JP3681547B2 - 走査光学系の走査位置測定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機等の画像形成装置に使用される走査光学系の走査位置測定装置に関するものであり、特に、回転多面鏡の各偏向反射面ごとに対する副走査方向の走査位置を測定することができる走査光学系の走査位置測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、被走査面を走査する走査光学系は、レーザプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に用いられ、広く知られている。近来では、走査光学系による光走査の高速化、高密度化の要求に対応するために、マルチビーム化が図られ、回転多面鏡の各偏向反射面における複数の光スポットによる走査位置精度が重要な要素となってきている。
【０００３】
走査光学系において、光スポットは、被走査面上で移動して被走査面を走査する。被走査面上における光スポットの理想的な移動方向を主走査方向と呼び、被走査面上で主走査方向に対して直交する方向を副走査方向と呼ぶことは周知の通りである。ここで言う被走査面は仮想的な平面であり、実体的には光導電性感光体の感光面である。
【０００４】
被走査面における光スポットの移動軌跡は主走査ラインと呼ばれ、この主走査ラインは正確な直線であることが理想であるが、実際には種々の要因で厳密な直線にはならず、僅かな曲がりが生じる。また、レーザ光束を偏向させる回転多面鏡の各偏向反射面ごとの偏向による主走査ラインは、偏向反射面の面倒れの影響で副走査方向に微小距離だけ変動する場合がある。主走査ラインに生じる曲がりや変動は、所定の許容範囲内に収められる必要があり、走査を高密度化する場合やマルチビームで走査を行う場合の許容範囲はかなり狭い。
【０００５】
そこで、従来では、走査光学系を実際に組み立てる際や組み立てた後、光学素子の位置や角度を調整して上記主走査ラインに生じる曲がりや変動を調整したり、これらが設計値通りの許容範囲内に収まっているかを検査するため、被走査面上の主走査方向所望位置における副走査方向の走査位置を測定している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の測定方法では、回転多面鏡が高速回転し、偏向光が高速で移動するため、上記主走査ラインに生じる曲がりや変動が回転多面鏡のどの偏向反射面で生じているかまでは測定することができず、的確な測定結果を得ることができなかった。また、走査光学系評価装置として特開平９−３３３９０号公報記載のものがあるが、これは、光ビームが異常であるかどうかを検知して走査光学系を評価するだけのものであって、やはり、どの偏向反射面で主走査ラインに曲がりや変動を生じているのかまでは測定できないし、曲がりや変動を定量的に測定できるものでもない。
【０００７】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたものであり、回転多面鏡の各偏向反射面ごとに対する走査位置を定量的に測定することができる走査光学系の走査位置測定装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、レーザ光源からのレーザ光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、回転多面鏡によって上記被走査面を走査する走査光学系を有し、上記回転多面鏡の特定面に対応する上記被走査面上の主走査方向所望位置における副走査方向の走査位置を測定する装置であって、上記光スポットの走査による受光情報信号を得る測定用のＣＣＤセンサと、上記ＣＣＤセンサを、その受光面が上記被走査面に等価な測定面に沿って主走査方向へ変位させるセンサ変位手段と、有効走査範囲の走査に先立ってレーザ光束を検知する同期検知手段と、上記レーザ光源のオン・オフを制御するレーザ発光変調手段と、上記回転多面鏡の特定回転角で信号を発生する特定面検知手段と、上記レーザ発光変調手段に命令を与える機能および上記ＣＣＤセンサに情報読み出し信号を送る機能を有する制御手段と、上記受光情報信号に基づき、上記光スポットの副走査方向の中心位置を演算する演算手段と、を有し、上記受光情報信号は、上記光スポットの光強度分布から演算され、上記特定面検知手段からの信号を基準とした上記同期検知手段の検知信号で、上記回転多面鏡のどの偏向反射面で反射された光スポット位置かを特定し、上記演算手段は上記制御手段と信号の授受を行い、上記光スポット位置と上記光スポットの副走査方向の中心位置とを対応させることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、同期検知手段がレーザ光束を検知するごとに偏向反射面番号をカウントアップするカウンタを有し、特定面検知手段の出力により立ち上がる信号とこの信号の立ち下がりで立ち上がる別の信号を生成し、この別の信号の立ち上がりにより上記カウンタの偏向反射面番号をリセットすることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、特定面検知手段が信号を発生してから上記同期検知手段がレーザ光束を検知するまでを上記回転多面鏡の偏向反射面の第１面とし、以後、上記同期検知手段がレーザ光束を検知するごとにカウンタが偏向反射面番号をカウントアップすることを特徴とすることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、レーザ光源からのレーザ光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、回転多面鏡によって上記被走査面を走査する走査光学系を有し、上記回転多面鏡の特定面に対応する上記被走査面上の主走査方向所望位置における副走査方向の走査位置を測定する装置であって、上記光スポットの走査による受光情報信号を得る測定用のＣＣＤセンサと、上記ＣＣＤセンサを、その受光面が上記被走査面に等価な測定面に沿って主走査方向へ変位させるセンサ変位手段と、有効走査範囲の走査に先立ってレーザ光束を検知する同期検知手段と、上記レーザ光源のオン・オフを制御するレーザ発光変調手段と、上記回転多面鏡の特定回転角で信号を発生する特定面検知手段と、上記レーザ発光変調手段に命令を与える機能および上記ＣＣＤセンサに情報読み出し信号を送る機能を有する制御手段と、上記受光情報信号に基づき、上記光スポットの副走査方向の中心位置を演算する演算手段と、を有し、上記特定面検知手段からの信号を１／２分周し、上記１／２分周信号の立ち上がりにより立ち上がる別の信号を生成し、上記１／２分周信号の立ち上がりから上記同期検知信号がレーザ光束を検知するまでを上記回転多面鏡の偏向