JP3327061B2 - 走査光学系評価装置 - Google Patents
走査光学系評価装置Info
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は走査光学系評価装置
に関し、特に、レーザービームを感光体上に走査露光し
て画像記録を行うレーザービームプリンタ等の画像記録
装置に使用される走査光学系の評価装置に関する。
に関し、特に、レーザービームを感光体上に走査露光し
て画像記録を行うレーザービームプリンタ等の画像記録
装置に使用される走査光学系の評価装置に関する。
【0002】
【従来の技術】レーザービームプリンタ等の画像記録装
置では、半導体レーザーから放出されたレーザービーム
はコリメータレンズで平行光に変換された後、シリンド
リカルレンズによってポリゴンミラーの面上に集光され
る。前記ポリゴンミラーは高速で回転しており、集光さ
れたレーザービームはポリゴンミラーで反射されて感光
体上に到達し、該感光体を露光する。さらに、前記感光
体上を一定速度でレーザービームを走査できるように、
前記ポリゴンミラーと感光体との間にはfθレンズが配
置される。
置では、半導体レーザーから放出されたレーザービーム
はコリメータレンズで平行光に変換された後、シリンド
リカルレンズによってポリゴンミラーの面上に集光され
る。前記ポリゴンミラーは高速で回転しており、集光さ
れたレーザービームはポリゴンミラーで反射されて感光
体上に到達し、該感光体を露光する。さらに、前記感光
体上を一定速度でレーザービームを走査できるように、
前記ポリゴンミラーと感光体との間にはfθレンズが配
置される。
【0003】ところで、前記レーザービーム走査光学系
を構成するfθレンズ等の部材に傷等の欠陥があったり
異物が付着していたりすると、これらの傷や異物に集光
されたレーザービームは、そのピークパワー(最大強
度)が低下したり、レーザープロファイル(ビーム形
状)が変形したりする。前記強度の低下やビーム形状の
変化は感光体上でのビームスポット径に影響を及ぼし、
プリント画の画質不良を発生させることがある。
を構成するfθレンズ等の部材に傷等の欠陥があったり
異物が付着していたりすると、これらの傷や異物に集光
されたレーザービームは、そのピークパワー(最大強
度)が低下したり、レーザープロファイル(ビーム形
状)が変形したりする。前記強度の低下やビーム形状の
変化は感光体上でのビームスポット径に影響を及ぼし、
プリント画の画質不良を発生させることがある。
【0004】そこで、走査光学系におけるビーム形状を
予め評価して前記画質不良を防止する必要が生じ、種々
の評価装置が提案されている。例えば特開平3−107
738号公報に記載されたビーム形状測定装置では、感
光体面と等価の位置にビーム径測定用の二次元センサを
配置し、該センサの受光信号によりビームの輝度を測定
している。また、特開平4−86539号公報に記載さ
れた装置では、光ビームを受光してその径を測定する測
定器を該光ビームの走査方向に移動させる移動手段に搭
載し、被評価体であるfθレンズの全体に光ビームを走
査することができるようにしている。
予め評価して前記画質不良を防止する必要が生じ、種々
の評価装置が提案されている。例えば特開平3−107
738号公報に記載されたビーム形状測定装置では、感
光体面と等価の位置にビーム径測定用の二次元センサを
配置し、該センサの受光信号によりビームの輝度を測定
している。また、特開平4−86539号公報に記載さ
れた装置では、光ビームを受光してその径を測定する測
定器を該光ビームの走査方向に移動させる移動手段に搭
載し、被評価体であるfθレンズの全体に光ビームを走
査することができるようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置では、
次のような問題点があった。まず、特開平3−1077
38号公報の装置では二次元センサが配置された特定の
位置でのみ測定が可能である。したがって、各二次元セ
ンサの間に露光される光ビームが通過するfθレンズ上
の位置に欠陥等があった場合には、この影響によるピー
クパワーの低下やプロファイルの変化を検出することは
できないという問題点があった。
次のような問題点があった。まず、特開平3−1077
38号公報の装置では二次元センサが配置された特定の
位置でのみ測定が可能である。したがって、各二次元セ
ンサの間に露光される光ビームが通過するfθレンズ上
の位置に欠陥等があった場合には、この影響によるピー
クパワーの低下やプロファイルの変化を検出することは
できないという問題点があった。
【0006】また、特開平4−86539号公報に記載
された装置では、主走査幅全域でビーム径を測定するこ
とはできるが、静止ビームを測定するものであるため、
前記移動した測定器に光ビームを精度良く合わせて露光
することが容易ではなく、位置合わせに時間がかかると
いう問題点があった。
された装置では、主走査幅全域でビーム径を測定するこ
とはできるが、静止ビームを測定するものであるため、
前記移動した測定器に光ビームを精度良く合わせて露光
することが容易ではなく、位置合わせに時間がかかると
いう問題点があった。
【0007】また、光ビーム走査光学系で実際に画像を
プリントして、そのプリント結果を人が判断して評価す
るという方法もあるが、当該走査光学系をプリントのた
めにプリンタに対して脱着する作業が必要となって工数
を増加させるという問題点があった。さらに、人の判断
による場合は個人差がでるという問題点もある。
プリントして、そのプリント結果を人が判断して評価す
るという方法もあるが、当該走査光学系をプリントのた
めにプリンタに対して脱着する作業が必要となって工数
を増加させるという問題点があった。さらに、人の判断
による場合は個人差がでるという問題点もある。
【0008】本発明は、上記問題点を解消し、走査露光
