JP4426131B2 - Scanning beam measurement evaluation method and measurement evaluation apparatus for scanning optical system - 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、レーザファクシミリ等の画像形成装置に搭載される走査光学系の走査ビーム測定評価方法及び測定評価装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、この種の画像形成装置に用いられる書込み走査光学ユニットは、主にレーザ光源、コリメータレンズ、各種レンズ・ミラー、ポリゴンミラー等により構成される走査光学系を有している。これにより、レーザ光源から発生されたレーザビームはコリメータレンズによって平行光に変換され、ポリゴンミラーへ照射され、その回転によって偏向される。ポリゴンミラーによって反射された光ビームは、結像レンズ及びミラー系によって感光体面上に結像される。
【0003】
感光体面上の点像は、ポリゴンミラーの回転偏向により主走査方向への走査が行われ、また、感光体の回転により副走査方向への走査が行われ、感光体面上に静電潜像を2次元的に形成する。この静電潜像が形成された感光体表面にトナーを付着させて顕像化させることによりトナー像を形成し、このトナー像を転写紙に転写するとともに定着して、その転写紙に画像を形成することが知られている。
【0004】
ところで、副走査方向への走査を行う感光体の回転ムラや、ポリゴンミラーの各ミラー面の面倒れ量の相違、軸ぶれ等によって、副走査方向のビームと、感光体の相対速度とは一定ではなく、これによって“バンディング”と呼ばれる帯状のパターンが印刷画面上に現れ、画質を損ねることとなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このようなバンディングが発生する原因としては、感光体等の回転ムラの影響が大きいが、昨今のビームの微細化、高解像度化及びカラー対応、マルチビーム対応という点から走査ビームの副走査方向への位置変動が無視できなくなっている。
【0006】
ところが、現状では、このような全ての走査ビームの副走査方向の位置変動を測定・評価する方法及び装置がなく、このような走査光学系に起因する副走査方向の位置ずれを測定・評価することが高解像度、高画質化を進める上で切望されている。
【0007】
そこで、本発明は、感光体面上に実際に潜像を形成することなく、走査光学系のポリゴンミラーの面倒れ、軸振れ、振動等に起因する副走査方向の位置ずれを簡単に測定でき、当該走査光学系によって発生するバンディングを解析し得る走査光学系の走査ビーム測定評価方法及び測定評価装置を提供することを目的とする。
【0008】
より具体的には、連続する又は同一ミラー面に関する複数の走査ビームのプロファイルを同時に測定できる走査光学系の走査ビーム測定評価方法及び測定評価装置を提供することを目的とする。
【0009】
また、走査光学系による定常的な副走査位置の偏差を補正して評価できる走査光学系の走査ビーム測定評価方法及び測定評価装置を提供することを目的とする。
【0010】
さらには、複数の走査ビームに関してライン同期信号の発生間隔によって感光体が副走査方向に移動するに等価な時間分のビームの副走査位置を補正して評価できる走査光学系の走査ビーム測定評価方法及び測定評価装置を提供することを目的とする。
【0011】
さらには、画素クロック以上の精度でライン同期信号の発生間隔を測定することにより、副走査位置の補正精度を向上させ得る走査光学系の走査ビーム測定評価方法及び測定評価装置を提供することを目的とする。
【0012】
また、マルチビーム等の異なる画像クロックによって発生する走査ビームに対してもその副走査方向の位置補正を適正に行える走査光学系の走査ビーム測定評価方法及び測定評価装置を提供することを目的とする。
【0013】
さらには、2次元カメラの同一視野内により多くのビームスポット像を取り込むことができ、測定の効率化を図れる走査光学系の走査ビーム測定評価方法及び測定評価装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明の走査光学系の走査ビーム測定評価方法は、発光素子から発光された走査ビームを回転駆動されるポリゴンミラーにより主走査方向に偏向させて感光体面上を露光走査するための走査光学系に対して、感光体面相当位置の像を撮像するよう前記主走査方向に移動自在に配設させた2次元カメラを用い、前記2次元カメラの露光時間を複数の主走査ライン分に設定し、前記2次元カメラを前記主走査方向に断続的に移動させるとともに、当該2次元カメラの露光時間中に発生する複数の主走査ラインについて、各主走査ライン毎に異なるタイミングの評価発光パターンを前記2次元カメラの主走査方向の移動位置に応じて変更させるよう前記発光素子を発光させてその評価パターン像を前記2次元カメラの同一視野内で撮像させることにより、複数の主走査ライン分の評価パターン像を同時に取得してデータ格納手段に格納し、同時に撮像された複数の評価パターン像を各々の評価発光パターンのタイミングに基づき分離することにより複数の主走査ライン分のプロファイルを解析するようにした。
【0015】
従って、感光体面相当位置の像を撮像するように配設させた2次元カメラの露光時間を複数の主走査ライン分に設定しておき、これらの複数の主走査ラインについて各ライン毎に異なるタイミングの評価発光パターンで発光素子を発光させて2次元カメラの同一視野内で撮像させることにより、異なる主走査ラインの評価パターン像を同一の2次元カメラの視野内において主走査方向にずらした形で同時に撮像することができ、これらの複数の評価パターン像の直線性を解析することにより、その副走査方向の位置変動の有無・程度を評価できる。即ち、感光体面上に実際に潜像を形成することなく、2次元カメラを用いて簡単に複数の主走査ライン分の走査ビームのプロファイルを同時に測定でき、走査光学系におけるポリゴンミラーの面倒れ、軸振れ、振動等に起因する副走査方向の走査ビーム変動を解析することができ、最終的に、走査光学系に起因するバンディングを評価できる。
【0017】
また、2次元カメラによる撮像位置を主走査方向に断続的に移動させることにより、感光体面相当位置に関して主走査方向のより広範な範囲について、走査ビームの副走査方向の位置変動の測定及びその解析・評価が可能となる。
【0018】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の走査光学系の走査ビーム測定評価方法において、前記ポリゴンミラーの各ミラー面により生成される複数の主走査ラインを対象として、当該複数の主走査ライン分の評価パターン像が前記2次元カメラの同一視野内で主走査方向に位置をずらした状態で同時に撮像されるよう、各主走査ライン毎に異なるタイミングの評価発光パターンで前記発光素子を発光させるようにした。
【0019】
従って、ポリゴンミラーの各ミラー面により生成される複数の連続的な主走査ラインについて各ライン毎に異なるタイミングの評価発光パターンで発光させて2次元カメラの同一視野内で撮像させることにより、副走査方向に連続する複数の主走査ラインの評価パターン像を同一の2次元カメラの視野内において主走査方向にずらした形で同時に撮像することができ、これらの複数の評価パターン像の直線性を解析することにより、その副走査方向の位置変動の有無・程度を評価できる。即ち、バンディング等の副走査方向の連続した位置変化を測定することが可能となる。
【0020】
請求項3記載の発明は、請求項2記載の走査光学系の走査ビーム測定評価方法において、特定のミラー面の主走査ラインの評価発光パターンの形状を他のミラー面の主走査ラインの評価発光パターンの形状とは異ならせるようにした。
【0021】
従って、特定のミラー面の主走査ラインの評価発光パターンの形状を他と異ならせることにより,同一視野内で撮像される複数の評価パターン像に関してその像の形の違いにより露光走査順を容易に確定することができ、複数の評価パターン像の解析処理がしやすくなる。
【0022】
請求項4記載の発明は、請求項1記載の走査光学系の走査ビーム測定評価方法において、前記ポリゴンミラーの同一のミラー面により生成される1回転毎の主走査ラインを対象として各主走査ライン毎に異なるタイミングの評価発光パターンで前記発光素子を発光させるようにした。
【0023】
従って、或る特定の同一ミラー面のみを対象として各ライン毎に異なるタイミングの評価発光パターンで複数の主走査ライン分の走査を行わせることで複数の評価パターン像を撮像することにより、ポリゴンミラーの面倒れによる測定誤差を排除した形で副走査方向の位置変動を測定でき、かつ、副走査方向に対してより広範囲な測定を1回で行えることとなる。
【0024】
請求項5記載の発明は、請求項1ないし4の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価方法において、同一主走査ラインの走査ビームを用いて前記走査光学系の副走査方向への変動プロファイルを取得しておき、同時に撮像された複数の前記評価パターン像の副走査位置を前記走査光学系の副走査方向への変動プロファイルに基づき補正するようにした。
【0025】
従って、元々副走査方向の位置変動を測定するために複数の主走査ライン分の走査ビームを用いるが、同一視野内で同時に撮像するために異なるタイミングの評価発光パターンで発光させており、同じ点(主走査位置)では発光させていないため、主走査方向の位置の違いによっては走査光学系の有する定常的な副走査位置の偏差の影響を受けてしまうが、この定常的な副走査位置の偏差を示す走査光学系の副走査方向への変動プロファイルを同一主走査ラインの走査ビームを用いて取得しておき、この走査光学系の副走査方向への変動プロファイルを用いて評価パターン像の副走査位置を補正することにより、副走査位置の誤差を補正してから、解析評価に供することができる。
【0026】
請求項6記載の発明は、請求項1ないし4の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価方法において、前記ポリゴンミラーの各ミラー面毎に同一主走査ラインの走査ビームを用いて前記走査光学系の副走査方向への変動プロファイルを取得しておき、同時に撮像された複数の前記評価パターン像の副走査位置をその評価パターン像を生成したミラー面での前記走査光学系の副走査方向への変動プロファイルに基づき補正するようにした。
【0027】
従って、基本的には請求項5記載の発明の場合と同様であるが、特に、走査光学系の副走査方向への変動プロファイルをポリゴンミラーの各ミラー面毎に取得しておき、複数の主走査ラインの走査ビームより取得した各評価パターン像の副走査位置をその評価パターン像を生成したミラー面での変動プロファイルを用いて補正することにより、各ミラー面の倒れによって定常的に生ずる副走査方向の位置ずれを対応するミラー面の変動プロファイルにより適正に補正することができ、より正確な解析評価に供することができる。
【0028】
請求項7記載の発明は、請求項1ないし6の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価方法において、各主走査ライン毎に画像クロック数を計数する主走査カウンタを用い、各主走査ラインの走査開始の基準となるライン同期信号発生時の主走査カウンタのカウント値を主走査ライン毎に取得し、信号処理により得られる各評価パターン像の副走査位置を前記主走査カウンタのカウント値により規定されるライン同期信号発生間隔に基づき補正するようにした。
【0029】
従って、複数の主走査ライン分の走査ビームは各々ライン同期信号を走査開始の基準とするが、各主走査ラインの走査時間には多少の違いが発生し得るものであり、このようなライン同期信号の発生間隔に差異があるとその時間分が副走査方向の違いとして反映されるため、このライン同期信号発生間隔分についても副走査位置に関して補正を加えることにより、より正確な解析評価に供することができる。
【0030】
請求項8記載の発明は、請求項7記載の走査光学系の走査ビーム測定評価方法において、各主走査ライン毎に前記ライン同期信号発生間隔とともに画像クロックと各ライン同期信号との立上り時間間隔を取得し、信号処理により得られる各評価パターン像の副走査位置を前記ライン同期信号発生間隔及び立上り時間間隔に基づき補正するようにした。
【0031】
従って、請求項7記載の発明に加えて、ライン同期信号と画像クロックとの間の位相差による微小時間の立上り時間間隔分に起因する副走査位置の誤差も補正するため、実質的に画像クロック以上の精度でライン同期信号間隔を測定できることとなり、副走査位置の補正精度をより一層向上させることができ、より一層正確な解析評価に供することができる。
【0032】
請求項9記載の発明は、請求項1ないし6の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価方法において、基準時刻発生手段を用い、各主走査ラインの走査開始の基準となるライン同期信号発生時の前記基準時刻発生手段によるライン基準時刻を主走査ライン毎に取得し、信号処理により得られる各評価パターン像の副走査位置を前記ライン基準時刻に基づき補正するようにした。
【0033】
従って、ライン同期信号の発生時刻を画像クロックとは異なる基準時刻発生手段に基づきライン同期時刻として取得することにより、マルチビーム等の場合のように異なる画像クロックを基準に生成される各々の走査ビームに対しても異なる画像クロックの影響を受けることなく、副走査位置の補正を適正に行うことができる。
【0034】
請求項10記載の発明は、請求項9記載の走査光学系の走査ビーム測定評価方法において、前記発光素子として前記走査光学系を共用する複数個の発光素子を用い、各々の発光素子毎のライン同期信号発生時の前記基準時刻発生手段によるライン基準時刻を主走査ライン毎に取得し、信号処理により得られる各評価パターン像の副走査位置を対応する発光素子毎に取得した前記ライン基準時刻に基づき補正するようにした。
【0035】
従って、請求項9記載の発明を実現する上で、マルチビーム系への適用が明らかとなる。
【0036】
請求項11記載の発明は、請求項1ないし10の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価方法において、前記2次元カメラにより撮像される評価パターン像の主走査方向撮像倍率が副走査方向撮像倍率よりも小さい。
【0037】
従って、本来的に副走査方向に起因する走査ビームの位置変動を精度よく測定することを目的としており、主走査方向に関しての倍率は小さくても問題ないことから、主走査方向の撮像倍率を小さくすることで2次元カメラの一視野内により多くの評価パターン像を取り込むことができ、同時に測定できる主走査ライン数を増やすことができ、より低周波での走査ビーム変動の検出が可能となる。
【0038】
請求項12記載の発明の走査光学系の走査ビーム測定評価装置は、発光素子から発光された走査ビームを回転駆動されるポリゴンミラーにより主走査方向に偏向させて感光体面上を露光走査するための走査光学系に対して、感光体面相当位置の像を撮像するように前記主走査方向に移動自在に配設された2次元カメラと、前記2次元カメラの露光時間を複数の主走査ライン分に設定する露光時間制御手段と、前記2次元カメラの位置を前記主走査方向に断続的に移動させる移動手段と、前記2次元カメラの露光時間中に発生する複数の主走査ラインについて、各主走査ライン毎に異なるタイミングの評価発光パターンを前記2次元カメラの主走査方向の移動位置に応じて変更させるよう前記発光素子を発光させてその評価パターン像を前記2次元カメラの同一視野内で撮像させる発光パターン制御手段と、前記2次元カメラの同一視野内で撮像された複数の主走査ライン分の評価パターン像のデータを同時に取得して格納するデータ格納手段と、同時に撮像されて前記データ格納手段に格納された複数の評価パターン像を各々の評価発光パターンのタイミングに基づき分離することにより複数の主走査ライン分のプロファイルを解析する解析手段と、を備える。
