JPS63319167A - 発光素子アレイの駆動方法及び装置 - 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） この発明は、光プリンタ、その他の画像記録装置の光源
に用いて好適な発光素子アレイの駆動方法及びその装置
に関する。

（従来の技術） 従来より、レーザブリシタ、発光ダイオードプリンタ、
液晶プリンタ等といった電子写真式ブリンタの開発実用
化か進められている（例えば、特開昭６０−２４１０６
８号、［日経エレクトロニクス４１９８５年４−８号（
Ｎｏ、３６６）第１３５〜１５７頁）。中でも、発光ダ
イオードプリンタは、プリンタヘッドの構成か発光ダイ
オード（以下、ＬＥＤと称する。）を多数直線状に配列
したＬＥＤアレイのチップと集束性口・ントレンズアレ
イたけという小型で簡単な構成となっており、しかも、
光学系の位置合せが簡単であるという点て注目されてい
る。

第４図は、従来提案されている光ヘットにＬＥＤアレイ
を用いた光プリンタの要部の構成を概略的に示す光プリ
ンタ構成図である。この構成においで、１０は印字デー
タ読取部で、例えば原稿等の適当な被写体を任意好適な
読取手段例え（まイメージセンサて走査して被写体情報
を読取る。この読取部１０から画素毎のビデオ画信号を
時開１１＠次にＬＥＤ駆動部１２へ供給し、ここでシリ
アル−ツ＼ラレル変換を行ってしＥＤノアレイ光源１４
に送り、各ＬＥＤ％発光あるいは消光させる。尚、ＬＥ
Ｄアレイ光源部１４は、通常、発光素子として動作特性
の同一のＬＥＤを６４〜１２８個程度モノリシ・ンクに
集積して１チツプ（またはモジュール）とし、この所要
個数のチップを一直線状に配列させて構成したものであ
る。発光したＬＥＤの光は集束性ロッドレンズアレイ１
６ヲ経て記録媒体例えば図中矢印方向に回転しかつ帯電
器２０て帯電された感光ドラム１日の表面を照射して静
電潜像を形成する。静電潜像は感光ドラム１日の回転に
より現像器２２に送られトナーによる白黒２値の画像と
して現像され、転写器２４によって所要の用紙２６へ転
写される。

このように、例えば文字、図形等の印刷データを白黒２
値のみで印字する場合には第５図に示すようなＬＥＤ駆
動部１２が用いられている。同図において、３０ａ〜３
０ｎはシリアル−パラレル（Ｓ／Ｐ）変換シフトレジス
タ、３２ａ−３２ｎはゲート回路、３４ａ〜３４ｎはド
ライバ回路、３６ａ〜３６ｎはＬＥＤアレイチップであ
り、印字データ読取部から入力端子３８に送られてきた
画素毎のビデオ画信号をシフトレジスタ３０ａ〜３０ｎ
へど入力させて各ＬＥＤアレイ３６ａ〜３６ｎの各ＬＥ
Ｄに対応した画素データとする。この画素データは入力
端子４０から供給され、ＬＥＤの発光時間を制御するス
トローブ信号と共に、ゲート回路３２ａ〜３２ｎへ入力
させ、これよりＬＥＤの発光あるいは消光状態として一
定の時間だけ出力する。

この出力はＬＥＤに対応するドライバ回路３４ａ〜３４
ｎに供給される。このトライバ回路３４ａ〜３４ｎには
従来は電圧端子４２から一定の電圧Ｖｏｏか印加されで
いるため、発光状態にある各しＥＤはこの定電圧ＶｏＤ
によって全て同一の値の電流が供給され、発光輝度も全
て同一である。

（発明か解決しようとする問題点） しかしなから、最近、例えば写真データ及びグラフィッ
クデータといったイメージ画像やカラー化に対応した印
字機能を有するプリンタか実用化に向けて開発されてい
る。その場合には、上述した２値化印字方法に代わり、
光ヘッドの発光部に階調機能を持たせることが望まれで
いる。その方法として、従来はビデオ画信号の他に多値
機能を有する画素信号を加えて階調性を持たせる印字方
法が提案されている。この階調方式には、ディザ方式や
面積階調方式があるか、ＬＥＤを用いで印字した場合、
前者の方式では１画素当りの解像度が低下し、後者の方
式ではＬＥＤアレイの超高密度化か必須であるため、技
術的観点から実用化が難しいという問題点があった。

