JP4224255B2

JP4224255B2 - 画像形成装置及び光ビーム制御方法

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Publication number: JP4224255B2
Application number: JP2002128878A
Authority: JP
Inventors: 達也船越
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2022-04-30
Also published as: JP2003320701A; US20030202084A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写時に複数のレーザビームにより感光ドラム上を同時に走査露光して該感光ドラム上に静電潜像を形成するデジタル複写機などの画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えば、レーザビームによる走査露光と電子写真プロセスとにより画像形成を行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を発生させ、これら複数のレーザビームにより複数ラインずつの同時走査が行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は、レーザビームを発生する複数の半導体レーザ発振器、これら複数のレーザ発振器から出力される各レーザビームの副走査方向位置を制御するガルバノミラー、ガルバノミラーを反射した各レーザビームを感光ドラム上に向けて更に反射し各レーザビームにより感光ドラム上を走査するポリゴンミラー、及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レンズ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】
用紙上の正確な位置に画像を形成するには、レーザビームの主走査方向及び副走査方向露光位置を正確に調整しなければならない。一般にビーム走査位置の調整は、電源が投入され装置各部の初期化を行う所謂ウォーミングアップ時、ウォーミングアップが終了し装置が複写可能な状態にあるスタンバイ時、及びコピー開始ボタンが押下され複写を開始する直前に行われる。
【０００６】
上記したようなマルチビーム方式のデジタル複写機では、各レーザビームについて副走査方向ビーム位置及び主走査方向ビーム露光位置が制御され、それぞれの位置的な誤差は数μｍ以下に調整される。副走査方向ビーム位置の調整は、誤差が許容値以下となるまで、ガルバノミラーに指示値を与え、レーザビームの副走査位置を変更するような制御が行われる。主走査方向ビーム露光位置の調整は、画素クロック発生回路及び該画素クロックを１画素露光時間の数分の１の単位で遅延する遅延回路を用いて行われる。一般にマルチビーム方式デジタル複写機のビーム走査位置の調整には比較的長い処理時間が必要となり、この調整処理時間の短縮化が望まれている。
【０００７】
従って本発明はビーム位置調整時間を短縮し、装置の総合的な複写処理能力を向上することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
装置に電源が投入されたとき、定着装置のヒートローラ及び感光ドラムなど装置各部の初期化、及び光ビームの主走査及び副走査方向の位置誤差をそれぞれ所定値以下に収束させるビーム走査位置制御を行い、装置をスタンバイ状態にする。
【０００９】
これ以降は装置の状態に応じたビーム制御が行われる。
【００１０】
一実施形態においてスタンバイ状態では、第１の所定時間毎に簡略化されたビーム走査位置制御を行うと共に、第１の所定時間より長い第２の所定時間毎に前記光ビームの主走査及び副走査方向の位置誤差をそれぞれ所定値以下に収束させるビーム走査位置制御を行う。この簡略されたビーム走査位置制御とは、例えば副走査方向ビーム位置を必要に応じて最小調整量だけ変更する制御である。又、一実施形態において複写動作時では、所定コピー枚数毎に前記簡略化されたビーム走査位置制御を行う。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。以下に示す説明はこの発明の実施の形態であって、この発明の装置及び方法を限定するものではない。
【００１２】
図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのデジタル複写機の構成を示すブロック図である。このデジタル複写機は、画像読取手段としてのスキャナ部１、及び画像形成手段としてのプリンタ部２を含む。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、及び、光電変換素子６などから構成されている。
【００１３】
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。
【００１４】
