JPH0848051A - デジタル画像書き込み装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、画像密度が高くてもダウンしない
ようにすることを目的とする。 【構成】 この発明は、電源装置内部の温度を検出する
温度検出手段と、画像データ中の黒画素の累計値をカウ
ントして所定値と比較する黒データ検知手段７００と、
画像データを遅延させる遅延手段７０７と、この遅延手
段７０７からＬＥＤヘッドへの画像データに対して黒デ
ータ検知手段７００の比較結果により黒画素の累計値が
所定値を越えた領域の黒画素の間引き率を温度検出手段
の検出温度に応じて変えるデータ間引き手段７０１とを
備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はデジタル複写機などに用
いられ発光ダイオードヘッドを有するデジタル画像書き
込み装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル画像書き込み装置はレーザプリ
ンタや発光ダイオード（以下ＬＥＤと呼ぶ）プリンタな
どの画像形成装置に用いられる。ＬＥＤプリンタは、レ
ーザプリンタのポリゴンミラーのような可動部がなくて
信頼性が高く、大判サイズのプリント出力を必要とする
広幅装置の場合に主走査方向に光ビームを走査するため
の光学的空間が不要で装置を小型化することができるの
で、レーザプリンタから急速に置き代ってきた。

【０００３】レーザプリンタは、１０ｍＷ程度の出力で
１個の光源を点灯させ、その光ビームをポリゴンミラ
ー、ｆθレンズ等により走査している。これに対して、
ＬＥＤプリンタは、ＬＥＤ素子を１画素毎に主走査方向
に所定の密度で複数個配列した１次元のＬＥＤヘッドの
各ＬＥＤ素子にそれぞれ１０ｍＡ程度の電流を流して発
光させている。

【０００４】文字出力が主で画像密度が比較的小さいプ
リンタや、図形など線画だけを出力するプロッタは、消
費電力がさほど問題にならないので、画像密度がせいぜ
い５％〜８％程度にしか想定された設計しかされていな
い。当然、ＬＥＤプリンタにおいて、ＬＥＤヘッドに電
力を供給するＤＣ電源についても同様で、画像密度１０
０％を想定した余裕のある容量にすることは形状、コス
ト面からできなかった。

【０００５】特開昭６２ー２８０５７号公報には、ＬＥ
Ｄヘッドを駆動するための駆動回路に入力される画信号
をカウントしてそのカウント値を基にＬＥＤヘッドの温
度を算出し、その算出した温度データに基づいてＬＥＤ
ヘッドの駆動電流を制御することによりＬＥＤヘッドの
温度にかかわらず光量を一定に維持するものが記載され
ている。

【０００６】特開昭６３ー１７８０６４号公報には、単
位時間当りに点灯されたＬＥＤ素子の数（画信号の数）
をカウントしてそのカウント値が所定値以上になってい
るときにＬＥＤヘッド通電時間率を小さくしてＬＥＤヘ
ッドの温度上昇を防ぎ、温度上昇が原因となるＬＥＤヘ
ッドの各ＬＥＤ素子の特性劣化や破壊を防止する像形成
装置が記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ＬＥＤプリンタでは、
ＬＥＤヘッドに電力を供給するＤＣ電源は、画像密度が
せいぜい５％〜８％程度にしか想定された設計しかされ
ておらず、画像密度１００％を想定した余裕のある容量
にすることは形状、コスト面からできなかったので、デ
ジタル複写機に応用した場合には、例えばポスター原稿
のように黒ベタが多い（画像密度が高い）原稿を複写す
ることもあって、この時にはＬＥＤヘッドの消費電力が
急激に多くなってＬＥＤヘッド自体の発熱が増えたり、
ＬＥＤヘッドに電力を供給するＤＣ電源が発熱したりす
るために、連続的複写に耐えきれずにダウンするという
不具合がある。

【０００８】本発明は、上記問題点を改善し、画像密度
が高くてもダウンしないデジタル画像書き込み装置を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、複数個の発光ダイオード素
子を主走査方向に所定の密度で配列した１次元の発光ダ
イオードヘッドと、この発光ダイオードヘッドへのデー
タ転送、発光デューティ比を制御する制御部と、前記発
光ダイオードヘッドに所定の電力を供給する電源装置と
を有するデジタル画像書き込み装置において、前記電源
装置内部の温度を検出する温度検出手段と、画像データ
中の黒画素の累計値をカウントして所定値と比較する黒
データ検知手段と、画像データを遅延させる遅延手段
と、この遅延手段から前記発光ダイオードヘッドへの画
像データに対して前記黒データ検知手段の比較結果によ
り黒画素の累計値が所定値を越えた領域の黒画素の間引
き率を前記温度検出手段の検出温度に応じて変えるデー
タ間引き手段とを備えたものである。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載のデ
ジタル画像書き込み装置において、前記データ間引き手
段は、前記電源装置内部のスイッチング素子の表面温度
が第１の限度温度以下の場合には黒画素の間引きを行わ
ず、前記スイッチング素子の表面温度が第１の限度温度
以上で第２の限度温度以下の場合には黒画素の間引きを
前記温度検出手段の検出温度に応じて漸次高くし、前記
スイッチング素子の表面温度が第２の限度温度以上の場
合には黒画素の間引き率を１００％として前記発光ダイ
オードヘッドの発光を停止させるものである。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項２記載のデ
ジタル画像書き込み装置において、前記第１の限度温度
を８０℃とし、前記第２の限度温度を１２５℃としたも
のである。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１記載のデ
ジタル画像書き込み装置において、前記データ間引き手
段は、黒画素の間引き率が５０％以下の時には画像デー
タの間引かれる位置が孤立するように黒画素の間引きを
行い、黒画素の間引き率が５０％以上の時には画像デー
タの記録する位置が孤立するように黒画素の間引きを行
うものである。

