(57)【要約】    【課題】  回転多面鏡の偏向面の面倒れと面偏心を同時に検出することができる測定装置を得ること。    【解決手段】  光源手段と、該光源手段からの光束を光偏向器に導く入射光学系と、導かれた光束を偏向する複数の偏向面を有する回転多面鏡を具備した光偏向器と、偏向された光束を被走査面上に結像させる結像光学系を有し、入射光学系は副走査断面内で該回転多面鏡の回転中心に垂直な基準面に対し有限の角度をなして配置された走査光学系において、光偏向器は、回転多面鏡の各偏向面と回転中心に対する距離の差である面偏心によって被走査面上に生じる光束の照射位置の変動量が最大になる偏向面と、回転多面鏡の各偏向面の回転中心に対する角度の差である面倒れによって被走査面上に生じる光束の照射位置の変動量が最大になる偏向面とが異なるように配置されていること。【選択図】    図１
2008151847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源手段と、該光源手段から出射された光束を偏向走査する回転多面鏡を有する光偏向器と、該光源手段から出射された光束を該回転多面鏡に導く入射光学系と、
該回転多面鏡の偏向面にて偏向走査された光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、を備えた走査光学系であって、
該回転多面鏡の偏向面に入射する光束は副走査断面内において該回転多面鏡の回転中心に垂直な面に対し有限の角度をなして入射しており、
該光偏向器は、該回転多面鏡の各偏向面と回転中心に対する距離の差である面偏心によって被走査面上に生じる光束の照射位置の変動量が最大になる偏向面と、
該回転多面鏡の各偏向面の回転中心に対する角度の差である面倒れによって被走査面上に生じる光束の照射位置の変動量が最大になる偏向面とが異なるように配置されていることを特徴とする走査光学系。
【請求項２】
前記光偏向器の回転軸と前記回転多面鏡が相対的に位置を調整できる調整機構を有しており、
該光偏向器は、該回転多面鏡の各偏向面と該光偏向器の回転中心に対する距離の差である面偏心によって生じる被走査面上における光束の照射位置のズレが最大になる偏向面と、
該回転多面鏡の偏向面の回転中心に対する角度の差である面倒れによって生じる被走査面上における光束の照射位置のズレが最大になる偏向面とが異なるように調整して取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の走査光学系。
【請求項３】
複数の偏向面を有する回転多面鏡を具備した光偏向器の、各偏向面と該光偏向器の回転中心に対する距離の差分である面偏心量と、該回転多面鏡の各偏向面の回転中心に対する角度の差分である面倒れ量を測定する測定装置であって、
光束を該回転多面鏡の偏向面に導く入射光学系と、
該偏向面で反射された光束を結像面に結像する検知光学系と、
該検知光学系の結像面に入射する光束の照射位置の情報を検知する検知手段とを有し、
該回転多面鏡を回転させることによって各偏向面で順次反射された光束の結像面上における照射位置の変動量を該検知手段にて検知する測定光学系を１以上備えており、
該測定光学系のうちの１つは、該光偏向器の回転中心と該回転多面鏡の偏向面の法線とで形成される副走査断面内において、該入射光学系が該光偏向器の回転中心に垂直な面に対し有限な角度をなして配置され、光束を該面に対し平行な線像に結像するように該回転多面鏡の偏向面に入射させており、
該検知光学系は、該線像を該結像面に結像させており、
該線像の位置と該回転多面鏡の偏向面の位置とが不一致となるように設定されていることを特徴とする測定装置。
【請求項４】
ｄＸを前記線像の位置と前記回転多面鏡の偏向面の位置との距離、
Ｐoを前記偏向面の許容される面偏心量、
θを前記入射光学系の副走査断面内における面に対する有限な角度、
εoを前記偏向面の許容される面倒れ量、
βを前記検知光学系の副走査断面内における横倍率とするとき、
0.8≦｜（ｄＸ/（2×Ｐo×sinθ/（β×tan(2×εo/β））））｜≦1.2
なる条件を満足することを特徴とする請求項３に記載の測定装置。
【請求項５】
前記入射光学系は、光源手段からの光束を副走査断面内において平行光に変換する第１の光学素子と副走査断面内において平行光を線像に結像する第１のアナモフィックな光学素子を有し、
前記検知光学系は、前記線像を副走査断面内において平行光に変換する第２のアナモフィックな光学素子と副走査断面内において平行光を結像する第２光学素子を有することを特徴とする請求項３に記載の測定装置。
【請求項６】
前記第２のアナモフィックな光学素子に連動して前記第１のアナモフィックな光学素子は光軸方向に移動可能に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の測定装置。
【請求項７】
前記距離ｄＸは、２つの異なる距離ｄＸの値において、前記検知手段により検知された光束の照射位置の変動量から偏向面の面偏心量と面倒れ量を算出する演算手段を有することを特徴とする請求項４に記載の測定装置。
【請求項８】
光束の前記結像面への照射位置の変動量が特定値以下になるように、前記光偏向器の回転中心と前記回転多面鏡の相対位置を調整する調整機構を有することを特徴とする請求項３に記載の測定装置。
【請求項９】
前記測定光学系を２つ有し、このうち第１の測定光学系における線像の位置と第２の測定光学系における線像の位置が、回転多面鏡の偏向面の位置に対して反対に位置することを特徴とする請求項３に記載の測定装置。
【請求項１０】
前記第１の測定光学系における線像の位置と、該光偏向器の偏向面の位置の距離をｄＸ１とし、
前記第２の測定光学系における線像の位置と、該光偏向器の偏向面の位置の距離をｄＸ２とするとき、
−１．２≦ｄＸ１／ｄＸ２≦−０．８
なる条件を満足することを特徴とする請求項９に記載の測定装置。
【請求項１１】
前記２つの測定光学系は、前記回転多面鏡の同一の偏向面に対して光束を入射させ、該光束の照射位置の変動量を前記検知手段で検知することを特徴とする請求項９又は１０に記載の測定装置。
【請求項１２】
前記２つの測定光学系は、各々前記回転多面鏡の異なる偏向面に対して光束を入射させ、該光束の照射位置の変動量を前記検知手段で検知することを特徴とする請求項９又は１０に記載の測定装置。
【請求項１３】
前記２つの測定光学系における前記検知手段での光束の照射位置の変動量から偏向面の面偏心量と面倒れ量に換算する演算手段を有していることを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１４】
前記２つの測定光学系における前記検知手段での光束の照射位置の変動量が特定値以下又は最小値になるように、前記光偏向器の回転中心と前記回転多面鏡の偏向面の相対位置を調整する調整機構を有することを特徴とする請求項９から１３のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１５】
複数の偏向面を有する回転多面鏡を具備した光偏向器の、各偏向面と該光偏向器の回転中心に対する距離の差分である面偏心量と、該回転多面鏡の各偏向面の回転中心に対する角度の差分である面倒れ量を測定する測定方法であって、
該光偏向器の回転中心と、該回転多面鏡の偏向面の法線とで形成される副走査断面内において、光束を該光偏向器の回転中心に垂直な面に対して有限の角度をなして該回転多面鏡の偏向面に導き、かつ該光束を該回転多面鏡の偏向面に不一致となる位置に線像として結像させる入射光学系と、偏向面で反射された該線像を結像面に結像する検知光学系と、該結像面に結像される光束の照射位置を検知する検知手段とを有する測定光学系を用い、
該回転多面鏡を回転させることによって該入射光学系からの光束を各偏向面に順次照射し、各偏向面で反射させ、該結像面に結像する光束の照射位置の変動量を該検知手段で計測し、このとき該検知手段で得られる信号を用いて、各偏向面の面偏心量と面倒れ量を求めていることを特徴とする測定方法。
【請求項１６】
ｄＸを前記線像の位置と前記回転多面鏡の偏向面の位置との距離、
Ｐoを前記偏向面の許容される面偏心量、
θを前記入射光学系の副走査断面内における基準面に対する有限な角度、
εoを前記偏向面の許容される面倒れ量、
βを前記検知光学系の副走査断面内における横倍率とするとき、
0.8≦｜（ｄＸ/（2×Ｐo×sinθ/（β×tan(2×εo/β））））｜≦1.2
なる条件を満足することを特徴とする請求項１５に記載の測定方法。
【請求項１７】
前記線像が前記回転多面鏡の偏向面に対して少なくとも異なる２箇所で結像するときに偏向面の面偏心量と面倒れ量を求めていることを特徴とする請求項１５に記載の測定方法。
【請求項１８】
前記測定光学系を２つ有し、このうち第１の測定光学系における線像の位置と第２の測定光学系における線像の位置が前記回転多面鏡の偏向面の位置に対して反対の位置となるようにして測定することを特徴とする請求項１５に記載の測定方法。
【請求項１９】
前記２つの測定光学系は、前記回転多面鏡の同一の偏向面に対して光束を入射させ、該光束の照射位置の変動量を前記検知手段で検知することを特徴とする請求項１８に記載の測定方法。
【請求項２０】
前記２つの測定光学系は、各々前記回転多面鏡の異なる偏向面に対して光束を入射させ、該光束の照射位置の変動量を前記検知手段で検知することを特徴とする請求項１８に記載の測定方法。
【請求項２１】
前記２つの測定光学系の検知手段での光束の照射位置の変動量から演算手段で各偏向面の面偏心量と面倒れ量に換算することを特徴とする請求項１８から２０のいずれか１項に記載の測定方法。
【請求項２２】
前記２つの測定光学系における前記検知手段での光束の照射位置の変動量が特定値以下又は最小値になるように調整機構で前記光偏向器の回転中心と前記回転多面鏡の偏向面の相対位置を調整することを特徴とする請求項１８から２１のいずれか１項に記載の測定方法。
【請求項２３】
入射光学系からの光束を複数の偏向面を有する回転多面鏡を具備した光偏向器を用いて被走査面上を走査する走査光学系に用いられる光偏向器において、
該回転多面鏡の各偏向面と該光偏向器の回転中心に対する距離の差分である面偏心量を計測する面偏心測定光学系と、
該回転多面鏡の各偏向面の回転中心に対する角度の差分である面倒れ量を計測する面倒れ測定光学系を有し、
面偏心測定光学系と面倒れ測定光学系は任意の偏向面の面偏心量と面倒れ量を同時に検知すると共に、面偏心量の最大の偏向面と面倒れ量の最大の偏向面が異なるように該光偏向器を調整することを特徴とする調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は走査光学系及びそれを用いる光偏向器の測定装置に関する。特にＬＢＰやデジタル複写機、デジタルＦＡＸ等の電子写真装置においてレーザビームを使用して光書き込みを行う走査光学装置に用いられる光偏向器の面倒れ測定と面偏心測定に最適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりレーザービームプリンタ等の走査光学装置においては光源手段から画像信号に応じて光変調され出射した光束を、例えばポリゴンミラー（光偏向器）により周期的に偏向させている。そしてｆθ特性を有する結像光学系（ｆθレンズ系）によって感光性の記録媒体（感光ドラム）面上にスポット状に収束させ、該記録媒体面上を光走査して画像記録を行なっている。
【０００３】
図１２は従来の走査光学装置の要部概略図である。同図において光源手段９１から出射した発散光束はコリメータレンズ９２によって平行光束とされる。そして開口絞り９３によって該光束（光量）を整形して副走査方向のみに屈折力を有するシリンドリカルレンズ９４に入射している。シリンドリカルレンズ９４に入射した光束のうち主走査断面内においてはそのままの状態で出射し、副走査断面内においては収束して駆動モータ（モータ）ユニット８１のポリゴンミラー（回転多面鏡）９５の偏向面９５ａに線像として結像している。
