JPH02219665A - 光プリンタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＬＥＤ　（発光ダイオード）プリンタ等の光
プリンタ装置に関する。

〔従来の技術〕

（１）電子写真方式によるＬＥＤプリンタが提供されて
いる。

ＬＥＤプリンタは、多数のＬＥＤ素子の配列から成るＬ
ＥＤアレイの各素子を、ホストコンピュータからの画像
データ（印字データ）に応じて選択的に発光させ、帯電
された感光体の表面を照射することにより、該感光体の
表面に静電潜像を形成し、これをトナー現像した後、記
録紙に転写して、定着する装置である。

（２）ＬＥＤ素子の発光効率は、０．００３％程度であ
り、供給される電力の大部分は、熱エネルギーとして消
費される。即ち、ＬＥＤ素子の発光は、必然的に発熱を
伴う。

また、ＬＥＤ素子の発光量は、温度依存性を有し、素子
温度、！Ｉｔ境温度によって変動する。

このため、ＬＥＤ素子の発光に伴う発熱を補償して、発
光量を安定化させ、良質な静電潜像の書き込みを行い得
るように、 １）ＬＥＤアレイへの供給電流を、温度に応じて増減さ
せることにより、発光量を安定化させる方法、 １ｉ）ＬＥＤアレイを冷却して温度を一定に保つことに
より、発光量を安定化させる方法、の、以上２つの方法
が行われている。

（３）特開昭６１−１３５１７１号には、ＬＥＤアレイ
を冷却して温度を一定に保つ方法の一例が開示されてい
る。

上記出願にかかる装置では、ＬＥＤアレイの温度をセン
サによって検出し、検出された温度に応じて、電子冷却
手段（ベルチェ素子）をＯＮ・ＯＦＦさせることにより
、温度を所定の目標値近傍に維持している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

発光（発熱）しているＬＥＤアレイを冷却する場合に於
いて、冷却開始（ベルチェ素子のＯＮ）時刻と、ＬＥＤ
アレイの温度が下降し始める時刻との間には、若干のタ
イムラグがある。同様に、冷却終了（ベルチェ素子の０
ＦＦ）時刻と、ＬＥＤアレイの温度が上昇し始める時刻
との間にも、若干のタイムラグが存する。

上記タイムラグの間、ＬＥＤアレイの温度はそれまでの
傾向、即ち、上昇傾向、又は、下降傾向を維持し、オー
パージニート、又は、アンダーシュートが発生する。

前述のように、特開昭６１−１３５１７１号の装置では
、ＬＥＤアレイの温度をセンサによって検出し、該検出
した温度に基づいて温度制御を行っている。

このため、目標値として設定された温度からの上記オー
パージニート、又は、アンダーシュートが必然的に発生
する。即ち、目標値からの温度の逸脱が発生し、発光量
が変動する。

なお、上記タイムラグの程度、或いは、上記オーバーシ
ュート、アンダーシュートの程度は、変動する種々の要
因に影響されるため、予測は困難である。したがって、
前記目標値を、これらを相殺し得るように予め設定して
おくことも、非常に困難である。

本発明は、かかる事情に鑑み為されたものであす、上記
オーパージニート、アンダーシュートを考慮し、これら
を相殺するように冷却を行うことにより、発光量を、よ
り一層安定化させた光プリンタ装置を提供するものであ
る。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明は、 画像データに基づき、ドツト単位で光をオン・オフさせ
て、帯電された感光体に電荷潜像を書き込む潜像書込み
手段、 潜像書込み手段を冷却する冷却手段、 画像データに基づき、潜像書込み手段の光のオン・オフ
率を演算する演算手段、 潜像書込み手段を所定温度に維持するべ（、光のオン・
オフ率に応じて冷却手段の駆動状態を調整する駆動制御
手段、 を有する電子写真方式の光プリンタ装置である。

即ち、本発明は、ＬＥＤアレイに於いて、単位時間当た
りの点灯素子数（点灯率）が大きくなると、該ＬＥＤア
レイの発熱量が大きくなるという現象に着目したもので
ある。

換言すれば、ＬＥＤアレイの温度を検出して温度制御を
行うので、はなく、画像データに基づいて温度上昇の程
度を予測し、該予測される上昇を相殺するように、冷却
が行われる。