【００１３】

【作用】請求項１記載の発明では、電源装置内部の温度
が温度検出手段により検出され、黒データ検知手段が画
像データ中の黒画素の累計値をカウントして所定値と比
較する。画像データが遅延手段により遅延され、データ
間引き手段が遅延手段から発光ダイオードヘッドへの画
像データに対して黒データ検知手段の比較結果により黒
画素の累計値が所定値を越えた領域の黒画素の間引き率
を温度検出手段の検出温度に応じて変える。

【００１４】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
デジタル画像書き込み装置において、データ間引き手段
は、電源装置内部のスイッチング素子の表面温度が第１
の限度温度以下の場合には黒画素の間引きを行わず、ス
イッチング素子の表面温度が第１の限度温度以上で第２
の限度温度以下の場合には黒画素の間引きを前記温度検
出手段の検出温度に応じて漸次高くし、スイッチング素
子の表面温度が第２の限度温度以上の場合には黒画素の
間引き率を１００％として発光ダイオードヘッドの発光
を停止させる。

【００１５】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
デジタル画像書き込み装置において、第１の限度温度が
８０℃であり、第２の限度温度が１２５℃である。

【００１６】請求項４記載の発明では、請求項１記載の
デジタル画像書き込み装置において、データ間引き手段
は、黒画素の間引き率が５０％以下の時には画像データ
の間引かれる位置が孤立するように黒画素の間引きを行
い、黒画素の間引き率が５０％以上の時には画像データ
の記録する位置が孤立するように黒画素の間引きを行
う。

【００１７】

【実施例】図１０は請求項１〜４記載の発明を応用した
デジタル複写機の一例の概要を示す。ＬＥＤヘッドの点
灯は連続点灯ではなくてパルス点灯であり、通常はＬＥ
Ｄヘッドの発光デューティ比が所定のデューティ比に設
定されていてこのデューティ比及び画像密度を考慮して
電源装置の容量が決められている。そこで、請求項１〜
４記載の発明の一実施例は、デジタル複写機からなる画
像形成装置において、ＬＥＤヘッドで書き込んでいく黒
画素をカウントしてその累計値が所定値を越えた場合
に、電源装置内部のスイッチング素子の表面温度を検出
してその表面温度に応じて画像データの間引きを行って
書き込み面積（ＬＥＤヘッドに供給する電力）を制限す
るようにしたものである。

【００１８】図１０に示すデジタル複写機は、原稿を読
み取る読取手段としての原稿読取装置１００と、複写機
本体２００とを有する。

【００１９】複写機本体２００は、原稿読取装置１００
で読み取られた原稿画像情報を記憶する記憶手段として
の画像情報記憶装置３００と、この画像情報記憶装置３
００に記憶された画像情報を転写紙に記録するための一
連のプロセスを実行するプリンタ４００と、これら１０
０，３００，４００を制御するシステム制御装置５００
と、このシステム制御装置５００にキー入力を行う操作
手段としての操作装置６００等により構成される。

【００２０】次に、図２を参照して原稿読取装置１００
の構成を説明する。オペレータが原稿を挿入口１から挿
入すると、この原稿は送りローラ２〜４により搬送され
て原稿台５上を通過して排紙台６に排出される。原稿
は、原稿台５上の読取位置を通過する際に蛍光灯からな
る光源７により照明され、その反射光像がレンズ８によ
りＣＣＤ（電荷結合素子）からなる撮像素子９上に結像
されてＣＣＤ９により読み取られる。

【００２１】図１０に示すようにＣＣＤ９は結像された
画像情報を電気的なアナログ画像信号に変換して同期制
御回路１０５からのクロックに同期して出力し、このＣ
ＣＤ９からのアナログ画像信号は画像増幅回路１０１で
増幅されてＡ／Ｄ変換回路１０２により画素毎の多値デ
ジタル画像信号に変換される。シェーディング補正回路
１０３はＡ／Ｄ変換回路１０２からの多値デジタル画像
信号に対して光源７の光量ムラ、原稿台５の汚れ、ＣＣ
Ｄ９の感度ムラ等による歪を補正し、画像処理回路１０
４はシェーディング補正回路１０３からの多値デジタル
画像信号をデジタル記録画像情報に変換して複写機本体
２００へ出力する。読取制御回路１０６はシステム制御
装置５００からの指令に従って読取装置１００の各部を
制御する。

【００２２】複写機本体２００においては、画像情報記
憶装置３００は画像メモリ部３０１を有し、画像処理回
路１０４からのデジタル記録画像情報が画像メモリ部３
０１に書き込まれる。プリンタ４００は、デジタル画像
書き込み装置４０１、プリンタ制御回路４０２、プリン
タの各部を駆動する駆動装置４０３を有し、デジタル画
像書き込み装置４０１はＬＥＤ書込制御回路４０４と、
ＬＥＤドライバー回路４０５と、複数個のＬＥＤ素子４
０６からなるＬＥＤヘッドとを有する。このＬＥＤヘッ
ドは複数個のＬＥＤ素子４０６を主走査方向に所定の密
度で配列した１次元のＬＥＤヘッドである。

【００２３】画像メモリ部３０１から適宜に読み出され
たデジタル記録画像情報は後述の画像データライン遅延
手段７０７やデータ間引き手段７０１、ＬＥＤ書込制御
回路４０４、ＬＥＤドライバー回路４０５を介して複数
個のＬＥＤ素子４０６により赤外光に変換される。プリ
ンタ制御回路４０２はシステム制御装置５００からの指
令に従ってＬＥＤ書込制御回路４０４、ＬＥＤドライバ
ー回路４０５や駆動装置４０３を制御する。操作装置６
００は、操作パネル６０１から入力されたキー入力信号
を操作制御回路６０２を介してシステム制御装置５００
へ出力し、操作制御回路６０２がシステム制御装置５０
０からの入力情報を操作パネル６０１の表示部に表示さ
せる。

