JPH03230972A - 光書き込み素子の駆動装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、画像情報に応じて発光する発光素子を備えた
光書き込みヘッドに関し、特に、発光素子からの光を光
学結像手段により感光体上に結像させる方式の光書き込
みヘッドの駆動装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、光書き込みヘッドを用いた記録装置としては、ポ
リゴンミラー等のスキャナを用いた光走査系による光書
き込み方式が知られているが、最近、ＬＥＤチップを１
列または２列に並べたＬＥＤアレー、あるいは、液晶シ
ャッタアレーのように発光または光の透過率の変化する
ドツト状光制御素子を主走査方向にアレー状に配設した
ものが利用されてきている。

また、特開昭６２−１１７７６７号公報に記載されてい
るように、平行な２列以上の発光素子列を等間隔に配置
し、この列方向と直行する方向からみて隣接した前記発
光素子を互いに隙間なく配置し、前記発光素子を各列ご
とにそれぞれ異なるタイミングで発光させる光書き込み
素子も利用されている。

第６図は、従来の光書き込みヘッドを用いた記録装置の
一例の側面図である。図中、１は発光素子を列状に配置
した光書き込み素子のヘッド、２は感光体、３は感光体
ドラム、６はクリーナ、７はチャージコロトロン、８は
現像機、９は転写コロトロン、１０はロッドレンズアレ
イ、１１は記録用紙である。

感光体２は、感光体ドラム３の外周面に層状に形成され
、感光体ドラム３は、図示しない駆動装置に連結されて
矢印４の方向に回転する。したがって、感光体ドラム３
は、先ず、クリーナ６によって感光体２の表面がクリー
ニングされ、チャージコロトロン７により表面の感光体
２が一様に帯電される。次いで、画信号により光書き込
みヘッド１が駆動され、その発光がロッドレンズアレイ
（集光レンズ）１０により感光体２に投影され、静電潜
像が形成される。静電潜像は、現像機８により現像され
て、現像されたトナーは、転写コロトロン９によって記
録用紙１１に転写される。記録用紙１１は、図示しない
定着装置により定着されて排出される。

ポリゴンミラー等のスキャナを用いる従来の光走査系に
よる光書き込み方式が、感光体の均一な回転を要求する
のに対して、前述のアレー状の光書き込み素子を用いた
ものでは、データの出力がラッチ回路によりラインごと
に制御されるため、特開昭６２−８’６９６５号公報に
記載されているように、感光体の回転速度を回転検出器
で検出して、基準パルス信号を得、この基準パルス信号
を画像情報の出力の基準クロックにフィードバックする
ことにより高品位の画像出力を得ることを可能としてい
る。

このようにすれば、感光体の駆動装置として、通常のイ
ンダクションモーターが利用できる反面、回転検出器、
例えば、ロータリーエンジンコーダーを、１回転当りの
発生パルス数が１０００以上の高価なものを用いる必要
があり、そのため利用範囲が限られていた。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
ので、従来の光書き込み素子の駆動方式における不具合
を除去し、低パルス数の安価な回転検出器を用いて、そ
の回転検出器の出力に基づく信号を基準クロックとする
ことにより、２列以上の発光素子列を有する光書き込み
ヘッドを用いた記録装置においても、感光体回転変動の
影響を受けない、極めて高品位な画像出力を可能とする
、低コストの光書き込み素子の駆動装置を提供すること
を目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、光書き込み素子の発光を集光レンズにより感
光体上に結像させる光書き込みヘッドにおいて、前記感
光体を移動または保持する歯車を備えた回転部材と、該
歯車と噛み合い、回転を伝達する少なくとも１つの伝達
歯車により前記感光体を駆動する電動機と、前記伝達歯
車、または、前記伝達歯車に噛み合う歯車に連結され、
前記回転部材より速い角速度で回転される回転検出器を
備え、前記回転検出器の出力に基づく信号を基準クロッ
クとして前記光書き込み素子の発光を制御することを特
徴とするものである。

前記回転検出の出力に基づく信号により、前記電動機の
回転を制御するようにすることができる。

また、回転を伝達する伝達歯車の伝達係数を演算する演
算回路を設け、回転検出器の信号を前記演算回路により
演算して、光書き込み素子の基準クロックを得るように
することができる。

（作　用） 本発明は、基準クロックを得るための回転検出器を、感
光体を移動または保持する歯車を備えた回転部材におけ
る歯車と噛み合う伝達歯車、または、前記伝達歯車に噛
み合う歯車に連結して、回転検出器を前記回転部材より
速い角速度で回転させたことにより、低パルス数の安価
な回転検出器を用いても、精度のよい基準クロックを得
ることができるものである。

