(57)【要約】【課題】高画質を維持しながら十分な長寿命化が可能な光走査装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】各ビームの光量出力をチェックし（１００）、各素子全てが目標値の光量が出力されていれば、従来通り画像データを通常の出力で照射する（１０２〜１０６）。目標値の光量が出力できなくなった素子が発生した場合、劣化した故障素子の不足光量を検出し、当該故障素子と略同一位置に照射するパートナ素子を選出して、そのパートナ素子の出力を通常の出力に故障素子の不足光量分を加算した光量を出力する（１１０〜１１４）。【選択図】        図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビームを射出する複数の発光素子を有する光源と、前記発光素子をそれぞれ独立して駆動する光源駆動手段と、を備え、前記光源の複数の発光素子から射出されるビームを略同一位置に照射して走査露光する光走査装置であって、
前記光源の複数の発光素子から劣化を含む故障が発生している故障素子を検知する検知手段と、
前記検知手段によって検知した前記故障素子と同等位置にビームを照射する発光素子の光量が増加するように前記光源駆動手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記検知手段によって検知した故障素子の不足光量分を補うように前記光源駆動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記検知手段は、予め定められた複数の閾値に基づいて前記故障素子を検知し、前記制御手段は、前記複数の閾値に応じて予め定められた増加光量に基づいて前記光源駆動手段を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の光走査装置と、
前記光走査装置によって走査露光される感光体と、
前記検知手段の検知結果に基づいて、前記光走査装置による走査速度及び前記感光体の回転速度を切り換えると共に、画像を形成するための画像データを制御する切換制御手段と、
を備えた画像形成装置。
【請求項５】
前記検知手段によって前記故障素子が検知された場合に、該故障素子があることを報知する報知手段を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記報知手段は、前記故障素子と同等位置にビームを照射する発光素子の光量の増加が不可能な場合に、前記光源の寿命をさらに報知することを特徴とする請求項５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、光走査装置及び画像形成装置にかかり、特に、レーザ複写機やレーザビームプリンタ等に搭載される光走査装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、レーザ複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置は高画質化が急速に進展し、印刷業界にも進展しようとしている。印刷業界では、高画質を維持しながら装置の高寿命化が要求される。当然のことながら突然故障することは致命的である。
【０００３】
そこで、突然の故障に対応するために、特許文献１や特許文献２等に記載の技術が提案されている。
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、２個以上の半導体レーザのうち１個を常時駆動し、この半導体レーザの出力低下時に残りの半導体レーザと切り換える光走査装置が提案されいてる。
【０００５】
また、特許文献２に記載の技術では、２個以上の半導体レーザのうち、半導体レーザの出力低下時に残りの半導体レーザを使用し、感光体の回転制御等を切り換えることで、装置の長寿命化を実現している。
【０００６】
一方、突然の故障を検出するための技術として、特許文献３に記載の技術などが提案されている。
【０００７】
特許文献３に記載の技術では、レーザ光源の電流を検出し、検出電流が予め設定した基準値以上になったときに、レーザ光源の劣化を報知することが提案されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭６２−１４５９５８号公報（第３頁、第１図）
【特許文献２】
特開平１０−１５１７９８号公報（第１頁、第６図）
【特許文献３】
特開２０００−２８０５２２号公報（第１頁、第３図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載の技術では、高画質を維持しながら十分な長寿命化を実現するのが困難である、という問題がある。
【００１０】
一方、特許文献３に記載の技術では、光源の異常を検出して報知するが、光源の交換を行うまでは装置を使用することができない、という問題がある。
