(57)【要約】【課題】レーザ光学系に付着した異物を、安価にかつ容易に検査できるレーザ光学系の検査装置を提供する。【解決手段】レーザ光学系としての走査光学ユニット１００の走査するレーザビームＬＢの光エネルギを測定可能なフォトダイオードＰＤ、走査光学ユニット１００の走査するレーザビームＬＢにフォトダイオードＰＤを追従させる移動機構８０，９０と、フォトダイオードＰＤからの信号に基づいて異物の有無を検出する検出手段としての信号処理回路３０及び演算装置１０とを有する。【選択図】図１
2008026076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光学系の走査するレーザビームの光エネルギを測定可能なフォトダイオードからなる光センサと、
前記光センサを前記レーザビームの全走査範囲で移動させる移動手段と、
前記光センサからの信号に基づいて異物の有無を検出する検出手段と、
を有することを特徴とするレーザ光学系の検査装置。
【請求項２】
レーザ光学系の走査するレーザビームの光エネルギを測定可能なフォトダイオードからなる光センサと、
前記レーザ光学系の走査するレーザビームを前記光センサに向けて集光する集光光学系と、
前記光センサからの信号に基づいて異物の有無を検出する検出手段と、
を有することを特徴とするレーザ光学系の検査装置。
【請求項３】
前記集光光学系及び光センサは、前記レーザ光学系の所定位置に対して着脱可能となっていることを特徴とする請求項２に記載のレーザ光学系の検査装置。
【請求項４】
レーザ光学系の走査するレーザビームの光エネルギを測定可能なフォトダイオードからなる光センサと、
前記光センサからの信号に基づいて異物の有無を検出する検出手段と、を有し、
前記光センサは、前記レーザ光学系の全走査範囲で前記レーザビームを検出できるように形成されていることを特徴とするレーザ光学系の検査装置。
【請求項５】
前記光センサは、前記レーザ光学系の所定位置に対して着脱可能となっていることを特徴とする請求項４に記載のレーザ光学系の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、画像形成装置に用いられるレーザ光学系の検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に用いられる光走査のためのレーザ光学系は、一般的には、ユニット化されて画像形成装置に組み込まれるが、レーザ光学系を組み込む前にレーザ光学系に異常がないかを検査する必要がある。
レーザ光学系の検査装置として、例えば、特許文献１に開示されたものは、レーザダイオードを常時点灯させた状態でポリゴンミラーを回転させると共にＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラを感光体に相当する位置に配置し、主走査方向への移動と撮影を繰り返し、得られた画像データを所定のしきい値で二値化してモニター画面に表示する。そして、異物が存在する場合に、モニター画面上のビーム軌跡が途切れることを検出して異物を発見する。
【特許文献１】特開平１０−３３２５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記したレーザ光学系の検査装置においては、測定デバイスとしてＣＣＤを使用している。このため、レーザ光学系の検査装置の製造コストが高くなると共に、ＣＣＤは応答速度が遅く感度が低いことから、検査処理が複雑となり、時間や工数が増大するという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、レーザ光学系に付着した異物を、安価にかつ容易に検査できるレーザ光学系の検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の観点に係るレーザ光学系の検査装置は、レーザ光学系の走査するレーザビームの光エネルギを測定可能なフォトダイオードからなる光センサと、光センサを前記レーザビームの全走査範囲で移動させる移動手段と、光センサからの信号に基づいて異物の有無を検出する検出手段と、時刻に対応した光路を算出する演算装置と、を有することを特徴としている。
この構成によれば、フォトダイオードを用いることで撮像装置を移動させるよりも移動手段の構成を小型化、簡略化できると共にＣＣＤと比較して応答速度が速く感度が高いことから検査処理を迅速に行え、また、光センサを移動手段により移動させることで単一のレーザビームのスポットを検出できる光センサで走査範囲のすべてをカバーでき、検査装置の低コスト化を実現でき、また、演算装置による演算結果から容易に異物の存在している光路を特定できる。
