CN1104802C - 光束扫描装置和图像形成设备 - Google Patents
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Abstract
本发明中,光束位置检测器输出处理电路(40)将光束位置检测器(38)的输出转换为光束位置信息。主控制部(51)对构成该处理电路(40)的多个运算放大器的总偏差值进行检测。通过所检测出的偏差值,对光束副扫描位置控制时用的判断基准值、或由光束位置检测器输出处理电路(40)得到的光束位置信息进行补偿。由此,对构成光束位置检测器输出处理电路(40)的运算放大器的偏差进行补偿。
Description
技术领域
本发明涉及光束扫描装置,该光束扫描装置通过多根激光束,同时在一个感光鼓上形成扫描曝光光束并在上述感光鼓上形成单一的静电潜像,本发明还涉及采用该光束扫描装置的数字式复印机或激光打印机等的图像形成设备。
背景技术
近年来,人们开发了各种数字式复印机,该数字式复印机通过借助激光束的扫描曝光束和电子照相术形成图像。
此外,最近为了进一步提高图像形成的速度,人们还开发了下述的数字式复印机,该数字式复印机通过多根光束的方式,即产生多根激光束,之后利用这些多根激光束每次按照多行同时进行扫描。
上述的多根光束方式的数字式复印机包括:产生激光束的多个半导体激光振荡器、多面镜等的多面旋转反射镜、以及把准直透镜或f-θ透镜等构成为主体并作为光束扫描装置的光学系统机构,所说多面旋转反射镜把由上述多个激光振荡器输出的各激光束向感光鼓反射、并通过各激光束在感光鼓上扫描。
但是,按照已有的光学系统机构的结构,很难在感光鼓(被扫描面)上使多根光束之间的相互位置关系处于理想的位置关系,为了获得该理想的位置关系,则要求极高的部件精度和装配精度,从而造成装置的成本增加。
此外,即使在理想的位置关系下进行装配的情况下,由于温度变化和湿度变化等的环境变化,或随着时间的变化,透镜的形状会稍稍发生变化,且部件之间的相互位置关系会稍稍发生变化,这样光束之间的相互位置关系便会打乱,进而不能形成高质量的图像。于是,为了实现上述的光学系统,必须采用对上述变化具有较强抵抗性的结构或部件。
下面根据图48和图49对在多根光束中采用位置偏移的光束形成图像的场合所产生的图像不良进行描述。
比如,在形成图48A所示的“T”字的场合,当光束的通过位置相对规定的位置偏移时,形成图48B所示的图像。该图的实例指在采用4根光束a~d的场合,光束b的通过位置相对规定位置偏移,光束a与b之间的间距较窄,而光束b与c之间的间距较宽。
图49A表示下述场合的图像实例,该场合指未对每根光束的发光时间进行正确的控制。从该图可知,当未对光束之间的相互发光时间进行正确的控制时,主扫描方向的图像形成位置便不准确,从而不能笔直地形成纵向线。
图49B表示下述场合的图像,该场合指未对光束的通过位置与光束的发光时间两方面进行正确的控制,这样同时会产生沿主扫描方向的图像不良以及沿与主扫描方向相垂直的方向即副扫描方向的图像不良。
按照上述方式,当通过多根光束形成图像时,如果以较高的精度安装对多根光束的通过位置进行检测的光束位置传感器,并且一般按照规定的间距对副扫描方向的光束通过位置进行控制,为了使主扫描方向的图像形成位置保持一致,则必须以较高的精度对每根光束的发光时间进行控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光束扫描装置和图像形成设备,该光束扫描装置和图像形成设备可经常适当且高精度地对被扫描面上的光束位置进行控制,由此可经常保持较高的图像质量。
本发明的另一目的在于提供一种采用多根光束的光束扫描装置和图像形成设备,该光束扫描装置和图像形成设备可以高精度地使被扫描面上的多根光束的之间的相互位置关系经常保持在理想的位置,由此可经常保持较高的图像质量。
为了实现上述目的,本发明的光束扫描装置包括:
扫描部,该扫描部使激光振荡器发出的光束偏转,通过上述光束对放扫描面进行扫描;
光束位置检测部,该光束位置检测部通过沿上述光束的副扫描方向设置的多个光检测元件对上述光束进行检测,并提供与上述光束的副扫描方向通过位置相对应的位置信号;
第1和第2光束通过检测部,该第1和第2光束通过检测部设置于包括上述光束位置检测部的主扫描方向两侧的区域的范围内,对通过上述扫描部所扫描的光束的通过进行检测,提供光束通过检测信号;
信号处理部,该信号处理部包括积分器,该积分器对上述第1和第2光束通过检测部发出的光束通过检测信号作出反应,开始和停止对上述光束位置检测机构发出的位置信号的积分运算,上述信号处理部提供该位置信号的积分值、并具有偏差值;
第1控制部,该第1控制部按照在上述信号处理部的偏差补偿期间、光束对上述光束位置检测部的非检测区域进行扫描的方式,对上述扫描部进行控制;
偏差判断部,该偏差判断部在上述偏差补偿期间、在通过由上述第1控制部控制的上述扫描部、光束从光束通过检测部上进行扫描后,把信号处理部所提供的积分值判断为与偏差电压相对应的偏差值、并对该偏差值进行存储;
第2控制部,该第2控制部按照下述方式对扫描部进行控制,其具有补偿部,该补偿部采用上述偏差判断部所存储的偏差值对上述信号处理部的偏差电压进行补偿,上述第2控制部在扫描部的副扫描方向位置控制过程中,将上述信号处理部给出的积分值与预先设定的基准值进行比较,根据该比较结果使光束的副扫描方向通过位置位于适当位置。
上述补偿部通过随着偏差值的变化而改变所设定的基准值的方式,对信号处理部的偏差电压进行补偿。
上述补偿部通过随着存储的偏差值的变化而改变信号处理部所提供的积分值的方式,对信号处理部的偏差电压进行补偿。
上述信号处理部中的积分器包括运算放大器,上述光束扫描装置包括D/A转换器,该D/A转换器用于向运算放大器中的一个输入中提供基准电压,上述补偿部包括将存储的偏差值传送给D/A转换器的传送部,由此对信号处理部的偏差电压进行补偿。
此外,本发明的光束扫描装置包括:
扫描部,该扫描部使上述激光振荡器发出的光束偏转,通过上述光束对被扫描面进行扫描;
光束位置检测部,该光束位置检测部通过沿上述光束的副扫描方向设置的多个光检测元件对通过上述扫描部扫描的光束进行检测,并提供与上述光束的副扫描方向通过位置相对应的位置信号;
第1和第2光束通过检测部,该第1和第2光束通过检测部设置于包括上述光束位置检测部的主扫描方向两侧的区域的范围内,对通过上述扫描部所扫描的光束的通过进行检测,提供第1光束通过检测信号;
第3和第4光束通过检测部,该第3和第4光束通过检测部沿靠近上述光束位置检测部的主扫描方向一侧设置,对通过扫描部所扫描的光束的通过进行检测,提供第2光束通过信号;
选择部,该选择部对第1和第3光束通过检测部中的一个以及第2和第4检测部中的一个进行选择,提供由所选择的光束通过检测部发出的光束通过信号;
第1控制部,该第1控制部按照下述方式进行控制,该方式为:在扫描部的副扫描位置控制过程中,选择第1和第2光束通过检测部,在信号处理部的偏差补偿期间,选择第3和第4光束通过检测部;
信号处理部,该信号处理部包括积分器,该积分器对由选择部所提供的光束通过信号作出反应、并开始和结束光束位置检测部给出的位置信号的积分运算,上述信号处理部提供位置信号的积分值、并具有偏差值;
第2控制部,该第2控制部按照下述方式进行控制,该方式为:在上述偏差补偿期间、只在上述扫描部扫描上述第3和第4光束通过检测部上时产生上述光束;
偏差判断部,该偏差判断部在偏差补偿期间,在通过由第2控制部控制的发光部、光束从第3和第4光束通过检测部上进行扫描后,把由信号处理部所提供的积分值判断为与偏差电压相对应的偏差值、并将该偏差值存储;
第3控制部,该第3控制部按照下述方式对扫描部进行控制,该方式为:包括补偿部,该补偿部采用偏差判断部存储的偏差值对信号处理部的偏差电压进行补偿,上述第3控制部在扫描部的副扫描位置控制过程中,将信号处理部给出的积分值与预先设定的基准值进行比较,根据该比较结果使光束的副扫描方向通过位置位于适当位置。
还有,本发明的光束光束扫描装置包括:
扫描部,该扫描部使激光振荡器发出的光束偏转,通过上述光束对被扫描面进行扫描;
光束位置检测部,该光束位置检测部通过沿上述光束的副扫描方向设置的多个光检测元件对通过上述扫描部扫描的光束进行检测,并提供与上述光束的副扫描方向通过位置相对应的位置信号;
第1和第2光束通过检测部,该第1和第2光束通过检测部设置于上述光束位置检测部的主扫描方向两侧的区域内,对通过上述扫描部所扫描的光束的通过进行检测,提供光束通过信号;
信号处理部,该信号处理部包括积分器,该积分器对上述第1和第2光束通过检测部发出的光束通过信号作出反应,开始和结束上述光束位置检测部发出的位置信号的积分运算,上述信号处理部提供该位置信号的积分值、并具有偏差值;
第1控制部,该第1控制部按照在上述信号处理部的偏差补偿期间,根据第1光束通过检测部给出的光束通过信号使光束的发光停止的方式,对上述发光部进行控制;
计时部,该计时部在偏差补偿期间,根据第1光束通过检测部给出的光束通过信号计测规定时间间隔,在经过该规定时间间隔后提供计测结束信号,上述信号处理部根据该计测结束信号使积分动作停止、并提供上述位置信号的积分值;
偏差判断部,该偏差判断部在上述偏差补偿期间,把由信号处理根据提供的积分值判断为与偏差电压相对应的偏差值,对该偏差值进行存储;
第2控制部,该第2控制部按照下述方式对扫描部进行控制,该方式为:其具有补偿部,该补偿部采用上述偏差判断部存储的偏差值对上述信号处理部的偏差电压进行补偿,上述第2控制部在扫描部的副扫描方向位置控制过程中,将上述信号处理部给出的积分值与预先设定的基准值进行比较,根据该比较结果使光束的副扫描方向通过位置位于适当位置。
再有,本发明的光束扫描装置包括:
发出光束的发光部;
扫描部,该扫描部使上述发光部发出的光束偏转,通过上述光束对被扫描面进行扫描;
光束位置检测部,该光束位置检测部通过沿上述光束的副扫描方向设置的多个光检测元件对通过上述扫描部扫描的光束进行检测,并提供与上述光束的副扫描方向通过位置相对应的位置信号;
第1和第2光束通过检测部,该第1和第2光束通过检测部设置于上述光束位置检测部的主扫描方向两侧的区域内,对通过上述扫描部所扫描的光束的通过进行检测,提供光束通过检测信号;
信号处理部,该信号处理部包括积分器,该积分器对上述第1和第2光束通过检测部发出的光束通过检测信号作出反应,开始和结束上述光束位置检测部发出的位置信号的积分运算,上述信号处理部提供该位置信号的积分值、并具有偏差值;
遮挡部,该遮挡部通过遮挡板防止外部的光照射上述光束位置检测部的多个光检测元件;
第1控制部,该第1控制部按照在上述信号处理部的偏差补偿期间,上述遮挡板覆盖多个光检测元件的方式,对上述遮挡部进行控制;
偏差判断部,该偏差判断部在上述偏差补偿期间,在光束从第1和第2光束通过检测部上进行扫描后,把由信号处理部提供的积分值判断为与偏差电压相对应的偏差值、并对该偏差值进行存储;
第2控制部,该第2控制部按照下述方式对扫描部进行控制,该方式为:其具有补偿部,该补偿部采用上述偏差判断部存储的偏差值对上述信号处理部的偏差电压进行补偿,上述第2控制部在扫描部的副扫描方向位置控制过程中,将上述信号处理部给出的积分值与预先设定的基准值进行比较,根据该比较结果使光束的副扫描方向通过位置位于适当位置;
另外,本发明的光束扫描装置包括:
扫描部,该扫描部使激光振荡器发出的光束偏转,通过上述光束对被扫描面进行扫描;
光束位置检测部,该光束位置检测部通过沿上述光束的副扫描方向设置的多个光检测元件对通过上述扫描部扫描的光束进行检测,并提供与上述光束的副扫描方向通过位置相对应的位置信号;
第1和第2光束通过检测部,该第1和第2光束通过检测部设置于上述光束位置检测部的主扫描方向两侧的区域内,对通过上述扫描部所扫描的光束的通过进行检测,提供光束通过检测信号;
信号处理部,该信号处理部包括积分器,该积分器对上述第1和第2光束通过检测部发出的光束通过检测信号作出反应,开始和结束上述光束位置检测部发出的位置信号的积分运算,上述信号处理部提供该位置信号的积分值、并具有偏差值;
计时部,该计时部对规定时间间隔进行计测,在经过该规定的时间间隔后提供计测结束信号;
第1控制部,该第1控制部按照在上述信号处理部的偏差补偿期间、只在上述规定时间间隔期间通过积分器进行积分运算的方式,对上述计时部和积分器进行控制,上述信号处理部在上述期间之后提供位置信号的积分值;
偏差判断部,该偏差判断部在上述偏差补偿期间,把由信号处理部提供的积分值判断为与偏差电压相对应的偏差值、并对该偏差值进行存储;
第2控制部,该第2控制部按照下述方式对扫描部进行控制,该方式为:其具有补偿部,该补偿部采用存储有上述偏差判断部的偏差值对上述信号处理部的偏差电压进行补偿,上述第2控制部在扫描部的副扫描方向位置控制过程中,将上述信号处理部给出的积分值与预先设定的基准值进行比较,根据该比较结果使光束的副扫描方向通过位置位于适当位置;
此外,本发明的图像形成设备包括:
扫描器,该扫描器以光学方式对原稿进行扫描,提供与上述原稿相对应的图像数据;
光束扫描装置,该光束扫描装置在像载体上形成与由扫描器提供的图像数据相对应的静电潜像,该光束扫描装置包括:
(a)同时发出光束的多个发光部;
(b)扫描部,该扫描部使上述发光部发出的光束偏转,通过上述光束对被扫描面进行扫描;
(c)光束位置检测部,该光束位置检测部通过沿上述光束的副扫描方向设置的多个光检测元件对通过上述扫描部扫描的光束进行检测,并提供与上述光束的副扫描方向通过位置相对应的位置信号;
(d)第1和第2光束通过检测部,该第1和第2光束通过检测部设置于包括上述光束位置检测部的主扫描方向两侧的区域的范围内,对通过上述扫描部所扫描的光束的通过进行检测,提供光束通过检测信号;
(e)信号处理部,该信号处理部包括积分器,该积分器对上述第1和第2光束通过检测部发出的光束通过检测信号作出反应,开始和结束上述光束位置检测部发出的位置信号的积分运算,上述信号处理部提供该位置信号的积分值、并具有偏差值;
(f)第1控制部,该第1控制部按照在上述信号处理部的偏差补偿期间,光束对上述光束位置检测部的非检测区域进行扫描的方式,对上述扫描部进行控制;
(g)偏差判断部,该偏差判断部在上述偏差补偿期间,在通过由上述第1控制部控制的上述扫描部,光束对从光束通过检测部上进行扫描后,把信号处理部所提供的积分值判断为与偏差电压相对应的偏差值、并对该偏差值进行存储;
(h)第2控制部,该第2控制部按照下述方式对扫描部进行控制,该方式为:其具有补偿部,该补偿部采用上述偏差判断部存储的偏差值对上述信号处理部的偏差电压进行补偿,上述第2控制部在扫描部的副扫描方向位置控制过程中,将上述信号处理机构给出的积分值与预先设定的基准值进行比较,根据该比较结果使光束的副扫描方向通过位置位于适当位置;
显影部,该显影部对形成于上述像载体上的静电潜像进行显影处理;
转印部,该转印部把通过上述显影部显影的图像转印到纸上。
附图说明
图1为以示意方式表示本发明实施例的数字式复印机的结构的结构图;
图2为光学系统机构的结构与感光鼓的位置关系图;
图3为以示意方式表示光束位置传感器的结构的结构图;
图4为以示意方式表示光束位置传感器的主要结构的结构图;
图5A和5B为说明光束位置传感器和光束的扫描方向的倾斜的图;
图6为表示主要对光学系统进行控制的控制系统的方框图;
图7为用于说明光束的通过位置控制和偏差检测与补偿处理的方框图;
图8A~8C为表示光束的通过位置与光束位置传感器的感光束模块的输出、差动放大器的输出、积分器的输出的关系图;
图9为表示光束的通过位置与A/D转换器的输出之间的关系的曲线图;
图10为用于说明检流镜的动作分解度的曲线图;
图11为用于说明检流镜的动作分解度的曲线图;
图12为用于说明复印部的电源接通时的示意动作的流程图;
图13为说明光束通过位置控制过程的流程图;
