JPS62249778A - 電子写真像形成装置 - Google Patents

電子写真像形成装置

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JPS62249778A
JPS62249778A JP61092366A JP9236686A JPS62249778A JP S62249778 A JPS62249778 A JP S62249778A JP 61092366 A JP61092366 A JP 61092366A JP 9236686 A JP9236686 A JP 9236686A JP S62249778 A JPS62249778 A JP S62249778A
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fan
led
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徹 岡本
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和雄 丸山
Toshiro Yamamoto
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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J29/00Details of, or accessories for, typewriters or selective printing mechanisms not otherwise provided for
    • B41J29/377Cooling or ventilating arrangements

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  • Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (AREA)
  • Accessory Devices And Overall Control Thereof (AREA)
  • Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
  • Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)

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、電子写真像形成装置に関し、詳しくは、LE
Dアレイヘッドによる電子写真像形成装置の温度制御技
術に関する。
従来の技術 近年、LEDアレイヘッドを光書込み手段に用いた電子
写真式LEDプリンタが、高速、高印字品質、小型等の
面から実用化されつつある。第7図は、このLEDプリ
ンタの概略の構成を示すもので、プリンタ動作は、まず
、感光体1が帯電用コロトロン2によって所望の極性に
帯電される。
次いで、光書込み装置のLEDアレイヘッド3によって
時系列的な光パターンが照射され、感光体上に静電潜像
が形成される。この潜像は、次いで現像装置4によって
トナー像として顕像化され、更に転写コロトロン5及び
定着器6によって記録紙8上に転写され、定着される。
感光体はクリーニング装置7によってクリーニングされ
る。
第8図は従来LEDアレイヘッドの概略の構成を示すも
のである。複数個のLEDアレイチップ10が直線状に
LEDアレイ基板9上に配列されており、その隣接部に
LEDドライブ用のドライブIC11が装着されている
。それぞれのLED発光部には、ドライブICIIから
ホンディングワイヤ12を通して電気信号が送られ、L
EDが発光する。13はこのLED発光パターンを感光
体1上に結像する為のセルフォックレンズ13であり、
セルフォックレンズ支持部材14によってしED発光部
と感光体の中央部に位置される。又、15は放熱用のフ
ィンである。
第9図は、第8図のLEDアレイヘッドを一部分解した
斜視図であってフィンの一方の端部には冷却用のファン
18が設置されている。このLEDアレイは各発光部当
