(57)【要約】【課題】高速に整準させること。【解決手段】回転ヘッド１４から回転軸１４ｄと直交する方向に出射する光Ｌ１によって水平回転照射光を形成する水平面設定機において、回転軸１４ｄを本体ケース１２に対して傾動可能に支持された軸筒部１５によって回転支持し、軸筒部１５を引っ張りばね２５を介して本体ケース１２に連結するとともに、互いに直交して配置された一対の傾動調整機構２４ａ、２４ｂを介してＹ軸モータＭＹ、Ｘ軸モータＭＸに連結し、モータＭＸ、ＭＹがチルトセンサの検出値に基づいて傾動調整機構２４ａ、２４ｂを回動し軸筒部１５をＸ方向，Ｙ方向に傾動させる自動整準動作に際し、自動整準開始時の引っ張りばねが整準位置の形態よりも伸びた形態の場合に、モータＭＸ、ＭＹを駆動して、引っ張りばねが整準位置の形態よりも縮んだ形態となるように軸筒部１５を一旦傾動させてから、自動整準を行う。高速モータ駆動によっても傾動調整機構２４ａ、２４ｂ周辺に内在するガタがバックラッシュとしてチルトセンサの出力に顕れず、高速整準ができる。【選択図】  図１
2004301762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体ケースの上方において水平回転する回転ヘッドと、Ｘ軸チルトセンサおよびＹ軸チルトセンサとを有し、回転ヘッドから回転ヘッド回転軸と直交する方向に出射する光によって水平回転照射光を形成する水平面設定機において、
前記回転ヘッド回転軸は、前記本体ケース内上下方向に配設され、かつ本体ケースに対し傾動可能に支持された筒型の軸筒部によって回転支持され、前記軸筒部は、引っ張りばねを介して本体ケースに連結されるとともに、互いに直交して配置された一対のリンク式傾動調整機構を介して前記Ｘ軸チルトセンサおよびＹ軸チルトセンサに対応する一対のモータに連結されており、前記回転ヘッド回転軸が略鉛直となる水平面設定機の縦置き状態では、前記軸筒部の傾きを検出する前記チルトセンサの検出出力に基づいて、前記一対の傾動調整機構を揺動し、前記チルトセンサの検出出力が０となる整準位置まで前記軸筒部を傾動させるように、前記一対のモータが回転駆動することで自動整準されるが、前記自動整準開始時の前記引っ張りばねの形態が前記整準位置における形態よりも伸びた形態の場合には、前記引っ張りばねの形態が整準位置の形態よりも縮んだ形態となるように前記モータを回転駆動することを特徴とする水平面設定機。
【請求項２】
前記水平面設定機は、前記Ｘ軸チルトセンサおよびＹ軸チルトセンサに対し直交するＺ軸チルトセンサを有し、前記回転ヘッド回転軸が略水平となる水平面設定機の横置き状態では、前記Ｚ軸チルトセンサの検出出力に基づいて、前記一対の傾動調整機構のうちＺ軸に対応する傾動調整機構を揺動し、前記Ｚ軸チルトセンサの検出出力が０となる整準位置まで前記軸筒部をＺ軸方向に傾動させるように、該傾動調整機構に対応するモータが回転駆動することで自動整準されるが、前記自動整準開始時の前記引っ張りばねの形態が前記整準位置における形態よりも伸びた形態の場合には、前記引っ張りばねの形態が整準位置の形態よりも縮んだ形態となるように前記モータを回転駆動することを特徴とする請求項１に記載の水平面設定機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の水平面設定機において、前記モータの回転速度は、前記軸筒部が整準位置に近づくほど遅くなることを特徴とする水平面設定機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の水平面設定機において、前記水平面設定機を縦置き状態にした自動整準では、前記一対のモータは、前記一対のチルトセンサの検出出力が互いに設定値の範囲内にあることを条件に互いに連係して動作することを特徴とする水平面設定機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の水平面設定機において、前記チルトセンサの検出出力に従って前記チルトセンサに対応するモータに対する駆動パルスを生成する駆動パルス発生器を備え、前記各モータは前記駆動パルスに従った速度で回転することを特徴とする水平面設定機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸に対し直交する光を出射する回転ヘッドが、本体ケースの上で水平回転することで、水平回転照射光が形成される水平面設定機に係り、特に、回転ヘッドの回転軸を傾動させる傾動調整機構がモータに連結されて自動整準可能な水平面設定機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の水平面設定器としては、特開平７−１３４０２７号が知られ、図１０、１１、１２において、その斜視図，縦断面図および水平断面図が示されているように、光Ｌ１を出射する回転ヘッドＨが本体ケース１の上で水平回転するように構成され、本体ケース１内において、回転ヘッドＨの回転軸２を回転支持する軸筒部３が傾動調整機構により傾動可能に支持されるとともに、軸筒部３には、Ｘ軸気泡管９Ｘ，Ｙ軸気泡管９Ｙが設けられ、ケース１には、気泡管の目盛り読み取り用の窓Ｗが設けられている。図１０符号９Ｚは、Ｚ軸気泡管を示す。
【０００３】
即ち、軸筒部３の傾動調整機構は、軸筒部３を傾動可能に支持する上方の傾動支点４と、軸筒部３とケース１間に介装された引っ張りばね５と、ケース１側の雌ねじ部に螺合し回動操作により進退動作可能な一対の傾動調整ねじ６Ｘ，６Ｙと、ケース１に対してピン連結されて、軸筒部３に設けたＬ字型プレート２と傾動調整ねじ６Ｘ，６Ｙ間にそれぞれ介装され、傾動調整ねじ６Ｘ，６Ｙの進退動作に連係してピン（支点）Ｐｘ，Ｐｙ回りに水平揺動する一対のアーム７Ｘ，７Ｙで構成されており、傾動調整ねじ６Ｘ，６Ｙの回動操作（進退動作）に伴ってアーム７Ｘ，７ＹがピンＰｘ，Ｐｙ回りに揺動し、軸筒部３が傾動支点を中心としてＸ軸，Ｙ軸方向に揺動（傾動）して、Ｘ軸気泡管９Ｘ，Ｙ軸気泡管９Ｙの気泡位置（目盛り）が変化するようになっている。このため、据え付けた水平面設定器を整準する（軸筒部３が鉛直状態となって出射光Ｌ１が水平に出射する形態にする）には、Ｘ軸気泡管９Ｘ，Ｙ軸気泡管９Ｙの気泡が基準位置となるように、傾動調整ねじ６Ｘ，６Ｙを回動操作すればよい。
【０００４】
しかし、前記した従来の水平面設定器では、いちいち手動で傾動調整ねじ６Ｘ，６Ｙを操作する必要があり、面倒な上に、整準作業に時間がかかるという問題があった。
【０００５】
そこで、発明者は、気泡管９Ｘ，９Ｙに代えて電子気泡管等の電気式傾斜センサ９Ｘ１，９Ｙ１を使用し、電気式傾斜センサの検出値に基づいて傾動調整ねじ６Ｘ１，６Ｙ１をモータ駆動させるように構成することで、自動整準しようと考えた。
【０００６】
