JPH02241764A - Ｌｅｄヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 電子写真方式のプリンタの露光光学系に用いられるＬＥ
Ｄヘッドに関し、 プリンタの速度を落とさずに階調表現を実現することを
目的とし、 主走査方向に並設された複数の１゜ＥＤの発光部を備え
たＬＥＤヘッドにおいて、前記発光部を、前記主走査方
向と直交する副走査方向に分割するとともに、該分割さ
れた各発光部の点灯、非点灯を、上位装置から入力され
る階調デー・りに従って制御り、で階調表面を可能にす
るためのｉ、　Ｅ　Ｄ発光用制御回路を設けた構成とす
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は電子写真方式のプリンタの露光光学系に用いら
れるＬＥＤヘッドに関する。

電子写真方式によるプリンタは、レーザプリンタ、ＬＥ
Ｄプリンタ２液晶プリンタと各種のものが開発されてい
る、これらのプリンタは、高速。

高解像、高画質の特徴を持ち、今後も大きく発展するも
のと予想される。また、ノ°リンタのカラー化も進めら
れている。

この種のプリンタ装置においでは、装置の高画質化に伴
って階調記録に対する要望が大きくなっ°ζいる。そし
で、階調記録を行うために幾つかの方式が提案されてい
る。

階調表現を行うための方式は、（１）温度階調、（２）
面積階調の２方式に大別される。

濃度階調は、１画素の濃度を薄い状態から濃い状態にア
ナログ的に変えることで階調を表現する方式である。こ
の方式では、銀塩写真、昇華性熱転写等が実用化されて
いるが、電子写真で濃度階調を行うのは難しい。その理
由は、銀塩写真、昇華性熱転写等では、像を形成する物
質が染ｌＳ１分子し−＼ルの大きさであるのに比較して
電子写真で用いている［ナーは大きいためである６トナ
ーが−・層付着した状態でも、画像の？、―度はかなり
大きくなってしまう。

一方、面積階調は、濃度のレベルに中間の値がなく、濃
度０．濃度最大の２つの値し、かとらない（４・れない
）場合ｂｘＸ用いる階３Ｈ４表現法である。具体的には
、１画素の中で、濃度０の面積と層大濃度の面積の割合
を変Ａる、】とで階調を表現する。

なお５５人間の分解能はＩルられているため、１画素が
小さくなると、その画素の内部構造は見えなくなり、そ
の画素全体を扇、大濃度の面積の割合に応じた中間的な
濃度（、ニア、、　、９ζ、なしている。この方式の代
表的実用例はオフセット印刷である。また、この方式は
、濃度階調に比べ、濃度の制御性が良く、階調画像を安
価かつ大量に作成するのに向いている。

電−ｆ−写真では、トナーの粒子サイズが大きい、−と
もよ）す、面積階調による階調表現が多く行われている
。但し６、プリンタにおい”ご面積階調を行・う場合に
は、数ドツトをまとめて１画素とするため、解像度が低
下する問題がある。例えば、１画素を４ドツト×４ドツ
トで構成すると、階調数は１７レベルとなるが１．解像
度は１／４に低下する。この間Ｕｔ解決するには、第１
に、プリンタのもともと持−１ている解像度を高くする
、−とが必要である。

し１・）＼し、プリンタの解像度を高くするごとは、露
光系の設計が難しくなるとともに、機構に高精度が要求
され、技術的に困難な点が増えるとともに、プリンタ装
置が高仙ｊ？こなる。例えば、ｉ−Ｅ　Ｉ）アレイを用
いたプリンタでは、Ｌ　Ｅ　Ｄ　（Ｄ素子を高密度に形
成することが必要であるが、Ｉ９ト目）素子−の間の分
ＭＳＲ域が必要であり、発光部の面積が小さくなる問題
がある。、発光部が小さくなると、発光のパワーが低下
し、充分なｎ光量が得られなくなる。

