JP2004012760A - 複数ビーム走査装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の光ビームを有する光ビーム走査装置において、光ビーム間の光量差による濃度ムラや主走査ズレ等の異常画像を防止する。
【解決手段】複数の光ビームにより記録媒体を走査露光する光ビーム走査装置において、レーザの光量を制御する手段と光量を検出する手段、検出した光量を記憶する手段、各光量データを比較する比較手段を有し、各レーザの発光状態から劣化および故障状態を検出すると共に、レーザ間の光量差を検出することにより、濃度ムラや画像ズレ等の異常画像を防止する。
【選択図】    図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は各光源の状態を診断し得る複数ビーム走査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、複数ビーム走査装置は、複数の半導体レーザ(光源)の光量を基準値に揃えるように、各半導体レーザを順次駆動して発光させ各ビームの光量を一つの光検出器によって時系列的に検出すると共に、検出結果に応じて各半導体レーザの発光量を調整するフィードバック制御が行なわれ、各々のレーザについて正常か否かの検知を行なっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来例では、記録媒体に露光を行なえ無くなる光量や出力画像の濃淡からレーザの異常発光量のレベルを設定しているが、各レーザの発光量の差の方が小さく、各レーザの光量差による画像の濃淡ムラ、また、レーザプリンタのように回転多面鏡等により走査を行い、光検出器により書出しタイミング等を決定する場合、光検出器の検知レベルに達するまでの時間が変わり、各レーザで主走査方向に画像ズレを生じてしまう。
【0004】
本発明は、上述の点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、各光源の発光状態を診断し、不良画像の原因となる光源の異常を検出可能な複数ビーム走査装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の本発明の装置では、複数の光ビームにより記録媒体を走査露光する光ビーム走査装置において、複数の光ビームを出射する複数の光源と光源を発光および光量制御する制御手段と、前記制御手段により発光された光ビームの光量を順次検出する光量検出器と光量検出器の出力信号に基づいて、各光源の光量制御が正常か否かを判断する判断手段と異常と判断された場合結果を表示する表示手段と、各々の光源に設定された各々の基準発光量に応じた光検出器から出力される出力信号による各々の基準光量データを記憶する記憶手段と、前記各々の基準光量データと各々の光量検出器から入力される光量データとを比較することにより、各光源が正常か否かを判断し、更に、各々の光源からの発光量データを比較し、相対差を所定値と比較することにより、光量バランスが正常か否かを判断する手段を具備することを特徴とするように構成した。
【0006】
また、請求項2に記載の本発明の装置では、複数の光ビームにより記録媒体を走査露光する光ビーム走査装置において、複数の光ビームを出射する複数の光源と光源を発光および光量制御する制御手段と、前記制御手段により発光された光ビームの光量を順次検出する光量検出器と光量検出器の出力信号に基づいて、各光源の光量制御が正常か否かを判断する判断手段と異常と判断された場合結果を表示する表示手段と、各々の光源に設定された各々の基準発光量に応じた光検出器から出力される出力信号による各々の基準光量データを記憶する記憶手段と、前記光量検出器から出力された出力信号による光量データと前記基準光量データに基づき、光源の発光量を調整する調整手段を備え、前記各々の基準光量データと調整後の各々の光量検出器から入力される光量データとを比較することにより、各光源が正常か否かを判断し、更に、調整後の各々の光源からの発光量データを比較し、相対差を所定値と比較することにより、光量バランスが正常か否かを判断する手段を具備することを特徴とするように構成した。
【0007】
また、請求項3に記載の本発明の装置では、複数の光ビームにより記録媒体を走査露光する光ビーム走査装置において、複数の光ビームを出射する複数の光源と光源を発光および光量制御する制御手段と、前記制御手段により発光された光ビームの光量を順次検出する光量検出器と光量検出器の出力信号に基づいて、各光源の光量制御が正常か否かを判断する判断手段と異常と判断された場合結果を表示する表示手段と、各々の光源に設定された各々の基準発光量に応じた光検出器から出力される出力信号による各々の基準光量データを記憶する記憶手段と、前記各々の基準光量データと各々の光量検出器から入力される光量データと、全光線が非発光時の光検出器の出力信号とを比較することにより、各光源および光検出器が正常か否かを判断し、
更に、各々の光源からの発光量データを比較し、相対差を所定値と比較することにより、光量バランスが正常か否かを判断する手段を具備することを特徴とするように構成した。
【0008】
【発明の実施の形態】
(第1の実施例)
図1は本発明の第1実施例の複数ビーム走査装置の構成およびその制御ブロックを示す図である。
【0009】
