JPH01129226A

JPH01129226A - 光走査装置

Info

Publication number: JPH01129226A
Application number: JP62287912A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Araki; 信博荒木; Yukio Sakagaito; 坂垣内　征雄; Takeo Sato; 佐藤　健夫; Koichi Kawada; 耕一河田; Hideji Fukazawa; 深沢　秀治; Hiroyuki Takenouchi; 竹之内　博幸
Original assignee: Matsushita Graphic Communication Systems Inc; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic System Solutions Japan Co Ltd; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-11-13
Filing date: 1987-11-13
Publication date: 1989-05-22
Anticipated expiration: 2012-02-19
Also published as: JP2583920B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、画像−１青報（二応じて変調されたビームを
用い、光を一方向に走査して記録、あるいは読取を行う
光走査装置に関するものである。

従来の技術従来、光を一方向に走査し、記録、あるいは読取りを行
う装置として、第７図に示す構成が知られている。以下
、上記従来例の光走査装置について第８図を参照しなが
ら説明する。

第８図に示すようにレーザ１０１からのレーザビームを
変調器１０２で画像信号に応じて変調し、この変調した
ビームをビームエキスパン！−１０３で拡大し、続いて
複数の反射ミラー１０４を利用して複数のビームエキス
パンダー１０３により拡大する。

この拡大したビームを回転するポリゴンミラー（多面体
ミラー）等の偏向器１０５により偏向し、この偏向した
レーザビームをｆ−θレンズからなる等速度走査レンズ
１０６により、反射ミラー１０７を利用して記録、ある
いは読取媒体等の被走査面１０８上に集光し、走査しな
がら記録、あるいは読取を行っていた。

従来の他の光走査装置として、実開昭５７−９３９０７
号公報及び５ＰＩＢ　Ｖｏｌ、　４９８　Ｐ１３５−１
３９　に記載されている構成が知られている。以下、こ
の従来例について第９図を参照しながら説明する。

第９図に示すようにレーザ２０１からのレーザビーム２
０２が集光レンズ２０３により光変調器２０４の変調中
心に結像される。変調後、再びレーザビーム２０２はコ
リメートレンズ２０５により平行光に直され、絞り２０
６を介してＸ軸音響光学偏向器２０７およびｙ軸音響光
学偏向器２０８でｘ−ｙ軸方向に偏向される。偏向器２
０７　、２０８を通過後、リレーレンズ２０９でレーザ
ビーム２０２の光路とビーム形状が成形され、さらに対
物レンズ２１０でテーブル２１）上の被走査面にビーム
スポットを結像し、微小範囲を高速高精度の偏向を行う
。そして、レーザビーム２０２はＸ軸方向に微小偏向さ
れ、Ｘ軸移動用モータ２１４とＸ軸移動用モータ２１５
の作動よりＸ軸移動用テーブル２１２とＸ軸移動用テー
ブル２１３を作動させ、広範囲の面積を完全にレーザビ
ーム２０２が偏向する。このとき、レーザ測長器２１６
はＸ軸移動用テーブル２１２に装着された測長用ミラー
２１７に測定用レーザ光２１８　、　２１９を照射し、
移動時の移動台の位置を精密に測定し、目標値との誤差
および送り速度ムラ量をコントローラ２２０に送り、音
響光学偏向器２０７　、２０８で誤差量を補正し、高速
高精度偏光を達成している。また、所望のパターンデー
タは計算機２２１に格納され、コントローラ２２０を通
して偏向位置に同期し、光変調器２０４を動作し、所望
のレジスト潜像、静電潜像および加工像を得る。

発明が解決しようとする問題点しかし、上記従来の第８図に示す光走査装置では、大画
面の記録、あるいは読取を微小なスポットで行う場合、
入射ビーム径が大きくなるため、偏向器１０５及び等速
度走査レンズ１０６が大きくなってしまう。また、等速
度走査レンズ１０６から発生する収差による影響より、
走査域での中央と端でスポットむらが生ずるという問題
があった。

