CN1238475A - 光束扫描装置及成像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明可提供也适用于光束扫描方向(主扫描方向)的光束顺序不明(也有同时的场合)的光学系统、可以一直对主扫描方向的曝光位置进行正确控制的光束扫描装置及图像成像装置。在采用多束光学系统的数字复印机等成像装置中,可以对每一光束以比成像用时钟脉冲单位更小的单位设定印字区,在利用传感器检测实际的光束位置的同时通过选择最佳设定值,可以一直正确控制光束扫描方向(主扫描方向)的曝光位置。

Description

光束扫描装置及成像装置
本发明涉及,比如,利用多束激光束同时对单一感光体(感光鼓)扫描曝光而在上述感光鼓上形成单一的静电潜像用的光束扫描装置,以及采用此装置的数字复印机及激光打印机等成像装置。
近年来开发了各种,比如,利用激光束扫描曝光及电子摄影过程进行成像的数字复印机。
并且,最近,为了使成像高速化,还开发出多束方式,即产生多支激光束并每次都利用这些多支激光束同时进行多行扫描的数字复印机。
在这种多束方式数字复印机中设置有作为光束扫描装置的光学单元,其构成主体包括多个产生激光束的半导体激光发生器,将从这些多个激光发生器输出的各激光束反射到感光鼓并利用各激光束扫描感光鼓的旋转多面镜,以及准直透镜和f-θ透镜等。
过去,在一些专利说明书中,比如在日本特公平1-43294号公报、特公平3-57452号公报、特公平3-57453号公报、实公平5-32824号公报及特开昭56-104572号公报中,公开了对这种多束方式的数字复印机的激光束的扫描方向(主扫描方向)的曝光位置进行正确控制的方法。
特公平1-43294号公报是利用一个光束检测器检测多个光束的到来定时的方法,不适用于像后面所说明的本发明的实施形态这种不清楚哪一光束以哪种顺序到来,有时会同时到达的光学系统的结构。
特公平3-57452号公报对多个光束分别设置了检测用的受光单元,通过由各个受光单元上的点亮状态对各个光束进行控制,并可以根据各个受光单元发出的信号得到用于各光束印字(也可以是记录、成像)的光照定时。
然而,比如,在记录的点距(分辨率)必须有300dpi、400dpi、600dpi、16条/mm、15.4条/mm多种类的场合,多面镜的转数以及图像时钟脉冲的频率就必须能改变。在这种场合,就会产生从受光单元发出的输出信号的相位相对各光束发生改变,各光束到达印字开始位置的定时发生变化、这些定时用图像时钟脉冲的1个周期无法整除等问题,很难使各个光束的印字开始位置对齐。
特公平3-57453号公报的前提是以各光束与主扫描方向偏离的方式而构成,不适合如本发明的实施形态所示的光学系统。
实公平5-32824号公报也因为与上述的特公平3-57452号公报同样的理由不适合如本发明的实施形态所示的光学系统。
特开昭56-104572号公报是由多个光束中的一个光束得到同步信号,根据这一同步信号控制各个光束的光照定时。然而,这就必须事先明确多个光束之间的位置关系,不适合如本发明的实施形态所示的光学系统的结构。
所以,本发明的目的是提供也适用于光束扫描方向(主扫描方向)的光束顺序不明(也有同时的场合)的光学系统、可以一直对主扫描方向的曝光位置进行正确控制的光束扫描装置及图像成像装置。
另外。本发明的另一目的是提供也适用于多种记录间距(分辨率)的光束扫描装置及图像成像装置。
本发明的光束扫描装置中设置有:生成光束的光束生成装置;将从此光束生成装置生成的光束朝向被扫描表面反射并由上述光束扫描上述被扫描表面的扫描装置;检测利用此扫描装置扫描上述被扫描表面的上述光束的第1光束检测装置;以此第1光束检测装置的输出为基准规定上述光束扫描方向的扫描范围的扫描范围规定装置;在光束扫描方向上在此第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对由上述扫描范围规定装置规定的在上述被扫描表面上的扫描范围进行扫描的光束的第2光束检测装置;以及根据第2光束检测装置的输出判断由上述扫描范围规定装置规定的扫描范围和上述被扫描表面上的光束的扫描范围之间的关系并使上述被扫描表面上的扫描范围成为所规定的范围的对上述扫描范围规定装置进行控制的控制装置。
另外,本发明的光束扫描装置中设置有:生成光束的光束生成装置;将从此光束生成装置生成的光束朝向被扫描表面反射并由上述光束扫描上述被扫描表面的扫描装置;检测利用此扫描装置扫描上述被扫描表面的上述光束的第1光束检测装置;在光束扫描方向上在此第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对由上述扫描范围规定装置规定的在上述被扫描表面上的扫描范围进行扫描的光束的第2光束检测装置;为了使第1光束检测装置对光束进行检测,对上述光束生成装置生成光束进行控制的第1控制装置;生成与上述第1光束检测装置的输出同步的时钟脉冲的时钟脉冲生成装置;为使上述光束生成装置生成的光束与时钟脉冲生成装置生成的时钟脉冲同步而对上述光束生成装置进行控制的第2控制装置;判断借助此第2控制装置的控制由上述光束生成装置生成的光束是否被上述第2光束检测装置检测到的光束位置判断装置;设定上述光束的扫描范围的扫描范围设定单元;以及根据上述光束位置判断装置的判断结果为上述扫描范围设定单元的扫描范围进行设定的第3控制装置。
另外,本发明的光束扫描装置中设置有:生成光束的光束生成装置;将从此光束生成装置生成的光束朝向被扫描表面反射并由上述光束扫描上述被扫描表面的扫描装置;检测利用此扫描装置扫描上述被扫描表面的上述光束的第1光束检测装置;在光束扫描方向上在此第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对上述被扫描表面进行扫描的光束的第2光束检测装置;为了使上述第1光束检测装置对光束进行检测,对上述光束生成装置生成光束进行控制的第1控制装置;生成与上述第1光束检测装置的输出同步的多个相位偏离的时钟脉冲的时钟脉冲生成装置;用于从上述时钟脉冲生成装置生成的多个时钟脉冲中选择一个时钟脉冲的时钟脉冲选择装置;为使上述光束生成装置生成的光束与此时钟脉冲选择装置选择的时钟脉冲同步而对上述光束生成装置进行控制的第2控制装置;判断借助此第2控制装置的控制由上述光束生成装置生成的光束是否被上述第2光束检测装置检测到的光束位置判断装置;设定上述光束的扫描范围的扫描范围设定单元;以及根据上述光束位置判断装置的判断结果进行上述时钟脉冲选择装置的时钟脉冲选择和上述扫描范围设定单元的扫描范围设定的第3控制装置。
另外,本发明的光束扫描装置中设置有:生成光束的多个光束生成装置;将从此多个光束生成装置生成的多个光束在光学合成之后分别朝向被扫描表面反射并由上述多个光束扫描上述被扫描表面的扫描装置;检测利用此扫描装置扫描上述被扫描表面的上述多个光束的中的任何一束的第1光束检测装置;在光束扫描方向上在此第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对上述被扫描表面进行扫描的上述多个光束的第2光束检测装置;为了使上述第1光束检测装置对上述多个光束中的任何一束进行检测,对上述多个光束生成装置生成光束进行控制的第1控制装置;生成与上述第1光束检测装置的输出同步的时钟脉冲的时钟脉冲生成装置;为使上述多个光束生成装置中至少一个光束生成装置生成的光束与此时钟脉冲生成装置生成的时钟脉冲同步而对上述光束生成装置进行控制的第2控制装置;判断借助此第2控制装置的控制由至少一个光束生成装置生成的光束是否被上述第2光束检测装置检测到的光束位置判断装置;分别设定上述多个光束的各扫描范围的扫描范围设定单元;以及根据上述光束位置判断装置的判断结果针对上述多个光束为上述扫描范围设定单元的扫描范围进行设定的第3控制装置。
另外,本发明的光束扫描装置中设置有:生成多个光束的光束生成装置;将从此多个光束生成装置生成的多个光束在光学合成之后分别朝向被扫描表面反射并由上述多个光束扫描上述被扫描表面的扫描装置;检测利用此扫描装置扫描上述被扫描表面的上述多个光束中任何一束的第1光束检测装置;在光束扫描方向上在此第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对上述被扫描表面进行扫描的多个光束的第2光束检测装置;为了使第1光束检测装置对上述多个光束中任何一束进行检测,对上述多个光束生成装置生成光束进行控制的第1控制装置;生成与上述第1光束检测装置的输出同步的多个相位偏离的时钟脉冲的时钟脉冲生成装置;为了分别针对上述多个光束,从上述时钟脉冲生成装置生成的多个相位偏离的时钟脉冲中选择一个时钟脉冲的时钟脉冲选择装置;为使上述多个光束生成装置之中至少一个光束生成装置生成的光束与此时钟脉冲选择装置选择的时钟脉冲同步而对上述光束生成装置进行控制的第2控制装置;判断借助此第2控制装置的控制由至少一个光束生成装置生成的光束是否被上述第2光束检测装置检测到的光束位置判断装置;分别设定上述光束的各扫描范围的扫描范围设定单元;以及根据上述光束位置判断装置的判断结果针对上述多个光束进行上述时钟脉冲选择装置的时钟脉冲选择和上述扫描范围设定单元的扫描范围设定的第3控制装置。
另外,本发明的成像装置是通过光束对载像体进行扫描曝光而在上述载像体上成像的成像装置,其中设置有:生成光束的光束生成装置;将从此光束生成装置生成的光束朝向上述载像体反射并由上述光束扫描上述载像体的扫描装置;检测利用此扫描装置扫描上述载像体的上述光束的第1光束检测装置;以此第1光束检测装置的输出为基准规定上述光束扫描方向的扫描范围的扫描范围规定装置;在光束扫描方向上在上述第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对由上述扫描范围规定装置规定的在上述载像体上的扫描范围进行扫描的光束的第2光束检测装置;以及根据此第2光束检测装置的输出判断由上述扫描范围规定装置规定的扫描范围和上述载像体上的光束的扫描范围之间的关系并使上述载像体上的扫描范围成为所规定的范围的对上述扫描范围规定装置进行控制的控制装置。
另外,本发明的成像装置是通过光束对载像体进行扫描曝光而在上述载像体上成像的成像装置,其中设置有:生成光束的光束生成装置;将从此光束生成装置生成的光束朝向上述载像体反射并由上述光束扫描上述载像体的扫描装置;检测利用此扫描装置扫描上述载像体的上述光束的第1光束检测装置;在光束扫描方向上在此第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对由上述扫描范围规定装置规定的在上述载像体上的扫描范围进行扫描的光束的第2光束检测装置;为了使上述第1光束检测装置对光束进行检测,对上述光束生成装置生成光束进行控制的第1控制装置;生成与上述第1光束检测装置的输出同步的时钟脉冲的时钟脉冲生成装置;为使上述光束生成装置生成的光束与此时钟脉冲生成装置生成的时钟脉冲同步而对上述光束生成装置进行控制的第2控制装置;判断借助此第2控制装置的控制由上述光束生成装置生成的光束是否被上述第2光束检测装置检测到的光束位置判断装置;设定上述光束的扫描范围的扫描范围设定单元;以及根据上述光束位置判断装置的判断结果为上述扫描范围设定单元的扫描范围进行设定的第3控制装置。
另外,本发明的成像装置是通过光束对载像体进行扫描曝光而在上述载像体上成像的成像装置,其中设置有:生成光束的光束生成装置;将从此光束生成装置生成的光束朝向上述载像体反射并由上述光束扫描上述载像体的扫描装置;检测利用此扫描装置扫描上述载像体的上述光束的第1光束检测装置;在光束扫描方向上在此第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对上述载像体进行扫描的上述光束的第2光束检测装置;为了使上述第1光束检测装置对光束进行检测,对上述光束生成装置生成光束进行控制的第1控制装置;生成与上述第1光束检测装置的输出同步的多个相位偏离的时钟脉冲的时钟脉冲生成装置;从此时钟脉冲生成装置生成的多个时钟脉冲中选择一个时钟脉冲的时钟脉冲选择装置;为使上述光束生成装置生成的光束与此时钟脉冲选择装置选择的时钟脉冲同步而对上述光束生成装置进行控制的第2控制装置;判断借助此第2控制装置的控制由上述光束生成装置生成的光束是否被上述第2光束检测装置检测到的光束位置判断装置;设定上述光束的扫描范围的扫描范围设定单元;以及根据上述光束位置判断装置的判断结果进行上述时钟脉冲选择装置的时钟脉冲选择和上述扫描范围设定单元的扫描范围设定的第3控制装置。
另外,本发明的成像装置是通过多个光束对载像体进行扫描曝光而在上述载像体上成像的成像装置,其中设置有:生成多个光束的光束生成装置;将从此多个光束生成装置生成的多个光束在光学合成之后分别朝向上述载像体反射并由上述多个光束扫描上述载像体的扫描装置;检测利用此扫描装置扫描上述载像体的上述多个光束中任何一束的第1光束检测装置;在光束扫描方向上在此第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对上述载像体进行扫描的上述多个光束的第2光束检测装置;为了使上述第1光束检测装置对上述多个光束中任何一束进行检测,对上述多个光束生成装置生成光束进行控制的第1控制装置;生成与上述第1光束检测装置的输出同步的时钟脉冲的时钟脉冲生成装置;为使上述多个光束生成装置之中至少一个光束生成装置生成的光束与此时钟脉冲选择装置选择的时钟脉冲同步而对上述光束生成装置进行控制的第2控制装置;判断借助此第2控制装置的控制是否由至少一个光束生成装置生成的光束被上述第2光束检测装置检测到的光束位置判断装置;分别设定上述多个光束的各扫描范围的扫描范围设定单元;以及根据上述光束位置判断装置的判断结果针对上述多个光束为上述扫描范围设定单元的扫描范围进行设定的第3控制装置。
另外,本发明的成像装置是通过多个光束对载像体进行扫描曝光而在上述载像体上成像的成像装置,其中设置有:生成多个光束的光束生成装置;将从此多个光束生成装置生成的多个光束在光学合成之后分别朝向上述载像体反射并由上述多个光束扫描上述载像体的扫描装置;检测利用此扫描装置扫描上述载像体的上述多个光束中任何一束的第1光束检测装置;在光束扫描方向上在此第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对上述载像体进行扫描的上述多个光束的第2光束检测装置;为了使上述第1光束检测装置对上述多个光束中任何一束进行检测,对上述多个光束生成装置生成光束进行控制的第1控制装置;生成与上述第1光束检测装置的输出同步的多个相位偏离的时钟脉冲的时钟脉冲生成装置;分别针对上述多个光束,从上述时钟脉冲生成装置生成的多个相位偏离的时钟脉冲中选择一个时钟脉冲的时钟脉冲选择装置;为使上述多个光束生成装置之中至少一个光束生成装置生成的光束与此时钟脉冲选择装置选择的时钟脉冲同步而对上述光束生成装置进行控制的第2控制装置;判断借助此第2控制装置的控制由至少一个光束生成装置生成的光束是否被上述第2光束检测装置检测到的光束位置判断装置;分别设定上述光束的各扫描范围的扫描范围设定单元;以及根据上述光束位置判断装置的判断结果针对上述多个光束进行上述时钟脉冲选择装置的时钟脉冲选择和上述扫描范围设定单元的扫描范围设定的第3控制装置。
另外,本发明的成像装置是通过多个光束对载像体进行扫描曝光而在上述载像体上成像的成像装置,其中设置有:设定成像分辨率的分辨率设定装置;生成多个光束的光束生成装置;将从此多个光束生成装置生成的多个光束在光学合成之后分别朝向上述载像体反射并由上述多个光束扫描上述载像体的扫描装置;变更此扫描装置的扫描速度的扫描速度变更装置;变更成像用的时钟脉冲频率的时钟脉冲频率变更装置;根据上述分辨率设定装置的设定内容,利用上述扫描速度变更装置和上述时钟脉冲频率变更装置进行上述扫描速度的变更和上述时钟脉冲频率的变更的分辨率切换控制装置;检测利用上述扫描装置扫描上述载像体的上述多个光束中任何一束的第1光束检测装置;在光束扫描方向上在此第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对上述载像体进行扫描的多个光束的第2光束检测装置;为了使上述第1光束检测装置对上述多个光束中任何一束进行检测,对上述多个光束生成装置生成光束进行控制的第1控制装置;根据由上述时钟脉冲频率变更装置变更的频率生成与上述第1光束检测装置的输出同步的多个相位偏离的时钟脉冲的时钟脉冲生成装置;分别针对上述多个光束,从上述时钟脉冲生成装置生成的多个相位偏离的时钟脉冲中选择一个时钟脉冲的时钟脉冲选择装置;为使上述多个光束生成装置之中至少一个光束生成装置生成的光束与此时钟脉冲选择装置选择的时钟脉冲同步而对上述光束生成装置进行控制的第2控制装置;判断借助此第2控制装置的控制由至少一个光束生成装置生成的光束是否被上述第2光束检测装置检测到的光束位置判断装置;分别设定上述多个光束的各扫描范围的扫描范围设定单元;以及利用上述分辨率切换控制装置对上述扫描装置的扫描速度及上述多个时钟脉冲频率进行变更之后,根据上述光束位置判断装置的判断结果针对上述多个光束进行上述时钟脉冲选择装置的时钟脉冲选择和上述扫描范围设定单元的扫描范围设定的第3控制装置。
另外,本发明的成像装置是通过多个光束对载像体进行扫描曝光而在上述载像体上成像的成像装置,其中设置有:生成多个光束的光束生成装置;将从此多个光束生成装置生成的多个光束在光学合成之后分别朝向上述载像体反射并由上述多个光束扫描上述载像体的扫描装置;对由此扫描装置扫描上述载像体表面的上述多个光束的各自的功率分别进行检测的光束功率检测装置;根据此光束功率检测装置的各个检测结果,使扫描上述载像体表面的多个光束的各自的功率成为规定值而分别对上述多个光束生成装置进行控制的光束功率控制装置;检测利用上述扫描装置扫描上述载像体的上述多个光束中任何一束的第1光束检测装置;在光束扫描方向上在此第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对上述载像体进行扫描的多个光束的第2光束检测装置;为了使上述第1光束检测装置对上述多个光束中任何一束进行检测,对上述多个光束生成装置生成光束进行控制的第1控制装置;生成与上述第1光束检测装置的输出同步的多个相位偏离的时钟脉冲的时钟脉冲生成装置;分别针对上述多个光束,从上述时钟脉冲生成装置生成的多个相位偏离的时钟脉冲中选择一个时钟脉冲的时钟脉冲选择装置;为使上述多个光束生成装置之中至少一个光束生成装置生成的光束与此时钟脉冲选择装置选择的时钟脉冲同步而对上述光束生成装置进行控制的第2控制装置;判断借助此第2控制装置的控制由至少一个光束生成装置生成的光束是否被上述第2光束检测装置检测到的光束位置判断装置;分别设定上述光束的各扫描范围的扫描范围设定单元;以及在利用上述光束功率控制装置对上述多个光束的各自的功率进行控制使之成为规定值之后,根据上述光束位置判断装置的判断结果针对上述多个光束进行上述时钟脉冲选择装置的时钟脉冲选择和上述扫描范围设定单元的扫描范围设定的第3控制装置。
