JP2004198341A - 走査光学系のビーム測定評価装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数ライン分の書込ビームを実時間で検出できるようにした走査光学系の光ビーム測定評価装置を提供する。
【解決手段】走査光学ユニット１から照射される書込ビームを受光する検出部２０を副走査方向に移動させる副走査方向移動機構３０を設ける。検出部２０はエリアセンサ２１を備える。副走査方向移動機構３０は、圧電素子からなる加振源で板ばねからなる振動板を加振させることで振動板を振動させ、振動板の中心部に載置した検出部２０を副走査方向に移動させる。エリアセンサ２１を副書込み速度で移動させながら複数ライン部の書込みビームを連続して受光させる。画像処理装置６０でエリアセンサ２１で検出した２次元画像を画像処理して書込みビームの特性を評価する。
【選択図】 図１

Description

【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として、例えばレーザビームを走査させて書込方式のものやＬＥＤアレイ方式に代表される固体撮像方式などに係わり、特に、光書込ビームを感光体上に露光して画像形成を行うレーザビームプリンタやレーザファクシミリ等の画像形成装置に使用されている走査光学系のビーム測定評価装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置は、レーザ光源、コリメートレンズ、各種レンズ、ポリゴンミラーなどで構成される書込走査光学系を備えている。レーザ光源から発生されたレーザビームは、コリメートレンズによって平行光に変換されてポリゴンミラーへ照射される。ポリゴンミラーによって反射された光ビームは、結像レンズおよびミラー系等を介して感光体ドラム上に結像される。感光体ドラム上の点像は、ポリゴンミラーの回転によって主走査方向への走査が行われる。また、感光体ドラムの回転によって副走査方向への走査が行われる。
【０００３】
画像データに基づいてレーザ光源から発生するレーザビームを変調することで、感光体ドラムの表面に静電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体ドラムの表面にトナーを付着させてトナー像が形成される。トナー像を転写紙に転写して定着することで、転写紙に画像が形成される。
【０００４】
画像は上記のようにいくつかのプロセスを経て形成される。このため、画像不良が生じた場合、その原因が書込光学系にあるのかそれ以外であるのかを切り分けるのが難しい。走査光学系を構成している光学素子に、面精度（うねり）、表面欠陥、内部欠陥等がある場合、走査ビームの位置ずれや合焦位置ずれが生じ、画質不良が生ずることがある。そこで、書込走査光学系のビーム特性を評価をする装置が種々提案されている。
【０００５】
例えば、特開平９−３３３９０号公報には、主走査方向全域に亘って走査光学系の評価を行う走査光学系評価装置が記載されている。この走査光学系評価装置は次のように構成されている。エリアセンサはポリゴンミラーによって走査されるレーザビームの走査方向に移動可能に設けられている。エリアセンサによるレーザビームの検出信号は、ＣＣＤ駆動回路によってバッファメモリに読み出される。バッファメモリに入力された主走査方向の信号は画像合成部で副走査方向にコピーされて２次元の画像に展開される。比較演算部によって２次元画像とマスタ画像との差分値が求められる。ホストコンピュータは差分値に基づいてレーザビームの異常を検出し、走査光学系を評価する。また、特開平９−３３３９０号公報には、主走査方向の信号を副走査方向にコピーする動作に代え、エリアセンサ自体を副走査方向に移動させて複数ラインの画像を検出するように変形できることが記載されている。
【０００６】
