JP3839099B2 - 光走査装置及びこの光走査装置を利用した画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のレーザビームにより単一の感光体ドラム上を同時に走査して感光体ドラム上に単一の静電潜像を形成するための光走査装置、および、これを用いたデジタル複写機やレーザプリンタなどの画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えば、レーザビームによる走査露光と電子写真プロセスとにより画像形成を行うデジタル複写機が種々開発されている。
【０００３】
そして、最近では、さらに画像形成速度の高速化を図るために、マルチビーム方式、つまり、複数のレーザビームを発生させ、これら複数のレーザビームにより複数ラインずつの同時走査が行われるようにしたデジタル複写機が開発されている。
【０００４】
このようなマルチビーム方式のデジタル複写機においては、レーザビームを発生する複数の半導体レーザ発振器、これら複数のレーザ発振器から出力される各レーザビームを感光体ドラムへ向けて反射し、各レーザビームを感光体ドラム上で走査させるポリゴンミラーなどの多面回転ミラー、および、コリメータレンズやｆ−θレンズなどを主体に構成される、光走査装置としての光学系ユニットを備えている。
【０００５】
ところで、従来の光学系ユニットの構成では、感光体ドラム上（被走査面で複数のビーム相互の位置関係を理想的な位置関係にするのは非常に困難で、これを実現するためには、非常に高い部品精度と組み立て精度が要求され、装置のコストアップの要因となっている。
【０００６】
また、理想の位置関係に組み立てたとしても、温度変化や湿度変化などの環境変化、あるいは、経時変化によってレンズの形状がわずかに変化したり、部品相互の位置関係がわずかに変化するだけで、ビーム相互の位置関係が狂ってしまい、高品質な画像を形成することができなくなる。
【０００７】
従って、このような光学系を実現するためには、これらの環境変化や経時変化に強い構造や部品を用いる必要がある。特に光学系ユニットを構成するレンズについては、環境変化や経時変化に強いガラスレンズが高価であり、装置のコストアップの主因になっている。
【０００８】
ここで、マルチビーム方式の光学系ユニットにおいて、位置ずれしたビームを用いて画像を形成した場合に起こりうる画像不良について、図１５の（ａ）、（ｂ）および図１６の（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
【０００９】
図１５（ａ）には、マルチビーム方式、例えば４つのビームａ〜ｄを用いて画像、例えば「Ｔ」の文字を形成した場合の理想的な画像の例が示されている。
【００１０】
これに対し、ビームの通過位置が、所定の位置からはずれていると、図１５（ｂ）に示すような画像不良が発生する。図１５（ｂ）に示した例は、ビームｂの通過位置が所定位置からはずれ、ビームａとｂの間隔が狭く、ビームｂとｃの間隔が広くなった画像不良の一例である。
【００１１】
図１６（ａ）には、それぞれのビームａ〜ｄの発光タイミングが、正しく制御されていない場合に発生する画像不良の一例が示されている。図１６（ａ）より明らかなように、ビーム相互の発光タイミングが正しく制御されないと、主走査方向の画像形成位置にズレが発生し、縦線が真っ直に形成されない。
【００１２】
また、図１６（ｂ）には、ビームの通過位置とビームの発光タイミングの両方が正しく制御されていない場合に発生する画像不良の一例が示されている。図１６（ｂ）に示したように、この例では、副走査方向の画像不良と、主走査方向の画像不良が同時に起こっている。このように、マルチビームで画像を形成する際には副走査方向のビーム通過位置を所定の間隔になるように制御するとともに、主走査方向の画像形成位置を揃えるために、それぞれのビームの発光タイミングを制御する必要がある。
【００１３】
そこで、ビームの通過位置、及び通過タイミングを検知する検知器、その検知器によりビームの位置を所定の位置に制御するガルバノミラー、及び検知により検知されたビームの通過タイミングに応じてビームの発光タイミングを制御するレーザドライバを用いることでこれらの問題を解決することができ、環境変化や経時変化などによって光学系に変化が生じても、感光体ドラム上の被走査面におけるビームの位置を常に所定の位置に制御することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、検知器を装置本体に組み込む際に発生する組立誤差などにより、検知器の配置位置が、主走査方向、副走査方向、及びデフォーカス方向にそれぞれ正確な理想位置からずれたり、検知器の傾き等が発生する。
【００１５】
このため、検知器を通過するビームの通過位置、及び通過タイミングを正確に検知できず、ビーム通過位置を調整するガルバノミラー、及びビームの発光タイミングを調整するレーザドライバを正しく制御することができなくなるといった問題が生じる。
【００１６】
したがって、環境変化や経時変化により光学系が変化した場合に、これらの光学系を正確に調整することが困難となり、形成される画像の画質を劣化させることとなる。
【００１７】
そこで、この発明の目的は、常に高画質を維持することができる光走査装置及びこの光走査装置を利用した画像形成装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記問題点に基づきなされたもので、画像データに対応した複数のビームを出力する光源と、この光源から出力された複数のビームを被走査面に向けて反射する回転可能に形成された反射面を有し、前記複数のビームにより前記被走査面上を第１の方向に沿って走査させる走査手段と、前記光源から出力された複数のビームを前記被走査面上において前記第１の方向に直交する第２の方向に所定の間隔で配列させる光学系と、前記被走査面に実質的に等しい位置に配設されているとともに、前記第２の方向に並列して配置された一対の受光面が前記複数のビーム間隔に対応して前記第１の方向に沿って複数配列され、前記走査手段により走査された複数のビームに応じて前記被走査面上における各ビームの通過位置に対応した検知信号を出力するビーム通過位置検知手段と、前記第２の方向に沿って所定の間隔で配列された複数の基準ビームを前記ビーム通過位置検知手段に入射させ、前記ビーム通過位置検知手段の一対の受光面から出力される出力信号がそれぞれ等しくなるように前記ビーム通過位置検知手段の配置位置を調整する調整手段と、を有することを特徴とする光走査装置を提供するものである。
【００１９】
また、この発明によれば、複数のビームを出力する光源と、画像データに対応した複数のビームを出力する光源と、この光源から出力された複数のビームを被走査面に向けて反射する回転可能に形成された反射面を有し、前記複数のビームにより前記被走査面上を第１の方向に沿って走査させる走査手段と、前記光源から出力された複数のビームを前記被走査面上において前記第１の方向に直交する第２の方向に所定の間隔で配列させる光学系と、前記非走査面に実質的に等しい位置に配設され、各解像度に応じて前記走査手段により走査された複数のビームの間隔に対応する位置に受光面を有するビーム通過位置検知手段と、前記第２の方向に沿って所定の間隔で配列された複数の基準ビームを前記ビーム通過位置検知手段に入射させ、前記ビーム通過位置検知手段によって検知される各ビームの通過位置の検知結果が前記各ビーム間の所定の間隔に等しくなるように前記ビーム通過位置検知手段の配置位置を調整する調整手段と、を有することを特徴とする光走査装置を提供するものである。
【００２０】
また、この発明によれば、画像データに対応した複数のビームを出力する光源と、この光源から出力された複数のビームを反射する回転可能に形成された反射面を有し、前記複数のビームを第１の方向に沿って走査させる走査手段と、前記走査手段により走査された複数のビームを所定の像面に等速で走査するように結像し、前記走査手段の面倒れを補正する光学手段と、前記所定の像面に配置され、前記光源からのビームに対応する像を保持する像担持体と、前記像担持体に保持された像を現像する現像手段と、前記像担持体表面に実質的に等しい位置に配設されているとともに、前記第１の方向に直交する第２の方向に並列して配置された一対の受光面が前記複数のビーム間隔に対応して前記第１の方向に沿って複数配列され、前記走査手段により走査された複数のビームに応じて前記被走査面上における各ビームの通過位置に対応した検知信号を出力するビーム通過位置検知手段と、前記第２の方向に沿って所定の間隔で配列された複数の基準ビームを前記ビーム通過位置検知手段に入射させ、前記ビーム通過位置検知手段の一対の受光面から出力される出力信号がそれぞれ等しくなるように前記ビーム通過位置検知手段の配置位置を調整する調整手段と、を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２１】
さらに、この発明によれば、画像データに対応した複数のビームを出力する光源と、この光源から出力された複数のビームを反射する回転可能に形成された反射面を有し、前記複数のビームを第１の方向に沿って走査させる走査手段と、前記走査手段により走査された複数のビームを所定の像面に等速で走査するように結像し、前記走査手段の面倒れを補正する光学手段と、前記所定の像面に配置され、前記光源からのビームに対応する像を保持する像担持体と、前記像担持体に保持された像を現像する現像手段と、前記像担持体表面に実質的に等しい位置に配設され、各解像度に応じて前記走査手段により走査された複数のビームの間隔に対応する位置に受光面を有するビーム通過位置検知手段と、前記第２の方向に沿って所定の間隔で配列された複数の基準ビームを前記ビーム通過位置検知手段に入射させ、前記ビーム通過位置検知手段によって検知される各ビームの通過位置の検知結果が前記各ビーム間の所定の間隔に等しくなるように前記ビーム通過位置検知手段の配置位置を調整する調整手段と、を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態に係る光走査装置及びこの光走査装置を利用した画像形成装置ついて図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は、この実施の形態に係る光走査装置が適用される画像形成装置としてデジタル複写機の構造を概略的に示す断面図である。すなわち、このデジタル複写機は、画像読み取り手段としてのスキャナ部１、及び画像形成手段としてのプリンタ部２を有している。また、このディジタル複写機のスキャナ部１の上部には、原稿が載置される透明ガラスによって形成された原稿台７が設けられ、さらに、さらに原稿台７を覆うように開閉自在に設けられた原稿固定カバー８が配置されている。
【００２９】
図１に示すように、スキャナ部１は、図示矢印方向に移動可能な第１キャリジ３及び第２キャリジ４、原稿Ｏからの反射光に所定の光学特性を与える結像レンズ５、及び光源からの反射光が結像され、この反射光に基づいて電気信号としての画像データを出力する光電変換素子６などを有している。
【００３０】
第１キャリッジ３には、周囲に反射板が配置され、効率的に原稿Ｏを照明する光源９、及び光源９によって照明された原稿Ｏから反射される反射光を第２キャリッジ４側に向けて直角方向に折り曲げる第１反射ミラー１０が備えられている。
【００３１】
第２キャリッジ４には、第１反射ミラー１０により折り曲げられた原稿Ｏからの反射光をさらに直角方向に折り曲げる第２反射ミラー１１、及び第２反射ミラー１１により折り曲げられた反射光をさらに直角方向に折り曲げて結像レンズ５に案内する第３反射ミラー１２が備えられている。
【００３２】
また、プリンタ部２は、画像処理部において変換されたディジタル画像信号に対応して変調されたビームを出力する光走査装置１３、および、被画像形成媒体である用紙Ｐ上に原稿画像に対応した画像を形成可能な電子写真方式の画像形成部１４を有している。
【００３３】
すなわち、光走査装置１３は、後に詳述するが、複数の半導体レーザ発振器を有し、同時に複数のレーザビーム（以下、ビームと称する）を画像形成部１４に向けて出力するマルチビーム光学系を備えている。また、この光走査装置１３は、回転可能に設けられ、複数の反射面を有するポリゴンミラー、半導体レーザ発振器から放射されたビームに所定の光学特性を与える複数の光学部材、及びビームを後述する画像形成部１４の感光体ドラム上に案内する光学系を有している。半導体レーザ発振器から放射された複数のビームは、ポリゴンミラーにより主走査方向に反射され、感光体ドラム上にディジタル画像信号に対応した静電潜像が形成される。
【００３４】
また、画像形成部１４は、ディジタル複写機本体の略中央に位置する像担持体としての感光体ドラム１５を有している。感光体ドラム１５の周辺には、その表面を一様に帯電する帯電チャージャ１６、感光体ドラム１５の露光位置Ｘにおいて光走査装置１３から出力された複数のビームによって形成された静電潜像に現像剤を付与して現像剤像を形成する現像器１７、感光体ドラム１５上に形成された現像剤像を用紙Ｐに転写するためのバイアスを印加する転写チャージャ１８、用紙Ｐを感光体ドラム１５から剥離するためのバイアスを印加する剥離チャージャ１９、及び、感光体ドラム１５の表面に残留した現像剤、及び電荷を除去するクリーナ２０などが配設されている。
【００３５】
さらに、ディジタル複写機の底部には、所定枚数の用紙Ｐを収納するとともに、画像形成部１４に向けて給紙する給紙機構が備えられている。すなわち、ディジタル複写機の底部には、所定枚数の用紙Ｐを収納可能な用紙カセット２１が備えられ、この用紙カセット２１から用紙Ｐを１枚ずつ取り出すための給紙ローラ２２及び分離ローラ２３を有している。
【００３６】
給紙ローラ２２及び分離ローラ２３により用紙が搬送される側であって、画像形成部１４の感光体ドラム１５の近傍には、搬送された用紙Ｐの傾きを補正するとともに、感光体ドラム１５上に形成された現像剤像の先端位置と、用紙Ｐの画像転写位置とを整合させるレジストローラ２４が設けられている。
【００３７】
さらに用紙Ｐが搬送される側には、剥離チャージャ１９により感光体ドラム１５から剥離された用紙Ｐを下流側に向けて搬送する用紙搬送機構２５が設けられている。
【００３８】
用紙搬送機構２５の一端側に位置し、用紙Ｐが搬送される下流側には、用紙Ｐ上に転写された現像剤像を加熱するとともに、加圧して用紙Ｐ上に定着させる一対のローラを有する定着器２６が配置されている。
【００３９】
定着器２６の下流側には、定着済みの用紙Ｐをディジタル複写機本体から排出する排紙ローラ２７が配設されている。また、複写機本体の側面には、排紙ローラ２７によって排紙された用紙Ｐを受ける排紙トレイ２８が設けられている。
【００４０】
次に、このディジタル複写機の動作について説明する。
【００４１】
まず、図１に示したスキャナ部１において、原稿画像を読み取る読取動作が実行される。
【００４２】
すなわち、原稿Ｏは、原稿台７上に下向き、かつ原稿台７の短手方向の正面右側に位置するセンタ基準位置に載置される。そして、原稿Ｏは、原稿固定カバー８によって原稿台７上に押さえつけられる。
【００４３】
原稿Ｏは、図示しないコピーボタンがオンされることにより、光源９によって照明される。そして、原稿Ｏによって反射された反射光は、第１反射ミラー１０，第２反射ミラー１１，及び第３反射ミラー１２によってそれぞれ反射され、結像レンズ側に案内される。原稿Ｏからの反射光は、結像レンズ５により光電変換素子６の受光面上に結像される。
【００４４】
この読取動作では、光源９および第１反射ミラー１０を搭載した第１キャリジ３、第２及び第３反射ミラー１１，１２を搭載した第２キャリジ４は、光路長を一定にするように２：１の相対速度で移動するようになっている。第１キャリジ３および第２キャリジ４は、図示しないキャリジ駆動用モータにより、読み取りタイミング信号に同期して図中の右側から左側方向に向けて移動する。
【００４５】
以上のようにして、原稿台７上に載置された原稿Ｏの画像は、スキャナ部１によって１ラインごとに順次読み取られ、光電変換素子６により出力される画像データは、図示しない画像処理部において画像の濃淡を示す８ビットのディジタル画像信号に変換される。
【００４６】
次に、図１に示したプリンタ部２において、スキャナ部１で読み取られた原稿画像に対応した画像を用紙上に形成する画像形成動作が実行される。
【００４７】
すなわち、スキャナ部１で読み取られた原稿画像に対応したディジタル画像信号は、図示しない画像処理部で処理が行われた後、レーザ変調信号に変換され、このレーザ変調信号に基づいて半導体レーザ発振器から複数のビームが出力される。
【００４８】
レーザ発振器から出力される複数のビームは、ポリゴンミラーによって反射され、光学部材、及び光学系を介して光走査装置１３の外部へ出力される。
【００４９】
光走査装置１３から出力された複数のビームは、像担持体としての感光体ドラム１５上の露光位置Ｘの地点に必要な解像度を持つスポットの走査光として結像され、走査露光される。
【００５０】
感光体ドラム１５は、予め図示しない駆動モータにより所定の外周速度で回転駆動され、その表面に対向して設けられている帯電チャージャ１６によって帯電されている。帯電された感光体ドラム１５上の露光位置Ｘの地点に複数のビーム（走査光）がスポット結像されることによって、感光体ドラム１５上には、画像信号に応じた静電潜像が形成される。
【００５１】
感光体ドラム１５上に形成された静電潜像は、現像器１７から供給される現像剤、すなわちトナーにより現像され、トナー像が形成される。
【００５２】
一方で、用紙カセット２１に収容されている用紙Ｐが給紙ローラ２２及び分離ローラ２３により１枚ずつ取り出され、画像形成部１４の感光体ドラム１５に向けて搬送される。そして、用紙Ｐは、レジストローラ２４まで搬送され、用紙Ｐの傾きが補正された後、所定のタイミングで転写位置まで供給される。
【００５３】
トナー像が形成された感光体ドラム１５は、転写位置で搬送された用紙Ｐに当接され、転写チャージャ１８によって所定のバイアスが印加されることにより、用紙Ｐ上にトナー像が転写される。
【００５４】
さらに、剥離チャージャにより、所定のバイアスが印加されることにより、感光体ドラム１５から用紙Ｐが剥離される。
【００５５】
そして、用紙Ｐは、用紙搬送機構２５により下流側に搬送され、定着器２６により用紙Ｐ上に転写されたトナー像が定着される。
【００５６】
そして、トナー像が定着された画像形成済みの用紙Ｐは、排紙ローラ２７により外部の排紙トレイ２８に排紙される。
【００５７】
また、用紙Ｐへのトナー像の転写が終了した感光体ドラム１５は、クリーナ２０によりその表面に残留しているトナー及び電荷が除去され、初期状態に復帰し、次の画像形成の待機状態となる。
【００５８】
以上のプロセス動作を繰り返すことにより、原稿画像の読取動作、及び画像形成動作が連続的に行われる。
【００５９】
次に、光走査装置１３について詳細に説明する。
【００６０】
図２は、光走査装置１３の概略的な構成、及び感光体ドラム１５の位置関係を示した図である。
【００６１】
光走査装置１３は、複数、例えば４つの半導体レーザ発振器３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを有し、それぞれのレーザ発振器３１ａ〜３１ｄから放射されるビームａ〜ビームｄが、同時に１走査ラインずつの画像形成を行うことで、ポリゴンミラーの回転数を極端に上げることなく、高速の画像形成を可能としている。
【００６２】
また、この光走査装置１３は、複数の反射面を有するとともに、回転可能に設けられたポリゴンミラー３５、及びこのポリゴンミラー３５を回転させるポリゴンモータ３６を有している。このポリゴンミラー３５は、ポリゴンモータ３６により一定速度で回転され、レーザ発振器３１ａ〜３１ｄから放射された複数のビームａ〜ｄを主走査方向に案内するものである。
【００６３】
レーザ発振器３１ａ〜３１ｄとポリゴンミラー３５との間には、各レーザ発振器から放射された複数のビームａ〜ｄを合成してポリゴンミラー３５まで案内する光学系が配置されている。
【００６４】
この光学系は、レーザ発振器から放射されたビームに所定の光学特性を付与する図示しないコリメータレンズや、有限焦点レンズを含んでいる。また、この光学系は、所定の光学特性を付与されたビームを所定の方向に反射するために、図示しないモータにより微小にビーム反射角を制御して、副走査方向のビーム相互間の位置関係を調整可能な複数のガルバノミラー３３ａ〜３３ｄ、及び各ガルバノミラーによって反射された複数のビームａ〜ｄをポリゴンミラー３５の反射面上で合成するためのハーフミラー３４ａ〜３４ｃを有している。
【００６５】
さらに、ポリゴンミラー３５と感光体ドラム１５との間には、ポリゴンミラー３５によって反射された複数のビームａ〜ｄに対してｆ−θ特性を付与するｆ−θレンズ７０が配置されている。このｆ−θレンズ７０は、ポリゴンミラー３５で反射された複数のビームａ〜ｄを一定速度で感光体ドラム１５上、及び後述するビーム検知器の受光面を走査させるものである。
【００６６】