Ｃ従来の技術〕 この問題を解決するため、従来、第７図に示す発光部構
造を１）、ったＬ　Ｅ　Ｉ）ヘッドが提案されている。

・これは、プリンタのもともとの解像度を変え−（いて
階調記録を行うもので、１は１．、、、、　Ｅ　Ｄの発
光部である。この発光部ｌは、主走査方向の大きさと点
線で示す本来の１ドツトの発光部と同じにし、副走査方
向の大きさを小さくした矩形状のものである。この発光
部１番置引き出し電極２を介し通電して露光を行うと１
４画像は、１主走査左向では本来のものと同じで、副走
査方向ではそれより短くなる。この状態でＬ　Ｅ　Ｄの
発光時間を長くすると、副走査方向にドツトの大きさが
大きくなることが観７察される、すなわち、Ｌ　Ｆ、　
Ｄの発光時間を制御［１することにより、ドツトの副走
査方向の長さを変化させるご２′ができ、階調を実現で
きる。。

〔発明が解決ｊ２ようとする課題〕 １、かし２、ＬＥＤの発光部の面積を訓電・＆方向に小
さくすると、発光領域が小さくなり、Ｌ　ＩＥ　ｒＬ）
の光出力が小さくなるという問題が律じる。このため、
本来のものと同じ露光量を得よ・うとすると、長い発光
時間を必要とし１、プリンタの速度が遅くなるという問
題があった。

本発明は、プリンタの速度を落とさ４“に階調表現を実
現することのできるＬ　Ｅ　Ｄ−、・ノドを提供するこ
とを目的−二している。

〔課題を解決するだめの手段〕

第１図は本発明の原理説明図で、図中、点線の１１は、
主ｉト査方向に並設された複数の１ドツトの発光部形成
領域、Ｉ２はＬ　Ｅ　Ｄ発光用制御回路である。

発光部形成領域１１（こは、主走査方向と直交するム１
１１走査力向に分割された発光部ｉｉＡ、１ｉｔｉが設
けられている。

ＬＥＤ発充発側用制御回路１２各発光部１１Ａ。

１１Ｂの点灯、非点灯を十位装置から入力される階調デ
ータに従って制御するためのもので、各発光部１１Ａ、
１１Ｂに引き出し電極１３を介Ｌ７接続している。

０作　用〕 このＬＥＤヘッドによる階調表現は次の各側の手順で行
われる。

第１のケース； 上位装置からＬＥＤ−＝ノドの１．　Ｅ　ｒ’）発光用
制御回路１２に入力したデータは、階ｇＢの値に従って
点灯データに変換され、発光部１１Ａ、１１Ｂ−・の通
電（同電’ｉ＊、　）が行われるが、この場合、次のい
ずれかのパターンが選択される。

（１）ＬＥＤが点灯しない。

（２）発光部１１Ａが点灯する。

（３）両方の発光部１１Ａ、１１Ｂが点灯する。

これにより点灯ドツトの人きさが変ることで、感光ドラ
ム上に形成される静電潜像の大きさとづイズが変わり、
表現されるＩ・ノドの４度と大きさが変わって階調表現
が行われる。特に、プリンタ装置のｊメ：爪が速く、長
い露光時間を与えることができない場合に効果的である
。

第２のケース； ｍ１ケースの階調の表現をさらに豊かにしたもので、前
例では各発光部に同一の電流を流すように構成成したが
、本例では１、各発光部１１Ａ、１１Ｂに流す電流が１
８２になるようにする。具体的には次のいずれかのパタ
ーンが選択される。