即ち、図１３には、特開平７−１３４０２７号を基に発明者が考えた自動整準機構の要部である、軸筒部３の傾動調整機構が示されている。この傾動調整機構は、軸筒部３を傾動可能に支持する傾動支点４と、軸筒部３とケース１間に介装された引っ張りばね５と、モータ駆動により回転駆動する一対の傾動調整ねじ６Ｘ１，６Ｙ１と、傾動調整ねじ６Ｘ１，６Ｙ１に螺合しかつ回り止めされ、調整ねじ６Ｘ１，６Ｙ１の回転に伴って進退動作するナット部材８Ｘ，８Ｙと、軸筒部３に設けたＬ字型プレート２と傾動調整ねじ６Ｘ１，６Ｙ１間にそれぞれ介装され、ケース１に対し固定されたピンＰｘ，Ｐｙ回りに水平揺動可能な一対のアーム７Ｘ，７Ｙで構成されている。傾動調整機構の各動力伝達部には、引っ張りばね５のばね付勢力が常に一方向（図１３ヤジするＡ方向）に作用して、軸筒部３を傾動調整する際に動力伝達部のガタによるバックラッシュの影響を受けないように構成されている。
【０００７】
即ち、図１３白抜き矢印に示すように作用する引っ張りばね５のばね力によって、アーム７Ｘ，７Ｙには矢印Ａに示す付勢力が作用し、アーム側当接部７Ｘ１，７Ｙ１が常にナット部材８Ｘ，８Ｙに圧接した状態に保持されている。そして、モータ駆動（傾動調整ねじ６Ｘ１，６Ｙ１の回動）に連係してナット部材８Ｘ，８Ｙが進退（アーム７Ｘ，７Ｙが揺動）し、軸筒部３がＸ軸，Ｙ軸方向に揺動（傾動）して、Ｘ軸傾斜センサ９Ｘ１，Ｙ軸傾斜センサ９Ｙ１の検出値が変化する。このため、傾斜センサ９Ｘ１，９Ｙ１の検出値が０となるように、傾動調整ねじ６Ｘ１，６Ｙ１を駆動させるモータ（図示せず）の駆動をフィードバック制御することで、自動整準できるというものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１３に示す自動整準機構を動作させると、モータ起動時に傾斜センサ９Ｘ１，９Ｙ１の検出値がふらついて応答性が悪い場合が生じるという、第１の問題が発生した。特に、水平面設定機を据え付けて自動整準を開始する際に、引っ張りばね５が大きく引き伸ばされて軸筒部３が整準位置に対し大きく傾いている状態からモータを高速度で起動させた場合に発生した。この原因は、モータ駆動によって進退動作するナット部材８Ｘ，８Ｙの動きにアーム７Ｘ，７Ｙがうまく追随できないためであることがわかった。
【０００９】
即ち、アーム７Ｘ，７Ｙとナット部材８Ｘ，８Ｙとは、引っ張りばね５の付勢力（図１３矢印Ａ参照）だけによって連結されており、モータの高速回転により、引っ張りばね５の縮む速度以上の速度でナット部材８Ｘ，８Ｙがばね付勢力作用方向（矢印Ａ方向）と同方向（矢印Ｂ方）に勢いよく移動すると、速すぎるナット部材８Ｘ，８Ｙの移動にアーム側の当接部７Ｘ１，７Ｙ１が追随できず、瞬間的にナット部材８Ｘ，８Ｙとアーム７Ｘ１，７Ｙ１間が離れる等、モータ駆動軸である傾動調整ねじ６Ｘ１，６Ｙ１と軸筒部３側のＬ字型プレート２間に介装され、引っ張りばねの付勢力により顕在化しなかった傾動調整機構（アーム７Ｘ，７Ｙ周辺領域）に内在するガタがバックラッシュとなって顕在化し、これがため傾斜センサ９Ｘ１，９Ｙ１の検出値がふらついて安定するまでに時間がかかり、それだけ自動整準終了までの時間が長くなるのである。なお、ナット部材８Ｘ，８Ｙをばね付勢力作用方向と反対方向（矢印Ｃ方向）に移動させる場合は、どんなに勢いよく移動させても、ナット部材８Ｘ，８Ｙとアーム７Ｘ，７Ｙ間が離れることがない等、傾動調整機構における連結部における付勢力が高められるに過ぎず、傾動調整機構に内在するガタがバックラッシュとなって傾斜センサ９Ｘ１，９Ｙ１の出力として顕在化することはない。
【００１０】
そこで、発明者は、「モータ起動時に傾動調整機構の連結部におけるバックラッシュが顕在化しないためには、軸筒部を傾動調整する際、常にナット部材をばね付勢力作用方向と反対方向に移動するように（傾動調整機構に作用するばね付勢力を高める方向に）モータ駆動する、即ち、引っ張りばねが伸びる方向に軸筒部３を傾動させればよい。」と考えた。そのためには、「水平面設定機を縦置きに設置したときの軸筒部３の軸心位置がＰにあるとして、モータ起動時に、引っ張りばね５が軸筒部３の整準位置Ｐ０における形態よりも縮んだ形態となる所定位置Ｐ１まで軸筒部３を一旦傾動させた後に、モータ駆動により引っ張りばね５が伸びる方向に軸筒部３を傾動させて、自動整準させるようにすればよい。」と考えて、試作したところ、自動整準の際に高速でモータ駆動しても傾斜センサの検出値がふらつかず、傾斜センサの検出値に基づくモータ駆動の適正なフィードバック制御ができることが確かめられたので、本発明を提案するに至ったものである。
【００１１】
また、図１３に示す傾動調整機構においては、傾斜センサ９Ｘ１，９Ｙ１の検出値に基づいて軸筒部３を自動的に傾動制御するようになっているが、レーザ光を水平とするための整準範囲は±５°で、一方、傾斜センサの検出範囲は±２０’程度とされているため、±３０’（±０．５°）の傾斜から５°の傾斜までは傾斜センサの出力が飽和状態となって判別することができない。
【００１２】
このため、モータの整準速度を優先して、モータを高速で回転駆動すると、傾斜センサの検出範囲内に入るが、急制動をかけても行き過ぎて逆方向に飽和してしまう。この時点で、同じようにモータを高速で逆回転駆動するとその繰返しとなって、正逆のモータ駆動が繰り返される、いわゆるハンチングが生じることになる。逆に、モータをゆっくり回転駆動して整準させると、５°の傾斜ではレーザ光が水平となるまでに非常に長い時間を要することになる。このように、ただ単に高速でモータ駆動させただけでは、スムーズに自動整準できない、という第２の問題も生じた。
【００１３】
本発明は、前記従来技術の問題点および発明者の知見に基づいてなされたもので、その第１の目的は、高速でモータ駆動しても傾斜センサの検出値がふらつかず高速に自動整準させることができる水平面設定機を提供することにあり、その第２の目的は、ハンチングを発生させることなく高速に整準させることができる水平面設定機を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記第１の目的を達成するために、請求項１に係る水平面設定機においては、本体ケースの上方において水平回転する回転ヘッドと、Ｘ軸チルトセンサおよびＹ軸チルトセンサとを有し、回転ヘッドから回転ヘッド回転軸と直交する方向に出射する光によって水平回転照射光を形成する水平面設定機において、
前記回転ヘッド回転軸は、前記本体ケース内上下方向に配設され、かつ本体ケースに対し傾動可能に支持された筒型の軸筒部によって回転支持され、前記軸筒部は、引っ張りばねを介して本体ケースに連結されるとともに、互いに直交して配置された一対のリンク式傾動調整機構を介して前記Ｘ軸チルトセンサおよびＹ軸チルトセンサに対応する一対のモータに連結されており、前記回転ヘッド回転軸が略鉛直となる水平面設定機の縦置き状態では、前記軸筒部の傾きを検出する前記チルトセンサの検出出力に基づいて、前記一対の傾動調整機構を揺動し、前記チルトセンサの検出出力が０となる整準位置まで前記軸筒部を傾動させるように、前記一対のモータが回転駆動することで自動整準されるが、前記自動整準開始時の前記引っ張りばねの形態が前記整準位置における形態よりも伸びた形態の場合には、前記引っ張りばねの形態が整準位置の形態よりも縮んだ形態となるように前記モータを回転駆動するように構成した。