一方、上記従来の第９図に示す走査装置では、。

偏向器２０７　、２０８から偏向される角度が小さく、
対物レンズ２１０により集光するスポラ）ｉ二は、走査
域においてスポットむらがほとんど生じないという利点
がある。しかし、走査幅が小さいため、描画部のテーブ
ル２１）を走査方向や副走査方向に移動し、大面積を描
画するが、このテーブル２１）の重量が大きいので、移
動速度が遅くなり、したがって、描画速度が遅くなると
いう問題があった。

本発明は、以上のような従来技術の問題を解決するもの
で、走査方向にスポットむらが生じないようにして高解
像な描画、あるいは読取を行うことができ、また、描画
、あるいは読取速度を速くすることができるようにした
光走査装置を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段そして上記問題点を解決するための本発明の技術的な手
段は、レーザと、このレーザからのレーザビームを集光
するための集光レンズ々、集光されたレーザビームを変
調する変調器と、この変調器より発散するレーザビーム
を拡大した平行ビームにするコリメートレンズと、この
平行ビームを偏向する偏向器と、この偏向器より偏向方
向に発散、若しくは収束する射出ビームを平行にするシ
リトリカルレンズと、このシリトリカルレンズより射出
される平行ビームを所望径の平行ビームにするリレーレ
ンズと、光軸方向に移動可能に設けられ、上記リレーレ
ンズからの平行ビームを集光する結像レンズと、この結
像レンズの移動方向に対して直角方向に移動する移動テ
ーブルおを備えたものである。

作　　　　用上記技術的手段（ｉよる作用は次のようになる。

すなわち、偏向器により偏向されたレーザビームを光軸
方向に移動する結像レンズにより走査することにより、
副走査方向に送りを伴った描画、あるいは読取を行うこ
とができ、軽量のレンズを移動するので、移動スピード
を速くすることができる。また、結像レンズを用いてい
るので、瞳位置の移動による軸外収差の変化はほとんど
見られなくなり、したがって、結像レンズの移動に伴う
スポット形状の変化はほとんど見られない。

実施例以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

まず、本発明の第１の実施例Ｃ二ついて説明する。

第１図ないし第６図は本発明の第１の実施例における光
走査装置を示し、第１図は斜視図、第２図（ａ）は断面
図、第２図（’ｂ）は第２図（ａ）の右側面図、第２図
（Ｃ）は第２図（ａ）の一部破断底面図、第３図は結像
レンズと反射ミラーの移動装置の斜視図、第４図（ａ）
、第５図＜ａ）はそれぞれ偏向器とシリンドリカルレン
ズの組み合わせ例の説明図、第４図（ｂ）、第５図（ｂ
）はそれぞれ偏向器に入力する周波数の例の説明図、第
６図は結像レンズ、反射ミラーと移動テーブルの動作説
明図である。

第１図および第２図において、１はレーザ、２はレーザ
１からのレーザビームを集光する集光レンズ、３は集光
レンズ２により集光されたレーザビームを画像情報に応
じて変調する変調器、４は変調器３から射出したレーザ
ビームをある大きさの平行ビームにするコリメートレン
ズ、５はコリメートレンズ４から射出した平行ビームを
反射する反射ミラー、６は反射ミラー５により反射され
た平行ビームを偏向する偏向器、７は偏向器６より射出
され、偏向方向に発散、あるいは収束したレーザビーム
を平行に直すシリンドリカルレンズ、８はシリンドリカ
ルレンズ７より射出した平行ビームをある大きさの平行
ビームにするケブラー型のリレーレンズ、９はリレーレ
ンズ８より射出した平行ビームを反射する反射ミラー、
１０は光軸方向に移動し、上記のように偏向された平行
ビームを原稿面１２に集光し、走査させるための結像レ
ンズ、１）は光軸方向に移動し、結像レンズ１０　によ
り集光するレーザビームを移動テーブル１６（第６図参
照）上の原稿面１２に反射するための反射ミラーである
。