この出願の第一の発明の目的は、解像度の低下を来すこ
となく、しかも、ＬＥＤアレイも一層の高密度化を図る
ことなく、階調印字に優れた発光素子アレイの駆動方法
を提供することにある。

この出願の第二発明の目的は、上述した発光素子アレイ
の駆動方法を実施するための装置を提供することにある
。

（問題点を解決するための手段） 第一の発明の目的の達成を図るため、この発明の発光素
子アレイの駆動方法によれば、発光素子アレイの各発光
素子を画素毎の被写体情報に基づいて発光させて記録媒
体に被写体画像を記録するため、 各画素毎の被写体の濃度値を複数ビット表示の濃度値に
変換し、 各画素の濃度値を一斉または所要の画素数対応する大き
さの電流値にそれぞれ変換し、各画素に対応する発光素
子をそれぞれの電流値に対応する発光パワーで駆動させ
るこ とを特徴とする。

第二の発明の目的の達成を図るため、この発明によれば
、発光素子アレイの各発光素子を画素毎の被写体情報に
基づいて発光させて記録媒体に被写体画像を記録するた
めの発光素子アレイの駆動装置において、 各画素毎の被写体の濃度値を複数ビット表示の濃度値に
変換して格納する画素濃度データメモリと、 複数の画素の濃度値を前記メモリから読出して蓄積する
レジスタ及びこのように蓄積された複数の濃度値をこれ
ら濃度値に対応する大きさの電流値１こそれぞれ同時１
こ変換して各画素１こ対応する発光素子にそれぞれ出力
させる電流変換部か設けられた濃度階調回路と 具えることを特徴とする。

（作用） このように、この発明の発光素子アレイの駆動方法及び
装置によれば、発光素子の発光パワーを制御するため、
１画素毎に被写体濃度を複数ビット表示例えば少なくと
も６ビツト表示の濃度値情報に変換し、これら濃度値を
対応する大きさの電流値に変換して対応する発光素子に
それぞれ流れるように駆動する構成となっているので、
１画素を少なくとも６４階調で被写体画像の記録を行う
ことか出来、従って、従来のドツト密度のままでも印字
濃度の階調性において１画素当りの解像度を低下させる
ことかない。

また、この発明の装置は画素濃度データメモリとレジス
タ及び電流変換部が設けられた濃度階調回路とを設けた
簡単な構成であるので、製造コストが安価となる。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明の実施例につき説明する
。

第１図はこの発明の発光素子アレイの駆動方法及び装置
の一実施例を説明するための構成図である。この実施例
では、発光素子を発光ダイオード（ＬＥＤ）１．２、・
−−１ｍとし、これらＬＥＤのｍ個を以って１チツプ（
１チツプでｍドツト）を構成し、複数個のチップ６０ａ
、６０ｂ、・・・、６０ｎを直線状に配列して時分割駆
動する場合の駆動方法及び装置につき説明する。

同図において、５０は印字データ読取部で、５２は例え
ば原稿等の被写体の画像情報を読み取るための通常の走
査型或いは固定型のイメージセンサ（その構成形態は問
わない）、５４は例えばイメージセンサ５２が読み取っ
た被写体のアナログ濃度情報を１ド＝ｙ　トに対応する
画素毎に複数ビット例えば少なくとも６ビツト以上のデ
ィジタル表示の濃度値へ変換するためのＡ／Ｄ変換器で
ある。

尚、以下説明の便宜のため、６ビツトで変換する例につ
き説明する。この実施例では、このようにして変換され
た画素毎のディジタル表示の濃度値を順次に画素濃度デ
ータメモリ５６に格納する。この場合、全ての画素の濃
度値を一旦全部格納してからこのメモリの読出しを行う
ように構成しても良いし、或いは設計に応した所要の個
数の画素毎の濃度値の格納及び読出しを逐次行ったり、
或いは格納と読出しを並行して行うように構成しても良
く、いずれの形態とするかは単なる設計上の問題である
。

次に、この実施例では、１チ・ンブに設けられたＬＥＤ
素子の所要の個数に対応するｍ個の連続した画素毎の濃
度値を順次に読み出して濃度階調回路５８に供給し、こ
れらをレジスタ６２に蓄積して並列に同時に出力させる
。この読出しは好ましくは１チツプ毎に同時に出力させ
るのが良い。尚、この場合、画素すなわちＬＥＤ（ドツ
ト）当り少なくとも６ビツト（すなわち６４階調）での
濃度値のデータを出力するため、ｍドツトの場合には６
×ｍドツトの出力数となる。