【００１５】
（作用）水平回転照射光を形成するには、回転ヘッドの回転軸が略鉛直となるように水平面設定機を縦置きに設置して、Ｘ軸チルトセンサおよびＹ軸チルトセンサの検出出力に基づいてモータ駆動し、一対の傾動調整機構を回動させて軸筒部を傾動させる自動整準を行うが、自動整準開始時の引っ張りばねの形態が整準位置における形態よりも伸びた形態の場合には、モータ駆動により、引っ張りばねの形態が整準位置の形態よりも縮んだ形態となるように傾動調整機構を回動（軸筒部を傾動）させる。したがって、その後の自動整準のためのモータ駆動による軸筒部の傾動動作（各傾動調整機構の回動動作）は、引っ張りばねが伸びる方向への傾動となり、各モータを高速駆動させたとしても、各モータの駆動力を各傾動調整機構に伝達する動力伝達部と各傾動調整機構との間に間隙が生じることがない等、各傾動調整機構を各モータの駆動に的確に追従させることができる。即ち、各モータ駆動軸と軸筒部間に介装されている傾動調整機構を含むそれぞれの駆動力伝達機構に内在しているガタは、各モータ駆動による整準動作の間、引っ張りばねの付勢力が有効に作用し続けるため、バックラッシュとして各チルトセンサの出力として顕在化することはなく、高速でモータを駆動（軸筒部をＸ軸およびＹ軸方向に傾動）させても何ら問題はない。
【００１６】
請求項２においては、請求項１に記載の水平面設定機において、前記水平面設定機は、前記Ｘ軸チルトセンサおよびＹ軸チルトセンサに対し直交するＺ軸チルトセンサを有し、前記回転ヘッド回転軸が略水平となる水平面設定機の横置き状態では、前記Ｚ軸チルトセンサの検出出力に基づいて、前記一対の傾動調整機構のうちＺ軸に対応する傾動調整機構を揺動し、前記Ｚ軸チルトセンサの検出出力が０となる整準位置まで前記軸筒部をＺ軸方向に傾動させるように、該傾動調整機構に対応するモータが回転駆動することで自動整準されるが、前記自動整準開始時の前記引っ張りばねの形態が前記整準位置における形態よりも伸びた形態の場合には、前記引っ張りばねの形態が整準位置の形態よりも縮んだ形態となるように前記モータを回転駆動するように構成した。
【００１７】
（作用）鉛直回転照射光を形成するには、回転ヘッドの回転軸が略水平となるように水平面設定機を横置きに設置して、Ｚ軸用チルトセンサの検出出力に基づいてＺ軸に対応するモータ（例えば、代用するＹ軸対応モータ）を駆動し、Ｚ軸に対応する傾動調整機構を回動させて軸筒部を傾動させる自動整準を行うが、自動整準開始時の引っ張りばねの形態が整準位置における形態よりも伸びた形態の場合には、モータ駆動により、引っ張りばねの形態が整準位置の形態よりも縮んだ形態となるように傾動調整機構を回動（軸筒部を傾動）させる。したがって、その後の自動整準のためのモータ駆動による軸筒部の傾動動作（傾動調整機構の回動動作）は、引っ張りばねが伸びる方向への傾動となり、モータを高速駆動させたとしても、モータの駆動力を傾動調整機構に伝達する動力伝達部と傾動調整機構との間に間隙が生じることがない等、傾動調整機構をモータの駆動に的確に追従させることができる。即ち、モータ駆動軸と軸筒部間に介装されている傾動調整機構を含む駆動力伝達機構に内在しているガタは、モータ駆動による整準動作の間、引っ張りばねの付勢力が有効に作用し続けるため、バックラッシュとしてＺ軸チルトセンサの出力として顕在化せず、高速でモータを駆動（軸筒部をＺ軸方向に傾動）させても何ら問題はない。
【００１８】
前記第１，第２の目的を達成するために、請求項３においては、請求項１または２の水平面設定機において、前記モータの回転速度を前記軸筒部が整準位置に近づくほど遅くなるように構成した。
【００１９】
（作用）軸筒部が整準位置に近づくにしたがってモータの回転速度を遅くすることで、チルトセンサの出力が＋と−とで過飽和状態を繰り返すことがなく、正逆のモータ駆動が繰り返される、いわゆるハンチングが抑制される。
【００２０】
請求項４においては、請求項１〜３のいずれかに記載の水平面設定機において、前記水平面設定機を縦置き状態にした自動整準では、前記一対のモータを、前記一対のチルトセンサの検出出力が互いに設定値の範囲内にあることを条件に互いに連係して動作するように構成した。
【００２１】
（作用）一対のチルトセンサの検出出力が互いに設定値の範囲内にあることを条件に各モータを互いに連係して動作させるようにしたため、一方のモータが先行して動作することに伴って他方のモータがハンチングするのを抑制できる。即ち、軸筒部を傾動させる一対の傾動調整機構にはそれぞれ取り付け誤差があり、モータを高速回転させる程、他の傾動調整機構への影響が大きい。例えば、図９に示すように、Ｘ軸およびＹ軸方向における整準動作を独立して行う場合（一対のチルトセンサに対応するモータの駆動を独立して制御する場合）であって、軸筒部がＸ軸方向に整準位置に近づいているときにＹ軸方向に高速整準（モータが高速回転）が実行されると、Ｘ軸方向の軸筒部は、Ｙ軸方向傾動調整機構の誤差の影響を大きく受け、整準位置を越えて反対側に振られる等、ハンチングするおそれがある。しかし、請求項４では、Ｘ軸およびＹ軸に対応する各モータを互いに連係して同じような回転速度で動作させるようにしたため、軸筒部がＸ軸またはＹ軸のいずれかの方向の整準位置に近づいているときに、他の軸方向に高速整準（モータ高速回転）が実行されることがなく、整準中の軸筒部が傾動調整機構の誤差の影響を大きく受けて反対側に振られる等、ハンチングが発生することはない。
【００２２】
請求項５においては、請求項１〜４のいずれかに記載の水平面設定機において、前記チルトセンサの検出出力に従って前記チルトセンサに対応するモータに対する駆動パルスを生成する駆動パルス発生器を備え、前記各モータは前記駆動パルスに従った速度で回転するように構成した。
【００２３】
（作用）  一対のチルトセンサの検出出力に応じて駆動パルスを生成し、生成した駆動パルスに従って各モータの駆動を制御することで、駆動パルスによって各モータの速度を任意に制御することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施例である水平面設定機の縦断面図、図２は同水平面設定機の要部縦断面図（図１に示す線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図）、図３は同水平面設定機の水平断面図（図１に示す線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断面図）である。
【００２５】
