(57)【要約】【課題】本発明の課題は、ＬＥＤプリンタにおいて複数ラインの同時書き込みを可能とし、更なる高速印刷を実現することである。【解決手段】画像形成装置１００は、副走査方向に並列して配設される２つのＬＥＤヘッド１ａ，１ｂを備え、ラインメモリ２５ａ〜２５ｄに格納した２ライン分の画像データ信号を２つのＬＥＤヘッド１ａ，１ｂに同時に転送して、ＬＥＤヘッド１ａ，１ｂにおいて２ライン分の画像データ信号を同時に露光する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤ素子を主走査方向に等間隔一列に配列したＬＥＤプリンタヘッドを備える画像形成装置であって、
副走査方向に並列して配設される複数のＬＥＤプリンタヘッドと、
前記複数のＬＥＤプリンタヘッドに備えられるＬＥＤ素子を同時に駆動させて、複数ラインの画像データを同時に露光させる制御を行うプリンタ制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
主走査方向のライン毎に時系列に転送される画像データを複数ライン分記憶するラインメモリを備え、
前記プリンタ制御部は、前記ＬＥＤプリンタヘッドの数に応じた複数ライン分の画像データを、前記ラインメモリから前記ＬＥＤプリンタヘッドへ同時に転送させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ＬＥＤ素子の発光面が互いに向き合う位置に並列して配設された２つのＬＥＤプリンタヘッドと、
主走査方向のライン毎に時系列に転送される画像データを少なくとも２ライン分記憶するラインメモリと、を備え、
前記プリンタ制御部は、前記ラインメモリから２ライン分の画像データを、前記２つのＬＥＤプリンタヘッドへ同時に転送させることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
複数のＬＥＤ素子を主走査方向に等間隔一列に配列したＬＥＤプリンタヘッドを備える画像形成装置の制御方法であって、
副走査方向に並列して配設される複数のＬＥＤプリンタヘッドに備えられるＬＥＤ素子を同時に駆動させて、複数ラインの画像データを同時に露光させる工程を含むことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項５】
主走査方向のライン毎に時系列に転送される画像データを複数ライン分記憶する工程と、
前記ＬＥＤプリンタヘッドの数に応じた複数ライン分の画像データを、前記ＬＥＤプリンタヘッドへ同時に転送させる工程と、
を含むことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＥＤプリンタヘッドを備える画像形成装置及び画像形成装置の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真印刷方式を用いた画像形成装置においては、感光体の露光光源としてレーザやＬＥＤ素子を使用したものが知られている。例えば、感光体の露光光源としてＬＥＤ素子を使用するＬＥＤプリンタは、一つのチップ上に多数のＬＥＤ素子をアレイ化したＬＥＤアレイチップと、各ＬＥＤの発光を制御するドライバＩＣとが、印刷幅分に直線状に実装基板上に配列、実装されたＬＥＤプリントヘッドを備えており、印刷幅分の一括書き込みを行うことにより、高速印刷を実現している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、感光体の露光光源にレーザを利用するレーザプリンタにおいては、高速出力、高解像度を図るため、複数の発光源を有するレーザアレイから複数のビームを出力させ、複数走査ラインを同時に走査して書き込みを行うマルチビーム方式の光走査装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特公平６−９６２９５号公報
【特許文献２】
特公平７−１２７０９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したＬＥＤプリンタにおいては、印刷幅分の一括書き込みが可能であるためレーザプリンタよりも高速印刷に適しているが、更なる高速化を実現するためには、クロック周波数の高速化、ＬＥＤ素子の高密度化を実現する必要があり、物理的な限界が生じている。一方、レーザプリンタにおいては、高速に回転するポリゴンミラーのような可動体が存在すること、レーザビームの光学調整が必要なこと、光学スキャンには走査歪が存在することなどの問題がある。
