JPH0697311B2 - 光偏向器の動的面出入り測定装置 - Google Patents
光偏向器の動的面出入り測定装置Info
- Publication number
- JPH0697311B2 JPH0697311B2 JP3625789A JP3625789A JPH0697311B2 JP H0697311 B2 JPH0697311 B2 JP H0697311B2 JP 3625789 A JP3625789 A JP 3625789A JP 3625789 A JP3625789 A JP 3625789A JP H0697311 B2 JPH0697311 B2 JP H0697311B2
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- Japan
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- light beam
- light
- position sensor
- deflector
- incident
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- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、レーザプリンタ等に用いられるポリゴンミラ
ー等の光偏向器を使ったレーザ走査装置の評価装置に関
するものである。
ー等の光偏向器を使ったレーザ走査装置の評価装置に関
するものである。
（従来の技術） レーザプリンタでは、高解像度，高印字品質などの性能
を維持するため、各ユニットには高い加工組立精度が要
求される。なかでも、レーザ光学系の中核となる光偏向
部ではサブミクロンの精度で加工組み立てを行ない、ユ
ニット全体として長時間にわたって高精度を保証しなけ
ればならない。光偏向器では、ポリゴンミラー等の光偏
向部品がスピンドルモータに直結し高速に回転してい
る。これまでも光偏向器の寸法、面倒れ等の加工組立精
度などの光学特性を静的に測定する方法は実用化されて
いる。しかし近来走査装置の高密度化が進みそれに伴い
光偏向器の動的面出入れ測定においても高精度化が求め
られるようになってきた。面出入りというのはここでは
光偏向器の回転中心からミラー面までの距離の変動をい
うものとする。面出入れは光学系によっては走査精度を
劣化させる原因となる。そのため例えば第３図に示すよ
うに光源１からでた光ビームＬを面出入りが生じた光偏
向器２のミラー面2aに入射させ、ミラー面2aを出射した
光ビームLaを直接光ビーム位置センサ３で計測し、面の
出入りが無かった場合の光ビームLsの入射位置と比較し
て測定する等していた。ところが、このような方法で
は、光偏向器２に面倒れが発生すると第４図に示すよう
に、面倒れが生じた光偏向器２のミラー面2bから出射す
る光ビームLbの光ビーム位置センサ３への入射位置は面
の出入り量に比較しなくなり正確な測定は出来ない。そ
のためスキャナが高速に回転している状態での動的な面
の出入り（軸ぶれを含む）を実測する有効な手段がな
く、装置に実装のうえ印字の結果でその良否を判定する
方法を採用するしかなかった。
を維持するため、各ユニットには高い加工組立精度が要
求される。なかでも、レーザ光学系の中核となる光偏向
部ではサブミクロンの精度で加工組み立てを行ない、ユ
ニット全体として長時間にわたって高精度を保証しなけ
ればならない。光偏向器では、ポリゴンミラー等の光偏
向部品がスピンドルモータに直結し高速に回転してい
る。これまでも光偏向器の寸法、面倒れ等の加工組立精
度などの光学特性を静的に測定する方法は実用化されて
いる。しかし近来走査装置の高密度化が進みそれに伴い
光偏向器の動的面出入れ測定においても高精度化が求め
られるようになってきた。面出入りというのはここでは
光偏向器の回転中心からミラー面までの距離の変動をい
うものとする。面出入れは光学系によっては走査精度を
劣化させる原因となる。そのため例えば第３図に示すよ
うに光源１からでた光ビームＬを面出入りが生じた光偏
向器２のミラー面2aに入射させ、ミラー面2aを出射した
光ビームLaを直接光ビーム位置センサ３で計測し、面の
出入りが無かった場合の光ビームLsの入射位置と比較し
て測定する等していた。ところが、このような方法で
は、光偏向器２に面倒れが発生すると第４図に示すよう
に、面倒れが生じた光偏向器２のミラー面2bから出射す
る光ビームLbの光ビーム位置センサ３への入射位置は面
の出入り量に比較しなくなり正確な測定は出来ない。そ
のためスキャナが高速に回転している状態での動的な面
の出入り（軸ぶれを含む）を実測する有効な手段がな
く、装置に実装のうえ印字の結果でその良否を判定する
方法を採用するしかなかった。
