(57)【要約】【課題】駆動電流波形を駆動電流の立ち上がり時間や立ち下がり時間に対して十分な大きさのパルス幅を有するものとして、各駆動パルスの露光エネルギー量に対する寄与の割合が変動することがなく、印刷しようとする階調データと、実際の印刷結果との間に大きな差が発生することのないようにする。【解決手段】上位装置から送信された階調データに応じて副走査方向に設定された第１及び第２のライン上にデータを配置する階調データ配置手段と、前記第１及び第２のラインに応じて被駆動素子を駆動する駆動エネルギーを選択する選択手段と、該選択手段によって選択された駆動エネルギーに基づいて、前記階調データ配置手段によって配置されたデータに対応する被駆動素子を所定時間駆動する駆動手段とを有する。【選択図】図１
2007083652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）上位装置から送信された階調データに応じて副走査方向に設定された第１及び第２のライン上にデータを配置する階調データ配置手段と、
（ｂ）前記第１及び第２のラインに応じて被駆動素子を駆動する駆動エネルギーを選択する選択手段と、
（ｃ）該選択手段によって選択された駆動エネルギーに基づいて、前記階調データ配置手段によって配置されたデータに対応する被駆動素子を所定時間駆動する駆動手段とを有することを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記選択手段は駆動電圧の大きさを選択する請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記選択手段は駆動電流の大きさを選択する請求項１に記載の駆動装置。
【請求項４】
（ａ）上位装置から送信された階調データに応じて副走査方向に設定された第１及び第２のライン上にデータを配置する階調データ配置手段と、
（ｂ）前記第１及び第２のラインに応じて発光素子を駆動する駆動エネルギーを選択する選択手段と、
（ｃ）該選択手段によって選択された駆動エネルギーに基づいて、前記階調データ配置手段によって配置されたデータに対応する発光素子を所定時間駆動する駆動手段とを有することを特徴とするＬＥＤアレイ。
【請求項５】
請求項１に記載の駆動装置を用いる画像形成装置。
【請求項６】
請求項４に記載のＬＥＤアレイを用いる画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置、ＬＥＤアレイ及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式のプリンタ等の画像形成装置においては、感光体上に画像データに基づいた静電潜像を形成するために、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）素子を複数並べたＬＥＤアレイを備えるＬＥＤヘッドが露光用の光源として使用されている。この場合、ＬＥＤの駆動装置は、駆動時間が相異なる複数の駆動信号に応じて、駆動ドット毎にその累積時間を異なるものとして、露光エネルギー量を変化させ、階調印刷を実現するものであった。そして、各ビットの階調データに対応して、各パルスの組み合わせを選択して、Ｓｄ、Ｓｃ、Ｓｂ及びＳa 信号を発生するようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図２は従来のＬＥＤヘッドの回路構造を示す図、図３は従来のＬＥＤヘッドの駆動制御を示すタイムチャート、図４は従来のＬＥＤ素子の駆動電流波形を示すタイムチャートである。
【０００４】
図２に示されるようなＬＥＤヘッドには、図示されない制御回路から、図３に示されるように、相異なるパルス幅Ｔ８、Ｔ４、Ｔ２及びＴ１を持つストローブ信号ＨＤ−ＳＴＢ−Ｎが入力される。そして、該ストローブ信号ＨＤ−ＳＴＢ−Ｎを受信すると、ＬＥＤヘッドのＣＮＴ回路は、前記パルス幅Ｔ８、Ｔ４、Ｔ２及びＴ１のそれぞれに対応したＳｄ、Ｓｃ、Ｓｂ及びＳａの各信号を発生する。これらＳｄ、Ｓｃ、Ｓｂ及びＳａの信号の各々とラッチ回路からの出力ＬＴ１ｄ、ＬＴ１ｃ、ＬＴ１ｂ及びＬＴ１ａの各々との論理積が取られ、ＬＥＤ駆動信号が作成されることになる。図３に示される例においては、ラッチ回路からの出力ＬＴ１ｄ、ＬＴ１ｃ、ＬＴ１ｂ及びＬＴ１ａによって、パルス幅Ｔ８及びＴ１に対応するＬＥＤ駆動信号が発生するものとしている。
【０００５】
図４には、ＬＥＤ駆動電流波形がストローブ信号ＨＤ−ＳＴＢ−Ｎと対応させて示されている。この場合、相異なるパルス幅Ｔ８、Ｔ４、Ｔ２及びＴ１のそれぞれに応じて４ヶ所のＬＥＤ駆動電流パルスが発生している。
