JP3692610B2 - カラー電子写真記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各色別の画像形成ユニットを使用し、電子写真方式を使用してカラー印刷を行うカラー電子写真記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＬＥＤアレイヘッドを光書込み手段に用い、各色別の画像形成ユニットを使用するカラー電子写真記録装置が採用されている。このようなカラー電子写真記録装置は、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）のトナーを使用する画像形成ユニットを配置し、各画像形成ユニットにおいて帯電、露光、現像、転写処理を行い、記録紙に画像形成を行う。
【０００３】
図１５は上述の各画像形成ユニットに配設された光書込記録ヘッドの断面図である。光書込記録ヘッド８１はＬＥＤアレイ基板８２上に複数個のＬＥＤアレイチップ８３を配設して構成され、隣接部にＬＥＤドライブ用のドライブＩＣ８４ａ、８４ｂが配設されている。それぞれのＬＥＤ発光部（ＬＥＤアレイチップ８３）はドライブＩＣ８４ａ、８４ｂからボンディングワイヤ８５ａ、８５ｂを介して駆動信号が送られ、この駆動信号に従って発光する。尚、同図の８６は上述のＬＥＤ発光部の発光を不図示の感光体に結像するセルフォックレンズであり、レンズ支持部８７によって支持されている。
【０００４】
一方、上記ＬＥＤ発光部は、各素子当たり数ｍＡ〜数十ｍＡの電流を流し発光するが、その際のエネルギーの大半は熱に変換される。したがって、ＬＥＤ発光部の温度は点灯することによって上昇する。この温度変化は印字画像に影響を与える。つまり、ＬＥＤ発光部の温度上昇によって発光出力が低下し、画像濃度が低下し印字品質が低下する。
【０００５】
図１６にＬＥＤ素子の各温度での発光出力データを示す。同図に示すように、温度上昇に伴って発光出力が低下し、例えば２０℃の温度変化によって発光出力は１割以上低下する。このことは、反転現像によるネガ書き込み方式の場合には、線画像が徐々に細くなるような現象を引き起こす。また、ポジ書き込み方式においてはプリント初期時にはなかったカブリが生じる。
【０００６】
このため、従来のカラー電子写真記録装置では、ＬＥＤアレイ基板８２にフィン８８を設け、さらにフィン８８の端部に冷却ファンを配設している。図１７はＬＥＤアレイヘッド８１の斜視図であり、ＬＥＤアレイ基板８２にはフィン８８取り付けられ、フィン８８の一方の端部には冷却用ファン８９が配設されている。フィン８８は断面「コ」の字型の放熱性のよい、例えば金属板であり、ＬＥＤアレイ基板８２から発する熱を放出する。また、冷却用ファン８９はフィン８８から発する熱を排除する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のカラー電子写真記録装置では以下の問題が発生する。
（イ）先ず、ＬＥＤ発光部の温度変化の相違が問題となる。この理由は、各画像形成ユニットの発熱源からの距離の相違である。すなわち、例えば熱定着器から各画像形成ユニットまでの距離の相違により、大きな熱量を発する熱定着器に近い画像形成ユニットは高い温度の影響を受け、熱定着器から遠い画像形成ユニットでは温度の影響は少ない。
【０００８】
図１８はこのことを説明する図であり、同図において横軸はプリンタ装置の主電源が入る以前から、時間Ｔ１で主電源が入り、スタンバイの状態から時間Ｔ２のプリント時、及び時間Ｔ３のプリント終了時までの時間の経過を示している。また、縦軸は時間経過の各色ＬＥＤアレイヘッドの温度を示している。この特性から時間Ｔ２〜Ｔ３のプリント処理中、ＬＥＤアレイの温度は、時間の経過と共に変化し、また色によって温度変化が異なる。同図に示すように、例えば熱定着器に最も近いブラック（ＢＫ）のＬＥＤアレイヘッドの温度変化（ＴＢＫ）は最も大きく、次いでシアン（Ｃ）のＬＥＤアレイヘッドの温度変化（ＴＣ）が大きく、次にマゼンダ（Ｍ）のＬＥＤアレイヘッドの温度変化（ＴＭ）、イエロー（Ｙ）のＬＥＤアレイヘッドの温度変化（ＴＹ）の順に温度変化は小さくなる。
【０００９】
このため、ＬＥＤアレイの発光出力は画像形成ユニットの配設位置により異なり、従って画像形成ユニットの配設位置によって各色の画像濃度に違いが発生し、カラー画像の劣化を招く。
（ロ）また、冷却ファンが常時駆動することによる騒音の問題である。すなわち、冷却ファン８９が駆動している場合でも、プリント動作時には現像装置や感光体ドラム等から発生する騒音に比べて騒音レベルが低いことから問題にならないが、上述の装置が停止しているスタンバイ時には、冷却ファン８９が主要な騒音発生源となる。また、スタンバイ時にはプリント動作時に比べて低い騒音レベルが要求されることから、スタンバイ時における冷却ファン８９の発する騒音が問題となる。
【００１０】
