JPH0872295A - デジタル画像書き込み装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、出力画像密度が高くてもダウンし
ないようにすることを目的とする。 【構成】 この発明は、電源装置内部の温度を検出する
温度検出手段と、ＬＥＤヘッドへの画像データを遅延さ
せる遅延手段と、画像データ中の黒画素の累計値をカウ
ントして所定値と比較する比較手段と、この比較手段の
比較結果により黒画素の累計値が所定値を越えた領域で
電源装置からＬＥＤヘッドへ供給される電力を温度検出
手段の検出温度に応じて制御する制御手段４０２とを備
えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デジタル複写機などに
用いられ、発光ダイオードヘッドを有するデジタル画像
書き込み装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル画像書き込み装置はレーザプリ
ンタや発光ダイオード（以下ＬＥＤと呼ぶ）プリンタな
どの画像形成装置に用いられる。ＬＥＤプリンタは、レ
ーザプリンタのポリゴンミラーのような可動部がなくて
信頼性が高く、大判サイズのプリント出力を必要とする
広幅装置の場合に主走査方向に光ビームを走査するため
の光学的空間が不要で装置を小型化することができるの
で、レーザプリンタから急速に置き代ってきた。

【０００３】レーザプリンタは、１０ｍＷ程度の出力で
１個の光源を点灯させ、その光ビームをポリゴンミラ
ー、ｆθレンズ等により走査している。これに対して、
ＬＥＤプリンタは、ＬＥＤ素子を１画素毎に主走査方向
に所定の密度で複数個配列した１次元のＬＥＤヘッドの
各ＬＥＤ素子にそれぞれ１０ｍＡ程度の電流を流して発
光させている。

【０００４】文字出力が主で出力画像密度が比較的小さ
いプリンタや、図形など線画だけを出力するプロッタ
は、消費電力がさほど問題にならないので、出力画像密
度がせいぜい５％〜８％程度にしか想定された設計しか
されていない。当然、ＬＥＤプリンタにおいて、ＬＥＤ
ヘッドに電力を供給するＤＣ電源についても同様で、出
力画像密度１００％を想定した余裕のある容量にするこ
とは形状、コスト面からできなかった。

【０００５】特開昭６２ー２８０５７号公報には、ＬＥ
Ｄヘッドを駆動するための駆動回路に入力される画信号
をカウントしてそのカウント値を基にＬＥＤヘッドの温
度を算出し、その算出した温度データに基づいてＬＥＤ
ヘッドの駆動電流を制御することによりＬＥＤヘッドの
温度にかかわらず光量を一定に維持するものが記載され
ている。

【０００６】特開昭６３ー１７８０６４号公報には、単
位時間当りに点灯されたＬＥＤ素子の数（画信号の数）
をカウントしてそのカウント値が所定値以上になってい
るときにＬＥＤヘッド通電時間率を小さくしてＬＥＤヘ
ッドの温度上昇を防ぎ、温度上昇が原因となるＬＥＤヘ
ッドの各ＬＥＤ素子の特性劣化や破壊を防止する像形成
装置が記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ＬＥＤプリンタでは、
ＬＥＤヘッドに電力を供給するＤＣ電源は、出力画像密
度がせいぜい５％〜８％程度にしか想定された設計しか
されておらず、出力画像密度１００％を想定した余裕の
ある容量にすることは形状、コスト面からできなかった
ので、デジタル複写機に応用した場合には、例えばポス
ター原稿のように黒ベタが多い（画像密度が高い）原稿
を複写することもあって、この場合にＬＥＤヘッドの消
費電力が急激に多くなってＬＥＤヘッド自体の発熱が増
えたり、ＬＥＤヘッドに電力を供給するＤＣ電源が発熱
したりするために、連続的複写に耐えきれずにダウンす
るという不具合がある。

【０００８】本発明は、上記問題点を改善し、出力画像
密度が高くてもダウンしないデジタル画像書き込み装置
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、複数個のＬＥＤ素子を主走
査方向に所定の密度で配列した１次元のＬＥＤヘッド
と、このＬＥＤヘッドへのデータ転送、発光を制御する
制御部と、前記ＬＥＤヘッドに所定の電力を供給する電
源装置とを有するデジタル画像書き込み装置において、
前記電源装置内部の温度を検出する温度検出手段と、前
記ＬＥＤヘッドへの画像データを遅延させる遅延手段
と、画像データ中の黒画素の累計値をカウントして所定
値と比較する比較手段と、この比較手段の比較結果によ
り黒画素の累計値が所定値を越えた領域で前記電源装置
からＬＥＤヘッドへ供給される電力を前記温度検出手段
の検出温度に応じて制御する制御手段とを備えたもので
ある。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載のデ
ジタル画像書き込み装置において、前記制御手段は、前
記電源装置内部のスイッチング素子の表面温度が第１の
限度温度以下の場合には前記電源装置から前記ＬＥＤヘ
ッドへ所定の電力を供給させ、前記スイッチング素子の
表面温度が第１の限度温度以上で第２の限度温度以下の
場合には前記電源装置からＬＥＤヘッドへ供給される電
力を前記温度検出手段の検出温度に応じて漸次低下さ
せ、前記スイッチング素子の表面温度が第２の限度温度
以上の場合には前記ＬＥＤヘッドの発光を停止させるも
のである。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項２記載のデ
ジタル画像書き込み装置において、前記第１の限度温度
を８０℃とし、前記第２の限度温度を１２５℃としたも
のである。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明では、ＬＥＤヘッドに所定
の電力を供給する電源装置の内部温度が温度検出手段に
より検出され、ＬＥＤヘッドへの画像データが遅延手段
により遅延される。比較手段が画像データ中の黒画素の
累計値をカウントして所定値と比較し、制御手段が比較
手段の比較結果により黒画素の累計値が所定値を越えた
領域で電源装置からＬＥＤヘッドへ供給される電力を温
度検出手段の検出温度に応じて制御する。