【特許文献１】特開２００１−５４９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の駆動装置においては、図４に示されるように、ＬＥＤ駆動電流波形が、ストローブ信号ＨＤ−ＳＴＢ−Ｎの指令パルスのパルス幅Ｔ８、Ｔ４、Ｔ２及びＴ１に応じて、４つに分割されたものとなっている。そのため、ＬＥＤ駆動電流の立ち上がり時間や立ち下がり時間が、パルス幅Ｔ８、Ｔ４、Ｔ２及びＴ１に比べて十分小さい場合には問題はないが、そうでない場合には、各駆動パルスに対するＬＥＤ電流波形の遷移時間の影響によって、図４のＴ１に示されるように、各駆動パルスに対する所望の電流が得られなくなってしまう。これにより、画像形成装置の感光体への露光エネルギー量に対する寄与の割合が変動してしまう。
【０００７】
この結果、印刷しようとする階調データと、実際の印刷結果との間に大きな差が発生するので、前記階調データを用いて再現性よく印刷することができなくなってしまう。
【０００８】
本発明は、前記従来の駆動装置の問題点を解決して、駆動電流波形を駆動電流の立ち上がり時間や立ち下がり時間に対して十分な大きさのパルス幅を有するものとして、各駆動パルスの露光エネルギー量に対する寄与の割合が変動することがなく、印刷しようとする階調データと、実際の印刷結果との間に大きな差が発生することのない駆動装置、ＬＥＤアレイ及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そのために、本発明の駆動装置においては、上位装置から送信された階調データに応じて副走査方向に設定された第１及び第２のライン上にデータを配置する階調データ配置手段と、前記第１及び第２のラインに応じて被駆動素子を駆動する駆動エネルギーを選択する選択手段と、該選択手段によって選択された駆動エネルギーに基づいて、前記階調データ配置手段によって配置されたデータに対応する被駆動素子を所定時間駆動する駆動手段とを有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、駆動電流波形は、駆動電流の立ち上がり時間や立ち下がり時間に対して十分な大きさのパルス幅を有する。そのため、各駆動パルスの露光エネルギー量に対する寄与の割合が変動することがなく、印刷しようとする階調データと、実際の印刷結果との間に大きな差が発生することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
なお、本発明における駆動装置は、複数の被駆動素子を選択的に駆動する装置であり、例えば、電子写真方式のプリンタにおいて露光用の光源として使用されるＬＥＤアレイ、サーマルプリンタにおいてプリンタヘッドとして使用される発熱抵抗体の列、表示装置において使用される表示素子の列等、各種の被駆動装置を駆動させるために使用することができるものであるが、ここでは、電子写真方式のプリンタにおけるＬＥＤアレイを駆動するために使用される場合について説明する。
【００１３】
図１は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の制御回路の構成を示すブロック図、図５は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の動作を示すタイムチャートである。
【００１４】
図１において、１１は画像形成装置としての電子写真方式のプリンタにおける印刷制御部であり、図示されないマイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、タイマ等を有し、プリンタの印刷部の内部に配設され、露光用の光源として使用されるＬＥＤアレイとしてのＬＥＤヘッド２７の動作を制御する。また、本実施の形態における画像形成装置は、例えば、電子写真方式のプリンタ、ファクシミリ機、複写機、プリンタとファクシミリ機と複写機との機能を併せ持つ複写機等であるが、いかなる種類の画像形成装置であってもよく、また、モノクロ画像を形成するものであっても、カラー画像を形成するものであってもよい。なお、本実施の形態においては、前記画像形成装置が電子写真方式のプリンタである場合について説明する。
【００１５】
そして、前記印刷制御部１１は、図示されない上位装置としての上位コントローラからの制御信号ＳＧ１、ビデオ信号（ドットマップデータを一次元的に配列したもの）ＳＧ２等によってプリンタ全体をシーケンス制御し、印刷動作を行わせる。
【００１６】
