JP3594813B2 - 光ビーム特性評価装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザープリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置などに使用される光書き込みユニットのビーム光の各特性を評価する評価装置に関し、更に詳しくは、書き込みユニットから感光体に向けて照射される光ビームに要求される特性の評価に用いる光ビーム特性評価装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ビームによる書き込みユニットを搭載した画像形成装置が知られている。その画像形成装置では、書き込みユニットからの光ビームは感光体に照射され、静電潜像が形成される。次いで、その静電潜像は現像ユニットなどによりトナーが付着されて静電潜像が顕在化されたトナー像が形成され、そのトナー像は転写ユニットなどにより転写紙に転写されて画像が形成される。
【０００３】
ここで、光書き込みユニットから照射された光ビームはポリゴンミラー（回転多面鏡）などにより主走査方向に走査されると共に被照射体である感光体をドラム状又はベルト状などに形成させ、この感光体を回転させることにより副走査方向に走査されることにより２次元の静電潜像が形成されている。
【０００４】
画像形成装置では、感光体表面での光ビームの書き込み位置が設計的に予定された基準位置からずれるようなことがあると、原稿画像情報に対応する画像をその基準位置に形成することができないという不都合が生じる。
【０００５】
例えば、主走査方向に対応する原稿上の２点についての複写画像を考慮すると、この２点に対応する転写紙（複写画像）上での２点を抽出して、原稿上の２点間の距離と複写画像の２点間の距離とを比較したとき、等倍で複写を行う限り等しくなければならないが、この原稿上の２点間の距離と複写画像上の２点間の距離とが正確に一致していなければ倍率誤差となり、忠実に複写画像を再現できない。この場合には、倍率誤差の評価を行うことが要求される。
【０００６】
また、拡大、縮小する場合には、原稿上の画像に対して複写画像の比率が拡大縮小したい倍率に等しくなければならない。この比率がずれている場合には忠実に複写画像を再現することができない。この場合にも同様に倍率誤差の評価が要求される。
【０００７】
更に、主走査方向に対応させて原稿上の左側から右側に向かって三点を抽出し、真ん中の一点から等距離の位置に残りの二点があるとしたとき、これらに対応する転写紙（複写画像）上の三点を抽出し、それらの三点のうち主走査方向の真ん中の点を基準にして左右の二点までの距離が等しくないと、形成される複写画像は左右のバランスを欠くことになる。この場合、真ん中の一点から左側の点までの距離と真ん中の一点から右側の点までの距離とが等しいか否かを評価することが要求される。
【０００８】
このような傾向は、特に、書き込みユニットに光ビームを発生するレーザー光源が２個以上設けられ、２本以上の光ビームを副走査方向に配列して感光体表面を同時に主走査方向に走査して、通常の２倍以上の速度で感光体表面に書き込みを行う、いわゆる多重光ビームにより感光体ドラムに書き込みを行う画像形成装置では、ビーム間ピッチが評価対象に加わるので、さらに複雑になる。このような装置において、一方の光ビームの書き込み位置と他方の光ビームの書き込み位置とが主走査方向の途中でずれるようなことがあると、原稿画像を忠実な画像に再現できない。このため、２個以上の光ビームによる書き込み位置の評価を同一基準において行う必要が生じる。
【０００９】
従来、光ビームの主走査方向の特性評価については、例えば、図６に示す構成のものが知られている（特開平５−２８４２９３号公報参照）。
【００１０】
その図６において、１は書き込みユニット（光学ユニット）である。この書き込みユニット１の内部には半導体レーザー２からなるビーム光源（レーザー光源）、ポリゴンミラー（回転多面鏡）３、ｆθレンズ４が設けられている。その半導体レーザー２は光アナログ変調器５により変調駆動される。光アナログ変調器５は原稿画像に対応して半導体レーザー２から射出されるレーザー光を強弱変調する。半導体レーザー２から射出されたレーザー光Ｐ１はポリゴンミラー３の回転により主走査Ｑ１方向に走査され偏向される。
【００１１】
レーザー光Ｐ１が照射される感光体の表面（照射面）に相当する面（以下被走査相当面という）６には、主走査Ｑ１方向に間隔を開けて一対の光電変換素子７ａ、７ｂが設けられている。光電変換素子７ａ、７ｂの直前には受光位置精度（書き込み位置精度）を高めるためにピンホール（丸い小孔）を有する遮光板８ａ、８ｂが設けられている。この一対のピンホール間の距離をＬとする。
【００１２】
半導体レーザー２を常時点灯させた状態で、ポリゴンミラー３を回転させて、光ビームＰ１を主走査Ｑ１方向に走査すると、一方の光電変換素子７ａが光ビームＰ１を受光した後、他方の光電変換素子７ｂが光ビームＰ１を受光する受光時間差と、その距離Ｌとにより、この書き込みユニット１による光ビームＰ１の実際の走査速度が測定できる。この実際に測定された光ビームＰ１の走査速度が設計により予定された設計走査速度に対して速すぎたり遅すぎたりすると書き込み基準位置がずれることになる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この実際に測定された光ビームの走査速度が設計走査速度の許容誤差内にあるかを評価し、この許容誤差を越えている場合には、書き込みユニットの走査速度が許容誤差内に入るように、ポリゴンミラー３の回転速度等を調節している。したがって、この従来の光ビーム特性評価装置では、書き込み位置そのものを直接的に求めることができない。
【００１４】
次に、感光体表面上での光ビームＰ１のビーム径が設計で予定した設計値からずれた場合には、転写紙上に形成される画像のエッジがぼけたり、走査線われを生じたりして、画質が低下するという不都合がある。したがって、光ビームの被走査面でのビーム径又はビーム形状を評価することも要求される。
【００１５】
従来、光ビームのビーム径の評価は、ピンホール又はスリットを被走査相当面に設け、その直後に受光素子を設けて、静止状態での光ビームのビーム径を計測するようにしたものが知られている。しかしながら、この従来のビーム径の計測方法では、走査状態でのビーム径を計測することができない。
【００１６】
そこで、走査状態でのビーム径を計測するために、図７に示すように、被走査相当面６に一次元ＣＣＤ９を設け、この一次元ＣＣＤ９に向かって進行する光ビームＰ１の光路中に、この光ビームＰ１を被走査相当面６に結像させる対物レンズ１０を設け、光ビームＰ１のビームスポットＳを主走査Ｑ１方向に沿って矢印方向に移動させつつ、この一次元ＣＣＤ９を矢印Ｑ２方向に逐次ｎ回駆動走査して、各画素Ｃ１〜Ｃｎの光量信号の一走査分を積算記憶する記憶回路と、この記憶回路からの信号を演算することにより光ビーム径を算出する評価方法及び光ビーム径評価装置が提案されている（特開平４−３５１９２８号公報参照）。そして、この評価方法によれば、一次元ＣＣＤ９を矢印Ｑ２方向に一度駆動走査して、次に再び、一次元ＣＣＤ９を矢印Ｑ２方向に駆動走査するときには、一次元ＣＣＤ９の一走査期間ｔ１だけ時間が経過するため、この一走査期間ｔ１の間に光ビームＰ１は主走査Ｑ１方向に移動されている。したがって、この評価方法は、図８に模式的に示すようにビームスポットＳを静止させてｎ個の一次元ＣＣＤ９を等間隔毎に配設した構成と等価である。
【００１７】
この評価方法では、図８から明らかなように、一次元ＣＣＤ９の一走査期間ｔ１の間に光ビームＰ１は主走査Ｑ１方向に移動しており、ビームスポットＳが間引かれた状態で一次元ＣＣＤ９に取り込まれることとなる。更に、一次元ＣＣＤ９のある画素Ｃｉを駆動走査してその画素情報を読み取ってからこれに隣接する画素Ｃｉ＋１を駆動走査してその画素情報を読み取るまでの駆動走査時間△ｔの間にも、光ビームＰ１が主走査方向（矢印Ｑ１方向）に移動するので、光ビームＰ１に対して一次元ＣＣＤ９を斜めに駆動走査してビームスポットＳの画像を取り込むことと等価となり、ビーム径の量子化時に誤差が発生しやすい。このビーム径の量子化時の評価誤差は、光ビームＰ１の走査速度が大きくなればなるほど大きくなる。
【００１８】
したがって、この従来の光ビーム特性評価方法（光ビームのビーム径評価方法）では、ビーム径の評価精度を向上させ難いという問題が残存する。
【００１９】
以上説明したように、光ビームに要求される特性としては、感光体表面への書き込み位置特性、主走査方向ピッチむら、副走査方向ピッチむら、ビーム間ピッチ、倍率誤差、左右バランス（倍率誤差偏差）、走査線曲がり、光ビームのビーム径、ビーム形状等各種のものがあり、従来はこれらの各ビーム特性を専用の評価装置を用いて行っていたので、光ビームの特性評価が煩雑となり、かつ、同一条件のもとでの総合的評価でないため、評価の信頼度も若干芳しくないという懸念がある。
【００２０】
更に、ビームスポット径又はビームスポット形状の評価方法については、走査状態でのビームスポット径又はビームスポット形状の評価精度をより一層向上させたいという要望がある。
【００２１】
加えて、これらの評価を行うためには、基準位置出しが要求される。
【００２２】
一方、光書き込みユニットを搭載させた三次元画像計測装置が、例えば特開平８−８６６１６号公報に開示されている。この３次元画像計測装置では、光書き込みユニットとしてのレーザーは、形状の計測対象に向けて十字スリット光を発生するものが用いられ、そのレーザーヘッドは、十字スリット光の交点を中心に回転可能でかつ上下左右方向に平行移動できるようにレーザーヘッド架台に搭載されている。また、この３次元画像計測装置では、その計測対象を撮像するＣＣＤカメラと、このＣＣＤカメラにより撮像された画像信号を処理する画像処理部とレーザーヘッド作動制御部とからなるコンピュータとを備え、ＣＣＤカメラのレンズ中心とレーザーヘッドの先端中心部とが三次元絶対座標系のＸ軸上に位置され、ＣＣＤカメラの撮像面は、Ｘ−Ｙ平面に平行になるように配設されている。
【００２３】
この画像計測装置では、ＣＣＤカメラのエリア型ＣＣＤの位置出しは、エリア型ＣＣＤの撮像位置に合わせてエリア型ＣＣＤを特定位置に調整するのみであり、計測の基準位置としての基準画素を特定するものではないため、基準画素とレーザー光の位置とのずれを正確に把握できないという問題がある。
【００２４】
本発明者は、光ビームに要求される各特性を一台で評価可能な光ビーム特性評価装置、とりわけ、基準位置出しを正確に行うことのできる光ビーム特性評価装置を既に提案している（例えば、特願平１０−１７６３８５号「光ビーム特性評価装置」）。
【００２５】
この光ビーム特性評価装置は、光ビームの被走査面上での主走査方向及び副走査方向の設計的に予定された基準位置の決定に用いられる基準レーザー光源と、その基準レーザー光源を保持する保持部材と、その保持部材を回転可能に保持して基準レーザー光源の回転角度位置を決定する角度位置決定部材と、設計的に予定された光ビームの射出光線に保持部材の回転中心が一致するように角度位置決定部材を位置決めする位置決め基準ベースとを有している。
【００２６】
この光ビーム特性評価装置により、基準レーザー光源からの光ビームを被走査相当面に設置の二次元撮像素子に結像させ、保持部材を回転させて少なくとも二か所の回転角度位置において基準レーザー光源から射出された基準光ビームを二次元撮像素子で受光すると、受光された画素が基準画素となり、二次元撮像素子上での基準位置に相当する基準画素が特定され、その光ビームに要求される特性を評価することができる。
【００２７】
ここで、この二次元撮像素子を備えたＣＣＤカメラを画像形成装置に設置する場合、その深度方向の位置を決める場合に基準となる突き当て面にＣＣＤカメラを押し当てながらカメラ取付のネジを固定する方法が考えられる。この方法によれば、基準となる突き当て面に習って固定させるので、押し当ての位置、作業者の個人差などにより、その位置が安定しない場合がある。
【００２８】
そこで、この発明は、レーザービーム光の特性を評価する特性評価装置において、ＣＣＤカメラの深度方向の位置決めする際に、個人差など無く、安定して位置決めすることができ、基準位置出しを正確に行うことができる評価装置を提供することを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、
被走査面に相当する被走査相当面に設置されたＣＣＤカメラの二次元撮像素子にレーザー光源からの光ビームを結像させることにより該光ビームに要求される特性を評価する光ビーム特性評価装置であって、前記光ビームの前記被走査面上での主走査方向及び副走査方向の設計的に予定された基準位置の決定に用いられる基準レーザー光源と、該基準レーザー光源を保持する保持部材と、該保持部材を回転可能に保持して前記基準レーザー光源の回転角度位置を決定する角度位置決定部材と、設計的に予定された光ビームの射出光線に前記保持部材の回転中心が一致するように前記角度位置決定部材を位置決めする位置決め基準ベースとを有し、前記保持部材を前記回転中心を中心に回転させて少なくとも二か所の回転角度位置において前記基準レーザー光源から射出された基準光ビームを前記二次元撮像素子で受光することにより、該二次元撮像素子上での前記基準位置に相当する基準画素を特定する光ビーム特性評価装置の前記ＣＣＤカメラの深度方向の位置決めをする深度方向位置決め装置において、
前記ＣＣＤカメラの深度方向を決定する当て付け面を有する深度方向位置決めブロックと、該深度方向位置決めブロックの位置を決定することができ、かつ、測定対象物である光書き込みユニットを位置決めする書き込みユニット位置決め部材により位置決めされる位置決め基準ベースと、先端マウント部に雌ねじ部を有するＣＣＤカメラと、該ＣＣＤカメラを固定する取り付けベースと、前記先端マウント部の雌ねじ部に噛み合う雄ねじ部を有する雄ねじ部材と、該雄ねじ部材に噛み合う雌ねじ部材とからなり、前記深度方向位置決めブロックは、中心が測定対象物である光書き込みユニットのビーム光の理想的な軌跡上に位置するように設定されて前記雄ねじ部を貫通する貫通孔を有し、前記雄ねじ部材は、前記雌ねじ部材を螺合させた状態で、前記雄ねじ部が前記貫通孔を貫通すると共に、前記先端マウント部の雌ねじ部と螺合可能であることを特徴とする光ビーム特性評価装置である。
【００３０】
このような光ビーム特性評価装置では、基準レーザー光源からの光ビームを被走査相当面に設置の二次元撮像素子に結像させ、保持部材を回転させて少なくとも二か所の回転角度位置において基準レーザー光源から射出された基準光ビームを二次元撮像素子で受光すると、受光された画素が基準画素となり、二次元撮像素子上での基準位置に相当する基準画素が特定され、その光ビームに要求される特性を評価することができる。
基準レーザー光源からの光ビームは被走査相当面に設置の二次元撮像素子に結像される。保持部材を回転中心を中心に回転して少なくとも二か所の回転角度位置において基準レーザー光源から射出された基準光ビームを二次元撮像素子で受光する。これにより、受光された画素を基準画素とすることにより、二次元撮像素子上での基準位置に相当する基準画素が特定され、その光ビームに要求される特性を評価することができる。
ここで、位置決め基準ベースは装置内の書き込みユニット位置決め部材に位置決め固定され、その位置決め基準ベースに深度方向位置決めブロックは位置決め固定される。
【００３１】
一方、ＣＣＤカメラはその先端部を深度方向位置決めブロックに密着することが十分可能な範囲で自由に動くことができる状態である。このＣＣＤカメラは各プレートに固定されていない状態において、ＣＣＤカメラ先端部を深度方向位置決めブロックに向ける。
【００３２】
雄ねじ部に雌ねじ部材を螺合させた状態で、雄ねじ部を貫通孔に貫通させ、マウントネジ部にその先端を螺合させる。雌ねじ部材を回転させて、先端部を深度方向位置決めブロックの当て付け面に当接させる。このとき、この貫通孔は、中心が測定対象物である光書き込みユニットのビーム光の理想的な軌跡上に位置するように設定されているので、このＣＣＤカメラの深度方向位置が固定される。この状態でＣＣＤ各プレートを固定すれば、個人差など無く、安定して位置決めすることができる。このようにして固定されたＣＣＤカメラを備えた評価装置により基準位置出しを行えば基準位置出しを正確に行うことができる評価装置を提供することができる。
【００３３】
請求項２記載の発明は、前記ＣＣＤカメラは、複数個であることを特徴とする請求項１に記載の光ビーム特性評価装置である。
