JP3280723B2 - 固体走査ヘッドの駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば、電子写真式
プリンタ、デジタル式複写機、ファクシミリ装置などの
画像形成装置において、露光手段として用いられる固体
走査ヘッドを駆動する固体走査ヘッドの駆動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、たとえば、電子写真プロセスを用
いた電子写真式プリンタにおいて、プリントする画像デ
ータに応じて感光体（像担持体）上を走査露光すること
により、感光体上に静電潜像を形成する露光手段とし
て、固体走査ヘッドを用いたものがある。

【０００３】この種の固体走査ヘッドには、たとえば、
ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＥＬ（エレクトロ・ルミネ
ッセンス）素子、蛍光体などの発光素子を多数配列し、
これら発光素子を画像データに応じて選択的に発光させ
るもの、あるいは、液晶素子、ＰＬＺＴなどからなる光
シャッタを多数配列し、これら光シャッタの開閉時間を
画像データに応じて選択的に制御することにより、光源
からの光を制御するものなどがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の固体走査ヘッドは、多数の発光素子あるいは光シャッ
タから構成されているため、個々の発光素子の発光強度
や光シャッタの光透過率にばらつきがあるのが普通であ
る。したがって、このような固体走査ヘッドを用いて、
単純に発光素子の発光時間あるいは光シャッタの開閉時
間を制御して階調記録を行なった場合、発光素子の発光
強度や光シャッタの光透過率のばらつきに起因する濃度
むらが現れる。このため、このような固体走査ヘッド
は、２値プリンタに用いられるのが一般的であった。

【０００５】また、最近、高画質化の手段として、いわ
ゆるレーザプリンタにおいては、レーザ光の発光時間を
微妙に制御することにより、階調記録を可能としたり、
あるいは、斜線部や曲線部を滑らかにプリントするスム
ージング処理などが一般的になっている。

【０００６】しかし、固体走査ヘッドを用いたプリンタ
においては、多数の発光素子あるいは光シャッタの個々
の発光タイミングあるいは開閉タイミングを制御する必
要があるため、固体走査ヘッドへのデータ転送に時間が
かかり、プリンタのプリント速度が著しく低下するとい
う問題があった。

【０００７】また、露光点単位で発光時間を制御し、階
調を表現する方法においては、露光面積が小さくなるこ
とが避けられない。この場合、露光面積が小さければ小
さいほど現像は安定せず、画質が劣化するという問題が
あった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
述した発光素子の発光強度のばらつきや光シャッタの光
透過率のばらつきを補正し、濃度むらの無い階調表現
を、速度を低下させることなく行なうことができる固体
走査ヘッドの駆動装置を提供することを目的とする。

【０００９】また、本発明は、個々の発光素子の発光タ
イミングあるいは個々の光シャッタの開閉タイミングを
微妙に制御し、スムージング処理を行なうことができる
固体走査ヘッドの駆動装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】さらに、本発明は、副走査方向（被露光面
の移動方向）に隣り合う被露光部を連続して露光するこ
とにより、露光面積が小さくなることを極力防止し、よ
り安定した中間調画像（階調記録）を実現することがで
きる固体走査ヘッドの駆動装置を提供することを目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の固体走査ヘッド
の駆動装置は、画像データに応じて複数の発光手段を選
択的に発光させることによって、被露光面を走査する固
体走査ヘッドを駆動する駆動装置において、前記画像デ
ータと前記複数の発光手段の各発光能力とに応じて、そ
れぞれの発光手段の一走査時間内での発光時間を決定す
る第１の決定手段と、一走査時間をｍ個（ｍは２以上の
整数）の時間間隔に分割する第１の分割手段と、前記第
１の決定手段および前記第１の分割手段からの情報に基
づき、前記複数の発光手段の一走査時間内での発光タイ
ミングと前記第１の分割手段で分割された時間内での前
記複数の発光手段の発光時間をそれぞれの発光手段ごと
に決定する第２の決定手段と、前記第１の分割手段によ
って分割された時間間隔を更にｎ個（ｎは２以上の整
数）の時間間隔に分割する第２の分割手段と、前記第２
の決定手段および前記第２の分割手段からの情報に基づ
いて前記複数の発光手段の発光動作を制御する制御手段
とを具備している。

【００１２】また、本発明の固体走査ヘッドの駆動装置
は、画像データに応じて複数の発光手段を選択的に発光
させることによって、被露光面を走査する固体走査ヘッ
ドを駆動する駆動装置において、前記画像データと前記
複数の発光手段の各発光能力とに応じて、それぞれの発
光手段の一走査時間内での発光時間を決定する第１の決
定手段と、一走査時間をｍ個（ｍは２以上の整数）の時
間間隔に分割する第１の分割手段と、一走査時間内のど
の部分で前記複数の発光手段を発光させるかを指定する
ための複数の発光モードから所定の発光モードを決定す
る発光モード決定手段と、前記第１の決定手段および前
記第１の分割手段および前記発光モード決定手段からの
情報に基づき、前記複数の発光手段の一走査時間内での
発光タイミングと前記第１の分割手段で分割された時間
内での前記複数の発光手段の発光時間をそれぞれの発光
手段ごとに決定する第２の決定手段と、前記第１の分割
手段によって分割された時間間隔を更にｎ個（ｎは２以
上の整数）の時間間隔に分割する第２の分割手段と、前
記第２の決定手段および前記第２の分割手段からの情報
に基づいて前記複数の発光手段の発光動作を制御する制
御手段とを具備している。さらに、本発明の固体走査ヘ
ッドの駆動装置は、画像データに応じて複数の発光手段
を選択的に発光させることによって、被露光面を走査す
る固体走査ヘッドを駆動する駆動装置において、外部機
器から送信される画像データを受信する画像データ受信
手段と、一走査時間内のどの部分で前記複数の発光手段
を発光させるかを指定する複数の発光モードの中から所
定の発光モードを指定するための指定データを受信する
指定データ受信手段と、前記画像データ受信手段で受信
した画像データと前記複数の発光手段の各発光能力とに
応じて、それぞれの発光手段の一走査時間内での発光時
間を決定する第１の決定手段と、一走査時間をｍ個（ｍ
は２以上の整数）の時間間隔に分割する第１の分割手段
と、前記第１の決定手段および前記第１の分割手段から
の情報と前記指定データ受信手段で受信した発光モード
指定データに基づいて、前記複数の発光手段の一走査時
間内での発光タイミングと前記第１の分割手段で分割さ
れた時間内での前記複数の発光手段の発光時間をそれぞ
れの発光手段ごとに決定する第２の決定手段と、前記第
１の分割手段によって分割された時間間隔を更にｎ個
（ｎは２以上の整数）の時間間隔に分割する第２の分割
手段と、前記第２の決定手段および前記第２の分割手段
からの情報に基づいて前記複数の発光手段の発光動作を
制御する制御手段とを具備している。

【００１３】

【作用】たとえば、第１の分割手段によって一走査時間
をｍ分割し、このｍ分割された時間を更に第２の分割手
段によってｎ分割することにより、一走査時間を細かく
分割し、発光手段の発光時間を一走査時間内で細かく規
定することが可能となる。また、第１の決定手段によっ
て、個々の発光手段の発光能力を加味し、画像データか
ら個々の発光手段の発光時間を決定することにより、固
体走査ヘッドの持つ光量ばらつきを補正することが可能
となる。

【００１４】すなわち、第１の決定手段は、発光強度が
弱い発光手段に対しては、その分発光時間が長くなるよ
うに補正する。さらに、第２の決定手段によって、第１
の分割手段によって分割された時間内での発光時間を決
定することによ、第１の分割手段の時間単位で第２の決
定手段で決定したデータを固体走査ヘッドに転送するこ
とで、データの転送回数を減らし、プリンタのプリント
速度を低下させることなく、発光時間と発光タイミング
をきめ細かく制御することを可能とし、階調記録と副走
査方向の露光位置の制御が可能となる。

【００１５】つまり、第１の分割手段による分割数
（ｍ）を２以上の整数とすることにより、露光タイミン
グの制御、すなわち、副走査方向の露光位置の制御が分
割数に応じて自由に設定可能となる。また、第２の分割
手段による分割数（ｎ）を２以上の整数とすることによ
り、データの転送回数を増やすことなく、発光時間の種
類を（２ⁿ −１）倍に増やすことができる。したがっ
て、高速、かつ、階調記録が可能、かつ、スムージング
処理が可能なプリンタを構成することが可能となる。ま
た、一走査時間のどの部分で発光手段を発光させるかを
指定する発光モード決定手段を備えることにより、プリ
ンタ単体でスムーージング処理を行なうことが可能とな
り、文字画像などの印字品質の向上が図れる。また、疑
似的に２ライン単位で階調表現を行なうことが可能とな
り、階調画像の安定化を図ることができる。