【０００４】
そしてポリゴンミラー９５の偏向面９５ａで反射偏向された光束をｆθ特性を有する結像光学系（ｆθレンズ系）９６を介して被走査面としての感光ドラム面９７上へ導光している。そしてポリゴンミラー９５を矢印Ａ方向に回転させることによって該感光ドラム面９７上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に光走査して画像情報の記録を行っている。
【０００５】
図１３は図１２に示す従来の走査光学装置におけるポリゴンミラーを回転させるためのモーターユニットを示す要部断面図である。同図において図１２に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【０００６】
同図においてポリゴンミラー９５はポリゴンミラー座面８２上に配置され、波ワッシャー等の弾性手段を介してＣリング等の固定手段でモータ軸８３に取り付けられている。ポリゴンミラー９５の取り付け穴８４とモータ軸８３との間には取り付け時にかじりが発生しないよう多少の嵌合ガタを持たせてあるが、該嵌合ガタが大きいとポリゴンミラー９５の偏向面間において回転中心から偏向面までの距離の差（以下「面偏心」）を生じる。また取り付け穴８４の中心に対する偏向面９５までの距離は加工精度によって通常５〜３０μmのばらつきを生じ、これも面偏心となる。
【０００７】
ポリゴンミラー９５によって光束が走査される偏向走査面（主走査断面内）に対して特定の角度で光線を入射させる斜入射光学系においては、この面偏心において被走査面９７でピッチムラを生じることが知られている（特許文献１、２参照）。
【０００８】
一方、ポリゴンミラー９５の各偏向面９５ａとポリゴンミラー座面８２との直角度が加工精度で面毎に異なっていたり、モーター軸８３とポリゴンミラー座面８２との直角度の加工精度が不十分だったりする場合がある。例えばポリゴンミラー９５とポリゴンミラー座面８２との間にゴミ等の異物を挟んで組み立ててしまった場合等がある。この場合はポリゴンミラー９５の回転中心に対するポリゴンミラー９５の偏向面間角度、即ち偏向面間のお辞儀の相対差（以下、面倒れと称す。）を生じる。
【０００９】
面倒れも被走査面におけるピッチムラを発生させる。この問題は多くの文献で指摘されている。一般にはポリゴンミラー面（偏向面）と被走査面とを副走査断面内において光学的に共役関係にした面倒れ補正光学系を用いることにより、ピッチムラをある程度低減することが可能である。
【００１０】
なお、ピッチムラとは光偏向器が1回転する際の被走査面上における光束の照射位置の高さの変動量のことである。
【００１１】
近年のカラー画像形成装置においては中間調表現に様々な種類のスクリーン角や線数を用いるため、特定のパターンにおいてピッチムラ起因のモアレが発生することが問題点となっており、より一層のピッチムラの低減が求められている。
【００１２】
このため、ポリゴンミラーに求められる面偏心精度や面倒れ精度が年々厳しくなってきている。
【００１３】
この要望に応えるために、回転多面鏡の周囲に位置検知センサを配置する方法がある。このうち把持調整手段を用いて回転多面鏡が静止した状態で、周囲の位置検知センサを用いて回転多面鏡の複数の鏡面部（偏向面）の回転中心軸に対する相対距離がほぼ等しくなるように（所謂、偏心が無くなるように）位置決め・調節することが知られている。（特許文献３参照）。
【００１４】
特許文献３では把持調整手段を回転させることによって、位置検知センサは１箇所だけでもよいことが記載されている。
【００１５】
さらに調整工具上において各偏向面から回転中心までの距離が等しくなるようにポリゴンミラーの面偏心調整を行うとか、各偏向面の面倒れ角が等しくなるように面倒れ調整を行うことが知られている（特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平１０−３２７３０２号公報
【特許文献２】特開２００１−５１２２６号公報
【特許文献３】特開平１１−１１９１４０号公報
【特許文献４】特開２００４−１０２００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
特許文献３では、ポリゴンミラーが静止した状態を想定し、偏向面と同数の位置検知センサを配置している。よって、ポリゴンミラーの面数に応じて位置検知センサの数を増減させる必要があった。このため異なる仕様のポリゴンミラーを測定する場合にはセンサの数・配置から見直す必要がある。
【００１７】
特許文献３、４ではいずれも偏向面間の面偏心量が等しくなるような（つまり相対差をゼロに近づける）面偏心調整と、偏向面間の面倒れ量が等しくなるような（つまり相対差をゼロに近づける）面倒れ調整を個別に行っている。
【００１８】
偏向面間の面偏心量が等しくなるように調整することは、回転軸に垂直な面内で回転軸に対しポリゴンミラーを２軸のシフト調整すればよい。偏向面間の面倒れ量が等しくなる調整は、回転軸に対しポリゴンミラーを２軸のチルト調整すればよい。いづれも２軸の調整であることから、面倒れ量や面偏心量が各偏向面間で等しくなるような調整が可能なのはポリゴンミラーが４面以下の時に限られる。４面を超えるようなケース、例えば６面や８面以上などのポリゴンミラーでは、原理的に面倒れ量や面偏心量が各偏向面間で等しくなるような調整が難しくなる。よって、例えば６面や８面以上などのポリゴンミラーでは、上記従来例の調整方法をもってしても、面倒れ量や面偏心量が残存することになる。この残存した面倒れや面偏心によって走査光学装置に組み入れたときピッチムラも残存する事になる。
【００１９】
特許文献３以外に面偏心を計測する方法として、レーザ測長器や３次元測定機がある。また面倒れを測定する方法として、ポリゴンミラーを回転させながらオートコリメータで偏向面を観測する方法や、コリメート光束をポリゴン偏向面に入射させながらポリゴンミラーを回転させ反射光束の振れを測定する方法等がある。
【００２０】
しかし、いずれの方法も面偏心と面倒れをそれぞれ個別に測定している。これにより、面倒れ要因のピッチムラと面偏心要因のピッチムラについてそれぞれ個別に公差配分を行う必要があり、ピッチムラの高精度化に伴い面偏心と面倒れの許容値を一層厳しく設定する必要が生じている。この結果、歩留まりが低下し、製造効率が低下するという問題もあった。
【００２１】
本発明は光偏向器の偏向面の面倒れと面偏心を同時に検出することができる測定装置の提供を目的とする。
【００２２】
この他、走査光学系中に光偏向器を適切に調整配置し、高精度の光走査ができる走査光学系の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の走査光学系は、
光源手段と、該光源手段から出射された光束を偏向走査する回転多面鏡を有する光偏向器と、該光源手段から出射された光束を該回転多面鏡に導く入射光学系と、
該回転多面鏡の偏向面にて偏向走査された光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、を備えた走査光学系であって、
該回転多面鏡の偏向面に入射する光束は副走査断面内において該回転多面鏡の回転中心に垂直な面に対し有限の角度をなして入射しており、
該光偏向器は、該回転多面鏡の各偏向面と回転中心に対する距離の差である面偏心によって被走査面上に生じる光束の照射位置の変動量が最大になる偏向面と、
該回転多面鏡の各偏向面の回転中心に対する角度の差である面倒れによって被走査面上に生じる光束の照射位置の変動量が最大になる偏向面とが異なるように配置されていることを特徴としている。
【００２４】
本発明の測定装置は、
複数の偏向面を有する回転多面鏡を具備した光偏向器の、各偏向面と該光偏向器の回転中心に対する距離の差分である面偏心量と、該回転多面鏡の各偏向面の回転中心に対する角度の差分である面倒れ量を測定する測定装置であって、
光束を該回転多面鏡の偏向面に導く入射光学系と、
該偏向面で反射された光束を結像面に結像する検知光学系と、
該検知光学系の結像面に入射する光束の照射位置の情報を検知する検知手段とを有し、
該回転多面鏡を回転させることによって各偏向面で順次反射された光束の結像面上における照射位置の変動量を該検知手段にて検知する測定光学系を１以上備えており、
該測定光学系のうちの１つは、該光偏向器の回転中心と該回転多面鏡の偏向面の法線とで形成される副走査断面内において、該入射光学系が該光偏向器の回転中心に垂直な面に対し有限な角度をなして配置され、光束を該面に対し平行な線像に結像するように該回転多面鏡の偏向面に入射させており、
該検知光学系は、該線像を該結像面に結像させており、
該線像の位置と該回転多面鏡の偏向面の位置とが不一致となるように設定されていることを特徴としている。
【００２５】
本発明の測定方法は、
複数の偏向面を有する回転多面鏡を具備した光偏向器の、各偏向面と該光偏向器の回転中心に対する距離の差分である面偏心量と、該回転多面鏡の各偏向面の回転中心に対する角度の差分である面倒れ量を測定する測定方法であって、
該光偏向器の回転中心と、該回転多面鏡の偏向面の法線とで形成される副走査断面内において、光束を該光偏向器の回転中心に垂直な面に対して有限の角度をなして該回転多面鏡の偏向面に導き、かつ該光束を該回転多面鏡の偏向面に不一致となる位置に線像として結像させる入射光学系と、偏向面で反射された該線像を結像面に結像する検知光学系と、該結像面に結像される光束の照射位置を検知する検知手段とを有する測定光学系を用い、
該回転多面鏡を回転させることによって該入射光学系からの光束を各偏向面に順次照射し、各偏向面で反射させ、該結像面に結像する光束の照射位置の変動量を該検知手段で計測し、このとき該検知手段で得られる信号を用いて、各偏向面の面偏心量と面倒れ量を求めていることを特徴としている。
【００２６】
本発明の調整方法は、
入射光学系からの光束を複数の偏向面を有する回転多面鏡を具備した光偏向器を用いて被走査面上を走査する走査光学系に用いられる光偏向器において、
該回転多面鏡の各偏向面と該光偏向器の回転中心に対する距離の差分である面偏心量を計測する面偏心測定光学系と、
該回転多面鏡の各偏向面の回転中心に対する角度の差分である面倒れ量を計測する面倒れ測定光学系を有し、
面偏心測定光学系と面倒れ測定光学系は任意の偏向面の面偏心量と面倒れ量を同時に検知すると共に、面偏心量の最大の偏向面と面倒れ量の最大の偏向面が異なるように該光偏向器を調整することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、光偏向器の偏向面の面倒れと面偏心を同時に検出することができる測定装置を達成することができる。
【００２８】
この他、走査光学系中に光偏向器を適切に調整配置し、高精度の光走査ができる走査光学系を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００３０】
図１４は本発明に係わる走査光学系の実施例１の要部断面図（主走査断面図）である。
【００３１】
尚、以下の説明において、主走査方向とは回転多面鏡の回転軸および結像光学系の光軸に垂直な方向（回転多面鏡で光束が反射偏向（偏向走査）される方向）である。副走査方向とは回転多面鏡の回転軸と平行な方向である。また主走査断面とは主走査方向と結像光学系の光軸を含む平面である。また副走査断面とは主走査断面と垂直な断面である。
【００３２】
図１４において、１４１は光源手段であり、例えば半導体レーザー等より成っている。１４２は集光光学系としての集光レンズ(コリメータレンズ)であり、光源手段１４１から出射された光束を平行光束に変換している。１４３は開口絞りであり、通過光束を制限してビーム形状を整形している。
【００３３】