【００３４】
このような構成によれば、評価に際して主走査方向に複数個のＣＣＤカメラが位置決めされて固定される。この場合、各ＣＣＤカメラの位置を常に安定して位置決めすることができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、従来技術の説明と同一又は均等な部分については、同一符号を付して説明する。
【００３９】
図９は、本発明の光ビーム特性評価装置の評価対象としての二つの光ビーム光源を搭載した書き込みユニット１の内部構成の一例を説明する図である。この書き込みユニット１では、二つのレーザーダイオード（半導体レーザ）１１、１２と、その半導体レーザ１１，１２から出射された光ビームＰ１，Ｐ１を集光させて平行光束とするコリメータレンズ１３、１４、光路合成用光学部材１５、１／４波長板１６、ビーム整形光学系１７、１８とを備え、これらの各光学要素１１ないし１８はレーザー光源部（ビーム光源）Ｓｏｕを構成している。
【００４０】
また、この書き込みユニット１は、ポリゴンミラー１９、ｆθ光学系２１ないし２３、斜設反射ミラー２４を備え、その斜設反射ミラー２４の長手方向両側（光ビームの主走査Ｑ１方向）に同期センサ２７、２８が設けられている。同期センサ２７は書き込み開始タイミングの決定に用いられ、同期センサ２８は書き込み終了タイミングの決定に用いられる。
【００４１】
このように構成された書き込みユニット１では、レーザー光源部Ｓｏｕから射出された２本の光ビームＰ１、Ｐ１は、コリメータレンズ１３、１４により平行光束とされて、走査光学系の一部を構成するポリゴンミラー１９に導かれ、このポリゴンミラー１９の各面２０ａ〜２０ｆにより反射偏向されて主走査Ｑ１方向に走査される。
【００４２】
その反射偏向された光ビームＰ１、Ｐ１はｆθ光学系の一部を構成する反射ミラー２１、２２に導かれ、反射ミラー２１、２２により反射偏向され、ｆθレンズ２３を通過して斜設反射ミラー２４に導かれる。この斜設反射ミラー２４により反射された光ビームＰ１、Ｐ１は、作像ユニットに搭載された感光体ドラム２５に導かれ、その表面２６に照射される。この感光体ドラム表面２６は、光ビームＰ１、Ｐ１が主走査Ｑ１方向にリニアーに走査されることにより、副走査Ｑ３方向に所定の間隔（ピッチ）を開けてこの被走査面（表面２６）に書き込みが行われる。
【００４３】
この書き込みユニット１から射出される光ビームＰ１、Ｐ１の特性が評価対象となり、この光ビーム特性評価項目には、例えば、ａ：主走査方向の書き込み位置、ｂ：副走査方向の書き込み位置、ｃ：主走査ピッチむら、ｄ：副走査面倒れ、ｅ：主走査ビーム径、ｆ：副走査ビーム径、ｇ：倍率誤差、ｈ：走査線傾き、ｉ：倍率誤差偏差、ｊ：走査線曲がり、ｋ：走査時間、ｌ：深度：ｍ：ビーム間ピッチなどがある。
【００４４】
以下、各評価項目の詳細について説明する。
ａ：主走査方向の書き込み位置の評価
光ビームＰ１は、ポリゴンミラー１９によって反射されて、ｆθレンズ光学系を通って感光体２５へと照射されるが、この感光体２５へ書き込みを開始する主走査Ｑ１方向の位置、又はタイミングを評価する。
ｂ：副走査方向の書き込み位置の評価
光ビームは、ポリゴンミラー１９によって反射されて、ｆθレンズ光学系を通って感光体２５へと照射されるが、この感光体２５へ書き込みを開始する副走査方向の位置、又はタイミングを評価する。
ｃ：主走査ピッチむらの評価
光ビームの書き込みを主走査Ｑ１方向に沿って何回も行うことにより、所望の画像が形成されるが、ポリゴンミラー１９の側面には複数のミラー面は、６個のミラー面）が形成され、この各ミラー面によって光ビームを反射させて書き込みを行うために、各ミラー面の精度によって光ビームによる書き込み位置（書き出し位置）が変化する場合がある。
【００４５】
したがって、ポリゴンミラー１９の各面で光ビームを反射させて、各面に対応したビームスポットＳの主走査方向中心位置のバラツキを評価する。
ｄ：副走査面倒れの評価
光ビームの書き込みを主走査方向に沿って何回も行うことにより、所望の画像が形成されるが、ポリゴンミラー１９の側面には複数のミラー面は、６個のミラー面）が形成され、この各ミラー面によって光ビームを反射させて書き込みを行うために、各ミラー面の精度によって光ビームによる書き込み位置（書き出し位置）が変化する場合がある。
【００４６】
したがって、ポリゴンミラー１９の各面で光ビームを反射させて、各面に対応したビームスポットＳの主走査方向中心位置のバラツキを評価する。
ｅ：主走査ビーム径の評価
光ビームスポットＳの主走査方向のビーム径を評価する。
ｆ：副走査ビーム径の評価
光ビームスポットＳの副走査方向のビーム径を評価する。
ｇ：倍率誤差の評価
２点のビームスポットＳの間隔が所定間隔であるか否かを評価する。すなわち、その間隔が所定間隔よりも短いか、長いかによって倍率を評価する。
ｈ：走査線傾きの評価
光ビームを主走査方向に走査すると１本の走査線が得られる。この走査線が主走査方向に平行であるか否かを評価する。
ｉ：倍率誤差偏差の評価
項目ｇでは、２つのビームスポットＳの書き込み位置を評価することにより倍率誤差を評価したが、３つ以上のビームスポットＳを二次元撮像素子に取り込むことにより、各スポット間の倍率を比較して、各間隔の偏差を評価する。
ｊ：走査線曲がりの評価
項目ｈでは、２つのビームスポットＳの書き込み位置により主走査方向に光ビームが平行に走査されているか否かを評価したが、３つ以上のビームスポットＳを二次元撮像素子に取り込み、各ビームスポット間同士の主走査方向に対する傾きを評価することにより走査線曲がりを評価する。
ｋ：走査時間の評価
光ビームの走査時間を、２個のＣＣＤカメラを用いて、一方のＣＣＤカメラにビームスポットが取り込まれてから他方のＣＣＤカメラにビームスポットが取り込まれるまでの時間をカウントすることにより走査時間を算出することができ、また、２個のＣＣＤカメラの間の距離を走査時間で除算することにより走査速度を求めることができる。
【００４７】
なお、この場合、一方のＣＣＤカメラを同期検出のために書き込みユニット１に設けた同期センサ（走査開始検知センサ、走査終了検知センサ）により代用しても良い。詳細は後述する。
ｌ：深度の評価
主走査方向に直交する方向（ＣＣＤカメラに照射する光ビームの光軸と同方向）にＣＣＤカメラを移動させることにより、主走査方向については光ビームを固定した状態で、光ビームの移動方向のビーム径を測定して、設計位置での深度を評価する。
ｍ：ビーム間ピッチの評価
同時に照射される複数のビーム間のピッチを評価する。
【００４８】
【評価装置例１】
次に、評価装置例１につき図１０を参照しつつ説明する。
【００４９】
その図１０において、符号２９はポリゴンミラー１９を駆動するためのパルスモータであり、符号３０は、そのパルスモータ２９の駆動制御用の回路（駆動制御回路）である。感光体ドラム表面２６に相当する面（被走査相当面）３１には、光ビーム検出手段としてのＣＣＤカメラ３２〜３４の二次元撮像素子（撮像面）３２ａ〜３４ａがその光ビームＰ１の走査開始側から走査終了側に向かって等間隔に設けられている。
【００５０】
すなわち、ＣＣＤカメラ３２〜３４は、画像形成装置の書き込みユニット１から出射された光ビームＰ１が照射される光ビーム照射部材（潜像担持体）の光照射開始位置（シート最大サイズの光照射開始位置）、光照射終了位置、中間位置に配置され、実際に使用すべき全ての領域（位置）を評価することができる。
【００５１】
レーザーダイオード１１（又は１２）は１ドット点灯制御回路３５により点灯制御される。その１ドット点灯制御回路３５は時刻計時用のクロックパルスを発振するクロックパルス発振器３６とクロックパルスをカウントするカウント回路３７とを備えている。１ドット点灯制御回路３７には同期センサ２７の同期パルスが入力される。
【００５２】
その１ドット点灯制御回路３５と駆動制御回路３０とはパーソナルコンピュータからなる制御回路３８により制御される。その制御回路３８には画像処理用の入力ボード（画像処理ボード）３９が設けられている。ここでは、この画像処理ボード３９には入力系統が３個のもの、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの入力系統を有する画像処理ボードが用いられている。
【００５３】
二次元撮像素子３２ａは主走査方向開始側に設けられ、二次元撮像素子３４ａは主走査方向終了側に設けられ、二次元撮像素子３３ａは主走査方向中央位置に設けられ、各二次元撮像素子３２ａ〜３４ａの画像出力は画像処理ボード３９を通じて制御回路３８に取り込まれる。その制御回路３８は算出手段としての算出回路４０と評価処理回路４１とを有する。
【００５４】
各二次元撮像素子３２ａ〜３４ａの各画素のうちから演算処理の座標原点としての基準画素Ｋを図１１に示すように設定する。この基準画素Ｋは、設計的に予定された基準書き込み位置に相当する。この基準画素Ｋの設定については後述することにし、ここでは、基準画素Ｋから基準画素Ｋまでの距離Ｌ１が設定されているものとする。また、被走査面上で描かれるべき設計的に予定された理想的画像（ビームスポットＳ）が図１２に示すものであるとする。符号Ｒ１は理想的なビームスポットＳのビーム径である。
【００５５】
制御回路３８はこの基準画素Ｋが原点位置となるように「０」較正されている。算出回路４０は、距離Ｌ１と設計的に予定された走査速度とにより、図１３に示すように、二次元撮像素子間の走査時間Ｔを算出し、この走査時間Ｔと設計的に予定されたビームスポットＳの走査方向の径Ｒ１とから、１ドットに相当する走査時間ｔを計算する。走査時間Ｔ、ｔを意味する信号は１ドット点灯制御回路３５のカウント回路３７に入力される。
【００５６】
この走査時間Ｔ、１ドット走査時間ｔはクロック発振器３６から出力されるクロックパルスの個数によって定義され、１ドット点灯制御回路３５は、レーザーダイオード１１（又は１２）の消灯時点からカウント回路３７が走査時間Ｔに相当するクロック数をカウントすると消灯状態にあるレーザーダイオード１１（又は１２）を点灯するように制御し、カウント回路３７がレーザーダイオード１１（又は１２）の点灯時点から走査時間ｔに相当するクロック数をカウントすると、レーザーダイオード１１（又は１２）を消灯するように制御する。この意味で、走査時間Ｔは、レーザーダイオード１１（又は１２）の消灯時間（書き込みタイミング時間）を規定している。
【００５７】
レーザーダイオード１１（又は１２）は１ドット点灯制御回路３５により同期センサ２７からの同期パルスが入力されるまでの間、連続的に点灯するように制御され、同期センサ２７からの同期パルスが入力されると、１ドット点灯制御回路３５によりいったん消灯され、走査時間Ｔが経過すると１ドット制御回路３５により１ドットに相当する走査時間ｔだけ点灯された後、再び走査時間Ｔが経過するまで消灯され、走査時間Ｔが経過すると再度１ドットに相当する走査時間ｔだけ点灯された後消灯される。そして、１ドット点灯制御回路３５は、同期センサ２８の同期パルスが入力されると、走査開始側への戻り時間（約２Ｔ）が経過した後、再度点灯される。
【００５８】
その図１３において、黒丸印は１ドットに相当するビームスポットＳの形成状態（レーザーダイオード１１（又は１２）の点灯状態）を示し、白丸印は１ドットに相当するビームスポットＳの非形成状態（レーザーダイオード１１（又は１２）の消灯状態）を示している。
【００５９】
このように、１ドット点灯制御回路３５により走査中に１ドットに相当する走査時間中レーザーダイオード１１（又は１２）を点灯させると、図１４に示すように、各二次元撮像素子３２ａ〜３４ａにビームスポットＳが形成される。
【００６０】
評価処理回路４１を用いて主走査Ｑ１方向のビームスポットＳの中心位置Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３を求めれば、基準画素Ｋに対する主走査Ｑ１方向のずれ量ｄを求めることができる。その図１４には、一例として、書き込み開始側の基準位置では右側にｄ＝Ｘ１だけずれ、書き込み終了側の基準位置では右側にｄ＝Ｘ３だけずれ、中央位置ではそのずれ量ｄ＝Ｘ２＝０であることが示されている。
【００６１】
また、評価処理回路４１を用いて副走査Ｑ３方向のビームスポットＳの中心位置Ｏ１’、Ｏ２’、Ｏ３’を求めれば、基準画素Ｋに対する副走査Ｑ３方向のずれ量ｄを求めることができる。その図１４では、副走査Ｑ３方向のずれ量ｄ’はｄ’＝０である。
【００６２】
この図１３では、主走査開始側の二次元撮像素子３２ａから中央位置の二次元撮像素子３３ａまでの距離Ｌ１と走査終了側の二次元撮像素子３４ａから中央位置の二次元撮像素子３３ａまでの距離Ｌ１とが等しいものとして説明したがこれに限られるものではない。
【００６３】
【評価装置例２】
次に、評価装置例２につき図１５を参照しつつ説明する。
【００６４】
その図１５では、画像処理ボード３９として単一画像処理ボードが用いられ、かつ、設計的に予定された二個の書き込み基準書位置に対するずれを評価することにされている。この評価装置では、画像処理ボード切り替えスイッチ４３が設けられ、１ドット点灯制御回路３５は二次元撮像素子３２ａからの画像の取り込みと同時に二次元撮像素子３４ａから画像が取り込まれるように画像処理ボード切り替えスイッチ４３を切り替える。その他の構成は図１０に示す評価装置例１と同じであるので、同一符号を付してその詳細な説明は省略することにする。図１６はその１ドット点灯制御回路３５による制御タイミングを示し、走査時間（消灯時間）Ｔは距離Ｌ２を設計的に予定された走査速度で除算することにより求められる。
【００６５】
この光ビーム特性評価装置では、ＣＣＤカメラが主走査Ｑ１方向に２個間隔を開けて設けられているので、評価項目ａないしｈ、評価項目ｋ、ｍの評価が可能である。もちろん、図１０に示す評価装置例１と同様にＣＣＤカメラの個数を３個とすれば、評価項目ａ〜ｋ、ｍの評価が可能である。
【００６６】
【評価装置例３】
次に、評価装置例３につき図１７を参照しつつ説明する。
【００６７】
その図１７において、画像処理ボード３９として単一画像処理ボードが用いられ、かつ、設計的に予定された一個の書き込み基準書位置に対するずれが評価されている。
【００６８】
ここでは、ＣＣＤカメラ４３は１個とされ、このＣＣＤカメラ４３は主走査方向に長く延びるガイド軸４４に設置の可動体４５に搭載されている。可動体４５は制御回路３８によりガイド軸４４に沿って往復動するように制御され、ＣＣＤカメラ４３は所望の書き込み基準位置にセットされる。
【００６９】
すなわち、ＣＣＤカメラ４３を主走査方向に移動させることによって、所望の位置で、評価項目ａ〜ｆ、ｋ、ｍの評価が可能である。また、そのＣＣＤカメラ４３の移動位置を図１０、図１５に示す評価装置と同じ位置に設定することにより、項目ａ〜ｋ、ｍの評価を同様に行うことができる。
【００７０】
同期センサ２７からＣＣＤカメラ４３のセット位置までの距離をＬ３とし、設計的に予定された書き込み速度で距離Ｌ３を除算すれば同期センサ２７からＣＣＤカメラ４３の二次元撮像素子４３ａの基準画素Ｋまでに要する走査時間Ｔ（図１８参照）を求めることができる。
【００７１】
したがって、同期センサ２７により同期パルスが検出されてから走査時間Ｔまでの間、レーザー光源部Ｓｏｕを消灯し、走査時間Ｔの経過と同時に１ドット点灯制御回路３５によりレーザー光源部Ｓｏｕを走査時間ｔの間点灯させることにすれば、走査中に１ドットに相当するレーザースポットＳをＣＣＤカメラ４３の二次元撮像素子４３ａに図１９に示すように結像させることができる。
【００７２】
上記の各評価装置のビームスポットＳの中心位置は以下のようにして求めている。
【００７３】
二次元撮像素子４３ａの各画素はＺｉｊによって定義される。Ｚ１ｊ、Ｚ２ｊ、…、Ｚｉｊ、…、Ｚｎｊは主走査Ｑ１方向に配列された画素を意味し、Ｚｉ１、Ｚｉ２、…、Ｚｉｊ、…、Ｚｉｍは副走査Ｑ３方向に配列された画素を意味し、符号ｉ（１からｎまでの整数）は左側から数えてｉ番目を意味し、符号ｊ（１からｍまでの整数）は下から数えてｊ番目であることを意味している。
【００７４】
そこで、主走査Ｑ１方向に配列されている各画素Ｚ１ｊ、Ｚ２ｊ、…、Ｚｉｊ、…、Ｚｎｊから出力された出力信号の総和Ｗｊ（Ｗｊ＝Ｚ１ｊ＋Ｚ２ｊ＋…＋Ｚｉｊ＋…＋Ｚｎｊ）を副走査Ｑ３方向についてｊ＝１からｊ＝ｍまで順次求めると、図２０に示すように副走査Ｑ３方向の光ビーム強度分布曲線Ｂ１を求めることができる。また、副走査Ｑ３方向に配列されている各画素Ｚｉ１、Ｚｉ２、…、Ｚｉｊ、…、Ｚｉｍから出力された出力信号の総和Ｗｉ（Ｗｉ＝Ｚｉ１＋Ｚｉ２＋…＋Ｚｉｊ＋…＋Ｚｉｍ）を主走査Ｑ１方向についてｉ＝１からｉ＝ｎまで順次求めると、図２０に示すように主走査Ｑ１方向の光ビーム強度分布曲線Ｂ２を求めることができる。
