JP3505842B2 - 光ビーム走査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機やレーザビーム
プリンタ等に利用されて感光体上に静電潜像を書き込む
光ビーム走査装置に係り、詳細には複数のレーザ光源か
ら同時に光ビームを射出して静電潜像の書き込みを行う
光ビーム走査装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばデジタル複写機では、イメージス
キャナで読み取った原稿の画像情報に基づき、光ビーム
走査装置で感光体上に静電潜像を形成し、この静電潜像
を現像して得られたトナー像を記録シートに転写して記
録画像のプリントを行っている。このような目的で使用
される上記光ビーム走査装置は、レーザ光源から照射さ
れる光ビームを画像信号で変調すると共に、高速で回転
するポリゴンミラーを用いてこの変調光ビームを感光体
の各走査ライン毎に所定の走査範囲に亘って偏向移動さ
せるように構成されており、これによって感光体上に画
像情報に応じた静電潜像の書き込みを行い得るようにな
っている。

【０００３】図１１はこのような目的で使用される光ビ
ーム走査装置を示すものである。同図において、符号１
００は感光体ドラム、符号１０１はレーザ光源、符号１
０２はレーザ光源から発射される光ビームＢｍの反射面
１０２ａを備えたポリゴンミラー、符号１０３は上記ポ
リゴンミラー１０２を回転させるためのスキャナモー
タ、符号１０４はｆθレンズであり、上記ポリコンミラ
ー１０２の回転に伴い、光ビームＢｍが所定の走査範囲
ｍに亘って感光体ドラム１００を走査するように構成さ
れている。また、感光体ドラム１００の走査開始点に対
応した光ビームＢｍの光路中にはミラー１０５が配設さ
れると共に、光ビームＢｍの走査範囲ｍの外側にはこの
ミラー１０５の反射光が入射するビーム検出センサ１０
６が配設され、このビーム検出センサ１０６によって光
ビームＢｍの走査開始タイミングが検出されるようにな
っている。

【０００４】また、このように構成される光ビーム走査
装置は、通常、レーザ光源１０１それ自体の発光量を検
出するための受光素子を備えており、この受光素子の出
力信号をモニターすることで係るレーザ光源１０１が正
常に点灯しているか否かを確認しているが、特開昭５７
−８７６７３号公報、特開平２−２５５３５０号公報等
に開示された光ビーム走査装置では、これとは別に上記
ビーム検出センサ１０６の出力信号によっても感光体が
光ビームで正常に露光されているか否かを確認してい
る。

【０００５】これは、レーザ光源１０１が正常に点灯し
ていても、ポリゴンミラー１０２が回転不能に陥った
り、ポリゴンミラー１０２の反射面１０２ａやｆθレン
ズ１０４にトナー等の異物が付着したりすると、感光体
１００が全く露光されなかったり、あるいは所定の露光
強度で露光されなかったりするためであり、係る理由か
ら、これら公報の光ビーム走査装置では上記ビーム検出
センサ１０６によって光ビームＢｍが全く検出されなか
ったり、あるいはビーム検出センサ１０６の出力信号が
所定値を下回った場合に、感光体１００に対する静電潜
像の書き込みを中止して、画質不良の記録画像がプリン
トされるのを防止している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では感
光体に対する静電潜像の書き込み速度を高速化すると共
に記録画像の画像密度を高める目的から、一の光ビーム
走査装置に複数のレーザ光源を設けて、これらレーザ光
源から並列的に射出された光ビームで感光体上に静電潜
像を書き込む画像記録方法が提案されている。

【０００７】しかし、このように複数のレーザ光源を有
する光ビーム走査装置において、前述の特開昭５７−８
７６７３号公報、特開平２−２５５３５０号公報等の如
くビーム検出センサの出力信号から感光体が正常に露光
されているか否かを確認するためには、個々のレーザ光
源に対応した複数のビーム検出センサを設ける必要があ
り、装置が複雑化すると共にその分だけコストが嵩むと
いった問題点が発生する。

