(57)【要約】【課題】光偏向器を駆動するモータの回転ムラに係わりなく、光偏向器の面倒れ量を高精度で測定する。【解決手段】副走査方向に延びる互に平行な一対のエッジと、互に傾斜した一対のエッジによって形成される一対の三角形状の開口部４Ｓ１、４Ｓ２を有するスリット４を経て、光偏向器１の走査光を受光手段５に導入する。平行な２つのエッジで毎走査ごとの走査速度を測定し、得られた走査速度情報と、傾斜した２つのエッジによって得られた副走査方向の位置情報とを用いて、走査光の副走査方向の位置を演算する。光偏向器１の回転ムラの影響をキャンセルすることで高精度な位置測定を行うことができる。【選択図】図１
2009139520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏向面を有する光偏向器を回転させながら、光束を前記偏向面に照射して走査光を得る走査光学系において、前記走査光の副走査方向の位置を測定する走査光学系の測定方法であって、
それぞれ前記走査光の副走査方向に延在する、互に平行な一対の第１のエッジと、互に傾斜した一対の第２のエッジとによって形成された一対の三角形状の開口部を有するスリットを経て、前記走査光を受光手段に入射させる工程と、
前記受光手段により、前記スリットの前記一対の第１のエッジに基づいて前記走査光の走査速度情報を得る工程と、
前記受光手段により、前記スリットの前記一対の第２のエッジに基づいて前記走査光の副走査方向の位置情報を得る工程と、
前記走査光の走査速度情報によって、前記走査光の副走査方向の位置情報を補正する工程と、を有することを特徴とする走査光学系の測定方法。
【請求項２】
偏向面を有する光偏向器を回転させながら、光束を前記偏向面に照射して走査光を得る走査光学系を有する走査光学装置において、
それぞれ前記走査光の副走査方向に延在する、互に平行な一対の第１のエッジと、互に傾斜した一対の第２のエッジとによって形成された一対の三角形状の開口部を有するスリットと、
前記スリットを経て前記走査光を入射させる受光手段と、
前記スリットの前記一対の第１のエッジに基づいて得られる前記受光手段の第１の出力値と、前記スリットの前記一対の第２のエッジに基づいて得られる前記受光手段の第２の出力値と、から前記走査光の副走査方向の位置を演算する手段と、を有することを特徴とする走査光学装置。
【請求項３】
前記スリットの背後に、前記走査光を前記受光手段に縮小投影する集光手段を設置したことを特徴とする請求項２記載の走査光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル複写機、レーザプリンタなどの画像形成装置に用いられる走査光学系において、光偏向器の面倒れ量を高精度に測定することのできる走査光学系の測定方法及び走査光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の偏向面を有する光偏向器（ポリゴンミラー）を用いた走査光学系においては、光偏向器の各反射面（偏向面）が基準面に対して反射面毎に傾き角のバラツキがあると、いわゆる面倒れによる走査線のピッチムラを生ずる。
【０００３】
従来、光偏向器の面倒れ量を測定する方法としては、特許文献１に開示されたように、三角形状のスリットを用いる測定方法が挙げられる。これは、図４に示すように、走査光の副走査方向の位置を測定するために、光偏向器１０１の偏向面で反射偏向された光源手段１０２からの走査光が、ｆθレンズ１０３を介して三角形状の開口部１０４Ｓを有するスリット１０４上を走査する。そして、スリット１０４の開口部１０４Ｓを透過した光ビームを、スリット１０４に近接して設けたフォトダイオード等の受光手段１０５に入射させ、カウンタ１０６において受光量を検出する。
【０００４】
スリット１０４は、図５（ａ）に示すように副走査方向に対して傾斜角度θで傾斜した一対のエッジ１０４ａ、１０４ｂを有する三角形状の開口部１０４Ｓを有し、開口部１０４Ｓを走査するときの副走査方向の位置が変わると開口幅が変わるように構成される。そのため、受光手段１０５から得られる信号は、走査光の副走査方向の位置に応じて、図５（ｂ）に示すようにその立上りから立下りまでの時間は変化してくる。
【０００５】
