JPH0886617A - センサの校正方法及びそれを用いた走査光束の評価装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 装置全体の簡素化を図りつつ、各センサの位
置の校正が容易で、走査光学系等からの走査光束の評価
を高精度に行うことのできるセンサの校正方法及びそれ
を用いた走査光束の評価装置を提供すること。 【構成】 片倍率・倍率測定ユニット２は、Ｖスリット
付きの第１のセンサを走査方向に３か所有し、４は測定
光学系第２のセンサであり、対物レンズ１５、鏡筒１
６、ＩＴＶ１７等を有している。走査光束Ｌを、移動可
能な偏向面を切り換えて、第１のセンサ又は第２のセン
サ４に導光する際、偏向面と一体的に設けた校正用チャ
ートの位置情報を、第２のセンサ４で検出し、第２のセ
ンサ４からの信号を用いて、第１のセンサと第２のセン
サとの位置関係を校正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、センサの校正方法及び
それを用いた走査光束の評価装置に関し、特に走査光束
の光路を偏向面で切り換えて２種類のセンサに導光し、
各々所定の光学特性を測定する際、該偏向面と一体的に
設けた校正用チャートを用いて各センサの位置関係を校
正し高精度の測定を可能とするものであり、例えばレー
ザービームプリンタ等に用いられる走査光学装置の光学
的な性能評価を行うのに好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、レーザービームで例えば記録媒体
である感光体ドラム面上を光走査して画像情報の記録を
行うレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）等の画像記録装
置が広く使用されている。

【０００３】図４はこの種の画像記録装置に用いられる
走査光学系の要部概略図である。同図において、半導体
レーザー等からなる光源手段７１から放射されたレーザ
ービームはコリメータレンズ７２により平行なレーザー
ビームとされ、副走査方向に所定の屈折力を有するシリ
ンドリカルレンズ７３により集光された後、回転多面鏡
（ポリゴンミラー）７４等よりなる光偏向器の反射面
（偏向面）７４ａに入射している。

【０００４】該反射面７４ａで反射偏向したレーザビー
ムはｆ−θ特性を有する結像レンズ（ｆθレンズ）７５
を介して被走査面、例えば感光体ドラム７６面上に導光
される。そして回転多面鏡７４を矢印ａ方向に一定速度
で回転することによって被走査面上を矢印ｂ方向（走査
方向）へ等速に光走査している。

【０００５】このような走査光学装置では組み立て等に
際し、評価装置を用いて光学的な性能評価を行ってい
る。

【０００６】該評価装置では走査光学装置からの走査光
束を、走査方向に異なる複数の位置、例えばビームの走
査開始位置、中間位置、走査終り位置等で受光して、片
倍率や倍率、光束径、そして走査方向と直交する方向に
おける走査位置（以下単に走査位置と称する）等を測定
し、性能評価を行っている。

【０００７】このとき、片倍率及び倍率と、光束径及び
走査位置とでは、測定に必要な精度や手順が違う為、ミ
ラー等で光路を切り換え２種類のセンサを用いて測定し
ている。

【０００８】例えば、走査光束に対し４５°傾けた折曲
げミラーで該走査光束を反射偏向し、第１のセンサへ導
光して、該第１のセンサで得られた信号から片倍率及び
倍率を求めている。

【０００９】そして折曲げミラーと第１のセンサとを光
軸に対して垂直方向に一軸移動することにより、該折曲
げミラーを走査光束の光路外へ退避させ、走査光束の直
進側に配置した第２のセンサで該走査光束を受光し、光
束径及び走査位置等を求めている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記の２種類のセンサ
を用いて測定し、評価を行う評価装置においては、第１
のセンサの測定位置と、第２のセンサの測定位置との光
学的な位置関係を厳密に校正することが要求される。

【００１１】しかしながら、折曲げミラー及び第１のセ
ンサは走査光学系と第２センサとの中間で移動を行うも
のであり、基準となり得る部材等で該走査光学系及び第
２センサと連結された構成ではなく、高精度な位置決め
を行うのは困難であるという問題点があった。

