JPH04168411A - 光偏向器 - 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】 【産業上の利用分野】

本発明は、光偏向器に関し、詳しくは、面倒れの影響が
極めて小さい光偏向器に関する。

【従来の技術】

従来、光偏向器として、ポリゴンミラー、ガルバノミラ
−等を可動反射鏡として利用するものが知られている。 例えば、ポリゴンミラーを利用した光偏向器では、第１
４図に示すように、ポリゴンミラーＡ１を回転軸ＡＯを
中心に回転させつつ、そのポリゴンミラーＡ１の反射面
でレーザ光源より出射した直線偏光の入射光ビームＡ２
を反射させて、出射光ビームＡ３の進行方向を破線に示
すように回転軸ＡＯと交差する平面内で変化させる。 こうしたポリゴンミラーＡＩを利用した光偏向器では、
ポリゴンミラーＡＩの各反射面の加工誤差や、回転軸が
コマ振りのように円錐状にぶれることに起因して、反射
面が鉛直面から傾く現象、いわゆる面倒れが発生する。 このため、出射光ビームＡ３の進行方向が回転軸ＡＯと
交差する平面内からずれ、目的とする地点から大きく離
れた位置を露光してしまう。こうした面倒れは、ポリゴ
ンミラーを利用した光偏向器に限るものではなく、その
他の可動反射鏡を利用した光偏向器にも生じる。 そこで、例えば、ペンタプリズムまたは２枚の平面鏡を
用いて、面倒れの補正を図るものが提案されている（特
開昭８３−１５８５８０号公報。 Ｕｎｉｔｅｄ　Ｓ　ｔａｔｅｓ　Ｐａｔｅｎｔ　４４７
５７８７等）。 これらの光学要素は、面倒れを補正することができると
いう機能を有する。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、こうした従来の光偏向器では、入射光ビ
ームが、例えば、レーザ光源より出射した直線偏光の光
ビームである場合、反射光ビームは通常、楕円偏光とな
り、さらに、その偏光状態は、反射部であるポリゴンミ
ラー等の回転角に応じて変化する。このため、一定の偏
光状態の光ビームを利用する光学機器に前記従来の光偏
向器を適用することは困難である。 例えば、感光材料を走査露光する装置に従来の光偏向器
を適用する場合、光ビームの偏光状態が変化すると、高
感度の感光材料を高精度に露光することができない恐れ
がある。 また、従来の光偏向器は、光ビームの偏光状態が変化す
ることから、一定の偏光状態を持つ光ビームを測定対象
物に照射してその状態を解析するエリプソメータ等の測
定装置に適用することも困難である。 本発明の光偏向器は、こうした問題点に鑑みてなされた
もので、面倒れの補正を図りつつ、さらに、出射光ビー
ムの偏光状態を偏向方向によらずに一定に維持すること
を目的とする。

【課題を解決するための手段】

このような目的を達成すべく、前記課題を解決するため
の手段として、以下に示す２つの光偏向器の構成を取っ
た。 請求項１に記載した光偏向器は、 円偏光の入射光ビームを偏向する光偏向器であって、 入射される光ビームに対して、所定の第１の直線偏光成
分を選択的に透過すると共に、該成分と直交偏光の対を
なす第２の直線偏光成分を選択的に反射する選択性反射
面を有し、前記入射光ビームから所定の直線偏光の光ビ
ームを出射する光学素子と、 前記光学素子の選択性反射面に対して一定の角度で向か
い合って配設され、前記光学素子より出射した光ビーム
を再度、前記光学素子方向に反射する反射手段と、 前記−光学素子と前記反射手段との間に配設されるｌ／
４波長板と、 前記光学素子、反射手段および１７４波長板を、前記入
射光ビームの主光線を軸として一体的に回転させる回転
機構と を備えたことを要旨としている。 なお、この光偏向器にあって、円偏光の入射光ビームを
直線偏光に変換する１／４波長板を、入射光ビームの進
行方向に対し光学素子の前方に配設し、該１７４波長板
を、回転機構により、光学素子、反射手段およびそれら
の間に配設された１／４波長板と一体的に回転させるよ
うにしてもよい。 また、光学素子が、選択性反射面として、該光学素子の
入射面に対して平行な直線偏光成分を有する光ビームを
透過し、前記入射面に対して垂直な直線偏光成分を有す
る光ビームを反射する偏光膜を有する偏光ビームスプリ
ッタであるようにしてもよい。 請求項４に記載した光偏向器は、 円偏光の入射光ビームを偏向する光偏向器であって、 二つの反射部が一定の角度で向かい合って配設され、前
記入射光ビームを、該入射光ビームの入射方向に対して
一定の角度で出射する反射手段と、前記入射光ビームの
進行する光路中に配設され、円偏光の光ビームを直線偏
光の光ビームに変換する１／４波長板と、 前記反射手段および１／４波長板を、前記入射光ビーム
の主光線を軸として一体的に回転させる回転機構と を備えたことを要旨としている。 なお、この光偏向器にあって、１／４波長板に替えて、
偏光板を備えるようにしてもよい。