そこで、出力信号に対して閾値を設定して、該出力信号の立上りから立下りまでの時間差を測定し、測定した時間差と光偏向器１０１の回転角速度から走査光の副走査方向の位置を測定している。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２９２３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の走査光学系の測定方法では、光偏向器を駆動するモータの回転角速度にムラがあると、回転角速度ムラの分だけ測定時間から面倒れ量に変換する過程で測定誤差となってしまう。
【０００８】
また、光偏向器等を含む走査光学装置の機構部の製造誤差等によって、走査面上での光走査の位置には少なからずバラツキがあり、その走査光をスリットの開口部に通すためにはスリットの開口寸法も大きくならざるを得ない。そのため、スリットに近接して設ける受光手段であるフォトダイオードもスリットの開口部を覆う程の大きさになる。しかし、一般にフォトダイオードは受光面積が大きい程ノイズが大きくなるため、そのノイズが面倒れ測定の測定誤差となっている。
【０００９】
本発明は、モータの回転ムラ等に起因する測定誤差を抑制し、極めて高精度に光偏向器の面倒れ量を測定することのできる走査光学系の測定方法及び走査光学装置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】
【００１０】
本発明の走査光学系の測定方法は、偏向面を有する光偏向器を回転させながら、光束を前記偏向面に照射して走査光を得る走査光学系において、前記走査光の副走査方向の位置を測定する走査光学系の測定方法であって、それぞれ前記走査光の副走査方向に延在する、互に平行な一対の第１のエッジと、互に傾斜した一対の第２のエッジとによって形成された一対の三角形状の開口部を有するスリットを経て、前記走査光を受光手段に入射させる工程と、前記受光手段により、前記スリットの前記一対の第１のエッジに基づいて前記走査光の走査速度情報を得る工程と、前記受光手段により、前記スリットの前記一対の第２のエッジに基づいて前記走査光の副走査方向の位置情報を得る工程と、前記走査光の走査速度情報によって、前記走査光の副走査方向の位置情報を補正する工程と、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の走査光学装置は、偏向面を有する光偏向器を回転させながら、光束を前記偏向面に照射して走査光を得る走査光学系を有する走査光学装置において、それぞれ前記走査光の副走査方向に延在する、互に平行な一対の第１のエッジと、互に傾斜した一対の第２のエッジとによって形成された一対の三角形状の開口部を有するスリットと、前記スリットを経て前記走査光を入射させる受光手段と、前記スリットの前記一対の第１のエッジに基づいて得られる前記受光手段の第１の出力値と、前記スリットの前記一対の第２のエッジに基づいて得られる前記受光手段の第２の出力値と、から前記走査光の副走査方向の位置を演算する手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
一対の三角形状の開口部を有するスリットを用いることで、走査光の副走査方向の位置情報と走査速度情報をほぼ同時に測定することが可能であるため、光偏向器を駆動するモータの回転角速度ムラによる測定誤差をキャンセルすることができる。
【００１３】
そして、スリットの開口部の像を受光手段の受光面に縮小投影することにより、受光手段はスリットの開口部に比べて極めて小さな受光面積で受光することが可能となる。一般にフォトダイオードの受光面積が小さい程ノイズを小さくできるため、ノイズによる面倒れ測定の測定誤差を大幅に改善できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１及び図２は第１の実施形態を説明するものである。図１に示すように、光偏向器１の回転軸に対して垂直な方向の光束として、光源手段２から光偏向器１の複数の偏向面に、レーザービームを照射し、ｆθレンズ３を経て結像面に結像させる。走査光の一部は、スリット４を通って、受光手段（フォトダイオード）５に入射し、その受光量をカウンタ６によって測定することで面倒れ量を測定する。スリット４は、受光手段５のセンサ受光面の前に三角形状の一対の開口部４Ｓ１、４Ｓ２を有する。
【００１６】
