JPH0634329A - Beam diameter measuring apparatus - Google Patents

Beam diameter measuring apparatus

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JPH0634329A
JPH0634329A JP4207020A JP20702092A JPH0634329A JP H0634329 A JPH0634329 A JP H0634329A JP 4207020 A JP4207020 A JP 4207020A JP 20702092 A JP20702092 A JP 20702092A JP H0634329 A JPH0634329 A JP H0634329A
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JP
Japan
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laser beam
scanning direction
light
diameter
value
Prior art date
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Pending
Application number
JP4207020A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ken Hirasawa
憲 平澤
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
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Publication of JPH0634329A publication Critical patent/JPH0634329A/en
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Abstract

PURPOSE:To compute beam diameter in the main scanning direction based on a correlation between an MFT value and the beam diameter by detecting light beam which is modulated by a prescribed period with a light receiving element array and computing the MFT value by an operation means. CONSTITUTION:A semiconductor laser 1 sends out laser beam LB which is modulated based on a video signal and the surface of a photoconductor drum 5 is scaned by and exposed to the light beam through a collimator lens 2, a cylindrical lens 3, polygon mirror 4, and ftheta lens 6. The beam LB is detected and photoelectrically converted by a CCD line image sensor 7 and the accumsulated quantity of the received light is read out as digital signals by every image element by a CCD driving circuit 8. The read out signals of the circuit 8 are memorized in a data memory 11 through an operation circuit 9, the relation between the MTF value and the beam diameter is memorized in a ROM 10, and the circuit 9 successively compares the digital signals which the memory 11 memorized and computes the MTF value. Whether the MTF value is within a prescribed range or not is determined and based on the correlation, the diameter of the beam LB in the main scanning direction is computed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、レーザープリンタや
レーザーファクシミリ等のレーザービームを感光体上に
走査露光して画像の記録を行なう画像記録装置などに使
用され、走査されるレーザービームのビーム径を測定す
るためのビーム径測定装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used in an image recording device for recording an image by scanning and exposing a laser beam on a photoconductor such as a laser printer and a laser facsimile, and the beam diameter of the scanned laser beam. The present invention relates to a beam diameter measuring device for measuring.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、上記レーザープリンタ等の画像記
録装置としては、例えば、次に示すようなものがある。
この画像記録装置は、図17に示すように、半導体レー
ザー100から出射されたレーザービームLBをコリメ
ータレンズ101によって平行光に変換した後、この平
行光に変換されたレーザービームLBをシリンドリカル
レンズ102によってポリゴンミラー103の鏡面上に
集光する。そして、この集光されたレーザービームLB
を高速で回転するポリゴンミラー103の鏡面によっ
て、感光体ドラム104表面の軸方向に沿って走査露光
することにより、感光体ドラム104の表面に画像情報
に応じて静電潜像を形成する。その際、上記ポリゴンミ
ラー103の鏡面によって走査されるレーザービームL
Bは、fθレンズ105を介して感光体ドラム104表
面の軸方向に沿って一定の走査速度で露光されるように
なっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an image recording apparatus such as the above laser printer, there is the following one, for example.
As shown in FIG. 17, this image recording apparatus converts a laser beam LB emitted from a semiconductor laser 100 into parallel light by a collimator lens 101 and then converts the laser beam LB converted into the parallel light by a cylindrical lens 102. The light is condensed on the mirror surface of the polygon mirror 103. Then, this condensed laser beam LB
Is scanned and exposed along the axial direction of the surface of the photosensitive drum 104 by the mirror surface of the polygon mirror 103 rotating at high speed, thereby forming an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 104 according to image information. At that time, the laser beam L scanned by the mirror surface of the polygon mirror 103
B is exposed at a constant scanning speed along the axial direction of the surface of the photosensitive drum 104 via the fθ lens 105.

【0003】このように、上記半導体レーザー100か
ら出射されたレーザービームLBは、コリメータレンズ
101やシリンドリカルレンズ102、更にはfθレン
ズ105等を介して感光体ドラム104上に走査露光さ
れるため、感光体ドラム104上に走査露光されるレー
ザービームLBの形状は、各レンズの特性によって決定
される。そのため、感光体ドラム104上におけるレー
ザービームLBの形状は、図18(a)(b)に示すよ
うに、感光体ドラム104の軸方向すなわちビームの主
走査方向及びこれと直交する副走査方向において、深度
方向に沿ってビームウエストと呼ばれる位置で一旦絞ら
れた後、再度広がる形状となっている。
As described above, the laser beam LB emitted from the semiconductor laser 100 is scanned and exposed on the photosensitive drum 104 via the collimator lens 101, the cylindrical lens 102, the fθ lens 105, etc. The shape of the laser beam LB scanned and exposed on the body drum 104 is determined by the characteristics of each lens. Therefore, the shape of the laser beam LB on the photoconductor drum 104 is, as shown in FIGS. 18A and 18B, in the axial direction of the photoconductor drum 104, that is, in the main scanning direction of the beam and the sub-scanning direction orthogonal thereto. The shape is such that it is once squeezed at a position called the beam waist along the depth direction and then spreads again.

【0004】ところで、上記レーザービームを用いた画
像記録装置においては、感光体ドラム104上に走査露
光されるレーザービームLBの形状によって細線の幅や
文字のフォント形状等が決まり、レーザービームLBの
形状が実際に記録される画像の画質に直接影響を与え
る。そのため、上記画像記録装置は、コリメータレンズ
101やシリンドリカルレンズ102等からなる走査光
学系を組立てる際に、感光体ドラム104の表面に走査
露光されるレーザービームLBのビーム形状を、感光体
ドラム104の表面に対応した位置で測定し、所定のビ
ーム形状が得られるように、走査光学系特にコリメータ
レンズ101やシリンドリカルレンズ102等の位置を
調整する必要がある。
By the way, in the image recording apparatus using the laser beam, the shape of the laser beam LB is determined by the shape of the laser beam LB scanned and exposed on the photosensitive drum 104 to determine the width of the thin line and the font shape of characters. Directly affects the quality of the image actually recorded. Therefore, in the image recording apparatus, when the scanning optical system including the collimator lens 101, the cylindrical lens 102, and the like is assembled, the beam shape of the laser beam LB that is scanned and exposed on the surface of the photoconductor drum 104 is set to the beam shape of the photoconductor drum 104. It is necessary to adjust the positions of the scanning optical system, in particular, the collimator lens 101 and the cylindrical lens 102 so that a predetermined beam shape can be obtained by measuring at a position corresponding to the surface.

【0005】その際、上記感光体ドラム104上に走査
露光されるレーザービームLBの形状は、レーザービー
ムLBの感光体ドラム104の軸方向すなわち主走査方
向に沿った直径と、この主走査方向と直交する副走査方
向に沿った直径によって規定される。そして、通常は、
レーザービームLBの主走査方向及び副走査方向の形状
を各々独立に調整し、レーザービームLBの最も絞られ
たビームウエストの位置が感光体ドラム104の表面に
来るように走査光学系が調整される。なお、レーザービ
ームLBの主走査方向及び副走査方向の形状を同時に調
整する光学系でも、2方向のバランスを考慮した調整が
なされる。
At this time, the shape of the laser beam LB scanned and exposed on the photosensitive drum 104 is the diameter of the laser beam LB along the axial direction of the photosensitive drum 104, that is, the main scanning direction, and the main scanning direction. It is defined by the diameter along the orthogonal sub-scanning direction. And usually,
The shapes of the laser beam LB in the main scanning direction and the sub-scanning direction are independently adjusted, and the scanning optical system is adjusted so that the most narrowed beam waist position of the laser beam LB comes to the surface of the photosensitive drum 104. . Even in the optical system that simultaneously adjusts the shapes of the laser beam LB in the main scanning direction and the sub-scanning direction, the adjustment is performed in consideration of the balance in the two directions.

