JPH11240201A

JPH11240201A - ノンインパクトプリンタ

Info

Publication number: JPH11240201A
Application number: JP6048798A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Katakura; 信一片倉
Original assignee: Oki Data Corp
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1998-02-25
Filing date: 1998-02-25
Publication date: 1999-09-07
Also published as: US6169566B1

Abstract

(57)【要約】【解決手段】ＬＥＤヘッド２０Ｂには発光素子群が搭
載され、各発光素子の駆動エネルギを示すエネルギ指示
値が発光素子毎に不揮発性記憶部２４に記憶される。こ
のエネルギ指示値は乱数発生器２８の出力と加算されて
ドライバＤＲ１，ＤＲ２，…に供給される。【効果】各発光素子をそれぞれ均一に発光させるよう
エネルギ指示値を設定すると共に、その指示値に対し乱
数発生器２８を用いてランダムな揺らぎを発生させるの
で、発光素子毎の微妙な発光強度の差が目立たず、高品
質な印刷ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式、熱
転写方式といったノンインパクト式の印刷方式を採用す
るノンインパクトプリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電子写真式プリンタにおいて
は、帯電させられた感光体ドラムをＬＥＤ（発光ダイオ
ード）ヘッドを用いて露光し、静電潜像を形成する。こ
の静電潜像を現像して形成したトナー像は、用紙に転写
され定着される。ＬＥＤヘッドには、多数の発光ダイオ
ードが１列に並べられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の技術には次のような課題があった。これらの発
光ダイオードは、それぞれ印刷データ信号のビットデー
タの内容に対応して駆動される。即ち、ビットデータの
内容がオンであれば点灯し、オフであれば点灯しない。
しかしながら、各発光ダイオードを駆動するＬＥＤドラ
イバには様々な原因で特性上のばらつきがある。従っ
て、各ＬＥＤの発光強度は必ずしも均一でない。その結
果、感光体ドラムに形成される静電潜像の各ドットの大
きさに微妙な差が生じ、実際に印刷される画像の画素に
相当する各ドットの大きさに差が生じてしまうという問
題がある。

【０００４】文字等の画像を印刷する場合には、こうし
たドットの大きさに差があってもほとんど無視すること
ができる。しかし、写真等の画像を印刷する場合には、
ドットの大きさに差があると、印刷濃度に部分的なばら
つきが生じ、印刷品位が低下してしまう。そこで、静電
潜像の各ドットの大きさに差が生じないように、素子ご
とに適切な駆動電流を供給するＬＥＤドライバを選別し
て制御する方法が開発されている。

【０００５】ところが、この方法では複数のＬＥＤドラ
イバのうちから適切なＬＥＤドライバを選別する作業を
必要とする。これには、駆動電流の平均値を求めたり、
様々な作業が伴うため、調整作業が煩雑になるという問
題があった。また、調整のためのコストも高くなるとい
う問題があった。しかも、ＬＥＤドライバのばらつきに
よる発光強度のばらつきを防止することができるが、発
光ダイオード自体にも発光強度のばらつきがあるとき
は、その影響を完全に排除することは容易でない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は以上の点を解決
するため次の構成を採用する。〈構成１〉印刷データ信号のビットデータの内容に対応
して駆動される印刷素子群と、上記ビットデータに基づ
いて、上記印刷素子群中の該当する印刷素子を選択して
駆動するドライバと、各印刷素子に対して、指定された
駆動エネルギを供給して駆動する駆動エネルギ制御部
と、各印刷素子毎に予め指定された駆動エネルギを示す
エネルギ指示値を、上記駆動エネルギ制御部に供給する
とともに、上記エネルギ指示値に対してランダムな揺ら
ぎを発生させる補正制御部を備えたことを特徴とするノ
ンインパクトプリンタ。

【０００７】〈構成２〉構成１に記載のノンインパクト
プリンタにおいて、補正制御部は、各印刷素子毎のエネ
ルギ指示値を記憶する不揮発性記憶部と、乱数発生器
と、上記不揮発性記憶部から順に読み出されたエネルギ
指示値に、そのつど、上記乱数発生器の出力を加算して
から、駆動エネルギ制御部に供給する加算器を備えたこ
とを特徴とするノンインパクトプリンタ。

【０００８】〈構成３〉構成１に記載のノンインパクト
プリンタにおいて、エネルギ指示値に対するランダムな
揺らぎの範囲は、少なくとも、駆動エネルギ制御部の制
御分解能を越えるように設定することを特徴とするノン
インパクトプリンタ。

【０００９】〈構成４〉印刷データ信号のビットデータ
の内容に対応して駆動される印刷素子群を搭載した印字
ヘッドを備え、この印字ヘッド上に、上記ビットデータ
に基づいて、上記印刷素子群中の該当する印刷素子を選
択して駆動するドライバと、各印刷素子に対して、指定
された駆動エネルギを供給して駆動する駆動エネルギ制
御部と、各印刷素子毎に予め指定された駆動エネルギを
示すエネルギ指示値を、上記駆動エネルギ制御部に供給
するとともに、上記エネルギ指示値に対してランダムな
揺らぎを発生させる補正制御部とを搭載したことを特徴
とするノンインパクトプリンタ。

