JPH0785937B2 - ドライバic及び記録ヘッド - Google Patents

ドライバic及び記録ヘッド

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JPH0785937B2
JPH0785937B2 JP21633186A JP21633186A JPH0785937B2 JP H0785937 B2 JPH0785937 B2 JP H0785937B2 JP 21633186 A JP21633186 A JP 21633186A JP 21633186 A JP21633186 A JP 21633186A JP H0785937 B2 JPH0785937 B2 JP H0785937B2
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    • B41J2/32Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
    • B41J2/35Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads providing current or voltage to the thermal head
    • B41J2/355Control circuits for heating-element selection

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、プリンタやファクシミリの記録装置に用い
るサーマルヘッドやLED(発光ダイオード)アレイヘッ
ド等の記録ヘッドの駆動制御システムに関し、特に記録
ヘッドを構成する各発熱素子又は各発熱素子等の記録素
子の出力エネルギーをほぼ均一にするドライバIC及び出
力エネルギーが均一化された記録ヘツドを提供するもの
である。

[従来の技術] サーマルヘッドやLEDアレイヘッドを用いる記録装置で
は、前者の場合主に発熱抵抗素子の抵抗値ムラ、後者で
は発光素子の光出力ムラにより印字濃度ムラを生じるこ
とが問題となっており、記録画像濃度を均一化し、高品
質な画像を得るための提案がなされてきた。例えば、前
者では各抵抗素子の発熱温度が均一になるように、後者
では各発光素子のエネルギーが均一になるように各素子
への通電時間や通電電流を制御している。

しかしながら、いずれの提案も記録ヘッドの記録素子駆
動用ドライバICヘッドに補正データの永久的なメモリ機
能を備えていないため外部に大きなメモリ回路とその制
御回路を必要としていた。

ここでは、LEDアレイヘッドの従来の駆動方法として代
表的な特開昭58−78476号公報に示された制御方式につ
いて説明する。

第4図は、LEDアレイヘッド(1)の駆動回路の概略構
成を示しており、各記録素子としてのLED素子(2)を
駆動するためにデータのシフトレジスタ(3)、ラッチ
(4)、トリステートバッファ(5)、出力トランジス
タ(6)、負荷抵抗(7)を備えている。

各出力トランジスタ(6)は、4つのトリステートバッ
ファ(5)に接続されている。このトリステートバッフ
ァ(5)の各々は4つのスイッチ選択のための共通配線
(8)の何れか1つに接続されている。4つの共通配線
(8)はそれぞれパルスの時間幅の関係が、2n(n≧0
の整数:n=0の時1、n=1の時2、n=2の時4、n
=3の時8・・・)になる二進値の相対的パルス幅にし
たパルスを供給している。この二進値は各バスが所与の
トリステートバッファ(5)をゲートする時間を示す。
これらの時間のシーケンスは第6図に示している。

トリステートバッファ(5)はラッチ(4)に接続され
ている。このラッチ(4)はリード(9)でシフトレジ
スタ(3)、又リード(10)でラッチクロック端子(1
1)に接続されている。シフトレジスタ(3)にはデー
タ入力端子(12)及びクロック端子(13)が接続されて
いる。データ入力端子(12)からのデータはシフトレジ
スタ(3)に一杯になるまでクロック端子(13)から入
力されるクロックパルス毎にシフトレジスタ(3)にシ
リアルに供給される。その後ラッチクロック端子(11)
からのラッチクロックによってシフトレジスタ(3)内
のデータは並列にラッチ(4)に転送される。このラッ
チ(4)はトリステートバッファ(5)に情報を与え、
トリステートバッファ(5)は共通配線(8)から与え
られた信号とこのラッチ(4)からの信号とを合成した
信号を出力トランジスタ(6)に与えている。

第5図は、システムのブロック図である。ホストコンピ
ュータ(14)はキャラクタ発生器(15)に接続されてい
る。このホストコンピュータ(14)は再生するテキスト
あるいはキャラクタに関連する必要な情報あるいはコマ
ンドを与えるためにある。ホストコンピュータ(14)か
らの情報に応答するキャラクタ発生器(15)は、発生す
るキャラクタの位置及び構成を決定する。このキャラク
タは、複数の信号により発生され各信号に応じてLEDア
レイヘッド(1)を発光している。

発光信号は、第1のPROM(16)に従ってシフトレジスタ
(3)に送られる。PROM(16)は一様な発光エネルギー
が得られるように付加の情報を発生する固定PROMであ
る。

発光位置情報は第2のPROM(17)に送られる。この第2
のPROM(17)は可変PROMであり、LEDアレイヘッド
(1)の発光強度特性に関連した情報を第1のPROM(1
6)に与えるようにプログラムされている。なお、駆動
回路(18)はトリステートバッファ(5)、出力トラン
ジスタ(6)及びその負荷抵抗(7)とから構成され
る。

