JPH07253379A

JPH07253379A - ポリゴンミラー測定器

Info

Publication number: JPH07253379A
Application number: JP4559994A
Authority: JP
Inventors: Kinichi Iwano; 欣一盤野; Tetsuo Itabashi; 哲夫板橋; Masahisa Inada; 昌久稲田
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1994-03-16
Filing date: 1994-03-16
Publication date: 1995-10-03

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】ポリゴンミラーの反射面の精度、反射状態な
どを容易に測定する。【構成】被検ポリゴンミラー１１をその回転軸を中心
に回転させる回転テーブル２３、テーブル２３の回転角
を検出する回転角検出手段、ミラー１１に対して検査レ
ーザ光を入射させるレーザ光源３１、ミラー１１の反射
面で反射したレーザ光を受光して受光位置を検出する反
射面における反射点を中心とする円周方向に配列した複
数の位置検出センサ４１Ｘi 、４１Ｙi 、及び、位置検
出センサ４１Ｘi 、４１Ｙi が検出したロータリーエン
コーダによって検出されるミラー１１の予め定めた特定
の回転角位置における反射レーザ光の実入射位置と、こ
の回転角における理想ポリゴンミラーの反射面による反
射レーザ光の理想入射位置との差を求め、これらの実入
射位置と理想入射位置との差により、反射面の精度を検
出するコンピュータ、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を利用したレ
ーザコピー装置、レーザプリンタなどに使用されるポリ
ゴンミラーの面形状、面精度などを測定するポリゴンミ
ラー測定器に関する。

【０００２】

【従来技術およびその問題点】近年、プリンタ、ファク
シミリ、コピーなどには、レーザ光およびポリゴンミラ
ーを利用した描画装置、走査装置が使用されている。こ
の種のポリゴンミラーの反射面の形状、精度を測定する
測定器は、干渉作用を利用したものが一般的であった。
しかし、干渉作用を利用したポリゴンミラーの測定器で
は、反射面で反射されるレーザビームの描画位置、走査
位置、ジッターなどを直接測定することができなかっ
た。

【０００３】

【発明の目的】本発明は、ポリゴンミラーの反射面形状
およびその反射状態を容易に測定できるポリゴンミラー
測定器を提供することを目的とする。

【０００４】

【発明の概要】この目的を達成する本願発明は、被検ポ
リゴンミラーをその回転軸を中心に回転させる回転テー
ブル；この回転テーブルの回転角を検出する回転角検出
手段；上記被検ポリゴンミラーに対して検査レーザ光を
入射させるレーザ光源；このレーザ光源から発せられて
上記被検ポリゴンミラーの反射面で反射したレーザ光を
受光し、その受光位置を検出する、上記反射面の反射点
を中心とする円周上に配列した複数の位置検出素子；及
び、この位置検出素子が検出した、上記回転角検出手段
によって検出される被検ポリゴンミラーの予め定めた特
定の回転角における反射面で反射したレーザ光の実入射
位置と、この回転角における理想ポリゴンミラーの反射
面による反射レーザ光の理想入射位置との差を求め、こ
の実入射位置と理想入射位置との差により、上記被検ポ
リゴンミラーの反射面の精度を検出する検出手段；を備
えたことに特徴を有する。

【０００５】

【実施例】以下図示実施例に基づいて本発明を説明す
る。図１は、本発明のポリゴンミラー測定器の一実施例
の要部を示す平面図、図２は同測定器の構成の概要を示
すブロック図、図３は被検ポリゴンミラーおよびスピン
ドルモータ付近を示す拡大斜視図である。

【０００６】この被検ポリゴンミラー１１は、図３に示
すように、一対の保護円板１５間に挟着された４面ポリ
ゴンミラーであって、隣り合う反射面１３は分割角度９
０゜を成し、かつ軸心１２に対して回転対称に形成され
ている。被検ポリゴンミラー１１は、軸心１２を中心と
する回転軸穴１７を備えている。被検ポリゴンミラー１
１は、スピンドルモータのスピンドルにこの回転軸穴１
７が嵌合され、保護円板１５がスピンドルの基準面に密
着して固定され、この状態で軸心１２を中心に回転駆動
される。なお、本発明は、反射面の数には制限されず、
６面ポリゴンミラーあるいはそれ以外のポリゴンミラー
にも当然適用できる。

