(57)【要約】【課題】簡易な手段により、最適値へ収束可能なサーボ制御系を提供すること。【解決手段】発振源から波を発射させる発射装置５０と、発射された波が対象４０に当たり反射され、その反射を導く系と、導かれた波を受ける検出器４５とを備えた装置であって、前記検出器４５の出力信号に応じて波の発射方向を対象４０に対して最適方向に自動調整する制御装置５２及び駆動装置６０手段を備えた。制御装置５２は、最適方向を見極める評価関数を微分することによって傾きを求め、極大値を判別する制御部を含む。【選択図】図１
2004241050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振源から波を発射させる発射装置と、発射された波が対象に当たり反射され、その反射を導く系と、導かれた波を受ける検出器とを備えた装置であって、前記検出器の出力信号に応じて波の発射方向を対象に対して最適方向に自動調整する手段を備えたことを特徴とする自動探索サーボ制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の自動探索サーボ制御装置において、前記最適方向に自動調整する手段が、最適方向を見極める評価関数を微分することによって傾きを求め、極大値を判別する制御部を含む構成であることを特徴とする自動探索サーボ制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の自動探索サーボ制御装置において、前記最適方向に自動調整する手段が、最適方向を見極める評価関数を微分して求めた傾きと、前記評価関数を２階微分して求めた傾きの変化率とを用いることにより、極大値を判別する制御部を含む構成であることを特徴とする自動探索サーボ制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一つに記載の自動探索サーボ制御装置において、前記発射装置と前記検出器が同一の装置であることを特徴とする自動探索サーボ制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れか一つに記載の自動探索サーボ制御装置において、前記発射装置と前記検出器のどちらか、もしくは両方が少なくとも二つ以上ある装置であることを特徴とする自動探索サーボ制御装置。
【請求項６】
請求項１から５記載の自動探索サーボ制御装置において、前記波が光であり、かつ、もしくはあるいは、対象が光記録媒体であることを特徴とする自動探索サーボ制御装置。
【請求項７】
請求項６記載の自動探索サーボ制御装置において、対象の光記録媒体が曲率を持っていることを特徴とする自動探索サーボ制御装置。
【請求項８】
像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、像担持体へのレーザ書き込みを前記請求項６もしくは７に記載の自動探索サーボ制御装置により行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８記載の画像形成装置において、前記像担持体が感光体ドラムであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項８記載の画像形成装置において、前記像担持体が感光体ベルトであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
複数の像担持体を回転させてカラー画像を形成する画像形成装置において、前記複数の像担持体の少なくとも一つ以上のレーザ書き込みを前記請求項７に記載の自動探索サーボ制御装置により行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項８乃至１１の何れか一つに記載の画像形成装置において、前記自動調整が初期時のみ行われ、その後は自動調整が行われないことを特徴とする自動探索サーボ制御装置。
【請求項１３】
請求項８乃至１１の何れか一つに記載の画像形成装置において、前記自動調整を任意に行うことが可能であることを特徴とする自動探索サーボ制御装置。
【請求項１４】
画像読取装置の光学系の発光装置を請求項６若しくは７に記載の自動探索サーボ制御装置により行うことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項１５】
コンピュータによって自動探索サーボ制御装置を制御させる制御プログラムを記録した記録媒体であって、該制御プログラムは請求項１、２、３のいずれか１つに記載の自動探索サーボ制御装置を制御するプログラムが記録されていることを特徴とする自動探索サーボ制御プログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光情報を記録・再生する光ピックアップ装置、光ビームによる書き込み装置、ハードディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ・ＣＤ−Ｒ／ＲＷドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭ・ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷドライブ電子写真方式を用いた感光体ドラム・ベルト装置などに適用することができる自動探索サーボ装置、画像形成装置、画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な光情報を記録、再生する装置など、サーボ制御による自動探索サーボ装置の構成においては、必ずチルト計測が必要である。チルトが発生すると反射率が悪くなり、計測信号にエラーが発生しやすくなり、システム効率が低下してしまうためである。
【０００３】
それに対して、種類の異なる光記録媒体に対してもチルトを検出し、チルト補正処理を施すことにより、適切なチルトサーボ制御を行う、「チルトサーボ制御装置及び方法」という手段がある（例えば、特許文献１参照）。しかし、この手段では、チルトを検出するための検出装置が必要となり、装置の小型化・低コスト化の要請にそわない。
【０００４】
また、チルトセンサを用いずに、簡単な構成によってチルトの検出を行い、検出したチルトに応じて補正することでチルト制御ができる「光学式記録再生装置」がある（例えば、特許文献２参照）。しかし、こちらも簡単な構成でチルトを検出しているが、分割や複数個など単純に検出器一つではないため、装置の小型化・低コスト化にそぐわない。
【０００５】
上記二つの従来例ではチルトを検出するためのセンサが必要となるか、センサではなく検出器を工夫することによりチルトを検出する必要がある。また、二つの従来例ともに、ある曲率を持った対象、もしくは複数の曲率を持つ対象に対する性能については言及していない。
【０００６】
さらに、別の従来例として、公知ではないが、本発明者の考案に係る「回転体駆動制御装置」という技術がある。この技術では、回転体周上、あるいは端面に記録、検出、消去のできる２値パターンを生成、計測することで等速駆動が必要な回転体駆動制御系を構成することができる。しかし、回転体周上に２値パターンを記録する際に、回転体の曲率によって記録ヘッドの効率低下やパターン精度低下などを伴う。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１７０２６６号公報
【特許文献２】
特開２０００−２９１２５７号公報
【特許文献３】
特開２００２−１７０２６６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、簡易な手段により、最適値へ収束可能なサーボ制御系を構成することにある。
【０００９】
請求項１記載の発明においては、センサを必要とすることなく、常に自動追従を行うこと、請求項２記載の発明においては、常に極大値へ自動追従を行うこと、請求項３記載の発明においては、請求項２では追従しきれない場合の評価関数であっても、常に極大値へ自動追従を行うこと、請求項４記載の発明においては、小型化可能な構成とすること、請求項５記載の発明においては、高精度な自動追従を行うこと、請求項６記載の発明においては、高精度な記録・再生・消去等を行うこと、請求項７記載の発明においては、常に法線方向へ自動追従を行うこと、請求項８〜１１記載の発明においては、常に高品質な画像を得ること、請求項１２記載の発明においては、さらなる低コスト化、請求項１３記載の発明においては、望ましい性能を発揮すること、請求項１４記載の発明においては、常に高品質な画像読み込みを可能とすること、請求項１５記載の発明においては、高精度な自動探索サーボ制御系を構築することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を達成するため以下の構成とした。
（１）．  発振源から波を発射させる発射装置と、発射された波が対象に当たり反射され、その反射を導く系と、導かれた波を受ける検出器とを備えた装置であって、前記検出器の出力信号に応じて波の発射方向を対象に対して最適方向に自動調整する手段を備えた（請求項１）。
