光線測定装置、焦点調整装置及び画像形成装置
【課題】一つの光線を二つの平行な光線に分割して各々の光線の断面径を測定する場合に、当該二つに分割した光線の空気換算長を光学部品の交換無しに変えることができる仕組みを提供する。
【解決手段】本発明の光線測定装置１は、入射光線を第１の光線と第２の光線に分割する分割手段１１と、第１の光線を折り返し方式で反射させる平面ミラー１２と、第２の光線を折り返し方式で反射させる平面ミラー１３と、第１の光線と第２の光線を出射光軸に沿って反射させる直角プリズム１４と、平面ミラー１２を移動させるミラー移動部１５と、平面ミラー１３を移動させるミラー移動部１６と、第１の光線と第２の光線を取り込む拡大光学系１７と、第１の光線と第２の光線の各断面径を測定するためのＣＣＤカメラ１８とを備える。
【解決手段】本発明の光線測定装置１は、入射光線を第１の光線と第２の光線に分割する分割手段１１と、第１の光線を折り返し方式で反射させる平面ミラー１２と、第２の光線を折り返し方式で反射させる平面ミラー１３と、第１の光線と第２の光線を出射光軸に沿って反射させる直角プリズム１４と、平面ミラー１２を移動させるミラー移動部１５と、平面ミラー１３を移動させるミラー移動部１６と、第１の光線と第２の光線を取り込む拡大光学系１７と、第１の光線と第２の光線の各断面径を測定するためのＣＣＤカメラ１８とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光線測定装置、焦点調整装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、帯電した感光体の表面に走査光学系により画像信号に基づく光線（光ビーム）を照射することによって静電潜像を形成している。そして、この静電潜像をトナーで現像してトナー像とし、当該トナー像を用紙に転写・定着させている。この種の画像形成装置で所望の解像度の画像を形成するには、走査光学系から出射された光線が感光体の表面で合焦するように、走査光学系の焦点を調整する必要がある。
【０００３】
走査光学系の焦点調整に関しては、走査光学系から出射された光線を二つに分割するとともに、当該分割した各々の光線の空気換算長に差をもたせた測定光学系を有する測定装置を用いて、各々の光線の断面径（ビーム径）が等しくなる位置を、光線の合焦位置として、走査光学系の焦点合わせを行なう技術が知られている（特許文献１を参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、一つの光線を二つの平行な光線に分割して各々の光線の断面径を測定する場合に、当該二つに分割した光線の空気換算長を光学部品の交換無しに変えることができる仕組みを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、入射光軸に沿って入射された光線を互いに光軸方向の異なる第１の光線と第２の光線に分割する分割手段と、前記分割手段によって分割された前記第１の光線を折り返し方式で反射させる第１の反射手段と、前記分割手段によって分割された前記第２の光線を折り返し方式で反射させる第２の反射手段と、前記第１の反射手段によって反射された前記第１の光線を出射光軸に沿って反射させる第３の反射手段と、前記第２の反射手段によって反射された前記第２の光線を前記出射光軸に沿って反射させる第４の反射手段と、前記出射光軸に沿って反射された前記第１の光線と前記第２の光線をそれぞれ取り込む拡大光学系と、前記拡大光学系に取り込まれた前記第１の光線と前記第２の光線の各断面径を測定するための撮像手段と、前記第１の反射手段及び前記第２の反射手段のうち、少なくとも一方の反射手段を、当該反射手段に入射する光線の光軸方向に移動させる移動手段とを備える光線測定装置に係るものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の光線測定装置において、前記移動手段は、前記第１の反射手段を当該第１の反射手段に入射する光線の光軸方向に移動させる第１の移動手段と、前記第２の反射手段を当該第２の反射手段に入射する光線の光軸方向に移動させる第２の移動手段とを有するものである。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の光線測定装置において、前記第１の反射手段と前記第２の反射手段は、それぞれ光軸に対して４５度をなす二つの反射面を有し、前記分割手段によって分割された前記第１の光線を前記第１の反射手段に向けて反射させる第５の反射手段を備え、前記入射光軸と前記出射光軸は、互いに同軸上に設定され、前記分割手段、前記第３の反射手段、前記第４の反射手段及び前記第５の反射手段は、前記入射光軸及び前記出射光軸と同軸上に配置され、前記分割手段、前記第３の反射手段、前記第４の反射手段及び前記第５の反射手段を含む光学素子群を前記入射光軸及び前記出射光軸の光軸方向に一体に移動させる光学素子移動手段を備えるものである。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１、２又は３記載の光線測定装置において、前記撮像手段を用いて測定された前記第１の光線と前記第２の光線の断面径の差が小さくなる条件で、前記入射光線の焦点の移動量を算出する移動量算出手段を備えるものである。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４記載の光線測定装置と、前記入射光軸に沿って入射される光線の焦点を、前記移動量算出手段によって算出された前記移動量に基づいて移動させる焦点移動手段とを備える焦点調整装置に係るものである。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、感光体と、前記感光体の表面を光線で露光走査する走査光学系と、前記走査光学系が出射する光線を測定対象とする光線測定装置とを備え、前記光線測定装置は、前記走査光学系から入射光軸に沿って入射された光線を互いに光軸方向の異なる第１の光線と第２の光線に分割する分割手段と、前記分割手段によって分割された前記第１の光線を折り返し方式で反射させる第１の反射手段と、前記分割手段によって分割された前記第２の光線を折り返し方式で反射させる第２の反射手段と、前記第１の反射手段によって反射された前記第１の光線を出射光軸に沿って反射させる第３の反射手段と、前記第２の反射手段によって反射された前記第２の光線を前記出射光軸に沿って反射させる第４の反射手段と、前記出射光軸に沿って反射された前記第１の光線と前記第２の光線をそれぞれ取り込む拡大光学系と、前記拡大光学系に取り込まれた前記第１の光線と前記第２の光線の各断面径を測定するための撮像手段と、前記第１の反射手段及び前記第２の反射手段のうち、少なくとも一方の反射手段を、当該反射手段に入射する光線の光軸方向に移動させる移動手段とを備える画像形成装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、一つの光線を二つの平行な光線に分割して各々の光線の断面径を測定する場合に、当該二つに分割した光線の空気換算長を光学部品の交換無しに変えることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、第１の光線の像点と第２の光線の像点をそれぞれに対応する光軸方向で個別に移動させることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、第３の反射手段によって反射される第１の光線と第４の反射手段によって反射される第２の光線Ｈｂ２の光軸間距離を、光学部品の交換無しに変えることができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、入射光線の焦点を目標位置に合わせるための移動量（補正量）を演算によって求めることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、入射光線の焦点を自動的に目標位置に合わせることができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明によれば、光線測定装置を備えた画像形成装置において、一つの光線を二つの平行な光線に分割して各々の光線の断面径を測定する場合に、当該二つに分割した光線の空気換算長を光学部品の交換無しに変えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本発明の技術的範囲は以下に記述する実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
【００１９】
図１は本発明が適用される光線測定装置の概略構成を示す模式図である。光線測定装置１は、光線を出射する光源として、例えば、電子写真方式の画像形成装置に用いられる走査光学系２から出射される光線の焦点調整に用いられるものである。光線測定装置１は、測定光学系３と測定器４とを有している。測定光学系３は、走査光学系２から出射される光線を入射光線として取り込むとともに、当該入射光線を互いに光軸が平行でかつ光軸同士が重ならない二つの出射光線に変換し、当該二つの出射光線を測定器４に向けて出射するものである。測定器４は、測定光学系３から出射される二つの光線の断面径を測定するものである。ここで、光線は光ビームを意味し、光線の断面径は光ビームのビーム径を意味している。
【００２０】
図２は走査光学系の構成例を示す概略図である。図示した走査光学系２は、半導体レーザ等からなるレーザ発光器１０１と、コリメータレンズ１０２と、ポリゴンミラー（回転多面鏡）１０３と、ｆθレンズ等からなるレンズ系１０４と、受光センサ１０５とを備えた構成となっている。走査光学系２は、ドラム形状の感光体１０６の表面を光線でライン状に露光走査（以下、「ライン走査」とも記す）することにより、感光体１０６の表面（ドラム外周面）に静電潜像を形成するものである。
【００２１】
レーザ発光器１０１が発生する光線は、コリメータレンズ１０２でその断面形状（ビーム形状）を整形された後、図中Ｂ方向に定速回転するポリゴンミラー１０３の一面に照射される。このとき、ポリゴンミラー１０３の一面で光線が反射され、かつ反射した光線がポリゴンミラー１０３の回転にしたがって偏向される。これにより、ポリゴンミラー１０３の一面で反射した光線は、レンズ系１０４を介して感光体１０６の表面を図中Ａ方向に走査される。レンズ系１０４は、ポリゴンミラー１０３によって偏向された光線が感光体１０６上で等速直線運動するように、当該光線を偏向する役割を果たす。
【００２２】
受光センサ１０５は、感光体１０６の軸方向に沿う主走査方向で、走査光学系２による静電潜像の書き込み開始位置Ｐ１よりも手前（端）の位置Ｐ０に配置され、そこで光線の受光を感知したときに基準信号を出力するものである。受光センサ１０５が出力する基準信号は、感光体１０６上に光線のライン走査によって静電潜像を書き込むときに、主走査方向で静電潜像の書き込み開始位置Ｐ１を決めるための同期信号（主走査同期信号）となる。
【００２３】
上記構成からなる走査光学系２においては、レーザ発光器１０１からコリメータレンズ１０２を通してポリゴンミラー１０３に照射された光線が、ポリゴンミラー１０３の回転によって感光体１０６の軸方向（主走査方向）にライン走査される。このライン走査をポリゴンミラー１０３の回転と感光体１０６の回転により１ラインごとに繰り返すことにより、感光体１０６の表面に二次元の静電潜像が形成される。
【００２４】
このとき、感光体１０６の軸方向で、実際に感光体１０６の表面に光線のライン走査によって静電潜像の書き込み動作が行なわれる領域を有効領域とすると、この有効領域は、走査光学系２による静電潜像の書き込み開始位置Ｐ１と書き込み終了位置Ｐ２との間で規定される。これに対して、受光センサ１０５が光線の受光を感知する位置Ｐ０と静電潜像の書き込み開始位置Ｐ１との間では、感光体１０６に対して光線による画像の書き込み動作が行われない。このため、Ｐ０−Ｐ１間の領域は実質的に無効領域となる。また、感光体１０６の有効領域（Ｐ１−Ｐ２間）を光線で露光走査するときは、画像信号に応じて光線の点滅状態が制御される。
【００２５】
＜第１の実施の形態＞
図３は本発明の第１の実施の形態に係る光線測定装置の構成を示す斜視図である。また、図４は本発明の第１の実施の形態に係る光線測定装置が備える測定光学系の配置状態を示す概略図である。
【００２６】
