号W3で選択されるメモリセルに書き込まれる。
[第2ステップ]
期間Tbにおいて、偶数番目のドットのための補正データHeのうちのbit3のデータHe3を送出する。より詳しく言えば、データDATAI3〜0の各々として、24個のドット補正データHe3の列を、26個連結したものを送出する。
以上のデータ転送が行われる間、イネーブル信号E2がLowであり、シフトレジスタは24段に切り替えられている。
これらのデータの転送が完了すると3個のストローブ信号HD−STB−N(図17ではSTB)のパルスが発生して、イネーブル信号E1がLowに、イネーブル信号E2がHighに切り替えられ、メモリセル選択信号W3が発生されて、補正データHe3の書き込みが行われる。この際、補正データHe3は、メモリセル選択信号W3で選択されるメモリセルに書き込まれる。
[第3ステップ]
期間Tcにおいて、チップ補正データHcのうちのbit2のデータHc2及び無効データDMY及び奇数番目のドットのための補正データHoのうちのbit2のデータHo2を送出する。
より詳しく言えば、データDATAI3として、各ドライバチップのための補正データHc2と、それに続く24個の補正データHo2の列を、26個連結したものを送出する。
データDATAI2〜0の各々としては、各ドライバチップのための無効データDMYと、それに続く24個のドット補正データHo2の列を、26個連結したものを送出する。
以上のデータ転送が行われる間、イネーブル信号E2がHighであり、シフトレジスタは25段に切り替えられている。
これらのデータの転送が完了すると3個のストローブ信号HD−STB−N(図18ではSTB)のパルスが発生して、イネーブル信号E1がHighに、イネーブル信号E2がLowに切り替えられ、メモリセル選択信号W2が発生されて、補正データHc2及びHo2の書き込みが行われる。この際、補正データHc2、Ho2はそれぞれ、メモリセル選択信号W2で選択されるメモリセルに書き込まれる。
[第4ステップ]
期間Tdにおいて、偶数番目のドットのための補正データHeのうちのbit2のデータHe2を送出する。より詳しく言えば、データDATAI3〜0の各々として、24個のドット補正データHe2の列を、26個連結したものを送出する。
以上のデータ転送が行われる間、イネーブル信号E2がLowであり、シフトレジスタは24段に切り替えられている。
これらのデータの転送が完了すると3個のストローブ信号HD−STB−N(図18ではSTB)のパルスが発生して、イネーブル信号E1がLowに、イネーブル信号E2がHighに切り替えられ、メモリセル選択信号W2が発生されて、補正データHe2の書き込みが行われる。この際、補正データHe2はメモリセル選択信号W2で選択されるメモリセルに書き込まれる。
[第5ステップ]
期間Teにおいて、チップ補正データHcのうちのbit1のデータHc1及び無効データDMY及び奇数番目のドットのための補正データHoのうちのbit1のデータHo1を送出する。
より詳しく言えば、データDATAI3として、各ドライバチップのためのチップ補正データHc1と、それに続く24個のドット補正データHo1の列を、26個連結したものを送出する。
データDATAI2〜0の各々としては、各ドライバチップのための無効データDMYと、それに続く24個のドット補正データHo1の列を、26個連結したものを送出する。
以上のデータ転送が行われる間、イネーブル信号E2がHighであり、シフトレジスタは25段に切り替えられている。
これらのデータの転送が完了すると3個のストローブ信号HD−STB−N(図19ではSTB)のパルスが発生して、イネーブル信号E1がHighに、イネーブル信号E2がLowに切り替えられ、メモリセル選択信号W1が発生されて、補正データHc1及びHo1の書き込みが行われる。この際、補正データHc1、Ho1はそれぞれ、メモリセル選択信号W1で選択されるメモリセルに書き込まれる。
[第6ステップ]
期間Tfにおいて、偶数番目のドットのための補正データHeのうちのbit1のデータHe1を送出する。より詳しく言えば、データDATAI3〜0の各々として、24個のドット補正データHe1の列を、26個連結したものを送出する。
以上のデータ転送が行われる間、イネーブル信号E2がLowであり、シフトレジスタは24段に切り替えられている。
これらのデータの転送が完了すると3個のストローブ信号HD−STB−N(図19ではSTB)のパルスが発生して、イネーブル信号E1がLowに、イネーブル信号E2がHighに切り替えられ、メモリセル選択信号W1が発生されて、補正データHe1の書き込みが行われる。この際、補正データHe1はメモリセル選択信号W1で選択されるメモリセルに書き込まれる。
[第7ステップ]
期間Tgにおいて、チップ補正データHcのうちのbit0のデータHc0及び無効データDMY及び奇数番目のドットのための補正データHoのうちのbit0のデータHo0を送出する。
より詳しく言えば、データDATAI3として、各ドライバチップのためのチップ補正データHc0と、それに続く24個のドット補正データHo0の列を、26個連結したものを送出する。
データDATAI2〜0の各々としては、各ドライバチップのための無効データDMYと、それに続く24個のドット補正データHo0の列を、26個連結したものを送出する。
以上のデータ転送が行われる間、イネーブル信号E2がHighであり、シフトレジスタは25段に切り替えられている。
これらのデータの転送が完了すると3個のストローブ信号HD−STB−N(図20ではSTB)のパルスが発生して、イネーブル信号E1がHighに、イネーブル信号E2がLowに切り替えられ、メモリセル選択信号W0が発生されて、補正データHc0及びHo0の書き込みが行われる。この際、補正データHc0、Ho0はそれぞれ、メモリセル選択信号W0で選択されるメモリセルに書き込まれる。
[第8ステップ]
期間Thにおいて、偶数番目のドットのための補正データHeのうちのbit0のデータHe0を送出する。より詳しく言えば、データDATAI3〜0の各々として、24個のドット補正データHe0の列を、26個連結したものを送出する。
以上のデータ転送が行われる間、イネーブル信号E2がLowであり、シフトレジスタは24段に切り替えられている。
これらのデータの転送が完了すると3個のストローブ信号HD−STB−N(図20ではSTB)のパルスが発生して、イネーブル信号E1がLowに、イネーブル信号E2がHighに切り替えられ、メモリセル選択信号W0が発生されて、補正データHe0の書き込みが行われる。この際、補正データHo0はメモリセル選択信号W0で選択されるメモリセルに書き込まれる。
以上のようにして、8ステップの動作により、補正データHo、He、Hc、遅延時間データHd及びスイッチ制御データHkの転送とメモリ回路ヘの書き込みが完了すると印刷制御部1はラッチ信号HD−LOADをLowに戻し、一連のシーケンスが完了する。
クロックHD−CLKIの周波数は、補正データ転送時(図11の時刻taMまで)と、印刷データの転送時(図11の時刻taN以降)では、異なり、補正データの転送時は、印刷データの転送時に比べて1/2程度とされる。これは、補正データが誤りなく転送され、メモリ回路に書き込まれるようにするためである。即ち、各ドライバチップの遅延回路の遅延時間は、補正データをメモリ回路に書き込むことで適切に定められるが、補正データの転送の際には、後述のリセット処理で一律に定められた遅延時間が用いられ、従って、初段のドライバチップ及び2段目以降のドライバチップのいずれかでは、遅延時間が最適ではなく、印刷データの転送の際と同じ周期のクロック信号HD−CLKを用いた場合には、誤動作する可能性があることを考慮したためである。なお、補正データの転送は、繰り返し行われる印刷データの転送の前に、例えば電源投入時に一度だけ行われるので、クロック信号HD−CLKの周期を長くしてもプリンタの動作速度という点であまり問題とならない。
[セットアップ時間及びホールド時間]
図21は図4のドライバチップDICをカスケード接続して成る回路において、印刷データの転送における動作の概要を分かりやすくするため、第1段のドライバチップDIC1と第2段のドライバチップDIC2の要部を抜き出して記載した回路図である。第1段のドライバチップDIC1と第2段のドライバチップDIC2の関係を分かりやすくするため、符号を変えてある。また、各ドライバチップ内の、4つのシフトレジスタSFRa〜SFRdのうちの1つに相当するもののみが示されている。
第1段のドライバチップDIC1のデータ入力端子がDATAIで示されている。
第1段及び第2段のドライバチップDIC1、DIC2は各々2つのクロック信号端子CLKP及びCLKNに、相補的な差動信号CLK−P、CLK−Nを受けるが、図21には、その一方のみ、即ち正論理の信号CLK−Pのみを示している。
遅延回路DTI1は、ドライバチップDIC1のデータ入力端子に接続されており、図4の遅延回路143〜146のいずれかに相当する。同様に、遅延回路DTI2は、ドライバチップDIC2のデータ入力端子に接続されており、図4の遅延回路143〜146のいずれかに相当する。
実施の形態1における構成においては、ドライバチップのカスケード接続の1段目ドライバチップと2段目以降のドライバチップとで遅延回路の遅延時間を異なる値に設定することが可能であり、1段目の遅延回路DTI1の遅延時間に対して、2段目以降の遅延回路(DTI2等)の遅延時間は小さく設定される。
バッファ回路(バッファ)CK1は、ドライバチップDIC1のクロック入力回路141とバッファ142(図4)の組合せに相当する。同様に、バッファ回路(バッファ)CK2は、ドライバチップDIC2のクロック入力回路141とバッファ142(図4)の組合せに相当する。
フリップフロップFF1〜24は、図4におけるFFA1〜A24、FFB1〜B24、FFC1〜C24、又はFFD1〜D24に相当する。
