JP2002113899A

JP2002113899A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002113899A
Application number: JP2000306472A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Toda; 常雄戸田; Katsuhiko Nishizawa; 克彦西沢
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2002-04-16

Abstract

(57)【要約】【課題】広い光量範囲で安定して走査タイミングを検
出するセンサを動作させる。【解決手段】ゲイン切替信号に応じてゲインを切替可
能な光ビームの走査開始タイミングを検知するＳＯＳセ
ンサ５４を備える。メインコントロールユニット３６に
おいて、状態検出手段９８からの画像形成装置１０の状
態を示す信号に基づいて、半導体レーザ４０の出力光量
を設定してレーザ駆動回路４４に供給する基準電圧（Ｖ
ｒｅｆ）を調整する。また、このときの設定光量に応じ
て、例えば設定光量が予め定められたしきい値を超えて
いる場合は、ＳＯＳセンサ５４に入射する光量が多いと
判断してゲイン切替信号をＬレベルにしてＳＯＳセンサ
５４を低ゲインにし、設定光量がしきい値以下の場合
は、ＳＯＳセンサ５４に入射する光量が少ないと判断し
てゲイン切替信号をＨレベルにしてＳＯＳセンサ５４を
高ゲインにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に係
わり、特に光源から出力された光ビームを走査して感光
体に照射する光走査装置を備え、画像を形成する画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザプリンタや電子写真複写機等、光
走査装置によって光ビームを感光体上に走査させて画像
を記録する画像形成装置が普及している。光走査装置で
は、一般に、半導体レーザ等の光源から出力された画像
データに基づいて変調された光ビームを、コリメータレ
ンズ等を介して、所定速度で回転する回転多面鏡の反射
面に入射させる。この回転多面鏡の回転により、光ビー
ムの入射角が連続的に変化しながら偏向され、光ビーム
が感光体上を走査して、感光体上に静電潜像を形成する
ようになっている。

【０００３】このような光走査装置には、画像領域外
に、ＳＯＳ（Start of Scan）センサ等の光ビームの走
査タイミングを検知するセンサが設けられている。画像
形成装置では、このＳＯＳセンサからの出力信号（以
下、「ＳＯＳ信号」という）に基づいて、図２２に示す
ように水平同期制御、すなわち画像の書出し位置を制御
している。書出し位置は、主としてＳＯＳ信号の立下り
エッジを基準として規定され、そのエッジから画像デー
タが出力されるまでの時間によって、実際の紙上での書
出し位置が決定される。

【０００４】このため、図２３に示すように、ＳＯＳセ
ンサで取得したＳＯＳ信号の周期が、正常なＳＯＳ信号
の周期（Ｂ）よりも長くなったり（Ｃ）、短かくなった
りすると（Ｄ）、画像形成装置では正常な画像形成が実
行できない。画像形成装置では、一般に、このＳＯＳ信
号の周期を監視することによって光走査装置の異常を検
知している。

【０００５】詳しくは、図２４（Ａ）に示すように、Ｓ
ＯＳ信号周期の監視によって光走査装置の異常を検知し
た場合には（ステップ４００で肯定判定）、静電潜像を
正常に形成することが不能となるので、光走査装置の異
常であることを報知して（ステップ４０２）光走査装置
の動作を停止する（ステップ４０４）のが一般的であ
る。

【０００６】当然ながら、装置を停止するとプリント動
作不能となるので、特開平３−２０４６１０号公報で
は、図２４（Ｂ）に示すように、異常を検知した場合に
（ステップ４１０で肯定判定）、直ちに停止するのでは
なく、まず再起動させて（ステップ４１２）、再起動後
によって異常が解消されたら（ステップ４１４で否定判
定）通常のプリント動作を行い（ステップ４１６）、再
起動によっても異常が検知された場合のみ（ステップ４
１４で肯定判定）、光走査装置の異常を報知して（ステ
ップ４１８）、光走査装置の動作を停止する（ステップ
４２０）ことにより、プリント動作中に発生した制御不
良による光走査装置の異常判定による装置停止を防ぐ技
術が提案されている。

【０００７】ところで、ＳＯＳ信号は、一般にはＴＴＬ
（Transistor Transistor Logic）出力として得られる
が、その生成方式には大きく分けて２種類あり、その一
例を図２５に示す。図２５に示すように、ＳＯＳセンサ
は、受光素子としてフォトダイオード（以下、「ＰＤ」
という）４３０を備えており、走査光ビームがＰＤ４３
０に入射すると所定のアナログ振幅出力が得られる。

【０００８】図２５（Ａ）は、ＰＤ４３０が１つの場合
の例であり、所定の基準電圧ＶｒｅｆとＰＤ４３０のア
ナログ信号電圧をコンパレータ４３２で比較し、コンパ
レータ４３２の出力をＳＯＳセンサの出力として得るも
のである。図２５（Ｂ）はＰＤ４３０を２つ用いる場合
の例であり、２つのＰＤ４３０Ａ、４３０Ｂを主走査方
向に並べて配置し、コンパレータ４３２でこの２つのＰ
Ｄ４３０Ａ、４３０Ｂの出力を比較することによってＳ
ＯＳセンサの出力を得るものである。

【０００９】なお、実際に画像を形成する場合、使用環
境の変化に応じて画像形成のためのプロセス条件を最適
にする必要があり、その際に感光体の露光光量がプロセ
ス条件の１つのパラメータとして使用される。すなわ
ち、プロセス条件によって半導体レーザの出力光量が変
えられるため、ＳＯＳセンサのＰＤに入射する走査光ビ
ームの光量が変化する。また、ユーザの好みに応じてプ
リンタ濃度を変えるために半導体レーザの出力光量を変
えることもあり、これによってもＰＤへの入射光量が変
化する。

【００１０】ＰＤへの入射光量が変化すると、ＰＤが１
つのＳＯＳセンサの場合（図２５（Ａ）参照）、ＰＤか
ら出力されるアナログ信号の振幅（以下、「アナログ振
幅」という）変化の影響を受けて、ＳＯＳセンサから出
力されるＳＯＳ信号の出力タイミングが変化してしま
う。このため、特開昭６３−２６７９０８号公報に記載
されているように、基準電圧Ｖｒｅｆ（スライスレベ
ル）をＰＤのアナログ振幅に連動させて、タイミングの
ずれを補償している。すなわち、例えば入射光量が減少
してＰＤのアナログ振幅が１／２になった場合は、基準
電圧Ｖｒｅｆを１／２に引き下げるようになっている。
一方、ＰＤをが２つ用いたＳＯＳセンサの場合（図２５
（Ｂ）参照）、ＰＤのアナログ振幅が変化してもＳＯＳ
信号の出力タイミングに変化は生じにくいという特徴を
有している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
高画質化の要求に応えるためには、半導体レーザの出力
光量の変化幅（レンジ）を更に拡大することが要求され
るが、ＳＯＳセンサが安定して動作する光量範囲に限界
があるため、従来の特開昭６３−２６７９０８号公報に
記載の技術や２つのＰＤを用いたＳＯＳセンサでは十分
に対応できなかった。すなわち、ＳＯＳセンサは所定の
光量範囲内でのみ安定して動作するので、半導体レーザ
の出力光量の変化幅を拡大すると誤動作し易くなるとい
う問題があった。

【００１２】例えば、プロセス条件の変更やユーザによ
る濃度変更によって半導体レーザの出力光量を低くする
と、ＳＯＳセンサのＰＤに入射する光量も低くなり、図
２６に示すようにＪＩＴＴＥＲが大きくなってしまう。
更に光量を低くすると、ＳＯＳセンサが反応しなくな
り、ＳＯＳ信号の周期が長くなってしまう（図２３
（Ｃ）参照）。また、光ビームの光量を高くすると、ノ
イズレベルや迷光（センサのエッジ等で反射されてから
入射する光）の光量が増大するため、図２７に示すよう
に正規のＳＯＳ信号に加えて、このノイズや迷光によっ
ても信号が出力されてしまい、ＳＯＳ信号の周期が短く
なってしまう（図２３（Ｄ）参照）。