各LED素子(2)は、固有の発光強度を備えている。し
かし、記録ヘツドとしては、各LED素子(2)の発光出
力エネルギーが一様である必要があり、一様にするため
に補正手段を設けなければならない。

発光出力のエネルギーは、発光強度と発光時間の積であ
り、発光時間を制御することで各LED素子(2)の発光
出力エネルギーをほぼ一様にすることができる。この従
来技術の場合、発光出力のエネルギーを制御するために
4つのデータビットをもち、スイッチ選択の共通配線
(8)とマトリクスを構成して16段階の発光時間を設定
している。この記録装置は、一般に2つの部分に分割さ
れている。即ち、シフトレジスタ以降の機能を含むドラ
イバICを搭載した記録ヘツド(19)と、記録ヘツド(1
9)を駆動制御する制御回路(20)に分割されている。

[発明が解決しようとする課題] 従来の記録装置は、以上のように構成されていたので記
録装置に占める制御回路(20)の割合が大きく高価なも
のとなっていた。又、発光エネルギーの補正を2n段階で
行なう場合、1つのLED素子に対し、nコのシフトレジ
スタとnコのラッチを必要としていた。従って、第5図
のシフトレジスタを含むドライバICは極めて大きな形状
のICとなり高価となる原因の1つともなっていた。

さらに、この従来例で示したように15段階の発光強度補
正を行なった場合LED素子の駆動時間は最小1単位時
間、最大15単位時間と15倍の差が生じる。特にLEDアレ
イを用いる記録装置では光を受けて像を形成する感光ド
ラムは定速回転しており、光照射された部分は常に移動
している。従って、光照射時間が異なれば光照射される
面積が異なってくる。これはLEDアレイヘッドの全アレ
イヘッドを走査する時間が走査周期に比べて十分小さけ
れば問題はないが高速記録になるに従って前記面積の差
が大きくなり記録ドットの大きさとその位置が異なるよ
うになり画像品質が劣化してくるという問題点があっ
た。

この発明は前記のような問題点を解消するためになされ
たもので、記録ヘッドの発光エネルギー補正データを予
めドライバICに入力できるようにドライバICに補正デー
タのメモリを備えている安価で取扱の容易なドライバIC
及び記録ヘッドを提供できる。

又、この発明のドライバICは、複数の駆動時間単位を必
要とせず、一括して所定時間で駆動するようにしている
ので各記録ドットの大きさとその位置が異なることなく
品質のよい記録画像を記録速度によらず得ることができ
る。

さらに、発光エネルギー補正データは、発光データのシ
フトレジスタからそのラッチを介して入力するようにし
ているので、メモリのための専用シフトレジスタを必要
とせず、回路構成が極めて簡単で安価なドライバIC及び
記録ヘッドを提供することができる。

[課題を解決するための手段] この発明のドライバICは、発光データを転送するシフト
レジスタ、ラッチ、補正データの入力選択手段及び補正
メモリを備えた駆動回路からなっている。

駆動回路は、並列接続した複数の定電流増幅回路で構成
されており、各定電流増幅回路にそれぞれ補正データの
メモリを備えている。

又、そのメモリには発光データを転送するシフトレジス
タからラッチを介して補正データを入力する構成にされ
ている。

[作用] この発明のドライバICは、駆動回路を構成する各定電流
増幅回路に発光エネルギー補正データを記憶するメモリ
を備えており、予め補正データを入力しておくことがで
きる。駆動システムから補正データを記録ヘツドに入力
する必要がなく駆動システムに補正データを記録するRO
Mや、その制御回路は不要となる。又、駆動回路は定電
流増幅回路で構成され、記録素子の発光強度に応じて単
位時間にほぼ一様な発光エネルギーを出力するように出
力電流値を設定している。

従って、全ての記録素子を一括して同時に駆動すること
ができるので、記録ドットの大きさやその位置が異なる
ことがない。

又、従来の装置は補正データのメモリが、1つの駆動回
路で4コ必要な場合、通常それぞれ4コのシフトレジス
タ、ラッチ及びメモリが必要であるが、この発明のドラ
イバICでは、メモリに専用のシフトレジスタやラッチを
必要とせず、発光データのシフトレジスタからラッチを
介して補正データを入力するように構成している。従っ
て、ドライバICの回路構成は簡単で、形状を小形にしか
も安価に製造することができる。

