JP2023025382A - image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、感光体を露光する露光装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus equipped with an exposure device that exposes a photoreceptor.
プリンタなどの電子写真方式の画像形成装置においては、LEDや有機ELなどを用いた露光装置を用いて、感光ドラムを露光し、潜像形成を行う方式が一般的に知られている。前記露光装置は、感光ドラムの回転軸線方向(長手方向)に配列した発光素子列と、前記発光素子列の光を感光ドラム上に結像するロッドレンズアレイで構成される。前記LEDや有機ELは、発光面からの光の照射方向がロッドレンズアレイと同一方向となる面発光形状を有する構成が知られている。 2. Description of the Related Art In an electrophotographic image forming apparatus such as a printer, a method of forming a latent image by exposing a photosensitive drum using an exposure device using an LED, an organic EL, or the like is generally known. The exposure device is composed of a light-emitting element row arranged in the rotation axis direction (longitudinal direction) of the photosensitive drum and a rod lens array that forms an image of the light from the light-emitting element row on the photosensitive drum. The LEDs and organic ELs are known to have a surface emitting shape in which the direction of light emitted from the light emitting surface is the same as that of the rod lens array.
ここで、発光素子列の長手方向の長さは感光ドラムにおける画像領域幅に応じて決まり、発光素子の間隔はプリンタの解像度に応じて決まる。例えば、1200dpiのプリンタの場合、画素の間隔が21.16μm(小数点3桁以降は省略)であるため、発光素子の間隔も21.16μmとなる。このような露光装置を用いたプリンタでは、レーザビームをポリゴンモータで偏向走査するレーザ走査方式のプリンタと比較して、使用する部品数が少ないため、装置の小型化、低コスト化が容易である。 Here, the length of the light emitting element array in the longitudinal direction is determined according to the width of the image area on the photosensitive drum, and the interval between the light emitting elements is determined according to the resolution of the printer. For example, in the case of a 1200 dpi printer, the interval between pixels is 21.16 μm (three digits after the decimal point are omitted), so the interval between light emitting elements is also 21.16 μm. A printer using such an exposure device uses fewer parts than a laser scanning printer that deflects and scans a laser beam with a polygon motor, so it is easy to reduce the size and cost of the device. .
このような露光装置として、透明のガラス基板上にTFT回路と有機ELを用いた露光ヘッドが提案されている(特許文献1)。また、基板上に集積回路薄膜と発光層薄膜を貼り付けたLED/駆動IC複合チップを用いて形成した露光ヘッドや、自己走査型の発光素子が形成された化合物半導体チップを用いて形成した露光ヘッドが提案されている(特許文献2、特許文献3)。
As such an exposure device, an exposure head using a TFT circuit and an organic EL on a transparent glass substrate has been proposed (Patent Document 1). In addition, an exposure head formed using an LED/driving IC composite chip in which an integrated circuit thin film and a light emitting layer thin film are attached on a substrate, and an exposure formed using a compound semiconductor chip in which a self-scanning light emitting element is formed. A head has been proposed (
有機ELはレーザやLEDと比較すると発光強度が小さい。そのため、感光ドラムの長手方向に複数の発光素子を配置して形成した発光素子列を、感光ドラムの長手方向に垂直な方向にも複数配置し、複数の発光素子列によって感光ドラム上の同一箇所を多重露光することで必要な光量を確保するものがある。 Organic ELs have a lower emission intensity than lasers and LEDs. Therefore, a plurality of light emitting element arrays formed by arranging a plurality of light emitting elements in the longitudinal direction of the photosensitive drum are also arranged in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the photosensitive drum so that the plurality of light emitting element arrays can emit light at the same position on the photosensitive drum. The necessary amount of light is secured by multiple exposure of the .
このように多重露光を行うプリンタでは、ライン同期信号に合わせて感光ドラムの長手方向および長手方向に垂直な方向に配置された多数の発光素子が一斉に点灯する。すると、複数の発光素子を点灯させる信号が一斉に変化するため、同時に変化する信号数が多く、スイッチングノイズが大きくなるという課題がある。 In such a printer that performs multiple exposure, a large number of light emitting elements arranged in the longitudinal direction of the photosensitive drum and in the direction perpendicular to the longitudinal direction are simultaneously lit in accordance with the line synchronization signal. Then, since the signals for turning on the plurality of light emitting elements change all at once, there is a problem that the number of signals that change at the same time increases, resulting in increased switching noise.
そこで本発明の目的は、多重露光に伴うスイッチングノイズを低減することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to reduce switching noise associated with multiple exposure.
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、感光体と、前記感光体の回転軸線方向である第1の方向に沿って配置した複数の発光素子から形成される第1発光素子列と、前記第1の方向に沿って配置した複数の発光素子から形成される第2発光素子列とを前記第1の方向と直交する第2の方向に順に配置したチップを有し、前記感光体に対して前記第1発光素子列で露光した露光位置を前記第2発光素子列で多重露光する露光装置と、前記露光装置に対して、前記露光装置を制御するための信号を送信するコントローラと、を備え、前記露光装置は、ライン同期信号の入力タイミングから発光を開始する第1開始タイミングまでの第1遅延時間と、前記第1開始タイミングから前記ライン同期信号の次のライン同期信号の入力タイミングまでに前記発光を終了する第1終了タイミングまでの第1パルス幅とを基に前記第1発光素子列を発光させるための第1パルス信号を設定し、ライン同期信号の入力タイミングから発光を開始する第2開始タイミングまでの前記第1遅延時間とは異なる第2遅延時間と、前記第2開始タイミングから前記ライン同期信号の次のライン同期信号の入力タイミングまでに前記発光を終了する第2終了タイミングまでの前記第1パルス幅とは異なる第2パルス幅とを基に前記第2発光素子列を発光させるための第2パルス信号を設定し、設定にしたがって各発光素子列の発光を開始し、終了する、ことを特徴とする。 A representative configuration of the present invention for achieving the above object is a photoreceptor and a first light emitting element formed of a plurality of light emitting elements arranged along a first direction that is the rotation axis direction of the photoreceptor. a chip in which a row and a second light emitting element row formed of a plurality of light emitting elements arranged along the first direction are arranged in order in a second direction perpendicular to the first direction; an exposure device that performs multiple exposure with the second light emitting element array on the exposure position exposed by the first light emitting element array on the photosensitive member; and a signal for controlling the exposure apparatus is transmitted to the exposure apparatus. a controller, wherein the exposure apparatus controls a first delay time from an input timing of a line synchronization signal to a first start timing for starting light emission, and a line synchronization signal following the line synchronization signal from the first start timing; setting a first pulse signal for causing the first light emitting element array to emit light based on a first pulse width up to a first end timing that ends the light emission by the input timing of the line synchronization signal, and from the input timing of the line synchronization signal a second delay time different from the first delay time up to a second start timing for starting light emission, and ending the light emission from the second start timing to the input timing of the line synchronization signal next to the line synchronization signal. setting a second pulse signal for causing the second light emitting element array to emit light based on a second pulse width different from the first pulse width up to a second end timing, and emitting light from each light emitting element array according to the setting; is characterized by starting and ending the
本発明によれば、多重露光に伴うスイッチングノイズを低減することができる。 According to the present invention, switching noise associated with multiple exposure can be reduced.
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Preferred embodiments of the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in the following embodiments should be appropriately changed according to the configuration of the device to which the present invention is applied and various conditions. They are not intended to limit the scope of the invention only to them.
