(57)【要約】【課題】光の副走査方向の走査位置と主走査方向のリニアリティを高精度に測定することを可能とした光学特性測定装置を提供する。【解決手段】複数の受光部（２１−１〜ｎ：ｎは、任意の整数）は、固定部材（２０）の主走査方向に配列されており、固定部材（２０）を、主走査方向（２８−１）、副走査方向（２８−２）、デフォーカス方向（２８−３）の何れかの方向に位置調整を行うことを特徴とする。【選択図】図４
2007178373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から照射された光により像面上を走査し、書込及び読取の少なくとも一方を行う走査光学系を有し、前記像面上を前記光が走査する走査線の位置と、前記光の光強度と、の少なくとも１方を、固定部材と一体的に設けられた複数の受光部により測定する光学特性測定装置であって、
前記複数の受光部は、前記固定部材の主走査方向に配列されており、
前記固定部材を、主走査方向、副走査方向、デフォーカス方向の何れかの方向に位置調整を行う位置調整手段を有することを特徴とする光学特性測定装置。
【請求項２】
前記像面上の走査領域外で前記光を検知する光検知手段と、
前記光検知手段により検知した検知信号を基に、前記光が前記受光部上を走査するように、前記光を点灯制御させる光制御手段と、を有し、
前記固定部材をデフォーカス方向に位置調整した際に、前記光が前記受光部上を走査するように、前記固定部材を主走査方向に位置調整することを特徴とする請求項１記載の光学特性測定装置。
【請求項３】
前記固定部材は、熱膨張係数が５×１０-6／℃以下の材質からなることを特徴とする請求項１または２記載の光学特性測定装置。
【請求項４】
前記固定部材の温度変化量を計測する少なくとも１つの温度センサを有し、
前記温度センサにより計測する温度変化量と、前記固定部材の熱膨張係数と、から算出される前記受光部間の変位量を基に、前記複数の受光部により測定した測定結果を補正する補正手段を有することを特徴とする請求項１記載の光学特性測定装置。
【請求項５】
前記固定部材の伸び量を計測する少なくとも１つの歪ゲージを有し、
前記歪ゲージにより計測する前記固定部材の伸び量から算出される前記受光部間の変位量を基に、前記複数の受光部により測定した測定結果を補正する補正手段を有することを特徴とする請求項１記載の光学特性測定装置。
【請求項６】
前記走査光学系は、複数の走査光学系からなるタンデム光学系であり、
前記位置調整手段により前記副走査方向へ位置調整を行った移動量と、前記位置調整手段により位置調整を行う前後の前記副走査方向の位置情報と、を基に、前記走査光学系間の距離を算出する手段を有することを特徴とする請求項１記載の光学特性測定装置。
【請求項７】
前記光学特性測定装置を搭載する走査光学ユニットと着脱可能にしたことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の光学特性測定装置。
【請求項８】
請求項１から７の何れか１項に記載の光学特性測定装置と、像担持体と、前記光学特性測定装置により前記像担持体上に書き込まれた静電潜像を可視像化し、像を形成する現像手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
光源から照射された光により像面上を走査し、書込及び読取の少なくとも一方を行う走査光学系を有し、前記像面上を前記光が走査する走査線の位置と、前記光の光強度と、の少なくとも１方を、固定部材と一体的に設けられた複数の受光部により検知する光学特性測定装置において行う光学特性測定方法であって、
前記複数の受光部は、前記固定部材の主走査方向に配列されており、
前記固定部材を、主走査方向、副走査方向、デフォーカス方向の何れかの方向に位置調整を行う位置調整工程を、前記光学特性測定装置が行うことを特徴とする光学特性測定方法。
【請求項１０】
前記光学特性測定装置は、
前記像面上の走査領域外で前記光を検知する光検知手段を有し、
前記光検知手段により検知した検知信号を基に、前記光が前記受光部上を走査するように、前記光を点灯制御させる光制御工程を、前記光学特性測定装置が行い、
前記固定部材をデフォーカス方向に位置調整した際に、前記光が前記受光部上を走査するように、前記固定部材を主走査方向に位置調整することを特徴とする請求項９記載の光学特性測定方法。
【請求項１１】
前記光学特性測定装置は、前記固定部材の温度変化量を計測する少なくとも１つの温度センサを有し、
前記温度センサにより計測する温度変化量と、前記固定部材の熱膨張係数と、から算出される前記受光部間の変位量を基に、前記複数の受光部により測定した測定結果を補正する補正工程を、前記光学特性測定装置が行うことを特徴とする請求項９記載の光学特性測定方法。
【請求項１２】
前記光学特性測定装置は、前記固定部材の伸び量を計測する少なくとも１つの歪ゲージを有し、
前記歪ゲージにより計測する前記固定部材の伸び量から算出される前記受光部間の変位量を基に、前記複数の受光部により測定した測定結果を補正する補正工程を、前記光学特性測定装置が行うことを特徴とする請求項９記載の光学特性測定方法。
【請求項１３】
前記走査光学系は、複数の走査光学系からなるタンデム光学系であり、
