JPH02233267A - 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】 〔概要〕 複数の発光素子を配列したプリンタ・ヘッドを備え、印
字データに基づいて該当する発光素子を駆動させること
で記録を行なう光プリンタ装置に関し、 簡単な構造で、各発光素子の温度のばらつきによる発光
素子の特性の変動に基づく濃度のばらつきの小さい信頼
性のある光プリンタ装置を提供することを目白勺とし、 前記プリンタ・ヘッドの温度を検出する温度検出部と、 非印字期間中に前記検出部が検出した温度に基づいて前
記プリンタ・ヘッドを一様に所定時間駆動させる印字及
び温度上昇用駆動部とを設けた構成である。

（産業上の利用分野） 本発明は光プリンタ装置に係り、特に複数の発光素子を
配列したプリンタ・ヘットを備え、印字データに基づい
て該当する発光素子を駆動させることで記録を行なう光
プリンタ装置に関する。

近年、電子写真方式による光プリンタ装置はレーザ・プ
リンタ、ＬＥＤ　（発光ダイオート）フリンタ、液晶プ
リンタと各種のものが開発されている。

これらのプリンタ装置は高速、高解像度、高画質の特徽
を有し、今後も大きく発展すると予想される。

本発明は上記プリンタ装置の内で主としてＬＥＤプリン
タ装置に関して説明する。

当該ＬＥＤプリンタ装置は従来多く使用されているレー
ザ・プリンタ装置と比較して、以下の特徴を有している
。

すなわち、 ■　固体走査であって、機械的な駆動部品を必要としな
い。

■　光路長を短くすることができ、装置を小型化するこ
とができる。

■　半導体技術の進渉により価格が安くなる。

今後、これらの特徴を生かし、特に小型プリンタにおい
て、ＬＥＤプリンタは多くなると考えられる。

また、問題点としては ■　個々のＬＥＤの出力が均一ではない。

■　温度により光出力が変化する。

■　発光効率が大きくないため、大きな電源を必要とす
る。

■についてはＬＥＤ個々に発光時間を変え、あるいは、
４ＬＥＤ個々の電流を変える等の対策が考えられており
、各ＬＥＤの光出力を均一にすることが可能である。

■についてはＬ’Ｅ　Ｄを数ノロックに分割して、発光
させることで電源容量を小さくする。または高効率の電
源を用いて、電源を小型にする等の対策がある。

■が木発明で解決しようとする問題点である。

ＬＥＤは半導体素子であり、大きな温度依存性を持って
いる。例えば、ＧａＡｓＰを用いたＬＥＤでは一〇．８
％／ｄ昭程度の温度依存性を示す。ＬＥＤの温度が３０
゜Ｃ上昇すると、約２５％光出力が低下する。

このため、温度変化により変化記録濃度、ドット面積が
変化する。このことは通常の文字を出力する場合には、
あまり目立たないが、グラフィックあるいは、中間調記
録等の出力の時に問題となる。

感光体もまた、温度により感度が変化する。このため、
温度変化に対して再現される記録濃度が変化する問題が
ある。

（従来の技術） 従来、以上述べた温度変化に対応するため第７図に示す
ような光プリンタ装置があった。

本装置は同図に示すように、複数の発光素子が配列され
たプリンタ・ヘッド７１と、当該プリンタ・ヘッド７１
の温度を検出する温度検出部７３と、当該温度検出剖７
３により検出された温度に基づいて、前記プリンタへッ
ド７１に配列された全発光素子の各デューティ比（ｄｕ
ｔｙ；一定周期の時間内における発光印字時間の比）を
印字許容時において、一様に増大または縮小する印字及
びデューティ制御用駆動部７２とを有するものがあった
。

当該装置にあっては、前記温度検出部７３により検出さ
れた温度が予め定めた所定温度よりも高く、プリンタヘ
ッドの発光素子の光出力が低い場合には、前記印字及び
デューティ制御用駆動部７２に対し、プリンタ・ヘッド
７１に配列された全発光素子の印字許容時での発光時間
のデューティ比を増大させるように制御し、当該温度検
出部７３により検出された温度が予め定めた温度よりも
低い場合には、当該デューティ比を減少させるように制
御する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来の当該装置にあっては、前記温度検出部
７３により検出された温度に基づいて、前記プリンタ・
ヘッド７１にある全発光素子の印字時におけるデューテ
ィ比を前記印字及びデューティ制御部７２により制御す
るようにしているので、プリンタ・ヘッド７１全体の発
光素子の光出力を安定化させることはできるが、各素子
間の温度の変動に起因する光量のばらつきを解消するこ
とができない。