反射面の第１面とし、以後、上記同期検知手段がレーザ光束を検知するごとに偏向反射面番号をカウントアップするとともに、上記別の信号の立ち上がりにより偏向反射面番号をリセットすることを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、回転多面鏡の回転軸に垂直な面上の一部に、この面の他の部分とは異なる反射率の印を設け、この印を反射率の違いにより検知することを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、特定面検知手段が信号を発生している間に、上記同期検知手段がレーザ光束を検知するように上記特定面検知手段が配置されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、同期検知手段による同期検知後一定時間経過してから次の同期検知までおよび測定したい偏向反射面を走査中に、上記レーザ光源をオンにし、特定面検知信号発生時に上記ＣＣＤセンサに情報読み出し信号を送ることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかる走査光学系の走査位置測定装置の実施の形態について説明する。
図１において、符号１は、レーザ光束を出射するレーザ光源としての半導体レーザを示している。半導体レーザ１の出射方向には、カップリングレンズ２ａ、シリンドリカルレンズ２ｂおよびが回転多面鏡３この順に配置されている。回転多面鏡の偏向反射面によるレーザ光束の反射光路上にはｆθレンズ４が配置されている。上記偏向反射面による反射光路上にはまた、各偏向反射面による偏向開始当初のレーザ光束を受光して同期信号を出力する同期検知手段としてのフォトダイオード（以下「ＰＤ」という）１３が配置されている。
【００１６】
上記ｆθレンズ４を透過した偏向光の進路上には、測定用ＣＣＤセンサとしてのＣＣＤカメラ６が配置されている。ＣＣＤカメラ６は、その受光面１２が被走査面に等価な測定面に沿って、主走査方向である矢印Ｂ方向に変位することができる。より具体的に説明すると、ＣＣＤカメラ６は、センサ変位手段としてのＹステージ９上に設けられ、主走査方向である矢印Ｂ方向にスライド移動可能であるとともに、Ｘステージ１１上に設けられることによって、矢印Ｃで示すように、主走査方向に対し直交する方向でありかつ回転多面鏡３による偏向光の進行方向前後方向に移動可能となっている。従って、ＣＣＤカメラ６は、Ｙステージ９によってレーザ光束の主走査領域で任意の像高に移動することができるとともに、Ｘステージ１１によって仮想的な平面である被走査面に設定することができる。ＣＣＤカメラ６の受光面１２はラインセンサからなっていて、複数の受光エレメントが上記測定面において副走査方向に、従って、図１において紙面に直交する方向に、図２において上下方向に沿って配列されている。
【００１７】
上記回転多面鏡３の回転軸に垂直な面上の一部には、この面の部分とは異なる反射率の印１６が付せられている。図１に示す例では、上記回転多面鏡３の回転軸に垂直な面上であって、回転多面鏡３の半径方向に沿い黒インクによってライン状の印１６が付せられている。この印１６の回転移動軌跡に対向させて光センサ１５が配置されている。光センサ１５は、対象物を照らす光源部と、対象物からの反射光を受光する受光部とから構成されていて、回転多面鏡３の上記印１６形成面自体の光反射率と印１６の光反射率の違いにより、印１６が光センサ１５に対向したとき信号を検知する。光センサ１５は回転多面鏡３が１回転するごとに回転多面鏡３の一定の回転角で検知信号を出力し、そのときレーザ光を偏向している、あるいは偏向しようとしている偏向反射面は特定の偏向反射面であるため、光センサ１５の検知信号によって回転多面鏡３の偏向反射面はどの反射面であるかを特定することができる。従って、光センサ１５は、回転多面鏡３の特定面検知手段としての機能を有している。
【００１８】
光センサ１５の検知信号、前記ＰＤ１３の検知信号は制御回路１４に入力され、半導体レーザ１は制御回路１４によって制御されるようになっている。また、ＣＣＤカメラ６による受光情報信号は画像入力ボード７に入力され、画像入力ボード７は演算手段としてのパソコン８に接続され、パソコン８と上記制御回路１４との間で信号が授受されるようになっている。
【００１９】
次に、上記実施の形態の動作を説明する。図１に示すように、半導体レーザ１は、制御手段としての制御回路１４に含まれるレーザ発光変調手段によってオン、オフが制御される。また、上記制御手段は、上記レーザ発光変調手段に命令を与える機能を有していると共に、パソコン８を通じてＣＣＤカメラ６に情報読み出し信号を送信する機能を有している。
【００２０】
上記上記半導体レーザ１から出射された拡散光であるレーザ光束は、上記カップリングレンズ２ａによって平行光束、緩やかな拡散光あるいは収束光に変換され、さらにシリンドリカルレンズ２ｂによって副走査対応方向にのみ収束されて回転多面鏡３の偏向反射面付近に主走査方向に長い線像として集光される。上記回転多面鏡３は、モータによって図１に矢印Ａで示すように反時計方向に高速で回転駆動される。回転多面鏡３の偏向反射面付近に集光されたレーザ光束は、回転多面鏡３の回転によって偏向反射され、ｆθレンズ４を透過し、被走査面に等価な面をレーザ光のスポットが走査する。被走査面に等価な面にはＸステージ１１の調整によってＣＣＤカメラ６の受光面１２が配置されている。上記光スポットの走査が主走査であり、１回の主走査ごとに光スポットがＣＣＤカメラ６の受光面１２を横切る。そこで、ラインセンサを構成する複数の受光エレメントの信号を順に読み出すことにより、光スポットが横切った位置の受光エレメントの信号が突出してなる受光情報信号を得ることができ、突出した信号を出力している受光エレメントを特定することによって、光スポットの副走査方向の走査位置を測定することができる。
【００２１】
上記ｆθレンズ４は、回転多面鏡３によって偏向反射されたレーザ光束をＣＣＤカメラ６の受光面１２上に等速走査させる機能と、副走査対応方向において偏向反射面近傍と被走査面とを幾何光学的な共役関係とすることにより、偏向反射面の面倒れの影響を補正する機能を有している。
【００２２】
回転多面鏡３によって偏向反射されるレーザ光束は、有効走査範囲に入る直前に、有効走査範囲の走査に先立ってＰＤ１３から同期検知信号が出力され制御回路１４に入力される。この同期検知信号は、被走査面上での光スポットによる主走査時に、書き込みのタイミングを決めるためのものである。
【００２３】