【０００８】その一方、一のビーム検出センサのみで感
光体が正常に露光されているか否かを確認しようとすれ
ば、複数の光ビームのうち、一の光ビームのみが感光体
に到達せずあるいはその露光強度が不足する場合には、
これを異常として検出できない虞があり、係る場合には
プリントした記録画像の濃度が極端に薄くなったり、画
像の一部が欠落するといった問題点が発生する。

【０００９】また、近年では、温度や湿度等の環境変化
あるいは感光体の経時劣化等によってプリントした記録
画像の濃度が変動するを防止する目的から、レーザ光源
の出力光量を調整することで感光体の露光強度を変化さ
せ、これによって画像濃度を常時一定に保つ画像濃度制
御方法が用いられているが、係る方法を実施した場合
に、ビーム検出センサの出力信号を常に一定の閾値と比
較して感光体が正常に露光されているか否かを確認して
いたのでは、レーザ光源の出力光量が変化した際に判断
を誤る虞がある。すなわち、感光体が正常に露光されて
いるにも拘わらず異常と判断してしまう虞があり、係る
場合に記録画像のプリントが行えなくなるといった不都
合が発生する。

【００１０】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、複数のレーザ光
源を有する光ビーム走査装置に関し、各レーザ光源から
射出された全ての光ビームが正常に感光体を露光してい
るか否かを一のビーム検出センサで正確に認識すること
が可能な光ビーム走査装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光ビーム走査装置は、図１に示すように、
複数のレーザ光源１，１…を有し、これらレーザ光源
１，１…から射出される光ビームＢｍを用いて感光体２
上に画像信号に応じた潜像を書き込む光ビーム走査装置
において、各レーザ光源１，１…に設定された出力光量
を夫々記憶する光量記憶手段３と、最小光量のレーザ光
源を除いて他のレーザ光源１，１…の出力光量の和を演
算すると共に、係る演算値と全レーザ光源１，１…の出
力光量の和との間に閾値を設定する閾値演算手段４と、
各レーザ光源１，１…から一斉に射出された光ビームＢ
ｍを同時に検出する一のビーム検出手段５と、このビー
ム検出手段５の出力信号を上記閾値と比較し、係る出力
信号が閾値よりも小さい場合に感光体２に対する潜像の
書き込みが不調であると判断する異常検出手段６とを備
えたことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】このような技術的手段によれば、ビーム検出手
段は複数のレーザ光源から一斉に射出された光ビームを
同時に検出する一方、異常検出手段はそのときのビーム
検出手段の出力信号を予め設定された閾値と比較し、係
る出力信号が閾値よりも小さい場合に感光体に対する潜
像の書き込みが不調であると判断する。

【００１３】このとき、各レーザ光源に設定された出力
光量、すなわちビーム検出手段によって検出されるべき
各レーザ光源毎の出力光量は光量記憶手段に記憶されて
おり、閾値演算手段はこの光量記憶手段の記憶データに
基づき、最小光量のレーザ光源を除いた他のレーザ光源
の出力光量の和を演算すると共に、係る演算値と全レー
ザ光源の出力光量の和との間に閾値を設定する。

【００１４】このため、上記ビーム検出手段が各レーザ
光源から射出された光ビームを検出する際に、いずれの
レーザ光源から射出された光ビームがビーム検出手段に
到達しない場合であっても、ビーム検出手段の出力信号
は閾値演算手段に予め設定された閾値よりも小さくなる
ので、異常検出手段は感光体に対する潜像の書き込みが
不調であることを確実に判断することができる。

【００１５】また、閾値演算手段は光量記憶手段に記憶
された各レーザ光源の出力光量に基づいて閾値を演算す
るので、各レーザ光源の出力光量が設定変更された場合
には係る閾値も変更されることとなり、上記異常検出手
段における判断の確実性を担保することができる。