图14为说明光束通过位置控制过程的流程图;
图15为说明光束通过位置控制过程的流程图;
图16为光束位置传感器输出处理电路的具体电路实例的结构图;
图17A和17B为运算放大器的偏差电压的说明图;
图18为运算放大器的偏差电压对光束通过位置检测造成的影响和问题的说明图;
图19为表示通过将光束的位置错开到非检测区域而对偏差值进行检测的形式的图;
图20为用于说明第1实施例的对偏差值进行补偿的过程的流程图;
图21为用于说明第1实施例的对偏差值进行补偿的过程的流程图;
图22为用于说明第1实施例的将光束移动到非检测区域的过程的流程图;
图23为用于说明第1实施例的将光束移动到非检测区域的过程的流程图;
图24为用于说明第1实施例的对偏差值进行检测的过程的流程图;
图25为用于说明第1实施例的对偏差值进行补偿的过程的流程图;
图26为用于说明第2实施例的在光束通过位置控制过程中对光束通过位置信息进行检测的过程的流程图;
图27为用于说明第3实施例的偏差检测与补偿处理的方框图;
图28为表示第3实施例的光束位置传感器输出处理电路中的积分器与D/A转换器之间的关系的结构图;
图29为用于说明第3实施例的对偏差值进行补偿的过程的流程图;
图30为用于说明第3实施例的对偏差值进行补偿的过程的流程图;
图31为以示意方式表示第4实施例的光束通过位置传感器的结构的结构图;
图32为用于说明第4实施例的偏差检测与补偿处理的方框图;
图33为用于说明第4实施例的对偏差值进行补偿的过程的流程图;
图34为用于说明第4实施例的对偏差值进行检测的过程的流程图;
图35为以示意方式表示第6实施例的光束通过位置传感器的结构的结构图;
图36为用于说明第7实施例的偏差检测与补偿处理的方框图;
图37为用于说明第7实施例的对偏差值进行检测的过程的流程图;
图38为用于说明第9实施例的偏差检测与补偿处理的方框图;
图39为第10实施例的光束位置传感器与光束遮挡板之间的关系图;
图40为用于说明第10实施例的偏差检测与补偿处理的方框图;
图41为用于说明第10实施例的对偏差值进行补偿的过程的流程图;
图42为用于说明第10实施例的对偏差值进行补偿的过程的流程图;
图43为第10实施例的使光束遮挡板移动的驱动器的说明图;
图44为用于说明第12实施例的偏差检测与补偿处理的方框图;
图45为用于说明第13实施例的偏差检测与补偿处理的方框图;
图46为用于说明第13实施例的对偏差值进行检测的过程的流程图;
图47为用于说明第15实施例的偏差检测与补偿处理的方框图;
图48A与48B为在采用位置偏移的光束形成图像的场合所产生的图像不良的说明图;
图49A与49B为在采用位置偏移的光束形成图像的场合所产生的图像不良的说明图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施例进行描述。
图1表示本实施例的作为适合采用光束扫描装置的图像形成装置的数字式复印机的结构。即,该数字式复印机由作为图像读取机构的扫描部1、作为图像形成机构的复印部2构成。上述扫描部1由可沿图中箭头所示的方向移动的第1滑架3和第2滑架4、成像透镜5、光束电转换元件6等构成。
在图1中,原稿O以朝下方式放置于由透明玻璃构成的原稿台7上,在该原稿O的放置基准的原稿台7中的沿宽度方向的正面右侧构成中心基准。原稿O通过以可开合的方式设置的原稿固定盖8被压在原稿台7上。
原稿O按照下述方式构成,该方式为:其通过光束源9照亮,其反射光通过反射镜10、11、12、成像透镜5聚焦于光束电转换元件6的感光面上。在这里,设置有上述光束源9和反射镜10的第1滑架3以及设置有反射镜11、12的第2滑架4按照使光程长度保持一定的方式,以2∶1的相对速度移动。第1滑架3和第2滑架4通过滑架驱动马达(图中未示出)与读取时间信号同步并从左向右移动。
按照上述方式,放置于原稿台7上的原稿O的图像通过扫描部1逐行顺序读取,该读取输出在图中未示出的图像处理部中,转换为表示图像浓淡的8位数字图像信号。
复印部2由光学系统机构13以及组合有可在待图像形成媒体即复印纸P上形成图像的电子照相方式的图像形成部14构成。也就是说,通过扫描部1从原稿O读取的图像信号通过图中未示出图像处理部进行处理之后,转换为半导体激光振荡器发出的激光束(下面简称为光束)。这里在本实施例中,采用使用多个(两个以上)半导体激光振荡器的多路光学系统。
下面要对光学系统机构13的构成进行具体描述,设置于该光学系统机构内部的多个半导体激光振荡器根据由图中未示出的图像处理部发出的激光调制信号进行发光动作,由此发出的多根光束通过多面反射镜反射而形成扫描光束,并可朝着上述光学系统机构外部射出。
由光学系统机构13发出的多根光束作为下述的光点扫描光束而成像、并形成扫描曝光束,上述扫描光束在作为像载体的感光鼓15上的曝光位置X的地点具有必要的解像度。由此,在感光鼓15上形成与图像信号相对应的静电潜像。
在感光鼓15的周边设置有其表面带电的充电器16、显影器17、转印充电器18、剥离充电器19、清洁器20等部件。感光鼓15通过驱动马达(图中未示出)以规定的圆周速度驱动旋转,并通过相对其表面设置的充电器16充电,在于带电的感光鼓15上的曝光位置X的地点多根光束(扫描光束)以光点方式成像。
形成于感光鼓15上的静电潜像通过显影器17供给的色调剂(显影剂)显影。通过显影而形成色调剂图像的感光鼓15在转印位置处,通过转印充电器18转印到通过供纸系统以同步方式供给的复印纸P上。
上述供纸系统通过供纸压辊22和分离压辊23每次按一张的方式,依次供给设置于底部的供纸盒21内部的复印纸P。之后,该复印纸P传送到定位压辊24处,并按规定的时间传送到转印位置。在转印充电器18的下游侧设置有复印纸传送机构25、定影器26、用于将图像形成完毕的复印纸P排出的排纸压辊27。由此,转印有色调剂图像的复印纸P通过定影器26对色调剂像进行定影处理之后,通过排纸压辊27排到外部的排纸接纳盘28上。
此外,已完成向复印纸P进行转印处理的感光鼓15的表面上残留的色调剂通过清洁器20清除掉,该感光鼓15恢复到初始状态,并处于下一个图像形成的准备状态。
通过反复进行上述的处理动作,可连续进行图像形成动作。
如上所述,放置于原稿台7上的原稿O通过扫描部1读取,该读取信息通过复印部2进行连续处理之后,作为色调剂图像记录于复印纸P上。
下面对光学系统机构13进行描述。
图2表示光学系统机构13的结构与感光鼓15之间的位置关系。上述光学系统机构13的内部设置有作为4根光束产生机构的半导体激光振荡器31a、31b、31c、31d,每个半导体激光振荡器31a~31d同时进行逐行的图像形成,在多面反射镜的旋转次数未达到极限情况下可高速进行图像形成。
也就是说,激光振荡器31a通过激光驱动器32a驱动,所输出的光束通过图中未示出的准直透镜之后,射入作为光束路变换机构的检流镜33a中。通过检流镜33a反射的光束通过半透明反射镜34a和半透明反射镜34b,然后射入多面旋转反射镜的多面反射镜35中。
该多面反射镜35通过多面镜马达36按一定速度旋转,上述多面镜马达36由多面镜马达驱动器37驱动。由此,来自多面反射镜35的反射光按照由多面镜马达36的旋转次数所确定的角速度沿一定方向进行扫描。由于通过多面反射镜35扫描的光束因图中未示出的f-θ透镜的f-θ特性而通过该f-θ透镜,从而该光束按照一定的速度在作为光束位置检测机构的光束位置传感器38的感光面、以及感光鼓15上进行扫描。
激光振荡器31b通过激光驱动器32b驱动,所输出的光束通过图中未示出的准直透镜之后,通过检流镜33b反射,然后通过半透明反射镜34a反射。来自该半透明反射镜34a的反射光通过半透明反射镜34b,然后射入多面反射镜35内。多面反射镜35后面的光路与上述激光振荡器31a的场合相同,其通过图中未示出的f-θ透镜,按照一定速度在光束位置传感器38的感光面以及感光鼓15上进行扫描。
激光振荡器31c通过激光驱动器32c驱动,所输出的光束通过图中未示出的准直透镜之后,通过检流镜33c反射,然后通过半透明反射镜34c,由半透明反射镜34b反射,然后射入多面反射镜35内。多面反射镜35后面的光路与上述激光振荡器31a、31b的场合相同,其通过图中未示出的f-θ透镜,按照一定速度在光束位置传感器38的感光面以及感光鼓15上进行扫描。
激光振荡器31d通过激光驱动器32d驱动,所输出的光束通过图中未示出的准直透镜之后,通过检流镜33d反射,然后由半透明反射镜34c反射,再通过半透明反射镜34b反射,之后射入多面反射镜35内。多面反射镜35后面的光路与上述激光振荡器31a、31b、31c的场合相同,其通过图中未示出的f-θ透镜,按照一定速度在光束位置传感器38的感光面以及感光鼓15上进行扫描。
按照上述方式,分别从激光振荡器31a、31c、31d输出的每根光束通过半透明反射镜34a、34b、34c合成,4根光束朝着多面反射镜35的方向前进。
因此,4根光束可同时在感光鼓15上进行扫描,与已有的单根光束的场合相比较,在多面反射镜35的旋转次数相同的情况下,可以4倍的速度记录图像。
检流镜33a、33b、33c、33d用于对副扫描方向的光束之间的位置关系进行调整(控制),它们分别与驱动各自的检流镜驱动电路39a、39b、39c、39d连接。
光束位置传感器38用于检测上述4根光束的通过位置和通过时间,其感光面设置于与感光鼓15的表面共面的感光鼓15的端部附近。根据该光束位置传感器38发出的检测信号,可对与每根光束相对应的检流镜33a、33b、33c、33c进行控制(副扫描方向的图像形成位置控制)、对激光振荡器31a、31b、31c、31d的发光功率(强度)进行控制、对发光时间进行控制(主扫描方向的图像形成位置控制)(下面将进行详细描述)。为了形成用于进行上述控制的信号,光束位置传感器输出处理电路40与光束位置传感器38连接。
下面对光束位置传感器38进行描述。
图3以示意方式表示光束位置传感器38的结构与光束的扫描方向的关系。来自4个半导体激光振荡器31a、31b、31c、31d的光束a~d随多面反射镜35的旋转而从左向右进行扫描,横向扫过光束位置传感器38。
光束位置传感器38由作为沿纵向较长的2个光束检测部的传感模块S1、S2,以及作为按照夹持于上述2个传感模块S1、S2之间的方式设置的7个光束检测部的传感模块SA、SB、SC、SD、SE、SF、SG构成。此外,上述传感模块S1、S2、SA~SG由光电二极管构成。
在这里,上述传感模块S1用于对光束的通过进行检测、并发出后面将要描述的积分器的复位信号(积分动作开始信号),上述传感模块S2同样也对光束的通过进行检测、并发出后面将要描述的A/D转换器的转换开始信号。此外,上述传感模块SA~SG用于对光束的通过位置进行检测。
如图3所示,上述传感模块S1、S2按照下述方式形成,该方式为:其与检流镜33a~33d的位置无关,通过必须由借助多面反射镜35扫描的光束a~d横切的方式,在与光束的扫描方向相垂直的方向上的尺寸较长。比如,在本实施例中,相对于光束的扫描方向的宽度W1、W3为200μm的情况,与光束的扫描方向相垂直的方向上的长度L1为2000μm。
如图3所示,传感模块SA~SG按照沿光束的副扫描方向叠置的方式设置于传感模块S1、S2之间,该设置长度与传感模块S1、S2的长度L1相同。此外,传感模块SA~SG的光束的扫描方向的宽度W2比如可为600μm。
图4以放大方式表示光束位置传感器38中的传感模块SA~SG的外形。
传感模块SB~SF的外形比如可为32.3μm×600μm的长方形,在光束的副扫描方向形成有10μm左右的微小间隙G。于是,两个间隙之间的设置间距为42.3μm。此外,传感模块SA与SB按照传感模块SF和SG之间的间隙为10μm的方式设置。还有,传感模块SA、SG的光束的副扫描方向的宽度大于传感模块SB~SF的宽度。
采用按照上述方式构成的光束位置传感器38的输出的控制将在后面进行具体描述,按照间距为42.3μm的方式形成的间隙的作用是以具有规定的间距(在本实施例中为42.3μm)的间隔对光束a、b、c、d的通过位置进行控制。因此,光束a中的由传感模块SB与SC形成的间隙G(B-C)、光束b中的由传感模块SC与SD形成的间隙G(C-D)、光束c中的由传感模块SD与SE形成的间隙G(D-E)、光束d中的由传感模块SE与SF形成的间隙G(E-F)分别成为通过位置的目标。
下面通过图5对具有上述传感模块的光束位置传感器38的特征进行描述。
按照前面所述,上述光束位置传感器38设置于可使其感光面与感光鼓15处于相同位置的靠近感光鼓15的端部,或可获得与从多面反射镜35至感光鼓15之间的距离相等的光程长度的位置处。为了通过按照上述方式设置的光束位置传感器38正确地捕获光束的通过位置,作为理想的方式,上述所描述的传感模块沿与光束的通过方向相垂直的方向平行设置。但是实际上,在安装光束位置传感器38时多少会发生一定程度的倾斜。
对于上述安装位置相对理想位置倾向的情况,由于在本实施例中的光束位置传感器38中,传感模块按照下述方式设置,该方式为:用于对每根光束的通过位置进行检测的测点未偏离光束的通过方向,这样即使在光束位置传感器38按照产生一定倾斜的方式安装的情况下,仍可将检测间距的误差控制在最小限度。
另外,将在后面进行具体描述,由于在用于处理上述光束位置传感器38的输出的输出处理电路中设置有积分器,这样无论光束位置传感器38怎样倾斜,均可将对光束的通过位置检测结果造成的影响控制在最小程度。
传感模块SA和SG中的沿光束副扫描方向的长度远远超过传感模块SB~SF的相应值,在本实施例中,其为传感模块SB~SF的设置间距(42.3μm)的20倍。之所以采用上述方式是因为:对于传感模块SB~SF用于将光束通过位置相对目标设定在1μm以内的情况,传感模块SA与SG则用于对光束的基本位置进行判断。
图5A表示在本实施例的光束位置传感器38以相对光束的扫描方向倾斜方式安装的场合下的传感模块SA~SG与光束a~d的扫描位置之间的关系。但是,该图是按照光束a~d的扫描方向相对光束位置传感器38产生倾斜的方式给出的。图中的光束a~d的扫描线为按照理想间距(42.3μm间距)进行控制的场合下的扫描线。
此外,在传感模块SA~SG之间,设置有本传感模块中的控制目标点(白球)。按照后面将要描述的方式,由于积分器的作用,即使在光束a~d以倾斜的方式射入的情况下,该点仍位于模块之间的正中(中间)。
根据该图可知,以理想的间距(42.3μm间距)进行控制的扫描线的轨迹通过本传感模块SA~SG上的控制目标的中心附近。因此,即使在本实施例的光束位置传感器38以一定的倾斜度安装的情况下,对其检测精度造成的影响仍很小。
比如,在光束位置传感器38相对光束的扫描线以5°的倾角进行安装的场合,由于因倾斜而造成的光束位置传感器38的检测误差,本来可以42.3μm间距为目标进行控制的每根光束的扫描位置间距是以42.14μm作为目标进行控制的。此时的误差约为0.16μm(0.03%),如果按照上述方式进行控制,则对图像的质量的影响是极小的。此外,虽然上述数值可采用三角函数简单地计算出,但是在这里不对此进行具体说明。
按照上述方式,如果采用本实施例的光束位置传感器38的传感模块SA~SG,无论相对于光束位置传感器38倾斜的安装精度多么差,仍可正确地检测光束的扫描位置。
另一方面,图5B所示的光束位置传感器80是已有技术所采用的,它是用于实现与本发明的光束位置传感器38具有相同功能的传感模块的一个实例。
在采用上述的传感模块的场合,如果相对光束a~d的扫描方向,以稍稍倾斜的方式安装,则不能正确地检测光束的通过位置。其原因是检测每根光束a~d的通过位置的传感模块(在本实施例中,S3*,S4*,S5*,S6*:*表示a,b)位于相对光束的扫描方向保持一定距离设置的位置。即,相对光束的扫描方向的距离越大,则检测误差越大,即使在稍稍倾斜的情况下。