上記結像レンズ１０と反射ミラー１）は第３図に示すよ
うに移動子】４に支持され、移動子１４は空気軸受また
は磁気（二より移動軸１５上に安定した浮上状態に支持
されている。そして、移動子１４および結像レンズ１０
、反射ミラー１）は移動＋１＋ｌＩ］１．５に内蔵され
ているリニアモーターにより移動軸１５の軸方向に沿っ
て速やかに移動されるようになっている。移動テーブル
１６は第６図１＝示すように結像レンズ１０および反射
ミラー１）の移動方向に対して直角方向に移動可能とな
っている。

次に上記第１の実施例の動作について説明する。

レーザｌから発射したレーザビームを変調器３内部に導
いてビームウェストを作成し、レーザビームの変調速度
を上げるため、集光レンズ２によりレーザビームを集光
し、このビームウェスト位置（２変調器３を設置し、レ
ーザビームの変調を行う。変調器３から再び射出された
レーザビームはコリメートレンズ４によりある大きさの
平行ビームとなり、射出される。この平行ビームは反射
ミラー５により反射され、偏向器６により偏向され、発
散および収束が行われ、偏向器６から射出され、この射
出ビームはシリンドリカルレンズ７Ｃ二より平行ビーム
となる。このとき、第４図（ｂ）に示すように偏向器６
に入力する周波数ｆが高い方から低い方にスイープする
場合には、第４図（ａ）に示すように偏向器６より射出
するビームは発散状態・となり、正のパワーを持つシリ
ンドリカルレンズ７により平行ビームに補正する。また
、第５図（ｂ）に示すように周波数ｆが低い方から高い
方ヘスイーブする場合には、第５図（ａ）に示すように
偏向器６より射出するビームは収束状態となり、負のパ
ワーを持つシリンドリカルレンズ７により平行ビームに
補正する。そして、シリンドリカルレンズ７より射出さ
れた平行ビームはリレーレンズ８を通過しである大きさ
の平行ビームとなり、反射ミラー９により反射する。こ
の平行ビームは結像レンズ１０により反射ミラー１）を
利用して原稿面１２に集光し、走査され、記録、あるい
は読取が行われる。このとき、結像レンズＩＯおよび反
射ミラー１）は光軸方向、すなわち副走査方向に送られ
る。これら結像レンズ１０と反射ミラー１）は上記のよ
うに移動子１４と共に、移動軸１５の軸方向に沿ってリ
ニアモーターにより速やかに移動させる。この記録、あ
るいは読取動作の詳細について第６図を参照しながら説
明すると、結像レンズ１０および反射ミラー１）がその
光軸方向、すなわち副走査方向に移動しながら記録、あ
るいは読取を行い、送り方向の端に結像レンズおよび反
射ミラー１）が到達したとき、移動テーブル１６を結像
レンズ１０の走査幅に等しいピッチ分、結像レンズ１０
等の移動方向と直角方向に移動させ、結像レンズ１０お
よび反射ミラー１）を上記とは逆方向に移動させ、記録
、あるいは読取を行い、以下、上記動作を繰り返して行
う。

上記実施例によれば、結像レンズ１０と反射ミラー１）
を光軸方向に移動しながら記録、あるいは読取を行うの
で、原稿面１２のテーブル１６を副走査方向に送る必要
がなく、また、結像レンズ１０　と反射ミラー１）はテ
ーブル１６　に比べてきわめて軽量であ（ハ移動スピー
ドを速くすることができる。また、変調器３に入射する
レーザビームが変調器３内部でビームウェストを形成す
るようにしているので、変調速度も速くすることができ
る。したがって、記録、あるいは読取スピードを速くす
ることができ、また、大画面の走査を行うことができる
。また、結像レンズ１０を正の）くワーを持つレンズ群
だけとすると、瞳位置の移動による軸外収差の変化は見
られなくなり、したがって、結像レンズ１０の移動に伴
うスポット形状の変化はほとんど見られなくなり、高解
像な描画、あるいは読取を行うことができる。

