JPH01222274A - 記録装置 - 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、一連の発光素子群を記録光源として用いた記
録装置に関し、特にＬＥＤ　（発光ダイオード）プリン
タに好適なものである。

［従来の技術］ 近年、主走査方向の記録範囲にわたって一連のＬＥＤア
レイを配設したＬＥＤアレイヘッドを備え、入力画像信
号に応じてＬＥＤアレイの各ＬＥＤ素子を選択的に点灯
することにより感光体上に潜像を形成し、この潜像をト
ナーで現像して記録用紙上に転写するという構成のＬＥ
Ｄプリンタが提供されている。このような電子写真記録
方式を用いたＬＥＤプリンタは記録光源であるＬＥＤア
レイヘッドを移動する必要°がないので、インクジ子ッ
トプリンタや熱転写プリンタのようなキャリッジ（キャ
リア）が不要であり、またレーザプリンタで用いられる
回転多面鏡のような可動部分を必要としないので、構成
簡単な高速記録装置として注目されている。

だが、従来のＬＥＤプリンタにおいて、ＬＥＤの点灯個
数が増加すると、ＬＥＤヘッドでの電力損失が増大して
ＬＥＤの光量が低下するという問題点があった。

たとえば、へ４版の縦サイズで３００ｄｐｉ　（ドツト
／インチ）のＬＥＤアレイヘッドが全点灯した場合には
、約２６００個の各ＬＥＤにそれぞれ約５ｍＡの電流が
流れるから、合計１３Ａの駆動電流がＬＥＤアレイに流
入することとなる。

一方、ＬＥＤの発光効率は一般に１％以下であるから、
５ｖの電源をＬＥＤ駆動電源として使用すると、（５Ｖ
　Ｘ１３Ａ−）６５Ｗカ、ＬＥＤアレイヘッドの電力損
失となる。また、ＬＥＤ自身、約−０，６％／℃という
発光効率の温度特性を有するから、５０℃の温度上昇で
３０１の光量の低下となる。

このようにＬＥＤの光量が低下すれば、記録濃度（プリ
ント濃度）は低下して画質が劣化するのは言うまでもな
い。さらにまた従来のＬＥＤプリンタの最大の問題の１
つとして、昇温にょるＬＥＤの寿命の低下の問題がある
。

従来、このような問題を解決するために例えば、下記の
ような対策を講じていた。

■　ＬＥＤアレイヘッドの温度を測定し、測定温度が限
界レベルに達すると、記録動作を停止する。

■　強力な放熱手段なＬＥＤアレイヘッドに設け、ＬＥ
Ｄの発熱を外部に放出する。

■　ＬＥＤへの供給総電流の上限を設け、画像の極端な
劣化を防ぐために、その供給総電流に応じて帯電、現像
、転写等画像記録プロセ支の諸条件を切り換える。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の■、■、■に記載の従来技術では
、次のような解決すべき課題を有していた。

まず、上記の■においては、たとえば黒の多い画像を連
続して出力したい場合などでは、１枚出力したら装置が
止まってしまうというように、使い勝手上はなはだ不都
合な問題を有している。

上記の■においては、主にファンモータによる空冷手段
や、ヒートバイブ等による放熱手段が考えられるが、装
置の大型化や製造コスト上昇等を招く問題がある上に、
ベタ黒画像のような印刷ではＬＥＤ素子（チップ）周辺
の温度がなかなか下がり難いという問題がある。

また、上記の■においては、画像記録プロセスの条件の
切り替えだけでは不十分で多少の画像、劣化は、避けら
れないという問題がある。

そこで、本発明は、上述の欠点を除去し、発光素子の昇
温を防止するとともに、画像の劣化を防止した記録装置
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］ かかる目的を達成するため、本発明は記録ヘッドに延設
した一連の複数の発光素子を画像信号に応じて選択的に
点灯することにより感光体上に記録画像を形成する電子
写真方式の記録装置において、複数の発光素子の昇温を
直接的に、または間接的に検知する昇温検知手段と、昇
温検知手段の検知出力値に応じて、複数の発光素子の温
度が所定値以下で、かつ感光体の単位面積当りの受光量
が一定値となるように、複数の発光素子へ供給される駆
動電流および感光体の動作速度を制御する制御手段とを
具備したことを特徴とする。