光走査装置１３において、感光体ドラム１５が配置されている位置に実質的に等しい位置には、複数のビームａ〜ｄの通過タイミング、及びビームの通過位置を検知するビーム検知器３８が配置されている。
【００６７】
ビーム検知器３８は、図３に示すように、検知部としての複数の受光面を有し、これらの受光面は、それぞれ受光パターンＳ１，Ｓ２及びＳ３ａ〜Ｓ８ｂによって形成されている。
【００６８】
すなわち、受光パターンＳ１，Ｓ２は、副走査方向に延出された縦長状に形成されていて、主走査方向に所定間隔をおいて平行に配設されている。受光パターンＳ１は、ポリゴンミラーから反射された４つのビームａ〜ｄの通過タイミングを検知するための受光パターンであり、ビームが通過すると電気信号を出力する。受光パターンＳ２は、回路動作のタイミングを取るタイミング信号を得るための受光パターンであり、ビームが通過すると電気信号を出力する。
【００６９】
受光パターンＳ３ａ〜Ｓ８ｂは、４つのビームａ〜ｄの通過位置を検知するための受光パターンであり、副走査方向に並列に配設されたＳ３ａとＳ３ｂ、Ｓ４ａとＳ４ｂ、Ｓ５ａとＳ５ｂ、Ｓ６ａとＳ６ｂ、Ｓ７ａとＳ７ｂ、Ｓ８ａとＳ８ｂ、でそれぞれペアを組み、これら６つのペアがそれぞれ受光パターンＳ１とＳ２との間に図３に示した状態で配列されている。
【００７０】
この実施の形態の場合、ディジタル複写装置は、例えば、４００ＤＰＩの解像度、すなわちビームスポットの中心の間隔が６３．５μｍの場合と、６００ＤＰＩの解像度、すなわちビームスポットの中心の間隔が４２．３μｍの場合でそれぞれ記録可能なよう構成されている。
【００７１】
このうち、６００ＤＰＩの解像度に対応する受光パターンは、Ｓ３ａとＳ３ｂ、Ｓ４ａとＳ４ｂ、Ｓ６ａとＳ６ｂ、Ｓ７ａとＳ７ｂのペアである。そして、Ｓ３ａ及びＳ３ｂと、Ｓ４ａ及びＳ４ｂとの副走査方向の間隔は、図３に示すように、Ｐ２、すなわち６００ＤＰＩの解像度に対応して４２．３μｍに設定されている。また、Ｓ４ａ及びＳ４ｂと、Ｓ６ａ及びＳ６ｂとの間隔、及び、Ｓ６ａ及びＳ６ｂと、Ｓ７ａとＳ７ｂとの間隔も、同様にしてＰ２（４２．３μｍ）に設定されている。
【００７２】
そして、これらの受光パターンのペアを用いて、例えば、レーザ発振器３１ａからのビームａの通過位置を受光パターンＳ３ａ及びＳ３ｂからの各出力比較で検知するものである。また、同様に、レーザ発振器３１ｂからのビームｂの通過位置を受光パターンＳ４ａ及びＳ４ｂからの各出力比較で、レーザ発振器３１ｃからのビームｃの通過位置を受光パターンＳ６ａ及びＳ６ｂからの各出力比較で、レーザ発振器３１ｄからのビームｄの通過位置を受光パターンＳ７ａ及びＳ７ｂからの各出力比較でそれぞれ検知することができる。
【００７３】
すなわち、それぞれの受光パターンの各出力がバランスしていれば、受光パターン間の中心をビームが通過しているということになり、各ビームが所定の位置を通過し、それぞれのビーム間が所定の間隔（この場合、４２．３μｍ）に保たれていることが分かる。
【００７４】
また、４００ＤＰＩの解像度に対応する受光パターンは、Ｓ３ａとＳ３ｂ、Ｓ５ａとＳ５ｂ、Ｓ７ａとＳ７ｂ、Ｓ８ａとＳ８ｂのペアである。そして、Ｓ３ａ及びＳ３ｂと、Ｓ５ａ及びＳ５ｂとの副走査方向の間隔は、図３に示すように、Ｐ３、すなわち４００ＤＰＩの解像度に対応して６３．５μｍに設定されている。また、Ｓ５ａ及びＳ５ｂと、Ｓ７ａ及びＳ７ｂとの間隔、及び、Ｓ７ａ及びＳ７ｂと、Ｓ８ａ及びＳ８ｂとの間隔も、同様にしてＰ３（６３．５μｍ）に設定されている。
【００７５】
なお、通過位置の検知原理とビーム相互の間隔の確認については、上述した６００ＤＰＩの解像度の場合と同じである。
【００７６】
受光パターンＳ３ａとＳ３ｂ、及びＳ７ａとＳ７ｂは、４００ＤＰＩと６００ＤＰＩの両方の解像度に対応する受光パターンである。このように、受光パターンの一部を両方の解像度で兼用することで、受光パターンの増加を最小限に抑えることができる。
【００７７】
図２に示した光走査装置において、レーザ発振器３１ａから出力されたビームａは、図示しないコリメータレンズあるいは有限焦点レンズを通過した後、ガルバノミラー３３ａに入射する。ガルバノミラー３３ａで反射されたビームａは、ハーフミラー３４ａ、及びハーフミラー３４ｂを通過し、ポリゴンミラー３５に入射する。
【００７８】
レーザ発振器３１ｂから出力されたビームｂは、図示しないコリメータレンズあるいは有限焦点レンズを通過した後、ガルバノミラー３３ｂで反射され、さらにハーフミラー３４ａで反射される。ハーフミラー３４ａからの反射ビームｂは、ハーフミラー３４ｂを通過し、ポリゴンミラー３５に入射する。
【００７９】
レーザ発振器３１ｃから出力されたビームｃは、図示しないコリメータレンズあるいは有限焦点レンズを通過した後、ガルバノミラー３３ｃで反射され、さらにハーフミラー３４ｃを通過した後、ハーフミラー３４ｂで反射され、ポリゴンミラー３５に入射する。
【００８０】
レーザ発振器３１ｄから出力されたビームｄは、図示しないコリメータレンズあるいは有限焦点レンズを通過した後、ガルバノミラー３３ｄで反射され、さらにハーフミラー３４ｃで反射された後、ハーフミラー３４ｂで反射され、ポリゴンミラー３５に入射する。
【００８１】
このようにして、別々のレーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄから出力された各ビームａ〜ｄは、ハーフミラー３４ａ，３４ｂ，３４ｃによって合成され、４つのビームａ〜ｄがポリゴンミラー３５の方向に進むことになる。
【００８２】
ポリゴンミラー３５は、ポリゴンモータ３６によって一定速度で回転されている。これにより、ポリゴンミラー３５に入射した４つのビームａ〜ｄは、ポリゴンモータ３６の回転数で定まる角速度で、一定方向に走査されることになる。ポリゴンミラー３５によって走査されたビームａ〜ｄは、ｆ−θレンズ７０のｆ−θ特性により、一定速度でビーム検知器３８の受光面、及び、感光体ドラム１５上を走査することになる。
【００８３】
したがって、４つのビームａ〜ｄは、同時に感光体ドラム１５上を走査することができ、従来のシングルビームの場合に比べ、ポリゴンミラー３５の回転数が同じである場合、４倍の速度で画像を形成することが可能となる。
【００８４】
図４に示すように、レーザ発振器３１ａ〜３１ｄは、それぞれ独立に発光パワー及び発光タイミングを制御するためのレーザドライバ３２ａ〜３２ｄに接続されている。
【００８５】
また、ガルバノミラー３３ａ〜３３ｄは、副走査方向のビーム相互間の位置関係を制御するために、それぞれガルバノミラー駆動回路３９ａ〜３９ｄに接続されている。
【００８６】
ポリゴンモータ３６は、ポリゴンミラー３５を所定の回転数で一定に回転させるためのポリゴンモータドライバ３７に接続されている。
【００８７】
ビーム検知器３８は、出力した電気信号に基づいて、レーザドライバ３２ａ〜３２ｄ、及びガルバノミラー駆動回路３９ａ〜３９ｄのそれぞれの駆動を制御する信号を生成するビーム検知器出力処理回路４０に接続されている。
【００８８】
ビーム検知器３８によって出力された電気信号は、ビーム検知器出力処理回路４０に出力される。ビーム検知器出力処理回路４０では、この電気信号に基づいて、４つのビームａ〜ｄの通過位置と通過タイミングを検知することができる。
そして、このビーム検知器出力処理回路４０は、４つのビームａ〜ｄの通過タイミングを整合するために、レーザドライバ３２ａ〜３２ｄに対して半導体レーザ発振器３１ａ〜３１ｄから放射されるそれぞれのビームの発光タイミング、及び発光強度を制御する制御信号を出力する。
【００８９】
また、ビーム検知器出力処理回路４０は、４つのビームａ〜ｄの副走査方向の通過位置を整合するために、ガルバノミラー駆動回路３９ａ〜３９ｄに対してガルバノミラー３３ａ〜３３ｄを制御する制御信号を出力する。
【００９０】
次に、この実施の形態に係るディジタル複写装置の制御系について説明する。図５は、ディジタル複写装置における主にマルチビーム学系の制御を主体にした制御系を示している。
【００９１】
すなわち、ディジタル複写装置は、全体的な制御を司る主制御部５１を有している。この主制御部５１には、メモリ５２、コントロールパネル５３、外部通信インタフェイス（Ｉ／Ｆ）５４、レーザドライバ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ、ポリゴンモータドライバ３７、ガルバノミラー駆動回路３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ、ビーム検知器出力処理回路４０、同期回路５５、及び、画像データインタフェイス（Ｉ／Ｆ）５６が接続されている。
【００９２】
メモリ５２は、装置を動作させるための制御データ等が記憶されている読み出し専用メモリ、コントロールパネル５３を介して入力された複写条件などが一時的に記憶されるランダムアクセスメモリ、及び装置が組み立てられる際に入力される調整データ等が記憶される不揮発性メモリを含んでいる。
【００９３】
このメモリ５２には、制御に必要なデータ、例えば、各ガルバノミラー３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの制御量や、ビームの到来順序などが記憶され、装置の立ち上げの後、即座に光走査装置１３を画像形成が可能な状態にすることができる。
【００９４】
コントロールパネル５３は、複写動作の起動や、枚数設定などを行うマンマシンインタフェイスである。
【００９５】
同期回路５５には、非画像領域で各レーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを強制的に発光動作させ、各ビームのパワーを制御するためのサンプルタイマや、各ビームの画像形成タイミングを取るために、ビームの順にしたがってビーム検知器３８上でそれぞれのレーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを発光動作させる論理回路などが含まれている。
【００９６】
また、同期回路５５には、画像データＩ／Ｆ５６を介して画像処理部５７およびページメモリ５８が接続されている。
【００９７】
画像処理部５７にはスキャナ部１が接続され、スキャナ部１によって読み取られた原稿画像の画像データが画像処理部５７において所定の画像処理が施され、画像データＩ／Ｆ５６を介して同期回路５５に出力される。
【００９８】
ページメモリ５８には外部インタフェイス（Ｉ／Ｆ）５６が接続され、外部Ｉ／Ｆ５６を介して入力された画像データが画像データＩ／Ｆ５６を介して同期回路５５に出力される。
【００９９】
ガルバノミラー駆動回路３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄは、主制御部５１からの指示値にしたがってガルバノミラー３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを駆動する回路である。したがって、主制御部５１は、ガルバノミラー駆動回路３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄを介して、ガルバノミラー３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの各角度を自由に制御することができる。
【０１００】
ポリゴンモータドライバ３７は、先に述べた４つのビームａ〜ｄを走査するポリゴンミラー３５を回転させるためのモータ３６を駆動するドライバである。主制御部５１は、このポリゴンモータドライバ３７に対し、回転開始、及び回転停止と、回転数の切り換えを制御することができる。回転数の切り換えは、ビーム検知器３８でビームの通過位置を確認する際に、所定の回転速度よりも回転数を落とすときや、解像度を切り換える際に用いる。
【０１０１】
レーザドライバ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、先に説明した同期回路５５からのビームの走査に同期したレーザ変調信号にしたがって各レーザ光ａ〜ｄを発光させる以外に、主制御部５１からの強制発光信号により、画像データとは無関係に強制的にレーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを発光動作させる機能を持っている。
【０１０２】
また、主制御部５１は、それぞれのレーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが発光動作するパワーを、各レーザドライバ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄに対して設定することができる。発光パワーの設定は、記録する画像の解像度の違いや、ビームの通過位置検知などに応じて変更される。
【０１０３】
ここで、画像を形成する際の画像データの流れを簡単に説明すると、以下のような流れとなる。
【０１０４】
まず、複写動作の場合は、先に説明したように、原稿台７上にセットされた原稿Ｏの画像は、スキャナ部１で読み取られ、画像処理部５７へ送られる。画像処理部５７は、スキャナ部１からの画像信号に対し、例えば、周知のシェーディング補正、各種フィルタリング処理、階調処理、ガンマ補正などを施した後、デジタル化する。
【０１０５】
画像処理部５７からの画像データは、画像データＩ／Ｆ５６へと送られる。画像データＩ／Ｆ５６は、４つのレーザドライバ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄへ画像データを振り分ける役割を果たしている。同期回路５５は、各ビームａ〜ｄのビーム検知器３８上を通過するタイミングに同期したクロックを発生し、このクロックに同期して、画像データＩ／Ｆ５６から各レーザドライバ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄへ、画像データをレーザ変調信号として送出する。
【０１０６】
このようにして、各ビームａ〜ｄの走査と同期を取りながら画像データを転送することで、主走査方向に同期がとれた（正しい位置への）画像形成が行われる。
【０１０７】
クロックは、同期回路５５内に記録する画像の解像度に応じて複数用意されており、コントロールパネル５３からの指示や、外部Ｉ／Ｆ５９を介して外部から入力される指示によって所定の周期のものが選択されるようになっている。
【０１０８】
また、このデジタル複写機は、複写動作のみでなく、ページメモリ５８に接続された外部Ｉ／Ｆ５９を介して外部から入力される画像データに基づいて画像形成可能な構成となっている。
【０１０９】
このような場合には、画像の解像度を、外部Ｉ／Ｆ５９に合わせる必要がある。コントロールパネル５３は、このような場合に解像度の指定を行うことができる。なお、外部Ｉ／Ｆ５９から入力される画像データは、一旦ページメモリ５８に格納された後、画像データＩ／Ｆ５６を介して同期回路５５へ送られる。
【０１１０】
また、このデジタル複写機が、例えば、ネットワークなどを介して外部から制御される場合には、外部通信Ｉ／Ｆ５４がコントロールパネル５３の役割を果たすこととなる。
【０１１１】
次に、ビームの通過（走査）位置制御について詳細に説明する。
【０１１２】
図６は、ビームの通過（走査）位置制御を説明するための図であり、図５のブロック図のうち、１つのビーム制御に着目し、その制御に関連する部分を抜き出して示したものである。
【０１１３】
先に説明したように、ビームの通過位置は、ビーム検知器３８において、ペアになっている受光パターンの出力比較によって検知される。この図６では、ビームの通過位置を検知するペアの任意の受光パターンをＳ＊ａとＳ＊ｂとしている。この２つの受光パターンＳ＊ａ，Ｓ＊ｂの各出力は、ビーム検知器出力処理回路４０内に設けられている差動増幅器６１に入力されて、２つの出力差が増幅される。
【０１１４】
差動増幅器６１からの出力は、積分器６２によって積分された後、Ａ／Ｄ変換器６３に送られる。
【０１１５】
Ａ／Ｄ変換器６３は、積分器６２からの出力信号を例えば００Ｈ〜ＦＦＨのデジタル信号に変換する。
【０１１６】
すなわち、回転するポリゴンミラー３５によって走査されるビームがビーム検知器３８の受光パターンＳ１に入射すると、受光パターンＳ１は、積分器６２に対し、リセット信号（ＲＥＳＥＴ）を出力する。積分器６２は、このリセット信号により前回の積分情報をクリアし、新たに積分動作を開始する。
【０１１７】
積分器６２には、差動増幅器６１の出力が入力されており、積分器６２は、ビームが受光パターンＳ＊ａ，Ｓ＊ｂを通過する際の差動増幅６１の出力を積分する。ここでの積分器６２の役割は、ビームがビーム検知器３８上を通過する間の受光パターンの出力を全て取り込み、積分することにより、Ｓ／Ｎのよい安定した出力を得るためのものである。
【０１１８】
以下、積分器６２の動作を説明する。図７の（ａ）〜（ｃ）は、ビームの通過位置とビーム検知器３８の受光パターンＳ＊ａ，Ｓ＊ｂの出力、差動増幅器６１の出力、積分器６２の出力の関係を示したものである。
【０１１９】
図７の（ａ）は、ビームが受光パターンＳ＊ａ，Ｓ＊ｂの中央を通過した場合の例である。この場合、理想的には、受光パターンＳ＊ａ，Ｓ＊ｂの出力波形は全く同じで、差動増幅器６１の出力も常に「０」になるはずである。しかし、実際には、受光パターンＳ＊ａ，Ｓ＊ｂの出力には若干のノイズが乗っており、そのため、差動増幅器６１の出力は「０」ではなく、ノイズの乗った出力となってしまう。
【０１２０】
積分器６２がない場合には、このノイズの乗った出力のある瞬間の値をＡ／Ｄ変換し、ビームの通過位置情報として用いることになり、正しい制御が行えない。しかし、差動増幅器６１の出力を積分器６２によって積分すると、図７の（ａ）に示すようにノイズ成分の除去された信号を得ることができる。
【０１２１】
図７の（ｂ）は、ビームの通過位置が受光パターンＳ＊ａ側に偏っている場合の例である。図７の（ａ）の場合に比べ、受光パターンＳ＊ａの出力が大きくなり受光パターンＳ＊ｂの出力が小さくなる。したがって、差動増幅器６１の出力は、正の電圧を出力し、ビームの通過位置が受光パターンＳ＊ａ側に偏っていることを示す。
【０１２２】
しかし、図７の（ａ）の場合と同様に、この出力にはノイズ成分が重畳しており、正確な位置を割り出すのは困難である。この場合も、積分器６２で積分することにより、ノイズのない良好な信号を得ることができる。
【０１２３】
図７の（ｃ）は、ビームの走査方向に対し、受光パターンＳ＊ａ，Ｓ＊ｂが傾いている場合の例である。図では、動作を説明しやすいように傾きを急にしてあるが、実際には、黙視では分からない程度の傾きが存在する場合がある。この図の場合、ポリゴンミラー３５の走査により、ビームは受光パターンＳ＊ａ，Ｓ＊ｂに対して斜めに入射する。
【０１２４】
したがって、図に示すように、受光パターンＳ＊ａの出力は、ビームの通過と共に徐々に大きくなる。また、受光パターンＳ＊ｂの出力は、逆にビームの通過と共に徐々に小さくなる。
【０１２５】
このような信号の差分を増幅した差動増幅器６１からの出力は、図に示すようにマイナスとプラスの振幅を持つ信号となる。実際には、さらにノイズ成分が重畳する。このような信号のある瞬間を捕らえてＡ／Ｄ変換し、ビームの通過位置情報として用いたのでは明らかに正しい制御は行えない。
【０１２６】
この場合も、積分器６２で差分増幅器６１の出力を積分することにより、図７の（ｃ）に示すように、平均的なビームの通過位置が得られる。この図の例の場合、ビームは平均的に受光パターンＳ＊ａ，Ｓ＊ｂのほぼ中央を通過しているので、積分器６２の出力はほぼ「０」となる。
【０１２７】
Ａ／Ｄ変換器６３には、受光パターンＳ２の出力が入力されており、積分器６２から出力される信号は、ビームが受光パターンＳ２を通過するタイミングでＡ／Ｄ変換が開始され、Ａ／Ｄ変換が終了すると、Ａ／Ｄ変換器６３から終了信号（ＥＮＤ）が主制御部（ＣＰＵ）５１に出力される。主制御部５１は、この終了信号を割込み信号（ＩＮＴ）として取扱い、新たなビーム通過位置情報が入力されたことを認識し、その処理を行う。
【０１２８】
このようにして得られたビーム通過位置情報に基づいて、主制御部５１では、ガルバノミラー３３の制御量が演算される。その演算結果は、必要に応じてメモリ５２に記憶される。主制御部５１は、この演算結果をガルバノミラー駆動回路３９へ送出する。
【０１２９】
ガルバノミラー駆動回路３９には、図５に示したように、このデータを保持するためのラッチ６４が設けられており、主制御部５１が一旦データを書き込むと次にデータを更新するまでは、その値を保持するようになっている。
【０１３０】
ラッチ６４に保持されているデータは、Ｄ／Ａ変換器６５によりアナログ信号（電圧）に変換され、ガルバノミラー３３を駆動するためのドライバ回路６６に入力される。ドライバ回路６６は、Ｄ／Ａ変換器６５から入力されたアナログ信号（電圧）にしたがってガルバノミラー３３を駆動制御する。
【０１３１】
このようにして、ビーム検知器３８でビームの通過位置を検知し、その情報に基づいて、主制御部５１がガルバノミラー３３の制御量を演算し、その演算結果に基づいてガルバノミラー３３を駆動することで、それぞれのビームの通過位置を制御することが可能になる。
【０１３２】