また、本出願人は、特開２００２−８６７９５号公報で、走査光学系の全走査領域において走査ビームの動的な光量分布を測定できるようにした走査光学系の走査ビーム光量分布測定方法および測定装置を提案している。２次元エリア受光センサを走査ビームの走査方向に移動させながら走査ビームを検出するとともに、受光した走査ビームを位置情報と関連付けてデータ格納部に格納し、格納したデータを用いて走査ビームの光量分布を解析する。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−３３３９０号公報
【特許文献２】
特開２００２−８６７９５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の評価装置や測定装置は、１ライン分のビーム特性を測定して評価することができる。これにより、１ライン分の画像データを得ることができる。しかしながら、１ライン分の画像データを副走査方向にコピーして２次元画像に展開したとしても、実際に即した２次元画像とはならない。このように従来の評価装置や測定装置は複数ライン分の書込ビームを実時間で検出できないため、出力画像を予測したり画像形成状態を評価したりすることができなかった。
【０００９】
本発明はこのような課題を解決するためなされたもので、複数ライン分の書込ビームを実時間で検出できるようにした走査光学系の光ビーム測定評価装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため本発明による走査光学系のビーム測定評価装置は、予め設定しておいた書込パターンで書込ビームを照射・制御するビーム照射制御手段と、照射された書込ビームを検出する２次元配列された受光素子からなる検出手段と、この検出手段によって検出される書込ビームの２次元画像データに画像処理を施す画像処理手段とを備え、検出手段は副書込方向に複数ライン分受光できる受光幅を有し、書込ビームを照射する走査光学ユニットに対し検出手段を副書込方向に移動する副書込方向移動手段を備え、検出手段の副書込方向移動速度を感光体の周速度とし、実時間で複数ライン分の書込ビームを検出手段に所定の副書込方向ピッチ間隔で多重に照射させて２次元画像データを取得することを特徴とする。
【００１１】
本発明による走査光学系のビーム測定評価装置は、複数ライン分の書込光ビームを潜像形成時と同じ主・副書込方向ピッチ間隔でエリアセンサに受光させて、その光強度分布を２次元画像として取得できる。これにより、実際に印字させなくても、画像品質の評価が可能となる。
【００１２】
また、副書込方向に連続して複数の走査ラインを検出できるので、副書込方向の書込ピッチ間隔のばらつきを測定でき、ポリゴンミラーなどの回転偏向器の面倒れが走査位置に及ぼす影響についても評価することが可能となる。
【００１３】
また、例えば、マルチビームの走査光学系の場合、重心位置を求める際、光量分布データは、光量の重なりがあるため、任意の断面で重心を求めると、実際の副書込方向ピッチに比べ、見かけ上短い値となってしまう。しかし、副書込方向に複数の書込ビームを取得することで、光量の重なりが両側にあるため、求めた重心の値をもとに、正確な副書込方向ピッチを測定し評価することも可能となる。
【００１４】
また、走査光学系を画像形成装置本体に組み込んで印字させなくても出力画像の予測ができ、画像品質の確認が可能となるので、従来のように、印字されたものの濃度ムラをスキャナで読み込んで評価する必要がなくなる。
【００１５】
なお、副書込方向移動手段（微動ステージ）として、２次元配列された受光素子が取り付けられた移動テーブル部と、移動テーブル部を取り付ける支承部材と、支承部材を加振する加振源と、それらを支持する筺体部とから構成され、加振源を正弦波駆動させることで支承部材を共振させ、移動テーブル部を周期的に往復運動させる微動ステージを用いることで、短ストロークで受光素子を高速（例えば１６９ｍｍ／ｓｅｃ）で移動させることができる。
【００１６】
また、支承部材を板ばねで構成することで、移動方向の剛性を確保するのが容易となり、また、所定の固有振動数に合わせ込むことが容易となる。加振源を圧電素子で構成し、支承部材を加振する圧電素子の駆動位置は支承部材の共振による変位量が小さい位置とすることで、加振源の振幅よりも振動板の中心部の振幅を大きくできる。加振源に圧電素子を用い、圧電素子を正弦波駆動して振動板を共振させる構造とすることで、副書込方向移動手段（微動ステージ）を小型に構成することができる。
