(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光源を備えた光ビーム放射器から、書込情報によりそれぞれ別個に光変調され、主走査方向に対して所定の角度で、互いに平行に配列された複数の光ビームが放射され、これら複数の光ビームが、光偏向器によつて同時に偏向され、偏向された前記複数の光ビームが、感光体に同時に入射されて主走査方向に走査されることにより、前記感光体に、前記主走査方向の走査ごとに、前記書込情報の静電潜像の形成を行なうマルチビーム走査装置において、
前記複数の光ビームに対応する検出光路の光路長がそれぞれ異なり、これらの検出光路の通過光に基づいて、前記複数の光ビームの積分光度を検出する光検出手段と、
該光検出手段が検出する積分光度と、前記複数の発光源が全て正常な発光状態で、前記光検出手段が検出する基準積分光度との差分に基づいて、前記光ビーム放射器の異常な発光状態にある発光源を検出する演算検出手段と、
を有することを特徴とするマルチビーム走査装置。
【請求項２】
請求項１記載のマルチビーム走査装置において、
前記演算検出手段が、前記差分に対応する差分信号の立ち下がりにより、前記光ビーム放射器の異常な発光状態にある発光源を検出することを特徴とするマルチビーム走査装置。
【請求項３】
請求項１記載のマルチビーム走査装置において、前記複数の光ビームに対して、前記検出光路長が順次線形に異なっていることを特徴とするマルチビーム走査装置。
【請求項４】
請求項１記載のマルチビーム走査装置において、前記所定の角度が９０°であることを特徴とするマルチビーム走査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のそれぞれ光変調された複数の光ビームを、感光体に同時に入射して情報の書込みを行なうマルチビーム走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル複写機やプリンタでは、それぞれ情報で光変調された複数のレーザ光の発光源を備えたレーザ光源からの複数のレーザビームを、感光体の被走査面に同時に走査させることにより、高速の書込を行なうマルチビーム走査装置が使用されている。
【０００３】
この種のマルチビーム走査装置において、レーザ光源に例えば複数のＬＤ（レーザダイオード）を設け、これらの複数のＬＤを発光駆動させる場合には、各ＬＤによって動作特性に差があり、同一の電流で駆動していても、動作寿命に差があり、同一の過電流が流れた場合でも、損傷して異常発光状態になるものと、正常な発光状態を維持するものとがある。
ところで、この種のマルチビーム走査装置では、複数のＬＤが一つでも損傷して異常発光状態となると、レーザ光源の発光強度が低下し、マルチビーム走査装置が不良動作状態となるので、ＬＤの異常発光の発生を迅速且つ的確に検出する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このために、従来のこの種のマルチビーム走査装置では、特開平７−２３５７１５号公報及び特開平５−１９１９７号公報に開示されているように、レーザ光源の複数のＬＤに対応させて、複数の受光素子と発光強度の検出器を設けることが必要であった。
このような構成になると、リーザ光源の複数のＬＤが、互いに接近し、重なり合ってて配設されるために、特開平５−１９１９７号公報に開示されているように、これらを光学的に分離する部品が必要となり、全体の構成が複雑になるという難点がある。
【０００５】