【００１１】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、高画質を維持しながら十分な長寿命化が可能な光走査装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、ビームを射出する複数の発光素子を有する光源と、前記発光素子をそれぞれ独立して駆動する光源駆動手段と、を備え、前記光源の複数の発光素子から射出されるビームを略同一位置に照射して走査露光する光走査装置であって、前記光源の複数の発光素子から劣化を含む故障が発生している故障素子を検知する検知手段と、前記検知手段によって検知した前記故障素子と同等位置にビームを照射する発光素子の光量が増加するように前記光源駆動手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴としている。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、複数の発光素子から射出されるビームを略同一位置に照射して走査露光するので、走査間の変動により発生する白筋等として見える画質劣化（バンディング）の発生を抑制することができる。
【００１４】
検知手段では、光源の発光素子の劣化を含む故障が検知される。例えば、検知手段は、発光素子から発せられる光量を検知し、該検知光量が目標光量にならない場合に故障素子として検知する。
【００１５】
制御手段では、検知手段によって検知した故障素子と同等位置にビームを照射する発光素子の光量が増加するように光源駆動手段が制御される。すなわち、複数の発光素子から発せられるビームは、略同一位置に照射されることから、故障素子によって不足する光量が他の発光素子によって補われ、高画質を維持することができる。
【００１６】
また、故障素子が検知されても故障素子は使用して光走査し、可能な限り使用することができ、発光素子を長寿命化することが可能となる。
【００１７】
制御手段は、請求項２に記載の発明のように、検知手段によって検知した故障素子の不足光量分を補うように同等位置にビームを照射する発光素子の光量（例えば、駆動電流や駆動電圧等）を増加するように光源駆動手段を制御することによって、故障素子が発生しても画質の劣化を防止することができ、故障素子がない場合と同等の画質を維持することができる。
【００１８】
検知手段は、請求項３に記載の発明のように、予め定めた複数の閾値に基づいて故障素子を検知して、制御手段が、複数の閾値に応じて予め定めた増加光量に基づいて光源駆動手段を制御するようにしてもよい。例えば、複数の閾値を予め記憶すると共に、閾値に対応する不足光量（駆動電流や駆動電圧等）を記憶しておき、閾値に応じて不足光量を選択し、増加光量とすることによって、故障素子による不足光量の算出を行うことなく、予め記憶された値を選択するだけで、故障素子による光量不足を他の発光素子で容易に補うことが可能となる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の光走査装置と、前記光走査装置によって走査露光される感光体と、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記光走査装置による走査速度及び前記感光体の回転速度を切り換えると共に、画像を形成するための画像データを制御する切換制御手段と、を備えることを特徴としている。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、感光体は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の光走査装置によって走査露光されることによって、感光体上に画像が形成される。例えば、光走査装置によって主走査が行われ、感光体を回転することによって副走査がなされ、感光体上に画像が形成される。
【００２１】
また、切換制御手段では、検知手段の検知結果に基づいて、光走査装置による走査速度及び感光体の回転速度が切り換えられると共に、画像データが制御される。これによって、複数の発光素子から発せられるビームを同等位置に照射する重複数を変更することが可能となり、バンディングの発生を抑制することができ、高画質を維持することができる。
【００２２】
例えば、切換制御手段は、複数の発光素子から射出されるビームを略同一位置に照射して重ね書きを行う場合と、当該重ね書きを行わない場合に切り換えを行うことが可能である。すなわち、故障素子が発生した場合に重ね書きを行うことによって画質の劣化を抑えることができる。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、請求項５に記載の発明のように、報知手段をさらに備えるようにしてもよい。このように、故障素子が検知された場合に、故障素子があることを報知することによって、使用者に故障素子があり、発光素子の寿命が近いことを知らせることができる。
【００２４】
また、報知手段は、請求項６に記載の発明のように、故障素子と同等位置にビームを照射する発光素子の光量の増加が不可能な場合に、光源の寿命をさらに報知するようにしてもよい。すなわち、故障素子の光量を補う発光素子も故障素子となった場合に、故障素子の交換を促すことが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。なお、本実施の形態は、電子写真プロセスにより画像形成を行うレーザプリンタや複写機等の画像形成装置に適用可能な光走査装置に本発明を適用したものである。