光線測定装置１の測定光学系３は、無偏光キューブハーフミラー１１と、二つの平面ミラー１２，１３と、直角プリズム１４と、二つのミラー移動部１５，１６とを用いて構成されている。無偏光キューブハーフミラー１１は、４５度の直角プリズムを二つ組み合わせて構成されるものである。具体的には、無偏光キューブハーフミラー１１は、各々の直角プリズムの斜面に無偏光膜を形成して、当該斜面同士を接着したサイコロ状のハーフミラーである。この無偏光キューブハーフミラー１１は、当該無偏光キューブハーフミラー１１に入射する光線の一部を反射し、かつそれ以外の光線を透過するもので、入射光線を１：１の割合で反射光線と透過光線に分割する。無偏光キューブハーフミラー１１は、分割手段として設けられたものである。
【００２７】
二つの平面ミラー１２，１３のうち、一方の平面ミラー１２は、無偏光キューブハーフミラー１１に入射する光線の光軸（以下、「入射光軸」）上に配置され、他方の平面ミラー１３は、入射光軸に垂直な光軸（以下、「垂直光軸」と記す）上に配置されている。平面ミラー１２は、平らな反射面１２Ａを有し、平面ミラー１３も、平らな反射面１３Ａを有している。平面ミラー１２の反射面１２Ａは、入射光軸に垂直に交わる面に対して角度θの傾きをもって配置されている。平面ミラー１３の反射面１３Ａは、垂直光軸に垂直に交わる面に対して上記同様に角度θの傾きをもって配置されている。
【００２８】
図４においては、無偏光キューブハーフミラー１１に入射する光線のうち、無偏光キューブハーフミラー１１の斜面（接着面）１１Ａを透過する光線を「第１の光線Ｈｂ１」とし、無偏光キューブハーフミラー１１の斜面１１Ａで反射する光線を「第２の光線Ｈｂ２」としている。そうした場合、平面ミラー１２は、無偏光キューブハーフミラー１１を透過した第１の光線Ｈｂ１を折り返し方式で反射させる第１の反射手段に相当するものとなり、平面ミラー１３は、無偏光キューブハーフミラー１１で反射した第２の光線Ｈｂ２を折り返し方式で反射させる第２の反射手段に相当するものとなる。ここで記述する折り返し方式とは、光線が入射する方向に光線を反射する方式をいう。例えば、平面ミラー１２に関しては、当該平面ミラー１２の反射面１２Ａに対して無偏光キューブハーフミラー１１が存在する方向から第１の光線Ｈｂ１が入射する。そして、第１の光線Ｈｂ１は平面ミラー１２の反射面１２Ａで、無偏光キューブハーフミラー１１に向かう方向、つまり光線が入射する方向に反射する。よって、平面ミラー１２は、第１の光線Ｈｂ１を折り返し方式で反射させるものとなる。この点は平面ミラー１３に関しても同様である。
【００２９】
直角プリズム１４は、垂直光軸上において、無偏光キューブハーフミラー１１を間に挟んで、平面ミラー１３と反対側に配置されている。直角プリズム１４は、その一面を反射面１４Ａとしている。直角プリズム１４の反射面１４Ａは、垂直光軸に対して４５度の傾き角度をもって配置されている。直角プリズム１４は、第３の反射手段と第４の反射手段を兼ねるものである。
【００３０】
第１のミラー移動部１５は第１の移動手段として設けられ、第２のミラー移動部１６は第２の移動手段として設けられたものである。第１のミラー移動部１５は、平面ミラー１２を入射光軸の光軸方向（無偏光キューブハーフミラー１１に対して接近離間する方向）に移動させるものである。第２のミラー移動部１６は、平面ミラー１３を垂直光軸の光軸方向（無偏光キューブハーフミラー１１に対して接近離間する方向）に移動させるものである。
【００３１】
光線測定装置１の測定器４は、拡大光学系１７とＣＣＤカメラ１８とを用いて構成されている。拡大光学系１７は、例えば、図示しない対物レンズと鏡筒を用いて構成されるものである。ＣＣＤカメラ１８は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)型の撮像素子を用いて構成されるものである。ＣＣＤカメラ１８は、拡大光学系１７に取り込まれた第１の光線と第２の光線の各断面径を測定するための撮像手段となるものである。ＣＣＤカメラ１８は、拡大光学系１７に入射し、かつ当該拡大光学系１７で拡大された光線（第１の光線及び第２の光線）の像を撮像し、その像を表す撮像信号を生成する。ＣＣＤカメラ１８が撮像する光線の像は、拡大光学系１７を通して取り込まれる光線の断面形状（ビームスポット形状）を表すものとなる。また、ＣＣＤカメラ１８で撮像される光線の断面形状は円形（又はそれに近似した形状）となり、その直径が光線の断面径を表すものとなる。光線の断面径の具体的な算出方法に関しては、例えば、上記特許文献１に開示されている方法を適用すればよい。
【００３２】
上記構成からなる光線測定装置１においては、走査光学系２から出射された光線（入射光線）Ｈｂのうち、一部の光線が無偏光キューブハーフミラー１１の斜面１１Ａを透過し、かつ他の光線が無偏光キューブハーフミラー１１の斜面１１Ａで反射する。このため、入射光線Ｈｂは、無偏光キューブハーフミラー１１によって第１の光線（透過光線）Ｈｂ１と第２の光線（反射光線）Ｈｂ２に分割される。無偏光キューブハーフミラー１１の斜面１１Ａは、入射光軸に対して４５度の傾きをもっている。このため、無偏光キューブハーフミラー１１の斜面１１Ａを透過する第１の光線Ｈｂ１と、無偏光キューブハーフミラー１１の斜面１１Ａで反射する第２の光線Ｈｂ２は、互いに光軸の方向が９０度異なるものとなる。また、第１の光線Ｈｂ１は、無偏光キューブハーフミラー１１の斜面１１Ａを透過した後、平面ミラー１２の反射面１２Ａで反射されて、再び無偏光キューブハーフミラー１１に入射する。また、第２の光線Ｈｂ２は、無偏光キューブハーフミラー１１の斜面１１Ａで反射した後、平面ミラー１３の反射面１３Ａで反射されて、再び無偏光キューブハーフミラー１１に入射する。
【００３３】
無偏光キューブハーフミラー１１に再入射した第１の光線Ｈｂ１は、当該無偏光キューブハーフミラー１１の斜面１１Ａで反射されることにより、直角プリズム１４に向かって進行する。また、無偏光キューブハーフミラー１１に再入射した第２の光線Ｈｂ２は、当該無偏光キューブハーフミラー１１の斜面１１Ａを透過することにより、第１の光線Ｈｂ１と平行に直角プリズム１４に向かって進行する。このとき、無偏光キューブハーフミラー１１に再入射した各々の光線Ｈｂ１，Ｈｂ２の一部は、戻り光線となって走査光学系２側に進行する。このため、走査光学系２に戻り光線が入射しないように、その手前で図示しない遮光部材により戻り光線を遮光する。また、直角プリズム１４に向かって平行に進む第１の光線Ｈｂ１と第２の光線Ｈｂ２の光軸間距離は、上述した反射面１２Ａ，１３Ａの傾き角度θによって決まる。即ち、反射面１２Ａ，１３Ａの傾き角度θが相対的に大きくなれば、光軸間距離も相対的に大きくなり、反射面１２Ａ，１３Ａの傾き角度θが相対的に小さくなれば、光軸間距離も相対的に小さくなる。
【００３４】
次に、各々の光線Ｈｂ１，Ｈｂ２は、直角プリズム１４の反射面１４Ａで反射した後、出射光軸に沿って進行することにより、測定器４の拡大光学系１７に取り込まれる。このとき、第１の光線Ｈｂ１と第２の光線Ｈｂ２は、互いに光軸が平行でかつ光軸同士が重ならないように拡大光学系１７に入射する。
【００３５】
ここで、第１のミラー移動部１５により平面ミラー１２を入射光軸の光軸方向に移動させると、無偏光キューブハーフミラー１１と平面ミラー１２（反射面１２Ａ）との間の距離Ｌ１が変化し、これにしたがって第１の光線Ｈｂ１の光路長が変化する。同様に、第２のミラー移動部１６により平面ミラー１３を垂直光軸の光軸方向に移動させると、無偏光キューブハーフミラー１１と平面ミラー１３（反射面１３Ａ）との間の距離Ｌ２が変化し、これにしたがって第２の光線Ｈｂ２の光路長が変化する。
【００３６】
より具体的に記述すると、第１のミラー移動部１５により平面ミラー１２を無偏光キューブハーフミラー１１に近づける方向に移動させた場合は、無偏光キューブハーフミラー１１と平面ミラー１２との間の距離Ｌ１が短くなり、これにしたがって第１の光線Ｈｂ１の空気換算長が短くなる。このため、第１の光線Ｈｂ１の像点（光線の断面径が最小になる光軸上の位置）は、出射光軸上で走査光学系２から遠い側に移動する。また、第１のミラー移動部１５により平面ミラー１２を無偏光キューブハーフミラー１１から離れる方向に移動させた場合は、無偏光キューブハーフミラー１１と平面ミラー１２との間の距離Ｌ１が長くなり、これにしたがって第１の光線Ｈｂ１の空気換算長が長くなる。このため、第１の光線Ｈｂ１の像点は、出射光軸上で走査光学系２に近い側に移動する。空気換算長とは、光学系中の光路長を屈折率１．０の空気に換算したときの光路長として表したものである。
【００３７】
同様に、第２のミラー移動部１６により平面ミラー１３を無偏光キューブハーフミラー１１に近づける方向に移動させた場合は、無偏光キューブハーフミラー１１と平面ミラー１３との間の距離Ｌ２が短くなり、これにしたがって第２の光線Ｈｂ２の空気換算長が短くなる。このため、第２の光線Ｈｂ２の像点は、出射光軸上で走査光学系２から遠い側に移動する。また、第２のミラー移動部１６により平面ミラー１３を無偏光キューブハーフミラー１１から離れる方向に移動させた場合は、無偏光キューブハーフミラー１１と平面ミラー１３との間の距離Ｌ２が長くなり、これにしたがって第２の光線Ｈｂ２の空気換算長が長くなる。このため、第２の光線Ｈｂ２の像点は、出射光軸上で走査光学系２に近い側に移動する。
【００３８】
続いて、本発明の実施の形態に係る光線測定装置１を用いて走査光学系２の焦点を調整する方法について説明する。
【００３９】
まず、第１の光線Ｈｂ１の空気換算長が第２の光線Ｈｂ２の空気換算長よりも長くなるように（又は短くなるように）、ミラー移動部１５，１６により平面ミラー１２，１３を移動させる。そうすると、第１の光線Ｈｂ１と第２の光線Ｈｂ２の光路長に相対的な差が生じるため、第１の光線Ｈｂ１の像点と第２の光線Ｈｂ２の像点が、出射光軸上で位置ずれした状態となる。即ち、第１の光線Ｈｂ１の空気換算長を第２の光線Ｈｂ２の空気換算長よりも長くした場合は、第１の光線Ｈｂ１の像点が、第２の光線Ｈｂ２の像点よりも走査光学系２に近い側に変位した状態となる。また、第１の光線Ｈｂ１の空気換算長を第２の光線Ｈｂ２の空気換算長よりも短くした場合は、第１の光線Ｈｂ１の像点が、第２の光線Ｈｂ２の像点よりも走査光学系２から遠い側に変位した状態となる。
【００４０】
このとき、走査光学系２から出射される光線の焦点を合わせるべき位置（感光体の表面に相当する位置）を目標位置と定義すると、第１の光線Ｈｂ１の像点と目標位置との間の距離は、平面ミラー１２と無偏光キューブハーフミラー１１との間の距離（離間距離）Ｌ１に依存したものとなる。また、第２の光線Ｈｂ２の像点と目標位置との間の距離は、平面ミラー１３と無偏光キューブハーフミラー１１との間の距離（離間距離）Ｌ２に依存したものとなる。このため、ミラー移動部１５によって平面ミラー１２を移動させると、目標位置に対して第１の光線Ｈｂ１の像点が移動する。また、ミラー移動部１６によって平面ミラー１３を移動させると、目標位置に対して第２の光線Ｈｂ２の像点が移動する。
【００４１】
そこで、走査光学系２の焦点調整を行なう前の光線測定装置１の調整作業として、ミラー移動部１５，１６により平面ミラー１２，１３を次のような条件で移動させる。即ち、第１の条件として、第１の光線Ｈｂ１の像点と第２の光線Ｈｂ２の像点との間に目標位置が介在するように、平面ミラー１２，１３を移動させる。また、第２の条件として、第１の光線Ｈｂ１の像点と目標位置との間の距離が、第２の光線Ｈｂ２の像点と目標位置との間の距離と等しくなるように、平面ミラー１２，１３を移動させる。また、第３の条件として、第１の光線Ｈｂ１の断面径が相対的に大きく変化する位置と、第２の光線Ｈｂ２の断面径が相対的に大きく変化する位置が、それぞれ目標位置に一致するように、平面ミラー１２，１３を移動させる。
【００４２】
ここで、走査光学系２から出射される光線の断面径は、当該光線の焦点で最小となり、当該光線の焦点から光軸方向に離れるにしたがって大きくなる。また、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、光線の断面径を縦軸にとり、光軸上の位置を横軸にとって、光線の断面径の変化を曲線（Ｕ字曲線）で表したときに、その曲線の形状（Ｕ字形の開き具合）は走査光学系２の特性（特に、画像形成装置のマシンの機種）によって変わる。このため、光線の断面径が相対的に大きく変化する位置（図中、破線の丸印で示す位置）も、走査光学系２の特性によって変わる。したがって、上記第３の条件では、走査光学系２の特性に合わせて、平面ミラー１２，１３を移動させることになる。
【００４３】