【0006】この種のレーザービームのビーム径を測定
する装置としては、例えば、図19に示すように、感光
体ドラム104の表面に対応した位置にレーザービーム
LBの主走査方向と直交するようにCCDラインイメー
ジセンサ106を配置し、このCCDラインイメージセ
ンサ106によって図19に示すようにレーザービーム
LBの光量を検出することにより、ビームの副走査方向
における直径を測定するように構成したものがある。
As a device for measuring the beam diameter of this type of laser beam, for example, as shown in FIG. 19, a device for measuring the beam diameter of the laser beam LB at a position corresponding to the surface of the photosensitive drum 104 is orthogonal to the main scanning direction. There is a configuration in which a CCD line image sensor 106 is arranged and the diameter of the beam in the sub-scanning direction is measured by detecting the light quantity of the laser beam LB by the CCD line image sensor 106 as shown in FIG. .

【0007】また、上記ビーム径測定装置としては、図
20に示すように、CCDラインイメージセンサ106
をレーザービームLBの主走査方向と角度θを成すよう
に傾けて配置し、レーザービームLBの検出に寄与する
イメージセンサ106の有効画素数を多くすることによ
り、ビームLBの副走査方向における直径の検出精度を
向上させることも考えられ、実際に使用されてもいる。
As the beam diameter measuring device, as shown in FIG. 20, a CCD line image sensor 106 is used.
Are arranged so as to form an angle θ with the main scanning direction of the laser beam LB, and the effective pixel number of the image sensor 106 that contributes to the detection of the laser beam LB is increased, so that the diameter of the beam LB in the sub-scanning direction is increased. Improving the detection accuracy is also considered and is actually used.

【0008】上記ビーム径測定装置は、レーザービーム
LBの主走査方向及び副走査方向の両方の直径を測定す
る代わりに、簡易的にレーザービームLBの副走査方向
の直径のみを測定することにより、このレーザービーム
LBの副走査方向の直径をビーム径として代用してい
た。
The beam diameter measuring device simply measures only the diameter of the laser beam LB in the sub-scanning direction instead of measuring the diameters of the laser beam LB in both the main-scanning direction and the sub-scanning direction. The diameter of the laser beam LB in the sub-scanning direction was used as the beam diameter.

【0009】一方、上記ビーム径測定装置であって、レ
ーザービームLBの主走査方向の直径を測定可能なもの
としては、例えば、特開平2−150865号公報に開
示されているように、図21及び図22に示す如く、所
定の径の開口部110を複数有するスリット111上
に、主走査方向に沿ってレーザービームLBを照射し、
このスリット111を介してレーザービームLBを受光
素子112によって検出することにより、受光素子11
2から出力される信号によってレーザービームLBの径
を測定するように構成したものがある。
On the other hand, as the above-mentioned beam diameter measuring device capable of measuring the diameter of the laser beam LB in the main scanning direction, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-150865, FIG. And as shown in FIG. 22, the laser beam LB is irradiated along the main scanning direction onto the slit 111 having a plurality of openings 110 of a predetermined diameter,
By detecting the laser beam LB through the slit 111 by the light receiving element 112, the light receiving element 11
There is a configuration in which the diameter of the laser beam LB is measured by the signal output from 2.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
の場合には、次のような問題点を有している。すなわ
ち、上記従来のビーム径測定装置の場合には、基本的に
レーザービームLBの一方向(副走査方向又は主走査方
向)のビーム径のみ測定するものであるため、ビーム径
の測定は簡単であるものの、レーザービームLBの真の
ビーム形状を測定することができない。その結果、感光
体ドラム104の表面に走査露光されるレーザービーム
LBは、図18に示すように、主走査方向及び副走査方
向でビームのウエスト位置が異なるため、レーザービー
ムLBの一方向のビーム径のみを測定していたのでは、
感光体ドラム104の表面に走査露光されるレーザービ
ームLBの形状を、最適な画像を得る状態に調整するこ
とが困難であるという問題点があった。
However, the above-mentioned prior art has the following problems. That is, in the case of the above-mentioned conventional beam diameter measuring device, basically, only the beam diameter in one direction (sub-scanning direction or main scanning direction) of the laser beam LB is measured, and therefore the measurement of the beam diameter is simple. However, the true beam shape of the laser beam LB cannot be measured. As a result, the laser beam LB scanning-exposed on the surface of the photosensitive drum 104 has different waist positions in the main scanning direction and the sub-scanning direction as shown in FIG. Since only the diameter was measured,
There is a problem in that it is difficult to adjust the shape of the laser beam LB that is scanned and exposed on the surface of the photoconductor drum 104 so as to obtain an optimum image.

【0011】また、この問題点を解決するため、上記従
来技術を組合せた場合には、レーザービームLBの主走
査方向及び副走査方向のビーム径をそれぞれ測定するた
め、異なった構成の測定装置を併用する必要があり、構
成が複雑になるとともにコスト高になるという問題点が
あった。
Further, in order to solve this problem, when the above-mentioned conventional techniques are combined, a measuring device having a different configuration is used to measure the beam diameters of the laser beam LB in the main scanning direction and the sub-scanning direction, respectively. Since they must be used together, there is a problem that the configuration becomes complicated and the cost becomes high.

【0012】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたもので、その目的とすると
ころは、レーザービームのビーム径を簡単な構成で主走
査方向と副走査方向とでそれぞれ同時に測定することが
でき、レーザービームの走査光学系の調整が容易なビー
ム径測定方法及びその装置を提供することにある。
Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and its object is to make the beam diameter of the laser beam in a main scanning direction and a sub-scanning direction with a simple structure. It is an object of the present invention to provide a beam diameter measuring method and an apparatus therefor capable of simultaneously measuring the beam diameters and easily adjusting the laser beam scanning optical system.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上述した技術的課題は、
この発明の請求項第1項に係るビーム径測定装置では、
光ビーム走査装置によって走査される光ビームの主走査
方向の径を測定するビーム径測定装置において、前記光
ビーム走査装置によって走査される光ビームを所定の周
期で変調する変調手段と、主走査線上に配置され、前記
変調手段により変調された光ビームを検出する受光素子
アレイと、前記変調の少なくとも1周期に対応する受光
素子アレイの検出信号からMTF値を算出するMTF値
算出手段と、このMTF値算出手段により算出したMT
F値に基づいて、前記所定周期において対応する光ビー
ムの主走査方向のビーム径を算出するビーム径算出手段
とを備えるように構成されている。
The above-mentioned technical problems are as follows.
In the beam diameter measuring device according to claim 1 of the present invention,
In a beam diameter measuring device for measuring a diameter of a light beam scanned by a light beam scanning device in a main scanning direction, a modulation means for modulating the light beam scanned by the light beam scanning device at a predetermined cycle, and a main scanning line. And a MTF value calculating means for calculating an MTF value from a detection signal of the light receiving element array corresponding to at least one period of the modulation, and the MTF value calculating means for detecting the light beam modulated by the modulating means. MT calculated by the value calculation means
A beam diameter calculating means for calculating the beam diameter of the corresponding light beam in the main scanning direction based on the F value is configured.

