JP4473326B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば、複数のレーザビーム光により単一の感光体ドラム上を同時に走査露光して上記感光体ドラム上に単一の静電潜像を形成するためのビーム光走査装置、および、これを用いたデジタル複写機やレーザプリンタなどの画像形成装置に関する。

近年、たとえば、レーザビーム光による走査露光と電子写真プロセスとにより画像形成を行なうデジタル複写機が種々開発されている。

そして、最近では、さらに画像形成速度の高速化を図るために、マルチビーム方式、つまり、複数のレーザビーム光を発生させ、これら複数のレーザビーム光により複数ラインずつの同時走査が行なわれるようにしたデジタル複写機が開発されている。

このようなマルチビーム方式のデジタル複写機においては、レーザビーム光を発生する複数の半導体レーザ発振器、これら複数のレーザ発振器から出力される各レーザビーム光を感光体ドラムへ向けて反射し、各レーザビーム光により感光体ドラム上を走査するポリゴンミラーなどの多面回転ミラー、および、コリメータレンズやｆ−θレンズなどを主体に構成される、ビーム光走査装置としての光学系ユニットを備えている。

また、マルチビーム光学系を用いて高画質の画像を得るために、通常、各ビーム光の感光体ドラム上での光パワーを等しくするビーム光パワー制御が行なわれている。

このビーム光パワー制御は、感光体ドラム上に導かれたビーム光を光検知素子で検知して、光量に応じた電流に変換し、この光検知素子が出力する電流を電流・電圧変換器で電圧に変換し、この電流・電圧変換器の出力電圧を積分器で積分し、この積分器の出力をＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換することによりパワー検知情報を得て、このパワー検知情報に応じてレーザ発振器を制御することにより、感光体ドラム上を走査するビーム光のパワーが所定値となるように制御している。

さらに、マルチビーム方式のデジタル複写機においては、高画質で画像を形成するために、副走査方向のビーム光通過位置制御が行なわれている。

このビーム光通過位置制御は、感光体ドラム上に導かれたビーム光のその走査方向と直交する方向の通過位置を検知し、この検知結果に基づき、感光体ドラム上における所望の位置にビーム光の通過位置を偏向するための光路偏向量を算出し、この算出された光路偏向量に基づき、ガルバノミラーなどの光路偏向手段を制御することにより、ビーム光の感光体ドラム上におけるビーム光の通過位置を偏向制御するようになっている。

しかしながら、従来のビーム光パワー制御では、光検知素子を構成するフォトダイオードの感度ばらつきや、電流・電圧変換器内の電流・電圧変換抵抗器の抵抗値のばらつきなどによって、パワー検知特性が大きく変動する場合がある。たとえば、フォトダイオードの感度が仕様値よりも大きい場合や小さい場合、あるいは、電流・電圧変換抵抗器の抵抗値が設計値よりも大きい場合や小さい場合に生じる。

このように、各種ばらつきなどの要因で、パワー検知特性が画像形成装置ごとに異なると、画像形成装置間で出力画像に濃度の差が生じて画像を悪化させる場合がある。このため、現像などのプロセス条件を画像形成装置ごとに調整する必要が生じる。

また、従来のビーム光通過位置制御では、あるレーザ発振器やガルバノミラーに異常が生じた場合には、副走査方向のビーム光通過位置制御が正常に行なわれないため、画質が著しく悪化する。

このような場合には、通常、エラーやサービスマンコールなどのメッセージが表示され、装置の使用を停止する。しかしながら、マルチビーム光学系を有した画像形成装置の最大の特徴である高速記録の性格上、装置を使用不可の状態（装置をダウンさせた状態）で放置するのは、ユーザに多大な迷惑をかけることになる。

本発明は、マルチビーム光学系を用いた画像形成装置において、光路偏向手段に異常が生じた場合、実際にサービスマンによってメナテナンスされるまでの間、画像形成装置をダウンさせることなく、画像形成動作を続行できる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、３以上のビーム光により像担持体上を走査露光することにより前記像担持体上に画像を形成する画像形成装置であって、ビーム光を発生する３以上のビーム光発生手段と、この３以上のビーム光発生手段から発生されたビーム光により前記像担持体上を走査する走査手段と、この走査手段により前記像担持体上を走査すべく導かれた３以上のビーム光を、前記ビーム光の走査方向に対してほぼ直交する副走査方向に複数の解像度に対応した間隔で平行に並列配設された複数の光検知素子でそれぞれ検知するビーム光位置検知手段と、このビーム光位置検知手段の各検知結果に基づき、前記像担持体上における所望の位置に前記３以上のビーム光の通過位置を偏向するための光路偏向量をそれぞれ算出する演算手段と、前記３以上のビーム光にそれぞれ対応して設けられ、前記演算手段で算出された各光路偏向量に基づき、前記像担持体上における前記３以上のビーム光の各通過位置をそれぞれ偏向するための３以上の光路偏向手段と、前記光路偏向手段により偏向されるビーム光の何れかに異常が生じたことを検知する異常検知手段と、この異常検知手段により異常が生じたことが検知されると、前記複数の解像度の内１つの解像度に対応する前記ビーム光位置検知手段と、前記演算手段と、前記光路偏向手段とを用いて、その異常が生じたビーム光を除く残りの正常なビーム光の前記像担持体上における副走査方向ピッチを、前記１つの解像度に対応するピッチにそれぞれ変更する変更手段と、前記異常が生じたビーム光のビーム光発生手段の発光動作を停止させ、残りの正常なビーム光を用いて前記１つの解像度で画像形成動作を続行させる制御手段とを具備している。

マルチビーム光学系を用いた画像形成装置において、光路偏向手段に異常が生じた場合、実際にサービスマンによってメナテナンスされるまでの間、画像形成装置をダウンさせることなく画像形成動作を続行できる。

まず、第１の実施の形態について説明する。

図１は、本実施の形態に係るビーム光走査装置が適用される画像形成装置としてのデジタル複写機の構成を示すものである。すなわち、このデジタル複写機は、たとえば、画像読取手段としてのスキャナ部１、および、画像形成手段としてのプリンタ部２から構成されている。スキャナ部１は、図示矢印方向に移動可能な第１キャリジ３と第２キャリジ４、結像レンズ５、および、光電変換素子６などから構成されている。

図１において、原稿Ｏは透明ガラスからなる原稿台７上に下向きに置かれ、その原稿Ｏの載置基準は原稿台７の短手方向の正面右側がセンタ基準になっている。原稿Ｏは、開閉自在に設けられた原稿固定カバー８によって原稿台７上に押え付けられる。

原稿Ｏは光源９によって照明され、その反射光はミラー１０，１１，１２、および、結像レンズ５を介して光電変換素子６の受光面に集光されるように構成されている。ここで、上記光源９およびミラー１０を搭載した第１キャリジ３と、ミラー１１，１２を搭載した第２キャリジ４は、光路長を一定にするように２：１の相対速度で移動するようになっている。第１キャリジ３および第２キャリジ４は、キャリジ駆動用モータ（図示せず）によって読取タイミング信号に同期して右から左方向に移動する。

以上のようにして、原稿台７上に載置された原稿Ｏの画像は、スキャナ部１によって１ラインごとに順次読取られ、その読取り出力は、図示しない画像処理部において画像の濃淡を示す８ビットのデジタル画像信号に変換される。

プリンタ部２は、光学系ユニット１３、および、被画像形成媒体である用紙Ｐ上に画像形成が可能な電子写真方式を組合わせた画像形成部１４から構成されている。すなわち、原稿Ｏからスキャナ部１で読取られた画像信号は、図示しない画像処理部で処理が行なわれた後、半導体レーザ発振器からのレーザビーム光（以降、単にビーム光と称す）に変換される。ここに、本実施の形態では、半導体レーザ発振器を複数個（２個以上）使用するマルチビーム光学系を採用している。

