(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビーム光走査装置であって、
ビーム光を出力する発光器と、
この発光器から出力されるビーム光が被走査面上を主走査方向に走査するように、前記被走査面に向けて前記ビーム光を反射させるミラーと、
前記ミラーにより主走査方向に走査されるビーム光の前記被走査面上における副走査方向の通過位置を変更するための光路変更部材と、
前記被走査面上あるいは被走査面上と同等の位置に配置され、前記ミラーによって走査されるビーム光を電流に変換する光検知部材によって構成され、前記主走査方向に直交な方向におけるビーム光の走査位置の変化に応じて電流を出力している時間が連続的に増減する複数の第１のパターンを有する第１のセンサと、
前記ミラーによって走査されるビーム光を電流に変換する光検知部材によって構成され、前記主走査方向に直交な方向におけるビーム光の走査位置の変化に応じて前記第１のパターンの出力電流とは逆に電流を出力している時間が増減する複数の第２のパターンを有し、前記被走査面上あるいは被走査面上と同等の位置に前記各第２のパターンが前記主走査方向に前記第１のセンサの各第１のパターンと交互に並べて配置される第２のセンサと、
前記第１のセンサからの出力電流を電圧に変換し、前記第２のセンサからの出力電流を電圧に変換し、それらの電圧値の差分を積分する処理回路と、
この処理回路により積分された値と特定の電圧値との比較結果に基づいて、前記発光器から出力されるビーム光の前記被走査面における副走査方向の通過位置を検知し、前記光路変更部材により前記ビーム光の前記被走査面における前記副走査方向の通過位置を所望の位置に調整する制御部と、
を具備する。
【請求項２】
前記請求項１に記載のビーム光走査装置であって、
前記第１のパターンおよび前記第２のパターンは、三角形あるいは台形の形状であり、前記第１のセンサおよび前記第２のセンサは、前記主走査方向に直交な方向におけるビーム光の走査位置の変化に対して、一方のセンサの出力が連続的に増加し、他方のセンサの出力が連続的に減少するように、前記第１のパターンと前記第２のパターンとが互いに反転された状態で前記主走査方向に交互に並べて組み合わされた状態で設置されている。
【請求項３】
前記請求項１に記載のビーム光走査装置であって、
前記第１のセンサおよび前記第２のセンサは、前記第１のパターンおよび前記第２のパターンとしての複数の三角形あるいは台形が連続する形状であり、前記主走査方向に直交な方向におけるビーム光の走査位置の変化に対して、一方のセンサの出力が連続的に増加し、他方のセンサの出力が連続的に減少するように、前記第１のパターンとしての複数の三角形あるいは台形と前記第２のパターンとしての複数の三角形あるいは台形とが互いにかみあうように組み合わされた状態で設置されている。
【請求項４】
前記請求項１に記載のビーム光走査装置であって、
前記第１のセンサおよび前記第２のセンサは、前記第１のパターンおよび前記第２のパターンとしてののこぎり歯形状のパターンからなり、前記第１のパターンおよび前記第２のパターンとしてののこぎり歯形状の歯の部分を前記ビーム光の主走査方向が横切るように、互いののこぎり歯形状がそれぞれ噛み合うように組み合わされた状態で設置されている。
【請求項５】
前記請求項１乃至４に記載のビーム光走査装置であって、
前記制御部は、さらに、前記処理回路において電圧値に変換される前記第１のセンサあるいは前記第２のセンサからの出力信号をその電圧の振幅が小さくなるように補正する。
【請求項６】
前記請求項５に記載のビーム光走査装置であって、
前記制御部は、前記処理回路から出力される値に対して前記補正による補正量に応じた検知特性に基づいて前記ビーム光の通過位置を判断する。
【請求項７】
前記請求項５又は６に記載のビーム光走査装置であって、
さらに、前記制御部による前記補正の補正量に基づく補正パルスを生成する補正パルス生成回路を有し、
前記制御部は、前記補正パルス生成回路に対して前記処理回路において電圧値に変換される前記第１のセンサあるいは前記第２のセンサからの出力信号をその電圧の振幅が小さくなるような補正量を設定し、
前記処理回路は、前記補正パルス生成回路により生成された補正パルスにより前記第１のセンサあるいは前記第２のセンサからの出力信号を補正する。
【請求項８】
ビーム光走査装置であって、
ビーム光を出力する複数の発光器と、
これらの発光器から出力される各ビーム光が被走査面上を主走査方向に走査するように、前記被走査面に向けて前記各ビーム光を反射させるミラーと、
前記ビーム光の前記被走査面上における副走査方向の通過位置を変更するための光路変更部材と、
前記ビーム光が第１の通過目標したことを検知する第１の通過位置検知センサと、
前記ビーム光が前記第１の通過目標から前記主走査方向に直交する方向に所定距離だけ離れた第２の通過目標を通過したことを検知する第２の通過位置検知センサと、
前記被走査面上あるいは被走査面上と同等の位置に配置され、前記ミラーによって走査されるビーム光を電流に変換する光検知部材によって構成され、前記主走査方向に直交な方向におけるビーム光の走査位置の変化に応じて電流を出力している時間が連続的に増減する複数の第１のパターンを有する第１のセンサと、
前記ミラーによって走査されるビーム光を電流に変換する光検知部材によって構成され、前記主走査方向に直交な方向におけるビーム光の走査位置の変化に応じて前記第１のパターンの出力電流とは逆に電流を出力している時間が増減する複数の第２のパターンを有し、前記被走査面上あるいは被走査面上と同等の位置に前記各第２のパターンが前記主走査方向に前記第１のセンサの各第１のパターンと交互に並べて配置される第２のセンサと、
前記第１のセンサからの出力電流を電圧に変換し、前記第２のセンサからの出力電流を電圧に変換し、それらの電圧値の差分を積分する処理回路と、
前記ビーム光が前記第１の通過目標を通過したことを前記第１の通知位置検知センサにより検知した際に前記処理回路により積分された第１の値と、前記ビーム光が前記第２の通過目標を通過したことを前記第２の通過位置検知センサにより検知した際に前記処理回路により積分された第２の値とを記憶する記憶手段と、
前記複数の発光器のうち第１の発光器から出力される第１のビーム光が前記被走査面を走査することにより前記処理回路で積分された値と、前記複数の発光器のうち第２の発光器から出力される第２のビーム光が前記被走査面を走査することにより前記処理回路で積分された値との差が前記記憶手段に記憶されている前記第１の値と前記第２の値との差と等しくなるように、前記光路変更部材により前記第１のビーム光と前記第２のビーム光との前記被走査面における前記副走査方向のピッチを前記所定距離に調整する制御部と、
を具備する。
【請求項９】
画像情報に基づいてビーム光が走査される被走査面上に潜像が形成される像担持体と、この像担持体に形成された像を被画像形成媒体上に形成する画像形成手段とを具備する画像形成装置であって、
ビーム光を出力する発光器と、
この発光器から出力されるビーム光が被走査面上を主走査方向に走査するように、前記被走査面に向けて前記ビーム光を反射させるミラーと、
前記ミラーにより主走査方向に走査されるビーム光の前記被走査面上における副走査方向の通過位置を変更するための光路変更部材と、
前記被走査面上あるいは被走査面上と同等の位置に配置され、前記ミラーによって走査されるビーム光を電流に変換する光検知部材によって構成され、前記主走査方向に直交な方向におけるビーム光の走査位置の変化に応じて電流を出力している時間が連続的に増減する複数の第１のパターンを有する第１のセンサと、
前記ミラーによって走査されるビーム光を電流に変換する光検知部材によって構成され、前記主走査方向に直交な方向におけるビーム光の走査位置の変化に応じて前記第１のパターンの出力電流とは逆に電流を出力している時間が増減する複数の第２のパターンを有し、前記被走査面上あるいは被走査面上と同等の位置に前記各第２のパターンが前記主走査方向に前記第１のセンサの各第１のパターンと交互に並べて配置される第２のセンサと、
前記第１のセンサからの出力電流を電圧に変換し、前記第２のセンサからの出力電流を電圧に変換し、それらの電圧値の差分を積分する処理回路と、
この処理回路により積分された値と特定の電圧値との比較結果に基づいて、前記発光器から出力されるビーム光の前記被走査面における副走査方向の通過位置を検知し、前記光路変更部材により前記ビーム光の前記被走査面における前記副走査方向の通過位置を所望の位置に調整する制御部と、
を具備する。
【請求項１０】
前記請求項９に記載の画像形成装置であって、
前記制御部は、さらに、前記処理回路において電圧値に変換される前記第１のセンサあるいは前記第２のセンサからの出力信号をその電圧の振幅が小さくなるように補正する。
【請求項１１】
前記請求項１０に記載の画像形成装置であって、
前記制御部は、前記処理回路から出力される値に対して前記補正による補正量に応じた検知特性に基づいて前記ビーム光の通過位置を判断する。
【請求項１２】
前記請求項１０又は１１に記載の画像形成装置であって、
さらに、前記制御部による前記補正の補正量に基づく補正パルスを生成する補正パルス生成回路を有し、
前記制御部は、前記補正パルス生成回路に対して前記処理回路において電圧値に変換される前記第１のセンサあるいは前記第２のセンサからの出力信号をその電圧の振幅が小さくなるような補正量を設定し、
前記処理回路は、前記補正パルス生成回路により生成された補正パルスにより前記第１のセンサあるいは前記第２のセンサからの出力信号を補正する。
【請求項１３】
画像情報に基づいてビーム光が走査される被走査面上に潜像が形成される像担持体と、この像担持体に形成された像を被画像形成媒体上に形成する画像形成手段とを具備する画像形成装置であって、
ビーム光を出力する複数の発光器と、
これらの発光器から出力される各ビーム光が被走査面上を主走査方向に走査するように、前記被走査面に向けて前記各ビーム光を反射させるミラーと、
前記ビーム光の前記被走査面上における副走査方向の通過位置を変更するための光路変更部材と、
前記ビーム光が第１の通過目標したことを検知する第１の通過位置検知センサと、
前記ビーム光が前記第１の通過目標から前記主走査方向に直交する方向に所定距離だけ離れた第２の通過目標を通過したことを検知する第２の通過位置検知センサと、
前記被走査面上あるいは被走査面上と同等の位置に配置され、前記ミラーによって走査されるビーム光を電流に変換する光検知部材によって構成され、前記主走査方向に直交な方向におけるビーム光の走査位置の変化に応じて電流を出力している時間が連続的に増減する複数の第１のパターンを有する第１のセンサと、
前記ミラーによって走査されるビーム光を電流に変換する光検知部材によって構成され、前記主走査方向に直交な方向におけるビーム光の走査位置の変化に応じて前記第１のパターンの出力電流とは逆に電流を出力している時間が増減する複数の第２のパターンを有し、前記被走査面上あるいは被走査面上と同等の位置に前記各第２のパターンが前記主走査方向に前記第１のセンサの各第１のパターンと交互に並べて配置される第２のセンサと、
前記第１のセンサからの出力電流を電圧に変換し、前記第２のセンサからの出力電流を電圧に変換し、それらの電圧値の差分を積分する処理回路と、
前記ビーム光が前記第１の通過目標を通過したことを前記第１の通知位置検知センサにより検知した際に前記処理回路により積分された第１の値と、前記ビーム光が前記第２の通過目標を通過したことを前記第２の通過位置検知センサにより検知した際に前記処理回路により積分された第２の値とを記憶する記憶手段と、
前記複数の発光器のうち第１の発光器から出力される第１のビーム光が前記被走査面を走査することにより前記処理回路で積分された値と、前記複数の発光器のうち第２の発光器から出力される前記第２のビーム光が前記被走査面を走査することにより前記処理回路で積分された値との差が前記記憶手段に記憶されている前記第１の値と前記第２の値との差と等しくなるように、前記光路変更部材により前記第１のビーム光と前記第２のビーム光との前記被走査面における前記副走査方向のピッチを前記所定距離に調整する制御部と、
を具備する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、複数のレーザ光ビームにより単一の感光ドラム上を同時に走査露光して上記感光ドラム上に単一の静電潜像を形成する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おいて、上記複数のレーザ光ビームを走査するビーム光走査装置及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、たとえば、レーザ光ビーム（以降、単にビーム光と称す）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】
最近では、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、複数のビーム光を発生させ、これら複数の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、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ビーム光を感光ドラムへ向けて反射し、各ビーム光により感光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】
従来、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、高画質で画像を形成するために、前記光学ユニットにおいては、ビーム光の走査方向露光位置制御（主走査方向のビーム光位置制御）およびビーム光の通過位置制御（副走査方向のビーム光位置制御）が行なわれている。
【０００６】
このような技術の具体例が、出願番号：０９／６６７，３１７で提案されている。これには、ビーム光を高精度で広範囲に検知して、ビーム光の位置制御を行うことを目的とし、１対のセンサパターンが感光ドラムの表面を走査するビーム光の副走査方向通過点を検知するものについて記載されている。前記センサパターンは、例えば台形であって、被走査面と等価な位置に互いに対照的に配置され、かつ、ビーム光の走査方向に所定間隔おいて並設される。この対のセンサパターンの出力の差を積分した値によりビーム光の副走査方向の通過点を検知している。
【０００７】
また、前記センサは、検知した信号を処理する処理回路に接続される。この処理回路では、各センサが検知した出力電流を電流電圧変換アンプ（Ｉ／Ｖ）により電圧に変換し、これらの電圧の差を差動増幅器により出力し、この電圧の差を積分器により積分するようになっている。
【０００８】
