(57)【要約】【課題】書込み画像に影響を与えることなく、光源ユニットの複数のレーザダイオードのいずれかに異常がある場合にそれを確実に検知できるようにする。【解決手段】光源ユニット１００が有する複数のレーザダイオードＬＤ１,ＬＤ２を、各主走査ごとに設定期間だけ全て同期点灯させ、その同期点灯によって光源ユニット１００から射出される光ビームＬ１，Ｌ２を、主走査における画像域外の所定位置で同期検知センサ１１０が受光してアナログ信号Ｓａを発生し、そのレベルが規定の閾値レベルを超えたときに同期検知信号ＤＴＰを生成する。光源ユニット１００のレーザダイオードＬＤ１,ＬＤ２を同期点灯させている期間中、同期検知信号ＤＴＰが生成されたか否かをモニタし、同期検知信号ＤＴＰが生成されなかった場合に光源ユニット１００が異常であることを検知する。【選択図】    図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源素子を有する光源ユニットと、該光源ユニットから前記複数の光源素子の点灯によって射出される複数の光ビームを、感光体の画像領域に対して主走査して画像を書き込む光走査手段とを備えた光書込装置において、
前記光源ユニットの前記複数の全ての光源素子を、前記主走査ごとに設定期間だけ同期点灯させる同期点灯手段と、
前記複数の全ての光源素子の同期点灯によって前記光源ユニットから射出される光ビームを、前記主走査における前記画像領域外の所定位置で受光してアナログ信号を発生し、該アナログ信号のレベルが規定の閾値レベルを超えたときに、前記画像を書き込むタイミングの基準となる同期検知信号を生成する同期検知信号生成手段と、
前記同期点灯手段が前記光源ユニットの前記複数の全ての光源素子を同期点灯させている期間中に、前記同期検知信号生成手段によって前記同期検知信号が生成されたか否かをモニタし、前記同期検知信号が生成されなかった場合に前記光源ユニットが異常であることを検知する異常検知手段と、
を設けたことを特徴とする光書込装置。
【請求項２】
前記同期検知信号生成手段は、前記閾値レベルを、前記光源ユニットの前記複数の全ての光源素子が規定以上の発光量で正常に点灯しないと、前記アナログ信号のレベルが超えられないレベルに設定していることを特徴とする請求項１に記載の光書込装置。
【請求項３】
前記同期検知信号生成手段は、前記閾値レベルを、前記光源ユニットの前記複数の全ての光源素子が規定の発光量で正常に点灯している場合の前記アナログ信号のピークレベルと、いずれか１個の光源素子が点灯しない場合の前記アナログ信号のピークレベルとの中間のレベルに設定していることを特徴とする請求項１に記載の光書込装置。
【請求項４】
前記同期検知信号生成手段における前記アナログ信号の発生感度又は前記閾値レベルを、外部から変更設定する手段を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光書込装置。
【請求項５】
前記光源ユニットの前記複数の光源素子は、いずれも同じ発光特性を持つレーザダイオードであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光書込装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の光書込装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
複数の光源素子を備えた光源ユニットと、該光源ユニットから前記複数の光源素子の点灯によって射出される複数の光ビームを、感光体の画像領域に対して主走査して画像を書き込む光走査手段とを備えた光書込装置において、
前記光源ユニットの前記複数の全ての光源素子を設定期間だけ同期点灯させ、
前記複数の全ての光源素子の同期点灯によって前記光源ユニットから射出される光ビームを、前記主走査における前記画像域外の所定位置で受光してアナログ信号を発生し、該アナログ信号のレベルが規定の閾値レベルを超えたときに、前記画像を書き込むタイミングの基準となる同期検知信号を生成し、
前記光源ユニットの前記複数の全ての光源素子を同期点灯させている期間中に、前記同期検知信号が生成されたか否かをモニタし、前記同期検知信号が生成されなかった場合に前記光源ユニットが異常であることを検知することを特徴とする光源ユニットの異常検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光書込装置とそれを搭載した画像形成装置及び光源ユニットの異常検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタ、記録装置、デジタル複写機、デジタル複合機等の画像形成装置に搭載される光書込装置として、複数の光源素子を有する光源ユニットを備えたものがある。その光書込装置において、複数の各光源素子の点灯による光ビームによって感光体を主走査するタイミングの基準となる主走査同期信号を、複数の光源素子のうちの特定の光源素子からの光ビームによって生成する技術が既に知られている。
【０００３】
しかし、主走査同期信号を特定の光源素子からの光ビームによって生成するようにすると、同期信号を生成していない光源素子が故障した場合には、それを検出することができず、その故障を通知できない。そのため、異常画像が出続けるという問題があった。また、特定の光源素子の消耗を早めるという問題もあった。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１に記載された記録装置では、複数のレーザ素子のうち、水平同期信号（主走査同期信号）を発生するために点灯させるレーザ素子を切り換えることによって、特定のレーザ素子の消耗を早めないようにしている。
また、特許文献２に記載されたマルチビーム方式の画像形成装置では、画像データの記録開始位置を決定するための基準となる基準ビームを、複数のレーザ光源のうちのいずれで発光させるかを選択するようにしている。
【０００５】