なお、ビームの通過位置は、多くの場合、ポリゴンミラー３５の面倒れによって、ポリゴンミラー３５の面ごとに少しずつ異なっている場合が多く、その影響を除去するために、このようなビーム通過情報の取得および演算は、光学系のポリゴンミラー３５の面数と同等な回数、あるいは、その複数倍回行い、その平均値に基づいてガルバノミラー３３を制御することが望ましい。
【０１３３】
図８は、ビームの通過位置とＡ／Ｄ変換器６３の出力との関係を示したグラフである。グラフの横軸は、ビームの通過位置を示すもので、受光パターンＳ＊ａ，Ｓ＊ｂに対する通過位置を模擬的に図示してある。すなわち、横軸の中央はビームの通過位置が先に説明したペアの受光パターンＳ＊ａ，Ｓ＊ｂ間の中央であることを示し、横軸の左側はビームの通過位置が受光パターンＳ＊ｂ側であることを示す。逆に、横軸の右側はビームの通過位置が受光パターンＳ＊ａ側であることを示す。
【０１３４】
破線で示したグラフＡは、ビームのパワー、ポリゴンミラー３５の回転数、差動増幅器６１の増幅率をある値に設定した場合のビームの通過位置に対するＡ／Ｄ変換器６３の出力値を示している。このような条件下では、ビームの通過位置が理想の位置（ペアの受光パターンの中央）からＳ＊ａ側、Ｓ＊ｂ側共に１００μｍ程度の範囲でＡ／Ｄ変換器６３の出力値が変化する。この変化は、ビームの通過位置が理想の位置付近においては、ほぼ線形（リニア）であるが、中央からはずれるにしたがって線形性が崩れていく。
【０１３５】
これは、ビームの形状が楕円もしくは円に近い形をしており、受光パターンを横切る面積の変化が、中央部からずれるにしたがって少なくなるからである。また、もう１つの原因としては、ビームのエネルギ分布が、通常はガウシャン分布しており、ビームの中央のエネルギが最も高く、周辺ほどエネルギレベルが低く、ビームの中心からの距離に対し、エネルギの変化率が周辺ほど小さいからである。
【０１３６】
これに対して実線で示したグラフＢは、上記の条件に対し、ビームのパワーをアップさせたり、ポリゴンミラー３５の回転数を落したり、差動増幅器６１の増幅率を上げた場合のグラフで、傾きはグラフＡに比べて急峻で、理想の通過位置に対して±１０μｍの範囲では、ほぼ直線となっている。これは、例えばビームのパワーを上げた場合には、ビーム検知器３８の出力がアップし、同じ理想の位置からのずれに対しても、差動増幅器６１の出力が大きく揺れるからである。
【０１３７】
ポリゴンミラー３５の回転数を落した場合には、ビームが受光パターンを露光する時間が増えるため、ビーム検知器３８の出力がアップし、同様の現象が起こる。また、差動増幅器６１の増幅率を上げた場合には、ビーム検知器３８の出力自体は変わらないものの、結果的には同様の現象として表われる。
【０１３８】
このような特性を、ビームの通過位置検知に以下のように利用することができる。つまり、大ざっぱな制御を行いたい場合には、図８の破線で示した特性Ａを選択し、精密な制御を行いたい場合には、図８の実線で示した特性Ｂを選択すればよい。
【０１３９】
すなわち、例えば、本複写機の電源投入時のイニシャル動作時のように、ビームの通過位置がどのあたりかが全く分からない状態から、ビームの通過位置を制御したいような場合には、図８のグラフの破線の特性Ａとなるような条件でビームのパワー、ポリゴンミラー３５の回転数、差動増幅器６１の増幅率を設定することで効率よく、本体のビームの通過位置が制御できる。
【０１４０】
すなわち、このような条件下では、ビームの通過位置が理想の位置から±１００μｍの範囲でＡ／Ｄ変換値に変化があるわけであるから、例えば、主制御部５１は、ビームの通過位置を１００μｍ程度の単位で変化させていけば、ビームの通過位置が理想の位置から±１００μｍの範囲に入れるのは容易である。ガルバノミラー３３の可動範囲が像面上のビームの通過位置の変化に換算して例えば、２ｍｍ位あるとすれば、このような範囲にビームの通過位置を入れることは、最悪でも２０回のビームの通過位置変更で可能となる。
【０１４１】
このようにして、例えば、ビームの通過位置が理想から±１００μｍの範囲に入れば、そのときのＡ／Ｄ変換値からおおよそのビーム通過位置が推定でき、この値を基にガルバノミラー３３を制御すれば、やや精度が落ちるが、ビームの通過位置を素早く制御できる。ここで「おおよそ」というのは、先に述べたように、図８の破線の特性Ａがリニアでなく、その傾きが緩やかであるからである。
【０１４２】
一方、図８のグラフの実線で示したような特性Ｂでは、より精密なビーム通過位置の制御が可能となる。この図８の実線の特性Ｂの例では、ビームの通過位置が理想の位置から±１０μｍの範囲でＡ／Ｄ変換値に００ＨからＦＦＨまでの変化があり、その変化がほぼリニアであるわけであるから、単純計算では、主制御部５１は、ビームの通過位置を０．０８μｍ程度の精度で検知できることになる。
【０１４３】
したがって、上で述べたようなビームの位置制御を行った後、ビームのパワー、ポリゴンミラー３５の回転数、差動増幅器６１の増幅率のいずれか、あるいは、全てを変更することで、このように検知精度をアップさせ、ガルバノミラー３３を制御することで、より正確なビームの通過位置を制御することができる。
【０１４４】
次に、ガルバノミラー３３の制御特性について説明する。
【０１４５】
図９の（ａ）及び（ｂ）は、ガルバノミラー駆動回路３９に与えるデータと、ビーム検知器３８上（つまり、実質的に感光体ドラム１５上）でのビーム通過位置との関係を示している。図６に示したように、ガルバノミラー駆動回路３９のＤ／Ａ変換器６５は１６ビットの入力である。
【０１４６】
図９の（ａ）は、この１６ビットデータの上位８ビット入力に対するビーム通過位置の変化の様子を示したものである。図に示すように、ビームの通過位置は、データ００Ｈ〜ＦＦＨに対し２０００μｍ（２ｍｍ）移動する。図に示すように、００Ｈ付近とＦＦＨ付近の入力に対しては、ガルバノミラー３３の応答範囲を超えており、ビームの通過位置は変化しない。
【０１４７】
しかし、入力がおおよそ１８ＨからＥ８Ｈの範囲では、ほぼ入力に対してビームの通過位置はリニアに変化しており、その割合は１ＬＳＢ当たり約１０μｍの距離に相当する。
【０１４８】
図９の（ｂ）は、ガルバノミラー駆動回路３９のＤ／Ａ変換器６５の下位８ビット入力に対するビーム通過位置の変化の様子を示したものである。ただし、この図は上位８ビットの入力として、上述したビームの通過位置がリニアに変化する範囲の値が入力されている場合の下位８ビットの入力に対するビームの通過位置の変化を表している。図から明らかなように、下位８ビットに対しては、００ＨからＦＦＨまで約１０μｍ、ビームの通過位置が変化し、１ＬＳＢ当たりでは０．０４μｍの変化となる。
【０１４９】
このようにして、主制御部５１は、ガルバノミラー駆動回路３９に対して、１６ビットのデータを与えることで、ビーム検知器３８上、すなわち、感光体ドラム１５上のビーム通過位置を分解能が約０．０４μｍで、約２０００μｍ（２ｍｍ）の範囲で移動させることができる。
【０１５０】
次に、プリンタ部２の電源投入時における概略的な動作について、図１０に示すフローチャートを参照して説明する。なお、スキャナ部１の動作については省略する。
【０１５１】
本複写機の電源が投入されると、主制御部５１は、定着器２６内の定着ローラを回転させるとともに、定着器２６の加熱制御を開始する（Ｓ１，Ｓ２）。
【０１５２】
続いて、副走査方向のビーム通過位置制御ルーチンを実行し、ビームの通過位置を所定の位置になるよう制御する（Ｓ３）。
【０１５３】
ビームの通過位置が正しく制御されると、主走査方向の同期引き込みを実行し、同時に各ビームが所望のパワーで発光するように、ＡＰＣ（オートパワーコントロール）制御がハード的に実行される（Ｓ４）。
【０１５４】
続いて、感光体ドラム１５を回転させ、感光体ドラム１５の表面などの条件を一定にするなどのプロセス関連の初期化を実行する（Ｓ５）。
【０１５５】
このように、一連の初期化を実行した後は、定着器２６の温度が所定の温度に上昇するまで、定着ローラを回転し続け、待機状態となる（Ｓ６）。
【０１５６】
定着器２６の温度が所定の温度まで上昇すると、定着ローラの回転を停止し（Ｓ７）、複写指令待ち状態となる（Ｓ８）。
【０１５７】
主制御部５１は、コントロールパネル５３から複写（プリント）指令を受信すると、複写動作を実行し（Ｓ９）、複写動作が終了すると、再び複写指令待ち状態となる（Ｓ８）。
【０１５８】
また、複写指令待ちの状態（Ｓ８）で、ビーム通過位置制御ルーチンを実行後、例えば、３０分が経過すると（Ｓ１０）、自動的にビーム通過位置制御ルーチンを再び実行する（Ｓ１１）。
【０１５９】
これが終了すると、再び複写指令待ち状態になる（Ｓ８）。
【０１６０】
次に、図１０のステップＳ３，Ｓ１１におけるビーム通過位置制御ルーチンについて、図１１ないし図１４に示すフローチャートを参照して説明する。
【０１６１】
主制御部５１は、メモリ５２から最新のガルバノミラー駆動値を読み出し、その値に基づいてガルバノミラー３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄをそれぞれ駆動する（Ｓ２１）。次に、主制御部５１は、おおよそのビームの通過位置をつかむため、図８の破線で示した特性Ａ（ビームの通過位置とＡ／Ｄ変換値との関係）を得るためにポリゴンモータ３６を高速で回転させ（Ｓ２２）、差動増幅器６１の増幅率を低めに設定し（Ｓ２３）、レーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ３１ｄの各発光パワーを低めに設定する（Ｓ２４）。
【０１６２】
この時のポリゴンモータ３６の回転数、レーザ発振器３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの発光パワーは、例えば６００ＤＰＩで画像を形成する場合の条件と同じである。
【０１６３】
このような設定にすることで、先に説明したように、目標のビーム通過位置に対して±１００μｍの範囲でＡ／Ｄ変換値が変化し、おおよそのビーム通過位置を検知することができる。
【０１６４】
この状態で、まず、レーザ発振器３１ａを強制的に発光動作させ（Ｓ２５）、そのビームａの通過位置をポリゴンミラー３５の面数の整数倍回計測し、その平均値を演算してビームａの通過位置とする（Ｓ２６）。
【０１６５】
本例の場合、ポリゴンミラー３５は、図２に示すように８面であるので、例えば、連続する１６回の通過位置情報を取り込んで平均化し、ビームａの通過位置としている。ここで、ポリゴンミラー３５の面数の整数倍回データを取得して平均化するのは、ポリゴンミラー３５の１回転の周期で表れる面ぶれ成分や軸ぶれ成分を除去し、平均的なビームの通過位置を求めるためである。
【０１６６】
このようにして得たビーム通過位置情報を基に、ビームａの平均的な通過位置が目標の±１０μｍの範囲に入っているかを判定する（Ｓ２７）。この判定の結果、ビームａの平均的な通過位置が目標の±１０μｍの範囲に入っていない場合には、ガルバノミラー３３ａの位置をガルバノミラー駆動回路３９ａに対する１６ビットの制御信号のうち上位８ビットを用いて、この範囲に入るよう制御（粗調整）し（Ｓ２８）、再度ビット光ａの通過位置を計測する（Ｓ２６）。
【０１６７】
ステップＳ２７において、目標の通過位置に対して±１０μｍの範囲に入っている場合には、レーザ発振器３１ａの強制発光を解除し、次にレーザ発振器３１ｂを強制的に発光動作させる（Ｓ２９）。
【０１６８】
以下、ビームｂについてもビームａの場合と同様に、ビームｂの平均的な通過位置を計測、演算し、その結果に応じて、ガルバノミラー３３ｂを制御することで、目標の通過位置に対して±１０μｍの範囲に制御する（Ｓ３０〜Ｓ３２）。以下、同様に、ビームｃ、ビームｄの通過位置についても制御され、目標の通過位置に対して±１０μｍの範囲に制御される（Ｓ３３〜Ｓ４１）。
【０１６９】
このようにして、４つのビームａ，ｂ，ｃ，ｄの通過位置がそれぞれの目標に対して±１０μｍの範囲に制御（粗調整）される。
【０１７０】
次に、主制御部５１は、ビームの通過位置の検知精度を上げ、より正確なビームの通過位置制御を行う。
【０１７１】
すなわち、ポリゴンモータ３６の回転速度を低下させ（Ｓ４２）、差動増幅器６１の増幅率を高めに設定し（Ｓ４３）、レーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ３１ｄの各発光パワーを画像形成時よりも高めに設定することにより（Ｓ４４）ビームの通過位置検知精度を図８に示す実線の特性Ｂとする。
【０１７２】
この状態で、レーザ発振器３１ａを強制的に発光動作させ（Ｓ４５）、そのビームａの通過位置をポリゴンミラー３５の面数の整数倍回計測し、その平均値を演算して、ビームａの通過位置を求める（Ｓ４６）。
【０１７３】
ここでのビーム通過位置の計測は、先の計測よりも精度がアップしているため、望ましくはポリゴンミラー３５の５回転分以上、すなわち、４０回以上のデータに基づいて求めるのが理想的である。
【０１７４】
このようにして得たビーム通過位置情報を基に、先の粗調整の場合と同様にビームａの平均的な通過位置が目標の±１μｍの範囲に入っているかを判定する（Ｓ４７）。この判定結果、ビームａの平均的な通過位置が目標の±１μｍの範囲に入っていない場合には、ガルバノミラー３３ａの位置をガルバノミラー駆動回路３９ａに対する１６ビットの制御信号の全てを用いて、この範囲に入るよう制御（微調整）し（Ｓ４８）、再度ビームａの通過位置を計測する（Ｓ４６）。
【０１７５】
ステップＳ４７において、目標の通過位置に対して±１μｍの範囲に入っている場合には、レーザ発振器３１ａの強制発光を解除し、次にレーザ発振器３１ｂを強制的に発光動作させる（Ｓ４９）。
【０１７６】
以下、ビームｂについてもビームａの場合と同様に、ビームｂの平均的な通過位置を計測、演算し、その結果に応じて、ガルバノミラー３３ｂを制御することで、目標の通過位置に対して±１μｍの範囲に制御する（Ｓ５０〜Ｓ５２）。
【０１７７】
以下、同様に、ビームｃ、ビームｄの通過位置についても制御され、目標の通過位置に対して±１μｍの範囲に制御される（Ｓ５３〜Ｓ６１）。
【０１７８】
このようにして、４つのビームａ，ｂ，ｃ，ｄの通過位置が、それぞれの目標通過位置に対して±１μｍの範囲に制御（微調整）され、この制御されたときのガルバノミラー駆動回路３３ａ〜３３ｄへの各制御値は、メモリ５２にそれぞれ記憶される（Ｓ６２）。
【０１７９】
次に、部品精度の誤差、あるいは組立精度の誤差による、ビーム検知器３８の位置ズレについて説明する。
【０１８０】
図１７は、上述したような部品精度、あるいは組立精度の誤差により、ビーム検知器３８が傾いて配置された状態を示している。
【０１８１】
例えば、副走査方向に６００ＤＰＩに対応したビーム間隔Ｐ２（４２．３μｍ）で各ビームａ〜ｄが主走査方向に走査される場合、ビームａは、ガルバノミラー３３ａによって受光パターンのペアＳ３ａ及びＳ３ｂの中心位置を通過するように制御される。また、ビームｂは、ガルバノミラー３３ｂによって受光パターンのペアＳ４ａ及びＳ４ｂの中心位置を通過するように制御され、同様に、ビームｃは、ガルバノミラー３３ｃによって受光パターンのペアＳ６ａ及びＳ６ｂの中心位置を通過するように制御され、さらに、ビームｄは、ガルバノミラー３３ｄによって受光パターンのペアＳ７ａ及びＳ７ｂの中心位置を通過するように制御される。
【０１８２】
このとき、ビーム検知器３８が傾いて配置されているため、各受光パターンのペアの中心位置を通過するように制御された各ビームａ〜ｄの間隔Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６は、６００ＤＰＩのビーム間隔Ｐ２より大きくなってしまう。
【０１８３】
したがって、各ビームａ〜ｄのビーム検知器３８における通過位置を各受光パターンの中心位置となるように制御したとしても、各ビームａ〜ｄの間隔を解像度に対応させて正確に制御することができない。
【０１８４】
また、図１８は、部品精度あるいは組立精度の誤差によりビーム検知器３８の配置位置が副走査方向（垂直方向）に理想的な位置よりずれている場合を示している。
【０１８５】
図１８の点線は、ガルバノミラーによりビームの通過位置を移動調整しうる範囲を示している。図１８に示すように、ビーム検知器３８が副走査方向にずれて配置されることにより、受光パターンＳ＊ａ、及びＳ＊ｂの中心線Ｌがガルバノミラーによって調整可能な範囲から外れている。
【０１８６】
したがって、受光パターンＳ＊ａ、及びＳ＊ｂからの出力信号に基づいてガルバノミラーを調整し、ビームの通過位置を受光パターンＳ＊ａ、及びＳ＊ｂの中心線Ｌに移動させるように制御しても、中心線Ｌが調整可能な範囲を外れているため、ビームの通過位置を中心線Ｌに移動させることができない。
【０１８７】
このため、ビームの通過位置を正確に制御することができない。
【０１８８】
さらに、図１９の（ａ）及び（ｂ）に示すように部品精度、組立精度の誤差により、ビーム検知器３８のデフォーカス方向（ビームの進行方向）位置がずれた場合、受光パターン上のビーム径が変化する。
【０１８９】
すなわち、図１９の（ａ）に示すように、ビーム検知器３８が正確な配置位置よりビームの進行方向に沿って後方に配置された際には、受光パターン上におけるビーム径が小さくなってしまう。また、図１９の（ｂ）に示すように、ビーム検知器３８が正確な配置位置よりビームの進行方向に沿って前方に配置された際には、受光パターン上におけるビーム径が大きくなってしまう。
【０１９０】
したがって、受光パターンから出力される信号にバラツキが発生し、受光パターンからの出力に基づいて規定される図８の直線の傾きが変化してしまう。このため、ビーム検知器３８が検知するビーム通過位置が実際の位置と異なってしまい、ビーム通過位置を正確に制御することが困難となる。
【０１９１】
そこで、この実施の形態に係るディジタル複写機のビーム検知器３８は、これらの問題を解決するために、図２０に示したような調整機構を有している。
【０１９２】
すなわち、図２０に示すように、調整機構１００は、副走査方向に平行に移動可能な第１プレート１１０、及び光走査装置１３の所定位置に固定された支持プレート１２０を有している。第１プレート１１０は、副走査方向に沿って一定の幅を有する２つの開口部１１１、１１２を有している。
【０１９３】
開口部１１１は、開口部１１１の幅にほぼ等しい直径を有する２つの突起部１１３ａ、１１３ｂに係合されている。突起部１１３ａ、１１３ｂは、支持プレート１２０に設けられ、副走査方向に沿って並列して配置されている。
【０１９４】
開口部１１２も同様に、開口部１１２の幅にほぼ等しい直径を有する２つの突起部１１４ａ、１１４ｂに係合されている。突起部１１４ｃ、１１４ｄは、支持プレート１２０に設けられ、副走査方向に沿って並列して配列されている。
【０１９５】
第１プレート１１０の下端部は、板バネ１１５によって弾性的に保持されている。また、第１プレート１１０の上端部は、支持プレート１２０に設けられた固定部１１６に係合されたネジ部１１７に当接されている。
【０１９６】
このネジ部１１７が固定部１１６に対して押し入れられた際には、ネジ部１１７の押圧力により、第１プレート１１０が図中の矢印Ｂの向き、すなわち副走査方向に平行な方向に移動される。また、ネジ部１１７が固定部１１６に対して引き出された際には、板バネ１１５の弾性力により、第１プレート１１０が図中の矢印Ｂの逆向きに移動される。
【０１９７】
また、図２０に示すように、調整機構１００は、第１プレート１１０に設けられた軸部１０１を中心に回動可能な第２プレート１０２を有している。この第２プレート１０２には、ビーム検知器３８が固定されている。この第２プレート１０２は、円板上に形成され、さらに円板をＬ字型に切り込んだ２つの切込み部１０３、１０４を有している。
【０１９８】
切込み部１０３は、収縮されて付勢可能な状態にあるバネ１０５の一端に係合され、切込み部１０３を押圧している。バネ１０５の他端は、第１プレート１１０に設けられた固定端１０６に固定されている。切込み部１０３に係合されたバネ１０５は、第１プレート１０２を図中の矢印Ａの逆向きに回動させるように付勢する。
【０１９９】
切込み部１０４は、固定部１０７に係合されたネジ部１０８に当接されている。固定部１０７は、第１プレート１１０に設けられている。このネジ部１０８が固定部１０７に対して押し入れられた際には、ネジ部１０８の押圧力により、第２プレート１０２が図中の矢印Ａの向きに回動される。また、ネジ部１０８が固定部１０７に対して引き出された際には、バネ１０５の押圧力により、第２プレート１０２が図中の矢印Ａの逆向きに回動される。
【０２００】
したがって、第２プレート１０２に固定されたビーム検知器３８は、ネジ部１０８の作用によって軸部１０１を中心に回動可能であり、ビームの進行方向に対して垂直な平面内の傾きを調整することが可能となる。このため、図１７で説明したような各ビームａ〜ｄ間の間隔のズレを防止することができ、各ビームａ〜ｄ間の間隔を所定の解像度に適するように調整することができる。
【０２０１】
