JPH03202369A - 光プリンタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、複数の発光素子を配列してなる光プリントヘ
ッドを有し、各発光素子への通電電流を制御して画像を
転写する光プリンタ装置に関し、より詳細には、高速プ
リントが可能で、しかも回路構成及び制御が簡単な多階
調印字のための光プリンタ装置に関する。

〔従来技術〕

最近では、微細なＬＥＤ　（発光ダイオード）を多数配
列し、原画像の濃淡に対応して所要のＬＥＤを発光させ
て感光体を露光し、画像形威処理を実行する光プリンタ
装置が多く開発されている。

この光プリンタ装置は機械的に往動走査する部分が少な
いので、極めて高速、且つ、静かに印字を行うことがで
き、ファクシミリ装置やコンピュータ端末の印字手段と
して多用されるようになっている。

光プリンタ装置の作像部は例えば、第５図に示すように
、表面が感光体物質により覆われた感光体ドラム５００
と、該感光体ドラム５００周辺に感光体ドラム５００表
面を均一に帯電する帯電器５０１と、該帯電器５０１に
より帯電された感光体ドラム５００表面を画像情報に応
して露光して静電潜像を形成するプリンタヘッド５０２
と、該プリンタへノド５０２により形成された静電潜像
を顕像化する現像器５０３と、転写処理後における感光
体ドラム５００の残存電荷を除去するイレーザ５０４と
、感光体表面に付着している残留現像剤を排除するクリ
ーナ５０５とを備え、更に上記感光体ドラム５００の一
面（転写部）に接して転写紙搬送経路が形成されており
、この経路の一端には転写紙が多数枚収納された給紙カ
セット５０６と、（５０６ａは給紙カセット５０６から
転写紙を１枚毎給紙するための給紙ローラ）、給紙ロー
ラ５０６ａによって給紙された転写紙を所定のタイミン
グで転写部へ送り出すレジストローラ５０８と、転写部
にて転写紙上に像を転写する転写器５０９と、転写紙上
の転写像を定着させる定着器５１０と、該定着器５１０
により像定着を経た転写紙が排出される排出トレイ５０
７とが各々設けられている。

以上の構成において、その動作を説明すると、上記感光
体ドラム５００は図面の矢印方向に回転しており、図示
を省略した原稿画像読取手段から導いた信号によりプリ
ンタヘッド５０２のＬＥＤが点灯され、帯電処理済みの
感光体ドラム５００の表面上に静電潜像が形成される。

この潜像は次の現像器５０３によってトナーが付着され
て可視像化された後、転写器５０９によって給紙カセ・
ノド５０６から搬送された転写紙上に転写される。

トナー像が転写された転写紙は定着器５１０によって加
熱定着され、排紙トレイ５０７に導かれる。一方、転写
を終了した感光体ドラムはイレーザ５０４にて表面電荷
を除去され、更にクリーナ５０５によって残留トナーが
排除されて、次の潜像形成のために帯電器５０１により
均一に帯電される。

ところで、この例のようにプリンタヘッド５０２として
ＬＥＤを多数並べた光プリンタヘッドを使用する場合、
２値のデジタル画像信号に応してＬＥＤを点灯あるいは
消灯しているが、画像の中間濃度を精度よく再現するた
めに、従来から一般的にデイザ法が用いられている。

デイザ法とは、例えば第６図に示すようなデイザマトリ
クスを利用して原稿画像を微細マトリクス状に分割する
と共に、予め定めた闇値マトリクスと比較して、値が閾
値以上か或いは以下かによって、白または黒となるよう
に感光体に光を照射し、微小ドツトの集合によって中間
濃度階調を表現するものであり、各画素濃度に応して黒
ド・ノドの数を変化させて多段階調表現を実現するもの
である。

しかしながら、このようなデイザ法を利用した場合、マ
トリクスドツト数が少ないと、解像度が低下し鮮明な画
像再現を困難にする。

そこで従来から、ｎビットのデジタル画像信号に対して
２ｎ階調で各発光素子を輝度変調することにより各画素
の濃淡を表現する手法が提案されている。

例えば、特開昭５９−１２７４６７号公報には上記輝度
変調する手法として、発光素子を点灯駆動する際、各発
光素子に直列に挿入した抵抗の値を切り換えて当該発光
素子への駆動電流を制御し、それによって発光輝度を加
減して感光体に対する露光強度を制御する、所謂発光素
子のダイナミック点灯制御に基づく多階調印字駆動手段
が記載されている。