時と同等の状態で、主走査領域全域に亘って精度の良い
評価を行うことができる走査光学系評価装置を提供する
ことを目的とする。
時と同等の状態で、主走査領域全域に亘って精度の良い
評価を行うことができる走査光学系評価装置を提供する
ことを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決し、目
的を達成するための本発明は、複数の受光素子が2次元
に配置されてなり、評価対象である走査光学系から放出
された光ビームを受光するため、該走査光学系に対して
予定の位置関係で配置された少なくとも一つの受光素子
アレイと、前記受光素子アレイの出力信号を前記光ビー
ムの変調信号に基づく基準データと比較演算して前記走
査光学系の異常を検出する比較演算手段と、前記受光素
子アレイに蓄積された受光信号を前記比較演算手段に取
り込んだ後、該受光素子アレイを次の受光位置まで前記
光ビームの主走査方向に移動させる移動手段とを具備し
た点に第1の特徴がある。
的を達成するための本発明は、複数の受光素子が2次元
に配置されてなり、評価対象である走査光学系から放出
された光ビームを受光するため、該走査光学系に対して
予定の位置関係で配置された少なくとも一つの受光素子
アレイと、前記受光素子アレイの出力信号を前記光ビー
ムの変調信号に基づく基準データと比較演算して前記走
査光学系の異常を検出する比較演算手段と、前記受光素
子アレイに蓄積された受光信号を前記比較演算手段に取
り込んだ後、該受光素子アレイを次の受光位置まで前記
光ビームの主走査方向に移動させる移動手段とを具備し
た点に第1の特徴がある。
【0010】また、本発明は、第1の特徴に加え、前記
受光素子アレイで検出された主走査方向の受光信号を副
走査方向に予定本数転写して2次元画像データを生成す
る画像合成手段を具備し、前記比較演算手段を、前記2
次元画像を前記光ビームの変調信号に基づく基準データ
と比較演算して前記走査光学系の異常を検出するように
構成した点に第2の特徴がある。
受光素子アレイで検出された主走査方向の受光信号を副
走査方向に予定本数転写して2次元画像データを生成す
る画像合成手段を具備し、前記比較演算手段を、前記2
次元画像を前記光ビームの変調信号に基づく基準データ
と比較演算して前記走査光学系の異常を検出するように
構成した点に第2の特徴がある。
【0011】また、本発明は、第1の特徴に加え、前記
受光素子アレイの予定領域で前記光ビームを受光するた
め、該受光素子アレイを副走査方向に移動させる副走査
方向移動手段を具備した点に第3の特徴がある。
受光素子アレイの予定領域で前記光ビームを受光するた
め、該受光素子アレイを副走査方向に移動させる副走査
方向移動手段を具備した点に第3の特徴がある。
【0012】また、本発明は、前記受光素子アレイの電
荷蓄積時間は該走査光学系から放出される光ビームが実
際の使用において露光される感光体のバイアス値と対応
して設定した点に第4の特徴がある。
荷蓄積時間は該走査光学系から放出される光ビームが実
際の使用において露光される感光体のバイアス値と対応
して設定した点に第4の特徴がある。
【0013】また、本発明は、評価対象がfθレンズで
あって、前記受光素子アレイが、前記fθレンズを通過
した光ビームを受光するため、前記fθレンズに対して
予定の位置関係で配置されているととともに、少なくと
も半導体レーザーを含み、前記fθレンズの高さ方向に
上下動可能に設けられたレーザービーム放出手段と、少
なくとも前記fθレンズの有効高さと同一の高さを有
し、前記レーザービーム放出手段から放出された光ビー
ムを主走査方向に走査するためのポリゴンミラーとを具
備した点に第5の特徴がある。
あって、前記受光素子アレイが、前記fθレンズを通過
した光ビームを受光するため、前記fθレンズに対して
予定の位置関係で配置されているととともに、少なくと
も半導体レーザーを含み、前記fθレンズの高さ方向に
上下動可能に設けられたレーザービーム放出手段と、少
なくとも前記fθレンズの有効高さと同一の高さを有
し、前記レーザービーム放出手段から放出された光ビー
ムを主走査方向に走査するためのポリゴンミラーとを具
備した点に第5の特徴がある。
【0014】上記第1ないし4の特徴によれば、受光素
子アレイから取り込んだ光ビームの受光信号を基準デー
タと比較することにより受光素子で受光した光ビームの
異常が検出される。また、前記移動手段によって受光素
子アレイが主走査方向に移動されるため、評価対象とな
る走査光学系の走査領域で前記受光信号を検出すること
ができる。
子アレイから取り込んだ光ビームの受光信号を基準デー
タと比較することにより受光素子で受光した光ビームの
異常が検出される。また、前記移動手段によって受光素
子アレイが主走査方向に移動されるため、評価対象とな
る走査光学系の走査領域で前記受光信号を検出すること
ができる。
【0015】特に、第2および第3の特徴によれば、受
光信号は副走査方向すなわち主走査方向と直交する方向
にも拡大されるので光ビームの異常を主走査方向および
副走査方向の2方向で検出することができる。また、第
4の特徴によれば、評価対象が実際の感光体露光に使用
されるときの状態と同等の状態で評価をすることができ
る。さらに、第5の特徴によれば、走査光学系全体では
なく、fθレンズ単体の評価ができ、特に、該fθレン
ズの有効範囲全域に光ビームを通過させることができ
る。
光信号は副走査方向すなわち主走査方向と直交する方向
にも拡大されるので光ビームの異常を主走査方向および
副走査方向の2方向で検出することができる。また、第
4の特徴によれば、評価対象が実際の感光体露光に使用
されるときの状態と同等の状態で評価をすることができ
る。さらに、第5の特徴によれば、走査光学系全体では
なく、fθレンズ単体の評価ができ、特に、該fθレン