【００１３】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
デジタル画像書き込み装置において、制御手段は、電源
装置内部のスイッチング素子の表面温度が第１の限度温
度以下の場合には電源装置からＬＥＤヘッドへ所定の電
力を供給させ、スイッチング素子の表面温度が第１の限
度温度以上で第２の限度温度以下の場合には電源装置か
らＬＥＤヘッドへ供給される電力を温度検出手段の検出
温度に応じて漸次低下させ、スイッチング素子の表面温
度が第２の限度温度以上の場合にはＬＥＤヘッドの発光
を停止させる。

【００１４】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
デジタル画像書き込み装置において、第１の限度温度が
８０℃であり、第２の限度温度が１２５℃である。

【００１５】

【実施例】図１は請求項１〜３記載の発明を応用したデ
ジタル複写機からなる画像形成装置の一例の概要を示
す。

【００１６】このデジタル複写機は、原稿を読み取る読
取手段としての原稿読取装置１００と、複写機本体２０
０とを有する。

【００１７】複写機本体２００は、原稿読取装置１００
で読み取られた原稿画像情報を記憶する記憶手段として
の画像情報記憶装置３００と、この画像情報記憶装置３
００に記憶された画像情報を転写紙に記録するための一
連のプロセスを実行するプリンタ４００と、これら１０
０，３００，４００を制御するシステム制御装置５００
と、このシステム制御装置５００にキー入力を行う操作
手段としての操作装置６００等により構成される。

【００１８】次に、図２を参照して原稿読取装置１００
の構成を説明する。オペレータが原稿を挿入口１から挿
入すると、この原稿は送りローラ２〜４により搬送され
て原稿台５上を通過して排紙台６に排出される。原稿
は、原稿台５上の読取位置を通過する際に蛍光灯からな
る光源７により照明され、その反射光像がレンズ８によ
りＣＣＤ（電荷結合素子）からなる撮像素子９上に結像
されてＣＣＤ９により読み取られる。

【００１９】図１に示すようにＣＣＤ９は結像された画
像情報を電気的なアナログ画像信号に変換して同期制御
回路１０５からのクロックに同期して出力し、このＣＣ
Ｄ９からのアナログ画像信号は画像増幅回路１０１で増
幅されてＡ／Ｄ変換回路１０２により画素毎の多値デジ
タル画像信号に変換される。シェーディング補正回路１
０３はＡ／Ｄ変換回路１０２からの多値デジタル画像信
号に対して光源７の光量ムラ、原稿台５の汚れ、ＣＣＤ
９の感度ムラ等による歪を補正し、画像処理回路１０４
はシェーディング補正回路１０３からの多値デジタル画
像信号をデジタル記録画像情報に変換して複写機本体２
００へ出力する。読取制御回路１０６はシステム制御装
置５００からの指令に従って読取装置１００の各部を制
御する。

【００２０】複写機本体２００においては、画像情報記
憶装置３００はページメモリからなる画像メモリ部３０
１を有し、画像処理回路１０４からのデジタル記録画像
情報が画像メモリ部３０１に書き込まれる。プリンタ４
００は、デジタル画像書き込み装置４０１、プリンタ制
御回路４０２、プリンタの各部を駆動する駆動装置４０
３を有し、デジタル画像書き込み装置４０１はＬＥＤ書
込制御回路４０４と、ＬＥＤドライバー回路４０５と、
複数個のＬＥＤ素子４０６からなるＬＥＤヘッドとを有
する。このＬＥＤヘッドは複数個のＬＥＤ素子４０６を
主走査方向に所定の密度で配列した１次元のＬＥＤヘッ
ドである。

【００２１】画像メモリ部３０１から適宜に読み出され
たデジタル記録画像情報は後述の画像データライン遅延
手段７０７やＬＥＤ書込制御回路４０４、ＬＥＤドライ
バー回路４０５を介して複数個のＬＥＤ素子４０６によ
り赤外光に変換される。プリンタ制御回路４０２はシス
テム制御装置５００からの指令に従ってＬＥＤ書込制御
回路４０４、ＬＥＤドライバー回路４０５や駆動装置４
０３を制御する。操作装置６００は、操作パネル６０１
から入力されたキー入力信号を操作制御回路６０２を介
してシステム制御装置５００へ出力し、操作制御回路６
０２がシステム制御装置５００からの入力情報を操作パ
ネル６０１の表示部に表示させる。

【００２２】次に、図３を参照してプリンタの構成を説
明する。感光体、例えば感光体ドラム１１は、画像情報
を転写紙に記録する画像記録時には、駆動装置４０３に
より回転駆動されて帯電手段としてのグリッド付きスコ
ロトロンチャージャと呼ばれる帯電装置１２により−８
５０Ｖに一様に帯電された後にＬＥＤ素子４０６から赤
外光がセルホックレンズアレーからなる結像光学系で結
像されて画像露光がなされる。この場合、感光体１１
は、ＬＥＤ素子４０６から赤外光が照射されると、光導
電現象で表面の電荷がアース側に流れて消滅する。

【００２３】ここで、ＬＥＤ素子４０６は原稿画像濃度
の淡い部分（デジタル記録画像情報、例えば２値化信号
の非記録レベル）で消灯して原稿画像濃度の濃い部分
（デジタル記録画像情報の記録レベル）で点灯し、感光
体１１の表面電位はＬＥＤ素子４０６からの赤外光が照
射されない部分が−８５０Ｖの電位のままで、ＬＥＤ素
子４０６からの赤外光が照射された部分が−１００Ｖ程
度の電位になって原稿画像の濃淡に対応した静電潜像が
形成される。

