JP7034838B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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。

特許４３９７２４０号公報

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。

実施例との比較のための従来の光走査装置の駆動回路及び画像制御部の回路ブロック図、及び光量制御を説明するタイミングチャート 従来例のリーク電流を説明する図 従来例の光量制御信号が不通時の光量制御を説明するタイミングチャート 実施例１、２の画像形成装置の構成を示す断面図 実施例１、２の光走査装置の構成を説明する模式図 実施例１の光走査装置の駆動回路及び画像制御部の回路ブロック図 実施例１のホールドコンデンサの充電電圧の時間推移を示すグラフ 実施例１のレーザ異常検知の制御シーケンスを示すフローチャート 実施例２の光走査装置の駆動回路及び画像制御部の回路ブロック図 実施例２の光量制御を説明するタイミングチャート 実施例２のホールドコンデンサの充電電圧の時間推移を示すグラフ 実施例２のレーザ異常検知の制御シーケンスを示すフローチャート

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。

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。

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。

［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。

［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。

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。

［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。

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。

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。

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

Claims (12)

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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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。
12. 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。

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