本発明の課題は上記従来の実情に鑑み、カラー画像が劣化することなく、騒音の問題も解消できるカラー電子写真記録装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は上記課題を解決するため、装置内部に配設された転写紙上のトナーを転写紙に熱定着するための熱定着装置から異なる距離にそれぞれ配設された色別の複数の画像形成ユニットを有し、該画像形成ユニットに含まれる発光素子により感光体を露光して記録を行うカラー電子写真記録装置において、前記発光素子に供給するストローブ信号の出力時間を各色の画像形成ユニット毎の前記熱定着装置からの距離に応じて個別に設定し、画像形成ユニット毎に温度を識別することなく前記ストローブ信号を最適時間に制御することを特徴とするカラー電子写真記録装置を提供することにより達成できる。
【００１２】
ここで、例えば画像形成ユニットとしてイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の４個のユニットを使用し、上記順序で熱定着装置に近づくとすれば、この配設順序に従って発光素子に供給するストローブ信号の出力時間を設定する。
【００１４】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、装置内部に配設された転写紙上のトナーを転写紙に熱定着するための熱定着装置から異なる距離にそれぞれ配設された色別の複数の画像形成ユニットを有し、該画像形成ユニットに含まれる発光素子により感光体を露光して記録を行うカラー電子写真記録装置において、前記発光素子に供給する駆動電流の大きさを各色の画像形成ユニット毎の前記熱定着装置からの距離に応じて個別に設定し、画像形成ユニット毎に温度を識別することなく前記駆動電流を最適な大きさに制御することを特徴とするカラー電子写真記録装置を提供することにより達成できる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、装置内部に配設された転写紙上のトナーを転写紙に熱定着するための熱定着装置から異なる距離にそれぞれ配設された色別の複数の画像形成ユニットを有し、該画像形成ユニットに含まれる発光素子により感光体を露光し、該感光体上に残留する電荷を現像装置により現像して記録を行うカラー電子写真記録装置において、前記現像装置に供給する現像バイアスの大きさを各色の画像形成ユニット毎の前記熱定着装置からの距離に応じて個別に設定し、画像形成ユニット毎に温度を識別することなく前記現像バイアスを最適な大きさに制御することを特徴とするカラー電子写真記録装置を提供することにより達成できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
＜第１の実施形態例＞
図１は、本発明の第１の実施形態の例を説明するカラー電子写真記録装置１の全体構成図である。尚、本例の説明において使用するカラー電子写真記録装置は、所謂タンデム方式のカラープリンタである。
【００２３】
同図において、カラープリンタ１は、用紙供給／搬送機構２、複数の画像形成ユニット部３、定着器４で構成されている。用紙供給／搬送機構２は、用紙Ｐを積載収納した給紙カセット５と用紙搬送系６で構成されている。また、用紙搬送系６は給紙カセット５から用紙Ｐを搬出するための給紙コロ８、給紙コロ８によって搬出された用紙Ｐを搬送する用紙搬送経路７、用紙位置をトナー像に一致させて給紙するための待機ロール９、搬送ベルト１２を駆動する駆動ロール１０、１１、及び搬送ガイド板１４、搬送ロール１５、１６、排紙ガイド１７、排紙ロール１８で構成されている。
【００２４】
給紙コロ８の回動により、給紙カセット５から搬出される用紙Ｐは用紙搬送経路７を通って待機ロール９まで送られ、後述する感光体ドラムに形成されるトナー像と一致するタイミングで搬送ベルト１２上を搬出される。また、用紙Ｐが搬送ベルト１２上を移動する間、搬送ベルト１２上の用紙Ｐには各画像形成ユニット２１、２２、２３、２４よりトナー像が転写され、用紙Ｐへの転写処理が行われる。その後、定着器４によって熱定着処理が施され、搬送ロール１５、１６によって排紙ガイド１７に送られ、排紙ロール１８により機外に排出される。
【００２５】
また、上述の定着器４は熱ロール４ａと圧接ロール４ｂで構成され、用紙Ｐがこの熱ロール４ａと圧接ロール４ｂ間を挟持搬送される間、用紙Ｐに転写された複数色のトナー像は溶融して用紙Ｐに定着する。
【００２６】
一方、画像形成ユニット部３は、上述のようにイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の４個の画像形成ユニット２１〜２４であり、この順序で配設されている。また、３個の画像形成ユニット２１〜２３は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のトナーを用紙Ｐに転写し、減法混色に基づくカラー印刷を行うユニットであり、ブラック（ＢＫ）の画像形成ユニット２４はモノクロ印刷に使用するユニットである。
【００２７】
