JP7034838B2 - 画像形成装置 - Google Patents
画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7034838B2 JP7034838B2 JP2018106947A JP2018106947A JP7034838B2 JP 7034838 B2 JP7034838 B2 JP 7034838B2 JP 2018106947 A JP2018106947 A JP 2018106947A JP 2018106947 A JP2018106947 A JP 2018106947A JP 7034838 B2 JP7034838 B2 JP 7034838B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- timing
- signal
- holding means
- optical scanning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Laser Beam Printer (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Description
本発明は、光走査装置を備える画像形成装置に関し、特に光走査装置における異常検知に関する。
従来から画像形成装置が備える光走査装置では、半導体レーザから出射される光ビームを回転多面鏡により偏向して、f-θレンズを介して感光ドラムに照射する方式が知られている。この方式では、回転多面鏡を含むスキャナモータの回転制御を安定的に行う必要がある。ラスタスキャンされた光ビームをビームディテクタ(以下、BDという)が所定の位置で検知して、ビーム検知信号(以下、BD信号という)を出力する。BD信号に基づいて、スキャナモータの回転基準信号が生成され、生成された回転基準信号に基づいて、各スキャナモータが等速回転するように制御される。一方、BDに光ビームが到達しなかった場合は、BD信号が出力されないため、スキャナモータの回転基準信号が生成されず、その結果、スキャナモータの回転制御を安定的に行うことができなくなる。この課題に対応するため、フォトダイオードを用いてレーザダイオードの発光状態を確認し、レーザ異常を検知する方法がある。例えば、例えば、特許文献1では、レーザダイオードから複数ビームを同時に発光させたときのモニタ電流値と、1ビームのみ発光させたときのモニタ電流値の比率が、規定値より小さい場合に、警告を報知して、光量制御を禁止する提案がされている。
レーザ異常の要因としては、レーザダイオード、フォトダイオード、あるいはレーザダイオードを制御するドライバ等の部品不良の他に、ケーブルの断線や接触不良による光量制御信号の不通(信号が通らず、正常に受信されないこと)がある。光量制御信号の不通の場合は、光量制御信号が受信できないため、光量制御が行えず、レーザダイオードの発光状態は不安定になる。特に、光走査装置に搭載される半導体レーザのマルチビーム化に伴い、ケーブルのピン数が増加し、この種の故障が増加している。上述した従来例では、光量制御信号が不通時には発光状態が不安定になり、検知精度に影響する。また、フォトダイオードをモニタする検知タイミングは発光時のみに限定されるので、発光時に限定されない対策が課題となっている。
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、簡易な構成で、半導体レーザの異常を検知することを目的とする。
上述した課題を解決するために、本発明では、以下の構成を備える。
(1)供給される駆動電流に応じた光量の光ビームを出力する光源と、前記光源から出力される前記光ビームの光量を検知する検知手段と、前記駆動電流を供給するための電圧を保持する電圧保持手段と、前記検知手段により検知された前記光ビームの光量を目標光量に合わせるために前記電圧保持手段が保持する電圧を制御するとともに、前記電圧保持手段に保持された電圧に応じた駆動電流を前記光源に供給し、前記光源を駆動する駆動手段と、を有する光走査装置と、前記光走査装置を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記駆動手段を起動した後の第1のタイミングで取得した前記電圧保持手段に保持された電圧に基づいて、前記光走査装置の異常を検知するとともに、検知された前記異常の要因を特定することを特徴とする画像形成装置。
本発明によれば、簡易な構成で、半導体レーザの異常を検知することができる。
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
[光走査装置の制御回路]
後述する実施例との比較のために、従来の光走査装置の回路について、以下に説明する。図1(a)は、半導体レーザから出射される光ビームで感光ドラムを走査する従来の光走査装置2と、光走査装置2を制御する画像制御部5の構成を説明する回路ブロック図である。図1(a)において、画像制御部5は、電源502と、光走査装置2を制御するLS制御部501と、LS制御部501を制御する制御手段であるCPU503から構成されている。
後述する実施例との比較のために、従来の光走査装置の回路について、以下に説明する。図1(a)は、半導体レーザから出射される光ビームで感光ドラムを走査する従来の光走査装置2と、光走査装置2を制御する画像制御部5の構成を説明する回路ブロック図である。図1(a)において、画像制御部5は、電源502と、光走査装置2を制御するLS制御部501と、LS制御部501を制御する制御手段であるCPU503から構成されている。
光走査装置2は、4つのレーザダイオードを有する光源である半導体レーザ(以下、LDという)12を有し、LD12は、4つのレーザダイオード(LD12a、LD12b、LD12c、LD12d)から各々光ビームを出射する。また、光走査装置2は、LD12が出射したレーザ光を受光する受光素子で、検知手段であるフォトダイオード(以下、PDという)14を備える。光走査装置2内に配置されたレーザ駆動部11には、LD12を駆動する駆動回路30a~30dがLD12a~LD12dに対応して設けられており、各駆動回路30a~30dの回路構成は同様である。図1(a)では、LD12aに対応する駆動回路30aのみを示し、LD12a~LD12dに対応する駆動回路30b~30dの回路構成は駆動回路30aと同様であるため、表示を省略する。以下では、LD12aの駆動回路30aを例に説明する。
レーザ駆動部11は、LD12aを駆動するために、駆動手段である駆動回路30a、抵抗37a、39a、電圧保持手段であるホールドコンデンサ38aを備えている。更に、駆動回路30aは、基準電圧(図中、Vrefと表示)32a、比較器31a、スイッチ33a、36a、V-I(電圧―電流)変換回路(図中、V-I変換と表示)34a、トランジスタ35aを有する。駆動回路30aは、LD12aからの光ビームをPD14で受光して、光量が一定となるように、LD12aに供給する駆動電流を決定する光量制御を行う。
光走査装置2のレーザ駆動部11と画像制御部5との間は、複数の信号線で構成されるケーブル60で接続されている。ケーブル60は線材、FFC等で構成される。ケーブル接続信号50は、画像制御部5の電源502の電源線を光走査装置2を介してループバックして、画像制御部5と光走査装置2との接続検知を行うために用いられる。ケーブル接続信号50は、ケーブル60の両端の信号線に配置され、LS制御部501はケーブル接続信号50の状態に基づいて、ケーブル60の斜め差し等による接続不良を検知する。
イネーブル信号(以下、ENB信号という)22は、駆動回路30a内のスイッチ36aの開閉状態を制御し、ローレベルの場合にはスイッチ36aを閉じて、ホールドコンデンサ38aの電荷を全放電させる。サンプルホールド信号であるS/H信号(以下、光量制御信号ともいう)27は、ローレベルの場合にはLD12の光量制御を行うように駆動回路30を動作させる。一方、S/H信号27がハイレベルの場合には、画像データ(以下、DATA)24に応じて、LD12を制御するように、駆動回路30を動作させる。S/H信号がローレベルの場合に行われる光量制御は、APC制御(Automatic Power Control)であり、LD12が出射するレーザ光の光量を目標光量に制御するために実行される。
APC制御の際には、LD12aには、V-I変換回路34aにより、ホールドコンデンサ38aの充電電圧(以下、ホールド電圧ともいう)に対応する電流が流れ、LD12aは、電流値に応じた光量のレーザ光を出射する。PD14は、LD12aからのレーザ光を受光することによって、その光量に応じた電流を駆動回路30aに出力する。PD14は、抵抗37a及び比較器31aに接続されている。PD14から出力された電流は、抵抗37aを介してグランドに流れ、抵抗37aに生じる電圧が比較器31aに入力される。