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、及び、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及びミラー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及び第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。
【００１５】
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。
【００１６】
プリンタ部２は、光学系ユニット１３、及び、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（以降、光ビームと称す）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）使用するマルチ光ビーム学系を採用している。
【００１７】
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光ビームは、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。
【００１８】
光学系ユニット１３から出力される複数の光ビームは、像担持体としての感光ドラム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。
【００１９】
感光ドラム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、及び、クリーナ２０などが配設されている。感光ドラム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。帯電された感光ドラム１５上の露光位置Ｘの地点に複数の光ビームがスポット結像される。
【００２０】
感光ドラム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。
【００２１】
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。
【００２２】
又、用紙Ｐへの転写が終了した感光ドラム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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
次に、光学系ユニット１３について説明する。
【００２６】
図２は、光学系ユニット１３の構成と感光ドラム１５の位置関係を示している。光学系ユニット１３は、例えば、４つの光ビーム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。
【００２７】
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、出力される光ビームは、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で反射された光ビームは、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。
【００２８】
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光ビームは、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、光ビーム通過検知手段及び光ビーム位置検知手段としての光ビーム検知装置３８の受光面、及び、感光ドラム１５上を走査することになる。
【００２９】
レーザ発振器３１ｂは、レーザドライバ３２ｂで駆動され、出力される光ビームは、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、一定速度で光ビーム検知装置３８の受光面及び感光ドラム１５上を走査する。
【００３０】
レーザ発振器３１ｃは、レーザドライバ３２ｃで駆動され、出力される光ビームは、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、一定速度で光ビーム検知装置３８の受光面及び感光ドラム１５上を走査する。
【００３１】
レーザ発振器３１ｄは、レーザドライバ３２ｄで駆動され、出力される光ビームは、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、一定速度で光ビーム検知装置３８の受光面及び感光ドラム１５上を走査する。
【００３２】
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。
【００３３】
このようにして、別々のレーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄから出力された各光ビームは、ハーフミラー３４ａ，３４ｂ，３４ｃで合成され、４つの光ビームがポリゴンミラー３５の方向に進むことになる。
【００３４】
したがって、４つの光ビームは、同時に感光ドラム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。