与图5A相同,图5B也表示在假定光束位置传感器80以倾斜的方式安装的情况下,按照理想的间距(42.3μm间距)进行控制的扫描线的轨迹。从图5B可知,与图5A所示的本实施例的光束位置传感器38相比较,已有的光束位置传感器80要求较高的安装精度。
比如,与图5A的光束位置传感器38相同,即使在图5B的光束位置传感器80以5°的倾角安装,传感模块S3a、S3b与S6a、S6b之间的距离为900μm的情况下,光束d的控制目标相对理想位置仍偏离78.34μm。此偏离值为大大超过作为本实施例的目标控制间距的42.3μm的误差,会给图像质量造成重大的缺陷。于是,在采用上述光束位置传感器80的场合,至少对于相对光束的扫描方向的倾斜,要求非常高的安装精度。
在过去必须按照下述方式考虑,即为了弥补上述问题,即使在牺牲一定的灵敏度的情况下,仍极力要减小光束的扫描方向的传感模块宽度W,以便使光束的通过位置检测点不离开光束的扫描方向。此外,为了弥补灵敏度不足,在对光束的通过位置进行检测时,必须采用提高激光振荡器的功率、或减少多面镜马达的旋转次数等方式。
下面对控制系统进行描述。
图6表示主要用于对多路光学系统进行控制的控制系统。即,标号51表示用于进行整体控制的主控制部,其可由(比方说)CPU构成,该主控制部51与存储器52、控制板53、外部通信接口(I/F)54、激光驱动器32a、32b、32c、32d、多面反射镜马达驱动器37、检流镜驱动电路39a、39b、39c、39d、作为信号处理机构的光束位置传感器输出处理电路40、同步电路55、图像数据接口(I/F)56连接。
同步电路55与图像数据接口56连接,图像数据接口56与图像处理部57和页面存储器58连接。图像处理部与扫描部1连接,页面存储器58与外部接口(I/F)59连接。
这里,如果简单地对形成图像时的图像数据的流动进行说明,则其按照下述的方式流动。
首先,在复印动作的场合,按照前面所描述的方式,放置于原稿台7上的原稿O的图像通过扫描部1读取,接着传送给图像处理部57。图像处理部57对扫描部1给出的图像信号进行公知的遮光补正、各种过滤处理、灰度处理、γ补正等。
图像处理部57给出的图像数据传送给图像数据接口56。图像数据接口56的作用是对4个激光驱动器32a、32b、32c、32d分配图像数据。同步电路55产生与通过每根光束的光束位置传感器38的时间同步的时钟,与该时钟同步,图像数据接口56将图像数据作为激光调制信号传送给每个激光驱动器32a、32b、32c、32d。按照上述方式,通过在对每根光束进行扫描和保持同步的同时,对图像数据进行传送,则可沿主扫描方向进行保持同步的(朝着正确位置)的图像形成。
此外,在同步电路55中包括有下述的取样计时器或下述的逻辑电路等,该取样计时器用于在非图像区域使每个激光振荡器31a、31b、31c、31d强制进行发光动作,对每根光束的功率进行控制,上述逻辑电路按照光束的顺序,在光束位置传感器38上使每个激光振荡器31a、31b、31c、31d进行发光动作,以便获取每根光束的图像形成时间。
控制板53为用于进行复印动作的启动或张数设定等操作的人—机界面。
本发明的数字式复印机具有下述的结构,该结构不仅可进行复印动作,而且还可形成并输出通过与页面存储器58连接的外部接口59从外部输入的图像数据。此外,从外部接口59输入的图像数据一旦存储于页面存储器58中后,便通过图像数据接口56传送给同步电路55。
还有,在本发明的数字式复印机通过网络等从外部进行控制的场合,外部通信接口54起控制板53的作用。
检流镜驱动电路39a、39b、39c、39d用于根据主控制部51给出的指示值驱动检流镜33a、33b、33c、33d。于是,主控制部51可通过检流镜驱动电路39a、39b、39c、39d自由地对每个检流镜33a、33b、33c、33d的角度进行控制。
多面镜马达驱动器37用于驱动多面镜马达36,该马达36用于使让前面所述的4根光束进行扫描的多面反射镜35旋转。主控制部51可对上述多面镜马达驱动器37进行旋转开始、停止、旋转次数的切换。该旋转次数的切换用于下述场合,该场合指在通过光束位置传感器38确认光束的通过位置时,根据需要使旋转次数降低到小于规定的旋转速度。
激光驱动器32a、32b、32c、32d具有下述的功能,即其根据与前面所描述的同步电路55所发出的与光束扫描保持同步的激光调制信号,射出激光束,并且根据主控制部51发出的强制发光信号,在与图像数据无关的情况下,强制地使激光振荡器31a、31b、31c、31d进行发光动作。
此外,主控制部51相对每个激光驱动器32a、32b、32c、32d,设定每个激光振荡器31a、31b、31c、31d发出的光的功率。该发光功率的设定可根据处理条件的变化和光束的通过位置检测等进行变更。
存储器52用于存储对控制必要的信息。比如,通过存储每个检流镜33a、33b、33c、33d的控制量、光束到来的顺序等,在接通电源后,可马上使光学系统机构13处于可形成图像的状态。
下面对光束的通过(扫描)位置控制进行具体描述。
图7为光束的通过位置控制以及后面将要描述的偏差检测与补偿处理的说明图,该图重点表示图6的方框图中的光束控制,并对与上述控制有关的部分进行详细说明。
按照前面所描述的方式,光束位置传感器38中的传感模块S1、S2发出表示光束通过的脉冲信号。此外,多个传感模块SA~SG根据光束通过位置,发出相互独立的信号。
在上述多个传感模块SA~SG中,传感模块SA、SG的每个输出信号分别输入给放大器61、62(后面也称为放大器A、G)。还有,放大器61、62的放大倍数分别通过由CPU构成的主控制部51设定。
此外,在多个传感模块SA~SG中,传感模块SB~SF的每个输出信号分别输入给对传感模块SB~SF中的相邻输出信号差进行放大的差动放大器63~66(后面也称为差动放大器B-C、C-D、D-E、E-F)。在这里,差动放大器63对传感模块SB、SC的每个输出信号的差进行放大,差动放大器64对传感模块SC、SD的每个输出信号的差进行放大,差动放大器65对传感模块SD、SE的每个输出信号的差进行放大,差动放大器66对传感模块SE、SF的每个输出信号的差进行放大。
放大器61~66的每个输出信号分别输入给选择电路(模拟开关)41。选择电路41根据主控制部(CPU)51给出的检测选择信号,选择输入积分器42的信号。通过选择电路41选择的放大器的输出信号输入到积分器42,在其内进行积分运算。
另一方面,传感模块S1发出的脉冲信号也输入给积分器42。该传感模块S1发出的脉冲信号用作在使积分器42复位的同时,使新的积分动作开始的复位信号(积分动作开始信号)。此外,积分器42的作用是去除杂波,去除光束位置传感器38的安装倾斜造成的影响等,上述作用将在后面进行描述。
积分器42的输出信号输入给A/D转换器43。此外,传感模块S2发出的脉冲信号也输入给A/D转换器43。通过将传感模块S2发出的信号作为转换信号施加,则可使A/D转换器43的A/D转换动作开始。即,按照光束通过传感模块S2的时间,使A/D转换开始。
按照上述方式,通过传感模块S1发出的脉冲信号,在光束通过传感模块SA~SG之前,对积分器42复位,同时使积分动作开始,在光束通过传感模块SA~SG期间,积分器42对表示光束的通过位置的信号进行积分运算。接着,光束通过传感模块SA~SG之后,把传感模块S2发出的脉冲信号变为触发脉冲,借助A/D转换器43对通过积分器42进行积分运算的结果进行A/D转换,从而减少杂波,可将去除光束位置传感器38的安装倾斜造成的影响的检测信号转换为数字信号。
还有,经过A/D转换动作的A/D转换器43向主控制部51输出表示处理完毕的中断信号INT。
这里的放大器61~66、选择电路41、积分器42、A/D转换器43构成光束位置传感器输出处理电路40。
按照上述方式,转换为数字信号的由光束位置传感器38发出的光束位置检测信号作为光束位置信息输入给主控制部51,并对光束的通过位置等进行判断。
此外,根据按照上述方式获得的光束位置检测信号,主控制部51对检流镜33a~33d的控制量进行运算。根据需要,该运算结果存储于存储器52中。主控制部51将该运算结果传送给检流镜驱动电路39a~39d。
如图7所示,在检流镜驱动电路39a~39d中设置有用于保存上述运算结果的数据的锁存器44a~44d,一旦当主控制部51写入数据,则上述锁存器44a~44d保存该数值,直至下次对数据进行更新。
保存于锁存器44a~44d中的数据通过D/A转换器45a~45d转换为模拟信号(电压),并输入用于驱动检流镜33a~33d的驱动器46a~46d中。驱动器46a~46d根据D/A转换器45a~45d对检流镜33a~33d进行驱动控制。
此外,在本实施例中,由于由传感模块SA~SG放大的输出信号通过选择电路41仅仅选择其中的一个,对其进行积分运算,并进行A/D转换,这样暂时不能将传感模块SA~SG的输出信号输入给主控制部51。
于是,在不知道光束通过什么地方的状态下,必须依次切换选择电路41,将传感模块SA~SG的全部传感模块发出的输出信号输入主控制部51中,对光束的通过位置进行判断。
但是,当可确认光束通过什么样的目标时,只要检流镜33a~33d不运动到极端处,则基本可预测光束的通过位置,一般不必将全部的传感模块的输出信号输入给主控制部51中。此外,关于具体的处理将在后面进行描述。
下面采用图8,对图7的电路动作中的光束的通过位置与光束位置传感器38的的输出、差动放大器63~66的输出、积分器42的输出的关系进行描述。
图8A表示光束通过传感模块SB与SC的正中间的场合,图8B表示相对图8A的场合,光束通过传感模块SB附近处的场合。图8C表示光束位置传感器38以相对光束的通过方向处于倾斜状态的方式安装的场合。
下面对每种场合的光束位置传感器38的输出、差动放大器63的输出、积分器42的输出进行描述。
图8A场合的电路动作
首先,光束通过传感模块S1,传感模块S1发出脉冲信号。该脉冲信号按照附图所示方式使积分器42复位,使其输出变为“0”。于是,由于光束通过传感模块S1,对上次的检测结果进行重新设定,对新的检测结果进行积分运算。
在光束通过传感模块SB与SC的正中间的场合,如图8A所示,传感模块SB与SC的输出大小保持相同。但是由于传感模块的输出非常微小,如图8A所示,有一定的杂波成分重叠。
上述的信号输入给差动放大器63,对其差进行放大。传感模块SB与SC的输出基本相等,在此场合,如图8A所示,差动放大器63的输出基本保持为“0”,但是有一定的杂波成分重叠。按照上述方式得到的差动放大结果通过选择电路41输入给积分器42。
积分器42对该差动放大器63的输出进行积分运算,其结果输出给后面的A/D转换器43,但是如图8A所示,积分器42的输出为去除了杂波成分的信号。这是因为通过积分运算,将重叠于差动放大结果中的高频成分的杂波去除。按照上述方式,在光束通过的同时,传感模块SB与SC的输出差得到放大,并经过积分运算而输入给A/D转换器43。
另一方面,传感模块S2的输出输入给A/D转换器43,按照光束通过传感模块SB、SC部分后的时间,图8A所示的脉冲信号从传感模块S2输出给A/D转换器43。该A/D转换器43将该脉冲信号变为触发信号并对积分器42的输出进行A/D转换。于是,A/D转换器43可及时地将去除了杂波成分的具有良好S/N比的模拟光束通过位置信息转换为数字信号。
图8B场合的电路动作
其基本的动作与图8A的相同,只是光束的通过位置靠近传感模块SB一侧,传感模块SB的输出较大,传感模块SC的输出较小。于是,差动放大器63的输出的差为正值。积分器42与图8A的场合相同,其按照光束通过传感模块S1的时间复位之后,上述差动放大结果输入给积分器42。该积分器42在输入(差动放大器63的输出)位于正值一侧期间,使其输出在正值一侧慢慢增加。然后,当输入恢复为“0”时,保持该值。于是,积分器42的输出表现为光束的通过位置偏离情况。
与图8A场合的相同,上述积分结果按照光束通过传感模块S2的时间,通过A/D转换器43进行A/D转换,从而将正确的光束通过位置及时地转换为数字信息。
图8C场合的电路动作
其基本的动作与图8A、图8B场合的相同,只是光束以倾斜方式通过光束位置传感器38,传感模块SB、SC的输出、差动放大器63的输出、积分器42的输出具有一定特点。
如图8C所示,在光束通过传感模块S1后,其是以相对传感模块SC一侧倾斜的方式射入传感模块SB、SC的,在通过传感模块SB与SC的中间附近后,以倾斜方式通过传感模块SB的一侧。当光束按照上述方式通过时,如图8C所示,传感模块SB的输出在光束输入后较小,随着光束的通过而逐渐增加。传感模块SC的输出在光束输入后较大,随着光束的通过而慢慢减小。
如图8C所示,输入有上述的传感模块SB、SC的输出的差动放大器63的输出在光束射入后在负值一侧较大,之后,该输出慢慢减小,在光束通过传感模块SB与SC的中间时,上述输出基本为“0”。之后上述输出在正值一侧慢慢增加,在光束通过结束之前达到正值一侧的最大值。
在光束射入后,输入有上述的差动放大器63的输出的积分器42的输出在负值一侧增加。之后,该负值一直增加,直至差动放大器63的输出保持为“0”的地方。之后,当差动放大器63的转换到正值一侧时,上述负值慢慢减小,在光束通过结束的地方,上述负值基本为“0”。
这是因为:虽然光束以倾斜方式通过光束位置传感器38,但是如果平均地来观察,上述光束通过传感模块SB与SC的正中间。于是,由于光束通过传感模块S2,使A/D转换器43进行A/D转换的动作开始,但是在此场合,通过积分运算的值为“0”,表示光束通过位置的数字信息也为“0”,即其作为光束通过传感模块SB与SC的正中间的情况而进行处理。
上面对光束的通过位置、传感模块S1、S2、SB、SC的输出、差动放大器63的输出、积分器42的输出、A/D转换器43的动作进行了描述。由于传感模块SC、SD、SE、SF、差动放大器64、65、66的动作基本与传感模块SB、SC与差动放大器63的动作相同,故在这里省略每个动作的描述。
下面根据图9对光束的通过位置与A/D转换器43的输出之间的关系进行描述。
图9中的曲线图的纵轴表示与图7相对应的A/D转换器(12位)43的输出大小,横轴表示光束的通过位置。横轴的光束通过位置在向左移动时表示光束通过传感模块SG一侧,而在向右移动时表示光束通过传感模块SA一侧。
差动放大器(63、64、65、66:在下面作为B-C、C-D、D-E、E-F参照)的输出可沿正值和负值两个方向输出,此时的A/D转换器43的输出按照下面的方式进行移动。即在差动放大器(B-C、C-D、D-E、E-F)的输出在正值一侧的场合,随着差动放大器的输出增加,A/D转换器43的输出(A/D转换值)在000H(最小值)~7FFH(最大值)的范围内变化。
另一方面,在差动放大器(B-C、C-D、D-E、E-F)的输出位于负值一侧的场合,A/D转换器43的输出(A/D转换值)在800H(最小值)~7FFH(最大值)的范围内变化。在位于负值一侧的场合,绝对值较大(靠近FFFH)的A/D转换值表示积分器42的输出靠近“0”,即靠近目标值,绝对值较小(靠近800H)的A/D转换值表示积分器42的输出在负值一侧的值较大。
下面对传感模块SB与SC的差动放大器B-C的输出通过A/D转换器43进行A/D转换的场合进行具体描述。
传感模块SB的输出与差动放大器B-C的正极端子连接,传感模块SC的输出与差动放大器B-C的负极端子连接。于是,如图9所示,差动放大器B-C的输出在光束通过传感模块SB的中心附近的场合为最大,通过A/D转换器43的A/D转换值为7FFH。其原因是:传感模块SB的输出在上述附近处为最大。
此外,即使在相对上述位置光束偏向传感模块SA一侧或偏向传感模块SC一侧的情况下,A/D转换值(差动放大器B-C的输出)较小。
还有,当考虑光束的通过位置偏向传感模块SA一侧的场合时,传感模块SB也不能检测光束的通过,A/D转换值(差动放大器B-C的输出)基本为“0”。