比較器31aは、基準電圧(Vref)32aと抵抗37aに生じた電圧とを比較し、比較結果に基づいて、ホールドコンデンサ38aの充電電圧を制御する。すなわち、基準電圧32aの方が抵抗37aに生じた電圧よりも大きければ、ホールドコンデンサ38aの充電電圧が増加するようにホールドコンデンサ38aを充電する。一方、基準電圧32aが抵抗37aに生じた電圧よりも小さい場合には、ホールドコンデンサ38aの充電電圧が減少するようにホールドコンデンサ38aから電荷を放電する。比較器31aは、基準電圧32aと抵抗37aに生じた電圧が等しい場合には、ホールドコンデンサ38aの充電電圧を維持させる。このように、ホールドコンデンサ38aには、光量制御の結果に応じた電圧であるホールド電圧Vchaが充電される。ホールド電圧Vchaは、V-I変換回路34aで、LD12aの駆動電流に変換される。
[光走査装置のタイミングチャート]
図1(b)は、図1(a)で説明した光走査装置2の光量制御を説明するタイミングチャートである。なお、上述したLD12aが出射する光ビームは、BD(ビームディテクタ)20(図5参照)がBD信号21を出力するために検知する光ビームに設定されている。図1(b)では、縦軸方向の上から順に、BD信号21、ENB信号22、光量制御信号27(S/Ha、S/Hb、S/Hc、S/Hd)、画像データ24(DATAa、DATAb、DATAc、DATAd)の信号波形が示されている。なお、図中のS/Ha、S/Hb、S/Hc、S/Hdは、それぞれ図1(a)の光量制御信号27a、27b、27c、27dに対応する。 更に、図1(b)には、LD12aに対応するホールドコンデンサ38aのホールド電圧Vchaの電圧波形、LD12a(図中、LDaと表示)から出力される光ビームの発光光量を示す光量波形が示されている。なお、電圧Vthは、LD12aの発光開始電圧を示し、光量Poは、目標光量を示す。また、横軸は、時間を示し、TA、TBは、タイミング(時間)を示す。図1(b)でも、図1(a)と同様に、LD12a~LD12dのうち、LD12aを例に説明する。
図1(b)は、図1(a)で説明した光走査装置2の光量制御を説明するタイミングチャートである。なお、上述したLD12aが出射する光ビームは、BD(ビームディテクタ)20(図5参照)がBD信号21を出力するために検知する光ビームに設定されている。図1(b)では、縦軸方向の上から順に、BD信号21、ENB信号22、光量制御信号27(S/Ha、S/Hb、S/Hc、S/Hd)、画像データ24(DATAa、DATAb、DATAc、DATAd)の信号波形が示されている。なお、図中のS/Ha、S/Hb、S/Hc、S/Hdは、それぞれ図1(a)の光量制御信号27a、27b、27c、27dに対応する。 更に、図1(b)には、LD12aに対応するホールドコンデンサ38aのホールド電圧Vchaの電圧波形、LD12a(図中、LDaと表示)から出力される光ビームの発光光量を示す光量波形が示されている。なお、電圧Vthは、LD12aの発光開始電圧を示し、光量Poは、目標光量を示す。また、横軸は、時間を示し、TA、TBは、タイミング(時間)を示す。図1(b)でも、図1(a)と同様に、LD12a~LD12dのうち、LD12aを例に説明する。
BD信号21の波形において、ローレベルに立ち下がってから次にローレベルに立ち下がるまでの期間が、光走査装置2が後述する感光ドラム25(図4参照)を走査する1周期となる。また、光量制御信号27のS/Ha、S/Hb、S/Hc、S/Hdのローレベルの期間が、それぞれ対応するLD12a、LD12b、LD12c、LD12dの光量制御が行われる期間である。
ENB信号22がローレベルであるタイミングTA点までの区間では、LD12aのホールドコンデンサ38aの放電が行われるため、ホールド電圧Vchaは0Vであり、LD12aの発光も行われない。続いて、タイミングTAからタイミングTBの間の期間では、画像制御部5は、ENB信号22をローレベルからハイレベルに切り替える。更に、画像制御部5は、S/Haをローレベルに、DATAaをローレベルに設定して、LD12aの光量制御を開始する。駆動回路30aは、LD12aの光量制御を実行すると、ホールドコンデンサ38aのホールド電圧Vchaを上昇させる。そして、タイミングTBで、ホールドコンデンサ38aのホールド電圧Vchaが発光開始電圧Vthを超えると、LD12aは発光を開始する。駆動回路30aは、LD12aの出力光量が目標光量Poになるよう、ホールドコンデンサ38aのホールド電圧Vchaを制御する。BD20がLD12aからの発光を検知して、BD信号21を出力すると、LD12a~LD12dの各光ビームの光量制御が順次行われる。
[リーク電流によるホールドコンデンサの充電]
図2は、図1(a)の駆動回路30a内のスイッチ33aの動作を説明する模式図である。スイッチ33aの状態は、光量制御信号(S/H信号)27aにより制御される。光量制御信号27aがローレベルの場合には、スイッチ33aは短絡状態となり、駆動回路30aによりホールドコンデンサ38aの充放電が行われる。一方、光量制御信号27aがハイレベルの場合には、スイッチ33aは開放状態となるが、開放状態でも微少電流がホールドコンデンサ38aに流れる。この電流は、リーク電流Ileakと呼ばれ、その電流値は充放電電流の1/100以下である。そのため、ケーブル60の断線の場合には、光量制御信号27aを送信する信号線が未接続状態となるが、リーク電流Ileakにより、ホールドコンデンサ38aのホールド電圧Vchaの上昇が発生することになる。
図2は、図1(a)の駆動回路30a内のスイッチ33aの動作を説明する模式図である。スイッチ33aの状態は、光量制御信号(S/H信号)27aにより制御される。光量制御信号27aがローレベルの場合には、スイッチ33aは短絡状態となり、駆動回路30aによりホールドコンデンサ38aの充放電が行われる。一方、光量制御信号27aがハイレベルの場合には、スイッチ33aは開放状態となるが、開放状態でも微少電流がホールドコンデンサ38aに流れる。この電流は、リーク電流Ileakと呼ばれ、その電流値は充放電電流の1/100以下である。そのため、ケーブル60の断線の場合には、光量制御信号27aを送信する信号線が未接続状態となるが、リーク電流Ileakにより、ホールドコンデンサ38aのホールド電圧Vchaの上昇が発生することになる。
[リーク電流によるレーザダイオードの異常発光]
図3は、図1(b)に示すケーブル60を通る信号線の一つが断線し、その信号線を介して送信される光量制御信号27aが駆動回路30aに入力されなくなった場合のLD12aの光量制御を説明するタイミングチャートである。図3の縦軸及び横軸は、図1(b)と同様であり、説明を省略する。なお、TCはタイミング(時間)を示す。タイミングTAまでのENB信号22がローレベルの区間では、LD12aに対応するホールドコンデンサ38aのホールド電圧Vchaが0Vであり、LD12aの発光も行われない。タイミングTAを過ぎると、画像制御部5は、ENB信号22をハイレベルに設定し、光量制御信号27aをローレベル、及び画像データ24をローレベルに設定する。ところが、光量制御信号27aを通す信号線が断線しているため、光量制御信号27aはハイレベルのままである。一方、上述したリーク電流Ileakにより、LD12aに対応するホールドコンデンサ38aのホールド電圧Vchaが上昇する。その結果、ホールド電圧Vchaが発光開始電圧Vthを超え、LD12aによる画像制御が行われるタイミングTBとタイミングTCとの間では、画像データであるDATAaに基づいて、LD12aの異常発光が発生することになる。
図3は、図1(b)に示すケーブル60を通る信号線の一つが断線し、その信号線を介して送信される光量制御信号27aが駆動回路30aに入力されなくなった場合のLD12aの光量制御を説明するタイミングチャートである。図3の縦軸及び横軸は、図1(b)と同様であり、説明を省略する。なお、TCはタイミング(時間)を示す。タイミングTAまでのENB信号22がローレベルの区間では、LD12aに対応するホールドコンデンサ38aのホールド電圧Vchaが0Vであり、LD12aの発光も行われない。タイミングTAを過ぎると、画像制御部5は、ENB信号22をハイレベルに設定し、光量制御信号27aをローレベル、及び画像データ24をローレベルに設定する。ところが、光量制御信号27aを通す信号線が断線しているため、光量制御信号27aはハイレベルのままである。一方、上述したリーク電流Ileakにより、LD12aに対応するホールドコンデンサ38aのホールド電圧Vchaが上昇する。その結果、ホールド電圧Vchaが発光開始電圧Vthを超え、LD12aによる画像制御が行われるタイミングTBとタイミングTCとの間では、画像データであるDATAaに基づいて、LD12aの異常発光が発生することになる。
[画像形成装置の構成]
図4は、実施例1の電子写真方式の画像形成装置1の全体構成を示す断面図である。画像形成装置1は、光走査装置2Y、2M、2C、2K、画像制御部5、画像読取部500、感光ドラム25Y、25M、25C、25Kを含む作像部506、定着部504、及び給紙/搬送部505から構成される。画像読取部500は、原稿台に置かれた原稿に対して、照明を当てて原稿の画像を光学的に読み取り、読み取った画像を画像データ(電気信号)24へ変換する。光走査装置2(2Y、2M、2C、2K)は、画像データ24に応じて発光し、感光ドラム25を走査する。画像制御部5は、画像読取部500から画像データ24を受信し、受信した画像データ24を画像信号へ変換する。そして、画像制御部5は、画像信号を光走査装置2Y、2M、2C、2Kへ送信したり、光走査装置2Y、2M、2C、2Kの発光制御を行う。図4中の符号の添字Y、M、C、Kは、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)に対応する構成であることを示す。なお、以下では、特定の感光ドラム等を指す場合を除き、符号の添字を省略することとする。