例えば、画像データ１ページ中における“ＯＮドツト敗
／全ドツト数”が、各ページ毎に演算され、その結果に
基づいて、冷却の度合いが、各ページ毎に調整される。

即ち、冷却手段がファンである場合には、送風量が、各
ページ毎に調整される。

このため、前述のようなオーパーンニート、または、ア
ンダーシュートを免れ、温度は、略目標値（許容範囲内
）に保たれ、安定した光量の発光を得る。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細な説明する。

＊＊プリンタの機構の概略＊＊ 第１図は、実施例にかかるＬＥＤプリンタの機構を説明
する模式図である。

図示のように、本ＬＥＤプリンタは、図の矢印方向に回
転可能に軸支された感光体ドラム１０１と、該感光体ド
ラム１０１の周囲に配設された各種部材、及び、その他
の部材とを有する。

感光体ドラム１０１の周囲には、感光体ドラム１０１の
表面を一様に帯電するための帯電チャージャ１０８、画
像データに応じて選択的に感光体ドラム１０１の表面を
照射することにより、画像データに対応する静電潜像を
書込むためのＬＥＤアレイ１０２、感光体ドラム１０１
の表面に書込まれた静電潜像をトナー現像するための現
像器１０４、感光体ドラム１０１の表面に顕像化された
トナー像を電気的に吸引して記録紙上に転写するための
転写チャージャ１０６、感光体ドラム１０１上に残留す
るトナーを除去するためのクリーナ１０７が配設されて
いる。

上記に於いて、記録紙は、カセット１０５から給紙ロー
ラ１１１によって引き出され、所定のタイミングで感光
体ドラム１０１〜転写チヤージヤ１０６間に送られて上
記転写処理を施された後、定着装置１０９に搬送されて
、熱圧着による画像定着処理を施される。その後、機外
の排紙トレイ１１０上に排出される。

また、本実施例に於いて、ＬＥＤアレイ１０２の素子密
度は３００ｄｐｉ　　（ドツト／インチ）であり、Ａ３
サイズに対応し得るように、計３５８４個のＬＥＤ素子
が配列されている。

また、ＬＥＤアレイ１０２の近傍には、冷却用のファン
１０３が配置されている。該ファン１０３の送風量（フ
ァンモータの回転速度）は、後に詳述するように、ＬＥ
Ｄアレイ１０２の点灯率に応じて３段階に切り換えられ
る。これにより、ＬＥＤアレイ１０２の温度は、所定の
目標値に維持される。

＊＊モータ等の制御の説明＊＊ 以下、第２図〜第５図を参照して、本実施例装置におけ
るモータ等の制御を説明する。

（１）回路構成 本実施例装置の制御回路は、第２図図示のように、プリ
ンタエンジンを制御するプリンタ本体制御部１４、画像
データ（印字コードデータ）を送信するホストコンビ二
−タ（マイクロコンピュータ）１５、送信される印字デ
ータに基づいてＬＥＤアレイ１０２の点灯・消灯データ
（イメージデータ）を生成する画像形成袋！ｌ　６、点
灯・消灯データに基づいてＬＥＤアレイ１０２の各ＬＥ
Ｄ素子の点灯・消灯を実行するＬＥＤヘッド部（図中、
−点鎖線で囲む部分）、点灯・消灯データに基づいて各
ページ毎の点灯データ数を計数するカウンタ回路部、冷
却ファン１０３のモータ３３の駆動回路３２等を有する
。

（２）各ブロックの機能 ｌ）画像形成装置１６ 画像形成装置１６は、マイクロコンピュータ１５から送
信される印字コードを受は取ると、該コードに対応する
フォントデータをフォントメモリ１６ａから読み出して
、ページメモリ１６ｂにイメージデータとして展開する
。

また、ページ単位での展開の完了毎に、プリンタ本体制
御部１４に対して、印字スタート要求信号（プリント要
求）を送信する。

その後、プリンタ本体制御部１４から送信される印字ス
タート信号を受は取ると、各ＬＥＤ素子の点灯パ消灯を
制御するイメージデータを、ＡＮＤゲート２２を介して
、シフトレジスタ２８にシリアルに送信する。

ｎ）プリンタ本体制御部１４ プリンタ本体制御部１４は、プリンタエンジンが、ウオ
ームアツプの完了等によって、印字動作可能な状態に設
定されると、画像形成袋［１６に対して、Ｒｅａｄｙ信
号を送信する。

