JP4057197B2 - Optical spot diameter measuring device for scanning optical system - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転多面鏡によりレーザ走査を行う走査光学系からの光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、上記被走査面上の所望の主走査位置における光スポット径等を測定する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
レーザ光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、被走査面を走査する走査光学系は、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関して広く知られている。近来、走査光学系による走査の「高密度化やマルチビーム化」が意図され、光スポット径の計測には、より高精度・自動化が要求されるようになってきている。
【0003】
光スポットは被走査面上で移動して被走査面を走査するが、被走査面上における光スポットの理想的な移動方向を主走査方向とよび、被走査面上で主走査方向に直交する方向を副走査方向と呼ぶことは周知の通りである。ここで言う「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である。光スポットの移動軌跡を「主走査ライン」と呼ぶ。光スポット径は走査光学系を構成するレンズの特性などにより、主走査ラインの全てにわたって一定とはなり得ない。従って主走査ラインを何点かに分割し、各々の点での光スポット径を測定することが一般に行われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光スポット径の測定はビームを静止させた状態で行われる。したがって、回転多面鏡を用いてビームを走査する走査光学系の場合、光スポットを被走査面上の所望の主走査位置に正確に集光させるためには、回転多面鏡を正確な位置に停止させる必要がある。
【0005】
しかしながら、通常、回転多面鏡はモータと直結しており、数万rpmで高速回転するような構成になっており、正確な位置に停止させる機能は備わっていない。従来はビーム位置を確認しながら手作業により回転多面鏡を回転させ、目的の位置に停止させていたため、測定に時間がかかると共に、回転多面鏡の停止位置精度のばらつきも大きかった。
そこで、本発明は、上記課題を解決するために考えられたもので、測定時間の短縮、測定の自動化、及び測定精度を向上させた走査光学系の光スポット径測定装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の走査光学系の光スポット径測定装置は、正角柱形状の回転多面鏡を回転自在に支持する走査光学系により走査可能なレーザ光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、上記被走査面上の所望の主走査位置における光スポット径を測定する装置であって、上記光スポットを受光する測定用の光センサと、該光センサの受光面を被走査面に等価な測定面の近傍へ変位させる光センサ変位手段と、上記回転多面鏡の正角柱形状の少なくとも一以上の角部を弾性を有する板バネ状のクランプ部材により挟持し、駆動源の駆動力を伝えることによって該回転多面鏡を上記駆動源と回動自在に接続し上記光スポット位置を被走査面上の任意の位置に変位させ停止させる光スポット位置変位手段と、上記光センサの受光情報信号に基づいて上記光センサ変位手段及び上記光スポット位置変位手段を制御するとともに光スポット径等を算出する制御手段と、を有することを特徴としている。
【0008】
上記クランプ状部材は、板バネの端部をほぼ直角に折り曲げた挟持部を上記回転多面鏡の角部に当接する構成とすることができる。
【0009】
上記クランプ状部材は、その面数を偶数とした回転多面鏡の角部のうち、少なくとも対角線上のいずれか2頂点に対向する挟持部を有する構成、または、その面数を奇数とした回転多面鏡の角部のうち、少なくともいずれか3頂点に対向する挟持部を有する構成とすることでき、それぞれの場合に、上記回転多面鏡上面の凹部又は凸部と嵌合可能なガイド部を有する構成とすることもできる。
【0010】
上記クランプ状部材は、その挟持部に上記回転多面鏡の角部に接触し、該回転多面鏡との滑りを防止する摩擦材を有する構成とするとよく、この場合、上記クランプ状部材は、その摩擦材としてゴム材又はエメリを有する構成とすることができる。また、上記クランプ状部材は、その挟持部に上記回転多面鏡の角部に係合する溝形状を有する構成としてもよい。
【0011】
上記光スポット位置変位手段の駆動源は、上記回転多面鏡と同軸上に対向配置されるもので、上記走査光学系の外部に支持される位置調整可能なステッピングモータである構成にすることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
図1は、本実施例の光スポット径測定装置の測定部の概略を示す平面図である。図2は、図1の光スポット径測定装置の側面図である。
被測定ユニットである走査光学系ユニット1には、半導体レーザ2、コリメートレンズ及びシリンドリカルレンズ3、回転多面鏡4、及びfθレンズ5などが設置されている。
【0013】
上記走査光学系ユニット1内にあって、その周方向に等間隔の鏡面が成形されたいわゆる正角柱形状の回転多面鏡4は、走査光学系ユニット1上に回転自在に支持されている。この回転多面鏡4に対して半導体レーザ2から放出したレーザービームは、コリメートレンズ及びシリンドリカルレンズ3によって回転多面鏡4の鏡面に集光される。回転多面鏡4に集光されたレーザービームは、その鏡面で反射してfθレンズ5を通過し、被測定面である像面に相当する位置に配置された光センサ6の受光部6aを照射する。光センサ6としてはスリットスキャニング方式、又はエリアCCD方式を使用することができる。
【0014】
上記走査光学系ユニット1から被測定面に結像する光スポット径を測定する本実施例の装置は、光センサ6、この光センサ6の移動ステージ7,8,12、上記回転多面鏡4に接続される駆動源としてのステッピングモータ9、及該ステッピングモータ9及び上記移動ステージ7,8,12等を制御するためのコンローラ10及びパソコン11からなる制御手段により構成されている。