【０００６】
本発明の課題は、ＬＥＤプリンタにおいて複数ラインの同時書き込みを可能とし、更なる高速印刷を実現するための画像形成装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、
複数のＬＥＤ素子を主走査方向に等間隔一列に配列したＬＥＤプリンタヘッドを備える画像形成装置であって、
副走査方向に並列して配設される複数のＬＥＤプリンタヘッドと、
前記複数のＬＥＤプリンタヘッドに備えられるＬＥＤ素子を同時に駆動させて、複数ラインの画像データを同時に露光させる制御を行うプリンタ制御部と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、
主走査方向のライン毎に時系列に転送される画像データを複数ライン分記憶するラインメモリを備え、
前記プリンタ制御部は、前記ＬＥＤプリンタヘッドの数に応じた複数ライン分の画像データを、前記ラインメモリから前記複数のＬＥＤプリンタヘッドへ同時に転送させることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の画像形成装置において、
前記ＬＥＤ素子の発光面が互いに向き合う位置に並列して配設された２つのＬＥＤプリンタヘッドと、
主走査方向のライン毎に時系列に転送される画像データを少なくとも２ライン分記憶するラインメモリと、を備え、
前記プリンタ制御部は、２ライン分の画像データを、前記ラインメモリから前記２つのＬＥＤプリンタヘッドへ同時に転送させることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、
複数のＬＥＤ素子を主走査方向に等間隔一列に配列したＬＥＤプリンタヘッドを備える画像形成装置の制御方法であって、
副走査方向に並列して配設される複数のＬＥＤプリンタヘッドに備えられるＬＥＤ素子を同時に駆動させて、複数ラインの画像データを同時に露光させる工程を含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の画像形成装置の制御方法において、
主走査方向のライン毎に時系列に転送される画像データを複数ライン分記憶する工程と、
前記ＬＥＤプリンタヘッドの数に応じた複数ライン分の画像データを、前記複数のＬＥＤプリンタヘッドへ同時に転送させる工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００１３】
まず、本実施の形態の構成を説明する。
図１は、本実施の形態における画像形成装置１００の概略構成を示す断面図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、回転可能に配設された円筒状の感光体ドラム２と、この感光体ドラム２の周囲に配設されたＬＥＤプリンタヘッド１、帯電器３、現像器４、転写器５、転写ベルト６の転写紙排出側に設けられた定着器１１と、転写済みの転写紙が排出される排紙トレイ１３とを備えている。
【００１４】
ＬＥＤプリンタヘッド１は、多数の発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を感光体ドラム２の軸方向（主走査方向）に線上に配列して構成したもので、後述する制御回路２０によって供給される画像情報（画像データ信号）に応じて選択的に発光するものである。感光体ドラム２の表面は、帯電器３によって一様に帯電され、これをＬＥＤプリンタヘッド１が露光することにより静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像器４によって現像され、トナー像が得られる。給紙装置７の転写紙８は、ピックアップローラによって１枚ずつ取り出されてローラ１０により作像部へと給送される。そして、感光体ドラム２上のトナー像は、転写器５及び転写ベルト１１によって転写紙８上に転写され、さらに定着装置１２に搬送されて熱定着された後、排紙トレイ１３に排出される。
【００１５】
