JP4961870B2 - 光走査装置 - Google Patents

Description

本発明は光走査装置に関し、特に、小型化が可能な光走査装置に関する。

光走査装置の一種であるガルバノスキャナは、たとえばレーザプリンタ、レーザマーキング装置、バーコードリーダ等の様々な装置に用いられる。上述の装置において、ガルバノスキャナはレーザ光を１次元または２次元方向に走査するために用いられる。

図９は、従来のガルバノスキャナを用いたレーザマーキング装置の構成を示す図である。

図１０は、図９に示すレーザマーキング装置をより分かりやすく示す図である。
図９および図１０を参照して、レーザマーキング装置１０１は、ガルバノスキャナ１０２と、レーザ発振器１０４と、ｆθレンズ１０６とを備える。

ガルバノスキャナ１０２は、反射鏡１１２，１１４Ｘ，１１４Ｙを備える。なお図が煩雑になるのを防ぐため図１０では反射鏡１１２は示されていない。ガルバノスキャナ１０２は、さらに、モータ１１６Ｘ，１１６Ｙを備える。モータ１１６Ｘ，１１６Ｙは反射鏡１１４Ｘ，１１４Ｙをそれぞれ回転させる。

レーザ発振器１０４は鉛直方向にレーザ光ＬＡを発する。レーザ発振器１０４はたとえばＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザや炭酸ガスレーザ等である。レーザ光ＬＡは、反射鏡１１２，１１４Ｘ，１１４Ｙの順に反射してｆθレンズ１０６に入射する。ｆθレンズ１０６に入射したレーザ光ＬＡはワークＷの表面で集光される。ワークＷの表面で集光したレーザ光ＬＡによって、たとえば文字や図形等がワークＷの表面に記録される。

図９および図１０において、Ｘ方向は反射鏡１１４Ｘの回転に応じたレーザ光ＬＡの移動方向を示し、Ｙ方向は反射鏡１１４Ｙの回転に応じたレーザ光ＬＡの移動方向を示す。図示しない制御装置によって反射鏡１１４Ｘ，１１４Ｙの回転角度が制御される。これによりレーザ光ＬＡを所定の走査領域内における任意の位置に照射することができる。

一般的にｆθレンズによってできる像の大きさはｆθレンズに入射する光の入射角度に比例する。よってｆθレンズ１０６へのレーザ光ＬＡの入射角度を定めればワークＷの表面におけるレーザ光のスポットの位置を定めることができる。このようなｆθレンズの性質を利用することによって走査領域の任意の位置に対してレーザ光ＬＡを正確に照射できる。

上述したＹＡＧレーザや炭酸ガスレーザ等においては共振器の長さが長い。共振器の伸びる方向が水平方向に等しくなるようにレーザ発振器１０４を設置した場合には、レーザマーキング装置１０１の設置面積が大きくなる。レーザ発振器１０４はその共振器の伸びる方向が鉛直方向に等しくなるように設置される。よってレーザマーキング装置１０１の設置面積を小さくすることが可能になる。

なお、光を走査させる従来の装置の例として、たとえば特許第２６９０５９１号公報（特許文献１）は、ロータの回転軸が中空であるモータと、この回転軸の内部を通るように光を発する半導体レーザと、回転軸の端部に取り付けられて半導体レーザからの光を反射する反射鏡とを備える光走査装置を開示する。
特許第２６９０５９１号公報

基本的に、従来のガルバノスキャナは入射光と出射光とのなす角度が９０度となるようにたとえば複数の反射鏡等の配置が決定される。図９を参照しながら説明すると、反射鏡１１２の反射面で反射したレーザ光ＬＡ（入射光）は水平方向に進む。反射鏡１１４Ｙから出るレーザ光ＬＡ（出射光）は入射光の進行方向に対して９０度の角度をなす方向、すなわち鉛直方向に進む。

モータ１１６Ｘによって反射鏡１１４Ｘは水平面内を回転する。これによりレーザ光ＬＡはＸ方向にのみ移動する。一方、反射鏡１１４Ｙはモータ１１６Ｙによって鉛直面内を回転する。これによりレーザ光ＬＡはＹ方向にのみ移動する。要するに入射光と出射光とのなす角度が９０度になるように反射鏡１１４Ｘ，１１４Ｙを配置することによって、レーザ光を走査する際の制御が容易になる。

