JP2004345319A - 画像記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】LEDプリントヘッドの温度状態に応じた冷却を行うことで、LEDプリントヘッドの光量の安定化を図る。
【解決手段】この画像記録装置は、LEDプリントヘッドと、LEDプリントヘッドを冷却する冷却装置と、LEDプリントヘッドの温度を検出する温度センサと、各黒化率に対応するLEDプリントヘッドの温度上昇率を記憶する記憶装置と、これら各部を制御する制御装置とを備えている。制御装置は、画像データを基に黒化率を算出し、当該黒化率に対応する温度上昇率を記憶装置から読み出す。そして、制御装置は、読み出された温度上昇率及び温度センサの検出結果から、記録後のLEDプリントヘッドの温度を予測し、当該予測温度を基に冷却装置を制御する。
【選択図】 図3
【解決手段】この画像記録装置は、LEDプリントヘッドと、LEDプリントヘッドを冷却する冷却装置と、LEDプリントヘッドの温度を検出する温度センサと、各黒化率に対応するLEDプリントヘッドの温度上昇率を記憶する記憶装置と、これら各部を制御する制御装置とを備えている。制御装置は、画像データを基に黒化率を算出し、当該黒化率に対応する温度上昇率を記憶装置から読み出す。そして、制御装置は、読み出された温度上昇率及び温度センサの検出結果から、記録後のLEDプリントヘッドの温度を予測し、当該予測温度を基に冷却装置を制御する。
【選択図】 図3
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像記録装置に係り、特に、LEDプリントヘッドを有する画像記録装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像記録装置には、LEDプリントヘッド等からなる書き込み光学系によって記録媒体に画像を形成するものが知られている。LEDプリントヘッドは、使用されるにしたがってそれ自体で発熱するため、装置自体の温度があまりに高くなってしまうと正確に画像を記録できなくなってしまう。この温度上昇を抑えるために、上記した画像記録装置においてはLEDプリントヘッドに風をあてて冷却する例えばファン等の冷却装置が備わっている。ここで冷却装置が必要以上に稼働すると、エネルギー効率や騒音等の観点から好ましくないために、記録される画像における単位面積当たりの画像面積の割合(黒化率)を基に冷却装置の稼働を制御する画像記録装置が開発されている(例えば特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−130052号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に画像記録装置においては、複数の記録媒体に対して連続して画像を記録する機能を有しているため、記録開始時におけるLEDプリントヘッドの温度状態は、1枚目の記録媒体に画像を記録する場合と、2枚目以降の記録媒体に画像を記録する場合とでは異なってしまう。具体的には、2枚目以降の温度状態の方が、それ以前の画像記録によって予め温度が上がっているために、1枚目以降の温度状態よりも高くなっている。しかしながら、上記した画像記録装置のように、黒化率のみを冷却装置の制御基準としてしまうと、画像記録開始前の温度状態が考慮されていないために、LEDプリントヘッドを必要なだけ冷却できない可能性があり、結果としてLEDプリントヘッドの光量が不安定となってしまうおそれがあった。
【0005】
本発明の課題は、LEDプリントヘッドの温度状態に応じた冷却を行うことで、LEDプリントヘッドの光量の安定化を図ることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、
複数のLEDを配列してなるLEDプリントヘッドと、
前記LEDプリントヘッドを冷却する冷却装置と、
前記LEDプリントヘッドの温度を検出する温度センサと、
各黒化率に対応する前記LEDプリントヘッドの温度上昇率を記憶する記憶装置と、
前記冷却装置及び前記LEDプリントヘッドを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、画像データを基に黒化率を算出し、当該黒化率に対応する前記温度上昇率を前記記憶装置から読み出して、読み出された前記温度上昇率及び前記温度センサの検出結果から、画像記録後の前記LEDプリントヘッドの温度を予測し、当該予測温度を基に前記冷却装置を制御することを特徴としている。
【0007】
請求項1記載の発明によれば、制御装置が、画像記録開始以前のLEDプリントヘッドの温度から、画像記録後のLEDプリントヘッドの温度を予測して、その予測温度を基に冷却装置を制御しているので、画像記録開始以前の温度状態に応じた冷却を行うことができ、LEDプリントヘッドの光量を安定化することができる。
【0008】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の画像記録装置において、
前記記憶装置は、前記予測温度に対する前記冷却装置の稼働率を記憶し、
前記制御装置は、前記予測温度を基として前記記憶装置から前記稼働率を読み出し、読み出された前記稼働率を基に前記冷却装置を制御することを特徴としている。
【0009】
請求項2記載の発明によれば、制御装置が、予測温度に対応する稼働率を基に冷却装置を制御しているので、予測温度がどのような値を示そうとも確実にLEDプリントヘッドの光量を安定させるように冷却することができる。
【0010】
請求項3記載の発明は、請求項2記載の画像記録装置において、
前記記憶装置は、複数の温度範囲毎の前記稼働率を記憶し、
前記制御装置は、前記予測温度を含む前記温度範囲を選択して、当該温度範囲に対応する前記稼働率を前記記憶装置から読み出して、読み出された稼働率を基に前記冷却装置を制御することを特徴としている。
【0011】
請求項3記載の発明によれば、制御装置が、選択された温度範囲に対応する稼働率を基に冷却装置を制御するので、予測温度に対応する稼働率を基に制御する場合よりも、制御を容易にすることができる。