【００３５】
ガルバノミラー３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄは、副走査方向の光ビーム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。
【００３６】
光ビーム検知装置３８は、上記４つの光ビームの通過位置、通過タイミング及びパワーをそれぞれ検知するためのものであり、その受光面が感光ドラム１５の表面と同等になるよう、感光ドラム１５の端部近傍に配設されている。この光ビーム検知装置３８からの検知信号を基に、それぞれの光ビーム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、及び、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、光ビーム検知装置３８には、光ビーム検知装置出力処理回路４０が接続されている。
【００３７】
次に、制御系について説明する。
【００３８】
図３は、主にマルチ光ビーム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、例えば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光ビーム検知装置出力処理回路４０、同期回路５５、及び、画像データインタフェイス（Ｉ／Ｆ）５６等を総合的に制御する。又、主制御部５１は後述されるビーム位置調整の開始時間を判断するためのタイマＡ及びタイマＢを含んでいる。
【００３９】
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及びページメモリ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。
【００４０】
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。
【００４１】
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、例えば、周知のシェーディング補正、各種フィルタリング処理、階調処理、ガンマ補正などを施こす。
【００４２】
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。
【００４３】
同期回路５５は、各光ビームの光ビーム検知装置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。
【００４４】
このようにして、各光ビーム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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
又、本デジタル複写機が、例えば、ネットワークなどを介して外部から制御される場合には、外部通信Ｉ／Ｆ５４がコントロールパネル５３の役割を果たす。
【００４８】
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。
【００４９】
ポリゴンモータドライバ３７は、先に述べた４つの光ビーム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、記録ピッチ（解像度）を変更する際に行なう。
【００５０】
レーザドライバ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、先に説明した同期回路５５からの光ビーム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生させる以外に、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を個別に発光動作させる機能を持っている。
【００５１】
この機能は、後で説明する光ビームの通過（走査）位置制御や、光ビームパワー制御を実行する際に、各レーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを強制的に発光動作させる際に用いられる。
【００５２】
又、主制御部５１は、それぞれのレーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの発光パワーを、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、光ビームの通過位置検知などに応じて変更される。
【００５３】
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。例えば、各ガルバノミラー３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの制御量、光ビーム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）、及び、各光ビームに対応した印字エリア情報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。
