JP4484508B2 - Laser scanning device - Google Patents

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Description

本発明は2つの半導体レーザ光源と1つのポリゴンミラーを用いてX、Y両方向のラインを発生させ、その両ラインで同一結像面上を走査できるようにしたレーザ走査装置に関するものである。   The present invention relates to a laser scanning device that generates lines in both X and Y directions using two semiconductor laser light sources and one polygon mirror, and allows scanning on the same image plane with both lines.

半導体レーザを光源として使用し、ポリゴンミラーで偏向した光束をX、又はY方向のラインとして結像面上を走査するライン発生装置は各種の分野で使用されている。例えばその1つに印刷用のプロッタがある。これは印刷用の各種版下やプリント基板の原版等を作成するもので、結像面位置に感材を設置し、そこにプロッタから発生した光でX、又はY方向のラインを投影し、所望画像を作成するようにしている。またスキャナと呼ばれる読み取り装置も知られている。これは任意物体などの表面にX、Y方向の光を当て、それをスキャンしていくことで物体表面の形状を読みとるようにしている。もう1つの例として各種部材を組み立て加工するときに使用する墨出し用の器具がある。これは垂直方向と水平方向に組立加工する部材の見当合わせに使用するもので、ライン発生装置から発生した光のX、又はY方向ラインを目安用の墨として利用するものである。
このような装置で問題となることの1つにX、又はY方向にラインを発生させる手段が上げられる。前記したようにレーザを光源として使用し、そのビームをポリゴンミラーで偏向してX、又はY方向のラインとして発生させることは通常一般的に行われている。又、単一ポリゴンミラーの別々の反射面に2つのレーザ光源からのビームを当ててX、又はY方向のいづれか一方に2つのラインを同時的に発生させるようにしたマルチビーム方式も知られている。しかしどちらの場合も結像面上に得られるラインはX、又はYの一方向のみであり、単一ポリゴンミラーからX、Y両方向のラインを同一結像面上でほぼ同時に得ることは困難があった。そのためX方向専用のポリゴンミラーと、Y方向専用のポリゴンミラーを別々に設置し、それぞれにレーザ光源を対応させてそのビームを反射偏向して、所定方向のラインを得るようにしている。従って同じ部材を2つ用意しなければならず、装置全体が大型化し高価となってしまっていた。又もう1つの問題としてライン発生の非効率さが上げられる。これはポリゴンミラーの1つの反射面にレーザ光源からの光束を当て、その回転によって得られる反射光束の偏向で、結像面に主走査方向の1つのラインを投影するという方式を採用しているためである。そのため1つの反射面で1つのラインしか発生することができず。又結像面を副走査方向に移動しなければ2本目のラインを新たな位置に投影することが出来なかった。
特開2000−121983号公報
2. Description of the Related Art A line generator that uses a semiconductor laser as a light source and scans an image plane as a light beam deflected by a polygon mirror in the X or Y direction is used in various fields. One example is a plotter for printing. This is to create various printing blocks and printed circuit board masters, etc., by installing a sensitive material at the image plane position, and projecting X or Y direction lines with light generated from the plotter, A desired image is created. A reading device called a scanner is also known. In this method, light in the X and Y directions is applied to the surface of an arbitrary object and the like, and the shape of the object surface is read by scanning the light. Another example is an inking tool used when assembling various members. This is used for registering the members to be assembled in the vertical direction and the horizontal direction, and uses the X or Y direction line of light generated from the line generator as a guide ink.
One of the problems with such an apparatus is a means for generating lines in the X or Y direction. As described above, a laser is generally used as a light source, and the beam is deflected by a polygon mirror to be generated as a line in the X or Y direction. There is also known a multi-beam method in which beams from two laser light sources are applied to separate reflecting surfaces of a single polygon mirror to simultaneously generate two lines in either the X or Y direction. Yes. However, in either case, the line obtained on the imaging plane is only in one direction of X or Y, and it is difficult to obtain lines in both the X and Y directions from a single polygon mirror almost simultaneously on the same imaging plane. there were. For this reason, a polygon mirror dedicated to the X direction and a polygon mirror dedicated to the Y direction are provided separately, and a laser light source is associated with each to reflect and deflect the beam to obtain a line in a predetermined direction. Therefore, two identical members had to be prepared, and the entire apparatus became large and expensive. Another problem is the inefficiency of line generation. This employs a system in which a light beam from a laser light source is applied to one reflecting surface of a polygon mirror, and one line in the main scanning direction is projected onto the imaging surface by deflection of the reflected light beam obtained by the rotation. Because. Therefore, only one line can be generated on one reflecting surface. Also, the second line could not be projected to a new position unless the image plane was moved in the sub-scanning direction.
JP 2000-121983

本発明は上記問題を解決するため、1つのポリゴンミラーを使用してX、Y両方向のラインをほぼ同時に発生させ、同一結像面上を走査できるようにした構造簡単で小型、かつ安価なレーザ走査装置を提供することを目的とする。そしてさらにポリゴンミラーを構成する各反射面で複数本のライン発生を担うことが出来るようにして、ラインの発生効率を向上することを目的とする。   In order to solve the above problems, the present invention is a simple, small, and inexpensive laser having a structure in which lines in both the X and Y directions are generated almost simultaneously using a single polygon mirror and can scan on the same image plane. An object is to provide a scanning device. It is another object of the present invention to improve the generation efficiency of lines by allowing a plurality of lines to be generated on each reflecting surface constituting the polygon mirror.

上記目的を達成するため本発明は、第1半導体レーザ光源からの光束をn個の反射面を持つポリゴンミラーに当て、その反射光を形状変換部を経由して結像面に向かわせ、ポリゴンミラーの回転に応じて結像面上を主走査方向に走査する第1光学部と、第2半導体レーザ光源からの光束をポリゴンミラーに当て、その反射光を形状変換部と方向転換部を経由して結像面に向かわせ、ポリゴンミラーの回転に応じて結像面上を副走査方向に走査する第2光学部と、第1と第2光学部内に夫々設置され、ポリゴンミラーからの主走査方向に移動する反射光を受けて、その反射光の光点を副走査方向の向きとしたライン形状の反射光に変換する形状変換部と、第2光学部内に設置され、形状変換部から副走査方向向きのライン形状反射光を受け、その反射光を主走査方向の向きとしたライン形状の反射光に方向転換する方向転換部とを有し、第1光学部による副走査方向の向きとしたライン形状の反射光で結像面上を主走査方向に走査し、第2光学部による主走査方向の向きとしたライン形状の反射光で結像面上を副走査方向に走査し、2つのライン形状反射光で同一結像面上を主、副方向に走査するようにした事を特徴とする。
請求項2の発明によるものは、請求項1記載のレーザ走査装置において第1と第2の半導体レーザ光源からの光束を1つのポリゴンミラーに当て、夫々主走査方向に移動する反射光として夫々の一次結像面に向かわせる走査レンズと、この両走査レンズと同一光軸上に設置され、両一次結像面の反射光を同一結像面に向かわせる対物レンズと、走査レンズと対物レンズ間に夫々設置され、一次結像面からの主走査方向に移動する反射光を受けてその反射光光点を副走査方向の向きとしたライン形状の反射光に変換するロッドレンズによる形状変換部を備えた第1と第2光学部としたことを特徴とする。
請求項3の発明によるものは、請求項1記載のレーザ走査装置において第2光学部の一次結像面と形状変換部間に設置した第1ミラーと、対物レンズと結像面間に設置した第2ミラーとで構成され、第1ミラーは一次結像面を経た主走査方向に移動する反射光を受けてその中心光軸光束の進行方向が結像面と平行な面となるよう方向転換し、第2ミラーは第1ミラーからの反射光を受けてその中心光軸光束の進行方向が結像面と直交するよう方向転換し、第1ミラーで反射した主走査方向に移動する反射光を第2ミラーで反射して副走査方向に移動する反射光に方向転換し、その転換された反射光を結像面に向かわせるようにした方向転換部としたことを特徴とする。
請求項4の発明によるものは、請求項1、2記載のレーザ走査装置においてポリゴンミラーから第1と第2光学部内の形状変換部を経た反射光を受け、その反射光をポリゴンミラーの回転角θに比例した結像面位置に向かわせるfθレンズで構成した結像位置補正手段を第1と第2の光学部に設置したことを特徴とする。
請求項5の発明によるものは、第1半導体レーザ光源からの光束をn個の反射面を持つポリゴンミラーに当て、その反射光を形状変換部を経由して結像面に向かわせ、ポリゴンミラーの回転に応じて結像面上を主走査方向に走査する第1光学部と、第2半導体レーザ光源からの光束をポリゴンミラーに当て、その反射光を方向変換部から形状変換部を経由して結像面に向かわせ、ポリゴンミラーの回転に応じて結像面上を副走査方向に走査する第2光学部と、1光学部内に設置され、ポリゴンミラーからの主走査方向に移動する反射光を受けて、その反射光の光点を副走査方向の向きとしたラインに形状の反射光に変換する形状変換部と、第2光学部内に設置され、ポリゴンミラーからの主走査方向に移動する反射光を第1ミラーで受け、その中心光軸の進行方向が結像面と平行な面となるようにして第2ミラーに向かわせ、その反射光を第2ミラーで受けて中心光軸光束の進行方向を結像面と直交するよう方向転換し、副走査方向に移動する反射光として結像面に向かわせる方向転換部と、方向転換部から受けた反射光の光点を主走査方向の向きとしたライン形状の反射光に変換する形状変換部とを有し、第1光学部による副走査方向の向きとしたライン形状の反射光で結像面上を主走査方向に走査し、第2光学部による主走査方向の向きとしたライン形状の反射光で結像面上を副走査方向に走査し、2つのライン形状反射光で同一結像面上を主、副方向に走査するようにした事を特徴とする。
請求項6の発明によるものは、請求項1、記載のレーザ走査装置においてポリゴンミラーからの反射光を受け、その反射光光点をライン形状の反射光に変換するロッドレンズを湾曲状にして構成し、この湾曲ロッドレンズを反射光が通過するとき、その通過光がロッドレンズの中心軸に対して垂直入射する角度となるよう構成にした形状変換部としたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a light beam from a first semiconductor laser light source is applied to a polygon mirror having n reflecting surfaces, and the reflected light is directed to an imaging surface via a shape converting unit. A first optical unit that scans the imaging surface in the main scanning direction according to the rotation of the mirror, and a light beam from the second semiconductor laser light source is applied to the polygon mirror, and the reflected light passes through the shape converting unit and the direction changing unit. The second optical unit that scans the imaging surface in the sub-scanning direction according to the rotation of the polygon mirror and the first and second optical units are installed in the first and second optical units, respectively. A shape converting unit that receives reflected light moving in the scanning direction and converts the reflected light into a line-shaped reflected light with the light spot of the reflected light oriented in the sub-scanning direction, and is installed in the second optical unit. Receives line-shaped reflected light in the sub-scanning direction and The reflected light and a direction changing section for diverting the reflected light in the main scanning direction of orientation and the line shape, the upper image forming surface by the reflection light of the line shape of the sub-scanning direction of the orientation by the first optical unit Scan in the main scanning direction, scan in the sub-scanning direction with the line-shaped reflected light in the main scanning direction by the second optical unit, and scan the same imaging surface with the two line-shaped reflected light It is characterized by scanning in the main and sub directions .
According to a second aspect of the present invention, in the laser scanning device according to the first aspect, the light beams from the first and second semiconductor laser light sources are applied to one polygon mirror, and each reflected light moves in the main scanning direction. A scanning lens that directs to the primary imaging plane, an objective lens that is installed on the same optical axis as both scanning lenses and that directs reflected light from both primary imaging planes to the same imaging plane, and between the scanning lens and the objective lens A shape conversion unit using a rod lens that receives reflected light moving in the main scanning direction from the primary imaging plane and converts the reflected light point into a line-shaped reflected light in the sub-scanning direction. The first and second optical units are provided .
According to a third aspect of the present invention, in the laser scanning device according to the first aspect, the first mirror is disposed between the primary imaging surface and the shape converting unit of the second optical unit, and is disposed between the objective lens and the imaging surface. The first mirror receives reflected light that moves in the main scanning direction through the primary imaging plane, and changes the direction so that the traveling direction of the central optical axis beam is parallel to the imaging plane. The second mirror receives the reflected light from the first mirror, changes its direction so that the traveling direction of the central optical axis light beam is orthogonal to the imaging plane, and reflects the reflected light moving in the main scanning direction reflected by the first mirror. Is turned into reflected light that is reflected by the second mirror and moves in the sub-scanning direction, and the direction-changing unit is configured to direct the converted reflected light toward the imaging surface .
According to a fourth aspect of the present invention, in the laser scanning device according to the first or second aspect, the reflected light from the polygon mirror that has passed through the first and second optical section through the shape converting section is received, and the reflected light is transmitted to the rotation angle of the polygon mirror. The image-forming position correcting means composed of an fθ lens that is directed to the image-forming surface position proportional to θ is provided in the first and second optical units .
According to the invention of claim 5, a light beam from the first semiconductor laser light source is applied to a polygon mirror having n reflecting surfaces, and the reflected light is directed to an image forming surface via a shape converting unit. The first optical unit that scans the imaging surface in the main scanning direction according to the rotation of the light source, and the light beam from the second semiconductor laser light source is applied to the polygon mirror, and the reflected light passes from the direction conversion unit to the shape conversion unit. The second optical unit that scans the imaging surface in the sub-scanning direction according to the rotation of the polygon mirror and the second optical unit that is installed in the first optical unit and moves in the main scanning direction from the polygon mirror A shape conversion unit that receives the reflected light and converts the reflected light into a reflected light having a shape in the direction of the sub-scanning direction, and a second optical unit that is installed in the main scanning direction from the polygon mirror. The moving reflected light is received by the first mirror, The traveling direction of the central optical axis of the light beam is directed to the second mirror so that the traveling direction of the central optical axis is parallel to the imaging surface, the reflected light is received by the second mirror, and the traveling direction of the central optical axis beam is orthogonal to the imaging surface. The direction change unit that changes the direction to be reflected and moves toward the image plane as reflected light that moves in the sub-scanning direction, and the line-shaped reflected light that has the light spot of the reflected light received from the direction change unit in the main scanning direction And a shape conversion unit for converting into a main scanning direction by scanning the imaging surface with a line-shaped reflected light oriented in the sub-scanning direction by the first optical unit, and in the main scanning direction by the second optical unit. The image forming surface is scanned in the sub-scanning direction with the line-shaped reflected light in the direction, and the same image forming surface is scanned in the main and sub-directions with the two line-shaped reflected light .
According to a sixth aspect of the invention, in the laser scanning device according to the first and fifth aspects , the rod lens that receives the reflected light from the polygon mirror and converts the reflected light spot into a line-shaped reflected light is curved. The shape conversion unit is configured so that, when reflected light passes through the curved rod lens, the angle is such that the passing light is perpendicularly incident on the central axis of the rod lens .