(画像形成装置全体の構成)
本実施例における電子写真方式の画像形成装置について簡単に説明する。図1に、画像形成装置全体の構成を示す。本画像形成装置は、スキャナ部100、作像部103、定着部104、給紙/搬送部105及び、これらを制御するプリンタ制御部(不図示)から構成される。
(Overall Configuration of Image Forming Apparatus)
An electrophotographic image forming apparatus according to this embodiment will be briefly described. FIG. 1 shows the configuration of the entire image forming apparatus. The image forming apparatus includes a
スキャナ部100は、原稿台に置かれた原稿に対して、照明を当てて原稿画像を光学的に読み取り、その像を電気信号に変換して画像データを作成する。作像部103では、像担持体(感光体)としての感光ドラム102を回転駆動し、帯電器107によって感光ドラム102を帯電させる。露光装置としての露光ヘッド106は、前記画像データに応じて発光し、配列された発光素子群のチップ面で発光した光を感光ドラム102に集光し、静電潜像を形成する。現像器108は、感光ドラム102に形成された静電潜像に対してトナーを現像する。現像されたトナー像は、転写ベルト111上に搬送された紙上に転写される。作像部は、前記一連の電子写真プロセス(帯電、露光、現像、転写)を行う作像ユニットを4連持ち、各々シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の順に並べることで、フルカラーの画像を形成する。前記4連の作像ユニットは、シアンの作像ユニットの作像開始から所定時間経過後に、マゼンタ、イエロー、ブラックの作像動作を順次実行していく。
The
給紙/搬送部105では、本体内給紙ユニット109a、109b、外部給紙ユニット109c、手差し給紙ユニット109dのうち、予め指示された給紙ユニットから記録媒体としての紙を給紙し、給紙された紙はレジローラ110まで搬送される。レジローラ110は、前述した作像部103において形成されたトナー像が紙上に転写されるタイミングで、転写ベルト111上に紙を搬送する。転写ベルト111の対向位置には、光学センサ113が配置されており、各作像ユニット間の色ズレ量を導出するため、転写ベルト111上に印字されたテストチャートの位置検出を行う。ここで導出された色ズレ量は、画像コントローラ部700(図7参照)に通知され、各色の画像位置が補正される。この制御によって、紙上に色ずれのないフルカラートナー像が転写される。定着部104は、ローラの組み合わせによって構成され、ハロゲンヒータ等の熱源を内蔵し、前記転写ベルト111上からトナー像が転写された紙上のトナーを、熱と圧力によって溶解、定着する。画像が定着された紙を、排紙ローラ112にて画像形成装置外部に排紙する。
The paper feed/
プリンタ制御部(不図示)は、MFP全体を制御するMFP制御部と通信して、その指示に応じて制御を実行すると共に、前述のスキャナ、作像、定着、給紙/搬送の各部の状態を管理しながら、全体が調和を保って円滑に動作できるよう指示を行う。なお、MFPとはマルチファンクションプリンタの略であり、MFP全体とは画像形成装置全体を指す。ここでは、画像形成装置として、プリンタ、コピー、画像読取、FAXの機能を1台に持たせた多機能複合機(マルチファンクションプリンタ)を例示しているが、これに限定されるものではない。 A printer control unit (not shown) communicates with the MFP control unit that controls the entire MFP, executes control according to instructions from the MFP control unit, and monitors the states of the above-described scanner, image forming, fixing, and paper feed/conveyance units. while managing the entire system to maintain harmony and operate smoothly. Note that MFP is an abbreviation for multi-function printer, and the entire MFP refers to the entire image forming apparatus. Here, as an image forming apparatus, a multi-function printer having functions of printer, copy, image reading, and facsimile is exemplified, but the image forming apparatus is not limited to this.
(露光ヘッドの構成)
図2を用いて、感光ドラム102に露光を行う露光装置としての露光ヘッド106について説明する。図2(a)、図2(b)に感光ドラム102に対する露光ヘッド106の配置の様子と、発光素子群201から出射した光が、ロッドレンズアレイ203により感光ドラム102に集光する様子を示す。
(Configuration of exposure head)
The
露光ヘッド106及び感光ドラム102は、不図示の取り付け部材によって、各々、画像形成装置に取り付けられている。露光ヘッド106は、発光素子群201と、発光素子群201を実装したプリント基板202、ロッドレンズアレイ203と、ロッドレンズアレイ203とプリント基板202を取り付けるハウジング204で構成されている。露光ヘッド106は、工場では露光ヘッド106単体で組み立て調整作業を行い、集光位置でのスポットを所定サイズに調整するピント調整、光量調整が行われる。ここで、感光ドラム102とロッドレンズアレイ203の間の距離、ロッドレンズアレイ203と発光素子群201の間の距離は、所定の間隔となるように配置されることで発光素子群201からの出射光が感光ドラム102上に結像される。このため、ピント調整時においては、ロッドレンズアレイ203と発光素子群201との距離が所望の値となるように、ロッドレンズアレイ203の取り付け位置の調整が行われる。また、光量調整時においては、各発光素子を個別に順次発光させていき、ロッドレンズアレイ203を介して集光させた光が、所定光量になるように各発光素子の駆動電流が調整される。
The
(基板の構成)
図3に発光素子群201を配列したプリント基板202を示す。図3(a)は発光素子群201が実装されている面とは反対の面(以降、発光素子非実装面と呼称)、図3(b)は発光素子群201が実装されている面(以降、発光素子実装面と呼称)を示す。プリント基板202は、図3(a)に示す非実装面、及び図3(b)に示す実装面の両面に部品を実装可能な基板である。
(Substrate configuration)
FIG. 3 shows a printed
図3(b)に示すように、プリント基板202の発光素子実装面には、複数の発光素子からなる発光素子群201が実装されている。発光素子群201は、20個の発光素子アレイチップ400-1~400-20を千鳥状に配列した構成から成る。各発光素子アレイチップ内には、発光素子がチップの第1の方向である長手方向に748個、第1の方向に直交する第2の方向である短手方向に6列、所定の解像度ピッチで配列されている。本実施例では、チップ長手方向及び短手方向に隣接する発光素子のピッチは、ともに1200dpiの解像度のピッチ(約21.16μm)となっており、チップ内における長手方向748個の発光点の端から端までの間隔は、約15.8mmである。発光素子群201は、20個のチップが配列されることで、感光ドラム102の長手方向に露光可能な発光素子数は14960素子となり、約316mmの画像幅に対応した画像形成が可能となる。発光素子アレイチップ400-1~400-20は千鳥状に2列に配置されており、各列はプリント基板202の長手方向に沿って配置される。図3(c)に、発光素子アレイチップ400のチップ間の境界部の様子を示す。チップ間の境界部においても、発光素子の長手方向のピッチは、1200dpiの解像度のピッチ(約21.16μm)となっている。また、前記2列のチップの発光点の間隔(図中S)は、約105μm(1200dpiで5画素分)となるように配置される。
As shown in FIG. 3B, a light emitting
また、露光ヘッド106の長手方向の発光点の間隔(図中L)は、約21.16μm(1200dpiで1画素分)となっている。なお、本発明においては、前記発光素子アレイチップ間の間隔S、Lは、前述した値に限定する必要はないものとする。
The interval (L in the figure) between the light emitting points in the longitudinal direction of the
図3(a)に示すように、プリント基板202の発光素子非実装面には、画像コントローラ部700(図7参照)から発光素子アレイチップを制御する制御信号と、電源ラインを接続するコネクタ305が配置されている。前記コネクタ305を介して各発光素子アレイチップ400は駆動される。
As shown in FIG. 3A, a
(発光素子アレイチップの構成)
図4に発光素子アレイチップ400の平面構成の概略を示す。なお、図中の矢印X方向は感光ドラム102の回転軸線方向(長手方向)であり、チップの第1の方向である。矢印Y方向は感光ドラム102の回転方向であり、チップの前記第1の方向に直交する第2の方向である。発光素子アレイチップ400は、発光基板402の上に複数の発光素子を含む発光部404、ワイヤボンディングパッド(WBパッド)408が形成されている。尚、発光基板402には発光部404を制御するための回路部406が内蔵されている。回路部406はアナログ駆動回路、デジタル制御回路の両方を含んだ構成となっている。回路部406の電源供給や発光素子アレイチップ400外からの信号などの入出力はワイヤボンディングパッド408を通じて行われる。
(Structure of light-emitting element array chip)
FIG. 4 shows an outline of the planar configuration of the light emitting
(発光部の構成)
発光部404について図5を用いて説明する。なお、図中の矢印Z方向は矢印X方向及び矢印Y方向に垂直で発光部404からの光が出射する方向である。図5は図4中のA-A部断面の一部、発光素子1つ分とその周囲の概略図である。発光基板402上に複数の下部電極504、発光層506、上部電極508が形成された構成である。下部電極504は独立電極であり、上部電極508は共通電極である。下部電極504は図5に示すように、図中の矢印X方向に幅W、また矢印X方向に隣接する下部電極504との間に所定の間隔dを空けて複数形成される。下部電極504と上部電極508の間に発光層506が形成される。尚、発光層506は連続して形成されていても、下部電極504とほぼ同等の大きさに分断されていても良い。発光素子602は、独立した下部電極504の1つと、発光層506、上部電極508で囲まれた部分で1素子を形成する。複数の下部電極504のうちの所望の電極を選択し、選択された下部電極504と上部電極508を通じて発光層506に通電する事で選択された下部電極504に対応する場所の発光層506を発光させ、上部電極508を通して出射光510として出射させる。下部電極504としては発光層506の発光波長に対して反射率の高い金属が好ましく、本実施例ではAgを用いる。他にもAlまたはその合金などを用いることができる。また、上部電極508としては発光層506の発光波長に対して透明である事が好ましく、本実施例では酸化インジウム錫(ITO)を用いる。本実施例では発光層506として、有機EL膜を用いるが、有機EL層以外でも無機EL層などでも良い。
(Structure of light-emitting part)
The
(発光部の配列)
発光部404の配列について、図6(a)及び図6(b)を用いて説明する。図6(a)は発光部404における発光素子の配列を示す図である。図6(a)に示すように、発光部404は、複数の発光素子602を列状に配置して構成される。複数の発光素子602が図中の矢印X方向に所定の間隔(例えば1200dpiとして21.16μmピッチ)で矢印X方向に列状に配列され、かつ、矢印Y方向にも複数配列され、複数の発光素子列(図6(a)中の604-1~604-m)を形成する。
