JP3925997B2 - Beam light scanning apparatus and image forming apparatus - Google Patents

Beam light scanning apparatus and image forming apparatus Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、複数のレーザビーム光により単一の感光体ドラム上を同時に走査露光して上記感光体ドラム上に単一の静電潜像を形成するためのビーム光走査装置、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、たとえば、レーザビーム光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な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光を発生させ、これら複数のレーザビーム光により複数ラインずつの同時走査が行な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、レーザビーム光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光を感光体ドラムへ向けて反射し、各レーザビーム光により感光体ドラム上を走査す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、ビーム光走査装置としての光学系ユニットを備えている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、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)で複数のビーム光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立精度が要求され、装置のコストアップの要因となっていた。
【0006】
また、理想の位置関係に組立てたとしても、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、ビーム光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。したがって、このような光学系を実現するためには、これらの変化に強い構造や部品を用いる必要があった。
【0007】
ここで、マルチビームにおいて、位置ずれしたビーム光を用いて画像を形成した場合に起り得る画像不良について、図57および図58を用いて説明する。
【0008】
たとえば、図57(a)に示すような「T」の文字を形成する場合、ビーム光の通過位置が、所定の位置からはずれていると、図57(b)に示すような画像になってしまう。この図の例は、4つのビーム光a〜dを用いた場合で、ビーム光bの通過位置が所定位置からはずれ、ビーム光aとbの間隔が狭く、ビーム光bとcの間隔が広くなった例である。
【0009】
図58(a)は、それぞれのビーム光の発光タイミングが、正しく制御されていない場合の画像の例である。図より明らかなように、ビーム光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が狂い、縦線がまっすぐに形成されない。
【0010】
図58(b)は、ビーム光の通過位置とビーム光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の画像で、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。
【0011】
このように、マルチビームで画像を形成する際には、複数のビーム光の通過位置を検知するビーム光検知装置を高精度に取付けて、副走査方向のビーム光通過位置を常に所定の間隔になるように制御することと、主走査方向の画像形成位置を揃えるために、それぞれのビーム光の発光タイミングを高精度に制御する必要がある。
【0012】
また、マルチビーム光学系を用いて高画質の画像を得るための条件しては、
(1)各ビーム光の感光体ドラム上での光パワーが等しいこと、
(2)ビーム光相互の位置関係(副走査方向の通過位置)が所定の関係になっていること、
(3)主走査方向の画像形成のための露光タイミングがビーム光相互の位置関係に応じて正しく制御されていること、
を満たすことがあげられる。
【0013】
ここで、ポイントとなるのは、(1)を成立させること、さらに(1)の感光体ドラム上での光パワーが等しくないと、(2)と(3)の制御が正しく動作しているとしても、実質上正しくないことが起こり得るということである。すなわち、(2)、(3)の制御精度は、ビーム光のパワーに依存している。
【0014】
したがって、感光体ドラム上を走査する各ビーム光、すなわち、複数のレーザ発振器から出力される各ビーム光が、ハーフミラーなどの光学手段で合成された後で同じパワーとなるように制御する必要がある。
【0016】
本発明は、複数のビーム光を用いる場合、被走査面における各ビーム光のパワーを容易に均一に制御し、複数の解像度において前記被走査面における複数のビーム光相互の位置関係を常に理想的な位置に高精度に制御でき、よって常に高画質を維持することができるビーム光走査装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明のビーム光走査装置は、ビーム光を発生する複数のビーム光発生手段と、この複数のビーム光発生手段から発生された複数のビーム光を光学的に合成したのち被走査面へ向けてそれぞれ反射し、前記複数のビーム光により前記被走査面を主走査方向に走査する走査手段と、この走査手段により前記被走査面を走査する複数のビーム光の各パワーをそれぞれ検知するビーム光パワー検知手段と、このビーム光パワー検知手段の各検知結果に基づき、前記被走査面を走査する複数のビーム光の各パワーの差が所定値以下になるよう前記複数のビーム光発生手段をそれぞれ制御するビーム光パワー制御手段と、前記主走査方向に対して直交する副走査方向に第1の解像度に対応した間隔で直線的に配設された複数の受光素子を含み、該複数の受光素子を用いて、前記走査ユニットにより前記被走査面を走査する複数のビーム光の前記副走査方向通過位置を検知する第1のビーム光位置検知手段と、前記第1の解像度とは異なる第2の解像度に対応した間隔で前記副走査方向に直線的に配設された複数の受光素子を含み、該複数の受光素子を用いて、前記走査ユニットにより前記被走査面を走査する複数のビーム光の前記副走査方向通過位置を検知する第2のビーム光位置検知手段と、前記第1および第2のビーム光位置検知手段の各検知結果に基づき、前記走査手段により走査される複数のビーム光の前記被走査面における通過位置が、前記第1又は第2解像度に対応する適正位置となるよう制御するビーム光通過位置制御手段とを具備し、前記ビーム光パワー検知手段は第1受光素子と、該第1受光素子の両側に配置された第2及び第3受光素子と、前記第1受光素子の出力を積分する積分器と、この積分器の積分結果をA/D変換するA/D変換器を含み、前記第2受光素子上を前記ビーム光が通過したときに前記積分器はリセットされ、同時に積分を開始し、前記A/D変換器は前記第3受光素子上を前記ビーム光が通過したときに変換を行う。
【0019】
また、本発明のビーム光走査装置では、前記ビーム光パワー制御手段によるパワー制御及び前記ビーム通過位置制御手段による位置制御は、前記装置の電源投入直後及び所定時間毎に行われる。
【0020】
前記ビーム光通過位置制御手段は、各ビーム光のパワーが前記ビーム光パワー制御手段により制御された後、各ビーム光の前記被走査面における通過位置を制御する。
【0021】
また、本発明のビーム光走査装置は、前記ビーム光パワー検知手段の第1〜第3受光素子、前記第1のビーム光位置検知手段に含まれる前記複数の受光素子、及び前記第2のビーム光位置検知手段に含まれる前記複数の受光素子を一体的に保持する保持手段を具備する。
【0022】
更に、本発明による画像形成装置は、上述したビーム光走査装置と、前記ビーム光走査装置からのビーム光によりその表面上を走査露光される像担持体とを具備する。
【0023】
本発明によれば、複数のビーム光を用いる場合、被走査面における各ビーム光のパワーを容易に均一に制御し、複数の解像度において前記被走査面における複数のビーム光相互の位置関係を常に理想的な位置に高精度に制御でき、よって常に高画質を維持することができるビーム光走査装置および画像形成装置が提供される。
【0034】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0035】
図1は、本実施の形態に係るビーム光走査装置が適用される画像形成装置としてのデジタル複写機の構成を示すものである。すなわち、このデジタル複写機は、たとえば、画像読取手段としてのスキャナ部1、および、画像形成手段としてのプリンタ部2から構成されている。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と第2キャリジ4、結像レンズ5、および、光電変換素子6などから構成されている。
【0036】
図1において、原稿Oは透明ガラスからなる原稿台7上に下向きに置かれ、その原稿Oの載置基準は原稿台7の短手方向の正面右側がセンタ基準になっている。原稿Oは、開閉自在に設けられた原稿固定カバー8によって原稿台7上に押え付けられる。
【0037】
原稿Oは光源9によって照明され、その反射光はミラー10,11,12、および、結像レンズ5を介して光電変換素子6の受光面に集光されるように構成されている。ここで、上記光源9およびミラー10を搭載した第1キャリジ3と、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、キャリジ駆動用モータ(図示せず)によって読取タイミング信号に同期して右から左方向に移動する。
【0038】
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取られ、その読取り出力は、図示しない画像処理部において画像の濃淡を示す8ビットのデジタル画像信号に変換される。
【0039】
プリンタ部2は、光学系ユニット13、および、被画像形成媒体である用紙P上に画像形成が可能な電子写真方式を組合わせた画像形成部14から構成されている。すなわち、原稿Oからスキャナ部1で読取られた画像信号は、図示しない画像処理部で処理が行なわれた後、半導体レーザ発振器からのレーザビーム光 (以降、単にビーム光と称す)に変換される。ここに、本実施の形態では、半導体レーザ発振器を複数個(2個以上)使用するマルチビーム光学系を採用している。
【0040】
光学系ユニット13の構成については後で詳細を説明するが、ユニット内に設けられた複数の半導体レーザ発振器は、図示しない画像処理部から出力されるレーザ変調信号にしたがって発光動作し、これらから出力される複数のビーム光は、ポリゴンミラーで反射されて走査光となり、ユニット外部へ出力されるようになっている。
【0041】
光学系ユニット13から出力される複数のビーム光は、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。これによって、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。
【0042】
感光体ドラム15の周辺には、その表面を帯電する帯電チャージャ16、現像器17、転写チャージャ18、剥離チャージャ19、および、クリーナ20などが配設されている。感光体ドラム17は、駆動モータ(図示せず)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光(走査光)がスポット結像される。
【0043】
感光体ドラム15上に形成された静電潜像は、現像器17からのトナー(現像剤)により現像される。現像によりトナー像を形成された感光体ドラム15は、転写位置の地点で給紙系によりタイミングをとって供給される用紙P上に転写チャージャ18によって転写される。
【0044】
上記給紙系は、底部に設けられた給紙カセット21内の用紙Pを、給紙ローラ22と分離ローラ23とにより1枚ずつ分離して供給する。そして、レジストローラ24まで送られ、所定のタイミングで転写位置まで供給される。転写チャージャ18の下流側には、用紙搬送機構25、定着器26、画像形成済みの用紙Pを排出する排紙ローラ27が配設されている。これにより、トナー像が転写された用紙Pは、定着器26でトナー像が定着され、その後、排紙ローラ27を経て外部の排紙トレイ28に排紙される。
【0045】
また、用紙Pへの転写が終了した感光体ドラム15は、その表面の残留トナーがクリーナ20によって取り除かれて、初期状態に復帰し、次の画像形成の待機状態となる。
【0046】
以上のプロセス動作を繰り返すことにより、画像形成動作が連続的に行なわれる。
【0047】
以上説明したように、原稿台7上に置かれた原稿Oは、スキャナ部1で読取られ、その読取り情報は、プリンタ部2で一連の処理を施された後、用紙P上にトナー画像として記録されるものである。
【0048】
次に、光学系ユニット13について説明する。
【0049】
図2は、光学系ユニット13の構成と感光体ドラム15の位置関係を示している。光学系ユニット13は、たとえば、4つのビーム光発生手段としての半導体レーザ発振器31a,31b,31c,31dを内蔵していて、それぞれのレーザ発振器31a〜31dが、同時に1走査ラインずつの画像形成を行なうことで、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。
【0050】
すなわち、レーザ発振器31aはレーザドライバ32aで駆動され、出力されるビーム光は、図示しないコリメータレンズを通過した後、光路変更手段としてのガルバノミラー33aに入射する。ガルバノミラー33aで反射されたビーム光は、ハーフミラー34aとハーフミラー34bを通過し、多面回転ミラーとしてのポリゴンミラー35に入射する。
【0051】
ポリゴンミラー35は、ポリゴンモータドライバ37で駆動されるポリゴンモータ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からの反射光は、ポリゴンモータ36の回転数で定まる角速度で、一定方向に走査することになる。ポリゴンミラー35によって走査されたビーム光は、図示しないf−θレンズのf−θ特性により、これを通過することによって、一定速度で、ビーム光位置検知手段およびビーム光通過タイミング検知手段およびビーム光パワー検知手段としてのビーム光検知装置38の受光面、および、感光体ドラム15上を走査することになる。
【0052】
レーザ発振器31bは、レーザドライバ32bで駆動され、出力されるビーム光は、図示しないコリメータレンズを通過した後、ガルバノミラー33bで反射し、さらにハーフミラー34aで反射する。ハーフミラー34aからの反射光は、ハーフミラー34bを通過し、ポリゴンミラー35に入射する。ポリゴンミラー35以降の経路は、上述したレーザ発振器31aの場合と同じで、図示しないf−θレンズを通過し、一定速度でビーム光検知装置38の受光面および感光体ドラム15上を走査する。
【0053】
レーザ発振器31cは、レーザドライバ32cで駆動され、出力されるビーム光は、図示しないコリメータレンズを通過した後、ガルバノミラー33cで反射し、さらにハーフミラー34cを通過し、ハーフミラー34bで反射し、ポリゴンミラー35に入射する。ポリゴンミラー35以降の経路は、上述したレーザ発振器31a,31bの場合と同じで、図示しないf−θレンズを通過し、一定速度でビーム光検知装置38の受光面および感光体ドラム15上を走査する。
【0054】
レーザ発振器31dは、レーザドライバ32dで駆動され、出力されるビーム光は、図示しないコリメータレンズを通過した後、ガルバノミラー33dで反射し、さらにハーフミラー34cで反射し、ハーフミラー34bで反射し、ポリゴンミラー35に入射する。ポリゴンミラー35以降の経路は、上述したレーザ発振器31a,31b,31cの場合と同じで、図示しないf−θレンズを通過し、一定速度でビーム光検知装置38の受光面および感光体ドラム15上を走査する。
【0055】
なお、レーザドライバ32a〜32dは、それぞれオートパワーコントロール(APC)回路を内蔵しており、後で説明する主制御部(CPU)51から設定される発光パワーレベルで常にレーザ発振器31a〜31dを発光動作させるようになっている。
【0056】
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光は、ハーフミラー34a,34b,34cで合成され、4つのビーム光がポリゴンミラー35の方向に進むことになる。
【0057】
したがって、4つのビーム光は、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倍の速度で画像を記録することが可能となる。
【0058】
ガルバノミラー33a,33b,33c,33dは、副走査方向のビーム光相互間の位置関係を調整(制御)するためのものであり、それぞれを駆動するガルバノミラー駆動回路39a,39b,39c,39dが接続されている。
【0059】
ビーム光検知装置38は、上記4つのビーム光の通過位置、通過タイミングおよびパワーをそれぞれ検知するためのものであり、その受光面が感光体ドラム15の表面と同等になるよう、感光体ドラム15の端部近傍に配設されている。このビーム光検知装置38からの検知信号を基に、それぞれのビーム光に対応するガルバノミラー33a,33b,33c,33dの制御(副走査方向の画像形成位置制御)、レーザ発振器31a,31b,31c,31dの発光パワー(強度)の制御、および、発光タイミングの制御(主走査方向の画像形成位置制御)が行なわれる(詳細は後述する)。これらの制御を行なうための信号を生成するために、ビーム光検知装置38には、ビーム光検知装置出力処理回路40が接続されている。
【0060】
次にビーム光検知装置38について説明する。
【0061】
図3は、ビーム光検知装置38の構成とビーム光の走査方向の関係を模式的に示している。4つの半導体レーザ発振器31a,31b,31c,31dからのビーム光a〜dは、左から右へとポリゴンミラー35の回転によって走査され、ビーム光検知装置38上を横切る。
【0062】
ビーム光検知装置38は、第1の光検知部としての縦に長い2つのセンサパターンS1,S2、この2つのセンサパターンS1,S2に挟まれるように配設された第2,第3の光検知部としての7つのセンサパターンSA,SB,SC,SD,SE,SF,SG、センサパターンS1の隣接部位(図面に対し右隣り)に設けられた第4の光検知部としての1つのセンサパターンSH、および、これら各センサパターンS1,S2,SA,SB,SC,SD,SE,SF,SG,SHを一体的に保持する保持手段としての保持基板38aから構成されている。なお、センサパターンS1,S2,SA〜SG,SHは、たとえば、フォトダイオードによって構成されている。
【0063】
ここに、センサパターンS1は、ビーム光の通過を検知して、後述する積分器のリセット信号(積分動作開始信号)を発生するパターン、センサパターンS2は、同じくビーム光の通過を検知して、後述するA/D変換器の変換開始信号を発生するパターンである。センサパターンSA〜SGは、ビーム光の通過位置を検知するパターンである。また、センサパターンSHは、ビーム光のパワーを検知するためのパターンである。
【0064】
センサパターンS1,S2は、図3に示すように、ガルバノミラー33a〜33dの位置に関係なく、ポリゴンミラー35によって走査されるビーム光a〜dが必ず横切るように、ビーム光の走査方向に対して直角方向に長く形成されている。たとえば、本例では、ビーム光の走査方向の幅W1,W3が200μmであるのに対し、ビーム光の走査方向に直角な方向の長さL1は2000μmである。
【0065】
センサパターンSA〜SGは、図3に示すように、センサパターンS1とS2の間で、ビーム光の走査方向と直角な方向に積み重なるように配設されていて、その配設長さはセンサパターンS1,S2の長さL1と同一となっている。なお、センサパターンSA〜SGのビーム光の走査方向の幅W2は、たとえば、600μmである。
【0066】
センサパターンSHは、図から明らかなように、副走査方向のサイズ(ビーム光の走査方向に直角な方向のサイズ)が、センサパターンS1,S2の長さL1と同じく、充分大きなサイズを有しており、このビーム光検知装置38をビーム光がよぎる際には、必ずこのセンサパターンSH上をビーム光が通過するようになっている。
【0067】
図4は、ビーム光検知装置38のセンサパターンSA〜SGのパターン形状を拡大して示したものである。
【0068】
センサパターンSB〜SFのパターン形状は、たとえば、32.3μm×600μmの長方形であり、ビーム光の走査方向と直角方向に約10μmの微少なギャップGが形成されている。したがって、ギャップ間の配設ピッチは42.3μmになっている。また、センサパターンSAとSB、センサパターンSFとSGのギャップも約10μmになるように配設されている。なお、センサパターンSA,SGのビーム光の走査方向と直角方向の幅は、センサパターンSB〜SFの幅よりも大きくしてある。
【0069】
このように構成されたビーム光検知装置38の出力を用いた制御の詳細は後述するが、42.3μmピッチに形成されたギャップが、ビーム光a,b,c,dの通過位置を所定のピッチ(本例では42.3μm)間隔に制御するための目標となる。すなわち、ビーム光aはセンサパターンSBとSCによって形成されたギャップG(B−C)が、ビーム光bはセンサパターンSCとSDによって形成されたギャップG(C−D)が、ビーム光cはセンサパターンSDとSEによって形成されたギャップG(D−E)が、ビーム光dはセンサパターンSEとSFによって形成されたギャップG(E−F)が、それぞれ通過位置の目標となる。
【0070】
次に、図5を用いて、このようなセンサパターンを有したビーム光検知装置38の特徴について説明する。
【0071】
先に説明したように、本ビーム光検知装置38は、その受光面が感光体ドラム15と同等の位置になるよう、感光体ドラム15の端部近傍、あるいは、ポリゴンミラー35から感光体ドラム15までの距離と同等の光路長を得ることのできる位置に配設されるものである。このように配置されたビーム光検知装置38で、ビーム光の通過位置を正確に捉えるには、先に説明したセンサパターンが、ビーム光の通過方向に対して、直角平行に配置されるのが理想である。しかし、実際には、ビーム光検知装置38の取付けには多少の傾きが生じる。
【0072】
このような取付け位置が理想の位置に対して傾いてしまうことに対し、本例のビーム光検知装置38においては、センサパターンの配置を、ビーム光ごとの通過位置を検知するためのポイントがビーム光の通過方向に対してずれないように配置することによって、ビーム光検知装置38が多少傾いて取付けられたとしても、検知ピッチの狂いが最小限に抑えられるよう構成されている。
【0073】
さらに、後に詳細に説明するが、このビーム光検知装置38の出力を処理する出力処理回路に積分器が設けられているため、ビーム光検知装置38がどのように傾いても、ビーム光の通過位置検知結果に及ぼす影響を最小限に抑えることができる。
【0074】
図5(a)は、本例のビーム光検知装置38がビーム光の走査方向に対して傾いて取付けられた場合のセンサパターンSA〜SGとビーム光a〜dの走査位置の関係を示したものである。ただし、図では、ビーム光検知装置38に対してビーム光a〜dの走査方向が傾いているように表現している。図中のビーム光a〜dの走査ラインは理想の間隔(42.3μmピッチ)に制御された場合のものである。
【0075】
また、センサパターンSA〜SGの間には、本センサパターンにおける制御目標ポイント(白丸)を示した。このポイントは、後で詳細に説明するように、積分器の効果により、ビーム光a〜dが斜めに入射されてもパターン間の真ん中(中間)になる。
【0076】
さて、図から明らかなように、理想的な間隔(42.3μmピッチ)に制御された走査ラインの軌跡は、本センサパターンSA〜SG上の制御目標のほぼ中心を通ることになる。すなわち、本例のビーム光検知装置38は、多少傾いて取付けられたとしても、その検出精度に与える影響が極めて少ないのである。
【0077】
たとえば、ビーム光検知装置38が、ビーム光の走査ラインに対して、5度傾いて取付けられた場合、本来、42.3μmピッチを目標に制御されるべき各ビーム光の走査位置ピッチは、傾きが原因となるビーム光検知装置38の検出誤差により、42.14μmピッチを目標に制御される。このときの誤差は、約0.16μm(0.03%)であり、この通り制御されれば、画質に与える影響は極めて小さい。なお、この値は三角関数を用いて簡単に求めることができるが、ここでは詳細に説明しない。
【0078】
このように、本例のビーム光検知装置38のセンサパターンSA〜SGを用いれば、ビーム光検知装置38の傾きに対する取付け精度が多少悪くとも、正確にビーム光の走査位置を検知することが可能となる。
【0079】
一方、図5(b)に示すビーム光検知装置80は、従来用いられていた、本発明のビーム光検知装置38と同様の機能を実現するためのセンサパターンの一例である。
【0080】
このようなセンサパターンを採用した場合、ビーム光a〜dの走査方向に対して、わずかでも傾いて取付けられると、ビーム光の通過位置を正確に検知できない。その原因は、各ビーム光a〜dの通過位置を検知するセンサパターン(この例ではS3*,S4*,S5*,S6*:*はa,bを示す)が、ビーム光の走査方向に対して距離を置いて配置されているところにある。すなわち、ビーム光の走査方向に対して、距離があればあるほど、わずかな傾きに対しても大きな検出誤差となる。
【0081】
図5(b)にも、図5(a)と同様に、ビーム光検知装置80が傾いて取付けられたことを想定し、理想的な間隔(42.3μmピッチ)に制御された走査ラインの軌跡を示した。図5(b)から明らかなように、従来のビーム光検知装置80は、図5(a)に示す本例のビーム光検知装置38に比べ、はるかに取付け精度を要求されることが分かる。
【0082】
たとえば、図5(a)のビーム光検知装置38と同様に、仮に、図5(b)のビーム光検知装置80が5度傾いて取付けられ、センサパターンS3a,S3bとS6a,S6bとの距離が900μmであるとすると、ビーム光dの制御目標は、理想の位置から78.34μmもずれることになる。この値は、本例の目標制御ピッチである42.3μmをはるかに上回る誤差であり、画質に重大な欠点を与える。したがって、このようなビーム光検知装置80を用いる場合、少なくともビーム光の走査方向に対する傾きについては、非常に高い取付け精度が要求されることになる。
【0083】
従来は、このような問題点を補うために、多少の感度を犠牲にしても、極力ビーム光の走査方向のセンサパターン幅Wを小さくし、ビーム光の走査方向に対し、ビーム光の通過位置検知ポイントが離れないよう考慮する必要がある。また、感度不足を補うために、ビーム光の通過位置を検知する際、レーザ発振器のパワーを上げたり、ポリゴンモータの回転数を落とすなどすることが必須であった。
【0084】
次に、制御系について説明する。
【0085】
図6は、主にマルチビーム光学系の制御を主体にした制御系を示している。すなわち、51は全体的な制御を司る主制御部で、たとえば、CPUからなり、これには、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、ポリゴンミラーモータドライバ37、ガルバノミラー駆動回路39a,39b,39c,39d、信号処理手段としてのビーム光検知装置出力処理回路40、同期回路55、および、画像データインタフェイス(I/F)56が接続されている。
【0086】
同期回路55には、画像データI/F56が接続されており、画像データI/F56には、画像処理部57およびページメモリ58が接続されている。画像処理部57にはスキャナ部1が接続され、ページメモリ58には外部インタフェイス(I/F)59が接続されている。
【0087】
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。
【0088】
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、たとえば、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こす。
【0089】
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。
【0090】
同期回路55は、各ビーム光のビーム光検知装置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。
【0091】
このようにして、各ビーム光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)画像形成が行なわれるものである。
【0092】
また、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、各ビーム光のパワーを制御するためのサンプルタイマや、各ビーム光の画像形成タイミングを取るために、ビーム光の順にしたがってビーム光検知装置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。
【0093】
ここで、ビーム光のパワーがばらついた場合の、主走査方向の画像形成精度に与える影響について説明する。
【0094】
本例では、センサパターンS1あるいはS2を各ビーム光が通過するタイミングを基に、各レーザ発振器の発光タイミングを制御している。すなわち、図6において、ビーム光検知装置38のセンサパターンS1あるいはS2の出力は、ビーム光検知装置出力処理回路40で波形整形され、主走査方向の同期信号として同期回路55に入力される。この同期信号を基に、画像データI/F56から各ビーム光の通過タイミングに合わせて、画像データが各レーザドライバ32a〜32dに送られ、正しい画像が形成されるようになっている。
【0095】
さて、ここで図7を用いて、マルチビーム光学系における各ビーム光間でパワーが異なった場合の同期精度について説明する。図7は、主走査方向の画像形成精度が、ビーム光のパワーに依存することを説明するための図である。
【0096】
図7に、ビーム光のパワーが3段階(A,B,C)に異なっている場合のセンサパターン出力、並びに、その出力を基に波形整形されて生成された同期信号を示した。センサパターン出力(アナログ信号)Aは、ビーム光のパワーが小さい場合を示したもので、3つの中で一番小さい山形となる。このセンサパターン出力Aを、図に示した閾値レベルTHで2値化(波形整形)すると、小さなパルス信号(Aの同期信号)となる。
【0097】
これに対して、センサパターン出力Cは、ビーム光のパワーが大きい場合を示したもので、3つの中で一番大きい山形となる。このセンサパターン出力Cを同様に、図に示した閾値レベルTHで2値化すると、最も大きなパルス信号(Cの同期信号)となる。
【0098】
センサパターン出力Bおよびその同期信号は、センサパターン出力AとCとの間のビーム光のパワーの場合を示している。
【0099】
このような、たとえばA,B,Cの3種の同期信号のエッジ(立上がりあるいは立下がり)を基に、画像形成のためのレーザ発光タイミングを制御すると、たとえば、図58に示すように、ビーム光のパワーが異なるライン間で主走査方向に画像がずれることになる。これは、図7に示すように、同期信号のエッジと中心の位相とが一致しないからである。
【0100】
以上説明したように、マルチビーム光学系を用いて、主走査方向に位置ずれのない画像を形成するには、同期信号を生成するためのセンサパターン(感光体ドラム)上を、各ビーム光が同一のパワーで走査する必要がある。
【0101】
図6の説明に戻って、コントロールパネル53は、複写動作の起動や、枚数設定などを行なうマンマシンインタフェースである。
【0102】
本デジタル複写機は、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をも形成出力できる構成となっている。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。
【0103】
また、本デジタル複写機が、たとえば、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。
【0104】
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。
【0105】
ポリゴンモータドライバ37は、先に述べた4つのビーム光を走査するポリゴンミラー35を回転させるためのポリゴンモータ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、停止と回転数の切換えを行なうことができる。回転数の切換えは、ビーム光検知装置38でビーム光の通過位置を確認する際に、必要に応じて、所定の回転速度よりも回転数を落すときに用いる。
【0106】
レーザドライバ32a,32b,32c,32dは、先に説明した同期回路55からのビーム光の走査に同期したレーザ変調信号にしたがってレーザ光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。
【0107】
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。発光パワーの設定は、プロセス条件の変化や、ビーム光の通過位置検知などに応じて変更される。
【0108】
メモリ52は、制御に必要な情報を記憶するためのものである。たとえば、各ガルバノミラー33a,33b,33c,33dの制御量、ビーム光の通過位置を検知するための回路特性(増幅器のオフセット値)、および、ビーム光の到来順序などを記憶しておくことで、電源立ち上げ後、即座に光学系ユニット13を画像形成が可能な状態にすることができる。
【0109】
次に、ビーム光の通過(走査)位置制御について詳細に説明する。
【0110】
図8は、図3のビーム光検知装置38を用いたときのビーム光の通過位置制御を説明するための図であり、図6のブロック図のうちのビーム光制御に着目し、その制御に関連する部分を抜き出して詳細に示したものである。
【0111】
先に説明したように、ビーム光検知装置38のセンサパターンS1,S2からは、ビーム光が通過したことを示すパルス状の信号が出力される。また、複数のセンサパターンSA〜SG,SHからは、ビーム光の通過位置に応じてそれぞれ独立した信号が出力される。
【0112】
この複数のセンサパターンSA〜SG,SHのうち、センサパターンSA,SG,SHの各出力信号は、増幅器61,62,99(以後、増幅器A,G,Hと言うこともある)にそれぞれ入力される。なお、増幅器61,62,99の各増幅率は、CPUからなる主制御部51によって設定されるようになっている。
【0113】
また、複数のセンサパターンSA〜SGのうち、センサパターンSB〜SFの各出力信号は、センサパターンSB〜SFのうち隣り合う出力信号の差を増幅する差動増幅器63〜66(以後、差動増幅器B−C,C−D,D−E,E−Fと言うこともある)にそれぞれ入力される。ここに、差動増幅器63は、センサパターンSB,SCの各出力信号の差を増幅し、差動増幅器64は、センサパターンSC,SDの各出力信号の差を増幅し、差動増幅器65は、センサパターンSD,SEの各出力信号の差を増幅し、差動増幅器66は、センサパターンSE,SFの各出力信号の差を増幅する。
【0114】
増幅器61〜66,99の各出力信号は、それぞれ選択回路(アナログスイッチ)41に入力される。選択回路41は、主制御部(CPU)51からのセンサ選択信号により、積分器42へ入力する信号を選択する。選択回路41にて選択された増幅器の出力信号は、積分器42に入力されて積分される。
【0115】
一方、センサパターンS1から出力されるパルス状の信号も、積分器42に入力されている。このセンサパターンS1からのパルス状の信号は、積分器42をリセットすると同時に新たな積分動作を開始させるリセット信号(積分動作開始信号)として用いられる。なお、積分器42の役割は、ノイズの除去作用と、ビーム光検知装置38の取付け傾きの影響除去などであるが、詳しくは後述する。
【0116】
積分器42の出力は、A/D変換器43へ入力される。また、センサパターンS2から出力されるパルス状の信号も、A/D変換器43へ入力されている。A/D変換器43のA/D変換動作は、センサパターンS2からの信号が変換開始信号として印加されることによって開始される。すなわち、ビーム光がセンサパターンS2を通過するタイミングでA/D変換が開始される。
【0117】
このように、センサパターンS1からのパルス信号により、ビーム光がセンサパターンSA〜SGを通過する直前に積分器42をリセットすると同時に積分動作を開始させ、ビーム光がセンサパターンSA〜SG上を通過している間は、積分器42はビーム光の通過位置を示す信号を積分する。
【0118】
そして、ビーム光がセンサパターンSA〜SG上を通過し終えた直後に、センサパターンS2からのパルス信号をトリガに、積分器42で積分した結果をA/D変換器43でA/D変換することにより、ノイズが少なく、ビーム光通過位置検知についてはビーム光検知装置38の取付け傾きの影響が除去された検知信号をデジタル信号に変換することができる。
【0119】