另外,本发明的成像装置是通过多个光束对载像体进行扫描曝光而在上述载像体上成像的成像装置,其中设置有:生成多个光束的光束生成装置;将从此多个光束生成装置生成的多个光束在光学合成之后分别朝向上述载像体反射并由上述多个光束扫描上述载像体的扫描装置;对由此扫描装置扫描上述载像体表面的上述多个光束的各自的功率分别进行检测的光束功率检测装置;在利用此光束功率检测装置对各个光束的功率分别进行检测之际,为使上述多个光束不在上述载像体表面扫描曝光而对上述光束生成装置进行控制的光束生成控制装置;以及根据上述光束功率检测装置的各个检测结果,使扫描上述载像体表面的多个光束的各自的功率成为规定值而分别对上述多个光束生成装置进行控制的光束功率控制装置。
另外,本发明的成像装置是通过多个光束对载像体进行扫描曝光而在上述载像体上成像的成像装置,其中设置有:生成多个光束的光束生成装置;将从此多个光束生成装置生成的多个光束在光学合成之后分别朝向上述载像体反射并由上述多个光束扫描上述载像体的扫描装置;对由此扫描装置扫描上述载像体表面的上述多个光束的各自的通过位置分别进行检测的光束位置检测装置;以及在利用此光束位置检测装置对各个光束的位置分别进行检测之际,为使上述多个光束不在上述载像体表面扫描曝光而对上述光束生成装置进行控制的光束生成控制装置;根据上述光束位置检测装置的检测结果,使扫描上述载像体表面的多个光束的通过位置成为规定位置而分别对上述各光束的通过位置进行控制的光束位置控制装置。
另外,本发明的成像装置是通过多个光束对载像体进行扫描曝光而在上述载像体上成像的成像装置,其中设置有:生成多个光束的光束生成装置;将从此多个光束生成装置生成的多个光束在光学合成之后分别朝向上述载像体反射并由上述多个光束扫描上述载像体的扫描装置;对由此扫描装置扫描上述载像体表面的上述多个光束的各自的功率分别进行检测的光束功率检测装置;根据此光束功率检测装置的检测结果,使扫描上述载像体表面的多个光束的各自的功率成为规定值而分别对上述多个光束生成装置进行控制的光束功率控制装置;对由上述扫描装置扫描上述载像体表面的上述多个光束的各自的通过位置分别进行检测的光束位置检测装置;在借助上述光束功率控制装置使扫描上述载像体表面的多个光束的各自的功率成为规定值而分别对上述多个光束生成装置进行控制之后,根据上述光束位置检测装置的检测结果,使扫描上述载像体表面的多个光束的通过位置成为规定位置而对上述各光束的通过位置进行控制的光束位置控制装置;在利用上述光束功率检测装置和上述光束位置检测装置对各个光束的功率和位置分别进行检测之际,为使上述多个光束不在上述载像体表面扫描曝光而对上述光束生成装置进行控制的光束生成控制装置。
此外,本发明的成像装置是通过多个光束对载像体进行扫描曝光而在上述载像体上成像的成像装置,其中设置有:生成多个光束的光束生成装置;将从此多个光束生成装置生成的多个光束在光学合成之后分别朝向上述载像体反射并由上述多个光束扫描上述载像体的扫描装置;对由此扫描装置扫描上述载像体表面的上述多个光束的各自的功率分别进行检测的光束功率检测装置;在利用此光束功率检测装置对各个光束的功率分别进行检测之际,为使上述多个光束不在上述载像体表面扫描曝光而对上述光束生成装置进行控制的第1控制装置;根据上述光束功率检测装置的检测结果,使扫描上述载像体表面的多个光束的各自的功率成为规定值而分别对上述多个光束生成装置进行控制的光束功率控制装置;检测利用上述扫描装置扫描上述载像体的上述多个光束中任何一束的第1光束检测装置;在光束扫描方向上在此第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对上述载像体表面进行扫描的上述多个光束的第2光束检测装置;为了使上述第1光束检测装置对上述多个光束中任何一束进行检测,对上述多个光束生成装置生成光束进行控制的第2控制装置;生成与上述第1光束检测装置的输出同步的多个相位偏离的时钟脉冲的时钟脉冲生成装置;分别针对上述多个光束,从上述时钟脉冲生成装置生成的多个相位偏离的时钟脉冲中选择一个时钟脉冲的时钟脉冲选择装置;为使上述多个光束生成装置之中至少一个光束生成装置生成的光束与此时钟脉冲选择装置选择的时钟脉冲同步而对上述光束生成装置进行控制的第3控制装置;判断借助此第3控制装置的控制是否由至少一个光束生成装置生成的光束被上述第2光束检测装置检测到的光束位置判断装置;分别设定上述多个光束的各扫描范围的扫描范围设定单元;以及在利用上述光束功率控制装置对上述多个光束的各自的功率进行控制使之成为规定值之后,根据上述光束位置判断装置的判断结果针对上述多个光束进行上述时钟脉冲选择装置的时钟脉冲选择和上述扫描范围设定单元的扫描范围设定的第4控制装置。
图1为概示涉及本发明实施形态的数字复印机的构成的构成图。
图2为示出光学系统单元的构成和感光鼓的位置关系的图。
图3为概略示出光束检测装置构成的构成图。
图4为概略示出光束检测装置主要部分构成的构成图。
图5为说明光束检测装置和光束的扫描方向的倾斜的说明图。
图6为示出以光学系统为主体的控制系统的框图。
图7与时序图一起同时示出光束检测装置和感光鼓之间的位置关系,及由取样定时器决定的各光束的曝光区(印字区),以及由图像数据决定的光照区的位置关系。
图8为示出用于以1个时钟脉冲以下的细小单位设定印字区(曝光区)的构成的框图。
图9为时钟脉冲同步电路的动作说明图。
图10为对各光束的主扫描方向光束位置信息的取得方法的原理的说明图。
图11为光束对光束检测装置的输出的相对位置关系的检测方法的说明图。
图12为主扫描方向光束位置检测电路的动作说明图。
图13为主扫描方向光束位置检测电路的动作说明图。
图14为主扫描方向光束位置检测电路的动作说明图。
图15为光束功率不同的场合曝光区的模拟示图。
图16为光束的通过位置控制及偏置检测和校正处理的说明框图。
图17为示出光束通过位置和光束检测装置的受光结构的输出、差动放大器的输出、积分器的输出的关系的示图。
图18为示出光束的通过位置和A/D变换器的输出的关系的曲线图。
图19为反射镜的动作分辨能力的说明曲线图。
图20为反射镜的动作分辨能力的说明曲线图。
图21为说明印刷单元的电源投入时的概略动作的流程图。
图22为说明光束通过位置控制例程的流程图。
图23为说明一个光束通过位置控制例程的流程图。
图24为说明一个光束通过位置控制例程的流程图。
图25为在光束通过位置控制中各光束的功率偏离产生的影响的说明图。
图26为示出与2种分辨率对应的光束检测装置的构成的概略构成的模式图。
图27为概略示出图26的光束检测装置的主要部分的构成的构成图。
图28为图26的光束检测装置和光束的扫描方向之间的倾斜的说明图。
图29为图26的光束检测装置采用的光束通过位置控制的说明图。
图30为光束功率控制例程的第1例的说明流程图。
图31为光束功率控制例程的第1例的说明流程图。
图32为光束功率控制例程的第2例的说明流程图。
图33为光束功率控制例程的第2例的说明流程图。
图34为主扫描方向光束位置控制例程的说明流程图。
图35为取得光束的主扫描方向光束位置信息的例程的说明流程图。
图36为取得光束的主扫描方向光束位置信息的例程的说明流程图。
图37为取得光束的主扫描方向光束位置信息的例程的说明流程图。
图38为概略示出光束检测装置的变形例的构成图。
图39为采用光束检测装置的场合的光束的通过位置控制及偏置检测和校正处理的说明框图。
图40为示出光束检测装置输出处理电路的具体电路例的构成图。
图41为运算放大器的偏置电压的说明图。
图42为运算放大器的偏置电压对于光束通过位置检测的影响及问题的说明图。
图43为光束的位置移向非检测区域时检测出的偏置值的情况的示图。
图44为偏置值校正例程的说明流程图。
图45为偏置值校正例程的说明流程图。
图46为光束的位置移向非检测区域的例程的说明流程图。
图47为光束的位置移向非检测区域的例程的说明流程图。
图48为偏置值检测例程的说明流程图。
图49为偏置值校正例程的说明流程图。
本发明的实施形态
下面参考附图对本发明的实施形态进行说明。
图1为示出作为应用了涉及本发明实施形态的光束扫描装置的成像装置的数字复印机的构成示图。也即此数字复印机系由,比如,作为图像读取装置的扫描单元1以及作为成像装置的印字机单元2所构成。扫描单元1由可以按图示箭头方向移动的第1托架3和第2托架4、成像透镜5以及光电变换元件6等构成。
在图1中,原稿O正面朝下置于由透明玻璃制作的原稿台7上,该原稿O的载置基准是以原稿台7的短边方向的正面右侧作为中心基准。原稿O由设置成可自由开合的原稿固定盖8压在原稿台7上。
原稿O由光源9照明,其反射光通过镜子10、11、12以及成像透镜5聚光于光电变换元件6的受光面上。其中上述光源9及搭载镜子10的第1托架3和搭载镜子11、12的第2托架4以2:1的相对速度移动以使光路长度保持不变。第1托架3及第2托架4由托架驱动马达(图中未示出)带动与读取定时信号同步地从右方向左方移动。
如上所述,在原稿台7上载置的原稿O的图像由扫描器单元1每次1行顺次读取,该读取输出在图中未示出的图像处理单元中变换为显示图像的浓淡的8位(比特)的数字图像信号。
印字机单元2的构成包括光学系统单元13以及组合了可在成像媒体用纸P上成像的电子摄影方式的成像单元14。也即扫描器单元1从原稿O读取的图像信号经图中未示出的图像处理单元进行处理之后,变换为半导体激光发生器发出的激光束(以后单称之为光束)。此处,在本实施形态中,采用的是使用多个(2个以上)半导体激光发生器的多束光学系统。
关于光学系统单元13的构成将在后面详细说明,在单元内设置的多个半导体激光发生器依照图中未示出的图像处理单元输出的激光调制信号而发光,由它们输出的多个光束经多面镜反射而成为扫描光并输出到单元的外部。
从光学系统单元13输出的多个光束在作为载像体的感光鼓15上的曝光位置X处成像为具有必需分辨率的光点的扫描光而实现扫描曝光。因此,在感光鼓15上形成与图像信号相应的静电潜像。
在感光鼓15的周边配置有使其表面带电的带电充电器16、显像器17、转印充电器18、分离充电器19以及清洁器20等。感光鼓15由驱动马达(图中未示出)以预定的圆周速度驱动而转动,由对着其表面设置的带电充电器16充电。在充电的感光鼓15上的曝光位置X处由多个光束(扫描光)成像为光点。
在感光鼓15上形成的静电潜像由显像器17发出的墨粉(显像粉)显像。通过显像形成墨粉像的感光鼓15在转印位置处由转印充电器18转印到利用供纸系统定时供给的用纸P上。
上述供纸系统借助供纸辊22和分离辊23将设置在底部的供纸盒21中的用纸P一张一张分离送入。于是一直送到定位辊24并在预定的定时送到转印位置。在转印充电器18的下游侧配置有用纸传送机构25、固定器26以及将成像后的用纸P排出的排纸辊27。因此,经过墨粉像转印的用纸P在固定器26中对墨粉像固定,之后经由排纸辊27排出到外部的排纸盒28。
另外,向用纸P转印结束的感光鼓15的表面上残留的墨粉由清洁器20去除使之返回初始状态而处于等待下一个成像的待机状态。
反复执行以上的动作过程就可以使成像动作连续进行。
如以上所说明,置于原稿台7上的原稿O是由扫描单元1读取,该读取信息经过印字机单元2的一系列处理之后作为墨粉图像记录在用纸P上。
其次,说明光学系统单元13。
图2示出光学系统单元13的构成和感光鼓15的位置关系。光学系统单元13,比如,内装4个用作光束生成装置的半导体激光发生器31a、31b、31c、31d,各个激光发生器31a~31d同时各以一条扫描线成像,于是无须使多面镜转数增加到极高就可以做到高速成像。
也即,激光发生器31a由激光驱动器32a驱动而输出的光束,在通过图中未示出的准直透镜之后入射到用作光路变更装置的反射镜33a。由反射镜33a反射的光束通过半透明反射镜34a和半透明反射镜34b入射到用作多面旋转镜的多面镜35。
多面镜35由多面镜马达36以一定速度转动,而多面镜马达36则由多面镜马达驱动器37驱动。由此,从多面镜35发出的反射光就以多面镜马达36的转数所确定的角速度在一定方向上扫描。通过多面镜35进行扫描的光束,在借助图中未示出的f-θ透镜的f-θ特性通过该透镜后就以一定的速度扫描用作光束通过检测装置及光束位置检测装置的光束检测装置38的受光面及感光鼓15的表面。
激光发生器31b由激光驱动器32b驱动而输出的光束,在通过图中未示出的准直透镜之后由反射镜33b反射,再由半透明反射镜34a反射。从半透明反射镜34a发出的反射光通过半透明反射镜34b,入射到多面镜35。多面镜35以后的经路与上述的激光发生器31a的场合相同,通过图中未示出的f-θ透镜后就以一定的速度扫描光束检测装置38的受光面及感光鼓15的表面。
激光发生器31c由激光驱动器32c驱动而输出的光束,在通过图中未示出的准直透镜之后由反射镜33c反射,再通过半透明反射镜34c并由半透明反射镜34b反射而入射到多面镜35。多面镜35以后的经路与上述的激光发生器31a、31b的场合相同,通过图中未示出的f-θ透镜后就以一定的速度扫描光束检测装置38的受光面及感光鼓15的表面。
激光发生器31d由激光驱动器32d驱动而输出的光束,在通过图中未示出的准直透镜之后由反射镜33d反射,再由半透明反射镜34c反射并由半透明反射镜34b反射而入射到多面镜35。多面镜35以后的经路与上述的激光发生器31a、31b、31c的场合相同,通过图中未示出的f-θ透镜后就以一定的速度扫描光束检测装置38的受光面及感光鼓15的表面。
还有,激光驱动器32a~32d分别内置有自动功率控制器(APC)电路,可一直以后面说明的主控制单元(CPU)51所设定的光照功率电平使激光发生器31a~31d执行光照动作。
这样,从各个激光发生器31a、31b、31c、31d输出的各光束就在半透明反射镜34a、34b、34c中合成,4支光束向多面镜35的方向前进。
因此,4支光束可同时扫描感光鼓15的表面,与现有的单束场合相比,在多面镜35的转数相同的场合,可以以4倍的速度记录图像。
反射镜33a、33b、33c、33d系用于调整(控制)副扫描方向的光束之间的相互的位置关系,分别与驱动它们的反射镜驱动电路39a、39b、39c、39d连接。
光束检测装置38系用于分别检测上述4支光束的通过位置、通过定时以及功率,其受光面为了成为与感光鼓15的表面相当而配置在感光鼓15的端部附近。根据此光束检测装置38发出的信号进行与各个光束对应的反射镜33a、33b、33c、33d的控制(副扫描方向的成像位置的控制)、激光发生器31a、31b、31c、31d的光照功率(强度)的控制以及光照定时的控制(主扫描方向的成像位置的控制)(详细情况下述)。为了生成用于这些控制的信号,光束检测装置38与光束检测装置输出处理电路40连接。
下面,对光束检测装置38进行说明。
图3为示出光束检测装置38的构成和光束扫描方向的关系的模式图。从4个半导体激光发生器31a、31b、31c、31d发出的光束a~d由于多面镜35的转动而从左向右扫描,横切光束检测装置38。
光束检测装置38的构成包括用作第1光检测单元的2个纵长的传感器结构S1、S2,由这2个传感器结构夹在中间而设置的作为第2、第3光检测单元的7个传感器结构SA、SB、SC、SD、SE、SF、SG,以及用作将各传感器结构S1、S2、SA、SB、SC、SD、SE、SF、SG保持成为一个整体的保持部件的保持基板38a。此外,传感器结构S1、S2、SA~SG,比如,可由光电二极管构成。
此处,传感器结构S1是检测光束的通过并生成下述的积分器的复位信号(积分动作开始信号)的结构;传感器结构S2同样是检测光束的通过并生成下述A/D变换器的变换开始信号的结构。还有,如下面所详细说明的,传感器结构S1、S2是进行主扫描方向的各种控制方面的基准的结构。此外,传感器结构SA~SG是检测光束通过位置的结构。
传感器结构S1和S2形成为,如图3所示,与反射镜33a~33d的位置无关,而是在相对光束的扫描方向成直角的方向上伸长并一定被多面镜35的扫描光束a~d横切。比如,在本例中,光束扫描方向的宽度W1、W3为200μm,而在光束扫描方向的直角方向上的长度L1为2000μm。
传感器结构SA~SG,如图3所示,是在传感器结构S1和S2之间在与光束的扫描方向成直角的方向上上下配置,其配置的长度与传感器结构S1、S2的长度L1一样。另外,传感器结构SA~SG的光束扫描方向的宽度W2为,比如,60μm。
此外,为了检测感光鼓15表面上的扫描光的功率,比如,如图3中的虚线箭头Pa或Pb所示,对光束的通过位置进行控制使光束从传感器结构SA或SG上通过,从而得到传感器结构SA或SG的输出。
图4为示出光束检测装置38的传感器结构SA~SG的结构形状的扩大示图。
传感器结构SA~SG的结构形状为,比如,32.3μm×600μm的长方形,并在和光束的扫描方向成直角的方向上形成有大约为10μm的微小间隙G。所以,间隙之间的配置间距为42.3μm。另外,传感器结构SA和SB及传感器结构SG和SF之间的间隙也配置成大约为10μm。此外,传感器结构SA、SG在和光束扫描方向直角方向上的宽度比传感器结构SB~SF的宽度大。
利用如此构成的光束检测装置38的输出进行控制的详情将在下面叙述,形成42.3μm间距的间隙则是对光束a、b、c、d的通过位置以预定的间距(在本例中为42.3μm)间隙进行控制的目标。也即光束a是由传感器结构SB和SC形成的间隙G(B-C)、光束b是由传感器结构SC和SD形成的间隙G(C-D)、光束c是由传感器结构SD和SE形成的间隙G(D-E)、光束d是由传感器结构SE和SF形成的间隙G(E-F)为各自的通过位置的目标。
下面,利用图5,对具有这样的传感器结构的光束检测装置38的特征间隙进行说明。
如前所述,本光束检测装置38的配置位置是为了使得其受光面与感光鼓15的表面相当而配置在感光鼓15的端部附近,或是配置在可以得到与从多面镜35到感光鼓15的距离相等的光路长的位置。在如此配置的光束检测装置38中,为了能正确捕捉光束的通过位置,前面说明过的传感器结构的理想配置方式是相对光束的通过方向成直角地平行配置。但是,实际上光束检测装置38的安装多少会产生一点倾斜。
针对这种安装位置与与理想位置之间的倾斜,本例的光束检测装置38的构成,通过将传感器结构配置成为使得用于检测每支光束的通过位置的点与光束的通过方向没有偏移,可以做到即使光束检测装置38安装多少有一些倾斜,也可以将检测间距的偏差抑制到最小限度。
此外,下面将详细说明,由于在处理这一光束检测装置38的输出的输出处理电路中设置有积分器,所以无论光束检测装置38怎样倾斜,都可以将对于光束的通过位置的检测结果的影响抑制到最小限度。
图5(a)示出本例的光束检测装置38安装时相对光束扫描方向生成倾斜的场合传感器结构SA~SG和光束a~d的扫描位置之间的关系。但是,在图中表现的是光束a~d的扫描方向相对光束检测装置38生成倾斜的情况。图中的光束a~d的扫描线是通过控制达到理想的间隔(42.3μm间距)的场合时的情况。
另外,在传感器结构SA~SG之间示出了本传感器结构的控制目标点(白圈)。正如下面所详细说明的,由于积分器的作用,即使光束a~d斜着入射该点也会处于传感器结构的正中(中间)。
