JPH0410569Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、液晶プリンタに使用される液晶光シ
ヤツタの温度制御装置に関する。

〔従来技術〕

従来、液晶光シヤツタは温度によつて動作特性
が変化するため、種々の温度制御装置が用いられ
ている。例えば、サーミスタによつて液晶光シヤ
ツタの温度を検出し、この検出値に基づき液晶光
シヤツタを加熱するヒータへの通電をオン、オフ
する二位置制御方式のものがある。また、より精
密制御を行う温度制御装置としては、例えばパル
ス幅変調方式のようにヒータへの通電パルスのデ
ユーテイをサーミスタの出力に基づいて可変する
ものもある。

〔従来技術の問題点〕

しかしながら、前述の温度制御装置では、いず
れもサーミスタのような温度検出素子を必要と
し、サーミスタを使用した場合、以下の問題があ
つた。

(1) 液晶光シヤツタの温度を検出するには、液晶
光シヤツタの近傍或いは液晶光シヤツタ自身に
サーミスタを取付けなければならない。液晶光
シヤツタは微小なマイクロシヤツタの集合体で
あるため、サーミスタ取付時にマイクロシヤツ
タにゴミやトナー等が付着すると、そのゴミ等
によつてマイクロシヤツタが遮光され、画質に
悪影響を与える。

(2) サーミスタは高価である。

(3) サーミスタは抵抗値の初期バラツキがあるた
め、制御回路で可変抵抗器等を用いて調整を行
う必要がある。

(4) サーミスタで液晶光シヤツタの温度検出をす
る場合、サーミスタは液晶光シヤツタのガラス
基板に取付けられ、サーミスタが液晶光シヤツ
タのマイクロシヤツタの温度を検出するまで遅
れ時間がある。一般に液晶光シヤツタは、高速
応答で使用するため、高周波数_H、低周波数_L
の二周波を用いた二周波駆動法により駆動され
る。高周波数f_Hは数100KHz程度の周波数が使
用され、しかもマイクロシヤツタは等価的にコ
ンデンサであるため、マイクロシヤツタに高周
波電流が流れ自己発熱を生じる。従つて、液晶
光シヤツタは印字時と非印字時或いは印字濃度
によつて自己発熱量が変化し、サーミスタによ
り温度を検出した場合、時定数があるため自己
発熱による温度上昇に追従できないことにな
る。

(5) サーミスタは環境温度の影響を受けやすい。

〔考案の目的〕

本考案は上記問題点に鑑み、液晶光シヤツタの
温度をシヤツタ駆動部の消費電流を検出すること
により間接的に検出し、これによつてサーミスタ
を不要にすると共に、正確に温度制御を行える液
晶光シヤツタの温度制御装置を提供することを目
的とする。

〔考案の要点〕

上記目的は本考案によれば、液晶光シヤツタに
設けたヒータと、前記液晶光シヤツタのマイクロ
シヤツタを印字データに応じて選択開閉する駆動
部の消費電流を検出する電流検出部と、前記液晶
光シヤツタが印字を行なうための開閉動作を行な
わない非印字期間に前記駆動部にマイクロシヤツ
タを開もしくは閉にする指令信号を送出する指令
信号送出手段とを備え、更に前記指令信号に応じ
て前記液晶光シヤツタが開又は閉状態に設定され
た下で前記電流検出部が検出した検出値を予め設
定された基準値と比較することにより前記ヒータ
への通電を制御し、該制御処理を所定周期毎に繰
り返し行なうことによつて前記液晶光シヤツタの
温度を所定温度に維持する制御部とを備えたこと
を特徴とする液晶光シヤツタの温度制御装置を提
供することにより達成される。

〔考案の実施例〕 以下、本考案の実施例を図面を参照して詳細に
説明する。まず、液晶光シヤツタを用いた記録装
置の構成を説明する。第８図にその記録装置の構
成図を示す。

同図において、感光体１の表面はあらかじめ帯
電器２にて均一に帯電されている。液晶光シヤツ
タ部３は記録情報を受けてタイミングなどを制御
する記録制御部４により駆動され、情報の電気光
学変換を行い、感光体１の表面に光書込みを行
う。このようにして形成された静電潜像は現像器
５にてトナーにより現像され可視像化される。ま
た、転写紙６は給紙ロール７により給送され、待
機ロール８にて上記転写紙６の先端と上述のトナ
ー像の先端とが一致するように同期をとられて転
写器９において転写紙６にトナー像が転写され
る。転写紙６は分離部１０にて感光体１より分離
され定着器１１で熱定着され、排紙ロール１２に
より機外に搬出される。一方、転写器９で完全に
転写されなかつたトナーが感光体１の表面に残留
しているため、除電器１３で残留トナーの電荷を
除電した後、クリーニング部１４により清掃さ
れ、イレーサ１５で感光体１の表面を除電した
後、次の露光に備えて帯電器２により再び一様な
電荷が感光体１の表面に付与される。