これらの図において、水平面設定機１０は、容器状の本体ケース（以下、ケースという）１２と、このケース１２の上方位置において水平回転して水平回転照射光を形成する回転ヘッド１４とから構成されている。回転ヘッド１４は、ヘッドケーシング１４ａ内にハーフミラー１４ｂが固定されているとともに、ヘッドケーシング１４ａの上端部と側面のハーフミラー１４ｂに対応する位置に、透明なガラスの装着された光出射窓１４ｃが設けられた構造で、ヘッドケーシング１４ａに軸着固定された円筒型の回転軸１４ｄが、本体ケース１２内上下方向に配置された円筒型の軸筒部１５内に挿通されるとともに、回転軸１４ｄと軸筒部１５との間にはボールベアリング１４ｅが介在されて、回転ヘッド１４が軸筒部１５によって回転可能に軸支されている。
【００２６】
回転軸１４ｄには、連結部１４ｆが軸着されており、軸筒部１５の側面に固定されたモータＭの駆動力が減速機１６、ギア１７を介して連結部１４ｆに伝達されるようになっている。ギア１７の駆動軸１７ａには回転円板１８が固定されており、回転円板１８の周囲にはロータリエンコーダ１９が配置されている。エンコーダ１９とモータＭはそれぞれ配線（図示省略）を介して制御基板２０に接続されており、制御基板２０はケース１２に支持されたフレーム１３に固定されている。制御基板２０には、ＣＰＵなどを含む駆動パルス発生器、メモリなどが搭載されており、駆動パルス発生器は、エンコーダ１９によって計測されたモータＭの回転速度を基にモータＭに対する駆動パルスを生成し、この駆動パルスにしたがってモータＭの回転速度を制御するようになっている。
【００２７】
軸筒部１５の下端部であって、回転軸１４ｄの下方位置には、例えば、レーザ光などを発生する光源１４ｇが固定されており、光源１４ｇからは、回転軸１４ｄと直交する水平照射光Ｌ１と、回転軸１４ｄと同軸の垂直照射光Ｌ２とが出射されるようになっている。ケース１２が縦置きの場合（回転ヘッド１４が上方となるように配置した場合）には、回転ヘッド１４の回転により、光Ｌ１によって水平回転照射面が形成される。一方、ケース１２が横置きの場合（ケース１２の一側面に設けた脚１２ａを下向きにして、回転軸１４ｄが水平となるように配置した場合）には、回転ヘッド１４の回転により、光Ｌ１によって鉛直回転照射面が形成されるようになっている。
【００２８】
また、軸筒部１５の中程側方位置には、軸筒部１５の傾き（傾斜）を検出するＸ軸用チルトセンサ２２Ｘ（図１，３参照）が軸筒部１５に一体化された形態に配設されている。チルトセンサ２２Ｘは、軸筒部１５が傾いたときに、Ｘ軸を基準として軸筒部１５の傾き（Ｘ軸方向における傾斜）を検出し、検出信号を制御基板２０に出力するようになっている。また、軸筒部１５側方のＸ軸用チルトセンサ２２Ｘと直交する位置には、Ｙ軸を基準として軸筒部１５の傾き（Ｙ軸方向における傾斜）を検出するＹ軸用チルトセンサ２２Ｙ（図１，３参照）が軸筒部１５に一体化された形態に配設されている。さらに軸筒部１５の側方には、Ｚ軸（図３紙面垂直方向）を基準として軸筒部１５の傾き（Ｚ軸方向における傾斜）を検出するＺ軸用チルトセンサ２２Ｚ（図３参照）も軸筒部１５と一体化された形態に配設している。
【００２９】
そして、回転ヘッド１４を回転支持する軸筒部１５は、フレーム１３に支持された自在継手構造の揺動支点２３（図１，２参照）によって揺動可能に支持されるとともに、互いに直交配置された一対の傾動調整機構２４ａ、２４ｂと、軸筒部１５の下端部をケース１２およびフレーム１３側に付勢する引っ張りばね（引っ張りコイルスプリング）２５ａ、２５ｂとによって支持されている。
【００３０】
傾動調整機構２４ａ、２４ｂは、図３に示すように、ほぼ円弧状に形成されて、フレーム１３に固定されたピン２６ａ、２６ｂを支点として水平方向に回動（揺動）可能に配置されている。なお、傾動調整機構２４ｂの他端側の図示は、省略されている。傾動調整機構２４ａの一端側２４ａ１は、駆動軸２７ａ（の雄ねじ部）に螺合するナット部材３１ａに当接しており、ナット部材３１ａは駆動軸２７ａに対し回り止めされている。具体的には、一端側２４ａ１側のフォーク状突起（図示せず）がナット部材３１ａ側の孔（図示せず）に係合して、ナット部材３１ａと傾動調整機構２４ａの一端側２４ａ１とが駆動軸２７ａの周方向に対し回り止めされている。
【００３１】
ナット部材３１ａは、駆動軸２７ａ、駆動軸２７ａに軸着されたギア２８ａ、ギア２８ａに噛み合う２９ａを介して、Ｙ軸モータＭＹの回転軸に連結されている。軸筒部１５には、延出先端部にＵ字型フック３０ａ，３０ｂの形成された平面視Ｌ字型プレート３０が固着されており、傾動調整機構２４ａの他端側延出部２４ａ２は、駆動軸２７ａと直交する方向に配置されたＵ字状フック３０ａの長孔３０ａ２内に挿入されて、その先端側がＬ字型プレート３０のフック３０ａの壁面３０ａ１に当接されている。また、プレート３０とフレーム１３の間には、一対の引っ張りばね２５ａ，２５ｂが介装されて、軸筒部１５には、図３白抜き矢印Ｆで示すように、引っ張りばね２５ａ、２５ｂのばね力が常に作用している。
【００３２】
このため、傾動調整機構２４ａには矢印Ａ１に示す方向の付勢力が作用し、傾動調整機構２４ａの一端側２４ａ１はナット部材３１ａに常に圧接した状態に保持されている。即ち、駆動軸２７ａと軸筒部１５側のＬ字型プレート３０（フック３０ａ）間に介装されている傾動調整機構２４ａを含む各動力伝達部材間には、引っ張りばね２５ａ、２５ｂのばね付勢力が常に一方向（図３におけるＡ１方向）に作用して、軸筒部１５を傾動調整する際に、各動力伝達部のガタによるバックラッシュの影響を受けないように構成されている。
【００３３】
また、Ｙ軸モータＭＹは、制御基板２０上の駆動パルス発生器によって生成された駆動パルスにしたがって、回転速度と回転方向（正回転または逆回転）が制御されるようになっている。このＹ軸モータＭＹの駆動力はギア２９ａ、２８ａを介して駆動軸２７ａに伝達され、駆動軸２７ａが回転することで、ナット部材３１ａが駆動軸２７ａに沿って進退移動する。ナット部材３１ａには、傾動調整機構２４ａの一端側２４ａ１が当接付勢保持されているので、ナット部材３１ａと一体に一端側２４ａ１も進退する。これによって、傾動調整機構２４ａがピン２６ａを支点として水平方向に回動（揺動）、軸筒部１５が支点２３を中心にＹ軸方向に傾動するとともに、Ｙ軸用チルトセンサ２２Ｙの検出値が変化するようになっている。なお、傾動調整機構２４ａの回動時に、延出部２４ａ２と長孔３０ａ２は相対スライドすることで、傾動調整機構２４ａとプレート３０（のフック３０ａ）間の連結部に負荷（不測の応力）は発生しない。
【００３４】
一方、傾動調整機構２４ｂの一端側２４ｂ１は、駆動軸２７ｂ（の雄ねじ部）に螺合するナット部材３１ｂに当接しており、ナット部材３１ｂは駆動軸２７ｂに対し回り止めされている。具体的には、傾動調整機構２４ａの場合と同様、一端２４ｂ１側のフォーク状突起（図示せず）がナット部材３１ｂ側の孔（図示せず）に係合して、ナット部材３１ｂと傾動調整機構２４ｂの一端側２４ｂ１とが駆動軸２７ｂの周方向に対し回り止めされている。ナット部材３１ｂは、駆動軸２７ｂ、駆動軸２７ｂに軸着されたギア２８ｂ、ギア２８ｂに噛み合う２９ｂを介して、Ｘ軸モータＭＸの回転軸に連結されている。