【００１６】さらに、一走査時間内のどの部分で前記発
光手段を発光させるかを指定する発光モード指定データ
を受信する指定データ受信手段を備えることにより、外
部から個々の発光手段の発光タイミングを制御可能と
し、副走査方向の露光位置を制御可能とすることによっ
て、プリンタの応用範囲を広げることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１８】図１は、本発明に係る固体走査ヘッドを露
光手段として用いた電子写真式プリンタの作像部を概略
的に示すものである。図において、１は像担持体として
の感光体ドラムで、図示矢印方向に一定の速度で回転す
るようになっている。感光体ドラム１の周囲部には、そ
の回転方向に沿って順次、帯電用帯電器２、固体走査ヘ
ッド３、現像器４、転写ローラ５、除電ランプ６、およ
び、クリーナ７が配設されている。

【００１９】しかして、画像形成時には、感光体ドラム
１が回転され、帯電用帯電器２を通過する際、その表面
が一様に帯電される。固体走査ヘッド３は、多数の発光
部、たとえば、多数の発光素子あるいは光シャッタが１
次元あるいは２次元的に配列されたもので、図示しない
スキャナあるいは外部から送られてくる画像データにし
たがって、選択的に発光あるいは光を透過させ、その光
をレンズで集光し、帯電された感光体ドラム１上を走査
露光する。

【００２０】この露光により、光の当たった感光体ドラ
ム１の表面の電位が変化し、画像データに応じた静電潜
像が形成される。この形成された感光体ドラム１上の静
電潜像は、現像器４を通過する際にトナーが付着される
ことにより現像され、可視像となる。

【００２１】一方、転写紙（図示しない）は、図示しな
い給紙部から転写ベルト８によって転写ローラ５の部分
に搬送されており、現像器４で現像された感光体ドラム
１上の可視像（トナー像）は、転写ローラ５によって転
写紙上に転写される。トナー像が転写された転写紙は、
図示しない定着部に搬送され、転写紙上のトナー像は、
加熱および加圧されることにより、転写紙にしっかりと
定着される。

【００２２】転写後の感光体ドラム１は、除電ランプ６
によって除電され、その後、転写されずに感光体ドラム
１上に残ったトナーは、クリーナ７によってクリーニン
グされ、再び帯電用帯電器２に達する。このように、電
子写真式プリンタは、上記したプロセスを繰り返すこと
によって、連続的にプリント動作を行なうようになって
いる。

【００２３】図２は、発光素子としてＬＥＤ（発光ダイ
オード）を用いた固体走査ヘッド３の構成と、この固体
走査ヘッド３と感光体ドラム１との相対的な位置関係を
示すものである。すなわち、固体走査ヘッド３は、セラ
ミック基板１１と、セラミック基板１１上に感光体ドラ
ム１の回転軸と平行に配列された多数のＬＥＤチップ１
２と、セラミック基板１１上に配列され、各ＬＥＤチッ
プ１２を駆動するための多数の駆動用ＩＣチップ１３
と、各ＬＥＤチップ１２の各発光点１４からの光を集光
し、感光体ドラム１上に導くためのセルフォックレンズ
１５とから構成されている。

【００２４】セラミック基板１１上の各ＬＥＤチップ１
２は、その各発光点１４が感光体ドラム１の回転軸に沿
う直線上に等ピッチで並ぶように配列されている。な
お、本実施例では、このピッチは例えば８４．７μｍ
（３００ＤＰＩ相当）となっている。各ＬＥＤチップ１
２の両側部には、それぞれＬＥＤチップ１２を駆動する
ための駆動用ＩＣチップ１３が配設されており、これら
ＬＥＤチップ１２とＩＣチップ１３とはワイヤーボンデ
ィングで電気的に接続されている。

【００２５】各ＬＥＤチップ１２の各発光点１４からの
光は、セルフォックレンズ１５で集光され、感光体ドラ
ム１の表面を露光する。したがって、感光体ドラム１上
の露光点１６は、感光体ドラム１の移動方向（回転方
向）と直角方向にＬＥＤチップ１２の各発光点１４の配
列ピッチと同じ８４．７μｍ（３００ＤＰＩ相当）で並
ぶことになる。

【００２６】ここで、固体走査ヘッドの光量ばらつき
と、その影響について説明しておく。前述したように、
固体走査ヘッドには、たとえば、ＬＥＤ、ＥＬ素子、蛍
光体などの発光素子を多数配列し、これら発光素子を画
像データに応じて選択的に発光させるもの、あるいは、
液晶素子、ＰＬＺＴなどからなる光シャッタを多数配列
し、これら光シャッタの開閉時間を画像データに応じて
選択的に制御することにより、光源からの光を制御する
ものなどがある。

【００２７】これらの固体走査ヘッドは、多数の発光素
子あるいは光シャッタから構成されているため、個々の
発光素子の発光強度や光シャッタの光透過率にばらつき
があり、そのばらつきは±２０％程度あるのが普通であ
る。したがって、このような固体走査ヘッドを用いて、
単純に発光素子の発光時間あるいは光シャッタの開閉時
間を制御して階調記録を行なった場合、発光素子の発光
強度や光シャッタの光透過率のばらつきに起因する濃度
むらが現れる。

【００２８】この濃度むらの程度は、現像特性に依存す
る。通常、露光量と現像濃度（画像濃度）との関係は、
所謂ガンマ特性を有しており、比例関係ではない。図３
は、このとこを示したグラフである。このグラフの横軸
は露光量（発光量）、縦軸は現像濃度（画像濃度）であ
る。両軸ともにここでは特に単位は設けない。このグラ
フから読取れるように、低露光領域と高露光領域での現
像濃度変化は比較的小さく、これに対して中間露光領域
においては現像濃度変化が大きい。

【００２９】したがって、固体走査ヘッドの発光量が、
発光素子あるいは光シャッタによってばらつきがある場
合、特に中間露光領域においては、現像濃度（画像濃
度）のばらつき（濃度むら）は非常に目だってしまう。
たとえば、±２０％の光量ばらつきを持つ固体走査ヘッ
ドで中間調を表現した場合、出力画像の濃度ばらつき
は、図３に示したグラフの場合、±３０％を越えたばら
つき（濃度むら）となって画像に現れる。したがって、
このような固体走査ヘッドを用いて中間調（ハーフトー
ン）を表現する場合には、固体走査ヘッドの発光量によ
る露光量のばらつきを極力抑える必要がある。

【００３０】次に、スムージング処理について簡単に説
明しておく。図４は、スムージング処理の効果を説明す
るための図である。図４（ａ）は、通常の２値プリンタ
で曲線を描いた例である。この場合、図に示すように１
ドット単位で曲線を表現するため、曲線が滑らかに表現
できていない。

【００３１】図４（ｂ）は、レーザプリンタにおいてス
ムージング処理を施した例である。この場合、レーザ光
は左から右方向へと走査しており、このようなレーザプ
リンタにおいては、１ドットに対するレーザ光の露光時
間と、その露光タイミングを制御することにより、主走
査方向にドットの位置をシフトすることができ、より曲
線を滑らかにすることができる。

【００３２】図４（ｃ）は、固体走査ヘッドを用いてス
ムージング処理を行なった例である。この場合、同図
（ｂ）の場合とは異なり、副走査方向にドットの位置を
シフトさせることにより、スムージング処理を行なって
いる。これは、固体走査ヘッドの発光点は主走査方向に
は動かせないため、各発光素子の発光時間と発光タイミ
ング、あるいは、各光シャッタの開閉時間と開閉タイミ
ングを制御した場合、副走査方向にドットのシフトが起
こるためである。このように、固体走査ヘッドを用いた
場合においても、スムージング処理を行なうことは可能
である。次に、このような発光量（露光量）のばらつき
補正とスムージング処理が同時に可能な固体走査ヘッド
の駆動方法について説明する。

【００３３】図５は、本駆動方法を実現するための処理
回路を示すブロック図である。図に示すように、この処
理回路は、プリンタインタフェイス２１、発光時間決定
部（第１の決定手段）２２、発光モード決定部２３、発
光タイミング制御部２４、これらに各種タイミング信号
を供給するタイミング回路２５から構成されている。以
下に、主要部のそれぞれの機能を簡単に説明する。

【００３４】発光時間決定部２２は、プリンタインタフ
ェイス２１を介して送られてくる画像データを、露光を
行なう発光素子の発光強度あるいは光シャッタの光透過
率（すなわち、発光部の発光能力）に応じて、その発光
能力に応じた発光時間データに変換するものである。本
実施例で用いている固体走査ヘッド３の場合、発光点
（ＬＥＤ）１４の数は２５６０ポイントであるので、一
走査時間内に２５６０ポイントの発光点１４に対して各
発光点１４に適切な発光時間データを出力する。ここ
で、図６を用いて発光モードの定義について説明する。
図６は、固体走査ヘッド３の一走査時間が２ｍｓで、あ
る発光点（ｎ，ｎ＋１，ｎ＋２，ｎ＋３番目の発光点）
の発光時間が１ｍｓ（一走査時間の５０％）である場
合、発光モードによる発光の違いを表した図である。

