JPH077160B2

JPH077160B2 - 温度制御装置

Info

Publication number: JPH077160B2
Application number: JP2056586A
Authority: JP
Inventors: 秀昭井上
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1986-01-31
Filing date: 1986-01-31
Publication date: 1995-01-30
Anticipated expiration: 2010-01-30
Also published as: JPS62178218A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は、液晶プリンタに用いられる液晶光シャッタの
温度制御装置に関する。

〔従来技術〕

一般に、液晶光シャッタは応答性を速めるため、二周波
駆動法により駆動される。その二周波駆動法は、液晶の
誘電異方性が電場の周波数変化によって反転する性質を
利用したもので、二つの周波数f_L,f_Hにより液晶光シャ
ッタを構成する個々マイクロシャッタを開閉制御するも
のである。即ち液晶は交差周波数をf_Cとした場合、f_Cよ
り低い周波数f_Lを印加すると誘電異方性は正となり、f_C
より高い周波数f_Hを印加すると誘電異方性が負に反転す
るという性質を有する。そのため、液晶に周波数f_Lを印
加すると、液晶分子が電場に対し平行に配列し、光シャ
ッタとして用いた場合、シャッタ開の状態となる。また
周波数f_Hを印加すると、液晶分子は電場に対して垂直に
配列し、シャッタ閉の状態となり、この開閉機能を制御
することにより感光体への光書込手段として好適に使用
するとができる。

ところで、液晶光シャッタは、温度によって動作特性が
変化するため、一定の温度下で使用することが要求さ
れ、種々の温度制御装置が使用されている。例えば、第
６図に示すように、液晶光シャッタ40の長手方向に沿っ
てヒータ41を貼着し、且つヒータ41にはサーミスタ42を
取付けて温度を検出し、その温度検出値に基づいてCPU4
3内のヒータ制御部44がヒータ41への通電を制御するこ
とで、液晶光シャッタ40の温度を所定温度に維持するよ
うにしたものがある。液晶光シャッタ40には、CPU43か
ら出力されるタイミング信号及び外部から出力されるビ
デオ信号に従って、LCS駆動回路45から前述のf_L,f_Hの駆
動信号が印加される。

〔従来技術の問題点〕

しかしながら、二周波駆動法により液晶光シャッタを駆
動した場合、液晶は等価的にコンデンサであり、しかも
周波数f_Hとしては300KHzの駆動信号が用いられるため、
液晶にf_Hを印加すると高周波電流が流れ、液晶が自己発
熱を生じる。液晶光シャッタはf_L印加により開となり、
f_H印加により閉となるので、例えば第７図に示すよう
に、手走査方向に片寄った印字を行うと、シャッタが閉
となる印字部ａが自己発熱を生じる。一方の非印字部ｂ
は感光体電位を消去するため、シャッタを開にするf_Lが
印加され、自己発熱を生じない。従って、前述の温度制
御装置により温度制御を行っても液晶光シャッタの主走
査方向に温度バラツキが生じるため、液晶光シャッタの
特性、例えば応答速度、コントラスト、開口率等が不安
定となり、印字品質を劣化させる問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記問題点に鑑み、液晶光シャッタの主走査方
向の温度を均一に制御し、それによって液晶光シャッタ
の動作特性を安定なものとし、もって良質の印字を行う
ことができる温度制御装置を提供することを目的とす
る。

〔発明の要点〕

本発明は上記目的を達成するために、液晶組成物の誘電
異方性が零となる特定周波数f_Cより高い周波数f_Hと前記
f_Cよりも低い周波数f_Lの２周波を用い複数のマイクロシ
ャッタの選択開閉により、光源の光を選択透過させ感光
体に光書込みを行う液晶光シャッタと、該液晶光シャッ
タに設けられた複数の発熱体とを有し、該発熱体の通電
制御により、前記液晶光シャッタの温度制御を行う温度
制御装置において、前記複数の発熱体のうちの１つの発
熱体の温度を検知する温度検知素子と、前記１つの発熱
体に対応するマイクロシャッタのうち前記f_Hが印加され
るマイクロシャッタの数を計数する第１の計数手段と、
前記複数の発熱体のうちの前記１つの発熱体以外の他の
発熱体に対応するマイクロシャッタのうち前記f_Hが印加
されるマイクロシャッタの数を計数する第２の計数手段
と、前記温度検知素子の出力と前記第１及び第２の計数
手段の計数値に基づき前記他の発熱体の制御を行う通電
制御手段とを設けたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。第２図は本発明に係る液晶プリンタの概略構成図を
示したものである。