たり数m〜数+mA通電す、ることによって発光するが
、その際エネルギーの大半は熱に交換される。したがっ
て、LEDアレイ発光部の温度はLEDアレイが点灯す
ることによって上昇する。
又、LEDドライブ用のドライブIC11も駆動時に発
熱し、LED発光部の温度上昇に寄与する。
この温度変化に対してL E Dアレイはプリント画質
に影響を与える次の2つの特性を有する。
(1)発光出力の変化・・・・・・第6図はGaASP
系LEDアレイの各温度での発光出力データでおり、温
度上昇に伴なって発光出力が低下し、20℃の温度変化
によって発光出力は1割以上低下することになる。この
ことは、ポジ書込み方式においては、プリント初期時に
はなかったかぶりが徐々に生じてきたり、あるいは反転
現像によるネガ書込み方式の場合には、線画像が徐々に
細くなるような現像を引き起こす。
(2)発光波長の変化・・・・・・発光波長も温度上昇
と共に約Q、3nm/deQの率で長波長側にずれてい
き、この変化が、結像系に用いているセルフォックレン
ズ色収差の関係から感光体上に形成される光像のボケを
発生する。
従来、この温度変化を防ぐための対策としては、第8図
及び第9図に示すように、冷却用のフィン15と共に冷
却用ファン16を設け、それによってフィンの冷却効果
を高めてLEDの発生する熱の蓄積を防止し、LEDア
レイヘッドの温度上昇を防ぐことが提案されている(例
えば、実開昭60−51049号公報)。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、この装置は、次の2つの問題点を有して
いる。
第1の点は、冷却用ファン16が常時作動していること
による騒音の問題でおる。プリント動作時には、現像装
置や感光体駆動部から発生する騒音に比へて騒音レベル
が低いことから大きな問題とはならないが、前記の主要
騒音発生部が停止しているスタンバイ時には、このファ
ンが主な騒音発生部となる。又、スタンパン時はプリン
ト動作時に比べ低い騒音レベルが要求されることから、
このスタンバイ時のおけるフ戸ンの発生する騒音が問題
となる。
第2の点は、LEDアレイの温度変化の問題である。第
10図をもって説明すると、図において、横軸は、プリ
ンターの主電源が入る以前、主電源が入り、スタンバイ
の状態からプリント時及びプリント終了までの時間の経
過を示している。また、縦軸はそれらの時のLEDアレ
イの温度を示している。
光プリンターに電源が入る前においては(ti以前)、
LEDアレイの温度は基本的に雰囲気温度に等しい。t
lの時点で電源が入り、スタンバイ状態に入ると、LE
Dアレイのドライブ用ICが通電され、LEDアレイヘ
ッド自体が発熱する。
一方、光プリンター内部の定着器等の他の熱源より熱を
受け、LEDアレイが蓄熱する一方で、同時に冷却用の
ファンが作動して放熱しているから、図中の12の時点
で熱供給の放熱の効果が、つり合ったスタンバイ時の定
常温度(T1)になる。
この状態において、時点t3でプリント信号が入り、L
EDアレイが画像信号に応じて点灯を開始すると、LE
Dアレイの点灯に伴なうLEDアレイ自体の発熱により
、スタンバイ時での定常温度(T1)を形成していた熱
供給と放熱のバランスがくずれ、LEDアレイは温度上
昇を開始する(ta〜t4間)。そして、T4の時点で
LEDアレイノ発熱を含めた熱供給と冷却との新たなバ
ランス状態が形成されLEDアレイはそれ以降プリント
時の定常温度(T2)に維持される。その後t5の時点
でプリント操作が終了するとLEDアレイの温度はスタ
ンバイ時の定常温度(T1)にまで降下していく。
以上のように、ファンの冷却作用によってLEDアレイ
の温度はプリント操作時においても、低い温度(T2)
で定常化することから、ファンのない場合のように、L
EDアレイの温度がプリントの操作時間に連れて昇温し
てしまう場合に比べ、前記のLEDアレイの温度変化に
伴なう画質の劣化が一応は軽減される。
しかしながら、プリントスタート信号が入ってスタンバ
イ時の定常温度(T1)からプリント時の定常温度(T
2)に達する間(13〜14間)LEDアレイの温度は
T1からT2に徐々に変化するので、この温度変化によ