このような記録工程に用いられる液晶光シヤツ
タ部３の構成を第９図により説明する。

同図に示すように、液晶光シヤツタ部３は光源
１６、光源用ヒータ１７、液晶光シヤツタ１８、
液晶用ヒータ１９、結像レンズ２０及び制御用基
板２１ａ，２１ｂにより主に構成されている。光
源１６には蛍光灯が用いられ、光源用ヒータ１７
の一端には光源用ヒータ１７の温度を検出するサ
ーミスタ２２が取付けられている。また液晶光シ
ヤツタ１８はゲストホスト型の液晶光シヤツタで
その構成は、第１０図、第１１図に示すように、
２枚のガラス基板２３，２４の間に液晶混合物を
封入してなり、ガラス基板２３には、信号電極２
５が交互に備わつており、ガラス基板２４には共
通電極２６が備わつている。マイクロシヤツタ２
７は第１２図に示すように２５ａ〜２５ｄとして
示す各信号電極と、２６ａ，２６ｂとして示す各
共通電極の交わる部分に必要な大きさで、必要な
形状だけ酸化インジウム（In₂O₃）や酸化スズ
（SnO₂）等の透明電極により構成される。このよ
うに構成された液晶パネル２８に少なくとも１枚
の偏光板及び液晶用ヒータ１９を配することによ
り、液晶光シヤツタ１８は構成されている。

感光体１への光書込みは、信号電極２５と共通
電極２６に制御用基板２１ａ，２１ｂより駆動信
号を与えることにより、液晶光シヤツタ１８の各
マイクロシヤツタ２７を透過した光源１６の光を
感光体１の表面に照射することにより行なわれ
る。

第１図は本考案の温度制御装置の回路ブロツク
図を示したものである。

図中３０はCPU（中央処理装置）であり、前記
液晶光シヤツタ部３全体の制御を行う。CPU３
０には、電流検出回路３１により検出した液晶光
シヤツタ１８の消費電流信号が入力される。電流
検出回路３１は、詳しくは後述するが、液晶光シ
ヤツタ１８を駆動する駆動回路３２に電源３３か
ら流れる電源電流、即ち駆動回路３２の消費電流
を検出することで、液晶光シヤツタの消費電流を
検出する。この検出動作は、タイミング回路３４
から送出されるタイミング信号により、非印字期
間に行われる。CPU３０は消費電流信号を受け
て、この電流に応じたデユーテイを決定し、ヒー
タ駆動回路３５に通電指令信号を送出する。これ
により、ヒータ駆動回路３５は、ヒータ１９に
CPU３０から指令されたデユーテイのパルス電
流をヒータ１９に通電し、液晶光シヤツタ１８を
加熱する。ヒータ１９への通電は、非印字期間に
液晶光シヤツタ１８の消費電流を検出する毎に行
なわれ、その都度消費電流に応じてデユーテイを
可変することで、液晶光シヤツタ１８の温度を所
定温度に維持するものである。

液晶光シヤツタ１８の消費電流は、第２図に示
すように、温度に対して比例関係にあることが実
験的に確認されている。第２図中、I_ONは液晶光
シヤツタ１８のマイクロシヤツタをすべてオン
（開）にしたときの電流であつて、温度に対して
直線的に増加する性質を有する。本考案では、こ
のI_ONを前記電流検出回路３１により検出し、検
出結果に基づきヒータ１９への通電を制御する。
またI_OFFは、マイクロシヤツタをすべてオフ
（閉）にしたときの電流であり、温度がT₀になら
ないと、増加しない特性をもつている。従つて、
液晶光シヤツタ１８を使用する場合、少なくとも
T₀以上であり、T₀からT₁までの温度範囲Ａが適
正な温度範囲である。従つて、この制御範囲内の
I_ONの電流I_Wを基準とし、検出した電流I_ONと比較
してI_W＝I_ONとなるように、ヒータ１９への通電
を制御することで、液晶光シヤツタ１８の温度を
T₀〜T₁の範囲に維持するものである。また、装
置の電源投入時には、I_OFFが上昇し始めた時点で
ウオームアツプ終了とし、CPU３０はこの時点
で液晶光シヤツタ１８のレデイ信号を制御部（図
示せず）に送出する。なお、I_OFFもT₀以上になる
と温度に対して直線的に増加するので、I_OFFを検
出してヒータ１９への通電を制御してもよい。