第２図において、１は周面に光導電性の薄膜を形成した
感光ドラムであり、その周囲には帯電器２、印字ヘッド
３を配設している。印字ヘッド３は、光源として螢光ラ
ンプ４を有すると共に、感光ドラム１の主走査方向に沿
って配列された多数のマイクロシャッタ（図示せず）か
らなる液晶光シャッタ５、この液晶光シャッタ５を透過
した光を結像する結像レンズ６を有する。感光ドラム１
の表面は、帯電器２により帯電され、この後印字ヘッド
３の液晶光シャッタ５の個々のマイクロシャッタを印字
データに従って選択開閉することで、感光ドラム１上に
光書込を行い、静電潜像を形成する。静電潜像は、トナ
ーを用いて現像器７により顕造化され、感光ドラム１上
にトナー像が形成される。このトナー像は、カセット８
から給紙された転写紙９に転写される。即ち、転写紙９
はカセット８内に積載され、その上面に配設した給紙コ
ロ10により最上層の転写紙９が送り出される。送り出さ
れた転写紙９は、搬送ロール11により転写紙９の先端が
待機ロール12のニップ部に当接するまで搬送される。待
機ロール12は、転写紙９の先端を感光ドラム１上のトナ
ー像先端とが合致するタイミングで再び転写紙９を送り
出し、転写器13により転写紙９上にトナー像を転写す
る。転写後、転写紙９は分離ロール14により感光ドラム
１から分離され、更に定着器15に搬送される。そして、
トナー像が形成された転写紙９は、定着器15により定着
を行ってから排紙ロール16により機外に排出される。

一方、転写後に一部の未転写トナーが感光ドラム１上に
残留するが、この残留トナーがクリーナ17により除去さ
れる。また図中18は、感光ドラム１、転写紙９を給紙す
る給紙コロ10、搬送ロール11等の駆動源となるメインモ
ータである。

第３図は前述の印字ヘッド３の内部に設けた液晶光シャ
ッタ５の具体的構成を示したものである。

液晶光シャッタ５は、ガラス基板19及び20の間に液晶混
合物を封入し、且つガラス基板19に多数の信号電極（図
示せず）を、ガラス基板20に多数の共通電極（図示せ
ず）を設けた構成である。そして、信号電極と共通電極
の交点に多数のマイクロシャッタ21が構成され、本実施
例ではマイクロシャッタ21の密度を240ドット／インチ
（9.45ドット/mm）とした。マイクロシャッタ21は、前
述の如く液晶の誘電異方性を利用した二周波駆動法によ
り駆動される。従って、交差周波数f_Cより低い周波数f_L
を印加するとシャッタ開となり、螢光ランプ４からの光
を透過して感光ドラム１上の電位を消去し、またf_Cより
高い周波数f_Hを印加すると、螢光ランプ４の光を遮光し
て感光ドラム１上の電位を消去しない。このように二つ
の周波数f_L,f_Hを用いて個々のマイクロシャッタ21を開
閉制御することにより、感光ドラム１上にドット構成の
静電潜像を形成する。

マイクロシャッタ21の両側におけるガラス基板20の表面
には、液晶光シャッタ５を加熱する薄板状のヒータ22,2
3,24を貼着し、且つこれらのヒータは液晶光シャッタ５
の主走査方向Ａに均等に３分割されている。従って、各
々のヒータは70mmの長さを有し、合計で210mmのA4の印
字幅に対応している。またヒータ全体では10Wの発熱容
量を有するとともに、個々のヒータではそれぞれ同一容
量の10/3Wの発熱容量を有し、単位長さ当りの発熱容量
は均一である。更に中央のヒータ23の近傍には、サーミ
スタ25を取付け、後述するように、このサーミスタ25の
検出値に基づき温度制御を行う。