（２）．  （１）記載の自動探索サーボ制御装置において、前記最適方向に自動調整する手段が、最適方向を見極める評価関数を微分することによって傾きを求め、極大値を判別する制御部を含む構成とした（請求項２）。
（３）  （１）記載の自動探索サーボ制御装置において、前記最適方向に自動調整する手段が、最適方向を見極める評価関数を微分して求めた傾きと、前記評価関数を２階微分して求めた傾きの変化率とを用いることにより、極大値を判別する制御部を含む構成とした（請求項３）。
（４）．  （１）乃至（３）の何れか一つに記載の自動探索サーボ制御装置において、前記発射装置と前記検出器を同一の装置とした（請求項４）。
（５）．  （１）乃至（３）の何れか一つに記載の自動探索サーボ制御装置において、前記発射装置と前記検出器のどちらか、もしくは両方が少なくとも二つ以上ある装置であることとした（請求項５）。
（６）．  （１）から（５）記載の自動探索サーボ制御装置において、前記波が光であり、かつ、もしくはあるいは、対象が光記録媒体とした（請求項６）。
（７）．  （６）記載の自動探索サーボ制御装置において、対象の光記録媒体が曲率を持っていることとした（請求項７）。
（８）．  像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、像担持体へのレーザ書き込みを前記（６）もしくは（７）に記載の自動探索サーボ制御装置により行うこととした（請求項８）。
（９）．  （８）記載の画像形成装置において、前記像担持体を感光体ドラムとした（請求項９）。
（１０）．  （８）記載の画像形成装置において、前記像担持体を感光体ベルトとした（請求項１０）。
（１１）．  複数の像担持体を回転させてカラー画像を形成する画像形成装置において、前記複数の像担持体の少なくとも一つ以上のレーザ書き込みを（７）に記載の自動探索サーボ制御装置により行うこととした（請求項１１）。
（１２）．  （８）乃至（１１）の何れか一つに記載の画像形成装置において、前記自動調整が初期時のみ行われ、その後は自動調整が行われないこととした（請求項１２）。
（１３）．  （８）乃至（１１）の何れか一つに記載の画像形成装置において、前記自動調整を任意に行うことが可能とした（請求項１３）。
（１４）．  画像読取装置の光学系の発光装置を（６）若しくは（７）に記載の自動探索サーボ制御装置により行うこととした（請求項１４）。
（１５）．  コンピュータによって自動探索サーボ制御装置を制御させる制御プログラムを記録した記録媒体であって、該制御プログラムは（１）、（２）、（３）のいずれか１つに記載の自動探索サーボ制御装置を制御するプログラムが記）録されていることとした（請求項１５）。
【００１１】
【発明の実施の形態】
［１］実施の形態例（自動探索サーボ制御装置）（請求項１〜７関連）
図１は本発明の以降の実施例における、自動探索サーボ制御装置の例である。図１のように発振源としての発射装置５０から波が発射される。ここでの波とは、例えば、光や音波、α線・β線・γ線などの放射線などが考えられる。発射された波はスプリッタ４２により曲げられ、コリメータ装置４６を通り平行波になる。
【００１２】
この平行波が焦点調整部４１を通って対象４０にピントなどが合わせられる。この時に装置全体４３が微小な正弦波で、例えば左右方向や上下方向などに揺らされる。ここでは、この揺らされるものとして装置全体４３、つまり、焦点調整部４１、スプリッタ４２、コリメータ装置４６、発射装置５０及び後述する検出器４５を含んでいるが、これに限らず、少なくとも、対象４０から切り離された上記波の出射部分であればよい。
【００１３】
対象４０に当たった波は反射され、焦点調整部４１を通り、コリメータ装置４６を通り、スプリッタ４２を素通りして検出器４５に入る。検出器４５では反射波のエネルギーに応じて出力信号を制御装置５２に送る。制御装置５２は検出器４５の出力信号を入力してこれをもとに装置全体４３の方向を駆動装置６０の駆動により調整する。ここでのエネルギーとは光量や音量、電圧や電流、熱などが考えられる。
【００１４】
ここで、「焦点調整部４１、コリメータ装置４６、スプリッタ４２」などは、対象４０に当たって反射された波を検出器４５に導く系、つまり、反射波を検出器４５に導く系を構成している。また、制御装置５２、駆動装置６０などは、検出器４５の出力信号に応じて波の発射方向を対象４０に対して最適方向に自動調整する手段を構成している。
【００１５】
ここでのスプリッタ４２は、例えば左右から入力される波は直角方向に反射されて上下方向に変え、上下から入力される波はそのまま素通りするものである。また、コリメータ装置４６は、例えば一方から発散もしくは縮小波が入力された場合に、他方から入力された振幅の平行波を出力するものである。ここではこれらを用いたが、用いなかったり、他の代用器を用いてもよい。
【００１６】
図２は反射波のエネルギーに応じて出力信号を出す際のしきい値についての例である。横軸は原点Ｏを反射波の最適方向としたものであり、原点から離れるほど最適方向からずれていく。これは、対象４０が装置全体４０に対して傾いているため発射された波のエネルギーの反射成分が効率よく検出器４５に入射されないためである。
【００１７】
図２の縦軸方向は出射された波が検出器４５に検出されたときの検出エネルギー量を示す。図２の波形は反射波エネルギー波形である。例えば、波がレーザ光の場合、ビームの中心ほどエネルギーが大きいので、反射波エネルギー波形は図２に示すように上凸の放物線状の波形となる。
【００１８】
しきい値１０よりも検出エネルギー量が高ければ装置全体４３は現在の方向が保持されることが望ましい。しきい値１０よりも検出エネルギー量が低ければ、しきい値１０を越えるように装置全体４３の向きが制御されるのが望ましい。そこで、本例では、制御装置５２、駆動装置６０の働きにより装置全体４３の向きが制御され、しきい値１０よりも検出エネルギー量が高くなるように調整される。このしきい値は設定者により自由に決められる値である。
【００１９】
（請求項２関連）
図１における制御装置５２は極大値を判別する制御部であり、その制御アルゴリズムを図３にフローチャートで示してある。このフローチャートにおいて、発射装置５０より波が発射される（ステップＰ１）。制御装置５２は波が対象４０に当たり反射された反射波を計測する（ステップＰ２）。その反射波のエネルギーに応じた出力信号が計測され、その出力信号の低周波成分を消す（ステップＰ３）。これにより変動成分のみが取り出される。
【００２０】
変動成分、つまり、最適方向を見極める評価関数に相当する図２の反射波エネルギー波形で示される関数を微分する（ステップＰ４）。これにより、変動の傾きが求められ、次にそれらを積分する（ステップＰ５）。この積分値を０と比較する（ステップＰ７）。これにより、傾きのない極大値に収束しているかどうか判別される。ステップＰ７で０でないと判別された場合は極大値でないため、波を揺らす（ステップＰ６）。こうして揺らすことにより、再び反射波は計測するループに入り最適方向が再び探索される。波を揺らすのは、駆動装置６０の働きによる。
【００２１】
ステップＰ７で０でないと判別であると判別された場合、極大値、つまり最適方向であると考えられるため、現在の方向が保持される。ここで、極大値とは、ある局部的な区間に限った最高値のことをあらわす。こうして、常に、極大値へ自動追従させることができる。
【００２２】
図１における制御装置５２は、図３のフローチャートで示す制御アルゴリズムを実行する。この制御装置５２は極大値を判別する制御部であり、この制御部を含む制御システムは例えば、図４に示すブロック図で示される。
【００２３】
図４において、制御部５２では、規範信号９が制御コントローラ３に入力され、サーボ駆動装置１の駆動部が駆動されて装置８を動かす。つまり、サーボ駆動装置１は装置８に作用して波の入射角を変位させるので、反射波が最適位置に向かう位置を探ることができる。この装置８から現在の方向信号、例えば反射波に応じた出力信号、例えば電流・電圧など、が出力され、ハイパスフィルタ２に入力される。ハイパスフィルタ２で低周波成分が取り除かれる。このハイパスフィルタ２では、例えば直流成分のみを取り除くならばカットオフ周波数は５Ｈｚ程度でよい。
【００２４】
ハイパスフィルタ２で変動成分のみが取り出され、この出力が微分器４に入力されて、積分器６で積分してゲインが与えられる。この積分器６からの出力を減算器７で０と比較することにより、例えば図２に示したような反射波エネルギー波形であった場合には極大値を探索することが可能となる。
【００２５】
減算器７の出力に乗算器５で  ａ  ｓｉｎ  ωｔ  を乗算する。この時、最適方向からのずれ量が大きいほど減算器７からの出力の絶対値は大きくなるため、乗算器５からの出力が大きくなり、幅広く最適方向が探索される。また、最適方向にいる時には減算器７からの出力が０となるため、  ａ  ｓｉｎ  ωｔ  による振動の影響はなくなり、最適方向に収束したままとなる。乗算器５からの信号と、規範信号９とから新しい制御信号が制御コントローラ３で作られ、この制御信号により、サーボ駆動装置１が駆動される。