［第１実施形態］
図１は、本発明の実施の形態に係わる光走査装置の光学系の構成を示す図である。
【００２６】
図１に示すように、本発明の実施の形態に係わる光走査装置１０は、レーザ光を射出する光源として半導体レーザ１２を備えている。半導体レーザ１２は、マルチビーム光源として面発光型のレーザアレイ１２ａ（図２参照）を内蔵している。レーザアレイ１２ａは、駆動時に略ガウシアン分布を有する複数本のレーザ光（図１では、１本のレーザ光のみを示す）を発光し、レーザアレイ１２ａ内の分解能をアップさせるために、千鳥状に発光素子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが配列されている。レーザアレイ１２ａから射出されたレーザ光は、主走査方向及び副走査方向にそれぞれ略均等な広がり角を持つビーム光となる。
【００２７】
半導体レーザ１２から射出されたレーザ光の光路には、コリメータレンズ１４、光ビーム整形用のスリット部材１６、シリンドリカルレンズ１８、ハーフミラー２０が半導体レーザ１２側から順に半導体レーザ１２の光路上に配置されている。
【００２８】
コリメータレンズ１４は、レーザ光Ｌの光軸に沿ったレーザアレイ１２ａとの間隔がコリメータレンズ１４の焦点距離と一致するように配置されていおり、これにより、コリメータレンズ１４を透過したレーザ光Ｌは略平行光とされる。コリメータレンズ１４を透過してスリット部材１６のスリットを通過したレーザ光は、スリットの所定の断面形状によってレーザ光が整形される。そして、副走査方向に沿って曲率を有するシリンドリカルレンズ１８に入射されることにより、副走査方向にレーザ光が集光される。
【００２９】
また、ハーフミラー２０は、シリンドリカルレンズ１８を透過したレーザ光の全光量のうち、約３０％を透過し、残りのレーザ光を後述する回転多面鏡２４へ反射するようになっている。ハーフミラー２０の裏面側は主走査方向に沿って曲率を有するシリンドリカルレンズとして構成されており、シリンドリカルレンズ１８及びハーフミラー２０を透過したレーザ光は、副走査方向及び主走査方向にそれぞれ集光されて光量モニタ用のフォトダイオード（以下、ＭＰＤという。）２２の受光部に光スポットを形成する。
【００３０】
ハーフミラー２０のレーザ光反射側には、回転多面鏡２４が設けられており、回転多面鏡２４の反射面で反射されたレーザ光Ｌの光路上には、ｆθレンズ２６、２８、第１シリンドリカルミラー３０、平面ミラー３２、第２シリンドリカルミラー３４、防塵用ガラス３６及び感光体３８が設けられている。
【００３１】
回転多面鏡２４は、正多角柱形状に形成されており、その外周側の複数の平面がそれぞれ反射偏向面２４ａとされている。また、回転多面鏡２４には、回転軸にステッピングモータ等からなる偏向駆動手段が連結されており、この偏向駆動手段からの伝達トルクにより、回転多面鏡２４が軸心を中心として一方向へ等角速度で回転するようになっている。すなわち、ハーフミラー２０により反射されたレーザ光Ｌは、  第１シリンドリカルレンズ１８のレンズパワーにより反射偏向面２４ａ上で副走査方向に沿って収束される。そして、回転多面鏡２４の反射偏向面２４ａにより反射されて、レーザ光が主走査方向に沿って等角速度で移動するようにレーザ光が偏向される。
【００３２】
ｆθレンズ２６、２８は、それぞれ主走査方向にそって細長いロッド状に形成されており、回転多面鏡２４により反射されたレーザ光Ｌを主走査方向に沿って集光すると共に、レーザ光Ｌの主走査方向に沿った移動を等角速度から等線速度に変換する。
【００３３】
ｆθレンズ２８を透過したレーザ光は、第１シリンドリカルミラー３０及び平面ミラー３２によって光路が略コの字状に屈曲され、第２シリンドリカルミラー３４によって感光体３８へ向かって反射される。第２シリンドリカルミラー３４により反射されたレーザ光は、防塵用ガラス３６を透過して感光体３８の外周面上に達する。
【００３４】
シリンドリカルミラー３０、３４は、副走査方向に沿ってレーザ光を収束させるための光学的なパワーを有する。光走査装置１０では回転多面鏡２４の反射偏向面２４ａと感光体３８の外周面とが略共役関係にされており、これにより、回転多面鏡２４の偏向方向のばらつき（面倒れ等）により生じる感光体３８上での副走査方向に沿った光スポットの位置ずれが補正されることになる。また、コリメータレンズ１４、シリンドリカルレンズ１８、シリンドリカルミラー３０、３４の副走査方向の曲率は、感光体３８上での副走査方向に沿ったビーム間隔と感光体３８から数ミリ離れた位置でのビーム間隔とが互いに等しいテレセントリックな関係となるように設定されている。
【００３５】
感光体３８は軸方向に沿って細長い略円柱状に形成されており、その外周面がレーザ光に感応する感光面とされている。また、感光体３８はその軸方向が光走査装置１０による主走査方向と一致するように支持されている。すなわち、光走査装置１０では、半導体レーザ１２から射出されたレーザ光Ｌが感光体３８上に光スポットとして収束し、その光スポットが主走査方向に沿って感光体３８上を移動して主走査線上に沿って潜像が記録される。また、感光体３８には副走査駆動手段が連結されており、副走査駆動手段は、感光体３８に対する１回の主走査完了に同期して、感光体３８を所定量回転させる。これにより感光体３８における副走査方向に沿って画素密度に対応する距離だけ異なる部位が順次レーザ光Ｌによって主走査され、感光体３８上に２次元的な潜像が記録される。