光学系ユニット１３の構成については後で詳細を説明するが、ユニット内に設けられた複数の半導体レーザ発振器は、図示しない画像処理部から出力されるレーザ変調信号にしたがって発光動作し、これらから出力される複数のビーム光は、ポリゴンミラーで反射されて走査光となり、ユニット外部へ出力されるようになっている。

光学系ユニット１３から出力される複数のビーム光は、像担持体としての感光体ドラム１５上の露光位置Ｘの地点に必要な解像度を持つスポットの走査光として結像され、走査露光される。これによって、感光体ドラム１５上には、画像信号に応じた静電潜像が形成される。

感光体ドラム１５の周辺には、その表面を帯電する帯電チャージャ１６、現像器１７、転写チャージャ１８、剥離チャージャ１９、および、クリーナ２０などが配設されている。感光体ドラム１７は、駆動モータ（図示せず）により所定の外周速度で回転駆動され、その表面に対向して設けられている帯電チャージャ１６によって帯電される。帯電された感光体ドラム１５上の露光位置Ｘの地点に複数のビーム光（走査光）がスポット結像される。

感光体ドラム１５上に形成された静電潜像は、現像器１７からのトナー（現像剤）により現像される。現像によりトナー像を形成された感光体ドラム１５は、転写位置の地点で給紙系によりタイミングをとって供給される用紙Ｐ上に転写チャージャ１８によって転写される。

上記給紙系は、底部に設けられた給紙カセット２１内の用紙Ｐを、給紙ローラ２２と分離ローラ２３とにより１枚ずつ分離して供給する。そして、レジストローラ２４まで送られ、所定のタイミングで転写位置まで供給される。転写チャージャ１８の下流側には、用紙搬送機構２５、定着器２６、画像形成済みの用紙Ｐを排出する排紙ローラ２７が配設されている。これにより、トナー像が転写された用紙Ｐは、定着器２６でトナー像が定着され、その後、排紙ローラ２７を経て外部の排紙トレイ２８に排紙される。

また、用紙Ｐへの転写が終了した感光体ドラム１５は、その表面の残留トナーがクリーナ２０によって取り除かれて、初期状態に復帰し、次の画像形成の待機状態となる。

以上のプロセス動作を繰り返すことにより、画像形成動作が連続的に行なわれる。

以上説明したように、原稿台７上に置かれた原稿Ｏは、スキャナ部１で読取られ、その読取り情報は、プリンタ部２で一連の処理を施された後、用紙Ｐ上にトナー画像として記録されるものである。

次に、光学系ユニット１３について説明する。

図２は、光学系ユニット１３の構成と感光体ドラム１５の位置関係を示している。光学系ユニット１３は、たとえば、４つのビーム光発生手段としての半導体レーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを内蔵していて、それぞれのレーザ発振器３１ａ〜３１ｄが、同時に１走査ラインずつの画像形成を行なうことで、ポリゴンミラーの回転数を極端に上げることなく、高速の画像形成を可能としている。

すなわち、レーザ発振器３１ａはレーザドライバ３２ａで駆動され、出力されるビーム光は、図示しないコリメータレンズを通過した後、光路偏向手段としてのガルバノミラー３３ａに入射する。ガルバノミラー３３ａで反射されたビーム光は、ハーフミラー３４ａとハーフミラー３４ｂを通過し、多面回転ミラーとしてのポリゴンミラー３５に入射する。

ポリゴンミラー３５は、ポリゴンモータドライバ３７で駆動されるポリゴンモータ３６によって一定速度で回転されている。これにより、ポリゴンミラー３５からの反射光は、ポリゴンモータ３６の回転数で定まる角速度で、一定方向に走査することになる。ポリゴンミラー３５によって走査されたビーム光は、図示しないｆ−θレンズのｆ−θ特性により、これを通過することによって、一定速度で、ビーム光位置検知手段およびビーム光通過タイミング検知手段およびビーム光パワー検知手段としてのビーム光検知装置３８の受光面、および、感光体ドラム１５上を走査することになる。

レーザ発振器３１ｂは、レーザドライバ３２ｂで駆動され、出力されるビーム光は、図示しないコリメータレンズを通過した後、ガルバノミラー３３ｂで反射し、さらにハーフミラー３４ａで反射する。ハーフミラー３４ａからの反射光は、ハーフミラー３４ｂを通過し、ポリゴンミラー３５に入射する。ポリゴンミラー３５以降の経路は、上述したレーザ発振器３１ａの場合と同じで、図示しないｆ−θレンズを通過し、一定速度でビーム光検知装置３８の受光面および感光体ドラム１５上を走査する。

レーザ発振器３１ｃは、レーザドライバ３２ｃで駆動され、出力されるビーム光は、図示しないコリメータレンズを通過した後、ガルバノミラー３３ｃで反射し、さらにハーフミラー３４ｃを通過し、ハーフミラー３４ｂで反射し、ポリゴンミラー３５に入射する。ポリゴンミラー３５以降の経路は、上述したレーザ発振器３１ａ，３１ｂの場合と同じで、図示しないｆ−θレンズを通過し、一定速度でビーム光検知装置３８の受光面および感光体ドラム１５上を走査する。

レーザ発振器３１ｄは、レーザドライバ３２ｄで駆動され、出力されるビーム光は、図示しないコリメータレンズを通過した後、ガルバノミラー３３ｄで反射し、さらにハーフミラー３４ｃで反射し、ハーフミラー３４ｂで反射し、ポリゴンミラー３５に入射する。ポリゴンミラー３５以降の経路は、上述したレーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃの場合と同じで、図示しないｆ−θレンズを通過し、一定速度でビーム光検知装置３８の受光面および感光体ドラム１５上を走査する。

なお、レーザドライバ３２ａ〜３２ｄは、それぞれオートパワーコントロール（ＡＰＣ）回路を内蔵しており、後で説明する主制御部（ＣＰＵ）５１から設定される発光パワーレベルで常にレーザ発振器３１ａ〜３１ｄを発光動作させるようになっている。

このようにして、別々のレーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄから出力された各ビーム光は、ハーフミラー３４ａ，３４ｂ，３４ｃで合成され、４つのビーム光がポリゴンミラー３５の方向に進むことになる。

したがって、４つのビーム光は、同時に感光体ドラム１５上を走査することができ、従来のシングルビームの場合に比べ、ポリゴンミラー３５の回転数が同じである場合、４倍の速度で画像を記録することが可能となる。

ガルバノミラー３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄは、副走査方向のビーム光相互間の位置関係を調整（制御）するためのものであり、それぞれを駆動するガルバノミラー駆動回路３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄが接続されている。

ビーム光検知装置３８は、上記４つのビーム光の通過位置、通過タイミングおよびパワーをそれぞれ検知するためのものであり、その受光面が感光体ドラム１５の表面と同等になるよう、感光体ドラム１５の端部近傍に配設されている。このビーム光検知装置３８からの検知信号を基に、それぞれのビーム光に対応するガルバノミラー３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの制御（副走査方向の画像形成位置制御）、レーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの発光パワー（強度）の制御、および、発光タイミングの制御（主走査方向の画像形成位置制御）が行なわれる（詳細は後述する）。これらの制御を行なうための信号を生成するために、ビーム光検知装置３８には、ビーム光検知装置出力処理回路４０が接続されている。