（発明が解決しようとする課題） 前記従来の方法では作業効率が低く、また、印字結果の
良否が面の出入りによるものなのか、それとも面の倒れ
やモータの回転ジッタ等によるものなのか特定出来な
い。従ってスキャナの面出入り特性を動的な条件下で高
速・高精度に測定できる手法の開発が切望されていた。
良否が面の出入りによるものなのか、それとも面の倒れ
やモータの回転ジッタ等によるものなのか特定出来な
い。従ってスキャナの面出入り特性を動的な条件下で高
速・高精度に測定できる手法の開発が切望されていた。
（課題を解決するための手段） 本発明は前記課題を解決するためになされたもので、実
施例に対応する第１図を用いて説明すると、ほぼ平行な
光ビームＬを、回転している光偏向器２に入射させる光
源及び光学系１と、前記光偏向器２によって反射された
光ビームLsを分岐するビームスプリッタ４と、分岐され
た一方の光ビームLs2を集光する集光光学系５と、集光
された光ビームを受光しその受光位置を検知する光ビー
ム位置センサ3bと、分岐されたもう一方の光ビームLs1
を直接受光するもう一つの光ビーム位置センサ3aとを備
えることを特徴とするものである。
施例に対応する第１図を用いて説明すると、ほぼ平行な
光ビームＬを、回転している光偏向器２に入射させる光
源及び光学系１と、前記光偏向器２によって反射された
光ビームLsを分岐するビームスプリッタ４と、分岐され
た一方の光ビームLs2を集光する集光光学系５と、集光
された光ビームを受光しその受光位置を検知する光ビー
ム位置センサ3bと、分岐されたもう一方の光ビームLs1
を直接受光するもう一つの光ビーム位置センサ3aとを備
えることを特徴とするものである。
（作用） 本発明の作用を第１図及び第２図によって説明する。
先ず第１図について説明する。モータ６により回転して
いる光偏向器２に平行光源１から発せられた平行光ビー
ムＬが入射する。面の出入りが無い場合、反射光ビーム
Lsはビームスプリッタ４により分岐され、分岐された一
方の光ビームLs2は集光光学系５を通り光ビーム位置セ
ンサ3bに入射する。光ビーム位置センサ3bは集光光学系
５の焦点距離ｆだけ集光光学系より離れて位置している
ので入射光ビームLs2は光ビーム位置センサ3bの中心に
結像する。又ビームスプリッタ４により透過されたもう
一方の光ビームLs1も面の出入りが無いときは光ビーム
位置センサ3aの中心に入射する。ここで光偏向器２のミ
ラー面が2aのように面出入り量を発生した場合、反射光
ビームはLaの位置に出射する。光ビームLaは同様にビー
ムスプリッタ４によって分岐される。分岐された一方の
光ビームLa2は集光光学系５に入射するがLa2はLs2と平
行なためLa2が集光する点はLs2が集光する点と同一であ
り、光ビーム位置センサ3bの出力は面出入り量が無い場
合と変わらない。分岐されたもう一方の光ビームLa1は
光ビーム位置センサ3aにLs1の入射位置とx1だけ離れた
位置に入射する。このときx1は光偏向器２の面出入り量
に比例した値となりx1より光偏向器２の面出入り量を求
めることが出来る。
いる光偏向器２に平行光源１から発せられた平行光ビー
ムＬが入射する。面の出入りが無い場合、反射光ビーム
Lsはビームスプリッタ４により分岐され、分岐された一
方の光ビームLs2は集光光学系５を通り光ビーム位置セ
ンサ3bに入射する。光ビーム位置センサ3bは集光光学系
５の焦点距離ｆだけ集光光学系より離れて位置している
ので入射光ビームLs2は光ビーム位置センサ3bの中心に
結像する。又ビームスプリッタ４により透過されたもう
一方の光ビームLs1も面の出入りが無いときは光ビーム
位置センサ3aの中心に入射する。ここで光偏向器２のミ
ラー面が2aのように面出入り量を発生した場合、反射光
ビームはLaの位置に出射する。光ビームLaは同様にビー
ムスプリッタ４によって分岐される。分岐された一方の
光ビームLa2は集光光学系５に入射するがLa2はLs2と平
行なためLa2が集光する点はLs2が集光する点と同一であ
り、光ビーム位置センサ3bの出力は面出入り量が無い場
合と変わらない。分岐されたもう一方の光ビームLa1は
光ビーム位置センサ3aにLs1の入射位置とx1だけ離れた
位置に入射する。このときx1は光偏向器２の面出入り量
に比例した値となりx1より光偏向器２の面出入り量を求
めることが出来る。
次に第２図について説明する。光偏向器２が2bのように
面倒れと面出入りを同時に発生させた場合、ミラー面2b
からの出射光ビームはLbのようになる。光ビームLbはビ
ームスプリッタ４により分岐される。分岐された光ビー
ムのうちビームスプリッタ４を透過し光ビーム位置セン
サ3aに入射する光ビームLb1は第１図の場合と同様にLs1
よりx2だけ離れた位置に入射する。ところが第１図と違
い、x2は面倒れの影響と面の出入りの影響を両方受けて
おり、面の出入り量のみには比例していない。一方ビー
ムスプリッタ４により反射された光ビームLb2は集光光
学系５に入射する。このとき光偏向器２を出射した光ビ
ームLbと光軸との成す角をθとすると、集光光学系５を
通過した光ビームLb3は、光ビーム位置センサ3b上で、
面倒れ面出入りが発生していない場合の光ビームLs2の
入射位置と ｙ＝ftanθ だけ離れた位置に集光する。この場合ｙは集光光学系５
の焦点距離ｆが一定であるのでθのみの関数となり光ビ
ーム位置センサ3bの出力は面倒れ量にのみ比例している
と考えることが出来る。光ビーム位置センサ3aの出力は
光偏向器２の反射面から光ビーム位置センサ3aまでの光
軸上の距離をｚとすると x2＝ztanθ＋ｄ と考えられ、ztanθが面倒れに起因する量、ｄが面出入
りに起因する量と考えられるので光ビーム位置センサ3b
の出力ｙにより ｄ＝x2−zy/f としてｄが求められ、ｄより光偏向器２の面の出入り量
を求めることが出来る。
面倒れと面出入りを同時に発生させた場合、ミラー面2b
からの出射光ビームはLbのようになる。光ビームLbはビ
ームスプリッタ４により分岐される。分岐された光ビー
ムのうちビームスプリッタ４を透過し光ビーム位置セン
サ3aに入射する光ビームLb1は第１図の場合と同様にLs1
よりx2だけ離れた位置に入射する。ところが第１図と違
い、x2は面倒れの影響と面の出入りの影響を両方受けて
おり、面の出入り量のみには比例していない。一方ビー
ムスプリッタ４により反射された光ビームLb2は集光光
学系５に入射する。このとき光偏向器２を出射した光ビ
ームLbと光軸との成す角をθとすると、集光光学系５を
通過した光ビームLb3は、光ビーム位置センサ3b上で、
面倒れ面出入りが発生していない場合の光ビームLs2の
入射位置と ｙ＝ftanθ だけ離れた位置に集光する。この場合ｙは集光光学系５
の焦点距離ｆが一定であるのでθのみの関数となり光ビ
ーム位置センサ3bの出力は面倒れ量にのみ比例している
と考えることが出来る。光ビーム位置センサ3aの出力は
光偏向器２の反射面から光ビーム位置センサ3aまでの光
軸上の距離をｚとすると x2＝ztanθ＋ｄ と考えられ、ztanθが面倒れに起因する量、ｄが面出入
りに起因する量と考えられるので光ビーム位置センサ3b
の出力ｙにより ｄ＝x2−zy/f としてｄが求められ、ｄより光偏向器２の面の出入り量
を求めることが出来る。
（実施例） 第１図及び第２図は本発明の一実施例を説明する図であ
って、この例では平行光源１としてHeNeレーザ、光偏向
器２としてポリゴンミラー、ビームスプリッタ４として
偏向ビームスプリッタ、集光光学系５としてレンズを用
いている。第１図は光偏向器であるところのポリゴンミ
ラー２の面の倒れが無いと仮定した場合の面出入り測定
の説明図であり、第２図はポリゴンミラー２の面の倒れ
と面の出入りが両方発生した場合の、面の出入り量及び
面の倒れ量の測定の説明図である。
って、この例では平行光源１としてHeNeレーザ、光偏向
器２としてポリゴンミラー、ビームスプリッタ４として
偏向ビームスプリッタ、集光光学系５としてレンズを用
いている。第１図は光偏向器であるところのポリゴンミ
ラー２の面の倒れが無いと仮定した場合の面出入り測定
の説明図であり、第２図はポリゴンミラー２の面の倒れ
と面の出入りが両方発生した場合の、面の出入り量及び
面の倒れ量の測定の説明図である。
先ず第１図について説明する。モータ６により回転して
いるポリゴンミラー２にHeNeレーザ１から発生られた平
行レーザ光Ｌが入射する。面の出入りが無い場合、反射
レーザ光Lsは偏向ビームスプリッタ４により分岐され、
反射した一方のレーザ光Ls2はレンズ５を通り光ビーム
位置センサ3bに入射する。光ビーム位置センサ3bはレン
ズ５の焦点距離ｆだけレンズより離れて位置しているの
で、入射レーザ光Ls2は光ビーム位置センサ3bの中心に
結像する。又透過したもう一方のレーザ光Ls1も面の出
入りが無いときは光ビーム位置センサ3aの中心に入射す
る。ここでポリゴンミラー２の反射面が2aのように面出
入り量を発生した場合、反射レーザ光はLaの位置に出射
する。レーザ光Laは同様に偏向ビームスプリッタ４によ
って分岐される。分岐された一方のレーザ光La2はレン
ズ５に入射するがLa2はLs2と平行なためLa2が集光する
焦点はLs2が集光する焦点と同一となる。分岐されたも
う一方のレーザ光La1は光ビーム位置センサ3aにLs1の入
射位置とx1だけ離れた位置に入射する。このx1よりポリ
ゴンミラー2aの面出入り量を求めることが出来る。
いるポリゴンミラー２にHeNeレーザ１から発生られた平
行レーザ光Ｌが入射する。面の出入りが無い場合、反射
レーザ光Lsは偏向ビームスプリッタ４により分岐され、
反射した一方のレーザ光Ls2はレンズ５を通り光ビーム
位置センサ3bに入射する。光ビーム位置センサ3bはレン
ズ５の焦点距離ｆだけレンズより離れて位置しているの
で、入射レーザ光Ls2は光ビーム位置センサ3bの中心に
結像する。又透過したもう一方のレーザ光Ls1も面の出
入りが無いときは光ビーム位置センサ3aの中心に入射す
る。ここでポリゴンミラー２の反射面が2aのように面出
入り量を発生した場合、反射レーザ光はLaの位置に出射
する。レーザ光Laは同様に偏向ビームスプリッタ４によ
って分岐される。分岐された一方のレーザ光La2はレン
ズ５に入射するがLa2はLs2と平行なためLa2が集光する
焦点はLs2が集光する焦点と同一となる。分岐されたも
う一方のレーザ光La1は光ビーム位置センサ3aにLs1の入
射位置とx1だけ離れた位置に入射する。このx1よりポリ
ゴンミラー2aの面出入り量を求めることが出来る。
次に第２図について説明する。ポリゴンミラー２が2bの
ように面の倒れと出入りを同時に発生させた場合、ミラ
ー面2bからの出射光はLbのようになる。レーザ光Lbは偏
向ビームスプリッタ４により分岐される。分岐されたレ
ーザ光のうち、偏向ビームスプリッタ４を透過し光ビー
ム位置センサ3aに入射するレーザ光Lb1は、第１図の場
合と同様にLs1よりx2だけ離れた位置に入射する。一方
偏向ビームスプリッタ４により反射されたレーザ光Lb2
はレンズ５に入射し、レンズ５を通過したレーザ光Lb3
は、光ビーム位置センサ3b上でLs2の入射位置とｙだけ
離れた位置に集光する。この場合ポリゴンミラー２の反
射面から光ビーム位置センサ3aまでの光軸上の距離をｚ
とすると作用のところで説明したように ｄ＝x2−zy/f としてｄが求められ、ｄよりポリゴンミラー２の面の出
入り量を求めることが出来る。尚、この式は第１図にお
いてはｙ＝０より、ｄ＝x1となるので第１図の場合にも
適用できる。
ように面の倒れと出入りを同時に発生させた場合、ミラ
ー面2bからの出射光はLbのようになる。レーザ光Lbは偏
向ビームスプリッタ４により分岐される。分岐されたレ
ーザ光のうち、偏向ビームスプリッタ４を透過し光ビー
ム位置センサ3aに入射するレーザ光Lb1は、第１図の場
合と同様にLs1よりx2だけ離れた位置に入射する。一方
偏向ビームスプリッタ４により反射されたレーザ光Lb2
はレンズ５に入射し、レンズ５を通過したレーザ光Lb3
は、光ビーム位置センサ3b上でLs2の入射位置とｙだけ
離れた位置に集光する。この場合ポリゴンミラー２の反
射面から光ビーム位置センサ3aまでの光軸上の距離をｚ
とすると作用のところで説明したように ｄ＝x2−zy/f としてｄが求められ、ｄよりポリゴンミラー２の面の出
入り量を求めることが出来る。尚、この式は第１図にお
いてはｙ＝０より、ｄ＝x1となるので第１図の場合にも
適用できる。
このように本実施例においてはポリゴンミラー２に面出
入り、面倒れが同時に発生しても両方の量を同時にかつ
正確にきり分けて測定することができる。
入り、面倒れが同時に発生しても両方の量を同時にかつ
正確にきり分けて測定することができる。
（発明の効果） 以上、詳細に説明したように本発明によれば、光偏向器
によって反射された光ビームをビームスプリッタで分岐
し、一方を第１の光ビーム位置センサ、他方を集光光学
系を介し、第２の光ビーム位置センサで受光する構成と
したので、スキャナモータが回転しているときの動的な
面の倒れと、動的な面の出入りが同時にしかも明確にき
り分けて測定できる。従って、スキャナの回転時の特性
を定量化できるパラメータが増え、スキャナの評価・解
析に有効な測定装置を与えるという利点を有する。更に
本発明の測定方法は光偏向器に限らず一般に鏡面を持つ
物体の位置測定に有効であり多方面で応用が効くという
利点を有する。
によって反射された光ビームをビームスプリッタで分岐
し、一方を第１の光ビーム位置センサ、他方を集光光学
系を介し、第２の光ビーム位置センサで受光する構成と
したので、スキャナモータが回転しているときの動的な
面の倒れと、動的な面の出入りが同時にしかも明確にき
り分けて測定できる。従って、スキャナの回転時の特性
を定量化できるパラメータが増え、スキャナの評価・解
析に有効な測定装置を与えるという利点を有する。更に
本発明の測定方法は光偏向器に限らず一般に鏡面を持つ
物体の位置測定に有効であり多方面で応用が効くという
利点を有する。
第１図及び第２図は本発明の一実施例を示す図であっ
て、第１図はスキャナの動的面出入り測定装置の面の倒
れを想定しないときの構成原理図、第２図は面の倒れを
想定したときの構成原理図、第３図及び第４図は従来の
面出入り測定の一例であって第３図は構成図、第４図は
従来例の問題点を説明する動作原理図である。 １……平行光源、２……光偏向器 3a,3b……光ビーム位置センサ ４……ビームスプリッタ ５……集光光学系、６……モータ L,Ls,La,Lb,……光ビーム ｆ……集光光学系焦点距離 x1,x2,y……光ビーム変位量 θ……面の倒れによる光ビームの角度変位量
て、第１図はスキャナの動的面出入り測定装置の面の倒
れを想定しないときの構成原理図、第２図は面の倒れを
想定したときの構成原理図、第３図及び第４図は従来の
面出入り測定の一例であって第３図は構成図、第４図は
従来例の問題点を説明する動作原理図である。 １……平行光源、２……光偏向器 3a,3b……光ビーム位置センサ ４……ビームスプリッタ ５……集光光学系、６……モータ L,Ls,La,Lb,……光ビーム ｆ……集光光学系焦点距離 x1,x2,y……光ビーム変位量 θ……面の倒れによる光ビームの角度変位量
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−97235（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−179314（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−210909（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−57826（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−210237（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】ほぼ平行な光ビームを、回転している光偏
向器に入射させる光源及び光学系と、前記光偏向器によ
って反射された光ビームを分岐するビームスプリッタ
と、分岐された一方の光ビームを集光する集光光学系
と、集光された光ビームを受光しその受光位置を検知す
る光ビーム位置センサと、分岐されたもう一方の光ビー
ムを直接受光するもう一つの光ビーム位置センサとを備
えたことを特徴とする光偏向器の動的面出入り測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3625789A JPH0697311B2 (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 光偏向器の動的面出入り測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3625789A JPH0697311B2 (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 光偏向器の動的面出入り測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02216117A JPH02216117A (ja) | 1990-08-29 |
| JPH0697311B2 true JPH0697311B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=12464722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3625789A Expired - Lifetime JPH0697311B2 (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 光偏向器の動的面出入り測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0697311B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4745796B2 (ja) * | 2005-11-07 | 2011-08-10 | キヤノン株式会社 | 光偏向装置の偏心測定装置及び偏心調整装置及びそれらを用いた走査光学装置及び画像形成装置 |
| JP5028079B2 (ja) * | 2006-12-14 | 2012-09-19 | キヤノン株式会社 | 光偏向器の測定装置および測定方法並びに光走査装置の製造方法 |
-
1989
- 1989-02-17 JP JP3625789A patent/JPH0697311B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02216117A (ja) | 1990-08-29 |
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