図１に示されるように、画像形成装置の制御回路は、更に、帯電用高圧電源１２、転写用高圧電源１３、現像器１４、転写器１５、ドライバ１６、ドライバ１７、現像・転写プロセス用モータ（ＰＭ）１８、用紙送りモータ（ＰＭ）１９、用紙吸入口センサ２１、用紙排出口センサ２２、用紙残量センサ２３、用紙サイズセンサ２４、定着器温度センサ２５、ヒータ２６ａを有する定着器２６及びＬＥＤヘッド２７を備える。そして、各々、前記印刷制御部１１によって制御される。なお、前記現像器１４及び転写器１５は、それぞれ、帯電用高圧電源１２及び転写用高圧電源１３を介して印刷制御部１１によって制御される。また、前記現像・転写プロセス用モータ１８及び用紙送りモータ１９は、それぞれ、ドライバ１６及び１７を介して印刷制御部１１によって制御される。
【００１７】
そして、前記制御信号ＳＧ１によって印刷指示を受信すると、印刷制御部１１は、まず、定着器温度センサ２５によって、ヒータ２６ａを内蔵した定着器２６が使用可能な温度範囲にあるか否かを検出し、使用可能な温度範囲になければ、ヒータ２６ａを加熱して使用可能な温度まで定着器２６を加熱する。次に、印刷制御部１１は、現像・転写プロセス用モータ１８をドライバ１６を介して回転させ、同時にチャージ信号ＳＧＣによって帯電用高圧電源２５をオンにし、現像器１４の帯電を行う。
【００１８】
そして、セットされている図示されない用紙の有無及び種類が、用紙残量センサ２３及び用紙サイズセンサ２４によって検出され、用紙に合った用紙送りが開始される。ここで、用紙送りモータ１９はドライバ１７を介して双方向に回転させることができ、最初に用紙送りモータ１９を逆回転させて、用紙吸入口センサ２１が検知するまで、セットされた用紙をあらかじめ設定された量だけ搬送する。続いて、用紙送りモータ１９を正回転させて、用紙をプリンタ内部の図示されない印刷機構部に搬送する。
【００１９】
続いて、前記印刷制御部１１は、用紙が印刷可能な位置まで搬送された時点において、上位コントローラに対してタイミング信号ＳＧ３（主走査同期信号、副走査同期信号を含む）を送信し、ビデオ信号ＳＧ２を受信する。上位コントローラにおいてページ毎に編集され、印刷制御部１１によって受信されたビデオ信号ＳＧ２は、印刷データ信号ＨＤ−ＤＡＴＡ３〜０としてＬＥＤヘッド２７に転送される。該ＬＥＤヘッド２７は、それぞれ、１ドット（ピクセル：画素）の印刷のために設けられた被駆動素子である発光素子としてのＬＥＤを複数個線状に配列したものである。本実施の形態において、前記ＬＥＤヘッド２７は、１画素当たり４ビットから成る階調データを印刷可能なものである。このため、ＬＥＤヘッド２７は４本のデータ線を備えている。
【００２０】
そして、前記印刷制御部１１は、１ライン分のビデオ信号ＳＧ２を受信すると、ＬＥＤヘッド２７にラッチ信号ＨＤ−ＬＯＡＤを送信し、印刷データ信号ＨＤ−ＤＡＴＡ３〜０をＬＥＤヘッド２７内に保持させる。これにより、印刷制御部１１は、上位コントローラから次のビデオ信号ＳＧ２を受信している最中においても、ＬＥＤヘッド２７に保持した印刷データ信号ＨＤ−ＤＡＴＡ３〜０について印刷を行わせることができる。なお、ＨＤ−ＣＬＫは、印刷データ信号ＨＤ−ＤＡＴＡ３〜０をＬＥＤヘッド２７に送信するためのクロック信号であり、また、ＨＤ−ＳＴＢ−Ｎはストローブ信号である。
【００２１】
さらに、ビデオ信号ＳＧ２の送受信は、印刷ライン毎に行われる。ここで、ＬＥＤヘッド２７によって印刷される情報は、マイナス電位に帯電された感光体としての図示されない感光ドラム上において、電位の上昇したドットとして潜像化される。そして、現像器２７において、マイナス電位に帯電された画像形成用のトナーが、電気的に吸引力によって各ドットに吸引され、トナー像が形成される。
【００２２】
その後、トナー像は転写器１５に送られる。一方、転写信号ＳＧ４によってプラス電位の転写用高圧電源１３がオンになり、転写器１５は感光ドラムと転写器１５との間隙（げき）を通過する用紙上にトナー像を転写する。そして、転写されたトナー像を有する用紙は、ヒータ２６ａを内蔵する定着器２６に搬送されて当接し、該定着器２６の熱によって、用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、更に搬送されて、プリンタの印刷機構部から用紙排出口センサ２２を通過してプリンタ外部に排出される。
【００２３】
なお、前記印刷制御部１１は、用紙サイズセンサ２４、用紙吸入口センサ２１の検知に対応して、用紙が転写器１５を通過している間だけ転写用高圧電源１３からの電圧を転写器１５に印加する。そして、印刷が終了し、用紙が用紙排出口センサ２２を通過すると、帯電用高圧電源１２による現像器１４への電圧の印刷を終了し、同時に現像・転写プロセス用モータ１８の回転を停止させる。また、印刷を更に行う場合には、前述された動作を繰り返す。
【００２４】