【0012】
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像記録装置において、
前記制御装置は、冷却時における前記温度センサの検出結果が、安定した光量を確保できる安定温度以下となったら、以降の画像記録を開始することを特徴としている。
【0013】
請求項4記載の発明によれば、冷却時に温度センサの検出結果が、安定温度以下となったら、それ以降の画像記録が開始されるので、複数の記録媒体に連続して画像記録を行う場合に、いずれの記録媒体における画像記録に対しても、安定光量を常に維持することができる。
【0014】
請求項5記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像記録装置において、
前記制御装置は、前記冷却装置によって前記LEDプリントヘッドを所定時間内に前記安定温度まで冷却することのできる最大温度を、前記予測温度が超えている場合には、以降の画像記録が開始されるまでの待機時間を変更することを特徴としている。
【0015】
請求項5記載の発明によれば、予測温度が最大温度を超えている場合には、制御装置が待機時間を変更するので、複数の記録媒体に連続して画像記録を行う場合に、いずれの記録媒体における画像記録に対しても、安定光量を常に維持することができる。
【0016】
請求項6記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の画像記録装置において、
前記冷却装置の故障を検知する故障検知装置と、
各種報知を行う報知装置とを備え、
前記制御装置は、前記故障検知装置が故障を検知した際に、故障を報知するように前記報知装置を制御するとともに、前記冷却装置が駆動しなくとも前記温度センサの検出結果が前記安定温度となるように前記待機時間を変更することを特徴としている。
【0017】
請求項6記載の発明によれば、報知装置が冷却装置の故障を報知するので、作業者はその報知を基にして故障を認識することができる。また、画像記録装置近辺に作業者がいない場合においても、安定温度が常に維持されるように待機時間が変更されているので、画像記録を継続することができる。
【0018】
請求項7記載の発明は、請求項5又は6記載の画像記録装置において、
前記制御装置は、単位時間当たりの画像記録枚数を変更することにより、前記待機時間を変更することを特徴としている。
【0019】
請求項7記載の発明によれば、待機時間の変更を単位時間当たりの画像記録枚数を変更することで行った場合においても、請求項5又は6記載の発明と同等の作用、効果を奏することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本実施形態における画像記録装置について説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。図1は画像記録装置の概略構成を表す斜視図である。
【0021】
画像記録装置1には、図1に示すように、記録媒体を平面状に保ちながら搬送する搬送装置2が設けられている。搬送装置2には、3つのローラ21がそれぞれ平行になるように配置されており、この3つのローラ21に対して環状のベルト22が張設されている。搬送装置2の上方には、記録媒体の搬送方向に対して直交する方向に延在する4つの感光ドラム3が搬送方向に沿って配列されている。また、各感光ドラム3の上方には、書き込み光学系としてのLEDプリントヘッド4が設けられている。つまり、画像記録装置1においては、感光ドラム3及びLEDプリントヘッド4によって、記録媒体上にトナーが付着されて画像を記録するようになっている。
【0022】
図2はLEDプリントヘッド4の概略構成を表す正面図であり、この図2に示すように、LEDプリントヘッド4は、長手方向に等間隔で複数のLED41が配列されたドライブ基板42を有している。ドライブ基板42の中央には、ドライブ基板42の温度、つまりLEDプリントヘッド4自体の温度を検出する温度センサ43が設けられている。
【0023】
各LEDプリントヘッド4の上方には、図1に示すように、ドライブ基板42を冷却する冷却装置5が設けられている。この冷却装置5には、ファン51と、ファン51により発生した風をLEDプリントヘッド4に案内するダクト52とが設けられている。
【0024】
次に、図3を参照して画像記録装置1における主制御構成について説明する。図3は画像記録装置1の主制御構成を表すブロック図である。
【0025】
画像記録装置1には、図3に示すように、各駆動部を制御する制御装置10が設けられており、この制御装置10には、各種指示が入力される入力装置11と、制御プログラム及び制御データが記憶される記憶装置12と、画像記録装置1の状態を報知する報知装置13と、搬送装置2の駆動源23と、LEDプリントヘッド4のドライブ基板42と、冷却装置5のファン51と、感光ドラム3と、温度センサ43とが電気的に接続されている。なお、制御装置10には、これら以外にも画像記録装置1の各駆動部などが接続されている。
【0026】
記憶装置12は、制御プログラム、制御データ等を記憶しているが、この制御データには、冷却装置5の冷却動作に関する冷却データが含まれている。冷却データには、各黒化率に対応するLEDプリントヘッド4の温度上昇率が含まれている。この温度上昇率とは、画像記録開始以前から完了後までの温度変化率のことであり、冷却装置5が稼働していない場合、つまりLEDプリントヘッド4が冷却されていない場合を想定して設定されている。ここで、黒化率とは、単位面積当たりのトナーが付着する面積(画像面積)の割合、つまり単位面積におけるLEDプリントヘッド4の点灯量の割合のことであり、画像データ毎に異なる値を示す。一般に黒化率が高い画像データは密な画像が記録されるため、LEDプリントヘッド4の点灯量も大きく、その分温度上昇率が大きくなる。逆に、黒化率が低い画像データは粗い画像が記録されるために、LEDプリントヘッド4の点灯量も小さく温度上昇率は小さくなる。つまり、温度上昇率は黒化率に比例して大きくなるものである。