このようなビーム光走査装置でより一層の検知精度を向上させようとした場合、いくつかの方法がある。例えば、センサの検知電流を電圧に変換するＩ／Ｖ変換アンプのゲインを大きくすることによって出力信号の振幅を大きくする方法、差動増幅器のゲインを大きくして差動増幅器の出力信号の振幅を大きくする方法、あるいは、積分器の積分定数を小さくして積分器の感度を敏感にする方法等がある。例えば、検知精度を２倍に向上させたければ、Ｉ／Ｖ変換アンプのゲインを２倍にするか、差動増幅器のゲインを２倍にするか、積分器の積分定数（ＲＣ）を１／２にする方法が考えられる。
【０００９】
しかしながら、上記のような方法で検知精度を向上させようとすると、以下のような問題が生じる。
【００１０】
例えば、積分器の積分定数ＲＣを１／２に設定して、２倍の検知精度を得る場合について説明する。この場合、積分定数ＲＣを１／２にするため、積分器の感度が２倍となる。すなわち、差動増幅器の出力信号は、そのままでも、積分器からの出力信号が２倍となる。
【００１１】
ここで、センサからの出力信号を処理する処理回路では、片電源（０〜５Ｖ）で構成されているとする。すると、Ｉ／Ｖ変換アンプ、差動増幅器、あるいは積分器を構成する一般的なオペアンプの出力電圧範囲は、１〜４Ｖ程度である。このような一般的なオペアンプの場合、オペアンプの最大出力電圧を越えるような出力信号を出力させると、正常な動作が保証されず、出力信号は電源電圧レベルやグラウンドレベルに張りついたままになる。もし、出力信号が電源電圧レベルやグラウンドレベルに張りついたままとなると、正常状態に復帰するには、一度電源を切断するか、ある一定の時間を要することが必要となる。
【００１２】
すなわち、一方のセンサのみの出力信号によって積分器の出力が電源電圧に張りついてしまうと、他方のセンサの出力を正常に積分することが出来なくなってしまう。このような状態に陥いると、ビーム光の走査位置の検知が不能になる。同様に、一方のセンサの出力信号によって積分器の出力がグラウンドレベルに張りついてしまうと、他方のセンサの出力を正常に積分することが出来なくなってしまう。このような状態に陥いると、ビーム光の走査位置の検知が不能になる。
【００１３】
上記では、積分定数を変更した例を示したが、Ｉ／Ｖ変換アンプのゲイン、あるいは差動増幅器のゲインを大きくした場合も同様である。また、例え両電源（±電源）の回路システムを採用したところで、やはり、±電源レベルの近傍では同様の現象が起こりうる。
【００１４】
また、従来のビーム光走査装置では、検知精度を向上させようとしても、センサの幅、あるいはオペアンプの能力等で限界があり、所望の検知精度が得られないことがある。
【００１５】
従って、従来のビーム光走査装置では、さらなる検知精度の向上を目指した場合、検知範囲が大幅にせまくなることが懸念され、環境変動等になる経時変化に対応することが出来ないという問題点があった。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記のような問題点を解決するためのものである。すなわち、本発明のビーム光走査装置及び画像形成装置では、ビーム光の走査位置を制御するために、ビーム光の検知範囲が大きく、検知精度の向上させることができ、環境変動等になる経時変化に対応することができるようにすることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この発明のビーム光走査装置は、ビーム光を出力する発光器と、この発光器から出力されるビーム光が被走査面上を主走査方向に走査するように、前記被走査面に向けて前記ビーム光を反射させるミラーと、前記ミラーにより主走査方向に走査されるビーム光の前記被走査面上における副走査方向の通過位置を変更するための光路変更部材と、前記被走査面上あるいは被走査面上と同等の位置に配置され、前記ミラーによって走査されるビーム光を電流に変換する光検知部材によって構成され、前記主走査方向に直交な方向におけるビーム光の走査位置の変化に応じて電流を出力している時間が連続的に増減する複数の第１のパターンを有する第１のセンサと、前記ミラーによって走査されるビーム光を電流に変換する光検知部材によって構成され、前記主走査方向に直交な方向におけるビーム光の走査位置の変化に応じて前記第１のパターンの出力電流とは逆に電流を出力している時間が増減する複数の第２のパターンを有し、前記被走査面上あるいは被走査面上と同等の位置に前記各第２のパターンが前記第１のセンサの各第１のパターンと交互に並べて配置される第２のセンサと、前記第１のセンサからの出力電流を電圧に変換し、前記第２のセンサからの出力電流を電圧に変換し、それらの電圧値の差分を積分する処理回路と、この処理回路により積分された値と特定の電圧値との比較結果に基づいて、前記発光器から出力されるビーム光の前記被走査面における副走査方向の通過位置を検知し、前記光路変更部材により前記ビーム光の前記被走査面における前記副走査方向の通過位置を所望の位置に調整する制御部とから構成されている。
【００１８】
この発明の画像形成装置は、画像情報に基づいてビーム光が走査される被走査面上に潜像が形成される像担持体と、この像担持体に形成された像を被画像形成媒体上に形成する画像形成手段とを具備するものにおいて、ビーム光を出力する発光器と、この発光器から出力されるビーム光が被走査面上を主走査方向に走査するように、前記被走査面に向けて前記ビーム光を反射させるミラーと、前記ミラーにより主走査方向に走査されるビーム光の前記被走査面上における副走査方向の通過位置を変更するための光路変更部材と、前記被走査面上あるいは被走査面上と同等の位置に配置され、前記ミラーによって走査されるビーム光を電流に変換する光検知部材によって構成され、前記主走査方向に直交な方向におけるビーム光の走査位置の変化に応じて電流を出力している時間が連続的に増減する複数の第１のパターンを有する第１のセンサと、前記ミラーによって走査されるビーム光を電流に変換する光検知部材によって構成され、前記主走査方向に直交な方向におけるビーム光の走査位置の変化に応じて前記第１のパターンの出力電流とは逆に電流を出力している時間が増減する複数の第２のパターンを有し、前記被走査面上あるいは被走査面上と同等の位置に前記各第２のパターンが前記第１のセンサの各第１のパターンと交互に並べて配置される第２のセンサと、前記第１のセンサからの出力電流を電圧に変換し、前記第２のセンサからの出力電流を電圧に変換し、それらの電圧値の差分を積分する処理回路と、この処理回路により積分された値と特定の電圧値との比較結果に基づいて、前記発光器から出力されるビーム光の前記被走査面における副走査方向の通過位置を検知し、前記光路変更部材により前記ビーム光の前記被走査面における前記副走査方向の通過位置を所望の位置に調整する制御部とから構成されている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１〜第６の実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
まず、各実施例に共通な部分について説明する。
【００２１】
図１は、本発明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模式的に示すものである。すなわち、このデジタル複写機は、画像を読取る手段としてのスキャナ部１、および、画像を被画像形成媒体上に形成する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。
【００２２】
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、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。
【００２３】
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。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、光路長を常に一定にするように２：１の相対速度で移動する。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。
【００２４】
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。
【００２５】
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された後、半導体レーザ発振器からのレーザ光ビーム（以降、単にビーム光と称す）に変換される。本発明の画像形成装置では半導体レーザ発振器を複数個（例えば４個）使用するマルチビーム光学系が採用されている。
【００２６】
光学系ユニット１３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を行い、複数のビーム光を発生する。これら複数のビーム光は、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。光学系ユニット１３の詳細については後述される。
【００２７】
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光として結像され、感光ドラム１５上を主走査方向（感光ドラムの回転軸方向）に走査する。更に感光ドラム１５が回転することによって、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。
【００２８】
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、および、クリーナ２０などが配設されている。感光ドラム１５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に複数のビーム光が副走査方向（感光ドラム表面が移動する方向）に並んでスポット結像される。
【００２９】
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）によりトナー像として現像される。感光ドラム１５上に形成されたトナー像は、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。
【００３０】
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。
【００３１】
また、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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
次に、光学系ユニット１３について説明する。
【００３５】
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、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。
【００３６】
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、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。
【００３７】
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、感光ドラムを一定方向に走査する。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レンズを通過し、そのｆ−θ特性により一定速度で、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。
【００３８】
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ドラム１５上を走査する。
【００３９】
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ドラム１５上を走査する。
【００４０】
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ドラム１５上を走査する。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
したがって、４つのビーム光は、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。
【００４４】
ガルバノミラー３３ｂ，３３ｃ，３３ｄは各々ガルバノミラー駆動回路３９ｂ，３９ｃ，３９ｄにより駆動され、レーザ発振器３１ａから出力されたビーム光に対して、レーザ発振器３１ｂ，３１ｃ，３１ｄから出力されたビーム光の副走査方向の位置を調整（制御）する。
【００４５】
また、ビーム光検知装置３８には、その取付位置およびビーム光の走査方向に対する傾きを調整するためのビーム光検知装置調整モータ３８ａ，３８ｂが設けられている。
【００４６】
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（すなわち光量）を検知する。ビーム光検知装置３８は感光ドラム１５の端部近傍に配設され、その受光面は感光ドラム１５の表面と等価である。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。
【００４７】
次に、制御系について説明する。
【００４８】
図３は、主にマルチビーム光学系の制御部の構成を示している。５１は全体的な制御を司る主制御部で、たとえば、ＣＰＵから構成される。この制御部５１には、メモリ５２、コントロールパネル５３、外部通信インタフェイス（Ｉ／Ｆ）５４、レーザドライバ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ、ポリゴンミラーモータドライバ３７、ガルバノミラー駆動回路３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ、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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
また、同期回路５５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、ビーム光検知装置３８上を各ビームが走査するときにレーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを発光動作させ各ビーム光の主走査方向位置を検知するための論理回路などが含まれている。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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画像形成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。