このように光線測定装置１で平面ミラー１２，１３の位置を調整（設定）したら、走査光学系２の焦点調整を次のような手順で行なう。まず、走査光学系２を駆動して、測定光学系３から測定器４に入射する二つの光線Ｈｂ１，Ｈｂ２の像を、拡大光学系１７を通してＣＣＤカメラ１８で撮像し、これによって生成される撮像信号を図示しないモニターに入力して画面に表示する。そうすると、モニター画面内に二つの光線Ｈｂ１，Ｈｂ２の断面形状が同時に映し出される。このとき、拡大光学系（対物レンズ）１７の物点を感光体表面に相当する目標位置に配置して像点をＣＣＤカメラ１８の撮像素子の撮像面（受光面）に置くことで、感光体表面位置にＣＣＤカメラ１８の撮像面を配置することと同等になる。
【００４４】
そうした場合、走査光学系２から出射される光線（入射光線）の焦点が目標位置に合っていれば、図６（Ａ）に示すように、モニター画面に映し出される二つの光線Ｈｂ１，Ｈｂ２の断面径が等しくなる。これに対して、走査光学系２から出射される光線の焦点が目標位置からずれていれば、モニター画面に映し出される二つの光線の断面径が異なるものとなる。例えば、図６（Ｂ）に示すように、走査光学系２から出射される光線の焦点が目標位置よりも測定器４側にずれていた場合は、一方の光線（図例ではＨｂ１）の断面径が他方の光線（図例ではＨｂ２）の断面径よりも小さくなる。また、図６（Ｃ）に示すように、走査光学系２から出射される光線の焦点が目標位置よりも走査光学系２側にずれていた場合は、一方の光線（図例ではＨｂ１）の断面径が他方の光線（図例ではＨｂ２）の断面径よりも大きくなる。このとき、二つの光線（Ｈｂ１，Ｈｂ２）の断面径の差分は、目標位置に対する入射光線の焦点のずれ量に対応したものとなる。
【００４５】
したがって、走査光学系２の焦点調整に際しては、モニター画面に二つの光線の断面形状を映し出しながら、二つの光線の断面径の差が小さくなるように、走査光学系２から出射される光線（入射光線）の焦点を、例えば、走査光学系２内の焦点移動手段となるコリメータレンズ１０２の移動機構により調整する。このとき、焦点調整に適用する移動量は、少なくとも二つの光線の断面径の差が小さくなる条件で、また実用的には二つの光線の断面径の差が予め設定された許容値以内に収まる条件で、さらに理想的には二つの光線の断面径の差が等しくなる条件で求める。これにより、実際に画像形成装置のマシンに組み込んだ走査光学系２の焦点調整を行なって、通常通りに画像の形成動作を実行すると、走査光学系２から出射された光線が感光体１０６の表面で合焦するようになる。
【００４６】
なお、上記移動機構を用いたコリメータレンズ１０２の移動は、手動で行なってもよいし、モータ等を用いて自動で行なってもよい。また、コリメータレンズ１０２の移動を自動で行なう場合は、焦点調整に適用する入射光線の焦点の移動量を、例えば、光線測定装置１が備えるコンピュータ（又は光線測定装置１本体に接続された端末装置のコンピュータ）を移動量算出手段として、次のような方法で求めればよい。即ち、２つの光線の断面径の差分と、目標位置からの焦点ずれ量との相関データを予め実験的に求めてコンピュータのメモリに記憶しておき、実際に光線測定装置１を用いて測定した２つの光線の断面径の差分に対応する焦点ずれ量を補正するための移動量（コリメータレンズ１０２の移動量）を、コンピュータのＣＰＵが相関データから演算により求める。焦点移動手段となるコリメータレンズ１０２の移動機構は、移動量算出手段が求めた移動量に基づいて、コリメータレンズ１０２を光軸方向に移動させることにより、走査光学系２から出射される光線（入射光線）の焦点を目標位置に合わせて調整することになる。
【００４７】
なお、上記第１の実施の形態においては、平面ミラー１２と平面ミラー１３の両方を、それぞれに対応するミラー移動部１５，１６によって、無偏光キューブハーフミラー１１に接近離間する方向に移動させる構成としたが、これに限らず、いずれか一方の平面ミラーだけを移動させる構成としてもよい。
【００４８】
＜第２の実施の形態＞
図７は本発明の第２の実施の形態に係る光線測定装置の構成を示す概略平面図である。本発明の第２の実施の形態に係る光線測定装置１は、上記第１の実施の形態と比較して、特に、測定光学系３の構成が異なっている。即ち、光線測定装置１の測定光学系３は、二つの無偏光キューブハーフミラー２１，２４と、相対応する二つの直角プリズム２２，２３と、相対応する二つの直角プリズム２５，２６と、三つの移動ステージ２７，２８，２９を用いて構成されている。
【００４９】
無偏光キューブハーフミラー２１は、図示しない走査光学系２から出射される光線の入射側（光路の前段側）に配置され、無偏光キューブハーフミラー２４は、測定器４に対する光線の出射側（光路の後段側）に配置されている。無偏光キューブハーフミラー２１の斜面２１Ａと無偏光キューブハーフミラー２４の斜面２４Ａは、同じ向き（互いに平行）に配置されている。無偏光キューブハーフミラー２１は、分割手段として設けられたものである。
【００５０】
測定光学系３の入射光軸と出射光軸は同一の光軸になっており、当該光軸（以下、「基準光軸」）上に、無偏光キューブハーフミラー２１，２４と直角プリズム２２，２３が直列に配置されている。即ち、走査光学系２側（図中、左側）から測定器４側（図中、右側）に向かって、無偏光キューブハーフミラー２１、直角プリズム２２、直角プリズム２３及び無偏光キューブハーフミラー２４が順に配置されている。直角プリズム２２，２３は、互いの斜面を向かい合わせた状態で配置されている。直角プリズム２２の斜面は反射面２２Ａとなっており、直角プリズム２３の斜面も反射面２３Ａとなっている。無偏光キューブハーフミラー２１，２４の反射面２１Ａ，２４Ａと直角プリズム２２，２３の反射面２２Ａ，２３Ａは、傾斜の向きが９０度反転している。即ち、無偏光キューブハーフミラー２１，２４の反射面２１Ａ，２４Ａは、図中右下がりの向きで傾き、直角プリズム２２，２３の反射面２２Ａ，２３Ａは、図中右上がりの向きで傾いている。また、直角プリズム２２の反射面２２Ａと直角プリズム２３の反射面２３Ａとの間には隙間（空隙）が介在している。直角プリズム２２は、第５の反射手段として設けられ、直角プリズム２３は、第４の反射手段として設けられたものである。また、無偏光キューブハーフミラー２４は、第３の反射手段として設けられたものである。
【００５１】
直角プリズム２５，２６は、互いに同じ寸法で、かつ直角プリズム２２，２３よりも大きい寸法で形成されている。直角プリズム２５，２６は、基準光軸を間に挟んで、一方側（図中、上側）と他方側（図中、下側）に配置されている。直角プリズム２５は、基準光軸から見て、外向きに二つの反射面２５Ａを配置している。同様に、直角プリズム２６は、基準光軸から見て、外向きに二つの反射面２６Ａを配置している。また、直角プリズム２５は、基準光軸の軸方向において、直角プリズム２３から無偏光キューブハーフミラー２４に至る部分にプリズムの斜面を配置している。一方、直角プリズム２７は、基準光軸の軸方向において、無偏光キューブハーフミラー２１から直角プリズム２３に至る部分にプリズムの斜面を配置している。このため、直角プリズム２５は、直角プリズム２６よりも走査光学系２から遠い側に配置されている。直角プリズム２５は、第１の反射手段として設けられ、直角プリズム２６は、第２の反射手段として設けられたものである。
【００５２】
移動ステージ２７は、上述した無偏光キューブハーフミラー２１，２４と直角プリズム２２，２３を搭載している。また、移動ステージ２８は直角プリズム２２を搭載し、移動ステージ２９は直角プリズム２３を搭載している。移動ステージ２７は、これに搭載された無偏光キューブハーフミラー２１，２４と直角プリズム２２，２３を基準光軸の軸方向に一体に移動させるものである。移動ステージ２７は、無偏光キューブハーフミラー２１，２４と直角プリズム２２，２３を含む光学素子群を移動させる光学素子移動手段として設けられたものである。移動ステージ２８は、これに搭載された直角プリズム２２を基準光軸と垂直な軸方向に移動させるもので、第１の移動手段に相当するものである。移動ステージ２９は、これに搭載された直角プリズム２３を基準光軸と垂直な軸方向に移動させるもので、第２の移動手段に相当するものである。各々の移動ステージ２７，２８，２９は、例えば、モータを駆動源として、それぞれ個別に移動するものである。
【００５３】
光線測定装置１の測定器４は、拡大光学系１７とＣＣＤカメラ１８とを用いて構成されている。拡大光学系１７は、対物レンズ１７Ａと鏡筒１７Ｂを用いて構成されている。また、光線測定装置１の測定光学系３と測定器４は、共通の移動ステージ３０に搭載されている。移動ステージ３０は、光線測定装置１の測定光学系３と測定器４を、基準光軸の軸方向に一体に移動させるものである。移動ステージ３０は、例えば、モータを駆動源として移動するものである。
【００５４】
上記構成からなる光線測定装置１においては、図８に示すように、走査光学系２から出射された光線（入射光線）が無偏光キューブハーフミラー２１により第１の光線（透過光線）Ｈｂ１と第２の光線（反射光線）Ｈｂ２に分割される。このうち、第１の光線Ｈｂ１は、無偏光キューブハーフミラー２１の斜面２１Ａを透過した後、直角プリズム２２の反射面２２Ａで反射されて、直角プリズム２５に入射する。また、第２の光線Ｈｂ２は、無偏光キューブハーフミラー２１の斜面２１Ａで反射されて、直角プリズム２６に入射する。
【００５５】
直角プリズム２５に入射した第１の光線Ｈｂ１は、当該直角プリズム２５の二つの反射面２５Ａで順に反射されて、無偏光キューブハーフミラー２４に入射する。また、直角プリズム２６に入射した第２の光線Ｈｂ２は、当該直角プリズム２６の二つの反射面２６Ａで順に反射されて、直角プリズム２３に入射する。その際、直角プリズム２５に入射した第１の光線Ｈｂ１は、二つの反射面２５Ａによって折り返し方式で反射される。同様に、直角プリズム２６に入射した第２の光線Ｈｂ２は、二つの反射面２６Ａによって折り返し方式で反射される。
【００５６】
無偏光キューブハーフミラー２４に入射した第１の光線Ｈｂ１は、当該無偏光キューブハーフミラー２４の斜面２４Ａで反射され、基準光軸と平行に出射される。直角プリズム２３に入射した第２の光線Ｈｂ２は、当該直角プリズム２３の反射面２３Ａで反射されて、無偏光キューブハーフミラー２４に入射する。さらに、無偏光キューブハーフミラー２４に入射した第２の光線Ｈｂ２は、当該無偏光キューブハーフミラー２４の斜面２４Ａを透過して、基準光軸（第１の光線Ｈｂ１）と平行に出射される。こうして測定光学系３から出射された第１の光線Ｈｂ１と第２の光線Ｈｂ２は、互いに光軸が平行でかつ光軸同士が重ならないように拡大光学系１７に入射する。
【００５７】
本発明の第２の実施の形態に係る光線測定装置１においては、走査光学系２から測定光学系３へと入射された光線が、測定光学系３の中で、基準光軸と平行な方向に進む段階と、基準光軸と垂直な方向に進む段階を経て、測定器４の拡大光学系１７へと出射される。このため、測定光学系３を構成する各々の光学部品（２１〜２６）は、基準光軸又はこれと垂直な軸に合わせて配置されることになる。また、第１の光線Ｈｂ１は、直角プリズム２２、直角プリズム２５及び直角プリズム２４の内部（ガラス中）を通って進み、第２の光線Ｈｂ２は、直角プリズム２６、直角プリズム２３及び無偏光キューブハーフミラー２４の内部（ガラス中）を通って進む。このため、各々の光線Ｈｂ１，Ｈｂ２が空気中を進む場合に比較して、光線の空気換算長が長くなる。
【００５８】
また、拡大光学系１７に向かって平行に進む第１の光線Ｈｂ１と第２の光線Ｈｂ２の光軸間距離は、測定光学系３が備える移動ステージ２７の位置に依存したものとなる。このため、移動ステージ２７を基準光軸の軸方向に移動させると、それに応じて二つの光線Ｈｂ１，Ｈｂ２の光軸間距離が変化する。例えば、図９（Ａ）に示す配置状態を初期位置とし、当該初期位置から移動ステージ２７を基準光軸に沿って走査光学系２に近づく方向に移動させると、図９（Ｂ）に示すように、直角プリズム２２の反射面２２Ａで反射する第１の光線Ｈｂ１が直角プリズム２５に入射する位置と、無偏光キューブハーフミラー２１の斜面２１Ａで反射する第２の光線Ｈｂ２が直角プリズム２６に入射する位置が、それぞれ走査光学系２側に移動する。このため、直角プリズム２５の反射面２５Ａに到達する第１の光線Ｈｂ１の位置（光線が反射する位置）と、直角プリズム２６の反射面２６Ａに到達する第２の光線Ｈｂ２の位置が、それぞれ基準光軸に近い側に変位する。その結果、基準光軸に垂直な方向において、測定光学系３から出射される第１の光線Ｈｂ１の位置は直角プリズム２６側に移動し、測定光学系３から出射される第２の光線Ｈｂ２の位置は直角プリズム２５側に移動する。
【００５９】