【0015】
光センサ6は、Xステージ7により、レーザービームの主走査領域(図中のX方向領域)を移動でき、任意の像高に変位可能である。同様にこの光センサ6は、Yステージ8により図中のY方向を移動でき、これによって測定平面として仮想する被走査面に設定可能である。
【0016】
また、図2に示すように、光センサ6はZステージ12により、被走査面における副走査方向Z(主走査方向Xと垂直な方向)に移動できる。そして、このZステージ12に上記のXステージ7、Yステージ8を加えた3種類の移動ステージによって測定時に必要とされるポジションに変位することができる。また、この光センサ6は、コントローラ10を介してパソコン11に接続されている。また、その光センサ6に対してはこのパソコン11等からなる制御手段により、ステッピングモータ9を介して回転多面鏡4を駆動制御することで被測定面上に集光する光スポットの位置を変位させることができる。
【0017】
実際の測定では、主走査ライン全域から複数の測定ポイントが適宜に選択され、これら測定ポイントを「所望の主走査位置」として測定が行われる。この所望の主走査位置にて回転多面鏡4が反射するレーザービームを光センサ6の受光部6aのほぼ中心に光スポットとして結像させる。このために光センサ6の受光情報信号に基づき、上記Xステージ7、Yステージ8、及びZステージ12を駆動制御し、また、ステッピングモータ9によって回転多面鏡4を回転、停止制御することで、その受光位置が正確に調整可能である。
そして、その光センサ6からの出力は、コントローラ10を経てパソコン11に取り込まれる。パソコン11は、光センサ6からの出力に基づきその演算機能によって光スポット径及び光スポットの中心位置などを算出可能である。
【0018】
図2に示されるように、上記構成の走査光学系ユニット1は専用台13上に固定し、その回転多面鏡4の上方に、走査光学系ユニット1とは別の独立なステッピングモータ9が配置され、ステッピングモータ9は回転多面鏡4に接続している。このステッピングモータ9はアーム14の先端部に取り付けられており、そのスタンド19にてこのアーム14の突量及び高さが調整可能である。こうして、走査光学系ユニット1の外部からアーム14によって位置決めされたステッピングモータ9の駆動軸9aが、回転多面鏡4の回転軸線とほぼ同軸上にありこれが回転多面鏡4と対向するように位置している。
【0019】
図3から図5は、上記回転多面鏡4とクランプ状部材16の結合部の斜視図である。
以下、結合部の構成について幾つかの実施例を説明する。
図3は、クランプ状部材16の第1実施例を示している。上記ステッピングモータ9と、回転多面鏡4とは、カップリング15及びクランプ状部材16によって遊びなく接続されている。このクランプ状部材16は、板ばね等で構成することができ、図3で例示したクランプ状部材16では、一枚の板状体の両端をほぼ垂直に下方へ折り曲げて形成した挟持部16aと、その中央位置にカップリング15へ接続可能な軸部16bとを設けている。図3中の矢印で示すように、2つの挟持部16aは軸部16bを中心にして板バネ状の弾性を有するものであり、各々の挟持部16aの内側面が回転多面鏡4の側面ミラー間の角部4aに圧接するように当接するため、ステッピングモータ9の駆動を伝動可能な状態で回転多面鏡4を挟持している。
【0020】
また、この第1実施例の回転多面鏡4は6面の構成であるから、軸中心を挟むように対向し合うある2つの頂点(角部4a)をクランプ状部材16により挟むことができるので容易に遊びなく結合することができる。この状態でステッピングモータ9を駆動することにより、回転多面鏡4に駆動が伝わり光スポット位置が変位し、ステッピングモータ9の分解能と同じ分解能で回転多面鏡4を駆動でき、所望の主走査位置に光スポットを設定することが可能となる。このように回転多面鏡4の面数が偶数であれば、その正角柱形状には必ずある1対以上の2頂点が存在するため、6面の場合に限らず上記と同様の構成で結合が可能である。
【0021】
また、このクランプ状部材16は、剛性の高い板状体であるがその上下方向へ(挟持部16aではほぼ左右方向へ)の弾性を持つような肉厚であり、その水平方向、すなわち回転方向には極めて剛性が高いため回転方向にバックラッシュ等の原因となる撓みは生じない。このようにして駆動源と結合されたクランプ状部材16が回転多面鏡4を挟持し連結する構成によれば、容易に回転多面鏡4を保持できるとともに、回転多面鏡4の位置を正確に制御可能である。
【0022】
図4は、クランプ状部材16の第2実施例を示している。第2実施例の回転多面鏡4は5面の構成であり、偶数面の場合と異なり対向する頂点が存在しない。このため、適当な3頂点をクランプ状部材16により挟んで遊びなく結合している。このように、回転多面鏡4の面数が奇数であれば、3頂点を選ぶことで確実な結合が可能である。ただし、このように面数が奇数でも下記のような方式によって2頂点のみを挟持する構成をとることもできる。
【0023】
図5は、クランプ状部材16の第3実施例を示している。この第3実施例の回転多面鏡4も5面の構成であり、上記のように3頂点での結合方法が実施可能であるが、しかし、5面以下の面数では、回転多面鏡4のいずれの側面に対しても必ず挟持部16aのいずれかの一部が被さってしまう。このためレーザービームが鏡面の端部で反射した場合にけられが発生する恐れがある。また、単純に2頂点だけをクランプしたのでは、回転多面鏡4とクランプ状部材16の芯が少しでもずれていた場合に遊びなく結合することは困難である。
【0024】
そこで、一般的に回転多面鏡4はその中心部に穴又は突起形状が存在することが多いので、これを芯ずれ防止の凸部又は凹部として利用することができる。例えば、図5の第3実施例では回転多面鏡4の回転軸部に穴4bがある。この穴4bに嵌合可能なカイド部としての軸部材16cをクランプ状部材16に設けている。そして、このクランプ状部材16の軸部材16cを回転多面鏡4の穴4bに挿入し、ここを支点にして2つの挟持部16aにより角部4aの2頂点を挟持させている。このような回転多面鏡4の穴4b等を利用すれば、挟持する箇所を減らすことができ、また遊びなく結合できる。もちろん、穴4bがなくそこから軸形状が突出している構成の回転多面鏡の場合は、これに嵌合可能な穴をクランプ状部材16の中心に形成しこのクランプ状部材16の穴に対して回転多面鏡の軸形状を挿入する構成をとるとよい。