【００５８】
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。
【００５９】
ガルバノミラー駆動回路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３９ｂ，３９ｃ，３９ｄを介して、ガルバノミラー３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの各角度を自由に制御することができる。
【００６０】
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。ビーム光検知装置３８によりビーム光の通過位置を確認する際、ポリゴンモータ３６は画像形成時より低い回転数で回転される。
【００６１】
レーザドライバ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは先に説明したように、画像データ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。
【００６２】
また、主制御部５１は、それぞれのレーザ発振器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが発光するビームのパワーを、各レーザドライバ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを用いて設定する。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。
【００６３】
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。
【００６４】
次に、本発明の第１の実施例について説明する。
【００６５】
第１の実施例では、１本のビーム光を用いて走査を行なうシングルビーム光学系を有したビーム光走査装置に本発明が適用される。この実施例は本発明に係るビーム光の通過位置検知および制御の原理を示す。
【００６６】
図４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示している。１つの半導体レーザ発振器からのビーム光は、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。
【００６７】
ビーム光検知装置３８は、縦に長い２つのセンサＳL，ＳQ、これらの２つのセンサL，ＳQの間に挟まれるように配設された一対のセンサパターン（センサ）ＳP，ＳO、および、これら各センサを一体的に保持する保持基板３８ａから構成されている。
【００６８】
センサＳL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（積分開始信号）を発生するセンサである。このリセット信号は、積分コンデンサに充電された電荷を基準電圧まで放電させるための信号で、リセットが終了すると同時に積分動作が開始される。
【００６９】
センサＳQは、センサＳLと同様にビーム光の通過を検知して、後述するアナログ信号をデジタル信号に変換する信号変換器（Ａ／Ｄ変換器やウィンドウコンパレータ）の変換開始信号を発生するセンサである。ここに、Ａ／Ｄ変換器の場合はＡ／Ｄ変換開始信号として、また、ウィンドウコンパレータの場合はコンパレータ出力を保持するタイミング信号として使用される。
【００７０】
一対のセンサパターンＳP ，ＳO はビーム光の通過位置を検知するためのパターンである。センサパターンＳP 及びセンサパターンＳO は、それぞれ複数の三角形あるいは台形のセンサパターンで形成されている。複数の三角形あるいは台形で形成されるセンサパターンＳP 及びセンサパターンＳO は、各三角形あるいは台形が複数の対となるように配置される。例えば、センサパターンＳP 及びセンサパターンＳO は、それぞれのこぎり歯状の形状で形成され、交互に噛み合うような形で所定の間隔をおいて配置されている。
【００７１】
図４に示す例では、上記センサパターンＳP を形成する複数の三角形あるいは台形状のパターンをそれぞれセンサパターンＳＰ1 〜ＳＰ5 とする。また、上記センサパターンＳO を形成する複数の三角形あるいは台形状のパターンをそれぞれセンサパターンＳＯ1 〜ＳＯ5 とする。すると、上記センサパターンＳP の各センサパターンＳＰ1 〜ＳＰ5 は、上記センサパターンＳO の各センサパターンＳＯ1 〜ＳＯ5 と対になるように組み合わせて配置されている。
【００７２】
図４に示すように、上記センサパターンＳＰ1 は、ビーム光の通過位置が図面に対して上方向に行くほど、ビーム光がセンサパターンＳＰ1 を横切る（通過する）距離が長くなる形状となっている。また、上記センサパターンＳＯ1 は、ビーム光の通過位置が図面に対して下方向に行くほど、ビーム光がセンサパターンＳＯ1 を横切る距離が長くなる形状となっている。
【００７３】
すなわち、ビーム光の走査する方向（主走査方向）と直交する方向（副走査方向）の通過位置変化に対して、一方のセンサパターンＳＰ1 （またはＳＯ1 ）の出力が増加方向に連続的に変化し、他方のセンサパターンＳＯ1 （またはＳＰ1 ）の出力が減少方向に連続的に変化する。
【００７４】
これらのセンサパターンＳP ，ＳO は、フォトダイオードなどの光検知部材によって構成され、保持基板３８ａ上に一体的に構成されている。よって、ビーム光の通過に伴って（図４では、左から右にビームは移動する）、センサパターンＳＰ1 ，ＳＯ1 ，ＳＰ2 ，ＳＯ2 ，ＳＰ3 ，ＳＯ3 ，ＳＰ4 ，ＳＯ4 ，ＳＰ5 ，ＳＯ5 の順に光が検知され、センサパターンＳP 及びセンサパターンＳO から検知出力が出力される。
【００７５】
図５は、図４に示したビーム光検知装置３８を用いた場合のビーム光検知出力処理回路４０の主要部（副走査方向のビーム位置検知部）を示すブロック図である。
【００７６】
図５に示すように、ビーム光検知出力処理回路４０の主要部は、センサパターンＳP 及びセンサパターンＳO の検知出力の差を演算する。さらに、ビーム光検知出力処理回路４０は、センサパターンＳP 、ＳO の検知出力の差を積分器によって積分する。この積分器により積分された結果は、積分出力としてのアナログ電圧がＡ／Ｄ変換手段によってディジタルデータに変換される。この結果、積分出力のデジタルデータは、主制御部（ＣＰＵ）５１によって読み取られるようになっている。
【００７７】
以下に、ビーム光検知出力処理回路４０の主要部について詳細に説明する。ここでは、１本のビーム光に対する検知動作について説明する。
【００７８】
センサパターンＳP 及びセンサパターンＳO は、ビーム光の通過に伴って電流を出力する。センサパターンＳP 及びセンサパターンＳO はそれぞれ電流／電圧変換アンプＩＶ１，ＩＶ２に接続されており、センサＳP 、ＳOの電流出力は電圧出力に変換される。
【００７９】
電流／電圧変換アンプ（ＩＶ１，ＩＶ２）の出力は差動増幅器６１に接続されており、差分を演算し適当なゲインで増幅された後に積分器６２によって積分される。
【００８０】
積分器６２は、積分コンデンサに電荷を貯めて積分出力として出力するため、使用する前に、積分コンデンサに貯まった電荷を放電させる動作が必要である（以下、この動作を積分のリセットとする。）。
【００８１】
積分のリセット動作は、ビーム光検知装置に設けられたセンサの出力の組合せによって生成されるリセット信号によって実行される。このリセット信号は、センサＳA （図示しない）とセンサＳL から、リセット信号生成回路６３によって生成される。
【００８２】
すなわち、ビーム光の通過に伴い、センサＳA ，ＳL の出力信号が出力され、センサＳA とＳL 間に積分器６２はリセットされる。そしてリセット直後にセンサパターンＳP ，ＳO の出力信号が出力され、積分される。
【００８３】
積分器６２の出力信号は、アナログ／ディジタル変換手段としてのウィンドウコンパレータ（ＣＭＰ１，ＣＭＰ２）に入力される。ウィンドウコンパレータは、積分器の出力信号（アナログ電圧）をディジタル信号に変換するもので、主制御部（ＣＰＵ）５１からＤ／Ａ変換器（Ｄ／Ａ１，Ｄ／Ａ２）を介してしきい値が設定される。
【００８４】
ウィンドウコンパレータ（ＣＭＰ１，ＣＭＰ２）の出力はフリップフロップ回路（Ｆ／Ｆ１，Ｆ／Ｆ２）に入力され保持される。フリップフロップ回路（Ｆ／Ｆ１，Ｆ／Ｆ２）にはセンサパターンＳQ から出力されるパルス状の信号が入力され、ＳQ の出力タイミング（パルス信号の立上り）でウィンドウコンパレータ（ＣＭＰ１，ＣＭＰ２）の出力を保持する。
【００８５】
フリップフロップ回路（Ｆ／Ｆ１，Ｆ／Ｆ２）の出力はＣＰＵ６４に送信される。ＣＰＵ５１には、ビーム検知装置３８上の図示しないタイミングセンサＳR の出力信号が割り込み信号として接続されている。これにより、上記ＣＰＵ５１は、このタイミングセンサＳR の出力信号が出力される（割り込み信号を受信する）毎にフリップフロップ回路（Ｆ／Ｆ１，Ｆ／Ｆ２）のデータを読み取る。
【００８６】
次に、上記ウィンドウコンパレータ（ＣＭＰ１，ＣＭＰ２）について詳細に説明する。図５に示すように、積分器６２の出力は、コンパレータＣＭＰ１の例えば反転入力及びコンパレータＣＭＰ２の非反転入力に供給される。Ｄ／Ａ変換器（Ｄ／Ａ１）の一方の出力Ｖｔｈ１はコンパレータＣＭＰ１の非反転入力に接続され、Ｄ／Ａ変換器（Ｄ／Ａ２）の他方の出力Ｖｔｈ２はコンパレータＣＭＰ２の反転入力に供給される。
【００８７】
ＣＰＵ５１は、Ｄ／Ａ変換器（Ｄ／Ａ２）を介してウインドウコンパレータＣＭＰ１，ＣＭＰ２に閾値Ｖｔｈ１及びＶｔｈ２を供給する。積分器６２の出力電圧が閾値Ｖｔｈ１より小さく、Ｖｔｈ２より大きい場合にのみ、コンパレータＣＭＰ１及びＣＭＰ２は共に”１”を出力する。ウインドウコンパレータＣＭＰ１，ＣＭＰ２の出力、つまりフリップフロップ回路（Ｆ／Ｆ１，Ｆ／Ｆ２）の出力が”１，１”のとき、ＣＰＵ５１は閾値Ｖｔｈ１〜Ｖｔｈ２のウインドウ内に積分器６２の出力が存在すると判断する。ＣＰＵ５１はこのウインドウの幅を徐々に狭め位置を変更することにより、積分器６２の出力電圧、つまりビーム光通過位置情報を正確に判断する。そして、主制御部５１は、このようにして得たビーム光通過位置情報に基づきビーム光の通過位置を制御する。
【００８８】
なお、図５では省略してあるが、各センサパターンの出力電流を電圧値に変換する電流／電圧変換増幅器や、電流／電圧変換増幅器の出力を２値化する２値化回路などの信号処理回路が実際には設けられている。
【００８９】
次に、ビーム光が図４に示したビーム光検知装置３８を通過する際の処理動作について図５を参照して説明する。
【００９０】
ビーム光は、ポリゴンミラー３５によって図示した矢印方向に走査される。各センサＳL，ＳP，ＳO，ＳQは、ビーム光の通過に伴って電流を発生する。センサパターンＳLから出力された電流は、電流／電圧変換増幅器（図示せず）によって電圧値に変換され、さらに２値化回路（図示せず）によって２値化される。２値化された信号は、リセット信号生成回路６３に入力される。リセット信号生成回路６３は、２値化された信号と、図示しないＳAセンサの出力信号とを合成してリセット信号を生成する。このリセット信号は、積分器６２のリセット信号として入力され、積分器６２がリセットされる。また、このリセット信号は、フリップフロップ回路Ｆ／Ｆ１、Ｆ／Ｆ２のクリア信号も兼ねており、フリップフロップ回路Ｆ／Ｆ１、Ｆ／Ｆ２をクリアする。
【００９１】
ビーム光がセンサパターンＳP，ＳOを通過すると、センサパターンＳP，ＳOはビーム光が走査する位置に応じたパルス状の電流を出力する。これらの出力電流は電流／電圧変換アンプ（ＩＶ１，ＩＶ２）によって電圧値に変換される。電圧に変換された信号の差分は差動増幅器６１によって増幅され、積分器６２によって積分される。積分器６２の出力は、アナログ／デジタル変換器として機能するウィンドウコンパレータＣＭＰ１，ＣＭＰ２に入力され、Ｄ／Ａ変換器（Ｄ／Ａ１，Ｄ／Ａ２）を介して設定された閾値と比較され、デジタル信号に変換される。
【００９２】
さらに、ビーム光がセンサＳQを通過すると、センサＳQの出力電流が電流／電圧変換増幅器（図示しない）によって電圧値に変換され、その後、２値化回路によって２値化される。２値化された信号は、フリップフロップ回路Ｆ／Ｆ１、Ｆ／Ｆ２に入力される。ウィンドウコンパレータＣＭＰ１，ＣＭＰ２の出力は、２値化された信号の前縁（立上り）でフリップフロップ回路Ｆ／Ｆ１、Ｆ／Ｆ２によって保持される。
【００９３】
また、図示しないセンサパターンＳRからの信号は、主制御部５１に割込み信号として入力されいる。この信号によって主制御部５１はウィンドウコンパレータＣＭＰ１，ＣＭＰ２の出力、つまりフリップフロップ回路Ｆ／Ｆ１、Ｆ／Ｆ２の出力を読込む。
【００９４】
次に、ビーム光の通過位置がＰ２の場合について説明する。
【００９５】
図６は、ビーム光がＳP とＳO の副走査方向のほぼセンター位置（Ｐ２）を通過する場合の処理回路の各部の信号を示した図である。
【００９６】
図６に示すように、ビーム光の通過位置は、センサパターンＳP ，及びセンサパターンＳO のほぼセンター位置Ｐ２である。このため、ビーム光がセンサパターンＳP を構成する各センサパターンＳＰ１〜ＳＰ５を通過する距離と，センサパターンＳO を構成する各センサパターンＳＯ１〜ＳＯ５を通過する距離とは等しい。すなわち、電流／電圧変換アンプＩ／Ｖ１，Ｉ／Ｖ２からの出力は、パルス幅のほぼ等しい位相のずれた信号となって出力される。
【００９７】
電流／電圧変換アンプＩ／Ｖ１，Ｉ／Ｖ２の出力は、差動増幅器６１によってその差分を演算され、所定のゲインで増幅された出力となる。差動増幅器６１の出力は、積分器６２によって積分される。差動増幅器６１の出力は、（ＳＰ1とＳＯ1），（ＳＰ2とＳＯ2），（ＳＰ3とＳＯ3），（ＳＰ4とＳＯ4），（ＳＰ5とＳＯ5）といった組合せで積分されるような形となる。これにより、積分器６２からの出力信号は、最終的に、処理回路の基準電圧（Ｖref ）と同じ値になる。
【００９８】
すなわち、ビーム光の通過位置がＰ２の場合、差動増幅器６１の出力は、振幅が等しく、方向が逆の信号となるため、その積分結果が基準電圧に対して±０となる。
【００９９】
図７は、ビーム光がセンサパターンＳP ，及びセンサパターンＳO のセンター位置Ｐ２よりも下側の位置Ｐ３を通過した場合の処理回路の各部の信号を示した図である。
【０１００】
この場合、図７に示すように、ビーム光の通過位置は、センサパターンＳP ，及びセンサパターンＳO のほぼセンター位置Ｐ２よりも下側の位置Ｐ３である。このため、ビーム光がセンサパターンＳP を構成する各センサパターンＳＰ1〜ＳＰ5通過する距離よりも，センサパターンＳO を構成する各センサパターンＳＯ1〜ＳＯ5を通過する距離の方が長くなる。