しかしながら、レーザ発振器１０４からのレーザ光ＬＡが鉛直方向に進むようにレーザ発振器１０４を配置した場合には、反射鏡１１２が必要になる。よってガルバノスキャナのサイズを小さくすることが困難になる。レーザ発振器１０４の共振器の伸びる方向が水平方向に等しくなる（つまりレーザ光ＬＡが水平方向に進む）ようにレーザ発振器１０４を配置すれば反射鏡１１２が不要になる。この場合にはガルバノスキャナのサイズを小さくすることができるもののレーザマーキング装置１０１のサイズが増加する（設置面積が増える）という問題が生じる。

また、反射鏡１１４Ｘ，１１４Ｙの少なくとも一方が回転する際には、反射鏡１１４Ｘ，１１４Ｙ同士の衝突を避ける必要がある。このため反射鏡１１４Ｘと反射鏡１１４Ｙとの間隔をある程度大きくする必要がある。つまり、反射鏡１１４Ｘと反射鏡１１４Ｙとの間隔に応じてガルバノスキャナのサイズが決定される。

本発明の目的は、小型化が可能な光走査装置を提供することである。

本発明は要約すれば、光走査装置であって、入射光を反射させて第１の反射光を生じさせる第１の鏡と、第１の鏡の反射面に対して斜めに延び、第１の鏡が取付けられている第１の軸と、第１の軸を回転させる第１の回転装置と、第１の反射光を反射させて第２の反射光を生じさせる第２の鏡と、入射光に直交する平面に平行に延び、第２の鏡が取付けられている第２の軸と、第２の軸を回転させる第２の回転装置とを備える。

好ましくは、第１の軸の回転角度の値が第１の基準値であり、かつ、第２の軸の回転角度の値が第２の基準値である場合に、第１の鏡の反射面と第２の鏡の反射面とは平行である。

より好ましくは、第１および第２の軸の回転は、第１および第２の基準値をそれぞれ含むように予め定められた回転角度範囲内での往復運動である。

より好ましくは、第２の軸は、第１の軸の回転角度の値が第１の基準値であるときの第１の反射光の光軸と、入射光の光軸とによって規定される平面に直交する。

好ましくは、第２の反射光は、レンズに入射する。第１の鏡の反射面と第２の鏡の反射面とが平行である場合に、第２の反射光はレンズの中心軸に平行に進む。

より好ましくは、入射光の進行方向は、レンズの中心軸に平行な方向である。
好ましくは、第１の反射光の光軸は、第１の軸に対して所定の角度をなす。

好ましくは、入射光は、第１の軸に対して斜めに進む。
好ましくは、入射光は、第１の軸の中心線上を進む。

より好ましくは、第１の軸は、第１の回転装置を貫くように設けられる。第１の軸の内部は、中空である。入射光は、第１の軸の内部を通る。

好ましくは、第１の軸は、第１の鏡の反射面側に取付けられている。

本発明によれば、光走査装置を小型化できる。

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１の光走査装置を含むレーザマーキング装置の構成を示す図である。

図１を参照して、レーザマーキング装置１は、ガルバノスキャナ２と、レーザ発振器４と、ｆθレンズ６とを備える。ガルバノスキャナ２は本発明における「光走査装置」に対応する。

ガルバノスキャナ２は、レーザ発振器４が鉛直方向に発したレーザ光ＬＡを走査する。ガルバノスキャナ２は、反射鏡１４Ｘ，１４Ｙと、モータ１６Ｘ，１６Ｙとを備える。

反射鏡１４Ｘはレーザ発振器４から発せられるレーザ光ＬＡを反射させて反射光ＬＡ１を生じさせる。

モータ１６Ｘは、回転軸１７Ｘを有する。回転軸１７Ｘにはアダプタ１５が取付けられる。反射鏡１４Ｘはアダプタ１５の中に収められる。回転軸１７Ｘ（軸Ｘ１）は反射鏡１４Ｘの反射面１８Ｘに対して斜めに延びる。

モータ１６Ｘは回転軸１７Ｘを回転させる。回転軸１７Ｘは軸Ｘ１を中心に回転する。モータ１６Ｘにおいて、回転軸１７Ｘを回転させる部分（ステータ）は本発明における「第１の回転装置」に対応する。