各画像形成ユニット２１〜２４は、現像容器に収納された現像剤（の色）を除き、同じ構成であり、感光体ドラムの周面近傍に帯電器、ＬＥＤヘッド、現像器、転写器を順次配置する構成である。ここで、４個の画像形成ユニット２１〜２４を代表し、シアン用の画像形成ユニット２３の例でユニットの構成を説明する。感光体ドラム２５は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成され、感光体ドラム２５の周面近傍には、帯電器２６、ＬＥＤヘッド２７、現像器２８、転写ロール２９が順次配設されている。感光体ドラム２５は矢印方向に回動し、先ず帯電器２６からの電荷付与により、感光体ドラム２５の周面を一様に帯電する。次に、ＬＥＤヘッド２７からの露光により、感光体ドラム２５の周面に静電潜像を形成し、現像器２８による現像処理によりトナー像を形成する。この時、感光体ドラム２５の周面に形成するトナー像は、現像容器２８に収納したシアン（Ｃ）色のトナーによる。このようにして感光体ドラム２５の周面に形成されるトナー像は、感光体ドラム２５の矢印方向の回動に伴って転写ロール２９の位置に達し、転写ロール２９によって搬送ベルト１２上を搬送される用紙Ｐに転写される。
【００２８】
用紙Ｐの上面に転写されたトナー像は、搬送ベルト１２の移動と共に矢印方向に搬送され、上述と同様の構成の他の画像形成ユニット２１、２２によって、用紙Ｐ上に形成されたイエロー（Ｙ）のトナー、マゼンダ（Ｍ）のトナーと共に定着器４によって熱定着され、減法混色に基づくカラー印刷が行われる。例えば、印刷画像が青色であれば、減法混色に基づき画像形成ユニット２２からマゼンタ（Ｍ）のトナーを用紙Ｐに転写した後、画像形成ユニット２３からシアン（Ｃ）のトナーを用紙Ｐに転写し、青色画像を実現する。また、例えば、印刷画像が赤色であれば、画像形成ユニット２１からイエロー（Ｙ）のトナーを用紙Ｐに転写した後、画像形成ユニット２２からマゼンタ（Ｍ）のトナーを用紙Ｐに転写し、赤色画像を実現する。
【００２９】
図２は上述の機構構成のカラープリンタ１の制御回路を示す。カラープリンタ１の制御回路は、インターフェイスコントローラ（以下、Ｉ／Ｆコントローラという）３０と、このＩ／Ｆコントローラ３０に接続するプリンタコントローラ３１で構成され、Ｉ／Ｆコントローラ３０にはホストコンピュータ３２が接続され、プリンタコントローラ３１にはカラープリンタ１内の各機構部が接続する。
【００３０】
Ｉ／Ｆコントローラ３０はホストコンピュータ３２から出力される印字情報に従って、用紙Ｐに１対１で対応するパターンデータを作成する。尚、Ｉ／Ｆコントローラ３０には表示部３３が接続され、各種表示を行う。また、プリンタコントローラ３１は、ＣＰＵ３４、ＲＯＭ３５、ＥＥＰＲＯＭ３６、ＬＥＤヘッド制御部３７、ドライバ３８、バッファ３９、で構成されている。ＣＰＵ３４はＲＯＭ３５に記憶するプログラムに従って印字制御を行い、例えばＩ／Ｆコントローラ３０で作成したパターンデータ（ビデオデータ）をＬＥＤヘッド制御部３７に出力する。また、ＥＥＰＲＯＭ３６には後述するＬＥＤ素子の発光出力に対するＬＥＤヘッド２７の露光時間のデータが記憶されている。
【００３１】
ＬＥＤヘッド制御部３７には上述の画像形成ユニット２１〜２４に配設されたイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）色のトナーを対応する感光体ドラムに転写するためのＬＥＤヘッド２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７ＢＫが接続されている。尚、ここでＬＥＤヘッド２７Ｙはイエロー（Ｙ）の画像形成ユニット２１に配設された印字ヘッドであり、ＬＥＤヘッド２７Ｍはマゼンダ（Ｍ）の画像形成ユニット２２に配設された印字ヘッドであり、ＬＥＤヘッド２７Ｃ、２７ＢＫはそれぞれシアン（Ｃ）色、ブラック（ＢＫ）の画像形成ユニット２３、２４に配設された印字ヘッドである。
【００３２】
一方、ドライバ３８には上述の熱ロール４ａ、高圧電源部４０、直流モータ４１、パルスモータ４２、現像クラッチ４３、ベルト上下用モータ４４、待機クラッチ４５、定着クラッチ４６が接続されている。熱ロール４ａは前述のように熱定着器４内に配設され、ドライバ３８から出力する制御信号に従って所定温度に加熱される。また、高圧電源部４０は前述の帯電器２６や転写ロール２９に所定の高電圧を印加する回路であり、ドライバ３８から出力する制御信号によって駆動する。また、直流モータ４１及びパルスモータ４２は感光体ドラム２５や各種ロールを回動するためのモータであり、ドライバ３８から出力する駆動信号によって駆動する。尚、ベルト上下用モータ４４は後述するモノクロ印刷とカラー印刷の切り換えを行う際駆動させるモータである。
【００３３】
さらに、現像クラッチ４３は現像器２８に設けられた現像ロール２８’に上述の直流モータ４１の回転力を伝達し、待機クラッチ４５は前述の待機ロール９に上述のパルスモータ４２の回転力を伝達し、定着クラッチ４６は前述の定着ロール２９に直流モータ４１の回転力を伝達するクラッチである。また、前述の給紙コロ８に対する駆動信号もこのドライバ３８から出力され、その他各種負荷に対して駆動信号や制御信号を出力する。