上記ＣＣＤカメラ６の受光面１２で読み取った光スポットの走査による受光情報信号は、図１に示すように、画像入力ボード７を介してパソコン８に取り込まれるようになっている。パソコン８には、上記受光情報信号に基づき、被走査面上の所望の主走査位置における光スポットの副走査方向の中心位置を演算する演算手段が内蔵されている。光スポットの直径方向における光強度分布は釣鐘型になっているため、この強度分布から上記のように光スポットの中心位置を演算することができる。ＣＣＤカメラ６は、これをＹステージ９により主走査領域の特定の複数位置に移動させてそれぞれの位置で上記のように光スポットの副走査方向の中心位置を演算すれば、主走査方向の走査線曲がり、走査線相互のピッチムラ、ピッチ偏差などの種々のデータを得ることができる。
【００２４】
図示の実施の形態では、このような種々のデータが回転多面鏡３のどの偏向反射面による走査で得られたものであるかを、次のようにして特定することができる。上記制御回路１４は、ＰＤ１３から出力された同期検知信号と、光センサ１５から出力された特定面検知信号を基に、光センサ１５が特定面検知信号を発生してから、ＰＤ１３が同期検知信号を出力するまでを第１面として、以後、ＰＤ１３がレーザ光束を受光検知して同期検知信号を発生するごとに偏向反射面番号をカウントアップする。
【００２５】
また、制御回路１４は、ＰＤ１３による同期検知後一定時間経過してから次の同期検知までと、パソコン８によって設定入力されたユーザが測定したい偏向反射面を走査中とに、レーザ発光変調手段を制御して半導体レーザ１をオンにし、光センサ１５による特定面検知信号発生時にＣＣＤカメラ６に情報読み出し信号を出力する。ＣＣＤカメラ６は、この情報読み出し信号に基づいて受光面１２で光スポットを読み取り、受光情報信号を画像入力ボード７を介してパソコン８に出力する。パソコン８では、演算手段がこの受光情報信号に基づいて走査位置を測定する。以上の測定を主走査領域の特定の複数位置で行えば、前述のように、主走査方向の走査線曲がり、副走査方向のピッチムラ、ピッチ偏差などの種々のデータを算出することができる。
【００２６】
図３は、上記実施の形態のタイムチャートを示す。図３において「光センサ出力」とは、光センサ１５による特定面検知信号のことである。まず、光センサ１５が印１６を検知すると、偏向反射面カウンタがリセット状態となり、回転多面鏡３の偏向反射面の面番号として「１」を設定する（図３において符号ａ参照）。次に、ＰＤ１３がレーザ光束を受光検知すると、符号ｂで示すように偏向反射面番号を「２」にカウントアップする。「ＬＤ変調」とは、同期検知のために半導体レーザ１を光らせる信号であり、ＰＤ１３の出力の立ち上がりから一定時間後に符号ｃで示すように「Ｈ」とし、次のＰＤ１３の出力の立ち上がりで符号ｄで示すように「Ｌ」とする。上記一定時間は、次にレーザ光束がＰＤ１３に入る時間の直前になるようにユーザが調整する。
【００２７】
半導体レーザ１の発光期間は、ＬＤ変調の信号が「Ｈ」である時間を包含できる期間または面番号が測定したい面となる期間とする。ただし、第１面を測定するときのみ、面番号「１」の測定データと、面番号「７」の測定データを合わせ、合わせた結果で上記発光期間を決定する。光センサ１５の出力が立ち上がるより早くレーザ光束がＣＣＤカメラ６に当たれば、面番号「１」の測定で光スポットが受像され、逆に光センサ１５の出力が立ち上がるより遅くレーザ光束がＣＣＤカメラ６に当たれば面番号「７」の測定で光スポットが受像される。
【００２８】
以上のように、光センサ１５からの特定面検知信号を基準としてＰＤ１３の受光検知信号をカウントし、ＣＣＤカメラ６で光スポット位置が検知されたとき、この検知信号を上記カウント値と対応させることにより、回転多面鏡３のどの偏向反射面で反射された光スポット位置かを特定することができる。上記カウント値と光スポット位置のデータは相互の対応関係を持たせてメモリに記録することができ、これによって、回転多面鏡３の各偏向反射面ごとに対する光スポットの副走査方向の走査位置を連続的にかつ自動的に測定することができる。また、以上の測定を主走査方向の複数箇所で行うことにより、各偏向反射面ごとに、主走査方向の走査線曲がり、副走査方向のピッチムラ、ピッチ偏差などの種々のデータを得ることができる。
【００２９】
次に、別の実施の形態について説明する。上記光センサ１５が特定面検知信号を出力している間に、上記ＰＤ１３がレーザ光束を検知することができるように、光センサ１５を配置することができる。図４には、この実施の形態によるタイムチャートを示している。図４に示すように、まず、光センサ１５が印１６を検知すると、カウンタがリセット状態となり、回転多面鏡３の偏向反射面の面番号として「１」を設定する（図４において符号ａ参照）。この光センサ１５が特定面検知信号出力中に、ＰＤ１３がレーザ光束を受光し検知信号を出力するが、上記特定面検知信号によってカウンタはリセットされ続けている状態となっているため、偏向反射面の面番号は変わらない。次に、ＰＤ１３がレーザ光束を受光検知すると、偏向反射面番号をカウントアップする（図４において符号ｂ参照）。ＬＤ変調については、図４には示していないが、前述の実施の形態と同様である。また、半導体レーザ１の発光期間についても、前述の実施の形態と同様であり、ＬＤ変調の信号が「Ｈ」である期間を包含することができる期間または面番号が測定したい面となる期間とする。
【００３０】
次に、さらに別の実施の形態について説明する。上記光センサ１５からの特定面検知信号を１／２分周し、この分周信号の立ち上がりから上記ＰＤ１３がレーザ光束を検知するまでを第１面として、以後、ＰＤ１３がレーザ光束を検知するごとに偏向反射面番号をカウントアップするようにすることができる。図５には、この実施の形態によるタイムチャートを示している。図５に符号ａ、ｂで示すように、まず、光センサ１５の特定面検知信号をその立ち上がりで分周することにより１／２分周する。この分周信号を（Ａ）信号とする。符号ｃで示すように（Ａ）信号の立ち上がりによって立ち上がる（Ｂ）信号を生成する。（Ｂ）信号は、符号ｄで示すように（Ａ）信号の立ち上がりから一定時間後（例えば、２０μｓ程度）に「Ｌ」となる信号である。また、（Ｂ）信号の立ち上がりでカウンタをリセット状態にして回転多面鏡３の偏向反射面の面番号を「１」に設定する（図５において符号ｅ参照）。そして、ＰＤ１３の出力の立ち上がりで偏向反射面番号をカウントアップする（図５において符号ｆ参照）。ＬＤ変調については、図５には示していないが、図３に示す実施の形態と同様である。また、半導体レーザ１の発光期間についても、図３に示す実施の形態と同様であり、ＬＤ変調の信号が「Ｈ」である期間を包含する期間または面番号が測定したい面となる期間とする。ただし、第１面を測定するときのみ、面番号「１」の測定データではなく、面番号「７」の測定データとする。
【００３１】