【０００６】
本発明の第２の観点に係るレーザ光学系の検査装置は、レーザ光学系の走査するレーザビームの光エネルギを測定可能なフォトダイオードからなる光センサと、レーザ光学系の走査するレーザ光を前記光センサに向けて集光する集光光学系と、光センサからの信号に基づいて異物の有無を検出する検出手段と、時刻に対応した光路を算出する演算装置と、を有することを特徴としている。
この構成によれば、走査されるレーザビームを集光光学系により光センサに集めるので、光センサを移動させることなく、単一のレーザビームスポットを検出できる光センサで走査範囲のすべてをカバーでき、検査装置の構成を簡素化でき、また、演算装置による演算結果から容易に異物の存在している光路を特定できる。
また、この構成において、集光光学系及び光センサは、レーザ光学系の所定位置に対して着脱可能となっている、構成を採用できる。
【０００７】
本発明の第３の観点に係るレーザ光学系の検査装置は、レーザ光学系の走査するレーザビームの光エネルギを測定可能なフォトダイオードからなる光センサと、光センサからの信号に基づいて異物の有無を検出する検出手段と、時刻に対応した光路を算出する演算装置と、を有し、光センサは、レーザ光学系の全走査範囲でレーザビームを検出できるように形成されていることを特徴としている。
この構成によれば、光センサがレーザ光学系の全走査範囲でレーザビームを検出できるように形成されているので、光センサを移動させる必要がなく、検査装置の構成を簡素化でき、また、演算装置による演算結果から容易に異物の存在している光路を特定できる。
また、この構成において、光センサは、レーザ光学系の所定位置に対して着脱可能となっている、構成を採用できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、レーザ光学系に付着した異物を、安価にかつ容易に検査できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１及び図２は本発明の一実施形態を示す図であって、図１は本発明の一実施形態に係る走査光学ユニット及びその検査装置の概略構成を示す図、及び図２は信号処理回路の構成例を示す図である。
レーザ光学系としての走査光学ユニット１００は、図１に示すように、検査用の台座２００の所定位置に設置され、制御回路１５０により制御されると共に、レーザビームＬＢ出力するレーザダイオード１１０、レーザビームＬＢを反射するポリゴン面を備えるポリゴンミラー１２０、レーザビームＬＢを透過する各種レンズで構成されるｆ-θレンズ１３０等の各種光学部品、走査開始を示すＳＯＳ（Ｓｔａｒｔ  Ｏｆ  Ｓｃａｎ）信号を検出するＳＯＳセンサ１４０等を内蔵している。尚、ＳＯＳ信号は、ポリゴンミラー１２０の走査タイミングを示す基準信号である。又、走査光学ユニット１００は、いわゆるレーザプリンタ等の画像形成装置に適用される。
【００１０】
レーザダイオード１１０からのレーザビームＬＢは、ポリゴンミラー１２０に入射され、図示しない駆動モータにより所定方向に所定回転数（例えば、１万ｒｐｍ）で駆動されるポリゴンミラー１２０により走査される。
【００１１】
制御回路１５０は、ＳＯＳセンサ１４０の検出信号が入力され、後述する演算装置１０からの指令に基づいて、ポリゴンミラー１２０を回転させる図示しないモータを制御すると共にレーザダイオード１１０の点灯制御を行う。
【００１２】
走査光学ユニット１００の光学系等に異物やごみが付着していないかを検査する検査装置は、パーソナルコンピュータ等で構成される演算装置１０、演算装置１０に接続されたハードディスクドライブ等の記憶装置２０、レーザビームＬＢの光エネルギを測定可能な光センサとしてのフォトダイオード（ＰＤ）４０、ＰＤ４０の検出信号が入力されてこれを処理する信号処理回路３０、ＰＤ４０を保持する光センサ保持部材６０、光センサ保持部材６０を保持すると共に３軸方向に移動可能な３軸ステージ５０、３軸ステージ５０を所定方向に直動させるための移動手段を構成するねじ軸９０及びねじ軸９０を回転させるモータ８０、３軸ステージ５０及びモータ８０をそれぞれ駆動制御するコントローラ７０Ａ，７０Ｂ等から構成されている。
【００１３】
演算装置１０は、信号処理回路３０で処理されたＰＤ４０の信号に基づいて、走査光学ユニット１００内に塵、埃等の異物が存在しないかを検出する。
