JP3491098B2 - 曲率ミラー保持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、イメージスキャナーや
表面欠陥検査装置等に備えられたビームスキャナーに使
用する曲率ミラー保持装置に係わり、特に、大型の曲率
ミラーに対して、ミラー形状を理論値となる様に補正し
て保持することのできる曲率ミラー保持装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ポリゴンミラー等の回転偏向器を備えた
ビームスキャナーは、イメージスキャナーや表面欠陥検
査装置等に内蔵されており、光束を被走査面において等
速に走査させたり、或いは光束を平行光線（テレセン）
とするための光学手段が採用されている。この光学手段
は反射光学系の場合には、一般的に曲率ミラーが採用さ
れている。

【０００３】この曲率ミラーは、通常、ガラスやアクリ
ル樹脂等の素材を研磨或いは成型等により形成されてい
る。そして曲率ミラーの曲率は、放物面や双曲面等の非
球面形状となっており、用途に応じて様々な形状を有し
ている。

【０００４】従来、比較的小型の曲率ミラー１０００ａ
は、図４に示す様に、曲率ミラー１０００ａの両端部に
形成された固定部材２０００、２０００により両端支持
することにより、ミラー形状を保持されている。この固
定部材２０００は例えば、曲率ミラー１０００ａの両端
面部を位置決めし、曲率ミラー１０００ａの長手方向を
規制して固定するための付き当て部材２１００と、曲率
ミラー１０００ａの長手方向と直交する方向に曲率ミラ
ー１０００ａを規制して固定するための保持部材２２０
０とから構成されている。この保持部材２２００は、板
バネ等で固定してもよく、更に、適宜の接着剤により直
接固定することも可能である。

【０００５】また中型の曲率ミラー１０００ｂは、図５
に示す様に、固定部材２０００の個数を増加させること
により、ミラー形状を保持されている。例えば、図５に
示す様に小型の曲率ミラー１０００ａと同様に、曲率ミ
ラー１０００ｂの両端部を固定部材２０００、２０００
により両端支持し、更に、曲率ミラー１０００ｂの略中
央付近に保持部材２２００を形成してミラー形状を保持
させることができる。

【０００６】しかしながら上述の曲率ミラー１０００ａ
や、曲率ミラー１０００ｂは、走査光線が有効走査幅ま
で広がる位置近傍に配置されているため、曲率ミラーは
有効走査幅と同じ程度の大きさを必要とし、有効走査幅
が大きくなるに従い、ミラー形状も大型化してしまうと
いう問題点があった。

【０００７】更に曲率ミラー１０００ａ、曲率ミラー１
０００ｂが大型化する程、ミラーの加工、成型等が困難
となり、理論値との誤差が増大するという問題点があっ
た。即ち、図６（ａ）に示す様に「曲率不良」を起こし
たり、図６（ｂ）に示す様な「ねじれ」を生じたり、図
６（ｃ）に示す様な「倒れ」等の形状不良を発生させる
場合があった。これらの形状不良は、被走査面において
ビーム径不良や、走査線の曲がり、傾きの増大等を引き
起こし、光学性能の低下の原因となっていた。

【０００８】そして使用状態によっては、曲率ミラー１
０００ａ、曲率ミラー１０００ｂの自重による撓み等が
生じ、更に誤差を増大化するという深刻な問題点があっ
た。

【０００９】また曲率ミラー１０００ａ、曲率ミラー１
０００ｂが大型化すると、温度変化により熱膨張が生
じ、熱変形を無視することができなくなるという問題点
があった。

【００１０】そこで大型の曲率ミラー１０００ｃに対し
ては、図７及び図８に示す様に、ミラー形状補正手段３
０００を使用して、ミラー形状を保持することが図られ
ている。このミラー形状補正手段３０００は、基台３１
００と、この基台３１００に取り付けられ、曲率ミラー
１０００ｃの側部を押圧するための保持部材３２００、
３２００・・・・と、これらの保持部材３２００、３２
００・・・・に対して、曲率ミラー１０００ｃを挟んで
対向する位置に形成され、曲率ミラー１０００ｃの形状
を位置決めするための形状基準部材３３００、３３００
・・・・とから構成されている。

