JP2002277324A - Scanning optical system beam measuring device and method - Google Patents

Scanning optical system beam measuring device and method

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JP2002277324A
JP2002277324A JP2001079900A JP2001079900A JP2002277324A JP 2002277324 A JP2002277324 A JP 2002277324A JP 2001079900 A JP2001079900 A JP 2001079900A JP 2001079900 A JP2001079900 A JP 2001079900A JP 2002277324 A JP2002277324 A JP 2002277324A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scanning beam measuring device and a method capable of executing real-time measurement of the beam position, executing positioning control so as to correct the influence of a scanning line curve or the like, and acquiring beam information accurately and surely. SOLUTION: This device is equipped with a synchronous detection means 5 of the scanning beam, a magnifying optical system 4 for magnifying the scanning beam, a first photodetection means 6 having a two-dimensional light receiving region, an image operation means 13 for calculating the number of beams, the beam size, the quantity of light, the beam irradiation position on the light receiving surface, the distance between the beams or the like based on light beam information detected by the first photodetection means, a moving means 20 for moving the first photodetection means 6 in the sub-scanning direction of the scanning beam, a positioning control means for executing positioning control of the moving means in the scanning surface, a beam splitting means 8 for splitting the scanning beam in two, and a second photodetection means 7 capable of detecting one of the split scanning beams. The positioning control means 13 executes positioning control of the first photodetection means 6 in the sub-scanning direction based on beam position information detected by the second photodetection means 7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
製品等に使用されている走査型書込み系ユニットにおけ
る走査ビームを測定するための走査光学系検査装置およ
び方法に関するものである。例えば、LEDアレイ等の
光源列の検査への応用も可能である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning optical system inspection apparatus and method for measuring a scanning beam in a scanning writing unit used in a copying machine, a printer product, and the like. For example, application to inspection of a light source array such as an LED array is also possible.

【0002】[0002]

【従来の技術】複写機やプリンタ等で用いられている書
込み光学系から照射されている光ビームの検査におい
て、フォトダイオード(PD)によって検知された同期
信号を基に半導体レーザ(LD)の発光タイミングおよ
びCCDなどに代表される受光デバイスの撮像タイミン
グを決定し、ビームプロファイルを取得する方法が実施
されている。この際、受光デバイスの暗電流等による誤
差成分を除去するため、事前にシャッターを閉じた状態
で撮像することによって画素毎の暗電流成分テーブルを
作成し、測定値から差し引くことも行われている。ま
た、この結果からピーク値の1/e等以上の光量分布
を有する領域を光ビームの有効径として扱い、強度分布
プロファイルを2次元もしくは3次元表示する等の方法
によってビーム情報を視覚的に認識する方法も行われて
いる。
2. Description of the Related Art In an inspection of a light beam emitted from a writing optical system used in a copying machine, a printer, or the like, light emission of a semiconductor laser (LD) is performed based on a synchronization signal detected by a photodiode (PD). A method of determining a timing and an imaging timing of a light receiving device represented by a CCD or the like and acquiring a beam profile has been implemented. At this time, in order to remove an error component due to a dark current or the like of the light receiving device, a dark current component table for each pixel is created by imaging in advance with a shutter closed, and subtracted from a measured value. . From this result, a region having a light quantity distribution equal to or more than 1 / e 2 of the peak value is treated as the effective diameter of the light beam, and the beam information is visually displayed by a method such as displaying the intensity distribution profile two-dimensionally or three-dimensionally. Recognition methods have also been implemented.

【0003】近年では画像解像度を向上させるために小
ビーム化が進んでいる。しかし一方、そのビームを測定
するための機器の分解能向上度合いはビームの小径化に
追従できていないのが現状である。そのため、より高精
度な測定を行うために拡大光学系を用いる方法が用いら
れている。しかし、このように拡大光学系を用いた場
合、受光デバイスの測定可能領域は相対的に小さくなっ
てしまう。書込みユニットおよびfθ等のレンズの性能
によって引き起こされる走査線曲がりのため、走査ビー
ムの副走査方向の位置は決して一定ではなく、上記拡大
光学系を用いた場合には受光領域外にビームが照射され
ビーム測定できない状況が引き起こされる。
In recent years, the size of a beam has been reduced in order to improve image resolution. However, on the other hand, the degree of improvement in the resolution of the device for measuring the beam has not been able to follow the reduction in the beam diameter. Therefore, a method using a magnifying optical system has been used in order to perform more accurate measurement. However, when the magnifying optical system is used, the measurable area of the light receiving device becomes relatively small. Due to the scanning line bending caused by the performance of the writing unit and the lens such as fθ, the position of the scanning beam in the sub-scanning direction is never constant, and the beam is irradiated outside the light receiving area when using the above-described magnifying optical system. A situation where beam measurement cannot be performed is caused.

【0004】特開平9−43527号公報に記載されて
いる「走査ビームの測定評価方法および測定評価装置」
は、走査ビームの副走査位置を検出するセンサを、離間
した複数のポイントに設置し、このセンサによって検出
された位置情報に基づいて光量センサ、位置センサを移
動させることによって走査ビームを測定、評価するもの
である。
[0004] "Method and apparatus for measuring and evaluating scanning beam" described in JP-A-9-43527
Measures and evaluates the scanning beam by installing sensors that detect the sub-scanning position of the scanning beam at a plurality of spaced points, and moving the light amount sensor and the position sensor based on the position information detected by this sensor. Is what you do.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】レーザービームプリン
ターや複写機等において、画質向上や印刷時間短縮のた
め、ビームの小径化による高解像度化、回転多面鏡(ポ
リゴンミラー)の回転速度、マルチビーム化等が行われ
ており、これら画像形成装置の中心部分である書込み光
学系の検査装置に要求される性能も年々高くなってい
る。この測定の必須項目の1つとして、走査面全域にお
いて光ビームを正確にかつ高精度に取得することが挙げ
られる。特にビーム径やビーム間ピッチの均一性、回転
多面鏡の面倒れによる走査線曲がりなどが画像品質に大
きな影響を与える要因であり、全走査領域においてビー
ムの照射位置を高精度で測定することが必要不可欠であ
ると考えられる。
In a laser beam printer, a copying machine, etc., in order to improve image quality and shorten printing time, a high resolution by reducing the diameter of a beam, a rotating speed of a rotating polygon mirror (polygon mirror), and a multi-beam are adopted. And the like, and the performance required for a writing optical system inspection apparatus, which is a central part of these image forming apparatuses, is increasing year by year. One of the essential items of this measurement is to obtain a light beam accurately and with high accuracy over the entire scanning surface. In particular, the uniformity of the beam diameter and the pitch between beams, and the bending of the scanning line due to the tilting of the rotating polygon mirror are factors that greatly affect image quality.It is necessary to measure the beam irradiation position with high accuracy in the entire scanning area. Deemed essential.

【0006】上述のようにビーム径がますます小径化し
ている現在、ビームの高精度測定に拡大光学系は欠かせ
ないものとなっている。この場合、fθレンズ等による
走査線曲がりの影響が大きくなり、特開平10−213
415号公報に記載されているような、副走査方向に固
定した測定装置では、CCDの受光面内にビームが照射
されず、測定できないことが考えられ、全てのビームが
照射されるような広い面積を持つCCDを使用すると、
コスト高を招いてしまう。
As described above, as the beam diameter is becoming smaller and smaller, a magnifying optical system is indispensable for high-precision measurement of the beam. In this case, the influence of the scanning line bending due to the fθ lens or the like becomes large, and
In a measuring device fixed in the sub-scanning direction as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 415, it is conceivable that a beam is not irradiated on the light receiving surface of the CCD and measurement cannot be performed. When using a CCD with an area,
This leads to higher costs.

【0007】上記特開平9−43527号公報において
は、位置センサと光量センサ、ビーム径センサを複数の
像高位置に設置し、位置センサによって検出された副走
査方向の位置に他のセンサを移動させ、ビームを測定し
ている。しかし、この方法では任意の像高において副走
査方向の位置を測定し、しかる後にビーム径センサや光
量センサを移動させる工程を辿ることとなり、その位置
決め誤差に要求される精度も非常に高いものとってしま
う。また、位置センサと他のセンサが離間している構造
を取るため、ビームの走査範囲よりも遥かに広い移動範
囲を持つ移動機構もしくは広い面積を持つ搭載ステージ
にする必要があり、ステージの真直度やヨーイング等の
誤差要因も増してしまう欠点がある。
In JP-A-9-43527, a position sensor, a light amount sensor, and a beam diameter sensor are installed at a plurality of image height positions, and another sensor is moved to a position in the sub-scanning direction detected by the position sensor. And measure the beam. However, in this method, the position in the sub-scanning direction is measured at an arbitrary image height, and then the process of moving the beam diameter sensor and the light amount sensor is followed, and the accuracy required for the positioning error is extremely high. Would. In addition, since the position sensor and other sensors are separated from each other, it is necessary to use a moving mechanism that has a much wider moving range than the beam scanning range or a mounting stage that has a larger area. There is a drawback that error factors such as noise and yawing increase.

【0008】本発明は以上のような従来技術の問題点を
解消するためになされたもので、移動工程等がなく、リ
アルタイムでビーム位置を測定し走査線曲がり等の影響
を補正するよう位置決め制御を行い、ビーム情報を正確
かつ確実に取得することが可能な走査ビーム測定装置及
び方法を提供することを目的とする。請求項ごとの目的
は以下のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and has no moving process, etc., and measures the beam position in real time to correct the positioning control so as to correct the influence of the scanning line bending. And a scanning beam measuring apparatus and method capable of accurately and reliably acquiring beam information. The purpose of each claim is as follows.

【0009】請求項1記載の発明の目的は、光路上に設
置したビーム分割手段によって分割された一方のビーム
位置情報に基づいてCCDカメラ等の位置決めを行うこ
とよって、位置決め等による誤差要因がなく走査線曲が
りに追従可能な走査光学系ビーム測定装置を提供するこ
とである。
An object of the present invention is to position a CCD camera or the like based on information on one of the beam positions split by a beam splitting means provided on an optical path, so that there is no error factor due to positioning or the like. An object of the present invention is to provide a scanning optical system beam measuring device capable of following a scanning line curve.