【０１０１】
よって、それぞれの電流／電圧変換アンプＩ／Ｖの出力は、電流／電圧変換アンプＩ／Ｖ２の方がパルス幅の長い信号となる。よって差動増幅器６１の出力も図示した信号となる。差動増幅器６１の出力は、積分器６２によって、図６の場合と同様に、（ＳＰ１とＳＯ１），（ＳＰ２とＳＯ２），（ＳＰ３とＳＯ３），（ＳＰ４とＳＯ４），（ＳＰ５とＳＯ５）のペアで積分されるような形となる。これにより、積分器６２からの出力信号は、差動増幅器６１の出力に応じて増減を繰り返しながら、最終的に、−ＶP3となり、基準電圧Ｖref よりも下側に出力される。
【０１０２】
また、ビーム光の通過位置が上記センター位置Ｐ２よりも上側の位置Ｐ１である場合、図７に示すような下側の位置Ｐ３の場合と逆の積分結果が得られる。つまり、ビーム光の通過位置が上側の位置Ｐ１である場合、積分器６２からの出力信号は、最終的に、＋ＶP3となり、基準電圧Ｖref よりも上側に出力される。
【０１０３】
従って、本処理回路４０では、ビーム光の通過位置がセンサパターンＳP ，及びセンサパターンＳO のセンター位置Ｐ１の場合に基準電圧Ｖref を出力する。また、本処理回路４０では、ビーム光の通過位置がセンター位置Ｐ１よりも上側の位置Ｐ１の場合に、基準電圧Ｖref よりも大きい値を出力する。また、本処理回路４０では、ビーム光の通過位置がセンター位置Ｐ１よりも下側の位置Ｐ３の場合には、基準電圧Ｖref よりも小さい値を出力する。
【０１０４】
このように、センサパターンＳP ，及びセンサパターンＳO の出力の差分信号を積分することによってビーム光の通過位置を検知することができる。
【０１０５】
また、図８及び図９は、センサパターンＳP 及びセンサパターンＳO を構成するのこぎり歯状のセンサパターンがビーム径よりも充分に小さい場合の例を示す。例えば、図８に示すように、ビーム光の通過位置がセンター位置Ｐ１の場合、図６に示す場合と同様に、ビーム光検知装置出力処理回路４０は、基準電圧Ｖref を出力する。また、図９に示すように、ビーム光の通過位置がセンター位置Ｐ１よりも下側の位置Ｐ３の場合、図７に示す場合と同様に、ビーム光検知装置出力処理回路４０は、基準電圧Ｖref よりも小さい値を出力する。
【０１０６】
なお、図８及び図９に示すような場合も、ビーム光検知装置出力処理回路４０における動作は、図６及び図７に示す場合と同様であるため、詳細な動作の説明を省略する。
【０１０７】
図１０は、ビーム光によるセンサパターンＳP 及びセンサパターンＳO の走査位置と積分器６２の出力値の関係を示す図である。図１０に示すように、センサパターンＳP 及びセンサパターンＳO のビーム光の走査位置が中心よりもずれるにしたがって、上記積分器６２の出力が基準電圧Ｖref からずれる。すなわち、積分器６２の出力と基準電圧Ｖref と比較することにより、ビーム光の走査位置が中心からどのようにずれているかが判別できる。
【０１０８】
上記のように、中心位置で同じ距離を検知するように、それぞれのこぎり歯状の形状に形成した１対の光学センサを互いに組み合わせ、一方のセンサからの出力を反転させて、他方のセンサからの出力と積分するようにしてものである。
【０１０９】
このため、ビーム光が片側のセンサを通過するだけで積分出力が電源電圧レベルやグラウンドレベルに張りついてしまい、正常な検知動作ができなくなる可能性が小さい。これにより、広範囲の検知範囲を維持したままで、ビーム光の通過位置を検知する精度を向上させることができる。
【０１１０】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。
【０１１１】
第２の実施例は、前述した図４のビーム光検知装置３８を、複数本（たとえば、４本）のビーム光を用いて走査を行なうマルチビーム光学系を有したビーム光走査装置に本発明を適用した例である。したがって、ビーム光の通過位置検知および制御の原理は、前述した第１の実施例で述べているので、説明を省略する。また、マルチビーム光学系の構成については、先に図２を用いて説明しているので省略する。
【０１１２】
ここでは、図４のビーム光検知装置３８を使用したマルチビーム光の通過位置制御について説明する。マルチビーム光学系は、４つのレーザ発振器を有し、それぞれのビーム光を副走査方向に移動させるための４つのアクチュエータ（本例ではガルバノミラー）を有する４ビームのマルチビーム光学系を想定して説明する。また、本マルチビーム光学系は、たとえば、６００ｄｐｉの解像度を有するものとする。
【０１１３】
前述した第１の実施例で説明したように、ビーム光検知装置３８は図７のような検知特性を有する。積分出力は、およそ｜ＶU−ＶL｜／Ｈ＝Ｖunit［Ｖ／μｍ］であるので、４ビームのピッチを解像度６００ｄｐｉに調整するためには、隣接ビーム光の積分出力の差がおよそＶunit×４２．３［Ｖ］となるように、ガルバノミラーを調整すればよい。
【０１１４】
たとえば、第１のビーム光の通過目標位置をＰ２に設定する場合には、まず、第１のレーザ発振器を発光させ、ポリゴンミラーを回転させる。そして、センサパターン内をビーム光が通過するように、第１のビーム光用のガルバノミラーを動作させる。センサパターン内をビーム光が通過するようになったら、積分出力がＶｒｅｆとなるように、ガルバノミラーを使用して、第１のビーム光の通過位置を調整する。
【０１１５】
次に、第２のビーム光の通過位置の調整を行なう。まず、第２のレーザ発振器を発光させ、ポリゴンミラーを回転させる。そして、第１のビーム光と同様に、センサパターン内をビーム光が通過するように、第２のビーム光用のガルバノミラーを動作させる。その後、積分出力がＶref −Ｖunit×４２．３［Ｖ］となるように、第２のビーム光用のガルバノミラーを使用して、第２のビーム光の通過位置を調整する。
【０１１６】
このような動作によって、第１のビーム光と第２のビーム光の通過位置のピッチは、４２．３［μｍ］に制御される。以下同様に、第３、第４のビーム光も隣接ビーム光の積分出力の差が４２．３［μｍ］に相当するＶunit×４２．３［Ｖ］となるように、それぞれのガルバノミラーを調整する。
【０１１７】
以上の動作によって、４つのビーム光の通過位置は４２．３［μｍ］ピッチに制御される。このように、４つのビーム光の通過位置を所定のピッチに制御することが可能である。
【０１１８】
次に、本発明の第３の実施例について説明する。
【０１１９】
第３の実施例は、前述した第２の実施例と同様、マルチビーム光学系を有したビーム光走査装置に本発明を適用した例である。第２の実施例との相違点は、複数のビーム光のうちの少なくとも１つは固定されている点で、第３の実施例は、この固定ビーム光の通過位置を基準にして、残りのビーム光の通過位置を所定のピッチに制御（相対位置制御）するものである。
【０１２０】
図１１は、本実施例に係るビーム光検知装置３８の構成を示している。このビーム光検知装置３８は、ビーム光の走査方向と直交する方向に長い形状のセンサＳA，ＳB，ＳG，ＳL，ＳQ，ＳR，ビーム光の走査方向に長い形状のセンサＳI，ＳJ，ＳK、前記第１、第２の実施例で説明したセンサパターンと同様に構成されるセンサパターンＳP，ＳOが、保持基板３８ａ上に構成されている。
【０１２１】
図１１では、２つのセンサＳA，ＳLの各出力で積分器６２のリセット信号を生成する。さらに、図１１では、積分出力をアナログ信号からデジタル信号に変換する変換開始タイミング信号をセンサＳQの出力信号で、主制御部５１への読込みタイミング信号をセンサＳRの出力信号で行なう。
【０１２２】
一方、センサＳI，ＳJ，ＳKは、各ビーム光間の副走査方向の間隔を調整するためのセンサである。センサＳI，ＳJ，ＳKは、保持基板３８ａ上の副走査方向のほぼ中央部に配設されており、副走査方向に４２．３［μｍ］のピッチ（解像度６００ｄｐｉ）で平行に配列されている。センサＳJ及びＳK間のギャップＧ１の副走査方向位置は第１の通過目標である。センサＳJ及びＳKはビーム光が該第１の通過目標を通過していることを確認するためのものである。また、センサＳI及びＳJ間のギャップＧ２の副走査方向位置は第２の通過目標である。センサＳI及びＳJはビーム光が該第２の通過目標を通過していることを確認するためのものである。
【０１２３】
また、センサＳD，ＳE、センサＳM，ＳNは、走査されるビーム光のビーム光検知装置３８に対する相対的な傾きを検知するためのパターンである。センサＳDとＳEおよびＳMとＳNは、それぞれ上下に配設されてペアを組んでいて、センサＳDとＳE、ＳMとＳNの中心位置は同一直線上である。
【０１２４】
図１２は、図１１のようなビーム光検知装置３８を用いた場合のビーム光検知装置出力処理回路４０の構成と、図２及び図３に示すビーム光検知装置出力処理回路４０の周辺部の構成を示している。
【０１２５】
センサパターンＳO，ＳPの各出力信号は、それぞれ差動増幅器７０の各入力端子に入力される。センサＳI，ＳJの各出力信号は、それぞれ差動増幅器７１の各入力端子に入力される。センサＳJ，ＳKの各出力信号は、それぞれ差動増幅器７２の各入力端子に入力される。なお、主制御部（ＣＰＵ）５１は差動増幅器７０，７１，７２の増幅率を設定できる。
【０１２６】
差動増幅器７０，７１，７２の各出力信号は、それぞれ選択回路（アナログスイッチ）７３に送られる。選択回路７３は、主制御部５１からのセンサ選択信号により、積分器７４へ入力する信号を該出力信号から１つ選択する。選択回路７３により選択された信号は、積分器７４に入力されて積分される。
【０１２７】
積分器７４の出力信号は、ウィンドウコンパレータ７５に入力される。ウィンドウコンパレータ７５は、積分器７４の積分出力（アナログ信号）をデジタル信号に変換するものである。このウィンドウコンパレータ７５は、主制御部５１からＤ／Ａ変換器７６を介して閾値が設定される。上記Ｄ／Ａ変換器７６は、２つのＤ／Ａ変換器（Ｄ／Ａ１、Ｄ／Ａ２）により構成される。
【０１２８】
上記ウィンドウコンパレータ７５の出力は、フリップフロップ回路（Ｆ／Ｆ）７７に送られる。フリップフロップ回路（Ｆ／Ｆ）７７は、ウィンドウコンパレータ７５の出力を保持する。フリップフロップ回路７７の出力は、主制御部５１に送られる。
【０１２９】
センサＳAの出力信号は、クリア信号としてフリップフロップ回路７７に送られる。センサＳA，ＳH，ＳLの各出力信号は、それぞれリセット信号生成回路７８に送られる。リセット信号生成回路７８は、主制御部５１からの選択信号に応答してセンサＳA，ＳH，ＳLの出力信号からリセット信号を発生し、積分器７４をリセットする。積分器７４は該リセット信号によりリセットされた後、積分動作を開始する。
【０１３０】
センサＳL，ＳQの各出力信号は、それぞれ変換開始信号回路７９に送られる。変換開始信号７９は、主制御部５１からの選択信号に応答して、センサＳL，ＳQの出力信号の一方を選択し、その選択した信号を変換開始信号としてフリップフロップ回路７７に送る。センサＳRの出力信号は、割込み信号として主制御部５１に送られる。
【０１３１】
主制御部５１は、センサＳRからの割込み信号を受信した後、フリップフロップ回路７７の出力を読込むことにより、最新のビーム光通過位置情報を得る。そして、主制御部５１は、このようにして得たビーム光通過位置情報に基づき、ガルバノミラー３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの制御量を演算し、その演算結果を必要に応じてメモリ５２に記憶するとともに、ガルバノミラー駆動回路３９ｂ，３９ｃ，３９ｄへ送出する。
【０１３２】
ガルバノミラー駆動回路３９ｂ，３９ｃ，３９ｄには、上記演算結果を保持するためのラッチ４４ｂ，４４ｃ，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。
【０１３３】
ラッチ４４ｂ，４４ｃ，４４ｄに保持されているデータは、Ｄ／Ａ変換器４５ｂ，４５ｃ，４５ｄによりアナログ信号（電圧）に変換され、ガルバノミラー３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを駆動するためのドライバ４６ｂ，４６ｃ，４６ｄに入力される。ドライバ４６ｂ，４６ｃ，４６ｄは、Ｄ／Ａ変換器４５ｂ，４５ｃ，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３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを駆動制御する。
【０１３４】
したがって、本実施例では制御対象のビーム光を発生する半導体レーザ発振器を発光動作させ、ウィンドウコンパレータ７５の出力を読込み、その読込んだ情報に基づきガルバノミラー３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを制御することで、ビーム光の通過位置を制御することができる。
【０１３５】
なお、図１２では省略してあるが、各センサの出力電流を電圧値に変換する電流／電圧変換増幅器や、電流／電圧変換増幅器の出力を２値化する２値化回路などの信号処理回路が設けられている。
【０１３６】
図１２の構成において、センサパターンＳPとＳOを用いてビーム光の通過位置検知および制御を行なう場合、主制御部５１は、選択回路７３に差動増幅器７０を選択するための選択信号を送る。これにより、主制御部５１は、センサパターンＳPとＳOを選択する。同様に主制御部５１は、リセット信号生成回路７８及び変換開始信号回路７９にセンサ選択信号を送る。これにより、主制御部５１は、積分器７４のリセット信号とデジタル／アナログ変換開始信号を発生する。この場合、積分器７４のリセット信号はセンサＳAの出力の前縁で立ち上がり、センサＳHの出力の後縁で立ち下がる。変換開始信号はセンサＳLの出力信号から発生される。
【０１３７】
センサＳIとセンサＳJ、又はセンサＳJとセンサＳKを用いてビーム光の通過位置検知および制御を行なう場合、主制御部５１は、選択回路７３に差動増幅回路７２又は差動増幅回路７１を選択するための選択信号を送る。これにより、主制御部５１は、センサＳIとセンサＳJ、センサＳJとセンサＳKのいずれかのペアを選択する。同様に主制御部５１は、リセット信号生成回路７８及び変換開始信号回路７９にセンサ選択信号を送る。これにより、主制御部５１は、積分器７４のリセット信号とデジタル／アナログ変換開始信号を発生する。この場合、積分器７４のリセット信号はセンサＳAの出力の前縁で立ち上がり、センサＳLの出力の後縁で立ち下がる。変換開始信号はセンサＳQの出力信号から発生される。
【０１３８】
また、いずれのセンサが選択されても、センサＳRの信号出力タイミングで、フリップフロップ回路７５に保持された積分器７４の積分出力は、主制御部５１に読込まれる。
【０１３９】
