JPH0682082B2 - ポリゴンスキャナ測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、レーザプリンタ等の用いられるポリゴンミラ
ーを使ったレーザスキャニング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精度が要求さ
れる。なかでも、レーザ光学系の中核となるレーザスキ
ャナ部ではサブミクロンの精度で加工組立てを行ない、
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。スキャナでは、ポリゴンミラーがスピ
ンドルに直結し高速に回転している。これまでスキャナ
の寸法、面倒れ等の加工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、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、装置に装置のうえ
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、作業効率が低く生産性の向上が期
待できず、従ってスキャナの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。

又、動的な面の出入りが、ポリゴンスキャナの重要な性
能の一つである、回転ジッタに影響するため、実際に回
転ジッタを測定するポリゴンミラーの反射点における面
出入り測定が高精度なスキャナの評価、解析に有用とな
る。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上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、第３図A,Bで説明すると、本
発明は、 第１のレーザ光源２から出射されたレーザビームL5を回
転しているポリゴンミラー１に入射し、その反射された
レーザビームL6を第１のシリンドリカルレンズ12を通し
て、通過後のレーザビームの位置を検出する第１の位置
検出器10に入射し、更に第２のレーザ光源３から出射さ
れたレーザビームL1は第１のハーフミラー６を通過さ
せ、その通過したレーザビームL2をポリゴンミラー１に
入射し、その反射されたレーザビームL3を前記第１のハ
ーフミラー６に入射し、その反射光L4を第１のトリガ発
生器７に入射する構成の第１の動的面出入り測定装置
と、 第３のレーザ光源４から出射されたレーザビームL10
を、前記回転しているポリゴンミラー１に入射し、その
反射されたレーザビームL11を第２のシリンドリカルレ
ンズ13を通して、通過後のレーザビーム位置を検出する
第２の位置検出器11に入射し、更に第４のレーザ光源５
から出射されたレーザビームL7は第２のハーフミラー８
を通過させ、その通過したレーザビームL8をポリゴンミ
ラー１に入射し、その反射されたレーザビームL9を前記
第２のハーフミラー８に入射し、その反射光L12を第２
のトリガ発生器９に入射する構成の第２の動的面出入り
測定装置と、 で構成されるものである。

（作用） 本発明による作用の説明の前に、回転ジッタの測定方法
について第２図を用いて説明する。

レーザ光源20から出射したレーザビームL20はポリゴン
ミラーの第１の状態24のミラー面に入射し、反射された
レーザビームL22が第１トリガ発生器22に入射して、第
１のトリガが信号を発生する。その時のポリゴンミラー
の反射点がR1である。次にポリゴンミラーが反時計方向
に回転して第２の状態23になった時、前記入射レーザビ
ームL20の反射光L21は第２のトリガ発生器21に入射され
て、第２のトリガが信号を発生する。その時のポリゴン
ミラーの反射点がR2である。

回転ジッタは、前記、第１のトリガ信号から第２のトリ
ガ信号間の時間を測定するものである。

以上、詳細に説明したように回転ジッタ測定点における
ポリゴンミラーの反射点がR1及びR2と変化している。従
って、本発明によれば、第２のレーザ光源３の出射光L2
に対するポリゴンミラー１の第１の反射点R1よりの反射
光L3を、第１のビームスプリッタ６を介した反射光L4と
して第１のトリガ発生器７で検出し、また第４のレーザ
光源５の出射光L7に対するポリゴンミラー１の第２の反
射点R2よりの反射光L9を、第２のビームスプリッタ８を
介した反射光L12として第２のトリガ発生器９で検出
し、前記第１のトリガ発生器７での検出信号との時間差
を検出することでまず面出入り成分を含まないジッタ測
定が行える。

更に、第１のレーザ光源２の出射光L5に対するポリゴン
ミラー１の第１の反射点R1よりの反射光L6を第１のシリ
ンドリカルレンズ12を介し、第１の位置検出器10に入射
することで、第１の反射点R1における面出入り量も同時
に測定することができる。