る画質の変化がプリント初期時に生じるという問題を有
している。
本発明は、前記の如き問題点に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、プリントスタンバイ時の騒音レベルが
低く且つ、プリント画質が常に安定した状態でプリント
出力しつる電子写真像形成装置を提供することにある。
問題点を解決するための手段 本発明の電子写真像形成装置は、基板上の直線状に複数
個配列したLEDアレイ及びLEDアレイ駆動用ICを
有するものであるが、第1の発明は、この電子写真像形
成装置に、■LEDアレイを冷却するためのファン及び
■LEDアレイの温度を検知する手段(以下「温度検知
手段」という。
)、例えばサーミスターを有し、LEDアレイの温度が
所定の設定温度以上の温度のなった場合のみファンを駆
動するよう構成してなる点に特徴を有する。また、第2
の発明は、上記■及び■のほかに更に■該電子写真像形
成装置の電源投入を検知して、LEDアレイの温度が所
定の設定温度に達するまでの間だけLEDアレイを点灯
ざぜるよう、LEDアレイの点灯を制御する制御手段を
設け、LEDアレイの温度が所定の設定温度以上の温度
においてのみファン駆動させるよう構成してなる点に特
徴を有する。
作用 第1発明及び第2発明の作用を第2図及び第3図で説明
する。
第2図及び第3図は本発明の電子写真像形成装置の種々
の状態下におけるLEDアレイの温度変化の模様を示す
ものである。
第1発明においては、電子写真像形成装置の電源が入れ
られると(時点t1)、温度検知手段がLEDアレイの
温度を検知し、所定の設定温度になったことを検知した
ら、温度検知手段の信号によりファンの駆動が開始され
る(時点t2)。
電、子写真像形成装置の電源が入れられている間は、フ
ァンは温度検知手段が所定の設定温度以上になった特番
ご駆動するよう制御され、それによってスタンパン時及
びプリント操作時のいずれの期間においてもLEDアレ
イの温度を所定の設定温度に維持する。
また、第2発明においては、電子写真像形成装置の電源
が入れられると、制御手段が電源投入を検知してLED
アレイを点灯さぜる(時点t2)。
温度検知手段がLEDアレイの温度を検知し、所定の設
定温度になったことを検知したら、制御手段によってL
EDアレイの点灯は中止され、これと同時にファンの駆
動が開始される(時点t4)。
電子写真像形成装置の電源が入れられている間は、ファ
ンは、温度検知手段が所定の設定温度以上になった時に
駆動するよう制御され、それによってスタンパン時及び
プリント操作時のいずれの期間においても、LEDアレ
イの温度を所定の設定温度に維持する。
第2発明においては、電子写真像形成装置の電源が入れ
られた後、LEDが点灯するので、電源投入からプリン
ト操作可能時までの時間が短縮される。
したがって、第2発明はLEDの点灯による温度上昇が
少ないC−MOSタイプのICを備えたLEDアレイを
有する電子写真像形成装置において特に有用C′必る。
実施例 本発明を実施例によって説明する。
第7図は、第1及び第2発明の電子写真像形成装置にお
ける光書込み装置の概略の構成を示すもので、セルフォ
ックレンズ13がセルフォックレンズ支持部材14に支
持され、一方LEDアレイ基板9には、冷却フィン15
が設けられてあり、これ等はカバー17によって覆われ
ている。カバーの一端には冷却用のファン16が取付け
られており、又、サーミスター18が冷却用フィン15
に取付けられている。
LEDアレイの温度とフィン上の温度との間にはLED
アレイ基板9の材質やその厚み、フィンの形状及びサー
ミスターの設置位置などによって定まる所定の温度差が
あり、その差をあらかじめ求めておくことにより、フィ
ン上の温度を測定することによってLEDアレイ部、詳
細には発光部のP−N接合部の温度を推定することがで
きる。
しかしながら、サーミスターはLEDアレイ部の温度が
推定できるところであれば、フィン以外の場所に配置す
ることができる。
第1発明においては、冷却用ファン16は、このサーミ
スターのオンオフ信号よって駆動が制御されるように構
成されている。サーミスターの設置温度は、LEDアレ
