JP2838176B2

JP2838176B2 - 画像装置

Info

Publication number: JP2838176B2
Application number: JP15857292A
Authority: JP
Inventors: 俊次村野
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1992-05-25
Filing date: 1992-05-25
Publication date: 1998-12-16
Anticipated expiration: 2013-12-16
Also published as: JPH05328021A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】この発明は、ＬＥＤヘッドや液晶シ
ャッタヘッド，ＥＬヘッド，プラズマヘッド等の画像形
成装置や、イメージセンサ等の画像読み取り装置に関す
る。この発明は特に、単眼レンズを用いた画像装置に関
する。

【０００２】

【従来技術】特開平２−２０３６１号公報は、セルフフ
ォーカシングレンズアレイ等の複眼レンズに替えて、単
眼レンズのアレイを画像形成装置のレンズに用いること
を提案している。複眼レンズでは焦点深度が浅く、レン
ズアレイやＬＥＤアレイ等の画像素子アレイを、高精度
に搭載せねばならない。搭載精度は例えば±１０μｍ程
度のものが要求される。このような高い搭載精度が必要
なことは、(1) ヘッドの組立や調整に長時間を要し、
(2) 画像素子アレイやレンズアレイ，基板，ハウジン
グ等の部品への要求精度を増して、コストを増加させる
原因となっていた。また複眼レンズでは、倍率が１：１
の正立等倍像が得られる。このため隣接した画像素子ア
レイの間でも、画像素子の配列ピッチをアレイ内部での
ピッチと等しくしなければならない。このことは隣接し
た画像素子アレイ間の隙間を取れないことを意味し、ア
レイ間でのワイヤボンド線や電極の短絡等の障害を招い
ていた。これに対して単眼レンズでは、(1) 焦点深度
が深いので、レンズや画像素子アレイの位置決めへの要
求精度が緩和され、(2) １：１以外の倍率の像が得ら
れるので、隣接した画像素子アレイを隙間を置いて配置
することができる。

【０００３】しかしながら単眼レンズで得られる像は、
倒立像である。このため画像素子アレイに供給するデー
タ、あるいは画像素子アレイから受け取るデータの順序
を反転させる必要が有る。そしてこのために、複眼レン
ズ形の画像装置との回路の互換性が失われる。例えば図
６に、特開平２−２０３６１号公報の装置のブロック図
を示す。図において、２は６４ビットのＬＥＤアレイ、
０１はアレイ２毎に設けた駆動ＩＣ、ＳＲは６４ビット
のシフトレジスタ、ＬＡはラッチ、ＤＲは駆動回路であ
る。この図では、シフトレジスタＳＲへのデータの入力
方向を通常の右シフトと反転させ、右から左にシフトさ
せている。このため図の破線で示した交差配線が必要と
なり、基板設計やワイヤボンディングが複雑となる。次
に駆動ＩＣ０１には、複眼レンズ用の駆動ＩＣとの互換
性が無い。複眼レンズ用ではシフトレジスタのデータを
左から右にシフトさせ、単眼レンズ用では右から左にシ
フトさせ、シフト方向が逆だからである。ここでシフト
方向を揃えようとすると、シフトレジスタへの入力前
に、１ライン分の画像データの順序を反転させる必要が
生じる。これには少なくとも１ライン分のメモリが必要
で、画像装置のコストを著しく増加させる。

【０００４】

【発明の課題】請求項１の発明での課題は、(1) 画像
装置の組立に高精度を要せず、画像素子アレイ間に隙間
を取れるとの単眼レンズの利点を得ながら、(2) 複眼
レンズを用いた画像装置と互換性の有る回路で、追加の
回路無しで画像データの並び替えを行い、(3) 画像素
子アレイの共通電極への配線を容易にする、ことにあ
る。

【０００５】請求項２の発明での課題は、(1) 画像装
置の組立に高精度を要せず、画像素子アレイ間に隙間を
取れるとの単眼レンズの利点を得ながら、(2) 複眼レ
ンズを用いた画像装置と互換性の有る回路に、１ブロッ
ク分の画像データの並び替え回路を追加することで実現
できる、画像装置を提供することにある。