記憶装置２０は、演算装置１０で実行する検査処理のためのソフトウエア、信号処理回路３０からの信号、検査結果データ等を記憶する。
【００１４】
フォトダイオード（ＰＤ）４０は、図示しない画像形成装置の感光体相当位置Ｐ１に配置され、レーザビームＬＢのスポットを受光可能な面積の受光面を備えており、この受光面で受光したレーザビームＬＢのエネルギ（光量）に応じた電気信号を発生させて信号処理回路３０へ出力する。
【００１５】
信号処理回路３０は、レーザビームＬＢがＰＤ４０の受光面ないに入ってから出て行くまでの間の、レーザビームＬＢの光量変動に比例した出力電圧信号を生成し、演算装置１０へ出力する。例えば、図２（Ａ）に示すように、信号処理回路３０をアナログ回路で構成した場合には、ＰＤ４０の検出した電流を電圧信号に変換するＩ−Ｖ変換回路、Ｉ−Ｖ変換回路の出力する信号をピークホールドするピークホールド回路等から構成できる。また、信号処理回路３０をデジタル回路で構成した場合には、図２（Ｂ）に示すように、ＰＤ４０の検出した電流を電圧信号に変換するＩ−Ｖ変換回路、クロック生成回路、クロック生成回路の生成したクロック信号に基づいてＩ−Ｖ変換回路から出力される電圧信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路等で構成できる。
【００１６】
３軸ステージ５０及びモータ８０は、演算装置１０からの指令に基づいて、コントローラ７０Ａ，７０Ｂにより制御される。３軸ステージ５０は、直交する２軸方向及び回転方向においてＰＤ４０の位置を変更できる。
【００１７】
次に、上記構成の検査装置を用いた走査光学ユニット１００の検査方法について図３を参照して説明する。
ＰＤ４０は、図３に示すように、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３の順に、感光体相当位置Ｐ１に沿って移動される。このとき、ＰＤ４０が移動中、ＬＤ１１０は、常時点灯されると共にポリゴンミラー１２０は一定速度で回転される。これにより、移動するＰＤ４０は、走査されるレーザビームＬＢの光量を検出する。また、ＰＤ４０の移動速度は、例えば、レーザビームＬＢの一走査当りに受光面の幅程度とする。したがって、ＰＤ４０は、走査領域を移動中は、その受光面をレーザビームＬＢが繰り返し横切る。
【００１８】
走査光学ユニット１００内、例えば、ｆ-θレンズ１３０等に異物が付着していると、その部分をレーザビームＬＢが通過する際にレーザビームＬＢは遮られてしまい、図３に示すように、ＰＤ４０の光量信号は、低下して異常値ＥＸとなってしまう。
演算装置１０では、異常値ＥＸが予め設定したしきい値よりも小さい場合には、異物の存在によって生じたものと判断する。このとき、演算装置１０では、異物を検出した時刻を算出できるので、異物を検出したときのＰＤ４０の位置が分かり、このＰＤ４０の位置とポリゴンミラー１２０を結ぶ光路上に異物が存在することを認識できる。したがって、これらの情報から異物の存在する位置を容易に特定することができる。
また、本実施形態では、画像処理等の複雑な処理をすることなく、レーザビームＬＢの光量のみを検出して異物の検出を行うので、処理が容易であり、それだけ装置構成を簡素化でき、検査装置を低コスト化できる。
【００１９】
図４は本発明の他の実施形態に係る走査光学ユニットの検査装置の概略構成を示す図である。
この検査装置において、図１に示した検査装置と異なる点は、ＰＤ４０を移動させる移動機構が存在せずＰＤ４０は所定位置に固定されている点と、ＰＤ４０と走査光学ユニット１００との間に走査されるレーザビームＬＢをＰＤ４０向けて集光する集光光学系としての集光レンズ７０を備える点である。
【００２０】
集光レンズ７０は、全走査領域においてレーザビームＬＢが入射されて、これを所定位置に固定されたＰＤ４０に集光するので、ＰＤ４０を移動させなくても、全走査領域のレーザビームＬＢの出力状態を検出できる。
このように、集光レンズ７０を用いてレーザビームＬＢをＰＤ４０に向けて集めることにより、移動機構が不要となるので、検査装置の構成を簡素化できる。
【００２１】
上記したように、走査光学ユニット１００内、例えば、ｆ-θレンズ１３０等に異物が付着していると、その部分をレーザビームＬＢが通過する際にレーザビームＬＢは遮られる。例えば、図５に示すように、時刻ｔ４においてレーザビームＬＢが遮られると、ＰＤ４０からの光量信号のレベルが低下し、演算装置１０はこれを検出すると、異物が存在すると判断する。そして、演算装置１０は、ＳＯＳ信号を検出してから異常発生時刻ｔ４までの経過時間から、異物の発生したときのポリゴンミラー１２０の角度を算出する。この算出したポリゴンミラー１２０の角度から異物の存在している光路を特定できる。尚、ポリゴンミラー１２０は一定速度で回転されている。
【００２２】
図６は本発明のさらに他の実施形態に係る走査光学ユニットの検査装置の概略構成を示す図である。
この検査装置において、図４に示した検査装置と異なる点は、集光レンズ７０を備えていない点と、光センサとしてのフォトダイオード（ＰＤ）４０Ａが、感光体相当位置Ｐ１に沿って全走査範囲でレーザビームＬＢを検出できるように形成されている。すなわち、ＰＤ４０Ａは、その受光面が走査方向に沿って細長く形成されており、いずれの走査位置にレーザビームＬＢが出力されたとしても、その光量を検出できるようになっている。
【００２３】
図６に示す検査装置においても、図４に示した場合と同様に、走査光学ユニット１００内の異物によりレーザビームＬＢが遮られると、演算装置１０は、ＳＯＳ信号を検出してから異常発生時刻までの経過時間に基づいて、異物の発生したときのポリゴンミラー１２０の角度を算出する。この算出したポリゴンミラー１２０の角度から異物の存在している光路を特定できる。
このように、ＰＤ４０Ａを全走査範囲をカバーするように形成することにより、移動機構が不要となり、検査装置の構成を簡素化できる。
【００２４】
上記実施形態では、単一の信号処理回路３０を備える構成としたが、これに限定されるわけではなく、ＰＤ４０，４０Ａの検出信号を複数の処理回路により並列処理することにより、処理時間をさらに短縮することが可能である。
【００２５】
上記実施形態では、制御回路１５０を設けて走査光学ユニット１００を制御する構成としたが、これに限定されるわけではなく、例えば、パーソナルコンピュータである演算装置１０に走査光学ユニット１００を制御する機能を持たせることも可能である。
また、演算装置１０として、ノートタイプのパーソナルコンピュータやＰＤＡ（パーソナルデータアシスタント）等を用いることにより、検査装置にポータビリティを持たせることでサービスマンによる現場での検査が可能となる。
【００２６】
上記実施形態では、集光レンズ７０やＰＤ４０Ａを走査光学ユニット１００とは別に配置する構成としたが、これに限定されるわけではなく、例えば、ＰＤ４０と集光レンズ７０とを一体化してこれを走査光学ユニット１００のレーザビームＬＢの出力部に着脱できる構成とすることも可能である。同様に、ＰＤ４０Ａを走査光学ユニット１００のレーザビームＬＢの出力部に着脱できる構成とすることも可能である。このような構成にすれば、検査の際にＰＤ４０と一体化された集光レンズ７０やＰＤ４０Ａを装着すれば検査が可能になり、検査の実施が容易となり、サービスマン等による現場での検査が可能となる。また、着脱可能な構成とすることにより、検査装置を持ち運ぶことが容易となる。この結果、走査光学ユニット１００が内蔵された装置が使用されている現場での検査が容易に可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る走査光学ユニット及びその検査装置の概略構成を示す図である。
【図２】信号処理回路の構成例を示す図である。
【図３】検査装置の動作及び異物検出方法を説明するための図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る走査光学ユニット及びその検査装置の概略構成を示す図である。
【図５】図４に示す検査装置による異物検出方法を説明するための図である。
【図６】本発明のさらに他の実施形態に係る走査光学ユニット及びその検査装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０…演算装置（検出手段）
２０…記憶装置
３０…信号処理回路（検出手段）
４０，４０Ａ…フォトダイオード（光センサ）
５０…３軸ステージ
６０，６０Ａ…光センサ保持部材
７０Ａ，７０Ｂ…コントローラ
７０…集光レンズ（集光光学系）
８０…モータ（移動手段）
９０…ねじ軸（移動手段）
１００…走査光学ユニット（レーザ光学系）
１１０…レーザダイオード
１２０…ポリゴンミラー
１３０…ｆ−θレンズ
１４０…ＳＯＳセンサ
１５０…制御回路
２００…台座
ＬＢ…レーザビーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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