JPH11142289A - 走査ビームの光量ムラ測定評価方法及び測定評価装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走査ビームの走査方向の光量ムラを印字する
ことなく定量的に測定評価する。 【解決手段】 回転ドラム面６上の目標走査線Ａ１を含
むＺ軸に平行な検出面（ＹＺ平面）内に、Ｚ方向に細長
い受光面１１ａをもつフォトセンサ１１と、受光面１２
ａをもつ光量センサ１２とを、Ｙ軸方向に移動可能な移
動ステージ２０上に設ける。コントロールボックス２１
の指令でステージ２０をＹ軸方向に移動し、センサ１
１、１２を順次所定の測定ポイントへ移動させる。測定
ポイントにおいてセンサ１１が光束を捕える度に面数カ
ウンタ２６がカウントする。カウント数が所定の数に達
したときセンサ１２が光量を測定する。回転多面鏡４の
特定の一面の光量が測定ポイント毎にメモリ２５に格納
され、それらをコンピュータ２２で比較して光量ムラの
評価を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走査光学系を有す
る画像形成装置に関し、特にレーザービームプリンタや
レーザーファクシミリ等の画像形成装置における走査ビ
ームの光量ムラの測定評価方法及び測定評価装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、レーザービームを走査して例えば
記録媒体である感光体ドラム面上をレーザービームで光
走査して、画像の記録を行うレーザービームプリンタ
（ＬＢＰ）等の画像形成装置が広く使用されている。

【０００３】図５はこの種の画像形成装置に用いられる
走査光学系の要部概略図である。図５において半導体レ
ーザー等からなる光源手段７１から放射されたレーザー
ビームはコリメーターレンズ７２により平行なレーザー
ビームとなり、副走査方向に所定の屈折力を有するシリ
ンドリカルレンズ７３により集光した後、回転多面鏡
（ポリゴンミラ）より成る光偏向器７４の反射面（偏向
面）７４ａに入射される。そして回転多面鏡より成る光
偏向器７４の反射面７４ａによって反射偏向したレーザ
ービームは、ｆ−θ特性を有する結像レンズ（Ｆθレン
ズ）７５を介して、被走査面である例えば感光体ドラム
７６面上に導光される。そして光偏向器７４を図中の矢
印Ａ方向に一定角速度で回転させることによって、感光
体ドラム７６の被走査面上を矢印Ｂ方向に等速で光走査
が行われる。

【０００４】このような光走査光学系を用いた従来の画
像形成装置においては、組立等に際し、あらかじめ評価
装置を用いて走査光学系の光学的な性能評価を行ってい
る。

【０００５】すなわち、評価装置を用いた走査光学系の
光学的な性能評価方法は、走査光学系からの走査光束
を、走査方向において異なる複数の位置、例えばビーム
の走査開始位置、中間位置、走査終り位置等で受光し
て、走査方向と直交する方向における走査位置（以下単
に走査位置と称する）、光束径及び走査開始タイミング
等を測定し性能評価を行っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光学的
な性能評価の一つである走査方向の光量ムラについて
は、上述した従来の評価装置では行なわれずに、走査光
学系を画像形成装置に組込んだ後、実際に紙に印字させ
て、その印字濃度ムラを人が目視で検査するという性能
評価方法をとっている。したがって検査は官能検査であ
るために、評価基準が明確でなく、その評価結果にばら
つきが大きくかつあいまいであるという欠点がある。ま
た性能評価にあたっては、走査光学系を画像形成装置本
体に組み込んで、製品として完成した状態で印字しなけ
ればならないため、もし光量ムラの不良が印字評価で検
出された場合には、再び装置本体を分解して走査光学系
を取り外さなければならないという手間がかかり、コス
ト高を招くという欠点がある。