図4は、実施例1の電子写真方式の画像形成装置1の全体構成を示す断面図である。画像形成装置1は、光走査装置2Y、2M、2C、2K、画像制御部5、画像読取部500、感光ドラム25Y、25M、25C、25Kを含む作像部506、定着部504、及び給紙/搬送部505から構成される。画像読取部500は、原稿台に置かれた原稿に対して、照明を当てて原稿の画像を光学的に読み取り、読み取った画像を画像データ(電気信号)24へ変換する。光走査装置2(2Y、2M、2C、2K)は、画像データ24に応じて発光し、感光ドラム25を走査する。画像制御部5は、画像読取部500から画像データ24を受信し、受信した画像データ24を画像信号へ変換する。そして、画像制御部5は、画像信号を光走査装置2Y、2M、2C、2Kへ送信したり、光走査装置2Y、2M、2C、2Kの発光制御を行う。図4中の符号の添字Y、M、C、Kは、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)に対応する構成であることを示す。なお、以下では、特定の感光ドラム等を指す場合を除き、符号の添字を省略することとする。
作像部506は、4つの画像形成ステーションP(PY、PM、PC、PK)を有する。4つの画像形成ステーションPは同じ構成を有し、無端の中間転写ベルト511の回転方向(時計回り方向)に沿って、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の順に並べられている。画像形成ステーションPのそれぞれは、矢印方向(反時計回り方向)に回転する感光体である感光ドラム25を有し、感光ドラム25の周りには、回転方向(反時計回り方向)に沿って、帯電器3、現像装置4、及びクリーニング装置7が配置されている。
帯電器3は、回転する感光ドラム25の表面を同じ電位で均一に帯電する。光走査装置2は、画像信号に従って変調された光ビームを出射して、感光ドラム25の表面上に静電潜像を形成する。現像装置4は、感光ドラム25上(感光体上)に形成された静電潜像をそれぞれの色のトナー(現像剤)を付着させて現像し、トナー像を形成する。一次転写部材6により、感光ドラム25上のトナー像は中間転写ベルト511上に順次重畳して転写され、カラー画像が形成される。クリーニング装置7は、中間転写ベルト511に転写されずに感光ドラム25上に残ったトナーを回収する。
記録媒体であるシートSは、給紙/搬送部505の給紙カセット508又は手差しトレイ509から二次転写ローラ510へ搬送される。二次転写ローラ510は、中間転写ベルト511上のトナー像を一括して、シートSへ転写する。トナー像が転写されたシートSは、定着部504へ搬送される。定着部504は、シートSを加熱及び加圧してトナーを融解して、シートSにトナー像を定着させる。トナー画像が定着されたシートSは、排出トレイ512へ排出される。
光走査装置2は、イエロー画像の光ビームの出射開始タイミングからそれぞれマゼンタ、シアン及びブラック画像の光ビームの出射を順次開始していく。副走査方向(感光ドラム25の回転方向)における光走査装置2の出射開始タイミングを制御することにより、中間転写ベルト511上に色ずれのないフルカラーのトナー像が形成される。
[光走査装置の構成]
図5は、実施例1の光走査装置2の構成を説明する図である。光走査装置2は、レーザ駆動部11、光源であるLD12、コリメータレンズ13、PD14、シリンドリカルレンズ15、スキャナモータ16、回転多面鏡16a、f-θレンズ17、反射ミラー18、及びBD20を有する。LD12から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ13及びシリンドリカルレンズ15を経て、回転多面鏡16aへと進む。非画像領域において、レーザ光L1は、回転多面鏡16aにより偏向され、f-θレンズ17を経てBD20に受光される。BD20は、レーザ光L1を検知すると、画像領域の基準位置を決定するBD信号21を出力する。一方、BD信号21に基づいて、光走査装置2は、露光を開始する。画像領域では、レーザ光L2は、回転多面鏡16aにより偏向され、f-θレンズ17を通過した後、反射ミラー18により反射されて、感光ドラム25上を走査する。これにより、感光ドラム25上に静電潜像が形成される。
図5は、実施例1の光走査装置2の構成を説明する図である。光走査装置2は、レーザ駆動部11、光源であるLD12、コリメータレンズ13、PD14、シリンドリカルレンズ15、スキャナモータ16、回転多面鏡16a、f-θレンズ17、反射ミラー18、及びBD20を有する。LD12から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ13及びシリンドリカルレンズ15を経て、回転多面鏡16aへと進む。非画像領域において、レーザ光L1は、回転多面鏡16aにより偏向され、f-θレンズ17を経てBD20に受光される。BD20は、レーザ光L1を検知すると、画像領域の基準位置を決定するBD信号21を出力する。一方、BD信号21に基づいて、光走査装置2は、露光を開始する。画像領域では、レーザ光L2は、回転多面鏡16aにより偏向され、f-θレンズ17を通過した後、反射ミラー18により反射されて、感光ドラム25上を走査する。これにより、感光ドラム25上に静電潜像が形成される。
[画像制御部、光走査装置の制御回路]
図6は、本実施例の光走査装置2内に配置されたレーザ駆動部11及びレーザ駆動部11を制御する画像制御部5の構成を説明する回路ブロック図である。なお、図1(a)と同様に、LD12は4ビームレーザとする。また、図6では、図1(a)と同様に、LD12aに対応する駆動回路30aのみを示し、LD12b~LD12dに対応する駆動回路30b~30dの回路構成は同様であるため、表示を省略する。図6では、光走査装置2に、出力手段である電圧切替回路53が追加されている点を除けば、図1(a)に示す回路と同様である。ここでは、電圧切替回路53について説明を行い、図1(a)と同様の回路構成については、説明を省略する。
図6は、本実施例の光走査装置2内に配置されたレーザ駆動部11及びレーザ駆動部11を制御する画像制御部5の構成を説明する回路ブロック図である。なお、図1(a)と同様に、LD12は4ビームレーザとする。また、図6では、図1(a)と同様に、LD12aに対応する駆動回路30aのみを示し、LD12b~LD12dに対応する駆動回路30b~30dの回路構成は同様であるため、表示を省略する。図6では、光走査装置2に、出力手段である電圧切替回路53が追加されている点を除けば、図1(a)に示す回路と同様である。ここでは、電圧切替回路53について説明を行い、図1(a)と同様の回路構成については、説明を省略する。
図6では、光走査装置2に電圧切替回路53が追加されている。電圧切替回路53には、LD12a、LD12b、LD12c、LD12dの各ホールドコンデンサ38a~38dの充電電圧がバッファ52a~52dを介して入力される。LS制御部501は、ケーブル60の信号線を介して切替信号54を電圧切替回路53に出力する。切替信号54が電圧切替回路53に入力すると、電圧切替回路53は、切替信号54に応じて、指定されたホールドコンデンサ38のホールド電圧Vchを充電電圧51として信号線を介して、画像制御部5のCPU503に出力する。これにより、CPU503は、LD12a、LD12b、LD12c、LD12dの各ホールドコンデンサ38a~38dのホールド電圧Vcha、Vchb、Vchc、Vchdを検知することができる。なお、図6では、電圧切替回路53が、切替信号によりLD12aを選択し、ホールドコンデンサ38aのホールド電圧VchaをCPU503へ出力している場合の接続を示している。また、CPU503は、時間を測定するためのタイマを有しているものとする。
表1は、図6の駆動回路30の光量制御と、各信号レベルの関係を示す表である。表1において、ENB信号22がローレベル(表中、Lで示す。以下、同じ)の場合には、ホールドコンデンサ38aは全放電状態となる。ENB信号22がハイレベル(表中、Hで示す。以下、同じ)の場合には、光量制御信号27、画像データ(DATA)24の状態に応じて、次のような制御が行われる。光量制御信号27がローレベル、DATA24がローレベルの場合には、LD12の光量制御が行われる。光量制御信号27がローレベル、DATA24がハイレベルの場合には、LD12は消灯される。光量制御信号27がハイレベルの場合には、DATA24のローレベル、又はハイレベルに応じたLD12の制御、すなわちデータ出力(定電流)が行われる。
[ホールドコンデンサのホールド電圧と光走査装置の動作状態]