【００２６】
図４に示した制御システムにおける、制御部６２、サーボ駆動装置１、装置８はそれぞれ図１における、制御装置５２、駆動装置６０、装置全体４３に対応する。
【００２７】
ここでの対象４０とは、ベルトや回転体、記録装置、記録媒体などが相当する。この対象４０の駆動周波数に対して探索の周波数は速いので、駆動部分は止まっているとして考えてもよい。
【００２８】
（請求項３関連）
対象から反射される反射波のエネルギーに応じて制御部が出力信号を出す際のしきい値についての別例を図５により説明する。図２の例では、反射波エネルギー波形が極大値を一つだけ有する波形であった。対象に投射される波の種類としては、このように、反射波エネルギー波形が極大値を一つだけ有する波形に限らない。
【００２９】
図５において、横軸は原点０を反射波の最適方向としたものであり、この原点から離れるほど最適方向からずれていく。縦軸は検出器が検出するエネルギー量である。しきい値１１よりもエネルギーが高ければ装置全体４３は現在の方向が保持されることが望ましい。しきい値１１よりもエネルギーが低ければ、しきい値１１を越えるように装置全体４３の向きが制御されることが望ましい。このしきい値は設定者の自由に決められる値である。
【００３０】
図５に示した反射波エネルギー波形は図２に示した例とは異なり、極大値と極小値の両方を含んでいる。この場合、前記した図３のような制御アルゴリズムで自動探索サーボ制御を行うと、極大値と極小値の区別をすることができないため、どちらに収束するか明確でない。そのために、以下に示す制御アルゴリズムを用いる。
【００３１】
本例では、図１における制御装置５２は、最適方向を見極める評価関数を微分して求めた傾きと、前記評価関数を２階微分して求めた傾きの変化率とを用いることにより、極大値を判別する制御部である。本例において、図６は図１における制御装置５２に適用することができる制御アルゴリズムを示すフローチャートである。
【００３２】
図１の構成を用いて、このフローチャートを説明する。発射装置５０より波が発射される（ステップＰＰ１）。制御装置５２は波が対象４０に当たり反射された反射波を計測する（ステップＰＰ２）。その反射波のエネルギーに応じた出力信号が計測され、その出力信号の低周波成分を消す（ステップＰＰ３）。これにより変動成分のみが取り出される。
【００３３】
まず、ステップＰ４で変動成分、つまり、最適方向を見極める評価関数に相当する図５の反射波エネルギー波形で示される関数を１階微分することにより、変動の傾きを求め、次いでそれらを積分する（ステップＰ５）。この積分値を０と比較する（ステップＰ６）。また、前記の変動成分（評価関数）を２階微分することにより変動の傾きの変化率が求められ（ステップＰＰ８）、この傾きの変化率が負であるかどうか判断される（ステップＰＰ９）。
【００３４】
これらステップＰＰ６、ステップＰＰ７において傾きが０でない、もしくは傾きの変化率が負でない場合は極大値でないため、駆動装置６０を駆動することにより波を揺らし（ステップＰ７）、再び反射波を計測するループに入り最適方向を再び探索する。
【００３５】
ステップＰＰ６で傾きが０であり、かつステップＰＰ９で傾きの変化率が負である場合（ステップＰＰ１０）は極大値、つまり最適方向であると考えられるため、その方向が保持される。
【００３６】
また、図６に示したフローチャートに代えて図７に示したフローチャートにより本例を実行することもできる。ステップＰＰ１〜ステップＰＰ５までは、前記した図６におけると同じであるので説明は省略する。ステップＰＰ６’では、ステップＰＰ５での積分値が０か否かが判別される。０でなければ極大でないので、ステップＰＰ７で波を揺らす。
【００３７】
ステップＰＰ６’で０であると判定されれば、極大か極小かを判別するためステップＰＰ８’で２階微分し、その結果をステップＰＰ９’で０と比較する。ステップＰＰ９’で負でないと判別されれば、極大でないのでステップＰＰ７で波を揺らし、負であると判別されれば極大値、つまり最適方向であると考えられるため、その方向が保持される。
【００３８】
波の性質が図２のようなものである場合には図３のアルゴリズムを用い、波の性質が図５のようなものであれば図６或いは図７のアルゴリズムを用いる。
【００３９】
図８は図６、図７などに示した２階微分するプログラムを実行する場合における制御装置５２の制御システムの例である。この制御システムにおいて、規範信号９０が制御コントローラ３に入力され、サーボ駆動装置１が装置８０を揺らす。この装置８０から現在の方向信号、例えば反射波に応じた出力信号、例えば電流・電圧など、が出力され、ハイパスフィルタ２に入力される。ハイパスフィルタ２で低周波成分が取り除かれる。このハイパスフィルタ２では、例えば直流成分のみを取り除くならばカットオフ周波数は５Ｈｚ程度でよい。ハイパスフィルタ２で変動成分のみが取り出され、この出力が微分器４に入力されて、積分器６で積分してゲインが与えられる。また、微分器４からの出力を再び微分器４００で微分して、出力を比較器９００に入力する。
【００４０】
比較器９００では、例えば入力が負である場合は０を出力し、０以上であれば１を出力する仕組みが考えられる。比較器９００からの出力は減算器７に入力され、積分器６からの出力とを減算器７で０と比較する事により、極大値を探索することが可能となる。減算器７の出力に乗算器５でａ  ｓｉｎ  ωｔ  と乗算する。このとき、最適方向からずれが大きいほど減算器７からの出力の絶対値は大きくなるため、乗算器５からの出力が大きくなり、幅広く最適方向が探索される。また、最適方向にいるときには減算器７からの出力が０となるため、ａ  ｓｉｎ  ωｔ  による振動の影響はなくなり、最適方向に収束したままとなる。この乗算器５からの信号と、規範信号９０とから新しい制御信号が制御コントローラ３で作られる。
【００４１】
図８に示した制御システムにおける、制御部６２、サーボ駆動装置１、装置８０はそれぞれ図１における、制御装置５２、駆動装置６０、装置全体４３に対応する。駆動装置６０、対象４０などについては、既に説明した。
【００４２】
（請求項４関連）
本例は、前記図１に示した自動探索サーボ制御装置の構成の変形例である。図１の例では、発射装置５０と検出器４５とが別位置に配置されていた。本例は発射装置と検出器とを同一の装置で共通化したものである。
【００４３】
自動探索サーボ制御装置において、発射装置と検出器が同一の場合の例を図９に示す。図９において、発射装置５１から波が発射され、コリメータ装置４６に入射されて平行波となる。この平行波が焦点調整部４１を通って対象４０にピントなどが合わせられる。この時に駆動装置６０によって装置全体４３が微小な正弦波で例えば左右方向や上下方向などに揺らされる。
【００４４】
対象４０に当たった波は反射されて、焦点調整部４１を通り、コリメータ装置４６を通り、発射装置５１と同一の装置として構成された検出器４５に入る。検出器４５では反射波のエネルギーに応じて出力信号が制御装置５２に送られ、その出力信号をもとに駆動装置６０が駆動されて装置全体４３の方向が調整される。図９の自動探索サーボ制御装置例においても制御装置５２の仕組みは前記図１に基づいて説明した図４、図８などの場合に準ずる。
【００４５】
（請求項５関連）
例１  発射装置が２つの例
図１０は自動探索サーボ制御装置において、発射装置が２つある場合の例である。発射装置４８から一つの波が発射される。発射された波はスプリッタ５３により曲げられ、コリメータ装置４６を通り平行波になる。この平行波が焦点調整部４１を通って対象４０にピントなどが合わせられる。
【００４６】
この時に、発射装置４８、スプリッタ５３、コリメータ装置４６、焦点調整部４１、さらに、後述するもう一つの発射装置４３０、もう一つのスプリッタ５３、検出器４５などを含む装置全体４４が駆動装置６０により微小な正弦波で例えば左右方向や上下方向などに揺らされる。
【００４７】
対象４０に当たった波が反射され、焦点調整部４１を通り、コリメータ装置４６を通り、スプリッタ５３、４２を素通りして検出器４５に入る。同様に別の発射装置４３０から別の波が発射され、スプリッタ４２により曲げられ、スプリッタ５３を素通りして、コリメータ装置４６を通り平行波になる。この平行波が焦点調整部４１を通って対象４１にピントなどが合わせられる。対象４０に当たった波が反射され、焦点調整部４１を通り、コリメータ装置４６を通り、スプリッタ５３、４２を素通りして検出器４５に入る。
【００４８】
検出器４５では反射波のエネルギーに応じて出力信号が制御装置５２に送られ、その出力信号をもとに駆動装置６０が駆動されて装置全体４４の方向が調整される。かかる図１０の自動探索サーボ制御装置例においても制御装置５２の仕組みは前記した図１、図４、図８等の例に準ずる。
【００４９】
例２  検出器が２つの例
図１１は自動探索サーボ制御装置において、検出器が２つある場合の例である。発射装置４３０から一つの波が発射される。発射された波はスプリッタ４２により曲げられ、スプリッタ５３を素通りしてコリメータ装置４６を通り平行波になる。この平行波が焦点調整部４１を通って対象４０にピントなどが合わせられる。