前記位置調整工程により前記副走査方向へ位置調整を行った移動量と、前記位置調整工程により位置調整を行う前後の前記副走査方向の位置情報と、を基に、前記走査光学系間の距離を算出する工程を、前記光学特性測定装置が行うことを特徴とする請求項９記載の光学特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査光学系の走査位置を測定する光学特性測定装置、その光学特性測定装置を搭載した画像形成装置、及び光学特性測定装置において行う光学特性測定方法に関し、特に、レーザプリンタ、デジタル複写機等の画像形成装置に好適な光学特性測定装置、画像形成装置及び光学特性測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光束を光スポットとして被走査面上に集光させ、その集光させた光スポットを被走査面上で走査させる走査光学系は、レーザプリンタやデジタル複写機といった各種の画像形成装置に適用されている。
【０００３】
なお、近年では、走査光学系による光走査の『高密度化やマルチビーム化』が考慮され、光スポットによる走査位置に対する『高精度化』が要求されているのが現状である。
【０００４】
なお、光スポットは、被走査面上を移動走査することになるが、その被走査面上における光スポットの理想的な移動走査方向を『主走査方向』と呼び、その『主走査方向』に直交する方向を『副走査方向』と呼ぶ。また、光スポットの軌道を『主走査ライン』と呼ぶ。なお、上述した『被走査面』は、仮想的な平面であり、実体的には光導電性の感光体の感光面を示す。
【０００５】
『主走査ライン』は、正確な直線であることが理想的であるが、実際には、種々の要因により、厳密な直線とはならず、僅かな曲がりが生じることになる。
【０００６】
また、レーザ光束の偏向を回転多面鏡で行い、その回転多面鏡で偏向させた光スポットを被走査面上で移動走査させる場合には、その回転多面鏡の各偏向反射面毎の偏向による『主走査ライン』が、回転多面鏡のいわゆる『面倒れ』の影響により、副走査方向に微小な距離だけ変動する虞がある。
【０００７】
このような主走査ラインの『曲がり』や『副走査方向の距離変動』は、所定の許容範囲内に収める必要があるが、光走査を高密度化する場合や、マルチビームで光走査を行う場合の許容範囲はかなり狭いことになる。
【０００８】
なお、走査光学系を実際に組み立てる際やその組み立て後において、主走査ラインの『曲がり』や『副走査方向の距離変動』を調整したり、これらが設計通りの許容幅内に収まっているかどうかを検査したりするため、被走査面上の所望の主走査位置で、その副走査方向の走査位置を測定する必要がある。
【０００９】
なお、この走査光学系の走査位置の測定には、ＣＣＤセンサが一般的に用いられている。なお、ＣＣＤセンサは、複数の受光エレメント（光素子列）からなり、この受光エレメントが副走査方向に配列されることになる。以下、図１を参照しながら、ＣＣＤセンサを用いた従来の光学特性測定装置について説明する。なお、図１は、ＣＣＤセンサを用いた移動式の光学特性測定装置の構成を示す。
【００１０】
図１に示すように、半導体レーザ（２）は、レーザ光源（１）に接続され、走査光学系のユニット（６）内に配置される。
【００１１】
半導体レーザ（２）から放出されたレーザビームは、コリメータレンズ及びシリドリカルレンズ（３）によって、ポリゴンミラー（４）の鏡面に集光される。ポリゴンミラー（４）に集光されたレーザビームは、ポリゴンミラー（４）の鏡面で反射されてｆθレンズ（５）を通過し、被走査面（像面）上に光スポットとして結像され、主走査方向であるｙ軸方向に走査される。
【００１２】
ポリゴンミラー（４）により走査されるレーザビームは、被走査面上で光スポットの軌道上に配置された１台のＣＣＤセンサ（７）のＣＣＤ受光部（８）に照射される。なお、ＣＣＤ受光部（８）には、５０００画素の光素子列からなる受光エレメントが、副走査方向（ｚ軸方向）に配列されている。また、ＣＣＤセンサ（７）は、移動ステージ（２８）により移動可能に支持されている。
【００１３】
また、ＣＣＤセンサ（７）のＣＣＤ受光部（８）からの受光信号レベルとしての出力信号は、画像入力ボード（１０）を経て、ＰＣ（パーソナル・コンピュータ）（１１）に出力される。
【００１４】
画像入力ボード（１０）は、ＣＣＤ受光部（８）からの受光信号レベル、特に、各受光素子の出力信号の分布（光強度の分布）を測定する。そして、ＰＣ（１１）の演算装置は、出力断面形状の面積中心をカウントできるソフトを有し、各受光素子の出力信号の分布（光強度の分布）からその出力断面形状の面積中心を算出し、該算出した面積中心を基に、副走査方向の走査位置情報として処理する。
【００１５】
ＰＣ（１１）の演算装置は、走査位置の測定を、ＣＣＤセンサ（７）のＣＣＤ受光部（８）から画像入力ボード（１０）を経て取り込んだ各受光信号を基に、複数箇所の副走査方向の走査位置情報を求め、これらの走査位置情報を基に、走査線の曲がり、傾き、ピッチムラ、ピッチ偏差などを算出する。
【００１６】
なお、光ビームの副走査方向の走査位置を測定する目的は、光ビームの全像高に渡る副走査位置から走査線の曲りや傾きを求めたり、マルチビームでのピッチ偏差を求めたりすることにある。特に、マルチビームでのピッチ偏差は、サブミクロンの精度が要求されるため、図１に示すＣＣＤセンサ（７）を移動させる移動ステージ（２８）の位置精度や温度変化等による測定誤差も無視できない。
【００１７】
走査位置の測定に使用されるＣＣＤセンサ（７）は、ラインＣＣＤセンサであり、複数の受光素子からなる受光エレメントが光素子間ピッチ７μｍで配列されている。各受光素子からの出力は、受光素子に照射される光エネルギに対して直線的に変化し、画像入力ボード（１０）によるＡ／Ｄ変換で、２５６段階の出力値となる。そして、この出力値の重心となる位置を計算することで、副走査方向の走査位置を算出する。
【００１８】
従来は、単一のＣＣＤセンサ（７）を移動ステージ（２８）により測定位置まで移動し、その位置での測定が終了すると次の位置に移動する動作を繰返し、全像高に渡っての測定を行っていた。このような方式では、移動ステージ（２８）のピッチング、ヨーイング等の誤差が測定精度を直接低下させてしまうという問題があった。また、移動ステージ（２８）の移動による時間的ズレにより、温度条件が変化してしまい、これによる測定精度低下という問題もあった。