本発明は、前述したようなこの種のマルチビーム走査装置の現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、構成が簡単で一度の走査によって、光ビーム放射器の複数の発光源の何れが異常かを直ちに検出することが可能なマルチビーム走査装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、複数の発光源を備えた光ビーム放射器から、書込情報によりそれぞれ別個に光変調され、主走査方向に対して所定の角度で、互いに平行に配列された複数の光ビームが放射され、これら複数の光ビームが、光偏向器によつて同時に偏向され、偏向された前記複数の光ビームが、感光体に同時に入射されて主走査方向に走査されることにより、前記感光体に、前記主走査方向の走査ごとに、前記書込情報の静電潜像の形成を行なうマルチビーム走査装置において、  前記複数の光ビームに対応する検出光路の光路長がそれぞれ異なり、これらの検出光路の通過光に基づいて、前記複数の光ビームの積分光度を検出する光検出手段と、
該光検出手段が検出する積分光度と、前記複数の発光源が全て正常な発光状態で、前記光検出手段が検出する基準積分光度との差分に基づいて、前記光ビーム放射器の異常な発光状態にある発光源を検出する演算検出手段と、
を有することを特徴とするものである。
【０００７】
同様に前記目的を達成するために、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記演算検出手段が、前記差分に対応する差分信号の立ち下がりにより、前記光ビーム放射器の異常な発光状態にある発光源を検出することを特徴とするものである。
【０００８】
同様に前記目的を達成するために、請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記複数の光ビームに対して、前記検出光路長が順次線形に異なっていることを特徴とするものである。
【０００９】
同様に前記目的を達成するために、請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記所定の角度が９０°であることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施の形態を、図１ないし図６を参照して説明する。
図１は本実施の形態の全体構成を示す説明図、図２は本実施の形態の受光素子の受光動作の説明図、図３は本実施の形態の受光素子による正常動作状態の光源の検出波形を示す特性図、図４は本実施の形態の受光素子による異常動作状態の光源の受光動作の説明図、図５は本実施の形態の受光素子による異常動作状態の光源の検出波形を示す特性図、図６は本実施の形態の受光素子による正常動作状態の光源の検出波形と異常動作状態の光源の検出波形との差分波形を示す特性図である。
【００１１】
本実施の形態では、図１に示すように、２個のレーザダイオード２、３を備えた半導体レーザユニット１が設けられ、レーザダイオード２の後段にはコリメートレンズ５が配置され、レーザダイオード３の後段にはコリメートレンズ６が、コリメートレンズ６の後段には１／２波長板７が配置されている。
また、レーザダイオード２とレーザダイオード３からは、書込動作時には、それぞれ別個の書込情報で光変調されたレーザ光が放射され、コリメートレンズ５と１／２波長板７との後段にはプリズム８が配置され、プリズム８の後段には１／４波長板１０が配置されている。そして、コリメートレンズ５を通過したレーザ光と、１／２波長板７を通過したレーザ光とがプリズム８に入射され、プリズム８からは、矢印Ｙで示す副走査方向に分離配列された２列のレーザ光が出射され、１／４波長板１０に入射するように構成されている。
【００１２】
このように構成される半導体レーザユニット１から出射される２列のレーザ光を規制するスリット１１が、１／４波長板１０の後段に配置され、スリット１１の後段には、２列のレーザ光を平行光束とするコリメートレンズ１２が配置され、コリメートレンズ１２の後段には、中心軸を中心に時計回り方向に回転して、２列のレーザ光を偏向走査する回転多面鏡１３が配置されている。
また、回転多面鏡１３の回転による２列のレーザ光の走査領域に、ｆθレンズ１４が配置されており、ｆθレンズ１４を通過する２列のレーザ光の走査領域に、書込情報の静電潜像が形成される感光体１７が配置されている。
【００１３】
そして、走査領域の一方の端部の近傍に、２列のレーザ光を反射するミラー１５が配置され、走査領域の他方の端部の外側に、２列のレーザ光を受光する受光素子１６が配置されており、受光素子１６の出力端子には、半導体レーザユニット１のレーザダイオード２、３の異常発光の判定演算を行なう演算ユニット２０が接続され、演算ユニット２０には、異常発光の報知をする警報器２２と、レーザダイオードの発光情報が表示される表示器２１とが接続されている。
【００１４】
本実施の形態に設けられている受光素子１６には、副走査方向に配列されるレーザ光にそれぞれ対応する検出光路が設けられているが、説明の都合上、副走査方向に配列されるレーザ光が４列の場合を説明すると、図２に示すように、副走査方向に配列されたレーザ光ｂ１〜ｂ４が、受光素子１６に入射し、レーザ光ｂ１〜ｂ４は、それぞれ検出光路Ｌ１〜Ｌ４を通過することにより光度が検出され、受光素子１６によって、レーザ光ｂ１〜ｂ４の積分光度が検出されるように構成されている。
この場合、検出光路Ｌ１の光路長はＸ１−Ｘ０に、検出光路ｌ２の光路長はＸ２−Ｘ０に、検出光路Ｌ３はＸ３−Ｘ０に、検出光路Ｌ４はＸ４−Ｘ０に設定されている。
そして、前述の演算ユニット２０のメモリには、正常動作時の半導体レーザダイオードユニット１の各レーザダイオードからのレーザ光の受光素子１６による受光光度パターンのデータと、全てのレーザダイオードからのレーザ光の受光素子１６による受光光度パターンのデータとが予め格納されている。
【００１５】
このような構成の本実施の形態の動作を説明する。
本実施の形態では、半導体レーザユニット１のレーザダイオード２、３から放射されるレーザ光は、図示せぬスキャナーが読み取った原稿画像の各走査線に対応する書込情報によって、それぞれ光変調されている。
レーザダイオード２から放射されるレーザ光は、コリメートレンズ５で平行光に変換されて、プリズム８に入射され、プリズム８の反射面で反射されて、１／４波長板１０を通過し、一方、レーザダイオード３から放射されるレーザ光は、コリメートレンズ６で平行光に変換され、１／２波長板７を通過して、プリズム８に入射され、プリズム８の反射面で反射されて、１／４波長板１０を通過し、１／４波長板１０からは、副走査方向に並んで配列された状態で出射される。
【００１６】
これらのレーザ光は、スリット１１により出射範囲が規制され、コリメートレンズ１２で平行光束にされて、中心軸を中心に時計回り方向に回転する回転多面鏡１３の反射面に入射され、反射面からの反射光は、ｆθレンズ１４により感光体１７の走査面に結像され、回転多面鏡１３の回転に伴って、図１に矢印Ｘで示す副走査方向Ｙに直角な主走査方向に感光体１７上で走査され、感光体１７に各レーザ光により書込情報の静電潜像が形成される。回転多面鏡１３の回転により、レーザ光が、感光体１７の走査領域で一回走査されると、感光体１７が、副走査方向に単位角度回動され、同様にして主走査方向に走査され、以下同様にして、複数のレーザ光による書込と感光体１７の回転が繰り返され、感光体１７に対する情報の書込が行なわれる。
【００１７】
ところで、本実施の形態により行なわれる半導体レーザユニット１の各レーザダイオードの発光状態の判定は、感光体１７に対するレーザ光の走査書込に先立って行なわれ、全レーザダイオードが発光状態に設定された半導体レーザユニット１からのレーザ光が、走査領域の一端近傍に配置されたミラー１５で反射されて受光素子１６により受光され、この受光データが演算ユニット２０によって演算解析されることにより、各レーザダイオードの発光状態が判定される。
【００１８】
ここでは、説明の都合上、副走査方向に配列されるレーザ光が４列の場合について説明することにするが、この場合には、半導体レーザユニット１には、４個のレーザダイオードが設けられていて、全てのレーザダイオードが正常に発光していると、ミラー１５で反射して、受光素子１６で受光されるレーザ光は、図２に示すように、副走査方向に平行に配列された同一の波高値とパルス幅を有するパルス状のレーザ光ｂ１〜ｂ４となる。