（実施例） 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の光書き込み素子の駆動装置の一実施
例の構成を示す概要図、第３図（Ａ）は、実施例で使用
する光書き込み素子の主要部の平面図、第３図（Ｂ）は
、その横断図面である。

先ず、光書き込み素子の構成を第３図について説明する
。図中、１は光書き込み素子、３１はその基板、３２は
アノード電極、３３は第２制御電極、３４はそのスリッ
ト、３５は絶縁層、３６は絶縁性スペーサ、３７は第１
制御電極、３８はそのスリット、３９．４０は密封ケー
ス、４２，４３は駆動回路、４４はデータ変換回路、４
５はタイミング制御回路である。

箱形の外囲器の一部を成す基板３１の内表面上には、互
いに平行な８本のアノード電極３２が所定間隔をおいて
設けられ、各アノード電極３２には、図示を省略した蛍
光体層がベタ状に被着されて陽極が構成されている。こ
れらアノード電極３２の周囲の基板３１上には絶縁層３
５が被着されており、該絶縁層３５の上には、互いに独
立して外囲器外に端部を導出された多数の第２制御電極
３３が、各アノード電極３２をまたいで設けられている
。これら第２制御電極３３の上には絶縁性のスペーサー
３６を介して一枚の板状の第１制御電極３７が設けられ
ている。前記各制御電極３３゜３７には、主走査方向と
平行なアノード電極３２の長手方向に対して所定の角度
を成すように、それぞれスリット３４．３８が形成され
ている。各アノード電極３２に被着された蛍光体層のう
ち、スリット３４に区画されたドツト状の部分が有効な
発光部分となり、前記スリット３４に沿って斜めに並ん
だ多数組のドツト状の発光部分によって、本蛍光プリン
タヘッドの発光エリアが構成されている。

したがって、これらすべての各発光部分を主走査方向に
直交する方向（副走査方向ｙ）からみると、隣接した位
置関係にある各発光部分は、すべてその主走査方向Ｘに
等間隔で並ぶように配置されている。

この実施例では、アノード電極３２を８本、第２制御電
極３３を、例えば、Ｂ列４判の幅（２５７ｍｍ）のヘッ
ドの場合として、３８０本設けであるから、発光部分の
数は、３０４０個となる。

以下、この発光部分をそれぞれ発光素子と呼ぶことにす
る。この３０４０個の発光素子の場合は、副走査Ｘ方向
のサイズを１７１２ｍｍに選定し、各発光素子列の中心
線の相互間隔を０．１５９ｍｍ、各発光素子Ｘ方向の幅
を１７１２ｍｍに選定した。隣接するスリットごとの発
光素子列についてみれば、各発光素子列の配列ピッチは
、８／１２ｍｍに選定されており、また各発光素子列の
、Ｘ方向に対する傾き角は、６１．９３°とした。

これら発光部分を包囲して、光透過性の外囲器３９．４
０が接着剤４１で固定され、光書き込みヘッドが構成さ
れるが、第３図（Ｂ）の横断図面に示すように、密封ケ
ースの光取出部４０からの発光出力が、ロッドレンズア
レイ１０を介して、感光ドラム３上の感光体２の表面に
集束される。

これらの各第２制御電極３３のそれぞれは、駆動用の駆
動回路４２が接続され、アノード電極３２には、駆動回
路４３が接続されている。これら駆動回路の他に、駆動
回路４２に画信号を供給するデータ変換回路４４と、駆
動回路４３に制御信号を送るタイミング制御回路４５（
このデータ変換回路４４と、タイミング制御回路４５と
を合わせたものが、第１図の同期回路１５に対応する。

）が設けられている。これらの回路により光書き込みヘ
ッドは次のように、いわゆるダイナミック駆動される。

駆動回路４２は、画信号の内容に応じて各第２制御電極
の電位をオンオフする回路である。また、駆動回路４３
は、アノード電極３２を順に交互に排他的にオン電位に
する回路である。ここで、データ変換回路４４から駆動
回路４２に人力する画信号が白画素用の信号である場合
、駆動回路４２は、対応する第２制御電極３３をオン電
位にする。

これによって、カソード３０から飛び出した熱電子がア
ノード電極３２の方向に飛翔する。このときその第２制
御電極３３の直下でオン電位となっているアノード電極
３２上の発光素子が発光する。

したがって、この発光素子の光の照射を受けて、感光体
３の該当箇所がドツト状に除電される。この除電された
箇所には現像後トナーが付着しないから、白画素となる
。

反対に、第２制御電極３３がオフ電位であると、その直
下の発光素子がすべて発光を停止し、感光体３の除電が
行なわれない。そこで、その部分に現像によってトナー
が付着する。これが黒画素となる。