［作　用］ 本発明は、上記構成により、発光素子の温度検出、発光
素子の光量検出、発光素子のｇ動電流検出、発光素子へ
の画像データの計数等により発光素子の昇温を直接的ま
たは間接的に検知し、検知した昇温に応じて発光素子に
流れる駆動電流を低下させるとともに、記録走査速度を
感光体単位面積当りに照射される光エネルギーが一定と
なるように低下させるように制御するので、感光体の記
録電位は常に一定に保たれ、発光素子の点灯数の変動の
いかんにかかわらず、画質が安定して確実に画像の劣化
が防止される。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の実施例の基本構成を示す。本図におい
て、ａは昇温検知手段であり、記録ヘッドに延設した一
連の′複数の発光素子の昇温を直接的に、または間接的
に検知する。昇温検知手段ａとしては、温度センサ、光
量センサ、駆動電流検知センサ、あるいは発光素子点灯
数計数カウンタ等が用いられる。

ｂは制御手段であり、上述の昇温検知手段の検知出力値
に応じて、上記複数の発光素子の温度が所定値以下で、
かつ感光体の単位面積当りの受光量が一定値となるよう
に、電流調整手段Ｃを通じて上記複数の発光素子へ供給
される駆動電流を制御し、駆動手段ｄを通じて上記感光
体の動作速度を制御する。

すなわち、昇温検知手段ａの検知出力嶺が上昇するに応
じて、制御手段すは発光素子への電流を低下すると同時
に感光体の走査速度を低下し、その結果、感光体の単位
面積当りの受光量に変動が生じないので、点灯数のいか
んにかかわらず常に安定した記録画像が得られる。

第２図は本発明の第１実施例の構成を示す。

本図において、１は電子写真記録方式で画像を形成する
回転ドラム型の感光体であり、図の矢印のＡ方向に回転
する。２は感光体１の表面を均一に帯電する帯電器、３
は発光体の点灯露光により感光体１の表面電荷を選択的
に除電して、感光体１０表面に静電潜像を形成せしめる
露光用のＬＥＤアレイヘッドである。このＬＥＤアレイ
ヘッド３は感光体１の回転軸方向に沿って延在された一
連の多数のＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子群）を有している。

−４はＬＥＤアレイヘッド３の各ＬＥＤへ電源を供給す
るＬＥＤ用電源回路、５は感光体１上の静電潜像をトナ
ー（現像剤）により可視像化する現像器、６は感光体１
へ給送される被記録用紙（図示しない）上に感光体１上
のトナー像（画像）を転写せしめる転写帯電器である。

なお、感光体１の周囲には、その他の電子写真記録方式
で用いられる一般的な機器（例えば、クリーナ等）が配
設されている。

７は帯電器２、現像器５等に高圧電源を供給する高圧電
源回路、８は感光体１等を駆動するモータ（メインモー
タ）を駆動制御するモータ制御回路である。

１０は制御回路であり、ＬＥＤアレイヘッド３に設けた
ＬＥＤの温度を検出する温度センサ１１１の検出出力に
応じて、ＬＥＤアレイヘッド３、高圧電源回路７および
モータ制御回路８へ制御信号を送出する。すなわち、制
御回路ｌＯは温度センサ１１１のＬＥＤ温度検出値によ
りＬＥＤアレイの昇温を直接検知し、この検出値に応じ
てＬＥＤに流れる駆動電流を低下させるとともに、モー
タ９を介して感光体１の速度を低下して、感光体１の単
位面積当りに照射される光エネルギーが一定となるよう
に制御する。

次に、第６図のフローチャートを参照して、上述の本発
明実施例の制御回路１０の制御動作を更に詳細に説明す
る。

ＬＥＤプリンタは通常ページ単位で人出力するページプ
リンタであるから１ペ一ジ分のデータ転送が終了してか
らプリント（記録）を開始する（ステップＳｌ）。

次に、ＬＥＤアレイヘッド３の温度を温度センサｉｌｌ
の出力値により測定する（ステップＳ２）。

次に測定温度ＴをＴ　＋　、　Ｔ　２　、　Ｔ　３の３
ランクのいずれに当てはまるかを判断する（ステップＳ
３．Ｓ４゜Ｓ５）。たとえば、測定温度が４０℃以下な
らＴ、。