【００１９】
このようなことから、本発明より先に出願された技術文献として、光ビームにより像面上を走査して書込及び読取の少なくとも一方を行う走査光学系により、前記光ビームが前記像面上を主走査方向に走査する走査線の位置を、副走査方向に配列された複数の受光素子を有する光センサ、または前記走査線の位置を検出可能な光センサにより測定する走査光学系光学特性測定装置において、前記光センサは前記像面に合わせて像高方向に少なくとも３台以上並べた固定式光センサとし、該光センサにより、前記光ビームの前記像面上における副走査位置を複数個所で測定し、光ビームの副走査方向の走査位置を高精度で測定できる走査光学系光学特性測定装置が開示された文献がある（例えば、特許文献１参照）。
【００２０】
また、動的ビームプロファイル測定技術について開示された文献がある（例えば、非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２３４３５９号公報
【非特許文献１】吉川  浩史、外３名、“動的ビームプロファイル測定技術”、Ricoh Technical Report no.27、NOVEMBER,2001、p.72−76
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
なお、上記特許文献１には、光ビームの副走査方向の走査位置を高精度で測定できる走査光学系光学特性測定装置が開示されているが、光センサを複数台並べた固定式光センサ自体を移動調整することについては何ら考慮されたものではない。
【００２２】
また、『主走査ライン』は、正確な等速で走査されることが理想的であるが、実際には種々の要因で厳密な等速にはならず僅かな速度変化が生じることになる。この速度変化は、倍率誤差やリニアリティなどと呼ばれ、特に、カラー画像形成装置では、色ずれの要因となるため、被走査面上の所望の主走査位置で、その主走査方向のリニアリティを測定する必要が生じることになる。
【００２３】
このような特性値を同時に測定可能な測定装置として、ＣＣＤセンサを複数並べた装置（photon社より発売されているBeam Pro等）や、固定部材であるプラテンに複数のＣＣＤセンサを並べた装置（photon社より発売されているPlaten Profiler等）がある。
【００２４】
しかしながら、上記のＣＣＤセンサを複数並べた装置では、ＣＣＤセンサが複数あることから、測定データの処理時間に限界があり、複数走査でのデータが必要となり、一走査で完結することは困難となる。
【００２５】
なお、固定部材に複数のＣＣＤセンサを並べた装置では、大元のＣＣＤは１つであるため、一走査で完結することが可能となり、測定の信頼性が向上することにはなるが、固定部材上の各センサは、ＣＣＤを複数に分割した狭い領域に配置されることになるため、測定位置が受光領域からずれ易く、正確な測定ができない虞がある。
【００２６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、光の副走査方向の走査位置と主走査方向のリニアリティを高精度に測定することを可能とした光学特性測定装置、画像形成装置及び光学特性測定方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
かかる目的を達成するために、本発明は以下の特徴を有することとする。
【００２８】
本発明にかかる光学特性測定装置は、光源から照射された光により像面上を走査し、書込及び読取の少なくとも一方を行う走査光学系を有し、像面上を光が走査する走査線の位置と、光の光強度と、の少なくとも１方を、固定部材と一体的に設けられた複数の受光部により測定する光学特性測定装置であって、複数の受光部は、固定部材の主走査方向に配列されており、固定部材を、主走査方向、副走査方向、デフォーカス方向の何れかの方向に位置調整を行う位置調整手段を有することを特徴とするものである。
【００２９】
また、本発明にかかる光学特性測定装置は、像面上の走査領域外で光を検知する光検知手段と、光検知手段により検知した検知信号を基に、光が受光部上を走査するように、光を点灯制御させる光制御手段と、を有し、固定部材をデフォーカス方向に位置調整した際に、光が受光部上を走査するように、固定部材を主走査方向に位置調整することを特徴とするものである。
【００３０】
また、本発明にかかる光学特性測定装置において、固定部材は、熱膨張係数が５×１０-6／℃以下の材質からなることを特徴とするものである。
【００３１】
また、本発明にかかる光学特性測定装置は、固定部材の温度変化量を計測する少なくとも１つの温度センサを有し、温度センサにより計測する温度変化量と、固定部材の熱膨張係数と、から算出される受光部間の変位量を基に、複数の受光部により測定した測定結果を補正する補正手段を有することを特徴とするものである。
【００３２】
また、本発明にかかる光学特性測定装置は、固定部材の伸び量を計測する少なくとも１つの歪ゲージを有し、歪ゲージにより計測する固定部材の伸び量から算出される受光部間の変位量を基に、複数の受光部により測定した測定結果を補正する補正手段を有することを特徴とするものである。
【００３３】
また、本発明にかかる光学特性測定装置において、走査光学系は、複数の走査光学系からなるタンデム光学系であり、位置調整手段により副走査方向へ位置調整を行った移動量と、位置調整手段により位置調整を行う前後の副走査方向の位置情報と、を基に、走査光学系間の距離を算出する手段を有することを特徴とするものである。
【００３４】