【００５４】
次に、主制御部５１のプリンタ部２に関する制御動作について、図４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に関する動作については省略する。
【００５５】
本複写機の電源が投入されると、主制御部５１は、定着器２６内のヒートローラ２６ａを回転させるとともに、定着器２６の加熱制御を開始する（ＳＴ１０１，ＳＴ１０２）。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る。
【００５６】
主制御部５１は光ビームパワー制御ルーチンを実行し、各光ビームの感光ドラム１５上でのパワーが同一になるよう制御する（ＳＴ１０３）。光ビームパワー制御の後、主制御部５１はオフセット補正ルーチンを実行し、光ビーム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（ＳＴ１０４）。
【００５７】
次に主制御部５１は、感光ドラム１５を回転させ、感光ドラム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（ＳＴ１０５）。この初期化動作には、現像器１７を動作させトナー濃度を検出する動作が含まれる。トナー濃度が所定範囲外の場合、主制御部５１はコントロールパネル５３にその旨を知らせ、トナー交換をユーザに促す。定着器２６の温度が所定の温度まで上昇すると、つまり定着器２６の初期設定が完了すると、定着ローラの回転を停止し（ＳＴ１０６）、複写指令待ち状態となる（ＳＴ１０７）。このように電源投入直後の各部初期化を伴う装置のウォームアップを”プレラン”という。
【００５８】
プレランの後、主制御部５１は光ビーム副走査方向位置制御ルーチンを実行する（ＳＴ１０８）。図５は、光ビーム検知装置３８の構成と光ビーム走査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からの光ビーム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、光ビーム検知装置３８上を横切る。
【００５９】
光ビーム検知装置３８は、例えば縦に長い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７つのセンサパターンＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＦ，ＳＧ、及び、これら各センサパターンＳ１，Ｓ２，ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＦ，ＳＧを一体的に保持する保持部材としての保持基板３８ａから構成されている。なお、センサパターンＳ１，Ｓ２，ＳＡ〜ＳＧは、例えば、フォトダイオードによって構成されている。
【００６０】
センサパターンＳ１，Ｓ２は、光ビームの通過開始及び終了を検知するパターンである。センサパターンＳＡ〜ＳＧは、光ビームの通過位置を検知するパターンである。各光ビームがセンサパターンＳ１及びＳ２を通過している際に、各光ビームの副走査方向位置がセンサパターンＳＡ〜ＳＧにより検知される。
【００６１】
センサパターンＳ１，Ｓ２は、ガルバノミラー３３ａ〜３３ｄの正確な角度制御をしなくとも、ポリゴンミラー３５によって走査される光ビームａ〜ｄが横切るように、光ビームの走査方向に対して直角方向に長く形成されている。
【００６２】
例えば図５に破線矢印Ｐａに示す位置を光ビームａが走査している場合、光ビームａはガルバノミラー３３ａの複数回の角度変更処理により、センサパタンＳＢとＳＣの間を走査するように制御される。光ビームの副走査位置がセンサパタンＳＢとＳＣの中心付近になると、ビーム副走査位置は許容誤差範囲に収まるまで最小調整量（例えば１μ以下の量）づつ変更される。
【００６３】
尚、感光ドラム１５上での光ビームのパワーを検知するためには、例えば破線矢印ＰａあるいはＰｂで示したように、光ビームがセンサパターンＳＡあるいはＳＧ上を通過するように、光ビームの通過位置を制御し、センサパターンＳＡあるいはＳＧからの出力を光ビームのパワーとして取込むことができる。
【００６４】
次に主制御部５１は、主走査方向光ビーム位置制御ルーチンを実行する（ＳＴ１０９）。図６は、光ビーム検知装置３８上のセンサパタンＳ１及びＳ２の間の領域に、５画素クロック分のビームを照射した場合を示している。距離Ｒは１画素分の距離であり、ｒは主走査方向最小調整量（最小遅延時間）である。光ビームがセンサパターンＳ１を照射し始めてから所定時間後に画素クロックが発生される。
【００６５】
図６のように例えば５画素露光領域Ｌ５の先端部がセンサパターンＳ２に接するように、露光領域Ｌ５の直前の画素クロックの立ち上がり時点Ｔ１からの遅延時間Ｔｄが調整される。このような制御が光ビームａ〜ｄについて行われることにより、光ビームａ〜ｄの主走査方向露光位置が一致する。このようにして各ビームについて求めた所定遅延時間後のクロック数（図では光ビームａについて４クロック）及び遅延時間Ｔｄに基づいて、感光ドラム上の露光位置が決定される。このように本複写機は、主走査方向ビーム位置を１画素の数分の１の単位で調整可能である。