【００３６】
光走査装置１０には、平面ミラー３２の一端部より感光体３８の外側へ反射されたレーザ光の光路上に、平面ミラー４０が配置されており、平面ミラー４０によって反射されたレーザ光の光路上には、シリンドリカルレンズ４２及び同期センサ４４が平面ミラー４０の反射側に順に配置されている。従って、平面ミラー３２の一端部より反射されたレーザ光は、さらに平面ミラー４０によって反射されて、シリンドリカルレンズ４２へ入射され、シリンドリカルレンズ４２により同期センサ４４の受光部上に結像する。このレーザ光の入射と同時に、同期センサ４４から出力されるＳＯＳ信号に基づいて、図示しないビデオコントローラは、感光体３８に対応する主走査方向に沿った書き出しタイミング及び感光体３８の副走査方向への移動（回転）タイミングを決定する。
【００３７】
図２に示すように、レーザアレイ１２ａはレーザの分解能をアップさせるために、発光素子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが千鳥状に配置されている。そのため主走査方向にＡ、ＣとＢ、Ｄはそれぞれ位置ずれが発生するが、ずれ分は後述する同期回路によって予め主走査方向の位置ずれ分の遅延分を考慮して同期を取ることで主走査方向の位置ずれを補正して、感光体３８の略同一位置に複数照射される（以下、重ね書きという）。
【００３８】
続いて、重ね書きについて説明する。図３は重ね書きを説明するための図である。
【００３９】
回転多面鏡２４の反射偏向面２４ａの１面（１走査面）でＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのうち、Ｃ、Ｄビームを照射し、２面目（２走査目）でＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４ビームを照射し、３面（３走査目）でＡ、Ｂ、Ｃ、ＤのうちＡ、Ｂビームを照射するように制御することで、ＡとＣのビームが重ねられ、ＢとＤのビームが重ねられる。反射偏向面２４ａの異なった面間で反射されたビームによって重ね書きすることによって、副走査方向の走査線間隔差の変動によって発生する横筋（以下、バンディングという）が目立たなくなり、高画質な画像を形成することができる。なお、図４に重ね書きを行った際のビームプロファイルを示す。
【００４０】
また、本実施の形態に係わる光走査装置１０は、上述のように重ね書きを行うことが可能とされていることを利用してレーザ光が劣化して必要光量が出力できなかったときに、他のレーザ光を用いて光量を補うようになっている。なお、以下では、劣化して必要光量が出力できない発光素子を故障素子と称する。
【００４１】
例えば、図５に示すように、Ａビームが劣化して、必要光量が出力できなくなった場合、通常の必要光量に対して、パートナ素子（本実施の形態では、Ｃ）の光量をアップさせることによって、通常と同等なビームプロファイルを得ることができるので、素子が劣化（故障）しても画質の劣化は発生しないようなっている。従来の技術では、複数の半導体レーザのうち１個を常時駆動させ、この半導体レーザの出力低下時には他の半導体レーザに切り換える方法が知られているが、まだ出力可能な素子を使わずに他の半導体レーザに切り換えるため、切り換えられた半導体レーザの寿命が短くなってしまう。本実施の形態では劣化して必要光量が出力されなくなった場合でもその素子を使用して光量が出力できなくなるまで各素子のパワーを有効に使用できるので長寿命化が可能となる。さらに重ね書きによって振動等のノイズにより光走査装置１０の光学部品が振動して発生するバンディングをも抑制して高画質な記録が可能となる。
【００４２】
次に、本発明の実施の形態に係わる光走査装置１０の電気系の構成について説明する。図６は、本発明の実施の形態に係わる光走査装置１０の電気系の構成を示すブロック図である。
【００４３】
光走査装置１０は、図６に示すように、制御部５０、ＲＯＳ検知部５２、及びレーザ駆動回路６０を含んで構成されている。制御部５０は、レーザ駆動回路６０の同期回路５４に画像データを出力するようになっている。
【００４４】
また、ＲＯＳ検知部５２は、同期センサ４４及びＭＰＤ２２を含んでおり、同期センサ４４の同期検知信号（ＳＯＳ信号）が同期回路５４に出力され、ＭＰＤ２２の検知信号がレーザ駆動回路６０の素子故障検知手段５６に出力されるようになっている。故障検知手段５６は、ＭＰＤ２２の検知信号を受けてレーザアレイ１２ａの各発光素子の故障や劣化を検知する。
【００４５】
素子故障検知手段５６は重ね書きテーブル５８に接続されており、重ね書きテーブル５８は、素子故障検知手段５６の検知結果から故障素子番号と重ね書きパートナ素子番号を抽出し、目標光量演算回路６２に出力するようになっている。
【００４６】
目標光量演算回路６２は、故障素子がある場合に、故障素子の出力の劣化分を算出し、算出した劣化分をパートナ素子に加算した各素子の光量（光量に対応する駆動電流や駆動電圧等）を演算し、ＡＰＣ（自動光量制御）回路６４に出力する。