【００２４】次に、図３を参照してプリンタの構成を説
明する。ドラム状感光体１１は、画像情報を転写紙に記
録する画像記録時には、駆動装置４０３により回転駆動
されて帯電手段としてのグリッド付きスコロトロンチャ
ージャと呼ばれる帯電装置１２により−８５０Ｖに一様
に帯電された後にＬＥＤ素子４０６から赤外光がセルホ
ックレンズアレーからなる結像光学系で結像されて画像
露光がなされる。この場合、感光体１１は、ＬＥＤ素子
４０６から赤外光が照射されると、光導電現象で表面の
電荷がアース側に流れて消滅する。

【００２５】ここで、ＬＥＤ素子４０６は原稿画像濃度
の淡い部分（デジタル記録画像情報の非記録レベル）で
消灯して原稿画像濃度の濃い部分（デジタル記録画像情
報の記録レベル）で点灯し、感光体１１の表面電位はＬ
ＥＤ素子４０６からの赤外光が照射されない部分が−８
５０Ｖの電位のままで、ＬＥＤ素子４０６からの赤外光
が照射された部分が−１００Ｖ程度の電位になって原稿
画像の濃淡に対応した静電潜像が形成される。

【００２６】この感光体１１上の静電潜像は現像装置１
３による負帯電のトナーの付着で現像されてトナー像と
なる。ここに、現像装置１３は高圧電源から−６００Ｖ
の現像バイアス電圧が印加され、感光体１１は赤外光照
射部分だけにトナーが付着する。一方、ロール状の転写
紙（記録紙）が３つの給紙装置１４〜１６のうち選択さ
れたものから給紙ローラ１７〜１９により給紙されてカ
ッター２０〜２２により所定の長さに切断された後に送
りローラ２３〜３０によりレジストローラ３１へ搬送さ
れ、また、手差しの転写紙が送りローラ３２，３３によ
りレジストローラ３１へ搬送される。

【００２７】レジストローラ３１は感光体１１上のトナ
ー像に合わせて転写紙を送出し、この転写紙は転写手段
としての転写チャージャ３４により感光体１１上のトナ
ー像が転写されて分離手段としての分離チャージャ３５
により感光体１１から分離される。この転写紙は、搬送
タンクからなる搬送装置３６により搬送されて定着装置
３７によりトナー像が定着され、送りローラ３８〜４２
により搬送されてトレイ４３にコピーとして排出され
る。また、感光体１１は転写紙分離後にクリーニング装
置４４によりクリーニングされて残留トナーが除去され
る。このような画像記録はシステム制御装置５００によ
る各部の制御により操作パネル６０１のスタートキーの
オンで開始されて操作パネル６０１のテンキーで設定さ
れたコピー枚数だけ連続的に繰り返して行われる。

【００２８】次に、図４を参照して操作装置６００の構
成について説明する。操作装置６００は上述のように操
作パネル６０１と操作制御回路６０２を有する。操作パ
ネル６０１は、各種機能を指定するキー、例えば用紙サ
イズを指定する用紙サイズキー６１１、コピー枚数等を
指定するためのテンキー６１２、複写動作を開始させる
ためのスタートキー６１３、複写動作を停止させるため
のストップキー６１４、画像濃度を調整するための濃度
調整キー６１５、画質を調整するための画質調整キー６
１６、複写倍率を変えるための変倍キー６１７、複写モ
ードをクリアするためのモードクリアキー６１８、コピ
ー枚数や変倍率、原稿挿入可等を表示するための表示部
６１９〜６２４が設けられている。

【００２９】次に、デジタル画像書き込み装置４０１に
ついて説明する。図５は上記ＬＥＤ書込制御回路４０４
及びＬＥＤドライバー回路４０５，ＬＥＤヘッドの構成
を示す。原稿読取装置１００から複写機本体２００に入
力された画像データは、画像メモリ部３０１に一旦蓄え
られ、そのまま、あるいはシステム制御装置５００で編
集・加工された後に、同期信号と画素クロックに同期し
てＬＥＤ書込制御回路４０４に入力される。ＬＥＤ書込
制御回路４０４においては、図５に示すように同時に入
力される２ライン分（ｎライン目とｎ＋１ライン目）の
デジタル画像データは、１ライン分毎に画像入力部４１
１を介してシフトレジスタ４１２，４１３に奇数番目
（ＯＤＤ）と偶数番目（ＥＶＥＮ）に分割して入力さ
れ、さらに前半と後半に分割されてラインメモリ群４１
４に一時的に格納される。この画像データの分割処理
は、処理時間短縮の目的で、ＬＥＤヘッドが１ライン分
の前半におけるＯＤＤの画像データと、前半におけるＥ
ＶＥＮの画像データと、後半におけるＯＤＤの画像デー
タと、後半におけるＥＶＥＮの画像データとによりＬＥ
Ｄ素子４０６を発光させるように構成されているためで
ある。

【００３０】ラインメモリ群４１４に格納された画像デ
ータは最初にｎライン目の画像データ、続いてｎ＋１ラ
イン目の画像データが時分割で読み出される。このｎラ
イン目の画像データは、前半におけるＯＤＤの画像デー
タと、前半におけるＥＶＥＮの画像データと、後半にお
けるＯＤＤの画像データと、後半におけるＥＶＥＮの画
像データとに分割された状態で同時に読み出され、セレ
クタ４１５を介して画像データ転送クロック発生部４１
９からの画像データ転送クロックや発光光量（デューテ
ィ比）制御部４２０及び発光光量補正制御部４２１の出
力信号が付加されて画像出力部４１６を介してＬＥＤヘ
ッドのＬＥＤヘッド制御部４１７に出力される。

【００３１】ｎ＋１ライン目の画像データも同様に処理
され、この一連の処理はｎ＋２ライン目の画像データ及
びｎ＋３ライン目の画像データがＬＥＤ書込制御回路４
０４に入力されてラインメモリ群４１４に格納されるま
での時間内に行われ、以下同様な処理が繰り返して行わ
れる。