【0010】請求項2記載の発明の目的は、請求項1記
載の発明の構成において、ビーム分割手段によって光路
長が変わり、焦点位置がずれてしまう場合も考えられ、
また、ビーム分割手段と位置検出手段の距離は一定にす
る必要があることから、第1および第2の光検出手段を
光軸方向に移動可能とすることによって、焦点位置で走
査ビームを測定可能な走査光学系ビーム測定装置を提供
することである。
An object of the invention described in claim 2 is that, in the structure of the invention described in claim 1, there is a case where the optical path length is changed by the beam splitting means and the focal position is shifted.
Further, since the distance between the beam splitting means and the position detecting means needs to be constant, the scanning beam can be measured at the focal position by making the first and second light detecting means movable in the optical axis direction. It is to provide a scanning optical system beam measuring device.

【0011】請求項3記載の発明の目的は、有限型の拡
大光学系で光路上に光学素子を設置した場合、焦点位置
がずれてしまうことが考えられることから、無限遠補正
型光学系を用いることによって、光学素子による焦点位
置のずれ等を除去し、測定における自由度の高い走査光
学系ビーム測定装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a finite-magnification optical system in which an optical element is installed on the optical path, the focal position may be shifted. It is an object of the present invention to provide a scanning optical system beam measuring apparatus having a high degree of freedom in measurement by removing a shift of a focal position or the like due to an optical element.

【0012】請求項4記載の発明の目的は、走査ビーム
の走査速度は非常に速く、場合によっては1000m/
sにも達するため、ビームが受光面上で露光されている
時間も短く、タイミングもシビアであり、かつ、受光デ
バイスの性能と走査ビーム強度によっては露光量不足と
なりビーム位置を正確に取得できない状況も考えられる
ことから、第2の受光デバイスの露光開始時間および露
光時間を任意に設定可能とすることで上記欠点を克服し
た走査光学系ビーム測定装置を提供することである。
An object of the present invention is that the scanning speed of the scanning beam is very high, and in some cases, 1000 m / m.
s, the time during which the beam is exposed on the light receiving surface is short, the timing is severe, and the amount of exposure is insufficient depending on the performance of the light receiving device and the scanning beam intensity, and the beam position cannot be accurately obtained. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a scanning optical system beam measuring apparatus which overcomes the above-mentioned disadvantages by enabling the exposure start time and the exposure time of the second light receiving device to be arbitrarily set.

【0013】請求項5記載の発明の目的は、請求項4記
載の発明において、回転多面鏡の面数と同期検知信号の
カウント値が等しくなった時に電荷蓄積トリガ信号を出
力すること、すなわち多面鏡1回転の周期を電荷蓄積時
間とすることで、複数面の走査ビームが露光され、強度
が弱いビームの測定も可能になること、また、回転多面
鏡の面毎のビーム位置を平均化することで面倒れによる
ビーム位置の検出ばらつきを低減し、受光デバイスの有
効画像面積を最小にして、画像処理に要する時間を短縮
したビーム位置測定が可能な走査光学系ビーム測定装置
を提供することである。
A fifth object of the present invention is to output a charge accumulation trigger signal when the number of surfaces of the rotary polygon mirror and the count value of the synchronization detection signal become equal, that is, a multi-surface. By setting the cycle of one rotation of the mirror as the charge accumulation time, a scanning beam on a plurality of surfaces is exposed, so that a beam with low intensity can be measured, and the beam position of each surface of the rotating polygon mirror is averaged. The present invention provides a scanning optical system beam measuring apparatus capable of reducing beam position detection variations due to surface tilt, minimizing the effective image area of the light receiving device, and shortening the time required for image processing. is there.

【0014】請求項6記載の発明の目的は、請求項4記
載の発明において、請求項5記載の発明と同様に、回転
多面鏡の面倒れ量を平均化したビーム位置を取得し、加
えて回転多面鏡の偏向反射面毎の面倒れ量も取得可能な
走査光学系ビーム測定装置を提供することである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the invention, similarly to the fifth aspect of the present invention, a beam position obtained by averaging the amount of tilt of the rotary polygon mirror is acquired and added. It is an object of the present invention to provide a scanning optical system beam measuring device capable of acquiring the amount of tilt of each deflecting reflection surface of a rotary polygon mirror.

【0015】請求項7記載の発明の目的は、請求項6記
載の発明の目的に加えて、走査方向の各測定点に順次移
動し、全てのビームが受光デバイス内に照射されるよう
位置決めするというプロセスを繰り返すことによって、
全走査領域で確実にビーム情報を取得することが可能な
走査光学系ビーム測定装置を提供することである。
The object of the invention described in claim 7 is, in addition to the object of the invention described in claim 6, in addition to the sequential movement to each measurement point in the scanning direction, and positioning such that all beams are irradiated into the light receiving device. By repeating the process
An object of the present invention is to provide a scanning optical system beam measuring device capable of reliably acquiring beam information in all scanning regions.

【0016】請求項8記載の発明の目的は、ビーム径・
光量と共にビーム照射位置を正確に取得することは必要
不可欠な測定項目の1つと言えることから、受光デバイ
スの絶対位置を検出し、この位置情報と受光デバイス内
でのビーム照射位置情報を演算することによって、ビー
ム照射絶対位置を高精度に測定可能な走査光学系ビーム
測定装置を提供することである。
The object of the invention described in claim 8 is that the beam diameter
Since it is one of the indispensable measurement items to acquire the beam irradiation position accurately together with the light quantity, it is necessary to detect the absolute position of the light receiving device and calculate this position information and the beam irradiation position information in the light receiving device. To provide a scanning optical system beam measuring apparatus capable of measuring a beam irradiation absolute position with high accuracy.

【0017】請求項9記載の発明の目的は、像高端部で
は走査ビームに角度がつくためビーム分割手段に対して
垂直に入射せず、ビーム位置を正しく取得できない場合
が考えられることから、回転機構を用いることで、走査
ビームに角度がついた場合でもビーム分割手段および位
置検出デバイスに走査ビームが入射し、この位置検出デ
バイスの出力信号に基づいて受光デバイスを副走査方向
に位置制御可能な走査光学系ビーム測定装置を提供する
ことである。
The object of the invention described in claim 9 is that the scanning beam is angled at the image height end, so that the beam does not enter the beam splitting means perpendicularly and the beam position may not be obtained correctly. By using the mechanism, even when the scanning beam is angled, the scanning beam enters the beam splitting means and the position detecting device, and the position of the light receiving device can be controlled in the sub-scanning direction based on the output signal of the position detecting device. A scanning optical system beam measuring device is provided.

【0018】請求項10記載の発明の目的は、2つの位
置検出手段からの信号を比較することによって、請求項
9記載の発明における回転制御を自動で実行可能な走査
光学系ビーム測定装置を提供することである。
An object of the invention described in claim 10 is to provide a scanning optical system beam measuring apparatus capable of automatically executing the rotation control in the invention described in claim 9 by comparing signals from two position detecting means. It is to be.

【0019】請求項11記載の発明の目的は、光路上に
設置したビーム分割手段によって分割された一方のビー
ム位置情報に基づいて、CCDカメラ等の位置決めを行
う方法を用いることによって、走査線曲がりの影響を除
去し、誤差要因の少ない走査光学系ビーム測定方法を提
供することである。
An object of the present invention is to provide a method for positioning a CCD camera or the like based on information on one of the beam positions split by a beam splitting means provided on an optical path, so that a scanning line can be bent. And to provide a scanning optical system beam measuring method with less error factors.

【0020】請求項12記載の発明の目的は、2つの受
光デバイスを光軸方向に移動自在な機構とし、光量が最
大となる位置を求めてからビーム測定する方法を用いる
ことによって、ビーム分割手段の透過率/反射率が異な
るものを用いた場合でも焦点位置でビーム測定が可能な
走査光学系ビーム測定方法を提供することである。
According to a twelfth aspect of the present invention, a beam splitting means is provided by using a method in which the two light receiving devices are movable in the optical axis direction and a beam is measured after a position where the amount of light is maximized. It is an object of the present invention to provide a scanning optical system beam measurement method capable of measuring a beam at a focal position even when different transmittance / reflectances are used.

【0021】請求項13記載の発明の目的は、回転多面
鏡の面毎のビーム位置を平均化することで面倒れによる
ビーム位置のばらつきを低減し、受光デバイスの有効画
像面積を最小に設定することよって、画像処理に要する
時間を短縮したビーム位置測定が可能な走査光学系ビー
ム測定方法を提供することである。
An object of the invention described in claim 13 is to reduce the variation of the beam position due to the surface tilt by averaging the beam position for each surface of the rotating polygon mirror and to set the effective image area of the light receiving device to the minimum. Accordingly, an object of the present invention is to provide a scanning optical system beam measurement method capable of measuring a beam position while reducing the time required for image processing.

【0022】請求項14記載の発明の目的は、主走査方
向に順次移動させ、各像高において請求項11〜14記
載の手段によって副走査方向に位置決めを行った後にビ
ーム測定をする工程を繰り返すことによって、全像高で
走査ビームの測定が可能な走査光学系ビーム測定方法を
提供することである。
The object of the invention described in claim 14 is to repeat the step of sequentially moving in the main scanning direction and performing beam measurement after positioning in the sub-scanning direction at each image height by means of claims 11 to 14. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a scanning optical system beam measuring method capable of measuring a scanning beam at an entire image height.