なお、既に述べたように、４つのビーム光のうち１つのビーム光は固定されているため、残りの３つのビーム光を副走査方向に移動するガルバノミラーは３つである。すなわち、第２、第３、第４のビーム光用のガルバノミラーは、それぞれ、３３ｂ，３３ｃ，３３ｄである。
【０１４０】
次に、図１３に示すフローチャートを参照して、第３の実施例に係るマルチビーム光学系のビーム光相対位置制御について説明する。図１３のフローチャートでは、図１２に示すように構成された回路における動作を示している。
【０１４１】
まず、主制御部５１は、固定されたビーム光を所定のパワーで発光させる（ステップＳ１）。すなわち、主制御部５１は、たとえば、第１のレーザドライバ３２ａに所定の指示値を送り、第１のレーザ発振器３１ａを所定のパワーで発光させる。これにより、主制御部５１は、第１のビーム光を出力する。同時に、主制御部５１は、ポリゴンミラー３５を回転させる。
【０１４２】
次に、主制御部５１は、選択回路７３に差動増幅器７０を選択するための選択信号を送る。これにより、主制御部５１は、センサパターンＳPとセンサパターンＳOとの差動出力を積分器７４に送る。同様に、主制御部５１は、リセット信号生成回路７８及び変換開始信号回路７９にセンサ選択信号を送信する。これにより、主制御部５１は、センサパターンＳPとセンサパターンＳOとの差分信号を積分する際のリセット信号とアナログ／デジタル変換開始信号を発生する。本ステップによって、主制御部５１は、センサパターンＳPとセンサパターンＳOとの差分出力を取込むことが可能になる。
【０１４３】
上記設定が終了後、主制御部５１は、センサパターンＳPとセンサパターンＳOとの差分出力を読込む（ステップＳ２）。すなわち、主制御部５１は、基準となる固定ビーム光である第１のビーム光の通過位置を、センサパターンＳPとセンサパターンＳOとの差分出力を用いて検知する。以下のステップは、本ステップで検知した第１のビーム光の通過位置を基準として、その他の３つのビーム光の通過位置が所定のピッチ（例えば４２．３μｍ）になるよう制御する。
【０１４４】
次に、主制御部５１は、移動可能な第２のビーム光を所定のパワーで発光させる（ステップＳ３）。たとえば、主制御部５１は、第２のレーザドライバ３２ｂに所定の指示値を送り、第２のレーザ発振器３１ｂを所定のパワーで発光させる。
【０１４５】
主制御部５１は、センサパターンＳPとセンサパターンＳOとの差分出力をモニタしている。このため、主制御部５１は、第２のビーム光の通過位置を把握することができる。主制御部５１は、センサパターンＳPとセンサパターンＳOの検知領域内を前記第２のビーム光が通過するように、ガルバノミラー３３ｂを動作させる（ステップＳ４）。その後、主制御部５１は、センサパターンＳPとセンサパターンＳOとの中心近傍を第２のビーム光が通過するように、ガルバノミラー３３ｂを動作させる。なお、本ステップのビーム光通過位置調整には微細な精度は要求されない。
【０１４６】
次に、主制御部５１は、ステップＳ４で粗調整した第２のビーム光を、その通過位置がセンサＳKとセンサＳJのギャップの中心位置になるよう制御する（ステップＳ５）。各センサＳI，ＳJ，ＳKは、センサパターンＳPとセンサパターンＳOのほぼ中心位置に配置されている。したがって、主制御部５１は、ビーム光の通過位置を大きく変化させることなしに（さらに、時間を要することなく）、センサＳKとセンサＳJのギャップの中心位置に制御することができる。以下、ステップＳＴ１０５の処理を詳細に説明する。
【０１４７】
まず、主制御部５１は、選択回路７３に差動増幅器７１を選択するための選択信号を送ることにより、センサＳKとセンサＳJとの差動出力を積分器７４に入力する。同様に、主制御部５１は、リセット信号生成回路７８及び変換開始信号回路７９にセンサ選択信号を送る。これにより、主制御部５１は、センサＳKとセンサＳJとの差分信号を積分する際のリセット信号とアナログ／デジタル変換開始信号を発生する。本設定によって、主制御部５１は、センサＳKとセンサＳJとの差分出力を取込むことが可能になる。
【０１４８】
次に、主制御部５１は、第２のビーム光用のガルバノミラー３３ｂを動作させて、センサＳKとセンサＳJのギャップの中心位置に第２のビーム光の通過位置を制御する。ガルバノミラー３３ｂを動作させるためには、まず、主制御部５１は、Ｄ／Ａ変換器４５ｂに指示値をセットする。Ｄ／Ａ変換器４５ｂによってアナログ化された信号はドライバ４６ｂに入力され、ドライバ４６ｂはＤ／Ａ変換値に応じた電流をガルバノミラー３３ｂに出力する。ガルバノミラー３３ｂは、ドライバ４６ｂの出力電流値に応じて動作する。したがって、主制御部５１は、Ｄ／Ａ変換器４５ｂの指示値を変更することによって、第２のビーム光の通過位置を変更することができる。
【０１４９】
次に、主制御部５１は、ステップＳ５におけるガルバノミラー３３ｂの設定を保持したまま、再度、センサパターンＳPとセンサパターンＳOとの差分出力を読込む（ステップＳ６）。主制御部５１はその値（ＰＯKJ）をメモリ５２に記憶する。
【０１５０】
次に、ステップＳ６でセンサＳKとセンサＳJのギャップの中心位置に制御された第２のビーム光を、今度はセンサＳJとセンサＳIのギャップの中心位置に制御する（ステップＳ７）。
【０１５１】
まず、主制御部５１は、選択回路７３に差動増幅器７２を選択するための選択信号を送ることにより、センサＳJとセンサＳIとの差動出力を積分器４２に入力する。同様に主制御部５１は、リセット信号生成回路７８、変換開始信号回路７９にセンサ選択信号を送る。これにより、主制御部５１は、センサＳJとセンサＳIとの差分信号を積分する際のリセット信号とアナログ／デジタル変換開始信号を発生する。本設定によって、主制御部５１は、センサＳJとセンサＳIとの差分出力を取込むことが可能になる。
【０１５２】
次に、主制御部５１は、第２のビーム光用のガルバノミラー３３ｂを動作させて、センサＳJとセンサＳPのギャップの中心位置に第２のビーム光の通過位置をステップＳ５と同様に制御する。
【０１５３】
次に、主制御部５１は、第２のビーム光がセンサＳJとセンサＳIのギャップの中心位置を通過しているとき、再度、センサＳPとセンサＳOとの差分出力を読込み、その値（ＰＯJI）をメモリ５２に記憶する（ステップＳ８）。
【０１５４】
次に、主制御部５１は、ステップＳ６でメモリ５２に記憶した値ＰＯKJと、ステップＳ８でメモリ５２に記憶した値ＰＯJIとの差を演算する（ステップＳ９）。センサＳKとセンサＳJの中心位置とセンサＳJとセンサＳIの中心位置との間のピッチは、４２．３μｍである。このため、ステップＳ５（ステップＳ６）からステップＳ７（ステップＳ８）にビーム光を移動させた場合の移動距離は４２．３μｍに相当する。したがって、本ステップで演算したＰＯKJとＰＯJIとの差は、センサパターンＳPとセンサパターンＳOとの差分出力の差で、第２のビーム光の移動距離（４２．３μｍ）に相当する値である。
【０１５５】
次に、主制御部５１は固定ビーム光（第１のビーム光）の通過位置と移動可能な第２のビーム光の通過位置とのピッチを４２．３μｍに制御する（ステップＳ１０）。本ステップの処理では、センサパターンＳPとセンサパターンＳOとの差分出力を使用する。
【０１５６】
すなわち、固定ビーム光である第１のビーム光の通過位置は、ステップＳ２で検知済みである。主制御部５１は、移動可能な第２のビーム光の通過位置が第１のビーム光に対して４２．３μｍのピッチとなるように、ガルバノミラー３３ｂを動作させ、第２のビーム光の通過位置を制御する。
【０１５７】
すなわち、ステップＳ２で記憶した差分値と、第２のビーム光の通過位置を表わすセンサパターンＳPとセンサパターンＳOとの差分値との差が、ステップＳ９で求めた値（ＰＯKJ−ＰＯJI）に一致するように、主制御部５１は第２のビーム光の通過位置を変更する。
【０１５８】
以上説明した動作によって、第１のビーム光と第２のビーム光の通過位置は４２．３μｍのピッチに制御される。また、第３、第４のビーム光についても、上記同様な動作を行なうことにより、各ビーム光は４２．３μｍのピッチに制御される。
【０１５９】
上記のように、第１、第２及び第３の実施例によれば、のこぎり歯状の２つのセンサパターンがかみあうように組み合わせ、前記のこぎり歯状の歯の部分をビーム光の主走査方向が横切るように設置する。
【０１６０】
これにより、ビーム光の位置を検知する回路内で電流電圧変換器のゲインを大きくしたり、差動増幅器のゲインを大きくしたり、また積分器の積分定数を敏感にすることができる。
【０１６１】
また、第１、第２及び第３の実施例によれば、検知精度を向上させようとした場合に、ビーム光の中心位置からのずれ量を検知した結果としての積分出力が飽和してしまうことを防ぐことができる。このため、上記積分出力が、電源電圧あるいはグラウンドレベルに張り付いてしまって、正常な積分動作が出来なくなり、ビーム光の制御が出来なくなることを防ぐことができる。
【０１６２】
すなわち、第１、第２及び第３の実施例によれば、ビーム光の位置を広範囲で検知可能とし、かつ、ビーム光の位置を検知する精度を向上させることが可能になる。
【０１６３】
また、上記第２、第３の実施例のように、複数のビーム光を有するビーム光走査装置であっても、検知精度が向上させることができるため、複数のビーム光に対しても正確な位置制御が可能なビーム光走査装置を提供できる。
【０１６４】
以下に、第４、第５及び第６の実施例について説明する。
【０１６５】
上記第１、第２及び第３の発明では、従来のものよりも一層の検知精度を向上させることが可能である。しかしながら、上記第１、第２及び第３の実施例で可能な限り検知精度を向上させようとした場合、積分器を形成するオペアンプの特性上、積分出力が正常な値でなくなることが起こりうる。
【０１６６】
例えば、図８で、より一層の検知精度を向上させるため、電流電圧変換アンプ（Ｉ／Ｖ１、Ｉ／Ｖ２）のゲインを大きくし、さらに積分定数ＲＣを敏感に設定した場合を図１４及び図１５に示す。図１４はビーム光がセンサパターンＳP とセンサパターンＳO のほぼセンター近傍を通過している場合の例である。図１４では、電流電圧変換アンプ（Ｉ／Ｖ１、Ｉ／Ｖ２）のゲインを大きくしたために、センサパターンＳP とセンサパターンＳO の出力を電流電圧変換した電流電圧変換アンプＩ／Ｖ１、Ｉ／Ｖ２の出力の振幅は、図８に比べて大きくなっている。それに伴い、差動増幅器６１の出力の振幅も大きくなる。また、積分定数ＲＣを小さく（敏感に）設定しているため積分器６２の出力も数倍大きくなっている。ただし、ビーム通過位置がセンサパターンＳP とセンサパターンＳO とのほぼセンター位置であるため、積分出力は最終的には基準電圧Ｖref となる。
【０１６７】
図１５は、ビーム光の通過位置を図面下側に移動させた時の回路の各部の出力を示した図である。図１５では、ビーム先の通過位置が図面下側であるため、センサパターンＳP の出力である電流電圧変換アンプＩ／Ｖ１の振幅は小さくなる。このため、センサパターンＳO の出力である電流電圧変換アンプＩ／Ｖ２の出力は大きくなる。よって、差動増幅器６１の出力もＶref よりも上方側に大きく出力される。この差動増幅器６１の出力を積分器６２によって積分するとセンサパターンＳP ，及びセンサパターンＳO の出力を交互に積分する形となるが、センサパターンＳO側の出力が大きいため積分出力はＶref よりも下側に出力される。
【０１６８】
ところが、すでに説明したように本システムは、片電源で構成してするため積分出力はＶmin （グラウンド近傍）で飽和して張りついてしまい、それ以下を積分することが出来ない。仮に電源電圧等の制約がなければ図中点線で示したように積分動作を行うはずであるが、実際にはＶmin にはりついてしまう。こうなると、正常な積分動作は行われずビーム光の通過位置を正確に検知することが出来ない。また、この状態から正常動作に復帰するまでには、ある程度の時間を要するばかりか、最悪の場合には、一旦、電源電圧を遮断することが必要となる。また、ビーム光の通過位置が図面上側を通過した場合にも、同様のことが起こり得る。すなわち、積分出力がＶmax に張りついてしまうことにより正常な積分動作を行われないことが起こり得る。
【０１６９】
以下に説明する第４〜第６の発明によれば上記問題を解決することが可能であある。
【０１７０】
次に、この発明の第４の実施例について説明する。
【０１７１】
この第４の実施例によれば積分出力の飽和が起こらないため、広範囲で高精度のビーム検知動作及び制御が可能となる。つまり、積分器が電源電圧やグラウンドレベルに張りついてしまうのは、積分器に対して積分器の入力信号が大きいからである。上記積分器６２の入力信号の大小は、入力信号の振幅及び出力されている時間でほぼ決定される。
【０１７２】
上記第１、第２、及び第３の実施例では、積分器の入力信号の出力されている時間に注目し、のこぎり歯状のセンサパターンを採用している。すなわち、上記第１、第２、及び第３の実施例では、１対のセンサパターンに、のこぎり歯形状に相当するセンサを多数設けることによって各センサパターンからの信号の出力時間を短くしている。
【０１７３】
さらに、上記第１、第２、及び第３の実施例では、上下２つのセンサパターンを互い違いに組み合わせることによって出力方向の異なる信号を交互に積分器６２に供給している。これにより、上記積分器６２では、出力方向の異なる信号を交互に積分することにより飽和を防いでいたのである。しかしながら、このような第１、第２、及び第３の実施例でも、積分器６２の入力信号の振幅が、さらに大きくなると対処できないことがある。
【０１７４】
この第４の実施例では、積分器６２の入力信号の振幅に着目して、入力信号の振幅をコントロールすることによって積分器６２の出力信号の飽和を防ぎ、広範囲かつ高精度のビーム光検知及び制御システムを実現する。
【０１７５】
以下に、第４の実施例について詳細に説明する。
【０１７６】
図１６は、図１４と同様な条件で積分器６２への入力信号の振幅を制御した場合の例を示している。図１６には、積分器６２への入力信号の振幅を制御していない場合を点線で示し、積分器６２への入力信号の振幅を制御した場合を実線で示している。
【０１７７】
すなわち、ビーム光の走査位置がのこぎり歯状のセンサパターンＳOとセンサパターンＳPとで形成された１対のセンサパターンＳO、ＳPのセンタ位置よりも下側を通過する場合、下側のセンサパターンＳO の出力が大きくなる。図１６の点線で示す波形のように、下側のセンサパターンＳO の出力が所定の値よりも大きくなると、積分器６２の出力は、Ｖmin に張りついてしまう。これは、センサＳO の出力が振幅、時間とともに大きくなるためである。このような積分器６２の出力が飽和してしまうことを防ぐには、センサパターンＳO の出力信号の振幅を積分器６２の出力が飽和しない程度に小さくすればよい。
【０１７８】
図１６では、センサパターンＳO の出力をＶD3に示した信号のレベルまで小さくしている。これによって差動増幅器６１の出力レベルが図１６に点線で示す補正前から図１６の実線で示す補正後のように小さくなる。このため、積分器６２の出力は、飽和していない。