[発明の実施例] 第1図は、この発明の一実施例のドライバICの構成図で
ある。図中、(3)はデータ端子(12)から入力される
発光データのシフトレジスタであり、シフトクロック端
子(13)からのシフトクロックで順次発光データを転送
している。(4)はシフトレジスタ(3)とリード
(9)で接続されたラッチで各発光データをラッチクロ
ツク端子(11)からのラッチクロツクでラッチしてい
る。破線(18)は記録素子としてのLED素子(2)の駆
動回路を示している。駆動回路(18)は複数の電流増幅
回路(21)を並列に接続して構成している。電流増幅回
路(21)は、補正メモリ(22)、ANDゲート(23)、ス
トローブ信号端子(27)、電流増幅トランジスタ(6)
を接続して成っている。

この補正メモリ(22)は、各駆動回路(18)に4ビット
の補正メモリを備えており、独自のシフトレジスタは備
えていない。補正メモリ(22)への補正データの入力は
発光データのラッチ(4)から行ないリード(28)で接
続している。ラッチ(4)から入力される補正データは
トランジスタ(6)のA、B、C、Dの電流増幅回路
(21)のいずれの補正メモリに入力するかは信号入力選
択手段である4つの選択配線(29)のa、b、c、dを
選択して決めている。

このドライバICへの補正データの入力は発光データの入
力部から行ない、シフトレジスタ(3)が一杯になるま
でシフトクロック端子(13)からのシフトクロック毎に
転送している。補正データはラッチクロツク端子(11)
からのラッチクロツクによりラッチされ補正メモリ(2
2)に入力され、まず選択配線(29)のaにより各駆動
回路(18)の電流増幅回路(21)Aのメモリに記憶され
る。この動作を4回繰り返すことで全ての補正メモリ
(22)に補正データが入力される。この補正メモリ(2
2)は、不揮発性メモリで構成すると永久に保存され、
ラッチ(4)から発光データが入力されても変化するこ
とがない。

ドライバICは以上のような構成となっており、各電流増
幅回路(21)の合成電流が駆動回路(18)の出力電流と
なっている。LED素子(2)の発光強度は前述したごと
く各素子毎に異なっている。LED素子(2)の発光出力
は、駆動電流によって異なり、電流値が大きくなるに従
って増大する。この発明の記録ヘッドは、LED素子
(2)を駆動する電流値を制御することで各LED素子
(2)の発光出力を一定にしている。

この実施例では、電流増幅トランジスタ(6)のA、
B、C、Dをそれぞれ異なった電流値、即ち第2図に示
したように、それぞれの電流増幅トランジスタ(6)の
電流の大きさが、2n(n≧0の整数)の二進の相対的比
率になる電流値を出力するようにしている。従って、駆
動回路(18)の出力電流値は補正データによってI0から
15I0までI0単位で15段階に制御することができる。

この発明の記録ヘッド(19)は数千コのLED素子(2)
を1列に配列し、そのLED素子(2)の周囲にドライバI
Cを配置し、それぞれ接続している。記録ヘッド(19)
の駆動システムは、第3図のようになっている。ホスト
コンピュータ(14)は、再生するテキストあるいはキャ
ラクタに関連する情報あるいはコマンドをキャラクタ発
生器(15)に伝送している。キャラクタ発生器(15)
は、発生するキャラクタの位置及び構成を決定し、記録
ヘッド(19)に情報を伝送している。記録ヘッド(19)
は、与えられた情報に従ってLEDアレイヘッド(1)を
構成する任意のLED素子(2)を発光させている。この
記録ヘッド(19)は、予め各LED素子(2)の発光強度
特性が測定されており、その特性に応じた補正データを
ドライバICの不揮発性メモリ(22)に入力されている。
従って、記録ヘッド(19)から出力される光強度は、ほ
ぼ一様な大きさとなっている。

以上に述べた実施例の電流増幅回路は、例えば電源電圧
の変化に応じて各出力電流値が変化する。記録ヘッドの
各発光素子毎の発光出力は、変動することなく常に所定
値でなければならないので、単なる電流増幅回路でなく
電源電圧の変動に対しても常に所定の電流値を出力する
定電流増幅回路でなければならない。定電流増幅回路
は、電流増幅回路の出力電流を検出し、その値を制御す
るように構成して実現できる。この実施例では、電流増
幅トランジスタ(6)を定電流増幅器として構成すれば
良い。

前記実施例では、記録素子としてLEDを用いた場合につ
いて説明したが、この発明は、これに限るものではなく
他の発光素子や発熱素子を駆動する記録ヘッドに適用で
きるものである。記録ヘッドを発熱素子で構成した場
合、光を伝達する手段として集束性ロッドレンズアレイ
のような光伝送体を用いる。この光伝送体には独自の光
伝送ムラがある。従って、発光出力補正データは光伝送
体を透過した光出力を測定し、この測定値に応じた補正
データを入力するようにしている。