【０００７】本実施例のポリゴンミラー測定器は、図示
しない基台上に主要構成部品が装着されている。基台上
にはスピンドルモータ２１が装置され、このスピンドル
モータ装置２１の回転軸２１ａに、被検ポリゴンミラー
１１が装着される回転テーブル２３が固定されている。
被検ポリゴンミラー１１は、その回転軸１２がスピンド
ルモータ２１の回転軸２１ａと一致した状態で回転テー
ブル２３の基準面２３ｂに対して密着固定される。

【０００８】スピンドルモータ２１の回転軸２１ａの回
転角、つまり回転テーブル２３および被検ポリゴンミラ
ーの回転角は、詳細は図示しないが、回転角検出手段と
してのロータリーエンコーダ２２によって精密に検出さ
れる。

【０００９】このポリゴンミラー測定器は、レーザ光源
３１、３３、３５を備えている。各レーザ光源３１、３
３、３５は、被検レーザ光を射出する、レーザダイオー
ド、波形整形光学素子、コリメータなどを備えている。
これらのレーザ光源３１、３３、３５の内、レーザ光源
３１は、被検ポリゴンミラー１１が搭載される光学装置
のレーザ光源と等価な光源である。

【００１０】回転テーブル２３の周囲には、レーザ光源
で射出され、被検ポリゴンミラー１１の反射面１３で反
射されたレーザ光の副走査範囲内（振れ角範囲内）に、
それぞれの反射点を中心とした同一距離上に、所定の周
方向間隔で配置された複数個の一次元位置検出センサ４
１Ｘ_i 、４１Ｙ_i 、これらの間に配置された２個の反射
率測定用センサ４３ａ、４３ｂ、および位置検出センサ
４１Ｘ₈ 、４１Ｙ₈ の間に配置された１個のタイミング
センサ４５を備えている。本実施例では、位置検出セン
サ４１Ｘ_i 、４１Ｙ_i を共に１３個使用している。

【００１１】２個の反射率測定用センサ４３ａ、４３ｂ
は、所定の入射角、本実施例では、レーザ光が反射面１
３に入射角１０゜、５６゜で入射し、反射したときの反
射率を測定するように配置されている。タイミングセン
サ４５は、反射面１３の中央部で反射したレーザ光を受
光するように配置されている。

【００１２】本実施例の位置検出センサ４１Ｘ_i 、４１
Ｙ_i は、反射面１３で反射されたレーザ光の入射位置を
検出する位置検出ダイオード（ＰＳＤ）であって、位置
検出センサ４１Ｘ_i は紙面と平行なＸ方向（副走査方
向）の入射位置を検出し、位置検出センサ４１Ｙ_i は紙
面と垂直なＹ方向（主走査方向）の入射位置を検出す
る。これらの位置検出センサ４１Ｘ_i 、４１Ｙ_i は、理
想形状の被検ポリゴンミラーが、あらかじめ設定した複
数の所定角度位置にあるときに、レーザ光源から射出さ
れレーザ光が理想反射面で反射して入射する位置を理想
位置（基準位置）として、交互に配置してある。そし
て、あらかじめ設定した理想入射位置データと、被検ポ
リゴンミラー１１の実入射位置データとに基づいて、検
出手段、データ処理手段により、理想被検ポリゴンミラ
ーおよびその理想反射面に対する被検ポリゴンミラー１
１およびその反射面１３の精度を測定する。

【００１３】本実施例では、被検ポリゴンミラー１１の
反射面１３の面精度、面倒れ、および分割精度を測定す
る。ここで、「面精度」とは、反射面１３の平面性をい
い、「面倒れ」とは、その反射面１３が基準面２３ａと
直交する方向からなす傾斜角をいい、「分割精度」と
は、隣接する反射面１３、１３が成す角度の設計値（理
想値）からの角度誤差をいうものとする。

【００１４】また、本実施例では、面精度は、実測主走
査方向位置データの最大値と最小値との差および実測副
走査方向位置データの最大値と最小値との差により求め
る。面倒れは、実測主走査方向位置データと理想主走査
方向位置データとの差により求める。分割精度は、実測
副走査方向位置データと理想副走査方向位置データとの
差により求める。ジッターは、各面について所定の二つ
の実測副走査方向位置データの差により求め、実測副走
査方向位置データから各面の相似度合いを算出する。