【0023】請求項15記載の発明の目的は、走査範囲
が広い場合、その端部では焦点面に対して走査ビームが
角度を持ってしまい、ビーム分割手段によって分割され
たビームが位置検出デバイスに照射されない状況が考え
られることから、ビーム分割手段および、もしくはビー
ム位置検出手段を回転させる工程を有することにより、
常にビーム位置検出およびこの検出値に基づく副走査方
向の位置決めが可能な走査光学系ビーム測定方法を提供
することである。
An object of the present invention is that when the scanning range is wide, the scanning beam has an angle with respect to the focal plane at the end, and the beam split by the beam splitting means is sent to the position detecting device. Since a situation where irradiation is not performed is considered, by having a step of rotating the beam splitting means and / or the beam position detecting means,
An object of the present invention is to provide a scanning optical system beam measuring method capable of always detecting a beam position and positioning in the sub-scanning direction based on the detected value.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
走査光学系を有する画像形成装置の走査ビームを測定す
るための走査光学系ビーム測定装置であって、走査ビー
ムの同期検知手段と、走査ビームを拡大する拡大光学系
と、2次元の受光領域を有する第1の光検出手段と、第
1の光検出手段によって検出される光ビーム情報に基づ
きビーム数、ビーム径、光量、さらに受光面内でのビー
ム照射位置、ビーム間距離等を算出する画像演算手段
と、第1の光検出手段を走査ビームの副走査方向に移動
させる移動手段と、この移動手段を走査面内で位置決め
制御する位置決め制御手段と、走査ビームを2分割する
ビーム分割手段と、ビーム分割手段によって分割された
一方の走査ビームを検出可能な第2の光検出手段とを備
え、上記位置決め制御手段が、第2の光検出手段によっ
て検出されたビーム位置情報に基づき、第1の光検出手
段を副走査方向に位置決め制御することを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention,
A scanning optical system beam measuring device for measuring a scanning beam of an image forming apparatus having a scanning optical system, comprising: a scanning beam synchronization detecting unit; an expanding optical system for expanding the scanning beam; and a two-dimensional light receiving area. An image for calculating a number of beams, a beam diameter, a light amount, a beam irradiation position in a light receiving surface, a distance between beams, and the like based on light beam information detected by the first light detecting means. Calculating means, moving means for moving the first light detecting means in the sub-scanning direction of the scanning beam, positioning control means for controlling the positioning of the moving means within the scanning plane, and beam dividing means for dividing the scanning beam into two parts. Second light detecting means capable of detecting one of the scanning beams split by the beam splitting means, wherein the positioning control means controls the beam detected by the second light detecting means. Based on the location information, and wherein the positioning controlling the first light detecting means in the sub-scanning direction.

【0025】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、第1の光検出手段および第2の光検出手段
を光軸方向に移動させる第2の移動手段を備えているこ
とを特徴とする。請求項3記載の発明は、請求項1記載
の発明において、拡大光学系が無限遠補正型の光学系で
あり、この無限遠補正型光学系によって走査ビームが平
行に整形された領域にビーム分割手段が配置されている
ことを特徴とする。請求項4記載の発明は、請求項1記
載の発明において、第2の光検出手段が、走査ビームの
露光時間を任意の時間に設定可能な光検出手段であるこ
とを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, there is provided a second moving means for moving the first light detecting means and the second light detecting means in the optical axis direction. Features. According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the magnifying optical system is an infinity-correction optical system, and the beam is divided into regions in which the scanning beam is shaped in parallel by the infinity-correction optical system. The means is arranged. According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the second light detecting means is a light detecting means capable of setting an exposure time of the scanning beam to an arbitrary time.

【0026】請求項5記載の発明は、請求項4記載の発
明において、走査偏向手段としての回転多面鏡と、同期
検知手段からの出力信号をカウントするカウンタと、上
記回転多面鏡の面数を記憶する記憶手段と、上記カウン
タの値と上記記憶手段の値とを比較する比較手段とを有
し、この比較手段において2つの入力値が等しくなった
ときに第2の光検出手段の電荷蓄積トリガ信号を出力す
ることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, a rotary polygon mirror as a scanning deflection unit, a counter for counting an output signal from a synchronization detection unit, and a number of surfaces of the rotary polygon mirror are determined. Storage means for storing, and comparing means for comparing the value of the counter with the value of the storage means, and when the two input values become equal in the comparing means, the charge accumulation of the second light detecting means is performed. It is characterized by outputting a trigger signal.

【0027】請求項6記載の発明は、請求項4記載の発
明において、走査偏向手段としての回転多面鏡と、同期
検知手段からの出力信号を第2の光検出手段の電荷蓄積
トリガ信号とし上記同期検知手段からの出力信号をカウ
ントするカウンタと、上記回転多面鏡の面数を記憶する
手段と、上記カウンタの値と上記記憶手段の値とを比較
する比較手段と、第2の光検出手段によって検出された
光ビーム位置の平均位置を算出する演算手段とを備え、
上記比較手段において2つの入力値が等しくなったとき
に上記演算手段の演算開始トリガ信号を出力し、上記演
算手段の結果に基づいて第1の光検出手段を副走査方向
に位置決め制御することを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, the output signal from the rotary polygon mirror serving as the scanning deflecting means and the synchronization detecting means is used as the charge accumulation trigger signal of the second light detecting means. A counter for counting the output signal from the synchronization detecting means, a means for storing the number of surfaces of the rotary polygon mirror, a comparing means for comparing the value of the counter with the value of the storing means, and a second light detecting means Calculating means for calculating an average position of the light beam positions detected by the
Outputting a calculation start trigger signal of the calculating means when the two input values are equal in the comparing means, and performing positioning control of the first light detecting means in the sub-scanning direction based on a result of the calculating means. Features.

【0028】請求項7記載の発明は、請求項1記載の発
明において、光検出手段、ビーム分割手段および拡大光
学系を搭載したステージを有し、このステージを主走査
方向に移動させる主走査方向移動手段と、この主走査方
向移動手段を位置決め制御する位置決め制御手段とを備
えたことを特徴とする。請求項8記載の発明は、請求項
1記載の発明において、第1の光検出手段の主走査方向
および副走査方向の位置を検出する位置検出手段を有
し、この位置検出手段によって検出された位置情報と、
画像演算手段によって検出された第1の光検出手段内で
の光ビーム位置情報に基づいて走査ビームの絶対位置を
算出する手段とを有することを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, there is provided a stage in which the light detecting means, the beam splitting means, and the magnifying optical system are mounted, and the stage is moved in the main scanning direction. A moving means and a positioning control means for controlling the positioning of the main scanning direction moving means are provided. According to an eighth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, there is provided a position detecting means for detecting a position of the first light detecting means in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and the position of the first light detecting means is detected by the position detecting means. Location information,
Means for calculating the absolute position of the scanning beam based on the light beam position information in the first light detection means detected by the image calculation means.

【0029】請求項9記載の発明は、請求項1記載の発
明において、ビーム分割手段および第2の光検出手段を
回転させる回転手段と、この回転手段の回転量を制御す
る手段を備えたことを特徴とする。請求項10記載の発
明は、請求項9記載の発明において、第2の光検出手段
が主走査方向に2分割された光検出手段であり、回転制
御手段が、第2の光検出手段の出力信号が等しくなる位
置まで回転させることを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, there is provided a rotating means for rotating the beam splitting means and the second light detecting means, and a means for controlling the amount of rotation of the rotating means. It is characterized by. According to a tenth aspect of the present invention, in the ninth aspect of the present invention, the second light detecting means is a light detecting means divided into two in the main scanning direction, and the rotation control means is provided with an output of the second light detecting means. It is characterized in that it is rotated to a position where the signals become equal.

【0030】請求項11記載の発明は、走査光学系を有
する画像形成装置の走査ビームを測定するための方法で
あって、走査ビームを拡大する拡大光学系と、2次元の
受光領域を有する第1の光検出手段と、第1の光検出手
段によって検出される光ビーム情報に基づきビーム数、
ビーム径、光量、さらに受光面内でのビーム照射位置、
ビーム間距離等を算出する画像演算手段と、第1の光検
出手段を走査ビームの副走査方向に移動させる移動手段
と、この移動手段を走査面内で位置決め制御する位置決
め制御手段とを有し、走査ビームを2分割するビーム分
割手段によって分割された一方の走査ビームの位置情報
に基づいて、第1の光検出手段を副走査方向に位置決め
制御する工程を有することを特徴とする。
According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a method for measuring a scanning beam of an image forming apparatus having a scanning optical system, the method comprising: an enlarging optical system for enlarging the scanning beam; The number of beams based on light beam information detected by the first light detecting means and the first light detecting means;
Beam diameter, light intensity, beam irradiation position within the light receiving surface,
Image processing means for calculating the distance between beams and the like; moving means for moving the first light detecting means in the sub-scanning direction of the scanning beam; and positioning control means for controlling the positioning of the moving means within the scanning plane. And a step of controlling the positioning of the first light detecting means in the sub-scanning direction based on the position information of one of the scanning beams split by the beam splitting means for splitting the scanning beam into two.

【0031】請求項12記載の発明は、請求項11記載
の発明において、2つの光検出手段を光軸方向に移動さ
せ、各々の光検出手段によって検出される光量が最大に
なる位置に固定した後に、走査ビームを2分割するビー
ム分割手段によって分割された一方の走査ビームの位置
情報に基づいて、第1の光検出手段を副走査方向に位置
決め制御する工程を有することを特徴とする。請求項1
3記載の発明は、請求項11または12記載の発明にお
いて、副走査方向位置決め工程が、回転多面鏡の面数に
等しい数の走査ビームの平均重心位置に第1の光検出手
段を位置決め制御する工程であることを特徴とする。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the invention of the eleventh aspect, the two light detecting means are moved in the direction of the optical axis and fixed at a position where the amount of light detected by each light detecting means is maximum. And a step of controlling the positioning of the first light detecting means in the sub-scanning direction based on the position information of one of the scanning beams split by the beam splitting means for splitting the scanning beam into two. Claim 1
According to a third aspect of the present invention, in the invention of the eleventh or twelfth aspect, in the sub-scanning direction positioning step, the first light detecting means is controlled to be positioned at an average gravity center position of the number of scanning beams equal to the number of surfaces of the rotary polygon mirror. Process.

