JPH10104542A - レーザービーム測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転多面鏡を回転させた状態でレーザービー
ムを感光ドラム面上で実画像に近い像として測定する。 【構成】 合焦位置を含む移動範囲内にコリメータレン
ズ１１を移動しながら、測定部１５によりそのコリメー
タレンズ１１の位置に対するレーザービームの強度分布
を求め、レーザービームの主走査方向のビーム径を測定
し、ビーム径が最も小さくなった位置を合焦位置とし、
移動機構１６により測定部１５を適当に移動させなが
ら、主走査方向の合焦位置の変化を測定する。回転多面
鏡１３の回転時には、レーザービーム射出部１０の発行
時間を１画素を形成するために必要な分静止時より長く
して、レーザービームを実画像に近い像として測定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザービームプ
リンタ等において、レーザービームを走査する回転多面
鏡の回転状態で、動的なレーザービームの性能を測定す
るレーザービーム測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザービームプリンタは二次元
像を形成するために図６に示すように構成されており、
固定配置されたレーザー出射部１から画像濃度に合わせ
て時間的に強度変化されたレーザービームが出射され、
コリメータレンズ２、シリンドリカルレンズ３から成る
光学系を通って、回転多面鏡４に導かれる。このレーザ
ービームは回転軸Ｏを中心に矢印Ａ方向に高速回転する
回転多面鏡４により一次元の主走査が行われ、ｆθレン
ズである走査レンズ５により円筒状の感光体である感光
ドラム６表面の母線Ｂ方向に線像を形成する。

【０００３】そして、感光ドラム６が回転軸Ｘを中心に
回転することにより、主走査と直交する一次元の副走査
が行われ、二次元像がプリントアウトされる。従って、
感光ドラム６の表面上におけるレーザービームの結像状
態や主走査の直線性はプリンタの性能を左右し、従来は
回転多面鏡４の回転を止めた静止状態で、感光ドラム６
面上でのレーザービームの結像状態を検出している。ま
た、レーザービームの測定のための閾値を主ビームのピ
ーク値に対する相対値で決めて、ビーム径やビーム形状
の測定を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来例においては、回転多面鏡４の回転状態でレーザービ
ームの測定が行われていないために、実際の動作状態で
レーザービームを主走査したときの感光ドラム６の面上
での状態が分からない。実際には、レーザービームが或
る時間走査されたものを１画素として、そのオンオフに
より画像を形成したり、階調を付けるために１画素内で
の発光時間及び光量を制御しているので、静止ビームを
主走査方向に或る時間積分したものが、実際の像形成に
係るレーザー光分布となる。

【０００５】しかし、感光ドラム６の感光体感度を閾値
とせずに、静止ビームでの主ビームのピーク値に対する
相対値を閾値としてビーム測定をしているために、実際
の感光体ドラム６面上での像と対応させるのは相当な困
難がある。

【０００６】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
回転多面鏡を回転させた状態でレーザービームを感光ド
ラム面上で実画像に近い像として測定するレーザービー
ム測定装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るレーザービーム測定装置は、回転多面鏡
の回転走査に同期してレーザービームをパルス点灯する
レーザー出射部と、円筒形の感光ドラム面上での結像性
能を決める光学系を移動する駆動部と、前記感光ドラム
表面の結像相当位置に配置しレーザービームの結像状態
を前記感光ドラムの母線相当方向に沿って測定する測定
部と、前記回転多面鏡により走査するレーザービームの
走査タイミングを検出する走査タイミング検出部とを有
し、前記回転多面鏡を回転しながら前記測定部でレーザ
ービームを測定する際に、像形成のために必要な時間発
光させた状態でレーザービームの測定を行うことを特徴
とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明を図１〜図５に図示の実施
例に基づいて詳細に説明する。図１は実施例の平面図を
示し、レーザービームを出射するレーザービーム発光部
１０の前方の光路上には、光軸方向の移動により主走査
方向の合焦位置を変化させるコリメータレンズ１１、光
軸方向の移動により副走査方向の合焦位置を変化させる
シリンドリカルレンズ１２、回転多面鏡１３が配列され
ており、回転多面鏡１３の反射方向の光路上には、感光
ドラム相当位置Ｐに焦点を有する走査レンズ１４、走査
レンズ１４による結像位置に二次元センサ等を有するレ
ーザービーム測定部１５が配置されている。

【０００９】レーザービーム測定部１５は主走査方向の
任意の位置に移動可能な移動機構１６を有し、走査レー
ザービームの端部位置には、光電センサを有するレーザ
ービーム走査タイミング検出部１７が設けられている。
レーザービーム発光部１０からのレーザービームは、コ
リメータレンズ１１、シリンドリカルレンズ１２を通っ
て回転多面鏡１３で反射され、走査レンズ１４により走
査され感光ドラム相当位置Ｐに焦点を結んで直線状に結
像する。レーザービーム測定部１５はこの像位置におけ
るレーザービームの強度分布を測定し、また走査タイミ
ング検出部１７は回転多面鏡１３によるレーザービーム
の走査タイミングを検出し、レーザー発光部１０をパル
ス点灯させるタイミングや、レーザービーム測定部１５
の測定タイミングを生成する。

【００１０】図２は測定動作のフローチャート図を示
し、主走査方向のレーザービームの測定において、先ず
ステップS1で回転多面鏡１３を回転し、ステップS2で副
走査方向の合焦位置にシリンドリカルレンズ１２を移動
しておく。次に、ステップS3で移動機構１６により測定
部１５を主走査位置の初期位置に移動し、ステップS4で
この主走査方向の移動位置で、主走査合焦位置を変化さ
せるコリメータレンズ１１を初期位置に移動する。