図7は、LD12の動作状態におけるホールドコンデンサ38のホールド電圧Vchの時間推移を示すグラフである。図7の横軸は、スキャナモータ16が起動され、レーザ駆動部11が動作を開始してからの経過時間Tを示す。図中、T1、T1’、T2はタイミング(時間)を示し、詳細は後述する。図7の縦軸は、ホールドコンデンサ38のホールド電圧Vchを示す。縦軸に示す目標値は、LD12の光量制御時の目標光量に対するホールドコンデンサ38のホールド電圧Vchの収束値である。規格上限値、規格下限値は、目標光量に対する目標値のバラつきを考慮して決定される規格上の上限電圧値、下限電圧値であり、許容範囲内の電圧値を示している。また、規格上限値は、LD12の光量制御時の最大光量に対応するホールド電圧Vchの電圧値であり、規格下限値は、LD12の光量制御時の最小光量に対応するホールド電圧Vchの電圧値でもよい。出力限界値は、駆動回路30の特性によって決定されるホールド電圧Vchの最大値(限界値)である。
図7は、LD12の動作状態におけるホールドコンデンサ38のホールド電圧Vchの時間推移を示すグラフである。図7の横軸は、スキャナモータ16が起動され、レーザ駆動部11が動作を開始してからの経過時間Tを示す。図中、T1、T1’、T2はタイミング(時間)を示し、詳細は後述する。図7の縦軸は、ホールドコンデンサ38のホールド電圧Vchを示す。縦軸に示す目標値は、LD12の光量制御時の目標光量に対するホールドコンデンサ38のホールド電圧Vchの収束値である。規格上限値、規格下限値は、目標光量に対する目標値のバラつきを考慮して決定される規格上の上限電圧値、下限電圧値であり、許容範囲内の電圧値を示している。また、規格上限値は、LD12の光量制御時の最大光量に対応するホールド電圧Vchの電圧値であり、規格下限値は、LD12の光量制御時の最小光量に対応するホールド電圧Vchの電圧値でもよい。出力限界値は、駆動回路30の特性によって決定されるホールド電圧Vchの最大値(限界値)である。
図7において、実線で示すグラフAは、駆動回路30aが正常な場合のホールドコンデンサ38のホールド電圧Vchの変化を示すグラフである。一方、破線で示すグラフA’は、LD12a発光時の光量を測定するPD14が異常な場合の、ホールドコンデンサ38のホールド電圧Vchの変化を示すグラフである。グラフAとグラフA’において、ホールド電圧Vchが目標値までは、所定電流で充電される。そのため、グラフAとグラフA’のホールド電圧Vchは、同じ傾きで増加していく。ところが、正常な場合のグラフAは、ホールド電圧Vchが目標値まで増加すると、それ以上増加せず、目標値に収束する。一方、グラフA’の場合は、PD14の異常により、駆動回路30にPD14からの出力がフィードバックされないため、ホールド電圧Vchは目標値を超えて、出力限界値まで上昇していく。また、LD12b~LD12dのホールドコンデンサ38b~38dのホールド電圧Vchb~Vchdについても、実線で示すグラフBは、駆動回路30b~30dが正常な場合のホールド電圧Vchb~Vchdの変化を示すグラフである。一方、破線で示すグラフB’は、PD14が異常な場合のホールド電圧Vchb~Vchdの変化を示すグラフである。ところで、グラフA、A’におけるホールド電圧Vchの変化率を示す直線の傾き(dV/dT)が、グラフB、B’の場合の直線の傾きよりも大きい。これは、BD20がLD12aからの光ビームを検知してBD信号21を出力させるために、LD12aが光量制御を連続して行うためである(図1(b)参照)。
一方、図2で説明したように、ケーブル60の光量制御信号27が通る信号線が断線した場合を示すグラフCでは、LD12の光量制御が行われずに、ホールドコンデンサ38のホールド状態が保持される。そのため、前述したリーク電流Ileakにより、ホールドコンデンサ38のホールド電圧Vchが徐々に増加していく。ところで、リーク電流Ileakの電流値は、充電電流の1/100以下である。そのため、グラフCにおけるホールド電圧Vchの変化率(dV/dT)は、グラフA、A’及びグラフB、B’におけるホールド電圧Vchの変化率と比較して、著しく小さい。また、駆動回路30の異常時の場合には、制御モードに関係なく、ホールドコンデンサ38のホールド電圧Vchは、グラフDに示すように0Vのままとなる。そのため、グラフC、Dの場合には、所定の時間(期間)(T1~T2、T1’~T2)におけるホールド電圧Vchの変化(図中のΔVch1、ΔVchn)を算出する。なお、タイミングT2は、リーク電流Ileakによりホールドコンデンサ38のホールド電圧Vchが規格下限値よりも高くなるタイミングとする。そして、算出されたホールド電圧Vchの電圧変化に基づいて、光量制御信号27が通る信号線の断線、又は駆動回路30の異常を検知することができる。
[光走査装置の異常検知の制御シーケンス]
図8は、光走査装置2の異常を検知する制御シーケンスを示すフローチャートである。図8に示す処理は、スキャナモータ16の起動により、レーザ駆動部11が動作を開始するときに起動され、画像制御部5のCPU503により実行される。なお、図8のフローチャート中の時間T1、T1’、T2は、図7に示すタイミングT1、T1’、T2を指している。また、図8では、LD12a、LD12b~LD12dを、それぞれLDa、LDb~LDdと記載している。同様に、ホールドコンデンサ38a、38b~38dの充電電圧Vchを、それぞれVcha、Vchb~Vchdと記載している。
図8は、光走査装置2の異常を検知する制御シーケンスを示すフローチャートである。図8に示す処理は、スキャナモータ16の起動により、レーザ駆動部11が動作を開始するときに起動され、画像制御部5のCPU503により実行される。なお、図8のフローチャート中の時間T1、T1’、T2は、図7に示すタイミングT1、T1’、T2を指している。また、図8では、LD12a、LD12b~LD12dを、それぞれLDa、LDb~LDdと記載している。同様に、ホールドコンデンサ38a、38b~38dの充電電圧Vchを、それぞれVcha、Vchb~Vchdと記載している。
ステップ(以下、Sという)101では、CPU503は、光走査装置2のレーザ駆動部11を起動するため、スキャナモータ16を駆動する。また、CPU503は、タイマをリセットし、スタートさせる。S102では、CPU503はタイマを参照し、LD12aのホールドコンデンサ38aの充電電圧Vchaを取得する時間T1(第1のタイミング)が経過したかどうか判断する。CPU503は、時間T1が経過したと判断した場合には処理をS103に進め、経過していないと判断した場合には処理をS102に戻す。なお、時間T1は、ホールドコンデンサ38aのホールド電圧Vchaが、図7のグラフA’に示す変化率で上昇した場合に規格上限値を超える時間(例えば、概ね数十μsec~数百msec程度)を設定するものとする。S103では、CPU503は、ケーブル60の信号線を介して、切替信号54をレーザ駆動部11の電圧切替回路53に出力し、電圧切替回路53よりLD12aのホールドコンデンサ38aの充電電圧Vchaを、充電電圧51として信号線を介して取得する。
S104では、CPU503は、取得したホールドコンデンサ38aの充電電圧Vchaが規格上限値(図7参照)よりも高いかどうか(充電電圧Vcha>規格上限値)判断する。CPU503は、充電電圧Vchaが規格上限値よりも高いと判断した場合には、処理をS109に進め、規格上限値以下と判断した場合には、処理をS105に進める。S105では、CPU503はタイマを参照し、LD12b~LD12dのホールドコンデンサ38b~38dの充電電圧Vchb~Vchdを取得する時間T1’(第1のタイミング)が経過したかどうか判断する。CPU503は、時間T1’が経過したと判断した場合には処理をS106に進め、経過していないと判断した場合には処理をS105に戻す。なお、時間T1’は、ホールドコンデンサ38b~38dのホールド電圧Vchb~Vchdが、図7のグラフB’に示す変化率で上昇した場合に規格上限値を超える時間を設定するものとし、BD信号21の周期や1周期毎の光量制御時間に応じて決定される。
S106では、CPU503は、ケーブル60の信号線を介して切替信号54をレーザ駆動部11の電圧切替回路53に出力する。そして、CPU503は、電圧切替回路53より順次、LD12b~LD12dのホールドコンデンサ38b~38dの充電電圧Vchb~Vchdを、充電電圧51として信号線を介して取得する。S107では、CPU503は、時間T1で取得したホールドコンデンサ38aの充電電圧Vchaが規格内、すなわち規格下限値以上かどうか判断する。更に、CPU503は、時間T1’で取得したホールドコンデンサ38b~38dの充電電圧Vcha~Vchdが規格内、すなわち規格下限値以上で規格上限値以下(図7参照)かどうか判断する。CPU503は、4つの充電電圧Vcha~Vchdがすべて規格内であると判断した場合には、ケーブル60は正常であり、かつ光走査装置2も正常であると判断し、処理を終了する。一方、CPU503は、取得した4つの充電電圧Vcha~Vchdの中に、規格下限値未満の充電電圧、又は規格上限値を超える充電電圧が含まれていると判断した場合には、処理をS108に進める。
S108では、CPU503は、取得したホールドコンデンサ38b~38dの充電電圧Vchb~Vchdのうち、規格上限値を超える充電電圧が取得されたかどうか判断する。CPU503は、規格上限値を超える充電電圧が取得されたと判断した場合には、処理をS109に進め、規格上限値を超える充電電圧は取得されていないと判断した場合には、処理をS110に進める。S109では、CPU503は、ホールドコンデンサ38の充電電圧Vchが規格上限値を超える原因はPD14の異常にあると判断する。そして、CPU503は、ホールドコンデンサ38の充電電圧Vchが規格上限値を超えることが検知されたLD12を回路異常情報に設定して、処理をS117に進める。