回転軸１７Ｘは、たとえば時計回りおよび反時計回りに回転する。図１に示す反射鏡１４Ｘの状態は、回転軸１７Ｘの回転角度の値が第１の基準値である状態を示す。なお、第１の基準値は、たとえば０である。要するに、回転軸１７Ｘの回転は基準値である０を含むように予め定められた回転角度範囲内での往復運動である。

図２は、図１に示すアダプタ１５をより詳細に示す斜視図である。
図２を参照して、アダプタ１５は、取付口１５Ａ，１５Ｂを有する。反射鏡１４Ｘは取付口１５Ａにはめられる。取付口１５Ｂには図１に示すモータ１６Ｘの回転軸１７Ｘが差し込まれる。

反射鏡１４Ｘが取付口１５Ａにはめられた状態において、反射鏡１４Ｘの反射面１８Ｘは露出する。また、反射面１８Ｘに対して軸Ｘ１が０度よりも大きなある角度になるように取付口１５Ｂが形成される。アダプタ１５を回転軸１７Ｘに取付けた場合、反射面１８Ｘに対して回転軸１７Ｘは斜めになる。

再び図１を参照しながら説明する。反射鏡１４Ｙは反射光ＬＡ１を反射させる。反射光ＬＡ２は反射光ＬＡ１が反射鏡１４Ｙで反射することによって生じた光である。

モータ１６Ｙは回転軸１７Ｙを有する。回転軸１７Ｙには反射鏡１４Ｙが取付けられている。モータ１６Ｙは回転軸１７Ｙを回転させる。モータ１６Ｙにおいて、回転軸１７Ｙを回転させる部分（ステータ）は本発明における「第２の回転装置」に対応する。

回転軸１７Ｙは反射鏡１４Ｙの反射面１８Ｙに平行である。さらに回転軸１７Ｙは、レーザ光ＬＡに直交する平面Ａに平行である。さらに回転軸１７Ｙは回転軸１７Ｘの回転角度が０度であるときの反射面１８Ｘに平行である。

回転軸１７Ｙは、たとえば時計回りおよび反時計回りに回転する。図１に示す反射鏡１４Ｙの状態は、回転軸１７Ｙの回転角度の値が第２の基準値である状態を示す。なお、第２の基準値は、たとえば０である。要するに、回転軸１７Ｙの回転は基準値である０を含むように予め定められた回転角度範囲内での往復運動である。

回転軸１７Ｘの回転角度が０度であり、かつ、回転軸１７Ｙの回転角度が０度であるときに反射面１８Ｘと反射面１８Ｙとは平行である。このときに反射光ＬＡ２はレーザ光ＬＡと同じ方向、すなわち鉛直方向に進む。

なお、回転軸１７Ｘ，１７Ｙのいずれか一方または両方は、一方向（たとえば時計方向）のみに回転してもよい。

また、図１に示すＸ方向およびＹ方向は、反射鏡１４Ｘ，１４Ｙの回転によってワークＷの表面上に形成される反射光ＬＡ２の光スポットの移動方向をそれぞれ示す。Ｘ方向とＹ方向とは直交する。

なお、レーザ光ＬＡは本発明における「入射光」に対応する。反射光ＬＡ１，ＬＡ２は本発明における「第１の反射光」および「第２の反射光」にそれぞれ対応する。

レーザ発振器４は、たとえばＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザ等である。共振器の伸びる方向が鉛直方向に等しくなるようにレーザ発振器４は設置される。

反射光ＬＡ２はｆθレンズ６に入射する。反射光ＬＡ２はワークＷの表面で集光される。ワーク表面で集光した反射光ＬＡ２により、たとえば文字や図形等がワークＷの表面に記録される。

次に図１に示すガルバノスキャナ２についてより詳細に説明する。
図３は、図１に示すガルバノスキャナ２を分かりやすく示す図である。

図３を参照して、回転軸１７Ｘおよび回転軸１７Ｙの回転角度がともに０度のときに反射面１８Ｘと反射面１８Ｙとは平行である。回転軸１７Ｘは反射面１８Ｘに対して斜めに延びる。また、回転軸１７Ｙはレーザ光ＬＡの光軸および反射光ＬＡ１の光軸により規定される（レーザ光ＬＡの光軸および反射光ＬＡ１の光軸を含む）平面Ｂに直交する。