図4には、フリップフロップFFA25、FFB25、FFC25、及びFFD25が示されているが、印刷データの転送の際には、フリップフロップFFA24、FFB24、FFC24、FFD24の出力が選択回路SELで選択されて出力されるので、フリップフロップFFA25、FFB25、FFC25、FFD25は、図21には図示されていない。
図21においては、バッファCK1により一つのシフトレジスタの24個のフリップフロップFF1〜24のクロック端子を駆動するように簡略化して描かれているが、4つのシフトレジスタのそれぞれ25個のフリップフロップ、即ち全部で100個のフリップフロップのクロック端子が、バッファCK1の出力により同時に駆動される。
同様に、フリップフロップFF25〜48は、ドライバチップDIC2に備えられたフリップフロップであって、図4におけるFFA1〜A24、FFB1〜B24、FFC1〜C24、又はFFD1〜D24に相当する。
出力バッファ回路(出力バッファ)DTO1はドライバチップDIC1に設けられたものであり、図4における出力バッファ147〜150のいずれかに相当する。同様に、出力バッファ回路(出力バッファ)DTO2は、ドライバチップDIC2に設けられたものであり、図4における出力バッファ147〜150のいずれかに相当する。
図21においては、図4における選択回路SELを省略している。以後の説明で、出力バッファDTO1における遅延時間には、選択回路SELにおける遅延時間をも含むものとする。出力バッファDTO2についても同様である。
次に図21に示すカスケード接続の動作を、図22を参照して説明する。
図22において、ドライバチップDIC1のデータ入力信号端子DATAIに、時刻tcAに、データ列中のデータd48の入力が開始され、それに引き続きデータd49、d50等が入力される。
上記のデータ列は、クロック信号CLK−Pに同期して入力される。例えば、時刻tcBにおけるクロック立ち下がりエッジを基準として、所定のセットアップ時間とホールド時間をもってデータ信号が入力される。
ドライバチップDIC1へ入力されたデータ信号は遅延回路DTI1により時間TDI1遅延し(遅延後のデータ信号を符号DTI1で示す)、フリップフロップFF1へ入力される。一方、クロック信号CLK−PはバッファCK1によって、時間TCKだけ遅延し(遅延後のクロック信号を符号CK1で示す)、フリップフロップFF1〜24へ入力される。
このように、フリップフロップFF1には、データ信号及びクロック信号として、それぞれTDI1及びTCK遅延したものが入力されることになり、フリップフロップFF1におけるクロック信号に対するデータ信号のセットアップ時間及びホールド時間はそれぞれTs1、Th1となる。
LEDヘッド19の入力部におけるクロック信号に対するデータ信号のセットアップ時間Ts0、ホールド時間Th0との関係を求めるため、時刻tcAを起点として考えると、次式を得る。
Ts0+TCK−Ts1−TDI1=0
また、時刻tcBを起点として次式を得る。
Th0+TDI1−Th1−TCK=0
これらを整理して次式を得る。
Ts1=Ts0+TCK−TDI1
Th1=Th0+TDI1−TCK
一方、ドライバチップDIC1内のバッファCK1の出力(CK1)の立下り(時刻tcC)よりTFF遅延してフリップフロップFF1〜24の各々の出力信号が変化する。
図22においては、フリップフロップFF1の出力データが符号d47、d48、d49、d50で示され、フリップフロップFF24の出力データが符号d24、d25、d26、d27で示されている。
上記のデータ信号はドライバチップDIC1の出力バッファDTO1により更にTDO遅延して出力される。出力バッファDTO1の出力の波形はDTO1として示されている。
なお、フリップフロップFF24の出力信号は選択回路SELにより遅延して出力されるが、上記のように、これによる遅延時間は出力バッファの遅延時間TDOに含めている。
データ信号は次段のドライバチップDIC2に入力され、ドライバチップDIC2内の遅延回路DTI2により時間TDI2遅延される。
一方、ドライバチップDIC2に入力されたクロック信号は、バッファCK2によりTCK遅延して、フリップフロップFF25〜48へ入力される。
ドライバチップDIC2のフリップフロップFF25の入力部におけるデータのセットアップ時間Ts2を求めると、時刻tcBを起点として次式を得る。
CK+TFF+TDO+TDI2+Ts2−TCLK−TCK=0
整理すると、
Ts2=TCLK−(TFF+TDO+TDI2
となる。
なお、図22におけるドライバチップDIC1、DIC2は同一の回路構成から成る素子であり、個々の素子毎に多少の特性ばらつきを持っているものの、同一のLEDヘッドユニット内ではその特性差は小さい。そのため、図22において、簡略化のため、バッファCK1、CK2の遅延時間はともにTCKであるとして記載している。
フリップフロップを正常動作させるためには、その入力部において所望のセットアップ時間とホールド時間を確保する必要がある。
ドライバチップDIC1からドライバチップDIC2へのデータ転送においても、ドライバチップDIC2のシフトレジスタ入力段のフリップフロップに所望のセットアップ時間を与える必要がある。
いま仮にTs2>0とすると、
CLK>TFF+TDO+TDI2
となり、
FF+TDO+TDI2
の合計値よりもクロック周期が短いと正常なデータ転送が行えないことが判る。
このとき、シフトレジスタの前段に接続される遅延回路の遅延時間を、カスケード接続されたドライバチップのうちの1段目のドライバチップと2段目以降のドライバチップとで異なる値に設定できるようにしたので、1段目のドライバチップの遅延回路の遅延時間TDI1に対し、2段目以降のドライバチップの遅延回路の遅延時間TDI2を小さく設定することができる。
先に計算したように、シフトレジスタのクロック周期は
CLK>TFF+TDO+TDI2
を満たすように定められるので、上記の遅延時間TDI2を小さく設定することで、ドライバチップのカスケード接続時のクロック周期の下限値をより小さくすることができ、最大動作クロック周波数が更に増加できることになる。
各段のドライバチップの遅延時間は遅延時間選択信号DLYがHighであるかLowであるかによって決定され、遅延時間選択信号DLYの状態を決定する処理、例えば、メモリ回路MDMへの遅延時間データHdの書き込みは、印刷データ転送の開始に先立つ補正データ転送時に行われる。
このため、何らかの格別の処理をしなければ、補正データ転送の開始時点(例えば図11の時刻taD)においては、上記の遅延時間選択信号DLYは、そのHigh/Low状態が確定していないことになる。このような事態となるのを避けるため、本実施の形態1では、補正データの転送に先立って、遅延時間選択信号DLYを確定させる処理を行う。この処理をリセット処理と言う。
[リセット処理]
図23は前述した補正データ転送に先立って行われるリセット処理の動作を説明するタイムチャートである。
リセット処理は、図11、図17〜図20を参照して説明した補正データの転送の開始(図23における時刻taD)に先立って、時刻taAから期間taCに行われる。
まず、ラッチ信号HD−LOADがHighとされる(時刻taA)。これにより、印刷データ以外のデータ、ここでは固定値のデータが転送されることが示される。
ついで、データ信号HD−DATA3〜0を固定値(Highレベル)とした状態を維持したままクロックHD−CLKを所定数入力して、図4のシフトレジスタSFRa〜SFRdにへシフト入力する(期間taB)。
期間taBにおいては、ストローブ信号HD−STB−Nは発生せず、従って、イネーブル信号E2がHighの状態が維持される。そのため、各ドライバチップのシフトレジスタSFRa〜SFRdは25段の状態に維持される。この状態で、クロック信号HD−CLK−Pのパルスを25×26回発生させる(Highとする)ことで、26個のドライバチップのシフトレジスタのすべてのフリップフロップに固定値(Highレベル)のデータが書き込まれる。
このとき、各ドライバチップ内のメモリ回路MDMのデータ、従って、メモリ回路MDMから遅延回路143〜146に供給される遅延時間選択信号DLYの値が確定していないので、各ドライバチップの遅延回路の遅延時間は確定していない。しかし、この点は問題とならない。フリップフロップ間でのデータの転送に際し、データ信号HD−DATA3〜0がHighレベルに固定されているため、フリップフロップのD入力に関するセットアップ時間やホールド時間の制約を受けないからである。
シフト入力が完了すると、ストローブ信号HD−STB−Nが3×2×4=24パルス入力され(期間taC)、図11、図17〜図20に示したのと同様にメモリ回路MEM、メモリ回路MCM、メモリ回路MDM及びメモリ回路MOEへのデータ書き込みが行われる。
即ち、図11を参照して説明したのと同様に、ストローブ信号HD−STB−Nが3パルス発生する毎に、イネーブル信号E1、E2が反転し、これらの反転の際に、メモリセル選択信号W3〜W0が2回ずつHighとなる。その結果、シフトレジスタのフリップフロップに保持されている固定値(Highレベル)のデータが、メモリ回路MEM、MCM、MDM、及びMOEに書き込まれる。
即ちイネーブル信号E1がHighで、メモリセル選択信号W3がHighのときは、メモリ回路MEMのメモリセル回路211内のメモリセル選択信号W3で選択されるメモリセル、メモリ回路MCMのメモリセル選択信号W3で選択されるメモリセル、MDM、MOEに書き込まれる。
イネーブル信号E2がHighで、メモリセル選択信号W3がHighのときは、メモリ回路MEMのメモリセル回路212内のメモリセル選択信号W3で選択されるメモリセルに書き込まれる。
イネーブル信号E1がHighで、メモリセル選択信号W2がHighのときは、メモリ回路MEMのメモリセル回路211内のメモリセル選択信号W2で選択されるメモリセル、メモリ回路MCMのメモリセル選択信号W2で選択されるメモリセルに書き込まれる。
イネーブル信号E2がHighで、メモリセル選択信号W2がHighのときは、メモリ回路MEMのメモリセル回路212内のメモリセル選択信号W2で選択されるメモリセルに書き込まれる。