【００１０】〈構成５〉印刷データ信号のビットデータ
の内容に対応して駆動される印刷素子群を搭載した印字
ヘッドを備え、この印字ヘッド上に、上記ビットデータ
に基づいて、上記印刷素子群中の該当する印刷素子を選
択して駆動するドライバと、各印刷素子に対して、指定
された駆動エネルギを供給して駆動する駆動エネルギ制
御部と、各印刷素子毎に予め指定された駆動エネルギを
示すエネルギ指示値を保持して、上記駆動エネルギ制御
部に供給する補正制御部と、上記エネルギ指示値に対し
てランダムな揺らぎを発生させる信号を、上記上記駆動
エネルギ制御部に供給する乱数発生器とを搭載したこと
を特徴とするノンインパクトプリンタ。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
例を用いて説明する。図１は、本発明によるＬＥＤヘッ
ドのブロック図を示す。本発明は、ノンインパクトプリ
ンタ、即ち、電子写真プリンタのみならずサーマルプリ
ンタ、インクジェットプリンタ等様々なプリンタに適用
できる。この具体例では、電子写真式プリンタの静電潜
像形成用ＬＥＤヘッドを例にとって実施の態様を説明す
る。なお、図１の説明を行う前に、まずプリンタ制御部
の概略構成や動作を説明する。

【００１２】図２に、プリンタ制御部全体のブロック図
を示す。図の印刷制御部１は、電子写真式プリンタ全体
の動作を制御する部分で、図示しないマイクロプロセッ
サ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、タイマ等によって
構成されている。この印刷制御部１は、パーソナルコン
ピュータ等の上位装置２と接続されて、制御信号ＳＧ
１、ビデオ信号ＳＧ２の供給を受ける。なお、このビデ
オ信号ＳＧ２は、印刷制御部１から上位装置２に向けて
送信されるタイミング信号ＳＧ３に同期して受け入れら
れる。この印刷制御部１は、現像器３を制御する現像用
高圧電源４と、帯電器５を制御する帯電用高圧電源６
と、転写器７を制御する転写用高圧電源８と、現像転写
プロセス用モータ９を制御するドライバ１０と、用紙送
りモータ１１を制御するドライバ１２に接続され、これ
らをシーケンス制御するよう構成されている。

【００１３】なお、装置の各部には、用紙吸入口センサ
１３、用紙排出口センサ１４、用紙残量センサ１５、用
紙サイズセンサ１６及び定着温度センサ１７等が設けら
れ、これらから所定の検出信号が印刷制御部１に入力す
るように構成されている。定着器１８は定着用のヒータ
１９を備える。ヒータ１９のオンオフ制御は、印刷制御
部１による。また、印刷制御部１からＬＥＤヘッド２０
に対し、静電潜像書き込みのためのストローブ信号ＳＴ
Ｂ、印刷データ信号ＤＡＴＡ、クロックＣＬＫ、ロード
信号ＬＯＡＤ等が供給されるように構成されている。

【００１４】ここで、このプリンタ制御部の簡単な動作
を説明する。まず、上位装置２から制御信号ＳＧ１が印
刷制御部１に入力すると、印刷制御部１は、定着温度セ
ンサ１７によって定着器１８が定着可能な温度にあるか
どうかを判断する。必要な温度に達していなければヒー
タ１９を点灯し、定着器１８を加熱する。

【００１５】次に、ドライバ１０を制御して、現像転写
プロセス用モータ９を起動させる。同時に、チャージ信
号ＳＧＣによって帯電用高圧電源６をオンし、帯電器５
による感光体ドラムの帯電を開始する。更に、現像バイ
アス信号ＳＧＤによって現像用高圧電源４を動作させ、
現像器３に所定のバイアス電圧を印加する。これによっ
て、トナーを均一に帯電させる。

【００１６】次に、用紙残量センサ１５や用紙サイズセ
ンサ１６の検出信号により、用紙の有無を検出し、用紙
の搬送が開始される。ドライバ１２は、用紙送りモータ
１１を駆動する。用紙送りモータ１１は、最初に図示し
ないフィードローラを回転駆動させて用紙を用紙吸入口
センサ１３のある場所まで搬送する。次に、用紙送りモ
ータ１１が逆方向に回転し、フィードローラの回転を停
止させ、図示しないレジストモータを回転駆動する。

【００１７】レジストモータは用紙を感光体ドラムと転
写器の間に向けて搬送する。印刷制御部１は、用紙が転
写可能な位置まで達したとき、上位装置２に対しタイミ
ング信号ＳＧ３を送信する。このタイミング信号ＳＧ３
は、ラインタイミング信号やラスタタイミング信号等を
含んでいる。上位装置２からビデオ信号ＳＧ２が受信さ
れると、ビデオ信号ＳＧ２は、印刷制御部１において、
印刷ページ毎に編集される。こうして編集された印刷デ
ータ信号ＤＡＴＡが印刷制御部１からＬＥＤヘッド２０
に向けて転送される。