また、パワーを測定したいビーム光のレーザ発振器を強制的に発光させ、ポリゴンミラー35によってビーム光検知装置38上を所定の速度で走査させ、センサパターンSHから出力される電気信号を、増幅器99(H)で増幅し、センサパターンS1,S2から出力されるパルス信号のタイミングに基づき、積分器42で積分して、A/D変換器43でA/D変換し、主制御部51に取込むことにより、感光体ドラム15上でのビーム光のパワーを検知することができるようになっている。
【0120】
なお、A/D変換を終了したA/D変換器43は、主制御部51に対し、処理が終了したことを示す割込信号INTを出力するようになっている。
【0121】
ここに、増幅器61〜66,99、選択回路41、積分器42、および、A/D変換器43は、ビーム光検知装置出力処理回路40を構成している。
【0122】
このようにして、デジタル信号に変換されたビーム光検知装置38からのビーム光パワー検知信号およびビーム光位置検知信号は、感光体ドラム15上での相対的なビーム光パワー情報あるいはビーム光位置情報として主制御部51に入力され、それぞれのビーム光の感光体ドラム15上での光パワーやビーム光の通過位置などが判断される。
【0123】
さて、このようにして得られた感光体ドラム15上での相対的なビーム光パワー検知信号やビーム光位置検知信号に基づいて、主制御部51では、各レーザ発振器31a〜31dに対する発光パワーの設定や、各ガルバノミラー33a〜33dの制御量が演算される。それらの演算結果は、必要に応じてメモリ52に記憶される。主制御部51は、この演算結果をレーザドライバ32a〜32dおよびガルバノミラー駆動回路39a〜39dへ送出する。
【0124】
ガルバノミラー駆動回路39a〜39dには、図8に示したように、この演算結果のデータを保持するためのラッチ44a〜44dが設けられており、主制御部51が一旦データを書込むと、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。
【0125】
ラッチ44a〜44dに保持されているデータは、D/A変換器45a〜45dによりアナログ信号(電圧)に変換され、ガルバノミラー33a〜33dを駆動するためのドライバ46a〜46dに入力される。ドライバ46a〜46dは、D/A変換器45a〜45d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33a〜33dを駆動制御する。
【0126】
なお、本例では、センサパターンSA〜SGの増幅された出力信号は、選択回路41によりその1つのみが選択されて積分され、A/D変換されているため、一度にセンサパターンSA〜SGの出力信号を主制御部51に入力することはできない。
【0127】
したがって、ビーム光がどこを通過しているか分からない状態においては、選択回路41を順次切換え、センサパターンSA〜SGの全てのセンサパターンからの出力信号を主制御部51に入力して、ビーム光の通過位置を判定する必要がある。
【0128】
しかし、一旦、どのあたりをビーム光が通過しているかが認識できると、ガルバノミラー33a〜33dを極端に動かさない限り、ビーム光の通過する位置はほぼ予想でき、常に全てのセンサパターンの出力信号を主制御部51に入力する必要はない。なお、詳細な処理に関しては後で説明する。
【0129】
図9は、ビーム光検知装置出力処理回路40におけるセンサパターンSB,SCに対する積分器42までの構成例を詳細に示している。図9において、センサパターン(フォトダイオード)SB,SCを流れる電流は、それぞれ抵抗PR1,RL1,RP2,RL2によって電流・電圧変換された後、ボルテージフォロワ回路としてのオペアンプA1,A2でそれぞれ増幅され、差動増幅器63に送られる。差動増幅器63は、抵抗R1〜R4、および、オペアンプA3によって構成されている。
【0130】
差動増幅器63の出力は、選択回路41を構成するアナログスイッチSW1を介して積分器42に送られる。積分器42は、オペアンプA4、積分抵抗R5、積分コンデンサC、積分器リセット用アナログスイッチSW7、および、保護抵抗R6によって構成されている。積分器42の出力は、A/D変換器43に送られて、アナログ値からデジタル値に変換される。A/D変換器43は、A/D変換が終了すると、変換終了信号を主制御部51に送信する。主制御部51は、変換終了信号を受信すると、デジタル値に変換されたビーム光位置情報を読込むようになっている。
【0131】
なお、センサパターンSD,SE,SFに対する積分器42までの構成例も、基本的には上記センサパターンSB,SCに対する積分器42までの構成例と同様な構成になっており、よって説明は省略する。
【0132】
以下、図10を用いて、図8の回路動作におけるビーム光の通過位置とビーム光検知装置38の出力、差動増幅器63〜66の出力、積分器42の出力の関係を説明する。
【0133】
図10(a)は、ビーム光がセンサパターンSBとSCとのちょうど真ん中を通過している場合を示しており、図10(b)は、ビーム光が図10(a)の場合よりもセンサパターンSB寄りを通過している場合を示している。図10(c)は、ビーム光検知装置38がビーム光の通過方向に対して傾いて取付けられている場合を示している。
【0134】
以下、それぞれの場合のビーム光検知装置38の出力、差動増幅器63の出力、積分器42の出力について説明する。
【0135】
図10(a)の場合の回路動作
まず、ビーム光はセンサパターンS1をよぎり、センサパターンS1からパルス状の信号が出力される。このパルス状の信号は、図に示すように積分器42をリセットし、その出力を「0」にする。したがって、センサパターンS1をビーム光がよぎることにより、前回の検知結果をリセットし、新たな検知結果を積分することになる。
【0136】
ビーム光がセンサパターンSBとSCとの真ん中を通過している場合、センサパターンSBとSCの出力の大きさは、図10(a)に示すように等しいものとなる。ただし、センサパターンの出力は非常に微小であるため、図10(a)に示すように、多少のノイズ成分が重畳されていることがある。
【0137】
このような信号が差動増幅器63に入力され、その差が増幅される。センサパターンSBとSCの出力がほぼ等しい、この場合、差動増幅器63の出力は、図10(a)に示すように、ほぼ「0」となるが、若干のノイズ成分が重畳することがある。このようにして得られた差動増幅結果が、選択回路41を通して積分器42に入力される。
【0138】
ここで、注意を要するのは、差動増幅器63のオフセットである。ここで、オフセットとは、たとえば、差動増幅器63に等しい値が入力された場合にも、プラスかマイナスかどちらかに出力がシフトしてしまう現象である。このような現象は、多かれ少なかれ、どのような差動増幅器にも存在する。本例の場合、このオフセットはビーム光通過位置検知誤差として表われ、正しいビーム光通過位置制御の妨げとなる。したがって、何らかの方法で、このオフセットを除去する必要がある。以下、このオフセットについては無視して説明する。
【0139】
積分器42は、差動増幅器63の出力を積分し、その結果を次のA/D変換器43へと出力するが、積分器42の出力は、図10(a)に示すように、ノイズ成分が除去された信号となる。これは、積分によって、差動増幅結果に重畳している高周波成分のノイズが除去されるからである。このようにして、ビーム光の通過と同時に、センサパターンSBとSCとの出力差が増幅され、さらに、積分されてA/D変換器43に入力される。
【0140】
一方、A/D変換器43には、センサパターンS2の出力が入力されており、ビーム光がセンサパターンSB,SC部分を通過し終えたタイミングで、図10(a)に示すようなパルス状の信号がセンサパターンS2からA/D変換器43へ出力される。A/D変換器43は、このパルス状の信号をトリガに、積分器42の出力のA/D変換を開始する。したがって、A/D変換器43は、ノイズ成分の除去されたS/N比の良いアナログビーム通過位置情報をデジタル信号にタイムリに変換することができる。
【0141】
図10(b)の場合の回路動作
基本的な動作は図10(a)と同じであるが、ビーム光の通過位置がセンサパターンSB側に寄っている分だけ、センサパターンSBの出力が大きく、センサパターンSCの出力が小さくなる。したがって、差動増幅器63の出力は、その差分だけプラスになる。
【0142】
さて、積分器42は、図10(a)の場合と同様に、ビーム光がセンサパターンS1を通過するタイミングでリセットされており、その後に、このような差動増幅結果が積分器42に入力される。積分器42は入力(差動増幅器63の出力)がプラス側である間は、その出力を徐々にプラス側に大きくしていく。そして、入力が「0」に戻ると、その値を保つ。したがって、積分器42の出力には、ビーム光の通過位置の偏り具合が表れる。
【0143】
この積分結果を、図10(a)の場合と同じように、ビーム光のセンサパターンS2が通過するタイミングでA/D変換器43でA/D変換することにより、正確なビーム通過位置がタイムリにデジタル情報に変換される。
【0144】
図10(c)の場合の回路動作
基本的な動作は図10(a)、図10(b)の場合と同じであるが、ビーム光がビーム光検知装置38を斜めに通過する分、センサパターンSB,SCの出力、差動増幅器63の出力、積分器42の出力に特徴がある。
【0145】
図10(c)に示す通り、ビーム光はセンサパターンS1を通過した後、センサパターンSB,SC部分を、センサパターンSC側から斜めに入射し、センサパターンSBとSCとのほぼ中央を通過した後、センサパターンSB側を斜めに通過している。このようにビーム光が通過すると、センサパターンSBの出力は図10(c)に示すごとく、ビーム光が入射した直後は小さく、ビーム光の通過と共に大きくなる。一方、センサパターンSCの出力は、ビーム光が入射した直後は大きく、ビーム光の通過と共に徐々に小さくなる。
【0146】
このようなセンサパターンSB,SCの出力が入力される差動増幅器63の出力は、図10(c)に示すごとく、ビーム光の入射直後は、マイナス側に大きく、その後、徐々に出力は小さくなり、ビーム光がセンサパターンSBとSCとの中間を通過するところで、ほぼ「0」となる。そして、その後、徐々にプラス側に大きくなり、ビーム光が通過し終わる直前にプラス側の最大値となる。
【0147】
このような差動増幅器63の出力が入力される積分器42の出力は、ビーム光が入射した直後からマイナス側に大きくなって行く。そして、差動増幅器63の出力がほぼ「0」になる地点までマイナスの値は大きくなる。その後、差動増幅器63の出力がプラス側に転じると、徐々にマイナスの値は小さくなり、ビーム光が通過し終わる地点では、ほぼ「0」になる。
【0148】
これは、ビーム光がビーム光検知装置38を斜めによぎってはいるが、平均して見れば、センサパターンSBとSCとの真ん中を通過しているからである。したがって、ビーム光がセンサパターンS2を通過することによって、A/D変換器43のA/D変換動作が開始されるが、この場合、積分される値は「0」であり、ビーム通過位置を示すデジタル情報も「0」、すなわち、センサパターンSBとSCとの真ん中をビーム光が通過しているものとして処理される。
【0149】
以上、ビーム光の通過位置と、センサパターンS1,S2,SB,SCの出力、差動増幅器63の出力、積分器42の出力、A/D変換器43の動作について説明した。センサパターンSC,SD,SE,SF、差動増幅器64,65,66の動作は、基本的にセンサパターンSB,SCと差動増幅器63の動作と同じであるので、個々の動作説明は省略する。
【0150】
次に、図11を用いてビーム光の通過位置とA/D変換器43の出力との関係を説明する。
【0151】
図11のグラフの縦軸は、図8に対応するA/D変換器(12ビット)43の出力の大きさを示し、横軸はビーム光の通過位置を示している。横軸のビーム光通過位置は、左へ行くほどビーム光がセンサパターンSG側を通過していることを示し、右へ行くほどビーム光がセンサパターンSA側を通過していることを示している。
【0152】
差動増幅器(63,64,65,66)の出力は、プラスとマイナスの両方向に出る可能性があり、そのときのA/D変換器43の出力は以下のようになる。すなわち、差動増幅器(63,64,65,66)の出力がプラス側の場合、差動増幅器の出力が大きくなるにつれ、A/D変換器43の出力(A/D変換値)は000H(最小値)から7FFH(最大値)の値を出力する。
【0153】
一方、差動増幅器(63,64,65,66)の出力がマイナス側の場合、A/D変換器43の出力(A/D変換値)は800H(最小値)からFFFH(最大値)までの値を出力する。この場合、差動増幅器の出力の絶対値が大きい方が、800H(最小値)側に対応し、差動増幅器の出力が「0」に近い方が、FFFH(最大値)側に対応する。
【0154】
ここでは、センサパターンSBとSCの差動増幅器63の出力がA/D変換器43でA/D変換された場合について具体的に説明する。
【0155】
センサパターンSBの出力は差動増幅器63のプラス端子に接続されており、センサパターンSCの出力は差動増幅器63のマイナス端子に接続されている。したがって、差動増幅器63の出力は、図11に示すように、ビーム光がセンサパターンSBの中心付近を通過するときが最も大きくなり、A/D変換器43でのA/D変換値は7FFHとなる。これは、センサパターンSBの出力が、この付近で最も大きくなるからである。
【0156】
また、この位置からビーム光がセンサパターンSA側にずれても、あるいは、センサパターンSC側にずれても、A/D変換値(差動増幅器63の出力)は小さくなる。
【0157】
さらに、ビーム光の通過位置がセンサパターンSA側にずれた場合を考えると、センサパターンSBもSCもビーム光の通過を検知できなくなり、A/D変換値(差動増幅器63の出力)はほぼ「0」になる。
【0158】
また、反対に、ビーム光の通過位置がセンサパターンSC側にずれた場合を考えると、A/D変換値(差動増幅器63の出力)は徐々に減少し、ビーム光がセンサパターンSBとSCとのちょうど間を通過するとき、その値が「0」になる。これは、センサパターンSBとSCの出力が等しくなるからである。本例では、このポイントがビーム光aの通過目標点となる。
【0159】
また、ビーム光の通過ポイントがセンサパターンSC側にずれると、差動増幅器63の出力はマイナス出力となり、A/D変換値は000HからFFFHへと変化し、その後、A/D変換値は徐々に減っていく。さらに、ビーム光の通過位置がセンサパターンSCの中心付近になると、差動増幅器63の出力はマイナスの最大となり、このときのA/D変換値は800Hとなる。
【0160】
さらに、ビーム光の通過位置がセンサパターンSD側にずれると、今度は差動増幅器63の出力のマイナスの値が小さくなり、A/D変換値は800Hから増加していき、最終的には、FFFHから000Hに変化する。これは、ビーム光の通過位置がセンサパターンSD(SE)側にずれ過ぎて、センサパターンSB,SCともにビーム光の通過を検知できず、その出力が双方ともに「0」となり、両方の出力に差がでなくなるからである。
【0161】
次に、ガルバノミラー33の制御特性について説明する。
【0162】
図12、図13は、ガルバノミラー駆動回路39a〜39dに与えるデータと、ビーム光検知装置38上(つまり、感光体ドラム15上)でのビーム光通過位置との関係を示している。図8に示したように、ガルバノミラー駆動回路39a〜39dのD/A変換器45a〜45dの入力は16ビットである。
【0163】
図12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光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、ビーム光の通過位置は、データ00H〜FFHに対し2000μm(2mm)移動する。また、00H付近とFFH付近の入力に対しては、ガルバノミラーの応答範囲を超えており、ビーム光の通過位置は変化しない。
【0164】
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光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。
【0165】
図13は、ガルバノミラー駆動回路39a〜39dのD/A変換器45a〜45dの下位8ビット入力に対するビーム光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13は、上位8ビットの入力として、上述したビーム光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光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、ビーム光の通過位置が変化し、1LSB当たりでは0.04μmの変化となる。
【0166】
このようにして、主制御部51は、ガルバノミラー駆動回路39a〜39dに対して、16ビットのデータを与えることで、ビーム光検知装置38上、すなわち、感光体ドラム15上のビーム光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。
【0167】
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14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。
【0168】
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)。次に、ビーム光パワー制御ルーチンを実行し、各ビーム光の感光体ドラム15上でのパワーが同一になるよう制御する(S3)。
【0169】
各ビーム光の感光体ドラム15上でのパワーが同一になるよう制御されると、オフセット補正ルーチンを実行し、ビーム光検知装置出力処理回路40のオフセット値を検知して、その補正処理を行なう(S4)。次に、ビーム光通過位置制御ルーチンを実行する(S5)。
【0170】
次に、主走査方向の同期引込みを実行する(S6)。次に、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(S7)。
【0171】
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(S8)。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(S9)、複写指令待ち状態となる(S10)。
【0172】
複写指令待ちの状態(S10)で、コントロールパネル53から複写(プリント)指令を受信しない場合、ビーム光通過位置制御ルーチンを実行後、たとえば、30分が経過すると(S11)、自動的にビーム光パワー制御ルーチンを実行し(S12)、さらに、自動的にステップS4と同様なオフセット補正ルーチンを実行し(S13)、その後、再びビーム光通過位置制御ルーチンを実行する(S14)。これが終了すると、ステップS10に戻り、再び複写指令待ち状態になる。
【0173】
複写指令待ちの状態(S10)で、コントロールパネル53から複写指令を受信すると、ビーム光通過位置制御ルーチンを実行し(S15)、複写動作を実行する(S16)。複写動作が終了すると、ステップS10に戻り、前記動作を繰り返す。
【0174】
次に、図14のステップS5,S14,S15におけるビーム光通過位置制御ルーチンの概略動作について、図15に示すフローチャートを用いて説明する。
【0175】
まず、主制御部51は、ポリゴンモータ36をオンし、ポリゴンミラー35を所定の回転数で回転させる(S20)。次に、主制御部51は、メモリ52から最新のガルバノミラー33a〜33dの駆動値を読出し、その値に基づいて、それぞれのガルバノミラー33a〜33dを駆動する(S21)。
【0176】
次に、主制御部51は、ビーム光aの通過位置制御を行なう(S22)。ここでの制御内容は、ビーム光aの通過位置を検知し、その通過位置が規定値内に入っているかどうかをチェックし、規定値内に入っていなければ、ガルバノミラー33aの角度を変更し、規定値内に入っていれば、ビーム光aの通過位置が規定値内に入っていることを示すフラグを立てるという内容である。
【0177】
続いて、主制御部51は、ビーム光b、ビーム光c、ビーム光dについても、ビーム光aの場合と同様に、それぞれのビーム光b,c,dの通過位置を検知し、その通過位置が規定値内に入っているかどうかをチェックし、規定値内に入っていなければ、それぞれのガルバノミラー33b〜33dの角度を変更し、規定値内に入っていれば、それぞれのビーム光の通過位置が規定値内に入っていることを示すフラグを立てる(S23,S24,S25)。
【0178】
このようにして、各ビーム光a,b,c,dの通過位置制御を行なった上で、主制御部51は、それぞれのフラグをチェックし、ビーム光通過位置制御を終了するか否かを判定する(S26)。すなわち、全てのフラグが立っていれば、ビーム光通過位置制御を終了し、どれか1つのフラグでも立っていなければ、ステップS22に戻り、各ビーム光の通過位置制御を行なう。
【0179】
ここで、このような制御フローにおけるガルバノミラー33a〜33dの挙動について簡単に説明する。
【0180】
ガルバノミラー33a〜33dは、先に説明したように、主制御部51からの制御値にしたがってその角度を変え、走査されるビーム光の通過位置を変更するのであるが、主制御部51からの指示に対し、すぐに応答できるとは限らない。すなわち、主制御部51から制御データが出力され、そのデータがラッチ44a〜44dでラッチされ、さらに、D/A変換器45a〜45dでD/A変換されて、その大きさに比例した駆動信号がドライバ46a〜46dから出力されるまでの時間が、「ns」または「μs」単位のオーダであるのに対し、たとえば、本例に用いているガルバノミラー33a〜33dの応答時間は、4〜5msのオーダであるという問題がある。
【0181】
ここでの応答時間とは、新たな駆動信号に対し、ガルバノミラー33a〜33dの角度変化が始まり、ある時間移動(振動)した後、その移動(振動)が収まって、新たな角度に落ち着くまでの時間を指す。したがって、主制御部51は、ガルバノミラー33a〜33dに対し、新たな制御データを送出した後、その制御結果を確認するためには、少なくともこの応答時間が経過した後に、ビーム光の通過位置を確認する必要がある。
【0182】
図15から明らかなように、本例においては、あるガルバノミラーを制御したその効果の確認は、他のビーム光位置検知動作あるいはガルバノミラー制御動作を行なった後に行なうようになっており、充分にガルバノミラーが応答に要する時間が経過した後、効果を確認するようになっている。
【0183】
たとえば、ステップS21,S22,S23,S24において、少なくとも1つの増幅器あるいは差動増幅器の出力をポリゴンミラー35の面数分(たとえば、8面分)だけ取得するのに要する時間は、1走査に要する時間が330μsの場合、2.64msとなる。
【0184】
したがって、あるガルバノミラーを制御した後、他の3つのビーム光の通過位置を検知した後、その効果を確認するには、少なくとも7.92msの時間間隔があり、ガルバノミラーの移動(振動)は、すでに収まっている状態でのビーム光通過位置が確認できることになる。
【0185】
なお、増幅器あるいは差動増幅器の出力をポリゴンミラー35の面数だけ取得するのは、ポリゴンミラー35の面倒れ成分を除去するためである。
【0186】
図16、図17は、図15のステップS22におけるビーム光a通過位置制御の動作を詳細に説明するためのフローチャートである。先に説明したように、ビーム光の通過位置とA/D変換器43の出力との関係は図11のようになるので、図11も参照して説明する。
【0187】
まず、主制御部51は、レーザ発振器31aを強制発光させる(S31)。これにより、ビーム光aは、ポリゴンミラー35の回転により周期的にビーム光検知装置38上を走査することになる。
【0188】
次に、主制御部51は、A/D変換器43が出力する割込み信号INTにしたがい、各増幅器並びに差動増幅器の出力がA/D変換された値を読込む。なお、通常、ビーム光の走査位置は、ポリゴンミラー35の面倒れ成分により、面ごとに若干異なる場合が多く、その影響を除去するために、ポリゴンミラー35の面数と同等な回数、あるいは、その整数倍回連続してA/D変換された値を読込むことが望ましい。その場合、主制御部51は、それぞれの増幅器並びに差動増幅器に対応するA/D変換器43の出力値を平均し、その結果をそれぞれの増幅器並びに差動増幅器の出力とする(S32)。
【0189】
したがって、増幅器61,62(増幅器A,G)並びに差動増幅器63〜66(増幅器B−C,C−D,D−E,E−F)について、それぞれポリゴンミラー35の面数(8個)と同じ回数、A/D変換器43の値を読込んだとすれば、ビーム光を48回走査する必要がある。
【0190】
主制御部51は、まず、このようにして得た増幅器61(A)の出力(A/D変換値)を、メモリ52にあらかじめ記憶されている判定基準値100Hと比較することにより、増幅器61の出力が判定基準値100Hよりもも大きいか否かを判定する(S33)。
【0191】
この判定の結果、増幅器61の出力が100Hよりも大であった場合には、ビーム光aの通過位置が、センサパターンSA上であるか、または、センサパターンSAの近傍であることを表している。すなわち、図11におけるエリアAをビーム光aが通過していることを表している。ビーム光aの目標通過位置は、センサパターンSBとSCとの中間であるので、ガルバノミラー33aをビーム光aがセンサパターンSG側を通過するように制御する(S34)。
【0192】
このときの制御量(ビーム光の移動量)は、120μm程度とする。制御量を120μmとしたのは、図3、図4のセンサパターンで説明したように、センサパターンSAおよびSGは、制御目標ポイントの領域から両脇に大きなパターンを有しており、このパターン上をビーム光が通過している場合には、目標ポイントに速くビーム光の通過位置を近づけるために、比較的大きくビーム光の通過位置を変更する必要があるからである。
【0193】
ただし、増幅器61の出力が100Hよりも大である場合においても、センサパターンSBに近い範囲をビーム光aが通過している場合には、過剰にビーム光の通過位置を変更してしまう可能性もある。しかし、トータルの効率を考慮すると、この程度の移動量は必要である。
【0194】
ステップS33の判定で、増幅器61の出力が100Hよりも大でなかった場合には、増幅器62(G)の出力(A/D変換値)をメモリ52にあらかじめ記憶されている判定基準値100Hと比較することにより、増幅器62の出力が判定基準値100Hよりも大であるかを判定する(S35)。
【0195】
この判定の結果、増幅器62の出力が100Hよりも大であった場合には、ビーム光aの通過位置が、センサパターンSG上であるか、または、センサパターンSGの近傍であることを表している。すなわち、図11におけるエリアGをビーム光aが通過していることを表している。
【0196】
したがって、このような場合には、ビーム光aの通過目標ポイントであるセンサパターンSBとSCとの中間に近づけるため、ビーム光aがセンサパターンSA側を通過するようガルバノミラー33aを制御する(S36)。なお、このときの制御量は、ステップS34の場合と同様、120μm程度の制御量(移動量)が必要である。
【0197】
ステップS35の判定で、増幅器62の出力が100Hよりも大でなかった場合には、差動増幅器66(E−F)の出力(A/D変換値)をメモリ52にあらかじめ記憶されている判定基準値800Hと比較することにより、差動増幅器66の出力が判定基準値800H以上であるかを判定する(S37)。
【0198】
この判定の結果、差動増幅器66の出力が800H以上であった場合には、ビーム光aの通過位置が、センサパターンSFの近傍であることを表している。すなわち、図11におけるエリアFをビーム光aが通過していることを表している。
【0199】
したがって、このような場合には、ビーム光aの通過目標ポイントであるセンサパターンSBとSCとの中間に近づけるため、ビーム光aがセンサパターンSA側を通過するようガルバノミラー33aを制御する(S38)。なお、このときの制御量は、目標ポイントとエリアFとの距離を考慮し、120μm程度の制御量(移動量)が必要である。
【0200】
ステップS37の判定で、差動増幅器66の出力が800H以上でなかった場合には、差動増幅器65(D−E)の出力(A/D変換値)をメモリ52にあらかじめ記憶されている判定基準値800Hと比較することにより、差動増幅器65の出力が判定基準値800H以上であるかを判定する(S39)。
【0201】
この判定の結果、差動増幅器65の出力が800H以上であった場合には、ビーム光aの通過位置が、センサパターンSEの近傍であることを表している。すなわち、図11におけるエリアEをビーム光aが通過していることを表している。
【0202】
したがって、このような場合には、ビーム光aの通過目標ポイントであるセンサパターンSBとSCとの中間に近づけるため、ビーム光aがセンサパターンSA側を通過するようガルバノミラー33aを制御する(S40)。なお、このときの制御量は、目標ポイントとエリアEとの距離を考慮し、80μm程度の制御量(移動量)が必要である。
【0203】
ステップS39の判定で、差動増幅器65の出力が800H以上でなかった場合には、差動増幅器64(C−D)の出力(A/D変換値)をメモリ52にあらかじめ記憶されている判定基準値800Hと比較することにより、差動増幅器64の出力が判定基準値800H以上であるかを判定する(S41)。
【0204】
この判定の結果、差動増幅器64の出力が800H以上であった場合には、ビーム光aの通過位置が、センサパターンSDの近傍であることを表している。すなわち、図11におけるエリアDをビーム光aが通過していることを表している。
【0205】
したがって、このような場合には、ビーム光aの通過目標ポイントであるセンサパターンSBとSCの中間に近づけるため、ビーム光aがセンサパターンSA側を通過するようガルバノミラー33aを制御する(S42)。なお、このときの制御量は、目標ポイントとエリアDとの距離を考慮し、40μm程度の制御量(移動量)が必要である。
【0206】
ステップS41の判定で、差動増幅器64の出力が800H以上でなかった場合には、差動増幅器63(B−C)の出力(A/D変換値)をメモリ52にあらかじめ記憶されている判定基準値400H,7FFHと比較することにより、差動増幅器63の出力が判定基準値400Hよりも大で、7FFH以下であるかを判定する(S43)。
【0207】
この判定の結果、差動増幅器63の出力が400Hよりも大で、7FFH以下であった場合には、ビーム光aの通過位置が、通過目標ポイントであるセンサパターンSBとSCとの中間近傍であるが、若干センサパターンSB寄りであることを表している。すなわち、図11におけるエリアBのエリアBAをビーム光aが通過していることを表している。
【0208】
したがって、このような場合には、ビーム光aの通過目標ポイントであるセンサパターンSBとSCとの中間に近づけるため、ビーム光aがセンサパターンSG側を通過するようガルバノミラー33aを制御する(S44)。なお、このときの制御量は、目標ポイントとエリアDとの距離を考慮し、10μm程度の制御量(移動量)が必要である。
【0209】
ステップS43の判定で、差動増幅器63の出力が400Hよりも大で、7FFH以下でなかった場合には、差動増幅器63の出力をメモリ52にあらかじめ記憶されている判定基準値60H,400Hと比較することにより、差動増幅器63の出力が判定基準値60Hよりも大で、400H以下であるかを判定する(S45)。
【0210】
この判定の結果、差動増幅器63の出力が60Hよりも大で、400H以下であった場合には、ビーム光aの通過位置が、通過目標ポイントであるセンサパターンSBとSCとの中間近傍であるが、若干センサパターンSB寄りであることを表している。すなわち、図11におけるエリアBのエリアBCをビーム光aが通過していることを表している。
【0211】
したがって、このような場合には、ビーム光aの通過目標ポイントであるセンサパターンSBとSCとの中間に近づけるため、ビーム光aがセンサパターンSG側を通過するようガルバノミラー33aを制御する(S46)。なお、このときの制御量は、目標ポイントとエリアDとの距離を考慮し、0.5μm程度の制御量(移動量)が必要である。
【0212】
ステップS45の判定で、差動増幅器63の出力が60Hよりも大で、400H以下でなかった場合には、差動増幅器63の出力をメモリ52にあらかじめ記憶されている判定基準値800H,A00Hと比較することにより、差動増幅器63の出力が判定基準値800H以上で、A00Hよりも小であるかを判定する(S47)。
【0213】
この判定の結果、差動増幅器63の出力が800H以上で、A00Hよりも小であった場合には、ビーム光aの通過位置が、通過目標ポイントであるセンサパターンSBとSCとの中間近傍であるが、若干センサパターンSC寄りであることを表している。すなわち、図11におけるエリアCのエリアCDをビーム光aが通過していることを表している。
【0214】
したがって、このような場合には、ビーム光aの通過目標ポイントであるセンサパターンSBとSCとの中間に近づけるため、ビーム光aがセンサパターンSA側を通過するようガルバノミラー33aを制御する(S48)。なお、このときの制御量は、目標ポイントとエリアCDとの距離を考慮し、10μm程度の制御量(移動量)が必要である。
【0215】
ステップS47の判定で、差動増幅器63の出力が800H以上で、A00Hよりも小でなかった場合には、差動増幅器63の出力をメモリ52にあらかじめ記憶されている判定基準値A00H,FA0Hと比較することにより、差動増幅器63の出力が判定基準値A00H以上で、FA0Hよりも小であるかを判定する(S49)。
【0216】
この判定の結果、差動増幅器63の出力がA00H以上で、FA0Hよりも小であった場合には、ビーム光aの通過位置が、通過目標ポイントであるセンサパターンSBとSCとの中間近傍であるが、若干センサパターンSC寄りであることを表している。すなわち、図11におけるエリアCのエリアCBをビーム光aが通過していることを表している。
【0217】
したがって、このような場合には、ビーム光aの通過目標ポイントであるセンサパターンSBとSCとの中間に近づけるため、ビーム光aがセンサパターンSA側を通過するようガルバノミラー33aを制御する(S50)。なお、このときの制御量は、目標ポイントとエリアCBとの距離を考慮し、0.5μm程度の制御量(移動量)が必要である。
【0218】
ステップS49の判定で、差動増幅器63の出力がA00H以上で、FA0Hよりも小でない場合には、ビーム光aの通過位置が所定の範囲内(目標ポイントの±1μmの範囲)に入っていることを示しているので、ガルバノミラー33aの制御終了フラグAを立てる(S51)。
【0219】
このようにして、理想の通過ポイントに対して±1μmの範囲内にビーム光aが通過していない場合(S34,S36,S38,S40,S42,S44,S46,S48,S50)には、ガルバノミラー33aを所定量制御し、そのときの値をメモリ52に書込む(S52)。
【0220】
以上のようにして主制御部51は、ビーム光aが理想の通過ポイントに対し、±1μmの範囲内を通過している場合にガルバノミラー33aの制御終了フラグAを立て、この範囲外を通過している場合には、その通過位置(エリア)に応じてガルバノミラー制御量を調整し、その値をメモリ52に書き込む。
【0221】
最後に主制御部51は、レーザ発振器31aの強制発光を解除し、一連のビーム光aの通過位置制御を終える(S53)。
【0222】
なお、既に図15で説明したように、ガルバノミラー33aの制御終了フラグAが立っていない場合には、再度、ビーム光aの通過位置制御ルーチンを実行することになる。すなわち、ビーム光aが理想の通過ポイントに対し、±1μmの範囲内を通過するまでこのルーチンは繰り返し実行される。
【0223】
以上の説明はビーム光aに対しての制御であるが、ビーム光b,c,dに対しての制御も、基本的にはビーム光aの場合と同様で、それぞれのレーザ発振器31b〜31dを強制発光させた上で、増幅器61,62並びに差動増幅器63〜66の出力を判定し、理想の制御ポイントに対して±1μmの範囲内を通過している場合には、それぞれのガルバノミラー33b〜33dの制御終了フラグB〜Dを立てる。また、この範囲を通過していない場合には、それぞれのビーム光b〜dがどのエリアを通過しているのかを判定した上で、その通過エリアに応じた制御をガルバノミラー33b〜33dに対して行ない、その制御値をメモリ52に書込む。
【0224】
ここで、以上で説明したビーム光通過位置制御における各ビーム光のパワーのばらつきが与える影響について説明する。
【0225】
図18は、感光体ドラム15(ビーム光検知装置38)上において、ビーム光のパワーが変化したときのビーム光通過位置と、差動増幅器の出力(積分してA/D変換した値)との関係を示したものである。
【0226】
図18のグラフにおいて、曲線Bは、図11において示した増幅器63,64,65,66の出力特性と同じものを示しており、ビーム光が目標とする通過ポイントから遠ざかるとともに、000Hから7FFH、あるいは、FFFHから800Hまで徐々に変化し、さらに、目標ポイントから遠ざかると、7FFHから000H、または、800HからFFFHへと徐々に変化する。この特性は、ビーム光の通過位置と差動増幅器の出力との対応が取りやすく、制御上、都合がよい。
【0227】
