JPH04130854U - 発光素子アレイの駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 汎用的なＩＣドライバを用い、発光素子ドッ
ト単位での発光時間を制御して光量の均一化を可能とす
るとともに、小型で安価な発光素子アレイの駆動回路を
提供する。 【構成】 発光データを記憶する画素メモリと、各発光
素子の光量を均一にするための発光時間補正データを記
憶する補正データメモリと、各発光素子の発光データお
よび補正データの論理積を受けるシフトレジスタ、ラッ
チ回路、ＡＮＤ回路、ドライバ回路からなるＩＣドライ
バと、時間長について複数種類の重みを持つストローブ
信号を選択し前記ＩＣドライバのＡＮＤ回路に与えるセ
レクト回路とを設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、光プリンタ等の光源として用いられる発光素子アレイ（以下、ＬＥ Ｄアレイという。）における各発光素子の発光時間を制御して、光量を均一化す るための駆動回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、ＬＥＤアレイを用いた光プリンタのヘッドとしては特開昭６０−２４１ ０６８号公報に開示されたものがある。 図３はＬＥＤアレイが用いられた電子写真式プリンタを示す概略構成図である 。この図において、３１はシリアル入力のビデオ画信号、３２はシリアル−パラ レル・データ変換器を含むＬＥＤドライバ回路、３３はＬＥＤアレイを複数個主 走査方向に配列したＬＥＤアレイ光源部、３４はロッドレンズアレイ、３５は帯 電器、３６は現像器、３７は感光ドラムである。

【０００３】 図示しない外部の装置からビデオ画信号３１がＬＥＤドライバ回路３２に入力 されると、ビデオ画信号３１はＬＥＤドライバ回路３２によって、まずシリアル −パラレル変換され、複数個配列されたＬＥＤアレイ光源部３３の各ＬＥＤに対 応したＬＥＤドライバ回路３２に入力される。このＬＥＤドライバ回路３２によ って、複数個のＬＥＤアレイ光源部３３のＬＥＤは発光あるいは消光される。そ して、ＬＥＤアレイ光源部３３のＬＥＤは発光すると、ロッドレンズアレイ３４ によってあらかじめ帯電器３５により帯電された感光ドラム３７の表面を照射し 、感光ドラム３７上に静電潜像を形成する。さらに、感光ドラム３７上に形成さ れた静電潜像は、感光ドラム３７の回転により現像器３６に送られ、現像器３６ のトナーによって白黒２値の画像を形成するものである。

【０００４】 この方式において特に重要なことは、感光ドラム３７に照射するＬＥＤアレイ 光源部３３のＬＥＤの露光量である。２値化印字において露光量にバラツキが生 じると、印字上濃淡ムラが生じ、印字品質を損なう結果となる。ここで用いられ るＬＥＤアレイ光源部３３は、実際には、製造時の種々の条件の相違が原因で、 製造ロットごとにＬＥＤパワーにバラツキが生じる。従って、ＬＥＤアレイ光源 部３３での個々のパワーバラツキ、さらには主走査方向に配列された各ＬＥＤ間 でのパワーバラツキが生じていた。従来、このＬＥＤのパワーバラツキは、集積 度１２８ドット／チップとして最大±３０％程度のバラツキを有し、さらに各Ｌ ＥＤ間では最大±６０％程度のバラツキを有していた。

【０００５】 そこで、図３の感光ドラム３７への露光量を均一化するための補正方法として 、露光量に関する以下に示す(1) 式によってＬＥＤドット単位の発光時間制御方 式を採用していた。

【数１】 Ｅ＝Ｐ×Ｔ ・・・(1) ただし、(1) 式において、Ｅは感光ドラム３７の露光量、ＰはＬＥＤドット単 位の発光パワー、ＴはＬＥＤドット単位に設定されたＬＥＤ発光時間である。 (1) 式より露光量ＥはＬＥＤの発光パワーＰと発光時間Ｔの積で求めることがで きるから、露光量Ｅの値を一定として予めＬＥＤの発光パワーＰを測定しておけ ば、ＬＥＤ個々の発光時間Ｔを設定することができ、露光量Ｅを均一化すること が可能となる。

【０００６】 このようにＬＥＤ個々の発光時間Ｔを設定してＬＥＤを駆動するためには、図 ４に示すようなＬＥＤアレイ駆動回路が必要となる。図４において、４０はＬＥ Ｄアレイ、４１はＬＥＤ駆動用ＩＣドライバ、４２はＬＥＤ個々の発光時間Ｔを デジタル的に近似して記憶させた補正メモリ、４３は補正データ、４４は第１ク ロック、４５は第１レジスタ、４６はレジスタ群、４７は第１ラッチ信号、４８ は印字データ、４９は第２クロック、５０は第２レジスタ、５１は第２ラッチ信 号、５２はラッチ回路、５３はカウンタ、５４はコンパレータ、５５はＡＮＤゲ ート回路、５６はドライバ回路である。