また、ビーム検知器３８は、第２プレート１０２が回動される軸部１０１を介して第１プレート１１０に係合されているため、副走査方向に平行に移動可能であり、副走査方向のズレを調整することが可能となる。このため、図１８に示したように、ビーム検知器３８における受光パターンの中心線がガルバノミラーによる調整可能な範囲から外れるようなズレを防止することができる。
【０２０２】
したがって、各ビームの通過位置を正確に制御することが可能となる。
【０２０３】
次に、このような調整機構を有しているビーム検知器の配置位置の調整方法について説明する。
【０２０４】
図２に示すような光走査装置１３が組み立てられる組立工程では、まず、半導体レーザ発振器３１ａ〜３１ｄ、ガルバノミラー３３ａ〜３３ｄ、ハーフミラー３４ａ〜３４ｃ、ポリゴンミラー３５、及びｆ−θレンズ７０をそれぞれ所定位置に配置する。
【０２０５】
続いて、感光体ドラム１５表面に実質的に等しい光走査装置１３内の所定位置に受光パターンＳ１〜Ｓ８ｂが位置するようにビーム検知器３８を配置する。
【０２０６】
続いて、基準ビームを発生する基準器を例えば図２に示したポリゴンミラー３５とハーフミラー３４ｂとの間の光路上に配置する。この基準器は、所定間隔、例えば６００ＤＰＩの解像度に対応するビーム間隔４２．３μｍの間隔で４本のビームを発生することが可能である。
【０２０７】
そして、ポリゴンミラー３５を所定の回転数で回転させ、基準器から４本のビームをポリゴンミラー３５に向けて放射する。ポリゴンミラー３５は、主走査方向に沿って４本のビームを反射する。この時、ビーム検知器３８に入射するビームによって出力される出力信号をビーム検知器出力処理回路４０からモニタする。
【０２０８】
すなわち、基準器から発生されるビームの間隔が４２．３μｍに設定されている場合、受光パターンＳ３ａ及びＳ３ｂ、Ｓ４ａ及びＳ４ｂ、Ｓ６ａ及びＳ６ｂ、及び、Ｓ７ａ及びＳ７ｂのそれぞれから出力される出力信号をモニタし、それぞれ理想の出力が得られるように、すなわち各ビームの中心が各受光パターンの中心線を通過するように調整される。
【０２０９】
この調整は、図２０に示したような調整機構を利用して実行することができる。
【０２１０】
すなわち、ビーム検知器３８が傾いて配置されている場合には、ネジ部１０８によって傾きを調整することができる。また、ビーム検知器３８が副走査方向にずれて配置されている場合には、ネジ部１１７によってズレを調整することができる。
【０２１１】
このようにしてビーム検知器３８を所定の位置に配置することが可能となる。続いて、基準器を光路上から取り除き、図１１乃至図１４に示したようなビーム通過位置制御ルーチンを実行することにより、ガルバノミラー３３ａ〜３３ｄの傾きが調整される。
【０２１２】
上述したような工程により、光走査装置１３の光学系の傾き、及び配置位置を調整することができる。
【０２１３】
以上説明したように、この実施の形態によれば、マルチビーム光学系を用いたデジタル複写機において、感光体ドラムの表面と実質的に等しい位置に配設されたビーム検知器によって各ビームの通過位置を検知し、この検知結果を基に、各ビームの感光体ドラムの表面における相対位置を制御するための光路制御量を演算しこの演算した光路制御量に応じて各ビームの感光体ドラムの表面における相対位置を制御するためのガルバノミラーを制御する。
【０２１４】
その際のビーム検知器の傾き、副走査方向位置を正しく調整することによって、ビーム通過位置を正しく検知し、ガルバノミラーによる制御を正しく行うことができる。また、光学系の組立に特別な精度を必要とせず、しかも、環境変化や経時変化などによって光学系に変化が生じても、感光体ドラムの表面における各ビーム相互の位置関係を常に理想的な位置に制御できる。
【０２１５】
したがって、常に高画質を維持することができる画像形成装置を提供することが可能となる。
【０２１６】
次に、ビーム検知器３８に設けられる調整機構の変形例について説明する。
【０２１７】
すなわち、図２１に示すように、調整機構２００は、光走査装置１３の所定位置に固定された支持プレート２１０、及びこの支持プレート２１０に設けられた軸部２１１を中心に回動可能な第１プレート２１２を有している。この第１プレート２１２は、円板上に形成され、さらに円板をＬ字型に切り込んだ２つの切込み部２１３、２１４を有している。
【０２１８】
切込み部２１３は、収縮されて付勢可能な状態にあるバネ２１５の一端に係合され、切込み部２１３を押圧している。バネ２１５の他端は、支持プレート２１０に設けられた固定端２１６に固定されている。切込み部２１３に係合されたバネ２１５は、第１プレート２１２を図中の矢印Ａの逆向きに回動させるように付勢している。
【０２１９】
切込み部２１４は、固定部２１７に係合されたネジ部２１８に当接されている。固定部２１７は、支持プレート２１０に設けられている。このネジ部２１８が固定部２１７に対して押し入れられた際には、ネジ部２１８の押圧力により、第１プレート２１２が図中の矢印Ａの向きに回動される。また、ネジ部２１８が固定部２１７に対して引き出された際には、バネ２１５の押圧力により、第１プレート２１２が図中の矢印Ａの逆向きに回動される。
【０２２０】
また、調整機構２００は、図２１に示すように、副走査方向に平行に移動可能な第２プレート２２０を有している。第２プレート２２０には、ビーム検知器３８が固定されている。
【０２２１】
また、この第２プレート２２０は、副走査方向に沿って一定の幅を有する２つの開口部２２１、２２２を有している。
【０２２２】
開口部２２１は、開口部２２１の幅にほぼ等しい直径を有する２つの突起部２２３ａ、２２３ｂに係合されている。突起部２２３ａ、２２３ｂは、第１プレート２１２に設けられ、副走査方向に沿って並列して配置されている。
【０２２３】
開口部２２２も同様に、開口部２２２の幅にほぼ等しい直径を有する２つの突起部２２４ａ、２２４ｂに係合されている。突起部２２４ｃ、２２４ｄは、第１プレート２１２に設けられ、副走査方向に沿って並列して配列されている。
【０２２４】
第２プレート２２０の下端部は、第１プレート２１２に設けられた固定部２２５との間に介挿された板バネ２２６によって弾性的に保持されている。また、第２プレート２２０の上端部は、第１プレート２１２に設けられた固定部２２７に係合されたネジ部２２８に当接されている。
【０２２５】
このネジ部２２８が固定部２２７に対して押し入れられた際には、ネジ部２２８の押圧力により、第２プレート２２０が図中の矢印Ｂの向き、すなわち副走査方向に平行な方向に移動される。また、ネジ部２２８が固定部２２７に対して引き出された際には、板バネ２２６の弾性力により、第２プレート２２０が図中の矢印Ｂの逆向きに移動される。
【０２２６】
したがって、第２プレート２２０を介して第１プレート２１２に固定されたビーム検知器３８は、ネジ部２１８の作用によって軸部２１１を中心に回動可能であり、ビームの進行方向に対して垂直な平面内の傾きを調整することが可能となる。このため、図１７で説明したような各ビームａ〜ｄ間の間隔のズレを防止することができ、各ビームａ〜ｄ間の間隔を所定の解像度に適するように調整することができる。
【０２２７】
また、ビーム検知器３８は、第２プレート２２０に固定されているため、副走査方向に平行に移動可能であり、副走査方向のズレを調整することが可能となる。このため、図１８に示したように、ビーム検知器３８における受光パターンの中心線がガルバノミラーによる調整可能な範囲から外れるようなズレを防止することができる。
【０２２８】
また、図２２には、ビーム検知器３８に設けられる調整機構の他の変形例が示されている。
【０２２９】
すなわち、図２２に示すように、調整機構３００は、ビーム検知器３８が固定されているプレート３１０、及び光走査装置１３の所定位置に固定されたフレーム部３２０を有している。
【０２３０】
プレート３１０の下端部は、板バネ３２１により弾性的に保持されている。また、プレート３１０の両側部は、フレーム部３２０によって保持されている板バネ３２２、及び３２３により、挟持されている。プレート３１０の上端部は、フレーム部３２０の固定部３２４に係合された２つのネジ部３２５、及び３２６に当接され、板バネ３２１との間でプレート３１０を挟持している。
【０２３１】
２つのネジ部３２５及び３２６を共に固定部３２４に対して同一長さ分だけ押し入れたり、引き出したりすることにより、プレート３１０を図中の矢印Ｂに平行な方向、すなわち副走査方向に平行に移動調整することが可能となる。
【０２３２】
また、２つのネジ部３２１及び３２６を固定部に対してそれぞれ独立した長さ分だけ押し入れたり、引き出したりすることにより、プレート３１０を図中の矢印Ａの方向に傾けることができる。つまり、プレート３１０の傾きを調整することが可能となる。
【０２３３】
したがって、プレート３１０に固定されたビーム検知器３８は、ネジ部３２５及び３２６の作用によって、ビームの進行方向に対して垂直な平面内の傾きを調整することが可能となる。このため、各ビームａ〜ｄ間の間隔のズレを防止することができ、各ビームａ〜ｄ間の間隔を所定の解像度に適するように調整することができる。
【０２３４】
また、プレート３１０に固定されたビーム検知器３８は、ネジ部３２５及び３２６の作用によって、副走査方向に平行に移動可能であり、副走査方向のズレを調整することが可能となる。このため、ビーム検知器３８における受光パターンの中心線がガルバノミラーによる調整可能な範囲から外れるようなズレを防止することができる。
【０２３５】
さらに、図２３及び図２４には、ビーム検知器３８に設けられる調整機構のさらに他の変形例が示されている。
【０２３６】
図２３及び図２４に示すように、調整機構４００は、図２１に示したような調整機構２００に、さらにデフォーカス方向、すなわちビームの進行方向に沿った方向に移動調整可能な機構を有している。
【０２３７】
すなわち、調整機構２００の支持プレート２１０は、デフォーカス方向に沿ってスライド可能な可動ステージ４１０の上台４１１に固定されている。可動ステージ４１０の下台４１２は、光走査装置１３の所定位置に固定されている。
【０２３８】
上台４１１は、図２３及び図２４に示すように、光走査装置１３の所定位置に固定されている固定部４１３に係合されたネジ部４１４に当接されている。
【０２３９】
また、この上台４１１のネジ部４１４が当接されている側面の対向する面は、光走査装置１３の所定位置に固定されている固定部４１５との間に介挿されている板バネ４１６に当接されている。
【０２４０】
したがって、この調整機構４００によれば、調整機構２００による傾きの調整、及び副走査方向のズレの調整に加えて、デフォーカス方向のズレの調整も可能となる。すなわち、固定部４１３に対してネジ部４１４が押し入れられた際には、ネジ部４１４の押圧力により、可動部４１０の上台４１１が図中の矢印Ｃの方向とは逆の方向に沿って移動される。また、固定部４１３に対してネジ部４１４が引き出された際には、板バネ４１６の押圧力により、上台４１１が図中の矢印Ｃの方向に沿って移動される。
【０２４１】
このため、図１９の（ａ）及び（ｂ）を用いて説明したようなビームのデフォーカス方向のズレを調整することができる。
【０２４２】
すなわち、図１９の（ａ）に示したように、受光パターン上におけるビーム径が理想のビーム径より小さい場合は、ビーム検知器３８の受光パターンが理想の配置位置よりビームの進行方向に沿って後方に位置しているため、ネジ部４１４を固定部４１３に対して引き出して、上台４１１を矢印Ｃの方向に移動させることにより、ビーム径を理想の大きさに調整することができる。
【０２４３】
また、図１９の（ｂ）に示したように、受光パターン上におけるビーム径が理想のビーム径より大きい場合は、ビーム検知器３８の受光パターンが理想の配置位置よりビームの進行方向に沿って前方に位置しているため、ネジ部４１４を固定部４１３に対して押し込む出して上台４１１を矢印Ｃの方向に移動させることにより、ビーム径を理想の大きさに調整することができる。
【０２４４】
したがって、ビーム検知器３８の受光パターンから出力される信号のバラツキを防止することができ、ビーム通過位置を正確に制御することが可能となる。
【０２４５】
上述したような調整機構２００、３００、及び４００を用いた場合であっても、既に説明したようなビーム検知器の配置位置の調整方法に適用可能である。
【０２４６】
以上説明したように、このような調整機構の変形例を適用した実施の形態によれば、マルチビーム光学系を用いたデジタル複写機において、感光体ドラムの表面と実質的に等しい位置に配設されたビーム検知器によって各ビームの通過位置を検知し、この検知結果を基に、各ビームの感光体ドラムの表面における相対位置を制御するための光路制御量を演算しこの演算した光路制御量に応じて各ビームの感光体ドラムの表面における相対位置を制御するためのガルバノミラーを制御する。
【０２４７】
その際のビーム検知器の傾き、副走査方向位置を正しく調整することによって、ビーム通過位置を正しく検知し、ガルバノミラーによる制御を正しく行うことができる。また、光学系の組立に特別な精度を必要とせず、しかも、環境変化や経時変化などによって光学系に変化が生じても、感光体ドラムの表面における各ビーム相互の位置関係を常に理想的な位置に制御できる。
【０２４８】
したがって、常に高画質を維持することができる画像形成装置を提供することが可能となる。
【０２４９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、この発明によれば、ビーム検知器によるビーム位置検知を正確に行うことが可能となり、またガルバノミラーによる位置制御を正しく行うことが可能となり、常に高画質を維持することができる光走査装置及びこの光走査装置を利用した画像形成装置を提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の実施の形態に係るディジタル複写機の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示したディジタル複写機に備えられる光走査装置の構成と感光体ドラムの位置関係を概略的に示す図である。
【図３】図３は、図２に示した光走査装置に備えられるビーム検知器の構成を概略的に示す平面図である。
【図４】図４は、図２に示した光走査装置の構成と各構成を駆動する駆動装置とを概略的に示す図である。
【図５】図５は、図２に示した光走査装置の制御を主体にした制御系を示すブロック図である。
【図６】図６は、図３に示したビーム検知器の受光パターンにおけるビームの通過位置を制御する制御系を示すブロック図である。
【図７】図７の（ａ）乃至（ｃ）は、ビーム検知器の受光パターンを通過するビームの通過位置と、ビーム検知器の受光パターンの出力、差動増幅器の出力、及び積分器の出力との関係を示す図である。
【図８】図８は、ビーム検知器の受光パターンを通過するビームの通過位置とＡ／Ｄ変換器の出力との関係を示すグラフである。
【図９】図９の（ａ）及び（ｂ）は、ガルバノミラーの動作分解能を説明するグラフである。
【図１０】図１０は、図１に示したディジタル複写機の電源投入時におけるプリンタ部の概略的な動作を説明するフローチャートである。
【図１１】図１１は、図１０に示したビーム通過位置制御ルーチンを説明するフローチャートである。
【図１２】図１２は、図１１に示したビーム通過位置制御ルーチンに続くステップを説明するフローチャートである。
【図１３】図１３は、図１２に示したビーム通過位置制御ルーチンに続くステップを説明するフローチャートである。
【図１４】図１４は、図１３に示したビーム通過位置制御ルーチンに続くステップを説明するフローチャートである。
【図１５】図１５の（ａ）は、４ビームで走査した際に得られる理想的な画像の一例を示す図であり、図１５の（ｂ）は、位置ずれしたビームを用いて画像形成した場合に起こり得る画像不良を説明するための図である。
【図１６】図１６の（ａ）及び（ｂ）は、位置ずれしたビームを用いて画像形成した場合に起こり得る画像不良を説明するための図である。
【図１７】図１７は、図３に示したビーム検知器が傾いて配置された場合のビーム間隔のズレを説明するための図である。
【図１８】図１８は、図３に示したビーム検知器が副走査方向にずれて配置された場合の受光パターンの位置とガルバノミラーによって調整可能な範囲との関係を説明するための図である。
【図１９】図１９の（ａ）及び（ｂ）は、図３に示したビーム検知器がビームの進行方向に沿ってずれて配置された際の受光パターン上におけるビーム径の関係を説明するための図である。
【図２０】図２０は、図３に示したビーム検知器の調整機構の一例を概略的に示す正面図である。
【図２１】図２１は、図３に示したビーム検知器の調整機構の変形例を概略的に示す正面図である。
【図２２】図２２は、図３に示したビーム検知器の調整機構の変形例を概略的に示す正面図である。
【図２３】図２３は、図３に示したビーム検知器の調整機構の変形例を概略的に示す正面図である。
【図２４】図２４は、図２３に示した調整機構を概略的に示す平面図である。
【符号の説明】
１…スキャナ部
２…プリンタ部
１３…光走査装置
１４…画像形成部
１５…感光体ドラム
１６…帯電チャージャ
１７…現像器
１８…転写チャージャ
３１ａ〜３１ｄ…半導体レーザ発振器
３２ａ〜３２ｄ…レーザドライバ
３３ａ〜３３ｄ…ガルバノミラー
３５…ポリゴンミラー
３８…ビーム検知器
３９ａ〜３９ｄ…ガルバノミラー駆動回路
４０…ビーム検知器出力処理回路
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ａ〜Ｓ８ｂ…受光パターン
５１…主制御部
５２…メモリ
７０…ｆ−θレンズ
１００…調整機構
１０２…第２プレート
１０８…ネジ部
１１０…第１プレート
１１７…ネジ部
１２０…支持プレート
２００…調整機構
２１０…支持プレート
２１２…第１プレート
２１８…ネジ部
２２０…第２プレート
２２８…ネジ部
３００…調整機構
３１０…プレート
３２０…フレーム部
３２５…ネジ部
３２６…ネジ部
４００…調整機構
４１０…可動ステージ
４１１…上台
４１２…下台
４１４…ネジ部
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のレーザビームにより単一の感光体ドラム上を同時に走査して感光体ドラム上に単一の静電潜像を形成するための光走査装置、および、これを用いたデジタル複写機やレーザプリンタなどの画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えば、レーザビームによる走査露光と電子写真プロセスとにより画像形成を行うデジタル複写機が種々開発されている。
【０００３】
そして、最近では、さらに画像形成速度の高速化を図るために、マルチビーム方式、つまり、複数のレーザビームを発生させ、これら複数のレーザビームにより複数ラインずつの同時走査が行われるようにしたデジタル複写機が開発されている。
【０００４】
このようなマルチビーム方式のデジタル複写機においては、レーザビームを発生する複数の半導体レーザ発振器、これら複数のレーザ発振器から出力される各レーザビームを感光体ドラムへ向けて反射し、各レーザビームを感光体ドラム上で走査させるポリゴンミラーなどの多面回転ミラー、および、コリメータレンズやｆ−θレンズなどを主体に構成される、光走査装置としての光学系ユニットを備えている。
【０００５】
ところで、従来の光学系ユニットの構成では、感光体ドラム上（被走査面で複数のビーム相互の位置関係を理想的な位置関係にするのは非常に困難で、これを実現するためには、非常に高い部品精度と組み立て精度が要求され、装置のコストアップの要因となっている。
【０００６】
また、理想の位置関係に組み立てたとしても、温度変化や湿度変化などの環境変化、あるいは、経時変化によってレンズの形状がわずかに変化したり、部品相互の位置関係がわずかに変化するだけで、ビーム相互の位置関係が狂ってしまい、高品質な画像を形成することができなくなる。
【０００７】
従って、このような光学系を実現するためには、これらの環境変化や経時変化に強い構造や部品を用いる必要がある。特に光学系ユニットを構成するレンズについては、環境変化や経時変化に強いガラスレンズが高価であり、装置のコストアップの主因になっている。
【０００８】
ここで、マルチビーム方式の光学系ユニットにおいて、位置ずれしたビームを用いて画像を形成した場合に起こりうる画像不良について、図１５の（ａ）、（ｂ）および図１６の（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
【０００９】
図１５（ａ）には、マルチビーム方式、例えば４つのビームａ〜ｄを用いて画像、例えば「Ｔ」の文字を形成した場合の理想的な画像の例が示されている。
【００１０】
これに対し、ビームの通過位置が、所定の位置からはずれていると、図１５（ｂ）に示すような画像不良が発生する。図１５（ｂ）に示した例は、ビームｂの通過位置が所定位置からはずれ、ビームａとｂの間隔が狭く、ビームｂとｃの間隔が広くなった画像不良の一例である。
【００１１】
図１６（ａ）には、それぞれのビームａ〜ｄの発光タイミングが、正しく制御されていない場合に発生する画像不良の一例が示されている。図１６（ａ）より明らかなように、ビーム相互の発光タイミングが正しく制御されないと、主走査方向の画像形成位置にズレが発生し、縦線が真っ直に形成されない。
