JP2945434B2 - LED printer - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術(第8〜10図) 発明が解決しようとする課題(第8〜10図) 課題を解決するための手段(第1図) 実施例(第2〜7図) 発明の効果 〔概要〕 複数の記録ユニットを持ち、各記録ユニット毎に、LE
D素子を配列したLED素子群からなるLEDアレイを有するL
EDプリンタに関して、 LEDアレイを用いた電子写真方式のカラープリンタに
おいて、各色毎に設けられた記録ユニットが有するLED
アレイの温度を互いに均一にさせることで、各色毎のLE
Dアレイの熱膨張に伴う長さの違いにより生じる各色間
の記録画素の位置ずれを防ぐことを目的として、 LEDアレイに設けてLEDアレイを加熱させる加熱手段
と、LEDアレイに設けた温度センサと、温度センサから
の信号に基づいて温度を検出する温度検出手段と、前記
温度検出手段により検出された各LEDアレイの温度の内
から、最大の温度を検出する最大温度検出手段と、前記
温度検出手段により検出された温度と前記最大温度検出
手段により検出された最大温度とを比較する温度比較手
段と、前記各記録ユニットにおけるLEDアレイの温度を
前記最大温度検出手段により検出された最大温度に保つ
ために、比較された温度差に基づきLEDアレイに設けら
れた加熱手段に加える加熱量を制御する加熱制御手段と
を備えた構成である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Table of Contents] Overview Industrial application field Conventional technology (Figs. 8 to 10) Problems to be solved by the invention (Figs. 8 to 10) Means for solving the problems (1) FIG.) Embodiment (FIGS. 2 to 7) Effects of the Invention [Overview] A plurality of recording units are provided, and each recording unit has an LE.
L having an LED array consisting of LED elements arranged with D elements
Regarding ED printers, in an electrophotographic color printer using an LED array, the LED included in the recording unit provided for each color
By making the array temperatures uniform, the LE for each color
A heating means provided in the LED array to heat the LED array, and a temperature sensor provided in the LED array, for the purpose of preventing the displacement of the recording pixels between the colors caused by the difference in length due to the thermal expansion of the D array. Temperature detection means for detecting a temperature based on a signal from a temperature sensor, maximum temperature detection means for detecting a maximum temperature among the temperatures of the respective LED arrays detected by the temperature detection means, and the temperature detection Temperature comparing means for comparing the temperature detected by the means with the maximum temperature detected by the maximum temperature detecting means, and keeping the temperature of the LED array in each recording unit at the maximum temperature detected by the maximum temperature detecting means. Therefore, a heating control means for controlling the amount of heating applied to the heating means provided in the LED array based on the compared temperature difference is provided.
電子写真方式によるプリンタはレーザプリンタ、LED
プリンタ、液晶プリンタと各種のものが開発されてい
る。これらのプリンタは、高速、高解像、高画質の特徴
を持ち、今後も大きく発展すると予想される。Laser printers and LEDs for electrophotographic printers
Various types of printers and liquid crystal printers have been developed. These printers have features of high speed, high resolution, and high image quality, and are expected to greatly develop in the future.
本発明は上記プリンタの内、LEDプリンタについての
ものである。LEDプリンタは、従来多く用いられている
レーザプリンタと比較して、固体走査であり機械的な
駆動部品を必要としない、光路長を短くすることがで
き装置を小型にできる、半導体技術の進歩により、価
格が安くなる、などの特長を持っている。今後、プリン
タの高機能化が進むとともに、カラープリンタのニーズ
が増大する。特に電子写真方式は高速の記録が可能なた
め、高速のカラープリンタが実現できる。The present invention relates to an LED printer among the above printers. LED printers are solid-state scanning and do not require mechanical driving parts, can reduce the optical path length and can reduce the size of the device, and can be made smaller due to advances in semiconductor technology, compared to laser printers that have been widely used in the past. It has features such as lower prices. In the future, as the functions of printers become more advanced, needs for color printers will increase. In particular, since the electrophotographic method enables high-speed recording, a high-speed color printer can be realized.
第8図に、従来のLEDアレイを用いたカラープリンタ
の構成図を示す。このプリンタ装置は、3原色のイエロ
ー、マゼンダ、シアンとこれにブラックを加えた4色の
記録を行うための4組の記録ユニット870を持つ。それ
ぞれの記録ユニット870は、感光ドラム871と、帯電器87
2と、LED光学系873と、現像器874と、クリーナ875とか
らなる。各カラー記録ユニット870では、当業者には既
知である電子写真方式の記録が行われ、感光ドラム871
上にカラートナーによるカラー画像が形成される。用紙
カセット881の記録紙はピックアップローラ882によりピ
ックアップされ、記録紙搬送系883により各記録ユニッ
ト870の下を搬送される。記録紙が各感光ドラム871の下
に搬送されてきた時、感光ドラム871上のカラートナー
像は、転写器876により、記録紙へ転写される。4色の
転写が行われた記録紙は、定着器884で、熱によりトナ
ーが溶融することで記録紙に定着が行われスタッカ885
へ出力される。この構成のプリンタは、各記録ユニット
870がパイプライン式に並行して記録動作を行うため、
高速の記録が可能となっている。FIG. 8 shows a configuration diagram of a conventional color printer using an LED array. This printer device has four recording units 870 for performing recording of four colors including three primary colors of yellow, magenta, cyan and black. Each recording unit 870 has a photosensitive drum 871 and a charger 87
2, an LED optical system 873, a developing device 874, and a cleaner 875. In each color recording unit 870, electrophotographic recording known to those skilled in the art is performed, and the photosensitive drum 871 is recorded.