【0039】
従って、感光体面相当位置の像を撮像するように配設された2次元カメラの露光時間を複数の主走査ライン分に設定しておき、これらの複数の主走査ラインについて各ライン毎に異なるタイミングの評価発光パターンで発光素子を発光させて2次元カメラの同一視野内で撮像させることにより、異なる主走査ラインの評価パターン像を同一の2次元カメラの視野内において主走査方向にずらした形で同時に撮像することができ、これらの複数の評価パターン像の直線性を解析することにより、その副走査方向の位置変動の有無・程度を評価できる。即ち、感光体面上に実際に潜像を形成することなく、2次元カメラを用いて簡単に複数の主走査ライン分の走査ビームのプロファイルを同時に測定でき、走査光学系におけるポリゴンミラーの面倒れ、軸振れ、振動等に起因する副走査方向の走査ビーム変動を解析することができ、最終的に、走査光学系に起因するバンディングを評価できる。
【0041】
また、2次元カメラによる撮像位置を主走査方向に断続的に移動させることにより、感光体面相当位置に関して主走査方向のより広範な範囲について、走査ビームの副走査方向の位置変動の測定及びその解析・評価が可能となる。
【0042】
請求項13記載の発明は、請求項12記載の走査光学系の走査ビーム測定評価装置において、前記発光パターン制御手段は、前記ポリゴンミラーの各ミラー面により生成される複数の主走査ラインを対象として、当該複数の主走査ライン分の評価パターン像が前記2次元カメラの同一視野内で主走査方向に位置をずらした状態で同時に撮像されるよう、各主走査ライン毎に異なるタイミングの評価発光パターンで前記発光素子を発光させる。
【0043】
従って、ポリゴンミラーの各ミラー面により生成される複数の連続的な主走査ラインについて各ライン毎に異なるタイミングの評価発光パターンで発光させて2次元カメラの同一視野内で撮像させることにより、副走査方向に連続する複数の主走査ラインの評価パターン像を同一の2次元カメラの視野内において主走査方向にずらした形で同時に撮像することができ、これらの複数の評価パターン像の直線性を解析することにより、その副走査方向の位置変動の有無・程度を評価できる。即ち、バンディング等の副走査方向の連続した位置変化を測定することが可能となる。
【0044】
請求項14記載の発明は、請求項13記載の走査光学系の走査ビーム測定評価装置において、前記発光パターン制御手段は、特定のミラー面の主走査ラインの評価発光パターンの形状を他のミラー面の主走査ラインの評価発光パターンの形状とは異ならせる。
【0045】
従って、特定のミラー面の主走査ラインの評価発光パターンの形状を他と異ならせることにより,同一視野内で撮像される複数の評価パターン像に関してその像の形の違いにより露光走査順を容易に確定することができ、複数の評価パターン像の解析処理がしやすくなる。
【0046】
請求項15記載の発明は、請求項12記載の走査光学系の走査ビーム測定評価装置において、前記発光パターン制御手段は、前記ポリゴンミラーの同一のミラー面により生成される1回転毎の主走査ラインを対象として各主走査ライン毎に異なるタイミングの評価発光パターンで前記発光素子を発光させる。
【0047】
従って、或る特定の同一ミラー面のみを対象として各ライン毎に異なるタイミングの評価発光パターンで複数の主走査ライン分の走査を行わせることで複数の評価パターン像を撮像することにより、ポリゴンミラーの面倒れによる測定誤差を排除した形で副走査方向の位置変動を測定でき、かつ、副走査方向に対してより広範囲な測定を1回で行えることとなる。
【0048】
請求項16記載の発明は、請求項12ないし15の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価装置において、同一主走査ラインの走査ビームを用いて前記走査光学系の副走査方向への変動プロファイルを取得する変動プロファイル取得手段を備え、前記解析手段は、同時に撮像された複数の前記評価パターン像の副走査位置を前記走査光学系の副走査方向への変動プロファイルに基づき補正する。
【0049】
従って、元々副走査方向の位置変動を測定するために複数の主走査ライン分の走査ビームを用いるが、同一視野内で同時に撮像するために異なるタイミングの評価発光パターンで発光させており、同じ点(主走査位置)では発光させていないため、主走査方向の位置の違いによっては走査光学系の有する定常的な副走査位置の偏差の影響を受けてしまうが、この定常的な副走査位置の偏差を示す走査光学系の副走査方向への変動プロファイルを同一主走査ラインの走査ビームを用いて取得しておき、この走査光学系の副走査方向への変動プロファイルを用いて評価パターン像の副走査位置を補正することにより、副走査位置の誤差を補正してから、解析評価に供することができる。
【0050】
請求項17記載の発明は、請求項12ないし15の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価装置において、前記ポリゴンミラーの各ミラー面毎に同一主走査ラインの走査ビームを用いて前記走査光学系の副走査方向への変動プロファイルを取得する変動プロファイル取得手段を備え、前記解析手段は、同時に撮像された複数の前記評価パターン像の副走査位置をその評価パターン像を生成したミラー面での前記走査光学系の副走査方向への変動プロファイルに基づき補正する。
【0051】
従って、基本的には請求項16記載の発明の場合と同様であるが、特に、走査光学系の副走査方向への変動プロファイルをポリゴンミラーの各ミラー面毎に取得しておき、複数の主走査ラインの走査ビームより取得した各評価パターン像の副走査位置をその評価パターン像を生成したミラー面での変動プロファイルを用いて補正することにより、各ミラー面の倒れによって定常的に生ずる副走査方向の位置ずれを対応するミラー面の変動プロファイルにより適正に補正することができ、より正確な解析評価に供することができる。
【0052】
請求項18記載の発明は、請求項12ないし17の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価装置において、各主走査ライン毎に画像クロック数を計数する主走査カウンタと、各主走査ラインの走査開始の基準となるライン同期信号発生時の主走査カウンタのカウント値を主走査ライン毎に取得し、前記主走査カウンタのカウント値により規定されるライン同期信号発生間隔を記憶する同期信号発生間隔記憶手段と、を備え、前記解析手段は、信号処理により得られる各評価パターン像の副走査位置を同期信号発生間隔記憶手段に記憶されたライン同期信号発生間隔に基づき補正する。
【0053】
従って、複数の主走査ライン分の走査ビームは各々ライン同期信号を走査開始の基準とするが、各主走査ラインの走査時間には多少の違いが発生し得るものであり、このようなライン同期信号の発生間隔に差異があるとその時間分が副走査方向の違いとして反映されるため、このライン同期信号発生間隔分についても副走査位置に関して補正を加えることにより、より正確な解析評価に供することができる。
【0054】
請求項19記載の発明は、請求項18記載の走査光学系の走査ビーム測定評価装置において、各主走査ライン毎に前記ライン同期信号発生間隔とともに画像クロックと各ライン同期信号との立上り時間間隔を取得して記憶する立上り時間間隔記憶手段を備え、前記解析手段は、信号処理により得られる各評価パターン像の副走査位置を前記ライン同期信号発生間隔及び立上り時間間隔に基づき補正する。
【0055】
従って、請求項18記載の発明に加えて、ライン同期信号と画像クロックとの間の位相差による微小時間の立上り時間間隔分に起因する副走査位置の誤差も補正するため、実質的に画像クロック以上の精度でライン同期信号間隔を測定できることとなり、副走査位置の補正精度をより一層向上させることができ、より一層正確な解析評価に供することができる。
【0056】
請求項20記載の発明は、請求項12ないし17の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価装置において、基準時刻発生手段と、各主走査ラインの走査開始の基準となるライン同期信号発生時の前記基準時刻発生手段によるライン基準時刻を主走査ライン毎に取得して記憶するライン基準時刻記憶手段と、を備え、前記解析手段は、信号処理により得られる各評価パターン像の副走査位置を前記ライン基準時刻に基づき補正する。
【0057】
従って、ライン同期信号の発生時刻を画像クロックとは異なる基準時刻発生手段に基づきライン同期時刻として取得することにより、マルチビーム等の場合のように異なる画像クロックを基準に生成される各々の走査ビームに対しても異なる画像クロックの影響を受けることなく、副走査位置の補正を適正に行うことができる。
【0058】
請求項21記載の発明は、請求項20記載の走査光学系の走査ビーム測定評価装置において、前記発光素子として前記走査光学系を共用する複数個の発光素子を備え、前記ライン基準時刻記憶手段は、各々の発光素子毎のライン同期信号発生時の前記基準時刻発生手段によるライン基準時刻を主走査ライン毎に取得して記憶し、前記解析手段は、信号処理により得られる各評価パターン像の副走査位置を対応する発光素子毎に取得した前記ライン基準時刻に基づき補正する。
【0059】
従って、請求項20記載の発明を実現する上で、マルチビーム系への適用が明らかとなる。
【0060】
請求項22記載の発明は、請求項12ないし21の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価装置において、前記2次元カメラにより撮像される評価パターン像の主走査方向撮像倍率を副走査方向撮像倍率よりも小さくする光学素子を備える。
【0061】
従って、本来的に副走査方向に起因する走査ビームの位置変動を精度よく測定することを目的としており、主走査方向に関しての倍率は小さくても問題ないことから、主走査方向の撮像倍率を小さくすることで2次元カメラの一視野内により多くの評価パターン像を取り込むことができ、同時に測定できる主走査ライン数を増やすことができ、より低周波での走査ビーム変動の検出が可能となる。
【0062】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図1ないし図7に基づいて説明する。図1は本実施の形態の走査光学系の走査ビーム測定評価方法を実現するための走査ビーム測定評価装置の構成例の一例を示す概略平面図である。
【0063】
本実施の形態の測定評価装置1は、対象となる走査光学系2をセットすることによりその走査ビームの測定評価を行うものである。
【0064】
ここに、走査光学系2について説明する。この走査光学系2は、本来的には、光学ユニットとして構成されてレーザプリンタ、デジタル複写機、レーザファクシミリ等に搭載されて感光体に対して光書き込みを行い、画像データ対応の潜像を形成するためのものであり、その性能測定評価のために当該測定評価装置1にセットされる。この走査光学系2は、半導体レーザ等の発光素子3、この発光素子3から発光された走査ビームを平行化するコリメータレンズ(図示せず)、コリメータレンズにより平行化された走査ビームを集光させるシリンドリカルレンズ(図示せず)、シリンドリカルレンズにより集光される走査ビームを主走査方向に偏向させる走査手段としてのポリゴンミラー4、ポリゴンミラー4により偏向される走査ビームを感光体面相当位置R上に結像させるfθレンズ5、ポリゴンミラー4により偏向される走査ビームを感光体面相当位置Rよりも前段側位置で受光して走査開始位置を検出するためのフォトダイオード等による同期センサ6等の部材を備えている。ここに、発光素子3、ポリゴンミラー4、同期センサ6は測定評価装置1に対して入出力できるようにコネクタ接続されている。
【0065】
このような走査光学系2は測定評価装置1にセットされた状態では、測定評価装置1によってその動作が制御される。発光素子3から発光される走査ビームはコリメータレンズにより平行化され、さらに、シリンドリカルレンズによりポリゴンミラー4の一つのミラー面上に線状に集光される。ここに、ポリゴンミラー4は高速で回転駆動されており、一つのミラー面上に集光照射された走査ビームはその回転に伴ない主走査方向に偏向走査された後、まず、前段側に位置する同期センサ6により受光され、この同期センサ6によって光電変換されて同期信号発生手段7に出力される。同期信号発生手段7はこの信号をトリガとしてライン同期信号を発生させる。ライン毎に同期センサ6により検出される信号に基づくライン同期信号8を用いることにより、各主走査ラインの主走査方向の同期が取られる。
【0066】
さらに、ポリゴンミラー4の一つのミラー面によって偏向走査される走査ビームは、長尺状のfθレンズ5により等速度運動に変換されて感光体面相当位置Rに焦点を結んで直線上に結像される。実際の画像形成装置であれば、この感光体面相当位置Rに感光体面が存在するため、この結像を受けて潜像が形成されることとなる。そして、感光体の回転移動が画像形成の副走査となる。
【0067】
また、発光素子3を発光させるための画像信号は、基準となるクロック信号(画像クロック)9に基づき書込みデータをPWM変調し、点灯制御部10で実際に発光素子3の発光制御を行う。このクロック信号8は、同期センサ6によって生成される同期信号8でPLLを用いて位相制御することにより、1画素以下の位相誤差となるように制御される。
【0068】
本実施の形態の測定評価装置1にあっては、感光体面相当位置Rに結像される像を撮像するような位置には2次元カメラとしてのCCDカメラ11が検出手段12として配設されており、その受光面には拡大光学素子として機能する対物レンズ13が着脱自在に配設されている。CCDカメラ11は対物レンズ13によって拡大されて受光した走査ビームに基づくスポット像を検出し電気信号に変換してデータ格納部14に出力するように構成されている。また、このCCDカメラ11は移動手段として機能する移動ステージ15上に搭載されており、この移動ステージ15はX方向(主走査方向)に延在する固定テーブル16上に設けられたレール16aに沿って移動自在とされている。この移動ステージ15は機構制御部17によって主走査方向に駆動される構成であり、この機構制御部17は計測部CPU18からコントローラボックス19を介して駆動される。
【0069】
このようにCCDカメラ11が移動ステージ15によって主走査方向に移動可能なため、CCDカメラ11は感光体面相当位置R上の走査領域内の任意の位置で走査ビームを受光検出可能とされている。ここに、固定テーブル16に沿ってリニアスケール20が設けられており、位置検出部21よってリニアスケール20の位置を検出することにより、移動ステージ15の移動量を検知できるように構成されている。また、位置検出部21によって検出された位置情報は保存部22に格納される。この保存部22に格納された位置情報はコントローラボックス19に出力される。
【0070】
また、移動ステージ15上にはCCDカメラ11に隣接させてフォトダイオード等による位置検出センサ23が設けられており、CCDカメラ11で走査ビームを撮像した後、計測部CPU18の指令により、コントローラボックス19を介して取得した画像データをデータ格納部14に転送するのと同時に、位置検出センサ23が受光した走査ビームをトリガにして位置検出部21が検出した撮像位置の位置情報を保存部22から計測部CPU18に転送できるように構成されている。このように、位置検出センサ23が走査ビームを検出することで、走査ビームがCCDカメラ11に入射するタイミングに合わせて位置情報取得のトリガを把握することができる。
【0071】
なお、移動ステージ15はX方向(主走査方向)と直交する光軸方向には図示しない機構制御部によって駆動可能とされており、これにより、対物レンズ13の着脱の際に生ずる微妙な光軸方向の位置ずれは微調整可能とされている。
【0072】