(Arrangement of light-emitting parts)
The arrangement of the
言い換えれば、発光部404は、第1の方向である矢印X方向に沿って配置した複数の発光素子602から形成される発光素子列604を、第1の方向と直交する第2の方向である矢印Y方向に順に配置して構成される。具体的には、発光部404は、個数nの発光素子602が矢印X方向に所定の間隔で矢印X方向に列状に配列され、発光素子列604を形成している。かつ、発光部404は、このように形成した列数mの発光素子列604(第1発光素子列604-1、第2発光素子列604-2、…第m発光素子列604-m)を矢印Y方向に順に配置して構成される。
In other words, the light-emitting
図中、W1は矢印X方向の発光素子602の幅であり、d1は矢印X方向の発光素子602の隣接間隔である。発光層506が十分に薄い場合には発光素子602のサイズは実質的に下部電極504と同じであり、W1は図5中のW、d1は図5中のdと見なしてよい。発光素子602の矢印Y方向の幅W2、間隔d2、発光素子列604の列数mはそれぞれ矢印Y方向の走査速度や必要光量及び解像度を考慮して決定すればよい。本実施例においては幅W1を20.9μm、間隔d1を0.26μmとして、21.16μmピッチに配列した。また、幅W2を幅W1と同じく20.9μm、幅d2を幅d1と同じく0.26μmとして、21.16μmピッチに配列した。また、列数mは6とする。
In the figure, W1 is the width of the
図6(b)は発光素子列604-1の断面概略図である。図6(b)に示すように下部電極504を幅W1、間隔d1で図中矢印X方向に配置している。個々の発光素子602は、個々の下部電極504が上部電極508と対向する部分、及びその間の発光層506によって構成される。個々の発光素子の構成例として、発光素子602-13を図6(b)中、点線で囲んだ部分で示す。
FIG. 6B is a schematic cross-sectional view of the light emitting element array 604-1. As shown in FIG. 6B, the
なお、図6(a)の矢印Y方向に配列する発光素子は、同時に点灯した場合、感光ドラム102上においてW2+d2の距離間隔で、感光ドラム102の回転方向の異なる位置に露光する。感光ドラム102の回転速度に応じて、各発光素子の点灯タイミングを時間シフトすることで、感光ドラム102上に略同一位置で露光することが可能になる。前記略同一位置で矢印Y方向に配列した発光素子を露光する状態を多重露光と呼称する。例えば、図6(a)に示す第1発光素子列604-1で露光した露光位置(略同一位置)を第2発光素子列604-2で多重露光する。
When the light emitting elements arranged in the arrow Y direction in FIG. 6A are turned on at the same time, they expose different positions in the rotation direction of the
(制御ブロック)
図7に、画像コントローラ部700、プリント基板202のブロック図を示す。本実施例においては、説明を簡易化するために単色の処理について説明するが、同様の処理を4色同時に並列処理するものとする。
(control block)
FIG. 7 shows a block diagram of the
(画像コントローラ部)
画像コントローラ部700は、プリント基板202とは異なる装置側(ここでは画像形成装置)に設けられている。画像コントローラ部700は、プリント基板202に対してプリント基板202を制御するための信号を送信する。前記信号は、画像データの有効範囲を表すチップセレクト信号、クロック信号、画像データ、画像データの1ライン毎の区切りを表す信号(以降ライン同期信号と呼称)、CPU703との通信信号である。前記各々の信号は、チップセレクト信号線cs_x705、クロック信号線clk706、画像データ信号線data707、ライン同期信号線lsync_x708、通信信号線709を介してプリント基板202内の発光素子アレイチップ400に送信される。画像コントローラ部700では、画像データに対する処理と、印字タイミングに対する処理が行われる。画像コントローラ部700は、画像データ生成部701、チップデータ変換部702、CPU703、同期信号生成部704を有する。
(Image controller part)
The
画像データ生成部701では、スキャナ部100、あるいは、画像形成装置外部から受信した画像データに対して、CPU703により指示された解像度でディザリング処理を行いプリント出力のための画像データを生成する。本実施例では、1200dpiの解像度でディザリング処理を行うものとする。また、画像データは3bit幅で濃度値0~7の8階調を表し、7が最大濃度を表すものとする。
The image
同期信号生成部704は、ライン同期信号を生成する。CPU703は、事前に定められた感光ドラム102の回転速度に対して、感光ドラム102表面が回転方向に1200dpiの画素サイズ(約21.16μm)移動する周期を1ライン周期として、同期信号生成部704に信号周期の時間間隔を指示する。例えば紙搬送方向に200mm/sの速度で印字する場合、1ライン周期を105.8μs(小数点2桁以下省略)として時間間隔を指示する。紙搬送方向の速度については、感光ドラムの速度制御手段(不図示)に設定する印字速度の設定値(固定値)を用いてCPU703が算出するものとする。
A
チップデータ変換部702は、同期信号生成部704で生成したライン同期信号に同期して1ライン分の画像データを発光素子アレイチップ毎に分割し、クロック信号とチップセレクト信号とともにプリント基板202へ送る。
The chip
(プリント基板)
次にプリント基板202の構成について説明する。プリント基板202は、複数の発光素子アレイチップ400、ヘッド情報格納部710を有する。
(Printed board)
Next, the configuration of the printed
ヘッド情報格納部710は各発光素子アレイチップ400の発光量や実装位置情報といったヘッド情報を格納する記憶装置であり、通信信号線709を介してCPU703と接続されている。クロック信号線706、画像データ信号線707、ライン同期信号線708、通信信号線709は発光素子アレイチップ400の全てに接続されている。チップセレクト信号線705は発光素子アレイチップ400-1の入力に接続されている。さらにチップセレクト信号線705は発光素子アレイチップ400-1の出力が信号線711-1を介して発光素子アレイチップ400-2の入力に接続されている。さらにチップセレクト信号線705は発光素子アレイチップ400-2の出力が信号線711-2を介して発光素子アレイチップ400-3の入力に接続されている。このようにチップセレクト信号線705はカスケード接続になっている。各発光素子アレイチップ400には、入力チップセレクト信号、クロック信号、ライン同期信号、画像データ信号、通信信号で設定された設定値を基に発光素子を発光させる。また、次チップ用のチップセレクト信号を生成する。
A head
(チップ内部のデジタル回路ブロック)
図8に発光素子アレイチップ400内の回路ブロック図を示す。発光素子アレイチップ400内の回路部406はデジタル部800とアナログ部807から成る。デジタル部800はクロック信号706に同期して、発光素子を発光させるためのパルス信号を生成し、アナログ部807へ送る機能と、入力されてきたチップセレクト信号から次チップ用のチップセレクト信号を生成する機能を持つ。ここで、デジタル部800はクロック信号706に同期して、通信信号709によって予め設定された設定値、チップセレクト信号705、画像データ信号707、ライン同期信号708を基に発光素子を発光させるためのパルス信号を生成する。
(digital circuit block inside the chip)
FIG. 8 shows a circuit block diagram in the light emitting
通信IF部801はCPU703からの通信信号709に基づいて、レジスタ部802に対する設定値のライト及びリードを制御する。
A communication IF
レジスタ部802は動作に必要な設定値を格納する。この設定値には、パルス信号生成部805で生成するパルス信号のパルス幅情報(パルス幅設定値b)とライン遅延情報(ライン遅延設定値a)、アナログ部807で設定する駆動電流の設定情報(光量係数)がある。
A
チップセレクト信号生成部803は入力されてきたチップセレクト信号を遅延させ、次チップ用のチップセレクト信号を生成する。
The chip
画像データ格納部804は、入力されてきたチップセレクト信号が有効な間の画像データを保持し、ライン同期信号に同期して画像データを点灯制御部806に出力する。詳細は後述する。
The image
パルス信号生成部805は、レジスタ部802で設定されたパルス信号のパルス幅情報及びライン遅延情報を基に対応する発光素子列内の発光素子を点灯させる際に必要なパルス信号を生成し、点灯制御部806に出力する。詳細は後述する。
A pulse
点灯制御部806は、画像データ格納部804からの画像データを基に、発光素子毎にパルス信号生成部805からのパルス信号をアナログ部807に出力するか否かを制御する。詳細は後述する。
Based on the image data from the image
アナログ部807は、デジタル部800で生成されたパルス信号を基に、発光素子を駆動する為に必要な信号を生成する。詳細は後述する。
Based on the pulse signal generated by the
次に画像データ格納部804の動作について説明する。図9は画像データ格納部804の回路構成図である。
Next, the operation of the image
本実施例ではチップセレクト信号をcs_x、ライン同期信号をlsync_xとし、負論理信号とするが、正論理であってもよい。また、クロック信号をclk、画像データ信号をdataとする。クロックゲート回路910はチップセレクト信号cs_xの反転信号とクロック信号clkの論理積を出力とし、cs_xが有効な時のみフリップフロップ回路911にクロック信号s_clkを出力する。フリップフロップ回路911は画像データ格納部804へ入力されてきた画像データ信号dataを大元の入力とし、発光素子アレイチップの長手方向に設けられた発光素子数と同じ数(本実施例では748)が直列接続されている。フリップフロップ回路911はクロックゲート回路910から送られてきたクロック信号s_clkで動作する。
In this embodiment, the chip select signal cs_x and the line synchronization signal lsync_x are negative logic signals, but they may be positive logic signals. Also, the clock signal is clk, and the image data signal is data. The
以下、フリップフロップ回路について説明する。代表して、フリップフロップ回路912-000、913-000、914-000、915-000、916-000、917-000について説明する。他のフリップフロップ回路912-001~912-747、913-001~913-747、914-001~914-747、915-001~915-747、916-001~916-747、917-001~917-747についても同様である。 The flip-flop circuit will be described below. Flip-flop circuits 912-000, 913-000, 914-000, 915-000, 916-000 and 917-000 will be described as representatives. Other flip-flop circuits 912-001 to 912-747, 913-001 to 913-747, 914-001 to 914-747, 915-001 to 915-747, 916-001 to 916-747, 917-001 to 917 The same is true for -747.