【００５０】
この時に、発射装置４３０、スプリッタ４２、５３、コリメータ装置４６、焦点調整部４１、後述する検出器４５、４５ａなどを含む装置全体４４が駆動装置６０により微小な正弦波で例えば左右方向や上下方向などに揺らされる。
【００５１】
対象４０に当たった波が反射され、焦点調整部４１を通り、コリメータ装置４６を通り、スプリッタ５３、４２を素通りして検出器４５に入る。また、スプリッタ５３により曲げられて検出器４５ａに入る。
【００５２】
検出器４５、４５ａでは反射波のエネルギーに応じて出力信号が制御装置５２に送られ、その出力信号をもとに駆動装置６０が駆動されて装置全体４４の方向が調整される。かかる図１１の自動探索サーボ制御装置例においても制御装置５２の仕組みは前記した図１、図４、図８等の例に準ずる。
【００５３】
例３  発射装置、検出器がそれぞれ２つの例
図１２は自動探索サーボ制御装置において、発射装置、検出器がそれぞれ２つある場合の例である。発射装置４３０から一つの波が発射される。発射された波はスプリッタ４２により曲げられ、スプリッタ５３を素通りしてコリメータ装置４６を通り平行波になる。また、発射装置４８から一つの波が発射される。発射された波はスプリッタ５３により曲げられ、コリメータ装置４６を通り平行波になる。この平行波が焦点調整部４１を通って対象４０にピントなどが合わせられる。
【００５４】
この時に、発射装置４８、４３０、スプリッタ４２、４３、コリメータ装置４６、焦点調整部４１、後述するスプリッタ５３ａ、検出器４５、４５ａなどを含む装置全体４４が駆動装置６０により微小な正弦波で例えば左右方向や上下方向などに揺らされる。
【００５５】
対象４０に当たった波が反射され、焦点調整部４１を通り、コリメータ装置４６を通り、スプリッタ５３、４２、５３ａを素通りして検出器４５に入る。また、スプリッタ５３ａにより曲げられて検出器４５ａに入る。
【００５６】
検出器４５、４５ａでは反射波のエネルギーに応じて出力信号が制御装置５２に送られ、その出力信号をもとに駆動装置６０が駆動されて装置全体４４の方向が調整される。かかる図１１の自動探索サーボ制御装置例においても制御装置５２の仕組みは前記した図１、図４、図８等の例に準ずる。
【００５７】
（請求項６関連）
これまで述べた図１〜図１２の各例において、発射装置から出射される波が光であり、この波を受ける対象が光記録媒体であるとき、高精度な情報の記録・再生・消去などができる。
【００５８】
ここでは、発射装置から出射される波が光であり、この波を受ける対象が光記録媒体であるときの具体例を示す。図１３において、レーザダイオード２６（発射装置）から出たレーザ光（波）はビームスプリッタ２１により曲げられる。曲げられたレーザ光はコリメータ装置２３により平行光線になる。この平行光線は反射ミラー２５により反射されて対物レンズ２４で光記録媒体２２（対象）に集光される。
【００５９】
光記録媒体２２で反射されたレーザ光は反射ミラー２５で反射され、コリメータ装置２３を通り、ビームスプリッタ２１を素通りして光検出器２０によって信号検知される。
【００６０】
光検出器２０で検知された信号に応じて出力信号が制御装置２７（前記例の制御装置５２に相当）に入力される。この制御装置２７において、検出信号が設定したしきい値よりもエネルギーが大きいかどうかの判断が行われ、大きければそのままであり、小さければ光記録媒体に対してチルト方向に誤差があるので、駆動装置６０ａを介して反射ミラー２５と対物レンズ２４を装備する装置２８の方向を調整し、最適な方向を探索する。ここで、制御装置２７は、反射光の評価関数を図３のフローチャートに従い１階微分若しくは、図６又は図７のフローチャートに従い２階微分を行い極大値を判別して駆動装置６０ａを制御し、装置２８が最適方向をとるように常に自動探索し、チルト誤差を補正することが可能となる。
【００６１】
（請求項７関連）
前記した図１３に示す構成において、光記録媒体２２に代えて、これを様々な曲率を持つもの、例えば円柱状・円錐状・球など、を用いても、本発明にかかる自動探索サーボ制御装置を用いることで、自動で反射光を最適方向、例えば曲率面の法線方向に調整可能であり、有効である。図１４は、図１３における構成中、光記録媒体を円柱状・円錐状・球など、曲率面を有する光記録媒体２２０を代表して示したものである。光記録媒体２２０以外の他の構成は図１３におけると同じである。本例では、対象たる光記録媒体２２０が曲率をもつものでも常に入、反射光を曲率面の法線方向へ自動追従を行うことができる。
【００６２】
［２］実施の形態例（画像形成装置）
以下では、前記した自動探索サーボ制御装置を画像形成装置に適用した例を述べる。
第１例（像担持体が感光体ドラムの画像形成装置）請求項８、９関連
図１２はカラー複写機からなる画像形成装置に対して前記した自動探索サーボ制御装置を適用した第１例である。
図１２において、符号３１０は装置本体を示す。この装置本体３１０は、その外装ケース３１１内の中央よりもやや右寄りに、像担持体としてのドラム状の感光体（所謂感光体ドラム）３１２を備えている。感光体３１２の周りには、その上に設置されている帯電器３１３から矢示の回転方向（反時計方向）へ順に、現像手段としての回転型現像装置３１４、中間転写ユニット３１５、クリーニング装置３１６、除電器３１７などが配置されている。
【００６３】
これらの帯電器３１３、回転型現像装置３１４、クリーニング装置３１６、除電器３１７の上には、露光手段としての光書込み装置、例えばレーザ書込み装置３１８が設置される。回転型現像装置３１４は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーをそれぞれ収納した、現像ローラ３２１を有する現像器３２０Ａ、３２０Ｂ、３２０Ｃ、３２０Ｄを備え、中心軸まわりに回転して各色の現像器３２０Ａ、３２０Ｂ、３２０Ｃ、３２０Ｄを選択的に感光体３１２の外周に対向する現像角変位へ移動させる。
【００６４】
中間転写ユニット３１５は複数のローラ３２３に像担持体としての無端状の中間転写体、例えば中間転写ベルト３２４が掛け渡され、この中間転写ベルト３２４は感光体３１２に当接される。中間転写ベルト３２４の内側には転写装置３２５が設置され、中間転写ベルト３２４の外側には転写装置３２６及びクリーニング装置３２７が設置されている。クリーニング装置３２７は中間転写ベルト３２４に対して接離自在に設けられる。
【００６５】
レーザ書込み装置３１８は、画像読取装置２３９から図示しない画像処理部を介して各色の画像信号が入力され、各色の画像信号により順次に変調されたレーザ光Ｌｂを一様帯電状態の感光体３１２に照射して感光体３１２を露光することで感光体３１２上に静電潜像を形成する。
【００６６】
画像読取装置３２９は装置本体３１０の上面に設けられた原稿台３３０上にセットされた原稿Ｇの画像を色分解して読み取り、電気的な画像信号に変換する。記録媒体搬送路３３２は右から左へ用紙等の記録媒体を搬送する。記録媒体搬送路３３２には、中間転写ユニット３１５及び転写装置３２６より手前にレジストローラ３３３が設置され、中間転写ユニット３１５及び転写装置３２６より下流側に搬送ベルト３３４、定着装置３３５、排紙ローラ３３６が配置されている。
【００６７】
装置本体３１０は給紙装置３５０上に載置される。給紙装置３５０内には、複数の給紙カセット３５１が多段に設けられ、給紙ローラ３５２のいずれか１つが選択的に駆動されて給紙カセット３５１のいずれか１つから記録媒体が送り出される。この記録媒体は装置本体３１０内の自動給紙路３３７を通して記録媒体搬送路３３２へ搬送される。また、装置本体３１０の右側には、手差しトレイ３３８が開閉自在に設けられ、この手差しトレイ３３８から挿入された記録媒体は装置本体３１０内の手差し給紙路３３９を通して記録媒体搬送路３３２へ搬送される。
【００６８】
装置本体３１０の左側には、図示しない排紙トレイが着脱自在に取り付けられ、記録媒体搬送路３３２を通して排紙ローラ３３６により排出された記録媒体が排紙トレイへ収容される。
【００６９】
この例において、カラーコピーをとる時には、原稿台３３０上に原稿Ｇをセットし、図示しないスタートスイッチを押すと、複写動作が開始される。まず、画像読取装置３２９が原稿台３３０上の原稿Ｇの画像を色分解して読み取る。同時に、給紙装置３５０内の給紙カセット３５１から給紙ローラ３５２で選択的に記録媒体が送り出され、この記録媒体は自動給紙路３３７、記録媒体搬送路３３２を通してレジストローラ３３３に突き当たって止まる。
【００７０】
感光体３１２は、反時計方向に回転し、複数のローラ３２３のうちの駆動ローラの回転で中間転写ベルト３２４が時計方向へ回転する。感光体３１２は、回転に伴い、帯電器３１３により一様に帯電され、画像読取装置３２９から画像処理部を介してレーザ書込み装置３１８に加えられる１色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置３１８から照射されて静電潜像が形成される。