これに対して、たとえば、ビーム光のパワーが大きい場合の曲線Cの特性の場合には、ビーム光の通過位置が目標ポイントから僅かにずれただけで、差動増幅器の出力が大幅に変化してしまい、ある一定値以上ビーム光通過位置がずれると、差動増幅器の出力が7FFH、あるいは、800Hに固定となってしまう。そして、さらに、ビーム光の通過位置がかなり変化しない限り、差動増幅器の出力値は変化しない。
【0228】
逆に、ビーム光のパワーが小さい場合には、曲線Aの特性となり、ビーム光の通過位置の変化に対して差動増幅器の出力変化が小さく、S/N比が悪い。
【0229】
以上説明したように、感光体ドラム15上を通過するビーム光のパワーが変化すると、ビーム光の通過位置と差動増幅器の出力との関係が変化してしまう。
【0230】
したがって、このように各ビーム光のパワーがばらついた状態のままでビーム光の通過位置を制御すると、ビーム光のパワーが小さい場合には、ある一定の基準内にビーム光の通過位置を制御したつもりであっても、精度が不足していたりし、ビーム光のパワーが大きい場合には、ビーム光の通過位置変化に対する差動増幅器の出力変化が大きすぎたり、変化しないことが起るため、制御動作が不安定になることがある。
【0231】
したがって、ビーム光の通過位置制御を行なう際には、最低限、各ビーム光のパワーが揃っている必要がある。さらに、理想的には、図18の曲線Bのような特性になるビーム光のパワーが望ましいが、この図18に示すグラフについては、たとえば、差動増幅器の増幅率を適当な値にすることで、曲線Aの特性を曲線Bの特性に変えたり、曲線Cの特性を曲線Bの特性に変えたりすることも可能である。
【0232】
次に、図14のステップS3,S12におけるビーム光パワー制御ルーチンの第1の例について、図19、図20に示すフローチャートを用いて説明する。
【0233】
まず、主制御部51は、増幅器99(H)の増幅率を所定の値に設定する(S231)。ここでの所定の値とは、各ビーム光がセンサパターンSH上を通過した際に、増幅器99(H)の出力を積分器42で積分し、A/D変換器43でA/D変換した場合、その値が飽和せず、ビーム光のパワーに比例して変化するような増幅率の値である。
【0234】
次に、主制御部51は、ポリゴンモータ36をオンし、ポリゴンミラー35を所定の回転数で回転させる(S232)。次に、主制御部51は、レーザ発振器31aをメモリ52に記憶している所定の値で強制的に発光させる(S233)。この動作により、ビーム光aはポリゴンミラー35により走査を開始する。ここで、所定の値というのは、そのときの画像形成に適した値である。
【0235】
一般に、電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては、その画像形成装置の置かれる環境や使用状況(経時変化)によってビーム光のパワーを変化させる必要がある。メモリ52には、このような諸条件下での適切なビーム光のパワー情報が記憶されている。
【0236】
次に、主制御部51は、ビーム光aがセンサパターンSH上を通過するようにガルバノミラー33aを制御する(S234)。ここで、ビーム光aは、センサパターンSHからはみ出さない程度に、充分にセンサパターンSHのほぼ中央部を通過することが必要である。もし、センサパターンSHからはみ出しているような場合は、検知するパワーの値が小さくなってしまう。しかし、ビーム光のパワー制御に用いるセンサパターンSHは、先に(図3で)説明したように、充分な大きさを持っており、通常このような問題は起こりえない。
【0237】
なお、たとえば、電源投入時などに初期設定として、ビーム光aがセンサパターンSHのほぼ中央部を通過するように設定される場合は、ステップS234の処理は省略できる。
【0238】
さて、ビーム光aがセンサパターンSH上を通過するようになると、A/D変換器43からは、ビーム光aのパワーに比例した値が主制御部51に入力されることになる。主制御部51は、この値(理想的にはポリゴンミラー35の面数の整数倍回の平均値)を、ビーム光aの感光体ドラム15上での光パワーPaとしてメモリ52に記憶し(S235)、レーザ発振器31aをオフにする(S236)。
【0239】
次に、主制御部51は、レーザ発振器31bを強制的に発光させ(S237)、ビーム光bを、ビーム光aの場合と同様にして、ガルバノミラー33bを制御することによって、センサパターンSH上を通過させる(S238)。この場合も、ビーム光bがセンサパターンSHのほぼ中央部を通過するよう初期設定される場合は、ステップS238の処理は省略できる。
【0240】
これにより、A/D変換器43からは、ビーム光bの感光体ドラム15上での光パワーに比例した値が主制御部51に入力されるので、この値を光パワーPbとして、先にメモリ52に記憶したビーム光aの感光体ドラム15上での光パワーPaと比較する(S239)。なお、このビーム光bの場合も、理想的にはポリゴンミラー35の面数の整数倍回、A/D変換器43の出力値を取込み、それを平均化した値をPbとするのが望ましい。
【0241】
さて、このようにして、ビーム光aとビーム光bの感光体ドラム15上での光パワーPa,Pbを比較した結果、その差がある値(ΔP)以下(理想的には「0」)であれば、画質上問題はない。しかし、それ以上の差がある場合には、画質上問題となるので補正が必要となる。
【0242】
たとえば、光パワーPbとPaを比較した結果、Pbの方がPaよりも大きく、その差がΔPよりも大きい場合(S240,S241)、レーザドライバ32bへの発光パワー設定値を下げることにより、ビーム光bの感光体ドラム15上での光パワーを下げることが可能である(S242)。
【0243】
逆に、光パワーPbとPaを比較した結果、Paの方がPbよりも大きく、その差がΔPよりも大きい場合(S240,S241)、レーザドライバ32bへの発光パワー設定値を上げることにより、ビーム光bの感光体ドラム15上での光パワーを上げることが可能である(S243)。
【0244】
このようにして、ビーム光bの感光体ドラム15上での光パワーを補正すると、このときの発光パワー設定値をレーザ発振器31bの値としてメモリ52に記憶して(S244)、再びステップS239に戻り、再度、ビーム光bの感光体ドラム15上での光パワーを検知して、Paと比較し、その差がΔP以下になるまで補正を繰り返す。
【0245】
このようにして、ビーム光aのパワーとビーム光bのパワーとの差を所定の値(ΔP)以下とすることが可能となる。
【0246】
以下、ステップS245〜S264によりビーム光c、ビーム光dについても同様の動作を行なうことで、ビーム光a、ビーム光b、ビーム光c、ビーム光dの感光体ドラム15上での光パワー差を所定の値(ΔP)以下とすることが可能である。
【0247】
なお、上記例では、ビーム光aを基準としているが、ビーム光bあるいはビーム光c、ビーム光dを基準として制御することも可能である。また、ここでの所定の値(ΔP)は、基準(Paの値)の1%以下とすることが望ましい。
【0248】
次に、図14のステップS3,S12におけるビーム光パワー制御ルーチンの第2の例について、図21、図22に示すフローチャートを用いて説明する。
【0249】
ビーム光パワー制御ルーチンの第2の例の前述した第1の例と異なる点は、ビーム光のパワーを制御するときの基準の取り方の違いであり、その他は第1の例と同じである。第1の例では、ビーム光パワーの制御基準を、ビーム光aとしていた。したがって、結果として、各ビーム光間の相対的な光パワーを一致させることになっていた。これに対し、第2の例では、あらかじめ決めておいた基準値Prefを基準に各ビーム光のパワー制御を行なっている。したがって、あらかじめセンサパターンSHの感度補正を行なっておけば、絶対的な基準を基に各ビーム光のパワーを制御することができる。
【0250】
たとえば、所定の走査速度で100μW相当の光パワーを持つビーム光がセンサパターンSH上を通過した際に、増幅器99(H)から出力される値が100H、200μW相当の光パワーを持つビーム光に対しては200H、300μW相当の光パワーを持つビーム光に対しては300H、というような値を出すように、あらかじめ調整(校正)されていれば、このセンサパターンSHを一種の測定器として用いることができる。このような構成にしておけば、機体間のばらつきもなく、像面上でのビーム光パワーの制御が可能となる。
【0251】
以上説明したように上記実施の形態によれば、前記したようなセンサパターンを有するビーム光検知装置38を用い、感光体ドラム15上での各ビーム光相互のパワーの差を所定値以下に制御することや、絶対値を制御することが可能で、ビーム光検知装置38の傾きに対する取付け精度がさほど高くなくても、制御精度を落とすことなく、正確にビーム光の走査位置を検知することが可能となる。
【0252】
また、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15の表面と同等の位置に配設されたビーム光検知装置38によって、感光体ドラム15(ビーム光検知装置38)上でのビーム光のパワーや、その差、各ビーム光の通過位置を検知し、この検知結果を基に、各ビーム光の感光体ドラム15の表面におけるパワーを設定し、各ビーム光の相対位置が適性位置となるよう制御するための制御量を演算し、この演算した制御量に応じて各ビーム光の感光体ドラム15の表面における相対位置を変更するためのガルバノミラーを制御することにより、光学系の組立てに特別な精度や調整を必要とせず、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、制御精度を落とすことなく、感光体ドラム15の表面における各ビーム光相互の位置関係を常に理想的な位置に制御できる。したがって、常に高画質を維持することができる。
【0253】
さらに、ビーム光検知装置38におけるビーム光パワー検知用のセンサパターンSHは、そのサイズが副走査方向に充分長い形状であるため、適正位置に制御されたビーム光をその都度、わざわざ移動させる必要がない。このため、複写速度の高速化にも充分、対応が可能である。
【0254】
次に、複数(たとえば、2種類)の解像度に対応したビーム光検知装置38について説明する。
【0255】
図23は、2種類の解像度に対応したビーム光検知装置38の構成とビーム光の走査方向の関係を模式的に示しており、図3のビーム光検知装置38との相違点は、ビーム光の通過位置を検知するセンサパターンSB〜SFが、2種類の解像度にそれぞれ対応して設けられている点にあり、その他は図3のビーム光検知装置38と同様であるので、説明は省略する。
【0256】
すなわち、センサパターンSB1〜SF1は、第1の解像度(たとえば、600dpi)用のビーム光通過位置検知センサパターンで、図24に示すように、これらは同一の形状(面積も同一)で、およそ42.3μm(25.4mm÷600)間隔で配設されていて、ビーム光a〜dがそれぞれ隣接するセンサパターンの中間(ギャップG)を通過するように通過位置を制御することによって、42.3μmの間隔で走査されるようになっている。
【0257】
すなわち、
・ビーム光a:センサパターンSB1とSC1との中間に制御する
・ビーム光b:センサパターンSC1とSD1との中間に制御する
・ビーム光c:センサパターンSD1とSE1との中間に制御する
・ビーム光d:センサパターンSE1とSF1との中間に制御する
なお、ビーム光の通過位置制御については既に説明済みであるため、ここでは省略する。
【0258】
また、センサパターンSB2〜SF2は、第2の解像度(たとえば、400dpi)用のビーム光通過位置検知センサパターンで、図24に示すように、これらは同一の形状(面積も同一)で、およそ63.5μm(25.4mm÷400)間隔で配置されていて、ビーム光a〜dがそれぞれ隣接するセンサパターンの中間(ギャップG)を通過するように通過位置を制御することによって、63.5μmの間隔で走査されるようになっている。
【0259】
すなわち、
・ビーム光a:センサパターンSB2とSC2との中間に制御する
・ビーム光b:センサパターンSC2とSD2との中間に制御する
・ビーム光c:センサパターンSD2とSE2との中間に制御する
・ビーム光d:センサパターンSE2とSF2との中間に制御する
なお、ビーム光の通過位置制御の基本動作は、600dpiの場合と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【0260】
図25は、本例のビーム光検知装置38がビーム光の走査方向に対して傾いて取付けられた場合のセンサパターンSB1〜SF1,SB2〜SF2とビーム光a〜dの走査位置の関係を示したもので、図25(a)は第1の解像度(600dpi)の場合、図25(b)は第2の解像度(400dpi)の場合である。なお、図では、ビーム光検知装置38に対してビーム光a〜dの走査方向が傾いているように表現している。
【0261】
たとえば、センサパターンとビーム光との相対的な傾きが5度の場合を想定すると、ビーム光aとビーム光dとの間隔は、第1の解像度の場合は下記表1のようになり、約0.5μm間隔が狭まるにすぎない。また、第2の解像度の場合は下記表2のようになり、約0.7μm間隔が狭まるに過ぎない。
【0262】
【表1】

Figure 0003925997
【0263】
【表2】
Figure 0003925997
【0264】
図26は、図23のビーム光検知装置38を用いたときのビーム光の通過位置制御を説明するための図であり、図8との相違点は、ビーム光検知装置出力処理回路40の構成において、センサパターンSB1〜SF1,SB2〜SF2に対応して差動増幅器が設けられている点、および、センサ選択信号に解像度切換信号が追加された点にあり、その他の構成は基本的に図8と同様であるので、説明は省略する。
【0265】
すなわち、差動増幅器631は、センサパターンSB1,SC1の各出力信号 の差を増幅し、差動増幅器641は、センサパターンSC1,SD1の各出力信号の差を増幅し、差動増幅器651は、センサパターンSD1,SE1の各出力信号の差を増幅し、差動増幅器661は、センサパターンSE1,SF1の各出力信号の差を増幅する。また、差動増幅器632は、センサパターンSB2,S C2の各出力信号の差を増幅し、差動増幅器642は、センサパターンSC2,SD2の各出力信号の差を増幅し、差動増幅器652は、センサパターンSD2,SE2の各出力信号の差を増幅し、差動増幅器662は、センサパターンSE2,SF2の各出力信号の差を増幅する。
【0266】
増幅器631〜661,632〜662の各出力信号は、それぞれ選択回路(アナログスイッチ)41に入力される。選択回路41は、主制御部(CPU)51からのセンサ選択信号により、積分器42へ入力する信号を選択する。
【0267】
すなわち、第1の解像度(600dpi)でビーム光の通過位置制御を行なう場合は、選択回路41によって下記の差動増幅器を選択し、それに対応するビーム光の通過位置制御を行なう。
【0268】
・差動増幅器631:ビーム光a
・差動増幅器641:ビーム光b
・差動増幅器651:ビーム光c
・差動増幅器661:ビーム光d
同様に、第2の解像度(400dpi)でビーム光の通過位置制御を行なう場合は、選択回路41によって下記の差動増幅器を選択し、それに対応するビーム光の通過位置制御を行なう。
【0269】
・差動増幅器632:ビーム光a
・差動増幅器642:ビーム光b
・差動増幅器652:ビーム光c
・差動増幅器662:ビーム光d
図27は、図23のビーム光検知装置38を用いたときのプリンタ部2の電源投入時における概略的な動作を説明したフローチャートである。図14との相違点は、ステップS2とS3との間に解像度選択ルーチンとしてのステップS17の処理が追加された点にあり、その他は図14と同様であるので、説明は省略する。解像度選択ルーチン(S17)では、選択された解像度に応じたポリゴンモータ36の回転数、画像形成時のビーム光のパワー、選択回路41の設定などが実行される。すなわち、
Figure 0003925997
となる。
【0270】
このように、既に説明済み(図5(a)(b))であるが、ビーム光通過位置検知センサパターンをビーム光の走査方向と直交する方向に平行に配設することによって、従来方式(図5(b))に比較して、取付け傾きに充分余裕のあるビーム光検知装置38を構築することができる。さらに、本実施の形態は、この構成で複数の解像度に対応したものであり、本実施の形態によれば、複数の解像度を有した取付け傾きに充分余裕のあるビーム光検知装置38を構築できる。
【0271】
次に、主走査方向の画像形成位置制御(レーザ発振器の発光タイミング制御)について詳細に説明する。
【0272】
図28は、本制御に用いるビーム光検知装置38の構成を模式的に示している。このビーム光検知装置38は、前述した図23のビーム光検知装置38において、ビーム光の通過タイミングを検知する第5の光検知部としての縦に長い4つのセンサパターンS3,S4,S5,S6を追加したもので、その他の構成は基本的に図23と同様であるので、説明は省略する。
【0273】
すなわち、センサパターンS3は、センサパターンS1とSHとの間にそれらと平行に設けられ、センサパターンS4,S5,S6は、センサパターンSA〜SGの右隣り(図面に対して)に、S4,S5,S6の順序でそれらと平行に設けられている。なお、センサパターンS6は、前記センサパターンS2の機能をも兼ねている。
【0274】
ここに、センサパターンS3〜S6の間隔P3,P4,P5は、第1の解像度(600dpi)と第2の解像度(400dpi)のそれぞれの画像クロック(同期回路55から出力される同期クロックパルス)の1周期(1パルス時間)に、ビーム光が走査方向に移動する距離の最小公倍数の整数倍(n)となっており、以下、それについて説明する。
【0275】
本実施の形態では、2種類の解像度を有している場合を例にとるとすると、
・センサパターンS3とS4との間隔:P3
・センサパターンS4とS5との間隔:P4
・センサパターンS5とS6との間隔:P5
・第1の解像度時のビーム光の走査速度:VS
・第1の解像度時の同期クロックパルスの1パルスの時間:TC
・第2の解像度時のビーム光の走査速度:VS′
・第2の解像度時の同期クロックパルスの1パルスの時間:TCC
とした場合、
・P3=L.C.M.(VS×TC、VS′×TCC)×n1(n1は整数、L.C.M.は最小公倍数)
・P4=L.C.M.(VS×TC、VS′×TCC)×n2(n2は整数、L.C.M.は最小公倍数)
・P5=L.C.M.(VS×TC、VS′×TCC)×n3(n3は整数、L.C.M.は最小公倍数)
である。
【0276】
本実施の形態に用いるビーム光検知装置38の特徴は、ビーム光通過位置検知用のセンサパターンSB1〜SF1,SB2〜SF2(ビーム光位置検知手段)、ビーム光通過タイミング検知用のセンサパターンS3,S4,S5,S6(ビーム光通過タイミング検知手段)、および、ビーム光パワー検知用のセンサパターンSH(ビーム光パワー検知手段)を1つの保持基板38a内に一体的に保持した点にある。これによれば、センサパターンが同一の検知装置内にあるので、各センサパターンごとのメカニカルな位置合せといった取付け調整行程が不要となる。
【0277】
図29は、図28のビーム光検知装置38を用いた主走査方向の画像形成位置制御を説明するためのブロック図であり、これは、図6のブロック図の中から主走査方向の画像形成位置制御に関連する部分を抜き出して示したものである。なお、レーザ発振器31、レーザドライバ32、ビーム光検知装置38のセンサパターンなどを複数具備しているが、図29では説明を簡単にするために、それぞれ1系統のみを示している。
【0278】
まず、図29ないし図31を用いて、1本のビーム光(シングルビーム)の発光タイミング制御(主走査方向の画像形成位置制御)について説明する。
【0279】
主制御部51は、ポリゴンモータ36の回転数を指定し、回転オン信号をポリゴンモータドライバ37に入力する。これによって、ポリゴンモータ36は所定の回転数で回転する。
【0280】
続いて、主制御部51は、強制発光信号をレーザドライバ32に入力し、レーザ発振器31を強制発光させる。この強制発光によるビーム光は、ポリゴンミラー35によって走査されて、ビーム光検知装置38上を通過し、ビーム光検知装置38はビーム光の通過タイミングに同期した通過タイミング検知信号を出力する。
【0281】
この通過タイミング検知信号は、ビーム光検知装置出力処理回路40の主走査側回路40aによって、増幅された後に2値化され、ビーム光検知出力として、主制御部51および同期回路55に入力される。主制御部51は、ビーム光検知出力が入力されると、強制発光信号の出力を停止して、レーザ発振器31を消灯する。
【0282】
一方、同期回路55は、ビーム光検知出力に同期して基準クロックパルスを同期クロックパルスとして出力する。すなわち、同期回路55は、ビーム光の通過タイミングに同期した同期クロックパルスを発生する。この同期クロックパルスが画像データの基準となるクロックパルスで、カウンタ98に送られる。カウンタ98は、このクロックパルスをカウントし、所定値をカウントすると主制御部51にカウント終了信号を出力する。
【0283】
主制御部51は、このカウント終了信号に基づいて画像形成領域を決定し、画像クロックパルスとして、画像データとともにレーザドライバ32に出力する。レーザドライバ32は、画像クロックパルスと画像データとに基づいて、レーザ発振器31を発光動作させることにより、画像を形成する。
【0284】
ところが、ビーム光が複数の場合、ポリゴンミラー35の面精度などが原因で、各ビーム光に位相差が生じる。すなわち、ビーム光検知装置38上を通過するタイミングがビーム光によって異なる(到来順が異なる)。そのうえ、ビーム光の到来順は、走査するポリゴンミラー35の面によっても異なる。このため、シングルビームと同様の方法では、ビーム光の到来順が判断できず、主走査方向の画像形成位置制御を行なうことができない。
【0285】
そこで、本実施の形態では、画像を形成する前に、あらかじめ複数のビーム光の到来順を判定し、その判定結果に基づいて、ビーム光とそのビーム光の通過タイミングを検知するビーム光検知装置38のセンサパターンS3〜S6との組合わせを決定し、主走査方向の画像形成位置制御を行なうとともに、上記組合わせをビーム光の到来順に走査方向に近いセンサパターンを割り当てるものであり、以下、それについて説明する。なお、以下の説明ではビーム光が4つの場合を例に説明する。
【0286】
前述したように、主走査方向の画像形成位置制御には、4つのセンサパターンS3,S4,S5,S6を使用する。これらのセンサパターンS3〜S6は、相互にビーム光の走査方向に対して異なった位置に配置された光検知部(フオトダイオード)で、センサパターンの表面に照射されるビーム光の光量に対応した電流値を出力する。したがって、センサパターンS3〜S6は、ビーム光の通過タイミングに伴った通過タイミング検知信号を出力する。
【0287】
図32は、ビーム光検知装置出力処理回路40における主走査側回路40aの構成例を示すものである。センサパターン(フォトダイオード)S3を流れる電流I3は、抵抗RP,RLによって電流・電圧変換され、電圧V13(通過タイミング検知出力)となる。この電圧V13は、非反転増幅器A11によって増幅された後、2値化回路A12によって2値化される。この2値化された信号S3OUTは、ビーム光検知出力として主制御部51、同期回路55およびカウンタ98に送られる。センサパターンS4,S5,S6についても同様である。
【0288】
主制御部51は、このビーム光検知出力S3OUT〜S6OUTを使用して、ビーム光の到来順を判定するものであり、以下、その判定方法について説明する。
【0289】
まず、4本のビーム光がどのような状態で走査されているのかを判定する、ビーム光到来状態の判定について説明する。すなわち、以下の5つの状態の判定を行なう(図33、図34参照)。
【0290】
(1) 4本のビーム光がそれぞれ重なっていない(全て位相が異なる)
(2) 4本のビーム光の2本だけが重なっている(2本だけが同位相、他の2本は異なる)
(3) 4本のビーム光の2本ずつが重なっている(2本ペアが同位相)
(4) 4本のビーム光の3本だけが重なっている(3本だけが同位相、残り1本は異なる)
(5) 4本のビーム光の全てが重なっている(4本全てが同位相)
以下、図35に示すフローチャートを参照してビーム光到来状態の判定の手順を説明する。主制御部51は、ポリゴンモータ36の回転数を指定し、回転オン信号をポリゴンモータドライバ37に入力する。これによって、ポリゴンモータ36は所定の回転数で回転する。
【0291】
続いて、主制御部51は、強制発光信号をレーザドライバ32a〜32dに入力し、4つのレーザ発振器31a〜31dを強制発光させる。レーザ発振器31a〜31dから発光された4本のビーム光a〜dは、ポリゴンミラー35によって走査されて、センサパターンS3上を通過する。これにより、センサパターンS3は、4本のビーム光a〜dの通過タイミングに同期した通過タイミング検知信号を出力する。
【0292】
通過タイミング検知信号は、先に説明したビーム光検知装置出力処理回路40の主走査側回路40aによって増幅された後、2値化され、ビーム光検知出力S3OUTa,S3OUTb,S3OUTc,S3OUTdとして、主制御部51、同期回路55およびカウンタ98に入力される。
【0293】
ビーム光検知出力S3OUTは、カウンタ98に入力されており、カウンタ98はビーム光検知出力S3OUTをカウントする。カウント値は、前述のビーム光到来状態によって、以下のケース1〜ケース4に分類される(図33、図34参照)。
【0294】
Figure 0003925997
主制御部51は、カウンタ98のカウント値に基づいて、ビーム光の到来状態を判定する。たとえば、カウント値が「1」、すなわち、ケース1の場合は、4本のビーム光a〜dが全て同位相であることから、1本のビーム光と同様に取り扱える。
【0295】
すなわち、センサパターンS3〜S6とビーム光a〜dの割付けは自由で、ビーム光検知出力S3OUT,S4OUT,S5OUT,S6OUTをビーム光a〜dに適当に設定すればよい。図35の例では、ビーム光aをセンサパターンS3に、ビーム光bをセンサパターンS4に、ビーム光cをセンサパターンS5に、ビーム光dをセンサパターンS6に割付けた場合を示している。
【0296】
ケース2、ケース3、ケース4の場合は、少なくとも1本のビーム光の位相が異なっており、先頭ビーム光、2番目、3番目といったビーム光到来順の判定がさらに必要である。
【0297】
図36に示すフローチャートを参照して、ケース4の場合のセンサ割付手順を説明する。まず、先頭ビーム光を判定し、続いて2番目、3番目、4番目のビーム光到来順判定を行なった後に、先頭ビーム光をセンサパターンS3に、2番目ビーム光をセンサパターンS4に、3番目ビーム光をセンサパターンS5に、4番目ビーム光をセンサパターンS5に割付ける。以下にビーム光の判定手順を詳細に説明する。
【0298】
まず、先頭ビーム光の判定手順について、図37および図38に示すフローチャートを参照して説明する。主制御部51は、ポリゴンモータ36の回転数を指定し、回転オン信号をポリゴンモータドライバ37に入力する。これによって、ポリゴンモータ36は所定の回転数で回転する。
【0299】
続いて、主制御部51は、強制発光信号をレーザドライバ32a〜32dに入力し、4つのレーザ発振器31a〜31dを強制発光させる。さらに、主制御部51は、先頭のビーム光がセンサパターンS3を通過して、ビーム光検知出力S3OUTが出力されると、レーザ発振器31aを消灯(オフ)するように設定を行なう。
【0300】
レーザ発振器31a〜31dから発光された4本のビーム光a〜dは、ポリゴンミラー35によって走査されて、センサパターンS3上を通過する。このとき、主制御部51は、先頭ビーム光がセンサパターンS3を通過し、ビーム光検知出力S3OUTが出力されると、レーザ発振器31aを消灯する。
【0301】
ビーム光検知出力S3OUTはカウンタ98に入力され、カウンタ98はビーム光検知出力S3OUTをカウントする。主制御部51は、このカウント値を読込み、カウント値が「4」であれば、ビーム光aが先頭であり、カウント値が 「4」以外であれば、ビーム光a以外のビーム光が先頭であると判定して、再度判定を行なう。
【0302】
すなわち、ビーム光aが先頭の場合は、まず、ビーム光aの通過に伴うビーム光検知出力S3OUTaが出力されると、カウント値は「1」となり、同時にレーザ発振器31aを消灯する。さらに、カウンタ98はビーム光b,c,dの通過に伴い、ビーム光検知出力S3OUTb,S3OUTc,S3OUTdをカウントするため、カウント値が「4」となる。ビーム光aが先頭でない場合は、ビーム光a以外のビーム光(たとえば、ビーム光b)の通過に伴うビーム光検知出力S3OUTbが出力されると、カウント値は「1」となり、同時にレーザ発振器31aを消灯する。さらに、カウンタ98は、ビーム光c,dの通過に伴いビーム光検知出力S3OUTc,S3OUTdをカウントするため、カウント値が「3」となる。
【0303】
ビーム光aが先頭でない場合、主制御部51は再度、先頭ビーム光の判定を行なう。今度は、主制御部51は、先頭ビーム光がセンサパターンS3を通過すると、レーザ発振器31bを消灯するように設定して、同様の判定を行なう。
【0304】
主制御部51は、強制発光信号をレーザドライバ32a〜32dに入力し、4つのレーザ発振器31a〜31dを強制発光させる。さらに、主制御部51は、先頭のビーム光がセンサパターンS3を通過して、ビーム光検知出力S3OUTが出力されると、レーザ発振器31bを消灯するように設定を行なう。
【0305】
レーザ発振器31a〜31dから発光された4本のビーム光a〜dは、ポリゴンミラー35によって走査されて、センサパターンS3上を通過する。このとき、主制御部51は、先頭ビーム光がセンサパターンS3を通過し、ビーム光検知出力S3OUTが出力されると、レーザ発振器31bを消灯する。
【0306】
ビーム光検知出力S3OUTはカウンタ98に入力され、カウンタ98はビーム光検知出力S3OUTをカウントする。主制御部51は、カウント値を読込み、カウント値が「4」であれば、ビーム光bが先頭であり、カウント値が「4」以外であれば、ビーム光b以外のビーム光が先頭であると判定して、再度判定を行なう。
【0307】
ビーム光bが先頭でない場合、主制御部51は再度、先頭ビーム光の判定を行なう。今度は、主制御部51は、先頭ビーム光がセンサパターンS3を通過すると、レーザ発振器31cを消灯するように設定して同様の判定を行なう。カウンタ98のカウント値が「4」であれば、ビーム光cが先頭であり、カウント値が「4」以外であれば、ビーム光c以外のビーム光が先頭であると判定して、再度判定を行なう。
【0308】
ビーム光cが先頭でない場合、主制御部51は再度、先頭ビーム光の判定を行なう。今度は、主制御部51は、先頭ビーム光がセンサパターンS3を通過すると、レーザ発振器31dを消灯するように設定して同様の判定を行なう。カウンタ60のカウント値が「4」であれば、ビーム光dが先頭であり、カウント値が「4」以外であれば、エラー信号を出力する。
【0309】
上記の手順によって先頭ビーム光の判定を行なった後は、先頭ビーム光以外で2番目のビーム光の判定を行なう。2番目のビーム光の判定手順は、先頭ビーム光以外の3つのビーム光の中で先頭を判定するもので、先頭ビーム光の判定と同様の手法で行なう。
【0310】
以下、図39および図40に示すフローチャートを参照して2番目のビーム光の判定手順を説明する。主制御部51は、ポリゴンモータ36の回転数を指定し、回転オン信号をポリゴンモータドライバ37に入力する。これによって、ポリゴンモータ36は所定の回転数で回転する。
【0311】
続いて、主制御部51は、強制発光信号を先頭ビーム光以外の3本のビーム光に対応する3つのレーザドライバに入力し、先頭ビーム光以外の3本のビーム光に対応する3つのレーザ発振器を強制発光させる。また、主制御部51は、3つのレーザ発振器から発光させた3本のビーム光の中で、先頭のビーム光がセンサパターンS3を通過して、ビーム光検知出力S3OUTが出力されると、レーザ発振器*1を消灯するように設定を行なう。
【0312】
・ビーム光*1:先頭ビーム光以外のビーム光その1(レーザ発振器*1に対応)
・ビーム光*2:先頭ビーム光以外のビーム光その2(レーザ発振器*2に対応)
・ビーム光*3:先頭ビーム光以外のビーム光その3(レーザ発振器*3に対応)
3つのレーザ発振器から発光された3本のビーム光*1,*2,*3は、ポリゴンミラー35によって走査されて、センサパターンS3上を通過する。このとき、主制御部51は、先頭ビーム光がセンサパターンS3を通過し、ビーム光検知出力S3OUTが出力されると、レーザ発振器*1を消灯する。
【0313】
ビーム光検知出力S3OUTはカウンタ98に入力され、カウンタ98はビーム光検知出力S3OUTをカウントする。主制御部51は、カウント値を読込み、カウント値が「3」であれば、ビーム光*1が2番目のビーム光であると判定する。カウント値が「3」以外であれば、ビーム光*1以外のビーム光が2番目であると判定して、再度判定を行なう。
【0314】
主制御部51は、先頭ビーム光がセンサパターンS3を通過すると、レーザ発振器*2を消灯するように設定して同様の判定を行なう。カウンタ98のカウント値が「3」であれば、ビーム光*2が2番目であり、カウント値が「3」以外であれば、ビーム光*2以外のビーム光が2番目であると判定して、再度判定を行なう。
【0315】
主制御部51は、先頭ビーム光がセンサパターンS3を通過すると、レーザ発振器*3を消灯するように設定して同様の判定を行なう。カウンタ98のカウント値が「3」であれば、ビーム光*3が2番目であり、カウント値が「3」以外であれば、エラー信号を出力する。
【0316】
上記の手順によって先頭ビーム光と2番目ビーム光の判定を行なった後は、同様の手順で3番目、4番目の判定を行なう。なお、図41は、3番目ビーム光の判定手順を示したフローチャートであるが、2番目ビーム光の判定手順と同様であるので、その説明は省略する。
【0317】
このように、先頭、2番目、3番目、4番目のビーム光到来順判定を行なった後に、先頭ビーム光をセンサパターンS3に、2番目ビーム光をセンサパターンS4に、3番目ビーム光をセンサパターンS5に、4番目ビーム光をセンサパターンS5に、それぞれ割付けて、ケース4の場合のセンサ割付けを終了する。
【0318】
次に、図42に示すフローチャートを参照して、ケース3の場合のセンサ割付手順を説明する。ケース3は、4本のビーム光a〜dのうちで、2本(1組)のビーム光が重なっている状態であるので、まず、重なっている2本のビーム光を判定し、重なっている2本と、残りの重なっていない(独立している)2本の3つのグループに分類する。グループ分けが終了した後に、3つのグループの中で、先頭、2番目、3番目のグループの到来順を判定する。先頭グループのビーム光が重なっていれば、以下のように割付ける。
【0319】
・先頭の2つのビーム光:S3,S4
・2番目のビーム光 :S5
・3番目のビーム光 :S6
先頭グループが重なっていない場合は、2番目のグループのビーム光が重なっているか否かを判定し、重なっている場合は、以下のように割付ける。
【0320】
・先頭のビーム光 :S3
・2番目の2つのビーム光:S4,S5
・3番目のビーム光 :S6
先頭グループも、2番目のグループも重なっていない場合は、以下のように割付ける。
【0321】
・先頭のビーム光 :S3
・2番目のビーム光 :S4
・3番目の2つのビーム光:S5,S6
以下、各判定方法について詳細に説明する。
【0322】
まず、重なっているビーム光の判定とグループ分けの手順について、図43および図44に示すフローチャートを参照して説明する。
【0323】
主制御部51は、回転オン信号をポリゴンモータドライバ37に入力する。これによって、ポリゴンモータ36は回転する。続いて、主制御部51は、強制発光信号をレーザドライバ32a以外の3つのレーザドライバ32b〜32dに入力し、レーザ発振器31a以外の3つのレーザ発振器31b〜31dを強制発光させる。
【0324】
3つのレーザ発振器31b〜31dから発光された3本のビーム光b,c,dは、ポリゴンミラー35によって走査されて、センサパターンS3上を通過する。このビーム光の通過に伴って、センサパターンS3は、ビーム光検知出力S3OUTをカウンタ98に出力し、カウンタ98はビーム光検知出力S3OUTをカウントする。
【0325】
主制御部51は、カウンタ98のカウント値を読込み、カウント値が「3」であれば、ビーム光aが重なっていると判断し、カウント値が「3」以外であれば、ビーム光aは重なっていない(独立している)と判断する。ケース3の場合は、4本のビーム光a〜dのうちで2本のビーム光だけが重なっているため、ビーム光aが重なっている場合、残りの3本のビーム光b〜dは重なっていない(独立している)ため、センサパターンS3は、3本のビーム光b〜dの通過に伴って、ビーム光検知出力S3OUTb,S3OUTc,S3OUTdをカウンタ98に出力する。カウンタ98は、ビーム光検知出力S3OUTb,S3OUTc,S3OUTdをカウントするため、カウント値は「3」となる。
【0326】
ビーム光aが重なっていない場合は、残りの3本のビーム光b〜dのうちの2本が重なっているため、カウント値は「2」となる。たとえば、ビーム光bとビーム光cとが重なっていると仮定すると、ビーム光検知出力S3OUTbとS3OUTcは同時に1個だけ出力される(S3OUTbc)ため、S3OUTdの2つがビーム光検知出力として出力される。すなわち、カウント値は「2」となる。
【0327】
続いて、ビーム光b、ビーム光c、ビーム光dについても同様の判定を行ない、重なっているビーム光と、重なっていない(独立している)ビーム光にグループ分けを行なう。
【0328】