次に、制御系について説明する。

図３は、主にマルチビーム光学系の制御を主体にした制御系を示している。すなわち、５１は全体的な制御を司る主制御部で、たとえば、ＣＰＵからなり、これには、メモリ５２、コントロールパネル５３、外部通信インタフェイス（Ｉ／Ｆ）５４、レーザドライバ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ、ポリゴンミラーモータドライバ３７、ガルバノミラー駆動回路３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ、信号処理手段としてのビーム光検知装置出力処理回路４０、同期回路５５、および、画像データインタフェイス（Ｉ／Ｆ）５６が接続されている。

同期回路５５には、画像データＩ／Ｆ５６が接続されており、画像データＩ／Ｆ５６には、画像処理部５７およびページメモリ５８が接続されている。画像処理部５７にはスキャナ部１が接続され、ページメモリ５８には外部インタフェイス（Ｉ／Ｆ）５９が接続されている。

ここで、画像を形成する際の画像データの流れを簡単に説明すると、以下のような流れとなる。

まず、複写動作の場合は、先に説明したように、原稿台７上にセットされた原稿Ｏの画像は、スキャナ部１で読取られ、画像処理部５７へ送られる。画像処理部５７は、スキャナ部１からの画像信号に対し、たとえば、周知のシェーディング補正、各種フィルタリング処理、階調処理、ガンマ補正などを施こす。

画像処理部５７からの画像データは、画像データＩ／Ｆ５６へと送られる。画像データＩ／Ｆ５６は、４つのレーザドライバ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄへ画像データを振り分ける役割を果たしている。

同期回路５５は、各ビーム光のビーム光検知装置３８上を通過するタイミングに同期したクロックを発生し、このクロックに同期して、画像データＩ／Ｆ５６から各レーザドライバ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄへ、画像データをレーザ変調信号として送出する。

このようにして、各ビーム光の走査と同期を取りながら画像データを転送することで、主走査方向に同期がとれた（正しい位置への）画像形成が行なわれるものである。

また、同期回路５５には、非画像領域で各レーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを強制的に発光動作させ、各ビーム光のパワーを制御するためのサンプルタイマや、各ビーム光の画像形成タイミングを取るために、ビーム光の順にしたがってビーム光検知装置３８上でそれぞれのレーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを発光動作させる論理回路などが含まれている。

コントロールパネル５３は、複写動作の起動や、枚数設定などを行なうマンマシンインタフェースである。

本デジタル複写機は、複写動作のみでなく、ページメモリ５８に接続された外部Ｉ／Ｆ５９を介して外部から入力される画像データをも形成出力できる構成となっている。なお、外部Ｉ／Ｆ５９から入力される画像データは、一旦ページメモリ５８に格納された後、画像データＩ／Ｆ５６を介して同期回路５５へ送られる。

また、本デジタル複写機が、たとえば、ネットワークなどを介して外部から制御される場合には、外部通信Ｉ／Ｆ５４がコントロールパネル５３の役割を果たす。

ガルバノミラー駆動回路３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄは、主制御部５１からの指示値にしたがってガルバノミラー３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを駆動する回路である。したがって、主制御部５１は、ガルバノミラー駆動回路３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄを介して、ガルバノミラー３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの各角度を自由に制御することができる。

ポリゴンモータドライバ３７は、先に述べた４つのビーム光を走査するポリゴンミラー３５を回転させるためのポリゴンモータ３６を駆動するドライバである。主制御部５１は、このポリゴンモータドライバ３７に対し、回転開始、停止と回転数の切換えを行なうことができる。回転数の切換えは、ビーム光検知装置３８でビーム光の通過位置を確認する際に、必要に応じて、所定の回転速度よりも回転数を落すときに用いる。

レーザドライバ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、先に説明した同期回路５５からのビーム光の走査に同期したレーザ変調信号にしたがってレーザ光を発光させる以外に、主制御部５１からの強制発光信号により、画像データとは無関係に強制的にレーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを発光動作させる機能を持っている。

また、主制御部５１は、それぞれのレーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが発光動作するパワーを、各レーザドライバ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄに対して設定する。発光パワーの設定は、プロセス条件の変化や、ビーム光の通過位置検知などに応じて変更される。

メモリ５２は、制御に必要な情報を記憶するためのものである。たとえば、各ガルバノミラー３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの制御量、ビーム光の通過位置を検知するための回路特性（増幅器のオフセット値）、および、ビーム光の到来順序などを記憶しておくことで、電源立ち上げ後、即座に光学系ユニット１３を画像形成が可能な状態にすることができる。

次に、ビーム光検知装置３８について説明する。

図４は、ビーム光検知装置３８の構成とビーム光の走査方向の関係を模式的に示している。４つの半導体レーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄからのビーム光ａ〜ｄは、左から右へとポリゴンミラー３５の回転によって走査され、ビーム光検知装置３８上を横切る。

ビーム光検知装置３８は、第１の光検知素子としての縦に長い２つのセンサパターンＳ１，Ｓ２、この２つのセンサパターンＳ１，Ｓ２に挟まれるように配設された第２，第３の光検知素子としての７つのセンサパターンＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＦ，ＳＧ、センサパターンＳ１の隣接部位（図面に対し右隣り）に設けられた第４の光検知素子としての１つのセンサパターンＳＨ、および、これら各センサパターンＳ１，Ｓ２，ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＦ，ＳＧ，ＳＨを一体的に保持する保持手段としての保持基板３８ａから構成されている。なお、センサパターンＳ１，Ｓ２，ＳＡ〜ＳＧ，ＳＨは、たとえば、フォトダイオードによって構成されている。

ここに、センサパターンＳ１は、ビーム光の通過を検知して、後述する積分器のリセット信号（積分動作開始信号）を発生するパターン、センサパターンＳ２は、同じくビーム光の通過を検知して、後述するＡ／Ｄ変換器の変換開始信号を発生するパターンである。センサパターンＳＡ〜ＳＧは、ビーム光の通過位置を検知するパターンである。また、センサパターンＳＨは、ビーム光のパワーを検知するためのパターンである。

センサパターンＳ１，Ｓ２は、図４に示すように、ガルバノミラー３３ａ〜３３ｄの位置に関係なく、ポリゴンミラー３５によって走査されるビーム光ａ〜ｄが必ず横切るように、ビーム光の走査方向に対して直角方向に長く形成されている。たとえば、本例では、ビーム光の走査方向の幅Ｗ１，Ｗ３が２００μｍであるのに対し、ビーム光の走査方向に直角な方向の長さＬ１は２０００μｍである。

センサパターンＳＡ〜ＳＧは、図４に示すように、センサパターンＳ１とＳ２の間で、ビーム光の走査方向と直角な方向に積み重なるように配設されていて、その配設長さはセンサパターンＳ１，Ｓ２の長さＬ１と同一となっている。なお、センサパターンＳＡ〜ＳＧのビーム光の走査方向の幅Ｗ２は、たとえば、６００μｍである。

センサパターンＳＨは、図４から明らかなように、副走査方向のサイズ（ビーム光の走査方向に直角な方向のサイズ）が、センサパターンＳ１，Ｓ２の長さＬ１と同じく、充分大きなサイズを有しており、このビーム光検知装置３８をビーム光がよぎる際には、必ずこのセンサパターンＳＨ上をビーム光が通過するようになっている。

なお、センサパターンＳＢ〜ＳＦのパターン形状は、たとえば、３２．３μｍ×６００μｍの長方形であり、ビーム光の走査方向と直角方向に約１０μｍの微少なギャップが形成されている。したがって、ギャップ間の配設ピッチは４２．３μｍになっている。また、センサパターンＳＡとＳＢ、センサパターンＳＦとＳＧのギャップも約１０μｍになるように配設されている。なお、センサパターンＳＡ，ＳＧのビーム光の走査方向と直角方向の幅は、センサパターンＳＢ〜ＳＦの幅よりも大きくしてある。