また、本発明にかかる光学特性測定装置は、光学特性測定装置を搭載する走査光学ユニットと着脱可能にしたことを特徴とするものである。
【００３５】
また、本発明にかかる画像形成装置は、上記記載の光学特性測定装置と、像担持体と、光学特性測定装置により像担持体上に書き込まれた静電潜像を可視像化し、像を形成する現像手段と、を有することを特徴とするものである。
【００３６】
また、本発明にかかる光学特性測定方法は、光源から照射された光により像面上を走査し、書込及び読取の少なくとも一方を行う走査光学系を有し、像面上を光が走査する走査線の位置と、光の光強度と、の少なくとも１方を、固定部材と一体的に設けられた複数の受光部により測定する光学特性測定装置において行う光学特性測定方法であって、複数の受光部は、固定部材の主走査方向に配列されており、固定部材を、主走査方向、副走査方向、デフォーカス方向の何れかの方向に位置調整を行う位置調整工程を、光学特性測定装置が行うことを特徴とするものである。
【００３７】
また、本発明にかかる光学特性測定方法において、光学特性測定装置は、像面上の走査領域外で光を検知する光検知手段を有し、光検知手段により検知した検知信号を基に、光が受光部上を走査するように、光を点灯制御させる光制御工程を、光学特性測定装置が行い、固定部材をデフォーカス方向に位置調整した際に、光が受光部上を走査するように、固定部材を主走査方向に位置調整することを特徴とするものである。
【００３８】
また、本発明にかかる光学特性測定方法において、光学特性測定装置は、固定部材の温度変化量を計測する少なくとも１つの温度センサを有し、温度センサにより計測する温度変化量と、固定部材の熱膨張係数と、から算出される受光部間の変位量を基に、複数の受光部により測定した測定結果を補正する補正工程を、光学特性測定装置が行うことを特徴とするものである。
【００３９】
また、本発明にかかる光学特性測定方法において、光学特性測定装置は、固定部材の伸び量を計測する少なくとも１つの歪ゲージを有し、歪ゲージにより計測する固定部材の伸び量から算出される受光部間の変位量を基に、複数の受光部により測定した測定結果を補正する補正工程を、光学特性測定装置が行うことを特徴とするものである。
【００４０】
また、本発明にかかる光学特性測定方法において、走査光学系は、複数の走査光学系からなるタンデム光学系であり、位置調整工程により副走査方向へ位置調整を行った移動量と、位置調整工程により位置調整を行う前後の副走査方向の位置情報と、を基に、走査光学系間の距離を算出する工程を、光学特性測定装置が行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００４１】
本発明にかかる光学特性測定装置、画像形成装置、及び光学特性測定方法は、固定部材を、主走査方向、副走査方向、デフォーカス方向の何れかの方向に位置調整を行うことで、光の副走査方向の走査位置と主走査方向のリニアリティを高精度に測定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】
【００４２】
まず、図２、図４を参照しながら、本実施形態における光学特性測定装置の特徴について説明する。
【００４３】
本実施形態における光学特性測定装置は、図２に示すように、光源（２）から照射された光により像面上を走査し、書込及び読取の少なくとも一方を行う走査光学系（６）を有し、像面上を光が走査する走査線の位置と、光の光強度と、の少なくとも１方を、固定部材（２０）と一体的に設けられた複数の受光部（２１−１〜ｎ：ｎは、任意の整数）により測定する光学特性測定装置であり、複数の受光部（２１−１〜ｎ）は、固定部材（２０）の主走査方向に配列されており、固定部材（２０）を、図４に示すように、主走査方向（２８−１）、副走査方向（２８−２）、デフォーカス方向（２８−３）の何れかの方向に位置調整を行う位置調整手段（２８−１、２、３）を有することを特徴とするものである。これにより、光の副走査方向の走査位置と主走査方向のリニアリティを高精度に測定することが可能となる。以下、添付図面を参照しながら、本実施形態における光学特性測定装置について詳細に説明する。
【００４４】
（第１の実施形態）
まず、図２を参照しながら、本実施形態における光学特性測定装置の構成について説明する。なお、図２は、本実施形態の光学特性測定装置の全体構成を示す。
【００４５】
本実施形態における光学特性測定装置は、半導体レーザ（２）は、レーザ光源（１）に接続され、走査光学系のユニット（６）内に設置される。
【００４６】
半導体レーザ（２）から放出された光ビームとしてのレーザビームは、コリメータレンズ及びシリドリカルレンズ（３）によって、回転多面鏡であるポリゴンミラー（４）の鏡面に集光される。ポリゴンミラー（４）に集光されたレーザビームは、ポリゴンミラー（４）の鏡面で反射され、その反射されたレーザビームがｆθレンズ（５）を通過し、被走査面（像面）上に光スポットとして結像され、主走査方向であるｙ軸方向に走査される。
【００４７】
なお、上記被走査面（像面）は、画像形成装置の光導電性を有する感光体の感光面を示す。画像形成装置は、一般的に、図２に示す走査光学系ユニット（６）と、像担持体としての感光体（図示せず）と、この感光体を一様に帯電させる帯電器（図示せず）と、感光体に書き込まれた静電潜像を現像する現像器（図示せず）と、感光体上の現像画像を記録媒体上に転写する転写器（図示せず）と、記録媒体上に転写された転写画像を定着する定着器（図示せず）と、を有して構成される。
【００４８】
なお、感光体は、駆動部により回転駆動され、被走査面としての感光面が移動し、図２に示す走査光学系ユニット（６）のｆθレンズ（５）からのレーザビームにより主走査方向に走査されると共に、感光体自体の移動で副走査方向に走査されることになる。