【０００６】

【発明の構成】この発明の画像装置は、画像素子を集積
化した画像素子アレイを、基板上に多数配列し、該基板
上には、前記の画像素子アレイの各画像素子と接続する
ためのデータバスを、じぐざぐ状に折り返して前記の画
像素子アレイの底部を通過するように設けるとともに、
前記の画像素子アレイを所定の個数ずつブロック化し
て、ブロック毎に画像素子アレイを時分割駆動するよう
にした、画像装置において、前記の画像素子アレイに対
向するように、単眼レンズを前記のブロック毎に設ける
とともに、画像データを正逆いずれの方向にもシフトで
きる、双方向性のシフトレジスタを設けて、該シフトレ
ジスタを前記のデータバスに接続し、かつ前記シフトレ
ジスタでの、画像データのシフト方向を反転させるため
のシフト方向反転手段を設けて、画像素子アレイの先頭
のブロックに対して単眼レンズに対応するようにシフト
方向を定め、かつその後のブロック毎にシフト方向を反
転させるようにしたことを特徴とする（請求項１）。

【０００７】またこの発明の画像装置は、画像素子を集
積化した画像素子アレイを、基板上に多数配列し、前記
の画像素子アレイを所定の個数ずつブロック化して、ブ
ロック毎に画像素子アレイを時分割駆動するとともに、
１ブロック分の画像データの入出力用駆動回路を設けた
画像装置において、前記の画像素子アレイに対向するよ
うに、単眼レンズを前記のブロック毎に設けるととも
に、画像データの順序を１ブロック分ずつ反転させるた
めの、データ並び替え回路を設けて、該並び替え回路を
外部と前記の入出力用駆動回路との間に配置したことを
特徴とする（請求項２）。

【０００８】ここで画像素子アレイとしてＬＥＤアレイ
や液晶シャッタアレイ等を用いれば画像形成装置が得ら
れ、ＣＣＤ素子等を用いればイメージセンサが得られ
る。また画像素子アレイは原則として１アレイを１ブロ
ックとするが、複数のアレイを１ブロックとしても、あ
るいは１個のアレイを複数のブロックとしても良い。デ
ータバスが画像素子アレイの底部を通過するとは、例え
ばフリップ・チップ接続でデータバス側のアレイの底面
に画像素子を設ける場合を含むものである。

【０００９】

【発明の作用】請求項１の発明では、データバスにじぐ
ざぐ状のバスを用いるので、データの順序はブロック毎
に反転する。次にシフト方向反転手段で、先頭のブロッ
クのデータの順序が単眼レンズに対応するように、シフ
トレジスタでのシフト方向を定める。以後ブロック毎に
データのシフト方向を反転させれば、各ブロックに対し
て正しいデータの順序が得られる。

【００１０】じぐざぐ状のデータバスを画像素子アレイ
の底部に通すと、データバスのためにアレイの共通電極
への配線スペースが狭まる。複眼レンズの場合正立等倍
像が得られるので、画像素子はアレイの両端まで均一に
等ピッチで配置され、これに応じてデータバスもアレイ
の長手方向の全長に渡って配置される。このため共通電
極への配線を設けるスペースは僅かしかなく、配線パタ
ーンの複雑化、共通電極への接続抵抗、ボンディングワ
イヤを介しての共通電極とデータバスとの短絡等の弊害
が生じる。

【００１１】これに対して単眼レンズを用いると、画像
素子をアレイの両端付近まで設ける必要が無いため、デ
ータバスの幅を縮め共通電極への配線に充分なスペース
を取ることができる。このため共通電極への接続不良や
接続抵抗、データバスとの短絡等の問題を、解消するこ
とができる。

【００１２】

【実施例】図１〜図４に、ＬＥＤヘッドを例に実施例を
示す。図１において、２はＬＥＤアレイで、例えば６４
個のＬＥＤを１チップに集積化したものである。ＬＥＤ
アレイ２は、例えば基板上に４０個程度直線状に配列す
る。４はデータバスで１ブロック分のバス幅とし、ここ
では１個のＬＥＤアレイ２をブロックとするので６４ラ
インとする。８は時分割駆動用のＩＣで、シフトレジス
タ１０とスイッチングトランジスタ１２からなり、例え
ばＬＥＤアレイ２の１０個毎に全体で４個設ける。