次に、さらに別の実施の形態について説明する。上記光センサ１５が特定面検知信号を発生して、上記ＰＤ１３が最初にレーザ光束を検知してから次にＰＤ１３がレーザ光束を検知するまでを第１面として、以後、ＰＤ１３がレーザ光束を検知するごとに偏向反射面番号をカウントアップするようにすることができる。図６には、この実施の形態によるタイムチャートを示している。図６に示すように、まず、光センサ１５の出力で「Ｈ」となる（Ｃ）信号を生成する（図６において符号ａ参照）。（Ｃ）信号はＰＤ１３の立ち上がりで「Ｌ」にする（符号ｂ参照）。この（Ｃ）信号の立ち下がりによって立ち上がる別の信号（Ｄ）を生成する（符号ｃ参照）。また、（Ｃ）信号の立ち下がりから一定時間後（例えば、２０μｓ程度）に（Ｄ）信号を「Ｌ」にする（符号ｄ参照）。（Ｄ）信号の立ち上がりでカウンタをリセット状態にして回転多面鏡３の偏向反射面の面番号を「１」とする（符号ｅ参照）。そして、ＰＤ１３の出力の立ち上がりで偏向反射面番号をカウントアップする（符号ｆ参照）。ＬＤ変調については、図６には示していないが、図３に示す実施の形態と同様である。また、半導体レーザ１の発光期間についても、図３に示す実施の形態と同様である。
【００３２】
図４〜図６に示す実施例においても、図３に示す実施例について説明してように、偏向反射面を特定するカウント値と光スポット位置のデータを相互の対応関係を持たせてメモリに記録することができ、これによって、回転多面鏡３の各偏向反射面ごとに対する光スポットの副走査方向の走査位置を連続的にかつ自動的に測定することができる。また、以上の測定を主走査方向の複数箇所で行うことにより、各偏向反射面ごとに、主走査方向の走査線曲がり、副走査方向のピッチムラ、ピッチ偏差などの種々のデータを得ることができる。
【００３３】
主走査方向の複数箇所で測定を行うためのＹステージ９に沿ったＣＣＤカメラ６の移動は、手動操作によって行うようにしてもよいし、モータ駆動によって行うようにしてもよい。また、モータ駆動による場合、ＣＣＤカメラ６を連続的にまたは間欠的に移動させながらそれぞれの移動位置で各偏向反射面につき副走査方向の走査位置を測定して記録するようにすれば、各偏向反射面につき主走査方向の走査線曲がり、副走査方向のピッチムラ、ピッチ偏差などの種々のデータを得ることができ、大量の測定データを効率よく処理することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、レーザ光源からのレーザ光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、回転多面鏡によって上記被走査面を走査する走査光学系の、上記被走査面上の主走査方向所望位置における副走査方向の走査位置を測定する装置であって、測定用のＣＣＤセンサと、上記ＣＣＤセンサを、その受光面が上記被走査面に等価な測定面に沿って主走査方向へ変位させるセンサ変位手段と、有効走査範囲の走査に先立ってレーザ光束を検知する同期検知手段と、上記レーザ光源のオン・オフを制御するレーザ発光変調手段と、上記回転多面鏡の特定回転角で信号を発生する特定面検知手段と、上記レーザ発光変調手段に命令を与える機能および上記ＣＣＤセンサに情報読み出し信号を送る機能を有する制御手段と、上記ＣＣＤセンサの、上記光スポットの走査による受光情報信号に基づき、上記光スポットの副走査方向の中心位置を演算する演算手段とを有し、上記特定面検知手段からの信号を基準とした上記同期検知手段の検知信号で、上記回転多面鏡のどの偏向反射面で反射された光スポット位置かを特定するようにしたため、回転多面鏡の各偏向反射面ごとに対する副走査方向の走査位置を測定することができ、センサ変位手段によりＣＣＤセンサを主走査方向に変位させながら複数位置で副走査方向の走査位置を測定することにより、走査線曲がり、ピッチムラ、ピッチ偏差などを測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる走査光学系の走査位置測定装置の実施の形態を示す光学配置図である。
【図２】上記実施の形態を示す側面図である。
【図３】上記実施の形態を示すタイムチャートである。
【図４】本発明の別の実施の形態を示すタイムチャートである。
【図５】本発明のさらに別の実施の形態を示すタイムチャートである。
【図６】本発明のさらに別の実施の形態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ 半導体レーザ
３ 回転多面鏡
６ ＣＣＤセンサ
８ パソコン
９ Ｙステージ
１２ 受光部
１３ ＰＤ
１４ 制御回路
１５ 光センサ
１６ 印
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機等の画像形成装置に使用される走査光学系の走査位置測定装置に関するものであり、特に、回転多面鏡の各偏向反射面ごとに対する副走査方向の走査位置を測定することができる走査光学系の走査位置測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、被走査面を走査する走査光学系は、レーザプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に用いられ、広く知られている。近来では、走査光学系による光走査の高速化、高密度化の要求に対応するために、マルチビーム化が図られ、回転多面鏡の各偏向反射面における複数の光スポットによる走査位置精度が重要な要素となってきている。
【０００３】
走査光学系において、光スポットは、被走査面上で移動して被走査面を走査する。被走査面上における光スポットの理想的な移動方向を主走査方向と呼び、被走査面上で主走査方向に対して直交する方向を副走査方向と呼ぶことは周知の通りである。ここで言う被走査面は仮想的な平面であり、実体的には光導電性感光体の感光面である。
【０００４】
被走査面における光スポットの移動軌跡は主走査ラインと呼ばれ、この主走査ラインは正確な直線であることが理想であるが、実際には種々の要因で厳密な直線にはならず、僅かな曲がりが生じる。また、レーザ光束を偏向させる回転多面鏡の各偏向反射面ごとの偏向による主走査ラインは、偏向反射面の面倒れの影響で副走査方向に微小距離だけ変動する場合がある。主走査ラインに生じる曲がりや変動は、所定の許容範囲内に収められる必要があり、走査を高密度化する場合やマルチビームで走査を行う場合の許容範囲はかなり狭い。
【０００５】
そこで、従来では、走査光学系を実際に組み立てる際や組み立てた後、光学素子の位置や角度を調整して上記主走査ラインに生じる曲がりや変動を調整したり、これらが設計値通りの許容範囲内に収まっているかを検査するため、被走査面上の主走査方向所望位置における副走査方向の走査位置を測定している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の測定方法では、回転多面鏡が高速回転し、偏向光が高速で移動するため、上記主走査ラインに生じる曲がりや変動が回転多面鏡のどの偏向反射面で生じているかまでは測定することができず、的確な測定結果を得ることができなかった。また、走査光学系評価装置として特開平９−３３３９０号公報記載のものがあるが、これは、光ビームが異常であるかどうかを検知して走査光学系を評価するだけのものであって、やはり、どの偏向反射面で主走査ラインに曲がりや変動を生じているのかまでは測定できないし、曲がりや変動を定量的に測定できるものでもない。