【００１８】１ライン分の印刷データ信号がＬＥＤヘッ
ドに転送されると、印刷制御部１はＬＥＤヘッド２０に
対しその信号をラッチするためのロード信号ＬＯＡＤを
送信する。これによって、ＬＥＤヘッド２０の内部に１
ライン分の印刷データ信号が保持される。なお、印刷デ
ータ信号はクロックＣＬＫに制御され、シリアルにＬＥ
Ｄヘッド２０に転送される。

【００１９】次に、印刷制御部１はストローブ信号ＳＴ
ＢをＬＥＤヘッド２０に送信し、ＬＥＤヘッド２０は、
この信号によって搭載した発光ダイオード群を発光させ
る。各発光ダイオードは、印刷データ信号のビットデー
タの内容に対応して駆動される。ＬＥＤヘッド２０はこ
うして感光体ドラムを露光し、感光体ドラムの外周面に
静電潜像を形成する。この静電潜像は現像器３によって
現像され、感光体ドラムにトナー像が形成される。

【００２０】そのトナー像は転写器７に送られ、用紙上
に転写される。トナーを転写された用紙は定着器１８に
送られて定着処理され、用紙排出口センサ１４を通過し
て図示しない排出トレーに排出される。印刷が終了し、
用紙が用紙排出口センサ１４を通過すると、装置各部の
動作が終了する。以上の動作は、従来の装置と変わると
ころは無い。

【００２１】図３には、プリンタの印刷動作タイムチャ
ートを示す。（ａ）は、図２に示した印刷制御部１から
上位装置２に送られるタイミング信号ＳＧ３の内容を示
す。これは、１ライン分ずつのビデオ信号を受け入れる
ときに周期的にアクティブになるパルス状の信号であ
る。１インチ（２，５４ｃｍ）当たり３００ラインの印
刷を行う場合には、３００分の１インチずつ感光体ドラ
ムが回転する度に、１つのタイミング信号ＳＧ３が上位
装置２に送られる。

【００２２】（ｂ）は、このタイミング信号ＳＧ３に同
期して、上位装置２から印刷制御部１に送り込まれるビ
デオ信号ＳＧ２である。（ｃ）は、印刷制御部１で編集
処理された１ライン分ずつの印刷データ信号ＤＡＴＡを
表す。（ｄ）は、この印刷データ信号ＤＡＴＡをＬＥＤ
ヘッド２０に転送するためのタイミングを制御するクロ
ックＣＬＫである。１ライン分２５６０個のクロックで
構成されている。

【００２３】（ｅ）は、ＬＥＤヘッド２０に対し１ライ
ン分ずつ印刷データ信号をラッチさせるためのロード信
号ＬＯＡＤである。１ライン分の転送終了毎に有効にな
るパルス状の信号である。（ｆ）は、ＬＥＤヘッド２０
に対しヘッドを駆動するための電流が供給されるタイミ
ングを図示している。

【００２４】図４には、基本的なＬＥＤヘッドの結線図
を示す。このＬＥＤヘッド２０には、シフトレジスタＳ
Ｒ１，ＳＲ２，ＳＲ３，ＳＲ４，…と、ラッチＬＴ１，
ＬＴ２，ＬＴ３，ＬＴ４，…と、ドライブ用のゲートＧ
１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，…と、スイッチング用トランジ
スタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４，…と、発光素子
ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４，…と、保護抵抗Ｒ
１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，…とが搭載されている。

【００２５】シフトレジスタＳＲ１，ＳＲ２，ＳＲ３，
ＳＲ４，…は、それぞれシリアルに連結されて印刷デー
タ信号ＤＡＴＡをシリアルに１ライン分受け入れるよう
構成されている。クロックＣＬＫは、印刷データ信号Ｄ
ＡＴＡの転送タイミングを制御する。ロード信号ＬＯＡ
Ｄは、ラッチＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３，ＬＴ４，…に対
し対応するシフトレジスタＳＲ１，ＳＲ２，ＳＲ３，Ｓ
Ｒ４，…中の信号を受け入れてラッチさせる制御を行
う。

【００２６】ストローブ信号ＳＴＢは、ラッチＬＴ１，
ＬＴ２，ＬＴ３，ＬＴ４，…に格納された印刷データ信
号のビットデータを受け入れてゲートを開閉制御し、ト
ランジスタＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３，ＴＲ４，…を選択
的にオンオフ制御する。これによって、ビットデータに
応じて該当するいずれかの発光素子ＬＤ１，ＬＤ２，Ｌ
Ｄ３，ＬＤ４，…が発光する。

【００２７】なお、この具体例では、ノンインパクトプ
リンタの例として、電子写真式プリンタを使用した。従
って、ビットデータの内容に対応して駆動される印刷素
子は、上記発光素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４，
…である。これがサーマルプリンタの場合には発熱素子
であり、インクジェットプリンタの場合には、インクノ
ズルということになる。また、この例では、各発光素子
ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４を駆動する駆動エネル
ギは、ゲートＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，…、トランジス
タＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４，…を通じて供給さ
れる駆動電流である。