【0032】請求項14記載の発明は、主走査方向の測
定ポイントに順次移動させ、各像高において請求項11
〜13のいずれかに記載の方法を用いて副走査方向に位
置決めした後に、第1の光検出手段によって走査ビーム
を測定することを特徴とする。請求項15記載の発明
は、請求項14記載の発明において、ビーム分割手段お
よび第2の光検出手段を回転させる手段を有し、副走査
方向の位置決め工程の前に、第2の光検出手段に走査ビ
ームが入射するよう回転制御する工程を有することを特
徴とする。
According to a fourteenth aspect of the present invention, the measuring point is sequentially moved to a measuring point in the main scanning direction, and at every image height,
After positioning in the sub-scanning direction using the method described in any one of (1) to (13), the scanning beam is measured by the first light detecting means. The invention according to claim 15 is the invention according to claim 14, further comprising means for rotating the beam splitting means and the second light detection means, wherein the second light detection means is provided before the positioning step in the sub-scanning direction. And a step of controlling rotation so that a scanning beam is incident on the substrate.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
にかかる走査光学系ビーム測定装置および方法の実施の
形態について説明する。図1において、半導体レーザ
(以下「LD」という)1から照射された走査ビーム2
が回転多面鏡3の偏向反射面によって反射され、レンズ
群4を通過して像面に結像する書込みユニット10があ
る。図1に示す装置は、上記書込みユニット10を検査
するための装置であって、同期検知手段としての同期検
知用フォトダイオード(以下「PD」という)5からの
信号を像面上に配置された第1の光検知手段である2次
元エリア型CCDカメラ6の撮像トリガとし、ホストパ
ソコン(以下「ホストPC」という)13を用いて、C
CDカメラ6の位置決め制御を行い、また、CCDカメ
ラ6によって撮像されたビーム画像から、ビーム径、ビ
ーム位置、ビーム間距離などのビーム情報をホストPC
13に取り込む走査光学系ビーム測定装置の例である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A scanning optical system beam measuring apparatus and method according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, a scanning beam 2 emitted from a semiconductor laser (hereinafter referred to as “LD”) 1
Is reflected by the deflecting / reflecting surface of the rotary polygon mirror 3 and passes through the lens group 4 to form an image on the image plane. The device shown in FIG. 1 is a device for inspecting the writing unit 10, in which a signal from a synchronization detecting photodiode (hereinafter referred to as "PD") 5 as a synchronization detecting means is arranged on an image plane. Using a host personal computer (hereinafter, referred to as “host PC”) 13 as an image capturing trigger of the two-dimensional area type CCD camera 6 as the first light detecting means,
The host PC performs positioning control of the CD camera 6 and transmits beam information such as a beam diameter, a beam position, and a distance between beams from a beam image captured by the CCD camera 6 to a host PC.
13 is an example of a scanning optical system beam measuring device to be loaded into a scanning optical system 13;

【0034】このような書込みユニットにおいて、ビー
ム径が数十μmであるのに対し、走査線曲がりは数百μ
mに達してしまうことがある。ビーム径を高精度に測定
するために拡大光学系を用いた場合には、この走査線曲
がりの影響は非常に大きく、各像高でCCD面内にビー
ムが照射されるよう副走査方向に位置決めする必要が生
じる。このような位置決めを自動で行うために、図2に
示すように、位置検出用PDアレイ7aとビーム径測定
用CCD6aを距離Xだけ離間した位置に配置し、まず
PDアレイ7aによって副走査方向のビーム位置を検知
し、その後移動手段としての主走査ステージ22を主走
査方向に距離Xだけ移動させ、かつPDアレイ7aによ
って検出された副走査位置まで副走査ステージ20aを
移動させる装置がある。しかし、この装置ではPDアレ
イ7aとCCD6aが離間しているため、それだけステ
ージ22を大きくするか、もしくは移動範囲を広くする
必要があり、誤差要因の増加に繋がる。
In such a writing unit, the beam diameter is several tens μm, while the scanning line bending is several hundred μm.
m. When a magnifying optical system is used to measure the beam diameter with high accuracy, the effect of this scanning line bending is very large, and positioning is performed in the sub-scanning direction so that the beam is irradiated on the CCD surface at each image height. Need to be done. In order to perform such positioning automatically, as shown in FIG. 2, the position detecting PD array 7a and the beam diameter measuring CCD 6a are arranged at a position separated by a distance X, and first the PD array 7a is used in the sub-scanning direction. There is a device that detects a beam position, then moves the main scanning stage 22 as a moving unit by a distance X in the main scanning direction, and moves the sub-scanning stage 20a to the sub-scanning position detected by the PD array 7a. However, in this apparatus, since the PD array 7a and the CCD 6a are separated from each other, it is necessary to increase the size of the stage 22 or to increase the moving range, which leads to an increase in error factors.

【0035】そこで例えば、図1に示すように、光路上
にビーム分割手段であるビームスプリッタ(BS)8を
配置し、分割された一方のビームが第2の光検知手段で
あるPDアレイ7上に照射されるようにする。このPD
アレイ7によって検知された位置に第1の光検知手段で
あるCCDカメラ6を移動させることによって、ステー
ジの広大化によるヨーイングや真直度、主走査位置決め
誤差等の誤差要因を除去でき、走査線曲がりに追従した
走査型書込みユニットのビーム測定が可能となる。な
お、この例ではCCDカメラを副走査方向に移動させた
が、ビームが照射される相対位置が変化すればよいの
で、書込みユニットを移動させてもよい。
Therefore, for example, as shown in FIG. 1, a beam splitter (BS) 8 as a beam splitting means is arranged on an optical path, and one of the split beams is placed on a PD array 7 as a second light detecting means. To be irradiated. This PD
By moving the CCD camera 6, which is the first light detecting means, to the position detected by the array 7, error factors such as yawing, straightness, and main scanning positioning errors due to the enlargement of the stage can be eliminated, and the scanning line bends. , The beam measurement of the scanning writing unit can be performed. Although the CCD camera is moved in the sub-scanning direction in this example, the writing unit may be moved since the relative position at which the beam is irradiated only needs to change.

【0036】光路上にビームスプリッタ8等の光学素子
を置いた場合、屈折率の変化に伴い光路長の変化が生
じ、焦点位置がずれる。PDアレイ7やCCDカメラ6
において検出値の飽和を防ぐためなどの理由で透過光量
の異なるビームスプリッタ8を用いて調整する場合、そ
の光学性能によってビームスプリッタ8毎に焦点位置が
変化してしまう。また、測定像高が変化した場合でもビ
ームスプリッタ8とPDアレイ7の距離は一定にする必
要がある。そこで例えば図3に示すように、CCDカメ
ラおよびPDアレイを光軸方向に移動可能な第2の移動
手段であるステージ21a、21bを備えた構成とする
ことで、焦点位置がずれてしまった場合でも像面にCC
D等を簡単に位置決め調整することが可能となる。
When an optical element such as the beam splitter 8 is placed on the optical path, the optical path length changes with the change in the refractive index, and the focal position shifts. PD array 7 and CCD camera 6
In the case where the adjustment is performed using the beam splitters 8 having different transmitted light amounts in order to prevent the saturation of the detection value in the above, the focal position changes for each beam splitter 8 due to its optical performance. Further, even when the measured image height changes, the distance between the beam splitter 8 and the PD array 7 needs to be constant. Therefore, for example, as shown in FIG. 3, when the CCD camera and the PD array are provided with the stages 21a and 21b as the second moving means capable of moving in the optical axis direction, the focus position is shifted. But CC on the image plane
D and the like can be easily positioned and adjusted.

【0037】また、例えば図4に示すような無限遠補正
型光学系30を用い、平行光に整形された領域にビーム
スプリッタ8を配置することで、光学素子を通過したと
きの屈折率変化による焦点位置ずれを回避でき、複雑な
装置構成にすることなくCCD6bを固定してビーム測
定することが可能となる。
Further, for example, by using the infinity-correcting optical system 30 as shown in FIG. 4 and arranging the beam splitter 8 in a region shaped into parallel light, a change in the refractive index when passing through the optical element is obtained. Defocusing can be avoided, and beam measurement can be performed with the CCD 6b fixed without using a complicated device configuration.

【0038】PDアレイの出力電圧は露光量、すなわち
光強度×時間に比例する。このとき、露光量と出力電圧
の関係は図5に示したように基本的には線形の関係にな
るが、露光量がある一定値以下の場合の出力値は0であ
り、逆にある量以上の露光量では出力は飽和してしま
う。書込みユニットにおける回転多面鏡の偏向反射面1
面の走査時間は数百μsec程度であり、任意の一像高
におけるビーム照射時間はさらに短くなる。そのため、
一走査だけでは露光量不足で位置検出が行えないといっ
た場合や、逆に複数の走査面では出力電圧が飽和してし
まい正確なビーム位置の測定が行えない状況が考えられ
る。そこでPDアレイの露光開始時間および露光時間を
任意に設定可能な構成とし、ビーム強度やPDアレイの
感度が弱い場合でも、複数の走査ビームを露光させるこ
とで上記欠点を克服し、ビーム位置測定が可能となる。
The output voltage of the PD array is proportional to the amount of exposure, ie, light intensity × time. At this time, the relationship between the exposure amount and the output voltage is basically linear as shown in FIG. 5, but the output value is 0 when the exposure amount is below a certain value, and conversely, the output value is 0. With the above exposure amount, the output is saturated. Deflection / reflection surface 1 of rotary polygon mirror in writing unit
The scanning time of the surface is about several hundred μsec, and the beam irradiation time at any one image height is further shortened. for that reason,
There may be a case where position detection cannot be performed due to an insufficient amount of exposure by only one scan, or a situation where an output voltage is saturated on a plurality of scanning planes and an accurate beam position cannot be measured. Therefore, the exposure start time and exposure time of the PD array can be set arbitrarily, and even if the beam intensity or the sensitivity of the PD array is weak, the above-mentioned drawbacks can be overcome by exposing multiple scanning beams, and beam position measurement can be performed. It becomes possible.