【００１９】
そして、レーザ光ｂ１〜ｂ４は、受光素子１６の検出光路Ｌ１〜Ｌ４を、それぞれ通過する過程で、受光素子１６によつて光度が測定され、受光素子１６によって、図３に示すような光度パターンが検出される。
即ち、レーザ光ｂ１〜ｂ４の立ち下がり縁τ１が、受光素子１６の受光面位置Ｘ０に達した時点を、図３の時間軸の原点として、受光素子１６によるレーザ光の受光が開始される。
この場合、受光素子１６による受光光度は、次第に増加し行き、レーザ光ｂ１〜ｂ４の立ち上がり縁τ２が、受光素子１６の受光面位置Ｘ０を通過する時点で、図３に示すように最大受光光度となる。
【００２０】
図２において、レーザ光ｂ１の立ち上がり縁τ２が、図３の時点Ｔ１で、受光素子１６の位置Ｘ１に達した後は、受光素子１６は、レーザ光ｂ１以外のレーザ光の受光状態となり、レーザ光ｂ２の立ち上がり縁τ２が、時点Ｔ２で受光素子１６の位置Ｘ２に達した後は、受光素子１６は、レーザ光ｂ１、ｂ２以外のレーザ光の受光状態となる。
同様にして、レーザ光ｂ３の立ち上がり縁τ２が、時点Ｔ３で受光素子１６の位置Ｘ３に達した後は、受光素子１６は、レーザ光ｂ１、ｂ２、ｂ３以外のレーザ光の受光状態となり、レーザ光ｂ４の立ち上がり縁τ２が、時点Ｔ４で受光素子１６の位置Ｘ４に達すると、受光素子１６の受光動作は終了する。
【００２１】
本実施の形態では、予め、半導体レーザユニット１の全てのレーザダイオードが、正常な発光状態にある場合に、半導体レーザユニット１から発せられ、図３に示すような光度パターンを有するレーザ光の光度Ｉｎが、受光素子１６により検出され、得られる検出値に基づき、演算ユニット２０により、次式により正常光量Ｆｎが演算される。
【００２２】
【数１】
0004009036.tif 000002
【００２３】
そして、本実施の形態では、正常発光状態にある半導体レーザユニット１の光度パターンデータと、（１）式に示す正常光量Ｆｎのデータとが、予め演算ユニット２０のメモリに格納されている。
【００２４】
ところで、本実施の形態において、半導体レーザユニット１の各レーザダイオードの発光状態の判定を行なう場合には、受光素子１６によつて、半導体レーザユニット１からのレーザ光の光度Ｉａが検出され、演算ユニット２０で検出光量Ｆａが次式によって演算される。
【００２５】
【数２】
0004009036.tif 000003
【００２６】
次いで、演算ユニット２０によって、メモリから読み出した正常光量Ｆｎと得られる検出光量Ｆａとにより、次式に示す判定差分演算が行なわれる。
【００２７】
【数３】
0004009036.tif 000004
【００２８】
半導体レーザユニット１が正常発光状態にあると、Ｆａ＝Ｆｎとなるので（３）式は０となる。
これに反して、例えば、図４に示すように、レーザ光ｂ３が異常発光状態にあり、その光度が通常の１／２に低下している場合には、受光素子１６が受光する半導体レーザユニット１の光度パタンは、図５に実線で示すようになり、同図に点線で示す正常パタンとは異なる光度パタンとなるのでＦａ≠Ｆｎとなる。
【００２９】
本実施の形態では、演算ユニット２０によって、Ｆａ＝Ｆｎと判定されると、表示器２１には、「レーザダイオードの発光は、全て正常です」とのメッセージが表示され、、すでに述べたマルチビーム走査が行なわれる。
これに反して、演算ユニット２０によって、Ｆａ≠Ｆｎと判定されると、（３）式の判定差分演算の結果が、メモリに格納されている各レーザダイオードからのレーザ光の受光光度パターンのデータに基づいて解析される。
この場合には、演算ユニット２０によって、判定信号Ｆ（ｔ）＝Ｆｎ（ｔ）−Ｆａ（ｔ）のパターンが、図６に示すように導出され、パターンの閾値Ｌｓ以下の領域が、演算ユニット２０のメモリから読み出した第３のレーザダイオードの受光光度パターンに基いて解析される際に、立ち下がり位置が、時点Ｔ２とＴ３間にあり、判定信号Ｆ（ｔ）のパターンと、第３のレーザダイオードの受光光度パターンとが一致するので、半導体レーザユニット１の第３のレーザダイオードが発光異常の状態にあると判定される。