ズの有効範囲全域に光ビームを通過させることができ
る。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
詳細に説明する。図2は光ビーム走査装置の構成を示す
平面図である。該光ビーム走査装置の走査光学系が本発
明にかかる評価装置の評価対象となる。同図において、
レーザービーム発生手段として半導体レーザー1が設け
られている。該半導体レーザー1の前方にはコリメータ
レンズ2およびシリンドリカルレンズ3が配置されてい
る。前記半導体レーザー1から放出されたレーザービー
ムLBはコリメータレンズ2によって平行光に変換さ
れ、さらにシリンドリカルレンズ3によってポリゴンミ
ラー4の鏡面に集光される。ポリゴンミラー4は図示し
ないモータによって矢印Aの方向に高速で回転されてお
り、該ポリゴンミラー4に集光されたレーザービームは
前記鏡面で反射して円筒状の感光体5上に走査露光され
る。感光体5は副走査のため矢印Bの方向に図示しない
モータで回転される。
詳細に説明する。図2は光ビーム走査装置の構成を示す
平面図である。該光ビーム走査装置の走査光学系が本発
明にかかる評価装置の評価対象となる。同図において、
レーザービーム発生手段として半導体レーザー1が設け
られている。該半導体レーザー1の前方にはコリメータ
レンズ2およびシリンドリカルレンズ3が配置されてい
る。前記半導体レーザー1から放出されたレーザービー
ムLBはコリメータレンズ2によって平行光に変換さ
れ、さらにシリンドリカルレンズ3によってポリゴンミ
ラー4の鏡面に集光される。ポリゴンミラー4は図示し
ないモータによって矢印Aの方向に高速で回転されてお
り、該ポリゴンミラー4に集光されたレーザービームは
前記鏡面で反射して円筒状の感光体5上に走査露光され
る。感光体5は副走査のため矢印Bの方向に図示しない
モータで回転される。
【0017】ポリゴンミラー4と感光体5との間には前
記レーザービームを感光体5上に等速走査するためのf
θレンズ6が配置される。走査開始検知器7は、感光体
5に対する書込タイミングを得るためのもので、例えば
フォトトランジスタで構成される。fθレンズ6を通過
したレーザービームが走査領域端部のミラー8に照射さ
れると、そこで反射されて前記走査開始検知器7に導か
れる。
記レーザービームを感光体5上に等速走査するためのf
θレンズ6が配置される。走査開始検知器7は、感光体
5に対する書込タイミングを得るためのもので、例えば
フォトトランジスタで構成される。fθレンズ6を通過
したレーザービームが走査領域端部のミラー8に照射さ
れると、そこで反射されて前記走査開始検知器7に導か
れる。
【0018】次に前記光ビーム走査装置の評価装置につ
いて説明する。図1は、評価装置の構成を示すブロック
図であり、図2と同符号は同一または同等部分を示す。
該評価装置はマイクロンピュータで構成される。同図に
おいて、前記感光体5の表面に相当する位置にCCDエ
リアセンサ(以下、単に「エリアセンサ」という)9が
配置される。該エリアセンサ9は多数のCCD素子を縦
横に予定ピッチで配列したもので、レーザービームの主
走査領域で任意の位置に移動できるように構成する。例
えばエリアセンサ9を移動ステージに搭載して主走査方
向に延びる案内レール上をモータ駆動によって移動させ
るのがよい。エリアセンサ9の移動手段の例は図9に関
して後述する。
いて説明する。図1は、評価装置の構成を示すブロック
図であり、図2と同符号は同一または同等部分を示す。
該評価装置はマイクロンピュータで構成される。同図に
おいて、前記感光体5の表面に相当する位置にCCDエ
リアセンサ(以下、単に「エリアセンサ」という)9が
配置される。該エリアセンサ9は多数のCCD素子を縦
横に予定ピッチで配列したもので、レーザービームの主
走査領域で任意の位置に移動できるように構成する。例
えばエリアセンサ9を移動ステージに搭載して主走査方
向に延びる案内レール上をモータ駆動によって移動させ
るのがよい。エリアセンサ9の移動手段の例は図9に関
して後述する。
【0019】なお、前記エリアセンサ9は1つだけでも
よいが複数設けてもよい。エリアセンサ9を複数設ける
ことにより、主走査幅全体の評価を短時間で行えるとい
う利点がある。エリアセンサ9を複数備える場合、各エ
リアセンサ9間の配置間隔は等間隔となるようにレーザ
ービームの主走査幅とエリアセンサ9の個数とによって
決定する。エリアセンサ9はその縦方向中央付近にレー
ザービームが露光されるように、評価対象である光ビー
ム走査装置に対して位置決めされているのが好ましい。
よいが複数設けてもよい。エリアセンサ9を複数設ける
ことにより、主走査幅全体の評価を短時間で行えるとい
う利点がある。エリアセンサ9を複数備える場合、各エ
リアセンサ9間の配置間隔は等間隔となるようにレーザ
ービームの主走査幅とエリアセンサ9の個数とによって
決定する。エリアセンサ9はその縦方向中央付近にレー
ザービームが露光されるように、評価対象である光ビー
ム走査装置に対して位置決めされているのが好ましい。
【0020】ホストコンピュータ10は評価装置の動作
を指示したり、レーザービームの測定結果を表示したり
する機能を有する。ビデオ信号発生器11はホストコン
ピュータ10からの指示により半導体レーザー1にビデ
オ信号を供給する。該ビデオデータは評価用の信号であ
り、走査開始検知器7からの検出信号と同期して出力さ
れ、一定周期でオン・オフ(変調)される。
を指示したり、レーザービームの測定結果を表示したり
する機能を有する。ビデオ信号発生器11はホストコン
ピュータ10からの指示により半導体レーザー1にビデ
オ信号を供給する。該ビデオデータは評価用の信号であ
り、走査開始検知器7からの検出信号と同期して出力さ
れ、一定周期でオン・オフ(変調)される。
【0021】エリアセンサ9は前記変調されたレーザー
ビームを受光して電荷の蓄積を開始する。蓄積電荷はC