これに対して、上記初期位置から移動ステージ２７を基準光軸に沿って測定器４の拡大光学系１７に近づく方向に移動させると、図９（Ｃ）に示すように、直角プリズム２２の反射面２２Ａで反射する第１の光線Ｈｂ１が直角プリズム２５に入射する位置と、無偏光キューブハーフミラー２１の斜面２１Ａで反射する第２の光線Ｈｂ２が直角プリズム２６に入射する位置が、それぞれ拡大光学系１７側に移動する。このため、直角プリズム２５の反射面２５Ａに到達する第１の光線Ｈｂ１の位置と、直角プリズム２６の反射面２６Ａに到達する第２の光線Ｈｂ２の位置が、それぞれ基準光軸から遠い側に変位する。その結果、基準光軸に垂直な方向において、測定光学系３から出射される第１の光線Ｈｂ１の位置は直角プリズム２５側に移動し、測定光学系３から出射される第２の光線Ｈｂ２の位置は直角プリズム２６側に移動する。
【００６０】
この場合、移動ステージ２７の移動方向及び移動量は、図示しないモータの回転方向及び回転量を制御項目として、当該モータに対応するモータドライバにより制御される。したがって、本発明の第２の実施の形態に係る光線測定装置１においては、図９（Ｄ）に示すように、測定光学系３から測定器４の拡大光学系１７に向けて出射される第１の光線Ｈｂ１と第２の光線Ｈｂ２の光軸を一致させた状態（光軸間距離がゼロの状態）を含めて、二つの光線Ｈｂ１，Ｈｂ２の光軸間距離をモータの駆動により無段階に調整する機能をもつことになる。
【００６１】
また、上記の移動ステージ２７を固定した状態で移動ステージ２８を移動させると、第１の光線Ｈｂ１の空気換算長が変化する。具体的には、移動ステージ２８を基準光軸から遠ざかる方向に移動させると、第１の光線Ｈｂ１の空気換算長が長くなる。このため、第１の光線Ｈｂ１の像点は、基準光軸上で走査光学系２に近い側に移動する。また、移動ステージ２８を基準光軸に近づく方向に移動させると、第１の光線Ｈｂ１の空気換算長が短くなる。このため、第１の光線Ｈｂ１の像点は、出射光軸上で走査光学系２から遠い側に移動する。
【００６２】
同様に、上記の移動ステージ２７を固定した状態で移動ステージ２９を移動させると、第２の光線Ｈｂ２の空気換算長が変化する。具体的には、移動ステージ２９を基準光軸から遠ざかる方向に移動させると、第２の光線Ｈｂ２の空気換算長が長くなる。このため、第２の光線Ｈｂ２の像点は、基準光軸上で走査光学系２に近い側に移動する。また、移動ステージ２９を基準光軸に近づく方向に移動させると、第２の光線Ｈｂ２の空気換算長が短くなる。このため、第２の光線Ｈｂ２の像点は、基準光軸上で走査光学系２から遠い側に移動する。
【００６３】
そこで、走査光学系２の焦点調整を行なう前の光線測定装置１の調整作業として、移動ステージ２８，２９により直角プリズム２５，２６を、前述した第１〜第３の条件を満たす位置に移動させる。このとき、直角プリズム２５，２６は、いずれも、基準光軸に垂直な軸方向で、それぞれの位置が調整されることになる。走査光学系２の焦点調整に関しては、上記第１の実施の形態で記述した内容と同様であるため、説明を省略する。
【００６４】
なお、上記第２の実施の形態においては、直角プリズム２５と直角プリズム２６の両方を、それぞれに対応する移動ステージ２８，２９によって、基準光軸に接近離間する方向に移動させる構成としたが、これに限らず、いずれか一方の直角プリズムだけを移動させる構成としてもよい。
【００６５】
＜適用例＞
本発明の実施の形態に係る光線測定装置１は、走査光学系２の焦点調整を行なうための装置として、電子写真式の画像形成装置のマシン内に組み込むようにしてもよい。また、光線測定装置１を備える画像形成装置を発明の一つとして抽出してもよい。その場合、画像形成装置は、感光体の表面に形成したトナー像を、感光体から用紙に転写する方式（以下、「直接転写方式」）のものでもよいし、感光体から中間転写体（例えば、中間転写ベルト等）にトナー像を転写（一次転写）した後、当該トナー像を中間転写体から用紙に転写（二次転写）する方式のものでもよい。
【００６６】
図１０は本発明が適用される画像形成装置の一例として、直接転写方式の画像形成装置の構成を示す概略図である。図１０においては、ドラム形状の感光体１０６が図中矢印方向（反時計廻り方向）に回転駆動される。感光体１０６の周囲には、当該感光体１０６の回転方向にしたがって、帯電器３２、走査光学系２、電位センサ３４、現像器３５、転写補助帯電器３６、パッチ濃度センサ３７、クリーナー３８、除電器３９が順に配置されている。また、感光体１０６を間に挟んで、帯電器３２の反対側には転写ベルト４０が配置されている。転写ベルト４０の一方端側には定着器４１が配置されている。
【００６７】
帯電器３２は、予め設定された帯電電圧（帯電量）をもって感光体１０６の表面を一様に帯電するものである。走査光学系２は、感光体１０６の表面を光線で露光走査することにより、感光体１０６の表面に静電潜像を形成するものである。電位センサ３４は、感光体１０６の回転方向において、走査光学系２による露光位置よりも下流側の位置で、感光体１０６上の表面電位を測定するものである。電位センサ３４で測定される感光体１０６の帯電電位は、画像濃度を制御するための一つのパラメータとなる。
【００６８】
現像器３５は、感光体１０６上の静電潜像をトナーで現像するものである。現像器３５の内部には、トナーとキャリアを混合した二成分現像剤が収容されている。また、現像器３５には現像ロール４２が設けられている。現像ロール４２は、それ自身が回転することで、感光体１０６の表面にトナーを連続的に供給し、静電潜像をトナー像に現像するものである。現像器３５には、トナー容器４３に収容されたトナーがトナー補給モータ４４の駆動によって供給（補給）される構成となっている。また、現像器３５にはトナー濃度センサ４５が取り付けられている。トナー濃度センサ４５は、現像器３５内のトナー濃度（トナー混合比）を測定するものである。トナー濃度センサ４５で測定されるトナー濃度は、画像濃度を制御するための一つのパラメータとなる。
【００６９】
転写補助帯電器３６は、感光体１０６から用紙へのトナー像の転写を補助するためのものである。感光体１０６から用紙へのトナー像の転写は、感光体１０６と転写ベルト４０とが近接して対向する部分で行なわれる。また、用紙に転写されたトナー像は、定着器４１で加熱及び加圧により定着される。パッチ濃度センサ３７は、感光体１０６上に形成された基準パッチの濃度を測定するものである。パッチ濃度センサ３７で測定される基準パッチ濃度は、画像濃度を制御するための一つのパラメータとなる。クリーナー３８は、用紙に転写されずに感光体１０６の表面に残った不要なトナーを除去するものである。除電器３９は、感光体１０６の表面に残った不要な電荷を除去するものである。
【００７０】
上記構成からなる画像形成装置においては、感光体１０６を回転させた状態で、感光体１０６の表面を帯電器３２で一様に帯電するとともに、走査光学系２によって感光体１０６の表面に静電潜像を形成する。その際、電位センサ３４では、感光体１０６の表面において、帯電器３２により一様に帯電した電位と、露光走査後の電位とを測定する。また、現像器３５では、現像ロール４２の回転により、感光体１０６上の静電潜像をトナー像に現像する。こうして現像されたトナー像は、転写ベルト４０に載せて搬送された用紙（不図示）に転写されるとともに、定着器４１で用紙に定着される。また、画像濃度を検出するために、感光体１０６の表面には帯電、露光及び現像の各工程を経て基準パッチが形成され、この基準パッチの濃度がパッチ濃度センサ３７で測定される。また、現像によって消費された分のトナーはトナー補給モータ４４の駆動により、トナー容器４３から現像器３５へと補給される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明が適用される光線測定装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】走査光学系の構成例を示す概略図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る光線測定装置の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る光線測定装置が備える測定光学系の配置状態を示す概略図である。
【図５】光線の断面径の変化曲線の例を示す図である。
【図６】光学走査系から出射される光線の焦点が目標位置に一致する場合と不一致の場合の状態を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る光線測定装置の構成を示す概略平面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る光線測定装置の光路を示す概略図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る光線測定装置の光路の変化を示す概略図である。
【図１０】本発明が適用される画像形成装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７２】
１…光線測定装置、２…走査光学系、３…測定光学系、４…測定器、１１，２１，２４…無偏光キューブハーフミラー、１２，１３…平面ミラー、１４，２２，２３，２５，２６…直角プリズム、１５，１６…ミラー移動部、１７…拡大光学系、１８…ＣＣＤカメラ、１０６…感光体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光線測定装置、焦点調整装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、帯電した感光体の表面に走査光学系により画像信号に基づく光線（光ビーム）を照射することによって静電潜像を形成している。そして、この静電潜像をトナーで現像してトナー像とし、当該トナー像を用紙に転写・定着させている。この種の画像形成装置で所望の解像度の画像を形成するには、走査光学系から出射された光線が感光体の表面で合焦するように、走査光学系の焦点を調整する必要がある。
【０００３】
走査光学系の焦点調整に関しては、走査光学系から出射された光線を二つに分割するとともに、当該分割した各々の光線の空気換算長に差をもたせた測定光学系を有する測定装置を用いて、各々の光線の断面径（ビーム径）が等しくなる位置を、光線の合焦位置として、走査光学系の焦点合わせを行なう技術が知られている（特許文献１を参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、一つの光線を二つの平行な光線に分割して各々の光線の断面径を測定する場合に、当該二つに分割した光線の空気換算長を光学部品の交換無しに変えることができる仕組みを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、入射光軸に沿って入射された光線を互いに光軸方向の異なる第１の光線と第２の光線に分割する分割手段と、前記分割手段によって分割された前記第１の光線を折り返し方式で反射させる第１の反射手段と、前記分割手段によって分割された前記第２の光線を折り返し方式で反射させる第２の反射手段と、前記第１の反射手段によって反射された前記第１の光線を出射光軸に沿って反射させる第３の反射手段と、前記第２の反射手段によって反射された前記第２の光線を前記出射光軸に沿って反射させる第４の反射手段と、前記出射光軸に沿って反射された前記第１の光線と前記第２の光線をそれぞれ取り込む拡大光学系と、前記拡大光学系に取り込まれた前記第１の光線と前記第２の光線の各断面径を測定するための撮像手段と、前記第１の反射手段及び前記第２の反射手段のうち、少なくとも一方の反射手段を、当該反射手段に入射する光線の光軸方向に移動させる移動手段とを備える光線測定装置に係るものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の光線測定装置において、前記移動手段は、前記第１の反射手段を当該第１の反射手段に入射する光線の光軸方向に移動させる第１の移動手段と、前記第２の反射手段を当該第２の反射手段に入射する光線の光軸方向に移動させる第２の移動手段とを有するものである。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の光線測定装置において、前記第１の反射手段と前記第２の反射手段は、それぞれ光軸に対して４５度をなす二つの反射面を有し、前記分割手段によって分割された前記第１の光線を前記第１の反射手段に向けて反射させる第５の反射手段を備え、前記入射光軸と前記出射光軸は、互いに同軸上に設定され、前記分割手段、前記第３の反射手段、前記第４の反射手段及び前記第５の反射手段は、前記入射光軸及び前記出射光軸と同軸上に配置され、前記分割手段、前記第３の反射手段、前記第４の反射手段及び前記第５の反射手段を含む光学素子群を前記入射光軸及び前記出射光軸の光軸方向に一体に移動させる光学素子移動手段を備えるものである。