【００４９】
半導体レーザ（２）が駆動回路により画像信号により駆動され、感光体がｆθレンズ（５）からのレーザビームで露光されて静電潜像が形成される。感光体上の静電潜像は現像器により現像されてトナー像となり、この感光体上のトナー像は転写器により転写用紙に転写され、定着器により転写用紙に定着される。なお、被走査面は、画像形成装置を構成する走査光学系のユニットから照射される光ビームで走査して画像を読み取る被走査面（像面）とすることも可能である。
【００５０】
なお、図２に示す走査光学ユニット（６）から走査されたレーザビームは、被走査面上で光スポットの軌道上に配置された、光学特性測定装置の固定部材（２０）上に有する複数の受光部（２１−１〜ｎ：ｎは、任意の整数）に照射される。以下、図３を参照しながら、固定部材（２０）の構成について説明する。
【００５１】
固定部材（２０）は、図３に示すように、複数の受光部（２１−１〜ｎ）を有して構成される。なお、複数の受光部（２１−１〜ｎ）は、大元のエリアＣＣＤ（２２）と、光ファイバ（２３）を介して結合しており、光ファイバ（２３）は、エリアＣＣＤ（２２）の各画素に１：１で対応して構成される。
【００５２】
例えば、２／３型、５２万画素のエリアＣＣＤ（２２）を適用した場合、エリアＣＣＤ（２２）の有効面積は、約９.５ｍｍ×５.３ｍｍとなり、有効画素数は、９４８×４８５画素となる。
【００５３】
図３に示すように、固定部材（２２）に配列される受光部（２１−１〜ｎ）を１１分割した場合には、１つの受光部（２１−１〜ｎ）の有効面積は、約０.８６ｍｍ×５.３ｍｍとなり、有効画素数は、８６×４８５画素となり、４１７１０本の光ファイバ（２３）が各受光部（２１−１〜ｎ）に接続されることになる。
【００５４】
本実施形態における光学特性測定装置は、図３に示す固定部材（２０）上に配置された各受光部（２１−１〜ｎ）上の位置でのみ１ドット点灯するように点灯制御することで、副走査方向の走査位置やリニアリティやビームプロファイルを測定することが可能となる。
【００５５】
なお、本実施形態における光学特性測定装置は、各受光部（２１−１〜ｎ）上の位置でのみ１ドット点灯するようなタイミングの基準信号を得るため、最初の受光部（２１−１）以前に同期ＰＤ（２４）を設けている。
【００５６】
次に、図４を参照しながら、本実施形態における光学特性測定装置の構成について説明する。なお、図４は、本実施形態における光学特性測定装置が、主走査方向、副走査方向、デフォーカス方向、に移動可能なように、移動ステージ（２８）を設けた状態を示す。
【００５７】
本実施形態における光学特性測定装置は、主走査方向移動ステージ（２８−１）、副走査方向移動ステージ（２８−２）、デフォーカス走査方向移動ステージ（２８−３）、の３方向への移動が可能な移動ステージ（２８）上に、光学特性測定装置を設置する。これにより、本実施形態における光学特性測定装置は、タンデム型の走査光学系を構成した場合でも、光の走査位置の測定を行うことが可能となる。また、光の測定位置の調整も可能となる。
【００５８】
図５（ａ）は、固定部材（２０）を、デフォーカス方向に位置調整した状態で、光の走査位置を測定した状態を示す。例えば、１つの受光部（２１−１〜ｎ）の有効面積が約０.８６ｍｍ×５.３ｍｍの場合、仮に、ある像高での走査ビーム出射角度が２０°だと仮定する。この場合、固定部材（２０）を、１ｍｍだけ、デフォーカス方向に移動しただけで、受光部（２１−１〜ｎ）の中央部分に当たっていたφ１００μｍの走査ビームが、その受光部（２１−１〜ｎ）を外れてしまうことになる。
【００５９】
このため、図５（ａ）に示すように、固定部材（２０）をデフォーカス方向に位置調整した場合に、走査ビームが受光部（２１−１〜ｎ）から外れてしまわないように、図５（ｂ）に示すように、主走査方向移動ステージ（２８−１）により、固定部材（２０）を主走査方向に位置調整を行い、受光部（２１−１〜ｎ）を含む固定部材（２０）全体を主走査方向に移動させることになる。これにより、図５（ｂ）に示すように、受光部（２１−１〜ｎ）の中央部分に走査ビームを当てるようにすることが可能となる。
【００６０】
このように、本実施形態における光学特性測定装置は、複数の受光部（２１−１〜ｎ）が固定部材（２０）の主走査方向に配列した固定部材（２０）自体を、主走査方向、副走査方向、デフォーカス方向の何れかの方向に位置調整を行うように構成することで、光の副走査方向の走査位置と主走査方向のリニアリティを高精度に測定することが可能となる。
【００６１】
なお、走査ビーム出射角度は、像高や、光学系により異なるため、事前に像高に対する走査ビーム出射角度の特性値を入力しておくか、または、自動的に走査ビーム出斜角度の位置を取得できるような制御方式にしておくことが好ましい。
【００６２】
なお、ポリゴンミラー（４）により走査されるレーザビームは、被走査面上で光スポットの軌道上の固定部材（２０）上に配置された複数の受光部（２１−１〜ｎ）に照射される。全ての受光部（２１−１〜ｎ）からの受光信号レベルとしての出力信号は、図１に示す画像入力ボード（１０）を経て、ＰＣ（１１）に取り込まれる。画像入力ボード（１０）は、受光部（２１−１〜ｎ）からの受光信号レベル、特に、各光素子の出力信号の分布（光強度の分布）を測定することになる。そして、ＰＣ（１１）の演算装置は、出力断面形状の面積中心をカウントできるソフトを有し、その各光素子の出力信号の分布（光強度の分布）からその出力断面形状の面積中心を演算し、これを主副走査方向の走査位置情報として処理する。
【００６３】
ＰＣ（１１）の演算装置は、走査位置の測定を、受光部（２１−１〜ｎ）から画像入力ボード（１０）を経て取り込んだ各受光信号を基に、複数箇所の主副走査方向の走査位置情報を求め、これらの走査位置情報を基に、走査線の曲がり、傾き、ピッチムラ、ピッチ偏差などを算出することになる。