【0014】また、この発明の請求項第2項に係るビー
ム径測定装置では、光ビーム走査装置によって走査され
る光ビームの径を測定するビーム径測定装置において、
前記光ビーム走査装置によって走査される光ビームを所
定の周期で変調する変調手段と、主走査線上に対して斜
めに配置され、前記変調手段により変調された光ビーム
を検出する受光素子アレイと、前記変調の少なくとも1
周期に対応する受光素子アレイの検出信号から光ビーム
の主走査方向のビーム径を求める第1の算出手段と、前
記変調の少なくとも2周期に対応する受光素子アレイの
検出信号から光ビームの副走査方向のビーム径を求める
第2の算出手段とを備えるように構成されている。
Further, in the beam diameter measuring device according to the second aspect of the present invention, in the beam diameter measuring device for measuring the diameter of the light beam scanned by the light beam scanning device,
Modulating means for modulating the light beam scanned by the light beam scanning device at a predetermined cycle, and a light receiving element array arranged obliquely with respect to a main scanning line and detecting the light beam modulated by the modulating means, At least one of said modulations
First calculation means for obtaining the beam diameter of the light beam in the main scanning direction from the detection signal of the light receiving element array corresponding to the cycle, and the sub scanning of the light beam from the detection signal of the light receiving element array corresponding to at least two cycles of the modulation. And a second calculation means for obtaining the beam diameter in the direction.

【0015】[0015]

【作用】この発明に係るビーム径測定装置においては、
光ビーム変調手段によって光ビームを所定の周期で変調
し、この光ビームを受光素子アレイによって検出して、
演算手段によって受光素子アレイの検出信号からMTF
値を算出し、このMTF値とビーム径との相関関係から
光ビームの主走査方向のビーム径を算出する。光ビーム
変調手段によって光ビームを変調し、この光ビームを受
光素子アレイによって検出して、演算手段によって受光
素子アレイの検出信号からピーク値を求めて、当該ピー
ク値から所定の幅を有する光ビームの副走査方向のビー
ム径を算出する。そのため、レーザービームのビーム径
を簡単な構成で主走査方向と副走査方向とでそれぞれ同
時に測定することが可能なビーム径測定装置を提供する
ことができる。
In the beam diameter measuring device according to the present invention,
The light beam is modulated by the light beam modulating means at a predetermined cycle, and the light beam is detected by the light receiving element array,
The MTF is calculated from the detection signal of the light receiving element array by the calculation means
The value is calculated, and the beam diameter of the light beam in the main scanning direction is calculated from the correlation between the MTF value and the beam diameter. The light beam is modulated by the light beam modulating means, the light beam is detected by the light receiving element array, the peak value is obtained from the detection signal of the light receiving element array by the calculating means, and the light beam having a predetermined width from the peak value. The beam diameter in the sub-scanning direction is calculated. Therefore, it is possible to provide a beam diameter measuring device capable of simultaneously measuring the beam diameter of the laser beam in the main scanning direction and the sub scanning direction with a simple configuration.

【0016】[0016]

【実施例】以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説
明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to illustrated embodiments.

【0017】図2はこの発明に係るビーム径測定方法及
びその装置を適用可能な画像記録装置を示すものであ
る。
FIG. 2 shows an image recording apparatus to which the beam diameter measuring method and apparatus according to the present invention can be applied.

【0018】図2において、1はレーザービーム発生器
としての半導体レーザーを示すものであり、この半導体
レーザー1から出射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た後、この平
行光に変換されたレーザービームLBは、シリンドリカ
ルレンズ3によってポリゴンミラー4の鏡面上に集光さ
れる。そして、この集光されたレーザービームLBは、
高速で回転するポリゴンミラー4の鏡面によって、感光
体ドラム5表面の軸方向に沿って走査露光され、感光体
ドラム5の表面には、画像情報に応じて静電潜像が形成
される。その際、上記ポリゴンミラー4の鏡面によって
走査されるレーザービームLBは、fθレンズ6を介し
て感光体ドラム5表面の軸方向に沿って一定の走査速度
で露光されるようになっている。
In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a semiconductor laser as a laser beam generator. The laser beam LB emitted from this semiconductor laser 1 is converted into parallel light by a collimator lens 2 and then this parallel light is emitted. The laser beam LB converted into light is condensed on the mirror surface of the polygon mirror 4 by the cylindrical lens 3. Then, the focused laser beam LB is
By the mirror surface of the polygon mirror 4 rotating at high speed, scanning exposure is performed along the axial direction of the surface of the photosensitive drum 5, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 5 according to image information. At this time, the laser beam LB scanned by the mirror surface of the polygon mirror 4 is exposed at a constant scanning speed along the axial direction of the surface of the photosensitive drum 5 via the fθ lens 6.

【0019】ところで、この実施例に係るビーム径測定
装置は、図1に示すように、レーザービームLBを検出
するCCDラインイメージセンサ7を備えており、この
CCDラインイメージセンサ7は、感光体ドラム5の表
面に対応した位置に、感光体ドラム5の軸方向に沿った
中央部に配置される。また、上記CCDラインイメージ
センサ7は、図3に示すように、レーザービームLBの
主走査方向に対して所定の角度θをなすように若干傾斜
した状態で配置されている。上記CCDラインイメージ
センサ7は、図4に示すように、所定の画素幅を有する
CCDの画素を所定のピッチで直線状に多数配列して構
成されている。なお、上記CCDラインイメージセンサ
7の配置としては、感光体ドラム5の軸方向に沿った中
央部以外に、感光体ドラム5の軸方向に沿った両端部に
配置するようにしても良く、その位置は任意に設定され
る。
The beam diameter measuring apparatus according to this embodiment, as shown in FIG. 1, is provided with a CCD line image sensor 7 for detecting the laser beam LB. This CCD line image sensor 7 is a photosensitive drum. The photosensitive drum 5 is arranged at a position corresponding to the surface of the photosensitive drum 5 in the central portion along the axial direction. Further, as shown in FIG. 3, the CCD line image sensor 7 is arranged in a slightly inclined state so as to form a predetermined angle θ with respect to the main scanning direction of the laser beam LB. As shown in FIG. 4, the CCD line image sensor 7 is configured by arranging a large number of pixels of CCD having a predetermined pixel width in a straight line at a predetermined pitch. The CCD line image sensor 7 may be arranged at both end portions along the axial direction of the photoconductor drum 5 in addition to the central portion along the axial direction of the photoconductor drum 5. The position is set arbitrarily.

【0020】上記CCDラインイメージセンサ7は、図
1に示すように、CCD駆動回路8に接続されており、
このCCD駆動回路8によってレーザービームLBの各
主走査に同期して所定のクロック周波数で駆動されるよ
うになっている。そして、レーザービームLBにより上
記CCDラインイメージセンサ7の各画素が受光した光
量は、信号としてCCD駆動回路8により順次読み出さ
れ、A/D変換された後演算回路9に出力される。
The CCD line image sensor 7 is connected to a CCD drive circuit 8 as shown in FIG.
The CCD drive circuit 8 is driven at a predetermined clock frequency in synchronization with each main scan of the laser beam LB. Then, the light amount received by each pixel of the CCD line image sensor 7 by the laser beam LB is sequentially read out as a signal by the CCD drive circuit 8, A / D converted, and then output to the arithmetic circuit 9.

【0021】この演算回路9は、マイクロコンピュータ
のCPUから構成されており、ROM10に予め記憶さ
れたプログラムに従って所定の演算動作や制御動作を行
なうものである。また、上記演算回路9には、RAM等
からなるデータメモリ11が接続されており、このデー
タメモリ11には、CCD駆動回路8から出力されるレ
ーザービームLBの検出信号が記憶されるようになって
いる。さらに、上記演算回路9には、表示器12が接続
されており、この表示器12には、演算回路9の演算結
果等が表示される。
The arithmetic circuit 9 is composed of a CPU of a microcomputer, and performs a predetermined arithmetic operation and control operation according to a program stored in the ROM 10 in advance. A data memory 11 including a RAM is connected to the arithmetic circuit 9, and the data memory 11 stores a detection signal of the laser beam LB output from the CCD drive circuit 8. ing. Further, a display 12 is connected to the arithmetic circuit 9, and the arithmetic result of the arithmetic circuit 9 and the like are displayed on the display 12.