次に本発明の第２の実施例について説明する。

第７図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の第２の実施例を示し、
第７図（ａ）は断面図、第７図（ｂ）は第７図（ａ）の
右側面図、第７図（Ｃ）は第７図（ａ）の一部破断底面
図である。

本実施例においては、上記第１の実施例と同一部材（二
ついては同一符号を付してその説明を省略し、主として
相違点について説明する。

第７図（ａ）〜（Ｃ）に示すように集光レンズ２と変調
器３の間にビームスプリッタ−１７が設けられ、変調器
３にマルチチャンネルのものが用いられている。

次に上記第２の実施例の動作について説明する。

ビームスプリッタ−１７は集光レンズ２により集光した
レーザビームを２つに分け、マルチチャンネルの変調器
３にそれぞれ入射する。このため、結像レンズ１０によ
り集光するスポットは２つになり、また、コリメートレ
ンズ４の焦点距離を変化させることにより、２つのスポ
ットを隣接させて走査することができ、走査時間を約半
分に短縮することができる。このとき、ビームスプリッ
タ−１７が更に多くの複数のビームに分割し、変調器３
のチャンネル数を分割数に等しくした場合には、更に走
査時間を短縮することができる。

発明の効果以上述べたように本発明によれば、偏向器により偏向さ
れたレーザビームを光軸方向に移動する結像レンズによ
り走査することにより、副走査方向に送りを伴った描画
、あるいは読取を行うことができ、軽量のレンズを移動
するので、移動スピードを速くすることができる。した
がって、走査速度が速く、大画面の走査が可能となる。

また、結像レンズを用いるので、瞳位置の移動による軸
外収差の変化はほとんど見られなくなり、したがって、
結像レンズの移動に伴うスポット形状の変化はほとんど
見られない。したがって、高解像な描画、あるいは読取
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の第１の実施例における光
走査装置を示し、第１図は斜視図、第２図（ａ）は断面
図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）の右側面図、第２図（
Ｃ）は第２図（ａ）の一部破断底面図、第３図は結像レ
ンズと反射ミラーの移動装置の斜視図、第４図（ａ）、
第５図（ａ）はそれぞれ偏向器とシリンドリカルレンズ
の組み合わせ例の説明図、第４図（ｂ入組５図（ｂ）は
それぞれ偏向器に入力する周波数の例の説明図、第６図
は結像レンズ、反射ミラーと移動テーブルの動作説明図
、第７図（ａｌ〜（Ｃ）は本発明の第２の実施例を示し
、第７図（ａ）は断面図、第７図（ｂ）は第７図（ａ）
の右側面図、第７図（Ｃ）は第７図（ａ）の一部破断底
面図、第８図および第９図はそれぞれ従来の光走査装置
の説明図である。１・・・レーザ、２・・・集光レンズ、３・・・変調器
、４・・・コリメートレンズ、５．　９．　１）・・・
反射ミラー、６・・・偏向器、７・・・シリンドリカル
レンズ、８・・・リレーレンズ、１０・・・結像レンズ
、１２・・・原稿面、１３・・射出瞳、１４・・・移動
子、１５・・・移動軸、１６・・・移動テーブル、１７
・・・ビームスプリッタ−８代理人の氏名　弁理士　中
　尾　敏　男　はか１名第　１）第　２　図第４図第５図第７図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レーザと、このレーザからのレーザビームを集光
するための集光レンズと、集光されたレーザビームを変
調する変調器と、この変調器より発散するレーザビーム
を拡大した平行ビームにするコリメートレンズと、この
平行ビームを偏向する偏向器と、この偏向器より偏向方
向に発散、若しくは収束する射出ビームを平行にするシ
リンドリカルレンズと、このシリンドリカルレンズより
射出される平行ビームを所望径の平行ビームにするリレ
ーレンズと、光軸方向に移動可能に設けられ、上記リレ
ーレンズからの平行ビームを集光する結像レンズと、こ
の結像レンズの移動方向に対して直角方向に移動する移
動テーブルとを備えたことを特徴とする光走査装置。
（２）結像レンズが光軸方向に移動を行い走査すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光走査装置。