JPH05322701A - ジッター量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光偏向器の各偏向面を介した光束による被走
査面に対する走査時間を測定し高精度なジッター量を測
定することができること。 【構成】 光源手段１から放射した光ビームをコリメー
ターレンズ２を介して平行光束とし複数の偏向面を有す
る光偏向器３で偏向反射させた後、結像光学系を介して
被走査面に導光し光走査する際、集光レンズ４ａ（５
ａ）と、その焦点位置に配置したスリット部材４ｂ（５
ｂ）の開口部を通過した光束を該開口部の後方に配置し
た光検出器４ｃ（５ｃ）とで検出するようにした光検出
部４（５）を、該被走査面の主走査方向の走査開始側と
走査終了側に各々該光偏向器３からの光束が該結像光学
系を介さず直接入射するように設け、該２つの光検出部
４（５）で得られる信号を利用してジッター量を検出す
るようにしたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はジッター量測定装置に関
するもので、特に走査光学系を構成する光偏向器の各々
の偏向面の製造誤差や該光偏向器を駆動させるモータの
駆動誤差等によって被走査面を光走査する際の走査時間
のムラを高精度に測定するジッター量測定を実現するこ
とにより、その走査ムラの原因探求を容易にし、高精度
な光走査を可能とした例えばレーザービームプリンタ
（ＬＢＰ）等の走査光学系の制作を可能とするものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来よりレーザービームプリンタ等の走
査光学系においては画像信号に応じてレーザ光源から放
射される光ビーム（光束ともいう。）を光変調してい
る。そして該光変調した光ビームをコリメーターレンズ
を介して回転多面鏡より成る光偏向器により偏向させｆ
−θレンズによって感光性の記録媒体面上にスポット状
に集束させ光走査している。これにより画像記録を行な
っている。

【０００３】一般に走査光学系においては、例えばそれ
を構成する光偏向器の製造誤差により、又該光偏向器を
駆動させるモータの駆動誤差等により被走査面を光走査
する際の各走査ライン毎に走査時間が異なる走査ムラが
生じてくる。

【０００４】そこで従来は上記の走査ムラの量、所謂ジ
ッター量を測定する為に被走査面の走査開始側と走査終
了側の両端部の位置、即ち走査角の最大画角の両端部の
位置に各々スリットと光検出器とから成るジッター量測
定手段を設けている。そして光偏向器の偏向面で反射
し、ｆ−θレンズを通過した光ビームをスリットを介し
て光検出器に導光して検出信号を得ている。

【０００５】そして該光検出器からの信号をカウンター
回路を介してこれにより被走査面上での主走査方向にお
ける走査時間（走査速度）を測定し各走査ライン毎の走
査時間のムラであるジッター量を求めている。

【０００６】図６は従来のジッター量測定手段を有した
走査光学系の要部概略図である。同図では面倒れ補正光
学系（副走査断面において偏向面と被走査面とが共役に
ある系）に適用したときを示している。同図において走
査光学系の走査ムラを測定する際には以下の方法により
行なっている。

【０００７】即ち、光源手段６１より放射した光ビーム
はコリメーターレンズ６２により略平行光束とし、シリ
ンドリカルレンズ６６に入射している。該シリンドリカ
ルレンズ６６は副走査断面に関しては所定の屈折力を持
つが主走査断面に関しては屈折力を持たないので入射し
た平行光束のうち主走査断面においてはそのまま平行光
束の状態で射出し、又副走査断面においては集束してポ
リゴンミラー等から成る光偏向器６３の偏向面にほぼ線
像として結像している。

【０００８】そして該光偏向器６３の偏向面で偏向反射
した光ビームは主走査方向は平行光束のままで、副走査
方向は発散光束となっている。そして球面レンズ６８ａ
とトーリックレンズ６８ｂより成るｆ−θレンズ系６８
を通過することにより集光し、感光体（不図示）面上に
集光している。このとき集光光束を被走査面の走査開始
側の位置Ｄに設けたジッター量測定手段としての光検出
部６４の一部を構成するスリット６４ａ面上に集光さ
せ、該スリット６４ａを透過した光量を光検出器６４ｂ
により検出することにより走査開始信号を得ている。