【００１７】
また、副書込方向移動手段（微動ステージ）に振動板の負荷質量を調整するための質量調整部を備えることで、支承部材の共振周波数を調整でき、所定のタイミングにおける移動速度を調整できる。
【００１８】
また、副書込方向移動手段（微動ステージ）は、支承部材の振動方向を案内する案内機構を備えることで、移動方向の真直案内性を上げることができる。
【００１９】
また、副書込方向移動手段（微動ステージ）によって移動される検出手段の移動速度が略等速状態となるタイミングで、検出手段に複数ライン分の光ビームを受光させることで、副走査方向の書込ピッチをより正確に測定できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施の形態による走査光学系のビーム測定評価装置の概略構成を示す図である。図１に示す走査光学系のビーム測定評価装置１０は、走査光学系を有する走査光学ユニット１から出力される書込光ビームの特性を評価するものである。ビーム測定評価装置１０は、走査光学ユニット１から出射された書込光ビームの検出部（検出手段）２０と、検出部２０を副走査方向へ移動させる副走査方向移動機構（副書込方向移動手段としての微動ステージ）３０と、検出部２０を主走査方向へ移動させる主走査方向移動機構４０と、測定制御部５０と、画像処理装置６０と、画像表示装置７０とからなる。
【００２２】
測定制御部５０は、走査光学系ユニット１からの書込ビームの発生を制御するとともに、検出部２０による書込ビームの検出動作を制御する。測定制御部５０は、書込開始タイミング検出部５１と、点灯制御部５２と、書込パターン記憶部５３と、主走査方向移動制御部５４と、副走査方向移動制御部５５と、検出タイミング制御部５６とを備える。書込開始タイミング検出部５１と点灯制御部５２と書込パターン記憶部５３とで特許請求の範囲に記載したビーム照射制御手段が構成される。
【００２３】
画像処理装置６０は、検出部２０によって検出された画像信号を画像データに変換して一時記憶するとともに、記憶した画像データに画像処理を施して光量分布データの解析やビーム径などの測定評価を行う。また、画像処理装置６０は、検出部２０によって検出された画像を画像表示装置７０に表示させる。
【００２４】
評価対象である走査光学ユニット１は、レーザビーム発生源としてレーザダイオード等の半導体レーザ２を備える。半導体レーザ２から出力されたレーザビームは、コリメートレンズ３によって平行光に変換され、シリンドリカルレンズ４を介してポリゴンミラー（多面鏡）５の鏡面に集光され、集光されたレーザビームはポリゴンミラー５の鏡面で反射される。ポリゴンミラー５は、図示しないモータによって矢印Ａ方向へ高速で回転される。ポリゴンミラー５の回転によってレーザビームの偏向がなされ、これによりレーザビームの主走査方向への走査がなされる。ポリゴンミラー５で反射されたレーザビームは、結像レンズ（ｆθレンズ）６を介して感光体像位置Ｒに結像される。符号７は、走査ビームの走査開始位置を検出する受光センサ（フォトダイオード）である。
【００２５】
受光センサ（フォトダイオード）７の出力は、測定制御部５０内の書込開始タイミング検出部５１に供給される。書込開始タイミング検出部５１は、走査開始位置を検出する受光センサ７の出力の立上りに同期して書込開始タイミング信号を発生する。測定制御部５０は、図示しないモータ駆動回路を介して図示しないモータを所定回転数で回転させている。
【００２６】
点灯制御部５２は、半導体レーザ２を先ず連続点灯状態に駆動し、書込開始タイミング検出部５１から書込開始タイミング信号が供給された時点から書込パターン記憶部５３に予め格納されている書込パターンデータに基づいて半導体レーザ２から出射されるレーザビームを変調する。これにより、半導体レーザ２から書込パターンに対応して変調されたレーザビームが出射され、ポリゴンミラー５の回転によって主走査方向に走査された書込光ビームが発生される。点灯制御部５２は上記の動作を繰り返す。