A color image with a color toner is formed thereon. The recording paper in the paper cassette 881 is picked up by a pickup roller 882 and conveyed below each recording unit 870 by a recording paper conveyance system 883. When the recording paper is conveyed below each photosensitive drum 871, the color toner image on the photosensitive drum 871 is transferred to the recording paper by the transfer unit 876. The recording paper on which the transfer of the four colors has been performed is fixed on the recording paper by melting the toner by heat in a fixing unit 884, and the stacker 885
Output to In the printer having this configuration, each recording unit
Because the 870 performs the recording operation in parallel in a pipeline manner,
High-speed recording is possible.
なお、本装置に用いているLED光学系のLEDヘッドの構
成図を第9図に示す。LEDアレイ840は、多数のLEDアレ
イチップ846およびドライバIC845が並んだセラミック基
板848からなり、その上に、LEDからの光を結像するセル
フォックレンズ(登録商標)847が一定の間隔を保って
保持されている。第10図に示すように、ドライバIC845
には、シフトレジスタ844、ラッチ843、LEDドライバ842
が内蔵されている。データをシリアルに入力すること
で、信号線を少なくするとともにLEDアレイ840の制御を
簡素化している。セラミック基板848は熱伝導率が大き
いため、多数のLED素子841からなるLEDアレイチップ846
が発生した熱を効率よくセラミック基板848全体に伝
え、LEDアレイチップ846の冷却を行っている。FIG. 9 shows the configuration of the LED head of the LED optical system used in the present apparatus. The LED array 840 is composed of a ceramic substrate 848 on which a number of LED array chips 846 and driver ICs 845 are arranged, on which a Selfoc lens (registered trademark) 847 that forms an image of light from the LEDs is maintained at a constant interval. Is held. As shown in Fig. 10, the driver IC845
Has a shift register 844, latch 843, LED driver 842
Is built-in. By serially inputting data, the number of signal lines is reduced and control of the LED array 840 is simplified. Since the ceramic substrate 848 has a high thermal conductivity, an LED array chip 846 including a large number of LED elements 841 is provided.
The generated heat is efficiently transmitted to the entire ceramic substrate 848 to cool the LED array chip 846.
ところで、従来、記録ユニット870が4組並んだ構成
を採っているため、各LED光学系873に含まれるLEDアレ
イ840の露光ドット(画素)位置が各LED光学系873毎に
異なっていると、色ずれをおこし出力画像が劣化する問
題がある。このため、LEDアレイ840の各ドット位置を精
度良く保つ必要がある。しかし、プリンタ装置の設置環
境の温度変化や、プリンタ装置内部からの発熱による温
度上昇等でLEDアレイ840の温度が変化すると、熱膨張に
よりLEDアレイ840の長さが変わる問題が発生する。By the way, conventionally, since four sets of recording units 870 are arranged, if the exposure dot (pixel) position of the LED array 840 included in each LED optical system 873 is different for each LED optical system 873, There is a problem that an output image is deteriorated due to color shift. For this reason, it is necessary to accurately maintain the position of each dot of the LED array 840. However, if the temperature of the LED array 840 changes due to a change in the temperature of the installation environment of the printer device or a rise in temperature due to heat generated from inside the printer device, a problem occurs in that the length of the LED array 840 changes due to thermal expansion.
LEDアレイ840はセラミック基板848上に多数のLED素子
841が集積された複数のLEDチップが並べられて構成され
ている。通常、セラミック基板848は6.8×10-6/degの線
膨張率を示す。例えば、LEDアレイ840の全長を300mmと
し、温度上昇が30℃あるとすると、セラミック基板848
の長さの変化ΔLは次の式で算出される。LED array 840 has many LED elements on ceramic substrate 848
A plurality of LED chips on which 841 are integrated are arranged side by side. Usually, the ceramic substrate 848 has a linear expansion coefficient of 6.8 × 10 −6 / deg. For example, if the total length of the LED array 840 is 300 mm and the temperature rise is 30 ° C., the ceramic substrate 848
Is calculated by the following equation.
ΔL=300×30×6.8×10-6 =0.0612(mm) ここで、LEDアレイ840の解像度が400dpiであるとする
と、1ビットのピッチは63.5μmであり、約1ドットの
長さの変化が生じることになる。例えば、4色の内の一
色の露光部のLEDアレイ840が、他のLEDアレイ840に比べ
て温度が30℃高いとすると、その色だけ、記録幅が長く
なる。仮に、左端のドットの位置が4色とも一致してい
るとすると、右端のドットの位置は、温度の高いLEDア
レイ840のみ、約60μm右にずれる。各色の記録位置が
ずれると、色ずれが生じたり、文字の判読が困難になる
問題が発生する。LEDアレイ840の長さが長い場合、ま
た、基板に金属等の膨張率の大きい材質を用いた場合に
は、長さの変化が大きくなるためさらに大きい問題とな
る。ΔL = 300 × 30 × 6.8 × 10 -6 = 0.0612 (mm) Here, assuming that the resolution of the LED array 840 is 400 dpi, the pitch of one bit is 63.5 μm, and the change of the length of about one dot is Will happen. For example, if the temperature of the LED array 840 of the exposure unit of one of the four colors is higher than that of the other LED arrays 840 by 30 ° C., the recording width is increased by that color. Assuming that the position of the dot on the left end matches all four colors, the position of the dot on the right end is shifted to the right by about 60 μm only in the LED array 840 having a high temperature. If the recording positions of the respective colors are shifted, there arises a problem that a color shift occurs and characters are difficult to read. When the length of the LED array 840 is long, or when the substrate is made of a material having a high expansion coefficient such as a metal, the change in the length becomes large, which poses a further problem.