CD駆動回路12によってバッファメモリ13に転送さ
れる。エリアセンサ9はバッファメモリ13から予定の
間隔で供給されるリセット信号でリセットされて電荷を
蓄積する。このリセット信号の間隔はエリアセンサ9か
らフレーム画像を取り出すために必要な時間以上に設定
する。例えば画像を読み出すための時間が1/30秒の
ときには、前記リセット信号の間隔は1/30秒以上に
する。前記リセット信号の出力タイミングは前記走査開
始検知器7の検知信号と同期させる。バッファメモリ1
3は前記リセット信号とリセット信号との間では同一の
画像を出力し続ける。つまりこの間は静止画像を出力し
ていることになる。
ビームを受光して電荷の蓄積を開始する。蓄積電荷はC
CD駆動回路12によってバッファメモリ13に転送さ
れる。エリアセンサ9はバッファメモリ13から予定の
間隔で供給されるリセット信号でリセットされて電荷を
蓄積する。このリセット信号の間隔はエリアセンサ9か
らフレーム画像を取り出すために必要な時間以上に設定
する。例えば画像を読み出すための時間が1/30秒の
ときには、前記リセット信号の間隔は1/30秒以上に
する。前記リセット信号の出力タイミングは前記走査開
始検知器7の検知信号と同期させる。バッファメモリ1
3は前記リセット信号とリセット信号との間では同一の
画像を出力し続ける。つまりこの間は静止画像を出力し
ていることになる。
【0022】エリアセンサ9での電荷蓄積時間は前記リ
セット信号の間隔で任意に設定できるが、好ましくは、
実際の使用において前記感光体5のバイアス値と同等の
蓄積電荷が得られるように設定するのがよい。なお、リ
セット信号間でエリアセンサ9で受光する光量が一定に
なるようにするのが好ましい。そのためには、各リセッ
ト信号間の走査回数は同一となるようにタイミングやシ
ャッタ時間を設定するのがよい。
セット信号の間隔で任意に設定できるが、好ましくは、
実際の使用において前記感光体5のバイアス値と同等の
蓄積電荷が得られるように設定するのがよい。なお、リ
セット信号間でエリアセンサ9で受光する光量が一定に
なるようにするのが好ましい。そのためには、各リセッ
ト信号間の走査回数は同一となるようにタイミングやシ
ャッタ時間を設定するのがよい。
【0023】画像合成部14はバッファ13から画像の
1ラインを主走査方向のドット間隔と同一間隔で主走査
方向と直交する方向つまり副走査方向に複数本転写(コ
ピー)し、図3に関して後述する2次元画像を生成す
る。なお、バッファメモリ13から取り込まれた画像は
256階調のデジタル信号にA/D変換した後、コピー
される。
1ラインを主走査方向のドット間隔と同一間隔で主走査
方向と直交する方向つまり副走査方向に複数本転写(コ
ピー)し、図3に関して後述する2次元画像を生成す
る。なお、バッファメモリ13から取り込まれた画像は
256階調のデジタル信号にA/D変換した後、コピー
される。
【0024】バッファメモリ13から取り込んだ画像と
コピー後の画像の一例を図3に示す。同図(a)がコピ
ー前の画像、図3(b)がコピー後の画像であり、符号
P1、P2はドット間隔である。間隔P1、P2は作図
の都合から等しく描かれていないが両者は同一であり、
レーザービームのオン・オフ間隔に対応する。合成画像
はCRTや液晶画面等からなる表示部15に出力して視
覚で確認することができる。この例ではコピー動作を4
回繰返して5ライン分の画像を形成した。しかし、副走
査方向のビーム形状を評価するためには少なくとも2ラ
イン分の画像を形成すればよい。
コピー後の画像の一例を図3に示す。同図(a)がコピ
ー前の画像、図3(b)がコピー後の画像であり、符号
P1、P2はドット間隔である。間隔P1、P2は作図
の都合から等しく描かれていないが両者は同一であり、
レーザービームのオン・オフ間隔に対応する。合成画像
はCRTや液晶画面等からなる表示部15に出力して視
覚で確認することができる。この例ではコピー動作を4
回繰返して5ライン分の画像を形成した。しかし、副走
査方向のビーム形状を評価するためには少なくとも2ラ
イン分の画像を形成すればよい。
【0025】前記合成画像は比較演算部16に入力され
る。該比較演算部16では入力された前記合成画像とマ
スター画像との差分を求める。マスター画像とは検出さ
れた画像の判定のための正常な画像のことをいい、ライ
ン数およびドット間隔が前記コピーされたライン数およ
びドット間隔と共に同一の画像である。つまり、マスタ
ー画像は図3(b)に示した正常なコピー画像と同一で
ある。マスター画像はあらかじめ比較演算部16内のメ
モリ領域に記憶させておく。前記コピー画像とマスター
画像との差分演算の結果、コピー画像が正常ならばマス
ター画像と一致するので画像データの差分値は「0」に
なる。一方、異常があってビーム形状が歪んでいれば、
ドット間に異常データが残る。この異常データの有無に
よって光ビーム走査装置の評価をすることができる。
る。該比較演算部16では入力された前記合成画像とマ
スター画像との差分を求める。マスター画像とは検出さ
れた画像の判定のための正常な画像のことをいい、ライ
ン数およびドット間隔が前記コピーされたライン数およ
びドット間隔と共に同一の画像である。つまり、マスタ
ー画像は図3(b)に示した正常なコピー画像と同一で
ある。マスター画像はあらかじめ比較演算部16内のメ
モリ領域に記憶させておく。前記コピー画像とマスター
画像との差分演算の結果、コピー画像が正常ならばマス
ター画像と一致するので画像データの差分値は「0」に
なる。一方、異常があってビーム形状が歪んでいれば、
ドット間に異常データが残る。この異常データの有無に
よって光ビーム走査装置の評価をすることができる。
【0026】ホストコンピュータ10は、差分の結果に
より、異常画像が発生している場所を示す位置情報、な
らびに主走査方向、副走査方向、主走査および副走査方
向双方のいずれの異常であるかを検出して表示部15に
表示させる。また、フロッピディスク等の記憶部17に
これら位置情報等を記録しておくことにより、必要に応
じてホストコンピュータ10に読み出して解析等を行う
ことができる。
より、異常画像が発生している場所を示す位置情報、な
らびに主走査方向、副走査方向、主走査および副走査方
向双方のいずれの異常であるかを検出して表示部15に
表示させる。また、フロッピディスク等の記憶部17に
これら位置情報等を記録しておくことにより、必要に応
じてホストコンピュータ10に読み出して解析等を行う
ことができる。
【0027】次に、具体的な画像を参照しつつ本実施例
を説明する。まず、正常な画像とビーム形状が変動して
いる画像について図4〜図6に従って説明する。図4
(a)は正常な画像つまりマスター画像を示し、図4
(b)(c)はマスター画像の光量レベルを示す。図の
ように、主走査方向(A−B線)の光量レベルおよび副
走査方向(C−D線)の光量レベルはマスター画像に対
応した一定のレベルを示している。
を説明する。まず、正常な画像とビーム形状が変動して
いる画像について図4〜図6に従って説明する。図4
(a)は正常な画像つまりマスター画像を示し、図4
(b)(c)はマスター画像の光量レベルを示す。図の
ように、主走査方向(A−B線)の光量レベルおよび副
走査方向(C−D線)の光量レベルはマスター画像に対
応した一定のレベルを示している。
【0028】図5(a)は主走査方向にビーム径が変動
している画像を示し、図5(b)、(c)は該画像の光
量レベルを示す。図のように、副走査方向(C−D線)
での光量レベルは画像に対応しているが(図5
(c))、主走査方向(A−B線)の光量レベルは本来
低レベルであるはずの位置でも高いレベルになっていて
画像に対応していない(図5(b))。
している画像を示し、図5(b)、(c)は該画像の光
量レベルを示す。図のように、副走査方向(C−D線)
での光量レベルは画像に対応しているが(図5
(c))、主走査方向(A−B線)の光量レベルは本来
低レベルであるはずの位置でも高いレベルになっていて
画像に対応していない(図5(b))。
【0029】図6(a)は副走査方向にビーム径が変動
している画像を示し、図6(b)、(c)は該画像の光
量レベルを示す。図のように、主走査方向(A−B線)
での光量レベルは画像に対応しているが(図6
(b))、副走査方向(C−D線)の光量レベルは本来
低レベルであるはずの位置でも高いレベルになっていて
画像に対応していない(図6(c))。
している画像を示し、図6(b)、(c)は該画像の光
量レベルを示す。図のように、主走査方向(A−B線)
での光量レベルは画像に対応しているが(図6
(b))、副走査方向(C−D線)の光量レベルは本来
低レベルであるはずの位置でも高いレベルになっていて
画像に対応していない(図6(c))。
【0030】このように、副走査方向または主走査方向
にビーム径が変動している画像では、マスター画像とは
異なり、光量レベルが本来の画像に対応せず、本来オフ
状態であるはずの位置でもオン状態を示す光量レベルと
なっていて、極端な場合には変調されていないレーザー
ビームによる画像と変わりなくなる。
にビーム径が変動している画像では、マスター画像とは
異なり、光量レベルが本来の画像に対応せず、本来オフ
状態であるはずの位置でもオン状態を示す光量レベルと
なっていて、極端な場合には変調されていないレーザー
ビームによる画像と変わりなくなる。
【0031】次に、異常画像とマスター画像の差分演算
結果を説明する。図7(a)は前記主走査方向のビーム
径変動画像(図5)とマスター画像(図4)との差分演
算後画像である。また、図7(b)は副走査方向のビー
ム径変動画像(図6)とマスター画像(図4)との差分
演算後画像である。さらに、図7(c)は主走査方向お
よび副走査方向の双方にビーム径が変動している画像
(図示しない)と前記マスター画像(図4)との差分演
算後画像である。なお、双方にビーム径が変動している
画像は図示していないが、図5および図6の画像の変動
部分が合成されたものに相当する。図7(a)〜(c)
に示すように、ビーム径の変動した異常画像では本来画
像が形成されていないはずの位置に画像が残っており、
この画像は前記差分演算結果によって検出される。
結果を説明する。図7(a)は前記主走査方向のビーム
径変動画像(図5)とマスター画像(図4)との差分演
算後画像である。また、図7(b)は副走査方向のビー
ム径変動画像(図6)とマスター画像(図4)との差分
演算後画像である。さらに、図7(c)は主走査方向お
よび副走査方向の双方にビーム径が変動している画像
(図示しない)と前記マスター画像(図4)との差分演
算後画像である。なお、双方にビーム径が変動している
画像は図示していないが、図5および図6の画像の変動
部分が合成されたものに相当する。図7(a)〜(c)
に示すように、ビーム径の変動した異常画像では本来画
像が形成されていないはずの位置に画像が残っており、
この画像は前記差分演算結果によって検出される。
【0032】次に、上述した評価の動作をフローチャー
トを参照して説明する。図8において、ステップS1で
はホストコンピュータ10からの開始指示の有無を判別
する。開始指示があったならば、ステップS2に進んで
エリアセンサ9の移動ステージを原点に移動させる。こ
こでは、主走査領域の中点を原点として設定してあるも
のとする。ステップS3では前記移動ステージを計測位
置へ移動させる。ここでは、主走査領域の左右いずれか
の端部を計測開始位置とする。ステップS4ではホスト
コンピュータ10からの画像処理開始指示の有無を判断
する。
トを参照して説明する。図8において、ステップS1で
はホストコンピュータ10からの開始指示の有無を判別
する。開始指示があったならば、ステップS2に進んで