第３図は前記電流検出回路３１の具体例を示し
たものである。

前記液晶光シヤツタ１８の駆動回路３２は、
CMOSの駆動LSIから構成され、印字密度に応じ
て複数使用される。駆動LSI３６は正負の二電源
を使用して駆動され、その負電源端子側に低抵抗
の抵抗器R₁が直列に接続されている。駆動LSI３
６の電源電流はすべて抵抗器R₁を流れ、その電
源電流は抵抗器R₁により電圧信号に変換される。
この電圧信号は、差動増幅器３７により増幅され
てレベルシフタ３８に送出され、所定のレベルに
シフトしてＡ／Ｄ変換器３９に送出される。Ａ／
Ｄ変換器３９は、検出した信号がアナログ信号で
あるため、デイジタル信号に変換してCPU３０
に送出する。なお、第３図では、駆動LSI３６を
１個のみ図示しているが、駆動LSI３６の電源電
流を検出する場合は、電流値が微小であるため、
また液晶光シヤツタ１８全体の温度を検出するた
め、全部の駆動LSI３６の総電源電流を検出した
方が望ましい。

第４図は液晶光シヤツタ１８の駆動波形例を示
したものである。第４図ａは共通電極の印加波
形、同図ｂは信号電極の印加波形であり、この波
形を印加した場合、共通電極と信号電極間のマイ
クロシヤツタに同図ｄに示す駆動信号が印加さ
れ、マイクロシヤツタはオフとなる。また、共通
電極に第４図ａに示す波形を印加し、信号電極に
同図ｃに示す波形を印加すればマイクロシヤツタ
には同図ｅに示す駆動波形が印加され、マイクロ
シヤツタはオンとなる。このような波形を駆動回
路３２から送出してマイクロシヤツタをオンもし
くはオフとし、このとき電流を検出してヒータへ
の通電を制御する。

第５図はCPU３０の制御動作を示したもので、
各処理として示す例えば液晶シヤツタ部３内の光
源の光量制御を行うと共に、その間に温度制御を
行う。また、CPU３０は電源投入時には、第６
図に示すように、ウオームアツプ時の制御を行
う。この場合は、まずCPU３０はST１で液晶光
シヤツタ１８の各マイクロシヤツタをオフ（閉）
にする指令信号を駆動回路３２に送出する。前述
の如くマイクロシヤツタのオフ時には、液晶光シ
ヤツタ１８の消費電流I_OFFが温度T₀に達すると、
増加開始する。従つて、I_OFFが一定量増加すると
液晶光シヤツタ１８の温度が使用温度に達したと
して、ウオームアツプを終了し制御部にレデイ信
号を送出する。また、ST２でI_OFFが一定量増加し
てなければ、ST３でヒータ１９への通電パルス
のデユーテイを増してウオームアツプ時間を短縮
する。この後、ST４で一定時間待ち、ST５で液
晶光シヤツタ１８のマイクロシヤツタをすべてオ
ン（開）にする。そして、ST６でマイクロシヤ
ツタがオンしたときの電流I_ONが一定量に増加し
たか否かを判定する。I_ONは温度上昇に従つて直
線的に増加するので、I_ONの増加状態を判定する
ことによりヒータ１９への通電率を制御する。
I_ONが一定量増加してなければ、ST３に戻つてヒ
ータ１９への通電パルスのデユーテイを増しI_ON
が一定量増加するまで繰り返しこの動作を行う。
I_ONが一定量増加すると、ST７でこの時のI_ONの値
を基準電流値I_Wとして、セツトしST１に戻りST
２で再びマイクロシヤツタをオフし、ST２でI_OFF
が一定量増加したか否かを判定する。

ここでI_OFFが一定量増加していれば、ウオーム
アツプ終了となりこの時I_Wにセツトされている
I_ONの電流値が温度T₀での基準電流I_Wとして扱わ
れる。またST２でI_OFFが未だ変動していなければ
引きつづき、ST３〜ST７の動作によりI_W値をセ
ツトし直し、ST２でウオームアツプとなるまで
この動作が繰り返される。この様な処理によつて
ウオームアツプ時に温度T₀における基準電流値
I_WがCPU３０にセツトされる。