【００７５】
図２１はこのようにして求められた光ビーム強度分布曲線の一例であり、主走査Ｑ１方向のビーム強度分布曲線Ｂ２を示している。
【００７６】
評価処理回路４１はこのビーム強度分布曲線Ｂ２に対して閾値Ｐ１ｈを設定し、この閾値Ｐ１ｈを横切る強度に対応する主走査Ｑ１方向の画素の番地Ｘ１、Ｘ２を特定し、この番地Ｘ１とＸ２との和の平均値に相当する画素の番地Ｘｉｍを求める。これにより、光ビームＰ１の主走査Ｑ１方向の中心位置Ｏ１が求められる。この中心位置Ｏ１と基準画素Ｋとの差により主走査Ｑ１方向のずれ量ｄが求まる。同様の処理をビーム強度分布曲線Ｂ１について行うことにより副走査Ｑ３方向の中心位置Ｏ１’が求められ、この中心位置Ｏ１’と基準画素Ｋとの差によりずれ量ｄ’も求められる。
【００７７】
また、番地Ｘ１とＸ２との差Ｄを求めることにより、主走査Ｑ１方向のビーム径Ｄが求められ、同様の処理をビーム強度分布曲線Ｂ１について行うことにより、副走査Ｑ３方向のビーム径Ｄ’も求められる。
【００７８】
なお、閾値Ｐ１ｈは、ここでは、ピークＰｍａｘからｅ（自然対数）の自乗分の１のところに設定する。
【００７９】
ここでは、主走査Ｑ１方向に配列された画素Ｚ１ｊ、Ｚ２ｊ、…、Ｚｉｊ、…、Ｚｎｊから出力された出力信号の総和Ｗｊ、副走査Ｑ３方向に配列された画素Ｚｉ１、Ｚｉ２、…、Ｚｉｊ、…、Ｚｉｍから出力された出力信号の総和Ｗｉに基づいて、光ビームＰ１の中心位置Ｏ１、Ｏ１’を求めることにしたが、ピークＰｍａｘ近傍の数画素からビーム強度分布曲線Ｂ１、Ｂ２を描き、このビーム強度分布曲線Ｂ１、Ｂ２のピークを光ビームＰ１の中心として求め、このピークに対応する画素を光ビームＰ１の中心画素としても良い。
【００８０】
また、画素毎の出力は量子化されているので、この各画素毎の量子化された出力分布を三次元的に表現し、その重心位置に相当する画素を主走査Ｑ１方向、副走査Ｑ３方向の光ビームＰ１の中心位置Ｏ１、Ｏ１’としても良い。
【００８１】
なお、ＣＣＤカメラ４３を設計的に予定された基準書き込み位置（ｆθ光学系２３の光軸を意味する像高０の位置）に配置したとしても、ビーム径がその基準書き込み位置から微妙にずれた位置で測定されると、正確なビーム形状を得ることができないので、ずれ量ｄに基づいて、図１８に示す走査時間Ｔを補正し、像高０の位置でレーザー光源部Ｓｏｕを点灯させるようにすることもできる。
【００８２】
【評価装置例４】
次に、図２２を参照しつつ評価装置例４を説明する。
【００８３】
その図２２において、主走査Ｑ１方向と直交する深度方向（光軸方向）Ｑ４にガイド軸４６が設けられ、可動体４５をガイド軸４４に沿って主走査Ｑ１方向に往復動可能とすると共に、ガイド軸４６に沿って深度方向Ｑ４に往復動可能とされている。この構成によれば１個のＣＣＤカメラ４３を用いて設計的に予定された所望の書き込み基準位置における光ビーム特性を評価できる。
【００８４】
この評価装置例４では、評価項目ａ〜ｋ、ｍの評価を行うことができる他、ＣＣＤカメラ４３を深度方向に可動させているので、評価項目ｌの評価も可能である。
【００８５】
なお、ＣＣＤカメラ４３の深度方向への移動手段を図１０，図１５，図１７に示す評価装置にも搭載可能であり、この移動手段を評価装置に搭載すれば、このような評価装置を用いても評価項目ｌの深度を評価することができる。
【００８６】
光ビームの進行方向（深度方向）Ｑ４について評価は以下のようにして行う。
【００８７】
すなわち、図２３（ａ）に示すようにＣＣＤカメラ４３が可動体４５に取り付けられ、可動体４５は深度方向Ｑ４に延びるガイド軸４４に搭載されている。可動体４５を光ビームＰ１の深度方向Ｑ４に逐次等間隔毎に移動させて、その移動停止位置での光ビームＰ１のビームスポットＳのビーム径Ｄ（図１９，図２１を参照）を逐次求めると、深度方向Ｑ４に対するビーム径曲線（深度カーブ）Ｑｍを図２３（ｂ）に示すように求めることができる。
【００８８】
なお、ここでは、主走査Ｑ１方向についてビーム径曲線Ｑｍを求めることとしたが、副走査Ｑ３方向についてビーム径曲線を求めても良い。
【００８９】
このビーム径曲線ＱｍからビームウエストＢｗの位置を評価し、設計的に予定された深度方向Ｑ４の基準書き込み位置とビームウエストＢｗの位置とからビームウエスト補正適正量△Ｗを決定する。
【００９０】
図２４は、図２２に示す評価装置の制御の一例を示すフローチャートを示し、制御回路３８はまず初期状態にセットされ（Ｓ．１）、次に、パルスモータ２９の回転を開始させる（Ｓ．２）。次に、制御回路３８はパルスモータ２９が定常回転数に達したとみなされる時間が経過した時点で、１ドット点灯制御回路３５に向けて、レーザーダイオード１１又は１２（レーザー光源部Ｓｏｕ）を点灯させるように信号を出力する（Ｓ．３）。一方、１ドット点灯制御回路３５は同期センサ２７から同期パルスが入力されたか否かを検出し、所定時間が経過しても同期パルスが検出されないときはエラー発生信号を制御回路３８に向けて出力する（Ｓ．４、Ｓ．５）。制御回路３８は、エラー発生信号が入力されると、レーザーダイオード１１又は１２（レーザー光源部Ｓｏｕ）を消灯させる信号を１ドット点灯制御回路３５に向けて出力すると共に（Ｓ．６）、そのエラー発生信号に基づいてパルスモータ２９の回転を停止させ（Ｓ．７）、測定終了か否かを判断する（Ｓ．８）。
【００９１】
１ドット点灯制御回路３５は同期パルスが所定時間内に検出されたときには、同期パルス検出と同時にレーザーダイオード１１又は１２（レーザー光源部Ｓｏｕ）を消灯し、カウント回路３７が走査時間Ｔに基づくクロック数をカウントした時点でレーザーダイオード１１又は１２（レーザー光源部Ｓｏｕ）を１ドット点灯させる点灯信号を出力する（Ｓ．９）。制御回路３８はこの１ドット点灯によりビームスポットＳの画像を取得する（Ｓ．１０）。評価処理回路４１はその実際に得られたビームスポットＳの画像に基づき演算を行って、光ビームＰ１に要求される各特性を評価する（Ｓ．１１）。そして、その評価結果をモニター（図示を略す）又は記録手段（図示を略す）に出力する（Ｓ．１２）。その後、制御回路３８はレーザーダイオード１１又は１２（レーザー光源部Ｓｏｕ）を消灯させるための信号を１ドット制御回路３５に向けて出力すると共に（Ｓ．６）、パルスモータ２９の駆動を停止させる。測定を繰り返すときには、Ｓ．１からＳ．１２までの処理が再実行される。
【００９２】
その光ビームの特性評価は、光ビームＰ１の中心位置Ｏ１、Ｏ１’、ビーム径Ｄ１、Ｄ１’、ずれ量ｄ、ｄ’を処理することにより行われる。
【００９３】
ビーム径Ｄ１、Ｄ１’の比を求めることにより、光ビームＰ１の形状が主走査Ｑ１方向に長い楕円であるのか、円に近い楕円であるのか、副走査Ｑ３方向に長い楕円であるのかを評価できる。
【００９４】
【評価装置例１〜４の具体的構造】
なお、以下の実施の形態では、位置決めの為に高精度が要求されるため、適宜の面は高精度の面出しが行われているが、その詳細は省略されることがある。
【００９５】
図２５〜図２９は画像形成装置への書き込みユニット１の取り付け状態を示し、この書き込みユニット１は図２７に示す外観形状を有する。この書き込みユニット１の一方の側壁１ａには、二つの位置決め用突起１０２、１０２が設けられ、書き込みユニット１の他側壁１ｂには４つの位置決め用穴１０３…が設けられている。また、この書き込みユニット１の先端側に位置する側壁（先端壁）１ｃには主走査Ｑ１方向に延びる細長いスリット穴１０４’が形成され、この細長いスリット穴１０４’からレーザービームＰ１が図示を略す感光体ドラムに向けて照射される。
【００９６】
一方、図２５において、符号１００は画像形成装置の基台であり、この基台１００の後方（図面左側）には書き込みユニット位置決め部材１０１が固定されている。この書き込みユニット位置決め部材１０１の詳細は、図２６，図２８，図２９に示されている。書き込みユニット位置決め部材１０１は、図２８に示すように起立壁部１０４、１０５を有する。起立壁部１０４には位置決め用突起１０２に挿通される挿通穴１０６が形成され、起立壁部１０５には位置決め用穴１０３に嵌合される４つの位置決めピン１０７…（図２８では２個）が突設固定されている。この位置決めピン１０７…を位置決め用穴１０３に嵌合させ、位置決め用突起１０２…を挿通穴１０６…に挿通させて書き込みユニット１を書き込みユニット位置決め部材１０１に固定させる。このとき、この起立壁部１０５の外壁１０８は書き込みユニット１を主走査Ｑ１方向に位置決めするための位置決め面となる。
【００９７】
書き込みユニット位置決め部材１０１の先端部（起立壁部１０４，１０５の先端側）は、図２５、図２９に示すように、一対の基準ベース取り付け部１０９、１０９となっており、この基準ベース取り付け部１０９、１０９にはそれぞれ基準ベース取り付けピン１１０、１１０が突設されている。
【００９８】
この基準ベース取り付け部１０９、１０９には、図３０（ａ）ないし図３０（ｄ）に示す位置決め基準ベース１１１が取り付けられる。この位置決め基準ベース１１１は主走査Ｑ１方向に長く延びている。位置決め基準ベース１１１の下面１１１ｂは高精度に仕上げられ、基準ベース取り付けピン１１０、１１０に嵌合される一対の嵌合穴１１４、１１４が形成されている。
【００９９】
その位置決め基準ベース１１１の上面は傾斜面１１１ａとされ、その傾斜面１１１ａは高精度に面仕上げがなされている。この傾斜面１１１ａには、主走査Ｑ１方向の所定位置に、圧入された３個の位置決めピン１１２…と、３対の取り付け穴１１３…が設けられている。また、この傾斜面１１１ａの先端側には３対の基準位置決定用起立板部１１３ａ…が主走査Ｑ１方向に所定間隔を開けて設けられている。また、この基準位置決定用起立板部１１３ａ…の傾斜面側（後方）は、高精度に面仕上げがなされている。
【０１００】
この傾斜面１１１ａに、図３１に示すように、角度位置決め決定部材としての位置決めブロック部材１１５がそれぞれ３個取り付けられる。この位置決めブロック部材１１５は、図３２（ａ）ないし図３２（ｄ）に示すように、起立板部１１６、１１７、平板部１１８を有する。
【０１０１】
平板部１１８の両側には、図３２（ａ）に示すように、一対のネジ孔１１８ａ、１１８ａが設けられている。また、この平板部１１８の前方の側面１１８ｂ及び側方の側面１１８ｃは高精度に仕上げられている。
【０１０２】
位置決め決定ブロック部材１１５は、前方の側面１１８ｂを基準位置決定用起立板部１１３ａと、側方の側面１１８ｃを位置決めピン１１２に当接することにより正確に位置決めされる。次いで、ネジ孔１１８ａから図示を略すネジをブロック取り付け穴１１３にねじ込むことにより、位置決め決定ブロック部材１１５は角度が正確に位置決めされた状態で傾斜面１１１ａ上に固定される。
【０１０３】
起立板部１１７にはＣＣＤカメラの当て付け部１２１が形成されている。当て付け部１２１には貫通穴１２２が形成されている。一方、起立板部１１６には精密に真円形状に仕上げられた円形嵌合穴１２０が形成されると共に係合ピン１２１ｐが固着されている。この係合ピン１２１ｐに係合されて、この起立板部１１６には円筒状保持部材としてのＬＤホルダー板１１９が取り付けられる。
【０１０４】
そのＬＤホルダー板１１９は、図３３（ａ）に示すように、円筒状ボス部１２３が形成されている。この円筒状ボス部１２３の外形も精密に仕上げられる。その円筒状ボス部１２３は円形嵌合穴１２０に嵌合される。ＬＤホルダー板１１９の円盤部１１９ａには、図３３（ｂ）に示すように、一対のレーザーダイオード位置決め用穴１２４、１２４と一対のレーザーダイオード取り付け用ネジ穴１２５、１２５と４個の角度位置決定用係合穴１２６…とが形成されている。ここでは、角度位置決定用係合穴１２６は円筒状ボス部１２３の周囲に９０度毎に設けられている。
【０１０５】
そのＬＤホルダー板１１９には、図３１に示すように、設計的に予定された基準位置決定用基準レーザー光源としての基準レーザーダイオード（半導体レーザー）１２７が取り付けられる。
【０１０６】
一方、基台１００には取り付けベース１２８が固定され、取り付けベース１２８には支持ベース１２９が固定され、支持ベース１２９にはスライドベース１３１がスライド可能に設けられている。このスライドベース１３１にはＣＣＤカメラユニット１３０が設けられている。
【０１０７】
ＣＣＤカメラユニット１３０は、図３４に示すように、当て付け板１３１’ａが起立形成された取り付けベース１３１’とＣＣＤカメラ１３２とから構成されている。ここでは、ＣＣＤカメラユニット１３０は、主走査Ｑ１方向に等間隔Ｌ１０を開けて３個設けられている。その図３４において、左側のＣＣＤカメラユニット１３０は書き込み開始側位置に設けられ、真ん中のＣＣＤカメラユニット１３０は書き込み中央位置に設けられ、右側のＣＣＤカメラユニット１３０は書き込み終了側位置に設けられている。
【０１０８】
一方、スライドベース１３１には、図３１に示すように、マイクロメータ１３３が取り付けられている。このマイクロメータ１３３は二次元撮像素子の撮像面１３０ａが被走査面に相当する被走査相当面に位置するように調節する調節手段として機能する役割を果たす。また、スライドベース１３１の側方には、屈曲板部１３４が形成され、屈曲板部１３４にはスライド方向に延びる長穴１３５が形成され、その長穴１３５には、固定用の固定ネジ１３６が設けられている。
【０１０９】
ＣＣＤカメラユニット１３０の先端部１３２ａを当て付け部１２１に押し当てながら、図示を省略するネジによりＣＣＤカメラ１３２を取り付けベース１３１’にネジ固定してＣＣＤカメラユニット１３０を固定する。次いで、ＣＣＤカメラユニット１３０はその撮像面１３０ａが感光体ドラムの表面（被走査面）に相当する被走査相当面３１に位置するようにマイクロメータ１３３によりスライド方向に調整され、屈曲板部１３４を固定ネジ１３６で締め付けることにより、深度方向の位置決めされた状態で支持ベース１２９に固定される。
【０１１０】
このように、基準となる当て付け部１２１を突き当て面として、ＣＣＤカメラユニット１３０の先端面１３２ａをこの突き当て面に押し当てながらカメラ取付のネジを固定すると、押し当ての位置、作業者の個人差などにより、ＣＣＤカメラ１３２の取り付け位置が安定しない場合がある。
【０１１１】
ここで、この発明においては、基準ベース１１１に角度調整部材１１５を取り付ける前に、カメラユニット１３０の深度方向を定める深度方向位置決め部材２００が基準ベース１１１に取り付けられる。
【０１１２】
この深度方向位置決め部材２００は、図１に示すように、カメラユニット１３０の深度方向を決定する深度方向位置決めブロック２０１と、この深度方向位置決めブロック２０１に設けられた貫通孔２０６に貫通する雄ねじ部材としての位置決めネジ２０２と、この位置決めネジ２０２に噛み合い、位置決めブロック２０１と雄ねじ頭部との間でこの雄ねじ部２０２ａと螺合される雌ねじ２０３とから構成される。そして、この位置決めネジ２０２には貫通孔２０６に貫通する雄ネジ部２０２ａを有し、この雄ネジ部２０２ａは後述するようにＣＣＤカメラユニット１３０（ＣＣＤカメラ１３２）の先端部１３２ａ側のマウント部のマウントネジ部１３２ｂに噛み合う。
【０１１３】
この深度方向位置決めブロック２０１は、基準ベース１１１の傾斜面１１１ａに接して載置されるもので、図２（ａ）ないし図２（ｃ）に示すように、平板部２０４とその平板部から鉛直に立設された起立板部２０５とからなるＬ型アングルから構成される。
【０１１４】
その起立板部２０５には当て付け部１２１に相当するＣＣＤカメラの当て付け面２０５ａが形成されている。この当て付け面２０５ａは、カメラユニット１３０の先端面が当接された場合に正確に方向位置決めができるように高精度の面仕上げがなされている。また、この起立板部２０５には雄ねじ部２０２ａが十分に通過できる貫通孔１２２に相当する貫通孔２０６が形成されている。この貫通孔２０６の中心Ｏ１は、測定対象物である光書き込みユニット１のビーム光Ｐ１の理想的な軌跡上に位置するように設定されている。
【０１１５】
一方、この平板部２０４は、位置決めブロック部材１１５の平板部１１８と同一寸法であり、同一精度に仕上げられている。すなわち、裏面２０４ａ、前方側面２０４ｂ、側方側面２０４ｃは、それぞれ高精度に仕上げられ、また、この平板部２０４の両側には、ネジ穴１１８ａ、１１８ａに対応する位置にネジ穴２０７、２０７が設けられている。
【０１１６】