その場合さらに、各レーザ光源を光量測定のために所定の電流に応じて発光させ、その光量の測定結果に基づいて各レーザ光源への電流量をフィードバック制御する光量調整を行っている。その各レーザ光源の現在までの発光に伴なう累積負荷を求め、その累積負荷を参照していずれのレーザ光源に基準ビームを発光させるか選択する。そして、基準ビームを発光するレーザ光源の選択を変更した場合には、それに応じて各レーザ光源を光量測定のために発光させる順序を変更するようにしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、水平同期信号（主走査同期信号）を発生するために点灯させるレーザ素子、あるいは記録開始の基準となる基準ビームを切り替える（選択する）ようにすれば、マルチビームの全ての光源素子の故障を同期信号によって検出できるようになる。また、特定の光源素子の消耗を早めることもなくなる。
しかしながら、主走査同期信号を発生させるために点灯させる光源素子を切り替えることにより、同期点灯ビームが変わるため主走査のビーム位置ずれが発生し、主走査方向の書き込み位置にずれが発生してしまうという問題が生じる。
【０００７】
この発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、複数の光源素子を有する光源ユニットを備えた光書込装置において、書込み画像に影響を与えることなく、複数の光源素子のいずれかに異常がある場合にそれを確実に検知できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は上記の目的を達成するため、複数の光源素子を有する光源ユニットと、その光源ユニットから上記複数の光源素子の点灯によって射出される複数の光ビームを、感光体の画像領域に対して主走査して画像を書き込む光走査手段とを備えた光書込装置において、上記光源ユニットの上記複数の全ての光源素子を、上記主走査ごとに設定期間だけ同期点灯させる同期点灯手段と、上記複数の全ての光源素子の同期点灯によって上記光源ユニットから射出される光ビームを、上記主走査における上記画像領域外の所定位置で受光してアナログ信号を発生し、そのアナログ信号のレベルが規定の閾値レベルを超えたときに、上記画像を書き込むタイミングの基準となる同期検知信号を生成する同期検知信号生成手段と、上記同期点灯手段が上記光源ユニットの上記複数の全ての光源素子を同期点灯させている期間中に、上記同期検知信号生成手段によって上記同期検知信号が生成されたか否かをモニタし、上記同期検知信号が生成されなかった場合に上記光源ユニットが異常であることを検知する異常検知手段とを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、複数の光源素子を有する光源ユニットを備えた光書込装置において、書込み画像に影響を与えることなく、複数の光源のいずれかに異常がある場合にそれを確実に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明による画像形成装置の一実施形態に搭載される光書込装置における光走査系の構成例を示す概略的な斜視図である。
【図２】図１に示した光走査系を含む光書込装置の制御系の構成例をデータ及び信号の流れと共に示すブロック図である。
【図３】図２におけるレーザ駆動部４１と光源ユニット１００の構成例示すブロック回路図である。
【図４】図２に示した光書込装置による光源ユニット１００のレーザダイオードＬＤ１,ＬＤ２の点灯期間と同期検知信号の発生タイミングの例を示すタイミングチャートである。
【図５】複数のレーザダイオードを有する光源ユニットと同期検知センサを、従来の一般的な光走査装置と同様に、１ビームで同期検知信号を生成するように動作させた場合の説明図である。
【図６】同期検知信号生成の有無によって光源ユニットの異常を検知する処理のフローチャートである。
【図７】図６における同期検知信号モニタのサブルーチンのフローチャートである。
【図８】この発明による光書込装置の実施形態における同期検知信号の生成を説明するための図５と同様な説明図である。
【図９】光源ユニットの一方のレーザダイオードが故障した場合に同期検知信号が生成されなくなる例の説明図である。
【図１０】図８における同期検知信号生成のための閾値レベルを変更する例について説明するための説明図である。
【図１１】光源ユニットの複数のレーザダイオードがいずれも劣化した場合の例を説明するための説明図である。
【図１２】同期検知センサにおける規定の閾値レベルを変更するための構成例を示すブロック回路図である。
【図１３】この発明による光書込装置を搭載した画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
先ず、この発明による光書込装置における光走査系の構成例を図１によって説明する。図１はその光走査系の概略的な斜視図である。
図１に示す光走査系５５は、複数の光源素子を有する光源ユニットと、その光源ユニットから複数の光源素子の点灯によって射出される複数の光ビームを、感光体の画像領域に対して主走査して画像を書き込む光走査手段である。
【００１２】
この実施形態の光走査系５５は、光源ユニット１００、ポリゴンミラー１０２、ｆθレンズ１０３、３本の折り返しミラー１０４，１０５，１０６、および同期検知センサ１１０を備えている。５４０は、図１３で後述する画像形成ユニットにおけるドラム状の感光体である感光体ドラムである。
光源ユニット１００は、複数の光源素子を有し、その各光源素子の点灯による光ビームを、ポリゴンミラー１０２による走査（偏向）方向に直交する方向に僅かな間隔で平行に射出するユニットである。
【００１３】
この例では、光源素子として２個のレーザダイオードを有し、その各レーザダイオードが発するレーザ光を、それぞれ集光レンズとコリメートレンズによって細い平行光束のレーザビームにして射出するが、図１では便宜上１本のレーザビームＬで示している。
光源ユニット１００から射出されたレーザビームＬは、ポリゴンミラー１０２の回転によって偏向される。ポリゴンミラー１０２は回転多面鏡であり、この例では扁平な正六角柱状をなし、外周に６面のミラー面を形成しており、後述するポリゴンモータによって、矢示方向に毎分数千〜数万回転される。
【００１４】
ポリゴンミラー１０２によって偏向されたレーザビームは、ｆθレンズ１０３を通過した後、折り返しミラー１０４によって反射され、さらに複数の折り返しミラー１０５，１０６によって順次反射される。そして、そのレーザビームＬが感光体ドラム５４０の帯電された表面を照射して露光し、そこに静電潜像を形成する。そのレーザビームＬは、ポリゴンミラー１０２によって一定周期で繰り返し偏向されるため、感光体ドラム５４０上の露光点は、破線矢示Ｘで示す方向（主走査方向）に反復走査される。このとき、感光体ドラム５４０は矢示Ｙ方向（副走査方向）へ一定速度で回転する。それによって、感光体ドラム５４０の表面の画像領域に二次元の静電潜像が書き込まれる。