図1において、複数の発光源を有するレーザ7(図1では2つの発光源を有する)はレーザ駆動部11のレーザ駆動回路(図示せず)により、画像信号、および発光信号に応じて駆動され、画像信号に応じて変調されたレーザ光を発光し、発光信号により光を発光する。
【0010】
半導体レーザ7から発せられたレーザ光はコリメータレンズ(不図示)で平行光束とされ、シリンドリカルレンズ8を通って、回転多面鏡1に入射する。
【0011】
半導体レーザ7からのレーザ光は回転多面鏡1で反射され、モータ駆動制御部10のモータ駆動回路(図示せず)によりモータ2および接続された回転多面鏡1が駆動および駆動速度制御され、回転多面鏡1の回転に伴って偏向され、1枚もしくは複数枚のレンズで構成されたfθレンズ3を通り、反射ミラー5で反射され、感光体6上に照射され主走査する。
【0012】
これらを制御する複数走査制御装置(コントローラ)12はタイマ(図示せず)、本実施例の制御プログラムを記憶したリードオンリーメモリ(以下ROMと呼ぶ:図示せず)、ランダムアクセスメモリ(以下RAMと呼ぶ:図示せず)、不揮発性メモリ(図示せず)等を具備したマイクロコンピュータ(以下MPUと呼ぶ)13および各種入出力制御装置(図示せず)等で構成されている。
【0013】
ここで半導体レーザ7による2つのレーザ光は主走査方向の位置は、感光体6の副走査方向に所定距離ずれている。また、半導体レーザ7によるレーザ光は角度θだけずれた状態で回転多面鏡1に入射するように設定されており、レーザ光のスポットは感光体6の非走査面上においてfθ=ΔAの距離だけ主走査方向にずれている。
【0014】
また、2つのレーザ光の主走査方向の起点側に、回転多面鏡1から反射された2つのスポットを順次検出する為の光検出素子4が設けられている。この受光素子としてはフォトディテクタが用いられる。回転多面鏡1で反射された2つのレーザ光は主走査方向への走査に先立って光検出素子で検出され、2つのスポットの基準位置を示すタイミング信号として出力される。そして、このタイミング信号を用いて2つのスポットの主走査方向の書出し位置の同期が取られる。
【0015】
図2のフローチャートは、本発明の第1実施例におけるレーザ故障および劣化検出の手順を示す。
【0016】
レーザの光量制御(以下APCと呼ぶ)をスタートすると決定されると、以降の処理が行われる。変数n(nはレーザに対応する変数)がn=1とされ(ステップS1)、第1のレーザのAPCが行われ(ステップS2)、この際、光検出素子4により検出された光量は不図示の電流電圧変換回路により電圧信号Vpに変換され、コントローラ12に入力される。電圧信号Vpに相当する光量データPnはPsn=0のとき、即ち初回のAPCが行われたと判断されたとき(ステップS3)、初期光量データPsnとして不揮発性メモリに記憶される(ステップS4)。APC2回目以降は光量データPnと初期光量データPsnを基準に所定値(例えば、感光体6が感光出来ない光量に対応する値)である初期光量データPsnのa倍(0<a<1)と比較され、
Pn>a×Psn
であると判断されると、即ちレーザ光量が初期光量データに対して低いと判断されると(ステップS5)、故障と判断され故障警告を行なう(ステップS13)。
【0017】
また、光量データPnと初期光量データPsnを基準に所定値(例えば、感光体6の感光が十分でない光量に対応する値)である初期光量データPsnのb倍(0<a<b<1)と比較され、
Pn>b×Psn
であると判断されると、即ちレーザ光量が初期光量データに対して低いと判断されると(ステップS6)、故障と判断され故障警告を行なう(ステップS12)。
【0018】
上記の値では無い場合、変数nは繰り上がり(ステップS7)、レーザの発光源の数mと比較され全てのレーザについて行われる。
【0019】
全てのレーザについて終了したと判断されると(ステップS8)、光量データの中で最大値がPmax、最小値がPminに代入される(ステップS9)。
【0020】
最大値PmaxとPminの差が所定値Pd(例えば、画像ズレが目立つ光量差)以上と判断されると(ステップS10)、故障警告を行なう(ステップS13)。
【0021】
最大値PmaxとPminの差が所定値Pe(例えば、画像むらが目立つ光量差)以上と判断されると(ステップS11)、故障警告を行なう(ステップS12)。
【0022】
以上のように、レーザの光量を監視することによりレーザの故障または劣化の検出が可能となり、異常画像を出す前にユーザーに対し警告により知らせることを可能とした。
【0023】
光検出器は半導体レーザ素子に組み込まれたフォトダイオードを用いても可能であり、上記説明では初回の発光量を基準に用いているが、数回のデータから基準値を求め、用いて判断しても良い。
【0024】
また、上記説明では1つの半導体レーザ素子に2つの発光源の例を書しているが、発光源が多数でも可能であり、複数の半導体レーザ素子を組み合わせても可能である。
【0025】
(第2の実施例)
本発明の第2の実施例は実施例1の図2との違いは、レーザの劣化および故障検出に用いる比較値を初期データからではなく、所定値Pel、Pe2(Pe1<Pe2)とした場合であり、実施例1のステップS3、S4の処理がなくなり、光量データの故障レベルの比較判断は所定値Pe1と比較される(ステップS5)。また、劣化レベルの判断は所定値Pe2と比較される(ステップS6)。これ以降の処理は実施例1と同じとなる。
【0026】