４０℃〜８０℃なら７２．８０℃以上ならＴコという具
合にあらかじめランクを定めておく。

今例えば、Ｔ＝７３のときとすると、ＬＥＤアレイヘッ
ド３はこれ以上ＬＥＤの温度が上がるのは上述のように
光量低下や寿命短縮を招いて不都合なので、ＬＥＤ用電
源回路４からＬＥＤアレイヘッド３へ供給されるＬＥＤ
駆動電流を標準値ｉ、の半分のｉ　、（’Ｌ／２）にす
るように制御回路１０からＬＥＤアレイヘッド３に制御
信号を出力する。ＬＥＤアレイヘッド３はこの制御信号
に応じて図示しないＦＥＴ　（電界効果トランジスタ）
を介してＬＥＤ駆動電流を１３に減少する。

その結果、１ヶ当りのＬＥＤの発光光量も半分になるの
で、通常と同じレベルの画質を得るために感光体１の動
作スピードＳを標準値Ｓｌの半分のＳｚ、（−５＋・・
／２）にして、感光体１上の単位面積にＬＥＤアレイヘ
ッド３から照射される光エネルギ量を常に一定となるよ
うに制御回路ｌＯからモータ制御回路８へ制御信号が送
出される。この制御信号に応じてモータ制御回路８はモ
ータＭの回転速度を５３に減少する。

また、この時、ｉ　３−ｔ７ｚ　ｉｌとし、Ｓ、−１／
２　Ｓ、とじたので、１＝ｉ３，５＝Ｓ３に対応して、
高圧電源回路７の高圧電源仕様も当然変わってくる。た
とえば、５＝Ｓｌ　で感光体１の表面電位が一７００ｖ
に均一帯電するように動作していた帯電器２は、Ｓ　＝
　Ｓ　ｓ　（−１／２　Ｓｔ）　チー　７００Ｖニ均一
帯電するために帯電器２へ供給する電圧を低下せしめる
必要がある０通常、帯電器２および転写帯電器６への電
源の供給電圧を変化させ、現像器５への供給電圧は変わ
らないように制御回路ｌＯから高圧電源回路７へ制ｆ［
Ｏ信号を送出する。この時の高圧条件をＨＶ＝ＨＶ３と
表現した。高圧電源回路７はこの制御信号を受けて帯電
器２および転写帯電器６への電圧ＨＶをＨＶ　３に減少
する（ステップＳ６）。

このようにすれば、記録速度は、この例では、通常の記
録速度の半分になるが、通常通りの高画質の記録画像を
得ることができる。

ＬＥＤヘッド温度温度測定値槽準温度範囲のＴ、のとき
は、ステップＳ３からステップＳ７へ進んで、動作スピ
ードＳ、ＬＥＤ駆動電流ｉおよび高圧出力ＨＶがそれぞ
れ標準値のＳＩ＋１１＋ＨＶＩになるように制御信号を
ＬＥＤアレイヘッド３、モータ制御回路８、高圧電源回
路７へ送出する。

ＬＥＤヘッド温度温度測定値槽！ｌ＜標準温度範囲Ｔ。

と超過温度範囲Ｔ３の間の限界温度範囲Ｔ２の場合は、
ステップＳ４からステップＳ８へ進んで、上述のステッ
プＳ６で行った同様の制御動作を行う。この時、動作ス
ピード５＝Ｓ２．ＬＥＤ駆動電流１＝１２＋高圧出力Ｈ
Ｖ　＝　ＨＶ　２に制御されるが、例えばＳ　２−３７
４５１．　　ｉ　２−３７４　ｆｔと設定する。

本発明の他の実施例を第３図〜第５図にそれぞれ示す。

第３図に示す本発明の第２実施例はＬＥＤアレイヘッド
３から照射される光の発光光量を光センサ１１２の検出
出力に基いて測定し、この測定光量をもとに制御回路ｌ
Ｏによって上述の第１実施例と同様の制御を行うもので
ある。ＬＥＤの温度と発光光量は極めて高い相関関係が
あるので、第２実施例は第１実施例とほぼ同等の効果が
得られる。

なお、ＬＥＤの温度上昇に伴ってその発光光量は温度１
度につき例えば（１，６Ｘの割合で低下するという特性
を有するので、発光光量の測定値と温度との関係を実験
値等に基いてあらかじめ設定すれば上述の第６図のフロ
ーチャートを第２実施例でも適用することができる。