フリップフロップ回路912-000は、フリップフロップ回路911-000の出力(dly_data_000)を入力とし、ライン同期信号lsync_xで動作する。フリップフロップ回路912-000の出力(buf_data_0_000)は点灯制御部806とフリップフロップ回路913-000に入力される。フリップフロップ回路913-000はフリップフロップ回路912-000の出力(buf_data_0_000)を入力とし、ライン同期信号lsync_xで動作する。フリップフロップ回路913-000の出力(buf_data_1_000)はフリップフロップ回路914-000と点灯制御部806に入力される。フリップフロップ回路914-000はフリップフロップ回路913-000の出力(buf_data_1_000)を入力とし、ライン同期信号lsync_xで動作する。フリップフロップ回路914-000の出力(buf_data_2_000)はフリップフロップ回路915-000と点灯制御部806に入力される。フリップフロップ回路915-000はフリップフロップ回路914-000の出力(buf_data_2_000)を入力とし、ライン同期信号lsync_xで動作する。フリップフロップ回路915の出力(buf_data_3_000)はフリップフロップ回路916-000と点灯制御部806に入力される。フリップフロップ回路916-000はフリップフロップ回路915-000の出力(buf_data_3_000)を入力とし、ライン同期信号lsync_xで動作する。フリップフロップ回路916-000の出力(buf_data_4_000)はフリップフロップ回路917-000と点灯制御部806に入力される。フリップフロップ回路917-000はフリップフロップ回路916-000の出力(buf_data_4_000)を入力とし、ライン同期信号lsync_xで動作する。フリップフロップ回路917-000の出力(buf_data_5_000)は点灯制御部806に入力される。
The flip-flop circuit 912-000 receives the output (dly_data_000) of the flip-flop circuit 911-000 and operates with the line synchronization signal lsync_x. The output (buf_data_0_000) of the flip-flop circuit 912-000 is input to the
図10は画像データ格納部804の感光ドラムの長手方向の動作を表すタイミングチャートである。図中の信号名は図9に示している。cs_x=0をclkの立上りでとらえた時刻T0から時刻T1の間、画像データはdata→dly_data_000→dly_data_001→…といった具合に順にシフトしていく。cs_x=0はクロック信号が感光ドラムの長手方向の発光素子数と同じ数、748だけ入力されるものとする。こうすることで、1ライン分の画像データがdly_data_000~dly_data_747に保持されることとなる。時刻T1以降はcs_x=1であるためにシフト動作は行われずに保持される。時刻T2でlsync_x=0をclkの立上りでとらえると、dly_data_000→buf_data_0_000、dly_data_001→buf_data_0_001、…といった具合に1ライン分の画像データが一斉にbuf_data_0_000~buf_data_0_747としてシフトし、点灯制御部806に出力される。
FIG. 10 is a timing chart showing the motion of the photosensitive drum in the image
図11は画像データ格納部804の感光ドラムの回転方向の動作を表すタイミングチャートである。図11では、代表して図9に示すフリップフロップ回路912-000の出力buf_data_0_000、フリップフロップ回路913-000の出力buf_data_1_000、フリップフロップ回路914-000の出力buf_data_2_000、フリップフロップ回路915-000の出力buf_data_3_000、フリップフロップ回路916-000の出力buf_data_4_000、フリップフロップ回路917-000の出力buf_data_5_000について説明する。図9に示す他のフリップフロップ回路の出力buf_data_0_001~buf_data_0_747、buf_data_1_001~buf_data_1_747、buf_data_2_001~buf_data_2_747、buf_data_3_001~buf_data_3_747、buf_data_4_001~buf_data_4_747、buf_data_5_001~buf_data_5_747の全てにおいて同様である。
FIG. 11 is a timing chart showing the operation of the photosensitive drum in the image
図示する通り、lsync_xの0から1への立上り毎に、dly_data_000→buf_data_0_000、buf_data_0_000→buf_data_1_000、・・・といった具合にシフトする。このため、時刻T0におけるdly_data_000の値B000の値が時刻T1でbuf_data_0_000、時刻T2でbuf_data_1_000、時刻T3でbuf_data_2_000、・・・といった具合に点灯制御部806に出力される。感光ドラム上で先に露光される方の発光素子から順にbuf_data_0_000、buf_data_1_000、buf_data_2_000、buf_data_3_000、buf_data_4_000、buf_data_5_000を接続することで、多重露光を実現する。
As shown, each time lsync_x rises from 0 to 1, it shifts dly_data_000→buf_data_0_000, buf_data_0_000→buf_data_1_000, and so on. Therefore, the value B000 of dly_data_000 at time T0 is output to the
次にパルス信号生成部805について説明する。図12にパルス信号生成部805のブロック図を示す。
Next, the
パルス信号生成部805は、カウンタ部1000、発光素子列ごとの出力決定部1002から成る。カウンタ部1000ではクロック信号706をカウントし、ライン同期信号708の入力ごとにカウントをリセットする。カウンタ部の出力であるカウント信号(cnt)1001は全ての出力決定部1002_0~1002_5に入力される。
The pulse
パルス幅設定信号線1003_0~1003_5はレジスタ部802からの入力であり、6列の発光素子列毎にクロック周期単位で設定されたパルス幅設定値b0~b5を伝送する。パルス幅設定信号線1003_0は出力決定部1002-00に接続されている。パルス幅設定信号線1003_1は出力決定部1002-01に接続されている。パルス幅設定信号線1003_2は出力決定部1002-02に接続されている。パルス幅設定信号線1003_3は出力決定部1002-03に接続されている。パルス幅設定信号線1003_4は出力決定部1002-04に接続されている。パルス幅設定信号線1003_5は出力決定部1002-05に接続されている。
Pulse width setting signal lines 1003_0 to 1003_5 are inputs from the
ライン遅延設定信号線1004_0~1004_5はレジスタ部802からの入力であり、6列の発光素子列毎にクロック周期単位で数えたライン同期信号からの遅延設定値a0~a5を伝送する。ライン遅延設定信号線1004_0は出力決定部1002-00に接続されている。ライン遅延設定信号線1004_1は出力決定部1002-01に接続されている。ライン遅延設定信号線1004_2は出力決定部1002-02に接続されている。ライン遅延設定信号線1004_3は出力決定部1002-03に接続されている。ライン遅延設定信号線1004_4は出力決定部1002-04に接続されている。ライン遅延設定信号線1004_5は出力決定部1002-05に接続されている。
The line delay setting signal lines 1004_0 to 1004_5 are inputs from the
出力決定部1002ではカウント信号1001、パルス幅設定信号線1003によって伝送されるパルス幅設定値bおよびライン遅延設定信号線1004によって伝送されるライン遅延設定値aに応じたパルス信号を生成する。
The
言い換えれば、パルス信号生成部805は、ライン同期信号の入力タイミングから発光を開始する開始タイミングまでの遅延時間(遅延設定値a)と、前記開始タイミングから前記発光を終了する終了タイミングまでのパルス幅(パルス幅設定値b)とを基に発光素子列を発光させるためのパルス信号(pwm)を生成する。
In other words, the
後述するが、パルス信号生成部805は、ライン同期信号の入力タイミングから発光を開始する第1開始タイミングまでの第1遅延時間(遅延設定値a)と、前記第1開始タイミングから前記ライン同期信号の次のライン同期信号の入力タイミングまでに前記発光を終了する第1終了タイミングまでの第1パルス幅(パルス幅設定値b)とを基に第1発光素子列を発光させるための第1パルス信号を生成する。またパルス信号生成部805は、ライン同期信号の入力タイミングから発光を開始する第2開始タイミングまでの前記第1遅延時間とは異なる第2遅延時間(遅延設定値a)と、前記第2開始タイミングから前記ライン同期信号の次のライン同期信号の入力タイミングまでに前記発光を終了する第2終了タイミングまでの前記第1パルス幅とは異なる第2パルス幅(パルス幅設定値b)とを基に第2発光素子列を発光させるための第2パルス信号を生成する。
As will be described later, the
次に出力決定部1002の動作について説明する。以下、代表して出力決定部1002-0について説明する。出力決定部1002-0については、接続されるパルス幅設定信号線が1003-0、ライン遅延設定信号線が1004-0となり、出力がpwm0となる。他の出力決定部1002-1、1002-2、1002-3、1002-4、1002-5については、接続されるパルス幅設定信号線が1003-1、1003-2、1003-3、1003-4、1003-5となる。またライン遅延設定信号線が1004-1、1004-2、1004-3、1004-4、1004-5となり、また出力がpwm1、pwm2、pwm3、pwm4、pwm5となる。また動作は出力決定部1002-0と同じである。
Next, the operation of
図17(a)は出力決定部1002-0の動作を示すタイミングチャートである。 FIG. 17(a) is a timing chart showing the operation of the output determining section 1002-0.