【００１６】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の光ビーム
走査装置を詳細に説明する。図２は本発明の第一実施例
に係る光ビーム走査装置の概略構成を示すブロック図で
ある。この光ビーム走査装置は複数のレーザ光源１０、
１０…（例えば、三基）を備え、これらレーザ光源１
０，１０…から射出された光ビーム（図中の一点鎖線）
を図示外のポリゴンミラーで反射偏向して感光体を露光
走査するように構成されている。各レーザ光源１０は光
量設定信号を送出する制御部２０に接続されており、光
量設定信号によって指示された出力光量の光ビームを感
光体へ向けて射出する。これにより、温度変化、湿度変
化あるいはプリントする記録画像の濃度に応じた最適な
露光強度で各レーザ光源１０が感光体を露光するように
なっている。

【００１７】各レーザ光源１０は、図３のブロック図に
その概略構成を示すように、レーザ発光部１１ａ及びこ
のレーザ発光部１１ａの出力光量を検出するモニター部
１１ｂが収められた半導体レーザ１１と、上記制御部２
０から送出された光量設定信号に応じて上記半導体レー
ザ１１の駆動電流の設定値を発生する駆動電流設定部１
２と、上記駆動電流設定値に対応する駆動電流を生成す
ると共にこれを画像信号で変調してから半導体レーザ１
１に供給する駆動回路１３とを備えており、画像信号に
よって変調され且つ光量設定信号によって指示された出
力光量の光ビームが上記半導体レーザ１１から射出され
るようになっている。

【００１８】また、半導体レーザ１１の射出する光ビー
ムの出力光量と光量設定信号によって指示された出力光
量とを確実に合致させるため、上記モニター部１１ｂで
検出されたレーザ発光部１１ａの出力光量はモニター信
号処理部１４によって光量設定信号と比較され、係る出
力光量と光量設定信号の指示とが合致しない場合には駆
動電流設定部１２に対して駆動電流の再設定が指示され
るようになっている。一方、半導体レーザ１１の駆動電
流が既に上限に設定されているにも拘わらず光量設定信
号によって指示された出力光量が得られない場合には、
モニター信号処理部１４から制御部２０に対してレーザ
光源１０の不具合を知らせるアラーム信号が送出される
ようになっている。

【００１９】一方、図２に示すように、各レーザ光源１
０から射出された光ビームは走査開始タイミングを検出
するビーム検出センサ１５へ入射するように構成されて
いる。既に図１１で示したように、このビーム検出セン
サ１５は感光体に対する光ビームの走査範囲の外側に配
設されており、各光源１０から射出された光ビームが感
光体を一走査する度毎に、これら光ビームがビーム検出
センサ１５に入射する。また、ビーム検出センサ１５の
出力信号は比較器１６によって所定の閾値と比較され、
係る出力信号が閾値を上回る度毎に走査開始タイミング
信号（ＳＯＳ信号）が生成されるようになっている（図
４参照）。

【００２０】更に、上記制御部２０には、各レーザ光源
１０の出力光量を記憶する光量記憶部２１と、ＳＯＳ信
号を生成するために必要な閾値をこの光量記憶部２１の
保持データに基づいて演算する閾値演算部２２とが夫々
設けられている。上記光量記憶部２１に対しては上記ビ
ーム検出センサ１５の出力信号が入力されており、光量
記憶部２１は係る出力信号に基づいて各レーザ光源１０
の出力光量を演算する。一方、上記閾値演算部２２は後
述する閾値設定プログラムに基づいて上記閾値を演算
し、閾値発生器２３に対して設定信号を出力する。ま
た、閾値発生器２３は閾値演算部によって設定された閾
値信号を発生し、上記比較器１６はこの閾値信号を利用
してビーム検出センサ１５の出力信号からＳＯＳ信号を
生成する。