次に、前記ＬＥＤヘッド２７について説明する。
【００２５】
図６は本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤヘッドの回路構成を示す図である。
【００２６】
本実施の形態において、ＬＥＤヘッド２７は、複数個、例えば、２６個のドライバＩＣ３０及びＬＥＤアレイ３６と、１個の制御電圧発生回路４０とを有している。そして、各ドライバＩＣ３０は、駆動手段としてのＬＥＤ駆動回路３１、ＡＮＤ回路３２、ラッチ回路３３、階調データ配置手段としてのシフトレジスタ３４及び制御回路３５を有する。また、前記制御電圧発生回路４０は、選択手段としての制御電圧変更回路４１、ＡＮＤ回路４２及び制御回路４３を有する。
【００２７】
図６に示されるように、印刷データ信号ＨＤ−ＤＡＴＡ３〜０は、クロック信号ＨＤ−ＣＬＫとともにＬＥＤヘッド２７に入力される。ここで、本実施の形態におけるプリンタが、例えば、１インチ当たり６００ドットでＡ４サイズを印刷可能なプリンタであるとすると、４９９２ドット分のビットデータが、図示されないフリップフロップ回路ＦＦ１ａ〜ＦＦ１ｄ、ＦＦ２ａ〜ＦＦ２ｄ、・・・、ＦＦ４９９２ａ〜ＦＦ４９９２ｄから成るシフトレジスタ３４中を順次転送されることになる。
【００２８】
次に、ラッチ信号ＨＤ−ＬＯＡＤがＬＥＤヘッド２７に入力され、前記ビットデータは各ラッチ回路３３にラッチされる。続いて、前記ビットデータと印刷駆動信号としてのストローブ信号ＨＤ−ＳＴＢ−Ｎとによって、ＬＥＤアレイ３６が有する図示されない発光素子ＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤ４９９２のうち、Ｈｉｇｈ（高）レベルであるドットデータに対応するものが点灯される。
【００２９】
次に、制御電圧発生回路４０について説明する。
【００３０】
図７は本発明の第１の実施の形態における制御電圧発生回路の一部の構成を示す図、図８は本発明の第１の実施の形態における制御電圧発生回路中の制御電圧変更回路の回路構成を示す図である。
【００３１】
図７には、制御電圧発生回路４０中のＡＮＤ回路４２及び制御回路４３の回路構成が示されており、ＡＮＤ回路４２はＡＮＤ回路４２ａ〜４２ｄから成る。そして、ＡＮＤ回路４２ａ〜４２ｄの一端はＬＥＤ駆動電流の制御信号ＨＤ−ＩＤＡＴ３〜０のそれぞれに接続され、他端はＬＥＤの駆動時間を制御する制御回路４３から出力されるＬＥＤの駆動オン／オフを指令する信号Ｓａ〜Ｓｄに接続される。ＡＮＤ回路４２ａ〜４２ｄの出力Ｓ３〜Ｓ０は、制御電圧変更回路４１に入力される。また、図７に示される回路には、後述される図１４に示されるように、１ラインに１つのストローブ信号ＨＤ−ＳＴＢ−Ｎが入力され、それぞれの状態において、制御信号ＨＤ−ＩＤＡＴ３〜０のそれぞれが変化させられ、それにより、出力端子ＶＯＵＴが変化する。
【００３２】
図８には、制御電圧発生回路４０中の制御電圧変更回路４１の内部回路が示されており、ｒ０〜ｒ１５は抵抗、５０はアナログマルチプレクサである。そして、図８に示されるように、図示されない基準電圧発生回路より基準電圧ＶＲＥＦが印加された端子は、抵抗ｒ０〜ｒ１５の直列接続回路の一端に接続される一方で、Ｖ１５としてアナログマルチプレクサ５０へ出力される。
【００３３】
また、該アナログマルチプレクサ５０はインバータ回路５１ａ〜５１ｈを有し、インバータ回路５１ａ〜５１ｈは、複数のＰチャネルＭＯＳトランジスタ５２及びＮチャネルＭＯＳトランジスタ５３を備える。そして、Ｓ０〜Ｓ３端子に入力された論理信号レベルによって、Ｐ０〜Ｐ１５の１６個の入力端子に印加された１６通りの電圧の中から１つを選択し、その電圧レベルをアナログ値として出力端子ＶＯＵＴから出力するアナログスイッチとなっている。なお、本実施の形態においては、４通りの電圧レベルを使用するものとして説明する。
【００３４】
次に、ＬＥＤ駆動回路３１について説明する。
【００３５】
図９は本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤ駆動回路の回路構成を示す図である。
【００３６】
図９において、６１はインバータ回路、６２ａ〜６２ｄはＮＡＮＤ回路、６３及び６４はＰチャネルＭＯＳトランジスタ、６５はＮチャネルＭＯＳトランジスタ、６６はＬＥＤの電極パッドと接続するためのＬＥＤ駆動用電極パッドである。
【００３７】