本発明はn個の反射面を持つ1つのポリゴンミラーに2つのレーザ光源からの光束を当て、その1つの反射光束を第1光学部を経由して主走査方向に走査するラインとして結像面に向かわせ、他方の反射光束を第2光学部を経由して副走査方向に走査するラインとして結像面に向かわせるようにした。そのため両光学部には形状変換部を収容し、結像面に向かう光束の光点がこの変換部を通過することで一旦副走査方向の向きとしたライン状の形状(Y型ライン)に光点を変換し、この副走査方向の向きとしたY型ラインを第1光学部では主走査方向に移動していくようにした。また第2光学部には光束の方向転換部を設置し、前記形状変換部からの副走査方向に形状変換されたY型ラインを受けたとき、そのY型ラインを再度主走査方向の向きとしたX型ラインに転換し、転換されたX型ラインが副走査方向に移動するようにした。それによって第2光学部では、ポリゴンミラーからの反射光束光点がまず形状変換部で副走査方向の向きとしたY型ラインに変換され、次いで方向転換部で主走査方向の向きとしたX型ラインに転換されるから、ポリゴンミラーの回転が前記結像面上の副走査方向の走査となる。
このような構成としたので、1つのポリゴンミラーの回転だけで、ほぼ同時に主・副両
方向の走査を1つの反射面角度に応じて効率よく結像面上で実施することができる。また従来、ポリゴンミラーの1つの反射面で偏向した光点が主走査方向に移動して1つのラインを投影していくという方式から、ポリゴンミラーの1つの反射面に任意数のライン発生を担わせるという方式に変更することが出来、ライン発生の効率化を図ることが出来る。さらに装置全体の中で可動する部分はポリゴンミラーだけであり、第1、第2光学部とそこに収容される形状変換部、方向転換部は全て固定というシンプルな構造とすることが出来る。それによって全体として構造が簡単で、しかも小形で安価な装置を提供することが出来る。
In the present invention, a light beam from two laser light sources is applied to one polygon mirror having n reflection surfaces, and the image formation surface is a line that scans the one reflected light beam in the main scanning direction via the first optical unit. The other reflected light beam is directed to the image plane as a line that scans in the sub-scanning direction via the second optical unit. For this reason, both optical units contain a shape conversion unit, and the light spot of the light beam traveling toward the imaging surface passes through this conversion unit, so that the light is formed into a line shape (Y-type line) once oriented in the sub-scanning direction. The point is converted, and the Y-type line oriented in the sub-scanning direction is moved in the main scanning direction in the first optical unit. The second optical unit is provided with a light beam direction changing unit, and when receiving a Y-shaped line whose shape is changed in the sub-scanning direction from the shape converting unit, the Y-type line is again set as the direction of the main scanning direction. The converted X-type line is moved in the sub-scanning direction. Thereby, in the second optical unit, the reflected light beam spot from the polygon mirror is first converted into a Y-type line oriented in the sub-scanning direction by the shape converting unit, and then the X-type oriented in the main scanning direction by the direction changing unit. Since it is converted into a line, the rotation of the polygon mirror is the scanning in the sub-scanning direction on the image plane.
With such a configuration, it is possible to efficiently perform scanning in both the main and sub directions at the same time on the image plane according to the angle of one reflecting surface by only rotating one polygon mirror. Conventionally, the light spot deflected by one reflecting surface of the polygon mirror moves in the main scanning direction and projects one line, so that an arbitrary number of lines are generated on one reflecting surface of the polygon mirror. The system can be changed to a method of generating lines, and the efficiency of line generation can be improved. Further, the movable part of the entire apparatus is only a polygon mirror, and the first and second optical parts and the shape changing part and the direction changing part accommodated in the first and second optical parts can all be fixed. As a result, it is possible to provide a device which is simple in structure as a whole, and which is small and inexpensive.