イが、一般的な画像パターンで点灯しているときにファ
ン16が常時作動している状態で定常化する付近の温度
に設定されている。
設定温度がこの定常状態温度より、かなり低い値に設定
するのは望ましくない。なぜならば、スタンバイ時にお
いてもファンが常に作動する状態に近くなり、サーミス
ターを取り付けることの目的の一つであるスタンバイ時
におけるファン回転による騒音の防止効果がなくなるか
らである。
又、反対に定常状態温度より、かなり高い値に設定する
のは望ましくない。なぜならば、光プリンター内の温度
とLEDアレイの温度の差が大きくなり、ファン回転の
オンオフによる温度変化が急激になり、温度の安定性も
低下するほか、発光効率の悪い状態でLEDを点灯する
ことになり、プリンターの高速化を図る上での弊害とな
るからである。
一方、LEDの発光出力はこのサーミスターの設定温度
、すなわち、LED点灯時に定常化する温度での出力レ
ベルがLED点灯時間(DUTY>等のLログラフイッ
クパラメータの設定基準となる。
次に、第1発明におけるLEDアレイの温度変化の状態
を第2図によって説明する。
光プリンターの電源が入る前は、LEDアレイ温度は基
本的に雰囲気温度に等しい(図中、停止時)。電源が入
り、光プリンターがスタンバイ状態に入ると、LEL)
アレイヘッドのドライブ用ICが通電され、LEDアレ
イヘッド自体か発熱する一方で、光プリンター内の定着
器等の他の熱源により熱をうけ、LEDアレイ部の温度
は上昇していく(11〜12間)。その温度がサーミス
ターの設定温度に達すると、サーミスターからの信号に
基づきファンがオンオフによって駆動操作か行われ、そ
れによってLEDアレイの温度がサーミスター設定温度
に維持され、はぼ定常状態となる(12〜13間)。次
にプリント出力が要求されると、(時点て3)、ドライ
ブ用ICからLEDアレイに電流が供給され、LEDア
レイが点灯を開始する。このときLEDアレイの温度は
スタンバイ時の熱供給のほか、新らたにLEDアレイの
発光に伴なう白からの発熱により、スタンバイ時以上に
熱供給されるが、前述したように、サーミスターの設定
温度が、このようなLEDアレイの点灯モードにおいて
、ファンが常時回転することによって定常化する近辺に
あらかじめ設定されているから、ファンが常時回転状態
に入ることによって、スタンバイ時からプリントモード
にかけての温度変化は小ざくおさえられる(図中13で
の変化)。
プリント動作中はこの状態が維持され、プリントモード
が終了するとファンの駆動−停止を繰り返すスタンバイ
状態に戻る。それ以降においては、スタンバイ状態、プ
リント操作状態を繰り返すか、その際のLEDアレイの
温度はほぼ一定に維持される。
第2発明においては、光プリンターの電源投入を検知し
てしEDアレイの温度が所定の設定温度に達するまでの
間LEDアレイの点灯させる制御手段が設けられている
。第4図にその制御手段の概略の構成を示す。
LEL)ドライバー制御部23はL E D全点灯信号
発生部22と画像信号発生部24とより構成されている
。LED全点灯信号発生部はプリンター電源オン信号入
力端子25からの電源投入信号をドライブ用IC11へ
の全点灯信号の供給開始信号とし、サーミスター18の
オフ信号によって供給を停止する。ただしプリント出力
信号入力端子26からのプリント出力信が入力されてい
る時には停止条件となる。
この制御手段によれば、LED全点全点灯信号部生部2
2リンター電源オン信号入力端子25からの電源投入信
号によりLEDアレイチップを点灯させる信号をドライ
ブ用ICに送り、LEDアレイチップ10を発光させる
。この時の点灯パターンは、この点灯かLEDアレイの
熱蓄積を目的としているから、多くのLEDアレイチッ
プを高い点灯時間比(デユーティ比)で点灯させること
が望ましい。サーミスター18はLEDアレイの温度が
所定の設定温度を検知したら、ファンを駆動させるオン
信号をファンを送り、一方、LED全点全点灯信号部生
部22EDアレイチップの点灯を解除するオフ信号を送
る。
次に、第2発明にあけるLEDアレイの温度変化の状態
を第3図及び第4図によって説明する。