【0027】
また、冷却データには、温度上昇率及び温度センサ43の検出結果(画像記録開始温度)を基に算出された画像記録後の予測温度を、複数の温度範囲のいずれかに振り分けるための閾値が含まれる。例えば温度範囲が2つの場合には閾値は1つ、温度範囲が3つの場合には閾値は2つ、という具合に温度範囲をN個とすると、閾値の個数は(N−1)個となる。ここで、閾値が複数ある場合においては、最も値の小さな閾値は、LEDプリントヘッド4が画像記録時に常に安定した光量を確保することのできる安定温度に設定されていることが好ましい。一方、最も値の大きな閾値は、冷却装置5がLEDプリントヘッド4を所定時間内に安定温度まで冷却することのできる最大温度に設定されていることが好ましい。
【0028】
また、冷却データには、各温度範囲に対応する冷却装置5の稼働率が含まれる。稼働率とは、稼働時における出力と最大出力との割合であり、稼働時におけ出力が最大出力であれば100%となる。この稼働率は、各温度範囲に対して最適な値が、実験若しくはシミュレーションなどによって求められている。一般に温度の高い温度範囲の方が、冷却時における稼働率は高くなる。例えば温度範囲を4つとした場合を挙げて説明すると、この場合3つの閾値がT1<T2<Thのように設定され、T1未満は第1温度範囲、T1以上T2未満は第2温度範囲、T2以上Th未満は第3温度範囲、Th以上は第4温度範囲となる。これらの温度範囲毎に実験やシミュレーションを行って最適な稼働率を求めると、図4に示すような関係となる。
【0029】
そして、制御装置10は、例えばパーソナルコンピュータ等の画像形成装置から画像データが入力されると、この画像データと、記憶装置12中に書き込まれている制御プログラム、制御データとに従って各種駆動部を制御するようになっている。ここで、画像データには、各画素の座標値や色調値などが含まれており、これらを基に各LED41の点灯量や搬送装置2の搬送速度等が決定されるため、この画像データを基にすれば単位面積当たりの点灯量の割合、つまり黒化率を算出できるようになっている。そして、制御装置10は、算出された黒化率及び画像記録以前における温度センサ43の検出結果を基に予測温度を求めた後、記憶装置12に記憶される冷却データの中から、その予測温度に対応した各データを選択して、冷却装置5の稼働率を決定するようになっている。
【0030】
次に、本実施形態の画像記録装置1における画像記録動作について図5を参照にして説明する。図5は、複数回画像記録を行った際のLEDプリントヘッド4の温度変化を表す説明図である。
【0031】
まず、制御装置10は、複数枚の記録媒体に対する画像記録開始の指示が入力装置11から入力されると、1枚目の画像データ、画像記録開始温度S1及び冷却データを基に予測温度F1を算出して最適な稼働率を決定する。例えば図5に示すように予測温度F1が第2温度範囲内に含まれれば稼働率N2が選択される。この稼働率N2にしたがって制御装置10は、冷却装置5のファン51を制御し駆動させる。
冷却装置5の駆動に伴って、制御装置10は、搬送装置2の駆動源23を制御して、1枚目の記録媒体を感光ドラム3直下の所定位置まで搬送させる。そして、制御装置10は、1枚目の画像データにしたがってLEDプリントヘッド4のドライブ基板42、搬送装置2の駆動源23及び感光ドラム3を制御して、記録媒体上に画像を記録させる。
【0032】
1枚目の記録媒体に対する画像記録が終了すると、制御装置10は冷却装置5を駆動させた状態で所定の待機時間だけ待機する。つまり冷却装置5は画像記録時間及び待機時間を合計した時間、稼働率N2でLEDプリントヘッド4を冷却することとなる。
【0033】
待機時間経過後、制御装置10は2枚目の画像データ、画像記録開始温度S2及び冷却データを基に予測温度F2を算出して最適な稼働率を決定する。例えば図5に示すように予測温度F2が第4温度範囲内に含まれれば稼働率N4が選択される。ここで、第4温度範囲内に予測温度F2が含まれることは、言い換えると予測温度F2が閾値Th以上となってしまったことである。上記したように閾値Thは、冷却装置5が所定時間内にLEDプリントヘッド4を安定温度(T1)まで冷却することのできる最大温度であるために、予測温度が閾値Thを超えてしまうと、稼働率を最大にしていたとしても安定温度まで冷却するには所定時間以上かかってしまう。待機時間は、冷却開始から所定時間(画像記録時間及び待機時間の合計時間)経過までに温度センサ43の実測値が閾値T1以下となるように設定されているが、上記のように予測温度F2が閾値Th以上となると安定温度まで冷却する時間が所定時間を超えてしまう。このため、制御装置10は、予測温度F2が閾値Th以上になった場合に、安定温度まで冷却された後に以降の画像記録が開始されるように画像記録時間及び待機時間の少なくとも一方を変更する。ここで、画像記録時においてはLEDプリントヘッド4が発熱しているために、画像記録時間を変更したとしても効率的な冷却が行い難く、LEDプリントヘッド4が停止中の待機時間を変更した方が効率的な冷却が容易に行えるので好ましい。
【0034】
そして、制御装置10は、選択された稼働率N4にしたがって、冷却装置5のファン51を制御し駆動させるとともに、搬送装置2の駆動源23を制御して、2枚目の記録媒体を感光ドラム3直下の所定位置まで搬送させる。そして、制御装置10は、2枚目の画像データにしたがってLEDプリントヘッド4のドライブ基板42、搬送装置2の駆動源23及び感光ドラム3を制御して、記録媒体上に画像を記録させる。
【0035】
待機時間経過後、制御装置10は3枚目の画像データ、画像記録開始温度S3及び冷却データを基に予測温度F3を算出して最適な稼働率を決定する。例えば図5に示すように予測温度F3が第3温度範囲内に含まれれば稼働率N3が選択される。この場合においては、制御装置10は上記により変更された待機時間を変更以前の値に切り換えておき、選択された稼働率N3にしたがって、冷却装置5のファン51を制御し駆動させる。この駆動に伴って制御装置10は、搬送装置2の駆動源23を制御して、3枚目の記録媒体を感光ドラム3直下の所定位置まで搬送させる。そして、制御装置10は、3枚目の画像データにしたがってLEDプリントヘッド4のドライブ基板42、搬送装置2の駆動源23及び感光ドラム3を制御して、記録媒体上に画像を記録させる。