【００２１】図５は上記制御部２０における閾値設定プ
ログラムを示すフローチャートである。係るプログラム
がスタートすると、先ず、各レーザ光源１０について順
番に光ビームの出力光量の設定がなされ（ＳＴ１）、そ
の度毎に出力光量の設定が正常に終了したか否かがチェ
ックされる（ＳＴ２）。係るチェックは各レーザ光源１
０からアラーム信号が入力されたか否かによって判断さ
れ、アラーム信号か入力された場合にはレーザ光源１０
の出力光量が正常に設定されなかったものと判断して、
装置の停止あるいはユーザに対する警告表示等の異常処
理を行う（ＳＴ３）。

【００２２】図６は、上記ＳＴ１において各レーザ光源
１０で実施される出力光量制御のプログラムを示すフロ
ーチャートである。この光量制御プログラムがスタート
すると、先ず、制御部２０から光量設定信号が送出され
（ＳＴ１−１）、レーザ光源１０の駆動電流設定部１２
はこれに基づいて駆動電流の設定値を発生する（ＳＴ１
−２）。これにより半導体レーザ１１のレーザ発光部１
１ａが点灯し、光ビームが射出される（ＳＴ１−３）。
レーザ発光部１１ａが点灯すると、その出力光量はモニ
ター信号処理部によってサンプリングされ（ＳＴ１−
４）、光量設定信号によって指定された光量に到達して
いるか否かがチェックされる（ＳＴ１−５）。そして、
レーザ発光部１１ａの出力光量が指定された光量に到達
している場合には光ビームを消灯し（ＳＴ１−６）、こ
の出力光量制御プログラムを終了する。

【００２３】一方、ＳＴ１−５においてレーザ発光部１
１ａの出力光量が指定された光量に到達していない場合
には、半導体レーザ１１の駆動電流の設定値が上限に達
しているか否かがチェックされ（ＳＴ１−７）、上限に
達していない場合には駆動電流の設定値が変更される
（ＳＴ１−８）。これにより、レーザ発光部１１ａの出
力光量が指定された光量に到達するまで、前述のＳＴ１
−４、ＳＴ１−５、ＳＴ１−７及びＳＴ１−８が繰り返
され、指定された光量に到達したならばＳＴ１−６にお
いて光ビームを消灯して出力光量制御プログラムを終了
する。

【００２４】また、ＳＴ１−７において半導体レーザ１
１の駆動電流の設定値が上限に達していると判断された
場合には、これ以上光ビームの出力光量を増加させるこ
とは不可能なので、モニター信号処理部１４が制御部２
０に対してアラーム信号を出力し（ＳＴ１−９）、光ビ
ームを消灯して出力光量制御プログラムを終了する。

【００２５】以上のようにして各レーザ光源１０につい
て光ビームの出力光量の設定が終了したならば、各レー
ザ光源１０を設定された出力光量で順番に点灯させ、ビ
ーム検出センサ１５の出力信号から各レーザ光源１０の
光ビームが現実に感光体を走査する出力光量を検出する
と共に、検出された出力光量を光量記憶部２１に記憶す
る（図５、ＳＴ４）。

【００２６】そして、全てのレーザ光源について出力光
量を光量記憶部２１に記憶したならば、閾値演算部２２
は全レーザ光源の出力光量の和Ｐ_totalを算出すると共
に（ＳＴ５）、全てのレーザ光源１０のうちから最小の
出力光量Ｐ_minを抽出する（ＳＴ６）。この後、閾値演
算部２２はＰ_totalからＰ_min／２を差し引いた値を演算
し、これを閾値として閾値設定信号を発生する（ＳＴ
７，８）。これにより、制御部２０における閾値設定プ
ログラムは終了する。

