JPH0626837A - ポリゴンミラー測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ポリゴンミラーを回転させたままで、任意の面
の面倒れと角度精度とを測定することができるポリゴン
ミラー測定装置を提供することを目的とする。 【構成】レーザ光源からの光をポリゴンミラー１の被測
定面に照射し、その反射光を２次元センサで検知して被
測定面の傾きを測定するレーザオートコリメータ２を有
するとともに、ポリゴンミラー１を回転させるモータ３
と、ポリゴンミラー１の回転の少なくとも１箇所の回転
位置にて基準信号を発生するための切欠５ａを有する円
盤５並びにフォトインタラプタ６と、前記基準信号を受
けて計時を開始し所定の設定時間経過後にトリガ信号を
発生するトリガパルス発生器７と、前記トリガ信号に同
期して前記２次元センサからの信号を取り込み被測定面
の傾きを求める表示器８とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリゴンミラーの面倒
れ測定及び角度測定を行うためのポリゴンミラー測定装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、レーザープリンタやカラーコピー
機等において、ポリゴンミラーが用いられている。かか
るポリゴンミラーの精度要因について、ＪＩＳ Ｂ７４
３２では、角度精度、ピラミッド偏差、反射面の平面
度、有効反射面の大きさ、底面の平面度の５つが規定さ
れている。これらはいずれもポリゴンミラーの性能を示
す重要な要因であるが、実用上、画質や印字品位を左右
する最も重要な要因は面倒れである。面倒れとは、前掲
のピラミッド偏差と類似するが、ピラミッド偏差が底面
と直角な面を基準とした各反射面の角度のずれを言うの
に対し、ある基準面（必ずしも底面と直角な面とは限ら
ない）からの面の倒れを示すものである。

【０００３】ところで従来、ポリゴンミラーの面倒れ測
定は、図２に示す如く、回転ステージとオートコリメー
タとを使用して行っていた。測定は以下に示す手順で行
われる。 （１）回転ステージ１２上に固定されたポリゴンミラー
１１の反射面の一つ（この面を基準面とする。）がオー
トコリメータ１３の光軸と直交するように回転ステージ
１２を回転させ、その時のオートコリメータの読みを記
録する。 （２）回転ステージ１２を回転させて、次の反射面がオ
ートコリメータ１３の光軸に直交するようにして、その
時のオートコリメータの読みを記録する。 （３）上記（２）をポリゴンミラーの面数だけ繰り返
し、各面の基準面に対する倒れを測定する。

【０００４】なお、上記（１）ではポリゴンミラー反射
面の一つを基準面としたが、回転ステージ１２上に垂直
に保持される基準ミラーを設置し、これを基準面として
その後のポリゴンミラーの測定を行うようにしてもよ
い。これにより、底面と各ミラー面とのなす角度の直角
からのずれ、即ちピラミッド偏差を測定することができ
る。

【０００５】上述の測定を自動的に行う装置としては、
例えば、回転ステージをステッピングモータ又はエンコ
ーダ付きサーボモータで構成しミラー面数に応じた角度
だけ間欠的に回転させるとともに、オートコリメータの
測定結果をコンピュータで処理する装置が知られてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の構成
の自動測定装置では、測定自体はスタティックに行われ
ており、オートコリメータの光軸と被測定ミラー面とが
直交した状態をある時間（数秒ないしそれ以上）保った
上で測定を行わなければならなかった。そのため、ステ
ージの回転及びオートコリメータの読みを自動化しても
測定時間に短縮には限りがあるという問題点があった。
しかも、これにより測定される量はあくまでもポリゴン
ミラー単体の面倒れであり、実装状態すなわち回転用モ
ータ軸に取り付けられた状態での軸とミラーとの総合的
な倒れは測定できないという問題点もあった。さらに、
面倒れと同時に角度精度をも測定しようとすれば、測定
精度に見合った高分解能で高価な回転ステージを必要と
するという問題点もあった。なお、測定時間の短縮化を
図るべく、ダイナミックに測定を行う装置としては、オ
ートコリメータの光源にストロボを用い、その発光周期
をミラーの回転周期と一致させて測定を行う装置も知ら
れている。しかし、かかる装置では、ストロボの発光周
期をミラーの回転周期と正確に一致させなければなら
ず、この時間的な安定度（ドリフト）に問題点があっ
た。また、被測定面を測定者が自由に選択することが難
しく、操作性にも問題点があった。