【００３５】
傾動調整機構２４ｂの他端側延出部２４ｂ２は、図２に示すように、軸筒部１５に固着されたＬ字型プレート３０の延出先端部のＵ字状フック３０ｂに設けた長孔３０ｂ２内に挿入されて、その先端側がフックの壁面３０ｂ１に当接されている。軸筒部１５には、引っ張りばね２５ａ、２５ｂのばね力（図３Ｆ参照）が常に作用しているので、傾動調整機構２４ｂには、図３矢印Ａ２に示す方向の付勢力が作用し、傾動調整機構２４ｂの一端側２４ｂ１はナット部材３１ｂに常に圧接した状態に保持されている。即ち、駆動軸２７ｂと軸筒部１５側のＬ字型プレート３０（フック３０ｂ）間に介装されている傾動調整機構２４ｂを含む各動力伝達部材間には、引っ張りばね２５ａ、２５ｂのばね付勢力が常に一方向（図３におけるＡ２方向）に作用して、軸筒部１５を傾動調整する際に、各動力伝達部のガタによるバックラッシュの影響を受けないように構成されている。
【００３６】
傾動調整機構２４ｂに動力を与えるＸ軸駆動モータＭＸは、Ｙ軸駆動モータＭＹと同様、制御基板２０上の駆動パルス発生器によって生成された駆動パルスによって回転速度と回転方向（正回転または逆回転）が制御されるようになっている。このＸ軸モータＭＸの駆動力は、ギア２９ｂ、２８ｂを介して駆動軸２７ｂに伝達され、駆動軸２７ｂが回転する。駆動軸２７ｂが回転されると、ナット部材３１ｂと傾動調整機構２４ｂの一端側２４ｂ１が一体に進退し、これによって傾動調整機構２４ｂがピン２６ｂを支点として水平方向に回動（揺動）し、軸筒部１５が支点２３を中心にＸ軸方向に傾動するとともに、Ｘ軸用チルトセンサ２２Ｘの検出値が変化するようになっている。なお、傾動調整機構２４ｂの回動時に、延出部２４ｂ２と長孔３０ｂ２は相対スライドすることで、傾動調整機構２４ｂとプレート３０（のフック３０ｂ）間の連結部に負荷（不測の応力）は発生しない。
【００３７】
このため、Ｙ軸用チルトセンサ２２ＹおよびＸ軸用チルトセンサ２２Ｘの検出値がそれぞれ０となるように、傾動調整機構２４ａ、２４ｂを駆動するＹ軸モータＭＹとＸ軸モータＭＸの駆動をフィードバック制御することで、回転軸１４ｄ（軸筒部１５）を鉛直状態にする自動整準ができるようになっている。
【００３８】
また、Ｚ軸用チルトセンサ２２Ｚは、Ｘ軸用チルトセンサ２２ＸとＹ軸用のチルトセンサ２２Ｙに対し直交するように配置されているが、このＺ軸用チルトセンサ２２Ｘと傾動調整機構２４ａとＹ軸モータＭＹは、水平面設定機を横置きにして用いる場合の自動整準機構を構成している。
【００３９】
即ち、鉛直回転照射光を形成するためには、脚１２ａが下向きとなるように水平面設定機を横置きにして用いる。そして、Ｙ軸モータＭＹの駆動により、傾動調整機構２４ａがピン２６ａ方向に傾動するとともに、Ｚ軸用チルトセンサ２２Ｚの検出値が変化するようになっている。このため、Ｚ軸用チルトセンサ２２Ｚの検出値が０となるように、傾動調整機構２４ａを駆動するＹ軸モータＭＹの駆動をフィードバック制御することで、回転軸１４ｄ（軸筒部１５）を水平状態にする自動整準ができるようになっている。
【００４０】
具体的には、図４に示すように、Ｘ軸用チルトセンサ２２Ｘ，Ｙ軸用チルトセンサ２２ＹおよびＺ軸用チルトセンサ２２Ｚの出力は制御基板２０に入力されている。制御基板２０には、スイッチグ回路５２、角度検出回路５４、５６、モータ制御回路５８、６０が搭載されており、スイッチング回路５２はＸ軸用チルトセンサ２２Ｘ，Ｙ軸用のチルトセンサ２２ＹおよびＺ軸用チルトセンサ２２Ｚに接続され、モータ制御回路５８、６０はＸ軸用モータＭＸ、Ｙ軸用モータＭＹにそれぞれ接続されている。Ｘ軸用チルトセンサ２２Ｘ，Ｙ軸用のチルトセンサ２２ＹおよびＺ軸用チルトセンサ２２Ｚの検出出力はスイッチング回路５２を介して角度検出回路５４、５６にそれぞれ入力されている。各角度検出回路５４、５６にはそれぞれ基準角度として、例えば、水平面を基準面としたときの基準角度として０°の角度が設定されており、各角度検出回路５４、５６において、Ｘ軸用チルトセンサ２２Ｘの検出出力と基準角度との偏差およびＹ軸用のチルトセンサ２２Ｙの検出出力と基準角度との偏差が演算され、各演算結果が各モータ制御回路５８、６０に入力されている。各モータ制御回路５８、６０は、各角度検出回路５４、５６の演算結果を基に前記各偏差を０に抑制するための制御信号を生成し、各制御信号をＸ軸用モータＭＸとＹ軸用モータＭＹにそれぞれ出力するようになっている。この結果、Ｘ軸用モータＭＸとＹ軸用モータＭＹは、前記各偏差が０になるように、傾動調整機構２４ｂ、２４ａを回動させることになる。
【００４１】
上記構成において、水平設定機を縦置きの姿勢で用いる場合には、Ｘ軸用チルトセンサ２２ＸとＹ軸用のチルトセンサ２２Ｙを使用するとともに、Ｘ軸モータＭＸとＹ軸モータＭＹをそれぞれ整準モータとして動作させる。一方、水平設定機を横置きの姿勢で用いる場合には、Ｚ軸用チルトセンサ２２Ｚ（図３参照）を使用し、Ｙ軸モータＭＹをＺ軸用整準モータとして動作させることとしている。
【００４２】
Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸のチルトセンサ２２Ｘ，２２Ｙ，２２Ｚの出力を基に軸筒部１５を整準範囲に制御するに際しては、図５に示すように、各チルトセンサの出力を軸の傾斜に対応づけて９段階の領域に分割することとしている。但し、＋の領域は、整準位置（領域０）よりも引張りばね２５ａ，２５ｂが縮んだ状態（軸筒部１５が整準位置にあるときの引張りばね２５ａ，２５ｂの状態よりも縮んだ状態であって、完全に縮みきっていない状態）で、−の領域では、整準位置（領域０）よりも引張りばね２５ａ，２５ｂが伸びた状態（軸筒部１５が整準位置にあるときの引張りばね２５ａ，２５ｂの状態よりも伸びた状態）にある。
【００４３】
図５は、９段階の領域とチルトセンサの状態の関係を示す図で、各領域での整準動作は、以下のようになる。
【００４４】
例えば、チルトセンサが−側に飽和状態となっている場合を含む、領域−３においては、高速でチルトセンサの＋方向（ばね２５ａ、２５ｂが縮む方向）にモータを動作させるが、各チルトセンサの値によるコントロールは行わない。
【００４５】
領域−２〜−１においては、チルトセンサの値によるコントロールを行いながら、＋方向（ばね２５ａ、２５ｂの縮む方向）にモータを動作させる。
【００４６】
領域０（各チルトセンサの感度が±２″程度の領域）においては、整準状態にあるため、整準動作は行わない。
【００４７】
領域＋１〜＋４においては、チルトセンサの値によるコントロールを行いながら−方向（ばね２５ａ、２５ｂの伸びる方向）にモータを動作させる。
【００４８】