１４４はレンズ系（シリンドリカルレンズ）であり、副走査断面内（副走査方向）にのみ特定のパワーを有している。シリンドリカルレンズ１４４は集光レンズ１４２を通過した光束を副走査断面内で後述する回転多面鏡（ポリゴンミラー）１４５の偏向面（偏向面）１４５ａもしくはその近傍に線像として結像させている。
【００３４】
尚、集光レンズ１４２とシリンドリカルレンズ１４４を１つの光学素子より構成しても良い。また集光レンズ１４２、開口絞り１４３、そしてシリンドリカルレンズ１４４等の各要素は入射光学系（第１の結像光学系）ＬＡの一要素を構成している。
【００３５】
１４５は偏向手段としての回転多面鏡であり、例えば８面構成のポリゴンミラー（回転多面鏡）より成っており、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。
【００３６】
回転多面鏡１４５や駆動手段、そして該回転多面鏡１４５を回転保持する保持手段等は、光偏向器の一要素を構成している。
【００３７】
１４６は集光機能とｆθ特性とを有する結像光学系（第２の結像光学系）であり、単一又は複数の結像レンズ（アナモフィックレンズ）より成り、回転多面鏡１４５によって偏向された画像情報に基づく光束を被走査面としての感光ドラム面１４８上に結像させる。また結像レンズ１４６は副走査断面内において回転多面鏡１４５の偏向面１４５ａもしくはその近傍と感光ドラム面１４８との間を共役関係にすることにより、偏向面の面倒れ補償を行っている。
【００３８】
１４８は被走査面としての感光ドラム面である。
【００３９】
本実施例において半導体レーザー１４１から出射した光束は集光レンズ１４２により平行光束に変換され、開口絞り１４３によって該光束（光量）が制限され、シリンドリカルレンズ１４４に入射している。シリンドリカルレンズ１４４に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の状態で射出する。また副走査断面内においては回転多面鏡１４５の偏向面１４５ａに線像（主走査方向に長手の線像）として結像している。
【００４０】
そして回転多面鏡１４５の偏向面１４５ａで反射偏向された光束は結像レンズ１４６を介して感光ドラム面１４８上にスポット状に結像される。そして回転多面鏡１４５を矢印Ａ方向に回転させることによって、感光ドラム面１４８上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速度で光走査している。これにより記録媒体としての感光ドラム面１４８上に画像記録を行なっている。
【００４１】
本実施例の走査光学系において、第１の結像光学系ＬＡは副走査断面内で回転多面鏡１４５の回転中心に垂直な基準面に対し有限の角度をなして配置されている。
【００４２】
回転多面鏡１４５の各偏向面１４５ａと回転中心に対する距離の差を面偏心と言う。回転多面鏡１４５の各偏向面１４５ａと回転中心に対する角度の差を面倒れと言う。
【００４３】
このとき用いられる回転多面鏡１４５からなる光偏向器は後述する測定装置で良品と判定されたものである。
【００４４】
そして光偏向器は、面偏心によって被走査面１４８上に生じる光束の照射位置の変動量が最大になる偏向面と、面倒れによって被走査面１４８上に生じる光束の照射位置の変動量が最大になる偏向面とが異なるように配置されている。
【００４５】
また本実施例では光偏向器の回転軸と回転多面鏡１４５が相対的に位置を調整できる調整機構（不図示）を有している。このとき光偏向器は、面偏心によって生じる被走査面上における光束の照射位置のズレが最大になる偏向面と、面倒れによって生じる被走査面上における光束の照射位置のズレが最大になる偏向面が異なるように調整して取り付けられている。
【実施例２】
【００４６】
図１は本発明の実施例２の測定装置の概略図であり、光偏向器の回転多面鏡（ポリゴンミラー）の偏向面の面偏心測定及び面倒れ測定を示している。
【００４７】
図１では面偏心測定及び面倒れ測定に用いられる測定光学系の副走査断面図を示している。
【００４８】
半導体レーザ（光源手段）１から出射したレーザ拡散光はコリメータレンズ（第１光学素子）２によってコリメート化され、その後に配置された円形の絞り３によって成形されたレーザ光束が取り出される。その後、シリンドリカルレンズ（第１のアナモフィックな光学素子）４Ａによってポリゴンミラー（回転多面鏡）の副走査方向のみ集光されてポリゴンミラー５１の偏向面５２に入射する。このときポリゴンミラー５１の偏向面５２の一致しない位置に線像を形成する。偏向面５２で反射された光束は副走査方向に対してはやや発散しながら第２のシリンドリカルレンズ（第２のアナモフィックな光学素子）４Ｂに入射する。シリンドリカルレンズ４Ｂの前側焦点が前記線像の位置に一致させるように配置（つまり前側焦点は偏向面５２の一致しない）するので反射光は平行光に戻される。その後平行光は治具レンズ（第２光学素子）６の後側焦点位置に結像されるので、この結像位置にＶスリット７上を配置する。
【００４９】
第２アナモ光学素子４Ｂに連動して第１アナモ光学素子４Ａは光軸方向に移動可能に設けられている。
【００５０】
Ｖスリット７を通過したビームはフォトダイオード８によって受光され、光量がモニタされる。駆動モータ（モータ）５４は回転軸５５を有し、ポリゴンミラー５１の嵌合穴５３に嵌合されている。モータ５４とポリゴンミラー５１により光偏向器５を構成する。なお回転軸５５の回転中心５６とする。
【００５１】
半導体レーザ１からシリンドリカルレンズ４Ａまでが入射光学系を構成し、シリンドリカルレンズ４Ｂと冶具レンズ６により検知光学系を構成し、Ｖスリット７、フォトダイオード８により検知手段を構成する。検知光学系の結像点に検知手段が設けられている。入射光学系と検知光学系と検知手段により測定光学系を構成する。またこれら測定光学系（測定装置）を保持する保持手段（不図示）や検知手段からの電気信号を処理する電気信号処理手段（不図示）により測定装置を構成する。
【００５２】
図１に示すよう回転軸５５に垂直でかつ副走査断面（紙面）に垂直な面を基準面とする。入射光学系（半導体レーザ１からシリンドリカルレンズ４Ａまで）は基準面に対し特定の入射角度θiで入射させている。また検知光学系（シリンドリカルレンズ４Ｂと冶具レンズ６）も基準面に対し特定の反射角度θoで配置している。θiとθoは絶対値が等しく方向が異なるように設定することが望ましい。
【００５３】
本実施例は複数の偏向面を有する回転多面鏡５１を具備した光偏向器５の各偏向面５２と光偏向器５の回転中心５６に対する距離の差分である面偏心量と回転多面鏡５１の各偏向面５２の回転中心５６に対する角度の差分である面倒れ量を測定する測定装置である。
【００５４】
本実施例の測定装置は光束を回転多面鏡５１の偏向面５２に導く入射光学系１から４Ａまでと、偏向面５２で反射された光束を結像面に結像する検知光学系４Ｂ、６と、検知光学系の結像面に入射する光束の照射位置の情報を検知する検知手段７、８とを有している。
【００５５】
そして回転多面鏡５１を回転させることによって各偏向面５２で順次反射された光束の結像面上における照射位置の変動量を検知手段にて検知する構成の測定光学系を１以上備えている。
【００５６】
そして測定光学系のうちの１つは、光偏向器５の回転中心５６と、回転多面鏡５１の偏向面５２の法線とで形成される副走査断面内で、入射光学系は光偏向器５の回転中心５６に垂直な基準面（ＸＹ面）に対し有限な角度をなして配置されている。
【００５７】
そして入射光学系からの光束を基準面に対し平行な線像に結像するように該回転多面鏡５５の偏向面５２に入射させている。
【００５８】
検知光学系は、線像を結像面に結像させている。線像の位置と回転多面鏡５１の偏向面５２の位置とが不一致に成るように設定されている。
【００５９】
本実施例の測定装置を用いて光偏向器５のポリゴンミラー５１の各偏向面５２の面偏心量と面倒れ量を求める測定方法は次の通りである。
【００６０】
本実施例の測定方法では複数の偏向面を有する回転多面鏡５１を具備した光偏向器５の各偏向面５２と光偏向器５の回転中心５６に対する距離の差分である面偏心量と回転多面鏡５１の各偏向面５２の回転中心５６に対する角度の差分である面倒れ量を測定する。
【００６１】
入射光学系は、光偏向器５の回転中心５６と、回転多面鏡５１の偏向面５２の法線とで形成される副走査断面内で、光束を該光偏向器５の回転中心５６に垂直な基準面に対して有限の角度をなして該回転多面鏡５１の偏向面５２に導いている。また入射光学系は、光束を回転多面鏡５１の偏向面５２に不一致となる位置に線像として結像させている。
【００６２】
検知光学系は、偏向面５２で反射された線像を結像面に結像する。検知手段は結像面に結像される光束の照射位置を検知する。このような手段を有する測定光学系を用いている。
【００６３】
そして回転多面鏡５１を回転させることによって、入射光学系からの光束を各偏向面に順次照射し、各偏向面５２で反射され、結像面に結像する光束の照射位置の変動量を検知手段で計測している。このとき検知手段で得られる信号を用いて、各偏向面５２の面偏心量と、面倒れ量を求めている。
【００６４】
本実施例における数値実施例を表１に示す。入射光学系（半導体レーザ１からシリンドリカルレンズ４Ａ）は基準面に対し入射角度θi＝-20°を想定している。検知光学系（シリンドリカルレンズ４Ｂと冶具レンズ６）も基準面に対し反射角度θo＝+20°を想定している。表中の面間隔は入射光学系と検知光学系の光軸に測った寸法である。
【００６５】
【表１】
2008151847.tif 000003
【００６６】
表中のｄＸcはシリンドリカルレンズ４Ａ、４Ｂの移動量を示す。
【００６７】
ポリゴン偏向面５２と線像との距離をｄＸとする。本実施例の測定装置では、移動量ｄＸｃと距離ｄＸとが一致する系である。これは、表１の構成ではシリンドリカルレンズ４Ａに入射する光束が平行光であるためである。シリンドリカルレンズ４Ａに入射する光束が発散光もしくは収束光の場合は移動量ｄＸｃと距離ｄＸが一致しないので注意を要する。
【００６８】
ｄＸ＝０の時、ポリゴン偏向面５２とＶスリット７が、検知光学系（シリンドリカルレンズ４Ｂと冶具レンズ６）によって光学的に共役な関係となる。すなわち検知光学系によってポリゴン偏向面５２とＶスリット７が完璧な面倒れ補正関係を満たした配置になる。このときシリンドリカルレンズ４Ａの後側焦点位置とポリゴン偏向面５２が一致している。また、シリンドリカルレンズ４Ｂの前側焦点位置とポリゴン偏向面５２が一致している。
【００６９】
これに対し本実施例はｄＸ≠０、すなわち検知光学系によってポリゴン偏向面５２とＶスリット７の面倒れ補正関係を満たさない配置にする。そのときの光路の様子を図２と図３に示す。図２はｄＸ＞０、図３はｄＸ＜０のケースを示す。
【００７０】
図２でｄＸ＞０としたことでポリゴン偏向面５２の後方に光束が線像を結び、一旦結像する。ポリゴン偏向面５２と線像の距離はｄＸである。そしてその線像の位置にシリンドリカルレンズ４Ｂの前側焦点を一致させることで、シリンドリカルレンズ４Ｂを出射した光束は平行光となることがわかる。その後平行光は治具レンズ6の後側焦点位置に結像されるので、この結像位置にＶスリット７上を配置する。
【００７１】
図３でｄＸ＜０としたことでポリゴン偏向面５２の前方に光束が線像を結び、一旦結像する。ポリゴン偏向面５２と線像の距離はｄＸである。そしてその線像の位置にシリンドリカルレンズ４Ｂの前側焦点を一致させることで、シリンドリカルレンズ４Ｂを出射した光束は平行光となることがわかる。その後平行光は治具レンズ６の後側焦点位置に結像されるので、この結像位置にＶスリット７上を配置する。
【００７２】
上述のような測定光学系において、実際光偏向器５のポリゴンミラー５１が面偏心・面倒れしているとき、即ち回転多面鏡の各偏向面の姿勢情報がどのように作用するかについて、図４、図５を用いて説明する。
【００７３】