第１図は本発明の温度制御装置の一実施例を示したもの
である。本実施例では、制御温度を液晶光シャッタ５の
最適温度条件である45℃とした。

液晶光シャッタ５の中央部に対応するヒータ23は、CPU
（中央処理装置）26に内蔵されたヒータ制御部27により
サーミスタ25の温度検出値に基づいて制御される。サー
ミスタ25の出力は、CPU26のA/D変換部（図示せず）によ
りディジタル信号に変換され、ヒータ制御部27ではこの
温度信号に基づき後述する主走査方向の１ライン期間Tw
と同一の周期のPWM（パルス幅変調）制御により、ヒー
タ23への通電を制御する。この場合、f_L連続印加時ある
いは無印加時の自己発熱がない状態では、通電率は80％
である。

液晶光シャッタ５の両端部に対応するヒータ22及び24の
制御は、液晶光シャッタ５の自己発熱に応じて補正され
る。液晶光シャッタ５の自己発熱量は、液晶光シャッタ
５の各ヒータに対応する領域の黒ドット数（閉ドット）
を計数することにより間接的に検出される。この計数
は、各ヒータに対応する液晶化シャッタ５の各領域につ
いて行われる。即ち、ヒータ24に対応する液晶光シャッ
タ５の領域の黒ドット数はカウンタ回路30で計数され、
同様にヒータ23に対応する液晶光シャッタ５の黒ドット
数はカウンタ回路31で、ヒータ22に対応する液晶光シャ
ッタ５の黒ドット数はカウンタ回路32で計数される。こ
れらの計数値はCPU26の演算回路33に入力され、演算回
路33では詳しくは後述するが、カウンタ回路の計数値か
らヒータ22、24に通電するパルス幅を前述のヒータ23へ
のパルス幅を基準にして補正演算する。演算回路33の出
力は、ヒータ制御部28及び29に送出され、このヒータ制
御部28,29は演算結果に基づいてヒータ22,24に通電す
る。また液晶光シャッタ５はLCS駆動回路34により前述
のf_L,f_Hの駆動信号を印加することにより、開閉制御さ
れる。LCS制御回路34は、CPU26から出力されるタイミン
グ信号及び外部から送出されるビデオ信号から駆動信号
を作成する。

第４図は前述のカウンタ回路及びその周辺回路の具体的
構成を示したものである。

カウンタ回路30,31,32の入力段には、それぞれアンド回
路Q₁,Q₂,Q₃を設け、各アンド回路の入力には第５図
（ａ）に示すビデオ信号及び第５図（ｂ）に示すクロッ
ク信号が入力される。またアンド回路Q₁には、第５図
（ｅ）に示すCNTEN1（カウントイネーブル信号）が入力
され、アンド回路Q₂には第５図（ｆ）に示すCNTEN2が、
アンド回路Q₃には第５図（ｇ）に示すCNTEN3が入力され
る。更にCPU26には、各カウンタ回路が出力を読込ませ
るためのREADEN信号が入力され、このREADEN信号と前述
のカウンタイネーブル信号は、液晶光シャッタ５の主走
査方向の１ライン期間Tw間にほぼ４分割されている。ま
た各カウンタイネーブル信号は、第５図（ｃ）に示すビ
デオ信号の出力期間に３分割され、各カウンタイネーブ
ル信号の期間は液晶光シャッタ５の各ヒータに対応する
領域に対応している。

第５図（ａ）のビデオ信号は印字すべき画像の白部分及
び黒部分に応じてマイクロシャッタを開閉させるための
白黒情報がシリアルデータとして含まれる。即ち、ハイ
レベルの部分が黒部分と対応し、ローレベルの部分が白
部分と対応する。また第５図（ｂ）のクロック信号は、
マイクロシャッタの実際の開閉のタイミングと同期した
一定周期のパルスで構成され、その１パルスで１ドット
のクロックまたは白の印字が行われる。従って、各アン
ド回路からは、黒ドットで印字が行われる毎に、１個の
パルスが出力される。よって、アンド回路Q₁からは液晶
光シャッタ５のヒータ22に対応した領域（第３図のＡ方
向におけるヒータ24の長さに対応する領域）での黒ドッ
ト数のパルスが出力され、同様にアンド回路Q₂からは液
晶光シャッタ５のヒータ23に対応した領域での黒ドット
数分のパルスが出力され、またアンド回路Q₃からはヒー
タ22に対応した領域での黒ドット数分のパルスが出力さ
れる。