【０００７】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたものであり、回転多面鏡の各偏向反射面ごとに対する走査位置を定量的に測定することができる走査光学系の走査位置測定装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、レーザ光源からのレーザ光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、回転多面鏡によって上記被走査面を走査する走査光学系を有し、上記回転多面鏡の特定面に対応する上記被走査面上の主走査方向所望位置における副走査方向の走査位置を測定する装置であって、上記光スポットの走査による受光情報信号を得る測定用のＣＣＤセンサと、上記ＣＣＤセンサを、その受光面が上記被走査面に等価な測定面に沿って主走査方向へ変位させるセンサ変位手段と、有効走査範囲の走査に先立ってレーザ光束を検知する同期検知手段と、上記レーザ光源のオン・オフを制御するレーザ発光変調手段と、上記回転多面鏡の特定回転角で信号を発生する特定面検知手段と、上記レーザ発光変調手段に命令を与える機能および上記ＣＣＤセンサに情報読み出し信号を送る機能を有する制御手段と、上記受光情報信号に基づき、上記光スポットの副走査方向の中心位置を演算する演算手段と、を有し、上記受光情報信号は、上記光スポットの光強度分布から演算され、上記特定面検知手段からの信号を基準とした上記同期検知手段の検知信号で、上記回転多面鏡のどの偏向反射面で反射された光スポット位置かを特定し、上記演算手段は上記制御手段と信号の授受を行い、上記光スポット位置と上記光スポットの副走査方向の中心位置とを対応させることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、同期検知手段がレーザ光束を検知するごとに偏向反射面番号をカウントアップするカウンタを有し、特定面検知手段の出力により立ち上がる信号とこの信号の立ち下がりで立ち上がる別の信号を生成し、この別の信号の立ち上がりにより上記カウンタの偏向反射面番号をリセットすることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、特定面検知手段が信号を発生してから上記同期検知手段がレーザ光束を検知するまでを上記回転多面鏡の偏向反射面の第１面とし、以後、上記同期検知手段がレーザ光束を検知するごとにカウンタが偏向反射面番号をカウントアップすることを特徴とすることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、レーザ光源からのレーザ光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、回転多面鏡によって上記被走査面を走査する走査光学系を有し、上記回転多面鏡の特定面に対応する上記被走査面上の主走査方向所望位置における副走査方向の走査位置を測定する装置であって、上記光スポットの走査による受光情報信号を得る測定用のＣＣＤセンサと、上記ＣＣＤセンサを、その受光面が上記被走査面に等価な測定面に沿って主走査方向へ変位させるセンサ変位手段と、有効走査範囲の走査に先立ってレーザ光束を検知する同期検知手段と、上記レーザ光源のオン・オフを制御するレーザ発光変調手段と、上記回転多面鏡の特定回転角で信号を発生する特定面検知手段と、上記レーザ発光変調手段に命令を与える機能および上記ＣＣＤセンサに情報読み出し信号を送る機能を有する制御手段と、上記受光情報信号に基づき、上記光スポットの副走査方向の中心位置を演算する演算手段と、を有し、上記特定面検知手段からの信号を１／２分周し、上記１／２分周信号の立ち上がりにより立ち上がる別の信号を生成し、上記１／２分周信号の立ち上がりから上記同期検知信号がレーザ光束を検知するまでを上記回転多面鏡の偏向反射面の第１面とし、以後、上記同期検知手段がレーザ光束を検知するごとに偏向反射面番号をカウントアップするとともに、上記別の信号の立ち上がりにより偏向反射面番号をリセットすることを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、回転多面鏡の回転軸に垂直な面上の一部に、この面の他の部分とは異なる反射率の印を設け、この印を反射率の違いにより検知することを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、特定面検知手段が信号を発生している間に、上記同期検知手段がレーザ光束を検知するように上記特定面検知手段が配置されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、同期検知手段による同期検知後一定時間経過してから次の同期検知までおよび測定したい偏向反射面を走査中に、上記レーザ光源をオンにし、特定面検知信号発生時に上記ＣＣＤセンサに情報読み出し信号を送ることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかる走査光学系の走査位置測定装置の実施の形態について説明する。
図１において、符号１は、レーザ光束を出射するレーザ光源としての半導体レーザを示している。半導体レーザ１の出射方向には、カップリングレンズ２ａ、シリンドリカルレンズ２ｂおよびが回転多面鏡３この順に配置されている。回転多面鏡の偏向反射面によるレーザ光束の反射光路上にはｆθレンズ４が配置されている。上記偏向反射面による反射光路上にはまた、各偏向反射面による偏向開始当初のレーザ光束を受光して同期信号を出力する同期検知手段としてのフォトダイオード（以下「ＰＤ」という）１３が配置されている。
【００１６】
上記ｆθレンズ４を透過した偏向光の進路上には、測定用ＣＣＤセンサとしてのＣＣＤカメラ６が配置されている。ＣＣＤカメラ６は、その受光面１２が被走査面に等価な測定面に沿って、主走査方向である矢印Ｂ方向に変位することができる。より具体的に説明すると、ＣＣＤカメラ６は、センサ変位手段としてのＹステージ９上に設けられ、主走査方向である矢印Ｂ方向にスライド移動可能であるとともに、Ｘステージ１１上に設けられることによって、矢印Ｃで示すように、主走査方向に対し直交する方向でありかつ回転多面鏡３による偏向光の進行方向前後方向に移動可能となっている。従って、ＣＣＤカメラ６は、Ｙステージ９によってレーザ光束の主走査領域で任意の像高に移動することができるとともに、Ｘステージ１１によって仮想的な平面である被走査面に設定することができる。ＣＣＤカメラ６の受光面１２はラインセンサからなっていて、複数の受光エレメントが上記測定面において副走査方向に、従って、図１において紙面に直交する方向に、図２において上下方向に沿って配列されている。