一方、発光素子3から発光されるビームは点灯制御部10によって制御される構成であり、この点灯制御部10は同期センサ6が走査ビームの走査開始位置を検知してこの開始位置から同期信号発生手段7が発生するライン同期信号8に基づいて発光を開始させるように制御する。
【0073】
点灯制御部10は、信号記憶部24に記憶された評価発光パターンに基づいて発光素子3を駆動制御する。信号記憶部24には、詳細は後述するが、発光素子3を複数の主走査ラインについて各ライン毎に異なるタイミングの評価発光パターンで発光させてCCDカメラ11で撮像できるようにする発光時の発光位置等のパターンが記憶され、計測部CPU18からの指令により、コントローラボックス19を介して、クロック信号発生手段9から発生する所定周波数のクロック信号に合わせて発光素子3を駆動することより、走査ビームを実使用と等しい周波数で走査するように設定されている。
【0074】
また、CCDカメラ11の受光面はカメラトリガシャッタ25によって開閉自在とされており、CCDカメラ11はカメラトリガシャッタ25が開放されているときに走査ビームを受光可能とされている。
【0075】
また、コントローラボックス19は同期信号発生手段7から発生するライン同期信号をポリゴンミラー4のミラー面数(本実施の形態では、6面)に応じてカウントすることにより、ポリゴンミラー4のミラー面の選択が可能とされ、発光素子3を発光駆動させる点灯制御部10の発光タイミングを特定の一つのミラー面に設定することも可能である。
【0076】
本実施の形態では、点灯制御部10によって所定の評価発光パターンで発光素子3が発光されると、この走査ビームはCCDカメラ11で撮像された後、計測部CPU18からの指令によりコントローラボックス19を介して取得した画像データはデータ格納部(データ格納手段)14に転送されるようになっており、このとき、位置検出部21が取得した撮像位置の位置情報を保存部22から計測部CPU18に転送される。このため、CCDカメラ11が主走査方向のどの位置で走査ビームを受光したかを容易に把握できる。
【0077】
また、CCDカメラ11の蓄積した電荷を画像信号として、計測部CPU18からの指令に基づきデータ格納部14に出力するものであり、この出力の完了と同時に計測部CPU18からコントローラボックス19を介して2次元クリア信号を送信し、蓄積した電荷をクリアし、検出可能状態に戻す。
【0078】
なお、本実施の形態のCCDカメラ11は受光量をA/D変換し、例えば、10bitのデータに変換し、1024階調の画像データとしている。
【0079】
本実施の形態では、このような測定評価装置1を用いて,連続走査される走査ビームの、主に、副走査方向への位置変動を詳細に測定し、測定結果に基づき当該走査光学系2によって発生するバンディングを解析することで、対象となる走査光学系2の性能を評価するものである。
【0080】
このため、本実施の形態では、CCDカメラ11を主走査方向の或る位置に停止させた状態で、カメラトリガシャッタ25の開放によるこのCCDカメラ11の露光時間を複数の主走査ライン分に設定し、この状態で、CCDカメラ11の露光時間中に発生する複数の主走査ラインについて各ライン毎に異なるタイミングの評価発光パターンで発光素子3を発光させてその評価パターン像をCCDカメラ11の同一視野内で撮像させることにより、複数の主走査ライン分の評価パターン像を画像データとして同時に取得してデータ格納部14に格納させ、この後、信号処理部26により撮像した複数の評価パターン像を各々の評価発光パターンのタイミングに基づき分離しながらコントローラボックス19及び計測部CPU18で解析することにより、複数の主走査ライン分のプロファイルを解析し、解析結果を表示部27に表示させるようにしたものである。よって、本実施の形態では、コントローラボックス19及び計測部CPU18が解析手段を構成している。
【0081】
ここで、本実施の形態の測定原理について図2を参照して説明する。図2は点灯制御部10からの変調信号によって発光素子3を変調駆動させることにより、CCDカメラ11で撮像される画像(評価パターン像)と、そのときの評価発光パターン例とを概略的に図示したものである。図2(b)中の評価発光パターン1,2,3は連続する3つの主走査ライン分の走査ビームを時系列で示したものである。即ち、これらの評価発光パターン1,2,3の例によれば、複数の主走査ラインについて各ライン毎に異なるタイミングで発光させるようにパターン設定されているのが分かる。この結果、図2(a)に示すように、異なる主走査ラインのビームプロファイルをCCDカメラ11の同一視野内で主走査方向に位置をずらした状態で同時に撮像できることとなる。つまり、CCDカメラ11が本来の感光体の場合のように副走査方向に移動(回転)する場合であれば、評価発光パターン2,3に対応する評価パターン像は図2(a)中に仮想線で示すように各々対応する主走査ライン上となるような位置で撮像されることとなるが、このCCDカメラ11は副走査方向には位置固定であるため、ポリゴンミラー4による主走査ラインが進んでもCCDカメラ11上での撮像位置は副走査方向には進まず(副走査せず)、同一主走査ライン上で撮像されることとなる。逆にいえば、複数の主走査ライン分の評価発光パターンのタイミングが全く同一であれば、撮像される評価パターン像が重なってしまい、それらを分離して測定・解析評価することができない。
【0082】
この結果、対象となる走査光学系2におけるポリゴンミラー4の面倒れや軸振れ、振動等による走査ビームの副走査方向の位置変動がなければ、複数の主走査ライン分の評価パターン像は図2(a)に示すように、同一の主走査ライン上に直線となって並んで撮像されることとなる。一方、対象となる走査光学系2におけるポリゴンミラー4の面倒れや軸振れ、振動等による走査ビームの副走査方向の位置変動があれば、複数の主走査ライン分の評価パターン像は図2(c)に示すように、同一の主走査ライン上に直線となって並ばず、位置ずれdyを生ずることとなる。よって、このようなCCDカメラ11の同一視野内で同時に撮像される複数ライン分の評価パターン像間の状態を解析することにより、対象となる走査光学系2による連続する複数の主走査ラインの走査ビームについての副走査方向の位置変動の程度を評価することが可能となる。この際、各評価パターン像の分離は、各々対応する評価発光パターンが異なることから、これらの評価発光パターンに基づき分離することができる。
【0083】
このような原理に基づき計測部CPU18等により実行される、本実施の形態の測定評価動作の制御例を図3に示す概略フローチャートを参照して説明する。まず、測定開始に際して、CCDカメラ11を或る所定位置に位置させた状態で、カメラトリガシャッタ25を開放させ、撮像可能とさせる(ステップS1)。このカメラトリガシャッタ25の開放によるCCDカメラ11の露光時間は複数、例えば、3ライン分に設定されている(S5)。
【0084】
このような状態で、点灯制御部10は信号記憶部24に格納されている評価発光パターンに従い発光素子3に対する書込みパターンを生成し(S2)、実際に発光素子3を書込みパターンに従い発光させることにより1ライン分の書込み動作を行わせる(S3)。例えば、図2(b)中に示した評価発光パターン1による発光動作となる。これにより、その評価パターン像がCCDカメラ11により撮像される。引き続き、このような書込み動作が所定ライン数分終了していなければ(S4のN)、ステップS2,S3の動作を繰返す。例えば、図2(b)中に示した評価発光パターン2,3による発光動作が繰返され、その評価パターン像も同一視野内においてCCDカメラ11により撮像される。所定ライン数の書込み動作が終了すると(S4のY)、カメラトリガシャッタ25を閉じ、撮像不可とさせる(S5)。これらのステップS1,S5の処理により露光時間制御手段の機能が実行され、ステップS2の処理により発光パターン制御手段の機能が実行される。
【0085】
この後、CCDカメラ11の同一視野内で撮像された複数の主走査ライン分の評価パターン像の画像データをフレームデータとしてデータ格納部14に転送させ格納させる(S6)。このデータ格納部14に格納された評価パターン像の画像データについて信号処理部26による処理で各々評価発光パターンに基づき評価パターン像(ピクセルデータ)を分離した後(S7)、分離された各主走査ライン毎のデータを算出し(S8)、必要に応じて後述するような副走査位置の補正を加えて(S9)、測定解析結果を表示部27に表示出力させる(S10)。
【0086】
従って、本実施の形態によれば、基本的に、感光体面相当位置Rに配設させたCCDカメラ11の露光時間を複数の主走査ライン分に設定しておき、これらの複数の主走査ラインについて各ライン毎に異なるタイミングの評価発光パターンで発光素子3を発光させてCCDカメラ11の同一視野内で撮像させることにより、異なる主走査ラインの評価パターン像をCCDカメラ11の同一の視野内において主走査方向にずらした形で同時に撮像することができ、これらの複数の評価パターン像の直線性を解析することにより、その副走査方向の位置変動の有無・程度を評価できることとなる。即ち、感光体面上に実際に潜像を形成することなく、CCDカメラ11を用いて簡単に複数の主走査ライン分の走査ビームのプロファイルを同時に測定でき、走査光学系2におけるポリゴンミラーの面倒れ、軸振れ、振動等に起因する副走査方向の走査ビーム変動を解析することができ、最終的に、走査光学系に起因するバンディングを評価できることとなる。
【0087】
CCDカメラ11の同一視野内で同時に撮像される評価パターン像に関しては、その走査順を決める必要があるが、CCDカメラ11の検出している位置とその時の画像位置とを事前に測定しておけばよい。また、図4に示すように、評価発光パターンに関して、特定のミラー面による特定の主走査ラインの評価発光パターン(例えば、評価発光パターン1)の形状を他の主走査ラインの評価発光パターン(例えば、評価発光パターン2,3)の形状と異ならせて設定しておけば、走査順の確定(評価パターン像の分離)を容易に行うことができる。
【0088】
ところで、前述した如く得られた副走査位置に関する補正について説明する。まず、第1に、元々副走査方向の位置変動を測定するために複数の主走査ライン分の走査ビームを用いるが、CCDカメラ11において同一視野内で同時に撮像するために異なるタイミングの評価発光パターンで発光させており、同じ点(主走査位置)では発光させていないため、主走査方向の位置の違いによっては走査光学系2の有する定常的な副走査位置の偏差の影響を受けてしまう可能性があり、補正が必要といえる。ここに、前述したように本来は直線(主走査線)上に存在すべき複数の評価パターン像が、走査光学系2の特性によって直線から外れる場合がある。このような場合には、或る主走査ライン上での1回の連続走査ビームによる走査で形成されるビームスポット軌跡は、図5(a)に示すように、直線的でなくなる。このような走査光学系2の場合にあっては、複数の主走査ライン分の評価発光パターンによる走査ビームにより、CCDカメラ11において、たとえ図5(b)に示すように直線上に存在する評価パターン像を得たとしても、それは、これらの評価パターン像間において副走査位置の変動を生じていないわけではなく、たまたま図5(a)に示すような光学特性を打ち消しているに過ぎない。
【0089】
そこで、本実施の形態では、予め図5(a)に示すような走査光学系2の副走査方向への変動プロファイルを取得しておき、図5(b)のように得られた複数の評価パターン像の副走査方向の位置を図5(a)に示したような副走査方向への変動プロファイルを用いて補正することにより、実際に副走査方向の位置変動が、走査毎にどのように変化しているかを正確に抽出することが可能となる。図5(c)に補正後の複数の評価パターン像のイメージを示す。
【0090】
なお、図5(a)に示すような走査光学系2の副走査方向への変動プロファイルを取得するためには、同一主走査ライン上での間欠的な発光パターンでの副走査位置の測定結果や、同一主走査ライン上での連続発光パターンでの撮像画像に基づき、光学系構成要素(レンズ等)のばらつき、ビーム像高の変化などのように、走査光学系2に元々存在する副走査方向のビーム位置データを求めておけばよい。このように連続発光ビームに基づき得られるビーム位置データに関しては、測定誤差を低減させるために、複数のラインにおける平均値をとることも有効である。
【0091】
このように、定常的な副走査位置の偏差を示す走査光学系2の副走査方向への変動プロファイルを同一主走査ラインの走査ビームを用いて取得しておき、この走査光学系2の副走査方向への変動プロファイルを用いて評価パターン像の副走査位置を補正することにより、副走査位置の誤差を補正してから、解析評価に供することができる。
【0092】
この際、特に、走査光学系2の副走査方向への変動プロファイルをポリゴンミラー4の各ミラー面毎に取得しておき、複数の主走査ラインの走査ビームより取得した各評価パターン像の副走査位置をその評価パターン像を生成したミラー面での変動プロファイルを用いて補正することにより、各ミラー面の倒れによって定常的に生ずる副走査方向の位置ずれを対応するミラー面の変動プロファイルにより適正に補正することができ、より正確な解析評価に供することができる。
【0093】
第2に、複数の主走査ラインを規定するライン同期信号の発生間隔に基づく補正について説明する。まず、本実施の形態にあっては、実際に副走査を行うことなく、副走査した時の走査光学系2の特性を取得するのが特徴であるが、この副走査という動作は、実際の画像生成装置においては感光体の回転により行われる。ここで、感光体の回転速度を一定とすると、走査ビームの各主走査ライン毎の発生時間間隔のずれが、そのまま副走査の位置変動となって現れるはずである(ドラム表面線速×時間間隔が副走査の間隔)。
【0094】
しかしながら、書き込み光学系の構成上、走査ビームはライン同期信号によって、毎回の走査毎にリセットされてしまうため、計測に用いているCCDカメラ11の位置情報としては、全く現れない可能性がある。このため各主走査ラインの発生時間間隔のずれ分を、その書き込みクロックカウンタの値で補正することによって、最大1pclk(画像クロック)分の時間で副走査位置の補正を行い、ライン同期信号時間の変化によって実際に感光体上に生ずる副走査の位置変動状態を取得することが可能となる。
【0095】
例えば、30000rpmで回転する6面のポリゴンミラー4に、画像周波数30MHzで画像変調を行った場合、ライン同期信号の発生間隔は、30000(r/m)/60(s)*6(面)=3000(Hz)となる。この場合、ライン同期信号間で画像クロックを主走査カウンタ(図示せず)によりカウントすると10000となるはずである。しかしながら、実際には、ポリゴンミラー4の回転ムラや、ミラー加工精度によって0.05%ライン同期信号の発生間隔が変わると、10000×0.05%=5クロック分だけカウント値が変わる。このライン同期信号の発生間隔は実際の感光体書込みにすると、5/10000クロック分、副走査方向に感光体は移動していることとなり、位置変動を生ずる。この時間t(s)を感光体の副走査方向の線速度v(mm/s)によって求まるt×v(mm)を測定したドット位置の副走査方向に対して補正を行うことによって、測定精度を向上させることができる。
【0096】
実際の制御としては、図6に示すように、主走査ラインの走査毎にライン同期信号が入ったタイミングにおける主走査カウンタのカウント値(“9999”“9997”“10002”等)をデータ格納部14等のメモリに保存し、その(カウント値)/(画像クロック周波数)*(線速度)に基づき補正するようにすればよい。
【0097】
ところで、このようなライン同期信号の発生間隔のずれによる補正に関しては、画像クロックを計数する主走査カウンタを利用しているため、最大で1pclk(画像クロック)分の補正誤差が出る可能性がある。即ち、図7(a)〜(c)に示す如く、画像クロックの立上り時間からライン同期信号が入るまでの時間t,t2,t3は各走査ラインによって、最大1画像クロック分の差を生ずる。このため、この立上り時間間隔を測定して記憶させておき、上述したようなライン同期信号発生間隔を規定する主走査カウンタのカウント値と合わせて、