レーザビームＬは、実際には同時に２本発生するので、感光体ドラム５４０上の副走査方向に僅かにずれた２ラインを同時に露光して、画像を効率よく書き込むことができる。
【００１５】
同期検知センサ１１０は、感光体ドラム５４０の表面の主走査方向の画像領域外の走査タイミングが早い所定位置で、折り返しミラー１０６によって反射されたレーザビームＬ（一点鎖線で示す）を受光するように配置されている。
この同期検知センサ１１０は、受光素子であるフォトダイオードを含む同期検知信号生成手段であり、感光体ドラム５４０上での各主走査ごとの書き込み開始タイミングの基準となる同期検知信号（主走査同期信号）を生成する。
【００１６】
図２は、図１に示した光走査系５５を含む光書込装置の制御系の構成例をデータ及び信号の流れと共に示すブロック図である。
この光書込装置の画像書込制御部３０における処理系は、光源ユニット１００の各レーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２の点灯を制御するための処理と、図１に示したポリゴンミラー１０２を回転させるポリゴンモータ１０１の回転を制御するための処理を行う。
【００１７】
光源ユニット１００の各レーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２の点灯を制御するための処理は、画像処理ＡＳＩＣ（特定用途用集積回路）又はコントローラ１０からの画像データと画像領域を示す画像領域信号の入力を受けてなされる。画像領域信号は、副走査ゲート信号とも云う。
また、ポリゴンモータ１０１の回転を制御するための処理、つまりポリゴンミラー１０２の回転を制御するための処理は、主制御部のＣＰＵ２０からのコマンドに基づいてなされる。
【００１８】
光源ユニット１００の各レーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２の点灯動作と、ポリゴンミラー１０２の回転は所定のタイミング関係に制御される。そして、各レーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２の点灯によるレーザビームでの静電画像の書き込みは、ポリゴンミラー１０２の回転により走査されるレーザビームを検知する同期検知センサ１１０からの同期検知信号との関係で定まる。そのため、これらの動作タイミングは、画像領域制御及び各種タイミング制御部３８によって、画像形成装置全体を制御する主制御部のＣＰＵ（マイクロコンピュータ）２０のコマンドに従って一元的に管理される。
【００１９】
以下、上記の処理を行う画像書込制御部３０の図２に示した構成について、より詳細に説明する。
画像書込制御部３０は、速度変換用ラインメモリ３１、各種パターン生成部３２、書込γ変換部３３、ＬＤ変調及び各種クロック生成部３４、連続点灯検出部３５、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）３６、およびバイアス電流発生部３７を備えている。この画像書込制御部３０はさらに、画像領域制御及び各種タイミング制御部３８、および各種設定レジスタ及びポリゴンモータ制御部３９も備えている。
【００２０】
そして、この画像書込制御部３０は、画像データ入力インタフェース（以下「インタフェース」を「Ｉ／Ｆ」と略称する）１１、およびコマンドＩ／Ｆ２１によって、外部からのデータ又は信号を入力する。また、ＬＤ変調Ｉ／Ｆ４２、同期検知Ｉ／Ｆ４６、ポリゴンモータＩ／Ｆ４４によって、外部へのデータ又は信号の出力を行う。
【００２１】
画像データ入力Ｉ／Ｆ１１は、画像処理ＡＳＩＣ又はコントローラ１０からの画像データと画像領域信号を画像書込制御部３０内に入力する。
コマンドＩ／Ｆ２１は、主制御部のＣＰＵ２０からの同期シリアル信号等のコマンドを画像書込制御部３０内に入力する。
ＬＤ変調Ｉ／Ｆ４２は、光源ユニット１００の各レーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２を駆動するレーザ駆動部４１に駆動制御信号として、画像書込制御部３０内で生成したＬＤ点灯信号、ＡＰＣ信号等を出力する。
【００２２】
同期検知Ｉ／Ｆ４６は、同期検知センサ１１０が生成した同期検知信号を画像書込制御部３０内に入力する。
ポリゴンモータＩ／Ｆ４４は、ポリゴンモータ１０１を駆動するポリゴンモータドライバ４３に制御信号として、画像書込制御部３０内で生成した制御クロック等を出力する。
【００２３】
このような構成要素からなる画像書込制御部３０は、画像データ入力Ｉ／Ｆ１１を通して入力される画像データを速度変換用ラインメモリ３１に格納し、連続点灯検出部３５を介して取得された主走査ライン毎のＬＤ点灯時間をＬＵＴ３６に読み込ませる。
各種パターン生成部３２は、速度変換用ラインメモリ３１に格納された画像データから各種パターンを生成して出力する。
書込γ変換部３３は、各種パターン生成部３２からの各種パターンに対して書込γ変換を行う。
【００２４】
バイアス電流発生部３７は、ＬＵＴ３６に格納されたＬＤ点灯時間に対応するバイアス電流を設定値として読み出し、その設定値に基づいてＬＤ点灯時間に対応するバイアス電流を発生させ、光源ユニット１００の各レーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２を点灯させる。
バイアス電流は、ＬＤ変調及び各種クロック生成部３４で、同期検知センサ１１０からの同期検知信号に基づいて、レーザ駆動部４１側に各ＬＤ点灯信号として出力される。ＬＤ変調及び各種クロック生成部３４からの出力は、ＬＤ変調Ｉ／Ｆ４２を介してレーザ駆動部４１に入力される。
【００２５】
ＬＤ変調及び各種クロック生成部３４は、クロック生成手段としての機能を果すものである。そのため、書込γ変換部３３からの各種パターンと、画像領域制御及び各種タイミング制御部３８からの画像領域制御信号及びタイミング制御信号とに基づいて、ＬＤ変調及び各種クロック生成部３４がＬＤ点灯信号を生成する。
【００２６】