この場合、ストローブ信号ＨＤ−ＳＴＢ−Ｎに対応するＬＥＤ駆動のための指令信号はＬＥＤ駆動回路３１のＳ端子に接続され、前記指令信号はインバータ回路６１によって論理反転されて、ＮＡＮＤ回路６２ａ〜６２ｄの一方の入力端子に供給される。前記４つのＮＡＮＤ回路６２ａ〜６２ｄの他方の入力端子はラッチ回路３３から出力される４本の信号に接続される。このための信号がＤ３〜Ｄ０として図９に記載されている。一方、上下に配置されたＰチャネルＭＯＳトランジスタ６３とＮチャネルＭＯＳトランジスタ６５ととによってインバータ回路が構成される。該インバータ回路を構成するＰチャネルＭＯＳトランジスタ６３のソース端子は基準電圧ＶＲＥＦに接続され、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ６５のソース端子は電位ＶＩＮに接続される。この電位ＶＩＮは、前述したアナログマルチプレクサ５０の出力端子ＶＯＵＴから得られるものである。
【００３８】
前記ＰチャネルＭＯＳトランジスタ６３とＮチャネルＭＯＳトランジスタ６５とによって構成される各２段ずつのインバータ回路は、縦続に接続され、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ６４のゲート端子をそれぞれ駆動する。また、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ６４のソース端子は基準電圧ＶＲＥＦに接続され、ドレーン端子はＬＥＤ駆動用電極パッドとしてのＤ０出力パッドに接続されている。
【００３９】
次に、本実施の形態における駆動装置の動作について説明する。まず、ＰチャネルＭＯＳトランジスタの静特性について説明する。
【００４０】
図１０は本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤ駆動用のＰチャネルＭＯＳトランジスタの静特性を示すグラフである。
【００４１】
図１０は、横軸にＰチャネルＭＯＳトランジスタのゲート・ソース間電圧ＶGSを採り、縦軸にドレーン電流ＩＤを採り、ドレーン・ソース間電圧ＶDSを一定にした条件のもとでの静特性を示している。前記ＰチャネルＭＯＳトランジスタはＭＯＳ特性の飽和領域で動作するようにその動作点が設定されている。この状況においては、ＰチャネルＭＯＳトランジスタのゲート・ソース間電圧ＶGSとドレーン電流ＩＤとは次の式（１）によって示される。
ＩＤ＝β（Ｗ／Ｌ）（ＶGS−Ｖｔ）2   ・・・式（１）
ここで、βは定数、ＷはトランジスタＴｒ１のゲート幅、ＬはＰチャネルＭＯＳトランジスタのゲート長、ＶｔはＰチャネルＭＯＳトランジスタの閾（しきい）値電圧である。
【００４２】
図９に示されるような回路構成を有するＬＥＤ駆動回路３１において、まず、ＬＥＤ駆動のためにラッチ回路３３の出力信号であるＤ０がＨｉｇｈレベルであって、Ｓ端子がＬｏｗレベルに遷移したとする。すると、インバータ回路６１の出力はＨｉｇｈレベルとなって、ＮＡＮＤ回路６２ａの出力はＬｏｗレベルに遷移する。これにより、２段のインバータ回路を介して得られるＰチャネルＭＯＳトランジスタ６４のゲート端子レベルは低い電圧レベルとなって、端子ＶＩＮの電圧値とほぼ等しい値となる。
【００４３】
この結果、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ６４に印加されるゲート・ソース間電圧ＶGSは、基準電圧ＶＲＥＦから端子ＶＩＮの電位を減じた値となる。そのため、ＬＥＤ駆動時には、図１０に示されるゲート・ソース間電圧ＶGSに対応した駆動電流がＰチャネルＭＯＳトランジスタ６４に流れる。そのドレーン電流は、ゲート・ソース間電圧をＶGS0 とするとき、次の式（２）によって示される。
ＩＤ０＝β（Ｗ０／Ｌ）（ＶGS0 −Ｖｔ）2   ・・・式（２）
そして、ゲート・ソース間電圧ＶGSをＶGS0 からＶGS15への１６通りに変化させると、それぞれのＶGSに対して、ドレーン電流を１６通りに変化させることができて、次の式（３）〜（５）得ることができる。
ＩＤ０＝β（Ｗ０／Ｌ）（ＶGS1 −Ｖｔ）2   ・・・式（３）
ＩＤ０＝β（Ｗ０／Ｌ）（ＶGS7 −Ｖｔ）2   ・・・式（４）
ＩＤ０＝β（Ｗ０／Ｌ）（ＶGS15−Ｖｔ）2   ・・・式（５）
同様に、各ＰチャネルＭＯＳトランジスタ６４についても１６通りのドレーン電流を得ることができる。
【００４４】
次に、ＬＥＤヘッド２７の印刷データ転送方法の動作について説明する。
【００４５】
図１１は本発明の実施の形態におけるＬＥＤヘッドの印刷データ転送方法を示すタイムチャートである。
【００４６】