プリンター電源が入る以前では、LEDアレイの温度は
基本的にはプリンター周囲雰囲気温度に等しい。プリン
ターの電源が入ると、プリンタ一本体はスタンバイ状態
に入り、LEDアレイドライブ用ICには通電される。
同時に、LED全点全点灯信号部生部22LEDアレイ
ドライブ用ICに点灯信号が送られ、LEDアレイの点
灯が開始される。
LEDアレイを点灯させることにより、LI=Dアレイ
自体が発熱するから、l E Dアレイを点灯すること
のない場合のスタンバイ時にLEDアレイの温度がサー
ミスター設定温度に達するまでに要する時間(第7図t
4〜t1)に比へ、短時間でナーミスター設定温度に達
することができる。
サーミスター設定温度までL E Dアレイの温度が上
昇すると(時点t4)LEDアレイの点灯は解除され、
サーミスターのオン信号によって冷却用のファン16が
作動を開始する。
以後、プリントスターと信号が贈られるまで、プリンタ
ー中の熱源おるいはドライブ用ICの発熱による熱供給
と、ファンによる冷却作用によってサーミスターがオン
オフを繰返し定常状態に入る(t4〜t2、t3〜t2
−間)。
次にプリント出力信号入力端子26からのプリントスタ
ート信号か入ると、ドライブ用IC11からLEDアレ
イに対し、画像に対応した電気信号が供給され、感光体
上に静電潜像を形成する。
その際、LEDアレイの温度はLEDアレイの通常のプ
リントパターンでの点灯で発熱に対し、取付けているフ
ァンを常時動作させた状態で、LEDアレイの温度がほ
ぼ定常化し、又、取付けているサーミスターの設定温度
が前述の定常値近辺の設定されているから、ファン作動
にもとづく冷却作用によって、LEDアレイ点灯時にお
いてもサーミスター設定温度から大きくずれることはな
い。したがって、プリント中のLEDアレイ温度が一部
レベルを保ち前記したLEDアレイの温度変化による画
質変化が防止される。
なお、第2発明においては、前述の0口熱を目的とした
LEDアレイの点灯時に、単にL E Dアレイを点灯
するだけであれば、感光体の同一箇所に多量の光が照射
されることになる。ところが、感光体の多くは局所的に
多量の光が照射されるとその部分とその他の部分との帯
電特性が異なり、画像にいわゆる“ゴースト現象″が生
じる。したがって、スタンバイ時のLED点灯に際して
は、感光体上の局所的に多量の光が当たらないことがこ
のましい。
この問題を解決する為の1つの手段は、加熱を目的とし
たスタンバイ時のL’ E D点灯を行っている間、感
光体を移動させ、感光体全面が均一に照射されるように
することである。また、他の手段はスタンバイ時のLE
Dアレイの点灯の間、LEDアレイから感光体への光路
中に光路を遮断する遮光板を挿入することである。
第5図にはこの場合の実施例が示されている。
20はセルフォックレンズ射出面の全域をおおうことの
できる遮光板でおって、長手方向の一部がその端部を軸
として回転しうるようにセルフォックレンズ支持部材1
4に取付けられている。
1つはソレノイドであって、L E Dアレイヘッド両
端に1対設けられている。遮光板20の支軸と対向する
長手方向に端部の両端と一対のソレノイドはそれぞれワ
イヤ21によって結ばれている。
ソレノイド1つが作動していない時には遮光板20はそ
の自重によって、セルフォックレンズの射出面をおおう
ことのない位置にあるが、ソレノイド19が作動し、ワ
イヤが引かれることによって遮光板は図中点線で示され
た位置に移動し、セルフォックレンズの射出光を遮断す
る。
LEDアレイの加熱を目的としたスタンパン時のl−E
 Dアレイの点灯時には、ソレノイド19を作動させ、
遮光板によってLEDアレイの点灯光を遮断する。
サーミスター設定温度にLEDアレイの温度が上昇し、
L E Dアレイの点灯が停止されると同時に、ソレノ
イドも停止し光路が開かれる。
上記した手段を設けることにより、加熱の為のスタンバ
イ時に感光体の一部に局所的に多量の光が照射されるこ
とがなくなり、前記ゴースト現象の発生が防止される。
発明の効果 第1及び第2発明においては、スタンバイ時からプリン
トモードに入りプリントモードが終了するまでのプリン
ト作動時のすべての時間にわたって、LEDアレイの温