【００２８】ここで、各発光素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ
３，ＬＤ４がそれぞれ同一のビットデータに基づいて発
光した場合に、その発光強度にばらつきが生じるという
問題があった。これは、この図に示すトランジスタＴｒ
１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４，…等を含むドライバの電
流値のばらつきや発光素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，Ｌ
Ｄ４，…、および、レンズ等の光学系の特性のばらつき
によるものと考えられる。

【００２９】そこで、まず製造段階において、予めこれ
らの発光素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４，…を順
番に駆動して、各発光素子の発光強度を測定する。そし
て、各発光素子による発光強度のばらつきを求め、これ
を補正するためのデータを用意する。この場合には、実
際の発光強度測定に基づいて補正を行うことから、この
図に示したドライバや発光素子のみならず、発光素子の
光を感光体ドラム上に導くための、図示しないドットレ
ンズアレイ等の特性のばらつきも含めた補正用のデータ
が求められる。以下この補正用のデータの値をエネルギ
指示値と呼ぶことにする。このエネルギは、発光素子の
駆動電流であるから以下の例では電流指示値と呼んで話
を進める。

【００３０】図５には、改良されたＬＥＤヘッドのブロ
ック図を示す。図のＤＲ１，ＤＲ２…は、ブロック化さ
れたドライバを示している。ここには、各発光素子ＬＤ
１，ＬＤ２，…の発光強度のばらつきを制御するため
に、後で説明するような電流切替回路ＥＸ１，ＥＸ２，
…が設けられている。ドライバＤＲ１，ＤＲ２…と電流
切替回路ＥＸ１，ＥＸ２，…には、補正制御部３０から
印刷データ信号や電流指示値が供給されるように構成さ
れている。

【００３１】補正制御部３０には、１ライン分の印刷デ
ータ信号を記憶すると共に、これに発光強度、ばらつき
補正のための補正を加えてドライバＤＲ１，ＤＲ２，…
に供給するための回路が設けられている。即ち、この補
正制御部３０は、クロック制御部２１、モード制御部２
２、記憶制御部２３、不揮発性記憶部２４及びカウンタ
２５から構成される。

【００３２】クロック制御部２１は、図２に示した印刷
制御部１から供給されるクロックＣＬＫをドライバＤＲ
１，ＤＲ２，…や記憶制御部２３、不揮発性記憶部２４
等に分配し供給する回路である。モード制御部２２は、
このＬＥＤヘッドの出荷時に、不揮発性記憶部２４に電
流指示値群を記憶させるモードのときに、所定の切替制
御を行う回路である。即ち、図示しない上位装置から補
正制御部３０に対して電流指示値群が転送されてきたと
き、これを不揮発性記憶部２４側に転送して記憶させ
る。一方、通常の印刷処理を実行する場合には、図２に
示した印刷制御部１から印刷データ信号ＤＡＴＡが入力
したとき、これをドライバＤＲ１，ＤＲ２，…に転送す
るように、データ転送方向を制御する。

【００３３】記憶制御部２３は、不揮発性記憶部２４に
対する電流指示値群の書き込みを制御する部分である。
ここで、まず、電流指示値群を補正制御部３０に記憶さ
せる場合の具体的な動作を説明する。モード制御部２２
は、記憶制御部２３を起動するとともに、クロック制御
部２１に対して、転送クロックを記憶制御部２３と不揮
発性記憶部２４に供給するよう指示する。電流指示値群
は、印刷データ信号ＤＡＴＡが転送されるラインを通じ
て補正制御部３０に入力する。

【００３４】記憶制御部２３は、カウンタ２５を起動し
て、カウンタ２５にクロックを供給する。これによっ
て、カウンタ２５は不揮発性記憶部２４に対し電流指示
値群の書き込みアドレスを供給する。カウンタ２５のア
ドレスがインクリメントされる度に、不揮発性記憶部２
４に対しシリアルに、各発光素子毎の電流指示値群が入
力する。

【００３５】記憶制御部２３は、不揮発性記憶部２４へ
の電流指示値書き込みタイミングを制御する。これによ
って、不揮発性記憶部２４にはＬＥＤヘッド２０Ａに搭
載された全ての発光素子ＬＤ１，ＬＤ２，…のばらつき
に応じた、これらを発光させるための電流指示値が格納
される。書き込み動作が終了すると、モード制御部２２
は、記憶制御部２３の動作を停止させると共にクロック
制御部２１に対しクロック信号の記憶制御部２３や不揮
発性記憶部２４に対する供給を停止させる。その後クロ
ック信号は、ドライバＤＲ１，ＤＲ２，…に供給され
る。これによって、印刷準備が完了する。

