JP2003254862A - 光学特性測定装置及び光学特性測定方法 - Google Patents

光学特性測定装置及び光学特性測定方法

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JP2003254862A
JP2003254862A JP2002057229A JP2002057229A JP2003254862A JP 2003254862 A JP2003254862 A JP 2003254862A JP 2002057229 A JP2002057229 A JP 2002057229A JP 2002057229 A JP2002057229 A JP 2002057229A JP 2003254862 A JP2003254862 A JP 2003254862A
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Koji Haruyama
弘司 春山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 走査光学装置において、レーザビームの照射
位置等の調整や校正を容易にし、また、工程の集約を図
ることが可能な光学特性測定装置を提供する。 【解決手段】 光源102から出射したレーザビーム1
07を偏向する回転多面鏡106及び偏向されたレーザ
ビームを被走査部材上に結像する光学系を備える走査光
学装置を、レーザビーム107が出射している状態で測
定する光学特性測定装置であって、前記被走査部材の主
走査方向の光学特性を測定するスリットセンサ111
と、前記被走査部材の副走査方向の光学特性を測定する
1次元ラインセンサ108と、複数の光学特性の測定項
目に応じて、レーザビーム107をスリットセンサ11
1及び1次元ラインセンサ108のそれぞれに導くため
の測定部切替手段と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】主に電子写真方式のレーザビ
ームプリンタ、複写機等で用いられる走査光学装置の光
学特性を測定するための光学特性測定装置及び光学特性
測定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】レーザビームプリンタ、複写機等では、
回転多面体鏡で偏向されるレーザビームにより感光ドラ
ム表面を適切に走査するために光学部品などの位置姿勢
調整が行われる。
【0003】図5に走査光学系の概要図を示す。レーザ
光源501から出射されたレーザビームは光学部品50
2により感光ドラム504上に結像される。また回転多
面鏡503の回転によって偏向され感光ドラム表面上に
線状の軌跡を描かせる。画像にするためには走査中にレ
ーザをオン/オフまたは強度変化させることが行われ
る。
【0004】これら光学部品502の位置調整の際に
は、レーザビームの強度分布、位置、走査性などを測定
する必要がある。
【0005】この測定項目は複数あるために、測定項目
にしたがって複数種のセンサを、レーザビーム照射対象
である感光ドラム表面相当位置に母線方向にそれぞれの
センサ種に応じて複数並べて用意する必要がある。
【0006】従来、複数の項目には違うセンサが使用さ
れるために、ハーフミラーでレーザビームを分岐する
か、または生産上、調整工程を装置として分割するなど
して行われていた。
【0007】測定調整は対象光学系に含まれる回転多面
体鏡によってレーザビームを偏向しながら行うが、測定
項目としてはこの偏向時に感光ドラム上に如何に適切な
位置に適切なタイミングで適切な光量、及び分布を持っ
たビームが照射できるかを測定することになる。
【0008】位置関係での測定項目としては、偏向方向
(感光ドラム母線方向、以下「主走査方向」という)に
直角な方向(感光ドラム回転方向接戦方向、以下「副走
査方向」)の各母線方向位置でのずれを測定する項目と
して、照射位置ずれ、照射位置傾き、走査線曲がり等が
あり、これは主走査方向に複数並べた一次元ラインセン
サで測定され、各一次元ラインセンサを偏向ビームがど
こを過ぎるかによって行われる。
【0009】図6、図7は、偏向されたレーザビームの
位置ずれの測定について説明した図である。
【0010】図6(a)は照射位置ずれを説明する図
で、604が走査偏向方向を示す調整目標ライン、それ
に対して平行にずれて走査する成分605が照射位置ず
れになる。601,602,603はそれぞれ前記一次
元ラインセンサの配置位置を示す。
【0011】図6(b)は同様に照射位置傾きを説明し
た図、図6(c)は走査線曲がりを説明した図である。
【0012】また、光軸方向に対しては感光ドラム面上
でビームが集光されるようにすることが通常行われ、こ
の集光位置調整では一次元ラインセンサを過ぎたビーム
の形状を測定し、そのビームのピーク値や所定の光量以
上の幅などで測定される。
【0013】また、タイミング測定関係では主走査方向
にやはり配置された複数のスリットセンサによって行わ
れる。スリットセンサは主走査方向に所定幅の開口を持
つスリットとその後方に置かれた受光センサによって構
成され、偏向ビームが所定のタイミングで通過するかど
うかを測定することによって行われる。