【００３５】図において、相対的な発光タイミングを明
確にするため、直前の走査ライン、注目の走査ライン、
直後の走査ラインの３ラインを図示し、発光モードの違
いによる発光タイミングを示している。感光体ドラム１
の移動方向（副走査方向）は上下方向、発光点（露光
点）の配列方向（主走査方向）は左右方向である。

【００３６】図６から明らかなように、一走査時間の２
ｍｓのどの部分に１ｍｓ分の発光を行なうかを指定する
のが、この発光モード指定データである。本実施例で
は、４通りの発光パターンを指定できる構成となってお
り、図に示したのは、ｎ番目の発光点が直前の走査ライ
ン寄りに発光する前半発光モード、（ｎ＋１）番目の発
光点が直後の走査ライン寄りに発光する後半発光モー
ド、（ｎ＋２）番目の発光点が走査ラインの中央で発光
する中央発光モード、（ｎ＋３）番目の発光点が走査ラ
イン内で平均的に発光する平均発光モードを指定した場
合の各発光の様子を示したものである。これらの発光時
間の合計はいずれも１ｍｓである。

【００３７】さて、発光モード決定部２３は、画像デー
タの１つ１つについて上で述べた発光モードを決定する
手段である。この発光モード決定部２３には、複数ライ
ン分の画像データを記憶するラインメモリを内蔵してお
り、注目発光点の周辺の画像データが参照できる構成と
なっている。たとえば、３×３あるいは５×５などのマ
トリックスの中心に注目発光点を配置し、周りの画像デ
ータの分布によって、注目発光点の発光モードを決定す
る。

【００３８】ここでは詳細には説明しないが、代表的な
処理の例を上げると、たとえば、以下のような処理があ
る。周りの画像データがどれもほぼ等しい場合には、ハ
ーフトーンの画素であると判断し、発光位置に片寄りを
持たせず、平均発光モードとする。また、上下（副走査
方向）の画像データの値が大きく異なる場合には、文字
などの線画の一部分と判断し、画像データの大きい値の
方（発光量の多い方）へ発光タイミングをシフトさせ
る。たとえば、直前のライン画像データが直後の画像デ
ータに比べ、かなり大きい（露光量が多い）場合には、
前半発光モードとする。また、周りの画像データが小さ
い場合には、孤立点であると判断し、中心発光モードと
する。

【００３９】なお、このような処理回路（発光モード決
定部２３）は、必ずしもプリンタ内部に内蔵させる必要
はなく、プリンタの外部（たとえば、ワードプロセッ
サ、コンピュータなどの外部装置）でこのような処理を
施し、画像データとともに発光モード指定データを受信
してもよい。このような構成の処理回路を示したブロッ
ク図が図７である。図に示すように、プリンタインタフ
ェイス（発光モード指定データ受信手段、画像データ受
信手段）２１で、外部からの画像データと発光モード指
定データの両方を受信することができる構成となってい
る。

【００４０】発光タイミング制御部２４は、発光時間デ
ータと発光モード指定データに基づいて、固体走査ヘッ
ド３の各発光点１４の発光タイミングを制御するもので
ある。発光タイミングを制御する方法としては、次のよ
うな方法がある。すなわち、一走査分として送られてく
る発光時間データに対する発光を複数の走査によって行
なう方法である。つまり、一走査を更に走査時間の短い
複数の走査（サブライン走査）に分割し、それぞれの走
査時に発光、非発光の指定を行なう方法である。

【００４１】たとえば、発光時間データとして７ビット
の多値情報があるとすると、発光時間の長さは１２８種
類あることになる。このとき、一走査を１２７個のサブ
ライン走査に分割し、一走査を１２７回のサブライン走
査によって構成すれば、１２８種類の発光時間を実現で
きる。すなわち、発光時間データが「０」の発光点は、
１２７回のサブライン走査のうち一度も発光を行なわ
ず、発光時間は「０」とする。

【００４２】発光時間データが「１２７」の発光点は、
１２７回のサブライン走査の全ての発光を行なうことに
よって、一走査に割り当てられた時間の全てを発光する
ことができる。また、発光時間データが「０」と「１２
７」以外のときは、１２７回のサブライン走査のうち発
光時間データ分の回数の発光を発光モード指定データに
したがって行なえばよい。

【００４３】このような制御方法は構成が簡単である
が、プリント速度が遅くなるという欠点がある。すなわ
ち、上述した方法では、一走査につき１２７回の２値デ
ータ（発光、非発光）を固体走査ヘッド３に対して転送
しなければならないため、データの転送に時間がかかっ
てしまう。簡単にプリント速度を計算すると、解像度を
３００ｄｐｉ、用紙サイズをＡ４、２値データの転送速
度を１０ＭＨｚ程度とした場合、２５６０ポイント分
（約２１６ｍｍの印字長）のデータ転送にかかる時間は
２５６μｓである。さらに、１２７ライン分の転送が必
要であるので、一走査に必要な時間は３２ｍｓ以上必要
となり、プリンタの速度としては２．６ ｍｍ／ｓ程度
になる。

【００４４】本実施例では、この速度の問題を解決する
ため、一走査時間を８分割し、固体走査ヘッド３に８分
割された時間内の発光時間データ（４ビット）を８回送
ることにより、データの転送回数を１２７回から８回に
減らしている。このように、データの転送回数を１６分
の１に減らすことにより、プリント速度を１６倍に上げ
ることができる。

【００４５】また、さらに固体走査ヘッド３へのデータ
転送ラインを複数にすることにより、より高速のプリン
ト速度が実現できる。たとえば、奇数番目の発光点への
発光時間データと偶数番目の発光点への発光時間データ
の転送ラインを別々にすることにより、データの転送に
要する時間を１／２にすることができる。

【００４６】以上、発光量のばらつき補正とスムージン
グ処理が同時に可能な固体走査ヘッドの駆動方法につい
ての概略を説明した。次に、個々の手段について更に詳
細に説明する。

【００４７】なお、以下に示す実施例は、発光点１４を
２５６０ポイント持つ固体走査ヘッド３に対し、前述し
た４つの発光モードが可能で、固体走査ヘッド３の持つ
発光量のばらつきを補正し、１６階調の階調露光を可能
とするものであり、画像データとして入力するのは４ビ
ットのデジタルデータである。

【００４８】図８は、図５、図７に示したブロック図中
の発光時間決定部２２の構成を示している。図に示すよ
うに、発光時間決定部２２は、発光点アドレスカウンタ
３１およびメモリ３２によって構成されており、４ビッ
トの画像データ、この画像データに同期した画像クロッ
ク、および、ＨＳＹＮＣ信号が入力されている。画像デ
ータと画像クロックは、図１６および図１７のタイミン
グチャートに示すように、ＨＳＹＮＣ信号の一周期の間
に２５６０画素分出力されている。なお、ＨＳＹＮＣ信
号は、一走査の画像データ転送に先だって送られてくる
水平同期信号である。

【００４９】したがって、発光点アドレスカウンタ３１
は、まず、このＨＳＹＮＣ信号によって、クリアされ、
その出力値は「０」となる。次に、画像データの転送が
始まると、発光点アドレスカウンタ３１は、画像クロッ
クをカウントし始める。つまり、発光点アドレスカウン
タ３１のカウント値は、現在送られている画像データが
どの発光点に対する画像データであるかを示している。

【００５０】一走査分の画像データの転送が終了した時
点では、本実施例の場合、発光点アドレスカウンタ３１
の値は「２５６０」になっている。次の走査ラインの画
像データの転送が始まる前には、やはりＨＳＹＮＣ信号
が入力され、発光点アドレスカウンタ３１はクリアさ
れ、再び「０」から「２５６０」までのカウントを開始
する。

【００５１】メモリ３２には、画像データと発光点アド
レスカウンタ３１の出力がメモリアドレスとして入力さ
れている。この場合、下位４ビットに対して画像データ
が、上位１２ビットに対して発光点アドレスカウンタ３
１の出力が入力されている。たとえば、１つ目の画像デ
ータが送られたときには、発光点アドレスカウンタ３１
の値は「１」となっているので、上位１２ビットのアド
レスは「００１Ｈ」となる。このときの画像データが
「０Ｈ」であれば、下位４ビットのアドレスは「０Ｈ」
となり、メモリ３２からはアドレス「００１０Ｈ」の内
容が出力される。画像データが「１Ｈ」であれば、同様
にアドレス「００１１Ｈ」の内容が出力される。

【００５２】したがって、１つ目の画像データに対して
は、画像データの値によってアドレス「００１０Ｈ」か
ら「００１ＦＨ」までのどこかのアドレスのデータが出
力される。

【００５３】同様にして、２つ目の画像データに対して
は、アドレス「００２０Ｈ」から「００２ＦＨ」までの
どこかのアドレスのデータが出力される。最後、すなわ
ち２５６０個目の画像データに対しては、「Ａ０００
Ｈ」から「Ａ００ＦＨ」までのアドレスが対応する。