【００１３】プロセス条件の変更やユーザによる濃度変
更以外にも、例えば、感光体の長寿命化に伴って、経時
的な感度劣化を調整するために半導体レーザの出力光量
を変化させる必要があり、これによってもＳＯＳセンサ
のＰＤへの入射光量が変化する。また、光走査装置の長
寿命化に伴って、光走査装置内の光学部品等に付着する
粉塵（経時的に増加する）の影響によっても、ＳＯＳセ
ンサのＰＤへの入射光量が変化する。更に、光走査装置
内の光学部品の結露によってＰＤへの入射光量が減った
り、装置内の温度変化による光走査装置内のアライメン
トの変動によってもＰＤへの入射光量が減ることもあ
る。これらの場合も、上記と同様の問題が発生してしま
う。すなわち、マシンライフ全体に渡ってＳＯＳセンサ
を安定して動作させることは難しかった。

【００１４】このようなＳＯＳセンサの動作不安定によ
り、ＳＯＳ信号の発生タイミングがずれて出力画像に歪
みが生じたり、光走査装置の異常と判断されて装置停止
となりプリント動作不能となったり、自動的に再起動す
る場合でも再起動中はプリント動作不能となってしまっ
た。特にカラープリンタでは色の表現が微妙であり、レ
ーザ光量を頻繁に変化させる必要があり顕著である。

【００１５】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたもので、光ビームの走査タイミングを検出するセン
サを広い光量範囲で安定して動作させることができる画
像形成装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【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、光源から出力された光ビ
ームを走査して感光体に照射する光走査装置を備え、画
像を形成する画像形成装置であって、前記光ビームが入
射する位置に配設され、前記光ビームの走査タイミング
を検知し、且つゲインを複数段に切替可能な走査タイミ
ング検知手段と、前記走査タイミング検知手段によって
検知された走査タイミングに同期して画像の書出しタイ
ミングを制御するタイミング制御手段と、前記画像形成
装置の状態を検出する状態検出手段と、前記状態検出手
段による検出結果に基づいて、前記走査タイミング検知
手段のゲインを切替えるゲイン切替制御手段と、を有す
ることを特徴としている。

【００１７】請求項１に記載の発明によれば、画像形成
装置では、タイミング制御手段によって、走査タイミン
グ検知手段によって光ビームの走査タイミングを検知
し、タイミング制御手段によって当該検知した走査タイ
ミングに同期して画像の書出しタイミング（書出し位
置）を制御する。走査タイミング検知手段のゲインは複
数段に切替可能になっており、状態検出手段によって画
像形成装置の状態を検出し、ゲイン切替制御手段によっ
て当該検出した画像形成装置の状態に基づいて走査タイ
ミング検知手段のゲインを切替える。

【００１８】すなわち、画像形成装置の状態によって走
査タイミング検知手段への入射光量が変化しても、適切
なゲインに切替えることができるので、走査タイミング
検知手段を安定して動作させることができる。また、入
射光量の変化によって走査タイミングが正確に検知でき
ずに光走査装置の異常と判断されて、プリント動作不能
状態に陥ることを防止できる。

【００１９】なお、請求項２に記載されているように、
前記ゲイン切替制御手段が、前記光源の出力光量を制御
する光量制御手段と、前記光量制御手段による制御光量
値と所定のしきい値とを比較する比較手段と、前記状態
検出手段による検出結果に基づいて、前記制御光量値及
び前記しきい値の少なくとも一方を変更する変更手段
と、を備え、前記比較手段による比較結果に基づいて、
前記ゲインを切替えるようにするとよい。

【００２０】また、請求項３に記載されているように、
前記状態検出手段による検出結果に基づいて、前記走査
タイミング検知手段に入射する光ビームの入射光量を予
測し、当該予測結果に基づいて、前記ゲインを切替える
ようにしてもよい。

【００２１】このとき、請求項４に記載されているよう
に、前記状態検出手段が、形成した前記画像の濃度、温
度、温度及び湿度、前記感光体の累積使用量、前記光走
査装置の累積使用量、設定濃度、及び連続プリント枚数
の少なくとも１つ、或いは２つ以上の組合せを検出する
ようにするとよい。

【００２２】請求項５に記載されているように、前記状
態検出手段が、前記走査タイミング検知手段による前記
走査タイミングの周期を検出し、前記ゲイン切替制御手
段が、前記走査タイミングの周期が所定値よりも長い場
合に前記ゲインを上げるようにするとよい。また、請求
項６に記載されているように、前記状態検出手段が、前
記走査タイミング検知手段による前記走査タイミングの
周期を検出し、前記ゲイン切替制御手段が、前記走査タ
イミングの周期が所定値よりも短い場合に前記ゲインを
下げるようにしてもよい。

【００２３】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明に係
る実施形態の１例を詳細に説明する。

【００２４】[第１の実施の形態] （全体構成）図１には、画像形成装置１０の概略構成が
示されている。図１に示されるように、画像形成装置１
０はケーシング１２によって被覆されている。ケーシン
グ１２内には、画像形成部１４が設けられている。画像
形成部１４は、図１に示される矢印Ａ方向に定速回転す
る円筒状の感光体１６と、所望の画像データに基づいて
光ビームを感光体１６に向けて（矢印Ｂ参照）、主走査
しながら照射する光走査装置１８（詳細後述）とを含ん
で構成されている。

【００２５】感光体１６の周面近傍には帯電器２０が配
設されている。帯電器２０は、感光体１６を一様に帯電
させる。帯電器２０により一様に帯電された感光体１６
は、矢印Ａ方向に回転することによって、光走査装置１
８からの光ビームが照射される。これにより、感光体１
６の周面上に潜像が形成される。

【００２６】また、光走査装置１８による光ビームの照
射位置よりも感光体１６の回転方向下流側には、順に、
現像器２２、転写用帯電体２４、クリーナ２６が配設さ
れている。現像器２２は、トナーを供給して感光体１６
の周面上に形成された潜像を現像し、感光体１６の周面
上にトナー像を形成する。このトナー像は、転写用帯電
体２４によって、記録紙トレイ２８から感光体１６と転
写用帯電体２４の間に案内された記録紙３０に転写さ
れ、転写後に感光体１６の周面に残留しているトナーは
クリーナ２６によって除去される。トナー像が転写され
た記録紙３０は、定着器３２へ搬送されて定着処理が施
された後、排出トレイ３４に排出される。

【００２７】また、画像形成装置１０は、メインコント
ロールユニット３６を備えている。このメインコントロ
ールユニット３６によって、上記画像形成部１４におけ
る画像形成動作（プリント動作）を制御する。

【００２８】（光走査装置の詳細構成）次に、光走査装
置１８の概略構成について図２を用いて説明する。

【００２９】光走査装置１８には、光源として半導体レ
ーザ４０と、半導体レーザ４０から出力された光ビーム
を反射して、感光体１６に光ビームを照射するポリゴン
ミラー４２とを備えている。

【００３０】半導体レーザ４０は、後述するレーザ駆動
回路（ＬＤＤ：LD Driver）４４に接続されており、こ
のレーザ駆動回路４４によって点灯制御されることによ
って、画像データに基づいて光ビームを所定強度で出力
する。半導体レーザ４０から出力された光ビームは、シ
リンドリカルレンズ４６を介してポリゴンミラー４２に
入射される。

【００３１】ポリゴンミラー４２は、側面に複数の反射
面４２Ａが設けられた正多角形状（本実施の形態では正
六角形）に形成されており、入射された光ビームはこの
反射面４２Ａに収束するようになっている。

【００３２】また、ポリゴンミラー４２は、モータ４８
に軸着され、このモータ４８の駆動によって、矢印Ｃ方
向に所定の回転数（所定の速度）で回転される。この回
転によって、各反射面４２Ａへの光ビームの入射角は連
続的に変化し、偏向される。これにより、感光体１６の
軸線方向（矢印Ｄ参照、以下「主走査方向」という）に
走査して、光ビームが感光体１６に照射される。

【００３３】ポリゴンミラー４２により反射された光ビ
ームの進行方向には、第１レンズ５０Ａと第２レンズ５
０Ｂから構成されているｆθレンズ５０が配置されてい
る。ｆθレンズ５０を透過した光ビームは、光走査装置
１８から出力され、感光体１６に照射される。このｆθ
レンズ５０により、感光体１６に光ビームを照射すると
きの走査速度が等速度になるとともに、感光体１６の周
面上に結像点を結ぶ。