このように構成されたビーム光検知装置３８の出力を用いた制御の詳細は後述するが、４２．３μｍピッチに形成されたギャップが、ビーム光ａ，ｂ，ｃ，ｄの通過位置を所定のピッチ（本例では４２．３μｍ）間隔に制御するための目標となる。すなわち、ビーム光ａはセンサパターンＳＢとＳＣによって形成されたギャップが、ビーム光ｂはセンサパターンＳＣとＳＤによって形成されたギャップが、ビーム光ｃはセンサパターンＳＤとＳＥによって形成されたギャップが、ビーム光ｄはセンサパターンＳＥとＳＦによって形成されたギャップが、それぞれ通過位置の目標となる。

図５は、図４のビーム光検知装置３８を用いたときのビーム光の通過位置制御を説明するための図であり、図３のブロック図のうちのビーム光制御に着目し、その制御に関連する部分を抜き出して詳細に示したものである。

先に説明したように、ビーム光検知装置３８のセンサパターンＳ１，Ｓ２からは、ビーム光が通過したことを示すパルス状の信号が出力される。また、複数のセンサパターンＳＡ〜ＳＧ，ＳＨからは、ビーム光の通過位置に応じてそれぞれ独立した信号が出力される。

この複数のセンサパターンＳＡ〜ＳＧ，ＳＨのうち、センサパターンＳＡ，ＳＧ，ＳＨの各出力信号は、増幅器６１，６２，９９（以後、増幅器Ａ，Ｇ，Ｈと言うこともある）にそれぞれ入力される。なお、増幅器６１，６２，９９の各増幅率は、ＣＰＵからなる主制御部５１によって設定されるようになっている。

また、複数のセンサパターンＳＡ〜ＳＧのうち、センサパターンＳＢ〜ＳＦの各出力信号は、センサパターンＳＢ〜ＳＦのうち隣り合う出力信号の差を増幅する差動増幅器６３〜６６（以後、差動増幅器Ｂ−Ｃ，Ｃ−Ｄ，Ｄ−Ｅ，Ｅ−Ｆと言うこともある）にそれぞれ入力される。ここに、差動増幅器６３は、センサパターンＳＢ，ＳＣの各出力信号の差を増幅し、差動増幅器６４は、センサパターンＳＣ，ＳＤの各出力信号の差を増幅し、差動増幅器６５は、センサパターンＳＤ，ＳＥの各出力信号の差を増幅し、差動増幅器６６は、センサパターンＳＥ，ＳＦの各出力信号の差を増幅する。

増幅器６１〜６６，９９の各出力信号は、それぞれ選択回路（アナログスイッチ）４１に入力される。選択回路４１は、主制御部（ＣＰＵ）５１からのセンサ選択信号により、積分器４２へ入力する信号を選択する。選択回路４１にて選択された増幅器の出力信号は、積分器４２に入力されて積分される。

一方、センサパターンＳ１から出力されるパルス状の信号も、積分器４２に入力されている。このセンサパターンＳ１からのパルス状の信号は、積分器４２をリセットすると同時に新たな積分動作を開始させるリセット信号（積分動作開始信号）として用いられる。なお、積分器４２の役割は、ノイズの除去作用と、ビーム光検知装置３８の取付け傾きの影響除去などである。

積分器４２の出力は、Ａ／Ｄ変換器４３へ入力される。また、センサパターンＳ２から出力されるパルス状の信号も、Ａ／Ｄ変換器４３へ入力されている。Ａ／Ｄ変換器４３のＡ／Ｄ変換動作は、センサパターンＳ２からの信号が変換開始信号として印加されることによって開始される。すなわち、ビーム光がセンサパターンＳ２を通過するタイミングでＡ／Ｄ変換が開始される。

このように、センサパターンＳ１からのパルス信号により、ビーム光がセンサパターンＳＡ〜ＳＧを通過する直前に積分器４２をリセットすると同時に積分動作を開始させ、ビーム光がセンサパターンＳＡ〜ＳＧ上を通過している間は、積分器４２はビーム光の通過位置を示す信号を積分する。

そして、ビーム光がセンサパターンＳＡ〜ＳＧ上を通過し終えた直後に、センサパターンＳ２からのパルス信号をトリガに、積分器４２で積分した結果をＡ／Ｄ変換器４３でＡ／Ｄ変換することにより、ノイズが少なく、ビーム光通過位置検知についてはビーム光検知装置３８の取付け傾きの影響が除去された検知信号をデジタル信号に変換することができる。

また、パワーを測定したいビーム光のレーザ発振器を強制的に発光させ、ポリゴンミラー３５によってビーム光検知装置３８上を所定の速度で走査させ、センサパターンＳＨから出力される電気信号を、増幅器９９（Ｈ）で増幅し、センサパターンＳ１，Ｓ２から出力されるパルス信号のタイミングに基づき、積分器４２で積分して、Ａ／Ｄ変換器４３でＡ／Ｄ変換し、主制御部５１に取込むことにより、感光体ドラム１５上でのビーム光のパワーを検知することができるようになっている。

なお、Ａ／Ｄ変換を終了したＡ／Ｄ変換器４３は、主制御部５１に対し、処理が終了したことを示す割込信号ＩＮＴを出力するようになっている。

ここに、増幅器６１〜６６，９９、選択回路４１、積分器４２、および、Ａ／Ｄ変換器４３は、ビーム光検知装置出力処理回路４０を構成している。

このようにして、デジタル信号に変換されたビーム光検知装置３８からのビーム光パワー検知信号およびビーム光位置検知信号は、感光体ドラム１５上での相対的なビーム光パワー情報あるいはビーム光位置情報として主制御部５１に入力され、それぞれのビーム光の感光体ドラム１５上での光パワーやビーム光の通過位置などが判断される。

さて、このようにして得られた感光体ドラム１５上での相対的なビーム光パワー検知信号やビーム光位置検知信号に基づいて、主制御部５１では、各レーザ発振器３１ａ〜３１ｄに対する発光パワーの設定や、各ガルバノミラー３３ａ〜３３ｄの制御量が演算される。それらの演算結果は、必要に応じてメモリ５２に記憶される。主制御部５１は、この演算結果をレーザドライバ３２ａ〜３２ｄおよびガルバノミラー駆動回路３９ａ〜３９ｄへ送出する。

ガルバノミラー駆動回路３９ａ〜３９ｄには、図５に示したように、この演算結果のデータを保持するためのラッチ４４ａ〜４４ｄが設けられており、主制御部５１が一旦データを書込むと、次にデータを更新するまでは、その値を保持するようになっている。

ラッチ４４ａ〜４４ｄに保持されているデータは、Ｄ／Ａ変換器４５ａ〜４５ｄによりアナログ信号（電圧）に変換され、ガルバノミラー３３ａ〜３３ｄを駆動するためのドライバ４６ａ〜４６ｄに入力される。ドライバ４６ａ〜４６ｄは、Ｄ／Ａ変換器４５ａ〜４５ｄから入力されたアナログ信号（電圧）にしたがってガルバノミラー３３ａ〜３３ｄを駆動制御する。

なお、本例では、センサパターンＳＡ〜ＳＧの増幅された出力信号は、選択回路４１によりその１つのみが選択されて積分され、Ａ／Ｄ変換されているため、一度にセンサパターンＳＡ〜ＳＧの出力信号を主制御部５１に入力することはできない。

したがって、ビーム光がどこを通過しているか分からない状態においては、選択回路４１を順次切換え、センサパターンＳＡ〜ＳＧの全てのセンサパターンからの出力信号を主制御部５１に入力して、ビーム光の通過位置を判定する必要がある。

しかし、一旦、どのあたりをビーム光が通過しているかが認識できると、ガルバノミラー３３ａ〜３３ｄを極端に動かさない限り、ビーム光の通過する位置はほぼ予想でき、常に全てのセンサパターンの出力信号を主制御部５１に入力する必要はない。