光偏向器５は回転動作させながら測定を行う。回転スピードは、光偏向器を走査光学系に組み込んで使用する際の回転スピードで測定する事が望ましい。光偏向器５の回転動作により入射光学系から光偏向器５に導かれた光束は偏向走査される。そして偏向面５２の法線が図１の副走査断面（紙面）内に来た時の前後、検知光学系を通じてＶスリット７上を検知光束が紙面に垂直な方向に走査する。
【００７４】
光偏向器５の回転軸５５に対しポリゴンミラー５１の偏向面５２が面偏心して組みつけられている場合を図４に示す。面偏心して組みつけられていると、ポリゴンミラー５１の回転に伴い偏向面毎に面の出入りが生ずる。図４で例えば、ｐだけ面偏心したときの偏向面５２’、θi=θ（任意の角度）とする。本来偏向面５２で反射していた光束の反射点は偏向面５２’では
ΔZ＝p×tanθ      ・・・式１
だけ上方にシフトする。この結果、Ｖスリット７上での照射位置が変動量ｄZpが
ｄZp=2×ΔZ×cosθ×β＝2×P×sinθ×β  ・・・式２
となる。ただし、
Ｐ・・偏向面の面偏心量
θ・・・入射光学系の副走査断面内の基準面に対する斜入射角度(有限な角度)
β・・・検知光学系の副走査断面内における横倍率
である。
【００７５】
次に光偏向器５の回転軸５５に対しポリゴンミラー５１の偏向面５２が面倒れして組みつけられている場合を図５に示す。面倒れして組みつけられていると、ポリゴンミラー５１の回転に伴い偏向面毎に面のお辞儀（傾き）が生ずる。図５で例えば、εだけ面偏心したときの偏向面５２’とする。本実施例では検知光学系（シリンドリカルレンズ４Ｂと冶具レンズ６）がポリゴン偏向面５２とＶスリット７の面倒れ補正関係を満たさない配置になっているので、図５のような光路をとる。
【００７６】
光路の詳細は以下のようになる。シリンドリカルレンズ４ＢがｄＸｃだけ光軸方向にシフトさせたことでシリンドリカルレンズ４Ｂの前側焦点位置は偏向面５よりｄＸｃだけずれている。よって、検知光学系をはさんで偏向面５２に対する共役点（図５に表示）は、Ｖスリット７から  ｄＸ×β２  だけシフトした位置になる。このとき偏向面５２が面倒れして偏向面５２’になると、反射された光束は光軸に対して  ２×ε  の角度をもってシリンドリカルレンズ４Ｂに入射し、更に冶具レンズ６を介した後、共役点を通過してＶスリットに到達する。冶具レンズ6を出射した光束は光軸に対して  2×ε/β  の角度をなしている。このような光路において、Ｖスリット７上での到達位置の変動量ｄZεは、
ｄZε=（β2×ｄＸ）×tan(2×ε/β)  ・・・式３
と表す事ができる。
【００７７】
以上のように本実施例の測定装置では、光偏向器に面倒れや面偏心があると、Ｖスリット７上を走査する光束は、照射位置変動を生じる、その変動量ｄZｐやｄZεは式２や式３で示す事ができる。
【００７８】
なお面偏心量Ｐはすべての偏向面の回転中心からの相対的な距離のＰＰとして定義してもよいし、面倒れ量εはすべての偏向面のお辞儀量(回転中心に対する角度)のＰＰとして定義してもよい。
【００７９】
走査光束の照射位置変動ｄZｐやｄZεを計測する手段として本実施例ではＶスリット７とフォトダイオード８を用いている。Ｖスリット７は光束が走査する方向の幅ｗが、照射位置（高さ）ｈとともに変化するようにＶ形のアパーチャを有しており、アパーチャをビームが横切る時間が照射位置（高さ）によって異なるように構成されている。そしてＶスリット７の後方に対しフォトダイオード８を設けることで、照射位置（高さ）と受光する時間を関連付けている。このようなＶスリット方式は多くの文献で開示された技術である。
【００８０】
本発明ではＶスリット方式を記載しているが例えば１次元のラインＣＣＤを光束の走査方向に対して垂直（図１の紙面内）に配置し、光束が横切るＣＣＤの画素を検知する事で照射位置を計測する方法などを既知の技術を採用しても良い。
【００８１】
尚、本実施例では検知光学系による光束の結像面への照射位置の変動量が特定値以下になるように、光偏向器５の回転中心５６と回転多面鏡５１の相対位置を調整する調整機構(不図示)を有している。
【００８２】
次に距離ｄＸの具体的な設定方法を説明する。走査光学系の設計において許容できる最大ピッチムラが画像形成装置の印字画像より決定される。通常最大ピッチムラＢmaxは5μｍ程度である。近年は更なる高画質化のために最大ピッチムラを2μｍ程度に押さえ込むこともある。このように要求された最大ピッチムラに対し、光偏向器の面倒れ量と面偏心量を算出する事になる。まず面偏心が全くないとして、面倒れ起因のピッチムラ公差を積上げて、トータルでＢmaxになるような面倒れ(許容される面倒れ量)εoが決定される。
【００８３】
次に面倒れが全くないとして、面偏心起因のピッチムラ公差を積上げて、トータルでＢmaxになるような面偏心(許容される面偏心量)Ｐoが決定される。なおＰoもεoのポリゴンミラーの偏向面間の相対的な変動幅である。
【００８４】
図６に面偏心と面倒れの許容領域を示す。横軸に面偏心、縦軸に面倒れをとり、（Ｐo、0）と（0、εo）を結ぶラインを引いている。上記のようにＰoとεoを定めていることから、（Ｐo、0）の組み合わせ、または（0、εo）の組み合わせの時、ピッチムラはＢmaxとなる。そしてこの2点を結ぶ領域より内側の組合せではピッチムラがＢmaxより小さくなる。
【００８５】
ところが、面偏心及び面倒れの測定を従来のように個別の測定機で行う場合はＢmaxを面倒れ起因と面偏心起因に割振って許容値を定める必要があった。たとえば、Ｂmaxの内、Ｂmax/2を面倒れ起因に、残りＢmax/2を面偏心起因に割振るとすると光偏向器の面倒れの許容値はεo/2、面偏心許容値はＰo/2となっていた。この結果図６の斜線領域の組み合わせを良品と判定していた。
【００８６】
これに対し、本実施例では図１の測定装置を用いる事で面偏心及び面倒れの測定を同時に行うことができるので、図６の斜線及び網点の領域の組み合わせをすべて良品として判定する事ができる。
【００８７】
そのとき重要なのが距離ｄＸである。距離ｄＸの設定方法は、面偏心及び面倒れの組み合わせが、（Ｐo、0）と（0、εo）の双方において、図１の測定機での照射位置の変動がほぼ同じ値を示すように設定すればよい。つまりＰo及びεoにおいてセンサー上の光束振れｄZがほぼ同じになるためには,上記式２、式３のｄＺｐとｄＺεの比が、
０.８≦｜ｄＺｐ／ｄＺε｜≦１．２        式4
となることが必要である。
【００８８】
尚、ここで同じとはｄＺｐ／ｄＺε＝１のときである。よって、
0.8≦（β2×ｄＸ×tan(2×εo/β)）/2×Ｐo×sinθ×β）≦1.2・・  式５
から
0.8≦｜（ｄＸ/（2×Ｐo×sinθ/（β×tan(2×εo/β)）））｜≦1.2  ・・  式６
が導かれる。さらに高性能な測定が必要な場合は
0.9≦｜（ｄＸ/（2×Ｐo×sinθ/（β×tan(2×εo/β)）））｜≦1.1  ・・  式７
とすることが望ましい。
【００８９】
具体的に、Ｐo=0.033ｍｍ、εo＝1.6’（分）という規格が求められる光偏向器ではｄＸ＝±24.25ｍｍとなり、その公差は±0.49ｍｍと算出される。またこの光偏向器を表１の測定光学系で評価する際には、ｄＸｃ＝ｄＸ＝±24.25ｍｍだけシリンドリカルレンズ４Ａ，４Ｂを移動させる。
【００９０】
ところで、ｄＸは必ずプラスとマイナスの２つ値を持つ。その理由は、光偏向器が組み付けられる走査光学装置では同じ面倒れ量の光偏向器を使用しても、その他の部品精度のバラツキによって照射位置の変動方向が反対になることがある。
【００９１】
例えば走査光学装置のｆθレンズの副走査方向の焦点距離が設計値より短いと、ポリゴンミラーの偏向面が上向きになった時照射位置は下側に変動する。逆に走査光学装置のＦθレンズの副走査方向の焦点距離が設計値より長いと、ポリゴンミラーの偏向面が上向きになった時照射位置は上側に変動する。前者を想定した検査方法がｄＸ＞０であり、後者を想定した検査方法がｄＸ＜０なのである。なお面偏心についてはｄＸ＞０でもｄＸ＜０でも照射位置の変動ｄZの方向は同じになる。
【００９２】
具体的に表１の測定光学系の構成において、ｄＸｃ＝+24.25ｍｍ  移動したときときは、図４の面偏心Ｐの方向をマイナスとし、Ｐ=-0.033ｍｍに対し、照射位置はｄZ＝−45.23μm（図４のｄZｐ方向）振れる。また図５の面倒れの方向をプラスとし、ε＝＋1.6’の偏向面に対して照射位置はｄZ=−45.23μm（図５の方向ｄZε）振れる。
【００９３】
これに対し、ｄＸｃ＝-24.25に設定した時は、Ｐ=-0.033ｍｍに対し、照射位置はｄＺ＝−45.23μm振れる。またε＝＋1.6’の偏向面に対して照射位置はｄＺ=+45.23μm振れる。
【００９４】
尚、表１の光学系はＰ０=0.033ｍｍでピッチムラ５μｍであり、ε０＝1.6’でピッチムラ５μｍである。
【００９５】
以上の理由で、本実施例においては光偏向器５を測定するために、シリンドリカルレンズ４Ａ,４ＢをｄＸ＞０とｄＸ＜０の２つのパターンに対応した移動量ｄＸｃ分だけ移動させ配置する。その配置の変更をスムーズに行うために、シリンドリカルレンズ４Ａ,４Ｂを連動して光軸方向に移動できるようにステージを設けても良い。
【００９６】
また検知手段での光束の照射位置の変動量が特定値以下と成るように光偏向器の回転中心と回転多面鏡の相対位置を調整機構で調整している。
【００９７】
次に実際に面倒れや面偏心があった際にどのようなピッチムラと検知結果が現れるかの数値実施例を図７Ａ〜図７Ｃと表２〜表７を用いて説明する。
【００９８】
図７Ａ〜図７Ｃは偏向面数が８，６，４面のポリゴンミラーを回転軸方向からみた図である。便宜的にＸＹの直交座標系を定め、原点を回転軸と一致させている。回転軸をＺ軸とし、紙面手前をプラス方向とする。また、Ｘ軸プラス方向の面を第１面とし、時計回りに第２面・・・第Ｎ面と定める。
【００９９】
次に検知の事例１を示す。
【０１００】
図７Ａの８面のポリゴンミラーを組み付けた光偏向器において表２Ａ、表２Ｂのような面倒れ面偏心が生じているとする。この事例はポリゴンミラー単品の加工精度が面倒れ面偏心共にゼロで加工されたものを駆動モータに取り付ける際に回転軸中心に対し、Ｙ軸方向に8.25μmシフトした場合を示している。またＸ軸まわりに右回転（Ｙ軸プラス側が紙面手前にまわるような回転）0.4’を生じた場合を示している。
【０１０１】
図２の表中の走査光学系は面偏心Ｐo=0.033ｍｍ、もしくは面倒れεo＝1.6’という光偏向器を組み付けた場合にピッチムラ（偏向器が1回転する際の被走査面（感光体）における照射位置の高さ変動量）が５μm生じる結像性能を有しているとする。また表中の面倒れ(1)は走査光学系の製造ばらつきでＦθレンズの副走査方向の焦点距離が設計値より短い場合を想定しており、面倒れ(2)は走査光学系の製造ばらつきでｆθレンズの副走査方向の焦点距離が設計値より長い場合を想定している。
【０１０２】
トータル(1)は面倒れ(1)要因によるピッチムラと面偏心によるピッチムラの合算である。トータル(2)は面倒れ(2)要因によるピッチムラと面偏心によるピッチムラの合算である。
【０１０３】
表２Ａによれば、面倒れ要因のピッチムラは第３面及び第７面でピッチムラの最大最小を生じ、面偏心要因のピッチムラも第３面及び第７面でピッチムラの最大最小を生じている。この結果、走査光学系のトータルのピッチムラは、ｆθレンズの副走査方向の焦点距離が設計値より短い場合（トータル(1)）は第３面及び第７面で最大最小をとる。また、Ｆθレンズの副走査方向の焦点距離が設計値より長い場合（トータル(2)）は、面倒れ要因によるピッチムラと面偏心によるピッチムラが相殺して走査光学系のトータルのピッチムラはゼロとなる。
【０１０４】