以上の行程により複数枚の記録媒体に対する画像記録が完了する。
【0036】
次に、冷却装置5に故障が生じた場合の画像記録動作について説明する。
【0037】
通常、待機時間中においては、画像記録が行われていない状態で冷却装置5が稼働しているため、図5に示すようにLEDプリントヘッド4の温度変化は急激に減少する。しかしながら、冷却装置5が故障していると正常に稼働している場合と比較して減少度合いが小さくなってしまう。このため、制御装置10は、待機時間中に温度センサ43の検出結果を得て、稼働中における温度変化と正常持における温度変化とを比較する。ここで、稼働中の温度変化が正常時に比べて大幅に異なる場合には、制御装置10は冷却装置5が故障していると判断して、報知装置13に冷却装置5の故障を報知させる。一方、冷却装置5が故障していたとしても、待機時間を長くすれば自然冷却によってLEDプリントヘッド4は安定温度以下になるために、制御装置10は、待機時間を安定温度以下となる長さに変更し、待機時間経過後、つまり安定温度以下となれば、以降の画像記録を開始させる。このように、制御装置10及び温度センサ43が、冷却装置5の故障を検知する故障検知装置として機能するようになっている。
【0038】
以上のように、本実施形態の画像記録装置1によれば、制御装置10が、画像記録開始以前のLEDプリントヘッド4の温度から、画像記録後のLEDプリントヘッド4の温度を予測して、その予測温度を基に冷却装置5を制御しているので、画像記録開始以前の温度状態に応じた冷却を行うことができ、LEDプリントヘッド4の光量を安定化することができる。
また、報知装置13が冷却装置5の故障を報知するので、作業者はその報知を基にして修理を開始することができる。また、画像記録装置1近辺に作業者がいない場合においても、安定温度が常に維持されるように待機時間が変更されているので、画像記録を継続することができる。
【0039】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の改良及び設計の変更を行ってもよい。
例えば、本実施形態では、記憶装置12が冷却データとして予め稼働率を記憶している場合を例示したが、記憶装置12に稼働率を算出するための数式を記憶させて、この数式を基に制御装置10が随時各値を算出するものであってもよい。また、本実施形態の稼働率においては、温度範囲毎に設定されているが、予測温度毎に好適な稼働率が設定されていてもよい。
【0040】
また、本実施形態では予測温度が閾値Th以上となった場合や冷却装置5が故障した場合などには、待機時間を異ならせることによりLEDプリントヘッド4を安定温度以下として以降の画像記録を開始していたが、待機時間を設定しなくとも、温度センサ43の検出結果が安定温度以下となった際には、それ以降の画像記録を開始するように制御されていてもよい。
また、本実施形態では、対象となる記録媒体の画像記録開始を遅らせることで待機時間を変更していたが、画像記録される全ての記録媒体の待機時間が変更されるように、単位時間当たりの画像記録枚数を変更してもよい。
【0041】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、画像記録開始以前の温度状態に応じた冷却を行うことができ、LEDプリントヘッドの光量を安定化することができる。
請求項2記載の発明によれば、予測温度がどのような値を示そうとも確実にLEDプリントヘッドの光量を安定させるように冷却することができる。
請求項3記載の発明によれば、予測温度に対応する稼働率を基に制御する場合よりも、制御を容易にすることができる。
請求項4及び5記載の発明によれば、複数の記録媒体に連続して画像記録を行う場合に、いずれの記録媒体における画像記録に対しても、安定光量を常に維持することができる。
請求項6記載の発明によれば、作業者は報知装置からの報知を基にして故障を認識することができる。また、画像記録装置近辺に作業者がいない場合においても、安定温度が常に維持されるように待機時間が変更されているので、画像記録を継続することができる。
請求項7記載の発明によれば、待機時間の変更を単位時間当たりの画像記録枚数を変更することで行った場合においても、請求項5又は6記載の発明と同等の作用、効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる画像記録装置の概略構成を表す斜視図である。
【図2】図1の画像記録装置に備わるLEDプリントヘッドを概略構成を表す正面図である。
【図3】図1の画像記録装置1の主制御構成を表すブロック図である。
【図4】温度範囲と稼働率との関係を表す説明図である。
【図5】図2のLEDプリントヘッド4の温度変化を表す説明図である。
【符号の説明】
1 画像記録装置
4 LEDプリントヘッド
5 冷却装置
10 制御装置(故障検知装置)
12 記憶装置
13 報知装置
43 温度センサ(故障検知装置)
【発明の属する技術分野】