【００１２】
また、図１６（ｂ）には、ビームの通過位置とビームの発光タイミングの両方が正しく制御されていない場合に発生する画像不良の一例が示されている。図１６（ｂ）に示したように、この例では、副走査方向の画像不良と、主走査方向の画像不良が同時に起こっている。このように、マルチビームで画像を形成する際には副走査方向のビーム通過位置を所定の間隔になるように制御するとともに、主走査方向の画像形成位置を揃えるために、それぞれのビームの発光タイミングを制御する必要がある。
【００１３】
そこで、ビームの通過位置、及び通過タイミングを検知する検知器、その検知器によりビームの位置を所定の位置に制御するガルバノミラー、及び検知により検知されたビームの通過タイミングに応じてビームの発光タイミングを制御するレーザドライバを用いることでこれらの問題を解決することができ、環境変化や経時変化などによって光学系に変化が生じても、感光体ドラム上の被走査面におけるビームの位置を常に所定の位置に制御することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、検知器を装置本体に組み込む際に発生する組立誤差などにより、検知器の配置位置が、主走査方向、副走査方向、及びデフォーカス方向にそれぞれ正確な理想位置からずれたり、検知器の傾き等が発生する。
【００１５】
このため、検知器を通過するビームの通過位置、及び通過タイミングを正確に検知できず、ビーム通過位置を調整するガルバノミラー、及びビームの発光タイミングを調整するレーザドライバを正しく制御することができなくなるといった問題が生じる。
【００１６】
したがって、環境変化や経時変化により光学系が変化した場合に、これらの光学系を正確に調整することが困難となり、形成される画像の画質を劣化させることとなる。
【００１７】
そこで、この発明の目的は、常に高画質を維持することができる光走査装置及びこの光走査装置を利用した画像形成装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記問題点に基づきなされたもので、画像データに対応した複数のビームを出力する光源と、この光源から出力された複数のビームを被走査面に向けて反射する回転可能に形成された反射面を有し、前記複数のビームにより前記被走査面上を第１の方向に沿って走査させる走査手段と、前記光源から出力された複数のビームを前記被走査面上において前記第１の方向に直交する第２の方向に所定の間隔で配列させる光学系と、前記被走査面に実質的に等しい位置に配設されているとともに、前記第２の方向に並列して配置された一対の受光面が前記複数のビーム間隔に対応して前記第１の方向に沿って複数配列され、前記走査手段により走査された複数のビームに応じて前記被走査面上における各ビームの通過位置に対応した検知信号を出力するビーム通過位置検知手段と、前記第２の方向に沿って所定の間隔で配列された複数の基準ビームを前記ビーム通過位置検知手段に入射させ、前記ビーム通過位置検知手段の一対の受光面から出力される出力信号がそれぞれ等しくなるように前記ビーム通過位置検知手段の配置位置を調整する調整手段と、を有することを特徴とする光走査装置を提供するものである。
【００１９】
また、この発明によれば、複数のビームを出力する光源と、画像データに対応した複数のビームを出力する光源と、この光源から出力された複数のビームを被走査面に向けて反射する回転可能に形成された反射面を有し、前記複数のビームにより前記被走査面上を第１の方向に沿って走査させる走査手段と、前記光源から出力された複数のビームを前記被走査面上において前記第１の方向に直交する第２の方向に所定の間隔で配列させる光学系と、前記非走査面に実質的に等しい位置に配設され、各解像度に応じて前記走査手段により走査された複数のビームの間隔に対応する位置に受光面を有するビーム通過位置検知手段と、前記第２の方向に沿って所定の間隔で配列された複数の基準ビームを前記ビーム通過位置検知手段に入射させ、前記ビーム通過位置検知手段によって検知される各ビームの通過位置の検知結果が前記各ビーム間の所定の間隔に等しくなるように前記ビーム通過位置検知手段の配置位置を調整する調整手段と、を有することを特徴とする光走査装置を提供するものである。
【００２０】
また、この発明によれば、画像データに対応した複数のビームを出力する光源と、この光源から出力された複数のビームを反射する回転可能に形成された反射面を有し、前記複数のビームを第１の方向に沿って走査させる走査手段と、前記走査手段により走査された複数のビームを所定の像面に等速で走査するように結像し、前記走査手段の面倒れを補正する光学手段と、前記所定の像面に配置され、前記光源からのビームに対応する像を保持する像担持体と、前記像担持体に保持された像を現像する現像手段と、前記像担持体表面に実質的に等しい位置に配設されているとともに、前記第１の方向に直交する第２の方向に並列して配置された一対の受光面が前記複数のビーム間隔に対応して前記第１の方向に沿って複数配列され、前記走査手段により走査された複数のビームに応じて前記被走査面上における各ビームの通過位置に対応した検知信号を出力するビーム通過位置検知手段と、前記第２の方向に沿って所定の間隔で配列された複数の基準ビームを前記ビーム通過位置検知手段に入射させ、前記ビーム通過位置検知手段の一対の受光面から出力される出力信号がそれぞれ等しくなるように前記ビーム通過位置検知手段の配置位置を調整する調整手段と、を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２１】
さらに、この発明によれば、画像データに対応した複数のビームを出力する光源と、この光源から出力された複数のビームを反射する回転可能に形成された反射面を有し、前記複数のビームを第１の方向に沿って走査させる走査手段と、前記走査手段により走査された複数のビームを所定の像面に等速で走査するように結像し、前記走査手段の面倒れを補正する光学手段と、前記所定の像面に配置され、前記光源からのビームに対応する像を保持する像担持体と、前記像担持体に保持された像を現像する現像手段と、前記像担持体表面に実質的に等しい位置に配設され、各解像度に応じて前記走査手段により走査された複数のビームの間隔に対応する位置に受光面を有するビーム通過位置検知手段と、前記第２の方向に沿って所定の間隔で配列された複数の基準ビームを前記ビーム通過位置検知手段に入射させ、前記ビーム通過位置検知手段によって検知される各ビームの通過位置の検知結果が前記各ビーム間の所定の間隔に等しくなるように前記ビーム通過位置検知手段の配置位置を調整する調整手段と、を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態に係る光走査装置及びこの光走査装置を利用した画像形成装置ついて図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は、この実施の形態に係る光走査装置が適用される画像形成装置としてデジタル複写機の構造を概略的に示す断面図である。すなわち、このデジタル複写機は、画像読み取り手段としてのスキャナ部１、及び画像形成手段としてのプリンタ部２を有している。また、このディジタル複写機のスキャナ部１の上部には、原稿が載置される透明ガラスによって形成された原稿台７が設けられ、さらに、さらに原稿台７を覆うように開閉自在に設けられた原稿固定カバー８が配置されている。
【００２９】
図１に示すように、スキャナ部１は、図示矢印方向に移動可能な第１キャリジ３及び第２キャリジ４、原稿Ｏからの反射光に所定の光学特性を与える結像レンズ５、及び光源からの反射光が結像され、この反射光に基づいて電気信号としての画像データを出力する光電変換素子６などを有している。
【００３０】
第１キャリッジ３には、周囲に反射板が配置され、効率的に原稿Ｏを照明する光源９、及び光源９によって照明された原稿Ｏから反射される反射光を第２キャリッジ４側に向けて直角方向に折り曲げる第１反射ミラー１０が備えられている。
【００３１】
第２キャリッジ４には、第１反射ミラー１０により折り曲げられた原稿Ｏからの反射光をさらに直角方向に折り曲げる第２反射ミラー１１、及び第２反射ミラー１１により折り曲げられた反射光をさらに直角方向に折り曲げて結像レンズ５に案内する第３反射ミラー１２が備えられている。
【００３２】
また、プリンタ部２は、画像処理部において変換されたディジタル画像信号に対応して変調されたビームを出力する光走査装置１３、および、被画像形成媒体である用紙Ｐ上に原稿画像に対応した画像を形成可能な電子写真方式の画像形成部１４を有している。
【００３３】
すなわち、光走査装置１３は、後に詳述するが、複数の半導体レーザ発振器を有し、同時に複数のレーザビーム（以下、ビームと称する）を画像形成部１４に向けて出力するマルチビーム光学系を備えている。また、この光走査装置１３は、回転可能に設けられ、複数の反射面を有するポリゴンミラー、半導体レーザ発振器から放射されたビームに所定の光学特性を与える複数の光学部材、及びビームを後述する画像形成部１４の感光体ドラム上に案内する光学系を有している。半導体レーザ発振器から放射された複数のビームは、ポリゴンミラーにより主走査方向に反射され、感光体ドラム上にディジタル画像信号に対応した静電潜像が形成される。
【００３４】
また、画像形成部１４は、ディジタル複写機本体の略中央に位置する像担持体としての感光体ドラム１５を有している。感光体ドラム１５の周辺には、その表面を一様に帯電する帯電チャージャ１６、感光体ドラム１５の露光位置Ｘにおいて光走査装置１３から出力された複数のビームによって形成された静電潜像に現像剤を付与して現像剤像を形成する現像器１７、感光体ドラム１５上に形成された現像剤像を用紙Ｐに転写するためのバイアスを印加する転写チャージャ１８、用紙Ｐを感光体ドラム１５から剥離するためのバイアスを印加する剥離チャージャ１９、及び、感光体ドラム１５の表面に残留した現像剤、及び電荷を除去するクリーナ２０などが配設されている。
【００３５】
さらに、ディジタル複写機の底部には、所定枚数の用紙Ｐを収納するとともに、画像形成部１４に向けて給紙する給紙機構が備えられている。すなわち、ディジタル複写機の底部には、所定枚数の用紙Ｐを収納可能な用紙カセット２１が備えられ、この用紙カセット２１から用紙Ｐを１枚ずつ取り出すための給紙ローラ２２及び分離ローラ２３を有している。
【００３６】
給紙ローラ２２及び分離ローラ２３により用紙が搬送される側であって、画像形成部１４の感光体ドラム１５の近傍には、搬送された用紙Ｐの傾きを補正するとともに、感光体ドラム１５上に形成された現像剤像の先端位置と、用紙Ｐの画像転写位置とを整合させるレジストローラ２４が設けられている。
【００３７】
さらに用紙Ｐが搬送される側には、剥離チャージャ１９により感光体ドラム１５から剥離された用紙Ｐを下流側に向けて搬送する用紙搬送機構２５が設けられている。
【００３８】
用紙搬送機構２５の一端側に位置し、用紙Ｐが搬送される下流側には、用紙Ｐ上に転写された現像剤像を加熱するとともに、加圧して用紙Ｐ上に定着させる一対のローラを有する定着器２６が配置されている。
【００３９】
定着器２６の下流側には、定着済みの用紙Ｐをディジタル複写機本体から排出する排紙ローラ２７が配設されている。また、複写機本体の側面には、排紙ローラ２７によって排紙された用紙Ｐを受ける排紙トレイ２８が設けられている。
【００４０】
次に、このディジタル複写機の動作について説明する。
【００４１】
まず、図１に示したスキャナ部１において、原稿画像を読み取る読取動作が実行される。
【００４２】
すなわち、原稿Ｏは、原稿台７上に下向き、かつ原稿台７の短手方向の正面右側に位置するセンタ基準位置に載置される。そして、原稿Ｏは、原稿固定カバー８によって原稿台７上に押さえつけられる。
【００４３】
原稿Ｏは、図示しないコピーボタンがオンされることにより、光源９によって照明される。そして、原稿Ｏによって反射された反射光は、第１反射ミラー１０，第２反射ミラー１１，及び第３反射ミラー１２によってそれぞれ反射され、結像レンズ側に案内される。原稿Ｏからの反射光は、結像レンズ５により光電変換素子６の受光面上に結像される。
【００４４】
この読取動作では、光源９および第１反射ミラー１０を搭載した第１キャリジ３、第２及び第３反射ミラー１１，１２を搭載した第２キャリジ４は、光路長を一定にするように２：１の相対速度で移動するようになっている。第１キャリジ３および第２キャリジ４は、図示しないキャリジ駆動用モータにより、読み取りタイミング信号に同期して図中の右側から左側方向に向けて移動する。
【００４５】
以上のようにして、原稿台７上に載置された原稿Ｏの画像は、スキャナ部１によって１ラインごとに順次読み取られ、光電変換素子６により出力される画像データは、図示しない画像処理部において画像の濃淡を示す８ビットのディジタル画像信号に変換される。
【００４６】
次に、図１に示したプリンタ部２において、スキャナ部１で読み取られた原稿画像に対応した画像を用紙上に形成する画像形成動作が実行される。
【００４７】
すなわち、スキャナ部１で読み取られた原稿画像に対応したディジタル画像信号は、図示しない画像処理部で処理が行われた後、レーザ変調信号に変換され、このレーザ変調信号に基づいて半導体レーザ発振器から複数のビームが出力される。
【００４８】
レーザ発振器から出力される複数のビームは、ポリゴンミラーによって反射され、光学部材、及び光学系を介して光走査装置１３の外部へ出力される。
【００４９】
光走査装置１３から出力された複数のビームは、像担持体としての感光体ドラム１５上の露光位置Ｘの地点に必要な解像度を持つスポットの走査光として結像され、走査露光される。
【００５０】
感光体ドラム１５は、予め図示しない駆動モータにより所定の外周速度で回転駆動され、その表面に対向して設けられている帯電チャージャ１６によって帯電されている。帯電された感光体ドラム１５上の露光位置Ｘの地点に複数のビーム（走査光）がスポット結像されることによって、感光体ドラム１５上には、画像信号に応じた静電潜像が形成される。
【００５１】
感光体ドラム１５上に形成された静電潜像は、現像器１７から供給される現像剤、すなわちトナーにより現像され、トナー像が形成される。
【００５２】
一方で、用紙カセット２１に収容されている用紙Ｐが給紙ローラ２２及び分離ローラ２３により１枚ずつ取り出され、画像形成部１４の感光体ドラム１５に向けて搬送される。そして、用紙Ｐは、レジストローラ２４まで搬送され、用紙Ｐの傾きが補正された後、所定のタイミングで転写位置まで供給される。
【００５３】
トナー像が形成された感光体ドラム１５は、転写位置で搬送された用紙Ｐに当接され、転写チャージャ１８によって所定のバイアスが印加されることにより、用紙Ｐ上にトナー像が転写される。
【００５４】
さらに、剥離チャージャにより、所定のバイアスが印加されることにより、感光体ドラム１５から用紙Ｐが剥離される。
【００５５】
そして、用紙Ｐは、用紙搬送機構２５により下流側に搬送され、定着器２６により用紙Ｐ上に転写されたトナー像が定着される。
【００５６】
そして、トナー像が定着された画像形成済みの用紙Ｐは、排紙ローラ２７により外部の排紙トレイ２８に排紙される。
【００５７】
また、用紙Ｐへのトナー像の転写が終了した感光体ドラム１５は、クリーナ２０によりその表面に残留しているトナー及び電荷が除去され、初期状態に復帰し、次の画像形成の待機状態となる。
【００５８】
以上のプロセス動作を繰り返すことにより、原稿画像の読取動作、及び画像形成動作が連続的に行われる。
【００５９】
次に、光走査装置１３について詳細に説明する。
【００６０】
図２は、光走査装置１３の概略的な構成、及び感光体ドラム１５の位置関係を示した図である。
【００６１】
光走査装置１３は、複数、例えば４つの半導体レーザ発振器３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを有し、それぞれのレーザ発振器３１ａ〜３１ｄから放射されるビームａ〜ビームｄが、同時に１走査ラインずつの画像形成を行うことで、ポリゴンミラーの回転数を極端に上げることなく、高速の画像形成を可能としている。
【００６２】
また、この光走査装置１３は、複数の反射面を有するとともに、回転可能に設けられたポリゴンミラー３５、及びこのポリゴンミラー３５を回転させるポリゴンモータ３６を有している。このポリゴンミラー３５は、ポリゴンモータ３６により一定速度で回転され、レーザ発振器３１ａ〜３１ｄから放射された複数のビームａ〜ｄを主走査方向に案内するものである。
【００６３】
レーザ発振器３１ａ〜３１ｄとポリゴンミラー３５との間には、各レーザ発振器から放射された複数のビームａ〜ｄを合成してポリゴンミラー３５まで案内する光学系が配置されている。
【００６４】
この光学系は、レーザ発振器から放射されたビームに所定の光学特性を付与する図示しないコリメータレンズや、有限焦点レンズを含んでいる。また、この光学系は、所定の光学特性を付与されたビームを所定の方向に反射するために、図示しないモータにより微小にビーム反射角を制御して、副走査方向のビーム相互間の位置関係を調整可能な複数のガルバノミラー３３ａ〜３３ｄ、及び各ガルバノミラーによって反射された複数のビームａ〜ｄをポリゴンミラー３５の反射面上で合成するためのハーフミラー３４ａ〜３４ｃを有している。
【００６５】
さらに、ポリゴンミラー３５と感光体ドラム１５との間には、ポリゴンミラー３５によって反射された複数のビームａ〜ｄに対してｆ−θ特性を付与するｆ−θレンズ７０が配置されている。このｆ−θレンズ７０は、ポリゴンミラー３５で反射された複数のビームａ〜ｄを一定速度で感光体ドラム１５上、及び後述するビーム検知器の受光面を走査させるものである。
【００６６】
光走査装置１３において、感光体ドラム１５が配置されている位置に実質的に等しい位置には、複数のビームａ〜ｄの通過タイミング、及びビームの通過位置を検知するビーム検知器３８が配置されている。
【００６７】
ビーム検知器３８は、図３に示すように、検知部としての複数の受光面を有し、これらの受光面は、それぞれ受光パターンＳ１，Ｓ２及びＳ３ａ〜Ｓ８ｂによって形成されている。
【００６８】
すなわち、受光パターンＳ１，Ｓ２は、副走査方向に延出された縦長状に形成されていて、主走査方向に所定間隔をおいて平行に配設されている。受光パターンＳ１は、ポリゴンミラーから反射された４つのビームａ〜ｄの通過タイミングを検知するための受光パターンであり、ビームが通過すると電気信号を出力する。受光パターンＳ２は、回路動作のタイミングを取るタイミング信号を得るための受光パターンであり、ビームが通過すると電気信号を出力する。
【００６９】
受光パターンＳ３ａ〜Ｓ８ｂは、４つのビームａ〜ｄの通過位置を検知するための受光パターンであり、副走査方向に並列に配設されたＳ３ａとＳ３ｂ、Ｓ４ａとＳ４ｂ、Ｓ５ａとＳ５ｂ、Ｓ６ａとＳ６ｂ、Ｓ７ａとＳ７ｂ、Ｓ８ａとＳ８ｂ、でそれぞれペアを組み、これら６つのペアがそれぞれ受光パターンＳ１とＳ２との間に図３に示した状態で配列されている。
【００７０】
この実施の形態の場合、ディジタル複写装置は、例えば、４００ＤＰＩの解像度、すなわちビームスポットの中心の間隔が６３．５μｍの場合と、６００ＤＰＩの解像度、すなわちビームスポットの中心の間隔が４２．３μｍの場合でそれぞれ記録可能なよう構成されている。
【００７１】
このうち、６００ＤＰＩの解像度に対応する受光パターンは、Ｓ３ａとＳ３ｂ、Ｓ４ａとＳ４ｂ、Ｓ６ａとＳ６ｂ、Ｓ７ａとＳ７ｂのペアである。そして、Ｓ３ａ及びＳ３ｂと、Ｓ４ａ及びＳ４ｂとの副走査方向の間隔は、図３に示すように、Ｐ２、すなわち６００ＤＰＩの解像度に対応して４２．３μｍに設定されている。また、Ｓ４ａ及びＳ４ｂと、Ｓ６ａ及びＳ６ｂとの間隔、及び、Ｓ６ａ及びＳ６ｂと、Ｓ７ａとＳ７ｂとの間隔も、同様にしてＰ２（４２．３μｍ）に設定されている。
【００７２】
そして、これらの受光パターンのペアを用いて、例えば、レーザ発振器３１ａからのビームａの通過位置を受光パターンＳ３ａ及びＳ３ｂからの各出力比較で検知するものである。また、同様に、レーザ発振器３１ｂからのビームｂの通過位置を受光パターンＳ４ａ及びＳ４ｂからの各出力比較で、レーザ発振器３１ｃからのビームｃの通過位置を受光パターンＳ６ａ及びＳ６ｂからの各出力比較で、レーザ発振器３１ｄからのビームｄの通過位置を受光パターンＳ７ａ及びＳ７ｂからの各出力比較でそれぞれ検知することができる。
【００７３】
すなわち、それぞれの受光パターンの各出力がバランスしていれば、受光パターン間の中心をビームが通過しているということになり、各ビームが所定の位置を通過し、それぞれのビーム間が所定の間隔（この場合、４２．３μｍ）に保たれていることが分かる。
【００７４】
また、４００ＤＰＩの解像度に対応する受光パターンは、Ｓ３ａとＳ３ｂ、Ｓ５ａとＳ５ｂ、Ｓ７ａとＳ７ｂ、Ｓ８ａとＳ８ｂのペアである。そして、Ｓ３ａ及びＳ３ｂと、Ｓ５ａ及びＳ５ｂとの副走査方向の間隔は、図３に示すように、Ｐ３、すなわち４００ＤＰＩの解像度に対応して６３．５μｍに設定されている。また、Ｓ５ａ及びＳ５ｂと、Ｓ７ａ及びＳ７ｂとの間隔、及び、Ｓ７ａ及びＳ７ｂと、Ｓ８ａ及びＳ８ｂとの間隔も、同様にしてＰ３（６３．５μｍ）に設定されている。