【００３４】光走査装置１８には、ｆθレンズ５０より
も光ビームの進行方向下流で、且つ光ビームの走査方向
上流側の画像形成領域外には、ミラー５２が配設されて
いる。ミラー５２による光ビームの反射方向には、フォ
トディテクタ等からなるＳＯＳセンサ５４（詳細後述）
が配置されている。ＳＯＳセンサ５４には、感光体１６
をその軸線方向に走査するごとに、ミラー５２によっ
て、走査方向上流側の画像形成領域外の光ビームが案内
される。すなわち、ＳＯＳセンサ５４では、光走査装置
１８による感光体１６への１走査ごとの走査開始タイミ
ングを検知し、その結果をＳＯＳ信号として出力する。
このＳＯＳセンサ５４が、本発明の走査タイミング検知
手段に対応する。

【００３５】（半導体レーザ駆動回路）次に、レーザ駆
動回路４４について図３を用いて説明する。図３には、
レーザ駆動回路４４の回路図が示されている。

【００３６】図３に示されるように、レーザ駆動回路４
４には、半導体レーザ４０に所定電流値のバイアス電流
を流すためのバイアス電流源６０と、半導体レーザ４０
に所定電流値のスイッチング電流を流すためのスイッチ
ング電流源６２とが設けられている。

【００３７】バイアス電流源６０とスイッチング電流源
６２は、抵抗を介してアースされている。また、バイア
ス電流源６０とスイッチング電流源６２は、各々イネー
ブル（ＥＮＢ）端子６４と接続されており、ＥＮＢ端子
６４からＥＮＢ信号が入力されることによって機能する
ようになっている。なお、通常（画像形成動作時）、Ｅ
ＮＢ信号はＯＮ（Ｈレベル）となっており、バイアス電
流源６０とスイッチング電流源６２はＯＮ状態になって
いる。

【００３８】ここで、半導体レーザ４０は、図４に示す
ように、そのパッケージ内に光ビームを出力するレーザ
ダイオード(以下、「ＬＤ」)７６と、その光量を検出す
るフォトダイオード（以下、「ＰＤ」という）７８とを
備えている。半導体レーザ４０の光ビームの出力方向を
前方とすると、ＬＤ７６は光ビームを前後両端面から出
力し、このうち前端面から出力された光ビームが半導体
レーザ４０の出力光として出力され、後端面から出力さ
れた光ビームがモニター光としてＰＤ７８に入射する。
すなわち、ＰＤ７８は、半導体レーザ４０の出力光量に
対応した電流を出力する。

【００３９】バイアス電流源６０は、図３に示すよう
に、半導体レーザ４０のＬＤ７６と接続されている。半
導体レーザ４０には、バイアス電流源６０がＯＮ状態の
ときは常にバイアス電流が流れるようになっている。

【００４０】また、ＬＤ７６は負荷抵抗６６と並列接続
されている。ＬＤ７６と負荷抵抗６６は、それぞれｎｐ
ｎ型のトランジスタ６８、７０のコレクタと接続されて
いる。トランジスタ６８、７０のエミッタは、共にスイ
ッチング電流源６２と接続され、ベースはスイッチ７２
と接続されている。スイッチ７２は、トランジスタ６
８、７０のベース電流を制御することにより、コレクタ
からエミッタに流れる電流のＯＮ／ＯＦＦ制御するよう
になっている。

【００４１】詳しくは、スイッチ７２の駆動によって、
トランジスタ６８、７０の何れか一方のコレクタからエ
ミッタへ、スイッチング電流が流れるようになってい
る。すなわち、スイッチング電流をＬＤ７６側に流す
か、負荷抵抗６６側に流すかを選択的に切り替え可能と
なっており、ＬＤ７６側にスイッチング電流が流れる
と、ＬＤ７６には、前述のバイアス電流とスイッチング
電流を合計した電流値の電流が流れる。

【００４２】なお、バイアス電流は、ＬＤ７６（半導体
レーザ４０）がコヒーレントな光を出力するために必要
な閾値電流未満となるように設定されている。また、ス
イッチング電流は、バイアス電流との和によって、ＬＤ
７６がコヒーレントな光を出力するために必要な閾値電
流を越えるように設定されている。したがって、スイッ
チング電流をＬＤ７６側に流すか否かの切り替えによっ
て、ＬＤ７６、すなわち半導体レーザ４０が点灯制御さ
れる。

【００４３】スイッチ７２は、Ｖｉｄｅｏ端子７４と接
続されている。スイッチ７２の駆動、すなわちスイッチ
ング電流をＬＤ７６側に流すか否かの切り替えは、Ｖｉ
ｄｅｏ端子７４からのＶｉｄｅｏ信号に基づいて行われ
るようになっている。これにより、画像データに基づい
て変調された光ビームが生成される。

【００４４】一方、ＰＤ７８は、電流−電圧変換器（図
示省略）を介してコンパレータ８０のプラス端子に接続
されている。ＰＤ７８から出力された半導体レーザ４０
の出力光量に対応した電流は、電流−電圧変換器（図示
省略）によりモニタ電圧に電圧変換されて、コンパレー
タ８０のプラス端子側に入力される。

【００４５】コンパレータ８０のマイナス端子側は、基
準電圧端子８２と接続されており、基準電圧端子８２か
ら所定の基準電圧（Ｖｒｅｆ）が入力されるようになっ
ている。すなわち、コンパレータ８０では、モニタ電圧
と基準電圧とを比較し、その結果を出力するようになっ
ている。

【００４６】コンパレータ８０の出力は、Ｓ／Ｈ（Ｓａ
ｍｐｌｅ/Ｈｏｌｄ）回路８４と接続され、Ｓ／Ｈ回路
８４はスイッチング電流源６２と接続されている。Ｓ／
Ｈ回路８４は、コンパレータ８０の出力に基づいて、ス
イッチング電流源６２で設定されているスイッチング電
流（電流値）を変化させ、モニタ電圧が基準電圧と一致
するようなスイッチング電流を生成するようになってい
る。

【００４７】ＬＤ７６（半導体レーザ４０）は、一般
に、閾値電流を越えるとコヒーレントな光を出力し、そ
の光量はＬＤ７６（半導体レーザ４０）を流れる電流
（所謂駆動電流）と比例する特性を有する。したがっ
て、Ｓ／Ｈ回路８４は、モニタ電圧が基準電圧と一致す
るようにスイッチング電流を変化させることにより、基
準電圧で設定される所定光量の光ビームを出力するよう
に、ＬＤ７６、すなわち半導体レーザ４０の光量制御を
行うことができる。

【００４８】また、Ｓ／Ｈ回路８４は、Ｓ／Ｈ端子８６
と接続されており、Ｓ／Ｈ端子８６からＳａｍｐｌｅ信
号又はＨｏｌｄ信号が入力されるようになっている。Ｓ
／Ｈ回路８４は、Ｓａｍｐｌｅ信号が入力されている期
間に半導体レーザ４０の光量制御を行い、それ以外の期
間、すなわちＨｏｌｄ信号が入力されている期間は光量
制御の結果を保持するようになっている。

【００４９】なお、Ｓａｍｐｌｅ信号は、Ｖｉｄｅｏ信
号による画像の書込み以外の期間、例えば、光ビームが
感光体１６の画像形成領域外を走査している期間（ＳＯ
Ｓから把握可能）や、画像形成処理前の期間に入力され
るようになっている。Ｖｉｄｅｏ信号による画像の書込
み時は、Ｓａｍｐｌｅ信号が入力されている間に行われ
た半導体レーザ４０の光量制御結果、すなわちモニタ電
圧が基準電圧と一致するように定められたスイッチング
電流によって半導体レーザ４０を駆動する。

【００５０】（ＳＯＳセンサの詳細構成）次に、図５を
参照して、ＳＯＳセンサ５４の詳細構成について説明す
る。図５には、ＳＯＳセンサの回路構成が示されてい
る。

【００５１】図５に示すようにＳＯＳセンサ５４は、２
つのＰＤ９０Ａ、９０Ｂを備えている。このＰＤ９０
Ａ、９０Ｂは、受光面を光ビームの入射方向に向けて、
且つ主走査方向に並べて配設されており、ＰＤ９０Ａ、
９０Ｂの出力は、各々アンプ９２Ａ、９２Ｂに接続され
ている。