図６は、ビーム光検知装置出力処理回路４０におけるビーム光パワー検知部の構成例を詳細に示している。ビーム光パワー検知部は、電流・電圧変換器として機能する前記増幅器９９、積分器４２、および、Ａ／Ｄ変換器４３により構成されている。ただし、積分器４２およびＡ／Ｄ変換器４３は、副走査方向のビーム光位置検知部と共用しており、目的に応じて選択回路４１としてのアナログスイッチＳＷ１を切換えて使用するようになっている。

まず、増幅器９９について説明する。パワー検知用のセンサパターン（フォトダイオード）ＳＨのカソードは、抵抗器ＲＰを介して直流電源ＶＳに接続され、アノードは、電流・電圧変換アンプとしてのオペアンプＡ１の反転入力端に接続される。オペアンプＡ１の非反転入力端には、基準電圧Ｖｒｅｆが印加されている。

オペアンプＡ１の反転入力端と出力端との間には、アナログスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，…ＳＷ１ｎをそれぞれ介して抵抗器Ｒｆ１，Ｒｆ２，…Ｒｆｎが並列に接続されている。アナログスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，…ＳＷ１ｎは、主制御部５１からの増幅率設定信号によってオン，オフ制御されるようになっている。

オペアンプＡ１の出力端とアナログスイッチＳＷ１の一端との間には、パワー検知特性のばらつきを調整するための調整手段としての可変抵抗器ＶＲが接続されている。

次に、積分器４２について説明する。アナログスイッチＳＷ１の他端は、抵抗器Ｒ１を介してオペアンプＡ２の反転入力端に接続される。オペアンプＡ２の非反転入力端には、基準電圧Ｖｒｅｆが印加されている。オペアンプＡ２の反転入力端と出力端との間には、コンデンサＣが接続されるとともに、アナログスイッチＳＷ２を介して抵抗器Ｒ２が接続されている。アナログスイッチＳＷ２は、主制御部５１からの積分器リセット信号によってオン，オフ制御されるようになっている。

オペアンプＡ２の出力は、Ａ／Ｄ変換器４３に送られて、アナログ値からデジタル値に変換される。Ａ／Ｄ変換器４３は、Ａ／Ｄ変換が終了すると、変換終了信号を主制御部５１に送信する。主制御部５１は、変換終了信号を受信すると、デジタル値に変換されたビーム光位置情報を読込むようになっている。

以下、図６の回路および図７に示す要部の出力波形を参照して、パワー検知動作（およびパワー検知制御）を説明する。

パワー検知を行なう際には、増幅率設定信号によって、オペアンプＡ１の増幅率を設定する。すなわち、たとえば、アナログスイッチＳＷ１１を選択した場合には、アナログスイッチＳＷ１１のみが閉成され、残りのアナログスイッチＳＷ１２〜ＳＷ１ｎは開放される。次に、センサ選択信号により選択回路４１としてのアナログスイッチＳＷ１を閉成して、オペアンプＡ１の出力が積分器４２に入力されるように設定される。

その後、対象となるビーム光の走査位置が、パワー検知用のセンサパターンＳＨのほぼ中央部（実際には、センサパターンＳＨのエッジ部からある程度中央寄りであればよい）となるように、ガルバノミラーを使用して移動させる。

ビーム光がセンサパターンＳ１上を通過すると、センサパターンＳ１からパルス状の信号が出力され、図示しない２値化回路によって２値化された後に、積分器リセット信号としてアナログスイッチＳＷ２に入力され、積分器４２をリセットする（積分コンデンサＣの電荷を放電させる）。

ビーム光がセンサパターンＳＨ上を通過すると、ビーム光の光量に応じた電流がセンサパターンＳＨから出力され、オペアンプＡ１によって電流・電圧変換され、積分器４２に入力される。積分器４２は、オペアンプＡ１の出力を積分し、その電荷を保持する。

ビーム光がセンサパターンＳ２上を通過すると、センサパターンＳ２からパルス状の信号が出力され、図示しない２値化回路によって２値化された後に、変換開始信号としてＡ／Ｄ変換器４３に入力される。Ａ／Ｄ変換器４３は、積分器４２の出力をＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換が終了すると、主制御部５１に変換終了信号を出力する。

変換終了信号を受取ると、主制御部５１は、Ａ／Ｄ変換器４３の出力を読取り、読取ったＡ／Ｄ変換出力が所望の値よりも小さい場合は、対応するレーザ発振器の出力を上げるように制御し、また、Ａ／Ｄ変換出力が所望の値よりも大きい場合には、対応するレーザ発振器の出力を下げるように制御して、Ａ／Ｄ変換出力が所望の値となるまで上記動作を繰り返す。

ところで、センサパターンＳＨを構成するフォトダイオードは、光量に比例した電流を出力するため、図８の特性（Ａ）のようなパワー検知特性グラフが得られる。本図の例では、パワーがＰmax のときにＡ／Ｄ変換出力が「ＦＦＦＨ」の特性を有している。

しかし、センサパターンＳＨを構成するフォトダイオードの感度のばらつきや、電流・電圧変換用の抵抗器（Ｒｆ１〜Ｒｆｎ）の抵抗値のばらつきによって、図８の特性（Ｂ）や（Ｃ）のようなパワー検知特性となる場合がある。特性（Ｂ）の場合は、フォトダイオードの感度が仕様値よりも大きい場合や、電流・電圧変換用の抵抗器の抵抗値が設計値よりも大きい場合に生じる。また、特性（Ｃ）の場合は、フォトダイオードの感度が仕様値よりも小さい場合や、電流・電圧変換用の抵抗器の抵抗値が設計値よりも小さい場合に生じる。

所望のパワーがＰａ［μＷ］の場合には、パワー検知制御はＡ／Ｄ変換出力が例えば「ＡＢＥＨ」となるように、レーザ発振器の出力を調整する。ところが、パワー検知特性が特性（Ｂ）の場合には、「ＡＢＥＨ」を目標にレーザ発振器の出力を調整すると、パワーがＰｂ［μＷ］となり、Ｐａよりも小さいパワーで調整されてしまう。また、パワー検知特性が特性（Ｃ）の場合には、パワーがＰａ［μＷ］よりも大きなＰｃ［μＷ］に調整されてしまう。

一方、最大パワーＰmax ［μＷ］を所望のパワーとした場合には、「ＦＦＦＨ」が目標になるが、特性（Ｂ）の場合、Ｐmax ［μＷ］よりも小さいＰ１［μＷ］に、また、特性（Ｃ）の場合、Ｐmax ［μＷ］よりも大きいＰ２［μＷ］に調整されてしまう（ただし、後者の場合、レーザ発振器の出力がＰ２［μＷ］出力可能な場合）。

これらは、光学装置間のレーザ発振器の出力のばらつきとして問題となる。

そこで、本実施の形態では、図６に示したように、オペアンプＡ１の後段に調整用の可変抵抗器ＶＲを設けることにより、この可変抵抗器ＶＲによって、センサパターン（フォトダイオード）ＳＨの感度のばらつきや、電流・電圧変換用の抵抗器（Ｒｆ１〜Ｒｆｎ）の抵抗値のばらつきを吸収する。すなわち、可変抵抗器ＶＲによって積分定数を変更し、較正を行なうものである。

たとえば、図９に示すように、図８の特性（Ｂ）の場合には、オペアンプＡ１の出力が特性（Ａ）に比較して大きいので、可変抵抗器ＶＲの抵抗値を大きくする。すると、積分定数が大きくなり（積分が、鈍感に、遅くなる）、特性（Ａ）に近づけることができる。また、特性（Ｃ）の場合には、オペアンプＡ１の出力が特性（Ａ）に比較して小さいので、可変抵抗器ＶＲの抵抗値を小さくする。すると、積分定数が小さくなり（積分が、敏感に、速くなる）、特性（Ａ）に近づけることができる。