【００４７】
一方、同期回路５４は同期センサ４４によって検知したビームに基づいて設計上主走査方向に位置ずれしている分遅延し、制御部５０の画像データと各ビームの同期を取り、シリアルデータとしてデータ変換器６６にデータを出力するようになっている。
【００４８】
データ変換器６６は、シリアルデータとして入力された画像データを各素子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに振り分けてＡＰＣ回路６４へ出力するようになっている。
【００４９】
ＡＰＣ回路６４は、入力された同期が取られた画像データと駆動電流４８から入力される強度信号をレーザドライバ（ＬＤＤ）６８に入力し、各素子に設定された光量で各素子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを点灯するようになっている。
【００５０】
続いて、上述のように構成された光走査装置１０の駆動時の動作について図７のフローチャートを参照して説明する。図７は、本発明の第１実施形態に係わる光走査装置の駆動時の動作の流れを示すフローチャートである。
【００５１】
ステップ１００では、ＭＰＤ２２によって検知された各ビームの光量出力がチェックされる。すなわち、素子故障検知手段５６がＭＰＤ２２の検知信号を受けてレーザアレイ１２ａの各発光素子の故障や劣化が検知される。
【００５２】
ステップ１０２では、ＭＰＤ２２によって検知された各素子が規定値出力可能か否か判定され、該判定が肯定すなわち、各素子全てが目標値の光量が出力されている場合には、ステップ１０４へ移行して、従来通り各素子が規定出力で駆動するように設定され、ステップ１０６へ移行して、画像データに基づいて通常の出力で各素子が駆動されてステップ１０８へ移行する。
【００５３】
一方、ステップ１０２の判定が否定された場合、すなわち、素子の劣化や故障等によって規定の出力ができない場合には、ステップ１１０へ移行して、故障素子と規定値の差が算出される。
【００５４】
続いて、ステップ１１２では、故障素子に重ね書きするパートナ素子が抽出され、ステップ１１４へ移行して、重ね書きパートナ素子の出力を規定値＋α（故障素子の不足出力分）に設定する。すなわち、目標光量演算回路６２によって故障素子の出力の劣化分が算出されると共に、抽出されたパートナ素子に算出された劣化分を加算した各素子の光量が演算される。
【００５５】
そして、ステップ１０６へ移行して、画像データに基づいて設定された出力で各素子が駆動されてステップ１０８へ移行する。
【００５６】
ステップ１０８では、書き込みが終了したか否か判定される。該判定は、全ての画像データに基づく光走査が終了したか否かを判定することによってなされ、判定が否定された場合には、ステップ１００へ戻って、ステップ１０８の判定が肯定されるまで上述の処理が繰り返され、判定が肯定されたところで一連の処理を終了する。
【００５７】
本実施の形態に係わる光走査装置１０では、同期センサ４４で検知したビームに基づいて、同期回路５４によって設計上主走査方向に位置ずれしている分を遅延させて、制御部５０の画像データと各ビームの同期を取りながらシリアルデータとしてデータ変換器６６にデータが送られ、データ変換器６６によって各素子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにデータが振り分けられる。
【００５８】
一方、ＭＰＤ２２の目標値の出力が素子故障検知手段５６によって目標値の光量（電圧）に対しての差と故障素子番号が重ね書きテーブル５８に入力され、重ね書きテーブル５８によって故障素子番号と重ね書きパートナ素子番号が抽出される。そして、目標光量演算回路６２によって故障素子がある場合に、故障素子の劣化分を加算した各素子の光量が決定されて、同期が取られた画像データと強度信号がＡＰＣ回路６４からレーザドライバ（ＬＤＤ）６８に入力されることによって、各素子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが設定された光量で点灯される。
【００５９】
図８は、各素子の駆動タイミングを示すタイミングチャートである。同期検知は、素子Ａのビームで検知し、画像データが書き込まれないタイミング（画像データ間）で必要光量に設定し、目標値光量に設定できない故障素子と故障素子の不足光量分を検知する。
【００６０】
例えば、図８に示すように素子Ａが劣化した場合には、画像データが書き込まれないタイミングで、上述したように各素子の必要光量を設定する（光量制御）。この場合には、素子Ａのパートナ素子Ｃの光量の目標値光量をアップさせるようにする。
【００６１】
このように、パートナ素子によって故障素子の不足光量分を補うので、劣化した素子が発生しても通常と同等の画質を維持することができる。
【００６２】
また、素子が劣化しても不点灯とせずに可能な限り使用するので、各素子の寿命を最大限に利用することができ、光走査装置１０を長寿命化することができる。
［第２実施形態］
続いて、本発明の第２実施形態に係わる光走査装置について説明する。第２実施形態に係わる光走査装置は、第１実施形態に係わる光走査装置の変形例であり、光走査装置の光学的構成は第１実施形態と同一であるため説明を省略する。