【００６４】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
【００６５】
第２の実施形態における光学特性測定装置は、固定部材（２０）は、熱膨張係数が５×１０-6／℃以下の材質からなることを特徴とするものである。これにより、固定部材（２０）の熱膨張による、光学特性の測定精度の低減を防止することが可能となる。
【００６６】
一般的に、光学特性の測定中に、温度変化が発生すると、固定部材（２０）に熱膨張が発生し、受光部（２１−１〜ｎ）の位置も変化してしまうことになる。このため、光学特性の測定精度が低減してしまうことになる。
【００６７】
本実施形態における光学特性測定装置は、固定部材（２０）の熱膨張による、光学特性の測定精度の低減を防止するために、固定部材（２０）の材質に、熱膨張係数が２０×１０-6／℃のアルミニウムを使用するのではなく、熱膨張係数が５×１０-6／℃以下の材質である低熱膨張鋳鉄ノビナイト等を使用する。このように、固定部材（２０）を、熱膨張係数が低い材質を適用することで、熱膨張による測定精度の悪化を低減することが可能となる。例えば、受光部（２１−１〜ｎ）の間隔を３０ｍｍとし、固定部材（２０）の材質に、熱膨張係数が２０×１０-6／℃のアルミニウムを適用した場合には、１℃の変化で、０.６０μｍの伸びとなるのに対し、固定部材（２０）の材質に、熱膨張係数が５×１０-6／℃の材質を適用した場合には、１℃の変化で、０.１５μｍの伸びとなるため、測定誤差を低減することが可能となる。
【００６８】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。
【００６９】
第３の実施形態における光学特性測定装置は、固定部材（２０）の温度変化量を計測する少なくとも１つの温度センサ（３０）を有し、その温度センサ（３０）により計測する温度変化量と、その固定部材（２０）の熱膨張係数と、から算出される受光部（２１−１〜ｎ）間の変位量を基に、複数の受光部（２１−１〜ｎ）により測定した測定結果を補正することを特徴とするものである。これにより、温度変化により固定部材（２０）の熱膨張が発生しても、受光部（２１−１〜ｎ）間の変位量を基に、複数の受光部（２１−１〜ｎ）により測定した測定結果を補正することで、光学特性の測定精度の低減を防止することが可能となる。以下、図６を参照しながら、第３の実施形態における光学特性測定装置について説明する。
【００７０】
まず、図６を参照しながら、第３の実施形態における光学特性測定装置について説明する。なお、図６は、受光部（２１−１〜ｎ）が設けられた固定部材（２０）に、少なくとも１つの温度センサ（３０）を設けた状態を示す。
【００７１】
熱膨張係数の低い材質を用いて固定部材（２０）を構成したとしても、固定部材（２０）の熱膨張による、光学特性の測定精度の低減を完全に防止することは困難である。このため、本実施形態の光学特性測定装置は、図６に示すように、固定部材（２０）の温度変化量を計測する温度センサ（３０）を固定部材（２０）上に設置し、その温度センサ（３０）により計測した温度変化量と、その固定部材（２０）の熱膨張係数と、から算出される受光部（２１−１〜ｎ）間の変位量を基に、各受光部（２１−１〜ｎ）により測定した測定結果を補正することで、各受光部（２１−１〜ｎ）の位置を正確に把握することが可能となり、光学特性の測定精度を向上させることになる。
【００７２】
次に、図７を参照しながら、温度センサ（３０）により計測した温度変化量と、その固定部材（２０）の熱膨張係数と、から算出される受光部（２１−１〜ｎ）間の変位量を基に、複数の受光部（２１−１〜ｎ）により測定した測定結果を補正する際の制御処理について説明する。
【００７３】
まず、温度センサ（３０）により、温度変化量を測定する（ステップＳ１）。次に、上記測定した温度変化量と、固定部材（２０）の熱膨張係数と、を基に、各受光部（２１−１〜ｎ）間の主走査方向と副走査方向との変位量を算出する（ステップＳ２）。次に、図６に示す同期ＰＤ（２４）から各受光部（２１−１〜ｎ）までの距離を測定する（ステップＳ３）。次に、上記ステップＳ２において算出した各受光部（２１−１〜ｎ）間の主走査方向と副走査方向との変位量を基に、上記ステップＳ３にて測定した同期ＰＤ（２４）から各受光部（２１−１〜ｎ）までの距離を補正する（ステップＳ４）。これにより、温度変化により固定部材（２０）の熱膨張が発生しても、その温度センサ（３０）により計測した温度変化量と、固定部材（２０）の熱膨張係数と、を基に、各受光部（２１−１〜ｎ）間の主走査方向と副走査方向との変位量を算出し、各受光部（２１−１〜ｎ）により測定した測定結果から、上記算出した変位量を減算し、各受光部（２１−１〜ｎ）により測定した測定結果を補正することで、各受光部（２１−１〜ｎ）の位置を正確に把握することが可能となり、光学特性の測定精度を向上させることになる。
【００７４】
なお、図６では、固定部材（２０）上に温度センサ（３０）を１つ設けた構成としたが、温度センサ（３０）を複数設けることも可能である。温度センサ（３０）を複数設けた構成とすることで、固定部材（２０）の温度分布や、固定部材（２０）の伸びの測定精度が向上するため、光学特性の測定精度の向上を図ることが可能となる。
【００７５】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。
【００７６】