由图示可知,控制达到理想的间隔(42.3μm间距)的扫描线的轨迹几乎通过本传感器结构SA~SG上的控制目标的中心。也即本例的光束检测装置38安装时即使生成一些倾斜,其检测精度受到的影响也极小。
比如,在光束检测装置38安装时相对光束的扫描线产生5度的倾斜的场合,本来应该以42.3μm间距为目标对之进行控制的各光束的扫描位置间距,由于倾斜所产生的光束检测装置38的检测误差的缘故,将控制为以42.14μm为目标。此时的误差约为0.16μm(0.03%),如果这样控制的话,对画质的影响极小。另外,因为此值可利用三角函数很简单地求出,此处就不详述。
这样,如采用本例的光束检测装置38的传感器结构SA~SG,则即使由于光束检测装置38的倾斜使安装精度多少有所下降,还是可以正确地检测光束的扫描位置。
另一方面,如图5(b)所示的光束检测装置80是以往采用的执行与本发明的光束检测装置38同样功能的传感器结构的一例。
在采用这种传感器结构的场合,对于光束a~d的扫描方向而言,如果安装出现哪怕是些许倾斜,也不能正确地检测光束的通过位置。其原因为检测各光束a~d的通过位置的传感器结构(在本例中为S3*、S4*、S5*、S6*:*代表a,b)是配置在相对光束扫描方向有一定距离之处。也即,相对光束扫描方向距离越大,些许倾斜所造成的检测误差就越大。
在图5(b)中,与图5(a)同样,也示出了在设想光束检测装置80安装有倾斜时,控制为理想的间隔(42.3μm间距)的扫描线的轨迹。从图5(b)可知,现有的光束检测装置80与图5(a)所示的本例的光束检测装置38相比,其安装精度的要求特别高。
比如,与图5(a)的光束检测装置38一样,假定图5(b)的光束检测装置80安装也倾斜5度,如假设传感器结构S3a、S3b和S6a、S6b之间的距离为900μm时,则光束d的控制目标离开理想位置达78.34μm。这一数值为大大超出本例的目标控制间距42.3μm的误差,会给画质造成重大缺陷。所以,在采用这种光束检测装置80的场合,至少关于相对光束的扫描方向的倾斜,要求非常高的安装精度。
以往,为弥补这一缺点,就必须考虑即使牺牲一些灵敏度,也要尽量将光束扫描方向上的传感器结构的宽度W缩小,使得光束通过位置的检测点不要远离光束扫描方向。另外,为弥补灵敏度的不足,必须在检测光束的通过位置之际提高激光发生器的功率以及降低多面镜马达的转数等。
下面说明控制系统。
图6为主要示出以多束光学系统的控制为主体的控制系统的示图。也即,51为担负全面控制的主控制单元,比如,由CPU构成,与其连接的有存储器52,控制板53,外部通讯接口(I/F)54,激光驱动器32a、32b、32c、32d,多面镜马达驱动器37,反射镜驱动电路39a、39b、39c、39d,用作信号处理装置的光束检测装置输出处理电路40,同步电路55以及图像数据接口(I/F)56。
同步电路55与图像数据I/F56连接,而图像数据I/F56与图像处理单元57及页存储器58连接。图像处理单元57与扫描器单元1连接,页存储器58与外部接口(I/F)59连接。
此处,如简单说明成像时图像数据的流程,其情况如下。
首先,在复印动作的场合,如前面所说明的,置于原稿台7上的原稿O的图像由扫描器单元1读取而送往图像处理单元57。图像处理单元57,对来自扫描器单元1的图像信号实施,比如,众所周知的明暗校正、各种滤光处理、灰度等级处理、γ校正等等。
从图像处理单元57产生的图像数据送往图像数据I/F56。图像数据I/F56的作用是将图像数据分配给4个激光驱动器32a、32b、32c、32d。
同步电路55生成与通过各光束检测装置38表面的定时同步的时钟脉冲,并与此时钟脉冲同步地将图像数据作为激光调制信号送到各激光驱动器32a、32b、32c、32d。
这样,通过与各光束的扫描同步获取图像数据的同时将其转送就可在主扫描方向上同步(对着正确的位置)成像。
另外,在同步电路55中包含用于在非图像区域强制使各激光发生器31a、31b、31c、31d执行光照动作及对各光束的功率进行控制的采样定时器,和在下面说明的在实行光束通过(扫描)位置控制以及各光束间的光束功率控制的场合防止由主控制单元51产生的强制光照使各光束令感光鼓15曝光的感光鼓表面光照禁止定时器。
控制板53为进行复印启动以及张数设定等的人机界面。
本数字复印机的构成不仅允许进行复印动作,还可以将通过与页存储器58连接的外部I/F59从外部输入的图像数据形成输出。另外,从外部I/F59输入的图像数据一旦被页存储器58容纳之后,就可通过图像数据I/F56送往同步电路55。
此外,本数字复印机,比如,在通过网络等从外部进行控制的场合,外部通讯I/F54可以起到控制板53的作用。
反射镜驱动电路39a、39b、39c、39d为按照主控制单元51的指示值驱动反射镜33a、33b、33c、33d的驱动电路。所以,主控制单元51,通过反射镜驱动电路39a、39b、39c、39d可以自由控制反射镜33a、33b、33c、33d的各个角度。
多面镜马达驱动器37是驱动用来转动使前述的4支光束进行扫描的多面镜35的多面镜马达36的驱动器。主控制单元51可对此多面镜马达驱动器37进行转动开始、转动停止及转数切换的控制。转数切换在改变记录间距(分辨率)时进行。
激光驱动器32a、32b、32c、32d,除了具有按照前面所说明过的同步电路55发出的与光束扫描同步的激光调制信号产生激光的功能外,还具有按照主控制单元51所发出的强制光照信号与图像数据无联系地强制地使激光发生器31a、31b、31c、31d分别进行光照的功能。
这一功能,除了用于确认各激光发生器31a、31b、31c、31d的动作状态外,还在后面所说明的对光束通过(扫描)位置进行控制及对各光束之间的光束功率进行控制之际强制使各激光发生器31a、31b、31c、31d进行光照动作以便各光束扫描光束检测装置38之际使用。但是,不能如前所述那样利用同步电路55内的感光鼓上的光照禁止定时器防止对感光鼓15表面的曝光。
另外,主控制单元51分别对各激光驱动器32a、32b、32c、32d设定各激光发生器31a、31b、31c、31d进行光照动作的功率。光照功率的设定根据过程条件的变化以及光束通过位置的检测等而改变。
存储器52存储控制所必需的信息。比如,通过存储各反射镜33a、33b、33c、33d的控制量、用于检测光束的通过位置的电路特性(放大器的偏置值)、以及与各光束对应的印字区信息等可以在接通电源后使光学系统单元13立即进入可以成像的状态。
下面详细说明主扫描方向的光束位置控制(印字区设定)。
图7与时序图一起同时示出光束检测装置38的传感器结构S1、S2和感光鼓15之间的位置关系,及由下述的取样定时器决定的各光束a~d的曝光区(印字区)、由图像数据决定的光照区、以及感光鼓表面光照禁止定时器输出的位置关系。
如图所示,由光束检测装置38的传感器结构S1的输出使采样定时器复位,令图中未示出的时钟从“0”开始计数。在达到采样定时器的预定值时,采样定时器的输出成为“H”(“高”),从而使4个激光发生器31a~31d发光。采样定时器中所设置的值,通常为如图所示的可使各光束a~d通过感光鼓15、在由下一个多面镜面扫描各光束a~d之前令各光束a~d发光的值。
当利用下一个多面镜面各光束a~d开始扫描,先头的光束到达传感器结构S1时,采样定时器复位,重复进行上面说明的动作。即各激光发生器31a、31b、31c、31d,在与成像无关的区域,每一线强制光照一定时间。在这一强制光照时间中,对各激光发生器31a~31d每一个都实行自动功率控制(APC)使其光照功率保持一定。
下面说明感光鼓表面光照禁止定时器。强制光照,除了可按照采样定时器的输出进行光照外,还可以如前所述由主控制单元51直接令各激光驱动器32a~32d进行强制光照动作。这一强制光照动作就是主控制单元51可以任意地使各激光发生器31a~31d发光,除了可检测各激光发生器31a~31d的动作状态以外,还可以在后面所说明的对光束通过(扫描)位置进行控制及对各光束之间的光束功率进行控制之际以及在使光束扫描光束检测装置38之际使用。
但是,在激光发生器31a~31d处于连续发光状态时,由于感光鼓15表面曝光会产生如下的问题。
即在感光鼓15处于停止状态时,感光鼓15的某一特定部位会受到集中曝光,有使感光鼓15的局部发生劣化的危险。另外,在感光鼓15处于转动状态时,则有使墨粉大量附着(消耗)及载体附着的危险。
感光鼓表面光照禁止定时器可防止此类问题,在使此定时器工作的场合,如图7的时序图所示,在包括感光鼓区的区域中禁止基于主控制单元51的强制光照。即以光束检测装置38的传感器结构S1的输出为基准,从光束通过光束检测装置38到达感光鼓15之前的定时(从S1输出经过Toff1后)起禁止强制光照(感光鼓表面光照禁止定时器的输出:H),在通过感光鼓15表面以后的定时(从S1输出经过Toff2后)解除强制光照禁止(感光鼓表面光照禁止定时器的输出:L)(L表示“低”)。
另一方面,图像数据(包含测试图像数据)所产生的光照,通常,如图7所示,在感光鼓15的印字区上进行。此处将不详细说明,但通常,在如前所述的多光束由半透明反射镜合成进行扫描的构造中,光束与主扫描方向的位置关系不是固定的。
在此图中,作为一个示例,示出的是光束a在前头,接着是光束b、c、d的场合。如图所示,如以光束a为基准,则光束b、光束c和光束d的延迟必须分别是ΔTab、ΔTac和ΔTad。
另外,为使具有这种位置(相位)的各光束a~d的曝光区恰好一致,如图所示,必须使由图像数据产生的光照定时,以光束a为基准,错开量分别为:光束b为ΔTab;光束c为ΔTac;而光束d为ΔTad。
通常,在此曝光区的设定中,一般是以基准时钟脉冲为基础以一个时钟脉冲单位(1像素单位)进行调整。但是,在本例的光学系统的构成中,光束之间的关系不能保证相错1个时钟脉冲单位,必须进行更细微的调整。
图8为示出用于在以上述1个时钟脉冲以下的细小单位设定印字区(曝光区)的构成和示出用于避免前述的强制曝光造成的感光鼓曝光的构成,这是从图6所示的框图中仅抽出与印字区有关系的部分的示图。
在图8中,40a是在光束检测装置输出处理电路40内设置的主扫描方向光束位置检测电路,由第1计数器111、第2计数器112及闩锁电路113等构成。
同步电路55的构成包括4个石英振荡器114a~114d、选择石英振荡器114a~114d的选择器115、时钟脉冲同步电路116、延迟线117、4个延迟时钟脉冲选择器118a~118d、4个图像转印时钟脉冲生成单元(印字区设定单元)119a~119d、采样定时器120、“或”门电路121以及感光鼓表面光照禁止定时器122等。
下面对图8进行更详细说明。
首先,说明用来避免强制光照产生的感光鼓曝光的构成。如图所示,主控制单元51,通过向激光驱动器32a~32d分别单个发送强制光照信号,可强制使激光发生器31a~31d发光。
但是,激光驱动器32a~32d的构成使得在从感光鼓表面光照禁止定时器122输出感光鼓表面光照禁止信号期间,主控制单元51发出的强制光照信号失效。因此,即使从主控制单元51输出强制光照信号,激光发生器31a~31d也无发光动作。
感光鼓表面光照禁止定时器122的动作由主控制单元51发出的启动/停止信号控制。即在主控制单元51向感光鼓表面光照禁止定时器122输出停止信号的场合,定时器动作停止,不向激光驱动器32a~32d输出感光鼓光照禁止信号。所以,主控制单元51利用停止信号可使感光鼓表面光照禁止定时器122停止并向激光驱动器32a~32d输出强制发光信号而使激光发生器31a~31d连续执行发光动作。
另一方面,主控制单元51,在利用启动信号使感光鼓表面光照禁止定时器122启动的场合,即使从主控制单元51向激光驱动器32a~32d输出强制光照信号,在从感光鼓表面光照禁止定时器122向激光驱动器32a~32d输出感光鼓光照禁止信号期间,激光发生器31a~31d不执行光照动作。
感光鼓表面光照禁止定时器122的动作定时如前面图7所说明。即在利用多面镜35使光束进行扫描的场合,感光鼓表面光照禁止定时器122是通过对光束检测装置38的传感器结构S1上的扫描,以从传感器结构S1输出的脉冲信号为基准而动作。
也即,如从传感器结构S1输出脉冲信号,则经过时间Toff1后,在光束到达感光鼓15之前,感光鼓表面强制发光禁止信号变成“H”(高),由主控制单元51决定的强制发光动作停止。从传感器结构S1输出脉冲信号,经过时间Toff2,如光束通过感光鼓15,则感光鼓表面强制发光禁止信号变成“L”(低),而主控制单元51决定的强制发光动作生效。
如以上所说明的,主控制单元51,通过向激光驱动器32a~32d输出强制光照信号及向感光鼓表面光照禁止定时器122输出启动信号,就可以在不感觉光束移动和不对感光鼓15表面曝光的情况下使任意光束对光束检测装置38表面曝光。
此外,后面将对光束的通过(扫描)位置控制及各光束间的光束功率控制进行详细说明,特别是只要不预先声明,说明的都是启动这一感光鼓表面光照禁止定时器122不使感光鼓15表面曝光的情况。
下面,对用于以1个时钟脉冲以下的更细小的单位设定印字区(曝光区)的构成进行说明。如前所述,光束检测装置38的传感器结构S1,在利用采样定时器120强制进行光照的光束a、b、c、d中的任何一束(有时利用2束以上)曝光时,信号电平从“L”(低)变为“H”(高)(参考图9)。这一信号,如前所述,输入到采样定时器120而使各激光发生器31a~31d解除强制光照。
因此,光束a、b、c、d消失,传感器结构S1的输出成为脉冲输出。(在采样定时器120响应延迟的场合,由于前头光束的通过也有成为脉冲信号的场合)。
传感器结构S1的输出,也输入到同步电路55的时钟脉冲同步电路116中。该时钟脉冲同步电路116的动作,如图9所示,输出的时钟脉冲的频率和与传感器结构S1的输出同步的石英振荡器的输出时钟脉冲的频率相同。如图所示,输出的同步脉冲成为从传感器结构S1的后缘算起延迟ΔTSYNC而升起的时钟脉冲。
之后,此同步时钟脉冲输入到延迟线117。延迟线117具有使输入的信号延迟一定时间的功能。图示的延迟线117有10个输出分支抽头。也即,对于输入的同步时钟脉冲,从第1个分支抽头输出的延迟时钟脉冲D1为延迟1个Δtd的时钟脉冲,而从第2个分支抽头输出的延迟时钟脉冲D2则为再延迟1个Δtd的时钟脉冲。
于是,从最后一个(第10个)分支抽头输出的延迟时钟脉冲D10就成为相对输入的同步脉冲延迟达10个Δtd的时钟脉冲。在本例中,1个Δtd差不多等于同步脉冲的1个同步的1/10。也即延迟时钟脉冲D10和输入的同步脉冲相位几乎相同,而移动1个时钟脉冲。
另外,在本例中,延迟线117的延迟量设定为1个时钟脉冲的1/10,而在需要更精密的印字区设定精度的场合,可以将1个分支抽头的平均延迟量分得更小并增加分支抽头的数量。
从延迟线117的输出,就是延迟时钟脉冲D1~D10,输入到与光束a~d对应的延迟时钟脉冲选择器118a~118d。延迟时钟脉冲选择器118a~118d的功能是根据从主控制单元51输出到各个选择器的延迟时钟脉冲选择信号选择输出到下一段的图像转印时钟脉冲生成单元(印字区设定单元)119a~119d的时钟脉冲。换言之,主控制单元51可以在延迟时钟脉冲D1~D10中为光束a~d每一个自由选择设定印字区用的时钟脉冲。
下面说明图像转印时钟脉冲生成单元(印字区设定单元)119a~119d。主控制单元51,利用印字区设定信号,以1个时钟脉冲单位(1像素单位)对每一个光束a~d设定印字区。也即可以设定图像转印时钟脉冲的输出定时和输出数量。在通常的成像时,如前所述,通过设定使各光束a~d的光照区成为感光鼓15表面的预定位置。此处所说的预定位置可根据用纸的幅面和装订边的设定而变。
将如此得到的图像转印时钟脉冲(印字区信号)送入图像数据I/F56,与各光束a~d对应的图像数据(激光调制信号)与此图像转印时钟脉冲(印字区信号)同步输出。激光驱动器32a~32d根据此图像数据(激光调制信号)调制激光发生器31a~31d。
这样,主控制单元51就可以根据各印字区设定信号对图像转印时钟脉冲生成单元(印字区设定单元)119a~119d以1时钟脉冲单位(1像素单位)来设定印字区,并且,可以根据对各延迟时钟脉冲选择器118a~118d的延迟时钟脉冲选择信号,以1/10时钟脉冲单位(1/10像素单位)对各光束a~d独立地设定印字区。
下面,参考图10,就主控制单元51以1时钟脉冲单位(1像素单位)以及以1/10时钟脉冲单位(1/10像素单位),对用于设定印字区的各光束a~d的主扫描方向光束的位置信息的获得方法原理予以说明。
图10示出在先前说明的图像转印时钟脉冲生成单元(印字区设定单元)119a设定与通常成像时相比非常小数值的场合。如图所示,比如,如果主控制单元51对光束a选择延迟时钟脉冲D1设定印字区为“1~5”,对图像数据I/F56发出全黑(在印字区内受激光光照)指示,则光束a对印字区“1~5”这一部分曝光。
这样,如印字区的设定值小,则光束不到达感光鼓15的区域而对光束检测装置38表面曝光。在这种状态下,如果对位于传感器结构S1的下游侧的传感器结构S2的输出进行监控,则主控制单元51就可以了解在印字区设定为多大的场合传感器结构S2发出响应。在图10的例子中可以看到,如设定印字区为“6~10”,则传感器结构S2开始响应。
这样,主控制单元51对光束a相对传感器结构S1的输出的相对位置关系可以检测到每1个时钟脉冲(1个像素)的大小。
下面,参考图11,对光束a相对传感器结构S1的输出的相对位置关系以1个时钟脉冲(1个像素)以下的单位进行检测的方法进行说明。如图10中所说明,在光束a选择延迟时钟脉冲D1的场合,如将印字区设定为“6~10”,则传感器结构S2响应。于是,主控制单元51将印字区的设定减小为“5~9”,改变延迟时钟脉冲的选择。
如图11所示,随着延迟时钟脉冲的选择按照D1→D2→D3改变,印字区以1/10时钟脉冲(1/10像素)单位向右移动。在本例中,在选择延迟时钟脉冲D5时,传感器结构S2开始响应。
因此,主控制单元51,在光束a以传感器结构S1的输出为基准将印字区设定为5像素大小时,如印字区设定为“5~9”,选择延迟时钟脉冲D5,就可以检测到印字区的右端使传感器结构S2曝光。
另外,取决于与前头光束的位置关系,也可能出现传感器结构S1被印字区再度曝光而输出2个脉冲的不利情况,但由于在电路设计上做到了只令最初的脉冲有效,这一问题可以避免(此处不详细说明)。
假如这一检测操作也对光束b、c、d执行,就可以了解各个光束相对由前头光束所产生的传感器结构S1的输出处于何种位置关系。主控制单元51,在实际印字动作之际,如果根据这一位置关系对各个光束a~d选择延迟时钟脉冲和设定印字区,则可以以1/10时钟脉冲(1/10像素)的精度对准印字区。
另外,主控制单元51将这样得到的有关各光束a~d的信息存储到存储器52之中。存储器52,由于存储了这些信息,比如,即使在装置的电源断掉的场合,在电源再度接通时,就可以瞬时恢复原来的状态。
另外的一个优点是,即使在重新设定主扫描方向的印字区的场合,假如在存储器52中存储有这些信息,稍微进行一些调整就可以了,无需使用多余的时间进行控制。
下面对光束检测装置输出处理电路40的主扫描方向光束位置检测电路40a的动作予以说明。