また、チルトセンサが＋側に飽和状態となっている場合を含む、領域＋５においては、高速でチルトセンサの−方向（ばね２５ａ、２５ｂの縮む方向）にモータを動作させるが、チルトセンサの値によるコントロールは行わない。
【００４９】
ただし領域＋５においては、次のことを条件として整準動作を行う。すなわち電源投入時、ケース１２の縦置き・横置きの切替時、整準完了後大きく傾斜が変化したとき。また整準動作中にチルトセンサの値が領域＋５の値を示したとしても、領域＋５としての動作は行わず、領域＋４による整準動作とする。この理由は、チルトセンサが−の領域であった場合、特に領域−３のときに、高速で＋方向にモータを動作させると、チルトセンサの値を検出できる領域に移行した時（例えば、−側から行き過ぎて＋１領域に移行した時に）に制動をかけてもコントロールしきれず、領域＋５の＋側の飽和状態に至ってしまう。この状態で領域＋５の動作（−方向へ高速動作）を行うと、再度領域−３の−側の飽和状態に至ってしまい、この動作を繰返すと、整準動作が終了しないためである。
【００５０】
また領域−３と領域＋５においては、Ｘ軸モータＭＸとＹ軸モータＭＹをそれぞれ高速で回転駆動する。
【００５１】
一方、領域−２、−１、＋１、＋２、＋３、＋４においては、各チルトセンサの出力に基づくフィードバック制御を行い、各領域について次の値を設定する。
【００５２】
（１）チルトセンサ移動量上限（Ｄｍａｘ）
モータ駆動パルスを出力して軸（軸筒部）を動かす過程でチルトセンサから得られる値に関する上限値であって、その軸の移動前のチルトセンサの値（Ｔｂ）と、移動後の値（Ｔａ）との差を示す移動量（Ｔｍ＝Ｔａ−Ｔｂ）の上限値。この移動量（Ｔｍ）が上限値（Ｄｍａｘ）より大きい場合は、速度が速すぎると判断し、現在の駆動パルスの出力時間を別途設定のパルス時間減算値で減算する。
【００５３】
（２）チルトセンサ移動量下限（Ｄｍｉｎ）
モータ駆動パルスを出力して軸を動かす過程でチルトセンサから得られる値に関する下限値であって、その軸の移動前のチルトセンサの値（Ｔｂ）と、移動後の値（Ｔａ）との差を示す移動量（Ｔｍ＝Ｔａ−Ｔｂ）の下限値。
【００５４】
移動量（Ｔｍ）がその下限値（Ｄｍｉｎ）よりも小さい場合は、速度が遅すぎると判断し、現在の駆動パルス出力時間に別途設定のパルス時間加算値を加算する。
【００５５】
（３）モータ駆動パルスの出力タイミング
整準モータへの駆動パルスは２５．６ｍｓｅｃごとの出力を基本とし、各領域ごとにその整数倍のタイミングを設定する。
【００５６】
例えば、設定値を３とした場合、２５．６ｍｓｅｃタイミングの駆動パルスを３回は出力しない。すなわち、１回駆動パルスを出力したあと３回続けて駆動パルスの出力を停止し、４回目に駆動パルスを出力し、１０２．４ｍｓｅｃごとに駆動パルスを出力する。
【００５７】
（４）モータ駆動パルスの出力時間の加速（Ｔａｃｃ）
チルトセンサの変化量が小さく、速度が遅すぎると判断した場合に、パルス出力時間を大きくするために加算する値。
【００５８】
（５）モータ駆動パルスの出力時間の減速（Ｔｓｄ）
チルトセンサの変化量が大きく、速度が速すぎると判断した場合に、パルス出力時間を小さくするために減算する値。
【００５９】
（６）モータ駆動パルスの出力時間最大値（Ｔｍａｘ）
（７）モータ駆動パルスの出力時間最小値（Ｔｍｉｎ）
（８）モータ駆動パルスの出力時間初期値（Ｔｄｅｆ）
（９）モータ回転方向（正方向または逆方向）
次に、整準モータに対する駆動パルスの出力タイミングと出力時間とを変化させることにより、整準モータの速度を変化させるときのフィードバック制御を図６のフローチャートにしたがって説明する。まず、チルトセンサの値Ｔａを読み込む（ステップＳ１）。チルトセンサの検出による値Ｔａからフィードバック制御を行うための領域が決定されるとともに、決定された領域にしたがい、モータ駆動パルスの出力タイミング（駆動パルスの周期）と整準用モータの回転方向が決定される（ステップＳ２）。
【００６０】
次に、ステップＳ１で読み込んだチルトセンサの値（Ｔａ）と、その１回前のチルトセンサの値（Ｔｂ）との差をチルトセンサの移動量Ｔｍ＝Ｔａ−Ｔｂとして算出する（ステップＳ３）。ＴｂとＴａとの間には、整準モータに対して駆動パルスが１回出力され、整準モータが動いている。このため、移動量Ｔｍは、このときの駆動パルスで軸（軸筒部１５）が移動した量となる。
【００６１】
次に、整準モータについての駆動パルス時間を算出し、整準モータを動かすための駆動パルスの時間ＴｐａをＴｍの値によって決定する。すなわち移動量Ｔｍが上限値Ｄｍａｘ以上か否かを判定（ステップＳ４）し、移動量Ｔｍがその領域の上限値Ｄｍａｘよりも大きい場合には、前回のモータ駆動パルス時間Ｔｐｂからモータ駆動パルスの出力時間の減速（時間）Ｔｓｄを減算して、Ｔｐａ＝Ｔｐｂ−Ｔｓｄを求める。ただし、Ｔｐａが駆動パルス出力時間の最小値Ｄｍｉｎよりも小さい場合は、Ｔｐａ＝Ｄｍｉｎとする（ステップＳ５）。
【００６２】
一方、移動量Ｔｍが上限値Ｄｍａｘよりも小さいときには、移動量Ｔｍが下限値Ｄｍｉｎよりも小さいか否かの判定を行う（ステップＳ６）。このとき移動量Ｔｍがその領域における下限値Ｄｍｉｎよりも小さい場合は、前回のモータ駆動パルス時間Ｔｐｂにモータ駆動パルスの出力時間の加速（時間）Ｔａｃｃを加算し、Ｔｐａ＝Ｔｐｂ＋Ｔａｃｃを算出する（ステップＳ７）。ただし、Ｔｐａが駆動パルス出力時間の最大値Ｄｍａｘよりも大きい場合は、Ｔｐａ＝Ｄｍａｘとする。
【００６３】
また、Ｔｍがその領域における下限Ｄｍｉｎと上限Ｄｍａｘとの間にあるときには、モータ駆動パルス時間Ｔｐａは前回の値を保持し、Ｔｐａ＝Ｔｐｂとする（ステップＳ８）。そしてステップＳ７、Ｓ８のあとは、各ステップにおいて求められたモータ駆動パルスを生成して各整準モータに出力し、ステップＳ１の処理に戻る（ステップＳ９）。
【００６４】
すなわち、整準モータをフィードバック制御するに際しては、駆動パルスの出力タイミングをチルトセンサの検出値から決定される領域ごとに定めるとともに、整準状態（水平状態）に近い領域程パルス出力の間隔を広く設定し、軸筒部１５が整準位置に近づくほど整準モータの回転速度を遅く（パルス巾を狭く）する。
【００６５】
また、チルトセンサの変化量の上限値・下限値は、整準状態に近いほど小さく、また上限値と下限値との差も小さく設定されている。
【００６６】
また、モータ駆動パルスの出力時間の加速（時間）・減速（時間）は、整準状態に近いほど小さく設定している。さらに、減速（時間）は加速（時間）よりも十分大きく取っている。すなわち加速（時間）を大きく取ると、その分行き過ぎ量が大きくなるためである。また慣性で動き続ける分があり、これに対して減速ができるように設定してある。
【００６７】
さらに、モータ駆動パルスの出力時間の最小値は、整準モータの起動が可能な最小時間を考慮して設定されており、この値が小さいと、実際に整準モータが動き出すまで、整準モータのパルス時間を増やし続ける必要があり、時間がかかることになる。