第４の実施形態における光学特性測定装置は、固定部材（２０）の伸び量を計測する少なくとも１つの歪ゲージ（３０）を有し、歪ゲージ（３０）により計測する固定部材（２０）の伸び量から算出される受光部（２１−１〜ｎ）の変位量を基に、複数の受光部（２１−１〜ｎ）により測定した測定結果を補正することを特徴とするものである。これにより、温度変化により固定部材（２０）の熱膨張が発生しても、受光部（２１−１〜ｎ）間の変位量を基に、複数の受光部（２１−１〜ｎ）により測定した測定結果を補正することで、光学特性の測定精度の低減を防止することが可能となる。以下、図６を参照しながら、第４の実施形態における光学特性測定装置について説明する。
【００７７】
図６では、固定部材（２０）上に対し、温度センサ（３０）を設けた構成としたが、本実施形態における光学特性測定装置は、温度センサ（３０）の代わりに、固定部材（２０）の伸び量を計測する歪ゲージを設ける。なお、固定部材（２０）に対し、歪ゲージを設けた場合も、温度センサ（３０）と同様な制御処理を行うことになる。以下、図８を参照しながら、歪ゲージにより計測した固定部材（２０）の伸び量から算出される受光部（２１−１〜ｎ）間の変位量を基に、複数の受光部（２１−１〜ｎ）により測定した測定結果を補正する際の制御処理について説明する。
【００７８】
まず、歪ゲージにより、固定部材（２０）の伸び量を計測する（ステップＳ１１）。次に、上記計測した固定部材（２０）の伸び量を基に、各受光部（２１−１〜ｎ）間の主走査方向と副走査方向との変位量を算出する（ステップＳ１２）。次に、図６に示す同期ＰＤ（２４）から各受光部（２１−１〜ｎ）までの距離を測定する（ステップＳ１３）。次に、上記ステップＳ１２において算出した各受光部（２１−１〜ｎ）間の主走査方向と副走査方向との変位量を基に、上記ステップＳ１３にて測定した同期ＰＤ（２４）から各受光部（２１−１〜ｎ）までの距離を補正する（ステップＳ１４）。これにより、温度変化により固定部材（２０）の熱膨張が発生しても、その歪ゲージにより測定した固定部材（２０）の伸び量を基に、各受光部（２１−１〜ｎ）間の主走査方向と副走査方向との変位量を算出し、各受光部（２１−１〜ｎ）により測定した測定結果から、上記算出した変位量を減算し、各受光部（２１−１〜ｎ）により測定した測定結果を補正することで、各受光部（２１−１〜ｎ）の位置を正確に把握することが可能となり、光学特性の測定精度を向上させることになる。
【００７９】
なお、歪ゲージは、固定部材（２０）上に１つ設けた構成としたり、複数設けた構成としたりすることが可能である。なお、歪ゲージを複数設けた構成とすることで、固定部材（２０）の温度分布や、固定部材（２０）の伸びの測定精度が向上し、光学特性の測定精度の向上を図ることが可能となる。
【００８０】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。
【００８１】
第５の実施形態における光学特性測定装置は、複数の走査光学系からなるタンデム光学系において、固定部材（２０）を副走査方向に位置調整を行った際の移動量と、固定部材（２０）の位置調整を行う前後の副走査方向の位置情報と、を基に、走査光学系間の距離を算出することを特徴とするものである。このように、走査光学系間の距離を算出することで、タンデム光学系を構成する各光光学系による光の書き込み間隔を正確に算出することが可能となる。以下、図９を参照しながら、第５の実施形態における光学特性測定装置について説明する。なお、図９は、本実施形態の光学特性測定装置を、タンデム型の走査光学ユニットに配置した状態を示すものである。
【００８２】
本実施形態における光学特性測定装置は、副走査方向移動ステージ（２８−２）により光学特性測定装置を移動することで、タンデム型の走査光学ユニットを構成する全てのステーション（走査光学系）での測定が可能となる。また、各ステーションの間隔も、副走査方向移動ステージ（２８−２）の移動量と、各受光部（２０−１〜ｎ）にて検知した情報を基に算出される位置情報と、の情報を基に、正確に測定することが可能となる。
【００８３】
なお、図９では、実線『光学特性測定装置：移動前』が最下ステーションでの測定状態を示し、点線『光学特性測定装置：移動後』が最上ステーションでの測定状態を示す。副走査方向の走査位置やリニアリティやステーション間隔の調整機構を持つ走査光学ユニットの場合、副走査方向移動ステージ（２８−２）の移動量と、各受光部（２０−１〜ｎ）にて検知した情報を基に算出される位置情報と、の情報を基に、副走査方向の走査位置やリニアリティやステーション間隔の調整を行うことで、書き込み精度の高い走査光学ユニットを構成することが可能となる。また、本実施形態における光学特性測定装置は、主副走査方向の走査位置測定と調整とが可能となるように、走査光学ユニットと着脱可能に構成されている。
【００８４】
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について説明する。
【００８５】
第６の実施形態における光学特性測定装置は、画像形成装置に搭載し、光学特性測定装置により像担持体上に静電潜像を書き込み、該書き込んだ静電潜像を可視像化し、像を形成することを特徴とするものである。このように、光学特性測定装置を搭載した画像形成装置を構成することで、高画質の出力を可能とする画像形成装置を構成することが可能となる。以下、図１０を参照しながら、光学特性測定装置を搭載した画像形成装置について説明する。なお、図１０は、本実施形態における光学特性測定装置により測定・調整したタンデム型の走査光学ユニットを、画像形成装置内に搭載した状態の構成を示す図である。
【００８６】