【００１５】各センサ４１、４３、４５の出力は、イン
タフェース４７を介してコンピュータ（検出手段）５１
に入力される。コンピュータ５１は、反射率測定センサ
４５からの出力に基づいて反射面１３の反射率を算出す
る。コンピュータ５１は、Ｘ位置検出センサ４１Ｘ_i か
らの出力に基づいてＸ方向の入射位置を演算し、Ｙ方向
位置センサ４１Ｙ_i からの出力に基づいてＹ方向の入射
位置を演算する。被検ポリゴンミラー１１が理想形状
（設計値形状）である場合に各位置検出センサ４１が出
力するであろう値が基準値（理想値）として、あらかじ
めコンピュータ５１に入力され、記憶媒体にメモリされ
ている。コンピュータ５１は、これらの基準値と実測値
とに基づいて、各反射面１３の面精度、面倒れ、分割精
度などを演算により求める。

【００１６】この測定器の制御回路の構成について、さ
らに図２を参照して説明する。コンピュータ５１は、モ
ータドライバ２７を介してスピンドルモータ２１を起動
し、ロータリーエンコーダ２２からインタフェース２５
を介して回転角データを入力し、ドライバー３７を介し
てレーザ光源３１、３３、３５を発光させ、センサ４
１、４３、４５が出力する信号をインタフェース４７を
介して入力する。

【００１７】被検ポリゴンミラー１１は、オペレータに
より、あるいはロボットアームなどにより回転テーブル
２３に装着される。測定の開始は、オペレータの開始操
作により、あるいは被検ポリゴンミラー１１が回転テー
ブル２３に装着されたことをセンサにより検知してから
開始する。そして以下の測定処理は、コンピュータ５１
により管理および制御される。

【００１８】測定を開始すると、コンピュータ５１は先
ず、回転テーブル２３の回転位置の初期化を行なう。本
実施例ではレーザ光源３１、３３、３５を発光させ、反
射面１３で反射した反射光をタイミングセンサ４５が受
光したときにロータリーエンコーダ２２が検出した検出
角度に基づいて回転角を初期化する。

【００１９】この回転角の初期化が終了すると、ロータ
リーエンコーダ２２を介して入力する角度信号に基づい
て、スピンドルモータ２１を回転させる。そして、第１
の所定角度に達したときに、第１の所定角度に対応する
第１のＸ位置検出センサ４１Ｘ₁ が出力する位置信号を
入力し、所定の位置データ化処理を施してその位置デー
タをメモリする。

【００２０】第１のＸ位置検出センサ４１Ｘ₁ からのデ
ータ入力が終了すると、コンピュータ５１は、スピンド
ルモータ２１が第２の所定角度に達するのを待って第１
のＹ位置検出センサ４１Ｙ₁ が出力する位置信号を入力
し、位置データ化処理を施してメモリする。そして、ス
ピンドルモータ２１を第３の所定角度に回転させて、上
記同様の処理を行なう。

【００２１】また、スピンドルモータ２１を反射率検出
センサ４３ａ、４３ｂに対応する位置に回転させたとき
には、反射率検出センサ４３ａ、４３ｂの出力データを
反射面１３の反射率データとしてメモリする。

【００２２】コンピュータ５１は、以上の処理を、一つ
の反射面１３に対して繰り返し、一つの反射面１３に対
する処理が終了すると、次の反射面１３に対しても同様
の測定を繰り返す。コンピュータ５１は以上の測定を、
各反射面１３に対して、予め設定した複数回繰り返し、
各センサ４１、４３から各反射面１３について複数個の
位置データ、反射率データを入力する。そして、これら
のデータについて所定の誤差消去処理などを施して、各
反射点におけるレーザ光の入射位置、反射率を求める。
これらの実測値および理想値から、各反射面１３の面精
度、面倒れ、ジッタ、分割精度、反射率を求める。この
ようにして測定した測定結果は、被検ポリゴンミラー１
１の良否の判定などに利用される。