【００２４】この感光体１１上の静電潜像は現像装置１
３による負帯電のトナーの付着で現像されてトナー像と
なる。ここに、現像装置１３は高圧電源から−６００Ｖ
の現像バイアス電圧が印加され、感光体１１は赤外光照
射部分だけにトナーが付着する。一方、ロール状の転写
紙（記録紙）が３つの給紙装置１４〜１６のうち選択さ
れたものから給紙ローラ１７〜１９により給紙されてカ
ッター２０〜２２により所定の長さに切断された後に送
りローラ２３〜３０によりレジストローラ３１へ搬送さ
れ、また、手差しの転写紙が送りローラ３２，３３によ
りレジストローラ３１へ搬送される。

【００２５】レジストローラ３１は感光体１１上のトナ
ー像に合わせて転写紙を送出し、この転写紙は転写手段
としての転写チャージャ３４により感光体１１上のトナ
ー像が転写されて分離手段としての分離チャージャ３５
により感光体１１から分離される。この転写紙は、搬送
タンクからなる搬送装置３６により搬送されて定着装置
３７によりトナー像が定着され、送りローラ３８〜４２
により搬送されてトレイ４３にコピーとして排出され
る。また、感光体１１は転写紙分離後にクリーニング装
置４４によりクリーニングされて残留トナーが除去され
る。このような画像記録動作はシステム制御装置５００
による各部の制御により操作パネル６０１のスタートキ
ーのオンで開始されて操作パネル６０１のテンキーで設
定されたコピー枚数だけ連続的に繰り返して行われる。

【００２６】次に、図４を参照して操作装置６００の構
成について説明する。操作装置６００は上述のように操
作パネル６０１と操作制御回路６０２を有する。操作パ
ネル６０１は、各種機能を指定するキー、例えば転写紙
のサイズを指定する用紙サイズキー６１１、コピー枚数
等を指定するためのテンキー６１２、複写動作を開始さ
せるためのスタートキー６１３、複写動作を停止させる
ためのストップキー６１４、画像濃度を調整するための
濃度調整キー６１５、画質を調整するための画質調整キ
ー６１６、複写倍率を変えるための変倍キー６１７、複
写モードをクリアするためのモードクリアキー６１８、
コピー枚数や変倍率、原稿挿入可等を表示するための表
示部６１９〜６２２、転写紙の挿入方向を指示するキー
６２３，６２４が設けられている。

【００２７】図５は上記ＬＥＤ書込制御回路４０４及び
ＬＥＤドライバー回路４０５，ＬＥＤヘッドの構成を示
す。原稿読取装置１００から複写機本体２００に入力さ
れた画像データは、画像メモリ部３０１に一旦蓄えら
れ、そのまま、あるいは編集・加工された後に、同期信
号と画素クロックに同期してＬＥＤ書込制御回路４０４
に入力される。ＬＥＤ書込制御回路４０４においては、
同時に入力される２ライン分（ｎライン目とｎ＋１ライ
ン目）のデジタル画像データが、１ライン分毎に画像入
力部４１１を介してシフトレジスタ４１２，４１３に奇
数番目（ＯＤＤ）と偶数番目（ＥＶＥＮ）に分割して入
力され、さらに前半と後半に分割されてラインメモリ群
４１４に一時的に格納される。この画像データの分割処
理は、処理時間短縮の目的で、ＬＥＤヘッドが１ライン
分の前半におけるＯＤＤの画像データと、前半における
ＥＶＥＮの画像データと、後半におけるＯＤＤの画像デ
ータと、後半におけるＥＶＥＮの画像データとによりＬ
ＥＤ素子４０６を発光させるように構成されているため
である。

【００２８】ラインメモリ群４１４に格納された画像デ
ータは最初にｎライン目の画像データ、続いてｎ＋１ラ
イン目の画像データが時分割で読み出される。このｎラ
イン目の画像データは、前半におけるＯＤＤの画像デー
タと、前半におけるＥＶＥＮの画像データと、後半にお
けるＯＤＤの画像データと、後半におけるＥＶＥＮの画
像データとに分割された状態で同時に読み出され、セレ
クタ４１５を介して画像データ転送クロック発生部４１
９からの画像データ転送クロックや発光光量（デューテ
ィ比）制御部４２０及び発光光量補正制御部４２１の出
力信号が付加されて画像出力部４１６を介してＬＥＤド
ライバー回路４０５のＬＥＤヘッド制御部４１７に出力
される。

【００２９】ｎ＋１ライン目の画像データも同様に処理
され、この一連の処理はｎ＋２ライン目の画像データ及
びｎ＋３ライン目の画像データがＬＥＤ書込制御回路４
０４に入力されてラインメモリ群４１４に格納されるま
での時間内に行われ、以下同様な処理が繰り返して行わ
れる。

【００３０】また、各制御タイミング発生部４１８は、
プリンタ制御回路４０２により制御され、各種のタイミ
ング信号を発生してＬＥＤ書込制御回路４０４の各部に
出力する。画像データ転送クロック発生部４１９は画像
データ転送クロックを発生して画像出力部４１６を介し
てＬＥＤヘッド制御部４１７に出力し、発光光量制御部
４２０はＳＥＴ信号や発光イネーブル信号、補正係数を
発生し、発光光量補正制御部４２１は発光光量補正制御
信号を発生する。