【００１１】ステップS5、S6、S7で合焦位置を含む移動
範囲内にコリメータレンズ１１を移動しながら、測定部
１５によりそのコリメータレンズ１１の位置毎にレーザ
ービームの強度分布を求め、レーザービームの主走査方
向のビーム径を測定し、ビーム径の最も小さくなった位
置を合焦位置とする。このようにして、コリメータレン
ズ１１の位置移動に対するビーム径の変化が測定できる
が、これは主走査方向の１個所における測定なので、ス
テップS8、S9で移動機構１６により測定部１５を適当に
移動させながら、同様の操作を行って主走査方向の合焦
位置の変化を測定する。

【００１２】レーザービームの測定は回転多面鏡１３の
回転状態で行うので、走査タイミング検出部１７により
レーザービームを検出してから、レーザービーム測定部
１５の二次元センサの視野内に入るまでの間に、回転多
面鏡１３による走査でレーザービームが移動する十分に
小さい時間だけレーザービーム発生部１０をパルス発光
することにより、静止に近い状態でレーザービームを測
定することができる。

【００１３】また、レーザービームの測定はレーザービ
ーム測定部１５で受光したレーザービーム強度の主走査
方向及び副走査方向に分布する状態で行い、その強度分
布が最も急峻な分布を示した時を合焦位置として、それ
からどの程度外れているか又は広がりを持つかで測定す
る。

【００１４】図３は合焦位置にあるときに、レーザービ
ーム測定部１５の二次元センサが撮像したレーザービー
ムの強度分布を等高線で表した図であり、図３(a) は合
焦位置にある場合、図３(b) は合焦位置からずれている
場合の強度分布である。また、図４は図３のレーザービ
ームの線Ｌに沿った一次元断面であり、縦軸が強度、横
軸が位置としたときの分布を表し、図４(a) 、(b) はそ
れぞれ図３(a) 、(b)に対応している。

【００１５】ビーム径は、図４(a) において感光ドラム
の感光体感度に合わせた強度の閾値H1を設定したときの
ビーム径Ｃを位置C1から位置C2の距離として測定する。
これに対して、図４(b) に示すように合焦位置からずれ
ているときは、ビーム径Ｄは位置D1から位置D2の距離と
なるが、従来の測定では、強度分布のピーク値に対する
一定の比率、例えば１／ｅ² ≒０．１３５を閾値H2を定
め、ビーム径Ｄ’を位置D1' から位置D2' の距離として
測定している。従って、閾値H1はピーク強度により変化
し、感光ドラムの感光体感度に対する像と一致しなくな
る場合があり、静止ビームによる測定の場合と実際に像
形成した場合とでビーム径が一致しない。

【００１６】図５は主走査方向の走査によりレーザービ
ームが積分される状態を示し、図５(a) と(b) は発光時
間即ち積分時間が異なり、(b) は(a) よりも長時間レー
ザービーム出射部１０を発光させたときのレーザービー
ムの主走査方向の強度分布の断面を示している。中央の
高い山に対して両端の低い山は、例えば光学調整位置が
ずれているような場合に生ずる回折光の影響によるサイ
ドローブを表している。

【００１７】図５(a) に示すように発光時間が十分に短
い場合は静止時と近い分布形状となるが、例えば１画素
を形成するために必要な時間発光させたときは、図５
(b) に示す分布のようになることが考えられ、図５(a)
に示す分布を横軸方向にずらしながら積算してゆくよう
な形状となる。このとき、サイドローブの主ビームに対
する位置、距離、極値は、積分効果によって図５(a) と
相似した形状にはならないために、静止ビームでの測定
では実際に像形成した場合とビーム径が一致しない。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るレーザ
ービーム測定装置は、像形成のために必要な時間だけレ
ーザービーム出射部を発光させた状態でレーザービーム
の測定を行うことにより、レーザービームを走査する回
転多面鏡の回転状態で実際に形成される像として、動的
にレーザービームの測定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の構成図である。

【図２】測定動作のフローチャート図である。

【図３】レーザービームの強度分布の等高線図である。

【図４】レーザービームの強度分布のグラフ図である。

【図５】ビーム径による合焦範囲のグラフ図である。

【図６】従来例のレーザービームプリンタの構成図であ
る。

【符号の説明】

１０ レーザービーム出射部 １１ コリメータレンズ １２ シリンドリカルレンズ １３ 回転多面鏡 １４ 走査レンズ １５ レーザービーム測定部 １６ 移動機構 １７ 走査タイミング検出部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転多面鏡の回転走査に同期してレーザ
   ービームをパルス点灯するレーザー出射部と、円筒形の
   感光ドラム面上での結像性能を決める光学系を移動する
   駆動部と、前記感光ドラム表面の結像相当位置に配置し
   レーザービームの結像状態を前記感光ドラムの母線相当
   方向に沿って測定する測定部と、前記回転多面鏡により
   走査するレーザービームの走査タイミングを検出する走
   査タイミング検出部とを有し、前記回転多面鏡を回転し
   ながら前記測定部でレーザービームを測定する際に、像
   形成のために必要な時間発光させた状態でレーザービー
   ムの測定を行うことを特徴とするレーザービーム測定装
   置。
2. 【請求項２】 前記測定部は前記感光ドラムの母線相当
   方向に移動するようにした請求項１に記載のレーザービ
   ーム測定装置。
3. 【請求項３】 前記感光ドラムの感光体の感度に合わせ
   た閾値によりレーザービームの測定を行う請求項１に記
   載のレーザービーム測定装置。