このような構成の深度方向位置決め部材２００の組立と、これを用いた位置決め手順について、以下に説明する。
【０１１７】
まず、図１の想像線に示すように、基準ベース取り付けピン１１０を用いて書き込み位置決め部材１０１に位置決めされた基準ベース１１１が用意される。この基準ベース１１１の上面は傾斜面１１１ａであり、この傾斜面１１１ａ上に深度方向位置決めブロック部材２０１を固定する。ここで、この深度方向位置決めブロック部材２０１の前方側面２０４ｂを基準位置決定用起立板部１１３ａと、側方側面２０４ｃを位置決めピン１１２とに当接することにより、正確に位置決めされる。次いで、ネジ穴２０７、２０７からネジ２０８、２０８をブロック取り付け穴１１３、１１３にねじ込むことにより、深度方向位置決めブロック部材２０１の角度が正確に位置決めされた状態で傾斜面１１１ａ上に固定される。
【０１１８】
ＣＣＤカメラ１３２が各プレート（取り付けベース）１３１´に固定されていない状態（ＣＣＤカメラ１３２が図３の両矢印方向に自由に動く状態）において、ＣＣＤカメラ１３２の先端部１３２ａをブロック部材２０１の起立板部２０５に向ける。この状態で、ＣＣＤカメラ１３２の先端部１３２ａと起立板部２０５の当て付け面２０５ａとの間には、間隙２０９を有しており、この状態で先端部１３２ａと当て付け面２０５ａとは密着することが十分可能な範囲で、このＣＣＤカメラ１３２は自由に動くことができる。
【０１１９】
雌ねじ２０３を雄ねじ部２０２ａに数回噛み合わせた状態で、雄ねじ部２０２ａの先端を貫通孔２０６に通す。ＣＣＤカメラ１３２の先端側にはマウントネジ部（先端マウント部の雌ねじ部）１３２ｂを有するので、このマウントネジ部１３２ｂに雄ねじ部２０２ａの先端を数回噛み合わせる（図４の状態）。
【０１２０】
次いで、図５に示すように、位置決めネジ２０２が回転しないように押さえながら、雌ねじ２０３を起立板部２０５に向けて回転させる。雌ねじ２０３は起立板部２０５に当接し、次いで、位置決めネジ２０２はＣＣＤカメラと螺合された状態で貫通孔２０６を矢印ａ方向に後退する。雌ねじ２０３を更に締め付けることにより、ＣＣＤカメラ１３２は矢印ａ方向に進行し、やがてその先端部１３２ａは当て付け面２０５ａに当接し、その深度方向位置は当て付け面２０５ａに確実に習った状態となる。この状態でＣＣＤカメラ１３２を取り付けベース１３１’にネジ（不図示）などにより固定する。この操作は、ネジによる面出しであるので、作業者の個人差無く、常に所定の角度でＣＣＤカメラ１３２を取り付けることができる。
【０１２１】
固定後、位置決めネジ２０２をマウントネジ部１３２ｂから取り外す方向に回転させ、位置決めネジ２０２及び雌ねじ２０３をＣＣＤカメラ１３２及び起立板部２０５から取り外す。これにより、ＣＣＤカメラ１３２の深度方向（奥行方向）の位置を決めることができ、測定対象物からのビーム光の測定における測定面の深度方向の位置を容易に合わせることが可能となる。
【０１２２】
次いで、深度方向位置決めブロック２０１を取り外し、同位置、すなわち、傾斜面１１１ａ上に角度位置決定部材１１５を取り付けると、図３１に示すように、光ビーム特性評価装置が組み立てられる。
【０１２３】
この光ビーム特性評価装置により、基準レーザー光源からの光ビームを被走査相当面に設置の二次元撮像素子に結像させ、保持部材を回転させて少なくとも二か所の回転角度位置において基準レーザー光源から射出された基準光ビームを二次元撮像素子で受光すると、受光された画素が基準画素となり、二次元撮像素子上での基準位置に相当する基準画素が特定され、その光ビームに要求される特性を評価することができる。
【０１２４】
基準レーザー光源からの光ビームは被走査相当面に設置の二次元撮像素子に結像される。保持部材を回転中心を中心に回転して少なくとも二か所の回転角度位置において基準レーザー光源から射出された基準光ビームを二次元撮像素子で受光する。これにより、受光された画素を基準画素とすることにより、二次元撮像素子上での基準位置に相当する基準画素が特定され、その光ビームに要求される特性を評価することができる。
【０１２５】
すなわち、書き込みユニット１の内部には評価装置例１で述べたようにレーザー光源部Ｓｏｕが設けられると共に走査光学系が設けられ、感光体ドラムの被走査面はこのレーザー光源によってリニアに走査され、書き込みが行われる。
【０１２６】
円形嵌合穴１２０の中心は、図３１に示すように設計的に予定されたレーザービームＰ１の主走査Ｑ１方向及び副走査Ｑ３方向の射出軌跡（射出光線）Ｑｎに一致されているが、基準レーザーダイオード１２７から射出された基準レーザー光が必ずしもこの射出軌跡Ｑｎに沿って射出されるとは限らず、単に基準レーザー光を射出させるのみでは、射出軌跡Ｑｎの延長線上に存在する二次元撮像素子１３０ａの基準位置としての基準画素Ｋを基準レーザー光を用いて特定することはできない。
【０１２７】
そこで、まず書き込み開始側のＣＣＤカメラユニット１３０に基準レーザーダイオード１２７を対向させる。図３５（ａ）に示すように、ＬＤホルダー板１１９を円形嵌合穴１２０に嵌合させ、ＬＤホルダー板１１９の角度位置決定用係合穴１２６の一つに係合ピン１２１ｐを嵌合させ、ＬＤホルダー板１１９を円形嵌合穴１２０の中心を回転中心として回転させて、係合ピン１２１ｐにＬＤホルダー板１１９の角度位置決定用係合穴１２６の周壁１２６ａを回転方向から当接させて、基準レーザーダイオード１２７の角度位置決めを行う。
【０１２８】
そして、基準レーザーダイオード１２７を図示を略す点灯制御回路（書き込みユニット１の点灯制御回路を用いても良い）を用いて点灯させる。このときのレーザービームの射出方向が図３４に示すようにＱｍ方向であったと仮定する。また、その射出方向Ｑｍのレーザービームを受光した二次元撮像素子１３０ａの受光画素Ｇの座標がＧ（ｘ１、ｙ１）であったとする。
【０１２９】
次に、図３５（ｂ）に示すように係合ピン１２１ｐと角度位置決定用係合穴１２６との嵌合を解除し、ＬＤホルダー板１１９を１８０度回転させて係合ピン１２１ｐと角度位置決定用係合穴１２６’とを嵌合させ、係合ピン１２１ｐにＬＤホルダー板１１９の角度位置決定用係合穴１２６’の周壁１２６’ａを回転方向から当接させて、基準レーザーダイオード１２７の角度位置決めを行う。
【０１３０】
そして、基準レーザーダイオード１２７を図示を略す点灯制御回路（書き込みユニット１の点灯制御回路を用いても良い）を用いて点灯させる。このときのレーザービームの射出方向が図３４に示すようにＱｍ’方向であったと仮定する。また、その射出方向Ｑｍ’の光ビームを受光した二次元撮像素子１３０ａの受光画素Ｇの座標がＧ（ｘ２、ｙ２）であったとする。
【０１３１】
すると、書き込み開始側の射出軌跡Ｑｎの延長線上に存在する基準画素Ｋの座標Ｋ（Ｘ１０、Ｙ１０）は、
Ｘ１０＝｛（ｘ１−ｘ２）／２｝＋ｘ２
Ｙ１０＝｛（ｙ１−ｙ２）／２｝＋ｙ２
によって求められる。
【０１３２】
したがって、基準レーザーダイオード１２７として、その射出光軸が厳密に調整されたレーザーを用いなくとも、基準画素Ｋの位置を高精度に求めることができる。
【０１３３】
次に、位置決めブロック部材１１５を書き込み中央位置のＣＣＤカメラユニット１３０に対向させて位置させ、設計的に予定された書き込み中央位置の射出軌跡Ｑ’ｎの延長上に存在する基準画素Ｋの座標Ｋ（Ｘ１２、Ｙ１２）を求める場合について説明する。
【０１３４】
まず、中央位置のＣＣＤカメラユニット１３０に基準レーザーダイオード１２７を対向させて、基準レーザーダイオード１２７を点灯させる。
【０１３５】
このときのレーザービームの射出方向がＱ’’ｍであったと仮定する。また、その射出方向Ｑ’’ｍの光ビームを受光した撮像素子１３０ａの受光画素Ｇの座標がＧ（ｘ３、ｙ３）であったとする。
【０１３６】
書き込み中央位置の射出軌跡Ｑ’ｎの延長上に存在する基準画素Ｋの座標Ｋ（Ｘ１２、Ｙ１２）と書き込み開始側の基準画素の延長上に存在する基準画素Ｋの座標Ｋ（Ｘ１０、Ｙ１０）との差は、射出方向Ｑ’ｍの光ビームを受光した受光画素Ｇの座標Ｇ（ｘ３、ｙ３）と射出方向Ｑ’ｍの光ビームを受光した撮像素子１３０ａの受光画素Ｇの座標Ｇ（ｘ２、ｙ２）との差に等しい。
【０１３７】
したがって、
Ｘ１２−Ｘ１０＝ｘ３−ｘ２
Ｙ１２−Ｙ１０＝ｙ３−ｙ２
よって、
Ｘ１２＝Ｘ１０＋ｘ３−ｘ２＝｛（ｘ１−ｘ２）／２｝＋ｘ３
Ｙ１２＝Ｙ１０＋ｙ３−ｙ２＝｛（ｙ１−ｙ２）／２｝＋ｙ３
書き込み終了側の位置に設けられたＣＣＤカメラ１３２の撮像素子１３０ａの基準画素Ｋの座標Ｋ（Ｘ１４、Ｙ１４）は、同様に受光画素Ｇの座標をＧ（ｘ５、ｙ５）とすると、
Ｘ１４＝｛（ｘ１−ｘ２）／２｝＋ｘ５
Ｙ１４＝｛（ｙ１−ｙ２）／２｝＋ｙ５
として求まる。
【０１３８】
よって、いったんあるＣＣＤカメラ１３２についての基準画素Ｋの座標をＬＤホルダー板１１９を回転させて特定した後は、残りのＣＣＤカメラ１３２についての基準画素Ｋの特定は、ＬＤホルダー板１１９を回転させなくとも行うことができる。
【０１３９】
なお、図２９は角度位置決定部材としての位置決めブロック１１５が中央位置に設けられている状態が示されている。
【０１４０】
マイクロメータ１３３によりスライドベース１３１をその長手方向に移動させることにより深度方向でのビーム径を測定することが可能である。
【０１４１】
この具体的構造では、１個の位置決めブロック１１５を配置換え可能にして各位置で基準画素Ｋを求める構成としたが、１個の位置決めブロック１１５を位置決め基準ベース１１１にスライド可能に設ける構成としてもよい。
【０１４２】
以上の実施の形態では、画像形成装置における深度方向の位置を特定する構造について説明したが、この発明の装置は、ビーム光の位置、ビーム光間の距離などの光学系ユニットの特性検査装置の深度位置出しに利用可能である。
【０１４３】
【発明の効果】
本発明によれば、レーザービーム光の特性を評価する特性評価装置において、ＣＣＤカメラの深度方向の位置決めする際に、個人差など無く、安定して位置決めすることができ、基準位置出しを正確に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る深度方向位置決めブロックを説明する図である。
【図２】図１に示す深度方向位置決めブロックの説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）を矢視ｃ１方向から見た図、（ｃ）は（ｂ）を矢視ｃ２方向から見た図である。
【図３】図１の深度方向位置決めブロックを評価装置に装着した場合の状態を説明する部分拡大図である。
【図４】図３の評価装置の深度方向位置決め操作手順を説明するための図である。
【図５】図３の評価装置の深度方向位置決め操作手順を説明するための図である。
【図６】従来の光ビーム走査特性評価装置を示す説明図である。
【図７】従来の光ビーム走査特性評価装置により光ビームの走査中のビーム径測定を一次元ラインＣＣＤを用いて測定する状態を示す説明図である。
【図８】図７に示す走査中の光ビームを静止させたとみなして、走査中の光ビームのビーム径を図７に示す一次元ラインＣＣＤを用いて測定すると考えたときの説明図である。
【図９】実施の形態の書き込みユニットの内部構成の概略を示す斜視図である。
【図１０】３個のＣＣＤカメラを主走査方向に間隔を開けて設けた光ビーム特性評価装置例１の原理を説明するための図である。
【図１１】図１０に示すＣＣＤカメラの二次元撮像素子を概念的に示す図である。
【図１２】図９に示す書き込みユニットにより被走査面に描かれるべき設計的に予定された理想的画像（ビームスポット）を説明するための図である。
【図１３】図１０に示す光ビームの１ドット制御のタイミングを説明するための説明図である。
【図１４】図１０に示す各ＣＣＤカメラの二次元撮像素子に形成されたビームスポットを示す図である。
【図１５】２個のＣＣＤカメラを主走査方向に間隔を開けて設けた評価装置例２を説明するための図である。
【図１６】図１５に示す光ビームの１ドット制御のタイミングを説明するための説明図である。
【図１７】１個のＣＣＤカメラを主走査方向の中央に設けた評価装置例３を説明するための図である。
【図１８】図１７に示す光ビームの１ドット制御のタイミングを説明するための説明図である。
【図１９】図１７に示す二次元撮像素子に形成されたビームスポット（レーザースポット）の説明図である。
【図２０】図１９に示すビームスポットに基づいて光ビーム強度分布曲線を求めるための説明に用いた説明図である。
【図２１】図２０に示す光ビーム強度分布曲線に基づいて光ビームの中心位置を評価処理回路により求めるための説明に用いた光ビーム強度分布曲線図である。
【図２２】１個のＣＣＤカメラを主走査方向と深度方向とに可動させる構成の評価装置例４を説明するための説明図である。
【図２３】図２２に示す評価装置例４に使用する説明図であって、（ａ）はＣＣＤカメラを主走査方向及び副走査方向に可動させて光ビームの深度カーブを評価する評価装置の説明図であり、（ｂ）は（ａ）に示す評価装置により得られた深度カーブの一例を示す図である。
【図２４】図２２に示す光ビーム特性評価装置の処理の一例を示すフローチャートである。
【図２５】評価装置例１〜４の具体的構造を示し、画像形成装置への書き込みユニットの取り付け状態を示す側面図である。
【図２６】画像形成装置への書き込みユニットの取り付け状態を示す平面図である。
【図２７】図２５、図２６に示す書き込みユニットの外観形状を示す図である。
【図２８】画像形成装置への書き込みユニットの取り付け状態を示す正面図である。
【図２９】基準ベース取り付け部に取り付けられた位置決め基準ベースとＣＣＤカメラとの配置関係を示す部分拡大平面図である。
【図３０】図２９に示す位置決め基準ベースの説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）を矢視ｃ１方向から見た図、（ｃ）は（ｂ）を矢視ｃ２方向から見た図、（ｄ）は（ｂ）を矢視ｃ３方向から見た図である。
【図３１】基準ベース取り付け部に取り付けられた位置決め基準ベースとＣＣＤカメラとの配置関係を示す部分拡大側面図である。
【図３２】図２９、図３１に示す位置決めブロック部材の説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）を矢視ｃ４方向から見た図、（ｃ）は（ａ）を矢視ｃ５方向から見た図、（ｄ）は（ｃ）を矢視ｃ６方向から見た図である。
【図３３】図３１に示すＬＤホルダー板の説明図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）を矢視ｃ７方向から見た図である。
【図３４】基準レーザー光源を用いてエリア型ＣＣＤの基準画素の特定を説明するための図である。
【図３５】ＬＤホルダー板と位置決めブロック部材との部分拡大図であって、（ａ）はＬＤホルダー板の１８０度回転前の状態を示す図、（ｂ）はＬＤホルダー板の１８０度回転後の状態を示す図である。
【符号の説明】
Ｐ１…レーザビーム光
１０１…書き込みユニット位置決め部材
１１１…位置決め基準ベース
１１５…位置決めブロック部材（角度位置決定部材）
１１９…ＬＤホルダー板（保持部材）
１２７…基準レーザーダイオード（基準レーザー光源）
１３０…ＣＣＤカメラユニット
１３０ａ…二次元撮像素子（撮像面）
１３１’…取り付けベース
１３２…ＣＣＤカメラ
１３２ｂ…マウントネジ部
２０１…深度方向位置決めブロック
２０２…位置決めネジ（雄ねじ部材）
２０２ａ…雄ねじ部
２０３…調整ネジ（雌ねじ部材）
２０６…貫通孔
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザープリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置などに使用される光書き込みユニットのビーム光の各特性を評価する評価装置に関し、更に詳しくは、書き込みユニットから感光体に向けて照射される光ビームに要求される特性の評価に用いる光ビーム特性評価装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ビームによる書き込みユニットを搭載した画像形成装置が知られている。その画像形成装置では、書き込みユニットからの光ビームは感光体に照射され、静電潜像が形成される。次いで、その静電潜像は現像ユニットなどによりトナーが付着されて静電潜像が顕在化されたトナー像が形成され、そのトナー像は転写ユニットなどにより転写紙に転写されて画像が形成される。
【０００３】