次にCPU３０の温度制御の動作を第７図に示
すフローチヤートを参照して説明する。

CPU３０は、まずST１で非印字期間であるか
否かを判定する。連続プリント時の場合も、用紙
と用紙の間に僅かながら非印字期間があるので、
この非印字期間になつたときに、ST２に進む。
ST１で印字中であれば、非印字期間になるまで
待つことになる。ST２ではCPU３０は液晶光シ
ヤツタ１８のマイクロシヤツタをすべてオンする
指令を駆動回路３２に送出する。次いで、ST３
で電流検出回路３１により検出したマイクロシヤ
ツタのオン時の電流I_ONが前記ウオームアツプ時
に求められた基準電流I_Wに対して大きいか、小さ
いか、同じであるかを判定する。I_ON＝I_Wであれ
ば、液晶光シヤツタ１８の温度が適正温度になつ
ているので、CPU３０はそのときヒータ１９に
通電されているパルス電流のデユーテイで通電す
るように、ヒータ駆動回路３５に指令する。一
方、I_ON＜I_Wであれば、液晶光シヤツタ１８の温
度が適正温度よりも低いので、ST４でヒータ１
９への通電パルスのデユーテイを増加する。更
に、I_ON＞I_Wであれば、液晶光シヤツタ１８の温
度が適正温度よりも高いので、ST５でヒータ１
９への通電パルスのデユーテイを減少させる。そ
して、ST６でタイマを用いて、タイマがアツプ
するまでの一定期間、前述のST４及びST５で設
定したデユーテイでヒータ１９に通電する。その
後ST１にもどり非印字期間にST２で再び、液晶
光シヤツタ１８のマイクロシヤツタをオンし、
ST３でヒータ通電のデユーテイを変化させた後
のI_ONがI_Wに対してどうなのかを判定する。そし
てST３での判定結果に基づき前述と同様の動作
でヒータ１９への通電を制御する。このように電
流検出回路３１により液晶光シヤツタの消費電流
を検出し、この検出と基準電流を比較して比較結
果に基づいてヒータ１９への通電パルスのデユー
テイを可変するため、液晶光シヤツタ１８の温度
は所定の温度に維持される。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案によれば、液晶光シ
ヤツタの消費電流が温度と比例関係にあることを
利用し、液晶光シヤツタの駆動部の消費電流を検
出する電流検出部の検出値に基づきヒータへの通
電を制御したので、サーミスタを使用することな
く液晶光シヤツタの温度を所定温度に維持するこ
とができる。また、サーミスタを使用してないた
め、従来のようにサーミスタ取付時のゴミ、トナ
ー等が液晶光シヤツタに付着することがなく、コ
ストも安価にできる。更に、消費電流の増減にも
応じてヒータへの通電を制御するため、サーミス
タのように時定数による遅れ時間がなく制御性を
向上でき、かつ電源投入時のオーバシユートの発
生を防止できる。また、プログラムにより制御温
度が設定できるため、製造工程での可変抵抗器等
を用いた調整作業を不要にでき、作業性を向上で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の回路ブロツク図、
第２図は液晶光シヤツタの消費電流と温度の関係
を示す特性図、第３図は電流検出部の具体例を示
す回路ブロツク図、第４図ａ乃至ｅは液晶光シヤ
ツタの駆動波形の一例を示すタイムチヤート、第
５図はCPUの動作を示すフローチヤート、第６
図は上記実施例のウオームアツプ時の動作を示す
フローチヤート、第７図は上記実施例の温度制御
動作を示すフローチヤート、第８図は液晶光シヤ
ツタを用いた記録装置の概略構成図、第９図は液
晶光シヤツタ部の断面図、第１０図は液晶光シヤ
ツタの平面図、第１１図は液晶光シヤツタの斜視
図、第１２図は液晶光シヤツタのマイクロシヤツ
タを拡大して示す平面図である。 １８……液晶光シヤツタ、１９……ヒータ、２
７……マイクロシヤツタ、３０……CPU、３１
……電流検出部、３２……駆動回路、３３……電
源、３４……タイミング回路、３５……ヒータ駆
動回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 液晶光シヤツタに設けたヒータと、前記液晶光
   シヤツタのマイクロシヤツタを印字データに応じ
   て選択開閉する駆動部の消費電流を検出する電流
   検出部と、前記液晶光シヤツタが印字を行なうた
   めの開閉動作を行なわない非印字期間に前記駆動
   部にマイクロシヤツタを開もしくは閉にする指令
   信号を送出する指令信号送出手段とを備え、更に
   前記指令信号に応じて前記液晶光シヤツタが開又
   は閉状態に設定された下で前記電流検出部が検出
   した検出値を予め設定された基準値と比較するこ
   とにより前記ヒータへの通電を制御し、該制御処
   理を所定周期毎に繰り返し行なうことによつて前
   記液晶光シヤツタの温度を所定温度に維持する制
   御部とを備えたことを特徴とする液晶光シヤツタ
   の温度制御装置。