ライン同期信号lsync_xの入力タイミング(時刻t0)にカウント信号cntがリセットされクロック信号clk周期でカウント信号cntがインクリメントを開始する。カウント信号cntがa0未満ではLow、a0(時刻t1)以上ではHighを出力する。b0の間High出力を保持し、a0+b0(時刻t2)以上ではLowとなる。次のライン同期信号lsync_xの入力タイミング(時刻t3)でカウント信号cntはリセットされ、以降同様の動作を繰り返す。こうすることでパルス幅変調信号pwm_0が生成される。 The count signal cnt is reset at the input timing (time t0) of the line synchronization signal lsync_x, and the count signal cnt starts incrementing at the cycle of the clock signal clk. When the count signal cnt is less than a0, it outputs Low, and when it is equal to or greater than a0 (time t1), it outputs High. High output is maintained during b0, and becomes Low after a0+b0 (time t2). The count signal cnt is reset at the input timing (time t3) of the next line synchronization signal lsync_x, and the same operation is repeated thereafter. By doing so, a pulse width modulated signal pwm_0 is generated.
なお、図17(a)において、ライン同期信号lsync_xの入力タイミング(時刻t0)からカウント信号cntがa0となるタイミング(時刻t1)までは遅延時間である。また、カウント信号cntがa0となるタイミング(時刻t1)から、次のライン同期信号lsync_xの入力タイミング(時刻t3)までにカウント信号cntがa0+b0(時刻t2)となるタイミング(時刻t2)まではパルス幅である。言い換えれば、カウント信号cntがa0となるタイミング(時刻t1)から、次のライン同期信号lsync_xの入力タイミング(時刻t3)までにカウント信号cntがb0の間はパルス幅である。パルス信号生成部805は、前記遅延時間と前記パルス幅に応じたパルス信号を発光素子列ごとに生成する。
In FIG. 17A, the delay time is from the input timing (time t0) of the line synchronization signal lsync_x to the timing (time t1) at which the count signal cnt becomes a0. Also, from the timing (time t1) when the count signal cnt becomes a0 to the timing (time t2) when the count signal cnt becomes a0+b0 (time t2) by the input timing (time t3) of the next line synchronization signal lsync_x, the pulse width. In other words, from the timing (time t1) when the count signal cnt becomes a0 to the input timing (time t3) of the next line synchronization signal lsync_x, the count signal cnt is the pulse width during b0. A
図17(b)はパルス信号生成部805で生成される6本のパルス信号の一例を示すタイミングチャートである。
FIG. 17B is a timing chart showing an example of six pulse signals generated by the
パルス信号生成部805は、前述したように、前記遅延時間と前記パルス幅に応じたパルス信号を発光素子列ごとに生成する。言い換えれば、パルス信号生成部805は、前記遅延時間と前記パルス幅とを発光素子列ごとに設定する。ここで、発光素子列は、1つの発光素子アレイチップ内でドラム回転方向に順に配置した複数の発光素子列の、各発光素子列を指す。図17(b)では、1つの発光素子アレイチップが、列数m=6の発光素子列(第1、第2、第3、第4、第5、第6発光素子列)をドラム回転方向に順に配置した構成を例示している。
The
パルス信号生成部805は、図17(b)に示すように、列数6の発光素子列ごとに、6本のパルス信号(pwm0、pwm1、pwm2、pwm3、pwm4、pwm5)を生成する。なお、各パルス信号pwmのLowからHighに遷移する開始タイミングをt1、HighからLowに遷移する終了タイミングをt2で示す。t0はライン同期信号の入力タイミング、t3は次のライン同期信号の入力タイミングを示す。
As shown in FIG. 17B, the
パルス信号生成部805は、ライン同期信号の入力タイミングt0から発光を開始する第1開始タイミングt10までの第1遅延時間(遅延設定値a0)と、前記第1開始タイミングから次のライン同期信号の入力タイミングt3までに前記発光を終了する第1終了タイミングt20までの第1パルス幅(パルス幅設定値b0)とを基に第1発光素子列を発光させるための第1パルス信号pwm0を生成する。
The
パルス信号生成部805は、ライン同期信号の入力タイミングt0から発光を開始する第2開始タイミングt11までの前記第1遅延時間(遅延設定値a0)とは異なる第2遅延時間(遅延設定値a1)と、前記第2開始タイミングから次のライン同期信号の入力タイミングt3までに前記発光を終了する第2終了タイミングt21までの前記第1パルス幅(パルス幅設定値b)とは異なる第2パルス幅(パルス幅設定値b1)とを基に第2発光素子列を発光させるための第2パルス信号pwm1を生成する。
The
ここで、発光素子列ごとのパルス信号を設定する設定値は、第1発光素子列の第1遅延時間を遅延設定値a0、第1パルス幅をパルス幅設定値b0とし、第2発光素子列の第2遅延時間を遅延設定値a1、第2パルス幅をパルス幅設定値b1としたとき、a0<a1、b0>b1、a0+b0≠a1+b1を満たす。 Here, the setting values for setting the pulse signal for each light emitting element array are the delay setting value a0 for the first delay time of the first light emitting element array, the pulse width setting value b0 for the first pulse width, and the pulse width setting value b0 for the first light emitting element array. When the second delay time is a delay set value a1 and the second pulse width is a pulse width set value b1, a0<a1, b0>b1 and a0+b0≠a1+b1 are satisfied.
第3発光素子列の第3パルス信号pwm2、第4発光素子列の第4パルス信号pwm3、第6発光素子列の第6パルス信号pwm5も、第1発光素子列の第1パルス信号pwm0と第2発光素子列の第2パルス信号pwm1との関係と同様に生成する。 The third pulse signal pwm2 for the third light emitting element array, the fourth pulse signal pwm3 for the fourth light emitting element array, and the sixth pulse signal pwm5 for the sixth light emitting element array are also the first pulse signal pwm0 for the first light emitting element array and the third pulse signal pwm5 for the sixth light emitting element array. It is generated in the same manner as the relationship with the second pulse signal pwm1 of the two light emitting element arrays.
すなわち、各発光素子列の遅延時間であるライン遅延設定値aは、a0<a1<a2<a3<a4<a5を満たす。また、パルス幅であるパルス幅設定値bは、b5<b4<b3<b2<b1<b0を満たす。このように設定することで、多重露光時においても各パルス信号pwmはLowからHighに遷移する開始タイミングt1が重ならず、HighからLowに遷移する終了タイミングt2が重ならない。そのため、1つの発光素子アレイチップ内のドラム回転方向に並ぶ複数の発光素子列のパルス信号が一斉に変化するタイミングが無くなり、スイッチングノイズを低減することができる。 That is, the line delay set value a, which is the delay time of each light emitting element array, satisfies a0<a1<a2<a3<a4<a5. Also, the pulse width set value b, which is the pulse width, satisfies b5<b4<b3<b2<b1<b0. By setting in this way, the start timing t1 of transition from Low to High of each pulse signal pwm does not overlap, and the end timing t2 of transition from High to Low does not overlap even during multiple exposure. Therefore, there is no timing at which pulse signals of a plurality of light emitting element arrays arranged in the drum rotation direction in one light emitting element array chip change all at once, and switching noise can be reduced.
また、同時に変化するパルス信号をずらすために、ライン遅延設定値a0~a5及びパルス幅設定値b0~b5は、a0≠a1≠a2≠a3≠a4≠a5を満たす。同時にa0+b0≠a1+b1≠a2+b2≠a3+b3≠a4+b4≠a5+b5を満たす。 In order to shift pulse signals that change simultaneously, line delay set values a0 to a5 and pulse width set values b0 to b5 satisfy a0≠a1≠a2≠a3≠a4≠a5. At the same time, a0+b0≠a1+b1≠a2+b2≠a3+b3≠a4+b4≠a5+b5.