イネーブル信号E1がHighで、メモリセル選択信号W1がHighのときは、メモリ回路MEMのメモリセル回路211内のメモリセル選択信号W1で選択されるメモリセル、メモリ回路MCMのメモリセル選択信号W1で選択されるメモリセルに書き込まれる。
イネーブル信号E2がHighで、メモリセル選択信号W1がHighのときは、メモリ回路MEMのメモリセル回路212内のメモリセル選択信号W1で選択されるメモリセルに書き込まれる。
イネーブル信号E1がHighで、メモリセル選択信号W0がHighのときは、メモリ回路MEMのメモリセル回路211内のメモリセル選択信号W0で選択されるメモリセル、メモリ回路MCMのメモリセル選択信号W0で選択されるメモリセルに書き込まれる。
イネーブル信号E2がHighで、メモリセル選択信号W0がHighのときは、メモリ回路MEMのメモリセル回路212内のメモリセル選択信号W0で選択されるメモリセルに書き込まれる。
時刻taAから期間taCにかけてのリセット処理が完了すると、ラッチ信号HD−LOADを一旦Lowレベルに戻してリセット処理が完了する。
次いで、図11に示したのと同様に時刻taDから期間taLにかけて、補正データの転送と、メモリ回路MEM、MCM、MDM、MOEへの補正データ、遅延時間データHd、及びスイッチ制御データHkの転送及び書込みが行われる。
この転送に際しては、リセット処理でメモリ回路MDMに書き込まれた遅延時間設定データにより設定された遅延時間が用いられる。上記の例のように、固定値としてHighレベルが書き込まれた状態では、長い遅延時間が用いられる。
[従来の構成との比較]
以下、上記のようにしてリセット処理を行うことの利点を説明する。
図24は従来例のドライバチップDICに設けられたパワーオンリセット回路431を、メモリ回路MDMとともに示す。
メモリ回路MDMは、実施の形態1で用いられる図7のメモリ回路MDMと概して同じである。但し、図7のラッチ回路262の代わりに、セット入力端子付きのラッチ回路263が用いられている。
パワーオンリセット回路431は、電源オン時にパワーオンリセット信号RSTを出力するものであり、このパワーオンリセット信号により、ラッチ回路263がセットされ、そのQ端子の信号(Q出力)がHighとなる。
ラッチ回路263は、セット入力端子SがHighレベルとなると、D端子入力やG端子入力の設定に優先してQ出力をHighにすることができ、セット入力端子SがLowレベルに戻ったあとも、D端子入力やG端子入力により新たな状態値の設定が指示されるまでQ出力を保持し続ける。
図25は図24のパワーオンリセット回路431の構成を示し、図26(a)〜(c)はその各部に現れる信号の波形を示す図である。
図25に示されるパワーオンリセット回路431は、抵抗432と、コンデンサ433と、インバータ回路(インバータ)434とを有する。
抵抗432の一端は電源VDDと接続され、抵抗432の他端はコンデンサ433の一方の電極及びインバータ434の入力端子と接続されている。また、コンデンサ433の他方の電極はグランドと接続されている。
インバータ434の出力端子からパワーオンリセット信号RSTが出力される。
パワーオンリセット信号RSTは、図24のラッチ回路263のセット入力端子Sに与えられる。
図26(a)に示すように、画像形成装置の電源投入に伴い、電源電圧VDDが立ち上がると、コンデンサ433は抵抗432を介して充電されていき、図26(b)に示すようにその電位は略グランド電位から上昇していくことになる。
図26(c)に示されるパワーオンリセット信号RSTはインバータ434の出力端子における波形であり、コンデンサ433の端子電圧V433がインバータ434の入力端子閾値電圧V434th未満のときはHighレベルを出力し、上記の閾値電圧V434thに達するとLowレベルに遷移する。
電源投入直後には、コンデンサ433は充電されていないため、その端子電圧V433は閾値電圧V434thよりも低く、従って、パワーオンリセット信号RSTは、Highレベルである。
コンデンサ433の充電に伴いその端子電圧V433が上昇して、インバータ434の閾値電圧V434thに達すると、パワーオンリセット信号RST端子はLowレベルに戻る。
上記のように、電源オンの直後に、パワーオンリセット信号RSTが発生することにより、図24に示したラッチ回路263のセット端子Sにセット信号として入力され、該ラッチ回路263のQ出力はHighレベルへと遷移する。
ラッチ回路263のQ出力は、メモリ回路MDMの出力であり、遅延時間選択信号DLYとして同じドライバチップ内の遅延回路143〜146に供給される。
上記の処理がすべてのドライバチップDIC1〜DIC26で行われる。
その結果、初段のドライバチップDIC1においても、2段目以降のドライバチップDIC2〜DIC26のいずれにおいても、遅延回路143〜146の遅延時間が比較的長い値に設定される。
このように、パワーオンリセット信号RSTがラッチ回路263に入力されることで電源投入時における不定状態が解消されることになる。
以上の図24及び図25を参照した説明から明らかなように、従来の構成においては、パワーオンリセット回路431を設ける必要があった。
ところが、パワーオンリセットはドライバチップ内に形成されたコンデンサへの電圧充電特性を用いてリセット信号RST(図26(c))を作成しているため、コンデンサの静電容量として大きい値を必要とすることから必然的に大きな占有面積を要し、ドライバチップのチップ面積を小さくする上での大きな制約となっており、その解決が望まれていた。
それに対して、実施の形態1における図4の構成では図23の時刻taAから期間taCにおいて、遅延時間データHdとして固定値のデータの転送及び転送した遅延時間データHdのメモリ回路MDMへの書き込みを行うことで、パワーオンリセット回路を不要とすることができる。
[実施の形態1の効果]
上記のように、従来のドライバチップでは、パワーオンリセット回路としてドライバチップ内に集積されたコンデンサへの電圧充電特性を用いてリセット時間を作成しており、コンデンサの静電容量として大きい値を必要とすることから必然的に大きな占有面積を要し、ドライバチップのチップ面積を小さくする上での大きな制約となっていた。これに対し、本実施の形態1の構成では補正データ転送に先立って、遅延時間データHdとして固定値のデータを、シフトレジスタにより転送し、メモリ回路MDMに書き込むこととしているので、前述したリセット回路を不要とできる。
なお、上記の例では、リセット処理においてLEDヘッドに入力されるデータHD−DATAが、Highレベルとされるが、要するに固定値であれば良い。特に、遅延回路143〜146の遅延時間が長くなるようにすればよい。別の見方をすれば、LEDヘッドの入力信号端子部において、データ信号のクロック信号に対するホールド時間が短くなるようにすればよい。
実施の形態1の変形例.
実施の形態1では、図23を参照して説明したように、リセット処理に際し、メモリ回路MDMのみならず、メモリ回路MEM、MCM、MOEに同じ固定値のデータを書き込んでいる。
このようにすることで、メモリ回路への固定値の書き込みの処理を、メモリ回路への補正データ、遅延時間データHd、スイッチ制御データHkの書き込みの処理と同じように行うことができる。一方、リセット処理に要する時間が長いという問題がある。
この問題の解決のため、リセット処理に当たっては、メモリ回路MDMへの固定値の書き込みが終わったら、他のメモリ回路への書き込みも終了することとしても良い。
以下、この変形例における動作を、図27を参照して説明する。
図27においては時刻taA及び期間taBにおける処理は、図23で説明したのと同じである。
図27では、期間taCにおいて、ストローブ信号HD−STB−Nを3パルスだけ発生する。
補正データの転送及び書込みに関し説明したのと同様に、この3パルスにより、イネーブル信号E1がHighとなり、メモリセル選択信号W3がHighとなる。イネーブル信号E1がHighで、メモリセル選択信号W3がHighのとき、メモリ回路MEMのメモリセル回路211内のメモリセル選択信号W3で選択されるメモリセル、メモリ回路MCMのメモリセル選択信号W3で選択されるメモリセル、並びにメモリ回路MDM、MOEに固定値が書き込まれる。
時刻taAから期間taCにかけてのリセット処理が完了すると、ラッチ信号HD−LOADを一旦Lowレベルに戻してリセット処理が完了する。
ラッチ信号HD−LOADをLowレベルに戻すことで、制御回路CTR1も初期状態、即ち、ストローブ信号HD−STB−Nが3パルス入力される前の状態に戻る。
それ以降の処理は、図11を参照して説明したのと同様である。即ち、時刻taDから期間taTにかけて、補正データ等の転送と、メモリ回路(MEM、MCM、MDM、MOE)へのデータの書き込みが行われる。
図23では、期間taCにおいて発生されるストローブ信号HD−STD−Nのパルスの数が24であったが、図27では、期間taCにおいて発生されるストローブ信号HD−STD−Nのパルスの数が3である。これにより、図4におけるメモリ回路MDMへの固定値の書き込みを行うとともに、それ以降の書き込みを省略し、リセット処理に要する時間を短くしている。
上記の実施の形態では、ドット補正データ及びチップ補正データが4ビットから成り、ドット補正データメモリ回路MEMが各ドット(LED)について4つのメモリセルを有し、チップ補正データ回路MCMが4つのメモリセルを有するが、本発明はこれに限定されない。例えば、ドット補正データとチップ補正データとはビット数が異なっていても良い。要するに、ドット補正データ及びチップ補正データのうちのビット数が多い方がRビット(Rは2以上の整数)から成り、当該補正データを格納するメモリ回路が、各ドットについてR個のメモリセルを有すれば良い。そして、上記R個のメモリセルを有する補正データメモリ回路への書き込みがRサイクルで行われ、遅延時間データメモリ回路への書き込みが上記Rサイクルのうちの1サイクルで行われるものであれば良い。
実施の形態2.