以下に本発明に係わるレーザ走査装置について図面を参照しながら説明する。   A laser scanning apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本発明によるレーザ走査装置を説明するための概略ブロック図である。図においてPは走査光学系を表し、第1、第2の半導体レーザ光源1、2、ポリゴンミラー3、第1、第2の光学部4、5などで構成される。第1半導体レーザ光源1からのビーム6は、n個の反射面を持つポリゴンミラー3の任意面、例えばn1面で反射され、その反射角に応じて第1光学部4を通過しながら結像面7上を走査する。この走査を主走査と呼ぶが、ポリゴンミラー3の回転は制御部8によって制御されるポリゴンモータ9によって実施される。第1光源1からのビーム6は結像面7に達する前に、後に詳述する第1光学部4と、その内部に収容した形状変換部を通過する。それによって主走査方向に移動するビーム6の光点は、それと直交する方向の副走査方向の向きに変換されたライン11状の形状(以下Y型ラインという)となる。そしてこの変換されたY型ライン11がポリゴンミラー3の回転による反射面n1角度に応じて結像面7上を矢印10で示したX方向(主走査)に移動していく。制御部8はキーボードやMDなどの入力部12と接続され、第1レーザ光源1、第2レーザ光源2の発光タイミング、ポリゴンモータ9の回転角、回転数などの動作を指令すると共に、装置全体を管理制御する。第2レーザ光源2からのビーム13は、ポリゴンミラー3の任意面、例えばn1面に続くn2面で反射され、第2光学部5を経て結像面7に向かう。この第2光学部5の内部詳細は前記と同様に後に説明するが、第1光学部4と同じように形状変換部が収容され、そこを通過することでビーム13の光点は前記と同様にY型のラインに変換される。そしてこの変換されたY型ラインはやはり第2光学部内に収容される方向転換部を通過して、その進行方向が90度方向転換されてX型の向き(主走査方向の向き)となったライン15(以下X型ラインという)に転換される。そしてポリゴンミラーが回転し反射面n2の角度が変化していくと、X型ライン15も偏向角に応じて結像面7上を副走査方向14に走査していく。つまり、方向転換部を通過することでポリゴンミラー3から受ける主走査方向に移動する反射光束は、Y型ラインからX型のラインにその方向が転換され、結像面上を副走査方向に移動していく。
この移動によって結像面7上には、n1面からの反射光束によるY型ライン11と、n2面からの反射光束によるX型ライン15が同時に投影されていく。そしてポリゴンミラー3が回転し、n1面による光束の反射偏向が終了すると、n1面は第2レーザ光源2と対向する位置に位置づけられ、第1レーザ光源1には新たな反射面が位置づけられる。この2つの新反射面を用いて前記と同様な動作を行えば、再度結像面7上にX型ライン15とY型ライン11を投影していくことが出来る。
FIG. 1 is a schematic block diagram for explaining a laser scanning device according to the present invention. In the figure, P represents a scanning optical system, and is composed of first and second semiconductor laser light sources 1 and 2, a polygon mirror 3, first and second optical units 4 and 5, and the like. The beam 6 from the first semiconductor laser light source 1 is reflected by an arbitrary surface of the polygon mirror 3 having n reflection surfaces, for example, the n1 surface, and forms an image while passing through the first optical unit 4 according to the reflection angle. The surface 7 is scanned. Although this scanning is called main scanning, the polygon mirror 3 is rotated by a polygon motor 9 controlled by the control unit 8. Before reaching the imaging plane 7, the beam 6 from the first light source 1 passes through a first optical unit 4, which will be described in detail later, and a shape converting unit accommodated therein. As a result, the light spot of the beam 6 moving in the main scanning direction has a shape of a line 11 (hereinafter referred to as a Y-type line) converted into the direction of the sub-scanning direction orthogonal to it. The converted Y-type line 11 moves in the X direction (main scanning) indicated by the arrow 10 on the imaging surface 7 in accordance with the angle of the reflection surface n1 due to the rotation of the polygon mirror 3. The control unit 8 is connected to an input unit 12 such as a keyboard or an MD, and commands operations such as the light emission timings of the first laser light source 1 and the second laser light source 2, the rotation angle of the polygon motor 9, and the number of rotations. Manage and control. The beam 13 from the second laser light source 2 is reflected by an arbitrary surface of the polygon mirror 3, for example, the n2 surface following the n1 surface, and travels toward the imaging surface 7 through the second optical unit 5. Details of the inside of the second optical unit 5 will be described later in the same manner as described above, but the shape conversion unit is accommodated in the same manner as the first optical unit 4, and the light spot of the beam 13 is the same as described above by passing therethrough. Are converted into Y-type lines. Then, the converted Y-type line passes through the direction changing part accommodated in the second optical part, and its traveling direction is changed by 90 degrees to become the X-type direction (direction in the main scanning direction) . It is converted to line 15 (hereinafter referred to as X-type line). As the polygon mirror rotates and the angle of the reflection surface n2 changes, the X-type line 15 scans the imaging surface 7 in the sub-scanning direction 14 according to the deflection angle. That is, the reflected light flux that moves in the main scanning direction received from the polygon mirror 3 by passing through the direction changing portion is changed in direction from the Y-type line to the X-type line, and moves on the imaging surface in the sub-scanning direction. I will do it.
By this movement, the Y-type line 11 by the reflected light beam from the n1 surface and the X-type line 15 by the reflected light beam from the n2 surface are simultaneously projected on the imaging plane 7. When the polygon mirror 3 rotates and the reflection and deflection of the light beam by the n1 surface is completed, the n1 surface is positioned at a position facing the second laser light source 2, and a new reflection surface is positioned at the first laser light source 1. If the same operation as described above is performed using these two new reflecting surfaces, the X-type line 15 and the Y-type line 11 can be projected onto the image plane 7 again.

図2は第1光学部4を通過した光束が、結像面7上をY型ライン11として主走査方向10に走査移動するときの状態を示した説明図である。図2AにおいてY型ライン11はポリゴンミラー3の1つの反射面n1面の回転によって順次11−1、11−2、11−3・・・と主走査方向に連続して移動し、結像面7上を走査していく。即ち、これまでのレーザ走査装置は、ポリゴンミラーの1つの反射面で反射した光束を主走査方向に進む1本のラインとして発生させていた。本発明では主走査方向に移動するポリゴンミラー3からの反射光束を、形状変換部を通過させることで図2AのようにY型ライン11に変換し、このY型ラインをn1反射面の偏向角に応じて主走査方向に移動させ、ライン11−1、11−2・・・を連続して投影するようにした。この投影されていく速度は、ポリゴンミラー3の回転速度によって決定されるが、反射面n1のビーム6に対する角度が入力部12で指令した角度になったときだけ第1光源1を発光するようにすれば、結像面7の指定した位置に、例えばライン11nを結ばせることができる。X型ライン15についても全く同様であるのでその説明は省略する。
Y型ライン11による矢印10方向への主走査と、X型ライン15による副走査を開始するタイミングは、前記説明のようにn1面とn2面の走査を同時に行ってもよいが、ポリゴンミラー3のn1面による偏向動作が行われている間は、n2面と第2光学部15によるX型ライン15の発生動作を休止するような方式にする事もできる。この場合でもY型ライン11の走査後にX型ライン15の走査は直ちに行われるから、XとYの両ライン11、15はほぼ同時に得ることが出来る。しかもXとY型のラインによるそれぞれの走査時間は同じと見なせるから、XとYの両ライン発生を同じ時間で管理することが出来る。そしてポリゴンミラー3の1つの反射面n1の回転でY型ライン11が図2の領域16を走査するとすれば、結像面7を矢印10と反対方向に移動することでn3の反射面、若しくは2回転目のn1反射面で図の領域17をカバーすることができる。結像面7の移動を行わない場合は、当然同じ領域16内を繰り返して走査することになる。従って光源1、2のビーム6、13を可視光のものとし、ミラー3の回転数、回転角を選択することによってX、Y型のライン11、15は目視できるようになるから、各種部材の組立加工時の墨出し用ラインとして利用することができる。尚、図2Aで最初のY型ライン11−1が結像する位置を正しく確定するためにはレーザビーム原点位置検出部が必要となる。これは第2光学部5によるX型ライン15の場合も同様である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a state when the light beam that has passed through the first optical unit 4 scans and moves in the main scanning direction 10 on the imaging surface 7 as a Y-type line 11. In FIG. 2A, the Y-type line 11 sequentially moves in the main scanning direction as 11-1, 11-2, 11-3,... 7 The top is scanned. In other words, conventional laser scanning devices have generated a light beam reflected by one reflecting surface of a polygon mirror as one line that travels in the main scanning direction. In the present invention, the reflected light beam from the polygon mirror 3 moving in the main scanning direction is converted into the Y-type line 11 as shown in FIG. 2A by passing through the shape conversion unit, and this Y-type line is converted into the deflection angle of the n1 reflecting surface. Are moved in the main scanning direction, and the lines 11-1, 11-2,... Are continuously projected. The projected speed is determined by the rotational speed of the polygon mirror 3, but the first light source 1 emits light only when the angle of the reflecting surface n1 with respect to the beam 6 becomes the angle commanded by the input unit 12. Then, for example, the line 11n can be connected to the designated position on the imaging plane 7. Since the X-type line 15 is exactly the same, its description is omitted.
The timing of starting the main scanning in the direction of the arrow 10 by the Y-type line 11 and the sub-scanning by the X-type line 15 may be performed simultaneously on the n1 plane and the n2 plane as described above, but the polygon mirror 3 While the deflection operation by the n1 surface is being performed, the generation operation of the X-type line 15 by the n2 surface and the second optical unit 15 can be stopped. Even in this case, since the X-type line 15 is scanned immediately after the Y-type line 11 is scanned, both the X and Y lines 11 and 15 can be obtained almost simultaneously. Moreover, since the scanning times of the X and Y type lines can be regarded as the same, the generation of both the X and Y lines can be managed in the same time. Then, if the Y-type line 11 scans the region 16 in FIG. 2 by the rotation of one reflecting surface n1 of the polygon mirror 3, the imaging surface 7 is moved in the direction opposite to the arrow 10 to move the n3 reflecting surface, or The region 17 in the figure can be covered with the n1 reflecting surface of the second rotation. When the image plane 7 is not moved, the same region 16 is naturally scanned repeatedly. Accordingly, by making the beams 6 and 13 of the light sources 1 and 2 visible, and selecting the rotation speed and rotation angle of the mirror 3, the X and Y type lines 11 and 15 can be seen. It can be used as a line for inking during assembly processing. Note that a laser beam origin position detector is required to correctly determine the position at which the first Y-type line 11-1 forms an image in FIG. 2A. The same applies to the X-type line 15 formed by the second optical unit 5.

図3は第1光学部4の内部を示したもので、そのAは平面図、Bは正面図、Cは一部を省略した斜視図である。図に於いて20はポリゴンミラー3からの反射光束を受ける走査レンズで、その光点を一次結像面21に結像する。22は形状変換部でロットレンズやシリンダーレンズなどで構成され、ポリゴンミラー3による主走査方向の光束が受けられるように配置される。23は対物レンズで、走査レンズ20の光軸上に配され、一次結像面21の像を形状変換部22を通して結像面7上に投影する。ポリゴンミラー3が図の矢印方向に回転すると、第1光源1からのビーム6は任意反射面n1の反射角に応じて走査レンズ20面を走査する様にして通過する。図Aでは反射光束が走査レンズ20の通過位置24a、24b、24cの3点上にある時を示していて、それぞれは一次結像面21上の位置25a、25b、25c上に結像する。この結像する光点は形状変換部22によってY型ライン11状に変換され、対物レンズ23によって結像面7に投影される。図Aでは光点25a〜25cの3つの像がそれぞれ結像面7上に26a〜26cとして示され、図Bでは一次結像面21の中心光軸上光点25bによる26bの像を、Y型ライン11として示してある。図Cでは図Bと同じように光軸上の光点24bが形状変換部22によってY型ライン11bに形状変換されて結像面7上に投影された状態を示している。この図Cでは対物レンズ23を省略してあるが、ポリゴンミラー3の反射面n1が回転するに応じて反射光束は走査レンズ20上を24aから24c方向に走査していき、結像面7上では26aから26c方向に、つまり図1の矢印10方向に走査していく。この矢印10方向の走査は主走査方向の走査であるから、図2Aのように11−1、11−2・・・と順次Y型ラインが結像面7上を走査移動していく。
以上のようにこの第1光学部4は、ポリゴンミラー3からの主走査方向に移動する反射光束を受けてその各光点をY型ライン11に形状変換し、変換されたY型ライン11で結像面7上を主走査方向に走査していく。
FIG. 3 shows the inside of the first optical unit 4, where A is a plan view, B is a front view, and C is a perspective view with a part omitted. In the figure, reference numeral 20 denotes a scanning lens which receives a reflected light beam from the polygon mirror 3 and forms an image of the light spot on the primary imaging surface 21. Reference numeral 22 denotes a shape conversion unit which is composed of a lot lens, a cylinder lens or the like, and is arranged so as to receive a light beam in the main scanning direction by the polygon mirror 3. An objective lens 23 is arranged on the optical axis of the scanning lens 20 and projects an image of the primary imaging surface 21 onto the imaging surface 7 through the shape converting unit 22. When the polygon mirror 3 rotates in the direction of the arrow in the figure, the beam 6 from the first light source 1 passes through the scanning lens 20 surface in accordance with the reflection angle of the arbitrary reflection surface n1. FIG. A shows the time when the reflected light beam is on three points of the passing positions 24a, 24b, and 24c of the scanning lens 20, and images are formed on the positions 25a, 25b, and 25c on the primary imaging surface 21, respectively. The imaged light spot is converted into the shape of the Y-shaped line 11 by the shape converting unit 22 and projected onto the image forming surface 7 by the objective lens 23. In FIG. A, three images of the light spots 25a to 25c are respectively shown as 26a to 26c on the imaging plane 7, and in FIG. B, the image of 26b by the light spot 25b on the central optical axis of the primary imaging plane 21 is represented as Y It is shown as a mold line 11. FIG. C shows a state in which the light spot 24b on the optical axis is projected onto the image plane 7 after being transformed into the Y-type line 11b by the shape transformation unit 22 as in FIG. In FIG. C, the objective lens 23 is omitted, but as the reflecting surface n1 of the polygon mirror 3 rotates, the reflected light beam scans on the scanning lens 20 in the directions 24a to 24c, and on the image plane 7. Then, scanning is performed in the direction of 26a to 26c, that is, in the direction of the arrow 10 in FIG. Since the scanning in the direction of the arrow 10 is scanning in the main scanning direction, the Y-type lines 11-1, 11-2,... Sequentially move on the image plane 7 as shown in FIG.
As described above, the first optical unit 4 receives the reflected light flux moving in the main scanning direction from the polygon mirror 3 and converts the shape of each light spot into the Y-type line 11. The image plane 7 is scanned in the main scanning direction.

