다각형거울모터 지터측정

다각형거울모터 지터측정

1. 전자부품
   1. 레이저 스캐닝 유닛
      1. 다각형 거울 모터
         1. 다각형거울모터 지터측정 - 이 페이지
   2. 참고
      1. 전기신호에 대한 FG 신호분석
   3. 참고
      1. - 비공개
2. 측정 방법
   1. 샘플링 600회(6면 거울이면 100회전이다.)
   2. 두 센서(PD) 설치 각도는 20~40도이다. (6면 거울이므로 60도를 넘을 수 없다.)
   3. 두 센서간 검출되는 신호의 시간차이를 T라고 한다.
      1. 미네비아 모터 회사에서 정의
         1. LF(low frequency) jitter = (Tmax-Tmin)/Tmean x 100 [%p-p]
         2. RF(radio frequency) jitter
            1. 1회전(샘플링 6회)로 계산되는 (Tmax-Tmin)/Tmeam x 100% 값을 R이라고 하면
            2. 100개의 R값에서 최대값을 말한다.
         3. 즉, LF jitter > RF jitter 가 된다.
      2. 요코가와 계측기 회사에서 TA320 계측기 용도에서 정의
         1. https://tmi.yokogawa.com/de/library/resources/application-notes/laser-beam-printer-rotational-jitter-of-the-mirror-accuracy-of-mirror-surface-fixed-accuracy-of-polygon-scanner-mirror/
            1. long term jitter: 모터의 회전 지터 (LF 지터에 해당한다.)
            2. short term jitter: (1회전 측정으로 계산되는) 거울 표면 정확도 (RF 지터에 해당한다.)
   4. 보통 제품에서 보통 지터 데이터
      1. LF:0.020% 이하, RF:0.015% 이하
   5. 600개 샘플링 엑셀 계산
      1. 어떤 경우
         1. σ/ave = 0.0058%
         2. LF jitter = 0.0303%
         3. RF jitter = 0.0271%
   6. (f-θ렌즈 때문에) 두 센서간 거리를 정확히 맞춰야 초점도 동일하다.
      1. 그러므로 두 센서 중심 위치를 거울 중심에서 좌우로 이동시켜 보아야 한다.
      2. PD 센서 출력 펄스폭을 동일하도록 맞춘다.
   7. 투고기술에서는 당분간 CV=σ/ave [%]값을 지터로 측정한다.
3. 지터분석기
   1. ACT model 6050M Jitter Analyzer
      1. act electronics, www.actele.co.jp
      2. 사진
         • 
4. 분석관련 자료
   1. 베어링 성능 검사를 위해서 측정함.
   2. 회전각도에 따라 시간지연이 발생한다. - 1991년 IBM
   3. 센서 2개가 아닌 여러개를 배열
   4. 에프세타 렌즈 설계. 경상대
   5. 거울 설계 - 32p
   6. 레이저 프린터에서 지터가 미치는 특성 - 155p ,
   7. (유료 논문) Relationship between fluctuation in mirror radius (within one polygon) and the jitter - Hiroshi Horikawa; Iwao Sugisaki; Masaru Tashiro
5. 지터 측정 외부 자료
   1. 1995년 베어링 논문에서
      • 
   2. 설명
      1. LF 지터 0.0069~0.0073%
      2. RF 지터 0.0057~0.0064%
   3. 100회전 표준편차로 계산한다면 CV=σ/ave 값은 LF에 비해 1/6 나와야 한다. (+-3σ는 99.7% 이므로)
      1. 그러므로, CV값으로는 ~0.0010% 근처에 나오도록 측정시스템을 갖추어야 한다.
6. 2023/03/26 투고기술 지터 실험
   1. 동영상
   2. 실험 사진
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        PD-1, PD-2 위치 및 광원 경로

   3. PD-1, PD-2 오실로스코프 파형
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        윗쪽이 PD-1, 아래쪽이 PD-2 펄스

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        두 펄스 시간차이는 약 91.4us

      • 

        PD-1 펄스폭은 1.2us

   4. 지터 측정 결과
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        0.0068% 나온다.

7. 2023/04/01 K-7600, 레이저 스캐닝 유닛에서
   1. 실험 사진
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      • 
   2. PD-1, PD-2 오실로스코프 파형
      • 

        40krpm에서, 시간차 116.5us

   3. 지터 측정 결과.
      • 

        0.018% 나온다.