本発明は画像記録装置に係り、特に、LEDプリントヘッドを有する画像記録装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像記録装置には、LEDプリントヘッド等からなる書き込み光学系によって記録媒体に画像を形成するものが知られている。LEDプリントヘッドは、使用されるにしたがってそれ自体で発熱するため、装置自体の温度があまりに高くなってしまうと正確に画像を記録できなくなってしまう。この温度上昇を抑えるために、上記した画像記録装置においてはLEDプリントヘッドに風をあてて冷却する例えばファン等の冷却装置が備わっている。ここで冷却装置が必要以上に稼働すると、エネルギー効率や騒音等の観点から好ましくないために、記録される画像における単位面積当たりの画像面積の割合(黒化率)を基に冷却装置の稼働を制御する画像記録装置が開発されている(例えば特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−130052号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に画像記録装置においては、複数の記録媒体に対して連続して画像を記録する機能を有しているため、記録開始時におけるLEDプリントヘッドの温度状態は、1枚目の記録媒体に画像を記録する場合と、2枚目以降の記録媒体に画像を記録する場合とでは異なってしまう。具体的には、2枚目以降の温度状態の方が、それ以前の画像記録によって予め温度が上がっているために、1枚目以降の温度状態よりも高くなっている。しかしながら、上記した画像記録装置のように、黒化率のみを冷却装置の制御基準としてしまうと、画像記録開始前の温度状態が考慮されていないために、LEDプリントヘッドを必要なだけ冷却できない可能性があり、結果としてLEDプリントヘッドの光量が不安定となってしまうおそれがあった。
【0005】
本発明の課題は、LEDプリントヘッドの温度状態に応じた冷却を行うことで、LEDプリントヘッドの光量の安定化を図ることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、
複数のLEDを配列してなるLEDプリントヘッドと、
前記LEDプリントヘッドを冷却する冷却装置と、
前記LEDプリントヘッドの温度を検出する温度センサと、
各黒化率に対応する前記LEDプリントヘッドの温度上昇率を記憶する記憶装置と、
前記冷却装置及び前記LEDプリントヘッドを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、画像データを基に黒化率を算出し、当該黒化率に対応する前記温度上昇率を前記記憶装置から読み出して、読み出された前記温度上昇率及び前記温度センサの検出結果から、画像記録後の前記LEDプリントヘッドの温度を予測し、当該予測温度を基に前記冷却装置を制御することを特徴としている。
【0007】
請求項1記載の発明によれば、制御装置が、画像記録開始以前のLEDプリントヘッドの温度から、画像記録後のLEDプリントヘッドの温度を予測して、その予測温度を基に冷却装置を制御しているので、画像記録開始以前の温度状態に応じた冷却を行うことができ、LEDプリントヘッドの光量を安定化することができる。
【0008】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の画像記録装置において、
前記記憶装置は、前記予測温度に対する前記冷却装置の稼働率を記憶し、
前記制御装置は、前記予測温度を基として前記記憶装置から前記稼働率を読み出し、読み出された前記稼働率を基に前記冷却装置を制御することを特徴としている。
【0009】
請求項2記載の発明によれば、制御装置が、予測温度に対応する稼働率を基に冷却装置を制御しているので、予測温度がどのような値を示そうとも確実にLEDプリントヘッドの光量を安定させるように冷却することができる。
【0010】
請求項3記載の発明は、請求項2記載の画像記録装置において、
前記記憶装置は、複数の温度範囲毎の前記稼働率を記憶し、
前記制御装置は、前記予測温度を含む前記温度範囲を選択して、当該温度範囲に対応する前記稼働率を前記記憶装置から読み出して、読み出された稼働率を基に前記冷却装置を制御することを特徴としている。
【0011】
請求項3記載の発明によれば、制御装置が、選択された温度範囲に対応する稼働率を基に冷却装置を制御するので、予測温度に対応する稼働率を基に制御する場合よりも、制御を容易にすることができる。
【0012】
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像記録装置において、
前記制御装置は、冷却時における前記温度センサの検出結果が、安定した光量を確保できる安定温度以下となったら、以降の画像記録を開始することを特徴としている。
【0013】
請求項4記載の発明によれば、冷却時に温度センサの検出結果が、安定温度以下となったら、それ以降の画像記録が開始されるので、複数の記録媒体に連続して画像記録を行う場合に、いずれの記録媒体における画像記録に対しても、安定光量を常に維持することができる。
【0014】
請求項5記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像記録装置において、
前記制御装置は、前記冷却装置によって前記LEDプリントヘッドを所定時間内に前記安定温度まで冷却することのできる最大温度を、前記予測温度が超えている場合には、以降の画像記録が開始されるまでの待機時間を変更することを特徴としている。
【0015】
請求項5記載の発明によれば、予測温度が最大温度を超えている場合には、制御装置が待機時間を変更するので、複数の記録媒体に連続して画像記録を行う場合に、いずれの記録媒体における画像記録に対しても、安定光量を常に維持することができる。
【0016】
請求項6記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の画像記録装置において、
前記冷却装置の故障を検知する故障検知装置と、
各種報知を行う報知装置とを備え、
前記制御装置は、前記故障検知装置が故障を検知した際に、故障を報知するように前記報知装置を制御するとともに、前記冷却装置が駆動しなくとも前記温度センサの検出結果が前記安定温度となるように前記待機時間を変更することを特徴としている。
【0017】
請求項6記載の発明によれば、報知装置が冷却装置の故障を報知するので、作業者はその報知を基にして故障を認識することができる。また、画像記録装置近辺に作業者がいない場合においても、安定温度が常に維持されるように待機時間が変更されているので、画像記録を継続することができる。
【0018】
請求項7記載の発明は、請求項5又は6記載の画像記録装置において、
