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
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Abstract
Description
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。
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。
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。
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。
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)。
TCLK>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。
TFF+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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
各用紙について上記の動作が繰り返される。
次に、LEDヘッド19について説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
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。
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。
PMOS310〜314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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
以下同様の処理が繰り返される。
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。
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。
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。
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。
Iref=Vref/R00
となる。
Iref=Vref/(R00+R01+…+R07+R08)
となる。
Iref=Vref/(R00+R01+…+R14+R15)
となる。
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。
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。
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。
(96/4)×26=24×26=624
である。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
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。
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。
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
Ts1=Ts0+TCK−TDI1
Th1=Th0+TDI1−TCK
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。
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。
TCK+TFF+TDO+TDI2+Ts2−TCLK−TCK=0
整理すると、
Ts2=TCLK−(TFF+TDO+TDI2)
となる。
いま仮にTs2>0とすると、
TCLK>TFF+TDO+TDI2
となり、
TFF+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。
TCLK>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。
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。
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。
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。
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。
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。
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(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。
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。
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。
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。
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。
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。
[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。
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。
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。
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。
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。
抵抗526は、差動クロック信号の終端に用いられる。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Ts1=TCK−TDI1
Th1=TCLK2+TDI1−TCK
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。
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。
Ts2=TCLK2−(TFF+TDO+TDI2)
いま仮にTs2>0とすると、
TCLK2>TFF+TDO+TDI2
となる。
ここで
TCLK2=TCLK/2
であることに注意すると、
TFF+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。
TCLK>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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (16)
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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。
- 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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