【０００７】本発明の目的は、上述の従来技術の有する
未解決の課題を解決するために、走査方向の光量ムラの
評価を、あいまいな官能評価に基づいて行わずに、定量
的に測定、評価し、他の光学的な性能評価と同様に、走
査光学系のみでの性能評価をおこなうことによって、確
実にしかも短時間で評価可能となり、印字による評価の
手間を省き、かつ不良品を画像形成装置本体に組み込ん
でしまって再度分解しなければならないというような手
間を省くことのできる、走査ビームの光量ムラ測定評価
方法および装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の走査ビームの光量ムラ測定評価方法は、回
転多面鏡によって所定の走査方向に走査する走査ビーム
のうち、回転多面鏡の特定の一面のみによるビームの光
量を、走査方向に離間した複数の測定ポイントにおい
て、光路上に配置された検出手段によってそれぞれ検出
する工程と、その検出した光量を比較演算する工程とを
有することを特徴としている。検出手段は、走査ビーム
の走査方向に平行な方向に移動して、移動方向に沿って
設定された複数の測定ポイントにおいて光量を検出する
ようになっている。

【０００９】回転多面鏡の特定の一面による光量ムラ評
価を、多面鏡の面数分繰り返して、評価値を比較するこ
とにより、回転多面鏡の各反射面の欠陥を検出すること
もできる。

【００１０】本発明の走査ビームの光量ムラ測定評価装
置は、回転多面鏡によって所定の走査方向に走査する走
査ビームのうち、回転多面鏡の特定の一面のみのビーム
の光量を検出可能である検出手段と、その検出手段を走
査方向と平行な方向に移動させる移動ステージと、検出
手段の出力を計数する手段と、計数値と光量の検出値と
を対応させて記憶するメモリと、光量の検出値を比較演
算する判定手段とを具備している。

【００１１】上述の本発明の走査ビームの光量ムラ測定
評価方法においては、検出手段を走査方向と平行な方向
に移動しながら、設定された複数の測定ポイントにおい
て、ビームの走査回数を計数し、その値から走査ビーム
のうち回転多面鏡の特定の一面のみの光量を検出する。
そしてその各測定ポイントでの検出光量を比較して光量
ムラを評価するようになっている。

【００１２】このように、各測定ポイントにおいて、回
転多面鏡のある特定の一面のみの光量を検出して、その
検出値で評価を行うので、多面鏡の各面精度の不均一、
及び反射面上のゴミ、ケバ等による反射光量のばらつき
に関係なく、光学系の光量ムラを定量的に評価できる。
したがって走査光学系を画像形成装置等に組み込んで印
字させる必要がなく、しかも短時間で正確に測定評価で
きるため、大幅に評価の信頼性向上を図ることができ、
また走査光学系を用いた画像形成装置等の製造コストを
低減することができるので、画像形成装置等の低価格化
に大きく貢献できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。図１は本発明の走査ビームの
光量ムラ測定評価装置Ｅ１の、一実施の形態と走査光学
系を示す説明図、図２は図１の装置の受光部の説明図で
ある。

【００１４】走査光学系１の半導体レーザー１ａから発
生されたレーザー光は、コリメータレンズ２によって平
行化され、シリンドルカルレンズ３によって回転多面鏡
４の鏡面４ａに線状に集光され、回転多面鏡４の回転に
よって偏向走査され、走査ビームＬ１が球面レンズ５ａ
やトーリックレンズ５ｂを有する結像レンズ系５によっ
て回転ドラム面６上の感光体に結像される。結像レンズ
系５はｆθレンズであって、走査ビームＬ１をドラム面
６上において等速化し、さらに感光体に結像する点像の
歪を補正することができるいわゆるｆθ機能を有するも
ので、感光体上の点像は、回転多面鏡４の回転による走
査方向であるＹ軸方向の主走査と、回転ドラム６の回転
によるＺ軸方向の副走査によって静電潜像を形成する。