【００３４】
一方、ＣＰＵ３４にはバッファ３９を介して各センサ４７が接続されている。この各センサ４７には用紙Ｐの位置検出センサや、ＬＥＤヘッド２７の温度検出センサ等が含まれる。
【００３５】
図３は上記各センサ４７の中で特に温度検出センサの回路構成を説明する図である。温度検出手段としての温度検出センサ５０は、アナログ・デジタル変換回路（以下、ＡＤ変換回路という）５１を通してＣＰＵ３４に接続され、具体的にはサーミスタ（ＴＲ）で構成されている。また、温度検出センサ５０の一端は抵抗Ｒ１を通して電源（Ｖcc）に接続され、他端は接地されている。図４は上述の温度検出センサ５０をＬＥＤヘッド２７に取り付ける状態を示す図であり、温度検出センサ５０はＬＥＤヘッド２７の裏面に取り付けられる。
【００３６】
この温度検出センサは、ＬＥＤヘッド２７に配置される不図示のＬＥＤ素子の発光に基づく温度上昇、及び前述の定着器４の発熱に基づく温度上昇を検出する。また、温度検出センサ５０が検出した温度データはアナログ電圧データとしてＡＤ変換回路５１に出力され、ＡＤ変換回路５１によって対応するデジタル信号に変換され、ＣＰＵ３４に出力される。
【００３７】
尚、ここでＡＤ変換回路５１のＡＤ変換処理を具体的な電圧値を用いて説明する。例えば、電源電圧（ＶCC）５vとし、ＡＤ変換回路５１からＣＰＵ３４への出力を８bit構成とした場合、２５５分割が可能であり、ＡＤ変換回路５１の入力の最小分解能は５v／２５５＝１７９．５mVとなる。今、抵抗Ｒ１の抵抗値を１０ＫΩとした場合、温度検出センサ（サーミスタ）５０の抵抗値は、例えば図５から、２５°Ｃの時、１０ＫΩであり、ＡＤ変換回路５１の入力電圧は２．５vとなり、ＡＤ変換回路５１の出力データは「１２７」となる。また、例えば２６°Ｃの時、９．５９４ＫΩであり、ＡＤ変換回路５１の入力電圧は２．４４８vとなリ、ＡＤ変換回路５１の出力データは「１２５」となる。
【００３８】
つまり、ＡＤ変換回路５１の最小分解能は０．５０°ＣでＣＰＵ３４内に取り込むことができる。尚、図５に示す通リ、温度検出センサ５０の温度特性は厳密には直線式では表すことができない為、温度-抵抗値特性をテーブル化し、ＥＥＰＲＯＭ３６に予め登録しておいてもよい。このようにすれば、温度検出センサ５０の特性が変わった場合、例えばメンテナンス時、ＥＥＰＲＯＭ３６のデータを書き換えることで対応できる。
【００３９】
一方、図６はＬＥＤヘッド２７のドライバ回路を示す。尚、このドライバ回路はＬＥＤヘッド２７の不図示のＬＥＤアレイ基板に配置されている。また、４個の画像形成ユニット２１〜２４の各ＬＥＤヘッド２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７ＢＫ（図１参照）に同じ構成のドライバ回路が配設されている。
【００４０】
このドライバ回路はシフトレジスタ５３、ラッチ回路５４、アンドゲート（ＡＮＤゲート）５５、バッファ５６、ＬＥＤ素子５７で構成されている。また、図７はこのドライバ回路の駆動を説明するタイムチャートである。前述のＬＥＤヘッド制御部３７から出力されるビデオデータ（ＤＡＴＡ）はクロック信号（ＣＬＫ）に同期してシフトレジスタ５３に入力する。そして、シフトレジスタ５３に例えば１ライン分のビデオデータが入力すると、ラッチ信号（ＬＡＴ）の出力に同期してシフトレジスタ５３に入力した１ライン分のビデオデータがパラレルにラッチ回路５４にラッチされる。また、ラッチ回路５４に既にラッチされている１ライン前のビデオデータは、上述のラッチ信号に同期してＡＮＤゲート５５に出力される。ＡＮＤゲート５５にはＬＥＤヘッド制御部３７からストローブ信号（ＳＴＢ）が出力され、このストローブ信号（ＳＴＢ）が出力される間、ラッチ回路５４から供給されたビデオデータに基づくドライブ信号をバッファ５６を介してＬＥＤ素子５７に出力する。したがって、ＬＥＤ素子５７は、ＬＥＤヘッド制御部３７から出力するビデオデータに従って発光し、しかもその発光時間はＡＮＤゲート５５に出力するストローブ信号（ＳＴＢ）の出力時間（Ｓｎ）によって制御できる構成である。
【００４１】
しかも、また、上述のドライブ回路の構成は各ＬＥＤヘッド２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７ＢＫにおいて同じであるから、各ＬＥＤヘッド２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７ＢＫ毎にストローブ信号（ＳＴＢ）の出力時間（Ｓｎ）を可変できる構成である。
【００４２】
次に、本実施形態の処理動作を説明する。