【００６３】
第２実施形態に係わる光走査装置は、素子の必要光量が出力されているか否かを検知する際に、閾値を予め複数設定しておき、その閾値に対応した光量を選択して、故障素子の重ね書きパートナ素子を抽出して、パートナ素子に通常の光量と閾値に対応した光量を加算して出力するようにした構成であり、その他の構成について第１実施形態と同一であるため説明を省略する。
【００６４】
すなわち、第２実施形態に係わる光走査装置では、素子故障検知手段５６に予め複数の閾値が記憶されており、当該閾値に基づいて故障を判定する。そして、目標光量演算手段６２には閾値に対応した出力値（駆動電流や駆動電圧等）を記憶しておき、目標光量演算手段６２が閾値に対応する出力値を選択する。
【００６５】
図９は、本発明の第２実施形態に係わる光走査装置の駆動時の動作の流れを示すフローチャートである。なお、第１実施形態と同一処理については説明を省略する。
【００６６】
第２実施形態に係わる光走査装置では、ステップ１０２において、ＭＰＤ２２によって検知された各素子が規定値出力可能か否か判定する。そして、該判定が否定された場合、すなわち、素子の劣化や故障によって規定の出力ができない場合には、ステップ１０９へ移行して、予め定めた複数の閾値に基づいて故障素子と規定値の差が算出される。このとき、第２実施形態では、目標光量演算手段６２に記憶された、閾値に対応する出力値を選択することによって、故障素子と規定値の差が算出される。
【００６７】
そして、ステップ１１２へ移行して、故障素子に重ね書きするパートナ素子が第１実施形態と同様に抽出され、ステップ１１３へ移行して、重ね書きパートナ素子の出力値を規定値＋α（ステップ１０９で選択された出力値）に設定し、以降は第１実施形態と同様に処理を行う。なお、＋αは、目標光量演算手段６２に記憶された出力値から閾値に応じて選択することによってなされる。
【００６８】
このように、各素子の光量を検出して規定値出力が可能か否かを判定する際に、複数の閾値を設定して、当該閾値に基づいて判定し、閾値に対応する光量を選択してパートナ素子に加算することで、第１実施形態に比べて簡単な制御で故障素子の光量不足を補うことができる。
【００６９】
図１０（Ａ）は、図８のＸ部の拡大図を示す図であり、図１０（Ｂ）は、複数の閾値を設定した場合の図１０（Ａ）に対応する部分のタイミングチャートの一部である。例えば、図１０（Ｂ）に示すように、目標光量、閾値１、閾値２を予め設定しておき、それぞれの閾値以上の光量出力が可能か否かを判定する。また、各閾値に応じてパートナ素子に加算する目標光量（電圧、電流等）を予め算出して記憶しておけば、閾値に対応する光量を選択することによって容易にパートナ素子への加算する光量を算出することができる。
［第３実施形態］
続いて、本発明の第３実施形態に係わる光走査装置について説明する。なお、光走査装置の光学的構成は同一であるため説明を省略する。
【００７０】
図１１は、本発明の第３実施形態に係わる光走査装置の電気系の構成を示すブロック図である。なお、第１実施形態と同一構成については同一符号を付して説明する。
【００７１】
第３実施形態に係わる光走査装置は、目標値の光量が出力できなくなった素子が発生した場合に、重ね書きの重複数を変更するようにしたものである。例えば、全ビームを使用して重ね書きをしていないシステムから重ね書きを行うシステムに変更する。
【００７２】
図１１に示すように、第３実施形態に係わる光走査装置は、制御部５０、ＲＯＳ検知部５２、及びレーザ駆動回路６０を含んで構成されている。制御部５０は、レーザ駆動回路の同期回路５４に画像データを出力するようになっている。
【００７３】
また、本実施の形態の制御部５０には、重ね書きの重複数に応じて、回転多面鏡２４の回転数、感光体３８の回転数、画像データ等を切り換えるための切換手段７０を備えており、詳細には、切換手段７０は感光体３８を駆動する感光体駆動手段７４、及び回転多面鏡２４を駆動する回転多面鏡駆動手段７６に接続され、それぞれの回転速度を切り換えると共に、それぞれの回転速度に応じた画像データの制御を行うようになっている。
【００７４】
また、ＲＯＳ検知部５０は、同期センサ４４及びＭＰＤ２２を含んでおり、同期センサ４４の同期検知信号が同期回路５４に出力され、ＭＰＤ２２の検知信号がレーザ駆動回路６０の素子故障検知手段５６に出力されるようになっている。故障検知手段５６は、ＭＰＤ２２の検知信号を受けてレーザアレイ１２ａの各発光点の故障や劣化を検知する。
【００７５】
素子故障検知手段５６は、制御部５０の切換手段７０に接続されていると共に、重ね書きテーブル５８に接続されている。重ね書きテーブル５８は、素子検知手段５６の検知結果から故障素子番号と重ね書きパートナ素子番号を抽出し、目標光量演算回路６２に出力するようになっている。
【００７６】
目標光量演算回路６２は、故障素子がある場合に、故障素子の出力の劣化分を算出し、算出した劣化分をパートナ素子に加算した各素子の光量を演算し、ＡＰＣ（自動光量制御）回路６４に出力する。
【００７７】