{(カウンタ値)/(画像クロック周波数)+(画像クロック立上り〜ライン同期信号の立上り時間間隔)}*(線速度)
に基づき、撮像した評価パターン像の副走査方向の位置を補正することで、測定精度を向上させることができる。
【0098】
本発明の第二の実施の形態を図8に基づいて説明する。第一の実施の形態で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する(以降の実施の形態でも同様とする)。本実施の形態は、例えば、図1に示す測定評価装置において、シリンドリカルレンズのような、光を一方向について縮小又は拡大可能な光学素子を用いて、主走査方向の撮像倍率を副走査方向の撮像倍率より小さくする光学系構成として、CCDカメラ11により複数主走査ライン分の評価パターン像を同時に撮像させるようにしたものである。
【0099】
本発明の目的は、前述したように、副走査方向に起因する走査ビームの位置変動を精度よく測定することであり、このためには主走査方向に関しての倍率が小さくても問題ない。逆に、主走査方向の撮像倍率を小さくすることによって、CCDカメラ11の同一視野内に存在する評価パターン像を増やすことにより、1回の撮像でより多くの走査ビームを検出することが可能となり、結果的に、より低周波でビーム変動を検出することが可能となる。即ち、主走査方向/副走査方向の撮像倍率を同じとした場合のCCDカメラ11による撮像イメージを示すと、例えば、図8(a)のようになった場合(同一視野内に3つの評価パターン像が存在する)、主走査方向の撮像倍率のみを小さくした場合のCCDカメラ11による撮像イメージを示すと、例えば、図8(b)のようになる(同一視野内に7つの評価パターン像が存在する)。また、走査ビーム数を変えなくとも(増やさなくても)、同一主走査ライン上の評価パターン像の数を増やすことで、検出誤差を低減させることも可能となる。
【0100】
本発明の第三の実施の形態を図9及び図10に基づいて説明する。本実施の形態は、例えば図1に示す構成において、発光素子3として複数、例えば、2個の半導体レーザを用いて、2本の主走査ラインを同時に走査できるようにした走査光学系2に対して適用されている。
【0101】
即ち、近年では、記録の高速化のために複数の走査ビームを用いるマルチビーム方式の走査光学系2があるが、各々の発光素子3を例えば図2で説明したような各々の評価発光パターンに従い発光させてCCDカメラ11で撮像した場合の評価パターン像(ビームプロファイル画像)は、図9に示すように副走査方向に2列存在する状態をなす。ここに、各々の発光素子3はポリゴンミラー4への入射角が異なり、これによって同一時間に感光体面上の異なる個所を走査していることになる。これは、逆に言うと同一地点においては異なる時間に走査ビームが到達しているということであり、即ち、同一の同期センサ6に入るタイミングが異なるため、双方の発光素子に関しての同期を取ることが可能となる(図10参照)。評価発光パターンのタイミングは各々の発光素子3で独立であるため、各々のライン同期信号の発生時刻を、画像クロックとは異なり基準時刻発生手段により生成される基準時刻系列の時刻とし、その(基準時刻カウンタ値)/(基準時刻クロック周波数)*(線速度)で補正することによって、マルチビームにおける副走査方向の位置精度を向上することができる。即ち、書込み用の画像クロックの位相を合わせるため、ライン同期信号で画像クロックの位相を合わせており、このため、前述した実施の形態のような処理では、画像クロックとライン同期信号との立上り時間間隔の測定誤差が累積する。そこで、基準クロックを生成する基準時刻発生手段を別途設けることにより、時間の測定を、ライン同期信号によって変動する書込み系の画像クロックとは切り離すことができるため、測定誤差の累積を避け、より高精度に補正することができる。
【0102】
即ち、本実施の形態が対象とするようなマルチビーム走査光学系は、複数の発光素子3を別々に駆動し、別々のライン同期信号に基づき同時に感光体面上に像を形成する。このため、各々の書き込み信号の時間を、別々に管理しなくては正確に副走査位置を測定することができない。そこで、書き込み用の画像クロックとは別の、基準時刻発生手段により生成される測定用の基準クロックを持ち、各発光素子3のライン同期信号の発生時刻を別々にライン基準時刻としてサンプリングしてメモリに記憶させることにより、最終的に取得した画像から、各発光素子3の各走査タイミングによる時間の相違によって実際に感光体面上に生ずる副走査位置の状態を取得することができる。
【0103】
また、本実施の形態の方法によれば、単一走査ビームの走査光学系においても、画像クロックのPLLによる累積誤差を含まないという点で、より高精度な測定が可能となる。
【0104】
なお、これらの実施の形態では、説明を簡単にするため、CCDカメラ11が感光体面相当位置Rの或る個所に固定的に存在する場合で説明したが、より実際的には、CCDカメラ11の位置を移動ステージ15によって主走査方向に断続的に移動させるとともに、各ライン毎に異なるタイミングの評価発光パターンをCCDカメラ11の主走査方向の移動位置に応じて変更させるようにすれば、感光体面相当位置Rに関して主走査方向のより広範な範囲について、走査ビームの副走査方向の位置変動の測定及びその解析・評価が可能となる。この場合、CCDカメラ11の同期タイミング(或る位置での撮像後、次の撮像位置での撮像を開始させるタイミング)を、図11に示すように、測定位置(撮像位置)に対して測定終了〜次の走査による測定開始の間に設定することにより、主走査方向の全域についての走査ビームのビームプロファイルを撮像測定し、解析評価することができる。
【0105】
また、これらの実施の形態では、ポリゴンミラー4の各ミラー面で評価発光パターンのタイミングを異ならせて測定するようにしたが、測定としては、ポリゴンミラー4の特定のミラー面に対してのみ(即ち、ポリゴンミラー4の1回転毎に)、評価発光パターンのタイミングを順次変えて発光素子3を発光させることにより、ポリゴンミラー4の面倒れによる測定誤差を排除し、かつ、副走査方向に対してより広範囲(例えば、6面=6ライン毎)での測定を1回の撮像で行えることとなる。
【0106】
【発明の効果】
請求項1記載の発明の走査光学系の走査ビーム測定評価方法によれば、感光体面相当位置の像を撮像するように配設させた2次元カメラの露光時間を複数の主走査ライン分に設定しておき、これらの複数の主走査ラインについて各主走査ライン毎に異なるタイミングの評価発光パターンで発光素子を発光させて2次元カメラの同一視野内で撮像させることにより、異なる主走査ラインの評価パターン像を同一の2次元カメラの視野内において主走査方向にずらした形で同時に撮像することができ、これらの複数の評価パターン像の直線性を解析することにより、その副走査方向の位置変動の有無・程度を評価することができる。即ち、感光体面上に実際に潜像を形成することなく、2次元カメラを用いて簡単に複数の主走査ライン分の走査ビームのプロファイルを同時に測定でき、走査光学系におけるポリゴンミラーの面倒れ、軸振れ、振動等に起因する副走査方向の走査ビーム変動を解析することができ、最終的に、走査光学系に起因するバンディングを評価することができる。
【0107】
また、請求項1記載の発明の走査光学系の走査ビーム測定評価方法によれば、2次元カメラによる撮像位置を主走査方向に断続的に移動させることにより、感光体面相当位置に関して主走査方向のより広範な範囲について、走査ビームの副走査方向の位置変動の測定及びその解析・評価が可能となる。
【0108】
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の走査光学系の走査ビーム測定評価方法において、ポリゴンミラーの各ミラー面により生成される複数の主走査ラインについて各主走査ライン毎に異なるタイミングの評価発光パターンで発光させて2次元カメラの同一視野内で撮像させることにより、副走査方向に連続する複数の主走査ラインの評価パターン像を同一の2次元カメラの視野内において主走査方向にずらした形で同時に撮像することができ、これらの複数の評価パターン像の直線性を解析することにより、その副走査方向の位置変動の有無・程度を評価することができる。即ち、バンディング等の副走査方向の連続した位置変化を測定することが可能となる。
【0109】
請求項3記載の発明によれば、請求項2記載の走査光学系の走査ビーム測定評価方法において、特定のミラー面の主走査ラインの評価発光パターンの形状を他と異ならせることにより,同一視野内で撮像される複数の評価パターン像に関してその像の形の違いにより露光走査順を容易に確定することができ、複数の評価パターン像の解析処理がしやすくなる。
【0110】
請求項4記載の発明によれば、請求項1記載の走査光学系の走査ビーム測定評価方法において、る特定の同一ミラー面のみを対象として各主走査ライン毎に異なるタイミングの評価発光パターンで複数の主走査ライン分の走査を行わせることで複数の評価パターン像を撮像することにより、ポリゴンミラーの面倒れによる測定誤差を排除した形で副走査方向の位置変動を測定でき、かつ、副走査方向に対してより広範囲な測定を1回で行えることとなる。
【0111】
請求項5記載の発明によれば、請求項1ないし4の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価方法において、元々副走査方向の位置変動を測定するために複数の主走査ライン分の走査ビームを用いるが、同一視野内で同時に撮像するために異なるタイミングの評価発光パターンで発光させており、同じ点(主走査位置)では発光させていないため、主走査方向の位置の違いによっては走査光学系の有する定常的な副走査位置の偏差の影響を受けてしまうが、この定常的な副走査位置の偏差を示す走査光学系の副走査方向への変動プロファイルを同一主走査ラインの走査ビームを用いて取得しておき、この走査光学系の副走査方向への変動プロファイルを用いて評価パターン像の副走査位置を補正することにより、副走査位置の誤差を補正してから、解析評価に供することができる。
【0112】
請求項6記載の発明によれば、基本的には請求項5記載の発明の場合と同様であるが、特に、走査光学系の副走査方向への変動プロファイルをポリゴンミラーの各ミラー面毎に取得しておき、複数の主走査ラインの走査ビームより取得した各評価パターン像の副走査位置をその評価パターン像を生成したミラー面での変動プロファイルを用いて補正することにより、各ミラー面の倒れによって定常的に生ずる副走査方向の位置ずれを対応するミラー面の変動プロファイルにより適正に補正することができ、より正確な解析評価に供することができる。
【0113】
請求項7記載の発明によれば、請求項1ないし6の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価方法において、複数の主走査ライン分の走査ビームは各々ライン同期信号を走査開始の基準とするが、各主走査ラインの走査時間には多少の違いが発生し得るものであり、このようなライン同期信号の発生間隔に差異があるとその時間分が副走査方向の違いとして反映されるため、このライン同期信号発生間隔分についても副走査位置に関して補正を加えることにより、より正確な解析評価に供することができる。
【0114】
請求項8記載の発明によれば、請求項7記載の発明に加えて、ライン同期信号と画像クロックとの間の位相差による微小時間の立上り時間間隔分に起因する副走査位置の誤差も補正するため、実質的に画像クロック以上の精度でライン同期信号間隔を測定できることとなり、副走査位置の補正精度をより一層向上させることができ、より一層正確な解析評価に供することができる。
【0115】
請求項9記載の発明によれば、請求項1ないし6の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価方法において、ライン同期信号の発生時刻を画像クロックとは異なる基準時刻発生手段に基づきライン同期時刻として取得することにより、マルチビーム等の場合のように異なる画像クロックを基準に生成される各々の走査ビームに対しても異なる画像クロックの影響を受けることなく、副走査位置の補正を適正に行うことができる。
【0116】
請求項10記載の発明によれば、請求項9記載の発明を実現する上で、マルチビーム系への適用が明らかとなる。
【0117】
請求項11記載の発明によれば、請求項1ないし10の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価方法において、本来的に副走査方向に起因する走査ビームの位置変動を精度よく測定することを目的としており、主走査方向に関しての倍率は小さくても問題ないことから、主走査方向の撮像倍率を小さくすることで2次元カメラの一視野内により多くの評価パターン像を取り込むことができ、同時に測定できる主走査ライン数を増やすことができ、より低周波での走査ビーム変動の検出が可能となる。
【0118】
請求項12記載の発明の走査光学系の走査ビーム測定評価装置によれば、感光体面相当位置の像を撮像するように配設された2次元カメラの露光時間を複数の主走査ライン分に設定しておき、これらの複数の主走査ラインについて各主走査ライン毎に異なるタイミングの評価発光パターンで発光素子を発光させて2次元カメラの同一視野内で撮像させることにより、異なる主走査ラインの評価パターン像を同一の2次元カメラの視野内において主走査方向にずらした形で同時に撮像することができ、これらの複数の評価パターン像の直線性を解析することにより、その副走査方向の位置変動の有無・程度を評価することができる。即ち、感光体面上に実際に潜像を形成することなく、2次元カメラを用いて簡単に複数の主走査ライン分の走査ビームのプロファイルを同時に測定でき、走査光学系におけるポリゴンミラーの面倒れ、軸振れ、振動等に起因する副走査方向の走査ビーム変動を解析することができ、最終的に、走査光学系に起因するバンディングを評価することができる。
【0119】
また、請求項12記載の発明の走査光学系の走査ビーム測定評価装置によれば、2次元カメラによる撮像位置を主走査方向に断続的に移動させることにより、感光体面相当位置に関して主走査方向のより広範な範囲について、走査ビームの副走査方向の位置変動の測定及びその解析・評価が可能となる。
【0120】
請求項13記載の発明によれば、請求項12記載の走査光学系の走査ビーム測定評価装置において、ポリゴンミラーの各ミラー面により生成される複数の主走査ラインについて各主走査ライン毎に異なるタイミングの評価発光パターンで発光させて2次元カメラの同一視野内で撮像させることにより、副走査方向に連続する複数の主走査ラインの評価パターン像を同一の2次元カメラの視野内において主走査方向にずらした形で同時に撮像することができ、これらの複数の評価パターン像の直線性を解析することにより、その副走査方向の位置変動の有無・程度を評価することができる。即ち、バンディング等の副走査方向の連続した位置変化を測定することが可能となる。
【0121】
請求項14記載の発明によれば、請求項13記載の走査光学系の走査ビーム測定評価装置において、特定のミラー面の主走査ラインの評価発光パターンの形状を他と異ならせることにより,同一視野内で撮像される複数の評価パターン像に関してその像の形の違いにより露光走査順を容易に確定することができ、複数の評価パターン像の解析処理がしやすくなる。
【0122】
請求項15記載の発明によれば、請求項12記載の走査光学系の走査ビーム測定評価装置において、或る特定の同一ミラー面のみを対象として各主走査ライン毎に異なるタイミングの評価発光パターンで複数の主走査ライン分の走査を行わせることで複数の評価パターン像を撮像することにより、ポリゴンミラーの面倒れによる測定誤差を排除した形で副走査方向の位置変動を測定でき、かつ、副走査方向に対してより広範囲な測定を1回で行えることとなる。
【0123】