図１１に示されるように、ラッチ信号ＬＯＡＤＩをＬｏｗレベルとしておき、１画素当たり４ビットから成る階調データをＤＡＴＡＩ３〜ＤＡＴＡＩ０の各端子を介して入力し、４９９２個のクロック信号（ＣＬＫＩ）パルスによってシフト転送を行う。そして、転送が完了するとラッチ信号ＬＯＡＤＩが発生して、シフトレジスタ３４に転送されていたデータをラッチ回路３３ヘラッチする。次に、ストローブ信号ＳＴＢ−Ｎと、ＬＥＤ駆動電流の制御信号ＨＤ−ＩＤＡＴ３〜０とを入力すると、制御電圧発生回路４０内でＬＥＤ駆動電流の制御信号ＨＤ−ＩＤＡＴ３〜０に応じた電圧を各印刷ライン毎に発生させ、ドライバＩＣ３０に供給する。そして、該ドライバＩＣ３０は、ストローブ信号ＳＴＢ−Ｎのパルス幅と制御電圧発生回路４０から供給された電圧としてのライン駆動電圧とに応じてＬＥＤ駆動電流を発生する。
【００４７】
次に、前述されたゲート・ソース間電圧ＶGSの発生方法について考察する。ここでは、一例として、４ビットで示される階調データが“１１”（２進法で“１０１１”）となる場合について考察する。
【００４８】
図８に示されるような回路構成を有する制御電圧変更回路４１おいて、抵抗ｒ０〜ｒ１５のそれぞれに流れる電流は等しいので、各出力電圧Ｖ０〜Ｖ１５の電位は、単調に電位が降下する関係が得られる。そのため、前記出力電圧Ｖ０〜Ｖ１５の電位のうちのいずれかを選択して出力端子ＶＯＵＴから出力し、図９に示されるＬＥＤ駆動回路３１の電位ＶＩＮとして、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ６４のゲートに印加することによって、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ６４のドレーン電流を１６段階に調整することが可能になるのである。このようにして、ＬＥＤ駆動電流の制御信号によって、ＬＥＤ駆動電流を印刷ライン毎に１６段階に調整することができることがわかる。なお、本実施の形態においては、４通りの電圧レベルのみを使用している。
【００４９】
図１２は本発明の第１の実施の形態における露光エネルギー量と印刷濃度との関係を示すグラフ、図１３は本発明の第１の実施の形態における階調データと駆動電流との関係を示すグラフである。
【００５０】
図１２は、ＬＥＤ素子によって感光ドラムヘ照射する露光エネルギー量と、それにより得られる印刷後の印刷濃度との関係を示しており、図１３は、ＬＥＤヘッド２７において、階調印刷のために入力する階調データと、ＬＥＤ駆動電流の制御信号と、それにより得られるＬＥＤ駆動電流との関係を示している。
【００５１】
なお、本実施の形態において、ＬＥＤヘッド２７の各ドットの駆動時間はそれぞれ等しい。また、ＬＥＤ駆動電流に応じて発光パワーが得られるため、露光エネルギー量もＬＥＤ駆動電流値に即して決定される。そのため、図１２及び１３においては、露光エネルギー量の数値軸と駆動電流の数値軸とが関連付けて示されている。
【００５２】
図１４は本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤ駆動電流波形を示すタイムチャートである。
【００５３】
図１４は、あるＬＥＤ素子の駆動電流波形を、ストローブ信号ＨＤ−ＳＴＢ−Ｎと、制御電圧発生回路４０へ入力されるＬＥＤ駆動電流の制御信号と、制御電圧発生回路４０の出力と、階調データとに対応させて示している。本実施の形態においては、図１４に示されるように、同一のパルス幅であるが、電流値又は電圧値の大きさの異なる４つのＬＥＤ駆動電流波形が発生する。
【００５４】
この場合、１ライン目の１つ目のＳＴＢによって、ＨＤ−ＤＡＴＡ３に対応する電圧が出力端子ＶＯＵＴに発生し、入力される。本実施の形態においては、ＨＤ−ＤＡＴＡ３＝“１”のため、この電圧によって出力パッドは駆動される。また、２ライン目の２つ目のＳＴＢによって、ＨＤ−ＤＡＴＡ２に対応する電圧が出力端子ＶＯＵＴに発生し、入力される。本実施の形態においては、ＨＤ−ＤＡＴＡ２＝“０”のため、出力パッドは駆動されない。さらに、３ライン目の３つ目のＳＴＢによって、ＨＤ−ＤＡＴＡ１に対応する電圧が出力端子ＶＯＵＴに発生し、入力される。本実施の形態においては、ＨＤ−ＤＡＴＡ１＝“１”のため、出力パッドは駆動され、前記ＨＤ−ＤＡＴＡ３に対する駆動と合わせられる。以下、４ライン目の４つ目のＳＴＢでも、上記と同様となる。
【００５５】
これにより、ＨＤ−ＤＡＴＡ３、１、０に対応した電圧により、駆動されたエネルギーが合わさり、階調データ“１１”の出力となる。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態におけるＬＥＤヘッド２７は、ＬＥＤ駆動電流の制御信号によって、印刷ライン毎に駆動装置に対する制御電圧を変更することができ、異なる大きさの駆動電流を印刷ライン毎に発生させることができる。
【００５７】