   4. 의견
      1. 0.018%로 종래 실험 0.0068%에 비해 2.5배 크게 나온다.
      2. 초점을 정확히 맞추는 작업이 필요하다.
8. 2023/04/03 K-7600, 레이저 스캐닝 유닛에서
   1. 실험 사진
      • 

        2번째 렌즈 제거하고, 수직 슬릿을 추가함

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   2. 지터 측정 결과.
      • 

        0.0025% 나온다.

   3. 의견
      1. 수평으로 퍼진 레이저 광을 수직 슬릿 추가하여 작은 점을 만들었다.
      2. 0.0010% 까지 낮춰야 한다.
9. 2023/04/04 K-7600, 레이저 스캐닝 유닛에서
   1. 20krpm에서(언뜻 살펴보니) CV값이 가장 작을 것 같아서
      1. 1,2번째 렌즈 제거하고, 두번째 f-θ렌즈 제거하고, 레이저포인터로 초점을 맞추고, 테이프로 만든 수직 슬릿 붙이고
      2. N=24000 샘플링, 지터 측정 결과.
         • 

           CV 0.0023% 나온다. (현재 가장 작게 나왔다.)

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           LF jitter 0.014% 나왔다.

      3. 1 block=6 샘플링, 1000 block, N=6000 에서
         1. T.RF란? 각 블럭에서 계산된 (Pmax-Pmin)/Ave 의 평균값을 말한다. 최대값이라면 RF jitter가 된다.
         2. 결과
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              T.RF=0.0064% 나왔다.

   2. 40krpm에서-1
      1. 1,2번째 렌즈 제거하고, 두번째 f-θ렌즈 제거하고, 레이저포인터로 초점을 맞추고, 테이프로 만든 수직 슬릿 제거하고
      2. PD 출력 파형
         1. 40kprm에서 이 값이 나오도록 센서간 거리를 두었다. 1.5ms가 한 바퀴(360도)이다. 그러므로 82.5us/1500us*360=19.8도이다. 측정규격값 20~40도에서 부족하다.
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              시간차 약 82.5us 나온다.

         2. 40krpm에서 이 값이 나오도록 초점(폭)이 조정되었다.
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              펄스폭은 약 0.88us 나온다.

         3. 이 때 거울 지터, CV값은 0.0026% 나온다.
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      3. 의견
         1. 20도 각도가 되려면 20도x1500ms/360도 = 83.33ms
         2. 40도 각도가 되려면 위 값의 두 배인 166.67ms
         3. 시간차이는 84~166ms가 나오도록 두 센서 거리를 둔다.
   3. 40krpm에서-2
      1. 시간차이가 140us가 나오도록 두 센서 거리를 더 멀리 유지했다. 다시 초점을 맞췄다. 이 때 펄스폭은 약 0.50us가 나온다.
      2. 24000개 샘플링 엑셀 계산
         1. 기존품
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              CV=0.0018%, LF jitter=0.0105%, RF jitter=0.0091%

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         2. 비교품, 다른 회사 모터 #2로 교체
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              CV=0.0024%, LF jitter=0.0125%, RF jitter=0.0098%

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              마주보는 거울면2-거울면5 평행도가 맞지 않다.

         3. 기존품과 비교품 거울각도 편차
            1. 1회전 360도 1500us
            2. 기존품: 6개 거울 평균 차이 = 0.0033us, 각도로 환산하면 2.8 acrsec
            3. 비교품: 6개 거울 평균 차이 = 0.0089us, 각도로 환산하면 7.7 acrsec
10. 2023/04/06 rpm에 따른 지터 CV 측정
    1. 실험 사진
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    2. 회전당 3000개씩 샘플링 엑셀 계산
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    3. 참고 - 회전변동(PD-1에서 검출되는 주기 변동)
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11. 2023/04/06 +-10rpm 변동을 주면
    1. 실험 결과, 4000샘플(1초간,667회전)
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         Time Variation Chart

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         히스토그램

    2. 의견
       1. 클럭을 변경시키고 약 0.1초 (0.05초 이상)대기시간이 필요하다.
12. 2023/04/17