図２は、ＬＥＤプリンタヘッド１を駆動するための制御回路２０の回路構成を示す図である。図２に示すように、制御回路２０は、制御部２１、プリンタ制御部２２、画像処理回路２３、セレクタ２４、ラインメモリ２５ａ〜２５ｄ等を備えており、プリンタヘッド１を駆動制御する。また、プリンタヘッド１は、本発明に特有のものであり、第１のプリンタヘッド１ａ及び第２のプリンタヘッド１ｂから構成されている。
【００１６】
制御部２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を備え、ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されている各種システムプログラムを読み出して実行し、画像処理回路２３、プリンタ制御部２２等を駆動制御する。
【００１７】
プリンタ制御部２２は、画像データに同期したＣＬＫ（クロック）信号と、画像データの主走査方向の同期信号が入力され、これらの信号に基づいて選択信号Ｓを生成し、セレクタ２４に出力する。この選択信号Ｓは、セレクタ２４に入力された画像データ（ＤＡＴＥ）信号をどのラインメモリ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄに分配するかを指示するものである。また、プリンタ制御部２２は、ＬＥＤプリンタヘッド１ａ、１ｂにラインデータを転送するタイミングを指示するＷ／Ｒ信号及びアドレス信号をラインメモリ２５ａ〜２５ｄに出力する。さらに、プリンタ制御部２２は、ＬＥＤプリンタヘッド１ａ、１ｂを駆動制御するためのＳＴＲ（ストローブ）信号をＬＥＤプリンタヘッド１ａ、１ｂに出力する。
【００１８】
画像処理回路２３は、制御部２１の制御信号に従って、入力された画像データに所定の画像処理を施し、画像処理を施した画像データ信号をセレクタ２４に出力する。セレクタ２４は、画像データ信号及び選択信号Ｓが入力される入力端と、ラインメモリ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄの入力端に接続される出力端を備えている。セレクタ２４は、選択信号Ｓが指示する内容に応じて、セレクタ２４内部において画像データ信号が入力される入力端と４つの出力端との接続を切り換えて、画像データ信号を出力する。
【００１９】
ラインメモリ２５ａ〜２５ｄは、印字の横方向における一ライン分の画像データ信号を時系列にそれぞれ格納し、プリンタ制御部２２から入力されるＷ／Ｒ信号に従って、格納された画像データ信号をＬＥＤプリンタヘッド１ａ、１ｂに転送する。ここで、ラインメモリ２５ａ〜２５ｄのうち、２つのラインメモリ２５ａ、２５ｂ毎に画像データ信号が同期してプリンタヘッド１ａ、１ｂへとそれぞれ転送される。また、この間、次のラインに対応する画像データ信号が時系列に、残りの２つのラインメモリ２５ｃ、２５ｄに格納され、２つのラインメモリ２５ａ、２５ｂと２つのラインメモリ２５ｃ、２５ｄ毎に、順次画像データ信号が転送される。これにより、印字の処理の高速化が図られている。
【００２０】
次に、図３を参照してＬＥＤプリンタヘッド１ａ、１ｂの構成について説明する。図３は、ＬＥＤプリンタヘッド１ａ、１ｂの概略構成を示す図である。図３に示すように、ＬＥＤプリンタヘッド１ａ、１ｂは、主走査方向に平行に並ぶ第１のラインと、第２のラインを備えて構成されている。２つのライン上には、それぞれ１ページ分のラインを形成するための複数のＬＥＤアレイ１０１ａ、１０１ｂが配設され、ＬＥＤアレイ１０１ａとＬＥＤアレイ１０１ｂは、互いに向き合う位置にて配設されている。またＬＥＤアレイ１０１ａ、１０１ｂに並列して、これらを駆動させるためのＬＥＤ駆動回路１０２ａ、１０２ｂがそれぞれ配設され、ＬＥＤ駆動回路１０２ａ、１０２ｂは、各種の駆動信号（クロック信号、画像データ信号等）、電源電圧等が印加される配線ケーブルに接続されている。
【００２１】
図４は、図３に示すＬＥＤアレイ１０１ａ、１０１ｂ及びＬＥＤ駆動回路１０２ａ、１０２ｂの部分拡大図を示すものである。図３に示すように、ＬＥＤアレイ１０１ａは、ＬＥＤアレイ基板１０３ａ−１〜１０３ａ−Ｎを備え、ＬＥＤアレイ基板１０３ａ−１〜１０３ａ−Ｎ上の主走査方向には、ＬＥＤ発光素子１１１ａ−１、１１１ａ−２・・・が一列に配列されている。
【００２２】
このＬＥＤ発光素子１１１ａ−１は、ＬＥＤ発光素子のアノードもしくはカソードが共通電極で構成され、片側にはＬＥＤ駆動回路の実装基板であるＬＥＤ駆動回路基板１０４ａ−１と接続可能な接続パッド１１２ａ−１が形成されている。また、接続パッド１１２ａ−１は、ＬＥＤ駆動回路基板１０４ａ−１上に設けられる接続パッド１１４ａ−１とワイヤーボンデイング１１３ａにより接続されている。