グループ分けが終了すると、次に、各グループの到来順を判定する。重なっているグループからは、2本のビーム光のうちの1本を代表として選択する(2本のうちどちらでもよい)。これによって、3本のビーム光の到来順を判定することになるため、前述の図39〜図41と全く同様の手順でビーム光の到来順を判定する。
【0329】
この後に、前述の割付けを行ない、ケース3の場合のセンサ割付けを終了する。
【0330】
次に、図45に示すフローチャートを参照して、ケース2の場合のセンサ割付手順を説明する。ケース2は、4本のビーム光a〜dのうちで、2本のビーム光が2組(2ペア)重なっている組合わせと、1本のビーム光と3本のビーム光の組合わせの場合があるので、まず、これらの組合わせを判定する。そして、2ビーム光と2ビーム光の組合わせの場合は、2グループの到来順を判定し、以下のように割付ける。
【0331】
・先頭グループ(先頭の2本ビーム光) :S3,S4
・2番目グループ(2番目の2本ビーム光):S5,S6
一方、1本のビーム光と3本のビーム光の組合わせの場合は、やはり、2グループの到来順を判定し、先頭グループが1本ビーム光の場合は、以下のように割付ける。
【0332】
・先頭グループ(1本ビーム光) :S3
・2番目グループ(3本ビーム光):S4,S5,S6
また、先頭グループが3本ビーム光の場合は、以下のように割付ける。
【0333】
・先頭グループ(3本ビーム光) :S3,S4,S5
・2番目グループ(1本ビーム光):S6
以下、各判定方法について詳細に説明する。
【0334】
まず、1本ビーム光と3本ビーム光との組合わせか、2本ビーム光と2本ビーム光との組合わせであるかを判定する手順について、図46に示すフローチャートを参照して説明する。
【0335】
主制御部51は、回転オン信号をポリゴンモータドライバ37に入力する。これによって、ポリゴンモータ36は回転する。続いて、主制御部51は、強制発光信号をレーザドライバ32a,32b以外のレーザドライバ32c,32dに入力し、レーザ発振器31a,31b以外の2つのレーザ発振器31c,31dを強制発光させる。
【0336】
2つのレーザ発振器31c,31dから発光された2本のビーム光c,dは、ポリゴンミラー35によって走査されて、センサパターンS3上を通過する。このビーム光の通過に伴って、センサパターンS3は、ビーム光検知出力S3OUTをカウンタ98に出力し、カウンタ98はビーム光検知出力S3OUTをカウントする。主制御部51は、カウンタ98のカウント値を読込み、カウント値によって以下の組合わせが考えられる。(ステップ1)
・カウント値=2:(ac,bd)(ad,bc)(abd,c)(abc,d)
・カウント値=1:(ab,cd)(acd,b)(a,bcd)
続いて、カウント値が「2」の場合、レーザ発振器31a,31c以外の2つのレーザ発振器31b,31dを強制発光させ、ビーム光検知出力をカウントし、カウント値によって以下の組合わせが考えられる。(ステップ2)
・カウント値=2:(ad,bc)(abc,d)
・カウント値=1:(ac,bd)(abd,c)
さらに、カウント値が「2」の場合、レーザ発振器31d以外の3つのレーザ発振器31a,31b,31cを強制発光させ、ビーム光検知出力をカウントし、カウント値を読込む。カウント値によって以下の組合わせであることが判定できる。(ステップ3)
・カウント値=2:(ad,bc)
・カウント値=1:(abc,d)
一方、ステップ1のカウント値が「1」の場合は、レーザ発振器31c,31d以外の2つのレーザ発振器31a,31bを強制発光させ、ビーム光検知出力をカウントし、カウント値を読込む。カウント値によって以下の組合わせが考えられる。(ステップ4)
・カウント値=2:(acd,b)(a,bcd)
・カウント値=1:(ab,cd)
さらに、ステップ4において、カウント値が「2」の場合、レーザ発振器31b以外の3つのレーザ発振器31a,31c,31dを強制発光させ、ビーム光検知出力をカウントし、カウント値を読込む。カウント値によって以下の組合わせであることが判定できる。(ステップ5)
・カウント値=2:(a,bcd)
・カウント値=1:(acd,b)
上記の手順によって2グループの組合わせが判定される。
【0337】
組合わせの判定が終了すると、次にグループの到来順を判定する。重なっているグループからは、2本(あるいは3本)のビーム光のうちの1本を代表として選択する(2本あるいは3本のうちのどれでもよい)。これによって、2本のビーム光の到来順を判定することになるため、前述の図41と全く同様の手順で判定することができる。したがって、ここでは説明は省略する。
【0338】
この後に前述の割付けを行ない、ケース2の場合のセンサ割付けを終了する。
【0339】
上記の手順によってケース1〜4の場合のセンサ割付けを終了する。
【0340】
各ビーム光のセンサ割付けが決まれば、各ビーム光に対する水平同期信号が決まるため、シングルビーム光の場合と同様に主走査方向の画像形成位置制御を行なうことが可能になる(図30、図31参照)。たとえば、以下のような割付けを行なった場合を仮定する。
【0341】
・ビーム光到来順:ビーム光a、ビーム光b、ビーム光c、ビーム光d
・ビーム光a:センサパターンS3
・ビーム光b:センサパターンS4
・ビーム光c:センサパターンS5
・ビーム光d:センサパターンS6
以下、図47を参照して説明すると、まず、主制御部51は、ポリゴンモータ36をオンし、ポリゴンモータ36を回転させ、全てのレーザ発振器31a〜31dを発光させる。ポリゴンミラー35で走査されたビーム光a〜dは、到来順の判定通り、ビーム光aが先頭ビーム光となってセンサパターンS3を通過し、ビーム光検知出力S3OUTが出力される。ビーム光検知出力S3OUTがビーム光aの水平同期信号となる。
【0342】
ビーム光検知出力S3OUTが出力されると、主制御部51はレーザ発振器31aを消灯する。また、同期回路55は、ビーム光検知出力S3OUTの出力に同期して、遅延時間t3 後に同期クロックパルスを出力する。カウンタ98は、この同期クロックパルスをカウントし、所定のカウント値(左マージン)になると、主制御部51へカウント終了信号を出力する。
【0343】
主制御部51は、このカウント終了信号を受取ると、画像形成を開始し、レーザドライバ32a〜32dに画像クロックパルスを出力して、主走査方向の画像形成を開始する。また、所定のカウント値(右マージン)になると、画像クロックパルスの出力を停止し、主走査方向の画像形成を終了する。
【0344】
一方、ビーム光bがセンサパターンS4を通過すると、ビーム光検知出力S4OUTが出力され、主制御部51は、レーザ発振器31bを消灯する。同期回路55は、ビーム光検知出力S4OUTの出力に同期して、遅延時間t4 後に同期クロックパルスを出力する(ビーム光検知出力S4OUTがビーム光bの水平同期信号)。カウンタ60は、この同期クロックパルスをカウントし、上記同様、主走査方向の画像形成が行なわれる。
【0345】
上記の動作は、ビーム光c、ビーム光dについても同様に行なわれ、画像形成を行なう。すなわち、ビーム光検知出力S5OUTがビーム光cの水平同期信号となり、ビーム光検知出力S6OUTがビーム光dの水平同期信号となる。
【0346】
次に、ビーム光検知装置38における、ビーム光の通過タイミングを検知するためのセンサパターンS3〜S6の間隔P3,P4,P5を、同期回路55から出力される同期クロックパルスの1パルス時間にビーム光が走査方向に移動する距離の整数倍とする点について説明する。
【0347】
前述したように、本実施の形態では、センサパターンS3〜S6の間隔P3,P4,P5は、解像度の整数倍となっている。そして、本実施の形態の場合、第1の解像度(P1)と第2の解像度(P2=3/2×P1)で画像形成が可能なように構成されており、センサパターンS3〜S6の間隔P3,P4,P5は、双方の解像度の最小公倍数(L.C.M.(P1,P2))の整数倍のL.C.M.(P1,P2)×2となっている。これは、第1の解像度で画像形成した場合の6ドットの距離に相当し、また、第2の解像度で画像形成した場合の4ドットに相当する距離である。
【0348】
まず、ビーム光の通過タイミングを検知するセンサパターンS3〜S6の間隔P3,P4,P5が、同期回路55から出力される同期クロックパルスの1パルス時間にビーム光が走査方向に移動する距離の最小公倍数の整数倍ではない場合の問題点を以下に説明する。ここでは、第1の解像度および第2の解像度の2種類の解像度を有する場合を例に説明する。
【0349】
図48は、たとえば、センサパターンS3とS4との間隔P3が、同期回路55から出力される複数の同期クロックパルスの1パルス時間にビーム光が走査方向に移動する距離の最小公倍数の整数倍ではない場合に、主走査方向の画像形成位置制御を行なう様子を示したものである。センサパターンS3とS4との間隔P3はD1×5で、第1の解像度で画像形成した場合の5ドットの距離に相当し、第2の解像度で画像形成した場合の約3.3ドットの距離に相当する。
【0350】
図48では、ビーム光aはセンサパターンS3で、また、ビーム光bはセンサパターンS4で、主走査方向の画像形成位置制御のタイミング(すなわち、水平同期信号)をとるものとしている。また、第1の解像度と第2の解像度に対応した基準クロックパルス(同期クロックパルスの基準となるクロックパルス)の1パルス時間(すなわち、1周期)をそれぞれTC,TCCとした。
【0351】
第1の解像度の場合の主走査方向の画像形成位置制御の方法は、前述したように既に説明済みであるので、ここでは説明を省略する。
【0352】
第2の解像度を選択し、第2の解像度で画像形成する場合の主走査方向の画像形成位置制御について以下に説明する。
【0353】
ビーム光aの通過に伴い、2値化されたセンサパターンS3の出力であるビーム光検知出力S3OUTが出力される。同期回路55は、このビーム光検知出力S3OUTの出力(信号がロウレベルからハイレベルへ変化する立ち上がりのエッジ)に同期して、回路遅延時間t13経過後に同期クロックパルスCLK13を出力する。カウンタ98は、この同期クロックパルスCLK13をカウントし、所定のカウント値(図ではカウント値:8)に達すると、主制御部51へカウント終了信号を出力する。主制御部51は、このカウント終了信号を受取ると、画像クロックパルスをレーザドライバに出力する(画像形成を開始する)。
【0354】
一方、ビーム光bについても同様に、ビーム光bの通過に伴い、ビーム光検知出力S4OUTが出力され、同期回路55は、このビーム光検知出力S4OUTの立ち上がりエッジに同期して、回路遅延時間t14経過後に同期クロックパルスCLK14を出力する。カウンタ98は、この同期クロックパルスCLK14をカウントし、所定のカウント値(図ではカウント値:5)に達すると、主制御部51へカウント終了信号を出力する。主制御部51は、このカウント終了信号を受取ると、画像クロックパルスをレーザドライバに出力する(画像形成を開始する)。
【0355】
ここでも、前述同様に画像の先端に注目すると、第1の解像度の場合は当然、画像形成位置のずれは生じないが、第2の解像度の場合には、同期クロックパルスCLK13と同期クロックパルスCLK14とに位相差が生じており、ビーム光aによる画像先端よりも、ビーム光bによる画像先端がビーム光の走査方向にずれていることが分かる(ずれ量:−VS×tbb、約0.3ドット)。
【0356】
すなわち、ビーム光aの画像形成領域HAAと、ビーム光bの画像形成領域HBBにずれが生じており、出力画像上では縦線の揺れとして認識される。このずれを補正するために、ビーム光bの同期クロックパルスCLK14をカウントする際に、所定の値よりも少なくカウントし(図では4)、ビーム光bによって形成される画像形成領域をビーム光の走査方向と反対方向にずらすことが考えられる。
【0357】
しかし、カウント値は1パルス単位(言い換えると1ドット単位)でしか変更することができないため、図48の場合はかえってずれ量が大きくなる(ずれ量:+VS×taa)。したがって、ずれの補正ができず、定常的にレンジで1ドット未満のずれが生じていることになる。
【0358】
ビーム光aとビーム光bの主走査方向の画像形成位置制御の基準は、水平同期信号(S3OUTとS4OUT)であるが、この基準信号の間隔が第2の解像度の同期クロックパルスと無関係であることから、上記のずれが生じる。
【0359】
そこで、本実施の形態では、水平同期信号を出力するセンサパターンS3〜S6の間隔P3,P4,P5を、同期回路55から出力される同期クロックパルスの1パルス時間にビーム光が走査方向に移動する距離の最小公倍数の整数倍としている。これによって、主走査方向の画像形成位置のずれを小さくすることができる。
【0360】
以下、図49を参照して本実施の形態について説明する。同図において、センサパターンS3とS4との間隔(距離)P3は、第1の解像度の場合の同期クロックパルスの1パルス時間にビーム光が走査方向に移動する距離と、第2の解像度の場合の同期クロックパルスの1パルス時間にビーム光が走査方向に移動する距離との最小公倍数の整数倍としている(P3=L.C.M.(VS×TC=P1、VS′×TCC=P2)×n)。
【0361】
すなわち、P3は第1の解像度で画像形成した場合の6ドットの距離に相当し、第2の解像度で画像形成した場合の4ドットの距離に相当する。また、図48と同様に、ビーム光aはセンサパターンS3で、また、ビーム光bはセンサパターンS4で主走査方向の画像形成位置制御(水平同期)のタイミングをとるものとしている。
【0362】
まず、第1の解像度の場合について説明する。
【0363】
ビーム光aの通過に伴い、ビーム光検知出力S3OUT(ビーム光aの水平同期信号)が出力され、同期回路55は、このビーム光検知出力S3OUTの出力(立ち上がりエッジ)に同期して、回路遅延時間t3 経過後に同期クロックパルスCLK3を出力する。カウンタ98は、この同期クロックパルスCLK3をカウントし、所定のカウント値(図ではカウント値:10)に達すると、主制御部51にカウント終了信号を出力する。主制御部51は、このカウント終了信号を受取ると、画像クロックパルスをレーザドライバに出力する(画像形成を開始する)。
【0364】
一方、ビーム光bについても同様に、ビーム光bの通過に伴い、ビーム光検知出力S4OUTが出力され、同期回路51は、このビーム光検知出力S4OUTの立ち上がりエッジに同期して、回路遅延時間t4 経過後に同期クロックパルスCLK4を出力する。カウンタ98は、この同期クロックパルスCLK4をカウントし、所定のカウント値(図では4)に達すると、主制御部51にカウント終了信号を出力する。主制御部51は、このカウント終了信号を受取ると、画像クロックパルスをレーザドライバに出力する(画像形成を開始する)。
【0365】
この場合、センサパターンS3とS4との間隔P3は、第1の解像度で画像形成した場合の6ドットの距離に相当するために、同期クロックパルスCLK3と同期クロックパルスCLK4との位相差が生じることがなく、画像先端のずれは生じない。すなわち、ビーム光aによる主走査画像形成領域HAと、ビーム光bによる主走査画像形成領域HBとのずれは起こらない。
【0366】
次に、第2の解像度の場合について説明する。
【0367】
ビーム光aの通過に伴い、ビーム光検知出力S3OUT(ビーム光aの水平同期信号)が出力され、同期回路55は、このビーム光検知出力S3OUTの出力(立ち上がりエッジ)に同期して、回路遅延時間t13経過後に同期クロックパルスCLK13を出力する。カウンタ98は、この同期クロックパルスCLK13をカウントして、所定のカウント値(図ではカウント値:7)に達すると、主制御部51にカウント終了信号を出力する。主制御部51は、このカウント終了信号を受取ると、画像クロックパルスをレーザドライバに出力する(画像形成を開始する)。
【0368】
一方、ビーム光bについても同様に、ビーム光bの通過に伴い、ビーム光検知出力S4OUTが出力され、同期回路51は、このビーム光検知出力S4OUTの立ち上がりエッジに同期して、回路遅延時間t14経過後に同期クロックパルスCLK14を出力する。カウンタ98は、この同期クロックパルスCLK14をカウントして、所定のカウント値(図では3)に達すると、主制御部51にカウント終了信号を出力する。主制御部51は、このカウント終了信号を受取ると、画像クロックパルスをレーザドライバに出力する(画像形成を開始する)。
【0369】
この場合、センサパターンS3とS4との間隔P3は、第2の解像度で画像形成した場合の4ドットの距離に相当するために、同期クロックパルスCLK13と同期クロックパルスCLK14との位相差が生じることがなく、画像先端のずれは生じない。すなわち、ビーム光aによる主走査画像形成領域HAAと、ビーム光bによる主走査画像形成領域HBBとのずれは起こらない。
【0370】
なお、副走査方向のビーム光通過位置制御については、前述した図3のビーム光検知装置38を用いた場合と同様であるので、説明は省略する。
【0371】
このように、上記実施の形態によれば、複数の解像度を有した画像形成装置においても、主走査画像形成領域のずれが生ずることのない高画質の画像を形成することができる。
【0372】
次に、ビーム光の走査方向とビーム光検知装置との相対的な傾きを検知する点について説明する。
【0373】
図50は、ビーム光の走査方向とビーム光検知装置との相対的な傾きを検知する傾き検知機能を有したビーム光検知装置38の構成例を示している。このビーム光検知装置38は、前述した図28の構成に対して、センサパターンS1,S6の外側近傍に、それぞれ傾きを検知するための第6の光検知部としてのセンサ パターンS7a,S7bおよびS8a,S8bを設けたもので、その他の構成は基本的に図28と同様であるので、説明は省略する。
【0374】
センサパターンS7aとS7bおよびS8aとS8bは、それぞれ上下に配設されてペアを組んでおり、他のセンサパターンと基本的に同一の構成である。ただし、センサパターンS7aとS7b、S8aとS8bの中心位置は、同一直線上である。
【0375】
また、センサパターンS7a,S7b、S8a,S8bの各出力は、たとえば、図51に示すビーム光検知装置出力処理回路40における傾き検知側回路によって処理され、ビーム光位置情報として出力される。図51の傾き検知側回路は、図9に示した回路から積分器42を削除したもので、その他の構成は基本的に図9と同様であるので、説明は省略する。
【0376】
図51の傾き検知側回路によれば、センサパターンS7aとS7b、S8aとS8bの中心位置は同一直線上にあるため、センサパターンS7a,S7b、S8a,S8bから得られるビーム光位置情報によって傾きが検出できる。すなわち、センサパターンS7a,S7bからのビーム光位置情報とセンサパターンS8a,S8bからのビーム光位置情報とが等しければ傾きはなく、両ビーム光位置情報が異なれば傾きがあるものとみなせる。
【0377】
図52は、傾きの状態を説明するための図で、図50からセンサパターンS7a,S7b、S8a,S8bを抜き出したものであり、他のセンサパターンは省略してある。図52において、状態Aは傾きあり、状態Bは傾きあり(Aとは反対方向に傾いている)、状態Cは傾きなし、状態C′は傾きなし、をそれぞれ示している。なお、図52において、BMはビーム光を示している。
【0378】
本実施の形態では、ビーム光がセンサパターンS7a,S7bとS8a,S18bを通過するときのビーム光通過位置情報によって傾きを判定するようになっている。
【0379】
図53は、図52における状態Aのときのビーム光位置情報(図51の回路の出力VO7,VO8)の一例を示すもので、(a)図はセンサパターンS7a,S7bによるビーム光位置情報(VO7)、(b)図はセンサパターンS8a,S8bによるビーム光位置情報(VO8)、(c)図はVO7とVO8とを比較した図である。この場合、両ビーム光位置情報が異なるため傾きありとなる。なお、VO7<VO8のときは状態Aの傾きとなる。
【0380】
図54は、図52における状態Bのときのビーム光位置情報(図51の回路の出力VO7,VO8)の一例を示すもので、(a)図はセンサパターンS7a,S7bによるビーム光位置情報(VO7)、(b)図はセンサパターンS8a,S8bによるビーム光位置情報(VO8)、(c)図はVO7とVO8とを比較した図である。この場合、両ビーム光位置情報が異なるため傾きありとなる。なお、VO7>VO8のときは状態Bの傾きとなる。
【0381】
図55は、図52における状態C′のときのビーム光位置情報(図51の回路の出力VO7,VO8)の一例を示すもので、(a)図はセンサパターンS7a,S7bによるビーム光位置情報(VO7)、(b)図はセンサパターンS8a,S8bによるビーム光位置情報(VO8)、(c)図はVO7とVO8とを比較した図である。この場合、両ビーム光位置情報が等しいため傾きなしとなる。
【0382】
図56は、ビーム光検知装置38の傾きを調整する調整機構の具体例を示している。すなわち、ビーム光検知装置38は基板91上に固定されている。また、基板91上には、前述したビーム光検知装置出力処理回路40(図示しない)が、たとえば、集積回路(IC)化されて構成されている。基板91は、θステージ92に固定されており、このθステージ92を回転させることで、ビーム光検知装置38の傾きを調整できるようになっている。θステージ92には、いずれも図示しないギアヘッドを介してパルスモータが装着されており、このパルスモータを、上記したVO7とVO8との比較結果に応じて回転制御することで、高精度に傾きを調整できる。
【0383】
以上説明したように、上記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を走査する複数のビーム光の位置を検知するビーム光位置検知装置における複数のセンサパターンを、複数のビーム光の走査方向に対してほぼ直交する方向に複数の解像度に対応した間隔で平行に並列配設することによって、取付け傾きに充分余裕のあるビーム光位置検知装置を構築することができる。
【0384】
したがって、正確にビーム光の走査位置を検知することができるので、複数の解像度で、感光体ドラムの表面における数のビーム光の位置を常に理想的な位置に高精度に制御できる。これにより、常に高画質を維持することができる。
【0385】
また、感光体ドラムの表面を走査するビーム光のパワーを検知して、その値が所定の範囲内に収まるようにパワー制御した上で、感光体ドラムの表面におけるビーム光の通過位置制御、および、主走査方向の同期を取る制御を行なうことによって、制御精度を落とすことなく、感光体ドラムの表面における各ビーム光のパワーを均一に制御できるとともに、感光体ドラムの表面における複数のビーム光の位置を常に理想的な位置に高精度に制御でき、よって、常に高画質を維持することができる。
【0386】
また、画像を形成する前に、あらかじめ、複数のビーム光のビーム光検知装置内の複数のビーム光通過タイミング検知用のセンサパターンに対する到来順を判定し、その判定結果に基づいて、ビーム光とそのビーム光の通過タイミングを検知するセンサパターンとの組合わせを決定し、主走査方向の位置制御を行なうことにより、特に複数のビーム光を用いる場合、光学系の組立てに特別な精度や調整を必要とせず、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光相互の位置関係を常に理想的な位置に制御できる。したがって、主走査方向のドットずれのない高画質の画像を常に得ることができる。
【0387】
さらに、ビーム光の走査方向とビーム光検知装置との相対的な傾きを検知する傾き検知手段を有するので、その傾きを容易に調整することが可能になる。
【0388】
なお、前記実施の形態では、マルチビーム光学系を用いたデジタル複写機に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、シングルビーム光学系を用いたものでも同様に適用でき、さらに、デジタル複写機以外の画像形成装置にも同様に適用できる。
【0389】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、複数の解像度で、被走査面におけるビーム光の位置を常に適正位置に高精度に制御でき、また、被走査面におけるビーム光のパワーを均一に制御でき、よって、常に高画質を維持することができるビーム光走査装置および画像形成装置を提供できる。
【0390】
また、本発明によれば、複数のビーム光を用いる場合、複数の解像度で、被走査面における複数のビーム光相互の位置関係を常に理想的な位置に高精度に制御でき、また、被走査面における各ビーム光のパワーを均一に制御でき、よって、常に高画質を維持することができるビーム光走査装置および画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るデジタル複写機の構成を概略的に示す構成図。
【図2】光学系ユニットの構成と感光体ドラムの位置関係を示す図。
【図3】ビーム光検知装置の構成を概略的に示す構成図。
【図4】図3のビーム光検知装置の要部構成を概略的に示す構成図。
【図5】ビーム光検知装置とビーム光の走査方向との傾きを説明するための図。
【図6】光学系の制御を主体にした制御系を示すブロック図。
【図7】主走査方向の画像形成精度がビーム光のパワーに依存することを説明するための図。
【図8】図3のビーム光検知装置を用いたビーム光の通過位置制御を説明するためのブロック図。
【図9】ビーム光検知装置出力処理回路の具体的な回路例を示す構成図。
【図10】ビーム光の通過位置とビーム光検知装置の受光パターンの出力、差動増幅器の出力、積分器の出力との関係を示す図。
【図11】ビーム光の通過位置とA/D変換器の出力との関係を示すグラフ。
【図12】ガルバノミラーの動作分解能を説明するグラフ。
【図13】ガルバノミラーの動作分解能を説明するグラフ。
【図14】図3のビーム光検知装置を用いた場合のプリンタ部の電源投入時における概略的な動作を説明するフローチャート。
【図15】ビーム光通過位置制御ルーチンを説明するフローチャート。
【図16】1つのビーム光通過位置制御ルーチンを説明するフローチャート。
【図17】1つのビーム光通過位置制御ルーチンを説明するフローチャート。
【図18】ビーム光通過位置制御における各ビーム光のパワーのばらつきが与える影響について説明するための図。
【図19】ビーム光パワー制御ルーチンの第1の例を説明するフローチャート。
【図20】ビーム光パワー制御ルーチンの第1の例を説明するフローチャート。
【図21】ビーム光パワー制御ルーチンの第2の例を説明するフローチャート。
【図22】ビーム光パワー制御ルーチンの第2の例を説明するフローチャート。
【図23】2種類の解像度に対応したビーム光検知装置の構成を模式的に示す概略構成図。
【図24】図23のビーム光検知装置の要部構成を概略的に示す構成図。
【図25】図23のビーム光検知装置とビーム光の走査方向との傾きを説明するための図。
【図26】図23のビーム光検知装置を用いたビーム光の通過位置制御を説明するためのブロック図。
【図27】図23のビーム光検知装置を用いた場合のプリンタ部の電源投入時における概略的な動作を説明するフローチャート。
【図28】ビーム光通過タイミング検知機能を備えたビーム光検知装置の構成を模式的に示す概略構成図。
【図29】主走査方向の画像形成位置制御を説明するためのブロック図。
【図30】1本ビーム光時の主走査方向の画像形成位置制御を説明するタイミングチャート。
【図31】1本ビーム光時の主走査方向の画像形成位置制御を説明するフローチャート。
【図32】ビーム光検知装置出力処理回路における主走査側回路の構成図。
【図33】ビーム光の到来状態を説明する図。
【図34】ビーム光の到来状態を説明する図。
【図35】ビーム光到来状態の判定手順を説明するフローチャート。
【図36】ケース4の場合のセンサ割付手順を説明するフローチャート。
【図37】先頭ビーム光の判定手順を説明するフローチャート。
【図38】先頭ビーム光の判定手順を説明するフローチャート。
【図39】2番目のビーム光の判定手順を説明するフローチャート。
【図40】2番目のビーム光の判定手順を説明するフローチャート。
【図41】3番目のビーム光の判定手順を説明するフローチャート。
【図42】ケース3の場合のセンサ割付手順を説明するフローチャート。
【図43】重なっているビーム光の判定とグループ分けの手順を説明するフローチャート。
【図44】重なっているビーム光の判定とグループ分けの手順を説明するフローチャート。
【図45】ケース2の場合のセンサ割付手順を説明するフローチャート。
【図46】ビーム光の判定手順を説明するフローチャート。
【図47】4本ビーム光時の主走査方向の画像形成位置制御を説明するタイミングチャート。
【図48】ビーム光の通過タイミング検知用センサパターンの間隔が同期回路から出力される同期クロックパルスの1パルス時間にビーム光が走査方向に移動する距離の最小公倍数の整数倍ではない場合の主走査方向の画像形成位置制御を説明するタイミングチャート。
【図49】ビーム光の通過タイミング検知用センサパターンの間隔を同期回路から出力される同期クロックパルスの1パルス時間にビーム光が走査方向に移動する距離の最小公倍数の整数倍とした場合の主走査方向の画像形成位置制御を説明するタイミングチャート。
【図50】傾き検知機能を備えたビーム光検知装置の構成を模式的に示す概略構成図。
【図51】ビーム光検知装置出力処理回路における傾き検知回路の構成図。
【図52】傾きの状態を説明するための図。
【図53】図52における状態Aのときのビーム光位置情報の一例を示す図。
【図54】図52における状態Bのときのビーム光位置情報の一例を示す図。
【図55】図52における状態C′のときのビーム光位置情報の一例を示す図。
【図56】ビーム光検知装置の傾きを調整する調整機構の具体例を概略的に示す斜視図。
【図57】位置ずれしたビーム光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。
【図58】位置ずれしたビーム光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。
【符号の説明】
1……スキャナ部、2……プリンタ部、6……光電変換素子、9……光源、13……光学系ユニット、14……画像形成部、15……感光体ドラム(像担持体)、31a〜31d……半導体レーザ発振器(ビーム光発生手段)、33a〜33d……ガルバノミラー、35……ポリゴンミラー、38……ビーム光検知装置(ビーム光通過タイミング検知手段、ビーム光位置検知手段、ビーム光パワー検知手段)、38a……保持基板(保持手段)、39a〜39d……ガルバノミラー駆動回路、40……ビーム光検知装置出力処理回路、41……選択回路、42……積分器、43……A/D変換器、S1〜S6,SH,SA〜SG,SB1〜SF1,SB2〜SF2……センサパターン(光検知部)、51……主制御部、52……メモリ、61,62,99……増幅器、64〜66……差動増幅器。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention includes, for example, a beam light scanning device for simultaneously scanning and exposing a single photosensitive drum with a plurality of laser beam lights to form a single electrostatic latent image on the photosensitive drum, and The present invention relates to an image forming apparatus such as a digital copying machine or a laser printer using the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, for example, various digital copying machines have been developed that perform image formation by scanning exposure using a laser beam and an electrophotographic process.
[0003]
Recently, in order to further increase the image forming speed, a multi-beam method, that is, a plurality of laser beam lights is generated, and a plurality of lines are simultaneously scanned by the plurality of laser beam lights. A digital copier has been developed.
[0004]
In such a multi-beam type digital copying machine, a plurality of semiconductor laser oscillators that generate laser beam light, each laser beam light output from the plurality of laser oscillators is reflected toward a photosensitive drum, and each laser beam is reflected. It has an optical system unit as a beam light scanning device mainly composed of a multi-surface rotating mirror such as a polygon mirror that scans the photosensitive drum with the beam light, and a collimator lens and an f-θ lens.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the configuration of the conventional optical system unit, it is very difficult to make the positional relationship between a plurality of light beams ideal on the photosensitive drum (scanned surface). However, very high component accuracy and assembly accuracy were required, which was a factor in increasing the cost of the apparatus.
[0006]
In addition, even if assembled in an ideal positional relationship, the lens shape changes slightly due to environmental changes such as temperature changes and humidity changes, or changes over time, or the positional relationship between components changes slightly. The positional relationship between the light beams is distorted and a high-quality image cannot be formed. Therefore, in order to realize such an optical system, it is necessary to use structures and parts that are resistant to these changes.
[0007]
Here, image defects that may occur when an image is formed using misaligned light beams in a multi-beam will be described with reference to FIGS. 57 and 58. FIG.
[0008]
For example, when forming the letter “T” as shown in FIG. 57 (a), if the beam light passing position deviates from a predetermined position, an image as shown in FIG. 57 (b) is obtained. End up. The example of this figure is the case where four beam lights a to d are used, the passing position of the beam light b deviates from a predetermined position, the distance between the beam lights a and b is narrow, and the distance between the beam lights b and c is wide. This is an example.