請求項16記載の発明によれば、請求項12ないし15の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価装置において、元々副走査方向の位置変動を測定するために複数の主走査ライン分の走査ビームを用いるが、同一視野内で同時に撮像するために異なるタイミングの評価発光パターンで発光させており、同じ点(主走査位置)では発光させていないため、主走査方向の位置の違いによっては走査光学系の有する定常的な副走査位置の偏差の影響を受けてしまうが、この定常的な副走査位置の偏差を示す走査光学系の副走査方向への変動プロファイルを同一主走査ラインの走査ビームを用いて取得しておき、この走査光学系の副走査方向への変動プロファイルを用いて評価パターン像の副走査位置を補正することにより、副走査位置の誤差を補正してから、解析評価に供することができる。
【0124】
請求項17記載の発明によれば、基本的には請求項16記載の発明の場合と同様であるが、特に、走査光学系の副走査方向への変動プロファイルをポリゴンミラーの各ミラー面毎に取得しておき、複数の主走査ラインの走査ビームより取得した各評価パターン像の副走査位置をその評価パターン像を生成したミラー面での変動プロファイルを用いて補正することにより、各ミラー面の倒れによって定常的に生ずる副走査方向の位置ずれを対応するミラー面の変動プロファイルにより適正に補正することができ、より正確な解析評価に供することができる。
【0125】
請求項18記載の発明によれば、請求項12ないし17の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価装置において、複数の主走査ライン分の走査ビームは各々ライン同期信号を走査開始の基準とするが、各主走査ラインの走査時間には多少の違いが発生し得るものであり、このようなライン同期信号の発生間隔に差異があるとその時間分が副走査方向の違いとして反映されるため、このライン同期信号発生間隔分についても副走査位置に関して補正を加えることにより、より正確な解析評価に供することができる。
【0126】
請求項19記載の発明によれば、請求項18記載の発明に加えて、ライン同期信号と画像クロックとの間の位相差による微小時間の立上り時間間隔分に起因する副走査位置の誤差も補正するため、実質的に画像クロック以上の精度でライン同期信号間隔を測定できることとなり、副走査位置の補正精度をより一層向上させることができ、より一層正確な解析評価に供することができる。
【0127】
請求項20記載の発明によれば、請求項12ないし17の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価装置において、ライン同期信号の発生時刻を画像クロックとは異なる基準時刻発生手段に基づきライン同期時刻として取得することにより、マルチビーム等の場合のように異なる画像クロックを基準に生成される各々の走査ビームに対しても異なる画像クロックの影響を受けることなく、副走査位置の補正を適正に行うことができる。
【0128】
請求項21記載の発明によれば、請求項20記載の発明を実現する上で、マルチビーム系への適用が明らかとなる。
【0129】
請求項22記載の発明によれば、請求項12ないし21の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価装置において、本来的に副走査方向に起因する走査ビームの位置変動を精度よく測定することを目的としており、主走査方向に関しての倍率は小さくても問題ないことから、主走査方向の撮像倍率を小さくすることで2次元カメラの一視野内により多くの評価パターン像を取り込むことができ、同時に測定できる主走査ライン数を増やすことができ、より低周波での走査ビーム変動の検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施の形態の測定評価装置を示す概略平面図である。
【図2】測定原理を示す説明図である。
【図3】測定解析処理の制御例を示す概略フローチャートである。
【図4】評価発光パターンの変形例を示す説明図である。
【図5】副走査位置の補正の原理を示す説明図である。
【図6】ライン同期信号の発生間隔について説明するためのタイミングチャートである。
【図7】ライン同期信号と画像クロックとの間の時間間隔を説明するためのタイミングチャートである。
【図8】本発明の第二の実施の形態を示す説明図である。
【図9】本発明の第三の実施の形態を示す説明図である。
【図10】ライン同期信号と基準時刻と関係について説明するためのタイミングチャートである。
【図11】変形例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
2 走査光学系
3 発光素子
4 ポリゴンミラー
10 発光パターン制御手段
11 2次元カメラ
14 データ格納手段
15 移動手段
18,19 解析手段
R 感光体面相当位置
S1,S5 露光時間制御手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a scanning beam measurement evaluation method and measurement evaluation apparatus for a scanning optical system mounted on an image forming apparatus such as a laser printer, a digital copying machine, or a laser facsimile.
[0002]
[Prior art]
In general, an address scanning optical unit used in this type of image forming apparatus has a scanning optical system mainly composed of a laser light source, a collimator lens, various lenses and mirrors, a polygon mirror, and the like. Thereby, the laser beam generated from the laser light source is converted into parallel light by the collimator lens, irradiated to the polygon mirror, and deflected by its rotation. The light beam reflected by the polygon mirror is imaged on the photoreceptor surface by the imaging lens and mirror system.
[0003]
The point image on the surface of the photoconductor is scanned in the main scanning direction by the rotational deflection of the polygon mirror, and is scanned in the sub-scanning direction by the rotation of the photoconductor, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the photoconductor. Form two-dimensionally. A toner image is formed by attaching a toner to the surface of the photosensitive member on which the electrostatic latent image is formed, and forming the toner image. The toner image is transferred and fixed on the transfer paper, and the image is transferred to the transfer paper. It is known to form.
[0004]
By the way, the relative speed of the beam in the sub-scanning direction and the photosensitive member is constant due to uneven rotation of the photoconductor that scans in the sub-scanning direction, the difference in the surface tilt of each mirror surface of the polygon mirror, and the axial shake. Instead, a band-like pattern called “banding” appears on the print screen, and the image quality is impaired.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The cause of such banding is greatly affected by uneven rotation of the photoconductor, etc., but in the sub-scanning direction of the scanning beam in view of recent beam miniaturization, higher resolution, color support, and multi-beam support. The position change of can not be ignored.
[0006]
However, at present, there is no method and apparatus for measuring / evaluating the positional variation of all scanning beams in the sub-scanning direction, and measuring / evaluating the positional deviation in the sub-scanning direction caused by such a scanning optical system. This is eagerly awaited for higher resolution and higher image quality.
[0007]
Therefore, the present invention can easily measure the positional deviation in the sub-scanning direction due to the surface tilt, shaft shake, vibration, etc. of the polygon mirror of the scanning optical system without actually forming a latent image on the surface of the photoconductor. It is an object of the present invention to provide a scanning beam measurement evaluation method and measurement evaluation apparatus for a scanning optical system capable of analyzing banding generated by the scanning optical system.
[0008]
More specifically, an object of the present invention is to provide a scanning beam measurement evaluation method and measurement evaluation apparatus for a scanning optical system that can simultaneously measure the profiles of a plurality of scanning beams on continuous or the same mirror surface.
[0009]
It is another object of the present invention to provide a scanning beam measurement evaluation method and measurement evaluation apparatus for a scanning optical system that can be evaluated by correcting a deviation of a stationary sub-scanning position by the scanning optical system.
[0010]
Furthermore, a scanning beam measurement evaluation method for a scanning optical system capable of correcting and evaluating the sub-scanning position of the beam for a time equivalent to the movement of the photosensitive member in the sub-scanning direction according to the generation interval of the line synchronization signal for a plurality of scanning beams. And it aims at providing a measurement evaluation apparatus.
[0011]
Furthermore, an object of the present invention is to provide a scanning beam measurement evaluation method and measurement evaluation apparatus for a scanning optical system that can improve the correction accuracy of the sub-scanning position by measuring the generation interval of the line synchronization signal with an accuracy equal to or higher than the pixel clock. And
[0012]
It is another object of the present invention to provide a scanning beam measurement evaluation method and measurement evaluation apparatus for a scanning optical system capable of appropriately correcting the position of the scanning beam generated by different image clocks such as multi-beams in the sub-scanning direction. .