次にこの光偏向器を表１の測定光学系（検査装置）で測定した場合、Ｖスリット７上の光線の振れがどうなるかを表２Ｂに示す。先に述べたように測定光学系は、面偏心Ｐo=0.033ｍｍ、もしくは面倒れεo＝1.6’という光偏向器を組み付けた場合に、Ｖスリット７上の照射位置の変動（偏向器が1回転する際の照射位置の高さ変動量）が45.23μm生じる結像性能を有している。
【０１０５】
また表中の面倒れ(1)は測定光学系のシリンドリカルレンズ４Ｂの移動量ｄＸｃ=-24.25ｍｍの場合であり、面倒れ(2)は測定光学系のシリンドリカルレンズ４Ｂの移動量ｄＸｃ=+24.25ｍｍの場合である。トータル(1)は面倒れ(1)要因による照射位置の変動と面偏心による照射位置の変動の合算である。トータル(2)は面倒れ(2)要因による照射位置の変動と面偏心による照射位置の変動の合算である。
【０１０６】
表２Ｂによれば、面倒れ要因の照射位置の変動は第３面及び第７面で照射位置の変動の最大最小を生じ、面偏心要因の照射位置の変動も第３面及び第７面で照射位置の変動の最大最小を生じている。この結果、測定光学系のトータルの照射位置の変動は、ｄＸｃ=-24.25ｍｍ（トータル(1)）では第３面及び第７面で最大最小をとる。またｄＸｃ=+24.25ｍｍ（トータル(2)）は、面倒れ要因による照射位置の変動と面偏心による照射位置の変動が相殺して測定光学系のトータルの照射位置の変動はゼロとなる。
【０１０７】
表２Ａと表２Ｂによれば、走査光学系でピッチムラ５μm以下となる光偏向器の面倒れと面偏心を測定装置では45.23μmとして検知できることが分かる。よって走査光学系を組み立てる工程より前の段階で、前記測定装置を用いて光偏向器を検査して良品の光偏向器のみを選別することが可能となる。表１の構成の本発明の測定装置では、表２Ａ,表２Ｂに示すように、面倒れと面偏心による照射位置変動を同時に検知している。
【０１０８】
ここで走査光学系とは検査が終わり良品と判断された光偏向器が組み込められたものである。
【０１０９】
【表２】
2008151847.tif 000004
【０１１０】
なお表２Ａの光偏向器において、面倒れによるピッチムラが最大になる偏向面と、面偏心によるピッチムラが最大になる面の同一面であり、位相が同じである。許容ピッチムラＢmax=5μmを面倒れ要因と面偏心要因で半分ずつに割振られている。図６でのεo/2、Ｐo/2に相当する。
【０１１１】
面倒れと面偏心を別々に測定検査する場合は、εo/2＝0.8’とＰo/2＝16.5μmをそれぞれの測定の許容規格値とする公差配分とする必要がある。ところが本実施例のように面倒れと面偏心を同時に測定する場合は面倒れ要因と面偏心要因の照射位置変動を個別に設定する必要はなく、照射位置変動を合算して測定の許容規格値を決めることができる。
【０１１２】
次に検知の事例２を示す。
【０１１３】
図７Ａの８面のポリゴンミラーを組み付けた光偏向器において表３Ａ,Ｂのような面倒れ面偏心が生じているとする。この事例はポリゴンミラー単品の加工精度が面倒れ面偏心共にゼロで加工されたものを駆動モータに取り付ける際に回転軸中心に対し、Ｙ軸方向に−8.25μmシフトした場合を示している。またＸ軸まわりに右回転（Ｙ軸プラス側が紙面手前にまわるような回転）0.4’を生じた場合を示している。このとき１面と５面は面倒れ及び面偏心がない。
【０１１４】
表３Ａ,表３Ｂ中の走査光学系、面倒れ(1)(2)、トータル(1)(2)などの表記は表２Ａ,Ｂと同様である。表３Ａによれば、走査光学系のトータルのピッチムラは、Ｆθレンズの副走査方向の焦点距離が設計値より長い場合（トータル(2)）は第３面及び第７面で最大最小をとる。また、ｆθレンズの副走査方向の焦点距離が設計値より短い場合（トータル(1)）は、面倒れ要因によるピッチムラと面偏心によるピッチムラが相殺して走査光学系のトータルのピッチムラはゼロとなる。
【０１１５】
次にこの光偏向器を表１の測定光学系（検査装置）で測定した場合、Ｖスリット７上の光線の振れがどうなるかを表３Ｂに示す。表３Ｂによれば、測定光学系のトータルの照射位置の変動は、ｄＸｃ=＋24.25ｍｍ（トータル(2)）では第３面及び第７面で最大最小をとる。またｄＸｃ=−24.25ｍｍ（トータル(1)）は、面倒れ要因による照射位置の変動と面偏心による照射位置の変動が相殺して測定光学系のトータルの照射位置の変動はゼロとなる。
【０１１６】
表３Ａと表３Ｂによれば、走査光学系でピッチムラ５μm以下となる光偏向器の面倒れと面偏心を測定装置では45.23μmとして検知できることが分かる。よって走査光学系を組み立てる工程より前の段階で、前記測定装置を用いて光偏向器を検査して良品の光偏向器のみを選別することが可能となる。表１の構成の本発明の測定装置では、表３Ａ,表３Ｂに示すように、面倒れと面偏心による照射位置変動を同時に検知している。
【０１１７】
【表３】
2008151847.tif 000005
【０１１８】
なお表３Ａの光偏向器において、面倒れによるピッチムラが最大になる偏向面と、面偏心によるピッチムラが最大になる面は同一面であり、位相が同じである。許容ピッチムラＢmax=5μmを面倒れ要因と面偏心要因で半分ずつに割振られている。図６での（εo/2,Ｐo/2）に相当する。
【０１１９】
面倒れと面偏心を別々に測定検査する場合は、εo/2＝0.8’とＰo/2＝16.5μmをそれぞれの測定の許容規格値とする公差配分とする必要がある。ところが本実施例のように面倒れと面偏心を同時に測定する場合は面倒れ要因と面偏心要因の照射位置変動を個別に設定する必要はなく、照射位置変動を合算して測定の許容規格値を決めることができる。
【０１２０】
次に検知の事例３を示す。
【０１２１】
図７Ａの８面のポリゴンミラーを組み付けた光偏向器において表４Ａ,表４Ｂのような面倒れ面偏心が生じているとする。この事例はポリゴンミラー単品の加工精度が面倒れ面偏心共にゼロで加工されたものを駆動モータに取り付ける際に回転軸中心に対し、Ｙ軸方向に+8.25μmシフトした場合を示している。またＹ軸まわりに右回転（Ｘ軸プラス側が紙面手前にまわるような回転）0.4’を生じた場合を示している。このとき１面と５面は面倒れ及び面偏心がない。
【０１２２】
表４Ａ,表４Ｂ中の走査光学系、面倒れ(1)(2)、トータル(1)(2)などの表記は表２Ａ,表２Ｂと同様である。表４Ａによれば、走査光学系のトータルのピッチムラは、ｆθレンズの副走査方向の焦点距離が設計値より短い場合（トータル(1)）は第２面及び第６面で最大最小をとる。また、ｆθレンズの副走査方向の焦点距離が設計値より長い場合（トータル(2)）は、面倒れ要因によるピッチムラと面偏心によるピッチムラが第４面及び第８面で最大最小をとる。
【０１２３】
次にこの光偏向器を表１の測定光学系（検査装置）で測定した場合、Ｖスリット７上の光線の振れがどうなるかを表４Ｂに示す。表４Ｂによれば、測定光学系のトータルの照射位置の変動は、ｄＸｃ=-24.25ｍｍ（トータル(1)）では第２面及び第６面で最大最小をとる。またｄＸｃ=+24.25ｍｍ（トータル(2)）は、面倒れ要因による照射位置の変動と面偏心による照射位置の変動が第４面及び第８面で最大最小をとる。
【０１２４】
表４Ａと表４Ｂによれば、走査光学系でピッチムラ3.54μm以下となる光偏向器の面倒れと面偏心を測定装置では31.98μmとして検知できることが分かる。よって走査光学系を組み立てる工程より前の段階で、前記測定装置を用いて光偏向器を検査して良品の光偏向器のみを選別することが可能となる。表１の本発明の測定装置では、表４Ａ,表４Ｂに示すように、面倒れと面偏心による照射位置の変動を同時に検知している。
【０１２５】
【表４】
2008151847.tif 000006
【０１２６】
なお表４Ａの光偏向器において、面倒れによるピッチムラが最大になる偏向面と、面偏心によるピッチムラが最大になる面とは別々であり、位相が異なる。面倒れ量と面偏心量が表２Ａ,表３Ａのケースと同じ（16.5μm、0.8’）でも、トータルのピッチムラB=3.54μmであり、表２Ａ,表３ＡのＰＰ=5.00μmよりピッチムラを低減できる。よって走査光学系の光学性能が向上する。
【０１２７】
走査光学系において光偏向器の回転軸に対しポリゴンミラを組みつける際に面偏心によって生じる照射位置の変動量が最大になる偏向面（３面、７面）と面倒れによって生じる照射位置の変動量が最大になる偏向面（１面、５面）が異なるように配置させるとよい。組み付ける工程により偏向面を異ならせても良いし、位置調整手段による調整工程によって異なるように組みつけても良い。
【０１２８】
表２〜表４は面偏心量＝16.5μm、面倒れ量＝0.8’の事例であった。特に表４は表２，表３に対し、走査光学系に組み込んだ際にピッチムラを低減できる事例を説明した。次の表５〜表７は面偏心量＝25.4〜33.0μm、面倒れ量＝1.07〜1.6’に緩和し、走査光学系のピッチムラＢmax=5.00μmを達成する事例を示す。
【０１２９】
検知の事例４を示す。
【０１３０】
図７Ａの８面のポリゴンミラーを組み付けた光偏向器において表５Ａ,表Ｂのような面倒れ面偏心が生じているとする。この事例はポリゴンミラー単品の加工精度が面倒れ面偏心共にゼロで加工されたものを駆動モータに取り付ける際に回転軸中心に対し、Ｙ軸方向に+16.5μmシフトした場合を示している。またＹ軸まわりに右回転（Ｘ軸プラス側が紙面手前にまわるような回転）0.8’生じた場合を示している。
【０１３１】
表５Ａ,表５Ｂ中の走査光学系、面倒れ(1)(2)、トータル(1)(2)などの表記は表２Ａ,表２Ｂと同様である。表５Ａによれば、走査光学系のトータルのピッチムラは、Ｆθレンズの副走査方向の焦点距離が設計値より短い場合（トータル(1)）は第１，３，５，７面で最大最小をとる。また、ｆθレンズの副走査方向の焦点距離が設計値より長い場合（トータル(2)）は、面倒れ要因によるピッチムラと面偏心によるピッチムラが第１，３，５，７面で最大最小をとる。
【０１３２】
次にこの光偏向器を表１の測定光学系（検査装置）で測定した場合、Ｖスリット７上の光線の振れがどうなるかを表５Ｂに示す。表５Ｂによれば、測定光学系のトータルの照射位置の変動は、ｄＸｃ=-24.25ｍｍ（トータル(1)）では第１，３，５，７面で最大最小をとる。またｄＸｃ=+24.25ｍｍ（トータル(2)）は、面倒れ要因による照射位置の変動と面偏心による照射位置の変動が第１，３，５，７面で最大最小をとる。
【０１３３】
表５Ａと表５Ｂによれば、走査光学系でピッチムラ5.00μm以下となる光偏向器の面倒れと面偏心を測定装置では45.23μmとして検知できることが分かる。よって走査光学系を組み立てる工程より前の段階で、前記測定装置を用いて光偏向器を検査して良品の光偏向器のみを選別することが可能となる。表１の構成の本発明の測定装置では、表５Ａ,表５Ｂに示すように、面倒れと面偏心による照射位置の変動を同時に検知している。
【０１３４】
【表５】
2008151847.tif 000007
【０１３５】
なお表５Ａの光偏向器において、面倒れによるピッチムラが最大になる偏向面と、面偏心によるピッチムラが最大になる面とは別々であり、位相が異なる。面倒れ量と面偏心量が表２Ａ,表３Ａのケースとより大きい（33.0μm、1.6’）でも、トータルのピッチムラＰＰ=5.00μmであり、表２Ａ,表３Ａより面倒れ量・面偏心量を大きく許容できる。よって走査光学系の組み立て作業性が向上する。光偏向器５の回転軸５５に対しポリゴンミラー５１を組みつける際に、面偏心によって生じる照射位置変動量が最大になる偏向面（３面、７面）と、面倒れによって生じる照射位置変動量が最大になる偏向面が異なるように配置させるとよい。組み付ける工程により偏向面（１面、５面）を異ならせても良いし、調整機構で調整工程によって異なるように組みつけても良い。
【０１３６】
検知の事例５を示す。
【０１３７】