そこで、本発明では各LEDアレイの温度を均一にさせ
るために、LEDアレイの温度を検出する温度検出器(た
とえばサーミスタ等)を設け、検出されたLEDアレイの
温度に基づきヒータに加える電力を制御し、LEDアレイ
全体の温度を均一にさせることで、熱膨張に伴うLEDア
レイのドット位置ずれを防ぐことを目的としてなされた
ものである。Therefore, in the present invention, in order to make the temperature of each LED array uniform, a temperature detector (for example, a thermistor or the like) for detecting the temperature of the LED array is provided, and the power applied to the heater is controlled based on the detected temperature of the LED array. In addition, the temperature of the entire LED array is made uniform, thereby preventing the dot displacement of the LED array due to thermal expansion.
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、複数の色成分の画像を重ね合わせてカラー
画像を得るLEDプリンタであって、前記各色成分に対応
した複数の記録ユニットA〜Nを有し、各記録ユニット
は、各記録ユニット毎に独立して設けられたLED素子を
配列した発光素子群からなるLEDアレイ1と、この各LED
アレイ1毎に設けられて対応するLEDアレイ1を加熱さ
せる加熱手段3と、前記各LEDアレイ1毎に設けられた
温度センサ2と、各温度センサ2毎に設けられて対応す
る温度センサ2からの信号に基づき当該LEDアレイ1の
温度を検出する温度検出手段4と、前記各温度検出手段
4により検出された前記各LEDアレイ1の温度の内か
ら、温度の最大値を検出する最大温度検出手段7と、各
温度検出手段4毎に設けられて対応する温度検出手段4
により検出された温度と前記最大温度検出手段7により
検出された温度の最大値とを比較する温度比較手段5
と、各温度比較手段5毎に設けられて、対応する加熱手
段3に加える加熱量を、当該温度比較手段5により比較
されて得られた温度差に基づき、当該LEDアレイ1の温
度を前記最大温度検出手段7により検出された温度の最
大値に保つように制御する加熱制御手段6とを有するも
のである。In order to solve the above technical problems, the present invention relates to an LED printer for obtaining a color image by superimposing images of a plurality of color components, as shown in FIG. Each of the recording units includes an LED array 1 including a light emitting element group in which LED elements arranged independently for each recording unit are provided.
A heating means 3 provided for each array 1 for heating the corresponding LED array 1; a temperature sensor 2 provided for each LED array 1; and a corresponding temperature sensor 2 provided for each temperature sensor 2. Temperature detecting means 4 for detecting the temperature of the LED array 1 based on the signal of the above, and a maximum temperature detecting means for detecting the maximum value of the temperature from the temperatures of the LED arrays 1 detected by the respective temperature detecting means 4. Means 7 and corresponding temperature detecting means 4 provided for each temperature detecting means 4.
Temperature comparing means 5 for comparing the temperature detected by the above with the maximum value of the temperature detected by the maximum temperature detecting means 7
And the amount of heating applied to the corresponding heating means 3 is provided for each temperature comparing means 5 and the temperature of the LED array 1 is set to the maximum based on the temperature difference obtained by comparison by the temperature comparing means 5. Heating control means 6 for controlling the temperature detected by the temperature detecting means 7 to be kept at the maximum value.
本発明に係るLEDプリンタの動作を説明する。第1図
に示すように、温度検出手段4により、LEDアレイ1に
設けられた温度センサ2からの信号に基づきLEDアレイ
1の温度を検出する。続いて、最大温度検出手段7にお
いて、前記で検出された各LEDアレイ1の温度の内から
最大の温度を検出する。次に、温度比較手段5において
当該検出された最大温度と温度検出手段4で検出された
温度とを比較する。当該比較された温度差に基づき、加
熱制御手段6において、LEDアレイ1に設けられた加熱
手段3に供給する加熱量を制御する。ここで、制御を安
定させるため各LEDアレイ1の温度を最大温度検出手段
7で検出された最大温度から1〜2℃低い温度に保ち、
LEDアレイ1の熱膨張に伴う各LEDアレイ1の長さを均一
に保つようにする。The operation of the LED printer according to the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the temperature of the LED array 1 is detected by a temperature detecting means 4 based on a signal from a temperature sensor 2 provided in the LED array 1. Subsequently, the maximum temperature detecting means 7 detects the maximum temperature from the temperatures of the LED arrays 1 detected as described above. Next, the temperature comparison unit 5 compares the detected maximum temperature with the temperature detected by the temperature detection unit 4. Based on the compared temperature difference, the heating control unit 6 controls the amount of heating supplied to the heating unit 3 provided in the LED array 1. Here, in order to stabilize the control, the temperature of each LED array 1 is kept at a temperature lower by 1 to 2 ° C. than the maximum temperature detected by the maximum temperature detecting means 7,
The length of each LED array 1 accompanying the thermal expansion of the LED array 1 is kept uniform.