図８は画像形成ユニット２１〜２４に配設されたＬＥＤヘッド２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７ＢＫの温度変化を示す図である。横軸に示す温度Ｔ１より電源をオンし、スタンバイ状態の温度Ｔ２からプリント処理を開始し、温度Ｔ３の時の各ＬＥＤヘッド２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７ＢＫの温度値が各々ＴＹ、ＴＭ，ＴＣ，ＴＢＫになることを示す。この場合、ＬＥＤヘッド２７ＢＫの温度上昇が最も大きく、以下ＬＥＤヘッド２７Ｃ、２７Ｍ、２７Ｙの順に温度上昇が小さくなる。この理由は、図１からも分かるように、熱源である定着器４からの発熱により各ＬＥＤヘッド２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７ＢＫが影響を受けるからである。
【００４３】
本例のカラー電子写真記録装置１を駆動すると、ホストコンピュータ３２から出力された印字データはＩ／Ｆコントローラ３０によってパターンデータに変換され、ＬＥＤヘッド制御部３７を介して各ドライバ回路に出力される。そして、上述のシフトレジスタ５３、ラッチ回路５４、ＡＮＤゲート５５、バッファ５６を介してＬＥＤ素子５７に出力され、各ＬＥＤ素子５７を発光する。このため、各ＬＥＤヘッド２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７ＢＫの温度は上昇し、温度検出センサ５０が各ヘッドの温度を検出し、ＣＰＵ３４に知らせる。尚、この時ＣＰＵ３４に供給される温度データは、上述のように０.５°Ｃの解像度のデジタルデータである。例えば、ブラック（ＢＫ）のＬＥＤヘッド２７ＢＫに配設された温度検出センサ５０からは、検出温度ＴＢＫが出力され、対応するデジタルデータがＣＰＵ３４に供給される。また、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のＬＥＤヘッド２７Ｃ、２７Ｍ、２７Ｙに配設された温度検出センサ５０からも検出温度ＴＣ〜ＴＹが出力され、対応するデジタルデータがＣＰＵ３４に供給される。
【００４４】
ＣＰＵ３４は上述の各温度情報に従って、ストローブ信号（ＳＴＢ）の出力時間を決める。図９はＣＰＵ３４のストローブ信号（ＳＴＢ）出力時間の決定処理を説明する図である。同図の（ａ）は、ＥＥＰＲＯＭ３６に予め登録したデータを曲線で示す図である。この曲線のデータは、感光体ドラム２５の感度（Ｅ）を一定として、ＬＥＤ素子５７の露光量（Ｐ）に対するストローブ信号（ＳＴＢ）の出力時間（Ｓ）の関係を示す図である。また、図９の（ｂ）は、縦軸の温度に対するＬＥＤ素子５７の発光出力（μW/dot）の関係を示す図である。
【００４５】
この両図からＣＰＵ３４はストローブ信号（ＳＴＢ）の出力時間を決定する。以下、具体的に説明する。
先ず、定着器４に最も近いブラック（ＢＫ）のＬＥＤヘッド２７ＢＫの場合、図９の（ｂ）から温度ＴＢＫの時のＬＥＤ素子５７の発光出力がＰBKであることが判る。ＣＰＵ３４は、この発光出力から同図の（ａ）を参照し（実際の処理は、ＣＰＵ３４が上記発光出力ＰBKのデータに基づいてＥＥＰＲＯＭ３６を検索し）、対応するＬＥＤヘッド２７ＢＫへのストローブ信号（ＳＴＢ）の出力時間（ＳBK）を読み取る（読み出す）。この時ＣＰＵ３４が設定するストローブ信号（ＳＴＢ）の出力時間（ＳBK）は他のヘッドに対する出力時間に対して最も長く、少ない発光出力ＰBKを補うために長い露光時間であり、温度上昇による発光出力の低下を露光時間で補完するものである。したがって、ＬＥＤヘッド制御部３７からＬＥＤヘッド２７ＢＫにビデオデータを転送し、対応するＬＥＤ素子５７を発光する際、出力するストローブ信号（ＳＴＢ）の出力時間はＳBKの時間であり、対応するＬＥＤ素子５７の発光出力の低下を充分補うことができる。
【００４６】
一方、定着器４から次に近いシアン（Ｃ）のＬＥＤヘッド２７Ｃの場合、図９の（ｂ）から温度ＴＣの時のＬＥＤ素子の発光出力がＰCであることが判り、この発光出力から同図の（ａ）を参照し、対応するＬＥＤヘッド２７Ｃへのストローブ信号（ＳＴＢ）の出力時間（ＳC）を読み取る。すなわち、この時ＣＰＵ３４が設定するストローブ信号（ＳＴＢ）の出力時間は、上記ブラック（ＢＫ）のヘッドに対する出力時間より短い時間である。この（露光）時間（ＳC）は、比較的少ない発光出力ＰCにより、比較的長い露光を感光体ドラム２５に行うものであり、温度上昇による発光出力の低下を露光時間を長くして補うことができる。したがって、ＬＥＤヘッド制御部３７からＬＥＤヘッド２７Ｃにビデオデータを転送する際、出力するストローブ信号（ＳＴＢ）の出力時間はＳCの時間であり、対応するＬＥＤ素子５７の発光出力の低下を充分補完できる。
【００４７】
以下、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のＬＥＤヘッド２７Ｍ、２７Ｙについても同様に、図９の（ｂ）から温度ＴＭ、及び温度ＴＹの時のＬＥＤ素子の発光出力ＰM,ＰYを読み出し、この発光出力から同図の（ａ）を参照し、対応するストローブ信号（ＳＴＢ）の出力時間（ＳM）、（ＳY）を読み取る。したがってこの時間、ストローブ信号（ＳＴＢ）を出力することで、それぞれのＬＥＤ素子５７の発光出力の低下を露光時間で補うことができる。
【００４８】
以上のように本例によれば、温度変化に伴うＬＥＤ素子５７の発光出力の低下があってもＬＥＤ素子５７の露光時間を可変し、感光体ドラム２５に与える露光量（発光出力と露光時間の積分値）を常に一定に保つことができる。