【００７１】
この感光体３１２上の静電潜像は回転型現像装置３１４の１色目の現像器３２０Ａにより現像されて１色目の画像となり、この感光体３１２上の１色目の画像は転写装置３２５により中間転写ベルト３２４に転写される。感光体３１２は、１色目の画像の転写後にクリーニング装置３１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器３１７で除電される。
【００７２】
続いて、感光体３１２は、帯電器３１３により一様に帯電され、画像読取装置３２９から画像処理部を介してレーザ書込み装置３１８に加えられる２色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置３１８から照射されて静電潜像が形成される。この感光体３１２上の静電潜像は回転型現像装置３１４の２色目の現像器３２０Ｂにより現像されて２色目の画像となり、この感光体３１２上の２色目の画像は転写装置３２５により中間転写ベルト３２４上に１色目の画像と重ねて転写される。感光体３１２は、２色目の画像の転写後にクリーニング装置３１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器３１７で除電される。
【００７３】
次に、感光体３１２は、帯電器３１３により一様に帯電され、画像読取装置３２９から画像処理部を介してレーザ書込み装置３１８に加えられる３色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置３１８から照射されて静電潜像が形成される。
【００７４】
この感光体３１２上の静電潜像は回転型現像装置３１４の３色目の現像器３２０Ｃにより現像されて３色目の画像となり、この感光体３１２上の３色目の画像は転写装置３２５により中間転写ベルト３２４上に１色目の画像、２色目の画像と重ねて転写される。感光体３１２は、３色目の画像の転写後にクリーニング装置３１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器３１７で除電される。
【００７５】
さらに、感光体３１２は、帯電器３１３により一様に帯電され、画像読取装置３２９から画像処理部を介してレーザ書込み装置３１８に加えられる４色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置３１８から照射されて静電潜像が形成される。この感光体３１２上の静電潜像は回転型現像装置３１４の４色目の現像器３２０Ｄにより現像されて４色目の画像となり、この感光体３１２上の４色目の画像が転写装置３２５により中間転写ベルト３２４上に１色目の画像、２色目の画像、３色目の画像と重ねて転写されることでフルカラー画像が形成される。感光体３１２は、４色目の画像の転写後にクリーニング装置３１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器３１７で除電される。
【００７６】
そして、レジストローラ３３３がタイミングをとって回転して記録媒体が送り出され、この記録媒体は転写装置３２６により中間転写ベルト３２４上のフルカラー画像が転写される。この記録媒体は、搬送ベルト３３４で搬送されて定着装置３３５によりフルカラー画像が定着され、排紙ローラ３３６により排紙トレイへ排出される。また、中間転写ベルト３２４はフルカラー画像の転写後にクリーニング装置３２７でクリーニングされて残留トナーが除去される。
【００７７】
以上４色重ね画像を形成する動作について説明したが、３色重ね画像を形成する場合には感光体３１２上に３つの異なる単色画像が順次に形成されて中間転写ベルト３２４上に重ねて転写された後に記録媒体に一括して転写され、２色重ね画像を形成する場合には感光体３１２上に２つの異なる単色画像が順次に形成されて中間転写ベルト３２４上に重ねて転写された後に記録媒体に一括して転写される。また、単色画像を形成する場合には、感光体３１２上に１つの単色画像が形成されて中間転写ベルト３２４上に転写された後に記録媒体に転写される。
【００７８】
このようなカラー複写機においては、感光体３１２へのレーザ書き込み精度が最終画像の品質に大きく影響し、より高精度な感光体３１２への書き込みが望まれる。そこで、この例では、感光体ドラム３１２へのレーザ書き込みが図１１に示す例の自動探索サーボ制御装置により行われる。
【００７９】
本例において、像担持体としての感光体３１２を回転させて画像形成を行う画像形成装置について、前記した図１乃至図１４にかかる自動探索サーボ制御装置を適用したものであり、感光体３１２が対象４０に対応し、図１４における記録媒体２２０、レーザ書込み装置３１８が装置全体２８、４３、４４などに相当する。図１５において、制御装置５２、駆動装置６０は図示を省略してある。本例では、レーザ書き込みを本発明にかかる自動探索サーボ制御装置により行うので、感光体３１２への書き込み精度が向上し、高品質な画像を得ることができる。
【００８０】
第２例（像担持体が感光体ベルトの画像形成装置）請求項８、１０関連
図１３に、像担持体が感光体ベルトの画像形成装置に対して、本発明の自動探索サーボ制御装置を適用した例を示す。この例は、カラー複写機からなる画像形成装置の例である。像担持体としての符号５０１で示す媒体は、閉ループ状のＮＬのベルト基材の外周面上に、有機光半導体（ＯＰＣ）等の感光層が薄膜状に形成された感光体ベルトである。この感光体ベルト５０１（以下、単に感光体５０１と称する）は、３本の感光体搬送ローラ５０２〜５０４によって支持され、駆動モータ（図示せず）によって矢印Ａ方向に回動する。
【００８１】
感光体５０１の周りには、矢印Ａで示す感光体５０１回転方向へ順に、帯電器５０５、露光手段としての露光光学系（以下ＬＳＵという）５０６、ブラック，イエロー，マゼンタ，シアンの各色の現像器５０７〜５１０、中間転写ユニット５１１、感光体クリーニング手段５１２及び除電器５１３が設けられている。帯電器５０５は、−４〜５ｋＶ程度の高電圧が図示しない電源装置から印加され、感光体５０１の帯電器５０５に対向した部分を帯電して一様な帯電電位を与える。
【００８２】
ＬＳＵ  ５０６は、レーザ駆動回路（図示せず）により階調変換手段（図示せず）からの各色の画像信号を順次に光強度変調やパルス幅変調してその変調信号で光書込み装置３１８ａの半導体レーザＬＤを駆動することにより露光光線５１４を得、この露光光線５１４により感光体５０１を走査して感光体５０１上に各色の画像信号に対応する静電潜像を順次に形成する。光書込み装置３１８ａ内にはよく知られるように、半導体レーザＬＤ、ポリゴンミラーＰＭ、光学系（図示せず）が配備されている。
【００８３】
継ぎ目センサ５１５はループ状に形成された感光体５０１の継ぎ目を検知するものであり、継ぎ目センサ５１５が感光体５０１の継ぎ目を検知すると、感光体５０１の継ぎ目を回避するように、かつ、各色の静電潜像形成角変位が同一になるように、タイミングコントローラ５１６がＬＳＵ  ５０６の発光タイミングを制御する。
【００８４】
各現像器５０７〜５１０は、それぞれの現像色に対応したトナーを収納しており、感光体５０１上の各色の画像信号に対応した静電潜像に応じたタイミングで選択的に感光体５０１に当接し、感光体５０１上の静電潜像をトナーにより現像して各色の画像とすることで、４色重ねの画像によるフルカラー画像を形成する。
【００８５】
中間転写ユニット５１１は、アルミニウム等の金属の素管に導電性の樹脂等からなるベルト状のシートを巻いた中間転写体としての中間転写ドラム５１７と、ゴム等をブレード状に形成した中間転写体クリーニング手段５１８とからなり、中間転写ドラム５１７上に４色重ねの画像が形成されている間は中間転写体クリーニング手段５１８が中間転写ドラム５１７から離間している。
【００８６】
中間転写体クリーニング手段５１８は、中間転写体５１７をクリーニングする時のみ中間転写ドラム５１７に当接し、中間転写ドラム５１７から記録媒体としての記録紙５１９に転写されずに残ったトナーを除去する。記録紙は、記録紙カセット５２０から給紙ローラ５２１により１枚ずつ用紙搬送路５２２に送り出される。
【００８７】
転写手段としての転写ユニット５２３は、中間転写ドラム５１７上のフルカラー画像を記録紙５１９に転写するものであり、導電性のゴム等をベルト状に形成した転写ベルト５２４と、中間転写ドラム５１７上のフルカラー画像を記録紙５１９に転写するための転写バイアスを中間転写５１７に印加する転写器５２５と、フルカラー画像が転写された後に記録紙５１９が中間転写ドラム５１７に静電的に張り付くのを防止するようにバイアスを中間転写ドラム５１７に印加する分離器５２６とから構成されている。
【００８８】
定着器５２７は、内部に熱源を有するヒートローラ５２８と、加圧ローラ５２９とから構成され、記録紙５１９上に転写されたフルカラー画像をヒートローラ５２８と加圧ローラ５２９との記録紙挟持回転に伴い圧力と熱を記録紙５１９に加えて記録紙５１９にフルカラー画像を定着させてフルカラー画像を形成する。
【００８９】