【0025】
また、上記回転多面鏡4は、一般にアルミなどの金属からなるもので、その頂点が鋭角であることから上記板ばね状のクランプ状部材16などで直接的に挟むだけでは、その滑面な挟持部16aにより滑りが発生する恐れがある。したがって、各挟持部16aには滑り止めを設けることが望ましい。
【0026】
図6は、挟持部16aに高摩擦材としてゴムを有するクランプ状部材16の斜視図である。各々の挟持部16aの内側面にはゴム板17などを接着等により固定し、回転多面鏡4の頂点に対しての滑りを防止している。
【0027】
図7は、挟持部16aに高摩擦材としてエメリ18を有するクランプ状部材16の斜視図である。高摩擦材としては、ゴムのほかにエメリ18(Emery)、すなわち研磨剤等からなるヤスリ状のものを使用できる。特に、上記ゴムなど変形しやすい弾性部材を用いる場合は、その撓みによってステッピングモータ9の回転が正確に伝わらず、逆転時にはバックラッシュが発生する恐れもある。そこで、変形しにくいエメリなどの高摩擦材を配することで滑りと共にバックラッシュを防止することができる。
【0028】
図8は、挟持部16aに溝16dを形成したクランプ状部材16の斜視図である。挟持部16aに上記エメリなどの高摩擦材を用いれば、滑りがなく且つバックラッシュも防止可能であるが、この場合、操作ミスにより回転多面鏡4の反射面を傷つけてしまう恐れがある。
【0029】
そこで、この例では挟持部16aに直に溝16dを成形している。剛体である挟持部16aの内側各々に、回転多面鏡4の角部4aに対して係合可能な溝16dを形成し、ここで回転多面鏡4の頂点を押さえるようにすることで滑りとバックラッシュを防止するとともに回転多面鏡4の反射面を傷つける不具合もなくなる。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光スポット径測定装置によれば、回転多面鏡側には何の加工もせずにその駆動源と遊びなく結合することができるとともに、特に手作業等によって回転多面鏡の位置を決める従来の装置と比べて、測定時間が短縮され、測定の自動化が可能となり、また測定精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光スポット径測定装置の実施例の概略構成を示す平面図である。
【図2】図1の光スポット径測定装置の側面図である。
【図3】本発明に係るクランプ状部材の第1実施例を示す斜視図である。
【図4】本発明に係るクランプ状部材の第2実施例を示す斜視図である。
【図5】本発明に係るクランプ状部材の第3実施例を示す斜視図である。
【図6】挟持部にゴムを有するクランプ状部材の斜視図である。
【図7】挟持部にエメリを有するクランプ状部材の斜視図である。
【図8】挟持部に溝形状を有するクランプ状部材の斜視図である。
【符号の説明】
1 走査光学系
4 回転多面鏡
4a 角部
4b 凸部又は凹部
6 光センサ
6a センサの受光面
7,8,12 光センサ変位手段
9 駆動源、ステッピングモータ
10,11 制御手段
16 クランプ状部材
16a 挟持部
16c ガイド部
16d 溝形状
17,18 高摩擦材、ゴム材、エメリ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention condenses a light beam from a scanning optical system that performs laser scanning with a rotating polygon mirror as a light spot on a surface to be scanned, and measures a light spot diameter or the like at a desired main scanning position on the surface to be scanned. It relates to the device.
[0002]
[Prior art]
A scanning optical system that focuses a laser beam as a light spot on a surface to be scanned and scans the surface to be scanned is widely known for various image forming apparatuses such as a laser printer and a digital copying machine. In recent years, “high density and multi-beam” scanning by a scanning optical system is intended, and higher precision and automation are required for measuring the light spot diameter.
[0003]
The light spot moves on the surface to be scanned and scans the surface to be scanned. The ideal moving direction of the light spot on the surface to be scanned is called the main scanning direction and is orthogonal to the main scanning direction on the surface to be scanned. As is well known, the direction is referred to as a sub-scanning direction. The “scanned surface” referred to here is a virtual plane, and is essentially a photosensitive surface of a photoconductive photoreceptor. The movement trajectory of the light spot is called a “main scanning line”. The light spot diameter cannot be constant over the entire main scanning line due to the characteristics of the lenses constituting the scanning optical system. Therefore, it is common to divide the main scanning line into several points and measure the light spot diameter at each point.