【0022】また、上記演算回路9には、ビデオ信号発
生器13が接続されており、このビデオ信号発生器13
は、半導体レーザー1に所定のビデオ信号を出力するこ
とによって、レーザービームLBを所定の周期で変調す
るようになっている。なお、走査開始検知器14はレー
ザービームLBの主走査とビデオ信号発生器13との同
期をとるためのものである。
A video signal generator 13 is connected to the arithmetic circuit 9, and the video signal generator 13 is connected to the arithmetic circuit 9.
Outputs a predetermined video signal to the semiconductor laser 1 to modulate the laser beam LB at a predetermined cycle. The scanning start detector 14 is for synchronizing the main scanning of the laser beam LB with the video signal generator 13.

【0023】以上の構成において、この実施例に係るビ
ーム径測定装置では、次のようにして画像記録装置の走
査光学系によって走査露光されるレーザービームのビー
ム径が測定される。すなわち、上記画像記録装置は、図
1に示すように、半導体レーザー1、コリメータレンズ
2、シリンドリカルレンズ3やポリゴンミラー4等から
なる走査光学系が組み立てられた後、感光体ドラム5の
表面に対応した位置に、CCDラインイメージセンサ7
がレーザービームLBの主走査方向に対して所定の角度
θだけ傾斜した状態で配置される。このCCDラインイ
メージセンサ7の位置は、例えば、感光体ドラム5の軸
方向に沿った中央部に配置される。
With the above arrangement, the beam diameter measuring apparatus according to this embodiment measures the beam diameter of the laser beam scanned and exposed by the scanning optical system of the image recording apparatus as follows. That is, in the image recording apparatus, as shown in FIG. 1, after the scanning optical system including the semiconductor laser 1, the collimator lens 2, the cylindrical lens 3 and the polygon mirror 4 is assembled, the image recording apparatus corresponds to the surface of the photosensitive drum 5. CCD line image sensor 7
Are arranged in a state of being inclined by a predetermined angle θ with respect to the main scanning direction of the laser beam LB. The position of the CCD line image sensor 7 is arranged, for example, in the central portion along the axial direction of the photosensitive drum 5.

【0024】次に、上記走査光学系の半導体レーザー1
には、図5に示すように、ビデオ信号発生器13によっ
て所定周波数f0 のオンオフ信号からなるビデオ信号が
印加され(図6のステップ1)、半導体レーザー1から
は、ビデオ信号に基づいて変調されたレーザービームL
Bが出力される。上記半導体レーザー1から出射された
レーザービームLBは、コリメータレンズ2によって平
行光に変換された後、この平行光に変換されたレーザー
ビームLBは、シリンドリカルレンズ3によってポリゴ
ンミラー4の鏡面上に集光される。そして、この集光さ
れたレーザービームLBは、高速で回転するポリゴンミ
ラー4の鏡面によって、感光体ドラム5の表面に対応し
た位置にfθレンズ6を介して、その軸方向に沿って走
査露光される。そして、このレーザービームLBは、感
光体ドラム5の表面に対応した位置に配置されたCCD
ラインイメージセンサ7によって検出される。
Next, the semiconductor laser 1 of the scanning optical system
As shown in FIG. 5, a video signal consisting of an ON / OFF signal of a predetermined frequency f 0 is applied by the video signal generator 13 (step 1 in FIG. 6), and the semiconductor laser 1 modulates based on the video signal. Laser beam L
B is output. The laser beam LB emitted from the semiconductor laser 1 is converted into parallel light by the collimator lens 2, and then the laser beam LB converted into parallel light is condensed by the cylindrical lens 3 on the mirror surface of the polygon mirror 4. To be done. Then, the focused laser beam LB is scanned and exposed along the axial direction through the fθ lens 6 at a position corresponding to the surface of the photosensitive drum 5 by the mirror surface of the polygon mirror 4 rotating at high speed. It Then, the laser beam LB is applied to the CCD arranged at a position corresponding to the surface of the photosensitive drum 5.
It is detected by the line image sensor 7.

【0025】上記レーザービームLBは、CCDライン
イメージセンサ7によって光電変換され、CCD駆動回
路8により、レーザービームLBにより各画素が蓄積し
た受光光量を、複数ビットからなるデジタル信号として
各画素毎に順次読み出される。このCCD駆動回路8に
より読み出された信号は、演算回路9によって取り込ま
れ、データメモリ11に記憶される。このデータメモリ
11に記憶された光量データは、図7に示すように、C
CDラインイメージセンサ7の各画素の受光量に対応し
たデジタル値が、メモリ11の各番地に記憶されたもの
である。
The laser beam LB is photoelectrically converted by the CCD line image sensor 7, and the CCD drive circuit 8 sequentially outputs the received light amount accumulated in each pixel by the laser beam LB as a digital signal of a plurality of bits for each pixel. Read out. The signal read by the CCD drive circuit 8 is fetched by the arithmetic circuit 9 and stored in the data memory 11. The light amount data stored in the data memory 11 is, as shown in FIG.
A digital value corresponding to the amount of light received by each pixel of the CD line image sensor 7 is stored in each address of the memory 11.

【0026】ところで、上記CCDラインイメージセン
サ7によって検出されるレーザービームLBは、図8に
示すようなビデオ信号によって変調された半導体レーザ
ー1から出射されるものであり、この半導体レーザー1
から出射されるレーザービームLB自体は、図8に示す
ように、主走査方向及び副走査方向における光量が共に
ガウス(正規)分布で近似できる形状となっている。し
かし、上記半導体レーザー1から出射されたレーザービ
ームLBは、コリメータレンズ2、シリンドリカルレン
ズ3やポリゴンミラー4等からなる走査光学系によっ
て、感光体ドラム5の表面に対応した位置に照射される
ため、この感光体ドラム5の表面に対応した位置に配置
されたCCDラインイメージセンサ7上を走査するレー
ザービームLBのスポットは、各レンズの特性の影響を
受けて、主走査方向及び副走査方向における形状が変化
する。
The laser beam LB detected by the CCD line image sensor 7 is emitted from the semiconductor laser 1 modulated by a video signal as shown in FIG.
As shown in FIG. 8, the laser beam LB itself emitted from has a shape in which both the light amounts in the main scanning direction and the sub scanning direction can be approximated by a Gaussian (normal) distribution. However, the laser beam LB emitted from the semiconductor laser 1 is applied to the position corresponding to the surface of the photoconductor drum 5 by the scanning optical system including the collimator lens 2, the cylindrical lens 3, the polygon mirror 4, and the like. The spot of the laser beam LB that scans on the CCD line image sensor 7 arranged at the position corresponding to the surface of the photosensitive drum 5 is affected by the characteristics of each lens, and has a shape in the main scanning direction and the sub scanning direction. Changes.

【0027】従って、このCCDラインイメージセンサ
7によって検出されるレーザービームLBによる受光量
分布の形状は、半導体レーザー1に入力されるビデオ信
号に対する走査光学系の出力信号の比を表すMTF(M
odulation Tranfer Functio
n)値として検出することができる。
Therefore, the shape of the received light amount distribution by the laser beam LB detected by the CCD line image sensor 7 represents the ratio of the output signal of the scanning optical system to the video signal input to the semiconductor laser 1, MTF (M.
Odulation Transfer Function
n) can be detected as a value.