また、そのＬＤ点灯信号によって各レーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２を変調（点灯／消灯）し、その各レーザビームによって、感光体ドラム上の画像領域に静電画像の書き込みを行わせるための書き込みクロック（画素クロック）を含む各種クロックを生成する。これらのクロックは、画像書込制御部３０内の発振器からの基準クロックに基づいて生成される。
さらに、このＬＤ変調及び各種クロック生成部３４は、画像領域制御及び各種タイミング制御部３８からのタイミング制御信号に基づいて、ＡＰＣ信号を生成する。
【００２７】
画像領域制御及び各種タイミング制御部３８は、同期検知センサ１１０からの同期検知信号によってリセットされる主走査カウンタを備えている。そして、画像処理ＡＳＩＣ又はコントローラ１０からの画像領域信号と、各種設定レジスタ及びポリゴンモータ制御部３９からの信号と、同期検知センサ１１０からの同期検知信号とに基づいて、画像領域制御信号及びタイミング制御信号を生成する。
【００２８】
また、この画像領域制御及び各種タイミング制御部３８は、ＬＤ変調及び各種クロック生成部３４及びレーザ駆動部４１に対して、光源ユニット１００の複数の全てのレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２を、各主走査ごとに設定期間だけ同期点灯させる。すなわち同期点灯手段の機能も果たす。
さらに、その光源ユニット１００のレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２を同期点灯させている期間中、同期検知センサ１１０から同期検知Ｉ／Ｆ４６を介した同期検知信号の入力の有無、すなわち同期検知信号が生成されたか否かをモニタする。そして、同期検知信号が生成されず入力されなかった場合に光源ユニット１００が異常であることを検知して、異常検知信号を出力する異常検知手段の機能も有する。
【００２９】
各種設定レジスタ及びポリゴンモータ制御部３９は、主制御部のＣＰＵ２０から同期シリアル信号等が入力され、ポリゴンモータＩ／Ｆ４４経由でポリゴンモータドライバ４３にポリゴンモータ１０１への駆動信号を出力する。
ポリゴンモータ１０１は、図１に示したポリゴンミラー１０２を回転させ、光源ユニット１００の各レーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２からそれぞれ射出される変調された各レーザビームを、図１に示した感光体ドラム５４０の主走査方向に露光走査する。これにより、感光体ドラム５４０上に、同時に２ラインの静電画像が形成される。
この画像書込制御部３０は、光書込装置用のマイクロコンピュータによって機能されるか、画像形成装置全体を制御する主制御部のＣＰＵ（マイクロコンピュータ）２０が、その機能の一部として実行するようにしてもよい。
【００３０】
次に、光源ユニット１００の各レーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２のＡＰＣ制御について説明する。
図３は、図２におけるレーザ駆動部４１と光源ユニット１００の構成例示すブロック回路図である。
レーザ駆動部４１は、光量検出部４１１、駆動電流演算部４１２、および駆動電流制御部４１３，４１４を備えている。
【００３１】
光源ユニット１００は、複数の光源である同じ発光特性を有するレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２と、その各レーザ光を受光する共通の受光素子であるフォトダイオードＰＤとを内蔵している。なお、各レーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２が発光するレーザ光を、それぞれレーザビームにするコリメートレンズと集光レンズは図示を省略している。
光源ユニット１００内のレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２が目標光量に対応する電流値で点灯する（発光可能状態にする）と、フォトダイオードＰＤにレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２の発光量の和に対応する電流が流れる。そして、その電流量を抵抗によって電圧変換した値（電圧値）をレーザ駆動部４１の光量検出部４１１で検出し、その電圧値を調節することによって、レーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２の発光量を目標光量に一致させるように制御（調整）する。この光量調整を「ＡＰＣ」と呼ぶ。
【００３２】
そのため、駆動電流演算部４１２が、光量検出部４１１によって検出された光量（電圧値）からレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２の駆動電流の値を演算する。駆動電流制御部４１３，４１４は、駆動電流演算部４１２によって演算された駆動電流の値に基づき、各入力データのタイミングに応じてレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２にそれぞれ駆動電流を流して、それらを点灯（発光）させる。
【００３３】
なお、図３の例では、レーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２としてカソードコモンのレーザダイオードを使用しているが、アノードコモンのレーザダイオードを使用してもよい。また、この光源ユニット１００は、レーザダイオードを２個設けたレーザダイオードアレイを用いているため、画像を２ライン同時に書き込むことができ、書込み速度を速めることができる。さらに、光源素子であるレーザダイオードを３個以上設けたレーザダイオードアレイを用いて、画像を３ライン以上同時に書き込めるようにしてもよい。その各レーザダイオードは、いずれも同じ特性を持つのが望ましい。
光源素子としては、レーザダイオードが一般的であるが、それに限るものではなく、光ビームを形成できる高輝度の発光素子であればよい。
【００３４】
図４は、図２に示した光書込装置による光源ユニット１００のレーザダイオードＬＤ１,ＬＤ２の点灯期間と同期検知信号の発生タイミングの例を示すタイミングチャートである。