図4、5、6は第2光学部5の内部を示したもので、図4Aは平面図、Bは正面図、図5Aは右側面図、Bは説明図、図6はその一部を省略して示した説明用斜視図である。図において27はポリゴンミラー3のn2面で反射した光束R1を受ける走査レンズで、その光点を一次結像面28に結像する。ポリゴンミラー3の反射点から走査レンズ27までの距離L1(図4A)、走査レンズ27から一次結像面28までの距離L2は、第1光学部4のポリゴンミラー3、走査レンズ20、一次結像面21のそれと同じにしてある。29と30は第1と第2のミラーで、光束の進行方向を転換する方向転換部31を構成する。第1ミラー29は、図5Aのようにポリゴンミラー3からの反射光束R1を受けた時、その光束の進行方向を90度垂直方向に変更するよう45度の角度を持って設置し、反射光中心光軸の進行方向を結像面7と平行な面に向かわせる。32は形状変換部で、第1光学部4の形状変換部22と同様にロットレンズやシリンダーレンズで構成される。そしてこの形状変換部32は、第1ミラー29で方向転換され反射光束R2となった光束が入射できるよう第1ミラー29の下部に、そのミラーと平行に設置される。33は対物レンズで走査レンズ27の光軸上に配置され、一次結像面28の光点を前記形状変換部32を通して結像面7に結像させる。対物レンズ33と結像面7の間には第2ミラー30が設置される。この第2ミラー30は、第1ミラー29からの垂直方向(結像面7と平行な面方向)の反射光束R2を対物レンズ33を通して受けたとき、図4Bのようにその中心光軸36の進行方向が水平方向(結像面7と直交する方向)に90度転換した光束R3となるよう45度の角度を持って設置される。そしてさらに、この45度の角度を持って設置される第2ミラー30は、図5Bに示したように水平面上から見たとき、その反射面によって反射された中心光軸36光束が、ポリゴンミラー3からの反射光束R1中、中心の光軸光束に対して90度の角度を持った交点19が形成されるよう配置される。それによって第2ミラー30で反射された光束R3は、第1光学部4による像11が結像する同じ結像面7に像15として結像する。
4, 5, and 6 show the inside of the second optical unit 5. FIG. 4A is a plan view, B is a front view, FIG. 5A is a right side view, B is an explanatory view, and FIG. It is an explanatory perspective view omitted and shown. In the figure, reference numeral 27 denotes a scanning lens that receives the light beam R1 reflected by the n2 surface of the polygon mirror 3, and forms an image of the light spot on the primary imaging surface 28. The distance L1 (FIG. 4A) from the reflection point of the polygon mirror 3 to the scanning lens 27 and the distance L2 from the scanning lens 27 to the primary imaging plane 28 are the polygon mirror 3 of the first optical unit 4, the scanning lens 20, and the primary connection. It is the same as that of the image plane 21. Reference numerals 29 and 30 denote first and second mirrors, which constitute a direction changing section 31 that changes the traveling direction of the light beam. When the first mirror 29 receives the reflected light beam R1 from the polygon mirror 3 as shown in FIG. 5A, the first mirror 29 is installed at an angle of 45 degrees so as to change the traveling direction of the light beam to 90 degrees vertical direction. The traveling direction of the central optical axis is directed to a plane parallel to the imaging plane 7. Reference numeral 32 denotes a shape conversion unit, which is composed of a lot lens or a cylinder lens, like the shape conversion unit 22 of the first optical unit 4. The shape conversion unit 32 is installed below the first mirror 29 and in parallel with the mirror so that the light beam which is changed in direction by the first mirror 29 and becomes a reflected light beam R2 can enter. An objective lens 33 is disposed on the optical axis of the scanning lens 27 and forms an image of the light spot of the primary imaging plane 28 on the imaging plane 7 through the shape converting section 32. A second mirror 30 is installed between the objective lens 33 and the imaging plane 7. When the second mirror 30 receives the reflected light beam R2 in the vertical direction (surface direction parallel to the imaging surface 7) from the first mirror 29 through the objective lens 33, the second mirror 30 has a central optical axis 36 as shown in FIG. 4B. It is installed with an angle of 45 degrees so that the traveling direction is a light beam R3 converted by 90 degrees in the horizontal direction (direction orthogonal to the imaging plane 7) . Further, the second mirror 30 installed at an angle of 45 degrees is such that the central optical axis 36 light beam reflected by the reflecting surface when viewed from the horizontal plane as shown in FIG. In the reflected light beam R1 from 3, the intersection 19 having an angle of 90 degrees with respect to the central optical axis light beam is formed. Thereby, the light beam R3 reflected by the second mirror 30 forms an image 15 on the same image plane 7 on which the image 11 by the first optical unit 4 forms an image.

上記のように第2光学部5を構成したので、ポリゴンミラー3のn2面が図4Aの矢印方向に回転すると、第2光源2からのビーム13は反射光束R1となって走査レンズ27面を主走査方向に走査し通過していく。図4Aは反射光束R1が走査レンズ27の位置34a、34b、34cにある時を示していて、それぞれは一次結像面28の位置35a、35b、35c上に光点として結像する。そしてこの光点は、第1ミラー29によって90度垂直方向に方向転換され、反射光束R2となって形状変換部32を通過する。この形状変換部32を通過すると、主走査方向に移動してきた反射光束の光点は副走査方向の向きになったY型ライン15に形状が変換される。そしてこのY型ライン15が第2ミラー30で反射され光束R3となると、90度水平方向に方向転換されX型のラインとなる。このX型ラインに転換された光束が反射面n2の回転によって結像面7に向かい、像15a、15b、15cとして副走査方向に走査していく。   Since the second optical unit 5 is configured as described above, when the n2 surface of the polygon mirror 3 rotates in the direction of the arrow in FIG. 4A, the beam 13 from the second light source 2 becomes a reflected light beam R1, and the surface of the scanning lens 27 is moved. Scans and passes in the main scanning direction. FIG. 4A shows the time when the reflected light beam R1 is at the positions 34a, 34b, and 34c of the scanning lens 27, and images are formed as light spots on the positions 35a, 35b, and 35c of the primary imaging surface 28, respectively. This light spot is turned 90 degrees vertically by the first mirror 29 and passes through the shape converter 32 as a reflected light beam R2. After passing through the shape conversion unit 32, the light spot of the reflected light beam that has moved in the main scanning direction is converted into a Y-shaped line 15 oriented in the sub-scanning direction. When the Y-type line 15 is reflected by the second mirror 30 and becomes a light beam R3, the direction is changed by 90 degrees in the horizontal direction to form an X-type line. The light beam converted into the X-type line moves toward the image plane 7 by the rotation of the reflecting surface n2, and scans in the sub-scanning direction as images 15a, 15b, and 15c.

以上、図に基づいて本発明によるレーザ走査の原理について説明してきた。この説明で明らかなように本発明は1つのポリゴンミラーを用いてX、Y型のライン15、11を同時的に発生させ、その両ラインで同一結像面7上を走査するということを大きな特徴としている。   The principle of laser scanning according to the present invention has been described above based on the drawings. As is apparent from this explanation, the present invention is significant in that X and Y lines 15 and 11 are generated simultaneously using one polygon mirror, and the same image plane 7 is scanned with both lines. It is a feature.

図7は図1に示した制御部8の内部をブロック図として示した説明図で、ポリゴンミラーの回転と光源の関係を制御する部分となっている。図において40は第1光源の原点位置検出部で、図1に示した第1光源1からのビーム6がポリゴンミラー3のn1面で反射され、第1光学部4に向かう光の一部を受けて主走査方向に走査するときの原点位置を検出する。41は第2光源の原点位置検出部で、第2光源2からのビーム13がポリゴンミラー3のn2面で反射され、第2光学部5に向かう光の一部を受けて副走査方向に走査するときの原点位置を検出する。42、43は制御部8内のX側とY側のコントロール部で、それぞれY型ライン11とX型ライン15の発生をコントロールする。X側コントロール部42とY側コントロール部43の内容は殆ど同じなので、X側コントロール部42について説明する。カウンタ44はクロック発生部45からの信号を受けて計数し、その計数値を一致回路46a、46bに伝達する。2つのレジスタ47にはキーボード12からの設定値が記憶されるが、この例ではレジスタ47aに図2Aの1番目Y型ライン11−1の投影される位置が、レジスタ47bには第n番目Y型ライン11nの投影される位置が設定される。48は点灯パルス幅設定回路で、キーボード12からの指令を受けて光源1の点灯時間に相当するバルス幅が設定される。49は光源1の点灯信号発生部で、パルス幅設定回路48からの信号を受けてY型ライン11の露光幅W1(図2A)だけ第1光源1に点灯指令する。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing the inside of the control unit 8 shown in FIG. 1 as a block diagram, and is a part for controlling the relation between the rotation of the polygon mirror and the light source. In the figure, reference numeral 40 denotes an origin position detection unit of the first light source. The beam 6 from the first light source 1 shown in FIG. 1 is reflected by the n1 surface of the polygon mirror 3 and a part of the light directed to the first optical unit 4 is obtained. In response, the origin position when scanning in the main scanning direction is detected. Reference numeral 41 denotes an origin position detection unit of the second light source. The beam 13 from the second light source 2 is reflected by the n2 surface of the polygon mirror 3 and receives a part of the light directed to the second optical unit 5 to scan in the sub-scanning direction. Detect the origin position when Reference numerals 42 and 43 denote control units on the X side and Y side in the control unit 8, which control the generation of the Y type line 11 and the X type line 15, respectively. Since the contents of the X-side control unit 42 and the Y-side control unit 43 are almost the same, the X-side control unit 42 will be described. The counter 44 receives and counts the signal from the clock generator 45 and transmits the count value to the coincidence circuits 46a and 46b. The two registers 47 store the set values from the keyboard 12. In this example, the position where the first Y-type line 11-1 in FIG. 2A is projected to the register 47a and the nth Yth line in the register 47b. The projected position of the mold line 11n is set. A lighting pulse width setting circuit 48 receives a command from the keyboard 12 and sets a pulse width corresponding to the lighting time of the light source 1. A lighting signal generator 49 of the light source 1 receives a signal from the pulse width setting circuit 48 and instructs the first light source 1 to turn on the exposure width W1 of the Y-type line 11 (FIG. 2A).