【００３２】また、各制御タイミング発生部４１８は、
プリンタ制御回路４０２により制御され、各種のタイミ
ング信号を発生してＬＥＤ書込制御回路４０４の各部に
出力する。画像データ転送クロック発生部４１９は画像
データ転送クロックを発生して画像出力部４１６を介し
てＬＥＤヘッド制御部４１７に出力し、発光光量制御部
４２０及び発光光量補正制御部４２１は発光イネーブル
信号、ＬＥＤ素子４０６の発光光量を決定するＤｕｔｙ
信号、発光光量補正制御信号を発生して画像出力部４１
６を介してＬＥＤヘッド制御部４１７に出力する。

【００３３】ここに、発光光量制御部４２０は１ライン
分の画像データに基づいて実際にＬＥＤ素子４０６を点
灯させるための発光イネーブル信号を出力するが、この
発光イネーブル信号のパルス幅はＬＥＤ素子４０６の点
灯する時間（発光デューティ比）に相当し、発光光量制
御部４２０は１ライン分の画像データについて発光イネ
ーブル信号のパルス幅をＤｕｔｙ信号により変更するこ
とでＬＥＤ素子４０６の点灯時間（発光デューティ比）
を変更して発光光量を変更する。発光光量補正制御部４
２１は、ＬＥＤ素子４０６の１ドット毎の光量のバラツ
キをあらかじめ測定しておいてその補正量のデータを発
光光量補正制御信号として出力する。

【００３４】ＬＥＤドライバー回路４０５、ＬＥＤヘッ
ドにおいては、図５に示すようにＬＥＤヘッド制御部４
１７はＬＥＤ書込制御回路４０４からの１ライン分の画
像データの前半におけるＯＤＤの画像データ、前半にお
けるＥＶＥＮの画像データ、後半におけるＯＤＤの画像
データ、後半におけるＥＶＥＮの画像データをレジスタ
４３１〜４３４にＬＥＤ素子４０６と対応する位置まで
シフトして格納し、ＬＥＤ素子４０６がレジスタ４３１
〜４３４に格納された１ライン分の画像データの前半に
おけるＯＤＤの画像データ、前半におけるＥＶＥＮの画
像データ、後半におけるＯＤＤの画像データ、後半にお
けるＥＶＥＮの画像データに応じて図７に示すトランジ
スタ４４２₁・・・により駆動されて発光して上述のよ
うに感光体１１上に静電潜像が形成される。また、ＬＥ
Ｄヘッド制御部４１７は発光光量制御部４２０及び発光
光量補正制御部４２１からの入力信号に基づいてＬＥＤ
素子４０６の発光を制御し、つまり、発光イネーブル信
号のパルス幅に相当する時間をＤｕｔｙ信号や発光光量
補正制御信号により変更補正した時間だけＬＥＤ素子４
０６を発光させる。

【００３５】次に、ＬＥＤヘッドの構成について説明す
る。ＬＥＤヘッドは、図７に示すようにＬＥＤヘッド制
御部４１７とシフトレジスタ４３１〜４３４を含むＬＥ
Ｄ点灯制御ＩＣ４４１が数十個のＬＥＤ素子毎に設けら
れ、ＬＥＤ素子４０６は主走査方向へ一列に所定の密度
で配列した複数個のＬＥＤ素子４０６₁，４０６₂・・・
からなる。ＬＥＤ点灯制御ＩＣ４４１は、各ＬＥＤ素子
４０６₁，４０６₂・・・のアノードとＬＥＤ点灯用電源
４３５との間にそれぞれ抵抗４４３₁，４４３₂・・・を
介して接続されたトランジスタからなるスイッチング素
子４４２₁・・・を有し、各ＬＥＤ素子４０６₁，４０６
₂・・・のカソードはアースに接続される。

【００３６】ＬＥＤ点灯制御ＩＣ４４１は、上述のよう
に１ライン分の画像データの前半におけるＯＤＤの画像
データ、前半におけるＥＶＥＮの画像データ、後半にお
けるＯＤＤの画像データ、後半におけるＥＶＥＮの画像
データをレジスタ４３１〜４３４にＬＥＤ素子４０６と
対応する位置までシフトして格納し、発光イネーブル信
号のパルス幅に相当する時間をＤｕｔｙ信号や発光光量
補正制御信号により変更補正した時間だけレジスタ４３
１〜４３４内の１ライン分の画像データの前半における
ＯＤＤの画像データ、前半におけるＥＶＥＮの画像デー
タ、後半におけるＯＤＤの画像データ、後半におけるＥ
ＶＥＮの画像データによりトランジスタ４４２₁・・・
を駆動してＬＥＤ素子４０６₁，４０６₂・・・を発光さ
せる。

【００３７】ＬＥＤ素子４０６₁，４０６₂・・・は、そ
れぞれ発光イネーブル信号のパルス幅に相当する時間を
Ｄｕｔｙ信号や発光光量補正制御信号により変更補正し
た時間だけ画像データによりトランジスタ４４２₁・・
・がオンすることにより、ＬＥＤ点灯用電源４３５から
抵抗４４３₁，４４３₂・・・を介して電流が流れて発光
する。

【００３８】次に、ＬＥＤ点灯用電源４３５及び温度検
出手段４３６について説明する。図８はＬＥＤ点灯用電
源４３５及び温度検出手段４３６を示す。入力端子Ａ，
Ｂの間に商用交流電源４５０から交流入力が印加される
と、この交流入力は整流器４５２により整流され、コン
デンサ４５３により平滑されて直流電圧に変換された後
にトランス４５４の１次側に入力される。

【００３９】この場合、トランス４５４の２次側出力が
ダイオード４５７及び抵抗４５８を介してトライアック
４５９の一端とエミツタとの間に入力されてトライアッ
ク４５９が検知回路４５５及び制御回路４５６によるフ
ィードバック制御の開始までオフされることにより、交
流入力が抵抗４５１を通して入力される。このため、検
知回路４５５及び制御回路４５６によるフィードバック
制御が始まるまではコンデンサ４５３の突入電流が小さ
く押えられ、コンデンサ４５３の突入電流が非常に大き
くなることが防がれる。そして、検知回路４５５及び制
御回路４５６によるフィードバック制御が始まると、ト
ライアック４５９が次第にオンして行く。