また、画像形成袋！ｆ１６から送信される印字スタート
要求信号（プリント要求）に対応して、感光体ドラム１
０１０回転、帯電、記録紙の給紙。

等の所定のプリント動作を開始する。

その後、感光体ドラム１０１への静電潜像の書込みタイ
ミングで、画像形成装置１６に対し、印字スタート信号
を送信する。

一方、カウンタ回路部に対しては、まず、カウンタの初
期値３５８４　　（１ライン分のデータに相当する値）
を与える。

また、１ペ一ジ分のデータのカウント毎に、カウンタ回
路部から、データバスを介してカウント値を読み出し、
その値に応じて、冷却ファンモータの回転速度を決定す
る。さらに、駆動回路３２に対して、速度制御信号Ｇ１
．Ｇ２．Ｇ３を出力して、モータの回転速度を制御する
。詳細については、後述する。

石）ＬＥＤヘッド部 ＬＥＤヘフド部は、シリアルに送信される印字データを
シフトレジスタ２８に取り入れた後、ラッチ信号に同期
して、ラッチ回路２７にパラレルに出力する。ラッチ回
路２７からの各出力は、それぞれＡＮＤゲート３０に入
力してストローブ信号との論理積をとられる。各ＡＮＤ
ゲート３０の出力は、それぞれのＬＥＤ素子２６のスイ
ッチングトランジスタ２９０ベースに印加される。

こうして、イメージデータによるＬＥＤ素子の点灯・消
灯が行われる。

ｉｖ）カウンタ回路部 第４図は、カウンタ回路部の詳細を示すブロック図であ
る。

カウンタ回路部は、例えば、市販のプログラマブルカウ
ンタ８２５３によって構成され、“カウンタ０”と、該
“カウンタ０”のカウントアツプ時の出力をクロック人
力する１カウンタ１”の２つのカウンタを有する。

前述のように、“カウンタ０”の設定値は、本実施例で
は、プリンタ本体制御部１４の初期設定時に於いて、Ａ
３サイズの主走査方向の１ライン分に相当する“３５８
４”に設定される。

プリントが開始されると、画像形成装置１６からの印字
データの出力に伴い、主走査方向の有効画像域（第３図
ｉ）の印字データであって、ＬＥＤ素子の点灯を指令す
るデータ（ＯＮデータ）が、シフトクロックに同期して
、“カウンタ０”の“ＣＬＫＯ”端子に入力する。なお
、入力は、副走査方向の有効画像域を規定する信号ｅに
よって、“ＧＡＴＥＯ”端子が開いている時にのみ、受
は付けられる。

また、“カウンタ０”の計数値が“３５８４”に達する
毎に、“０ＵＴＯ”端子から、“カウンタ１”の“ＣＬ
ＫＩ”端子に対して、クロッ、クパルスが出力され、“
カウンタ１”での計数が実行される。即ち、“カウンタ
１”では、ＯＮデータ数をライン数に置換した値が計数
される。

こうして、カウンタ回路部に於いて、各ページ毎のＯＮ
データ数が計数される。

１ペ一ジ分の計数が完了すると、端数（カウンタ０の計
数値）は切り揄てられ、カウンタ１の計数値が、データ
バスを介して、プリンタ本体制御部１４に読み込まれる
。

なお、上記に於いて、有効画像域は第３図中の印字用紙
領域に相当し、第２図図示のタイマ１１タイマビ、タイ
マ２、及び論理ゲート２５からの各出力ｄ、ｄ’　　　
ｅ％ｉによって、図示のように決定される。

（３）モータ制御の原理 本実施例では、Ａ４ｍサイズ（通紙方向が短辺であるサ
イズ）の記録紙に印字を行う場合に於いて、冷却ファン
の回転状態を、 カウンタ１の計数値≧７４４・・全速回転カウンタ１の
計数値≧４９６・・中速回転カウンタｌの計数値≧２４
８・・低速回転に、それぞれ設定する。

前述のように、カウンタｌからの出力値は、ＯＮデータ
数をライン数に置き換えた値に相当するものである。

一方、Ａ４ｍサイズの記録紙の副走査方向のサイズは２
１０ｍｍであり、これを３００ｄｐｉの密度のドツト数
に変換すると、 ３００Ｘ２１０＋２５．４″＃２４８０となる。

したがって、カウンタ１の計数値が２４８”であるとは
、当該ページの印字率（ＯＮデータ数千金データ数）が
、 ２４８＋２４８０＝Ｏ，ｌ　　（１０％）であることを
表し、“４９６”、“７４４”は、それぞれ、印字率２
０％、３０％、を表す。