また、後述する光量係数を同時に設定する必要がある。前述したようにタイミングが重ならないパルス信号において、各発光素子列の積分光量を均一に保つには、各発光素子列の駆動電流をそれに応じた駆動電流に設定する必要がある。この各発光素子列の駆動電流は、レジスタ部に格納する設定情報(光量係数)に基づいて、アナログ部807にて設定される。これについては後述する。
In addition, it is necessary to set a light quantity coefficient, which will be described later, at the same time. As described above, in pulse signals whose timings do not overlap, in order to keep the integrated light amount of each light emitting element array uniform, it is necessary to set the driving current for each light emitting element array to a corresponding driving current. The drive current for each light emitting element array is set by the
なお、図17(b)において、pwm5は5ライン前の画像データに基づくパルス信号である。pwm4は4ライン前の画像データに基づくパルス信号である。pwm3は3ライン前の画像データに基づくパルス信号である。pwm2は2ライン前の画像データに基づくパルス信号である。pwm1は1ライン前の画像データに基づくパルス信号である。 In FIG. 17B, pwm5 is a pulse signal based on image data five lines before. pwm4 is a pulse signal based on image data four lines before. pwm3 is a pulse signal based on image data three lines before. pwm2 is a pulse signal based on image data two lines before. pwm1 is a pulse signal based on the image data one line before.
次に点灯制御部806について説明する。
Next, the
点灯制御部806ではパルス信号生成部805で生成された発光素子列毎のパルス信号を、画像データ格納部804から入力された画像データに従い、発光素子毎にアナログ部807にパルス信号を出力するか否かを制御する。この際、前述の階調表現を行うために、画像データの各bitに対して、何個ずつどの発光素子を割り当てるかを決定している。本実施例での割り当て表を図13に示す。decimal列に画像データ値の10進数表記を、binary列に2進数表記をbit毎に示している。発光素子602-1N~602-6Nの列のNは、感光ドラムの長手方向に配置した複数の発光素子である1~748を表し、ONが点灯、OFFが消灯を意味する。図示する通り、画像データのbit0に発光素子602-1Nを、bit1に発光素子602-2Nと602-3Nの2つを、bit2に発光素子602-4Nと602-5Nと602-6Nの3つをそれぞれ割り当てて制御する。
The
図14は図13の割り当てを実現する点灯制御部806のブロック図である。図中の[N]はその信号のbitNを表すものとする。
FIG. 14 is a block diagram of the
出力パルス信号la_pwm_0_000~la_pwm_0_747は発光素子602-11~602-1748に対応している。出力パルス信号la_pwm_1_000~la_pwm_1_747は発光素子602-21~602-2748に対応している。出力パルス信号la_pwm_2_000~la_pwm_2_747は発光素子602-31~602-3748に対応している。出力パルス信号la_pwm_3_000~la_pwm_3_747は発光素子602-41~602-4748に対応している。出力パルス信号la_pwm_4_000~la_pwm_4_747は発光素子602-51~602-5748に対応している。出力パルス信号la_pwm_5_000~la_pwm_5_747は発光素子602-61~602-6748に対応している。 The output pulse signals la_pwm_0_000 to la_pwm_0_747 correspond to the light emitting elements 602-11 to 602-1748. The output pulse signals la_pwm_1_000 to la_pwm_1_747 correspond to the light emitting elements 602-21 to 602-2748. The output pulse signals la_pwm_2_000 to la_pwm_2_747 correspond to the light emitting elements 602-31 to 602-3748. The output pulse signals la_pwm_3_000 to la_pwm_3_747 correspond to the light emitting elements 602-41 to 602-4748. The output pulse signals la_pwm_4_000 to la_pwm_4_747 correspond to the light emitting elements 602-51 to 602-5748. The output pulse signals la_pwm_5_000 to la_pwm_5_747 correspond to the light emitting elements 602-61 to 602-6748.
点灯制御部806にはANDゲート1100が発光素子数分設けられている。なお、本実施例では画像データ格納部804からの画像信号buf_data_0_000~buf_data_5_747、パルス信号生成部805からのパルス信号pwm0~pwm5の両者が正論理であり、アナログ部807への出力パルス信号la_pwm_0_000~la_pwm_5_747は1のとき点灯を表すものとしたためにANDゲートを用いたが、入出力のいずれかが負論理の場合はそれに応じた論理ゲートを使用すればよい。
The
ANDゲート1100-0-Nは一方にパルス信号生成部805で生成したパルス信号pwm0が共通に入力され、他方にbuf_data_0_Nのbit0がそれぞれ入力され、両者の論理積をla_pwm_0_Nとして出力する。
The AND gates 1100-0-N commonly receive the pulse signal pwm0 generated by the pulse
ANDゲート1100-1-Nは一方にパルス信号生成部805で生成したパルス信号pwm1が共通に入力され、他方にbuf_data_1_Nのbit1がそれぞれ入力され、両者の論理積をla_pwm_1_Nとして出力する。
AND gates 1100-1-N commonly receive the pulse signal pwm1 generated by the
ANDゲート1100-2-Nは一方にパルス信号生成部805で生成したパルス信号pwm2が共通に入力され、他方にbuf_data_2_Nのbit1がそれぞれ入力され、両者の論理積をla_pwm_2_Nとして出力する。
An AND gate 1100-2-N receives the pulse signal pwm2 generated by the
ANDゲート1100-3-Nは一方にパルス信号生成部805で生成したパルス信号pwm3が共通に入力され、他方にbuf_data_3_Nのbit2がそれぞれ入力され、両者の論理積をla_pwm_3_Nとして出力する。
The AND gate 1100-3-N receives the pulse signal pwm3 generated by the
ANDゲート1100-4-Nは一方にパルス信号生成部805で生成したパルス信号pwm4が共通に入力され、他方にbuf_data_4_Nのbit2がそれぞれ入力され、両者の論理積をla_pwm_4_Nとして出力する。
The AND gate 1100-4-N receives the pulse signal pwm4 generated by the
ANDゲート1100-5-Nは一方にパルス信号生成部805で生成したパルス信号pwm5が共通に入力され、他方にbuf_data_5_Nのbit2がそれぞれ入力され、両者の論理積をla_pwm_5_Nとして出力する。
The AND gate 1100-5-N receives the pulse signal pwm5 generated by the
以上のように、発光素子列毎に生成されたパルス信号をアナログ部807に出力するか否かを画像データ信号のbitの値によって制御する。
As described above, whether or not to output the pulse signal generated for each light emitting element array to the
次にアナログ部807について説明する。図15にアナログ部807のブロック図を示す。アナログ部807は、発光素子列ごとのDAC(デジタルアナログ変換器)1200、発光素子列ごとの素子群駆動部1201、駆動部選択部1203から成る。アナログ部(駆動部)807は、発光素子列をパルス信号と駆動電流とにより所定の積分光量で駆動する。
Next, the
点灯制御部806では、発光素子のONタイミングを制御するパルス信号la_pwm_0_Nが生成され、素子群駆動部1201-0に対しては信号線1207_0_Nを介して入力される。DAC1200_0(デジタルアナログ変換器)は、レジスタ部802に設定されたデータに基づき信号線1202_0を介して、設定値を入力すると駆動電流を決定するアナログ電圧を1205_0の信号線を介して素子群駆動部1201_0に供給する。駆動部選択部1203は、駆動部を選択する駆動部セレクト信号をレジスタ部802から信号線1204を介して入力し、信号線1206_0により素子群駆動部1201_0に出力する。
The
上述の動作をDAC1202_1~5、素子群駆動部1201_1~5にも同様に設定することにより素子群駆動部1201のアナログ電圧が設定される。このようにして素子群駆動部1201_0~5は駆動電流を決定するアナログ電圧とパルス信号が入力され、以降に説明する駆動回路により各発光素子(602-11~602-1747、602-21~602-2747、602-31~602-3747、602-41~602-4747、602-51~602-5747、602-61~602-6747)が独立して駆動電流と発光時間が制御される。
The analog voltage of the element
図16に、素子群駆動部1201_0の回路について示す。なお、他の発光素子に対する駆動部(例えば1201_1)についても、同様の回路で駆動するものとする。MOSFET1302は、ゲート電圧値に応じて発光素子602-11に駆動電流を供給し、ゲート電圧がLowレベル時は、駆動電流がオフ(消灯)するように電流を制御する。MOSFET1304のゲートには、点灯制御部806からのパルス信号を伝送する信号線1207_0_0が接続しており、パルス信号がHiの時にコンデンサ1306に充電された電圧を、MOSFET1302に受け渡す。MOSFET1307は、駆動部選択部1203から送信された駆動部セレクト信号を伝送する信号線1206_0がゲートに接続されている。MOSFET1307は、受信した駆動部セレクト信号がHiの時にオンし、DAC1200_0から出力されたアナログ電圧(信号線1205_0より伝送)を、コンデンサ1306に充電する。本実施例においては、画像形成前のタイミングで、DAC1200_0はコンデンサ1306にアナログ電圧を設定し、画像形成期間中はMOSFET1307をオフ状態にすることで、電圧レベルを保持し続けるものとする。上記動作により、設定されたアナログ電圧と、パルス信号に応じてMOSFET1302は、駆動電流を発光素子602-11に供給する。発光素子602-11の入力容量が大きく、オフ時の応答速度が遅い場合は、MOSFET1303によりオフの速度を速めることが可能である。MOSFET1303のゲートには、インバータ1305によりパルス信号を論理反転させた信号が入力している。パルス信号がLowの時に、MOSFET1303のゲートはHiになり、発光素子602-11の入力容量に充電された電荷を強制的に放電する。
FIG. 16 shows the circuit of the element group driving section 1201_0. It is assumed that driving units (for example, 1201_1) for other light emitting elements are also driven by the same circuit. The
以上のようにスイッチングのタイミングを素子群毎(発光素子列ごと)に切り替えることにより、同時に変化する信号数を減らしている。具体的には、アナログ部807は、図17(b)に示すパルス信号にしたがって、発光素子列ごとにスイッチングのタイミングを切り替えることにより、同時に変化する信号数を減らしている。これにより、スイッチングノイズを低減させることができる。