同様に、第３のレーザ光源４の出射光L10に対する、ポ
リゴンミラー１の第２の反射点R2よりの反射光L11を、
第２のシリンドリカルレンズ13を介し、第２の位置検出
器11に入射することで第２の反射点R2における面出入り
量も同時に測定することができる。

（実施例） 以下、本発明を図で説明する。第１図は本発明による一
実施例の構成図、第３図A,Bはそれぞれ本発明を構成す
る第1,第２の動的面出入り測定装置の構成図である。以
下、本発明について第３図A,Bを主体に説明する。

第３図A,Bはそれぞれ回転ジッタ測定時のポリゴンミラ
ー１の回転位置を表し、更に面出入り測定点R1及びR2は
回転ジッタ測定時のレーザビーム入射位置と同一点とし
ている。面出入り測定の構成は同図（Ａ）及び（Ｂ）と
も同様であるので、まず第３図Ａにより第１の動的面出
入り測定装置について説明する。

第１のレーズ光源２から出射されたほぼ平行なレーザビ
ームL5がポリゴンミラー１の第１の状態24の回転ジッタ
測定点R1に入射する。入射されたレーザビームL5はポリ
ゴンミラー１の回転に伴い走査するがポリゴンミラー１
が同図の様な状態になった時、ポリゴンミラー１からの
反射光L6はシリンドリカルレンズ12を通り、レーザビー
ム位置検出器10に入射する。このシリンドリカルレンズ
12はポリゴンミラーの副走査方向のビーム位置ずれにな
る面倒れを同時に発生しているので、これによるビーム
位置検出器10の出力誤差を低減するためのものである。

また、第２のレーザ光源３から出射されたレーザ光L1は
ハーフミラー６を通過しポリゴミラー１の第１の状態24
に入射する。このレーザビームL1も同様にポリゴンミラ
ー１の回転に伴って走査するが同図のようにポリゴンの
ミラー１の面と入射レーザビームL2が垂直になったと
き、反射レーザビームL3がハーフミラー６に入射し、そ
の反射光L4がトリガ発生器７に入射する。従ってポリゴ
ンミラー１の第１の状態24が同図のような状態になった
とき、トリガ発生器７からトリガ信号が発生し、その瞬
間の前記ビーム位置検出器10の出力信号が観測すれば動
的面出入り量が測定される。ここで第４図によりレーザ
ビームLa1を例に、面出入り量の計算方法を説明する
と、レーザビームLa1が、ポリゴンミラー面が状態Ａの
時、反射光はLb1のようになる。ここで面が状態Ｂにな
った時の反射光はLb2となる。ここでビームの移動量を
図のようにd₁とすると面の出入り量doは do＝d₁cos（θ/2） となる。

この様に反射レーザビームLb1,Lb2の位置ずれを測定で
きるので面の出入り量を求めることができる。

次に、第３図Ｂにより第２の動的面出入り測定装置につ
いて説明する。

第３のレーザ光源４から出射されたほぼ平行なレーザビ
ームL10のポリゴンミラー１の第２の状態23の回転ジッ
タ測定点R2に入射する。入射されたレーザビームL10は
ポリゴンミラー１の回転に伴い走査するがポリゴンミラ
ー１が同図の様な状態になった時、ポリゴンミラー１か
らの反射光L9はシリンドルカルレンズ13を通り、レーザ
ビーム位置検出器11に入射する。このシリンドリカルレ
ンズ13はポリゴンミラー１の副走査方向のビーム位置ず
れになる面倒れを同時に発生しているので、これによる
ビーム位置検出器11の出力誤差を低減するためのもので
ある。

また、第４のレーザ光源５から出射されたレーザ光L7は
ハーフミラー８を通過しポリゴンミラー１の第１の状態
24に入射する。このレーザビーム７も同様にポリゴンミ
ラー１の回転に伴って走査するが同図のようにポリゴン
のミラー１の面と入射レーザビームL8が垂直になったと
き、反射レーザビームL9がハーフミラー８に入射し、そ
の反射光L12がトリガ発生器９に入射する。従ってポリ
ゴンミラー１の第２の状態23が同図のような状態になっ
たとき、トリガ発生器９からトリガ信号が発生し、その
瞬間の前記ビーム位置検出器11の出力信号を観測すれば
動的面出入り量が測定される。