エリアセンサ9の移動ステージを原点に移動させる。こ
こでは、主走査領域の中点を原点として設定してあるも
のとする。ステップS3では前記移動ステージを計測位
置へ移動させる。ここでは、主走査領域の左右いずれか
の端部を計測開始位置とする。ステップS4ではホスト
コンピュータ10からの画像処理開始指示の有無を判断
する。
【0033】画像処理開始指示があったならば、ステッ
プS5に進み、エリアセンサ9から蓄積電荷(つまり画
像データ)を画像合成部14に取り込む。ステップS6
では取り込んだ電荷をA/D変換した後、予定数だけ副
走査方向にコピーをする。ステップS7では、前記比較
演算部16において、コピーされた画像とマスター画像
との差分演算を行う。ステップS8では画像処理の終了
をホストコンピュータ10に通知する。なお、処理結果
は前記比較演算部16に設けるバッファに格納する。ス
テップS9では最終処理か否かを判断する。最終処理で
ない場合は、ステップS10に進み、次のデータを取り
込むため移動ステージを予定ピッチだけ主走査方向に移
動させる。この移動ピッチは少なくともエリアセンサ9
の主走査方向有効寸法と同一にする。
プS5に進み、エリアセンサ9から蓄積電荷(つまり画
像データ)を画像合成部14に取り込む。ステップS6
では取り込んだ電荷をA/D変換した後、予定数だけ副
走査方向にコピーをする。ステップS7では、前記比較
演算部16において、コピーされた画像とマスター画像
との差分演算を行う。ステップS8では画像処理の終了
をホストコンピュータ10に通知する。なお、処理結果
は前記比較演算部16に設けるバッファに格納する。ス
テップS9では最終処理か否かを判断する。最終処理で
ない場合は、ステップS10に進み、次のデータを取り
込むため移動ステージを予定ピッチだけ主走査方向に移
動させる。この移動ピッチは少なくともエリアセンサ9
の主走査方向有効寸法と同一にする。
【0034】ステップS9の判断が肯定ならばステップ
S11で前記比較演算部16のバッファからすべての差
分演算結果をホストコンピュータ10に出力する。この
とき、必要ならば該差分演算結果を前記記憶部17にも
記憶させる。ステップS12では差分演算結果から画像
の異常有無を判定する。正常ならばステップS13に進
み、表示部15に「正常」の旨を表示させる。また、異
常ならばステップS14に進み、「異常」の旨および異
常の内容ならびに異常の発生した主走査方向位置を表示
部15に表示させる。ステップS15では評価を継続す
るか否かを判断する。この判断はホストコンピュータ1
0から入力される継続指示の有無によって行う。継続し
て評価を行う場合はステップS2に進む。
S11で前記比較演算部16のバッファからすべての差
分演算結果をホストコンピュータ10に出力する。この
とき、必要ならば該差分演算結果を前記記憶部17にも
記憶させる。ステップS12では差分演算結果から画像
の異常有無を判定する。正常ならばステップS13に進
み、表示部15に「正常」の旨を表示させる。また、異
常ならばステップS14に進み、「異常」の旨および異
常の内容ならびに異常の発生した主走査方向位置を表示
部15に表示させる。ステップS15では評価を継続す
るか否かを判断する。この判断はホストコンピュータ1
0から入力される継続指示の有無によって行う。継続し
て評価を行う場合はステップS2に進む。
【0035】次に、エリアセンサ9の移動機構について
説明する。図9はエリアセンサ9の移動機構を示す斜視
図であり、図1および2と同符号は同一または同等部分
を示す。同図において、ケーシング18に固定されたエ
リアセンサ9は支持台19に取付けられ、さらに該支持
台19は移動ステージ20に搭載されている。移動ステ
ージ20は案内レール21に摺動自在に装着されてい
て、図示しないモータによって矢印Y方向に移動でき
る。該矢印Y方向は半導体レーザー1から放出されたレ
ーザービームLBの走査方向つまり主走査方向と一致す
るように設定されている。また、エリアセンサ9は、前
記レーザービームが実際の使用時における前記感光体5
の表面の位置に相当するように、前記fθレンズ6等の
走査光学系との位置関係が決定されていて、かつ縦方向
の中央部分でレーザービームを受けるように位置調節さ
れている。
説明する。図9はエリアセンサ9の移動機構を示す斜視
図であり、図1および2と同符号は同一または同等部分
を示す。同図において、ケーシング18に固定されたエ
リアセンサ9は支持台19に取付けられ、さらに該支持
台19は移動ステージ20に搭載されている。移動ステ
ージ20は案内レール21に摺動自在に装着されてい
て、図示しないモータによって矢印Y方向に移動でき
る。該矢印Y方向は半導体レーザー1から放出されたレ
ーザービームLBの走査方向つまり主走査方向と一致す
るように設定されている。また、エリアセンサ9は、前
記レーザービームが実際の使用時における前記感光体5
の表面の位置に相当するように、前記fθレンズ6等の
走査光学系との位置関係が決定されていて、かつ縦方向
の中央部分でレーザービームを受けるように位置調節さ
れている。
【0036】なお、図9の例では、エリアセンサ9を固
定したブラケット22を支持台19に対して縦方向(Z
方向)に摺動自在に取付けている。そして、例えば支持
台19側に固定した図示しないモータでブラケット22
をZ方向に沿って上方に移動させることができる。この
ときの移動速度は、好ましくは感光体5の周速度と同一
速度に設定する。
定したブラケット22を支持台19に対して縦方向(Z
方向)に摺動自在に取付けている。そして、例えば支持
台19側に固定した図示しないモータでブラケット22
をZ方向に沿って上方に移動させることができる。この
ときの移動速度は、好ましくは感光体5の周速度と同一
速度に設定する。
【0037】上述したように、本実施例ではエリアセン
サ9で検出した画像を副走査方向にコピーをして副走査
方向のビーム形状の異常を検出するようにした。しか
し、このコピー動作に代え、エリアセンサ9自体を上述
のように副走査方向に移動させて複数ラインの画像をエ
リアセンサ9で検出するように変形できる。図9に関し
て説明したZ方向の移動機構は、このような変形例を実
現するためのものである。したがって、前記画像のコピ
ーをして副走査方向のビーム形状の異常を検出する場合
には、エリアセンサ9をZ方向で移動させる機構は不要
である。
サ9で検出した画像を副走査方向にコピーをして副走査
方向のビーム形状の異常を検出するようにした。しか
し、このコピー動作に代え、エリアセンサ9自体を上述
のように副走査方向に移動させて複数ラインの画像をエ
リアセンサ9で検出するように変形できる。図9に関し
て説明したZ方向の移動機構は、このような変形例を実
現するためのものである。したがって、前記画像のコピ
ーをして副走査方向のビーム形状の異常を検出する場合
には、エリアセンサ9をZ方向で移動させる機構は不要
である。
【0038】以上、走査光学系の全体の評価を行う場合
を説明したが、このような全体の評価に限らず、例えば
fθレンズだけの評価等、走査光学系の構成部品単体の
評価についても本発明を適用できる。次に、走査光学系
の構成部品単体の評価装置について説明する。
を説明したが、このような全体の評価に限らず、例えば
fθレンズだけの評価等、走査光学系の構成部品単体の
評価についても本発明を適用できる。次に、走査光学系
の構成部品単体の評価装置について説明する。
【0039】上述した走査光学系全体の評価では、エリ
アセンサのみを評価装置側に配置して主走査方向および
副走査方向に移動できるようにした。しかし、例えばf
θレンズ6のみを単体で評価する場合には、半導体レー
ザー1、ポリゴンミラー4、コリメータレンズ2、およ
びシリンドリカルレンズ3は評価装置側に含まれること
になり、被評価体であるfθレンズ6のみは交換可能と
する。
アセンサのみを評価装置側に配置して主走査方向および
副走査方向に移動できるようにした。しかし、例えばf
θレンズ6のみを単体で評価する場合には、半導体レー
ザー1、ポリゴンミラー4、コリメータレンズ2、およ
びシリンドリカルレンズ3は評価装置側に含まれること
になり、被評価体であるfθレンズ6のみは交換可能と
する。
【0040】fθレンズ6の全有効領域内の評価を行う
ためには、半導体レーザー1、コリメータレンズ2、お
よびシリンドリカルレンズ3等はfθレンズ6の高さ方
向に移動可能に設け、かつポリゴンミラー4は少なくと
もfθレンズ6の有効高さと同等の厚さを有するものに
するのがよい。また、ポリゴンミラー4の面倒れ補正機
能として例えばシリンドレカルレンズを設け、前記半導
体レーザー1等の高さ方向の移動によってレーザービー
ムがエリアセンサ9からはずれないようにすることが必
要である。
ためには、半導体レーザー1、コリメータレンズ2、お
よびシリンドリカルレンズ3等はfθレンズ6の高さ方
向に移動可能に設け、かつポリゴンミラー4は少なくと
もfθレンズ6の有効高さと同等の厚さを有するものに
するのがよい。また、ポリゴンミラー4の面倒れ補正機
能として例えばシリンドレカルレンズを設け、前記半導
体レーザー1等の高さ方向の移動によってレーザービー
ムがエリアセンサ9からはずれないようにすることが必
要である。
【0041】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1ないし請求項5の発明によれば、評価対象の主走査方
向全域に亘って受光素子アレイで光ビームを受光でき、
この受光信号と基準値との比較によって正確な異常検出
ができる。特に、請求項2および請求項3の発明では、
主走査方向のみならず副走査方向での光ビームの異常を
検出することができる。さらに、請求項4の発明によれ
ば、実際の使用に則した状態で光ビームの評価を行うこ
とができる。また、請求項5の発明によれば、走査光学
系全体でなく、走査光学系を構成するfθレンズの評価
を、該fθレンズの有効領域全体で行うことができる。
1ないし請求項5の発明によれば、評価対象の主走査方
向全域に亘って受光素子アレイで光ビームを受光でき、
この受光信号と基準値との比較によって正確な異常検出
ができる。特に、請求項2および請求項3の発明では、
主走査方向のみならず副走査方向での光ビームの異常を
検出することができる。さらに、請求項4の発明によれ
ば、実際の使用に則した状態で光ビームの評価を行うこ
とができる。また、請求項5の発明によれば、走査光学
系全体でなく、走査光学系を構成するfθレンズの評価
を、該fθレンズの有効領域全体で行うことができる。
【図1】 本発明の一実施例に係る評価装置の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図2】 評価対象としての走査装置の構成を示す平面
図である。
図である。
【図3】 エリアセンサから取り込んだ画像とコピー後
の画像の一例を示す図である。
の画像の一例を示す図である。
【図4】 マスター画像とマスター画像の光量レベルを
示す図である。
示す図である。
【図5】 主走査方向異常画像とその光量レベルを示す
図である。
図である。
【図6】 副走査方向異常画像とその光量レベルを示す
図である。
図である。
【図7】 ビーム径変動画像とマスター画像との差分演
算後画像を示す図である。
算後画像を示す図である。
【図8】 評価手順を示すフローチャートである。
【図9】 エリアセンサの移動手段を示す斜視図であ
る。
る。
1…半導体レーザー、 4…ポリゴンミラー、 5…感
光体、 6…fθレンズ、 7…走査開始検知器、 9
…エリアセンサ、 12…CCD駆動回路、 13…バ
ッファメモリ、 14…画像合成部、 16…比較演算
部
光体、 6…fθレンズ、 7…走査開始検知器、 9