【００７５】
なお、通過位置の検知原理とビーム相互の間隔の確認については、上述した６００ＤＰＩの解像度の場合と同じである。
【００７６】
受光パターンＳ３ａとＳ３ｂ、及びＳ７ａとＳ７ｂは、４００ＤＰＩと６００ＤＰＩの両方の解像度に対応する受光パターンである。このように、受光パターンの一部を両方の解像度で兼用することで、受光パターンの増加を最小限に抑えることができる。
【００７７】
図２に示した光走査装置において、レーザ発振器３１ａから出力されたビームａは、図示しないコリメータレンズあるいは有限焦点レンズを通過した後、ガルバノミラー３３ａに入射する。ガルバノミラー３３ａで反射されたビームａは、ハーフミラー３４ａ、及びハーフミラー３４ｂを通過し、ポリゴンミラー３５に入射する。
【００７８】
レーザ発振器３１ｂから出力されたビームｂは、図示しないコリメータレンズあるいは有限焦点レンズを通過した後、ガルバノミラー３３ｂで反射され、さらにハーフミラー３４ａで反射される。ハーフミラー３４ａからの反射ビームｂは、ハーフミラー３４ｂを通過し、ポリゴンミラー３５に入射する。
【００７９】
レーザ発振器３１ｃから出力されたビームｃは、図示しないコリメータレンズあるいは有限焦点レンズを通過した後、ガルバノミラー３３ｃで反射され、さらにハーフミラー３４ｃを通過した後、ハーフミラー３４ｂで反射され、ポリゴンミラー３５に入射する。
【００８０】
レーザ発振器３１ｄから出力されたビームｄは、図示しないコリメータレンズあるいは有限焦点レンズを通過した後、ガルバノミラー３３ｄで反射され、さらにハーフミラー３４ｃで反射された後、ハーフミラー３４ｂで反射され、ポリゴンミラー３５に入射する。
【００８１】
このようにして、別々のレーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄから出力された各ビームａ〜ｄは、ハーフミラー３４ａ，３４ｂ，３４ｃによって合成され、４つのビームａ〜ｄがポリゴンミラー３５の方向に進むことになる。
【００８２】
ポリゴンミラー３５は、ポリゴンモータ３６によって一定速度で回転されている。これにより、ポリゴンミラー３５に入射した４つのビームａ〜ｄは、ポリゴンモータ３６の回転数で定まる角速度で、一定方向に走査されることになる。ポリゴンミラー３５によって走査されたビームａ〜ｄは、ｆ−θレンズ７０のｆ−θ特性により、一定速度でビーム検知器３８の受光面、及び、感光体ドラム１５上を走査することになる。
【００８３】
したがって、４つのビームａ〜ｄは、同時に感光体ドラム１５上を走査することができ、従来のシングルビームの場合に比べ、ポリゴンミラー３５の回転数が同じである場合、４倍の速度で画像を形成することが可能となる。
【００８４】
図４に示すように、レーザ発振器３１ａ〜３１ｄは、それぞれ独立に発光パワー及び発光タイミングを制御するためのレーザドライバ３２ａ〜３２ｄに接続されている。
【００８５】
また、ガルバノミラー３３ａ〜３３ｄは、副走査方向のビーム相互間の位置関係を制御するために、それぞれガルバノミラー駆動回路３９ａ〜３９ｄに接続されている。
【００８６】
ポリゴンモータ３６は、ポリゴンミラー３５を所定の回転数で一定に回転させるためのポリゴンモータドライバ３７に接続されている。
【００８７】
ビーム検知器３８は、出力した電気信号に基づいて、レーザドライバ３２ａ〜３２ｄ、及びガルバノミラー駆動回路３９ａ〜３９ｄのそれぞれの駆動を制御する信号を生成するビーム検知器出力処理回路４０に接続されている。
【００８８】
ビーム検知器３８によって出力された電気信号は、ビーム検知器出力処理回路４０に出力される。ビーム検知器出力処理回路４０では、この電気信号に基づいて、４つのビームａ〜ｄの通過位置と通過タイミングを検知することができる。
そして、このビーム検知器出力処理回路４０は、４つのビームａ〜ｄの通過タイミングを整合するために、レーザドライバ３２ａ〜３２ｄに対して半導体レーザ発振器３１ａ〜３１ｄから放射されるそれぞれのビームの発光タイミング、及び発光強度を制御する制御信号を出力する。
【００８９】
また、ビーム検知器出力処理回路４０は、４つのビームａ〜ｄの副走査方向の通過位置を整合するために、ガルバノミラー駆動回路３９ａ〜３９ｄに対してガルバノミラー３３ａ〜３３ｄを制御する制御信号を出力する。
【００９０】
次に、この実施の形態に係るディジタル複写装置の制御系について説明する。図５は、ディジタル複写装置における主にマルチビーム学系の制御を主体にした制御系を示している。
【００９１】
すなわち、ディジタル複写装置は、全体的な制御を司る主制御部５１を有している。この主制御部５１には、メモリ５２、コントロールパネル５３、外部通信インタフェイス（Ｉ／Ｆ）５４、レーザドライバ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ、ポリゴンモータドライバ３７、ガルバノミラー駆動回路３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ、ビーム検知器出力処理回路４０、同期回路５５、及び、画像データインタフェイス（Ｉ／Ｆ）５６が接続されている。
【００９２】
メモリ５２は、装置を動作させるための制御データ等が記憶されている読み出し専用メモリ、コントロールパネル５３を介して入力された複写条件などが一時的に記憶されるランダムアクセスメモリ、及び装置が組み立てられる際に入力される調整データ等が記憶される不揮発性メモリを含んでいる。
【００９３】
このメモリ５２には、制御に必要なデータ、例えば、各ガルバノミラー３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの制御量や、ビームの到来順序などが記憶され、装置の立ち上げの後、即座に光走査装置１３を画像形成が可能な状態にすることができる。
【００９４】
コントロールパネル５３は、複写動作の起動や、枚数設定などを行うマンマシンインタフェイスである。
【００９５】
同期回路５５には、非画像領域で各レーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを強制的に発光動作させ、各ビームのパワーを制御するためのサンプルタイマや、各ビームの画像形成タイミングを取るために、ビームの順にしたがってビーム検知器３８上でそれぞれのレーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを発光動作させる論理回路などが含まれている。
【００９６】
また、同期回路５５には、画像データＩ／Ｆ５６を介して画像処理部５７およびページメモリ５８が接続されている。
【００９７】
画像処理部５７にはスキャナ部１が接続され、スキャナ部１によって読み取られた原稿画像の画像データが画像処理部５７において所定の画像処理が施され、画像データＩ／Ｆ５６を介して同期回路５５に出力される。
【００９８】
ページメモリ５８には外部インタフェイス（Ｉ／Ｆ）５６が接続され、外部Ｉ／Ｆ５６を介して入力された画像データが画像データＩ／Ｆ５６を介して同期回路５５に出力される。
【００９９】
ガルバノミラー駆動回路３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄは、主制御部５１からの指示値にしたがってガルバノミラー３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを駆動する回路である。したがって、主制御部５１は、ガルバノミラー駆動回路３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄを介して、ガルバノミラー３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの各角度を自由に制御することができる。
【０１００】
ポリゴンモータドライバ３７は、先に述べた４つのビームａ〜ｄを走査するポリゴンミラー３５を回転させるためのモータ３６を駆動するドライバである。主制御部５１は、このポリゴンモータドライバ３７に対し、回転開始、及び回転停止と、回転数の切り換えを制御することができる。回転数の切り換えは、ビーム検知器３８でビームの通過位置を確認する際に、所定の回転速度よりも回転数を落とすときや、解像度を切り換える際に用いる。
【０１０１】
レーザドライバ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、先に説明した同期回路５５からのビームの走査に同期したレーザ変調信号にしたがって各レーザ光ａ〜ｄを発光させる以外に、主制御部５１からの強制発光信号により、画像データとは無関係に強制的にレーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを発光動作させる機能を持っている。
【０１０２】
また、主制御部５１は、それぞれのレーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが発光動作するパワーを、各レーザドライバ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄに対して設定することができる。発光パワーの設定は、記録する画像の解像度の違いや、ビームの通過位置検知などに応じて変更される。
【０１０３】
ここで、画像を形成する際の画像データの流れを簡単に説明すると、以下のような流れとなる。
【０１０４】
まず、複写動作の場合は、先に説明したように、原稿台７上にセットされた原稿Ｏの画像は、スキャナ部１で読み取られ、画像処理部５７へ送られる。画像処理部５７は、スキャナ部１からの画像信号に対し、例えば、周知のシェーディング補正、各種フィルタリング処理、階調処理、ガンマ補正などを施した後、デジタル化する。
【０１０５】
画像処理部５７からの画像データは、画像データＩ／Ｆ５６へと送られる。画像データＩ／Ｆ５６は、４つのレーザドライバ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄへ画像データを振り分ける役割を果たしている。同期回路５５は、各ビームａ〜ｄのビーム検知器３８上を通過するタイミングに同期したクロックを発生し、このクロックに同期して、画像データＩ／Ｆ５６から各レーザドライバ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄへ、画像データをレーザ変調信号として送出する。
【０１０６】
このようにして、各ビームａ〜ｄの走査と同期を取りながら画像データを転送することで、主走査方向に同期がとれた（正しい位置への）画像形成が行われる。
【０１０７】
クロックは、同期回路５５内に記録する画像の解像度に応じて複数用意されており、コントロールパネル５３からの指示や、外部Ｉ／Ｆ５９を介して外部から入力される指示によって所定の周期のものが選択されるようになっている。
【０１０８】
また、このデジタル複写機は、複写動作のみでなく、ページメモリ５８に接続された外部Ｉ／Ｆ５９を介して外部から入力される画像データに基づいて画像形成可能な構成となっている。
【０１０９】
このような場合には、画像の解像度を、外部Ｉ／Ｆ５９に合わせる必要がある。コントロールパネル５３は、このような場合に解像度の指定を行うことができる。なお、外部Ｉ／Ｆ５９から入力される画像データは、一旦ページメモリ５８に格納された後、画像データＩ／Ｆ５６を介して同期回路５５へ送られる。
【０１１０】
また、このデジタル複写機が、例えば、ネットワークなどを介して外部から制御される場合には、外部通信Ｉ／Ｆ５４がコントロールパネル５３の役割を果たすこととなる。
【０１１１】
次に、ビームの通過（走査）位置制御について詳細に説明する。
【０１１２】
図６は、ビームの通過（走査）位置制御を説明するための図であり、図５のブロック図のうち、１つのビーム制御に着目し、その制御に関連する部分を抜き出して示したものである。
【０１１３】
先に説明したように、ビームの通過位置は、ビーム検知器３８において、ペアになっている受光パターンの出力比較によって検知される。この図６では、ビームの通過位置を検知するペアの任意の受光パターンをＳ＊ａとＳ＊ｂとしている。この２つの受光パターンＳ＊ａ，Ｓ＊ｂの各出力は、ビーム検知器出力処理回路４０内に設けられている差動増幅器６１に入力されて、２つの出力差が増幅される。
【０１１４】
差動増幅器６１からの出力は、積分器６２によって積分された後、Ａ／Ｄ変換器６３に送られる。
【０１１５】
Ａ／Ｄ変換器６３は、積分器６２からの出力信号を例えば００Ｈ〜ＦＦＨのデジタル信号に変換する。
【０１１６】
すなわち、回転するポリゴンミラー３５によって走査されるビームがビーム検知器３８の受光パターンＳ１に入射すると、受光パターンＳ１は、積分器６２に対し、リセット信号（ＲＥＳＥＴ）を出力する。積分器６２は、このリセット信号により前回の積分情報をクリアし、新たに積分動作を開始する。
【０１１７】
積分器６２には、差動増幅器６１の出力が入力されており、積分器６２は、ビームが受光パターンＳ＊ａ，Ｓ＊ｂを通過する際の差動増幅６１の出力を積分する。ここでの積分器６２の役割は、ビームがビーム検知器３８上を通過する間の受光パターンの出力を全て取り込み、積分することにより、Ｓ／Ｎのよい安定した出力を得るためのものである。
【０１１８】
以下、積分器６２の動作を説明する。図７の（ａ）〜（ｃ）は、ビームの通過位置とビーム検知器３８の受光パターンＳ＊ａ，Ｓ＊ｂの出力、差動増幅器６１の出力、積分器６２の出力の関係を示したものである。
【０１１９】
図７の（ａ）は、ビームが受光パターンＳ＊ａ，Ｓ＊ｂの中央を通過した場合の例である。この場合、理想的には、受光パターンＳ＊ａ，Ｓ＊ｂの出力波形は全く同じで、差動増幅器６１の出力も常に「０」になるはずである。しかし、実際には、受光パターンＳ＊ａ，Ｓ＊ｂの出力には若干のノイズが乗っており、そのため、差動増幅器６１の出力は「０」ではなく、ノイズの乗った出力となってしまう。
【０１２０】
積分器６２がない場合には、このノイズの乗った出力のある瞬間の値をＡ／Ｄ変換し、ビームの通過位置情報として用いることになり、正しい制御が行えない。しかし、差動増幅器６１の出力を積分器６２によって積分すると、図７の（ａ）に示すようにノイズ成分の除去された信号を得ることができる。
【０１２１】
図７の（ｂ）は、ビームの通過位置が受光パターンＳ＊ａ側に偏っている場合の例である。図７の（ａ）の場合に比べ、受光パターンＳ＊ａの出力が大きくなり受光パターンＳ＊ｂの出力が小さくなる。したがって、差動増幅器６１の出力は、正の電圧を出力し、ビームの通過位置が受光パターンＳ＊ａ側に偏っていることを示す。
【０１２２】
しかし、図７の（ａ）の場合と同様に、この出力にはノイズ成分が重畳しており、正確な位置を割り出すのは困難である。この場合も、積分器６２で積分することにより、ノイズのない良好な信号を得ることができる。
【０１２３】
図７の（ｃ）は、ビームの走査方向に対し、受光パターンＳ＊ａ，Ｓ＊ｂが傾いている場合の例である。図では、動作を説明しやすいように傾きを急にしてあるが、実際には、黙視では分からない程度の傾きが存在する場合がある。この図の場合、ポリゴンミラー３５の走査により、ビームは受光パターンＳ＊ａ，Ｓ＊ｂに対して斜めに入射する。
【０１２４】
したがって、図に示すように、受光パターンＳ＊ａの出力は、ビームの通過と共に徐々に大きくなる。また、受光パターンＳ＊ｂの出力は、逆にビームの通過と共に徐々に小さくなる。
【０１２５】
このような信号の差分を増幅した差動増幅器６１からの出力は、図に示すようにマイナスとプラスの振幅を持つ信号となる。実際には、さらにノイズ成分が重畳する。このような信号のある瞬間を捕らえてＡ／Ｄ変換し、ビームの通過位置情報として用いたのでは明らかに正しい制御は行えない。
【０１２６】
この場合も、積分器６２で差分増幅器６１の出力を積分することにより、図７の（ｃ）に示すように、平均的なビームの通過位置が得られる。この図の例の場合、ビームは平均的に受光パターンＳ＊ａ，Ｓ＊ｂのほぼ中央を通過しているので、積分器６２の出力はほぼ「０」となる。
【０１２７】
Ａ／Ｄ変換器６３には、受光パターンＳ２の出力が入力されており、積分器６２から出力される信号は、ビームが受光パターンＳ２を通過するタイミングでＡ／Ｄ変換が開始され、Ａ／Ｄ変換が終了すると、Ａ／Ｄ変換器６３から終了信号（ＥＮＤ）が主制御部（ＣＰＵ）５１に出力される。主制御部５１は、この終了信号を割込み信号（ＩＮＴ）として取扱い、新たなビーム通過位置情報が入力されたことを認識し、その処理を行う。
【０１２８】
このようにして得られたビーム通過位置情報に基づいて、主制御部５１では、ガルバノミラー３３の制御量が演算される。その演算結果は、必要に応じてメモリ５２に記憶される。主制御部５１は、この演算結果をガルバノミラー駆動回路３９へ送出する。
【０１２９】
ガルバノミラー駆動回路３９には、図５に示したように、このデータを保持するためのラッチ６４が設けられており、主制御部５１が一旦データを書き込むと次にデータを更新するまでは、その値を保持するようになっている。
【０１３０】
ラッチ６４に保持されているデータは、Ｄ／Ａ変換器６５によりアナログ信号（電圧）に変換され、ガルバノミラー３３を駆動するためのドライバ回路６６に入力される。ドライバ回路６６は、Ｄ／Ａ変換器６５から入力されたアナログ信号（電圧）にしたがってガルバノミラー３３を駆動制御する。
【０１３１】
このようにして、ビーム検知器３８でビームの通過位置を検知し、その情報に基づいて、主制御部５１がガルバノミラー３３の制御量を演算し、その演算結果に基づいてガルバノミラー３３を駆動することで、それぞれのビームの通過位置を制御することが可能になる。
【０１３２】
なお、ビームの通過位置は、多くの場合、ポリゴンミラー３５の面倒れによって、ポリゴンミラー３５の面ごとに少しずつ異なっている場合が多く、その影響を除去するために、このようなビーム通過情報の取得および演算は、光学系のポリゴンミラー３５の面数と同等な回数、あるいは、その複数倍回行い、その平均値に基づいてガルバノミラー３３を制御することが望ましい。
【０１３３】
図８は、ビームの通過位置とＡ／Ｄ変換器６３の出力との関係を示したグラフである。グラフの横軸は、ビームの通過位置を示すもので、受光パターンＳ＊ａ，Ｓ＊ｂに対する通過位置を模擬的に図示してある。すなわち、横軸の中央はビームの通過位置が先に説明したペアの受光パターンＳ＊ａ，Ｓ＊ｂ間の中央であることを示し、横軸の左側はビームの通過位置が受光パターンＳ＊ｂ側であることを示す。逆に、横軸の右側はビームの通過位置が受光パターンＳ＊ａ側であることを示す。
【０１３４】
破線で示したグラフＡは、ビームのパワー、ポリゴンミラー３５の回転数、差動増幅器６１の増幅率をある値に設定した場合のビームの通過位置に対するＡ／Ｄ変換器６３の出力値を示している。このような条件下では、ビームの通過位置が理想の位置（ペアの受光パターンの中央）からＳ＊ａ側、Ｓ＊ｂ側共に１００μｍ程度の範囲でＡ／Ｄ変換器６３の出力値が変化する。この変化は、ビームの通過位置が理想の位置付近においては、ほぼ線形（リニア）であるが、中央からはずれるにしたがって線形性が崩れていく。
【０１３５】
これは、ビームの形状が楕円もしくは円に近い形をしており、受光パターンを横切る面積の変化が、中央部からずれるにしたがって少なくなるからである。また、もう１つの原因としては、ビームのエネルギ分布が、通常はガウシャン分布しており、ビームの中央のエネルギが最も高く、周辺ほどエネルギレベルが低く、ビームの中心からの距離に対し、エネルギの変化率が周辺ほど小さいからである。
【０１３６】
これに対して実線で示したグラフＢは、上記の条件に対し、ビームのパワーをアップさせたり、ポリゴンミラー３５の回転数を落したり、差動増幅器６１の増幅率を上げた場合のグラフで、傾きはグラフＡに比べて急峻で、理想の通過位置に対して±１０μｍの範囲では、ほぼ直線となっている。これは、例えばビームのパワーを上げた場合には、ビーム検知器３８の出力がアップし、同じ理想の位置からのずれに対しても、差動増幅器６１の出力が大きく揺れるからである。
【０１３７】
ポリゴンミラー３５の回転数を落した場合には、ビームが受光パターンを露光する時間が増えるため、ビーム検知器３８の出力がアップし、同様の現象が起こる。また、差動増幅器６１の増幅率を上げた場合には、ビーム検知器３８の出力自体は変わらないものの、結果的には同様の現象として表われる。
【０１３８】
このような特性を、ビームの通過位置検知に以下のように利用することができる。つまり、大ざっぱな制御を行いたい場合には、図８の破線で示した特性Ａを選択し、精密な制御を行いたい場合には、図８の実線で示した特性Ｂを選択すればよい。
【０１３９】
すなわち、例えば、本複写機の電源投入時のイニシャル動作時のように、ビームの通過位置がどのあたりかが全く分からない状態から、ビームの通過位置を制御したいような場合には、図８のグラフの破線の特性Ａとなるような条件でビームのパワー、ポリゴンミラー３５の回転数、差動増幅器６１の増幅率を設定することで効率よく、本体のビームの通過位置が制御できる。