この判定に基づき、警報器２２から警報音が発せられると共に、表示器２１に「第３のＬＤが異常です」と発光異常のメッセージが表示される。
【００３０】
他のレーザダイオードの異常判定も、同様にして、判定信号Ｆ（ｔ）を、メモリから読み出した各レーザダイオードの受光光度パターンに基づいて、逐次解析することにより行なわれ、複数のレーザダイオードが異常発光している場合も、判定信号Ｆ（ｔ）の閾値以下の領域が、どの複数のレーザダイオードの受光光度パターンが重畳されたものであるかを解析することにより、同様に判定される。
【００３１】
このように、本実施の形態によると、複数のレーザダイオードを具備する半導体レーザユニット１から、それぞれに光変調され、副走査方向に互いに平行に配列されたレーザ光が、同時に感光体１７に入射され主走査方向に走査されて、情報の書込みが行なわれる書込走査に先立って、全レーザダイオードが発光状態に設定された半導体レーザユニット１から発せられたレーザ光が、走査領域外のミラー１５で反射され、各レーザ光ごとに検出光路長が異なる受光素子１６で受光され、得られる受光光度パターンが、予め格納されている各レーザダイオードの正常発光時の受光光度パターンに基づき解析され、異常発光状態ではどのレーザダイオードが異常であるかが直ちに判定されるので、簡単な構成によって、主走査方向での一度の走査により、半導体レーザユニット１の複数のレーザダイオードの何れが異常発光状態にあるかを迅速且つ的確に検出することが可能になる。
【００３２】
なお、本実施の形態において、情報の書込動作時には、ミラー１５、受光素子１６及び演算ユニット２０により、同期検知動作、副走査ピッチ測定動作、及びレーザ光の光度検出による制御動作を行なわせることが可能である。
また、実施の形態では、複数のレーザダイオードが副走査方向に互いに平行に配列される場合を説明したが、一般には、複数のレーダダイオードを、主走査方向に対して所定の角度で互いに並列に配列することが可能である。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、複数の発光源を備えた光ビーム放射器から、書込情報によりそれぞれ別個に光変調され、主走査方向に対して所定の角度で、互いに平行に配列された複数の光ビームが放射され、これら複数の光ビームが、光偏向器によって同時に偏向され、偏向された複数の光ビームが、感光体に同時に入射されて主走査方向に走査されることにより、感光体に、主走査方向の走査ごとに、書込情報の静電潜像の形成が行なわれるが、複数の光ビームに対応する検出光路の光路長がそれぞれ異なる光検出手段によって、これらの検出光路をそれぞれ通過する複数の光ビームに基づいて、複数の光ビームの積分光度が検出され、演算検出手段によって、光検出手段が検出する積分光度と、複数の発光源が全て正常な発光状態で、光検出手段が検出する基準積分光度との差分に基づいて、光ビーム放射器の異常な発光状態にある発光源が検出されるので、簡単な構成によって、主走査方向での一度の走査により、光ビーム放射器の複数の発光源の何れが異常発光状態にあるかを迅速且つ的確に検出することが可能になる。
【００３４】
