[发明专利]光束位置控制装置和图像形成设备

说明书

本发明涉及例如利用多个激光光束在单一的感光体圆筒上同时扫描曝光用于在上述感光体圆筒上形成单一的静电潜像的光束扫描装置和使用该光束扫描装置的数字复印机及激光打印机等图像形成设备。

近年来，例如已利用激光光束的扫描曝光和电子照相过程开发了各种进行图像形成的数字复印机。

并且，最近为了进一步实现图像形成速度的高速化，又开发了多光束方式的即发生多个激光光束并利用这多个激光光束进行多行同时扫描的数字复印机。

在这样的多光束方式的数字复印机中，具有发生激光光束的多个半导体激光发生器、将从这多个激光发生器输出的各激光光束向感光体圆筒反射并利用各激光光在描感光体圆筒上扫描的多面镜等多面旋转镜和以准直仪透镜及f-θ透镜等为主体而构成的作为光束扫描装置的光学系统单元。

但是，在先有的光学系统单元的结构中，在感光体圆筒上(被扫描面)要想使多个光束间相互的位置关系成为理想的位置关系是非常困难的，为了实现这一点，就要求非常高的部件精度和组装精度，从而成为装置成本提高的主要原因。

另外，即使已组装成了理想的位置关系，也会由于温度变化及湿度变化等环境变化或者随着时间的推移透镜的形状发生微小的变化而引起部件相互间的位置关系发生微小的变化，光束相互间的位置关系就会发生混乱，从而不能形成高品质的图像。因此，为了实现这样的光学系统，必须使用抗这些变化的性能强的结构或部件。特别是对于透镜，抗环境变化和随时间的变化性能强的玻璃透镜是昂贵的，是装置的成本提高的主要原因。

这里，使用图15A、15B和图16A、16B说明在多光束中使用位置偏离的光束形成图像时引起的图像不良。

例如，形成图15A所示的“T”的文字时，如果光束的通过位置偏离指定的位置，就会成为图15B所示的图像。本图的例子是使用4个光束a～d的情况，是光束b的通过位置偏离指定位置、光束a和b的间隔变窄而光束b和c的间隔变宽的例子。

图16A是未正确地控制各光束的发光时刻时的图像的例子。由图可知，如果未正确地控制光束相互间的发光时刻，主扫描方向的图像形成位置就会混乱，从而纵线就不会形成笔直的线。

图16B是光束的通过位置和光束的发光时刻均未正确地控制时的图像，同时发生了副扫描方向的图像不良和主扫描方向的图像不良。

这样，在用多光束形成图像时，为了将副扫描方向的光束通过位置控制为指定的间隔和将主扫描方向的图像形成位置对齐，就必须控制各光束的发光时刻。

本发明的目的旨在提供即使光学系统随环境变化及随时间的变化等而发生变化也可以将被扫描面上的光束的位置总是控制在指定的位置从而可以总是保持高画质的光束扫描装置和图像形成设备。

另外，本发明的目的还在于提供特别是使用多个光束时在光学系统的组装中不必特别的精度和调整而且即使光学些随环境变化及随时间的变化而发生变化也可以将被扫描面上的各光束相互间的位置关系总是控制为理想的位置从而可以总是保持高画质的光束扫描装置和图像形成设备。

本发明是具有发生光束的装置(31a～31d)、通过使从该发生装置发生的光束向像载体表面反射从而扫描该像载体表面的装置(35、36、37)、检测从该扫描装置输出的光束通过该像载体表面的位置的装置38)、计算使该光束的通过位置成为合适位置的光路修正量的运算装置(51)、根据由该运算装置计算的该光路修正量修正该光束的通过位置以使该光束的通过位置合适的装置(33a～d)的光束通过位置控制装置。

本发明利用上述结构产生以下所示的作用和效果。即，为了更正确地控制通过像载体表面的光束的位置，通过研究各装置的动作例如改变光束的强度或修正扫描速度等，实现了比以往更高的精度检测光束的位置。这样，根据更正确的光束的位置，计算并求出准确的光束的修正量，就可以进行更高精度的光束的通过位置的修正，从而可以实现精度高的光束的位置控制。

另外，本发明是具有发生光束的装置(31a～31d)、通过使从该发生装置发生的光束向像载体表面反射并扫描该像载体表面的装置(35、36、37)、检测从该扫描装置输出的光束通过该像载体表面的位置的装置(38)、计算使该光束的通过位置成为合适位置的光路修正量的运算装置(51)、根据由该运算装置计算的该光路修正量修正该光束的通过位置以使该光束的通过位置合适的装置(33a～d)、根据使用该像载体而得到的图像信息形成图像的装置(15)和当上述检测装置检测光束的通过位置时就可以光束发生装置的发光强度尽可能大于上述图像形成装置形成图像时的发光强度的装置(51)的光束通过位置控制装置。