前記制御装置は、単位時間当たりの画像記録枚数を変更することにより、前記待機時間を変更することを特徴としている。
【0019】
請求項7記載の発明によれば、待機時間の変更を単位時間当たりの画像記録枚数を変更することで行った場合においても、請求項5又は6記載の発明と同等の作用、効果を奏することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本実施形態における画像記録装置について説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。図1は画像記録装置の概略構成を表す斜視図である。
【0021】
画像記録装置1には、図1に示すように、記録媒体を平面状に保ちながら搬送する搬送装置2が設けられている。搬送装置2には、3つのローラ21がそれぞれ平行になるように配置されており、この3つのローラ21に対して環状のベルト22が張設されている。搬送装置2の上方には、記録媒体の搬送方向に対して直交する方向に延在する4つの感光ドラム3が搬送方向に沿って配列されている。また、各感光ドラム3の上方には、書き込み光学系としてのLEDプリントヘッド4が設けられている。つまり、画像記録装置1においては、感光ドラム3及びLEDプリントヘッド4によって、記録媒体上にトナーが付着されて画像を記録するようになっている。
【0022】
図2はLEDプリントヘッド4の概略構成を表す正面図であり、この図2に示すように、LEDプリントヘッド4は、長手方向に等間隔で複数のLED41が配列されたドライブ基板42を有している。ドライブ基板42の中央には、ドライブ基板42の温度、つまりLEDプリントヘッド4自体の温度を検出する温度センサ43が設けられている。
【0023】
各LEDプリントヘッド4の上方には、図1に示すように、ドライブ基板42を冷却する冷却装置5が設けられている。この冷却装置5には、ファン51と、ファン51により発生した風をLEDプリントヘッド4に案内するダクト52とが設けられている。
【0024】
次に、図3を参照して画像記録装置1における主制御構成について説明する。図3は画像記録装置1の主制御構成を表すブロック図である。
【0025】
画像記録装置1には、図3に示すように、各駆動部を制御する制御装置10が設けられており、この制御装置10には、各種指示が入力される入力装置11と、制御プログラム及び制御データが記憶される記憶装置12と、画像記録装置1の状態を報知する報知装置13と、搬送装置2の駆動源23と、LEDプリントヘッド4のドライブ基板42と、冷却装置5のファン51と、感光ドラム3と、温度センサ43とが電気的に接続されている。なお、制御装置10には、これら以外にも画像記録装置1の各駆動部などが接続されている。
【0026】
記憶装置12は、制御プログラム、制御データ等を記憶しているが、この制御データには、冷却装置5の冷却動作に関する冷却データが含まれている。冷却データには、各黒化率に対応するLEDプリントヘッド4の温度上昇率が含まれている。この温度上昇率とは、画像記録開始以前から完了後までの温度変化率のことであり、冷却装置5が稼働していない場合、つまりLEDプリントヘッド4が冷却されていない場合を想定して設定されている。ここで、黒化率とは、単位面積当たりのトナーが付着する面積(画像面積)の割合、つまり単位面積におけるLEDプリントヘッド4の点灯量の割合のことであり、画像データ毎に異なる値を示す。一般に黒化率が高い画像データは密な画像が記録されるため、LEDプリントヘッド4の点灯量も大きく、その分温度上昇率が大きくなる。逆に、黒化率が低い画像データは粗い画像が記録されるために、LEDプリントヘッド4の点灯量も小さく温度上昇率は小さくなる。つまり、温度上昇率は黒化率に比例して大きくなるものである。
【0027】
また、冷却データには、温度上昇率及び温度センサ43の検出結果(画像記録開始温度)を基に算出された画像記録後の予測温度を、複数の温度範囲のいずれかに振り分けるための閾値が含まれる。例えば温度範囲が2つの場合には閾値は1つ、温度範囲が3つの場合には閾値は2つ、という具合に温度範囲をN個とすると、閾値の個数は(N−1)個となる。ここで、閾値が複数ある場合においては、最も値の小さな閾値は、LEDプリントヘッド4が画像記録時に常に安定した光量を確保することのできる安定温度に設定されていることが好ましい。一方、最も値の大きな閾値は、冷却装置5がLEDプリントヘッド4を所定時間内に安定温度まで冷却することのできる最大温度に設定されていることが好ましい。
【0028】
また、冷却データには、各温度範囲に対応する冷却装置5の稼働率が含まれる。稼働率とは、稼働時における出力と最大出力との割合であり、稼働時におけ出力が最大出力であれば100%となる。この稼働率は、各温度範囲に対して最適な値が、実験若しくはシミュレーションなどによって求められている。一般に温度の高い温度範囲の方が、冷却時における稼働率は高くなる。例えば温度範囲を4つとした場合を挙げて説明すると、この場合3つの閾値がT1<T2<Thのように設定され、T1未満は第1温度範囲、T1以上T2未満は第2温度範囲、T2以上Th未満は第3温度範囲、Th以上は第4温度範囲となる。これらの温度範囲毎に実験やシミュレーションを行って最適な稼働率を求めると、図4に示すような関係となる。
【0029】
そして、制御装置10は、例えばパーソナルコンピュータ等の画像形成装置から画像データが入力されると、この画像データと、記憶装置12中に書き込まれている制御プログラム、制御データとに従って各種駆動部を制御するようになっている。ここで、画像データには、各画素の座標値や色調値などが含まれており、これらを基に各LED41の点灯量や搬送装置2の搬送速度等が決定されるため、この画像データを基にすれば単位面積当たりの点灯量の割合、つまり黒化率を算出できるようになっている。そして、制御装置10は、算出された黒化率及び画像記録以前における温度センサ43の検出結果を基に予測温度を求めた後、記憶装置12に記憶される冷却データの中から、その予測温度に対応した各データを選択して、冷却装置5の稼働率を決定するようになっている。