レジスタ６２から同時に出力されたｍ個の画素毎の濃度
値を電流変換部６４に同時に供給する。この実施例では
好ましくは電流変換部６４をＤ／Ａ変換部６６と抵抗ア
レイ６８とて構成する。上述の同時入力されるｍ個の濃
度値を先ずＤ／Ａ変換器６６に供給し、これによってそ
れぞれの濃度値に対応する相体的な大きさのアナログ電
圧値にそれぞれ変換する。

第２図はこのＡ／Ｄ変換器６６の線形変換特性の一例の
説明図であり、横軸に６ビツトで表わせられるディジタ
ル濃度値に対応する印字濃度データ数をプロットして示
し、縦軸にＤ／Ａ変換器の出力電圧（Ｖ）をプロットし
て示してある。この変換特性は最下位のビット（ＬＳＢ
）に対応する印字濃度データ数「Ｏ」から最上位のビッ
ト（ＭＳＢ）に対応する印字濃度データ数「６４」まで
の間を等間隔の変化幅で６４ステツプで変化してあり、
これかため、各画素（ドツト）に対応する被写体の濃度
値が６４段階のうちのいずれかの相体的な電圧値に線形
変換される。

このＤ／Ａ変換器６６の出力は所要に応して設けられて
いる内蔵の増幅回路６６ａ！介して増幅し、各ＬＥＤす
なわち各ドツトに適合した電圧値とされてそれぞれ抵抗
器アレイ６８に供給される。

この実施例では、発光素子アレイを構成する各チップ６
０ａ〜６０ｎのｍ個のドツトを形成する各ＬＥＤＩ〜ｍ
はそれぞれのアノード側がこの抵抗器アレイ６８を構成
している個別の抵抗器を介してＤ／Ａ変換器６６の対応
する出力側にそれぞれ接続されている。そして、これら
抵抗器の抵抗値は全て同一の値に設定しておく。一方、
各ＬＥＤのカソード側はチップ毎に共通のスイッチング
素子をそれぞれ介して接地させである。このように構成
することによって、適当な通常の方法で各スイッチング
素子７０ａ、７０ｂ、−−−１？Ｏｎを一定の時間単位
で順次に切り変えて導通させると、導通状態となったス
イッチング素子例えば７０ａと接続されでいるチップ６
０ａの各ＬＥＤＩ〜ｍのアノード及びカソード間に上述
のＤ／Ａ変換器６６がらの対応する電圧かそれぞれ印加
されて駆動され、抵抗アレイ６８の各抵抗によって定ま
る大きさの電流かそれぞれのＬＥＤ％流れる。

このように、Ｄ／Ａ変換器６６の出力電圧値に応して各
ＬＥＤへの電流か増減して結果的にＬＥＤの発光パワー
に強弱をつけることが可能となり、感光ドラムその他の
任意好適な記録媒体への印字画素濃度を少なくとも６４
段階の階調で得ることが出来る。

上述した実施例では、スイッチング素子７０ａ〜７０ｎ
ｊｉ＃用いて、チップ６０ａ〜６０ｎ毎に時分割させて
駆動しているので、製造コストの低減化を図ることか出
来ると共に、光源部を簡略化することが出来る。

第３図はこの発明の方法及び製画の他の実施例を説明す
るための構成図である。同図において、第１図に示した
構成成分と同一の構成成分については同一符号を付して
示す。

この実施例では、各チ・シブ６０ａ〜６０ｎ毎に濃度階
調回路５８ａ〜５８ｎを並列に設けた構成とし、これら
濃度階調回路５８ａ〜５８ｎを一斉に駆動させて各チッ
プ６０ａ〜６０ｎの全てのＬＥＤＩ〜ｍを同時に発光駆
動させるようになしている。これがため、前述した実施
例とは異なり、チップ毎に切り変えるためのスイッチン
グ素子を設けなくて良い。尚、これら濃度階調回路５８
ａ〜５８ｎは前述した濃度階調回路５８と同様な回路構
成となっているのでその詳細な説明は省略するが、レジ
スタ６２ａは画素濃度データメモリ５６から各チップ６
０ａ〜６０ｎのＬＥＤに対するディジタル濃度値を順次
に読み出してきて各チップ６０ｎ〜６０ａに対応する各
画素のディジタル濃度値をそれぞれのレジスタ６２ｎ〜
６２ａに蓄積させるようにし、全てのレジスタ６２ａ〜
６２ｎに濃度データが取り込まれた時に、これら濃度階
調回路５８ａ〜５８ｎを一斉に駆動することによって全
てのチップ６０ａ〜６０ｎの各ＬＥＤを発光駆動させる
。このような−斉駆動させる方法であると、高速性及び
低消費電力化を期待することか出来る。尚、６４ａ〜６
４ｎは電流変換部、６６ａ〜６６ｎは増幅回路を具える
Ｄ／Ａ変換器、６８ａ〜６８ｎは抵抗アレイである。

この発明は上述した実施例にのみ限定されるものではな
いこと明らかである。例えば、上述した実施例では、被
写体から各画素毎の濃度値を２進数６ビツトのディジタ
ル濃度値に変換しているか、６ビツトより大きなビット
で変換しかつこれに対応する濃度階調回路を用いること
によって６４階調よりもざらに多数階調濃度で印字画像
を表示させることが出来る。又、場合によっては６ビツ
ト以下の変換であってもよい。

さらに、上述した実施例では、濃度階調回路をレジスタ
、Ｄ／Ａ変換器及び抵抗アレイを以って構成したが、画
素毎の被写体濃度に対応した電流値にそれぞれ変換出来
る構成であれば他の構成であっても良い。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明の発光素
子アレイの駆動方法及びその装置によれば、いずれの場
合にも、被写体濃度を１画素当り少なくとも６ビツト以
上すなわち６４以上の階調の濃度情報にディジタル変換
し、この濃度情報に基づいて各発光素子を流れる電流の
大きさを制御して発光パワーを直接制御し、よって記録
媒体に記録される各画素に対応する印字濃度に少なくと
も６４段階の階調を持たせる構成となっているので、従
来確立されているドツト密度例えば２４０〜６００ＤＰ
Ｉの発光素子アレイを使用した場合であっても、１画素
当りの印字濃度の階調性において解像度を低下させる恐
れかない。

また、この発明の装置は画素濃度データメモリとレジス
タ及び電流変換部か設けられた濃度階調回路とを設けた
簡単な構成であるので、製造コストか安価となる。

この発明は、上述したような利点を奏するので、感光体
ドラムを使用した光プリンタの光源として適用して特に
好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の発光素子アレイの駆動方法及び装置
の一実施例を説明するための構成図、第２図はこの発明
に使用するＡ／Ｄ変換器の線形変換特性の一例の説明図
、 第３図はこの発明の方法及び装置の他の実施例を説明す
るための構成図、 第４図は従来提案されでいる光ヘットにＬＥＤアレイを
用いた光プリンタの要部の構成を概略的に示す光プリン
タ構成図、 第５図は従来の光プリンタに用いられているＬＥＤ駆動
部の構成図である。 ５０・・・印字データ読取部、　５２・・・イメージセ
ンサ５４・・・Ａ／Ｄ変換器 ５６・・・画素濃度データメモリ ５８．５８ａ〜５８ｎ・・・濃度階調回路６０ａ〜６０
ｎ・・・（発光素子の）チップ６２．６２ａ〜６２ｎ・
・・レジスタ ６４・・・電流変換部 ６６．６６ａ　−６６ｎ　・Ｄ／Ａ変換器６６ａ・・・
増幅回路 ６８．６８ａ〜６８ｎ・・・抵抗アレイ。 ７０ａ〜７０ｎ・・・スイッチング素子。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）発光素子アレイの各発光素子を画素毎の被写体情
   報に基づいて発光させて記録媒体に被写体画像を記録す
   るための発光素子アレイの駆動方法において、 各画素毎の被写体の濃度値を複数ビット表示の濃度値に
   変換し、 各画素の濃度値を一斉または所要の画素数ずつ対応する
   大きさの電流値にそれぞれ変換し、各画素に対応する発
   光素子をそれぞれの電流値に対応する発光パワーで駆動
   させる ことを特徴とする発光素子アレイの駆動方法。
2. （２）発光素子アレイの各発光素子を画素毎の被写体情
   報に基づいて発光させて記録媒体に被写体画像を記録す
   るための発光素子アレイの駆動装置において、 各画素毎の被写体の濃度値を複数ビット表示の濃度値に
   変換して格納する画素濃度データメモリと、 複数の画素の濃度値を前記メモリから読出して蓄積する
   レジスタ及び該蓄積された複数の濃度値をこれら濃度値
   に対応する大きさの電流値にそれぞれ同時に変換して各
   画素に対応する発光素子にそれぞれ出力させる電流変換
   部か設けられた濃度階調回路と 具えることを特徴とする発光素子アレイの駆動装置。