このため、特にグラフィックまたは中間調記録等の出力
について濃度のばらつきが画質に悪い影響を与えるとい
う問題点を有していた。

これは各発光素子は必ずしも一様に使用されるものでは
なく、使用される時間にばらつきがあり、使用される時
間が大きいものは温度が高く、使用される時間が小さい
ものは、温度が低いことになり、局所的な温度変化によ
る印字濃度の変化を解消することができないという問題
点を有していた。

また、デューティ比の制御は一般に回路が複雑になるお
それがあるという問題点をも有していた。

一方、各発光素子毎に温度を検出して各発光素子の光量
を変えるように駆動制御することは、制御装置の構造が
複雑になるという問題点を有していた。

そこで、本発明は以上の問題点を解決することを目的と
してなされたものであり、簡単な構造で、各発光素子の
温度のばらつきによる発光素子の特性の変動に基づく光
量ひいては濃度のばらつきの小さい光プリンタ装置を提
供することを目的としてなされたものである。

〔課題を解決するための手段〕

以上の技術的課題を解決するため本発明は第１図に示す
ように、複数の発光素子を配列したプリンタ・ヘッド１
を備え、印字データに基づいて該当する発光素子を駆動
させることで記録を行なう光プリンタ装置において、前
記プリンタ・ヘッド１の温度を検出する温度検出部３と
、非印字期間中に前記検出部３が検出した温度に基づい
て前記プリンタ・ヘッド１を一様に所定時間駆動させる
印字及び温度上昇用駆動部２とを設けたものである。

〔作用〕

本発明に係る光プリンタ装置は次のように動作する。

当該プリンタ装置により印字を行うには、印字しようと
する印字データを前記印字及び温度上昇用駆動部２に入
力する。

すると、当該駆動部２は当該印字データに基づいて前記
プリンタ・ヘッド１の各発光素子の対応する素子を駆動
させて、記録用紙が供給されている場合等の条件が整っ
た印字許容時において、記録用紙に印字を行わせる。

一方、当該駆動部２は記録用紙の供給等の印字条件が整
っていない非印字期間中においては、前記プリンタ・ヘ
ッド１の全発光素子を一様に発光させて各発光素子の温
度を上昇させることになる。

ここで、「一様」とは全発光素子に対して、同一の強度
で同一の時間ということである。

これによって、全発光素子に対して一定の熱が非印字期
間中に加わることになる。

当該熱が印字許容時に各発光素子に加えられる熱に比較
して無視できない熱量とすることにより、たとえ印字許
容時における発光時間の相違に基づく温度のばらつきが
各素子間にあったとしても、各素子毎の非印字期間中を
含めた全発光時間は相対的に同一長さの時間に近づくた
め、各素子間の温度のばらつきは小さなものになる。

非印字期間中に十分な熱量を加えるためには、例えば非
印字期間中における発光のデューティ比を印字許容時に
比較して十分に高くすれば良い。

以上の動作と並行して、前記温度検出部３はプリンタ・
ヘッド１の温度を検出し、当該温度が予め定めた温度値
を越える場合には、前記印字及び温度上昇用駆動部２は
非印字期間中における前記プリンタ・ヘッド１の全発光
素子に加えるべき熱量を減少させるように発光時間を短
縮させる。

当該温度に達するまでは、非印字期間中において、全発
光素子を発光駆動させるようにする。

以上により各発光素子の特性の温度依存に基づく濃度の
ばらつきを解消することができることになる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について説明する。

第６図に実施例に係る光プリンタ装置としてのＬＥＤプ
リンタ装置全体の概略を示す。

本装置は同図に示すように、金属基体上に感光層を設け
、一定の角速度で回転する円筒状の感光体６６と、気体
を正電荷または負電荷にイオン化して前記感光体６６に
吹きつけて感光体を帯電させる帯電器６８と、帯電した
感光体６６に印字データに基づいて、光を照射して電荷
を除去することにより感光体上に潜像を描く複数の発光
素子としての露光用ＬＥＤ　（発光ダイオード）を配列
したプリンタ・ヘッド６１と、前記感光体６６の帯電部
分に当該電荷と逆の電荷を帯びた１−ナーを吹きつけて
前記潜像を現像する現像器６２と、当該像を記録する記
録用紙をセットする給紙カセット６３と、当該記録用紙
に現像した像を転写するために、当該用紙の背後を前記
帯電した１ヘナーと逆の電荷で帯電させることにより前
記帯電したトナーをクーロン力で引きつける転写器６４
と、当該記録用紙を前記感光体６６から分離する分離器
６５と、当該記録用紙に転写された前記トナーを定着す
る定着器６７と、スタッカ６９とを有する。

