JP2010076169A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
画像記録の動作に関係なく、レーザダイオードアレイ内の全光源の故障を検出することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
同期検出信号生成後に、故障検出を行う光源を走査間で一つずつ順次切り換えて発光し、同期検出信号生成手段にて、光源の故障検出を行うことで、画像書き込み動作時にレーザダイオードアレイ内の全光源の故障を検出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、１つのチップ上に複数の光源が配列されているレーザダイオードアレイを用いたプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

上記の画像形成装置においては、さらなる高速化の要求に応じるため、従来のレーザをマルチビーム化して高速化することが行われており、マルチ化された複数の光源の故障を検出する手段として主走査方向に位置する同期検出信号を利用し、同期検出信号生成のための光源を切り換えることで、全ての光源の故障を検出することは特許文献１にて提案されている。ところが、同期検出信号生成のための光源を各走査間で切り換えたことで、主走査方向の書き出し位置がずれるという問題が発生する。その対応策として、特許文献２では主走査方向の書き出し位置のずれをなくすため、画像形成動作時はレーザダイオードアレイのある特定の光源のみを同期検出信号生成のための光源とし、画像書き込み動作時以外は同期検出信号生成のための光源を順次切り換えて発光させ、全ての光源の故障を検出できる方法が提案されている。

特開２０００−２７２１６７号公報 特開２００１−８８３４８号公報

従来技術では、主走査方向の書き出し位置のずれをなくすため、画像書き込み動作時の同期検出信号生成は、ある特定の光源の発光によるものとしていた。そして、画像書き込み動作時以外に、同期信号生成のための光源を順次切り換えて発光させていた。その同期信号生成手段を光源の故障検出に利用したため、画像書き込み動作時はレーザダイオードアレイの各光源の故障検出ができないという問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、画像記録の動作に関係なく、レーザダイオードアレイ内の全光源の故障を検出することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
ことを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の手段は、一つのチップ上に複数の光源が配列されているレーザダイオードアレイを有し、そのレーザダイオードアレイは各光源の副走査方向の間隔が一定になるように、主走査方向に対して所定の角度に配置され、その各光源からのビーム光を周期的に偏向させ、感光体を主走査方向に走査するビーム光走査手段と、前記感光体面に対して主走査書き込み領域外で、ある特定の一つの光源によるビーム光を検出して、主走査方向の位置合わせを行う同期検出信号を生成出力する同期検出信号生成手段を有する画像形成装置において、前記同期検出信号生成後に、故障検出を行う光源を走査間で一つずつ順次切り換えて発光し、前記同期検出信号生成手段にて、光源の故障検出を行うことで、画像書き込み動作時にレーザダイオードアレイ内の全光源の故障を検出することを特徴とするものである。

また、本発明の第２の手段は前記第１の手段において、ジョブ毎に同期検出信号生成に使用する光源を変更することを特徴とするものである。

更に、本発明の第３の手段は前記第１の手段または第２の手段において、故障ビームナンバをラッチする手段を有することを特徴とするものである。

更に、本発明の第４の手段は前記第３の手段において、故障ビームナンバを上位装置に報告する手段を有することを特徴とするものである。

本発明の第１の手段によれば、一つのチップ上に複数の光源が配列されているレーザダイオードアレイを有し、そのレーザダイオードアレイは各光源の副走査方向の間隔が一定になるように、主走査方向に対して所定の角度に配置され、その各光源からのビーム光を周期的に偏向させ、感光体を主走査方向に走査するビーム光走査手段と、前記感光体面に対して主走査書き込み領域外で、ある特定の一つの光源によるビーム光を検出して、主走査方向の位置合わせを行う同期検出信号を生成出力する同期検出信号生成手段を有する画像形成装置において、前記同期検出信号生成後に、故障検出を行う光源を走査間で一つずつ順次切り換えて発光し、前記同期検出信号生成手段にて、光源の故障検出を行うことで、画像記録の動作に関係なく、前記レーザダイオードアレイ内の全光源の故障を検出することができる。

また、本発明の第２の手段によれば、ジョブ毎に同期信号生成の光源を変更することで、光源の発光動作の偏りを防止することができ、熱クロストークの低減に有効となる。

更に、本発明の第３の手段によれば、故障ビームナンバをラッチする手段を有することで、故障したビームを特定することができる。

更に、本発明の第４の手段によれば、故障ビームナンバを上位装置に報告する手段を有することで、故障発生時の保守工数低減に有効となる。

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。この実施形態における画像形成装置の光走査光学系について、その機構部分の構成を説明する。図５は、画像形成装置の光走査光学系における機構部分の構成の一例を示した斜視図である。図示の通り、レーザダイオードアレイ７から出射された光はポリゴンミラー２０で反射し、Ｆθレンズ３０を介して感光ドラム４０に照射される。その際、画像書き込み領域外に配置された同期検出ミラー５０にて反射された光が同期検出センサ８に入射され、同期検出信号を生成する。この同期検出信号は画像書き込み開始タイミング生成の基準となるものである。

