JP2860172B2 - 反射鏡の角度調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学機器に用いられ反
射光線の出射方向を調整できる反射鏡の角度調整装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光学機器等に用いられ、反射光線
の出射方向を調整できる反射鏡の角度調整装置がある。

【０００３】この種の反射鏡の角度調整装置として、反
射鏡の傾きを複数のねじによって調整する構造のものが
ある。図５に示すように、反射鏡の角度調整装置として
の角度調整機構付反射鏡１００は平板状の反射鏡１０２
が保持板１０４に接着剤で固着されており、この保持板
１０４は裏面の四隅が取付台１０６に取り付けられた引
っ張りコイルスプリング１０８、支点ピン１１０、及び
一対の押しねじ１１２によって支持されている。反射鏡
１０２の角度を調整する場合には、一対の押しねじ１１
２を取付台１０６からそれぞれ出入りさせる。これによ
って、反射鏡１０２は支点ピン１１０の先端を支点とし
てその向きを上下方向及び左右方向へ傾斜させることが
できる。

【０００４】また、他の構造の角度調整機構付反射鏡と
して、図６に示すように、三角柱状の反射鏡１２２を回
転させて反射面１２３の角度を調整する角度調整機構付
反射鏡１２０がある。この角度調整機構付反射鏡１２０
は取付台１２６に形成された孔１２８に円柱状の保持部
１３０が回転可能に挿入されており、この保持部１３０
の端面に三角柱状の反射鏡１２２が固着されている。こ
の反射鏡１２２の反射面１２３は保持部１３０の軸線に
対して４５°に傾斜されている。反射面１２２に入射さ
れる光線は保持部１３０の軸線と同軸とされているの
で、反射光線は保持部１３０の軸線に対して直角とな
る。したがって、保持部１３０の角度変化に対する反射
光線の角度変化が保持部１３０の角度変化と同一とな
る。また、取付台１２６には孔１２８の径が拡縮できる
ようにすり割り１３２が形成されており、ねじ１３４を
締めることによって孔１２８の径を縮径させて保持部１
３０を固定することができる。

【０００５】ところで、角度調整機構付反射鏡１００で
は、押しねじ１１２を回転させることによって反射角度
を比較的容易に調整することができるが、反射鏡１０２
の設定角度をずらさないように押しねじ１１２を固定す
ることが困難である。押しねじ１１２を固定する方法と
して、押しねじ１１２にナツト１１４を螺入して、この
ナツト１１４を取付台１０６に締めつける方法が考えら
れるが、押しねじ１１２とねじ穴（図示せず）との間に
は隙間が存在するため、ナツト１１４を締めた際に押し
ねじ１１２が軸方向にがた分だけ移動し、調整された反
射鏡１０２が動いてしまう。また、押しねじ１１２を接
着剤で固着する方法も考えられるが、接着剤で固定した
後では再調整することができない。さらに、反射鏡１０
２の温度が上昇した場合には、反射鏡１０２を固着して
いる接着剤が膨張して反射鏡１０２が動く恐れがある。

【０００６】一方、角度調整機構付反射鏡１２０では、
保持部１３０の回転角度の変化に対する反射光線の角度
変化が同一であるため、数分単位で角度調整を行う場合
には、保持部１３０も同様に数分単位で回転させなけれ
ばならず、微小角度の調整が困難である。また、孔１２
８の径を縮径させて保持部１３０を固定するため保持部
１３０の固定は確実である反面、ねじ１３４を締めて孔
１２８が縮径された際に、保持部１３０の外周面が孔１
２８の内周面によって摩擦され、保持部１３０が微小に
回転し設定角度がずれる場合がある。さらに、この角度
調整機構付反射鏡１２０で使用されている反射鏡１２２
は反射面１２３の傾斜角度を正確に出すために製作時間
が多くかかりコストが高い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮し、反射鏡の微小な角度調整を容易かつ確実に行うこ
とができ、しかも温度変化によって反射鏡が動くことの
ない反射鏡の角度調整装置を得ることが目的である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の反射鏡
の角度調整装置は、台座と、前記台座に形成された円孔
と、前記円孔に回転可能に挿入される本体部及び、前記
本体部に一体的に形成され半径方向外側へ延びるフラン
ジ部、を有する保持部材と、前記保持部材に支持される
と共に前記保持部材の回転軸に対して反射面の向きが微
小角度傾斜した反射鏡と、前記フランジ部を前記台座に
押しつけて固定する固定手段と、を備えたことを特徴と
している。