【００５４】次に、図９を参照しながらメモリ３２に書
込まれている発光時間データについて説明する。この発
光時間データは、あらかじめ固体走査ヘッド３の発光量
を１発光点ずつ測定し、その発光強度に基づいて書込ま
れている。ここでは、固体走査ヘッド３に±２０％の発
光量ばらつきがあるものとして、その代表的な１２０
％、１００％、８０％の発光点に対する発光時間データ
の作成方法について説明する。求める発光時間データ
は、０（非発光）から１２０（７８Ｈ、全発光）までと
する。

【００５５】まず、最も発光強度が弱い発光点（８０
％）に対しては、画像データ「０」から「１５（Ｆ
Ｈ）」に対して発光時間データを均等に割付ける。すな
わち、画像データ「０」に対しては発光時間データも
「０」とする。また、画像データ 「１５（ＦＨ）」に
対しては、全発光の「１２０（７８Ｈ）」を割当てる。
さらに、画像データ「２」から「１４（ＥＨ）」に対し
ては、比例計算で発光時間を求め、「８」から「１１２
（７０Ｈ）」を得る。

【００５６】次に、平均的な発光強度を持つ発光点（１
００％）に対する発光時間データの求め方を説明する。
画像データが「０」の場合は発光時間データも「０」で
ある。画像データが「１５（ＦＨ）」のときは、発光強
度が最も弱い発光点が全発光したときの発光量に合わせ
なければならない。すなわち、この１００％の発光強度
を持つ発光点は、その発光時間を８０％にしなければな
らない。したがって、発光時間データは １２０×（８０／１００）＝９６ となる。他の画像データに対しても同様の計算を施せば
よい。

【００５７】次に、発光強度が最も強い発光点（１２０
％）に対する発光時間データの求め方を説明する。画像
データが「０」のときは、やはり発光時間データも
「０」である。画像データが「１５（ＦＨ）」のとき
は、発光強度が最も弱い発光点が全発光したときの発光
強度に合わせるために発光時間を短くする。その比率
は、８０／１２０である。したがって、発光時間データ
は １２０×（８０／１２０）＝８０ となる。

【００５８】このようにして得たデータが図９の一覧表
である。ここでは、３ポイントの例をあげたが、実際
は、前述したように全ての発光点について、その発光強
度を測定し、その測定結果に基づいて適切な発光時間デ
ータが、それぞれの発光点に対するアドレスに書込まれ
ている。

【００５９】図１０は、このようにして作成されたメモ
リ３２のアドレスとデータとの関係を示した一例であ
る。ここでは、第１番目の発光点が平均的な発光強度を
持つ発光点（１００％）で、第２番目が最も発光量が少
ない発光点（８０％）であった場合の例を示している。

【００６０】この図から明らかなように、発光点アドレ
スカウンタ３１が「１」を出力した場合、第１番目の発
光点に対する画像データの値によって「０」から「９
６」までの値を出力し得ることがわかる。また、発光点
アドレスカウンタ３１が「２」を出力した場合、第２番
目の発光点に対する画像データの値によって「０」から
「１２０」までの値を出力し得る。次に、このような発
光時間決定部２２による発光強度のばらつき補正の効果
について説明する。

【００６１】まず、このような発光時間決定部２２を用
いない場合については、前述したように±２０％の発光
強度のばらつきがある。これに対して、この発光時間決
定部２２を用いた場合には、それぞれの発光強度につい
て１２０種類の発光時間が設定可能な構成となってい
る。したがって、たとえば上記８０％、１００％、１２
０％の発光点については、それぞれ ８０／１２０＝０．６７％ １００／１２０＝０．８３％ １２０／１２０＝１．００％ 刻みの発光強度の設定が可能である。

【００６２】これにより、ある任意の発光強度（０〜８
０％）に対して生じる発光量の誤差は、上記の値の半分
となり、それぞれ最大±０．３３％、±０．４２％、±
０．５０％となる。ただし、この値は１００％発光量の
点を基準とした場合の値であり、実際に使用する際には
８０％の発光量が最大発光量の基準となるため、この発
光量に対する発光量の誤差は ０．５０／（８０／１００）＝０．６３％ となる。したがって、この発光時間決定部２２を用いる
ことにより、最大±２０％あった発光量のばらつきが、
最大±０．６３％に抑えられることがわかる。

【００６３】以上、発光時間決定部２２の構成と具体的
な補正効果について説明した。上記説明で明らかなよう
に、この発光時間決定部２２に４ビットの画像データを
画像クロックに同期させ入力することにより、各発光点
１４の発光能力に応じて補正され、「０」から「１２
０」の７ビットの発光時間データが出力され、この発光
時間データに応じた発光時間で各発光点１４の発光を行
なうことで、この固体走査ヘッド３から出力される発光
量は、最大発光量に対して±０．６３％以内の発光量ば
らつきとなる。したがって、この発光時間決定部２２を
用いて、固体走査ヘッド３の持つ発光強度のばらつきを
補正することにより、むらの無い中間調画像を得ること
ができる。

【００６４】図１１は、図５、図７に示したブロック図
中の発光タイミング制御部２４の構成を示している。図
に示すように、発光タイミング制御部２４は、書込み制
御回路４１、２つのＦＩＦＯメモリ４２，４３、読出し
制御回路４４、サブラインカウンタ（第１の分割手段）
４５、メモリ４６から構成されている。

【００６５】発光時間決定部２２からの発光時間データ
と、発光モード決定部２３あるいはプリンタインタフェ
イス２１からの発光モード指定データは、書込み制御回
路４１によって選択されたＦＩＦＯメモリ４２または４
３に書込まれる。書込み制御回路４１には、ＨＳＹＮＣ
信号が入力されており、ＨＳＹＮＣ信号が入力される
と、発光時間データと発光モード指定データを書込む対
象となるＦＩＦＯメモリを切換える構成となっている。

【００６６】一方、読出し制御回路４４にも、同様にＨ
ＳＹＮＣ信号が入力されており、読出し対象となるＦＩ
ＦＯメモリ４２，４３が１走査ラインごとに入れ替わる
構成となっている。すなわち、書込み動作が行なわれて
いるＦＩＦＯメモリに対しては読出し動作は行なわれ
ず、前走査ライン周期で書込みの終了しているＦＩＦＯ
メモリから読出しし動作を行なう構成となっている。

【００６７】サブラインカウンタ４５は、タイミング回
路２５から送られてくるサブラインカウンタクロック
（第１のクロックパルス）をカウントし、ＨＳＹＮＣ信
号により、そのカウント値がクリアされる構成となって
いる。本実施例では、図１６および図１７のタイミング
チャートに示すように、固体走査ヘッド３の一走査周期
内に７カウントする、すなわち、一走査時間を８分割す
る構成となっている。

【００６８】すなわち、サブラインカウンタ４５によっ
て、固体走査ヘッド３の一走査周期を、図１６および図
１７のタイミングチャートに示すように、「０」から
「７」までの８つのサブラインに分割している。このサ
ブラインカウンタ４５の出力は、メモリアドレスとして
メモリ（第２の決定手段）４６に入力されている。

【００６９】ＦＩＦＯメモリ４２，４３からの読出し動
作は、サブラインカウンタ４５のカウント動作と同期し
て、固体走査ヘッド３の一走査周期内に８回行なわれ
る。この８回の読出し動作によって読出されるデータは
同じデータである。そして、この読出されたデータは、
メモリアドレスとしてメモリ４６に入力されている。次
に、図１２および図１３を用いて発光タイミング制御部
２４に内蔵されているメモリ４６について説明する。

【００７０】メモリ４６には、アドレスとして上述した
サブラインカウンタ４５のカウント値、および、ＦＩＦ
Ｏメモリ４２または４３からの読出しデータが入力され
ている。ＦＩＦＯメモリ４２または４３からの読出しデ
ータは、発光モード指定データおよび発光時間データで
ある。このメモリ４６の役割は、それぞれの発光点に対
する発光モード指定データ、発光時間データ、サブライ
ンカウンタ４５のカウント値をアドレス入力として、ア
ドレス指定されることにより、固体走査ヘッド３に送る
４ビットの発光データを出力することである。

【００７１】図１２および図１３は、発光タイミング制
御部２４に内蔵されているメモリ４６のメモリマップを
示すものである。図に示すように、メモリ４６の内部
は、発光モードによってデータ記憶領域が分割されてい
る。すなわち、アドレス 「００００Ｈ」から「０ＦＦ
ＦＨ」まではモード０（前半発光モード）の発光データ
が格納されている領域４６ａ、アドレス「１０００Ｈ」
から「１ＦＦＦＨ」まではモード１（後半発光モード）
の発光データが格納されている領域４６ｂ、アドレス
「２０００Ｈ」から「２ＦＦＦＨ」まではモード２（中
央発光モード）の発光データが格納されている領域４６
ｃ、アドレス「３０００Ｈ」から 「３ＦＦＦＨ」
まではモード３（平均発光モード）の発光データが格納
されている領域４６ｄである。