また、特開昭６０−６４８７０号公報には、同様に発光
素子のダイナミック点灯制御手段として、画像濃度に応
して発光素子点灯時間を制御する手法が提案されており
、具体的には発光素子の制御パルス幅を可変する手段と
して、複数の発光素子の各々を駆動するＬＥＤ駆動ドラ
イバ、上記発光素子の点灯時間を制御するためのゲート
回路、点灯すべき発光素子を選択するデータセレクタ、
上記ゲート回路を制御して発光時間を可変する信号を発
生する点灯時間制御信号発生部、上記点灯時間制御信号
と点灯発光素子選択信号との論理積をとるゲート回路と
を備えた構成を採用し、原稿画像濃度をいくつかの段階
に分けて判定した結果に基づいて上記発光素子の点灯時
間を可変している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の手段はいずれも回路が複雑と
なり、装置自体のコスト低減が困難であるという問題点
を有していた。

即ち、上記第１の従来例は表現しようとする階調段数分
の発光素子駆動回路を必要とするため、階調数が多くな
ると回路がその分複雑となる上、処理速度に難点があっ
て高速プリンタに適用するためには更に複雑な回路構成
とならざるを得ない。

また、上記第２の従来例では高速プリンタとするために
は、各発光素子の全てに対して点灯時間制御信号発生部
を付加しなければならない関係上、発光素子または発光
素子ブロックが多くなると、その分回路構成が複雑化す
る。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高速プ
リンタに適用する場合であっても極めて簡単な回路構成
で、低コスト化が容易な多階調発光素子駆動制御を実現
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の目的を達成するため、複数の発光素子を
配列してなる光プリントヘッドを有し、各発光素子への
通電電流を制御して画像を転写する光プリンタ装置であ
って、一画素を表すｎビットデジタル画像信号に対応し
て２ｎ階調の画像濃度表現が可能な光プリンタ装置にお
いて、前記ｎビットの画像データを２ｎビツトの画像デ
ータに変換するデコーダと、前記発光素子に対応して設
けた２ｎビツトのシリアルシフトレジスタと、前記シリ
アルシフトレジスタへの前記２ｎビツト画像データ入力
を制御する制御手段とを備え、前記各シリアルシフトレ
ジスタに各々の画像データが入力されたときに次の画像
データの入力を禁止すると共に、所要周波数のクロック
信号により、前記シリアルシフトレジスタに記憶された
内部状態の論理値に対応した時間各々の発光素子を点灯
させる光プリンタ装置を提供するものである。

また、前記シリアルシフトレジスタの内部状態の論理値
に従って前記発光素子を点灯するために発生する前記ク
ロック信号の周波数を変更可能にした光プリンタ装置を
提供するものである。

〔作用〕

本発明により光プリンタ装置は、各シリアルシフトレジ
スタに各々の画像データが入力されたときに次の画像デ
ータの入力を禁止すると共に、所要周波数のクロック信
号により、前記シリアルシフトレジスタに記憶された内
部状態の論理値に対応した時間各々の発光素子を点灯さ
せる。

また、前記クロック信号の周波数を変更して、発光素子
点灯時間を任意に調整する。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図Ａは本発明による光プリンタ装置のＬＥＤヘッド
駆動制御部の一実施例を示す回路図である。

同図において、１０１は一画素当り２ピントで構成する
画像データを記憶した画像メモリＭであって、クロック
ＣＬＫ１に同期して２ビツトの画像データＤ、　、Ｄ、
が２ライン／４ラインデコーダＤＣ１０２に出力され、
外部において４ラインに変換された信号はパラレル／シ
リアル変換器Ｐ／Ｓ　１０３に伝達される。

このパラレル／シリアル変換器Ｐ／Ｓ　１０３の出力Ｓ
。ＬＩＴはＬＥＤヘッド（ＨＥＡＤ）１００に入力され
るが、この点については後述する。

また、上記構成の外に３つのＡＮＤゲートＧ１、Ｇ、　
、Ｇ、とＯＲゲートＧ、及びＮＡＮＤゲートＧ、が備え
られており、ＡＮＤゲートＧ、は上記パラレル／シリア
ル変換器Ｐ／Ｓ　１０３からのシリアル画像データ転送
用りロンクを発生するもので、第２のクロック信号ＣＬ
Ｋ２と同期信号５ＹＮＣとの論理積出力を求め、上記パ
ラレル／シリアル変換器Ｐ／Ｓ　１０３と第２のＡＮＤ
ゲートＧ、に入力される。