以上により、各カウンタ回路は、各々のアンド回路から
出力されるパルスによって、それぞれ液晶光シャッタの
各ヒータに対応する領域での黒ドット数を計数する。各
カウンタ回路としては、前述の如く印字密度が240ドッ
ト／インチ（9.45ドット/mm）であるため、9.45×70≒6
60ドットを計数できるビットのものであればよい。また
各カウンタ回路は、主走査方向の１ライン期間Tw毎に、
第５図（ｄ）に示すリセット信号によりリセットされ、
従って各カウンタ回路は１ラインの黒ドット数を計数す
る。

各カウンタ回路の計数値は、前述のREADEN信号によりCP
U26に取り込まれ、演算回路33によりヒータ22,24への補
正値D₁,D₃を演算する。カウンタ回路30〜32の計数値を
それぞれN₁〜N₃とする（第３図参照）、演算回路33では
D₁＝N₂/N₁、D₃＝N₂/N₃なる演算を行う。このことは、例
えばN₂＞N₁のときはヒータ24相当部分のf_H印加がヒータ
23相当部分のf_H印加より少ないので、自己発熱はヒータ
24相当部分の方が少なく、従ってヒータ23相当部分より
もその自己発熱が相当する分だけ長い通電率でヒータ24
をオンさせなければならないという理由に基づくもので
ある。

液晶光シャッタ５の中央部に対応するヒータ23への通電
は、前述の如くサーミスタの出力に基づき制御され、こ
のときの通電時間を第５図（ｉ）に示すようにT₂とする
と、前述の演算結果からヒータ24への通電時間T₁をT₁＝
T₂・N₂/N₁とする。この補正結果に基づき、ヒータ制御
部28から第５図（ｊ）に示すように、補正されたパルス
幅T₁がヒータ24に通電される。同様にヒータ22の補正パ
ルス幅T₃は、T₃＝T₂・N₂/N₃として補正され、第５図
（ｋ）に示すように、パルス幅T₃の補正パルスがヒータ
22へ通電される。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、液晶光シャッタの
主走査方向に複数の発熱体を分割すると共に、その発熱
体の１つの温度を検出する温度検出値に基づき、且つ液
晶光シャッタの自己発熱に応じて他の発熱体を通電を制
御したので、液晶光シャッタの温度を自己発熱に関係な
く、均一にすることができる。従って、主走査方向にお
いて印字密度が異なった場合に、液晶光シャッタの温度
が均一になるため、液晶光シャッタの動作特性、例えば
液晶光シャッタのコントラスト、応答速度、開口率等を
安定させることができ、それによって良質の印字画像を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は本発明に係る液晶プリンタの概略構成図、第３図は液晶光シャッタの斜視図、第４図はカウンタ回路の詳細を示す回路図、第５図は上記実施例の動作を示すタイムチャート、第６図は従来例の温度制御装置のブロック図、第７図は印字部と非印字部とを示す説明図である。３……印字ヘッド、５……液晶光シャッタ、 22,23,24……ヒータ、 25……サーミスタ、 26……CPU、 27,28,29……ヒータ制御部、 30,31,32……カウンタ回路、 33……演算回路．

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶組成物の誘電異方性が零となる特定周
波数f_Cより高い周波数f_Hと前記f_Cよりも低い周波数f_Lの
２周波を用い複数のマイクロシャッタの選択開閉によ
り、光源の光を選択透過させ感光体に光書込みを行う液
晶光シャッタと、該液晶光シャッタに設けられた複数の
発熱体とを有し、該発熱体の通電制御により、前記液晶
光シャッタの温度制御を行う温度制御装置において、前記複数の発熱体のうちの１つの発熱体の温度を検知す
る温度検知素子と、前記１つの発熱体に対応するマイク
ロシャッタのうち前記f_Hが印加されるマイクロシャッタ
の数を計数する第１の計数手段と、前記複数の発熱体の
うちの前記１つの発熱体以外の他の発熱体に対応するマ
イクロシャッタのうち前記f_Hが印加されるマイクロシャ
ッタの数を計数する第２の計数手段と、前記温度検知素
子の出力と前記第１及び第２の計数手段の計数値に基づ
き前記他の発熱体の制御を行う通電制御手段とを設けた
ことを特徴とする温度制御装置。