第４図に示す本発明゛の第３実施例は、上述のようなＬ
ＥＤの温度検出や、発光光量検出の代わりに、電流検出
センサ１１３を用いてＬＥＤアレイヘッド３のＬＥＤに
流れる電流を検出して、第１および第２実施例と同様の
制御を行うものである。

この電流検出センサ１１３は例えばトランス等で実現で
きる。ＬＥＤ駆動電流の電流値はＬＥＤの温度や発光光
量等と相関が強くあるが、電流の瞬時値より積分値また
は単位時間当りの電流値が問題であり、また判断を行う
ために一時的に検出値を制御回路１０の内部メモリに一
時記憶しておく必要もある。そのため制御回路１０は第
１．第２実施例より、多少複雑になるが、センサ部１１
３は温度や光量を測定するセンサ１１１　、１１２に比
べて比較的低コストで得られる。

第５図に示す本発明の第４実施例は、上述の温度検出等
の代わりにページメモリ１２に入力する印字データ（画
像）の中でＬＥＤがオンとなる信号の個数（ビット数）
を、点火個数計数器１１４でカウントすることにより、
ＬＥＤアレイヘッド３のＬＥＤが、どれ位昇温するかを
実験値等に基いて予測し、その予測値に基いて前記第１
〜第３実施例と同様な制御動作を！ＩＪ御回路１０によ
り行うものである。

第４実施例の制御動作の動作手順を第７図に示す。第７
図のステップ５ｌｌ−５１７は第６図のステップ５１〜
Ｓ７に各々対応する。

第４実施例での制御方式では、ＬＥＤ点灯の数がはっき
りわかっているので非常に正確にかつ細かな制御ができ
る利点がある。

以上、本発明の主な実施例について説明してきたが、温
度等の測定は画像データの転送後に限定されず、画像デ
ータ転送中に行ってもよい。また、安定した制御結果を
得るために、温度等の測定データの経時変動をみて、制
御幅を可変制御するようにしてもよい。また制御ランク
を上述の実施例では３つにしたが、２つでもあるいは４
つ以上でも必要に応じて決めればよいことは勿論である
。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、記録光は駆動電
流、または画像データの測定値に応じてＬＥＤの駆動電
流と記録動作速度を決定し、制御するようにしたので発
光素子の昇温を安全な範囲以内に抑えて、発光素子群の
昇温による光量低下、その結果生ずる画質の低下、およ
び発光素子群の寿命低下という発光素子を用いた記録装
置に共通な基本的な問題を解消し、かつ常に安定した記
録画像を得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の基本的構成を示すブロック図、 第２図は本発明の第１実施例の構成を示すブロック図、 第３図は本発明の第２実施例の構成を示すブロック図、 第４図は本発明の第３実施例の構成を示すブロック図、 第５図は本発明の第４実施例の構成を示すブロック図、 第６図は第２図の本発明の第１実施例の制御動作手順を
示すフローチャート、 第７図は第５図の本発明の第４実施例の制御動作手順を
示すフローチャートである。 １・・・感光体、 ２・・・帯電器、 ３・・・ＬＥＤアレイヘッド、 ４・・・ＬＥＤ用電源回路、 ５・・・現像器、 ６・・・転写帯電器、 ７・・・高圧電源回路、 ８・・・モータ制御回路、 ９・・・モータ、 ｌＯ・・・制御回路、 １２・・・ページメモリ、 １１１・・・光センサ、 １１２・・・温度センサ、 １１３・・・電流検出センサ、 １１４・・・点灯個数計数器。 ノ 莢宏邑イ列の差事８べθフ゛ロック図 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）記録ヘッドに延設した一連の複数の発光素子を画像
   信号に応じて選択的に点灯することにより感光体上に記
   録画像を形成する電子写真方式の記録装置において、 前記複数の発光素子の昇温を直接的に、または間接的に
   検知する昇温検知手段と、 該昇温検知手段の検知出力値に応じて、前記複数の発光
   素子の温度が所定値以下で、かつ前記感光体の単位面積
   当りの受光量が一定値となるように、前記複数の発光素
   子へ供給される駆動電流および前記感光体の動作速度を
   制御する制御手段と を具備したことを特徴とする記録装置。