再有,与此相反,当考虑光束的通过位置偏向传感模块SC一侧的场合时,A/D转换值(差动放大器B-C的输出)慢慢减小,当光束通过传感模块SB与SC的正中间时,上述转换值为“0”。其原因是:传感模块SB与SC的输出保持相等。在本实施例中,上述点为光束a的通过目标点。
还有,当光束的通过位置偏向传感模块SC一侧时,差动放大器B-C的输出为负值输出,A/D转换值在000H~FFFH的范围内变化,此后上述A/D转换值慢慢减小。此外,当光束的通过位置靠近传感模块SC的中心附近时,差动放大器B-C的输出为负值的最大值,此时的A/D转换值为800H。
另外,当光束的通过位置偏向传感模块SD一侧时,此时差动放大器B-C的输出的负值减小,A/D转换值从800H开始增加,最终从FFFH变化为000H。其原因是:光束的通过位置过分偏向传感模块SD(SE),不能检测光束是否通过传感模块SB、SC,其输出对两者来说均为“0”,两者的输出没有差别。
下面对检流镜33的控制特性进行描述。
图10、图11表示提供给检流镜驱动电路39a~39d的数据与在光束位置传感器38上(即在感光鼓15上)的光束通过位置之间的关系。如图7所示,检流镜驱动电路39a~39d的D/A转换器45a~45d的输入为16位。
图10表示相对上述16位数据的上位8位输入的光束通过位置的变化形式。如该图所示,光束的通过位置相对数据00H~FFH,移动2000μm(2mm)。此外,相对在00H附近与FFH附近的输入,超过检流镜的响应范围,光束的通过位置未发生变化。
但是,输入基本位于18H~E8H的范围,相对该输入,光束的通过位置基本按照直线变化,其比例相当于每1个LSB约10μm的距离。
图11表示相对检流镜驱动电路39a~39d的D/A转换器45a~45d的低8位输入的光束通过位置的变化形式。但是,在该附图表示相对下述场合的下位8位的输入的光束的通过位置的变化,该场合指将上述的光束的通过位置按照直线变化的范围内的值作为上位8位的输入而进行输入的场合。从该图可知,相对下位8位,在00H~FFH的范围内,光束的通过位置移动变化约10μm,从而每1个LSB变化0.04μm。
按照上述方式,主控制部51向检流镜驱动电路39a~39d发出16位的数据,光束位置传感器38上即感光鼓15上的光束通过位置可按照分辨率约为0.04μm的方式,在2000μm(2mm)的范围内移动。
下面参照图12所示的流程图,对复印部2的电源接通时的基本动作进行描述。此外,扫描部1的动作在这里省略。
当接通本复印机的电源时,主控制部51使定影器26内部的定影辊旋转,开始进行定影器26的加热控制(S1、S2)。下面进行副扫描方向的光束通过位置控制过程,按照位于规定位置的方式对光束的通过位置进行控制(S3)。
当对光束的通过位置进行正确控制时,进行偏差补偿过程,检测光束位置传感器输出处理电路40的偏差值,进行其补偿处理(S4)。接着,再次进行光束通过位置控制过程(S5)。
然后,进行主副方向的同步引入,同时按照每根光束按照所需的功率发光的方式,强制进行APC(自动功率控制器)控制(S6)。下面,进行与下述处理有关的初始化(S7),该处理指使感光鼓15产生旋转,使感光鼓15的表面等的条件保持一定等处理。
按照上述方式,在进行一系列的初始化处理后,连续使定影辊旋转,直至定影器26的温度上升到规定温度,形成准备状态(S8)。当定影器26的温度上升到规定温度时,使定影辊停止旋转(S9),形成复印指令等待状态(S10)。
在复印指令等待状态(S10),在未从控制板53接收到复印指令的场合,在进行光束通过位置控制过程后,当比如经过30分钟时(S11),自动进行偏差补偿过程(S12),然后再次进行光束通过位置控制过程(S13)。当上述过程结束时,返回步骤S10,再次形成复印指令等待状态。
在复印指令等待状态(S10)下,当从控制板53接收到复印指令的场合,进行复印动作(S14)。之后,再次进行光束通过位置控制过程(S15),形成复印动作结束的准备状态(S16)。当复印动作结束时,进行步骤S12,反复进行上述动作。
下面根据图13所示的流程图,对图12的步骤S3、S5、S13、S15中的光束通过位置控制过程的基本动作进行描述。
首先,主控制部51使多面镜马达36启动,使多面反射镜35按照规定旋转次数旋转(S20)。接着,主控制部51从存储器52读出最新的检流镜33a~33d的驱动值,根据该值,分别驱动检流镜33a~33d(S21)。
然后,主控制部51进行光束a的通过位置控制(S22)。在这里的控制内容为:对光束a的通过位置进行检测,检查上述通过位置是否进入规定值内,当不在规定值内时,改变检流镜33a的角度,当在规定值内时,绘制表示光束a的通过位置位于规定值内的曲线图。
接着,主控制部51按照与光束a的场合相同的方式,对光束b、光束c、光束d进行控制,即分别对光束b、c、d的通过位置进行检测,检查上述通过位置是否进入规定值内,当不在规定值内时,分别改变检流镜33b~33d的角度,当在规定值内时,绘制表示相应的光束的通过位置位于规定值内的曲线图(S23、S24、S25)。
在按照上述方式,对每根光束a、b、c、d的通过位置进行控制后,主控制部51检查每个曲线图,并对光束通过位置控制是否结束进行判断(S26)。即,当全部的曲线图绘制时,结束光束通过位置控制,当其中的一个曲线图未绘制时,返回步骤S22,对每根光束的通过位置进行控制。
下面对上述控制流程中的检流镜33a~33d的动作进行简单描述。
按照前面所述,检流镜33a~33d根据主控制部51给出的控制值,改变其角度,改变所扫描的光束的通过位置,但是对于主控制部51给出的指示,不一定能够马上作出反应。即,主控制部51发出控制数据,该数据通过锁存器44a~44d锁住,另外通过D/A转换器45a~45d进行D/A转换,从而会产生下述问题,该问题指相对于直至驱动器46a~46d发出与上述转换的数值成比例的驱动信号的时间的数量级以“ns”或“μm”为单位的情况,本实施例中所采用的检流镜33a~33d的反应时间的数量级为4~5ms。
在这里所述的“反应时间”指相对于新的驱动信号,检流镜33a~33d的角度开始变化,在经过一定时间的移动(振动)后,该移动(振动)结束,直至变为新的角度。于是,在主控制部51朝着检流镜33a~33d发出新的控制数据后,为了确认该控制结果,在至少经过该反应时间后,必须确认光束的通过位置。
从图13可知,在本实施例中,对某个检流镜进行控制的效果的确认按照在进行其它的光束位置检测动作或检流镜控制动作之后的方式进行,在经过检流镜作为充分反应所需要的时间之后,确认效果。
比如,在步骤S21、S22、S23、S24中,在1次扫描所需要的时间为330μs的场合,对应多面反射镜35的面数(比如8个面)获得至少1个放大器或差动放大器的输出所需要的时间为2.64ms。于是,在对某个检流镜进行控制后,在对其它的3根光束通过位置进行检测后,为了确认其效果,至少时间间隔为7.92ms,从而可确认检流镜移动(振动)正处于结束状态的光束通过位置。此外,之所以对应多面反射镜35的面数而获得放大器或差动放大器的输出是因为要去除多面反射镜35的镜面切换成分。
图14、图15为对图13中的步骤22进行具体描述的流程图。即,上述附图为用于对光束a的通过位置控制进行说明的流程图。按照前面所述,光束的通过位置与A/D转换器43的输出之间的关系如图9所示,下面还参照图9对上述关系进行描述。
首先,主控制部51强制使激光振荡器31a发光(S31)。由此,光束a通过多面反射镜35旋转,周期性地在光束位置传感器38上进行扫描。
接着,主控制部51根据A/D转换器43所发出的中断信号INT,读入每个放大器和差动放大器的输出经过A/D转换处理得到的值。此外,一般多会出现下述场合,即由于多面反射镜35的镜面切换成分,光束的扫描位置对于每个面会产生一定的不同,为了去除其影响,最好读入连续按照与多面反射镜35的面数相同的次数、或其整数倍数的次数进行的经过A/D转换的值。在此场合,主控制部51计算与每个放大器和差动放大器相对应的A/D转换器43的输出值的平均值,将其结果作为每个放大器和差动放大器的输出(S32)。
于是,对于放大器61、62(放大器A、G)和差动放大器63~66(放大器B-C、C-D、D-E、E-F),如果读入与每个多面反射镜35的面数(8个)相同的次数、A/D转换器43的值,则必须对光束进行48次扫描。
主控制部51首先将按照上述方式得到的放大器61(A)的输出(A/D转换器)与预先存储于存储器52中的判断基准值100H进行比较,判断放大器61的输出是否大于上述判断基准值100H(S33)。
在放大器61的输出大于100H的场合,上述判断结果表示光束a的通过位置位于传感模块SA上,或靠近传感模块SA。即,上述结果表示光束a通过图9中的区域A。由于光束a的目标通过位置位于传感模块SB与SC的中间,故按照光束a通过传感模块SG一侧的方式对检流镜33a进行控制(S34)。
此时的控制量(光束的移动量)为120μm。之所以将控制量设定为120μm是因为:按照通过图3、图4的传感模块所描述的方式,传感模块SA与SG相对控制目标点的区域在两肋具有较大的模块,在光束从上述模块上通过的场合,为了使光束的通过位置较快地靠近目标点,必须大大改变光束的通过位置。但是,即使在放大器61的输出大于100H的情况下,在光束a通过靠近传感模块SB的范围的场合,也有可能过分地改变光束的通过位置。但是,当考虑总的效率时,必须采用上述的控制量。
在步骤S33的判断中,在放大器61的输出不大于100H的场合,通过将放大器62(G)的输出(A/D转换值)与预先存储于存储器52中的判断基准值100H进行比较,对放大器62的输出是否大于判断基准值100H进行判断(S35)。
在放大器61的输出大于100H的场合,上述判断结果表示光束a的通过位置位于传感模块SG上,或靠近传感模块SG。即,上述结果表示光束a通过图9中的区域G。于是,在上述的场合,由于光束a的通过位置靠近作为光束a的通过目标点的传感模块SB与SC的中间,这样可按照使光束a通过传感模块SA一侧的方式对检流镜33a进行控制(S36)。此外,此时的控制量(移动量)与步骤S34场合的相同,必须为120μm。
在步骤S35的判断中,在放大器62的输出不大于100H的场合,通过将差动放大器66(E-F)的输出(A/D转换值)与预先存储于存储器52中的判断基准值800H进行比较,判断差动放大器66的输出是否大于判断基准值800H(S37)。
在差动放大器66的输出大于800H的场合,上述判断结果表示光束a的通过位置靠近传感模块SF。即,上述结果表示光束a通过图9中的区域F。于是,在上述场合,由于光束a的通过位置靠近作为光束a的通过目标点的传感模块SB与SC的中间,这样按照光束a通过传感模块SA一侧的方式对检流镜33a进行控制(S38)。此外,考虑到目标点与区域E之间的距离,此时的控制量(移动量)必须为120μm。
在步骤S37的判断中,在差动放大器66的输出不大于800H的场合,通过将差动放大器65(D-E)的输出(A/D转换值)与预先存储于存储器52中的判断基准值800H进行比较,判断差动放大器65的输出是否大于判断基准值800H(S39)。
在差动放大器65的输出大于800H的场合,上述判断结果表示光束a的通过位置靠近传感模块SE。即,上述结果表示光束a通过图9中的区域E。于是,在上述场合,由于光束a的通过位置靠近作为光束a的通过目标点的传感模块SB与SC的中间,这样按照光束a通过传感模块SA一侧的方式对检流镜33a进行控制(S40)。此外,考虑到目标点与区域E之间的距离,此时的控制量(移动量)必须为80μm。
在步骤39的判断中,在差动放大器65的输出不大于800H的场合,通过将差动放大器64(C-D)的输出(A/D转换值)与预先存储于存储器52中的判断基准值800H进行比较,对差动放大器64的输出是否大于判断基准值800H进行判断(S41)。
在差动放大器64的输出大于800H的场合,上述判定结果表示光束a的通过位置靠近传感模块SD。即,该结果表示光束a通过图9中的区域D。于是,在上述场合,由于光束a的通过位置靠近作为光束a的通过目标点的传感模块SB与SC的中间,这样按照光束a通过传感模块SA一侧的方式对检流镜33a进行控制(S42)。此外,考虑目标点与区域D之间的距离,此时的控制量(移动量)必须为40μm。
在步骤41的判断中,在差动放大器64的输出不大于800H的场合,通过将差动放大器63(B-C)的输出(A/D转换值)与预先存储于存储器52中的判断基准值400H、7FFH进行比较,对差动放大器63的输出是否大于判断基准值400H、而小于7FFH进行判断(S43)。
在差动放大器63的输出大于400H、而小于7FFH的场合,上述判定结果表示光束a的通过位置靠近作为通过目标点的传感模块SB与SC的中间,但在一定程度上靠近传感模块SB。即,该结果表示光束a通过图9中的区域B中的范围BA。于是,在上述场合,由于光束a的通过位置靠近作为光束a的通过目标点的传感模块SB与SC的中间,这样按照光束a通过传感模块SG一侧的方式对检流镜33a进行控制(S44)。此外,考虑目标点与区域D之间的距离,此时的控制量(移动量)必须为10μm。
在步骤S43的判断中,在差动放大器63的输出大于400H、而小于7FFH的场合,通过将差动放大器63的输出与预先存储于存储器52的判断基准值60H、400H进行比较,判断差动放大器63的输出是否大于判断基准值60H、而小于判断基准值400H(S45)。
在差动放大器63的输出大于60H、而小于400H的场合,上述判定结果表示光束a的通过位置靠近作为通过目标点的传感模块SB与SC的中间,但在一定程度上靠近传感模块SB。即,该结果表示光束a通过图9中的区域B中的范围BC。于是,在上述场合,由于光束a的通过位置靠近作为光束a的通过目标点的传感模块SB与SC的中间,这样按照光束a通过传感模块SG一侧的方式对检流镜33a进行控制(S46)。此外,考虑目标点与区域D之间的距离,此时的控制量(移动量)必须为0.5μm。
在步骤S45的判断中,在差动放大器63的输出不大于60H、并不小于400H的场合,通过将差动放大器63的输出与预先存储于存储器52的判断基准值800H、A00H进行比较,判断差动放大器63的输出是否大于判断基准值800H、而小于判断基准值A00H(S47)。
在差动放大器63的输出大于800H、而小于A00H的场合,上述判定结果表示光束a的通过位置靠近作为通过目标点的传感模块SB与SC的中间,但在一定程度上靠近传感模块SC。即,该结果表示光束a通过图9中的区域C中的范围CD。于是,在上述场合,由于光束a的通过位置靠近作为光束a的通过目标点的传感模块SB与SC的中间,这样按照光束a通过传感模块SA一侧的方式对检流镜33a进行控制(S48)。此外,考虑目标点与范围CD之间的距离,此时的控制量(移动量)必须为10μm。
在步骤S47的判断中,在差动放大器63的输出不大于800H、并不小于A00H的场合,通过将差动放大器63的输出与预先存储于存储器52的判断基准值A00H、FA0H进行比较,判断差动放大器63的输出是否大于判断基准值A00H、而小于判断基准值FA0H(S49)。
在差动放大器63的输出大于A00H、而小于FA0H的场合,上述判定结果表示光束a的通过位置靠近作为通过目标点的传感模块SB与SC的中间,但在一定程度上靠近传感模块SC。即,该结果表示光束a通过图9中的区域C中的范围CB。于是,在上述场合,由于光束a的通过位置靠近作为光束a的通过目标点的传感模块SB与SC的中间,这样按照光束a通过传感模块SA一侧的方式对检流镜33a进行控制(S50)。此外,考虑目标点与范围CB之间的距离,此时的控制量(移动量)必须为0.5μm。