【０１７９】
すなわち、ビーム光の通過位置が１対のセンサパターンＳO、ＳP のセンタ位置よりも下側の場合、積分器６２の出力が飽和する時は、下側のセンサパターンＳO の出力信号の振幅が小さくなるように補正する。また、１対のセンサパターンＳO、ＳP のセンター位置よりも上側の場合、積分器６２の出力が飽和する時は、上側のセンサパターンＳP の出力信号の振幅が小さくなるように補正を行う。これにより、積分器６２の出力が飽和することなく、正常な積分器の出力が得られるように制御することができる。
【０１８０】
図１７は、積分器６２への入力信号を補正する方法について説明するための図である。図１７では、センサパターンＳO の出力信号の振幅を小さくするため、補正パルスを使用している。この補正パルスをセンサパターンＳO の出力信号から引く。これにより、センサパターンＳO の出力信号の振幅は小さくされるようになっている。この際、補正パルスの振幅は、上記ＣＰＵ５１により自在にコントロールされる。
【０１８１】
次に、この第４の実施例を実現可能なシステムについて説明する。図１８は、図１６の実線あるいは図１７に示すような制御が可能なビーム光検知システムのブロック図である。
【０１８２】
図１８は、図５に示す構成の回路に第４の実施例を適用する場合の回路構成を示している。
【０１８３】
この図１８に示す回路構成と図５に示す回路構成との相違点は、補正パルス生成回路８１、差動増幅器８２，８３、タイミングセンサＳS が追加されている点である。上記補正パルス生成回路８１は、補正用のパルス（補正パルス）を生成する。上記差動増幅器８２、８３は、電流電圧変換アンプ（Ｉ／Ｖ１，ＩＶ２）と差動増幅器６１間に設けられている。上記タイミングセンサＳS は、補正パルスを発生させるタイミングを取るセンサである。なお、図１８において、図５と同一箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
【０１８４】
ここでは、図１６及び図１７に示すように、ビーム光が１対のセンサパターンＳP 、ＳO のセンタ位置よりも下側の位置を通過する場合を想定して、図１８に示す回路の動作について説明する。
【０１８５】
まず、上記補正パルス生成回路８１から補正パルスが基準に設定されている状態、つまり、補正無しの状態では、図５に示す回路と同様に、通常のビーム検知処理を行う。このビーム検知処理により主制御部（ＣＰＵ）５１には、コンパレータ（ＣＭＰ１、ＣＭＰ２）及びフリップフロップ回路（Ｆ／Ｆ１、Ｆ／Ｆ２）を介して積分器６２からの出力信号が供給される。ＣＰＵ５１は、積分器６２の出力信号が電源電圧（Ｖmax ）もしくはグラウンドレベル（Ｖmin ）近傍であるか否かにより補正の必要性の有無を判断する。
【０１８６】
この判断により補正の必要性が有ると判断した場合、ＣＰＵ５１は、１対のセンサパターンＳP 、ＳO のうち、どちらのセンサからの出力に補正が必要であるかを判定する。ＣＰＵ５１は、積分器６２からの出力信号が電源電圧近傍（Ｖmax ）の場合に、センサパターンＳP の出力に対する補正を判定する。また、ＣＰＵ５１は、積分器６２からの出力信号がグラウンドレベル近傍（Ｖmin ）の場合に、センサパターンＳO の出力に対する補正を判定する。
【０１８７】
すなわち、図１８に示す回路では、積分器６２からの出力信号が電源電圧近傍（Ｖmax ）の場合に、センサパターンＳP の出力に対する補正を行い、積分器６２からの出力信号がグラウンドレベル近傍（Ｖmin ）の場合に、センサパターンＳO の出力に対する補正を行うようになっている。
【０１８８】
例えば、図１６及び図１７に示すような場合、図１８に示す回路では、センサパターンＳO の出力に対する補正を行う。この場合、ＣＰＵ５１は、フリップフロップ回路（Ｆ／Ｆ１、Ｆ／Ｆ２）の出力信号を読み取り、Ｖmin 近傍であることを認識し、センサパターンＳO の出力に対する補正が必要なことを判定する。
【０１８９】
センサパターンＳO の出力に対する補正を判定すると、ＣＰＵ５１は、補正パルス生成回路８１に対して補正制御を行うという意味の制御実行信号と、センサパターンＳO の出力に対する補正を行うという補正制御対象を示すセンサ選択信号を送信する。
【０１９０】
また、ＣＰＵ５１は、補正パルス生成回路８１に対して補正パルスの振幅を示すＤ／Ａデータを送信する。このＤ／Ａデータにより示される値（Ｄ／Ａ値）は、予め設定されているデータ値が用いられる。また、Ｄ／Ａデータにより示される値は、所定の初期値から徐々に調整していくようにしても良い。
【０１９１】
上記補正パルス生成回路８１は、ＣＰＵ５１からの指示でセンサパターンＳO の出力に対してのみ補正パルスを供給するように設定される。この場合、センサパターンＳP の出力に対する補正パルス信号は、基準電圧に設定される。従って、センサパターンＳP の出力に対しては、補正が行われないようになっている。
【０１９２】
上記設定を終えた後に、図１８に示す回路では、再度、ビーム光がセンサ上を通過した際に補正を行う。すなわち、補正パルス生成回路８１は、ビーム光がセンサＳS を通過すると図１７に示したような補正パルス（ＯＰＵＬＳ）を生成する。この生成された補正パルス（ＯＰＵＬＳ）は、差動増幅器８３に入力される。一方、センサパターンＳP ，ＳO は、ビーム光の通過に伴い電流出力を発生する。これらのセンサパターンＳP ，ＳO からの電流出力は、電流電圧変換アンプ（Ｉ／Ｖ１，Ｉ／Ｖ２）によって電圧信号に変換された後に差動増幅器８２，８３に入力される。
【０１９３】
差動増幅器８３は、センサＳO の電流電圧変換アンプ（Ｉ／Ｖ２）の出力電圧と補正パルス生成回路８１から送信された補正パルス（ＯＰＵＬＳ）としての補正電圧との差分を演算する。この差分として得られる電圧出力がＶD3となる。
【０１９４】
また、差動増幅器８２は、センサＳP の電流電圧変換アンプ（Ｉ／Ｖ１）の出力電圧と補正パルス生成回路８１から送信された基準電圧（ＰＰＵＬＳ）との差分を演算する。この差分として得られる電圧出力がＶD2となる。ここで、差動増幅器８２のゲインが１倍であれば、ＶD2は、電流電圧変換器（Ｉ／Ｖ１）の出力電圧と等しくなる。
【０１９５】
次に、差動増幅器８１は、ＶD2とＶD3の差分を演算する。この演算結果は、出力電圧として積分器６２に入力される。これにより、積分器６２は、差動増幅器８１からの出力電圧を積分する。ウインドウコンパレータ、Ａ／Ｄ変換器、フリップフロップ回路等の動作については、図５と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１９６】
同様に、ビーム光の通過位置がセンサのセンター位置よりも上側の位置の場合、補正パルス生成回路８１は、ＣＰＵ５１によってセンサパターンＳP 側の出力のみを補正するように補正パルスを供給するように設定される。すなわち、補正パルス（ＰＰＵＬＳ）は補正値としての補正電圧となり、補正パルス（ＯＰＵＬＳ）は、補正無しとしての基準電圧となる。これにより、センサパターンＳP 側の出力信号のみが補正される。
【０１９７】
上記のように、ＣＰＵにより判断される補正値に基づいて積分器の出力が飽和しないように補正パルスを用いて制御するようにしたものである。これにより、電流電圧変換アンプの増幅率を大きくしたり、積分器の積分定数を敏感にしたりした場合であっても、積分器の出力が飽和することなく、ビーム光の検知位置を示す出力信号が正常に得られる。
【０１９８】
次に、上記補正パルス生成回路８１について説明する。
【０１９９】
図１９は、補正パルス生成回路８１の構成例を表した図である。この図１９に示す回路は、Ｄ／Ａ変換器９１、基準電圧発生部９２、ロジック部９３、抵抗（Ｒ１００、Ｒ１０１）、オペアンプ（Ａ１００，Ａ１０１，Ａ１０３，Ａ１０４）、アナログスイッチ（ＳＷ１、ＳＷ２）などから構成されている。
【０２００】
上記Ｄ／Ａ変換器９１は、補正パルスの振幅を調整する。Ｄ／Ａ変換器９１は、ＣＰＵ５１から供給されるＤ／Ａデータに基づいて、アナログ電圧を生成し、オペアンプＡ１００に供給する。上記Ｄ／Ａデータは、生成するアナログ電圧を示すデジタルデータある。
【０２０１】
上記基準電圧発生部９２は、補正パルス生成回路８１における基準電圧を生成し、出力する部分である。図１９に示す例では、０〜５Ｖの片電源システムのため、２．５Ｖを基準電圧として生成し、後段に供給する。
【０２０２】
上記オペアンプ（Ａ１００，Ａ１０１，Ａ１０３，Ａ１０４）及びアナログスイッチ（ＳＷ１、ＳＷ２）は、上記の各部からの信号に基づいて補正パルスを生成する。
【０２０３】
上記ロジック回路９３は、ＡＮＤ回路（ＡＮＤ１）、フリップフロップ回路（Ｆ／Ｆ１００、Ｆ／Ｆ２００）、排他的論理和回路（ＥＯＲ１）、ＮＡＮＤ回路（ＮＡＮＤ１、ＮＡＮＤ２）などにより構成される。
【０２０４】
上記ロジック部９３は、ＣＰＵ５１からのセンサ選択信号（ＳＥＬ０−１）に基づいて、補正を行うセンサの選択を行う。また、ロジック部９３では、ＣＰＵ５１からの制御実行信号（ＳＡＯＵＴ−０、ＣＮＴＬＶ−１）に基づいて、補正制御を行うか否かの選択を行う。また、ロジック部９３では、センサＳS の出力（ＳＳＯＵＴ−１）、及びセンサＳQ の出力（ＳＱＯＵＴ−１）のタイミングに応じてアナログスイッチ（ＳＷ１、ＳＷ２）の切り換えを行う。
【０２０５】
以下、補正パルス生成回路８１の動作について説明する。
【０２０６】
まず、Ｄ／Ａ変換器９１、オペアンプＡ１００，Ａ１０１，Ａ１０３、アナログスイッチ（ＳＷ１）、抵抗（Ｒ１００）、基準電圧発生部９２で構成される部分について説明する。これらの各部で構成される回路は、センサパターンＳP の出力を補正する補正パルス（ＰＰＵＬＳ）を生成する回路（センサパターンＳO の補正パルス発生部）である。
【０２０７】
Ｄ／Ａ変換器９１は、上記ＣＰＵ５１により供給されたＤ／Ａデータに基づいたアナログ電圧（ＷＩＮＴＨＨ）を発生する。Ｄ／Ａ変換器９１により発生されたアナログ電圧は、オペアンプＡ１００の非反転端子に入力される。このＤ／Ａ変換器９１により発生されたアナログ電圧によって、補正用パルスの振幅が調整される。
【０２０８】
上記オペアンプＡ１００は、ボルテージフォロワである。このため、Ｄ／Ａ変換器９１の出力は、そのままオペアンプＡ１００から出力される。基準電圧発生部９２は補正パルス発生回路８１の基準電圧である２．５Ｖを供給する。この出力（基準電圧）は、オペアンプＡ１０１の非反転入力端子に供給される。
【０２０９】
アナログスイッチＳＷ１がＯＰＥＮの場合、オペアンプＡ１００の出力は、オペアンプＡ１０３のボルテージフォロワを介してセンサＳP の出力を補正する補正パルス（ＰＰＵＬＳ）として出力される。従って、アナログスイッチＳＷ１がＯＰＥＮの場合、ＣＰＵ５１から供給されたＤ／Ａデータに基づいてＤ／Ａ変換器９２から出力されるアナログ電圧が補正パルス（ＰＰＵＬＳ）として出力される。
【０２１０】
一方、アナログスイッチＳＷ１がＣＬＯＳＥの場合、オペアンプＡ１０１が機能し、オペアンプＡ１０１の反転入力端子側の電位が２．５Ｖになるように動作する。よってＡ１０３の非反転入力端子も２．５ＶとなりオペアンプＡ１０３のボルテージフォロワは、ＰＰＵＬＳとして２．５Ｖを出力する。従って、アナログスイッチＳＷ１がＣＬＯＳＥの場合、基準電圧発生部９２の出力がＰＰＵＬＳとしてＡ１０３から出力される。
【０２１１】
以上のように、アナログスイッチＳＷ１をあるタイミングでＯＮ／ＯＦＦすることにより、ＰＰＵＬＳを基準電圧発生部９２からの出力（基準電圧）とするか、Ｄ／Ａ変換器９１からの出力（Ｄ／Ａデータに基づくアナログ電圧）とするかを選択できるようにしたものである。
【０２１２】
また、Ｄ／Ａ変換器９１、オペアンプＡ１００，Ａ１０１，Ａ１０３、アナログスイッチ（ＳＷ１）、抵抗（Ｒ１００）、基準電圧発生部９２で構成される部分は、センサパターンＳO の出力を補正する補正パルス（ＯＰＵＬＳ）を生成する回路（センサパターンＳO の補正パルス発生部）である。
【０２１３】
このセンサパターンＳO の補正パルス発生部も、上記センサＳP の補正パルス発生部と同様に、オペアンプＡ１０４，オペアンプＡ１０５により補正パルス（ＯＰＵＬＳ）が生成される。すなわち、オペアンプＡ１０４及びオペアンプＡ１０５は、オペアンプＡ１０１及びオペアンプＡ１０３と同様に動作する。従って、アナログスイッチＳＷ２をあるタイミングでＯＮ／ＯＦＦすることにより、ＯＰＵＬＳを基準電圧発生部９２からの出力（基準電圧）とするか、Ｄ／Ａ変換器９１からの出力（Ｄ／Ａデータに基づくアナログ電圧）とするかを選択できる。
【０２１４】
アナログスイッチは、センサ選択信号とセンサＳS 、センサＳQ の発生タイミングでＯＮ／ＯＦＦされる。
【０２１５】
センサパターンＳO の出力を補正する際、センサ選択信号（ＳＥＬＯ−１）が「１」となる。これにより、ＮＡＮＤ回路（ＮＡＮＤ１）の入力片側が「１」、ＮＡＮＤ回路（ＮＡＮＤ２）の入力片側が「０」となる。よって、ＮＡＮＤ回路（ＮＡＮＤ１）の出力は、ＥＯＲ１の出力によって変化する。ＮＡＮＤ回路（ＮＡＮＤ２）の出力は、ＥＯＲ１の出力によらず常に１となる。
【０２１６】
従って、アナログスイッチＳＷ１は、ＮＡＮＤ回路（ＮＡＮＤ１）の出力により、センサＳS ，ＳQ の出力タイミングでＯＮ／ＯＦＦされる。アナログスイッチＳＷ２は、ＮＡＮＤ回路（ＮＡＮＤ２）の出力により、常に、ＯＮ（ＣＬＯＳＥ）状態である。すなわち、オペアンプＡ１０３の出力信号としてのＰＰＵＬＳは、センサＳS ，ＳQ が出力するタイミングでパルス状の信号となる。一方、オペアンプＡ１０５の出力信号としてのＯＰＵＬＳは基準電圧発生部９２の出力電圧、すなわち２．５Ｖが出力される。
【０２１７】
上記のような構成によれば、センサＳS の出力タイミングと，センサＳQ の出力タイミングとに、はさまれた区間に任意のパルス状の信号を生成することができる。
【０２１８】
図２０は、オペアンプＡ１０３の出力信号としてのＰＰＵＬＳの様子を示す図である。図２０では、センサＳSの出力タイミングでアナログスイッチＳＷ１がＯＦＦされ、ＰＰＵＬＳが基準電圧からＷＩＮＴＨＨに変更されている。また、センサＳQ の出力タイミングでアナログスイッチＳＷ１がＯＮされ、ＰＰＵＬＳがＷＩＮＴＨＨから基準電圧に変更されている。
【０２１９】
図２１は、第４の実施例のような補正を行った場合の積分器６２の出力と、ビーム光の通過位置との関係を示す図である。図２１では、ビーム光の通過位置Ｐ1 ，Ｐ3 の位置で、積分器６２の出力がほぼ飽和する場合を示している。すなわち、通過位置Ｐ1 よりも上側（外側）、あるいは通過位置Ｐ3 よりも下側（外側）をビーム光が通過する場合、ビーム光の通過位置を検知できない。
【０２２０】