次に書き込み制御部を図１を用いて説明する。

上位装置１から送信された画像データを画像データ生成回路２に一旦受信する。画像データ生成回路２にて２０ビームレーザダイオードアレイ７に合わせて画像データを２０ビームに分割し、ＬＤドライブ信号生成回路５に送信する。ＬＤドライブ信号生成回路５では、前記画像データによるＬＤドライブ信号に、同期検出信号生成の光源選択回路１３にて選択された同期検出ビームドライブ信号と、故障検出の光源選択回路３にて選択された故障検出ビームドライブ信号を付加して、各ビーム駆動素子に送信する。同期検知センサ８で故障検出光源の発光が検知されたか否かは故障検出回路４にてチェックする。発光が検知されなかった場合、光源の故障と判断し、ラッチ信号を故障検出光源選択回路３に送信する。故障検出光源選択回路３では選択されている光源情報をラッチし、上位装置１に報告する。発光が正常に検知された場合、故障検出光源選択回路３に光源切換要求信号を送信する。故障検出光源選択回路３では故障検出ビームナンバを更新し、故障検出ビームドライブ信号をＬＤドライブ信号生成回路５に送信する。同期検出信号生成の光源はジョブ毎に固定とする。

次に画像書き出しタイミングの生成について説明する。ビーム１の発光を同期検出センサ８にて検知すると、カウンタ９がカウント開始される。そのカウント値がディレイカウンタ比較回路１０ａ内の比較器１２ａにて、あらかじめディレイ値記憶素子１１ａに格納されているビーム１のディレイ値に達することを検出すると、書き込み同期クロックの送信を開始する。画像データは前記書き込み同期クロックに同期してＬＤドライブ信号を各駆動素子に送信する。ビーム２についてはビーム２用のディレイカウンタ比較回路を使用し、前記カウンタ９のカウント値がビーム２のディレイ値に達することを検出すると、書き込み同期クロックの送信を開始する。以下、ビーム２０までディレイ値は異なるものの同様の動作となる。

図２は２０ビームのレーザダイオードアレイを本発明の画像形成装置の光源としたときの、同期検出位置と書き込み開始位置、各光源の主走査方向、副走査方向の位置関係を示した図である。同期検出は主走査方向の書き込み開始位置を規定するための基準となるものである。図２では、レーザダイオードアレイを主走査方向に対してある角度で配置することにより、副走査方向の一定間隔ｄ１〜ｄ１９を得ることができる。１２００ｄｐｉであれば、２１．２μｍ、６００ｄｐｉであれば、４２．３μｍとなる。また、主走査方向では各光源間の間隔はａ１〜ａ１９にて配置される。同期検出位置と書き込み開始位置はｂ１の間隔に配置されているとする。また図中括弧内のＴａ１〜Ｔａ１９、Ｔ１は前記ａ１〜ａ１９、ｂ１を時間値に変換したものである。これらの時間値が書き込み制御でのディレイカウンタ比較回路内のディレイ値として使用される。また、これらの時間値は光走査速度によって変化するものである。本発明は、各光源が主走査方向に対して同一位置に配置されているのではなく、前記の通りａ１〜ａ１９の間隔で配置されていることに着目して、時間的にずらして発光させることで、同期検出センサにて同期検出と故障検出を行うものである。

図３は本発明の実施例を示すタイミングチャートである。ビーム１からビーム２０までの駆動タイミング（画像書き込み動作時）を示す。この場合、ビーム１を同期検出信号生成のための光源とする。書き出し位置のずれをなくす目的で、同期検出信号生成のための光源はジョブ単位で固定とする。故障検出のための光源発光はビーム１から順次ビーム２０まで切り換える。最初の走査１では故障検出光源がビーム１となり、ビーム１の発光により同期検出信号が出力されると同時に故障検出も実行する。次の走査２では故障検出光源がビーム２となり、ビーム１の発光により同期検出信号が出力されるとビーム１をオフし、代わってビーム２をオンし、ビーム２の故障検出を実行する。次の走査３では故障検出光源がビーム３となり、ビーム１の発光により同期検出信号が出力されるとビーム１をオフし、代わってビーム３をオンし、ビーム３の故障検出を実行する。以上の動作をビーム２０まで繰り返し、ビーム２０が終了するとまたビーム１に戻る。本動作は画像書き込みの有無に関係なく、同期検出動作を実行中には常に行うこととする。また、故障検出時は故障検出ビームナンバをラッチすることで、故障部位の特定は可能である。