【００１７】
上記回転多面鏡３の回転軸に垂直な面上の一部には、この面の部分とは異なる反射率の印１６が付せられている。図１に示す例では、上記回転多面鏡３の回転軸に垂直な面上であって、回転多面鏡３の半径方向に沿い黒インクによってライン状の印１６が付せられている。この印１６の回転移動軌跡に対向させて光センサ１５が配置されている。光センサ１５は、対象物を照らす光源部と、対象物からの反射光を受光する受光部とから構成されていて、回転多面鏡３の上記印１６形成面自体の光反射率と印１６の光反射率の違いにより、印１６が光センサ１５に対向したとき信号を検知する。光センサ１５は回転多面鏡３が１回転するごとに回転多面鏡３の一定の回転角で検知信号を出力し、そのときレーザ光を偏向している、あるいは偏向しようとしている偏向反射面は特定の偏向反射面であるため、光センサ１５の検知信号によって回転多面鏡３の偏向反射面はどの反射面であるかを特定することができる。従って、光センサ１５は、回転多面鏡３の特定面検知手段としての機能を有している。
【００１８】
光センサ１５の検知信号、前記ＰＤ１３の検知信号は制御回路１４に入力され、半導体レーザ１は制御回路１４によって制御されるようになっている。また、ＣＣＤカメラ６による受光情報信号は画像入力ボード７に入力され、画像入力ボード７は演算手段としてのパソコン８に接続され、パソコン８と上記制御回路１４との間で信号が授受されるようになっている。
【００１９】
次に、上記実施の形態の動作を説明する。図１に示すように、半導体レーザ１は、制御手段としての制御回路１４に含まれるレーザ発光変調手段によってオン、オフが制御される。また、上記制御手段は、上記レーザ発光変調手段に命令を与える機能を有していると共に、パソコン８を通じてＣＣＤカメラ６に情報読み出し信号を送信する機能を有している。
【００２０】
上記上記半導体レーザ１から出射された拡散光であるレーザ光束は、上記カップリングレンズ２ａによって平行光束、緩やかな拡散光あるいは収束光に変換され、さらにシリンドリカルレンズ２ｂによって副走査対応方向にのみ収束されて回転多面鏡３の偏向反射面付近に主走査方向に長い線像として集光される。上記回転多面鏡３は、モータによって図１に矢印Ａで示すように反時計方向に高速で回転駆動される。回転多面鏡３の偏向反射面付近に集光されたレーザ光束は、回転多面鏡３の回転によって偏向反射され、ｆθレンズ４を透過し、被走査面に等価な面をレーザ光のスポットが走査する。被走査面に等価な面にはＸステージ１１の調整によってＣＣＤカメラ６の受光面１２が配置されている。上記光スポットの走査が主走査であり、１回の主走査ごとに光スポットがＣＣＤカメラ６の受光面１２を横切る。そこで、ラインセンサを構成する複数の受光エレメントの信号を順に読み出すことにより、光スポットが横切った位置の受光エレメントの信号が突出してなる受光情報信号を得ることができ、突出した信号を出力している受光エレメントを特定することによって、光スポットの副走査方向の走査位置を測定することができる。
【００２１】
上記ｆθレンズ４は、回転多面鏡３によって偏向反射されたレーザ光束をＣＣＤカメラ６の受光面１２上に等速走査させる機能と、副走査対応方向において偏向反射面近傍と被走査面とを幾何光学的な共役関係とすることにより、偏向反射面の面倒れの影響を補正する機能を有している。
【００２２】
回転多面鏡３によって偏向反射されるレーザ光束は、有効走査範囲に入る直前に、有効走査範囲の走査に先立ってＰＤ１３から同期検知信号が出力され制御回路１４に入力される。この同期検知信号は、被走査面上での光スポットによる主走査時に、書き込みのタイミングを決めるためのものである。
【００２３】
上記ＣＣＤカメラ６の受光面１２で読み取った光スポットの走査による受光情報信号は、図１に示すように、画像入力ボード７を介してパソコン８に取り込まれるようになっている。パソコン８には、上記受光情報信号に基づき、被走査面上の所望の主走査位置における光スポットの副走査方向の中心位置を演算する演算手段が内蔵されている。光スポットの直径方向における光強度分布は釣鐘型になっているため、この強度分布から上記のように光スポットの中心位置を演算することができる。ＣＣＤカメラ６は、これをＹステージ９により主走査領域の特定の複数位置に移動させてそれぞれの位置で上記のように光スポットの副走査方向の中心位置を演算すれば、主走査方向の走査線曲がり、走査線相互のピッチムラ、ピッチ偏差などの種々のデータを得ることができる。
【００２４】
図示の実施の形態では、このような種々のデータが回転多面鏡３のどの偏向反射面による走査で得られたものであるかを、次のようにして特定することができる。上記制御回路１４は、ＰＤ１３から出力された同期検知信号と、光センサ１５から出力された特定面検知信号を基に、光センサ１５が特定面検知信号を発生してから、ＰＤ１３が同期検知信号を出力するまでを第１面として、以後、ＰＤ１３がレーザ光束を受光検知して同期検知信号を発生するごとに偏向反射面番号をカウントアップする。
【００２５】
また、制御回路１４は、ＰＤ１３による同期検知後一定時間経過してから次の同期検知までと、パソコン８によって設定入力されたユーザが測定したい偏向反射面を走査中とに、レーザ発光変調手段を制御して半導体レーザ１をオンにし、光センサ１５による特定面検知信号発生時にＣＣＤカメラ６に情報読み出し信号を出力する。ＣＣＤカメラ６は、この情報読み出し信号に基づいて受光面１２で光スポットを読み取り、受光情報信号を画像入力ボード７を介してパソコン８に出力する。パソコン８では、演算手段がこの受光情報信号に基づいて走査位置を測定する。以上の測定を主走査領域の特定の複数位置で行えば、前述のように、主走査方向の走査線曲がり、副走査方向のピッチムラ、ピッチ偏差などの種々のデータを算出することができる。
【００２６】
図３は、上記実施の形態のタイムチャートを示す。図３において「光センサ出力」とは、光センサ１５による特定面検知信号のことである。まず、光センサ１５が印１６を検知すると、偏向反射面カウンタがリセット状態となり、回転多面鏡３の偏向反射面の面番号として「１」を設定する（図３において符号ａ参照）。次に、ＰＤ１３がレーザ光束を受光検知すると、符号ｂで示すように偏向反射面番号を「２」にカウントアップする。「ＬＤ変調」とは、同期検知のために半導体レーザ１を光らせる信号であり、ＰＤ１３の出力の立ち上がりから一定時間後に符号ｃで示すように「Ｈ」とし、次のＰＤ１３の出力の立ち上がりで符号ｄで示すように「Ｌ」とする。上記一定時間は、次にレーザ光束がＰＤ１３に入る時間の直前になるようにユーザが調整する。