【００２７】
検出部２０は、エリアセンサ２１と、開閉（シャッタ）手段２２と、読出回路（図示しない）とを備える。エリアセンサ２１は、複数の受光素子が所定ピッチで２次元に配列されてなる。エリアセンサ２１として例えばＣＣＤ撮像素子を用いることができる。エリアセンサ２１は、その受光面が感光体像位置Ｒになるよう配置される。開閉（シャッタ）手段２２は、エリアセンサ２１の前方に配置されている。開閉（シャッタ）手段２２が閉状態にあるときは、エリアセンサ２１に対する光の入射が遮断される。
【００２８】
本実施の形態では、開閉（シャッタ）手段２２を機械式の開閉機構で構成している。なお、開閉（シャッタ）手段は電子式のものとしてもよい。例えば、エリアセンサ２１としてＣＣＤ撮像素子を用いる場合には、電荷蓄積時間を制御することで所定期間中の受光出力を得るようにしてもよい。読出回路（図示しない）は、測定制御部５０から供給される読出要求（図示しない）に応じてエリアセンサ２１の各受光素子の受光出力（画像信号）を所定の順序で読み出して画像処理装置６０へ供給する。
【００２９】
図２は本実施の形態によるビーム測定評価装置の構造を示す図である。図２はビーム測定評価装置の側面を示したものである。基台１００の上に主走査方向移動機構４０が取り付けられている。主走査方向移動機構４０は、主走査方向移動テーブル４１を主走査方向（図２において紙面垂直方向）へ移動させる機構と、主走査方向移動テーブル４１の位置を検出する手段（図示しない）を備える。主走査方向移動テーブル４１の上に副走査方向移動機構３０が取り付けられている。副走査方向移動機構３０の上に検出部２０が取り付けられている。基台１００には載置台１０１が設けられており、この載置台１０１に評価対象である走査光学ユニット１が着脱自在に取り付けられている。走査光学ユニット１は、検出部２０に対して所定の位置関係で載置されている。
【００３０】
図３は本実施の形態によるビーム測定評価装置の副走査方向移動機構の構造を示す図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は正面図、図３（ｃ）は側面図である。副走査方向移動機構３０は、底板３１と、底板３１の両端に立設された一対の脚部３２，３２と、振動板（支承部材）３３と、振動板３３を加振する加振源３４と、振動板３３上に固定された検出器取付部（移動テーブル部）３５と、検出器取付部３５の移動方向を規制するために底板３１から立設されたガイド部材３６とからなる。底板３１と一対の脚部３２，３２とで特許請求の範囲に記載した筺体部を構成している。
【００３１】
振動板３３は板ばねで形成している。振動板３３の両端は各脚部３２，３２に固定されている。加振源３４は圧電素子を用いて構成している。加振源３４は、振動板３３の一端部側に配置している。加振源３４の基部固定端を底板３１に固定し、加振源３４の上部振動端を振動板３３に連結している。加振源３４によって振動板３３の一端部側を振動させることで、図３（ｂ）に仮想線で示すように振動板３３を振動させる。ここで、検出器取付部３５とそれに取り付けられた検出器２０との合計質量、及び、振動板３３を形成する板ばねの剛性で決まる固有振動数が所定の値（例えば２５Ｈｚ）になるようしている。
【００３２】
圧電素子を用いて構成した加振源３４に所定周波数（例えば２５Ｈｚ）の正弦波形の電力を供給し、加振源３４によって振動板３３を加振状態にすることで、検出器取付部３５に取り付けられた検出器２０を周期的に往復運動させる。これにより、検出器２０を高速移動（例えば１６９ｍｍ／ｓｅｃ）させることができる。この速度は短ストロークで実現するには非常に困難な値である。
【００３３】
検出器取付部３５は、振動板３３への取り付け部となる基部３５ａと、基部から垂直に立設された検出器取付部３５ｂとを備える。検出器取付部３５ｂに検出器２０が取り付けられている。検出器取付部３５の基部３５ａには、ガイド部材３６を挿通させるための透孔３５ｃが形成されている。基部３５ａに形成した透孔３５ｃとガイド部材３６とで、検出器取付部３５の移動方向を案内する案内機構３７を構成している。振動板３３にはガイド部材３６を挿通させるための透孔が設けられている。ガイド部材３６の先端は、振動板３３の透孔及び基部３５ａの透孔３５ｃを挿通して基部３５ａの上方へ突出させている。
【００３４】
また、図３（ａ）に示すように検出器取付部３５の基部３５ａには、一対の質量調整部３５ｄ，３５ｄを設けている。質量調整部３５ｄは、例えば、基部３５ａに立設されたボルトと、ボルト挿通孔を備えた重なり部材と、ナット等からなる。重なり部材の質量を調整することで、振動板３３の負荷質量を調整できるようにしている。また、質量調整部３６ｄ，３６ｄを一対設けることで、左右の質量バランスを取れるようにしている。
【００３５】
図４は副走査方向移動制御部及び検出タイミング制御部の構成を示す図である。副走査方向移動制御部５５は、駆動電圧発生部５５Ａとリセット信号発生部５５Ｂを備える。駆動電圧発生部５５Ａは、書込開始タイミング検出部５１から書込開始タイミング信号が供給されると所定周波数（例えば２５Ｈｚ）の正弦波駆動電圧を発生する。駆動電圧発生部５５Ａは、１周期分の正弦波駆動電圧を発生すると正弦波駆動電圧の出力を一時停止し、停止した時点から次の書込開始タイミング信号が供給されると１周期分の正弦波駆動電圧を発生する動作を繰り返す。駆動電圧発生部５５Ａで発生された正弦波駆動電圧は加振源３４を構成する圧電素子に供給される。リセット信号発生部５５Ｂは、正弦波駆動電圧の１周期毎にリセット信号を発生する。
【００３６】
検出タイミング制御部５６は、書込開始タイミング信号をカウント入力として歩進するカウンタ手段５６Ａと、カウンタ手段５６Ａのカウント値に基づいて開閉制御信号を発生する開閉制御信号発生部５６Ｂとを備える。カウンタ手段５６Ａは、書込開始タイミング信号の到来回数をカウントするとともに、リセット信号発生部５５Ｂから供給されるリセット信号に基づいて正弦波駆動電圧の１周期毎にカウント値が０にリセットされる。
【００３７】
開閉制御信号発生部５６Ｂは、カウンタ手段５６Ａのカウント値が予め設定した受光開始カウント値になった時点で開閉（シャッタ）手段２２を開状態に制御するための開閉制御信号を発生する。開閉制御信号発生部５６Ｂは、カウンタ手段５６Ａのカウント値が予め設定した受光終了カウント値になった時点で開閉制御信号の出力を停止する。なお、開閉制御信号発生部５６Ｂは、開閉制御信号を発生した時点から予め設定した遅延時間が経過した時点で開閉制御信号の出力を停止するようにしてもよい。開閉制御信号は開閉（シャッタ）手段２２に供給される。これにより、開閉（シャッタ）手段２２を開状態にして、書込光ビームをエリアセンサ２１に入射させることができる。
【００３８】
ここで、受光開始カウント値は、正弦波駆動電圧波形と副走査方向移動機構によって副走査方向に移動されるエリアセンサの実際の移動位置との位相遅れ時間を考慮して、エリアセンサの移動位置が適切な検出位置になるときの値に設定している。また、受光終了カウント値は、受光開始カウント値に対して検出を行う主走査ライン数を加算した値に設定している。これにより、エリアセンサの移動位置が書込光ビームを受光するのに適切な位置に移動された時点から所定の主走査ライン分の検出がなされる。
【００３９】
エリアセンサ２１の前段に開閉（シャッタ）手段２２を設け、測定制御部５０によって開閉（シャッタ）手段２２の開閉タイミングを制御することで、エリアセンサ２１に所定の走査数の光ビームを受光させることができるとともに、エリアセンサ２１の同じ位置に光ビームを多重に受光されるのを防止することができる。さらに、エリアセンサ２１に入射する時間を必要最小限に抑えることで、ノイズの少ない検出画像を取り込むことができる。
【００４０】
図５は副走査方向移動機構の変位特性を示すグラフである。縦軸は変位量を示し、横軸は時間を示している。加振源３４に圧電素子を用いて振動板３３の共振周波数で正弦波駆動させることで、振動板３３は共振状態となり、圧電素子で変位させた量の数十倍の変位量を得ることができる。例えば、圧電素子を振幅６０μｍ、周波数２５Ｈｚで正弦波駆動させて、振動板３３の固有振動数を２５Ｈｚで設計しておくことで、振動板３３の中央部に取り付けたエリアセンサ２１を振幅１０８８μｍ、周波数２５Ｈｚで周期的に往復運動させることができる。
【００４１】
図６は副走査方向への往復運動の最速かつ等速な領域における変位量をプロットしたグラフである。図６に示すように、変位量が±３００μｍの領域で振動板３３はほぼ等速に移動しており、その移動速度は１６９ｍｍ／ｓｅｃである。この領域で、図６の丸印で示すタイミングにおいて、走査間隔５００μｓｅｃで７走査分だけ、書込光ビームを連続的にエリアセンサ２１に入射させて、走査光学ユニット１の光強度分布の測定を行う。また、この時の７走査分の変位量である５０８μｍのストロークを得ている。
【００４２】
感光体の周速度は、走査光学ユニット１の書込密度と一走査に照射するビームの数とポリゴンミラー５の面数と回転数により求められたものと一致する。仮に、ポリゴンミラー５の面数が６面で回転数が２０００ｒｐｍの場合、走査の間隔（主走査周期）は５００μｓｅｃとなる。この間に、１２００ｄｐｉで、４ビームの場合、移動量はおよそ８４．７μｍである。したがって、感光体の周速度は１６９ｍｍ／ｓｅｃとなる。この速度で、検出部（検出手段）２０にポリゴンミラー５の面数よりも一面以上多く走査させたビームを多重に取り込み必要がある。つまり、ポリゴンミラー５の面倒れ等の影響を確認するために、連続して全ての面で照射されるビームの２次元画像データを取り込む。例えば、７走査分だけ入射させる場合、副走査方向移動機構３０のストロークは５０８μｍ必要となる。
【００４３】
図７はエリアセンサに１走査につき４ビームの走査線を７走査分に亘って多重に照射させたときの検出画面の一例を示す図である。エリアセンサ２１を副走査方向に副書込速度で移動させながら書込光ビームを検出することで、図７に示すように、複数の走査ラインによって書込まれた画像を検出することができる。
【００４４】
なお、主走査方向移動機構４０を介して検出部２０の主走査方向の位置を移動することで、主走査方向の任意の位置で書込光ビームの測定を行うことができる。主走査方向移動制御部５４は、主走査方向の位置を把握しており、その位置データを画像処理装置６０に供給する。これにより、画像処理装置６０は検出画像の主走査方向位置を認識することができ、各位置での光ビーム特性を評価したり、異なる位置での検出画像を合成して印字状態等を評価したりすることができる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、評価対象としてポリゴンミラーを備えた走査光学ユニットを例示したが、本発明に係る走査光学系のビーム測定評価装置は、ＬＥＤアレイ方式に代表される固体撮像方式の走査光学系の測定評価にも適用することができる。
【００４６】
また、本実施の形態では、副走査方向移動機構によってエリアセンサを副走査方向に移動させる構成を示したが、副走査方向移動機構によって走査光学系を移動させながら複数走査分の書込ビームを２次元画像として検出する構成としてもよい。
【００４７】
また、本実施の形態では、感光体像位置Ｒにエリアセンサを配置する構成を示したが、感光体像位置Ｒに拡大光学系を配置しその後方にエリアセンサを配置して、書込ビームの拡大像をエリアセンサで検出するようにしてもよい。
【００４８】
さらに、本発明に係る走査光学系の測定評価装置を、画像形成装置における走査光学ユニットの組立・調整に用いられる光量調整装置などに組み込むことで、組立・調整に要する時間を短縮したり、組立・調整の自動化を図ったりすることができる。
【００４９】
本実施の形態による走査光学系の測定評価装置は、副走査方向移動機構（副書込方向移動手段）として、検出部（検出手段）２０を搭載した検出器取付部（移動テーブル部）３５を正弦波駆動させ加振することで、振動板（支承部材）３３を加振状態にし、結果的に、検出器取付部（移動テーブル部）３５を周期的に往復運動させる微動ステージを用いたので、検出器取付部（移動テーブル部）３５に備えた検出部（検出手段）２０を高速（例えば１６９ｍｍ／ｓｅｃ）で移動できる。この速度を短ストロークで実現するのは非常に困難であったが、上記の微動ステージを用いることで短ストロークでの高速移動が可能となる。これにより、実時間で複数ライン分の書込ビームの像（拡大像を含む）を実画像と同様の２次元画像データとして取得できる。
