(57)【要約】【課題】被検出部が非円筒状でも測定でき、毎分数万回転の高速回転まで測定可能なポリゴンミラーの面出入り測定装置を提供する。【解決手段】第１光源２と、前記第１光源から射出された第１測定光６を集光させる第１光学レンズ３と、第１測定光６を被測定ポリゴンミラーで反射させた第１反射光７の位置を検出する第１光検出素子５と、第２光源８と、前記第２光源から射出された第２測定光１２を集光させる第２光学レンズ９と、第２測定光１２を被測定ポリゴンミラーで反射させた第２反射光１３の位置を検出する第２光検出素子１１と、第１光検出素子と第２光検出素子から出力される信号より、ミラー面の面出入りを算出する面出入り算出手段を備えたことを特徴とする面出入りを測定する装置。【選択図】図２
2007316002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光源と、前記第１光源から射出された第１測定光を集光させる第１光学レンズと、第１測定光を被測定ポリゴンミラーで反射させた第１反射光の位置を検出する第１光検出素子と、第２光源と、前記第２光源から射出された第２測定光を集光させる第２光学レンズと、第２測定光を被測定ポリゴンミラーで反射させた第２反射光の位置を検出する第２光検出素子と、第１光検出素子と第２光検出素子から出力される信号より、ミラーの面出入りを算出する面出入り算出手段を備えたことを特徴とするポリゴンミラーの面出入りを測定する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリゴンミラーモータのミラー面の出入りを非接触で検査する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１として挙げた手法では、主走査平面上においてある入射角度でビームをポリゴンミラーに入射し、その反射光を光位置検出器で検出する。また回転するポリゴンミラーが正対するタイミングを検出するため、トリガ信号生成用のレーザと光検出器が用いられており、ミラー各面が正対するたびに光位置検出器の出力を観測し、その出力の変位を面出入り量として計測している。しかし、ポリゴンミラーの反射面の切削は横方向になされるのが通例であり、この切削時に生じる横方向の平面粗さがしばしばジッタとして問題になる。上記方法ではモータの回転変動によって生じるジッタに対してはほとんど影響されないと考えられるが、ミラーの平面粗さによって生じるジッタに対しては少なからず影響を受けるものと考えられる。
【特許文献１】特開平０２−２０４７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
主走査平面上ではなく、副走査平面上に光学系を構成し、ポリゴンミラーの反射面の平面粗さに影響されない面出入り測定方法を提供する。しかしながら、ただ副走査平面上に配置しただけではミラーのもつ面倒れに影響されてしまい、面出入りの測定結果に大きな誤差が生じる可能性がある。そこで本発明では、面倒れの影響を相殺することができる光学系を副走査平面上に構成し高精度に面出入りを測定する手段を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するための本発明に係わる代表的な手段は、第１光源と、前記第１光源から射出された第１測定光を集光させる第１光学レンズと、第１測定光を被測定ポリゴンミラーで反射させた第１反射光の位置を検出する第１光検出素子と、第２光源と、前記第２光源から射出された第２測定光を集光させる第２光学レンズと、第２測定光を被測定ポリゴンミラーで反射させた第２反射光の位置を検出する第２光検出素子と、第１光検出素子と第２光検出素子から出力される信号より、ミラー面の面出入りを算出する面出入り算出手段を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明では、検出部をレーザおよび応答速度がナノオーダーである光検出素子で構成しており、低速回転から毎分数万回転までの高速回転において測定可能である。
【０００６】
また、２つの光検出素子から得られる出力信号に演算を施すことで、面倒れに影響されない面出入り値を算出することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明に係わる代表的な手段は、第１光源と、前記第１光源から射出された第１測定光を集光させる第１光学レンズと、第１測定光を被測定ポリゴンミラーで反射させた第１反射光の位置を検出する第１光検出素子と、第２光源と、前記第２光源から射出された第２測定光を集光させる第２光学レンズと、第２測定光を被測定ポリゴンミラーで反射させた第２反射光の位置を検出する第２光検出素子と、第１光検出素子と第２光検出素子から出力される信号より、ミラーの面出入りを算出する面出入り算出
手段から構成する。
【実施例１】
【０００８】
図１はミラーの面出入りの定義を示している。ポリゴンミラーに偏心や各ミラー面の横幅寸法に差異が存在したとき、ポリゴンミラー１が回転する状態では図１に示すようなミラーの面出入りＧが発生する。
【０００９】
図２は本発明の測定原理を示したものである。第１光源２の光６を第１光学レンズ３を通しポリゴンミラー４で反射させ、第１光検出素子５に入射させる。また第２光源８と第２光学レンズ９、第２光検出素子１１を第１光源２、第１光学レンズ３、第１光検出素子５と上下対象に配置する。
【００１０】
図２に示すように第１光検出素子５上において、面出入りおよび面倒れが存在しないときの光が入射する点を原点０とする。ここで回転しているポリゴンミラー４に面出入りＧおよび面倒れθが存在するとき、第１光検出素子５が検出する光の位置はＸ１であり、このＸ１は面出入りが寄与する△ｘ１と面倒れが寄与する△ｘ２が合成された値である。
【００１１】
一方、第２光検出素子１１上においても、面出入りおよび面倒れが存在しないときの光が入射する点を原点０とし、回転しているポリゴンミラー１０に面出入りＧおよび面倒れθが存在するとき、第２光検出素子１１が検出する光の位置はＸ２であり、このＸ２も面出入りが寄与する△ｘ１と面倒れが大きく寄与する△ｘ２が合成された値である。
【００１２】
ここで、Ｘ１およびＸ２を△ｘ１、△ｘ２の式で表すと、（数１）、（数２）のようになる。ここでＬは反射面から光検出素子までの距離であり、φはミラー面への光源の入射角度である。（本文中の△はデルタ記号を表す）
【００１３】
【数１】
2007316002.tif 000003
【００１４】
【数２】
2007316002.tif 000004
さらに（数１）、（数２）を足し合わせると面倒れθの入った項が相殺され、これを展開すると（数３）のようになる。
【００１５】
したがって、第１光検出素子５から得られる光位置Ｘ１と第２光検出素子１１から得られる光位置Ｘ２を用い（数３）により演算することにより、面倒れによる影響を受けず面出入りを算出することが可能となる。
【００１６】
【数３】
2007316002.tif 000005
図３は第１光検出素子５と第２光検出素子１１から得られる出力信号イメージを示している。この２つの信号を重ねると図４のようになるが、例えば第１面における第１光検出素子５の出力と第２光検出素子１１の出力の差分は面倒れが存在することによって発生するものであり、面倒れが０であれば第２面のように２つの出力は同一の値になる。また面出入りは（数３）からも分かるように２出力の間の値をとり、例えば第３面と第４面間の相対的な面出入りは図４のようなイメージとなる。
【００１７】
図５は本発明の測定原理に基づいて構成した測定治具の例を示している（第１レーザ１４、第１集光レンズ１５、第１ＰＳＤ１６、第２レーザ１７、第２集光レンズ１８、第２ＰＳＤ１９、ポリゴンミラー反射面２０）。図２に示した第１光源２、第１光学レンズ３、第１光検出素子５と第２光源８、第２光学レンズ９、第２光検出素子１１を同一平面上に配置するのは物理的に困難であり、実使用時においては図５の治具構成例のように第１光学系と第２光学系が互いに物理的に干渉しないよう角度を持たせて配置する必要がある。ただしこの場合においても図２に示す測定原理は問題なく適用できる。
【００１８】
図６は本発明の装置構成図である。第１光学検出素子、第２光学検出素子から出力される電気信号はそれぞれ増幅回路にて増幅され、Ａ／Ｄコンバータにてコンピュータに取り込まれる。コンピュータにて（数３）に示す面出入り算出手段により面出入りが算出される。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明のポリゴンミラーモータのミラー面出入りを測定する装置は、回転状態にあるポリゴンミラーモータのミラー面出入りの測定に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例１における面出入り定義の説明図
【図２】本発明の実施例１における面出入り測定原理の説明図
【図３】本発明の実施例１における信号出力の説明図（１）
【図４】本発明の実施例１における信号出力の説明図（２）
【図５】本発明の実施例１における面出入り測定治具の構成例を示す図
【図６】本発明の実施例１における装置構成図
【符号の説明】
【００２１】
１、４、１０  ポリゴンミラー
２  第１光源
３  第１光学レンズ
５  第１光検出素子
６  第１光源の光
７、１３  ポリゴンミラー４の反射光
８  第２光源
９  第２光学レンズ
１１  第２光検出素子
１２  第２光源の光
１４  第１レーザ
１５  第１集光レンズ
１６  第１ＰＳＤ
１７  第２レーザ
１８  第２集光レンズ
１９  第２ＰＳＤ
２０  ポリゴンミラー反射面
【図１】
2007316002.tif 000006
【図２】
2007316002.tif 000007
【図３】
2007316002.tif 000008
【図４】
2007316002.tif 000009
【図５】
2007316002.tif 000010
【図６】
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