[0009]
FIG. 58A is an example of an image when the light emission timings of the respective light beams are not controlled correctly. As is apparent from the figure, if the light emission timing between the light beams is not correctly controlled, the image forming position in the main scanning direction is incorrect, and the vertical lines are not formed straight.
[0010]
FIG. 58B shows an image in a case where both the light beam passage position and the light emission timing are not controlled correctly. An image defect in the sub-scanning direction and an image defect in the main scanning direction occur simultaneously. .
[0011]
As described above, when forming an image with multiple beams, a beam light detection device for detecting the passage positions of a plurality of light beams is attached with high accuracy so that the beam light passage positions in the sub-scanning direction are always set at predetermined intervals. It is necessary to control the light emission timing of each light beam with high accuracy in order to perform control so that the image forming positions in the main scanning direction are aligned.
[0012]
In addition, as a condition for obtaining a high-quality image using a multi-beam optical system,
(1) The light power on the photosensitive drum of each light beam is equal,
(2) The positional relationship between the light beams (passing position in the sub-scanning direction) is a predetermined relationship,
(3) The exposure timing for image formation in the main scanning direction is correctly controlled according to the positional relationship between the light beams,
It is possible to satisfy.
[0013]
The point here is that the control in (2) and (3) is operating correctly if (1) is established and the optical power on the photosensitive drum in (1) is not equal. Even so, something that is virtually incorrect can happen. That is, the control accuracy of (2) and (3) depends on the power of the light beam.
[0014]
Therefore, it is necessary to control each beam light scanned on the photosensitive drum, that is, each beam light output from a plurality of laser oscillators, to have the same power after being synthesized by optical means such as a half mirror. is there.
[0016]
In the present invention, when a plurality of light beams are used, the power of each light beam on the surface to be scanned is easily and uniformly controlled, and the positional relationship between the plurality of light beams on the surface to be scanned is always ideal at a plurality of resolutions. It is an object of the present invention to provide a beam light scanning device and an image forming apparatus that can be accurately controlled at various positions, and thus can always maintain high image quality.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The beam light scanning device of the present invention optically combines a plurality of beam light generating means for generating beam light and the plurality of beam lights generated from the plurality of beam light generating means, and then toward the surface to be scanned. Scanning means for reflecting and scanning the surface to be scanned in the main scanning direction with the plurality of light beams, and light power for detecting each power of the plurality of light beams for scanning the surface to be scanned by the scanning means. Based on the detection results of each of the detection means and the light beam power detection means, the plurality of light beam generation means are controlled so that the difference in power between the plurality of light beams that scan the surface to be scanned is less than a predetermined value. And a plurality of light receiving elements linearly arranged at intervals corresponding to the first resolution in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction. First beam light position detecting means for detecting the sub-scanning direction passing positions of a plurality of light beams that scan the surface to be scanned by the scanning unit using an optical element, and a first resolution different from the first resolution. A plurality of light-receiving elements that are linearly arranged in the sub-scanning direction at intervals corresponding to a resolution of 2, and that use the plurality of light-receiving elements to scan the surface to be scanned by the scanning unit. A plurality of beams scanned by the scanning unit based on detection results of the second beam light position detecting unit for detecting the passage position of the light in the sub-scanning direction and the first and second beam light position detecting units; Beam light passing position control means for controlling the light passing position on the surface to be scanned to be an appropriate position corresponding to the first or second resolution, and the beam light power detecting means is a first light receiving unit. And children, and the second and third light receiving elements arranged on opposite sides of the first light receiving element, an integrator for integrating the output of the first light receiving element, the integration result of the integrator A / D Convert A / D converter The integrator is reset when the beam light passes over the second light receiving element, and simultaneously starts integration, A / D converter Performs conversion when the light beam passes over the third light receiving element.
[0019]
In the light beam scanning apparatus of the present invention, the power control by the light beam power control means and the position control by the beam passage position control means are performed immediately after the power is turned on and every predetermined time.
[0020]
The beam light passage position control means is configured such that the power of each beam light is the beam light. power After being controlled by the control means, the passing position of each light beam on the scanned surface is controlled.
[0021]
Further, the beam light scanning device of the present invention includes first to third light receiving elements of the beam light power detecting means, the plurality of light receiving elements included in the first beam light position detecting means, and the second beam. A holding unit that integrally holds the plurality of light receiving elements included in the optical position detection unit;
[0022]
Further, an image forming apparatus according to the present invention includes the beam light scanning device described above and an image carrier that is scanned and exposed on the surface thereof by the beam light from the beam light scanning device.
[0023]
According to the present invention, when a plurality of light beams are used, the power of each light beam on the scanned surface is easily and uniformly controlled, and the positional relationship between the plurality of light beams on the scanned surface is always maintained at a plurality of resolutions. Provided are a beam light scanning apparatus and an image forming apparatus that can be controlled to an ideal position with high accuracy, and can therefore always maintain high image quality.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0035]
FIG. 1 shows the configuration of a digital copying machine as an image forming apparatus to which the light beam scanning apparatus according to this embodiment is applied. In other words, this digital copying machine includes, for example, a scanner unit 1 as an image reading unit and a printer unit 2 as an image forming unit. The scanner unit 1 includes a first carriage 3 and a second carriage 4 that can move in the direction of the arrow, an imaging lens 5, a photoelectric conversion element 6, and the like.
[0036]
In FIG. 1, a document O is placed downward on a document table 7 made of transparent glass, and the document O is placed on the center right on the front right side of the document table 7 in the short direction. The document O is pressed onto the document table 7 by a document fixing cover 8 provided so as to be freely opened and closed.
[0037]
The document O is illuminated by a light source 9, and the reflected light is condensed on the light receiving surface of the photoelectric conversion element 6 via the mirrors 10, 11, 12 and the imaging lens 5. Here, the first carriage 3 on which the light source 9 and the mirror 10 are mounted and the second carriage 4 on which the mirrors 11 and 12 are mounted move at a relative speed of 2: 1 so as to make the optical path length constant. It has become. The first carriage 3 and the second carriage 4 are moved from right to left by a carriage driving motor (not shown) in synchronization with the reading timing signal.
[0038]
As described above, the image of the document O placed on the document table 7 is sequentially read line by line by the scanner unit 1, and the read output is 8 indicating the density of the image in the image processing unit (not shown). It is converted into a bit digital image signal.
[0039]
The printer unit 2 includes an optical system unit 13 and an image forming unit 14 that combines an electrophotographic system capable of forming an image on a sheet P that is an image forming medium. That is, an image signal read from the document O by the scanner unit 1 is processed by an image processing unit (not shown) and then converted into a laser beam light (hereinafter simply referred to as a beam light) from a semiconductor laser oscillator. . In this embodiment, a multi-beam optical system using a plurality (two or more) of semiconductor laser oscillators is employed.
[0040]
The configuration of the optical system unit 13 will be described in detail later. The plurality of semiconductor laser oscillators provided in the unit emit light in accordance with a laser modulation signal output from an image processing unit (not shown) and output from these. The plurality of light beams are reflected by a polygon mirror to become scanning light and output to the outside of the unit.
[0041]
A plurality of light beams output from the optical system unit 13 are imaged as spot scanning light having a necessary resolution at the exposure position X on the photosensitive drum 15 as an image carrier, and are subjected to scanning exposure. As a result, an electrostatic latent image corresponding to the image signal is formed on the photosensitive drum 15.
[0042]
Around the photosensitive drum 15, a charging charger 16, a developing unit 17, a transfer charger 18, a peeling charger 19, a cleaner 20, and the like are disposed. The photosensitive drum 17 is rotationally driven at a predetermined outer peripheral speed by a drive motor (not shown), and is charged by a charging charger 16 provided facing the surface thereof. A plurality of light beams (scanning light) are spot-imaged at the position of the exposure position X on the charged photosensitive drum 15.
[0043]
The electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 15 is developed with toner (developer) from the developing unit 17. The photosensitive drum 15 on which the toner image is formed by development is transferred by the transfer charger 18 onto the paper P supplied at a timing of the transfer position by the paper feed system.
[0044]
The paper feed system separates and feeds the paper P in the paper feed cassette 21 provided at the bottom by the paper feed roller 22 and the separation roller 23 one by one. Then, it is sent to the registration roller 24 and supplied to the transfer position at a predetermined timing. On the downstream side of the transfer charger 18, a paper transport mechanism 25, a fixing device 26, and a paper discharge roller 27 for discharging the paper P on which an image has been formed are disposed. As a result, the toner image is transferred onto the paper P on which the toner image has been transferred, and is then discharged onto the external paper discharge tray 28 via the paper discharge roller 27.
[0045]
In addition, the photosensitive drum 15 whose transfer to the paper P has been completed, the residual toner on the surface thereof is removed by the cleaner 20, the initial state is restored, and a standby state for the next image formation is entered.
[0046]
By repeating the above process operation, the image forming operation is continuously performed.
[0047]
As described above, the document O placed on the document table 7 is read by the scanner unit 1, and the read information is processed as a toner image on the paper P after being subjected to a series of processing by the printer unit 2. It will be recorded.
[0048]
Next, the optical system unit 13 will be described.
[0049]
FIG. 2 shows the configuration of the optical system unit 13 and the positional relationship between the photosensitive drum 15. The optical system unit 13 includes, for example, four semiconductor laser oscillators 31a, 31b, 31c, and 31d as beam light generating means, and each laser oscillator 31a to 31d simultaneously forms an image for each scanning line. By doing so, high-speed image formation is possible without extremely increasing the rotational speed of the polygon mirror.
[0050]
That is, the laser oscillator 31a is driven by the laser driver 32a, and the output light beam passes through a collimator lens (not shown) and then enters a galvanometer mirror 33a serving as an optical path changing unit. The beam light reflected by the galvanometer mirror 33a passes through the half mirror 34a and the half mirror 34b, and is incident on the polygon mirror 35 as a polyhedral rotating mirror.
[0051]
The polygon mirror 35 is rotated at a constant speed by a polygon motor 36 driven by a polygon motor driver 37. Thereby, the reflected light from the polygon mirror 35 is scanned in a fixed direction at an angular velocity determined by the number of rotations of the polygon motor 36. The light beam scanned by the polygon mirror 35 passes through the f-θ characteristic of an unillustrated f-θ lens, thereby passing the light beam at a constant speed, thereby detecting the light beam position detecting means, the light beam passage timing detecting means, and the light beam. Scanning is performed on the light receiving surface of the light beam detector 38 as the power detector and on the photosensitive drum 15.
[0052]
The laser oscillator 31b is driven by the laser driver 32b, and the output beam light passes through a collimator lens (not shown), is reflected by the galvano mirror 33b, and is further reflected by the half mirror 34a. The reflected light from the half mirror 34 a passes through the half mirror 34 b and enters the polygon mirror 35. The path after the polygon mirror 35 is the same as that of the laser oscillator 31a described above, passes through an f-θ lens (not shown), and scans the light receiving surface of the beam light detector 38 and the photosensitive drum 15 at a constant speed.
[0053]
The laser oscillator 31c is driven by the laser driver 32c, and the output beam light passes through a collimator lens (not shown), is reflected by the galvanometer mirror 33c, further passes through the half mirror 34c, and is reflected by the half mirror 34b. Incident on the polygon mirror 35. The path after the polygon mirror 35 is the same as that of the laser oscillators 31a and 31b described above, passes through an f-θ lens (not shown), and scans the light receiving surface of the beam light detector 38 and the photosensitive drum 15 at a constant speed. To do.
[0054]
The laser oscillator 31d is driven by a laser driver 32d, and the output beam light passes through a collimator lens (not shown), is reflected by a galvano mirror 33d, is further reflected by a half mirror 34c, and is reflected by a half mirror 34b. Incident on the polygon mirror 35. The path after the polygon mirror 35 is the same as that of the laser oscillators 31a, 31b, 31c described above, passes through an f-θ lens (not shown), and on the light receiving surface of the light beam detector 38 and the photosensitive drum 15 at a constant speed. Scan.
[0055]
Each of the laser drivers 32a to 32d incorporates an auto power control (APC) circuit, and always emits the laser oscillators 31a to 31d at a light emission power level set by a main control unit (CPU) 51 described later. It is supposed to work.
[0056]
In this way, the light beams output from the separate laser oscillators 31a, 31b, 31c, and 31d are combined by the half mirrors 34a, 34b, and 34c, and the four light beams travel in the direction of the polygon mirror 35. Become.
[0057]
Therefore, the four light beams can simultaneously scan the photosensitive drum 15, and when the rotation speed of the polygon mirror 35 is the same as that of the conventional single beam, an image is recorded at a speed four times higher. It becomes possible to do.
[0058]
The galvanometer mirrors 33a, 33b, 33c, and 33d are for adjusting (controlling) the positional relationship between the light beams in the sub-scanning direction. The galvanometer mirror drive circuits 39a, 39b, 39c, and 39d that drive the galvanometer mirrors 33a, 33b, 33c, and 33d It is connected.
[0059]
The beam light detection device 38 is for detecting the passage position, passage timing and power of the four light beams, and the photosensitive drum 15 has a light receiving surface equal to the surface of the photosensitive drum 15. It is arrange | positioned in the edge part vicinity. Based on the detection signal from the light beam detector 38, control of the galvanometer mirrors 33a, 33b, 33c, 33d corresponding to each light beam (image forming position control in the sub-scanning direction), laser oscillators 31a, 31b, 31c. , 31d and the light emission timing (image forming position control in the main scanning direction) are controlled (details will be described later). In order to generate a signal for performing these controls, the light beam detector 38 is connected to a light beam detector output processing circuit 40.
[0060]
Next, the light beam detector 38 will be described.
[0061]
FIG. 3 schematically shows the relationship between the configuration of the beam light detector 38 and the scanning direction of the beam light. The beam lights a to d from the four semiconductor laser oscillators 31a, 31b, 31c, and 31d are scanned from the left to the right by the rotation of the polygon mirror 35, and cross the beam light detector 38.
[0062]
The beam light detector 38 includes two vertically long sensor patterns S1 and S2 serving as a first light detector, and second and third lights disposed so as to be sandwiched between the two sensor patterns S1 and S2. Seven sensors patterns SA, SB, SC, SD, SE, SF, SG as detectors, and one sensor as a fourth light detector provided at a site adjacent to sensor pattern S1 (right adjacent to the drawing) The pattern SH and the sensor substrate S1, S2, SA, SB, SC, SD, SE, SF, SG, and SH are configured by a holding substrate 38a as a holding unit that holds the patterns integrally. In addition, sensor pattern S1, S2, SA-SG, SH is comprised by the photodiode, for example.
[0063]
Here, the sensor pattern S1 detects the passage of the beam light and generates a reset signal (integration operation start signal) of an integrator described later, and the sensor pattern S2 similarly detects the passage of the beam light, This is a pattern for generating a conversion start signal of an A / D converter to be described later. The sensor patterns SA to SG are patterns for detecting the passage position of the beam light. The sensor pattern SH is a pattern for detecting the power of the beam light.
[0064]
As shown in FIG. 3, the sensor patterns S <b> 1 and S <b> 2 are arranged with respect to the scanning direction of the light beam so that the light beams a to d scanned by the polygon mirror 35 always cross regardless of the positions of the galvanometer mirrors 33 a to 33 d. It is long in the perpendicular direction. For example, in this example, the widths W1 and W3 in the scanning direction of the light beam are 200 μm, while the length L1 in the direction perpendicular to the scanning direction of the light beam is 2000 μm.
[0065]
As shown in FIG. 3, the sensor patterns SA to SG are arranged so as to be stacked between the sensor patterns S1 and S2 in a direction perpendicular to the scanning direction of the beam light. It is the same as the length L1 of S1 and S2. The width W2 in the scanning direction of the beam light of the sensor patterns SA to SG is, for example, 600 μm.
[0066]
As is apparent from the figure, the sensor pattern SH has a sufficiently large size in the sub-scanning direction (the size in the direction perpendicular to the scanning direction of the light beam) as well as the length L1 of the sensor patterns S1 and S2. When the light beam passes through the light beam detector 38, the light beam always passes through the sensor pattern SH.
[0067]
FIG. 4 is an enlarged view of the pattern shapes of the sensor patterns SA to SG of the beam light detector 38.
[0068]
The pattern shape of the sensor patterns SB to SF is, for example, a rectangle of 32.3 μm × 600 μm, and a minute gap G of about 10 μm is formed in a direction perpendicular to the beam light scanning direction. Therefore, the arrangement pitch between the gaps is 42.3 μm. Further, the sensor patterns SA and SB and the gaps between the sensor patterns SF and SG are also arranged to be about 10 μm. Note that the width of the sensor patterns SA and SG in the direction perpendicular to the scanning direction of the beam light is larger than the width of the sensor patterns SB to SF.
[0069]
The details of the control using the output of the light beam detector 38 configured as described above will be described later. A gap formed at a pitch of 42.3 μm determines the passage position of the light beams a, b, c, and d. This is a target for controlling the pitch (42.3 μm in this example). That is, the beam light a has a gap G (BC) formed by the sensor patterns SB and SC, the beam light b has a gap G (CD) formed by the sensor patterns SC and SD, and the beam light c has The gap G (DE) formed by the sensor patterns SD and SE, and the gap G (EF) formed by the sensor patterns SE and SF for the beam light d are targets of the passing positions.
[0070]
Next, the features of the beam light detection device 38 having such a sensor pattern will be described with reference to FIG.
[0071]
As described above, the present beam light detection device 38 is arranged near the end of the photosensitive drum 15 or from the polygon mirror 35 so that the light receiving surface thereof is at the same position as the photosensitive drum 15. It is arrange | positioned in the position which can obtain the optical path length equivalent to the distance to. In order to accurately capture the passage position of the light beam with the light beam detection device 38 arranged in this way, the sensor pattern described above is arranged in a direction perpendicular to the light beam passage direction. Ideal. However, in practice, there is a slight inclination in the mounting of the beam light detector 38.
[0072]
In contrast to such an attachment position being inclined with respect to an ideal position, in the light beam detection device 38 of this example, the point for detecting the passing position for each light beam is the position of the sensor pattern. By arranging it so as not to deviate with respect to the light passing direction, even if the beam light detector 38 is mounted with a slight inclination, the detection pitch can be minimized.
[0073]
Further, as will be described in detail later, an integrator is provided in the output processing circuit for processing the output of the light beam detector 38, so that the light beam can be transmitted regardless of the inclination of the light beam detector 38. The influence on the position detection result can be minimized.
[0074]
FIG. 5A shows the relationship between the sensor patterns SA to SG and the scanning positions of the light beams a to d when the light beam detection device 38 of the present example is mounted inclined with respect to the scanning direction of the light beam. Is. However, in the figure, the scanning direction of the light beams a to d is expressed as being inclined with respect to the light beam detector 38. The scanning lines of the beam lights a to d in the figure are those when controlled at an ideal interval (42.3 μm pitch).
[0075]
Further, between the sensor patterns SA to SG, control target points (white circles) in the present sensor pattern are shown. As will be described later in detail, this point is in the middle (intermediate) between patterns even when the beam lights a to d are incident obliquely due to the effect of the integrator.
[0076]
As is apparent from the figure, the trajectory of the scanning line controlled at an ideal interval (42.3 μm pitch) passes through the approximate center of the control target on the sensor patterns SA to SG. That is, even if the light beam detection device 38 of this example is mounted with a slight inclination, the influence on the detection accuracy is extremely small.
[0077]
For example, when the light beam detection device 38 is mounted with an inclination of 5 degrees with respect to the scanning line of the light beam, the scanning position pitch of each light beam to be controlled with a 42.3 μm pitch as a target is originally inclined. Due to the detection error of the light beam detector 38 caused by the above, the pitch is controlled to a target of 42.14 μm. The error at this time is about 0.16 μm (0.03%), and if controlled in this way, the influence on the image quality is very small. This value can be easily obtained using a trigonometric function, but will not be described in detail here.
[0078]
As described above, by using the sensor patterns SA to SG of the light beam detection device 38 of this example, it is possible to accurately detect the scanning position of the light beam even if the mounting accuracy with respect to the inclination of the light beam detection device 38 is somewhat poor. It becomes.
[0079]
On the other hand, the light beam detection device 80 shown in FIG. 5B is an example of a sensor pattern for realizing the same function as the light beam detection device 38 of the present invention that has been conventionally used.
[0080]
When such a sensor pattern is adopted, the light beam passage position cannot be accurately detected if the sensor pattern is attached with a slight inclination with respect to the scanning direction of the light beams a to d. The cause is that a sensor pattern (in this example, S3 *, S4 *, S5 *, S6 *: * indicates a and b) that detects the passing positions of the light beams a to d in the scanning direction of the light beams. It is located at a distance from it. In other words, the longer the distance is in the scanning direction of the light beam, the larger the detection error is even for a slight inclination.
[0081]
In FIG. 5 (b), similarly to FIG. 5 (a), it is assumed that the light beam detector 80 is mounted at an inclination, and the scanning line controlled to an ideal interval (42.3 μm pitch) is used. The trajectory is shown. As is apparent from FIG. 5B, it can be seen that the conventional light beam detection device 80 requires much higher mounting accuracy than the light beam detection device 38 of this example shown in FIG.
[0082]
For example, similar to the beam light detection device 38 in FIG. 5A, the beam light detection device 80 in FIG. 5B is attached with an inclination of 5 degrees, and the distance between the sensor patterns S3a, S3b and S6a, S6b. Is 900 μm, the control target of the beam light d is shifted by 78.34 μm from the ideal position. This value is an error far exceeding the target control pitch of 42.3 μm in this example, and gives a serious defect to the image quality. Therefore, when such a beam light detector 80 is used, a very high mounting accuracy is required at least with respect to the inclination of the beam light with respect to the scanning direction.
[0083]
Conventionally, in order to make up for such a problem, the sensor pattern width W in the scanning direction of the beam light is reduced as much as possible without sacrificing some sensitivity, and the passage position of the beam light with respect to the scanning direction of the beam light. It is necessary to consider that detection points are not separated. In addition, in order to compensate for the lack of sensitivity, it is essential to increase the power of the laser oscillator and decrease the rotation speed of the polygon motor when detecting the passage position of the beam light.
[0084]
Next, the control system will be described.
[0085]
FIG. 6 shows a control system mainly for controlling the multi-beam optical system. That is, 51 is a main control unit that controls the entire control, and is composed of, for example, a CPU, which includes a memory 52, a control panel 53, an external communication interface (I / F) 54, and laser drivers 32a, 32b, and 32c. , 32d, polygon mirror motor driver 37, galvanometer mirror drive circuits 39a, 39b, 39c, 39d, beam light detector output processing circuit 40 as signal processing means, synchronization circuit 55, and image data interface (I / F) 56 is connected.
[0086]
An image data I / F 56 is connected to the synchronization circuit 55, and an image processing unit 57 and a page memory 58 are connected to the image data I / F 56. The scanner unit 1 is connected to the image processing unit 57, and an external interface (I / F) 59 is connected to the page memory 58.
[0087]
Here, the flow of image data when forming an image will be briefly described as follows.
[0088]
First, in the case of the copying operation, as described above, the image of the document O set on the document table 7 is read by the scanner unit 1 and sent to the image processing unit 57. The image processing unit 57 performs, for example, known shading correction, various filtering processes, gradation processing, gamma correction and the like on the image signal from the scanner unit 1.
[0089]
Image data from the image processing unit 57 is sent to the image data I / F 56. The image data I / F 56 plays a role of distributing the image data to the four laser drivers 32a, 32b, 32c, and 32d.
[0090]
The synchronization circuit 55 generates a clock synchronized with the timing of each light beam passing through the light beam detector 38, and in synchronization with this clock, the laser driver 32a, 32b, 32c, 32d from the image data I / F 56. The image data is transmitted as a laser modulation signal.
[0091]
In this way, image data is transferred while being synchronized with the scanning of each light beam, so that image formation synchronized with the main scanning direction (to the correct position) is performed.
[0092]
Further, the synchronization circuit 55 forcibly causes each laser oscillator 31a, 31b, 31c, 31d to emit light in the non-image region and controls the power of each beam light, and image formation of each beam light. In order to take timing, a logic circuit for causing each laser oscillator 31a, 31b, 31c, 31d to emit light on the light beam detector 38 in the order of the light beams is included.
[0093]
Here, the influence on the image forming accuracy in the main scanning direction when the power of the light beam varies will be described.
[0094]
In this example, the light emission timing of each laser oscillator is controlled based on the timing at which each light beam passes through the sensor pattern S1 or S2. That is, in FIG. 6, the output of the sensor pattern S1 or S2 of the light beam detection device 38 is shaped by the light beam detection device output processing circuit 40 and input to the synchronization circuit 55 as a synchronization signal in the main scanning direction. Based on this synchronization signal, the image data is sent from the image data I / F 56 to each laser driver 32a to 32d in accordance with the passage timing of each light beam, and a correct image is formed.
[0095]
Now, with reference to FIG. 7, a description will be given of the synchronization accuracy when the power is different between the light beams in the multi-beam optical system. FIG. 7 is a diagram for explaining that the image forming accuracy in the main scanning direction depends on the power of the light beam.
[0096]
FIG. 7 shows the sensor pattern output when the power of the light beam is different in three stages (A, B, C), and the synchronization signal generated by waveform shaping based on the output. The sensor pattern output (analog signal) A shows a case where the power of the light beam is small, and has the smallest mountain shape among the three. When this sensor pattern output A is binarized (waveform shaping) at the threshold level TH shown in the figure, it becomes a small pulse signal (synchronization signal of A).
[0097]
On the other hand, the sensor pattern output C shows a case where the power of the beam light is large, and has the largest mountain shape among the three. Similarly, when the sensor pattern output C is binarized at the threshold level TH shown in the figure, the largest pulse signal (synchronization signal of C) is obtained.
[0098]
The sensor pattern output B and its synchronization signal indicate the case of the power of the light beam between the sensor pattern outputs A and C.
[0099]
When the laser emission timing for image formation is controlled on the basis of the edges (rising or falling) of three kinds of synchronizing signals A, B, and C, for example, as shown in FIG. The image is shifted in the main scanning direction between lines having different light powers. This is because, as shown in FIG. 7, the edge of the synchronization signal does not match the phase of the center.
[0100]
As described above, in order to form an image with no misalignment in the main scanning direction using the multi-beam optical system, each light beam is placed on the sensor pattern (photosensitive drum) for generating a synchronization signal. It is necessary to scan with the same power.
[0101]
Returning to the description of FIG. 6, the control panel 53 is a man-machine interface for starting a copying operation, setting the number of sheets, and the like.
[0102]
This digital copying machine is configured not only to perform a copying operation but also to form and output image data input from the outside via an external I / F 59 connected to the page memory 58. The image data input from the external I / F 59 is once stored in the page memory 58 and then sent to the synchronization circuit 55 via the image data I / F 56.
[0103]
Further, when the digital copying machine is controlled from the outside via a network or the like, for example, the external communication I / F 54 serves as the control panel 53.
[0104]
The galvanometer mirror drive circuits 39a, 39b, 39c, and 39d are circuits that drive the galvanometer mirrors 33a, 33b, 33c, and 33d in accordance with the instruction value from the main control unit 51. Therefore, the main controller 51 can freely control the angles of the galvanometer mirrors 33a, 33b, 33c, and 33d via the galvanometer mirror drive circuits 39a, 39b, 39c, and 39d.
[0105]
The polygon motor driver 37 is a driver that drives the polygon motor 36 for rotating the polygon mirror 35 that scans the four light beams described above. The main control unit 51 can start and stop the rotation of the polygon motor driver 37 and change the number of rotations. The switching of the rotational speed is used when the rotational speed is decreased below a predetermined rotational speed as necessary when the beam light detecting device 38 confirms the passage position of the light beam.
[0106]
The laser drivers 32a, 32b, 32c, and 32d emit a laser beam in accordance with a laser modulation signal synchronized with the scanning of the beam light from the synchronization circuit 55 described above, and a forced emission signal from the main control unit 51. The laser oscillators 31a, 31b, 31c, and 31d are forced to emit light regardless of the image data.
[0107]
Further, the main control unit 51 sets the power at which each laser oscillator 31a, 31b, 31c, 31d emits light for each laser driver 32a, 32b, 32c, 32d. The setting of the light emission power is changed in accordance with a change in process conditions, detection of a light beam passage position, and the like.
[0108]
The memory 52 is for storing information necessary for control. For example, by storing the control amount of each galvanometer mirror 33a, 33b, 33c, 33d, circuit characteristics (amplifier offset value) for detecting the passage position of the beam light, the order of arrival of the beam light, etc. The optical system unit 13 can be brought into a state in which image formation is possible immediately after the power is turned on.
[0109]
Next, beam light passage (scanning) position control will be described in detail.
[0110]
FIG. 8 is a diagram for explaining beam light passage position control when the beam light detector 38 of FIG. 3 is used. Focusing on the beam light control in the block diagram of FIG. The relevant parts are extracted and shown in detail.
[0111]
As described above, a pulse signal indicating that the light beam has passed is output from the sensor patterns S1 and S2 of the light beam detector 38. Further, independent signals are output from the plurality of sensor patterns SA to SG, SH according to the passage position of the beam light.
[0112]
Among the plurality of sensor patterns SA to SG, SH, output signals of the sensor patterns SA, SG, SH are respectively input to amplifiers 61, 62, 99 (hereinafter also referred to as amplifiers A, G, H). Is done. Note that the amplification factors of the amplifiers 61, 62, and 99 are set by a main control unit 51 including a CPU.
[0113]
In addition, among the plurality of sensor patterns SA to SG, the output signals of the sensor patterns SB to SF are differential amplifiers 63 to 66 (hereinafter referred to as differential) that amplify the difference between adjacent output signals of the sensor patterns SB to SF. Amplifiers BC, CD, DE, and EF). The differential amplifier 63 amplifies the difference between the output signals of the sensor patterns SB and SC, the differential amplifier 64 amplifies the difference between the output signals of the sensor patterns SC and SD, and the differential amplifier 65 The difference between the output signals of the sensor patterns SD and SE is amplified, and the differential amplifier 66 amplifies the difference between the output signals of the sensor patterns SE and SF.
[0114]
The output signals of the amplifiers 61 to 66, 99 are input to the selection circuit (analog switch) 41, respectively. The selection circuit 41 selects a signal to be input to the integrator 42 based on a sensor selection signal from the main control unit (CPU) 51. The output signal of the amplifier selected by the selection circuit 41 is input to the integrator 42 and integrated.
[0115]
On the other hand, a pulsed signal output from the sensor pattern S1 is also input to the integrator 42. The pulse signal from the sensor pattern S1 is used as a reset signal (integration operation start signal) for resetting the integrator 42 and starting a new integration operation at the same time. The role of the integrator 42 is to remove noise and remove the influence of the mounting inclination of the beam light detector 38, which will be described in detail later.
[0116]
The output of the integrator 42 is input to the A / D converter 43. A pulse signal output from the sensor pattern S 2 is also input to the A / D converter 43. The A / D conversion operation of the A / D converter 43 is started by applying a signal from the sensor pattern S2 as a conversion start signal. That is, A / D conversion is started at the timing when the light beam passes through the sensor pattern S2.
[0117]
In this way, the pulse signal from the sensor pattern S1 resets the integrator 42 immediately before the beam light passes through the sensor patterns SA to SG, and simultaneously starts the integration operation, so that the beam light passes over the sensor patterns SA to SG. During this time, the integrator 42 integrates a signal indicating the passage position of the beam light.
[0118]
Immediately after the beam light has passed through the sensor patterns SA to SG, the A / D converter 43 performs A / D conversion on the result of integration by the integrator 42 using the pulse signal from the sensor pattern S2 as a trigger. As a result, for the detection of the light beam passage position, the detection signal from which the influence of the inclination of the light beam detection device 38 is removed can be converted into a digital signal.
[0119]
Further, the laser oscillator of the light beam whose power is to be measured is forced to emit light, the light beam detector 38 is scanned at a predetermined speed by the polygon mirror 35, and the electric signal output from the sensor pattern SH is supplied to the amplifier 99 ( H) is amplified and integrated by the integrator 42 based on the timing of the pulse signals output from the sensor patterns S1 and S2, A / D converted by the A / D converter 43, and taken into the main controller 51. As a result, the power of the beam light on the photosensitive drum 15 can be detected.
[0120]
The A / D converter 43 that has completed the A / D conversion outputs an interrupt signal INT indicating that the processing has been completed to the main control unit 51.
[0121]
Here, the amplifiers 61 to 66, 99, the selection circuit 41, the integrator 42, and the A / D converter 43 constitute a beam light detector output processing circuit 40.
[0122]
In this way, the light beam power detection signal and the light beam position detection signal from the light beam detection device 38 converted into a digital signal are used as relative light beam power information or beam light position information on the photosensitive drum 15. To the main control unit 51, and the light power of each light beam on the photosensitive drum 15 and the passage position of the light beam are determined.
[0123]
Based on the relative light beam power detection signal and the light beam position detection signal obtained on the photosensitive drum 15 thus obtained, the main control unit 51 determines the light emission power for each of the laser oscillators 31a to 31d. Settings and control amounts of the galvanometer mirrors 33a to 33d are calculated. The calculation results are stored in the memory 52 as necessary. The main control unit 51 sends out the calculation results to the laser drivers 32a to 32d and the galvanometer mirror drive circuits 39a to 39d.