【０００９】請求項２の発明は、前記保持部材に前記反
射鏡が挿入される孔と、前記孔の底部に形成される前記
孔よりも径の小さい貫通孔と、前記反射鏡を前記孔の前
記底部に押圧する押圧手段とを設けたことを特徴として
いる。

【００１０】

【作用】請求項１に記載された発明では、回転可能に支
持された保持部材に反射鏡が取り付けられており、反射
面の向きが保持部材の回転軸に対して微小角度傾斜して
いる。保持部材を回転させた際には、反射面が入射光線
に対して微小角度傾斜されるため、反射光線も反射面の
傾斜に伴って傾斜される。この際、保持部材を回転させ
た割合に対して、反射光線の傾斜される割合が相対的に
小さいので、反射光線の出射方向の微調整が容易にな
る。微調整後は、固定手段によりフランジ部を台座に押
しつけて保持部材を台座に対して固定する。なお、フラ
ンジ部を台座に押しつけた状態で保持部材を回転するこ
とができるので、反射鏡を保持部材の回転軸方向に動か
さずに角度調整することができ、固定手段を用いて固定
する際にも反射鏡が回転軸方向に動くことはない。

【００１１】請求項２の発明では、保持部材は反射鏡が
挿入される孔と、孔の底部に形成される前記孔よりも径
の小さい貫通孔と、反射鏡を孔の前記底部に押圧する押
圧手段とを備えているので、保持部材の孔に反射鏡を挿
入した後、反射鏡を押圧手段によって孔の底部に押圧す
ることで反射鏡を保持部材の孔の内部へ確実に保持させ
ることができる。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例を図１乃至図４にしたがって
説明する。

【００１３】第２図には、本発明の実施例が適用された
光ビーム露光装置１２が示されている。この光ビーム露
光装置１２はベース１４の上面に、レーザビームを出射
するＨｅ−Ｎｅレーザ１６が備えられている。Ｈｅ−Ｎ
ｅレーザ１６のレーザビームを出射する側には、ＡＯＭ
入射レンズ１８、反射鏡の角度調整装置としての角度調
整機構付反射鏡１０が順に配列されている。Ｈｅ−Ｎｅ
レーザ１６から出射されたレーザビームはＡＯＭ入射レ
ンズ１８を介して角度調整機構付反射鏡１０に入射さ
れ、角度調整機構付反射鏡１０で図２矢印Ｂ方向へ直角
に反射される。

【００１４】角度調整機構付反射鏡１０のレーザビーム
を反射する側にはＡＯＭ（音響光学光変調素子）２０、
ＡＯＭ射出レンズ２２、ミラー２４が順に配列されてい
る。ＡＯＭ２０では図示されないドライバからの信号に
より入射されたレーザビームを変調する。ＡＯＭ２０で
変調されたレーザビームはＡＯＭ射出レンズ２２を介し
てミラー２４に入射され図２反矢印Ａ方向へ直角に反射
される。ミラー２４のレーザビームを反射する側には、
ＡＯＭリレーレンズ２６、ミラー２８が順に配置されて
いる。レーザビームはミラー２８で図２矢印Ｃ方向へ直
角に反射される。ミラー２８のレーザビームを反射する
側にはレンズ３０、合波プリズム３２が順に配置されて
おり、ミラー２８から出射されたレーザビームはレンズ
３０を介して合波プリズム３２に入射される。合波プリ
ズム３２では、レンズ３０から出射されたレーザビーム
を図２矢印Ｂ方向へ直角に反射させると共に、合波プリ
ズム３２の図２反矢印Ｂ方向側に配置されたレーザダイ
オード３３から発振された同期光用レーザビームとレン
ズ３０から出射されたレーザビームとを合成する。

【００１５】合波プリズム３２のレーザビームを出射す
る側にはミラー３４が配置されており、合波プリズム３
２から出射されたレーザビームを図２反矢印Ａ方向に対
して４５°反矢印Ｂ方向側へ反射させる。ミラー３４の
レーザビームを反射する側には高速で回転するポリゴン
ミラー３６が配置されている。ミラー３４から出射され
たレーザビームはポリゴンミラー３６に入射され主走査
が行われた後、ポリゴンミラー３６の図２矢印Ａ方向に
配置された走査レンズ３８に入射される。

