JPH03118510A - レーザ走査装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明はレーザプリンタやレーザマーカ、あるいは各
種表面検査装置などに応用されるレーザ走査装置に関す
る。

（従来の技術） 第４図に従来の代表的なレーザ走査装置の構成を示して
いる。レーザ発振器１から出射されたレーザビームはコ
リメータ２を通り、ドライバ４により回転されるポリコ
ンミラー３に入射する。

このときレーザビームの軸はポリゴンミラー３の回転軸
と直角な内面にあり、かつレーザ発振器１、コリメータ
２はポリゴンミラー３からの反射光路を防げない位置に
配置されている。ポリゴンミラー３の回転により扇形に
走査されるレーザビームは回転放物面鏡７により平行カ
ーテン状の走査ビームとなり、光照射ターゲット６上を
走査する。

（発明が解決しようとする課題） 前述した構成の従来のレーザ走行装置では次のような問
題点があった。

（１）　　ポリゴンミラー３へ入射するレーザビームは
当該ミラー３の回転軸と直角な内面にあるため、ミラー
３からの反射光路を防げない位置よりビームを入射する
必要があり、ポリゴンミラー３の反射面の有効断面積が
非常に小さくなってしまう。

そのため、より多きな反射面の大型のポリゴンミラーを
必要とし、従って製作コストが増大する。

（２）　　ポリゴンミラー３で扇形に走査されたレーザ
ビームを平行カーテン状の走査ビームに変換するために
回転放物面鏡７を用いているが、回転放物面鏡７への入
射光路と反射光路を分離するため、軸を外した配置関係
にしなければならず、このことにより、ターゲット６上
でのビーム走査軌跡は直線とはならず、わずかに曲線状
となる。また、ターゲット６への入射角度も一様になら
ず、場所によりわずかに誤差を生じる。

この発明の目的は、前述した従来の問題点を解消したレ
ーザ走査装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） そこでこの発明では、レーザ発振器からポリゴンミラー
への入射ビームの軸を回転面（回転軸と直交する面）か
ら適宜にずらして入射する配置関係にするとともに、ポ
リゴンミラーによる走査ビームを放物柱面鏡で受けて平
行カーテン状の走査ビームに変換する構成とした。

（作用） 前記の構成においては、ポリゴンミラーより反射ビーム
はミラーの回転とともに扇形ではなく、「直角−（入射
ずらし角）」を半頂角とし、ポリゴンミラーへのビーム
入射点を頂点とした円錐状の走査ビームとなる。これが
前記放物柱面鏡により平行でかつ直線的な走査ビームに
変換される。

（実施例） 本発明の一実施例の構成を第１図に示している。レーザ
発振器１より出射されたレーザ光はコリメータ２を通り
、ポリゴンミラー３に入射する。

コリメータ３は、ターゲット６上でのビームスポットを
調節する機能をもち、通常ビームを拡大し、かつターゲ
ット６上で収束させるように組み合わされた複数のレン
ズで構成される。また、ポリゴンミラー３はドライバ４
により回転され、回転ミラーとしての機能を発揮する。

ポリゴンミラー３により反射され円錐状に走査されたレ
ーザビームは放物柱面鏡により平行カーテン状の走査ビ
ームに変換された、ターゲット６上に照射される。

この実施例の詳細な配置関係を第２図に示しており、こ
の図に従って本装置の動作、作用を詳細に説明する。

第２図において、ポリゴンミラー３の半径方向にＹ軸を
とり、ミラーへのビーム入射点を原点０とし、ミラーの
回転方向にＸ軸、ミラーの回転軸と平行にＺ軸をとった
３次元の座標系を定義する。

ポリゴンミラー３への入射ビームはＹ−Ｚ平面内にあり
、かつＹ軸より角度θをもって入射する（θは通常１０
°以下に選定される）。

ポリゴンミラー３からの反射ビームは、ミラーの回転と
共に原点０を頂点としく９０°−θ）を頂角とした円錐
状に走査される。この円錐状を走査ビームが放物柱面鏡
５に入射する。放物柱面鏡５はＺ軸に平行に、かつ焦点
が原点Ｏとなるように配置されている。

放物柱面鏡５はＺ軸方向には直線であり、Ｘ−７面内に
おいて、 ｘ２−−４ｆ（３’　　ｆ）　　　　　Ｈ）式％式％） の放物線になる反射鏡である。

放物柱面鏡５へ入射する走査ビームは円錐形をしており
、その直円錐面は次式（２）で表わされる。

従って放物柱面鏡５と入射ビームの交点は（１）（２）
式により、 ｚ−−ｔａｎθ（ｙ　−２ｆ　）　　　＝１３）式とな
り、Ｘ軸への投影では第２図のように直線となる。

第３図は本発明の別の実施例を示すもので、これは先′
の実施例におけるポリゴンミラー３と放物柱面鏡５の間
に２枚の平面鏡８，９を入れて、ビ−ムを折り曲げたも
のである。この場合も、（１）　　ポリゴンミラー３の
ビーム入射角が放物柱面鏡５への入射角と同一 （２）　　ポリゴンミラー３の反射点から放物柱等面鏡
５まての距離をｆ−ｃｏｓ−’θとする、という２つの
条件を満足すれば、本発明の特徴とする動作、作用は先
の実施例と同じになる。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、この発明によれば、ポリゴ
ンミラーに対するビームの入射角の関係により、ミラー
反射面の有効断面積が大きく、従来より小型のポリゴン
ミラーで済む。また、ターケト上での平行カーテン状走
査ビームの軌跡は正確に直線となり、ターゲットへの入
射角も均一になり、従来より高精度なレーザ走査を実現
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例によるレーザ走査装置の正
面図（ａ）と側面図（ｂ）、第２図は同上第１実施例の
作用説明図、第３図は第２実施例装置の側面図、第４図
は従来装置の正面図（ａ）と側面図（ｂ）である。 １・・・レーザ発振器 ３・・・ポリゴンミラー ２・・・コリメータ ４・・・ポリゴンミラードライバ ５・・・放物柱面鏡 ６・・・ターゲット ７・・・回転放物柱面鏡 〜υ５弁理士三好秀和 す 第 ］ 図（ｂ） 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　レーザ発振器からのレーザビームをポリゴンミラーで
   走査するとともに、その走査ビームを放物柱面鏡により
   平行カーテン状の走査ビームに変換する装置であって、
   前記ポリゴンミラーの１面の中心を原点０とし、その回
   転軸と平行にＺ軸、ミラー面に垂直にＹ軸、ミラー回転
   方向にＸ軸を定義した座標系において、前記放物柱面鏡
   はその中心がｙ＝Ｆ（Ｆは焦点距離）の位置で、かつ柱
   面がＺ軸に平行となるように配置され、前記レーザ発振
   器からのビーム中心がＹ−Ｚ平面内にあるように配置さ
   れ、前記レーザ発振器からのレーザビームが前記ポリゴ
   ンミラーのミラー面の原点０に向ってＹ軸に対して適当
   な角度をもって入射するように配置されていることを特
   徴とするレーザ走査装置。