【００４９】
尚、感光体ドラム２５の感度は事前に、例えばＥＥＰＲＯＭ３６に登録しておくことができる。
また、上述の例では温度検出センサ５０を１個で構成したが、図１０に示すようにＬＥＤ素子５７の配設方向（主走査方向）に対して４個一列に温度検出センサ５０ａ〜５０ｄを配設する構成としてもよい。またこの場合、ドライブ回路は図１１に示すように、１ラインのＬＥＤ素子５７を４分割し、各ＬＥＤ素子５７ａ〜５７ｄに対応する長さのストローブ信号（ＳＴＢ１〜ＳＴＢ４）を出力する構成とする。すなわち、温度検出センサ５０ａ〜５０ｄで検出した温度毎にストローブ信号（ＳＴＢ１〜ＳＴＢ４）を設定し、検出温度に対応した時間、対応するＬＥＤ素子５７ａ〜５７ｄにストローブ信号（ＳＴＢ１〜ＳＴＢ４）を供給する。このように構成することにより、主走査方向に対するＬＥＤ素子５７の配設位置に対応した時間、ＬＥＤ素子５７ａ〜５７ｄを駆動することができ、さらに正確な制御を行うことができる。
＜第２の実施形態例＞
次に、本発明の第２の実施形態の例を説明する。
【００５０】
図１２は本例の要部を説明する回路図である。同図は前述の第１の実施形態例で説明した図６に対応するドライバ回路であり、前述の実施形態例がストローブ信号（ＳＴＢ）の出力時間を可変してＬＥＤ素子の発光出力の低下を補ったのに対し、本例はＬＥＤ素子への供給電流を制御することによりＬＥＤ素子の発光出力の低下を補う構成である。尚、前述の図１及び図２の構成は本例でも同じであり、両図の構成上の説明は省略する。
【００５１】
本例では図１２に示すように、ＬＥＤ素子５７’の駆動電流を制御するため、電流制御回路６０が設けられている。この電流制御回路６０はＬＥＤ素子５７’毎に設けられ、各電流制御回路６０はトランジスタ６１〜６３と抵抗Ｒ２で構成されている。トランジスタ６１と６２はＬＥＤ素子５７’の電流値を設定するトランジスタであり、ＣＰＵ３４からラッチ６４、デジタル・アナログ変換回路（以下ＤＡ変換回路という）６５を介して供給されるベース電圧（ＶB）に従ってＬＥＤ素子５７’の電流制御を行う。また、トランジスタ６３はビデオデータに従ってＬＥＤ素子５７’をオン、オフ制御するトランジスタである。
【００５２】
次に、本例の処理動作を説明する。本例の場合も前述の第１実施形態例と同様、Ｉ／Ｆコントローラ３０でパターンデータに変換されたビデオデータはＬＥＤヘッド制御部３７から各ＬＥＤヘッド２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７ＢＫに出力される。すなわち、ＬＥＤヘッド制御部３７から出力されたビデオデータは、シフトレジスタ５３に入力し、ラッチ回路５４、ＡＮＤゲート５５、インバータ５６’を介してトランジスタ６３に入力し、ビデオデータに従ってトランジスタ６３をオン、オフ駆動する。一方、ＣＰＵ３４はラッチ６４を介してＤＡ変換回路６５に制御信号を出力し、トランジスタ６２に対応するベース電流（ＩB）を供給する。トランジスタ６２は供給されたベース電流（ＩB）に従ったコレクタ電流（Ｉｃ）を流し、ＬＥＤ素子５７’を発光する。したがって、ＣＰＵ３４から出力する制御信号により、ＬＥＤ素子５７’の発光量を制御できる構成である。
【００５３】
そこで、ＣＰＵ３４は前述の各温度情報に従って、ＬＥＤ素子５７’の発光量を制御する。すなわち、前述の実施形態の例で説明した図８に示すように、ＬＥＤヘッド２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７ＢＫを駆動すると温度が上昇し、また定着器４からの距離に従って温度上昇は異なる。このため、図９の（ｂ）に示すようにＬＥＤ素子５７’の発光出力は低下する。このため、本例ではＬＥＤ素子５７’の発光出力の低下をＣＰＵ３４からラッチ６４に出力する制御信号を可変し、発光出力の低下を補完するものである。
【００５４】
例えば、定着器４に最も近いブラック（ＢＫ）のＬＥＤヘッド２７ＢＫの場合、図９の（ｂ）から温度ＴＢＫの時のＬＥＤ素子５７’の発光出力がＰBKであり、ＣＰＵ３４はこの発光出力の低下を補うためラッチ６４に制御信号を出力し、大きなベース電流（ＩB）をトランジスタ６２に供給し、ＬＥＤ素子５７’に大きなコレクタ電流（ＩC）を流す。この制御により、ＬＥＤ素子５７’の発光出力の低下を補うことができる。
【００５５】
また、同様にシアン（Ｃ）のＬＥＤヘッド２７Ｃの場合、図９の（ｂ）から温度ＴＣの時のＬＥＤ素子５７’の発光出力がＰCであることが判り、この発光出力の低下を補うため、比較的大きなベース電流（ＩB）をトランジスタ６２に供給し、ＬＥＤ素子５７’に対応するコレクタ電流（ＩC）を流し、ＬＥＤ素子５７’の発光出力の低下を補う。
【００５６】
さらに、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のＬＥＤヘッド２７Ｍ、２７Ｙについても同様に処理する。