[0013]
Another object of the present invention is to provide a scanning beam measurement evaluation method and measurement evaluation apparatus for a scanning optical system that can capture more beam spot images in the same field of view of a two-dimensional camera and can improve the efficiency of measurement.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a scanning beam measurement evaluation method for a scanning optical system comprising: a scanning beam emitted from a light emitting element;By a polygon mirror that is driven to rotateAn image at a position corresponding to the photoconductor surface is captured with respect to a scanning optical system for performing exposure scanning on the photoconductor surface by deflecting in the main scanning direction.Free to move in the main scanning directionUsing the arranged two-dimensional camera, the exposure time of the two-dimensional camera is set for a plurality of main scanning lines,The two-dimensional camera is intermittently moved in the main scanning direction, and for the plurality of main scanning lines generated during the exposure time of the two-dimensional camera, evaluation light emission patterns having different timings for each main scanning line are provided in the above-described 2 Change according to the moving position of the 3D camera in the main scanning directionThe light emitting element is caused to emit light and its evaluation pattern image is captured within the same field of view of the two-dimensional camera, whereby evaluation pattern images for a plurality of main scanning lines are simultaneously acquired and stored in the data storage means, and simultaneously imaged. By separating the plurality of evaluation pattern images based on the timing of each evaluation light emission pattern, profiles for a plurality of main scanning lines are analyzed.
[0015]
Accordingly, the exposure time of a two-dimensional camera arranged to capture an image corresponding to the position corresponding to the photoreceptor surface is set for a plurality of main scanning lines, and different timings are set for each of the plurality of main scanning lines. The light emitting element is caused to emit light with the evaluation light emission pattern and imaged in the same field of view of the two-dimensional camera, so that the evaluation pattern images of different main scanning lines are shifted in the main scanning direction within the field of view of the same two-dimensional camera. Images can be taken at the same time, and by analyzing the linearity of the plurality of evaluation pattern images, it is possible to evaluate the presence / absence and degree of position variation in the sub-scanning direction. That is, without actually forming a latent image on the surface of the photoreceptor, it is possible to easily measure the profile of the scanning beam for a plurality of main scanning lines at the same time using a two-dimensional camera, and the surface of the polygon mirror in the scanning optical system is tilted. It is possible to analyze scanning beam fluctuations in the sub-scanning direction due to axial deflection, vibration, and the like, and finally it is possible to evaluate banding due to the scanning optical system.
[0017]
AlsoBy intermittently moving the imaging position of the two-dimensional camera in the main scanning direction, measurement and analysis of the position variation of the scanning beam in the sub-scanning direction over a wider range in the main scanning direction with respect to the position corresponding to the photoreceptor surface Evaluation is possible.
[0018]
The invention according to
[0019]
Therefore, sub-scanning is performed by causing a plurality of continuous main scanning lines generated by each mirror surface of the polygon mirror to emit light with an evaluation light emission pattern at a different timing for each line and capturing images within the same field of view of the two-dimensional camera. Evaluation pattern images of a plurality of main scanning lines that are continuous in the direction can be simultaneously imaged in the same two-dimensional camera field of view shifted in the main scanning direction, and the linearity of these evaluation pattern images is analyzed. By doing so, it is possible to evaluate the presence / absence / degree of position variation in the sub-scanning direction. That is, it is possible to measure a continuous position change in the sub-scanning direction such as banding.
[0020]
The invention according to
[0021]
Therefore, by making the shape of the evaluation light emission pattern of the main scanning line on a specific mirror surface different from the others, the exposure scanning order can be easily made due to the difference in the shape of the plurality of evaluation pattern images captured in the same field of view. This makes it possible to confirm and facilitate the analysis processing of a plurality of evaluation pattern images.
[0022]
The invention according to
[0023]
Therefore, a polygon mirror is obtained by capturing a plurality of evaluation pattern images by performing scanning for a plurality of main scanning lines with an evaluation light emission pattern having a different timing for each line for only a certain specific mirror surface. Thus, the position fluctuation in the sub-scanning direction can be measured in a form that eliminates the measurement error due to the tilting of the surface, and a wider range of measurement can be performed at once in the sub-scanning direction.
[0024]
The invention according to
[0025]
Therefore, the scanning beams for a plurality of main scanning lines are originally used to measure the position variation in the sub-scanning direction, but the light is emitted with the evaluation light emission patterns at different timings in order to capture images simultaneously in the same field of view. Since no light is emitted at the (main scanning position), the difference in the position in the main scanning direction is affected by the deviation of the steady sub scanning position of the scanning optical system. A variation profile in the sub-scanning direction of the scanning optical system showing the deviation is acquired using a scanning beam of the same main scanning line, and the sub-scan of the evaluation pattern image is obtained using the variation profile in the sub-scanning direction of the scanning optical system. By correcting the scanning position, the error in the sub-scanning position can be corrected before being used for analysis evaluation.
[0026]
A sixth aspect of the present invention is any one of the first to fourth aspects.In the scanning beam measurement evaluation method of the described scanning optical system,A variation profile in the sub-scanning direction of the scanning optical system is acquired using a scanning beam of the same main scanning line for each mirror surface of the polygon mirror, and a plurality of the evaluation pattern images captured simultaneously are sub-scanned. The position is corrected based on a fluctuation profile in the sub-scanning direction of the scanning optical system on the mirror surface where the evaluation pattern image is generated.
[0027]
So basicallyClaim 5As in the case of the described invention, in particular, a variation profile in the sub-scanning direction of the scanning optical system is acquired for each mirror surface of the polygon mirror, and each acquired from the scanning beams of a plurality of main scanning lines. By correcting the sub-scanning position of the evaluation pattern image using the fluctuation profile on the mirror surface that generated the evaluation pattern image, the mirror surface corresponding to the positional deviation in the sub-scanning direction that occurs regularly due to the tilt of each mirror surface Therefore, it can be corrected appropriately by the fluctuation profile, and can be used for more accurate analysis and evaluation.
[0028]
The invention according to
[0029]
Accordingly, the scanning beams for a plurality of main scanning lines each use the line synchronization signal as a reference for scanning, but there may be some difference in the scanning time of each main scanning line. If there is a difference in the signal generation interval, the amount of time is reflected as a difference in the sub-scanning direction. Therefore, the line synchronization signal generation interval is also corrected for the sub-scanning position to provide more accurate analysis and evaluation. be able to.
[0030]
The invention according to
[0031]
Therefore,Claim 7In addition to the described invention, the error in the sub-scanning position caused by the minute rise time interval due to the phase difference between the line synchronization signal and the image clock is also corrected, so that the line is substantially more accurate than the image clock. The synchronization signal interval can be measured, the correction accuracy of the sub-scanning position can be further improved, and it can be used for more accurate analysis and evaluation.
[0032]
The invention according to
[0033]
Therefore, by acquiring the generation time of the line synchronization signal as the line synchronization time based on the reference time generation means different from the image clock, each scanning beam generated on the basis of a different image clock as in the case of multi-beam etc. The sub-scanning position can be corrected appropriately without being affected by different image clocks.
[0034]
The invention according to
[0035]
Therefore,Claim 9In realizing the described invention, application to a multi-beam system becomes clear.
[0036]
The invention according to
[0037]
Accordingly, the objective is to accurately measure the position variation of the scanning beam due to the sub-scanning direction, and there is no problem even if the magnification in the main scanning direction is small. Therefore, the imaging magnification in the main scanning direction is reduced. As a result, more evaluation pattern images can be captured within one field of view of the two-dimensional camera, the number of main scanning lines that can be measured simultaneously can be increased, and scanning beam fluctuations can be detected at a lower frequency.
[0038]
Claim 12An apparatus for measuring and measuring a scanning beam of a scanning optical system according to the invention described above uses a scanning beam emitted from a light emitting element.By a polygon mirror that is driven to rotateAn image at a position corresponding to the photoconductor surface is captured with respect to a scanning optical system for performing exposure scanning on the photoconductor surface by deflecting in the main scanning direction.Free to move in the main scanning directionAn arranged two-dimensional camera, and an exposure time control means for setting the exposure time of the two-dimensional camera to a plurality of main scanning lines;Evaluation light emission at different timing for each main scanning line with respect to a moving means for intermittently moving the position of the two-dimensional camera in the main scanning direction and a plurality of main scanning lines generated during the exposure time of the two-dimensional camera A light emission pattern control means for causing the light emitting element to emit light so as to change the pattern according to the movement position of the two-dimensional camera in the main scanning direction, and capturing the evaluation pattern image in the same field of view of the two-dimensional camera;Data storage means for simultaneously acquiring and storing evaluation pattern image data for a plurality of main scanning lines imaged in the same field of view of the two-dimensional camera; and a plurality of data captured at the same time and stored in the data storage means Analyzing means for analyzing profiles of a plurality of main scanning lines by separating the evaluation pattern image based on the timing of each evaluation light emission pattern.
[0039]
Therefore, the exposure time of a two-dimensional camera arranged to capture an image at the position corresponding to the photoreceptor surface is set for a plurality of main scanning lines, and different timings are set for each of the plurality of main scanning lines. The light emitting element is caused to emit light with the evaluation light emission pattern and imaged in the same field of view of the two-dimensional camera, so that the evaluation pattern images of different main scanning lines are shifted in the main scanning direction within the field of view of the same two-dimensional camera. Images can be taken at the same time, and by analyzing the linearity of the plurality of evaluation pattern images, it is possible to evaluate the presence / absence and degree of position variation in the sub-scanning direction. That is, without actually forming a latent image on the surface of the photoreceptor, it is possible to easily measure the profile of the scanning beam for a plurality of main scanning lines at the same time using a two-dimensional camera, and the surface of the polygon mirror in the scanning optical system is tilted. It is possible to analyze scanning beam fluctuations in the sub-scanning direction due to axial deflection, vibration, and the like, and finally it is possible to evaluate banding due to the scanning optical system.
[0041]
AlsoBy intermittently moving the imaging position of the two-dimensional camera in the main scanning direction, measurement and analysis of the position variation of the scanning beam in the sub-scanning direction over a wider range in the main scanning direction with respect to the position corresponding to the photoreceptor surface Evaluation is possible.
[0042]
The invention according to
[0043]
Therefore, sub-scanning is performed by causing a plurality of continuous main scanning lines generated by each mirror surface of the polygon mirror to emit light with an evaluation light emission pattern at a different timing for each line and capturing images within the same field of view of the two-dimensional camera. Evaluation pattern images of a plurality of main scanning lines that are continuous in the direction can be simultaneously imaged in the same two-dimensional camera field of view shifted in the main scanning direction, and the linearity of these evaluation pattern images is analyzed. By doing so, it is possible to evaluate the presence / absence / degree of position variation in the sub-scanning direction. That is, it is possible to measure a continuous position change in the sub-scanning direction such as banding.
[0044]
The invention according to
[0045]
Therefore, by making the shape of the evaluation light emission pattern of the main scanning line on a specific mirror surface different from the others, the exposure scanning order can be easily made due to the difference in the shape of the plurality of evaluation pattern images captured in the same field of view. This makes it possible to confirm and facilitate the analysis processing of a plurality of evaluation pattern images.
[0046]
The invention according to
[0047]
Therefore, a polygon mirror is obtained by capturing a plurality of evaluation pattern images by performing scanning for a plurality of main scanning lines with an evaluation light emission pattern having a different timing for each line for only a certain specific mirror surface. Thus, the position fluctuation in the sub-scanning direction can be measured in a form that eliminates the measurement error due to the tilting of the surface, and a wider range of measurement can be performed at once in the sub-scanning direction.
[0048]
The invention described in
[0049]
Therefore, the scanning beams for a plurality of main scanning lines are originally used to measure the position variation in the sub-scanning direction, but the light is emitted with the evaluation light emission patterns at different timings in order to capture images simultaneously in the same field of view. Since no light is emitted at the (main scanning position), the difference in the position in the main scanning direction is affected by the deviation of the steady sub scanning position of the scanning optical system. A variation profile in the sub-scanning direction of the scanning optical system showing the deviation is acquired using a scanning beam of the same main scanning line, and the sub-scan of the evaluation pattern image is obtained using the variation profile in the sub-scanning direction of the scanning optical system. By correcting the scanning position, the error in the sub-scanning position can be corrected before being used for analysis evaluation.
[0050]
The invention according to
[0051]
So basicallyClaim 16As in the case of the described invention, in particular, a variation profile in the sub-scanning direction of the scanning optical system is acquired for each mirror surface of the polygon mirror, and each acquired from the scanning beams of a plurality of main scanning lines. By correcting the sub-scanning position of the evaluation pattern image using the fluctuation profile on the mirror surface that generated the evaluation pattern image, the mirror surface corresponding to the positional deviation in the sub-scanning direction that occurs regularly due to the tilt of each mirror surface Therefore, it can be corrected appropriately by the fluctuation profile, and can be used for more accurate analysis and evaluation.
[0052]
The invention according to
[0053]
Accordingly, the scanning beams for a plurality of main scanning lines each use the line synchronization signal as a reference for scanning, but there may be some difference in the scanning time of each main scanning line. If there is a difference in the signal generation interval, the amount of time is reflected as a difference in the sub-scanning direction. Therefore, the line synchronization signal generation interval is also corrected for the sub-scanning position to provide more accurate analysis and evaluation. be able to.