【００２３】以上本実施例のポリゴンミラー測定器は、
被検ポリゴンミラーの反射面で反射した被検レーザ光
を、反射点を中心とした円周上に配置した位置センサに
より受光して入射位置を検出し、実測データと理想ポリ
ゴンミラーにおける理想データとにより、被検ポリゴン
ミラーの面精度、面倒れ、分割精度、反射率を迅速に測
定できる。

【００２４】なお、本実施例では、２６個の位置検出セ
ンサ４１を円周上に配置したが、これらの数は２６個以
上でも未満でもよく、配置は、実際の描画位置あるいは
走査位置に相当する位置に配置する構成でもよい。この
場合も、被検ポリゴンミラーの理想形状に基づいて、ス
ピンドルモータ２１の回転角に応じてレーザ光が入射す
る位置に位置センサを配置し、各位置センサが受光する
位置データをあらかじめコンピュータ等に入力してお
く。

【００２５】また、本実施例では、複数の一次元位置セ
ンサを互いに直交する方向の一次元位置を測定するよう
に配置したが、すべて同一方向の入射位置を測定するよ
うに配置して、一方向のみを測定する構成にもできる。
さらに、一次元センサに代えて二次元センサを使用し、
各センサで主走査方向および副走査方向の入射位置を検
出する構成にしてもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り本願発明
は、被検ポリゴンミラーで反射した被検レーザ光を反射
点を中心とした円周上に配置した複数の位置検出センサ
で受光して入射位置を検出し、その実入射位置データと
理想入射データとに基づいて被検ポリゴンミラーの面精
度、面倒れ、分割精度などを迅速に測定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したポリゴンミラー測定器の位置
実施例の要部を示す平面図である。

【図２】同実施例の制御回路の要部を示すブロック図で
ある。

【図３】ポリゴンミラーの一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１１被検ポリゴンミラー１３反射面２１スピンドルモータ２２ロータリーエンコーダ（回転角検出手段）２３回転テーブル３１レーザ光源４１Ｘ_i Ｘ方向位置検出センサ４１Ｙ_i Ｙ方向位置検出センサ４３ａ反射率測定センサ４３ｂ反射率測定センサ４５タイミングセンサ５１コンピュータ（検出手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検ポリゴンミラーをその回転軸を中心
に回転させる回転テーブル；この回転テーブルの回転角
を検出する回転角検出手段；上記被検ポリゴンミラーに
対して検査レーザ光を入射させるレーザ光源；このレー
ザ光源から発せられて上記被検ポリゴンミラーの反射面
で反射したレーザ光を受光し、その受光位置を検出す
る、上記反射面の反射点を中心とする円周上に配列した
複数の位置検出素子；及び、この位置検出素子が検出した、上記回転角検出手段によ
って検出される被検ポリゴンミラーの予め定めた特定の
回転角における反射面で反射したレーザ光の実入射位置
と、この回転角における理想ポリゴンミラーの反射面に
よる反射レーザ光の理想入射位置との差を求め、この実
入射位置と理想入射位置との差により、上記被検ポリゴ
ンミラーの反射面の精度を検出する検出手段；を備えて
いることを特徴とするポリゴンミラー測定器。
【請求項２】請求項１において、上記複数の位置検出
素子は、主走査方向の入射位置を検出することを特徴と
するポリゴンミラー測定器。
【請求項３】請求項１において、上記複数の位置検出
素子は、上記副走査方向の入射位置を検出することを特
徴とするポリゴンミラー測定器。
【請求項４】請求項１において、上記複数の位置検出
素子は、主走査方向の入射位置検出用と副走査方向の入
射位置検出用が交互に配置されているポリゴンミラー測
定器。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれか一項におい
て、上記検出手段は、上記複数の位置検出素子が検出し
た実入射位置に基づいて反射面の形状を検出するポリゴ
ンミラー測定器。
【請求項６】請求項１ないし４のいずれか一項におい
て、上記検出手段は、上記実入射位置と理想入射位置と
に基づいて、隣接する反射面がなす角度ずれを検出する
ポリゴンミラー測定器。
【請求項７】請求項１ないし４のいずれか一項におい
て、上記検出手段は、上記各面において、複数の位置検
出素子が検出した実入射位置の差に基づいてジッターを
検出するポリゴンミラー測定器。
【請求項８】請求項１ないし４のいずれか一項におい
て、上記位置検出素子の間にさらに、反射率測定用の受
光素子が設けられているポリゴンミラー測定器。