【００５０】
加振源３４に圧電素子を用い、加振点を振動板（支承部材）３３の変位量が小さい位置（例えば振動板の端部近傍）にすることで、加振源の振幅よりも振動板（支承部材）３３の中心部の振幅を大きくできる。このような変位拡大機構を備えることで、圧電素子を予圧状態にして使用した場合、圧電素子の変位量はおよそ数１０μｍであるの対して、５００μｍ程度の十分な変位量を得ることができる。ストローク５００μｍは、圧電素子を用いた弾性支点てこによる一般的な拡大機構による微動ステージでは、案内機構になっているヒンジ部剛性などを考慮すると実現するのが困難な値である。このストロークでかつ高速駆動させるにあたり、本発明以外の微動ステージ構成は、実現が非常に難しいと考えられる。
【００５１】
周期運動する検出器取付部（移動テーブル部）３５において、等速に近い状態で書込ビームを検出することで、あたかも等速移動するステージと同じ動作を行わせることができる。通常のステージでは、本発明の微動ステージと同じ速度及び移動量を確保するために大きなスペースが必要となり、副走査方向移動機構（副書込方向移動手段）３０の小型化が困難である。本発明の微動ステージを用いることで、副走査方向移動機構（副書込方向移動手段）３０を小型化でき、高速かつ必要な移動量を確保できる。
【００５２】
副走査方向移動機構（副書込方向移動手段）３０に振動板（支承部材）３３の負荷質量を調整するための質量調整部を備えることで、微動ステージの共振周波数を調整でき、所定のタイミングにおける移動速度を調整できる。
【００５３】
副走査方向移動機構（副書込方向移動手段）３０に振動板（支承部材）３３の振動方向を案内する案内機構を備えることで、微動ステージの真直案内性を向上させることができる。これにより、検出部（検出手段）２０を書込ビームの入射方向に常に垂直に配置させることができ、微動ステージの移動に伴う運動精度の劣化がなく、測定精度を確保できる。
【００５４】
振動板（支承部材）３３を板ばねで構成することで、微動ステージの移動方向の剛性を設計された固有振動数にするのが容易であり、かつ、移動方向への真直性に優れた微動ステージを実現できる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数ライン分の書込ビームを実際の画像と同じ主・副書込方向ピッチ間隔で受光して、それら複数の書込ビームの光強度分布を２次元画像として取得することができる。これにより、実際に印字させなくても画像品質の評価が可能である。
【００５６】
また、副走査方向に連続して複数の走査ラインを検出できるので、副走査方向の書込ピッチ間隔のばらつきを測定でき、ポリゴンミラーなどの回転偏向器の面倒れが走査位置に及ぼす影響についても評価することが可能となる。
【００５７】
また、例えば、マルチビームの走査光学系の場合、重心位置を求める際、光量分布データは、光量の重なりがあるため、任意の断面で重心を求めると、実際の副書込方向ピッチに比べ、見かけ上短い値となってしまう。しかし、副書込方向に複数の書込ビームを取得することで、光量の重なりが両側にあるため、求めた重心の値をもとに、正確な副書込方向ピッチを測定し評価することも可能となる。
【００５８】
また、走査光学系を画像形成装置本体に組み込んで印字させなくても出力画像の予測ができ、画像品質の確認が可能となるので、従来のように、印字されたものの濃度ムラをスキャナで読み込んで評価する必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による走査光学系のビーム測定評価装置の概略構成を示す図である。
【図２】本実施の形態によるビーム測定評価装置の構造を示す図である。