このように、本実施の形態においては、ＬＥＤ駆動電流波形が、ＬＥＤ駆動電流の立ち上がり時間や立ち下がり時間よりも十分な大きさのパルス幅を有する。そのため、各駆動パルスに対するＬＥＤ駆動電流波形の遷移時間の影響によって、各駆動パルスに対する感光ドラムへの露光エネルギー量に対する寄与の割合が変動してしまうことが少ない。
【００５８】
これにより、印刷しようとする階調データと、実際の印刷結果との間に大きな差が発生することがなく、階調データを用いて再現性よく印刷を行うことが可能となる。
【００５９】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構成を有するものについては、同じ符号を付与することによって、その説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００６０】
まず、ＬＥＤヘッド２７について説明する。
【００６１】
図１５は本発明の第２の実施の形態におけるＬＥＤヘッドの回路構成を示す図、図１６は本発明の第２の実施の形態における制御電圧発生回路の一部の構造を示す図である。
【００６２】
図１５に示されるように、本実施の形態において、制御電圧発生回路４０は、前記第１の実施の形態における制御電圧発生回路４０の有する構成に、更に、ラッチ回路４４及びシフトレジスタ４５が追加された構成を有する。その他の点の構成については、前記第１の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。
【００６３】
図１６には、制御電圧発生回路４０中のＡＮＤ回路４２、制御回路４３、ラッチ回路４４及びシフトレジスタ４５の構造が示されている。該シフトレジスタ４５は、フリップフロップ回路ＦＦV3a 〜ＦＦv3d 、ＦＦv2a 〜ＦＦv2d 、ＦＦv1a 〜ＦＦv1d 及びＦＦv0a 〜ＦＦv0d から成り、ドライバＩＣ３０中のシフトレジスタ３４と同様に、ビットデータを順次転送する。該ビットデータは、ラッチ信号ＨＤ−ＬＯＡＤによって、ラッチ回路ＬＴv3a 〜ＬＴv3d 、ＬＴv2a 〜ＬＴv2d 、ＬＴv1a 〜ＬＴv1d 及びＬＴv0a 〜ＬＴv0d でラッチされる。
【００６４】
そして、ＡＮＤ回路４２ａ〜４２ｄは、それぞれ、４個あり、各ＡＮＤ回路４２ａ〜４２ｄの一端は、ラッチ回路ＬＴv3a 〜ＬＴv3d 、ＬＴv2a 〜ＬＴv2d 、ＬＴv1a 〜ＬＴv1d 及びＬＴv0a 〜ＬＴv0d にそれぞれ接続され、他端は、ＬＥＤの駆動時間を制御する制御回路４３から出力されるＬＥＤの駆動オン／オフを指令する信号Ｓａ〜Ｓｄに接続される。また、ＡＮＤ回路の出力Ｓ３〜Ｓ０は、制御電圧変更回路４１に入力される。その他の点の構成については、前記第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００６５】
本実施の形態においては、図１５に示されるように、制御信号ＨＤ−ＩＤＡＴが使用されてない。そこで、制御信号ＨＤ−ＩＤＡＴの信号線を使用する代わりに、１ライン分のヘッドデータの先頭に各ラインに対応するＳ０〜Ｓ４指定データを付与してヘッドに送信する。
【００６６】
この場合、１ライン目のデータの先頭には、図１４における（＊１）に相当するデータが付与される（０１１１）。そして、２ライン目のデータの先頭には、図１４における（＊２）に相当するデータが付与される（１０１１）。また、３ライン目のデータの先頭には、図１４における（＊３）に相当するデータが付与される（１１０１）。さらに、４ライン目のデータの先頭には、図１４における（＊４）に相当するデータが付与される（１１１０）。そして、５ライン目のデータの先頭には、図１４における（＊１）に相当するデータが付与される（０１１１）。
【００６７】
次に、本実施の形態における駆動装置の動作について説明する。ここでは、ＬＥＤヘッド２７の印刷データ転送方法の動作について説明する。
【００６８】
図１７は本発明の第２の実施の形態におけるＬＥＤヘッドの印刷データ転送方法の動作を示すタイムチャートである。
【００６９】
図１７に示されるように、ラッチ信号ＬＯＡＤＩをＬｏｗレベルとしておき、１画素当たり４ビットから成る階調データと、４ビットのライン駆動電圧制御データをＤＡＴＡＩ３〜ＤＡＴＡＩ０の各端子を介して入力し、４９９２＋４＝４９９６個のクロック信号（ＣＬＫＩ）パルスによってシフト転送を行う。そして、転送が完了するとラッチ信号ＬＯＡＤＩが発生して、シフトレジスタ３４及び４５に転送されていたデータをラッチ回路３３及び４４ヘラッチする。次に、ストローブ信号ＳＴＢ−Ｎを入力すると、制御電圧発生回路４０内でライン駆動電圧制御データに応じた電圧を各印刷ライン毎に発生させ、ドライバＩＣ３０に供給する。そして、該ドライバＩＣ３０は、ストローブ信号ＨＤ−ＳＴＢ−Ｎのパルス幅と制御電圧発生回路４０から供給されたライン駆動電圧とに応じてＬＥＤの駆動電流が発生する。