すなわち、この光書き込みヘッドは、第２制御電極３３
の電位のオンオフによって、ドツト状の静電潜像の除電
を行なうか、行なわないか、の決定を行なう。一方、ア
ノード電極３２の電位を順に排他的にサイクリックにオ
ンすることによって、各発光素子列ごとの印字タイミン
グを決定するよう動作する。

駆動回路４２．４３は、このような制御のために設けら
れている。

なお、駆動回路４２は、画信号をシリアルパラレル変換
し、所定時間ラッチして、第２制御電極３３に供給する
回路で、シフトレジスタ等によって構成される。タイミ
ング制御回路４５は、この画信号の転送と選択動作を制
御するクロック信号を駆動回路４２．４３に向けて出力
する回路である。

ＩＩ また、駆動回路４３も、タイミング制御回路４５により
制御されて、第２制御電極３３のオンオフ動作とタイミ
ングをとりつつ、８本のアノード電極３２を順次排他的
にサイクリックにオン電位にする回路である。データ変
換回路４４は、シリアルに人力する画信号をピックアッ
プして所定の順に駆動回路４２に送り出す回路である。

駆動回路４２には、第２制御電極３３と同数Ｍの画信号
が格納される。一方、感光体上に形成しようとする１列
分のドツト状の静電潜像は、８×Ｍ個である。この１列
分の画信号を左から順にＤｌ、Ｄ２．Ｄ３．Ｄ４．Ｄ５
’、　　・・・と呼ぶものとする。

先ず、最初のタイミングで、駆動回路４２に、ＤＩ、Ｄ
９．Ｄｌ７．Ｄ２５・・・・・・というように８番おき
に画信号がラッチされる。そして、１番目のアノード電
極３２の電位により、第１列目の発光素子列が駆動回路
４３により駆動されて発光する。次のタイミングで、駆
動回路４２に、画信号Ｄｉ、ＤＩＯ，Ｄ１８・・・とい
うように、次の２− ８番おきの画信号がラッチされる。そして第２番目の発
光素子列が発光する。１列分の画信号の処理はこの動作
が、８回繰り返されることにより進められる。そしてこ
の場合、８回の発光動作処理に要する時間が１ラインの
書き込み完了に相当する時間と等しくなるように設定さ
れている。

次に、感光ドラムの駆動と書き込み動作との関係を説明
する。

第１図は、本発明の一実施例を説明するための駆動装置
の概略図である。図中、１は光書き込み素子、３は感光
ドラム、５はサーボモータ、１０はロッドレンズアレー
、１２．１３は歯車、１４は回転検出用エンコーダ、１
５は同期回路、１６は駆動回路、１７はサーボモータ駆
動回路である。

感光ドラム３は、図示しない記録装置内に設けられ、周
長２００ｍｍ円筒体であり、サーボモータ５により矢印
方向へ回転されるようになっている。上記感光体３の端
部にはモータからの回転トルクを伝達する歯車１２が設
けられており、さらに歯車１２と歯合する小型の歯車１
３が外周部に設置されて、サーボモータの駆動トルクを
感光体３に伝達している。サーボモータ５の後部には、
回転検出用エンコーダ（１００パルス／回転）１４が設
けられ、このエンコーダからの出力パルスに基づいて、
サーボモータ５の回転を一定にする駆動回路１７が設置
されている。歯車としては、回転を確実に伝達するため
斜歯歯車を用い、歯車の比率は、感光ドラム３上の移動
量の約８５μｍに対して、サーボモータ５に設けられた
エンコーダ１４が１パルス発生するようにギヤ比とトル
ク配分を考慮した。

感光ドラム３の回転方向を副走査方向と呼ぶとすると、
本記録装置では、前記した副走査方向（ｙ方向）の記録
密度が１２ドツト／　ｍ　ｍの８本の真空蛍光管による
光書き込み素子を用い、記録時の周速１００ｍｍ／秒に
対し、１ラインごとに１゜２ＫＨｚの周波数で記録を行
なった。この周期は、ロータリーエンコーダ１４の周波
数に相当する。

すなわち、ロータリーエンコーダ１４の１周期に１回ラ
インが出力されることになる。これによって感光体の回
転とともに、ロータリーエンコーダからパルスが発生し
てライン信号とその他の信号とが同期回路１６に入る。

同期回路１６より出たライン信号とその他の信号は、光
書き込み素子駆動回路１６（第３図（Ａ）での駆動回路
４２と４３とを合わせたものに対応する。）に入り、光
書き込み素子１を駆動する。