【0028】このMTF値は、走査光学系への入力信号
(ビデオ信号)をIn(f)、走査光学系の出力信号
(CCDラインイメージセンサ7の検出信号)をOut
(f)とすると、MTF=Out(f)/In(f)と
して表すことができる。ここで、fは入力ビデオ信号の
周波数を表している。
As for this MTF value, the input signal (video signal) to the scanning optical system is In (f) and the output signal of the scanning optical system (detection signal of the CCD line image sensor 7) is Out.
If it is (f), it can be expressed as MTF = Out (f) / In (f). Here, f represents the frequency of the input video signal.

【0029】上記In(f)は、図9から明らかなよう
に、出力信号の最大値IMAX と最小値Imin の和IMAX
+Imin で与えられるとともに、Out(f)は、出力
信号の最大値IMAX と最小値Imin の差IMAX −Imin
で与えられる。よって、MTF値は、次のように表すこ
とができる。
As is clear from FIG. 9, In (f) is the sum I MAX of the maximum value I MAX and the minimum value I min of the output signal.
Out (f) is given by + I min and is the difference I MAX −I min between the maximum value I MAX and the minimum value I min of the output signal.
Given in. Therefore, the MTF value can be expressed as follows.

【0030】 MTF=(IMAX −Imin )/(IMAX +Imin ) (1)MTF = (I MAX −I min ) / (I MAX + I min ) (1)

【0031】このように、MTF値は、CCDラインイ
メージセンサ7から出力される受光量に対応した信号の
最大値IMAX 及び最小値Imin を求めることによって計
算することができる。
As described above, the MTF value can be calculated by obtaining the maximum value I MAX and the minimum value I min of the signal corresponding to the amount of received light output from the CCD line image sensor 7.

【0032】その際、上記MTF値は、周波数fの関数
であり、図8に示すように、入力信号であるビデオ信号
のパルス幅をlとすると、このビデオ信号のパルス幅l
は、ビデオ信号の周波数fによって決定される。一方、
CCDラインイメージセンサ7で検出されるレーザービ
ームLBによる受光光量の分布形状は、ビデオ信号のパ
ルス幅lすなわち周波数fによって変化し、ビデオ信号
のパルス幅lが大きくなれば、レーザービームLBによ
る受光光量の分布形状もそれに応じて大きくなり、相互
に関係している。
At this time, the MTF value is a function of the frequency f, and as shown in FIG. 8, if the pulse width of the video signal as the input signal is l, the pulse width l of this video signal is given.
Is determined by the frequency f of the video signal. on the other hand,
The distribution shape of the amount of light received by the laser beam LB detected by the CCD line image sensor 7 changes depending on the pulse width 1 of the video signal, that is, the frequency f. If the pulse width l of the video signal increases, the amount of light received by the laser beam LB increases. The shape of the distribution of is also increased accordingly and is related to each other.

【0033】ところで、上記CCDラインイメージセン
サ7を照射するレーザービームLB自体のビーム径は、
図8に示すように、正規分布で近似することができ、レ
ーザービームの光量が1/e2 (=0.135)まで減
衰したときの幅、すなわち両側に2σの幅をとった間隔
として求められる。
By the way, the beam diameter of the laser beam LB itself for irradiating the CCD line image sensor 7 is
As shown in FIG. 8, it can be approximated by a normal distribution, and is obtained as the width when the light intensity of the laser beam is attenuated to 1 / e 2 (= 0.135), that is, the interval with a width of 2σ on both sides. To be

【0034】いま、CCDラインイメージセンサ7で検
出されるレーザービームLBの光量は、図10に示すよ
うに、両側にσの幅をとった間隔がパルス幅lに等しい
場合を1、両側に2σの幅をとった間隔がパルス幅lに
等しい場合を2、両側にkσの幅をとった間隔がパルス
幅lに等しい場合をkというようにビーム径比kを定義
して、この値を変化させると、CCDラインイメージセ
ンサ7で検出されるレーザービームLBによる光量分布
とMTF値は、図11(a)に示すような関係を有する
ことがわかる。
Now, as shown in FIG. 10, the light quantity of the laser beam LB detected by the CCD line image sensor 7 is 1 when the interval having a width of σ on both sides is equal to the pulse width 1, and 2σ on both sides. The beam diameter ratio k is defined as 2 when the interval having the width of is equal to the pulse width 1 and k when the interval having the width of kσ on both sides is equal to the pulse width 1, and this value is changed. Then, it can be seen that the light amount distribution by the laser beam LB detected by the CCD line image sensor 7 and the MTF value have a relationship as shown in FIG.

【0035】すなわち、CCDラインイメージセンサ7
で検出されるレーザービームLBの光量分布の3σの幅
がビデオ信号のパルス幅lに等しいような状態では、レ
ーザービームLBの光量がビデオ信号で完全に変調され
た状態となり、MTF値は、ほとんど1に等しい値とな
る。一方、CCDラインイメージセンサ7で検出される
レーザービームLBの光量分布のσの幅がビデオ信号の
パルス幅lに等しいような状態では、レーザービームL
Bの光量がビデオ信号でほとんど変調されていない状態
となり、MTF値は、0に等しい値となる。
That is, the CCD line image sensor 7
In the state where the width 3σ of the light amount distribution of the laser beam LB detected by is equal to the pulse width 1 of the video signal, the light amount of the laser beam LB is completely modulated by the video signal, and the MTF value is almost It becomes a value equal to 1. On the other hand, when the width σ of the light amount distribution of the laser beam LB detected by the CCD line image sensor 7 is equal to the pulse width 1 of the video signal, the laser beam L
The light amount of B is almost not modulated by the video signal, and the MTF value becomes a value equal to 0.

【0036】一方、図11bはレーザービームLBのビ
ーム径ごとに変調周波数に対応するMTF値を示したも
のである。
On the other hand, FIG. 11b shows the MTF value corresponding to the modulation frequency for each beam diameter of the laser beam LB.

【0037】このように、所定の変調周波数におけるM
TF値を求めることによってレーザービームLBのビー
ム径との関係が明らかとなる。上記図11a又は11b
に示すようなMTF値とレーザービームLBのビーム径
との関係を示すグラフは、ビーム径比kとして予めRO
M10にテーブルとして記憶されている。
Thus, M at a predetermined modulation frequency
By obtaining the TF value, the relationship with the beam diameter of the laser beam LB becomes clear. 11a or 11b above
The graph showing the relationship between the MTF value and the beam diameter of the laser beam LB as shown in FIG.
It is stored in M10 as a table.

【0038】そこで、演算回路9は、データメモリ11
に記憶されたレーザービームLBによる受光光量分布の
デジタル信号Iから、図12に示すように、最大値IA
と、この最大値IA に隣接する極小値IB (最小値とみ
なされる値)と、最大値IAからこの最大値IA に隣接
する極大値IC までの画素数2lを求める。ここで、レ
ーザービームLBにより、各画素が受光した光量分布の
デジタル信号Iの最大値IA は、データメモリ11に記
憶されたデジタル信号Iを順次比較することによって求
められ、又、この最大値IA に隣接する極小値IB は、
最大値IA に対応したメモリの番地に1番近い極小値I
B を検出することによって求められる。また、最大値I
A からこの最大値IA に隣接する極大値IC までの画素
数2lは、それぞれのメモリの番地に対応して求められ
る。
Therefore, the arithmetic circuit 9 has the data memory 11
From the digital signal I of the received light amount distribution by the stored laser beam LB, as shown in FIG. 12, the maximum value I A
When, the minimum value I B adjacent to the maximum value I A (value considered minimum value), obtains the number of pixels 2l from the maximum value I A to the maximum value I C adjacent to the maximum value I A. Here, the maximum value I A of the digital signal I of the light amount distribution received by each pixel by the laser beam LB is obtained by sequentially comparing the digital signals I stored in the data memory 11, and this maximum value is also obtained. The minimum value I B adjacent to I A is
Minimum value I closest to the memory address corresponding to the maximum value I A
It is obtained by detecting B. Also, the maximum value I
The number of pixels 2l from A to the maximum value I C adjacent to the maximum value I A is obtained corresponding to the address of each memory.