【００７０】
なお、本実施の形態における駆動装置のその他の動作については、前記第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００７１】
以上説明したように、本実施の形態におけるＬＥＤヘッド２７は、印刷データに含まれる駆動電圧制御データによって、印刷ライン毎に駆動装置に対する制御電圧を変更することができ、異なる大きさの駆動電流を印刷ライン毎に発生させることができる。また、制御信号ＨＤ−ＩＤＡＴの信号線を用いることなく、付与データによって階調表現が可能となり、制御も容易となる。
【００７２】
このように、本実施の形態においては、ＬＥＤ駆動電流波形が、ＬＥＤ駆動電流の立ち上がり時間や立ち下がり時間よりも十分な大きさのパルス幅を有する。そのため、各駆動パルスに対するＬＥＤ電流波形の遷移時間の影響によって、各駆動パルスに対する感光ドラムへの露光エネルギー量に対する寄与の割合が変動してしまうことが少ない。
【００７３】
これにより、印刷しようとする階調データと、実際の印刷結果との間に大きな差が発生せず、階調データを用いて再現性よく印刷を行うことが可能となる。
【００７４】
そして、本実施の形態においては、前記第１の実施の形態と同様の効果を、より少ない外部入力信号数で実現することができる。
【００７５】
なお、前記第１及び第２の実施の形態は、前述された電子写真方式のプリンタにおけるＬＥＤアレイの他に、サーマルプリンタにおける発熱抗体の列、又は、表示装置における表示素子の列を選択的に駆動する駆動装置に関しても使用することができる。
【００７６】
また、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の制御回路の構成を示すブロック図である。
【図２】従来のＬＥＤヘッドの回路構造を示す図である。
【図３】従来のＬＥＤヘッドの駆動制御を示すタイムチャートである。
【図４】従来のＬＥＤ素子の駆動電流波形を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の動作を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤヘッドの回路構成を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における制御電圧発生回路の一部の構成を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における制御電圧発生回路中の制御電圧変更回路の回路構成を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤ駆動回路の回路構成を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤ駆動用のＰチャネルＭＯＳトランジスタの静特性を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施の形態におけるＬＥＤヘッドの印刷データ転送方法のを示すタイムチャートである。
【図１２】本発明の第１の実施の形態における露光エネルギー量と印刷濃度との関係を示すグラフである。
【図１３】本発明の第１の実施の形態における階調データと駆動電流との関係を示すグラフである。
【図１４】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤ駆動電流波形を示すタイムチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施の形態におけるＬＥＤヘッドの回路構成を示す図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態における制御電圧発生回路の一部の構造を示す図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態におけるＬＥＤヘッドの印刷データ転送方法の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
２７    ＬＥＤヘッド
３１    ＬＥＤ駆動回路
３４    シフトレジスタ
３６    ＬＥＤアレイ
４１    制御電圧変更回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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