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the measurement of the light spot diameter is performed with the beam stationary. Therefore, in the case of a scanning optical system that scans a beam using a rotating polygon mirror, the rotating polygon mirror is stopped at an accurate position in order to accurately focus the light spot at a desired main scanning position on the surface to be scanned. It is necessary to let
[0005]
However, the rotating polygon mirror is usually directly connected to the motor, and is configured to rotate at a high speed of tens of thousands of rpm, and does not have a function of stopping at an accurate position. Conventionally, the rotary polygon mirror is manually rotated while confirming the beam position and stopped at the target position, so that measurement takes time and variation in the stop position accuracy of the rotary polygon mirror is large.
Therefore, the present invention has been conceived to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a light spot diameter measuring device for a scanning optical system that shortens measurement time, automates measurement, and improves measurement accuracy. It is said.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an optical spot diameter measuring apparatus for a scanning optical system according to the present invention provides a laser beam that can be scanned by a scanning optical system that rotatably supports a regular prismatic rotary polygon mirror on a surface to be scanned. An apparatus for condensing light as a spot and measuring a light spot diameter at a desired main scanning position on the surface to be scanned, a measuring light sensor for receiving the light spot, and a light receiving surface of the light sensor. An optical sensor displacing means for displacing in the vicinity of a measurement surface equivalent to the scanning surface, and at least one or more corners of the regular prism shape of the rotary polygon mirror are clamped by an elastic leaf spring-like clamp member , A light spot position displacing means for connecting the rotary polygon mirror to the drive source by transmitting a driving force to displace and stop the light spot position at an arbitrary position on the surface to be scanned; Receiving Based on the information signal it is characterized by having a control means for calculating a light spot diameter and the like to control the optical sensor displacement means and the light spot position displacement means.