この発明の記録ヘッドは、同時に同時間だけ駆動するこ
とができる。従って、記録ヘッドの駆動周期とほぼ同時
間で駆動しても記録ヘッドの大きさやその位置が異なる
ことなく高速記録の場合でも品質の良い記録画像を得る
ことができる。

なお、この発明のドライバICと記録ヘッドは例えばC−
MOSによるRAMに補助バッテリを取り付けた疑似不揮発性
メモリで構成することも可能である。

[発明の効果] 以上のように、この発明によれば各記録素子毎の補正デ
ータを記録ヘッドに搭載したドライバIC内の補正メモリ
に予め記憶できるようにし、その補正メモリへのデータ
の入力を記録(発光)データのシフトレジスタとラッチ
を兼用して使えるように接続したので、メモリ専用のシ
フトレジスタとラッチを必要とせず安価で取扱の容易な
ドライバIC及び記録ヘッドを提供できる。

又、補正メモリを不揮発性メモリで構成し、記録ヘッド
の出力を均一化補正しておくと記録ヘッドへの補正デー
タ入力手段が不要となり、安価な記録ヘッド制御回路を
提供できる。

さらに、この発明のドライバIC及び記録ヘッドでは、単
位時間当たりの記録エネルギーを一様になるようにして
いるので、記録画像の品質を劣化させることなく高速記
録ができる。

【図面の簡単な説明】

第1図は、この発明の一実施例による記録素子を駆動す
るドライバICの概略構成図、第2図は、各電流増幅トラ
ンジスタの相対出力電圧を示す特性図、第3図は、この
発明のドライバICを用いた記録ヘッドの概略駆動システ
ム構成図、第4図は、従来のLEDアレイヘッドの駆動回
路を示す概略構成図、第5図は、従来のLEDアレイヘッ
ドの駆動システム図、第6図は、従来のLEDアレイヘッ
ドの各LEDを駆動する時間シーケンスを示す図である。 (1)はLEDアレイヘッド、(2)は記録素子、(3)
はシフトレジスタ、(4)はラッチ、(18)は駆動回
路、(19)は記録ヘッド、(20)は制御回路、(21)は
電流増幅回路、(22)は補正メモリである。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B41J 2/455 (56)参考文献 特開 昭60−254873(JP,A) 特開 昭60−6471(JP,A) 実開 昭60−26854(JP,U)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の記録素子へのデータ信号を順次シフ
    トし記憶するシフトレジスタと、このシフトレジスタに
    記憶された上記データ信号を各記録素子へのデータ信号
    として並列に出力するラッチと、上記各記録素子に対応
    して設けられ、上記ラッチより出力されたデータ信号に
    基づき、上記記録素子を駆動する駆動回路を備えたドラ
    イバICにおいて、上記駆動回路は、出力電流値が異なる
    複数の定電流増幅器と、この複数の定電流増幅器のうち
    どの定電流増幅器を選択するかを記憶する補正メモリ
    と、この補正メモリにどの定電流増幅器を選択するかを
    指示する信号入力選択手段とを備え、上記補正メモリに
    は、上記ラッチより上記各記録素子ごとの補正データを
    入力し、上記信号入力選択手段の指示に基づき、上記各
    記録素子の出力がほぼ一定になるように、選択された定
    電流増幅器を記憶することを特徴とするドライバIC。
  2. 【請求項2】上記補正メモリは不揮発性メモリで構成し
    たことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のドラ
    イバIC。
  3. 【請求項3】複数の記録素子と、この記録素子を駆動す
    るドライバICを備えた記録ヘッドにおいて、上記ドライ
    バICは、上記複数の記録素子へのデータ信号を順次シフ
    トし記憶するシフトレジスタと、このシフトレジスタに
    記憶された上記データ信号を各記録素子へのデータ信号
    として並列に出力するラッチと、上記各記録素子に対応
    して設けられ、上記ラッチより出力されたデータ信号に
    基づき、上記記録素子を駆動する駆動回路を備え、この
    駆動回路は、出力電流値が異なる複数の定電流増幅器
    と、この複数の定電流増幅器のうちどの定電流増幅器を
    選択するかを記憶する補正メモリと、この補正メモリに
    どの定電流増幅器を選択するかを指示する信号入力選択
    手段とを備え、上記補正メモリには、上記ラッチより上
    記各記録素子ごとの補正データを入力し、上記信号入力
    選択手段の指示に基づき、上記各記録素子の出力がほぼ
    一定になるように、選択された定電流増幅器を記憶する
    ことを特徴とする記録ヘッド。
  4. 【請求項4】上記補正メモリは不揮発性メモリで構成し
    たことを特徴とする特許請求の範囲第3項に記載の記録
    ヘッド。
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