【００１５】走査ビームの測定評価装置Ｅ１は、走査ビ
ームＬ１の回転ドラム６上の目標走査線Ａ１（図２参
照）を含むＺ軸に平行な検出面（ＹＺ平面）内に、Ｚ方
向に細長い受光面１１ａを有する第１の検出手段である
フォトセンサ１１と、検出面内にＺ方向に細長い受光面
１２ａを有する第２の検出手段である光量センサ１２と
を有し、これら両センサは、目標走査線Ａ１に沿ってＹ
軸方向に移動可能な移動ステージ２０の上に所定の間隔
を隔てて搭載されている。

【００１６】フォトセンサ１１の受光面１１ａおよび光
量センサ１２の受光面１２ａは、Ｚ軸方向に細長く形成
されているとともに、Ｙ軸方向に一定の幅を有してい
る。特に光量センサ１２の受光面１２ａのＹ軸方向の幅
は、光量ムラ検出の分解能設定によって変更される。走
査光学系の光量ムラ評価の目的は、特に結像レンズ系５
のゴミ、汚れ、傷、歪等を検出することにあるので、こ
の結像レンズ系５上での走査ビーム径の数分の一を分解
能として設定するとよい。例えば結像レンズ系５上での
走査ビームの径が１ｍｍの場合には、測定分解能の幅を
０．３ｍｍ程度にすることにより結像レンズ系５上での
不良要因は検出可能となる。また走査ビームＬ１は目標
走査線Ａ１上にかならずしも沿っているわけではなく、
例えば曲線Ｂ１のように走査される。そのような場合に
も走査ビームを捕らえるようにするために、センサ１
１、１２はＺ軸方向に細長い受光面１１ａ、１２ａを持
つから、ビームの光量変化を検出することができる。

【００１７】測定評価装置Ｅ１による走査ビームＬ１の
測定評価は以下のように行われる。まずコントロールボ
ックス２１の指令によって、移動ステージ２０をＹ軸方
向に移動し、これによってフォトセンサ１１と光量セン
サ１２とを順次目標走査線Ａ１上に設定した所定の測定
ポイントに移動させる。移動していたフォトセンサ１１
と光量センサ１２とが所定の測定ポイントに達し、そし
てフォトセンサ１１が光束を捕らえる度に、その回数を
面数カウンタ２６により計数する。カウント数が事前に
定めた数αに対して（α＋回転多面鏡の面数×ｎ）に達
した時点で、光量センサ１２が光束を取込み光量を測定
する。この測定においては、ホストコンピュータ２２が
フォトセンサ１１で走査ビームを検知したのち、一定の
時間遅延させて光量センサ１２の信号を読み出すように
する（図４参照）。そして光量センサ１２の信号をカウ
ンタ２６で計数した値と対応づけて、メモリ２５に格納
する。これにより回転多面鏡４のある特定の１面の光量
が測定ポイント毎にメモリ２５に格納される。事前に定
める数αは回転多面鏡の面数以内であればいくつでもよ
い。またｎは任意に定めた自然数である。このようにし
て検出された走査ビームＬ１の目標走査線上に設定した
各測定ポイント毎の光量は、ホストコンピュータ２２で
算出され、その値の比較により測定ポイント毎の光量ム
ラの評価が行われる。

【００１８】つぎに、上述の本発明による走査ビームの
光量ムラ測定評価方法をフローチャートによって説明す
る。図３は、測定評価装置Ｅ１による測定評価の手順を
示すフローチャートであって、まず、対象となる走査光
学系を所定の位置に設置し、半導体レーザー（光源）を
発光させ、回転多面鏡を回転させて走査状態とする（１
０１）。次に移動ステージ２０をＹ軸方向に連続移動さ
せながらフォトセンサ１１と光量センサ１２で測定を開
始する（１０２）。ステージが移動して、測定ポイント
に光量センサ１２が達し、かつ光束が回転多面鏡の所定
の面になった時点でフォトセンサ１１で光束を取込み
（１０３）、面数カウンタ２６が走査回数カウントし
（１０４）、一定時間遅れて光量センサ１２で光量測定
を行う（１０７）。これを測定ポイント分繰り返し（１
０５）（１０６）（１０８）、測定を終了する。そして
得られた各測定ポイントの光量（回転多面鏡の特定の一
面分）を比較し、光量ムラの評価を行う（１０９）。