【００１３】２０は駆動ＩＣで、データバス４に接続
し、６４個の定電流回路からなる定電流電源２２、６４
個のアンド素子からなるアンド回路２４、６４ビットの
ラッチ回路２６、６４ビットのシフトレジスタ２８、シ
フトレジスタ２８のシフト方向反転手段３０、カウンタ
３２を設ける。シフトレジスタ２８には、左右いずれの
方向にもシリアルにデータをシフトさせることができる
双方向性のシフトレジスタを用い、シフト方向に応じて
入力方向も左右２つの方向を用いることができる。シフ
トレジスタ２８の出力はラッチ２６へのパラレル出力で
あり、イメージセンサの場合パラレル入力をシリアル出
力とするシフトレジスタを用いる。またシフト方向反転
手段３０には例えばＤ／ＦＦを用い、カウンタ３２で１
ブロック分の画像データをカウントする毎に、シフトレ
ジスタ２８への入力方向とシフト方向とを反転させる。
さらにシフト方向反転手段３０では、リセット信号によ
りラインの先頭のブロックに対し、画像データの入力方
向やシフト方向をプリンタ本体からの順序と反転させる
ようにする。なおカウンタ３２は、クロック信号CLKの
数からストローブ信号STROBEを発生させ、アンド回路２
４を駆動する。

【００１４】実施例の動作を説明する。プリンタ本体か
らは画像データDATAがクロック信号CLKと共にＬＥＤヘ
ッドに送られ、カウンタ３２でクロック信号CLKの数を
カウントし、１ブロック分のクロック信号をカウントす
る毎にブロック検出信号BLOCKを発生する。ブロック検
出信号は時分割駆動用のＩＣ８に入力され、スイッチン
グトランジスタ１２を図の左から右へと１個ずつ順にシ
フトさせながら駆動し、ＬＥＤアレイ２を１個ずつ駆動
する。プリンタ本体からの画像データDATAは、複眼レン
ズを用いた正立等倍像を前提にした順序で、シリアル転
送されて来る。このためにシフト方向反転手段３０で、
１ラインの先頭のブロック、即ち図の左端のＬＥＤアレ
イ２に対して、画像データDATAの順序を反転してＬＥＤ
アレイ２に入力する。そこでライン終了時のリセット信
号でシフト方向反転手段３０にリセットをかけ、正立等
倍像向けの画像データの順序を倒立像向けに反転させて
シフトレジスタ２８に入力する。リセット信号にはプリ
ンタ本体からのものや、カウンタ３２のブロック検出信
号を１ライン分監視して発生させるようにしたもの等を
用いる。シフトレジスタ２８は双方向性で、図の左から
データを入力し右へシフトさせることも、あるいはその
逆に右から入力し左へシフトさせることもできる。そこ
で１ラインの先頭で、シフトレジスタ２８に例えば右シ
フトを前提に転送されたデータを、右側から左シフトで
入力する。このようにして先頭の１ブロックに対し、倒
立像向けにデータの順序を反転させて画像形成を行う。

【００１５】実施例ではデータバス４をＬＥＤアレイ２
毎に折り返してじぐざぐに配置したので、データバス４
とＬＥＤアレイ２との接続方向がＬＥＤアレイ２毎に入
れ替わる。これを補正するため、カウンタ３２のブロッ
ク検出信号で、シフト方向反転手段３０の出力を切り替
え、シフトレジスタ２８へのデータ入力方向とシフト方
向とを反転させる。このように先頭のブロックに対し
て、画像データの順序を倒立像向けに反転させ、以後１
ブロック毎にデータの順序を反転させれば、全ブロック
に対して正しい画像データの順序が得られる。

【００１６】図１の回路構成には複眼レンズ用の回路構
成と互換性があり、複眼レンズでは正立像が得られるた
め、先頭のブロックに対しプリンタ本体からの順序のま
まＬＥＤアレイ２にデータを供給すれば良く、以後の動
作は同一である。このため同じ回路構成で単眼レンズ用
のＬＥＤヘッドと複眼レンズ用のＬＥＤヘッドの双方に
対応でき、部品の共通化によりコストを低下させること
ができる。