在步骤S49的判断中,在差动放大器63的输出不大于A00H、并不小于FA0H的场合,上述步骤S49的判断表示光束a的通过位置位于规定的范围内(目标点的±1μm的范围),这样绘制检流镜33a的控制结束曲线图A(S51)。
按照上述方式,在光束a未通过相对理想的通过点的±1μm的范围内的场合(S34、S36、S38、S40、S42、S44、S46、S48、S50),按照规定量对检流镜33a进行控制,将此时的值写入存储器52中(S52)。
按照上述方式,在光束a通过相对理想的通过位置的±1μm的范围内的场合,主控制部51绘制检流镜33a的控制结束曲线图A,在通过上述范围以外的区域的场合,根据该通过位置(区域),对检流镜的控制量进行调整,将该值写入存储器52中。
最后,主控制部51解除激光振荡器31a的强制发光,结束一系列的光束a的通过位置控制(S53)。
此外,按照前面通过图13已描述的方式,在未绘制检流镜33a的控制结束曲线图A的场合,再次进行光束a的通过位置控制过程。即,反复进行该过程,直至光束a通过相对理想的通过点的±1μm的范围内。
虽然上面对光束a的控制进行了说明,但是对于光束b、c、d的控制基本与光束a的场合相同,在分别使激光振荡器31b~31d强制发光后,对放大器61、62与差动放大器63~66的输出进行判断,在上述光束通过相对理想的控制点的±1μm的范围内的场合,分别绘制检流镜33b~33d的控制结束曲线图B~D。此外,在未通过上述范围的场合,在分别对光束b~d通过什么区域进行判断后,对检流镜33b~33d进行与该通过区域相对应的控制,将其控制值写入存储器52中。
如果按照上述方式实施上述实施例,通过采用具有上述的传感模块的光束位置传感器,即使在相对光束位置传感器的倾斜度的安装精度并不很高情况下,仍可正确地检测光束的扫描位置。
此外,在采用多路光学系统的数字式复印机中,通过设置与感光鼓的表面处于同一位置的光束位置传感器对每根光束的通过位置进行检测,根据该检测结果,对用于使每根光束在感光鼓的表面上的相对位置位于适合位置的控制的控制量进行计算,根据经过该计算得出的控制量,对用于改变每根光束在感光鼓的表面上的相对位置的检流镜进行控制,从而在光学系统装配时无需特别的精度或调整,另外即使在因环境变化或随时间的变化等因素光学系统产生改变的情况下,一般仍可将位于感光鼓表面中的每根光束的相互位置关系控制在理想的位置。因此,一般可维持较高的图像质量。
下面对作为本发明的最重要的部分的、光束位置传感器输出处理电路40中的偏差值的检测以及其补偿进行说明。
图16具体表示对应于光束位置传感器输出处理电路40中的传感模块SB、SC的积分器42的结构实施例。在图16中,流过传感模块(光二极管)SB、SC的电流分别通过电阻RP1、RL1、RP2、RL2改变电流电压,之后分别通过作为电压输出器电路的运算放大器A1、A2放大,传送给差动放大器63。该差动放大器63由电阻R1~R4和运算放大器A3构成。
差动放大器63的输出通过选择电路41中所包括的模拟开关SW1传送给积分器42。该积分器42由运算放大器4、积分电阻R5、积分电容器C、积分器复位用模拟开关SW7、保护电阻6构成。当积分器42的输出传送给A/D转换器时,转换结束信号传送给主控制部51。当该主控制部51接收该转换结束信号时,其可读入转换为数字值的光束位置信息。
此外,从传感模块SD、SE、SF到积分器42的结构实例基本与上述传感模块SB、SC到积分器42的结构实例相同,故省略对其的说明。
这里,通过图17对运算放大器的偏差电压(偏差值)进行描述。
在图17A中,如果理想的运算放大器的非反相输入与反相输入之间的电压差为0(零),则输出为0(零)。但是,实际上,非反相输入与接地电位(GND)连接,虽然输入电压差为“0”,但是在输出端子上仍产生Vout的输出电压。
在图17B中,按照输出电压Vout为0[V]的方式,对输入端子之间施加某一电压VOS。该电压值称为输入偏差电压Vos。其主要原因是:运算放大器内的差动输入电路的晶体管特性发生偏移。一般的运算放大器的输入偏差电压在常温下为几个mV。此外,输入偏差电压也会随温度而变化。
下面根据图18对运算放大器的偏差电压对光束通过位置检测造成的影响和问题进行描述。
比如,在光束a的通过位置位于传感模块SB与SC的中心位置的场合,传感模块SB与SC的输出相同(V1=V2)。
光束通过位置传感器输出处理电路40中的、构成图18所示的电路的运算放大器A1~A4的偏差电压考虑了下述的情况:
运算放大器A1的偏差电压: -Vo1[V]
运算放大器A2的偏差电压: +Vo2[V]
运算放大器A3的偏差电压: +Vo3[V]
运算放大器A4的偏差电压: +Vo4[V]
在考虑上述偏差电压的场合,每个运算放大器的输出如下所示:
运算放大器A1的输出: V1+V01[V]
运算放大器A2的输出: V2+V02[V]
运算放大器A3的输出: (V01-V02)×R3/R1
运算放大器A4的输出:-[(V01-V02)×(R3/R1)+V04]t/[R5×C]
但是,V1=V2
R1=R2,R3=R4
R5:积分电阻,C:积分电容
t:积分时间
在传感模块SB与SC的输出相同(V1=V2)的场合,作为理想方式运算放大器A4(积分器)的输出为0[V]。但是,由于每个运算放大器的偏差电压的影响,按照上述方式运算放大器A4的输出不为“0”。即,尽管光束的通过位置位于理想的位置,但是光束通过位置传感器处理电路40的输出发出光束位置发生偏离的错误信息。
比如,每个常数为下述的场合:
V01=V02=V03=V04=5[mV]
R2/R1=R4/R5=3
R5=220[Ω]
C=150[pF]
t=406[ns](光束通过传感模块S1、S2的时间)
积分输出约为0.615[V]。当将其换算为光束位置信息时,约为1.23μm。
下面对第1实施例的偏差检测与补偿进行描述。
首先进行简要描述,按照前面描述的方式,通过对光束位置传感器38上的光束的通过位置进行检测的通过位置检测控制,获取光束从光束位置传感器38上通过时的传感模块输出差分,以进行积分运算、A/D转换的方式对该结果进行检测。
按照已描述的方式,积分器42的积分运算的开始/结束的时间为传感模块S1、S2输出信号的时间。即,通过多面反射镜35使光束进行扫描,在光束从传感模块S1上通过时,使积分器42复位,在复位结束的同时,开始进行积分运算。此外在光束从传感模块S2上通过时,积分运算结束,同时开始进行A/D转换。
只要本电路的电源接通,光束通过位置传感器输出处理电路40的偏差值保持恒定。上述偏差值构成光束通过位置检测处理的光束位置信息误差的主要原因的场合发生于从积分动作开始至结束的积分运算期间。于是,如果对积分运算期间的偏差值进行测定,则可进行考虑了偏差值的(补偿偏差)光束通过位置控制。
因此,在本实施例中,积分器42的积分运算开始/结束的时间是采用传感模块S1、S2的输出信号获得的。在此场合,通过传感模块SB、SC、SD、SE、SF对光束进行检测,从而不能对正确的偏差值进行检测。
于是,通过将光束移到未通过传感模块SB、SC、SD、SE、SF进行检测的区域,可在积分运算的开始/结束的时间,在保持其状态下,对偏差值进行检测(测定)。
图19表示光束的位置移到传感模块SA上,对偏差值进行检测的形式。按照此方式,偏差值是在光束未对传感模块SB~SF照射的状态下,通过积分运算检测出的。
下面参照图20、图21的流程图对偏差补偿过程进行描述。
首先,主控制部51启动多面镜马达36,使多面反射镜35按照规定旋转次数旋转(S61)。接着,主控制部51从存储器52中读出上一次的检流镜33a~33d的驱动值,根据该值,驱动相应的检流镜33a~33d(S62)。
然后,主控制部51按照仅仅使光束发光,使光束a移动到光束位置传感模块的非检测区域的方式对检流镜33a进行控制(S63)。在这里的控制内容按照下述方式对检流镜33a进行控制,该方式为:把握目前的光束通过位置,使光束a在未通过传感模块SB、SC、SD、SE、SF检测的区域移动。
接着,主控制部51检测光束通过位置传感器输出处理电路40中的光束a的光束通过位置检测部的偏差值(偏差检测、S64、S65)。之后,根据所检测出的偏差值,进行偏差补偿(偏差补偿、S66)。
下面,通过按顺序进行步骤S67~S78,也对光束b、c、d进行与上述相同的(使光束在非检测区域移动)的过程→(偏差检测)过程→(偏差补偿)过程。
下面参照图22、图23所示的流程图,对图20的步骤S63中的、使光束a在光束位置传感模块的非检测区域移动的过程的动作进行描述。
首先,主控制部51仅仅使激光振荡器31a强制发光(S81)。由此,通过使多面反射镜35旋转,光束a周期地在光束位置传感器38上进行扫描。
接着,主控制部51根据A/D转换器43所发出的中断信号INT,读入每个放大器61、62和差动放大器63~66的输出经过A/D转换得到的值。此外,一般多会出现下述场合,该场合指由于多面反射镜35的镜面切换,光束的扫描位置对每个面来说有一定的不同,为了去除其影响,最好读入连续按照与多面反射镜35的面数相同的次数,或多个其倍数的次数进行的经过A/D转换的值。在此场合,主控制部51计算与每个放大器和差动放大器相对应的A/D转换器43的输出值的平均值,将其结果作为每个放大器和差动放大器的输出(S82)。
然后,主控制部51将按照上述方式获得的放大器和差动放大器的输出与判断基准值进行比较,根据该比较结果,按照使光束在非检测区域移动的方式对检流镜进行控制。
下面对非检测区域靠近传感模块SA和传感模块SG的中心处的实例进行描述。如上所述,传感模块SA和传感模块SG的长度为800μm,当位于其中心的400μm附近处时,即使光束具有100×100μm(或其以上)的形状的情况下,通过传感模块SB、SC、SD、SE、SF进行检测的可能性仍很小。
主控制部51首先通过将放大器61(A)的输出(A/D转换值)与预先存储于存储器52中的判断基准值100H进行比较,对放大器61的输出是否大于判断基准值100H进行判断(S83)。
在放大器61的输出大于100H的场合,上述判断结果表示光束a的通过位置相对传感模块SB的中心位于传感模块SA一侧,或位于传感模块SA上。于是,在此场合,按照使光束a朝着传感模块SA一侧移动约450μm的方式,对检流镜33a进行控制(S84)。
在按照上述方式使光束a移动后,再次读入传感模块SA的输出,对移动前和移动后的输出进行比较(S85)。在这里,如果移动后的输出等于,或大于移动前的输出(移动后的输出≥移动前的输出),至少光束a位于传感模块SA上,并且相对传感模块SA的中心位于图面顶侧,结束向非检测区域的移动。
另一方面,在移动后的输出小于移动前的输出的场合,光束a的通过位置处于部分的光束位于传感模块SA上的图面顶侧的状态、或完全与传感模块SA脱开。上述情况指光束a的通过位置相对移动前的状态、位于非检测区域。于是,在此场合,按照使光束a的位置朝着传感模块SG一侧移动约450μm的方式对检流镜33a进行控制(S86)。
在步骤S83的判断中,在放大器61的输出不大于100H的场合,通过将放大器62(G)的输出(A/D转换值)与预先存储于存储器52中的判断基准值100H进行比较,判断放大器62的输出是否大于判断基准值100H(S87)。
在放大器62的输出大于100H的场合,上述判断结果表示光束a的通过位置相对传感模块SF的中心位于传感模块SG一侧、或位于传感模块SG上。于是,在此场合,按照使光束a朝着传感模块SG一侧移动约450μm的方式对检流镜33a进行控制(S88)。
在按照上述方式使光束a移动后,再次读入传感模块SA的输出,对移动前和移动后的输出进行比较(S89)。在这里,如果移动后的输出等于或大于与移动前的输出(移动后的输出≥移动前的输出),则至少光束a位于传感模块SG上,并且相对传感模块SG的中心位于图面的底侧,结束朝着非检测区域的移动。
另一方面,在移动后的输出小于移动前的输出的场合,光束a的通过位置处于部分的光束位于传感模块SG上的状态、或完全与传感模块SG脱开。该情况指光束a的通过位置相对移动前的状态、位于非检测区域。于是,在此场合,按照使光束a的位置朝着传感模块SA一侧移动约450μm的方式对检流镜33a进行控制(S90)。
在步骤S87的判断中,在放大器62的输出不大于100H的场合,通过将差动放大器66(E-F)的输出(A/D转换值)与预先存储于存储器52中的判断基准值800H,A00H进行比较,判断差动放大器66的输出是否在800H~A00H范围内(S91)。
在差动放大器66的输出在800H~A00H范围内的场合,上述判断结果表示光束a的通过位置位于相对光束b的目标通过位置、靠近传感模块SF一侧的位置。于是,在此场合,按照使光束a朝着传感模块SG一侧移动约450μm的方式对检流镜33a进行控制(S92)。
在步骤S91的判断中,在差动放大器66的输出不在800H~A00H范围内的场合,通过将差动放大器65(D-E)的输出(A/D转换值)与预先存储于存储器52中的判断基准值800H、A00H进行比较,判断差动放大器65的输出是否在800H~A00H范围内(S93)。
在差动放大器65的输出在800H~A00H范围内的场合,上述判断结果表示光束a的通过位置位于相对光束c的目标通过位置、靠近传感模块SE一侧的位置。于是,在此场合,按照使光束a朝着传感模块SG一侧移动约500μm的方式对检流镜33a进行控制(S94)。
在步骤S93的判断中,在差动放大器65的输出不在800H~A00H范围内的场合,通过将差动放大器64(C-D)的输出(A/D转换值)与预先存储于存储器52中的判断基准值800H、A00H进行比较,判断差动放大器64的输出是否在800H~A00H范围内(S95)。
在差动放大器64的输出在800H~A00H范围内的场合,上述判断结果表示光束a的通过位置位于相对光束b的目标通过位置、靠近传感模块SD一侧的位置。于是,在此场合,按照使光束a朝着传感模块SG一侧移动约540μm的方式对检流镜33a进行控制(S96)。
在步骤S95的判断中,在差动放大器64的输出不在800H~A00H范围内的场合,通过将差动放大器63(B-C)的输出(A/D转换值)与预先存储于存储器52中的判断基准值800H、A00H进行比较,判断差动放大器63的输出是否在800H~A00H范围内(S97)。
在差动放大器63的输出在800H~A00H范围内的场合,上述判断结果表示光束a的通过位置位于相对光束a的目标通过位置、靠近传感模块SC一侧的位置。于是,在此场合,按照使光束a朝着传感模块SA一侧移动约520μm的方式对检流镜33a进行控制(S98)。
上述以外的场合表示光束a的通过位置相对传感模块SB的中心、位于靠近传感模块SC一侧的位置。于是,在此场合,按照使光束a朝着传感模块SA一侧移动约450μm的方式对检流镜33a进行控制(S99)。
此外,上述控制的目的是使光束a在非检测区域移动,这样不必进行高精度的光束位置控制(比如,1μm以下的控制),而采用粗略的控制便足够了。
图20、图21的步骤S67、S71、S75中的光束b、光束c、光束d同样也朝着非检测区域移动。此外,这些光束朝着非检测区域的移动(步骤S63、S67、S71、S75)也可连续进行。
下面参照图24的流程图,对图20的步骤S64中的光束a的光束通过位置检测部的偏差值的检测(测定)过程的动作进行描述。
首先,主控制部51对光束通过位置传感器输出处理电路40中的光束a的光束通过位置检测部进行选择(S101)。其通过接通模拟开关SW1,将用于对进行光束a的通过位置检测的传感模块SB、SC的每个输出差值进行运算的差动放大器63的输出端与积分器42的输入端连接。
接着,主控制部51对激光振荡器31a进行强制发光(S102)。由此,光束a周期性地在光束通过位置传感器38上进行扫描。之后,随着光束a从光束通过位置传感器38上通过,输出传感模块S1的信号,通过传感模块S1的输出信号,使积分器42复位,同时开始进行积分运算(S103)。