続いて、本発明に係る実施例について説明する。第2
図に4組の記録ユニット(1)〜(4)を搭載した場合
の実施例に係る構成図を示す。Next, examples according to the present invention will be described. Second
FIG. 1 shows a configuration diagram according to an embodiment in which four recording units (1) to (4) are mounted.
LEDアレイ1としてのLEDアレイ部31は多数の発光素子
が集積されたLEDチップを複数並べたLEDアレイとLEDア
レイを搭載したセラミック基板とで構成され、当該セラ
ミック基板の温度を検出するため、温度センサ2として
のサーミスタ32がセラミック基板に取り付けられてい
る。温度検出手段4としての温度検出回路34では、サー
ミスタ32が温度に従って抵抗値が変化することを利用し
て温度を検出する。つまり、サーミスタ32に安定化した
電源(+5V)から電圧を加えておくと、温度に従って抵
抗値が変化するため、温度に対応する電圧を検出する検
出抵抗34aとサーミスタ32の分圧比が変化し、検出抵抗3
4aにかかる電圧が変化するので当該電圧の変化に応じた
差動増幅器34bの出力が変化し、増幅回路34cから変化し
た温度に対応する電圧が得られる。温度比較手段5とし
ての温度比較回路35では、前記の検出抵抗34aにかかる
電圧を増幅回路34cにより増幅して、基準温度に対応し
た基準電圧を発生する基準電圧発生器50からの電圧と比
較することで、セラミック基板の温度が基準温度と比べ
てどの程度低いかを判断する。The LED array unit 31 as the LED array 1 includes an LED array in which a plurality of LED chips on which a large number of light emitting elements are integrated and a ceramic substrate on which the LED array is mounted. A thermistor 32 as the sensor 2 is mounted on a ceramic substrate. In the temperature detection circuit 34 as the temperature detection means 4, the temperature is detected by utilizing that the resistance value of the thermistor 32 changes according to the temperature. In other words, if a voltage is applied from the stabilized power supply (+ 5V) to the thermistor 32, the resistance value changes in accordance with the temperature. Therefore, the voltage dividing ratio between the detection resistor 34a that detects the voltage corresponding to the temperature and the thermistor 32 changes. Detection resistor 3
Since the voltage applied to 4a changes, the output of the differential amplifier 34b changes according to the change in the voltage, and a voltage corresponding to the changed temperature is obtained from the amplifier circuit 34c. In the temperature comparison circuit 35 as the temperature comparison means 5, the voltage applied to the detection resistor 34a is amplified by the amplification circuit 34c and compared with the voltage from the reference voltage generator 50 that generates the reference voltage corresponding to the reference temperature. Thus, it is determined how much the temperature of the ceramic substrate is lower than the reference temperature.
PWM(Pulse Width Modulation)回路36aでは、温度比
較回路35で比較された基準電圧との差から、ヒータに加
える電流のデューティを変え、電圧の差に応じたパルス
巾の信号を得る(第4図参照)。すなわち、方形波発振
器51により出力されるパルスの幅を温度比較回路35の出
力により変化させる。当該電圧に応じたパルス巾の信号
は加熱手段3としてのヒータ33に加える電力に対応ずけ
られる。次に、ヒータドライブ回路36bでは、当該PWM回
路36aのパルス巾の信号に応じた電力をヒータ33に供給
する。ここで、PWM回路36aと、ヒータドライブ回路36b
とは加熱制御手段6に該当する。In the PWM (Pulse Width Modulation) circuit 36a, the duty of the current applied to the heater is changed based on the difference from the reference voltage compared by the temperature comparison circuit 35, and a signal having a pulse width corresponding to the voltage difference is obtained (FIG. 4). reference). That is, the width of the pulse output from the square wave oscillator 51 is changed by the output of the temperature comparison circuit 35. The signal of the pulse width corresponding to the voltage corresponds to the power applied to the heater 33 as the heating means 3. Next, in the heater drive circuit 36b, electric power corresponding to the pulse width signal of the PWM circuit 36a is supplied to the heater 33. Here, the PWM circuit 36a and the heater drive circuit 36b
Corresponds to the heating control means 6.
今、セラミック基板の温度が基準温度に近い温度であ
れば、セラミック基板に取り付けたヒータ33に加える電
力を少なくするよう制御する。セラミック基板の温度が
基準温度に比較してずっと低い場合は、ヒータ33に加え
る電力を多くするよう制御する。この制御を行うこと
で、セラミック基板の温度が基準温度になるようにす
る。基準温度はLEDアレイ部31の通常の使用時の温度よ
り少し高めに設定しておくことで、各LEDアレイ部31を
基準温度に保つことができる。Now, if the temperature of the ceramic substrate is close to the reference temperature, control is performed to reduce the power applied to the heater 33 attached to the ceramic substrate. If the temperature of the ceramic substrate is much lower than the reference temperature, control is performed to increase the electric power applied to the heater 33. By performing this control, the temperature of the ceramic substrate is set to the reference temperature. By setting the reference temperature slightly higher than the temperature during normal use of the LED array section 31, each LED array section 31 can be maintained at the reference temperature.