【００１１】大型の曲率ミラー１０００ｃは、ミラー単
体では理論値に対して形状誤差を有しており、この形状
誤差を形状基準部材３３００、３３００・・・・に沿っ
て押し付けることにより、形状誤差を補正することがで
きる。即ち、大型の曲率ミラー１０００ｃを形状基準部
材３３００、３３００・・・・に沿って位置決めし、対
向する位置に配置された保持部材３２００、３２００に
より、緩衝部材３２１０、３２１０・・・・を介して押
圧することにより、大型の曲率ミラー１０００ｃの形状
誤差を補正することができる。

【００１２】なおミラー形状補正手段３０００は、図７
に示す様に、保持部材３２００、３２００・・・・は押
さえビス等を使用し、形状基準部材３３００、３３００
・・・には、位置決めピン等を採用して離散的に押圧す
る構成にすることもでき、更に図８に示す様に、形状基
準部材３３００を連続的な規制部材とすることもでき
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記ミラ
ー形状補正手段３０００は、保持部材３２００、３２０
０・・・・と形状基準部材３３００、３３００・・・・
とが、図７に示す様に離散的に配置されている場合に
は、大型の曲率ミラー１０００ｃのミラー形状が大まか
に補正されるが、形状基準部材３３００、３３００・・
・・や保持部材３２００、３２００・・・・の近傍では
応力集中が生じ、ミラー面を歪ませたり、最悪の場合に
は一部が欠けたり、クラック等の破損が生じるという深
刻な問題点があった。

【００１４】そして大型の曲率ミラー１０００ｃの破損
を防止するため、ミラー形状補正手段３０００の押圧力
を低下させれば、ミラー形状の補正が十分に行われない
という問題点があった。

【００１５】従って、曲率ミラーを破損することなく、
ミラー形状を理論値まで補正することができ、ミラー面
の歪を減少させることのできる曲率ミラー保持装置の出
現が強く望まれていた。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
案出されたもので、曲率ミラーを保持するための曲率ミ
ラー保持装置であって、該曲率ミラーの反射面側に設け
られ、前記曲率ミラーを連続的に当接させることによ
り、ミラー形状を理論値カーブに補正するための形状基
準手段と、前記曲率ミラーを該形状基準手段に対して押
圧させ、前記曲率ミラーを該形状基準手段に対して連続
的に当接させるために、前記曲率ミラーに沿って連続的
に当接可能に形成された押圧保持手段とから構成されて
いる。

【００１７】また本発明は、押圧保持手段の走査方向の
剛性が、形状基準手段の走査方向の剛性より低くするこ
ともできる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以上の様に構成された本発明は、
曲率ミラーの反射面側に設けられた形状基準手段が、曲
率ミラーを連続的に当接させることにより、ミラー形状
を理論値カーブに補正し、曲率ミラーに沿って連続的に
当接可能に形成された押圧保持手段が、曲率ミラーを形
状基準手段に対して押圧させ、曲率ミラーを形状基準手
段に対して連続的に当接させる様になっている。

【００１９】また本発明は、押圧保持手段の走査方向の
剛性を形状基準手段の走査方向の剛性より低くすること
もできる。

【００２０】

【実施例】

【００２１】本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

【００２２】本実施例の曲率ミラー保持装置１００は、
図１に示す様に、保持部材本体１０と、この保持部材本
体１０の下部に形成され、曲率ミラー２００の下端部を
保持するための下端部保持手段２０と、保持部材本体１
０の上部に形成され、曲率ミラー２００の上端部を保持
するための上端部保持手段３０とから構成されている。

【００２３】図２に示す様に下端部保持手段２０は、曲
率ミラー２００の下端部を保持するためのもので、曲率
ミラー２００を位置決めしてミラー形状を補正するため
の第１の形状基準部材２１と、この第１の形状基準部材
２１に対して、曲率ミラー２００を挟んで対向する位置
に形成され、曲率ミラー２００を押圧するための第１の
押圧保持部材２２と、この第１の押圧保持部材２２を移
動させて曲率ミラー２００を押圧させるための第１の押
しビス部材２３、２３・・・・とから構成されている。