【００２３】
これにより、ＬＥＤ駆動回路基板１０４ａ−１〜１０４ａ−Ｎは、ＬＥＤアレイ基板１０３ａ−１〜１０３ａ−Ｎに隣接して配設される。また、ＬＥＤ発光素子１１１ａ−１は、ＬＥＤ発光素子１個に対して１個の発光制御部が必要であるため、ＬＥＤ駆動回路基板１０３ａ上には、ＬＥＤ発光素子の数に応じて画像データ信号に基づくオン／オフ制御が可能なスイッチ部等が配設されている。
【００２４】
さらに、図５は、図４のＬＥＤ発光素子１１１ａ−１〜１１１ａ−Ｎ、ＬＥＤ発光素子１１１ｂ−１〜１１１ｂ−Ｎの一部を拡大した図である。ＬＥＤ発光素子ａ−１〜１１１ａ−Ｎと、ＬＥＤアレイ１１１ｂ−１〜１１１ｂ−Ｎは、ＬＥＤ発光素子から出射される光の出射面がそれぞれ向き合うように位置合わせされて配設されている。ここで、向き合うＬＥＤ発光素子同士の配列ピッチは、１画素分の間隔を有している。また、主走査方向に隣り合うＬＥＤ発光素子同士の配列ピッチも、１画素分の間隔を有している。
【００２５】
次に、図６は、図３に示すＬＥＤ駆動回路１０２ａ、１０２ｂの回路構成を示す図である。以下では、ＬＥＤ駆動回路１０２ａを代表として説明する。図６に示すように、ＬＥＤ駆動回路１０２ａは、ＬＥＤ駆動回路１０２ａ毎に接続されるｍビットのシフトレジスタ１０ａ、該シフトレジスタ１０ａに対応して配設され、ｍ個のビットデータを一時的に記憶するラッチ回路２０ａ、該ラッチ回路２０ａの出力信号及びＳＴＲ信号を受けて作動するゲート回路３０ａ、該ゲート回路３０ａからの出力信号を受けてオン／オフする第１のスイッチ部４０ａ及び第２のスイッチ部５０ａから構成される。
【００２６】
シフトレジスタ１０ａは、時系列に入力される画像データ信号を、ＣＬＫ信号に同期させて、ｍビットデータに配列する。また、ラッチ回路２０ａは、シフトレジスタ１０ａに接続され、ラッチ信号Ａに従いシフトレジスタ１０ａに格納されているデータをラッチする。
【００２７】
ゲート回路３０ａは、ＡＮＤ回路３０ａ−１〜３０ａ−ｍを備え、このＡＮＤ回路３０ａ−１〜３０ａ−ｍは、ラッチ回路２０ａに接続されて、各画像データ信号が入力されると共に、プリンタ制御部２２から出力されるＳＴＲ信号が入力される。また、第１のスイッチ部４０ａは、ゲート４０ａ−１〜４０ａ−ｍを備え、各ゲートは電源ＶＧに接続されると共に、ゲート回路３０ａの各ＡＮＤ回路に接続されている。また、第２のスイッチ部５０は、スイッチング素子としてのＦＥＴ５０ａ−１〜５０ａ−ｍを備え、各ＦＥＴは上記ゲート４０ａ−１〜４０ａ−ｍにおける対応するゲートに接続されると共に、出力端Ｄ０（１）〜Ｄ０（ｍ）に接続されている。
【００２８】
ＬＥＤ駆動回路１０２ａは、シフトレジスタ１０ａに格納され、ラッチ回路２０ａに転送されたｍビットの画像データ信号に基づいて、ゲート回路３０ａに入力されたＳＴＲ信号がローとなる期間に、第１のスイッチ部４０ａ及び第２のスイッチ部５０ａをＯＮ／ＯＦＦ制御して、電流を出力端子Ｄ０（１）〜Ｄ０（ｍ）へ流すことにより、ＬＥＤ発光素子１１１ａ−１〜１１１ａ−Ｎを駆動させ、１ライン分の露光を行わせる。
【００２９】
次に、本実施の形態の動作を説明する。
図７は、ＬＥＤプリンタヘッド１ａ、１ｂの動作を説明するためのタイミングチャートである。図７に示すように、画像処理回路２３から出力される画像データ信号は、画像同期信号に同期してセレクタ２４に入力され、セレクタ２４の選択に応じて、ラインメモリ２５ａ〜２５ｄに出力される。
【００３０】
プリンタ制御回路２２は、画像データ信号の立ち上がりに同期したタイミングでＷ／Ｒ信号を”Ｈ”レベルにしてラインメモリ２５ａ〜２５ｄに出力し、画像データ信号の２周期目の立ち下りに同期したタイミングで”Ｌ”レベルにして出力する。この変化により、ラインメモリ２５ａ〜２５ｄは、画像処理回路２３から入力された画像データ信号１，２を２つのラインメモリにそれぞれ格納させる。また、Ｗ／Ｒ信号の立下りに同期して、格納された２周期分の画像データ信号を２つのラインメモリから同時にＬＥＤプリンタヘッド１ａ，１ｂに転送させる。
【００３１】
さらに、プリンタ制御回路２２は、プリンタ同期信号に同期したタイミングでＳＴＲ信号を”Ｌ”レベルにしてＬＥＤプリンタヘッド１ａ、１ｂに出力する。この場合、プリンタ制御回路２２は、１ライン分の露光時間に応じた”Ｌ”レベルのＳＴＲ信号を出力する。
