JPS63285512A - 光偏向器における面倒れ検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光偏向器における面倒れ検出装置に関し、一層
詳細には、光偏向器によって偏向された光ビームを凹面
鏡で反射して前記光偏向器に再入射させた後、光ビーム
検知手段に導くことにより当該光偏向器の面倒れを簡単
な構成で高精度に検出可能とした光偏向器における面倒
れ検出装置に関する。

［発明の背景］ 近年、レーザ光等の光ビームを用いて画像の高精度な読
み取りまたは記録を行う光ビーム走査装置が開発されて
いる。この光ビーム走査装置では、例えば、光源から射
出された光ビームをガルバノメータミラー、ポリゴンミ
ラー等の光偏向器によって主走査方向に反射偏向し、副
走査方向に一定速度で搬送される被走査体上に照射する
ことで画像の読み取りまたは記録を行っている。

ところで、このような光ビーム走査装置では、光偏向器
を構成する反射ミラーをベアリング等を介して軸支した
状態で高速振動あるいは高速回転させているため、当該
反射ミラーに面倒れ（ウオブリング）の生じる虞がある
。この場合、反射ミラーに面倒れがあると被走査体上に
照射される光ビームの副走査方向に対する位置が変動し
、読み取られあるいは記録される画像品質が低下する不
都合を招来する。特に、画像を高精度に読み取りあるい
は記録する場合には面倒れの影響は一層大きな問題とな
る。

そこで、光偏向器の面倒れを検出する方法として、例え
ば、当該光偏向器を用いた光ビーム走査装置によりフィ
ルム等の被走査体上に基準画像を記録して面倒れの影響
を評価する方法がある。然しなから、この方法ではフィ
ルム等に記録した後、フィルムを現像するといった作業
が必要となり手間と時間がかかり、また、この方法では
目視によって判断するため定量的な測定を行うことが出
来ないといった欠点が指摘されている。

一方、このよ・うな不都合を解消するために、即時的で
しかも定量的に各光偏向器毎に面倒れを検査する装置が
提案されている。第１図に従来技術に係る面倒れ検出装
置の概略構成を示す。

この場合、レーザ発振管２より出力されたレーザ光りは
ビームエキスパンダ４によって所定のビーム径に調整さ
れ、平行平面板６により光軸位置が調整されてビームス
プリッタ８に入射する。ビームスプリッタ８を透過した
レーザ光りは第１および第２の集光光学系１０および１
２を介し゛て被検査体である光偏向器としてのガルバノ
メータミラー１４に入射する。この場合、第１および第
２集光光学系１０．１２はテレセントリック系を構成し
、夫々Ｘ方向にのみ集光特性を有する２枚のシリンドリ
カルレンズ１６ａ、１６ｂおよび１８ａ、１８ｂよりな
る。従って、第１および第２集光光学系１０．１２を通
過したレーザ光りはＸ方向に対して特に収差の少ない平
行光束としてガルバノメータミラー１４に入射する。一
方、ガルバノメータミラー１４によって反射された前記
レーザ光りは、再び、第２および第１集光光学系１２）
ｌＯを介してビームスプリッタ８に入射し、次いで、ビ
ームスプリフタ８によって反射されたレーザ光りはセン
サ２０に入射して電気信号に変換される。

ここで、ガルバノメータミラー１４に面倒れがある場合
、センサ２０に入射するレーザ光りはその入射位置が面
倒れ量に応じてＺ方向に変動する。そこで、この変動量
をラインセンサ等からなるセンサ２０で検出すれば、ガ
ルバノメータミラー１４の面倒れ量を求めることが出来
る。

ところで、この従来技術において、ガルバノメータミラ
ー１４の面倒れ量を高精度に測定するにはガルバノメー
タミラー１４とセンサ２０との間の光路長を出来るだけ
長く設定する必要がある。

この場合、装置は極めて大型なものとなり、実用上に不
都合が生じてしまう。また、ガルバノメータミラー１４
によるレーザ光りの全走査域に対して面倒れ量を高精度
に検出するためには、Ｘ方向に対して長尺で且つ高精度
なシリンドリカルレンズ１６ａ、１６ｂおよび１８ａ、
１８ｂが必要であり、極めて高価なものとなってしまう
。さらに、シリンドリカルレンズ１６ａ、１６ｂおよび
１８ａ、１８ｂを含む多数の光学素子を使用しなければ
ならず、構成が複雑化する欠点も指摘されている。