【００２７】
半導体レーザ１の発光期間は、ＬＤ変調の信号が「Ｈ」である時間を包含できる期間または面番号が測定したい面となる期間とする。ただし、第１面を測定するときのみ、面番号「１」の測定データと、面番号「７」の測定データを合わせ、合わせた結果で上記発光期間を決定する。光センサ１５の出力が立ち上がるより早くレーザ光束がＣＣＤカメラ６に当たれば、面番号「１」の測定で光スポットが受像され、逆に光センサ１５の出力が立ち上がるより遅くレーザ光束がＣＣＤカメラ６に当たれば面番号「７」の測定で光スポットが受像される。
【００２８】
以上のように、光センサ１５からの特定面検知信号を基準としてＰＤ１３の受光検知信号をカウントし、ＣＣＤカメラ６で光スポット位置が検知されたとき、この検知信号を上記カウント値と対応させることにより、回転多面鏡３のどの偏向反射面で反射された光スポット位置かを特定することができる。上記カウント値と光スポット位置のデータは相互の対応関係を持たせてメモリに記録することができ、これによって、回転多面鏡３の各偏向反射面ごとに対する光スポットの副走査方向の走査位置を連続的にかつ自動的に測定することができる。また、以上の測定を主走査方向の複数箇所で行うことにより、各偏向反射面ごとに、主走査方向の走査線曲がり、副走査方向のピッチムラ、ピッチ偏差などの種々のデータを得ることができる。
【００２９】
次に、別の実施の形態について説明する。上記光センサ１５が特定面検知信号を出力している間に、上記ＰＤ１３がレーザ光束を検知することができるように、光センサ１５を配置することができる。図４には、この実施の形態によるタイムチャートを示している。図４に示すように、まず、光センサ１５が印１６を検知すると、カウンタがリセット状態となり、回転多面鏡３の偏向反射面の面番号として「１」を設定する（図４において符号ａ参照）。この光センサ１５が特定面検知信号出力中に、ＰＤ１３がレーザ光束を受光し検知信号を出力するが、上記特定面検知信号によってカウンタはリセットされ続けている状態となっているため、偏向反射面の面番号は変わらない。次に、ＰＤ１３がレーザ光束を受光検知すると、偏向反射面番号をカウントアップする（図４において符号ｂ参照）。ＬＤ変調については、図４には示していないが、前述の実施の形態と同様である。また、半導体レーザ１の発光期間についても、前述の実施の形態と同様であり、ＬＤ変調の信号が「Ｈ」である期間を包含することができる期間または面番号が測定したい面となる期間とする。
【００３０】
次に、さらに別の実施の形態について説明する。上記光センサ１５からの特定面検知信号を１／２分周し、この分周信号の立ち上がりから上記ＰＤ１３がレーザ光束を検知するまでを第１面として、以後、ＰＤ１３がレーザ光束を検知するごとに偏向反射面番号をカウントアップするようにすることができる。図５には、この実施の形態によるタイムチャートを示している。図５に符号ａ、ｂで示すように、まず、光センサ１５の特定面検知信号をその立ち上がりで分周することにより１／２分周する。この分周信号を（Ａ）信号とする。符号ｃで示すように（Ａ）信号の立ち上がりによって立ち上がる（Ｂ）信号を生成する。（Ｂ）信号は、符号ｄで示すように（Ａ）信号の立ち上がりから一定時間後（例えば、２０μｓ程度）に「Ｌ」となる信号である。また、（Ｂ）信号の立ち上がりでカウンタをリセット状態にして回転多面鏡３の偏向反射面の面番号を「１」に設定する（図５において符号ｅ参照）。そして、ＰＤ１３の出力の立ち上がりで偏向反射面番号をカウントアップする（図５において符号ｆ参照）。ＬＤ変調については、図５には示していないが、図３に示す実施の形態と同様である。また、半導体レーザ１の発光期間についても、図３に示す実施の形態と同様であり、ＬＤ変調の信号が「Ｈ」である期間を包含する期間または面番号が測定したい面となる期間とする。ただし、第１面を測定するときのみ、面番号「１」の測定データではなく、面番号「７」の測定データとする。
【００３１】
次に、さらに別の実施の形態について説明する。上記光センサ１５が特定面検知信号を発生して、上記ＰＤ１３が最初にレーザ光束を検知してから次にＰＤ１３がレーザ光束を検知するまでを第１面として、以後、ＰＤ１３がレーザ光束を検知するごとに偏向反射面番号をカウントアップするようにすることができる。図６には、この実施の形態によるタイムチャートを示している。図６に示すように、まず、光センサ１５の出力で「Ｈ」となる（Ｃ）信号を生成する（図６において符号ａ参照）。（Ｃ）信号はＰＤ１３の立ち上がりで「Ｌ」にする（符号ｂ参照）。この（Ｃ）信号の立ち下がりによって立ち上がる別の信号（Ｄ）を生成する（符号ｃ参照）。また、（Ｃ）信号の立ち下がりから一定時間後（例えば、２０μｓ程度）に（Ｄ）信号を「Ｌ」にする（符号ｄ参照）。（Ｄ）信号の立ち上がりでカウンタをリセット状態にして回転多面鏡３の偏向反射面の面番号を「１」とする（符号ｅ参照）。そして、ＰＤ１３の出力の立ち上がりで偏向反射面番号をカウントアップする（符号ｆ参照）。ＬＤ変調については、図６には示していないが、図３に示す実施の形態と同様である。また、半導体レーザ１の発光期間についても、図３に示す実施の形態と同様である。
【００３２】
図４〜図６に示す実施例においても、図３に示す実施例について説明してように、偏向反射面を特定するカウント値と光スポット位置のデータを相互の対応関係を持たせてメモリに記録することができ、これによって、回転多面鏡３の各偏向反射面ごとに対する光スポットの副走査方向の走査位置を連続的にかつ自動的に測定することができる。また、以上の測定を主走査方向の複数箇所で行うことにより、各偏向反射面ごとに、主走査方向の走査線曲がり、副走査方向のピッチムラ、ピッチ偏差などの種々のデータを得ることができる。
【００３３】