【００３６】図６に、電源切替回路周辺の結線図を示
す。図のドライバＤＲ１の電源切替回路ＥＸ１を除く部
分については、既に図４を用いて説明をした。本発明を
実施する場合には、この図に示すような電流切替回路Ｅ
Ｘ１を用いて、発光素子ＬＤ１，ＬＤ２，…の発光強度
を制御する。図において、シフトレジスタＳＲａ１，Ｓ
Ｒａ２，ＳＲａ３，…は、図５を用いて説明した不揮発
性記憶部２４に記憶された電流指示値群ＳＧ５を記憶す
る。例えば電流指示値が４ビットで表示されるものであ
れば、４ビットのデータが各レジスタに保持される。電
流指示値群ＳＧ５はこのシフトレジスタ中をシリアルに
転送される。

【００３７】クロックＣＬＫ２は、ＬＥＤヘッドの動作
開始前に予め電流指示値群をシフトレジスタＳＲａ１，
ＳＲａ２，ＳＲａ３，…に転送させておくために供給さ
れるクロック信号である。図の発光素子ＬＤ１を駆動す
るスイッチング用のトランジスタＴｒ１のエミッタは電
源に接続され、コレクタは保護抵抗ｒ１を介して発光素
子ＬＤ１に接続される。更に、ベースはアンプＡＭ１を
通じてゲートＧ１の出力に接続されている。また、この
アンプＡＭ１は、シフトレジスタＳＲａ１の出力によっ
て制御されるよう構成されている。

【００３８】図７には、上記のような改良されたＬＥＤ
ヘッドの動作説明図を示す。図の時刻ｔ１以前の部分
は、印刷開始直前の電流指示値の設定動作タイミングを
示す。また、時刻ｔ１以後は、通常印刷動作のタイミン
グを示す。即ち、図の（ｆ）に示すクロックＣＬＫ２が
図６に示すシフトレジスタＳＲａ１，ＳＲａ２，…に供
給されると、図の（ｅ）に示す発光素子２５６０素子分
の電流指示値群ＳＧ５が、シリアルにこれらのシフトレ
ジスタＳＲａ１，ＳＲａ２，…に転送される。

【００３９】図６に示すような順に発光素子ＬＤ１，Ｌ
Ｄ２，ＬＤ３が配列されているとすれば、１番始めにＬ
Ｄ２５６０の電流指示値が転送され、これに続いてＬＤ
２５５９，ＬＤ２５５８というように電流指示値が転送
されていく。こうして全てのシフトレジスタに該当する
電流指示値が入力し保持されると、電流指示値の設定が
終了する。その後、時刻ｔ１以降に（ａ）に示す印刷デ
ータ信号ＤＡＴＡの転送が開始される。この信号は
（ｂ）に示すクロックＣＬＫによってタイミングを制御
される。その他の信号については既に説明したとおりで
ある。

【００４０】図８に、図６に示したアンプＡＭ１の構造
を示す結線図を図示した。図に示すシフトレジスタＳＲ
ａ１には、例えば４ビットのディジタル値で表現された
電流指示値が記憶される。そして、これはアンプＡＭ１
に設けられたＤ／Ａ変換器３１によってアナログ信号に
変換され、アナログスイッチ３２に供給される。アナロ
グスイッチ３２は、ゲートＧ１によって駆動される。ま
た、アンプＡＭ１には、アナログスイッチ３２の出力を
受け入れて制御されるトランジスタＱ１，Ｑ２が設けら
れる。

【００４１】これによって、発光ダイオードＬＤ１に供
給すべき電流の値に相当する電流指示値が、トランジス
タＱ１，Ｑ２により設定され、トランジスタＴｒ１のベ
ース電流が選択される。従って、トランジスタＴｒ１
は、電流指示値に相当する電流を発光素子ＬＤ１に供給
する。

【００４２】図９には、発光強度の説明図を示す。図９
（ａ）には、補正前の発光素子ＬＤ１，ＬＤ２，…の発
光強度を示した。図の下側のグラフは、横軸に順に配列
した発光素子ＬＤ１，ＬＤ２，…に対する発光強度を示
したものである。各山形の高さが発光強度に比例する。
こうした発光強度で各発光素子ＬＤ１，ＬＤ２，…が発
光すると、図の上側に示した丸印に示すように、直径の
異なるドットｄ１，ｄ２，…が印刷される。静電潜像の
場合、このドットは、潜像の各素点の形状を示し、サー
マルプリンタの場合には発熱素子によって直接印刷され
るドット、インクジェットプリンタの場合には用紙等に
付着するインクによるドットを示すものと理解すればよ
い。

【００４３】（ｂ）には、補正後のドットｄ１，ｄ２，
…を示す。このように、上記のような電流指示値で駆動
をすることによって、最終的にほぼ等しい半径のドット
が印刷されるように制御できる。