【０００９】又、同様に被走査面の走査終了側の位置Ｃ
にも同様の光検出部６５を設けて該光検出部６５により
走査終了信号を得ている。その後各々の光検出器６４
ｂ，６５ｂで検出された信号をカウンター回路（不図
示）へ送出して各偏向面を介した光束による被走査面に
対する各走査ライン毎の走査時間を測定している。そし
て各走査ライン毎の走査時間のムラ、即ちジッター量を
求めている。

【００１０】図７は従来の他のジッター量測定手段を有
した走査光学系の要部概略図である。同図では回転多面
鏡の偏向面の面倒れ補正を行なっていない場合を示して
いる。同図においては前記図６と同様に走査ムラを測定
する際には光源手段６１から放射した光ビームをコリメ
ーターレンズ６２により略平行光束とし、２つの偏向面
を有するポリゴンミラーから成る光偏向器７３の偏向面
で偏向反射させている。そして球面レンズ６８ａとトー
リックレンズ６８ｂとから成るｆ−θレンズ系６８を介
して被走査面の走査開始側の位置Ｄに設けたジッター量
測定手段としての光検出部６４に導光し走査開始信号を
得ている。

【００１１】それと同様に走査終了側の位置Ｃに設けた
光検出部６５により走査終了信号を得て前記図６に示し
た走査光学系と同様に各偏向面を介した光束による被走
査面に対する各走査ライン毎の走査時間の走査ムラ、即
ちジッター量を求めている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記図
６、図７に示した従来のジッター量測定手段を有した走
査光学系においてはジッター量を求める際、光偏向器に
よって偏向反射された光ビームをｆ−θレンズ系６８を
通過させた後、被走査面の走査開始側と走査終了側の位
置、即ち走査角の両最大画角の両端部の位置Ｃ，Ｄに設
けた光検出部６４，６５に導光している。この為、走査
画角の最大画角付近ではｆ−θレンズ系の諸収差等の影
響により被走査面上におけるスポット像が大きくなって
しまいジッター量を高精度に検出するのが難しくなると
いう問題点があった。

【００１３】例えば光走査する光束の断面がスリットに
かかり始めてから完全に通過するまでの時間における光
検出器からの検出信号の出力波形の変位は図５（Ａ）に
示すようになる。即ち立ち上がりがなだらかとなり、そ
の為立ち上がり時刻を検出するのが難しいという問題点
がある。

【００１４】一般にジッター量を求める際には光検出部
で得られる信号にあるスレッシュホールドレベルを設
け、該スレッシュホールドレベルに達する時間により決
めている。この為、図５（Ａ）に示したように立ち上が
りが遅いと信号の振れによる影響が大きくなり、この結
果検出誤差の要因となっていた。

【００１５】本発明は走査光学系により被走査面を光走
査する際の各走査ライン毎の走査時間を測定する手段の
一要素である光検出部の構成と、その配置を適切に設定
することにより高精度にジッター量を求めることができ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明のジッター量測定
装置は、光源手段から放射した光ビームをコリメーター
レンズを介して平行光束とし複数の偏向面を有する光偏
向器で偏向反射させた後、結像光学系を介して被走査面
に導光し光走査する際、集光レンズと、その焦点位置に
配置したスリット部材の開口部を通過した光束を該開口
部の後方に配置した光検出器とで検出するようにした光
検出部を、該被走査面の主走査方向の走査開始側と走査
終了側に各々該光偏向器からの光束が該結像光学系を介
さず直接入射するように設け、該２つの光検出部で得ら
れる信号によりジッター量を検出するようにしたことを
特徴としている。

【００１７】又本発明は、光源手段から放射した光ビー
ムをコリメーターレンズを介して平行光束としシリンド
リカルレンズにより複数の偏向面を有する光偏向器の偏
向器面上における主走査断面内に集光し、該偏向面で偏
向反射させた後、結像光学系を介して被走査面に導光し
光走査する際、副走査断面内に屈折力を有する光学部材
と、集光レンズと、その焦点位置に配置したスリット部
材の開口部を通過した光束を該開口部の後方に配置した
光検出器とで検出するようにした光検出部を、該被走査
面の主走査方向の走査開始側と走査終了側に各々該光偏
向器からの光束が該結像光学系を介さず直接入射するよ
うに設け、該２つの光検出部で得られる信号によりジッ
ター量を検出するようにしたことを特徴としている。