回転軸１７Ｘ（すなわち軸Ｘ１）と反射面１８Ｘとのなす角度をθ１とする。角度θ１は０度より大きい。また角度θ１の最大値はモータ１６Ｘがレーザ光ＬＡを遮らない限りにおいて適切に定めることができる。たとえば角度θ１の最大値は６０度である。

回転軸１７Ｙはレーザ光ＬＡに直交する平面Ａに平行である。また、回転軸１７Ｙは反射鏡１４Ｙの反射面１８Ｙに平行である。さらに、回転軸１７Ｙは反射鏡１４Ｘの反射面１８Ｘに平行である。なお平面Ａはｆθレンズ６の中心軸１９に対して直交する。

反射鏡１４Ｙから出る反射光ＬＡ２はｆθレンズ６の中心軸１９上を通り、ワークＷに達する。このように反射鏡１４Ｘ，１４Ｙと、モータ１６Ｘ，１６Ｙとを配置することによって、反射鏡１４Ｘに入射するレーザ光ＬＡと反射光ＬＡ２とは、鉛直方向に沿って進む。すなわちレーザ光ＬＡの進行方向はｆθレンズ６の中心軸１９に平行な方向である。

従来のガルバノスキャナにおいて、入射光と出射光の進行方向を同じにするためには、入射光の進行方向を９０度変えるための反射鏡が必要である。たとえば図９に示すガルバノスキャナ１０２においては、レーザ光ＬＡの進行方向を鉛直方向から水平方向に変えるための反射鏡１１２が設けられる。ガルバノスキャナ２においてはこのような反射鏡が不要となる。よって本実施の形態によればガルバノスキャナを小型化できる。

また、回転軸１７Ｘ，１７Ｙの回転角度がともに０度のときには反射面１８Ｘと反射面１８Ｙとが平行である。これにより、反射鏡１４Ｘ，１４Ｙのいずれか一方または両方の回転時において反射鏡１４Ｘ，１４Ｙ同士が衝突しない反射鏡１４Ｘ，１４Ｙ間の最短距離を従来よりも短くできる。よって本実施の形態によれば、ガルバノスキャナ２を小型化できる。

なお、反射光ＬＡ２はｆθレンズ６の中心軸１９上を進むものと限定されず、中心軸１９に平行に進めばよい。

レーザ発振器４は鉛直方向にレーザ光ＬＡを発する。レーザ光ＬＡが水平に出射されるようにレーザ発振器４を設置すると、レーザ発振器４の共振器の伸びる方向が水平方向になるのでレーザマーキング装置１の設置面積が大きくなる。共振器の伸びる方向が垂直方向に等しくなる（レーザ光ＬＡが鉛直方向に進む）ようにレーザ発振器４を設置することによってレーザマーキング装置１の設置面積を小さくすることが可能になる。

ただし、レーザ光ＬＡと反射光ＬＡ２との進行方向が鉛直方向となるようにガルバノスキャナ２の配置が限定されるものではない。たとえばレーザ光ＬＡと反射光ＬＡ２とは水平方向に進んでもよい。レーザ光ＬＡと反射光ＬＡ２との進行方向は、ガルバノスキャナ２が搭載される装置（レーザマーキング装置１、あるいはたとえばレーザプリンタ等の装置）に応じて、適切に定められる。

さらに、ガルバノスキャナ２においては、反射光ＬＡ１の光軸が軸Ｘ１に対して所定の角度をなすように、軸Ｘ１に対するレーザ光ＬＡのなす角度θ２が設定される。その理由について以下に説明する。

図４は、図３に示す反射鏡１４Ｘを回転させた際に反射鏡１４Ｙの反射面１８Ｙにおける反射光ＬＡ１の軌跡を示す図である。

図４および図３を参照して、反射面１８Ｙにおける反射光ＬＡ１の軌跡として直線２０Ａと曲線２０Ｂとが示される。直線２０Ａは反射光ＬＡ１の光軸が軸Ｘ１に対して所定の角度をなす場合における反射光ＬＡ１の軌跡を示す。なお直線２０Ａは回転軸１７Ｙと重なる。一方、曲線２０Ｂは軸Ｘ１に対する反射光ＬＡ１の角度が所定の角度と大きく異なる場合の反射光ＬＡ１の軌跡を示す。なお以下の説明では反射鏡１４Ｙは回転しないものとする。