【0039】そして、これらの値から(1)式に基づい
てMTF値を求める。
Then, the MTF value is obtained from these values based on the equation (1).

【0040】なお、この実施例では、最大値IA と、こ
の最大値IA に隣接する極小値IB(最小値とみなされ
る値)に基づいて両信号のコントラスト比を求め、MT
F値とするものであり、このコントラスト比の演算と、
最大値IA からこの最大値IA に隣接する極大値IC
での画素数2lの演算とを、演算回路9を構成するCP
Uの論理演算によって求める場合について説明したが、
これに限定されるわけではなく、上記最大値IA 等を求
める演算を、最大値検出回路等の個々の回路によって求
めるようにしても勿論よい。また、上記最大最小のピー
ク値は、各1個のピークを用いたが、各々2個以上のピ
ーク値を平均したものを用いてもよい。
[0040] In this embodiment, the maximum value I A, obtains a contrast ratio of two signals based on the minimum value I B adjacent to the maximum value I A (value considered minimum), MT
This is the F value, and the calculation of this contrast ratio
And a calculation of the number of pixels 2l until maximum value I C adjacent the maximum value I A to the maximum value I A, constituting the arithmetic circuit 9 CP
Although the case of obtaining by the logical operation of U has been described,
However, the present invention is not limited to this, and the calculation for obtaining the maximum value I A and the like may be performed by individual circuits such as the maximum value detecting circuit. Further, as the maximum and minimum peak values, one peak is used, but an average of two or more peak values may be used.

【0041】次に、この求めたMTF値が0.9以下か
否かが判断され、MTF値が0.9以下でない場合に
は、ビデオ信号の周波数f0 を2倍にして、上記と同様
の操作を繰り返す(ステップ5、6)。
Next, it is judged whether or not the obtained MTF value is 0.9 or less. If the MTF value is not 0.9 or less, the frequency f 0 of the video signal is doubled and the same as above. Is repeated (steps 5 and 6).

【0042】また、MTF値が0.9以下である場合に
は、MTF値が0.1以上か否かが判断され、MTF値
が0.1以上でない場合には、ビデオ信号の周波数f0
を0.5倍にして、上記と同様の操作を繰り返す(ステ
ップ7、8)。
Further, when the MTF value is 0.9 or less, it is judged whether or not the MTF value is 0.1 or more. When the MTF value is not 0.1 or more, the frequency f 0 of the video signal.
Is multiplied by 0.5 and the same operation as above is repeated (steps 7 and 8).

【0043】そして、MTF値が0.9以下でしかも
0.1以上となった場合には、このMTF値に基づいて
図11(a)に示すようなMTF値のテーブルからビー
ム径比kを求め、このビーム径比k及び画素数lから主
走査方向におけるレーザービームLBの直径が、次の式
で求められる(ステップ9、10)。
When the MTF value is 0.9 or less and 0.1 or more, the beam diameter ratio k is calculated from the MTF value table as shown in FIG. 11A based on this MTF value. Then, the diameter of the laser beam LB in the main scanning direction is obtained from the beam diameter ratio k and the number of pixels 1 by the following formula (steps 9 and 10).

【0044】 ビーム径=(2/k)×l×画素幅×cosθBeam diameter = (2 / k) × l × pixel width × cos θ

【0045】一方、上記ビデオの周波数f0 から図11
(b)に基づいて、次の式でビーム径を求めることもで
きる。但し、vは走査速度である。
On the other hand, from the frequency f 0 of the above video, FIG.
Based on (b), the beam diameter can be calculated by the following equation. However, v is a scanning speed.

【0046】ビーム径=(1/k)×(v/f0 ) (v/f0 )=2×l×画素幅×cosθBeam diameter = (1 / k) × (v / f 0 ) (v / f 0 ) = 2 × l × pixel width × cos θ

【0047】一方、レーザービームLBの副走査方向の
直径を測定するには、図13に示すように、走査光学系
の半導体レーザー1にビデオ信号発生器13から印加さ
れるビデオ信号の周波数fを0に設定し(ステップ1
1)、半導体レーザー1から連続的に出射されたレーザ
ービームLBが、感光体ドラム5の表面に対応した位置
に配置されたCCDラインイメージセンサ7によって検
出される。
On the other hand, in order to measure the diameter of the laser beam LB in the sub-scanning direction, as shown in FIG. 13, the frequency f of the video signal applied from the video signal generator 13 to the semiconductor laser 1 of the scanning optical system is set. Set to 0 (step 1
1), the laser beam LB continuously emitted from the semiconductor laser 1 is detected by the CCD line image sensor 7 arranged at a position corresponding to the surface of the photosensitive drum 5.

【0048】上記レーザービームLBは、CCDライン
イメージセンサ7によって光電変換され、CCD駆動回
路8からは、レーザービームLBによる各画素毎の受光
量がシリアル信号として出力される。このCCD駆動回
路8からの出力信号Iは、演算回路9によって取り込ま
れ、データメモリ11に記憶される(ステップ12)。
The laser beam LB is photoelectrically converted by the CCD line image sensor 7, and the amount of light received by the laser beam LB for each pixel is output as a serial signal from the CCD drive circuit 8. The output signal I from the CCD drive circuit 8 is fetched by the arithmetic circuit 9 and stored in the data memory 11 (step 12).

【0049】そこで、演算回路9は、図14に示すよう
に、データメモリ11に記憶されたレーザービームLB
の光量に対応した電流値Iから、最大値ID を求めると
ともに、この最大値ID に0.135(1/e2 )を掛
けた値0.135×ID を閾値として、画素数Lを求め
る。そして、この画素数Lから次の式にしたがってビー
ム径が求められる。
Therefore, as shown in FIG. 14, the arithmetic circuit 9 controls the laser beam LB stored in the data memory 11.
The maximum value I D is obtained from the current value I corresponding to the light amount of the pixel number L, and the maximum value I D is multiplied by 0.135 (1 / e 2 ) to obtain a value of 0.135 × I D as a threshold value. Ask for. Then, the beam diameter is obtained from the number of pixels L according to the following equation.

【0050】ビーム径=L×画素幅×sinθBeam diameter = L × pixel width × sin θ

【0051】このようにして求められたレーザービーム
LBの主走査方向及び副走査方向のビーム径は、表示器
12に表示される。そして、この表示器12に表示され
たレーザービームLBの主走査方向及び副走査方向のビ
ーム径を見ることによって、最適な画像が得られるよう
に走査光学系の調整が行なわれる。
The beam diameters of the laser beam LB thus obtained in the main scanning direction and the sub scanning direction are displayed on the display unit 12. Then, by observing the beam diameters of the laser beam LB displayed on the display 12 in the main scanning direction and the sub scanning direction, the scanning optical system is adjusted so that an optimum image can be obtained.

【0052】図15はこの発明の他の実施例を示すもの
であり、前記実施例と同一の部分には同一の符号を付し
て説明すると、この実施例では、レーザービームLBの
副走査方向のビーム径を測定する際に、レーザービーム
LBを連続的に出射させるのではなく、MTF値が1に
近い値となるようにレーザービームLBを変調して出射
するように構成されている。
FIG. 15 shows another embodiment of the present invention. The same parts as those in the above embodiment are designated by the same reference numerals. In this embodiment, the laser beam LB is scanned in the sub-scanning direction. When measuring the beam diameter of the laser beam LB, the laser beam LB is not continuously emitted, but is modulated and emitted so that the MTF value becomes a value close to 1.