図７Ｂの６面のポリゴンミラーを組み付けた光偏向器において表６Ａ,表６Ｂのような面倒れ面偏心が生じているとする。この事例はポリゴンミラー単品の加工精度が面倒れ面偏心共にゼロで加工されたものを駆動モータに取り付ける際に回転軸中心に対し、Ｙ軸方向に+12.7μmシフトした場合を示している。またＹ軸まわりに右回転（Ｘ軸プラス側が紙面手前にまわるような回転）0.53’を生じた場合を示している。
【０１３８】
表６Ａ,表６Ｂ中の走査光学系、面倒れ(1)(2)、トータル(1)(2)などの表記は表２Ａ,表２Ｂと同様である。表６Ａによれば、走査光学系のトータルのピッチムラは、ｆθレンズの副走査方向の焦点距離が設計値より短い場合（トータル(1)）は第２,第５面で最大最小をとる。また、ｆθレンズの副走査方向の焦点距離が設計値より長い場合（トータル(2)）は、面倒れ要因によるピッチムラと面偏心によるピッチムラが第３，第６面で最大最小をとる。
【０１３９】
次にこの光偏向器を表１の測定光学系（検査装置）で測定した場合、Ｖスリット７上の光線の振れがどうなるかを表５Ｂに示す。表６Ｂによれば、測定光学系のトータルの照射位置の変動は、ｄＸｃ=-24.25ｍｍ（トータル(1)）では第２,第５面で最大最小をとる。またｄＸｃ=+24.25ｍｍ（トータル(2)）は、面倒れ要因による照射位置の変動と面偏心による照射位置の変動が第３、第６面で最大最小をとる。
【０１４０】
表６Ａと表６Ｂによれば、走査光学系でピッチムラ5.00μm以下となる光偏向器の面倒れと面偏心を測定装置では45.23μmとして検知できることが分かる。よって走査光学系を組み立てる工程より前の段階で、前記測定装置を用いて光偏向器を検査して良品の光偏向器のみを選別することが可能となる。表１の構成の本発明の測定装置では、表６Ａ,表６Ｂに示すように、面倒れと面偏心による照射位置の変動を同時に検知している。
【０１４１】
【表６】
2008151847.tif 000008
【０１４２】
なお表６Ａの光偏向器において、面倒れによるピッチムラが最大になる偏向面と面偏心によるピッチムラが最大になる面とは別々であり、位相が異なる。面倒れ量と面偏心量が表２Ａ,表３Ａのケースとより大きい（22.0μm、1.07’）でも、トータルのピッチムラＰＰ=5.00μmであり、表２Ａ,表３Ａより面倒れ量・面偏心量を大きく許容できる。よって走査光学系の組み立て作業性が向上する。光偏向器５の回転軸５５に対しポリゴンミラー５１組みつける際に、面偏心によって生じる照射位置変動量が最大になる偏向面と、面倒れによって生じる照射位置変動量が最大になる偏向面が異なるように配置させるとよい。組み付ける工程により偏向面を異ならせても良いし、調整工程によって異なるように組みつけても良い。
【０１４３】
検知の事例６を示す。
【０１４４】
図７Ｃの４面のポリゴンミラーを組み付けた光偏向器において表７Ａ,表Ｂのような面倒れ面偏心が生じているとする。この事例はポリゴンミラー単品の加工精度が面倒れ面偏心共にゼロで加工されたものを駆動モータに取り付ける際に回転軸中心に対し、Y軸方向に+16.5μmシフトした場合を示している。またＹ軸まわりに右回転（Ｘ軸プラス側が紙面手前にまわるような回転）0.8’を生じた場合を示している。
【０１４５】
表５Ａ,表５Ｂ中の走査光学系、面倒れ(1)(2)、トータル(1)(2)などの表記は表２Ａ,Ｂと同様である。表７Ａによれば、走査光学系のトータルのピッチムラは、Ｆθレンズの副走査方向の焦点距離が設計値より短い場合（トータル(1)）は第２,４面で最大最小をとる。また、ｆθレンズの副走査方向の焦点距離が設計値より長い場合（トータル(2)）は、面倒れ要因によるピッチムラと面偏心によるピッチムラが第２,４面で最大最小をとる。
【０１４６】
次にこの光偏向器を表１の測定光学系（検査装置）で測定した場合、Ｖスリット７上の光線の振れがどうなるかを表５Ｂに示す。表７Ｂによれば、測定光学系のトータルの照射位置の変動は、ｄＸｃ=-24.25ｍｍ（トータル(1)）では第２,第４面で最大最小をとる。またｄＸｃ=+24.25ｍｍ（トータル(2)）は、面倒れ要因による照射位置の変動と面偏心による照射位置の変動が第２,第４面で最大最小をとる。
【０１４７】
表７Ａと表７Ｂによれば、走査光学系でピッチムラ5.00μm以下となる光偏向器の面倒れと面偏心を測定装置では45.23μmとして検知できることが分かる。よって走査光学系を組み立てる工程より前の段階で、前記測定装置を用いて光偏向器を検査して良品の光偏向器のみを選別することが可能となる。表１の構成の本発明の測定装置では、表７Ａ,表７Ｂに示すように、面倒れと面偏心による照射位置変動を同時に検知している。
【０１４８】
【表７】
2008151847.tif 000009
【０１４９】
なお表７Ａの光偏向器において、面倒れによるピッチムラが最大になる偏向面と面偏心によるピッチムラが最大になる面とは別々であり、位相が異なる。面倒れ量と面偏心量が表２Ａ,３Ａのケースとより大きい（33.0μm、1.6’）でも、トータルのピッチムラＰＰ=5.00μmであり、表２Ａ,表３Ａより面倒れ量・面偏心量を大きく許容できる。よって走査光学系の組み立て作業性が向上する。光偏向器５の回転軸５５に対しポリゴンミラー５１組みつける際に、面偏心によって生じる照射位置変動量が最大になる偏向面と、面倒れによって生じる照射位置変動量が最大になる偏向面が異なるように配置させるとよい。組み付ける工程により偏向面を異ならせても良いし、調整工程によって異なるように組みつけても良い。
【実施例３】
【０１５０】
図８、図９は各々本発明の実施例３の測定装置の要部概略図である。図８、図９は各々光偏向器の面偏心の測定及び面倒れの測定装置を示している。
【０１５１】
図８では図１〜図３の実施例の測定光学系を２系統有しており、面偏心測定及び面倒れ測定に用いられる測定光学系の副走査断面図である。また図９では図８の２系統の測定光学系より得られる測定信号を解析する装置を示している。
【０１５２】
図８では、図２と図３の測定光学系を光偏向器５の左右に配置し、ポリゴンミラー５１の対向する偏向面を同時に検知している。このため、偏向器の回転中心56を含む副走査断面（紙面）内に２つの測定光学系の光軸を配置する。
【０１５３】
２つの測定光学系は、各々回転多面鏡の異なる偏向面に対して光束を入射させ、光束の照射位置の変動量を検知手段で検知している。
【０１５４】
図８の第１の測定光学系は、半導体レーザ１１から出射したレーザ拡散光はコリメータレンズ１２によってコリメート化され、その後に配置された円形の絞り１３によって成形されたレーザ光束が取り出される。その後、シリンドリカルレンズ１４Ａによってポリゴンミラー５１の副走査方向のみ集光されてポリゴンミラー５１の偏向面５２１に入射する。このときポリゴンミラー５１の偏向面５２１の一致しない位置に線像を形成する。偏向面５２１で反射された光束は副走査方向に対してはやや発散しながら第２のシリンドリカルレンズ１４Ｂに入射する。シリンドリカルレンズ１４Ｂの前側焦点が前記線像の位置に一致させるように配置（つまり前側焦点は偏向面５２１の一致しない）するので反射光は平行光に戻される。その後平行光は治具レンズ１６の後側焦点位置に結像されるので、この結像位置にＶスリット１７上を配置する。
【０１５５】
図８の第２の測定光学系は、半導体レーザ２１から出射したレーザ拡散光はコリメータレンズ２２によってコリメート化され、その後に配置された円形の絞り２３によって成形されたレーザ光束が取り出される。その後、シリンドリカルレンズ２４Ａによってポリゴンミラーの副走査方向のみ集光されてポリゴンミラー５１の偏向面５２２に入射する。このときポリゴンミラー５１の偏向面５２２の一致しない位置に線像を形成する。偏向面５２２で反射された光束は副走査方向に対してはやや発散しながら第２のシリンドリカルレンズ２４Ｂに入射する。シリンドリカルレンズ２４Ｂの前側焦点が前記線像の位置に一致させるように配置（つまり前側焦点は偏向面５２２の一致しない）するので反射光は平行光に戻される。その後平行光は治具レンズ２６の後側焦点位置に結像されるので、この結像位置にＶスリット２７上を配置する。
【０１５６】
Ｖスリット１７、２７を通過したビームはフォトダイオード１８，２８によって受光され、光量がモニタされる。モニターされた光量は電気信号として図９に示す電気信号処理手段としての解析装置９に転送され解析が行われる。
【０１５７】
モータ５４は回転軸５５を有し、ポリゴンミラー５１の嵌合穴５３に嵌合されている。モータ５４とポリゴンミラー５１により光偏向器５を構成する。なお回転軸５５の回転中心５６とする。
【０１５８】
第１の測定光学系では、半導体レーザ１１からシリンドリカルレンズ１４Ａまでが入射光学系を構成し、シリンドリカルレンズ１４Ｂと冶具レンズ１６により検知光学系を構成し、Ｖスリット１７、フォトダイオード１８により検知手段を構成する。検知光学系の結像点に検知手段が設けられている。入射光学系と検知光学系と検知手段により測定光学系を構成する。またこれら測定光学系を保持する保持手段（不図示）や検知手段からの電気信号を処理する電気信号処理手段としての解析装置９により測定装置を構成する。
【０１５９】
第２の測定光学系では、半導体レーザ２１からシリンドリカルレンズ２４Ａまでが入射光学系を構成し、シリンドリカルレンズ２４Ｂと冶具レンズ２６により検知光学系を構成し、Ｖスリット２７、フォトダイオード２８により検知手段を構成する。検知光学系の結像点に検知手段が設けられている。入射光学系と検知光学系と検知手段により測定光学系を構成する。またこれら測定光学系を保持する保持手段（不図示）や検知手段からの電気信号を処理する電気信号処理手段としての解析装置９により測定装置を構成する。
【０１６０】
本実施例では２つの測定光学系の検知手段での光束の照射位置の変動量から演算手段で各偏向面の面偏心量と面倒れ量に換算している。
【０１６１】
図８に示すよう回転軸５５に垂直な面を基準面とする。入射光学系（半導体レーザからシリンドリカルレンズ）は基準面に対し特定の入射角度θiで入射させている。このθiは第１の測定光学系と第２の測定光学系で同位置であっても良いし、異なる値であっても良い。
【０１６２】
また検知光学系（シリンドリカルレンズと冶具レンズ）も基準面に対し特定の反射角度θoで配置している。θiとθoは絶対値が等しく方向が異なるように設定する事が望ましい。
【０１６３】
本実施例における数値実施例は表１と同様である。入射光学系は基準面に対し入射角度θi＝-20°を想定している。検知光学系も基準面に対し反射角度θo＝+20°を想定している。表中の面間隔は入射光学系と検知光学系の光軸に測った寸法である。
【０１６４】
【表８】
2008151847.tif 000010
【０１６５】
表中のｄＸ１cはシリンドリカルレンズ１４Ａ,１４Ｂの移動量を示す。ｄＸ２cはシリンドリカルレンズ２４Ａ,２４Ｂの移動量を示す。ｄＸ１、ｄＸ２は各々ポリゴン偏向面と線像との距離である。ｄＸ１=ｄＸ２＝０のとき、ポリゴン偏向面５２１とＶスリット１７が、検知光学系（シリンドリカルレンズ１４Ｂと冶具レンズ1６）によって光学的に共役な関係となる。またポリゴン偏向面５２２とＶスリット２７が、検知光学系（シリンドリカルレンズ２４Ｂと冶具レンズ２６）によって光学的に共役な関係となる。すなわち検知光学系によってポリゴン偏向面５２１とＶスリット１７、ポリゴン偏向面５２２とＶスリット１７が完璧な面倒れ補正関係を満たす。このときシリンドリカルレンズ１４Ａの後側焦点位置とポリゴン偏向面５２１、シリンドリカルレンズ２４Ａの後側焦点位置とポリゴン偏向面５２２、が一致している。また、シリンドリカルレンズ１４Ｂの前側焦点位置とポリゴン偏向面５２１、シリンドリカルレンズ２４Ｂの前側焦点位置とポリゴン偏向面５２２、が一致している。
【０１６６】
これに対し本実施例はｄＸ≠０、すなわち検知光学系によってポリゴン偏向面５２１とＶスリット１７の面倒れ補正関係、ポリゴン偏向面５２２とＶスリット２７の面倒れ補正関係を満たさない配置にする。さらに、第１の測定光学系のｄＸをｄＸ１、第２の測定光学系のｄＸをｄＸ２としたとき、ｄＸ１=−ｄＸ２＞０となるように配置している。