【００４４】ここで、図８に示すアンプの構造に着目し
て、更に解決をすべき問題点を説明する。図８に示すア
ンプＡＭ１は、シフトレジスタＳＲａ１に格納された電
流指示値によって制御される。これは、４ビットのディ
ジタル信号であり、これをＤ／Ａ変換器３１によってア
ナログデータに変換した場合、ディジタル値の分解能に
従って段階的に変化するアナログ信号となる。即ち、発
光素子ＬＤ１は、ディジタル信号によって段階的に発光
強度が制御される。このため、この電流の制御分解能の
範囲で発光素子の発光強度にばらつきが生じる恐れがあ
る。

【００４５】図１０には、制御分解能による差の説明図
を示す。例えば、電流指示値の制御分解能が最適電流値
を１００％としたとき、２％きざみであったとする。こ
の場合、発光素子の発光強度は補正後に最大±２％の誤
差を生じてしまう恐れがある。この例では、従って、こ
の図には、１００％の電流値による発光強度のドット
と、９８％の電流値による発光強度のドットと、１０２
％の電流値による発光強度のドットが存在する。

【００４６】このとき、図に示すように、主走査方向に
見た場合にドットの大きさが微妙にずれている。従っ
て、上記のような精密な調整を行っても、全てのドット
径が完全に一致するわけではない。更に、ＬＥＤヘッド
の場合、レンズを用いて発光素子の光を感光体ドラム上
に結像させる。この多数のレンズの各境界部分では、光
の微妙な反射や屈折が発生しやすい。従って、結像位置
も微妙にずれることがある。この場合には、測定上の発
光強度をほぼ等しく補正することができても、感光体ド
ラム上に生成する潜像の大きさには微妙なばらつきが生
じてしまう。

【００４７】このような状態で、例えば縦方向に同一の
発光素子を連続的に発光させて作成した細い縦線や、画
面全体がほぼ同一の濃度となるようにドットを分散させ
て階調表現を行うような画像を印刷をした場合に、印刷
画像に肉眼で認識できるような濃度差が現れる。

【００４８】本発明では、十分な補正を行ってもなお発
光素子間の発光強度その他の原因によるドット径のばら
つきを目立たないようにするために、補正をしたエネル
ギ指示値に対してランダムな揺らぎを発生させる。即
ち、１つの発光素子を同一の条件で繰り返し発光させた
としても、常にエネルギ指示値に対しランダムに誤差を
与えて、印刷するドット径に強制的なばらつきを与え
る。どの発光素子もこのようにして強制的にドット径が
ばらつくと、全体として見たときにはドット径が平均化
され、様々な原因によるドット径のばらつきが目立たな
くなる。このようなランダムな揺らぎは、例えばエネル
ギ指示値に対し乱数を加算することによって実現する。

【００４９】図１１には、乱数による補正方法説明図を
示す。図の上部には、既に説明した発光素子ＬＤ１，Ｌ
Ｄ２，…毎の発光強度と対応する径のドットｄ１，ｄ
２，…を示した。これらは、例えば図の（ａ）に示すよ
うな電気エネルギ指示値によってその発光強度が選定さ
れる。既に説明したように、発光素子の場合には電気エ
ネルギ指示値は電流指示値に該当する。なお、図の電気
エネルギ指示値はいずれも１６進法で表示されている。

【００５０】ここで、乱数Ｒを発生させて、（ａ）に示
すベースの電気エネルギ指示値に対し各ライン毎にその
乱数を加算する。従って、例えば図の（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）、（ｅ）に示すように、１ライン目、２ライン
目、３ライン目、４ライン目と、ラインが異なる毎にラ
ンダムな数値が電気エネルギ指示値に加算されて、発光
素子の発光強度が制御される。こうして、例えば全ての
ラインについて印刷が終了した後、各発光素子の電気エ
ネルギ指示値についてその平均値をとると、図の（ｆ）
に示すように、（ａ）に示したベースの電気エネルギ指
示値になる。＋２から−２の間で均一に分散する乱数が
発生されるならば、当然の結果である。

【００５１】上記乱数は、ここでは、少なくともエネル
ギ指示値の制御分解能を２％としたとき、少なくともこ
の分解能を超える範囲で発生させる。また、正または負
のランダムな乱数が生成されるようにしている。分解能
の範囲以上にドット径に揺らぎを生じさせると、分解能
を原因として生じる、隣り合う発光素子間のドット径の
差が十分に吸収されて目立たなくなるからである。

【００５２】ここで、図１に戻って、本発明によるＬＥ
Ｄヘッドの構成を具体的に説明する。図の補正制御部３
０Ｂは、セレクタ２６，２７、不揮発性記憶部２４、カ
ウンタ２５、乱数発生器２８と、加算器２９により構成
される。セレクタ２６は、図２に示した印刷制御部１か
ら供給される印刷データ信号をドライバＤＲ１，ＤＲ
２，…側に供給する状態と、既に説明したエネルギ指示
値群を不揮発性記憶部２４に供給する状態とを切り替え
る制御を行う部分である。