動作について説明する。まずキーボード12から主走査方向の走査を実施する旨の信号50をゲート部51に伝える。次いで2つのレジスタ47aと47bにY型ライン11−1、11nを投影する結像面上の位置を設定して記憶させる。ポリゴンミラー3が回転し、X側原点位置検出部40が光源1からのビームを受けて原点としての位置を検出すると、カウンタ44にリセット信号52を送ってその内容をリセットする。するとカウンタ44はポリゴンミラー3の回転と対応しているクロック発生部45からのクロック信号を受けてその値を計数し、一致回路46a、46bに信号を送り出す。この間、ポリゴンミラー3は回転を続け、ビーム6に対する反射面角度を変化させていく。一致回路46aがレジスタ47aに記憶させた最初のY型ライン11−1投影位置と一致すると、一致信号がゲート部51に伝えられる。このゲート部51には予めキーボード12から主走査の指令50が伝えられているから、バルス幅設定回路48に信号を送り出す。パルス幅設定回路48は設定されている1つのY型ライン11−1分の幅W1に相当する信号を点灯信号発生部49に伝えて光源1を点灯する。光源1はこの点灯指令によって結像面上の指定された位置に図2AのY型ライン11−1を投影する。ポリゴンミラー3がさらに回転し、Y型ライン11−1の幅W1に相当する主走査方向の走査が終了すると、光源1への点灯指令が無くなって消灯する。   The operation will be described. First, a signal 50 to carry out scanning in the main scanning direction is transmitted from the keyboard 12 to the gate unit 51. Next, the two registers 47a and 47b are set and stored on the image plane where the Y-type lines 11-1 and 11n are projected. When the polygon mirror 3 rotates and the X-side origin position detection unit 40 receives the beam from the light source 1 and detects the position as the origin, the reset signal 52 is sent to the counter 44 to reset the contents. Then, the counter 44 receives the clock signal from the clock generator 45 corresponding to the rotation of the polygon mirror 3, counts the value, and sends the signal to the coincidence circuits 46a and 46b. During this time, the polygon mirror 3 continues to rotate and changes the reflection surface angle with respect to the beam 6. When the coincidence circuit 46a coincides with the first Y-line 11-1 projection position stored in the register 47a, a coincidence signal is transmitted to the gate unit 51. Since the main scanning command 50 is transmitted from the keyboard 12 to the gate 51 in advance, a signal is sent to the pulse width setting circuit 48. The pulse width setting circuit 48 transmits a signal corresponding to the set width W1 corresponding to one Y-type line 11-1 to the lighting signal generator 49, and the light source 1 is turned on. The light source 1 projects the Y-type line 11-1 in FIG. When the polygon mirror 3 further rotates and scanning in the main scanning direction corresponding to the width W1 of the Y-type line 11-1 is completed, the lighting command to the light source 1 is lost and the light is turned off.

ポリゴンミラー3が更に回転して2つ目の一致回路46bがレジスタ47bに設定した2番目の値11nと一致したことを検出すると、一致信号がゲート部51に送り出されパルス幅設定回路48に信号を伝達する。するとこの回路48は前記と同様にして信号を点灯信号発生部49に伝え、光源1を指定された分だけ点灯する。そしてY型ライン11nの幅W1に相当する分の点灯が終了すると光源1は消灯する。このようにしてレジスタ47a、47bに設定した光源点灯の作業は終了するが、ポリゴンミラー3はその後も回転を続ける。そして原点検出部40が2回目の原点検出信号を受け取ると、カウンタ44にリセット信号52を送ってその内容をリセットし、以後前記と同じ作業を繰り返していく。それによって結像面上では2つのY型ライン11−1、11nが繰り返して投影されていく。2つのライン11−1、11n以外にも投影するライン11を増やしたいときは、レジスタ47と一致回路46の設置数を増やしてやればよい。   When the polygon mirror 3 further rotates to detect that the second coincidence circuit 46b coincides with the second value 11n set in the register 47b, a coincidence signal is sent to the gate unit 51 and signaled to the pulse width setting circuit 48. To communicate. Then, the circuit 48 transmits a signal to the lighting signal generator 49 in the same manner as described above, and the light source 1 is turned on for the designated amount. When the lighting corresponding to the width W1 of the Y-type line 11n is finished, the light source 1 is turned off. Thus, the light source lighting operation set in the registers 47a and 47b is completed, but the polygon mirror 3 continues to rotate thereafter. When the origin detection unit 40 receives the second origin detection signal, it sends a reset signal 52 to the counter 44 to reset the contents, and thereafter repeats the same operation as described above. Thereby, two Y-type lines 11-1 and 11n are repeatedly projected on the image plane. If it is desired to increase the number of lines 11 to be projected in addition to the two lines 11-1 and 11n, the number of registers 47 and matching circuits 46 may be increased.

Y型コントロール部43の内容は前記したように上記のX側コントロール部42と同様なので、その説明は省略する。但し図ではX側コントロール部42の各部位と同じ番号を付して理解できるようにしてある。   Since the content of the Y-type control unit 43 is the same as that of the X-side control unit 42 as described above, the description thereof is omitted. However, in the figure, the same reference numerals as those of the respective parts of the X-side control unit 42 are attached for easy understanding.

次に図2Aに示した最初のY型ライン11−1を投影した後、連続してライン11−2、11−3・・・と投影していくときについて説明する。Y型ライン11を連続して投影するということは、図2Bの様にY型ライン11−1に接続して11−2、11−3・・・を順番に投影していくということであり、ライン幅W1がWnとなる。従ってパルス幅設定回路48に幅Wnを設定しておけば同じように処理することが出来る。   Next, a case where the first Y-type line 11-1 shown in FIG. 2A is projected and then continuously projected as lines 11-2, 11-3,... Will be described. Projecting the Y-type line 11 continuously means connecting the Y-type line 11-1 and projecting 11-2, 11-3,... In order as shown in FIG. The line width W1 is Wn. Therefore, if the width Wn is set in the pulse width setting circuit 48, the same processing can be performed.

次に図8について説明する。これは図7の一部を変形したもので、X側コントロール部42だけを示している。図7で説明したものは、図2A、Bの如くY型ライン11の幅Wを一定にして投影するものとなっている。これに対し図8によるものは図2Cの様にラインの幅WをW1、W2、W3・・・Wnとして投影できるようにしたものである。図において図7と同じ部位には同じ番号を付したので、その説明は省略するが、パルス幅設定回路が48a、48b・・・48nと各レジスタ47毎に設置されている。この各パルス幅設定回路48のそれぞれに、キーボード12からW1、W2、W3・・・Wnを設定すれば、図Cの様に幅Wの値が異なるライン11−1、11−2、11−3を得ることが出来る。   Next, FIG. 8 will be described. This is a modification of a part of FIG. 7 and shows only the X-side control unit 42. FIG. 7 illustrates the projection with the width W of the Y-type line 11 being constant as shown in FIGS. 2A and 2B. On the other hand, in FIG. 8, the line width W can be projected as W1, W2, W3... Wn as shown in FIG. In the figure, the same parts as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. However, a pulse width setting circuit is provided for each register 47a, 48b,. If W1, W2, W3... Wn are set from the keyboard 12 to each pulse width setting circuit 48, lines 11-1, 11-2, 11- having different width W values as shown in FIG. 3 can be obtained.

制御部8は上記のような構成としから、主走査方向の走査だけを結像面上で実施するときはキーボード12からX側コントロール部42内ゲート部51に信号50を伝えてやればよく、副走査方向の走査だけを実施するときはY側コントロール部43内のゲート部51に信号50を伝えてやればよい。主、副両方向の走査を実施するときは、勿論両ゲート部51に信号50を伝えることになる。
Since the control unit 8 has the above-described configuration, when performing only scanning in the main scanning direction on the imaging plane may do it conveys a signal 50 to the X-side control unit 42 in the gate unit 51 from the keyboard 12 When only scanning in the sub-scanning direction is performed, the signal 50 may be transmitted to the gate unit 51 in the Y-side control unit 43. When scanning in both the main and sub directions, the signal 50 is of course transmitted to both gate portions 51.

次に図9、10を用いて実施例2について説明する。この実施例2によるものは実施例1の一部を変形したもので、第2光学部5の形状変換部32を方向転換部31内から方向転換部31外に出して設置し、それに結像位置補正手段55を付加したものである。
図9においてポリゴンミラー3のn1面からの反射光束R1は、図4、5、6で示したように主走査方向に移動しながら走査レンズ27を通過し、第1ミラー29、対物レンズ33、第2ミラー30を経て方向転換され、主走査方向に移動していく光束から副走査方向に移動する光束に転換される。この方向転換された反射光束R3が、縦状(副走査方向)に設置した形状変換部32を通過してX型ライン15に形状変換され結像面7に向かう。つまり、主走査方向に移動する光束を方向転換部31で副走査方向に方向転換してから形状変換部32を通過させ、X型ライン15として結像面7に向かわせる。そのため第1実施例の形状変換部32を通過した光束がY型ラインとなるのに比して、この例によるものは形状変換部32を通過した光束がX型ラインとなり、ラインの向きが異なることになる。しかしこれは形状変換部32に向かう光束が主走査方向になっているか副走査方向になっているかの違いであり、実質的な差違はない。
尚、この例では第2ミラー30が受ける像は第1ミラー29からの光束だけであるから、第2ミラー30の反射面幅は図4Aに示した幅W4に比して狭くすることが出来る。これは図4Aによるものが形状変換部32でライン状に変換された後の像を第2ミラー30で受けるようにしているためである。
Next, Example 2 will be described with reference to FIGS. According to the second embodiment, a part of the first embodiment is modified, and the shape converting section 32 of the second optical unit 5 is placed outside the direction changing section 31 and installed outside the direction changing section 31, and an image is formed thereon. Position correction means 55 is added.
9, the reflected light beam R1 from the n1 surface of the polygon mirror 3 passes through the scanning lens 27 while moving in the main scanning direction as shown in FIGS. 4, 5, and 6, and the first mirror 29, the objective lens 33, The direction is changed through the second mirror 30, and the light beam moving in the main scanning direction is changed to the light beam moving in the sub-scanning direction. The redirected reflected light beam R3 passes through the shape conversion unit 32 installed in the vertical direction (sub-scanning direction) , is converted into an X-type line 15 and travels toward the image plane 7. That is, the light beam moving in the main scanning direction is changed in the sub-scanning direction by the direction changing unit 31 and then passed through the shape changing unit 32 to be directed to the image plane 7 as the X-type line 15. Therefore, compared to the case where the light beam that has passed through the shape conversion unit 32 of the first embodiment becomes a Y-type line, the light beam that has passed through the shape conversion unit 32 becomes an X-type line, and the direction of the line is different. It will be. However, this is a difference in whether the light beam traveling toward the shape converting unit 32 is in the main scanning direction or the sub-scanning direction, and there is no substantial difference.
In this example, since the image received by the second mirror 30 is only the light beam from the first mirror 29, the reflection surface width of the second mirror 30 can be made narrower than the width W4 shown in FIG. 4A. . This is because the image according to FIG. 4A is received by the second mirror 30 after being converted into a line by the shape converter 32.