本実施例は当該光プリンタ装置としてのＬＥＤプリンタ
装置の印字制御を行う部分に関するものである。

第２図に本実施例に係る印字制御を行う部分を示す。

同図に示すように、本例に係る光プリンタ装置としての
ＬＥＤプリンタ装置は主に、前記複数の発光素子として
のＬＥＤを配列した前記プリンタ・ヘッド１に相当する
ＬＥＤへッド１１と、印字及び温度上昇用駆動回路１２
と、前記温度検出部３に相当するものであって前記ＬＥ
Ｄへット１１に設けられたサーミスタ１３ａ及びサーミ
スタ１３ａが温度検出した電気信号の増幅等の所定の処
理を行う温度検出回路１３ｂとを有する。

前記印字及び温度上昇用駆動回路１２は同図に示すよう
に、前記温度検出回路１３ｂの出力信号に基づいて印字
の許容を表す印字信号または切換え信号を出力するプリ
ンタ・コントローラ１２ｅと、印字の対象である印字デ
ータを格納ずるメモリ１２ｃと、肖該印字データに基づ
いて、前記ＬＥＤへッド１１の有するＬＥＤを駆動する
ための信号を出力する印字用回路１２ｂと、前記温度検
出回路１３ｂの出力に基づいて前記ＬＥＤへッド１１の
全ＬＥＤを一様に発光駆動させるための信号を出力する
温度上昇用回路１２ｄと、当該印字用回路１２ｂ及び前
記温度上昇用回路１２ｄの出力を切り換える信号切換え
器１２ａとを有する。

次に本装置の動作を説明する。

ＬＥＤプリンタ装置の電源投入時の当該プリンタ装置の
動作を第３図に基づいて説明する。

前記サーミスタ１３．ａは前記ＬＥＤへッド１１の温度
を検出し、前記温度検出回路１３ｂを介して前記プリン
タ・コン１〜ローラ１２ｅ及び前記温度上昇用回路１２
ｄに当該温度を表す信号を送出する。

ＬＥＤプリンタ装置は種々の環境で利用されるため、電
源投入時の初期状態での温度も種々である。

第３図に示すように、ＬＥＤへッド１１の温度が低い場
合には、前記温度上昇用回路１２ｄは前記ＬＥＤへッド
１１を発光駆動させるためのデータを出力し始めるとと
もに、前記プリンタ・コントローラ１２ｅはプリンタ電
源投入直後は非印字期間中であること及び前記ＬＥＤへ
ッド１１の温度が低いことにより、前記信号切換え器１
２ａに対して切換え信号を送出し、通常の印字用回路１
２ｂではなく、温度上昇用回路１２ｄを選択ずるように
する。

温度上昇用回路１２ｄの動作は全ＬＥＤをＯＮにすると
ともに、発光デューティを１００％の連続点灯にしてＬ
Ｅ．Ｄヘッド１１の温度を急速に上昇させる。

ＬＥＤヘッド１１の温度が上昇して規定の温度に近づく
と、前記温度上昇用回路１２ｄは第３図に示すように前
記温度検出回路１３ｂからの信号に基づいて当該発光時
間を間欠にして、前記ＬＥＤへッド１１の温度を規定の
温度、すなわち４５°Ｃ〜５０°Ｃの範囲に保つ。

ここで、温度をこのような範囲に設定したのは、以下の
理由による。

一般に、装置の外部環境と装置内部の温度とは約１０°
Ｃの温度差があり、装置外部環境の最大値を３５°Ｃと
すると、ＬＥＤへッド１１の規定温度は４５°Ｃ乃至５
０°Ｃとすることが望ましいからである。

第４図に当該実施例に係るＬＥＤへッド１１の温度変化
をより詳しく示すように、ＬＥＤへッド１１がこの温度
より低い場合は前述の温度上昇用回路１２ｄによりＬＥ
Ｄへッド１１の温度をこの温度に保つことになる。

こうして、当該ＬＥＤプリンタ装置の前記定着器６７が
所定の温度にまで暖められる（ウ才一ム・アップ）まで
待ち、暖められた場合に初めて通常の印字動作が可能に
なる。

尚、発光時間を間欠にする代りに発光のデューティを１
００％から低下させることで規定温度に安定化させるこ
とでも可能である。

通常の印字時については第５図に基づいて説明する。

記録用紙の供給がされて印字が可能になり、上位装置か
ら印字命令が送出された場合には、前記プリンタ・コン
トローラ１２ｅは印字を許容する印字信号（第５図（ｄ
））を前記印字用回路１２ｂに送出するとともに、非印
字期間中に前記温度上昇用回路１２ｄの出力が選択され
ていた前記信号切換え器１２ａに対して、印字用回路１
２ｂの出力を前記ＬＥＤヘッド１１の各ＬＥＤと接続す
べく切換え信号を送出する（第５図（ｅ））。