［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、光ビームを被検査体とじての光偏向器によって
偏向して凹面鏡に入射させ、次いで、前記光ビームを光
偏向器に再度入射させた後、光ビーム検知手段に導く構
成とすることにより装置を大型化することなく極めて簡
単な構成で当該光偏向器の面倒れを高精度に検出するこ
との出来る光偏向器における面倒れ検出装置を提供する
ことを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は光ビームを光偏
向器に対して集光する集光光学系と、前記光偏向器によ
って偏向された光ビームを反射して再び前記光偏向器に
集光する凹面鏡と、前記凹面鏡から光偏向器および集光
光学系を介して射出される光ビームを受光しその受光位
置を検知する光ビーム検知手段とを備えることを特徴と
する。

［実施態様］ 次に、本発明に係る光偏向器における面倒れ検出装置に
ついて好適な実施態様を挙げ、添付の図面を参照しなが
ら以下詳細に説明する。

第２図および第３図において、参照符号３０は本実施態
様に係る面倒れ検出装置の本体部を示し、この本体部３
０では光偏向器としてのガルバノメータミラー３２の面
倒れ検査が行われる。本体部３０はレーザ発振管３４、
ビームエキスパンダ３６、ビームスプリッタ３８、シリ
ンドリカルレンズ４０、シリンドリカルミラー４２およ
び光電変換素子４４から基本的に構成される。

レーザ発振管３４はビームエキスパンダ３６に対してレ
ーザ光りを出力し、ビームエキスパンダ３６はこのレー
ザ光りを所定のビーム径に調整する。ビームスプリッタ
３８はビームエキスパンダ３６より射出されるレーザ光
に対して略４５°傾斜して配置されており、前記レーザ
光りをシリンドリカルレンズ４０に指向して反射する。

シリンドリカルレンズ４０はビームスプリッタ３８とガ
ルバノメータミラー３２との間に配設され、前記レーザ
光りをＸ方向にのみ集光する特性を有する。

なお、シリンドリカルレンズ４０およびガルバノメータ
ミラー３２間の距離はシリンドリカルレンズ４０の焦点
距離ｆに等しく設定される。

ガルバノメータミラー３２はＹ軸を中心として高速振動
しており、その反射面によって反射されたレーザ光りは
シリンドリカルミラー４２に入射する。シリンドリカル
ミラー４２は前記ガルバノメータミラー３２の反射面上
の偏向点を曲率中心とする凹面鏡であり、この曲率半径
は前記シリンドリカルレンズ４０の焦点路Ｈｆに設定さ
れる。一方、ビームスプリッタ３８の後方であってシリ
ンドリカルレンズ４０の光軸の延長方向には光電変換素
子４４が配設される。この光電変換素子４４は好適には
Ｙ方向に連続的に変化するアナログ信号として出力する
光電変換部を配したラインセンサ（非分離型半導体装置
検出器）からなり、入射したレーザ光りを電気信号に変
換して前記レーザ光りのＹ方向に対する変動量σを検出
可能なものとする。なお、充電変換素子４４としては、
Ｙ方向に複数の光電変換部を配したラインセンサを用い
てもよい。

本実施態様に係る面倒れ検出装置は基本的には以上のよ
うに構成されるものであり、次にその作用並びに効果に
ついて説明する。

先ず、レーザ発振管３４より出力されたレーザ光りはビ
ームエキスパンダ３６によって所定のビーム径に調整さ
れた後、ビームスプリッタ３８に入射する０次いで、前
記レーザ光りはビームスプリッタ３８によって反射され
、シリンドリカルレンズ４０を介してＹ軸の回りに高速
振動しているガルバノメータミラー３２に入射する。こ
の場合、シリンドリカルレンズ４０およびガルバノメー
タミラー３２間の距離はシリンドリカルレンズ４０の焦
点路Ｍｆに等しく設定されており、前記レーザ光りはＸ
方向にのみ集光されガルバノメータミラー３２上で合焦
する。

ガルバノメータミラー３２より反射されたレーザ光りは
Ｘ−Ｚ平面内で再び発散しシリンドリカルミラー４２に
入射する。ここで、ガルバノメータミラー３２の反射面
はシリンドリカルミラー４２の曲率中心となっており、
シリンドリカルミラー４２の曲率半径はシリンドリカル
レンズ４０の焦点距離ｆに等しく設定されている。従っ
て、シリンドリカルミラー４２によって反射されたレー
ザ光りは、再び、ガルバノメータミラー３２の反射面上
において合焦される。なお、ガルバノメータミラー３２
に入射したレーザ光りはガルバノメータミラー３２によ
って走査されることなく、入射した時の光軸に沿ってシ
リンドリカルレンズ４０に再入射する。次いで、シリン
ドリカルレンズ４０によって平行光束とされたレーザ光
りはビームスプリッタ３８を透過して光電変換素子４４
に入射し電気信号に変換される。