以上のように本例によれば、温度変化に伴うＬＥＤ素子５７’の発光出力の低下をＬＥＤ素子５７の駆動電流の大きさを可変して対応し、感光体ドラム２５に与える露光量を常に一定に保つことができる。
＜第３の実施形態例＞
次に、本発明の第３の実施形態の例を説明する。
【００５７】
前述の２つの実施形態例は、ＬＥＤ素子の発光出力の低下をストローブ信号（ＳＴＢ）の出力時間を可変し、又はＬＥＤ素子の駆動電流を可変して行った。しかし、本例は現像バイアスを制御することで対応するものである。
【００５８】
図１３は本例の要部を説明するシステム構成図である。同図に示すように、ＣＰＵ３４はバッファ７０を介して高温電源部７１にオン、オフ信号を出力し、またＣＰＵ３４はＤＡ変換回路７２を介して制御電圧（ＶＳ）を高温電源部７１に出力する。高温電源部７１は、ＣＰＵ３４から出力するオン、オフ信号に従って、オン信号が出力される時、制御電圧（ＶＳ）に従ったバイアス電圧を現像ロール２８’に印加する。ここで、ＣＰＵ３４がＤＡ変換回路７２に出力するデジタル制御信号は複数ビット構成され、前述の温度検出センサ５０で検出した温度データに基づく。
【００５９】
次に、本例の処理動作を説明する。
図１４は本例を説明する現像プロセスを示す。同図に示す第１の状態は適正発光出力の状態を示し、第２の状態は発光出力が低下した時の状態を示す。第１の状態は、感光体ドラム２５の未露光部の電位（暗電位）がＶＣＤであり、露光部の電位（明電位）は適正発光出力に基づく低電圧ＶＣＬ１である。したがって、この場合ＣＰＵ３４から出力する制御信号に従って所定の現像バイアスＶＢ１を供給することで、現像バイアスＶＢ１と低電圧ＶＣＬ１間の電位差がトナー濃度となり、適正濃度の画像が得られる。
【００６０】
一方、第２の状態は、ＬＥＤヘッドの温度上昇によりＬＥＤ素子の発光出力が低下した場合であり、感光体ドラム２５の未露光部の電位（暗電位）ＶＣＤは同じであるが、露光部の電位（明電位）ＶＣＬ２が上昇している。この理由は、感光体ドラム２５に対し充分な発光出力を供給できないため、ＬＥＤ素子からの露光を受光しても充分電荷が抜けないためである。
【００６１】
そこで、本例では同図の第３の状態に示すように、ＣＰＵ３４から制御信号を出力し、バイアス電圧をＶＢ２とし、上昇した露光部の電位（明電位）ＶＣＬ２に対応した電位とする。すなわち、高温電源部７１からバイアス電圧ＶＢ２を出力し、バイアス電圧ＶＢ２と露光部の電位（明電位）ＶＣＬ２間の電位差を第１の状態と同じ電位差とする。このように制御することで、ＬＥＤ素子の温度上昇に伴う発光出力の低下をバイアス電圧ＶＢの調整で補うことができる。
【００６２】
また、このように構成することにより、ＬＥＤヘッド２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７ＢＫの露光時間や駆動電流の可変では対応できない場合、例えばＬＥＤ素子の絶対供給電流を越え、ＬＥＤ素子の露光時間や駆動電流の調整では対応できない場合、現像バイアスを可変することで対応できる。すなわち、ＬＥＤ素子の露光時間や駆動電流を大きくして発光光量を上げることは、ＬＥＤ素子の駆動電流が絶対値を越えている場合、それ以上駆動電流を上げることはできない。このような場合、現像ロール２８’のバイアス電圧を可変することで適正濃度の画像形成を可能とするものである。
【００６３】
尚、上述の例では現像ロール２８’のバイアス電圧を可変したが、現像ロール２８’に限るものではなく、例えば帯電器２６への印加電圧を変え、感光体ドラム２５の帯電電圧を制御する構成としてもよい。
【００６４】
また、上述の第１実施形態例〜第３実施形態例までの説明では、温度検出センサ５０（又は５０ａ〜５０ｄ）により検出した温度データを使用したが、単に熱源である定着器４から各画像形成ユニット２１〜２４までの距離に従ってストローブ信号（ＳＴＢ）の出力時間を制御し、ＬＥＤ素子の駆動電流を制御し、又はバイアス電圧を制御する構成としてもよい。このように構成することにより、温度検出センサ５０（又は５０ａ〜５０ｄ）、及びその制御回路を省略することができる。
【００６５】
また、本発明は上述の実施形態例以外にも、図４に示す放熱フィン５２の形状を、各画像形成ユニット２１〜２４毎に変えることで対応できる。すなわち、熱源である定着器４から近い位置に配設された画像形成ユニット２４のＬＥＤヘッド２７ＢＫには大きな放熱フィン５２を使用し、定着器４から離れるに従ってＬＥＤヘッド２７Ｃ、２７Ｍ、２７Ｙに順次小さな放熱フィン５２を使用する構成とする。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は温度上昇に伴うＬＥＤヘッドの発光出力の低下をＬＥＤヘッドの駆動時間、又は駆動電流を変えることにより補償でき、優れた品質の画像を作成することができる。
【００６７】
また、温度上昇に伴うＬＥＤヘッドの発光出力の低下を現像器のバイアス電圧、又は帯電器のバイアス電圧を変えることで対応でき、例えＬＥＤ素子への供給電流が絶対値に達していてもバイアス電圧を調整することで対応できる。
【００６８】