レーザビームの主走査タイミングが、画像領域での書込み開始予定タイミングより所定時間早いタイミングから設定期間だけ、レーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２を同期点灯させ、同期検知信号を生成する。その同期検知信号の生成から一定時間後に画像領域での書込み点灯を開始するが、その手前で設定期間だけレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２をＡＰＣ点灯させ、その発光量をＡＰＣ調整する。
【００３５】
この発明は、このように複数の光源素子を有する光源ユニットを備えた光書込装置において、いずれかの光源が故障した場合にそれを確実に検知でき、しかも主走査レジスト位置ずれを発生しないようにする。そのため、複数の光源による全ての光ビームが規定の光量レベルになっている時にのみ、それを受光した同期センサによって同期検知信号が生成されるようにしたことを特徴とする。
【００３６】
そこで、以下に、図１及び図２に示した同期検知センサ１１０による同期検知信号の生成と、光源ユニットの異常検知について説明する。
図５は、複数のレーザダイオードを備えた光源ユニットと同期検知センサを、従来の一般的な光走査装置と同様に、１ビームで同期信号を生成するように動作させた場合の説明図である。
【００３７】
この場合、光源ユニット１００は、感光体ドラム上の画像領域での書込み点灯前の所定タイミングで、一方のレーザダイオードＬＤ１のみを一定期間だけ同期点灯する。そのレーザダイオードＬＤ１からのレーザビームＬ１が、同期検知センサ１１０のフォトダイオードの受光部１１０ａを通過すると、その光強度（光量）に応じて同期検知センサ１１０がアナログ信号Ｓａが発生する。
【００３８】
そのアナログ信号Ｓａを同期検知センサ１１０の内部のコンパレータによって閾値と比較し、その閾値レベルを超えた場合に、ローレベルの矩形波パルスの同期検知信号ＤＴＰを出力する。そして、光書込装置は、各主走査ごとにこの同期検知信号ＤＴＰを主走査方向の書き込み開始タイミングの基準信号として用いる。例えば、同期検知信号ＤＴＰの立ち上がりエッジから所定数のクロックをカウントした時点から、レーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２の画像領域での書込み点灯を開始する。
【００３９】
同一のパッケージ内に複数のレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２を配置した光源ユニット１００では、各発光点位置が近接しているため、同期検知センサ１１０によって各レーザダイオードによるレーザビームを分離して検知できない。そのため、上述のように、複数のレーザダイオードのうちの１個のみを点灯して、同期検知信号を生成するのが一般的である。
【００４０】
図６は、同期検知信号生成の有無によって発光ユニットの異常を検知する処理のフローチャートであり、図７は、その同期検知信号モニタのサブルーチンのフローチャートである。この処理は、例えば図２に示した画像書込制御部３０を制御するＣＰＵによって行われる。
画像書込制御部３０が光源ユニット１００のレーザダイオード（ＬＤ）の同期点灯を開始すると、ＣＰＵが図６に示す処理を開始する。この場合は、レーザダイオードＬＤ１の同期点灯開始によって、ＣＰＵが図６に示す処理を開始する。
【００４１】
そして、ＬＤ同期点灯中は同期検知信号のモニタを行う。同期検知信号のモニタのサブルーチンでは、図７に示すように、同期検知信号入力が有るか否かをチェックし、同期検知信号入力が有れば、同期検知処理を行って処理を終了する。同期検知信号入力がなければ、図６のメインルーチンへリターンして、ＬＤ同期点灯中か否かをチェックし、ＬＤ同期点灯中であれば、同期検知信号モニタを繰り返す。
同期検知信号モニタで同期検知信号入力がないまま、図６のメインルーチンでＬＤ同期点灯中でなくなると、同期検知信号が生成されなかったことになるので、光源ユニット異常検知の処理（異常検知信号の出力及び装置の動作停止等）を行って処理を終了する。
【００４２】
この場合には、光源ユニット１００の複数のレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２のうち、同期点灯するレーザダイオードＬＤ１に異常が発生した場合は、その同期点灯中に同期検知信号が入力しなくなる。そのため、そのレーザダイオードＬＤ１の異常（故障）、すなわち光源ユニット１００の異常を検知することができる。
しかし、同期点灯しない方のレーザダイオードＬＤ２に異常が発生した場合には、その異常を検知することができない。
【００４３】
そこで、同期点灯するレーザダイオードを周期的に切り替えるようにすれば、複数の各レーザダイオードの異常（故障）を検知することができる。しかし、各レーザダイオードごとに、射出するレーザビームの位置が僅かに異なるため、同期検知センサ１１０によって生成される同期検知信号の発生タイミングが若干異なることになる。そのため、同期検知信号を基準とする主走査ごとの画像書き始め位置が若干ずれることになる。すなわち、主走査レジストのずれが発生する。
【００４４】
そのため、この発明による光書込装置の実施形態では、複数の光源素子を有するマルチビーム用の光源ユニットの全ての光源素子を同期点灯させて、全ての光源素子が規定の光量で正常に点灯している場合に同期検知信号が生成されるようにする。
図８は、その場合の同期検知信号の生成を説明するための図５と同様な説明図であり、図９は光源ユニットの一方のレーザダイオードが故障した場合に同期検知信号が生成されなくなる例の説明図である。
【００４５】
この光書込装置では図８に示すように、マルチビーム用の光源ユニット１００の全光源素子、すなわちレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２をいずれも同期点灯させる。そして、各レーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２がいずれも故障なく正常に点灯して発光し、その各レーザビームＬ１，Ｌ２が所定のパワー（光量）で同期検知センサ１１０の受光部１１０ａを照射したときに、同期検知信号が生成されるように構成している。
この場合は、レーザダイオードＬＤ１によるレーザビームＬ１が先行ビームとなり、レーザダイオードＬＤ２によるレーザビームＬ２が後行ビームとなって、若干の時間差を持って同期検知センサ１１０の受光部１１０ａに入射する。
【００４６】
図８に示すように、レーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２がいずれも正常に発光し、先行ビームＬ１と後行ビームＬ２が所定の入射パワーで同期検知センサ１１０の受光部１１０ａに入射すると、その各ビームの入射レベルの和に対応するアナログ信号Ｓａが生成される。そして、そのアナログ信号Ｓａのピークが同期検知信号生成の閾値レベルを超えるため、同期検知信号ＤＴＰが生成される。
【００４７】
しかし、図９に示すように、レーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２の一方が故障（この例ではレーザダイオードＬＤ２が故障）すると、先行ビームＬ１と後行ビームＬ２のいずれか一方（この例では先行ビームＬ１）だけが受光部１１０ａに入射することになる。その場合は、同期検知センサ１１０の内部で生成されるアナログ信号Ｓａのレベルが同期検知信号生成の閾値レベルに届かず、同期検知信号ＤＴＰが生成されない。
【００４８】
マルチビーム用光源ユニット１００では、複数の光源であるレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２が近接して配置されているため、先行ビームＬ１と後行ビームＬ２は極めて僅かな時間差で同期検知センサ１１０の受光部１１０ａに入射する。そのため、各ビームの入射を分離して検知することはできない。両ビームによって発生するアナログ信号の和が一つのスペクトルとして合計され、そのアナログ信号Ｓａのレベルが規定の閾値を超えた場合に同期検知信号が出力される。
【００４９】
ここで言う規定の閾値レベルは、一方のレーザダイオードが完全に故障し、他方のレーザダイオードが正常に点灯している場合と、両方のレーザダイオードが正常に点灯している場合を判別できるように設定する。そのため、それぞれの場合に同期検知センサ１１０が発生するアナログ信号Ｓａのピークレベルの中間のレベルに設定する。
それによって、光源ユニット１００のレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２のいずれか一方が故障した場合には、同期検知センサ１１０によって同期検知信号が生成されなくなる。
【００５０】
そのため、図６及び図７によって説明した処理を、図２に示した画像書込制御部３０の画像領域制御及び各種タイミング制御部３８又はそれを制御するＣＰＵが実行することによって、光源ユニット１００の異常（故障）を確実に検知できる。
この発明による光源ユニットの異常検知方法の実施形態は、このように図６及び図７によって説明した処理を実行して、光源ユニットの異常を検知する方法である。
【００５１】
また、光源ユニット１００の全光源素子（この例ではレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２）を点灯させて同期検知信号を生成するため、同期点灯するレーザダイオードの切り替えが不要である。そして、各主走査ごとの同期検知信号の出力タイミングにずれが生じることがないため、各主走査位置にずれ（レジストずれ）が発生する懸念がない。
【００５２】
上述の実施形態では、光源ユニットが２個のレーザダイオードを備えた２ｃｈ（チャネル）のレーザダイオード・アレイ（ＬＤＡ）の例を示したが、３ｃｈ以上の多ビーム構成のレーザダイオード・アレイを使用してもよい。
例えば、光源ユニットに４ｃｈのレーザダイオード・アレイを使用する場合には、４ｃｈのうちの少なくとも１ｃｈのレーザダイオードが故障した場合には、同期検知信号が生成されなくなるように、規定の閾値レベルを設定すればよい。
【００５３】
ところで、規定の閾値レベルを上述のように設定した場合は、光源ユニット１００の複数の光源素子であるレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２の一方が完全に故障せず、劣化して点灯時の発光量（パワー）が減少した場合でも、同期検知信号が生成されることがある。
そうすると、光源ユニット１００の異常は検出されず、光書込みが継続し、同時に書き込む２ラインの画像濃度に差が生じて画質が低下することになる。
【００５４】
そのため、上述の場合の閾値レベルを、両方のレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２が正常に点灯している場合に、同期検知センサ１１０が発生するアナログ信号Ｓａのピークレベルになるべく近い中間のレベルに設定するとよい。
さらに、高品質な画像を維持したい場合には、規定の閾値レベルを、光源ユニットの複数の全ての光源素子（レーザダイオード）が規定以上の発光量で正常に点灯しないと、アナログ信号Ｓａのレベルが超えられないレベルに設定するとよい。
【００５５】
図１０は、図８における同期検知信号生成のための閾値レベルを変更する例について説明するための説明図である。
図８及び図９によって説明した同期検知信号生成のための閾値レベルが高いと、光源ユニット１００のレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２のうちの一方が少しでも劣化して発光光量が減少した場合に、同期検知センサ１１０によって同期検知信号が生成されなくなる。それによって、レーザダイオードの異常（故障）として検知されることになるが、実用上はまだ使用可能な場合がある。
【００５６】
図１０に示すように、レーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２が正常に発光して、先行ビームＬ１と後行ビームＬ２のパワーが規定値の場合に、同期検知センサ１１０の内部で生成されるアナログ信号をＳａ１とする。
これに対して、例えばレーザダイオードＬＤ２が劣化して、後行ビームＬ２のパワーが減少すると、同期検知センサ１１０の内部で生成されるアナログ信号はＳａ２のように、そのピークレベルが低下する。
【００５７】
そのような場合に、図１０に示すように規定の閾値Ａのレベルを閾値Ｂのように下げると、低下したアナログ信号Ｓａ２のピークレベルが閾値Ｂのレベルを超え、同期検知信号ＤＴＰが生成されるようになる。
この場合、一方の光源の劣化により、形成される画像の濃度ムラや同期検知信号の発生タイミングに多少のずれが生じる。しかし、異常検出レベルをユーザが自由に設定できるので、画像への影響度を踏まえて画像形成装置を使用し続けるかどうかの自由度が上がり、ユーザにとって利便性が向上する。