【００２７】次に、図７を参照しながら、このようにし
て設定された本実施例の閾値と各レーザ光源から射出さ
れる光ビームの出力光量との関係について、レーザ光源
１０が３基の場合を例に挙げて説明する。先ず、第１レ
ーザ光源の出力光量を１とした場合に、第２レーザ光源
の出力光量が１．５、第３レーザ光源の出力光量が２で
あったと仮定すると、これら第１乃至第３レーザ光源の
出力光量の合計は４．５となる。従って、全てのレーザ
光源から射出された光ビームが正常に感光体を走査して
いる場合には、ビーム検出センサの出力信号は４．５に
略対応した値を示している筈である。

【００２８】一方、いずれか一つのレーザ光源の光ビー
ムが感光体を正常に走査していないとすれば、ビーム検
出センサの出力信号は感光体を走査しているレーザ光源
の出力光量の合計値となるから、第１及び第２レーザ光
源のみが感光体を走査する場合にはビーム検出センサの
出力信号は２．５に略対応した値となり、同じく第１及
び第３レーザ光源のみの場合には３に略対応した値とな
り、第２及び第３レーザ光源のみの場合には３．５に略
対応した値となる。

【００２９】すなわち、いずれか一つのレーザ光源の光
ビームが感光体を正常に走査していない場合、ビーム検
出センサの出力信号の最大値は最小光量のレーザ光源を
除いた他のレーザ光源の出力光量の合計値となる。従っ
て、全てのレーザ光源の出力光量の合計値と最小光量の
レーザ光源を除いた他のレーザ光源の出力光量の合計値
との間に閾値を設定すれば、どのレーザ光源の光ビーム
が感光体を正常に走査していない場合であっても、ビー
ム検出センサの出力信号が閾値を下回ることになり、感
光体に対する露光走査が正常に行われていないことを検
出することができる。

【００３０】ここで、最小光量のレーザ光源を除いた他
のレーザ光源の出力光量の合計値とは、全てのレーザ光
源の出力光量の合計値から最小光量に係るレーザ光源の
出力光量を差し引いたものであるから、本実施例では演
算の簡易化のため、全レーザ光源の出力光量の合計値Ｐ
_totalから最小の出力光量Ｐ_minの１／２を差し引き、こ
れを閾値とした。

【００３１】そして、本実施例ではビーム検出センサの
出力信号が閾値演算部２２によって設定された閾値にま
で達しない限り、比較器１６からＳＯＳ信号が出力され
ることはないので、各レーザ光源１０の動作を管理して
いる制御部２０でＳＯＳ信号をモニターすることによ
り、感光体に対する露光走査の不具合を確実に検出する
ことができ、装置の稼働中止やユーザに対する警告表示
等の処置を採ることがきる。

【００３２】また、各レーザ光源１０の出力光量が設定
変更される毎に必ず図５に示す閾値設定プログラムを行
うようにすれば、レーザ光源１０の出力光量が変化して
も、誤った判断から装置を稼働中止にするような事態を
避けることもできる。

【００３３】更に、常に一定の閾値との比較に基づいて
ＳＯＳ信号を生成する場合には、図８に示すように、レ
ーザ光源１０の出力光量が変更されるとビーム検出セン
サの出力信号の最大値が変化し、これに伴いＳＯＳ信号
のパルス幅が変化してしまうので、当該信号の発生タイ
ミングも出力光量の変更前後で変化してしまい、感光体
に対する静電潜像の書き出しタイミングがずれてしまう
という不都合があるが、本実施例では閾値の設定をレー
ザ光源１０の出力光量の変更と共に再設定しているので
このような弊害が生じることはない。

【００３４】すなわち、本実施例では閾値が常に全ての
レーザ光源１０の出力光量の合計値から所定の範囲内に
設定されるので、図９に示すように、ビーム検出センサ
の出力信号の最大値と閾値との差は略一定であり、ＳＯ
Ｓ信号のパルス幅が大きく変化してしまうことがない。
このため、ＳＯＳ信号の発生タイミングを略同一に保つ
ことができ、感光体に対する静電潜像の書き出しタイミ
ングを揃えることができるのである。