By switching the switching timing for each element group (for each light emitting element column) as described above, the number of signals that change simultaneously is reduced. Specifically, the
さらにアナログ部807は、素子群毎に個別のDACで各素子群(発光素子列)の積分光量を合わせる。すなわち、アナログ部807は、前述したスイッチングのタイミングが重ならないパルス信号(図17(b)参照)において、各発光素子列の積分光量を均一に保つ駆動電流で各発光素子列を駆動する。各発光素子列を駆動する駆動電流は、アナログ部807に入力された設定情報(光量係数)に基づいて設定され、アナログ部807によりオン、オフが制御される。したがって、アナログ部807は、パルス信号(発光時間)と駆動電流を制御することで、スイッチングのタイミングが重ならないパルス信号において、複数の発光素子からなる発光素子列を均一な積分光量で駆動する。これにより、積分光量の変化に起因する画質劣化を抑えて、スイッチングノイズを低減することができる。
Furthermore, the
ここで、アナログ部807にて制御されるパルス信号(遅延時間、パルス幅)と駆動電流(光量係数)について説明する。
Here, the pulse signal (delay time, pulse width) and drive current (light amount coefficient) controlled by the
図18に各発光素子列604のパルス幅設定値bおよびライン遅延設定値a、光量係数の設定値の一例を記載する。本実施例における各発光素子列の必要積分光量を1.015μW、PWM分解能を256と設定する。また、1つの発光素子アレイチップ内のドラム回転方向に順に配置した発光素子列の列数を6とする。
FIG. 18 shows an example of the pulse width set value b, line delay set value a, and light amount coefficient set value of each light emitting
このとき、第1発光素子列604-1は、第1パルス幅であるパルス幅設定値b0を128と設定すると、PWMDutyは128/256=0.5と設定される。そのため、パルス幅設定値b0における光量係数は、1.015/0.5=2.031となる。発光素子列604-1は、パルス幅設定値b0における光量係数である2.031に基づく駆動電流で駆動することで、パルス幅であるパルス幅設定値b0=128において、必要積分光量である1.015μWを得ることができる。パルス幅設定値b0における光量係数は、第1発光素子列604-1を第1パルス幅にて発光したときに前記必要積分光量を得るための第1光量係数である。また、パルス幅設定値b0におけるライン遅延設定値a0は任意の値として5を設定する。 At this time, if the pulse width setting value b0, which is the first pulse width, of the first light emitting element array 604-1 is set to 128, the PWMDuty is set to 128/256=0.5. Therefore, the light quantity coefficient at the pulse width set value b0 is 1.015/0.5=2.031. The light emitting element array 604-1 is driven with a drive current based on the light intensity coefficient of 2.031 at the pulse width setting value b0, so that the required integrated light intensity at the pulse width setting value b0=128 is 1. 0.015 μW can be obtained. The light quantity coefficient at the pulse width set value b0 is the first light quantity coefficient for obtaining the required integrated light quantity when the first light emitting element array 604-1 emits light with the first pulse width. Also, the line delay set value a0 in the pulse width set value b0 is set to 5 as an arbitrary value.
同様に、第2発光素子列604-2は、第1パルス幅と異なる第2パルス幅であるパルス幅設定値b1は、b0>b1、を満たす必要があるため、118と設定する。パルス幅設定値b1を118と設定すると、PWMdutyは118/256=0.461と設定される。そのため、パルス幅設定値b1における光量係数は、1.015/0.461=2.203となる。発光素子列604-2は、パルス幅設定値b1における光量係数である2.203に基づく駆動電流で駆動することで、必要積分光量である1.015μWを得ることができる。パルス幅設定値b1における光量係数は、第2発光素子列604-2を第1パルス幅と異なる第2パルス幅にて発光したときに前記第1発光素子列と同様の必要積分光量を得るための第2光量係数である。また、パルス幅設定値b1におけるライン遅延設定a1は、a0+b0=133と異なる必要があるため、例としてa1=10として設定する。これにより、第1発光素子列の各設定値と第2発光素子列の各設定値とは、a0<a1、b0>b1、a0≠a1、a0+b0≠a1+b1、を満たすことができる。 Similarly, for the second light emitting element array 604-2, the pulse width setting value b1, which is the second pulse width different from the first pulse width, must satisfy b0>b1, so is set to 118. FIG. When the pulse width set value b1 is set to 118, the PWMduty is set to 118/256=0.461. Therefore, the light amount coefficient at the pulse width setting value b1 is 1.015/0.461=2.203. The light emitting element array 604-2 is driven with a driving current based on the light intensity coefficient of 2.203 at the pulse width setting value b1, so that the required integrated light intensity of 1.015 μW can be obtained. The light amount coefficient at the pulse width setting value b1 is set to obtain the same required integral light amount as the first light emitting element array when the second light emitting element array 604-2 emits light with a second pulse width different from the first pulse width. is the second light quantity coefficient of . Also, since the line delay setting a1 in the pulse width setting value b1 must be different from a0+b0=133, a1=10 is set as an example. Thus, each set value of the first light emitting element array and each set value of the second light emitting element array can satisfy a0<a1, b0>b1, a0≠a1, and a0+b0≠a1+b1.
他の発光素子列604-3~604-5に対しても、この第1発光素子列604-1と第2発光素子列604-2と同様に、各設定値を設定し、必要積分光量である1.015μWを得るための各光量係数を設定する。 For the other light emitting element arrays 604-3 to 604-5, similarly to the first light emitting element array 604-1 and the second light emitting element array 604-2, each set value is set, and the required integrated light amount is obtained. Each light quantity coefficient for obtaining a certain 1.015 μW is set.
発光素子列ごとに設定した各光量係数は、動作に必要な設定値として、他の設定値(ライン遅延設定値、パルス幅設定値)と同様に、レジスタ部802に格納する。
Each light amount coefficient set for each light emitting element array is stored in the
なお、本実施例では、前述したように、CPU703からの通信信号709に基づいて、レジスタ部802に対する設定値のライト及びリードを制御する。すなわち、前記CPU703を含む画像コントローラ部700が、露光ヘッドを制御するための信号として設定情報である前記設定値を送信し、レジスタ部802に格納する。しかし、これに限定されるものではない。例えば、露光ヘッド側のレジスタ部に、あるいは露光ヘッド側のレジスタ部以外の記憶部に設定値を格納した構成でもよい。
Note that, in this embodiment, as described above, based on the
そして、前述したように、パルス信号生成部805が発光素子列ごとに図17(b)に示すパルス信号を生成する。
Then, as described above, the
そして、駆動部であるアナログ部807が、第1遅延時間(=a0)が経過した第1開始タイミングt10にて第1発光素子列604-1の発光を開始した後、第1遅延時間(=a0)より遅い第2遅延時間(=a1)が経過した第2開始タイミングt11にて第2発光素子列604-2の発光を開始する。さらにアナログ部807は、第2パルス幅(=b1)が経過した第2終了タイミングt21にて第2発光素子列604-2の発光を終了した後、第2パルス幅(=b1)より広い第1パルス幅(=b0)が経過した第1終了タイミングt20にて第1発光素子列604-1の発光を終了する。ここでは、第1発光素子列604-1と第2発光素子列604-2のみを例示して説明したが、他の発光素子列604-3~604-5に対しても同様に図17(b)に示すパルス信号にしたがって発光を開始し、終了する。
After the
さらに駆動部であるアナログ部807は、前記第1パルス幅(=b0)と前記第1光量係数に応じた駆動電流にしたがって前記第1発光素子列604-1を前記必要積分光量で駆動する。またアナログ部807は、前記第2パルス幅(=b1)と前記第2光量係数に応じた駆動電流にしたがって前記第2発光素子列604-2を前記第1発光素子列604-1と同様の前記必要積分光量で駆動する。
Furthermore, the
言い換えれば、アナログ部807は、第1発光素子列604-1を、図17(b)に示す第1パルス信号pwm0と前記駆動電流とにより所定の積分光量で駆動する。またアナログ部807は、第2発光素子列604-2を、図17(b)に示す第2パルス信号pwm1と前記駆動電流とにより前記第1発光素子列604-1と同様の前記所定の積分光量で駆動する。
In other words, the
これにより、各発光素子列のスイッチングのタイミングを重ならないようにしつつ、各発光素子列の積分光量を均一に保つことができる。したがって、発光素子列で多重露光する露光ヘッドにおいて、画質の劣化を抑えてスイッチングノイズを低減することができる。 As a result, it is possible to keep the integrated light amount of each light emitting element array uniform while preventing the switching timing of each light emitting element array from overlapping. Therefore, in an exposure head that performs multiple exposure using light emitting element arrays, degradation of image quality can be suppressed and switching noise can be reduced.