以下、可変抵抗器ＶＲの調整方法を説明する。

増幅率の設定や、センサ選択終了後、所定のパワーでビーム光を走査させる。本例では所定のパワーをＰmax とする。なお、本方式では、上記ビーム光が基準となるので、センサパターンＳＨの面上（像面）でＰmax であることを、光パワーメータなどの測定器を使用して前もって確認しておく。

ビーム光がセンサパターンＳＨ上を通過するのに伴い、主制御部５１はパワー検知部の情報を読取り、コントロールパネル５３に表示を行なう。可変抵抗器ＶＲの調整を行なう作業者は、コントロールパネル５３の表示を見ながら、表示値が「ＦＦＥＨ」から「ＦＦＦＨ」に変化するポイントになるよう可変抵抗器ＶＲを調整する。

上記第１の実施の形態によれば、パワー検知部に較正用の可変抵抗器ＶＲを設けることによって、フォトダイオードの感度のばらつきや、オペアンプＡ１の変換用抵抗器の抵抗値のばらつきによるパワー検知特性誤差を較正し、パワー検知特性のばらつきを著しく少なくできる。

次に、第２の実施の形態について説明する。

図１０は、ビーム光検知装置出力処理回路４０におけるビーム光パワー検知部の構成例を詳細に示している。図６との相違点は、リファレンス電圧を接地電位（０［Ｖ］）としている点と、接地した抵抗器ＲＬでセンサパターンＳＨの出力電流を電流・電圧変換している点である。なお、図６は単一電源（たとえば、０〜５［Ｖ］）を、図１０は両電源（たとえば、±２．５［Ｖ］）を想定している。

図６と構成の異なる増幅器９９について説明する。パワー検知用のセンサパターン（フォトダイオード）ＳＨのカソードは、抵抗器ＲＰを介して直流電源ＶＳに接続され、アノードは、電流・電圧変換アンプとしてのオペアンプＡ１の非反転入力端に接続されるとともに、抵抗器ＲＬを介して接地されている。

オペアンプＡ１の反転入力端と出力端との間には、アナログスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，…ＳＷ１ｎをそれぞれ介して抵抗器Ｒ２１，Ｒ２２，…Ｒ２ｎが並列に接続されている。オペアンプＡ１の反転入力端は、抵抗器Ｒｒを介して接地されている。アナログスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，…ＳＷ１ｎは、主制御部５１からの増幅率設定信号によってオン，オフ制御されるようになっている。

なお、この実施の形態の場合、積分器４２におけるオペアンプＡ２の非反転入力端は接地されている。

上記第２の実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様な作用効果が期待できる。

次に、第３の実施の形態について説明する。

マルチビーム光学系を有した画像形成装置において、レーザ発振器やガルバノミラーに異常が生じた場合には、副走査方向のビーム光通過位置制御が正常に行なわれないため、画質が悪化する。このような場合には、通常、エラーやサービスマンコールのメッセージが表示され、装置の使用を停止する。しかし、マルチビーム光学系を有した画像形成装置の最大の特徴である高速複写の性格上、装置を使用不可の状態（装置をダウンさせた状態）で放置するのは、ユーザに多大な迷惑をかけることになる。

そこで、本実施の形態では、上記の状態に陥った際に、異常のあったレーザ発振器やガルバノミラーを使用しないで画像形成を行ない、サービスマンが修理するまでの間を複写可能としたものであり、以下、詳細に説明する。

図１１は、図４のビーム光検知装置３８を用いたときのビーム光の通過位置制御を説明するための図である。前述した図５と基本的な構成は同様であるが、センサパターンＳ１の出力が主制御部５１に接続されている点が図５と異なる。センサパターンＳ１の出力を使用して、レーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄおよびガルバノミラー３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの異常をそれぞれ検知する。以下、異常検知について説明する。

異常検知を行なう場合、まず、ポリゴンミラー３５を所定速度で回転させる。次に、対象となるビーム光（本実施の形態では第１ビーム光ａ）を点灯させ、さらに、そのビーム光に対応するガルバノミラー（第１ガルバノミラー３３ａ）が最大振角（上下どちらでもよいが、以下、上方向のセンサパターンＳＡ側に振った場合を説明する）となるように、ガルバノミラーを動作させる。

次に、ガルバノミラーを下方向に粗いステップで動作させる。本実施の形態では、センサパターンの上下方向の大きさが約２ｍｍであるため、１００μｍ程度のステップで動作させるものとする。ガルバノミラーおよびレーザ発振器に異常がなければ、ビーム光はセンサパターンＳ１上を必ず通過し、センサパターンＳ１から信号が出力される。

主制御部５１は、センサパターンＳ１の出力を受取った場合には、第１レーザ発振器３１ａおよび第１ガルバノミラー３３ａには異常がないものと判断し、上記と同様の方法で第２ビーム光ｂに対する異常検知を行なう。一方、センサパターンＳ１から信号が出力されない場合には、第１レーザ発振器３１ａあるいは第１ガルバノミラー３３ａは異常であると判断する。

上記の動作を全てのビーム光に対して実行し、レーザ発振器およびガルバノミラーの異常検知を行なう。

上記異常検知の結果、いずれかのレーザ発振器あるいはガルバノミラーに異常があった場合には、その旨をコントロールパネル５３上に表示する。そして、これ以後は、異常のあったレーザ発振器あるいはガルバノミラーの動作を停止させて、それを使用せず、残りの正常なレーザ発振器およびガルバノミラーを使用して画像を形成する。

たとえば、レーザ発振器３１ａに異常があった場合には、それ以外の正常なレーザ発振器３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを使用して画像を形成する。また、たとえば、ガルバノミラー３３ａに異常があった場合には、それ以外の正常なガルバノミラー３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを使用して画像を形成する。すなわち、たとえば、４つのビーム光のうち第１ビーム光ａに異常があった場合には、第１ビーム光ａ以外の正常な第２、第３、第４ビーム光ｂ，ｃ，ｄを用いて画像を形成するものである。

この場合、図１２（ｂ）に破線で示すように、第１ビーム光ａの画像が抜けているのであるから、当然、画質は落ちるが、高速複写の場合、装置を止めないメリットは大きい。なお、図１２（ａ）は正常時の記録状態を示している。

また、この場合、たとえば、「ビーム光（レーザ発振器あるいはガルバノミラー）が故障しているため、画像が劣化しています」というメッセージをコントロールパネル５３上に表示し、本装置の使用者に報知する。

上記第３の実施の形態によれば、マルチビーム光学系を有した画像形成装置において、あるレーザ発振器やガルバノメータに異常が生じた場合に、それに対応するビーム光を画像形成に使用せず、残りの正常なビーム光で画像を形成することにより、ビーム光が全て正常な場合に比較すると、画質は多少悪化するものの、画像形成装置の使用者の業務を妨げる時間が短縮される。

次に、第４の実施の形態について説明する。

本実施の形態では、レーザ発振器やガルバノミラーに異常が生じた場合、異常のあったレーザ発振器およびガルバノミラーは使用せず、残りの正常なレーザ発振器およびガルバノミラーを使用し、さらに、正常なビーム光の本数に応じた画像データの変換を行ない（６００ｄｐｉ、４ビーム→６００ｄｐｉ、３ビームに変換）、画質の劣化を起こすことなしに画像形成を行なうものであり、以下、詳細に説明する。