如前所述,主控制单元51,通过在对各光束a~d改变延迟时钟脉冲的选择和改变印字区的同时对传感器结构S2的输出进行监控,应该可以检测主扫描方向的光束位置,此处就传感器结构S2的输出如何收进主控制单元51进行说明。
图12为示出在光束a~d完全不对传感器结构S2曝光时的时序图。传感器结构S1,如前所述,因为由采样定时器120强迫使各激光发生器31a~31d发光,所以每扫描1次,由于前头的光束对传感器结构S1曝光,一定输出一回脉冲信号。
第1计数器111为计数从传感器结构S1发出的脉冲信号的计数器,用于,比如,循环计数“0~7”,并在计数值“7”的后半段输出如图所示的进位信号。第2计数器为计数传感器结构S2的输出的计数器。
第2计数器112,利用使前述第1计数器111的进位信号延迟的信号清零(复位)。所以,第2计数器112的计数每经过8次扫描归“0”。
闩锁电路113用于闩锁(保持)第2计数器112的输出值。闩锁电路113的闩锁定时为第1计数器111的进位信号的前沿。所以,闩锁电路113可以保持第2计数器112复位前的数值。
闩锁电路113闩锁的数值的更新在第1计数器111输出下一个进位信号时进行,于是闩锁电路113一直保持此前(最新)的第2计数器112的计数值。主控制单元51通过读取保持在这一闩锁电路113中的数值(主扫描方向光束位置信息)就可以得到最新的信息。
此外,在图12的场合,因为传感器结构S2完全检测不到光束,第2计数器112的数值一直为“0”,闩锁电路113中所保持的数值为“0”。所以,主控制单元51,通过这一闩锁的“0”值,就可以了解到传感器结构S2未检测到光束。
图13为示出传感器结构S2总是检测到光束的场合的动作的时序图。此图为示出传感器结构S2总是检测到光束的场合的动作的定时图。
如图13所示,计数传感器结构S2输出的第2计数器112通过传感器结构S2的输出而计数的数值为“0~8”。如简单说明这一动作,那就是由于计数器的进位输出延迟信号使第2计数器112清零(复位),传感器结构S2的输出立即输入而成为计数器的值“1”。
之后,每经过1次扫描,由于传感器结构S2的输出,都使计数增加1,经过8次扫描计数值就变成“8”,在第1计数器111发出进位信号的定时,闩锁值保持为“8”。在闩锁电路113保持值“8”后,第2计数器112再度清零(复位)而从“1”开始计数。
这样,传感器结构S2一直处于检测到光束状态,在闩锁电路113中保持的数值为“8”。所以,主控制单元51,在闩锁电路113的数值为“8”的场合,可以判断传感器结构S2一直处于检测到光束的状态。
图14为传感器结构S2或是检测出光束或是未检测出光束时的微妙的场合的时序图。因为传感器结构S2或是检测出光束或是未检测出光束,第2计数器112的计数值在某次扫描中增加,而在某次扫描中不增加。在此例中,因为是每隔一次扫描传感器结构S2输出一个信号,所以在闩锁电路113中保持的数值是“4”。因此,主控制单元51,通过读取在闩锁电路113中保持的数值“4”,就可以判断印字区的边缘和传感器结构S2的信号处于微妙的位置关系。
这样,计数多次传感器结构S2输出的优点可列举如下:
1)可如上所述地把握印字区和传感器结构S2的微妙位置关系;
2)主控制单元51,以8扫描单位读取信息即可,比较每次以1个扫描读取的场合负载更轻;等等。
另外,作为信息获取单位,考虑到各多面镜面的精度等等,最好是多面镜面数的复数倍。在本例中,因为多面镜面数为“8”,将第1计数器111构成为每8次扫描输出一个进位信号。
下面,说明光束功率和印字区设定精度之间的关系。
图15为在选择相同的延迟时钟脉冲且印字区的设定时钟脉冲数也相同的场合,光束功率不同的场合曝光区的模拟表示图。在此图中,光束功率在A的场合表现最强的状态,以下按B、C顺序光束功率递减。
如图所示,如考虑以大于某一能量曝光的区域,光束功率越强,其区域越大。此处,如只考虑传感器结构S2的响应,则可以看到,即使在同样的印字区设定的场合,传感器结构S2的响应也有差别。
如图所示,在光束的曝光区的边缘恰好与传感器结构S2的边缘在同一位置时,根据光束功率的不同,可分为传感器结构S2响应的场合和不响应的场合。在本图示例中,在光束功率为A和B的场合,传感器结构S2的输出a,b达到阈值电平TH,可由前述的第2计数器112对其计数,而在光束功率为C的场合,传感器结构S2的输出c达不到阈值电平TH,第2计数器112不能对此输出计数。
所以,为了将多支光束的印字区高精度地对齐,在对印字区进行控制之前,必须使各光束之间的功率相同。
下面详细说明对光束通过(扫描)位置的控制。
图16为说明采用图3的光束检测装置38时的对光束通过位置的控制的示图,是将图6框图中的光束通过位置控制作为重点将与之关联的部分抽出详细显示的说明图。
正如前面所说明那样,从光束检测装置38的传感器结构S1、S2输出表示光束通过的脉冲状信号。另外,从多个传感器结构SA~SG分别独立地输出与光束的通过位置相应的信号。
在这些多个传感器结构SA~SG中,传感器结构SA、SG的各输出信号分别输入到放大器61、62(以后也称之为放大器A、G)。此外,放大器61、62的放大系数借助由CPU组成的主控制单元51设定。
另外,如前所述,通过控制反射镜33a~33d,使光束的通过位置落到传感器结构SA或SG上,并通过对传感器结构SA或SG的输出进行监控,就可以检测到感光鼓15表面的相对光束功率。
此外,多个传感器结构SA~SG之中,传感器结构SB~SF的各输出信号分别输入到用于放大传感器结构SB~SF中相邻输出信号之差的差动放大器63~66(以后也称之为差动放大器B-C、C-D、D-E、E-F)之中。此处,差动放大器63将传感器结构SB、SC的各输出信号的差放大,差动放大器64将传感器结构SC、SD的各输出信号的差放大,差动放大器65将传感器结构SD、SE的各输出信号的差放大,而差动放大器66将传感器结构SE、SF的各输出信号的差放大。
放大器61~66的各输出信号分别输入到各选择电路(模拟开关)41中。选择电路41根据主控制单元(CPU)51发出的传感器选择信号选择输入到积分器42的信号。由选择电路41选择的放大器的输出信号输入到积分器42进行积分。
另一方面,从传感器结构S1输出的脉冲状的信号也输入到积分器42中。从此传感器结构S1发出的脉冲状的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)。另外,积分器42的作用为消除噪声和消除光束检测装置38安装时的倾斜,详细见后述。
积分器42的输出被输入到A/D变换器43。另外,从传感器结构S2输出的脉冲状的信号也输入到A/D变换器43。A/D变换器43的A/D变换动作是根据将传感器结构S2发出的信号作为变换开始信号施加而开始。也即在光束通过传感器结构S2的定时开始A/D变换。
这样,根据从传感器结构S1发出的脉冲信号,光束在将要通过传感器结构SA~SG之前使积分器42复位的同时开始积分动作,而在光束通过传感器结构SA~SG上之际积分器42对表示光束的通过位置的信号进行积分。
在光束刚通过传感器结构SA~SG之后,以从传感器结构S2发出的脉冲信号作为触发器,使积分器42积分的结果由A/D变换器43进行A/D变换,而将噪声少并且除去了光束检测装置38安装倾斜对光束通过位置检测的影响的检测信号变换为数字信号。
另外,结束了A/D变换的A/D变换器43向主控制单元51输出显示处理结束的插入信号INT。
此处,放大器61~66、选择电路41、积分器42以及A/D变换器43构成光束检测装置输出处理电路40。
这样,变换成数字信号的从光束检测装置38发出的光束功率检测信号及光束位置检测信号作为感光鼓15表面上的相对光束功率信息或光束位置检测信息输入到主控制单元51而判断各光束在感光鼓15表面上的光功率及光的通过位置。
此外,根据如此得到的感光鼓15表面上的相对光束功率信息及光束位置检测信息,主控制单元51计算各激光发生器31a~31d的发光功率的设定以及各反射镜33a~33d的控制量。这些计算结果在需要时存储到存储器52中。主控制单元51将此计算结果送往激光驱动器32a~32d及反射镜驱动电路39a~39d。
在反射镜驱动电路39a~39d中,如图8所示,设置有保持此计算结果数据的闩锁器44a~44d,用于在从主控制单元51一旦写入数据直到重新更新数据为止时保持该数值。
在闩锁器44a~44d中保持的数据,由D/A变换器45a~45d变换为模拟信号(电压),输入到驱动反射镜33a~33d的驱动器46a~46d。驱动器46a~46d根据从D/A变换器45a~45d输入的模拟信号(电压)对反射镜33a~33d进行控制驱动。
另外,在本例中,因为传感器结构SA~SG的放大输出信号由选择电路41仅仅选择其一进行积分和A/D变换,所以不能一次将传感器结构SA~SG的输出信号输入到主控制单元51。
因此,在检测光束的功率之际,需要切换选择电路41以使光束的通过位置在传感器结构SA或SG上移动,并将与其对应的传感器结构发出的输出信号输入到主控制单元51。
还有,在不清楚光束通过何处的状态下,需要顺次切换选择电路41,将传感器结构SA~SG中所有传感器结构发出的输出信号输入到主控制单元51以判断光束的通过位置。
然而,如果可以识别光束通过哪个地带,只要反射镜33a~33d不移动到极端,光束的通过位置几乎可以预料,并不总是须要将所有传感器结构的输出信号输入主控制单元51。另外,关于详细的处理将在后面说明。
下面,利用图17,对图16的电路动作中的光束通过位置和光束检测装置38的输出、差动放大器63~66的输出、积分器42的输出的关系进行说明。
图17(a)示出光束通过传感器结构SB和SC的正中的场合,图17(b),与图17(a)场合比较,示出光束通过传感器结构SB边上的场合。图17(c)示出的是光束检测装置38相对光束的通过方向倾斜安装的场合。
下面说明各个场合的光束检测装置38的输出、差动变压器63的输出和积分器42的输出。
图17(a)场合的电路动作
首先,光束通过传感器结构S1,从传感器结构S1输出脉冲状的信号。此脉冲状信号,如图所示,使积分器42复位而使其输出为“0”。所以,由于光束通过传感器结构S1,使前次的检测结果复位而对新的检测结果进行积分。
在光束通过传感器结构SB和SC的正中的场合,传感器结构SB和SC的输出的大小相等,如图17(a)所示。但是,由于传感器结构的输出非常之小,如图17(a)所示,有一些噪声成分叠加。
这样的信号输入到差动放大器63,其差被放大。传感器结构SB和SC的输出大致相等,此时差动变压器63的输出,如图17(a)所示,大致为“0”,有一些噪声成分叠加。这样得到的差动放大的结果通过选择电路41输入到积分器42。
此处需要注意的是差动放大器的偏置。此处所谓的偏置指的是即使在差动变压器63的输入值相等时,其输出也会向正或负的一方偏移的现象。这种现象在任何一种差动放大器中都或多或少的存在。在本例中,此偏置表示为光束通过位置检测误差,会妨碍正确的光束通过位置的控制。所以,需要采取某种办法将这一偏置除掉(详情见后)。下面,忽略这种偏置进行说明。
积分器42将差动变压器63的输出积分,其结果输出到后面的A/D变换器43,积分器42的输出,如图17(a)所示,成为去掉噪声成分的信号。这是因为通过积分将与差动放大结果重叠的高频分量的噪声去掉的缘故。这样,在光束通过的同时,将传感器结构SB和SC的输出差放大,并且,在积分后输入到A/D变换器43。
另一方面,传感器结构S2的输出将输入到A/D变换器43,在光束通过了传感器结构SB、SC部分的定时,如图17(a)所示的脉冲状的信号从传感器结构S2输出到A/D变换器43。A/D变换器43,以这一脉冲状信号为触发器,开始对积分器42的输出进行A/D变换。因而,A/D变换器43可以及时地将去掉噪声成分的具有良好S/N比的模拟光束通过位置信息变换为数字信号。
图17(b)场合的电路动作
基本动作与图17(a)相同,但根据光束的通过位置靠向传感器结构SB一侧的程度,传感器结构SB的输出变大,而传感器结构SC的输出变小。因而,差动放大器63的输出就要加上该差分。
积分器42,与图17(a)的场合相同,在光束通过传感器结构S1的定时复位,之后,将此差动放大结果输入到积分器42。积分器42在输入(差动放大器63的输出)在正向一侧时,使其输出慢慢向正向侧加大。于是,在输入恢复到“0”时,保持该值。因而,积分器42的输出中表现光束的通过位置倾斜情况。
这一积分结果,与图17(a)的场合相同,利用在光束通过传感器结构S2的定时由A/D变换器43进行A/D变换而将准确的光束通过位置及时地变换为数字信息。
图17(c)场合的电路动作
基本动作与图17(a)、图17(b)场合相同,但由于光束斜着通过光束检测装置38,其特征是传感器结构SB、SC的输出、差动放大器的输出和积分器63的输出。
如图17(c)所示,光束通过传感器结构S1之后,从传感器结构SC侧斜着入射到传感器结构SB、SC部分,在通过传感器结构SB和SC的大致为中央区的区域之后,斜着通过传感器结构SB侧。如光束这样通过,则传感器结构SB的输出,如图17(c)所示,在光束刚入射之后小,而在光束的通过的同时变大。另一方面,传感器结构SC的输出,光束刚入射之后大,而在光束的通过的同时慢慢变小。
输入了这种传感器结构SB、SC的输出的差动放大器63的输出,如图17(c)所示,在光束刚入射之后,负侧大,之后,输出慢慢变小,光束通过传感器结构SB和SC的中间时,大致为“0”。而在其后,慢慢地正侧变大,在光束的通过结束之前时,正侧为最大值。
输入了这种差动放大器63的输出的积分器42的输出,从光束刚入射之后开始负侧变大。并且,一直到差动放大器63的输出大致为“0”的地点负值最大。其后,在差动放大器63的输出转向正侧时,其负值慢慢减小,并在光束通过结束的地点,大致变成“0”。
之所以如此,是因为虽然光束是斜着通过光束检测装置38,但平均来看是通过传感器结构SB和SC的正中的缘故。因而,由于A/D变换器43的A/D变换动作的开始是利用光束通过传感器结构S2这一点,所以在此场合,因为积分值为“0”,指示光束通过位置的数字信息也为“0”,即可以当作光束是通过传感器结构SB和SC的正中的情况处理。
以上说明了传感器结构S1、S2、SB、SC的输出、差动放大器63的输出以及A/D变换器43的动作。因为传感器结构SC、SD、SE、SF、差动放大器64、65、66的动作基本上与传感器结构SB、SC和差动放大器63的动作一样,关于其各自的动作不赘述。
下面,利用图18对光束的通过位置和A/D变换器43的输出的关系进行说明。
图18中图形的纵轴代表A/D变换器(12位)43的输出的大小,而横轴表示光束的通过位置。横轴的光束的通过位置,向左代表通过传感器结构SG侧,向右代表通过传感器结构SA侧。
差动放大器(63、64、65、66)的输出,可以有正负两个方向输出,此时的A/D变换器43的输出如下。即在差动放大器(63、64、65、66)的输出为正侧的场合,随着差动放大器的输出变大,A/D变换器43的输出值(A/D变换值)由000H(最小值)变为7FFH(最大值)。
另一方面,在差动放大器(63、64、65、66)的输出为负侧的场合,A/D变换器43的输出值(A/D变换值)由800H(最小值)变为FFFH(最大值)。在这一场合,差动放大器的输出的绝对值大的对应800H(最小值)侧,而差动放大器的输出靠近“0”的对应FFFH(最大值)侧。
这里具体说明传感器结构SB和SC的差动放大器63的输出由A/D变换器43进行A/D变换的场合。
传感器结构SB的输出连接到差动放大器63的正端子,而传感器结构SC的输出连接到差动放大器63的负端子。因而,差动放大器的输出,如图18所示,当光束通过传感器结构SB的中心附近时最大,经A/D变换器43进行AD变换的值为7FFH。这是因为传感器结构SB的输出在这附近最大之故。
另外,无论光束从此位置偏向传感器结构SA侧,还是偏向传感器结构SC侧,A/D变换值(差动放大器63的输出)都变小。
此外,如果考虑光束的通过位置偏向传感器结构SA侧,则传感器结构SB及SC都不能检测到光束的通过,A/D变换值(差动放大器63的输出)大致变为“0”。
反之,如果考虑光束的通过位置偏向传感器结构SC侧,则A/D变换值(差动放大器63的输出)慢慢减小,并且当光束恰好通过传感器结构SB和SC之间时,其值变为“0”。这是因为传感器结构SB和SC的输出相等之故。在本例中,这一点就成为光束的通过目标点。
另外,如果光束的通过点偏向传感器结构SC侧,差动放大器63的输出成为负的输出,A/D变换值从000H变化为FFFH,之后,A/D变换值慢慢减小。此外,如果光束的通过位置处于传感器结构SC的中心附近时,差动放大器63的输出成为负的最大值,此时的A/D变换值成为800H。
另外,在检测感光鼓15表面上的光束的功率的场合,是利用图18中的区A或G的放大器61或62的输出。在图18中的曲线图中,在光束通过传感器结构SA或SG上时的A/D变换器43的输出成为7FFH,在检测光束功率之际,如前所述,借助将放大器61或62的放大系数设定得低,可以检测光束功率。也即A/D变换器43的输出值随光束的功率的大小而变化。
此外,当光束的通过位置偏向传感器结构SD侧时,这回差动放大器63的输出的负值变小,A/D变换值从800H逐渐增加,最终从FFFH变化为000H。这是因为光束的通过位置过分偏向传感器结构SD(SE)侧时,不能检测出光束通过传感器结构SB和SC,其输出两者均变成“0”使两者之差不存在之故。
下面说明反射镜33的控制特性。
图19、图20示出了送到反射镜驱动电路39a~39d上的数据和光束检测装置38上(即感光鼓15表面上)的光束通过位置之间的关系。如图16所示,反射镜驱动电路39a~39d的D/A变换器45a~45d的输入为16位。
图19示出相对这一16位数据的高位8位输入,光束通过位置的变化情况。如图所示,光束的通过位置,对数据00H~FFH的移动为2000μm(2mm)。另外,在00H附近和FFH附近的输入超出了反射镜的响应范围,光束的通过位置不变。
然而,在输入大约为18H至E8H的范围内,光束的通过位置相对输入的变化大致呈线性,其比例为1LSB与10μm的距离相当。
图20示出相对反射镜驱动电路39a~39d的D/A变换器45a~45d的低8位输入,光束通过位置的变化情况。不过,此图20表示的是作为高位8位输入时将上述光束的通过位置线性变化的范围的值输入的场合的低位8位的光束的通过位置的变化情况。由图可知,对低8位,从00H起至FFH,光束的通过位置的变化大约为10μm,1LSB与0.04μm的变化相当。
这样,主控制单元51,通过将16位的数据送到反射镜驱动电路39a~39d,可使光束检测装置38上,即在感光鼓15表面上,光束的通过位置以0.04μm的分辨率在大约2000μm(2mm)的范围内移动。
下面参考图21所示的时序图对在印字单元2的电源投入时的大概动作进行说明。另外,关于扫描器单元1的动作则略去。
如本复印机的电源投入,则主控制单元51,在使固定器26内的固定辊转动的同时,开始固定器26的加热控制(S311、S312)。然后,执行光束功率控制例程进行控制以使各光束的感光鼓15表面上的功率相同(S313)。