【００１９】また、上記の回転多面鏡のある特定の一面
による光量ムラ評価を面数分繰り返し、その評価値を比
較すれば、回転多面鏡の各反射面のゴミ等の欠陥を検出
することも可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ビームの
走行方向と平行に移動可能に設けた検出手段により、多
面鏡の特定の一面の光量を検出して、これを各測定ポイ
ント毎に比較評価するので、多面鏡の各面精度の不均一
による反射光量のばらつきに関係なく、走査光学系の光
量ムラを定量的に評価することができる。そしてその結
果により走査光学系にあるゴミ、ケバ等の位置が特定で
き、その場で清掃又は交換することで欠陥を除くことが
出来る。したがって走査ビームの光量ムラの測定評価に
大幅の信頼性向上を図ることができ、また走査光学系を
画像形成装置等に組み込んで印字させて評価する必要も
なくなり、短時間で正確に測定評価できるため、走査光
学系を用いる画像形成装置等の製造コストを大幅に低減
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の走査ビームの光量ムラ測定評価装置の
一実施の形態を説明する説明図である。

【図２】図１の測定評価装置の受光部を説明する説明図
である。

【図３】図１の装置によって走査ビームの測定評価を行
う手順を示すフローチャートである。

【図４】本発明のフォトセンサと光量センサの信号読み
出しタイミングを説明する線図である。

【図５】画像形成装置に用いられる走査光学系の要部を
説明する概略図である。

【符号の説明】

１ 走査光学系 １ａ、７１ 半導体レーザ／光源手段 ２、７２ コリメータレンズ ３、７３ シリンドリカルレンズ ４ 回転多面鏡 ４ａ 鏡面 ５、７５ 結像レンズ系 ５ａ 球面レンズ ５ｂ トーリックレンズ ６、７６ 回転ドラム面／感光体ドラム １１ フォトセンサ １１ａ、１２ａ 受光面 １２ 光量センサ ２０ 移動ステージ ２１ コントロールボックス ２２ ホストコンピュータ ２５ メモリ ２６ 面数カウンタ ７４ 光偏向器 ７４ａ 反射面 Ａ１ 目標走査線 Ｂ１ 走査曲線 Ｅ１ 測定評価装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走査光学系を有する画像形成装置におけ
   る走査ビームの光量ムラ測定評価方法であって、 回転多面鏡によって所定の走査方向に走査する走査ビー
   ムのうち、回転多面鏡の特定の一面のみの光量を、前記
   走査方向に離間した複数の測定ポイントにおいて、光路
   上に配置された検出手段によってそれぞれ検出する工程
   と、 該検出した光量を比較演算する工程とを有する、走査ビ
   ームの光量ムラ測定評価方法。
2. 【請求項２】 前記検出手段が、前記走査ビームの走査
   方向と平行な方向に移動し、該移動方向に沿って設けら
   れた前記複数の測定ポイントにおいて光量を検出する、
   請求項１記載の走査ビームの光量ムラ測定評価方法。
3. 【請求項３】 前記回転多面鏡の特定の一面による光量
   ムラ評価を、該多面鏡の面数分繰り返して、該評価値を
   比較することにより、前記回転多面鏡の各反射面の欠陥
   を検出する、請求項１記載の走査ビームの光量ムラ測定
   評価方法。
4. 【請求項４】 前記回転多面鏡によって所定の走査方向
   に走査する走査ビームのうち、回転多面鏡の特定の一面
   のみの光量を検出可能な検出手段と、該検出手段を走査
   方向と平行な方向に移動させる移動ステージと、前記検
   出手段の出力を計数する手段と、該計数値と前記光量の
   検出値とを対応させて記憶するメモリと、前記検出値を
   比較演算する判定手段を有することを特徴とする走査ビ
   ームの光量ムラ測定評価装置。