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１、２又は３記載の光線測定装置において、前記撮像手段を用いて測定された前記第１の光線と前記第２の光線の断面径の差が小さくなる条件で、前記入射光線の焦点の移動量を算出する移動量算出手段を備えるものである。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４記載の光線測定装置と、前記入射光軸に沿って入射される光線の焦点を、前記移動量算出手段によって算出された前記移動量に基づいて移動させる焦点移動手段とを備える焦点調整装置に係るものである。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、感光体と、前記感光体の表面を光線で露光走査する走査光学系と、前記走査光学系が出射する光線を測定対象とする光線測定装置とを備え、前記光線測定装置は、前記走査光学系から入射光軸に沿って入射された光線を互いに光軸方向の異なる第１の光線と第２の光線に分割する分割手段と、前記分割手段によって分割された前記第１の光線を折り返し方式で反射させる第１の反射手段と、前記分割手段によって分割された前記第２の光線を折り返し方式で反射させる第２の反射手段と、前記第１の反射手段によって反射された前記第１の光線を出射光軸に沿って反射させる第３の反射手段と、前記第２の反射手段によって反射された前記第２の光線を前記出射光軸に沿って反射させる第４の反射手段と、前記出射光軸に沿って反射された前記第１の光線と前記第２の光線をそれぞれ取り込む拡大光学系と、前記拡大光学系に取り込まれた前記第１の光線と前記第２の光線の各断面径を測定するための撮像手段と、前記第１の反射手段及び前記第２の反射手段のうち、少なくとも一方の反射手段を、当該反射手段に入射する光線の光軸方向に移動させる移動手段とを備える画像形成装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、一つの光線を二つの平行な光線に分割して各々の光線の断面径を測定する場合に、当該二つに分割した光線の空気換算長を光学部品の交換無しに変えることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、第１の光線の像点と第２の光線の像点をそれぞれに対応する光軸方向で個別に移動させることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、第３の反射手段によって反射される第１の光線と第４の反射手段によって反射される第２の光線Ｈｂ２の光軸間距離を、光学部品の交換無しに変えることができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、入射光線の焦点を目標位置に合わせるための移動量（補正量）を演算によって求めることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、入射光線の焦点を自動的に目標位置に合わせることができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明によれば、光線測定装置を備えた画像形成装置において、一つの光線を二つの平行な光線に分割して各々の光線の断面径を測定する場合に、当該二つに分割した光線の空気換算長を光学部品の交換無しに変えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本発明の技術的範囲は以下に記述する実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
【００１９】
図１は本発明が適用される光線測定装置の概略構成を示す模式図である。光線測定装置１は、光線を出射する光源として、例えば、電子写真方式の画像形成装置に用いられる走査光学系２から出射される光線の焦点調整に用いられるものである。光線測定装置１は、測定光学系３と測定器４とを有している。測定光学系３は、走査光学系２から出射される光線を入射光線として取り込むとともに、当該入射光線を互いに光軸が平行でかつ光軸同士が重ならない二つの出射光線に変換し、当該二つの出射光線を測定器４に向けて出射するものである。測定器４は、測定光学系３から出射される二つの光線の断面径を測定するものである。ここで、光線は光ビームを意味し、光線の断面径は光ビームのビーム径を意味している。
【００２０】
図２は走査光学系の構成例を示す概略図である。図示した走査光学系２は、半導体レーザ等からなるレーザ発光器１０１と、コリメータレンズ１０２と、ポリゴンミラー（回転多面鏡）１０３と、ｆθレンズ等からなるレンズ系１０４と、受光センサ１０５とを備えた構成となっている。走査光学系２は、ドラム形状の感光体１０６の表面を光線でライン状に露光走査（以下、「ライン走査」とも記す）することにより、感光体１０６の表面（ドラム外周面）に静電潜像を形成するものである。
【００２１】
レーザ発光器１０１が発生する光線は、コリメータレンズ１０２でその断面形状（ビーム形状）を整形された後、図中Ｂ方向に定速回転するポリゴンミラー１０３の一面に照射される。このとき、ポリゴンミラー１０３の一面で光線が反射され、かつ反射した光線がポリゴンミラー１０３の回転にしたがって偏向される。これにより、ポリゴンミラー１０３の一面で反射した光線は、レンズ系１０４を介して感光体１０６の表面を図中Ａ方向に走査される。レンズ系１０４は、ポリゴンミラー１０３によって偏向された光線が感光体１０６上で等速直線運動するように、当該光線を偏向する役割を果たす。
【００２２】
受光センサ１０５は、感光体１０６の軸方向に沿う主走査方向で、走査光学系２による静電潜像の書き込み開始位置Ｐ１よりも手前（端）の位置Ｐ０に配置され、そこで光線の受光を感知したときに基準信号を出力するものである。受光センサ１０５が出力する基準信号は、感光体１０６上に光線のライン走査によって静電潜像を書き込むときに、主走査方向で静電潜像の書き込み開始位置Ｐ１を決めるための同期信号（主走査同期信号）となる。
【００２３】
上記構成からなる走査光学系２においては、レーザ発光器１０１からコリメータレンズ１０２を通してポリゴンミラー１０３に照射された光線が、ポリゴンミラー１０３の回転によって感光体１０６の軸方向（主走査方向）にライン走査される。このライン走査をポリゴンミラー１０３の回転と感光体１０６の回転により１ラインごとに繰り返すことにより、感光体１０６の表面に二次元の静電潜像が形成される。
【００２４】
このとき、感光体１０６の軸方向で、実際に感光体１０６の表面に光線のライン走査によって静電潜像の書き込み動作が行なわれる領域を有効領域とすると、この有効領域は、走査光学系２による静電潜像の書き込み開始位置Ｐ１と書き込み終了位置Ｐ２との間で規定される。これに対して、受光センサ１０５が光線の受光を感知する位置Ｐ０と静電潜像の書き込み開始位置Ｐ１との間では、感光体１０６に対して光線による画像の書き込み動作が行われない。このため、Ｐ０−Ｐ１間の領域は実質的に無効領域となる。また、感光体１０６の有効領域（Ｐ１−Ｐ２間）を光線で露光走査するときは、画像信号に応じて光線の点滅状態が制御される。
【００２５】
＜第１の実施の形態＞
図３は本発明の第１の実施の形態に係る光線測定装置の構成を示す斜視図である。また、図４は本発明の第１の実施の形態に係る光線測定装置が備える測定光学系の配置状態を示す概略図である。
【００２６】
光線測定装置１の測定光学系３は、無偏光キューブハーフミラー１１と、二つの平面ミラー１２，１３と、直角プリズム１４と、二つのミラー移動部１５，１６とを用いて構成されている。無偏光キューブハーフミラー１１は、４５度の直角プリズムを二つ組み合わせて構成されるものである。具体的には、無偏光キューブハーフミラー１１は、各々の直角プリズムの斜面に無偏光膜を形成して、当該斜面同士を接着したサイコロ状のハーフミラーである。この無偏光キューブハーフミラー１１は、当該無偏光キューブハーフミラー１１に入射する光線の一部を反射し、かつそれ以外の光線を透過するもので、入射光線を１：１の割合で反射光線と透過光線に分割する。無偏光キューブハーフミラー１１は、分割手段として設けられたものである。
【００２７】
二つの平面ミラー１２，１３のうち、一方の平面ミラー１２は、無偏光キューブハーフミラー１１に入射する光線の光軸（以下、「入射光軸」）上に配置され、他方の平面ミラー１３は、入射光軸に垂直な光軸（以下、「垂直光軸」と記す）上に配置されている。平面ミラー１２は、平らな反射面１２Ａを有し、平面ミラー１３も、平らな反射面１３Ａを有している。平面ミラー１２の反射面１２Ａは、入射光軸に垂直に交わる面に対して角度θの傾きをもって配置されている。平面ミラー１３の反射面１３Ａは、垂直光軸に垂直に交わる面に対して上記同様に角度θの傾きをもって配置されている。
【００２８】
図４においては、無偏光キューブハーフミラー１１に入射する光線のうち、無偏光キューブハーフミラー１１の斜面（接着面）１１Ａを透過する光線を「第１の光線Ｈｂ１」とし、無偏光キューブハーフミラー１１の斜面１１Ａで反射する光線を「第２の光線Ｈｂ２」としている。そうした場合、平面ミラー１２は、無偏光キューブハーフミラー１１を透過した第１の光線Ｈｂ１を折り返し方式で反射させる第１の反射手段に相当するものとなり、平面ミラー１３は、無偏光キューブハーフミラー１１で反射した第２の光線Ｈｂ２を折り返し方式で反射させる第２の反射手段に相当するものとなる。ここで記述する折り返し方式とは、光線が入射する方向に光線を反射する方式をいう。例えば、平面ミラー１２に関しては、当該平面ミラー１２の反射面１２Ａに対して無偏光キューブハーフミラー１１が存在する方向から第１の光線Ｈｂ１が入射する。そして、第１の光線Ｈｂ１は平面ミラー１２の反射面１２Ａで、無偏光キューブハーフミラー１１に向かう方向、つまり光線が入射する方向に反射する。よって、平面ミラー１２は、第１の光線Ｈｂ１を折り返し方式で反射させるものとなる。この点は平面ミラー１３に関しても同様である。
【００２９】
直角プリズム１４は、垂直光軸上において、無偏光キューブハーフミラー１１を間に挟んで、平面ミラー１３と反対側に配置されている。直角プリズム１４は、その一面を反射面１４Ａとしている。直角プリズム１４の反射面１４Ａは、垂直光軸に対して４５度の傾き角度をもって配置されている。直角プリズム１４は、第３の反射手段と第４の反射手段を兼ねるものである。
【００３０】
第１のミラー移動部１５は第１の移動手段として設けられ、第２のミラー移動部１６は第２の移動手段として設けられたものである。第１のミラー移動部１５は、平面ミラー１２を入射光軸の光軸方向（無偏光キューブハーフミラー１１に対して接近離間する方向）に移動させるものである。第２のミラー移動部１６は、平面ミラー１３を垂直光軸の光軸方向（無偏光キューブハーフミラー１１に対して接近離間する方向）に移動させるものである。
【００３１】
光線測定装置１の測定器４は、拡大光学系１７とＣＣＤカメラ１８とを用いて構成されている。拡大光学系１７は、例えば、図示しない対物レンズと鏡筒を用いて構成されるものである。ＣＣＤカメラ１８は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)型の撮像素子を用いて構成されるものである。ＣＣＤカメラ１８は、拡大光学系１７に取り込まれた第１の光線と第２の光線の各断面径を測定するための撮像手段となるものである。ＣＣＤカメラ１８は、拡大光学系１７に入射し、かつ当該拡大光学系１７で拡大された光線（第１の光線及び第２の光線）の像を撮像し、その像を表す撮像信号を生成する。ＣＣＤカメラ１８が撮像する光線の像は、拡大光学系１７を通して取り込まれる光線の断面形状（ビームスポット形状）を表すものとなる。また、ＣＣＤカメラ１８で撮像される光線の断面形状は円形（又はそれに近似した形状）となり、その直径が光線の断面径を表すものとなる。光線の断面径の具体的な算出方法に関しては、例えば、上記特許文献１に開示されている方法を適用すればよい。
【００３２】