[電子写真プリンタの構成]
図28は、本発明の実施の形態2の電子写真プリンタの制御系を示す。
図示のように、実施の形態2の電子写真プリンタの制御系は、実施の形態1の電子写真プリンタ(図1)と概して同じである。但し、LEDヘッド19の代わりに、LEDヘッド519を備え、シリアライザ回路521が付加されている。
LEDヘッド519は、図29に示されるように、デシリアライザ回路523とアッテネータ回路525と抵抗526とを有する。LEDヘッド519はさらに、ドライバチップの列31とLEDアレイの列32とを有する。
印刷制御部1とシリアライザ回路521とは配線の群527で接続され、シリアライザ回路521と、LEDヘッド519のデシリアライザ回路523とは、接続ケーブル528で接続され、デシリアライザ回路523の出力とドライバチップ列31又はアッテネータ回路525とは配線の群529で接続されている。
シリアライザ回路521及びデシリアライザ回路523としては、LSI化され市販されたもの、例えばザインエレクトロニクス社製のTHC63LVDシリーズの製品が使用可能である。
シリアライザ回路521は、印刷制御部1から出力されたデータをパラレル−シリアル変換して、シリアル化されたデータ信号を出力するとともに、印刷制御部1から出力されたクロック信号をパラレル−シリアル変換して、シリアル化されたクロック信号を出力する。
デシリアライザ回路523は、シリアライザ回路521から出力され、接続ケーブル528を介して伝送された、シリアル化されたデータ信号をシリアル−パラレル変換して、パラレル化されたデータを生成するとともに、シリアライザ回路521から出力され、接続ケーブル528を介して伝送された、シリアル化されたクロック信号をシルアル−パラレル変換して、パラレル化された、相補的なクロック信号を生成する。
ドライバチップの列31は、実施の形態1と同様に、26個のドライバチップDIC1〜DIC26で構成され、LEDアレイの列32は、実施の形態1と同様に、26個のLEDアレイCHP1〜26で構成されている。
各ドライバチップDIC及び各LEDアレイCHPの構成は、概して実施の形態1に関して説明したのと同じである。
ドライバチップの列31を構成する26個のドライバチップDIC1〜26は、2つの群に分けられている。
第1の群31Aは、互いに連続して配置されたドライバチップDIC1〜DIC13から成り、第2の群31Bは、互いに連続して配置されたドライバチップDIC14〜DIC26から成る。第1の群31Aと第1のドライバチップ列とも言い、第2の群31Bを第2のドライバチップ列とも言う。
LEDアレイの列32のうち、第1のドライバチップ列31Aに対応する部分で、第1のLEDアレイ列32Aが構成され、第2のドライバチップ列31Bに対応する部分で、第1のLEDアレイ列32Bが構成されている。
ドライバチップの列が2つ群に分けられていることに対応して、印刷制御部1からLEDヘッド519に供給される印刷データや補正データが、2つの群に分けられる。即ち、図1におけるデータHD−DATA3〜0の代わりに、第1の群のデータHD−DATA03〜00と第2の群のデータHD−DATA13〜10がLEDヘッド519に供給される。
第1の群のデータHD−DATA03〜00は、第1のドライバチップ列に供給され、第2の群のデータHD−DATA13〜10は、第2のドライバチップ列31Bに供給される。
一方、同期信号HD−HSYNC−N、ラッチ信号HD−LOAD、クロック信号HD−CLK−P、HD−CLK−N、ストローブ信号HD−STB−Nとしては、互いに同じものが第1のドライバチップ列31A及び第2のドライバチップ列31Bの双方に供給される。
ただし、上記のデータ及び信号はいずれも、シリアライザ回路521でシリアル化され、デシリアライザ回路523でパラレル化された後に、ドライバチップ列31A及び31Bに供給される。
接続ケーブル528は、4対の信号を伝えるための4対の信号線ch1〜ch4と、クロック信号を伝えるための1対の信号線chCLKとを有する。信号線対ch1〜ch4は、データ信号(印刷データ信号、補正データ信号)、及び制御信号(同期信号、ラッチ信号、ストローブ信号)の伝送に用いられ、信号線対chCLKは、クロック信号の伝送に用いられる。
抵抗526は、差動クロック信号の終端に用いられる。
図30は第1の群31Aに含まれるドライバチップDIC1及びDIC2、及びこれらに対応するLEDアレイCHP1及びCHP2、並びにMOS109A、110Aを示す。
3番目以降のドライバチップDIC3〜DIC13及び対応するLEDアレイCHP3〜CHP13は記載が省略されている。
MOS109Aのドレーンは13個のLEDアレイCHP1〜CHP13のすべての奇数番目のLED(101A、103A、105A、107A等)のカソードと接続され、MOS110Aのドレーンは13個のLEDアレイCHP1〜CHP13のすべての偶数番目のLED(102A、104A、106A、108A等)のカソードと接続されている。MOS109A、110Aのソースはグランドに接続されている。
また、MOS109AのゲートはドライバチップDIC1のスイッチ制御端子KDRと接続され、MOS110AのゲートはドライバチップDIC2のスイッチ制御端子KDRと接続されている。
ドライバチップDIC1のスイッチ制御端子KDRからMOS109Aのゲートに供給される信号は符号ODDAで示され、ドライバチップDIC2のスイッチ制御端子KDRからMOS110Aのゲートに供給される信号は符号EVENAで示されている。
ODDA信号は、ドライバチップDIC1内の制御回路CTR3(実施の形態1で説明したのと同様のもの)で生成され、そのスイッチ制御端子KDRから出力される。
EVENA信号は、ドライバチップDIC2内の制御回路CTR3で生成され、そのスイッチ制御端子KDRから出力される。
ドライバチップDIC3〜DIC13のスイッチ制御端子KDRは開放とされている。
図31は第2の群31Bに含まれるドライバチップDIC14及びDIC15及びこれらに対応するLEDアレイCHP14及びCHP15、並びにMOS109B、110Bを示す。
3番目以降のLEDアレイCHP16〜CHP26及び対応するLEDアレイCHP16〜CHP26は記載を省略している。
MOS109Bのドレーンは13個のLEDアレイCHP14〜CHP26のすべての奇数番目のLED(101B、103B、105B、107B等)のカソードと接続され、MOS110Bのドレーンは13個のLEDアレイCHP14〜CHP26のすべての偶数番目のLED(102B、104B、106B、108B等)のカソードと接続されている。MOS109B、110Bのソースはグランドに接続されている。
また、MOS109BのゲートはドライバチップDIC14のスイッチ制御端子KDRと接続され、MOS110BのゲートはドライバチップDIC15のスイッチ制御端子KDRと接続されている。
ドライバチップDIC14のスイッチ制御端子KDRからMOS109Bのゲートに供給される信号は符号ODDBで示され、ドライバチップDIC15のスイッチ制御端子KDRからMOS110Bのゲートに供給される信号は符号EVENBで示されている。
ODDB信号は、ドライバチップDIC14内の制御回路CTR3で生成され、そのスイッチ制御端子KDRから出力される。EVENB信号は、ドライバチップDIC15内の制御回路CTR3で生成され、そのスイッチ制御端子KDRから出力される。
ドライバチップDIC16〜DIC26のスイッチ制御端子KDRは開放とされている。
[アッテネータ回路]
次に図28のLEDヘッド519内に設けられたアッテネータ回路525について図32(a)、(b)を参照して説明する。図32(a)はアッテネータ回路525の内部回路を、終端抵抗526とともに示す。図32(b)は、アッテネータ回路525の動作を示すタイムチャートである。
アッテネータ回路525は抵抗531〜533と、2個の入力端子I1、I2と2個の出力端子O1、O2を備えている。
入力端子I1、I2はそれぞれデシリアライザ回路523の端子HD−CLK−P、HD−CLK−Nと接続されており、出力端子O1、O2はそれぞれ、配線535、536の一端に接続されている。
配線535は、ドライバチップ列31に沿って延び、26個のドライバチップDIC1〜26の端子CLKPに順次接続されている。配線535の他端は終端抵抗526の一端に接続されている。
配線536は、ドライバチップ列31に沿って延び、26個のドライバチップDIC1〜26の端子CLKNに順次接続されている。配線536の他端は終端抵抗526の他端に接続されている。
抵抗531の一端は端子I1と接続され、他端は端子O1と接続される。また、抵抗532の一端は端子I2と接続され、他端は端子O2と接続される。
抵抗533の一端及び他端は出力端子O1とO2とにそれぞれ接続されている。
図32(b)は図32(a)の動作を示すタイムチャートである。クロック信号HD−CLK−P、HD−CLK−Nは例えば電源電圧2.5Vで動作するCMOS回路によって生成されるものであって、そのHighレベルは略2.5V、Lowレベルは略0Vであって、2.5Vの信号振幅を有する。図32(a)において、抵抗531〜533の抵抗値をR1、R2、RL1で表し、抵抗526の抵抗値をRL2で表す。
一例として、
RL1=RL2=100Ω
R1=R2=182Ω
とするとき、図32(b)に示す端子O1、O2の信号CLK−PとCLK−Nの差動信号振幅Vdiffとコモンモード電圧Vcmは下記のように設定することができる。
Vdiff=0.3V
Vcm=1.25V
クロック信号CLK−P、CLK−NはドライバチップDIC1〜DIC26の端子CLKP、CLKNにそれぞれ入力されることになる。
[ドライバチップ]
図29に示されるドライバチップ列31を構成するドライバチップDIC1〜DIC26の各々は、実施の形態1に関し、図4を参照して説明したのと同じである。但し、シフトレジスタSFRa〜SFRdを構成するフリップフロップとして、クロック信号の立ち上がりエッジと立下りエッジの両方でデータの取り込みを行うものが用いられる。