図10は、結像位置補正手段55を第2光学部5の形状変換部32後方に設置したときの説明図である。図Aは形状変換部32からの光束が結像面7上にX型ライン15として投影された状態を示している。同図において形状変換部32を中心光軸36に沿って垂直入射した光束によるその像15bは、その近域部56に結像する像も含めて任意のピッチで配置されていく。しかし軸外の光束によって周辺部57に結像する像は中心部56よりも粗なるピッチで配置される。
これを図C、Dを用いて説明すると、第2光源2からのビーム13がポリゴンミラー3で反射されるとき、ビーム13に対する反射面角度が大きくなるに従って結像面上での結像位置に誤差が生じる。これは図Dの様に対物レンズ33の焦点距離f位置と平面上に設置される実際の結像面7上の位置に差が生じるためである。そのため図Cのミラー3で反射した光束58が、それよりさらに回転した後のミラー3aで反射した点線の光束58aとなって図Dの結像面7に結像したとき、その結像位置が中心光軸36から距離L3離れた位置であったと仮定する。図Cの光束58が光束58aに偏向したときのミラー3の回転角をθとすれば、点線光束58aからさらに角θ回転したとき、結像面7に結像する位置は距離L3からL4分離れた位置となる。このとき図からも明らかなようにL3<L4となってしまう。そのため例えばポリゴンミラーがθ回転したとき、結像面7に投影されるX型ライン15が図10Aのように中心光軸部56付近では5mm間隔で投影されたとすれば、周辺部57付近では同じθ分の回転でも5mm以上の間隔となってしまう。像15の全体長さL5(図10A)は、形状変換部32に入射する各光束の径φや形状変換部32の径などによって決定されるが、前記したピッチ誤差に相当するような弊害が発生するとすれば管理上好ましくない。
図10Bはこの誤差を排除し、各ライン像15毎に等間隔で投影できるようにするため結像位置補正手段55を設置したものである。この補正手段は矩形状のfθレンズで構成され、これを形状変換部32の後方位置に設置する事で、結像面上での結像位置をミラー3の回転角θに比例するよう補正する。この補正手段55は第2光学部5だけでなく、第1光学部4にも設置することで主、副走査方向とも品質の安定した像となる。
FIG. 10 is an explanatory diagram when the imaging position correcting unit 55 is installed behind the shape converting unit 32 of the second optical unit 5. FIG. A shows a state in which the light beam from the shape converting unit 32 is projected as an X-type line 15 on the imaging plane 7. In the same figure, the image 15b by the light beam perpendicularly incident on the shape converting section 32 along the central optical axis 36 is arranged at an arbitrary pitch including the image formed on the near-field section 56. However, the images formed on the peripheral portion 57 by the off-axis light beam are arranged at a pitch that is coarser than that of the central portion 56.
This will be explained with reference to FIGS. C and D. When the beam 13 from the second light source 2 is reflected by the polygon mirror 3, the position of the reflection surface with respect to the beam 13 increases as the reflection surface angle increases. An error occurs. This is because there is a difference between the position of the focal length f of the objective lens 33 and the actual position on the image plane 7 installed on the plane as shown in FIG. Therefore, when the light beam 58 reflected by the mirror 3 in FIG. C becomes a dotted light beam 58a reflected by the mirror 3a after further rotation and forms an image on the image plane 7 in FIG. It is assumed that the position is a distance L3 away from the central optical axis 36. Assuming that the rotation angle of the mirror 3 when the light beam 58 in FIG. It will be a distant position. At this time, L3 <L4 as is apparent from the figure. Therefore, for example, when the polygon mirror is rotated by θ, if the X-type line 15 projected on the image plane 7 is projected at an interval of 5 mm in the vicinity of the central optical axis portion 56 as shown in FIG. Even at a rotation of θ, an interval of 5 mm or more is obtained. The total length L5 (FIG. 10A) of the image 15 is determined by the diameter φ of each light beam incident on the shape conversion unit 32, the diameter of the shape conversion unit 32, and the like. If it occurs, it is not preferable in terms of management.
In FIG. 10B, in order to eliminate this error and to project each line image 15 at equal intervals, an imaging position correcting means 55 is installed. This correction means is composed of a rectangular fθ lens, and this is installed at the rear position of the shape conversion unit 32, thereby correcting the image formation position on the image formation surface in proportion to the rotation angle θ of the mirror 3. . The correction means 55 is installed not only in the second optical unit 5 but also in the first optical unit 4 so that an image with stable quality in both the main and sub-scanning directions is obtained.

次に図11を用いて実施例3について説明する。この実施例によるものはポリゴンミラー3を一部変更したものである。図に於いてポリゴンミラー3bは偶数個(図では4)の反射面53を持ち、しかもその反射面53は1面おきに非反射面53bとして構成される。この非反射面53bは、例えば黒色の塗料などで表面が塗布されて作成され、光源からのビームを受けたときそれを吸収して反射光束の発生が遮断される。
このようなポリゴンミラー3bを使用して、第1光源1からのビーム6を反射面53中の任意反射面n1と対向させY型ラインを発生させたとすれば、n1面に続くn2面は非反射面53bとなる。そのため第2光源2からのビーム13を第1光源1のビーム6と同時にn2面に向かわせたとしても、そこは非反射面53bとなっているからビーム13は反射されず吸収されてしまう。従って第2光源2からのビーム13は、n2面が通り過ぎてn1面が対向する位置に来るまで待たなければならない。よってこの例の場合、n1面と第1光学部4によってY型ライン11が投影されている間は、第2光学部5のX型ライン15発生は休止となり、第2光学部5によってX型ライン15が発生されている間は、Y型ライン11の発生は休止となる。しかし、この休止となるタイミングは非反射面毎に規則性を持つから、Y型ライン11とX型ライン15を交互に発生することになる。
Next, Example 3 will be described with reference to FIG. In this embodiment, the polygon mirror 3 is partially changed. In the figure, the polygon mirror 3b has an even number (four in the figure) of reflecting surfaces 53, and the reflecting surfaces 53 are configured as non-reflecting surfaces 53b every other surface. The non-reflecting surface 53b is formed by applying a surface with, for example, a black paint, and when receiving a beam from a light source, the non-reflecting surface 53b absorbs the light and blocks the generation of a reflected light beam.
If such a polygon mirror 3b is used to cause the beam 6 from the first light source 1 to face the arbitrary reflection surface n1 in the reflection surface 53 and generate a Y-type line, the n2 surface following the n1 surface is non- It becomes the reflective surface 53b. Therefore, even if the beam 13 from the second light source 2 is directed toward the n2 plane simultaneously with the beam 6 of the first light source 1, the beam 13 is absorbed and not reflected because it is a non-reflecting surface 53b. Therefore, the beam 13 from the second light source 2 must wait until the n2 plane passes and the n1 plane faces the opposite position. Therefore, in the case of this example, while the Y-type line 11 is projected by the n1 surface and the first optical unit 4, the generation of the X-type line 15 of the second optical unit 5 is stopped, and the second optical unit 5 causes the X-type line 15 to be generated. While the line 15 is being generated, the generation of the Y-type line 11 is suspended. However, since the timing of the pause has regularity for each non-reflecting surface, the Y-type line 11 and the X-type line 15 are generated alternately.

次に図12、13を用いて実施例4について説明する。この実施例によるものは形状変換部22、32を、これまで説明してきた直状のものから湾曲状に変更したものである。図12において走査光学系Pの構成は実施例1とほぼ同様であるが、第1と第2の光学部4、5中から走査レンズ20、27と、対物レンズ23、33を取り外して、光学系P全体を小型化したものとしてある。光源1からの光は、ポリゴンミラー3で反射して第1光学部4の湾曲した形状変換部22cに向かい、そこでY型ライン11に変換されて結像面7に向かう。湾曲形状変換部22cについては図13を用いて後に詳しく説明するが、ポリゴンミラー3が実施例1と同じ方向に回転すれば、そこで反射した光束はそのn1面の回転角に応じて湾曲形状変換部22c面上を主走査方向に走査し通過していく。図はこの通過によって発生した3本のY型ライン11a、11b、11cが結像面7上に投影された状態を示している。尚、この例では前記のように対物レンズ23を第1光学部4中から取り外してあるため、Y型ライン11が結像面上を移動していく方向は図1の矢印10とは逆方向になる。
第2光学部5でもポリゴンミラー3で反射した光束R1は、第2光学部5の第1ミラー29によって90度垂直方向(結像面7と平行な面方向)に方向転換されて光束R2となり第2ミラー30に向かう。そこで水平方向(結像面7と直交する方向)に再度方向転換されて副走査方向に移動するようになった光束R3は、縦状(副走査方向)とした湾曲形状変換部32cを通過する。この通過によって各光束はX型ライン15a、15b、15cとなって結像面7上に結像する。この場合も前記第1光学部4のY型ライン11と同じように、対物レンズ33を第2光学部5から外してあるため、X型ライン15は結像面上を図1の矢印14とは逆方向59に移動していく。
Next, Example 4 will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the shape converters 22 and 32 are changed from the straight shape described so far to a curved shape. In FIG. 12, the configuration of the scanning optical system P is almost the same as that of the first embodiment. However, the scanning lenses 20 and 27 and the objective lenses 23 and 33 are removed from the first and second optical units 4 and 5 to perform optical scanning. The entire system P is reduced in size. The light from the light source 1 is reflected by the polygon mirror 3 and travels toward the curved shape converting unit 22 c of the first optical unit 4, where it is converted to the Y-type line 11 and travels toward the image plane 7. The curved shape conversion unit 22c will be described in detail later with reference to FIG. 13. If the polygon mirror 3 rotates in the same direction as in the first embodiment, the reflected light beam is converted into a curved shape according to the rotation angle of the n1 surface. Scans and passes through the surface of the portion 22c in the main scanning direction. The figure shows a state in which the three Y-shaped lines 11a, 11b, and 11c generated by the passage are projected onto the image plane 7. In this example, since the objective lens 23 is removed from the first optical unit 4 as described above, the direction in which the Y-type line 11 moves on the image plane is opposite to the arrow 10 in FIG. become.
The light beam R1 reflected by the polygon mirror 3 in the second optical unit 5 is also redirected by 90 degrees in the vertical direction (surface direction parallel to the imaging surface 7) by the first mirror 29 of the second optical unit 5 to become the light beam R2. Head to the second mirror 30. Therefore, the light beam R3 that has been redirected in the horizontal direction (the direction orthogonal to the imaging plane 7) and moved in the sub-scanning direction passes through the curved shape converting section 32c having a vertical shape (sub-scanning direction). . By this passage, each light flux forms an X-type line 15a, 15b, 15c and forms an image on the image plane 7. Also in this case, since the objective lens 33 is removed from the second optical unit 5 in the same manner as the Y-type line 11 of the first optical unit 4, the X-type line 15 is formed on the imaging surface with the arrow 14 in FIG. Moves in the reverse direction 59.