一対の三角形状の開口部４Ｓ１、４Ｓ２は、図２（ａ）に示すように、走査光の副走査方向に延在する一対の平行な第１のエッジ４ａ、４ｂと、一対の互に傾斜した第２のエッジ４ｃ、４ｄと、によって形成されている。光偏向器１に面倒れが生じていると、ミラー面である各偏向面から反射される走査光の出射角度は光偏向器１の回転軸方向に変化する。出射角度の変化した走査光で三角形状の２つの開口部４Ｓ１、４Ｓ２を走査すると、副走査方向に対して傾斜角度θで互に逆方向に傾斜する一対の第２のエッジ４ｃ、４ｄにより、受光手段５の受光量は光偏向器１の回転軸方向に変化することになる。
【００１７】
図１（ｂ）に示すように、スリット４の一対の開口部４Ｓ１、４Ｓ２を通過することで、光走査の幅が変化した走査光を受光手段５に入射させると、受光手段５からは時間軸方向の幅が変化した２つの矩形波状信号が出力される。
【００１８】
図２（ｂ）に、受光手段５のセンサ出力として得られる時間軸方向の幅が変化した矩形波状信号波形を示す。信号の立上りから立上りまでの時間（第１の出力値）は、互に傾斜した第２のエッジ４ｃ、４ｄを走査光が通過する時間であるから、走査光の副走査方向の位置を表す位置情報である。また、信号の立下りから立下りまでの時間（第２の出力値）は、第１のエッジ４ａ、４ｂ間の平行スリット幅を走査光が通過する時間であるから走査光の速度を表す走査速度情報である。
【００１９】
まず、立下りから立下りまでの時間から以下のように走査速度を求める。
（走査速度）＝（平行スリット幅）／（立下りから立下りまでの時間）
次に、立上りから立上りまでの時間と、上記で求めた走査速度から副走査方向の位置を計算（演算）する。
（副走査方向の位置）＝｛（立上りから立上りまでの時間）／２＊（走査速度）｝／ｔａｎ（θ）
ここで、θはスリット４の第２のエッジ４ｃ、４ｄの副走査方向に対する傾斜角度である。
【００２０】
光偏向器１の回転ムラがある場合でも、同一走査光の立上りから立上りまでの時間と立下りから立下りまでの時間をほぼ同時に測定し、毎走査ごとに走査面上での走査光の副走査方向の位置を測定し、走査速度情報によって補正する。このようにして、光偏向器１の回転ムラの影響をキャンセルした測定を行うことができる。
【００２１】
図３は、第２の実施形態を示す。本実施形態においては、第１の実施形態と同様の走査光学系に対して、スリット４の背後に集光レンズ（集光手段）７を設置し、受光手段５のセンサ受光面へ縮小投影している点のみが異なる。縮小投影することで、第１の実施形態に比べてセンサ受光面の面積比は例えば１／５３にでき、センサノイズは電圧比で例えば５倍改善することが可能となる。それにより、センサノイズに起因する測定誤差を大幅に改善することができる。
【００２２】
上記の走査光学系の測定方法によれば、走査光学系を構成する光偏向器等の製造誤差等に起因する走査光の副走査方向の位置のバラツキ（間隔ムラ）、いわゆる偏向面の面倒れ量を高精度に測定・評価することができ、開発、設計、製造現場で有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の実施形態による走査光学装置を示すもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）は斜視図である。
【図２】第１の実施形態におけるスリット形状とセンサ出力を示す図である。
【図３】第２の実施形態による走査光学装置を示す平面図である。
【図４】従来例による走査光学装置を示すもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）は斜視図である。
【図５】従来例におけるスリット形状とセンサ出力を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    光偏向器
２    光源手段
３    ｆθレンズ
４    スリット
４ａ、４ｂ    第１のエッジ
４ｃ、４ｄ    第２のエッジ
５    受光手段
６    カウンタ
７    集光レンズ
【図１】
2009139520.tif 000003
【図２】
2009139520.tif 000004
【図３】
2009139520.tif 000005
【図４】
2009139520.tif 000006
【図５】
2009139520.tif 000007