【００１２】この為、三次元測定機等の大掛かりな装置
を用い、そのセッティング及び位置決めに、多大な時間
と労力を要していた。

【００１３】本発明は走査光束を第１のセンサに導光す
る偏向部材と一体的に移動する校正用チャートを、第２
のセンサで測定し、第１のセンサと第２のセンサとの位
置関係を校正するようにしたことにより、装置全体の簡
素化を図りつつ、各センサの位置の校正が容易で、走査
光学系等からの走査光束の評価を高精度に行うことので
きるセンサの校正方法及びそれを用いた走査光束の評価
装置の提供を目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のセンサの校正方
法は、走査光束を、移動可能な偏向面を切り換えて、第
１のセンサ又は第２のセンサに導光する際、該偏向面と
一体的に設けた校正用チャートの位置情報を、該第２の
センサで検出し、該第２のセンサからの信号を用いて、
第１のセンサと第２のセンサとの位置関係を校正するこ
とを特徴としている。

【００１５】また、本発明の走査光束の評価装置は、走
査光束を、移動可能な偏向面を切り換えて、第１のセン
サ又は第２のセンサに導光し、該第１のセンサ及び第２
のセンサからの信号に基づき走査光束の評価を行う際、
該偏向面と一体的に設けた校正用チャートの位置情報
を、該第２のセンサで検出し、該第２のセンサからの信
号を用いて、第１のセンサと第２のセンサとの位置関係
を校正することを特徴としている。

【００１６】特に、前記偏向面と前記第１のセンサは一
体的に移動することや、前記走査光束の前記偏向面から
前記第１のセンサまでの距離と、前記偏向面から前記校
正用チャートまでの距離とを、等しくしていること、前
記第１のセンサと前記第２のセンサは前記走査光束の走
査方向に移動し、複数の位置で該走査光束を受光するこ
と、そして、前記第１のセンサと前記第２のセンサとを
各々、前記光束の走査方向に複数有していること、等を
特徴としている。

【００１７】

【実施例】図１は本発明の実施例１の要部概略図、図２
は本実施例の要部側面図、図３は各センサと校正用チャ
ートとの位置関係を示した説明図である。

【００１８】図中、１は測定対象の走査光束を出射する
測定走査光学系であり、走査方向（水平方向、図中矢印
Ｙ方向）へ等速に光走査するものである。２は片倍率・
倍率測定ユニットであり、Ｖスリット付きのセンサ１１
（第１のセンサ）を走査方向に３か所有している。該３
か所のセンサ１１は各々走査光束Ｌが光走査するうちの
両端と中央の走査位置に向かう光束を受光するように配
置されている。

【００１９】１０は偏向部材であり、走査方向に長手で
走査光束に対して４５°に設けたミラー（偏向面）１０
ａを有している。該ミラー１０ａは走査光束を下方（図
中Ｚ方向）に偏向し、片倍率・倍率測定ユニット２に導
光している。

【００２０】偏向部材１０と片倍率・倍率測定ユニット
２とは一体的な構成とし、垂直方向（Ｚ方向）への移動
を可能としており、片倍率・倍率測定ユニット２の非測
定時にはミラー１０ａを走査光束Ｌから退避させてい
る。

【００２１】４は測定光学系（第２のセンサ）であり、
対物レンズ１５、鏡筒１６、ＩＴＶ１７等を有してい
る。測定光学系４は走査光束Ｌの直進側に配置してお
り、走査光束からミラー１０ａを退避させたときに該走
査光束を受光している。

【００２２】本実施例では、測定光学系４からの信号
を、コントロールボックス５、画像処理装置６、モニタ
７、そしてホストコンピューター８を用いて処理し、ビ
ーム径、及び走査位置等を求めるようにしている。

【００２３】測定光学系４は、走査方向の３か所に配置
されており、センサ１１で各々受光するのと同一の走査
位置へ向かう走査光束Ｌを受光するようにしている。

【００２４】本実施例では片倍率・倍率測定ユニット２
で測定を行う際の、ミラー１０ａ（走査光束Ｌの中心光
線のミラー１０ａでの反射点）からセンサ１１までの距
離をａとすると、ミラー１０ａから走査光束Ｌの直進側
（Ｘ方向）の距離ａの位置に校正用チャート１２を設け
ている。