図１３は、図４のビーム光検知装置３８を用いたときのビーム光の通過位置制御を説明するための図である。前述した図１１と基本的な構成は同様であるが、主制御部５１から画像処理部５７へデータ変換信号が出力されている点が図１１と異なる。画像処理部５７は、主制御部５１からのデータ変換信号によって、ビーム光数の変更（減少）に伴う画像データの変換を行なうようになっている。

レーザ発振器およびガルバノミラーの異常検知の方法は、前述した第３の実施の形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。

異常検知によって、いずれかのレーザ発振器あるいはガルバノミラーに異常があった場合には、その旨をコントロールパネル５３上に表示する。そして、これ以降は、異常のあったレーザ発振器あるいはガルバノミラーの動作を停止させて、それを使用せず、残りの正常なレーザ発振器およびガルバノミラーを使用して画像を形成する。

本実施の形態は、この際に、画像処理部５７でビーム光数の減少に伴う画像データの変換を行ない、画質を劣化させることなしに画像形成を行なうことを特徴としている。以下、たとえば、第１ビーム光ａに何らかの異常が生じたものとして説明する。

まず、第１ビーム光ａに異常が生じた場合には、その旨をコントロールパネル５３上に表示し、使用者にサービスマンコールするよう促す。その後、ビーム光数の減少に伴うデータ変換を行なうために、主制御部５１は画像処理部５７にデータ変換信号を送信する。

画像処理部５７は、それを受けてビーム光数（残りの３本）の変更に合わせて、画像データのデータ変換を行なう。すなわち、図１４（ｂ）に示すように、第１ビーム光ａのデータを第２ビーム光ｂへ、第２ビーム光ｂのデータを第３ビーム光ｃへ、第３ビーム光ｃのデータを第４ビーム光ｄへ、それぞれ割り当てる（変換後の一走査）。さらに、第４ビーム光ｄのデータを第２ビーム光ｂへ、次の走査の第１ビーム光ａのデータを第３ビーム光ｂへ、第２ビーム光ｂのデータを第４ビーム光ｄへ、それぞれ変換する。以後、上記の変換を最終データまで繰り返す。なお、図１４（ａ）は正常時の記録状態を示している。

さらに、主制御部５１は、データ変換信号を出力すると同時に、ポリゴンミラー３５を駆動するポリゴンモータ３６の回転数、および、感光体ドラム１５を駆動するドラムモータの各回転数を上記に応じた回転数に設定する。

これらによって、多少、複写速度は遅くなるものの、ビーム光数を減少させたにもかかわらず、画質を劣化させることなしに画像形成することが可能となる。 また、この場合、たとえば、「ビーム光（レーザ発振器あるいはガルバノミラー）が故障しているため、複写速度が低下しています」というメッセージをコントロールパネル５３上に表示し、本装置の使用者に報知する。

なお、その他の動作は、通常のシーケンスから第１ビーム光を除いたものと同様であるので、ここでは説明を省略する。

上記第４の実施の形態によれば、マルチビーム光学系を有した画像形成装置において、あるレーザ発振器やガルバノメータに異常が生じた場合に、それに対応するビーム光を画像形成に使用せず、画像処理部で画像データの変換を行ない、残りの正常なビーム光で画像を形成することにより、ビーム光が全て正常な場合に比較すると、複写速度が多少遅くなるものの、画質の劣化はない。また、画像形成装置の使用者の業務を妨げる時間が短縮される。

次に、第５の実施の形態について説明する。

本実施の形態では、レーザ発振器やガルバノミラーに異常が生じた場合、異常のあったレーザ発振器およびガルバノミラーは使用せず、残りの正常なレーザ発振器およびガルバノミラーを使用し、さらに、正常なビーム光の本数に応じた解像度変換を行ない（６００ｄｐｉ、４ビーム→４００ｄｐｉ、３ビームに解像度変換）、画質の劣化を起こすことなしに画像形成を行なうものであり、以下、詳細に説明する。

図１５は、２種類の解像度に対応したビーム光検知装置３８の構成とビーム光の走査方向の関係を模式的に示しており、図４のビーム光検知装置３８との相違点は、ビーム光の通過位置を検知するセンサパターンＳＢ〜ＳＦが、２種類の解像度にそれぞれ対応して設けられている点にあり、その他は図４のビーム光検知装置３８と同様であるので、説明は省略する。

すなわち、センサパターンＳＢ１〜ＳＦ１は、第１の解像度（たとえば、６００ｄｐｉ）用のビーム光通過位置検知センサパターンで、これらは同一の形状（面積も同一）で、およそ４２．３μｍ（２５．４ｍｍ÷６００）間隔で配設されていて、ビーム光ａ〜ｄがそれぞれ隣接するセンサパターンの中間を通過するように通過位置を制御することによって、４２．３μｍの間隔で走査されるようになっている。

また、センサパターンＳＢ２〜ＳＦ２は、第２の解像度（たとえば、４００ｄｐｉ）用のビーム光通過位置検知センサパターンで、これらは同一の形状（面積も同一）で、およそ６３．５μｍ（２５．４ｍｍ÷４００）間隔で配置されていて、ビーム光ａ〜ｄがそれぞれ隣接するセンサパターンの中間を通過するように通過位置を制御することによって、６３．５μｍの間隔で走査されるようになっている。

図１６は、図１５のビーム光検知装置３８を用いたときのビーム光の通過位置制御を説明するための図であり、図５との相違点は、ビーム光検知装置出力処理回路４０の構成において、センサパターンＳＢ１〜ＳＦ１，ＳＢ２〜ＳＦ２に対応して差動増幅器が設けられている点、および、センサ選択信号に解像度切換信号が追加された点にあり、その他の構成は基本的に図５と同様であるので、説明は省略する。

すなわち、差動増幅器６３１は、センサパターンＳＢ１，ＳＣ１の各出力信号 の差を増幅し、差動増幅器６４１は、センサパターンＳＣ１，ＳＤ１の各出力信号の差を増幅し、差動増幅器６５１は、センサパターンＳＤ１，ＳＥ１の各出力信号の差を増幅し、差動増幅器６６１は、センサパターンＳＥ１，ＳＦ１の各出力信号の差を増幅する。また、差動増幅器６３２は、センサパターンＳＢ２，Ｓ Ｃ２の各出力信号の差を増幅し、差動増幅器６４２は、センサパターンＳＣ２，ＳＤ２の各出力信号の差を増幅し、差動増幅器６５２は、センサパターンＳＤ２，ＳＥ２の各出力信号の差を増幅し、差動増幅器６６２は、センサパターンＳＥ２，ＳＦ２の各出力信号の差を増幅する。

増幅器６３１〜６６１，６３２〜６６２の各出力信号は、それぞれ選択回路（アナログスイッチ）４１に入力される。選択回路４１は、主制御部（ＣＰＵ）５１からのセンサ選択信号により、積分器４２へ入力する信号を選択する。

すなわち、第１の解像度（６００ｄｐｉ）でビーム光の通過位置制御を行なう場合は、選択回路４１によって下記の差動増幅器を選択し、それに対応するビーム光の通過位置制御を行なう。

・差動増幅器６３１：ビーム光ａ ・差動増幅器６４１：ビーム光ｂ ・差動増幅器６５１：ビーム光ｃ ・差動増幅器６６１：ビーム光ｄ 同様に、第２の解像度（４００ｄｐｉ）でビーム光の通過位置制御を行なう場合は、選択回路４１によって下記の差動増幅器を選択し、それに対応するビーム光の通過位置制御を行なう。

・差動増幅器６３２：ビーム光ａ ・差動増幅器６４２：ビーム光ｂ ・差動増幅器６５２：ビーム光ｃ ・差動増幅器６６２：ビーム光ｄ さらに、図５との相違点は、主制御部５１から選択回路４１へ出力される解像度切換信号を含んだセンサ選択信号が画像処理部５７へも出力されている点と、センサパターンＳ１の出力が主制御部５７へも接続されている点である。前者は、ビーム光数の変更時および解像度の変換時に必要となり、また、後者は、ガルバノミラーおよびレーザ発振器の異常検知時に必要となる。