【００４０】制御回路４５６は、トランス４５４の２次
側出力がツェナーダイオード４６０及びコンデンサ４６
１により定電圧化されて印加されることにより動作し、
パルス幅変調（ＰＷＭ）パルスを抵抗４６２を介してス
イッチング素子４３７に入力する。スイッチング素子４
３７は、例えば電界効果トランジスタが用いられ、制御
回路４５６からのＰＷＭパルスがゲートに入力されるこ
とによりオン／オフする。

【００４１】この電界効果トランジスタ４３７はドレイ
ンがトランス４５４の１次側の一端とダイオード４６３
のアノードに接続されてソースが抵抗４６４を介して接
地され、ダイオード４６３のカソードはコンデンサ４６
５及び抵抗４６６を並列に介してトランス４５４の１次
側の他端に接続される。従って、上記直流電圧は、電界
効果トランジスタ４３７のオン／オフでスイッチングさ
れてパルスとなり、トランス４５４の１次側に入力され
て昇圧される。

【００４２】トランス４５４の２次側出力はダイオード
４６７により整流されてコイル４６８によりコンデンサ
４６９への突入電流が押えられつつ、コンデンサ４６９
により平滑されて出力端子Ｃ，Ｄの間より出力電圧Ｖｃ
ｃ２としてＬＥＤヘッドに供給される。検知回路４５５
は出力端子Ｃ，Ｄの間の出力電圧Ｖｃｃ２を検知して出
力電圧Ｖｃｃ２に比例した電圧を制御回路４５６へフィ
ードバックし、制御回路４５６は検知回路４５５の出力
電圧に応じたパルス幅のＰＷＭパルスを出力することに
より出力電圧Ｖｃｃ２のＰＷＭ制御を行う。

【００４３】この場合、制御回路４５６は、検知回路４
５５の出力電圧が所定の電圧より低い時には電界効果ト
ランジスタ４３７のオン時間を長くして出力電圧Ｖｃｃ
２を高くし、逆に検知回路４５５の出力電圧が所定の電
圧より高い時には電界効果トランジスタ４３７のオン時
間を短くして出力電圧Ｖｃｃ２を下げることで、出力電
圧Ｖｃｃ２の制御及び安定化を行う。

【００４４】ところで、原稿画像濃度が濃くなると、Ｌ
ＥＤヘッドの発光量が増えるので、ＬＥＤ点灯用電源４
３５からＬＥＤヘッドへの出力電流が増加する。そし
て、ＬＥＤ点灯用電源４３５の出力電流が増加すると、
電界効果トランジスタ４３７のオン時間が長くなって電
界効果トランジスタ４３７の表面温度が上昇する。温度
検出手段としてのサーミスタ４３６は電界効果トランジ
スタ４３７の表面温度を検出して検出温度信号をプリン
タ制御回路４０２に出力する。プリンタ制御回路４０２
は、サーミスタ４３６からの検出温度と黒データ検知手
段７００（図１参照）の検知結果とにより３ビットのパ
ターン選択信号をデータ間引き手段７０１（図１参照）
に送って画像データの間引き率を制御する。

【００４５】図１に示す回路はＬＥＤ書込制御回路４０
４の前に設けられ、画像メモリ部３０１からの画像デー
タは黒データ検知手段７００内の主走査黒データカウン
ト手段７０２に入力される。まず、図１１を用いて原稿
中の画像データと各制御信号の関係を説明する。ＬＳＹ
ＮＣは主走査方向の同期をとるための信号であり、原稿
７０３はＣＣＤ９によりＬＳＹＮＣに同期してｎ₁，ｎ₂
・・・のように１ライン分づつ画像データが読み取られ
る。ＬＧＡＴＥは主走査方向の画像データ有効範囲を表
わしており、本例ではＬＧＡＴＥがハイレベルの期間中
に１４４００画素の画像データが図示しない基準信号Ｃ
ＬＫに同期して出力される。ＦＧＡＴＥは副走査方向の
画像データ有効範囲を表わしている。

【００４６】図１に示すように黒データ検知手段７００
においては、画像メモリ部３０１からの画像データは主
走査黒データカウント手段７０２により１ライン当りの
黒データ（黒画素のデータ）の個数がカウントされ、そ
のカウント値は主走査黒データ比較手段７０４により所
定の値（所定のドット数）と比較されて所定の値より多
いかどうかが判定される。

【００４７】副走査黒データカウント手段７０５は、主
走査黒データ比較手段７０４の出力信号により、１ライ
ン当りの黒データの個数が所定の値より多かったライン
が続く間はそのライン数をカウントし、逆に１ライン当
りの黒データの個数が所定の値より少なかった時にはそ
のカウント値をクリアする。副走査黒データ比較手段７
０６は、副走査黒データカウント手段７０５の出力信号
により、副走査黒データカウント手段７０５でカウント
した、１ライン当りの黒データの個数が所定の値より多
くて連続するラインの数を所定の値（所定のライン数）
と比較してその１ライン当りの黒データの個数が所定の
ドット数より多くて連続するラインの数が所定のライン
数より大きい時には黒データをかなりの割合で含む画像
領域が続いたと判定してデータ間引き手段７０１に出力
信号を黒データ検知結果（間引き信号）として出力して
画像データの間引きを行わせる。

【００４８】例えば、図１１において、Ｙ３からＹ４ま
での期間は１ライン当り１２０００ドットが黒データと
なっているので、主走査黒データ比較手段７０４に設定
されているドット数が１０００ドットであるとすると、
主走査黒データ比較手段７０４は１ライン当りの黒デー
タの個数が所定の値より多いと判定し、副走査黒データ
カウント手段７０５がそのラインの数をカウントする。
Ｙ３からＹ４までの期間は２００ラインあるので、副走
査黒データ比較手段７０６に設定されているライン数が
１００ラインであるとすると、副走査黒データ比較手段
７０６は所定の割合以上で黒データを含んだ領域が続い
たと判定し、データ間引き手段７０１がＹ３からＹ４ま
での期間に画像データの間引きを行う。