【0039】図6に示すように、書込みユニットにおけ
る走査ビームは走査線曲がりによる位置変化と、各像高
では面倒れによる位置バラツキがあり、走査線曲がりが
数百μmに達する場合があるのに対し、面倒れ成分は数
μm程度である。そこで、例えば図7に示すように、6
面の偏向反射面からなる回転多面鏡を搭載した書込みユ
ニットの測定において、偏向反射面数と等しい数「6」
がセットされた記憶手段であるレジスタ14と、同期検
出用PD5aの出力信号を入力としたカウンタ15の値
とをコンパレータ16によって比較し、この2つの値が
等しくなったになったときに、コンパレータ16がPD
アレイ7cの電荷蓄積トリガ信号を出力し、かつ、カウ
ンタ15の値を再び0にリセットするように構成する。
この構成にすることによって、回転多面鏡1回転分の光
量が蓄積され、各走査面の平均ビーム位置が検出され
る。検出された平均ビーム位置にCCDを移動させるこ
とで、CCDの有効測定領域を面倒れによるバラツキと
同じ幅だけに狭めることができ、画像処理時間の短縮に
も繋がる。
As shown in FIG. 6, the scanning beam in the writing unit has a position change due to a scan line curve and a position variation due to surface tilt at each image height, and the scan line curve may reach several hundred μm. On the other hand, the surface tilt component is about several μm. Therefore, for example, as shown in FIG.
In the measurement of a writing unit equipped with a rotating polygon mirror having a deflecting reflecting surface, the number "6" equal to the number of deflecting reflecting surfaces
Is compared by a comparator 16 with the value of a counter 15 to which the output signal of the synchronization detection PD 5a is input, and when the two values become equal, the comparator 14 16 is PD
The charge accumulation trigger signal of the array 7c is output, and the value of the counter 15 is reset to 0 again.
With this configuration, the light amount for one rotation of the rotating polygon mirror is accumulated, and the average beam position on each scanning plane is detected. By moving the CCD to the detected average beam position, the effective measurement area of the CCD can be narrowed to the same width as the variation due to the tilt, which also leads to a reduction in image processing time.

【0040】回転多面鏡の偏向反射面数のカウントおよ
び信号蓄積トリガ信号の出力方法として、上記以外で
も、回転多面鏡の偏向反射面数と等しい入力数で桁上が
りするアップカウンタの桁上がり信号や、上記面数と等
しい数にプリセットされたダウンカウンタにおいて
「0」カウントで信号出力する装置等を用いても同じ効
果を得ることが可能である。
As a method for counting the number of deflecting / reflecting surfaces of the rotary polygon mirror and outputting the signal accumulation trigger signal, other than the above, a carry signal of an up counter which carries with an input number equal to the number of deflecting / reflecting surfaces of the rotating polygon mirror, The same effect can be obtained by using a device or the like that outputs a signal at "0" count in a down counter preset to a number equal to the number of surfaces.

【0041】図8に示すように同期検知用PD5bの出
力を分岐し、一方をPDアレイ制御回路11に入力して
PDアレイ7dの電荷蓄積トリガ入力とし、もう一方を
カウンタ15に入力する。PDアレイ7dによって検出
された回転多面鏡の偏向反射面毎のビーム位置情報はホ
ストPC13に格納され、回転多面鏡の偏向反射面数と
等しい数(ここでは6)にセットされたレジスタ14の
値と上記カウンタ15のカウント数とをコンパレータ1
6で比較し、両者が一致したときにホストPC13に向
かってトリガ信号が出力されるように構成されている。
このトリガ信号によってホストPC13においてそれま
でに検出されたビーム位置が平均化され、この結果に基
づいてステージ20eが副走査方向に位置決めされる構
成となっている。このように構成することで、前述の例
と同様に平均位置を取得すると同時に回転多面鏡の偏向
反射面の面倒れ量も測定可能となる。
As shown in FIG. 8, the output of the synchronization detecting PD 5b is branched, and one of them is input to the PD array control circuit 11 to be used as a charge accumulation trigger input of the PD array 7d, and the other is input to the counter 15. Beam position information for each deflecting / reflecting surface of the rotating polygonal mirror detected by the PD array 7d is stored in the host PC 13, and the value of the register 14 set to the number (here, 6) equal to the number of deflecting / reflecting surfaces of the rotating polygonal mirror. And the count of the counter 15 are compared with the comparator 1
6 and a trigger signal is output to the host PC 13 when the two match.
A beam position detected so far in the host PC 13 is averaged by the trigger signal, and the stage 20e is positioned in the sub-scanning direction based on the result. With this configuration, it is possible to acquire the average position in the same manner as in the above-described example, and at the same time, measure the surface tilt amount of the deflecting reflection surface of the rotary polygon mirror.

【0042】例えば図9に示すように、CCDカメラ6
c、PDアレイ7eおよびビームスプリッタ8を、主走
査方向に移動可能なステージ22上に配置し、ホストP
C13によって主走査方向にも位置決め可能な構成とし
てもよい。このように構成することで、前に述べたよう
な走査線曲がりに追従したビーム測定を任意の像高で行
うことが可能となる。
For example, as shown in FIG.
c, the PD array 7e and the beam splitter 8 are arranged on a stage 22 movable in the main scanning direction.
A configuration in which positioning can be performed in the main scanning direction by C13 is also possible. With this configuration, it is possible to perform the beam measurement following the scanning line bending as described above at an arbitrary image height.

【0043】例えば、CCDカメラの主走査方向および
副走査方向位置を検出するための図示されないリニアエ
ンコーダやレーザ測長器を移動機構中に備えた構成と
し、図10に示すように、CCD6dの受光面上でのビ
ーム照射位置座標が(x2、y2)、CCD端部の測定
原点からの座標が(x1、y1)であったとする。このと
き、走査ビーム2aの絶対位置座標は(x1+x2、y
1−y2)となり、この座標値と共に測定されたビーム
径や光量等の情報を記憶保持することによって、任意の
像高でのビーム情報を取得可能となる。
For example, a linear encoder and a laser length measuring device (not shown) for detecting the positions of the CCD camera in the main scanning direction and the sub-scanning direction are provided in the moving mechanism. As shown in FIG. It is assumed that the beam irradiation position coordinates on the surface are (x2, y2) and the coordinates from the measurement origin of the CCD end are (x1, y1). At this time, the absolute position coordinates of the scanning beam 2a are (x1 + x2, y
1-y2), and by storing information such as the measured beam diameter and light amount together with the coordinate values, it is possible to acquire beam information at an arbitrary image height.

【0044】走査領域の広い書込みユニットにおいては
走査端部で像面に対してビームが数度の入射角を持って
いる。このような像高においてはビームスプリッタの角
度を正しく設定しなければ、反射された走査ビームがP
Dアレイに正しく照射されず、位置検出できない。そこ
で、例えば図11に示すようにビームスプリッタ8の中
心部に回転軸を設けた回転ステージ25上にビームスプ
リッタ8とPDアレイ7fを固定し、ホストPC13に
よって他のステージと共にこの回転ステージの回転量を
制御する機構とすることで、入射角度のある走査面端部
の像高においてもビーム測定が可能となる。
In a writing unit having a wide scanning area, the beam has an incident angle of several degrees with respect to the image plane at the scanning end. At such an image height, if the angle of the beam splitter is not set correctly, the reflected scanning beam will
The D array is not correctly irradiated and the position cannot be detected. Therefore, for example, as shown in FIG. 11, the beam splitter 8 and the PD array 7f are fixed on a rotation stage 25 having a rotation axis provided at the center of the beam splitter 8, and the host PC 13 rotates the rotation stage of this rotation stage together with other stages. Can be measured even at the image height at the end of the scanning plane having an incident angle.

【0045】図12に示すように、2つのPDアレイ7
g、7hをビーム走査方向と垂直に並べて固定し、2つ
のPDアレイ7g、7hによって検知される総光量をホ
ストPC13によって比較する。この比較結果からPD
アレイ7g、7hを固定しているステージを回転させ、
光量が等しくなる位置まで回転制御することによって、
前述のような回転位置決めを自動で行うことが可能とな
る。この回転位置決め終了後にビーム位置を求めること
となるが、その方法としては、上記2つのPDアレイ7
g、7hのどちらか一方のPDアレイ出力に基づいて算
出する方法や、各々のPDアレイ7g、7hにおけるビ
ーム重心位置を求めて平均化する方法、画素値毎に2つ
のPDアレイの画素値を加算し、その後ビーム重心位置
を求める方法等が考えられる。
As shown in FIG. 12, two PD arrays 7
g and 7h are arranged side by side perpendicular to the beam scanning direction and fixed, and the total amount of light detected by the two PD arrays 7g and 7h is compared by the host PC 13. From this comparison result, PD
By rotating the stage holding the arrays 7g and 7h,
By controlling the rotation to the position where the light quantity becomes equal,
The rotation positioning as described above can be automatically performed. After the completion of the rotation positioning, the beam position is obtained.
g, 7h, a method of calculating based on the output of one of the PD arrays, a method of calculating and averaging the beam centroid position in each of the PD arrays 7g, 7h, and calculating the pixel values of two PD arrays for each pixel value. A method of adding the values and then calculating the position of the center of gravity of the beam can be considered.

【0046】例えば図1に示すように、LD1から照射
された走査ビーム2が回転多面鏡3によって反射され、
レンズ群4を通過して像面に結像する書込みユニットを
検査するため、同期検知用PD5からの信号をトリガに
して像面上に配置された2次元エリア型CCDカメラ6
の撮像タイミングを同期させ、ホストPC13によって
CCDカメラ位置決め制御およびビーム撮像によって得
られた画像からビーム径やビーム位置、ビーム間距離等
のビーム情報を取得する走査光学系ビーム測定方法を考
える。このような書込みユニットにおいて、ビーム径が
数十μmであるのに対し、走査線曲がりは数百μmに達
してしまうことがある。ビーム径を高精度に測定するた
めに拡大光学系を用いた場合には、この走査線曲がりの
影響は非常に大きく、各像高でCCD面内にビームが照
射されるよう副走査方向に位置決めする必要が生じるこ
とは既に述べた。そこで、光路上にビームスプリッタ8
を配置し、分割された一方のビームがPDアレイ上7に
照射されるようにする。このPDアレイ7によって検知
された位置にCCDカメラ6を移動させる方法を用いる
ことによって、ステージのヨーイングや真直度、主走査
位置決め誤差等の誤差要因を除去でき、走査線曲がりに
追従した走査型書込みユニットのビーム測定が可能とな
る。
For example, as shown in FIG. 1, a scanning beam 2 emitted from an LD 1 is reflected by a rotating polygon mirror 3 and
In order to inspect a writing unit which forms an image on an image surface through the lens group 4, a two-dimensional area type CCD camera 6 arranged on the image surface triggered by a signal from the synchronization detecting PD 5 is used as a trigger.
Considering a scanning optical system beam measurement method of synchronizing the imaging timing of the above and acquiring beam information such as a beam diameter, a beam position, and a beam-to-beam distance from an image obtained by the host PC 13 through the CCD camera positioning control and the beam imaging. In such a writing unit, while the beam diameter is several tens of μm, the scanning line bending may reach several hundred μm. When a magnifying optical system is used to measure the beam diameter with high accuracy, the effect of this scanning line bending is very large, and positioning is performed in the sub-scanning direction so that the beam is irradiated on the CCD surface at each image height. It has already been mentioned that the need arises. Therefore, the beam splitter 8 is placed on the optical path.
So that one of the split beams is irradiated on the PD array 7. By using the method of moving the CCD camera 6 to the position detected by the PD array 7, error factors such as yawing, straightness, and main scanning positioning error of the stage can be eliminated, and scanning writing following the scanning line bending can be performed. The beam measurement of the unit becomes possible.