[0124]
As shown in FIG. 8, the galvanometer mirror drive circuits 39a to 39d are provided with latches 44a to 44d for holding data of the calculation results. Once the main control unit 51 writes the data, This value is held until the next data update.
[0125]
The data held in the latches 44a to 44d are converted into analog signals (voltages) by the D / A converters 45a to 45d and input to the drivers 46a to 46d for driving the galvanometer mirrors 33a to 33d. The drivers 46a to 46d drive and control the galvanometer mirrors 33a to 33d according to the analog signals (voltages) input from the D / A converters 45a to 45d.
[0126]
In this example, since the amplified output signals of the sensor patterns SA to SG are selected and integrated by the selection circuit 41 and integrated and A / D converted, the sensor patterns SA to SG at a time are selected. Cannot be input to the main control unit 51.
[0127]
Therefore, in a state where it is unknown where the light beam is passing, the selection circuit 41 is sequentially switched, and output signals from all the sensor patterns SA to SG are input to the main control unit 51, and the light beam is transmitted. It is necessary to determine the passing position.
[0128]
However, once it can be recognized where the light beam passes, unless the galvano mirrors 33a to 33d are moved extremely, the position where the light beam passes can be almost predicted, and the output signals of all sensor patterns are always obtained. Is not required to be input to the main control unit 51. Detailed processing will be described later.
[0129]
FIG. 9 shows a detailed configuration example up to the integrator 42 for the sensor patterns SB and SC in the beam light detector output processing circuit 40. In FIG. 9, currents flowing through the sensor patterns (photodiodes) SB and SC are converted into currents and voltages by resistors PR1, RL1, RP2 and RL2, respectively, and then amplified by operational amplifiers A1 and A2 as voltage follower circuits, respectively. It is sent to the differential amplifier 63. The differential amplifier 63 includes resistors R1 to R4 and an operational amplifier A3.
[0130]
The output of the differential amplifier 63 is sent to the integrator 42 via the analog switch SW1 constituting the selection circuit 41. The integrator 42 includes an operational amplifier A4, an integration resistor R5, an integration capacitor C, an integrator reset analog switch SW7, and a protection resistor R6. The output of the integrator 42 is sent to the A / D converter 43 and converted from an analog value to a digital value. When the A / D conversion is completed, the A / D converter 43 transmits a conversion end signal to the main control unit 51. When receiving the conversion end signal, the main control unit 51 reads the light beam position information converted into a digital value.
[0131]
Note that the configuration example up to the integrator 42 for the sensor patterns SD, SE, SF is basically the same as the configuration example up to the integrator 42 for the sensor patterns SB, SC, and thus the description thereof is omitted. To do.
[0132]
Hereinafter, the relationship between the light beam passage position and the output of the light beam detector 38, the outputs of the differential amplifiers 63 to 66, and the output of the integrator 42 in the circuit operation of FIG. 8 will be described with reference to FIG.
[0133]
FIG. 10A shows a case where the light beam passes through the middle of the sensor patterns SB and SC, and FIG. 10B shows the sensor light beam as compared to the case of FIG. 10A. The case where the pattern SB side is passed is shown. FIG. 10C shows a case where the light beam detection device 38 is attached to be inclined with respect to the light beam passing direction.
[0134]
Hereinafter, the output of the beam light detector 38, the output of the differential amplifier 63, and the output of the integrator 42 in each case will be described.
[0135]
Circuit operation in the case of FIG.
First, the light beam crosses the sensor pattern S1, and a pulse signal is output from the sensor pattern S1. This pulse-like signal resets the integrator 42 and makes its output “0” as shown in the figure. Therefore, when the light beam crosses the sensor pattern S1, the previous detection result is reset and the new detection result is integrated.
[0136]
When the beam light passes through the middle between the sensor patterns SB and SC, the output magnitudes of the sensor patterns SB and SC are equal as shown in FIG. However, since the output of the sensor pattern is very small, some noise components may be superimposed as shown in FIG.
[0137]
Such a signal is input to the differential amplifier 63, and the difference is amplified. The outputs of the sensor patterns SB and SC are substantially equal. In this case, the output of the differential amplifier 63 is substantially “0” as shown in FIG. 10A, but some noise components may be superimposed. . The differential amplification result thus obtained is input to the integrator 42 through the selection circuit 41.
[0138]
Here, it is the offset of the differential amplifier 63 that requires attention. Here, the offset is a phenomenon in which the output is shifted to either plus or minus even when an equal value is input to the differential amplifier 63, for example. Such a phenomenon is present in any differential amplifier more or less. In the case of this example, this offset appears as a beam light passing position detection error, which hinders correct beam light passing position control. Therefore, it is necessary to remove this offset by some method. Hereinafter, this offset will be ignored and described.
[0139]
The integrator 42 integrates the output of the differential amplifier 63 and outputs the result to the next A / D converter 43. The output of the integrator 42 is a noise as shown in FIG. The signal is the component removed. This is because the high frequency component noise superimposed on the differential amplification result is removed by integration. In this way, simultaneously with the passage of the beam light, the output difference between the sensor patterns SB and SC is amplified, further integrated, and input to the A / D converter 43.
[0140]
On the other hand, the output of the sensor pattern S2 is input to the A / D converter 43, and at the timing when the light beam has passed through the sensor patterns SB and SC, a pulse shape as shown in FIG. Is output from the sensor pattern S2 to the A / D converter 43. The A / D converter 43 starts A / D conversion of the output of the integrator 42 with this pulse signal as a trigger. Therefore, the A / D converter 43 can convert analog beam passage position information with a good S / N ratio from which noise components are removed into a digital signal in a timely manner.
[0141]
Circuit operation in the case of FIG.
The basic operation is the same as that of FIG. 10A, but the output of the sensor pattern SB is increased and the output of the sensor pattern SC is decreased by the amount that the light beam passing position is shifted to the sensor pattern SB side. Therefore, the output of the differential amplifier 63 becomes positive by the difference.
[0142]
As in the case of FIG. 10A, the integrator 42 is reset at the timing when the light beam passes through the sensor pattern S1, and then such differential amplification result is input to the integrator 42. Is done. The integrator 42 gradually increases its output to the plus side while the input (output of the differential amplifier 63) is on the plus side. When the input returns to “0”, the value is maintained. Therefore, the output of the integrator 42 shows the degree of deviation of the light beam passage position.
[0143]
As in the case of FIG. 10A, this integration result is A / D converted by the A / D converter 43 at the timing when the sensor pattern S2 of the light beam passes, so that the accurate beam passing position is time-resolved. Is converted into digital information.
[0144]
Circuit operation in the case of FIG.
The basic operation is the same as in FIGS. 10A and 10B. However, the output of the sensor patterns SB and SC and the differential amplifier are equivalent to the amount that the light beam passes through the light beam detector 38 obliquely. The output of 63 and the output of the integrator 42 are characteristic.
[0145]
As shown in FIG. 10 (c), after the light beam has passed through the sensor pattern S1, the sensor patterns SB and SC are incident obliquely from the sensor pattern SC side, and pass through almost the center between the sensor patterns SB and SC. After that, the sensor pattern SB side is obliquely passed. When the light beam passes in this way, the output of the sensor pattern SB is small immediately after the light beam is incident and becomes larger as the light beam passes as shown in FIG. On the other hand, the output of the sensor pattern SC is large immediately after the light beam is incident, and gradually decreases as the light beam passes.
[0146]
The output of the differential amplifier 63 to which the outputs of the sensor patterns SB and SC are input is large on the minus side immediately after the incidence of the beam light as shown in FIG. Thus, when the light beam passes between the sensor patterns SB and SC, it becomes almost “0”. After that, it gradually increases to the plus side, and reaches the maximum value on the plus side immediately before the beam light finishes passing.
[0147]
The output of the integrator 42 to which the output of the differential amplifier 63 is input increases toward the minus side immediately after the incident light beam. The negative value increases until the output of the differential amplifier 63 becomes almost “0”. Thereafter, when the output of the differential amplifier 63 turns to the plus side, the minus value gradually decreases, and becomes almost “0” at the point where the beam light finishes passing.
[0148]
This is because although the light beam crosses the light beam detector 38 obliquely, on the average, it passes through the middle of the sensor patterns SB and SC. Therefore, the A / D conversion operation of the A / D converter 43 is started when the light beam passes through the sensor pattern S2. In this case, the integrated value is “0”, and the beam passing position is The digital information shown is also processed as “0”, that is, the beam light passes through the middle of the sensor patterns SB and SC.
[0149]
The beam light passing position, the output of the sensor patterns S1, S2, SB, and SC, the output of the differential amplifier 63, the output of the integrator 42, and the operation of the A / D converter 43 have been described above. Since the operations of the sensor patterns SC, SD, SE, SF and the differential amplifiers 64, 65, 66 are basically the same as the operations of the sensor patterns SB, SC and the differential amplifier 63, the description of each operation is omitted. .
[0150]
Next, the relationship between the light beam passage position and the output of the A / D converter 43 will be described with reference to FIG.
[0151]
The vertical axis of the graph of FIG. 11 indicates the magnitude of the output of the A / D converter (12 bits) 43 corresponding to FIG. 8, and the horizontal axis indicates the light beam passage position. The beam light passing position on the horizontal axis indicates that the beam light passes the sensor pattern SG side as it goes to the left, and that the beam light passes the sensor pattern SA side as it goes to the right. .
[0152]
There is a possibility that the output of the differential amplifier (63, 64, 65, 66) is output in both positive and negative directions, and the output of the A / D converter 43 at that time is as follows. That is, when the output of the differential amplifier (63, 64, 65, 66) is on the plus side, the output (A / D conversion value) of the A / D converter 43 is 000H (as the output of the differential amplifier increases). The value of 7FFH (maximum value) is output from the minimum value.
[0153]
On the other hand, when the output of the differential amplifier (63, 64, 65, 66) is negative, the output (A / D conversion value) of the A / D converter 43 is from 800H (minimum value) to FFFH (maximum value). The value of is output. In this case, the one where the absolute value of the output of the differential amplifier is larger corresponds to the 800H (minimum value) side, and the one where the output of the differential amplifier is closer to “0” corresponds to the FFFH (maximum value) side.
[0154]
Here, the case where the outputs of the differential amplifiers 63 of the sensor patterns SB and SC are A / D converted by the A / D converter 43 will be specifically described.
[0155]
The output of the sensor pattern SB is connected to the plus terminal of the differential amplifier 63, and the output of the sensor pattern SC is connected to the minus terminal of the differential amplifier 63. Therefore, as shown in FIG. 11, the output of the differential amplifier 63 becomes the largest when the light beam passes near the center of the sensor pattern SB, and the A / D conversion value in the A / D converter 43 is 7FFH. It becomes. This is because the output of the sensor pattern SB is the largest in this vicinity.
[0156]
Further, even if the light beam is shifted from this position to the sensor pattern SA side or to the sensor pattern SC side, the A / D conversion value (the output of the differential amplifier 63) becomes small.
[0157]
Further, considering the case where the light beam passage position is shifted to the sensor pattern SA side, neither the sensor pattern SB nor SC can detect the passage of the light beam, and the A / D conversion value (the output of the differential amplifier 63) is almost equal. It becomes “0”.
[0158]
On the other hand, when the passage position of the beam light is shifted to the sensor pattern SC side, the A / D conversion value (output of the differential amplifier 63) is gradually decreased, and the beam light is reduced to the sensor patterns SB and SC. The value becomes “0” when passing just between. This is because the outputs of the sensor patterns SB and SC are equal. In this example, this point becomes the passage target point of the beam light a.
[0159]
When the light beam passing point is shifted to the sensor pattern SC side, the output of the differential amplifier 63 becomes a negative output, the A / D conversion value changes from 000H to FFFH, and then the A / D conversion value gradually increases. To decrease. Further, when the light beam passage position is near the center of the sensor pattern SC, the output of the differential amplifier 63 becomes a negative maximum, and the A / D conversion value at this time is 800H.
[0160]
Further, when the light beam passage position is shifted to the sensor pattern SD side, the negative value of the output of the differential amplifier 63 decreases this time, and the A / D conversion value increases from 800H. It changes from FFFH to 000H. This is because the passage position of the beam light is too shifted to the sensor pattern SD (SE) side, and neither of the sensor patterns SB and SC can detect the passage of the beam light, and both outputs become “0”. This is because the difference disappears.
[0161]
Next, control characteristics of the galvanometer mirror 33 will be described.
[0162]
FIGS. 12 and 13 show the relationship between the data given to the galvano mirror drive circuits 39a to 39d and the beam light passage position on the beam light detector 38 (that is, on the photosensitive drum 15). As shown in FIG. 8, the inputs of the D / A converters 45a to 45d of the galvano mirror drive circuits 39a to 39d are 16 bits.
[0163]
FIG. 12 shows how the beam light passing position changes with respect to the input of the upper 8 bits of the 16-bit data. As shown in the figure, the passing position of the beam light moves 2000 μm (2 mm) with respect to the data 00H to FFH. In addition, for the input near 00H and near FFH, the response range of the galvanometer mirror is exceeded, and the passage position of the beam light does not change.
[0164]
However, when the input is in the range of approximately 18H to E8H, the light beam passage position changes substantially linearly with respect to the input, and the ratio corresponds to a distance of approximately 10 μm per LSB.
[0165]
FIG. 13 shows how the beam light passing position changes with respect to the lower 8 bits input of the D / A converters 45a to 45d of the galvanometer mirror drive circuits 39a to 39d. However, FIG. 13 shows the change in the passage position of the light beam with respect to the input of the lower 8 bits when the above-described range value in which the passage position of the light beam changes linearly is inputted as the upper 8 bits. Represents. As is apparent from the figure, for the lower 8 bits, the beam light passage position changes from 00H to FFH, and changes by 0.04 μm per 1LSB.
[0166]
In this way, the main control unit 51 gives 16-bit data to the galvanometer mirror drive circuits 39a to 39d, so that the beam light passing position on the beam light detector 38, that is, on the photosensitive drum 15. Can be moved within a range of about 2000 μm (2 mm) with a resolution of about 0.04 μm.
[0167]
Next, a schematic operation when the printer unit 2 is turned on will be described with reference to a flowchart shown in FIG. The operation of the scanner unit 1 is omitted.
[0168]
When the power of the copying machine is turned on, the main controller 51 rotates the fixing roller in the fixing device 26 and starts heating control of the fixing device 26 (S1, S2). Next, a light beam power control routine is executed to control the power of each light beam on the photosensitive drum 15 to be the same (S3).
[0169]
When the power of the light beams on the photosensitive drum 15 is controlled to be the same, an offset correction routine is executed to detect the offset value of the beam light detector output processing circuit 40 and perform the correction process. (S4). Next, a beam light passing position control routine is executed (S5).
[0170]
Next, synchronous pull-in in the main scanning direction is executed (S6). Next, process-related initialization such as rotating the photosensitive drum 15 to make conditions such as the surface of the photosensitive drum 15 constant is executed (S7).
[0171]
Thus, after executing a series of initializations, the fixing roller continues to rotate until the temperature of the fixing device 26 rises to a predetermined temperature, and enters a standby state (S8). When the temperature of the fixing device 26 rises to a predetermined temperature, the rotation of the fixing roller is stopped (S9), and a copy command waiting state is entered (S10).
[0172]
When a copy command is not received from the control panel 53 while waiting for a copy command (S10), for example, 30 minutes elapses after the beam light passage position control routine is executed (S11), and the beam light is automatically transmitted. A power control routine is executed (S12), and an offset correction routine similar to that in step S4 is automatically executed (S13). Thereafter, a beam light passing position control routine is executed again (S14). When this is finished, the process returns to step S10 and again enters the copy command wait state.
[0173]
When a copy command is received from the control panel 53 while waiting for a copy command (S10), a beam light passing position control routine is executed (S15), and a copy operation is executed (S16). When the copying operation is completed, the process returns to step S10 and the above operation is repeated.
[0174]
Next, a schematic operation of the light beam passage position control routine in steps S5, S14, and S15 of FIG. 14 will be described using the flowchart shown in FIG.
[0175]
First, the main controller 51 turns on the polygon motor 36 and rotates the polygon mirror 35 at a predetermined rotational speed (S20). Next, the main control unit 51 reads the latest drive values of the galvanometer mirrors 33a to 33d from the memory 52, and drives the galvanometer mirrors 33a to 33d based on the values (S21).
[0176]
Next, the main control unit 51 controls the passing position of the beam light a (S22). The control content here is to detect the passing position of the beam light a, check whether the passing position is within the specified value, and if not, change the angle of the galvano mirror 33a. If it is within the specified value, the flag is set to indicate that the passing position of the beam light a is within the specified value.
[0177]
Subsequently, the main control unit 51 also detects the passing positions of the light beams b, c, and d for the light beams b, c, and d as in the case of the light beam a. It is checked whether the position is within the specified value. If the position is not within the specified value, the angle of each of the galvanometer mirrors 33b to 33d is changed. A flag indicating that the passing position is within the specified value is set (S23, S24, S25).
[0178]
In this way, after performing the passing position control of each of the light beams a, b, c, d, the main control unit 51 checks each flag and determines whether or not to end the light beam passing position control. Determine (S26). That is, if all the flags are set, the light beam passing position control is terminated, and if any one of the flags is not set, the process returns to step S22 to control the passing position of each light beam.
[0179]
Here, the behavior of the galvanometer mirrors 33a to 33d in such a control flow will be briefly described.
[0180]
As described above, the galvanometer mirrors 33a to 33d change the angle according to the control value from the main control unit 51 and change the passing position of the scanned light beam. It is not always possible to respond immediately to an instruction. That is, control data is output from the main control unit 51, the data is latched by the latches 44a to 44d, D / A converted by the D / A converters 45a to 45d, and a drive signal proportional to the magnitude thereof. Is output on the order of “ns” or “μs”, whereas, for example, the response time of the galvanometer mirrors 33a to 33d used in this example is 4 to There is a problem that the order is 5 ms.
[0181]
The response time here refers to the time when the angle change of the galvano mirrors 33a to 33d starts with respect to a new drive signal, moves (vibrates) for a certain period of time, and then the movement (vibration) stops and settles to a new angle. Of time. Therefore, the main control unit 51 sends the new control data to the galvanometer mirrors 33a to 33d and then checks the control result. It is necessary to confirm.
[0182]
As is clear from FIG. 15, in this example, the effect of controlling a certain galvanometer mirror is confirmed after performing another beam position detection operation or galvanometer mirror operation. The effect is confirmed after the time required for the response of the galvanometer mirror has elapsed.
[0183]
For example, in steps S21, S22, S23, and S24, the time required to acquire the output of at least one amplifier or differential amplifier by the number of faces of the polygon mirror 35 (for example, eight faces) is required for one scan. When the time is 330 μs, it becomes 2.64 ms.
[0184]
Therefore, after controlling a certain galvanometer mirror, after detecting the passing position of the other three light beams, to confirm the effect, there is a time interval of at least 7.92 ms, and the movement (vibration) of the galvanometer mirror is Thus, it is possible to confirm the beam light passing position in a state where it has already been accommodated.
[0185]
The reason why the output of the amplifier or differential amplifier is obtained by the number of faces of the polygon mirror 35 is to remove the surface tilt component of the polygon mirror 35.
[0186]
FIGS. 16 and 17 are flowcharts for explaining in detail the operation of the beam light a passing position control in step S22 of FIG. As described above, the relationship between the passage position of the light beam and the output of the A / D converter 43 is as shown in FIG. 11, and will be described with reference to FIG.
[0187]
First, the main control unit 51 causes the laser oscillator 31a to emit light forcibly (S31). As a result, the beam light a periodically scans the beam light detector 38 as the polygon mirror 35 rotates.
[0188]
Next, in accordance with the interrupt signal INT output from the A / D converter 43, the main control unit 51 reads values obtained by A / D converting the outputs of the amplifiers and the differential amplifier. Normally, the scanning position of the beam light is often slightly different for each surface due to the surface tilt component of the polygon mirror 35, and in order to remove the influence, the number of times equal to the number of surfaces of the polygon mirror 35, or It is desirable to read a value that has been A / D converted continuously in an integral number of times. In that case, the main control unit 51 averages the output values of the A / D converters 43 corresponding to the respective amplifiers and differential amplifiers, and uses the result as the outputs of the respective amplifiers and differential amplifiers (S32).
[0189]
Therefore, for the amplifiers 61 and 62 (amplifiers A and G) and the differential amplifiers 63 to 66 (amplifiers BC, CD, DE, and EF), the number of faces of the polygon mirror 35 (eight), respectively. If the value of the A / D converter 43 is read the same number of times, it is necessary to scan the light beam 48 times.
[0190]
First, the main control unit 51 compares the output (A / D conversion value) of the amplifier 61 (A) obtained in this way with the determination reference value 100H stored in advance in the memory 52 to thereby obtain the amplifier 61. Is determined to be greater than the determination reference value 100H (S33).
[0191]
If the result of this determination is that the output of the amplifier 61 is greater than 100H, it indicates that the passing position of the beam light a is on the sensor pattern SA or in the vicinity of the sensor pattern SA. Yes. That is, the light beam a passes through the area A in FIG. Since the target passage position of the beam light a is between the sensor patterns SB and SC, the galvanometer mirror 33a is controlled so that the beam light a passes the sensor pattern SG side (S34).
[0192]
At this time, the control amount (the amount of movement of the light beam) is about 120 μm. The reason why the control amount is 120 μm is that the sensor patterns SA and SG have large patterns on both sides from the area of the control target point, as described in the sensor pattern of FIGS. This is because it is necessary to change the passage position of the beam light relatively large in order to quickly bring the passage position of the beam light closer to the target point.
[0193]
However, even when the output of the amplifier 61 is greater than 100H, if the beam light a passes through a range close to the sensor pattern SB, the beam light passing position may be excessively changed. There is also. However, considering the total efficiency, this amount of movement is necessary.
[0194]
If it is determined in step S33 that the output of the amplifier 61 is not greater than 100H, the output (A / D conversion value) of the amplifier 62 (G) is set to the determination reference value 100H stored in the memory 52 in advance. By comparing, it is determined whether the output of the amplifier 62 is larger than the determination reference value 100H (S35).
[0195]
As a result of this determination, if the output of the amplifier 62 is greater than 100H, it indicates that the passing position of the beam light a is on the sensor pattern SG or in the vicinity of the sensor pattern SG. Yes. That is, the light beam a passes through the area G in FIG.
[0196]
Therefore, in such a case, the galvanometer mirror 33a is controlled so that the beam light a passes through the sensor pattern SA side in order to approach the middle between the sensor patterns SB and SC, which are the target passage points of the beam light a (S36). ). Note that the control amount at this time requires a control amount (movement amount) of about 120 μm, as in step S34.
[0197]
If it is determined in step S35 that the output of the amplifier 62 is not greater than 100H, the output (A / D conversion value) of the differential amplifier 66 (EF) is stored in the memory 52 in advance. By comparing with the reference value 800H, it is determined whether the output of the differential amplifier 66 is equal to or higher than the determination reference value 800H (S37).
[0198]
As a result of this determination, when the output of the differential amplifier 66 is 800H or more, it indicates that the passing position of the beam light a is in the vicinity of the sensor pattern SF. That is, the light beam a passes through the area F in FIG.
[0199]
Therefore, in such a case, the galvanometer mirror 33a is controlled so that the beam light a passes the sensor pattern SA side in order to approach the middle between the sensor patterns SB and SC, which are the target passage points of the beam light a (S38). ). The control amount at this time needs a control amount (movement amount) of about 120 μm in consideration of the distance between the target point and the area F.
[0200]
If it is determined in step S37 that the output of the differential amplifier 66 is not 800H or higher, the output (A / D conversion value) of the differential amplifier 65 (DE) is stored in the memory 52 in advance. By comparing with the reference value 800H, it is determined whether the output of the differential amplifier 65 is equal to or higher than the determination reference value 800H (S39).
[0201]
As a result of this determination, if the output of the differential amplifier 65 is 800H or more, it indicates that the passing position of the beam light a is in the vicinity of the sensor pattern SE. That is, the light beam a passes through the area E in FIG.
[0202]
Therefore, in such a case, the galvanometer mirror 33a is controlled so that the beam light a passes the sensor pattern SA side in order to approach the middle between the sensor patterns SB and SC, which are the target passage points of the beam light a (S40). ). Note that the control amount at this time needs a control amount (movement amount) of about 80 μm in consideration of the distance between the target point and the area E.
[0203]
If it is determined in step S39 that the output of the differential amplifier 65 is not 800H or higher, the output (A / D conversion value) of the differential amplifier 64 (CD) is stored in the memory 52 in advance. By comparing with the reference value 800H, it is determined whether the output of the differential amplifier 64 is equal to or higher than the determination reference value 800H (S41).
[0204]
As a result of this determination, when the output of the differential amplifier 64 is 800H or more, it indicates that the passing position of the beam light a is in the vicinity of the sensor pattern SD. That is, the light beam a passes through the area D in FIG.
[0205]
Accordingly, in such a case, the galvano mirror 33a is controlled so that the beam light a passes the sensor pattern SA side in order to approach the middle of the sensor patterns SB and SC, which are target points for the beam light a (S42). . The control amount at this time needs a control amount (movement amount) of about 40 μm in consideration of the distance between the target point and the area D.
[0206]
If it is determined in step S41 that the output of the differential amplifier 64 is not 800H or higher, the output (A / D conversion value) of the differential amplifier 63 (BC) is stored in the memory 52 in advance. By comparing with the reference values 400H and 7FFH, it is determined whether the output of the differential amplifier 63 is greater than the determination reference value 400H and less than or equal to 7FFH (S43).
[0207]
As a result of this determination, if the output of the differential amplifier 63 is greater than 400H and less than or equal to 7FFH, the passage position of the beam light a is in the vicinity of the middle between the sensor patterns SB and SC that are passage target points. Although it is present, it indicates that it is slightly closer to the sensor pattern SB. That is, the light beam a passes through the area BA of the area B in FIG.
[0208]
Therefore, in such a case, the galvanometer mirror 33a is controlled so that the beam light a passes through the sensor pattern SG side in order to approach the middle between the sensor patterns SB and SC, which are the target passage points of the beam light a (S44). ). The control amount at this time needs a control amount (movement amount) of about 10 μm in consideration of the distance between the target point and the area D.
[0209]
If it is determined in step S43 that the output of the differential amplifier 63 is greater than 400H and not less than 7FFH, the output of the differential amplifier 63 is stored as determination reference values 60H and 400H stored in the memory 52 in advance. By comparing, it is determined whether the output of the differential amplifier 63 is greater than the determination reference value 60H and equal to or less than 400H (S45).
[0210]
If the result of this determination is that the output of the differential amplifier 63 is greater than 60H and less than or equal to 400H, the passage position of the beam light a is in the vicinity of the middle between the sensor patterns SB and SC which are passage target points. Although it is present, it indicates that it is slightly closer to the sensor pattern SB. That is, the light beam a passes through the area BC of the area B in FIG.
[0211]
Therefore, in such a case, the galvanometer mirror 33a is controlled so that the beam light a passes the sensor pattern SG side in order to approach the middle between the sensor patterns SB and SC, which are the target passage points of the beam light a (S46). ). The control amount at this time needs a control amount (movement amount) of about 0.5 μm in consideration of the distance between the target point and the area D.
[0212]
If it is determined in step S45 that the output of the differential amplifier 63 is greater than 60H and not less than 400H, the output of the differential amplifier 63 is determined as the determination reference values 800H and A00H stored in the memory 52 in advance. By comparing, it is determined whether the output of the differential amplifier 63 is equal to or higher than the determination reference value 800H and smaller than A00H (S47).
[0213]
As a result of this determination, when the output of the differential amplifier 63 is 800H or more and smaller than A00H, the passage position of the beam light a is in the vicinity of the middle between the sensor patterns SB and SC that are passage target points. Although it exists, it represents that it is slightly close to the sensor pattern SC. That is, the light beam a passes through the area CD of the area C in FIG.
[0214]
Therefore, in such a case, the galvanometer mirror 33a is controlled so that the beam light a passes through the sensor pattern SA side in order to approach the middle between the sensor patterns SB and SC, which are the passage target points of the beam light a (S48). ). The control amount at this time requires a control amount (movement amount) of about 10 μm in consideration of the distance between the target point and the area CD.
[0215]
If it is determined in step S47 that the output of the differential amplifier 63 is equal to or higher than 800H and not smaller than A00H, the output of the differential amplifier 63 is determined as determination reference values A00H and FA0H stored in the memory 52 in advance. By comparing, it is determined whether the output of the differential amplifier 63 is equal to or greater than the determination reference value A00H and smaller than FA0H (S49).
[0216]
If the output of the differential amplifier 63 is equal to or greater than A00H and smaller than FA0H as a result of this determination, the passage position of the beam light a is in the vicinity of the middle between the sensor patterns SB and SC that are the passage target points. Although it exists, it represents that it is slightly close to the sensor pattern SC. That is, the light beam a passes through the area CB of the area C in FIG.
[0217]
Accordingly, in such a case, the galvanometer mirror 33a is controlled so that the beam light a passes the sensor pattern SA side in order to approach the middle between the sensor patterns SB and SC, which are the target passage points of the beam light a (S50). ). Note that the control amount at this time needs a control amount (movement amount) of about 0.5 μm in consideration of the distance between the target point and the area CB.
[0218]
If it is determined in step S49 that the output of the differential amplifier 63 is not less than A00H and not less than FA0H, the passing position of the beam light a is within a predetermined range (a range of ± 1 μm of the target point). Therefore, the control end flag A of the galvanometer mirror 33a is set (S51).
[0219]
In this way, when the light beam a does not pass within the range of ± 1 μm from the ideal passing point (S34, S36, S38, S40, S42, S44, S46, S48, S50), the galvano The mirror 33a is controlled by a predetermined amount, and the value at that time is written in the memory 52 (S52).
[0220]
As described above, the main control unit 51 sets the control end flag A of the galvanometer mirror 33a when the light beam a passes through the range of ± 1 μm from the ideal passing point, and passes outside this range. If it is, the galvano mirror control amount is adjusted according to the passing position (area), and the value is written in the memory 52.
[0221]
Finally, the main control unit 51 cancels the forced light emission of the laser oscillator 31a, and finishes the series of passage position control of the light beam a (S53).
[0222]
As already described with reference to FIG. 15, when the control end flag A of the galvano mirror 33a is not set, the beam light a passing position control routine is executed again. That is, this routine is repeatedly executed until the beam light a passes within the range of ± 1 μm with respect to the ideal passing point.
[0223]
The above explanation is the control for the beam light a, but the control for the beam lights b, c, d is basically the same as the case of the beam light a, and the respective laser oscillators 31b to 31d. Are forcibly emitted, and the outputs of the amplifiers 61 and 62 and the differential amplifiers 63 to 66 are determined. If the outputs pass within the range of ± 1 μm from the ideal control point, the respective galvanometer mirrors The control end flags B to D of 33b to 33d are set. In addition, when it does not pass through this range, after determining which area each of the light beams b to d passes, the control corresponding to the passing area is performed on the galvanometer mirrors 33b to 33d. The control value is written in the memory 52.
[0224]
Here, the influence given by the power variation of each light beam in the light beam passage position control described above will be described.
[0225]
FIG. 18 shows the light beam passage position when the light beam power changes on the photosensitive drum 15 (beam light detector 38), and the output of the differential amplifier (integrated and A / D converted value). This shows the relationship.
[0226]
In the graph of FIG. 18, the curve B shows the same output characteristics as the amplifiers 63, 64, 65, and 66 shown in FIG. 11, and the light beam moves away from the target passing point, and 000H to 7FFH, Alternatively, it gradually changes from FFFH to 800H, and further changes gradually from 7FFH to 000H or from 800H to FFFH when moving away from the target point. This characteristic is convenient in terms of control because the correspondence between the light beam passage position and the output of the differential amplifier can be easily obtained.
[0227]
On the other hand, for example, in the case of the characteristic of curve C when the power of the light beam is large, the output of the differential amplifier changes greatly only when the light beam passage position slightly deviates from the target point. Therefore, if the beam passage position deviates more than a certain value, the output of the differential amplifier is fixed to 7FFH or 800H. Further, the output value of the differential amplifier does not change unless the beam light passing position changes significantly.
[0228]
On the contrary, when the power of the light beam is small, the characteristic of the curve A is obtained, the change in the output of the differential amplifier is small with respect to the change in the passage position of the light beam, and the S / N ratio is poor.
[0229]
As described above, when the power of the beam light passing on the photosensitive drum 15 changes, the relationship between the beam light passing position and the output of the differential amplifier changes.
[0230]
Therefore, when the light beam passage position is controlled in such a state that the power of each light beam varies, the light beam passage position is controlled within a certain standard when the light beam power is small. Even if it is intended, if the accuracy is insufficient and the power of the light beam is large, the change in the output of the differential amplifier relative to the change in the light beam passing position may be too large or not change. The control operation may become unstable.
[0231]
Therefore, when performing the light beam passing position control, it is necessary that the power of each light beam is at least equal. Further, ideally, the power of the light beam having the characteristics as shown by the curve B in FIG. 18 is desirable, but for the graph shown in FIG. 18, for example, the amplification factor of the differential amplifier is set to an appropriate value. Thus, the characteristic of the curve A can be changed to the characteristic of the curve B, or the characteristic of the curve C can be changed to the characteristic of the curve B.
[0232]
Next, a first example of the light beam power control routine in steps S3 and S12 of FIG. 14 will be described using the flowcharts shown in FIGS.