度が所定の設定温度に保たれるから、プリントサイクル
中での画質変化が生じることがなく、かつ、スタンパン
時においては、冷却用のファンの作動時間が半分以下に
なるから、スタンバイ時の騒音の軽減化がはかれる。
ざらにまた、第2発明においては、電子写真像形成装置
に電源が入ると、LEDアレイが点灯し、LEDアレイ
の温度が所定の設定温度になる時間が短縮されるので、
画質変化を生じることなくプリント作動が可能になるま
での時間が短縮される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明における光書込み装置の概略の構成を
示す分解斜視図、第2図は、第1発明におけるLEDア
レイの温度の変化の状態を示すグラフ、第3図は、第2
発明におけるLEDアレイの温度の変化の状態を説明す
るグラフ、第4図は、第2発明における制御手段の概略
構成を示す回路図、第5図は、第2発明の光書込み装置
の一実施例の断面図、第6図は、LEDアレイの温度と
発光出力の関係を示すグラフ、第7図は、電子写真像形
成装置の概略の構成を示す説明図、第8図は、従来のし
ヒDアレイヘッドの断面図、第9図は、第8図のLED
アレイヘッドを一部分解した斜視図、第10図は、従来
の光占込み装置におけるLEDアレイの温度の変化の状
態を説明するグラフである。 1・・・感光体、2・・・帯電コロトロン、3・・・L
EDアレイヘッド、4・・・現像装置、5・・・転写コ
ロトロン、6・・・定着器、7・・・クリーニング装置
、8・・・記録紙、9・・・LEI)アレイ基板、10
・・・LEDアレイチップ、11・・・ドライブ用IC
112・・・ボンディングワイヤ、13・・・セルフォ
ックレンズ、14・・・セルフォックレンズ支持部材、
15・・・フィン、16・・・ファン、17・・・カバ
ー、18・・・サーミスター、19・・・ソレノイド、
20・・・遮光板、21・・・ワイヤ、22・・・LE
D全点灯信号発生部、23・・・LEDドライバー制御
部、24・・・画像信号発生部、25・・・プリンター
電源オン信号入力端子、26・・・プリント出力信号入
力端子。 先1図 LEDアレイ温度 t1ニブリンターN!Iオン t2:定常温度(サーミスター設定温度)到達時t3ニ
ブリントスタート t4ニブリント終了 第2図 LED7レイ温度 t1ニブリンター電源オン: LED点灯開始で2ニブ
リントスタート t3ニブリント終了 t4:定常温度到達時; LED点灯終了第3図 第6図 LEDアレイ 温度(T) t1ニブリンター電源オン t2ニスタンバイ時の定常温度到達時 で3ニブリントスタート t4ニブリント時の定常温度到達時 t5ニブリント終了

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板上に直線状に複数個配列したLEDアレイ及
    びLEDアレイ駆動用ICを有する電子写真像形成装置
    において、LEDアレイを冷却する為のファン及びLE
    Dアレイの温度を検知するための手段を有し、LEDア
    レイの温度が所定の設定温度以上になった場合のみファ
    ンを駆動するよう構成してなることを特徴とする電子写
    真像形成装置。
  2. (2)基板上に直線状に複数個配列したLEDアレイ及
    びLEDアレイ駆動用ICを有する電子写真像形成装置
    において、LEDアレイを冷却する為のファン、LED
    アレイの温度を検知するための手段、及び該電子写真像
    形成装置の電源投入を検知して、LEDアレイの温度が
    所定の設定温度に達するまでの間だけLEDアレイを点
    灯させるよう、LEDアレイの点灯を制御する制御手段
    を有し、LEDアレイの温度が所定の設定温度以上にな
    つた場合のみファンを駆動するよう構成してなることを
    特徴とする電子写真像形成装置。
JP61092366A 1986-04-23 1986-04-23 電子写真像形成装置 Granted JPS62249778A (ja)

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