【００１６】走査レンズ３８のレーザビームを出射する
側には同期光分波プリズム４０、レンズ４２、長尺ミラ
ー４４が順に配置されており、同期光分波プリズム４０
の図２反矢印Ｃ方向側にはリニアエンコーダ４１が配置
されている。走査レンズ３８から出射されたレーザビー
ムは同期光分波プリズム４０で同期光用レーザビームが
分波され、分波された同期光用レーザビームはリニアエ
ンコーダ４１に入射される。一方、同期光分波プリズム
４０で同期光用レーザビームが分波されたレーザビーム
は、レンズ４２を介して長尺ミラー４４に入射される。
レンズ４２から出射されたレーザビームは長尺ミラー４
４で図２反矢印Ｂ方向に反射される。

【００１７】長尺ミラー４４のレーザビームを反射する
側にはリレーレンズ４６、ガルバノメータミラー４８が
順に配置されている。リレーレンズ４６から出射された
レーザビームはガルバノメータミラー４８で副走査が行
われると共に図２矢印Ｃ方向に反射される。ガルバノメ
ータミラー４８のレーザビームを反射する側には記録レ
ンズ５０、感光体５２が順に配置されており、ガルバノ
メータミラー４８で反射されたレーザビームが記録レン
ズ５０を介して感光体５２に照射され、感光体５２が露
光される。

【００１８】図１に示すように、角度調整機構付反射鏡
１０には取付台６０が備えられている。この取付台６０
はベース１４の上面に取り付けられる基部６２と、基部
６２の一端からベース１４に対して離間する方向（図１
矢印Ｃ方向）に延びた側壁６４とからなり略Ｌ字状に形
成されている。また、図２に示すように、取付台６０は
側壁６４の基部６２側がＨｅ−Ｎｅレーザ１６及びＡＯ
Ｍ２０に接近する側で、かつＨｅ−Ｎｅレーザ１６から
出射されたレーザビームに対して４５°傾斜されてベー
ス１４の上面に配置されている。

【００１９】図１に示すように、基部６２には中央部に
ピン孔６６が形成され、幅方向両端部近傍に一対の取付
孔７０が形成されている。ピン孔６６にはベース１４か
ら突出されたピン６８が挿入されており、取付台６０は
このピン６８の軸心回りに回転できる。また、取付台６
０は取付孔７０に挿入された座金付ねじ７４がベース１
４の図示されないねじ孔に螺入されてベース１４に固定
される。なお、取付孔７０は座金付ねじ７４のねじ部の
径に対して大径とされた所謂ばか穴となっている。

【００２０】一方、側壁６４の中央部には側壁６４に対
して直角方向に円孔７６が形成されている。この円孔７
６にはハウジング７８が挿入されている。ハウジング７
８は円筒部７９の一端にフランジ８０が形成されてお
り、フランジ８０が側壁６４の反基部６２側に配置され
ている。フランジ８０にはフランジ８０の外周に沿って
円弧状に形成された長孔８２がハウジング７８の軸心を
挟んで水平方向両側に一対形成されている。ハウジング
７８はこれらの長孔８２に挿入された座金付ねじ８６が
側壁６４の図示されないねじ孔に螺入されることによっ
て側壁６４に固定されている。

【００２１】また、ハウジング７８には、フランジ８０
側に開口されたミラー挿入孔８８が形成されている。図
３に示すように、ミラー挿入孔８８の軸心（図３一点鎖
線Ｈ）はハウジング７８の軸心（図３一点鎖線Ｉ）に対
してθ（図３角度θ）傾斜されており、θの値は５°以
下となっており好ましくは１°以下とされている。本実
施例ではθの値は１°とされている。また、ミラー挿入
孔８８の底面８９はミラー挿入孔８８の軸心に対して直
角とされており、底面８９の中央部にはミラー挿入孔８
８の径よりも小径とされたミラー窓９０が貫通形成され
ている。

【００２２】ミラー挿入孔８８には、円柱状のミラー９
２が挿入されている。このミラー９２はミラー挿入孔８
８の底面８９側の端面が平面状の反射面９３とされてお
り、この反射面９３はミラー９２の軸心に対して直角と
なっている。また、ミラー挿入孔８８の開口部側にはね
じ部９４が設けられており、このねじ部９４にねじ蓋９
６が螺入されている。さらに、ねじ蓋９６とミラー９２
との間には圧縮コイルスプリング９８が配置されてお
り、圧縮コイルスプリング９８の付勢力によってミラー
９２の反射面９３が底面８９に押圧されている。なお、
ハウジング７８の軸心（図３一点鎖線Ｉ）が反射面９３
で交差する点はレーザビームの入射点（図３点Ｋ）とさ
れており、この入射点はピン６８の軸線（図３一点鎖線
Ｊ）上に位置されている。

【００２３】次に、本実施例の作用を説明する。Ｈｅ−
Ｎｅレーザ１６から出射された記録用レーザビームは、
ＡＯＭ入射レンズ１８、角度調整機構付反射鏡１０を介
してＡＯＭ２０に入射される。ＡＯＭ２０で変調された
記録用レーザビームは、ＡＯＭ射出レンズ２２、ミラー
２４、ＡＯＭリレーレンズ２６、ミラー２８、レンズ３
０、合波プリズム３２を介してミラー３４に入射され
る。また、レーザダイオード３３から出射された同期光
用レーザビームはコリメータレンズ９４、合波プリズム
３２を介してミラー３４に入射される。ミラー３４で反
射された記録用レーザビーム及び同期光用レーザビーム
はポリゴンミラー３６に入射され、このポリゴンミラー
３６によって主走査が行われる。ポリゴンミラー３６に
よって反射された記録用レーザビーム及び同期光用レー
ザビームは走査レンズ３８を介して、同期光分波プリズ
ム４０に入射される。同期光分波プリズム４０では、記
録用レーザビームと同期光用レーザビームとが分波され
同期光用レーザビームはリニアエンコーダ４１へ入射さ
れ、記録用レーザビームはレンズ２４へ入射される。さ
らに、記録用レーザビームはレンズ４２から長尺ミラー
４４、リレーレンズ４６を介して、ガルバノメータミラ
ー４８で副走査が行われた後、記録レンズ５０に入射さ
れ、記録レンズ５０により集光され感光体５２に照射さ
れる。これによって、感光体５２が露光される。

【００２４】次に、角度調整機構付反射鏡１０のミラー
９２の角度調整方法を説明する。最初に、ハウジング７
８を固定する座金付ねじ８６を緩め、ハウジング７８を
回転可能な状態とする。

【００２５】図３に示すように、反射面９３とハウジン
グ７８の軸心（図３一点鎖線Ｉ）との交点をレーザビー
ムの入射点（図３点Ｋ）とすると、入射点における反射
面９３の法線はミラー挿入孔８８の軸心（図３一点鎖線
Ｈ）と同軸となる。このため、反射面９３の法線（以
後、ミラー挿入孔８８の軸心と同様に一点鎖線Ｈとす
る）とハウジング７８の軸心とのなす角度はθ（本実施
例では１°）となる。

【００２６】図４に示すように、ハウジング７８を３６
０°回転させると、法線（図４一点鎖線Ｈ）はハウジン
グ７８の回転に対応して入射点（図４点Ｋ）を頂点とす
る錐を一回描きハウジング７８の軸心（図４一点鎖線
Ｉ）を中心として上下方向に最大２θ（本実施例では２
°）、左右方向に最大２θ（本実施例では２°）傾斜さ
れる。

【００２７】ここで、図４に示すように、ベース１４に
対して平行かつハウジング７８の軸心（図４一点鎖線
Ｉ）に対して角度δ（本実施例では４５°）でレーザビ
ームを入射点（図４点Ｋ）に照射させる。入射点に入射
されるレーザビームを入射レーザビーム（図４二点鎖線
Ｌ）、入射点で反射されたレーザビームを反射レーザビ
ーム（図４二点鎖線Ｍ）とすると、ハウジング７８を３
６０°回転させた場合には、ハウジング７８の回転に対
応して反射レーザビームは入射点を頂点とする水平方向
（図４矢印Ｃ方向に対して直角方向）に長い楕円状の錐
を一回描き、入射点を頂点として上下方向（図４矢印Ｃ
及び反矢印Ｃ方向）に最大４θＣＯＳδ（本実施例では
約２．８３°）、水平方向に最大４θ（本実施例では４
°）の範囲で振られる。

【００２８】すなわち、反射レーザビームはハウジング
７８を１８０°回転させたときに、入射レーザビームを
基準にして上下方向に最大４θＣＯＳδ振られるので、
ハウジング７８の回転角度をα、反射面９３の法線とハ
ウジング７８の軸心とのなす角度をθと、入射点に入射
される入射レーザビームとハウジング７８の軸心とのな
す角度をδとすると、入射レーザビームに対する反射レ
ーザビームの上下方向の変化角度の平均値γはθ、δ及
びαの関数式、γ≒α（４θＣＯＳδ／１８０°）で表
される。