[0233]
First, the main control unit 51 sets the amplification factor of the amplifier 99 (H) to a predetermined value (S231). The predetermined value here means that the output of the amplifier 99 (H) is integrated by the integrator 42 and A / D converted by the A / D converter 43 when each light beam passes on the sensor pattern SH. In this case, the gain value is a value that does not saturate and changes in proportion to the power of the light beam.
[0234]
Next, the main control unit 51 turns on the polygon motor 36 and rotates the polygon mirror 35 at a predetermined rotational speed (S232). Next, the main controller 51 forcibly causes the laser oscillator 31a to emit light at a predetermined value stored in the memory 52 (S233). By this operation, the beam light a starts to be scanned by the polygon mirror 35. Here, the predetermined value is a value suitable for image formation at that time.
[0235]
In general, in an image forming apparatus using an electrophotographic process, it is necessary to change the power of beam light depending on the environment in which the image forming apparatus is placed and the usage situation (change over time). The memory 52 stores power information of appropriate beam light under such conditions.
[0236]
Next, the main control unit 51 controls the galvanometer mirror 33a so that the beam light a passes over the sensor pattern SH (S234). Here, the beam light a needs to pass through the substantially central portion of the sensor pattern SH sufficiently so as not to protrude from the sensor pattern SH. If the sensor pattern SH protrudes, the detected power value becomes small. However, as described above (in FIG. 3), the sensor pattern SH used for power control of the light beam has a sufficient size, and such a problem cannot usually occur.
[0237]
Note that, for example, when the light beam a is set so as to pass almost the center of the sensor pattern SH as an initial setting when the power is turned on, the process of step S234 can be omitted.
[0238]
When the beam light a passes over the sensor pattern SH, a value proportional to the power of the beam light a is input from the A / D converter 43 to the main control unit 51. The main control unit 51 stores this value (ideally, an average value of integral multiples of the number of faces of the polygon mirror 35) in the memory 52 as the optical power Pa of the beam light a on the photosensitive drum 15 ( In step S235, the laser oscillator 31a is turned off (S236).
[0239]
Next, the main control unit 51 forcibly causes the laser oscillator 31b to emit light (S237), and controls the galvano mirror 33b to control the beam light b in the same manner as in the case of the beam light a. Is passed (S238). Also in this case, when the beam light b is initially set so as to pass through the substantially central portion of the sensor pattern SH, the process of step S238 can be omitted.
[0240]
As a result, a value proportional to the light power of the light beam b on the photosensitive drum 15 is input from the A / D converter 43 to the main control unit 51, and this value is set as the light power Pb first. The light beam a stored in the memory 52 is compared with the optical power Pa on the photosensitive drum 15 (S239). In the case of this light beam b, ideally, it is desirable that the output value of the A / D converter 43 is taken as an integral multiple of the number of faces of the polygon mirror 35, and the averaged value is Pb. .
[0241]
As a result of comparing the light powers Pa and Pb of the light beam a and the light beam b on the photosensitive drum 15 in this way, the difference is equal to or less than a certain value (ΔP) (ideally “0”). If so, there is no problem in image quality. However, if there is a difference greater than that, it becomes a problem in image quality, and correction is necessary.
[0242]
For example, as a result of comparing the optical powers Pb and Pa, when Pb is larger than Pa and the difference is larger than ΔP (S240, S241), the beam power is reduced by lowering the light emission power setting value to the laser driver 32b. It is possible to reduce the optical power of the light b on the photosensitive drum 15 (S242).
[0243]
Conversely, as a result of comparing the optical powers Pb and Pa, if Pa is larger than Pb and the difference is larger than ΔP (S240, S241), by increasing the emission power setting value to the laser driver 32b, It is possible to increase the optical power of the beam b on the photosensitive drum 15 (S243).
[0244]
When the light power of the light beam b on the photosensitive drum 15 is corrected in this way, the light emission power setting value at this time is stored in the memory 52 as the value of the laser oscillator 31b (S244), and the process returns to step S239. Returning again, the optical power of the light beam b on the photosensitive drum 15 is detected, compared with Pa, and correction is repeated until the difference becomes ΔP or less.
[0245]
In this way, the difference between the power of the beam light a and the power of the beam light b can be made equal to or less than a predetermined value (ΔP).
[0246]
Thereafter, the same operation is performed for the beam light c and the beam light d in steps S245 to S264, so that the optical power difference between the beam light a, the beam light b, the beam light c, and the beam light d on the photosensitive drum 15 is determined. Can be set to a predetermined value (ΔP) or less.
[0247]
In the above example, the light beam a is used as a reference, but it is also possible to control the light beam b, the light beam c, or the light beam d as a reference. Further, the predetermined value (ΔP) here is desirably 1% or less of the reference (value of Pa).
[0248]
Next, a second example of the light beam power control routine in steps S3 and S12 of FIG. 14 will be described using the flowcharts shown in FIGS.
[0249]
The difference of the second example of the light beam power control routine from the first example described above is the difference in the method of taking a reference when controlling the power of the light beam, and the other points are the same as in the first example. . In the first example, the light beam power control reference is the beam light a. Therefore, as a result, the relative optical powers between the light beams are made to coincide. On the other hand, in the second example, power control of each light beam is performed based on a predetermined reference value Pref. Therefore, if the sensitivity of the sensor pattern SH is corrected in advance, the power of each light beam can be controlled based on an absolute reference.
[0250]
For example, when a beam light having an optical power equivalent to 100 μW at a predetermined scanning speed passes over the sensor pattern SH, a value output from the amplifier 99 (H) is 100H and a beam light having an optical power equivalent to 200 μW. On the other hand, the sensor pattern SH is used as a kind of measuring device if it has been adjusted (calibrated) in advance so as to give a value such as 300H for a beam light having an optical power equivalent to 200H and 300 μW. be able to. With such a configuration, it is possible to control the light beam power on the image plane without variations between the airframes.
[0251]
As described above, according to the above-described embodiment, the difference in power between the light beams on the photosensitive drum 15 is controlled to a predetermined value or less using the light beam detector 38 having the sensor pattern as described above. It is possible to control the absolute value, and even if the mounting accuracy with respect to the tilt of the light beam detector 38 is not so high, the scanning position of the light beam can be detected accurately without degrading the control accuracy. It becomes possible.
[0252]
Further, in a digital copying machine using a multi-beam optical system, a beam light detection device 38 disposed at a position equivalent to the surface of the photoconductor drum 15 is used on the photoconductor drum 15 (beam light detection device 38). The power of the light beam, its difference, and the passing position of each light beam are detected. Based on the detection result, the power of each light beam on the surface of the photosensitive drum 15 is set, and the relative position of each light beam is appropriate. By calculating a control amount for controlling to be a position and controlling a galvanometer mirror for changing the relative position of each light beam on the surface of the photosensitive drum 15 according to the calculated control amount, an optical system is obtained. No special accuracy or adjustment is required for the assembly of the photosensitive drum 15, and even if changes occur in the optical system due to environmental changes or changes over time, the control accuracy of the photosensitive drum 15 is not reduced. Always controlled in an ideal position to positional relationship between the light beams cross in. Therefore, high image quality can always be maintained.
[0253]
Furthermore, since the sensor pattern SH for detecting the beam light power in the beam light detector 38 has a sufficiently long size in the sub-scanning direction, it is necessary to bother the beam light controlled to an appropriate position each time. Absent. For this reason, it is possible to sufficiently cope with an increase in copying speed.
[0254]
Next, the beam light detection device 38 corresponding to a plurality of (for example, two types) resolutions will be described.
[0255]
FIG. 23 schematically shows the relationship between the configuration of the beam light detection device 38 corresponding to two types of resolutions and the scanning direction of the beam light. The difference from the beam light detection device 38 in FIG. Sensor patterns SB to SF for detecting the passage position of the light beam are provided corresponding to two kinds of resolutions, respectively, and the rest is the same as the beam light detection device 38 of FIG. .
[0256]
That is, the sensor patterns SB1 to SF1 are beam light passing position detection sensor patterns for the first resolution (for example, 600 dpi), and as shown in FIG. 24, they have the same shape (the same area), and approximately 42 By controlling the passing position so that the beam lights a to d pass through the middle (gap G) between the adjacent sensor patterns, which are arranged at intervals of .3 μm (25.4 mm ÷ 600), 42.3 μm. Are scanned at intervals of.
[0257]
That is,
Beam light a: controlled to be between the sensor patterns SB1 and SC1
Beam light b: Control is performed between the sensor patterns SC1 and SD1.
Beam light c: Control is performed between the sensor patterns SD1 and SE1
Beam light d: Control is performed between the sensor patterns SE1 and SF1.
Since the light beam passage position control has already been described, it is omitted here.
[0258]
Further, the sensor patterns SB2 to SF2 are beam light passing position detecting sensor patterns for the second resolution (for example, 400 dpi), and as shown in FIG. 24, they have the same shape (the same area), and approximately 63 By controlling the passing position so that the beam lights a to d pass through the middle (gap G) of the adjacent sensor patterns, which are arranged at intervals of .5 μm (25.4 mm ÷ 400), 63.5 μm Scanning is performed at intervals.
[0259]
That is,
Beam light a: Control is performed between the sensor patterns SB2 and SC2.
Beam light b: Control is performed between the sensor patterns SC2 and SD2.
Beam light c: Control is performed between the sensor patterns SD2 and SE2.
Beam light d: Control is performed between the sensor patterns SE2 and SF2.
The basic operation of the beam light passing position control is the same as that in the case of 600 dpi, and the description thereof is omitted here.
[0260]
FIG. 25 shows the relationship between the sensor patterns SB1 to SF1 and SB2 to SF2 and the scanning positions of the beam lights a to d when the beam light detection device 38 of this example is mounted inclined with respect to the beam light scanning direction. FIG. 25A shows the case of the first resolution (600 dpi), and FIG. 25B shows the case of the second resolution (400 dpi). In the drawing, the scanning direction of the light beams a to d is expressed with respect to the light beam detector 38.
[0261]
For example, assuming that the relative inclination between the sensor pattern and the beam light is 5 degrees, the interval between the beam light a and the beam light d is as shown in Table 1 below in the case of the first resolution, and is about The 0.5 μm interval is only narrowed. In the case of the second resolution, as shown in Table 2 below, the interval of about 0.7 μm is only narrowed.
[0262]
[Table 1]
Figure 0003925997
[0263]
[Table 2]
Figure 0003925997
[0264]
FIG. 26 is a diagram for explaining beam light passage position control when the light beam detector 38 of FIG. 23 is used. The difference from FIG. 8 is the configuration of the light beam detector output processing circuit 40. In FIG. 4, a differential amplifier is provided corresponding to the sensor patterns SB1 to SF1 and SB2 to SF2, and a resolution switching signal is added to the sensor selection signal. Since this is the same as FIG.
[0265]
That is, the differential amplifier 631 amplifies the difference between the output signals of the sensor patterns SB1 and SC1, the differential amplifier 641 amplifies the difference between the output signals of the sensor patterns SC1 and SD1, and the differential amplifier 651 The difference between the output signals of the sensor patterns SD1 and SE1 is amplified, and the differential amplifier 661 amplifies the difference between the output signals of the sensor patterns SE1 and SF1. The differential amplifier 632 amplifies the difference between the output signals of the sensor patterns SB2 and SC2, the differential amplifier 642 amplifies the difference between the output signals of the sensor patterns SC2 and SD2, and the differential amplifier 652 The difference between the output signals of the sensor patterns SD2 and SE2 is amplified, and the differential amplifier 662 amplifies the difference between the output signals of the sensor patterns SE2 and SF2.
[0266]
The output signals of the amplifiers 631 to 661 and 632 to 662 are input to the selection circuit (analog switch) 41, respectively. The selection circuit 41 selects a signal to be input to the integrator 42 based on a sensor selection signal from the main control unit (CPU) 51.
[0267]
That is, when the light beam passage position control is performed at the first resolution (600 dpi), the selection circuit 41 selects the following differential amplifier and performs the corresponding beam light passage position control.
[0268]
Differential amplifier 631: Beam light a
Differential amplifier 641: Beam light b
Differential amplifier 651: beam light c
Differential amplifier 661: beam light d
Similarly, when the light beam passage position control is performed at the second resolution (400 dpi), the following differential amplifier is selected by the selection circuit 41, and the corresponding light beam passage position control is performed.
[0269]
Differential amplifier 632: beam light a
Differential amplifier 642: beam light b
Differential amplifier 652: beam light c
Differential amplifier 662: beam light d
FIG. 27 is a flowchart illustrating a schematic operation when the printer unit 2 is turned on when the beam light detection device 38 of FIG. 23 is used. The difference from FIG. 14 is that the process of step S17 as a resolution selection routine is added between steps S2 and S3, and the other processes are the same as those of FIG. In the resolution selection routine (S17), the rotation speed of the polygon motor 36 corresponding to the selected resolution, the power of the beam light at the time of image formation, the setting of the selection circuit 41, and the like are executed. That is,
Figure 0003925997
It becomes.
[0270]
As described above (FIGS. 5 (a) and 5 (b)), the conventional method (see FIG. 5A and FIG. 5B) is provided by arranging the light beam passage position detection sensor pattern in parallel to the direction perpendicular to the scanning direction of the light beam. Compared to FIG. 5B, it is possible to construct the beam light detector 38 having a sufficient margin for the mounting inclination. Furthermore, this embodiment corresponds to a plurality of resolutions with this configuration, and according to this embodiment, it is possible to construct a beam light detection device 38 having a plurality of resolutions and having a sufficient margin for mounting inclination. .
[0271]
Next, image formation position control in the main scanning direction (light emission timing control of the laser oscillator) will be described in detail.
[0272]
FIG. 28 schematically shows the configuration of the beam light detector 38 used for this control. This beam light detection device 38 has four vertically long sensor patterns S3, S4, S5, S6 as a fifth light detection unit for detecting the passage timing of the beam light in the beam light detection device 38 of FIG. Since other configurations are basically the same as those in FIG. 23, the description thereof is omitted.
[0273]
That is, the sensor pattern S3 is provided in parallel between the sensor patterns S1 and SH, and the sensor patterns S4, S5, and S6 are located on the right side of the sensor patterns SA to SG (with respect to the drawing), S4 and S4. They are provided in parallel with them in the order of S5 and S6. The sensor pattern S6 also has the function of the sensor pattern S2.
[0274]
Here, the intervals P3, P4, and P5 between the sensor patterns S3 to S6 are image clocks (synchronous clock pulses output from the synchronization circuit 55) of the first resolution (600 dpi) and the second resolution (400 dpi). This is an integral multiple (n) of the least common multiple of the distance that the light beam moves in the scanning direction in one cycle (one pulse time), which will be described below.
[0275]
In the present embodiment, taking the case of having two types of resolutions as an example,
-Interval between sensor patterns S3 and S4: P3
-Interval between sensor patterns S4 and S5: P4
-Interval between sensor patterns S5 and S6: P5
-Scanning speed of beam light at the first resolution: VS
-Time of one pulse of the synchronous clock pulse at the first resolution: TC
Scanning speed of light beam at the second resolution: VS ′
-Time of one synchronous clock pulse at the second resolution: TCC
If
-P3 = L. C. M.M. (VS × TC, VS ′ × TCC) × n1 (n1 is an integer, LCM is the least common multiple)
-P4 = L. C. M.M. (VS × TC, VS ′ × TCC) × n 2 (n 2 is an integer, LCM is the least common multiple)
-P5 = L. C. M.M. (VS × TC, VS ′ × TCC) × n3 (n3 is an integer, LCM is the least common multiple)
It is.
[0276]
The features of the beam light detection device 38 used in the present embodiment are sensor patterns SB1 to SF1, SB2 to SF2 (beam light position detecting means) for detecting the light beam passage position, and a sensor pattern S3 for detecting the light beam passage timing. S4, S5, S6 (beam light passage timing detecting means) and sensor pattern SH (beam light power detecting means) for detecting the light beam power are integrally held in one holding substrate 38a. According to this, since the sensor pattern is in the same detection device, an attachment adjustment process such as mechanical alignment for each sensor pattern becomes unnecessary.
[0277]
FIG. 29 is a block diagram for explaining image forming position control in the main scanning direction using the beam light detector 38 of FIG. 28. This is the image forming in the main scanning direction from the block diagram of FIG. The part related to position control is extracted and shown. Note that a plurality of sensor patterns of the laser oscillator 31, the laser driver 32, and the beam light detection device 38 are provided. In FIG. 29, only one system is shown for the sake of simplicity.
[0278]
First, light emission timing control (image formation position control in the main scanning direction) of one light beam (single beam) will be described with reference to FIGS.
[0279]
The main control unit 51 designates the number of rotations of the polygon motor 36 and inputs a rotation-on signal to the polygon motor driver 37. As a result, the polygon motor 36 rotates at a predetermined rotational speed.
[0280]
Subsequently, the main control unit 51 inputs a forced light emission signal to the laser driver 32 and causes the laser oscillator 31 to emit light forcibly. The beam light by the forced light emission is scanned by the polygon mirror 35 and passes on the beam light detection device 38, and the beam light detection device 38 outputs a passage timing detection signal synchronized with the passage timing of the beam light.
[0281]
The passage timing detection signal is amplified by the main scanning circuit 40a of the beam light detector output processing circuit 40 and then binarized, and is input to the main controller 51 and the synchronization circuit 55 as a beam light detection output. . When the beam light detection output is input, the main control unit 51 stops outputting the forced light emission signal and turns off the laser oscillator 31.
[0282]
On the other hand, the synchronization circuit 55 outputs the reference clock pulse as a synchronization clock pulse in synchronization with the beam light detection output. That is, the synchronization circuit 55 generates a synchronization clock pulse synchronized with the light beam passage timing. This synchronous clock pulse is a clock pulse serving as a reference for image data, and is sent to the counter 98. The counter 98 counts the clock pulses, and outputs a count end signal to the main control unit 51 when the predetermined value is counted.
[0283]
The main control unit 51 determines an image forming area based on the count end signal, and outputs it to the laser driver 32 together with the image data as an image clock pulse. The laser driver 32 forms an image by causing the laser oscillator 31 to emit light based on the image clock pulse and the image data.
[0284]
However, when there are a plurality of light beams, a phase difference occurs between the light beams due to the surface accuracy of the polygon mirror 35 and the like. That is, the timing of passing over the light beam detector 38 differs depending on the light beam (the order of arrival is different). In addition, the order of arrival of the light beams varies depending on the surface of the polygon mirror 35 to be scanned. For this reason, in the same method as the single beam, it is impossible to determine the order of arrival of the light beams, and image formation position control in the main scanning direction cannot be performed.
[0285]
Therefore, in the present embodiment, before forming an image, a beam light detection device that determines the arrival order of a plurality of light beams in advance and detects the light beam and the passage timing of the light beams based on the determination result. 38 combinations of sensor patterns S3 to S6 are determined, image formation position control in the main scanning direction is performed, and sensor patterns close to the scanning direction are assigned to the combinations in the order of arrival of the light beams. This will be described. In the following description, a case where there are four light beams will be described as an example.
[0286]
As described above, four sensor patterns S3, S4, S5, and S6 are used for image forming position control in the main scanning direction. These sensor patterns S3 to S6 correspond to the light amount of the light beam irradiated on the surface of the sensor pattern by the light detection portions (photodiodes) arranged at different positions with respect to the scanning direction of the light beam. Outputs the current value. Therefore, the sensor patterns S3 to S6 output a passage timing detection signal according to the passage timing of the light beam.
[0287]
FIG. 32 shows a configuration example of the main scanning side circuit 40 a in the beam light detector output processing circuit 40. The current I3 flowing through the sensor pattern (photodiode) S3 is subjected to current / voltage conversion by the resistors RP and RL, and becomes a voltage V13 (passing timing detection output). The voltage V13 is amplified by the non-inverting amplifier A11 and then binarized by the binarization circuit A12. This binarized signal S3OUT is sent to the main controller 51, the synchronizing circuit 55 and the counter 98 as a beam light detection output. The same applies to the sensor patterns S4, S5 and S6.
[0288]
The main control unit 51 uses these beam light detection outputs S3OUT to S6OUT to determine the order of arrival of the light beams, and the determination method will be described below.
[0289]
First, the determination of the arrival state of the beam light, which determines in what state the four light beams are being scanned, will be described. That is, the following five states are determined (see FIGS. 33 and 34).
[0290]
(1) The four beams do not overlap each other (all have different phases)
(2) Only two of the four light beams overlap (only two are in phase, the other two are different)
(3) Two of the four light beams overlap each other (two pairs are in phase)
(4) Only three of the four light beams overlap (only three have the same phase, the other one is different)
(5) All four beams overlap (all four are in phase)
The procedure for determining the arrival state of the light beam will be described below with reference to the flowchart shown in FIG. The main control unit 51 designates the number of rotations of the polygon motor 36 and inputs a rotation-on signal to the polygon motor driver 37. As a result, the polygon motor 36 rotates at a predetermined rotational speed.
[0291]
Subsequently, the main control unit 51 inputs a forced light emission signal to the laser drivers 32a to 32d and causes the four laser oscillators 31a to 31d to emit light forcibly. The four beam lights a to d emitted from the laser oscillators 31a to 31d are scanned by the polygon mirror 35 and pass on the sensor pattern S3. Thereby, the sensor pattern S3 outputs a passage timing detection signal synchronized with the passage timings of the four light beams a to d.
[0292]
The passage timing detection signal is amplified by the main scanning side circuit 40a of the beam light detector output processing circuit 40 described above, and then binarized, and is subjected to main control as beam light detection outputs S3OUTa, S3OUTb, S3OUTc, S3OUTd. Input to the unit 51, the synchronization circuit 55, and the counter 98.
[0293]
The light beam detection output S3OUT is input to the counter 98, and the counter 98 counts the light beam detection output S3OUT. The count values are classified into the following cases 1 to 4 according to the above-described beam light arrival state (see FIGS. 33 and 34).
[0294]
Figure 0003925997
The main control unit 51 determines the arrival state of the light beam based on the count value of the counter 98. For example, when the count value is “1”, that is, in case 1, all the four light beams a to d have the same phase, and thus can be handled in the same manner as one light beam.
[0295]
That is, the sensor patterns S3 to S6 and the light beams a to d can be assigned freely, and the light beam detection outputs S3OUT, S4OUT, S5OUT, and S6OUT may be appropriately set to the light beams a to d. In the example of FIG. 35, the light beam a is assigned to the sensor pattern S3, the light beam b is assigned to the sensor pattern S4, the light beam c is assigned to the sensor pattern S5, and the light beam d is assigned to the sensor pattern S6.
[0296]
In the case 2, the case 3, and the case 4, the phase of at least one light beam is different, and it is further necessary to determine the order of arrival of the light beams such as the head beam light, the second light beam, and the third light beam.
[0297]
With reference to the flowchart shown in FIG. 36, the sensor allocation procedure in case 4 will be described. First, after determining the leading beam light, and subsequently determining the second, third, and fourth beam light arrival orders, the leading beam light is set to the sensor pattern S3, the second beam light is set to the sensor pattern S4, and 3 The 4th beam light is assigned to the sensor pattern S5. Hereinafter, the procedure for determining the light beam will be described in detail.
[0298]
First, the procedure for determining the head beam light will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. The main control unit 51 designates the number of rotations of the polygon motor 36 and inputs a rotation-on signal to the polygon motor driver 37. As a result, the polygon motor 36 rotates at a predetermined rotational speed.
[0299]
Subsequently, the main control unit 51 inputs a forced light emission signal to the laser drivers 32a to 32d and causes the four laser oscillators 31a to 31d to emit light forcibly. Further, the main control unit 51 performs setting so that the laser oscillator 31a is turned off (off) when the head light beam passes through the sensor pattern S3 and the light beam detection output S3OUT is output.
[0300]
The four beam lights a to d emitted from the laser oscillators 31a to 31d are scanned by the polygon mirror 35 and pass on the sensor pattern S3. At this time, the main controller 51 turns off the laser oscillator 31a when the head beam passes through the sensor pattern S3 and the beam detection output S3OUT is output.
[0301]
The beam light detection output S3OUT is input to the counter 98, and the counter 98 counts the beam light detection output S3OUT. The main control unit 51 reads the count value. If the count value is “4”, the beam light a is the head. If the count value is other than “4”, the beam light other than the beam light a is the head. It is determined that it is, and the determination is performed again.
[0302]
That is, when the beam light a is the head, first, when the beam light detection output S3OUTa accompanying the passage of the beam light a is output, the count value becomes “1” and the laser oscillator 31a is turned off at the same time. Further, since the counter 98 counts the beam light detection outputs S3OUTb, S3OUTc, and S3OUTd as the light beams b, c, and d pass, the count value becomes “4”. When the beam light a is not the head, when the beam light detection output S3OUTb accompanying the passage of beam light other than the beam light a (for example, the beam light b) is output, the count value becomes “1” and at the same time, the laser oscillator 31a. Turn off the light. Furthermore, since the counter 98 counts the beam light detection outputs S3OUTc and S3OUTd as the beam lights c and d pass, the count value becomes “3”.
[0303]
When the beam light a is not the head, the main control unit 51 determines the head beam again. This time, the main control unit 51 performs the same determination by setting the laser oscillator 31b to be turned off when the head beam passes through the sensor pattern S3.
[0304]
The main control unit 51 inputs forced emission signals to the laser drivers 32a to 32d and causes the four laser oscillators 31a to 31d to emit light forcibly. Further, the main control unit 51 performs setting so that the laser oscillator 31b is turned off when the head beam light passes through the sensor pattern S3 and the beam light detection output S3OUT is output.
[0305]
The four beam lights a to d emitted from the laser oscillators 31a to 31d are scanned by the polygon mirror 35 and pass on the sensor pattern S3. At this time, the main controller 51 turns off the laser oscillator 31b when the head beam passes through the sensor pattern S3 and the beam detection output S3OUT is output.
[0306]
The beam light detection output S3OUT is input to the counter 98, and the counter 98 counts the beam light detection output S3OUT. The main control unit 51 reads the count value. If the count value is “4”, the light beam b is at the head. If the count value is other than “4”, the light beams other than the light beam b are at the head. It is determined that there is, and the determination is performed again.
[0307]
If the light beam b is not the head, the main control unit 51 determines the head light again. This time, the main control unit 51 performs the same determination by setting the laser oscillator 31c to be extinguished when the head beam passes through the sensor pattern S3. If the count value of the counter 98 is “4”, the light beam c is the head, and if the count value is other than “4”, it is determined that the light beams other than the light beam c are the head, and the determination is made again. To do.
[0308]
If the light beam c is not the head, the main control unit 51 determines the head light again. This time, the main control unit 51 performs the same determination by setting the laser oscillator 31d to be turned off when the head beam passes through the sensor pattern S3. If the count value of the counter 60 is “4”, the light beam d is the head, and if the count value is other than “4”, an error signal is output.
[0309]
After the head beam light is determined by the above procedure, the second beam light is determined other than the head beam light. The second light beam determination procedure is to determine the head among the three light beams other than the head light beam, and is performed by the same method as the determination of the head light beam.
[0310]
The second light beam determination procedure will be described below with reference to the flowcharts shown in FIGS. 39 and 40. The main control unit 51 designates the number of rotations of the polygon motor 36 and inputs a rotation-on signal to the polygon motor driver 37. As a result, the polygon motor 36 rotates at a predetermined rotational speed.
[0311]
Subsequently, the main control unit 51 inputs the forced emission signal to the three laser drivers corresponding to the three beam lights other than the head beam light, and the three lasers corresponding to the three beam lights other than the head beam light. Force the oscillator to emit light. Further, the main control unit 51, when the leading beam light passes through the sensor pattern S3 among the three beam lights emitted from the three laser oscillators, and the beam light detection output S3OUT is output, Set to turn off the oscillator * 1.
[0312]
・ Beam light * 1: Beam light other than the head beam 1 (corresponding to laser oscillator * 1)
・ Beam light * 2: Beam light other than the leading beam 2 (corresponding to laser oscillator * 2)
・ Beam light * 3: Beam light other than the leading beam 3 (corresponding to laser oscillator * 3)
The three beam lights * 1, * 2, * 3 emitted from the three laser oscillators are scanned by the polygon mirror 35 and pass on the sensor pattern S3. At this time, the main controller 51 turns off the laser oscillator * 1 when the head beam passes through the sensor pattern S3 and the beam detection output S3OUT is output.
[0313]
The beam light detection output S3OUT is input to the counter 98, and the counter 98 counts the beam light detection output S3OUT. The main control unit 51 reads the count value. If the count value is “3”, the main control unit 51 determines that the light beam * 1 is the second light beam. If the count value is other than “3”, it is determined that the beam light other than the beam light * 1 is second, and the determination is performed again.
[0314]
When the head beam passes through the sensor pattern S3, the main control unit 51 sets the laser oscillator * 2 to be turned off and performs the same determination. If the count value of the counter 98 is “3”, it is determined that the beam light * 2 is the second, and if the count value is other than “3”, it is determined that the beam light other than the beam light * 2 is the second. The determination is performed again.
[0315]
The main control unit 51 performs the same determination by setting the laser oscillator * 3 to be turned off when the head beam passes through the sensor pattern S3. If the count value of the counter 98 is “3”, the beam light * 3 is second, and if the count value is other than “3”, an error signal is output.
[0316]
After the determination of the head beam light and the second beam light by the above procedure, the third and fourth determinations are performed by the same procedure. FIG. 41 is a flowchart showing the determination procedure for the third light beam, but the description is omitted because it is the same as the determination procedure for the second light beam.
[0317]
In this way, after determining the arrival order of the first, second, third, and fourth light beams, the first light beam is sensor pattern S3, the second light beam is sensor pattern S4, and the third light beam is sensor. The fourth light beam is assigned to the pattern S5 and the sensor pattern S5, and the sensor assignment in case 4 is completed.
[0318]
Next, a sensor allocation procedure in case 3 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Case 3 is a state in which two (one set) of the four light beams a to d are overlapped. First, the two overlapping light beams are determined and overlapped. It is classified into three groups: two existing and two remaining (non-overlapping). After grouping is completed, the arrival order of the first, second, and third groups among the three groups is determined. If the light beams of the first group overlap, they are assigned as follows.
[0319]
・ First two beams: S3, S4
-Second beam light: S5
-Third light beam: S6
If the head group does not overlap, it is determined whether or not the light beams of the second group overlap. If they overlap, they are assigned as follows.
[0320]
-Leading beam light: S3
・ Second two light beams: S4, S5
-Third light beam: S6
If the first group and the second group do not overlap, they are assigned as follows.
[0321]
-Leading beam light: S3
-Second beam light: S4
Third third beam light: S5, S6
Hereinafter, each determination method will be described in detail.
[0322]
First, the procedure for determining and grouping overlapping light beams will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
[0323]
The main control unit 51 inputs a rotation on signal to the polygon motor driver 37. As a result, the polygon motor 36 rotates. Subsequently, the main control unit 51 inputs a forced light emission signal to the three laser drivers 32b to 32d other than the laser driver 32a, and causes the three laser oscillators 31b to 31d other than the laser oscillator 31a to emit light forcibly.
[0324]
The three light beams b, c and d emitted from the three laser oscillators 31b to 31d are scanned by the polygon mirror 35 and pass on the sensor pattern S3. As the light beam passes, the sensor pattern S3 outputs a light beam detection output S3OUT to the counter 98, and the counter 98 counts the light beam detection output S3OUT.
[0325]
The main control unit 51 reads the count value of the counter 98, and if the count value is “3”, the main control unit 51 determines that the beam light a is overlapped. If the count value is other than “3”, the beam light a is Judge that they do not overlap (independent). In case 3, only two of the four light beams a to d are overlapped. Therefore, when the beam light a is overlapped, the remaining three light beams b to d are overlapped. Since it is not (independent), the sensor pattern S3 outputs beam light detection outputs S3OUTb, S3OUTc, and S3OUTd to the counter 98 as the three light beams b to d pass. Since the counter 98 counts the light beam detection outputs S3OUTb, S3OUTc, and S3OUTd, the count value is “3”.
[0326]
When the beam light a does not overlap, the count value is “2” because two of the remaining three beam lights b to d overlap. For example, assuming that the light beam b and the light beam c are overlapped, only one light beam detection output S3OUTb and S3OUTc is output at the same time (S3OUTbc), so two of S3OUTd are output as the beam light detection outputs. . That is, the count value is “2”.
[0327]
Subsequently, the same determination is performed for the beam light b, the beam light c, and the beam light d, and grouping is performed on the overlapping beam light and the non-overlapping (independent) beam light.
[0328]
When the grouping is completed, the arrival order of each group is next determined. From the overlapping group, one of the two light beams is selected as a representative (any of the two beams may be selected). As a result, the arrival order of the three light beams is determined. Therefore, the arrival order of the light beams is determined in the same procedure as in FIGS. 39 to 41 described above.
[0329]
Thereafter, the above-described allocation is performed, and the sensor allocation in case 3 is terminated.
[0330]
Next, a sensor allocation procedure in case 2 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Case 2 includes a combination of two light beams (a pair) of two light beams (a to d), and a combination of one light beam and three light beams. Since there is a case, the combination of these is first determined. In the case of a combination of two-beam light and two-beam light, the arrival order of the two groups is determined and assigned as follows.
[0331]
・ First group (first two beams): S3, S4
-Second group (second two-beam light): S5, S6
On the other hand, in the case of a combination of one light beam and three light beams, the arrival order of the two groups is also determined, and when the leading group is one light beam, they are assigned as follows.