【００４９】また、Ｙ１からＹ２までの期間では、主走
査方向は１ライン当りの黒データが所定値以上となって
いるが、ライン数が５０ラインと少ないので、データ間
引き手段７０１による画像データの間引きは行われな
い。また、Ｙ５からＹ６までの期間では、ライン数は１
００ラインより多いが、１ライン当りの黒データの数が
１０００ドットより少ないので、データ間引き手段７０
１による画像データの間引きは行われない。

【００５０】なお、主走査黒データ比較手段７０４に設
定されているドット数及び副走査黒データ比較手段７０
６に設定されているライン数は、固定にしておいてもよ
いが、ディップスイッチにより変更したり、あるいはＬ
ＥＤヘッドの発光デューティ比，温度，転写紙の幅，１
ライン当り所定の値以上黒データを含むラインが続いた
期間等の条件に応じてプリンタ制御回路４０２により設
定したりしてもよい。また、画像データライン遅延手段
７０７は、黒データ検知手段７００が画像データの入力
より所定ライン分遅れて副走査黒データ比較手段７０６
から黒データ検知結果を出力するので、画像メモリ部３
０１からの画像データと黒データ検知手段７００による
黒データ検知結果とのズレを補正するために画像メモリ
部３０１からの画像データをそのズレだけ遅延させて黒
データ検知手段７００による黒データ検知結果と位相を
合わせる。この画像データライン遅延手段７０７からの
画像データはデータ間引き手段７０１により画像データ
が間引かれてＬＥＤ書込制御回路４０４へ送られる。

【００５１】図１２はデータ間引き手段７０１の構成例
を示す。データ間引き用パターンＲＯＭ７０８には図１
３（１）〜（９）に示すような間引き率０％，１２．５
％，２５％，３７．５％，５０％，６２．５％，７５
％，８７．５％，１００％に応じた間引き用パターンが
データテーブル化されて用意されている。データ間引き
用パターンＲＯＭ７０８はデータラインＤ１，Ｄ２から
アドレス信号に応じて間引きデータ（間引き率０％，１
２．５％，２５％，３７．５％，５０％，６２．５％，
７５％，８７．５％，１００％に応じた間引きパターン
のデータ）が読み出される。

【００５２】データ間引き用パターンＲＯＭ７０８のデ
ータラインＤ１，Ｄ２から読み出された間引きデータは
画像データライン遅延手段７０７からのｎライン，（ｎ
＋１）ラインの画像データとアンドゲート７０９，７１
０でアンドがとられ、画像データライン遅延手段７０７
からのｎライン，（ｎ＋１）ラインの画像データは図１
３に示す間引き用パターンの“１”の部分でアンドゲー
ト７０９，７１０をそのまま通過して間引き用パターン
の“０”の部分でアンドゲート７０９，７１０により間
引かれる。

【００５３】主走査カウンタ７１１は、ＬＳＹＮＣの反
転信号＊ＬＳＹＮＣをクリア信号としてクリアされ、画
素クロックをクロック信号として１画素毎にカウントア
ップしてデータ間引き用パターンＲＯＭ７０８にアドレ
ス信号を出力する。副走査カウンタ７１２は、ＦＧＡＴ
Ｅをクリア信号としてクリアされ、＊ＬＳＹＮＣをクロ
ック信号としてライン毎にカウントアップしてデータ間
引き用パターンＲＯＭ７０８にアドレス信号を出力す
る。

【００５４】主走査カウンタ７１１及び副走査カウンタ
７１２は各々４ビットのカウンタであり、データ間引き
パターンは１６画素×１６ライン毎の繰り返しパターン
となる。従って、実際には図１３に示すパターンを主走
査方向、副走査方向共に４回繰り返したものがデータ間
引きパターンとなる。データ間引き用パターンＲＯＭ７
０８には、更にプリンタ制御回路４０２から３ビットの
パターン選択信号がアドレス信号として入力されて黒デ
ータ検知手段７００の副走査黒データ比較手段７０６か
らの間引き信号が１ビットのアドレス信号として入力さ
れ、各アドレス信号の組合せでデータ間引きパターンを
選択してその間引きデータを出力する。

【００５５】プリンタ制御回路４０２は、図６及び図９
に示すように温度検出手段４３６からの検出温度信号に
より温度検出手段４３６の検出温度に応じてどのデータ
間引きパターンを使用するかをパターン選択信号にて制
御する。つまり、プリンタ制御回路４０２は、黒ベタが
続いて副走査黒データ比較手段７０６からの間引き信号
が有効になった時には、ＬＥＤヘッドの発光量が増えて
だんだんとＬＥＤ点灯用電源４３５内部のスイッチング
素子４３７の温度が上昇するので、その温度を下げるた
めに画像データを間引いてＬＥＤヘッドの発光量を減ら
すようなパターン選択信号を出力する。

【００５６】この場合、プリンタ制御回路４０２は、温
度検出手段４３６の検出温度が上昇して行く時にはサー
ミスタ４３６の検出温度が８０℃という第１の限度温度
に達するまでは副走査黒データ比較手段７０６からの間
引き信号が有効であってもパターン選択信号により間引
き率を０％のままとして画像データの間引きを行わない
ようにし、サーミスタ４３６の検出温度が８０℃という
第１の限度温度に達すると、ＬＥＤヘッドに流れる電流
を少なくするために、パターン選択信号により間引き率
を上げ始める。そして、プリンタ制御回路４０２は、サ
ーミスタ４３６の検出温度が１２５℃という第２の限度
温度に達するまでは間引き率がサーミスタ４３６の検出
温度に応じて（検出温度のα上昇毎に）最大１００％ま
で段階的に上がるようにパターン選択信号を変え、サー
ミスタ４３６の検出温度が１２５℃を越えると、間引き
率が１００％になるようにパターン選択信号を変えて画
像データを全て間引くことによりＬＥＤヘッドの発光を
停止させ、温度過上昇フラグをセットする。