【００５３】セレクタ２７は、クロックＣＬＫをカウン
タ２５や不揮発性記憶部２４、乱数発生器２８等に供給
する状態と、ドライバＤＲ１，ＤＲ２，…に供給する状
態とを切り替えるスイッチである。例えばロード信号Ｌ
ＯＡＤがハイレベルになると、セレクタ２６，２７が切
り替えられ、エネルギ指示値群が不揮発性記憶部２４に
供給され、カウンタ２５や乱数発生器２８等にクロック
ＣＬＫが供給される。不揮発性記憶部２４には、既に説
明した図７に示したような動作によって、全ての発光素
子に対応する電流指示値群が格納される。こうして、不
揮発性記憶部２４には、出荷時までに各発光素子に対応
するエネルギ指示値群が格納される。

【００５４】次に、印刷動作が開始されると、まず始め
に不揮発性記憶部２４に格納された発光素子毎のエネル
ギ指示値がドライバＤＲ１，ＤＲ２，…に転送される。
このとき、乱数発生器２８から発生した乱数が不揮発性
記憶部２４から出力される各エネルギ指示値に対し加算
器２９の部分で加算される。乱数が正の場合には加算さ
れ、負の場合には実質的に減算されることになる。この
ため、エネルギ指示値を中心として、乱数の最大幅の範
囲でエネルギ指示値にランダムな揺らぎが生じる。これ
が１ライン分あるいは複数ライン分の印刷の都度、電流
切替回路ＥＸ１，ＥＸ２，…に転送され、印刷が実行さ
れる。

【００５５】セレクタ２７は、ロード信号がハイレベル
になるとカウンタ２５を動作させ、不揮発性記憶部２４
と乱数発生器２８からエネルギ指示値や乱数を出力させ
て、これをドライバＤＲ１，ＤＲ２，…に転送するよう
に制御する。そして、全てのＬＥＤヘッドに対するエネ
ルギ指示値の転送が終了すると、今度はロード信号ＬＯ
ＡＤがロウレベルになり、セレクタ２７はクロックＣＬ
ＫをドライバＤＲ１，ＤＲ２，…の側に転送する。これ
によって、印刷データ信号の転送が開始されることにな
る。エネルギ指示値は図６に示すような状態でシフトレ
ジスタＳＲａ１，ＳＲａ２，…に保持され、これによっ
て各発光素子ＬＤ１，ＬＤ２…の発光強度が設定され
る。

【００５６】図１２には、乱数による補正結果の説明図
を示す。この図に示すように、発光強度にランダムな揺
らぎを発生させると、図に示すように、各ＬＥＤの描く
ドットが適度にばらつきを生じる。これによって、各ド
ット間の径の差が目立たなくなり、全体として均一な画
像の印刷が可能になる。

【００５７】なお、この図を見てわかるように、全ての
ドットについてランダムな揺らぎを生じさせれば理想的
であるが、例えば１個または数個おきの発光素子につい
て、このような揺らぎを生じさせるだけでも十分な効果
が期待できる。また、１ライン毎に全ての発光素子に対
するエネルギ指示値の入れ替えを行うのは、印刷時間を
遅くする恐れがあるから、数ラインおきに入れ替えると
いった方法も可能である。更に、こうしたエネルギ指示
値全体の１ライン毎の入れ替えを無くするようなハード
ウェア構成も考えられる。

【００５８】図１３には、電流切替回路の変形例結線図
を示す。図の電流切替回路ＥＸは、図に示すように、こ
れまで説明したシフトレジスタＳＲａ１，ＳＲａ２，…
にエネルギ指示値を保持する構造の他に、各発光素子Ｌ
Ｄ１，ＬＤ２…のドライバ毎に、乱数発生器ＲＤＭ１，
ＲＤＭ２，…が設けられている。

【００５９】例えば、発光素子ＬＤ１について見ると、
シフトレジスタＳＲａ１の出力と、乱数発生器ＲＤＭ１
の出力が加算器ＡＤＤ１に入力し、その出力がアンプＡ
Ｍ１に入力するように構成されている。即ち、ここでは
既に説明した要領で、シフトレジスタＳＲａ１にエネル
ギ指示値が入力し、これが保持される。その後、周期的
に、ＬＥＤ毎に設けられた乱数発生器ＲＤＭ１が乱数を
発生する。この乱数が、加算器ＡＤＤ１においてエネル
ギ指示値と加算される。

【００６０】これによって、発光素子ＬＤ１は、例えば
１ラインごとに発光強度にゆらぎが生じる。即ち、シフ
トレジスタＳＲａ１には、印刷開始直後に一定のエネル
ギ指示値を保持させておき、後は自動的に１ライン毎に
乱数がこれに加算されて、既に説明したような制御が行
われる。このような方法によっても、これまでと同様の
制御により、発光強度にランダムな揺らぎを発生させる
ことができる。なお、この例においても、全ての発光素
子について、乱数発生器を設けず、数個ずつおきに設け
るようにして製造コストを下げるようにしても良い。ま
た、これによって、データ転送時間を短くし、高速化を
図ることができる。