[0332]
-Leading group (single beam): S3
-Second group (three beams): S4, S5, S6
When the first group is a three-beam light, it is assigned as follows.
[0333]
-Leading group (3-beam light): S3, S4, S5
-Second group (single beam light): S6
Hereinafter, each determination method will be described in detail.
[0334]
First, a procedure for determining whether a combination of one beam light and three beam light or a combination of two beam light and two beam light will be described with reference to the flowchart shown in FIG. .
[0335]
The main control unit 51 inputs a rotation on signal to the polygon motor driver 37. As a result, the polygon motor 36 rotates. Subsequently, the main control unit 51 inputs a forced light emission signal to the laser drivers 32c and 32d other than the laser drivers 32a and 32b, and causes the two laser oscillators 31c and 31d other than the laser oscillators 31a and 31b to emit light forcibly.
[0336]
The two light beams c and d emitted from the two laser oscillators 31c and 31d are scanned by the polygon mirror 35 and pass on the sensor pattern S3. As the light beam passes, the sensor pattern S3 outputs a light beam detection output S3OUT to the counter 98, and the counter 98 counts the light beam detection output S3OUT. The main control unit 51 reads the count value of the counter 98, and the following combinations are conceivable depending on the count value. (Step 1)
Count value = 2: (ac, bd) (ad, bc) (abd, c) (abc, d)
Count value = 1: (ab, cd) (acd, b) (a, bcd)
Subsequently, when the count value is “2”, the two laser oscillators 31b and 31d other than the laser oscillators 31a and 31c are forced to emit light, the beam light detection output is counted, and the following combinations are considered depending on the count value. (Step 2)
Count value = 2: (ad, bc) (abc, d)
Count value = 1: (ac, bd) (abd, c)
Further, when the count value is “2”, the three laser oscillators 31a, 31b, 31c other than the laser oscillator 31d are forced to emit light, the beam light detection output is counted, and the count value is read. It can be determined from the count value that the combination is as follows. (Step 3)
Count value = 2: (ad, bc)
Count value = 1: (abc, d)
On the other hand, if the count value in step 1 is “1”, the two laser oscillators 31a and 31b other than the laser oscillators 31c and 31d are forced to emit light, the beam light detection output is counted, and the count value is read. The following combinations are possible depending on the count value. (Step 4)
Count value = 2: (acd, b) (a, bcd)
Count value = 1: (ab, cd)
Further, in step 4, when the count value is “2”, the three laser oscillators 31a, 31c, and 31d other than the laser oscillator 31b are forced to emit light, the beam light detection output is counted, and the count value is read. It can be determined from the count value that the combination is as follows. (Step 5)
Count value = 2: (a, bcd)
Count value = 1: (acd, b)
The combination of the two groups is determined by the above procedure.
[0337]
When the combination determination is completed, the arrival order of the groups is determined next. From the overlapping group, one of two (or three) light beams is selected as a representative (any of two or three) may be selected. As a result, the order of arrival of the two light beams is determined, so that the determination can be made in exactly the same procedure as in FIG. Therefore, the description is omitted here.
[0338]
Thereafter, the above-described allocation is performed, and the sensor allocation in case 2 is terminated.
[0339]
The sensor allocation for cases 1 to 4 is completed by the above procedure.
[0340]
If the sensor assignment of each light beam is determined, the horizontal synchronization signal for each light beam is determined, so that image formation position control in the main scanning direction can be performed as in the case of single beam light (FIGS. 30 and 31). reference). For example, assume that the following allocation is performed.
[0341]
Beam light arrival order: beam light a, beam light b, beam light c, beam light d
Beam light a: sensor pattern S3
Beam light b: sensor pattern S4
Beam light c: sensor pattern S5
Beam light d: sensor pattern S6
Hereinafter, a description will be given with reference to FIG. 47. First, the main control unit 51 turns on the polygon motor 36, rotates the polygon motor 36, and causes all the laser oscillators 31a to 31d to emit light. The beam lights a to d scanned by the polygon mirror 35 pass through the sensor pattern S3 with the beam light a being the leading beam light as determined in the order of arrival, and the beam light detection output S3OUT is output. The light beam detection output S3OUT becomes a horizontal synchronizing signal of the light beam a.
[0342]
When the beam light detection output S3OUT is output, the main controller 51 turns off the laser oscillator 31a. The synchronizing circuit 55 outputs a synchronous clock pulse after a delay time t3 in synchronization with the output of the light beam detection output S3OUT. The counter 98 counts the synchronous clock pulses, and outputs a count end signal to the main control unit 51 when a predetermined count value (left margin) is reached.
[0343]
When receiving the count end signal, the main control unit 51 starts image formation, outputs image clock pulses to the laser drivers 32a to 32d, and starts image formation in the main scanning direction. When a predetermined count value (right margin) is reached, output of the image clock pulse is stopped and image formation in the main scanning direction is terminated.
[0344]
On the other hand, when the light beam b passes through the sensor pattern S4, a light beam detection output S4OUT is output, and the main control unit 51 turns off the laser oscillator 31b. The synchronization circuit 55 outputs a synchronization clock pulse after a delay time t4 in synchronization with the output of the light beam detection output S4OUT (the light beam detection output S4OUT is a horizontal synchronization signal of the light beam b). The counter 60 counts the synchronous clock pulses, and image formation in the main scanning direction is performed as described above.
[0345]
The above operation is similarly performed for the beam light c and the beam light d, and image formation is performed. That is, the light beam detection output S5OUT becomes a horizontal synchronization signal of the light beam c, and the light beam detection output S6OUT becomes a horizontal synchronization signal of the light beam d.
[0346]
Next, the intervals P3, P4, and P5 of the sensor patterns S3 to S6 for detecting the passage timing of the light beam in the light beam detection device 38 are set to the beam time for one pulse time of the synchronous clock pulse output from the synchronization circuit 55. A point that is an integral multiple of the distance that the light moves in the scanning direction will be described.
[0347]
As described above, in the present embodiment, the intervals P3, P4, and P5 between the sensor patterns S3 to S6 are an integral multiple of the resolution. In the case of the present embodiment, it is configured so that an image can be formed with the first resolution (P1) and the second resolution (P2 = 3/2 × P1), and the interval between the sensor patterns S3 to S6. P3, P4, and P5 are L.P.s that are integral multiples of the least common multiple (LCM (P1, P2)) of both resolutions. C. M.M. (P1, P2) × 2. This corresponds to a distance of 6 dots when an image is formed at the first resolution, and is a distance corresponding to 4 dots when an image is formed at the second resolution.
[0348]
First, the intervals P3, P4, and P5 between the sensor patterns S3 to S6 for detecting the passage timing of the light beam are the minimum distance by which the light beam moves in the scanning direction during one pulse time of the synchronous clock pulse output from the synchronization circuit 55. Problems that are not integer multiples of the common multiple will be described below. Here, a case where there are two types of resolutions of the first resolution and the second resolution will be described as an example.
[0349]
FIG. 48 shows that, for example, the interval P3 between the sensor patterns S3 and S4 is an integral multiple of the least common multiple of the distance that the light beam moves in the scanning direction during one pulse time of the plurality of synchronous clock pulses output from the synchronous circuit 55. FIG. 9 shows how image formation position control in the main scanning direction is performed when there is no image. An interval P3 between the sensor patterns S3 and S4 is D1 × 5, which corresponds to a distance of 5 dots when an image is formed at the first resolution, and a distance of about 3.3 dots when an image is formed at the second resolution. It corresponds to.
[0350]
In FIG. 48, the light beam a is the sensor pattern S3, and the light beam b is the sensor pattern S4, and the image forming position control timing in the main scanning direction (that is, the horizontal synchronization signal) is taken. In addition, one pulse time (that is, one cycle) of a reference clock pulse (a clock pulse serving as a reference for the synchronous clock pulse) corresponding to the first resolution and the second resolution is set as TC and TCC, respectively.
[0351]
Since the method of controlling the image forming position in the main scanning direction in the case of the first resolution has already been described as described above, the description thereof is omitted here.
[0352]
The image forming position control in the main scanning direction when the second resolution is selected and an image is formed at the second resolution will be described below.
[0353]
Along with the passage of the beam light a, a beam light detection output S3OUT which is an output of the binarized sensor pattern S3 is output. The synchronization circuit 55 outputs the synchronization clock pulse CLK13 after the circuit delay time t13 has elapsed in synchronization with the output of the light beam detection output S3OUT (the rising edge at which the signal changes from the low level to the high level). The counter 98 counts the synchronous clock pulse CLK13, and outputs a count end signal to the main control unit 51 when it reaches a predetermined count value (count value: 8 in the figure). When receiving the count end signal, the main control unit 51 outputs an image clock pulse to the laser driver (starts image formation).
[0354]
On the other hand, for the light beam b as well, the light beam detection output S4OUT is output as the light beam b passes, and the synchronization circuit 55 synchronizes with the rising edge of the light beam detection output S4OUT to delay the circuit delay time t14. After the elapse of time, the synchronous clock pulse CLK14 is output. The counter 98 counts the synchronous clock pulse CLK14, and outputs a count end signal to the main control unit 51 when it reaches a predetermined count value (count value: 5 in the figure). When receiving the count end signal, the main control unit 51 outputs an image clock pulse to the laser driver (starts image formation).
[0355]
In this case as well, when attention is paid to the leading edge of the image as described above, the image forming position is not shifted in the case of the first resolution, but in the case of the second resolution, the synchronous clock pulse CLK13 and the synchronous clock pulse CLK14 are used. It can be seen that the leading edge of the image by the beam light b is shifted in the scanning direction of the beam light than the leading edge of the image by the beam light a (shift amount: −VS × tbb, about 0.3). Dot).
[0356]
That is, there is a deviation between the image forming area HAA of the beam light a and the image forming area HBB of the beam light b, which is recognized as a vertical line fluctuation on the output image. In order to correct this deviation, when the synchronous clock pulse CLK14 of the beam b is counted, the count is smaller than a predetermined value (4 in the figure), and the image forming area formed by the beam b is set in the beam light b. It is conceivable to shift in the direction opposite to the scanning direction.
[0357]
However, since the count value can be changed only in units of one pulse (in other words, in units of one dot), in the case of FIG. 48, the amount of deviation becomes rather large (deviation amount: + VS × taa). Accordingly, the shift cannot be corrected, and a shift of less than 1 dot is constantly generated in the range.
[0358]
The reference for the image forming position control in the main scanning direction of the beam light a and the beam light b is the horizontal synchronization signal (S3OUT and S4OUT), but the interval between the reference signals is unrelated to the synchronization clock pulse of the second resolution. For this reason, the above-described deviation occurs.
[0359]
Therefore, in the present embodiment, the light beam moves in the scanning direction at intervals P3, P4, and P5 of the sensor patterns S3 to S6 that output the horizontal synchronizing signal during one pulse time of the synchronizing clock pulse output from the synchronizing circuit 55. It is an integer multiple of the least common multiple of the distance. Thereby, the shift of the image forming position in the main scanning direction can be reduced.
[0360]
Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to FIG. In the figure, the interval (distance) P3 between the sensor patterns S3 and S4 is the distance that the light beam moves in the scanning direction during one pulse time of the synchronous clock pulse in the case of the first resolution, and the case of the second resolution. The integral multiple of the least common multiple of the distance that the light beam moves in the scanning direction during one pulse time of the synchronous clock pulse (P3 = LCM (VS × TC = P1, VS ′ × TCC = P2) Xn).
[0361]
That is, P3 corresponds to a distance of 6 dots when an image is formed at the first resolution, and corresponds to a distance of 4 dots when an image is formed at the second resolution. Similarly to FIG. 48, the light beam a is the sensor pattern S3, and the light beam b is the sensor pattern S4 and takes the timing of image formation position control (horizontal synchronization) in the main scanning direction.
[0362]
First, the case of the first resolution will be described.
[0363]
Along with the passage of the beam light a, a beam light detection output S3OUT (horizontal synchronization signal of the beam light a) is output, and the synchronization circuit 55 synchronizes with the output (rising edge) of the beam light detection output S3OUT to delay the circuit. After the elapse of time t3, the synchronous clock pulse CLK3 is output. The counter 98 counts the synchronous clock pulse CLK3, and outputs a count end signal to the main control unit 51 when it reaches a predetermined count value (count value: 10 in the figure). When receiving the count end signal, the main control unit 51 outputs an image clock pulse to the laser driver (starts image formation).
[0364]
On the other hand, for the light beam b as well, the light beam detection output S4OUT is output as the light beam b passes, and the synchronization circuit 51 synchronizes with the rising edge of the light beam detection output S4OUT to delay the circuit delay time t4. After the elapse of time, the synchronous clock pulse CLK4 is output. The counter 98 counts the synchronous clock pulse CLK4, and outputs a count end signal to the main control unit 51 when it reaches a predetermined count value (4 in the figure). When receiving the count end signal, the main control unit 51 outputs an image clock pulse to the laser driver (starts image formation).
[0365]
In this case, since the interval P3 between the sensor patterns S3 and S4 corresponds to a distance of 6 dots when an image is formed at the first resolution, a phase difference occurs between the synchronous clock pulse CLK3 and the synchronous clock pulse CLK4. There is no misalignment of the leading edge of the image. That is, there is no deviation between the main scanning image forming area HA due to the beam light a and the main scanning image forming area HB due to the beam light b.
[0366]
Next, the case of the second resolution will be described.
[0367]
Along with the passage of the beam light a, a beam light detection output S3OUT (horizontal synchronization signal of the beam light a) is output, and the synchronization circuit 55 synchronizes with the output (rising edge) of the beam light detection output S3OUT to delay the circuit. After the time t13 has elapsed, the synchronous clock pulse CLK13 is output. The counter 98 counts the synchronous clock pulse CLK13 and outputs a count end signal to the main control unit 51 when a predetermined count value (count value: 7 in the figure) is reached. When receiving the count end signal, the main control unit 51 outputs an image clock pulse to the laser driver (starts image formation).
[0368]
On the other hand, with respect to the beam light b, similarly, the beam light detection output S4OUT is output along with the passage of the beam light b, and the synchronization circuit 51 synchronizes with the rising edge of the beam light detection output S4OUT to delay the circuit delay time t14. After the elapse of time, the synchronous clock pulse CLK14 is output. The counter 98 counts the synchronous clock pulse CLK14 and outputs a count end signal to the main control unit 51 when it reaches a predetermined count value (3 in the figure). When receiving the count end signal, the main control unit 51 outputs an image clock pulse to the laser driver (starts image formation).
[0369]
In this case, since the interval P3 between the sensor patterns S3 and S4 corresponds to a distance of 4 dots when an image is formed with the second resolution, a phase difference between the synchronous clock pulse CLK13 and the synchronous clock pulse CLK14 occurs. There is no misalignment of the leading edge of the image. That is, there is no deviation between the main scanning image forming area HAA due to the beam light a and the main scanning image forming area HBB due to the beam light b.
[0370]
The light beam passage position control in the sub-scanning direction is the same as that in the case of using the light beam detection device 38 of FIG.
[0371]
As described above, according to the above-described embodiment, even in an image forming apparatus having a plurality of resolutions, it is possible to form a high-quality image without causing a shift in the main scanning image forming area.
[0372]
Next, the point of detecting the relative inclination between the scanning direction of the light beam and the light beam detection device will be described.
[0373]
FIG. 50 shows a configuration example of the beam light detection device 38 having an inclination detection function for detecting the relative inclination between the beam light scanning direction and the beam light detection device. This beam light detector 38 has sensor patterns S7a, S7b and S8a as sixth light detectors for detecting the inclination in the vicinity of the outside of the sensor patterns S1 and S6, respectively, in the configuration of FIG. , S8b are provided, and other configurations are basically the same as those in FIG.
[0374]
The sensor patterns S7a and S7b, and S8a and S8b are arranged vertically and are paired, and have basically the same configuration as the other sensor patterns. However, the center positions of the sensor patterns S7a and S7b and S8a and S8b are on the same straight line.
[0375]
Each output of the sensor patterns S7a, S7b, S8a, and S8b is processed by, for example, an inclination detection side circuit in the beam light detector output processing circuit 40 shown in FIG. 51, and is output as beam light position information. The inclination detection side circuit of FIG. 51 is obtained by deleting the integrator 42 from the circuit shown in FIG. 9, and the other configuration is basically the same as that of FIG.
[0376]
51, since the center positions of the sensor patterns S7a and S7b and S8a and S8b are on the same straight line, the inclination is determined by the light beam position information obtained from the sensor patterns S7a, S7b, S8a, and S8b. It can be detected. That is, if the light beam position information from the sensor patterns S7a and S7b is equal to the light beam position information from the sensor patterns S8a and S8b, there is no inclination, and if both the light beam position information is different, it can be considered that there is an inclination.
[0377]
FIG. 52 is a diagram for explaining the state of inclination. Sensor patterns S7a, S7b, S8a, and S8b are extracted from FIG. 50, and other sensor patterns are omitted. In FIG. 52, the state A has an inclination, the state B has an inclination (inclined in the direction opposite to A), the state C shows no inclination, and the state C ′ shows no inclination. In FIG. 52, BM indicates beam light.
[0378]
In the present embodiment, the inclination is determined based on the light beam passage position information when the light beam passes through the sensor patterns S7a, S7b and S8a, S18b.
[0379]
53 shows an example of light beam position information (outputs VO7 and VO8 of the circuit of FIG. 51) in the state A in FIG. 52. FIG. 53 (a) shows the light beam position information (by the sensor patterns S7a and S7b). VO7) and (b) are beam light position information (VO8) based on sensor patterns S8a and S8b, and (c) is a diagram comparing VO7 and VO8. In this case, since both the light beam position information is different, there is an inclination. When VO7 <VO8, the slope of state A is obtained.
[0380]
FIG. 54 shows an example of the light beam position information (outputs VO7 and VO8 of the circuit of FIG. 51) in the state B in FIG. 52. FIG. 54 (a) shows the light beam position information (by the sensor patterns S7a and S7b). VO7) and (b) are beam light position information (VO8) based on sensor patterns S8a and S8b, and (c) is a diagram comparing VO7 and VO8. In this case, since both the light beam position information is different, there is an inclination. When VO7> VO8, the slope of state B is obtained.
[0381]
FIG. 55 shows an example of beam light position information (outputs VO7 and VO8 of the circuit of FIG. 51) in the state C ′ in FIG. 52. FIG. 55 (a) shows the beam light position information by the sensor patterns S7a and S7b. (VO7) and (b) are diagrams showing the light beam position information (VO8) based on the sensor patterns S8a and S8b, and (c) is a diagram comparing VO7 and VO8. In this case, since both beam light position information is equal, there is no inclination.
[0382]
FIG. 56 shows a specific example of an adjustment mechanism that adjusts the inclination of the light beam detection device 38. That is, the beam light detection device 38 is fixed on the substrate 91. On the substrate 91, the above-described light beam detector output processing circuit 40 (not shown) is configured as an integrated circuit (IC), for example. The substrate 91 is fixed to a θ stage 92, and the inclination of the beam light detector 38 can be adjusted by rotating the θ stage 92. Each of the θ stages 92 is equipped with a pulse motor via a gear head (not shown). By controlling the rotation of the pulse motor in accordance with the comparison result between VO7 and VO8, the inclination is tilted with high accuracy. Can be adjusted.
[0383]
As described above, according to the above-described embodiment, in the digital copying machine using the multi-beam optical system, the plurality of beam light position detection devices that detect the positions of the plurality of beam lights that scan the surface of the photosensitive drum. Are arranged in parallel at intervals corresponding to a plurality of resolutions in a direction substantially perpendicular to the scanning direction of the plurality of light beams, thereby providing a light beam position detecting device having a sufficient margin for mounting inclination. Can be built.
[0384]
Therefore, since the scanning position of the light beam can be accurately detected, the position of the number of light beams on the surface of the photosensitive drum can be always controlled with high accuracy with a plurality of resolutions. As a result, high image quality can always be maintained.
[0385]
In addition, the power of the beam light that scans the surface of the photosensitive drum is detected, the power is controlled so that the value falls within a predetermined range, the beam light passing position control on the surface of the photosensitive drum, and By controlling the synchronization in the main scanning direction, the power of each light beam on the surface of the photosensitive drum can be controlled uniformly without degrading the control accuracy, and a plurality of light beams on the surface of the photosensitive drum can be controlled. The position can always be controlled to an ideal position with high accuracy, and thus high image quality can always be maintained.
[0386]
In addition, before forming an image, the arrival order of a plurality of light beams in the light beam detection device for detecting a plurality of light beam passage timings is determined in advance, and based on the determination result, By determining the combination with the sensor pattern that detects the passage timing of the light beam and performing position control in the main scanning direction, especially when using multiple light beams, special accuracy and adjustment are performed for assembling the optical system. In addition, even if the optical system changes due to environmental changes or changes over time, the positional relationship between the light beams on the surface of the photosensitive drum can always be controlled to an ideal position. Therefore, it is possible to always obtain a high-quality image with no dot shift in the main scanning direction.
[0387]
Further, since the tilt detecting means for detecting the relative tilt between the beam light scanning direction and the beam light detecting device is provided, the tilt can be easily adjusted.
[0388]
In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a digital copying machine using a multi-beam optical system has been described. However, the present invention is not limited to this, and a single-beam optical system is similarly used. Further, the present invention can be applied to an image forming apparatus other than a digital copying machine.
[0389]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the position of the light beam on the surface to be scanned can be controlled to a proper position with high accuracy at a plurality of resolutions, and the power of the light beam on the surface to be scanned can be uniformly controlled. Therefore, it is possible to provide a beam light scanning apparatus and an image forming apparatus that can always maintain high image quality.
[0390]
Further, according to the present invention, when a plurality of light beams are used, the positional relationship between the plurality of light beams on the surface to be scanned can be always controlled to an ideal position with a plurality of resolutions with high accuracy. It is possible to provide a beam light scanning device and an image forming apparatus that can uniformly control the power of each light beam on the surface, and can always maintain high image quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a configuration of a digital copying machine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an optical system unit and a positional relationship between photosensitive drums.
FIG. 3 is a configuration diagram schematically showing a configuration of a beam light detection apparatus.
4 is a configuration diagram schematically showing a main configuration of the beam light detection apparatus of FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram for explaining an inclination between the light beam detection device and the scanning direction of the light beam.
FIG. 6 is a block diagram showing a control system that mainly controls the optical system.
FIG. 7 is a diagram for explaining that the image forming accuracy in the main scanning direction depends on the power of the light beam.
8 is a block diagram for explaining beam light passage position control using the beam light detection apparatus of FIG. 3; FIG.
FIG. 9 is a configuration diagram showing a specific circuit example of a beam light detector output processing circuit;
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the passage position of the beam light and the output of the light receiving pattern of the beam light detector, the output of the differential amplifier, and the output of the integrator.
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the passage position of the light beam and the output of the A / D converter.
FIG. 12 is a graph illustrating the operation resolution of a galvanometer mirror.
FIG. 13 is a graph illustrating the operation resolution of a galvanometer mirror.
14 is a flowchart for explaining a schematic operation when the printer unit is turned on when the beam light detection apparatus of FIG. 3 is used.
FIG. 15 is a flowchart illustrating a beam light passage position control routine.
FIG. 16 is a flowchart for explaining a single light beam passage position control routine;
FIG. 17 is a flowchart for explaining one beam light passing position control routine;
FIG. 18 is a diagram for explaining an influence exerted by variations in power of each light beam in beam light passage position control;
FIG. 19 is a flowchart for explaining a first example of a beam light power control routine;
FIG. 20 is a flowchart for explaining a first example of a beam light power control routine;
FIG. 21 is a flowchart for explaining a second example of a beam light power control routine.
FIG. 22 is a flowchart for explaining a second example of a beam light power control routine.
FIG. 23 is a schematic configuration diagram schematically showing a configuration of a beam light detection apparatus corresponding to two types of resolutions.
24 is a configuration diagram schematically showing a main configuration of the beam light detection device of FIG. 23. FIG.
25 is a view for explaining the inclination of the beam light detection device of FIG. 23 and the scanning direction of the beam light. FIG.
26 is a block diagram for explaining beam light passage position control using the beam light detection apparatus of FIG. 23;
FIG. 27 is a flowchart illustrating a schematic operation when the printer unit is turned on when the beam light detection apparatus of FIG. 23 is used.
FIG. 28 is a schematic configuration diagram schematically showing a configuration of a beam light detection apparatus having a beam light passage timing detection function.
FIG. 29 is a block diagram for explaining image formation position control in the main scanning direction;
FIG. 30 is a timing chart illustrating image formation position control in the main scanning direction when one beam is used.
FIG. 31 is a flowchart illustrating image formation position control in the main scanning direction when one beam is used.
FIG. 32 is a configuration diagram of a main scanning side circuit in the beam light detector output processing circuit;
FIG. 33 is a diagram for explaining the arrival state of beam light;
FIG. 34 is a diagram for explaining the arrival state of beam light;
FIG. 35 is a flowchart for explaining a procedure for determining a light beam arrival state;
FIG. 36 is a flowchart for explaining a sensor assignment procedure in case 4;
FIG. 37 is a flowchart for explaining the procedure for determining the head beam light;
FIG. 38 is a flowchart for explaining the procedure for determining the head beam light;
FIG. 39 is a flowchart for explaining a second light beam determination procedure;
FIG. 40 is a flowchart for describing a second light beam determination procedure;
FIG. 41 is a flowchart for explaining a third light beam determination procedure;
42 is a flowchart for explaining a sensor allocation procedure in case 3. FIG.
FIG. 43 is a flowchart for explaining the procedure for determining and grouping overlapping light beams.
FIG. 44 is a flowchart for explaining the procedure for determining and grouping overlapping light beams.
FIG. 45 is a flowchart for explaining a sensor assignment procedure in case 2;
FIG. 46 is a flowchart for explaining a procedure for determining a light beam.
FIG. 47 is a timing chart illustrating image formation position control in the main scanning direction when four beams are used.
FIG. 48 is a diagram in the case where the interval between the sensor patterns for detecting the passage timing of the light beam is not an integral multiple of the least common multiple of the distance that the light beam travels in the scanning direction during one pulse time of the synchronous clock pulse output from the synchronous circuit. 6 is a timing chart illustrating image formation position control in the scanning direction.
FIG. 49 is a diagram in the case where the interval between the sensor patterns for detecting the passage timing of the light beam is set to an integral multiple of the least common multiple of the distance that the light beam travels in the scanning direction during one pulse time of the synchronous clock pulse output from the synchronization circuit. 6 is a timing chart illustrating image formation position control in the scanning direction.
FIG. 50 is a schematic configuration diagram schematically showing a configuration of a beam light detection apparatus having an inclination detection function.
FIG. 51 is a configuration diagram of an inclination detection circuit in the beam light detection device output processing circuit.
FIG. 52 is a diagram for explaining a state of inclination.
53 is a diagram showing an example of light beam position information in the state A in FIG. 52. FIG.
54 is a diagram showing an example of beam light position information in the state B in FIG. 52. FIG.
55 is a diagram showing an example of light beam position information in the state C ′ in FIG. 52. FIG.
FIG. 56 is a perspective view schematically showing a specific example of an adjustment mechanism for adjusting the tilt of the light beam detection apparatus.
FIG. 57 is a diagram for explaining an image defect that may occur when an image is formed using a misaligned beam.
FIG. 58 is a diagram for explaining image defects that may occur when an image is formed using misaligned light beams.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Scanner part, 2 ... Printer part, 6 ... Photoelectric conversion element, 9 ... Light source, 13 ... Optical system unit, 14 ... Image formation part, 15 ... Photosensitive drum (image carrier), 31a to 31d... Semiconductor laser oscillator (beam light generating means), 33a to 33d... Galvano mirror, 35... Polygon mirror, 38. Beam light power detection means), 38a... Holding substrate (holding means), 39a to 39d... Galvano mirror drive circuit, 40... Light beam detector output processing circuit, 41. 43... A / D converter, S1 to S6, SH, SA to SG, SB1 to SF1, SB2 to SF2... Sensor pattern (light detection unit), 51. 62,99 ...... amplifier, 64 to 66 ...... differential amplifier.

Claims (5)

ビーム光を発生する複数のビーム光発生手段と、
この複数のビーム光発生手段から発生された複数のビーム光を光学的に合成したのち被走査面へ向けてそれぞれ反射し、前記複数のビーム光により前記被走査面を主走査方向に走査する走査手段と、
この走査手段により前記被走査面を走査する複数のビーム光の各パワーをそれぞれ検知するビーム光パワー検知手段と、
このビーム光パワー検知手段の各検知結果に基づき、前記被走査面を走査する複数のビーム光の各パワーの差が所定値以下になるよう前記複数のビーム光発生手段をそれぞれ制御するビーム光パワー制御手段と、
前記主走査方向に対して直交する副走査方向に第1の解像度に対応した間隔で直線的に配設された複数の受光素子を含み、該複数の受光素子を用いて、前記走査ユニットにより前記被走査面を走査する複数のビーム光の前記副走査方向通過位置を検知する第1のビーム光位置検知手段と、
前記第1の解像度とは異なる第2の解像度に対応した間隔で前記副走査方向に直線的に配設された複数の受光素子を含み、該複数の受光素子を用いて、前記走査ユニットにより前記被走査面を走査する複数のビーム光の前記副走査方向通過位置を検知する第2のビーム光位置検知手段と、
前記第1および第2のビーム光位置検知手段の各検知結果に基づき、前記走査手段により走査される複数のビーム光の前記被走査面における通過位置が、前記第1又は第2解像度に対応する適正位置となるよう制御するビーム光通過位置制御手段とを具備し、
前記ビーム光パワー検知手段は第1受光素子と、該第1受光素子の両側に配置された第2及び第3受光素子と、前記第1受光素子の出力を積分する積分器と、この積分器の積分結果をA/D変換するA/D変換器を含み、前記第2受光素子上を前記ビーム光が通過したときに前記積分器はリセットされ、同時に積分を開始し、前記A/D変換器は前記第3受光素子上を前記ビーム光が通過したときに変換を行うことを特徴とするビーム光走査装置。
A plurality of beam light generating means for generating beam light;
Scanning in which the plurality of light beams generated from the plurality of light beam generating means are optically combined and then reflected toward the surface to be scanned, and the surface to be scanned is scanned in the main scanning direction by the plurality of light beams. Means,
Beam light power detection means for detecting each power of a plurality of light beams that scan the surface to be scanned by the scanning means;
Based on the detection results of the light beam power detection means, the light beam powers for controlling the plurality of light beam generation means respectively so that the difference between the powers of the plurality of light beams scanning the surface to be scanned is less than a predetermined value. Control means;
A plurality of light receiving elements linearly arranged at intervals corresponding to a first resolution in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction, and the scanning unit uses the plurality of light receiving elements to First beam light position detecting means for detecting a passage position in the sub-scanning direction of a plurality of light beams that scan a surface to be scanned;
A plurality of light receiving elements linearly arranged in the sub-scanning direction at intervals corresponding to a second resolution different from the first resolution, and the scanning unit uses the plurality of light receiving elements to Second beam light position detecting means for detecting the passage position of the plurality of light beams that scan the surface to be scanned in the sub-scanning direction;
Based on the detection results of the first and second beam light position detection means, the passage positions of the plurality of light beams scanned by the scanning means on the surface to be scanned correspond to the first or second resolution. A light beam passage position control means for controlling the light beam to be in an appropriate position,
The beam light power detecting means includes a first light receiving element, second and third light receiving elements disposed on both sides of the first light receiving element, an integrator for integrating the output of the first light receiving element, and the integrator An A / D converter that performs A / D conversion on the integration result, and the integrator is reset when the beam light passes through the second light receiving element, and at the same time, the integration is started and the A / D conversion is started. The light beam scanning device is characterized in that the light beam is converted when the light beam passes over the third light receiving element.
前記ビーム光パワー制御手段によるパワー制御及び前記ビーム通過位置制御手段による位置制御は、前記装置の電源投入直後及び所定時間毎に行われることを特徴とする請求項1記載のビーム光走査装置。 2. The beam light scanning apparatus according to claim 1 , wherein the power control by the beam light power control means and the position control by the beam passage position control means are performed immediately after turning on the power of the apparatus and every predetermined time . ビーム光通過位置制御手段は、各ビーム光のパワーが前記ビーム光パワー制御手段により制御された後、各ビーム光の前記被走査面における通過位置を制御することを特徴とする請求項1記載のビーム光走査装置。 The light beam passage position control means controls the passage position of each light beam on the surface to be scanned after the power of each light beam is controlled by the light beam power control means . Beam light scanning device. 前記ビーム光パワー検知手段の第1〜第3受光素子、前記第1のビーム光位置検知手段に含まれる前記複数の受光素子、及び前記第2のビーム光位置検知手段に含まれる前記複数の受光素子を、一体的に保持する保持手段を具備することを特徴とする請求項1記載のビーム光走査装置。 The first to third light receiving elements of the light beam power detecting means, the plurality of light receiving elements included in the first light beam position detecting means, and the plurality of light receiving elements included in the second light beam position detecting means. 2. The light beam scanning apparatus according to claim 1 , further comprising holding means for holding the element integrally . 請求項1〜5の内、いずれか1項記載のビーム光走査装置と、前記ビーム光走査装置からのビーム光によりその表面上を走査露光される像担持体と、を具備したことを特徴とする画像形成装置。A beam light scanning device according to any one of claims 1 to 5, and an image carrier that scans and exposes the surface of the light beam from the beam light scanning device. Image forming apparatus.
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