此时,由于光束a在非检测区域移动,这样不在对光束a的通过位置进行控制的传感模块SB、SC中进行检测,仅仅对偏差成分进行积分运算。即,当运算放大器为理想的时,则由于光束a未对准传感模块SB、SC,运算放大器A1、A2的每个输出为0[V],运算放大器A3的输出也为0[V]。此外,由于运算放大器A4的输出也为0[V],经过A/D转换,由主控制部51读入的值也为000H。
但是,由于在构成光束通过位置传感器的运算放大器中存在有偏差电压,这样由主控制部51读入的值也不为000H,读入某个值。即,其为偏差值。
接着,随着传感模块S2的输出,积分动作结束,同时进行A/D转换(S104)。当A/D转换器43结束A/D转换时,其发出A/D转换结束信号(S105),当主控制部51接收该A/D转换结束信号时,其解除激光振荡器31a的强制发光(S106),读入经过A/D转换的值(S107)。
然后,主控制部51将所读入的偏差值存储于存储器52中(S108)。最后,解除光束a的光束通过位置检测部的选择(S109)。即,主控制部51切断模拟开关SW1。
通过对图20、图21的步骤S68、S72、S76中的光束b、光束c、光束d的偏差检测进行相同的控制,对全部的光束a~d的光束通过位置检测部,即光束通过位置传感器输出处理电路40的偏差值进行检测。
下面参照图25所示的流程图,对图20的步骤S66、S70、S74、S78中的偏差进行补偿的过程的动作进行描述。
首先,主控制部51对所检测出的偏差值的极性进行检测(S111)。该偏差值的极性随着运算放大器的不同而各不相同。此外,光束的光束通过位置传感器输出处理电路40由多个运算放大器构成,由于其极性随着所采用的不同的图像形成设备而不同,故必须对极性进行判断。
主控制部51对所读入的偏差值的极性进行判断,当为正极时,将前述的图14、图15的光束通过位置控制过程中的判断基准值(步骤S33、S35的100H、步骤S37的800H等)减去偏差值的绝对值(|+Vos|)(S112)。另一方面,当读入的偏差值为负极时,将上述判断基准值加上偏差值的绝对值(|+Vos|)(S113)。
在进行上述的偏差值的检测、偏差补偿的处理后,如果进行一般的光束通过位置控制,由于在光束通过位置控制的判断基准值中考虑偏差值,这样不会因偏差值而产生光束通过位置的控制误差。
下面对第2实施例的偏差检测与补偿进行描述。虽然在第1实施例中,偏差补偿是采用偏差值对判断基准值进行补偿的,但是在第2实施例中,采用偏差值对所检测出的光束位置信息进行补偿。因此,偏差值的检测与第1实施例的相同。
在第2实施例中,偏差补偿是在光束通过位置控制过程中进行的,下面仅仅对偏差补偿方法进行描述。
图26为表示在光束a的通过位置控制过程中、主控制部51对光束a的通过位置信息进行补偿的过程的流程图。首先,主控制部51对光束通过位置传感器输出处理电路40中的光束a的光束通过位置检测部进行选择(S121)。其通过接通模拟开关SW1,将获取对光束a的通过位置进行检测的传感模块SB、SC的每个输出差的差动放大器63的输出端,与积分器42的输入端连接。
接着,主控制部51对激光振荡器31a进行强制发光(S122)。由此,光束a周期性地在光束通过位置传感器38上进行扫描。然后,随着光束a从光束通过位置传感器38上通过,发出传感模块S1的信号,通过该传感模块S1的输出信号,使积分器42复位,同时开始就积分运算。
之后,随着传感模块S2的输出,积分动作结束,同时进行A/D转换。当A/D转换器34结束A/D转换时,其输出A/D转换结束信号(S123),当主控制部51接收该A/D转换结束信号时,其读入经过A/D转换的值(光束a的位置信息)。
然后,由于主控制部51在第1实施例所描述的偏差检测过程中已把握偏差值,该主控制部51对其极性进行判断(S125),根据该判断结果进行下面的处理。即,当所检测出的偏差值的极性为正极时,将前面读入的光束位置信息减去偏差值绝对值(光束位置信息-偏差值,S126)。此外,当上述偏差值为负值时,将读入的光束位置信息加上偏差值绝对值(光束位置信息+偏差值,S127)。
按照上述方式,通过根据偏差值的极性,进行去除偏差的运算,则可从所读入的光束位置信息中去除偏差值。此外,主控制部51将上述运算结果确定为最终的光束位置信息(S128),对检流镜33a进行控制。该检流镜33a的控制方法与前述的第1实施例的相同。
下面对第3实施例的偏差检测与补偿进行描述。
图27为用于说明第3实施例的偏差检测与补偿处理的图。虽然本实施例的结构与前述的图7的第1实施例的相同,但是其不同点在于:在光束通过位置传感器输出处理电路40的内部设置有D/A转换器67。
图28具体表示光束通过位置传感器输出处理电路40中的积分器42与D/A转换器67之间的关系。在图28中,D/A转换器67的数字输入端子与主控制部51连接,其从主控制部51输入经过数字化处理的偏差补偿值。此外,D/A转换器67的模拟输出端子与构成积分器42的运算放大器A4的非反相输入端子连接。
在第3实施例中,偏差值的检测方法与第1实施例的相同,光束移到光束位置传感模块的非检测区域,通过传感模块S1、S2获取时间,对偏差值进行检测。
在第3实施例中,将所检测出的偏差值作为积分器42的基准电压而反馈,再次进行偏差检测,反复进行上述操作,直至偏差值位于规定值以内,下面对这种情况进行具体描述。
图29、图30为用于说明偏差补偿过程动作的流程图。首先,主控制部51启动多面镜马达36,使多面放大镜按照规定旋转次数旋转(S131)。然后,主控制部51从存储器52中读出上一次的检流镜33a~33d的驱动值,根据该值,分别对每个检流镜33a~33d进行驱动(S132)。
接着,主控制部51按照仅仅使光束a发光,使光束在光束位置传感模块的非检测区域移动的方式,对检流镜33a进行控制(S133)。在这里的控制内容是:把握目前的光束通过位置,按照使光束a在未通过传感模块SB、SC、SD、SE、SF检测的区域移动的方式,对检流镜33a进行控制。
然后,主控制部51对光束通过位置传感器输出处理电路40中的光束a的光束通过位置检测部的偏差值进行检测(偏差检测,S134)。
之后,主控制部51对所检测出的偏差值是否在规定值内进行判断(S135)。作为理想方式,当处于没有偏差值的状态时,规定值为000H,但是一般按照设置一定的余量的方式对上述偏差值进行设定。在偏差值不在规定值以内的场合,主控制部51将读入的偏差值作为偏差补偿值,设定在D/A转换器67中(S136)。该D/A转换器67对所设定的偏差补偿值进行数字—模拟转换,之后作为积分器42的基准电压,输入运算放大器A4的非反相输入端子中。
然后,主控制部51再次对偏差值进行检测(S134),再次判断偏差值是否在规定值以内(S135)。
在图28的积分器42相对基准电压端子(在此场合,非反相输入端子:+)的电压,输入端子(反转输入端子:-)的电压较大的场合,积分输出为负值,在较小的场合积分输出为正值。此外,在基准电压与输入电压相同的场合,积分输出为“0”。即,在基准电压端子中设定偏差值的场合,如果电路的偏差电压与前一次的相同,当再次进行偏差检测时,偏差值为“ 0”。在偏差值不在规定值以内的场合,再次进行偏差检测。
在偏差值位于规定值以内的场合,在存储器52中存储偏差值,接着按顺序进行步骤S137~S148,对光束b、光束c、光束d进行与上述相同的偏差值的补偿。
在进行光束通过位置控制时,将通过上述控制而收敛的偏差电压(加上检测出的偏差电压之后的值)作为积分器42的基准电压进行设定。
运算放大器的偏差电压随温度的变化等而发生较大的改变。于是,比如在接通图像形成设备的电源等时,较大的可能情况是通过仅仅一次的偏差检测,便产生误差。但是,按照第3实施例,由于反复进行(偏差检测)过程→(偏差补偿)过程,直至偏差值收敛于规定值内,这样可进行较高精度的偏差补偿。
下面对第4实施例的偏差检测与补偿进行描述。
第4实施例是按照通过一般的光束位置检测用传感模块S1、S2,并以偏差检测用时间传感器产生下述的时间的方式进行的,该时间指进行偏差检测时的、积分器42的偏移与积分运算开始/结束的时间,以及A/D转换器43的A/D转换开始时间。下面对在光束通过位置传感器38中设置偏差检测用的传感模块的情况进行描述。
图31表示第4实施例的光束通过位置传感器38的结构。如图所示,与传感模块S1相同形状的偏差检测用传感模块S3、S4按照与传感模块S1平行的方式设置。
传感模块S3在偏差检测时,产生积分器42的复位信号以及积分运算开始时间,传感模块S4在偏差检测时产生积分运算结束和A/D转换开始信号。此外,传感模块S3和S4的位置关系与传感模块S1和S2的位置关系相同。即,传感模块S3和S4之间的距离为W4。
图32为用于对第4实施例的偏差检测与补偿处理的图。本实施例的基本结构与前述的图7的第1实施例的相同,它们的主要不同点在于:采用图31所示的光束通过位置传感器38,另外设置有在进行一般的光束通过位置控制时和偏差检测时、对作为时间传感器的传感模块S1~S4的每个输出进行切换用的选择电路68、69(A、B)。
传感模块S1、S3的每个输出信号输入选择电路68(A)中,主控制部51发出的选择信号对其中一个信号进行选择。此外,传感模块S2、S4的每个输出信号输入选择电路69(B)中,主控制部51发出的选择信号对其中一个信号进行选择。即,在进行光束通过位置控制时,对传感模块S1和S2的输出信号进行选择,在进行偏差检测时,对传感模块S3和S4的输出信号进行选择。
图33为用于对偏差补偿过程的动作进行说明的流程图。首先,主控制部51启动多面镜马达36,使多面反射镜35按照规定旋转次数旋转(S151)。接着,主控制部51从存储器52中读出上一次的检流镜33a~33b的驱动值,根据该值,分别驱动每个检流镜33a~33d(S152)。
然后,主控制部51对光束通过位置传感器输出处理电路40的光束a的光束通过位置检测部的偏差值进行检测(偏差检测,S153)。此外,与第1实施例的不同之处在于:此时没有下述的动作,该动作指使光束a在光束通过位置检测用的传感模块的非检测区域移动。
接着,主控制部51对检测出的偏差值是否位于规定值内进行判断(S154),当偏差值不在规定值以内的场合,根据检测出的偏差值,进行偏差补偿(偏差补偿,S155)。偏差补偿的方法与前述第1实施例的相同。
下面也通过按照顺序进行步骤S156~S164的方式,对光束b、c、d进行与上述相同的(偏差检测)过程→(偏差补偿)过程。
按照上述方式,如果结束对全部光束a~d的偏差补偿,便可进行光束通过位置控制。
下面参照图34所示的流程图,对用于对图33的步骤S153的光束a的光束位置检测部的偏差值进行检测(测定)的过程的动作进行描述。
首先,主控制部51通过向选择电路68与选择电路69发出传感器选择信号,对传感模块S3和S4进行选择(S171)。通过选择电路68,将传感模块S3的输出作为积分器42的复位信号(同时用作积分开始信号),输入积分器42的复位开关(模拟开关)SW7中。此外,通过选择电路69,将传感模块S4的输出作为A/D转换器34的A/D转换开始信号(同时用作积分结束信号),输入A/D转换器34中。
接着,主控制部51对光束通过位置传感器输出处理电路40的光束a的光束通过位置检测部进行选择(S172)。其通过接通模拟开关SW1,将下述差动放大器63的输出端与积分器42的输入端连接,该差动放大器63用于获取用于进行光束a的通过位置检测的传感模块SB、SC的每个输出。
然后,主控制部51强制使激光振荡器31a发光(S173)。由此,光束a周期性地从光束通过位置传感器38上进行扫描。之后,随着光束a从光束通过位置传感器38上通过,发出传感模块S3的信号,根据该传感模块S3的输出信号,使积分器42复位,同时开始进行积分运算(S174)。
之后,随着传感模块S4的输出,积分动作结束,同时进行A/D转换(S175)。
偏差值是通过下述方式检测的,该方式为:在光束不照射光束通过位置检测用传感模块SB~SF的状态下,进行积分运算。按照本方法,在光束a到达光束通过位置检测用传感模块SB~SF之前,进行偏差检测。此外,采用下述的传感模块S3、S4形成时间,也可使在进行偏差检测时产生的误差达到最小,该传感模块S3、S4与产生光束通过位置检测控制时所采用的积分运算开始/结束的时间的传感模块S1、S2相同。
当A/D转换器43结束A/D转换时,输出A/D转换结束信号(S176),当主控制部51接收该A/D转换结束信号时,解除激光振荡器31a的强制发光(S177),读入经过A/D转换的值(偏差值)(S178)。
然后,主控制部51将读入的偏差值存储于存储器52(S179)。最后,主控制部51解除光束a的光束通过位置检测部的选择(S180)。即,主控制部51切断模拟开关SW1。
通过对在图33的步骤S156、S159、S162的光束b、光束c、光束d的偏差检测中进行与上述相同的控制,对全部的光束b~d的光束通过位置检测部,即光束通过位置传感器输出处理电路40的偏差值进行检测。
下面对第5实施例的偏差检测与补偿进行描述。
第5实施例采用与第4实施例(采用传感模块S3、S4)相同的方法,对偏差进行检测,采用与第2实施例(光束位置信息的补偿)相同的方法进行偏差值的补偿。于是,在这里省略对其的描述。
下面对第6实施例的偏差检测与补偿进行描述。
第6实施例采用与第4实施例(采用传感模块S3、S4)相同的方法,对偏差进行检测,采用与第3实施例(借助D/A的运算放大器的偏差补偿)相同的方法进行偏差值的补偿。
图35为用于说明第6实施例的偏差检测与补偿的图。虽然本实施例的基本结构与上述的图32的第4实施例的相同,但是其不同之处在于:与第3实施例相同,在光束通过位置传感器输出处理电路40的内部设置有D/A转换器67。于是,在这里省略对其的说明。
下面对第7实施例的偏差检测与补偿进行描述。
第7实施例通过光束通过位置控制用的时间传感器对积分运算开始时间进行控制,另外积分运算结束的时间是通过作为计时机构的计时器进行控制,偏差补偿方法与上述的第1实施例的(判断基准值的补偿)相同,故在这里省略对其的描述。
图36为用于说明第7实施例的偏差检测与补偿的图。本实施例的基本结构与上述的图7的第1实施例的相同,其主要不同之处在于:具有作为计时机构的计时器70,设置有选择电路71。
传感模块S2的输出信号与计时器70的计测结束信号输入到在选择电路71中,主控制部51发出的选择信号对其中的一个信号进行选择。即,在进行光束通过位置控制时,对传感模块S2的输出信号进行选择,在进行偏差值进行检测时,对计时器70的计测结束信号进行选择,所选择的信号作为A/D转换开始信号(积分运算结束)输入到A/D转换器43中。
另一方面,计时器70通过将传感模块S1的输出信号作为计测开始信号,开始进行计测,当经过通过主控制部51设定的时间时,输出计测结束信号。计测结束信号通过选择电路71,作为A/D转换开始信号传送给A/D转换器43。此外,同时计测结束信号还输出给主控制部51。
计时器70的计测时间可通过主控制部51进行任意设定。在本实施例中,在传感模块S1的信号作为计测信号输出后,对直到输出传感模块S2的信号的时间(即,从积分运算开始至积分运算结束的时间)进行设定。
图37为用于说明第7实施例的偏差检测过程的动作的流程图,下面根据该图对偏差值的检测方法进行描述。此外,虽然该附图是针对光束a的场合进行描述的图,但是该附图也同样适合于光束b、光束c、光束d。
首先,主控制部51通过向选择电路71输出选择信号,选择计时器70的计测结束信号作为A/D转换开始信号(S181)。由此,计时器70的计测结束信号作为A/D转换器43的A/D转换开始信号(同时用作积分运算结束信号)输入到A/D转换器43中。