以上のように、比較データを所定値とすることにより、不揮発性メモリを搭載することなく、同様の機能を持つことが可能となる。また、レーザユニット、コントローラユニットが故障交換されても、改めて初期データを取ったり、書き換えを行なう必要としないで可能となる。
【0027】
(第3の実施例)
本発明の第3の実施例は実施例1との違いは光量制御(ステップS2)の後、光量データが0即ち光量が検出されないと判断されると(ステップS31)、iを変換としてレーザのAPC(光量制御)が行われ(ステップS34)、レーザの光量が検出されたと判断されると(ステップS35)、実施例1の制御に戻る。また、すべてのレーザの光量データが0と判断されると(ステップS37)、光検出器4およびレーザ駆動部10の故障として故障警告aが行われる(ステップS38)。
【0028】
以上のように、全てのレーザの光量データが0で有るかを見ることにより、光検出器4およびレーザ駆動部10の故障をも検出可能とする。
【0029】
(第4の実施例)
本発明の第4の実施例は図5で示すように、実施例2における実施例1に対する実施例3の付加部分を加え示したものである。
【0030】
実施例2と同様に不揮発性メモリがなくても可能となり、制御も簡略化することが可能となる。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、記録媒体に露光を行なえ無くなる光量や出力画像の濃淡からレーザの異常発光量のレベルを検出すると共に、各レーザの光量差による画像の濃淡ムラ、また、レーザプリンタのように回転多面鏡等により走査を行い、光検出器により書出しタイミング等を決定する場合、光検出器の検知レベルに達するまでの時間が変わり、各レーザで主走査方向に画像ズレを防止することが可能となる。
【0032】
また、劣化状況および故障状態を早期に知ることが可能となる為、修理等のサービスまでの時間を短縮し、早期に復帰することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の複数ビーム走査装置のブロックを示す図
【図2】第1の実施例を示すフローチャート
【図3】第2の実施例を示すフローチャート
【図4】第3の実施例を示すフローチャート
【図5】第4の実施例を示すフローチャート
【符号の説明】
1 回転多面鏡
2 モータ
3 fθレンズ
4 光検出器
6 感光体
7 半導体レーザ
10 モータ駆動制御部
11 レーザ駆動部
12 制御装置
13 マイクロコンピュータ

Claims (3)

  1. 複数の光ビームにより記録媒体を走査露光する光ビーム走査装置において、複数の光ビームを出射する複数の光源と光源を発光および光量制御する制御手段と、前記制御手段により発光された光ビームの光量を順次検出する光量検出器と光量検出器の出力信号に基づいて、各光源の光量制御が正常か否かを判断する判断手段と異常と判断された場合結果を表示する表示手段と、各々の光源に設定された各々の基準発光量に応じた光検出器から出力される出力信号による各々の基準光量データを記憶する記憶手段と、前記各々の基準光量データと各々の光量検出器から入力される光量データとを比較することにより、各光源が正常か否かを判断し、
    更に、各々の光源からの発光量データを比較し、相対差を所定値と比較することにより、光量バランスが正常か否かを判断することを特徴とする複数ビーム走査装置。
  2. 複数の光ビームにより記録媒体を走査露光する光ビーム走査装置において、複数の光ビームを出射する複数の光源と光源を発光および光量制御する制御手段と、前記制御手段により発光された光ビームの光量を順次検出する光量検出器と光量検出器の出力信号に基づいて、各光源の光量制御が正常か否かを判断する判断手段と異常と判断された場合結果を表示する表示手段と、各々の光源に設定された各々の基準発光量に応じた光検出器から出力される出力信号による各々の基準光量データを記憶する記憶手段と、
    前記光量検出器から出力された出力信号による光量データと前記基準光量データに基づき、光源の発光量を調整する調整手段を備え、
    前記各々の基準光量データと調整後の各々の光量検出器から入力される光量データとを比較することにより、各光源が正常か否かを判断し、
    更に、調整後の各々の光源からの発光量データを比較し、相対差を所定値と比較することにより、光量バランスが正常か否かを判断することを特徴とする複数ビーム走査装置。
  3. 複数の光ビームにより記録媒体を走査露光する光ビーム走査装置において、複数の光ビームを出射する複数の光源と光源を発光および光量制御する制御手段と、前記制御手段により発光された光ビームの光量を順次検出する光量検出器と光量検出器の出力信号に基づいて、各光源の光量制御が正常か否かを判断する判断手段と異常と判断された場合結果を表示する表示手段と、各々の光源に設定された各々の基準発光量に応じた光検出器から出力される出力信号による各々の基準光量データを記憶する記憶手段と、前記各々の基準光量データと各々の光量検出器から入力される光量データと、全光線が非発光時の光検出器の出力信号とを比較することにより、各光源および光検出器が正常か否かを判断し、
    更に、各々の光源からの発光量データを比較し、相対差を所定値と比較することにより、光量バランスが正常か否かを判断することを特徴とする複数ビーム走査装置。
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