上記構成からなる光線測定装置１においては、走査光学系２から出射された光線（入射光線）Ｈｂのうち、一部の光線が無偏光キューブハーフミラー１１の斜面１１Ａを透過し、かつ他の光線が無偏光キューブハーフミラー１１の斜面１１Ａで反射する。このため、入射光線Ｈｂは、無偏光キューブハーフミラー１１によって第１の光線（透過光線）Ｈｂ１と第２の光線（反射光線）Ｈｂ２に分割される。無偏光キューブハーフミラー１１の斜面１１Ａは、入射光軸に対して４５度の傾きをもっている。このため、無偏光キューブハーフミラー１１の斜面１１Ａを透過する第１の光線Ｈｂ１と、無偏光キューブハーフミラー１１の斜面１１Ａで反射する第２の光線Ｈｂ２は、互いに光軸の方向が９０度異なるものとなる。また、第１の光線Ｈｂ１は、無偏光キューブハーフミラー１１の斜面１１Ａを透過した後、平面ミラー１２の反射面１２Ａで反射されて、再び無偏光キューブハーフミラー１１に入射する。また、第２の光線Ｈｂ２は、無偏光キューブハーフミラー１１の斜面１１Ａで反射した後、平面ミラー１３の反射面１３Ａで反射されて、再び無偏光キューブハーフミラー１１に入射する。
【００３３】
無偏光キューブハーフミラー１１に再入射した第１の光線Ｈｂ１は、当該無偏光キューブハーフミラー１１の斜面１１Ａで反射されることにより、直角プリズム１４に向かって進行する。また、無偏光キューブハーフミラー１１に再入射した第２の光線Ｈｂ２は、当該無偏光キューブハーフミラー１１の斜面１１Ａを透過することにより、第１の光線Ｈｂ１と平行に直角プリズム１４に向かって進行する。このとき、無偏光キューブハーフミラー１１に再入射した各々の光線Ｈｂ１，Ｈｂ２の一部は、戻り光線となって走査光学系２側に進行する。このため、走査光学系２に戻り光線が入射しないように、その手前で図示しない遮光部材により戻り光線を遮光する。また、直角プリズム１４に向かって平行に進む第１の光線Ｈｂ１と第２の光線Ｈｂ２の光軸間距離は、上述した反射面１２Ａ，１３Ａの傾き角度θによって決まる。即ち、反射面１２Ａ，１３Ａの傾き角度θが相対的に大きくなれば、光軸間距離も相対的に大きくなり、反射面１２Ａ，１３Ａの傾き角度θが相対的に小さくなれば、光軸間距離も相対的に小さくなる。
【００３４】
次に、各々の光線Ｈｂ１，Ｈｂ２は、直角プリズム１４の反射面１４Ａで反射した後、出射光軸に沿って進行することにより、測定器４の拡大光学系１７に取り込まれる。このとき、第１の光線Ｈｂ１と第２の光線Ｈｂ２は、互いに光軸が平行でかつ光軸同士が重ならないように拡大光学系１７に入射する。
【００３５】
ここで、第１のミラー移動部１５により平面ミラー１２を入射光軸の光軸方向に移動させると、無偏光キューブハーフミラー１１と平面ミラー１２（反射面１２Ａ）との間の距離Ｌ１が変化し、これにしたがって第１の光線Ｈｂ１の光路長が変化する。同様に、第２のミラー移動部１６により平面ミラー１３を垂直光軸の光軸方向に移動させると、無偏光キューブハーフミラー１１と平面ミラー１３（反射面１３Ａ）との間の距離Ｌ２が変化し、これにしたがって第２の光線Ｈｂ２の光路長が変化する。
【００３６】
より具体的に記述すると、第１のミラー移動部１５により平面ミラー１２を無偏光キューブハーフミラー１１に近づける方向に移動させた場合は、無偏光キューブハーフミラー１１と平面ミラー１２との間の距離Ｌ１が短くなり、これにしたがって第１の光線Ｈｂ１の空気換算長が短くなる。このため、第１の光線Ｈｂ１の像点（光線の断面径が最小になる光軸上の位置）は、出射光軸上で走査光学系２から遠い側に移動する。また、第１のミラー移動部１５により平面ミラー１２を無偏光キューブハーフミラー１１から離れる方向に移動させた場合は、無偏光キューブハーフミラー１１と平面ミラー１２との間の距離Ｌ１が長くなり、これにしたがって第１の光線Ｈｂ１の空気換算長が長くなる。このため、第１の光線Ｈｂ１の像点は、出射光軸上で走査光学系２に近い側に移動する。空気換算長とは、光学系中の光路長を屈折率１．０の空気に換算したときの光路長として表したものである。
【００３７】
同様に、第２のミラー移動部１６により平面ミラー１３を無偏光キューブハーフミラー１１に近づける方向に移動させた場合は、無偏光キューブハーフミラー１１と平面ミラー１３との間の距離Ｌ２が短くなり、これにしたがって第２の光線Ｈｂ２の空気換算長が短くなる。このため、第２の光線Ｈｂ２の像点は、出射光軸上で走査光学系２から遠い側に移動する。また、第２のミラー移動部１６により平面ミラー１３を無偏光キューブハーフミラー１１から離れる方向に移動させた場合は、無偏光キューブハーフミラー１１と平面ミラー１３との間の距離Ｌ２が長くなり、これにしたがって第２の光線Ｈｂ２の空気換算長が長くなる。このため、第２の光線Ｈｂ２の像点は、出射光軸上で走査光学系２に近い側に移動する。
【００３８】
続いて、本発明の実施の形態に係る光線測定装置１を用いて走査光学系２の焦点を調整する方法について説明する。
【００３９】
まず、第１の光線Ｈｂ１の空気換算長が第２の光線Ｈｂ２の空気換算長よりも長くなるように（又は短くなるように）、ミラー移動部１５，１６により平面ミラー１２，１３を移動させる。そうすると、第１の光線Ｈｂ１と第２の光線Ｈｂ２の光路長に相対的な差が生じるため、第１の光線Ｈｂ１の像点と第２の光線Ｈｂ２の像点が、出射光軸上で位置ずれした状態となる。即ち、第１の光線Ｈｂ１の空気換算長を第２の光線Ｈｂ２の空気換算長よりも長くした場合は、第１の光線Ｈｂ１の像点が、第２の光線Ｈｂ２の像点よりも走査光学系２に近い側に変位した状態となる。また、第１の光線Ｈｂ１の空気換算長を第２の光線Ｈｂ２の空気換算長よりも短くした場合は、第１の光線Ｈｂ１の像点が、第２の光線Ｈｂ２の像点よりも走査光学系２から遠い側に変位した状態となる。
【００４０】
このとき、走査光学系２から出射される光線の焦点を合わせるべき位置（感光体の表面に相当する位置）を目標位置と定義すると、第１の光線Ｈｂ１の像点と目標位置との間の距離は、平面ミラー１２と無偏光キューブハーフミラー１１との間の距離（離間距離）Ｌ１に依存したものとなる。また、第２の光線Ｈｂ２の像点と目標位置との間の距離は、平面ミラー１３と無偏光キューブハーフミラー１１との間の距離（離間距離）Ｌ２に依存したものとなる。このため、ミラー移動部１５によって平面ミラー１２を移動させると、目標位置に対して第１の光線Ｈｂ１の像点が移動する。また、ミラー移動部１６によって平面ミラー１３を移動させると、目標位置に対して第２の光線Ｈｂ２の像点が移動する。
【００４１】
そこで、走査光学系２の焦点調整を行なう前の光線測定装置１の調整作業として、ミラー移動部１５，１６により平面ミラー１２，１３を次のような条件で移動させる。即ち、第１の条件として、第１の光線Ｈｂ１の像点と第２の光線Ｈｂ２の像点との間に目標位置が介在するように、平面ミラー１２，１３を移動させる。また、第２の条件として、第１の光線Ｈｂ１の像点と目標位置との間の距離が、第２の光線Ｈｂ２の像点と目標位置との間の距離と等しくなるように、平面ミラー１２，１３を移動させる。また、第３の条件として、第１の光線Ｈｂ１の断面径が相対的に大きく変化する位置と、第２の光線Ｈｂ２の断面径が相対的に大きく変化する位置が、それぞれ目標位置に一致するように、平面ミラー１２，１３を移動させる。
【００４２】
ここで、走査光学系２から出射される光線の断面径は、当該光線の焦点で最小となり、当該光線の焦点から光軸方向に離れるにしたがって大きくなる。また、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、光線の断面径を縦軸にとり、光軸上の位置を横軸にとって、光線の断面径の変化を曲線（Ｕ字曲線）で表したときに、その曲線の形状（Ｕ字形の開き具合）は走査光学系２の特性（特に、画像形成装置のマシンの機種）によって変わる。このため、光線の断面径が相対的に大きく変化する位置（図中、破線の丸印で示す位置）も、走査光学系２の特性によって変わる。したがって、上記第３の条件では、走査光学系２の特性に合わせて、平面ミラー１２，１３を移動させることになる。
【００４３】
このように光線測定装置１で平面ミラー１２，１３の位置を調整（設定）したら、走査光学系２の焦点調整を次のような手順で行なう。まず、走査光学系２を駆動して、測定光学系３から測定器４に入射する二つの光線Ｈｂ１，Ｈｂ２の像を、拡大光学系１７を通してＣＣＤカメラ１８で撮像し、これによって生成される撮像信号を図示しないモニターに入力して画面に表示する。そうすると、モニター画面内に二つの光線Ｈｂ１，Ｈｂ２の断面形状が同時に映し出される。このとき、拡大光学系（対物レンズ）１７の物点を感光体表面に相当する目標位置に配置して像点をＣＣＤカメラ１８の撮像素子の撮像面（受光面）に置くことで、感光体表面位置にＣＣＤカメラ１８の撮像面を配置することと同等になる。
【００４４】
そうした場合、走査光学系２から出射される光線（入射光線）の焦点が目標位置に合っていれば、図６（Ａ）に示すように、モニター画面に映し出される二つの光線Ｈｂ１，Ｈｂ２の断面径が等しくなる。これに対して、走査光学系２から出射される光線の焦点が目標位置からずれていれば、モニター画面に映し出される二つの光線の断面径が異なるものとなる。例えば、図６（Ｂ）に示すように、走査光学系２から出射される光線の焦点が目標位置よりも測定器４側にずれていた場合は、一方の光線（図例ではＨｂ１）の断面径が他方の光線（図例ではＨｂ２）の断面径よりも小さくなる。また、図６（Ｃ）に示すように、走査光学系２から出射される光線の焦点が目標位置よりも走査光学系２側にずれていた場合は、一方の光線（図例ではＨｂ１）の断面径が他方の光線（図例ではＨｂ２）の断面径よりも大きくなる。このとき、二つの光線（Ｈｂ１，Ｈｂ２）の断面径の差分は、目標位置に対する入射光線の焦点のずれ量に対応したものとなる。
【００４５】
したがって、走査光学系２の焦点調整に際しては、モニター画面に二つの光線の断面形状を映し出しながら、二つの光線の断面径の差が小さくなるように、走査光学系２から出射される光線（入射光線）の焦点を、例えば、走査光学系２内の焦点移動手段となるコリメータレンズ１０２の移動機構により調整する。このとき、焦点調整に適用する移動量は、少なくとも二つの光線の断面径の差が小さくなる条件で、また実用的には二つの光線の断面径の差が予め設定された許容値以内に収まる条件で、さらに理想的には二つの光線の断面径の差が等しくなる条件で求める。これにより、実際に画像形成装置のマシンに組み込んだ走査光学系２の焦点調整を行なって、通常通りに画像の形成動作を実行すると、走査光学系２から出射された光線が感光体１０６の表面で合焦するようになる。
【００４６】
なお、上記移動機構を用いたコリメータレンズ１０２の移動は、手動で行なってもよいし、モータ等を用いて自動で行なってもよい。また、コリメータレンズ１０２の移動を自動で行なう場合は、焦点調整に適用する入射光線の焦点の移動量を、例えば、光線測定装置１が備えるコンピュータ（又は光線測定装置１本体に接続された端末装置のコンピュータ）を移動量算出手段として、次のような方法で求めればよい。即ち、２つの光線の断面径の差分と、目標位置からの焦点ずれ量との相関データを予め実験的に求めてコンピュータのメモリに記憶しておき、実際に光線測定装置１を用いて測定した２つの光線の断面径の差分に対応する焦点ずれ量を補正するための移動量（コリメータレンズ１０２の移動量）を、コンピュータのＣＰＵが相関データから演算により求める。焦点移動手段となるコリメータレンズ１０２の移動機構は、移動量算出手段が求めた移動量に基づいて、コリメータレンズ１０２を光軸方向に移動させることにより、走査光学系２から出射される光線（入射光線）の焦点を目標位置に合わせて調整することになる。
【００４７】
なお、上記第１の実施の形態においては、平面ミラー１２と平面ミラー１３の両方を、それぞれに対応するミラー移動部１５，１６によって、無偏光キューブハーフミラー１１に接近離間する方向に移動させる構成としたが、これに限らず、いずれか一方の平面ミラーだけを移動させる構成としてもよい。
【００４８】
＜第２の実施の形態＞
図７は本発明の第２の実施の形態に係る光線測定装置の構成を示す概略平面図である。本発明の第２の実施の形態に係る光線測定装置１は、上記第１の実施の形態と比較して、特に、測定光学系３の構成が異なっている。即ち、光線測定装置１の測定光学系３は、二つの無偏光キューブハーフミラー２１，２４と、相対応する二つの直角プリズム２２，２３と、相対応する二つの直角プリズム２５，２６と、三つの移動ステージ２７，２８，２９を用いて構成されている。
【００４９】
無偏光キューブハーフミラー２１は、図示しない走査光学系２から出射される光線の入射側（光路の前段側）に配置され、無偏光キューブハーフミラー２４は、測定器４に対する光線の出射側（光路の後段側）に配置されている。無偏光キューブハーフミラー２１の斜面２１Ａと無偏光キューブハーフミラー２４の斜面２４Ａは、同じ向き（互いに平行）に配置されている。無偏光キューブハーフミラー２１は、分割手段として設けられたものである。