第２のＡＮＤゲートＧｂはＬＥＤヘッドラインデータの
セット制御ゲートであって上記信号のほかセット信号Ｓ
ＥＴが入力されており、その出力はＯＲゲートＧｃの一
つの入力となり、セット信号発生時は上記転送りロック
ＣＬＫ２のＬＥＤヘッド１００への入力が禁止される。

第３のＡＮＤゲートＧｄはＬＥＤ点灯時間制御ゲートで
あり、クロックＣＬＫ３とＥＮＡＢＬＥ信号との論理積
信号を上記ＯＲゲートＧｃに対して出力し、ＥＮＡＢＬ
Ｅ信号がＨＩＧＨのときのみクロック信号ＣＬＫ３が上
記ＬＥＤヘッド１００に供給される。

また、上記ＯＲゲートＧ、は第１、第２のクロック信号
ＣＬＫＩ、ＣＬＫ２を制御するゲートであり、セット信
号ＳＥＴとＥＮＡＢＬＥ信号の各発生タイミングによっ
て、データ転送時にはクロック信号ＣＬＫ２が、またＬ
ＥＤ点灯時にはクロック信号ＣＬＫ３が各々出力されて
ＬＥＤヘッド１００に供給される。

第５のＮＡＮＤゲートＧ０は上記ＥＮＡＢＬＥ信号の論
理反転ゲートであって、ＬＥＤヘッド内のシフトレジス
タ制御用ＡＮＤゲートの各々に入力されている。

次に、ＬＥＤヘッド１００の内部構成について説明する
。

第１図において、Ｓ、−Ｓ、は同数の発光素子Ｌ１〜Ｌ
、に対応して設けた４ビツトシフトレジスタ１０４で上
記ＯＲゲートＧｃからの信号が各々のクロック信号とし
て与えられ、更に各シフトレジスタのデータ入力端子に
接続された同数のＡＮＤゲートＧｔ＋〜Ｇｆ、を介して
上記４ビツトパラレル／シリアル変換器Ｐ／Ｓ　１０３
の出力Ｓ。ｕｔが入力されている。

また、上記ＡＮＤゲートＧ、、Ｇ、、のもう一方の入力
端には、各々一つ前のシフトレジスタの出力が順次供給
され、且つ、各々のシフトレジスタ１０４の４ビツト出
力は、４入力ＯＲゲートＧ、１〜Ｇ９．を経て同数のＡ
ＮＤゲートＧ１．〜ＧｈｌＩに入力され、更にその出力
はＬＥＤドライバＤ、〜Ｄ、及びＬＥＤ駆動駆動電流制
限抵抗−１〜Ｒ介して上記発光素子Ｌ　Ｉ”　Ｌ−に供
給されている。

このとき、上記ＡＮＤゲートｃｈ＋〜ＧｈｌＩのもう一
方の入力端にはＥＮＡＢＬＥ信号が供給されており、該
信号が）（ＩＣＨのときＬＥＤドライバＤ、〜Ｄ、をＯ
Ｎとし発光素子Ｌ１〜Ｌ、を点灯させるように構成され
ている。

以上の構成において、その動作を第１図Ｂと、第２図に
示したタイミングチャートを参照しつつ詳細に説明する
。

第２図の各符号は第１図のものと一致しており、またい
ずれも横軸は時間の経過を示している。

５ＹＮＣ（第２図（ａ））は画像データのパラレル／シ
リアル変換の同期信号で、そのＨＩＧＨレベル幅はデー
タ転送りロック信号ＣＬＫ２の４倍（周波数では１／４
）である。

５ＹＮＣがＨＩＣ，ＨレベルのときＡＮＤゲートＧ、の
出力にはクロック信号ＣＬＫ２が出力され（第２図（ハ
））、このクロックによってパラレル／シリアル変換器
Ｐ／Ｓ　１０３から４ビツトシリアル画像データＳ。ｕ
ｔがＬＥＤヘッド１００の第一のＡＮＤゲートＧ、１に
出力される（第２図（Ｃ））と同時に、上記ＡＮＤゲー
トＧｂ及びＯＲゲートＧｃを介して上記画像転送りロッ
ク信号ＣＬＫ２が各シフトレジスタＳ１〜Ｓ、に入力し
、上記画像同期信号５ＹＮＣがＨＩＧＨとなる間に一画
素分のデータが順番にシフトレジスタＳ、からＳイに対
しクロック信号ＣＬＫ２に従って入力転送される。