…エリアセンサ、 12…CCD駆動回路、 13…バ
ッファメモリ、 14…画像合成部、 16…比較演算
部
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01M 11/00 - 11/08 G02B 26/10
Claims (5)
- 【請求項1】 複数の受光素子が2次元に配置されてな
り、評価対象である走査光学系から放出された光ビーム
を受光するため、該走査光学系に対して予定の位置関係
で配置された少なくとも一つの受光素子アレイと、 前記受光素子アレイの出力信号を前記光ビームの変調信
号に基づく基準データと比較演算して前記走査光学系の
異常を検出する比較演算手段と、 前記受光素子アレイに蓄積された受光信号を前記比較演
算手段に取り込んだ後、該受光素子アレイを次の受光位
置まで前記光ビームの主走査方向に移動させる移動手段
とを具備したことを特徴とする走査光学系評価装置。 - 【請求項2】 複数の受光素子が2次元に配置されてな
り、評価対象である走査光学系から放出された光ビーム
を受光するため、該走査光学系に対して予定の位置関係
で配置された少なくとも一つの受光素子アレイと、 前記受光素子アレイで検出された主走査方向の受光信号
を副走査方向に予定本数転写して2次元画像データを生
成する画像合成手段と、 前記2次元画像を前記光ビームの変調信号に基づく基準
データと比較演算して前記走査光学系の異常を検出する
比較演算手段と、 前記受光素子アレイから受光信号を前記比較演算手段に
取り込んだ後、該受光素子アレイを次の受光位置まで前
記光ビームの主走査方向に移動させる移動手段とを具備
したことを特徴とする走査光学系評価装置。 - 【請求項3】 複数の受光素子が2次元に配置されてな
り、評価対象である走査光学系から放出された光ビーム
を受光するため、該走査光学系に対して予定の位置関係
で配置された少なくとも一つの受光素子アレイと、 前記受光素子アレイの予定領域で前記光ビームを受光す
るため、該受光素子アレイを副走査方向に移動させる副
走査方向移動手段と、 前記受光素子アレイの出力信号を前記光ビームの変調信
号に基づく基準データと比較演算して前記走査光学系の
異常を検出する比較演算手段と、 前記受光素子アレイから受光信号を前記比較演算手段に
取り込んだ後、該受光素子アレイを次の受光位置まで前
記光ビームの主走査方向に移動させる移動手段とを具備
したことを特徴とする走査光学系評価装置。 - 【請求項4】 前記受光素子アレイの電荷蓄積時間は該
走査光学系から放出される光ビームが実際の使用におい
て露光される感光体のバイアス値と対応して設定したこ
とを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の走
査光学系評価装置。 - 【請求項5】 評価対象がfθレンズであって、 前記受光素子アレイが、前記fθレンズを通過した光ビ
ームを受光するため、前記fθレンズに対して予定の位
置関係で配置されているととともに、 少なくとも半導体レーザーを含み、前記fθレンズの高
さ方向に上下動可能に設けられたレーザービーム放出手
段と、 少なくとも前記fθレンズの有効高さと同一の高さを有
し、前記レーザービーム放出手段から放出された光ビー
ムを主走査方向に走査するためのポリゴンミラーとを具
備したことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに
記載の走査光学系評価装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20032995A JP3327061B2 (ja) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | 走査光学系評価装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20032995A JP3327061B2 (ja) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | 走査光学系評価装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0933390A JPH0933390A (ja) | 1997-02-07 |
JP3327061B2 true JP3327061B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=16422492
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20032995A Expired - Fee Related JP3327061B2 (ja) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | 走査光学系評価装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3327061B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100363709C (zh) * | 2005-03-25 | 2008-01-23 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 激光量测机台扫描精度验证方法 |
-
1995
- 1995-07-14 JP JP20032995A patent/JP3327061B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0933390A (ja) | 1997-02-07 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |