(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２のレーザ光と、
前記第１および第２のレーザ光を偏向させて主走査方向に画像形成を行う主走査制御手段と、
前記主走査制御手段による偏向範囲内でかつ前記画像形成の領域外に到達する前記第１および第２のレーザ光を検出して、第１のパルス信号および前記第１のパルス信号から一定の時間を隔てて第２のパルス信号を発生させる一つの光検出手段と、
前記光検出手段により出力される前記第１および前記第２のパルス信号に基づいて、前記第１および第２のレーザ光のそれぞれの書き出しタイミングを制御するための第１および第２の同期検知信号を発生する同期検知信号発生手段と、を備えた画像形成装置において、
前記第１の同期検知信号に基づいて、前記第１の同期検知信号の出力中に所定の停止期間を有する前記第１のレーザ光を駆動する第１のクロックと、前記第２の同期検知信号に基づいて、前記第２の同期検知信号の出力中に所定の停止期間を有し、前記第２のレーザ光を駆動する前記第１のクロックと同じ周期を有する第２のクロックとを生成するクロック生成手段と、
前記第１のパルス信号を前記第２のクロックによって計数する第１のカウンタと、
前記第２のパルス信号を前記第１のクロックによって計数する第２のカウンタと、
前記第１および第２のカウンタによる計数を、前記第１および第２の同期検知信号によりクリアするクリア手段と、
前記第１および第２のカウンタによる計数に基づいて、前記第１および第２のパルス信号の時間幅を計測する時間幅計測手段と、
前記時間幅計測手段による計測に基づいて、時間幅の差を算出する時間差算出手段と、
前記第１および第２の時間幅が所定の設定時間よりも小さいとき、および、前記時間幅の差が前記所定の設定時間よりも大きいときに、異常状態を表示する異常状態表示手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機、及びデジタル複合機など画像形成装置に関し、特にレーザーによる書き出し位置信号を発生させるタイミングを制御する同期信号発生手段を備える画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明の従来技術として、特開平１１−２０８０１６号公報が挙げられる。該公報には、複数のレーザ光により複数ラインへの書き込みを同時に行う書き込みにおいて、画像の書込開始位置を同一とする技術が示されている。
【０００３】
この従来技術では、まず、第１レーザ光のみを走査させ、２つの同期検知センサ（第１同期検知センサおよび第２同期検知センサ）から出力される各パルス信号の出力開始タイミング差ｔ１を基準値として求める。次いで、第１レーザ光により第１同期検知センサを走査させた後、直ちに第２レーザ光により第２同期検知センサを走査させ、２つの同期検知センサから出力される各パルス信号の出力開始タイミング差ｔ２を求める。そして、ｔ１とｔ２との差を画像書き込みタイミングを制御するための補正値とする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１１−２０８０１６号公報に示された前記従来技術では、レーザ光の本数と等しい数の同期検知センサ（走査開始センサ）を配置する必要があるので、レーザ光の本数が多い場合、構成が複雑になり、コストアップにつながるという問題がある。
このような問題を解決する方法として、レーザ光の本数分のセンサの代わりに二つのセンサから出力される信号を利用する方法が考えられる。まず、その根拠から説明を始める。
【０００５】
例えば比較対象レーザ（前記複数本のレーザ）の走査開始位置が基準レーザの走査開始位置よりも主走査方向上流側にずれている場合、比較対象レーザの走査は基準レーザの走査開始位置よりも主走査方向上流側にずれた位置から開始される。したがって、そのような比較対象レーザ光により走査されるラインの主走査方向下流側に配置されているセンサ（基準レーザ光を検出するセンサもこのセンサと同じ主走査方向位置にある）が比較対象レーザにより走査され始めるのは、比較対象レーザの走査開始位置がずれている分遅くなる（走査開始からの時間が長くなる）。つまり、基準レーザを点灯させると同時に比較対象レーザを点灯させる場合に各信号出力手段から出力される２つの信号の出力タイミング差は、基準レーザと比較対象レーザとの主走査方向に関するずれ幅に相当する分になる。そのため、この場合に各信号出力手段から出力される２つの信号の出力タイミング差を比較対象値として、２つのパルス信号の出力タイミング差を基準値としておけば、上記ずれ幅に対応する補正値を得ることができるのである。
【０００６】
そして、前記の例で言えば、比較対象レーザによる画像書込開始タイミングを、基準レーザによる画像書込開始タイミングよりも上記補正値分だけ遅くすれば、画像の書込開始位置を同一とすることができる。
このように、前記の方法では、２つのセンサから出力される信号を利用して画像の書込開始位置を一致させるようにしているので、前記従来技術のように、レーザ光の本数に等しい数だけレーザ光を検知するセンサを配置する必要がなく、従来例に比べて部品点数の増加を防止できる。そのため、構成が簡単になるとともにコストダウンを図ることができる。
【０００７】
しかし、この方法は、画像の書込開始位置の調整機能としての手段にすぎず、光検出手段（以下、同期検知用フォトセンサ）からのアナログ信号の状態そのものを監視するものではないので、書込系の異常によるレーザ光路のケラレ（レーザ光が書込系の他の部品などでその光路を遮断、もしくは欠落する現象）によって引き起こされるアナログ信号の異常状態を検知することはできない。この異常検知ができないと、２ビーム以上のマルチビームを用いた画像形成装置において、実際の印字で異常画像が発生するなど、不具合の原因となることがある。
【０００８】
本発明の目的は、このような問題点を解決し、複数のレーザ光を用いて複数ライン分または複数色の画像を記録媒体に書き込む場合に、簡単な構成で画像の書込み開始位置を同一に調整することができるとともに、フォトセンサからのアナログ信号の出力時間幅の管理、光路および光量の異常の検知を簡単に行なうことが可能となる画像形成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、第１および第２のレーザ光と、第１および第２のレーザ光を偏向させて主走査方向に画像形成を行う主走査制御手段と、主走査制御手段による偏向範囲内でかつ画像形成の領域外に到達する第１および第２のレーザ光を検出して、第１のパルス信号および第１のパルス信号から一定の時間を隔てて第２のパルス信号を発生させる一つの光検出手段と、光検出手段により出力される第１および第２のパルス信号に基づいて、第１および第２のレーザ光のそれぞれの書き出しタイミングを制御するための第１および第２の同期検知信号を発生する同期検知信号発生手段と、を備えた画像形成装置において、第１の同期検知信号に基づいて、第１の同期検知信号の出力中に所定の停止期間を有する第１のレーザ光を駆動する第１のクロックと、第２の同期検知信号に基づいて、第２の同期検知信号の出力中に所定の停止期間を有し、第２のレーザ光を駆動する第１のクロックと同じ周期を有する第２のクロックとを生成するクロック生成手段と、第１のパルス信号を第２のクロックによって計数する第１のカウンタと、第２のパルス信号を第１のクロックによって計数する第２のカウンタと、第１および第２のカウンタによる計数を、第１および第２の同期検知信号によりクリアするクリア手段と、第１および第２のカウンタによる計数に基づいて、第１および第２のパルス信号の時間幅を計測する時間幅計測手段と、時間幅計測手段による計測に基づいて、時間幅の差を算出する時間差算出手段と、第１および第２の時間幅が所定の設定時間よりも小さいとき、および、時間幅の差が所定の設定時間よりも大きいときに、異常状態を表示する異常状態表示手段と、を備えた。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施例を示す簡略化したデジタル複写機の構成図、図２はその制御系の概略ブロック図である。画像形成装置を含むこのデジタル複写機は、図１に示したように、原稿（図示せず）の印刷画像を読み取る画像読み取り部２と、この画像読み取り部２により入力された画像データに各種処理を実行する信号処理部３と、この信号処理部３から出力される画像データを印刷用紙（図示せず）に印刷出力する画像印刷部４とを順次接続した構造となっている。
【００１２】
より詳細には、前記画像読み取り部２は、コンタクトガラス５下に、主走査方向に細長いライン光源６と反射ミラー７とからなる第１走査ユニット８と、一対の反射ミラー９・１０からなる第２走査ユニット１１とを、速度比が２対１となるよう副走査方向に移動自在に支持し、結像光学系１２とＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）センサ１３とを順次接続した構造となっている。
【００１３】
また、前記信号処理部３は、前記画像読み取り部２のＣＣＤセンサ１３に接続されたアンプ１４にＡ／ＤＣ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１５、画像データに各種処理を実行する画像処理部１６、画像データを一時記憶するバッファメモリ１７、データ読み出しの開始タイミングを制御する書き込み制御部１８、画像データに基づいて画像印刷部４を駆動制御するＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）変調部１９などを順次接続した構造となっている。また、書き込み制御部１８では、画像のエッジスムージング処理も同時に行なう。
【００１４】
さらに、前記画像印刷部４は、前記信号処理部３のＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）変調部１９に接続されたＬＤ２０の出射光路に、コリメータレンズ２１やシリンドリカルレンズ２２を介して主走査方向に回転自在なポリゴンミラー２３の反射面を位置させ、このポリゴンミラー２３の主走査光路にｆθレンズ２４や反射ミラー２５を介して副走査方向に回転自在な感光体ドラム２６の被感光面を位置させた構造となっている。尚、この画像印刷部４は、前記ポリゴンミラー２３の主走査光が前記感光体ドラム２６に入射する直前の位置にフォトセンサからなる光検出手段としての同期検知器２７が配置されており、この同期検知器２７の出力端子が前記信号処理部３の印刷制御部１８にフィードバック接続されている。
【００１５】
このような構成において、このデジタル複写機１は、原稿から画像データを画像読み取り部２で読み取り入力して画像印刷部４で印刷用紙に印刷出力するようになっており、この過程で画像データを信号処理部３で一時記憶して画像読み取り部２の入力速度と画像印刷部４の出力速度とを調停するようになっている。
【００１６】
このデジタル複写機１では、画像読み取り部２は、コンタクトガラス５に載置された原稿の印刷画像を第１・第２走査ユニット８・１１で副走査方向に読み取り走査して結像光学系１２でＣＣＤセンサ１３に結像するので、このＣＣＤセンサ１３は、副走査方向に連続する主走査ラインとしてドットマトリクスの画像データを１ラインずつ信号処理部３に出力する。この時ＣＣＤセンサ１３は、１ラインの画像データをライン同期信号ＬＳＹＮＣによりアドレスをリセットしてから所定の画像クロックで主走査方向に１画素ずつ出力することになり、この画像データは、第１・第２走査ユニット８・１１の走査速度やＣＣＤセンサ１３の読み取り周期などに起因した所定のライン同期信号で信号処理部３に１ラインずつ出力される。
【００１７】
そこで、この信号処理部３では、１ラインずつ入力される画像データをアンプ１４で増幅してＡ／Ｄコンバータ１５でアナログ値からデジタル値に変換し、画像処理部１６で明度補正処理や変倍処理や編集処理などの各種画像処理を実行してからバッファメモリ１７に入力する。すると、後述するように、このバッファメモリ１７に対して、書き込み制御部１８がタイミング制御信号を出力するので、このタイミング信号に従ってバッファメモリ１７の画像データが書き込み制御部１８に読み出される。そこで、この書き込み制御部１８は、領域設定やパターン合成などの各種処理を実行してから画像データをＬＤ変調部１９に出力し、このＬＤ変調部１９から画像データに対応して変調する駆動電流を、画像印刷部４のＬＤ２０に出力することになる。
【００１８】
そして、この画像印刷部４では、画像データに対応して駆動されるＬＤ２０の出射光を各種レンズ２１・２２で収束してポリゴンミラー２３で偏向走査し、この走査光をｆθレンズ２４で補正して感光体ドラム２６の副走査方向に移動する被走査面に結像する。そこで、この感光体ドラム２６の被走査面にドットマトリクスの静電潜像が形成されるので、これをトナー（図示せず）で現像して印刷用紙に転写することで画像印刷が実行される。
【００１９】
ここで、この画像印刷部４では、ポリゴンミラー２３からの主走査光が感光体ドラム２６の直前に入射する同期検知センサ２７が同期検知信号ＸＤＥＴＰを出力するので、その信号により、信号処理部３の書き込み制御部１８がバッファメモリ１７にタイミング制御信号を出力するようになっている。このようにすることで、信号処理部３のバッファメモリ１７で一時記憶された画像データは、画像印刷部４の印刷出力に適正なタイミングで順次読み出されることになる。
【００２０】
図２は本発明の一実施例を示すデジタル複写機制御系の概略ブロック図である。図２において、符号１０６は、プリンタ部１０７の各部を駆動制御するプリンタ駆動制御部、符号１０２はスキャナ部１０１の各部を駆動制御するスキャナ制御部、符号１０５は画像データを記憶するメモリ部、符号１０３はコピー（プリント）枚数、用紙サイズ、拡大／縮小、その他の各設定と、設定モードのクリア、動作スタート／停止を行なうための各種キーを含むキー入力部（操作パネル）、符号１０４はキー入力部１０３からの信号に応じて各部を制御する主制御部である。なお、本発明が実施されるのは、プリンタ駆動制御部１０６、およびプリンタ部１０７である。
【００２１】
本発明は、光学系ユニット内部に設置されることが多い同期検知センサに関連するものであるが、その説明は別途示す図によって行なう。
【００２２】
以下、本発明の動作の説明を行う。
複数枚の原稿を所望の部数プリントする場合には、まず複数枚の原稿を原稿台あるいはＡＤＦ（Ａｕｔｏ  Ｄｏｃｕｍｅｎｔ  Ｆｅｅｄｅｒ）にセットした後、所望の部数をキー入力し、スタートキーを操作する。そうすると、主制御部１０４はスキャナ制御部１０２に命令信号を出力して、まず給紙ローラにより原稿搬送面に給紙し、光学系ユニットにより原稿搬送面を搬送される原稿より画像を読み取らせて画像データに変換させ、この画像データをメモリ部１０５に記憶させると共に、読み取り後の原稿を排出した後に、スキャナ部１０１を一時的に停止状態とする。
次に、主制御部１０４は、プリンタ駆動制御部１０６に命令信号を出力し、プリント動作を開始させる。この一連の動作を繰り返すことにより、原稿台上にセットした各原稿についてそれぞれ設定部数のプリントを実行する。
【００２３】
これまでに述べた構成のデジタル複写機において、本発明が実施されるのは、前記書き込み制御部１８を含む書き込み制御系、および同期検知板２７とシステムを制御する主制御部１０４（図２参照）に対してであり、２つ以上のＬＤを使用するマルチビームシステムに関してである。
【００２４】
つまり、本発明の実施例では、複数のレーザ光を一定角度反復偏向させて画像形成面を照射させることにより主走査制御を行ない、このレーザ光走査制御による偏向範囲内でかつ画像書き込み領域外に到達するレーザ光を検知してアナログ信号を発生する１つの光検出手段と、この光検出手段により出力される複数のアナログ信号に基づいて、各々の書き出しタイミングを制御する同期信号発生手段とを備え、その同期信号発生手段は、前記光検出手段からの複数のアナログ信号の時間幅を、所定の周波数のクロック信号を用いて各々計測し、前記計測された各信号の時間幅の差を算出し、算出した時間幅の差に従って各々の書き出しタイミングを制御するのである。以下、マルチビームの画像形成装置のうち、２ビームで構成された図３を例に説明する。
【００２５】
図３では、書き込み制御部１８から出力されたそれぞれ非同期且つ独立な２ビームの画像データを、ＬＤ変調部１９にて変調（ＰＷＭ変調または、ＰＷＭ＋ＰＭ変調）し、２つのＬＤ２０（ＬＤ１）、２０' （ＬＤ２）を点灯させる。ＬＤ１、ＬＤ２からの光出力は、図１に示したようにポリゴンミラー２３の回転により主走査方向に毎ライン走査され、同期検知センサ２７に入力される。先行ＬＤ（ＬＤ１）と後行ＬＤ（ＬＤ２）によるレーザビームはそれぞれ同期検知センサ２７を通過するが、このとき同期検知板に実装されたフォトセンサを横切る光を光電変換し、一定の時間を隔てたアナログのパルス信号：ＸＤＥＴＰ２８として書き込み制御部１８にフィードバック入力される。
【００２６】
一方、２つのＬＤ２０を駆動発光させるための画像データを制御する各チャネルのクロック：ＰＬＬＣＬＫ１、ＰＬＬＣＬＫ２は、この同期検知信号：ＸＤＥＴＰ２８（Ｌｏｗアクティヴの信号）の各パルス信号によって、主走査位置に関する同期精度の調整がなされる。このとき、ＬＤ変調部１９の内部動作によっては、図４に示すように、先行ＬＤ（ＬＤ１）の場合、最初のＸＤＥＴＰ信号によって、一定期間クロックが停止する期間が発生する。同様に、後行ＬＤ（ＬＤ２）に関しても同様である。
したがって、先行ＬＤ（ＬＤ１）の発光により得られた最初のＸＤＥＴＰ２８は、後行ＬＤ（ＬＤ２）を駆動するクロック：ＰＬＬＣＬＫ２によって、後行ＬＤ（ＬＤ２）の発光により得られた次のＸＤＥＴＰ２８は、先行ＬＤ（ＬＤ１）を駆動するクロック：ＰＬＬＣＬＫ１によって、その出力幅をカウントする。但し、ＰＬＬＣＬＫ１とＰＬＬＣＬＫ２の周波数は同一であるものとする。
【００２７】
なお、どちらのＬＤによる同期検知信号：ＸＤＥＴＰ２８かは、書き込み制御部１８内部でロジック生成されたＬＤ１有効信号２９、ＬＤ２有効信号３０によって判別される（図４）。さらに、それぞれのカウンタ２０１、２０２は、前記ＬＤ１有効信号２９、またはＬＤ２有効信号３０とＸＤＥＴＰ２８の入力とともにクリアされ次のクロックの立ち上がりエッジから、ＸＤＥＴＰ２８のアクティブ期間中（”Ｌ”期間中）カウントされる。
【００２８】
以上より、前記ＬＤ１有効信号２９（図４参照）をイネーブル信号として、先行ＬＤの発光によるＸＤＥＴＰ２８のパルス幅：ＸＤＥＴＰ＿先行ＬＤを、後行ＬＤを駆動するＰＬＬＣＬＫ２によってカウントする構成となる。同様に、前記ＬＤ２有効信号３０（図４参照）をイネーブル信号として、後行ＬＤの発光によるＸＤＥＴＰ２８のパルス幅：ＸＤＥＴＰ＿後行ＬＤを、先行ＬＤを駆動するＰＬＬＣＬＫ１によってカウントする構成となる。
【００２９】
ここまでの構成をブロック図で示したのが、図５である。カウンタ２０１、２０２の値は、そのまま、各ＬＤからのＸＤＥＴＰ２８の幅に相当するため、パルス幅／差分比較器２０３において、それぞれの値の差の絶対値：｜Ｎ−Ｍ｜が、各同期検知信号パルスの幅の差となる。
【００３０】
また、この実施例では、光検出手段である同期検知センサ２７から出力された同期検知信号ＸＤＥＴＰ２８の各出力時間幅が、予め設定された所定の設定時間よりも小さいとき、異常状態を表示する。図５に示した各カウンタ２０１，２０２の出力Ｎ，Ｍを、図５のパルス幅比較器２０３に対して予め入力される基準時間２０４をもって比較するのである。この時間幅は、書き込み制御部１８の内部で主走査同期位置を制御するなど、書き込み位置の基準となる信号を生成する期間に充てられる。したがって、この時間幅が一定値よりも小さいとき、異常状態のステータス２０５として外部へ出力する。
これによって、同期検知フォトセンサ２７からのアナログ信号の出力時間幅の管理、光路および光量の異常の検知を簡単に行なうことが可能となる。
【００３１】
また、この実施例では、前記各同期検知信号ＸＤＥＴＰ２８の時間幅の差が、予め設定された所定の設定時間よりも大きいとき、異常状態を表示する。カウンタ２０１の出力Ｎがカウンタ２の出力Ｍよりも小さいとき、すなわちＮ―Ｍが負の値で且つ所定の値よりも大きいとき、先行ＬＤによる同期検知信号：ＸＤＥＴＰ２８の出力幅が一定値以上小さいことになる。この場合、光学的な光路の異常などによって先行ＬＤに対する発光が十分な期間行なわれず、出力画像に異常が発生する場合が多い。このような状態のときは、異常状態のステータス２０５を外部信号として出力する構成をとる。
【００３２】
これによって、光路および光量の異常検知を行ない、そこから派生する異常画像の発生の判定を、予め使用者に知らしめることが可能となる。
以上、本発明の実施例を図１、図２に示したデジタル複写機の場合で説明したが、同様にして、モノクロプリンタやカラープリンタなどの画像形成装置にも本発明を実施することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像形成領域外に到達するレーザ光が検知され、それにより複数のアナログ信号が発生し、この複数のアナログ信号に基づいて、それぞれの書き出し位置信号が発生するので、複数のレーザ光を用いて複数ライン分または複数色の画像を記録媒体に書き込む場合に、簡単な構成で画像の書込み開始位置を同一に調整することができる。
【００３４】
また、本発明によれば、複数のアナログ信号の時間幅が所定の周波数のクロック信号を用いて計測され、計測された各信号の時間幅の差が算出されるので、複数のアナログ信号の出力時間およびその時間差を簡単に計測することができるし、その時間差から画像の書込み開始位置を同一に調整することができる。また、本発明によれば、計測された各時間幅が、所定の設定時間よりも小さいとき、異常状態が表示されるので、利用者は、光路および光量に異常があり、それにより異常画像の発生の可能性を知ることができる。
【００３５】
また、本発明によれば計測された各時間幅の差が、所定の設定時間よりも大きいとき、異常状態が表示されるので、同様に、利用者は、光路および光量に異常があり、それにより異常画像の発生の可能性を知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すデジタル複写機要部の構成図である。
【図２】本発明の一実施例を示すデジタル複写機制御系の概略ブロック図である。
【図３】本発明の一実施例を示すデジタル複写機制御系要部のブロック図である。
【図４】本発明の一実施例を示すデジタル複写機制御系要部のタイミング説明図である。
【図５】本発明の一実施例を示すデジタル複写機制御系要部の他のブロック図である。
【符号の説明】
２  画像読み取り部
３  信号処理部
４  画像印刷部
１８  書き込み制御部
１９  ＬＤ変調部
２０  レーザダイオード
２３  ポリゴンミラー
２６  感光体ドラム
２７  同期検知センサ
【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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