また、第1の群31Aを構成するドライバチップDIC1〜DIC13の各々では、そのデータ入力端子DATAI0〜3にデータDATA00〜03が入力され、第2の群31Bを構成するドライバチップDIC14〜DIC26の各々では、そのデータ入力端子DATAI0〜3にデータDATA10〜13が入力される。
第1の群31Aを構成する13個のドライバチップDIC1〜DIC13の全てのフリップフロップで構成されるシフトレジスタは、印刷制御部1から第1のドライバチップDIC1に入力されるデータ信号HD−DATA03〜00をクロック信号に同期してシフトさせる24×13段あるいは25×13段のシフトレジスタ回路として動作する。
同様に、第2の群31Bを構成する13個のドライバチップDIC14〜DIC26の全てのフリップフロップで構成されるシフトレジスタは、印刷制御部1から第14のドライバチップDIC14に入力されるデータ信号HD−DATA13〜10をクロック信号に同期してシフトさせる24×13段あるいは25×13段のシフトレジスタ回路として動作する。
[印刷データの転送及びLEDの駆動]
次に、図29のLEDヘッド519を用いて印刷を行う場合の各ドライバチップにおける処理を、図33を参照して説明する。
図33に示される動作は、実施の形態1に関し、図13及び図16を参照して説明したのと概して同じである。但し、以下の点が異なる。
即ち、データ信号が2つに分けて入力され、転送される。
第1のドライバチップ列31Aでは、印刷データがデータ信号HD−DATA03〜00として入力され、第2のドライバチップ列31Bでは、印刷データがデータ信号HD−DATA13〜10として入力される。
実施の形態1と同様に、奇数番目のLEDのための印刷データPDoの転送及び転送した印刷データに基づくLEDの駆動と、偶数番目のLEDのための印刷データPDeの転送及び転送したデータに基づくLEDの駆動とは交互に行われる。
具体的には、期間taOにおいて、奇数番目のLEDの印刷データPDoが、データ信号HD−DATA03〜00、HD−DATA13〜10としてクロック信号HD−CLKに同期して入力され、転送され、
期間taRにおいて、偶数番目のLEDの印刷データPDeが、データ信号HD−DATA03〜00、HD−DATA13〜10としてクロック信号HD−CLKに同期して入力され、転送される。
第1のドライバチップ列31A及び第2のドライバチップ列31Bの各々は、13個のドライバチップから構成されており、各ドライバチップに96個の駆動端子を備えており、1パルスのクロック信号により4個のLEDのための印刷データが一度に転送される。
このため一度(1サイクル)のデータ転送に必要なクロックエッジの数(期間taO及び期間taRの各々において発生されるクロックエッジの数)は
96/4×13=24×26=312
である。
期間taOにおける奇数番目のドットのデータの転送が完了し、転送されたデータがシフトレジスタに保持された状態になると、ラッチ信号HD−LOADが入力され(時刻taP)、シフトレジスタに保持されているデータはラッチ回路にラッチされる。次いでストローブ信号HD−STB−Nが入力されて(期間taQ)、LED駆動が指示される。
これに先立ち、制御信号ODDA、ODDB、EVENA、EVENBのレベルが定められている。
第1の群31Aにおいては、ドライバチップDIC1のスイッチ制御端子KDRからODDA信号が出力されており(Highとなっており)、ドライバチップDIC2のスイッチ制御端子KDRからEVENA信号が出力されていない。
同様に、第2の群31Bにおいては、ドライバチップDIC14のスイッチ制御端子KDRからODDB信号が出力されており(Highとなっており)、ドライバチップDIC15のスイッチ制御端子KDRからはEVENB信号が出力されていない。
ODDA信号がHigh、EVENA信号がLowであるとき図30のMOS109Aはオン状態となり、MOS110Aはオフ状態となり、奇数番目のLED(101A、103A、105A、107A等)のカソード端子からグランドへの流路が形成される。
このとき、MOS110Aはオフ状態であって偶数番目のLED(102A、104A、106A、108A等)のカソード端子からグランドへの流路は形成されない。
このため、ドライバチップDIC1の駆動端子DO1端子からLED駆動電流が流し出された場合、LED103Aのアノード、カソード端子を経てMOS109Aのドレーン、ソースを介してグランドへと至る電流経路が形成されることになる。このときLED103Aが発光して(図28においては図示していないが)感光ドラム上に静電潜像の画素(印刷ドット)が形成される。
このとき、LED104Aには電流流路が形成されないため、LED103Aの発光状態には何らの支障も与えることはない。
同様に、ODDB信号がHigh、EVENB信号がLowであるとき図31のMOS109Bはオン状態となり、MOS110Bはオフ状態となり、奇数番目のLED(101B、103B、105B、107B等)のカソード端子からグランドへの流路が形成される。
このとき、MOS110Bはオフ状態であって偶数番目のLED(102B、104B、106B、108B等)のカソード端子からグランドへの流路は形成されない。
このため、ドライバチップDIC14の駆動端子DO1からLED駆動電流が流し出された場合、LED103Bのアノード、カソード端子を経てMOS109Bのドレーン、ソースを介してグランドへと至る電流経路が形成されることになる。このときLED103Bが発光して(図29においては図示していないが)感光ドラム上に静電潜像の画素(印刷ドット)が形成される。
このとき、LED104Bには電流流路が形成されないため、LED103Bの発光状態には何らの支障も与えることはない。
期間taRにおける偶数番目のドットのデータの転送が完了し、転送されたデータがシフトレジスタに保持された状態になると、ラッチ信号HD−LOADが入力され(時刻taS)、シフトレジスタに保持されているデータはラッチ回路にラッチされる。次いでストローブ信号HD−STB−Nが入力されて(期間taT)、LED駆動が指示される。
これに先立ち、制御信号ODDA、ODDB、EVENA、EVENBのレベルが定められている。
第1の群31Aにおいては、ドライバチップDIC1のスイッチ制御端子KDRからODDA信号が出力されておらず、ドライバチップDIC2のスイッチ制御端子KDRからEVENA信号が出力されている(Highとなっている)。
同様に、第2の群31Bにおいては、ドライバチップDIC14のスイッチ制御端子KDRから、ODDB信号が出力されておらず、ドライバチップDIC15のスイッチ制御端子KDRからEVENB信号が出力されている(Highとなっている)。
EVENA信号がHigh、ODDA信号がLowであるとき図30のMOS110Aはオン状態となり、MOS109Aはオフ状態となり、偶数番目のLED(102A、104A、106A、108A等)のカソード端子からグランドへの流路が形成される。
このとき、MOS109Aはオフ状態であって、奇数番目のLED(101A、103A、105A、107A等)のカソード端子からグランドへの流路は形成されない。
このため、ドライバチップDIC1の駆動端子DO1からLED駆動電流が流し出された場合、LED104Aのアノード、カソードを経てMOS110Aのドレーン、ソースを介してグランドへと至る電流経路が形成されることになる。このときLED104Aが発光して(図28においては図示していないが)感光ドラム上に静電潜像の画素(印刷ドット)が形成される。
このとき、LED103Aには電流流路が形成されないため、LED104Aの発光状態には何らの支障も与えることはない。
同様に、EVENB信号がHigh、ODDB信号がLowであるとき図31のMOS110Bはオン状態となり、MOS109Bはオフ状態となり、偶数番目のLED(102B、104B、106B、108B等)のカソード端子からグランドへの流路が形成される。
このとき、MOS109Bはオフ状態であって奇数番目のLED(101B、103B、105B、107B等)のカソード端子からグランドへの流路は形成されない。
このため、ドライバチップDIC14の駆動端子DO1からLED駆動電流が流し出された場合、LED104Bのアノード、カソード端子を経てMOS110Bのドレーン、ソースを介してグランドへと至る電流経路が形成されることになる。このときLED104Bが発光して(図29においては図示していないが)感光ドラム上に静電潜像の画素(印刷ドット)が形成される。
このとき、LED103Bには電流流路が形成されないため、LED104Bの発光状態には何らの支障も与えることはない。
図33のタイムチャートにおいて、ドライバチップを1チップのみに簡略化した場合における詳細波形は、実施の形態1に関し、図16を参照して説明したのと同じである。ただし、クロックパルスの数が異なる。立ち上がりエッジ及び立下りエッジの双方が利用されるためである。
次に、図29のLEDヘッド519を用いて補正データの転送及び書き込みを行う場合の各ドライバチップにおける処理を、図34を参照して説明する。
図34に示される補正データの転送は、図11及び図17〜図20を参照して説明したのと同様である。
ただし、印刷データの転送(図33)で述べたのと同様に、補正データも、第1のドライバチップ列31Aと、第2のドライバチップ列31Bとでは別々に供給される。
即ち、第1のドライバチップ列31Aでは、補正データがデータ信号HD−DATA03〜01として供給され、第2のドライバチップ列31Bでは、補正データがデータ信号HD−DATA13〜11として供給される。
印刷データと同様に、奇数番目のLEDのための補正データの転送及び書き込みと、偶数番目のLEDのための補正データの転送及び書き込みとは異なるタイミングで行われる。