【００５７】本実施例では、パターン選択信号は３ビッ
トであり、サーミスタ４３６の検出温度が８０℃〜１２
５℃の間の時には間引き率が８段階で０％から１００％
まで上がることになる。また、プリンタ制御回路４０２
は、逆にサーミスタ４３６の検出温度が一旦１２５℃を
越えてＬＥＤヘッドの発光が停止した後（温度過上昇フ
ラグがセットされている時）にサーミスタ４３６の検出
温度が下がる場合には、サーミスタ４３６の検出温度が
１００℃に下がるまではＬＥＤヘッドの発光を復帰させ
ないようにサーミスタ４３６の検出温度と間引き率との
関係にヒステリシスを持たせる。

【００５８】すなわち、プリンタ制御回路４０２は、サ
ーミスタ４３６の検出温度が１００℃から８０℃に達す
るまでは間引き率がサーミスタ４３６の検出温度に応じ
て（検出温度のβ下降毎に）０％まで段階的に下がるよ
うにパターン選択信号を変え、サーミスタ４３６の検出
温度が８０℃まで下がると、温度過上昇フラグをリセッ
トしてパターン選択信号をそのままとする。

【００５９】また、図１３に示すように間引きパターン
は、間引き率が５０％以下の時には間引きドットがなる
べく孤立するように作られ、かつ、間引き率が５０％以
上の時には記録ドットがなるべく孤立するように作られ
ている。これは、図１４に示すようにＬＥＤヘッドから
のビームの形状が実際には四角ではないので、ＬＥＤヘ
ッドからのビームを少しづつ重ね合わせながら各ドット
を記録して画像を形成しているが、例えば間引き率が１
２．５％の場合には１６画素の中の２画素を間引く際に
図１４（１）に示すように間引きドットを孤立させた方
が、図１４（２）に示すように間引きドットを隣接させ
るよりも黒の面積が多くなって実画像に近くなるためで
ある。

【００６０】この実施例では、電源装置４３５内部の温
度を温度検出手段４３６により検出し、黒データ検知手
段７００により画像データ中の黒画素を主走査方向と副
走査方向にわたって検出してその累計値を所定値と比較
し、画像データを画像データライン遅延手段７０７によ
り遅延させ、データ間引き手段７０１にて画像データラ
イン遅延手段７０７からＬＥＤヘッドへの画像データに
対して黒データ検知手段７００の比較結果により黒画素
の累計値が所定値を越えた領域の黒画素の間引き率を温
度検出手段４３６の検出温度に応じて変えるので、画像
データ中の黒画素の累計値が所定値を越えた場合にＬＥ
Ｄヘッドの全発光領域の発光デューティ比を変えずにＬ
ＥＤヘッドで書き込んでいく黒画素を電源装置４３５内
部の温度に応じて間引くことになり、画像密度が高くて
もダウンしなくなり、電源装置４３５が必要以上に大き
くなってコストアップ、専有面積の増大等が生ずるとい
う不具合を防ぐことができ、バランスのとれた電源装置
の設計が可能となる。また、ＬＥＤヘッドは消費電流ア
ップによる温度上昇が少なくなり、温度上昇で生ずる膨
張による変形や大きな放熱板を考慮する必要がなくな
る。また、ＬＥＤヘッドの発光デューティ比を変化させ
る回路を設ける必要がなくなる。

【００６１】また、データ間引き手段７０１は、電源装
置４３５内部のスイッチング素子４３７の表面温度が第
１の限度温度以下の場合には黒画素の間引きを行わず、
スイッチング素子４３７の表面温度が第１の限度温度以
上で第２の限度温度以下の場合には黒画素の間引きを温
度検出手段４３６の検出温度に応じて漸次高くし、スイ
ッチング素子４３７の表面温度が第２の限度温度以上の
場合には黒画素の間引き率を１００％としてＬＥＤヘッ
ドの発光を停止させるので、電源装置４３５の設計及び
ＬＥＤヘッドの熱周りの設計を行い易くできる。

【００６２】また、第１の限度温度を８０℃とし、第２
の限度温度を１２５℃とすることにより、具体的な電源
装置４３５及びＬＥＤヘッドの設計が可能となる。さら
に、データ間引き手段７０１は、黒画素の間引き率が５
０％以下の時には画像データの間引かれる位置が孤立す
るように黒画素の間引きを行い、黒画素の間引き率が５
０％以上の時には画像データの記録する位置が孤立する
ように黒画素の間引きを行うので、１ドットおきの千鳥
パターンでは定着部においてトナーが潰れることから、
黒画素を間引いても見掛け上それ程画像濃度が低下しな
いようにできる。

【００６３】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、複数個のＬＥＤ素子を主走査方向に所定の密度で配
列した１次元のＬＥＤヘッドと、このＬＥＤヘッドへの
データ転送、発光デューティ比を制御する制御部と、前
記ＬＥＤヘッドに所定の電力を供給する電源装置とを有
するデジタル画像書き込み装置において、前記電源装置
内部の温度を検出する温度検出手段と、画像データ中の
黒画素の累計値をカウントして所定値と比較する黒デー
タ検知手段と、画像データを遅延させる遅延手段と、こ
の遅延手段から前記発光ダイオードヘッドへの画像デー
タに対して前記黒データ検知手段の比較結果により黒画
素の累計値が所定値を越えた領域の黒画素の間引き率を
前記温度検出手段の検出温度に応じて変えるデータ間引
き手段とを備えたので、画像密度が高くてもダウンしな
くなり、電源装置が必要以上に大きくなってコストアッ
プ、専有面積の増大等が生ずるという不具合を防ぐこと
ができてバランスのとれた電源装置の設計が可能とな
る。また、ＬＥＤヘッドは消費電流アップによる温度上
昇が少なくなり、温度上昇で生ずる膨張による変形や大
きな放熱板を考慮する必要がなくなる。また、ＬＥＤヘ
ッドの発光デューティ比を変化させる回路を必ずしも設
ける必要はない。