【0014】これによって行われる測定項目としては、
倍率、片倍率、主走査ビーム径等である。
【0015】図7に示すように、走査偏向方向707に
対して適切な位置に配置されたスリットセンサ701,
702,703の通過時刻を測定することにより、倍率
は主走査方向の走査時間704を、片倍率は感光ドラム
母線方向に対しての時間差(705と706の差)を、
主走査ビーム径は主走査方向の偏向ビーム形状をそれぞ
れ測定することで求められる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の場合には、下記のような問題があっ
た。
【0017】すなわち、従来のような光路をハーフミラ
ーなどで分岐する方法は、調整測定精度が高精度化する
に従い、測定系の校正や調整が難しく、また測定したい
母線方向の位置も任意に決めにくいという問題がある。
【0018】図10は、従来のレーザビーム測定装置の
系を表した図である。
【0019】これによると、レーザビーム1001に対
してビームスプリッタ1002で光線を分岐し、一方は
一次元ラインセンサ1003へ他方はスリット1004
へ導く。この場合、ビームスプリッタ1002を透過し
て一次元ラインセンサ1003までの光路を校正する際
に、機械的な寸法、位置を精度よく出しにくいという欠
点がある。
【0020】また、複数の調整工程を別装置で行うた
め、装置コストが上がることになり、効率のよい生産の
妨げとなっていた。
【0021】本発明は上記の従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、複数
の光学特性を効率よく測定することができる光学特性測
定装置及び光学特性測定方法を提供することにある。
【0022】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る光学特性測定装置にあっては、光源から
出射したレーザビームを偏向する回転多面鏡及び偏向さ
れたレーザビームを被走査部材上に結像する光学系を備
える走査光学装置を、前記レーザビームが出射している
状態で測定する光学特性測定装置であって、前記被走査
部材の主走査方向の光学特性を測定する主走査測定部
と、前記被走査部材の副走査方向の光学特性を測定する
副走査測定部と、複数の光学特性の測定項目に応じて、
前記レーザビームを、前記主走査測定部及び前記副走査
測定部のそれぞれに導くための測定部切替手段と、を備
えることを特徴とする。
【0023】前記測定部切替手段は、前記被走査部材の
主走査方向と平行な軸を中心に前記主走査測定部及び副
走査測定部を回転移動させて所定の測定位置に配置する
ことが好適である。
【0024】前記測定部切替手段は、前記レーザビーム
を前記主走査測定部及び前記副走査測定部に導く光路を
偏向する反射鏡であることが好適である。
【0025】前記副走査測定部は、主走査方向に複数配
置した一次元ラインセンサを受光センサとすることが好
適である。
【0026】前記主走査測定部は、主走査方向に複数配
置したスリットセンサを受光センサとし、該スリットセ
ンサは、主走査方向に所定幅の開口を持ち、光軸方向後
方に配置された受光センサへ所定幅のレーザビームのみ
を受光させるためのスリットを有することが好適であ
る。
【0027】前記複数のスリットセンサは、それぞれレ
ーザビーム開口のためのスリットが測定項目にしたがっ
て複数の開口を持つことが好適である。
【0028】前記複数の開口は、少なくとも主走査ビー
ム径測定のための十分主走査方向に狭い開口を持つ開口
部と、主走査方向にビームのほとんどの光量を受光する
の広い開口を持つ開口部と、を含み、該狭い開口部と該
広い開口部とは、前記狭い開口部または前記広い開口部
を通過したレーザビームが一つの受光センサに到達する
よう主走査方向に適当な間隔をおいて配されていること
が好適である。
【0029】また、本発明に係る光学特性測定方法にあ
っては、光源から出射したレーザビームを偏向する回転
多面鏡及び偏向されたレーザビームを被走査部材上に結
像する光学系を備える走査光学装置を、前記レーザビー
ムが出射している状態で測定する光学特性測定装置であ
って、前記被走査部材の主走査方向の光学特性を測定す
る主走査測定部と、前記被走査部材の副走査方向の光学
特性を測定する副走査測定部と、複数の光学特性の測定
項目に応じて、前記レーザビームを前記主走査測定部及
び前記副走査測定部のそれぞれに導くための測定部切替
手段と、を備えることを特徴とする。
【0030】これによりレーザビームの光学特性を確実
でかつ効率よく測定でき、その後の組立調整を容易に行
うことができる。
【0031】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣
旨のものではない。
【0032】(第1の実施の形態)図1は第1の実施の
形態に係る光学特性測定装置を示した模式図である。
【0033】100は調整測定対象である光学ユニット
で、光学ユニット100はレーザビームを出射する光源
102、結像光学要素として、シリンドリカルレンズ1
03,Fθレンズの機能を果たす第1レンズ104及び
第2レンズ105、レーザビームを偏向走査するための
回転多面鏡106等からなる。また、107は回転多面
鏡106で偏向されたレーザビームである。
【0034】116は仮想感光ドラム表面位置を示し、
その表面位置相当に一次元ラインセンサ108、10
9、110が母線方向に配置され、また仮想感光ドラム
表面位置で回転方向別角度位置にスリットセンサ11
1,112,113がやはり母線方向に並べて配置され
る。
【0035】前記一次元ラインセンサ108,109,
110と前記スリットセンサ111,112,113
は、切替えのために仮想感光ドラム回転軸114を中心
に、測定部切替手段の一例である回転移動機構により
(図示せず)回転移動115することができ、調整測定
項目によって切替えられる。
【0036】ここで、回転移動機構は、モーター等の駆
動力によりギアを回転させることで、ラインセンサとス
リットセンサの位置を切替る場合や、手動で測定位置を
決める突き当て部まで移動させセンサの位置を切替る場
合等がある。
【0037】また、個々のセンサの信号処理部や制御
部、光学ユニット100を駆動させるための機構は図示
せず。ここでは一次元ラインセンサ、スリットセンサは
それぞれ3つづつとしたが測定対象特性によっていくつ
でもかまわない。
【0038】また、一次元ラインセンサ108,10
9,110とスリットセンサ111,112,113の
切替えのための回転中心は調整測定対象である光学ユニ
ット100の結像走査位置であれば感光ドラムと同一で
ある必要はない。
【0039】以降、感光ドラム母線方向にレーザビーム
が回転多面鏡によって偏向される。
【0040】次に動作について説明する。光学ユニット
100の調整は前記光学要素を移動させて行うことにな
る。個々の光学要素の移動機構については省略する。こ
れら調整測定対象光学ユニット100は、実際の電子写
真として感光ドラムにレーザビームを結像させるが、そ
のレーザビームの走査、結像状態を測定しながら調整を
行う。
【0041】図2は、図1の仮想感光ドラム116を測
定部回転軸114方向から見た断面図である。
【0042】まず、副走査方向のビーム幅や照射位置、
照射傾きを測定調整するために一次元ラインセンサ10
8を測定する位置に回転移動115させる。
【0043】図8は、一次元ラインセンサの個々のセン
サ信号処理の様子を示したものである。
【0044】スポット状のレーザビーム801は主走査
方向802に偏向移動される。この時一次元ラインセン
サ803を過ぎたときの波形が804のような信号で観
察される。この信号804を適当な閾値805で切った
ときの幅806が副走査ビーム径となり、光学部品をピ
ント調整するための測定値となる。
【0045】また、ビーム波形の重心位置807は照射
位置調整、傾き調整、曲がり調整の測定値として複数の
一次元ラインセンサの値それぞれの相対値を演算するこ
とによって得ることができる。
【0046】次に、図2に示すように、センサを切替え
るために回転移動115させスリットセンサ111をレ
ーザビーム107へ対向させる位置にする。
【0047】図9は、スリットセンサの個々の信号処理
の様子を示したものである。
【0048】スポット状のレーザビーム901が偏向走
査902され、スリット903状の開口を持ち、背面に
受光センサ904が配置されたスリットセンサの出力は
910のようになる。この時適当な閾値911で切った
ときの幅912が主走査ビーム径となる。
【0049】また、開口905のようにビーム径に対し
て主走査方向に十分広い幅を持つスリットの場合には、
出力が913のようになり閾値914を信号振幅の50
%位置とすることによってビームの重心位置915が測
定できる。この重心位置915を複数のスリットセンサ
間の時間を測定することによって、倍率、片倍率といっ
た調整項目の測定値として使用される。
【0050】このように一次元ラインセンサとスリット
センサを必要な調整項目にしたがって回転移動により切
替えて測定することができるような構成をとる。
【0051】(第2の実施の形態)図4は本発明に係る
第2の実施の形態を説明する断面図である。第1の実施
の形態と同様に一次元ラインセンサ108〜110とス
リットセンサ111〜113が、それぞれに測定する項
目は同様であるが、切替手段としてミラー401の挿抜
移動402により行われる。
【0052】動作として図3に測定部を、主走査方向に
対して紙面鉛直方向から見たときの図を示す。
【0053】まず一次元ラインセンサ108にて照射位
置ずれ、照射位置傾き、走査線曲がり、副走査ビーム径
などを測定する場合には、ミラー401をレーザ光路1
07に対して302の位置まで挿入し反射させることで
一次元ラインセンサ108へ導く。
【0054】一方スリットセンサ111にて倍率、片倍
率、主走査ビーム径などを測定する場合にはミラー40
1を301の位置まで待避させレーザ光路107が直接
照射されるようにする。
【0055】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、走査光
学装置における複数の光学特性を簡易な構成で測定する
ことができるので、測定系の構成が機械的な寸法で容易
に行うことができ、また生産上装置を集約することがで
き効率的な生産が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態に係る光学特性測定装置を示