図13は第1、第2光学部4、5に設置される湾曲形状変換部22c、32cを説明する図である。同図のAは図10Aと同様に、直状の形状変換部32を通過した光束が結像面7上にX型ライン15b、15cとして投影された状態を示している。この投影されたX型ライン15の内、15bとして示したラインは図4Aの走査レンズ27の位置34b、一次結像面28の位置35bを経て結像面上に投影されたライン15bと一致する。即ち、走査レンズ27と対物レンズ33を結ぶ中心光軸上を通る光束によって結像面に投影された像と一致する。この中心光軸を通る光束を図13では60として示したが、中心光軸の光束60であるが故に直状の形状変換部32を通過するときは、その変換部32の中心軸61に対して0度の角度(垂直入射)をもって通過する。
これに対して結像面上に投影されるもう1つのX型ライン15cは、図4Aの走査レンズ27の位置34a、一次結像面28の位置35aを経て結像面に投影されたライン15aと一致する。つまりこの図13Aのライン15cは、走査レンズ27と対物レンズ33を結ぶ中心光軸より外れた軸外光束によって投影される像15aと一致する。この軸外を通る光束を図13では62として示したが、軸外の光束であるため縦状の形状変換部32を通過するときは、その中心軸61に対して0度以上の角度を持って進入する。それによって光束62は形状変換部32を斜断するようにして通過し結像面7に像15cを結像する。そのためこの像15cは形状変換部32の通過角度に応じた湾曲した像となる。図ではこれをライン15cの終端部が中心部よりY方向にL6だけずれた湾曲ライン15ccとして示した。更にこのライン15ccは第1光学部4の場合は、Y型のライン11ccとなるからX方向にL7+L7の誤差が生じる。このL6、L7の値は直状形状変換部22、32を通過する光束の位置によって異なってくる。
FIG. 13 is a diagram for explaining the curved shape conversion units 22 c and 32 c installed in the first and second optical units 4 and 5. 10A shows a state in which the light beam that has passed through the straight shape converting section 32 is projected as X-type lines 15b and 15c on the image plane 7, as in FIG. 10A. Of the projected X-type line 15, a line indicated as 15 b coincides with the line 15 b projected on the imaging plane through the position 34 b of the scanning lens 27 and the position 35 b of the primary imaging plane 28 in FIG. 4A. . That is, it coincides with the image projected on the imaging plane by the light beam passing on the central optical axis connecting the scanning lens 27 and the objective lens 33. Although the light beam passing through the central optical axis is shown as 60 in FIG. 13, when the light passes through the straight shape converting unit 32 because it is the light beam 60 of the central optical axis, the light beam passes through the central axis 61 of the converting unit 32. Passes through with an angle of 0 degrees (normal incidence).
On the other hand, another X-type line 15c projected onto the imaging plane is a line 15a projected onto the imaging plane via the position 34a of the scanning lens 27 and the position 35a of the primary imaging plane 28 in FIG. 4A. Matches. That is, the line 15 c in FIG. 13A coincides with the image 15 a projected by the off-axis light beam deviating from the central optical axis connecting the scanning lens 27 and the objective lens 33. Although this off-axis light beam is shown as 62 in FIG. 13, it is an off-axis light beam and therefore has an angle of 0 ° or more with respect to the central axis 61 when passing through the vertical shape converting unit 32. And enter. As a result, the light beam 62 passes through the shape converting section 32 in an oblique manner, and forms an image 15c on the image plane 7. Therefore, the image 15 c is a curved image corresponding to the passing angle of the shape converting unit 32. In the drawing, this is shown as a curved line 15cc in which the end of the line 15c is shifted from the center by L6 in the Y direction. Further, in the case of the first optical unit 4, the line 15 cc is a Y-type line 11 cc, so that an error of L7 + L7 occurs in the X direction. The values of L6 and L7 vary depending on the position of the light beam passing through the straight shape conversion units 22 and 32.

図13Bは上記弊害を防ぐため直状の形状変換部32を湾曲にして32cとして設置したものである。図において前記中心光軸を通る光束60は、湾曲形状変換部32cの中心軸61cに対して0度の角度をもって通過し、結像面7に15bのX型ラインを結像する。一方の軸外を通る光束62も湾曲形状変換部32cを通過し、結像面7に15cのX型ラインを結像する。しかし形状変換部32cの中心軸61cは、軸外光束62であっても垂直入射するよう湾曲して構成されているので、像15cは中心光軸光束60の像15bと同じ条件でX型ライン15cを結像する。
図13Cは上記の説明を補足するもので、第2光学部の湾曲形状変換部32cを通過する中心光軸光束60と2つの軸外光束62、63の全てが0度の角度をもって通過する状態を示したものである。このような湾曲形状変換部32cとすれば、図13Aに示したL6、L7の問題を除去し、中心光軸光束60のライン15bと同じ条件のライン15cを結像面7上に作成していくことが出来る。尚、図Bでは第2光学部の形状変換部32cを例として説明しているが、図12に示した第1光学部の形状変換部22cも同様な湾曲形状としてあることは当然である。また前記した図Cの軸外光束63は、図12のライン15aを投影するための光束である事は明らかであろう。
In FIG. 13B, in order to prevent the above-described adverse effects, the straight shape conversion unit 32 is curved and installed as 32c. In the figure, the light beam 60 passing through the central optical axis passes through the central axis 61c of the curved shape converting part 32c with an angle of 0 degrees, and forms an image of a 15b X-type line on the imaging plane 7. The light beam 62 passing through one off-axis also passes through the curved shape conversion unit 32c, and forms an image of the 15c X-type line on the image plane 7. However, since the central axis 61c of the shape converting unit 32c is curved so as to be perpendicularly incident even with the off-axis light beam 62, the image 15c is an X-type line under the same conditions as the image 15b of the central optical axis light beam 60. 15c is imaged.
FIG. 13C supplements the above description, and the state in which all of the central optical axis light beam 60 and the two off-axis light beams 62 and 63 that pass through the curved shape converting unit 32c of the second optical unit pass at an angle of 0 degrees. Is shown. With such a curved shape conversion unit 32c, the problem of L6 and L7 shown in FIG. 13A is eliminated, and a line 15c having the same conditions as the line 15b of the central optical axis light beam 60 is created on the image plane 7. I can go. In FIG. B, the shape conversion unit 32c of the second optical unit is described as an example, but it is natural that the shape conversion unit 22c of the first optical unit shown in FIG. 12 has a similar curved shape. It will be apparent that the off-axis light beam 63 in FIG. C is a light beam for projecting the line 15a in FIG.

以上説明してきたように本発明では、走査光学系を小型化し稼働する部分を減らしたことで、装置全体を可搬式にすることが出来る。また走査光学系Pと結像面7間の距離を数mから数10mにしたとしても、その性能を維持できる。   As described above, in the present invention, the entire apparatus can be made portable by reducing the size and operating parts of the scanning optical system. Even if the distance between the scanning optical system P and the imaging plane 7 is changed from several meters to several tens of meters, the performance can be maintained.

本発明によるレーザ走査装置を説明する概略ブロック図。1 is a schematic block diagram illustrating a laser scanning device according to the present invention. 結像面上のY型ラインを説明する図。The figure explaining the Y type line on an image plane. 第1光学部の説明図。Explanatory drawing of a 1st optical part. 第2光学部の平面図と正面図。The top view and front view of a 2nd optical part. 第2光学部の右側面図と説明図。The right view and explanatory drawing of a 2nd optical part. 第2光学部の説明用斜視略図。The perspective schematic diagram for description of a 2nd optical part. 制御部の内部をブロック図として示し説明図。Explanatory drawing which shows the inside of a control part as a block diagram. 図7の一部を変形した説明用のブロック図。The block diagram for description which deform | transformed a part of FIG. 実施例2を説明するための光学系斜視略図。FIG. 6 is a schematic perspective view of an optical system for explaining a second embodiment. 結像位置補正手段の説明図。Explanatory drawing of an imaging position correction means. 実施例3によるポリゴンミラーの説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a polygon mirror according to a third embodiment. 実施例4を説明するための光学系斜視略図。FIG. 6 is a schematic perspective view of an optical system for explaining a fourth embodiment. 図12の一部詳細説明図。FIG. 13 is a partial detailed explanatory diagram of FIG. 12.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・第1半導体レーザ光源 2・・・第2半導体レーザ光源 3・・・ポリゴンミラー 4・・・第1光学部 5・・・第2光学部 6・・・ビーム 7・・・結像面 8・・・制御部 9・・・ポリゴンモータ 11・・・Y型ライン 12・・・入力部 13・・・ビーム 15・・・X型ライン 20・・・走査レンズ 21・・・一次結像面 22・・・形状変換部 23・・・対物レンズ 27・・・走査レンズ 28・・・一次結像面 29・・・第1ミラー 30・・・第2ミラー 31・・・方向転換部 32・・・形状変換部 33・・・対物レンズ 36・・・中心光軸 40・・・X側原点位置検出部 41・・・Y側原点位置検出部 42・・・X側コントロール部 43・・・Y側コントロール部 44・・・カウンタ 45・・・クロック発生部 46・・・一致回路 47・・・レジスタ 48・・・点灯バルス幅設定回路 49・・・光源点灯信号発生部 50・・・信号 51・・・ゲート部 52・・・リセット信号 53・・・反射面 55・・・結像位置補正手段 56・・・中心部 57・・・周辺部 58・・・光束 60・・・中心光軸光束 61・・・中心軸 62・・・軸外光束 P・・・走査光学系     DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st semiconductor laser light source 2 ... 2nd semiconductor laser light source 3 ... Polygon mirror 4 ... 1st optical part 5 ... 2nd optical part 6 ... Beam 7 ... Connection Image plane 8 ... Control unit 9 ... Polygon motor 11 ... Y-type line 12 ... Input unit 13 ... Beam 15 ... X-type line 20 ... Scanning lens 21 ... Primary Imaging plane 22 ... Shape conversion section 23 ... Objective lens 27 ... Scan lens 28 ... Primary imaging plane 29 ... First mirror 30 ... Second mirror 31 ... Direction change Part 32 ... Shape conversion part 33 ... Objective lens 36 ... Center optical axis 40 ... X side origin position detection part 41 ... Y side origin position detection part 42 ... X side Control unit 43... Y side control unit 44... Counter 45... Clock generation unit 46 .. matching circuit 47... Register 48 .. lighting pulse width setting circuit 49. Part 50: Signal 51 ... Gate part 52 ... Reset signal 53 ... Reflecting surface 55 ... Imaging position correction means 56 ... Center part 57 ... Peripheral part 58 ... Light flux 60 ... Center optical axis light beam 61 ... Center axis 62 ... Off-axis light beam P ... Scanning optical system