【００３５】図１０は本発明の第二実施例に係る光ビー
ム走査装置の概略構成を示すブロック図である。この実
施例では、光量記憶部２１が各レーザ光源１０の出力光
量を記憶するに当たり、第一実施例の如くビーム検出セ
ンサ１５の出力信号を用いるのではなく、制御部２０が
各レーザ光源１０に送出した光量設定信号を用い、この
光量設定信号から各レーザ光源１０の出力光量を演算す
るようにした。尚、他の構成については第一実施例と同
一なので、図中に同一符号を付してその説明は省略す
る。また、閾値設定プログラムについても第一実施例と
同一である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の光ビ
ーム走査装置によれば、複数のレーザ光源を有する光ビ
ーム走査装置に関し、ビーム検出手段が各レーザ光源か
ら射出され感光体を走査する光ビームを検出する際に、
いずれのレーザ光源から射出された光ビームがビーム検
出手段に到達しない場合であってもこれを確実に判断す
ることができ、各レーザ光源から射出された全ての光ビ
ームが正常に感光体を露光走査しているか否かを一のビ
ーム検出手段で正確に認識することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光ビーム走査装置の概略構成を示す
ブロック図である。

【図２】 本発明の第一実施例の概略構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】 第一実施例に係るレーザ光源の概略構成を示
すブロック図である。

【図４】 第一実施例に係る比較器の作用を説明するグ
ラフである。

【図５】 第一実施例に係る閾値設定プログラムを示す
フローチャートである。

【図６】 第一実施例に係る光量設定プログラムを示す
フローチャートである。

【図７】 第一実施例に係る閾値とレーザ光源の出力光
量との関係を説明するグラフである。

【図８】 一定の閾値を用いてＳＯＳ信号を生成した場
合のＳＯＳ信号のパルス幅の変化を示す説明図である。

【図９】 第一実施例に係る閾値を用いてＳＯＳ信号を
生成した場合のＳＯＳ信号のパルス幅の変化を示す説明
図である。

【図１０】 本発明の第二実施例の概略構成を示すブロ
ック図である。

【図１１】 一般的な光ビーム走査装置の構成を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１…レーザ光源、２…感光体、３…光量記憶手段、４…
閾値演算手段、５…ビーム検出手段、６…異常検出手段

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のレーザ光源を有し、これらレーザ
   光源から射出される光ビームを用いて感光体上に画像信
   号に応じた潜像を書き込む光ビーム走査装置において、 各レーザ光源に設定された出力光量を夫々記憶する光量
   記憶手段と、この光量記憶手段に記憶された各レーザ光
   源の光量のうち、最小光量のレーザ光源を除いて他のレ
   ーザ光源の出力光量の和を演算すると共に、かかる演算
   値と全レーザ光源の出力光量の和との間に閾値を設定す
   る閾値演算手段と、各レーザ光源から一斉に射出された
   光ビームを同時に検出する一のビーム検出手段と、この
   ビーム検出手段の出力信号を上記閾値と比較し、かかる
   出力信号が閾値よりも小さい場合に感光体に対する潜像
   の書き込みが不調であると判断する異常検出手段とを備
   えたことを特徴とする光ビーム走査装置。
2. 【請求項２】 各レーザ光源は射出する光ビームの出力
   光量を光量設定信号に応じて設定変更可能であり、前記
   光量記憶手段は設定変更後の光ビームの出力光量を記憶
   することを特徴とする請求項１記載の光ビーム走査装
   置。
3. 【請求項３】 各レーザ光源を出力光量の設定終了後に
   順番に点灯させ、前記光量記憶手段はこのときのビーム
   検出手段の出力信号から各レーザ光源の出力光量を検出
   することを特徴とする請求項２記載の光ビーム走査装
   置。
4. 【請求項４】 前記光量記憶手段は光量設定信号を用い
   て各レーザ光源の出力光量を演算することを特徴とする
   請求項２記載の光ビーム走査装置。