【0047】光路上にビームスプリッタ8等の光学素子
を置いた場合、屈折率の変化に伴い光路長の変化が生
じ、焦点位置がずれる場合がある。また、任意の像高で
ビーム分割手段とビーム位置検出デバイスの距離は一定
に保つ必要がある。そこでCCDカメラ6およびPDア
レイ7を光軸方向に移動可能な構成とし、図13のフロ
ーチャートに示すように、光軸方向に受光デバイスを少
しずつ移動させていったときの光量の最大値を比較し、
最大となる位置に位置決めする方法を用いることで、光
学系が変化した場合でも焦点位置でビーム測定が可能と
なる。より具体的には、受光デバイスをこう軸方向に少
しずつ移動させながら光量の最大値、光軸座標を記録
し、全範囲につき記録が終了したら、記録された光量を
比較して最大値となる位置へ移動し、その位置でビーム
を測定する。
When an optical element such as the beam splitter 8 is placed on the optical path, the optical path length changes with the change in the refractive index, and the focal position may shift. Also, the distance between the beam splitting means and the beam position detecting device at an arbitrary image height needs to be kept constant. Accordingly, the CCD camera 6 and the PD array 7 are configured to be movable in the optical axis direction, and as shown in the flowchart of FIG. 13, the maximum value of the light amount when the light receiving device is moved little by little in the optical axis direction is compared. And
By using the method of positioning at the maximum position, beam measurement can be performed at the focal position even when the optical system changes. More specifically, the maximum value of the light amount and the optical axis coordinates are recorded while moving the light receiving device little by little in the axial direction, and when the recording is completed for the entire range, the recorded light amounts are compared to become the maximum value. Move to a location and measure the beam at that location.

【0048】図6に示すように、書込みユニットにおけ
る走査ビームは走査線曲がりによる位置変化と、各像高
では面倒れによる位置バラツキがあり、走査線曲がりが
数百μmに達する場合があるのに対し、面倒れ成分は十
数μm程度である。そこで、回転多面鏡の各偏向反射面
におけるビーム照射位置の平均位置を検出し、その位置
にCCDカメラを位置決めする方法を用いることによっ
て、ビーム検出位置のバラツキを低減し、CCDなどの
受光デバイスにおける画像処理対象領域を小さく設定出
来るので、画像処理に要する時間短縮にも繋がる。
As shown in FIG. 6, the scanning beam in the writing unit has a position change due to a scan line curve and a position variation due to surface tilt at each image height, and the scan line curve may reach several hundred μm. On the other hand, the surface tilt component is about ten and several μm. Therefore, by using a method of detecting the average position of the beam irradiation position on each deflecting and reflecting surface of the rotary polygon mirror and positioning the CCD camera at that position, the variation in the beam detection position is reduced, and the light receiving device such as a CCD is used. Since the image processing target area can be set small, it also leads to a reduction in the time required for image processing.

【0049】これを実現するための方法として、図14
あるいは図15に示す方法が考えられる。図14に示す
フローチャートの例は、回転多面鏡の全偏向反射面分の
光量を蓄積し、その電荷量から走査ビームの平均位置を
取得する方法である。図15に示すフローチャートの例
は、各偏向走査面に対するビーム位置を各々取得し、後
で平均演算する方法である。前者では複数回の加算/除
算を行う必要がなく、後者では各走査面の面倒れ量も測
定可能となるメリットがある。
As a method for realizing this, FIG.
Alternatively, a method shown in FIG. 15 can be considered. The example of the flowchart shown in FIG. 14 is a method of accumulating the light amounts for all the deflection reflecting surfaces of the rotary polygon mirror and acquiring the average position of the scanning beam from the charge amount. The example of the flowchart shown in FIG. 15 is a method in which the beam position with respect to each deflection scanning plane is acquired, and the average is calculated later. In the former case, there is no need to perform addition / division a plurality of times, and in the latter case, there is an advantage that the amount of tilt of each scanning plane can be measured.

【0050】図16のフローチャートに示すような方法
で測定してもよい。すなわち、主走査方向の測定点に位
置決めを行い、各像高でCCDにビームが入射するよう
PDアレイの検出値に基づいて副走査方向の位置決めを
行う。この位置決め完了後、ビーム径等の測定を行い、
次の測定ポイントに移動する。この手順を予め設定した
測定範囲内や測定点数において順次繰り返す。これによ
って、任意の連続または離散した像高においてビーム測
定が可能となる。
The measurement may be performed by a method as shown in the flowchart of FIG. That is, positioning is performed at a measurement point in the main scanning direction, and positioning in the sub-scanning direction is performed based on a detection value of the PD array so that a beam is incident on the CCD at each image height. After this positioning is completed, measure the beam diameter, etc.
Move to the next measurement point. This procedure is sequentially repeated within a preset measurement range or the number of measurement points. This allows beam measurements at any continuous or discrete image height.

【0051】走査領域の広い書込みユニットにおいては
走査端部で像面に対してビームが数度の入射角を持って
いる。このような像高においてはビームスプリッタの角
度を正しく設定しなければ、反射された走査ビームがP
Dアレイに正しく照射されず、位置検出できない。そこ
で例えば図12に示すように、2つのPDアレイ(セン
サA,B)をビーム走査方向に対し垂直方向に並べて設
置し、図17のフローチャートに示す手順に従って、こ
の2つのセンサからの出力信号を比較し、この結果に基
づいて上述の2つのPDアレイおよびビームスプリッタ
を回転させ、2つのセンサからの出力信号が一致したと
ころで回転を停止して回転位置決めし、その位置でビー
ム位置を検出し、副走査方向の位置決めをしてその状態
でビームを測定する方法を用いるとよい。これによっ
て、走査面端部でもビーム位置取得が可能となる。
In a writing unit having a wide scanning area, the beam has an angle of incidence of several degrees with respect to the image plane at the scanning end. At such an image height, if the angle of the beam splitter is not set correctly, the reflected scanning beam will
The D array is not correctly irradiated and the position cannot be detected. Therefore, for example, as shown in FIG. 12, two PD arrays (sensors A and B) are arranged side by side in the direction perpendicular to the beam scanning direction, and the output signals from the two sensors are output in accordance with the procedure shown in the flowchart of FIG. Then, based on the result, the two PD arrays and the beam splitter described above are rotated, and when the output signals from the two sensors match, the rotation is stopped and rotationally positioned, and the beam position is detected at that position. It is preferable to use a method of positioning in the sub-scanning direction and measuring the beam in that state. As a result, the beam position can be obtained even at the end of the scanning plane.

【0052】[0052]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、ステージ
の位置決め精度等の影響なく、任意の像高で走査線曲が
りの影響を除去し、ビーム測定が可能となる。
According to the first aspect of the present invention, it is possible to remove the effect of scanning line bending at an arbitrary image height without affecting the stage positioning accuracy and the like, and to perform beam measurement.

【0053】請求項2記載の発明によれば、ビーム分割
手段によって光路長が変わり、焦点位置がずれた場合で
も、焦点位置でのビームを測定することが可能になり、
像高が変化した場合でもビーム分割手段と位置検出手段
の距離も一定にできる。
According to the second aspect of the present invention, even if the optical path length is changed by the beam splitting means and the focal position is shifted, it is possible to measure the beam at the focal position.
Even when the image height changes, the distance between the beam splitting means and the position detecting means can be kept constant.

【0054】請求項3記載の発明によれば、ビーム分割
手段や光量減衰フィルタ等を光路長に設置した場合でも
光路長への影響が無く、すなわち焦点位置が変化しない
ので、請求項2記載の発明のような機構にすることな
く、定まった焦点位置でビーム測定することが可能とな
る。
According to the third aspect of the present invention, even when the beam splitting means, the light amount attenuation filter, and the like are installed in the optical path length, there is no effect on the optical path length, that is, the focal position does not change. The beam can be measured at a fixed focal position without using the mechanism as in the invention.

【0055】請求項4記載の機構を用いることにより、
1回の走査による露光だけでは光量不足によってビーム
検出できないという強度の弱いビームを測定する場合で
も、多重書き込みすることによって光量不足を回避で
き、ビーム位置を測定することが可能となる。
By using the mechanism described in claim 4,
Even in the case of measuring a beam with a low intensity, which cannot be detected due to the lack of light amount by only one exposure in one scan, the lack of light amount can be avoided by performing multiple writing, and the beam position can be measured.

【0056】請求項5記載の機構を用いることによっ
て、ビーム強度が弱い場合でも、複数回のビームを撮像
するため露光量不足による位置検出不能状況を回避でき
る。また、回転多面鏡1回転分のビーム位置を平均化す
るため、面倒れによるビーム位置ばらつきを考慮する必
要なく、走査線曲がりの影響を除去したビーム測定が可
能となる。また、CCDなどの受光デバイスにおける画
像処理対象領域を小さく設定することができるので、画
像処理に要する時間短縮にも繋がる。
By using the mechanism according to the fifth aspect, even when the beam intensity is low, it is possible to avoid a situation in which the position cannot be detected due to insufficient exposure because the beam is imaged a plurality of times. Further, since the beam position for one rotation of the rotating polygon mirror is averaged, it is not necessary to consider the beam position variation due to the surface tilt, and the beam measurement can be performed without the influence of the scanning line bending. Further, since the image processing target area in a light receiving device such as a CCD can be set small, it also leads to a reduction in the time required for image processing.

【0057】請求項6記載の機構を用いることによっ
て、請求項5記載の発明と同様に、露光量不足による位
置検出不能状況を回避できると共に、面倒れ量も測定可
能となる。
By using the mechanism according to the sixth aspect, it is possible to avoid the situation where the position cannot be detected due to the shortage of the exposure amount, and also to measure the surface tilt amount, similarly to the invention according to the fifth aspect.