【００６８】
各整準モータを連携するに際しては、傾動調整機構の機械的特性として、例えば、Ｘ軸モータＭＸのみを動作させても、傾動調整機構のもつ誤差の影響を受けて軸筒部がＹ軸方向にも傾斜することがある。特に、領域＋５あるいは領域−３における高速動作時には数度という値で軸筒部が動くのでその影響は大きい。
【００６９】
このような状態を回避するためには、Ｘ軸・Ｙ軸の傾斜状態が整準する方向に対して同じであって、傾動調整機構の回動量がほぼ同量になるように、モータを動作させることが望ましい。
【００７０】
具体的には、縦置き状態における整準動作では、Ｘ軸チルトセンサ２２ＸとＹ軸用チルトセンサ２２Ｙの相互の位置関係に従って、動作させる整準モータを選択する必要があり、基本的には以下の通りである。
【００７１】
（１）−の領域にチルトセンサの出力がある場合（軸筒部１５に作用する引っ張りばね２５ａ，２５ｂが整準位置よりも伸びた状態の場合）には、チルトセンサの出力が＋側の領域になるようにモータを動かす。即ち、軸筒部１５に作用する引っ張りばね２５ａ、２５ｂを整準位置よりも縮んだ状態となるように、モータを動かす必要がある。
【００７２】
−の領域は、整準位置よりも引っ張りばね２５ａ、２５ｂが伸びた状態にあるため、この状態から、ばねが縮む方向（＋の方向）に高速でモータ駆動する整準を行った場合には、ばね２５ａ、２５ｂの付勢力が作用している傾動調整機構２４ａ，２４ｂ周辺の駆動力伝達部材間に内在するガタであるバックラッシュの影響を受けて、チルトセンサの検出値がふらつくおそれがある。一方、＋の領域は、整準位置よりも引っ張りばね２５ａ、２５ｂが縮んだ状態にあるため、この状態から行う整準動作は、ばねが伸びる方向（−の方向）、即ち、傾動調整機構２４ａ，２４ｂ周辺の駆動力伝達部材間に作用するばねの付勢力を高める方向にしかモータ駆動されないので、傾動調整機構２４ａ，２４ｂ周辺の駆動力伝達部材間に内在するガタであるバックラッシュが顕在化せず、チルトセンサの検出値がこのバックラッシュの影響を受けてふらつくことはない。したがって、整準を開始する際、−の領域にチルトセンサの出力がある場合には、必ず、整準位置よりも引っ張りばね２５ａ、２５ｂが縮んだ形態となるように、一旦、軸筒部１５を＋側に傾動させてから、軸筒部１５を整準位置に傾動させるモータ駆動制御（整準動作）を行うことが望ましい。
【００７３】
（２）チルトセンサの出力が整準状態から遠いあるいは飽和した＋の領域にある場合は、高速で整準動作できる領域までチルトセンサを動かす。
【００７４】
（３）Ｘ軸・Ｙ軸のチルトセンサの出力が整準コントロールできる領域（領域−２，−１，０，＋１，＋２，＋３，＋４）にある場合は、その出力がより遠い領域にあるチルトセンサの整準モータのみ動作させ、同じ領域にある場合は両方の整準モータを動作させる。すなわちＸ軸・Ｙ軸のチルトセンサで検出される２つの値がほぼ同じ状態で整準する方が安定した整準動作が行えるためである。
【００７５】
以上のことを考慮してまとめると、Ｘ軸チルトセンサとＹ軸チルトセンサの値に応じて整準モータを選択するに際しては、図７に示すような関係が設定される。
【００７６】
（１）Ｘ軸チルトセンサ・Ｙ軸チルトセンサの出力の一方が領域０（整準状態）の場合は他方の整準モータのみを動作させる。
【００７７】
（２）Ｘ軸チルトセンサ・Ｙ軸チルトセンサの出力の両方が領域＋１、領域＋２、領域＋３（チルトセンサが飽和していない＋側）の領域にある場合には、出力がより遠い領域にあるチルトセンサの整準モータのみを動作させる。同じ領域の場合は両方の整準モータを動作させる。
【００７８】
（３）Ｘ軸チルトセンサ・Ｙ軸チルトセンサの一方の出力が＋１、領域＋２、領域＋３（チルトセンサが飽和していない＋側）の領域であって、他方の出力が領域−３または領域＋４、領域＋５（チルトセンサが整準状態に対して遠いまたは飽和状態）にある場合には、領域−３または領域＋４、領域＋５側のチルトセンサの整準モータのみを動作させる。
【００７９】
（４）Ｘ軸チルトセンサ・Ｙ軸チルトセンサの両方の出力が領域−３、領域−２、領域−１（−側）または領域＋４、領域＋５（チルトセンサが整準状態に対して遠いまたは飽和状態の＋側）の領域にある場合には両方の整準モータを動作させる。
【００８０】
（５）Ｘ軸チルトセンサ・Ｙ軸チルトセンサの出力のいずれか一方が領域−２、領域−１にあって、他方が領域＋１、領域＋２、領域＋３の領域にある場合には、両方の整準モータを動作させる。
【００８１】
具体的には、Ｘ軸チルトセンサの出力が領域＋２であって、Ｙ軸チルトセンサの出力が領域＋１の場合には、整準モータとしてＸ軸モータＭＸを動作させる。
【００８２】
図７に示す関係を考慮して整準モータを選択した場合、図８に、Ｘ軸モータＭＸの特性をＸ、Ｙ軸モータＭＹの特性をＹで示すように、整準を開始するに際し各モータＭＸ、ＭＹを起動するときには、整準を開始する際、−の領域にチルトセンサの出力がある（整準位置よりも引っ張りばね２５ａ、２５ｂが伸びた状態にある）ので、一旦、軸筒部１５が整準位置にあるときよりも引っ張りばね２５ａ、２５ｂが縮む方向、即ちチルトセンサの出力が＋の領域（＋５の領域）となるように駆動する。次に、一方のチルトセンサ（Ｙ軸チルトセンサ）の出力が＋３の領域になると、他方のチルトセンサ（Ｘ軸チルトセンサ）の出力が同じ＋３の領域になるまで待機（Ｘ軸モータＭＸを動作させ、Ｙ軸モータＭＹを停止する）する。そして、各軸のチルトセンサによってその出力が領域＋３に入ったことが検出されたことを条件に、各軸のモータＭＸ、ＭＹを同一の駆動パルスで駆動することで、３３秒という短時間で整準動作を終了させることができる。
【００８３】
これに対して、Ｘ軸モータＭＸとＹ軸モータＭＹとを連係せずに制御すると、図９に示すようになる。
【００８４】
即ち、−領域優先動作（＋領域にある場合は動作させず、−領域にある場合に＋領域となるように優先的に行う動作）を行うことから、１５秒〜２２秒の間では、領域−１にあるＹ軸チルトセンサの出力を＋領域に移行させたいが、領域−１では低速動作のため＋領域になるまで時間がかかり、この間、Ｘ軸モータＭＸは停止しているためＸ軸チルトセンサの出力は変化せず、時間が無駄に消費されることとなる。３０秒〜３５秒の間では、Ｘ軸チルトセンサの出力が領域−１で、１５秒〜２２秒の間と同様、領域−１では低速動作のため＋領域になるまで時間がかかる。
【００８５】
また、１０秒前後では、整準位置近傍に至ったＸ軸モータＭＸによる軸筒部１５の傾動は、領域＋４にあるＹ軸モータＭＹの高速動作による影響を受け、軸筒部１５が−側に振られて、符号Ｘ１に示すように、大きく−領域側に入り込み、再び＋側への動作が必要で、それだけ余分な時間がとられることになる。
【００８６】