[0054]
The nineteenth aspect of the present invention is the eighteenth aspect.In the scanning beam measurement and evaluation apparatus for a scanning optical system described above, rise time interval storage means for acquiring and storing the rise time interval between the image clock and each line synchronization signal together with the line synchronization signal generation interval for each main scanning line The analyzing means corrects the sub-scanning position of each evaluation pattern image obtained by signal processing based on the line synchronization signal generation interval and the rising time interval.
[0055]
Therefore,Claim 18In addition to the described invention, the error in the sub-scanning position caused by the minute rise time interval due to the phase difference between the line synchronization signal and the image clock is also corrected, so that the line is substantially more accurate than the image clock. The synchronization signal interval can be measured, the correction accuracy of the sub-scanning position can be further improved, and it can be used for more accurate analysis and evaluation.
[0056]
The invention according to
[0057]
Therefore, by acquiring the generation time of the line synchronization signal as the line synchronization time based on the reference time generation means different from the image clock, each scanning beam generated on the basis of a different image clock as in the case of multi-beam etc. The sub-scanning position can be corrected appropriately without being affected by different image clocks.
[0058]
The invention as set forth in claim 21 is defined as claim 20.In the scanning beam measurement and evaluation apparatus for a scanning optical system described above, a plurality of light emitting elements sharing the scanning optical system are provided as the light emitting elements, and the line reference time storage means generates a line synchronization signal for each light emitting element. The line reference time by the reference time generation means is obtained and stored for each main scanning line, and the analysis means obtains the sub-scanning position of each evaluation pattern image obtained by signal processing for each corresponding light emitting element. Correction is performed based on the line reference time.
[0059]
Therefore,Claim 20In realizing the described invention, application to a multi-beam system becomes clear.
[0060]
The invention as claimed in claim 22 is any one of
[0061]
Accordingly, the objective is to accurately measure the position variation of the scanning beam due to the sub-scanning direction, and there is no problem even if the magnification in the main scanning direction is small. Therefore, the imaging magnification in the main scanning direction is reduced. As a result, more evaluation pattern images can be captured within one field of view of the two-dimensional camera, the number of main scanning lines that can be measured simultaneously can be increased, and scanning beam fluctuations can be detected at a lower frequency.
[0062]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic plan view showing an example of a configuration example of a scanning beam measurement / evaluation apparatus for realizing the scanning beam measurement / evaluation method of the scanning optical system of the present embodiment.
[0063]
The measurement /
[0064]
Here, the scanning
[0065]
When the scanning
[0066]
Further, the scanning beam deflected and scanned by one mirror surface of the
[0067]
The image signal for causing the
[0068]
In the measurement /
[0069]
Since the
[0070]
Further, a
[0071]
The moving
[0072]
On the other hand, the beam emitted from the
[0073]
The
[0074]
The light receiving surface of the
[0075]
Further, the
[0076]
In the present embodiment, when the
[0077]
The charge accumulated in the
[0078]
The
[0079]
In the present embodiment, such a
[0080]
For this reason, in the present embodiment, with the
[0081]
Here, the measurement principle of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 schematically illustrates an image (evaluation pattern image) captured by the
[0082]
As a result, if there is no position variation in the sub-scanning direction of the scanning beam due to surface tilt, axial deflection, vibration, etc. of the
[0083]
A control example of the measurement evaluation operation of the present embodiment, which is executed by the
[0084]
In this state, the
[0085]
Thereafter, the image data of evaluation pattern images for a plurality of main scanning lines captured within the same field of view of the
[0086]
Therefore, according to the present embodiment, basically, the exposure time of the
[0087]
For the evaluation pattern images that are simultaneously imaged in the same field of view of the
[0088]
Now, correction relating to the sub-scanning position obtained as described above will be described. First, a scanning beam for a plurality of main scanning lines is originally used to measure the position variation in the sub-scanning direction, but the evaluation light emission patterns at different timings are used for simultaneous imaging in the same field of view in the
[0089]
Therefore, in this embodiment, in advanceFIG.A variation profile in the sub-scanning direction of the scanning
[0090]
In addition,FIG.In order to obtain a variation profile in the sub-scanning direction of the scanning
[0091]
In this way, a fluctuation profile in the sub-scanning direction of the scanning
[0092]
At this time, in particular, a variation profile in the sub-scanning direction of the scanning
[0093]
Second, correction based on the generation interval of line synchronization signals that define a plurality of main scanning lines will be described. First, the present embodiment is characterized in that the characteristic of the scanning
[0094]
However, because of the configuration of the writing optical system, the scanning beam is reset for each scanning by the line synchronization signal, and therefore there is a possibility that the positional information of the
[0095]
For example, when image modulation is performed on a six-
[0096]
As actual control,FIG.As shown in FIG. 5, the count value (“9999”, “9997”, “10002”, etc.) of the main scanning counter at the timing when the line synchronization signal is input for each scanning of the main scanning line is stored in the memory such as the
[0097]
By the way, regarding such correction due to a shift in the generation interval of the line synchronization signal, since a main scanning counter that counts the image clock is used, a correction error of 1 pclk (image clock) may occur at the maximum. . That is,7A to 7CAs shown in FIG. 4, the time t, t2, and t3 from the rise time of the image clock to the input of the line synchronization signal cause a difference of a maximum of one image clock depending on each scanning line. For this reason, the rise time interval is measured and stored, and together with the count value of the main scanning counter that defines the line synchronization signal generation interval as described above,
{(Counter value) / (image clock frequency) + (image clock rising to line synchronizing signal rising time interval)} * (linear velocity)
Based on the above, the measurement accuracy can be improved by correcting the position of the captured evaluation pattern image in the sub-scanning direction.
[0098]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those shown in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is also omitted (the same applies to the following embodiments). In this embodiment, for example, in the measurement evaluation apparatus shown in FIG. 1, the imaging magnification in the main scanning direction is set in the sub-scanning direction using an optical element that can reduce or enlarge light in one direction, such as a cylindrical lens. As an optical system configuration that is smaller than the imaging magnification, an evaluation pattern image for a plurality of main scanning lines is simultaneously captured by the
[0099]
As described above, the object of the present invention is to accurately measure the position variation of the scanning beam caused by the sub-scanning direction. For this purpose, there is no problem even if the magnification in the main scanning direction is small. Conversely, by reducing the imaging magnification in the main scanning direction and increasing the number of evaluation pattern images existing in the same field of view of the
[0100]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, for example, in the configuration shown in FIG. 1, a plurality of, for example, two semiconductor lasers are used as the
[0101]
That is, in recent years, there is a multi-beam scanning
[0102]
That is, the multi-beam scanning optical system as the object of the present embodiment drives the plurality of
[0103]
In addition, according to the method of the present embodiment, even a single scanning beam scanning optical system can measure with higher accuracy in that it does not include accumulated errors due to the PLL of the image clock.
[0104]
In these embodiments, for the sake of simplicity, the
[0105]
In these embodiments, the measurement is performed with different timings of the evaluation light emission patterns on the respective mirror surfaces of the
[0106]
【The invention's effect】
According to the scanning beam measurement and evaluation method of the scanning optical system of the first aspect of the invention, the exposure time of the two-dimensional camera arranged so as to pick up the image corresponding to the position on the photoreceptor surface is set for a plurality of main scanning lines. Aside from these multiple main scan linesFor each main scan lineBy causing the light emitting elements to emit light with evaluation light emission patterns at different timings and capturing them within the same field of view of the two-dimensional camera, the evaluation pattern images of different main scanning lines are shifted in the main scanning direction within the field of view of the same two-dimensional camera. In addition, the presence / absence / degree of position variation in the sub-scanning direction can be evaluated by analyzing the linearity of the plurality of evaluation pattern images. That is, without actually forming a latent image on the surface of the photoreceptor, it is possible to easily measure the profile of the scanning beam for a plurality of main scanning lines at the same time using a two-dimensional camera, and the surface of the polygon mirror in the scanning optical system is tilted. It is possible to analyze the scanning beam fluctuation in the sub-scanning direction caused by the axial shake, vibration, etc., and finally evaluate the banding caused by the scanning optical system.
[0107]
According to the scanning beam measurement evaluation method of the scanning optical system of the invention according to
[0108]
Claim 2According to the described invention,Claim 1In the scanning beam measurement evaluation method of the described scanning optical system, it is generated by each mirror surface of the polygon mirrorMultiple main scan linesaboutFor each main scan lineBy emitting light with evaluation light emission patterns at different timings and picking up images within the same field of view of the two-dimensional camera, evaluation pattern images of a plurality of main scanning lines continuous in the sub-scanning direction can be obtained mainly within the field of view of the same two-dimensional camera. Images can be taken simultaneously in a manner shifted in the scanning direction, and by analyzing the linearity of the plurality of evaluation pattern images, it is possible to evaluate the presence / absence / degree of position variation in the sub-scanning direction. That is, it is possible to measure a continuous position change in the sub-scanning direction such as banding.
[0109]
Claim 3According to the described invention,Claim 2In the scanning beam measurement evaluation method for the scanning optical system described above, the evaluation light emission pattern shape of the main scanning line on a specific mirror surface is made different from that of the other, so that the plurality of evaluation pattern images captured in the same field of view can be obtained. Due to the difference in shape, the exposure scanning order can be easily determined, and analysis processing of a plurality of evaluation pattern images is facilitated.
[0110]
Claim 4According to the described invention,Claim 1In the scanning beam measurement evaluation method of the described scanning optical system, only for the same specific mirror surfaceFor each main scan lineThe position of the sub-scanning direction is eliminated in such a manner that multiple evaluation pattern images are captured by performing scanning for a plurality of main scanning lines with evaluation light emission patterns at different timings, thereby eliminating measurement errors due to surface tilt of the polygon mirror. Variations can be measured, and a wider range of measurements can be performed at a time in the sub-scanning direction.
[0111]
Claim 5According to the described invention,Any one of
[0112]
Claim 6According to the described invention, basicallyClaim 5As in the case of the described invention, in particular, a variation profile in the sub-scanning direction of the scanning optical system is acquired for each mirror surface of the polygon mirror, and each acquired from the scanning beams of a plurality of main scanning lines. By correcting the sub-scanning position of the evaluation pattern image using the fluctuation profile on the mirror surface that generated the evaluation pattern image, the mirror surface corresponding to the positional deviation in the sub-scanning direction that occurs regularly due to the tilt of each mirror surface Therefore, it can be corrected appropriately by the fluctuation profile, and can be used for more accurate analysis and evaluation.
[0113]
Claim 7According to the described invention,Any one of
[0114]
Claim 8According to the described invention,Claim 7In addition to the described invention, the error in the sub-scanning position caused by the minute rise time interval due to the phase difference between the line synchronization signal and the image clock is also corrected, so that the line is substantially more accurate than the image clock. The synchronization signal interval can be measured, the correction accuracy of the sub-scanning position can be further improved, and it can be used for more accurate analysis and evaluation.
[0115]
Claim 9According to the described invention,Any one of
[0116]
Claim 10According to the described invention,Claim 9In realizing the described invention, application to a multi-beam system becomes clear.
[0117]
Claim 11According to the described invention,Any one of
[0118]
Claim 12According to the scanning beam measurement / evaluation apparatus of the scanning optical system of the invention described above, the exposure time of a two-dimensional camera arranged to capture an image corresponding to the position corresponding to the photoreceptor surface is set for a plurality of main scanning lines. About these multiple main scan linesFor each main scan lineBy causing the light emitting elements to emit light with evaluation light emission patterns at different timings and capturing them within the same field of view of the two-dimensional camera, the evaluation pattern images of different main scanning lines are shifted in the main scanning direction within the field of view of the same two-dimensional camera. In addition, the presence / absence / degree of position variation in the sub-scanning direction can be evaluated by analyzing the linearity of the plurality of evaluation pattern images. That is, without actually forming a latent image on the surface of the photoreceptor, it is possible to easily measure the profile of the scanning beam for a plurality of main scanning lines at the same time using a two-dimensional camera, and the surface of the polygon mirror in the scanning optical system is tilted. It is possible to analyze the scanning beam fluctuation in the sub-scanning direction caused by the axial shake, vibration, etc., and finally evaluate the banding caused by the scanning optical system.
[0119]
According to the scanning beam measurement and evaluation apparatus for a scanning optical system of the invention according to
[0120]
Claim 13According to the described invention,Claim 12In the scanning beam measurement / evaluation apparatus of the described scanning optical system, it is generated by each mirror surface of the polygon mirrorMultiple main scan linesaboutFor each main scan lineBy emitting light with evaluation light emission patterns at different timings and picking up images within the same field of view of the two-dimensional camera, evaluation pattern images of a plurality of main scanning lines continuous in the sub-scanning direction can be obtained mainly within the field of view of the same two-dimensional camera. Images can be taken simultaneously in a manner shifted in the scanning direction, and by analyzing the linearity of the plurality of evaluation pattern images, it is possible to evaluate the presence / absence / degree of position variation in the sub-scanning direction. That is, it is possible to measure a continuous position change in the sub-scanning direction such as banding.