如果将各光束的感光鼓15表面上的功率控制为同样时,就执行偏置校正例程,检测其光束检测装置输出处理电路40的偏置值,进行其校正处理(S314)。然后,执行光束通过位置控制例程(S315)。
接着执行主扫描方向光束位置控制例程(S316)。然后,转动感光鼓15,执行使感光鼓15的表面等的条件一定等等的过程相关初始化(S317)。
这样,在执行一系列初始化之后,直到固定器26的温度上升到预定的温度,固定辊继续转动,变为待机状态(S318)。如固定器26的温度上升到预定的温度,则固定辊的转动停止(S319),成为复印指令等待状态(S320)。
在复印指令等待状态(S320)中,没有从控制板53接到复印(印字)指令的场合,在执行光束通过位置控制例程之后,比如经过30分钟之后(S321),就自动执行光束功率控制例程(S322),并且自动执行偏置校正例程(S323),其后,再执行光束通过位置控制例程及主扫描方向光束位置控制例程(S324、S325)。结束后返回步骤S320,再变成复印指令等待状态。
在复印指令等待状态(S320)中,如从控制板53接到复印指令,就检查是否有分辨率变更指令(S326)。在这一检查结果是有分辨率变更指令时,就将多面镜马达36的转数切换为适合指令规定的分辨率的数值(S327)。
然后,再选择适合分辨率的石英振荡器114a~114d(S328)。并且,执行光束功率控制例程(S329),之后执行偏置校正例程(S330),之后,执行光束通过位置控制例程(S331),之后,执行主扫描方向光束位置控制例程(S332)及执行复印动作(S333)。
另一方面,作为步骤S326的检查结果,在没有分辨率变更指令的场合,由于没有多面镜马达36的转数,石英振荡器的变更等,故执行光束功率控制例程(S329),之后执行偏置校正例程(S330),之后执行光束通过位置控制例程(S331),之后执行主扫描方向光束位置控制例程(S332)及执行复印动作(S333)。
如复印动作结束,就返回步骤S320而重复上述动作。
这样,即使在复印动作的空隙中,也可分别执行光束功率控制例程、光束通过位置控制例程和主扫描方向光束位置控制例程,即或是对大量的连续复印也可一直处于最佳的成像状态。
其次,利用图22所示的流程图说明图21的步骤S315、S324、S331的光束通过位置控制例程的大概动作。
首先,主控制单元51,接通多面镜马达36,使多面镜35以预定转数转动(S20)。其后,主控制单元51从存储器52读出反射镜33a~33d的最新驱动值,并根据该驱动值分别驱动反射镜33a~33d(S21)。
然后,主控制单元51进行光束a的通过位置控制(S22)。此处的控制内容包括:检测光束a的通过位置,检查其位置是否在规定值之内,如未在规定值之内就改变反射镜33a的角度,如在规定值之内就设置表示通过位置在规定值之内的标志。
接着,主控制单元51,对光束b、光束c光束d也和对光束a同样地分别检测光束b、c、d的通过位置,检查其位置是否在规定值之内,如未在规定值之内就改变反射镜33b~33d的角度,如在规定值之内就设置表示通过位置在规定值之内的标志(S23、S24、S25)。
这样,通过对各光束a、b、c、d的通过位置的控制,主控制单元51,检测各标志就可判断光束通过位置控制是否结束(S26)。也即,假如所有的标志都已设置,光束通过位置控制结束;如果有任何一个标志未设置,就返回S22进行各光束的通过位置控制。
下面,简单说明这种控制流程中反射镜33a~33d的行为。
反射镜33a~33d,如前所述,按照主控制单元51给出的控制值改变其角度而变更扫描光束的通过位置,对于主控制单元51的指示不一定能即刻作出响应。即问题是从主控制单元51输出控制数据,该数据由闩锁器44a~44d闩锁,再由D/A变换器45a~45d进行D/A变换,一直到由驱动器46a~46d输出与该大小成比例的驱动信号的时间为“ns”或“μs”单位的数量级,而在本例中,例如,为4~5ms的数量级。
此处所谓的响应时间指的是对于新的驱动信号反射镜33a~33d的角度开始改变,经过一定时间移动(振动)后直到该移动(振动)稳定并在新的角度上固定下来的时间。所以,主控制单元51,对于反射镜33a~33d,在送出新的控制数据之后,为确认其控制结果,必须至少要经过该响应时间之后才能确认光束的通过位置。
从图22可知,在本例中,确认对某一反射镜控制的效果在其他光束位置检测动作或反射镜控制动作进行之后进行,要在经过反射镜响应所需要的时间充分经过之后才能确认其效果。
比如,在步骤S21、S22、S23、S24中,按多面镜35一定面数(比如8面)取得至少一个放大器或差动放大器的输出所需的时间,在1次扫描所需时间为330μs场合,为2.64ms。
所以,在对某一反射镜控制后,在检测其他3个光束的通过位置之后,为确认其效果,至少有7.92ms的时间间隔,才能确认反射镜的移动(振动)已经稳定的状态下的光束通过位置。
另外,按多面镜35的面数取得放大器或差动放大器的输出是为了除去多面镜35的面歪斜成分。
图23、图24是详细说明图22的步骤S22中的光束a的通过位置控制的动作所用的流程图。如前所述,光束的通过位置和A/D变换器43的输出的关系与图18示出的一样,也参考图18进行说明。
首先,主控制单元51强制使激光发生器31a发光(S31)。因此,由于多面镜35的转动,光束a就周期地扫描光束检测装置38的表面。
之后,主控制单元51按照A/D变换器43输出的插入信号INT将各放大器以及差动放大器的输出经过A/D变换的值读入。另外,通常,光束的扫描位置,由于多面镜35的面歪斜成分,各面稍许有些不同的场合很多,为除去其影响,最好是连续地以与多面镜35的面数相等的回数或其整数倍的回数读入A/D变换值。在这种场合,主控制单元51将与各个放大器以及差动放大器的对应的A/D变换器43的输出值进行平均并将其结果作为各个放大器以及差动放大器的输出(S32)。
所以,如果放大器61、62(放大器A、G)以及差动放大器63~66(放大器B-C、C-D、D-F、F-F)分别以与多面镜35的面数(8个)相同的回数读入A/D变换器43的值,光束必须扫描48回。
主控制单元51,首先要通过将这样得到的放大器61(A)的输出(A/D变换值)与事先存储的判断基准值100H进行比较,判断放大器61的输出是否比判断基准值100H大(S33)。
这一判断结果,在放大器62的输出比100H大的场合,光束a的通过位置表示为在传感器结构SA上或是传感器结构SA的近旁。也即表示为光束a通过图18的区A。因为光束a的目标位置是在传感器结构SB和SC中间,所以将反射镜33a控制为使光束a通过传感器结构SG侧(S34)。
此时的控制量(光束的移动量)大约是120μm。之所以将控制量定为120μm是因为,如在图3、图4的传感器结构中所说明的,传感器结构SA及SG在控制目标点区域的两侧具有大的结构,在光束通过此结构的场合,由于使光束的通过位置迅速地接近目标点,必须比较大地变更光束的通过位置之故。
但是,即使在放大器61的输出比100H大的场合,在光束a通过靠近传感器结构SB的附近的范围的场合,有可能将光束的通过位置变更过多。不过,从整个效率考虑,这样程度的移动量是必需的。
由S33的判断,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变换值)与事先存储在存储器52中的判断基准值100H进行比较,可以判断放大器62的输出是否大于判断基准值100H(S35)。
这一判断结果,在放大器62的输出大于100H的场合,光束a的通过位置表示为在传感器结构SG上或是在传感器结构SG的近旁。也即表示为光束a通过图18中的区G。
因此,在这种场合,由于光束a靠近作为通过目标点的传感器结构SB和SC的中间,对反射镜33a进行控制以便使光束a通过传感器结构SA侧(S36)。另外,此时的控制量,与步骤S34一样,必须是大约120μm的控制量(移动量)。
由S35的判断,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变换值)与事先存储在存储器52中的判断基准值800H进行比较,可以判断放大器66的输出是否大于判断基准值800H(S37)。
这一判断结果,在差动放大器66的输出大于800H的场合,光束a的通过位置表示为在传感器结构SF的近旁。也即表示为光束a通过图18中的区F。
因此,在这种场合,由于光束a靠近作为通过目标点的传感器结构SB和SC的中间,对反射镜33a进行控制以便使光束a通过传感器结构SA侧(S38)。另外,此时的控制量,考虑到目标点与区F的距离,必须是大约120μm的控制量(移动量)。
由S37的判断,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变换值)与事先存储在存储器52中的判断基准值800H进行比较,可以判断差动放大器65的输出是否大于判断基准值800H(S39)。
这一判断结果,在差动放大器65的输出大于800H的场合,光束a的通过位置表示为在传感器结构SE的近旁。也即表示为光束a通过图18中的区E。
因此,在这种场合,由于光束a靠近作为通过目标点的传感器结构SB和SC的中间,对反射镜33a进行控制以便使光束a通过传感器结构SA侧(S40)。另外,此时的控制量,考虑到目标点与区E的距离,必须是大约80μm的控制量(移动量)。
由S39的判断,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变换值)与事先存储在存储器52中的判断基准值800H进行比较,可以判断差动放大器64的输出是否大于判断基准值800H(S41)。
这一判断结果,在差动放大器64的输出大于800H的场合,光束a的通过位置表示为在传感器结构SD的近旁。也即表示为光束a通过图18中的区D。
因此,在这种场合,由于光束a靠近作为通过目标点的传感器结构SB和SC的中间,对反射镜33a进行控制以便使光束a通过传感器结构SA侧(S42)。另外,此时的控制量,考虑到目标点与区D的距离,必须是大约40μm的控制量(移动量)。
由S41的判断,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变换值)与事先存储在存储器52中的判断基准值400H、7FFH进行比较,可以判断差动放大器63的输出是否大于判断基准值400H小于7FFH(S43)。
这一判断结果,在差动放大器63的输出大于400H小于7FFH的场合,光束a的通过位置表示为在作为通过目标点的传感器结构SB和SC的中间近旁,但多少靠近传感器结构SB。也即表示为光束a通过图18中的区B的区BA。
因此,在这种场合,由于光束a靠近作为通过目标点的传感器结构SB和SC的中间,对反射镜33a进行控制以便使光束a通过传感器结构SG侧(S44)。另外,此时的控制量,考虑到目标点与区D的距离,必须是大约10μm的控制量(移动量)。
由S43的判断,在差动放大器63的输出大于400H不小于7FFH的场合,通过将差动放大器63的输出与事先存储在存储器52中的判断基准值60H、400H进行比较,可以判断差动放大器63的输出是否大于判断基准值60H小于400H(S45)。
这一判断结果,在差动放大器63的输出大于60H小于400H的场合,光束a的通过位置表示为在作为通过目标点的传感器结构SB和SC的中间近旁,但多少靠近传感器结构SB。也即表示为光束a通过图18中的区B的区BC。
因此,在这种场合,由于光束a靠近作为通过目标点的传感器结构SB和SC的中间,对反射镜33a进行控制以便使光束a通过传感器结构SG侧(S46)。另外,此时的控制量,考虑到目标点与区D的距离,必须是大约0.5μm的控制量(移动量)。
由S45的判断,在差动放大器63的输出大于60H不小于400H的场合,通过将差动放大器63的输出与事先存储在存储器52中的判断基准值800H、A00H进行比较,可以判断差动放大器63的输出是否大于判断基准值800H小于A00H(S47)。
这一判断结果,在差动放大器63的输出大于800H小于A00H的场合,光束a的通过位置表示为在作为通过目标点的传感器结构SB和SC的中间近旁,但多少靠近传感器结构SC。也即表示为光束a通过图18中的区C的区CD。
因此,在这种场合,由于光束a靠近作为通过目标点的传感器结构SB和SC的中间,对反射镜33a进行控制以便使光束a通过传感器结构SA侧(S48)。另外,此时的控制量,考虑到目标点与区CD的距离,必须是大约10μm的控制量(移动量)。
由S47的判断,在差动放大器63的输出大于800H不小于A00H的场合,通过将差动放大器63的输出与事先存储在存储器52中的判断基准值A00H、FA0H进行比较,可以判断差动放大器63的输出是否大于判断基准值A00H小于FA0H(S49)。
这一判断结果,在差动放大器63的输出大于A00H小于FA0H的场合,光束a的通过位置表示为在作为通过目标点的传感器结构SB和SC的中间近旁,但多少靠近传感器结构SC。也即表示为光束a通过图18中的区C的区CB。
因此,在这种场合,由于光束a靠近作为通过目标点的传感器结构SB和SC的中间,对反射镜33a进行控制以便使光束a通过传感器结构SA侧(S50)。另外,此时的控制量,考虑到目标点与区CB的距离,必须是大约0.5μm的控制量(移动量)。
由S49的判断,在差动放大器63的输出大于A00H不小于FA0H的场合,因为表示光束a的通过位置进入预定范围内(目标点的±1μm的范围),所以设置反射镜33a控制结束标志A(S51)。
这样,在光束不在理想通过点的±1μm的范围内通过的场合(S34、S36、S38、S40、S42、S44、S46、S48、S50),对反射镜33a按预定量进行控制,该时的值写入存储器52(S52)。
如上所述,主控制单元51,在光束a在理想通过点的±1μm的范围内通过的场合,设置反射镜33a的控制结束标志A,在此范围外通过的场合,则根据其通过位置(区)调整反射镜的控制量,将该值写入存储器52。
最后,主控制单元51解除激光发生器31a的强制发光,结束一系列的光束a的通过位置控制(S53)。
另外,如已在图22中所说明的,在未设置反射镜33a的控制结束标志的场合,再一次执行光束的通过位置控制例程。也即反复执行此例程一直到光束a在理想通过点的±1μm的范围内通过为止。
上面的说明的是对光束a的控制,对光束b、c、d的控制基本上与光束a的场合一样,在分别强制使各激光发生器31b~31d发光之后,判断放大器61、62以及差动放大器63~66的输出,在理想通过点的±1μm的范围内通过的场合,对各反射镜33b~33d分别设置控制结束的标志b~d。还有,在不通过此范围的场合,则在判断各光束b~d分别通过何区的基础上,对反射镜33b~31d进行与其通过区相应的控制,并将控制值写入存储器52中。
下面说明以上所说明的光束通过位置控制中各光束功率的波动所造成的影响。
图25为在感光鼓15(光束检测装置38)表面上,光束的功率变化时的光束通过位置和差动放大器的输出(经过积分的A/D变换值)之间的关系的示图。
在图25的曲线图中,曲线B表示的是与图18中所示的放大器63、64、65、66的输出特性同样的特性,在光束从作为目标的通过点离开的同时,慢慢地从000H变到7FFH,或是从FFFH变到800H,并且,从目标点离开时,则慢慢从7FFH变向000H,或者从800H变向FFFH。由这一特性很容易得到光束的通过位置和差动放大器的输出的对应关系,在控制上很方便。
与此相对照,比如,在光束的功率大时的曲线C的场合,在光束的通过位置从目标点仅仅稍微有些偏离,差动放大器的输出就会大幅度地变化,并且如果光束通过位置的偏离在一定值以上,差动放大器的输出就固定在7FFH或800H。因此,进一步,只要光束的通过位置没有太大的变化,差动放大器的输出值不变。
反之,在光束的功率小的场合,成为曲线A的特性,差动放大器的输出变化相对光束的通过位置的变化小,S/N比不好。
如上所述,如通过感光鼓15表面上的光束功率改变,则光束的通过位置和差动放大器的输出之间的关系发生变化。
所以,如果这样按各光束功率的波动状态原样对光束的通过位置进行控制,则在光束的功率小的场合,即使预定在一定的基准内对光束的通过位置进行控制,精度会不够,而在光束功率大的场合,相对光束的通过位置变化而言差动放大器的输出变化过大,会发生不变化的情况,而控制动作会不稳定。
因此,在对光束通过位置进行控制之际,最低限度各光束的功率必须一致。此外,理想情况是希望光束的功率为图25的曲线B那样的特性,但对如图25所示的曲线图,比如,通过使差动放大器的放大系数取适当的值,可以使曲线A的特性变为曲线B的特性,而使曲线C的特性变为曲线B的特性。
下面对与多种(比如,2种)分辨率对应的光束检测装置38进行说明。
图26为示出与2种分辨率对应的光束检测装置38的构成和光束的扫描方向的关系的模式图,与图3的光束检测装置38的不同点在于:在与2种分辨率分别对应设置检测光束通过位置的传感器结构SB~SF的同时,还设置检测光束功率用的传感器结构SH(下面将详细说明),其他与图3的光束检测装置38相同,故其说明省略。也即,传感器结构SB1~SF1为用于第1分辨率(比如,600dpi)的光束通过位置检测传感器结构,如图27所示,这些都具有同样的形状(面积也相同),大体以42.3μm(25.4mm÷600)的间隔配置,对通过位置进行控制使光束a~d通过传感器结构的中间(间隙G)来以42.3μm的间隔间隙扫描。
即:
·光束a:控制在传感器结构SB1和SC1的中间
·光束b:控制在传感器结构SC1和SD1的中间
·光束c:控制在传感器结构SD1和SE1的中间
·光束d:控制在传感器结构SE1和SF1的中间。
另外,因为关于光束的通过位置的控制已经进行了说明,此处就不赘述。
另外,传感器结构SB2~SF2为用于第2分辨率(比如,400dpi)的光束通过位置检测传感器结构,如图27所示,这些都具有同样的形状(面积也相同),大体以63.5μm(25.4mm÷400)的间隔配置,对通过位置进行控制使光束a~d通过传感器结构的中间(间隙G)来以63.5μm的间隔间隙扫描。
即:
·光束a:控制在传感器结构SB2和SC2的中间
·光束b:控制在传感器结构SC2和SD2的中间
·光束c:控制在传感器结构SD2和SE2的中间
·光束d:控制在传感器结构SE2和SF2的中间。
另外,因为关于光束的通过位置控制的基本动作与600dpi的场合相同,此处就不赘述。
图28为示出本例的光束检测装置38的相对光束的扫描方向为倾斜安装时的传感器结构SB1~SF1、SB2~SF2和光束a~d的扫描位置之间的关系,图28(a)为第1分辨率(600dpi)的场合,图28(b)为第2分辨率(400dpi)的场合。另外,图中表示的是光束的扫描方向相对光束检测装置38倾斜设置的情况。
比如,传感器结构和光束的相对倾斜设为5度的场合,光束a和光束d之间的间隔在第1分辨率的场合如下表1所示,间隔不过缩小0.5μm。另外,在第2分辨率的场合则如下表所示,不过缩小0.7μm。