【００２５】該校正用チャート１２は測定光学系４で受
光する走査光束Ｌに対して略直交するように（図中Ｚ−
Ｙ面内に）設けている。尚、校正用チャート１２は対物
レンズ１５によるピント合わせが行えると共に、基準と
なるパターンからセンサ１１の位置（例えば中心）を求
められるようにしている。

【００２６】センサ１１は受光面にＶ形のスリットを有
しており、該スリットの幅が走査方向と直交する方向
（Ｘ方向）に行くに従い変化するように設けている。こ
れにより、走査光束がＺ方向に異なる位置で入射すると
出力値が異なることになる。

【００２７】従って、予めミラー１０ａを走査光束Ｌに
対し、適切に位置させたときに得られるセンサ１１の出
力値（所定値）を設定しておけば、該出力値が得られる
まで片倍率・倍率測定ユニット２及び偏向手段１０を垂
直移動することで、それらの垂直方向の位置合わせが可
能となる。

【００２８】次に本実施例における評価手順を説明す
る。先ず対象となる走査光学系１を所定の位置に設置
し、レーザー（光源）を発光させ、ポリゴンミラーを回
転させて走査状態とする。このとき走査光束Ｌが正しく
測定光学系４に入射するように調整している。

【００２９】その後、片倍率・倍率測定ユニット２及び
偏向手段１０を垂直に上げ、後述する校正方法を用い
て、片倍率・倍率測定ユニット２と測定光学系４とを所
定の光学的な位置関係とするようにミラー１０ａを走査
光束Ｌの光路上に位置させ、走査光束Ｌを片倍率・倍率
測定ユニット２へ導光している。

【００３０】該片倍率・倍率測定ユニット２に導光され
た走査光束を３つの走査位置（両端部と中心部）で検知
し、この時の検知タイミングにより、走査の倍率や、走
査光路の中心から左右に等しく走査しているかを評価す
る片倍率等を、測定している。

【００３１】次に片倍率・倍率測定ユニット２と偏向部
材１０を垂直に移動させ、ミラー１０ａを走査光束Ｌの
光路から退避させ、走査光束Ｌを測定光学系４で受光す
る。

【００３２】そして、測定光学系４で走査光束Ｌを測定
し、画像処理装置６で画像処理した結果をホストコンピ
ュータ８で計算処理して夫々のビーム径、走査方向位
置、走査方向と直交する方向の位置等を求めている。

【００３３】測定光学系４において、この走査光束Ｌを
検出するタイミングは、夫々の測定光学系４の対物レン
ズ１５の横位置（走査してきたビームが対物レンズ１５
に入る直前の位置）に取りつけられたＢＤセンサ３によ
り行っている。即ち、ＢＤセンサ３を走査光束Ｌが通過
してから所定時間後に測定光学系４で検出をすることに
より、タイミング良く検出を行っている。

【００３４】そして、各々の測定結果に基づいて走査光
束Ｌの評価、延ては走査光学系１の評価を行う。

【００３５】本実施例では上記のように１か所の測定位
置に対して２種類のセンサ４，１１を用いて測定してい
る為、該測定を行う前に、センサ１１と測定光学系４の
測定位置を精度良く合わせ込まなければ正確な評価はで
きない。

【００３６】その為、本実施例では偏向部材１０と一体
的に設けた校正用チャート１２を用いて、センサ１１と
測定光学系４との位置関係を校正している。

【００３７】本実施例における校正の方法は、先ず偏向
部材１０及び片倍率・倍率測定ユニット２を上昇させる
ときの垂直方向の位置をセンサ１１の出力から求め、所
定位置即ち測定しようとする走査位置とセンサ１１とを
光学的に略同一の位置とするように調整している。

【００３８】そして測定光学系４（即ち対物レンズ１
５）のピントｂを校正用チャート１２に合わせることに
より、センサ１１と測定光学系４との位置関係を調整す
るようにしている。