【0053】すなわち、レーザービームLBの副走査方
向のビーム径を測定する際には、図15に示すように、
まずビデオ信号の周波数fを1/4(=0.25)倍に
設定する(ステップ15)。こうすることによって、レ
ーザービームLBの主走査方向のビーム径を測定する際
に、MTF値が既に0.9以下でしかも0.1以上とな
っているため、MTF値を確実に1に近い値に設定する
ことができる。
That is, when measuring the beam diameter of the laser beam LB in the sub-scanning direction, as shown in FIG.
First, the frequency f of the video signal is set to 1/4 (= 0.25) times (step 15). By doing so, when the beam diameter of the laser beam LB in the main scanning direction is measured, the MTF value is already 0.9 or less and 0.1 or more. Therefore, the MTF value is surely close to 1. Can be set to.

【0054】その後、レーザービームLBの光量がCC
Dラインイメージセンサ7によって光電変換され、CC
D駆動回路8からは、レーザービームLBの光量に対応
した電流値が、各画素毎のシリアル信号として出力され
る。このCCD駆動回路8からの出力信号Iは、演算回
路9によって取り込まれ、データメモリ11に記憶され
る(ステップ16)。
After that, the light quantity of the laser beam LB becomes CC.
Photoelectrically converted by the D-line image sensor 7, CC
The D drive circuit 8 outputs a current value corresponding to the light quantity of the laser beam LB as a serial signal for each pixel. The output signal I from the CCD drive circuit 8 is fetched by the arithmetic circuit 9 and stored in the data memory 11 (step 16).

【0055】そこで、演算回路9は、図16に示すよう
に、データメモリ11に記憶されたレーザービームLB
の光量に対応した信号Iから、最大値ID を求めるとと
もに、この最大値ID に0.135(1/e2 )を掛け
た値0.135×ID を閾値として、最大値ID の包絡
線(図中の破線)との交点から画素数Lを求める。そし
て、この画素数Lから次の式にしたがって副走査方向の
ビーム径が求められる。
Therefore, as shown in FIG. 16, the arithmetic circuit 9 controls the laser beam LB stored in the data memory 11.
From signal I corresponding to the quantity, together determine the maximum value I D, the value 0.135 × I D multiplied by 0.135 (1 / e 2) to the maximum value I D as the threshold, the maximum value I D The number of pixels L is obtained from the intersection with the envelope curve (broken line in the figure) of. Then, the beam diameter in the sub-scanning direction is obtained from the number of pixels L according to the following equation.

【0056】ビーム径=L×画素幅×sinθBeam diameter = L × pixel width × sin θ

【0057】このようにしてもレーザービームLBの副
走査方向のビーム径が求められる。その他の構成及び作
用は前記実施例と同一であるので、その説明を省略す
る。
Also in this way, the beam diameter of the laser beam LB in the sub-scanning direction can be obtained. The rest of the configuration and operation are the same as those of the above-mentioned embodiment, so the explanation thereof is omitted.

【0058】また、複数の受光量のピーク値に基づい
て、その包絡線を推定してそのピーク値及び前記閾値を
求め、前記方法と同様に副走査方向のビーム径を求める
ようにしてもよい。
Further, the envelope may be estimated based on the peak values of a plurality of received light amounts to obtain the peak value and the threshold value, and the beam diameter in the sub-scanning direction may be obtained in the same manner as the above method. .

【0059】なお、本実施例では、主走査方向のビーム
径を予め各ビーム径に対応して求めたMTF値のテーブ
ルを用いて求めたが、適当な近似関数式を用いることに
より算出したMTF値から対応するビーム径を直接演算
して求めることもできる。また、本実施例ではビーム径
を演算して求めたが、これをテーブルを用いて求めても
よいことは明らかである。
In this embodiment, the beam diameter in the main scanning direction is obtained by using the table of MTF values obtained in advance for each beam diameter, but the MTF calculated by using an appropriate approximate function formula. It is also possible to directly calculate the corresponding beam diameter from the value. Further, in the present embodiment, the beam diameter was calculated and obtained, but it is obvious that this may be obtained using a table.

【0060】また、変調周期における点灯時間に対して
実際に検知した受光波形から主走査方向のビーム径を求
めてもよい。
Further, the beam diameter in the main scanning direction may be obtained from the actually detected light receiving waveform with respect to the lighting time in the modulation cycle.

【0061】更に、前記主走査方向のビームの径の測定
において、変調周波数のデューティ比率は50%とした
が、これに限られるものではない。このデューティ比率
を変化させることにより、感光体に与えるスポット形状
を変えることもできる。レーザービーム自体のビーム径
を前記方法によって最適化した後、デューティ比率を変
えてスポット形状を調整する。点灯する比率が小さくな
るとスポット形状が小さくなり、レーザーダイオードの
光量を増やす必要がある。このため、レーザーダイオー
ドが供給できる光量によりデューティ比率の下限値が決
まる。この場合、レーザービームLBの主副走査方向の
各ビーム径の比率が所定の条件を満たすことが望まし
く、この条件を満たすべく光学系を調整した後、測定し
て得たどちらか一方のビーム径に基づいて、予め各ビー
ム径に対応してROMに記憶されたデューティ比や光量
比のデータに基づいて、デューティ比や光量を調整する
ようにしてもよい。
Further, in the measurement of the beam diameter in the main scanning direction, the duty ratio of the modulation frequency was set to 50%, but the present invention is not limited to this. By changing the duty ratio, the spot shape given to the photoconductor can be changed. After the beam diameter of the laser beam itself is optimized by the above method, the duty ratio is changed to adjust the spot shape. The smaller the lighting ratio, the smaller the spot shape, and it is necessary to increase the light quantity of the laser diode. Therefore, the lower limit of the duty ratio is determined by the amount of light that the laser diode can supply. In this case, it is desirable that the ratio of the respective beam diameters of the laser beam LB in the main and sub scanning directions satisfies a predetermined condition, and one of the beam diameters obtained by measuring after adjusting the optical system to satisfy this condition. On the basis of the above, the duty ratio and the light amount may be adjusted based on the data of the duty ratio and the light amount ratio stored in the ROM in advance corresponding to each beam diameter.

【0062】このように、この実施例に係るビーム径測
定方法では、走査光学系によって走査されるレーザービ
ームLBを所定の周期で変調し、この変調されたレーザ
ービームLBを主走査方向に対して斜めに配置されたC
CDラインイメージセンサ7によって検出し、この検出
信号からレーザービームLBの主走査方向のMTF値を
算出するとともに、このMTF値に基づいて対応する主
走査方向のビーム径を求める。また、検出信号の最大ピ
ーク値に対して所定の比率の出力を有する受光素子アレ
イの分布に基づき、副走査方向のビーム径を求める。そ
のため、レーザービームLBのビーム径を主走査方向と
副走査方向とでそれぞれ同時に測定することができる。
As described above, in the beam diameter measuring method according to this embodiment, the laser beam LB scanned by the scanning optical system is modulated at a predetermined cycle, and the modulated laser beam LB is moved in the main scanning direction. C placed diagonally
It is detected by the CD line image sensor 7, the MTF value of the laser beam LB in the main scanning direction is calculated from this detection signal, and the corresponding beam diameter in the main scanning direction is obtained based on this MTF value. Further, the beam diameter in the sub-scanning direction is obtained based on the distribution of the light receiving element array having an output of a predetermined ratio to the maximum peak value of the detection signal. Therefore, the beam diameter of the laser beam LB can be simultaneously measured in the main scanning direction and the sub scanning direction.