この結果、本実施例によれば、各記録ユニット(1)
〜(4)の各LEDアレイ部31の温度は互いに均一に保た
れ、各記録ユニットのLEDアレイ部31の熱膨張に伴なう
長さが同一になる。従って、各記録ユニット(1)〜
(4)間における互いの記録ドットの相対的位置ずれが
なくなり色ずれのない記録が行える。As a result, according to the present embodiment, each recording unit (1)
The temperatures of the LED array units 31 to (4) are kept uniform, and the lengths of the LED array units 31 of the recording units accompanying the thermal expansion are the same. Therefore, each of the recording units (1) to
(4) There is no relative displacement of the recording dots between the recording dots, and recording without color displacement can be performed.
また、本実施例によると、出力画像のドット位置精度
が高くでき、CAD図面の出力等高精度を要求される用途
に用いることもできる。Further, according to the present embodiment, the dot position accuracy of the output image can be increased, and it can be used for applications requiring high accuracy such as the output of CAD drawings.
続いて第二の実施例につき説明する。ところで、今回
の構成のカラープリンタの場合、それぞれのLEDアレイ
部31をある定まった温度にする必要は必ずしもない。4
組のLEDアレイ部31が同じ長さであれば、一の画像にお
ける色づれは生じない。そのためには、4組のLEDアレ
イ部31の温度が同一であれば良い。また、LEDアレイ部
分の発熱は少ない方が消費電力が少なくてすみ、装置全
体としても発熱は少4ない方が望ましい。そこで、でき
るだけ低い温度で4組のLEDアレイ部31の温度を均一に
させる方法、つまり4組のLEDアレイ部31の内で最も温
度の高いLEDアレイ部31に他のLEDアレイ部31の温度を合
わせる方法を実現した。Next, a second embodiment will be described. By the way, in the case of the color printer of the present configuration, it is not always necessary to set each LED array section 31 to a certain temperature. 4
If the set of LED array units 31 have the same length, no color shift occurs in one image. For that purpose, it is sufficient that the temperatures of the four sets of LED array units 31 are the same. Further, it is preferable that the heat generation of the LED array portion is small, so that the power consumption is small, and that the heat generation of the entire device is small. Therefore, a method of making the temperature of the four LED array units 31 uniform at the lowest possible temperature, that is, by setting the temperature of the other LED array unit 31 to the LED array unit 31 having the highest temperature among the four LED array units 31 A method of matching was realized.
第4図に4組の記録ユニット(1)〜(4)を搭載し
た場合の実施例に係る構成図を示す。FIG. 4 is a configuration diagram according to an embodiment in which four recording units (1) to (4) are mounted.
当該構成において、LEDアレイ部31と、サーミスタ32
と、ヒータ33と、温度検出回路34と、温度比較回路35
と、PWM回路36aと、ヒータドライバ回路36bとは前記第
一の実施例と同様であるので説明を省略する。ここで
は、さらに各温度検出回路34で検出した温度の内から最
大の温度を選び出す最大温度検出回路37を設けた。In this configuration, the LED array unit 31 and the thermistor 32
, A heater 33, a temperature detection circuit 34, and a temperature comparison circuit 35
, The PWM circuit 36a and the heater driver circuit 36b are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. Here, a maximum temperature detection circuit 37 for selecting the maximum temperature from the temperatures detected by each temperature detection circuit 34 is further provided.
続いて動作を説明する。まず温度検出回路34において
サーミスタ32の抵抗値に基づいてLEDアレイ部31の温度
を検出する。続いて最大温度検出手段7としての最大温
度検出回路37において、各温度検出回路34で検出された
温度検出結果を比較しそのうちの最大温度を選ぶ。次
に、その最大温度に他の3組のLEDアレイ部31の温度を
合わせるために、温度比較回路35において当該最大温度
と温度検出回路34で検出された温度との差を求める。続
いて、当該温度差に基づいて、前記で説明したPWM回路3
6aとヒータドライブ回路36bとにより、他の3組のLEDア
レイ部31のヒータ33に加える電力を制御する。なお、制
御を安定させるため、最大温度を示すLEDアレイ部31よ
り、1〜2℃低い温度を保つよう他のLEDアレイ部31の
温度を制御する。1〜2℃ならば、各LEDアレイ部31の
長さの違いは微少であり無視できる。Next, the operation will be described. First, the temperature detection circuit 34 detects the temperature of the LED array unit 31 based on the resistance value of the thermistor 32. Subsequently, the maximum temperature detecting circuit 37 as the maximum temperature detecting means 7 compares the temperature detection results detected by each temperature detecting circuit 34 and selects the maximum temperature among them. Next, in order to match the temperatures of the other three sets of LED arrays 31 to the maximum temperature, a difference between the maximum temperature and the temperature detected by the temperature detection circuit 34 is obtained in the temperature comparison circuit 35. Subsequently, based on the temperature difference, the PWM circuit 3 described above is used.
The power applied to the heaters 33 of the other three sets of LED arrays 31 is controlled by the heater drive circuit 36b and the heater drive circuit 36b. In order to stabilize the control, the temperatures of the other LED array units 31 are controlled so as to keep the temperature lower by 1 to 2 ° C. than the LED array unit 31 indicating the maximum temperature. If the temperature is 1 to 2 ° C., the difference in length between the LED array units 31 is very small and can be ignored.
第5図に実施例に係る動作説明図を示す。なお、第5
図は説明を容易にするため、2組のLEDアレイ部31を用
いた場合を示した。FIG. 5 is an operation explanatory diagram according to the embodiment. The fifth
The figure shows a case where two sets of LED array units 31 are used for ease of explanation.
LEDアレイ部31の温度は、周囲温度、自己発熱等によ
り変化するが、4組のLEDアレイ部31の内、最大の温度
を示すLEDアレイ部31の温度に従って他のLEDアレイ部31
の温度も変化する。ある基準温度に保つ方式に比べる
と、各LEDアレイ部31の内の最大温度に保つ方式は、4
組のLEDアレイ部31の内1組はヒータに加える電力が零
ですむとともに、通常他の3組との温度差が比較的小さ
いため、ヒータに加える電力が小さくてすむ。The temperature of the LED array unit 31 varies depending on the ambient temperature, self-heating, etc., but among the four LED array units 31, the other LED array units 31 according to the temperature of the LED array unit 31 indicating the maximum temperature.
Temperature also changes. Compared to the method of maintaining a certain reference temperature, the method of maintaining the maximum temperature in each LED array unit 31 is 4
In one set of the LED array units 31, the power applied to the heater is zero, and since the temperature difference from the other three sets is relatively small, the power applied to the heater is small.
本実施例によれば、周囲温度が変化しても、各記録ユ
ニットが有するLEDアレイ部31の長さが全て均一に保た
れるため、記録ドットの相対的位置ずれがない記録が行
える。又、各LEDアレイの長さを均一に保つための電力
消費も少なくてすむ。According to the present embodiment, even if the ambient temperature changes, the lengths of the LED array units 31 included in the respective recording units are all kept uniform, so that recording can be performed without relative displacement of the recording dots. Further, power consumption for keeping the length of each LED array uniform can be reduced.
以下に第二の実施例の別態様について説明する。 Hereinafter, another embodiment of the second embodiment will be described.
第7図は第二の実施例の別態様を示す構成図であり、
第7図はLEDアレイの制御シーケンスを示すフローチャ
ートである、第6図の構成として、処理部61と、ROM62
と、RAM63と、A/D変換器64と、D/A変換器65と、4組のL
EDアレイ31(夫々、LED1,LED2,LED3,LED4とする)を有
する。FIG. 7 is a block diagram showing another embodiment of the second embodiment,
FIG. 7 is a flowchart showing a control sequence of the LED array. As the configuration of FIG.
, RAM 63, A / D converter 64, D / A converter 65, and four sets of L
It has an ED array 31 (LED1, LED2, LED3, and LED4, respectively).
以下、第7図を用いてその動作を説明する。 The operation will be described below with reference to FIG.
まず、各LEDアレイ31の温度は夫々のサーミスタ32で
電圧に変換される。この電圧はA/D変換器64に入力され
る。処理部61はCPUを有し、RAM63に格納された制御プロ
グラムに従って動作する。まず、A/D変換器でディジタ
ル信号に変えられた各LEDアレイ31の温度値(T1〜T4)
を読み込む(ステップ〜)。次に、処理部61は、そ
れらを比較して、最大の温度値(TM)を求める(ステッ
プ)。次に、処理部61は最大の温度を示すLEDアレイ3
1のヒータ33に加える電力を減らすか0にして、温度が
それ以上増加しないようにする。残り3組のLEDアレイ3
1については、LEDアレイ31の温度が最大の温度を示すLE
Dアレイ31の温度の1℃〜2℃以内に入るように、それ
ぞれのLEDアレイ31の温度値と最大の温度を示すLEDアレ
イ31の温度の差に従って、D/A変換器65にデータを与え
る。First, the temperature of each LED array 31 is converted into a voltage by each thermistor 32. This voltage is input to the A / D converter 64. The processing unit 61 has a CPU and operates according to a control program stored in the RAM 63. First, the temperature value (T 1 to T 4 ) of each LED array 31 converted into a digital signal by the A / D converter
Is read (step ~). Next, the processing unit 61 compares them to determine the maximum temperature value (T M ) (step). Next, the processing unit 61 sets the LED array 3 indicating the maximum temperature.
The power applied to the heater 33 is reduced or set to zero so that the temperature does not increase any more. The remaining 3 sets of LED array 3
For 1, the LE of the LED array 31 indicates the maximum temperature.
Data is supplied to the D / A converter 65 according to the difference between the temperature value of each LED array 31 and the temperature of the LED array 31 indicating the maximum temperature so that the temperature falls within 1 ° C. to 2 ° C. of the temperature of the D array 31. .
すなわち、処理部61は各LEDアレイ31の温度値T1〜T4
と最大値TMとの差を求める(ステップ〜)。そし
て、処理部61は各LEDアレイ31毎の温度差データに基づ
きROM62に格納されている温度差−ヒータ電力テーブル
を参照し、各LEDアレイ31に与える電力値(P1〜P4)を
求める(ステップ)。続いて、処理部61は求めた電力
値(P1〜P4)を夫々D/A変換器65を通して図示しないヒ
ータドライバ回路(例えば第2図のPWM回路36a,ヒータ
ドライバ回路36bに該当する)に与える(ステップ
)。That is, the processing unit 61 determines the temperature values T 1 to T 4 of each LED array 31.
And the difference between the maximum value T M and the maximum value T M (step ~). Then, the processing unit 61 is the temperature difference is stored in the ROM62 based on the temperature difference data for each LED array 31 - with reference to the heater power table, obtains a power value supplied to the LED array 31 (P 1 ~P 4) (Step). Subsequently, the processing unit 61 passes the obtained power values (P 1 to P 4 ) through the D / A converter 65, respectively, to a heater driver circuit (not shown) (for example, corresponds to the PWM circuit 36a and the heater driver circuit 36b in FIG. 2). (Step).