一方、同期回路５４は同期センサ４４によって検知したビームに基づいて設計上主走査方向に位置ずれしている分遅延し、制御部５０の画像データと各ビームの同期を取り、シリアルデータとしてデータ変換器６６にデータを出力するようになっている。
【００７８】
データ変換器６６は、シリアルデータとして入力された画像データを各素子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに振り分けてＡＰＣ回路６４へ出力するようになっている。
【００７９】
ＡＰＣ回路６４は、入力された同期が取られた画像データと駆動電流４８から入力される強度信号をレーザドライバ（ＬＤＤ）６８に入力し、各素子に設定された光量で点灯するようになっている。
【００８０】
次に、第３実施形態に係わる光走査装置の駆動時の動作について図１２のフローチャートを参照して説明する。図１２は、本発明の第３実施形態に係わる光走査装置の駆動時の動作の流れを示すフローチャートである。なお、第１実施形態と同一処理については同一符号を付して説明を省略する。
【００８１】
第３実施形態に係わる光走査装置では、ステップ１０２において、ＭＰＤ２２によって検知された各素子が規定値出力が不可能である場合に、ステップ１０７へ移行する。
【００８２】
ステップ１０７では、重ね書き重複数が変更される。すなわち、素子故障検知手段５６によって、目標光量が出力できない素子が検知された場合には、切換手段７０によって信号が行われ、重ね書き画像が形成できるように、画像データ制御、回転多面鏡回転数変更、感光体回転数変更が行われる。
【００８３】
そして、ステップ１１２へ移行して、以降の処理は第１実施形態と同様の処理が行われることによって、故障素子が発生しても高画質を維持することが可能となる。
【００８４】
本実施の形態では、詳細には、同期センサ４４で検知したビームに基づいて、同期回路５４によって設計上主走査方向に位置ずれしている分遅延させて、制御部５０の画像データと各ビームの同期を取りながらシリアルデータとしてデータ変換器６６にデータが送られ、データ変換器６６によって各素子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにデータが振り分けられる。
【００８５】
一方、ＭＰＤ２２の目標値の出力が素子故障検知手段５６によって、目標値の光量を出力できない素子が検知された時点で、切換手段７０に信号が送られ、切換手段７０によって重ね書き画像が形成できるように、画像データ制御、回転多面鏡２４の回転数変更、感光体３８の回転数変更が行われる。同時に、素子故障検知手段５６によって、目標値の光量（電圧）に対しての差と故障素子番号が重ね書きテーブル５８に入力され、重ね書きテーブル５８によって故障素子番号と重ね書きパートナ素子が抽出される。そして、目標光量演算手段６２によって故障素子の劣化分を加算した各素子の光量が決定されて、同期が取られた画像データと強度信号がＡＰＣ回路６４からレーザドライバ（ＬＤＤ）６８に入力されることによって、各素子が設定された光量で点灯される。
【００８６】
このように、故障素子が発生した場合に、重ね書きの重複回数を変更するようにしても、上記の実施形態と同様に、通常と同等の画質を維持することができる。
【００８７】
なお、第３実施形態と第２実施形態を組み合わせるようにしてもよい。すなわち、故障素子を判定する際に、予め定めた複数の閾値に基づいて故障素子を判定し、パートナ素子の光量を算出する際に、閾値に対応する光量を記憶しておいて、閾値に応じた光量を選択して設定するようにしてもよい。
［第４実施形態］
続いて、第４実施形態に係わる光走査装置について説明する。
【００８８】
図１３は、本発明の第４実施形態に係わる光走査装置の電気系の構成を示すブロック図である。なお、第１実施形態と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。
【００８９】
本実施形態は、図１３に示すように、第１実施形態の光走査装置に対して、故障素子が発生した場合に報知する警報表示手段７２を備えた構成とされている。
【００９０】
警報表示装置７２は、２段階の警報を表示するようになっており、第１段階の警報としては、故障素子が検知された場合に、目標値の光量を出力できなくなった素子が発生したことを表示し、第２段階の警報としては、上記の実施形態のように、故障素子が検知されてパートナ素子に故障素子の出力の不足分を加算して出力できない場合に、素子の寿命を表すメッセージを表示するようになっている。
【００９１】
例えば、第１段階の警報表示は、“素子が一部劣化してます。画質劣化はありませんが交換パーツを準備してください。”等の表示を行い、第２段階の警報表示は、“画質劣化が発生します半導体レーザを交換してくだい。”等のメッセージを表示する。
【００９２】
次に、第４実施形態に係わる光走査装置の駆動時の動作について図１４のフローチャートを参照して説明する。図１４は、本発明の第４実施形態に係わる光走査装置の駆動時の動作の流れを示すフローチャートである。なお、第１実施形態と同一処理については同一符号を付して説明を省略する。
【００９３】
第４実施形態に係わる光走査装置では、ステップ１０２において、ＭＰＤ２２によって検知された各素子が規定値出力が不可能である場合に、ステップ１１１へ移行する。