直線２０Ａに沿って反射光ＬＡ１が移動したときには、ワークＷの表面における反射光ＬＡ２のスポットは図１のＸ方向のみに移動する。一方、曲線２０Ｂに沿って反射光ＬＡ１が移動したときにはワークＷの表面における反射光ＬＡ２のスポットは図１のＸ方向およびＹ方向に移動する。

つまり、反射光ＬＡ１の光軸が軸Ｘ１に対して所定の角度をなすように角度θ２が設定されていない場合、ワークＷの表面における反射光ＬＡ２の光スポットをＸ方向のみに移動させるためには反射鏡１４Ｘ，１４Ｙの両方を回転させなければならない。図９に示すガルバノスキャナ１０２（従来のガルバノスキャナ）においては、ワークＷの表面における光スポットを一方向（Ｘ方向あるいはＹ方向）に移動させるためには反射鏡１１４Ｘ，１１４Ｙのうち対応する反射鏡のみを回転させればよい。

本実施の形態によれば、反射光ＬＡ１の光軸が軸Ｘ１に対して所定の角度をなす。これにより、反射鏡１４Ｘのみ回転させた場合にはワークＷの表面における光スポットはＸ方向にのみ移動する。同様に反射鏡１４Ｙのみ回転させた場合にはワークＷの表面における光スポットはＹ方向にのみ移動する。よって、従来のガルバノスキャナと同様の制御によって、所定の走査領域内における任意の位置にレーザ光（反射光ＬＡ２）を照射できる。

続いて、上述の「所定の角度」について詳細に説明する。
図５は、図４に示す反射光ＬＡ１の軌跡をシミュレーションにより求めるためのガルバノスキャナ２のモデルを示す図である。

図５を参照して、軸Ｘ１と反射光ＬＡ１の光軸とのなす角度をθとする。軸Ｘ１と反射鏡１４Ｘの反射面１８Ｘとのなす角度をθ１とする。レーザ光ＬＡと軸Ｘ１とのなす角度をθ２とする。反射面１８Ｘの法線と反射光ＬＡ１とのなす角度をθ３とする。反射鏡１４Ｙの反射面１８Ｙが水平方向に対してなす角度をθ４とする。なお角度θ１，θ２は図３に示す角度θ１，θ２にそれぞれ対応する。

続いて反射鏡１４Ｙの反射面１８Ｙにおける反射光ＬＡ１の軌跡のシミュレーション結果を説明する。なお、シミュレーションに際しては、θ１＝４３度、θ２＝１９度、θ３＝２８度、θ４＝２８度と設定して、角度θを変化させた。また、レーザ光ＬＡとｆθレンズ６の中心軸との距離を１０．５ｍｍに設定した。

図６は、図５に示すガルバノスキャナ２のモデルを用いてシミュレーションを行なった結果を示す図である。

図６および図５を参照して、グラフの横軸は反射鏡１４Ｘの回転角度の絶対値を示し、グラフの縦軸は反射鏡１４Ｙにおけるレーザ光（反射光ＬＡ１）の移動量を示す。なお「レーザ光の移動量」とは、図４に示す直線２０Ａと反射面１８Ｙに形成される反射光ＬＡ１のスポットとの距離を示す。

図６のグラフは、θ＝７５度、７５．５度、７６度の各場合において、反射鏡１４Ｘの回転角度を変えたときの反射鏡１４Ｙにおけるレーザ光の移動量を示す。θ＝７５度，７５．５度，７６度の各場合において反射鏡１４Ｘの回転角度の絶対値を０〜１２．５度の範囲で変化させたときのレーザ光の移動量の範囲は、それぞれ±２μｍ（０．００２ｍｍ）の範囲、±１０μｍ（０．０１ｍｍ）の範囲、±１０μｍ（０．０１ｍｍ）の範囲となる。

ここで反射鏡１４Ｙの反射面１８Ｙにおけるレーザ光のスポットサイズは約４０μｍである。たとえばθ＝７５．５度の場合には、レーザ光のスポットサイズ（約４０μｍ）に対するレーザ光の移動量（２μｍ）の割合は５％である。