[0121]
Claim 14According to the described invention,Claim 13In the scanning beam measurement / evaluation apparatus for a scanning optical system described above, the image of a plurality of evaluation pattern images captured in the same field of view can be obtained by making the shape of the evaluation light emission pattern of the main scanning line of a specific mirror surface different from the others. Due to the difference in shape, the exposure scanning order can be easily determined, and analysis processing of a plurality of evaluation pattern images is facilitated.
[0122]
Claim 15According to the described invention,Claim 12In the scanning beam measurement and evaluation apparatus of the described scanning optical system, only a specific specific mirror surface is targeted.For each main scan lineThe position of the sub-scanning direction is eliminated in such a manner that multiple evaluation pattern images are captured by performing scanning for a plurality of main scanning lines with evaluation light emission patterns at different timings, thereby eliminating measurement errors due to surface tilt of the polygon mirror. Variations can be measured, and a wider range of measurements can be performed at a time in the sub-scanning direction.
[0123]
Claim 16According to the described invention,Any one of
[0124]
Claim 17According to the described invention, basicallyClaim 16As in the case of the described invention, in particular, a variation profile in the sub-scanning direction of the scanning optical system is acquired for each mirror surface of the polygon mirror, and each acquired from the scanning beams of a plurality of main scanning lines. By correcting the sub-scanning position of the evaluation pattern image using the fluctuation profile on the mirror surface that generated the evaluation pattern image, the mirror surface corresponding to the positional deviation in the sub-scanning direction that occurs regularly due to the tilt of each mirror surface Therefore, it can be corrected appropriately by the fluctuation profile, and can be used for more accurate analysis and evaluation.
[0125]
Claim 18According to the described invention,Any one of
[0126]
Claim 19According to the described invention,Claim 18In addition to the described invention, the error in the sub-scanning position caused by the minute rise time interval due to the phase difference between the line synchronization signal and the image clock is also corrected, so that the line is substantially more accurate than the image clock. The synchronization signal interval can be measured, the correction accuracy of the sub-scanning position can be further improved, and it can be used for more accurate analysis and evaluation.
[0127]
Claim 20According to the described invention,Any one of
[0128]
Claim 21According to the described invention,Claim 20In realizing the described invention, application to a multi-beam system becomes clear.
[0129]
Claim 22According to the described invention,Any one of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing a measurement evaluation apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a measurement principle.
FIG. 3 is a schematic flowchart showing a control example of measurement analysis processing.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a modified example of an evaluation light emission pattern.
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating the principle of correction of the sub-scanning position.
FIG. 6 is a timing chart for explaining a generation interval of a line synchronization signal.
FIG. 7 is a timing chart for explaining a time interval between a line synchronization signal and an image clock.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a timing chart for explaining a relationship between a line synchronization signal and a reference time.
FIG. 11 is a timing chart showing a modification.
[Explanation of symbols]
2 Scanning optical system
3 Light emitting elements
4 Polygon mirror
10 Light emission pattern control means
11 Two-dimensional camera
14 Data storage means
15 Moving means
18, 19 Analysis means
R Position equivalent to photoreceptor surface
S1, S5 Exposure time control means
Claims (22)
前記2次元カメラの露光時間を複数の主走査ライン分に設定し、
前記2次元カメラを前記主走査方向に断続的に移動させるとともに、当該2次元カメラの露光時間中に発生する複数の主走査ラインについて、各主走査ライン毎に異なるタイミングの評価発光パターンを前記2次元カメラの主走査方向の移動位置に応じて変更させるよう前記発光素子を発光させてその評価パターン像を前記2次元カメラの同一視野内で撮像させることにより、複数の主走査ライン分の評価パターン像を同時に取得してデータ格納手段に格納し、
同時に撮像された複数の評価パターン像を各々の評価発光パターンのタイミングに基づき分離することにより複数の主走査ライン分のプロファイルを解析するようにしたことを特徴とする走査光学系の走査ビーム測定評価方法。 Said that the polygon mirror is rotating the emitted scan beam from the light emitting element with respect to the scanning optical system for exposing and scanning the photosensitive member surface by deflecting in a main scanning direction, it captures an image of the photoreceptor surface corresponding position Using a two-dimensional camera movably arranged in the main scanning direction ,
Setting the exposure time of the two-dimensional camera to a plurality of main scanning lines;
The two-dimensional camera is intermittently moved in the main scanning direction, and for the plurality of main scanning lines generated during the exposure time of the two-dimensional camera, evaluation light emission patterns having different timings for the respective main scanning lines are used. An evaluation pattern for a plurality of main scanning lines is obtained by causing the light emitting element to emit light so as to be changed according to the movement position of the two-dimensional camera in the main scanning direction and capturing the evaluation pattern image within the same field of view of the two-dimensional camera. Acquire images simultaneously and store them in data storage means
Scanning beam measurement evaluation of a scanning optical system characterized in that a plurality of evaluation pattern images captured simultaneously are separated based on timing of each evaluation light emission pattern to analyze a profile for a plurality of main scanning lines Method.
同時に撮像された複数の前記評価パターン像の副走査位置を前記走査光学系の副走査方向への変動プロファイルに基づき補正するようにしたことを特徴とする請求項1ないし4の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価方法。5. The sub-scanning position of a plurality of the evaluation pattern images captured simultaneously is corrected based on a variation profile in the sub-scanning direction of the scanning optical system. A scanning beam measurement evaluation method for a scanning optical system.
同時に撮像された複数の前記評価パターン像の副走査位置をその評価パターン像を生成したミラー面での前記走査光学系の副走査方向への変動プロファイルに基づき補正するようにしたことを特徴とする請求項1ないし4の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価方法。The sub-scanning positions of a plurality of the evaluation pattern images captured simultaneously are corrected based on a variation profile in the sub-scanning direction of the scanning optical system on the mirror surface that generated the evaluation pattern image. 5. A scanning beam measurement evaluation method for a scanning optical system according to claim 1.
信号処理により得られる各評価パターン像の副走査位置を前記主走査カウンタのカウント値により規定されるライン同期信号発生間隔に基づき補正するようにしたことを特徴とする請求項1ないし6の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価方法。7. The sub-scanning position of each evaluation pattern image obtained by signal processing is corrected based on a line synchronization signal generation interval defined by a count value of the main scanning counter. A scanning beam measurement evaluation method for a scanning optical system according to claim 1.
信号処理により得られる各評価パターン像の副走査位置を前記ライン同期信号発生間隔及び立上り時間間隔に基づき補正するようにしたことを特徴とする請求項7記載の走査光学系の走査ビーム測定評価方法。8. A scanning beam measurement evaluation method for a scanning optical system according to claim 7, wherein a sub-scanning position of each evaluation pattern image obtained by signal processing is corrected based on the line synchronization signal generation interval and the rising time interval. .
信号処理により得られる各評価パターン像の副走査位置を前記ライン基準時刻に基づき補正するようにしたことを特徴とする請求項1ないし6の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価方法。7. The scanning optical measurement evaluation method for a scanning optical system according to claim 1, wherein a sub-scanning position of each evaluation pattern image obtained by signal processing is corrected based on the line reference time. .
信号処理により得られる各評価パターン像の副走査位置を対応する発光素子毎に取得した前記ライン基準時刻に基づき補正するようにしたことを特徴とする請求項9記載の走査光学系の走査ビーム測定評価方法。The scanning beam measurement of a scanning optical system according to claim 9, wherein the sub-scanning position of each evaluation pattern image obtained by signal processing is corrected based on the line reference time acquired for each corresponding light emitting element. Evaluation methods.
前記2次元カメラの露光時間を複数の主走査ライン分に設定する露光時間制御手段と、
前記2次元カメラの位置を前記主走査方向に断続的に移動させる移動手段と、
前記2次元カメラの露光時間中に発生する複数の主走査ラインについて、各主走査ライン毎に異なるタイミングの評価発光パターンを前記2次元カメラの主走査方向の移動位置に応じて変更させるよう前記発光素子を発光させてその評価パターン像を前記2次元カメラの同一視野内で撮像させる発光パターン制御手段と、
前記2次元カメラの同一視野内で撮像された複数の主走査ライン分の評価パターン像のデータを同時に取得して格納するデータ格納手段と、
同時に撮像されて前記データ格納手段に格納された複数の評価パターン像を各々の評価発光パターンのタイミングに基づき分離することにより複数の主走査ライン分のプロファイルを解析する解析手段と、
を備える走査光学系の走査ビーム測定評価装置。 The scanning beam emitted from the light emitting element is deflected in the main scanning direction by a polygon mirror that is driven to rotate, and an image at a position corresponding to the photosensitive surface is captured with respect to a scanning optical system for performing exposure scanning on the photosensitive surface. A two-dimensional camera arranged movably in the main scanning direction;
Exposure time control means for setting the exposure time of the two-dimensional camera to a plurality of main scanning lines;
Moving means for intermittently moving the position of the two-dimensional camera in the main scanning direction;
For the plurality of main scanning lines generated during the exposure time of the two-dimensional camera, the light emission is performed so that the evaluation light emission pattern at a different timing for each main scanning line is changed according to the movement position of the two-dimensional camera in the main scanning direction. A light emission pattern control means for causing the element to emit light and capturing the evaluation pattern image in the same field of view of the two-dimensional camera;
Data storage means for simultaneously acquiring and storing evaluation pattern image data for a plurality of main scanning lines captured within the same field of view of the two-dimensional camera;
Analysis means for analyzing a plurality of main scan line profiles by separating a plurality of evaluation pattern images simultaneously captured and stored in the data storage means based on the timing of each evaluation light emission pattern;
A scanning beam measurement evaluation apparatus for a scanning optical system.
前記解析手段は、同時に撮像された複数の前記評価パターン像の副走査位置を前記走査光学系の副走査方向への変動プロファイルに基づき補正する請求項12ないし15の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価装置。 The scanning optical system according to claim 12, wherein the analysis unit corrects a sub-scanning position of the plurality of evaluation pattern images captured simultaneously based on a variation profile in the sub-scanning direction of the scanning optical system. Scanning beam measurement and evaluation apparatus.
前記解析手段は、同時に撮像された複数の前記評価パターン像の副走査位置をその評価パターン像を生成したミラー面での前記走査光学系の副走査方向への変動プロファイルに基づき補正する請求項12ないし15の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価装置。The analysis unit corrects the sub-scanning positions of a plurality of the evaluation pattern images captured simultaneously based on a variation profile in the sub-scanning direction of the scanning optical system on the mirror surface that generated the evaluation pattern image. 16. A scanning beam measurement evaluation apparatus for a scanning optical system according to any one of items 15 to 15.
各主走査ラインの走査開始の基準となるライン同期信号発生時の主走査カウンタのカウント値を主走査ライン毎に取得し、前記主走査カウンタのカウント値により規定されるライン同期信号発生間隔を記憶する同期信号発生間隔記憶手段と、を備え、The count value of the main scanning counter at the time of generation of the line synchronization signal that becomes the reference for starting the scanning of each main scanning line is acquired for each main scanning line, and the line synchronization signal generation interval defined by the count value of the main scanning counter is stored. Synchronization signal generation interval storage means,
前記解析手段は、信号処理により得られる各評価パターン像の副走査位置を同期信号発生間隔記憶手段に記憶されたライン同期信号発生間隔に基づき補正する請求項12ないし17の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価装置。18. The scanning according to claim 12, wherein the analysis unit corrects the sub-scanning position of each evaluation pattern image obtained by signal processing based on the line synchronization signal generation interval stored in the synchronization signal generation interval storage unit. Optical system scanning beam measurement evaluation device.
前記解析手段は、信号処理により得られる各評価パターン像の副走査位置を前記ライン同期信号発生間隔及び立上り時間間隔に基づき補正する請求項18記載の走査光学系の走査ビーム測定評価装置。19. The scanning optical system scanning beam measurement evaluation apparatus according to claim 18, wherein the analysis unit corrects the sub-scanning position of each evaluation pattern image obtained by signal processing based on the line synchronization signal generation interval and the rising time interval.
各主走査ラインの走査開始の基準となるライン同期信号発生時の前記基準時刻発生手段によるライン基準時刻を主走査ライン毎に取得して記憶するライン基準時刻記憶手段と、を備え、Line reference time storage means for acquiring and storing the line reference time by the reference time generation means at the time of generation of a line synchronization signal, which is a reference for starting scanning of each main scan line, for each main scan line;
前記解析手段は、信号処理により得られる各評価パターン像の副走査位置を前記ライン基準時刻に基づき補正する請求項12ないし17の何れか一記載の走査光学系の走査ビーム測定評価装置。18. The scanning optical system scanning beam measurement evaluation apparatus according to claim 12, wherein the analysis unit corrects a sub-scanning position of each evaluation pattern image obtained by signal processing based on the line reference time.
前記ライン基準時刻記憶手段は、各々の発光素子毎のライン同期信号発生時の前記基準時刻発生手段によるライン基準時刻を主走査ライン毎に取得して記憶し、The line reference time storage means acquires and stores, for each main scanning line, the line reference time by the reference time generation means when the line synchronization signal is generated for each light emitting element.
前記解析手段は、信号処理により得られる各評価パターン像の副走査位置を対応する発光素子毎に取得した前記ライン基準時刻に基づき補正する請求項20記載の走査光学系の走査ビーム測定評価装置。21. The scanning beam measurement evaluation apparatus for a scanning optical system according to claim 20, wherein the analysis unit corrects the sub-scanning position of each evaluation pattern image obtained by signal processing based on the line reference time acquired for each corresponding light emitting element.
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