【０１６７】
即ち、第１の測定光学系における線像の位置と第２の測定光学系における線像の位置が回転多面鏡の偏向面の位置に対して反対に位置している。
【０１６８】
図８で第１の測定光学系はｄＸ１＞０としたことでポリゴン偏向面５２１の後方に光束が線像を結び、一旦結像する。ポリゴン偏向面５２１と線像の距離はｄＸ１である。そしてその線像の位置にシリンドリカルレンズ１４Ｂの前側焦点を一致させることで、シリンドリカルレンズ１４Ｂを出射した光束は平行光となることがわかる。その後平行光は治具レンズ１６の後側焦点位置に結像されるので、この結像位置にＶスリット１７上を配置する。
【０１６９】
更に図８で第２の測定光学系でｄＸ2＜０としたことでポリゴン偏向面５２２の前方に光束が線像を結び、一旦結像する。ポリゴン偏向面５２２と線像の距離はｄＸ２である。そしてその線像の位置にシリンドリカルレンズ２４Ｂの前側焦点を一致させることで、シリンドリカルレンズ２４Ｂを出射した光束は平行光となることがわかる。その後平行光は治具レンズ26の後側焦点位置に結像されるので、この結像位置にＶスリット２７上を配置する。
【０１７０】
以上のようにポリゴン偏向面に対する焦線(線像)の位置は、第１の測定光学系が偏向面の後方に、第２の測定光学系は偏向面の前方になるように配置され、反対の関係になっている。
【０１７１】
本実施例では線像が回転多面鏡の偏向面に対して少なくとも異なる２箇所で結像するときに偏向面の面偏心量と面倒れ量を求めている。
【０１７２】
特に測定光学系を２つ有し、このうち第１の測定光学系における線像の位置と第２の測定光学系における線像の位置が回転多面鏡の偏向面の位置に対して反対に位置となるようにして測定している。
【０１７３】
本実施例において、ｄＸ１＝−ｄＸ２としたが、概ね
−１.２≦ｄＸ１／ｄＸ２≦−０.８        式８
と設定することで、本実施例の目的を達成できる。
【０１７４】
また本実施例では、対向する偏向面５２１,５２２に対して光束の照射位置を同時に検知しており、異なる偏向面に対し照射位置の変動を同時に検知している。
【０１７５】
本実施例では２つの測定光学系における検知手段での光束の照射位置の変動量から各偏向面の面偏心量と面倒れ量に換算する演算手段を有している。
【０１７６】
上述のような測定光学系において、実際光偏向器５のポリゴンミラー５１が面偏心・面倒れしているとき、どのように作用するかについては、上記にて図４、図５を用いて説明したのと同様である。
【０１７７】
以上のように本実施例の測定装置では、光偏向器に面倒れεや面偏心pがあると、Ｖスリット１７や２７上を走査する光束は、照射位置の変動を生じる、その変動量ｄＺｐやｄＺεは上記式２や式３で示すことができる。
【０１７８】
本実施例では２つの測定光学系における検知手段での光束の照射位置の変動量が特定値以下又は最小値になるように、光偏向器の回転中心と回転多面鏡の偏向面の相対位置を調整する調整機構を有している。
【０１７９】
走査光束の照射位置の変動ｄZｐやｄZεを計測する手段として本実施例ではＶスリット１７,２７とフォトダイオード１８,２８を用いている。Ｖスリットは光束が走査する方向の幅ｗが、照射位置（高さ）ｈとともに変化するようにＶ形のアパーチャを有しており、アパーチャをビームが横切る時間が照射位置（高さ）によって異なるように構成されている。そしてＶスリット１７,２７の後方に対しフォトダイオード１８,２８を設けることで、照射位置（高さ）と受光する時間を関連付けている。このようなＶスリット方式は多くの文献で開示された技術である。
【０１８０】
本実施例ではＶスリット方式を記載しているが例えば１次元のラインＣＣＤを光束の走査方向に対して垂直（図８の紙面内）に配置し、光束が横切るＣＣＤの画素を検知する事で照射位置を計測する方法などを既知の技術を採用しても良い。
【０１８１】
次に距離ｄＸ１,ｄＸ２の具体的な設定方法を説明する。走査光学系の設計において許容できる最大ピッチムラが画像形成装置の印字画像より決定される。通常最大ピッチムラＢmaxは5μｍ程度である。
【０１８２】
近年は更なる高画質化のために最大ピッチムラを2μｍ程度に押さえ込むこともある。このように要求された最大ピッチムラに対し、光偏向器の面倒れ量と面偏心量を算出する事になる。まず面偏心が全くないとして、面倒れ起因のピッチムラ公差を積上げて、トータルでＢmaxになるような面倒れεmaxが決定される。
【０１８３】
次に面倒れが全くないとして、面偏心起因のピッチムラ公差を積上げて、トータルでＢmaxになるような面偏心Ｐmaxが決定される。なおＰmaxもεmaxのポリゴンミラーの偏向面間の相対的な変動幅である。
【０１８４】
具体的に、上記式２、式３に当てはめ、Ｐo=0.033ｍｍ、εo＝1.6’（分）という規格が求められる光偏向器ではｄＸ1＝+24.25ｍｍ,ｄＸ２=-24.25mmである。またこの光偏向器を表8の測定光学系で評価する際には、ｄＸ１ｃ＝+24.25ｍｍ,ｄＸ２ｃ=-24.25mmだけシリンドリカルレンズ14Ａ，14Ｂ，24Ａ，24Ｂを移動させるである。
【０１８５】
ところで、プラスとマイナスのｄＸ1、ｄＸ２で構成された測定光学系を２つ設ける理由は以下である。
【０１８６】
光偏向器が組み付けられる走査光学装置では同じ面倒れ量の光偏向器を使用しても、その他の部品精度のバラツキによって照射位置の変動方向が反対になることがある。例えば走査光学装置のｆθレンズの副走査方向の焦点距離が設計値より短いと、ポリゴンミラーの偏向面が上向きになった時照射位置は下側に変動する。逆に走査光学装置のＦθレンズの副走査方向の焦点距離が設計値より長いと、ポリゴンミラーの偏向面が上向きになった時照射位置は上側に変動する。前者を想定した検査方法がｄＸ1＞０であり、後者を想定した検査方法がｄＸ2＜０なのである。なお面偏心についてはｄＸ1＞０でもｄＸ2＜０でも照射位置の変動ｄＺの方向は同じになる。
【０１８７】
具体的に第１の測定光学系の構成において、ｄＸ１ｃ＝+24.25ｍｍに設定した移動した時は、図４の面偏心Ｐの方向をマイナスとし、Ｐ=-0.033ｍｍに対し、照射位置はｄＺ＝−45.23μm（図４のｄＺｐ方向）振れる。また図５の面倒れの方向をプラスとし、ε＝＋1.6’の偏向面に対して照射位置はｄＺ=−45.23μm（図５の方向ｄＺε）振れる。
【０１８８】
これに対し、第２の測定光学系の構成においてｄＸ２ｃ＝-24.25に設定した移動したときは、Ｐ=-0.033ｍｍに対し、照射位置はｄＺ＝−45.23μm振れる。またε＝＋1.6’の偏向面に対して照射位置はｄＺ=+45.23μm振れる。
【０１８９】
以上の理由で、本実施例においては光偏向器５を測定するために、シリンドリカルレンズ１４Ａ,１４ＢをｄＸ１ｃ＞０、シリンドリカルレンズ２４Ａ,２４ＢをｄＸ２ｃ＜０の２つのパターンに移動しても良いし、初めから配置してもよい。図１の実施形はこの2種類の測定光学系を１つの光学系で賄うべく、シリンドリカルレンズ４Ａ,４Ｂの位置を移動させていた。本実施例では、シリンドリカルレンズの位置を移動させることなく、測定・検査ができるので検査組立工程のスピードアップが容易となる。
【０１９０】
また、上記のように、第１の測定光学系と第２の測定光学系では、面偏心による照射位置変動は同じ方向であり、面倒れによる照射位置変動は逆方向になる。これを式で表すと
ｄZ1(n)=ｄZ（Pn）＋ｄZ（εn）    式９
ｄZ2(n)=ｄZ（Pn）−ｄZ（εn）    式１０
ただし、
Pn・・ポリゴンミラーの第ｎ面の面偏心量
εn・・ポリゴンミラーの第ｎ面の面倒れ量
ｄZ（Pn）・・面偏心に起因する照射位置変動
ｄZ（εn）・・面偏心に起因する照射位置変動
ｄZ1(n)・・ポリゴンミラの第ｎ面を第１の測定光学系で測定した時の照射位置変動量
ｄZ2(n)・・ポリゴンミラの第ｎ面を第２の測定光学系で測定した時の照射位置変動量
となる。
【０１９１】
次に第１の測定光学系と第２の測定光学系の照射位置変動量ｄZ1(n)とｄZ2(n)を図９の解析装置９で解析・判定する場合を述べる。
【０１９２】
通常の検査工程において、被検偏向器５について、第１の測定光学系と第２の測定光学系で得られた照射位置変動情報は解析装置９に送られる。ここで
MAX(ｄZ1(n))−MIN(ｄZ1(n))≦45.23μm
MAX(ｄZ2(n))−MIN(ｄZ2(n))≦45.23μm
の両方満足した場合、被検偏向器の面倒れと面偏心をあわせたピッチムラが良好（走査光学系に組み付けたときのピッチムラが5μm以下）であると判断する。
【０１９３】
また、本実施例の解析装置９では、第１の測定光学系と第２の測定光学系で得られた照射位置の変動情報から、被検偏向器の各面の面倒れと面偏心を算出することが可能である。具体的には式9と式10の和、及び差を取ればいい。式９と式１０の和より、
ｄZ（Pn）＝（ｄZ1(n)＋ｄZ2(n)）/2      式１1
また、差により
ｄZ（εn）＝（ｄZ1(n)−ｄZ2(n)）/2      式１２
となる。この結果から、被検偏向器の各面の面倒れと面偏心が式１１と式１２のように示されたことから、異なったｄＸの値より被検偏向器の面倒れ量（全偏向面の面倒れのＰＰ）と面偏心量（全偏向面の面偏心のＰＰ）も演算手段により算出可能である。
【０１９４】
図８の測定装置においては、被検偏向器のどの偏向面を検知しているかを判断するために、ポリゴンミラー５１の上面やモータ５４にマーキングを付けておき、判断する方法にて行なえばよい。もしくはモータに流れる電流波形やモータから放出される電磁パルスを検知するような既存の技術にて行なえばいい。また図８においては第１の測定光学系と第２の測定光学系は、ポリゴンミラー５１に対し対向して配置し、異なる偏向面を検知しているので、同一偏向面に対するｄZ1(n)  とｄZ2(n)は異なるタイミングで検知される。よって、解析装置９に取り込まれた照射位置の変動情報は検知した偏向面が同じになるように位相タイミングをずらせて演算する必要がある。
【０１９５】
次に解析装置９の解析結果に基づいてモーター５４とポリゴンミラー５１の相対位置を調整する方法を図７Ａ、図７Ｂと表９、表１０を用いて説明する。
【０１９６】
図７Ａ、図７Ｂは偏向面数が８，６面のポリゴンミラーを回転軸方向からみた図である。便宜的にＸＹの直交座標系を定め、原点を回転軸と一致させている。回転軸をＺ軸とし、紙面手前をプラス方向とする。また、Ｘ軸プラス方向の面を第１面とし、時計回りに第２面・・・第Ｎ面と定める。
【０１９７】
(調整方法の実施例１)
図７Ｂの６面のポリゴンミラーを組み付けた光偏向器において表９Ａ,表９Ｂのような面倒れ面偏心が生じているとする。この事例はポリゴンミラー単品の加工精度が面倒れ面偏心共に加工精度がばらついたものを駆動モータに取り付ける場合を示している。その量は表９Ａに示すものである。
【０１９８】
表９Ａ中の走査光学系は、面偏心Ｐo=0.033ｍｍ、もしくは面倒れεo＝1.6’という光偏向器を組み付けた場合に、ピッチムラ（偏向器が１回転する際の照射位置の高さ変動量）が５μm生じる結像性能を有しているとする。また表中の面倒れ(1)は走査光学系の製造ばらつきでｆθレンズの副走査方向の焦点距離が設計値より短い場合を想定しており、面倒れ(2)は走査光学系の製造ばらつきでｆθレンズの副走査方向の焦点距離が設計値より長い場合を想定している。トータル(1)は面倒れ(1)要因によるピッチムラと面偏心によるピッチムラの合算である。トータル(2)は面倒れ(2)要因によるピッチムラと面偏心によるピッチムラの合算である。
【０１９９】
表９Ａによれば、面倒れ要因のピッチムラは第１面でピッチムラの最大を生じ、面偏心要因のピッチムラも第２面及でピッチムラの最大を生じている。この結果、走査光学系のトータルのピッチムラは、ｆθレンズの副走査方向の焦点距離が設計値より短い場合（トータル(1)）は第１面及び第３〜６面で最大最小をとる。また、ｆθレンズの副走査方向の焦点距離が設計値より長い場合（トータル(2)）は、面倒れ要因によるピッチムラと面偏心によるピッチムラも第１面及び第２面で最大最小をとる。最悪のケースで7.42μmのピッチムラを生じる。