上記の５％という値は、ガルバノスキャナ２の実用上、問題が生じない値である。図９に示すガルバノスキャナ１０２のような従来のガルバノスキャナにおいても、反射鏡１１４Ｘを回転させると反射鏡１１４Ｙにおいてレーザ光ＬＡが所定の直線（この直線は図４に示す直線２０Ａに対応する）から移動する。このようにレーザ光ＬＡがずれるのは、反射鏡１１４Ｘ，１１４Ｙを高速回転させるためにモータの回転軸が反射鏡の重心を通ることに起因する。

図７は、モータの回転軸が反射鏡の重心を通る場合の問題点を説明する図である。
図７を参照して、反射鏡２４の重心を通るようにモータの回転軸２５が設けられる。反射鏡２４には厚みｔがあるために反射鏡２４が回転した後のレーザ光ＬＡの軌跡（図７中において実線の矢印で示す）は、反射鏡２４が回転する前のレーザ光ＬＡの軌跡（図７中において破線の矢印で示す）に対してずれる。

従来のガルバノスキャナにおいてもレーザ光のスポットサイズに対するレーザ光の移動量の割合は少なくとも５％程度は存在する。よって上記の５％という値は、実用上問題のない値である。図６に示すシミュレーション結果から、角度θ（「所定の角度」）をほぼ７５．５度に設定すればよいことが分かる。

なお、図６のシミュレーション結果に基づいてレーザ光の移動量の評価を行なう際に、反射鏡１４Ｘの回転角度の絶対値を０〜１２．５度の範囲内に設定したが、その理由は以下のとおりである。本実施の形態ではｆθレンズ６の中心軸１９に対する反射光ＬＡ２のなす角度は反射鏡１４Ｘの回転角度の２倍の大きさとなる。多くの場合、ｆθレンズへの光ビームの導入角度は±２５度程度に設定される。つまり、反射鏡１４Ｘの回転角度の絶対値が０〜１２．５度の範囲においてレーザ光の移動量の評価を行なえば実用上の評価として十分である。

また、図５に示すモデルは、本実施の形態の光走査装置における１つの例を示すものである。図４に示すように反射面１８Ｙにおける反射光ＬＡ１の軌跡が直線２０Ａに重なるのであれば、たとえば角度θ＝９０度をなすように、角度θ１，θ２，θ３，θ４が決定されてもよい。

以上のように実施の形態１によれば、従来よりも小型化されたガルバノスキャナを実現できる。

［実施の形態２］
図８は、実施の形態２の光走査装置を含むレーザマーキング装置の構成を示す図である。

図８および図３を参照して、レーザマーキング装置１Ａはガルバノスキャナ２に代えてガルバノスキャナ２Ａを備える点でレーザマーキング装置１と異なる。レーザマーキング装置１Ａの他の部分の構成はレーザマーキング装置１の対応する部分と同様であるので以後の説明は繰返さない。

ガルバノスキャナ２Ａは、モータ１６Ｘに代えてモータ２６Ｘを含む点でガルバノスキャナ２と異なる。ガルバノスキャナ２Ａの他の部分の構成はガルバノスキャナ２と同様であるので以後の説明は繰返さない。

モータ２６Ｘは、回転軸２７を有する。回転軸２７は、モータ２６Ｘを貫くように設けられる。回転軸２７は中空構造を有する。レーザ光ＬＡは回転軸２７の内部（より具体的には軸Ｘ１上）を通り、反射鏡１４Ｘにおいて反射する。つまり、レーザ光ＬＡは回転軸２７の中心線に相当する軸Ｘ１とのなす角度が０度となるように進む。一方、図３に示すガルバノスキャナ２ではレーザ光ＬＡは、軸Ｘ１に対して斜めに進む。この点で、実施の形態２の光走査装置は実施の形態１の光走査装置と相違する。なお、回転軸２７は透明な部材であってもよい。この場合には回転軸２７は中空構造である必要はない。

なお実施の形態１と同様に、軸Ｘ１は反射鏡１４Ｘの反射面１８Ｘに対して斜めに延びる。また、軸Ｘ１と反射光ＬＡ１とのなす角度は、９０度に設定される。

実施の形態２によれば回転軸２７にレーザ光ＬＡを通すことによって、モータ１６Ｘとモータ１６Ｙとの距離を実施の形態１よりも短くすることができる。よって、実施の形態２によれば実施の形態１よりも光走査装置を小型化することができる。