S110では、CPU503は、S107の処理で、取得された充電電圧Vchが規格下限値未満(規格外)であったLD12のホールドコンデンサ38の充電電圧値をメモリに保存する。S111では、CPU503はタイマを参照し、S107の処理で、充電電圧Vchが規格下限値未満であったホールドコンデンサ38の充電電圧Vchを再度取得する時間T2(第2のタイミング)が経過したかどうか判断する。CPU503は、時間T2が経過したと判断した場合には処理をS112に進め、経過していないと判断した場合には処理をS111に戻す。なお、時間T2は、概ね数秒~数十秒の範囲であり、駆動回路30のリーク電流Ileakの特性に応じて設定する。S112では、CPU503は、ケーブル60の信号線を介して切替信号54をレーザ駆動部11の電圧切替回路53に出力する。そして、CPU503は、電圧切替回路53より順次、S110の処理で、メモリに保存されている規格外のホールドコンデンサ38の充電電圧Vchを、充電電圧51として信号線を介して再度取得する。
S113では、CPU503は、規格外のホールドコンデンサ38毎に、メモリに保存した充電電圧値(時間T1又はT1’での充電電圧値)と、S112で取得した充電電圧値(時間T2での充電電圧値)に基づいて、電圧上昇値(電圧変化)を算出する。S114では、CPU503は、S113で算出した電圧上昇値(電圧変化)である電圧差が、リーク電流Ileakによる電圧上昇かどうかを識別するためのエラー識別電圧Verr以上かどうか(算出した電圧変化≧Verr)判断する。CPU503は、電圧上昇値がエラー識別電圧Verr以上(所定の電圧差以上)であると判断した場合には、処理をS115に進め、電圧上昇値がエラー識別電圧Verr未満であると判断した場合には、処理をS116に進める。
S115では、CPU503は、ホールドコンデンサ38の充電電圧Vchが規格下限値未満である原因は光量制御信号27の信号線の断線であると判断する。そして、CPU503は、ホールドコンデンサ38の充電電圧Vchが規格下限値未満であることが検知されたLD12を回路異常情報に設定して、処理をS117に進める。S116では、CPU503は、ホールドコンデンサ38の充電電圧Vchが規格下限値未満である原因は駆動回路30の異常であると判断する。そして、CPU503は、ホールドコンデンサ38の充電電圧Vchが規格下限値未満であることが検知されたLD12を回路異常情報に設定して、処理をS117に進める。S117では、CPU503は、光走査装置2のLD12a~LD12dのホールドコンデンサ38a~38dを放電させることにより、LD12a~LD12dを強制的に消灯させる。更に、CPU503は、回路異常情報に設定されたLD12の情報に基づいて、異常発生の報知を行い、処理を終了する。
以上説明したように、本実施例では、各LD12に対応するホールドコンデンサ38の充電電圧Vchを取得する回路を光走査装置2のレーザ駆動部11に追加した。これにより、取得した充電電圧Vchに基づいて、レーザ駆動部11やケーブル60の異常を検知するとともに、PD14の異常や信号線の断線、LD12を駆動する駆動回路30の異常等の異常要因を特定することができる。
以上説明したように、本実施例によれば、簡易な構成で、半導体レーザの異常を検知することができる。
実施例1では、4ビームを出射可能な半導体レーザ(LD)を用いたが、実施例2では、8ビームを出射可能な半導体レーザを用いた実施例について説明する。更に、実施例2では、ホールドコンデンサの充電に要する時間を短縮させるために、予め設定した電圧をホールドコンデンサに印加することにより光量制御の収束時間を短縮させる強制充電回路を光走査装置に追加している実施例について説明する。なお、実施例2における画像形成装置は、実施例1の画像形成装置1と同様であり、同じ構成には同じ符号を用いることで、ここでの説明は省略する。
[画像制御部、光走査装置の制御回路]
図9は、本実施例の光走査装置2内に配置されたレーザ駆動部11及びレーザ駆動部11を制御する画像制御部5の構成を説明する回路ブロック図である。なお、本実施例では、実施例1の図6とは異なり、光走査装置2は、8ビームレーザのLD12(LD12a~LD12h)を搭載しているものとする。また、図9においても、実施例1の図6と同様に、LD12aに対応する駆動回路30aのみを示し、LD12b~LD12hに対応する駆動回路30b~30hの回路構成は同様であるため、表示を省略する。
図9は、本実施例の光走査装置2内に配置されたレーザ駆動部11及びレーザ駆動部11を制御する画像制御部5の構成を説明する回路ブロック図である。なお、本実施例では、実施例1の図6とは異なり、光走査装置2は、8ビームレーザのLD12(LD12a~LD12h)を搭載しているものとする。また、図9においても、実施例1の図6と同様に、LD12aに対応する駆動回路30aのみを示し、LD12b~LD12hに対応する駆動回路30b~30hの回路構成は同様であるため、表示を省略する。
図9では、実施例1の図6と比べ、次のような回路構成が追加されている。すなわち、半導体レーザ12(LD12)に8ビームレーザを使用するため、ビームを指定するための回路であるAPC CH(チャンネル)制御回路55と、ビームを指定するための信号であるチャンネル切替信号29が追加されている。なお、チャンネル切替信号29は、3本の信号29a(CHSELa)、29b(CHSELb)、29c(CHSELc)から構成されており、それぞれの信号のハイレベル、ローレベルの組合せにより、出射するレーザビームが指定される。APC CH制御回路55は、指定された光ビームに応じて、光量制御信号S/Ha~S/Hhを出力する。
また、上述したホールドコンデンサ38aに予め設定した電圧を印加することにより、光量制御の収束時間を短縮する強制充電を行うため、強制充電回路57a(図中、強制充電と表示)が設けられている。電圧設定手段である強制充電回路57aは、ホールドコンデンサ38aに予め設定した充電電圧Vfchg(所定の電圧)を印加する。画像制御部5のLS制御部501は、シリアル通信信号59により、充電電圧Vfchgの電圧値をSIO(シリアルI/O)モジュール58に送信する。SIOモジュール58は、受信した充電電圧Vfchgの電圧値を強制充電回路57aに設定する。また、図9では、スイッチ56aが追加されている。スイッチ56aは、ENB信号22がハイレベルで、強制充電信号であるFCHG信号28がハイレベルの場合には、強制充電回路57aからの電圧がスイッチ36aに接続され、それ以外の場合には、グランドが接続されるように、接続状態が設定される。
また、画像制御部5のLS制御部501は、ホールドコンデンサ38のホールド電圧Vchを取得するために、シリアル通信信号59により、対象となるLD12を指定する切替信号をSIOモジュール58に送信する。SIOモジュール58は、受信した切替信号に応じて、電圧切替回路53が出力するホールドコンデンサ38のホールド電圧Vchを切り替える。また、実施例1の図6では、抵抗37aは可変抵抗器であったが、本実施例では、電子ボリューム(EVR)に取り替えられている。図9のその他の回路構成については、実施例1の図6と同様であり、同じ回路構成には同じ符号を付与することにより、ここでの説明を省略する。
[光走査装置の異常検知の制御シーケンス]
図10は、図9に示す光走査装置2の光量制御を説明するタイミングチャートである。なお、光走査装置2は、8ビームのレーザ光を出射可能なLD12を実装している。図10では、縦軸方向の上から順に、BD信号21、ENB信号22、チャンネル切替信号29(CHSELa、CHSELb、CHSELc)、画像データ24(DATAa~DATAh)の信号波形が示されている。なお、CHSELa、CHSELb、CHSELcは、それぞれチャンネル切替信号29a、29b、29cに対応する。更に、図10には、LD12aに対応するホールドコンデンサ38aのホールド電圧Vchaの電圧波形、LD12a(図中、LDaと表示)から出力される光ビームの発光光量を示す光量波形が示されている。なお、電圧Vthは、LD12aの発光開始電圧を示し、電圧Vfchgは上述した強制充電電圧を示し、光量Poは、目標光量を示す。また、横軸は、時間を示し、TA、TB、TCは、タイミング(時間)を示す。図10でも、図1(a)と同様に、LD12a~LD12hのうち、LD12aを例に説明する。
図10は、図9に示す光走査装置2の光量制御を説明するタイミングチャートである。なお、光走査装置2は、8ビームのレーザ光を出射可能なLD12を実装している。図10では、縦軸方向の上から順に、BD信号21、ENB信号22、チャンネル切替信号29(CHSELa、CHSELb、CHSELc)、画像データ24(DATAa~DATAh)の信号波形が示されている。なお、CHSELa、CHSELb、CHSELcは、それぞれチャンネル切替信号29a、29b、29cに対応する。更に、図10には、LD12aに対応するホールドコンデンサ38aのホールド電圧Vchaの電圧波形、LD12a(図中、LDaと表示)から出力される光ビームの発光光量を示す光量波形が示されている。なお、電圧Vthは、LD12aの発光開始電圧を示し、電圧Vfchgは上述した強制充電電圧を示し、光量Poは、目標光量を示す。また、横軸は、時間を示し、TA、TB、TCは、タイミング(時間)を示す。図10でも、図1(a)と同様に、LD12a~LD12hのうち、LD12aを例に説明する。
