(57)【要約】【課題】レーザ光量が低下し、異常画像がプリントされる前に確実にＢＤエラーとしてこれを検出する。【解決手段】入射光量の最大値をホールドし、このホールド値に対して一定の割合でスライスレベルを決定するＢＤセンサを備える画像形成装置において、ＢＤ信号を出力可能な最低入射光量を制御する手段を設け、最低入射光量以下の場合には、ＢＤ信号出力を遮断する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発射する半導体レーザと、
画像信号に基づいて前記半導体レーザを駆動するレーザ駆動手段と、
前記レーザ光を偏向走査して走査線を形成する回転多面体と、
前記走査線が照射された部分に画像を形成する感光体ドラムと、
前記回転多面体の回転制御を行なう回転駆動手段と、
前記走査線上の始端に設けられ、入射されたレーザ光量の最大値に対して所定の割合以上の光量が入射されることにより信号を出力する光検出手段と、
を備える画像形成装置において、
前記光検出手段は出力不可能になる光量を可変に設定する手段と、
前記設定手段により設定された光量と入射される光量との比較を行なう比較手段と、
前記比較手段の結果にもとづいて、前記設定された光量よりも低い光量が入射されている間は出力を遮断する手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記比較手段に入力される設定光量は、抵抗値に応じて可変に設定されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記比較手段に入力される設定光量は、エンジン制御部から行われ、エンジン制御部は半導体レーザの光量を変化させる必要がある場合に、前記設定光量を変更することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記エンジン制御部は、前記光検出手段からの出力を得られなくなった場合には、前記設定光量を変更し、装置の異常状態の特定を行ない、これをユーザに報知、あるいはコントローラに報知することを特徴とする請求項１，３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光体ドラム上に半導体レーザ光を偏向走査して画像を形成する画像形成装置の光検出手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置のうち、プリンタを例にとって説明する。従来プリンタは、図１のごとき機構をしている。図１において、１０１は静電担持体である感光体ドラム、１０２は光源としての半導体レーザ、１０３はスキャナモータ１０４によって回転する回転多面鏡、１０５は半導体レーザ１０２から発射され、感光体ドラム１０１上を走査するレーザビームである。
【０００３】
１０６は感光体ドラム１０１上を一様に帯電するための帯電ローラ、１０７は感光体ドラム１０１上に形成された静電潜像をトナーにて現像するための現像機である。１０８は現像機１０７にて現像されたトナー像を所定の記録用紙に転写するための転写ローラ、１０９は記録用紙に転写されたトナーを熱にて融着するための定着ローラである。
【０００４】
１００は１回転する事により、記録用紙のサイズを識別する機能を有するカセットから用紙を給紙、搬送路に送り出すカセット給紙ローラ、１１１は記録用紙のサイズを識別する機能を有しない手差し給紙口から用紙を搬送路に送り込む手差し給紙ローラである。１１２は着脱可能で記録用紙のサイズを識別する機能を有するカセットから用紙を搬送路に送り込むオプションカセット給紙ローラ、１１３は着脱可能で封筒のみ積載可能な封筒フィーダから用紙を１枚ずつ搬送路に送り込む封筒フィーダ給紙ローラである。１１４，１１５はカセットから給紙された用紙を搬送する搬送ローラである。
【０００５】
１１６は封筒フィーダ以外から給紙された用紙の先端と後端を検出するためのプレフィードセンサ、１１７は搬送された用紙を感光体ドラム１０１へ送り込む転写前ローラ、１１８は給紙された用紙に対し、感光体ドラム１０１への画像書き込み（記録／印字）と用紙搬送の同期をとると共に、給紙された用紙の搬送方向の長さを測定するためのトップセンサである。１１９は定着後の用紙の有無を検出するための排紙センサ、１２０は定着後の用紙を機外に排出するための排出ローラである。
【０００６】
１２１は印字された用紙の搬送先（機外排出あるいは、着脱可能な両面ユニット）を切り換えるフラッパ、１２２は両面ユニットに搬送された用紙を反転部に搬送するための搬送ローラ、１２３は反転部に搬送された用紙の先端／後端を検出する反転センサ、１２４は正転／逆転をシーケンシャルに動作させる事で、用紙を反転させ、再給紙部に用紙を搬送するための反転ローラ、１２５は再給紙部の用紙有無を検出再給紙センサ、１２６は再給紙部の用紙を再び搬送路へ送り込むための再給紙ローラである。
【０００７】
このような機構部を制御するための制御系の回路構成のブロック図を図２に示す。図２において、２０１は不図示のホストコンピュータ等の外部機器から送られる画像コードデータをプリンタの印字に必要なビットデータに展開すると共に、プリンタ内部情報を読み取りそれを表示するためのプリンタコントローラである。
【０００８】
２０２はプリンタエンジンの各部をプリンタコントローラ２０１の指示にしたがって動作制御すると共に、プリンタコントローラ２０１へプリンタ内部情報を報知するためのプリンタエンジン制御部である。２０３はプリンタエンジン制御部２０２の指示に従い、記録用紙搬送のためのモータ、ローラ等の駆動／停止を行う用紙搬送制御部、２０４は帯電、現像、転写等各工程における各高圧の出力制御をプリンタエンジン制御部２０２の指示にしたがって行う高圧制御部である。２０５はスキャナモータ１０４の駆動／停止、レーザビームの点灯をエンジン制御部２０２の指示にしたがって制御する光学系制御部である。２０７は定着器の温度をプリンタエンジン制御部２０２の指定した温度に調節するための定着温度制御部である。
【０００９】
２０８は着脱可能なオプションカセット制御部で、プリンタエンジン制御２０２の指示により駆動系の駆動／停止を行うと共に、紙有無状態、紙サイズ情報をプリンタエンジン制御部２０２に報知する。
【００１０】
２０９は着脱可能な両面ユニット制御部で、プリンタエンジン制御部２０２の指示にしたがって、用紙の反転および再給紙動作を行うと同時に、その動作状態をエンジン制御部２０２に報知する。
【００１１】
２１０は着脱可能な封筒フィーダ制御部で、プリンタエンジン制御部２０２の指示により駆動系の駆動／停止を行うとともに、紙有無状態をプリンタエンジン制御部２０２に報知する。
【００１２】
次にスキャナユニットについて説明する。
【００１３】
図３は、スキャナユニットの内部構成を示した概念図である。１０２は画像信号に応じてＯＮ／ＯＦＦされる半導体レーザ、３０１はエンジン制御部２０２からの画像信号により変調されたレーザ駆動信号３５１に応じて半導体レーザ１０２を駆動するレーザドライバ、３０２は半導体レーザ１０２から放射されるレーザ光の拡散放射を平行光にするためのコリメータレンズ、３０３は平行光にされたレーザ光を縦方向にのみ縮めるシリンドリカルレンズ、１０３はシリンドリカルレンズ３０３を通過したレーザ光を反射して偏向走査させる回転多面鏡（ポリゴンミラー）、１０４は回転多面鏡（ポリゴンミラー）１０３を回転するためのスキャナモータ、３０４はエンジン制御部２０２からの駆動信号に基づいてスキャナモータ１０４を駆動するスキャナモータドライバ、３０５は回転多面鏡１０３で反射されたレーザ光を感光体ドラム１０１上を一定速度で走査するレーザ光に変換するためのトーリックレンズ、は回転多面鏡と感光体ドラムの光路長を補正するための結像レンズ、３０７は回転多面鏡により偏向走査され水平同期ミラー３０９上で反射したレーザ光を受光し、受光時に各主走査ラインごとの書き込み開始位置を決定するための水平同期信号（“／ＢＤ”信号（“／”は負論理を示す））を出力する有効画像領域以外の所定位置に設けられた受光素子（以下、ＢＤセンサと称す）、３０８は結像レンズ３０６を通ったレーザ光を反射して感光体ドラム１０２に照射させるための反射ミラーである。ＢＤセンサ３０７は入射された光量の最大値をホールドし、このピークホールドされた光量に対して、ある一定割合以上の光量が入射された場合に／ＢＤ信号を出力する。
【００１４】
なお、ピークホールド値によってスライスレベルを決定する旨は、例えば特許文献１等によりしられている。
【００１５】
【特許文献１】
特開昭０６−２８６２１７号
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
このようなＢＤセンサは、たとえば解像度切り換えなどを行なうときに、光量を切り換える必要があるときなどには、光量に応じてスライスレベルが決定されるため、検出ジッタの少ない高精度の画像書き出し位置検出を行なうためには最適の手段となる。
【００１７】
しかしながら、このように入射光量のピーク値をホールドし、このホールド値に対して一定の割合で閾値を決定するようなＢＤセンサを使用する場合、各々のミラーが汚れた、あるいは、レーザが劣化したなどの異常が生じＢＤセンサに入射される光量が低下した場合にも、ＢＤセンサが出力可能な光量以上の光量がＢＤセンサに入射されている限りは異常を検出することはできなかった。
【００１８】
したがって、このような場合には下記課題があった。
【００１９】
エンジン制御部が異常を検出していないにも係わらず、画像が薄い、あるいは画像が出ないなどの画像品質の劣化を生じてしまうため、ユーザビリティに欠けていた。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解消するために、ＢＤセンサに対して出力可能な最低入射光量を可変に設定できる手段を設け、この設定値と入射光量とを比較し、入射光量がこの設定光量を超えるまでは出力を遮断状態にする手段を備える。さらには、プリント状態に応じて、この設定値を可変制御する手段を備える。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
本発明の実施形態におけるＢＤセンサの回路ブロック部を図４に示す。
【００２２】
ＰＤ１は光を検出するためのフォトダイオードであり、入射光量に応じた電流ＩＬを流す。ここで生じた電流ＩＬは電流−電圧変換部４０１で９倍に増幅されるとともに、電圧変換されてＣＭＰ１、ＣＭＰ３へと出力される。また、一方電流−電圧変換部４０２では３倍に増幅され、同様に電圧変換されてＣＭＰ１へと出力される。Ｃ１はＰＤ１に入射された光量の最大値をホールドするためのコンデンサであり、ＩＬの３倍に相当する電流値を電圧変換して蓄えている。ＣＭＰ１は、Ｃ１の電化と４０１からの出力値を比較し出力を行なうコンパレータである。つまり、ＰＤ１が電流ＩＬを発生させた場合、Ｃ１には３ＩＬ相当の電荷が蓄えられることなり、その後に光が入射されＰＤ１に１／３ＩＬの電流が流れると、４０１は３ＩＬ相当の電圧を出力するためＣＭＰ１は出力する。こうすることで、常に入射光量の最大値に対して３３％の光量値をスライスレベルにできる。
【００２３】
なお、この割合は３３％に限定する必要はなく、４０１，４０２の電流増幅率を変更することにより自由に設定できるものである。
【００２４】
ＣＭＰ２はヒステリシスコンパレータであり、ＣＭＰ１からの出力と電圧Ｖｒｅｆ１を比較し、ＣＭＰ１の出力がＶｒｅｆよりも大きいときに出力をＬｏｗ、つまりは／ＢＤ出力をｔｒｕｅの状態とする。
【００２５】
ＣＭＰ３は４０１の出力とＶＤＤに接続された抵抗Ｒ１によりそのレベルを決定される入力電圧とを比較し、出力を決定するコンパレータである。
【００２６】
ここで、フォトダイオードＰＤ１に入射される光量が低い場合について考える。
【００２７】
ＰＤ１への入射光量が低い場合、発生する電流ＩＬの値も低下する。その結果、４０１から出力される電圧も低下する。この電圧が抵抗Ｒ１で決定されるＣＭＰ３の基準電圧（リファレンス）よりも小さくなった場合、ＣＭＰ３の出力はＬｏｗとなる。これにより、ＣＭＰ２に入力される電圧はＶｒｅｆ１よりも小さくなり、ＣＭＰ２の出力／ＢＤはＨｉｇｈレベルのままに固定される。
【００２８】
このように、本実施例においては、ＢＤセンサの出力可能な最低光量を抵抗Ｒ１により決定し、この抵抗Ｒ１によって決定される電圧値に相当する光電流供給するだけの光量がＰＤ１に入射されない場合に、／ＢＤ出力を遮断することが可能になる。
【００２９】
（実施例２）
図５は、本実施例における第二の実施例を示す図であり、図４との違いは、ＣＭＰ３の基準電圧をエンジン制御部から指定している点のみである。
【００３０】
したがって、その他の構成部については詳細な説明を省略する。
【００３１】
エンジン制御部からＣＭＰ３への基準電圧出力は、アナログ信号にて行われる。したがって、エンジン制御部は、／ＢＤ信号を遮断するＰＤ１への入射光量を常時可変に設定可能である。
【００３２】
たとえば、解像度切り換えを行なう場合には、感光ドラム上に照射するレーザ光量は変更する必要がある。一般的に、解像度を上げる場合には、感光ドラム上に照射されるレーザのスポット径は小さくすることが好ましいため、光量は低下させる必要がある。
【００３３】
したがって、エンジン制御部は、半導体レーザから照射される光量を変化させる必要がある場合には、この変化量に応じてＣＭＰ３への基準電圧出力も同時に変更する。
【００３４】
このようにすることで、それぞれの光量レベルに応じてＰＤ１への入射光量の異常低下時に／ＢＤ信号出力を遮断可能になる。
【００３５】
なお、本実施例では、半導体レーザをシングルビームとして説明してきたが、マルチビームについても同様に適用ができることは当然のことである。
【００３６】
（実施例３）
本実施例は、ＢＤセンサから出力を得られなくなった後のエンジン制御部の行なう制御について述べるものである。
【００３７】
実施例２において説明したとおり、エンジン制御部は／ＢＤ信号出力遮断光量を可変に設定できる。エンジン制御部は／ＢＤ信号が得られなくなった場合、／ＢＤ信号出力遮断光量を徐々に低く設定する。この間に／ＢＤ信号が得られた場合には、レーザの光量が異常低下していたものとして、レーザ故障と判断する。／ＢＤ信号出力遮断光量が最低の設定値になっても／ＢＤ信号を得ることができない場合には、ＢＤセンサの異常であるかレーザの異常であるかの判別はできないため、スキャナユニット故障と判断する。
【００３８】
これらの故障状態を判断したエンジン制御部は、これらの故障の状態をコントローラまたは表示パネル上に報知する。
【００３９】
このように、／ＢＤ信号を得ることができなくなった後、更に／ＢＤ信号出力遮断光量を可変に制御し続けることで、故障状態の特定が可能になる。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明によれば、ＢＤセンサに入射される光量が規定の光量以下になった場合には／ＢＤ信号出力を遮断する手段を備えて、半導体レーザから出力される光量の異常低下が起きた場合にも、画像品質の低下が起こる前にこれを検出可能になる。
【００４１】
また、半導体レーザから出力される光量を切り換える必要がある場合に、エンジン制御部がこれに応じて／ＢＤ信号出力遮断光量を可変に設定するため、レーザ光量に対して適切な遮断光量設定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来プリンタの機構。
【図２】同制御系の回路構成のブロック図。
【図３】同スキャナユニットの内部構成の概念図。
【図４】本発明の実施形態のＢＤセンサの回路ブロック図。
【図５】第二の実施例を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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