【００７２】メモリ４６のアドレスの振り分けを更に詳
細に説明すると、上位２ビットは今説明した発光モード
指定データが割り当てられている。次に、中位８ビット
には、発光時間データが割り当てられている。本実施例
では、発光時間データは７ビットであるので、実際には
８ビットのうち下位７ビットが発光時間データに割り当
てられている（上位１ビットは「０」に固定）。次に、
下位４ビットには、サブラインカウンタ４５の出力が割
り当てられている。本実施例では、サブラインカウンタ
４５の出力は３ビットであるので、実際には下位３ビッ
トにサブラインカウンタ４５の出力が割当てられている
（上位１ビットは「０」に固定）。

【００７３】図１２および図１３には、発光時間データ
が「６５（４１Ｈ）」である場合、アクセスするアドレ
スとデータとの対応を記載してある。まず、発光モード
指定データが「０」（前半発光モード）であった場合に
は、アドレス「０４１０Ｈ」から「０４１７Ｈ」までを
アクセスする。すなわち、サブラインカウンタ４５の出
力値が「０」であるときには、アドレス「０４１０Ｈ」
に格納されているデータ「１５（ＦＨ）」が固体走査ヘ
ッド３に転送される。

【００７４】また、サブラインカウンタ４５が「１」を
出力しているときに、発光モード指定データが「０」
（前半発光モード）、発光時間データが「６５（４１
Ｈ）」であると、アドレス「０４１１Ｈ」に格納されて
いるデータ「１５（ＦＨ）」が固体走査ヘッド３に転送
される。

【００７５】以下、同様にして、サブラインカウンタ４
５が「２」を出力した場合にはデータ「１５（ＦＨ）」
が、「３」を出力した場合にはデータ「１５（ＦＨ）」
が、「４」を出力した場合にはデータ「５」が、「５」
を出力した場合にはデータ「０」が、「６」を出力した
場合にはデータ「０」が、「７」を出力した場合にはデ
ータ「０」が、それぞれ固体走査ヘッド３に転送され
る。

【００７６】次に、発光モード指定データが「１」（後
半発光モード）の場合には、アドレス「１４１０Ｈ」か
ら「１４１７Ｈ」までをアクセスする。この場合も、サ
ブラインカウンタ４５の出力値によって、固体走査ヘッ
ド３へ転送される発光データが変化する。すなわち、サ
ブラインカウンタ４５の出力値が「０」から「２」のと
き「０」、「３」のとき「５」、「４」から「７」のと
き「１５（ＦＨ）」である。

【００７７】次に、発光モード指定データが「２」（中
央発光モード）の場合には、アドレス「２４１０Ｈ」か
ら「２４１７Ｈ」までをアクセスする。この場合も、サ
ブラインカウンタ４５の出力値によって、固体走査ヘッ
ド３へ転送される発光データが変化する。すなわち、サ
ブラインカウンタ４５の出力値が「０」から「１」のと
き「０」、「２」から「５」のとき「１５（ＦＨ）」、
「６」のとき「５」、「７」のとき「０」である。

【００７８】次に、発光モード指定データが「３」（平
均発光モード）の場合には、アドレス「３４１０Ｈ」か
ら「３４１７Ｈ」までをアクセスする。この場合も、サ
ブラインカウンタ４５の出力値によって、固体走査ヘッ
ド３へ転送される発光データが変化する。すなわち、サ
ブラインカウンタ４５の出力値が「０」から「２」のと
き「８」、「３」のとき「９」、「４」から「７」のと
き「８」である。

【００７９】このように、発光モード指定データによっ
てメモリ４６に格納されている発光データの値は異なる
が、サブラインカウンタ４５が「０」から「７」まで変
化する間に、固体走査ヘッド３に転送される発光データ
の合計は、各発光モードとともに「６５（４１Ｈ）」と
なっている。

【００８０】すなわち、発光モードが異なっても、発光
時間データが同じであれば、固体走査ヘッド３の発光す
る時間の合計は同じになるように、このメモリ４６に発
光データが書込まれている。ここで、上記４ビットの発
光データの意味を説明するために、図１４および図１５
を用いて固体走査ヘッド３の内部構成について説明す
る。

【００８１】図１４は、発光素子としてＬＥＤを用いた
固体走査ヘッド３の内部回路例を示すものである。図に
示すように、固体走査ヘッド３には、感光体ドラム１を
露光するための前記発光点１４（図２参照）として、２
５６０個のＬＥＤ（ＬＥＤチップ１２は４０個で、１個
のＬＥＤチップ１２が６４個のＬＥＤを有する）、およ
び、これら各ＬＥＤ（発光点１４）を駆動するための駆
動用ＩＣチップ１３が８０個内蔵されている。なお、以
降の説明においては、８０個の駆動用ＩＣチップ１３を
ＩＣ１〜ＩＣ８０と呼称することもある。

【００８２】発光タイミング制御部２４からの４ビット
の発光データは、まずＩＣ８０に入力され、ＩＣ内部の
シフトレジスタにより隣接する次のＩＣ７９、ＩＣ７
８、…へと順次シフトされていく。一走査分の発光デー
タ、すなわち２５６０画素分の発光データが入力された
時点で、全てのＩＣ、すなわちＩＣ８０、…、ＩＣ１へ
データが行き渡る。

【００８３】次に、駆動用ＩＣチップ１３について図１
５を用いて説明する。駆動用ＩＣチップ１３は、４ビッ
トカウンタ（第２の分割手段）５１、シフトレジスタ５
２、３２個の４ビットラッチ５３、３２個の４ビットコ
ンパレータ（制御手段）５４、３２個のドライバ５５か
ら構成されている。

【００８４】すなわち、前述したように、まず発光デー
タはシフトレジスタ５２に入力される。該駆動用ＩＣチ
ップ１３は、１個で３２個の発光点１４（ＬＥＤ）を駆
動制御できるようになっており、シフトレジスタ５２は
３２個以上の発光データが入力されると、隣の駆動用Ｉ
Ｃチップ１３のシフトレジスタ５２へ発光データを転送
する。このようにして、発光データを転送することによ
り、一走査ライン分の発光データが転送された時点で
は、先頭から３２個の発光データがＩＣ１へ、最後の３
２個の発光データがＩＣ８０へ転送される。

【００８５】一走査ライン分の発光データの転送が完了
すると、サブラインカウンタクロックが４ビットカウン
タ５１および４ビットラッチ５３にそれぞれ入力され
る。４ビットラッチ５３は、前述したように４ビット×
３２個の構成となっている。したがって、一走査ライン
分の４ビット×２５６０個の発光データがＩＣ１からＩ
Ｃ８０に全てラッチされる。

【００８６】４ビットカウンタ５１は、サブラインカウ
ンタクロックによってクリアされ、４ビットカウンタク
ロック（第２のクロックパルス）をカウントする。図１
６および図１７にタイミングチャートを示すように、４
ビットカウンタクロックはサブラインカウンタクロック
の１周期の時間内に１６個のパルスを出力する。したが
って、４ビットカウンタ５１は、サブラインカウンタク
ロック１周期分の時間に「０」から「１５」までのカウ
ント動作を行なう。すなわち、サブラインカウンタクロ
ック（第１のクロックパルス）１周期分の時間を１６分
割する。

【００８７】ここで、全体のタイミングとの関係を整理
する。図１６および図１７のタイミングチャートに示す
ように、一走査ライン分の発光モード指定データと発光
時間データが送られてくる時間、すなわち、ＨＳＹＮＣ
信号の１周期（一走査時間）にサブラインカウンタ４５
は「０」から「７」までのカウント動作を行なう。固体
走査ヘッド３内の４ビットカウンタ５１は、サブライン
カウンタ４５の１周期で「０」から「１５」までのカウ
ント動作を行なうので、ＨＳＹＮＣ信号の１周期には、
「０」から「１５」までのカウント動作を８回繰り返す
ことになる。

【００８８】すなわち、サブラインカウンタ（第１の分
割手段）４５は、一走査時間を８分割し、４ビットカウ
ンタ（第２の分割手段）５１は、それを更に１６分割す
ることになる。

【００８９】さて、このような周期でカウント動作を行
なっている４ビットカウンタ５１の出力値と、前述した
４ビットラッチ５３にラッチされている値とが４ビット
コンパレータ５４によって比較され、その各比較結果が
それぞれドライバ５５に出力される。４ビットコンパレ
ータ５４は、４ビットラッチ５３からのデータが４ビッ
トカウンタ５１のカウント値よりも大きいときに出力を
ハイレベルとする。ドライバ５５は、４ビットコンパレ
ータ５４からの出力がハイレベルのとき、対応するＬＥ
Ｄの発光駆動を行なうようになっている。

【００９０】図１６および図１７のタイミングチャート
は、４ビットラッチ５３にラッチされたデータが「１、
２、１５（ＦＨ）」の場合の発光時間の様子を示してい
る。図に示すように、データが「１」の場合には、４ビ
ットカウンタ５１の出力値が「１」になるまで発光を行
なう。同様に、データが「２」のときは、４ビットカウ
ンタ５１の出力値が「２」になるまで、データが「１５
（ＦＨ）」のときは、４ビットカウンタ５１の出力値が
「１５」になるまで発光を行なう。