例えば、ビーム光が通過位置Ｐ3 を通過する場合、補正を行わないと積分器６２の出力は、ＩＴＧ２となる。このため、積分器６２の出力はＶmin となり飽和領域に近づく。この場合、センサパターンＳO の出力に対する補正を行い、Ｄ／Ａデータの値を調整しながら、積分器の出力がほぼＶref となるようにすれば、ＩＴＧ３の出力が得られる。このＩＴＧ３は、通過位置Ｐ3 を中心として±Ｈ／４の領域を検知することができる。
【０２２１】
同様に、ビーム光が通過位置Ｐ1 を通過する場合、センサパターンＳP 側に補正を行う。やはり、この場合も、Ｄ／Ａデータの値を調整しながら、積分器の出力がほぼＶref となるようにすれば、ＩＴＧ１の出力が得られる。ＩＴＧ１は、通過位置Ｐ1 を中心として±Ｈ／４の領域を検知することができる。
【０２２２】
Ｄ／Ａデータの値と、ビーム検知特性の関係についてはあらかじめ決めておいても良い。すなわち、図２１に示すようなビーム検知特性（積分器の出力グラフ）で、ＩＴＧ１，ＩＴＧ２、ＩＴＧ３，ＩＴＧ４，ＩＴＧ５の検知特性が得られるＤ／Ａデータの値をそれぞれ決めておく。これらの５つのＤ／Ａデータの値と、それらのＤ／Ａデータの値に対応するビーム検知特性（積分特性）とを用いることにより、センサの全領域においてビーム光の通過位置を検知することができる。このように、Ｄ／Ａデータの値をそれぞれ決めておくことにより、Ｄ／Ａデータの値に対する調整の手間が省ける上、管理も容易となる。
【０２２３】
次に、上記のような構成の回路における主制御部（ＣＰＵ）５１の制御動作について説明する。
【０２２４】
図２２は、ＣＰＵ５１の制御動作を説明するためのフローチャートである。
【０２２５】
まず、ＣＰＵ５１は、ビーム光を所定の値で発光させる（ステップＳ２１）。ビーム光が発光されると、ＣＰＵ５１は、補正なしの状態でセンサパターンＳP、及びセンサパターンＳPからの出力信号を読み込む（ステップＳ２２）。この際、ＣＰＵ５１は、補正なしの状態で回路を動作させるため、制御実行信号（ＣＮＴＬＶ−１）を「０」としている。
【０２２６】
センサパターンＳP及びセンサパターンＳOからの出力信号を読み込むと、ＣＰＵ５１は、出力信号の値に基づいて補正の必要性の有無を判断する（ステップＳ２３）。この判断により補正の必要性の有りを判断すると（ステップＳ２３、ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１は、補正を行うために、制御実行信号（ＣＮＴＬＶ−１）を「１」とする（ステップＳ２４）。さらに、ＣＰＵ５１は、読み込んだデータに基づいて、センサパターンＳPの出力を補正するか、センサパターンＳOの出力を補正するかを判定する（ステップＳ２５）。
【０２２７】
この判定によりセンサパターンＳOの出力を補正すると判断した場合、ＣＰＵ５１は、補正の対象を示すセンサ選択信号としてＳＥＬ０−１を「１」とする（ステップＳ２６）。ＣＰＵ５１は、センサパターンＳOの出力信号の値に応じて、Ｄ／Ａデータの値を設定する（ステップＳ２７）。この際、ＣＰＵ６４は、例えば、図２１に示すようなＩＴＧ１〜ＴＩＧ５に対応して予め決められているＤ／Ａデータの値を設定する。
【０２２８】
これらの信号を補正パルス生成回路８１へ供給すると、ＣＰＵ５１は、再び、センサパターンＳP及びセンサパターンＳOの出力信号を読み込む（ステップＳ２８）。ＣＰＵ５１は、読み込んだセンサパターンＳO及びセンタパターンＳPの値により適正なＤ／Ａデータの値が設定されているか否かを判断する（ステップＳ２９）。この判断によりＤ／Ａデータの値が適切でないと判断した場合、ＣＰＵ５１は、上記ステップＳ２７へ戻りＤ／Ａデータの値を設定し直す。また、上記判断によりＤ／Ａデータの値が適切であると判断した場合（ステップＳ２９、ＹＥＳ）、あるいは上記ステップＳ２３で補正しないと判断した場合（ステップＳ２３、ＮＯ）、ＣＰＵ５１は、ビーム光の位置の検出結果を判断する。この判断に基づいて、ＣＰＵ５１は、所望の位置にビーム光を制御させる（ステップＳ３０）。
【０２２９】
また、上記ステップＳ２３で、センサパターンＳPの出力を補正すると判断した場合、ＣＰＵ５１は、補正の対象を示すセンサ選択信号としてＳＥＬ０−１を「０」とする（ステップＳ３１）。ＣＰＵ５１は、センサパターンＳPの出力信号の値に応じて、Ｄ／Ａデータの値を設定する（ステップＳ３２）。この際、ＣＰＵ５１は、例えば、図２１に示すようなＩＴＧ１〜ＴＩＧ５に対応して予め決められているＤ／Ａデータの値を設定する。
【０２３０】
これらの信号を補正パルス生成回路８１へ供給すると、ＣＰＵ５１は、再び、センサパターンＳP及びセンサパターンＳOの出力信号を読み込む（ステップＳ３３）。ＣＰＵ６４は、読み込んだセンサパターンＳO及びセンタパターンＳPの値により適正なＤ／Ａデータの値が設定されているか否かを判断する（ステップＳ３４）。この判断によりＤ／Ａデータの値が適切でないと判断した場合、ＣＰＵ５１は、上記ステップＳ３２へ戻りＤ／Ａデータの値を設定し直す。また、上記判断によりＤ／Ａデータの値が適切であると判断した場合（ステップＳ３４、ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１は、ビーム光の位置の検出結果を判断する。この判断に基づいて、ＣＰＵ５１は、所望の位置にビーム光を制御させる（ステップＳ３０）。
【０２３１】
上記のように、第４の実施例によれば、センサパターンＳO及びセンサパターンＳPのほぼ全域で、ビーム光の位置を検知することができ、かつ、上記第１、第２及び第３の実施例のようなセンサパターンＳO及びセンサパターンＳPの出力に対する補正を行わない場合のビーム位置検知特性よりも検知精度を向上できる。
【０２３２】
また、第４の実施例によれば、電流電圧変換アンプのゲインをさらに大きくしたり、積分器の積分定数ＲＣをより一層敏感にした場合、対応して補正パルスの大きさ（Ｄ／Ａデータの値）を調整することによりビーム光の位置を検知することができる。このため、ビーム光の検知精度を上げることが可能である。
【０２３３】
例えば、図２１に示す例で、上記第１、第２及び第３の実施例のようにセンサパターンＳO及びセンサパターンＳPの出力に対する補正を行わない場合にビーム位置検知特性がＩＴＧ０であるとする。これに対し、第４の実施例によれば、補正パルスを用いて補正を行うことにより、ＩＴＧ１〜ＩＴＧ５に示すようなビーム位置検知特性を得ることができる。これにより、第４の実施例によれば、ビーム位置検知特性がＩＴＧ０の場合よりも、ほぼ２倍程度の感度が得られる。
【０２３４】
次に、第５の実施例について説明する。
【０２３５】
この第５の実施例は、第４の実施例のように、補正機能を有したビーム光検知装置を複数本（たとえば４本）のビーム光を用いて走査を行なうマルチビーム光学系を有したビーム光装置に適用した例である。したがって、ビーム光の通過位置検知および制御の原理は、前述した第１の実施例及び第４の実施例で述べているので、説明を省略する。また、マルチビーム光学系の構成については、先に図２を用いて説明しているので省略する。
【０２３６】
図２３は、第５の実施例が適用されるビーム光検知装置３８の構成を示す図である。この図２３と図１１との相違点は、補正用パルスを生成するためのタイミングセンサＳS を追加している点である。このタイミングセンサＳｓ以外の構成は図１１と同様であるため、同一箇所に同一符号を付す。
【０２３７】
ここでは、図２３のビーム光検知装置３８を使用したマルチビーム光の通過位置制御について説明する。マルチビーム光学系は、４つのレーザ発振器を有し、それぞれのビーム光を副走査方向に移動させるための４つのアクチュエータ（本例ではガルバノミラー）を有する４ビームのマルチビーム光学系を想定して説明する。また、本マルチビーム光学系は、たとえば、６００ｄｐｉの解像度を有するものとする。
【０２３８】
前述した第４の実施例で説明したように、ビーム光検知装置３８は図２１のような検知特性を有する。図２１において、センサの有効検知領域をＨ［μｍ］とすると、１［μｍ］に相当する電圧値は、（｜Ｖmax −Ｖmin ｜）／（Ｈ／２）＝Ｖunit［Ｖ／μｍ］である。図２１に示す積分器の出力特性としてのＩＴＧ１〜ＩＴＧ５は、１［μｍ］あたり（｜Ｖmax −Ｖmin ｜）／（Ｈ／２）＝Ｖunit［Ｖ／μｍ］に相当する電圧値を持つことになる。よって、複数ビームを６００ｄｐｉ＝４２．３μｍピッチに制御するには、各ビーム間の積分出力の差がＶinit×４２．３［Ｖ］になるようにガルバノミラーを調整すればよい（ビームアクチュエータを制御すれば良い）。
【０２３９】
たとえば、第１のビーム光の通過目標位置をＰ２に設定する場合には、まず、第１のレーザ発振器を発光させ、ポリゴンミラーを回転させる。そして、センサパターン内をビーム光が通過するように、第１のビーム光用のガルバノミラーを動作させる。センサパターン内をビーム光が通過するようになったら、積分出力がＶｒｅｆとなるように、ガルバノミラーを使用して、第１のビーム光の通過位置を調整する。
【０２４０】
次に、第２のビーム光の通過位置の調整を行なう。まず、第２のレーザ発振器を発光させ、ポリゴンミラーを回転させる。そして、第１のビーム光と同様に、センサパターン内をビーム光が通過するように、第２のビーム光用のガルバノミラーを動作させる。その後、積分器の出力がＶref −Ｖunit×４２．３［Ｖ］となるように、第２のビーム光用のガルバノミラーを使用して、第２のビーム光の通過位置を調整する。
【０２４１】
このような動作によって、第１のビーム光と第２のビーム光の通過位置のピッチは、４２．３［μｍ］に制御される。以下同様に、第３、第４のビーム光も隣接ビーム光の積分出力の差が４２．３［μｍ］に相当するＶunit×４２．３［Ｖ］となるように、それぞれのガルバノミラーを調整する。
【０２４２】
以上の動作によって、４つのビーム光の通過位置は４２．３［μｍ］ピッチに制御される。このように、４つのビーム光の通過位置を所定のピッチに制御することが可能である。
【０２４３】
次に、第６の実施例について説明する。
【０２４４】
この第６の実施例は、第５の実施例のように、マルチビーム光学系を有したビーム光走査装置に適用した例である。第６の実施例と第５の実施例との相違点は、第６の実施例では、複数のビーム光のうちの少なくとも１つは固定されている点である。従って、第６の実施例では、固定されたビーム光の通過位置を基準にして、残りのビーム光の通過位置を所定のピッチに制御（相対位置制御）するものである。
【０２４５】
図２４は、第６の実施例に係る回路システムのブロック図である。
【０２４６】
図２４に示す回路と図１２に示す回路との相違点は、差動増幅器６１の前段に差動増幅器１０２及び１０３が追加され、さらに、補正用パルスを生成するためのタイミングセンサＳS 、及び補正パルス生成回路１０１が追加している点である。これら以外の構成は、図１２と同様であるため、同一箇所に同一符号を付し、説明を省略する。また、補正パルス生成回路１０１、差動増幅器１０２及び差動増幅器１０３は、第５の実施例で説明した補正パルス生成回路８１、差動増幅器８２及び差動増幅器８３と同様な動作を行うものである。
【０２４７】
また、図２４に示す回路において、補正パルス生成回路１０１には、主制御部５１と、タイミングセンサＳS 及びタイミングセンサＳQ とが接続され、差動動増幅器１０２及び差動増幅器１０３には、それぞれセンサパターンＳｏあるいはＳｐが接続されているものである。
【０２４８】
図２４に示す回路では、まず、図１２に示す回路と同様な動作によりビーム光の位置に基づく積分器７４の出力が主制御部５１に入力される。これにより、主制御部５１は、積分器７４の出力に基づいて補正の必要性を判断する。この判断により補正の必要があると判断した場合、主制御部５１は、補正対象とするセンサパターンを選択するとともに、補正量として補正パルスの値を示すＤ／Ａデータを設定する。この際、主制御部５１は、補正制御を行う旨を示す制御実行信号と、補正対象とするセンサパターンを示すセンサ選択信号と、補正パルスの値を示すＤ／Ａデータとを補正パルス生成回路１０１へ出力する。また、主制御部５１は、選択回路７３に差動増幅器７０を選択するように制御信号を送信する。
【０２４９】
補正パルス発生回路１０１は、主制御部５１からのセンサ選択信号により選択されたセンサパターンＳｏ（あるいはＳｐ）に接続されている差動増幅器１０２（あるいは１０３）にＤ／Ａデータで示される電圧値の補正パルスを設定する。この際、センサ選択信号により選択されていないセンサパターンＳｐ（あるいはＳｏ）に接続されている差動増幅器１０３（あるいは１０２）には、補正パルスは基準電圧に設定される。上記補正パルスは、タイミングセンサＳS がビーム光を検知したタイミングで上記差動増幅器１０２、１０３に供給される。
【０２５０】
このような補正パルスが供給された差動増幅器１０２及び１０３では、それぞれセンサパターンＳｏ、Ｓｐからの出力信号を入力した際に、補正パルスとセンサパターンＳｏ、Ｓｐとの差を差動増幅器７０に供給する。これにより、差動増幅器７０には、それぞれセンサパターンＳｏ、Ｓｐからの出力信号が主制御部５１が設定した値で補正された状態で入力される。
【０２５１】
次に、図２５と図２６を使用して第６の実施例の詳細な動作について説明する。
【０２５２】
図２５は、センサパターンＳP ，及びセンサパターンＳO 上のビームの通過位置と積分出力の関係を表した図である。センサパターンＳP とセンサパターンＳO の出力による積分器の出力は、補正用パルス生成部８１のＤ／Ａ値に応じてＩＴＧ１〜ＩＴＧ５の特性を有する（ただし、ＩＴＧ２は補正無しの時の積分出力（ビーム検知特性）である）。
【０２５３】
次に、図２６に示すフローチャートを参照して、第６の実施例に係るマルチビーム光学系のビーム光相対位置制御について説明する。図２６のフローチャートでは、図２４に示すように構成された回路における動作を示している。
【０２５４】
まず、ＣＰＵ５１は固定ビーム光のレーザを所定の値で発光させる（ステップＳ４１）。すなわち、主制御部５１は、たとえば、第１のレーザドライバ３２ａに所定の指示値を送り、第１のレーザ発振器３１ａを所定のパワーで発光させる。これにより、主制御部５１は、第１のビーム光を出力する。ここでは、すでにポリゴンミラーモータは回転しているものとする。
【０２５５】
次に、主制御部５１は、補正値としてのＤ／Ａデータの値を選択し、Ｄ／Ａデータを補正パルス生成回路１０１へ送る。例えば、図２５において、Ｐ１の位置を固定ビームの通過位置とすると、ＣＰＵ５１は、ＩＴＧ１の検知特性が選択されるようにＤ／Ａ値を設定する。すると、主制御部５１は、設定したＤ／Ａ値をＤ／Ａデータとして補正パルス生成部１０１へ送る。
【０２５６】
同時に、主制御部５１は、選択回路７３に差動増幅器７０を選択するための選択信号を送る。これにより、主制御部５１は、センサパターンＳPとセンサパターンＳOとの差動出力を積分器７４に送る。
【０２５７】