【０００７】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、ポリゴンミラーを回転させたままで、任意の面の面
倒れと角度精度とを測定することができるポリゴンミラ
ー測定装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のポリゴンミラー測定装置では、光源からの光
をポリゴンミラーの被測定面に照射し、その反射光を２
次元センサで検知して前記被測定面の傾きを測定するポ
リゴンミラー測定装置において、前記ポリゴンミラーを
回転させる手段と、前記ポリゴンミラーの回転の少なく
とも１箇所の回転位置にて基準信号を発生する手段と、
前記基準信号を受けて計時を開始し所定の設定時間経過
後にトリガ信号を発生する手段と、前記トリガ信号に同
期して前記２次元センサからの信号を取り込み被測定面
の傾きを求める手段とを具備することを特徴としてい
る。

【０００９】

【作用】上記構成からなる本発明のポリゴンミラー測定
装置では、ポリゴンミラーを回転させたままで測定を行
う。そして、被測定面の選択は、基準信号からトリガ信
号までの設定時間を調整して行う。このトリガ信号に同
期して２次元センサの出力信号をサンプル・アンド・ホ
ールド回路に取り込む。そして、所定の演算処理により
被測定面の面倒れと角度精度とを求める。

【００１０】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明に係るポリ
ゴンミラー測定装置の実施例を説明する。図１はポリゴ
ンミラー測定装置の実施例の全体構成を示す図である。
図において、１は被測定対象たるポリゴンミラー、２は
レーザーオートコリメータである。レーザーオートコリ
メータ２は光源としてＨｅ−Ｎｅレーザを用いたオート
コリメータで、内蔵する光学系を介して直径４ｍｍ程の
平行光束をポリゴンミラー１の反射面に照射する。そし
て、ポリゴンミラー１の被測定面からの反射光は、入射
光と同一光路を逆行してレーザーオートコリメータ２内
に再び入射し、内部の２次元ＰＳＤ（Position Sensiti
ve Device)にて検知される。ここでポリゴンミラー１の
反射面が傾いていると、それにほぼ比例してＰＳＤによ
る受光位置が変位するので、逆にＰＳＤの出力からポリ
ゴンミラー１の反射面の傾きを知ることができる。

【００１１】ここで、ＰＳＤについて補足的に説明すれ
ば次の通りである。ＰＳＤはすでに一般に市販されてい
る素子であるが、略正方形の素子の各辺に電極が設けら
れ、素子面に入射する光スポットにて発生する光電流を
前記各電極から取り出すようになっている。そして、素
子に入射する光の位置によって各電極に現れる光電流の
大きさの比が異なることを利用して光の入射位置を求め
るものである。なお、本実施例のレーザーオートコリメ
ータ２で使用されているＰＳＤは、有効受光面の大きさ
が４．７ｍｍ×４．７ｍｍで、単体での応答速度が０．
３μｓｅｃの製品である。

【００１２】次に、ポリゴンミラー１は、その中心軸を
介してモータ３に取り付けられ、回転するようになって
いる。モータ３はモータコントローラ４により回転速度
が一定に制御され、十分小さい回転ムラのもとに回転す
る。そして、ポリゴンミラー１の底面には円盤５が取り
付けられるとともに、この円盤５の円周上の１箇所には
切欠５ａが形成され、円盤５の円周上を跨ぐように設置
されたフォトインタラプタ６にて前記切欠５ａの通過毎
にパルス信号を発生させる。そして、これを基準信号と
してトリガパルス発生器７に入力する。

【００１３】トリガパルス発生器７は、前記基準信号の
入力により計時を開始し所定の設定時間経過後にトリガ
信号を発生し、レーザーオートコリメータ２に対して測
定タイミングを知らせるもので、本実施例ではデジタル
回路により実現している。すなわち、内部にクロック用
の発振器とカウンタ回路とを有し、このカウンタ回路は
前記基準信号の入力によりカウントを開始し、所定の設
定計数値になるとトリガ信号を出力するようになってい
る。ここで、クロックの発振周波数とポリゴンミラー１
の回転の周波数との関係を、例えば、 ｆｃ＝ｎ×（ｆｐ×ｍ） 但し、ｆｃ：クロックの発
振周波数 ｆｐ：ポリゴンミラーの回転周波数 ｍ ：ポリゴンミラーの面数 ｎ ：整数 なる関係を満たすように設定すれば、クロックパルスの
ｎ個毎に新たな被測定面が現れるので、カウンタの計数
値をｎ、２ｎ、３ｎ…のように調整するだけで任意の面
の測定が可能となる。

【００１４】トリガ信号を受けたレーザーオートコリメ
ータ２では、これに同期して（これと同時に）２次元Ｐ
ＳＤの出力を取り込み、表示器８に被測定面の傾きを表
示する。具体的には、前述のようにＰＳＤの出力は４つ
の端子の出力電流として現れるので、これをＩ−Ｖコン
バータにて電圧値に変換後、サンプル・アンド・ホール
ド回路にて記憶し、さらに所定の演算処理を施して各面
の面倒れと角度精度とを求めて表示器８に表示するので
ある。なお、９はポリゴンミラー１の高さを可変するた
めのＺステージ、１０はレーザーオートコリメータ２の
高さを調節するためのベースである。

【００１５】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、上記実施例では基準信号を発生さ
せるために、円盤５とフォトインタラプタ６とを用いた
が、モータ３としてエンコーダ付きモータを用いた場合
には、エンコーダのＺ相出力をそのまま基準信号とする
ことができる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のポリゴン
ミラー測定装置によれば、ポリゴンミラーを回転させた
ままでダイナミックに測定を行うので、測定時間が極め
て短時間ですみ、生産現場での検査の能率が大幅に上昇
する。また、ポリゴンミラーの中心軸を介してモータに
取り付けた状態で測定を行うので、実装時と同様のミラ
ーの支持条件下での測定が可能であり、ミラー底面と中
心軸との角度誤差に左右されない総合的な面倒れの測定
が可能である。さらに、基準信号からトリガ信号までの
設定時間を調整するだけで、任意の被測定面の選択が可
能であり、しかも面倒れと同時に角度精度をも測定する
ことができる。そして、そのために従来のような高精度
回転ステージを必要とすることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のポリゴンミラー測定装置の全体構成を
示す平面図および正面図である。

【図２】従来のポリゴンミラー測定装置の説明図であ
る。

【符号の説明】

１，１１・・ポリゴンミラー ２・・・・レーザーオートコリメータ ３・・・・モータ ４・・・・モータコントローラ ５・・・・円盤 ５ａ・・・切欠 ６・・・・フォトインタラプタ ７・・・・トリガパルス発生器 ８・・・・表示器 ９・・・・Ｚステージ １０・・・ベース １２・・・回転ステージ １３・・・オートコリメータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源からの光をポリゴンミラーの被測定面
   に照射し、その反射光を２次元センサで検知して前記被
   測定面の傾きを測定するポリゴンミラー測定装置におい
   て、前記ポリゴンミラーを回転させる手段と、前記ポリ
   ゴンミラーの回転の少なくとも１箇所の回転位置にて基
   準信号を発生する手段と、前記基準信号を受けて計時を
   開始し所定の設定時間経過後にトリガ信号を発生する手
   段と、前記トリガ信号に同期して前記２次元センサから
   の信号を取り込み被測定面の傾きを求める手段とを具備
   することを特徴とするポリゴンミラー測定装置。