【００２４】第１の形状基準部材２１は、曲率ミラー２
００の反射側に配置されており、アルミ、鉄等の金属を
ＮＣ加工等により精密に形成されている。第１の形状基
準部材２１は、曲率ミラー２００との下端部と連続的に
当接する様に形成されており、曲率ミラー２００の下端
部を第１の形状基準部材２１の側部に連続的に当接させ
ることにより、曲率ミラー２００のミラー形状が理論値
となる様に補正するためのものである。

【００２５】第１の形状基準部材２１は、曲率ミラー２
００の下端部と連続して当接可能とするために連続形状
に加工されている。

【００２６】第１の押圧保持部材２２は、曲率ミラー２
００の下端部を押圧し、曲率ミラー２００を第１の形状
基準部材２１に沿わせて保持させるためのものである。
第１の押圧保持部材２２は、曲率ミラー２００の下端部
と連続して当接可能とするために連続形状に加工されて
おり、曲率ミラー２００の下端部は、第１の形状基準部
材２１と第１の押圧保持部材２２との間で密着されて保
持される。

【００２７】なお第１の押圧保持部材２２は、曲率ミラ
ー２００との接触性を高めるために、走査方向の剛性を
第１の形状基準部材２１より低下させている。

【００２８】第１の押しビス部材２３、２３・・・・
は、保持部材本体１０を貫通して第１の押圧保持部材２
２を押圧して移動させるためのものである。従って第１
の押しビス部材２３、２３・・・・により、第１の押圧
保持部材２２を曲率ミラー２００方向に移動させれば、
曲率ミラー２００を第１の形状基準部材２１に沿って押
し付け、保持固定させることができる。

【００２９】本実施例の曲率ミラー２００は放物柱面鏡
であり、一般的なスキャナーとして使用される曲率ミラ
ー２００は、走査方向の大きさは、走査方向と直交する
方向より大きく形成されている。

【００３０】なお第１の形状基準部材２１と第２の形状
基準部材３１は、形状基準手段に該当するものであり、
第１の押圧保持部材２２と第２の押圧保持部材３２と
は、押圧保持手段に該当するものである。

【００３１】図１に示す様に上端部保持手段３０は、曲
率ミラー２００の上端部を保持するためのもので、曲率
ミラー２００を位置決めしてミラー形状を補正するため
の第２の形状基準部材３１と、この第２の形状基準部材
３１に対して、曲率ミラー２００を挟んで対向する位置
に形成され、曲率ミラー２００を押圧するための第２の
押圧保持部材３２と、この第２の押圧保持部材３２を移
動させて曲率ミラー２００を押圧させるための第２の押
しビス部材３３、３３・・・・とから構成されている。

【００３２】上端部保持手段３０は、曲率ミラー２００
の保持する位置が上端部である以外は下端部保持手段２
０と同様であるから説明を省略する。

【００３３】また第１の押しビス部材２３、２３・・・
・と第２の押しビス部材３３、３３・・・・とは、第１
の押圧保持部材２２又は第２の押圧保持部材３２を移動
させることのできる手段であれば、何れのものを採用す
ることができる。

【００３４】以上の様に構成された本実施例は、下端部
保持手段２０の第１の形状基準部材２１と第１の押圧保
持部材２２との間に曲率ミラー２００を挿入し、上端部
保持手段３０の第２の形状基準部材３１と第２の押圧保
持部材３２との間に曲率ミラー２００を挿入する。そし
て第１の押しビス部材２３、２３・・・・により、第１
の押圧保持部材２２を押し込めば、曲率ミラー２００
は、第１の形状基準部材２１に沿って押圧保持される。
また第２の押しビス部材３３、３３・・・・により、第
２の押圧保持部材３２を押し込めば、曲率ミラー２００
は、第２の形状基準部材３１に沿って押圧保持される。

【００３５】この結果、曲率ミラー２００のミラー形状
は、理論値となる様に補正される。

【００３６】なお本実施例では、曲率ミラー２００がガ
ラスで形成されており、下端部保持手段２０と上端部保
持手段３０とがアルミニウム等の金属で形成されている
ので、衝撃等による曲率ミラー２００の破損を防止する
ため、曲率ミラー２００との当接面には適宜の薄い緩衝
部材が挟み込まれている。