一方、本実施例装置に搭載するＬＥＤアレイ１０２の発
熱特性、及び、冷却ファン１０３の送風（冷却）特性を
示す既知のデータによると、冷却ファン１０３を、 印字率３０％時・・全速回転 印字率２０％時・・中速回転 印字率１０％時・・低速回転 のように運転することにより、ＬＥＤアレイ１０２の発
熱を相殺して、温度上昇を抑制できることが、計算され
る。

かかる理由により、本実施例装置では、上述のように、
カウンタ１の計数値に応じて、冷却ファンの運転状態を
調整する。

（４）モータの駆動回路３２ 第５図は、冷却ファン１０３のモータの駆動回路図であ
る。

前述のように、プリンタ本体制御ｆｆｇ１４は、カウン
タ回路部からのデータに応じて、モータの回転状態を設
定し、駆動回路３２に対して、全速回転時・・Ｇ１ 中速回転時・・Ｇ２ 低速回転時・・Ｇ３ の各駆動制御信号を、出力する。

上記Ｇｌ、Ｇ２、Ｇ３、の各制御信号は、それぞれ、ト
ランジスタＴｒｉ、Ｔｒ２、Ｔｒ３、のベースに印加さ
れる。

その結果、冷却モータ３３には、大電流、又は抵抗Ｒを
介して中電流、又は抵抗２Ｒを介して小電流が、供給さ
れる。

こうして、冷却モータ３３は、上記駆動制御信号Ｇｌ、
Ｇ２、Ｇ３に応じて、全速、又は中速、又は低速で、回
転する。

＊＊プリンタ本体制御部での処理の説明＊＊以下、プリ
ンタ本体制御部のＣＰＵでの処理に即して、前述のモー
タ制御を説明する。

（１）メインルーチン 第６図（Ａ）（Ｂ）は、プリンタ本体制’ｍｍ１４の制
御ＣＰＵでの処理のメインルーチンを示すフローチャー
トである。

ＣＰＵは、例えば、電源のＯＮによって処理をスタート
し、まず、初期設定を行う（Ｓｌ）。例えば、“カウン
タ０“の設定値を、３５８４に設定する。

ステップＳ３でデータの入力を、ステップＳ５で出力を
、それぞれ実行する。

ステップＳ７では、メインスイッチのＯＮを待機する。

待機中（Ｓ７；Ｎｏ）は、ステー）ＳＴＰＲを“０”に
維持しく３９）、また、各エレメントを停止させておく
（Ｓｌｌ）。

ステップＳ４３は、１ルーチンの実行時間を一定に保つ
ためのステップである。

一方、ステップＳ７で、メインスイッチのＯＮが検出さ
れると（Ｓ７　；ＹＥＳ）　、まず、エラーチエツクを
行う（５１３＞。

その結果、記録紙ジャム、トナーエンプティ。

トナー回収ボトルフル、等のエラーが発生している場合
は（Ｓｌ　５　；ＹＥＳ）　、ステー）ＳＴＰＲを“３
°にして（Ｓ１７）、エラー処理を実行する（Ｓ３５参
照）。