【００９１】以上説明したように、固体走査ヘッド３に
４ビットの発光データを転送することで、固体走査ヘッ
ド３はサブラインカウンタ４５のカウント周期の１６分
の１の時間単位で発光時間を変化させることができる。
また、サブラインカウンタ４５のカウント周期一周期で
１５種類の発光時間があり、一走査時間に８つのサブラ
インがあるため、一走査時間内に１２０通り（発光時間
「０」も数に入れると１２１通り）の発光時間を設定で
きる。

【００９２】なお、ここでは、説明が簡単になるよう
に、８０個の駆動用ＩＣチップ１３を一列に接続した例
をあげた。しかし、図２に示した固体走査ヘッド３の構
成は、８０個の駆動用ＩＣチップ１３を各ＬＥＤチップ
１２の両側部に４０個ずつ配設している例である。この
ような構成では、たとえば、奇数番目の発光点１４を駆
動するために４０個の駆動用ＩＣチップ１３を、偶数番
目の発光点１４を駆動するために４０個の駆動用ＩＣチ
ップ１３を使用し、発光データを、奇数番目用と、偶数
番目用の別々に転送する方法をとっている。

【００９３】図１８は、発光時間データとして「６５
（４１Ｈ）」を発光タイミング制御部２４に入力したと
きの発光の様子を表したタイミングチャート例である。
前半発光モードを指定した場合には、サブラインカウン
タ４５が「０」から「４」までカウントする間に発光が
行なわれており、直前の走査ラインの直ぐ後に発光が行
なわれていることがわかる。

【００９４】後半発光モードを指定した場合には、サブ
ラインカウンタ４５が「３」から「７」までカウントす
る間に発光が行なわれていることがわかる。したがっ
て、発光されるのは直後の走査ラインの直前の部分であ
る。ここで、サブラインカウンタ４５が「３」の部分の
発光がサブラインカウンタ４５が「４」以降の部分の発
光と離れてしまうが、これは、本実施例における回路の
構成上避けられないものである。

【００９５】中央発光モードを指定した場合には、サブ
ラインカウンタ４５が「２」から「６」までカウントす
る間に発光が行なわれており、走査ラインのほぼ中央で
発光が行なわれているのがわかる。

【００９６】平均発光モードを指定した場合には、サブ
ラインカウンタ４５が「０」から「７」までの全てのカ
ウント部分で発光が行なわれており、走査ラインの全域
にわたって平均的に発光が行なわれていることがわか
る。

【００９７】以上、４種類の発光モードについて、その
発光の様子を簡単に説明したが、いずれの発光モードに
おいても、感光体ドラム１に与えられる発光エネルギは
全て等しくなっている。このような発光点ごとに指定さ
れれた発光モードにしたがって、発光タイミングを変化
させる機能を有する発光タイミング制御部２４を用いる
ことで、前述の図６に示した発光パターンを実現するこ
とができる。

【００９８】

【００９９】

【０１００】

【０１０１】

【０１０２】

【０１０３】

【０１０４】

【０１０５】

【０１０６】

【０１０７】

【０１０８】以上、一走査時間が、サブラインカウンタ
（第１の分割手段）４５によって８分割され、この８分
割された時間が、４ビットカウンタ（第２に分割手段）
５１によって更に１６分割される例について説明した。
しかし、本発明は、これに限定されるものではなく、一
走査時間を「２」以上の整数で多重に分割することによ
り、分割数に応じた効果を得ることができる。

【０１０９】すなわち、サブラインカウンタ４５による
分割数が大きければ大きいほど、表現できる階調数は増
え、発光手段の発光量ばらつき補正、スムージング処理
の効果も大きい。しかしながら、分割数を大きくする
と、データ転送に時間がかかり、プリントスピードの低
下を招く。

【０１１０】また、４ビットカウンタ（第２の分割手
段）５１の分割数を増やせば増やすほど（カウンタのビ
ット数を増やせば増やすほど）、表現できる階調数は増
え、発光手段の発光量ばらつき補正の効果は大きい。し
かしながら、固体走査ヘッド３に内蔵する回路規模が大
きくなり、実用的ではない。

【０１１１】図１９〜図２０は、分割数を変えた場合の
例である。図１９は、サブラインカウンタ４５が一走査
時間を４分割している様子を表した図であり、図２０
は、第２の分割手段（固体走査ヘッド３に内蔵されるカ
ウンタ）が３ビットカウンタで、サブラインカウンタ
（第１の分割手段）４５によって分割された時間を更に
８分割している様子を表した図である。このような構成
の場合、図から明らかなように、２８通り（発光時間
「０」も数にいれると２９通り）の発光時間が設定でき
る。

【０１１２】図２１は、発光時間データとして「１５
（０ＦＨ）」が与えられた場合の発光の様子を表した図
である。図１８の場合と同様に、発光モードによって発
光タイミングが異なっていることがわかる。すなわち、
前半発光モードを指定した場合には、サブラインカウン
タ４５が「０」から「２」までカウントする間に発光が
行なわれており、直前の走査ラインの直ぐ後に発光が行
なわれていることがわかる。

【０１１３】後半発光モードを指定した場合には、サブ
ラインカウンタ４５が「１」から「３」までカウントす
る間に発光が行なわれていることがわかる。したがっ
て、発光するのは直後の走査ラインの直前の部分であ
る。ここでも、先の例と同様に、サブラインカウンタ４
５が「１」の部分の発光がサブラインカウンタ４５が
「２」以降の部分の発光と離れてしまうが、これは、本
実施例における回路の構成上避けられないものである。

【０１１４】中央発光モードを指定した場合には、サブ
ラインカウンタ４５が「１」から「３」までカウントす
る間に発光が行なわれており、走査ラインのほぼ中央で
発光が行なわれていることがわかる。

【０１１５】平均発光モードを指定した場合には、サブ
ラインカウンタ４５が「０」から「３」までの全てのカ
ウント部分で発光が行なわれており、走査ラインの全域
にわたって平均的に発光が行なわれていることがわか
る。

【０１１６】以上、第１の分割手段（サブラインカウン
タ４５）によって一走査時間が４分割され、第２の分割
手段（３ビットカウンタ（図示せず））によって更に８
分割された場合の例を説明した。この例と、先に説明し
た、第１の分割手段（サブラインカウンタ４５）が一走
査時間を８分割、第２の分割手段（４ビットカウンタ５
１）が更に１６分割する場合と比較すると、先に説明し
た実施例の方が表現できる階調数が多く、スムージング
処理もより滑らかに行なえることがわかる。

【０１１７】しかしながら、後で説明したものの方が、
データ転送にかかる時間を短縮することにより、プリン
トスピードを上げることができる可能性があること、４
ビットカウンタを３ビットカウンタにすることにより、
固体走査ヘッド３に内蔵する回路を簡略化できることが
わかる。

【０１１８】このように、本発明は、プリントスピー
ド、固体走査ヘッドの発光能力のばらつきの程度、要求
される画質などに応じて、分割手段の分割数を選択する
ことができる。

【０１１９】次に、図２２を用いてコントロールパネル
から発光モードを指定する方法について説明する。図２
２に示すように、発光モード指定データは発光モード決
定部から出力される。

【０１２０】すなわち、発光モード決定部２３はコント
ロールパネル２７に接続されており、プリンタユーザが
コントロールパネル２７で指定した発光モード情報によ
り発光モードが決定される。たとえば、前半発光モード
がコントロールパネル２７から指定された場合には、発
光モード決定部２３からは前半発光モードの発光モード
指定データが出力され、発光タイミング制御部２４に入
力される。

【０１２１】この前半発光モード時、画像濃度を徐々に
増やした場合の感光体ドラム１に対する露光結果を模式
的に表したのが図２３である。図において、横方向が主
走査方向、縦方向が副走査方向である。露光は上から下
に行なっている。同様に、後半発光モード、中央発光モ
ード、平均発光モードを指定した場合の露光結果を模式
的に表したのが、図２４、図２５、図２６である。

【０１２２】図２７に示す露光結果は、前半発光モード
と後半発光モードとを組合わせたものである。発光モー
ド決定部２３に前述したＨＳＹＮＣ信号を入力し、この
ＨＳＹＮＣ信号で一走査ラインごとに発光モード指定デ
ータを前半発光モードと後半発光モードに変化させるこ
とによって、このような露光パターンが実現できる。こ
の露光パターンは、図から明らかなように、２走査ライ
ンの露光が連続するという特徴がある。

【０１２３】すなわち、図２３〜図２６までの露光パタ
ーンにおいては、全発光の場合を除き、１つの発光に対
して必ず光始めと終りが１回以上存在するのに対して、
図２７の場合は、上下２つの発光に対して光始めと終り
が一回だけ存在することになる。このような発光パター
ンで形成した露光パターンは、他の露光パターンに比
べ、電子写真の特性上、比較的安定的に現像できる（露
光面積とトナーの付着面積が比例する）ことがわかって
いる。