ここで、光書き込みユニットから照射された光ビームはポリゴンミラー（回転多面鏡）などにより主走査方向に走査されると共に被照射体である感光体をドラム状又はベルト状などに形成させ、この感光体を回転させることにより副走査方向に走査されることにより２次元の静電潜像が形成されている。
【０００４】
画像形成装置では、感光体表面での光ビームの書き込み位置が設計的に予定された基準位置からずれるようなことがあると、原稿画像情報に対応する画像をその基準位置に形成することができないという不都合が生じる。
【０００５】
例えば、主走査方向に対応する原稿上の２点についての複写画像を考慮すると、この２点に対応する転写紙（複写画像）上での２点を抽出して、原稿上の２点間の距離と複写画像の２点間の距離とを比較したとき、等倍で複写を行う限り等しくなければならないが、この原稿上の２点間の距離と複写画像上の２点間の距離とが正確に一致していなければ倍率誤差となり、忠実に複写画像を再現できない。この場合には、倍率誤差の評価を行うことが要求される。
【０００６】
また、拡大、縮小する場合には、原稿上の画像に対して複写画像の比率が拡大縮小したい倍率に等しくなければならない。この比率がずれている場合には忠実に複写画像を再現することができない。この場合にも同様に倍率誤差の評価が要求される。
【０００７】
更に、主走査方向に対応させて原稿上の左側から右側に向かって三点を抽出し、真ん中の一点から等距離の位置に残りの二点があるとしたとき、これらに対応する転写紙（複写画像）上の三点を抽出し、それらの三点のうち主走査方向の真ん中の点を基準にして左右の二点までの距離が等しくないと、形成される複写画像は左右のバランスを欠くことになる。この場合、真ん中の一点から左側の点までの距離と真ん中の一点から右側の点までの距離とが等しいか否かを評価することが要求される。
【０００８】
このような傾向は、特に、書き込みユニットに光ビームを発生するレーザー光源が２個以上設けられ、２本以上の光ビームを副走査方向に配列して感光体表面を同時に主走査方向に走査して、通常の２倍以上の速度で感光体表面に書き込みを行う、いわゆる多重光ビームにより感光体ドラムに書き込みを行う画像形成装置では、ビーム間ピッチが評価対象に加わるので、さらに複雑になる。このような装置において、一方の光ビームの書き込み位置と他方の光ビームの書き込み位置とが主走査方向の途中でずれるようなことがあると、原稿画像を忠実な画像に再現できない。このため、２個以上の光ビームによる書き込み位置の評価を同一基準において行う必要が生じる。
【０００９】
従来、光ビームの主走査方向の特性評価については、例えば、図６に示す構成のものが知られている（特開平５−２８４２９３号公報参照）。
【００１０】
その図６において、１は書き込みユニット（光学ユニット）である。この書き込みユニット１の内部には半導体レーザー２からなるビーム光源（レーザー光源）、ポリゴンミラー（回転多面鏡）３、ｆθレンズ４が設けられている。その半導体レーザー２は光アナログ変調器５により変調駆動される。光アナログ変調器５は原稿画像に対応して半導体レーザー２から射出されるレーザー光を強弱変調する。半導体レーザー２から射出されたレーザー光Ｐ１はポリゴンミラー３の回転により主走査Ｑ１方向に走査され偏向される。
【００１１】
レーザー光Ｐ１が照射される感光体の表面（照射面）に相当する面（以下被走査相当面という）６には、主走査Ｑ１方向に間隔を開けて一対の光電変換素子７ａ、７ｂが設けられている。光電変換素子７ａ、７ｂの直前には受光位置精度（書き込み位置精度）を高めるためにピンホール（丸い小孔）を有する遮光板８ａ、８ｂが設けられている。この一対のピンホール間の距離をＬとする。
【００１２】
半導体レーザー２を常時点灯させた状態で、ポリゴンミラー３を回転させて、光ビームＰ１を主走査Ｑ１方向に走査すると、一方の光電変換素子７ａが光ビームＰ１を受光した後、他方の光電変換素子７ｂが光ビームＰ１を受光する受光時間差と、その距離Ｌとにより、この書き込みユニット１による光ビームＰ１の実際の走査速度が測定できる。この実際に測定された光ビームＰ１の走査速度が設計により予定された設計走査速度に対して速すぎたり遅すぎたりすると書き込み基準位置がずれることになる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この実際に測定された光ビームの走査速度が設計走査速度の許容誤差内にあるかを評価し、この許容誤差を越えている場合には、書き込みユニットの走査速度が許容誤差内に入るように、ポリゴンミラー３の回転速度等を調節している。したがって、この従来の光ビーム特性評価装置では、書き込み位置そのものを直接的に求めることができない。
【００１４】
次に、感光体表面上での光ビームＰ１のビーム径が設計で予定した設計値からずれた場合には、転写紙上に形成される画像のエッジがぼけたり、走査線われを生じたりして、画質が低下するという不都合がある。したがって、光ビームの被走査面でのビーム径又はビーム形状を評価することも要求される。
【００１５】
従来、光ビームのビーム径の評価は、ピンホール又はスリットを被走査相当面に設け、その直後に受光素子を設けて、静止状態での光ビームのビーム径を計測するようにしたものが知られている。しかしながら、この従来のビーム径の計測方法では、走査状態でのビーム径を計測することができない。
【００１６】
そこで、走査状態でのビーム径を計測するために、図７に示すように、被走査相当面６に一次元ＣＣＤ９を設け、この一次元ＣＣＤ９に向かって進行する光ビームＰ１の光路中に、この光ビームＰ１を被走査相当面６に結像させる対物レンズ１０を設け、光ビームＰ１のビームスポットＳを主走査Ｑ１方向に沿って矢印方向に移動させつつ、この一次元ＣＣＤ９を矢印Ｑ２方向に逐次ｎ回駆動走査して、各画素Ｃ１〜Ｃｎの光量信号の一走査分を積算記憶する記憶回路と、この記憶回路からの信号を演算することにより光ビーム径を算出する評価方法及び光ビーム径評価装置が提案されている（特開平４−３５１９２８号公報参照）。そして、この評価方法によれば、一次元ＣＣＤ９を矢印Ｑ２方向に一度駆動走査して、次に再び、一次元ＣＣＤ９を矢印Ｑ２方向に駆動走査するときには、一次元ＣＣＤ９の一走査期間ｔ１だけ時間が経過するため、この一走査期間ｔ１の間に光ビームＰ１は主走査Ｑ１方向に移動されている。したがって、この評価方法は、図８に模式的に示すようにビームスポットＳを静止させてｎ個の一次元ＣＣＤ９を等間隔毎に配設した構成と等価である。
【００１７】
この評価方法では、図８から明らかなように、一次元ＣＣＤ９の一走査期間ｔ１の間に光ビームＰ１は主走査Ｑ１方向に移動しており、ビームスポットＳが間引かれた状態で一次元ＣＣＤ９に取り込まれることとなる。更に、一次元ＣＣＤ９のある画素Ｃｉを駆動走査してその画素情報を読み取ってからこれに隣接する画素Ｃｉ＋１を駆動走査してその画素情報を読み取るまでの駆動走査時間△ｔの間にも、光ビームＰ１が主走査方向（矢印Ｑ１方向）に移動するので、光ビームＰ１に対して一次元ＣＣＤ９を斜めに駆動走査してビームスポットＳの画像を取り込むことと等価となり、ビーム径の量子化時に誤差が発生しやすい。このビーム径の量子化時の評価誤差は、光ビームＰ１の走査速度が大きくなればなるほど大きくなる。
【００１８】
したがって、この従来の光ビーム特性評価方法（光ビームのビーム径評価方法）では、ビーム径の評価精度を向上させ難いという問題が残存する。
【００１９】
以上説明したように、光ビームに要求される特性としては、感光体表面への書き込み位置特性、主走査方向ピッチむら、副走査方向ピッチむら、ビーム間ピッチ、倍率誤差、左右バランス（倍率誤差偏差）、走査線曲がり、光ビームのビーム径、ビーム形状等各種のものがあり、従来はこれらの各ビーム特性を専用の評価装置を用いて行っていたので、光ビームの特性評価が煩雑となり、かつ、同一条件のもとでの総合的評価でないため、評価の信頼度も若干芳しくないという懸念がある。
【００２０】
更に、ビームスポット径又はビームスポット形状の評価方法については、走査状態でのビームスポット径又はビームスポット形状の評価精度をより一層向上させたいという要望がある。
【００２１】
加えて、これらの評価を行うためには、基準位置出しが要求される。
【００２２】
一方、光書き込みユニットを搭載させた三次元画像計測装置が、例えば特開平８−８６６１６号公報に開示されている。この３次元画像計測装置では、光書き込みユニットとしてのレーザーは、形状の計測対象に向けて十字スリット光を発生するものが用いられ、そのレーザーヘッドは、十字スリット光の交点を中心に回転可能でかつ上下左右方向に平行移動できるようにレーザーヘッド架台に搭載されている。また、この３次元画像計測装置では、その計測対象を撮像するＣＣＤカメラと、このＣＣＤカメラにより撮像された画像信号を処理する画像処理部とレーザーヘッド作動制御部とからなるコンピュータとを備え、ＣＣＤカメラのレンズ中心とレーザーヘッドの先端中心部とが三次元絶対座標系のＸ軸上に位置され、ＣＣＤカメラの撮像面は、Ｘ−Ｙ平面に平行になるように配設されている。
【００２３】
この画像計測装置では、ＣＣＤカメラのエリア型ＣＣＤの位置出しは、エリア型ＣＣＤの撮像位置に合わせてエリア型ＣＣＤを特定位置に調整するのみであり、計測の基準位置としての基準画素を特定するものではないため、基準画素とレーザー光の位置とのずれを正確に把握できないという問題がある。
【００２４】
本発明者は、光ビームに要求される各特性を一台で評価可能な光ビーム特性評価装置、とりわけ、基準位置出しを正確に行うことのできる光ビーム特性評価装置を既に提案している（例えば、特願平１０−１７６３８５号「光ビーム特性評価装置」）。
【００２５】
この光ビーム特性評価装置は、光ビームの被走査面上での主走査方向及び副走査方向の設計的に予定された基準位置の決定に用いられる基準レーザー光源と、その基準レーザー光源を保持する保持部材と、その保持部材を回転可能に保持して基準レーザー光源の回転角度位置を決定する角度位置決定部材と、設計的に予定された光ビームの射出光線に保持部材の回転中心が一致するように角度位置決定部材を位置決めする位置決め基準ベースとを有している。
【００２６】
この光ビーム特性評価装置により、基準レーザー光源からの光ビームを被走査相当面に設置の二次元撮像素子に結像させ、保持部材を回転させて少なくとも二か所の回転角度位置において基準レーザー光源から射出された基準光ビームを二次元撮像素子で受光すると、受光された画素が基準画素となり、二次元撮像素子上での基準位置に相当する基準画素が特定され、その光ビームに要求される特性を評価することができる。
【００２７】
ここで、この二次元撮像素子を備えたＣＣＤカメラを画像形成装置に設置する場合、その深度方向の位置を決める場合に基準となる突き当て面にＣＣＤカメラを押し当てながらカメラ取付のネジを固定する方法が考えられる。この方法によれば、基準となる突き当て面に習って固定させるので、押し当ての位置、作業者の個人差などにより、その位置が安定しない場合がある。
【００２８】
そこで、この発明は、レーザービーム光の特性を評価する特性評価装置において、ＣＣＤカメラの深度方向の位置決めする際に、個人差など無く、安定して位置決めすることができ、基準位置出しを正確に行うことができる評価装置を提供することを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、
被走査面に相当する被走査相当面に設置されたＣＣＤカメラの二次元撮像素子にレーザー光源からの光ビームを結像させることにより該光ビームに要求される特性を評価する光ビーム特性評価装置であって、前記光ビームの前記被走査面上での主走査方向及び副走査方向の設計的に予定された基準位置の決定に用いられる基準レーザー光源と、該基準レーザー光源を保持する保持部材と、該保持部材を回転可能に保持して前記基準レーザー光源の回転角度位置を決定する角度位置決定部材と、設計的に予定された光ビームの射出光線に前記保持部材の回転中心が一致するように前記角度位置決定部材を位置決めする位置決め基準ベースとを有し、前記保持部材を前記回転中心を中心に回転させて少なくとも二か所の回転角度位置において前記基準レーザー光源から射出された基準光ビームを前記二次元撮像素子で受光することにより、該二次元撮像素子上での前記基準位置に相当する基準画素を特定する光ビーム特性評価装置の前記ＣＣＤカメラの深度方向の位置決めをする深度方向位置決め装置において、
前記ＣＣＤカメラの深度方向を決定する当て付け面を有する深度方向位置決めブロックと、該深度方向位置決めブロックの位置を決定することができ、かつ、測定対象物である光書き込みユニットを位置決めする書き込みユニット位置決め部材により位置決めされる位置決め基準ベースと、先端マウント部に雌ねじ部を有するＣＣＤカメラと、該ＣＣＤカメラを固定する取り付けベースと、前記先端マウント部の雌ねじ部に噛み合う雄ねじ部を有する雄ねじ部材と、該雄ねじ部材に噛み合う雌ねじ部材とからなり、前記深度方向位置決めブロックは、中心が測定対象物である光書き込みユニットのビーム光の理想的な軌跡上に位置するように設定されて前記雄ねじ部を貫通する貫通孔を有し、前記雄ねじ部材は、前記雌ねじ部材を螺合させた状態で、前記雄ねじ部が前記貫通孔を貫通すると共に、前記先端マウント部の雌ねじ部と螺合可能であることを特徴とする光ビーム特性評価装置である。
【００３０】
このような光ビーム特性評価装置では、基準レーザー光源からの光ビームを被走査相当面に設置の二次元撮像素子に結像させ、保持部材を回転させて少なくとも二か所の回転角度位置において基準レーザー光源から射出された基準光ビームを二次元撮像素子で受光すると、受光された画素が基準画素となり、二次元撮像素子上での基準位置に相当する基準画素が特定され、その光ビームに要求される特性を評価することができる。
基準レーザー光源からの光ビームは被走査相当面に設置の二次元撮像素子に結像される。保持部材を回転中心を中心に回転して少なくとも二か所の回転角度位置において基準レーザー光源から射出された基準光ビームを二次元撮像素子で受光する。これにより、受光された画素を基準画素とすることにより、二次元撮像素子上での基準位置に相当する基準画素が特定され、その光ビームに要求される特性を評価することができる。
ここで、位置決め基準ベースは装置内の書き込みユニット位置決め部材に位置決め固定され、その位置決め基準ベースに深度方向位置決めブロックは位置決め固定される。
【００３１】
一方、ＣＣＤカメラはその先端部を深度方向位置決めブロックに密着することが十分可能な範囲で自由に動くことができる状態である。このＣＣＤカメラは各プレートに固定されていない状態において、ＣＣＤカメラ先端部を深度方向位置決めブロックに向ける。
【００３２】
雄ねじ部に雌ねじ部材を螺合させた状態で、雄ねじ部を貫通孔に貫通させ、マウントネジ部にその先端を螺合させる。雌ねじ部材を回転させて、先端部を深度方向位置決めブロックの当て付け面に当接させる。このとき、この貫通孔は、中心が測定対象物である光書き込みユニットのビーム光の理想的な軌跡上に位置するように設定されているので、このＣＣＤカメラの深度方向位置が固定される。この状態でＣＣＤ各プレートを固定すれば、個人差など無く、安定して位置決めすることができる。このようにして固定されたＣＣＤカメラを備えた評価装置により基準位置出しを行えば基準位置出しを正確に行うことができる評価装置を提供することができる。
【００３３】
請求項２記載の発明は、前記ＣＣＤカメラは、複数個であることを特徴とする請求項１に記載の光ビーム特性評価装置である。
【００３４】
このような構成によれば、評価に際して主走査方向に複数個のＣＣＤカメラが位置決めされて固定される。この場合、各ＣＣＤカメラの位置を常に安定して位置決めすることができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、従来技術の説明と同一又は均等な部分については、同一符号を付して説明する。
【００３９】
図９は、本発明の光ビーム特性評価装置の評価対象としての二つの光ビーム光源を搭載した書き込みユニット１の内部構成の一例を説明する図である。この書き込みユニット１では、二つのレーザーダイオード（半導体レーザ）１１、１２と、その半導体レーザ１１，１２から出射された光ビームＰ１，Ｐ１を集光させて平行光束とするコリメータレンズ１３、１４、光路合成用光学部材１５、１／４波長板１６、ビーム整形光学系１７、１８とを備え、これらの各光学要素１１ないし１８はレーザー光源部（ビーム光源）Ｓｏｕを構成している。
【００４０】
また、この書き込みユニット１は、ポリゴンミラー１９、ｆθ光学系２１ないし２３、斜設反射ミラー２４を備え、その斜設反射ミラー２４の長手方向両側（光ビームの主走査Ｑ１方向）に同期センサ２７、２８が設けられている。同期センサ２７は書き込み開始タイミングの決定に用いられ、同期センサ２８は書き込み終了タイミングの決定に用いられる。
【００４１】
このように構成された書き込みユニット１では、レーザー光源部Ｓｏｕから射出された２本の光ビームＰ１、Ｐ１は、コリメータレンズ１３、１４により平行光束とされて、走査光学系の一部を構成するポリゴンミラー１９に導かれ、このポリゴンミラー１９の各面２０ａ〜２０ｆにより反射偏向されて主走査Ｑ１方向に走査される。
【００４２】
その反射偏向された光ビームＰ１、Ｐ１はｆθ光学系の一部を構成する反射ミラー２１、２２に導かれ、反射ミラー２１、２２により反射偏向され、ｆθレンズ２３を通過して斜設反射ミラー２４に導かれる。この斜設反射ミラー２４により反射された光ビームＰ１、Ｐ１は、作像ユニットに搭載された感光体ドラム２５に導かれ、その表面２６に照射される。この感光体ドラム表面２６は、光ビームＰ１、Ｐ１が主走査Ｑ１方向にリニアーに走査されることにより、副走査Ｑ３方向に所定の間隔（ピッチ）を開けてこの被走査面（表面２６）に書き込みが行われる。
【００４３】
この書き込みユニット１から射出される光ビームＰ１、Ｐ１の特性が評価対象となり、この光ビーム特性評価項目には、例えば、ａ：主走査方向の書き込み位置、ｂ：副走査方向の書き込み位置、ｃ：主走査ピッチむら、ｄ：副走査面倒れ、ｅ：主走査ビーム径、ｆ：副走査ビーム径、ｇ：倍率誤差、ｈ：走査線傾き、ｉ：倍率誤差偏差、ｊ：走査線曲がり、ｋ：走査時間、ｌ：深度：ｍ：ビーム間ピッチなどがある。
【００４４】
以下、各評価項目の詳細について説明する。
ａ：主走査方向の書き込み位置の評価
光ビームＰ１は、ポリゴンミラー１９によって反射されて、ｆθレンズ光学系を通って感光体２５へと照射されるが、この感光体２５へ書き込みを開始する主走査Ｑ１方向の位置、又はタイミングを評価する。
ｂ：副走査方向の書き込み位置の評価
光ビームは、ポリゴンミラー１９によって反射されて、ｆθレンズ光学系を通って感光体２５へと照射されるが、この感光体２５へ書き込みを開始する副走査方向の位置、又はタイミングを評価する。
ｃ：主走査ピッチむらの評価
光ビームの書き込みを主走査Ｑ１方向に沿って何回も行うことにより、所望の画像が形成されるが、ポリゴンミラー１９の側面には複数のミラー面は、６個のミラー面）が形成され、この各ミラー面によって光ビームを反射させて書き込みを行うために、各ミラー面の精度によって光ビームによる書き込み位置（書き出し位置）が変化する場合がある。
【００４５】
したがって、ポリゴンミラー１９の各面で光ビームを反射させて、各面に対応したビームスポットＳの主走査方向中心位置のバラツキを評価する。
ｄ：副走査面倒れの評価
光ビームの書き込みを主走査方向に沿って何回も行うことにより、所望の画像が形成されるが、ポリゴンミラー１９の側面には複数のミラー面は、６個のミラー面）が形成され、この各ミラー面によって光ビームを反射させて書き込みを行うために、各ミラー面の精度によって光ビームによる書き込み位置（書き出し位置）が変化する場合がある。
【００４６】
したがって、ポリゴンミラー１９の各面で光ビームを反射させて、各面に対応したビームスポットＳの主走査方向中心位置のバラツキを評価する。
ｅ：主走査ビーム径の評価
光ビームスポットＳの主走査方向のビーム径を評価する。
ｆ：副走査ビーム径の評価
光ビームスポットＳの副走査方向のビーム径を評価する。
ｇ：倍率誤差の評価
２点のビームスポットＳの間隔が所定間隔であるか否かを評価する。すなわち、その間隔が所定間隔よりも短いか、長いかによって倍率を評価する。
ｈ：走査線傾きの評価
光ビームを主走査方向に走査すると１本の走査線が得られる。この走査線が主走査方向に平行であるか否かを評価する。
ｉ：倍率誤差偏差の評価
項目ｇでは、２つのビームスポットＳの書き込み位置を評価することにより倍率誤差を評価したが、３つ以上のビームスポットＳを二次元撮像素子に取り込むことにより、各スポット間の倍率を比較して、各間隔の偏差を評価する。
ｊ：走査線曲がりの評価
項目ｈでは、２つのビームスポットＳの書き込み位置により主走査方向に光ビームが平行に走査されているか否かを評価したが、３つ以上のビームスポットＳを二次元撮像素子に取り込み、各ビームスポット間同士の主走査方向に対する傾きを評価することにより走査線曲がりを評価する。
ｋ：走査時間の評価
光ビームの走査時間を、２個のＣＣＤカメラを用いて、一方のＣＣＤカメラにビームスポットが取り込まれてから他方のＣＣＤカメラにビームスポットが取り込まれるまでの時間をカウントすることにより走査時間を算出することができ、また、２個のＣＣＤカメラの間の距離を走査時間で除算することにより走査速度を求めることができる。
【００４７】
なお、この場合、一方のＣＣＤカメラを同期検出のために書き込みユニット１に設けた同期センサ（走査開始検知センサ、走査終了検知センサ）により代用しても良い。詳細は後述する。
ｌ：深度の評価
主走査方向に直交する方向（ＣＣＤカメラに照射する光ビームの光軸と同方向）にＣＣＤカメラを移動させることにより、主走査方向については光ビームを固定した状態で、光ビームの移動方向のビーム径を測定して、設計位置での深度を評価する。
ｍ：ビーム間ピッチの評価
同時に照射される複数のビーム間のピッチを評価する。
【００４８】
【評価装置例１】
次に、評価装置例１につき図１０を参照しつつ説明する。
【００４９】
その図１０において、符号２９はポリゴンミラー１９を駆動するためのパルスモータであり、符号３０は、そのパルスモータ２９の駆動制御用の回路（駆動制御回路）である。感光体ドラム表面２６に相当する面（被走査相当面）３１には、光ビーム検出手段としてのＣＣＤカメラ３２〜３４の二次元撮像素子（撮像面）３２ａ〜３４ａがその光ビームＰ１の走査開始側から走査終了側に向かって等間隔に設けられている。
【００５０】
すなわち、ＣＣＤカメラ３２〜３４は、画像形成装置の書き込みユニット１から出射された光ビームＰ１が照射される光ビーム照射部材（潜像担持体）の光照射開始位置（シート最大サイズの光照射開始位置）、光照射終了位置、中間位置に配置され、実際に使用すべき全ての領域（位置）を評価することができる。
【００５１】
レーザーダイオード１１（又は１２）は１ドット点灯制御回路３５により点灯制御される。その１ドット点灯制御回路３５は時刻計時用のクロックパルスを発振するクロックパルス発振器３６とクロックパルスをカウントするカウント回路３７とを備えている。１ドット点灯制御回路３７には同期センサ２７の同期パルスが入力される。
【００５２】
その１ドット点灯制御回路３５と駆動制御回路３０とはパーソナルコンピュータからなる制御回路３８により制御される。その制御回路３８には画像処理用の入力ボード（画像処理ボード）３９が設けられている。ここでは、この画像処理ボード３９には入力系統が３個のもの、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの入力系統を有する画像処理ボードが用いられている。
【００５３】
二次元撮像素子３２ａは主走査方向開始側に設けられ、二次元撮像素子３４ａは主走査方向終了側に設けられ、二次元撮像素子３３ａは主走査方向中央位置に設けられ、各二次元撮像素子３２ａ〜３４ａの画像出力は画像処理ボード３９を通じて制御回路３８に取り込まれる。その制御回路３８は算出手段としての算出回路４０と評価処理回路４１とを有する。
【００５４】
各二次元撮像素子３２ａ〜３４ａの各画素のうちから演算処理の座標原点としての基準画素Ｋを図１１に示すように設定する。この基準画素Ｋは、設計的に予定された基準書き込み位置に相当する。この基準画素Ｋの設定については後述することにし、ここでは、基準画素Ｋから基準画素Ｋまでの距離Ｌ１が設定されているものとする。また、被走査面上で描かれるべき設計的に予定された理想的画像（ビームスポットＳ）が図１２に示すものであるとする。符号Ｒ１は理想的なビームスポットＳのビーム径である。
【００５５】
制御回路３８はこの基準画素Ｋが原点位置となるように「０」較正されている。算出回路４０は、距離Ｌ１と設計的に予定された走査速度とにより、図１３に示すように、二次元撮像素子間の走査時間Ｔを算出し、この走査時間Ｔと設計的に予定されたビームスポットＳの走査方向の径Ｒ１とから、１ドットに相当する走査時間ｔを計算する。走査時間Ｔ、ｔを意味する信号は１ドット点灯制御回路３５のカウント回路３７に入力される。
【００５６】
この走査時間Ｔ、１ドット走査時間ｔはクロック発振器３６から出力されるクロックパルスの個数によって定義され、１ドット点灯制御回路３５は、レーザーダイオード１１（又は１２）の消灯時点からカウント回路３７が走査時間Ｔに相当するクロック数をカウントすると消灯状態にあるレーザーダイオード１１（又は１２）を点灯するように制御し、カウント回路３７がレーザーダイオード１１（又は１２）の点灯時点から走査時間ｔに相当するクロック数をカウントすると、レーザーダイオード１１（又は１２）を消灯するように制御する。この意味で、走査時間Ｔは、レーザーダイオード１１（又は１２）の消灯時間（書き込みタイミング時間）を規定している。
【００５７】
レーザーダイオード１１（又は１２）は１ドット点灯制御回路３５により同期センサ２７からの同期パルスが入力されるまでの間、連続的に点灯するように制御され、同期センサ２７からの同期パルスが入力されると、１ドット点灯制御回路３５によりいったん消灯され、走査時間Ｔが経過すると１ドット制御回路３５により１ドットに相当する走査時間ｔだけ点灯された後、再び走査時間Ｔが経過するまで消灯され、走査時間Ｔが経過すると再度１ドットに相当する走査時間ｔだけ点灯された後消灯される。そして、１ドット点灯制御回路３５は、同期センサ２８の同期パルスが入力されると、走査開始側への戻り時間（約２Ｔ）が経過した後、再度点灯される。
【００５８】
その図１３において、黒丸印は１ドットに相当するビームスポットＳの形成状態（レーザーダイオード１１（又は１２）の点灯状態）を示し、白丸印は１ドットに相当するビームスポットＳの非形成状態（レーザーダイオード１１（又は１２）の消灯状態）を示している。
【００５９】
このように、１ドット点灯制御回路３５により走査中に１ドットに相当する走査時間中レーザーダイオード１１（又は１２）を点灯させると、図１４に示すように、各二次元撮像素子３２ａ〜３４ａにビームスポットＳが形成される。
【００６０】
評価処理回路４１を用いて主走査Ｑ１方向のビームスポットＳの中心位置Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３を求めれば、基準画素Ｋに対する主走査Ｑ１方向のずれ量ｄを求めることができる。その図１４には、一例として、書き込み開始側の基準位置では右側にｄ＝Ｘ１だけずれ、書き込み終了側の基準位置では右側にｄ＝Ｘ３だけずれ、中央位置ではそのずれ量ｄ＝Ｘ２＝０であることが示されている。
【００６１】
また、評価処理回路４１を用いて副走査Ｑ３方向のビームスポットＳの中心位置Ｏ１’、Ｏ２’、Ｏ３’を求めれば、基準画素Ｋに対する副走査Ｑ３方向のずれ量ｄを求めることができる。その図１４では、副走査Ｑ３方向のずれ量ｄ’はｄ’＝０である。
【００６２】
この図１３では、主走査開始側の二次元撮像素子３２ａから中央位置の二次元撮像素子３３ａまでの距離Ｌ１と走査終了側の二次元撮像素子３４ａから中央位置の二次元撮像素子３３ａまでの距離Ｌ１とが等しいものとして説明したがこれに限られるものではない。
【００６３】
【評価装置例２】
次に、評価装置例２につき図１５を参照しつつ説明する。
【００６４】
その図１５では、画像処理ボード３９として単一画像処理ボードが用いられ、かつ、設計的に予定された二個の書き込み基準書位置に対するずれを評価することにされている。この評価装置では、画像処理ボード切り替えスイッチ４３が設けられ、１ドット点灯制御回路３５は二次元撮像素子３２ａからの画像の取り込みと同時に二次元撮像素子３４ａから画像が取り込まれるように画像処理ボード切り替えスイッチ４３を切り替える。その他の構成は図１０に示す評価装置例１と同じであるので、同一符号を付してその詳細な説明は省略することにする。図１６はその１ドット点灯制御回路３５による制御タイミングを示し、走査時間（消灯時間）Ｔは距離Ｌ２を設計的に予定された走査速度で除算することにより求められる。
【００６５】
この光ビーム特性評価装置では、ＣＣＤカメラが主走査Ｑ１方向に２個間隔を開けて設けられているので、評価項目ａないしｈ、評価項目ｋ、ｍの評価が可能である。もちろん、図１０に示す評価装置例１と同様にＣＣＤカメラの個数を３個とすれば、評価項目ａ〜ｋ、ｍの評価が可能である。
【００６６】
【評価装置例３】
次に、評価装置例３につき図１７を参照しつつ説明する。
【００６７】
その図１７において、画像処理ボード３９として単一画像処理ボードが用いられ、かつ、設計的に予定された一個の書き込み基準書位置に対するずれが評価されている。
【００６８】
ここでは、ＣＣＤカメラ４３は１個とされ、このＣＣＤカメラ４３は主走査方向に長く延びるガイド軸４４に設置の可動体４５に搭載されている。可動体４５は制御回路３８によりガイド軸４４に沿って往復動するように制御され、ＣＣＤカメラ４３は所望の書き込み基準位置にセットされる。
【００６９】
すなわち、ＣＣＤカメラ４３を主走査方向に移動させることによって、所望の位置で、評価項目ａ〜ｆ、ｋ、ｍの評価が可能である。また、そのＣＣＤカメラ４３の移動位置を図１０、図１５に示す評価装置と同じ位置に設定することにより、項目ａ〜ｋ、ｍの評価を同様に行うことができる。
【００７０】
同期センサ２７からＣＣＤカメラ４３のセット位置までの距離をＬ３とし、設計的に予定された書き込み速度で距離Ｌ３を除算すれば同期センサ２７からＣＣＤカメラ４３の二次元撮像素子４３ａの基準画素Ｋまでに要する走査時間Ｔ（図１８参照）を求めることができる。
【００７１】
したがって、同期センサ２７により同期パルスが検出されてから走査時間Ｔまでの間、レーザー光源部Ｓｏｕを消灯し、走査時間Ｔの経過と同時に１ドット点灯制御回路３５によりレーザー光源部Ｓｏｕを走査時間ｔの間点灯させることにすれば、走査中に１ドットに相当するレーザースポットＳをＣＣＤカメラ４３の二次元撮像素子４３ａに図１９に示すように結像させることができる。
【００７２】
上記の各評価装置のビームスポットＳの中心位置は以下のようにして求めている。
【００７３】
二次元撮像素子４３ａの各画素はＺｉｊによって定義される。Ｚ１ｊ、Ｚ２ｊ、…、Ｚｉｊ、…、Ｚｎｊは主走査Ｑ１方向に配列された画素を意味し、Ｚｉ１、Ｚｉ２、…、Ｚｉｊ、…、Ｚｉｍは副走査Ｑ３方向に配列された画素を意味し、符号ｉ（１からｎまでの整数）は左側から数えてｉ番目を意味し、符号ｊ（１からｍまでの整数）は下から数えてｊ番目であることを意味している。
【００７４】
そこで、主走査Ｑ１方向に配列されている各画素Ｚ１ｊ、Ｚ２ｊ、…、Ｚｉｊ、…、Ｚｎｊから出力された出力信号の総和Ｗｊ（Ｗｊ＝Ｚ１ｊ＋Ｚ２ｊ＋…＋Ｚｉｊ＋…＋Ｚｎｊ）を副走査Ｑ３方向についてｊ＝１からｊ＝ｍまで順次求めると、図２０に示すように副走査Ｑ３方向の光ビーム強度分布曲線Ｂ１を求めることができる。また、副走査Ｑ３方向に配列されている各画素Ｚｉ１、Ｚｉ２、…、Ｚｉｊ、…、Ｚｉｍから出力された出力信号の総和Ｗｉ（Ｗｉ＝Ｚｉ１＋Ｚｉ２＋…＋Ｚｉｊ＋…＋Ｚｉｍ）を主走査Ｑ１方向についてｉ＝１からｉ＝ｎまで順次求めると、図２０に示すように主走査Ｑ１方向の光ビーム強度分布曲線Ｂ２を求めることができる。
【００７５】
図２１はこのようにして求められた光ビーム強度分布曲線の一例であり、主走査Ｑ１方向のビーム強度分布曲線Ｂ２を示している。
【００７６】
評価処理回路４１はこのビーム強度分布曲線Ｂ２に対して閾値Ｐ１ｈを設定し、この閾値Ｐ１ｈを横切る強度に対応する主走査Ｑ１方向の画素の番地Ｘ１、Ｘ２を特定し、この番地Ｘ１とＸ２との和の平均値に相当する画素の番地Ｘｉｍを求める。これにより、光ビームＰ１の主走査Ｑ１方向の中心位置Ｏ１が求められる。この中心位置Ｏ１と基準画素Ｋとの差により主走査Ｑ１方向のずれ量ｄが求まる。同様の処理をビーム強度分布曲線Ｂ１について行うことにより副走査Ｑ３方向の中心位置Ｏ１’が求められ、この中心位置Ｏ１’と基準画素Ｋとの差によりずれ量ｄ’も求められる。
【００７７】
また、番地Ｘ１とＸ２との差Ｄを求めることにより、主走査Ｑ１方向のビーム径Ｄが求められ、同様の処理をビーム強度分布曲線Ｂ１について行うことにより、副走査Ｑ３方向のビーム径Ｄ’も求められる。
【００７８】
なお、閾値Ｐ１ｈは、ここでは、ピークＰｍａｘからｅ（自然対数）の自乗分の１のところに設定する。
【００７９】
ここでは、主走査Ｑ１方向に配列された画素Ｚ１ｊ、Ｚ２ｊ、…、Ｚｉｊ、…、Ｚｎｊから出力された出力信号の総和Ｗｊ、副走査Ｑ３方向に配列された画素Ｚｉ１、Ｚｉ２、…、Ｚｉｊ、…、Ｚｉｍから出力された出力信号の総和Ｗｉに基づいて、光ビームＰ１の中心位置Ｏ１、Ｏ１’を求めることにしたが、ピークＰｍａｘ近傍の数画素からビーム強度分布曲線Ｂ１、Ｂ２を描き、このビーム強度分布曲線Ｂ１、Ｂ２のピークを光ビームＰ１の中心として求め、このピークに対応する画素を光ビームＰ１の中心画素としても良い。
【００８０】
また、画素毎の出力は量子化されているので、この各画素毎の量子化された出力分布を三次元的に表現し、その重心位置に相当する画素を主走査Ｑ１方向、副走査Ｑ３方向の光ビームＰ１の中心位置Ｏ１、Ｏ１’としても良い。
【００８１】
なお、ＣＣＤカメラ４３を設計的に予定された基準書き込み位置（ｆθ光学系２３の光軸を意味する像高０の位置）に配置したとしても、ビーム径がその基準書き込み位置から微妙にずれた位置で測定されると、正確なビーム形状を得ることができないので、ずれ量ｄに基づいて、図１８に示す走査時間Ｔを補正し、像高０の位置でレーザー光源部Ｓｏｕを点灯させるようにすることもできる。
【００８２】
【評価装置例４】
次に、図２２を参照しつつ評価装置例４を説明する。
【００８３】
その図２２において、主走査Ｑ１方向と直交する深度方向（光軸方向）Ｑ４にガイド軸４６が設けられ、可動体４５をガイド軸４４に沿って主走査Ｑ１方向に往復動可能とすると共に、ガイド軸４６に沿って深度方向Ｑ４に往復動可能とされている。この構成によれば１個のＣＣＤカメラ４３を用いて設計的に予定された所望の書き込み基準位置における光ビーム特性を評価できる。
【００８４】
この評価装置例４では、評価項目ａ〜ｋ、ｍの評価を行うことができる他、ＣＣＤカメラ４３を深度方向に可動させているので、評価項目ｌの評価も可能である。
【００８５】
なお、ＣＣＤカメラ４３の深度方向への移動手段を図１０，図１５，図１７に示す評価装置にも搭載可能であり、この移動手段を評価装置に搭載すれば、このような評価装置を用いても評価項目ｌの深度を評価することができる。
【００８６】
光ビームの進行方向（深度方向）Ｑ４について評価は以下のようにして行う。
【００８７】
すなわち、図２３（ａ）に示すようにＣＣＤカメラ４３が可動体４５に取り付けられ、可動体４５は深度方向Ｑ４に延びるガイド軸４４に搭載されている。可動体４５を光ビームＰ１の深度方向Ｑ４に逐次等間隔毎に移動させて、その移動停止位置での光ビームＰ１のビームスポットＳのビーム径Ｄ（図１９，図２１を参照）を逐次求めると、深度方向Ｑ４に対するビーム径曲線（深度カーブ）Ｑｍを図２３（ｂ）に示すように求めることができる。
【００８８】
なお、ここでは、主走査Ｑ１方向についてビーム径曲線Ｑｍを求めることとしたが、副走査Ｑ３方向についてビーム径曲線を求めても良い。
【００８９】
このビーム径曲線ＱｍからビームウエストＢｗの位置を評価し、設計的に予定された深度方向Ｑ４の基準書き込み位置とビームウエストＢｗの位置とからビームウエスト補正適正量△Ｗを決定する。
【００９０】
図２４は、図２２に示す評価装置の制御の一例を示すフローチャートを示し、制御回路３８はまず初期状態にセットされ（Ｓ．１）、次に、パルスモータ２９の回転を開始させる（Ｓ．２）。次に、制御回路３８はパルスモータ２９が定常回転数に達したとみなされる時間が経過した時点で、１ドット点灯制御回路３５に向けて、レーザーダイオード１１又は１２（レーザー光源部Ｓｏｕ）を点灯させるように信号を出力する（Ｓ．３）。一方、１ドット点灯制御回路３５は同期センサ２７から同期パルスが入力されたか否かを検出し、所定時間が経過しても同期パルスが検出されないときはエラー発生信号を制御回路３８に向けて出力する（Ｓ．４、Ｓ．５）。制御回路３８は、エラー発生信号が入力されると、レーザーダイオード１１又は１２（レーザー光源部Ｓｏｕ）を消灯させる信号を１ドット点灯制御回路３５に向けて出力すると共に（Ｓ．６）、そのエラー発生信号に基づいてパルスモータ２９の回転を停止させ（Ｓ．７）、測定終了か否かを判断する（Ｓ．８）。
【００９１】
１ドット点灯制御回路３５は同期パルスが所定時間内に検出されたときには、同期パルス検出と同時にレーザーダイオード１１又は１２（レーザー光源部Ｓｏｕ）を消灯し、カウント回路３７が走査時間Ｔに基づくクロック数をカウントした時点でレーザーダイオード１１又は１２（レーザー光源部Ｓｏｕ）を１ドット点灯させる点灯信号を出力する（Ｓ．９）。制御回路３８はこの１ドット点灯によりビームスポットＳの画像を取得する（Ｓ．１０）。評価処理回路４１はその実際に得られたビームスポットＳの画像に基づき演算を行って、光ビームＰ１に要求される各特性を評価する（Ｓ．１１）。そして、その評価結果をモニター（図示を略す）又は記録手段（図示を略す）に出力する（Ｓ．１２）。その後、制御回路３８はレーザーダイオード１１又は１２（レーザー光源部Ｓｏｕ）を消灯させるための信号を１ドット制御回路３５に向けて出力すると共に（Ｓ．６）、パルスモータ２９の駆動を停止させる。測定を繰り返すときには、Ｓ．１からＳ．１２までの処理が再実行される。
【００９２】
その光ビームの特性評価は、光ビームＰ１の中心位置Ｏ１、Ｏ１’、ビーム径Ｄ１、Ｄ１’、ずれ量ｄ、ｄ’を処理することにより行われる。
【００９３】
ビーム径Ｄ１、Ｄ１’の比を求めることにより、光ビームＰ１の形状が主走査Ｑ１方向に長い楕円であるのか、円に近い楕円であるのか、副走査Ｑ３方向に長い楕円であるのかを評価できる。
【００９４】
【評価装置例１〜４の具体的構造】
なお、以下の実施の形態では、位置決めの為に高精度が要求されるため、適宜の面は高精度の面出しが行われているが、その詳細は省略されることがある。
【００９５】
図２５〜図２９は画像形成装置への書き込みユニット１の取り付け状態を示し、この書き込みユニット１は図２７に示す外観形状を有する。この書き込みユニット１の一方の側壁１ａには、二つの位置決め用突起１０２、１０２が設けられ、書き込みユニット１の他側壁１ｂには４つの位置決め用穴１０３…が設けられている。また、この書き込みユニット１の先端側に位置する側壁（先端壁）１ｃには主走査Ｑ１方向に延びる細長いスリット穴１０４’が形成され、この細長いスリット穴１０４’からレーザービームＰ１が図示を略す感光体ドラムに向けて照射される。
【００９６】
一方、図２５において、符号１００は画像形成装置の基台であり、この基台１００の後方（図面左側）には書き込みユニット位置決め部材１０１が固定されている。この書き込みユニット位置決め部材１０１の詳細は、図２６，図２８，図２９に示されている。書き込みユニット位置決め部材１０１は、図２８に示すように起立壁部１０４、１０５を有する。起立壁部１０４には位置決め用突起１０２に挿通される挿通穴１０６が形成され、起立壁部１０５には位置決め用穴１０３に嵌合される４つの位置決めピン１０７…（図２８では２個）が突設固定されている。この位置決めピン１０７…を位置決め用穴１０３に嵌合させ、位置決め用突起１０２…を挿通穴１０６…に挿通させて書き込みユニット１を書き込みユニット位置決め部材１０１に固定させる。このとき、この起立壁部１０５の外壁１０８は書き込みユニット１を主走査Ｑ１方向に位置決めするための位置決め面となる。
【００９７】
書き込みユニット位置決め部材１０１の先端部（起立壁部１０４，１０５の先端側）は、図２５、図２９に示すように、一対の基準ベース取り付け部１０９、１０９となっており、この基準ベース取り付け部１０９、１０９にはそれぞれ基準ベース取り付けピン１１０、１１０が突設されている。
【００９８】
この基準ベース取り付け部１０９、１０９には、図３０（ａ）ないし図３０（ｄ）に示す位置決め基準ベース１１１が取り付けられる。この位置決め基準ベース１１１は主走査Ｑ１方向に長く延びている。位置決め基準ベース１１１の下面１１１ｂは高精度に仕上げられ、基準ベース取り付けピン１１０、１１０に嵌合される一対の嵌合穴１１４、１１４が形成されている。
【００９９】
その位置決め基準ベース１１１の上面は傾斜面１１１ａとされ、その傾斜面１１１ａは高精度に面仕上げがなされている。この傾斜面１１１ａには、主走査Ｑ１方向の所定位置に、圧入された３個の位置決めピン１１２…と、３対の取り付け穴１１３…が設けられている。また、この傾斜面１１１ａの先端側には３対の基準位置決定用起立板部１１３ａ…が主走査Ｑ１方向に所定間隔を開けて設けられている。また、この基準位置決定用起立板部１１３ａ…の傾斜面側（後方）は、高精度に面仕上げがなされている。
【０１００】
この傾斜面１１１ａに、図３１に示すように、角度位置決め決定部材としての位置決めブロック部材１１５がそれぞれ３個取り付けられる。この位置決めブロック部材１１５は、図３２（ａ）ないし図３２（ｄ）に示すように、起立板部１１６、１１７、平板部１１８を有する。
【０１０１】
平板部１１８の両側には、図３２（ａ）に示すように、一対のネジ孔１１８ａ、１１８ａが設けられている。また、この平板部１１８の前方の側面１１８ｂ及び側方の側面１１８ｃは高精度に仕上げられている。
【０１０２】
位置決め決定ブロック部材１１５は、前方の側面１１８ｂを基準位置決定用起立板部１１３ａと、側方の側面１１８ｃを位置決めピン１１２に当接することにより正確に位置決めされる。次いで、ネジ孔１１８ａから図示を略すネジをブロック取り付け穴１１３にねじ込むことにより、位置決め決定ブロック部材１１５は角度が正確に位置決めされた状態で傾斜面１１１ａ上に固定される。
【０１０３】
起立板部１１７にはＣＣＤカメラの当て付け部１２１が形成されている。当て付け部１２１には貫通穴１２２が形成されている。一方、起立板部１１６には精密に真円形状に仕上げられた円形嵌合穴１２０が形成されると共に係合ピン１２１ｐが固着されている。この係合ピン１２１ｐに係合されて、この起立板部１１６には円筒状保持部材としてのＬＤホルダー板１１９が取り付けられる。
【０１０４】
そのＬＤホルダー板１１９は、図３３（ａ）に示すように、円筒状ボス部１２３が形成されている。この円筒状ボス部１２３の外形も精密に仕上げられる。その円筒状ボス部１２３は円形嵌合穴１２０に嵌合される。ＬＤホルダー板１１９の円盤部１１９ａには、図３３（ｂ）に示すように、一対のレーザーダイオード位置決め用穴１２４、１２４と一対のレーザーダイオード取り付け用ネジ穴１２５、１２５と４個の角度位置決定用係合穴１２６…とが形成されている。ここでは、角度位置決定用係合穴１２６は円筒状ボス部１２３の周囲に９０度毎に設けられている。
【０１０５】
そのＬＤホルダー板１１９には、図３１に示すように、設計的に予定された基準位置決定用基準レーザー光源としての基準レーザーダイオード（半導体レーザー）１２７が取り付けられる。
【０１０６】
一方、基台１００には取り付けベース１２８が固定され、取り付けベース１２８には支持ベース１２９が固定され、支持ベース１２９にはスライドベース１３１がスライド可能に設けられている。このスライドベース１３１にはＣＣＤカメラユニット１３０が設けられている。
【０１０７】
ＣＣＤカメラユニット１３０は、図３４に示すように、当て付け板１３１’ａが起立形成された取り付けベース１３１’とＣＣＤカメラ１３２とから構成されている。ここでは、ＣＣＤカメラユニット１３０は、主走査Ｑ１方向に等間隔Ｌ１０を開けて３個設けられている。その図３４において、左側のＣＣＤカメラユニット１３０は書き込み開始側位置に設けられ、真ん中のＣＣＤカメラユニット１３０は書き込み中央位置に設けられ、右側のＣＣＤカメラユニット１３０は書き込み終了側位置に設けられている。
【０１０８】
一方、スライドベース１３１には、図３１に示すように、マイクロメータ１３３が取り付けられている。このマイクロメータ１３３は二次元撮像素子の撮像面１３０ａが被走査面に相当する被走査相当面に位置するように調節する調節手段として機能する役割を果たす。また、スライドベース１３１の側方には、屈曲板部１３４が形成され、屈曲板部１３４にはスライド方向に延びる長穴１３５が形成され、その長穴１３５には、固定用の固定ネジ１３６が設けられている。
【０１０９】
ＣＣＤカメラユニット１３０の先端部１３２ａを当て付け部１２１に押し当てながら、図示を省略するネジによりＣＣＤカメラ１３２を取り付けベース１３１’にネジ固定してＣＣＤカメラユニット１３０を固定する。次いで、ＣＣＤカメラユニット１３０はその撮像面１３０ａが感光体ドラムの表面（被走査面）に相当する被走査相当面３１に位置するようにマイクロメータ１３３によりスライド方向に調整され、屈曲板部１３４を固定ネジ１３６で締め付けることにより、深度方向の位置決めされた状態で支持ベース１２９に固定される。
【０１１０】
このように、基準となる当て付け部１２１を突き当て面として、ＣＣＤカメラユニット１３０の先端面１３２ａをこの突き当て面に押し当てながらカメラ取付のネジを固定すると、押し当ての位置、作業者の個人差などにより、ＣＣＤカメラ１３２の取り付け位置が安定しない場合がある。
【０１１１】
ここで、この発明においては、基準ベース１１１に角度調整部材１１５を取り付ける前に、カメラユニット１３０の深度方向を定める深度方向位置決め部材２００が基準ベース１１１に取り付けられる。
【０１１２】
この深度方向位置決め部材２００は、図１に示すように、カメラユニット１３０の深度方向を決定する深度方向位置決めブロック２０１と、この深度方向位置決めブロック２０１に設けられた貫通孔２０６に貫通する雄ねじ部材としての位置決めネジ２０２と、この位置決めネジ２０２に噛み合い、位置決めブロック２０１と雄ねじ頭部との間でこの雄ねじ部２０２ａと螺合される雌ねじ２０３とから構成される。そして、この位置決めネジ２０２には貫通孔２０６に貫通する雄ネジ部２０２ａを有し、この雄ネジ部２０２ａは後述するようにＣＣＤカメラユニット１３０（ＣＣＤカメラ１３２）の先端部１３２ａ側のマウント部のマウントネジ部１３２ｂに噛み合う。
【０１１３】
この深度方向位置決めブロック２０１は、基準ベース１１１の傾斜面１１１ａに接して載置されるもので、図２（ａ）ないし図２（ｃ）に示すように、平板部２０４とその平板部から鉛直に立設された起立板部２０５とからなるＬ型アングルから構成される。
【０１１４】
その起立板部２０５には当て付け部１２１に相当するＣＣＤカメラの当て付け面２０５ａが形成されている。この当て付け面２０５ａは、カメラユニット１３０の先端面が当接された場合に正確に方向位置決めができるように高精度の面仕上げがなされている。また、この起立板部２０５には雄ねじ部２０２ａが十分に通過できる貫通孔１２２に相当する貫通孔２０６が形成されている。この貫通孔２０６の中心Ｏ１は、測定対象物である光書き込みユニット１のビーム光Ｐ１の理想的な軌跡上に位置するように設定されている。
【０１１５】
一方、この平板部２０４は、位置決めブロック部材１１５の平板部１１８と同一寸法であり、同一精度に仕上げられている。すなわち、裏面２０４ａ、前方側面２０４ｂ、側方側面２０４ｃは、それぞれ高精度に仕上げられ、また、この平板部２０４の両側には、ネジ穴１１８ａ、１１８ａに対応する位置にネジ穴２０７、２０７が設けられている。
【０１１６】
このような構成の深度方向位置決め部材２００の組立と、これを用いた位置決め手順について、以下に説明する。
【０１１７】
まず、図１の想像線に示すように、基準ベース取り付けピン１１０を用いて書き込み位置決め部材１０１に位置決めされた基準ベース１１１が用意される。この基準ベース１１１の上面は傾斜面１１１ａであり、この傾斜面１１１ａ上に深度方向位置決めブロック部材２０１を固定する。ここで、この深度方向位置決めブロック部材２０１の前方側面２０４ｂを基準位置決定用起立板部１１３ａと、側方側面２０４ｃを位置決めピン１１２とに当接することにより、正確に位置決めされる。次いで、ネジ穴２０７、２０７からネジ２０８、２０８をブロック取り付け穴１１３、１１３にねじ込むことにより、深度方向位置決めブロック部材２０１の角度が正確に位置決めされた状態で傾斜面１１１ａ上に固定される。
【０１１８】
ＣＣＤカメラ１３２が各プレート（取り付けベース）１３１´に固定されていない状態（ＣＣＤカメラ１３２が図３の両矢印方向に自由に動く状態）において、ＣＣＤカメラ１３２の先端部１３２ａをブロック部材２０１の起立板部２０５に向ける。この状態で、ＣＣＤカメラ１３２の先端部１３２ａと起立板部２０５の当て付け面２０５ａとの間には、間隙２０９を有しており、この状態で先端部１３２ａと当て付け面２０５ａとは密着することが十分可能な範囲で、このＣＣＤカメラ１３２は自由に動くことができる。
【０１１９】
雌ねじ２０３を雄ねじ部２０２ａに数回噛み合わせた状態で、雄ねじ部２０２ａの先端を貫通孔２０６に通す。ＣＣＤカメラ１３２の先端側にはマウントネジ部（先端マウント部の雌ねじ部）１３２ｂを有するので、このマウントネジ部１３２ｂに雄ねじ部２０２ａの先端を数回噛み合わせる（図４の状態）。
【０１２０】
次いで、図５に示すように、位置決めネジ２０２が回転しないように押さえながら、雌ねじ２０３を起立板部２０５に向けて回転させる。雌ねじ２０３は起立板部２０５に当接し、次いで、位置決めネジ２０２はＣＣＤカメラと螺合された状態で貫通孔２０６を矢印ａ方向に後退する。雌ねじ２０３を更に締め付けることにより、ＣＣＤカメラ１３２は矢印ａ方向に進行し、やがてその先端部１３２ａは当て付け面２０５ａに当接し、その深度方向位置は当て付け面２０５ａに確実に習った状態となる。この状態でＣＣＤカメラ１３２を取り付けベース１３１’にネジ（不図示）などにより固定する。この操作は、ネジによる面出しであるので、作業者の個人差無く、常に所定の角度でＣＣＤカメラ１３２を取り付けることができる。
【０１２１】
固定後、位置決めネジ２０２をマウントネジ部１３２ｂから取り外す方向に回転させ、位置決めネジ２０２及び雌ねじ２０３をＣＣＤカメラ１３２及び起立板部２０５から取り外す。これにより、ＣＣＤカメラ１３２の深度方向（奥行方向）の位置を決めることができ、測定対象物からのビーム光の測定における測定面の深度方向の位置を容易に合わせることが可能となる。
【０１２２】
次いで、深度方向位置決めブロック２０１を取り外し、同位置、すなわち、傾斜面１１１ａ上に角度位置決定部材１１５を取り付けると、図３１に示すように、光ビーム特性評価装置が組み立てられる。
【０１２３】
この光ビーム特性評価装置により、基準レーザー光源からの光ビームを被走査相当面に設置の二次元撮像素子に結像させ、保持部材を回転させて少なくとも二か所の回転角度位置において基準レーザー光源から射出された基準光ビームを二次元撮像素子で受光すると、受光された画素が基準画素となり、二次元撮像素子上での基準位置に相当する基準画素が特定され、その光ビームに要求される特性を評価することができる。
【０１２４】
基準レーザー光源からの光ビームは被走査相当面に設置の二次元撮像素子に結像される。保持部材を回転中心を中心に回転して少なくとも二か所の回転角度位置において基準レーザー光源から射出された基準光ビームを二次元撮像素子で受光する。これにより、受光された画素を基準画素とすることにより、二次元撮像素子上での基準位置に相当する基準画素が特定され、その光ビームに要求される特性を評価することができる。
【０１２５】
すなわち、書き込みユニット１の内部には評価装置例１で述べたようにレーザー光源部Ｓｏｕが設けられると共に走査光学系が設けられ、感光体ドラムの被走査面はこのレーザー光源によってリニアに走査され、書き込みが行われる。
【０１２６】
円形嵌合穴１２０の中心は、図３１に示すように設計的に予定されたレーザービームＰ１の主走査Ｑ１方向及び副走査Ｑ３方向の射出軌跡（射出光線）Ｑｎに一致されているが、基準レーザーダイオード１２７から射出された基準レーザー光が必ずしもこの射出軌跡Ｑｎに沿って射出されるとは限らず、単に基準レーザー光を射出させるのみでは、射出軌跡Ｑｎの延長線上に存在する二次元撮像素子１３０ａの基準位置としての基準画素Ｋを基準レーザー光を用いて特定することはできない。
【０１２７】
そこで、まず書き込み開始側のＣＣＤカメラユニット１３０に基準レーザーダイオード１２７を対向させる。図３５（ａ）に示すように、ＬＤホルダー板１１９を円形嵌合穴１２０に嵌合させ、ＬＤホルダー板１１９の角度位置決定用係合穴１２６の一つに係合ピン１２１ｐを嵌合させ、ＬＤホルダー板１１９を円形嵌合穴１２０の中心を回転中心として回転させて、係合ピン１２１ｐにＬＤホルダー板１１９の角度位置決定用係合穴１２６の周壁１２６ａを回転方向から当接させて、基準レーザーダイオード１２７の角度位置決めを行う。
【０１２８】
そして、基準レーザーダイオード１２７を図示を略す点灯制御回路（書き込みユニット１の点灯制御回路を用いても良い）を用いて点灯させる。このときのレーザービームの射出方向が図３４に示すようにＱｍ方向であったと仮定する。また、その射出方向Ｑｍのレーザービームを受光した二次元撮像素子１３０ａの受光画素Ｇの座標がＧ（ｘ１、ｙ１）であったとする。
【０１２９】
次に、図３５（ｂ）に示すように係合ピン１２１ｐと角度位置決定用係合穴１２６との嵌合を解除し、ＬＤホルダー板１１９を１８０度回転させて係合ピン１２１ｐと角度位置決定用係合穴１２６’とを嵌合させ、係合ピン１２１ｐにＬＤホルダー板１１９の角度位置決定用係合穴１２６’の周壁１２６’ａを回転方向から当接させて、基準レーザーダイオード１２７の角度位置決めを行う。
【０１３０】
そして、基準レーザーダイオード１２７を図示を略す点灯制御回路（書き込みユニット１の点灯制御回路を用いても良い）を用いて点灯させる。このときのレーザービームの射出方向が図３４に示すようにＱｍ’方向であったと仮定する。また、その射出方向Ｑｍ’の光ビームを受光した二次元撮像素子１３０ａの受光画素Ｇの座標がＧ（ｘ２、ｙ２）であったとする。
【０１３１】
すると、書き込み開始側の射出軌跡Ｑｎの延長線上に存在する基準画素Ｋの座標Ｋ（Ｘ１０、Ｙ１０）は、
Ｘ１０＝｛（ｘ１−ｘ２）／２｝＋ｘ２
Ｙ１０＝｛（ｙ１−ｙ２）／２｝＋ｙ２
によって求められる。
【０１３２】
したがって、基準レーザーダイオード１２７として、その射出光軸が厳密に調整されたレーザーを用いなくとも、基準画素Ｋの位置を高精度に求めることができる。
【０１３３】
次に、位置決めブロック部材１１５を書き込み中央位置のＣＣＤカメラユニット１３０に対向させて位置させ、設計的に予定された書き込み中央位置の射出軌跡Ｑ’ｎの延長上に存在する基準画素Ｋの座標Ｋ（Ｘ１２、Ｙ１２）を求める場合について説明する。
【０１３４】
まず、中央位置のＣＣＤカメラユニット１３０に基準レーザーダイオード１２７を対向させて、基準レーザーダイオード１２７を点灯させる。
【０１３５】
このときのレーザービームの射出方向がＱ’’ｍであったと仮定する。また、その射出方向Ｑ’’ｍの光ビームを受光した撮像素子１３０ａの受光画素Ｇの座標がＧ（ｘ３、ｙ３）であったとする。
【０１３６】
書き込み中央位置の射出軌跡Ｑ’ｎの延長上に存在する基準画素Ｋの座標Ｋ（Ｘ１２、Ｙ１２）と書き込み開始側の基準画素の延長上に存在する基準画素Ｋの座標Ｋ（Ｘ１０、Ｙ１０）との差は、射出方向Ｑ’ｍの光ビームを受光した受光画素Ｇの座標Ｇ（ｘ３、ｙ３）と射出方向Ｑ’ｍの光ビームを受光した撮像素子１３０ａの受光画素Ｇの座標Ｇ（ｘ２、ｙ２）との差に等しい。
【０１３７】
したがって、
Ｘ１２−Ｘ１０＝ｘ３−ｘ２
Ｙ１２−Ｙ１０＝ｙ３−ｙ２
よって、
Ｘ１２＝Ｘ１０＋ｘ３−ｘ２＝｛（ｘ１−ｘ２）／２｝＋ｘ３
Ｙ１２＝Ｙ１０＋ｙ３−ｙ２＝｛（ｙ１−ｙ２）／２｝＋ｙ３
書き込み終了側の位置に設けられたＣＣＤカメラ１３２の撮像素子１３０ａの基準画素Ｋの座標Ｋ（Ｘ１４、Ｙ１４）は、同様に受光画素Ｇの座標をＧ（ｘ５、ｙ５）とすると、
Ｘ１４＝｛（ｘ１−ｘ２）／２｝＋ｘ５
Ｙ１４＝｛（ｙ１−ｙ２）／２｝＋ｙ５
として求まる。
【０１３８】
よって、いったんあるＣＣＤカメラ１３２についての基準画素Ｋの座標をＬＤホルダー板１１９を回転させて特定した後は、残りのＣＣＤカメラ１３２についての基準画素Ｋの特定は、ＬＤホルダー板１１９を回転させなくとも行うことができる。
【０１３９】
なお、図２９は角度位置決定部材としての位置決めブロック１１５が中央位置に設けられている状態が示されている。
【０１４０】
マイクロメータ１３３によりスライドベース１３１をその長手方向に移動させることにより深度方向でのビーム径を測定することが可能である。
【０１４１】
この具体的構造では、１個の位置決めブロック１１５を配置換え可能にして各位置で基準画素Ｋを求める構成としたが、１個の位置決めブロック１１５を位置決め基準ベース１１１にスライド可能に設ける構成としてもよい。
【０１４２】
以上の実施の形態では、画像形成装置における深度方向の位置を特定する構造について説明したが、この発明の装置は、ビーム光の位置、ビーム光間の距離などの光学系ユニットの特性検査装置の深度位置出しに利用可能である。
【０１４３】
【発明の効果】
本発明によれば、レーザービーム光の特性を評価する特性評価装置において、ＣＣＤカメラの深度方向の位置決めする際に、個人差など無く、安定して位置決めすることができ、基準位置出しを正確に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る深度方向位置決めブロックを説明する図である。
【図２】図１に示す深度方向位置決めブロックの説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）を矢視ｃ１方向から見た図、（ｃ）は（ｂ）を矢視ｃ２方向から見た図である。
【図３】図１の深度方向位置決めブロックを評価装置に装着した場合の状態を説明する部分拡大図である。
【図４】図３の評価装置の深度方向位置決め操作手順を説明するための図である。
【図５】図３の評価装置の深度方向位置決め操作手順を説明するための図である。
【図６】従来の光ビーム走査特性評価装置を示す説明図である。
【図７】従来の光ビーム走査特性評価装置により光ビームの走査中のビーム径測定を一次元ラインＣＣＤを用いて測定する状態を示す説明図である。
【図８】図７に示す走査中の光ビームを静止させたとみなして、走査中の光ビームのビーム径を図７に示す一次元ラインＣＣＤを用いて測定すると考えたときの説明図である。
【図９】実施の形態の書き込みユニットの内部構成の概略を示す斜視図である。
【図１０】３個のＣＣＤカメラを主走査方向に間隔を開けて設けた光ビーム特性評価装置例１の原理を説明するための図である。
【図１１】図１０に示すＣＣＤカメラの二次元撮像素子を概念的に示す図である。
【図１２】図９に示す書き込みユニットにより被走査面に描かれるべき設計的に予定された理想的画像（ビームスポット）を説明するための図である。
【図１３】図１０に示す光ビームの１ドット制御のタイミングを説明するための説明図である。
【図１４】図１０に示す各ＣＣＤカメラの二次元撮像素子に形成されたビームスポットを示す図である。
【図１５】２個のＣＣＤカメラを主走査方向に間隔を開けて設けた評価装置例２を説明するための図である。
【図１６】図１５に示す光ビームの１ドット制御のタイミングを説明するための説明図である。
【図１７】１個のＣＣＤカメラを主走査方向の中央に設けた評価装置例３を説明するための図である。
【図１８】図１７に示す光ビームの１ドット制御のタイミングを説明するための説明図である。
【図１９】図１７に示す二次元撮像素子に形成されたビームスポット（レーザースポット）の説明図である。
【図２０】図１９に示すビームスポットに基づいて光ビーム強度分布曲線を求めるための説明に用いた説明図である。
【図２１】図２０に示す光ビーム強度分布曲線に基づいて光ビームの中心位置を評価処理回路により求めるための説明に用いた光ビーム強度分布曲線図である。
【図２２】１個のＣＣＤカメラを主走査方向と深度方向とに可動させる構成の評価装置例４を説明するための説明図である。
【図２３】図２２に示す評価装置例４に使用する説明図であって、（ａ）はＣＣＤカメラを主走査方向及び副走査方向に可動させて光ビームの深度カーブを評価する評価装置の説明図であり、（ｂ）は（ａ）に示す評価装置により得られた深度カーブの一例を示す図である。
【図２４】図２２に示す光ビーム特性評価装置の処理の一例を示すフローチャートである。
【図２５】評価装置例１〜４の具体的構造を示し、画像形成装置への書き込みユニットの取り付け状態を示す側面図である。
【図２６】画像形成装置への書き込みユニットの取り付け状態を示す平面図である。
【図２７】図２５、図２６に示す書き込みユニットの外観形状を示す図である。
【図２８】画像形成装置への書き込みユニットの取り付け状態を示す正面図である。
【図２９】基準ベース取り付け部に取り付けられた位置決め基準ベースとＣＣＤカメラとの配置関係を示す部分拡大平面図である。
【図３０】図２９に示す位置決め基準ベースの説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）を矢視ｃ１方向から見た図、（ｃ）は（ｂ）を矢視ｃ２方向から見た図、（ｄ）は（ｂ）を矢視ｃ３方向から見た図である。
【図３１】基準ベース取り付け部に取り付けられた位置決め基準ベースとＣＣＤカメラとの配置関係を示す部分拡大側面図である。
【図３２】図２９、図３１に示す位置決めブロック部材の説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）を矢視ｃ４方向から見た図、（ｃ）は（ａ）を矢視ｃ５方向から見た図、（ｄ）は（ｃ）を矢視ｃ６方向から見た図である。
【図３３】図３１に示すＬＤホルダー板の説明図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）を矢視ｃ７方向から見た図である。
【図３４】基準レーザー光源を用いてエリア型ＣＣＤの基準画素の特定を説明するための図である。
【図３５】ＬＤホルダー板と位置決めブロック部材との部分拡大図であって、（ａ）はＬＤホルダー板の１８０度回転前の状態を示す図、（ｂ）はＬＤホルダー板の１８０度回転後の状態を示す図である。
【符号の説明】
Ｐ１…レーザビーム光
１０１…書き込みユニット位置決め部材
１１１…位置決め基準ベース
１１５…位置決めブロック部材（角度位置決定部材）
１１９…ＬＤホルダー板（保持部材）
１２７…基準レーザーダイオード（基準レーザー光源）
１３０…ＣＣＤカメラユニット
１３０ａ…二次元撮像素子（撮像面）
１３１’…取り付けベース
１３２…ＣＣＤカメラ
１３２ｂ…マウントネジ部
２０１…深度方向位置決めブロック
２０２…位置決めネジ（雄ねじ部材）
２０２ａ…雄ねじ部
２０３…調整ネジ（雌ねじ部材）
２０６…貫通孔
Claims (2)
- 被走査面に相当する被走査相当面に設置されたＣＣＤカメラの二次元撮像素子にレーザー光源からの光ビームを結像させることにより該光ビームに要求される特性を評価する光ビーム特性評価装置であって、前記光ビームの前記被走査面上での主走査方向及び副走査方向の設計的に予定された基準位置の決定に用いられる基準レーザー光源と、該基準レーザー光源を保持する保持部材と、該保持部材を回転可能に保持して前記基準レーザー光源の回転角度位置を決定する角度位置決定部材と、設計的に予定された光ビームの射出光線に前記保持部材の回転中心が一致するように前記角度位置決定部材を位置決めする位置決め基準ベースとを有し、前記保持部材を前記回転中心を中心に回転させて少なくとも二か所の回転角度位置において前記基準レーザー光源から射出された基準光ビームを前記二次元撮像素子で受光することにより、該二次元撮像素子上での前記基準位置に相当する基準画素を特定する光ビーム特性評価装置の前記ＣＣＤカメラの深度方向の位置決めをする深度方向位置決め装置において、
前記ＣＣＤカメラの深度方向を決定する当て付け面を有する深度方向位置決めブロックと、該深度方向位置決めブロックの位置を決定することができ、かつ、測定対象物である光書き込みユニットを位置決めする書き込みユニット位置決め部材により位置決めされる位置決め基準ベースと、先端マウント部に雌ねじ部を有するＣＣＤカメラと、該ＣＣＤカメラを固定する取り付けベースと、前記先端マウント部の雌ねじ部に噛み合う雄ねじ部を有する雄ねじ部材と、該雄ねじ部材に噛み合う雌ねじ部材とからなり、前記深度方向位置決めブロックは、中心が測定対象物である光書き込みユニットのビーム光の理想的な軌跡上に位置するように設定されて前記雄ねじ部を貫通する貫通孔を有し、前記雄ねじ部材は、前記雌ねじ部材を螺合させた状態で、前記雄ねじ部が前記貫通孔を貫通すると共に、前記先端マウント部の雌ねじ部と螺合可能であることを特徴とする光ビーム特性評価装置。 - 前記ＣＣＤカメラは、複数個であることを特徴とする請求項１に記載の光ビーム特性評価装置。
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