[0008]
The clamp member may be configured to contact the clamping portion bent substantially at a right angle to end plate wave Ne at the corners of the rotating polygon mirror.
[0009]
The clamp-shaped member has a structure having a clamping portion facing at least any two vertices on the diagonal line among the corners of the rotating polygon mirror having an even number of surfaces, or a rotating polyhedron having an odd number of surfaces. It can be set as the structure which has the clamping part which opposes at least any three vertex among the corner | angular parts of a mirror, and has the guide part which can be fitted with the recessed part or convex part of the said rotating polygon mirror upper surface in each case It can also be.
[0010]
The clamp-shaped member may be configured to have a friction material that contacts a corner portion of the rotary polygon mirror and prevents slippage with the rotary polygon mirror . In this case, the clamp-shaped member is it can be as the friction Kosuzai configured to have a rubber material or Emery. Moreover, the said clamp-shaped member is good also as a structure which has the groove shape engaged with the corner | angular part of the said rotary polygon mirror in the clamping part.
[0011]
The drive source of the light spot position displacing means is arranged to be coaxially opposed to the rotary polygon mirror, and can be configured as a position adjustable stepping motor supported outside the scanning optical system. .
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view illustrating an outline of a measurement unit of the light spot diameter measuring apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is a side view of the light spot diameter measuring apparatus of FIG.
A scanning optical system unit 1 which is a unit to be measured includes a semiconductor laser 2, a collimating lens and a cylindrical lens 3, a rotating polygon mirror 4, an fθ lens 5, and the like.
[0013]
A so-called regular prism-shaped rotating polygonal mirror 4 which is in the scanning optical system unit 1 and whose mirror surfaces are formed at equal intervals in the circumferential direction thereof is rotatably supported on the scanning optical system unit 1. The laser beam emitted from the semiconductor laser 2 to the rotating polygon mirror 4 is condensed on the mirror surface of the rotating polygon mirror 4 by the collimating lens and the cylindrical lens 3. The laser beam focused on the rotary polygon mirror 4 is reflected by the mirror surface, passes through the fθ lens 5, and irradiates the light receiving portion 6 a of the optical sensor 6 disposed at a position corresponding to the image plane as the measurement target surface. To do. As the optical sensor 6, a slit scanning method or an area CCD method can be used.
[0014]
The apparatus of this embodiment for measuring the diameter of the light spot imaged on the surface to be measured from the scanning optical system unit 1 includes the optical sensor 6, the moving stages 7, 8, 12 of the optical sensor 6, and the rotary polygon mirror 4. A stepping motor 9 as a driving source to be connected, and a control means including a controller 10 and a personal computer 11 for controlling the stepping motor 9 and the moving stages 7, 8, 12 and the like.
[0015]
The optical sensor 6 can move in the main scanning area (X direction area in the drawing) of the laser beam by the X stage 7 and can be displaced to an arbitrary image height. Similarly, the optical sensor 6 can be moved in the Y direction in the figure by the Y stage 8, and can thereby be set as a virtual scanning surface as a measurement plane.
[0016]
As shown in FIG. 2, the optical sensor 6 can be moved by the Z stage 12 in the sub-scanning direction Z (direction perpendicular to the main scanning direction X) on the surface to be scanned. The Z stage 12 can be displaced to a position required at the time of measurement by three kinds of moving stages including the X stage 7 and the Y stage 8 described above. The optical sensor 6 is connected to the personal computer 11 via the controller 10. In addition, the position of the light spot condensed on the surface to be measured is displaced by controlling the rotation of the rotary polygon mirror 4 via the stepping motor 9 by the control means including the personal computer 11 for the optical sensor 6. Can be made.
[0017]
In actual measurement, a plurality of measurement points are appropriately selected from the entire main scanning line, and measurement is performed with these measurement points as “desired main scanning positions”. The laser beam reflected by the rotary polygon mirror 4 at this desired main scanning position is imaged as a light spot at substantially the center of the light receiving portion 6 a of the optical sensor 6. For this purpose, the X stage 7, Y stage 8, and Z stage 12 are driven and controlled based on the light reception information signal of the optical sensor 6, and the rotary polygon mirror 4 is rotated and stopped by the stepping motor 9. The light receiving position can be accurately adjusted.
The output from the optical sensor 6 is taken into the personal computer 11 via the controller 10. The personal computer 11 can calculate the light spot diameter, the center position of the light spot, and the like by the calculation function based on the output from the optical sensor 6.
[0018]
As shown in FIG. 2, the scanning optical system unit 1 configured as described above is fixed on a dedicated table 13, and an independent stepping motor 9 separate from the scanning optical system unit 1 is disposed above the rotary polygon mirror 4. The stepping motor 9 is connected to the rotary polygon mirror 4. The stepping motor 9 is attached to the tip of the arm 14, and the protrusion amount and height of the arm 14 can be adjusted by the stand 19. Thus, the drive shaft 9a of the stepping motor 9 positioned by the arm 14 from the outside of the scanning optical system unit 1 is positioned substantially coaxially with the rotation axis of the rotary polygon mirror 4 so as to face the rotary polygon mirror 4. ing.
[0019]
3 to 5 are perspective views of a joint portion between the rotary polygon mirror 4 and the clamp-like member 16.
Hereinafter, several examples of the configuration of the coupling portion will be described.
FIG. 3 shows a first embodiment of the clamp-like member 16. The stepping motor 9 and the rotary polygon mirror 4 are connected without play by a coupling 15 and a clamp-like member 16. The clamp-like member 16 can be constituted by a leaf spring or the like. In the clamp-like member 16 illustrated in FIG. 3, a clamping portion 16a formed by bending both ends of one plate-like body downward substantially vertically. A shaft portion 16b connectable to the coupling 15 is provided at the center position. As shown by the arrows in FIG. 3, the two sandwiching portions 16 a have leaf spring-like elasticity around the shaft portion 16 b, and the inner surface of each sandwiching portion 16 a is a side mirror of the rotary polygon mirror 4. In order to come into contact with the corner 4a between them, the rotary polygon mirror 4 is held in a state where the drive of the stepping motor 9 can be transmitted.
[0020]
In addition, since the rotary polygon mirror 4 of the first embodiment has a six-surface configuration, two vertices (corner portions 4a) facing each other so as to sandwich the axis center can be sandwiched by the clamp-shaped member 16. Can be easily combined without play. By driving the stepping motor 9 in this state, the drive is transmitted to the rotary polygon mirror 4 and the light spot position is displaced, so that the rotary polygon mirror 4 can be driven with the same resolution as the resolution of the stepping motor 9, and the desired main scanning position is obtained. It is possible to set a light spot. In this way, if the number of surfaces of the rotating polygon mirror 4 is an even number, the regular prismatic shape always has a pair of two or more vertices. Is possible.
[0021]
The clamp-like member 16 is a rigid plate-like body, but is thick enough to have elasticity in the vertical direction (substantially in the left-right direction in the clamping portion 16a), and its horizontal direction, that is, the rotational direction. Because of its extremely high rigidity, there is no bending that causes backlash in the rotational direction. According to the configuration in which the clamp-like member 16 coupled to the drive source sandwiches and connects the rotary polygon mirror 4 in this way, the rotary polygon mirror 4 can be easily held and the position of the rotary polygon mirror 4 can be accurately controlled. Is possible.
[0022]
FIG. 4 shows a second embodiment of the clamp-like member 16. The rotary polygon mirror 4 of the second embodiment has a five-surface configuration, and unlike the even-numbered surface, there are no opposing vertices. For this reason, the appropriate three vertices are sandwiched by the clamp-like member 16 and joined without play. Thus, if the number of surfaces of the rotating polygonal mirror 4 is an odd number, reliable coupling is possible by selecting three vertices. However, even if the number of faces is odd, a configuration in which only two vertices are sandwiched by the following method can be adopted.
[0023]
FIG. 5 shows a third embodiment of the clamp-like member 16. The rotating polygonal mirror 4 of the third embodiment is also of a five-surface configuration, and the coupling method with three vertices can be implemented as described above. However, with the number of surfaces of five or less, the rotating polygonal mirror 4 Any part of the clamping portion 16a is always covered with any side surface. For this reason, there is a risk of scuffing when the laser beam is reflected at the end of the mirror surface. Further, if only the two vertices are clamped, it is difficult to connect without play when the cores of the rotary polygon mirror 4 and the clamp-like member 16 are slightly displaced.
[0024]
Therefore, since the rotary polygon mirror 4 generally has a hole or a protrusion shape at the center thereof, it can be used as a convex portion or a concave portion for preventing misalignment. For example, in the third embodiment of FIG. 5, there is a hole 4 b in the rotary shaft portion of the rotary polygon mirror 4. A shaft member 16c as a guide part that can be fitted into the hole 4b is provided in the clamp-like member 16. Then, the shaft member 16c of the clamp-like member 16 is inserted into the hole 4b of the rotary polygon mirror 4, and the two vertices of the corner portion 4a are held by the two holding portions 16a with this as a fulcrum. If the holes 4b of the rotating polygon mirror 4 are used, the number of places to be clamped can be reduced, and they can be joined without play. Of course, in the case of a rotary polygon mirror having a configuration in which there is no hole 4b and the shaft shape protrudes therefrom, a hole that can be fitted to this is formed at the center of the clamp-like member 16 and the hole of this clamp-like member 16 is formed. It is good to take the structure which inserts the axial shape of a rotary polygon mirror.
[0025]
The rotating polygonal mirror 4 is generally made of a metal such as aluminum, and since its apex has an acute angle, if it is directly pinched by the leaf spring-like clamp-like member 16 or the like, its smooth surface is clamped. There is a risk of slippage due to the portion 16a. Therefore, it is desirable to provide a slip stopper for each clamping portion 16a.
[0026]
FIG. 6 is a perspective view of the clamp-like member 16 having rubber as a high friction material in the clamping portion 16a. A rubber plate 17 or the like is fixed to the inner side surface of each sandwiching portion 16a by adhesion or the like to prevent slipping with respect to the apex of the rotary polygon mirror 4.
[0027]
FIG. 7 is a perspective view of the clamp-like member 16 having the emery 18 as the high friction material in the holding portion 16a. As the high friction material, in addition to rubber, emery 18 (filed) made of an abrasive or the like can be used. In particular, when an elastic member that is easily deformed, such as rubber, is used, the rotation of the stepping motor 9 is not accurately transmitted due to the bending, and backlash may occur during reverse rotation. Therefore, by providing a high friction material such as emery that is difficult to deform, backlash can be prevented along with slipping.
[0028]
FIG. 8 is a perspective view of the clamp-shaped member 16 in which the groove 16d is formed in the holding portion 16a. If a high friction material such as the above-mentioned emery is used for the sandwiching portion 16a, there is no slip and it is possible to prevent backlash, but in this case, the reflective surface of the rotary polygon mirror 4 may be damaged due to an operation error.
[0029]
Therefore, in this example, the groove 16d is formed directly in the clamping portion 16a. Grooves 16d that can be engaged with the corners 4a of the rotary polygon mirror 4 are formed on the inner side of each of the sandwiching portions 16a that are rigid bodies. In addition to preventing rush, there is no problem of damaging the reflecting surface of the rotary polygon mirror 4.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the light spot diameter measuring apparatus of the present invention, the rotary polygon mirror can be coupled to the driving source without any play on the rotary polygon mirror side without any processing. Compared with the conventional apparatus for determining the position of the mirror, the measurement time is shortened, the measurement can be automated, and the measurement accuracy is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of an embodiment of a light spot diameter measuring apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a side view of the light spot diameter measuring device of FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a first embodiment of a clamp-shaped member according to the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a second embodiment of the clamp-shaped member according to the present invention.
FIG. 5 is a perspective view showing a third embodiment of the clamp-shaped member according to the present invention.
FIG. 6 is a perspective view of a clamp-like member having rubber in a clamping part.
FIG. 7 is a perspective view of a clamp-like member having emery in a holding part.
FIG. 8 is a perspective view of a clamp-like member having a groove shape in a holding part.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Scanning optical system 4 Rotating polygon mirror 4a Corner | angular part 4b Convex part or recessed part 6 Optical sensor 6a Light-receiving surface 7, 8, 12 Photosensor displacement means 9 Drive source, stepping motor 10,11 Control means 16 Clamp-like member 16a Part 16c guide part 16d groove shape 17, 18 high friction material, rubber material, emery

Claims (10)

正角柱形状の回転多面鏡を回転自在に支持する走査光学系により走査可能なレーザ光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、上記被走査面上の所望の主走査位置における光スポット径を測定する装置であって、
上記光スポットを受光する測定用の光センサと、
該光センサの受光面を被走査面に等価な測定面の近傍へ変位させる光センサ変位手段と、
上記回転多面鏡の正角柱形状の少なくとも一以上の角部を弾性を有する板バネ状のクランプ部材により挟持し、駆動源の駆動力を伝えることによって該回転多面鏡を上記駆動源と回動自在に接続し上記光スポット位置を被走査面上の任意の位置に変位させ停止させる光スポット位置変位手段と、
上記光センサの受光情報信号に基づいて上記光センサ変位手段及び上記光スポット位置変位手段を制御するとともに光スポット径等を算出する制御手段と、
を有することを特徴とする走査光学系の光スポット径測定装置。
A laser beam that can be scanned by a scanning optical system that rotatably supports a regular prismatic rotary polygon mirror is condensed as a light spot on the surface to be scanned, and the light spot diameter at a desired main scanning position on the surface to be scanned A device for measuring
An optical sensor for measurement that receives the light spot;
Optical sensor displacement means for displacing the light receiving surface of the optical sensor to the vicinity of a measurement surface equivalent to the scanned surface;
At least one or more corners of the regular prismatic shape of the rotating polygon mirror are clamped by an elastic leaf spring-like clamp member , and the driving force of the driving source is transmitted to rotate the rotating polygon mirror with the driving source. A light spot position displacing means for displacing and stopping the light spot position at an arbitrary position on the surface to be scanned;
Control means for controlling the light sensor displacement means and the light spot position displacement means based on a light reception information signal of the light sensor and calculating a light spot diameter and the like;
An optical spot diameter measuring device for a scanning optical system, comprising:
上記クランプ状部材は、板バネの端部をほぼ直角に折り曲げた挟持部を上記回転多面鏡の角部に当接するものであることを特徴とする請求項1記載の走査光学系の光スポット径測定装置。2. The light spot diameter of a scanning optical system according to claim 1, wherein the clamp-shaped member is configured to abut a holding portion obtained by bending an end portion of a leaf spring at a substantially right angle with a corner portion of the rotary polygon mirror. measuring device. 上記クランプ状部材は、その面数を偶数とした回転多面鏡の角部のうち、少なくとも対角線上のいずれか2頂点に対向する挟持部を有することを特徴とする請求項1又は2記載の走査光学系の光スポット径測定装置。  3. The scanning according to claim 1, wherein the clamp-like member has a sandwiching portion facing at least two vertices on a diagonal line among corner portions of the rotary polygon mirror having an even number of surfaces. Optical spot diameter measuring device for optical system. 上記クランプ状部材は、その面数を奇数とした回転多面鏡の角部のうち、少なくともいずれか3頂点に対向する挟持部を有することを特徴とする請求項1又は2記載の走査光学系の光スポット径測定装置。3. The scanning optical system according to claim 1 , wherein the clamp-like member has a sandwiching portion that faces at least any three of the corners of the rotary polygon mirror having an odd number of surfaces. Optical spot diameter measuring device. 上記クランプ状部材は、上記回転多面鏡上面の凹部又は凸部と嵌合可能なガイド部を有することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の走査光学系の光スポット径測定装置。5. The light spot diameter measuring apparatus for a scanning optical system according to claim 1 , wherein the clamp-shaped member has a guide portion that can be fitted to a concave portion or a convex portion on the upper surface of the rotary polygon mirror. . 上記クランプ状部材は、その挟持部に上記回転多面鏡の角部に接触し、該回転多面鏡との滑りを防止する摩擦材を有することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の走査光学系の光スポット径測定装置。6. The clamp member according to claim 1, further comprising a friction material that contacts a corner portion of the rotary polygon mirror and prevents sliding with the rotary polygon mirror. Optical spot diameter measuring device for scanning optical system. 上記クランプ状部材は、その挟持部にゴム材を有することを特徴とする請求項6記載の走査光学系の光スポット径測定装置。7. A light spot diameter measuring apparatus for a scanning optical system according to claim 6 , wherein the clamp-like member has a rubber material at a holding portion thereof. 上記クランプ状部材は、その挟持部にエメリを有することを特徴とする請求項6記載の走査光学系の光スポット径測定装置。7. The optical spot diameter measuring device for a scanning optical system according to claim 6 , wherein the clamp-like member has emeryness in a holding portion thereof. 上記クランプ状部材は、その挟持部に上記回転多面鏡の角部に係合する溝形状を有することを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の走査光学系の光スポット径測定装置。9. The optical spot diameter measuring device for a scanning optical system according to claim 1 , wherein the clamp-like member has a groove shape that engages with a corner of the rotary polygon mirror at a holding portion thereof. . 上記光スポット位置変位手段の駆動源は、上記回転多面鏡と同軸上に対向配置されるもので、上記走査光学系の外部に支持される位置調整可能なステッピングモータであることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の走査光学系の光スポット径測定装置。  The drive source of the light spot position displacing means is a stepping motor capable of being positioned and supported on the outside of the scanning optical system, which is coaxially opposed to the rotary polygon mirror. Item 10. A light spot diameter measuring device for a scanning optical system according to any one of Items 1 to 9.
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