【０１２４】したがって、本実施例では、コントロール
パネル２７から、このような発光モードを指定できる構
成とし、露光面積とトナーの付着面積をより正確に比例
させたいとき（階調をより正確に表現したいとき）、こ
の発光パターンをユーザが選択できる構成となってい
る。

【０１２５】また、この発光パターンの選択は、コント
ロールパネル２７からだけではなく、プリンタインタフ
ェイス２１を介して行なうこともできる。すなわち、図
２２に示すように、外部装置からのコマンドを発光モー
ド決定部２３に入力することにより、発光モードを指定
することもできる。

【０１２６】なお、前記実施例では、発光部としての発
光素子としてＬＥＤを用いた固体走査ヘッドに適用した
場合について説明したが、本発明はこれに限定されるも
のでなく、たとえばＥＬ素子あるいは蛍光体などを発光
素子として用いた固体走査ヘッドにも同様に適用でき
る。

【０１２７】また、発光部としてはＬＥＤ、ＥＬ素子、
蛍光体に限らず、たとえば、液晶シャッタアレイなどの
光シャッタを用いてもよく、以下、発光部として液晶シ
ャッタアレイを用いた固体走査ヘッドについて、図２８
を用いて簡単に説明する。

【０１２８】液晶シャッタアレイは、周知のごとく自ら
は発光しないので、各液晶素子（液晶セル）の電気光学
効果を用いて、背面の光源（たとえば、蛍光灯）６１か
ら照明された光を制御することにより、感光体ドラム１
を露光する。

【０１２９】通常、液晶シャッタアレイは、液晶封入用
に２枚のガラス基板６２，６３を用いており、それぞれ
のガラス基板６２，６３上に設けた電極６４，６５を制
御することにより、液晶層６６の液晶分子の配列状態を
変化させて、光源６１からの光の通過を制御するように
なっている。

【０１３０】この実施例では、たとえば、ねじれネマチ
ィック（ＴＮ）形の液晶シャッタアレイを用いた場合に
ついて説明する。２枚のガラス基板６２，６３の各外側
には、それぞれ偏向方向が垂直となるように偏向板（偏
向子）６７，６８が配設されている。そして、ガラス基
板６２，６３の間には液晶層６６が設けられている。液
晶層６６は、電界のない場合には、９０度の旋光性を有
するものであり、光源６１からの光は偏向板６７を通過
し、液晶層６６の液晶分子のねじれに沿って９０度旋光
する。したがって、液晶層６６を通過した光は、もう１
つの偏向板６８を通過する。

【０１３１】一方、電界がある場合には、液晶層６６の
液晶分子は電場方向と平行に配列し、９０度の旋光性は
消失する。したがって、光源６１からの光は偏向板６７
を通過し、液晶層６６を通過した光は、もう１つの偏向
板６８を通過することができず、光は遮断される。

【０１３２】図２８において、液晶層６６の両側部に形
成されたＩＴＯ（酸化インジウム膜）６４，６５は、電
界を生成するための透明電極であり、これらの間の電界
によって液晶層６６の分子配列が変化する。この場合、
光源６１側の電極（ＩＴＯ）６４は共通電極となってお
り、各液晶シャッタに対して同じ電位が与えられてい
る。そして、各液晶シャッタの形状は、電極６４の周囲
に設けられた遮光膜（Ｃｒ）によって規定される。

【０１３３】一方、セルフォックレンズ１５側の電極
（ＩＴＯ）６５は、アルミ配線７０の延長上に形成され
ている薄膜トランジスタ（図示しない）によって、その
電位が制御されることにより、各液晶シャッタ内の液晶
分子配列が制御される。

【０１３４】なお、液晶層６６と各電極６４，６５との
間にそれぞれ形成されたポリイミド層７１，７２は分子
配向層で、均一な安定した液晶分子配列を得るためのも
のである。また、ガラス基板６３と電極６５との間に形
成された窒化珪素（ＳｉＮｘ）層７３は透明な絶縁膜で
ある。

【０１３５】このような構成で、各液晶シャッタ内の液
晶分子配列を制御することにより、感光体ドラム１への
光量（露光量）を制御することができる。さらに、電気
的に各液晶シャッタの開閉時間を制御することにより、
露光時間（発光部の発光時間）を制御することができ
る。このような液晶シャッタアレイを用いた固体走査ヘ
ッドを用いても、前記実施例と同様な作用効果が期待で
きる。

【０１３６】以上説明したように、上記実施例によれ
ば、プリンタのプリント速度を低下させることなく、前
述した発光素子の発光強度ばらつきや光シャッタの光透
過率のばらつきを補正し、濃度むらの無い階調表現が可
能となる。また、各発光点ごとに発光モードを指定する
ことにより、個々の発光素子の発光タイミングあるいは
個々の光シャッタの開閉タイミングを微妙に制御し、ス
ムージング処理や均一な露光が可能となる。

【０１３７】また、個々の発光点に対する発光モードを
決定する手段を設けることによって、外部から画像デー
タを転送するだけで、その画像データに最適な発光状態
で感光体ドラムを露光することが可能となる。

【０１３８】さらに、コントロールパネルあるいは外部
装置からの指定によって発光モードを選択できる構成と
することにより、ユーザの希望する画質を容易に選択す
ることができる。

【０１３９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、固
体走査ヘッドの各発光素子の発光強度のばらつきや光シ
ャッタの光透過率のばらつきを補正し、濃度むらの無い
階調表現を、速度を低下させることなく行なうことがで
きる固体走査ヘッドの駆動装置を提供できる。

【０１４０】また、本発明によれば、個々の発光素子の
発光タイミングあるいは個々の光シャッタの開閉タイミ
ングを微妙に制御し、スムージング処理を行なうことが
できる固体走査ヘッドの駆動装置を提供できる。

【０１４１】さらに、本発明によれば、副走査方向（被
露光面の移動方向）に隣り合う被露光部を連続して露光
することにより、露光面積が小さくなることを極力防止
し、より安定した中間調画像（階調記録）を実現するこ
とができる固体走査ヘッドの駆動装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る固体走査ヘッドを用いた
電子写真式プリンタの作像部を概略的に示す構成図。

【図２】固体走査ヘッドの構成と感光体ドラムとの相対
的な位置関係を概略的に示す斜視図。

【図３】露光量と現像濃度（画像濃度）との関係を示す
グラフ。

【図４】スムージング処理の概念を説明するための図
で、（ａ）はスムージング処理を行なわずに曲線を表現
した図、（ｂ）は主走査方向にスムージング処理を行な
って曲線を表した図、（ｃ）は副走査方向にスムージン
グ処理を行なって曲線を表した図。

【図５】本発明の実施例に係る固体走査ヘッドの駆動方
法を実現するための処理回路を示すブロック図。

【図６】４つの発光モードを説明するための図。

【図７】固体走査ヘッドの駆動方法を実現するための処
理回路の変形例を示すブロック図。

【図８】発光時間決定部の内部構成を示すブロック図。

【図９】画像データと発光時間データとの対応関係を示
す図。

【図１０】発光時間決定部に内蔵されるメモリの内容を
説明するための図。

【図１１】発光タイミング制御部の内部構造を示すブロ
ック図。

【図１２】発光タイミング制御部に内蔵されるメモリの
内容を説明するための図。

【図１３】発光タイミング制御部に内蔵されるメモリの
内容を説明するための図。

【図１４】固体走査ヘッドの回路構成を説明するための
ブロック図。

【図１５】固体走査ヘッドに内蔵される駆動用ＩＣチッ
プの内部構成を示すブロック図。

【図１６】固体走査ヘッドの発光動作の一例を説明する
ためのタイミングチャート。

【図１７】固体走査ヘッドの発光動作の一例を説明する
ためのタイミングチャート。

【図１８】発光モードの違いによって発光タイミングが
どのように異なるかの一例を説明するための図。

【図１９】固体走査ヘッドの発光動作の他例を説明する
ためのタイミングチャート。

【図２０】固体走査ヘッドの発光動作の他例を説明する
ためのタイミングチャート。

【図２１】発光モードの違いによって発光タイミングが
どのように異なるかの他例を説明するための図。

【図２２】固体走査ヘッドの駆動方法を実現するための
処理回路の変形例を示すブロック図。

【図２３】前半発光モードで発光を行なった際の露光パ
ターンを模式的に表した図。

【図２４】後半発光モードで発光を行なった際の露光パ
ターンを模式的に表した図。

【図２５】中央発光モードで発光を行なった際の露光パ
ターンを模式的に表した図。

【図２６】平均発光モードで発光を行なった際の露光パ
ターンを模式的に表した図。

【図２７】前半発光モードと後半発光モードとを組合わ
せて発光を行なった際の露光パターンを模式的に表した
図。

【図２８】発光部として液晶シャッタアレイを用いた固
体走査ヘッドの例を説明するための構成図。

【符号の説明】

１……感光体ドラム（被露光面）、２……帯電用帯電
器、３……固体走査ヘッド、４……現像器、５……転写
ローラ、１２……ＬＥＤチップ、１３……駆動用ＩＣチ
ップ、１４……発光点、１５……セルフォックレンズ
（光学手段）、１６……露光点、２１……プリンタイン
タフェイス（指定データ受信手段、画像データ受信手
段）、２２……発光時間決定部（第１の決定手段）、２
３……発光モード決定部、２４……発光タイミング制御
部、２５……タイミング回路、２６……発光モード選択
部、２７……コントロールパネル、３１……発光点アド
レスカウンタ、３２……メモリ、４１……書込み制御回
路、４２，４３……ＦＩＦＯメモリ、４４……読出し制
御回路、４５……サブラインカウンタ（第１の分割手
段）、４６……メモリ（第２の決定手段）、５１……４
ビットカウンタ（第２の分割手段）、５４……４ビット
コンパレータ（制御手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井出 直朗 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 東芝イ ンテリジェントテクノロジ株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−195087（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/44 B41J 2/45 B41J 2/455 H04N 1/036