このとき出力される画像信号Ｓ。Ｕ、の順番は最後のシ
フトレジスタＳ、に対するデータＬ、から始まり、最後
にシフトレジスタＳ１のデータＬ１が出力されて−ライ
ン分の走査が完了する。

この状態、即ち発光素子Ｌ１〜Ｌ、全てのものに対する
データが出力されると、ＳＥＴ信号が発生しく第２図（
ｅ））、その間はクロック信号ＣＬＫ２によるＬＥＤヘ
ッドへのデータ出力はなされない。

また、ＥＮＡＢＬＥ信号はＬＥＤヘッドの一ライン点灯
タイミング時に出力され、且つ、上記ＳＥＴ信号がリセ
ットされたときに消去される（第２図（ｅ）、（ｆ））
。

更には、クロック信号ＣＬＫ３は上記ＥＮＡＢＬＥ信号
がＨＩＧＨレベルのときにＬＥＤヘッド１００の各シフ
トレジスタ１０４に供給され、各々のシフトレジスタ１
０４にセットされた記録状態に応じてＬＥＤ発光素子の
点灯時間が制御される。

即ち、上記４ピントパラレル／シリアル変換器Ｐ／Ｓ　
１０３からは、画像濃度に対応して４ビツトの最大値と
最小値（ＭＳＢ、ＬＳＢ）の間における４つのうちいず
れかに一つのパルスをたてて出力するので、各シフトレ
ジスタのどのビットにパルスが位置するかによって、上
記クロック信号パルスの入力により制御される発光素子
の点灯時間が異なってくる。従って、第２図（ロ）と（
ｉ）とては（ハ）の方が発光素子の点灯時間が短くなる
。

この部分を、より詳細に、第１図Ｂを用いて説明する。

クロックＣＬＫ１に同期して２ビツトのデジタル信号（
２”　＝４４階調Ｄ＋　、Ｄｏが２ライン／４ラインデ
コーダＤＣ１０２に出力され、外部において４ライン（
ｒｌｏｏｏＪ、「０１００」、「０ＯＩＯＪ、ｒｏｏｏ
ｌ」）に変換された信号はパラレル／シリアル変換器Ｐ
／Ｓ　１０３に伝達された後、上記データはシリアルデ
ータとしてシフトレジスタ１０４に取り込まれ、各々３
回シフトされる。シフトされたデータはＯＲゲートを通
過し、各々のパルス幅が決定される。

上記決定されたパルス幅に基づいて発光素子の点灯時間
を制御するものである。即ち、図示の如く、「１０００
」はパルス幅１個分、「０１００」はパルス幅２個分、
ｒｏｏｌｏ」はパルス幅３個分、ｒｏｏｏｌ、はパルス
幅４個分である。このパルス幅が大きい程発光素子の点
灯時間が長くなる。

このように本発明は発光素子の点灯時間を制御すること
によって感光体の露光時間を増減し、転写画像の中間階
調を表現することが特徴的となる。

尚、上記実施例では４階調の場合を示したが、同様の方
法で、３階調あるいは５階調以上の画像転写が可能であ
ることはいうまでもない。

更に、従来のデイザ法を上記手法に併用することも可能
であり、更に精密な多階調表現を実現することができる
。

次に本発明の第２の実施例を説明する。

第３図は本発明の第２の実施例を示す回路図であり、第
４図はその動作を説明するためのタイ短ングチャートで
ある。

尚、この実施例の要部は上述の第１図、第２図とほぼ同
しであるので、異なる部分についてのみ説明する。

第３図において、上記第１図と異なる部分はクロック信
号ＣＬＫ３をい（つかの周波数に切替可能としたクロッ
ク発生回路３００の部分であり、その他は第１図と同じ
である。

また、第４図においても（ａ）〜（ｉ）までは第２図と
同じで、（ｊ）〜（１）のみが異なっている。

第３図のクロック発生回路３００はＬＥＤ発光素子点灯
時のシフトレジスタ制御用クロック信号発生回路であっ
て、図示省略した主制御部からの３ビットクロック制御
信号Ｃ０ＣＬＫＩ〜Ｃ０ＣＬＫ３によって上述したクロ
ック信号ＣＬＫ３の周波数を変更する点が特徴である。

該回路部分の具体的な構成は既存の技術にて十分実現可
能であるから、その詳細な説明は省略するが、例えば、
３ビツトの上記制御信号によって可変分周器の分周比を
変化させればよい。