[表1]
 设计值(倾斜0度)      倾斜5度
 光束a和光束d的间隔     127μm     约126.5μm
[表2]
 设计值(倾斜0度)      倾斜5度
 光束a和光束d的间隔     190.5μm    约189.5μm
图29为采用图26的光束检测装置38时的光束通过位置控制的说明图,与图8的不同点为在光束检测装置输出处理电路40中与传感器结构SB1~SF1、SB2~SF2对应设置了差动放大器,以及为传感器选择信号补充了分辨率切换信号,其他的构成与图8基本相同,其说明省略。
也即,差动放大器631放大传感器结构SB1、SC1的各输出信号的差;差动放大器641放大传感器结构SC1、SD1的各输出信号的差;差动放大器651放大传感器结构SD1、SE1的各输出信号的差;差动放大器661放大传感器结构SE1、SF1的各输出信号的差;差动放大器632放大传感器结构SB2、SC2的各输出信号的差;差动放大器642放大传感器结构SC2、SD2的各输出信号的差;差动放大器652放大传感器结构SD2、SE2的各输出信号的差;差动放大器662放大传感器结构SE2、SF2的各输出信号的差。
放大器631~661、632~662的各输出信号分别送入到各选择电路(模拟开关)41。选择电路41根据主控制单元(CPU)51发出的选择信号选择输入积分器42的信号。
也即在以第1分辨率(600dpi)进行光束通过位置控制的场合,利用选择电路41选择下述的差动放大器进行与其对应的光束的通过位置控制。
·差动放大器631:光束a
·差动放大器641:光束b
·差动放大器651:光束c
·差动放大器661:光束d。
同样,在以第2分辨率(400dpi)进行光束通过位置控制的场合,利用选择电路41选择下述的差动放大器进行与其对应的光束的通过位置控制。
·差动放大器632:光束a
·差动放大器642:光束b
·差动放大器652:光束c
·差动放大器662:光束d。
下面,利用图30、图31示出的流程图对图21的步骤S313、S322、S329的光束功率控制例程的第1例进行说明。
首先,主控制单元51将放大器61(A)的放大系数设定为预定值(S231)。此处所定的数值是在各光束通过传感器结构SA上之际,在由积分器42对放大器61(A)的输出进行积分,由A/D变换器43进行A/D变换的场合,该值不饱和而与光束功率成比例变化的放大系数的值。
其后,主控制单元51接通多面镜马达36,使多面镜35以预定的转数转动(S232)。之后,主控制单元51,强制使激光发生器31a按存储器52中所存储的预定值发光(S233)。由于这一动作,光束a通过多面镜35开始扫描。此处所谓的所定的值是适于此时成像的值。
一般,对采用电子摄影过程的成像装置,需要根据设置该成像装置的环境及使用状况(时效变化)使光束的功率改变。在存储器52中存储有在这样的诸种条件下的适合的光束功率信息。
接着,主控制单元51控制反射镜33a以使光束a从传感器结构SA上通过(S234)。此处,必须使光束a充分地通过传感器结构SA的中央部,不要超出传感器结构SA。如果超出传感器结构SA,检测到的功率变小。
但是,光束功率控制中采用的传感器结构SA(或SG),如前(图3中)所述,具有充分大的尺寸(副扫描方向上接近900μm的尺寸),通常不会产生这种问题。
还有,这样一来,如使光束a通过传感器结构SA上,则从A/D变换器43向主控制单元51输入与光束a的功率成比例的值。主控制单元51将此值(理想情况时为多面镜35的面数的整数倍回数的平均值)作为光束a的感光鼓15表面上的光功率Pa存储到存储器52并关断激光发生器31a(S236)。
然后,主控制单元51,强制使激光发生器31b发光(S237),并使光束b,与光束a的场合同样,通过对反射镜33b的控制,通过传感器结构SA上(S238)。
由此,从A/D变换器43向主控制单元51输入与光束b在感光鼓15表面上的光功率成比例的数值,此值就作为光功率Pb与事先存储在存储器52中的光束a在感光鼓15表面上的光功率Pa进行比较(S239)。另外,在此光束b的场合,也最好将理想情况时为多面镜35的面数的整数倍回数的A/D变换器43的输出值读入,并将其平均值作为Pb。
还有,这样一来,根据对光束a和光束b在感光鼓15表面上的光功率Pa和Pb进行比较的结果,如其差在某一值(ΔP)以下(理想情况为“0”),则画质没有问题。但是,在差大于该值的场合,画质有问题,必须进行校正。
比如,光束a和光束b进行比较的结果是Pb比Pa大,其差比ΔP大的场合(S240、S241),通过将供给激光驱动器32b的发光功率的设定值降低,就可以将光束b在感光鼓15表面上的光功率降低(S242)。
反之,光束a和光束b进行比较的结果是Pa比Pb大,其差比ΔP大的场合(S240、S241),通过将供给激光驱动器32b的发光功率的设定值加大,就可以将光束b在感光鼓15表面上的光功率加大(S243)。
这样,如对光束b在感光鼓15表面上的光功率进行校正,就将此时的发光功率设定值作为激光发生器31b的值存储到存储器52(S244),再返回到步骤S239,再重新检测光束b在感光鼓15表面上的光功率,与Pa比较,反复进行校正直到其差小于ΔP。
这样,就可以使光束a的功率和光束b的功率之差降到预定值(ΔP)以下。
之后,通过步骤S245~S264也对光束c、光束d进行同样的动作,就可以使光束a、光束b、光束c、光束d在感光鼓15表面上的光功率差小于所定的值(ΔP)。
另外,在上述各例中,是以光束a作为基准,也可以以光束b或光束c、光束d作为基准。另外,此处所定的值(ΔP)最好是在基准(Pa的值)的1%以下。
另外,在上述的说明中,关于使各光束的通过位置在传感器结构SA(或SG)上的移动方法虽然没有特别说明,但这是因为,如图19、图20中所说明的,可以掌握反射镜的大概的特性,如前面所说明的,传感器结构SA(或SG)很容易在副扫描方向上具有接近900μm的大小,并在此中心附近具有光束的通过位置之故。
但是,为了更加慎重起见,可以确认,在确定光束的通过位置后,即使通过位置改变20~30μm,从传感器结构发出的输出值不会改变而脱离与光束功率对应的数值。
下面,利用图32、图33所示的流程图对图21的步骤S313、S322、S329中的光束功率控制例程的第2例进行说明。
光束功率控制例程第2例与前述的第1例相异之处在于控制光束功率时的基准的确定方法不同,其他则与第1例相同。在第1例中,是以光束功率的控制基准作为光束a。所以,其结果为可使各光束之间的相对光功率一致。与此不同,在第2例中,是以事先确定的基准值Pref作为基准进行光束功率控制。所以,假如事先对传感器结构SA(或SG)进行灵敏度校正,就可以以绝对基准为基础进行光束功率控制。
比如,在规定的速度下,具有与100μW相当的光功率的光束通过传感器结构SA上之际,放大器61(A)输出的值为100H,具有与200μW相当的光功率的光束的值为200H,具有与300μW相当的光功率的光束的值为300H时,如事先进行调整(校正),就可以将这一传感器结构SA作为一种测定器使用。如果采用这样的构成,各机体之间就不会存在差异,就可以对成像表面上的光束功率进行控制。
下面利用图34中所示的流程图对图21的步骤S316、S325、S332的主扫描方向光束位置控制例程进行说明。
首先,主控制单元51取得光束a的主扫描方向光束位置信息(S341)。此处,所谓主扫描方向光束位置信息,如前所述,是指可以得到可使光束检测装置38的结构S2正好成为曝光区(印字区)的边缘的那种对图像转印时钟脉冲生成单元(印字区设定单元)119a~119d的设定值和对延迟时钟脉冲选择器的选择信息。关于这一信息的取得方法以后详细说明。
同样,也可以对光束b、光束c、光束d取得主扫描方向光束位置信息(S342~S334)。
在如此取得各光束a~d的主扫描方向光束位置信息之后,主控制单元51设定实际的成像(复印、打印)所必需的印字区(S345)。实际的成像(复印、打印)所必需的印字区的设定就是指按照上述各光束a~d的主扫描方向光束位置信息和成像(复印、打印)所用的用纸幅面、装订边的设定等进行设定。
比如,作为光束a~d的主扫描方向光束位置信息可以得到下面表3中所示的信息。
[表3]
     印字区 延迟时钟脉冲
   开始~结束
  光束a       5~9       D5
  光束b      12~16       D8
  光束c      18~22       D2
  光束d      20~24       D7
假如实际成像用纸的幅面为A4横向,装订边等的设定不存在,则在600dpi的分辨率的场合,印字区为7015(≌297×600÷25.4)个像素。
此处,如果设光束检测装置38的传感器结构S2和上述实际的印字区的左端之间的距离为100像素,则对各光束的印字区的设定可设定为如下列的表4。
[表4]
   印字区设定
   开始~结束
  光束a    109~7124
  光束b    116~7131
  光束c    122~7137
  光束d    124~7139
根据如上的设定,如果对各光束分别选择延迟时钟脉冲,即对光束a选择D5、对光束b选择D8、对光束c选择D2、对光束d选择D7,就可使各光束a~d的印字区在成像用纸上也可以得到1/10像素的精度程度的一致。
图35、图36、图37为步骤S341中取得光束的主扫描方向光束位置信息用的例程的说明流程图。此处说明的是光束a,但光束b~d也一样。
首先,主控制单元51,作为取得光束a的信息的准备工作,对其他光束的成像转印时钟脉冲生成单元(印字区设定单元)119b~119d设定,比如,印字开始“7400”、印字结束“7401”(S351)。这一步骤S351是用于使光束a以外的印字(曝光)区远离光束检测装置38,加之移向感光鼓15未曝光的场所的步骤。此步骤S351是避免各光束a~d之间相互干涉的必要步骤。
也即在本步骤S351的场合,通过使光束b~d的印字(曝光)区成为“7400~7401”,光束b~d不会使光束检测装置38的传感器结构S2曝光。所以,可能取得只关于光束a的正确的信息。
其次,主控制单元51,将利用延迟时钟脉冲选择器118a选择延迟脉冲D1用于成像(S352)作为初始设定进行设定。之后,主控制单元51对图像转印时钟脉冲生成单元(印字区设定单元)119a设定印字开始位置为“1”、印字结束位置为“5”(步骤S353)。
之后,主控制单元51,对图像数据I/F56设定全黑试验数据,并根据全黑试验数据使激光发生器31a发光,解除对第1计数器111的复位信号(354)。由此,第1计数器111动作开始。前面也已说明,由于这一操作,以光束检测装置38的传感器结构S1为基准,可使光束a的印字区1~5(5点的区域)曝光。
之后,主控制单元51,根据第1计数器111发出的插入信号(进位)读取闩锁电路113中保持的数据(S355),判断该值是否为“8”(校验1、S356)。
此判断结果,在读取的数据不为“8”的场合,光束检测装置38的传感器结构S2是未曝光状态,将图像转印时钟脉冲生成单元(印字区设定单元)119a的设定值(印字开始和结束)加“1”,在印字区(曝光区)移动1个像素之后,解除第1计数器111的复位(S357),再一次等待第1计数器111发出的插入信号。
另一方面,步骤S356的判断结果,在读取的数据为“8”的场合,表示光束检测装置38的传感器结构S2是曝光状态,并且,将图像转印时钟脉冲生成单元(印字区设定单元)119a的设定值(印字开始和结束)加“1”,在印字区(曝光区)移动1个像素之后,解除第1计数器111的复位(S358)。
之后,主控制单元51,根据第1计数器111发出的插入信号(进位)读取闩锁电路113中保持的数据(S359),判断该值是否为“8”(校验2、S360)。
此判断结果,在读取的数据不为“8”的场合,与前面的处理一样,将图像转印时钟脉冲生成单元(印字区设定单元)119a的设定值(印字开始和结束)加“1”,并且,使印字区(曝光区)移动1个像素,解除第1计数器111的复位(S357),再一次进行最初的校验(校验1)。
另一方面,步骤S360的判断结果,在读取的数据为“8”的场合,从图像转印时钟脉冲生成单元(印字区设定单元)119a的设定值减“2”,将图像转印时钟脉冲生成单元(印字区设定单元)119a置位(S361)。此时的值作为光束a以1像素为单位的主扫描方向光束位置信息存储到存储器52中(S362)。
通过以上操作,主控制单元51可通过使5像素的印字区(曝光区)每次移动一个像素而认识到在移动多少像素时印字区(曝光区)到达光束检测装置38的传感器结构S2,可使其直前的值存储在存储器52中。
另外,在本例中,尽管印字区(曝光区)到达光束检测装置38的传感器结构S2(校验1通过),还需要确认使印字区(曝光区)移动1个像素而使传感器结构S2曝光的理由是,即使在由于在光学单元内发生的某种有害杂光使光束检测装置38的传感器结构S2发生响应,也可将其区分而进行正确控制的需要的缘故。
通常,相对原来的主光束而言杂光的光能非常小,光束检测装置38的传感器结构S2不会产生响应。但是,偶尔也有因为某种原因传感器结构S2也会响应的时候。为了排除这种误响应,如本例所示,最好是在传感器结构S2响应开始后,再使印字区(曝光区)多移动几个像素以确认传感器结构S2的确(对光检测)响应了。
另外,在本例中,为简化说明,假设印字区(曝光区)为5像素,并假设上述的确认用的移动量仅为1像素,但并不限于此值,也可考虑到和光束检测装置38的传感器结构S2的大小的关系,决定印字区(曝光区)的大小以及上述确认的次数。
这样,假如以1像素为单位得到光束a的主扫描方向光束位置信息,下面就可以进行为了以1/10像素为单位来得到光束a的主扫描方向光束位置信息的动作。
在现在的时刻,在选择延迟时钟脉冲D1的状态中,通过设定1像素单位的印字区(曝光区),可以将印字区(曝光区)设定为比光束检测装置38的传感器结构S2响应提前一步。从此状态起,主控制单元51延迟时钟脉冲从D1切换到D2(时钟脉冲的位置偏移1/10时钟脉冲),解除第1计数器111的复位,并等待插入信号(S363)。
如检测到第1计数器111发出的插入信号,主控制单元51就读取光束检测装置输出处理电路40内的主扫描光束位置检测电路的闩锁电路113的值,将第1计数器111复位(S364)。
之后,主控制单元51判断闩锁电路113的值是否为“8”(S365),并校验印字区(曝光区)是否到达光束检测装置38的传感器结构S2。
此校验的结果,在闩锁值不是“8”的场合,因为印字区(曝光区)尚未到达传感器结构S2,所以返回步骤S363,并且选择偏移1/10时钟脉冲相位的延迟时钟脉冲进行与上面相同的判断动作。
步骤S365的结果,在闩锁值是“8”的场合,因为印字区(曝光区)已经到达传感器结构S2,所以在成像(复印、打印)时使用此时的延迟时钟脉冲的同时,将选择的延迟时钟脉冲存储到存储器52之中(S366)。
如上所述,主控制单元51,通过印字区(曝光区)的设定和延迟时钟脉冲的选择,就可以使印字区(曝光区)以1/10像素程度的单位移动,并通过观察此时的光束检测装置38的传感器结构S2的响应就可以得到1/10像素程度的精度的光束a的主扫描方向光束位置信息。
另外,在本实施形态中,示出的是印字区(曝光区)是向着光束扫描方向的下游侧顺次移动而寻找光束检测装置38的传感器结构S2的响应点的动作,但本发明并不只限于这一方法。
比如,也可以使印字区(曝光区)进一步向着光束扫描方向的下游侧顺次移动而寻找光束检测装置38的传感器结构S2不响应之点并将其作为光束a~d的主扫描方向光束位置信息。
另外,比如,也可以通过一开始将印字区(曝光区)设定光束扫描方向的下流侧,并顺次移向上游侧而探寻光束检测装置38的传感器结构S2的响应点及不响应点。
另外,上面的说明中,在光束检测装置38中,检测光束的功率也是利用用于检测光束通过位置的传感器结构SA(或SG),但是,比如,也可以如图38所示,在传感器结构S1的邻接部位(图面上其右邻)补充设置检测光束功率的专用传感器结构SH。传感器结构SH,由图示可知,在副扫描方向上的尺寸(与光束扫描方向成直角的方向上的尺寸),与传感器结构S1、S2的长度一样,具有充分大的尺寸,并在光束横过此光束检测装置38之际,光束必然通过此传感器结构SH上。
因此,通过使待测定光束的激光发生器强制发光,利用多面镜以预定速度扫描光束检测装置38,将传感器结构SH输出的电信号,如图39所示,借助放大器99(H)放大,根据从传感器结构S1、S2输出的脉冲信号的定时由积分器42进行积分,由A/D变换器43进行A/D变换,并读入到主控制单元51,也可和前例同样地检测感光鼓15表面上的光束功率。
采用这样的光束检测装置38的优点是,由于传感器结构SH是光功率检测专用设计,就无需像采用图3光束检测装置38那样使反射镜动作。所以,由于不需要反射镜动作,就可以省去与此相关联的多余动作。
下面对光束检测装置输出处理电路40的偏置值及其校正进行说明。
图40为详细示出针对光束检测装置输出处理电路40的传感器结构SB、SC的直到积分器42为止的构成例的示图。在图40中,流过传感器结构(光电二极管)SB、SC的电流在利用各电阻RP1、RL1、RP2、RL2变换为电流·电压之后,由用作电压跟随器的运算放大器A1、A2分别放大而送往差动放大器63。差动放大器63由电阻R1~R4及运算放大器A3构成。
差动放大器63的输出经由构成选择电路41的模拟开关SW1送入积分器42。积分器42由运算放大器A4、积分电阻R5、积分电容器C、积分器复位用的模拟开关SW7及保护电阻R6构成。积分器42的输出送往A/D变换器43,从模拟值变换为数字值。A/D变换器43在A/D变换结束时将变换结束信号送到主控制单元51。主控制单元51接收到变换结束信号就读入变换为数字值的光束位置信息。
另外,针对传感器结构SB、SE、SF的直到积分器42为止的构成例的构成也基本上和针对上述传感器结构SB、SC的直到积分器42为止的构成例相同,所以其说明省略。
此处利用图41对运算放大器的偏置电压(偏置值)进行说明。
在图41(a)中,运算放大器,如是理想的,非反转输入和反转输入的电压差为“0”的话,则输出为“0”。但是,实际上,非反转输入和反转输入连接到接地电位(GND),尽管输入的电压为“0”,输出端子上也会产生输出电压Vout。
在图41(b)中,在输入端子之间施加了一个输出电压Vos以使输出电压Vout为“0”〔V〕。这一电压称为偏置电压Vos。其主要原因是运算放大器的差动输入的晶体管离散。一般的运算放大器的输入偏置电压在常温下为数mV。还有,输入偏置电压根据温度而改变。
下面,利用图42说明运算放大器的偏置电压对光束通过位置检测的影响及问题。
比如,在光束通过位置处于传感器结构SB和SC之间的中心位置的场合,传感器结构SB和SC的输出相等(V1=V2)。
构成光束检测装置输出处理电路40的运算放大器的偏置电压考虑以下的场合。
运算放大器A1的偏置电压:-Vos〔V〕
运算放大器A2的偏置电压:+Vos〔V〕
运算放大器A3的偏置电压:+Vos〔V〕