【００１８】

【実施例】図１は本発明の実施例１の要部概略図であ
る。同図において１は光源手段であり、例えば半導体レ
ーザ等のレーザ発振器より成っている。２はコリメータ
ーレンズであり、光源手段１から放射した光ビームを平
行光束としている。３は光偏向器であり、２つの偏向面
（反射面）を有するポリゴンミラーより成っており、モ
ータ等の駆動手段（不図示）により矢印Ｅ方向に一定速
度で回転している。１０１はｆ−θレンズであり、光偏
向器３からの光束を被走査面である回転ドラム１０２面
上に集光している。１０はジッター量測定手段であり、
２つの光検出部４，５を有している。２つの光検出部
４，５は該被走査面の走査開始側と走査終了側の両端部
の位置、即ち走査画角の両最大画角にあたる位置Ａ，Ｂ
に各々設けている。そして各光検出部４，５は光偏向器
３の各偏向面を介した光束により被走査面を走査する際
の１ラインの走査時間を測定し、これを各ライン毎に測
定して、これにより走査ムラを求めている。

【００１９】光検出部４（５）は集光レンズ４ａ（５
ａ）とその焦点に配置したスリット４ｂ（５ｂ）とスリ
ット４ｂ（５ｂ）を通過した光量を検出する為の光検出
器４ｃ（５ｃ）とを有している。尚、スリット４ｃ（５
ｃ）は副走査方向に対して長い開口部を有しており、又
例えば感光体ドラム１０２の被走査面と光学に略等価な
位置に配置している。

【００２０】本実施例においては、このような構成によ
り走査光学系による各走査ライン毎の走査時間の走査ム
ラを次のようにして測定している。

【００２１】即ち、光源手段１より放射した光ビームは
コリメーターレンズ２により略平行光束となり、光偏向
器３の偏向面３ａに入射している。そして偏向面３ａに
よって反射した平行光束は被走査面１０１の走査時間開
始側の位置Ｂに設けた光検出部４の集光レンズ４ａに直
接入射している。そして図２に示すように集光レンズ４
ａの光軸Ｏに沿って入射してきた平行光束２１のみが該
集光レンズ４ａの焦点に設けたスリット４ｂを透過し、
光検出器４ｃに導光し、斜め方向からの光束２２はスリ
ット４ｂを通過しないようにしている。これにより光検
出器４ｃから走査開始信号を精度良く得ている。

【００２２】又、同様に走査終了側の位置Ａに設けた光
検出部５からは光検出部４と同様にして走査終了信号を
得ている。そして各光検出部４，５で検出した信号はカ
ウンター回路（不図示）へ送出している。該カウンター
回路はそのカウンター回路内で発振する電子パルスによ
り走査開始側の光検出器４ｃで一定レベルの信号が得ら
れた時刻から走査終了側の光検出器５ｃで一定レベルの
信号が得られる時刻までの間の時間を求めている。

【００２３】即ち、走査開始側のスリット４ｂに所定量
の光束が入射した時刻から走査終了側のスリット５ｂに
光束が入射する時刻までの間のパルス信号をカウントす
ることにより、各偏向面による一ライン走査の走査時間
を測定している。そしてカウンター回路で得られた走査
時間より各走査ラインの走査時間の走査ムラであるジッ
ター量を求めている。

【００２４】本実施例においてはジッター量測定手段と
しての光検出部を前述の如く適切に構成することによ
り、スリット面４ｂ（５ｂ）を光走査する光束のスポッ
ト径を小さくしている。そしてこれにより光検出器から
得られる検出信号の出力波形が図５（Ｂ）に示すような
立ち上がりの良いものとしている。同図（Ｂ）に示すよ
うに出力波形の立ち上がりは同図（Ａ）の従来の光検出
器による出力波形に比べて立ち上がりが速くなってい
る。