従って、レーザ光源３から出射したレーザビームL1はポ
リゴンミラー１の第１の状態24のミラー面に入射し、反
射点R1で反射されたレーザビームL3がハーフミラー６に
入射し、その反射光L4がトリガ発生器７に入射して得ら
れた第１のトリガ信号と、ポリゴンミラー１が第２の状
態23になった時、入射レーザビームL7の反射光L9がハー
フミラー８に入射し、その反射光L12がトリガ発生器９
に入射して得られた第２のトリガ信号と、の時間差を検
出することで、面出入り成分を含まないジッタ測定を行
うことができる。

更に、第１のレーザ光源２の出射光L5に対するポリゴン
ミラー１の第１の反射点R1よりの反射光L6を第１のシリ
ンドリカルレンズ12を介し、第１の位置検出器10に入射
することで、第１の反射点R1における面出入り量をも同
時に測定することができる。

同様に、第３のレーザ光源４の出射光L10に対するポリ
ゴンミラー１の第２の反射点R2よりの反射光L11を第２
のシリンドリカルレンズ13を介し、第２の位置検出器１
に入射することで、第２の反射点R2における面出入り量
をも同時に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、動的面出
入り測定器を２組を用いることによりポリゴンスキャナ
の回転ジッタに影響する面出入り量を直接測定すること
ができる。

また２組の動的面出入りの測定様のトリガ発生器の２組
のトリガ信号の時間を測定すれば面の出入り成分のない
ジッタ測定が同時に、すなわち同一反射面上について可
能となる。従ってポリゴンスキャナの回転時の特性を定
量化できるパラメータが１つ増えることになり、ポリゴ
ンスキャナの評価、解析に有効な測定器を与えるという
利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図，第３図A,Bは本発明による一実施例の構成図、
第２図は回転ジッタの測定原理を説明する図、第４図は
本実施例の動作原理を説明する図である。 １……ポリゴンスキャナ 2,3,4,5,20……レーザ光源 6,8……ハーフミラー 7,9,21,22……トリガ発生器 10,11……レーザビーム位置検出器 12,13……シリンドリカルレンズ 23,24……ポリゴンミラー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１のレーザ光源（２）から出射されたレ
   ーザビーム（L5）を回転しているポリゴンミラー（１）
   に入射し、その反射されたレーザビーム（L6）を第１の
   シリンドリカルレンズ（12）を通して、通過後のレーザ
   ビームの位置を検出する第１の位置検出器（10）に入射
   し、更に第２のレーザ光源（３）から出射されたレーザ
   ビーム（L1）は第１のハーフミラー（６）を通過させ、
   その通過したレーザビーム（L2）をポリゴンミラー
   （１）に入射し、その反射されたレーザビーム（L3）を
   前記第１のハーフミラー（６）に入射し、その反射光
   （L4）を第１のトリガ発生器（７）に入射する構成の第
   １の動的面出入り測定装置と、 第３のレーザ光源（４）から出射されたレーザビーム
   （L10）を、前記回転しているポリゴンミラー（１）に
   入射し、その反射されたレーザビーム（L11）を第２の
   シリンドリカルレンズ（13）を通して、通過後のレーザ
   ビーム位置を検出する第２の位置検出器（11）に入射
   し、更に第４のレーザ光源（５）から出射されたレーザ
   ビーム（L7）は第２のハーフミラー（８）を通過させ、
   その通過したレーザビーム（L8）をポリゴンミラー
   （１）に入射し、その反射されたレーザビーム（L9）を
   前記第２のハーフミラー（８）に入射し、その反射光
   （L12）を第２のトリガ発生器（９）に入射する構成の
   第２の動的面出入り測定装置と、 でなることを特徴とするポリゴンスキャナ測定装置。