【0030】
次に、本実施形態の画像記録装置1における画像記録動作について図5を参照にして説明する。図5は、複数回画像記録を行った際のLEDプリントヘッド4の温度変化を表す説明図である。
【0031】
まず、制御装置10は、複数枚の記録媒体に対する画像記録開始の指示が入力装置11から入力されると、1枚目の画像データ、画像記録開始温度S1及び冷却データを基に予測温度F1を算出して最適な稼働率を決定する。例えば図5に示すように予測温度F1が第2温度範囲内に含まれれば稼働率N2が選択される。この稼働率N2にしたがって制御装置10は、冷却装置5のファン51を制御し駆動させる。
冷却装置5の駆動に伴って、制御装置10は、搬送装置2の駆動源23を制御して、1枚目の記録媒体を感光ドラム3直下の所定位置まで搬送させる。そして、制御装置10は、1枚目の画像データにしたがってLEDプリントヘッド4のドライブ基板42、搬送装置2の駆動源23及び感光ドラム3を制御して、記録媒体上に画像を記録させる。
【0032】
1枚目の記録媒体に対する画像記録が終了すると、制御装置10は冷却装置5を駆動させた状態で所定の待機時間だけ待機する。つまり冷却装置5は画像記録時間及び待機時間を合計した時間、稼働率N2でLEDプリントヘッド4を冷却することとなる。
【0033】
待機時間経過後、制御装置10は2枚目の画像データ、画像記録開始温度S2及び冷却データを基に予測温度F2を算出して最適な稼働率を決定する。例えば図5に示すように予測温度F2が第4温度範囲内に含まれれば稼働率N4が選択される。ここで、第4温度範囲内に予測温度F2が含まれることは、言い換えると予測温度F2が閾値Th以上となってしまったことである。上記したように閾値Thは、冷却装置5が所定時間内にLEDプリントヘッド4を安定温度(T1)まで冷却することのできる最大温度であるために、予測温度が閾値Thを超えてしまうと、稼働率を最大にしていたとしても安定温度まで冷却するには所定時間以上かかってしまう。待機時間は、冷却開始から所定時間(画像記録時間及び待機時間の合計時間)経過までに温度センサ43の実測値が閾値T1以下となるように設定されているが、上記のように予測温度F2が閾値Th以上となると安定温度まで冷却する時間が所定時間を超えてしまう。このため、制御装置10は、予測温度F2が閾値Th以上になった場合に、安定温度まで冷却された後に以降の画像記録が開始されるように画像記録時間及び待機時間の少なくとも一方を変更する。ここで、画像記録時においてはLEDプリントヘッド4が発熱しているために、画像記録時間を変更したとしても効率的な冷却が行い難く、LEDプリントヘッド4が停止中の待機時間を変更した方が効率的な冷却が容易に行えるので好ましい。
【0034】
そして、制御装置10は、選択された稼働率N4にしたがって、冷却装置5のファン51を制御し駆動させるとともに、搬送装置2の駆動源23を制御して、2枚目の記録媒体を感光ドラム3直下の所定位置まで搬送させる。そして、制御装置10は、2枚目の画像データにしたがってLEDプリントヘッド4のドライブ基板42、搬送装置2の駆動源23及び感光ドラム3を制御して、記録媒体上に画像を記録させる。
【0035】
待機時間経過後、制御装置10は3枚目の画像データ、画像記録開始温度S3及び冷却データを基に予測温度F3を算出して最適な稼働率を決定する。例えば図5に示すように予測温度F3が第3温度範囲内に含まれれば稼働率N3が選択される。この場合においては、制御装置10は上記により変更された待機時間を変更以前の値に切り換えておき、選択された稼働率N3にしたがって、冷却装置5のファン51を制御し駆動させる。この駆動に伴って制御装置10は、搬送装置2の駆動源23を制御して、3枚目の記録媒体を感光ドラム3直下の所定位置まで搬送させる。そして、制御装置10は、3枚目の画像データにしたがってLEDプリントヘッド4のドライブ基板42、搬送装置2の駆動源23及び感光ドラム3を制御して、記録媒体上に画像を記録させる。
以上の行程により複数枚の記録媒体に対する画像記録が完了する。
【0036】
次に、冷却装置5に故障が生じた場合の画像記録動作について説明する。
【0037】
通常、待機時間中においては、画像記録が行われていない状態で冷却装置5が稼働しているため、図5に示すようにLEDプリントヘッド4の温度変化は急激に減少する。しかしながら、冷却装置5が故障していると正常に稼働している場合と比較して減少度合いが小さくなってしまう。このため、制御装置10は、待機時間中に温度センサ43の検出結果を得て、稼働中における温度変化と正常持における温度変化とを比較する。ここで、稼働中の温度変化が正常時に比べて大幅に異なる場合には、制御装置10は冷却装置5が故障していると判断して、報知装置13に冷却装置5の故障を報知させる。一方、冷却装置5が故障していたとしても、待機時間を長くすれば自然冷却によってLEDプリントヘッド4は安定温度以下になるために、制御装置10は、待機時間を安定温度以下となる長さに変更し、待機時間経過後、つまり安定温度以下となれば、以降の画像記録を開始させる。このように、制御装置10及び温度センサ43が、冷却装置5の故障を検知する故障検知装置として機能するようになっている。
【0038】
以上のように、本実施形態の画像記録装置1によれば、制御装置10が、画像記録開始以前のLEDプリントヘッド4の温度から、画像記録後のLEDプリントヘッド4の温度を予測して、その予測温度を基に冷却装置5を制御しているので、画像記録開始以前の温度状態に応じた冷却を行うことができ、LEDプリントヘッド4の光量を安定化することができる。
また、報知装置13が冷却装置5の故障を報知するので、作業者はその報知を基にして修理を開始することができる。また、画像記録装置1近辺に作業者がいない場合においても、安定温度が常に維持されるように待機時間が変更されているので、画像記録を継続することができる。
【0039】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の改良及び設計の変更を行ってもよい。
例えば、本実施形態では、記憶装置12が冷却データとして予め稼働率を記憶している場合を例示したが、記憶装置12に稼働率を算出するための数式を記憶させて、この数式を基に制御装置10が随時各値を算出するものであってもよい。また、本実施形態の稼働率においては、温度範囲毎に設定されているが、予測温度毎に好適な稼働率が設定されていてもよい。
【0040】
また、本実施形態では予測温度が閾値Th以上となった場合や冷却装置5が故障した場合などには、待機時間を異ならせることによりLEDプリントヘッド4を安定温度以下として以降の画像記録を開始していたが、待機時間を設定しなくとも、温度センサ43の検出結果が安定温度以下となった際には、それ以降の画像記録を開始するように制御されていてもよい。
また、本実施形態では、対象となる記録媒体の画像記録開始を遅らせることで待機時間を変更していたが、画像記録される全ての記録媒体の待機時間が変更されるように、単位時間当たりの画像記録枚数を変更してもよい。
【0041】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、画像記録開始以前の温度状態に応じた冷却を行うことができ、LEDプリントヘッドの光量を安定化することができる。
請求項2記載の発明によれば、予測温度がどのような値を示そうとも確実にLEDプリントヘッドの光量を安定させるように冷却することができる。
請求項3記載の発明によれば、予測温度に対応する稼働率を基に制御する場合よりも、制御を容易にすることができる。
請求項4及び5記載の発明によれば、複数の記録媒体に連続して画像記録を行う場合に、いずれの記録媒体における画像記録に対しても、安定光量を常に維持することができる。
請求項6記載の発明によれば、作業者は報知装置からの報知を基にして故障を認識することができる。また、画像記録装置近辺に作業者がいない場合においても、安定温度が常に維持されるように待機時間が変更されているので、画像記録を継続することができる。
請求項7記載の発明によれば、待機時間の変更を単位時間当たりの画像記録枚数を変更することで行った場合においても、請求項5又は6記載の発明と同等の作用、効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる画像記録装置の概略構成を表す斜視図である。
【図2】図1の画像記録装置に備わるLEDプリントヘッドを概略構成を表す正面図である。
【図3】図1の画像記録装置1の主制御構成を表すブロック図である。
【図4】温度範囲と稼働率との関係を表す説明図である。
【図5】図2のLEDプリントヘッド4の温度変化を表す説明図である。
【符号の説明】
1 画像記録装置
4 LEDプリントヘッド
5 冷却装置
10 制御装置(故障検知装置)
12 記憶装置
13 報知装置
43 温度センサ(故障検知装置)
Claims (7)
- 複数のLEDを配列してなるLEDプリントヘッドと、
前記LEDプリントヘッドを冷却する冷却装置と、
前記LEDプリントヘッドの温度を検出する温度センサと、
各黒化率に対応する前記LEDプリントヘッドの温度上昇率を記憶する記憶装置と、
前記冷却装置及び前記LEDプリントヘッドを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、画像データを基に黒化率を算出し、当該黒化率に対応する前記温度上昇率を前記記憶装置から読み出して、読み出された前記温度上昇率及び前記温度センサの検出結果から、画像記録後の前記LEDプリントヘッドの温度を予測し、当該予測温度を基に前記冷却装置を制御することを特徴とする画像記録装置。 - 請求項1記載の画像記録装置において、
前記記憶装置は、前記予測温度に対する前記冷却装置の稼働率を記憶し、
前記制御装置は、前記予測温度を基として前記記憶装置から前記稼働率を読み出し、読み出された前記稼働率を基に前記冷却装置を制御することを特徴とする画像記録装置。 - 請求項2記載の画像記録装置において、
前記記憶装置は、複数の温度範囲毎の前記稼働率を記憶し、
前記制御装置は、前記予測温度を含む前記温度範囲を選択して、当該温度範囲に対応する前記稼働率を前記記憶装置から読み出して、読み出された稼働率を基に前記冷却装置を制御することを特徴とする画像記録装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像記録装置において、
前記制御装置は、冷却時における前記温度センサの検出結果が、安定した光量を確保できる安定温度以下となったら、以降の画像記録を開始することを特徴とする画像記録装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像記録装置において、
前記制御装置は、前記冷却装置によって前記LEDプリントヘッドを所定時間内に前記安定温度まで冷却することのできる最大温度を、前記予測温度が超えている場合には、以降の画像記録が開始されるまでの待機時間を変更することを特徴とする画像記録装置。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の画像記録装置において、
前記冷却装置の故障を検知する故障検知装置と、
各種報知を行う報知装置とを備え、
前記制御装置は、前記故障検知装置が故障を検知した際に、故障を報知するように前記報知装置を制御するとともに、前記冷却装置が駆動しなくとも前記温度センサの検出結果が前記安定温度となるように前記待機時間を変更することを特徴とする画像記録装置。 - 請求項5又は6記載の画像記録装置において、
前記制御装置は、単位時間当たりの画像記録枚数を変更することにより、前記待機時間を変更することを特徴とする画像記録装置。
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- 2003-05-26 JP JP2003147721A patent/JP2004345319A/ja active Pending
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