【0058】請求項7記載の機構を用いることによっ
て、走査領域上の任意の像高に順次移動し、副走査方向
に関する位置決めを行いビーム測定することが可能とな
る。
By using the mechanism described in claim 7, it is possible to sequentially move to an arbitrary image height on the scanning area, perform positioning in the sub-scanning direction, and perform beam measurement.

【0059】請求項8記載の機構を用いることによっ
て、上記請求項7記載の発明の効果に加え、ビームが照
射される絶対位置を算出し、全走査領域においてビーム
径、光量、ビーム照射位置、走査線曲がり等のビーム情
報を取得することが可能となる。
By using the mechanism described in claim 8, in addition to the effect of the invention described in claim 7, the absolute position at which the beam is irradiated is calculated, and the beam diameter, light amount, beam irradiation position, It is possible to acquire beam information such as scanning line bending.

【0060】請求項9記載の機構を用いることによっ
て、広い走査面を有した書込みユニットを用いた場合で
あって、その端部で像面に対して走査ビームが斜めに入
射するような場合であっても、ビーム位置検出デバイス
にビームが入射させることができ、走査線曲がりに追従
したビーム測定が可能となる。
By using the mechanism according to the ninth aspect, when a writing unit having a wide scanning surface is used and the scanning beam is obliquely incident on the image surface at an end thereof, Even so, the beam can be made incident on the beam position detecting device, and the beam can be measured following the scanning line bending.

【0061】請求項10記載の機構を用いることによっ
て、請求項9記載の回転位置決めを自動で制御でき、ビ
ーム測定に要する時間短縮、工程数低減が可能となる。
By using the mechanism according to the tenth aspect, the rotational positioning according to the ninth aspect can be automatically controlled, and the time required for beam measurement and the number of steps can be reduced.

【0062】請求項11記載の方法を用いることによっ
て、ステージの位置決め精度等の影響なく、任意の像高
で走査線曲がりの影響を除去し、ビーム測定が可能とな
る。
By using the method according to the eleventh aspect, it is possible to eliminate the influence of the scanning line bending at an arbitrary image height without affecting the positioning accuracy of the stage and to perform beam measurement.

【0063】請求項12記載の方法を用いることによっ
て、像面位置を検出、光量が最大となる位置を求めてか
らビーム測定する方法を用いることにより、ビーム分割
手段の透過率の異なるものを用いた場合でも、焦点位置
でビーム測定が可能であり、かつ任意の像高でビーム分
割手段とビーム位置検出手段の距離を一定に保つことが
可能となる。
By using the method according to the twelfth aspect, the method of detecting the image plane position, finding the position where the amount of light is maximum, and then measuring the beam, can use the beam splitting means having different transmittances. In this case, the beam can be measured at the focal position, and the distance between the beam dividing unit and the beam position detecting unit can be kept constant at an arbitrary image height.

【0064】請求項13記載の方法を用いることによっ
て、面倒れによるビーム位置ばらつきを考慮する必要な
く、走査線曲がりの影響を除去したビーム測定が可能と
なる。また、平均化する過程において回転多面鏡の面倒
れ量を測定することも可能となる。
By using the method according to the thirteenth aspect, it is possible to perform beam measurement in which the influence of scanning line bending is eliminated without having to consider beam position variations due to surface tilt. In addition, it becomes possible to measure the surface tilt amount of the rotary polygon mirror during the averaging process.

【0065】請求項14記載の方法を用いることによっ
て、走査線曲がりの影響を除去し、任意の像高において
順次走査ビームの測定が可能となる。
By using the method according to the fourteenth aspect, it is possible to eliminate the influence of the scanning line bending and to sequentially measure the scanning beam at an arbitrary image height.

【0066】請求項15記載の方法を用いることによっ
て、幅広い走査領域を持つ走査光学系の測定において、
像面への入射角が変化した場合でも位置検出でき、上記
請求項に記載されたビーム受光デバイスの位置決めが可
能となる。
By using the method according to the fifteenth aspect, in the measurement of a scanning optical system having a wide scanning area,
Even when the angle of incidence on the image plane changes, the position can be detected, and the beam receiving device described in the above aspect can be positioned.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかる走査光学系ビーム測定装置及び
方法の実施形態を示す光学配置図である。
FIG. 1 is an optical layout diagram showing an embodiment of a scanning optical system beam measuring apparatus and method according to the present invention.

【図2】上記実施形態に採用することができる移動ステ
ージの例を示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing an example of a moving stage that can be employed in the embodiment.

【図3】本発明にかかる走査光学系ビーム測定装置及び
方法の別の実施形態を示す光学配置図である。
FIG. 3 is an optical layout diagram showing another embodiment of the scanning optical system beam measuring apparatus and method according to the present invention.

【図4】本発明に適用可能な無限遠補正型光学系の例を
示す光学配置図である。
FIG. 4 is an optical arrangement diagram showing an example of an infinity correction optical system applicable to the present invention.

【図5】上記走査光学系ビーム測定装置によって得られ
る露光量と出力電圧の関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between an exposure amount and an output voltage obtained by the scanning optical system beam measuring apparatus.

【図6】書込みユニットにおける走査ビームの走査線曲
がりによる位置変化と各像高での面倒れによる位置バラ
ツキの例を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing an example of a position change due to a scan line bending of a scanning beam in a writing unit and a position variation due to a surface tilt at each image height.

【図7】本発明にかかる走査光学系ビーム測定装置及び
方法のさらに別の実施形態を示す光学配置図である。
FIG. 7 is an optical layout diagram showing still another embodiment of the scanning optical system beam measuring apparatus and method according to the present invention.

【図8】本発明にかかる走査光学系ビーム測定装置及び
方法の別の実施形態を示す光学配置図である。
FIG. 8 is an optical layout diagram showing another embodiment of the scanning optical system beam measuring apparatus and method according to the present invention.

【図9】本発明にかかる走査光学系ビーム測定装置及び
方法の別の実施形態を示す光学配置図である。
FIG. 9 is an optical layout diagram showing another embodiment of the scanning optical system beam measuring apparatus and method according to the present invention.

【図10】CCDの受光面上でのビーム照射位置を座標
で表した例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing an example in which a beam irradiation position on a light receiving surface of a CCD is represented by coordinates.

【図11】本発明にかかる走査光学系ビーム測定装置及
び方法の別の実施形態を示す光学配置図である。
FIG. 11 is an optical layout diagram showing another embodiment of the scanning optical system beam measuring apparatus and method according to the present invention.

【図12】図11に示す実施形態に適用可能な光検出手
段とその出力処理回路の例例を示す正面図およびブロッ
ク図である。
12A and 12B are a front view and a block diagram illustrating an example of a light detection unit and an output processing circuit thereof applicable to the embodiment illustrated in FIG. 11;

【図13】本発明にかかる走査光学系ビーム測定方法の
一例を示すフローチャートである。
FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of a scanning optical system beam measuring method according to the present invention.

【図14】本発明にかかる走査光学系ビーム測定方法の
別の例を示すフローチャートである。
FIG. 14 is a flowchart showing another example of the scanning optical system beam measuring method according to the present invention.

【図15】本発明にかかる走査光学系ビーム測定方法の
さらに別の例を示すフローチャートである。
FIG. 15 is a flowchart showing still another example of the scanning optical system beam measuring method according to the present invention.

【図16】本発明にかかる走査光学系ビーム測定方法の
さらに別の例を示すフローチャートである。
FIG. 16 is a flowchart showing still another example of the scanning optical system beam measuring method according to the present invention.

【図17】本発明にかかる走査光学系ビーム測定方法の
さらに別の例を示すフローチャートである。
FIG. 17 is a flowchart showing still another example of the scanning optical system beam measuring method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 拡大光学系 5 同期検知手段 5a 同期検知手段 6 第1の光検出手段 7 第2の光検知手段 8 ビーム分割手段 13 画像演算手段および制御手段としてのホストPC 14 記憶手段 15 カウンタ 16 比較手段 21a 第2の移動手段 21b 第2の移動手段 25 回転手段 Reference Signs List 4 Magnifying optical system 5 Synchronization detection means 5a Synchronization detection means 6 First light detection means 7 Second light detection means 8 Beam splitting means 13 Host PC as image calculation means and control means 14 Storage means 15 Counter 16 Comparison means 21a Second moving means 21b Second moving means 25 Rotating means