また、図33に関して述べたのと同様、1サイクル中のクロックエッジの数は、24×13エッジである。
[セットアップ時間及びホールド時間]
実施の形態2のLEDヘッドを構成する複数のドライバチップをカスケード接続してなる回路において、印刷データ転送における動作に着目して要部を抜き出して記載すると、実施の形態1に関しての図21と同様となる。
ただし、フリップフロップFF1〜48は、クロック信号の立ち上がりエッジ及び立下りエッジの双方でデータの取り込みを行う。
実施の形態2におけるカスケード接続の動作は、実施の形態1に関し、図22を参照して説明したのと同様であるが、供給されるクロックの周波数が異なり、上記のようにフリップフロップがクロックの立ち上がり、立下りの双方でデータの取り込みを行う点で異なる。
以下本実施の形態2におけるカスケード接続の動作を、図35を参照して説明する。
図35において、ドライバチップDIC1のデータ入力信号端子DATAIに、時刻tdAに、データ列中のデータd48の入力が開始され、それに引き続きデータd49、d50等が入力される。
上記のデータ列は、クロック信号CLK−Pに同期して入力される。例えば、時刻tdAにおいてはデータ信号d48への切り替わりと同時にクロック信号CLK−Pも遷移させている。
このように、入力されるデータ信号DATAIはクロック信号CLK−Pの遷移(立ち上がりエッジ及び立下りエッジ)と略同時に切り替わっている。
ドライバチップDIC1へ入力されたデータ信号は遅延回路DTI1により時間TDI1遅延し(遅延後のデータ信号を符号DTI1で示す)、フリップフロップFF1へ入力される。一方、クロック信号CLK−PはバッファCK1によって、時間TCKだけ遅延し(遅延後のクロック信号を符号CK1で示す)、フリップフロップFF1〜24へ入力される。
このように、フリップフロップFF1には、データ信号及びクロック信号として、それぞれTDI1及びTCK遅延したものが入力されることになり、フリップフロップFF1におけるクロック信号に対するデータ信号のセットアップ時間とホールド時間はTs1、Th1となる。
ここで、時刻tdBを起点として上記の時間Ts1、Th1を求めると下記の通りとなる。
Ts1=TCK−TDI1
Th1=TCLK2+TDI1−TCK
なお、TCLKはクロック信号CLK−Pの周期であり、該信号はデューティ比50%の波形を有し、TCLK2は上記の周期TCLKの1/2の値を有し、信号CLK−PのHighパルス幅、もしくはLowパルス幅に等しい。
一方、時刻tdBにてドライバチップDIC1内のバッファCK1の出力(CK1)が遷移して、これよりTFF遅延してフリップフロップFF1〜24の各々の出力信号が変化する。
図35においては、フリップフロップFF1の出力データが符号d47、d48、d49、d50で示され、フリップフロップFF24の出力データが符号d24、d25、d26、d27で示されている。
上記のデータ信号はドライバチップDIC1の出力バッファDTO1により更にTDO遅延して出力される。出力バッファDTO1の出力の波形はDTO1として示されている。
なお、フリップフロップFF24の出力信号は選択回路SELにより遅延して出力されるが、上記のように、選択回路SELによる遅延時間は出力バッファの遅延時間TDOに含めている。
データ信号は次段のドライバチップDIC2に入力され、ドライバチップDIC2内の遅延回路DTI2によりTDI2遅延される。
一方、ドライバチップDIC2に入力されたクロック信号は、バッファCK2によりTCK遅延して、フリップフロップFF25〜48へ入力される。
ドライバチップDIC2のフリップフロップFF25の入力部におけるデータのセットアップ時間Ts2を求めると、時刻tdFを起点として次式を得る。
Ts2=TCLK2−(TFF+TDO+TDI2
なお、図35におけるドライバチップDIC1、DIC2は同一の回路構成から成る素子であり、個々の素子毎に多少の特性ばらつきを持っているものの、同一のLEDヘッドユニット内ではその特性差は小さい。そのため、図35において、簡略化のため、バッファCK1、CK2の遅延時間はともにTCKであるとして記載している。
このため、図35において時刻tdBと時刻tdCは略同時刻であり、同様に時刻tdEと時刻tdFは略同時刻であるものとして示してある。
フリップフロップを正常動作させるためには、その入力部において所望のセットアップ時間とホールド時間を確保する必要がある。
ドライバチップDIC1からドライバチップDIC2へのデータ転送においても、ドライバチップDIC2のシフトレジスタ入力段のフリップフロップに所望のセットアップ時間を与える必要がある。
いま仮にTs2>0とすると、
CLK2>TFF+TDO+TDI2
となる。
ここで
CLK2=TCLK/2
であることに注意すると、
FF+TDO+TDI2
の合計値よりもTCLK2のが短いと、正常なデータ転送が行えない。
このとき、各ドライバチップ内において、シフトレジスタの前段に接続される遅延回路の遅延時間を、任意に設定できるようにしたので、その遅延回路の遅延時間TDI2を小さく設定することができる。
先に計算したように、シフトレジスタのクロック周期は
CLK>TFF+TDO+TDI2
を満たすように定められるので、上記の遅延時間TDI2を小さく設定することで、ドライバチップのカスケード接続時のクロック周期の下限値をより小さくすることができ、最大動作クロック周波数が更に増加できることになる。
これと併せて、1段目のドライバチップDIC1、DIC14のカスケード接続の1段目においても遅延時間を小さく設定することで、1段目のドライバチップDIC1、DIC14のフリップフロップFF1におけるセットアップ時間Ts1もまた十分な値に設定することができる。
各段のドライバチップの遅延時間は遅延時間選択信号DLYがHighであるかLowであるかによって決定され、遅延時間選択信号DLYの状態を決定する処理、例えば、メモリ回路MDMへの遅延時間データHdの書き込みは、印刷データ転送の開始に先立つ補正データ転送時に行われる。
このため、何等かの格別の処理をしなければ、補正データ転送の開始時点(例えば図34の時刻taD)においては、上記の遅延時間選択信号DLYは、そのHigh/Low状態が確定していないことになる。このような事態となるのを避けるため、本実施の形態2では、補正データの転送に先立って、遅延時間選択信号DLYを確定させる処理を行う。この処理をリセット処理と言う。
[リセット処理]
以下、リセット処理について、図36を参照して説明する。
図36において、図34を参照して説明した補正データの転送(図36におけるtaD)に先立って、時刻taAから期間taCにおけるリセット処理が行われる。
まず、ラッチ信号HD−LOADがHighとされる(時刻taA)。これにより、印刷データ以外のデータ、ここでは固定値のデータが転送されることが示される。
ついで、データ信号HD−DATA03〜00及びHD−DATA13〜10を固定値(Lowレベル)とした状態を維持したままクロックHD−CLKを所定数入力して、ドライバチップ内のシフトレジスタSFRa〜SFRd中へシフト入力する(期間taB)。
期間taBにおいては、ストローブ信号HD−STB−Nは発生せず、従って、イネーブル信号E2がHighの状態が維持される。そのため、各ドライバチップのシフトレジスタSFRa〜SFRdは25段の状態に維持される。この状態で、クロック信号HD−CLK−Pのエッジを25×13回発生させることで、26個のドライバチップのシフトレジスタのすべてのフリップフロップに固定値(Lowレベル)のデータが書き込まれる。
このとき、各ドライバチップ内のメモリ回路MDMのデータ、従って、メモリ回路MDMから遅延回路143〜146に供給される遅延時間選択信号DLYの値が確定していないので、各ドライバチップの遅延回路の遅延時間は確定していない。しかし、この点は問題とならない。フリップフロップ間でのデータの転送に際し、データ信号HD−DATA03〜00、HD−DATA13〜10がLowレベルに固定されているため、フリップフロップのD入力に関するセットアップ時間やホールド時間の制約を受けないからである。
シフト入力が完了すると、ストローブ信号HD−STB−Nが3×2×4=24パルス入力され(期間taC)、図34に示したのと同様にメモリ回路MEM、メモリ回路MCM、メモリ回路MDM、及びメモリ回路MOEへのデータ書き込みが行われる。
即ち、図34を参照して説明したのと同様に、ストローブ信号HD−STB−Nが3パルス発生する毎に、イネーブル信号E1、E2が反転し、これらの反転の際に、メモリセル選択信号W3〜W0が2回ずつHighとなる。その結果、シフトレジスタのフリップフロップに保持されている固定値(Lowレベル)のデータが、メモリ回路MEM、MCM、MDM、及びMOEに書き込まれる。
時刻taAから期間taCにかけてのリセット処理が完了すると、ラッチ信号HD−LOADを一旦Lowレベルに戻してリセット処理が完了する。
次いで、図34に示したのと同様に時刻taDから期間taLにかけて、補正データの転送と、メモリ回路MEM、MCM、MDM、MOEへの補正データ、遅延時間データHd、及びスイッチ制御データHkの転送及び書込みが行われる。
この転送に際しては、リセット処理でメモリ回路MDMに書き込まれた遅延時間設定データにより設定された遅延時間が用いられる。上記の例のように、固定値としてLowレベルが書き込まれた状態では、短い遅延時間が用いられる。
[従来の構成との比較]
以下、上記のように、アッテネータ回路を用いることの利点を説明する。
図37は従来例の構成のうち、実施の形態2の図29の構成に対応する部分を示す。
図37に示す従来例では、本実施の形態2におけるアッテネータ回路の代わりに、信号レベルの変換回路541が用いられている。変換回路541は、デシリアライザ回路523から出力されるCMOSバッファ出力信号を小振幅差動信号に変換する。
変換回路541においては、その入出力端子間には信号伝達に伴う遅延時問が発生する。