【0063】[0063]

【発明の効果】この発明は、以上の構成及び作用よりな
るもので、請求項第1項の発明においてはスリット板等
の治具を用いることなく主走査方向のビーム径を測定す
ることができる。また、請求項第2項の発明において
は、レーザービームのビーム径を簡単な構成で主走査方
向と副走査方向とでそれぞれ同時に測定することがで
き、レーザービームの走査光学系の調整が容易なビーム
径測定装置を提供することができる。
The present invention has the above-described structure and operation. In the first aspect of the invention, the beam diameter in the main scanning direction can be measured without using a jig such as a slit plate. . According to the second aspect of the invention, the beam diameter of the laser beam can be simultaneously measured in the main scanning direction and the sub-scanning direction with a simple structure, and the adjustment of the laser beam scanning optical system is easy. A beam diameter measuring device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 図1はこの発明に係るビーム径測定装置の一
実施例を適用した画像記録装置を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing an image recording apparatus to which an embodiment of a beam diameter measuring apparatus according to the present invention is applied.

【図2】 図2は上記光学走査装置の要部を示す構成図
である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a main part of the optical scanning device.

【図3】 図3はレーザービームと受光素子アレイとの
位置関係を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a positional relationship between a laser beam and a light receiving element array.

【図4】 図4は受光素子アレイを示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a light receiving element array.

【図5】 図5(a)〜(c)はレーザービームと受光
素子アレイとの位置関係を示す説明図、ビデオ信号を示
す波形図及び出力信号を示す波形図である。
5A to 5C are an explanatory view showing a positional relationship between a laser beam and a light receiving element array, a waveform diagram showing a video signal, and a waveform diagram showing an output signal.

【図6】 図6はビーム径の測定動作を示すフローチャ
ートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a beam diameter measuring operation.

【図7】 図7(a)(b)はレーザービームと受光素
子アレイとの位置関係を示す説明図及び出力信号を示す
波形図である。
7A and 7B are an explanatory diagram showing a positional relationship between a laser beam and a light receiving element array and a waveform diagram showing an output signal.

【図8】 図8は信号波形をビームの光量分布と共に示
す波形図である。
FIG. 8 is a waveform diagram showing a signal waveform together with a light amount distribution of a beam.

【図9】 図9は信号波形を示す波形図である。FIG. 9 is a waveform diagram showing a signal waveform.

【図10】 図10は信号波形をそれぞれ示す波形図で
ある。
FIG. 10 is a waveform diagram showing respective signal waveforms.

【図11】 図11(a)(b)はMTF値をそれぞれ
示すグラフである。
11A and 11B are graphs showing MTF values, respectively.

【図12】 図12はこの発明の他の実施例における信
号波形を入力信号と共に示す示す波形図である。
FIG. 12 is a waveform diagram showing a signal waveform according to another embodiment of the present invention together with an input signal.

【図13】 図13はビーム径の測定動作を示すフロー
チャートである。
FIG. 13 is a flowchart showing a beam diameter measuring operation.

【図14】 図14は信号波形を示す波形図である。FIG. 14 is a waveform diagram showing a signal waveform.

【図15】 図15はビーム径の測定動作を示すフロー
チャートである。
FIG. 15 is a flowchart showing a beam diameter measuring operation.

【図16】 図16は信号波形を示す波形図である。FIG. 16 is a waveform diagram showing a signal waveform.

【図17】 図17(a)(b)は光学走査装置の要部
を示す平面図及び側面図である。
17A and 17B are a plan view and a side view showing a main part of the optical scanning device.

【図18】 図18(a)(b)はレーザービームを示
す平面図及び側面図である。
18 (a) and 18 (b) are a plan view and a side view showing a laser beam.

【図19】 図19(a)(b)はレーザービームと受
光素子アレイとの位置関係を示す説明図及び出力信号を
示す波形図である。
19 (a) and 19 (b) are an explanatory diagram showing a positional relationship between a laser beam and a light receiving element array and a waveform diagram showing an output signal.

【図20】 図20(a)(b)はレーザービームと受
光素子アレイとの位置関係を示す説明図及び出力信号を
示す波形図である。
20 (a) and 20 (b) are an explanatory diagram showing a positional relationship between a laser beam and a light receiving element array and a waveform diagram showing an output signal.

【図21】 図21(a)(b)は従来のビーム径測定
装置の動作をそれぞれ示す説明図である。
21A and 21B are explanatory views showing the operation of the conventional beam diameter measuring device, respectively.

【図22】 図22は従来のビーム径測定装置の回路構
成を示す回路図である。
FIG. 22 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a conventional beam diameter measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体レーザー、LB レーザービームLB、2
コリメータレンズ、3シリンドリカルレンズ、4 ポリ
ゴンミラー、5 感光体ドラム、6 fθレンズ、7
CCDラインイメージセンサ、8 CCD駆動回路、9
演算回路、11 データメモリ。
1 Semiconductor laser, LB Laser beam LB, 2
Collimator lens, 3 cylindrical lens, 4 polygon mirror, 5 photosensitive drum, 6 fθ lens, 7
CCD line image sensor, 8 CCD drive circuit, 9
Arithmetic circuit, 11 data memory.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光ビーム走査装置によって走査される光
ビームの主走査方向の径を測定するビーム径測定装置に
おいて、 前記光ビーム走査装置によって走査される光ビームを所
定の周期で変調する変調手段と、 主走査線上に配置され、前記変調手段により変調された
光ビームを検出する受光素子アレイと、 前記変調の少なくとも1周期に対応する受光素子アレイ
の検出信号からMTF値を算出するMTF値算出手段
と、 このMTF値算出手段により算出したMTF値に基づい
て、前記所定周期において対応する光ビームの主走査方
向のビーム径を算出するビーム径算出手段とを備えるこ
とを特徴とするビーム径測定装置。
1. A beam diameter measuring device for measuring a diameter of a light beam scanned by a light beam scanning device in a main scanning direction, wherein a modulating means for modulating the light beam scanned by the light beam scanning device at a predetermined cycle. And a light-receiving element array arranged on the main scanning line for detecting the light beam modulated by the modulating means, and an MTF value calculation for calculating an MTF value from a detection signal of the light-receiving element array corresponding to at least one cycle of the modulation. Beam diameter measurement means for calculating the beam diameter of the corresponding light beam in the main scanning direction in the predetermined period based on the MTF value calculated by the MTF value calculation means. apparatus.
【請求項2】 光ビーム走査装置によって走査される光
ビームの径を測定するビーム径測定装置において、 前記光ビーム走査装置によって走査される光ビームを所
定の周期で変調する変調手段と、 主走査線上に対して斜めに配置され、前記変調手段によ
り変調された光ビームを検出する受光素子アレイと、 前記変調の少なくとも1周期に対応する受光素子アレイ
の検出信号から光ビームの主走査方向のビーム径を求め
る第1の算出手段と、 前記変調の少なくとも2周期に対応する受光素子アレイ
の検出信号から光ビームの副走査方向のビーム径を求め
る第2の算出手段とを備えることを特徴とするビーム径
測定装置。
2. A beam diameter measuring device for measuring a diameter of a light beam scanned by a light beam scanning device, comprising: a modulation means for modulating the light beam scanned by the light beam scanning device at a predetermined cycle; and a main scanning. A light receiving element array which is arranged obliquely with respect to the line and detects the light beam modulated by the modulating means, and a light beam in the main scanning direction from a detection signal of the light receiving element array corresponding to at least one period of the modulation. It is characterized by comprising: first calculating means for obtaining a diameter; and second calculating means for obtaining a beam diameter of the light beam in the sub-scanning direction from a detection signal of the light receiving element array corresponding to at least two periods of the modulation. Beam diameter measuring device.
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