【００３７】そして本実施例では、曲率ミラー２００の
ミラー形状を確実に補正するために上端部保持手段３０
を装備しているが、上端部保持手段３０を省略し、下端
部保持手段２０のみから構成することもできる。

【００３８】また本実施例の曲率ミラー２００は、走査
方向に直交する方向にパワーを有しないミラーである
が、比較的小さなパワーであれば、走査方向に直交する
方向にパワーを有する曲率ミラー２００であってもよ
い。この場合には図３に示す様に、第１の形状基準部材
２１や第１の押圧保持部材２２、第２の形状基準部材３
１、第２の押圧保持部材３２の大きさを、曲率ミラー２
００の走査直交方向の大きさに対して、小さく形成する
ことにより、走査直交方向の曲率ミラー２００のパワー
の影響を低減させることができる。

【００３９】

【効果】以上の様に構成された本発明は、該曲率ミラー
の反射面側に設けられ、前記曲率ミラーを連続的に当接
させることにより、ミラー形状を理論値カーブに補正す
るための形状基準手段と、前記曲率ミラーを該形状基準
手段に対して押圧させ、前記曲率ミラーを該形状基準手
段に対して連続的に当接させるために、前記曲率ミラー
に沿って連続的に当接可能に形成された押圧保持手段と
から構成されているので、曲率ミラーのミラー形状を理
論値となる様に補正することができるという効果があ
る。

【００４０】更に、曲率ミラーの走査方向のミラー形状
を任意に変更することができるという効果がある。即
ち、曲率ミラーを予め加工等が容易な近似曲線（例え
ば、球面等）で形成し、形状基準手段を目的の形状に形
成すれば、低コストに所望の曲率ミラーを得ることがで
きる。特に、曲率ミラーの走査方向のミラー形状が放物
面や双曲面等の非球面である場合には、加工、成型等に
高度な技術を要し、極めて高コストとなるが、本発明を
利用すれば極めて経済的であるという効果がある。

【００４１】そして大型の曲率ミラーにも適用できるた
め、極めて汎用性がありコストダウンを図ることができ
るという卓越した効果がある。

【００４２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である曲率ミラー保持装置１０
０を説明する斜視図である。

【図２】本実施例の下端部保持手段２０を説明する斜視
図である。

【図３】走査方向に直交する方向にパワーを有する曲率
ミラー２００を使用する場合を説明する図である。

【図４】従来技術を説明する図である。

【図５】従来技術を説明する図である。

【図６】形状不良を説明する図である。

【図７】従来技術を説明する図である。

【図８】従来技術を説明する図である。

【符号の説明】

１００ 曲率ミラー保持装置 ２００ 曲率ミラー １０ 保持部材本体 ２０ 下端部保持手段 ２１ 第１の形状基準部材 ２２ 第１の押圧保持部材 ２３ 第１の押しビス部材 ３０ 上端部保持手段 ３１ 第２の形状基準部材 ３２ 第２の押圧保持部材 ３３ 第２の押しビス部材 １０００ａ 小型の曲率ミラー １０００ｂ 中型の曲率ミラー １０００ｃ 大型の曲率ミラー ２０００ 固定部材 ２１００ 付き当て部材 ２２００ 保持部材 ３０００ ミラー形状補正手段 ３１００ 基台 ３２００ 保持部材 ３３００ 形状基準部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森岡 義久 東京都府中市東芝町１番地 株式会社 東芝 府中工場内 (56)参考文献 特開 平３−252615（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−76814（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/198 G02B 5/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 曲率ミラーを保持するための曲率ミラー
   保持装置であって、該曲率ミラーの反射面側に設けら
   れ、前記曲率ミラーを連続的に当接させることにより、
   ミラー形状を理論値カーブに補正するための形状基準手
   段と、前記曲率ミラーを該形状基準手段に対して押圧さ
   せ、前記曲率ミラーを該形状基準手段に対して連続的に
   当接させるために、前記曲率ミラーに沿って連続的に当
   接可能に形成された押圧保持手段とを備えた曲率ミラー
   保持装置。
2. 【請求項２】 押圧保持手段の走査方向の剛性が、形状
   基準手段の走査方向の剛性より低くなっている請求項１
   記載の曲率ミラー保持装置。