【００１７】図２に、ＬＥＤアレイ２とデータバス４と
の接続を拡大して示す。図において、３４は個別のＬＥ
Ｄで、アレイ２の両端にマージンを残して設ける。これ
は、単眼レンズでは、アレイ２の発光画像を拡大して、
感光ドラム等に結像させることができるためである。な
お３６はガラス等の基板である。ＬＥＤ３４の電極を、
データバス４の各ラインにワイヤボンドする。データバ
ス４はアレイ２の底面をその長手方向に直交するように
通過し、データバス４にはボンディングパッドを１列あ
るいは２列にアレイ２に並行に配置する。このため、ア
レイ２とデータバス４とのボンディング線の長さは一定
となる。ＬＥＤ３４をアレイ２の中央部にのみ設けたの
で、データバス４の幅をＬＥＤアレイ２の長さよりも小
さくでき、ここに共通電極への配線３８を設ける。配線
３８に広いスペースを取ることができるので、アレイ２
の共通電極と配線３８との接触抵抗を小さくし、かつデ
ータバス４へのワイヤ線との短絡を防止することができ
る。

【００１８】従来のＬＥＤアレイ２’を図の鎖線で示
す。複眼レンズでは正立等倍像が得られるので、ＬＥＤ
３４をアレイ２’とアレイ２’の変わり目でも、他の部
分と等ピッチで配置せねばならない。これはアレイ２’
の左右の両端までＬＥＤ３４を設けねばならないこと
と、隣接したアレイ２’，２’間の隙間をほとんど取れ
ないことを意味する。これに対して実施例では単眼レン
ズを用いるので、ＬＥＤ３４をアレイ２の中央部にのみ
設けることができ、隣接したアレイ２，２間の隙間を大
きく取ることができるとともに、共通電極への配線３８
に充分なスペースを取ることができることを意味する。

【００１９】図３に、シフト方向反転手段３０の要部を
示す。シフト方向反転手段３０は例えばＤ／ＦＦからな
り、２つのリセット用端子４０，４２を設け、いずれか
一方を例えばワイヤ線でアースして、いずれの端子をア
ースしたかによりリセット時の出力を定めるようにす
る。この結果、単眼レンズ用と複眼レンズ用とで端子４
０，４２を切り替えてアースすれば、複眼レンズ用の回
路をそのまま単眼レンズ用に兼用することができる。

【００２０】図４に、単眼レンズ４４の配置を示す。単
眼レンズ４４は例えば４０個用い、ホルダー４６に収容
してレンズアレイとして用いる。そして単眼レンズ４４
をＬＥＤアレイ２に対向して設け、ＬＥＤアレイ２から
の光を図示しない感光ドラムに結像させる。単眼レンズ
４４では、図の矢印で示したように倒立像が得られるの
で、複眼レンズの場合とＬＥＤアレイ２内での画像デー
タの順序を逆にする。また単眼レンズ４４では、画像を
拡大して感光体ドラム等に結像させることができるの
で、図４のようにＬＥＤアレイ２を隙間をもたせて配列
することができる。

【００２１】

【実施例２】図５に、実施例２を示す。この実施例では
直線状のデータバス４８を用い、５０は新たな駆動用Ｉ
Ｃで、１ブロック分の画像データをデータバス４８を介
してＬＥＤアレイ２に供給する。５２はシリアル入力／
パラレル出力のシフトレジスタで、５４はパラレル入力
／シリアル出力のシフトレジスタである。シフトレジス
タ５２，５４でデータの並び替え回路を構成し、これを
プリンタ本体からのデータ入力と駆動用ＩＣ５０との間
に配置する。シフトレジスタ５２，５４は例えば各６４
ビットとし、プリンタ本体からシリアルに入力された画
像データを６４ドット分シフトレジスタ５２に蓄える。
駆動用ＩＣ５０はプリンタ本体からのクロック信号の数
を数え、６４個のクロックをカウントするとシフトレジ
スタ５４にデータを入力させる。シリアル入力でのデー
タ転送周波数は２ＭＨｚ程度で、次の画像データが入力
される前に、６４個の画像データをシフトレジスタ５４
にパラレル入力することができる。これを図のように、
シフトレジスタ５４の左端の６４番目のデータから駆動
用ＩＣ５０に入力すると、６４個の画像データの順序を
反転することができる。