【００２９】したがって、反射面９３の法線とミラー挿
入孔８８の軸心とのなす角度θを小さく設定すれば、ハ
ウジング７８の回転角度と反射レーザビームの入射レー
ザビームに対する変化角度との比を大きくすることがで
き、ハウジング７８の回転角度に対して反射レーザビー
ムの入射レーザビームに対する変化角度が相対的に小さ
くなって反射レーザビームの上下方向の角度の微調整を
容易に行うことができる。本実施例ではθが１°、δが
４５°とされているので入射レーザビームに対する反射
レーザビームの変化角度の平均値γはγ≒０．０１６α
となる。したがって、本実施例においては、ハウジング
７８を１°回転させたときの反射レーザビームの変化角
度の平均値γは約０．０１６°となり、反射レーザビー
ムの出射方向の微調整が簡単に行える。

【００３０】角度調整後には、ねじ８６を締めてハウジ
ング７８を取付台６０へ固定する。この際、ハウジング
７８はねじ８６の頭部によってハウジング７８の軸心に
沿った方向へ押圧されて取付台６０へ密着固定されるの
で、ハウジング７８には回転方向への力が作用しない。
したがって、ハウジング７８の固定の際に、ミラー９２
の反射面９３がハウジング７８の回転方向に動くことが
なく、ミラー９２の設定角度がずれない。

【００３１】また、反射レーザビームの水平方向の角度
調整を行う場合には、取付台６０の座金付ねじ７４を緩
ませる。これによって、取付台６０はピン６８回りに取
付孔７０と座金付ねじ７４のねじ部とのがた分だけ回転
することができ、反射レーザビームの水平方向の角度調
整を行うことができる。なお、本実施例では、レーザビ
ームの入射点がピン６８の軸線上に位置されているの
で、反射レーザビームは入射点を中心として水平方向に
出射方向を変えることができる。

【００３２】また、本実施例では角度調整機構付反射鏡
１０のミラー９２が従来例のように接着剤で固定されて
いないため、温度の影響を受けてミラー９２の反射面９
３が動く恐れがない。

【００３３】さらに、本実施例のミラー９２は、円柱形
状となっているので三角柱状のミラーに比べて製作が容
易でありコストが安い。

【００３４】また、本実施例では角度調整機構付反射鏡
１０を光ビーム露光装置のレーザビームを反射させるこ
とに使用したが、これに限らず、本発明の角度調整機構
付反射鏡１０は他の光学機器にも適用することができ
る。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の反射鏡の
角度調整装置は、反射鏡の微小な角度調整を容易に行う
ことができ、しかも角度調整後には調整角度をずらすこ
となく確実に反射鏡を固定することができる優れた効果
がある。また、温度変化によって反射鏡が動く恐れがな
い優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る角度調整機構付反射鏡が適用され
た光ビーム露光装置を示す斜視図である。

【図２】実施例に係る角度調整機構付反射鏡を示す分解
斜視図である。

【図３】実施例に係る角度調整機構付反射鏡を示す縦断
面図である。

【図４】入射レーザビーム及び反射レーザビームの関係
を示す角度調整機構付反射鏡の斜視図である。

【図５】従来例の角度調整機構付反射鏡を示す斜視図で
ある。

【図６】従来例の角度調整機構付反射鏡を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１０ 角度調整機構付反射鏡（反射鏡の角度調整装置） ６０ 取付台（台座） ７６ 円孔 ７８ ハウジング（保持部材） ８０ フランジ（フランジ部） ８６ ねじ（固定手段） ８８ ミラー挿入孔（孔） ８９ 底面（底部） ９０ ミラー窓（貫通孔） ９２ ミラー（反射鏡） ９８ 圧縮コイルスプリング（押圧手段）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 台座と、 前記台座に形成された円孔と、 前記円孔に回転可能に挿入される本体部及び、前記本体
   部に一体的に形成され半径方向外側へ延びるフランジ
   部、を有する保持部材と、 前記保持部材に支持されると共に前記保持部材の回転軸
   に対して反射面の向きが微小角度傾斜した反射鏡と、 前記フランジ部を前記台座に押しつけて固定する固定手
   段と、 を備えたこと特徴とする反射鏡の角度調整装置。
2. 【請求項２】 前記保持部材に前記反射鏡が挿入される
   孔と、前記孔の底部に形成される前記孔よりも径の小さ
   い貫通孔と、前記反射鏡を前記孔の前記底部に押圧する
   押圧手段とを設けたことを特徴とする請求項１記載の反
   射鏡の角度調整装置。