ステップＳ１９では、操作パネル表示処理を実行する。

操作パネル表示処理については、後に詳述する。

ステップ３２１では、ステー）　５ＴＰＲの値を判定す
る。その結果、 ＊５ＴＰＲ＝Ｏ ５ＴＰＲを“１″にする（Ｓ２３）。

＊５ＴＰＲ＝１ 画像形成装置１６からのプリント要求を待機する（Ｓ２
５）。プリント要求が検出されると（Ｓ２５　：ＹＥＳ
）　、５ＴＰＲを′２”にす６（３２７）。

＊５ＴＰＲ＝２ プリント動作のための各種処理（給紙、帯電。

現像、定着１等）を、プリントプロセスにしたがい、順
次実行する（３２９）。

プリントが終了すると（Ｓ３１　；ＹＥＳ）　、ＳＴＰ
Ｒを“ｌ”にする（３３３）。

＊５ＴＰＲ＝３ エラー処理を実行する（Ｓ３５）。

エラー処理が終了して、エラーリセット等が為され、正
常に復帰すると（Ｓ３７　、ＹＥＳ）　、５ＴＰＲを“
０２にする（３３９）。

以上のようにして、ステート５ＴＰＨの値に応じて、各
対応する処理を実行する。

なお、ステップ５４１では、冷却ファン処理を実行する
。冷却ファン処理については、後に詳述する。

（２）操作パネル表示処理 第７図は、操作パ、ネル表示処理を示すフローチャート
である。

本処理では、 ジャムが検出されると（５２０１；ＹＥＳ）、ジャム表
示を（５２０３）、 トナーのエンプティ状態が検出されると（Ｓ２０５　；
ＹＥＳ）　、）ナーエンプティ表示を（Ｓ２０７）、 トナー回収ボトルのフル状態が検出されると（５２０９
；ＹＥＳ）　、）ナー回収ボトルフル表示を（Ｓ２１１
）、 それぞれ行うとともに、 選択された記録紙のカセットを表示しく５２１３）、該
カセットに記録紙が無い場合は（５２１５；Ｎｏ）、ペ
ーパーエンプティ表示を行う（Ｓ２１７）。なお、カセ
ットの選択等については、公知であるため、説明を省略
する。

（３）冷却ファン設定処理 第８図は、冷却ファン設定処理を示すフローチャートで
ある。

本処理では、冷却ファンの回転速度を設定するための処
理を行う。

まず、カウンタ回路部より、カウンタ１のカウント値を
入力する（３０１）。

その値に応じて、 Ｎ≧７４４ 速度制御信号Ｇｌ（全速）（Ｓ３０５）Ｎ≧４９６ 速度制御信号Ｇ２（中速）（５３０９）Ｎ≧２４８ 速度制御信号Ｇ３（低速）（５３１３）を、それぞれ出
力する。

これにより、前述のように、冷却ファン１０３は、指定
された速度で回転して、ＬＥＤアレイ１０２の冷却が、
予想される温度上昇を相殺するように行われる。

＊＊実施例の他の態様＊＊ 上記実施例では、前ページの印字率データに基づいて、
現ページ印字時の冷却を行っているが、現ページの印字
データに基づいて、現ページの印字時の冷却を行っても
よい。

また、冷却手段は、ファンに限定されない。

〔発明の効果〕

以上、本発明は、潜像書込み手段、潜像書込み手段の冷
却手段、画像データに基づき潜像書込み手段の光のオン
・オフ率を演算する手段、該オン・オフ率に応じて冷却
手段の駆動状態を調整する駆動制御手段、を有する電子
写真方式の光プリンタ装置である。

実施例に述べたように、本発明によると、画像データに
基づいて温度上昇の程度が予測され、該予測される温度
上昇を相殺するように、冷却が行われる。

例えば、画像データ１ページ中のＬＥＤ素子の“ＯＮド
ツト数／全ドツト数”が、各ページ毎に演算され、その
結果に基づいて、送風量が、各ページ毎に調整される。

このため、温度のオーパージニート、または、アンダー
シ、−トを抑制でき、温度は、略目標値（許容範囲内）
に保たれ、安定した光量の発光を得ることができる。

また、冷却手段を常に全速運転する必要がないため、冷
却手段の寿命の延長、騒音の低減効果等も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例にがかるＬＥＤプリンタの機構の概略を
示す模式図、第２図は上記プリンタの制御回路の構成を
示すブロック図、第３図は第２図中の信号と有効画像域
との関係の説明図、第４図はカウンタ回路部の詳細を示
すブロック図、第５図は冷却ファンモータの駆動回路図
、第６図（Ａ）（Ｂ）はプリンタ本体制御部のＣＰＵで
の処理のメインルーチンを示すフローチャート、第７図
は第６図の操作パネル表示処理を示すフローチャート、
第８図は第６図の冷却ファン設定処理を示すフローチャ
ートである。 １４・・・プリンタ本体制御部 １６・・・画像形成装置 １０２・・ＬＥＤアレイ　（ヘッド） １０３・・冷却ファン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像データに基づき、ドット単位で光をオン・オ
   フさせて、帯電された感光体に電荷潜像を書き込む潜像
   書込み手段、 潜像書込み手段を冷却する冷却手段、 画像データに基づき、潜像書込み手段の光のオン・オフ
   率を演算する演算手段、 潜像書込み手段を所定温度に維持するべく、光のオン・
   オフ率に応じて冷却手段の駆動状態を調整する駆動制御
   手段、 を有する電子写真方式の光プリンタ装置。
2. （２）請求項１に於いて、 潜像書込み手段は、発光部側が感光体に対向するように
   配置された、多数のＬＥＤ素子の配列から成るＬＥＤア
   レイであり、 冷却手段は、潜像書込み手段の近傍に配置された送風手
   段であり、 駆動制御手段は、光のオン・オフ率に応じて送風量を調
   整する光プリンタ装置。