运算放大器A4的偏置电压:+Vos〔V〕。
在考虑到上述的偏置电压的场合,各运算放大器的输出如下。
运算放大器A1的输出:V1-Vos〔V〕
运算放大器A2的输出:V2+Vos〔V〕
运算放大器A3的输出:(+2Vos+Vos)×R3/R1
                    =+3Vos×R3/R1〔V〕
运算放大器A4的输出:-(+3Vos×R3/R1+Vos)/R5/C×t〔V〕
其中:
V1=V2
R1=R2,R2=R3
R5:积分电阻、C:积分电容
t:积分时间。
由于传感器结构SB和SC的输出相等(V1=V2),在理想情况下,运算放大器A4(积分器)的输出为“0”〔V〕。但是,由于各运算放大器电压的影响,如上所述,运算放大器A4的输出不会为“0”。也即,尽管光束的通过位置处于理想的位置,光束检测装置输出处理电路40的输出也会输出光束位置偏离的错误信息。
比如,在各常数如下时:
Vos=5〔mV〕
R2/R1=R4/R5=3
R5=220〔Ω〕
C=150〔pF〕
t=406〔ns〕。
积分输出大约为0.615〔V〕。如将其换算为光束位置信息大约为1.23μm。
下面,对偏置的检出·校正进行说明。
首先,对其概要进行说明。如前所述,在对光束检测装置38上的光束的通过位置进行检测的通过位置检测控制中,取光束通过光束检测装置38上时的传感器结构的输出的差分,将其结果积分并进行A/D变换而检测。
正如已经说明过的,积分器42的积分开始/结束的定时是传感器结构S1、S2将信号输出的定时。也即在光束利用多面镜进行扫描通过传感器结构S1上之际使积分器复位,在复位结束的同时积分开始。并且,在光束通过传感器结构S2时积分结束,同时A/D变换开始。
光束检测装置输出处理电路40的偏置值,只要本电路的电源接入,就定会出现。偏置值成为光束通过位置检测控制的光束位置信息的误差主要因素是在从积分动作开始到结束的时间之间。所以,如果可以测定积分时间的偏置值,就可以进行考虑到偏置值(校正偏置值)的光束通过位置控制。
于是,在本例中,为了使积分器42的积分开始/结束的定时与光束通过位置控制等同,利用传感器结构S1、S2的输出信号。但是,若是利用传感器结构SB、SC、SD、SE、SF检测光束,则光束信息重叠,不能检测出正确的偏置值。
所以,将光束移至利用传感器结构SB、SC、SD、SE、SF不能检测的区域,这样,积分开始/结束的定时按原样不变,可以检测(测定)偏置值。
图43为光束的位置移向传感器结构SA上时检测出的偏置值的情况的示图。这样,偏置值,在光束不照射在传感器结构SB~SF上的状态时,可通过积分而检测出。这一光束通过位置与执行前面所说明的光束功率控制例程时的位置等同即可。
下面,参考图44和图45所示的流程图对偏置值校正例程进行说明。
首先,主控制单元51接通多面镜马达36,使多面镜35以预定的转数转动(S61)。接着,主控制单元51从存储器52读出最新的反射镜33a~33d的驱动值,并根据该值驱动各反射镜33a~33d(S62)。
然后,主控制单元51控制反射镜33a以使光束a移动到光束位置检测结构的非检测区域(S63)。此处的控制内容为控制反射镜33a,以便掌握现状的光束通过位置,使光束a向不能利用传感器结构SB、SC、SD、SE、SF进行检测的区域上移动。
接着,主控制单元51检测光束检测装置输出处理电路40的光束a的光束通过位置检测单元的偏置值(偏置值检测、S64、S65)。于是,根据检测出的偏置值执行偏置值校正(偏置值校正、S66)。
以下,通过顺次执行步骤S67~S78,对光束b、c、d进行与上述同样的(使光束移向非检测区域)→(偏置值检测)→(偏置值校正)。
下面,参考图46和图47所示的流程图对图44的步骤S63的将光束a移向光束位置检测结构的非检测区域的例程的动作进行说明。
首先,主控制单元51,强制使激光发生器31a发光(S81)。于是,光束a就借助多面镜35的转动周期地扫描光束检测装置38上面。
之后,主控制单元51按照A/D变换器43输出的插入信号INT读入各放大器及差动放大器经A/D变换的值。另外,通常,光束的扫描位置,由于多面镜35的面歪斜成分,各面多少有些差异,为去掉其影响,最好是读入的经过连续A/D变换值是与多面镜35的面数相等的回数或其复数倍的回数。在这种场合,主控制单元51将与各放大器及差动放大器分别对应的A/D变换器43的输出值平均,并将其结果作为各放大器及差动放大器的输出(S82)。
之后,主控制单元51将如此得出的放大器及差动放大器的输出与判断基准值比较,并根据其结果控制反射镜以使光束向非检测区域移动。
此处,以假设非检测区域在传感器结构SA及传感器结构SG的中心附近为例进行说明。传感器结构SA及传感器结构SG的结构长度,如前所述,为800μm,如果是其中心的400μm附近,即使是有一个100×100μm程度(或更大)大小的光束,被传感器结构SB、SC、SD、SE、SF检测到的可能性也很小。
此外,主控制单元51,首先,通过将放大器61(A)的输出(A/D变换值)与事先存储在存储器52中的判断基准值100H进行比较,可以判断放大器61的输出是否大于判断基准值100H(S83)。
此判断结果,在放大器61的输出大于100H的场合,就表示光束a的通过位置较传感器结构SB的中心靠近传感器结构SA侧或在传感器结构SA上。所以,在这种场合,控制反射镜33a以使光束a向传感器结构SA侧移动大约450μm(S84)。
使光束a这样移动之后,再一次读入传感器结构SA的输出,并对移动前和移动后的输出进行比较(S85)。此时,如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),则至少光束a是在传感器结构SA上,并且,是在传感器结构SA的中心的图面的上侧,于是向非检测区域的移动结束。
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的通过位置为或是光束的的一部分到达传感器结构SA上的图面的上侧的状态,或是完全从传感器结构SA上离开的状态。这就意味着从光束a的通过位置移动前起就在非检测区域。所以,在这种场合,控制反射镜33a以使光束a的位置向传感器结构SG侧移动大约450μm(S86)。
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变换值)与事先存储在存储器52中的判断基准值100H进行比较,可以判断放大器62的输出是否大于判断基准值100H(S87)。
此判断结果,在放大器62的输出大于100H的场合,就表示光束a的通过位置较传感器结构SF的中心靠近传感器结构SG侧或在传感器结构SG上。所以,在这种场合,控制反射镜33a以使光束a向传感器结构SG侧(图面下侧)移动大约450μm(S88)。
使光束a这样移动之后,再一次读入传感器结构SG的输出,并对移动前和移动后的输出进行比较(S89)。此时,如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),则至少光束a是在传感器结构SG上,并且,是在传感器结构SG的中心的图面的下侧,于是向非检测区域的移动结束。
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的通过位置为或是光束的的一部分到达传感器结构SG上的图面的下侧的状态,或是完全从传感器结构SG上离开的状态。这就意味着从光束a的通过位置移动前起就在非检测区域。所以,在这种场合,控制反射镜33a以使光束a的位置向传感器结构SA侧移动大约450μm(S90)。
步骤S83的判断中,在放大器62的输出不大于100H的场合,通过将放大器66(E-F)的输出(A/D变换值)与事先存储在存储器52中的判断基准值800H、A00H进行比较,可以判断差动放大器66的输出是否大于判断基准值800H小于A00H(S91)。
此判断结果,在放大器差动66的输出大于800H小于A00H的场合,就表示光束a的通过位置较光束d的目标通过位置更靠近传感器结构SF侧。所以,在这种场合,控制反射镜33a以使光束a向传感器结构SG侧移动大约450μm(S92)。
在步骤S91的判断中,放大器差动66的输出大于800H不小于A00H的场合,通过将放大器65(D-E)的输出(A/D变换值)与事先存储在存储器52中的判断基准值800H、A00H进行比较,可以判断差动放大器65的输出是否大于判断基准值800H小于A00H(S93)。
此判断结果,在放大器差动65的输出大于800H小于A00H的场合,就表示光束a的通过位置较光束c的目标通过位置更靠近传感器结构SE侧。所以,在这种场合,控制反射镜33a以使光束a向传感器结构SG侧移动大约500μm(S94)。
在步骤S93的判断中,放大器差动65的输出大于800H不小于A00H的场合,通过将放大器64(C-D)的输出(A/D变换值)与事先存储在存储器52中的判断基准值800H、A00H进行比较,可以判断差动放大器64的输出是否大于判断基准值800H小于A00H(S95)。
此判断结果,在放大器差动64的输出大于800H小于A00H的场合,就表示光束a的通过位置较光束b的目标通过位置更靠近传感器结构SD侧。所以,在这种场合,控制反射镜33a以使光束a向传感器结构SG侧移动大约540μm(S96)。
在步骤S95的判断中,放大器差动64的输出大于800H不小于A00H的场合,通过将放大器63(B-C)的输出(A/D变换值)与事先存储在存储器52中的判断基准值800H、A00H进行比较,可以判断差动放大器63的输出是否大于判断基准值800H小于A00H(S97)。
此判断结果,在放大器差动63的输出大于800H小于A00H的场合,就表示光束a的通过位置较光束a的目标通过位置更靠近传感器结构SC侧。所以,在这种场合,控制反射镜33a以使光束a向传感器结构SA侧移动大约520μm(S98)。
在上述以外的场合,表示光束a的通过位置较传感器结构SB的中心更靠近传感器结构SC侧。所以,在这种场合,控制反射镜33a以使光束a向传感器结构SA侧移动大约450μm(S99)。
另外,上述的控制由于其目的是使光束a向非检测区域移动,所以必然不需要高精度的光束位置控制(比如,1μm以下的控制),粗略的控制就足够了。
通过对图44、图45的步骤S67、S71、S75的光束b、光束c、光束d向非检测区域的移动实施同样的控制,就可以使所有的光束a~d向光束位置检测结构的非检测区域移动。
其次,参考图48中示出的流程图对图44步骤S64中的检测(测定)光束a的光束通过位置控制检测单元的偏置值的例程的动作进行说明。
首先,主控制单元51选择光束检测装置输出处理电路40的光束a的光束通过位置检测单元(S101)。这将通过接通模拟开关SW1使对进行光束a的通过位置检测的传感器结构SB、SC的各输出的差进行演算的差动放大器63的输出端与积分器42的输入端相连接。
然后,主控制单元51强制使激光发生器31a发光(S102)。从而使光束a周期地扫描光束检测装置38。于是,伴随着光束a通过光束检测装置38,传感器结构S1的信号被输出,利用该信号使积分器42复位,同时积分开始(S103)。
但是,光束a,由于其向非检测区域移动,控制光束a的通过位置的传感器结构SB、SC检测不到,仅仅对偏置分量进行积分。也即,如果运算放大器是理想的,由于光束a照射不到传感器结构SB、SC,运算放大器A1、A2的各输出为0〔V〕,运算放大器A3的输出也为0〔V〕。另外,由于运算放大器A4的输出也为0〔V〕,经过A/D变换读入主控制单元51的值也为000H。
可是,由于存在施加于构成光束通过位置检测单元的运算放大器上的偏置电压,读入主控制单元51的值也就不是000H,而是读入某一值。也即,这就是偏置值。
在伴随传感器结构S2的输出的积分动作结束的同时进行A/D变换(S104)。如A/D变换结束,A/D变换器43输出A/D变换结束信号(S105),如主控制单元51接收到这一A/D变换结束信号,就在解除激光发生器31a的强制发光的同时(S106)读入经过A/D变换的值(S107)。
之后,主控制单元51将读入的偏置值存储到存储器52中(S108)。最后,解除光束a的光束通过位置检测单元的选择(S109)。也即主控制单元51关断模拟开关SW1。
通过对图44、图45的步骤S68、S72、S76的光束b、光束c、光束d实施同样的偏置值检测,就可以使所有的光束a~d的光束通过位置检测单元,即光束检测装置输出处理电路40的偏置值得到检测。
其次,参考图49中示出的流程图对图44步骤S66、S70、S74、S78中的偏置值进行校正的例程的动作进行说明。
首先,主控制单元51判断检出的偏置值的极性(S111)。偏置值的极性依运算放大器而不同。另外,光束检测装置输出处理电路40是由多个运算放大器所构成,由于其极性因所采用的成像装置而各有不同,所以必须判断极性。
主控制单元51判断读入的偏置值的极性,如是正极性(正),就从上述的图23、图24的光束通过位置控制例程的判断基准(Vref)减去偏置值的绝对值(|+Vos|)(S112)。另一方面,如读入的偏置值的极性负极性(负),就对上述判断基准值加上偏置值的绝对值(|+Vos|)(S113)。
在完成上述的偏置值检出、偏置值校正处理之后,如果进行通常的光束通过位置控制,由于已经针对光束通过位置控制的判断基准值考虑了偏置值,所以不会产生由于偏置值引起的光束通过位置的控制误差。
如上所述,根据上述实施形态,在数字复印机等成像装置中,比如,采用多束光学系统的场合,可以对每一光束以比成像用时钟脉冲单位更小的单位设定印字区,在利用传感器检测实际的光束位置的同时通过选择最佳设定值,可以在一直正确控制光束扫描方向(主扫描方向)的曝光位置的同时,实现对应多种记录间距(分辨率)的光束扫描方向(主扫描方向)的曝光位置控制。
另外,在上述实施形态中,所说明的是应用于采用多束光学系统的数字复印机的场合,但本发明并不受此限制,同样也可应用于高速打印机等数字复印机以外的成像装置中。
如以上所详述,根据本发明,可提供也适用于光束扫描方向(主扫描方向)的光束顺序不明(也有同时的场合)的光学系统、可以一直对主扫描方向的曝光位置进行正确控制的光束扫描装置及图像成像装置。
另外,根据本发明,可提供也适用于多种记录间距(分辨率)的光束扫描装置及图像成像装置。

Claims (34)

1.一种光束扫描装置,其特征在于具有:
生成光束的光束生成装置;
将从此光束生成装置生成的光束朝向被扫描表面反射并由上述光束扫描上述被扫描表面的扫描装置;
检测利用此扫描装置扫描上述被扫描表面的上述光束的第1光束检测装置;
以此第1光束检测装置的输出为基准规定上述光束扫描方向的扫描范围的扫描范围规定装置;
在光束扫描方向上在此第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对由上述扫描范围规定装置规定的在上述被扫描表面上的扫描范围进行扫描的光束的第2光束检测装置;以及
根据第2光束检测装置的输出判断由上述扫描范围规定装置规定的扫描范围和上述被扫描表面上的光束的扫描范围之间的关系并使上述被扫描表面上的扫描范围成为所规定的范围的对上述扫描范围规定装置进行控制的控制装置。
2.一种光束扫描装置,其特征在于具有:
生成光束的光束生成装置;
将从此光束生成装置生成的光束朝向被扫描表面反射并由上述光束扫描上述被扫描表面的扫描装置;
检测利用此扫描装置扫描上述被扫描表面的上述光束的第1光束检测装置;
在光束扫描方向上在此第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对由上述扫描范围规定装置规定的在上述被扫描表面上的扫描范围进行扫描的光束的第2光束检测装置;
为了使第1光束检测装置对光束进行检测,对上述光束生成装置生成光束进行控制的第1控制装置;
生成与上述第1光束检测装置的输出同步的时钟脉冲的时钟脉冲生成装置;
为使上述光束生成装置生成的光束与时钟脉冲生成装置生成的时钟脉冲同步而对上述光束生成装置进行控制的第2控制装置;
判断借助此第2控制装置的控制由上述光束生成装置生成的光束是否被上述第2光束检测装置检测到的光束位置判断装置;
设定上述光束的扫描范围的扫描范围设定单元;以及
根据上述光束位置判断装置的判断结果为上述扫描范围设定单元的扫描范围进行设定的第3控制装置。
3.权利要求2所述的光束扫描装置,其特征在于上述扫描范围设定单元,以从上述时钟脉冲生成装置生成的时钟脉冲为基准,根据设定值确定上述光束的扫描范围。
4.权利要求2所述的光束扫描装置,其特征在于由上述扫描范围设定单元设定的值预先存储在存储器中。
5.一种光束扫描装置,其特征在于具有:
生成光束的光束生成装置;
将从此光束生成装置生成的光束朝向被扫描表面反射并由上述光束扫描上述被扫描表面的扫描装置;
检测利用此扫描装置扫描上述被扫描表面的上述光束的第1光束检测装置;
在光束扫描方向上在此第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对上述被扫描表面进行扫描的光束的第2光束检测装置;
为了使上述第1光束检测装置对光束进行检测,对上述光束生成装置生成光束进行控制的第1控制装置;
生成与上述第1光束检测装置的输出同步的多个相位偏离的时钟脉冲的时钟脉冲生成装置;
用于从上述时钟脉冲生成装置生成的多个时钟脉冲中选择一个时钟脉冲的时钟脉冲选择装置;
为使上述光束生成装置生成的光束与此时钟脉冲选择装置选择的时钟脉冲同步而对上述光束生成装置进行控制的第2控制装置;
判断借助此第2控制装置的控制由上述光束生成装置生成的光束是否被上述第2光束检测装置检测到的光束位置判断装置;
设定上述光束的扫描范围的扫描范围设定单元;以及
根据上述光束位置判断装置的判断结果进行上述时钟脉冲选择装置的时钟脉冲选择和上述扫描范围设定单元的扫描范围设定的第3控制装置。
6.权利要求5所述的光束扫描装置,其特征在于上述时钟脉冲生成装置所生成的多个时钟脉冲的相位偏移为一个时钟脉冲的大致整数分之1。
7.权利要求5所述的光束扫描装置,其特征在于上述扫描范围设定单元,以利用上述时钟脉冲选择装置所选择的时钟脉冲为基准,根据设定值确定上述光束的扫描范围。
8.权利要求5所述的光束扫描装置,其特征在于由上述时钟脉冲选择装置选择的时钟脉冲和上述扫描范围设定单元设定的值预先存储在存储器中。
9.权利要求2或5所述的光束扫描装置,其特征在于上述第1光束检测装置及第2光束检测装置由与上述光束扫描方向直交的方向上以确定的间隔平行配置的光检测元件构成,这些光检测元件设置在同一部件之上。
10.权利要求2或5所述的光束扫描装置,其特征在于上述第3控制装置进行的控制在该光束扫描装置的电源刚投入之后执行。
11.权利要求2或5所述的光束扫描装置,其特征在于上述第3控制装置进行的控制每经过一定时间执行。
12.一种光束扫描装置,其特征在于具有:
生成光束的多个光束生成装置;
将从此多个光束生成装置生成的多个光束在光学合成之后分别朝向被扫描表面反射并由上述多个光束扫描上述被扫描表面的扫描装置;