Claims (6)

第1半導体レーザ光源からの光束をn個の反射面を持つポリゴンミラーに当て、その反射光を形状変換部を経由して結像面に向かわせ、ポリゴンミラーの回転に応じて結像面上を主走査方向に走査する第1光学部と
第2半導体レーザ光源からの光束をポリゴンミラーに当て、その反射光を形状変換部と方向転換部を経由して結像面に向かわせ、ポリゴンミラーの回転に応じて結像面上を副走査方向に走査する第2光学部と
第1と第2光学部内に夫々設置され、ポリゴンミラーからの主走査方向に移動する反射光を受けて、その反射光の光点を副走査方向の向きとしたライン形状の反射光に変換する形状変換部と、
第2光学部内に設置され、形状変換部から副走査方向向きのライン形状反射光を受け、その反射光を主走査方向の向きとしたライン形状の反射光に方向転換する方向転換部とを有し、
第1光学部による副走査方向の向きとしたライン形状の反射光で結像面7上を主走査方向に走査し、第2光学部による主走査方向の向きとしたライン形状の反射光で結像面上を副走査方向に走査し、2つのライン形状反射光で同一結像面上を主、副方向に走査するようにした事を特徴とするレーザ走査装置。
The light beam from the first semiconductor laser light source is applied to a polygon mirror having n reflection surfaces, and the reflected light is directed to the image formation surface via the shape conversion unit, and on the image formation surface according to the rotation of the polygon mirror. A first optical unit that scans in the main scanning direction ;
The light beam from the second semiconductor laser light source is applied to the polygon mirror, the reflected light is directed to the image formation surface via the shape conversion unit and the direction conversion unit, and the image formation surface is sub-scanned according to the rotation of the polygon mirror. A second optical unit that scans in a direction ;
Respectively installed in the first and second optical units, receiving reflected light moving in the main scanning direction from the polygon mirror , and converting the reflected light into a line-shaped reflected light with the light spot of the reflected light oriented in the sub-scanning direction. A shape converter,
A direction changing unit that is installed in the second optical unit, receives line-shaped reflected light in the sub-scanning direction from the shape converting unit, and changes the direction of the reflected light to line-shaped reflected light in the main scanning direction. And
The imaging surface 7 is scanned in the main scanning direction with the line-shaped reflected light oriented in the sub-scanning direction by the first optical unit, and is connected by the line-shaped reflected light oriented in the main scanning direction by the second optical unit. A laser scanning device characterized in that an image surface is scanned in the sub-scanning direction, and two line-shaped reflected lights are scanned in the main and sub-directions on the same imaging surface .
第1と第2の半導体レーザ光源からの光束を1つのポリゴンミラーに当て、夫々主走査方向に移動する反射光として夫々の一次結像面に向かわせる走査レンズと、
この両走査レンズと同一光軸上に設置され、両一次結像面の反射光を同一結像面に向かわせる対物レンズと、
走査レンズと対物レンズ間に夫々設置され、一次結像面からの主走査方向に移動する反射光を受けてその反射光光点を副走査方向の向きとしたライン形状の反射光に変換するロッドレンズによる形状変換部を備えた第1、第2光学部としたことを特徴とする請求項1記載のレーザ走査装置。
A scanning lens that applies light beams from the first and second semiconductor laser light sources to one polygon mirror and directs the reflected light to each primary imaging plane as moving light in the main scanning direction;
An objective lens installed on the same optical axis as both scanning lenses, and directing reflected light of both primary imaging surfaces to the same imaging surface;
A rod installed between the scanning lens and the objective lens, which receives the reflected light moving in the main scanning direction from the primary imaging plane and converts it into a line-shaped reflected light with the reflected light point oriented in the sub-scanning direction 2. The laser scanning device according to claim 1, wherein the first and second optical units are provided with a shape conversion unit using a lens .
第2光学部の一次結像面と形状変換部間に設置した第1ミラーと、対物レンズと結像面間に設置した第2ミラーとで構成され、
第1ミラーは一次結像面を経た主走査方向に移動する反射光を受けてその中心光軸光束の進行方向が結像面と平行な面となるよう方向転換し、第2ミラーは第1ミラーからの反射光を受けてその中心光軸光束の進行方向が結像面と直交するよう方向転換し、
第1ミラーで反射した主走査方向に移動する反射光を第2ミラーで反射して副走査方向に移動する反射光に方向転換し、その転換された反射光を結像面に向かわせるようにした方向転換部としたことを特徴とする請求項1記載のレーザ走査装置。
A first mirror disposed between the primary image forming surface of the second optical unit and the shape converting unit, and a second mirror disposed between the objective lens and the image forming surface;
The first mirror receives reflected light moving in the main scanning direction through the primary imaging plane and changes the direction so that the traveling direction of the central optical axis light beam is parallel to the imaging plane, and the second mirror is the first mirror. Receiving the reflected light from the mirror, the direction of travel of the central optical axis light beam is changed so that it is perpendicular to the imaging plane,
The reflected light traveling in the main scanning direction reflected by the first mirror is redirected to the reflected light that is reflected by the second mirror and moved in the sub-scanning direction, and the converted reflected light is directed toward the imaging surface. The laser scanning device according to claim 1, wherein the direction changing portion is used.
ポリゴンミラーから第1と第2光学部内の形状変換部を経た反射光を受け、その反射光をポリゴンミラーの回転角θに比例した結像面位置に向かわせるfθレンズで構成した結像位置補正手段を第1と第2の光学部に設置したことを特徴とする請求項1、2記載のレーザ走査装置。 Imaging position correction composed of an fθ lens that receives reflected light from the polygon mirror through the shape conversion section in the first and second optical sections and directs the reflected light to an imaging plane position proportional to the rotation angle θ of the polygon mirror. 3. The laser scanning apparatus according to claim 1, wherein the means is installed in the first and second optical units. 第1半導体レーザ光源からの光束をn個の反射面を持つポリゴンミラーに当て、その反射光を形状変換部を経由して結像面に向かわせ、ポリゴンミラーの回転に応じて結像面上を主走査方向に走査する第1光学部と、
第2半導体レーザ光源からの光束をポリゴンミラーに当て、その反射光を方向変換部から形状変換部を経由して結像面に向かわせ、ポリゴンミラーの回転に応じて結像面上を副走査方向に走査する第2光学部と、
第1光学部内に設置され、ポリゴンミラーからの主走査方向に移動する反射光を受けて、その反射光の光点を副走査方向の向きとしたラインに形状の反射光に変換する形状変換部と、
第2光学部内に設置され、ポリゴンミラーからの主走査方向に移動する反射光を第1ミラーで受け、その中心光軸の進行方向が結像面と平行な面となるようにして第2ミラーに向かわせ、その反射光を第2ミラーで受けて中心光軸光束の進行方向を結像面と直交するよう方向転換し、副走査方向に移動する反射光として結像面に向かわせる方向転換部と、
方向転換部から受けた反射光の光点を主走査方向の向きとしたライン形状の反射光に変換する形状変換部とを有し、
第1光学部による副走査方向の向きとしたライン形状の反射光で結像面上を主走査方向に走査し、第2光学部による主走査方向の向きとしたライン形状の反射光で結像面上を副走査方向に走査し、2つのライン形状反射光で同一結像面上を主、副方向に走査するようにした事を特徴とするレーザ走査装置。
The light beam from the first semiconductor laser light source is applied to a polygon mirror having n reflection surfaces, and the reflected light is directed to the image formation surface via the shape conversion unit, and on the image formation surface according to the rotation of the polygon mirror. A first optical unit that scans in the main scanning direction;
The light beam from the second semiconductor laser light source is applied to the polygon mirror, and the reflected light is directed from the direction changing unit to the image forming surface via the shape converting unit, and the image forming surface is sub-scanned according to the rotation of the polygon mirror. A second optical unit that scans in a direction;
A shape conversion unit that is installed in the first optical unit and receives reflected light moving in the main scanning direction from the polygon mirror, and converts the reflected light into a reflected light having a shape with the light spot of the reflected light oriented in the sub-scanning direction. When,
The second mirror is installed in the second optical section and receives reflected light moving in the main scanning direction from the polygon mirror by the first mirror, and the traveling direction of its central optical axis is parallel to the imaging surface. The reflected light is received by the second mirror, the direction of travel of the central optical axis light beam is changed so as to be orthogonal to the imaging plane, and the reflected light that moves in the sub-scanning direction is changed to the imaging plane. And
A shape converting unit that converts the light spot of the reflected light received from the direction changing unit into a line-shaped reflected light having a direction in the main scanning direction;
The imaging surface is scanned in the main scanning direction with the reflected light of the line shape oriented in the sub-scanning direction by the first optical unit, and the image is formed with the reflected light of the line shape oriented in the main scanning direction by the second optical unit A laser scanning device characterized in that the surface is scanned in the sub-scanning direction, and two line-shaped reflected lights are scanned in the main and sub-directions on the same imaging surface .
ポリゴンミラーからの反射光を受け、その反射光光点をライン形状の反射光に変換するロッドレンズを湾曲状にして構成し、この湾曲ロッドレンズを反射光が通過するとき、その通過光がロッドレンズの中心軸に対して垂直入射する角度となるよう構成した形状変換部としたことを特徴とする請求項1、記載のレーザ走査装置。
A rod lens that receives the reflected light from the polygon mirror and converts the reflected light point to a line-shaped reflected light is formed into a curved shape, and when the reflected light passes through the curved rod lens, the passing light is converted into a rod. lens laser scanning apparatus according to claim 1, 5, wherein it has a shape conversion unit configured to be the angle of incidence perpendicular to the central axis of.
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