【００２５】又、一般に光検出器から検出される信号は
細かく振れている。これに対して本実施例で得られる信
号は図５（Ｂ）に示した如く立ち上がりが速いので信号
の振れによる検出誤差を軽減することができ、被走査面
を走査する走査時間を高精度に測定することができる。

【００２６】又、本実施例では光偏向器によって偏向し
た光束をｆ−θレンズ系（結像光学系）を介さないで直
接光検出部に導光してジッター量を求めている。この
為、ｆ−θレンズ系による収差等の影響が加担されず、
光偏向器の偏向面の製造誤差と該光偏向器を回転させる
駆動手段としてのモータの駆動誤差等の原因だけに依存
したものとしてジッター量を検出することができる。

【００２７】図３は本発明の実施例２の要部概略図であ
る。同図では走査光学系に面倒れ補正系を適用したとき
を示している。

【００２８】同図において図１に示した要素と同一要素
には同符番を付している。６はシリンドリカルレンズで
あり、副走査方向のみ所定の屈折力を有している。７は
光偏向器であり、複数の偏向面を有するポリゴンミラー
から成っている。２０はジッター量測定手段であり、２
つの光検出部３４，３５を有している。２つの光検出部
３４，３５は被走査面の走査開始側と走査終了側の両端
部の位置、即ち走査画角の両最大画角にあたる位置Ａ，
Ｂに各々を設けている。

【００２９】本実施例における光検出部３４（３５）は
前述の実施例１に示した光検出部４（５）に比べシリン
ドリカルレンズ４ｄ（５ｄ）を集光レンズ４ａ（５ａ）
の前方に付加している点が異なっており、その他は同じ
である。

【００３０】本実施例においては光源手段１より放射し
た光ビームをコリメーターレンズ２により略平行光束と
してシリンドリカルレンズ６に入射させている。シリン
ドリカルレンズ６は入射した平行光束のうち主走査断面
においてはそのまま平行光束の状態で射出して、又副走
査断面においては集束して光偏向器７の偏向面７ａにほ
ぼ線像光束として結像している。そして偏向面７ａから
の光束をｆ−θレンズ１０１を介して被走査面１０２上
に導光して光走査している。このとき偏向面７ａと被走
査面１０２とを共役関係とし、これにより偏向面の面倒
れ補正を行なっている。

【００３１】本実施例では実施例１と同様、該偏向面７
ａで反射した光ビームを被走査面１０２の走査開始側の
位置Ｂに設けた光検出部３４に直接導光している。この
とき光偏向器７によって偏向反射し、光検出部３４に入
射する光束は走査光学系が面倒れ補正系となっており、
又ｆ−θレンズ系を介していないので主走査方向は平行
光束の状態となり副走査方向は発散状態となっている。

【００３２】そこで本実施例においては集光レンズ４ａ
の前方にシリンドリカルレンズ４ｄを設けて、該シリン
ドリカルレンズ４ｄにより主走査方向と副走査方向とも
同じ状態の光束となるように変換している。

【００３３】このようにして得た光束のうち、図２に示
したように該集光レンズ４ａの光軸に沿って入射した光
束だけが集光されてスリット４ｄを通過し光検出器４ｃ
で検出されるようにし、これにより走査開始信号を得て
いる。

【００３４】以上の走査開始信号の検出は被走査面の走
査終了側の位置Ａに設けた光検出部３５における走査終
了信号の検出の際にも同様に行なっている。これにより
実施例１と同様な方法により各偏向面を介した光束によ
る被走査面に対する走査時間を測定してジッター量を求
めている。

【００３５】このように面倒れ補正を行なった走査光学
系に対しても本発明は同様に適用することができ、前述
と同様の効果を得ることができる。

【００３６】図４は本発明の実施例３の要部概略図であ
る。本実施例は図３の実施例２の一部にミラー９ａ，９
ｂを配置して光偏向器７からの光束を折り曲げて光検出
部３４，３５に導光している点が異なっており、その他
は同じである。図４において図３に示した要素と同一要
素には同符番を付している。