同様に、主制御部５１は、リセット信号生成回路７８及び変換開始信号回路７９にセンサ選択信号を送信する。これにより、主制御部５１は、センサパターンＳPとセンサパターンＳOとの差分信号を積分する際のリセット信号とアナログ／デジタル変換開始信号を発生する。本ステップによって、主制御部５１は、センサパターンＳPとセンサパターンＳOとの差分出力を取込むことが可能になる。
【０２５８】
ビーム光検知装置出力処理回路４０は、センサパターンＳｏ及びＳｐを有するビーム光検知装置３８により検知された固定ビームの通過位置に応じた出力信号をＣＰＵ５１に出力する。ＣＰＵ５１は、ビーム光検知装置出力処理回路４０に供給したＤ／Ａ値により決定される補正値に基づく検知特性を判断する。この判断により判断したＤ／Ａ値に対応する検知特性とビーム光検知装置出力処理回路４０からの出力信号とに基づいて、ＣＰＵ５１は、固定ビームの通過位置を検知する。この検知された固定ビームの通過位置は、ＣＰＵ５１によりメモリ５２に記録される（ステップＳ４２）。
【０２５９】
例えば、図２５において、検知特性がＩＴＧ１となるＤ／Ａ値が選択される場合、ＣＰＵ５１は、検知特性としてＩＴＧ１の特性を判断する。この判断により判断したＩＴＧ１の特性とビーム光検知装置出力処理回路４０からの出力信号とに基づいて、ＣＰＵ５１は、固定ビームの通過位置を検知する。
【０２６０】
以下のステップは、本ステップＳ４２で検知した第１のビーム光の通過位置を基準として、その他の３つのビーム光の通過位置が所定のピッチ（例えば４２．３μｍ）になるよう制御する。
【０２６１】
次に、主制御部５１は、移動可能な第２のビーム光を所定のパワーで発光させる（ステップＳ４３）。たとえば、主制御部５１は、第２のレーザドライバ３２ｂに所定の指示値を送り、第２のレーザ発振器３１ｂを所定のパワーで発光させる。
【０２６２】
主制御部５１は、上記同様に、適当なＤ／Ａデータを選択し、そのＤ／Ａ値に基づいた検知特性により、センサパターンＳPとＳOとの差分出力をモニタしている。このため、主制御部５１は、第２のビーム光の通過位置を把握することができる。主制御部５１は、センサパターンＳPとセンサパターンＳOの検知領域内を前記第２のビーム光が通過するように、ガルバノミラー３３ｂを動作させる（ステップＳ４４）。その後、主制御部５１は、センサパターンＳPとセンサパターンＳOとの中心近傍を第２のビーム光が通過するように、ガルバノミラー３３ｂを動作させる。なお、本ステップのビーム光通過位置調整には微細な精度は要求されない。
【０２６３】
次に、主制御部５１は、ステップＳ４４で粗調整した第２のビーム光を、その通過位置がセンサＳKとセンサＳJのギャップの中心位置になるように制御する（ステップＳ４５）。各センサＳI，ＳJ，ＳPは、センサパターンＳPとセンサパターンＳOのほぼ中心位置に配置されている。したがって、主制御部５１は、ビーム光の通過位置を大きく変化させることなしに（さらに、時間を要することなく）、センサＳKとセンサＳJのギャップの中心位置に制御することができる。以下、ステップＳ４５の処理を詳細に説明する。
【０２６４】
まず、主制御部５１は、選択回路７３に差動増幅器７１を選択するための選択信号を送ることにより、センサＳKとセンサＳJとの差動出力を積分器７４に入力する。同様に、主制御部５１は、リセット信号生成回路７８及び変換開始信号回路７９にセンサ選択信号を送る。これにより、主制御部５１は、センサＳKとセンサＳJとの差分信号を積分する際のリセット信号とアナログ／デジタル変換開始信号を発生する。本設定によって、主制御部５１は、センサＳKとセンサＳJとの差分出力を取込むことが可能になる。
【０２６５】
次に、主制御部５１は、第２のビーム光用のガルバノミラー３３ｂを動作させて、センサＳKとセンサＳJのギャップの中心位置に第２のビーム光の通過位置を制御する。ガルバノミラー３３ｂを動作させるためには、まず、主制御部５１は、Ｄ／Ａ変換器４５ｂに指示値をセットする。Ｄ／Ａ変換器４５ｂによってアナログ化された信号はドライバ４６ｂに入力され、ドライバ４６ｂはＤ／Ａ変換値に応じた電流をガルバノミラー３３ｂに出力する。ガルバノミラー３３ｂは、ドライバ４６ｂの出力電流値に応じて動作する。したがって、主制御部５１は、Ｄ／Ａ変換器４５ｂの指示値を変更することによって、第２のビーム光の通過位置を変更することができる。
【０２６６】
次に、主制御部５１は、ステップＳ４５におけるガルバノミラー３３ｂの設定を保持したまま、再度、センサパターンＳPとセンサパターンＳOとの差分出力を読込む。この際、主制御部５１は、補正なしを選択し、図２５に示すＩＴＧ２の特性上でビーム光の位置を検知する。これは、センサＳI、ＳK、ＳJは、センサパターンＳP、ＳOのほぼセンター位置に配置されているため、補正が必要ないからである。このような位置検知によりビーム光がセンサＳKとセンサＳJのギャップの中心位置に制御されると、主制御部５１は、この時の処理回路４０の出力値（ＰＯKJ）をメモリ５２に記憶する（ステップＳ４６）。このＰＯKJは、ビーム光の通過位置がセンサＳKとセンサＳJとのギャップの中心位置であることを示す処理回路４０の出力値となる。
【０２６７】
次に、主制御部５１は、ステップＳ４６でセンサＳKとセンサＳJのギャップの中心位置に制御された第２のビーム光を、センサＳJとセンサＳIのギャップの中心位置に制御する（ステップＳ４７）。
【０２６８】
まず、主制御部５１は、選択回路７３に差動増幅器７２を選択するための選択信号を送ることにより、センサＳJとセンサＳIとの差動出力を積分器４２に入力する。同様に主制御部５１は、リセット信号生成回路７８、変換開始信号回路７９にセンサ選択信号を送る。これにより、主制御部５１は、センサＳJとセンサＳIとの差分信号を積分する際のリセット信号とアナログ／デジタル変換開始信号を発生する。本設定によって、主制御部５１は、センサＳJとセンサＳIとの差分出力を取込むことが可能になる。
【０２６９】
次に、主制御部５１は、第２のビーム光用のガルバノミラー３３ｂを動作させて、センサＳJとセンサＳPのギャップの中心位置に第２のビーム光の通過位置をステップＳ４５と同様に制御する。
【０２７０】
次に、主制御部５１は、第２のビーム光がセンサＳJとセンサＳIのギャップの中心位置を通過しているとき、再度、センサＳPとセンサＳOとの差分出力を読込む。この際、主制御部５１は、Ｄ／Ａ値として補正なしを選択し、図２５に示すＩＴＧ２の特性上でビーム光の位置を検知する。これは、センサＳI、ＳK、センサＳJは、センサパターンＳP、ＳOのほぼセンター位置に配置されているため、補正が必要ないからである。このような位置検知によりビーム光がセンサＳJとセンサＳIのギャップの中心位置に制御されると、主制御部５１は、この時の処理回路４０の出力値（ＰＯJI）をメモリ５２に記憶する（ステップＳ４８）。このＰＯJIは、ビーム光の通過位置がセンサＳJとセンサＳIのギャップの中心位置であることを示す処理回路４０の出力値となる。
【０２７１】
次に、主制御部５１は、ステップＳ４６でメモリ５２に記憶した値ＰＯKJと、ステップＳ４８でメモリ５２に記憶した値ＰＯJIとの差を演算する（ステップＳ４９）。センサＳKとセンサＳJの中心位置とセンサＳJとセンサＳIの中心位置との間のピッチは、４２．３μｍである。このため、ステップＳ４５（ステップＳ４６）からステップＳ４７（ステップＳ４８）にビーム光を移動させた場合の移動距離は４２．３μｍに相当する。したがって、本ステップＳ４９で演算したＰＯKJとＰＯJIとの差は、センサパターンＳPとセンサパターンＳOとの差分出力の差で、第２のビーム光の移動距離（４２．３μｍ）に相当する値である。
【０２７２】
また、第６の実施例では、設定されたＤ／Ａデータの値に対応する検知特性を用いてビーム光の位置を検知するようにしている。このため、第１のビーム光と第２のビーム光との相対的な距離を所定のピッチ（４２．３μｍ）にするには、上記ステップＳ４２で選択された検知特性（ＩＴＧ１）に基づいて第２のビーム光の位置を制御しなければならない。つまり、上記ステップＳ４２で選択したＤ／Ａ値を設定した状態で、第２のビーム光による出力が、（上記ステップ４２でメモリ５２に記憶した値）−（ＰＯKJ−ＰＯJI）となるように制御する。これにより、固定ビーム光（第１のビーム光）の通過位置と移動可能な第２のビーム光の通過位置とが所定のピッチ（４２．３μｍ）に制御される。本ステップの処理では、センサパターンＳPとセンサパターンＳOとの差分出力を使用する。
【０２７３】
固定ビーム光である第１のビーム光の通過位置は、ステップＳ４２で検知され、メモリ５２に記憶されている。主制御部５１は、移動可能な第２のビーム光の通過位置が第１のビーム光に対して４２．３μｍのピッチとなるように、ガルバノミラー３３ｂを動作させ、第２のビーム光の通過位置を制御する。
【０２７４】
すなわち、主制御部は、まず、ステップＳ４２と同様なＤ／Ａ値を処理回路４０に設定して第２のビーム光を発光させる。そして、主制御部５１は、第２のビーム光の通過位置を表わす処理回路４０の出力値が、ステップＳ４２でメモリ５２に記憶した値からステップＳ４９で求めた値（ＰＯKJ−ＰＯJI）を引いた値に一致するように、第２のビーム光の通過位置を変更する（ステップＳ５０）。
【０２７５】
以上説明した動作によって、第１のビーム光と第２のビーム光の通過位置は４２．３μｍのピッチに制御される。また、第３、第４のビーム光についても、上記同様な動作を行なうことにより、各ビーム光は４２．３μｍのピッチに制御される。
【０２７６】
上記のように、第１、第２及び第３の実施例によれば、ビーム光の位置を検知する回路内で電流電圧変換器のゲインを大きくしたり、差動増幅器のゲインを大きくしたり、また積分器の積分定数を敏感にすることによって、検知精度を向上させようとした場合に、ビーム光の中心位置からのずれ量を検知した結果としての積分出力が飽和してしまうことを防ぐことができる。
【０２７７】
このため、上記積分出力が、電源電圧あるいはグラウンドレベルに張り付いてしまって、正常な積分動作が出来なくなり、ビーム光の制御が出来なくなることを防ぐことができる。従って、第１、第２及び第３の実施例によれば、ビーム光の位置を広範囲で検知可能とし、かつ、ビーム光の位置を検知する精度を向上させることが可能になる。
【０２７８】
また、上記第４、第５及び第６の実施例によれば、のこぎり歯状の２つのセンサパターンがかみあうように組み合わせ、前記のこぎり歯状の歯の部分をビーム光の主走査方向が横切るように設置し、さらに、上記センサパターンからの出力信号を処理する処理回路の出力が飽和してしまう場合には、補正信号により補正を行してビーム光の位置を検知するようにしたものである。
【０２７９】
これにより、ビーム光の位置の検知信号を処理する処理回路内で電流電圧変換アンプのゲインを大きくしたり、差動増幅器のゲインを大きくしたり、また積分器の積分定数を敏感にすることができ、より一層の検知精度の向上が図れる。
【０２８０】
また、上記第５、第６の実施例のように、複数のビーム光を有するビーム光走査装置であっても、センサからの信号を処理する処理回路で出力が飽和する場合には補正を行うようにしたため、検知精度が向上させることができ、複数のビーム光に対しても正確な位置制御が可能なビーム光走査装置を提供できる。
【０２８１】
上記第１、第２及び第３の実施例によれば、ビーム光を検知するセンサパターンを変更するだけで、検知精度の向上が図れることから、複雑な回路設計や制御を追加する必要がなく、簡単にビーム光の位置を検知する精度を向上させることが可能になる。一方、第４、第５及び第６の実施例によれば、ビーム光を検知するセンサパターンを変更するとともに、センサからの信号を処理する処理回路で出力が飽和する場合には補正を行うようにしたため、より一層の検知精度の向上が図れる。
【０２８２】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、ビーム光の検知範囲が大きく、検知精度の向上させることができ、環境変動等になる経時変化に対応することができるビーム光走査装置及び画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】デジタル複写機の構成概略を示す図。
【図２】光学ユニットの概略構成を示す図。
【図３】光学系制御系のブロック図。
【図４】ビーム検知装置の構成図。
【図５】ビーム検知装置の出力処理回路のブロック図。
【図６】ビーム光の通過位置によるセンサパターンの出力、差動増幅器の出力、及び積分器の出力を示す図。
【図７】ビーム光の通過位置によるセンサパターンの出力、差動増幅器の出力、及び積分器の出力を示す図。
【図８】ビーム光の通過位置によるセンサパターンの出力、差動増幅器の出力、及び積分器の出力を示す図。
【図９】ビーム光の通過位置によるセンサパターンの出力、差動増幅器の出力、及び積分器の出力を示す図。
【図１０】ビーム光の通過位置と積分出力の関係を示す図。
【図１１】ビーム検知装置の概略構成を示す図。
【図１２】光学系制御系のブロック図。
【図１３】ビーム光相対位置制御ルーチンを示すフローチャート。
【図１４】ビーム光の通過位置によるセンサパターンの出力、差動増幅器の出力、及び積分器の出力を示す図。
【図１５】ビーム光の通過位置によるセンサパターンの出力、差動増幅器の出力、及び積分器の出力を示す図。
【図１６】ビーム光の通過位置によるセンサパターンの出力、差動増幅器の出力、及び積分器の出力を示す図。
【図１７】ビーム光の通過位置によるセンサパターンの出力、差動増幅器の出力、及び積分器の出力を示す図。
【図１８】ビーム検知装置の出力処理回路のブロック図。
【図１９】補正パルス生成回路の概略構成を示す図。
【図２０】タイミングセンサと補正パルスとの関係を示す図。
【図２１】ビーム光の通過位置と積分出力の関係を示す図。
【図２２】ビーム光の制御ルーチンを示すフローチャート。
【図２３】ビーム検知装置の概略構成を示す図。
【図２４】光学系制御系のブロック図。
【図２５】ビーム光の通過位置と積分出力の関係を示す図。
【図２６】ビーム光の相対位置制御ルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
ＳP，ＳO…センサパターン（センサ）、１…スキャナ部、２…プリンタ部、１３…光学系ユニット、１５…感光体ドラム、３１ａ〜３１ｄ…レーザ発振器、３２ａ〜３２ｄ…レーザドライバ、３３ｂ〜３３ｄ…ガルバノミラー、３８…ビーム光検知装置、４０…ビーム光検知出力処理回路、５１…制御部、６１、７０、７１、７２、８２、８３、１０２．１０３…差動増幅器、６２、７４…積分器、６３…リセット信号生成回路、６４…ＣＰＵ、７３…選択回路、７５…ウィンドウコンパレータ、７７…フリップフロップ回路、７８…リセット信号生成回路、８１、１０１…補正パルス生成回路、９２…基準電圧発生部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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