さらに、−側の領域は、領域−１と領域−２の２分割で構成されて、領域−２におけるモータ駆動速度はある程度大きいため、＋側に動作させると、制動がきかず、領域＋５にまで移行する。
【００８７】
このようなことで、各モータが整準動作を完了するまでに時間（４０秒）を要した。
【００８８】
本実施例によれば、一対のチルトセンサ（Ｘ軸用とＹ軸用）の検出出力に基づいて一対の傾動調整機構２４ａ、２４ｂを回動するとともに軸筒部１５を傾動するに際して、チルトセンサ（Ｘ軸用とＹ軸用）の検出出力が−側である場合（引っ張りばね２５ａ，２５ｂの形態が整準位置における形態よりも伸びた形態の場合）には、チルトセンサ（Ｘ軸用とＹ軸用）の検出出力が−側となるように、高速で一対のモータ（Ｘ軸用モータＭＸとＹ軸用モータＭＹ）を駆動して、引っ張りばねの形態が整準位置の形態よりも縮んだ形態にしてから、一対の傾動調整機構２４ａ、２４ｂに対する傾動調整を行なうように構成したため、各モータの駆動軸の駆動を軸筒部に伝達する傾動調整機構２４ａ，２４ｂを含む動力伝達機構に内在するガタがバックラッシュとしてチルトセンサの出力として顕在化することはなく、縦置きした水平面設定機をバックラッシュの影響を受けることく高速で自動整準することができる。
【００８９】
なお、前記実施例においては、チルトセンサの値を９つの領域に分けて制御するものについて述べたが、チルトセンサの値を領域に区分せずに、モータ駆動パルスの出力タイミング・モータ駆動パルスの出力時間の計算をチルトセンサの検出による傾斜検出値を使用して計算する方法を採用することもできる。
【００９０】
また、モータ駆動パルスの出力タイミングと出力時間の両方でモータをコントロールするものについて述べたが、どちらか一方のみをコントロールしたもの、例えば、駆動パルスの出力時間のみでモータをコントロールするために、ＰＷＭ（パルス幅制御）によってモータをコントロールすることもできる。
【００９１】
また、縦置きの場合、Ｘ軸とＹ軸にそれぞれ１軸のチルトセンサを使用しているが、２軸のチルトセンサ１個で代用することも可能である。
【００９２】
また、水平面設定機１０を横置きにした場合は、横置きか縦置きかを判断するセンサー手段（図示せず）により自動的に横置きと判別されて、Ｚ軸整準用モータの代用として用いるＹ軸整準用モータＭＹの起動に切り替わるようになっている。そして、水平面設定機を横置きにした場合には、Ｚ軸チルトセンサ２２Ｚの検出出力に基づいて傾動調整機構２４ａを回動して軸筒部１５を傾動するに際して、Ｚ軸整準用モータの代用として用いるモータＭＹ（Ｙ軸用モータ）の起動時には、Ｚ軸用チルトセンサ２２Ｚの検出出力が−側である場合（軸筒部１５が整準位置にあるときよりも引っ張ばね２５ａ，２５ｂが伸びた状態にある場合）に、Ｚ軸用チルトセンサ２２Ｚの検出出力が＋側（軸筒部１５が整準位置にあるときよりも引っ張りばね２５ａ、２５ｂが縮んだ状態）となるように、傾動調整機構２４ａを回動（軸筒部１５を傾動）させた後、整準動作を行なうことで、モータＭＹの駆動軸の駆動を軸筒部１５に伝達する傾動調整機構２４ａを含む動力伝達機構に内在するガタがバックラッシュとしてチルトセンサ２２Ｚの出力として顕在化しないので、横置きした水平面設定機をバックラッシュの影響を受けることなく高速で自動整準することができる。
【００９３】
なお、前記した実施例では、水平面設定機を横置き（脚１２ａが下向き）にした場合には、Ｙ軸用モータＭＹによって傾動調整機構２４ａを回動させて軸筒部１５の傾動（自動整準）を行うように構成されているが、実施例では図３左側に設けられている脚１２ａが図３上側に設けられた水平面設定機を横置き（脚を下向き）にして用いる場合には、Ｘ軸用モータＭＸによって傾動調整機構２４ｂを回動させて軸筒部１５の傾動（自動整準）を行うことになる。
【００９４】
また、各モータＭＸ、ＭＹを駆動するに際しては、駆動パルスを用いるものについて述べたが、駆動パルスを用いる代わりに、印加する電圧でモータの速度を可変にする構成を採用することもできる。
【００９５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に係る発明によれば、縦置きした水平面設定機をバックラッシュの影響を受けることなく高速で自動整準させることができる。
【００９６】
請求項２に係る発明によれば、横置きした水平面設定機をバックラッシュの影響を受けることなく高速で自動整準させることができる。
【００９７】
請求項３に係る発明によれば、モータの正逆回転（軸筒部の傾動動作）が繰り返されるという、いわゆるハンチングが抑制されて、高速整準が可能となる。
【００９８】
請求項４に係る発明によれば、他方の傾動調整機構のもつ誤差の影響を受けずに整準できるので、自動整準に要する時間を短縮できる。
【００９９】
請求項５に係る発明によれば、駆動パルスによって各モータの速度を任意に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である水平面設定機の縦断面図である。
【図２】同水平面設定機の要部縦断面図（図１に示す線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図）である。
【図３】同水平面設定機の水平断面図（図１に示す線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断面図）である。
【図４】制御基板とチルトセンサとの関係を説明するための構成図である。
【図５】チルトセンサの状態と領域との関係を説明するための図である。
【図６】整準モータをフィードバック制御するときの作用を説明するためのフローチャートである。
【図７】Ｘ軸チルトセンサとＹ軸チルトセンサのそれぞれの出力の関係から整準モータを選択する方法を説明するための図である。
【図８】Ｘ軸モータとＹ軸モータを連係させたときの動作を説明するためのタイムチャートである。
【図９】Ｘ軸モータとＹ軸モータを連係せずに動作させたときの作用を説明するためのタイムチャートである。
【図１０】従来の手動整準機構を備えた水平面設定機の斜視図である。
【図１１】同水平面設定機の縦断面図である。
【図１２】同水平面設定機の水平断面図である。
【図１３】発明者が考えた自動整準機構の要部である傾動調整機構の平面図である。
【符号の説明】
１０  水平面設定機
１２  本体ケース
１４  回転ヘッド
１５  軸筒部
２０  制御基板
２２Ｘ  Ｘ軸用チルトセンサ
２２Ｙ  Ｙ軸用チルトセンサ
２２Ｚ  Ｚ軸用チルトセンサ
２３  軸筒部の揺動支点（傾動支点）
２４ａ  Ｙ軸方向傾動調整用の傾動調整機構
２４ｂ  Ｘ軸方向傾動調整用の傾動調整機構
２５ａ、２５ｂ  引っ張りばね
ＭＸ  Ｘ軸モータ
ＭＹ  Ｙ軸モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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