【００５０】
測定光学系３の入射光軸と出射光軸は同一の光軸になっており、当該光軸（以下、「基準光軸」）上に、無偏光キューブハーフミラー２１，２４と直角プリズム２２，２３が直列に配置されている。即ち、走査光学系２側（図中、左側）から測定器４側（図中、右側）に向かって、無偏光キューブハーフミラー２１、直角プリズム２２、直角プリズム２３及び無偏光キューブハーフミラー２４が順に配置されている。直角プリズム２２，２３は、互いの斜面を向かい合わせた状態で配置されている。直角プリズム２２の斜面は反射面２２Ａとなっており、直角プリズム２３の斜面も反射面２３Ａとなっている。無偏光キューブハーフミラー２１，２４の反射面２１Ａ，２４Ａと直角プリズム２２，２３の反射面２２Ａ，２３Ａは、傾斜の向きが９０度反転している。即ち、無偏光キューブハーフミラー２１，２４の反射面２１Ａ，２４Ａは、図中右下がりの向きで傾き、直角プリズム２２，２３の反射面２２Ａ，２３Ａは、図中右上がりの向きで傾いている。また、直角プリズム２２の反射面２２Ａと直角プリズム２３の反射面２３Ａとの間には隙間（空隙）が介在している。直角プリズム２２は、第５の反射手段として設けられ、直角プリズム２３は、第４の反射手段として設けられたものである。また、無偏光キューブハーフミラー２４は、第３の反射手段として設けられたものである。
【００５１】
直角プリズム２５，２６は、互いに同じ寸法で、かつ直角プリズム２２，２３よりも大きい寸法で形成されている。直角プリズム２５，２６は、基準光軸を間に挟んで、一方側（図中、上側）と他方側（図中、下側）に配置されている。直角プリズム２５は、基準光軸から見て、外向きに二つの反射面２５Ａを配置している。同様に、直角プリズム２６は、基準光軸から見て、外向きに二つの反射面２６Ａを配置している。また、直角プリズム２５は、基準光軸の軸方向において、直角プリズム２３から無偏光キューブハーフミラー２４に至る部分にプリズムの斜面を配置している。一方、直角プリズム２７は、基準光軸の軸方向において、無偏光キューブハーフミラー２１から直角プリズム２３に至る部分にプリズムの斜面を配置している。このため、直角プリズム２５は、直角プリズム２６よりも走査光学系２から遠い側に配置されている。直角プリズム２５は、第１の反射手段として設けられ、直角プリズム２６は、第２の反射手段として設けられたものである。
【００５２】
移動ステージ２７は、上述した無偏光キューブハーフミラー２１，２４と直角プリズム２２，２３を搭載している。また、移動ステージ２８は直角プリズム２２を搭載し、移動ステージ２９は直角プリズム２３を搭載している。移動ステージ２７は、これに搭載された無偏光キューブハーフミラー２１，２４と直角プリズム２２，２３を基準光軸の軸方向に一体に移動させるものである。移動ステージ２７は、無偏光キューブハーフミラー２１，２４と直角プリズム２２，２３を含む光学素子群を移動させる光学素子移動手段として設けられたものである。移動ステージ２８は、これに搭載された直角プリズム２２を基準光軸と垂直な軸方向に移動させるもので、第１の移動手段に相当するものである。移動ステージ２９は、これに搭載された直角プリズム２３を基準光軸と垂直な軸方向に移動させるもので、第２の移動手段に相当するものである。各々の移動ステージ２７，２８，２９は、例えば、モータを駆動源として、それぞれ個別に移動するものである。
【００５３】
光線測定装置１の測定器４は、拡大光学系１７とＣＣＤカメラ１８とを用いて構成されている。拡大光学系１７は、対物レンズ１７Ａと鏡筒１７Ｂを用いて構成されている。また、光線測定装置１の測定光学系３と測定器４は、共通の移動ステージ３０に搭載されている。移動ステージ３０は、光線測定装置１の測定光学系３と測定器４を、基準光軸の軸方向に一体に移動させるものである。移動ステージ３０は、例えば、モータを駆動源として移動するものである。
【００５４】
上記構成からなる光線測定装置１においては、図８に示すように、走査光学系２から出射された光線（入射光線）が無偏光キューブハーフミラー２１により第１の光線（透過光線）Ｈｂ１と第２の光線（反射光線）Ｈｂ２に分割される。このうち、第１の光線Ｈｂ１は、無偏光キューブハーフミラー２１の斜面２１Ａを透過した後、直角プリズム２２の反射面２２Ａで反射されて、直角プリズム２５に入射する。また、第２の光線Ｈｂ２は、無偏光キューブハーフミラー２１の斜面２１Ａで反射されて、直角プリズム２６に入射する。
【００５５】
直角プリズム２５に入射した第１の光線Ｈｂ１は、当該直角プリズム２５の二つの反射面２５Ａで順に反射されて、無偏光キューブハーフミラー２４に入射する。また、直角プリズム２６に入射した第２の光線Ｈｂ２は、当該直角プリズム２６の二つの反射面２６Ａで順に反射されて、直角プリズム２３に入射する。その際、直角プリズム２５に入射した第１の光線Ｈｂ１は、二つの反射面２５Ａによって折り返し方式で反射される。同様に、直角プリズム２６に入射した第２の光線Ｈｂ２は、二つの反射面２６Ａによって折り返し方式で反射される。
【００５６】
無偏光キューブハーフミラー２４に入射した第１の光線Ｈｂ１は、当該無偏光キューブハーフミラー２４の斜面２４Ａで反射され、基準光軸と平行に出射される。直角プリズム２３に入射した第２の光線Ｈｂ２は、当該直角プリズム２３の反射面２３Ａで反射されて、無偏光キューブハーフミラー２４に入射する。さらに、無偏光キューブハーフミラー２４に入射した第２の光線Ｈｂ２は、当該無偏光キューブハーフミラー２４の斜面２４Ａを透過して、基準光軸（第１の光線Ｈｂ１）と平行に出射される。こうして測定光学系３から出射された第１の光線Ｈｂ１と第２の光線Ｈｂ２は、互いに光軸が平行でかつ光軸同士が重ならないように拡大光学系１７に入射する。
【００５７】
本発明の第２の実施の形態に係る光線測定装置１においては、走査光学系２から測定光学系３へと入射された光線が、測定光学系３の中で、基準光軸と平行な方向に進む段階と、基準光軸と垂直な方向に進む段階を経て、測定器４の拡大光学系１７へと出射される。このため、測定光学系３を構成する各々の光学部品（２１〜２６）は、基準光軸又はこれと垂直な軸に合わせて配置されることになる。また、第１の光線Ｈｂ１は、直角プリズム２２、直角プリズム２５及び直角プリズム２４の内部（ガラス中）を通って進み、第２の光線Ｈｂ２は、直角プリズム２６、直角プリズム２３及び無偏光キューブハーフミラー２４の内部（ガラス中）を通って進む。このため、各々の光線Ｈｂ１，Ｈｂ２が空気中を進む場合に比較して、光線の空気換算長が長くなる。
【００５８】
また、拡大光学系１７に向かって平行に進む第１の光線Ｈｂ１と第２の光線Ｈｂ２の光軸間距離は、測定光学系３が備える移動ステージ２７の位置に依存したものとなる。このため、移動ステージ２７を基準光軸の軸方向に移動させると、それに応じて二つの光線Ｈｂ１，Ｈｂ２の光軸間距離が変化する。例えば、図９（Ａ）に示す配置状態を初期位置とし、当該初期位置から移動ステージ２７を基準光軸に沿って走査光学系２に近づく方向に移動させると、図９（Ｂ）に示すように、直角プリズム２２の反射面２２Ａで反射する第１の光線Ｈｂ１が直角プリズム２５に入射する位置と、無偏光キューブハーフミラー２１の斜面２１Ａで反射する第２の光線Ｈｂ２が直角プリズム２６に入射する位置が、それぞれ走査光学系２側に移動する。このため、直角プリズム２５の反射面２５Ａに到達する第１の光線Ｈｂ１の位置（光線が反射する位置）と、直角プリズム２６の反射面２６Ａに到達する第２の光線Ｈｂ２の位置が、それぞれ基準光軸に近い側に変位する。その結果、基準光軸に垂直な方向において、測定光学系３から出射される第１の光線Ｈｂ１の位置は直角プリズム２６側に移動し、測定光学系３から出射される第２の光線Ｈｂ２の位置は直角プリズム２５側に移動する。
【００５９】
これに対して、上記初期位置から移動ステージ２７を基準光軸に沿って測定器４の拡大光学系１７に近づく方向に移動させると、図９（Ｃ）に示すように、直角プリズム２２の反射面２２Ａで反射する第１の光線Ｈｂ１が直角プリズム２５に入射する位置と、無偏光キューブハーフミラー２１の斜面２１Ａで反射する第２の光線Ｈｂ２が直角プリズム２６に入射する位置が、それぞれ拡大光学系１７側に移動する。このため、直角プリズム２５の反射面２５Ａに到達する第１の光線Ｈｂ１の位置と、直角プリズム２６の反射面２６Ａに到達する第２の光線Ｈｂ２の位置が、それぞれ基準光軸から遠い側に変位する。その結果、基準光軸に垂直な方向において、測定光学系３から出射される第１の光線Ｈｂ１の位置は直角プリズム２５側に移動し、測定光学系３から出射される第２の光線Ｈｂ２の位置は直角プリズム２６側に移動する。
【００６０】
この場合、移動ステージ２７の移動方向及び移動量は、図示しないモータの回転方向及び回転量を制御項目として、当該モータに対応するモータドライバにより制御される。したがって、本発明の第２の実施の形態に係る光線測定装置１においては、図９（Ｄ）に示すように、測定光学系３から測定器４の拡大光学系１７に向けて出射される第１の光線Ｈｂ１と第２の光線Ｈｂ２の光軸を一致させた状態（光軸間距離がゼロの状態）を含めて、二つの光線Ｈｂ１，Ｈｂ２の光軸間距離をモータの駆動により無段階に調整する機能をもつことになる。
【００６１】
また、上記の移動ステージ２７を固定した状態で移動ステージ２８を移動させると、第１の光線Ｈｂ１の空気換算長が変化する。具体的には、移動ステージ２８を基準光軸から遠ざかる方向に移動させると、第１の光線Ｈｂ１の空気換算長が長くなる。このため、第１の光線Ｈｂ１の像点は、基準光軸上で走査光学系２に近い側に移動する。また、移動ステージ２８を基準光軸に近づく方向に移動させると、第１の光線Ｈｂ１の空気換算長が短くなる。このため、第１の光線Ｈｂ１の像点は、出射光軸上で走査光学系２から遠い側に移動する。
【００６２】
同様に、上記の移動ステージ２７を固定した状態で移動ステージ２９を移動させると、第２の光線Ｈｂ２の空気換算長が変化する。具体的には、移動ステージ２９を基準光軸から遠ざかる方向に移動させると、第２の光線Ｈｂ２の空気換算長が長くなる。このため、第２の光線Ｈｂ２の像点は、基準光軸上で走査光学系２に近い側に移動する。また、移動ステージ２９を基準光軸に近づく方向に移動させると、第２の光線Ｈｂ２の空気換算長が短くなる。このため、第２の光線Ｈｂ２の像点は、基準光軸上で走査光学系２から遠い側に移動する。
【００６３】
そこで、走査光学系２の焦点調整を行なう前の光線測定装置１の調整作業として、移動ステージ２８，２９により直角プリズム２５，２６を、前述した第１〜第３の条件を満たす位置に移動させる。このとき、直角プリズム２５，２６は、いずれも、基準光軸に垂直な軸方向で、それぞれの位置が調整されることになる。走査光学系２の焦点調整に関しては、上記第１の実施の形態で記述した内容と同様であるため、説明を省略する。
【００６４】
なお、上記第２の実施の形態においては、直角プリズム２５と直角プリズム２６の両方を、それぞれに対応する移動ステージ２８，２９によって、基準光軸に接近離間する方向に移動させる構成としたが、これに限らず、いずれか一方の直角プリズムだけを移動させる構成としてもよい。
【００６５】
＜適用例＞
本発明の実施の形態に係る光線測定装置１は、走査光学系２の焦点調整を行なうための装置として、電子写真式の画像形成装置のマシン内に組み込むようにしてもよい。また、光線測定装置１を備える画像形成装置を発明の一つとして抽出してもよい。その場合、画像形成装置は、感光体の表面に形成したトナー像を、感光体から用紙に転写する方式（以下、「直接転写方式」）のものでもよいし、感光体から中間転写体（例えば、中間転写ベルト等）にトナー像を転写（一次転写）した後、当該トナー像を中間転写体から用紙に転写（二次転写）する方式のものでもよい。
【００６６】
図１０は本発明が適用される画像形成装置の一例として、直接転写方式の画像形成装置の構成を示す概略図である。図１０においては、ドラム形状の感光体１０６が図中矢印方向（反時計廻り方向）に回転駆動される。感光体１０６の周囲には、当該感光体１０６の回転方向にしたがって、帯電器３２、走査光学系２、電位センサ３４、現像器３５、転写補助帯電器３６、パッチ濃度センサ３７、クリーナー３８、除電器３９が順に配置されている。また、感光体１０６を間に挟んで、帯電器３２の反対側には転写ベルト４０が配置されている。転写ベルト４０の一方端側には定着器４１が配置されている。
【００６７】