レーザ発振器およびガルバノミラーの異常検知の方法は、前述した第３の実施の形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。

異常検知によって、いずれかのレーザ発振器あるいはガルバノミラーに異常があった場合には、その旨をコントロールパネル５３上に表示する。そして、これ以降は、異常のあったレーザ発振器あるいはガルバノミラーの動作を停止させて、それを使用せず、残りの正常なレーザ発振器およびガルバノミラーを使用して画像を形成する。

本実施の形態は、この際に、ビーム光数の減少と解像度の変更に合わせて、画像処理部５７で画像データの変換を行ない、画質を劣化させることなしに画像形成を行なうことを特徴としている。以下、たとえば、第１ビーム光ａに何らかの異常が生じたものとして説明する。

まず、第１ビーム光ａに異常が生じた場合には、その旨をコントロールパネル５３上に表示する。その後、解像度変換を行なうため、主制御部５１は、画像処理部５７に解像度変換信号（および、データ変換信号）を送信する。画像処理部５７は、それを受けてビーム光の数（残りの３本）と解像度の変更（６００ｄｐｉ→４００ｄｐｉ）に合わせて、画像データのデータ変換を行なう。

さらに、主制御部５１は、データ変換信号を出力すると同時に、ポリゴンミラー３５を駆動するポリゴンモータ３６の回転数、および、感光体ドラム１５を駆動するドラムモータの各回転数を上記に応じた回転数に設定する。

また、この場合、たとえば、「ビーム光（レーザ発振器あるいはガルバノミラー）が故障しているため、複写速度が低下しています」というメッセージをコントロールパネル５３上に表示し、本装置の使用者に報知する。

次に、正常な３本のビーム光のパワー制御を行ない、その後に副走査方向のビーム光通過位置制御を行なう。両制御とともに、その詳細は例えば特願平９−２５７３５１号に記載された画像形成装置を参照していただきたい。本例の場合、３本のビーム光で、解像度が４００ｄｐｉであるから、それぞれのビーム光を以下の位置に制御する。

第１ビーム光ａ：使用しない 第２ビーム光ｂ：センサパターンＳＣ２とＳＤ２との中心 第３ビーム光ｃ：センサパターンＳＤ２とＳＳＥ２との中心 第４ビーム光ｄ：センサパターンＳＥ２とＳＦ２との中心 このような制御によって、４００ｄｐｉのピッチにビーム光の通過位置が制御される。

上記第５の実施の形態によれば、マルチビーム光学系を有した画像形成装置において、あるレーザ発振器やガルバノメータに異常が生じた場合に、それに対応するビーム光を画像形成に使用せず、画像処理部で画像データの変換および解像度の変換を行ない、残りの正常なビーム光で画像を形成することにより、ビーム光が全て正常な場合に比較すると、複写速度が多少遅くなるものの、画質の劣化はない。また、画像形成装置の使用者の業務を妨げる時間が短縮される。

本発明によれば、マルチビーム光学系を用いた画像形成装置において、光路偏向手段に異常が生じた場合、実際にサービスマンによってメナテナンスされるまでの間、画像形成装置をダウンさせることなく、画像形成動作を続行できる画像形成装置を提供できる。

本発明の実施の形態に係るデジタル複写機の構成を概略的に示す構成図。 光学系ユニットの構成と感光体ドラムの位置関係を示す図。 光学系の制御を主体にした制御系を示すブロック図。 ビーム光検知装置の構成を概略的に示す構成図。 第１、第２の実施の形態において図４のビーム光検知装置を用いたビーム光の通過位置制御を説明するためのブロック図。 第１の実施の形態に係るビーム光パワー検知部の構成例を詳細に示す回路図。 パワー検知部の動作を説明するための要部の信号波形図。 パワー検知部のパワー検知特性を示すグラフ。 パワー検知部の動作を説明するための要部の信号波形図。 第２の実施の形態に係るビーム光パワー検知部の構成例を詳細に示す回路図。 第３の実施の形態において図４のビーム光検知装置を用いたビーム光の通過位置制御を説明するためのブロック図。 第３の実施の形態における画像形成動作を説明するための図。 第４の実施の形態において図４のビーム光検知装置を用いたビーム光の通過位置制御を説明するためのブロック図。 第４の実施の形態における画像形成動作を説明するための図。 第５の実施の形態におけるビーム光検知装置の構成を概略的に示す構成図。 第５の実施の形態において図１５のビーム光検知装置を用いたビーム光の通過位置制御を説明するためのブロック図。

符号の説明

１……スキャナ部、２……プリンタ部、６……光電変換素子、９……光源、１３……光学系ユニット、１４……画像形成部、１５……感光体ドラム（像担持体）、３１ａ〜３１ｄ……半導体レーザ発振器（ビーム光発生手段）、３３ａ〜３３ｄ……ガルバノミラー（光路偏向手段）、３５……ポリゴンミラー、３８……ビーム光検知装置（ビーム光位置検知手段、ビーム光パワー検知手段）、３９ａ〜３９ｄ……ガルバノミラー駆動回路、４０……ビーム光検知装置出力処理回路、４１……選択回路、４２……積分器、４３……Ａ／Ｄ変換器、Ｓ１〜Ｓ６，ＳＨ，ＳＡ〜ＳＧ，ＳＢ１〜ＳＦ１，ＳＢ２〜ＳＦ２……センサパターン（光検知素子）、５１……主制御部、５２……メモリ、９９……増幅器、Ａ１……オペアンプ、ＶＲ……可変抵抗器（調整手段）。

Claims (2)

1. ３以上のビーム光により像担持体上を走査露光することにより前記像担持体上に画像を形成する画像形成装置であって、
   ビーム光を発生する３以上のビーム光発生手段と、
   この３以上のビーム光発生手段から発生されたビーム光により前記像担持体上を走査する走査手段と、
   この走査手段により前記像担持体上を走査すべく導かれた３以上のビーム光を、前記ビーム光の走査方向に対してほぼ直交する副走査方向に複数の解像度に対応した間隔で平行に並列配設された複数の光検知素子でそれぞれ検知するビーム光位置検知手段と、
   このビーム光位置検知手段の各検知結果に基づき、前記像担持体上における所望の位置に前記３以上のビーム光の通過位置を偏向するための光路偏向量をそれぞれ算出する演算手段と、
   前記３以上のビーム光にそれぞれ対応して設けられ、前記演算手段で算出された各光路偏向量に基づき、前記像担持体上における前記３以上のビーム光の各通過位置をそれぞれ偏向するための３以上の光路偏向手段と、
   前記光路偏向手段により偏向されるビーム光の何れかに異常が生じたことを検知する異常検知手段と、
   この異常検知手段により異常が生じたことが検知されると、前記複数の解像度の内１つの解像度に対応する前記ビーム光位置検知手段と、前記演算手段と、前記光路偏向手段とを用いて、その異常が生じたビーム光を除く残りの正常なビーム光の前記像担持体上における副走査方向ピッチを、前記１つの解像度に対応するピッチにそれぞれ変更する変更手段と、
   前記異常が生じたビーム光のビーム光発生手段の発光動作を停止させ、残りの正常なビーム光を用いて前記１つの解像度で画像形成動作を続行させる制御手段と、
   を具備したことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記複数の解像度は、第１の解像度及び第１より低い第２の解像度であって、前記変更手段は、正常なビーム光の前記像担持体上における副走査方向ピッチを、前記第２の解像度に対応するピッチにそれぞれ変更することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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