【００３９】また、該調整の後、校正用チャート１２を
測定光学系４で検出し、基準パターンに基づいて微調整
を行うことにより、更に高い精度で位置合わせを行うよ
うにしても良い。

【００４０】以上のように本実施例によれば、短時間且
つ容易にセンサ１１，測定光学系４の校正が完了し、こ
れまでのように校正の為だけの、高価で大掛かりな測定
装置はいらなくなり、評価装置セッティングの為の時間
及びコストを大幅に軽減できる。

【００４１】尚、本実施例において測定光学系４は走査
方向に複数設けたが、これに限らず一つの測定光学系４
をステージ等により走査方向に移動させて、夫々の測定
位置で順次測定するようにしても良い。

【００４２】また、本実施例では片倍率・倍率測定ユニ
ット２と校正用チャート１２とを一体的な校正とした
が、偏向部材１０と校正用チャート１２とが一体的であ
ればこれに限らず、片倍率・倍率測定ユニット２を固定
とし、偏向部材１０と校正用チャート１２とを光路外へ
退避（例えば上方へ移動）させても良い。

【００４３】更に本実施例において、測定位置は３か所
に限らず、対象とする走査光学系の規格等により求めら
れる数だけあれば、いくつでもよい。又、多数の位置に
ついて測定可能としておき、必要に応じ選択的に用いて
も良い。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、走査光束を第１のセン
サに導光する偏向部材と一体的に移動する校正用チャー
トを、第２のセンサで測定し、第１のセンサと第２のセ
ンサとの位置関係を校正するようにしたことにより、装
置全体の簡素化を図りつつ、各センサの位置の校正が容
易で、走査光学系等からの走査光束の評価を高精度に行
うことのできるセンサの校正方法及びそれを用いた走査
光束の評価装置を達成している。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１の要部該略図

【図２】 本発明の実施例１の要部側面図

【図３】 各センサと校正用チャートとの位置関係の説
明図

【図４】 走査光学系の要部概略図

【符号の説明】

２ 第１のセンサ ３ ＢＤセンサ ４ 測定光学系 ５ コントロールボックス ６ 画像処理手段 ７ モニタ ８ ホストコンピュータ １０ 反射部材 １０ａ ミラー １１ センサ１１ １５ 対物レンズ １６ レンズ鏡筒 １７ ＩＴＶ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走査光束を、移動可能な偏向面を切り換
   えて、第１のセンサ又は第２のセンサに導光する際、該
   偏向面と一体的に設けた校正用チャートの位置情報を、
   該第２のセンサで検出し、該第２のセンサからの信号を
   用いて、第１のセンサと第２のセンサとの位置関係を校
   正することを特徴とするセンサの校正方法。
2. 【請求項２】 走査光束を、移動可能な偏向面を切り換
   えて、第１のセンサ又は第２のセンサに導光し、該第１
   のセンサ及び第２のセンサからの信号に基づき走査光束
   の評価を行う際、該偏向面と一体的に設けた校正用チャ
   ートの位置情報を、該第２のセンサで検出し、該第２の
   センサからの信号を用いて、第１のセンサと第２のセン
   サとの位置関係を校正することを特徴とする走査光束の
   評価装置。
3. 【請求項３】 前記偏向面と前記第１のセンサは一体的
   に移動することを特徴とする請求項２の走査光束の評価
   装置。
4. 【請求項４】 前記走査光束の前記偏向面から前記第１
   のセンサまでの距離と、前記偏向面から前記校正用チャ
   ートまでの距離とを、等しくしていることを特徴とする
   請求項２又は３の走査光束の評価装置。
5. 【請求項５】 前記第１のセンサと前記第２のセンサは
   前記走査光束の走査方向に移動し、複数の位置で該走査
   光束を受光することを特徴とする請求項２，３又は４の
   走査光束の評価装置。
6. 【請求項６】 前記第１のセンサと前記第２のセンサと
   を各々、前記光束の走査方向に複数有していることを特
   徴とする請求項２，３又は４走査光束の評価装置。