請求項２記載の発明によると、複数の発光源を備えた光ビーム放射器から、書込情報によりそれぞれ別個に光変調され、主走査方向に対して所定の角度で、互いに平行に配列された複数の光ビームが放射され、これら複数の光ビームが、光偏向器によって同時に偏向され、偏向された複数の光ビームが、感光体に同時に入射されて主走査方向に走査されることにより、感光体に、主走査方向の走査ごとに、書込情報の静電潜像の形成が行なわれるが、複数の光ビームに対応する検出光路の光路長がそれぞれ異なる光検出手段によって、これらの検出光路をそれぞれ通過する複数の光ビームに基づいて、複数の光ビームの積分光度が検出され、演算検出手段によって、光検出手段が検出する積分光度と、複数の発光源が全て正常な発光状態で、光検出手段が検出する基準積分光量との差分に対応する差分信号の立ち下がりによって、光ビーム放射器の異常な発光状態にある発光源が検出されるので、簡単な構成によって、主走査方向での一度の走査により、光ビーム放射器の複数の発光源の何れが異常発光状態にあるかを迅速且つ的確に検出することが可能になる。
【００３５】
請求項３記載の発明によると、複数の発光源を備えた光ビーム放射器から、書込情報によりそれぞれ別個に光変調され、主走査方向に対して所定の角度で、互いに平行に配列された複数の光ビームが放射され、これら複数の光ビームが、光偏向器によって同時に偏向され、偏向された複数の光ビームが、感光体に同時に入射されて主走査方向に走査されることにより、感光体に、主走査方向の走査ごとに、書込情報の静電潜像の形成が行なわれるが、複数の光ビームに対応する検出光路の光路長が順次線形に異なる光検出手段によって、これらの検出光路をそれぞれ通過する複数の光ビームに基づいて、複数の光ビームの積分光度が検出され、演算検出手段によって、光検出手段が検出する積分光度と、複数の発光源が全て正常な発光状態で、光検出手段が検出する基準積分光度との差分に基づいて、光ビーム放射器の異常な発光状態にある発光源が検出されるので、簡単な構成によって、主走査方向での一度の走査により、光ビーム放射器の複数の発光源の何れが異常発光状態にあるかを迅速且つ的確に検出することが可能になる。
【００３６】
請求項４記載の発明によると、複数の発光源を備えた光ビーム放射器から、書込情報によりそれぞれ別個に光変調され、主走査方向に対して直角な副走査方向に、互いに平行に配列された複数の光ビームが放射され、これら複数の光ビームが、光偏向器によって同時に偏向され、偏向された複数の光ビームが、感光体に同時に入射されて主走査方向に走査されることにより、感光体に、主走査方向の走査ごとに、書込情報の静電潜像の形成が行なわれるが、複数の光ビームに対応する検出光路の光路長がそれぞれ異なる光検出手段によって、これらの検出光路をそれぞれ通過する複数の光ビームに基づいて、複数の光ビームの積分光度が検出され、演算検出手段によって、光検出手段が検出する積分光度と、複数の発光源が全て正常な発光状態で、光検出手段が検出する基準積分光度との差分に基づいて、光ビーム放射器の異常な発光状態にある発光源が検出されるので、簡単な構成によって、主走査方向での一度の走査により、光ビーム放射器の複数の発光源の何れが異常発光状態にあるかを迅速且つ的確に検出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の全体構成を示す説明図である。
【図２】同実施の形態の受光素子の受光動作の説明図である。
【図３】同実施の形態の受光素子による正常動作状態の光源の検出波形を示す特性図である。
【図４】同実施の形態の受光素子による異常動作状態の光源の受光動作の説明図である。
【図５】同実施の形態の受光素子による異常動作状態の光源の検出波形を示す特性図である。
【図６】同実施の形態の受光素子による正常動作状態の光源の検出波形と異常動作状態の光源の検出波形との差分波形を示す特性図である。
【符号の説明】
１  半導体レーザユニット
２、３  レーザダイオード
８  プリズム
１３  回転多面鏡
１５  ミラー
１６  受光素子
１７  感光体
２０  演算ユニット
２１  表示器
【図１】
0004009036.tif 000005
【図２】
0004009036.tif 000006
【図３】
0004009036.tif 000007
【図４】
0004009036.tif 000008
【図５】
0004009036.tif 000009
【図６】
0004009036.tif 000010