【００５８】
図１１は、光源ユニット１００の複数の光源であるレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２がいずれも劣化した場合の例を説明するための説明図である。
この場合は、先行ビームＬ１と後行ビームＬ２のいずれも入射パワー（光量）が減少し、同期検知センサ１１０の内部で生成されるアナログ信号Ｓａのレベルが、低く設定した閾値Ｂのレベルにも届かず、同期検知信号ＤＴＰが生成されなくなる。そのため、前述したように光源ユニット１００の異常（故障）が検知され、画像形成装置の動作が停止される。
【００５９】
しかし、閾値Ｂをもう少し下げて、アナログ信号Ｓａのピークレベルが、その閾値Ｂのレベルを超えるようにすれば、同期検知信号ＤＴＰが生成され、画像形成装置を使用し続けることができる。
このように、光源が劣化して光量が低下した場合でも、同期検知信号を生成するための閾値レベルを低くすることによって異常検知の判断が緩くなるため、そのまま使い続けることができる。したがって、ユーザがどこまでの画像品質（濃度むらや位置ずれ）の劣化を許容して画像形成装置を使い続けるかを、閾値レベルの設定変更によって選択できるようになり、利便性が向上する。
【００６０】
上述した実施形態によれば、同期検知センサ１１０の内部で生成されるアナログ信号Ｓａの波形からの演算が不要であり、同期検知信号の発生の有無のみで、光源ユニット１００のいずれかのレーザダオードの故障有無を確認することができる。この場合、光源ユニット１００内のどのレーザダイオードが故障したかは判別しない。
また、光源ユニット１００の全光源を点灯して同期検知信号を生成するため、同期点灯するレーザダイオードを所定の走査ライン毎に切り替える必要がなく、制御がシンプルになる。また、同期検知信号の発生タイミングに変動が生じないため、主走査ラインごとの書き始め位置ズレが発生する懸念がない。
【００６１】
図１２は、同期検知センサ１１０における規定の閾値レベルを変更するための構成例を示すブロック回路図である。
規定の閾値レベルをユーザが変更するための手段は種々考えられるが、その一例を図６によって説明する。
この例は、同期検知センサ１１０の感度（アナログ信号Ｓａのゲイン）を決定する抵抗をデジタルポテンショメータ１１２とし、ユーザが画像形成装置の操作部から感度の指定を入力することによって、その抵抗値を変化して感度を変更できるようにしている。
【００６２】
その感度を上げれば閾値レベルを低く設定したのと同じことになり、感度を下げれば閾値レベルを高く設定したのと同じことになる。１１１は、同期検知センサ１１０に所定の電圧を印加する電源線である。
あるいは、ユーザが画像形成装置の操作部からキー入力等によって、同期検知信号を生成するための閾値のレベルを選択設定できるようにしてもよい。
【００６３】
次に、この発明による光書込装置を搭載した画像形成装置の一実施形態を、図１３によって説明する。図１３はその画像形成装置の概略構成図である。
この画像形成装置１は、コピー、スキャン、ファクシミリ通信、文書蓄積等の複数の機能を備えたデジタル複合機（ＭＦＰ）であり、本体部５０の上に原稿給送読取部６０が搭載されている。
【００６４】
原稿給送読取部６０は、自動原稿給送装置６１と原稿画像読取装置６２からなり、自動原稿給送装置６１が１枚ずつ自動給送する原稿の画像を原稿画像読取装置６２で読み取って、その画像データを一時的に記憶する。また、自動原稿給送装置６１は、原稿画像読取装置６２に対して開閉可能であり、自動原稿給送装置６１を開いて、原稿画像読取装置６２のコンタクトガラス上に載置された原稿の画像を、原稿画像読取装置６２が走査して読み取ることもできる。
なお、図中の破線Ｒは、原稿からの反射光の光路を示しており、破線Ｌは書き込み用のレーザビームの光路を示している。
【００６５】
本体部５０は、給紙ユニット５１、搬送ユニット５２、位置決めローラ対５３、画像形成ユニット５４、光書込装置の光走査系５５、搬送ベルト５６、定着ユニット５７、排紙ユニット５８及び排紙トレイ５９等を備えている。
このほかに、当然ながら、この画像形成装置１の全体を制御する主制御部（図２に示したＣＰＵ２０を含む）、図２に示した画像処理ＡＳＩＣ又はコントローラ１０、画像書込制御部３０、レーザ駆動部４１、およびポリゴンモータドライバ４３等も備えている。
【００６６】
給紙ユニット５１は、３段の各給紙トレイに対してそれぞれ設けられた３つの給紙部からなり、各給紙トレイに積載されたサイズ又は向きが異なる用紙のうち選択された用紙を、対応する給紙部が１枚ずつ繰り出して搬送ユニット５２は給紙する給紙手段である。
搬送ユニット５２は、複数の搬送ローラ対及び図示しないガイド板などからなり、給紙ユニット５１から給紙された用紙を、位置決めローラ対５３まで搬送するための搬送手段である。
【００６７】
位置決めローラ対５３は、搬送ユニット５２により搬送された用紙の先端を突き当てて一旦止めることによりスキュー補正を行う。そして、位置決めローラ対５３はそのスキュー補正後の用紙を、画像形成ユニット５４の感光体ドラム５４０と転写ローラ５４３との間のニップ部に、感光体ドラム５４０上の現像されたトナー像が到達するタイミングに合わせて送り込む。
【００６８】
画像形成ユニット５４は、感光体ドラム５４０と、その外周に沿って順次配置された帯電器５４１、現像ユニット５４２、搬送ベルト５６の一方の支持ローラを兼ねた転写ローラ５４３、およびクリーニングユニット５４４を備えている。
帯電器５４１は、矢示方向に回転する感光体ドラム５４０表面を所定の電位に帯電させる。この例では接触型の帯電ローラを使用しているが、非接触型の帯電チャージャを使用してもよい。
【００６９】
光書込装置の光走査系５５は、図１に示した感光体ドラム５４０を除く部材をケースに収納したものであり、図２に示した画像書込制御部３０によって制御される。そして、この光走査系５５が画像情報に応じて点滅するレーザ光Ｌを、帯電した感光体ドラム５４０表面に照射して露光し、その感光体ドラム５４０表面に静電潜像を形成する。
【００７０】
現像ユニット５４２は、感光体ドラム５４０の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像し、トナー像を生成する。
【００７１】
搬送ベルト５６は、転写ローラ５４３と他のローラとの間に掛け渡され、感光体ドラム５４０と転写ローラ５４３とのニップ部でトナー像が転写された用紙を、定着ユニット５７へ搬送する。