なお、反射鏡１４Ｘを回転軸２７に取付けるため、たとえば図１および図２に示すアダプタ１５において、軸Ｘ１が反射鏡１４Ｘの反射面１８Ｘに直交するように取付口１５Ｂが形成される。この場合には、取付口１５Ｂは回転軸２７が挿入される側から取付口１５Ａ側まで貫通する孔となる。

また、図８において、反射面１８Ｘの面積を大きくすることによって、回転軸２７を通さずにレーザ光ＬＡを反射面１８Ｘで反射させることができる。この場合にも、レーザ光ＬＡの進行方向と軸Ｘ１の方向とは等しく鉛直方向になる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

実施の形態１の光走査装置を含むレーザマーキング装置の構成を示す図である。 図１に示すアダプタ１５をより詳細に示す斜視図である。 図１に示すガルバノスキャナ２を分かりやすく示す図である。 図３に示す反射鏡１４Ｘを回転させた際に反射鏡１４Ｙの反射面１８Ｙにおける反射光ＬＡ１の軌跡を示す図である。 図４に示す反射光ＬＡ１の軌跡をシミュレーションにより求めるためのガルバノスキャナ２のモデルを示す図である。 図５に示すガルバノスキャナ２のモデルを用いてシミュレーションを行なった結果を示す図である。 モータの回転軸が反射鏡の重心を通る場合の問題点を説明する図である。 実施の形態２の光走査装置を含むレーザマーキング装置の構成を示す図である。 従来のガルバノスキャナを用いたレーザマーキング装置の構成を示す図である。 図９に示すレーザマーキング装置をより分かりやすく示す図である。

符号の説明

１，１Ａ，１０１ レーザマーキング装置、２，２Ａ，１０２ ガルバノスキャナ、４，１０４ レーザ発振器、６，１０６ ｆθレンズ、１４Ｘ，１４Ｙ，２４，１１２，１１４Ｘ，１１４Ｙ 反射鏡、１５ アダプタ、１５Ａ，１５Ｂ 取付口、１６Ｘ，１６Ｙ，２６Ｘ，１１６Ｘ，１１６Ｙ モータ、１７Ｘ，１７Ｙ，２５，２７ 回転軸、１８Ｘ，１８Ｙ 反射面、１９ 中心軸、２０Ａ 直線、２０Ｂ 曲線、１１６Ｘ モータ、１１６Ｙ モータ、Ａ，Ｂ 平面、ＬＡ レーザ光、ＬＡ１，ＬＡ２ 反射光、Ｗ ワーク、Ｘ１ 軸。

Claims (8)

1. 入射光を反射させて第１の反射光を生じさせる第１の鏡と、
   前記第１の鏡の反射面に対して斜めに延び、前記第１の鏡が取付けられる第１の軸と、
   前記第１の軸を回転させる第１の回転装置と、
   前記第１の反射光を反射させて第２の反射光を生じさせる第２の鏡と、
   前記入射光に直交する平面に平行に延び、前記第２の鏡が取付けられている第２の軸と、
   前記第２の軸を回転させる第２の回転装置とを備え、
   前記入射光が前記第１の軸に対して斜めに進むように前記第１の軸が配置される、光走査装置。
2. 前記第１の軸の回転角度の値が第１の基準値であり、かつ、前記第２の軸の回転角度の値が第２の基準値である場合に、前記第１の鏡の反射面と前記第２の鏡の反射面とは平行である、請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記第１および第２の軸の回転は、前記第１および第２の基準値をそれぞれ含むように予め定められた回転角度範囲内での往復運動である、請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記第２の軸は、前記第１の軸の回転角度の値が前記第１の基準値であるときの前記第１の反射光の光軸と、前記入射光の光軸とによって規定される平面に直交する、請求項２に記載の光走査装置。
5. 前記第２の反射光は、レンズに入射し、
   前記第１の鏡の反射面と前記第２の鏡の反射面とが平行である場合に、前記第２の反射光は前記レンズの中心軸に平行に進む、請求項１に記載の光走査装置。
6. 前記入射光の進行方向は、前記レンズの中心軸に平行な方向である、請求項５に記載の光走査装置。
7. 前記第１の反射光の光軸は、前記第１の軸に対して所定の角度をなす、請求項１に記載の光走査装置。
8. 前記第１の軸は、前記第１の鏡の反射面側に取付けられている、請求項１に記載の光走査装置。

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