【００５２】ＰＤ９０Ａ、９０Ｂは、入射した光量に応
じた光電流をそれぞれ出力し、出力された光電流は、電
流／電圧変換手段（図示省略）によって電圧変換された
後、各々アンプ９２Ａ、９２Ｂに入力され、所定の増幅
率（以下、「ゲイン」という）で増幅される。

【００５３】アンプ９２Ａ、９２Ｂの出力信号はコンパ
レータ９６に入力され、ＳＯＳ信号が生成される。コン
パレータ９６の出力電圧は、アンプ９２Ａの出力信号が
アンプ９２Ｂの出力信号よりも低電圧になった時に、Ｌ
レベルになる。すなわち、走査光ビームの位置がＰＤ９
０ＡからＰＤ９０Ｂに移った時に、立ち下がりのエッジ
となるＳＯＳ信号が発生する。

【００５４】アンプ９２Ａ、９２Ｂのゲインは、ゲイン
抵抗９４Ａ、９４Ｂ（Ｒ１、Ｒ２）と、アンプ内部のゲ
インを決定する因子によって決定される。本実施の形態
では、このうちアンプ内部のゲインを外部からのゲイン
切替信号により切替え可能となっている。具体的には、
ゲイン切替信号が「Ｈ」の場合は高ゲイン、「Ｌ」の場
合は低ゲインが選択されるようになっている。

【００５５】すなわち、ゲイン切替信号によってアンプ
９２Ａ、９２Ｂのゲインを高ゲインに切替えることによ
ってＳＯＳセンサ５４の感度を高くし、アンプ９２Ａ、
９２Ｂのゲインを低ゲインに切替えることによってＳＯ
Ｓセンサ５４の感度を低くすることができるようになっ
ている。これにより、ＳＯＳセンサ５４に入射する光ビ
ームの光量が変化しても、安定してＳＯＳ信号を発生さ
せることができる。

【００５６】ここで、本実施の形態で用いるＳＯＳセン
サ５４の入出力特性について図６を参照して説明する。
ＳＯＳセンサ５４は、高ゲインの場合は入射光量がＰ０
〜Ｐ２の範囲（以下、「高ゲイン光量範囲」という）内
で正常動作し、Ｐ２を超えるとノイズや迷光等による誤
動作が生じ易くなる。一方、低ゲインの場合は入射光量
がＰ１〜Ｐ３の範囲（以下、「低ゲイン光量範囲」とい
う）内で正常動作し、Ｐ３を超えると同様に誤動作が生
じ易くなる。

【００５７】また、高ゲインでも低ゲインでも正常動作
するＰ１〜Ｐ２の範囲（以下、「オーバーラップ範囲」
という）が設けられており、入射光量がこの範囲内のと
きにゲインの切替えを行う。すなわち、入射光量の変動
が予測される場合に、予め適切なゲインに切替えること
ができるようになっている。

【００５８】（ゲイン切替え機能構成）次に、ＳＯＳセ
ンサ５４のゲイン切替えるための機能構成について説明
する。なお、具体的な構成については後述の実施例にお
いて詳細に説明する。

【００５９】図７には、ゲイン切替え機能の基本構成が
示されている。図７に示すように、ゲイン切替え機能
は、メインコントロールユニット３６に、画像形成装置
１０の状態を検出する状態検出手段９８、ＳＯＳセンサ
５４、及びレーザ駆動回路４４が接続されて構成されて
いる。なお、メインコントロールユニット３６が本発明
のタイミング制御手段、ゲイン切替制御手段に対応す
る。

【００６０】状態検出手段９８が検出する画像形成装置
１０の状態としては、形成した画像の濃度、温湿度、感
光体１６の累積使用量、光走査装置１８の累積使用量、
ユーザによる設定濃度等がある。これらのうち少なくと
も１つをＳＯＳセンサ５４のゲイン切替えるために用い
る。

【００６１】メインコントロールユニット３６には、メ
モリ（図示省略）から読み出されたプリントする画像デ
ータに基づく画像データ信号、状態検出手段９８によっ
て検出された画像形成装置の状態を示す信号、及びＳＯ
Ｓセンサ５４からのＳＯＳ信号が入力される。メインコ
ントロールユニット３６は、これらの入力された信号に
基づいて、Ｖｉｄｅｏ信号、Ｓ／Ｈ信号、ＥＮＢ信号等
のコントロール信号を生成し、レーザ駆動回路４４に出
力する。レーザ駆動回路４４は、前述のように、このコ
ントロール信号に基づいて半導体レーザ４０の点灯をＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御する。

【００６２】また、メインコントロールユニット３６
は、状態検出手段９８によって検出した画像形成装置の
状態に基づいて、基準電圧（Ｖｒｅｆ）の値を調整しな
がらレーザ駆動回路４４に供給することによって半導体
レーザ４０の出力光量を制御するとともに、ゲイン切替
信号を生成してＳＯＳセンサ５４に供給することによっ
てＳＯＳセンサ５４のゲイン（高ゲイン／低ゲイン）を
切替える。さらに、メインコントロールユニット３６
は、ＳＯＳセンサ５４から入力されたＳＯＳ信号の周期
から光走査装置１８の異常発生を監視する。

【００６３】（作用）次に、本実施の形態の作用とし
て、ゲイン切替制御について説明する。図８には、メイ
ンコントロールユニット３６で実行されるゲイン切替制
御処理のフローチャートが示されている。

【００６４】図８に示すように、メインコントロールユ
ニット３６では、まず、ステップ１００において、状態
検出手段９８から信号を受けることにより、画像形成装
置１０の状態を検出する。次のステップ１０２では、検
出した画像形成装置１０の状態に基づいて、所定濃度の
画像を形成するための半導体レーザ４０の出力光量を算
出し、この算出した出力光量値に基づいて、レーザ駆動
回路４４に供給する基準電圧（Ｖｒｅｆ）を調整する。

【００６５】レーザ駆動回路４４では、この基準電圧
（Ｖｒｅｆ）に基づいて半導体レーザ４０の出力光量を
制御する。すなわち、メインコントロールユニット３６
では、レーザ駆動回路４４に供給する基準電圧（Ｖｒｅ
ｆ）の値を制御することで、所定濃度で画像が形成され
るように半導体レーザ４０の出力光量を設定することが
できる（以下、算出した半導体レーザ４０の出力光量の
ことを「設定光量」といい、この設定光量が本発明の光
量制御値に対応する）。設定光量が変更されるとＳＯＳ
センサ５４への入射光量も変化するので、次のステップ
１０４では、この設定光量を予め定められた所定値（以
下、「しきい値」という）と比較する。

【００６６】設定光量がしきい値を超えている場合は、
ＳＯＳセンサ５４に入射する光量が多いと判断して、ス
テップ１０４からステップ１０６に進み、Ｌレベルのゲ
イン切替信号をＳＯＳセンサ５４に出力する。すなわ
ち、ＳＯＳセンサ５４のゲインを低ゲインにする。

【００６７】一方、設定光量がしきい値以下の場合は、
ＳＯＳセンサ５４に入射する光量が少ないと判断して、
ステップ１０４からステップ１０８に進み、Ｈレベルの
ゲイン切替信号をＳＯＳセンサ５４に出力する。すなわ
ち、ＳＯＳセンサのゲインを高ゲインにする。

【００６８】このように、第１の実施の形態では、画像
形成装置１０の状態によって半導体レーザ４０の出力光
量の設定が変更された場合に、設定光量の変更に伴って
ＳＯＳセンサ５４のゲインを切替えるようになってい
る。すなわち、画像形成装置１０の状態変化によるＳＯ
Ｓセンサ５４の入射光量の変化に伴って、ＳＯＳセンサ
５４のゲインが適切なゲインに切替えられるようになっ
ている。