以上のように構成された第３の実施例について、以下その動作を説明する。ここで、静電潜像の現像は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順で行われるものとして説明を進める。
【００９０】
感光体５０１と中間転写体５１７は、それぞれの駆動源（図示せず）により、矢印Ａ、Ｂ方向にそれぞれ駆動される。この状態で、まず、帯電器５０５に−４〜５ｋＶ程度の高電圧が電源装置（図示せず）から印加され、帯電器５０５が感光体５０１の表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。
【００９１】
次に、継ぎ目センサ５１５が感光体５０１の継ぎ目を検知してから、感光体５０１の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体５０１にＬＳＵ  ５０６からブラックの画像信号に対応したレーザビームの露光光線５１４が照射され、感光体５０１は露光光線５１４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
【００９２】
一方、ブラック現像器５０７は所定のタイミングで感光体５０１に当接される。ブラック現像器５０７内のブラックトナーは負の電荷が予め与えられており、感光体５０１上の露光光線５１４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみブラックトナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。
【００９３】
ブラック現像器５０７により感光体５０１の表面に形成されたブラックトナー像は、中間転写ドラム５１７に転写される。感光体５０１から中間転写ドラム５１７に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段５１２により除去され、さらに除電器５１３によって感光体５０１上の電荷が除去される。
【００９４】
次に、帯電器５０５が感光体５０１の表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。そして、継ぎ目センサ５１５が感光体５０１の継ぎ目を検知してから、感光体５０１の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体５０１にＬＳＵ  ５０６からシアンの画像信号に対応したレーザ光の露光光線５１４が照射され、感光体５０１は露光光線５１４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
【００９５】
一方、感光体５０１には所定のタイミングでシアン現像器５０８が当接される。シアン現像器５０８内のシアントナーは負の電荷が予め与えられており、感光体５０１上の露光光線５１４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみシアントナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。
【００９６】
シアン現像器５０８により感光体５０１の表面に形成されたシアントナー像は、中間転写体５１７上にブラックトナー像と重ねて転写される。感光体５０１から中間転写ドラム５１７に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段５１２により除去され、さらに除電器５１３によって感光体５０１上の電荷が除去される。
【００９７】
次に、帯電器５０５が感光体５０１の表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。そして、継ぎ目センサ５１５が感光体５０１の継ぎ目を検知してから、感光体５０１の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体５０１にＬＳＵ  ５０６からマゼンタの画像信号に対応したレーザビームの露光光線５１４が照射され、感光体５０１は露光光線５１４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
【００９８】
一方、感光体５０１には所定のタイミングでマゼンタ現像器５０９が当接される。マゼンタ現像器５０９内のマゼンタトナーは負の電荷が予め与えられており、感光体５０１上の露光光線５１４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみマゼンタトナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。
【００９９】
マゼンタ現像器５０９により感光体５０１の表面に形成されたマゼンタトナー像は、中間転写ドラム５１７上にブラックトナー像、シアントナー像と重ねて転写される。感光体５０１から中間転写ドラム５１７に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段５１２により除去され、さらに除電器５１３によって感光体５０１上の電荷が除去される。
【０１００】
さらに、帯電器５０５が感光体５０１の表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。そして、継ぎ目センサ５１５が感光体５０１の継ぎ目を検知してから、感光体５０１の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体５０１にＬＳＵ  ５０６からイエローの画像信号に対応したレーザビームの露光光線５１４が照射され、感光体５０１は露光光線５１４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
【０１０１】
一方、感光体５０１には所定のタイミングでイエロー現像器５１０が当接される。イエロー現像器５１０内のイエロートナーは負の電荷が予め与えられており、感光体５０１上の露光光線５１４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみイエロートナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。
【０１０２】
イエロー現像器５１０により感光体５０１の表面に形成されたイエロートナー像は中間転写体５１７上にブラックトナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像と重ねて転写され、中間転写体５１７上にフルカラー画像が形成される。感光体５０１から中間転写体５１７に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段５１２により除去され、さらに除電器５１３によって感光体５０１上の電荷が除去される。
【０１０３】
中間転写ドラム５１７上に形成されたフルカラー画像は、これまで中間転写ドラム５１７から離間していた転写ユニット５２３が中間転写体５１７に接触し、転写器５２５に＋１ｋＶ程度の高電圧が電源装置（図示せず）から印加されることで、記録紙カセット５２０から用紙搬送路５２２に沿って搬送されてきた記録紙５１９へ転写器５２５により一括して転写される。
【０１０４】
また、分離器５２６には記録紙５１９を引き付ける静電力が働くように電圧が電源装置から印加され、記録紙５１９が中間転写ドラム５１７から剥離される。続いて、記録紙５１９は、定着器５２７に送られ、ここでヒートローラ５２８と加圧ローラ５２９とによる挟持圧、ヒートローラ５２８の熱によってフルカラー画像が定着されて排紙ローラ５３０により排紙トレイ５３１へ排出される。
【０１０５】
また、転写ユニット５２３により記録紙５１９上に転写されなかった中間転写体５１７上の残留トナーは中間転写体クリーニング手段５１８により除去される。中間転写体クリーニング手段５１８は、フルカラー画像が得られるまで中間転写体５１７から離間した角変位にあり、フルカラー画像が記録紙５１９に転写された後に中間転写体５１７に接触して中間転写ドラム５１７上の残留トナーを除去する。以上の一連の動作によって１枚分のフルカラー画像形成が終了する。
【０１０６】
このようなカラー複写機においては、感光体５０１へのレーザ書き込み精度が最終画像の品質に大きく影響し、特に高精度な感光体ベルト１への高精度書き込みが望まれる。
【０１０７】
本例において、像担持体としての感光体ベルト５０１を回転させて画像形成を行う画像形成装置について、前記した図１乃至図１４にかかる自動探索サーボ制御装置を適用したものであり、感光体ベルト５０１が対象４０に対応し、例えば、図１４における記録媒体２２０、レーザ書込み装置３１８ａが装置全体２８、４３、４４などに相当する。図１６では、制御装置５２、駆動装置６０は図示を省略してある。
【０１０８】
本例では、レーザ書き込みを本発明にかかる自動探索サーボ制御装置により行うので、感光体への書き込み精度が向上し、高品質な画像を得ることができる。
【０１０９】
第３例（複数の像担持体を用いる画像形成装置）請求項１１関連
図１７に本発明の例を示す。この例は、複数の像担持体を回転させてカラー画像を形成する画像形成装置において、該像担持体が曲率を有する書込み面を有し、該複数の像担持体の少なくとも一つ以上のレーザ書き込みを、本発明にかかる自動探索サーボ制御装置を用いて行うものである。
【０１１０】
本例では、所謂タンデム方式の画像形成装置で説明する。この例においては、複数色、例えばブラック（以下Ｂｋという）、マゼンタ（以下Ｍという）、イエロー（以下Ｙという）、シアン（以下Ｃという）の各画像をそれぞれ形成する複数の画像形成ユニット２２１ＢＫ、２２１Ｍ、２２１Ｙ、２２１Ｃが垂直方向に配列され、この画像形成ユニット２２１ＢＫ、２２１Ｍ、２２１Ｙ、２２１Ｃは、それぞれ像担持体としてのドラム状をした感光体２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃ、帯電装置（例えば接触帯電装置）２２３ＢＫ、２２３Ｍ、２２３Ｙ、２２３Ｃ、現像装置２２４ＢＫ、２２４Ｍ、２２４Ｙ、２２４Ｃ、クリーニング装置２２５ＢＫ、２２５Ｍ、２２５Ｙ、２２５Ｃなどから構成される。
【０１１１】
感光体２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃは、無端状搬送直接転写ベルト２２６と対向して垂直方向に配列され、搬送直接転写ベルト２２６と同じ周速で回転駆動される。この感光体２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃは、それぞれ、帯電装置２２３ＢＫ、２２３Ｍ、２２３Ｙ、２２３Ｃにより均一に帯電された後に、露光手段としての光書き込み装置２２７ＢＫ、２２７Ｍ、２２７Ｙ、２２７Ｃによりそれぞれ露光されて静電潜像が形成される。
【０１１２】
光書き込み装置２２７ＢＫ、２２７Ｍ、２２７Ｙ、２２７Ｃは、本体に揺動可能に支持されたユニット状に構成されていて、それぞれＹ、Ｍ、Ｃ、ＢＫ各色の画像信号により半導体レーザ駆動回路で半導体レーザを駆動して半導体レーザからのレーザビームをポリゴンミラー２２９ＢＫ、２２９Ｍ、２２９Ｙ、２２９Ｃにより偏向走査し、このポリゴンミラー２２９ＢＫ、２２９Ｍ、２２９Ｙ、２２９Ｃからの各レーザビームを図示しないｆθレンズやミラーを介して感光体２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃに結像することにより、感光体２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃを露光して静電潜像を形成する。
【０１１３】
この感光体２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃ上の静電潜像は、それぞれ現像装置２２４ＢＫ、２２４Ｍ、２２４Ｙ、２２４Ｃにより現像されてＢＫ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色のトナー像となる。したがって、帯電装置２２３ＢＫ、２２３Ｍ、２２３Ｙ、２２３Ｃ、光書き込み装置２２７ＢＫ、２２７Ｍ、２２７Ｙ、２２７Ｃ及び現像装置２２４ＢＫ、２２４Ｍ、２２４Ｙ、２２４Ｃは、感光体２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃ上にＢＫ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色の画像（トナー像）を形成する画像形成手段を構成している。
【０１１４】
一方、普通紙、ＯＨＰシートなどの転写紙は本実施例の下部に設置された、給紙カセットを用いて構成された給紙装置２３０から転写紙搬送路に沿ってレジストローラ２３１に給紙され、レジストローラ２３１は１色目の画像形成ユニット（転写紙に最初に感光体上の画像を転写する画像形成ユニット）２２１ＢＫにおける感光体２２２ＢＫ上のトナー像とタイミングを合わせて転写紙を搬送直接転写ベルト２２６と感光体２２２ＢＫとの転写ニップ部へ送出する。
【０１１５】
搬送直接転写ベルト２２６は垂直方向に配列された駆動ローラ２３２及び従動ローラ２３３に掛け渡され、駆動ローラ２３２が図示しない駆動部により回転駆動されて搬送直接転写ベルト２２６が感光体２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃと同じ周速で回転する。レジストローラ２３１から送り出された転写紙は、搬送直接転写ベルト２２６により搬送され、感光体２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃ上のＢＫ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色のトナー像がコロナ放電器からなる転写手段２３４ＢＫ、２３４Ｍ、２３４Ｙ、２３４Ｃにより形成される電界の作用で順次に重ねて転写されることによりフルカラー画像が形成されると同時に、搬送直接転写ベルト２２６に静電的に吸着されて確実に搬送される。
【０１１６】
この転写紙は、分離チャージャからなる分離手段２３６により徐電されて搬送直接転写ベルト２２６から分離された後に定着装置２３７によりフルカラー画像が定着され、排紙ローラ２３８により本実施例の上部に設けられている排紙部２３９へ排出される。また、感光体２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃは、トナー像転写後にクリーニング装置２２５ＢＫ、２２５Ｍ、２２５Ｙ、２２５Ｃによりクリーニングされて次の画像形成動作に備える。
【０１１７】
このようなカラー複写機においては、感光体２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃへのレーザ書き込み精度が最終画像の品質に大きく影響し、より高精度な書き込みが望まれる。そこで、この例では、感光体２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃへの書き込みが図１１に示す例の自動探索サーボ制御装置により行われる。
【０１１８】
本例において、像担持体としての感光体２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃを回転させて画像形成を行う画像形成装置について、前記した図１乃至図１４にかかる自動探索サーボ制御装置を適用したものであり、感光体２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃが対象４０、例えば、図１４における記録媒体２２０に相当し、光書き込み装置２２７ＢＫ、２２７Ｍ、２２７Ｙ、２２７Ｃがそれぞれ装置全体２８、４３、４４などに相当する。図１７では、制御装置５２、駆動装置６０は図示を省略してある。
【０１１９】
本例では、レーザ書き込みを本発明にかかる自動探索サーボ制御装置により行うので、感光体（像担持体）への書き込み精度が向上し、高品質な画像を得ることができる。なお、本例では、４つの像担持体の例で示したが、複数の感光体の少なくとも１つに適用することでも効果を得る。
【０１２０】
第４例（自動調整時期に関する例）請求項１２、１３関連
ここで、前記した第１例〜第３例において、常に自動探索サーボ制御により方向調整が実行されているのではなく、例えば時間的に、画像形成装置の立ち上がりから利用者が設定可能な時間、ｔ秒まで自動探索サーボ制御を行い、ｔ秒後は、例えば装置全体を固定することにより、初期変動のみが大きい対象や初期方向調節が重要な対象などであった場合には、立ち上がりの初期時のみ自動探索サーボ制御を行うことで装置の使用エネルギーを抑えることが可能である。
【０１２１】
これを発展させて、制御装置５２、駆動装置６０からなる自動探索サーボ制御装置について、特に、駆動装置６０を画像形成装置に対して着脱自在な構成とすることにより、工場の生産ラインで機器の初期設定において、この自動探索サーボ制御装置を使いまわすことを可能にすれば、常に自動探索するものを用いるよりは低コストで調整が可能である。
【０１２２】
さらに、自動探索サーボ制御装置に制御状態と制御しない状態の切り換えを行うスイッチを設けることで自動探索サーボ制御による自動調整を任意に実行することも可能となる。これにより、初期時のみでなく、方向がずれてきたと利用者が感じ、判断した場合に自動方向調節を行い、装置の使用エネルギーを抑えることが可能となる。
【０１２３】
［３］実施の形態例（画像読み取り装置）請求項１４関連
本例は、画像読取装置の光学系の発光装置について、本発明にかかる自動探索サーボ制御装置を適用している。ここでは、画像読取装置の走行体駆動装置の例を述べる。
【０１２４】
図１８に示す画像読取装置において、符号９０１は読み取られる原稿、符号９０２は原稿９０１が載置される原稿台、符号９０３は原稿９０１に光を照射する原稿照明系、符号９０４は反射光の光軸、符号９０５は読み取り用の素子で例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）、９０６は結像レンズ、符号９０７は全反射ミラーを表している。
【０１２５】
また、符号９０８は、これらＣＣＤ９０５、結像レンズ９０６、全反射ミラー９０７、等からなる光電変換ユニット、符号９０９、符号９１０は副走査駆動用のプーリ、符号９１１はワイヤ、符号９１８は駆動用のモータ、符号９１２はイメージスキャナのハウジングを表している。原稿を読み取るための光電変換ユニット９０８は、駆動用のモータ９１８をハウジング９１２に固定して、ワイヤ９１１とプーリ９０９、９１０などモータ９１８の駆動力を伝達する手段を用いて、原稿９０１の副走査方向に駆動する。
【０１２６】
このとき蛍光灯などの読み取り用照明系９０３で、原稿台９０２上の原稿９０１を照明し、その反射光束（光軸を９０４に示す）を複数のミラー９０７で折り返し、結像レンズ９０６を介して、ＣＣＤ９０５などのイメージセンサの受光部に原稿９０１の像を結像するようになっている。
【０１２７】
そして、この光電変換ユニット９０８により、原稿９０１の全面を走査することにより、原稿全体を読み取る。また、読み取り開始変位を示すセンサ９１３は原稿９０１の端部の下部に設置されていて、光電変換ユニット９０８は、ホームポジションＨＰから読み取り開始変位Ｐの間に立上り等速の定常状態になるように設計されていて、Ａ点に達した後読み取りを開始するようになっている。
【０１２８】
本例において、原稿台９０２上の原稿９０１が前記例における対象４０（光記録媒体２２、２２０など）に対応し、光電変換ユニット９０８が前記例における装置全体４３或いは装置全体２８に対応する。光電変換ユニット９０８に対して、前記した図１乃至図１４にかかる自動探索サーボ制御装置を適用する。図１８では、制御装置５２、駆動装置６０は図示を省略してある。本例によれば、光電変換ユニット９０８を本発明にかかる自動探索サーボ制御装置により行うので、高品質な読み取り画像を得ることができる。
【０１２９】
［４］実施の形態例（記録媒体）請求項１５関連
本例は、前記した［１］実施の形態例（自動探索サーボ制御装置）（請求項１〜７関連）で説明した自動探索サーボ制御装置を制御する制御プログラムを記録した記録媒体に関する。
【０１３０】
本発明にかかる自動探索サーボ制御装置はコンピュータを用いて行うことができる。例えば、図１９に示すようなコンピュータの一例であるパーソナルコンピュータ１００１を用いる。かかるパーソナルコンピュータにおいて、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯなどの記録媒体１００３には、上記パーソナルコンピュータ１００１に、制御演算を実行させるためのプログラムが格納されている。
【０１３１】
パーソナルコンピュータ１００１は、この記録媒体１００３に格納されているプログラムを実行することにより、本発明にかかる自動探索サーボ制御装置を含む制御対象物を制御することができる。かかる制御に用いるプログラムとしては、具体的には、コンピュータによって自動探索サーボ制御するための制御プログラム、コンピュータによって画像形成装置の感光体ドラム書き込み装置を制御するための制御プログラム、コンピュータによって対象を計測するサーボ装置を制御するための制御プログラム、コンピュータによって目標追尾装置の自動サーボ制御装置を制御するための制御プログラム等がある。記録媒体１００３には、少なくとも、前記図３、図６、図７などに示したアルゴリズム（本発明の請求項１，２，３に対応する内容を含む）を実行するためのプログラムが記録されている。
【０１３２】
【発明の効果】
本発明では、簡易な手段により、最適値へ収束可能なサーボ制御系を構成することができる。
請求項１記載の発明においては、従来のセンサを必要とすることなく、常に自動追従を行うことができる。
請求項２記載の発明では、常に極大値へ自動追従を行うことができる。
【０１３３】
請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明では追従しきれない場合の評価関数であっても、常に極大値へ自動追従を行うことができる。
請求項４記載の発明では、前記発射装置と前記検出器が同一の装置であることにより、小型化可能な構成とすることができる。
請求項５記載の自動探索サーボ制御装置において、前記発射装置と前記検出器とのどちらか、もしくは両方が少なくとも二つ以上ある装置であることによって、高精度な自動追従を行うことができる。
請求項６記載の発明では、自動探索サーボ制御装置において、発射装置から出射される波が光であり、かつ、この波を受ける対象が光記録媒体であることにより、高精度な記録・再生・消去などをことができる。
請求項７記載の発明では、対象が曲率をもつものでも常に入、反射光を曲率面の法線方向へ自動追従を行うことができる。
請求項８〜１０記載の発明では、自動探索サーボ制御装置を用いることで像担持体、感光体ドラムへの書き込み精度が向上し、常に高品質な画像を得ることができる。
請求項１１記載の発明では、複数の像担持体を回転させてカラー画像を形成する画像形成装置において、前記複数の像担持体の少なくとも一つ以上のレーザ書き込みを本発明にかかる自動探索サーボ制御装置により行うことにより、常に高品質な画像を得ることができる。
請求項１２記載の発明では、自動調整を立ち上がりの初期時のみ行なうことで、その後は自動調整が行わないことによって、さらなる低コスト化を行うことができる。
請求項１３記載の発明では、自動調整を任意に行うことができることによって、装置の使用エネルギーを抑えることが可能となる。
請求項１４記載の発明では、常に高品質な画像読み込みを可能とすることができる。
請求項１５記載の発明では、コンピュータによって自動探索サーボ装置を制御させる制御プログラムを記録した記録媒体であって、該制御プログラムは請求項１、２、３のいずれか１つに記載の自動探索サーボ制御装置を制御するものであるので、高精度な自動探索サーボ制御系を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動探索サーボ制御装置の構成例を説明したブロック図である。
【図２】反射波エネルギー波形を模視的に示した図である。
【図３】自動探索サーボ制御手順を説明したフローチャートである。
【図４】自動探索サーボ制御のための制御部のブロック図である。
【図５】エネルギー波形を模視的に示した図である。
【図６】自動探索サーボ制御手順を説明したフローチャートである。
【図７】自動探索サーボ制御手順を説明したフローチャートである。
【図８】自動探索サーボ制御のための制御部のブロック図である。
【図９】自動探索サーボ制御装置の構成例（発射装置と検出装置が同一の場合）を説明したブロック図である。
【図１０】自動探索サーボ制御装置の構成例（発射装置が２つの場合）を説明したブロック図である。
【図１１】自動探索サーボ制御装置の構成例（検出器が２つの場合）を説明したブロック図である。
【図１２】自動探索サーボ制御装置の構成例（発射装置と検出器がそれぞれ２つの場合）を説明したブロック図である。
【図１３】レーザ光の発射方向を光記録媒体に対して最適方向に自動調節する自動探索サーボ制御装置を概略構成図である。
【図１４】レーザ光の発射方向を光記録媒体に対して最適方向に自動調節する自動探索サーボ制御装置を概略構成図である。
【図１５】本発明にかかる自動探索サーボ装置を適用する画像形成装置の概略構成図である。
【図１６】本発明にかかる自動探索サーボ装置を適用する画像形成装置の概略構成図である。
【図１７】本発明にかかる自動探索サーボ装置を適用する画像形成装置の概略構成図である。
【図１８】本発明にかかる自動探索サーボ装置を適用する画像読み取り装置の概略構成図である。
【図１９】本発明にかかる自動探索サーボ装置を制御するコンピューターの概略構成図である。
【符号の説明】
４８、５０、５１、４３０  発射装置
４５、４５ａ  検出器
【図１】
2004241050.tif 000003
【図２】
2004241050.tif 000004
【図３】
2004241050.tif 000005
【図４】
2004241050.tif 000006
【図５】
2004241050.tif 000007
【図６】
2004241050.tif 000008
【図７】
2004241050.tif 000009
【図８】
2004241050.tif 000010
【図９】
2004241050.tif 000011
【図１０】
2004241050.tif 000012
【図１１】
2004241050.tif 000013
【図１２】
2004241050.tif 000014
【図１３】
2004241050.tif 000015
【図１４】
2004241050.tif 000016
【図１５】
2004241050.tif 000017
【図１６】
2004241050.tif 000018
【図１７】
2004241050.tif 000019
【図１８】
2004241050.tif 000020
【図１９】
2004241050.tif 000021