これによる遅延時間によって、ドライバチップ列31A、31Bのデータ信号HD−DATA03〜00、HD−DATA13〜10とクロック信号HD−CLK−P、HD−CLK−Nとの間に時間差を発生させることができ、フリップフロップのセットアップ時間とホールド時間を満足させるのに利用されていた。
[実施の形態2の効果]
本実施の形態2の構成とすることで、従来のドライバチップにおける次のような課題を解決することができる。
即ち、高速プリンタにおいては、LEDヘッドの接続ケーブルで伝送される信号のクロック周波数の制約から、LEDヘッドを構成する複数のLEDアレイを複数の群に分け、複数の群に別個にデータを供給し、それぞれの群で別個にデータ転送を行うことで、クロック周波数を低減させることが行われていた。
また、一般によく用いられるA4版、A3版よりも大きい、A2版、A1版、A0版といったサイズの用紙に対応する大判プリンタ用のLEDヘッドを構成するためLEDヘッドの長さを長くする必要から、LEDヘッドを構成する複数のLEDアレイを複数の群に分け、複数の群に別個にデータを供給し、それぞれの群で別個にデータ転送を行うこととしていた。
このようにする場合、接続ケーブルの信号線の本数が増加してしまい、必然的に接続ケーブルが太くなってその取り回しが困難となる。これを打開するために接続ケーブルの送信端にシリアライザ回路を設けるとともに、受信端にはデシリアライザ回路を設け、接続ケーブルの伝送周波数を増加させるとともに、接続ケーブルの芯数を減らす構成がとられていた。
この場合、シリアライザ回路の出力側においてはLEDヘッドのデータ信号とともにクロック信号もまたシリアル化されて接続ケーブルで伝送され、伝送されたデータ信号及びクロック信号は、デシリアライザ回路によってもとの形態に復元される。
このとき、LEDヘッドのデータ信号とクロック信号は同期したタイミングとなってしまう。そこで、クロック信号に対するデータ信号のセットアップ時間やホールド時間といったタイミングを満足させるためにデシリアライザ回路に加えて遅延回路を更に設ける必要があった。
このため、LEDヘッドの部品点数が著しく増加してしまうことによるコストアップや、それら部品を搭載するプリント基板が大型化してしまうといった課題を生じ、その解決が望まれていた。
それに対して、本実施の形態2の構成においては、ドライバチップのデータ入力部に遅延回路を設け、その遅延時間を比較的小さな値に設定可能としたので、外付け部品を用いることなく所望のセットアップ時間やホールド時間を満たすことが可能となる。
それに加えて、本実施の形態2の構成では補正データ転送に先立って、リセット制御を設けることで前述した遅延時間の設定を行うことが可能となり、別途リセット回路等の搭載を不要とすることができる。
なお、上記の例では、リセット処理においてドライバチップに入力されるデータ信号HD−DATAが、Lowレベルとされるが、要するに固定値であれば良い。特に、遅延回路の遅延時間が短くなるようにすればよい。
或いは、LEDヘッドの入力信号端子部において、データ信号のクロック信号に対するホールド時間が長くなるようにすればよい。
実施の形態2の変形例1.
実施の形態1について、図27を参照して説明したのと同様の変形を実施の形態2に加えることができる。
即ち、図36の期間taCにおいて、ストローブ信号HD−STB−Nを3パルスだけ発生することとしても良い。
このようにすることの利点は、実施の形態1に関する図27の変形例について述べたのと同じである。
実施の形態2の変形例2.
上記の実施の形態2では、シリアライザ回路とデシリアライザ回路との間の伝送を、5対の信号線で行っているが、シリアライザ回路とデシリアライザ回路との間の伝送に用いられる信号線の対の数は5に限らない。以下では、信号線の対の数が1である場合の構成を変形例2として説明する。
図38は実施の形態2の変形例2であって、図29に対応する部分を示す。図29と同じ番号は同一又は対応する回路要素を示す。
図38の変形例では、図28のシリアライザ回路521、デシリアライザ回路523の代わりにシリアライザ回路551、デシリアライザ回路553が用いられている。これらの回路としては、LSI化され市販されたものが利用可能であって、たとえばザインエレクトロニクス社製のTHCV213、214等が使用可能である。
また、接続ケーブル528の代わりに接続ケーブル558が用いられている。接続ケーブル528は、1対の信号線ch1のみから成る。
図28の構成においては、4対の信号(データ信号及び制御信号)を伝えるための4対の信号線ch1〜ch4と、1対のクロック信号を伝えるための1対の信号線chCLKを用いているが、図38の構成における接続ケーブル558は1対の信号線ch1のみを有し、符号化されシリアライズされたデータ信号及び制御信号と、データ信号及び制御信号中に埋め込まれたクロック信号とを伝送するようにしている。
図29と図38を比較して明らかなように、図29では全部で5対の信号線を要していたのに比べ、図38では用いられる信号線の対の数が1となっており、接続ケーブルがより可とう性に富むものとなり、接続ケーブルの取り回しも良くLEDヘッドに適用するうえで好ましい物理特性のものとすることができる。
[利用形態]
実施の形態1及び2において説明したLEDアレイは、電子写真プリンタの露光工程で光源として利用することができる。以下その一例としてタンデムカラープリンタを取り上げ、図39を用いて説明する。
図39は、本発明のLEDヘッドを搭載した画像形成装置を説明する概略断面図である。
図39において、画像形成装置600は、ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)およびシアン(C)の各色の画像を各々に形成する4つのプロセスユニット601〜604を有し、これらが記録媒体605の搬送経路の上流側から順に配置されている。これらプロセスユニット601〜604の内部構成は共通しているため、例えばマゼンタのプロセスユニット603を例に取り、これらの内部構成を説明する。
プロセスユニット603には、像担持体としての感光ドラム603aが矢印方向に回転可能に配置され、この感光ドラム603aの周囲には、その回転方向上流側から順に、感光ドラム603aの表面に電荷を供給して帯電させる帯電装置603b、及び帯電された感光ドラム603aの表面に選択的に光を照射して静電潜像を形成する露光装置603cが配設される。露光装置603cとしては、前述のLEDヘッド(19)が用いられる。
更に、静電潜像が形成された感光ドラム603aの表面に、マゼンタ(所定色)のトナーを付着させて顕像を発生させる現像装置603d、及び感光ドラム603a上のトナーの顕像を転写した際に残留したトナーを除去するクリーニング装置603eが配設される。なお、これら各装置に用いられているドラム又はローラは、図示しない駆動源からギアなどを経由して動力が伝達され回転する。
また、画像形成装置600は、その下部に、紙などの記録媒体605を堆積した状態で収納する用紙カセット606を装着し、その上方には記録媒体605を1枚ずつ分離させて搬送するためのホッピングローラ607が配設されている。更に、記録媒体605の搬送方向における、ホッピングローラ607の下流側にはピンチローラ608、609と共に記録媒体605を挟持することによって、記録媒体を搬送する搬送ローラ610及び、記録媒体605の斜行を修正し、プロセスユニット601に搬送するレジストローラ611を配設している。これらのホッピングローラ607、搬送ローラ610及びレジストローラ611は図示されない駆動源からギア等を経由して動力が伝達され回転する。
プロセスユニット601〜604の各感光ドラムに対向する位置には、それぞれ半導電性のゴム等によって形成された転写ローラ612が配設されている。これら転写ローラ612には感光ドラム603a上に付着されたトナーによる顕像を記録媒体605に転写する転写時に、感光ドラム601a〜604aの表面電位とこれら各転写ローラ612の表面電位に電位差を持たせるための電位が印加されている。
定着装置613は、加熱ローラとバックアップローラとを有し、記録媒体605上に転写されたトナーを加圧・加熱することによって定着する。この下流の排出ローラ614、615は、定着装置613から排出された記録媒体605を、排出部のピンチローラ616、617と共に挟持し、記録媒体スタッカ部618に搬送する。これら定着装置613、排出ローラ614等は図示しない駆動源からギアなどを経由して動力が伝達され回転される。
つぎに上記構成の画像形成装置の動作を説明する。
まず、用紙カセット606に堆積した状態で収納されている記録媒体605がホッピングローラ607によって、上から1枚ずつ分離されて搬送される。続いて、この記録媒体605は、搬送ローラ610、レジストローラ611及びピンチローラ608、609に挟持されて、プロセスユニット601の感光ドラム601aと転写ローラ612の間に搬送される。その後、記録媒体605は、感光ドラム601a及び転写ローラ612に挟持され、その記録面にトナー像が転写されると同時に感光ドラム601aの回転によって搬送される。
同様にして、記録媒体605は、順次プロセスユニット602〜604を通過し、その通過過程で、各露光装置601c〜604cにより形成された静電潜像を、現像装置601d〜604dによって現像した各色のトナー像がその記録面に順次転写され、重ね合わせられる。
そして、その記録面上に各色のトナー像が重ね合わせられた後、定着装置613によってトナー像が定着された記録媒体605は、排出ローラ614、615及びピンチローラ616、617に挟持されて、画像形成装置600の外部の記録媒体スタッカ部618に排出される。以上の過程を経て、カラー画像が記録媒体605上に形成される。
以上の様に、本実施の形態の画像形成装置によれば、前述したLEDヘッドを採用するためスペース効率及び光取り出し効率に優れた高品質の画像形成装置(プリンタ、コピー機など)を提供することができる。即ち、実施の形態のLEDヘッドを用いることにより、上記説明したフルカラーの画像形成装置に限らずモノクロ、マルチカラーの画像形成装置においても効果が得られるが、特に露光装置を数多く必要とするフルカラーの画像形成装置において一層大きな効果が得られる。