【００６６】
本実施形態では、ビーム位置制御（ＳＴ１０８、ＳＴ１０９）はプレランの後に行われる。従来、ビーム位置制御はプレラン中に行われていた。プレラン中は、ヒートローラ２６ａや感光ドラム１５が回転し、現像器１７が動作している。ヒートローラ２６ａ、感光ドラム１５、現像器１７はどれも比較的大きな振動を発生する。従ってプレラン中にビーム位置を制御すると、この振動により制御が収束及び終了するのに時間を要することがある。従って本実施形態では、ヒートローラ２６ａ、感光ドラム１５、現像器１７等のプレランが終了し、振動がほとんどない状態で光ビーム位置が制御される。このようにすることで、ウォーミングアップ（ＳＴ１０１〜ＳＴ１０９）に必要となる時間が結果的に短縮される。
【００６７】
ウォーミングアップが済むと、主制御部５１はタイマＡ及びＢをリセットし（ＳＴ１１０）、タイマＡ及びＢは共に０からカウントを開始し、装置は複写指令待ちの状態（スタンバイ状態）となる（ＳＴ１１１）。
【００６８】
複写指令待ちの状態（ＳＴ１１０）で、コントロールパネル５３から複写指令を受信すると（コピーボタンが押下されると）、主制御部５１は１枚目の複写を実行する（ＳＴ１１２）。全ページの複写終了でなければ（ＳＴ１１３でＮＯの場合）、次のページの複写を行う前に本実施形態ではステップＳＴ１１４のように紙間制御を行う。紙間制御とは、ビーム副走査方向位置が所望の位置からずれている場合に、ビーム副走査方向位置の設定値を最小調整量だけ変更する制御を示す。これに対して上記ステップＳＴ１０８のように、ビーム副走査位置（ガルバノミラー）をフルスイングして行う制御をここではフル制御という。
【００６９】
図７は紙間制御動作を示すフローチャートである。主制御部５１は例えばビームａの副走査方向位置を検知し（ＳＴ２０１）、センサパターンＳＢとＳＣの中心部に設定された所定範囲内に、検知した副走査位置が含まれていない場合（中心からの位置誤差が所定値より大きい場合）、副走査位置を中心側へ１ステップ移動する（ＳＴ２０３）。この１ステップはガルバノミラー３３ａの最小調整量である。
【００７０】
即ち主制御部５１はガルバノミラー駆動回路３９ａ内に設けられたＤ／Ａ変換器（図示されず）に設定されている値を”１”だけ減少あるいは増加する。減少／増加は、センサパターンＳＢとＳＣの中心位置に対する、検知したビーム副走査位置により決定される。
【００７１】
該Ｄ／Ａ変換器は変更された設定値に応じてアナログ出力を変更し、ガルバノミラー駆動回路３９ａは該アナログ出力を増幅してガルバノミラーに供給する。その結果、ガルバノミラーの角度が１ステップ変化し、ビームａの副走査方向位置がセンサパターンＳＢとＳＣの中心側に変更される。このようにして、ガルバノミラーの経時的変化が補正される。
【００７２】
ステップＳＴ１１４の紙間制御において主制御部５１は上記したようなビーム副走査方向位置制御を４ビームについてそれぞれ１回行う。しかし、この紙間制御は複数枚のコピーに１回行っても良いし、紙間毎に各ビームについて順番に行っても良い。更に、ここでは紙間制御としてビーム副走査方向位置制御を行ったが、図８のようにビームパワー、ビーム検知装置出力処理回路４０のオフセット、ビーム主走査方向位置を、ビーム副走査方向位置制御のように必要に応じて最小調整量だけ調整しても良い。これにより副走査方向のみならず、ビームに関する全制御を短時間で実質的に行うことができる。また、複写時に例えばコピー数十枚に１度、ステップＳＴ１０３、ＳＴ１０４、ＳＴ１０８、ＳＴ１０９のような制御を、各誤差が許容範囲に収まるまで全て行っても良い。このようにして、多量の連続複写に対しても常に最適な状態で画像を形成することができる。
【００７３】
このように本実施形態では、主制御部５１は複写指令を受信すると即座に複写動作を実行する。従来装置の場合、複写指令を受信すると、ステップＳＴ１０３、ＳＴ１０４、ＳＴ１０８、ＳＴ１０９の制御又は補正を、各誤差が許容範囲に収まるまで全て行い、更に紙間毎に全制御を行う場合もあった。本実施形態の場合、ステップＳＴ１１５のようなスタンバイ状態の時は、後述されるようにビーム走査位置等は調整済みの状態となっている。従って複写の際はステップＳＴ１０３、ＳＴ１０４、ＳＴ１０８、ＳＴ１０９の制御又は補正を全て行うのではなく、例えば温度・湿度等の環境によって変化しやすいビーム副走査方向位置のみの制御を必要に応じて最小調整量だけ調整する。この結果、総合的な複写時間を短縮することができる。
【００７４】
複写指令待ちの状態で、タイマＡの内容が値Ｔａ（例えば数秒に対応する値）より大きくなった場合（ＳＴ１１５でＹＥＳの場合）、主制御部５１はステップＳＴ１１６のように紙間制御を行う。この紙間制御はステップＳＴ１１４と同一の制御である。即ち数秒に１度、主制御部５１はビーム副走査方向位置を検知し、所望の位置からずれている場合、ビーム副走査方向位置の設定値を最小調整量だけ変更する。その後、主制御部５１はタイマＡをリセットし、これによりタイマＡは再び０からカウントを開始し、制御はステップＳＴ１１８に移行する。
【００７５】