帯電器３２は、予め設定された帯電電圧（帯電量）をもって感光体１０６の表面を一様に帯電するものである。走査光学系２は、感光体１０６の表面を光線で露光走査することにより、感光体１０６の表面に静電潜像を形成するものである。電位センサ３４は、感光体１０６の回転方向において、走査光学系２による露光位置よりも下流側の位置で、感光体１０６上の表面電位を測定するものである。電位センサ３４で測定される感光体１０６の帯電電位は、画像濃度を制御するための一つのパラメータとなる。
【００６８】
現像器３５は、感光体１０６上の静電潜像をトナーで現像するものである。現像器３５の内部には、トナーとキャリアを混合した二成分現像剤が収容されている。また、現像器３５には現像ロール４２が設けられている。現像ロール４２は、それ自身が回転することで、感光体１０６の表面にトナーを連続的に供給し、静電潜像をトナー像に現像するものである。現像器３５には、トナー容器４３に収容されたトナーがトナー補給モータ４４の駆動によって供給（補給）される構成となっている。また、現像器３５にはトナー濃度センサ４５が取り付けられている。トナー濃度センサ４５は、現像器３５内のトナー濃度（トナー混合比）を測定するものである。トナー濃度センサ４５で測定されるトナー濃度は、画像濃度を制御するための一つのパラメータとなる。
【００６９】
転写補助帯電器３６は、感光体１０６から用紙へのトナー像の転写を補助するためのものである。感光体１０６から用紙へのトナー像の転写は、感光体１０６と転写ベルト４０とが近接して対向する部分で行なわれる。また、用紙に転写されたトナー像は、定着器４１で加熱及び加圧により定着される。パッチ濃度センサ３７は、感光体１０６上に形成された基準パッチの濃度を測定するものである。パッチ濃度センサ３７で測定される基準パッチ濃度は、画像濃度を制御するための一つのパラメータとなる。クリーナー３８は、用紙に転写されずに感光体１０６の表面に残った不要なトナーを除去するものである。除電器３９は、感光体１０６の表面に残った不要な電荷を除去するものである。
【００７０】
上記構成からなる画像形成装置においては、感光体１０６を回転させた状態で、感光体１０６の表面を帯電器３２で一様に帯電するとともに、走査光学系２によって感光体１０６の表面に静電潜像を形成する。その際、電位センサ３４では、感光体１０６の表面において、帯電器３２により一様に帯電した電位と、露光走査後の電位とを測定する。また、現像器３５では、現像ロール４２の回転により、感光体１０６上の静電潜像をトナー像に現像する。こうして現像されたトナー像は、転写ベルト４０に載せて搬送された用紙（不図示）に転写されるとともに、定着器４１で用紙に定着される。また、画像濃度を検出するために、感光体１０６の表面には帯電、露光及び現像の各工程を経て基準パッチが形成され、この基準パッチの濃度がパッチ濃度センサ３７で測定される。また、現像によって消費された分のトナーはトナー補給モータ４４の駆動により、トナー容器４３から現像器３５へと補給される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明が適用される光線測定装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】走査光学系の構成例を示す概略図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る光線測定装置の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る光線測定装置が備える測定光学系の配置状態を示す概略図である。
【図５】光線の断面径の変化曲線の例を示す図である。
【図６】光学走査系から出射される光線の焦点が目標位置に一致する場合と不一致の場合の状態を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る光線測定装置の構成を示す概略平面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る光線測定装置の光路を示す概略図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る光線測定装置の光路の変化を示す概略図である。
【図１０】本発明が適用される画像形成装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７２】
１…光線測定装置、２…走査光学系、３…測定光学系、４…測定器、１１，２１，２４…無偏光キューブハーフミラー、１２，１３…平面ミラー、１４，２２，２３，２５，２６…直角プリズム、１５，１６…ミラー移動部、１７…拡大光学系、１８…ＣＣＤカメラ、１０６…感光体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光軸に沿って入射された光線を互いに光軸方向の異なる第１の光線と第２の光線に分割する分割手段と、
前記分割手段によって分割された前記第１の光線を折り返し方式で反射させる第１の反射手段と、
前記分割手段によって分割された前記第２の光線を折り返し方式で反射させる第２の反射手段と、
前記第１の反射手段によって反射された前記第１の光線を出射光軸に沿って反射させる第３の反射手段と、
前記第２の反射手段によって反射された前記第２の光線を前記出射光軸に沿って反射させる第４の反射手段と、
前記出射光軸に沿って反射された前記第１の光線と前記第２の光線をそれぞれ取り込む拡大光学系と、
前記拡大光学系に取り込まれた前記第１の光線と前記第２の光線の各断面径を測定するための撮像手段と、
前記第１の反射手段及び前記第２の反射手段のうち、少なくとも一方の反射手段を、当該反射手段に入射する光線の光軸方向に移動させる移動手段と
を備える光線測定装置。
【請求項２】
前記移動手段は、前記第１の反射手段を当該第１の反射手段に入射する光線の光軸方向に移動させる第１の移動手段と、前記第２の反射手段を当該第２の反射手段に入射する光線の光軸方向に移動させる第２の移動手段とを有する
請求項１記載の光線測定装置。
【請求項３】
前記第１の反射手段と前記第２の反射手段は、それぞれ光軸に対して４５度をなす二つの反射面を有し、
前記分割手段によって分割された前記第１の光線を前記第１の反射手段に向けて反射させる第５の反射手段を備え、
前記入射光軸と前記出射光軸は、互いに同軸上に設定され、
前記分割手段、前記第３の反射手段、前記第４の反射手段及び前記第５の反射手段は、前記入射光軸及び前記出射光軸と同軸上に配置され、
前記分割手段、前記第３の反射手段、前記第４の反射手段及び前記第５の反射手段を含む光学素子群を前記入射光軸及び前記出射光軸の光軸方向に一体に移動させる光学素子移動手段を備える
請求項１記載の光線測定装置。
【請求項４】
前記撮像手段を用いて測定された前記第１の光線と前記第２の光線の断面径の差が小さくなる条件で、前記入射光線の焦点の移動量を算出する移動量算出手段を備える
請求項１、２又は３記載の光線測定装置。
【請求項５】
請求項４記載の光線測定装置と、
前記入射光軸に沿って入射される光線の焦点を、前記移動量算出手段によって算出された前記移動量に基づいて移動させる焦点移動手段と
を備える焦点調整装置。
【請求項６】
感光体と、
前記感光体の表面を光線で露光走査する走査光学系と、
前記走査光学系が出射する光線を測定対象とする光線測定装置とを備え、
前記光線測定装置は、
前記走査光学系から入射光軸に沿って入射された光線を互いに光軸方向の異なる第１の光線と第２の光線に分割する分割手段と、
前記分割手段によって分割された前記第１の光線を折り返し方式で反射させる第１の反射手段と、
前記分割手段によって分割された前記第２の光線を折り返し方式で反射させる第２の反射手段と、
前記第１の反射手段によって反射された前記第１の光線を出射光軸に沿って反射させる第３の反射手段と、
前記第２の反射手段によって反射された前記第２の光線を前記出射光軸に沿って反射させる第４の反射手段と、
前記出射光軸に沿って反射された前記第１の光線と前記第２の光線をそれぞれ取り込む拡大光学系と、
前記拡大光学系に取り込まれた前記第１の光線と前記第２の光線の各断面径を測定するための撮像手段と、
前記第１の反射手段及び前記第２の反射手段のうち、少なくとも一方の反射手段を、当該反射手段に入射する光線の光軸方向に移動させる移動手段と
を備える画像形成装置。
【請求項１】
入射光軸に沿って入射された光線を互いに光軸方向の異なる第１の光線と第２の光線に分割する分割手段と、
前記分割手段によって分割された前記第１の光線を折り返し方式で反射させる第１の反射手段と、
前記分割手段によって分割された前記第２の光線を折り返し方式で反射させる第２の反射手段と、
前記第１の反射手段によって反射された前記第１の光線を出射光軸に沿って反射させる第３の反射手段と、
前記第２の反射手段によって反射された前記第２の光線を前記出射光軸に沿って反射させる第４の反射手段と、
前記出射光軸に沿って反射された前記第１の光線と前記第２の光線をそれぞれ取り込む拡大光学系と、
前記拡大光学系に取り込まれた前記第１の光線と前記第２の光線の各断面径を測定するための撮像手段と、
前記第１の反射手段及び前記第２の反射手段のうち、少なくとも一方の反射手段を、当該反射手段に入射する光線の光軸方向に移動させる移動手段と
を備える光線測定装置。
【請求項２】
前記移動手段は、前記第１の反射手段を当該第１の反射手段に入射する光線の光軸方向に移動させる第１の移動手段と、前記第２の反射手段を当該第２の反射手段に入射する光線の光軸方向に移動させる第２の移動手段とを有する
請求項１記載の光線測定装置。
【請求項３】
前記第１の反射手段と前記第２の反射手段は、それぞれ光軸に対して４５度をなす二つの反射面を有し、
前記分割手段によって分割された前記第１の光線を前記第１の反射手段に向けて反射させる第５の反射手段を備え、
前記入射光軸と前記出射光軸は、互いに同軸上に設定され、
前記分割手段、前記第３の反射手段、前記第４の反射手段及び前記第５の反射手段は、前記入射光軸及び前記出射光軸と同軸上に配置され、
前記分割手段、前記第３の反射手段、前記第４の反射手段及び前記第５の反射手段を含む光学素子群を前記入射光軸及び前記出射光軸の光軸方向に一体に移動させる光学素子移動手段を備える
請求項１記載の光線測定装置。
【請求項４】
前記撮像手段を用いて測定された前記第１の光線と前記第２の光線の断面径の差が小さくなる条件で、前記入射光線の焦点の移動量を算出する移動量算出手段を備える
請求項１、２又は３記載の光線測定装置。
【請求項５】
請求項４記載の光線測定装置と、
前記入射光軸に沿って入射される光線の焦点を、前記移動量算出手段によって算出された前記移動量に基づいて移動させる焦点移動手段と
を備える焦点調整装置。
【請求項６】
感光体と、
前記感光体の表面を光線で露光走査する走査光学系と、
前記走査光学系が出射する光線を測定対象とする光線測定装置とを備え、
前記光線測定装置は、
前記走査光学系から入射光軸に沿って入射された光線を互いに光軸方向の異なる第１の光線と第２の光線に分割する分割手段と、
前記分割手段によって分割された前記第１の光線を折り返し方式で反射させる第１の反射手段と、
前記分割手段によって分割された前記第２の光線を折り返し方式で反射させる第２の反射手段と、
前記第１の反射手段によって反射された前記第１の光線を出射光軸に沿って反射させる第３の反射手段と、
前記第２の反射手段によって反射された前記第２の光線を前記出射光軸に沿って反射させる第４の反射手段と、
前記出射光軸に沿って反射された前記第１の光線と前記第２の光線をそれぞれ取り込む拡大光学系と、
前記拡大光学系に取り込まれた前記第１の光線と前記第２の光線の各断面径を測定するための撮像手段と、
前記第１の反射手段及び前記第２の反射手段のうち、少なくとも一方の反射手段を、当該反射手段に入射する光線の光軸方向に移動させる移動手段と
を備える画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１２７６６８（Ｐ２０１０−１２７６６８Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３００３９５（Ｐ２００８−３００３９５）
【出願日】平成２０年１１月２６日（２００８．１１．２６）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２６日（２００８．１１．２６）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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