【００９４】
ステップ１１１では、警報表示手段７２によって第１段階の警報表示が行われ、ステップ１１０へ移行する。すなわち、故障素子が発生したことを表すメッセージが表示される。これによって、素子の劣化等を把握することができる。
【００９５】
その後、第１実施形態と同様に、ステップ１１０では、故障素子と規定値の差が算出され、ステップ１１２では、故障素子に重ね書きするパートナ素子が抽出され、ステップ１１４では、重ね書きパートナ素子の出力が規定値＋α（故障素子の不足出力分）に設定される。すなわち、目標光量演算回路６２によって故障素子の出力の劣化分が算出されると共に、抽出されたパートナ素子に算出された劣化分を加算した各素子の光量が演算される。
【００９６】
次に、ステップ１１６では、パートナ素子が設定された出力（規定値＋α）が可能か否か判定される。該判定が肯定された場合には、上述したステップ１０へ移行して、以降は第１実施形態と同様に処理が行われる。
【００９７】
また、ステップ１１６の判定が否定された場合には、ステップ１１８へ移行して、警報表示手段７２によって、第２段階の警報表示が行われる。すなわち、故障素子の寿命により、パートナ素子による光量補間では、規定光量を出力できないことが報知される。これによって、素子の寿命による交換時期を把握することができる。
【００９８】
なお、第４実施形態と第３実施形態を組み合わせるようにしてもよい。すなわち、第４実施形態の警報表示手段７２を第３実施形態に設けるようにしてもよい。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、故障素子を検知した時に、故障素子と同等位置にビームを照射する発光素子の光量が増加するように制御することによって、故障素子による光量不足を他の発光素子で補うことができるので、高画質を維持しながら十分な長寿命化が可能となる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる光走査装置の光学系の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる光走査装置の光源を示す図である。
【図３】重ね書きを説明するための図である。
【図４】重ね書きを行った際のビームプロファイルを示す図である。
【図５】発光素子が劣化した場合の重ね書きを行った際のビームプロファイルを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係わる光走査装置１０の電気系の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係わる光走査装置の駆動時の動作の流れを示すフローチャートである。
【図８】各素子の駆動タイミングを示すタイミングチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態に係わる光走査装置の駆動時の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１０】（Ａ）は、図８のＸ部の拡大図を示す図であり、（Ｂ）は、複数の閾値を設定した場合の図１０（Ａ）に対応する部分のタイミングチャートの一部である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係わる光走査装置の電気系の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係わる光走査装置の駆動時の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第４実施形態に係わる光走査装置の電気系の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第４実施形態に係わる光走査装置の駆動時の動作の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０    光走査装置
１２    半導体レーザ
１２ａ    レーザアレイ
３８    感光体
５６    素子故障検知手段
５８    重ね書き組み合わせテーブル
６２    目標光量演算回路
６０    レーザ駆動回路
７０    切換手段
７２    警報表示手段
【図１】
2005010267.tif 000003
【図２】
2005010267.tif 000004
【図３】
2005010267.tif 000005
【図４】
2005010267.tif 000006
【図５】
2005010267.tif 000007
【図６】
2005010267.tif 000008
【図７】
2005010267.tif 000009
【図８】
2005010267.tif 000010
【図９】
2005010267.tif 000011
【図１０】
2005010267.tif 000012
【図１１】
2005010267.tif 000013
【図１２】
2005010267.tif 000014
【図１３】
2005010267.tif 000015
【図１４】
2005010267.tif 000016