このように、上記クロック信号の周波数を変化させたと
きの動作は、第４図のＵ）〜（１）に示すように、例え
ばクロック信号ＣＬＫ３の周波数を１／２にした場合を
考えると、ＬＥＤ点灯時にシフトされる時間が２倍とな
るから、点灯される時間も２倍となる。このときの変更
度合は２倍に限らず任意に設定可能であって、もしもっ
と細かい変更が必要な場合は、供、給するクロック周波
数を高くしておき、分周比の設定を小刻みに行えばよい
。

このように構成すれば、任意に発光素子の点灯時間を調
整することができるので、例えばＬＥＤ等の発光素子に
おける経年変化による発光輝度低下を生じた場合等に、
点灯時間を増加して発光量の減少を補うことができる。

このような補正は、発光素子の特性劣化のみならず、感
光体あるいはその他の周辺装置の特性変化を補う上で有
効である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による光プリンタ装置は、
一画素を表すｎビットデジタル画像信号に対応して２′
階調の画像濃度表現が可能な光プリンタ装置において、
前記ｎビットの画像データを２７ビツトの画像データに
変換するデコーダと、前記発光素子に対応して設けた２
ｎビツトのシリアルシフトレジスタと、前記シリアルシ
フトレジスタへの前記２ｎビツト画像データ入力を制御
する制御手段とを備え、前記各シリアルシフトレジスタ
に各々の画像データが入力されたときに次の画像データ
の入力を禁止すると共に、所要周波数のクロック信号に
より、前記シリアルシフトレジスタに記憶された内部状
態の論理値に対応した時間基々の発光素子を点灯させる
ため、高速プリンタに適用する場合であっても極めて簡
単な回路構成で、低コスト化が容易な多階調発光素子駆
動制御を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本発明による光プリンタ装置の構造を示す回
路図、第１図Ｂは第１図Ａの部分説明図、第２図（ａ）
〜（ｉ）は上記実施例の動作を説明するタイミングチャ
ート、第３図は本発明の第２の実施例を示す回路図、第
４図（ａ）〜（１）は上記第２の実施例の動作を説明す
るタイ旦ングチャート、第５図は光プリンタの要部構成
例を示す側面断面図、第６図はデイザ法におけるデイザ
マトリクスの例を示す説明図である。 符号の説明 １００−・−、ＬＥＤヘッド １、０１−一一−−−−画像メモリ　１０２・−・−デ
コーダ１０３−−−−パラレル／シリアル変換器１０４
−−−−−−シフトレジスタ ３００−一−−−−クロック発生回路 ＣＬＫＩ、ＬＫ２．ＣＬＫ３−−・・−クロック信号５
ＥＴ−・・−セット信号 Ｇ、、Ｇｂ　、Ｇａ　Ｇｔ＋〜Ｇ１、Ｇ１〜Ｇニー・−
ＡＮＤゲート Ｇｃ、Ｇ、、　〜Ｇ、１−−−−−ＯＲゲートＧ、−・
−Ｎ　Ａ　Ｎ　Ｄゲート Ｌ１〜ＬＩＩ・−−−−−−Ｌ　Ｅ　Ｄ第ｆ　図Ｂ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の発光素子を配列してなる光プリントヘッド
   を有し、各発光素子への通電電流を制御して画像を転写
   する光プリンタ装置であって、一画素を表すｎビットデ
   ジタル画像信号に対応して２＾ｎ階調の画像濃度表現が
   可能な光プリンタ装置において、 前記ｎビットの画像データを２＾ｎビットの画像データ
   に変換するデコーダと、 前記発光素子に対応して設けた２＾ｎビットのシリアル
   シフトレジスタと、 前記シリアルシフトレジスタへの前記２＾ｎビット画像
   データ入力を制御する制御回路とを備え、前記各シリア
   ルシフトレジスタに各々の画像データが入力されたとき
   に次の画像データの入力を禁止すると共に、所要周波数
   のクロック信号により、前記シリアルシフトレジスタに
   記憶された内部状態の論理値に対応した時間、各々の発
   光素子を点灯させることを特徴とする光プリンタ装置。
2. （２）前記請求項１において、 前記シリアルシフトレジスタの内部状態の論理値に従っ
   て前記発光素子を点灯するために発生する前記クロック
   信号の周波数を変更可能にしたことを特徴とする光プリ
   ンタ装置。