102 …感光ドラム
106 …露光ヘッド
201 …発光素子群
202 …プリント基板
400 …発光素子アレイチップ
602 …発光素子
604 …発光素子列
700 …画像コントローラ部
703 …CPU
704 …同期信号生成部
802 …レジスタ部
805 …パルス信号生成部
806 …点灯制御部
807 …アナログ部
REFERENCE SIGNS LIST 102: photosensitive drum 106: exposure head 201: light emitting element group 202: printed circuit board 400: light emitting element array chip 602: light emitting element 604: light emitting element array 700: image controller unit 703: CPU
704 ... Synchronization
Claims (7)
前記感光体の回転軸線方向である第1の方向に沿って配置した複数の発光素子から形成される第1発光素子列と、前記第1の方向に沿って配置した複数の発光素子から形成される第2発光素子列とを前記第1の方向と直交する第2の方向に順に配置したチップを有し、前記感光体に対して前記第1発光素子列で露光した露光位置を前記第2発光素子列で多重露光する露光装置と、
前記露光装置に対して、前記露光装置を制御するための信号を送信するコントローラと、
を備え、
前記露光装置は、
ライン同期信号の入力タイミングから発光を開始する第1開始タイミングまでの第1遅延時間と、前記第1開始タイミングから前記ライン同期信号の次のライン同期信号の入力タイミングまでに前記発光を終了する第1終了タイミングまでの第1パルス幅とを基に前記第1発光素子列を発光させるための第1パルス信号を設定し、
ライン同期信号の入力タイミングから発光を開始する第2開始タイミングまでの前記第1遅延時間とは異なる第2遅延時間と、前記第2開始タイミングから前記ライン同期信号の次のライン同期信号の入力タイミングまでに前記発光を終了する第2終了タイミングまでの前記第1パルス幅とは異なる第2パルス幅とを基に前記第2発光素子列を発光させるための第2パルス信号を設定し、
設定にしたがって各発光素子列の発光を開始し、終了する、
ことを特徴とする画像形成装置。 a photoreceptor;
A first light-emitting element row formed of a plurality of light-emitting elements arranged along a first direction that is the rotation axis direction of the photoreceptor, and a plurality of light-emitting elements arranged along the first direction. and a second light emitting element array arranged in order in a second direction orthogonal to the first direction, and the exposure position of the photosensitive member exposed by the first light emitting element array is the second light emitting element array. an exposure device for multiple exposure with a light emitting element array;
a controller that transmits a signal for controlling the exposure device to the exposure device;
with
The exposure device is
a first delay time from the input timing of the line synchronizing signal to the first start timing of starting light emission; setting a first pulse signal for causing the first light emitting element array to emit light based on the first pulse width up to the 1 end timing;
a second delay time different from the first delay time from the input timing of the line synchronizing signal to the second start timing for starting light emission; and the input timing of the line synchronizing signal subsequent to the line synchronizing signal from the second start timing. setting a second pulse signal for causing the second light emitting element array to emit light based on a second pulse width different from the first pulse width up to a second end timing for ending the light emission by;
Starting and ending light emission of each light emitting element row according to the setting;
An image forming apparatus characterized by:
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The setting value for each light emitting element array is a0<a1, b0>b1, where a0 is the first delay time, b0 is the first pulse width, b1 is the second delay time, and b1 is the second pulse width. satisfies a0+b0≠a1+b1,
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 The exposure apparatus starts light emission of the first light emitting element array at a first start timing after the first delay time has passed, and then has a second start timing after the second delay time later than the first delay time has passed. After the light emission of the second light emitting element array is started at the second end timing when the second pulse width has passed, the first terminating light emission of the first light emitting element array at a first end timing after the pulse width has elapsed;
3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
前記第1発光素子列を前記第1パルス信号と駆動電流とにより所定の積分光量で駆動し、前記第2発光素子列を前記第2パルス信号と駆動電流とにより前記第1発光素子列と同様の前記所定の積分光量で駆動する、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The exposure device is
The first light emitting element array is driven with a predetermined integrated light amount by the first pulse signal and driving current, and the second light emitting element array is driven by the second pulse signal and driving current in the same manner as the first light emitting element array. driving with the predetermined integrated light amount of
4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 The exposure device drives the first light emitting element array according to a drive current corresponding to the first pulse width and a first light quantity coefficient for obtaining the predetermined integrated light quantity when light is emitted with the first pulse width. according to a drive current corresponding to the second pulse width and a second light quantity coefficient for obtaining the predetermined integrated light quantity similar to that of the first light emitting element array when light is emitted with the second pulse width driving the second row of light emitting elements;
5. The image forming apparatus according to claim 4, wherein:
ことを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。 The exposure device stores the first delay time, the second delay time, the first pulse width, the second pulse width, the first light quantity coefficient, and the second light quantity coefficient. having a register part,
6. The image forming apparatus according to claim 5, wherein:
ライン同期信号の入力タイミングから発光を開始する開始タイミングまでの遅延時間と、前記開始タイミングから前記発光を終了する終了タイミングまでのパルス幅とを基に発光素子列を発光させるためのパルス信号を生成するパルス信号生成部と、
前記発光素子列を前記パルス信号と駆動電流とにより所定の積分光量で駆動する駆動部と、
を有し、
前記パルス信号生成部は、ライン同期信号の入力タイミングから発光を開始する第1開始タイミングまでの第1遅延時間と、前記第1開始タイミングから前記ライン同期信号の次のライン同期信号の入力タイミングまでに前記発光を終了する第1終了タイミングまでの第1パルス幅とを基に前記第1発光素子列を発光させるための第1パルス信号を生成し、ライン同期信号の入力タイミングから発光を開始する第2開始タイミングまでの前記第1遅延時間とは異なる第2遅延時間と、前記第2開始タイミングから前記ライン同期信号の次のライン同期信号の入力タイミングまでに前記発光を終了する第2終了タイミングまでの前記第1パルス幅とは異なる第2パルス幅とを基に前記第2発光素子列を発光させるための第2パルス信号を生成し、
前記駆動部は、前記第1発光素子列を前記第1パルス信号と駆動電流とにより所定の積分光量で駆動し、前記第2発光素子列を前記第2パルス信号と駆動電流とにより前記第1発光素子列と同様の前記所定の積分光量で駆動する、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The exposure device is
A pulse signal for causing the light emitting element array to emit light is generated based on the delay time from the input timing of the line synchronization signal to the start timing of light emission and the pulse width from the start timing to the end timing of light emission. a pulse signal generator for
a driving unit that drives the light emitting element array with a predetermined integrated light amount by the pulse signal and the driving current;
has
The pulse signal generation unit includes a first delay time from the input timing of the line synchronizing signal to the first start timing for starting light emission, and from the first start timing to the input timing of the line synchronizing signal next to the line synchronizing signal. a first pulse signal for causing the first light emitting element array to emit light based on a first pulse width up to a first end timing for ending the light emission, and light emission is started from the input timing of the line synchronization signal. a second delay time different from the first delay time up to a second start timing; and a second end timing ending the light emission from the second start timing to the input timing of the line synchronization signal next to the line synchronization signal. generating a second pulse signal for causing the second light emitting element array to emit light based on a second pulse width different from the first pulse width up to
The driving section drives the first light emitting element array with a predetermined integrated light amount by the first pulse signal and the driving current, and drives the second light emitting element array by the second pulse signal and the driving current. Driving with the predetermined integrated light amount similar to the light emitting element array,
7. The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
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