主走査方向の複数箇所で測定を行うためのＹステージ９に沿ったＣＣＤカメラ６の移動は、手動操作によって行うようにしてもよいし、モータ駆動によって行うようにしてもよい。また、モータ駆動による場合、ＣＣＤカメラ６を連続的にまたは間欠的に移動させながらそれぞれの移動位置で各偏向反射面につき副走査方向の走査位置を測定して記録するようにすれば、各偏向反射面につき主走査方向の走査線曲がり、副走査方向のピッチムラ、ピッチ偏差などの種々のデータを得ることができ、大量の測定データを効率よく処理することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、レーザ光源からのレーザ光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、回転多面鏡によって上記被走査面を走査する走査光学系の、上記被走査面上の主走査方向所望位置における副走査方向の走査位置を測定する装置であって、測定用のＣＣＤセンサと、上記ＣＣＤセンサを、その受光面が上記被走査面に等価な測定面に沿って主走査方向へ変位させるセンサ変位手段と、有効走査範囲の走査に先立ってレーザ光束を検知する同期検知手段と、上記レーザ光源のオン・オフを制御するレーザ発光変調手段と、上記回転多面鏡の特定回転角で信号を発生する特定面検知手段と、上記レーザ発光変調手段に命令を与える機能および上記ＣＣＤセンサに情報読み出し信号を送る機能を有する制御手段と、上記ＣＣＤセンサの、上記光スポットの走査による受光情報信号に基づき、上記光スポットの副走査方向の中心位置を演算する演算手段とを有し、上記特定面検知手段からの信号を基準とした上記同期検知手段の検知信号で、上記回転多面鏡のどの偏向反射面で反射された光スポット位置かを特定するようにしたため、回転多面鏡の各偏向反射面ごとに対する副走査方向の走査位置を測定することができ、センサ変位手段によりＣＣＤセンサを主走査方向に変位させながら複数位置で副走査方向の走査位置を測定することにより、走査線曲がり、ピッチムラ、ピッチ偏差などを測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる走査光学系の走査位置測定装置の実施の形態を示す光学配置図である。
【図２】上記実施の形態を示す側面図である。
【図３】上記実施の形態を示すタイムチャートである。
【図４】本発明の別の実施の形態を示すタイムチャートである。
【図５】本発明のさらに別の実施の形態を示すタイムチャートである。
【図６】本発明のさらに別の実施の形態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ 半導体レーザ
３ 回転多面鏡
６ ＣＣＤセンサ
８ パソコン
９ Ｙステージ
１２ 受光部
１３ ＰＤ
１４ 制御回路
１５ 光センサ
１６ 印
Claims (7)
- レーザ光源からのレーザ光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、回転多面鏡によって上記被走査面を走査する走査光学系を有し、上記回転多面鏡の特定面に対応する上記被走査面上の主走査方向所望位置における副走査方向の走査位置を測定する装置であって、
上記光スポットの走査による受光情報信号を得る測定用のＣＣＤセンサと、
上記ＣＣＤセンサを、その受光面が上記被走査面に等価な測定面に沿って主走査方向へ変位させるセンサ変位手段と、
有効走査範囲の走査に先立ってレーザ光束を検知する同期検知手段と、
上記レーザ光源のオン・オフを制御するレーザ発光変調手段と、
上記回転多面鏡の特定回転角で信号を発生する特定面検知手段と、
上記レーザ発光変調手段に命令を与える機能および上記ＣＣＤセンサに情報読み出し信号を送る機能を有する制御手段と、
上記受光情報信号に基づき、上記光スポットの副走査方向の中心位置を演算する演算手段と、を有し、
上記受光情報信号は、上記光スポットの光強度分布から演算され、
上記特定面検知手段からの信号を基準とした上記同期検知手段の検知信号で、上記回転多面鏡のどの偏向反射面で反射された光スポット位置かを特定し、
上記演算手段は上記制御手段と信号の授受を行い、上記光スポット位置と上記光スポットの副走査方向の中心位置とを対応させることを特徴とする走査光学系の走査位置測定装置。 - 同期検知手段がレーザ光束を検知するごとに偏向反射面番号をカウントアップするカウンタを有し、特定面検知手段の出力により立ち上がる信号とこの信号の立ち下がりで立ち上がる別の信号を生成し、この別の信号の立ち上がりにより上記カウンタの偏向反射面番号をリセットすることを特徴とする請求項１記載の走査光学系の走査位置測定装置。
- 上記特定面検知手段が信号を発生してから上記同期検知手段がレーザ光束を検知するまでを上記回転多面鏡の偏向反射面の第１面とし、以後、上記同期検知手段がレーザ光束を検知するごとにカウンタが偏向反射面番号をカウントアップすることを特徴とする請求項１または２記載の走査光学系の走査位置測定装置。
- レーザ光源からのレーザ光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、回転多面鏡によって上記被走査面を走査する走査光学系を有し、上記回転多面鏡の特定面に対応する上記被走査面上の主走査方向所望位置における副走査方向の走査位置を測定する装置であって、
上記光スポットの走査による受光情報信号を得る測定用のＣＣＤセンサと、
上記ＣＣＤセンサを、その受光面が上記被走査面に等価な測定面に沿って主走査方向へ変位させるセンサ変位手段と、
有効走査範囲の走査に先立ってレーザ光束を検知する同期検知手段と、
上記レーザ光源のオン・オフを制御するレーザ発光変調手段と、
上記回転多面鏡の特定回転角で信号を発生する特定面検知手段と、
上記レーザ発光変調手段に命令を与える機能および上記ＣＣＤセンサに情報読み出し信号を送る機能を有する制御手段と、
上記受光情報信号に基づき、上記光スポットの副走査方向の中心位置を演算する演算手段と、を有し、
上記特定面検知手段からの信号を１／２分周し、上記１／２分周信号の立ち上がりにより立ち上がる別の信号を生成し、
上記１／２分周信号の立ち上がりから上記同期検知信号がレーザ光束を検知するまでを上記回転多面鏡の偏向反射面の第１面とし、以後、上記同期検知手段がレーザ光束を検知するごとに偏向反射面番号をカウントアップするとともに、上記別の信号の立ち上がりにより偏向反射面番号をリセットすることを特徴とする走査光学系の走査位置測定装置。 - 上記回転多面鏡の回転軸に垂直な面上の一部に、この面の他の部分とは異なる反射率の印を設け、この印を反射率の違いにより検知することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の走査光学系の走査位置測定装置。
- 上記特定面検知手段が信号を発生している間に、上記同期検知手段がレーザ光束を検知するように上記特定面検知手段が配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の走査光学系の走査位置測定装置。
- 上記同期検知手段による同期検知後一定時間経過してから次の同期検知までおよび測定したい偏向反射面を走査中に、上記レーザ光源をオンにし、特定面検知信号発生時に上記ＣＣＤセンサに情報読み出し信号を送ることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の走査光学系の走査位置測定装置。
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