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データに応じて複数の発光手段を選
   択的に発光させることによって、被露光面を走査する固
   体走査ヘッドを駆動する駆動装置において、 前記画像データと前記複数の発光手段の各発光能力とに
   応じて、それぞれの発光手段の一走査時間内での発光時
   間を決定する第１の決定手段と、 一走査時間をｍ個（ｍは２以上の整数）の時間間隔に分
   割する第１の分割手段と、 前記第１の決定手段および前記第１の分割手段からの情
   報に基づき、前記複数の発光手段の一走査時間内での発
   光タイミングと前記第１の分割手段で分割された時間内
   での前記複数の発光手段の発光時間をそれぞれの発光手
   段ごとに決定する第２の決定手段と、 前記第１の分割手段によって分割された時間間隔を更に
   ｎ個（ｎは２以上の整数）の時間間隔に分割する第２の
   分割手段と、 前記第２の決定手段および前記第２の分割手段からの情
   報に基づいて前記複数の発光手段の発光動作を制御する
   制御手段と、 を具備したことを特徴とする固体走査ヘッドの駆動装
   置。
2. 【請求項２】 画像データに応じて複数の発光手段を選
   択的に発光させることによって、被露光面を走査する固
   体走査ヘッドを駆動する駆動装置において、 前記画像データと前記複数の発光手段の各発光能力とに
   応じて、それぞれの発光手段の一走査時間内での発光時
   間を決定する第１の決定手段と、 一走査時間をｍ個（ｍは２以上の整数）の時間間隔に分
   割する第１の分割手段と、 一走査時間内のどの部分で前記複数の発光手段を発光さ
   せるかを指定するための複数の発光モードから所定の発
   光モードを決定する発光モード決定手段と、 前記第１の決定手段および前記第１の分割手段および前
   記発光モード決定手段からの情報に基づき、前記複数の
   発光手段の一走査時間内での発光タイミングと前記第１
   の分割手段で分割された時間内での前記複数の発光手段
   の発光時間をそれぞれの発光手段ごとに決定する第２の
   決定手段と、 前記第１の分割手段によって分割された時間間隔を更に
   ｎ個（ｎは２以上の整数）の時間間隔に分割する第２の
   分割手段と、 前記第２の決定手段および前記第２の分割手段からの情
   報に基づいて前記複数の発光手段の発光動作を制御する
   制御手段と、 を具備したことを特徴とする固体走査ヘッドの駆動装
   置。
3. 【請求項３】 画像データに応じて複数の発光手段を選
   択的に発光させることによって、被露光面を走査する固
   体走査ヘッドを駆動する駆動装置において、 外部機器から送信される画像データを受信する画像デー
   タ受信手段と、 一走査時間内のどの部分で前記複数の発光手段を発光さ
   せるかを指定する複数の発光モードの中から所定の発光
   モードを指定するための指定データを受信する指定デー
   タ受信手段と、 前記画像データ受信手段で受信した画像データと前記複
   数の発光手段の各発光能力とに応じて、それぞれの発光
   手段の一走査時間内での発光時間を決定する第１の決定
   手段と、 一走査時間をｍ個（ｍは２以上の整数）の時間間隔に分
   割する第１の分割手段と、 前記第１の決定手段および前記第１の分割手段からの情
   報と前記指定データ受信手段で受信した発光モード指定
   データに基づいて、前記複数の発光手段の一走査時間内
   での発光タイミングと前記第１の分割手段で分割された
   時間内での前記複数の発光手段の発光時間をそれぞれの
   発光手段ごとに決定する第２の決定手段と、 前記第１の分割手段によって分割された時間間隔を更に
   ｎ個（ｎは２以上の整数）の時間間隔に分割する第２の
   分割手段と、 前記第２の決定手段および前記第２の分割手段からの情
   報に基づいて前記複数の発光手段の発光動作を制御する
   制御手段と、 を具備したことを特徴とする固体走査ヘッドの駆動装
   置。
4. 【請求項４】 前記第１の決定手段は、前記画像データ
   とともに同期して送られてくる画像クロックをカウント
   するカウンタと、前記画像データがアドレスとして入力
   されるメモリとで構成され、前記メモリ内には、前記カ
   ウンタにより指定される発光手段の発光能力に応じて画
   像データを発光時間情報に変換するデータがあらかじめ
   記憶されていることを特徴とする請求項１ないし請求項
   ３のうちいずれか１つに記載の固体走査ヘッドの駆動装
   置。
5. 【請求項５】 前記第１の分割手段は、一走査時間内に
   複数個発生する第１のクロックパルスをカウントし、一
   走査時間ごとにクリアされるカウンタであることを特徴
   とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１つに記
   載の固体走査ヘッドの駆動装置。
6. 【請求項６】 前記第２の決定手段は、前記第１の決定
   手段および前記第１の分割手段からの情報をアドレス入
   力とし、前記第１の分割手段で分割された時間間隔内で
   の発光時間情報を出力するメモリであることを特徴とす
   る請求項１記載の固体走査ヘッドの駆動装置。
7. 【請求項７】 前記第２の決定手段は、前記第１の決定
   手段および前記第１の分割手段および前記発光モード決
   定手段からの情報をアドレス入力とし、前記第１の分割
   手段で分割された時間間隔内での発光時間情報を出力す
   るメモリであることを特徴とする請求項２記載の固体走
   査ヘッドの駆動装置。
8. 【請求項８】 前記第２の決定手段は、前記第１の決定
   手段および前記第１の分割手段および前記指定データ受
   信手段からの情報をアドレス入力とし、前記第１の分割
   手段で分割された時間間隔内での発光時間情報を出力す
   るメモリであることを特徴とする請求項３記載の固体走
   査ヘッドの駆動装置。
9. 【請求項９】 前記第２の分割手段は、一走査時間をｍ
   分割した時間間隔内に複数個発生する第２のクロックパ
   ルスをカウントし、前記第１のクロックパルスによって
   クリアされるカウンタであることを特徴とする請求項１
   ないし請求項３のうちいずれか１つに記載の固体走査ヘ
   ッドの駆動装置。
10. 【請求項１０】 前記制御手段は、前記第２の決定手段
    からの情報と前記第２の分割手段からの情報とを比較
    し、その比較結果に基づいて、前記発光手段の発光、非
    発光を決定することを特徴とする請求項１ないし請求項
    ３のうちいずれか１つに記載の固体走査ヘッドの駆動装
    置。
11. 【請求項１１】 前記第２の分割手段および前記制御手
    段は、前記固体走査ヘッド内に設けられており、一走査
    時間内に前記第２の決定手段からの情報をｍ回、前記固
    体走査ヘッドに転送することを特徴とする請求項１ない
    し請求項３のうちいずれか１つに記載の固体走査ヘッド
    の駆動装置。
12. 【請求項１２】 前記発光モード決定手段は、一走査時
    間内の前半に発光するモード、一走査時間内の後半に発
    光するモード、一走査時間の中央部で発光するモード、
    一走査時間を通して平均的に発光するモードの中からい
    ずれかのモードを選択することを特徴とする請求項２記
    載の固体走査ヘッドの駆動装置。
13. 【請求項１３】 前記発光モード決定手段は、前記画像
    データに基づいて自動的に画像データ単位で複数の発光
    モードから最適な発光モードを指定することを特徴とす
    る請求項１２記載の固体走査ヘッドの駆動装置。
14. 【請求項１４】 前記発光モード決定手段は、コントロ
    ールパネルからの情報に基づいて発光モードを指定する
    ことを特徴とする請求項１２記載の固体走査ヘッドの駆
    動装置。
15. 【請求項１５】 前記発光モード決定手段は、外部から
    のコマンドに基づいて発光モードを指定することを特徴
    とする請求項１２記載の固体走査ヘッドの駆動装置。
16. 【請求項１６】 前記発光モード決定手段は、一走査時
    間単位で、一走査時間内の前半に発光するモード、一走
    査時間内の後半に発光するモードを交互に指定すること
    を特徴とする請求項１２記載の固体走査ヘッドの駆動装
    置。