检测利用此扫描装置扫描上述被扫描表面的上述多个光束的中的任何一束的第1光束检测装置;
在光束扫描方向上在此第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对上述被扫描表面进行扫描的上述多个光束的第2光束检测装置;
为了使上述第1光束检测装置对上述多个光束中的任何一束进行检测,对上述多个光束生成装置生成光束进行控制的第1控制装置;
生成与上述第1光束检测装置的输出同步的时钟脉冲的时钟脉冲生成装置;
为使上述多个光束生成装置中至少一个光束生成装置生成的光束与此时钟脉冲生成装置生成的时钟脉冲同步而对上述光束生成装置进行控制的第2控制装置;
判断借助此第2控制装置的控制由至少一个光束生成装置生成的光束是否被上述第2光束检测装置检测到的光束位置判断装置;
分别设定上述多个光束的各扫描范围的扫描范围设定单元;以及
根据上述光束位置判断装置的判断结果针对上述多个光束为上述扫描范围设定单元的扫描范围进行设定的第3控制装置。
13.权利要求12所述的光束扫描装置,其特征在于上述扫描范围设定单元,以从上述时钟脉冲生成装置生成的时钟脉冲为基准,根据对上述多个光束设定的值确定上述多个光束中各个光束的扫描范围。
14.权利要求12所述的光束扫描装置,其特征在于由上述扫描范围设定单元设定的值预先存储在存储器中。
15.一种光束扫描装置,其特征在于具有:
生成多个光束的光束生成装置;
将从此多个光束生成装置生成的多个光束在光学合成之后分别朝向被扫描表面反射并由上述多个光束扫描上述被扫描表面的扫描装置;
检测利用此扫描装置扫描上述被扫描表面的上述多个光束中任何一束的第1光束检测装置;
在光束扫描方向上在此第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对上述被扫描表面进行扫描的多个光束的第2光束检测装置;
为了使第1光束检测装置对上述多个光束中任何一束进行检测,对上述多个光束生成装置生成光束进行控制的第1控制装置;
生成与上述第1光束检测装置的输出同步的多个相位偏离的时钟脉冲的时钟脉冲生成装置;
为了分别针对上述多个光束,从上述时钟脉冲生成装置生成的多个相位偏离的时钟脉冲中选择一个时钟脉冲的时钟脉冲选择装置;
为使上述多个光束生成装置之中至少一个光束生成装置生成的光束与此时钟脉冲选择装置选择的时钟脉冲同步而对上述光束生成装置进行控制的第2控制装置;
判断借助此第2控制装置的控制由至少一个光束生成装置生成的光束是否被上述第2光束检测装置检测到的光束位置判断装置;
分别设定上述光束的各扫描范围的扫描范围设定单元;以及
根据上述光束位置判断装置的判断结果针对上述多个光束进行上述时钟脉冲选择装置的时钟脉冲选择和上述扫描范围设定单元的扫描范围设定的第3控制装置。
16.权利要求15所述的光束扫描装置,其特征在于上述多个时钟脉冲生成装置的多个时钟脉冲的相位偏移为一个时钟脉冲的大致整数分之1。
17.权利要求15所述的光束扫描装置,其特征在于上述扫描范围设定单元,以利用上述时钟脉冲选择装置所选择的时钟脉冲为基准,根据对上述多个光束设定的值确定上述多个光束中各个光束的扫描范围。
18.权利要求15所述的光束扫描装置,其特征在于由上述时钟脉冲选择装置选择的时钟脉冲和上述扫描范围设定单元设定的值预先存储在存储器中。
19.权利要求12或15所述的光束扫描装置,其特征在于上述第1光束检测装置及第2光束检测装置由与上述光束扫描方向直交的方向上以确定的间隔平行配置的光检测元件构成,这些光检测元件设置在同一部件之上。
20.权利要求12或15所述的光束扫描装置,其特征在于上述时钟脉冲生成装置和上述第1光束检测装置对上述多个光束中最先到来的光束发出的响应的输出同步而生成时钟脉冲。
21.权利要求12或15所述的光束扫描装置,其特征在于上述第3控制装置进行的控制在该光束扫描装置的电源刚投入之后执行。
22.权利要求12或15所述的光束扫描装置,其特征在于上述第3控制装置进行的控制每经过一定时间执行。
23.一种成像装置,是一种通过光束对载像体进行扫描曝光而在上述载像体上成像的成像装置,其特征在于其中设置有:
生成光束的光束生成装置;
将从此光束生成装置生成的光束朝向上述载像体反射并由上述光束扫描上述载像体的扫描装置;
检测利用此扫描装置扫描上述载像体的上述光束的第1光束检测装置;
以此第1光束检测装置的输出为基准规定上述光束扫描方向的扫描范围的扫描范围规定装置;
在光束扫描方向上在上述第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对由上述扫描范围规定装置规定的在上述载像体上的扫描范围进行扫描的光束的第2光束检测装置;以及
根据此第2光束检测装置的输出判断由上述扫描范围规定装置规定的扫描范围和上述载像体上的光束的扫描范围之间的关系并使上述载像体上的扫描范围成为所规定的范围的对上述扫描范围规定装置进行控制的控制装置。
24.一种成像装置,是一种通过光束对载像体进行扫描曝光而在上述载像体上成像的成像装置,其特征在于其中设置有:
生成光束的光束生成装置;
将从此光束生成装置生成的光束朝向上述载像体反射并由上述光束扫描上述载像体的扫描装置;
检测利用此扫描装置扫描上述载像体的上述光束的第1光束检测装置;
在光束扫描方向上在此第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对由上述扫描范围规定装置规定的在上述载像体上的扫描范围进行扫描的光束的第2光束检测装置;
为了使上述第1光束检测装置对光束进行检测,对上述光束生成装置生成光束进行控制的第1控制装置;
生成与上述第1光束检测装置的输出同步的时钟脉冲的时钟脉冲生成装置;
为使上述光束生成装置生成的光束与此时钟脉冲生成装置生成的时钟脉冲同步而对上述光束生成装置进行控制的第2控制装置;
判断借助此第2控制装置的控制由上述光束生成装置生成的光束是否被上述第2光束检测装置检测到的光束位置判断装置;
设定上述光束的扫描范围的扫描范围设定单元;以及
根据上述光束位置判断装置的判断结果为上述扫描范围设定单元的扫描范围进行设定的第3控制装置。
25.一种成像装置,是一种通过光束对载像体进行扫描曝光而在上述载像体上成像的成像装置,其特征在于其中设置有:
生成光束的光束生成装置;
将从此光束生成装置生成的光束朝向上述载像体反射并由上述光束扫描上述载像体的扫描装置;
检测利用此扫描装置扫描上述载像体的上述光束的第1光束检测装置;
在光束扫描方向上在此第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对上述载像体进行扫描的上述光束的第2光束检测装置;
为了使上述第1光束检测装置对光束进行检测,对上述光束生成装置生成光束进行控制的第1控制装置;
生成与上述第1光束检测装置的输出同步的多个相位偏离的时钟脉冲的时钟脉冲生成装置;
从此时钟脉冲生成装置生成的多个时钟脉冲中选择一个时钟脉冲的时钟脉冲选择装置;
为使上述光束生成装置生成的光束与此时钟脉冲选择装置选择的时钟脉冲同步而对上述光束生成装置进行控制的第2控制装置;
判断借助此第2控制装置的控制由上述光束生成装置生成的光束是否被上述第2光束检测装置检测到的光束位置判断装置;
设定上述光束的扫描范围的扫描范围设定单元;以及
根据上述光束位置判断装置的判断结果进行上述时钟脉冲选择装置的时钟脉冲选择和上述扫描范围设定单元的扫描范围设定的第3控制装置。
26.一种成像装置,是一种通过光束对载像体进行扫描曝光而在上述载像体上成像的成像装置,其特征在于其中设置有:
生成多个光束的光束生成装置;
将从此多个光束生成装置生成的多个光束在光学合成之后分别朝向上述载像体反射并由上述多个光束扫描上述载像体的扫描装置;
检测利用此扫描装置扫描上述载像体的上述多个光束中任何一束的第1光束检测装置;
在光束扫描方向上在此第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对上述载像体进行扫描的上述多个光束的第2光束检测装置;
为了使上述第1光束检测装置对上述多个光束中任何一束进行检测,对上述多个光束生成装置生成光束进行控制的第1控制装置;
生成与上述第1光束检测装置的输出同步的时钟脉冲的时钟脉冲生成装置;
为使上述多个光束生成装置之中至少一个光束生成装置生成的光束与此时钟脉冲选择装置选择的时钟脉冲同步而对上述光束生成装置进行控制的第2控制装置;
判断借助此第2控制装置的控制是否由至少一个光束生成装置生成的光束被上述第2光束检测装置检测到的光束位置判断装置;
分别设定上述多个光束的各扫描范围的扫描范围设定单元;以及
根据上述光束位置判断装置的判断结果针对上述多个光束为上述扫描范围设定单元的扫描范围进行设定的第3控制装置。
27.一种成像装置,是一种通过光束对载像体进行扫描曝光而在上述载像体上成像的成像装置,其特征在于其中设置有:
生成多个光束的光束生成装置;
将从此多个光束生成装置生成的多个光束在光学合成之后分别朝向上述载像体反射并由上述多个光束扫描上述载像体的扫描装置;
检测利用此扫描装置扫描上述载像体的上述多个光束中任何一束的第1光束检测装置;
在光束扫描方向上在此第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对上述载像体进行扫描的上述多个光束的第2光束检测装置;
为了使上述第1光束检测装置对上述多个光束中任何一束进行检测,对上述多个光束生成装置生成光束进行控制的第1控制装置;
生成与上述第1光束检测装置的输出同步的多个相位偏离的时钟脉冲的时钟脉冲生成装置;
分别针对上述多个光束,从上述时钟脉冲生成装置生成的多个相位偏离的时钟脉冲中选择一个时钟脉冲的时钟脉冲选择装置;
为使上述多个光束生成装置之中至少一个光束生成装置生成的光束与此时钟脉冲选择装置选择的时钟脉冲同步而对上述光束生成装置进行控制的第2控制装置;
判断借助此第2控制装置的控制由至少一个光束生成装置生成的光束是否被上述第2光束检测装置检测到的光束位置判断装置;
分别设定上述光束的各扫描范围的扫描范围设定单元;以及
根据上述光束位置判断装置的判断结果针对上述多个光束进行上述时钟脉冲选择装置的时钟脉冲选择和上述扫描范围设定单元的扫描范围设定的第3控制装置。
28.权利要求23、24、25、26、27中任何一项所述的成像装置,其特征在于上述第3控制装置所进行的控制在该成像装置的成像动作和成像动作之间执行。
29.一种成像装置,是一种通过光束对载像体进行扫描曝光而在上述载像体上成像的成像装置,其特征在于其中设置有:
设定成像分辨率的分辨率设定装置;
生成多个光束的光束生成装置;
将从此多个光束生成装置生成的多个光束在光学合成之后分别朝向上述载像体反射并由上述多个光束扫描上述载像体的扫描装置;
变更此扫描装置的扫描速度的扫描速度变更装置;
变更成像用的时钟脉冲频率的时钟脉冲频率变更装置;
根据上述分辨率设定装置的设定内容,利用上述扫描速度变更装置和上述时钟脉冲频率变更装置进行上述扫描速度的变更和上述时钟脉冲频率的变更的分辨率切换控制装置;
检测利用上述扫描装置扫描上述载像体的上述多个光束中任何一束的第1光束检测装置;
在光束扫描方向上在此第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对上述载像体进行扫描的多个光束的第2光束检测装置;
为了使上述第1光束检测装置对上述多个光束中任何一束进行检测,对上述多个光束生成装置生成光束进行控制的第1控制装置;
根据由上述时钟脉冲频率变更装置变更的频率生成与上述第1光束检测装置的输出同步的多个相位偏离的时钟脉冲的时钟脉冲生成装置;
分别针对上述多个光束,从上述时钟脉冲生成装置生成的多个相位偏离的时钟脉冲中选择一个时钟脉冲的时钟脉冲选择装置;
为使上述多个光束生成装置之中至少一个光束生成装置生成的光束与此时钟脉冲选择装置选择的时钟脉冲同步而对上述光束生成装置进行控制的第2控制装置;
判断借助此第2控制装置的控制由至少一个光束生成装置生成的光束是否被上述第2光束检测装置检测到的光束位置判断装置;
分别设定上述多个光束的各扫描范围的扫描范围设定单元;以及
利用上述分辨率切换控制装置对上述扫描装置的扫描速度及上述多个时钟脉冲频率进行变更之后,根据上述光束位置判断装置的判断结果针对上述多个光束进行上述时钟脉冲选择装置的时钟脉冲选择和上述扫描范围设定单元的扫描范围设定的第3控制装置。
30.一种成像装置,是一种通过光束对载像体进行扫描曝光而在上述载像体上成像的成像装置,其特征在于其中设置有:
生成多个光束的光束生成装置;
将从此多个光束生成装置生成的多个光束在光学合成之后分别朝向上述载像体反射并由上述多个光束扫描上述载像体的扫描装置;
对由此扫描装置扫描上述载像体表面的上述多个光束的各自的功率分别进行检测的光束功率检测装置;
根据此光束功率检测装置的各个检测结果,使扫描上述载像体表面的多个光束的各自的功率成为规定值而分别对上述多个光束生成装置进行控制的光束功率控制装置;
检测利用上述扫描装置扫描上述载像体的上述多个光束中任何一束的第1光束检测装置;
在光束扫描方向上在此第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对上述载像体进行扫描的多个光束的第2光束检测装置;
为了使上述第1光束检测装置对上述多个光束中任何一束进行检测,对上述多个光束生成装置生成光束进行控制的第1控制装置;
生成与上述第1光束检测装置的输出同步的多个相位偏离的时钟脉冲的时钟脉冲生成装置;
分别针对上述多个光束,从上述时钟脉冲生成装置生成的多个相位偏离的时钟脉冲中选择一个时钟脉冲的时钟脉冲选择装置;
为使上述多个光束生成装置之中至少一个光束生成装置生成的光束与此时钟脉冲选择装置选择的时钟脉冲同步而对上述光束生成装置进行控制的第2控制装置;
判断借助此第2控制装置的控制由至少一个光束生成装置生成的光束是否被上述第2光束检测装置检测到的光束位置判断装置;
分别设定上述光束的各扫描范围的扫描范围设定单元;以及
在利用上述光束功率控制装置对上述多个光束的各自的功率进行控制使之成为规定值之后,根据上述光束位置判断装置的判断结果针对上述多个光束进行上述时钟脉冲选择装置的时钟脉冲选择和上述扫描范围设定单元的扫描范围设定的第3控制装置。
31.一种成像装置,是一种通过光束对载像体进行扫描曝光而在上述载像体上成像的成像装置,其特征在于其中设置有:
生成多个光束的光束生成装置;
将从此多个光束生成装置生成的多个光束在光学合成之后分别朝向上述载像体反射并由上述多个光束扫描上述载像体的扫描装置;
对由此扫描装置扫描上述载像体表面的上述多个光束的各自的功率分别进行检测的光束功率检测装置;
在利用此光束功率检测装置对各个光束的功率分别进行检测之际,为使上述多个光束不在上述载像体表面扫描曝光而对上述光束生成装置进行控制的光束生成控制装置;以及
根据上述光束功率检测装置的各个检测结果,使扫描上述载像体表面的多个光束的各自的功率成为规定值而分别对上述多个光束生成装置进行控制的光束功率控制装置。
32.一种成像装置,是一种通过光束对载像体进行扫描曝光而在上述载像体上成像的成像装置,其特征在于其中设置有:
生成多个光束的光束生成装置;
将从此多个光束生成装置生成的多个光束在光学合成之后分别朝向上述载像体反射并由上述多个光束扫描上述载像体的扫描装置;
对由此扫描装置扫描上述载像体表面的上述多个光束的各自的通过位置分别进行检测的光束位置检测装置;
在利用此光束位置检测装置对各个光束的位置分别进行检测之际,为使上述多个光束不在上述载像体表面扫描曝光而对上述光束生成装置进行控制的光束生成控制装置;以及
根据上述光束位置检测装置的检测结果,使扫描上述载像体表面的多个光束的通过位置成为规定位置而分别对上述各光束的通过位置进行控制的光束位置控制装置。
33.一种成像装置,是一种通过光束对载像体进行扫描曝光而在上述载像体上成像的成像装置,其特征在于其中设置有:
生成多个光束的光束生成装置;
将从此多个光束生成装置生成的多个光束在光学合成之后分别朝向上述载像体反射并由上述多个光束扫描上述载像体的扫描装置;
对由此扫描装置扫描上述载像体表面的上述多个光束的各自的功率分别进行检测的光束功率检测装置;
根据此光束功率检测装置的检测结果,使扫描上述载像体表面的多个光束的各自的功率成为规定值而分别对上述多个光束生成装置进行控制的光束功率控制装置;
对由上述扫描装置扫描上述载像体表面的上述多个光束的各自的通过位置分别进行检测的光束位置检测装置;
在借助上述光束功率控制装置使扫描上述载像体表面的多个光束的各自的功率成为规定值而分别对上述多个光束生成装置进行控制之后,根据上述光束位置检测装置的检测结果,使扫描上述载像体表面的多个光束的通过位置成为规定位置而对上述各光束的通过位置进行控制的光束位置控制装置;以及
在利用上述光束功率检测装置和上述光束位置检测装置对各个光束的功率和位置分别进行检测之际,为使上述多个光束不在上述载像体表面扫描曝光而对上述光束生成装置进行控制的光束生成控制装置。
34.一种成像装置,是一种通过光束对载像体进行扫描曝光而在上述载像体上成像的成像装置,其特征在于其中设置有:
生成多个光束的光束生成装置;
将从此多个光束生成装置生成的多个光束在光学合成之后分别朝向上述载像体反射并由上述多个光束扫描上述载像体的扫描装置;
对由此扫描装置扫描上述载像体表面的上述多个光束的各自的功率分别进行检测的光束功率检测装置;
在利用此光束功率检测装置对各个光束的功率分别进行检测之际,为使上述多个光束不在上述载像体表面扫描曝光而对上述光束生成装置进行控制的第1控制装置;
根据上述光束功率检测装置的检测结果,使扫描上述载像体表面的多个光束的各自的功率成为规定值而分别对上述多个光束生成装置进行控制的光束功率控制装置;
检测利用上述扫描装置扫描上述载像体的上述多个光束中任何一束的第1光束检测装置;
在光束扫描方向上在此第1光束检测装置的下游侧配置的、用来检测对上述载像体表面进行扫描的上述多个光束的第2光束检测装置;
为了使上述第1光束检测装置对上述多个光束中任何一束进行检测,对上述多个光束生成装置生成光束进行控制的第2控制装置;
生成与上述第1光束检测装置的输出同步的多个相位偏离的时钟脉冲的时钟脉冲生成装置;
分别针对上述多个光束,从上述时钟脉冲生成装置生成的多个相位偏离的时钟脉冲中选择一个时钟脉冲的时钟脉冲选择装置;
为使上述多个光束生成装置之中至少一个光束生成装置生成的光束与此时钟脉冲选择装置选择的时钟脉冲同步而对上述光束生成装置进行控制的第3控制装置;
判断借助此第3控制装置的控制是否由至少一个光束生成装置生成的光束被上述第2光束检测装置检测到的光束位置判断装置;
分别设定上述多个光束的各扫描范围的扫描范围设定单元;以及
在利用上述光束功率控制装置对上述多个光束的各自的功率进行控制使之成为规定值之后,根据上述光束位置判断装置的判断结果针对上述多个光束进行上述时钟脉冲选择装置的时钟脉冲选择和上述扫描范围设定单元的扫描范围设定的第4控制装置。
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