各ビームの画像データの書き込み開始タイミングのディレイ値は、ビーム１を同期検出信号生成のための光源とした場合、図３に示す通り、ビーム１ではＴ１、ビーム２ではＴ１＋Ｔａ１、ビーム３ではＴ１＋Ｔａ１＋Ｔａ２、ビーム２０ではＴ１＋Ｔａ１＋・・・＋Ｔａ１９となる。これらのディレイ値は走査速度によって異なった値を持つものである。

なお、画像書き込み動作以外のときは図３のタイミングチャートに対して各ビーム駆動信号に画像データによる駆動が省略されたものであり、その他のタイミングは同様である。

図４は本発明の実施例を示すタイミングチャートである。ビーム１からビーム２０までの駆動タイミング（画像書き込み動作時）を示す。この場合、ビーム２を同期検出信号生成のための光源とする。故障検出のための光源発光はビーム１から順次ビーム２０まで切り換える。最初の走査１では故障検出光源がビーム１となり、ビーム１の発光により同期検出信号が出力され故障検出を実行し、その後ビーム１の発光をオフ、ビーム２をオンし同期検出信号を生成する。次の走査２では故障検出光源がビーム２となり、故障検出を行うと同時に同期検出信号生成される。次の走査３では故障検出光源がビーム３となり、ビーム２の発光により同期検出信号が出力されるとビーム２をオフし、代わってビーム３をオンし、ビーム３の故障検出を実行する。以上の動作をビーム２０まで繰り返し、ビーム２０が終了するとまたビーム１に戻る。本動作は画像書き込みの有無に関係なく、同期検出動作を実行中には常に行うこととする。また、故障検出時は故障検出ビームナンバをラッチすることで、故障部位の特定は可能である。

各ビームの画像データの書き込み開始タイミングのディレイ値は、ビーム２を同期検出信号生成のための光源とした場合、図４に示す通り、ビーム１ではＴ１−Ｔａ1、ビーム２ではＴ１、ビーム３ではＴ１＋Ｔａ２、ビーム２０ではＴ１＋Ｔａ２＋・・・＋Ｔａ１９となる。

本発明の実施例を示すブロック構成図。 本発明の実施例を示すレーザダイオードアレイの各光源の配置図。 本発明の実施例を示すタイミングチャート。 本発明の実施例を示すタイミングチャート。 本発明の光走査光学系の機構部分の構成を示した斜視図。

符号の説明

１は上位装置、２は画像データ生成回路、３は故障検出の光源選択回路、４は同期検出信号による故障検出回路、５はＬＤドライブ信号生成回路、６ａはＬＤ１駆動素子、６ｂはＬＤ２駆動素子、６ｃはＬＤ１９駆動素子、６ｄはＬＤ２０駆動素子、７は２０ビームレーザダイオードアレイ、８は同期検出センサ、９はカウンタ、１０ａはディレイカウンタ比較回路、１１ａはディレイ値記憶素子、１２ａは比較器、１３は同期検出信号生成の光源選択回路、２０はポリゴンミラー、３０はＦθレンズ、４０は感光ドラム、５０は同期検出ミラーである。

Claims (4)

1. 一つのチップ上に複数の光源が配列されているレーザダイオードアレイを有し、そのレーザダイオードアレイは各光源の副走査方向の間隔が一定になるように、主走査方向に対して所定の角度に配置され、その各光源からのビーム光を周期的に偏向させ、感光体を主走査方向に走査するビーム光走査手段と、
   前記感光体面に対して主走査書き込み領域外で、ある特定の一つの光源によるビーム光を検出して、主走査方向の位置合わせを行う同期検出信号を生成出力する同期検出信号生成手段を有する画像形成装置において、
   前記同期検出信号生成後に、故障検出を行う光源を走査間で一つずつ順次切り換えて発光し、前記同期検出信号生成手段にて、光源の故障検出を行うことで、画像書き込み動作時にレーザダイオードアレイ内の全光源の故障を検出することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、ジョブ毎に同期検出信号生成に使用する光源を変更することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または請求項２記載の画像形成装置において、故障ビームナンバをラッチする手段を有することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３記載の画像形成装置において、故障ビームナンバを上位装置に報告する手段を有することを特徴とする画像形成装置。

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