【０１４０】
すなわち、このような条件下では、ビームの通過位置が理想の位置から±１００μｍの範囲でＡ／Ｄ変換値に変化があるわけであるから、例えば、主制御部５１は、ビームの通過位置を１００μｍ程度の単位で変化させていけば、ビームの通過位置が理想の位置から±１００μｍの範囲に入れるのは容易である。ガルバノミラー３３の可動範囲が像面上のビームの通過位置の変化に換算して例えば、２ｍｍ位あるとすれば、このような範囲にビームの通過位置を入れることは、最悪でも２０回のビームの通過位置変更で可能となる。
【０１４１】
このようにして、例えば、ビームの通過位置が理想から±１００μｍの範囲に入れば、そのときのＡ／Ｄ変換値からおおよそのビーム通過位置が推定でき、この値を基にガルバノミラー３３を制御すれば、やや精度が落ちるが、ビームの通過位置を素早く制御できる。ここで「おおよそ」というのは、先に述べたように、図８の破線の特性Ａがリニアでなく、その傾きが緩やかであるからである。
【０１４２】
一方、図８のグラフの実線で示したような特性Ｂでは、より精密なビーム通過位置の制御が可能となる。この図８の実線の特性Ｂの例では、ビームの通過位置が理想の位置から±１０μｍの範囲でＡ／Ｄ変換値に００ＨからＦＦＨまでの変化があり、その変化がほぼリニアであるわけであるから、単純計算では、主制御部５１は、ビームの通過位置を０．０８μｍ程度の精度で検知できることになる。
【０１４３】
したがって、上で述べたようなビームの位置制御を行った後、ビームのパワー、ポリゴンミラー３５の回転数、差動増幅器６１の増幅率のいずれか、あるいは、全てを変更することで、このように検知精度をアップさせ、ガルバノミラー３３を制御することで、より正確なビームの通過位置を制御することができる。
【０１４４】
次に、ガルバノミラー３３の制御特性について説明する。
【０１４５】
図９の（ａ）及び（ｂ）は、ガルバノミラー駆動回路３９に与えるデータと、ビーム検知器３８上（つまり、実質的に感光体ドラム１５上）でのビーム通過位置との関係を示している。図６に示したように、ガルバノミラー駆動回路３９のＤ／Ａ変換器６５は１６ビットの入力である。
【０１４６】
図９の（ａ）は、この１６ビットデータの上位８ビット入力に対するビーム通過位置の変化の様子を示したものである。図に示すように、ビームの通過位置は、データ００Ｈ〜ＦＦＨに対し２０００μｍ（２ｍｍ）移動する。図に示すように、００Ｈ付近とＦＦＨ付近の入力に対しては、ガルバノミラー３３の応答範囲を超えており、ビームの通過位置は変化しない。
【０１４７】
しかし、入力がおおよそ１８ＨからＥ８Ｈの範囲では、ほぼ入力に対してビームの通過位置はリニアに変化しており、その割合は１ＬＳＢ当たり約１０μｍの距離に相当する。
【０１４８】
図９の（ｂ）は、ガルバノミラー駆動回路３９のＤ／Ａ変換器６５の下位８ビット入力に対するビーム通過位置の変化の様子を示したものである。ただし、この図は上位８ビットの入力として、上述したビームの通過位置がリニアに変化する範囲の値が入力されている場合の下位８ビットの入力に対するビームの通過位置の変化を表している。図から明らかなように、下位８ビットに対しては、００ＨからＦＦＨまで約１０μｍ、ビームの通過位置が変化し、１ＬＳＢ当たりでは０．０４μｍの変化となる。
【０１４９】
このようにして、主制御部５１は、ガルバノミラー駆動回路３９に対して、１６ビットのデータを与えることで、ビーム検知器３８上、すなわち、感光体ドラム１５上のビーム通過位置を分解能が約０．０４μｍで、約２０００μｍ（２ｍｍ）の範囲で移動させることができる。
【０１５０】
次に、プリンタ部２の電源投入時における概略的な動作について、図１０に示すフローチャートを参照して説明する。なお、スキャナ部１の動作については省略する。
【０１５１】
本複写機の電源が投入されると、主制御部５１は、定着器２６内の定着ローラを回転させるとともに、定着器２６の加熱制御を開始する（Ｓ１，Ｓ２）。
【０１５２】
続いて、副走査方向のビーム通過位置制御ルーチンを実行し、ビームの通過位置を所定の位置になるよう制御する（Ｓ３）。
【０１５３】
ビームの通過位置が正しく制御されると、主走査方向の同期引き込みを実行し、同時に各ビームが所望のパワーで発光するように、ＡＰＣ（オートパワーコントロール）制御がハード的に実行される（Ｓ４）。
【０１５４】
続いて、感光体ドラム１５を回転させ、感光体ドラム１５の表面などの条件を一定にするなどのプロセス関連の初期化を実行する（Ｓ５）。
【０１５５】
このように、一連の初期化を実行した後は、定着器２６の温度が所定の温度に上昇するまで、定着ローラを回転し続け、待機状態となる（Ｓ６）。
【０１５６】
定着器２６の温度が所定の温度まで上昇すると、定着ローラの回転を停止し（Ｓ７）、複写指令待ち状態となる（Ｓ８）。
【０１５７】
主制御部５１は、コントロールパネル５３から複写（プリント）指令を受信すると、複写動作を実行し（Ｓ９）、複写動作が終了すると、再び複写指令待ち状態となる（Ｓ８）。
【０１５８】
また、複写指令待ちの状態（Ｓ８）で、ビーム通過位置制御ルーチンを実行後、例えば、３０分が経過すると（Ｓ１０）、自動的にビーム通過位置制御ルーチンを再び実行する（Ｓ１１）。
【０１５９】
これが終了すると、再び複写指令待ち状態になる（Ｓ８）。
【０１６０】
次に、図１０のステップＳ３，Ｓ１１におけるビーム通過位置制御ルーチンについて、図１１ないし図１４に示すフローチャートを参照して説明する。
【０１６１】
主制御部５１は、メモリ５２から最新のガルバノミラー駆動値を読み出し、その値に基づいてガルバノミラー３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄをそれぞれ駆動する（Ｓ２１）。次に、主制御部５１は、おおよそのビームの通過位置をつかむため、図８の破線で示した特性Ａ（ビームの通過位置とＡ／Ｄ変換値との関係）を得るためにポリゴンモータ３６を高速で回転させ（Ｓ２２）、差動増幅器６１の増幅率を低めに設定し（Ｓ２３）、レーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ３１ｄの各発光パワーを低めに設定する（Ｓ２４）。
【０１６２】
この時のポリゴンモータ３６の回転数、レーザ発振器３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの発光パワーは、例えば６００ＤＰＩで画像を形成する場合の条件と同じである。
【０１６３】
このような設定にすることで、先に説明したように、目標のビーム通過位置に対して±１００μｍの範囲でＡ／Ｄ変換値が変化し、おおよそのビーム通過位置を検知することができる。
【０１６４】
この状態で、まず、レーザ発振器３１ａを強制的に発光動作させ（Ｓ２５）、そのビームａの通過位置をポリゴンミラー３５の面数の整数倍回計測し、その平均値を演算してビームａの通過位置とする（Ｓ２６）。
【０１６５】
本例の場合、ポリゴンミラー３５は、図２に示すように８面であるので、例えば、連続する１６回の通過位置情報を取り込んで平均化し、ビームａの通過位置としている。ここで、ポリゴンミラー３５の面数の整数倍回データを取得して平均化するのは、ポリゴンミラー３５の１回転の周期で表れる面ぶれ成分や軸ぶれ成分を除去し、平均的なビームの通過位置を求めるためである。
【０１６６】
このようにして得たビーム通過位置情報を基に、ビームａの平均的な通過位置が目標の±１０μｍの範囲に入っているかを判定する（Ｓ２７）。この判定の結果、ビームａの平均的な通過位置が目標の±１０μｍの範囲に入っていない場合には、ガルバノミラー３３ａの位置をガルバノミラー駆動回路３９ａに対する１６ビットの制御信号のうち上位８ビットを用いて、この範囲に入るよう制御（粗調整）し（Ｓ２８）、再度ビット光ａの通過位置を計測する（Ｓ２６）。
【０１６７】
ステップＳ２７において、目標の通過位置に対して±１０μｍの範囲に入っている場合には、レーザ発振器３１ａの強制発光を解除し、次にレーザ発振器３１ｂを強制的に発光動作させる（Ｓ２９）。
【０１６８】
以下、ビームｂについてもビームａの場合と同様に、ビームｂの平均的な通過位置を計測、演算し、その結果に応じて、ガルバノミラー３３ｂを制御することで、目標の通過位置に対して±１０μｍの範囲に制御する（Ｓ３０〜Ｓ３２）。以下、同様に、ビームｃ、ビームｄの通過位置についても制御され、目標の通過位置に対して±１０μｍの範囲に制御される（Ｓ３３〜Ｓ４１）。
【０１６９】
このようにして、４つのビームａ，ｂ，ｃ，ｄの通過位置がそれぞれの目標に対して±１０μｍの範囲に制御（粗調整）される。
【０１７０】
次に、主制御部５１は、ビームの通過位置の検知精度を上げ、より正確なビームの通過位置制御を行う。
【０１７１】
すなわち、ポリゴンモータ３６の回転速度を低下させ（Ｓ４２）、差動増幅器６１の増幅率を高めに設定し（Ｓ４３）、レーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ３１ｄの各発光パワーを画像形成時よりも高めに設定することにより（Ｓ４４）ビームの通過位置検知精度を図８に示す実線の特性Ｂとする。
【０１７２】
この状態で、レーザ発振器３１ａを強制的に発光動作させ（Ｓ４５）、そのビームａの通過位置をポリゴンミラー３５の面数の整数倍回計測し、その平均値を演算して、ビームａの通過位置を求める（Ｓ４６）。
【０１７３】
ここでのビーム通過位置の計測は、先の計測よりも精度がアップしているため、望ましくはポリゴンミラー３５の５回転分以上、すなわち、４０回以上のデータに基づいて求めるのが理想的である。
【０１７４】
このようにして得たビーム通過位置情報を基に、先の粗調整の場合と同様にビームａの平均的な通過位置が目標の±１μｍの範囲に入っているかを判定する（Ｓ４７）。この判定結果、ビームａの平均的な通過位置が目標の±１μｍの範囲に入っていない場合には、ガルバノミラー３３ａの位置をガルバノミラー駆動回路３９ａに対する１６ビットの制御信号の全てを用いて、この範囲に入るよう制御（微調整）し（Ｓ４８）、再度ビームａの通過位置を計測する（Ｓ４６）。
【０１７５】
ステップＳ４７において、目標の通過位置に対して±１μｍの範囲に入っている場合には、レーザ発振器３１ａの強制発光を解除し、次にレーザ発振器３１ｂを強制的に発光動作させる（Ｓ４９）。
【０１７６】
以下、ビームｂについてもビームａの場合と同様に、ビームｂの平均的な通過位置を計測、演算し、その結果に応じて、ガルバノミラー３３ｂを制御することで、目標の通過位置に対して±１μｍの範囲に制御する（Ｓ５０〜Ｓ５２）。
【０１７７】
以下、同様に、ビームｃ、ビームｄの通過位置についても制御され、目標の通過位置に対して±１μｍの範囲に制御される（Ｓ５３〜Ｓ６１）。
【０１７８】
このようにして、４つのビームａ，ｂ，ｃ，ｄの通過位置が、それぞれの目標通過位置に対して±１μｍの範囲に制御（微調整）され、この制御されたときのガルバノミラー駆動回路３３ａ〜３３ｄへの各制御値は、メモリ５２にそれぞれ記憶される（Ｓ６２）。
【０１７９】
次に、部品精度の誤差、あるいは組立精度の誤差による、ビーム検知器３８の位置ズレについて説明する。
【０１８０】
図１７は、上述したような部品精度、あるいは組立精度の誤差により、ビーム検知器３８が傾いて配置された状態を示している。
【０１８１】
例えば、副走査方向に６００ＤＰＩに対応したビーム間隔Ｐ２（４２．３μｍ）で各ビームａ〜ｄが主走査方向に走査される場合、ビームａは、ガルバノミラー３３ａによって受光パターンのペアＳ３ａ及びＳ３ｂの中心位置を通過するように制御される。また、ビームｂは、ガルバノミラー３３ｂによって受光パターンのペアＳ４ａ及びＳ４ｂの中心位置を通過するように制御され、同様に、ビームｃは、ガルバノミラー３３ｃによって受光パターンのペアＳ６ａ及びＳ６ｂの中心位置を通過するように制御され、さらに、ビームｄは、ガルバノミラー３３ｄによって受光パターンのペアＳ７ａ及びＳ７ｂの中心位置を通過するように制御される。
【０１８２】
このとき、ビーム検知器３８が傾いて配置されているため、各受光パターンのペアの中心位置を通過するように制御された各ビームａ〜ｄの間隔Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６は、６００ＤＰＩのビーム間隔Ｐ２より大きくなってしまう。
【０１８３】
したがって、各ビームａ〜ｄのビーム検知器３８における通過位置を各受光パターンの中心位置となるように制御したとしても、各ビームａ〜ｄの間隔を解像度に対応させて正確に制御することができない。
【０１８４】
また、図１８は、部品精度あるいは組立精度の誤差によりビーム検知器３８の配置位置が副走査方向（垂直方向）に理想的な位置よりずれている場合を示している。
【０１８５】
図１８の点線は、ガルバノミラーによりビームの通過位置を移動調整しうる範囲を示している。図１８に示すように、ビーム検知器３８が副走査方向にずれて配置されることにより、受光パターンＳ＊ａ、及びＳ＊ｂの中心線Ｌがガルバノミラーによって調整可能な範囲から外れている。
【０１８６】
したがって、受光パターンＳ＊ａ、及びＳ＊ｂからの出力信号に基づいてガルバノミラーを調整し、ビームの通過位置を受光パターンＳ＊ａ、及びＳ＊ｂの中心線Ｌに移動させるように制御しても、中心線Ｌが調整可能な範囲を外れているため、ビームの通過位置を中心線Ｌに移動させることができない。
【０１８７】
このため、ビームの通過位置を正確に制御することができない。
【０１８８】
さらに、図１９の（ａ）及び（ｂ）に示すように部品精度、組立精度の誤差により、ビーム検知器３８のデフォーカス方向（ビームの進行方向）位置がずれた場合、受光パターン上のビーム径が変化する。
【０１８９】
すなわち、図１９の（ａ）に示すように、ビーム検知器３８が正確な配置位置よりビームの進行方向に沿って後方に配置された際には、受光パターン上におけるビーム径が小さくなってしまう。また、図１９の（ｂ）に示すように、ビーム検知器３８が正確な配置位置よりビームの進行方向に沿って前方に配置された際には、受光パターン上におけるビーム径が大きくなってしまう。
【０１９０】
したがって、受光パターンから出力される信号にバラツキが発生し、受光パターンからの出力に基づいて規定される図８の直線の傾きが変化してしまう。このため、ビーム検知器３８が検知するビーム通過位置が実際の位置と異なってしまい、ビーム通過位置を正確に制御することが困難となる。
【０１９１】
そこで、この実施の形態に係るディジタル複写機のビーム検知器３８は、これらの問題を解決するために、図２０に示したような調整機構を有している。
【０１９２】
すなわち、図２０に示すように、調整機構１００は、副走査方向に平行に移動可能な第１プレート１１０、及び光走査装置１３の所定位置に固定された支持プレート１２０を有している。第１プレート１１０は、副走査方向に沿って一定の幅を有する２つの開口部１１１、１１２を有している。
【０１９３】
開口部１１１は、開口部１１１の幅にほぼ等しい直径を有する２つの突起部１１３ａ、１１３ｂに係合されている。突起部１１３ａ、１１３ｂは、支持プレート１２０に設けられ、副走査方向に沿って並列して配置されている。
【０１９４】
開口部１１２も同様に、開口部１１２の幅にほぼ等しい直径を有する２つの突起部１１４ａ、１１４ｂに係合されている。突起部１１４ｃ、１１４ｄは、支持プレート１２０に設けられ、副走査方向に沿って並列して配列されている。
【０１９５】
第１プレート１１０の下端部は、板バネ１１５によって弾性的に保持されている。また、第１プレート１１０の上端部は、支持プレート１２０に設けられた固定部１１６に係合されたネジ部１１７に当接されている。
【０１９６】
このネジ部１１７が固定部１１６に対して押し入れられた際には、ネジ部１１７の押圧力により、第１プレート１１０が図中の矢印Ｂの向き、すなわち副走査方向に平行な方向に移動される。また、ネジ部１１７が固定部１１６に対して引き出された際には、板バネ１１５の弾性力により、第１プレート１１０が図中の矢印Ｂの逆向きに移動される。
【０１９７】
また、図２０に示すように、調整機構１００は、第１プレート１１０に設けられた軸部１０１を中心に回動可能な第２プレート１０２を有している。この第２プレート１０２には、ビーム検知器３８が固定されている。この第２プレート１０２は、円板上に形成され、さらに円板をＬ字型に切り込んだ２つの切込み部１０３、１０４を有している。
【０１９８】
切込み部１０３は、収縮されて付勢可能な状態にあるバネ１０５の一端に係合され、切込み部１０３を押圧している。バネ１０５の他端は、第１プレート１１０に設けられた固定端１０６に固定されている。切込み部１０３に係合されたバネ１０５は、第１プレート１０２を図中の矢印Ａの逆向きに回動させるように付勢する。
【０１９９】
切込み部１０４は、固定部１０７に係合されたネジ部１０８に当接されている。固定部１０７は、第１プレート１１０に設けられている。このネジ部１０８が固定部１０７に対して押し入れられた際には、ネジ部１０８の押圧力により、第２プレート１０２が図中の矢印Ａの向きに回動される。また、ネジ部１０８が固定部１０７に対して引き出された際には、バネ１０５の押圧力により、第２プレート１０２が図中の矢印Ａの逆向きに回動される。
【０２００】
したがって、第２プレート１０２に固定されたビーム検知器３８は、ネジ部１０８の作用によって軸部１０１を中心に回動可能であり、ビームの進行方向に対して垂直な平面内の傾きを調整することが可能となる。このため、図１７で説明したような各ビームａ〜ｄ間の間隔のズレを防止することができ、各ビームａ〜ｄ間の間隔を所定の解像度に適するように調整することができる。
【０２０１】
また、ビーム検知器３８は、第２プレート１０２が回動される軸部１０１を介して第１プレート１１０に係合されているため、副走査方向に平行に移動可能であり、副走査方向のズレを調整することが可能となる。このため、図１８に示したように、ビーム検知器３８における受光パターンの中心線がガルバノミラーによる調整可能な範囲から外れるようなズレを防止することができる。
【０２０２】
したがって、各ビームの通過位置を正確に制御することが可能となる。
【０２０３】
次に、このような調整機構を有しているビーム検知器の配置位置の調整方法について説明する。
【０２０４】
図２に示すような光走査装置１３が組み立てられる組立工程では、まず、半導体レーザ発振器３１ａ〜３１ｄ、ガルバノミラー３３ａ〜３３ｄ、ハーフミラー３４ａ〜３４ｃ、ポリゴンミラー３５、及びｆ−θレンズ７０をそれぞれ所定位置に配置する。
【０２０５】
続いて、感光体ドラム１５表面に実質的に等しい光走査装置１３内の所定位置に受光パターンＳ１〜Ｓ８ｂが位置するようにビーム検知器３８を配置する。
【０２０６】
続いて、基準ビームを発生する基準器を例えば図２に示したポリゴンミラー３５とハーフミラー３４ｂとの間の光路上に配置する。この基準器は、所定間隔、例えば６００ＤＰＩの解像度に対応するビーム間隔４２．３μｍの間隔で４本のビームを発生することが可能である。
【０２０７】
そして、ポリゴンミラー３５を所定の回転数で回転させ、基準器から４本のビームをポリゴンミラー３５に向けて放射する。ポリゴンミラー３５は、主走査方向に沿って４本のビームを反射する。この時、ビーム検知器３８に入射するビームによって出力される出力信号をビーム検知器出力処理回路４０からモニタする。
【０２０８】
すなわち、基準器から発生されるビームの間隔が４２．３μｍに設定されている場合、受光パターンＳ３ａ及びＳ３ｂ、Ｓ４ａ及びＳ４ｂ、Ｓ６ａ及びＳ６ｂ、及び、Ｓ７ａ及びＳ７ｂのそれぞれから出力される出力信号をモニタし、それぞれ理想の出力が得られるように、すなわち各ビームの中心が各受光パターンの中心線を通過するように調整される。
【０２０９】
この調整は、図２０に示したような調整機構を利用して実行することができる。
【０２１０】
すなわち、ビーム検知器３８が傾いて配置されている場合には、ネジ部１０８によって傾きを調整することができる。また、ビーム検知器３８が副走査方向にずれて配置されている場合には、ネジ部１１７によってズレを調整することができる。
【０２１１】
このようにしてビーム検知器３８を所定の位置に配置することが可能となる。続いて、基準器を光路上から取り除き、図１１乃至図１４に示したようなビーム通過位置制御ルーチンを実行することにより、ガルバノミラー３３ａ〜３３ｄの傾きが調整される。
【０２１２】
上述したような工程により、光走査装置１３の光学系の傾き、及び配置位置を調整することができる。
【０２１３】
以上説明したように、この実施の形態によれば、マルチビーム光学系を用いたデジタル複写機において、感光体ドラムの表面と実質的に等しい位置に配設されたビーム検知器によって各ビームの通過位置を検知し、この検知結果を基に、各ビームの感光体ドラムの表面における相対位置を制御するための光路制御量を演算しこの演算した光路制御量に応じて各ビームの感光体ドラムの表面における相対位置を制御するためのガルバノミラーを制御する。
【０２１４】