D/A変換器65では、与えられたデータがアナログ電圧
に変換され、ヒータドライバ回路に加えられる。前述の
実施例で述べたように、ヒータドライバ回路では、加え
られた電圧に依存して、ヒータに加わる電流にパルス幅
変調がかけられる。その結果、ヒータの発熱量が変り、
LEDアレイ31の温度が目標とする温度に近づく。In the D / A converter 65, the given data is converted into an analog voltage and applied to the heater driver circuit. As described in the above embodiment, in the heater driver circuit, the current applied to the heater is subjected to pulse width modulation depending on the applied voltage. As a result, the calorific value of the heater changes,
The temperature of the LED array 31 approaches the target temperature.
なお、最大温度値を示すLEDアレイ31は、ヒータの発
熱による温度上昇がなくなるため、徐々に冷却する。他
のLEDアレイ31の温度もこの温度に従って変化する。た
だし、発光の状態が大きく変わると、最大の温度値を示
すLEDアレイ31が入れ替わる。この場合は、前述した制
御シーケンスに従って新しい温度値の最大値に従って各
LEDアレイ31のヒータが制御されることになる。Note that the LED array 31 indicating the maximum temperature value gradually cools down because the temperature rise due to the heat generated by the heater is eliminated. The temperature of the other LED arrays 31 also changes according to this temperature. However, when the state of light emission changes significantly, the LED array 31 showing the maximum temperature value is switched. In this case, according to the control sequence described above, each of the new temperature values will be
The heater of the LED array 31 is controlled.
なお、処理部61の処理能力に余裕がある場合は、D/A
変換器65とPWM回路の機能を処理部61の内部で処理する
ことも可能である。この場合、D/A変換器65と、PWM回路
が不要になり、回路が簡素になる。If the processing capacity of the processing unit 61 has a margin, the D / A
The functions of the converter 65 and the PWM circuit can be processed inside the processing unit 61. In this case, the D / A converter 65 and the PWM circuit become unnecessary, and the circuit is simplified.
このようにして、4組のLEDアレイ31のうち、最大の
温度を示すLEDアレイ31の温度に従った温度にすべてのL
EDアレイ31の温度が制御される。ある基準温度に保つ方
式に比べると、4組のLEDアレイ31の内、1組はヒータ
に加える電力が0もしくは極めて小さくてすむととも
に、他の3組の温度は前述の実施例に示したものより低
くてよいため、ヒータに加える電力が小さくてすむ。In this way, of all the four LED arrays 31, all LEDs are set to a temperature according to the temperature of the LED array 31 showing the maximum temperature.
The temperature of the ED array 31 is controlled. Compared to the method of maintaining a certain reference temperature, one of the four sets of LED arrays 31 requires 0 or very little electric power to be applied to the heater, and the other three sets have the temperatures shown in the above embodiment. Since it may be lower, less power needs to be applied to the heater.
以上説明したように、本発明では、カラーLEDプリン
タの各色間の記録画素のドット位置精度を保つために、
各記録ユニットが有するLEDアレイの温度を検出する温
度検出手段と、当該検出された最大の温度を検出する最
大温度検出手段と、これらの検出された温度と最大の温
度とを比較する温度比較手段と、検出された温度に基づ
き各LEDアレイに取り付けた加熱手段に加える加熱量を
制御する加熱制御手段とを備えて、各LEDアレイの最大
の温度と各LEDアレイの温度との温度差に基づき加熱制
御手段により加熱手段に供給する加熱量を制御して、各
LEDアレイの温度を最大温度検出手段により検出された
最大の温度に保持することにより、各LEDアレイの温度
を均一にさせ、熱膨張に伴うドット位置の変動を防止す
るから、すべてのLEDアレイ温度をある基準温度に保つ
ようにする従来の方式に比較して、少なくとも1組のLE
Dアレイは加熱手段に加える電力が0もしくは極めて小
さくて済むとともに、他のLEDアレイの温度は電力量の
大きいものから小さいものまで幅が広くなったとしても
平均するとそれらの半分の電力量になるため、少ない電
力供給量で必要な温度を保持することができ、全体とし
ては加熱手段に加える電力が従来のものよりも少なくて
済む。As described above, in the present invention, in order to maintain the dot position accuracy of the recording pixels between the colors of the color LED printer,
Temperature detecting means for detecting the temperature of the LED array of each recording unit, maximum temperature detecting means for detecting the detected maximum temperature, and temperature comparing means for comparing these detected temperatures with the maximum temperature And heating control means for controlling the amount of heating applied to the heating means attached to each LED array based on the detected temperature, based on the temperature difference between the maximum temperature of each LED array and the temperature of each LED array. The amount of heating supplied to the heating means is controlled by the heating control means,
By keeping the temperature of the LED array at the maximum temperature detected by the maximum temperature detecting means, the temperature of each LED array is made uniform and the fluctuation of the dot position due to thermal expansion is prevented. At least one set of LEs
The D array requires 0 or very little power to be applied to the heating means, and the average temperature of other LED arrays is half that of the power from low to high power even if the temperature is wide. Therefore, the required temperature can be maintained with a small amount of power supply, and the power applied to the heating means as a whole can be reduced as compared with the conventional one.