【００２２】このようにすればシフトレジスタ５２，５
４を追加するだけで、他は複眼レンズ用のＬＥＤヘッド
の回路構成をそのまま保ったまま、単眼レンズ用の回路
構成を得ることができる。なお単眼レンズ用のＬＥＤヘ
ッドと複眼レンズ用のＬＥＤヘッドとで互換性があるの
は回路構成の部分であり、基板３６に設ける配線やＬＥ
Ｄアレイ２自体には互換性は無い。

【００２３】実施例はＬＥＤヘッドを例に示したが、液
晶シャッタヘッド、ＥＬヘッド、プラズマヘッド等の他
の画像形成装置でも同様に実施でき、画像素子アレイに
ＣＣＤ素子等を用いればそのままイメージセンサとして
用いることができる。

【００２４】

【発明の効果】この発明では、(1) 画像装置の組立精
度への制限が低く、隣接した画像素子アレイ間の隙間を
取れるとの、単眼形画像装置の利点を得つつ、(2) 複
眼形のレンズアレイを用いた画像装置と互換性の有る回
路で、データの並び替えに追加の回路をほとんど用いず
に、(3) 画像素子アレイの共通電極への配線を容易に
する、ことができる。

【００２５】請求項２の発明での課題は、(1) 画像装
置の組立精度への制限が低く、隣接した画像素子アレイ
間の隙間を取れるとの、単眼形画像装置の利点を得つ
つ、(2) 複眼形のレンズアレイを用いた画像装置と互
換性の有る回路に、１ブロック分の画像データに対する
データの並び替え回路を追加することで実現できる、画
像装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のＬＥＤプリントヘッドのブロック図

【図２】実施例のＬＥＤプリントヘッドの、ＬＥＤア
レイ配置を示す要部平面図

【図３】実施例のＬＥＤプリントヘッドの、複眼レン
ズ形ヘッドとの互換性を示す要部ブロック図

【図４】実施例のＬＥＤプリントヘッドの、要部断面
図

【図５】第２の実施例の、ＬＥＤプリントヘッドのブ
ロック図

【図６】従来例のＬＥＤプリントヘッドのブロック図

【符号の説明】

２ＬＥＤアレイ４データバス８時分割駆動用ＩＣ２０駆動ＩＣ２２定電流電源２４ナンド回路２６ラッチ２８双方向性シフトレジスタ３０シフト方向反転手段３２カウンタ３６基板３８共通電極への配線４４単眼レンズ４６ホルダー５０駆動用ＩＣ５２シリアル入力パラレル出力シフトレジスタ５４パラレル入力シリアル出力シフトレジスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｌ 27/12 Ｂ４１Ｊ 3/21 Ｌ 33/00 Ｈ０４Ｎ 1/028

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画像素子を集積化した画像素子アレイ
を、基板上に多数配列し、該基板上には、前記の画像素子アレイの各画像素子と接
続するためのデータバスを、じぐざぐ状に折り返して前
記の画像素子アレイの底部を通過するように設けるとと
もに、前記の画像素子アレイを所定の個数ずつブロック化し
て、ブロック毎に画像素子アレイを時分割駆動するよう
にした、画像装置において、前記の画像素子アレイに対向するように、単眼レンズを
前記のブロック毎に設けるとともに、画像データを正逆いずれの方向にもシフトできる、双方
向性のシフトレジスタを設けて、該シフトレジスタを前
記のデータバスに接続し、かつ前記シフトレジスタでの、画像データのシフト方向
を反転させるためのシフト方向反転手段を設けて、画像
素子アレイの先頭のブロックに対して単眼レンズに対応
するようにシフト方向を定め、かつその後のブロック毎
にシフト方向を反転させるようにしたことを特徴とす
る、画像装置。
【請求項２】画像素子を集積化した画像素子アレイ
を、基板上に多数配列し、前記の画像素子アレイを所定
の個数ずつブロック化して、ブロック毎に画像素子アレ
イを時分割駆動するとともに、１ブロック分の画像デー
タの入出力用駆動回路を設けた画像装置において、前記の画像素子アレイに対向するように、単眼レンズを
前記のブロック毎に設けるとともに、画像データの順序を１ブロック分ずつ反転させるため
の、データ並び替え回路を設けて、該並び替え回路を外
部と前記の入出力用駆動回路との間に配置したことを特
徴とする、画像装置。