【０２００】
次にこの光偏向器を表８の測定光学系（検査装置）で測定した場合、Ｖスリット７上の光線の振れがどうなるかを表９Ｂに示す。先に述べたように測定光学系は面偏心Ｐo=0.033ｍｍ、もしくは面倒れεo＝1.6’という光偏向器を組み付けた場合に、Ｖスリット７上の照射位置の変動（偏向器が1回転する際の照射位置の高さ変動量）が45.23μm生じる結像性能を有している。また表中の面倒れ(1)は第１測定光学系での検出結果であり、面倒れ(2)は第２の測定光学系の検出結果である。
【０２０１】
表９Ｂによれば、第２の測定光学系ｄZ≧45.23μmであり、上記の検知判定基準をオーバーする。よってこの被検偏向器は不良であると判定される。
【０２０２】
次にポリゴンミラー５１とモータ５４の相対位置を調整する。ポリゴンミラーの嵌合穴５３とモーター５４の回転軸５５の間にはクリアランスが設けられており、調整機構で偏心調整や面倒れ調整が可能となっている。調整は測定装置に組み付けたままでも良いし、取り外して別の工具上で行っても良い。具体的には図７ＢのY方向に16μmシフト調整し、次にＹ軸周りに0.8’のプロペラ調整を行う、調整を容易にするためにポリゴンミラーを保持具でつかんで微調移動させるとよい。この調整後に、表８の測定光学系（検査装置）で測定した結果を表９Ｃに示す。第１の測定光学系と第２の測定光学系での測定結果はいずれもｄZ≦45.23μmとなり、上記の検知判定基準を満足する。よってこの被検偏向器は良品と判定される。
【０２０３】
良品と判定された光偏向器５を走査光学系に組み付けた場合のピッチムラの発生を表9Dに示す。
【０２０４】
表９Ｄによれば、走査光学系でピッチムラ５μm以下となり改善が図られたことが分かる。以上のように走査光学系を組み立てる工程より前の段階で、前記測定装置を用いて光偏向器を検査して不良品の光偏向器はポリゴンミラー５１とモータの位置関係を調整機構で微調整を行う。この調整工程をへて良品と判定された光偏向器のみを組み付けることで、走査光学系のピッチムラを改善できる。
【０２０５】
【表９】
2008151847.tif 000011
【０２０６】
【表１０】
2008151847.tif 000012
【０２０７】
図８、図９に示す測定装置を用いた測定方法では、２つの測定光学系における検知手段での光束の照射位置の変動量が特定値以下又は最小値になるように、調整機構で光偏向器の回転中心と回転多面鏡の偏向面の相対位置を調整している。
【実施例４】
【０２０８】
図１０と図１１は各々本発明の実施例４の概略図である。図１０、図１１は光偏向器の面偏心測定及び面倒れ測定装置を示している。
【０２０９】
図１０では図１〜図３の実施例の測定光学系を2系統有しており、面偏心測定及び面倒れ測定に用いられる測定光学系の斜視図である。また図１１では図１０の２系統の測定光学系より得られる測定信号を解析する装置を示している。
【０２１０】
図１０の第１の測定光学系は、半導体レーザ１１から出射したレーザ拡散光はコリメータレンズ１２によってコリメート化され、その後に配置された円形の絞り１３によって成形されたレーザ光束が取り出される。その後、シリンドリカルレンズ１４Ａによってポリゴンミラーの副走査方向のみ集光されてポリゴンミラー５１の偏向面５２に入射する。このときポリゴンミラー５１の偏向面５２の一致しない位置に線像を形成する。偏向面５２で反射された光束は副走査方向に対してはやや発散しながら第２のシリンドリカルレンズ１４Ｂに入射する。シリンドリカルレンズ１４Ｂの前側焦点が前記線像の位置に一致させるように配置（つまり前側焦点は偏向面５２の一致しない）するので反射光は平行光に戻される。その後平行光は治具レンズ１６の後側焦点位置に結像されるので、この結像位置にＶスリット１７上を配置する。
【０２１１】
図１０の第２の測定光学系は、半導体レーザ２１から出射したレーザ拡散光はコリメータレンズ２２によってコリメート化され、その後に配置された円形の絞り２３によって成形されたレーザ光束が取り出される。その後、シリンドリカルレンズ２４Ａによってポリゴンミラーの副走査方向のみ集光されてポリゴンミラー５１の偏向面５２に入射する。このときポリゴンミラー５１の偏向面５２の一致しない位置に線像を形成する。偏向面５２で反射された光束は副走査方向に対してはやや発散しながら第２のシリンドリカルレンズ２４Ｂに入射する。シリンドリカルレンズ２４Ｂの前側焦点が前記線像の位置に一致させるように配置（つまり前側焦点は偏向面５２の一致しない）するので反射光は平行光に戻される。その後平行光は治具レンズ２６の後側焦点位置に結像されるので、この結像位置にＶスリット２７上を配置する。
【０２１２】
Ｖスリット１７、２７を通過したビームはフォトダイオード１８,２８によって受光され、光量がモニタされる。モニターされた光量は電気信号として電気信号処理手段としての解析装置９に転送され解析が行われる。
【０２１３】
モータ５４は回転軸５５を有し、ポリゴンミラー５１の嵌合穴53に嵌合されている。モータ５４とポリゴンミラー５１により光偏向器５を構成する。なお回転軸５５の回転中心56とする。
【０２１４】
第１の測定光学系では、半導体レーザ11からシリンドリカルレンズ１４Ａまでが入射光学系を構成し、シリンドリカルレンズ１４Ｂと冶具レンズ16により検知光学系を構成し、Ｖスリット１７、フォトダイオード１８により検知手段を構成する。検知光学系の結像点に検知手段が設けられている。入射光学系と検知光学系と検知手段により測定光学系を構成する。またこれら測定光学系を保持する保持手段（不図示）や検知手段からの電気信号を処理する電気信号処理手段としての解析装置９により測定装置を構成する。
【０２１５】
第２の測定光学系では、半導体レーザ２１からシリンドリカルレンズ２４Ａまでが入射光学系を構成し、シリンドリカルレンズ２４Ｂと冶具レンズ２６により検知光学系を構成し、Ｖスリット２７、フォトダイオード２８により検知手段を構成する。検知光学系の結像点に検知手段が設けられている。入射光学系と検知光学系と検知手段により測定光学系を構成する。またこれら測定光学系を保持する保持手段（不図示）や検知手段からの電気信号を処理する電気信号処理手段としての解析装置９により測定装置を構成する。
【０２１６】
図１０に示すよう回転軸５５に垂直な面を水平基準面とする。入射光学系（半導体レーザからシリンドリカルレンズ）は基準面に対し特定の入射角度θiで入射させている。このθiは第１の測定光学系と第２の測定光学系で同位置であっても良いし、異なる値であっても良い。
【０２１７】
また回転軸５５の回転中心56を含む垂直基準面（図１のＸＺ面、紙面内）に対し、第１の測定光学系とは入射角度α1、第２の測定光学系は入射角度α2で入射させている。理想的にはα1＝-α2であることが望ましいが、必ずしもこの限りではない。
【０２１８】
図１０における第１、第２の測定光学系の配置を図１を参照して述べると次の通りである。例えば第１の測定光学系を図１の紙面に対して手前側から角度α１で入射させている。第２の測定光学系を図１の紙面に対して後側から角度α２（紙面に対して後側であるから符号はマイナスとなる）で入射させている。
【０２１９】
また検知光学系（シリンドリカルレンズと冶具レンズ）も図１と同様に基準面に対し特定の反射角度θoで配置している。入射角度α１、α２と反射角度θoは絶対値が等しく方向が異なるように設定することが望ましい。
【０２２０】
第１の測定光学系も第２の測定光学系も同一の偏向面５２に光束を入射させ同時に検知している。
【０２２１】
以上のように実施例４では２つの測定光学系は、回転多面鏡の同一の偏向面に対して光束を入射させ、該光束の照射位置の変動量を検知手段で検知している。
【０２２２】
本実施例における数値実施例は表８と同様である。違いは、偏向器に対し測定装置を対向して別々の偏向面に光束が入射するように配置していた構成を、同一の偏向面に光束が入射するように副走査基準面に対し対称に配置したことである。よって光軸上に沿って測った面間隔や、焦線の位置関係、検知される照射位置変動量も同様になる。
【０２２３】
以上のように各実施例によれば、光偏向器の任意の偏向面の面偏心精度・面倒れ精度を同時に測定する事が可能となる。また、検査測定した光偏向器を走査光学装置に組みつけた場合の面偏心・面倒れに起因する走査ビームの照射位置の高さのズレ（ピッチムラ）を同じ尺度で評価する事が可能となる。さらに面偏心・面倒れのいずれか、あるいは両方を調整する際にも、従来より厳密な調整を必要としなくてもすむ。もしくは、従来より高精度なピッチムラ調整が可能となる。
【０２２４】
更に偏向面の面偏心、面倒れを光偏向器を高速回転しながらの測定が可能になる。
【０２２５】
尚、本発明の走査光学系において入射光学系からの光束を複数の偏向面を有する回転多面鏡を具備した光偏向器を用いて被走査面上を走査する走査光学系に用いられる光偏向器の位置を調整し、特定位置に設定する方法は次の通りである。
【０２２６】
回転多面鏡５１の各偏向面５２と光偏向器５の回転中心５６に対する距離の差分である面偏心量を計測する面偏心測定光学系と、該回転多面鏡５１の各偏向面５２の回転中心５６に対する角度の差分である面倒れ量を計測する面倒れ測定光学系とを用いている。そして面偏心測定光学系と面倒れ測定光学系は任意の偏向面の面偏心量と面倒れ量を同時に検知すると共に、面偏心量の最大の偏向面と面倒れ量の最大の偏向面が異なるように光偏向器５を調整している。
【図面の簡単な説明】
【０２２７】
【図１】本発明の実施例２の配置図
【図２】本発明の実施例２の光路図
【図３】本発明の実施例２の光路図
【図４】本発明の実施例２の面偏心によるピッチムラの発生を説明する図
【図５】本発明の実施例２の面倒れによるピッチムラの発生を説明する図
【図６】本発明の実施例２の面偏心と面倒れの許容範囲を示す図
【図７Ａ】本発明の実施例２のポリゴンミラーを説明する図
【図７Ｂ】本発明の実施例２のポリゴンミラーを説明する図
【図７Ｃ】本発明の実施例２のポリゴンミラーを説明する図
【図８】本発明の実施例３の配置図
【図９】本発明の実施例３の検知装置の概念図
【図１０】本発明の実施例４の配置図
【図１１】本発明の実施例４の検知装置の概念図
【図１２】従来の光走査装置の要部概略図
【図１３】光偏向器の要部概略図
【図１４】本発明の走査光学系の実施例１の要部概略図
【符号の説明】
【０２２８】
1,11,21レーザ光源
2,12,22  コリメータレンズ
3,13、23  絞り
4,14,24  シリンドリカルレンズ
5  光偏向器
6、16,26  冶具レンズ
7,17,27  Ｖスリット
8,18,28  受光センサ
【図１】
2008151847.tif 000013
【図２】
2008151847.tif 000014
【図３】
2008151847.tif 000015
【図４】
2008151847.tif 000016
【図５】
2008151847.tif 000017
【図６】
2008151847.tif 000018
【図７Ａ】
2008151847.tif 000019
【図７Ｂ】
2008151847.tif 000020
【図７Ｃ】
2008151847.tif 000021
【図８】
2008151847.tif 000022
【図１０】
2008151847.tif 000023
【図１４】
2008151847.tif 000024
【図９】
2008151847.tif 000025
【図１１】
2008151847.tif 000026
【図１２】
2008151847.tif 000027
【図１３】
2008151847.tif 000028