このため、周囲温度が変化した場合にも、各記録ユニ
ットに係るLEDアレイの長さが均一に保たれ、各色の記
録ドットの相対的位置ずれがなくなり色ずれのない良好
なカラー記録が行える。For this reason, even when the ambient temperature changes, the length of the LED array for each recording unit is kept uniform, and the relative positional deviation of the recording dots of each color is eliminated, so that good color recording without color deviation can be performed.
第1図は本発明の原理ブロック図、第2図は第一の実施
例に係る構成図、第3図は実施例に係る動作説明図
(1)、第4図は第二の実施例に係る構成図、第5図は
第二の実施例に係る動作説明図(2)、第6図は第二の
実施例の別態様に係る構成図、第7図はLEDアレイの温
度制御シーケンス、第8図は従来例に係る構成図、第9
図はLEDヘッドの構成図、第10図はLEDアレイチップとそ
のドライバICの構成図である。 1,(31)……LEDアレイ(LEDアレイ部) 2,(32)……温度センサ(サーミスタ) 3,(33)……加熱手段(ヒータ) 4,(34)……温度検出手段(温度検出回路) 5,(35)……温度比較手段(温度比較回路) 6,(36a,36b)……加熱制御手段(PWM回路,ヒータドラ
イブ回路) 7,(37)……最大温度検出手段(最大温度検出回路)FIG. 1 is a block diagram of the principle of the present invention, FIG. 2 is a block diagram according to the first embodiment, FIG. 3 is an explanatory diagram (1) of the operation according to the embodiment, and FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram (2) of the operation according to the second embodiment, FIG. 6 is a configuration diagram according to another embodiment of the second embodiment, FIG. 7 is a temperature control sequence of the LED array, FIG. 8 is a block diagram according to a conventional example, and FIG.
The figure shows the configuration of an LED head, and FIG. 10 shows the configuration of an LED array chip and its driver IC. 1, (31) ... LED array (LED array section) 2, (32) ... temperature sensor (thermistor) 3, (33) ... heating means (heater) 4, (34) ... temperature detection means (temperature Detection circuit) 5, (35): Temperature comparison means (Temperature comparison circuit) 6, (36a, 36b): Heating control means (PWM circuit, heater drive circuit) 7, (37): Maximum temperature detection means ( Maximum temperature detection circuit)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−218864(JP,A) 特開 昭59−202878(JP,A) 特開 昭62−299360(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/447 B41J 2/45 - 2/46 G03G 15/01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-218864 (JP, A) JP-A-59-202878 (JP, A) JP-A-62-299360 (JP, A) (58) Investigation Field (Int.Cl. 6 , DB name) B41J 2/447 B41J 2/45-2/46 G03G 15/01
Claims (1)
画像を得るLEDプリンタであって、 前記各色成分に対応した複数の記録ユニット(A〜N)
を有し、 各記録ユニットは、 各記録ユニット毎に独立して設けられたLED素子を配列
した発光素子群からなるLEDアレイ(1)と、 この各LEDアレイ(1)毎に設けられて対応するLEDアレ
イ(1)を加熱させる加熱手段(3)と、 前記各LEDアレイ(1)毎に設けられた温度センサ
(2)と、 各温度センサ(2)毎に設けられて対応する温度センサ
(2)からの信号に基づき当該LEDアレイ(1)の温度
を検出する温度検出手段(4)と、 前記各温度検出手段(4)により検出された前記各LED
アレイ(1)の温度の内から、最大の温度を検出する最
大温度検出手段(7)と、 各温度検出手段(4)毎に設けられて対応する温度検出
手段(4)により検出された温度と前記最大温度検出手
段(7)により検出された最大の温度とを比較する温度
比較手段(5)と、 各温度比較手段(5)毎に設けられて、対応する加熱手
段(3)に加える加熱量を、当該温度比較手段(5)に
より比較されて得られた温度差に基づき、当該LEDアレ
イ(1)の温度を前記最大温度検出手段(7)により検
出された最大の温度に保つように制御する加熱制御手段
(6)とを有する ことを特徴とするLEDプリンタ。1. An LED printer for obtaining a color image by superimposing images of a plurality of color components, wherein a plurality of recording units (A to N) corresponding to the respective color components are provided.
Each of the recording units corresponds to an LED array (1) comprising a light emitting element group in which LED elements provided independently for each recording unit are arranged, and is provided for each of the LED arrays (1). Heating means (3) for heating the LED array (1) to be heated; temperature sensors (2) provided for each of the LED arrays (1); and corresponding temperature sensors provided for each of the temperature sensors (2) Temperature detecting means (4) for detecting the temperature of the LED array (1) based on the signal from (2), and the LEDs detected by the temperature detecting means (4)
Maximum temperature detecting means (7) for detecting the maximum temperature from among the temperatures of the array (1), and the temperature detected by the corresponding temperature detecting means (4) provided for each temperature detecting means (4) Temperature comparing means (5) for comparing the temperature with the maximum temperature detected by the maximum temperature detecting means (7); provided for each temperature comparing means (5), and added to the corresponding heating means (3). Based on the temperature difference obtained by comparing the heating amount by the temperature comparing means (5), the temperature of the LED array (1) is maintained at the maximum temperature detected by the maximum temperature detecting means (7). An LED printer comprising: a heating control means (6) for controlling the temperature of the LED printer.
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