【００６９】これにより、ＳＯＳセンサ５４の入射光量
が変化しても、ＳＯＳセンサ５４でＳＯＳ信号を得るこ
とが可能となり、広い光量範囲で安定してＳＯＳセンサ
５４を動作させることができる。したがって、ＳＯＳセ
ンサ５４への入射光量の変化により、光走査装置１８の
異常と判断されてプリント動作不能状態に陥るのを防止
することができる。

【００７０】次に、状態検出手段９８を具体的に挙げて
実施例を説明する。

【００７１】＜第１実施例＞画像形成装置１０では、一
般に、所定濃度で画像を形成するために、所定のテスト
パターン画像を形成したときの画像濃度を検出し、メイ
ンコントロールユニット３６において、この検出結果に
基づいて、所定濃度となるように半導体レーザ４０の出
力光量を設定する。

【００７２】形成した画像の濃度を検知する状態検出手
段９８としては、感光体１６上又は転写体（記録紙）上
に形成されたトナー像の濃度を検出するトナー濃度セン
サ（ＡＤＣ（Auto Density Control）センサ）や、感光
体上に形成された静電潜像の電位を検出する潜像電位セ
ンサ（ＥＳＶ（Electro-Static Voltage）センサ）があ
る。以下、ＡＤＣセンサを用いる場合について詳しく説
明する。

【００７３】図９に示すように、ＡＤＣセンサ２００
は、一般に、ＬＥＤ２０２とＰＤ２０４により構成さ
れ、ＬＥＤ２０２によって感光体１６上又は転写体上に
形成されたトナー像に対して光を照射し、その反射光量
をＰＤ２０４によって検出することによってトナー重量
（トナー像の濃度）を測定する。図１０は、ＡＤＣセン
サ２００の代表的な特性を示しており、横軸はトナー重
量、縦軸はＡＤＣセンサ２００の出力電圧を示してい
る。図１０に示すように、ＡＤＣセンサ２００は、トナ
ー重量が小さい場合は出力電圧が高く、トナー重量が大
きくなる程、出力電圧が低くなるという特性を有してい
る。

【００７４】図１１に、このＡＤＣセンサ２００を状態
検出手段９８として用いる場合のメインコントロールユ
ニット３６の詳細構成を示す。図１１に示すように、メ
インコントロールユニット３６は、レジスタ２１０及び
光量算出演算器２１２を備えたマイコン２１４が、Ａ／
Ｄ変換器２１６と、比較器２１８とに接続されて構成さ
れている。ＡＤＣセンサ２００は、Ａ／Ｄ変換器２１６
を介してマイコン２１４に接続されており、ＳＯＳセン
サ５４は比較器２１８、レーザ駆動回路４４は光量算出
演算器２１２と各々接続されている。

【００７５】メインコントロールユニット３６では、Ａ
ＤＣセンサ２００から入力されたトナー像の濃度に基づ
くアナログ電圧出力をＡ／Ｄ変換器２１６によってデジ
タルデータに変換した後、マイコン２１４に入力する。
なお、Ａ／Ｄ変換器２１６の代わりに、マイコンに一般
に備えられている汎用のＡ／Ｄポートを利用してもよ
い。

【００７６】マイコン２１４は、この入力されたデジタ
ルデータをレジスタ２１０に一時記憶しておく。光量制
御のタイミングとなったら、光量算出演算器２１２にお
いて、レジスタ２１０に記憶したデジタルデータと、予
め求められてメモリ（図示省略）に記憶されている光量
と濃度の関係を示すＬＵＴ（Look Up Table）とに基づ
いて、所定濃度を得るための半導体レーザ４０の出力光
量を算出し、この算出した出力光量値に基づいて、レー
ザ駆動回路４４に供給する基準電圧（Ｖｒｅｆ）の値を
調整する。これにより、半導体レーザ４０の出力光量が
設定される。

【００７７】これと同時に、光量算出演算器２１２で算
出した光量値、すなわち設定光量の値を比較器２１８に
入力する。比較器２１８は、この設定光量と、予め求め
られてメモリ（図示省略）に記憶されている所定のしき
い値とを比較し、設定光量がしきい値よりも大きい場合
はＬレベル、しきい値以下の場合はＨレベルの信号をゲ
イン切替信号としてＳＯＳセンサ５４に出力する。な
お、このしきい値は、前述の高ゲイン光量範囲と低ゲイ
ン光量範囲とがオーバラップするオーバラップ範囲内の
光量値である。

【００７８】なお、ＡＤＣセンサの代わりにＥＳＶセン
サを用いる場合も、上記と同様の構成でよい。ただし、
ＬＵＴはＥＳＶセンサの出力に基づいて求めたものを用
いる。

【００７９】このように、メインコントロールユニット
３６において、画像形成装置１０の状態として形成した
画像濃度を検出して、半導体レーザ４０の出力光量を設
定した場合には、所定のしきい値との比較によってゲイ
ン切替信号を生成することができる（図８のゲイン切替
制御が実行される）。

【００８０】＜第２実施例＞形成される画像の濃度は温
度や湿度にも依存するため、画像形成装置１０では、メ
インコントロールユニット３６において、温度や湿度に
応じて半導体レーザ４０の出力光量を設定する。

【００８１】詳しくは、図１２の露光エネルギーに対す
る感光体の表面電位特性に示されているように、感光体
１６は、温度が高くなると表面電位が下がる傾向、すな
わち感光体１６の感度が高くなる特性（露光エネルギー
が少なくても所定電位にすることができる）を有してい
る。したがって温度が高い場合は半導体レーザ４０の出
力光量を減少させ、温度が低い場合は半導体レーザ４０
の出力光量を増大させる必要がある。また、光走査装置
１８内の光学系は温湿度によって結露することがあり、
結露する温湿度環境の場合は、半導体レーザ４０の出力
光量を増大させる必要がある。

【００８２】ここでは、温度により半導体レーザ４０の
出力光量を設定する場合について説明する。温度を検知
する状態検出手段９８としては、画像形成装置に一般的
に備えられている温度センサがある。

【００８３】温度センサは、一般的にサーミスタに代表
される。サーミスタとは、抵抗体の抵抗値が温度により
変化することを利用したセンサである。図１３に示すよ
うに、サーミスタを利用した温度センサ２２０は、サー
ミスタ２２２とシリーズ抵抗２２４を接続し、その分圧
した電圧が温度センサの出力電圧となる。すなわち、サ
ーミスタ２２２の抵抗値をＲｔｈ、シリーズ抵抗２２４
の抵抗値をＲとすると、出力電圧Ｖは、Ｖ＝Ｒ／（Ｒｔｈ＋Ｒ）×Ｖｃｃとなる。

【００８４】なお、本実施の形態では、負の特性を有す
るサーミスタ２２２を使用することで（図１４参照）、
温度センサの出力特性が正になるようにしている。ま
た、使用する温度範囲で出力特性がほぼリニアになるよ
うに、サーミスタ２２２及びシリーズ抵抗２２４を選定
している（図１５参照）。

【００８５】図１６に、この温度センサ２２０を状態検
出手段９８として用いる場合のメインコントロールユニ
ット３６の詳細構成を示す。なお、図１６では、図１１
と同一の部材については同一の符号を付与している。

【００８６】図１６に示すように、温度センサ２２０を
用いる場合のメインコントロールユニット３６の構成
は、前述のＡＤＣセンサ２００を用いる場合と同様であ
り、予め実験により求めた温度毎の感度特性に基づいて
得た光量と温度の関係を示すＬＵＴを用いることだけが
異なる。このように構成することにより、第１実施例と
同様に、メインコントロールユニット３６において、画
像形成装置１０の状態として形成した画像濃度を検出し
て、半導体レーザ４０の出力光量を設定した場合には、
所定のしきい値との比較によってゲイン切替信号を生成
することができる（図８のゲイン切替制御が実行され
る）。

【００８７】＜第３実施例＞形成される画像の濃度は感
光体１６の累積使用量にも依存するため、画像形成装置
１０では、メインコントロールユニット３６において、
感光体１６の累積使用量に応じて半導体レーザ４０の出
力光量を設定する。

【００８８】詳しくは、感光体１６は初期時には所定の
膜厚を有しており、プリント枚数が増加するに従って摩
耗していくので、経時的に次第にガンマが小さくなって
いく特性（露光エネルギーに対する感光体の表面電位特
性）を有している。すなわち、感光体１６の累積使用量
（使用時間）が増えるにつれ、次第に感光体１６の感度
が低下するので、半導体レーザ４０の出力光量を増大さ
せる必要がある。