さらに、本発明では放熱ファンを使用しなくても品質の優れた画像を得ることができるので、装置の騒音を小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】各実施形態の例を説明するカラー電子写真記録装置の全体構成図である。
【図２】カラー電子写真記録装置の制御回路を示す図である。
【図３】温度検出センサの回路構成を説明する図である。
【図４】温度検出センサをＬＥＤヘッドに取り付ける状態を示す図である。
【図５】温度検出センサ（サーミスタ）の温度特性を示す図である。
【図６】ＬＥＤ素子のドライブ回路の回路図である。
【図７】ドライブ回路の駆動を説明するタイムチャートである。
【図８】画像形成ユニットに配設されたＬＥＤヘッドの温度変化を示す図である。
【図９】ＣＰＵがストローブ信号（ＳＴＢ）の出力時間を決定する処理を説明する図であり、同図の（ａ）はＥＥＰＲＯＭに予め登録したデータを曲線で示す図であり、同図の（ｂ）は縦軸の温度に対するＬＥＤ素子の発光出力（μW/dot）の関係を示す図である。
【図１０】ＬＥＤ素子の配設方向（主操作方向）に対して４個一列に温度検出センサを配設する構成を示す図である。
【図１１】１ラインのＬＥＤ素子を４分割し、各ＬＥＤ素子に対応する長さのストローブ信号（ＳＴＢ１〜ＳＴＢ４）を出力する構成のドライバ回路の回路図である。
【図１２】第２の実施形態例のドライバ回路の回路図である。
【図１３】第３の実施形態例を説明するシステム構成図である。
【図１４】第３の実施形態例の現像プロセスを説明する図である。
【図１５】従来例の各画像形成ユニットに配設された光書込記録ヘッドの断面図である。
【図１６】ＬＥＤ素子の各温度での発光出力データを示す図である。
【図１７】従来例の各画像形成ユニットに配設された光書込記録ヘッドの斜視図である。
【図１８】各画像形成ユニットの温度変化を説明する図である。
【符号の説明】
１ カラープリンタ
２ 用紙供給／搬送機構
３ 画像形成ユニット部
４ 定着器
４ａ 熱ロール
４ｂ 圧接ロール
５ 給紙カセット
６ 用紙搬送系
８ 給紙コロ
９ 待機ロール
１０、１１ 駆動ロール
１２ 搬送ベルト
１４ 搬送ガイド板
１５、１６ 搬送ロール
１７ 排紙ガイド
１８ 排紙ロール
２１、２２、２３、２４ 画像形成ユニット
２５ 感光体ドラム
２６ 帯電器
２７ ＬＥＤヘッド
２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７ＢＫ ＬＥＤヘッド
２８ 現像器
２８’現像ロール
２９ 転写ロール
３０ Ｉ／Ｆコントローラ
３１ プリンタコントローラ
３２ ホストコンピュータ
３３ 表示部
３４ ＣＰＵ
３５ ＲＯＭ
３６ ＥＥＰＲＯＭ
３７ ＬＥＤヘッド制御部
３８ ドライバ
３９ バッファ
４０ 高圧電源部
４１ 直流モータ
４２ パルスモータ
４３ 現像クラッチ
４４ ベルト上下用モータ
４５ 待機クラッチ
４６ 定着クラッチ
４７ 各センサ
５０ 温度検出センサ
５１ ＡＤ変換回路
５３ シフトレジスタ
５４ ラッチ回路
５５ アンドゲート（ＡＮＤゲート）
５６ バッファ
５７、５７’ＬＥＤ素子
６０ 電流制御回路
６１〜６３ トランジスタ
６４ ラッチ
６５ ＤＡ変換回路という
７０ バッファ
７１ 高温電源部
７２ ＤＡ変換回路

Claims (3)

1. 装置内部に配設された転写紙上のトナーを転写紙に熱定着するための熱定着装置から異なる距離にそれぞれ配設された色別の複数の画像形成ユニットを有し、該画像形成ユニットに含まれる発光素子により感光体を露光して記録を行うカラー電子写真記録装置において、
   前記発光素子に供給するストローブ信号の出力時間を各色の画像形成ユニット毎の前記熱定着装置からの距離に応じて個別に設定し、画像形成ユニット毎に温度を識別することなく前記ストローブ信号を最適時間に制御することを特徴とするカラー電子写真記録装置。
2. 装置内部に配設された転写紙上のトナーを転写紙に熱定着するための熱定着装置から異なる距離にそれぞれ配設された色別の複数の画像形成ユニットを有し、該画像形成ユニットに含まれる発光素子により感光体を露光して記録を行うカラー電子写真記録装置において、
   前記発光素子に供給する駆動電流の大きさを各色の画像形成ユニット毎の前記熱定着装置からの距離に応じて個別に設定し、画像形成ユニット毎に温度を識別することなく前記駆動電流を最適な大きさに制御することを特徴とするカラー電子写真記録装置。
3. 装置内部に配設された転写紙上のトナーを転写紙に熱定着するための熱定着装置から異なる距離にそれぞれ配設された色別の複数の画像形成ユニットを有し、該画像形成ユニットに含まれる発光素子により感光体を露光し、該感光体上に残留する電荷を現像装置により現像して記録を行うカラー電子写真記録装置において、
   前記現像装置に供給する現像バイアスの大きさを各色の画像形成ユニット毎の前記熱定着装置からの距離に応じて個別に設定し、画像形成ユニット毎に温度を識別することなく前記現像バイアスを最適な大きさに制御することを特徴とするカラー電子写真記録装置。

Images