複写指令待ちの状態で、タイマＢの内容が値Ｔｂ（例えば数分に対応する値）より大きくなった場合（ＳＴ１１８でＹＥＳの場合）、主制御部５１はステップＳＴ１１９〜ＳＴ１２２のように、ビームパワー制御、オフセット補正、ビーム副走査方向及び主走査方向位置制御を行う。これらの制御又は補正はそれぞれ、ステップＳＴ１０３、ＳＴ１０４、ＳＴ１０８、ＳＴ１０９と同一の制御又は補正である。即ち制御部５１は各制御又は補正において、それぞれの検出値が所望の範囲以内に入るまで、制御又は補正を行う。例えばビーム副走査位置制御の場合、ガルバノミラーをフルスイングした後、ガルバノミラー駆動回路３９に対する設定値を徐々に変化させ、ビーム副走査位置が所望の範囲以内に入るまで制御を続ける。
【００７６】
ステップＳＴ１２２の主走査方向ビーム位置制御が完了すると制御はステップＳＴ１１０に移行し、主制御部５１はタイマＡ及びＢリセットし、複写指示を受信するまでステップＳＴ１１５〜ＳＴ２２を繰り返す。
【００７７】
以上説明したように、マルチビーム制御には様々な制御があり、電源ＯＮ時にはステップＳＴ１０３、ＳＴ１０４、ＳＴ１０８、ＳＴ１０９のように全ての制御を各誤差が許容範囲内に収束するまで行うが、その他の場合は装置の状態に応じた制御が行われる。例えばステップＳＴ１１５〜ＳＴ１２２のようにスタンバイ状態の時は、ＳＴ１１６のように数秒おきに紙間制御が行われ、ステップＳＴ１１９〜ＳＴ１２２のように数分おきに全制御が行われる。又、複写動作時はステップＳＴ１１４のよに紙間制御のみが行われる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、光ビーム走査位置調整時間を短縮し、装置の総合的な複写処理能力を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るデジタル複写機の構成を示すブロック図。
【図２】光学系ユニットの構成と感光ドラムの位置関係を示す図。
【図３】マルチ光ビーム学系の制御を主体にした制御系の構成を示すブロック図。
【図４】プリンタ部に関する制御動作を示すフローチャート。
【図５】光ビーム検知装置の構成と光ビーム走査の関係を模式的に示す図。
【図６】光ビーム検知装置上のセンサパタンＳ１及びＳ２の間の領域に、５画素クロック分のビームを照射したときの様子を示す図。
【図７】紙間制御動作を示すフローチャート。
【図８】紙間制御動作の他の例を示すフローチャート。

Claims

複写時に複数の光ビームにより感光ドラム上を同時に走査露光して該感光ドラム上に静電潜像を形成するマルチビーム画像形成装置における光ビーム走査位置制御方法であって、
前記装置に電源が投入されたとき、装置各部の初期化、及び光ビームの主走査及び副走査方向の位置誤差をそれぞれ所定値以下に収束させるビーム走査位置制御を行い、装置をスタンバイ状態にするステップと、
前記スタンバイ状態において、第１の所定時間毎にビーム走査位置を検知し、所望の位置からずれている場合、該ビーム走査位置の設定値を最小調整量だけ変更する第１のビーム走査位置制御を行うステップと、
前記スタンバイ状態において、第１の所定時間より長い第２の所定時間毎に前記光ビームの主走査及び副走査方向の位置誤差をそれぞれ前記所定値以下に収束させる第２のビーム走査位置制御を行うステップと、
を具備することを特徴とする光ビーム走査位置制御方法。
複写動作時に、所定コピー枚数毎にビーム走査位置を検知し、所望の位置からずれている場合、ビーム走査位置の設定値を最小調整量だけ変更するビーム走査位置制御を行うステップを具備することを特徴とする請求項１記載の光ビーム走査位置制御方法。
前記所定コピー枚数は１枚であることを特徴とする請求項２記載の光ビーム走査位置制御方法。
前記第１のビーム走査位置制御は、副走査方向ビーム位置を最小調整量だけ変更する制御であることを特徴とする請求項１乃至３の１項に記載の光ビーム走査位置制御方法。
前記第１のビーム走査位置制御は、主走査及び副走査方向ビーム位置を最小調整量だけ変更する制御であることを特徴とする請求項１乃至３の１項に記載の光ビーム走査位置制御方法。
複写時に複数の光ビームにより感光ドラム上を同時に走査露光して該感光ドラム上に静電潜像を形成するマルチビーム画像形成装置において、
前記装置に電源が投入されたとき、装置各部の初期化、及び光ビームの主走査及び副走査方向の位置誤差をそれぞれ所定値以下に収束させるビーム走査位置制御を行い、装置をスタンバイ状態にする手段と、
前記スタンバイ状態において、第１の所定時間毎にビーム走査位置を検知し、所望の位置からずれている場合、ビーム走査位置の設定値を最小調整量だけ変更するビーム走査位置制御を行う手段と、
前記スタンバイ状態において、第１の所定時間より長い第２の所定時間毎に前記光ビームの主走査及び副走査方向の位置誤差をそれぞれ前記所定値以下に収束させるビーム走査位置制御を行う手段と、
を具備することを特徴とする画像形成装置。
複写動作時に、所定コピー枚数毎にビーム走査位置を検知し、所望の位置からずれている場合、ビーム走査位置の設定値を最小調整量だけ変更するビーム走査位置制御を行う手段を具備することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。