ここで、ガルバノメータミラー３２に高速振動による角
度θの面倒れが生じた場合、シリンドリカルレンズ４０
からガルバノメータミラー３２に入射したレーザ光りは
その反射面によって面倒れ角度θがＹ方向に対して２倍
に増幅されて反射され、シリンドリカルミラー４２に入
射する。

次いで、シリンドリカルミラー４２によって反射された
前記レーザ光りはガルバノメータミラー３２に再び入射
し前記面倒れ角度θがＹ方向に対してさらに２倍増幅さ
れシリンドリカルレンズ４０に入射する。従って、ガル
バノメータミラー３２は面倒れ角度θをガルバノメータ
ミラ−３２自体によって４倍に増幅したレーザ光りをシ
リンドリカルレンズ４０に入射することになる。そこで
、光電変換素子４４はビームスプリッタ３８を介しガル
バノメータミラー３２の面倒れ量に対応してＹ方向に４
倍に増幅された変動量δのレーザ光りを受光し、これを
電気信号に変換する。

この結果、ガルバノメータミラー３２０面倒れ角度θは
光電変換素子４４によって検出された変動量δと光電変
換素子４４のガルバノメータミラー３２に対する距離と
シリンドリカルミラー４２およびガルバノメータミラー
３２間の距離とに基づいて高精度に求められる。なお、
ガルバノメータミラー３２によって反射されシリンドリ
カルレンズ４０に入射するレーザ光りは、シリンドリカ
ルレンズ４０からガルバノメータミラー３２に入射する
レーザ光りと略同一光軸上を通過するため、シリンドリ
カルレンズ４０は小型なものを使用することが出来る。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、光ビームを被検査体で
ある光偏向器によって偏向して凹面鏡に入射させ、次い
で、前記凹面鏡で反射された光ビームを再びガルバノメ
ータミラー３２を介して光ビーム検知手段に導くように
構成している。この場合、光偏向器は光ビームを２度反
射するため、前記光ビームは光偏向器の面倒れ量を４倍
に増幅した状態で光ビーム検知手段に導かれる。従って
、光偏向器の面倒れ量は光路長を長（設定することなし
に極めて高精度に検出することが出来る。また、光ビー
ムは光偏向器の反射面を曲率中心とする凹面鏡によって
反射されて光偏向器に再入射するため、光偏向器に入射
する光ビームの光軸と前記光偏向器によって反射され光
ビーム検知手段に導かれる光ビームの光軸とが略一致す
ることになる。この結果、光偏向器と光ビーム検知手段
との間に配設される集光光学系を小型に構成することが
出来、装置全体も小型化される利点が得られる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
例えば、シリンドリカルレンズを用いる代わりにシリン
ドリカルミラーを用いることも可能であり、また、本発
明装置はポリゴンミラー、共振型光偏向器等の面倒れ検
査にも適用可能である等、本発明の要旨を逸脱しない範
囲において種々の改良並びに設計の変更が可能なことは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に係る面倒れ検出装置の概略構成図、 第２図および第３図は本発明に係る光偏向器における面
倒れ検出装置の概略構成斜視図および平面説明図である
。 ３０・・・本体部 ３２・・・ガルバノメータミラー ３４・・・レーザ発振管３６・・・ビームエキスパンダ
３８・・・ビームスブリッタ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ビームを光偏向器に対して集光する集光光学系
   と、前記光偏向器によって偏向された光ビームを反射し
   て再び前記光偏向器に集光する凹面鏡と、前記凹面鏡か
   ら光偏向器および集光光学系を介して射出される光ビー
   ムを受光しその受光位置を検知する光ビーム検知手段と
   を備えることを特徴とする光偏向器における面倒れ検出
   装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、光偏
   向器はガルバノメータミラーより構成してなる光偏向器
   における面倒れ検出装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項記載の装置において、集光
   光学系は光ビームを光偏向器の偏向方向に対して集光す
   るシリンドリカルレンズより構成してなる光偏向器にお
   ける面倒れ検出装置。
4. （４）特許請求の範囲第１項記載の装置において、凹面
   鏡は光ビームを光偏向器の偏向方向に対して集光するシ
   リンドリカルミラーより構成し、前記光偏向器は前記シ
   リンドリカルミラーの曲率中心に配設してなる光偏向器
   における面倒れ検出装置。
5. （５）特許請求の範囲第１項記載の装置において、光ビ
   ーム検知手段は光偏向器の倒れ方向に連続的に変化する
   アナログ信号を出力する光電変換部を配したラインセン
   サより構成してなる光偏向器における面倒れ検出装置。