【００３７】本実施例では光偏向器７の偏向面で偏向反
射した光ビームを光偏向器７と光検出部３４，３５との
間の光路中に配置した２つの折り返しミラー９ａ，９ｂ
を介してジッター量測定手段としての光検出部３４，３
５に導光している。これにより本実施例では前述と同様
の効果を得ることができると共にｆ−θレンズ系８をユ
ニットに組み込んだまま２つの折り返しミラーにより容
易に光路を切り換えてジッター量を検出することができ
る為、既に調整された走査光学系をくずさず、そのまま
利用できるといった利点を有している。

【００３８】尚、以上の各実施例においては集光レンズ
の焦点にスリットを設けたが、前述した実施例２，３に
おいては集光レンズを用いずにシリンドリカルレンズの
焦点にスリットを設けて光検出部を構成しても本発明は
前述の実施例と同様に適用することができる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば走査光学系により被走査
面を走査する際の各走査ラインの走査時間の走査ムラを
前述の如く構成したジッター量測定手段を用いることに
より、高精度に検出することができる。

【００４０】特に本発明では光偏向器により偏向された
光ビームをｆ−θレンズ系を介さず直接光検出器に導光
することにより、ｆ−θレンズの収差の悪影響を受けず
に光検出を行なっているので、該光検出器からの検出信
号は立ち上がりが速くなり、これにより信号に生じてし
まう振れによる検出誤差を減少させ、より高い精度でジ
ッター量の測定を行なうことができ、又光検出器自体の
感度も低い場合であっても高いＳ／Ｎ比で測定すること
ができる等の特長を有したジッター量測定手段を有した
走査光学系を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１の要部概略図

【図２】 図１の一部分の拡大説明図

【図３】 本発明の実施例２の要部概略図

【図４】 本発明の実施例３の要部概略図

【図５】 （Ａ）は従来の走査光学系において光検出器
で得られる出力波形を示す説明図、（Ｂ）は本発明の走
査光学系において光検出器で得られる出力波形を示す説
明図

【図６】 従来のジッター量測定手段を有した走査光学
系の要部概略図

【図７】 従来のジッター量測定手段を有した走査光学
系の要部概略図

【符号の説明】

１ 光源手段 ２ コリメーターレンズ ３，７ 光偏向器 １０，２０ ジッター量測定手段 ４，５，３４，３５ 光検出部 ４ａ，５ａ 集光レンズ ４ｂ，５ｂ スリット ４ｃ，５ｃ 光検出器 ４ｄ．５ｄ シリンドリカルレンズ ６ シリンドリカルレンズ ８ ｆ−θレンズ系 ８ａ 球面レンズ ８ｂ トーリックレンズ ９ａ，９ｂ 折り返しミラー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源手段から放射した光ビームをコリメ
   ーターレンズを介して平行光束とし複数の偏向面を有す
   る光偏向器で偏向反射させた後、結像光学系を介して被
   走査面に導光し光走査する際、集光レンズと、その焦点
   位置に配置したスリット部材の開口部を通過した光束を
   該開口部の後方に配置した光検出器とで検出するように
   した光検出部を、該被走査面の主走査方向の走査開始側
   と走査終了側に各々該光偏向器からの光束が該結像光学
   系を介さず直接入射するように設け、該２つの光検出部
   で得られる信号によりジッター量を検出するようにした
   ことを特徴とするジッター量測定装置。
2. 【請求項２】 光源手段から放射した光ビームをコリメ
   ーターレンズを介して平行光束としシリンドリカルレン
   ズにより複数の偏向面を有する光偏向器の偏向器面上に
   おける主走査断面内に集光し、該偏向面で偏向反射させ
   た後、結像光学系を介して被走査面に導光し光走査する
   際、副走査断面内に屈折力を有する光学部材と、集光レ
   ンズと、その焦点位置に配置したスリット部材の開口部
   を通過した光束を該開口部の後方に配置した光検出器と
   で検出するようにした光検出部を、該被走査面の主走査
   方向の走査開始側と走査終了側に各々該光偏向器からの
   光束が該結像光学系を介さず直接入射するように設け、
   該２つの光検出部で得られる信号によりジッター量を検
   出するようにしたことを特徴とするジッター量測定装
   置。