【０００７】 ＬＥＤを発光させるための回路の動作としては、まず、補正メモリ４２からＬ ＥＤ駆動用ＩＣドライバ４１の第１レジスタ４５にＬＥＤ個々の発光時間Ｔの補 正データ４３を第１クロック４４に同期させて転送する。第１レジスタ４５はシ リアルイン・パラレルアウトのシフトレジスタで、カスケード接続が可能なこと から、その出力は次段のＬＥＤ駆動用ＩＣドライバ４１の第１レジスタ４５に入 力される。同様の動作によって１ライン分の補正データ４３が揃うと、ＬＥＤ駆 動用ＩＣドライバ４１の第１レジスタ４５の出力はレジスタ群４６に第１ラッチ 信号４７によってＬＥＤドット当たりの補正数１（＝１階調）として各段に格納 される。以下、同様の動作を繰り返してＬＥＤドット当たりの最大補正数を６４ （＝６４階調）までレジスタ群４６に格納することを可能としている。

【０００８】 ＬＥＤ個々の発光時間Ｔである補正データがＬＥＤ駆動用ＩＣドライバ４１の レジスタ群４６に格納されると、次に、印字データ４８が第２クロック４９に同 期して第２レジスタ５０に入力される。第２レジスタ５０は第１レジスタ４５と 同様にシリアルイン・パラレルアウトのシフトレジスタで、カスケード接続が可 能なことから、その出力は次段のＬＥＤ駆動用ＩＣドライバ４１の第２レジスタ ５０に入力される。同様の動作によって１ライン分の印字データ４８が揃うと、 第２ラッチ信号５１によって第２レジスタ５０の出力はラッチ回路５２に入力さ れると同時にカウンタ５３が６４進カウンタとして動作し、その出力はレジスタ 群４６の出力と共にコンパレータ回路５４に入力される。コンパレータ回路５４ はレジスタ群４６の補正数とカウンタ５３のカウント値との一致回路であり、補 正数外は補正数「０」とする動作をして１ドット当たりの発光時間Ｔ出力をＡＮ Ｄゲート回路５５に出力する。一方、ラッチ回路５２の印字データ４８もＡＮＤ ゲート回路５５に入力される。ＡＮＤゲート回路５５は、コンパレータ回路５４ とラッチ回路５２のＬＥＤドット単位のＡＮＤゲートを形成し、コンパレータ回 路５４の出力がデジタル的に「１」の期間のみ有効な発光時間としてドライバ回 路５６に出力される。ドライバ回路５６は、ＡＮＤゲート回路５５の出力がデジ タル的に「１」のときのみ動作してＬＥＤアレイ４０の各ＬＥＤを発光させるこ とになる。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記構成の発光素子アレイの駆動回路では、複雑な構成の回路 をＩＣドライバに作り込む必要があり、ＩＣドライバチップの面積が汎用的なＩ Ｃドライバチップに較べ大きくなってしまう問題があった。また、ＩＣドライバ の製造工程が複雑となるため、生産コストの高い駆動回路となってしまうという 問題もある。 本考案はこのような問題を解決するものであり、単純な構成の汎用的なＩＣド ライバを用い、発光素子ドット単位での発光時間を制御して光量の均一化を可能 とするとともに、小型で、かつ安価な発光素子アレイの駆動回路を提供すること を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案の発光素子アレイの駆動回路は、発光素子アレイの各々の発光素子の光 量を均一にするための補正データをあらかじめ記憶しておき、発光素子の発光デ ータと記憶された補正データとに基いて各々の発光素子の発光時間を制御し光量 の均一化を行う発光素子アレイの駆動回路において、発光素子アレイの各々の発 光素子の発光データを記憶する画素メモリと、各々の発光素子の光量を均一にす るための発光時間に関する補正データを記憶する補正データメモリと、画素メモ リおよび補正データメモリから読み出された各々の発光素子の発光データおよび 補正データの論理積を受け格納するシフトレジスタ、このシフトレジスタに格納 されたデータをラッチするラッチ回路、ＡＮＤ回路およびこのＡＮＤ回路からの データに基いて発光素子アレイの各々の発光素子を駆動するドライバ回路を有す るＩＣドライバと、時間長について複数種類の重みを持つストローブ信号を選択 し前記ＩＣドライバのＡＮＤ回路に与えるセレクト回路とを設けたものである。 また、本考案は、このような構成に加え、前記発光素子アレイの各々の発光素 子の光量を均一にするための補正データが２値化されるとともに、その位ごとに 前記補正データメモリに格納され、前記セレクト回路からＡＮＤ回路に与えられ るストローブ信号の種類が前記２値化された補正データの位ごとに決定されるよ うにした発光素子アレイの駆動回路をも含んでいる。

【００１１】

【作用】

本考案の発光素子アレイの駆動回路において、発光素子アレイにおける各々の 発光素子の発光データは画素メモリに、各々の発光素子の光量を均一にするため の補正データはあらかじめ補正データメモリに格納される。これら画素メモリお よび補正データメモリに格納された各々の発光素子の発光データおよび補正デー タは読み出されＡＮＤ回路を経て、シフトレジスタ、ラッチ回路、ＡＮＤ回路お よびドライバ回路からなるＩＣドライバに入力される。前記各々の発光素子の発 光データおよび補正データの論理積はシフトレジスタに格納された後、ラッチさ れる。また、前記ＩＣドライバのＡＮＤ回路には、時間長について複数種類の重 みを持つストローブ信号を選択するセレクト回路から前記補正データメモリに格 納された補正データの位に応じた種類のストローブ信号が印加される。ＩＣドラ イバのＡＮＤ回路は、このストローブ信号と前記ラッチされたデータとのアンド をとり、ドライバ回路に送る。これによって、発光素子アレイの各々の発光素子 は、前記選択されたストローブ信号の重みに基く発光時間で発光することになる 。この動作が、前記補正データメモリに格納された補正データのすべての位につ いて行われる。その結果、発光素子アレイの各々の発光素子は、各位での重みを 持った発光時間の和で発光することになり、その光量を均一にすることができる 。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基いて詳細に説明する。 図１は本考案の発光素子アレイの駆動回路の一実施例を示すブロック図である 。 この図において、１は光プリンタのＬＥＤプリントヘッドであり、その内部に ドライバＩＣ２および複数のＬＥＤアレイ３を有している。ドライバＩＣ２は、 シフトレジスタ４、ラッチ回路５、ＡＮＤ回路６およびドライバ回路７から構成 され、ＬＥＤアレイ３は複数のＬＥＤ素子から構成されている。８はＲＡＭから なり、印刷データを１ライン分格納する画素メモリ、９は画素メモリ８のアドレ スを決めるアドレスカウンタ、１０は２つのクロック信号ＣＬＫ１，ＣＬＫ２を 選択するセレクタである。１１はＲＯＭ等からなる補正データメモリであり、Ｌ ＥＤアレイ３の各々のＬＥＤ素子の光量を均一にするために、各ＬＥＤの発光パ ワーに応じて決定された発光時間に関する補正データがあらかじめ格納されてい る。１２は画素メモリ８および補正データメモリ１１に格納された各々のＬＥＤ 素子の発光データおよび補正データの論理積をとるＡＮＤ回路、１３は、４つの ストローブ信号ＳＴＢ１，ＳＴＢ２，ＳＴＢ３およびＳＴＢ４を選択するセレク タ回路である。

【００１３】 ＣＬＫ１は画素メモリ８に印刷データを書き込むときのクロック信号、ＣＬＫ ２は画素メモリ８に格納されている印刷データを読み出すときのクロック信号で あり、セレクタ回路１０に入力される。ここで、２つのクロック信号ＣＬＫ１， ＣＬＫ２の周波数の関係は、この実施例においては、ＣＬＫ２の周波数がＣＬＫ １の周波数の４倍となっている。また、印刷データはＣＬＫ１に同期し、補正デ ータメモリ１１およびドライバＩＣ２はＣＬＫ２に同期している。ストローブ信 号ＳＴＢ１，ＳＴＢ２，ＳＴＢ３およびＳＴＢ４は、時間長についてそれぞれ１ ，２，４および８倍の重みを持つ信号であり、セレクト回路１３に入力されるよ うになっている。

【００１４】 次に、ＬＥＤアレイ３の各々のＬＥＤ素子の発光時間に関する補正データを補 正データメモリ１１に格納する方法について説明する。 図２は各ＬＥＤ素子の発光時間に関する補正データを補正データメモリ１１に 格納する方法を示す説明図である。 まず、ＬＥＤプリントヘッド１に実装されている複数のＬＥＤアレイ３の各Ｌ ＥＤ素子を１ドットごとに発光させ、それぞれの発光パワーを測定する。そして 、従来の方法と同様に、感光ドラムの露光量Ｅが等しくなるように各ＬＥＤ素子 の発光時間を決定していく。本実施例では、この発光時間を４ビット（１６レベ ル）としている。たとえば、感光ドラムに潜像を形成するのに必要な露光量Ｅ₀ を１２００（相対値）とすると、１ドット目のＬＥＤ素子の発光パワーが１５０ （相対値）であれば、その発光時間を８（相対値）、２ドット目のＬＥＤ素子の 発光パワーが１００（相対値）であれば、その発光時間を１２（相対値）と順次 各ＬＥＤ素子の発光時間を求める。

【００１５】 図２の（Ａ）は、このようにして決定した各ＬＥＤ素子の発光時間の例（１ド ット目のＬＥＤ素子の発光時間が８、２ドット目が１２、３ドット目が１５、４ ドット目が１０、５ドット目が１１、６ドット目が１３、７ドット目が１４、８ ドット目が９であった場合）を２値化して表したものである。これら各ＬＥＤ素 子の発光時間を補正データメモリ１１に格納するには、（Ｂ）に示されているよ うに、発光時間のもっとも低い位（ＬＳＢ）の値を、各ＬＥＤドットＮｏ．順に 、１ドット目からｎドット目まで補正データメモリ１１のアドレスに格納してい く。この例の場合には、「００１０１１０１」が補正データメモリ１１のアドレ ス∧０に格納される。このようにして、すべてのＬＥＤ素子の発光時間のＬＳＢ の値が格納された後、各ＬＥＤ素子発光時間のＬＳＢの次の位の値が、ＬＳＢの 値の格納と同様に、補正データメモリ１１のアドレスに格納される。上記の例の 場合には、「００１１１０１０」が補正データメモリ１１のアドレス∧ｋ＋１に 格納される。同様にして、各ＬＥＤ素子発光時間の３桁目および最上位（ＭＳＢ ）の値が、順次、補正データメモリ１１のアドレスに格納されるのである。

【００１６】 次に、上述の構成による本考案の発光素子アレイの駆動回路の動作について説 明する。 まず、画素メモリ８に１ライン分（１〜ｎドット目）の印刷データが入力され 、格納される。これは、セレクタ回路１０によって書き込みクロックＣＬＫ１が 選択され、アドレスカウンタ９により画素メモリ８の所定のアドレスが指定され ることによってなされる。次に、セレクタ回路１０によって読み出しクロックＣ ＬＫ２が選択され、アドレスカウンタ９により画素メモリ８の所定のアドレスに 書き込まれた印刷データが読み出される。同時に、補正データメモリ１１に格納 されている各ＬＥＤ素子の発光時間のＬＳＢの補正データが読み出され、前記印 刷データとともにＡＮＤ回路１２に入力され、印刷データと補正データの一致が とられる。

【００１７】 この一致出力データは、ＬＥＤプリントヘッド１内部のドライバＩＣ２のシフ トレジスタ４に入力され格納される。すべてのＬＥＤドット分のデータがこのシ フトレジスタ４に格納されると、シフトレジスタ４の出力はラッチ回路５に入力 され保持される。この際、セレクト回路１３は、時間長について「１倍」の重み を持つストローブ信号ＳＴＢ１を選択し、これをドライバＩＣ２のＡＮＤ回路６ に入力する。このＡＮＤ回路６は、前記ラッチ回路５に保持されたデータとスト ローブ信号ＳＴＢ１との一致をとり、デジタル的に「１」の出力時間のみドライ バ回路７を駆動して、ＬＥＤアレイ３の各ＬＥＤ素子を発光させることになる。 すなわち、ＬＥＤアレイ３の各ＬＥＤ素子は、印刷データおよび各ＬＥＤ素子の 発光時間のＬＳＢの補正データが共に「１」となったもののみが、ＳＴＢ１の時 間長だけ発光するのである。

【００１８】 次に、画素メモリ８の印刷データが前述の場合と同様に読み出されるとともに 、各ＬＥＤ素子の発光時間のＬＳＢの次の位の補正データが読み出され、これら のデータはＡＮＤ回路１２に入力され、シフトレジスタ４に格納される。すべて のＬＥＤドット分のデータがこのシフトレジスタ４に格納されると、シフトレジ スタ４の出力はラッチ回路５に入力され保持される。この際、セレクト回路１３ は、時間長について「２倍」の重みを持つストローブ信号ＳＴＢ２を選択し、こ れをドライバＩＣ２のＡＮＤ回路６に入力する。このＡＮＤ回路６は、前記ラッ チ回路５に保持されたデータとストローブ信号ＳＴＢ２との一致をとり、デジタ ル的に「１」の出力時間のみドライバ回路７を駆動して、ＬＥＤアレイ３の各Ｌ ＥＤ素子をＳＴＢ２の時間長だけ発光させる。

【００１９】 その後、各ＬＥＤ素子の発光時間の３桁目および最上位（ＭＳＢ）について同 様の動作を行い、ＬＥＤアレイ３の各ＬＥＤ素子を、印刷データおよび各ＬＥＤ 素子の発光時間の各桁の補正データが共に「１」となったもののみ、それぞれ「 ４倍」，「８倍」の重みを持つＳＴＢ３，ＳＴＢ４の時間長だけ発光させる。こ の４回の動作によって、１ライン目の印刷データの感光ドラムへの光書き込みが 終了する。 次のラインの書き込みは前述の動作を繰り返すことによってなされる。 このように、上記実施例によれば、ＬＥＤ素子アレイの各々のＬＥＤ素子を、 印刷データおよび各ＬＥＤ素子の発光時間の補正データに基いて、４ビットの重 みを持った発光時間和で発光させることができ、その光量を均一にすることがで きるのである。

【００２０】 以上、本考案を実施例に基いて具体的に説明したが、本考案は、前記実施例に 限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であ ることは言うまでもない。 たとえば、上記実施例においては本考案の発光素子アレイの駆動回路を光プリ ンタの光源に用いた場合のみを挙げているが、他の装置の光源に用いることも可 能である。 また、上記実施例においては各ＬＥＤ素子の発光時間の補正データを４ビット で表しているが、これに限定されないことはもちろんである。

【００２１】

【考案の効果】

以上に記載したように、本考案の発光素子アレイの駆動回路によれば、発光素 子アレイの各々の発光素子を、補正データメモリに格納された補正データの各位 ごとに対応した発光時間で発光させることにより、各発光素子の光量を均一にす ることができる。また、単純な構成の汎用的なＩＣドライバを用いることができ 、小型で、かつ安価な発光素子アレイの駆動回路を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の発光素子アレイの駆動回路の一実施例
を示すブロック図である。

【図２】各ＬＥＤ素子の発光時間に関する補正データを
補正データメモリに格納する方法を示す説明図である。

【図３】ＬＥＤアレイが用いられた電子写真式プリンタ
を示す概略構成図である。

【図４】従来の発光素子アレイの駆動回路の一例を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１ ＬＥＤプリントヘッド ２ ドライバＩＣ ３ ＬＥＤアレイ ４ シフトレジスタ ５ ラッチ回路 ６ ＡＮＤ回路 ７ ドライバ回路 ８ 画素メモリ ９ アドレスカウンタ １０ セレクタ回路 １１ 補正データメモリ １２ ＡＮＤ回路 １３ セレクタ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 菅野 裕雅 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の発光素子からなる発光素子アレイ
   の各々の発光素子の光量を均一にするための補正データ
   をあらかじめ記憶しておき、前記発光素子の発光データ
   と記憶された前記補正データとに基いて前記各々の発光
   素子の発光時間を制御し光量の均一化を行う発光素子ア
   レイの駆動回路において、複数の発光素子からなる発光
   素子アレイの各々の発光素子の発光データを記憶する画
   素メモリと、各々の発光素子の光量を均一にするための
   発光時間に関する補正データを記憶する補正データメモ
   リと、前記画素メモリおよび補正データメモリから読み
   出された各々の発光素子の発光データおよび補正データ
   の論理積を受け格納するシフトレジスタ、このシフトレ
   ジスタに格納されたデータをラッチするラッチ回路、Ａ
   ＮＤ回路およびこのＡＮＤ回路からのデータに基いて発
   光素子アレイの各々の発光素子を駆動するドライバ回路
   を有するＩＣドライバと、時間長について複数種類の重
   みを持つストローブ信号を選択し前記ＩＣドライバのＡ
   ＮＤ回路に与えるセレクト回路とを設けたことを特徴と
   する発光素子アレイの駆動回路。
2. 【請求項２】 前記発光素子アレイの各々の発光素子の
   光量を均一にするための補正データは２値化されるとと
   もに、その位ごとに前記補正データメモリに格納され、
   前記セレクト回路からＡＮＤ回路に与えられるストロー
   ブ信号の種類は前記２値化された補正データの位ごとに
   決定されることを特徴とする請求項１記載の発光素子ア
   レイの駆動回路。