BD信号21の波形において、ローレベルに立ち下がってから次にローレベルに立ち下がるまでの期間が、光走査装置2が感光ドラム25を走査する1周期となる。ENB信号(イネーブル信号)22は、接続されるスイッチ36aを閉じて、ホールドコンデンサ38aの電荷を全放電する。このとき、スイッチ56aは、グランド側に接続されている。光量制御信号(S/H)27がローレベルのとき、チャンネル切替信号29(CHSELa~CHSELc)に応じて、LD12a~LD12hのうちの1つが選択される。そして、画像データ24(DATAa~DATAh)と共に光量制御を行うよう、駆動回路30a~30hのうちの選択された駆動回路30が動作する。なお、本実施例では、8ビームレーザによる信号線数の増加を抑えるため、制御信号の構成は、ENB信号22、光量制御信号27、及び3つのチャンネル切替信号29a~29cとしている。
表2は、図9の駆動回路30の光量制御と、各信号レベルの関係を示す表である。表2において、ENB信号22がローレベル(表中、Lで示す。以下、同じ)の場合には、ホールドコンデンサ38は全放電状態となる。ENB信号22がハイレベル(表中、Hで示す。以下、同じ)の場合には、光量制御信号27、制御するLD12を指定するチャンネル切替信号29、画像データ(DATA)24の状態に応じて、次のような制御が行われる。光量制御信号27がローレベル、画像データ24がローレベルの場合には、チャンネル切替信号29に応じて、LD12(LD12a~LD12h)の光量制御が行われる。光量制御信号27がローレベル、画像データ24がハイレベルの場合には、LD12は消灯される。光量制御信号27がハイレベルの場合には、チャンネル切替信号29のローレベル・ハイレベルに関係なく、画像データ24のローレベル、又はハイレベルに応じたLD12の制御、すなわちデータ出力(定電流)が行われる。
図10に示すように、LD12aは、BD20が検知して、BD信号21を出力するための光ビームを出射する。ENB信号22がローレベルのタイミングTA点までの区間では、LD12aのホールドコンデンサ38aのホールド電圧Vchaは0Vであり、LD12aの発光も行われない。続いて、タイミングTAからタイミングTBの間の期間では、画像制御部5は、ENB信号22をローレベルからハイレベルに切り替える。更に、画像制御部5は、強制充電信号であるFCHG信号28をローレベルからハイレベルに設定すると、強制充電回路57aからの電圧Vfchgが、スイッチ36aを介して、LD12aのホールドコンデンサ38aに印加される。
タイミングTBでは、画像制御部5は、ENB信号22をハイレベルのままで、FCHG信号28をハイレベルからローレベルに設定し、光量制御信号27をハイレベルからローレベルに設定する。これにより、チャンネル切替信号29の3つの信号CHSELa、CHSELb、CHSELcのローレベル、ハイレベルの状態に応じて、光量制御が行われるLD12が選択され、タイミングTBでは、LD12aが選択される。タイミングTBでは、駆動回路30aはLD12aの光量制御を開始し、ホールドコンデンサ38aのホールド電圧Vchaを電圧Vfchgから上昇させる。そして、タイミングTCで、ホールドコンデンサ38aのホールド電圧Vchaが発光開始電圧Vthを超えると、LD12aは発光を開始する。駆動回路30aは、LD12aの出力光量が目標光量Poになるよう、ホールドコンデンサ38aのホールド電圧Vchaを制御する。BD20がLD12aから発光された光ビームを検知すると、BD信号21を出力し、LD12a~LD12hの各光ビームの光量制御が順次行われる。
[ホールドコンデンサのホールド電圧と光走査装置の動作状態]
図11は、LD12の動作状態におけるホールドコンデンサ38のホールド電圧Vchの時間推移を示すグラフである。図11の横軸は、スキャナモータ16が起動され、レーザ駆動部11が動作を開始してからの経過時間Tを示す。図中、T1、T1’、T1’’、T2はタイミング(時間)を示す。図11の縦軸は、ホールドコンデンサ38のホールド電圧Vchを示す。縦軸に示す目標値、規格上限値、規格下限値、出力限界値は、実施例1の図7と同様であり、ここでの説明は省略する。なお、強制充電電圧は、強制充電回路57によりホールドコンデンサ38に印加される電圧Vfchgを指しており、規格下限値よりも高く、目標値よりも低い電圧値である(規格下限値<強制充電電圧<目標値)。
図11は、LD12の動作状態におけるホールドコンデンサ38のホールド電圧Vchの時間推移を示すグラフである。図11の横軸は、スキャナモータ16が起動され、レーザ駆動部11が動作を開始してからの経過時間Tを示す。図中、T1、T1’、T1’’、T2はタイミング(時間)を示す。図11の縦軸は、ホールドコンデンサ38のホールド電圧Vchを示す。縦軸に示す目標値、規格上限値、規格下限値、出力限界値は、実施例1の図7と同様であり、ここでの説明は省略する。なお、強制充電電圧は、強制充電回路57によりホールドコンデンサ38に印加される電圧Vfchgを指しており、規格下限値よりも高く、目標値よりも低い電圧値である(規格下限値<強制充電電圧<目標値)。
図11において、実線で示すグラフAと破線で示すグラフA’、実線で示すグラフBと破線で示すグラフB’、実線で示すグラフC、及びホールドコンデンサ38のホールド電圧Vchが0Vを示すグラフDは、実施例1の図7と同様である。また、グラフA、A’、B、B’、C、Dに基づいて、光走査装置2の故障を検知する方法は、実施例1の図7と同様であり、ここでの説明を省略する。
実線で示すグラフC’は、強制充電回路57により強制充電電圧まで充電されなかった場合のホールドコンデンサ38の充電電圧Vchを示している。強制充電回路57により強制充電電圧まで充電されなかった場合には、ホールド電圧Vchは0Vから上昇を始める。タイミングT1’’は、0Vから充電が開始された場合に、ホールド電圧Vchが規格下限値を超えるまでに要する時間よりも短いタイミング(時間)が設定されている。図11に示すタイミングT1’’は、LD12b~LD12hに対応するホールドコンデンサ38b~38hのホールド電圧Vchb~Vchhを取得するタイミングを示している。なお、前述したように、LD12aのホールドコンデンサ38aのホールド電圧Vchaは、ホールドコンデンサ38b~38hのホールド電圧Vchb~Vchhよりも早く上昇する。そのため、ホールドコンデンサ38aのホールド電圧Vchaを取得する場合には、タイミングT1よりも早いタイミングで、ホールド電圧Vchaを取得する必要がある。グラフC’に示す強制充電不良の状態は、例えば、ケーブル60の断線等によりFCHG信号28が送信されず、その結果、強制充電が行われなかった場合に生じる。このような場合には、ホールドコンデンサ38の充電は0Vから開始され、規格下限値まで充電されるまでに要する時間の間に、ホールドコンデンサ38の充電電圧Vchを取得する。そして、取得した充電電圧Vchが規格下限値の電圧よりも低ければ、強制充電不良と判断することができる。
[光走査装置の異常検知の制御シーケンス]
図12は、光走査装置2の異常を検知する制御シーケンスを示すフローチャートである。図12に示す処理は、スキャナモータ16の起動により、レーザ駆動部11が動作を開始するときに起動され、画像制御部5のCPU503により実行される。なお、図12のフローチャート中の時間T1、T1’、T1’’、T2は、図11に示すタイミングT1、T1’、T1’’、T2を指している。また、図12では、LD12a、LD12b~LD12hを、それぞれLDa、LDb~LDhと記載している。更に、図12では、ホールドコンデンサ38a、38b~38hの充電電圧を、それぞれVcha、Vchb~Vchhと記載している。
図12は、光走査装置2の異常を検知する制御シーケンスを示すフローチャートである。図12に示す処理は、スキャナモータ16の起動により、レーザ駆動部11が動作を開始するときに起動され、画像制御部5のCPU503により実行される。なお、図12のフローチャート中の時間T1、T1’、T1’’、T2は、図11に示すタイミングT1、T1’、T1’’、T2を指している。また、図12では、LD12a、LD12b~LD12hを、それぞれLDa、LDb~LDhと記載している。更に、図12では、ホールドコンデンサ38a、38b~38hの充電電圧を、それぞれVcha、Vchb~Vchhと記載している。