【図３】本実施の形態によるビーム測定評価装置の副走査方向移動機構の構造を示す図である。
【図４】副走査方向移動制御部及び検出タイミング制御部の構成を示す図である。
【図５】副走査方向移動機構の変位特性を示すグラフである。
【図６】副走査方向への往復運動の最速かつ等速な領域における変位量をプロットしたグラフである。
【図７】エリアセンサに１走査につき４ビームの走査線を７走査分に亘って多重に照射させたときの検出画面の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ 走査光学ユニット（走査光学系）
２ 半導体レーザ
３ コリメートレンズ
４ シリンドリカルレンズ
５ ポリゴンミラー
６ 結像レンズ（ｆθレンズ）
７ 受光センサ（フォトダイオード）
１０ 走査光学系のビーム測定評価装置
２０ 検出部（検出手段）
２１ エリアセンサ（受光素子）
２２ 開閉（シャッタ）手段
３０ 副走査方向移動機構（副書込方向移動手段である微動ステージ）
３１ 底板（筺体部）
３２ 脚部（筺体部）
３３ 振動板（支承部材）
３４ 加振源（圧電素子）
３５ 検出器取付部（移動テーブル部）
３５ｄ 質量調整部
３６ ガイド部材
３７ 案内機構
４０ 主走査方向移動機構
４１ 移動テーブル
５０ 測定制御部
５１ 書込開始タイミング検出部
５２ 点灯制御部
５３ 書込パターン記憶部
５４ 主走査方向移動制御部
５５ 副走査方向移動制御部
５６ 検出タイミング制御部
６０ 画像処理装置（画像処理手段）
７０ 画像表示装置

Claims (6)

1. 走査光学系を有する画像形成装置における実書込状態の書込ビームを測定するビーム測定評価装置であって、
   予め設定しておいた書込パターンで書込ビームを照射・制御するビーム照射制御手段と、
   照射された書込ビームを検出する２次元配列された受光素子からなる検出手段と、
   前記検出手段によって検出される書込ビームの２次元画像データに画像処理を施す画像処理手段とを備え、
   前記２次元配列された受光素子からなる検出手段は、副書込方向に複数ライン分受光できる受光幅を有し、
   書込ビームを照射する走査光学ユニットに対し、前記検出手段を副書込方向に移動できる副書込方向移動手段を備え、
   前記検出手段の副書込方向移動速度を感光体の周速度とし、実時間で複数ライン分の書込ビームを前記検出手段に所定の副書込方向ピッチ間隔で多重に照射させて２次元画像データを取得することを特徴とする走査光学系のビーム測定評価装置。
2. 前記副書込方向移動手段として、前記２次元配列された受光素子が取り付けられた移動テーブル部と、前記移動テーブル部を取り付ける支承部材と、前記支承部材を加振する加振源と、それらを支持する筺体部とから構成され、前記加振源を正弦波駆動させることで前記支承部材を共振させ、前記移動テーブル部を周期的に往復運動させる微動ステージを用いたことを特徴とする請求項１記載の走査光学系のビーム測定評価装置。
3. 前記支承部材は板ばねを用いて構成し、前記加振源は圧電素子を用いて構成し、前記支承部材を加振する圧電素子の駆動位置は支承部材の共振による変位量が小さい位置とすることを特徴とする請求項２記載の走査光学系のビーム測定評価装置。
4. 前記副書込方向移動手段は、前記支承部材の負荷質量を調整するための質量調整部を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の走査光学系のビーム測定評価装置。
5. 前記副書込方向移動手段は、前記支承部材の振動方向を案内する案内機構を備えることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の走査光学系のビーム測定評価装置。
6. 前記副書込方向移動手段によって移動される前記検出手段の移動速度が略等速状態となるタイミングで、前記検出手段に前記複数ライン分の光ビームを受光させることを特徴とする請求項１記載の走査光学系のビーム測定評価装置。

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