【００６４】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載のデジタル画像書き込み装置において、前記データ間
引き手段は、前記電源装置内部のスイッチング素子の表
面温度が第１の限度温度以下の場合には黒画素の間引き
を行わず、前記スイッチング素子の表面温度が第１の限
度温度以上で第２の限度温度以下の場合には黒画素の間
引きを前記温度検出手段の検出温度に応じて漸次高く
し、前記スイッチング素子の表面温度が第２の限度温度
以上の場合には黒画素の間引き率を１００％として前記
ＬＥＤヘッドの発光を停止させるので、電源装置の設計
及びＬＥＤヘッドの熱周りの設計を行い易くできる。

【００６５】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載のデジタル画像書き込み装置において、前記第１の限
度温度を８０℃とし、前記第２の限度温度を１２５℃と
したので、具体的な電源装置及びＬＥＤヘッドの設計が
可能となる。

【００６６】請求項４記載の発明によれば、請求項１記
載のデジタル画像書き込み装置において、前記データ間
引き手段は、黒画素の間引き率が５０％以下の時には画
像データの間引かれる位置が孤立するように黒画素の間
引きを行い、黒画素の間引き率が５０％以上の時には画
像データの記録する位置が孤立するように黒画素の間引
きを行うので、１ドットおきの千鳥パターンでは定着部
においてトナーが潰れることから、黒画素を間引いても
見掛け上それ程画像濃度が低下しないようにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を応用したデジタル複写機の一例の一部
を示すブロック図である。

【図２】同デジタル複写機における原稿読取装置の概略
を示す断面図である。

【図３】同デジタル複写機におけるプリンタの概略を示
す断面図である。

【図４】同デジタル複写機の操作パネルを示す平面図で
ある。

【図５】同デジタル複写機のＬＥＤ書込制御回路、ＬＥ
Ｄドライバー回路及びＬＥＤヘッドの構成を示すブロッ
ク図である。

【図６】同デジタル複写機における電源装置内部の温度
と画像データ間引き率との関係を示す特性曲線図であ
る。

【図７】同デジタル複写機におけるＬＥＤヘッドを示す
概略図である。

【図８】同デジタル複写機における電源装置及び温度検
出手段を示す回路図である。

【図９】同デジタル複写機におけるプリンタ制御回路の
処理フローの一部を示すフローチャートである。

【図１０】同デジタル複写機の回路構成を示すブロック
図である。

【図１１】同デジタル複写機を説明するためのタイミン
グチャートである。

【図１２】同デジタル複写機におけるデータ間引き手段
の構成を示すブロック図である。

【図１３】同デジタル複写機の各データ間引き用パター
ンを示す図である。

【図１４】同デジタル複写機を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

４０２ プリンタ制御回路 ４０４ ＬＥＤ書込制御回路 ４０５ ＬＥＤドライバー回路 ４０６ ＬＥＤ素子 ４３５ ＬＥＤ点灯用電源 ４３６ サーミスタ ４３７ スイッチング素子 ７００ 黒データ検知手段 ７０１ データ間引き手段 ７０７ 画像データライン遅延手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/036 Ａ 1/40 (72)発明者 小出 洋一 埼玉県八潮市大字鶴ケ曽根713・リコーユ ニテクノ株式会社内 (72)発明者 岡田 達彦 埼玉県八潮市大字鶴ケ曽根713・リコーユ ニテクノ株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数個の発光ダイオード素子を主走査方向
   に所定の密度で配列した１次元の発光ダイオードヘッド
   と、この発光ダイオードヘッドへのデータ転送、発光デ
   ューティ比を制御する制御部と、前記発光ダイオードヘ
   ッドに所定の電力を供給する電源装置とを有するデジタ
   ル画像書き込み装置において、前記電源装置内部の温度
   を検出する温度検出手段と、画像データ中の黒画素の累
   計値をカウントして所定値と比較する黒データ検知手段
   と、画像データを遅延させる遅延手段と、この遅延手段
   から前記発光ダイオードヘッドへの画像データに対して
   前記黒データ検知手段の比較結果により黒画素の累計値
   が所定値を越えた領域の黒画素の間引き率を前記温度検
   出手段の検出温度に応じて変えるデータ間引き手段とを
   備えたことを特徴とするデジタル画像書き込み装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のデジタル画像書き込み装置
   において、前記データ間引き手段は、前記電源装置内部
   のスイッチング素子の表面温度が第１の限度温度以下の
   場合には黒画素の間引きを行わず、前記スイッチング素
   子の表面温度が第１の限度温度以上で第２の限度温度以
   下の場合には黒画素の間引きを前記温度検出手段の検出
   温度に応じて漸次高くし、前記スイッチング素子の表面
   温度が第２の限度温度以上の場合には黒画素の間引き率
   を１００％として前記発光ダイオードヘッドの発光を停
   止させることを特徴とするデジタル画像書き込み装置。
3. 【請求項３】請求項２記載のデジタル画像書き込み装置
   において、前記第１の限度温度を８０℃とし、前記第２
   の限度温度を１２５℃としたことを特徴とするデジタル
   画像書き込み装置。
4. 【請求項４】請求項１記載のデジタル画像書き込み装置
   において、前記データ間引き手段は、黒画素の間引き率
   が５０％以下の時には画像データの間引かれる位置が孤
   立するように黒画素の間引きを行い、黒画素の間引き率
   が５０％以上の時には画像データの記録する位置が孤立
   するように黒画素の間引きを行うことを特徴とするデジ
   タル画像書き込み装置。