S201~S204の処理は、実施例1の図8のS101~S104の処理と同様の処理であり、ここでの説明を省略する。S205では、CPU503はタイマを参照し、LD12b~LD12hのホールドコンデンサ38b~38hの充電電圧Vchb~Vchhを取得する時間T1’’(第3のタイミング)が経過したかどうか判断する。CPU503は、時間T1’’が経過したと判断した場合には処理をS206に進め、経過していないと判断した場合には処理をS205に戻す。なお、時間T1’’は、ホールドコンデンサ38b~38hのホールド電圧Vchb~Vchhが、強制充電電圧からではなく、0Vから充電が開始された場合に規格下限値を超えるまでに要する時間よりも短い時間を設定するものとする。また、時間T1’’は、ホールドコンデンサ38b~38hのホールド電圧Vchb~Vchhを取得するタイミングである。そのため、時間T1’’は、時系列的には、時間T1よりも遅い時間で、後述する時間T1’、T2よりも早い時間とする(時間T1<時間T1’’<時間T1’<時間T2)。なお、図12に示す処理では実行していないが、ホールドコンデンサ38aのホールド電圧Vchaを取得する場合の時間T1’’は、時間T1よりも早い時間となる。S206では、CPU503は、ケーブル60の信号線を介して、SIOモジュール58にシリアル通信信号59により切替信号を送信する。SIOモジュール58は、受信した切替信号を、レーザ駆動部11の電圧切替回路53に出力する。そして、CPU503は、電圧切替回路53より順次、LD12b~LD12hのホールドコンデンサ38b~38hの充電電圧Vchb~Vchhを、充電電圧51として信号線を介して取得する。
S207~S208の処理は、実施例1の図8のS105~S106の処理と同様の処理であり、ここでの説明を省略する。S209では、CPU503は、時間T1で取得したホールドコンデンサ38aの充電電圧Vchaが規格下限値以上かどうか判断する。更に、CPU503は、時間T1’で取得したホールドコンデンサ38b~38hの充電電圧Vchb~Vchhが、規格下限値以上で規格上限値以下(図11参照)かどうか判断する。CPU503は、8つの充電電圧Vcha~Vchhが規格内、すなわち充電電圧Vchaが規格下限値以上、かつ充電電圧Vchb~Vchhが、規格下限値以上で規格上限値以下であると判断した場合には、処理をS210に進める。一方、CPU503は、8つの充電電圧Vcha~Vchhのうち、規格下限値未満の充電電圧や規格上限値を超える充電電圧が取得されたと判断した場合には、処理をS211に進める。
S210では、CPU503は、時間T1’’で取得したホールドコンデンサ38b~38hの充電電圧Vchb~Vchhは、規格内、すなわち規格下限値以上の電圧値であるかどうか判断する。CPU503は、充電電圧Vchb~Vchdが、規格下限値以上の電圧値であると判断した場合には、ケーブル60は正常であり、かつ光走査装置2も正常であると判断し、処理を終了する。一方、CPU503は、充電電圧Vchb~Vchdの中に規格下限値未満の電圧値が含まれていると判断した場合は、ホールドコンデンサ38の充電電圧が強制充電電圧よりも低い原因は、FCHG信号28の信号線の断線であるとし、処理をS218に進める。
S211~S217、S219、S220の処理は、それぞれS108~S114、S116、S117の処理と同様の処理であり、ここでの説明を省略する。S218では、CPU503は、ホールドコンデンサ38の充電電圧Vchが強制充電電圧よりも低い原因は、FCHG信号28の信号線の断線、又は強制充電回路57の異常であると判断する。そして、CPU503は、FCHG信号28の信号線の断線、又は強制充電回路57の異常を回路異常情報に設定して、処理をS220に進める。また、CPU503は、ホールドコンデンサ38の充電電圧Vchが規格下限値未満である原因はチャンネル切替信号29の信号線の断線であると判断する。また、CPU503は、ホールドコンデンサ38の充電電圧Vchが規格下限値未満であるLD12に基づいて、チャンネル切替信号29の断線している信号線を特定する。そして、CPU503は、特定された信号線の情報を回路異常情報に設定して、処理をS220に進める。例えば、ホールドコンデンサ38の充電電圧Vchが規格下限値未満であるLD12が、LD12a~LD12dの場合には、CPU503は、CHSELcの信号線の断線と判断する。また、例えば、ホールドコンデンサ38の充電電圧Vchが規格下限値未満であるLD12が、LD12a、LD12b、LD12e、LD12fの場合には、CPU503は、CHSELbの信号線の断線と判断する。更に、例えば、ホールドコンデンサ38の充電電圧Vchが規格下限値未満であるLD12が、LD12a、LD12c、LD12e、LD12gの場合には、CPU503は、CHSELcの信号線の断線と判断する。
本実施例では、実施例1の光走査装置2のレーザ駆動部11に、ホールドコンデンサ38の充電時間を短縮するために強制充電回路57を設けた。所定のタイミングで各ホールドコンデンサ38の充電電圧Vchを測定し、規格下限値よりも低いかどうか判断することにより、強制充電を指示するFCHG信号28が通る信号線の断線、又は強制充電回路57の異常を検知することができる。このように、実施例2においても実施例1と同様、取得した充電電圧Vchに基づいて、レーザ駆動部11やケーブル60の異常を検知するとともに、PD14の異常や信号線の断線、LD12を駆動する駆動回路30等の異常の異常要因を特定することができる。
以上説明したように、本実施例によれば、簡易な構成で、半導体レーザの異常を検知することができる。
2 光走査装置
12 半導体レーザ
14 フォトダイオード
30 駆動回路
38 ホールドコンデンサ
503 CPU
12 半導体レーザ
14 フォトダイオード
30 駆動回路
38 ホールドコンデンサ
503 CPU
Claims (12)
- 供給される駆動電流に応じた光量の光ビームを出力する光源と、
前記光源から出力される前記光ビームの光量を検知する検知手段と、
前記駆動電流を供給するための電圧を保持する電圧保持手段と、
前記検知手段により検知された前記光ビームの光量を目標光量に合わせるために前記電圧保持手段が保持する電圧を制御するとともに、前記電圧保持手段に保持された電圧に応じた駆動電流を前記光源に供給し、前記光源を駆動する駆動手段と、
を有する光走査装置と、
前記光走査装置を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記駆動手段を起動した後の第1のタイミングで取得した前記電圧保持手段に保持された電圧に基づいて、前記光走査装置の異常を検知するとともに、検知された前記異常の要因を特定することを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記第1のタイミングで取得した前記電圧保持手段に保持された電圧が、前記目標光量に応じた電圧の許容範囲よりも大きい場合には、前記検知手段が異常であることを検知することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記第1のタイミングは、前記検知手段が正常な場合に、前記光源から出力される前記光ビームの光量が前記目標光量に収束するタイミングよりも遅いタイミングであることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記第1のタイミングで取得した前記電圧保持手段に保持された電圧が、前記目標光量に応じた電圧の許容範囲よりも小さい場合には、前記第1のタイミングよりも遅い第2のタイミングで、前記電圧保持手段に保持された電圧を取得することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記第1のタイミングで取得した前記電圧保持手段に保持された電圧と、前記第2のタイミングで取得した前記電圧保持手段に保持された電圧との電圧差が所定の電圧差よりも小さい場合には、前記駆動手段が異常であることを検知することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記光走査装置とケーブルを介して接続されており、前記駆動手段を起動するための第1の信号を、前記ケーブルを介して前記光走査装置に出力し、
前記第1のタイミングで取得した前記電圧保持手段に保持された電圧と、前記第2のタイミングで取得した前記電圧保持手段に保持された電圧との電圧差が所定の電圧差以上の場合には、前記ケーブルの断線であることを検知することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 - 前記電圧保持手段に保持された電圧は、前記駆動手段が起動されない場合には、リーク電流により上昇することを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
- 前記第2のタイミングは、前記電圧保持手段に保持された電圧が、前記リーク電流により前記目標光量に応じた電圧の許容範囲内まで上昇したタイミングであることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記駆動手段は、前記制御手段から出力された第2の信号に応じて、前記電圧保持手段に保持された電圧を所定の電圧に設定する電圧設定手段を有し、
前記制御手段は、前記第1の信号を出力する前に、前記ケーブルを介して前記光走査装置に前記第2の信号を出力することを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記第2の信号を出力した後に前記第1の信号を出力し、その後、前記第1のタイミングよりも早い第3のタイミングで前記電圧保持手段に保持された電圧を取得し、