【００６１】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、ノンイン
パクトプリンタにおいて、印刷データ信号を印刷素子群
に転送し、ビットデータの内容に基づいて該当する印刷
素子を選択駆動する場合に、印刷素子毎に予め指定され
た駆動エネルギを示すエネルギ指示値を供給すると共
に、これにランダムな揺らぎを発生させるようにしたの
で、エネルギ指示値の分解能が粗くてもその分解能によ
るドット径の変化を拡散させることができ、印刷品質を
向上させることができる。また、その他の様々な原因に
よるドット系のばらつきによる画質低下を抑制すること
ができる。

【００６２】サーマルヘッドについては、発熱素子の発
熱エネルギを調整し、インクジェットプリンタにおいて
は、インク吐出エネルギを調整することによって同様の
効果が得られる。また、いずれの場合においても、実際
に印刷されるドット径を補正するような制御を行うこと
ができるため、画質改善効果が著しい。しかも、複雑な
調整制御が必要でなく、十分にコストを低くすることが
可能である。

【００６３】また、発光時間でなく発光強度を制御する
ため、ドットは基本的に円形に近く、楕円形になるのを
防止できる。さらに、ヘッド上に補正制御部を搭載すれ
ば、従来装置のヘッドと交換をするだけで、高品位な印
刷が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＬＥＤヘッドのブロック図であ
る。

【図２】プリンタ制御部全体のブロック図である。

【図３】プリンタの印刷動作タイムチャートである。

【図４】基本的なＬＥＤヘッド結線図である。

【図５】改良されたＬＥＤヘッドのブロック図である。

【図６】電流切替回路周辺の結線図である。

【図７】改良されたＬＥＤヘッドの動作説明図である。

【図８】アンプの構造を示す結線図である。

【図９】発光強度の説明図である。

【図１０】制御分解能による差の説明図である。

【図１１】乱数による補正方法説明図である。

【図１２】乱数による補正結果の説明図である。

【図１３】電流切替回路の変形例結線図である。

【符号の説明】

２０ＢＬＥＤヘッド（印字ヘッド）３０Ｂ補正制御部２４不揮発性記憶部２５カウンタ２８乱数発生器２９加算器ＤＲ１，ＤＲ２ドライバＥＸ１，ＥＸ２電流切替回路（駆動エネルギ制御部）ＬＤ１，ＬＤ２発光素子群（印刷素子群）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】印刷データ信号のビットデータの内容に
対応して駆動される印刷素子群と、前記ビットデータに基づいて、前記印刷素子群中の該当
する印刷素子を選択して駆動するドライバと、各印刷素子に対して、指定された駆動エネルギを供給し
て駆動する駆動エネルギ制御部と、各印刷素子毎に予め指定された駆動エネルギを示すエネ
ルギ指示値を、前記駆動エネルギ制御部に供給するとと
もに、前記エネルギ指示値に対してランダムな揺らぎを
発生させる補正制御部を備えたことを特徴とするノンイ
ンパクトプリンタ。
【請求項２】請求項１に記載のノンインパクトプリン
タにおいて、補正制御部は、各印刷素子毎のエネルギ指示値を記憶する不揮発性記憶
部と、乱数発生器と、前記不揮発性記憶部から順に読み出されたエネルギ指示
値に、そのつど、前記乱数発生器の出力を加算してか
ら、駆動エネルギ制御部に供給する加算器を備えたこと
を特徴とするノンインパクトプリンタ。
【請求項３】請求項１に記載のノンインパクトプリン
タにおいて、エネルギ指示値に対するランダムな揺らぎの範囲は、少なくとも、駆動エネルギ制御部の制御分解能を越える
ように設定することを特徴とするノンインパクトプリン
タ。
【請求項４】印刷データ信号のビットデータの内容に
対応して駆動される印刷素子群を搭載した印字ヘッドを
備え、この印字ヘッド上に、前記ビットデータに基づいて、前記印刷素子群中の該当
する印刷素子を選択して駆動するドライバと、各印刷素子に対して、指定された駆動エネルギを供給し
て駆動する駆動エネルギ制御部と、各印刷素子毎に予め指定された駆動エネルギを示すエネ
ルギ指示値を、前記駆動エネルギ制御部に供給するとと
もに、前記エネルギ指示値に対してランダムな揺らぎを
発生させる補正制御部とを搭載したことを特徴とするノ
ンインパクトプリンタ。
【請求項５】印刷データ信号のビットデータの内容に
対応して駆動される印刷素子群を搭載した印字ヘッドを
備え、この印字ヘッド上に、前記ビットデータに基づいて、前記印刷素子群中の該当
する印刷素子を選択して駆動するドライバと、各印刷素子に対して、指定された駆動エネルギを供給し
て駆動する駆動エネルギ制御部と、各印刷素子毎に予め指定された駆動エネルギを示すエネ
ルギ指示値を保持して、前記駆動エネルギ制御部に供給
する補正制御部と、前記エネルギ指示値に対してランダムな揺らぎを発生さ
せる信号を、前記前記駆動エネルギ制御部に供給する乱
数発生器とを搭載したことを特徴とするノンインパクト
プリンタ。