その際のビーム検知器の傾き、副走査方向位置を正しく調整することによって、ビーム通過位置を正しく検知し、ガルバノミラーによる制御を正しく行うことができる。また、光学系の組立に特別な精度を必要とせず、しかも、環境変化や経時変化などによって光学系に変化が生じても、感光体ドラムの表面における各ビーム相互の位置関係を常に理想的な位置に制御できる。
【０２１５】
したがって、常に高画質を維持することができる画像形成装置を提供することが可能となる。
【０２１６】
次に、ビーム検知器３８に設けられる調整機構の変形例について説明する。
【０２１７】
すなわち、図２１に示すように、調整機構２００は、光走査装置１３の所定位置に固定された支持プレート２１０、及びこの支持プレート２１０に設けられた軸部２１１を中心に回動可能な第１プレート２１２を有している。この第１プレート２１２は、円板上に形成され、さらに円板をＬ字型に切り込んだ２つの切込み部２１３、２１４を有している。
【０２１８】
切込み部２１３は、収縮されて付勢可能な状態にあるバネ２１５の一端に係合され、切込み部２１３を押圧している。バネ２１５の他端は、支持プレート２１０に設けられた固定端２１６に固定されている。切込み部２１３に係合されたバネ２１５は、第１プレート２１２を図中の矢印Ａの逆向きに回動させるように付勢している。
【０２１９】
切込み部２１４は、固定部２１７に係合されたネジ部２１８に当接されている。固定部２１７は、支持プレート２１０に設けられている。このネジ部２１８が固定部２１７に対して押し入れられた際には、ネジ部２１８の押圧力により、第１プレート２１２が図中の矢印Ａの向きに回動される。また、ネジ部２１８が固定部２１７に対して引き出された際には、バネ２１５の押圧力により、第１プレート２１２が図中の矢印Ａの逆向きに回動される。
【０２２０】
また、調整機構２００は、図２１に示すように、副走査方向に平行に移動可能な第２プレート２２０を有している。第２プレート２２０には、ビーム検知器３８が固定されている。
【０２２１】
また、この第２プレート２２０は、副走査方向に沿って一定の幅を有する２つの開口部２２１、２２２を有している。
【０２２２】
開口部２２１は、開口部２２１の幅にほぼ等しい直径を有する２つの突起部２２３ａ、２２３ｂに係合されている。突起部２２３ａ、２２３ｂは、第１プレート２１２に設けられ、副走査方向に沿って並列して配置されている。
【０２２３】
開口部２２２も同様に、開口部２２２の幅にほぼ等しい直径を有する２つの突起部２２４ａ、２２４ｂに係合されている。突起部２２４ｃ、２２４ｄは、第１プレート２１２に設けられ、副走査方向に沿って並列して配列されている。
【０２２４】
第２プレート２２０の下端部は、第１プレート２１２に設けられた固定部２２５との間に介挿された板バネ２２６によって弾性的に保持されている。また、第２プレート２２０の上端部は、第１プレート２１２に設けられた固定部２２７に係合されたネジ部２２８に当接されている。
【０２２５】
このネジ部２２８が固定部２２７に対して押し入れられた際には、ネジ部２２８の押圧力により、第２プレート２２０が図中の矢印Ｂの向き、すなわち副走査方向に平行な方向に移動される。また、ネジ部２２８が固定部２２７に対して引き出された際には、板バネ２２６の弾性力により、第２プレート２２０が図中の矢印Ｂの逆向きに移動される。
【０２２６】
したがって、第２プレート２２０を介して第１プレート２１２に固定されたビーム検知器３８は、ネジ部２１８の作用によって軸部２１１を中心に回動可能であり、ビームの進行方向に対して垂直な平面内の傾きを調整することが可能となる。このため、図１７で説明したような各ビームａ〜ｄ間の間隔のズレを防止することができ、各ビームａ〜ｄ間の間隔を所定の解像度に適するように調整することができる。
【０２２７】
また、ビーム検知器３８は、第２プレート２２０に固定されているため、副走査方向に平行に移動可能であり、副走査方向のズレを調整することが可能となる。このため、図１８に示したように、ビーム検知器３８における受光パターンの中心線がガルバノミラーによる調整可能な範囲から外れるようなズレを防止することができる。
【０２２８】
また、図２２には、ビーム検知器３８に設けられる調整機構の他の変形例が示されている。
【０２２９】
すなわち、図２２に示すように、調整機構３００は、ビーム検知器３８が固定されているプレート３１０、及び光走査装置１３の所定位置に固定されたフレーム部３２０を有している。
【０２３０】
プレート３１０の下端部は、板バネ３２１により弾性的に保持されている。また、プレート３１０の両側部は、フレーム部３２０によって保持されている板バネ３２２、及び３２３により、挟持されている。プレート３１０の上端部は、フレーム部３２０の固定部３２４に係合された２つのネジ部３２５、及び３２６に当接され、板バネ３２１との間でプレート３１０を挟持している。
【０２３１】
２つのネジ部３２５及び３２６を共に固定部３２４に対して同一長さ分だけ押し入れたり、引き出したりすることにより、プレート３１０を図中の矢印Ｂに平行な方向、すなわち副走査方向に平行に移動調整することが可能となる。
【０２３２】
また、２つのネジ部３２１及び３２６を固定部に対してそれぞれ独立した長さ分だけ押し入れたり、引き出したりすることにより、プレート３１０を図中の矢印Ａの方向に傾けることができる。つまり、プレート３１０の傾きを調整することが可能となる。
【０２３３】
したがって、プレート３１０に固定されたビーム検知器３８は、ネジ部３２５及び３２６の作用によって、ビームの進行方向に対して垂直な平面内の傾きを調整することが可能となる。このため、各ビームａ〜ｄ間の間隔のズレを防止することができ、各ビームａ〜ｄ間の間隔を所定の解像度に適するように調整することができる。
【０２３４】
また、プレート３１０に固定されたビーム検知器３８は、ネジ部３２５及び３２６の作用によって、副走査方向に平行に移動可能であり、副走査方向のズレを調整することが可能となる。このため、ビーム検知器３８における受光パターンの中心線がガルバノミラーによる調整可能な範囲から外れるようなズレを防止することができる。
【０２３５】
さらに、図２３及び図２４には、ビーム検知器３８に設けられる調整機構のさらに他の変形例が示されている。
【０２３６】
図２３及び図２４に示すように、調整機構４００は、図２１に示したような調整機構２００に、さらにデフォーカス方向、すなわちビームの進行方向に沿った方向に移動調整可能な機構を有している。
【０２３７】
すなわち、調整機構２００の支持プレート２１０は、デフォーカス方向に沿ってスライド可能な可動ステージ４１０の上台４１１に固定されている。可動ステージ４１０の下台４１２は、光走査装置１３の所定位置に固定されている。
【０２３８】
上台４１１は、図２３及び図２４に示すように、光走査装置１３の所定位置に固定されている固定部４１３に係合されたネジ部４１４に当接されている。
【０２３９】
また、この上台４１１のネジ部４１４が当接されている側面の対向する面は、光走査装置１３の所定位置に固定されている固定部４１５との間に介挿されている板バネ４１６に当接されている。
【０２４０】
したがって、この調整機構４００によれば、調整機構２００による傾きの調整、及び副走査方向のズレの調整に加えて、デフォーカス方向のズレの調整も可能となる。すなわち、固定部４１３に対してネジ部４１４が押し入れられた際には、ネジ部４１４の押圧力により、可動部４１０の上台４１１が図中の矢印Ｃの方向とは逆の方向に沿って移動される。また、固定部４１３に対してネジ部４１４が引き出された際には、板バネ４１６の押圧力により、上台４１１が図中の矢印Ｃの方向に沿って移動される。
【０２４１】
このため、図１９の（ａ）及び（ｂ）を用いて説明したようなビームのデフォーカス方向のズレを調整することができる。
【０２４２】
すなわち、図１９の（ａ）に示したように、受光パターン上におけるビーム径が理想のビーム径より小さい場合は、ビーム検知器３８の受光パターンが理想の配置位置よりビームの進行方向に沿って後方に位置しているため、ネジ部４１４を固定部４１３に対して引き出して、上台４１１を矢印Ｃの方向に移動させることにより、ビーム径を理想の大きさに調整することができる。
【０２４３】
また、図１９の（ｂ）に示したように、受光パターン上におけるビーム径が理想のビーム径より大きい場合は、ビーム検知器３８の受光パターンが理想の配置位置よりビームの進行方向に沿って前方に位置しているため、ネジ部４１４を固定部４１３に対して押し込む出して上台４１１を矢印Ｃの方向に移動させることにより、ビーム径を理想の大きさに調整することができる。
【０２４４】
したがって、ビーム検知器３８の受光パターンから出力される信号のバラツキを防止することができ、ビーム通過位置を正確に制御することが可能となる。
【０２４５】
上述したような調整機構２００、３００、及び４００を用いた場合であっても、既に説明したようなビーム検知器の配置位置の調整方法に適用可能である。
【０２４６】
以上説明したように、このような調整機構の変形例を適用した実施の形態によれば、マルチビーム光学系を用いたデジタル複写機において、感光体ドラムの表面と実質的に等しい位置に配設されたビーム検知器によって各ビームの通過位置を検知し、この検知結果を基に、各ビームの感光体ドラムの表面における相対位置を制御するための光路制御量を演算しこの演算した光路制御量に応じて各ビームの感光体ドラムの表面における相対位置を制御するためのガルバノミラーを制御する。
【０２４７】
その際のビーム検知器の傾き、副走査方向位置を正しく調整することによって、ビーム通過位置を正しく検知し、ガルバノミラーによる制御を正しく行うことができる。また、光学系の組立に特別な精度を必要とせず、しかも、環境変化や経時変化などによって光学系に変化が生じても、感光体ドラムの表面における各ビーム相互の位置関係を常に理想的な位置に制御できる。
【０２４８】
したがって、常に高画質を維持することができる画像形成装置を提供することが可能となる。
【０２４９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、この発明によれば、ビーム検知器によるビーム位置検知を正確に行うことが可能となり、またガルバノミラーによる位置制御を正しく行うことが可能となり、常に高画質を維持することができる光走査装置及びこの光走査装置を利用した画像形成装置を提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の実施の形態に係るディジタル複写機の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示したディジタル複写機に備えられる光走査装置の構成と感光体ドラムの位置関係を概略的に示す図である。
【図３】図３は、図２に示した光走査装置に備えられるビーム検知器の構成を概略的に示す平面図である。
【図４】図４は、図２に示した光走査装置の構成と各構成を駆動する駆動装置とを概略的に示す図である。
【図５】図５は、図２に示した光走査装置の制御を主体にした制御系を示すブロック図である。
【図６】図６は、図３に示したビーム検知器の受光パターンにおけるビームの通過位置を制御する制御系を示すブロック図である。
【図７】図７の（ａ）乃至（ｃ）は、ビーム検知器の受光パターンを通過するビームの通過位置と、ビーム検知器の受光パターンの出力、差動増幅器の出力、及び積分器の出力との関係を示す図である。
【図８】図８は、ビーム検知器の受光パターンを通過するビームの通過位置とＡ／Ｄ変換器の出力との関係を示すグラフである。
【図９】図９の（ａ）及び（ｂ）は、ガルバノミラーの動作分解能を説明するグラフである。
【図１０】図１０は、図１に示したディジタル複写機の電源投入時におけるプリンタ部の概略的な動作を説明するフローチャートである。
【図１１】図１１は、図１０に示したビーム通過位置制御ルーチンを説明するフローチャートである。
【図１２】図１２は、図１１に示したビーム通過位置制御ルーチンに続くステップを説明するフローチャートである。
【図１３】図１３は、図１２に示したビーム通過位置制御ルーチンに続くステップを説明するフローチャートである。
【図１４】図１４は、図１３に示したビーム通過位置制御ルーチンに続くステップを説明するフローチャートである。
【図１５】図１５の（ａ）は、４ビームで走査した際に得られる理想的な画像の一例を示す図であり、図１５の（ｂ）は、位置ずれしたビームを用いて画像形成した場合に起こり得る画像不良を説明するための図である。
【図１６】図１６の（ａ）及び（ｂ）は、位置ずれしたビームを用いて画像形成した場合に起こり得る画像不良を説明するための図である。
【図１７】図１７は、図３に示したビーム検知器が傾いて配置された場合のビーム間隔のズレを説明するための図である。
【図１８】図１８は、図３に示したビーム検知器が副走査方向にずれて配置された場合の受光パターンの位置とガルバノミラーによって調整可能な範囲との関係を説明するための図である。
【図１９】図１９の（ａ）及び（ｂ）は、図３に示したビーム検知器がビームの進行方向に沿ってずれて配置された際の受光パターン上におけるビーム径の関係を説明するための図である。
【図２０】図２０は、図３に示したビーム検知器の調整機構の一例を概略的に示す正面図である。
【図２１】図２１は、図３に示したビーム検知器の調整機構の変形例を概略的に示す正面図である。
【図２２】図２２は、図３に示したビーム検知器の調整機構の変形例を概略的に示す正面図である。
【図２３】図２３は、図３に示したビーム検知器の調整機構の変形例を概略的に示す正面図である。
【図２４】図２４は、図２３に示した調整機構を概略的に示す平面図である。
【符号の説明】
１…スキャナ部
２…プリンタ部
１３…光走査装置
１４…画像形成部
１５…感光体ドラム
１６…帯電チャージャ
１７…現像器
１８…転写チャージャ
３１ａ〜３１ｄ…半導体レーザ発振器
３２ａ〜３２ｄ…レーザドライバ
３３ａ〜３３ｄ…ガルバノミラー
３５…ポリゴンミラー
３８…ビーム検知器
３９ａ〜３９ｄ…ガルバノミラー駆動回路
４０…ビーム検知器出力処理回路
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ａ〜Ｓ８ｂ…受光パターン
５１…主制御部
５２…メモリ
７０…ｆ−θレンズ
１００…調整機構
１０２…第２プレート
１０８…ネジ部
１１０…第１プレート
１１７…ネジ部
１２０…支持プレート
２００…調整機構
２１０…支持プレート
２１２…第１プレート
２１８…ネジ部
２２０…第２プレート
２２８…ネジ部
３００…調整機構
３１０…プレート
３２０…フレーム部
３２５…ネジ部
３２６…ネジ部
４００…調整機構
４１０…可動ステージ
４１１…上台
４１２…下台
４１４…ネジ部
Claims (8)
- 画像データに対応した複数のビームを出力する光源と、
この光源から出力された複数のビームを被走査面に向けて反射する回転可能に形成された反射面を有し、前記複数のビームにより前記被走査面上を第１の方向に沿って走査させる走査手段と、
前記光源から出力された複数のビームを前記被走査面上において前記第１の方向に直交する第２の方向に所定の間隔で配列させる光学系と、
前記被走査面に実質的に等しい位置に配設されているとともに、前記第２の方向に並列して配置された一対の受光面が前記複数のビーム間隔に対応して前記第１の方向に沿って複数配列され、前記走査手段により走査された複数のビームに応じて前記被走査面上における各ビームの通過位置に対応した検知信号を出力するビーム通過位置検知手段と、
前記第２の方向に沿って所定の間隔で配列された複数の基準ビームを前記ビーム通過位置検知手段に入射させ、前記ビーム通過位置検知手段の一対の受光面から出力される出力信号がそれぞれ等しくなるように前記ビーム通過位置検知手段の配置位置を調整する調整手段と、
を有することを特徴とする光走査装置。 - 前記調整手段は、前記ビーム通過位置検知手段の配置位置を前記第２の方向に平行に移動調整する第１の調整手段と、前記第１及び第２の方向によって規定される平面内を回動可能に形成され、前記ビーム通過位置検知手段の配置位置の傾きを調整する第２の調整手段と、を有することを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
- 前記調整手段は、前記ビーム通過位置検知手段の配置位置を前記第２の方向に平行に移動調整する第１の調整手段と、前記第１及び第２の方向によって規定される平面内を回動可能に形成され、前記ビーム通過位置検知手段の配置位置の傾きを調整する第２の調整手段と、前記第１及び第２の方向に互いに直交する第３の方向に平行に移動可能に形成され、前記ビーム通過位置検知手段の配置位置を前記第３の方向に平行に移動調整する第３の調整手段と、を含む調整手段と、を有することを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
- 画像データに対応した複数のビームを出力する光源と、
この光源から出力された複数のビームを被走査面に向けて反射する回転可能に形成された反射面を有し、前記複数のビームにより前記被走査面上を第１の方向に沿って走査させる走査手段と、
前記光源から出力された複数のビームを前記被走査面上において前記第１の方向に直交する第２の方向に所定の間隔で配列させる光学系と、
前記非走査面に実質的に等しい位置に配設され、各解像度に応じて前記走査手段により走査された複数のビームの間隔に対応する位置に受光面を有するビーム通過位置検知手段と、
前記第２の方向に沿って所定の間隔で配列された複数の基準ビームを前記ビーム通過位置検知手段に入射させ、前記ビーム通過位置検知手段によって検知される各ビームの通過位置の検知結果が前記各ビーム間の所定の間隔に等しくなるように前記ビーム通過位置検知手段の配置位置を調整する調整手段と、
を有することを特徴とする光走査装置。 - 前記調整手段は、前記ビーム通過位置検知手段の配置位置を前記第２の方向に平行に移動調整する第１の調整手段と、前記第１及び第２の方向によって規定される平面内を回動可能に形成され、前記ビーム通過位置検知手段の配置位置の傾きを調整する第２の調整手段と、を有することを特徴とする請求項４記載の光走査装置。
- 前記調整手段は、前記ビーム通過位置検知手段の配置位置を前記第２の方向に平行に移動調整する第１の調整手段と、前記第１及び第２の方向によって規定される平面内を回動可能に形成され、前記ビーム通過位置検知手段の配置位置の傾きを調整する第２の調整手段と、前記第１及び第２の方向に互いに直交する第３の方向に平行に移動可能に形成され、前記ビーム通過位置検知手段の配置位置を前記第３の方向に平行に移動調整する第３の調整手段と、を含む調整手段と、
を有することを特徴とする請求項４記載の光走査装置。 - 画像データに対応した複数のビームを出力する光源と、
この光源から出力された複数のビームを反射する回転可能に形成された反射面を有し、前記複数のビームを第１の方向に沿って走査させる走査手段と、
前記走査手段により走査された複数のビームを所定の像面に等速で走査するように結像し、前記走査手段の面倒れを補正する光学手段と、
前記所定の像面に配置され、前記光源からのビームに対応する像を保持する像担持体と、
前記像担持体に保持された像を現像する現像手段と、
前記像担持体表面に実質的に等しい位置に配設されているとともに、前記第１の方向に直交する第２の方向に並列して配置された一対の受光面が前記複数のビーム間隔に対応して前記第１の方向に沿って複数配列され、前記走査手段により走査された複数のビームに応じて前記被走査面上における各ビームの通過位置に対応した検知信号を出力するビーム通過位置検知手段と、
前記第２の方向に沿って所定の間隔で配列された複数の基準ビームを前記ビーム通過位置検知手段に入射させ、前記ビーム通過位置検知手段の一対の受光面から出力される出力信号がそれぞれ等しくなるように前記ビーム通過位置検知手段の配置位置を調整する調整手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 画像データに対応した複数のビームを出力する光源と、
この光源から出力された複数のビームを反射する回転可能に形成された反射面を有し、前記複数のビームを第１の方向に沿って走査させる走査手段と、
前記走査手段により走査された複数のビームを所定の像面に等速で走査するように結像し、前記走査手段の面倒れを補正する光学手段と、
前記所定の像面に配置され、前記光源からのビームに対応する像を保持する像担持体と、
前記像担持体に保持された像を現像する現像手段と、
前記像担持体表面に実質的に等しい位置に配設され、各解像度に応じて前記走査手段により走査された複数のビームの間隔に対応する位置に受光面を有するビーム通過位置検知手段と、
前記第２の方向に沿って所定の間隔で配列された複数の基準ビームを前記ビーム通過位置検知手段に入射させ、前記ビーム通過位置検知手段によって検知される各ビームの通過位置の検知結果が前記各ビーム間の所定の間隔に等しくなるように前記ビーム通過位置検知手段の配置位置を調整する調整手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
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