JP2009262435A - 光書込装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】LEDヘッドへ画像データを転送する信号線から放射される放射電界ノイズの発生を有効に抑えることができる光書込装置及び画像形成装置を得る。
【解決手段】複数個の発光素子が一方向に列設されて構成された1または複数の発光素子アレイによるLEDヘッド503を備える。LED書込制御回路502は、制御IC401とドライバIC402と、DC-DCレギュレータ403を有する。ドライバIC402からLEDヘッド503のロジック部404へ転送される画像データ信号の電圧スイング幅は、レギュレータ403により低い値に抑えられる。これにより、書込制御回路502とLEDヘッド503のI/Fとの間で発生する放射電界ノイズを低減することが可能となる。
【選択図】図4

Description

本発明は、光書込装置及び画像形成装置に係り、特に、LEDアレイ等の発光素子アレイを用いた光書込装置及びこの光書き込み装置を備えるプリンタ、デジタル複写機、複合機等の画像形成装置に関する。
A0幅等の大判サイズの用紙へのプリント出力を必要とする広幅機に使用する画像形成装置は、主走査方向に光ビームを走査させるための光学的空間が不要なLEDアレイとセルフォックレンズとにより構成される光書込装置を用いて構成されるのが一般的である。LEDアレイとセルフォックレンズ等の光学素子とを一体化した、汎用で低価格なLEDヘッドは、多く存在している。しかし、そのほとんどは、A3サイズまでのものとなっている。このため、A0幅の広幅機は、A3サイズのLEDヘッドを3本繋ぎで使用することにより、トータル的に低価格なA0幅対応の画像形成装置を実現している。
なお、A0幅対応の画像形成装置に関する従来技術として、例えば、特許文献1等に記載された技術が知られている。
特開2007−76277号公報
前述した従来技術による幅広機に使用する画像形成装置は、光書込装置として、A3サイズのLEDヘッドを3本使用して構成されるものを使用するのが一般的であるが、クローズアップされる問題点として、LEDヘッドへの信号線から放射される放射電界ノイズの発生が増大するという点が挙げられる。すなわち、A3サイズのLEDヘッドを3本使用する画像形成装置は、単純にA3サイズプリンタの3倍もの放射電界ノイズが発せられることになる。このような放射電界ノイズの発生を抑えるためには、大量のEMI対策部品を投入しなければならないことになり、そのコストが増大の一途をたどっている。さらに、国内はもとより、北米、欧州等において、放射電界ノイズの規制が極めて強くなってきており、放射電界ノイズの発生を有効かつ安価に抑えることが重要となってきている。
本発明の目的は、前述したような点に鑑み、LEDヘッドへの信号線から放射される放射電界ノイズの発生を有効に抑えることができる画像形成装置を提供することにある。
前記目的を達成するため本発明の第1の手段は、複数個の発光素子が一方向に列設されて構成された1または複数の発光素子アレイと、発光光を感光体に結像させる結像手段とを備えた光書込装置において、画像データ信号を発光素子アレイ制御部から前記発光素子アレイへ転送する際に、画像データ信号の電圧スイング幅を制御する機構を有することを特徴とする。
また、本発明の第2の手段は、第1の手段において、前記信号電圧スイング幅を制御する機構は、バッファドライバICとDC−DCレギュレータとにより構成され、前記発光素子アレイ制御部に搭載それることを特徴とする。
また、本発明の第3の手段は、第2の手段において、前記発光素子アレイ制御部からの画像データ信号の電圧スイング幅を、前記発光素子アレイの制御系電圧より小さくして、前記画像データ信号の転送を行うことを特徴とする。
また、本発明の第4の手段は、第2または第3の手段において、前記DC−DCレギュレータとして可変電圧タイプのものを用いて、画像データ信号の電圧スイング幅を調整することを特徴とする。
また、本発明の第5の手段は、第3または第4の手段において、前記画像データ信号を転送するラインにプルアップ抵抗、プルダウン抵抗、ダンピング抵抗が設けられることを特徴とする。
また、本発明の第6の手段は、第2ないし第5の手段のうちいずれか1の手段において、前記発光素子アレイの制御系電源としてDC−DCレギュレータを用い、その電圧レベルを下げることを特徴とする。
また、本発明の第7の手段は、第2ないし第6の手段のうちいずれか1の手段において、前記発光素子アレイ制御部は、画像信号処理部とバッファドライバとにより構成されており、前記画像信号処理部は、信号出力の端子電圧を可変とする機構を有するICであり、その出力端子電圧に電圧可変タイプのDC−DCレギュレータを用いて信号出力の電圧スイング幅を調整することを特徴とする。
また、本発明の第8の手段は、第7の手段において、前記画像信号処理部と前記バッファドライバとの間の信号ラインに、プルアップ抵抗、プルダウン抵抗、ダンピング抵抗が設けられることを特徴とする。
また、本発明の第9の手段は、第2ないし第6の手段のうちいずれか1の手段において、前記バッファドライバは、二電源タイプのレベル変換ICであることを特徴とする。
また、本発明の第10の手段は、第9の手段において、前記発光素子アレイ制御部は、画像信号処理部と二電源タイプのレベル変換ICとにより構成されており、前記画像信号処理部は、信号出力の端子電圧を可変とする機構を有するICであり、その出力端子電圧に電圧可変タイプのDC−DCレギュレータを用いて信号出力の電圧スイング幅を調整することが可能で、かつ、前記レベル変換ICの入力端子側電源に前記DC−DCレギュレータの電圧を用いることを特徴とする。
また、本発明の第11の手段は、第9または第10の手段において、前記画像信号処理部と前記レベル変換ICとの間の信号ラインに、プルアップ抵抗、プルダウン抵抗、ダンピング抵抗が設けられることを特徴とする。
また、本発明の第12の手段は、第2ないし第11の手段のうちいずれか1の手段において、前記DC−DCレギュレータの出力電圧を監視する機構を有することを特徴とする。
また、本発明の第13の手段は、画像形成装置を、第1ないし第12の手段のうちいずれか1の手段による光書込装置を使用して構成することを特徴とする。
本発明によれば、画像形成装置のLEDヘッドへの信号線から放射される放射電界ノイズの発生を有効かつ安価に抑えることが可能となる。
以下、本発明による光書込装置及び画像形成装置の実施形態を図面により詳細に説明する。
図1は本発明の一実施形態による光書込装置を備える画像形成装置を含む複写機の機能構成の概要を示すブロック図、図2は本発明の一実施形態による光書込装置を備える画像形成装置を含む複写機の装置構成の概略を示す図である。
図1に示す複写機は、原稿を読み取る読取手段としての原稿読取部100、読み取られた原稿情報を記憶する記憶手段としての画像情報記憶部300、記憶された情報を転写紙に複写するための書込部500、一連のプロセスを実行制御するシステム制御装置302、このシステム制御装置302にキー入力を行う操作手段としての操作部400等を備えて構成されている。
次に、図2及び図1を参照して原稿読取部100の構成を説明する。オペレータが原稿を挿入口110から挿入すると、原稿は、ローラ1の回転に応じて密着センサ2と白色ローラ3との間を搬送される。搬送中の原稿には、密着センサ2に取り付いているLEDにより光が照射され、その反射光は、密着センサ2に結像されて原稿画像情報が読み取られる。図1のセンサ101上に結像した原稿画像は、電気信号に変換され、このアナログ画像信号は、画像増幅回路102で増幅される。A/D変換回路103は、画像増幅回路102で増幅されたアナログ画像信号を画素毎の多値デジタル画像信号に変換する。変換されたデジタル画像信号は、同期制御回路106から出力されるクロックに同期して出力されシェーデング補正回路104により、光量ムラ、コンタクトガラスの汚れ、センサの感度ムラ等による歪が補正される。この補正されたデジタル画像情報は、画像処理回路105によりデジタル記録画像情報に変換された後、画像情報記憶部300内の画像メモリ部301に書き込まれる。
次に、画像メモリ部301に書き込まれた画像信号を転写紙に形成するための一連のプロセスを制御しているシステム制御装置302と書込部500との構成について説明する。
システム制御装置302は、複写機の装置全体の制御を行う機能を有しており、読取制御回路107、同期制御回路106、画像メモリ部301、書込部500内のLED書込制御回路502での画像データの転送制御を行うと共に、駆動制御回路504により、スキャナ駆動装置108、プリンタ駆動装置505を介してモ−タ等を駆動させ読み取り原稿及び転写紙の搬送を円滑に制御させている。書込部500は、画像メモリ部301から同期信号クロックに同期して転送された画像信号をLED書込制御回路502で1画素単位にビット変換し、複数個のLED等の発光素子が一方向に列設された発光素子アレイにより構成されるLEDヘッド(以下、LPHともいう)503_1〜503_3により赤外光に変換して出力させる。
次に、図2を参照して記録紙に画像が記録されるまでのプロセスについて説明する。
図2において、帯電装置4は、感光体ドラム5を1200Vに一様に帯電させるグリッド付きのスコロトロンチャージャと呼ばれる帯電装置である。発光素子アレイユニット(LEDヘッド)6は、LEDをアレー状に並べ、SLA(セルフォックレンズアレー)を介して感光体ドラム5に光を照射る。このLEDヘッド6は、図1のLPH503に相当する。感光体ドラム5は、デジタル画像情報に基づいたLED光が照射されると光導電現象で感光体表面の電荷が感光体ドラム5のアースに流れて消滅する。ここで、原稿濃度の淡い部分は、LEDを発光させないようにし、原稿濃度の濃い部分は、LEDを発光させる。これにより感光体ドラム5のLED光の被照射部には、画像の濃淡に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像ユニット7によって現像される。
現像ユニット7内のトナーは、撹拌により負に帯電されており、バイアス電圧として700Vが印加されているためLED光照射部分だけにトナーが付着する。一方、転写紙は、3つの給紙台及び手差しから選択され、レジストローラ8により所定のタイミングで感光体ドラム5の下部を通過し、このときに転写チャージャ9によりトナー像が記録紙上に転写される。次に、記録紙は、感光体ドラム5から分離チャージャ10により分離されて搬送タンク11により搬送されて定着ユニット12に送られ、この定着ユニット12でトナーが記録紙に定着される。トナーが定着された記録紙は、排紙ローラ13または13、14により機外の前後に送られて排紙される。
次に、図1に示す画像メモリ部301から書込部500への画像信号の流れについて説明する。
画像信号は、画像メモリ部301から偶数画素(EVEN)、奇数画素(ODD)の2値画像データが同時に転送速度16MHzでLED書込制御回路502に送られる。2画素パラレルで送られてきた画像信号は、LED書込制御回路502の内部で一旦1ラインに合成された後、3分割されてLEDヘッド503_1、503_2、503_3に割り当てられ、4画素が同時にLEDヘッドに転送される。
図3はLED書込制御回路502の構成を示すブロック図であり、次に、LED書込制御回路502を構成する各機能部について説明する。
・画像データ入力部512
2値画像信号の偶数画素(EVEN)、奇数画素(ODD)及びタイミング信号は、画像データメモリ部301から図示しない低電圧作動信号素子LVDSドライバーを使用しパラレルからシリアルに変換されて、LED書込制御回路502に16MHzで送られてくる。LED書込制御回路502では、LVDSレシーバにより構成される画像データ入力部512が、画像データメモリ部301から送られてくるシリアル信号を受け取って、受け取ったシリアル信号をパラレル信号に変換し、PKDE、PKDO、CLKA、LSYNC_N、LGATE_N、FGATEIPU_Nの各信号として書き込み制御IC510に入力する。
・画像データRAM部1 550_1〜550_6
書き込み制御IC510から2画素単位で出力されたDEO[1:0]データは、CLKAに同期しながら1ラインずつSRAM1から順に格納される。そして、SRAM1〜3までの3ライン分のデータが格納され、4ライン目をSRAM4に転送している間に、他のSRAM5、6、1、2、3のデータをアドレス順に読み出して書き込み制御IC510へ転送する。書き込み制御IC510は、転送されたデータのうち、SRAM1の1ライン目のデータに注目し、そのデータを取り巻く主・副のデータと比較し2値から4値へコード化して次段へ転送する。さらに、2ライン目のデータの処理は、5ライン目をSRAM5に転送している間に、SRAM6、1、2、3、4のデータを順に読み出して2ライン目の注目データを主・副と比較し2値から4値へコード化して次段へ転送する。
書き込み制御ICは、前述のように、SRAM1〜6を順番にトグルさせて、1ライン分のデータを格納させながら、格納していない他5個のSRAMをアドレス順に同時に読み出し、注目ラインに対して主・副のマトリクスパターンとして2値から4値へコード化する。
このコード化の時点で、レジスタ設定で記された繋ぎ目部の画素を取り巻く主・副の画素と予め記憶してあるパターンマトリクスとを照合し、入力画素番号とパターンナンバー値とを書き込み制御IC510内部に1ライン毎のパターン値として記憶しておく。
1ラインを3分割してLEDヘッド503_1、503_2、503_3に割り当てられられた画像データの繋ぎ目の画素は、LEDヘッド503−2の決められた画素番号を、LEDヘッド503−1及び503−3のレジスタ設定された画素として、1ラインの入力画像データにおいて、LEDヘッド503−1から順に転送されるので、LEDヘッド503−2の繋ぎ目画素のパターン識別位置は確定できている。
また、コード化で2値から4値に変換しているが、この4値への変換は、別機能で行われる処理であり、4値への変換の制御はしてもしなくても問題はない(但し、以後の説明では、4値コードに変換しているとしている)。
・画像データRAM部2 514A_1〜514A_3、514B_1〜514B_3
IC510は、その内部で4値にコード化された偶数画素(EVEN 2ビット)、奇数画素(ODD 2ビット)の画像信号を、4画素単位にし、SRAMDI[7:0]としてSRAMアドレス信号ADRA[10:0]及びADRB[10:0]により、A群のSRAM3個(514A_1〜514A_3)、B群のSRAM3個(514B_1〜514B_3)に転送速度8MHzで格納させる。LEDヘッド503_1〜503_3は、総dot数23040dot(A3幅7680dot×3本)で画像信号転送が3分割方式のため、主走査1ライン分の画像信号は、A群のSRAM1 514A_1にLEDヘッド1 503_1の画像信号が格納され、SRAM2 514A_2にLEDヘッド2 503_2の画像信号が格納され、SRAM3 514A_3にLEDヘッド3 503_3の画像信号が格納される。
8MHzでA群SRAM3個 514A_1〜514A_3に順次格納された画像信号は、次の2ライン目に16MHzでA群SRAM3個(514A_1〜514A_3)から同時に読み出され、再びIC510へ入力される。IC510は、入力された画像信号を4画素(2ビト×4画素=8ビット)から次のアドレスの4画素とラッチさせ、8画素の中から偶数画素4個分を取り出し、画像遅延メモリ部のフィールドメモリ515_1〜515_3に転送速度8MHzで転送する。このとき、LEDヘッド503−1は、副走査の基準のため遅延動作を行わない。
そして、LEDヘッド503−2への画像信号は、フィールドメモリ515−1へ、LEDヘッド503−3への画像信号は、フィールドメモリ515−3へ転送される。
画像データRAM部2のSRAM群からの読み出しは、1ライン間に4回行われ、偶数画素分、奇数画素分を2回繰り返しながら、4画素単位に制御されてる。
1ライン目のSRAMからの読出し制御を行っている間に、次のラインをB群のSRAM514B_1〜514B_3の3個SRAMにA群の場合と同様に画像信号が格納される。
書き込み制御IC510は、前述のリード、ライト動作をA群SRAM3個514A_1〜514A_3 、B群SRAM3個514B_1〜514B_3をトグル動作させることによりライン間の繋ぎを行う。
・画像データ遅延部515_1〜515_3
・LEDヘッド2 503_2の画像信号遅延部515_1、515_2
全体でA3幅の印字を行うLEDヘッド515_1〜515_3は、これらの3本を千鳥配置しているため、LEDヘッド1 503_1を基準とし、LEDヘッド2 503_2が、メカレイアウト上、副走査方向に17.5mmずらして取り付けられている。
このため、書き込み制御IC510が、A群SRAM3個514A_1〜514A_3、B群SRAM3個514B_1〜514B_3から出力された画像信号を同時に処理し、LEDヘッド2 503_2へ転送すると、LEDヘッド2 503_2は、LEDヘッド1 503_1に対して副走査方向に17.5mm(17.5mm/42.3μm(600dpiの1dot)=416ライン)ずれて印字してしまう。このメカ的なずれを補正するため、16MHzでA群SRAM2 514A_2、B群SRAM2 514B_2から出力されたLEDヘッド2 503_2の画像信号は、4画素単位(2ビット×4画素=8ビット単位)としてフィールドメモリ515_1に転送ライン順に8MHzで180ライン(固定)分が書き込まれる。次に、書き込まれた順に8MHzでフィールドメモリ515_1から画像信号を読み出すと同時に、カスケード接続されたフィールドメモリ515_2に236ライン(可変)分が書き込まれる。
その後、書き込まれた順に8MHzでフィールドメモリ515_2から画像信号が読み出され、L2DFMO[7:0]として、再びIC510へ入力される。これにより、LEDヘッド2 503_2の画像信号は、416ライン遅延されたことになる。遅延させるライン数は、LEDヘッド2 503_2の部品精度、組付のバラツキにより個々に異なるため、1ライン(42.3um)単位での制御が可能である。
・LEDヘッド3 503_3の画像データ遅延部503_3
全体でA3幅の印字を行うLEDヘッド515_1〜515_3は、これらの3本を千鳥配置しているため、LEDヘッド1 503_1を基準とし、LEDヘッド3 503_3はメカレイアウト上、副走査方向に0.5mmずらして取り付けてられている。
このため、書き込み制御IC510が、A群SRAM3個514A_1〜514A_3、B群SRAM3個514B_1〜514B_3から出力された画像信号を同時に処理し、LEDヘッド3 503_3へ転送すると、LEDヘッド3 503_3は、LEDヘッド1 503_1に対して副走査方向に0.5mm(0.5mm/42.3μm(600dpiに1dot)=12ライン)ずれて印字してしまう。このメカ的なずれを補正するため、16MHzでA群SRAM3 514A_3、B群SRAM3 514B_3から出力されたLEDヘッド3 503_3の画像信号は、4画素単位としてフィールドメモリ515_3に転送ライン順に8MHzで12ライン分が書き込まれる。
その後、書き込まれた順に2MHzでフィールドメモリ515_3から画像信号が読み出され、L3DFMO[7:0]として、再びIC510へ入力される。これにより、LEDヘッド3 503_3の画像信号は、12ライン遅延されたことになる。遅延させるライン数は、LEDヘッド3 503_3の部品精度、組付のバラツキにより個々に異なるため、1ライン(42.3um)単位での制御が可能である。
・画像データ出力部519
画像データRAM部1で処理されたLEDヘッド1 503_1の4画素(2ビット×4画素=8ビット)と画像データRAM部2で処理されたLEDヘッド2 503_2、LEDヘッド3 503_3の4画素(2ビット×4画素=8ビット)にコード化された画像データは、IC510内部の制御により、1画素1ビットに変換され、4画素4ビットとして、LPH制御信号と共に出力され、画像データ出力部であるドライバ519を介して、各LEDヘッド503_1〜503_3に8MHzのスピードで転送される。このとき、L1CLK〜L3CLKは、4MHZの立ち上り、立下りのエッジでデータを確定させる。
ここで、コード化された画素の1画素1ビットへの変換の方法は、画像データRAM部2で偶数、奇数画素の順で2回分のデータを読み出して並びかえているコード化された画素において、1回目の偶数画素では、繋ぎ目画素以外の画素を変換して転送し、繋ぎ目画素を、“0”データとして転送し、さらに、1回目の奇数画素群も偶数画素群と同様に、繋ぎ目画素以外の画素を変換して転送し、繋ぎ目画素を、“0”データとして転送することにより行われる。さらに、2回目の偶数画素データでは、今度は、繋ぎ目画素データのみ転送し、他は全て“0”データを転送し、その後の奇数画素データについても、同様に繋ぎ目画素データのみ転送し、他は全て“0”データを転送することにより行われる。
・光量補正データSRAM部516
LEDヘッド503_1〜503_3のそれぞれには、各LED素子の光量バラツキを補正するためにLED素子毎の補正データ及びLEDアレイチップ毎の補正データを保持する光量補正ROMが搭載されている。電源投入時、IC510は、まずLEDヘッド503−1の光量補正データを読出し、シリアル/パラレル変換して、8ビット単位の補正データHOSEID[7:0]として、そのアドレスにより光量補正データSRAM部516内に格納する。全ての補正データを格納後、次に、光量補正データSRAM516から補正データを読み出して、再びLEDヘッド503_1に転送する。この動作は、LEDヘッド503_2、LEDヘッド503_3に対してm順に行われる。転送した光量補正データは、LEDヘッド503_1〜503_3が、電源をOFFされない限り、それぞれのLEDヘッド503_1〜503_3の内部に保持される。
・システム制御装置302
LED書込制御回路502への書き込み条件設定は、システム制御装置302からの制御信号入力データバスLDATA[7:0]、アドレスバスLADR[5:0]、ラッチ信号VDBCS、Pセンサパターン信号SGATE_NをIC510に入力することにより行われる。
次に、前述までに説明したLED書込制御回路502を備えて構成される画像形成装置について、より具体的に説明する。
LED書込制御回路502は、前段の画像情報記憶部300から画像データを受け取り、それらのデータをLEDヘッドが受け取ることが可能なフォーマットに変換して、3本のLEDヘッド503に対して同期シリアル通信によって並行して印字データの転送を行っている。
また、LED書込制御回路502は、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のプログラマブルな前述で説明した書込制御ICとして使用して構成されている。FPGAの電源は、I/O出力用電源系と、コア部電源系に分かれており、I/O出力用電源は、電圧を相手のI/F電源系に合わせて選択できるようになっている。
本発明の実施形態による画像形成装置は、LED書込制御回路502とLEDヘッド503との間に、バッファドライバICを挿入している。説明している実施形態では、バッファドライバICとして、SN74LV244を使用している。
3本のLEDヘッド503は、内部にシリアル転送されてきたデータをラッチするロジック部と、LED発光ドライバー部とからなっており、ロジック部とLEDドライバー部との電源は別系統となっている。本発明の実施形態におけるLEDヘッド503は、両系統ともに電源電圧として5Vを使用している。
FPGAのI/O出力用電源と、バッファドライバICの電源とは、LEDヘッド503のロジック部に対する電源電圧(5V)に合わせるのが一般的であるが、本発明の実施形態による画像形成装置は、これらの電源電圧を一致させなくてよい。
図4は書込制御ICであるFPGAのI/O出力用電源の電圧を5V、バッファドライバICの電源の電圧を4.5VとしたLED書込制御回路の構成を示す図、図5は図4におけるFPGAからLEDヘッドのロジック部まで送信されるシリアル通信データのスイング幅を説明する図である。
図4に示すLED書込制御回路502を備える光書込装置は、前記ドライバIC402の電源に、固定電圧4.5VのDC−DCレギュレータ403を使用している。LED書込制御回路502のFPGA401から送信されるシリアル通信データは、図5に示すように、ローレベルの最大電圧0.4V、ハイレベルの最小電圧4.6Vのスイング幅を持ってバッファドライバIC(LV244)402に入力され、該バッファドライバIC402を経由した後、5V電源を使用した場合のバッファドライバIC(LV244)402のハイレベル出力電圧VOH(4.2V)より電圧スイング幅が0.4Vレベルが下がった3.8Vを持ち、ローレベル電圧が0.5Vを持つ波形の状態でLEDヘッド503へ転送される。受け側のLEDヘッド503のロジック部404は、ハイレベル入力電圧VIH3.5Vにマージンをもっているため、4.5Vレギュレータによって降圧された電圧で動作するドライバIC402からのシリアルデータ波形を問題無く受け取ることが可能である。
前述で説明したように、本発明の実施形態は、DC−DCレギュレータを用いて簡易に構成された書込制御装置を用いたシステムによって、信号波形の電圧スイング幅を小さく制御することが可能となり、LED書込制御回路502とLEDヘッド503のI/Fとの間で発生する放射電界ノイズを低減することが可能となる。
図6はFPGAのI/O出力用電源、バッファドライバICの電源を可変電圧レギュレータにより構成したLED書込制御回路502の構成を示す図、図7は図6におけるFPGAからLEDヘッドのロジック部まで送信されるシリアル通信データのスイング幅を説明する図である。
図6に示す例は、FPGAのI/O出力用電源、バッファドライバICの電源を可変電圧レギュレータにより構成しているが、バッファドライバICの電源だけを可変電圧レギュレータにより構成するようにしてもよい。
バッファドライバIC(LV244)602の電源として、可変電圧タイプのDC−DCレギュレータ606を使用した場合、バッファドライバIC(LV244)602から出力されるシリアルデータ波形の電圧スイング幅を、DC−DCレギュレータ606の電圧を変更することによって、LEDヘッド503のロジック部604のVIHが限界のところまで制御することが可能となる。但し、出力側(バッファドライバIC602)のVOHは、入力側(LEDヘッド503のロジック部604)のVIHに対して、多少のマージンを持っておくことが必要である。
図6に示す例では、FPGAのI/O出力用電源としての可変電圧レギュレータの電圧を3.3V、バッファドライバICの電源としての可変電圧レギュレータの電圧を3.9Vとしており、FPGA601から送信されるシリアル通信データは、図7に示すように、ローレベルの最大電圧0.4V、ハイレベルの最小電圧2.9Vのスイング幅を持ってバッファドライバIC(LV244)602に入力され、該バッファドライバIC602を経由した後、5V電源を使用した場合のバッファドライバIC(LV244)のハイレベル出力電圧VOH(4.2V)より電圧スイング幅が0.9Vレベルが下がった3.3Vを持ち、ローレベル電圧が0.5Vを持つ波形の状態でLEDヘッド503へ転送される。受け側のLEDヘッド503のロジック部604は、ハイレベル入力電圧VIH3.15Vにマージンをもっているため、3.9Vレギュレータによって降圧されたシリアルデータ波形を問題無く受け取ることが可能である。
前述で説明した図6に示す例においては、信号の電圧スイング幅をコントロールするに際して、DC−DCレギュレータに加えて、プルアップ抵抗、プルダウン抵抗、ダンピング抵抗を併用することができる。すなわち、バッファドライバIC(LV244)602の出力波形を、プルアップ抵抗、プルダウン抵抗によって、DC−DCレギュレータでコントロール後のVOH近辺の電圧に分圧することにより、より安定した信号波形とすることができる。また、ダンピング抵抗によって、バッファドライバIC(LV244)602からのローレベル出力電圧VOLを上げることが可能となる。出力側(バッファドライバIC602)のVOLもVOHと同様、入力側(LEDヘッド503のロジック部604)のVILに対して、多少のマージンを持っておくことが必要である。
前述した例の場合、バッファドライバIC(LV244)602のVOHのレベルを安定させると共に、VOLのレベルを上げることができるので、出力信号波形の電圧スイング幅をさらに小さくコントロールすることができる。
前述した図6に示す例では、さらに、LEDヘッド503のロジック部604の電源電圧を、DC−DCレギュレータ607によって5Vより低い電圧にすることができる。この場合の例では、LEDヘッド503のロジック部604の推奨動作電源電圧はMIN4.5Vであり、DC−DCレギュレータの出力電圧が4.5Vのものを使用する。これによって、LEDヘッド503のロジック部604のローレベル入力電圧VILは3.5Vから3.15Vに下がり、バッファドライバIC(LV244)602のハイレベル出力電圧VOHをDC−DCレギュレータの電圧変更により更に下げることが可能となる。
さらに、前述した図6に示す例では、LED書込制御回路502のFPGA601のI/O出力用電源に、可変電圧タイプのDC−DCレギュレータ601を使用することができる。このレギュレータ601の出力電圧を下げて行くと、FPGA601のI/Oのハイレベル出力電圧VOHも下がっていく。このVOHは、バッファドライバIC(LV244)のハイレベル入力電圧VIHの限界まで下げることが可能である。ただし、出力側(FPGA)のVOHは、入力側(バッファドライバIC)のVIHに対して、多少のマージンを持っておくことが必要である。
この例の場合においても、FPGA601からの出力データについても、前述と同様に、信号の電圧スイング幅をコントロールするに際して、DC−DCレギュレータに加えて、プルアップ抵抗、プルダウン抵抗、ダンピング抵抗を併用することができる。
LED書込制御回路502のFPGA601の出力波形を、プルアップ抵抗、プルダウン抵抗によって、DC−DCレギュレータでコントロール後のVOH近辺の電圧に分圧することにより、より安定した信号波形とすることができる。また、ダンピング抵抗によって、LED書込制御回路502のFPGA601のローレベル出力電圧VOLを上げることが可能となる。出力側(LED書込制御回路502のFPGA601)からのVOLもVOHと同様、入力側(バッファドライバIC LV244)のVILに対して、多少のマージンを持っておくことが必要である。
前述した例によれば、LED書込制御回路502のFPGA601のVOHのレベルを安定させると共に、VOLのレベルを上げることができるので、出力信号波形の電圧スイング幅をさらに小さくコントロールすることができる。
図6、図7により説明した例では、バッファドライバIC(LV244)602への電源電圧を3.9V、LEDヘッド503のロジック部604への電源電圧を4.5V、LED書込制御回路502のFPGA601のI/O電源電圧を3.3Vに、DC−DCレギュレータでコントロールしている。また、FPGA→LV244、LV244→LEDヘッドのそれぞれの信号ラインに、プルアップ抵抗、プルダウン抵抗、ダンピング抵抗を追加している。各ラインの信号波形の電圧は、出力側のVOH、VOLと、入力側のVIH、VILの仕様をそれぞれ満足しており、かつ、電圧スイング幅を(5V電源でのシステムと比較して)小さく抑えることができている。
図8は図6に示す例におけるバッファドライバIC(LV244)を、2電源タイプの電圧レベル変換ICに変更して構成したLED書込制御回路502の構成を示す図、図9は図8におけるFPGAからLEDヘッドのロジック部まで送信されるシリアル通信データのスイング幅を説明する図である。
図8に示す例における2電源タイプの電圧レベル変換IC802には、SN74LVC1Tを使用している。バッファドライバIC(LV244)との違いは、電圧レベル変換IC802が入力側の電源電圧を個別に設定することができる点である。LED書込制御回路502のFPGA801のI/O電源電圧及び電圧レベル変換IC802の入力側電源電圧を5Vより小さい電圧、例えば、3.3V、1.8Vにすることによって、LED書込制御回路502のFPGA801→電圧レベル変換IC(LVC1T)802の信号ラインの電圧スイング幅をさらに小さくすることが可能となる。
さらに、図8に示す例では、LED書込制御回路502のFPGA801のI/O電源電圧及び電圧変換ICの入力側電源電圧を、電圧可変タイプのDC−DCレギュレータによってコントロールする。図8に示す例では、LED書込制御回路502のFPGA801のI/O電源部の推奨動作電源電圧は、MIN 1.65V、電圧変換IC(LVC1T)802の推奨動作電源電圧は、MIN 1.65Vである。従って、DC−DCレギュレータ805の電圧を1.65Vに設定することによって、LED書込制御回路502のFPGA801→電圧変換IC(LVC1T)802の信号ラインの電圧スイング幅をさらに小さくすることが可能となる。
前述で説明した図8に示す例においても、LED書込制御回路502のFPGA801の出力信号の電圧スイング幅をコントロールするに際して、DC−DCレギュレータに加えて、プルアップ抵抗、プルダウン抵抗、ダンピング抵抗を併用することができる。
LED書込制御回路502のFPGA801の出力波形を、DC−DCレギュレータ805でコントロールした後、プルアップ抵抗、プルダウン抵抗によって、VOH近辺の電圧に分圧することにより、より安定した信号波形とすることができる。また、ダンピング抵抗によって、LED書込制御回路502のFPGA801のローレベル出力電圧VOLを上げることが可能となる。出力側(LED書込制御回路502のFPGA801)のVOLもVOHと同様、入力側(電圧変換IC LVC1T802)のVILに対して、多少のマージンを持っておくことが必要である。
前述した例によれば、LED書込制御回路502のFPGA801のVOHのレベルを安定させると共に、VOLのレベルを上げることができるので、出力信号波形の電圧スイング幅をさらに小さくコントロールすることができる。
図8、図9に示した例では、LED書込制御回路502のFPGA801のI/O電源電圧を1.65V、電圧変換IC(LVC1T)802の入力側の電源電圧も同様に1.65V、電圧変換IC(LVC1T)802の出力側の電源電圧を4V、LEDヘッド503のロジック804部への電源電圧を4.5VにDC−DCレギュレータ805、806、807でコントロールしている。また、FPGA→LVC1T、LVC1T→LEDヘッド、それぞれの信号ラインに、プルアップ抵抗、プルダウン抵抗、ダンピング抵抗を追加している。各ラインの信号波形の電圧は、図9に示しているように、出力側のVOH、VOLと、入力側のVIH、VILの仕様をそれぞれ満足しており、かつ、電圧スイング幅を(5V電源でのシステムと比較して)小さく抑えることができている。
前述までに説明した各例で使用しているDC−DCレギュレータの出力電圧は、図1に示すシステム制御装置302へフィードバッグして監視するようにすることができる。すなわち、それぞれのDC−DCレギュレータ電圧は、システム制御装置302へフィードバッグされ、システム制御装置内のAD変換装置によりデジタル数値化して、操作部400へ表示することができる。また、書込部500のLED書込制御回路502を構成する基板上にそれぞれのDC−DCレギュレータの出力電圧用テストピンを設け、各レギュレータの電圧をモニタすることが可能であり、これにより、各信号ラインの電圧スイング幅、VOH、VOL、VIH、VILの監視を行うことが可能となり、検証作業の効率化を図ることができる。
前述した本発明の実施形態によれば、放射電界ノイズの発生源である信号ラインの信号電圧のスイング幅をコントロールして、放射電界ノイズのレベルを抑制を図ることができる。
また、本発明の実施形態によれば、信号ラインの信号電圧のスイング幅をコントロールする手段を、容易に構築することが可能となる。
また、本発明の実施形態によれば、信号ラインの信号電圧のスイング幅を小さくすることができ、これにより、放射電界ノイズのレベルを抑制を図ることができる。
また、本発明の実施形態によれば、信号ラインの信号電圧のスイング幅の調整が容易で、かつ、詳細なチューニングを行うことが可能となり、さらなる放射電界ノイズレベルの抑制を図ることができる。
また、本発明の実施形態によれば、信号ラインの信号のハイレベル電圧とローレベル電圧との両方をコントロールすることが可能となり、さらなる放射電界ノイズレベルの抑制を図ることができる。
また、本発明の実施形態によれば、LEDアレイユニットの制御系電圧を下げることにより、信号ラインの信号電圧のスイング幅をさらに小さくすることができるので、さらなる放射電界ノイズレベルの抑制を図ることができる。
また、本発明の実施形態によれば、信号ラインの信号電圧のスイング幅のコントロールを、バッファドライバICの出力ラインだけでなく、入力ラインも可能としているので、さらなる放射電界ノイズレベルの抑制を図ることができる。
また、本発明の実施形態によれば、バッファドライバICの入力信号ラインのハイレベル電圧とローレベル電圧との両方をコントロールすることが可能であり、さらなる放射電界ノイズレベルの抑制を図ることができる。
また、本発明の実施形態によれば、バッファドライバICとして、二電源タイプのレベル変換ICを使用することにより、レベル変換ICの入力側の信号ラインの信号電圧のスイング幅をより小さくすることが可能となり、さらなる放射電界ノイズレベルの抑制を図ることができる。
また、本発明の実施形態によれば、信号ラインの信号電圧のスイング幅のコントロールを、電圧レベル変換ICの出力ラインだけでなく、入力ラインに対しても可能としているため、さらなる放射電界ノイズレベルの抑制を図ることができる。
また、本発明の実施形態によれば、レベル変換ICの入力信号ラインの信号のハイレベル電圧とローレベル電圧との両方をコントロールすることが可能となり、さらなる放射電界ノイズレベルの抑制を図ることができる。
また、本発明の実施形態によれば、DC−DCレギュレータの出力電圧レベルを監視することにより、それぞれの信号ラインの信号電圧のスイング幅を予測可能で、放射電界ノイズの低減検討の有効なデータを取得することが可能となり、検討効率の向上を図ることができる。
前述した本発明の実施形態は、本発明をA3サイズのLEDヘッドを3本使用するA0サイズ対応の画像形成装置に適用したものとして制御したが、本発明は、A3サイズのLEDヘッドを1本使用するA3サイズ対応の画像形成装置に対しても、あるいは、A3サイズのLEDヘッドを3本以上使用するさらに大型の画像形成装置に対しても適用することができる。
本発明の一実施形態による光書込装置を備える画像形成装置を含む複写機の機能構成の概要を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による光書込装置を備える画像形成装置を含む複写機の装置構成の概略を示す図である。 LED書込制御回路の構成を示すブロック図である。 FPGAのI/O出力用電源の電圧を5V、バッファドライバICの電源の電圧を4.5VとしたLED書込制御回路の構成を示す図である。 図4におけるFPGAからLEDヘッドのロジック部まで送信されるシリアル通信データのスイング幅を説明する図である。 FPGAのI/O出力用電源、バッファドライバICの電源を可変電圧レギュレータにより構成したLED書込制御回路の構成を示す図である。 図6におけるFPGAからLEDヘッドのロジック部まで送信されるシリアル通信データのスイング幅を説明する図である。 図6に示す例におけるバッファドライバIC(LV244)を、2電源タイプの電圧レベル変換ICに変更して構成したLED書込制御回路の構成を示す図である。 図8におけるFPGAからLEDヘッドのロジック部まで送信されるシリアル通信データのスイング幅を説明する図である。
符号の説明
100 読取部
101 センサ
102 画像増幅回路
103 AD変換回路
104 シェーディング補正回路
105 画像処理回路
106 同期制御回路
107 読取制御回路
108 スキャナ駆動装置
300 画像情報記憶部
301 画像メモリ部
302 システム制御装置
400 操作部
500 書込部
502 LED書込制御回路
503_1〜503_3 LEDヘッド(LHP)
504 駆動制御回路
505 プリンタ駆動装置
401、510、601、801 制御IC
402、601 ドライバIC
403、607、807 固定電圧レギュレータ
404、604 ロジック部
512 画像データ入力部
516 光量補正データSRAM
550_1〜6 画像データRAM部1
514A_1〜3、514B_1〜3 画像データRAM部2
515_1〜3 画像データ遅延部
605、606、805、806 可変電圧レギュレータ
802 レベル変換IC

Claims (13)

  1. 複数個の発光素子が一方向に列設されて構成された1または複数の発光素子アレイと、発光光を感光体に結像させる結像手段とを備えた光書込装置において、
    画像データ信号を発光素子アレイ制御部から前記発光素子アレイへ転送する際に、画像データ信号の電圧スイング幅を制御する機構を有することを特徴とする光書込装置。
  2. 請求項1記載の光書込装置において、前記信号電圧スイング幅を制御する機構は、バッファドライバICとDC−DCレギュレータとにより構成され、前記発光素子アレイ制御部に搭載それることを特徴とする光書込装置。
  3. 請求項2記載の光書込装置において、前記発光素子アレイ制御部からの画像データ信号の電圧スイング幅を、前記発光素子アレイの制御系電圧より小さくして、前記画像データ信号の転送を行うことを特徴とする光書込装置。
  4. 請求項2または3記載の光書込装置において、前記DC−DCレギュレータとして可変電圧タイプのものを用いて、画像データ信号の電圧スイング幅を調整することを特徴とする光書込装置。
  5. 請求項3または4記載の光書込装置において、前記画像データ信号を転送するラインにプルアップ抵抗、プルダウン抵抗、ダンピング抵抗が設けられることを特徴とする光書込装置。
  6. 請求項2ないし5のうちいずれか1記載の光書込装置において、前記発光素子アレイの制御系電源としてDC−DCレギュレータを用い、その電圧レベルを下げることを特徴とする光書込装置。
  7. 請求項2ないし6のうちいずれか1記載の光書込装置において、前記発光素子アレイ制御部は、画像信号処理部とバッファドライバとにより構成されており、前記画像信号処理部は、信号出力の端子電圧を可変とする機構を有するICであり、その出力端子電圧に電圧可変タイプのDC−DCレギュレータを用いて信号出力の電圧スイング幅を調整することを特徴とする光書込装置。
  8. 請求項7記載の光書込装置において、前記画像信号処理部と前記バッファドライバとの間の信号ラインに、プルアップ抵抗、プルダウン抵抗、ダンピング抵抗が設けられることを特徴とする光書込装置。
  9. 請求項2ないし6のうちいずれか1記載の光書込装置において、前記バッファドライバは、二電源タイプのレベル変換ICであることを特徴とする光書込装置。
  10. 請求項9記載の光書込装置において、前記発光素子アレイ制御部は、画像信号処理部と二電源タイプのレベル変換ICとにより構成されており、前記画像信号処理部は、信号出力の端子電圧を可変とする機構を有するICであり、その出力端子電圧に電圧可変タイプのDC−DCレギュレータを用いて信号出力の電圧スイング幅を調整することが可能で、かつ、前記レベル変換ICの入力端子側電源に前記DC−DCレギュレータの電圧を用いることを特徴とする光書込装置。
  11. 請求項9または10記載の光書込装置において、前記画像信号処理部と前記レベル変換ICとの間の信号ラインに、プルアップ抵抗、プルダウン抵抗、ダンピング抵抗が設けられることを特徴とする光書込装置。
  12. 請求項2ないし11のうちいずれか1記載の光書込装置において、前記DC−DCレギュレータの出力電圧を監視する機構を有することを特徴とする光書込装置。
  13. 請求項1ないし12のうちいずれか1記載の光書込装置を使用して構成されたことを特徴とする画像形成装置。
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