以上、本発明を光源として用いられるLEDに適用した場合について説明したが、本発明は、発光サイリスタをスイッチング素子として用いる構成、あるいはスイッチング素子に直列に被駆動素子、例えば有機EL素子や発熱抵抗体への電圧印加制御を行う場合にも適用可能である。
たとえば有機EL素子のアレイで構成される有機ELヘッドを備えたプリンタや発熱抵抗体の列で構成されるサーマルプリンタにおいて利用することができる。
さらに表示素子、例えば列状或いはマトリクス状に配列された表示素子の駆動(電圧印加の制御)にも適用可能である。
本発明はまた、3端子構造を備えたサイリスタのほか、第1と第2の2つのゲートを備えた4端子サイリスタSCS(Silicon Semiconductor Controlled Switch)の場合にも適用可能であり、その形態は種々の変形が可能である。
1 印刷制御部、 19 LEDヘッド、 31、31A、31B ドライバICチップ列、 32、32A、32B LEDアレイ列、 101〜108、101A〜108A、101B〜108B LED、 109、109A、109B、110、110A、110B 共通スイッチ、 141 入力回路、 142 バッファ回路、 143〜146 遅延回路、 147〜150 バッファ回路、 171〜179 インバータ回路、 180、181 AND回路、 182 OR回路、 331〜334 遅延回路、 519 LED ヘッド、 521、551 シリアライザ回路、 523、553 デシリアライザ回路、 525 アッテネータ回路、 ADJ 制御電圧発生回路、 CHP1〜CHP26 LEDアレイ、 CTR1 メモリ制御回路、 CTR2 マルチプレクサ制御回路、 CTR3 共通スイッチ制御回路、 DIC1〜DIC26 ドライバICチップ、 DRV LED駆動回路、 FFA1〜A25、FFB1〜B25、FFC1〜C25、FFD1〜D25 フリップフロップ、 LTA1〜LTA25、LTB1〜LTB25、LTC1〜LTC25、LTD1〜LTD25 ラッチ回路、 MCM チップ補正データメモリ回路、 MDM 遅延時間データメモリ回路、 MEM ドット補正データメモリ回路、 MOE スイッチ制御データメモリ回路、 MUX マルチプレクサ回路、 SEL 選択回路、 SFRa〜SFRd シフトレジスタ。

Claims (16)

  1. アレイを構成する被駆動素子を駆動する駆動回路と、
    データ入力端子と、
    前記被駆動素子を駆動するか否かを示す駆動データを転送するためのシフトレジスタと、
    遅延回路と、
    遅延時間データメモリ回路と
    を有するドライバICチップにおいて、
    前記シフトレジスタは、複数のフリップフロップをカスケード接続して成り、
    前記シフトレジスタの初段のフリップフロップのデータ入力端子は前記遅延回路を介してデータ入力端子に接続され、
    前記遅延回路の遅延時間は、前記遅延時間データメモリ回路に格納されている遅延時間データに応じて制御され、
    前記駆動データの転送に先立ち、前記遅延時間データが前記シフトレジスタにより転送されて、前記遅延時間データメモリ回路に書き込まれ、
    前記遅延時間データの転送に先立ち、固定値のデータが、前記シフトレジスタにより転送されて、前記遅延時間データメモリ回路に書き込まれる
    ことを特徴とするドライバICチップ。
  2. 前記遅延回路の各々が
    互いに直列接続されたP個(Pは2以上の整数)のバッファ回路と、
    前記P個のバッファ回路のうちの第P番目のバッファ回路の出力と、第Q番目(QはPよりも小さい整数)のバッファ回路の出力のいずれかを選択する選択回路とを有し、
    前記選択回路が、前記遅延時間データメモリ回路に格納されているデータに基づいて上記の選択を行う
    ことを特徴とする請求項1に記載のドライバICチップ。
  3. Qが1に等しいことを特徴とする請求項2に記載のドライバICチップ。
  4. 前記遅延時間データが、第1の遅延時間と第2の遅延時間のいずれかを指定するものであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のドライバICチップ。
  5. 前記シフトレジスタがクロック信号に同期して転送を行うものであり、
    前記遅延時間データの転送の際及び前記固定値のデータの転送の際に前記シフトレジスタに供給されるクロック信号の周波数は、前記駆動データの転送の際に前記シフトレジスタに供給されるクロック信号の周波数よりも低い
    ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のドライバICチップ。
  6. 各被駆動素子の駆動の際に参照される、補正データを格納する補正データメモリ回路をさらに有し、
    前記補正データが複数のビットから成り、
    前記駆動データの転送に先立ち、前記補正データが前記シフトレジスタにより転送されて、前記補正データメモリ回路に書き込まれ、
    前記遅延時間データは、前記補正データとともに前記シフトレジスタにより転送されて、前記遅延時間データメモリ回路に書き込まれる
    ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のドライバICチップ。
  7. 前記補正データがRビット(Rは2以上の整数)から成り、
    前記補正データメモリ回路が、前記RビットのためのR個のメモリセルを有し、
    前記遅延時間データが1ビットから成り、
    前記補正データを構成するRビットの転送及び書き込みが、Rサイクルで行われ、
    前記遅延時間データの転送及び書き込みが前記Rサイクルのうちの1サイクルで行われ、
    前記固定値のデータの転送及び書込みの際は、前記固定値のデータが前記シフトレジスタに保持された状態において、前記シフトレジスタに保持されている前記固定値のデータが、前記補正データメモリ回路の前記R個のメモリセルに順次書き込まれるとともに、前記遅延時間データメモリ回路に書き込まれる
    ことを特徴とする請求項6に記載のドライバICチップ。
  8. ストローブ信号に応じて前記補正データメモリ回路及び前記遅延時間データメモリ回路への書き込みを制御するメモリ制御回路をさらに有し、
    前記メモリ制御回路は、前記補正データの書き込みの際には、前記ストローブ信号に応じて、前記補正データメモリ回路のうちの前記R個のメモリセルを順次選択して、選択したメモリセルへの書き込みを行わせ、
    前記メモリ制御回路は、前記R個のメモリセルのうちのいずれかが選択されているときに、前記遅延時間データメモリ回路への書き込みを行わせる
    ことを特徴とする請求項7に記載のドライバICチップ。
  9. 前記メモリ制御回路は、前記ストローブ信号が所定回数発生される度に、選択するメモリセルを切り替えることを特徴とする請求項8に記載のドライバICチップ。
  10. 前記メモリ制御回路は、前記補正データメモリ回路の前記R個のメモリセルのうちの、最初に選択されるメモリセルが選択されているときに、前記遅延時間データメモリ回路への書き込みを行わせる
    ことを特徴とする請求項9に記載のドライバICチップ。
  11. 前記固定値のデータの書き込みの際は、前記ストローブ信号が前記所定回数だけ発生されて、前記固定値のデータの書き込みが行われ、その後遅延時間データの転送の前に前記メモリ制御回路がリセットされて、前記ストローブ信号が発生される前の状態に戻されることを特徴とする請求項10に記載のドライバICチップ。
  12. 請求項1から11のいずれか1項に記載のドライバICチップを複数個カスケード接続して成る駆動装置。
  13. 前記駆動データ、前記遅延時間データ、及び前記固定値のデータを出力するとともに、前記シフトレジスタにおける転送の制御に用いられるクロック信号を出力する制御部と、
    前記制御部から出力された前記駆動データ、前記遅延時間データ、及び前記固定値のデータをパラレル−シリアル変換して、シリアル化されたデータ信号を出力するとともに、前記制御部から出力されたクロック信号をパラレル−シリアル変換して、シリアル化されたクロック信号を出力するシリアライザ回路と、
    前記シリアライザ回路から出力された、シリアル化されたデータ信号をシリアル−パラレル変換して、パラレル化されたデータを生成するとともに、前記シリアライザ回路から出力された、シリアル化されたクロック信号をシルアル−パラレル変換して、パラレル化された、クロック信号を生成するデシリアライザ回路と、
    前記デシリアライザ回路で生成されたクロック信号を減衰させるアッテネータ回路とを備え、
    前記ドライバICチップのシフトレジスタは、前記アッテネータ回路から出力されたクロック信号に同期して、前記デシリアライザ回路で生成された、パラレル化された前記データ信号の転送を行う
    ことを特徴とする請求項12に記載の駆動装置。
  14. 前記被駆動素子と、
    請求項12又は13に記載の駆動装置とを備え、
    前記被駆動素子が印刷用被駆動素子であることを特徴とするプリントヘッド。
  15. 前記印刷用被駆動素子が、発光素子又は発熱素子であることを特徴とする請求項14に記載のプリントヘッド。
  16. 前記印刷用被駆動素子が発光素子であり、
    請求項14に記載のプリントヘッドと、
    感光ドラムに静電潜像を形成する露光装置と、
    前記感光ドラム上に前記静電潜像に対応したトナー像を形成する現像部と、
    前記感光ドラム上のトナー像を印刷用紙に転写する転写部と
    を備えた画像形成装置。
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