した模式図である。
【図2】第1の実施の形態の一部を説明した図である。
【図3】第2の実施の形態の一部を説明した図である。
【図4】第2の実施の形態による全体機能を説明する図
である。
【図5】レーザ光学ユニットの構成を説明した図であ
る。
【図6】偏向されたレーザビームの位置ずれの測定につ
いて説明した図である。
【図7】偏向されたレーザビームの位置ずれの測定につ
いて説明した図である。
【図8】センサと信号処理を説明した図である。
【図9】センサと信号処理を説明した図である。
【図10】従来技術を説明した図である。
【符号の説明】
100 光学ユニット 102 レーザ光源 103,104,105 光学部品 106 回転多面鏡 108,109,110 一次元ラインセンサ 111,112,113 スリットセンサ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源から出射したレーザビームを偏向する
    回転多面鏡及び偏向されたレーザビームを被走査部材上
    に結像する光学系を備える走査光学装置を、前記レーザ
    ビームが出射している状態で測定する光学特性測定装置
    であって、 前記被走査部材の主走査方向の光学特性を測定する主走
    査測定部と、 前記被走査部材の副走査方向の光学特性を測定する副走
    査測定部と、 複数の光学特性の測定項目に応じて、前記レーザビーム
    を前記主走査測定部及び前記副走査測定部のそれぞれに
    導くための測定部切替手段と、を備えることを特徴とす
    る光学特性測定装置。
  2. 【請求項2】前記測定部切替手段は、前記被走査部材の
    主走査方向と平行な軸を中心に前記主走査測定部及び副
    走査測定部を回転移動させて所定の測定位置に配置する
    ことを特徴とする請求項1に記載の光学特性測定装置。
  3. 【請求項3】前記測定部切替手段は、前記レーザビーム
    を前記主走査測定部及び前記副走査測定部に導く光路を
    偏向する反射鏡であることを特徴とする請求項1に記載
    の光学特性測定装置。
  4. 【請求項4】前記副走査測定部は、主走査方向に複数配
    置した一次元ラインセンサを受光センサとすることを特
    徴とする請求項1、2または3に記載の光学特性測定装
    置。
  5. 【請求項5】前記主走査測定部は、主走査方向に複数配
    置したスリットセンサを受光センサとし、該スリットセ
    ンサは、主走査方向に所定幅の開口を持ち、光軸方向後
    方に配置された受光センサへ所定幅のレーザビームのみ
    を受光させるためのスリットを有することを特徴とする
    請求項1乃至4のいずれかに記載の光学特性測定装置。
  6. 【請求項6】前記複数のスリットセンサは、それぞれレ
    ーザビーム開口のためのスリットが測定項目にしたがっ
    て複数の開口を持つことを特徴とする請求項5に記載の
    光学特性測定装置。
  7. 【請求項7】前記複数の開口は、 少なくとも主走査ビーム径測定のための十分主走査方向
    に狭い開口を持つ開口部と、 主走査方向にビームのほとんどの光量を受光するの広い
    開口を持つ開口部と、を含み、 該狭い開口部と該広い開口部とは、前記狭い開口部また
    は前記広い開口部を通過したレーザビームが一つの受光
    センサに到達するよう主走査方向に適当な間隔をおいて
    配されていることを特徴とする請求項5に記載の光学特
    性測定装置。
  8. 【請求項8】光源から出射したレーザビームを偏向する
    回転多面鏡及び偏向されたレーザビームを被走査部材上
    に結像する光学系を備える走査光学装置を、前記レーザ
    ビームが出射している状態で測定する光学特性測定方法
    であって、 前記被走査部材の主走査方向の光学特性を測定する主走
    査方向測定ステップと、 前記被走査部材の副走査方向の光学特性を測定する副走
    査方向測定ステップと、 前記主走査方向測定ステップと前記副走査方向測定ステ
    ップとを複数の測定項目に対応させて切替えるステップ
    と、を含むことを特徴とする光学特性測定方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006078561A (ja) * 2004-09-07 2006-03-23 Ricoh Co Ltd カラー画像形成装置
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US8767028B2 (en) 2010-09-15 2014-07-01 Konica Minolta Business Technologies, Inc. Image forming apparatus
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JP2016110044A (ja) * 2014-12-10 2016-06-20 キヤノン株式会社 走査光学装置、画像形成装置及び補正方法

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