取得した前記電圧保持手段に保持された電圧が、前記所定の電圧よりも小さい場合には、前記電圧設定手段の異常、又は前記ケーブルの断線であることを検知することを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。 - 前記光源は、前記光ビームを出力する複数のレーザダイオードを有し、
前記第1のタイミング、前記第2のタイミング、及び前記第3のタイミングは、各々の前記レーザダイオードから前記光ビームが出力されるタイミングに応じて決定されることを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。 - 前記電圧保持手段、及び前記駆動手段は、複数の前記レーザダイオードに対応して設けられ、
前記光走査装置は、複数の前記電圧保持手段のうち、前記制御手段から指定された前記電圧保持手段に保持された電圧を出力する出力手段を有することを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018106947A JP7034838B2 (ja) | 2018-06-04 | 2018-06-04 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018106947A JP7034838B2 (ja) | 2018-06-04 | 2018-06-04 | 画像形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019209575A JP2019209575A (ja) | 2019-12-12 |
JP7034838B2 true JP7034838B2 (ja) | 2022-03-14 |
Family
ID=68846205
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018106947A Active JP7034838B2 (ja) | 2018-06-04 | 2018-06-04 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7034838B2 (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4694156A (en) | 1986-02-14 | 1987-09-15 | Xerox Corporation | Pixel placement sensing arrangement using split detecting elements |
JP2002016315A (ja) | 2000-04-24 | 2002-01-18 | Sharp Corp | レーザダイオード出力制御装置 |
JP2003025624A (ja) | 2001-07-16 | 2003-01-29 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
JP2004262095A (ja) | 2003-02-28 | 2004-09-24 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置および発光素子故障判定方法 |
-
2018
- 2018-06-04 JP JP2018106947A patent/JP7034838B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4694156A (en) | 1986-02-14 | 1987-09-15 | Xerox Corporation | Pixel placement sensing arrangement using split detecting elements |
JP2002016315A (ja) | 2000-04-24 | 2002-01-18 | Sharp Corp | レーザダイオード出力制御装置 |
JP2003025624A (ja) | 2001-07-16 | 2003-01-29 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
JP2004262095A (ja) | 2003-02-28 | 2004-09-24 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置および発光素子故障判定方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019209575A (ja) | 2019-12-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10496004B2 (en) | Image forming apparatus with current-controlled light emitting element | |
US8274538B2 (en) | Optical scanner, image forming apparatus, and image forming method | |
US9341977B2 (en) | Light emission apparatus, optical scanning apparatus having light emission apparatus, and image forming apparatus | |
JP7034838B2 (ja) | 画像形成装置 | |
US6222580B1 (en) | Image forming method and apparatus | |
US11048185B2 (en) | Image forming apparatus which detects abnormality in connection of wiring that transmits image data | |
JP2012148508A (ja) | 画像形成装置 | |
JP5332207B2 (ja) | 光書込装置および画像形成装置 | |
US9632449B2 (en) | Image forming apparatus having controlled light emission using current adjustment | |
US9482984B2 (en) | Image forming apparatus for supplying and/or controlling correction current(s) to a laser | |
US9268253B2 (en) | Image forming apparatus with light amount control | |
US9250562B2 (en) | Image forming apparatus | |
US20140368596A1 (en) | Exposure apparatus and image forming apparatus | |
JP2006076216A (ja) | 画像形成装置 | |
JP5679892B2 (ja) | 露光装置および画像形成装置 | |
JP6732553B2 (ja) | 走査装置及び画像形成装置 | |
US20110279622A1 (en) | Optical scanning device, image forming apparatus using the optical scanning device, method for controlling the optical scanning device, and program product for executing the method | |
JP5713820B2 (ja) | 露光装置および画像形成装置 | |
JP5957394B2 (ja) | 光走査装置、及び画像形成装置 | |
US10474055B2 (en) | Image forming apparatus adjusting driving current for emitting light | |
JP2000187374A (ja) | 画像形成装置 | |
JP6602123B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2018200451A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2021194852A (ja) | 画像形成装置 | |
JP5968049B2 (ja) | 画像形成装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210527 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220201 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220302 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7034838 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |