(57)【要約】【課題】  画像形成装置の結像位置でのビーム光束を受光し、同期ずれや倍率誤差、複数の画像形成装置間でのビーム位置ずれを検出、補正するための光学系検査装置において、画像形成装置の画像品質を向上させるための、光源制御装置、走査光学系を提供する。【解決手段】  光源、光源制御手段、ビーム偏向手段、ビームを所定の位置に結像させる光学系の検査装置で、走査ビームの第一受光手段、任意の位置で受光する第二受光手段、第二受光手段を任意の位置に移動する移動手段、第二受光手段の位置検出手段、走査光学系の同期信号検知手段、同期信号出力手段とを有し、第一の受光手段と第二受光手段が共通の同期信号により受光を開始し、同一走査で、書出し位置と任意の走査位置でビームの特徴量を検査する。【選択図】  図５
2005181019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、光源を点滅制御しビーム光束を発光する光源制御手段と、前記ビーム光束を偏向、走査させるビーム光束偏向手段と、偏向、走査された前記ビーム光束を所定の位置に結像させる光学素子とを有する走査光学系の検査装置であって、走査されたビーム光束書出し位置でビーム光束を受光する第一の受光手段と、任意の走査結像位置でビーム光束を受光する第二のまたは複数の受光手段と、前記第二のまたは複数の受光手段を任意の走査結像位置に移動する移動手段と、前記第二のまたは複数の受光手段の位置を検出する受光位置検出手段と、前記走査光学系の同期信号を検出する同期信号検知手段と、前記第一の受光手段と前記第二のまたは複数の受光手段に同一の走査機会に生じる同期信号を出力する同期信号出力手段とを有し、前記第一の受光手段と第二のまたは複数の受光手段が共通の同期信号により受光を開始し、同一走査機会において、書出し位置と他の任意の走査位置でビームの特徴量を検査することを特徴とする走査光学系検査装置。
【請求項２】
前記第一の受光手段を前記第二のまたは複数の受光手段に干渉しない任意の走査結像位置に移動する第二の移動手段を有することを特徴とする請求項１に記載の走査光学系検査装置。
【請求項３】
前記第一の受光手段と前記第二のまたは複数の受光手段とを、または、前記第一の受光手段、第二のまたは複数の受光手段と、前記第一の受光手段、前記第二のまたは複数の受光手段を任意の走査結像位置に移動する移動手段とをビーム光束の走査方向と垂直に移動する第三の移動手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の走査光学系検査装置。
【請求項４】
光軸を前記ビーム光束の走査方向と平行に固定した第二の光源と、前記第二の光源より発光するビーム光束を前記第一の受光手段および前記第二のまたは複数の受光手段に入射するようにビーム光束の光路を分岐、反射するためのビーム光束光路変更手段と、を有し、前記第一の受光手段と第二のまたは複数の受光手段の相対位置を検出、前記第一の受光手段で受光したビーム光束の位置と前記第二のまたは複数の受光手段で受光したビーム光束の相対位置を検出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の走査光学系検査装置。
【請求項５】
前記同期信号検知手段が、前記第三の受光手段と、前記第三の受光手段で取得される光量変化を時間分割する取得光量処理手段とから成り、光量変動による同期ずれとビーム光束位置を比較、予測値を導出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の走査光学系検査装置。
【請求項６】
前記同期信号検知により取得される光量時間変化データと、前記第一の受光手段及び前記第二のまたは複数の受光手段により取得される書出し位置及び走査位置でのビーム光束の位置データを格納する格納手段を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の走査光学系検査装置。
【請求項７】
前記走査光学系において、光源を所定の周波数で点滅制御する手順と、前記第二または複数の受光手段の位置を走査範囲内で任意に変更する手順と、前記走査光学系の走査範囲で書出し位置と、前記書出し位置とは別の第二の位置または複数位置でのビーム光束を同一走査機会で受光する手順と、前記第一の受光手段でビーム光束の書出し位置を検出する手順と、前記第二のまたは複数の受光手段の位置でのビーム光束位置を検出する手順と、より成ることを特徴とする走査光学系検査方法。
【請求項８】
前記走査光学系において、光源を所定の周波数で点滅制御する手順と、前記第一の受光手段の位置及び前記第二のまたは複数の受光手段の位置を走査範囲内で干渉しないように任意に変更する手順と、走査光学系の走査範囲で第一の位置と、前記第一の位置とは別の第二の位置または複数位置でのビーム光束を同一走査機会で受光する手順と、前記第一の位置でのビーム光束位置と前記第二の位置または複数位置でのビーム光束位置を検出する手順と、より成ることを特徴とする走査光学系検査方法。
【請求項９】
走査光学系の同期信号を検知する手順と、前期同期信号の時間変化データを取得する手順と、前記走査光学系の書出し位置でのビーム光束位置を取得する手順と、上記三手順を複数回繰返す手順とより成り、同期信号の時間変化データから同期位置ずれによるビーム光束書出し位置を検出することを特徴とする走査光学系検査方法。
【請求項１０】
前記走査光学系において、前記光源を複数有し、前記複数光源から発光した複数のビーム光束を偏向する一又は複数のビーム光束偏向手段と、複数の光学素子とにより、複数の結像位置へ走査結像させる走査光学系、または複数の走査光学系を有し、走査、結像位置を複数有する画像形成装置を構成する走査光学系に適用する走査光学系検査装置であって、それぞれの走査、結像位置に請求項１乃至６に記載の走査光学系検査装置を複数設定し、光軸をそれぞれの走査結像位置の走査方向に垂直となるように固定した第三の光源と、前記第三の光源より発光するビーム光束をそれぞれの走査結像位置に適用した前記走査光学系検査装置のそれぞれの前記第一の受光手段に入射するようにビーム光束の光路を分岐、反射するための第二のビーム光束光路変更手段と、前記第三の光源と平行に光路を有する第四の光源と、前記第四の光源より発光するビーム光束をそれぞれの走査結像位置に適用した前記走査光学系検査装置のそれぞれの前記第二のまたは複数の受光手段に入射するようにビーム光束の光路を分岐、反射するための第三のまたは複数のビーム光束光路変更手段とを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の走査光学系検査装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の第四の光源が、それぞれの走査結像位置に適用した前記走査光学系検査装置のうち一の前記第二のまたは複数の受光手段に固定され、前記第二のまたは複数の受光手段が移動した際、付属して第四の光源も同じ位置に移動することを特徴とする請求項１０に記載の走査光学系検査装置。
【請求項１２】
請求項６に記載の格納手段を有し、同期ずれによるビーム光束位置ずれと、請求項７乃至９の走査光学系検査方法により取得されるビーム光束位置ずれ量を補正して、光源を制御することを特徴とする光源制御装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光源制御装置を有することを特徴とする走査光学系。
【請求項１４】
請求項４に記載の第二の光源、または請求項４に記載の第二の光源と請求項１０に記載の第三、第四の光源を有することを特徴とする走査光学系。
【請求項１５】
請求項１３乃至１４に記載の走査光学系を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査光学系検査装置に関し、特に複写機、プリンター製品等に使用されている走査型の書込みユニットの検査、検証、また、ＬＥＤアレイ等の光源列のドット位置ずれ検査において、回転多面体鏡の回転数と光源制御のクロックを基準として定まる同期ずれや、走査光学系の倍率誤差による走査範囲での各位置でのビーム光束の結像位置などを検査し、ドット位置ずれや色ずれの発生を低減させることを目的とする走査光学系検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走査光学系のビーム光束の検証方法としては、従来、（１）回転多面鏡を固定させた状態で、静止ビームを対象に、ビームをスリットでスキャンしスリットを通過した光量を時系列に検出することで光量分布を測定する方法、（２）２次元エリアセンサに結像してビームプロファイルを２次元的に検出する方法、などが知られている。
一方、回転多面鏡を回転させた状態で、走査ビームを対象に、光源を常時点灯状態にしてビーム光束を走査し、スリットを横切らせ、上記（１）の方法のようにスリットを通過した光量を時系列で検出することで光量分布状態を検出する方法、光源を点滅状態にし、走査周期と同期を取りながら、走査点滅ビームの光量分布状態を２次元エリアセンサで検出する方法、が知られている。このほかにラインセンサを用いたものや、スリットに角度を持たせて、主副走査方向のビーム径に対応した方法、なども知られている。
上記（１）、（２）の回転多面体鏡を固定した場合の検出では、同期ずれによるビーム光束の位置変動を測定できないのは自明であり、走査光学系の倍率誤差の検証としては固定している回転多面体鏡の角度を高精度に調整しなければならず、たとえば、回転多面体鏡の軸が軸受けから磁力等により浮遊させている場合などは固定が非常に困難となる。回転多面体鏡の代わりにビーム光束偏向用の基準ミラー等を設置する方法も考えられるが、倍率誤差検出専用となり、専用器上での光学特性は確保可能だが、製品上での光学特性を確保するには更に工夫を要する。
上記（１）によるスリットスキャン方式では、同期信号とスリットを通過するビームの光量変動を時間軸上で比較することで倍率誤差を検出することは可能と考えられるが、常時点灯状態のみ検出可能であるため、同期ずれによるドット位置ずれなどは検出不可能である。
主走査方向に長い走査光学系の全走査範囲でビーム光束を検出するために、検査装置としては、検査光学系を光軸方向に移動する機構や、主走査方向、副走査方向に移動する機構を設けて、画像形成装置の感光体面上に結像したビーム光束のデフォーカス量を検出する構成や、主走査方向全域での検出に対応した構成、副走査方向のビーム位置に追従する構成が一般的に適用されている。
【０００３】
上記従来の方法としては、走査光学系調整装置および走査光学系調整方法として、備えているビーム検出部移動機構でビーム検出部を光軸方向に移動し、ピント調整基準位置にビーム検出部を固定する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、感光体面上と想定されるピント基準位置のビームプロファイルを検出するが、ビーム検出部間での相対位置が確保されておらず、走査線曲りや倍率誤差等の不具合を詳細に検出することはできない。
他に慣用されている技術としてビーム検出部をレーザ測長器などを用いて位置決めする方法やビーム検出部を移動するステージをマグネスケールなどを用いて位置決めする方法が考えられるが、スリットやＰＤ、ＣＣＤリニアセンサ、ＣＣＤエリアセンサの位置を特定しているものではなく、更には、複数のビーム検出部を有する場合、各ビーム検出部間の相対位置を検出するのは困難である。
走査光学系の走査ビーム光量分布測定方法および測定装置として開示されている方法は、各走査位置でのビーム光束の光量分布を検出するには最適であるが、倍率誤差や同期ずれに起因するビーム光束位置ずれは、複数位置で同時に同一の走査時期にビーム光束を検出しなければならないため、構成上不可能である（例えば、特許文献２参照）。
例えば、特許文献３には、画像形成装置における光走査装置の位置調整方法として知られている方法があるが、複数設置されているセンサ間の相対位置の確保が困難である。
また、エリアセンサを複数個設置して、走査全域に対応する場合、画像製品の高解像度化に伴う走査ビーム光束の小ビーム径化に対し、光学素子の形状も複雑化し、狭ピッチで走査全域を検査する必要がある。走査光学系を構成する光学素子の品質、組付け精度によっては、倍率誤差等の影響を光源制御で補正する際には、全走査域で全ドットの相対位置を詳細に検出する必要がある。また、受光したビーム光束のエリアセンサ上での位置は検出可能であるが、画像形成装置に対する絶対位置の検出まではできない。位置調整装置を画像製品に挿入する説明もあるが、各製品毎に微妙に異なる走査光学系の位置に位置調整装置を合わせるのは困難であり、検出値の信頼性が低い。
【０００４】
走査光学系調整装置および走査光学系調整方法において、ビーム検出部とビーム検出部移動機構とからなり、走査光学系のビームを走査させた状態で検出装置であって、スリットからなるビーム検出手段によりビーム位置を検出して２次元センサからなるビーム検出部の視野内にビームを追いこむようビーム検出部移動機構を動作させる方法、また、ビーム検出部移動機構によりピント位置調整を実施する方法も知られている（例えば、特許文献１参照）。
画像形成装置における光走査装置の位置調整方法として、複数の光走査装置を有する画像形成装置の走査エリアに複数のエリアセンサを有し、書出し位置ずれや書終り位置を検出することで各光走査装置間のビームの位置ずれを補正する方法も開示されている（例えば、特許文献３参照）。
走査光学系の走査ビーム光量分布測定方法および測定装置として、二次元エリアセンサを主走査方向に移動可能なステージ上に設置し、ステージ上を移動させながら走査光学ユニットの各主走査位置での走査ビームの光量分布データを格納し、解析する方法も開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−２６２３５０号公報
【特許文献２】特開２００２−８６７９５公報
【特許文献３】特開２０００−２７５５５５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子写真方式の画像製品に搭載される画像形成装置を構成する走査光学系は、ＬＤ（レーザダイオード）等の光源から出射されるビームをコリメータレンズ等で整形し、回転多面体鏡等により走査ビームに変調し、走査ビームに変調されたビームはｆθレンズ、シリンドリカルレンズ、またはミラーなどの光学素子を経て、所望のビーム径、ビームプロファイルに加工されて感光体面上に結像する。感光体面上に結像したビームの光量分布状態から静電潜像、ついで画像形成プロセスより画像が作られる。
斯かる走査光学系においては回転多面体鏡等の走査タイミングから光源点滅の同期が取られ、同期にばらつきがあるとドット位置ずれが生じ、画像品質の低下などの不具合が生じる。また、画像品質の低下は走査光学系の光学素子に起因する倍率誤差によっても生じ、更には、カラー画像製品のように画像形成プロセスが複数の位置で行われる装置では、それぞれの位置での画像形成プロセス間に生じるドット位置ずれが色ずれ等の画像品質低下を生じる原因となる。
走査光学系から出射されるビーム光束の特性は、光源制御での電気的要因、光学素子での光学的要因、ユニットの機械的要因などの最終結果として顕れるため、ビーム光束の位置ずれ原因は各要因を分離して測定する必要がある。
走査光学系は一般に主走査方向に長く、副走査方向に短い特有の構造となっており、高い画像品質を確保するには、主走査方向全域でビーム光束の品質が確保されている必要がある。そのため、主走査方向全域での測定が必要となり、各位置での測定器の位置決め精度が重要となる。
本発明は、上述した実情を考慮してなされたものであって、感光体面上を想定した画像形成装置の結像位置でのビーム光束を相互に位置関係が明確化された複数箇所の受光手段により同一走査機会において受光し、同期ずれや倍率誤差、複数の画像形成装置間でのビーム位置ずれを検出、補正するための光学系検査装置、光学系検査方法を提供し、ひいては、当該画像形成装置の最終出力である画像の品質を向上させるための、光源制御装置、走査光学系、画像形成装置を提供することを目的とする。
更に詳細には、請求項１の目的は、画像のドット位置ずれや色ずれの要因である、走査光学系の倍率誤差や走査線曲り等の光学的要因によるビーム光束位置ずれと、同期位置ずれによるビーム光束位置ずれとを分離して、検出、検査することを可能とする走査光学系検査装置を提供することである。
請求項２の目的は、走査光学系における走査全域の任意の２点間または複数位置間でのビーム光束位置を検出し、走査全域での倍率誤差や走査線曲り等の光学的要因によるビーム光束位置ずれと、同期位置ずれによるビーム光束位置ずれとを分離して、検出、検査することを可能とする走査光学系検査装置を提供することである。
【０００６】
請求項３の目的は、走査光学系の合焦点位置を検出し、走査光学系における走査全域の任意の２点間または複数位置間でのビーム光束位置を検出し、走査全域での倍率誤差や走査線曲り等の光学的要因によるビーム光束位置ずれと、同期位置ずれによるビーム光束位置ずれとを分離して、検出、検査することを可能とする走査光学系検査装置を提供することである。
請求項４の目的は、外部に設けた光源より発光されるビーム光束の位置を基準として、受光手段の移動に伴う複数の受光手段間の検出位置誤差を除去して、走査光学系における走査全域の任意の２点間または複数位置間でのビーム光束位置を検出し、走査全域での倍率誤差や走査線曲り等の光学的要因によるビーム光束位置ずれと、同期位置ずれによるビーム光束位置ずれと、受光手段を移動する移動手段の高さ方向の起伏による機械的な検出位置ずれとを分離して、検出、検査することを可能とする走査光学系検査装置を提供することである。
請求項５の目的は、同期検知信号用の走査ビーム光量の時間変化と、走査光学系検査装置から検出されるビーム光束位置ずれ量を比較し、微小時間における走査ビーム光量とビーム光束位置ずれ量を関連付け、同期位置ずれ量によるビーム光束位置ずれ量を予測可能とすることを特徴とする走査光学系検査装置を提供することである。
請求項６の目的は、同期検知信号用の走査ビーム光量の時間変化と、走査光学系検査装置から検出されるビーム光束位置ずれ量を参照テーブルとして、格納手段に格納することにより、同期位置ずれ量からビーム書出し位置の補正をすることを可能とする走査光学系検査装置を提供することである。
請求項７の目的は、光源を所定のパターン点灯により点滅制御し、書出し位置と、走査全域の任意の位置で走査ビーム光束を受光することにより、書出し位置での同期位置ずれによるビーム光束位置ずれと、複数箇所の走査ビーム光束位置から倍率誤差や走査線曲り等の光学的要因によるビーム光束位置ずれとを、分離して検出、検査することを特徴とする走査光学系検査方法を提供することである。
【０００７】
請求項８の目的は、請求項７において、任意の２点間または複数位置間での同期位置ずれによるビーム光束位置ずれと、倍率誤差や走査線曲り等の光学的要因によるビーム光束位置ずれとを、分離して、検出、検査することを可能とする走査光学系検査方法を提供することである。
請求項９の目的は、請求項７乃至８において、同期検知信号に用いる走査ビーム光量の時間変動による同期位置ずれ量と、ビーム光束の書出し位置ずれ量を検出し、関連付けることで、同期位置ずれ量からビーム光束書出し位置導出を可能とする走査光学系検査方法を提供することである。
請求項１０の目的は、カラー画像製品などに適用されるような複数の位置で画像形成プロセスを行う画像形成装置（以降、露光ステーションと記載する）において、ドット位置ずれや色ずれの原因となる、各露光ステーション内でのビーム光束位置ずれや各露光ステーション間でのビーム光束位置ずれを、外部の基準光源から発光されるビーム光束の位置を基準として、各露光ステーションで検出するビーム光束の相対位置ずれを除去し、同期位置ずれによるビーム光束位置ずれと、倍率誤差や走査線曲り等の光学的要因によるビーム光束位置ずれとを、分離して検出、検査することを可能とする走査光学系検査装置を提供することである。
【０００８】
請求項１１の目的は、露光ステーションが複数あり、それぞれの露光ステーションでのビーム光束の相対的な位置関係を検出するため、一の露光ステーションでビーム光束を検出した受光手段の位置より出射した基準光源から発光される位置決め用ビーム光束を他の露光ステーションの受光手段で取得し、その位置決め用ビーム光束の位置を検出すれば、一の露光ステーションと他の露光ステーションの相対位置を取得、補正することが可能となる点にある。
一の露光ステーションの受光手段が移動しても、位置決め用ビーム光束も同じ位置に移動するため、各位置での受光手段間の相対位置を取得、補正することが可能となり、各露光ステーション間のビーム光束の位置ずれを精度よく、検出し、補正することでビーム光束位置ずれを低減し、画像の品質向上を可能とする走査光学系検査装置を提供することである。
請求項１２の目的は、同期位置ずれによるビーム光束位置ずれを補正して、光源を点滅制御することを可能とする光源制御装置を提供することである。
請求項１３の目的は、請求項１２に記載の光源制御装置を有し、同期位置ずれによるビーム光束位置ずれを補正したビーム光束を走査することを可能とする走査光学系を提供することである。
請求項１４の目的は、ビーム光束を検出する複数の受光手段の相対位置基準となる光源を有し、複数の受光手段により検出されるビーム光束の相対位置精度を向上することを可能とする走査光学系を提供することである。
請求項１５の目的は、請求項１３乃至１４の走査光学系を有し、ドット位置ずれや色ずれを低減することを可能とした画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、光源と、光源を点滅制御しビーム光束を発光する光源制御手段と、前記ビーム光束を偏向、走査させるビーム光束偏向手段と、偏向、走査された前記ビーム光束を所定の位置に結像させる光学素子を有する走査光学系の検査装置であって、走査されたビーム光束書出し位置でビーム光束を受光する第一の受光手段と、任意の走査結像位置でビーム光束を受光する第二のまたは複数の受光手段と、前記第二のまたは複数の受光手段を任意の走査結像位置に移動する移動手段と、前記第二のまたは複数の受光手段の位置を検出する受光位置検出手段と、前記走査光学系の同期信号を検出する同期信号検知手段と、前記第一の受光手段と前記第二のまたは複数の受光手段に同一の走査機会に生じる同期信号を出力する同期信号出力手段と、を有し、前記第一の受光手段と第二のまたは複数の受光手段が共通の同期信号により受光を開始し、同一走査機会において、書出し位置と他の任意の走査位置でビームの特徴量を検査する走査光学系検査装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記第一の受光手段を前記第二のまたは複数の受光手段に干渉しない任意の走査結像位置に移動する第二の移動手段を有する請求項１に記載の走査光学系検査装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記第一の受光手段と前記第二のまたは複数の受光手段とを、または、前記第一の受光手段、第二のまたは複数の受光手段と、前記第一の受光手段、前記第二のまたは複数の受光手段を任意の走査結像位置に移動する移動手段とをビーム光束の走査方向と垂直に移動する、第三の移動手段を有する請求項１又は２に記載の走査光学系検査装置を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、光軸を前記ビーム光束の走査方向と平行に固定した第二の光源と、前記第二の光源より発光するビーム光束を前記第一の受光手段および前記第二のまたは複数の受光手段に入射するようにビーム光束の光路を分岐、反射するためのビーム光束光路変更手段と、を有し、前記第一の受光手段と第二のまたは複数の受光手段の相対位置を検出、前記第一の受光手段で受光したビーム光束の位置と前記第二のまたは複数の受光手段で受光したビーム光束の相対位置を検出する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の走査光学系検査装置を特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明は、前記同期信号検知手段が、第三の受光手段と、前記第三の受光手段で取得される光量変化を時間分割する取得光量処理手段とから成り、光量変動による同期ずれとビーム光束位置を比較、予測値を導出する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の走査光学系検査装置を特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、前記同期信号検知により取得される光量時間変化データと、前記第一の受光手段及び、前記第二のまたは複数の受光手段により取得される書出し位置及び走査位置でのビーム光束の位置データを、格納する格納手段を有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の走査光学系検査装置を特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、前記走査光学系において、光源を所定の周波数で点滅制御する手順と、前記第二のまたは複数の受光手段の位置を走査範囲内で任意に変更する手順と、走査光学系の走査範囲で書出し位置と、前記書出し位置とは別の第二の位置または複数位置でのビーム光束を同一走査機会で受光する手順と、前記第一の受光手段でビーム光束の書出し位置を検出する手順と、前記第二のまたは複数の受光手段の位置でのビーム光束位置を検出する手順とより成る走査光学系検査方法を特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、前記走査光学系において、光源を所定の周波数で点滅制御する手順と、前記第一の受光手段の位置及び前記第二のまたは複数の受光手段の位置を走査範囲内で干渉しないように任意に変更する手順と、走査光学系の走査範囲で第一の位置と、前記第一の位置とは別の第二の位置または複数位置でのビーム光束を同一走査機会で受光する手順と、前記第一の位置でのビーム光束位置と前記第二の位置または複数位置でのビーム光束位置を検出する手順とより成る走査光学系検査方法を特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、走査光学系の同期信号を検知する手順と、前期同期信号の時間変化データを取得する手順と、前記走査光学系の書出し位置でのビーム光束位置を取得する手順と、上記三手順を複数回繰返す手順とより成り、同期信号の時間変化データから同期位置ずれによるビーム光束書出し位置を検出する走査光学系検査方法を特徴とする。
【００１１】
また、請求項１０に記載の発明は、前記走査光学系において、前記光源を複数有し、前記複数光源から発光した複数のビーム光束を偏向する一又は複数のビーム光束偏向手段と、複数の光学素子とにより、複数の結像位置へ走査結像させる走査光学系、または、複数の走査光学系を有し、走査、結像位置を複数有する画像形成装置を構成する走査光学系に適用する走査光学系検査装置であって、それぞれの走査、結像位置に請求項１乃至６に記載の前記走査光学系検査装置を複数設定し、光軸をそれぞれの走査結像位置の走査方向に垂直となるように固定した第三の光源と、前記第三の光源より発光するビーム光束をそれぞれの走査結像位置に適用した前記走査光学系検査装置のそれぞれの前記第一の受光手段に入射するようにビーム光束の光路を分岐、反射するための第二のビーム光束光路変更手段と、前記第三の光源と平行に光路を有する第四の光源と、前記第四の光源より発光するビーム光束をそれぞれの走査結像位置に適用した前記走査光学系検査装置のそれぞれの前記第二のまたは複数の受光手段に入射するようにビーム光束の光路を分岐、反射するための第三のまたは複数のビーム光束光路変更手段とを有する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の走査光学系検査装置を特徴とする。
また、請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の第四の光源が、それぞれの走査結像位置に適用した前記走査光学系検査装置のうち一の前記第二のまたは複数の受光手段に固定され、前記第二のまたは複数の受光手段が移動した際、付属して第四の光源も同じ位置に移動する請求項１０に記載の走査光学系検査装置を特徴とする。
また、請求項１２に記載の発明は、請求項６に記載の格納手段を有し、同期ずれによるビーム光束位置ずれと、請求項７乃至９の走査光学系検査方法により取得されるビーム光束位置ずれ量を補正して、光源を制御する光源制御装置を特徴とする。
また、請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の光源制御装置を有する走査光学系を特徴とする。
また、請求項１４に記載の発明は、請求項４に記載の第二の光源、または請求項４に記載の第二の光源と請求項１０に記載の第三、第四の光源を有する走査光学系を特徴とする。
また、請求項１５に記載の発明は、請求項１３乃至１４に記載の走査光学系を有する画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、請求項１の機構を用いることにより、第一の受光手段で検出したビーム光束の書出し位置を基準とし、第一の受光手段と同一の走査機会において、第二のまたは複数の受光手段で検出したビーム光束位置との相対距離から、単一の受光手段のみでは実現し得なかった、同期位置ずれによるビーム光束位置ずれに影響されない、倍率誤差や走査線曲り等の光学的要因によるビーム光束位置の検出をすることが可能となる。
請求項２の機構を用いることにより、第一の受光手段で検出した走査域での任意の位置のビーム光束位置を基準とし、第一の受光手段と同一の走査機会において、第二のまたは複数の受光手段で検出したビーム光束位置との相対距離から、単一の受光手段のみでは実現し得なかった、同期位置ずれによるビーム光束位置ずれに影響されない、走査域での任意の区間で倍率誤差や走査線曲り等の光学的要因によるビーム光束位置の検出を可能とする。
請求項３の機構を用いることにより、請求項２乃至３の作用効果に加え、走査光学系より出射される走査ビーム光束の結像状態の検出、検査を可能とする。
請求項４の機構を用いることにより、位置の基準となるビーム光束を有することから、第一の受光手段と、第二のまたは複数の受光手段との間で、受光面の相対位置を検出し、受光手段の移動等に伴う機械的な位置ずれを除去して、走査光学系のビーム光束位置検出を可能とするとともに、複数の受光手段のキャリブレーションを可能とする。
請求項５の機構を用いることにより、同期検知信号用の走査ビーム光量変化を検知して、同期のＯＮ／ＯＦＦタイミングずれを検出し、ビーム光束位置ずれ量と比較することで、光量変化から同期位置ずれ量に起因するビーム光束位置ずれ量を予測することが可能となり、以降、予測された位置ずれ量から光源の発光タイミング調整を可能とする。
請求項６の機構を用いることにより、請求項５に記載の作用効果に加え、同期位置ずれ量とビーム光束位置ずれ量をテーブル化し、格納することで、同期位置ずれが検出された際、光源の発光タイミング調整を短時間で実行可能とする。
【００１３】
請求項７の機構を用いることにより、光源の発光タイミングは光源に内蔵されているＰＤなどで別途モニタリング可能であるから、光源の点滅動作の周期性は保証可能であり、点滅動作の周期性から、走査ビーム光束も周期的に位置決めされていることを前提にその点滅位置の周期性との差異を検出することで、走査光学系の倍率誤差や走査線曲り等の光学的要因によるビーム光束位置ずれ量の検出を可能とする。その際、複数箇所でビーム光束位置を検出し、得られる相対距離から周期性との差異を導出すれば、同期位置ずれによる影響は除去可能となる。
請求項８の機構を用いることにより、請求項７に加え、走査域での任意の２点間または複数位置間で、走査光学系の倍率誤差や走査線曲り等の光学的要因によるビーム光束位置ずれ量の検出を可能とする。
請求項９の機構を用いることにより、同期検知信号用の走査ビーム光量と、ビーム光束位置の変動を同時に検出することにより、同期位置ずれに対応したビーム光束の書出し位置検出を可能とする。
【００１４】
請求項１０の機構を用いることにより、露光ステーションが複数ある画像形成装置や画像製品において、各露光ステーションでビーム光束位置を検出する受光手段の相対位置を決定する基準となる光源を有することで、各受光手段の相対位置決めを露光ステーション間でも確保可能となり、微小な位置ずれも、基準光源より発光されるビーム光束を受光し、位置ずれ量を検出、補正することで、各露光ステーション内、各露光ステーション間でのビーム光束位置を検出することが可能となり、ドット位置ずれ、色ずれの低減、画像品質の向上を可能とする。
請求項１１の機構を用いることにより、外部に基準光源を設置すること無く、更に、全走査域でビーム光束の位置を検出する際、外部に基準光源を設ける場合は複数の基準光源が必要となるが、単一の基準光源により、複数の基準光源の機能を果たすことが可能となるため、請求項１０の作用効果をより簡易な構成で実現することが可能となる。
請求項１２の機構を用いることにより、同期検知信号を与える光量データから同期位置ずれ補正量を保持することにより、同期位置ずれを検知した際に、同期位置ずれを補正したビーム光束位置に対応したタイミングで光源を点滅制御することが可能となる。
請求項１３の機構を用いることにより、同期位置ずれによるビーム光束位置ずれを補正して、所望の位置にビーム光束を照射可能とし、画像のドット位置ずれや色ずれを低減して画像品質の向上を可能とする。
請求項１４の機構を用いることにより、ビーム光束位置を検出するための受光手段の相対基準位置を決定する光源を有し、固有の基準位置を有することが可能であることから、走査光学系毎に部品やユニットの機械的位置が異なっても、検査対象毎に検査装置の調整をする必要が無く、走査光学系、この走査光学系を有する画像形成装置、、画像製品のメンテナンスなども容易とすることが可能となる。
請求項１５の機構を用いることにより、倍率誤差等の光学的要因や同期位置ずれ等の電気的要因による画像形成装置のドット位置ずれや色ずれを低減し、最終出力である画像品質を向上することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るデジタル複写機の概略構成図である。この構成は、画像処理装置としての複写機１００であり、この複写機１００の上面にはコンタクトガラス２０６が設けられている。また、複写機１００の上部には自動原稿送り装置（以下、単にＡＤＦという）２０１が設けられており、このＡＤＦ１はコンタクトガラス２０６を開閉するように複写機１００に図示しないヒンジ等を介して連結されている。このＡＤＦ１は、複数の原稿からなる原稿束を載置可能な原稿載置台としての原稿トレイ２０２と、原稿トレイ２０２に載置された原稿束から原稿を１枚ずつ分離してコンタクトガラス２０６に向かって搬送する分離・搬送手段と、分離・搬送手段によってコンタクトガラス２０６に向かって搬送された原稿をコンタクトガラス２０６上の読取位置に搬送・停止させるとともに、コンタクトガラス２０６の下方に配設された複写機１００の読取手段（公知の露光ランプ５１、ミラー５２，５５，５６、レンズ５３、ＣＣＤ５４等）５０により読み取りが終了した原稿をコンタクトガラス２０６から搬出する。給紙モータはコントローラからの出力信号によって駆動されるようになっており、コントローラは複写機１００から給紙スタート信号が入力されると、給紙モータを正・逆転駆動するようになっている。給紙モータが正転駆動されると、給送ローラ３が時計方向に回転して原稿束から最上位に位置する原稿が給紙され、コンタクトガラス２０６に向かって搬送される。この原稿の先端が原稿セット検知センサ２０７によって検知されると、コントローラは原稿セット検知センサ２０７からの出力信号に基づいて給紙モータを逆転駆動させる。これにより、後続する原稿が進入するのを防止して分離されないようになっている。
【００１６】
また、コントローラは原稿セット検知センサ２０７が原稿の後端を検知したとき、この検知時点からの搬送ベルトモータの回転パルスを計数し、回転パルスが所定値に達したときに、給送ベルト２０４の駆動を停止して給送ベルト２０４を停止することにより、原稿をコンタクトガラス２０６読取位置に停止させる。また、コントローラは原稿セット検知センサ２０７によって原稿の後端が検知された時点で、給紙モータを再び駆動し、後続する原稿を上述したように分離してコンタクトガラス２０６に向かって搬送し、この原稿が原稿セット検知センサ２０７によって検知された時点からの給紙モータのパルスが所定パルスに到達したときに、給紙モータを停止させて次原稿を先出し待機させる。そして、原稿がコンタクトガラス２０６の読取位置に停止したとき、複写機１００によって原稿の読み取りおよび露光が行なわれる。この読み取りおよび露光が終了すると、コントローラには複写機１００から信号が入力されるため、コントローラはこの信号が入力すると、搬送ベルトモータを正転駆動して、搬送ベルト２１６によって原稿をコンタクトガラス２０６から排送ローラ５に搬出する。
上記のように、ＡＤＦ２０１にある原稿トレイ２０２に原稿の画像面を上にして置かれた原稿束は、操作部上のプリントキーが押下されると、一番上の原稿からコンタクトガラス２０６上の所定の位置に給送される。給送された原稿は、読み取りユニット５０によってコンタクトガラス２０６上の原稿の画像データを読み取り後、給送ベルト２０４および反転駆動コロによって排出口Ａ（原稿反転排出時の排出口）に排出される。さらに、原稿トレイ２０２に次の原稿が有ることを検知した場合、前原稿と同様にコンタクトガラス２０６上に給送される。
第１トレイ２０８、第２トレイ２０９、第３トレイ２１０に積載された転写紙は、各々第１給紙ユニット２１１、第２給紙ユニット２１２、第３給紙ユニット２１３によって給紙され、縦搬送ユニット２１４によって感光体２１５に当接する位置まで搬送される。読み取りユニット５０にて読み込まれた画像データは、書き込みユニット５７からのレーザによって感光体２１５に書き込まれ、現像ユニット２２７を通過することによってトナー像が形成される。そして、転写紙は感光体２１５の回転と等速で搬送ベルト２１６によって搬送されながら、感光体２１５上のトナー像が転写される。その後、定着ユニット２１７にて画像を定着させ、排紙ユニット２１８に搬送される。排紙ユニット２１８に搬送された転写紙は、ステープルモードを行わない場合は、排紙トレイ２１９に排紙される。
【００１７】
例えば、図２に示すように、一般に画像形成装置内の走査光学系は、ポリゴンミラー１の回転により光源であるＬＤ（レーザダイオード）ユニット２から出射されたビーム光束が偏向、走査され、ｆθレンズ３を透過して、製品の感光体位置と想定される結像位置４に結像されるように構成されており、結像位置４で所望のビーム径、ビーム光量等が得られるようになっている。
また、図２中のＬＤユニット２から出射するビーム光束は光源制御回路５によりＯＮ／ＯＦＦ制御され、結像位置４にはビーム光束が点滅しながら走査することとなる。図２中の同期検知ＰＤ６への走査ビーム光束入射をトリガとして生成した同期信号を基準に、光源制御回路５によるビーム光束の制御、発光開始タイミングが決まる。
図２の同期検知ＰＤ６に入射するビーム光束の光量が図３に示すように変動した場合、同期ずれは同図時間Δｔとなり、図４に示すようにビーム光束の書出し位置が主走査方向に距離Ｌだけ変動し、走査域全体のドット位置がずれることとなる。このとき、Ｌは走査光学系の理想的な結像位置で次のように導出される。
回転多面鏡の回転数ｒ［ｒｐｍ］、印刷幅ｄ［ｍ］、回転多面鏡の面数ｎ［面］とし、印刷に有効となる走査幅の割合をｕ［％］とすると、
回転多面鏡の１回転にかかる時間６０／ｒ［ｓｅｃ］
回転多面鏡１面分が走査する時間６０／ｒ／ｎ［ｓｅｃ］
回転多面鏡１面が走査する距離ｄ／（ｕ／１００）［ｍ］
走査ビームが結像面で走査する速度ｖは、
｛ｄ／（ｕ／１００）｝／（６０／ｒ／ｎ）［ｍ／ｓｅｃ］・・・（ａ）
（ａ）式で導出される速度ｖで主走査方向に移動している。
同期ずれによるビーム光束位置は、
Ｌ＝ｖ×Δｔ・・・（ｂ）
だけ変動することとなる。
【００１８】
走査光学系の結像位置で走査ビーム光束を受光する場合、同期位置ずれによるビーム光束位置の変動により、走査域で所定の位置で受光してから、次いで別の位置で受光する方法では、２点間で検出したビーム光束の相対位置に誤差が含まれる。
そこで、図５に示すように、走査光学系７から出射される走査ビーム光束の結像位置４ａに焦点位置を合わせた拡大レンズ８、８ａ、ＣＣＤエリアセンサ９、９ａ、ＣＣＤエリアセンサ９ａを主走査方向に移動する移動ステージ１０から成るビーム光束受光系を構築する。ビーム光束の画像を拡大して受光する場合には上記拡大レンズ８、８ａを必要とするが、等倍での受光で解像度が満たされれば、拡大レンズは必要なく、ＣＣＤエリアセンサ９、９ａのＣＣＤ素子で直接受光することも可能である。
走査光学系７では画像形成に有効な光学系外に設置された同期検知用ＰＤ６ａへの走査ビーム光束入射により同期信号発生回路１１で同期信号を発生し、ＣＣＤエリアセンサ９、９ａに向けて同一走査機会に同期信号を出力し、ＣＣＤエリアセンサ９、９ａのシャッタトリガ信号とする。シャッタトリガ信号は同時にＣＣＤエリアセンサ９、９ａに供給され、シャッタ開放時間を調整することにより、同一の走査機会において、走査域での異なる複数箇所でビーム光束を受光することが可能となる。
図６に示すように、ＣＣＤエリアセンサ９で受光したビーム光束１２がビーム光束１２ａに変動する際の、同一走査機会にＣＣＤエリアセンサ９ａで受光した画像を図７に示す。図５の移動ステージ１０に含まれて、図示しないマグネスケール等によるＣＣＤエリアセンサ９ａの位置を検出することで、ＣＣＤエリアセンサ９との距離とビーム光束の位置１２と１３、または１２ａと１３ａとの画像面内での位置とから、走査光学系の走査域での複数位置でのドット間距離を検出することが可能となる。ここで、比較する２つのＣＣＤエリアセンサで検出されるビーム光束の位置が互いに同期位置ずれの影響を受けるため、相殺され、検出されたドット間距離は同期位置ずれの影響を受けない。
ＣＣＤエリアセンサ９で検出されたビーム光束１２、１２ａの位置は書出し位置であるため、ＣＣＤエリアセンサ９ａで検出されたビーム光束１３、１３ａの位置が走査域上の狙った位置にあるかどうかの判断をするデータとして適用できる。狙った位置の設定は、上記数式（ａ）を導出する際に適用したパラメータや光源制御クロックと点灯タイミングから導出可能であるが、ポリゴン回転数や、点灯タイミングのずれは外部に同期検知信号をモニタリングする装置を設定したり、ＬＤ光源に一般的に併設されているＰＤで光量をモニタリングすることで可能である。
【００１９】
例えば、前出の構成・動作において、図８に示すように、拡大レンズ８ｂとＣＣＤエリアセンサ９ｂを主走査方向に移動する移動ステージ１０ｂと、拡大レンズ８ｃとＣＣＤエリアセンサ９ｃを主走査方向に移動する移動ステージ１０ａにより、走査光学系の走査域上任意の複数位置でビーム光束を同一走査機会で受光し、複数位置での相対位置を、同期位置ずれの影響を除去して、検出可能とする。この際、複数位置でのＣＣＤエリアセンサの位置は移動ステージ１０ａ、１０ｂに含まれ、図示しないマグネスケール等により検出することで可能とし、同時に機械的干渉も防止可能である。他に、慣用例としてレーザ測長器などを外部に設置することで、複数のＣＣＤエリアセンサの相対位置を検出し、干渉を防止する方法等が有用である。
例えば、前出の構成・動作において、図９に示すように、拡大レンズ８ｄ、８ｅと、ＣＣＤエリアセンサ９ｄ、９ｅと、ＣＣＤエリアセンサ９ｄ、９ｅを移動する移動ステージ１０ｃとをベース１４に固定し、移動ステージ１５によりガイド１６、１６ａに沿って、ベース１４走査光学系のビーム走査方向と直交方向に移動する。
受光素子がＣＣＤエリアセンサであることから、ビーム光束の２次元光量分布を検出可能であり、移動ステージ１５により検査系全体を走査光学系の光軸方向に移動することで、走査光学系のビーム光束の結像状態を検出可能となる。
ここで、検出されるビーム光束の光量分布状態からビーム径などの特徴量が得られ、同時にビーム光束位置から倍率誤差が測定可能で、上記両条件を同時に満たすか否かの検査、または、両条件を満たす走査光学系の光軸方向位置を決定し得る。
【００２０】
例えば、前述の構成動作において、図１０に示すように、外部にＬＤ光源１７を設置し、必要に応じてコリメートレンズ１８を固定し、平行光を得る。ＬＤ光源１７の光軸は主走査方向と平行となるよう調整が必要である。調整は、移動ステージ１０ｄ上にピンホールやＣＣＤエリアセンサなどを設置し、移動ステージ１０ｄ上で移動し、ＬＤ光源１７からのビーム光束位置を検出することで可能である。
ＬＤ光源１７から出射されたビーム光束をビームスプリッタ１９で分岐し、一方のビーム光束をＣＣＤエリアセンサ９ｆで受光し、他方はミラー１９ａで反射し、ＣＣＤエリアセンサ９ｇで受光する。ＣＣＤエリアセンサ９ｇが図中ＣＣＤエリアセンサ９ｈに移動した際は、ビームスプリッタ１９を透過したビーム光束をミラー１９ｂで反射し、ＣＣＤエリアセンサ９ｈで受光する。
移動ステージ１０ｄの高さ方向に起伏が無い場合、ＣＣＤエリアセンサによるＬＤ光源１７からのビーム光束受光画面は図１１（i）、（ii）に示すように同一高さにあるが、移動ステージ１０ｄの高さ方向に起伏がある場合、図１１（iii）に示すようにＬＤ光源１７からのビーム光束受光位置の高さに変位Ｌ１を生じる。
検出値から変位Ｌ１を補正することで走査光学系の走査線曲り、走査線傾きを高精度で検出可能となる。ここで、ビームスプリッタ１９、ミラー１９ａ、１９ｂの設置位置は、走査光学系から出射されるビーム光束に光学的に影響を与えない場合は、ミラー１９ａ、１９ｂをビームスプリッタに置き換えて、ＬＤ光源１７と走査光学系から出射されるビーム光束との高さを等しくしてもいいが、一般的に、走査光学系からのビーム光束の主走査方向位置ずれ、光軸方向への結像位置ずれを生じるため、図１２に示すように、拡大レンズ８ｆの開口が許容する範囲で、ＬＤ光源を走査光学系からのビーム光束と高さ方向にシフトし、ビームスプリッタまたはミラー１９ｃで折り返し、ＣＣＤエリアセンサ９ｉで受光する構成が好ましい。
【００２１】
例えば、請求項１乃至４の構成・動作において、図２に示す同期検知ＰＤ６に入射する走査ビーム光量をＡＤ変換回路で一定のサンプリングレートで時間分割し、受光する場合、光量変動があれば、図３に示した検出値として取得される。同期信号を発生させる閾値ｔｈに必要な光量に達するまでの時間差をΔｔとすると、請求項１の構成・動作に記載の数式（ｂ）から同期位置ずれ量が導出できることから、閾値ｔｈが不明の場合でも、ビーム光束位置ずれ量と数式（ｂ）からΔｔを逆算し、光量変動へフィードバックすることにより閾値ｔｈを導出することが可能となる。
上記、閾値ｔｈを用いて、同期検知ＰＤ６に入射するビーム光束の光量変動から同期位置ずれ量が導出され、数式（ｂ）からＬを補正量として、光源の発光タイミングを調整することが可能となる。
例えば、図２の光源制御回路５に図示しないメモリを搭載し、ΔｔとＬのテーブルを記憶させておく、または、数式（ｂ）と数式（ｂ）を導出するに適用したパラメータを記憶させておく。光源制御のフローは図１２に示すように、画像データからビーム光束の点灯パターンを導出し、同期ずれΔｔがある場合、点灯パターンの書出しタイミングの位相をシフトする。
図２に示す同期検知ＰＤ６で検出される同期信号の時間変化は同期検知ＰＤ６を横切る光量の時間変化となるため、図３に示すように得られ、ＡＤ変換することにより光量の時間変化を数値データとして得ることができる。同期検知ＰＤ６で検出される信号に強度変化がある場合、同期検知の閾値ｔｈによりΔｔだけ、同期信号にずれを生じる。設計値等により、数式（ｂ）からビーム光束位置ずれ量を導出できるが、同数式中ｖは、図１４に示すｖ１、ｖ２のように、厳密には走査光学系の結像位置により変わるため、同期信号の取得とビーム光束位置の取得を複数回繰返すことにより、ｖを決定し、ｖ×Δｔを同期位置ずれ量として補正する。
【００２２】
例えば、図１５に示すように、単一のポリゴンミラー１ｄで、複数のＬＤユニット２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅからの出射光を偏向、走査し、ｆθレンズ３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅを通り、ミラー２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ、２１ｇ、２１ｈ、２１ｉ、２１ｊにより光路を曲げて感光体２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ上の結像位置４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅに結像する走査光学系、または、図２に示した形態の走査光学系が、図１６に示す走査光学系７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄのように、感光体２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇそれぞれに対応して複数有し、それぞれの結像位置４ｆ、４ｇ、４ｈ、４ｉにビーム光束を結像する場合、各走査光学系内の倍率誤差、同期ずれ等によるビーム光束の位置ずれ、ドット位置ずれと同様、各走査光学系間のビーム光束の相対位置ずれは、出力画像のドット位置ずれや色ずれ等の画像品質を低下させる。そのため、各走査光学系でのビーム光束の相対位置を正確に検出し、ずれがある場合は補正する必要がある。
そこで、図１７に示すように、各走査光学系７ｅ、７ｆ、７ｇ、７ｈの書出し位置でのビーム光束を受光するＣＣＤエリアセンサ９ｊ、９ｌ、９ｎ、９ｐと、任意の走査位置でビーム光束受光するＣＣＤエリアセンサ９ｋ、９ｍ、９ｏ、９ｑと、ＣＣＤエリアセンサ９ｋ、９ｍ、９ｏ、９ｑを任意の位置に移動する移動ステージ１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈからなる検査装置で、感光体位置に想定される位置に結像するビーム光束を取得する。図１７の各走査光学系７ｅ、７ｆ、７ｇ、７ｈに対する各検査光学系を図中矢印αの方向より見た図を図１８に示す。外部に基準光源１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを固定し、基準光源１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄから出射されたビーム光束をビームスプリッタ１９ｄ、１９ｆ、１９ｈ、１９ｊで反射および透過して、反射光をＣＣＤエリアセンサ９ｊ、９ｌ、９ｎ、９ｐで受光し、透過光はミラー１９ｅ、１９ｇ、１９ｉ、１９ｋで反射してＣＣＤエリアセンサ９ｋ、９ｍ、９ｏ、９ｑで受光する。これにより、請求項４の構成動作を各検査装置内で実現し得る。
更に、各走査光学系間のビーム光束の相対位置ずれを検出補正するために、外部に走査光学系の走査方向と垂直に光軸を有するように、基準光源１７ｅ、１７ｆを固定し、基準光源１７ｅから出射されたビーム光束をビームスプリッタ１９ｌ、１９ｎ、１９ｐ、１９ｒで反射し、それぞれ、ＣＣＤエリアセンサ９ｊ、９ｌ、９ｎ、９ｐで受光する。また、基準光源１７ｆから出射されたビーム光束をビームスプリッタ１９ｍ、１９ｏ、１９ｑ、１９ｓで反射し、それぞれ、ＣＣＤエリアセンサ９ｋ、９ｍ、９ｏ、９ｑで受光し、基準光源のビーム光束位置を検出することで、ＣＣＤエリアセンサ９ｊ、９ｌ、９ｎ、９ｐ内、ＣＣＤエリアセンサ９ｋ、９ｍ、９ｏ、９ｑ内の走査光学系の主走査方向の位置ずれが検出され、ＣＣＤエリアセンサ間の相対的な位置ずれを補正して、走査光学系のビーム光束の位置、および、走査光学系間の相対的なビーム光束位置を正確に検出することが可能となる。
【００２３】
図１８においては、ＣＣＤエリアセンサ９ｍは、ＣＣＤエリアセンサ９ｋ、９ｏ、９ｑから主走査方向に大きく位置ずれを生じている場合を示しており、まずは移動ステージに付属するマグネスケール等の位置検出手段により、検出系の粗い位置決めを実施し、相対位置決めは基準光源からのビーム光束位置で補正すると、ＣＣＤカメラの筐体とＣＣＤ素子との位置個体差など、不明確な条件を補正することが可能となる。
本項目の上記説明中、基準光源を外部に固定する旨、記載したが、基準光源１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄはそれぞれの走査光学系検査装置に固定しても良く、基準光源１７ｅ複数の走査光学系検査装置のうち、一の走査光学系検査装置、たとえば、図１８中のＣＣＤエリアセンサ９ｊ上に固定して良い。それにより製品毎に基準光源を固定する必要が無く、検査装置の汎用性が向上する。
また、基準光源１７ｆは主走査方向の検出したい位置に固定するのでも良いが、次請求項のように、図１８中のＣＣＤエリアセンサ９ｋに固定し、付属して移動することで、主走査方向の任意の位置で、各走査光学系検査装置の相対位置ずれを検出、補正することが可能となる。
【００２４】
例えば、図１８の基準光源１７ｆがＣＣＤエリアセンサ９ｋに付属して移動することにより、走査光学系の主走査方向の任意の位置において、各走査光学系検査装置の相対位置ずれを検出、補正することで、各走査光学系間のビーム光束位置ずれ、ドット位置ずれを検出、補正することが可能となる。
更に、基準光源１７ｅを、検査装置ではなく、走査光学系に固定することで固有の基準位置として保証され、検査装置の着脱時の位置ずれを補正することが可能となる。
例えば、図２の光源制御回路５に図示しないメモリを搭載し、ΔｔとＬのテーブルを記憶させておく、または、数式（ｂ）と数式（ｂ）を導出するに適用したパラメータを記憶させておく。光源制御のフローは図１４に示すように、画像データからビーム光束の点灯パターンを導出し、同期ずれΔｔがある場合、点灯パターンの書出しタイミングの位相をシフトする。例えば、図２中の光源制御回路５に、メモリを搭載した走査光学系である。
例えば、図１８に記載の基準光源１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆを固定した走査光学系であって、ビーム光束検出時に発光させることにより、走査光学系検査装置の各ＣＣＤエリアセンサの相対位置を検出することが可能となる。
更に、検査装置に基準光源が固定されている場合に比べ、これらの基準光源の位置は走査光学系固有の位置として、検査、検出の度に生じる検査装置の位置ずれの影響を受けない走査光学系と感光体等を備えて成る画像形成装置である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係るデジタル複写機の概略構成図である。
【図２】本発明の走査光学系検査装置の基本構成を示す光学系概略説明図である。
【図３】本発明の装置の同期検知で入射光量変動と同期ずれ時間の関係を示す説明図である。
【図４】本発明の装置でのビーム光束変動によるドット位置ずれの例の図である。
【図５】本発明の走査ビームに対するビーム光束受光系の構成を示す概略図である。
【図６】本発明における受光ビーム光束の変動の例を示す図である。
【図７】本発明の上記と別のセンサで受光したビーム光束の変動の例を示す図である。
【図８】本発明の複数位置で光束を同一走査で受光し同期位置ずれの影響を除去し検出できる装置の構成図である。
【図９】本発明の走査方向と垂直に移動する装置によりビーム光束の２次元光量分布を検出できる装置の構成図である。
【図１０】本発明のビームスプリッタを使用し走査光学系の走査線曲り、走査線傾きを高精度の検出できる装置の構成図である。
【図１１】本発明の走査光学系の走査線曲り、走査線傾きを高精度の検出できる例を示す光束の図である。
【図１２】本発明の走査光学系からの光束の主走査方向、光軸方向への結像位置ずれの影響を避けるための光学系の説明図である。
【図１３】本発明の走査光学系検査装置の光源制御のフロー図である。
【図１４】本発明の装置でのビーム光束位置ずれ量計算時の走査速度に関する説明図である。
【図１５】本発明の単一のポリゴンミラーで、複数のＬＤユニット出射光を偏向、走査する場合の構成図である。
【図１６】本発明の検査装置でビーム光束の相対位置を正確に検出することが必要になる複写機の例の概略図である。
【図１７】本発明の検査装置を感光体の想定される位置に設置した斜視図である。
【図１８】本発明の検査装置のエリアセンサが主走査方向に大きく位置ずれを生じている場合の説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１，１ａ，１ｂ  ポリゴンミラー
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ  ＬＤユニット
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ  ｆθレンズ
４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ  走査結像位置
５，５ａ  光源制御回路
６，６ａ  同期検知用ＰＤ
７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，８ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈ  走査光学系
８，８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆ  拡大レンズ
９，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ，９ｇ，９ｈ，９ｉ，９ｊ，９ｋ，９ｌ，９ｍ，９ｎ，９ｏ，９ｐ，９ｑ  ＣＣＤエリアセンサ
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ  移動ステージ
１１  同期信号発生回路
１２，１２ａ，１２ｂ  書出し位置ビーム光束取得画像
１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ  主走査方向の任意位置でのビーム光束取得画像
１４  ベース
１５  移動ステージ
１６，１６ａ  ガイド
１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅ，１７ｆ  基準光源
１８  コリメートレンズ
１９，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ，１９ｆ，１９ｇ，１９ｈ，１９ｉ，１９ｊ，１９ｋ，１９ｌ，１９ｍ，１９ｎ，１９ｏ，１９ｐ，１９ｑ，１９ｒ，１９ｓ  ビームスプリッターおよびミラー
２０，２０ａ，２０ｂ  基準光源からのビーム光束受光位置
２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ，２１ｉ，２１ｊ  折り返しミラー
２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ，２２ｇ  感光体
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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