まず、画像形成装置内の下部側には、給紙カセット（２７）が水平方向に配設されている。また、その給紙カセット（２７）から給紙される転写紙（図示せず）を搬送する搬送ベルト（５０）が設けられている。この搬送ベルト（５０）上にはイエローＹ用の感光体（６Ｙ），マゼンタＭ用の感光体（６Ｍ），シアンＣ用の感光体（６Ｃ）及びブラックＫ用の感光体（６Ｋ）が上流側から順に等間隔で配設されている。なお、以下、符号に対する添字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを適宜付けて区別するものとする。
【００８７】
なお、本実施形態における各感光体（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ）は、全て同一径に形成されたものであり、その周囲には、電子写真プロセスに従いプロセス部材が順に配設されている。例えば、感光体（６Ｙ）を例にとれば、帯電チャージャ（４０Ｙ）、走査結像光学系（２５Ｙ）、現像装置（２６Ｙ）、転写チャージャ（２４Ｙ）、クリーニング装置（２８Ｙ）等が順に配設されている。なお、他の感光体（６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ）も同様な構成となる。このため、本実施形態における画像形成装置は、感光体（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ）を各色毎に設定された被照射面とするものであり、各々に対し、走査結像光学系（２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋ）が１対１の対応関係で設けられている。
【００８８】
また、搬送ベルト（５０）の周囲には、感光体（２５Ｙ）よりも上流側に位置させてレジストローラ（３０）と、ベルト帯電チャージャ（３４）と、が設けられ、感光体（２５Ｋ）よりも下流側に位置させてベルト分離チャージャ（６１）と、除電チャージャ（６２）と、クリーニング装置（６３）と、が順に設けられている。また、ベルト分離チャージャ（６１）よりも搬送方向下流側には定着装置（６４）が設けられ、排紙トレイ（６５）に向けて排紙ローラ（６６）で結ばれている。
【００８９】
本実施形態における光学特性測定装置は、図１０に示すようなタンデム型の画像形成装置に搭載することで、高画質の出力を可能とする画像形成装置を構成することが可能となる。
【００９０】
なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。例えば、上述した本実施形態の光学特性測定装置における制御動作は、ハード構成ではなく、コンピュータプログラム等のソフトウェアにより実行することも可能であり、また、上記のプログラムは、光記録媒体、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、または半導体等の記録媒体に記録し、その記録媒体から上記プログラムを、光学特性測定装置に読み込ませることで、上述した制御動作を、光学特性測定装置において実行させることも可能である。また、所定のネットワークを介して接続されている外部機器から上記プログラムを光学特性測定装置に読み込ませることで、上述した制御動作を、光学特性測定装置において実行させることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明にかかる光学特性測定装置、画像形成装置及び光学特性測定方法は、プリンタ、ファクシミリ、複写機、複合機等に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】従来の光学特性測定装置の構成を示す図である。
【図２】本実施形態の光学特性測定装置の構成を示す図である。
【図３】本実施形態の光学特性測定装置を構成する固定部材（２０）の拡大図である。
【図４】本実施形態の光学特性装置に移動ステージ（２８−１〜３）を設けた状態の構成を示す図である。
【図５】本実施形態における光学特性測定装置を、デフォーカス位置で測定した状態を示す。
【図６】本実施形態における光学特性測定装置に対し、温度センサと歪ゲージと、の少なくとも１方を設けた状態を示す図である。
【図７】本実施形態の光学特性測定装置に対し、温度センサを設けた場合の制御動作を示す図である。
【図８】本実施形態の光学特性測定装置に対し、歪ゲージを設けた場合の制御動作を示す図である。
【図９】本実施形態の光学特性測定装置をタンデム型の走査光学系に搭載した構成を示す図である。
【図１０】本実施形態の光学特性測定装置を搭載した画像形成装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９３】
１    レーザ光源
２    半導体レーザ
３    コリメータレンズ及びシリンドリカルレンズ
４    ポリゴンミラー
５    ｆθレンズ
６    走査光学系ユニット
７    ＣＣＤセンサ
８    ＣＣＤ受光部
１０    画像入力ボード
１１    ＰＣ
２０    固定部材
２１−１〜ｎ    受光部
２２    エリアＣＣＤ
２３    光ファイバ
２４    同期ＰＤ
２８    移動ステージ
２８−１    主走査方向移動ステージ
２８−２    副走査方向移動ステージ
２８−３    デフォーカス方向移動ステージ
３０    温度センサ又は歪ゲージ
【図１】
2007178373.tif 000003
【図２】
2007178373.tif 000004
【図３】
2007178373.tif 000005
【図４】
2007178373.tif 000006
【図５】
2007178373.tif 000007
【図６】
2007178373.tif 000008
【図７】
2007178373.tif 000009
【図８】
2007178373.tif 000010
【図９】
2007178373.tif 000011
【図１０】
2007178373.tif 000012