実記録時の波形例を第４図に示す。第４図（Ａ）は、ロ
ータリーエンコーダ１４の出力が等パルス間隔て出力さ
れている場合、すなわち、感光体３が一定速度で回転し
ている場合の例である。この場合、１ラインごとの間隔
はほぼ均等で、光書き込み素子上のラッチ回路も一定周
期でライン出力を行なっている。すなわち、感光体３の
均一回転を検出したとき、１周期に１回、ライン出力が
されることになる。これによって感光体のロータリーエ
ンコータ１４の所定パルス出力（１パルス）に対応して
、所定時間ライン信号（１ライン分）が出力される。ラ
イン信号出力中、その出力から所定時間後に画像データ
が取り込まれ、画像デー５− 夕が取り込まれた後、一定時間後のライン信号の立ち上
がりの微小時間前にラッチを行なう動作を繰り返す。

第４図（Ｂ）は、感光体の回転速度が不均一な場合を示
している。ライン信号は、第４図（Ａ）と同じ幅である
が、ロータリーエンコーダの出力の周期に応じた周期で
出力され、ラッチの動作もそれに追随している。従って
、感光体の回転が変動してもライン信号間隔がそれに追
随して移動するため、印字ずれのない極めて良好な印字
品質の記録像を得ることができる 第２図は、他の実施例を説明するためのものである。こ
の実施例では、回転トルクを伝達して歯車１２と歯合す
る小型の歯車１３′が外周部に設置されて、サーボモー
タ５の駆動トルクを感光ドラム３に伝達している。また
、回転検出用エンコーダ１４の出力パルスを演算する演
算回路１８を付与しである。この演算回路により第５図
に示すようにエンコーダ周期とライン周期との間に非線
形要素を入れる必要がある場合に容易に対応する６− ことができる。この実施例によれば、印字出力の官能結
果からエンコーダ周期変動に比べ、ライン周期の変動幅
を多めに設定することができ、より均一な印字を得るこ
とができた さらに、本発明の駆動装置は、前述した第３図（Ａ）お
よび（Ｂ）に示したような副走査方向に複数本（第３図
では８本）の発光素子を有するものを使用する場合にも
、特に有効である。これは複数本（８本）の素子列があ
る場合、副走査方向と垂直の任意の１ラインにすべてデ
ータが書き込まれるのに、複数倍（８倍）以上の時間が
必要となり、それだけ感光体の回転変動に対して敏感と
なるからである。

また、本発明の光書き込み素子の駆動装置によれば、上
述した真空蛍光管による光書き込み素子に適用できるだ
けでなく、ＬＥＤアレー、液晶シャッタにも極めて有効
に機能し、高品位画像を低コストで提供可能な光書き込
み素子を製作することができる。

なお、上記の実施例においては、感光体とじてドラム状
の感光体を用いているが、第７図に示すようなベルト状
感光体３′を用いたものにも適用できる。この場合、ロ
ータリーエンコーダ出力はベルトの駆動ローラーおよび
もう一方の保持ローラーのうちの任意のローラ一端部の
歯車から検出できるので、装置の設計自由度が大きくな
る。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、低パ
ルス数の安価な回転検出器を用いて、その回転検出器の
出力に基づく信号を基準クロックとすることにより、感
光体回転変動の影響を受けない、極めて高品位な画像出
力を得ることができる低コストの光書き込み素子の駆動
装置を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を説明するための駆動装置
の概略図、第２図は、他の実施例を説明するための駆動
装置の概略図、第３図は、光書き込み素子の一例の説明
図、第４図は、作用を説明するための波形図、第５図は
、第２図の実施例の特性を示す線図、第６図は、従来の
光書き込みヘッドを用いた記録装置の一例の側面図、第
７図は、感光体の一例の斜視図である。 １・・・光書き込み素子、３・・・感光ドラム、５・・
・サーボモータ、１０・・・ロッドレンズアレー、１２
゜１３・・・歯車、１４・・・回転検出用エンコーダ、
１５・・・同期回路、１６・・・駆動回路、１７・・・
サーボモータ駆動回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光書き込み素子の発光を集光レンズにより感光体上に結
   像させる光書き込みヘッドにおいて、前記感光体を移動
   または保持する歯車を備えた回転部材と、該歯車と噛み
   合い、回転を伝達する少なくとも１つの伝達歯車により
   前記感光体を駆動する電動機と、前記伝達歯車、または
   、前記伝達歯車に噛み合う歯車に連結され、前記回転部
   材より速い角速度で回転される回転検出器を備え、前記
   回転検出器の出力に基づく信号を基準クロックとして前
   記光書き込み素子の発光を制御することを特徴とする光
   書き込み素子の駆動装置。