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 走査光学系を有する画像形成装置の走査
ビームを測定するための走査光学系ビーム測定装置であ
って、 走査ビームの同期検知手段と、走査ビームを拡大する拡
大光学系と、2次元の受光領域を有する第1の光検出手
段と、第1の光検出手段によって検出される光ビーム情
報に基づきビーム数、ビーム径、光量、さらに受光面内
でのビーム照射位置、ビーム間距離等を算出する画像演
算手段と、第1の光検出手段を走査ビームの副走査方向
に移動させる移動手段と、この移動手段を走査面内で位
置決め制御する位置決め制御手段と、走査ビームを2分
割するビーム分割手段と、ビーム分割手段によって分割
された一方の走査ビームを検出可能な第2の光検出手段
とを備え、 上記位置決め制御手段が、第2の光検出手段によって検
出されたビーム位置情報に基づき、第1の光検出手段を
副走査方向に位置決め制御することを特徴とする走査光
学系ビーム測定装置。
1. A scanning optical system beam measuring device for measuring a scanning beam of an image forming apparatus having a scanning optical system, comprising: a scanning beam synchronization detecting means; an expanding optical system for expanding the scanning beam; A first light detecting means having a three-dimensional light receiving area, the number of beams, a beam diameter, a light amount, a beam irradiation position within a light receiving surface, and a distance between beams based on light beam information detected by the first light detecting means Image calculating means for calculating the scanning light beam, moving means for moving the first light detecting means in the sub-scanning direction of the scanning beam, positioning control means for controlling the positioning of the moving means within the scanning plane, and dividing the scanning beam into two parts. Beam splitting means, and second light detecting means capable of detecting one of the scanning beams split by the beam splitting means, wherein the positioning control means detects the scanning beam by the second light detecting means. Beam based on the position information, the optical scanning system beam measuring device, characterized by positioning control of the first light detection means in the sub-scanning direction.
【請求項2】 請求項1記載の走査光学系ビーム測定装
置において、第1の光検出手段および第2の光検出手段
を光軸方向に移動させる第2の移動手段を備えているこ
とを特徴とする走査光学系ビーム測定装置。
2. A scanning optical system beam measuring apparatus according to claim 1, further comprising a second moving means for moving the first light detecting means and the second light detecting means in the optical axis direction. Scanning optical system beam measuring device.
【請求項3】 請求項1記載の走査光学系ビーム測定装
置において、拡大光学系が無限遠補正型の光学系であ
り、この無限遠補正型光学系によって走査ビームが平行
に整形された領域にビーム分割手段が配置されているこ
とを特徴とする走査光学系ビーム測定装置。
3. The scanning optical system beam measuring apparatus according to claim 1, wherein the magnifying optical system is an infinity correction type optical system, and the scanning beam is formed in an area where the scanning beam is shaped in parallel by the infinity correction type optical system. A scanning optical system beam measuring device, wherein a beam splitting means is provided.
【請求項4】 請求項1記載の走査光学系ビーム測定装
置において、第2の光検出手段が、走査ビームの露光時
間を任意の時間に設定可能な光検出手段であることを特
徴とする走査光学系ビーム測定装置。
4. A scanning optical system beam measuring apparatus according to claim 1, wherein said second light detecting means is a light detecting means capable of setting an exposure time of a scanning beam to an arbitrary time. Optical beam measuring device.
【請求項5】 請求項4記載の走査光学系ビーム測定装
置において、走査偏向手段としての回転多面鏡と、同期
検知手段からの出力信号をカウントするカウンタと、上
記回転多面鏡の面数を記憶する記憶手段と、上記カウン
タの値と上記記憶手段の値とを比較する比較手段とを有
し、この比較手段において2つの入力値が等しくなった
ときに第2の光検出手段の電荷蓄積トリガ信号を出力す
ることを特徴とする走査光学系ビーム測定装置。
5. The scanning optical system beam measuring apparatus according to claim 4, wherein a rotating polygon mirror as scanning deflection means, a counter for counting an output signal from the synchronization detecting means, and the number of faces of the rotating polygon mirror are stored. And a comparing means for comparing the value of the counter with the value of the storing means. When the two input values become equal in the comparing means, the charge accumulation trigger of the second light detecting means is provided. A scanning optical system beam measuring device for outputting a signal.
【請求項6】 請求項4記載の走査光学系ビーム測定装
置において、走査偏向手段としての回転多面鏡と、同期
検知手段からの出力信号を第2の光検出手段の電荷蓄積
トリガ信号とし上記同期検知手段からの出力信号をカウ
ントするカウンタと、上記回転多面鏡の面数を記憶する
手段と、上記カウンタの値と上記記憶手段の値とを比較
する比較手段と、第2の光検出手段によって検出された
光ビーム位置の平均位置を算出する演算手段とを備え、
上記比較手段において2つの入力値が等しくなったとき
に上記演算手段の演算開始トリガ信号を出力し、上記演
算手段の結果に基づいて第1の光検出手段を副走査方向
に位置決め制御することを特徴とする走査光学系ビーム
測定装置。
6. A scanning optical system beam measuring apparatus according to claim 4, wherein an output signal from a rotating polygon mirror as scanning deflection means and a synchronization detecting means is used as a charge accumulation trigger signal for a second light detecting means. A counter for counting an output signal from the detecting means, a means for storing the number of faces of the rotary polygon mirror, a comparing means for comparing the value of the counter with the value of the storing means, and a second light detecting means Calculating means for calculating an average position of the detected light beam positions,
Outputting a calculation start trigger signal of the calculating means when the two input values are equal in the comparing means, and performing positioning control of the first light detecting means in the sub-scanning direction based on a result of the calculating means. Scanning optical system beam measuring device.
【請求項7】 請求項1記載の走査光学系ビーム測定装
置において、光検出手段、ビーム分割手段および拡大光
学系を搭載したステージを有し、このステージを主走査
方向に移動させる主走査方向移動手段と、この主走査方
向移動手段を位置決め制御する位置決め制御手段とを備
えたことを特徴とする走査光学系ビーム測定装置。
7. The scanning optical system beam measuring apparatus according to claim 1, further comprising a stage equipped with a photodetector, a beam splitter, and an enlargement optical system, and moving the stage in the main scanning direction. A scanning optical system beam measuring apparatus, comprising: means for controlling positioning of the main scanning direction moving means.
【請求項8】 上記請求項1記載の走査光学系ビーム測
定装置において、第1の光検出手段の主走査方向および
副走査方向の位置を検出する位置検出手段を有し、この
位置検出手段によって検出された位置情報と、画像演算
手段によって検出された第1の光検出手段内での光ビー
ム位置情報に基づいて走査ビームの絶対位置を算出する
手段とを有することを特徴とする走査光学系ビーム測定
装置。
8. The scanning optical system beam measuring apparatus according to claim 1, further comprising: position detecting means for detecting positions of the first light detecting means in the main scanning direction and the sub-scanning direction. A scanning optical system comprising: means for calculating an absolute position of a scanning beam based on detected position information and light beam position information in the first light detecting means detected by the image calculating means. Beam measuring device.
【請求項9】 上記請求項1記載の走査光学系ビーム測
定装置において、ビーム分割手段および第2の光検出手
段を回転させる回転手段と、この回転手段の回転量を制
御する回転制御手段を備えていることを特徴とする走査
光学系ビーム測定装置。
9. The scanning optical system beam measuring apparatus according to claim 1, further comprising: a rotation unit for rotating the beam splitting unit and the second light detection unit; and a rotation control unit for controlling a rotation amount of the rotation unit. A scanning optical system beam measuring apparatus.
【請求項10】 請求項9記載の走査光学系ビーム測定
装置において、第2の光検出手段が主走査方向に2分割
された光検出手段であり、回転制御手段が、第2の光検
出手段の出力信号が等しくなる位置まで回転手段を回転
させることを特徴とする走査光学系ビーム測定装置。
10. The scanning optical system beam measuring apparatus according to claim 9, wherein the second light detecting means is a light detecting means divided into two in the main scanning direction, and the rotation control means is a second light detecting means. Wherein the rotation means is rotated to a position where the output signals of the scanning optical system become equal to each other.
【請求項11】 走査光学系を有する画像形成装置の走
査ビームを測定するための方法であって、 走査ビームを拡大する拡大光学系と、2次元の受光領域
を有する第1の光検出手段と、第1の光検出手段によっ
て検出される光ビーム情報に基づきビーム数、ビーム
径、光量、さらに受光面内でのビーム照射位置、ビーム
間距離等を算出する画像演算手段と、第1の光検出手段
を走査ビームの副走査方向に移動させる移動手段と、こ
の移動手段を走査面内で位置決め制御する位置決め制御
手段とを有し、 走査ビームを2分割するビーム分割手段によって分割さ
れた一方の走査ビームの位置情報に基づいて、第1の光
検出手段を副走査方向に位置決め制御する工程を有する
ことを特徴とする走査光学系ビーム測定方法。
11. A method for measuring a scanning beam of an image forming apparatus having a scanning optical system, comprising: an enlarging optical system for enlarging the scanning beam; and first light detecting means having a two-dimensional light receiving area. An image calculating means for calculating the number of beams, a beam diameter, a light amount, a beam irradiation position within a light receiving surface, a distance between beams, and the like based on light beam information detected by the first light detecting means; A moving means for moving the detecting means in the sub-scanning direction of the scanning beam; and a positioning control means for controlling the position of the moving means in the scanning plane. A scanning optical system beam measuring method, comprising a step of controlling the position of a first light detecting means in a sub-scanning direction based on positional information of a scanning beam.
【請求項12】 請求項11記載の走査光学系ビーム測
定方法において、2つの光検出手段を光軸方向に移動さ
せ、各々の光検出手段によって検出される光量が最大に
なる位置に固定した後に、走査ビームを2分割するビー
ム分割手段によって分割された一方の走査ビームの位置
情報に基づいて、第1の光検出手段を副走査方向に位置
決め制御する工程を有することを特徴とする走査光学系
ビーム測定方法。
12. The scanning optical system beam measuring method according to claim 11, wherein the two light detecting means are moved in the direction of the optical axis and fixed at a position where the amount of light detected by each of the light detecting means is maximized. A scanning optical system having a step of controlling the positioning of the first light detecting means in the sub-scanning direction based on the position information of one of the scanning beams split by the beam splitting means for splitting the scanning beam into two. Beam measurement method.
【請求項13】 請求項11または12記載の走査光学
系ビーム測定方法において、副走査方向位置決め工程
が、回転多面鏡の面数に等しい数の走査ビームの平均重
心位置に第1の光検出手段を位置決め制御する工程であ
ることを特徴とする走査光学系ビーム測定方法。
13. The scanning optical system beam measuring method according to claim 11, wherein the step of positioning in the sub-scanning direction includes the step of positioning the first light detecting means at an average position of the center of gravity of the number of scanning beams equal to the number of surfaces of the rotary polygon mirror. A scanning optical system beam measuring method, which is a step of controlling the position of the beam.
【請求項14】 主走査方向の測定ポイントに順次移動
させ、各像高において請求項11〜13のいずれかに記
載の方法を用いて副走査方向に位置決めした後に、第1
の光検出手段によって走査ビームを測定することを特徴
とする走査光学系ビーム測定方法。
14. A method according to claim 11, further comprising sequentially moving to measurement points in the main scanning direction and positioning in the sub-scanning direction at each image height using the method according to claim 11.
A scanning optical system beam measuring method, wherein the scanning beam is measured by the light detecting means.
【請求項15】 請求項14記載の走査光学系ビーム測
定方法において、ビーム分割手段および第2の光検出手
段を回転させる手段を有し、副走査方向の位置決め工程
の前に、第2の光検出手段に走査ビームが入射するよう
回転制御する工程を有することを特徴とする走査光学系
ビーム測定方法。
15. The scanning optical system beam measuring method according to claim 14, further comprising means for rotating the beam splitting means and the second light detecting means, wherein the second light beam is provided before the positioning step in the sub-scanning direction. A scanning optical system beam measuring method, comprising a step of controlling rotation so that a scanning beam is incident on a detection unit.
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