定着ユニット５７は、定着ローラと加圧ローラからなり、搬送ベルト５６により搬送されるトナー像が転写された用紙を加熱及び加圧することにより、未定着トナーを用紙に定着させる。
【００７２】
排紙ユニット５８は、定着ユニット５７から送出される定着済みの用紙を排紙トレイ５９上に排出する。排紙トレイ５９は、排紙される画像形成済みの用紙を積載保持する。
この画像形成装置１において、用紙に原稿のコピー画像を形成する場合、まず選択された給紙トレイに積載された用紙の最上位の１枚を給紙ユニット５１で給紙し、搬送ユニット５２によって位置決めローラ対５３に先端が突き当たる位置まで搬送する。
【００７３】
一方、自動原稿給送装置６１で原稿を給送して、その画像を原稿画像読取装置６２で読み取って、その画像データをメモリに一時記憶する。その画像データに応じて、光走査系５５が射出するレーザ光Ｌを変調し、感光体ドラム５４０の表面に静電潜像を書き込み、それを現像ユニット５４２によって現像してトナー像を形成する。
【００７４】
その感光体ドラム５４０上のトナー像を、転写ローラ５４３とのニップ部で、位置決めローラ対５３によって所定のタイミングで搬送される用紙に転写する。
その後、その用紙を定着ユニット５７を通過させてトナー像を定着させ、排紙ユニット５８によって排紙トレイ５９上に排紙する。
この画像形成装置１をプリンタとして使用する場合は、パーソナルコンピュータ等のホスト装置からネットワークを介して送信される印刷データ（画像データ）を受信して、その印刷データに応じて光走査系５５が射出するレーザビームＬを変調する。
【００７５】
上述した画像形成装置はモノクロ画像形成用であるが、カラー画像形成装置にもこの発明を同様に適用できる。
例えば、タンデム方式のカラー画像形成装置の場合には、中間転写ベルト又は転写搬送ベルトに沿って、画像形成ユニット５４と同様な画像形成ユニットを、使用するトナーの色数分だけ配置する。
また、光書込装置の光走査系は、図１に示した光源ユニット１００を色数、例えばイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色分設ける。そして、その各光源ユニットから射出する複数本ずつのレーザビームが、各色用の画像形成ユニットの感光体ドラムの表面をそれぞれ主走査しながら露光できるようにする。
【００７６】
そのため、ｆθレンズ１０３と折り返しミラー１０４〜１０６と同期検知センサ１１０は、色数に応じて設ける必要がある。しかし、ポリゴンミラーは同軸の上下二段構成にして、その各一半部のミラー面と他半部のミラー面を異なる色用のレーザビームの偏向に使用すれば、１個のポリゴンモータで回転させることができる。
そして、各色用の光源ユニットのレーザダイオードの故障による異常を、各色用の同期検知センサによる同期検知信号生成の有無によって、上述した各実施形態と同様にして検知することができる。
【００７７】
以上、この発明の実施形態について説明してきたが、その実施形態の各部の具体的な構成や処理の内容等は、そこに記載したものに限るものではない。
また、この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に記載された技術的特徴を有する以外は、何ら限定されないことは言うまでもない。
さらに、以上説明してきた実施形態の構成例、動作例及び変形例等は、適宜変更又は追加したり一部を削除してもよく、相互に矛盾しない限り任意に組み合わせて実施することも可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００７８】
１：画像形成装置    １０：画像処理ＡＳＩＣ又はコントローラ    
１１：画像データ入力Ｉ／Ｆ    ２０：主制御部のＣＰＵ    ２１：コマンドＩ／Ｆ
３０：画像書込制御部    ３１：速度変換用ラインメモリ    ３２：各種パターン生成部
３３：書込γ変換部    ３４：ＬＤ変調及び各種クロック生成部    
３５：連続点灯検出部    ３６：ＬＵＴ（ルックアップテーブル）    
３７：バイアス電流発生部    ３８：画像領域制御及び各種タイミング制御部    
３９：各種設定レジスタ及びポリゴンモータ制御部    ４１：レーザ駆動部    
４２：ＬＤ変調Ｉ／Ｆ    ４３：ポリゴンモータドライバ    
４４：ポリゴンモータＩ／Ｆ    ４６：同期検知Ｉ／Ｆ    ５０：本体部    
５１：給紙ユニット    ５２：搬送ユニット    ５３：位置決めローラ対    
５４：画像形成ユニット    ５５：光走査系    ５６：搬送ベルト    
５７：定着ユニット    ５８：排紙ユニット    ５９：排紙トレイ
６０：原稿給送読取部    ６１：自動原稿給送装置    ６２：原稿画像読取装置
１００：光源ユニット    １０２：ポリゴンミラー    １０３：ｆθレンズ    
１０４，１０５，１０６：折り返しミラー    １１０：同期検知センサ    
１１０ａ：受光部    １１１：電源線    １１２：デジタルポテンショメータ
５４０：感光体ドラム    ５４１：帯電器    ５４２：現像ユニット    
５４３：転写ローラ    ５４４：クリーニングユニット
ＬＤ１、ＬＤ２：レーザーダイオード    ＰＤ：フォトダイオード
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７９】
【特許文献１】特開平１０−１２３４４１号公報
【特許文献２】特開平１１−３２６７９９号公報
【図１】
2016198898.tif 000003
【図２】
2016198898.tif 000004
【図３】
2016198898.tif 000005
【図４】
2016198898.tif 000006
【図５】
2016198898.tif 000007
【図６】
2016198898.tif 000008
【図７】
2016198898.tif 000009
【図８】
2016198898.tif 000010
【図９】
2016198898.tif 000011
【図１０】
2016198898.tif 000012
【図１１】
2016198898.tif 000013
【図１２】
2016198898.tif 000014
【図１３】
2016198898.tif 000015