【００３２】
このＳＴＲ信号の変化により、プリンタヘッド１ａ，１ｂは、例えば、ラインメモリから転送された画像データ信号１，２に基づいて、ＬＥＤ発光素子を駆動させ、露光を行う。したがって、１ライン分の露光時間により、プリンタヘッド１ａ，１ｂが同時に露光を行うため、２ライン分の画像データ信号の露光を１ライン分の露光時間にて行うことができ、高速印刷が実現する。
【００３３】
なお、本発明においては、１ライン分の露光時間にて、２ライン分の画像データ信号が露光されるため、次の露光までに、２ライン分の副走査を行う必要がある。したがって、１ライン分の副走査時間をｔとすると、１ライン分の露光時間は、ｔ／２以内とする必要がある。
【００３４】
以上のように、本実施の形態の画像形成装置１００によれば、副走査方向に並列して配設される２つのＬＥＤヘッド１ａ，１ｂを備え、ラインメモリ２５ａ〜２５ｄに格納した２ライン分の画像データ信号を２つのＬＥＤヘッド１ａ，１ｂに同時に転送して、ＬＥＤヘッド１ａ，１ｂにおいて２ライン分の画像データ信号を同時に露光する。これにより、１ライン分の露光時間で、２ラインの印字を行うことができ、高速印刷を実現することができる。
【００３５】
また、４つのラインメモリ２５ａ〜２５ｄを備え、時系列に入力される画像データ信号を２つのラインメモリにそれぞれ格納させ、格納された画像データ信号を２つのラインメモリ毎に順次転送させることにより、画像データ信号の転送に係る待機時間を短縮して、印字の高速化を図ることができる。
【００３６】
なお、上述した本実施の形態における記述は、本発明に係る好適な画像形成装置の一例であり、これに限定されるものではない。
例えば、本実施の形態においては、ＬＥＤプリンタヘッドを２つ備える構成を例として説明を行ったが、これに限らず、２以上のＬＥＤプリンタヘッドを備え、複数ラインを同時に露光可能とし、更なる高速印刷を実現する構成であっても良い。
【００３７】
その他、本実施の形態における画像形成装置１００の構成部分の細部構成、及び細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、ＬＥＤプリンタヘッドを備える画像形成装置において、副走査方向に並列して配設される複数のＬＥＤプリンタヘッドを備え、複数のＬＥＤプリンタヘッドを同時に露光させることにより、複数ライン分の書き込みを同時に行うことができ、クロック周波数の高速化やＬＥＤ素子の高密度化を伴うことなく、印刷の高速化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した実施の形態における画像形成装置１００の概略構成を示す断面図である。
【図２】プリンタヘッド１を駆動制御する制御回路２０の回路構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示すプリンタヘッド１ａ，１ｂの構成を示す図である。
【図４】図３に示すプリンタヘッド１ａ，１ｂの部分拡大図である。
【図５】図４に示すＬＥＤアレイ１０１ａ，１０１ｂの配列を示す図である。
【図６】図３に示すＬＥＤ駆動回路１０２ａ、１０２ｂの回路構成を示す図である。
【図７】プリンタヘッド１ａ，１ｂの動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１００      画像形成装置
１ａ、１ｂ  ＬＥＤプリンタヘッド
２          感光体ドラム
３          帯電器
４          現像器
５          転写器
６          転写ベルト
１１        定着器
１３        排紙トレイ
２０        制御回路
２１      制御部
２２      プリンタ制御部
２３      画像処理回路
２４      セレクタ
２５      ラインメモリ
１０１    ＬＥＤアレイ
１０２    駆動回路
１１１      ＬＥＤ素子
【図１】
2004262107.tif 000003
【図２】
2004262107.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004262107.tif 000007
【図６】
2004262107.tif 000008
【図７】
2004262107.tif 000009