第５図（ｂ）及び（Ｃ）に示すように、温度上昇用回路
１２ｄは前記温度検出回路１３ｂからの信号により前記
ＬＥＤへッド１１の温度が所定値以下の場合に当該ＬＥ
Ｄへッド１１の各ＬＥＤを発光させるための信号を出力
するものであるが、印字を許容する印字信号゛１′′　
（第５図（ｄ））が出力されている場合には、前記信号
切換え器１２ａに対して前記プリンタ・コントローラ１
２ｅから前記温度上昇用回路１２ｄを選択すべき切換え
信号（第５図（ｅ））が出力されていないため、結果と
して前記ＬＥＤヘッド１１の各ＬＥＤには当該データは
送出ざれることばなく、印字が続行される。

一方、プリンタ・コントローラ１２ｅから切換え信号（
同（ｅ））があったとしても、前記温度検出器１３ｂが
ＬＥＤヘッド１１の温度が一定値よりも高く当該ＬＥＤ
へッド１１の温度を上昇させる必要がない場合（同（＋
））　）には、前記温度上昇回路１２ｄからは温度上昇
用データは出力されることはない。

すなわち、前記ＬＥＤヘツ１く１１の各ＬＥＤに前記温
度上昇用回路１２ｄの出力結果が送出されて温度が上昇
する場合とは、前記温度検出回路１３ｂの出力が前記Ｌ
ＥＤへッド１１の温度が所定値よりも低い場合であって
、前記プリンタ・コン１−ローラ１２ｅから非印字期間
中を表す切換え信号が出力されている場合（同（ｆ））
に限られることになる。

本実施例はこのようにして、前記ＬＥＤへッド１１の各
素子の温度の安定化を図ることにある。

尚、外部環境が高く、かつＬＥＤヘツ１く１１の温度が
高くなりすぎた場合には、前記温度検出回路１３ｂを介
して前記プリンタ・コントローラ１２ｅに当該温度を通
知させ、当該プリンタ・コントローラは前記ＬＥＤへッ
ド１１冷却用のファンを駆動させて強制冷却を行うこと
で、温度の安定化を行うことができる。

こうして、駆動された前記ＬＥＤへッド１１（６１）に
より前記感光体６６に潜像を作り、前述した現像器６２
により現像して記録用紙上に当該号を転写し、前記定着
器６７により像を定着させて印字が終了することになる
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は印字許容時にあっては通
常の印字を行うが、非印字期間中にあっては、前記プリ
ンタ・ヘッドの全発光素子な一様に発光駆動させて一律
に温度を上昇させるようにしているため、各発光素子間
の発光時間の差に基づく、温度のばらつきを解消して各
発光乗子の温度依存性による印字時の濃度のばらつきを
除去して信頼性のある光プリンタ装置を簡単な構造で提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は発明の原理ブロック図、第２図は実施例に係る
ブロック図、第３図は実施例に係る電源投入時のシーケ
ンスを示す図、第４図は実施例に係るＬＥＤの温度変化
を示す図、第５図は実施例に係る光プリンタ装置の動作
を示す図、第６図は実施例及び従来例に係る光プリンタ
装置を示す図及び第７図は従来例に係るブロック図であ
る。 １（１１）・・・プリンタ・ヘッド（ＬＥＤヘッド）２
，１２・・・印字及び温度上昇用駆動回路３（１３ａ，
１３ｂ）・・・温度検出部（サーミスタ１３ａ、温度検
出回路１３ｂ）発ｅ昌　の　盾、ｔ１　　つ゛　Ｏ・ン
フ　口第１図 貧流滑 １くイｆｒ．る盗』叡投ム峙のシーケンス吃示づＡ田ネ
ミ）蜂．Ａタ′１ｌく雁２，ＬＥＤ　　ら　９裏４Ａ翫
変ス乙乏ネでｒａ第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の発光素子を配列したプリンタ・ヘッド（１）を備
   え、印字データに基づいて該当する発光素子を駆動させ
   ることで記録を行なう光プリンタ装置において、 前記プリンタ・ヘッド（１）の温度を検出する温度検出
   部（３）と、 非印字期間中に前記検出部（３）が検出した温度に基づ
   いて前記プリンタ・ヘッド（１）を一様に所定時間駆動
   させる印字及び温度上昇用駆動部（２）とを設けたこと
   を特徴とする光プリンタ装置。