接着,主控制部51对光束通过位置传感器输出处理电路40的光束a的光束通过位置检测部进行选择(S182)。主控制部51通过接通模拟开关SW1,将下述的差动放大器63的输出端与积分器42的输入端连接,该差动放大器63获取用于对光束a的通过位置进行检测的传感模块SB、SC的每个输出。
然后,主控制部51使激光振荡器31a强制发光(S183)。由此,光束a周期性地在光束通过位置传感器38上进行扫描。这样,随着光束a从光束通过位置传感器38上通过,输出传感模块S1的信号,通过该传感模块S1的输出信号,使积分器42复位,同时开始进行积分运算(S184)。
同时,主控制部51解除激光振荡器31a的强制发光。此外,由于传感模块S1的输出作为计时器70的计测开始信号输入计时器70中,这样计时器70开始计测动作(S185)。
此外,之所以解除激光振荡器31a的强制发光是因为:在本实施例中,由于不使光束在光束通过位置检测用的传感模块的非检测区域中移动,当激光束保持发光状态时,可在光束通过位置检测用传感模块上进行扫描,在偏差测定中重叠有光束位置信息,从而不能进行正确的偏差值。
接着,计时器70开始对由主控制部51设定的时间进行计测,当对规定时间进行计测结束时(S186),输出计测结束信号。计测结束信号通过选择电路71,作为转换开始信号输入到A/D转换器43中。
当A/D转换器43接收转换开始信号时,开始进行A/D转换(S187)。当A/D转换器43结束A/D转换时,A/D转换结束信号输出给主控制部51(S188)。当主控制部51接收上述A/D转换结束信号时,读入经过A/D转换的值(偏差值)(S189)。
之后,主控制部51将读入的偏差值存储于存储器52(S190)中。最后,解除对光束a的光束通过位置检测部的选择(S191)。即,主控制部51切断模拟开关SW1。
通过对光束b、光束c、光束d的偏差检测进行与上述相同的控制,对全部的光束a~d的光束通过位置检测部,即光束通过位置传感器输出处理电路40的偏差值进行检测。
下面对第8实施例的检测与补偿进行描述。
第8实施例采用与上述第7实施例(采用传感模块S1和计时器)相同的方法进行偏差的检测,采用与上述第2实施例(位置信息的补偿)相同的方法进行偏差值的补偿。于是,在这里省略对其的说明。
下面对第9实施例的偏差检测与补偿进行描述。
第9实施例采用与上述第7实施例(采用传感模块S1和计时器)相同的方法进行偏差的检测,采用与上述第3实施例(借助D/A转换的运算放大器的偏差补偿)相同的方法进行偏差值的补偿。
图38为用于说明第9实施例的偏差检测与补偿的图。本实施例的基本结构与上述图36的第7实施例(采用传感模块S1和计时器)的相同,其不同之处在于:与第3实施例相同,在光束通过位置传感器输出处理电路40的内部设置D/A转换器67。于是,在这里省略对其的描述。
下面对第10实施例的偏差检测与补偿进行描述。
第10实施例以偏差补偿时的积分运算开始/结束的时间,使用传感模块S1和S2的每个输出信号。但是,光束对光束通过位置检测用的传感模块SB~SF进行照射,光束位置信息不与偏差值重叠,在偏差检测模式时,可通过光束遮挡板将光束通过位置检测用的传感模块SB~SF遮挡住。此外,偏差补偿方法与上述第1实施例(判断基准值的补偿)相同,故在这里省略对其的描述。
图39表示第10实施例所采用的光束位置传感器38与遮光束板72之间的关系。传感模块的结构与功能与上述第1实施例的相同,故在这里省略对其的描述。作为光束遮挡机构的光束遮挡板72由不使光束透过的光束遮挡部件形成,在偏差检测时,如图39所示,该光束遮挡板72设置于可完全将传感模块SA~SG覆盖住的位置,从而可防止光束对光束通过位置检测用的传感模块SB~SF进行照射。
此外,在进行光束通过位置控制时,光束遮挡板72借助图中未示出的激励器,移动到不对控制产生影响的位置(即,即使连全部的传感模块的一部分也未遮挡住的位置)。
图40为用于说明第10实施例的偏差检测与补偿的图。本实施例的基本结构与上述第7实施例的相同,其主要不同之处在于:如图39所示,在光束通过位置传感器38中设置有光束遮挡板72,设置有驱动器74,该驱动器74用于驱动作为使光束遮挡极72移动的激励器的脉冲马达73、脉冲马达73。
遮光束板72一般通过脉冲马达73移动到不对光束通过位置控制造成影响的位置(即,即使连全部的传感模块的一部分也未遮挡住的位置),仅仅在偏差检测时,通过脉冲马达73使该遮光束板72移动到将图中未示出的传感模块SA~SG完全覆盖的位置。
使光束遮挡板72移动的脉冲马达73通过驱动器74驱动。该驱动器74与主控制部51连接,并通过主控制部51发出的接通/切断和正转/反转指令控制。
图41、图42为用于说明偏差补偿过程的流程图。首先,主控制部51按照规定的旋转次数使多面反射镜35旋转(S201)。接着,主控制部51从存储器52中读出上一次的检流镜33a~33d的驱动值,根据该值,分别驱动每个检流镜33a~33d(S202)。
然后,主控制部51通过朝着脉冲马达73的驱动器74发出接通信号和正转或反转信号,使脉冲马达73动作,使光束遮挡板72移动,遮挡照射传感模块SA~SG的光束(S203)。
之后,主控制部51对光束通过位置传感器输出处理电路40的光束a的光束通过位置检测部的偏差值进行检测(偏差检测,S204)。接着,主控制部51对检测出的偏差值是否位于规定值以内进行判断(S205),在偏差值不在规定值以内的场合,根据检测出的偏差值,进行偏差补偿(偏差补偿,S206)。该偏差补偿的方法与上述第1实施例的相同。
下面通过按顺序进行步骤S207~S216的方式,对光束b、c、d也进行与上述相同的(偏差检测)过程→(偏差补偿)过程。
按照上述方式,如果结束全部的光束a~d的偏差补偿,就进行光束通过位置控制。
图43为用于说明第10实施例中的使光束遮挡板72移动的激励器的图。本实施例给出的是使光束遮挡板72移动的激励器采用脉冲马达73的实例。对脉冲马达73的旋转轴75进行滚珠丝杠加工,在其上安装固定有光束遮挡板72的支架76。此外,该支架76的两侧通过图中未示出的导向件支承。于是,随着脉冲马达73的旋转,固定于支架76上的光束遮挡板72沿图中的箭头方向作为往复移动。
脉冲马达73通过驱动器74,从主控制部51接收旋转方向(正转/反转)的指示,此外通过接通信号发出驱动脉冲,从而开始旋转。
比如,在偏差检测的场合,主控制部51设定旋转方向为正转方向,发出开始信号。随着该开始信号的输出,脉冲马达73开始旋转,使光束遮挡板72移动。主控制部51对驱动脉冲数量进行控制,如果发出规定的脉冲数量,就发出切断信号,使脉冲马达73停止旋转。在这里的规定脉冲数量为使光束遮挡板72从其准备位置移动到将光束通过位置检测用传感模块SA~SG遮挡住的位置所需要的脉冲数量。
此外,即使在发出切断信号使脉冲马达73停止旋转的情况下,由于脉冲马达73具有保持力,这样光束遮挡板72不会移动。
在进行光束通过位置检测控制的场合,使光束遮挡板72移动到准备位置(图39的状态)。即,主控制部51设定旋转方向为反转方向,发出接通信号。随着接通信号的发出,脉冲马达73开始旋转,使光束遮挡板72朝着准备位置方向移动。如果主控制部51发出规定的脉冲数量,就发出切断信号,使脉冲马达73停止旋转。
下面对第11实施例的偏差检测与补偿进行描述。
第11实施例采用与上述第10实施例(采用遮挡板)相同的方法对偏差进行检测,采用与上述第2实施例(位置信息的补偿)相同的方法,对偏差值进行补偿。但是,在这里省略对其的说明。
下面对第12实施例的偏差检测与补偿进行描述。
第12实施例采用与上述第10实施例(采用遮挡板)相同的方法对偏差进行检测,采用与上述第3实施例(借助D/A转换的模拟补偿)相同的方法对偏差值进行补偿。
图44为用于说明第12实施例的偏差检测与补偿处理的图。本实施例的基本结构与上述图40的第10实施例(采用遮挡板)的相同,其不同之处在于:与第3实施例相同,在光束通过位置传感器输出处理电路40中设置有D/A转换器67。于是,在这里省略对其的描述。
下面对第13实施例的偏差检测与补偿进行描述。
第13实施例通过作为计时机构的计时器对积分运算结束的时间进行控制,偏差补偿方法与上述第1实施例的相同,故这里省略对其的描述。
图45为用于说明第13实施例的偏差检测与补偿处理的图。本实施例的基本结构与图7的第1实施例的相同,其主要不同之处在于:设置有选择电路68、69,具有作为计时机构的计时器70。
传感模块S1的输出信号与计时器70的计测开始信号输入到选择电路68中,主控制部51发出的选择信号对其中的一个信号进行选择。即在进行光束通过位置控制时,选择传感模块S1的输出信号,在进行偏差检测时,选择计时器70的计测开始信号,所选择的信号作为积分复位和积分开始信号输入积分器42中。
此外,传感模块S2的输出信号与积分器的计测结束信号输入选择电路69,主控制部51发出的选择信号选择其中的一个信号。即,在进行光束通过位置控制时,选择传感模块S2的输出信号,在进行偏差检测时,选择计时器70的计测结束信号,所选择的信号作为A/D转换开始信号(积分结束),输入到A/D转换器43中。
另一方面,计时器70通过接收主控制部51发出的计测开始信号,开始进行计测,当经过由主控制部51设定的时间时,发出计测结束信号。该计测开始信号通过选择电路68,作为积分复位和积分运算开始信号,传送给积分器42的模拟开关SW1。此外,计测结束信号通过选择电路69作为A/D转换开始信号,传送给A/D转换器43。另外,同时还向主控制部51发出计测结束信号。
计时器70的计测时间可通过主控制部51进行任意设定。在本实施例中,作为计测时间,在传感模块S1的信号发出后,设定到发出传感模块S2的信号的时间(即,从积分运算开始到积分运算结束的时间)。
图46为用于说明第13实施例的偏差检测处理的动作的流程图。下面根据该图对偏差值的检测方法进行描述。此外,虽然该图是针对光束a的场合进行给出的,但是其同样适合于光束b、光束c、光束d。
首先,主控制部51通过向选择电路68发出选择信号,对作为积分复位和积分运算开始信号的、计时器70的计测开始信号进行选择。由此,计时器70的计测开始信号输入积分器42的模拟开关SW7。此外,主控制部51通过向选择电路69发出选择信号,对作为A/D转换开始信号的、计时器70的计测结束信号进行选择。由此,计时器70的计测结束信号作为A/D转换开始信号(同时用作积分运算结束信号)输入到A/D转换器43中(偏差检测,S221)。
接着,主控制部51对光束通过位置传感器输出处理电路40的光束a的光束通过位置检测部进行选择(S222)。该主控制部51接通模拟开关SW1,使下述的差动放大器63的输出端与积分器42的输入端连接,该差动放大器63获取用于对光束a的通过位置进行检测的传感模块SB、SC的每个输出差。
然后,主控制部51向计时器70和积分器42的模拟开关SW7输出计测开始信号。通过该计测开始信号对积分器42复位,在复位后,开始进行积分运算。此外,计时器70也开始计测(S223)。
之后,计时器70开始通过主控制部51设定的时间的计测,当规定时间的计测结束时(S224),发出计测结束信号。该计测结束信号通过选择电路69作为转换开始信号输入到A/D转换器43中。
当A/D转换器43接收转换开始信号时,开始进行A/D转换(S225)。即,将经过积分运算的偏差值从模拟信号转换为数字信号。当A/D转换器43结束A/D转换时,其向主控制部51发出A/D转换结束信号(S226)。
当主控制部51接收A/D转换信号时,其读入经过A/D转换的值(偏差值)(S227)。最后,主控制部51将偏差值存储于存储器52中(S228),解除光束a的光束通过位置检测部的选择(S229)。即,主控制部51切断模拟开关SW1。
通过对光束b、光束c、光束d的偏差检测进行与上述相同的控制,对全部的光束a~d的光束通过位置检测部,即光束通过位置传感器输出处理电路40的偏差值进行检测。
如果按照上述方式实施第13实施例,则可在不通过多面反射镜35使光束进行扫描的情况下,对光束通过位置传感器输出处理电路40的偏差值进行检测。即,为了不发出光束,光束不对光束通过位置传感器38进行照射,光束位置信息也不与偏差成分相重叠,从而可进行高精度的偏差值的检测。
下面对第14实施例的偏差检测与补偿进行描述。
第14实施例采用与上述第13实施例(未采用传感器,采用计时器)相同的方法对偏差值进行检测,采用与上述第2实施例(位置信息的补偿)相同的方法对偏差值进行补偿。于是,在这里省略对其的描述。
下面对第15实施例的偏差检测与补偿进行描述。
第15实施例采用与上述第13实施例(未采用传感器,采用计时器)相同的方法对偏差值进行检测,采用与上述第3实施例相同的方法对偏差值进行补偿。
图47为用于说明第15实施例的偏差检测与补偿的图。本实施例的基本结构与上述图45的第13实施例的相同,其不同之处在于:与第3实施例相同,在光束通过位置传感器输出处理电路40中设置有D/A转换器67。于是,在这里省略对其的描述。
如果按照上述方式实施本实施例,则可通过下述方式实现控制误差很小的光束位置控制,该方式为:对将光束位置传感器的输出转换为光束位置信息的光束位置传感器输出处理电路的偏差值进行检测,进行与所检测出的偏差值相对应的补偿处理。由此,一般可以较高的精度,将感光鼓上的光束的位置控制在适合的位置上,由此经常可保持较高的图像质量。
此外,由于采用具有上述的传感模块的光束位置传感器,则即使在相对位置传感器倾斜安装精度不怎么高的情况下,仍可正确地对光束的扫描位置进行检测。
此外,在采用多路光学系统的数字式复印机中,通过设置于与感光鼓的表面处于相同位置的光束位置传感器,检测每根光束的通过位置,根据该检测结果,计算下述的控制量,该控制量用于按照使每根光束在感光鼓的表面上的相对位置位于适合的位置的方式进行控制,根据上述计算出的控制量,对用于改变每根光束在感光鼓的表面上的相对位置的检流镜进行控制,从而在光学系统装配时无需特别的精度或调整,另外即使在因环境变化或随时间的变化等因素,光学系统发生改变的情况下,仍可将感光鼓表面上的每根光束相互的位置关系持久地控制在理想的位置。于是,可持久保持较高的图像质量。
此外,虽然上述的实施例是适合用于针对采用多路光学系统的数字式复印机的场合进行描述的,但是本发明不必限于该情况,本发明同样可用于高速打印机等除了数字式复印机以外的图像形成设备。
如果按照上述方式实施本发明,则可提供下述的光束扫描装置和图像形成设备,该光束扫描装置和图像形成设备可持久以较高的精度将被扫描面中的光束位置控制在适合的位置,从而可持久地保持较高的图像质量。
此外,按照本发明,可提供下述的光束扫描装置和图像形成设备,该光束扫描装置和图像形成设备在采用多根光束的场合,可持久地以较高的精度将被扫描面中的多根光束相互位置关系控制在理想的位置,从而可保持较高的图像质量。
Claims (21)
1.一种光束扫描装置,其特征在于:
发出光束的发光机构(32a);
扫描机构(35、33a),该扫描机构使上述发光机构发出的光束偏向,通过上述光束对被扫描面进行扫描;
光束位置检测机构,该光束位置检测机构通过沿上述光束的副扫描方向设置的多个光检测元件(SB~SF)对通过上述扫描机构扫描的光束进行检测,并提供与上述光束的副扫描方向通过位置相对应的位置信号;
第1和第2光束通过检测机构(S1、S2),该第1和第2光束通过检测机构设置于包括上述光束位置检测机构的主扫描方向两侧的区域的范围内,对通过上述扫描机构所扫描的光束的通过进行检测,提供光束通过检测信号;
信号处理机构,该信号处理机构包括积分器,该积分器对上述第1和第2光束通过检测机构(S1、S2)发出的光束通过检测信号作出反应,开始和结束上述光束位置检测机构发出的位置信号的积分运算,上述信号处理机构提供该位置信号的积分值、并具有偏差值;
第1控制机构,该第1控制机构按照在上述信号处理机构(40)的偏差补偿期间、光束对上述光束位置检测机构的非检测区域进行扫描的方式,对上述扫描机构进行控制(步骤S63);