【００８９】感光体１６の累積使用量を検知する状態検
出手段９８としては、プリント枚数をカウントするＰＶ
（Print Volume）カウンタ２３０がある。なお、ＰＶカ
ウンタ２３０は、画像形成装置１０内に搭載される消耗
品（感光体やトナー残量）の寿命を計測するために、画
像形成装置１０に一般的に備えられており、消耗品を交
換するとそのカウンタ値がリセットされるように構成さ
れている。また、一般に、消耗品の交換はトナーカセッ
トを取替えることによって行われ、感光体１６と現像器
２２はこのトナーカセットに内蔵されている。

【００９０】図１７に、このＰＶカウンタ２３０を状態
検出手段９８として用いる場合のメインコントロールユ
ニット３６の詳細構成を示す。なお、図１７では、図１
１と同一の部材については同一の符号を付与しており、
ここでは詳細な説明を省略する。

【００９１】図１７に示すように、ＰＶカウンタ２３０
を用いる場合は、メインコントロールユニット３６内に
ＰＶカウンタ２３０が更に備えられ、マイコン２１４に
管理手段２３２が更に備えられている。なお、ＬＵＴに
は、予め実験により求めたプリント枚数に応じた感度特
性に基づいて得た光量とプリント枚数の関係を示すＬＵ
Ｔを用いる。

【００９２】ＰＶカウンタ２３０によるカウント値はマ
イコン２１４に入力され、マイコン２１４はこのカウン
ト値をレジスタ２１０に記憶する。管理手段２３２は、
トナーカセットが交換された場合にＰＶカウンタ２３０
のカウント値をリセットする。

【００９３】詳しくは、トナーカセット２３４には、一
般に、各トナーカセットを識別するためにトナーカセッ
ト毎に異なるシリアルナンバが付与されており、トナー
カセット２３４内部のメモリ等にこのシリアルナンバの
情報を保持している。管理手段２３２は、画像形成装置
に装填されているトナーカセット２３４をこのシリアル
ナンバにより識別し、識別したシリアルナンバをレジス
タ２１０に記憶しておく。そしてレジスタ２１０に記憶
されているシリアルナンバと、トナーカセット２３４の
シリアルナンバとを照合することによりトナーカセット
２３４の交換を検知する。

【００９４】このように構成することにより、メインコ
ントロールユニット３６において、画像形成装置１０の
状態として感光体１６の累積使用量を検出して、半導体
レーザ４０の出力光量を設定した場合には、所定のしき
い値との比較によってゲイン切替信号を生成することが
できる（図８のゲイン切替制御が実行される）。

【００９５】＜第４実施例＞形成される画像の濃度は、
光走査装置１８の累積使用量にも依存するため、画像形
成装置１０では、メインコントロールユニット３６にお
いて、光走査装置１８の累積使用量に応じて半導体レー
ザの出力光量を設定する。

【００９６】詳しくは、光走査装置１８から感光体１６
に照射される光量は、光走査装置１８内の光学系の透過
率が加味される。光走査装置１８の累積使用量（使用時
間）が増えると、粉塵等により光学系内が汚れて透過率
が低下するので（図１８参照）、メインコントロールユ
ニット３６では、感光体１６上で同一光量を得るため
に、半導体レーザ４０の出力光量を増大させる必要があ
る。

【００９７】また、ＳＯＳセンサ５４の入射する光ビー
ムも粉塵等の影響を受けてダウンする。すなわちＳＯＳ
センサ５４の入射光量が設定光量よりも低くなってしま
う。このため、ＳＯＳセンサ５４のゲインを切替える際
に用いるしきい値を、光走査装置１８の累積使用量（使
用時間）に応じて補正する必要がある。

【００９８】光走査装置１８の累積使用量を検知する状
態検出手段９８としては、半導体レーザ４０のパッケー
ジ内に備えられているＰＤ７８がある。詳しくは、前述
のように、半導体レーザ４０の出力光量は光走査装置１
８を使用量の増加に伴って増大するように設定されて制
御されるので、次第にＰＤ７８に入射するモニタ光量が
増大する。すなわち、ＰＤ７８によるモニタ電圧から光
走査装置１８の累積使用量を検知することができる。

【００９９】図１９に、このＰＤ７８を状態検出手段９
８として用いる場合のメインコントロールユニット３６
の詳細構成を示す。なお、図１９では、図１１と同一の
部材については同一の符号を付与しており、ここでは詳
細な説明を省略する。

【０１００】図１９に示すように、マイコン２１４は、
光量算出演算器２１２とともに、メモリ２４０及び傾向
算出演算器２４２を備えている。

【０１０１】メインコントロールユニット３６では、Ｐ
Ｄ７８からのモニタ電圧値をメモリ２４０に蓄積記憶
し、傾向算出演算器２４２においてメモリ２４０のモニ
タ電圧値に基づいて、モニタ電圧の傾向（増大傾向）を
求める。この結果に基づいて切替信号を発生するための
しきい値を調整することによって、粉塵等の影響によっ
てダウンするＳＯＳセンサ５４の入射光量値をオフセッ
トとして反映させる。これにより、ＳＯＳセンサ５４の
入射光量への粉塵の影響を加味して切替信号を生成する
ことができる。

【０１０２】なお、光走査装置１８の累積使用量とし
て、光走査装置１８による累積プリンタ枚数や、ポリゴ
ンミラー４２を回転させるモータ４８の累積回転時間
や、半導体レーザ４０の累積点灯時間を利用することも
でき、これらの計測するカウンタを状態検出手段９８と
して用いてもよい。

【０１０３】＜第５実施例＞画像形成装置１０では、一
般に、半導体レーザ４０の出力光量に関するデータがプ
リント濃度としてユーザに解放されることがあり、ユー
ザは任意の濃度を選択することができる（濃度設定可
能）ようになっている。画像形成装置１０では、ユーザ
によって濃度が設定された場合に、その設定濃度に応じ
てプロセス条件を変更する。すなわち、ユーザによる設
定濃度となるように半導体レーザ４０の出力光量を設定
する。

【０１０４】この場合のＳＯＳセンサ５４のゲインを切
替えるための機能構成を図２０に示す。なお、図２０で
は、図１１と同一の部材については同一の符号を付与し
ており、ここでは詳細な説明を省略する。

【０１０５】図２０に示すように、ユーザからの各種指
示を入力するための表示パネル等のユーザインターフェ
ース（User Interface）２５０が、画像処理を司る画像
処理コントローラ２５２を介してメインコントロールユ
ニット３６に接続されている。

【０１０６】画像形成装置１０の濃度設定を行う場合、
ユーザは、ユーザインターフェース２５０を操作して所
望の濃度が選択する。これにより、ユーザインターフェ
ース２５０から画像処理コントローラ２５２に選択され
た濃度（設定濃度）を示す信号が入力され、画像処理コ
ントローラ２５２はこの入力信号に基づいて、所定の濃
度情報を示す信号をメインコントロールユニット３６に
送信する。

【０１０７】メインコントロールユニット３６では、こ
の入力信号に基づいて、ユーザによる設定濃度に対応す
る半導体レーザ４０の出力光量を算出して、レーザ駆動
回路４４に供給する基準電圧（Ｖｒｅｆ）を調整する。
すなわち、ユーザによる設定濃度に基づいて半導体レー
ザ４０の出力光量を設定する。そして、この設定光量と
所定のしきい値との比較によってゲイン切替信号を生成
する（図８のゲイン切替制御が実行される）。これによ
り、ユーザが積極的に光量に関係するデータを変更した
場合にも対応することができる。

【０１０８】同様に、画像処理を行う画像データの処理
方法、すなわち画質の種類（シャープ強調、階調性重視
等）と関係して、光量データを変更する要求が画像処理
コントローラ２５２からあった場合に、その際に算出さ
れる半導体レーザ４０の出力光量に基づいてゲイン切替
信号を生成する。更に、画像イメージやテキスト等の種
類によって、テキストは濃くしたり、イメージ優先等の
設定状況に応じて光量データを変更する場合も同様であ
る。ただし、両者が混在する場合は、何れか一方が優先
となるので１ページ単位で制御する。

【０１０９】また、算出された半導体レーザ４０の出力
光量が低ゲイン光量範囲と高ゲイン光量範囲のオーバラ
ップ範囲であった場合は、変更する光量範囲を予め求め
ておけば、画像形成動作中でのＳＯＳセンサ５４のゲイ
ン切替えを防止するために、何れか一方に初めから切替
えておくことも可能となり、画像形成動作をスムーズに
行うことができる。

【０１１０】なお、上記第１乃至第５の実施例では、Ｓ
ＯＳセンサ５４のゲイン切替制御のために、形成した画
像の濃度、感光体１６の感度、光走査装置１８の累積使
用量、ユーザによる設定濃度の何れか１つを画像形成装
置１０の状態として検出する場合を示しているが、当然
ながら、これら２つ以上の組合せてもよい。

【０１１１】また、上記第１の実施の形態では、半導体
レーザ４０の出力光量の設定値を所定のしきい値と比較
してゲイン切替信号を生成する場合を説明したが本発明
はこれに限定されるものではない。例えば、半導体レー
ザ４０の出力光量は基準電圧（Ｖｒｅｆ）によって制御
されるので、基準電圧（Ｖｒｅｆ）をしきい値と比較す
るようにしてもよい。当然ながら、この場合のしきい値
は、前述の高ゲイン光量範囲と低ゲイン光量範囲とのオ
ーバラップ範囲内の所定の光量値に対応する電圧値が用
いられる。

【０１１２】また、上記第１の実施の形態では、画像形
成装置１０の状態に基づいて半導体レーザ４０の出力光
量の設定が変更された場合にＳＯＳセンサ５４のゲイン
を切替える場合を説明したが、本発明はこれに限定され
るものではない。画像形成装置１０の状態によるＳＯＳ
センサ５４への入射光量の変化に応じて、ゲインを切替
えることが本質であり、画像形成装置１０の状態に基づ
いて設定光量を変更することは必ずしも必要ではない。

【０１１３】例えば、画像形成装置１０の状態からＳＯ
Ｓセンサ５４への入射光量の変化を予測して、ＳＯＳセ
ンサ５４のゲインを切替えるようにしてもよい。具体的
には前述のように光走査装置１８の累積使用量が増える
につれ、次第にＳＯＳセンサ５４への入射光量が減少す
る。初期時よりも２０％減少すると安定したＳＯＳ信号
の出力を補償できないＳＯＳセンサ５４の場合、それ以
降は動作が不安定になる。このため、１５％減少すると
予測できる累積プリント枚数（図１８の例では３．６ｋ
ｐｖ程度）をプリントした時点で、ＳＯＳセンサ５４の
ゲインを低ゲインから高ゲインに上げるようにするとよ
い。

【０１１４】また、前述のように光走査装置１８内の光
学系が結露する場合もＳＯＳセンサ５４への入射光量が
減少するので、結露が発生する温湿度となったらＳＯＳ
センサ５４のゲインを低ゲインから高ゲインに上げるよ
うにするとよい。

【０１１５】また、連続プリントによってもＳＯＳセン
サ５４への入射光量が減少するため、連続プリント枚数
に応じてＳＯＳセンサ５４のゲインを切替えるようにし
てもよい。詳しくは、例えば、連続１００枚のプリント
が指示された場合、この１００枚をプリントしている間
は、光走査装置１８のポリゴンミラー４２を回転させる
モータ４８が連続回転され、モータ４８を駆動するため
のＩＣを含む回路の発熱により、光走査装置１８内の筐
体が熱変形される。

【０１１６】このため、光走査装置１８内の光学系の光
ビーム路上の位置が変わり、光走査装置１８内、又は光
走査装置１８から出力するビームのアライメントが変動
して、光ビームのＳＯＳセンサ５４への入射位置が副走
査方向（主走査方向と直交する方向）に変化することが
ある。ＳＯＳセンサ５４のＰＤ９０Ａ、９０Ｂの受光面
は、一般に応答速度を速くするために、最小限面積とさ
れており、この光ビームの入射位置変化によって光ビー
ムが受光面から外れて入射光量が減少する。

【０１１７】この場合の状態検出手段９８は、連続プリ
ント枚数を検出する。連続プリント枚数を検出する状態
検知手段としては、前述のＰＶカウンタ２３０を用いる
ことができる（図１７参照）。メインコントロールユニ
ット３６は、例えば、ユーザインターフェース２５０を
介してユーザから連続１００枚のプリントの指示が入力
された場合に、ＰＶカウンタ２３０のカウント値の基づ
いて、連続５０枚プリントした時点で、ＳＯＳセンサの
ゲインを低ゲインから高ゲインに上げる。

【０１１８】なお、連続プリント枚数を計測するために
は、ポリゴンミラー４２を回転させるモータ４８の連続
回転時間を利用することもでき、これを計測するカウン
タを状態検知手段として用いてもよい。

【０１１９】このようにＳＯＳセンサ５４への入射光量
が減少して安定動作不能な領域になる前に、ＳＯＳセン
サ５４のゲインを上げておくことで、ＳＯＳセンサ５４
の入射光量が安定動作不能な領域となってもＳＯＳ信号
を得ることができる。すなわち、広い光量範囲で安定し
てＳＯＳセンサ５４を動作させることができ、ＳＯＳセ
ンサ５４への入射光量が変化したために、光走査装置１
８の異常と判断されてプリント動作不能状態に陥るのを
防止することができる。

【０１２０】[第２の実施の形態]次に、第２の実施の形
態として、光走査装置に異常が発生したときにＳＯＳセ
ンサ５４のゲインを切替える場合について説明する。な
お、第２の実施の形態の構成は、メインコントロールユ
ニット３６がＳＯＳセンサ５４及びレーザ駆動回路４４
と接続されていればよく、第１の実施の形態と同様でも
よいのでここでは説明を省略する。

【０１２１】メインコントロールユニット３６は、ＳＯ
Ｓセンサ５４から入力されたＳＯＳ信号の周期から光走
査装置１８の異常発生を監視しており、この処理フロー
を図２１に示す。図２１に示すように、ＳＯＳ信号の周
期が予め定められている所定範囲外となった場合には、
光走査装置１８に異常が発生したと判断して、ステップ
１２０からステップ１２２に進み、ＳＯＳ信号の周期が
所定範囲よりも長くなったのかを判断する。

【０１２２】ＳＯＳ信号の周期が所定範囲よりも長い場
合は、ステップ１２４に進み、ゲイン切替信号をＨレベ
ルにし、ＳＯＳセンサ５４のゲインを高ゲインにする
（ゲインアップ）。これにより、ＳＯＳセンサ５４が低
い光量（図６の高ゲイン光量範囲参照）で動作可能とな
る。したがって、ＳＯＳセンサ５４の入射光量が低下し
たためにＳＯＳ信号の周期が長くなってしまった場合
は、このゲインアップにより正常にＳＯＳ信号を取得可
能となる。

【０１２３】ＳＯＳ信号の周期が所定周期よりも短い場
合は、ステップ１２６に進み、ゲイン切替信号をＬレベ
ルにし、ＳＯＳセンサのゲインを低ゲインにする（ゲイ
ンダウン）。これにより、ＳＯＳセンサ５４が高い光量
（図６の低ゲイン光量範囲参照）で動作可能となる。し
たがって、ＳＯＳセンサ５４の入射光量が増大したため
に、ＳＯＳ信号の周期が短くなってしまった場合は、こ
のゲインダウンにより正常にＳＯＳ信号を取得可能とな
る。

【０１２４】このようにゲインを変更した後、ステップ
１２８において、再度、ＳＯＳ信号の周期を確認し、Ｓ
ＯＳ信号の周期が所定範囲内に収まったら、光走査装置
１８は正常に動作していると判断して、ステップ１３０
に進み、通常の動作を行う。ゲインの変更によっても、
ＳＯＳ信号の周期が所定範囲外で光走査装置１８の異常
が検知された場合には、ステップ１３２に進み、ユーザ
に光走査装置の異常を報知した後、ステップ１３４に進
み、光走査装置１８の動作を停止する。

【０１２５】このように、第２の実施の形態では、光走
査装置１８の異常が検知された場合に、ＳＯＳセンサ５
４のゲインを変更して、異常であるか否かの判定が再度
行われるようになっている。これにより、ＳＯＳセンサ
５４への入射光量が変化したために検知された光走査装
置１８の異常は、このゲイン変更により解消されてプリ
ント動作可能となる。すなわち、半導体レーザの出力光
量を変化させたことによってプリント動作不能状態とな
ることを防止することができる。

【０１２６】なお、上記第１、第２の実施の形態では、
ＳＯＳセンサ５４のゲインを低ゲインと高ゲインの２段
階に切替制御する場合を例に説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、３段以上に切替制御するよ
うにしてもよい。

【０１２７】また、上記第１、第２の実施の形態では、
走査タイミングを検知するためにＳＯＳセンサを用いる
場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、例えば、走査終了タイミングを検知するＥＯ
Ｓ（End of Scan）センサを用いてもよい。

【０１２８】また、上記第１、第２の実施の形態では、
単色画像を形成する画像形成装置を例に説明したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、カラー画像を形
成する画像形成装置にも適用可能である。また、１つの
光ビームで画像を形成する場合を例に示したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、例えば、複数の光ビ
ームで１主走査を分割して行う分割走査方式の画像形成
装置にも適用可能である。

【０１２９】また、１つの画像形成装置において、第１
の実施の形態で説明した制御（図８参照）と、第２の実
施の形態で説明した制御（図２１参照）の両方を行って
もよい。

【０１３０】

【発明の効果】上記に示したように、本発明は、光ビー
ムの走査タイミングを検出するセンサを広い光量範囲で
安定して動作させることができるという優れた効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係わる画像形成装置の
概略構成図である。

【図２】光走査装置の詳細構成図である。

【図３】レーザ駆動回路の詳細構成を示す回路図であ
る。

【図４】（Ａ）は半導体レーザの断面図、（Ｂ）は
（Ａ）の一部分（点線領域）の拡大図、（Ｃ）は半導体
レーザの等価回路図である。

【図５】ＳＯＳセンサの詳細構成を示す回路図であ
る。

【図６】ＳＯＳセンサの高ゲイン／低ゲイン時の動作
範囲を説明するための図である。

【図７】ＳＯＳセンサのゲイン切替を行うための基本
構成を示すブロック図である。

【図８】第１の実施の形態におけるメインコントロー
ルユニットで実行されるＳＯＳセンサのゲイン切替制御
処理を示すフローチャートである。

【図９】ＡＤＣセンサの構成を説明するための図であ
る。

【図１０】ＡＤＣセンサの出力特性を示す図である。

【図１１】図７の状態検出手段にＡＤＣセンサを用い
た場合のＳＯＳセンサのゲイン切替を行うための構成を
示すブロック図である（第１実施例）。

【図１２】温度が高い場合と低い場合の露光エネルギ
ーに対する感光体の表面電位特性を示す図である。

【図１３】温度センサの構成を説明するための図であ
る。

【図１４】サーミスタの出力特性を示す図である。

【図１５】温度センサの出力特性を示す図である。

【図１６】図７の状態検出手段に温度センサを用いた
場合のＳＯＳセンサのゲイン切替を行うための構成を示
すブロック図である（第２実施例）。

【図１７】図７の状態検出手段にＰＶカウンタを用い
た場合のＳＯＳセンサのゲイン切替を行うための構成を
示すブロック図である（第３実施例）。

【図１８】光走査装置の累積使用量（累積プリント枚
数）とＳＯＳセンサへの入射光量の関係を示す図であ
る。

【図１９】図７の状態検出手段に半導体レーザのモニ
タ用のＰＤを用いた場合のＳＯＳセンサのゲイン切替を
行うための構成を示すブロック図である（第４実施
例）。

【図２０】図７の状態検出手段に画像処理コントロー
ラを用いた場合のＳＯＳセンサのゲイン切替を行うため
の構成を示すブロック図である（第５実施例）。

【図２１】第２の実施の形態におけるメインコントロ
ールユニットで実行される光走査装置の異常監視処理を
示すフローチャートである。

【図２２】ＳＯＳセンサの出力を用いた画像の書き出
位置制御を説明するためのタイミングチャートである。

【図２３】（Ａ）は半導体レーザの点灯信号、（Ｂ）
は正常なＳＯＳ信号、（Ｂ）周期が長い場合のＳＯＳ信
号、（Ｄ）は周期が短い場合のＳＯＳ信号を示すタイミ
ングチャートである。

【図２４】（Ａ）は従来の一般的な光走査装置の異常
監視処理、（Ｂ）はプリント動作中に発生した制御不良
によるマシン停止を防ぐ光走査装置の異常監視処理であ
る。

【図２５】（Ａ）は１つのＰＤを用いたＳＯＳセン
サ、（Ｂ）は２つのＰＤを用いたＳＯＳセンサの一般的
な構成とその動作を示す図である。

【図２６】ＳＯＳセンサの入射光量とＪＩＴＴＥＲの
関係を示す図である。

【図２７】従来のＳＯＳセンサの入射光量と出力（ア
ナログ振幅）の関係を示す図である。

【符号の説明】

１０画像形成装置１６感光体１８光走査装置３６メインコントロールユニット４２ポリゴンミラー５４ＳＯＳセンサ９２Ａ、９０Ｂアンプ９８状態検出手段２００ＡＤＣセンサ２１４マイコン２１８比較器２２０温度センサ２３０ＰＶカウンタ２５０ユーザインターフェースＶｒｅｆ基準電圧

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ａ５Ｃ０７４ 1/23 １０３Ｆターム(参考） 2C362 AA53 AA63 AA64 AA67 BB29 BB30 BB31 BB32 BB33 BB34 BB37 2H027 DA38 DE02 EC06 ED06 EE02 HB09 ZA07 2H045 AA01 CA88 CA98 CB22 DA41 2H076 AB05 AB12 AB16 AB32 AB66 5C072 AA03 HA02 HA13 HB04 HB08 HB11 HB13 UA05 XA01 XA05 5C074 AA15 BB02 BB03 CC26 DD08 DD11 DD15 EE02 EE03 EE06 EE08 EE14 HH02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源から出力された光ビームを走査して
感光体に照射する光走査装置を備え、画像を形成する画
像形成装置であって、前記光ビームが入射する位置に配設され、前記光ビーム
の走査タイミングを検知し、且つゲインを複数段に切替
可能な走査タイミング検知手段と、前記走査タイミング検知手段によって検知された走査タ
イミングに同期して画像の書出しタイミングを制御する
タイミング制御手段と、前記画像形成装置の状態を検出する状態検出手段と、前記状態検出手段による検出結果に基づいて、前記走査
タイミング検知手段のゲインを切替えるゲイン切替制御
手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記ゲイン切替制御手段が、前記光源の出力光量を制御する光量制御手段と、前記光量制御手段による制御光量値と所定のしきい値と
を比較する比較手段と、前記状態検出手段による検出結果に基づいて、前記制御
光量値及び前記しきい値の少なくとも一方を変更する変
更手段と、を備え、前記比較手段による比較結果に基づいて、前記ゲインを
切替える、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】前記ゲイン切替制御手段が、前記状態検
出手段による検出結果に基づいて、前記走査タイミング
検知手段に入射する光ビームの入射光量を予測し、当該
予測結果に基づいて、前記ゲインを切替える、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４】前記状態検出手段が、形成した前記画像
の濃度、温度、温度及び湿度、前記感光体の累積使用
量、前記光走査装置の累積使用量、設定濃度、及び連続
プリント枚数の少なくとも１つ、或いは２つ以上の組合
せを検出する、ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像形
成装置。
【請求項５】前記状態検出手段が、前記走査タイミン
グ検知手段による前記走査タイミングの周期を検出し、前記ゲイン切替制御手段が、前記走査タイミングの周期
が所定値よりも長い場合に前記ゲインを上げる、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６】前記状態検出手段が、前記走査タイミン
グ検知手段による前記走査タイミングの周期を検出し、前記ゲイン切替制御手段が、前記走査タイミングの周期
が所定値よりも短い場合に前記ゲインを下げる、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。