（１）　　発光部１１Ａも発光部１１Ｂも発光（点灯）
しない。

（２）発光部１１Ａのみ発光する。

（３１発光部１１．８のみ発光する。

（４）両方の発光部１１Ａ、１ｉＢが発光する３゜発光
部１１Ｂでは、。発光部１１Ａの２倍の電流を流Ｌ”（
いるため、発光部１１Ａの約２倍の発光部が得られる。

つまり、発光部１１への光出力を１、しすると、（１１
の場合の光出力は０、（２）の場合の光出力はｉ　、（
３１の場僑の光出力２、（４）の場合の光出力は３とな
る。ずなわら、これらのパターンで露光を行うこ２−で
、４レベルの露光曖の変化をっけることができ、静電潜
像も４段階の１７ベルが得られる。そして、現像を行う
と、１ドソｊ・のドツトの大きさ及び濃度に４レベルの
変化がつき、ドツト内４階調を実現できる。

〔実施例〕

以下、第２図乃至第６図（、：関連して本発明の詳細な
説明する。

第２図は本例のＬ　ＥＤ−・ソ１゛２０の措遺を示ず斜
視図、第３図はこのＬＥＤヘッドの発光用制御回路説明
図で、図中、２１はＬ　Ｅ　Ｄチップ、１２は前述のＬ
ＥＤ発光用制御回路である。

ＬＥＤ′ｖ−・ツブ２１は、第１３図に示４゛よ−）に
２分割されて引き出し電極１３に接続される複数の発光
部１１Ａ、１１Ｂを備え、基楡２２１−に搭載されてい
る。

ＬＥＤ発光発光等制御回路１２基板２２Ｊ−！、’形成
され、ＬＥＤチンブ２１の両側に聞方されたドライバＩ
Ｃ２３と、該各ドライバＩＣに信号線２８を介し接続す
るデコーダ２４２、庖備えている。

デコーダ２４は、入力信号ケーブル２９を介し、土６位
装置も、ｌ接続１＼れている。ドライバＩＣ２３は、！
、、、、　Ｅ　Ｄの発光部１１Ａ、１１．８を点灯させ
るためのもので、第４図に詳細を示すように、内部にシ
フトレジスタ２５．ランチ２６．ドラ・イハ累子２７が
設けられている。これは、Ｌ　Ｅ　Ｄアレイは多数の１
・′ソトを集積１，７ており、各ドツトに対してそれぞ
れデータを入力すると信号線が多くなるので、これを防
くため、データをシリアル？、こ転送すること４二より
４５号線の本数を減らし°ているためである。ドライバ
１ｃ２３の動作を説明すると次の通りである。

転送りＩ７ソクと同期して送られてきたシリアルＹ−り
は、ドライバ１ｃ２３の内部で、シフトレジスタ２５に
よりパラレルデータに変換する。その後う・ノチ信号に
より、シフトレジスタ２５のデータはう・／千２６に転
送される。このランチ２６のデータに従って、ドライバ
素子２７は発光部１１Ａ、１１Ｂの点灯、非点灯を制御
するつここで、発光イネーブル信号は、発光部１１Ａ、
ｌｌＢの発光時間をｉｌｉ＋＋御する信号である。発光
イネープル信号がオンの間だけ発光部は発光する。なお
、ランチ２６を設けでいるため、点灯を行っている間シ
フトレジスタ２５には次のう／リアルデータを転送する
ことができる。このため、発光時間をほぼデユーティ１
００％まで長くとることができる。

このよ・）な構成のＬ　Ｅ　Ｄヘッドでは、第１図に関
連して前述したような階調表現が可能である。

その要点のみを再記すると次の通りである。

第１のケース； ２つの発光部１１Ａ、１１Ｂへの同値電流の通電を（１
）〜（３）のパターンで制？Ｉｉ　１゛ることにより２
１階調表現が行われる。

第２のケース； 各発光部１１Ａ、１１Ｂに流す電流がｌ：２になるよう
にし、（ｌｌ−（４）の４つのパターンで通電制御を行
うことによって、ドツト内４階調を実現することができ
る。

次に、このＬＥＤヘッドが適用されるブリンク装置の構
成１作用を説明する。

第５図はブリンク装置の構造概要説明図である。

本装置は、３原色のイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）。

シアン（Ｃ）とこれにブラック（Ｋ）を加えた４色の記
録を行うための４つの記録ユニットＰ　ＩＰ２．Ｐ３．
Ｐ４を持５っている。各記録ユニットＰ１〜Ｐ４は、感
光ドラム３１．帯電器３２゜Ｌ　Ｅ　Ｄ露出系３３．現
像器３４．クリーナ３５から成り、各ユニットの現像器
３４にはそれぞれＹ。

Ｍ、Ｃ，に色の現像剤が収納されている。ＬＥＤ光学系
３３は、第６図に示すように、ＬＥＤ−＼ノド２０（デ
コーダ２４は省略）と、該ＬＥＤヘッド２０の１．、　
Ｅ　Ｄチップ２１の各発光部に対向するセルフォック（
商標名）：／ンズ３６とを備えている。３７はレンズ保
持兼用のＬ　Ｅ　Ｄアレイカバーである。

また、３８は用紙カセット、３９はピックアップローラ
、４０は紙搬送系、４１は各記録１ニツトＰｉ−Ｐ４の
感光ドラム３１に対向する転写器、４２は定着器、４３
はスタッカで、各記録ユニソ）Ｐ１〜Ｐ４は紙搬送系の
ベルト４４」二に添って並設されている。

記録時には、各記録ユニー／　ｌ　Ｐ　１−　Ｐ　４の
感光ドラム３１を時計方向に回転させるとともに、用紙
カセット３８からピックアップローラ３９により用紙を
繰り出し、この用紙の進行状態と同期させて各感光ドラ
ム３１上に各色のトナー像を形成する。トナー像形成は
、公知の電イ写真方代、すなわら、帯電器３２．ＬＥＤ
露光系３３．現像器３４による帯電、潜像形成、現像の
ぞ「順により行われ、これらの各色のトナー像は、−Ｌ
述のよ・）に操り出されてベルｌ−４４、、、Ｉ：：：
、を搬送される用紙に転写器４１により重ね転写される
。この場合、前ｉ玉のように、Ｌ　Ｅ　Ｄ光学系での１
′ソト毎の露光量制御が行われ、階調表現が実現される
。

転写を完了した用紙は、定着器４２に送られ、ここでト
ナー像定着を行った後スタ・７カ４３へ排出されろ。

〔発明の効果〕

以上述べたよう（１こ、本発明によれば、副走査方向に
分割された形状の複数の発光部の点灯、非点灯の制御を
階調データに従って行うことにより、階調データに従っ
たドツトの大きさを得ることができ、プリンタの速度を
落とさずに階調表現を実現することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 第２図は本発明の実施例の、Ｌ　Ｅ　Ｄヘッドの構造を
示す斜視図、 第３図は同、１、ＥＤヘッノド発光用制御回路説明図、 第４図は同、１゛ライバＩｃの構造説明図、第５図は同
、プリンタ装置の構造概要説明図、第６図は同、ｉ、、
　Ｅ　Ｄ光学系の構造を示す斜視図、第７図は従来の１
、ＥＤヘッノド発光部の形状配置説明図で、 図中、 １１Ａ、１１Ｂは発光部、 １２はＬＥＤ発光用制御回路、 ２０は１、ＥＤヘフドである。 ２ＱＬＥＤ　’＼ツ東 第２図 ２１１）Ｉ）ヂッン 第４図 翌ＬＥＤ光学系′ 本発明の実施例の！Ｅｒ）九学系の鷹造を示す斜視図第
６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 主走査方向に並設された複数のＬＥＤの発光部を備えた
   ＬＥＤヘッドにおいて、 前記発光部を、前記主走査方向と直交する副走査方向に
   発光部（１１Ａ）と発光部（１１Ｂ）とに分割するとと
   もに、 前記発光部（１１Ａ）、（１１Ｂ）の点灯、非点灯を、
   上位装置から入力される階調データに従って制御して階
   調表現を可能にするためのＬＥＤ発光用制御手段を設け
   たことを特徴とするＬＥＤヘッド。