偏差判断机构,该偏差判断机构在上述偏差补偿期间、在通过由上述第1控制机构控制的上述扫描机构,光束从光束通过检测机构上进行扫描后,把信号处理机构所提供的积分值判断为与偏差电压相对应的偏差值、并对该偏差值进行存储(步骤S108);
第2控制机构,该第2控制机构按照下述方式对扫描机构进行控制,其具有补偿机构,该补偿机构采用上述偏差判断机构所存储的偏差值对上述信号处理机构(40)的偏差电压进行补偿,上述第2控制机构在扫描机构的副扫描方向位置控制过程中,将上述信号处理机构给出的积分值与预先设定的基准值进行比较,根据该比较结果使光束的副扫描方向通过位置位于适当位置(步骤S13)。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,上述补偿机构通过随着偏差值的变化而改变所设定的基准值的方式,对信号处理机构的偏差电压进行补偿(步骤S112)。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,上述补偿机构通过随着存储的偏差值的变化而改变信号处理机构(40)所提供的积分值的方式,对信号处理机构的偏差电压进行补偿(步骤S127)。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:
上述信号处理机构(40)中的积分器(42)包括运算放大器(A4);
上述光束扫描装置包括D/A转换器(67),该D/A转换器用于向运算放大器中的一个输入中提供基准电压;
上述补偿机构包括将存储的偏差值传送给D/A转换器的机构,由此对信号处理机构(40)的偏差电压进行补偿(步骤S140)。
5一种光束扫描装置,其特征在于:
发出光束的发光机构(32a);
扫描机构(35、33a),该扫描机构使上述发光机构发出的光束偏向,通过上述光束对被扫描面进行扫描;
光束位置检测机构,该光束位置检测机构通过沿上述光束的副扫描方向设置的多个光检测元件(SA~SG)对通过上述扫描机构扫描的光束进行检测,并提供与上述光束的副扫描方向通过位置相对应的位置信号;
第1和第2光束通过检测机构(S1、S2),该第1和第2光束通过检测机构设置于包括上述光束位置检测机构的主扫描方向两侧的区域的范围内,对通过上述扫描机构所扫描的光束的通过进行检测,提供第1光束通过检测信号;
第3和第4光束通过检测机构(S3、S4),该第3和第4光束通过检测机构沿靠近上述光束位置检测机构的主扫描方向一侧设置,对通过扫描机构所扫描的光束的通过进行检测,提供第2光束通过信号;
选择机构(68、69),该选择机构对第1和第3光束通过检测机构(S1、S3)中的一个以及第2和第4检测机构(S2、S4)中的一个进行选择,提供由所选择的光束通过检测机构发出的光通过信号;
第1控制机构,该第1控制机构按照下述方式进行控制,该方式为:在扫描机构的副扫描位置控制过程中,选择第1和第2光束通过检测机构(S1、S2),在信号处理机构(40)的偏差补偿期间,选择第3和第4光束通过检测机构(S3、S4) (步骤S171);
信号处理机构(40),该信号处理机构包括积分器(42),该积分器(42)对由选择机构(68、69)所提供的光束通过信号作出反应、并开始和结束光束位置检测机构(SA~SG)给出的位置信号的积分运算,上述信号处理机构提供位置信号的积分值、并具有偏差值;
第2控制机构,该第2控制机构按照下述方式进行控制,该方式为:在上述偏差补偿期间、只在上述扫描机构扫描上述第3和第4光束通过检测机构(S3、S4)上时产生上述光束(步骤S177);
偏差判断机构,该偏差判断机构在偏差补偿期间,在通过由第2控制机构控制的发光机构、光束从第3和第4光束通过检测机构(S3、S4)上进行扫描后,把由信号处理机构所提供的积分值判断为与偏差电压相对应的偏差值、并将该偏差值存储(步骤S179);
第3控制机构,该第3控制机构按照下述方式对扫描机构进行控制,该方式为:其包括补偿机构,该补偿机构采用偏差判断机构存储的偏差值对信号处理机构(40)的偏差电压进行补偿,上述第3控制机构在扫描机构的副扫描位置控制过程中,将信号处理机构给出的积分值与预先设定的基准值进行比较,根据该比较结果使光束的副扫描方向通过位置位于适当位置(步骤S13)。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,上述补偿机构通过随着偏差值的变化而改变设定的基准值的方式,对信号处理机构的偏差电压进行补偿(步骤S112)。
7.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,上述补偿机构通过随着存储的偏差值的变化而改变由信号处理机构40提供的积分值的方式,对信号处理机构的偏差电压进行补偿(步骤S127)。
8.根据权利要求5所述的装置,其特征在于:
上述信号处理机构(40)的积分器(42)包括运算放大器(A4);
上述光束扫描装置包括D/A转换器(67),该D/A转换器用于向运算放大器中的一个输入中提供基准电压;
上述补偿机构包括将存储的偏差值传送给D/A转换器的机构,由此对信号处理机构(40)的偏差电压进行补偿(步骤S140)。
9.一种光束扫描装置,其特征在于:
发出光束的发光机构(32a);
扫描机构(35、33a),该扫描机构使上述发光机构发出的光束偏向,通过上述光束对被扫描面进行扫描;
光束位置检测机构,该光束位置检测机构通过沿上述光束的副扫描方向设置的多个光检测元件(SA~SG)对通过上述扫描机构扫描的光束进行检测,并提供与上述光束的副扫描方向通过位置相对应的位置信号;
第1和第2光束通过检测机构(S1、S2),该第1和第2光束通过检测机构设置于上述光束位置检测机构的主扫描方向两侧的区域内,对通过上述扫描机构所扫描的光束的通过进行检测,提供光束通过信号;
信号处理机构(40),该信号处理机构包括积分器,该积分器对上述第1和第2光束通过检测机构(S1、S2)发出的光束通过信号作出反应,开始和结束上述光束位置检测机构(SA~SG)发出的位置信号的积分运算,上述信号处理机构提供该位置信号的积分值、并具有偏差值;
第1控制机构,该第1控制机构按照在上述信号处理机构(40)的偏差补偿期间,根据第1光束通过检测机构(S1)给出的光束通过信号使光束的发光停止的方式,对上述发光机构进行控制(步骤S185);
计时机构,该计时机构在偏差补偿期间,根据第1光束通过检测机构(S1)给出的光束通过信号计测规定时间间隔,在经过该规定时间间隔后提供计测结束信号,上述信号处理机构(40)根据该计测结束信号使积分动作停止、并提供上述位置信号的积分值;
偏差判断机构,该偏差判断机构在上述偏差补偿期间,把由信号处理根据提供的积分值判断为与偏差电压相对应的偏差值、并对该偏差值进行存储(步骤S190);
第2控制机构,该第2控制机构按照下述方式对扫描机构进行控制,该方式为;其具有补偿机构,该补偿机构采用上述偏差判断机构存储的偏差值对上述信号处理机构(40)的偏差电压进行补偿,上述第2控制机构在扫描机构的副扫描方向位置控制过程中,将上述信号处理机构给出的积分值与预先设定的基准值进行比较,根据该比较结果使光束的副扫描方向通过位置位于适当位置(步骤S13);
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,上述补偿机构通过随着偏差值的变化而改变设定的基准值的方式,对信号处理机构的偏差电压进行补偿(步骤S112)。
11.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,上述补偿机构通过随着所存储的偏差值的变化而改变信号处理机构(40)提供的积分值的方式,对信号处理机构的偏差电压进行补偿(步骤S127)。
12.根据权利要求9所述的装置,其特征在于:
上述信号处理机构(40)中的积分器(42)包括运算放大器(A4);
上述光束扫描装置包括向运算放大器的一个输入中提供基准电压的D/A转换器(67);
上述补偿机构包括将所存储的偏差值传送给D/A转换器的机构,由此对信号处理机构(40)的偏差电压进行补偿(步骤S140)。
13.一种光束扫描装置,其特征在于:
发出光束的发光机构(32a);
扫描机构(35、33a),该扫描机构使上述发光机构发出的光束偏向,通过上述光束对被扫描面进行扫描;
光束位置检测机构,该光束位置检测机构通过沿上述光束的副扫描方向设置的多个光检测元件(SA~SG)对通过上述扫描机构扫描的光束进行检测,并提供与上述光束的副扫描方向通过位置相对应的位置信号;
第1和第2光束通过检测机构(S1、S2),该第1和第2光束通过检测机构设置于上述光束位置检测机构的主扫描方向两侧的区域内,对通过上述扫描机构所扫描的光束的通过进行检测,提供光束通过检测信号;
信号处理机构(40),该信号处理机构包括积分器,该积分器对上述第1和第2光束通过检测机构(S1、S2)发出的光束通过检测信号作出反应,开始和结束上述光束位置检测机构发出的位置信号的积分运算,上述信号处理机构提供该位置信号的积分值、并具有偏差值;
遮挡机构,该遮挡机构通过遮挡板防止外部的光照射上述光束位置检测机构的多个光检测元件;
第1控制机构,该第1控制机构按照在上述信号处理机构(40)的偏差补偿期间,上述遮挡板覆盖多个光检测元件的方式,对上述遮挡机构进行控制(步骤S203);
偏差判断机构,该偏差判断机构在上述偏差补偿期间,在光束从第1和第2光束通过检测机构上进行扫描后,把由信号处理机构提供的积分值判断为与偏差电压相对应的偏差值、并对该偏差值进行存储(步骤S204);
第2控制机构,该第2控制机构按照下述方式对扫描机构进行控制,该方式为:其具有补偿机构,该补偿机构采用上述偏差判断机构存储的偏差值对上述信号处理机构(40)的偏差电压进行补偿,上述第2控制机构在扫描机构的副扫描方向位置控制过程中,将上述信号处理机构给出的积分值与预先设定的基准值进行比较,根据该比较结果使光束的副扫描方向通过位置位于适当位置(步骤S13);
14.根据权利要求13所述的装置,其特征在于,上述补偿机构通过随着偏差值的变化而改变所设定的基准值的方式,对信号处理机构的偏差电压进行补偿(步骤S112)。
15.根据权利要求13所述的装置,其特征在于,上述补偿机构通过随着存储的偏差值的变化而改变由信号处理机构(40)提供的积分值的方式,对信号处理机构的偏差电压进行补偿(步骤S127)。
16.根据权利要求13所述的装置,其特征在于:
上述信号处理机构(40)的积分器(42)包括运算放大器(A4);
上述光束扫描装置包括将存储的偏差值传送给D/A转换器的机构,由此对信号处理机构(40)的偏差电压进行补偿(步骤S140)。
17.一种光束扫描装置,其特征在于:
发出光束的发光机构(32a);
扫描机构(35、33a),该扫描机构使上述发光机构发出的光束偏向,通过上述光束对被扫描面进行扫描;
光束位置检测机构,该光束位置检测机构通过沿上述光束的副扫描方向设置的多个光检测元件(SA~SG)对通过上述扫描机构扫描的光束进行检测,并提供与上述光束的副扫描方向通过位置相对应的位置信号;
第1和第2光束通过检测机构(S1、S2),该第1和第2光束通过检测机构设置于上述光束位置检测机构的主扫描方向两侧的区域内,对通过上述扫描机构所扫描的光束的通过进行检测,提供光束通过检测信号;
信号处理机构(40),该信号处理机构包括积分器,该积分器对上述第1和第2光束通过检测机构(S1、S2)发出的光束通过检测信号作出反应,开始和结束上述光束位置检测机构发出的位置信号的积分运算,上述信号处理机构提供该位置信号的积分值、并具有偏差值;
计时机构,该计时机构对规定时间间隔进行计测,在经过该规定的时间间隔后提供计测结束信号;
第1控制机构,该第1控制机构按照在上述信号处理机构(40)的偏差补偿期间、只在上述规定时间间隔期间通过积分器(42)进行积分运算的方式,对上述计时机构和积分器(42)进行控制(步骤S223~S225),上述信号处理机构在上述期间之后提供位置信号的积分值;
偏差判断机构,该偏差判断机构在上述偏差补偿期间,把由信号处理机构提供的积分值判断为与偏差电压相对应的偏差值、并对该偏差值进行存储(步骤S227);
第2控制机构,该第2控制机构按照下述方式对扫描机构进行控制,该方式为:其具有补偿机构,该补偿机构采用存储有上述偏差判断机构的偏差值对上述信号处理机构(40)的偏差电压进行补偿,上述第2控制机构在扫描机构的副扫描方向位置控制过程中,将上述信号处理机构给出的积分值与预先设定的基准值进行比较,根据该比较结果使光束的副扫描方向通过位置位于适当位置(步骤S13);
18.根据权利要求17所述的装置,其特征在于,上述补偿机构通过随着偏差值的变化而改变所设定的基准值的方式,对信号处理机构的偏差电压进行补偿(步骤S112)。
19.根据权利要求17所述的装置,其特征在于,上述补偿机构通过随着存储的偏差值的变化而改变由信号处理机构(40)提供的积分值的方式,对信号处理机构的偏差电压进行补偿(步骤S127)。
20.根据权利要求17所述的装置,其特征在于:
上述信号处理机构(40)中的积分器(42)包括运算放大器(A4);
上述光束扫描装置包括向运算放大器中的一个输入中提供基准电压的D/A转换器(67);
上述补偿机构包括将所存储的偏差值传送给D/A转换器的机构,由此对信号处理机构(40)的偏差电压进行补偿(步骤S140)。
21.一种图像形成设备,其特征在于:
扫描器(1),该扫描器(1)以光学方式对原稿进行扫描,提供与上述原稿相对应的图像数据;
光束扫描装置,该光束扫描装置在像载体上形成与由扫描器(1)提供的图像数据相对应的静电潜像,该光束扫描装置包括:
(a)同时发出光束的多个发光机构(32a~32d);
(b)扫描机构(35、33a~33d),该扫描机构使上述发光机构发出的光束偏向,通过上述光束对被扫描面进行扫描;
(c)光束位置检测机构,该光束位置检测机构通过沿上述光束的副扫描方向设置的多个光检测元件(SA~SG)对通过上述扫描机构扫描的光束进行检测,并提供与上述光束的副扫描方向通过位置相对应的位置信号;
(d)第1和第2光束通过检测机构(S1、S2),该第1和第2光束通过检测机构设置于包括上述光束位置检测机构的主扫描方向两侧的区域的范围内,对通过上述扫描机构所扫描的光束的通过进行检测,提供光束通过检测信号;
(e)信号处理机构(40),该信号处理机构包括积分器,该积分器对上述第1和第2光束通过检测机构(S1、S2)发出的光束通过检测信号作出反应,开始和结束上述光束位置检测机构发出的位置信号的积分运算,上述信号处理机构提供该位置信号的积分值、并具有偏差值;
(f)第1控制机构,该第1控制机构按照在上述信号处理机构(40)的偏差补偿期间,光束对上述光束位置检测机构的非检测区域进行扫描的方式,对上述扫描机构进行控制(步骤S63);
(g)偏差判断机构,该偏差判断机构在上述偏差补偿期间,在通过由上述第1控制机构控制的上述扫描机构,光束从光束通过检测机构上进行扫描后,把信号处理机构所提供的积分值是否为与偏差电压相对应的偏差值进行判断,对该偏差值进行存储(步骤S108);
(h)第2控制机构,该第2控制机构按照下述方式对扫描机构进行控制,该方式为:其具有补偿机构,该补偿机构采用上述偏差判断机构存储的偏差值,对上述信号处理机构(40)的偏差电压进行补偿,上述第2控制机构在扫描机构的副扫描方向位置控制过程中,将上述信号处理机构给出的积分值与预先设定的基准值进行比较,根据该比较结果使光束的副扫描方向通过位置位于适当位置(步骤S13);
显影机构(17),该显影机构(17)对形成于上述像载体上的静电潜像进行显影处理;
转印机构(18),该转印机构把通过上述显影机构显影的图像转印到纸上。
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