【００３１】この場合、発光光量制御部４２０は１ライ
ン分の画像データの転送終了後のタイミングで画像デー
タの確定を意味するＳＥＴ信号を出力し、続いて今転送
した１ライン分の画像データに基づいて実際にＬＥＤ素
子４０６を点灯させるための発光イネーブル信号を出力
する。この発光イネーブル信号のパルス幅がＬＥＤ素子
４０６の点灯する時間に相当し、発光光量制御部４２０
は１ライン分の画像データについて発光イネーブル信号
のパルス幅を補正係数により変更することでＬＥＤ素子
４０６の点灯時間を変更して発光光量を可変する。

【００３２】ＬＥＤドライバー回路４０５、ＬＥＤ４０
６においては、ＬＥＤヘッド制御回路４１７がＬＥＤ書
込制御回路４０４からの１ライン分の画像データの前半
におけるＯＤＤの画像データ、前半におけるＥＶＥＮの
画像データ、後半におけるＯＤＤの画像データ、後半に
おけるＥＶＥＮの画像データをレジスタ４３１〜４３４
にＬＥＤ素子４０６と対応する位置までシフトして格納
し、ＬＥＤ素子４０６がレジスタ４３１〜４３４に格納
された１ライン分の画像データの前半におけるＯＤＤの
画像データ、前半におけるＥＶＥＮの画像データ、後半
におけるＯＤＤの画像データ、後半におけるＥＶＥＮの
画像データに応じて駆動されて発光イネーブル信号のパ
ルス幅に相当する時間を補正係数や発光光量補正制御信
号により変更補正した時間だけ発光して上述のように感
光体１１上に静電潜像が形成される。

【００３３】温度検出手段としてのサーミスタ４３６
（図７参照）はＬＥＤ点灯用電源４３５のスイッチング
素子４３７（図７参照）の表面温度を検出する。図５に
示すようにＬＥＤ点灯用電源４３５はＬＥＤヘッドに電
力を供給してＬＥＤヘッドを発光させる電源装置であ
る。プリンタ制御回路４０２は、サーミスタ４３６から
の検出温度信号によりＬＥＤ点灯用電源４３５のスイッ
チング素子４３７の表面温度を監視してスイッチング素
子４３７の表面温度が制限値を越え、更に黒データカウ
ント手段７０１（図８参照）からの入力信号により、１
ライン中の黒データの個数が所定のドット数より多いラ
インのラインの連続する数が所定のライン数より多くて
黒データをかなりの割合で含む画像領域にて、ＬＥＤ点
灯用電源４３５のダウンを防止するためにサーミスタ４
３６の検出温度に応じて検知回路４５５への出力電圧制
御データを変えてＬＥＤ点灯用電源４３５の出力電圧を
制御することによりＬＥＤ素子４０６の電流を小さくし
てＬＥＤ素子４０６の点灯エネルギーを押え、ＬＥＤ点
灯用電源４３５の温度上昇を押える。

【００３４】次に、ＬＥＤヘッドの構成について説明す
る。図６に示すようにＬＥＤ点灯制御ＩＣ４４１はＬＥ
Ｄヘッド制御部４１７とシフトレジスタ４３１〜４３４
を含むものであり、ＬＥＤ素子４０６は主走査方向へ一
列に所定の密度で配列した複数個のＬＥＤ素子４０
６₁，４０６₂・・・からなる。ＬＥＤ点灯制御ＩＣ４４
１は、数十個のＬＥＤ素子毎に設けられ、各ＬＥＤ素子
４０６₁，４０６₂・・・のアノードとＬＥＤ点灯用電源
４３５との間にそれぞれトランジスタからなるスイッチ
ング素子４４２₁・・・が抵抗４４３₁，４４３₂・・・
を介して接続されて各ＬＥＤ素子４０６₁，４０６₂・・
・のカソードがアースに接続される。

【００３５】ＬＥＤ点灯制御ＩＣ４４１は、上述のよう
に１ライン分の画像データの前半におけるＯＤＤの画像
データ、前半におけるＥＶＥＮの画像データ、後半にお
けるＯＤＤの画像データ、後半におけるＥＶＥＮの画像
データをレジスタ４３１〜４３４にＬＥＤ素子４０６と
対応する位置までシフトして格納し、発光イネーブル信
号のパルス幅に相当する時間を補正係数や発光光量補正
制御信号により変更補正した時間だけレジスタ４３１〜
４３４内の１ライン分の画像データの前半におけるＯＤ
Ｄの画像データ、前半におけるＥＶＥＮの画像データ、
後半におけるＯＤＤの画像データ、後半におけるＥＶＥ
Ｎの画像データによりトランジスタ４４２₁・・・を駆
動してＬＥＤ素子４０６₁，４０６₂・・・を発光させ
る。

【００３６】ＬＥＤ素子４０６₁，４０６₂・・・は、そ
れぞれ発光イネーブル信号のパルス幅に相当する時間を
補正係数や発光光量補正制御信号により変更補正した時
間だけ画像データによりトランジスタ４４２₁・・・が
オンしてＬＥＤ点灯用電源４３５から抵抗４４３₁，４
４３₂・・・を介して電流が流れることで発光する。従
って、ＬＥＤ素子４０６₁，４０６₂・・・の発光光量
（電流量）は、ＬＥＤ点灯用電源４３５からの電圧Ｖｃ
ｃ２が可変されたり、ＬＥＤ書込制御回路４０４からの
補正係数が変更されることで制御される。

【００３７】次に、ＬＥＤ点灯用電源４３５及び温度検
出手段４３６について説明する。図７はＬＥＤ点灯用電
源４３５及び温度検出手段４３６を示す。入力端子Ａ，
Ｂの間に商用交流電源４５０から交流入力が印加される
と、この交流入力は整流器４５２により整流され、コン
デンサ４５３により平滑されて直流電圧に変換された後
にトランス４５４の１次側に入力される。

【００３８】この場合、トランス４５４の２次側出力が
ダイオード４５７及び抵抗４５８を介してトライアック
４５９の一端とエミツタとの間に入力されてトライアッ
ク４５９が検知回路４５５及び制御回路４５６によるフ
ィードバック制御の開始までオフされることにより、交
流入力が抵抗４５１を通して入力される。このため、検
知回路４５５及び制御回路４５６によるフィードバック
制御が始まるまではコンデンサ４５３の突入電流が小さ
く押えられる。そして、検知回路４５５及び制御回路４
５６によるフィードバック制御が始まると、トライアッ
ク４５９が次第にオンして行く。

【００３９】制御回路４５６は、トランス４５４の２次
側出力がツェナーダイオード４６０及びコンデンサ４６
１により定電圧化されて印加されることにより動作し、
パルス幅変調（ＰＷＭ）パルスを抵抗４６２を介してス
イッチング素子４３７に入力する。スイッチング素子４
３７は、例えば電界効果トランジスタが用いられ、制御
回路４５６からのＰＷＭパルスが抵抗４６２を介してゲ
ートに入力されることによりオン／オフする。

【００４０】この電界効果トランジスタ４３７はドレイ
ンがトランス４５４の１次側の一端とダイオード４６３
のアノードに接続されてソースが抵抗４６４を介して接
地され、ダイオード４６３のカソードはコンデンサ４６
５及び抵抗４６６を並列に介してトランス４５４の１次
側の他端に接続される。従って、上記直流電圧は、電界
効果トランジスタ４３７のオン／オフでスイッチングさ
れてパルスとなり、トランス４５４の１次側に入力され
て昇圧される。

【００４１】トランス４５４の２次側出力はダイオード
４６７により整流されてインダクタ４６８によりコンデ
ンサ４６９への突入電流が押えられつつ、コンデンサ４
６９により平滑されて出力端子Ｃ，Ｄの間より出力電圧
Ｖｃｃ２としてＬＥＤヘッドに供給される。検知回路４
５５は出力端子Ｃ，Ｄの間の出力電圧Ｖｃｃ２を検知し
て出力電圧Ｖｃｃ２に比例した電圧を制御回路４５６へ
フィードバックし、制御回路４５６は検知回路４５５の
出力電圧に応じたパルス幅のＰＷＭパルスを出力するこ
とにより出力電圧Ｖｃｃ２のＰＷＭ制御を行う。

【００４２】この場合、制御回路４５６は、検知回路４
５５の出力電圧が所定の電圧より低い時には電界効果ト
ランジスタ４３７のオン時間を長くして出力電圧Ｖｃｃ
２を高くし、逆に検知回路４５５の出力電圧が所定の電
圧より高い時には電界効果トランジスタ４３７のオン時
間を短くして出力電圧Ｖｃｃ２を下げることで、出力電
圧Ｖｃｃ２の制御及び安定化を行う。

【００４３】ところで、原稿画像濃度が濃くなると、Ｌ
ＥＤヘッドの発光量が増えるので、ＬＥＤ点灯用電源４
３５からＬＥＤヘッドへの出力電流が増加する。そし
て、ＬＥＤ点灯用電源４３５の出力電流が増加すると、
電界効果トランジスタ４３７のオン時間が長くなって電
界効果トランジスタ４３７の表面温度が上昇する。温度
検出手段としてのサーミスタ４３６は電界効果トランジ
スタ４３７の表面温度を検出して検出温度信号をプリン
タ制御回路４０２に出力する。プリンタ制御回路４０２
は後述のようにサーミスタ４３６からの検出温度信号に
より電界効果トランジスタ４３７の表面温度に応じて検
知回路４５５を出力電圧制御データで制御して検知回路
４５５の出力電圧を制御することによりＬＥＤ点灯用電
源４３５の出力電圧Ｖｃｃ２を制御する。

【００４４】図８に示す回路はＬＥＤ書込制御回路４０
４の前に設けられ、画像メモリ部３０１からの画像デー
タは黒データ検知手段７０１内の主走査黒データカウン
ト手段７０２に入力される。まず、図９を用いて原稿中
の画像データと各制御信号の関係を説明する。ＬＳＹＮ
Ｃは主走査方向の同期をとるための信号であり、原稿７
０３はＣＣＤ９によりＬＳＹＮＣに同期してｎ₁，ｎ₂・
・・のように１ライン分づつ画像データが読み取られ
る。ＬＧＡＴＥは主走査方向の画像データ有効範囲を表
わしており、本例ではＬＧＡＴＥがハイレベルの期間中
に１４４００画素の画像データが図示しない基準信号Ｃ
ＬＫに同期して出力される。ＦＧＡＴＥは副走査方向の
画像データ有効範囲を表わしている。

【００４５】図８に示すように黒データ検知手段７０１
においては、画像メモリ部３０１からの画像データは主
走査黒データカウント手段７０２により１ライン当りの
黒データ（黒画素のデータ）の個数がカウントされ、そ
のカウント値は主走査黒データ比較手段７０４により所
定の値（所定のドット数）と比較されて所定の値より多
いかどうかが判定される。

【００４６】副走査黒データカウント手段７０５は、主
走査黒データ比較手段７０４の出力信号により、１ライ
ン当りの黒データの個数が所定の値より多かったライン
が続く間はそのライン数をカウントし、逆に１ライン当
りの黒データの個数が所定の値より少なかった時にはそ
のカウント値をクリアする。副走査黒データ比較手段７
０６は、副走査黒データカウント手段７０５の出力信号
により、副走査黒データカウント手段７０５でカウント
した、１ライン中に黒データの個数が所定の値より多い
ラインの連続する数を所定の値（所定のライン数）と比
較してその１ライン中の黒データの個数が所定のドット
数より多いラインの連続する数が所定のライン数より多
い時には黒データをかなりの割合で含む画像領域が続い
たと判定してプリンタ制御回路４０２に出力信号を黒デ
ータ信号として出力する。プリンタ制御回路４０２は副
走査黒データ比較手段７０６の出力信号と温度検出手段
４３６の出力信号により検知回路４５５への出力電圧制
御データを変えることによってＬＥＤ点灯用電源４３５
の出力電圧Ｖｃｃ２を制御してＬＥＤヘッドの電流を制
御する。

【００４７】つまり、図９において、Ｙ３からＹ４まで
の期間は１ライン当り１２０００ドットが黒データとな
っているので、主走査黒データ比較手段７０４に設定さ
れているドット数が１００００ドットであるとすると、
主走査黒データ比較手段７０４は１ライン当りの黒デー
タの個数が所定の値より多いと判定し、副走査黒データ
カウント手段７０５がそのラインの数をカウントする。
Ｙ３からＹ４までの期間は２００ラインあるので、副走
査黒データ比較手段７０６に設定されているライン数が
１００ラインであるとすると、副走査黒データ比較手段
７０６はＹ３からＹ４までの期間では所定の割合以上で
黒データを含んだ画像領域が続いたと判定する。プリン
タ制御回路４０２は、その判定結果により、所定の割合
以上で黒データを含んだ画像領域が続く場合に温度検出
手段４３６の検出温度に応じて検知回路４５５への出力
電圧制御データを制御することによりＬＥＤ点灯用電源
４３５の出力電圧Ｖｃｃ２を図１０に示すように温度検
出手段４３６の検出温度に応じて制御してＬＥＤヘッド
の電流を制御する。

【００４８】このように所定の割合以上で黒データを含
んだ画像領域が続く場合にＬＥＤヘッドの電流を温度検
出手段４３６の検出温度に応じて制御することにより、
画像中に黒い部分が多くなってＬＥＤ点灯用電源４３５
の出力電流が多くなりＬＥＤ点灯用電源４３５の出力パ
ワーダウンが懸念される場合でも、ＬＥＤ点灯用電源４
３５内のスイッチング素子４３７の温度がまだ低いうち
はＬＥＤ点灯用電源４３５の出力パワーダウンが起きな
いから、ＬＥＤ点灯用電源４３５の出力電圧Ｖｃｃ２を
維持して黒をしっかりと再現するようにでき、また、ス
イッチング素子４３７の温度が高くなってくると、ＬＥ
Ｄ点灯用電源４３５の出力電圧Ｖｃｃを下げてスイッチ
ング素子４３７のオン時間を短くすることによりスイッ
チング素子４３７の温度を下げ、ＬＥＤ点灯用電源４３
５の出力パワーダウンが起きないようにすることが可能
となる。

【００４９】また、Ｙ１からＹ２までの期間では、主走
査方向は１ライン当りの黒データが所定値以上となって
いるが、ライン数が５０ラインと少ないので、ＬＥＤ点
灯用電源４３５の出力電圧制御は行わない。また、Ｙ５
からＹ６までの期間では、ライン数は１００ラインより
多いが、１ライン当りの黒データの数が１００００ドッ
トより少ないので、ＬＥＤ点灯用電源４３５の出力電圧
制御は行わない。

【００５０】なお、主走査黒データ比較手段７０４に設
定されているドット数及び副走査黒データ比較手段７０
６に設定されているライン数は、固定にしておいてもよ
いが、ディップスイッチにより変更したり、あるいはＬ
ＥＤヘッドの温度，転写紙の幅，１ライン当り所定の値
以上黒データを含むラインが続いた期間等の条件に応じ
てプリンタ制御回路４０２により設定したりしてもよ
い。また、画像データライン遅延手段７０７は、黒デー
タ検知手段７０１が画像データの入力より所定ライン分
遅れて副走査黒データ比較手段７０６から黒データ信号
を出力するので、画像メモリ部３０１からの画像データ
と黒データ検知手段７０１による黒データ信号とのズレ
を補正するために画像メモリ部３０１からの画像データ
をそのズレだけ遅延させて黒データ検知手段７０１によ
る黒データ信号と位相を合わせる。この画像データライ
ン遅延手段７０７からの画像データはＬＥＤ書込制御回
路４０４へ送られる。

【００５１】プリンタ制御回路４０２は、上述のように
黒データ検知手段７０１からの入力信号とサーミスタ４
３６からの検出温度信号により、所定の割合以上で黒デ
ータを含んだ画像領域が続いた場合に温度検出手段４３
６の検出温度に応じてＬＥＤ点灯用電源４３５の出力電
圧を制御するが、この場合、検知回路４５５への出力電
圧制御データを可変することで図１０及び図１１に示す
ようにＬＥＤヘッドの電流を制御する。すなわち、プリ
ンタ制御回路４０２は、サーミスタ４３６の検出温度に
対する出力電圧制御データのテーブルを持ち、黒データ
検知手段７０１からの入力信号により、所定の割合以上
で黒データを含んだ画像領域が続いた場合に、サーミス
タ４３６からの検出温度信号によりそのテーブルを参照
してサーミスタ４３６の検出温度に応じた出力電圧制御
データを検知回路４５５へ送る。

【００５２】この場合、プリンタ制御回路４０２は、サ
ーミスタ４３６の検出温度が上昇して行く時にはサーミ
スタ４３６の検出温度が８０℃という第１の限度温度に
達するまでは出力電圧制御データを一定値のままとし、
サーミスタ４３６の検出温度が８０℃という第１の限度
温度に達すると、ＬＥＤヘッドに流れる電流を少なくす
るために、出力電圧制御データを変えて検知回路４５５
の出力電圧を制御することによりＬＥＤ点灯用電源４３
５の出力電圧を５Ｖから下げ始めてＬＥＤヘッドの電流
を下げ始める。そして、プリンタ制御回路４０２は、サ
ーミスタ４３６の検出温度が１２５℃という第２の限度
温度に達するまではＬＥＤ点灯用電源４３５の出力電圧
がサーミスタ４３６の検出温度に応じて３Ｖまで段階的
に下がるように出力電圧制御データを変え、サーミスタ
４３６の検出温度が１２５℃を越えると、ＬＥＤヘッド
の発光が停止するように出力電圧制御データを変え、ま
た、温度過上昇フラグをセットする。

【００５３】本例では、出力電圧制御データは３ビット
であり、サーミスタ４３６の検出温度が８０℃〜１２５
℃の間の時にはＬＥＤ点灯用電源４３５の出力電圧が段
階的に５Ｖから３Ｖまで下がることになる。また、プリ
ンタ制御回路４０２は、逆にサーミスタ４３６の検出温
度が一旦１２５℃を越えてＬＥＤヘッドの発光が停止し
た後（温度過上昇フラグがセットされている時）にサー
ミスタ４３６の検出温度が下がる場合には、サーミスタ
４３６の検出温度が１００℃に下がるまではＬＥＤ点灯
用電源４３５の出力電圧を復帰させないようにサーミス
タ４３６の検出温度とＬＥＤ点灯用電源４３５の出力電
圧との関係にヒステリシスを持たせる。

【００５４】この場合、プリンタ制御回路４０２は、サ
ーミスタ４３６の検出温度が１００℃から８０℃に達す
るまではＬＥＤ点灯用電源４３５の出力電圧がサーミス
タ４３６の検出温度に応じて５Ｖまで段階的に上がるよ
うに出力電圧制御データを変え、サーミスタ４３６の検
出温度が８０℃まで下がると、出力電圧制御データをそ
のままとする。

【００５５】この例では、黒データ検知手段７０１で画
像データ中の黒画素を主走査方向と副走査方向にわたっ
て検出することによりＬＥＤヘッドの全発光領域の大き
さを検出し、ＬＥＤヘッドの全発光領域の大きさが一定
値を越えた場合、つまり、所定の割合以上で黒データを
含んだ画像領域が続く場合にはＬＥＤ点灯用電源４３５
内のスイッチング素子４３７の表面温度をサーミスタか
らなる温度検出手段４３６で検出して制御手段たるプリ
ンタ制御回路４０２によりＬＥＤ点灯用電源４３５の出
力電圧を温度検出手段４３６の検出温度に応じて制御し
てＬＥＤヘッドの電流を制御するので、ＬＥＤ点灯用電
源４３５の電源容量を小さくすることができる。

【００５６】また、ＬＥＤヘッドが全発光する（黒ベタ
を作成する場合）ことは極希であり、これが連続するこ
とは考えにくいが、ＬＥＤ点灯用電源４３５内のスイッ
チング素子４３７の表面温度を検出していないと、ＬＥ
Ｄヘッドが連続して全発光した場合にスイッチング素子
４３７のジャンクション温度が半導体の許容値である１
５０℃を越えてスイッチング素子４３７が破損してしま
う。このスイッチング素子４３７の破損を避けるために
はスイッチング素子４３７を大きくし、しかも、放熱板
や関連する部品も大きくする等の対策をとれば良いが、
これは電源装置４３５が大きくなってコストアップとな
り、かつ、占有スペースが大きくなる等の不具合が発生
する。

【００５７】電源装置４３５の電源容量が小さくても、
ＬＥＤヘッドの全発光が短時間であれば電源装置４３５
からＬＥＤヘッドへの電流供給は可能であり、この場合
は電源装置４３５の出力電圧を下げる必要はない。書き
込むべき画像は通常はライン画像が主体であり、スイッ
チング素子４３７の温度が低く、ＬＥＤヘッドが全発光
する領域が僅かであれば、電源装置４３５の出力電圧を
下げずに対応できる。本例では、ＬＥＤヘッドが全発光
する領域が長く続いて（所定の割合以上で黒データを含
んだ画像領域が続いて）スイッチング素子４３７の温度
が上がると、スイッチング素子４３７及び装置内部のト
ランスや抵抗等が許容限界温度以下になるように電源装
置４３５の出力電圧を制御するので、実用的な電源装置
が設計できる。また、電源装置４３５の出力電圧が低下
しても、書き込みべき画像がライン画像であれば画像濃
度の低下は少ない。書き込むべき画像がベタ画像であれ
ば、若干の出力画像濃度の低下をきたすが、実用上は支
障ない。

【００５８】また、スイッチング素子４３７の表面温度
が第１の限度温度以下の場合には電源装置４３５の出力
電圧をそのままとし、スイッチング素子４３７の表面温
度が第１の限度温度以上で第２の限度温度以下の場合に
は電源装置４３５の出力電圧を温度検出手段４３６の検
出温度に応じて漸次低下させ、スイッチング素子４３７
の表面温度が第２の限度温度以上の場合には電源装置４
３５の出力電圧をＬＥＤヘッドの発光が停止するように
制御するので、電源装置４３５の設計及びＬＥＤヘッド
の熱回りの設計が行い易くなる。さらに、第１の限度温
度を８０℃とし、第２の限度温度を１２５℃としたの
で、具体的なＬＥＤ点灯用電源４３５及びＬＥＤヘッド
の設計が可能となる。

【００５９】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、複数個のＬＥＤ素子を主走査方向に所定の密度で配
列した１次元のＬＥＤヘッドと、このＬＥＤヘッドへの
データ転送、発光を制御する制御部と、前記ＬＥＤヘッ
ドに所定の電力を供給する電源装置とを有するデジタル
画像書き込み装置において、前記電源装置内部の温度を
検出する温度検出手段と、前記ＬＥＤヘッドへの画像デ
ータを遅延させる遅延手段と、画像データ中の黒画素の
累計値をカウントして所定値と比較する比較手段と、こ
の比較手段の比較結果により黒画素の累計値が所定値を
越えた領域で前記電源装置からＬＥＤヘッドへ供給され
る電力を前記温度検出手段の検出温度に応じて制御する
制御手段とを備えたので、出力画像密度が高くてもダウ
ンせず、電源装置の電源容量や占有スペースを小さくで
きる。

【００６０】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載のデジタル画像書き込み装置において、前記制御手段
は、前記電源装置内部のスイッチング素子の表面温度が
第１の限度温度以下の場合には前記電源装置から前記Ｌ
ＥＤヘッドへ所定の電力を供給させ、前記スイッチング
素子の表面温度が第１の限度温度以上で第２の限度温度
以下の場合には前記電源装置からＬＥＤヘッドへ供給さ
れる電力を前記温度検出手段の検出温度に応じて漸次低
下させ、前記スイッチング素子の表面温度が第２の限度
温度以上の場合には前記ＬＥＤヘッドの発光を停止させ
るので、電源装置の設計及びＬＥＤヘッドの熱回りの設
計が行い易くなる。

【００６１】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載のデジタル画像書き込み装置において、前記第１の限
度温度を８０℃とし、前記第２の限度温度を１２５℃と
したので、具体的な電源装置及びＬＥＤヘッドの設計が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を応用したデジタル複写機の一例の回路
構成を示すブロック図である。

【図２】同デジタル複写機における原稿読取装置の概略
を示す断面図である。

【図３】同デジタル複写機におけるプリンタの概略を示
す断面図である。

【図４】同デジタル複写機の操作パネルを示す平面図で
ある。

【図５】同デジタル複写機のＬＥＤ書込制御回路、ＬＥ
Ｄドライバー回路及びＬＥＤヘッドの構成を示すブロッ
ク図である。

【図６】同デジタル複写機のＬＥＤヘッドを示す概略図
である。

【図７】同デジタル複写機のＬＥＤ点灯用電源及び温度
検出手段を示す回路図である。

【図８】同デジタル複写機の一部を示すブロック図であ
る。

【図９】同デジタル複写機を説明するための図である。

【図１０】同デジタル複写機における電源装置出力電圧
制御特性を示す特性図である。

【図１１】同デジタル複写機におけるプリンタ制御回路
の処理フローの一部を示すフローチャートである。

【符号の説明】

４０２ プリンタ制御回路 ４０４ ＬＥＤ書込制御回路 ４０５ ＬＥＤドライバー回路 ４０６ ＬＥＤ素子 ４２０ 発光光量制御部 ４３５ ＬＥＤ点灯用電源 ４３６ サーミスタ ４３７ スイッチング素子 ４５５ 検知回路 ４５６ 制御回路 ７０１ 黒データ検知手段 ７０７ 画像データライン遅延手段

フロントページの続き (72)発明者 小出 洋一 埼玉県八潮市大字鶴ケ曽根713・リコーユ ニテクノ株式会社内 (72)発明者 岡田 達彦 埼玉県八潮市大字鶴ケ曽根713・リコーユ ニテクノ株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数個の発光ダイオード素子を主走査方向
   に所定の密度で配列した１次元の発光ダイオードヘッド
   と、この発光ダイオードヘッドへのデータ転送、発光を
   制御する制御部と、前記発光ダイオードヘッドに所定の
   電力を供給する電源装置とを有するデジタル画像書き込
   み装置において、前記電源装置内部の温度を検出する温
   度検出手段と、前記発光ダイオードヘッドへの画像デー
   タを遅延させる遅延手段と、画像データ中の黒画素の累
   計値をカウントして所定値と比較する比較手段と、この
   比較手段の比較結果により黒画素の累計値が所定値を越
   えた領域で前記電源装置から発光ダイオードヘッドへ供
   給される電力を前記温度検出手段の検出温度に応じて制
   御する制御手段とを備えたことを特徴とするデジタル画
   像書き込み装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のデジタル画像書き込み装置
   において、前記制御手段は、前記電源装置内部のスイッ
   チング素子の表面温度が第１の限度温度以下の場合には
   前記電源装置から前記発光ダイオードヘッドへ所定の電
   力を供給させ、前記スイッチング素子の表面温度が第１
   の限度温度以上で第２の限度温度以下の場合には前記電
   源装置から発光ダイオードヘッドへ供給される電力を前
   記温度検出手段の検出温度に応じて漸次低下させ、前記
   スイッチング素子の表面温度が第２の限度温度以上の場
   合には前記発光ダイオードヘッドの発光を停止させるこ
   とを特徴とするデジタル画像書き込み装置。
3. 【請求項３】請求項２記載のデジタル画像書き込み装置
   において、前記第１の限度温度を８０℃とし、前記第２
   の限度温度を１２５℃としたことを特徴とするデジタル
   画像書き込み装置。