【作用】

以上のように構成された請求項１の光偏向器は、入射光
ビームを、光学素子の選択性反射面により透過（もしく
は反射）シ、その透過（もしくは反射）された光ビーム
を、反射手段により再度、光学素子方向に反射する。こ
うして光学素子に再入射される光ビームは、光学素子と
反射手段との間に配設された１／４波長板を２度通過し
ているため、光学素子に最初に入射される光ビームと直
交偏光の対をなす。このため、その再入射される光ビー
ムを、選択性反射面によって反射（もしくは透過）する
。その結果、入射光ビームの入射方向に対して所定の角
度で出射光ビームを出射する。 しかも、この一連の動作と同時に、光学素子、反射手段
および１７４波長板を、入射光ビームの主光線を軸とし
て、回転機構によって一体的に回転させる。その結果、
出射光ビームの出射方向は、入射光ビームの主光線を軸
として、その回りをその入射方向に対して所定の角度を
保ちつつ変化する。 このとき、光学素子の選択性反射面と反射手段とのなす
角度は一定であるため、一定の交角で配設された二枚の
反射面で反射される光線のふれ角は一定であるという幾
何光学的性質から、光ビームの出射方向を、光偏向器の
面倒れに対して不感とする。 また、光学素子には円偏光の光ビームが入射されるため
、選択性反射面の作用により、光学素子からは、その回
転角度位置にかかわらず、常に一定の光強度および偏光
方向を有する直線偏光の光ビームが出射される。即ち、
光偏向器からの出射光ビームの偏光状態は一定に維持さ
れる。 請求項２の光偏向器は、請求項１の光偏向器において、
さらに光学素子等と一体的に回転し、そこに入射する円
偏光の光ビームを直線偏光の光ビームに変換する１／４
波長板を具備するため、光偏向器の回転角度位置にかか
わらず、円偏光の入射光ビームを、その光量のほぼ全量
が光学素子の選択性反射面を通過または反射する直線偏
光の光ビームに変換し、光偏向器中を通過する光ビーム
の効率を向上させる。 請求項３の光偏向器は、請求項１または２に記載の光偏
向器において、選択性反射面を有する光学素子として、
特に、最も汎用されている偏光ビームスプリッタを特徴
する 請求項４の光偏向器は、入射光ビームを、反射手段の２
つの反射部で順次反射して、入射光ビームの入射方向に
対して所定の角度で光ビームを出射し、さらに、入射光
ビームの進行方向の光路中に配設された１／４波長板に
よって円偏光の光ビームを直線偏光の光ビームに変える
。しかも、この一連の作用を、反射手段および１／４波
長板の一体的な、入射光ビームの主光線を軸とする回転
に伴って行なう。その結果、光偏向器を通過した光ビー
ムの進行方向、即ち、光ビームの出射方向を、入射光ビ
ームの主光線を軸として、その回りをその入射方向に対
して所定の角度を保ちつつ変化させるように働（。 請求項１ないし３の光偏向器と同様に、２つの反射部を
所定の角度で向かい合って配置した構成の反射手段によ
って、光ビームの出射方向を、反射手段の面倒れに対し
て不感とする。 また、１／４波長板を、入射光ビームの主光線を軸とし
て反射手段と共に一体的に回転させていることから、円
偏光の光ビームは、１／４波長板を通過して、直線偏光
の光ビームに変わり、しかも、１／４波長板と反射手段
との相対的な位置関係は一定であることから、光偏向器
からの直線偏光の光ビームは一定の偏光方向をもち、偏
光状態が一定に維持される。 請求項５の光偏向器は、請求項４の光偏向器における１
／４波長板に代えて、円偏光の光ビームにおける一方向
の直線偏光成分のみを通過させる偏光板を採用する。

【実施例］ 以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするた
めに、以下本発明の好適な実施例について説明する。 第１図は、請求項１ないし３に記載した光偏向器に対応
する第１実施例の要部を示す模式図である。 図示するように、この光偏向器１は、第１の１／４波長
板２．偏光膜３ａを有する偏光ビームスプリッタ３．第
２の１／４波長板４および反射板５を、光ビームの入射
方向に順に配設した光学系６と、光ビームの主光線を軸
りとして光学系６を一体的に回転する図示しないモータ
とから構成されている。そして、第１と第２の１／４波
長板２と４および反射板５は光ビームの入射方向に直交
するように配設され、偏光ビームスプリッタ３は偏光膜
３ａが光ビームの入射方向に対して４５°をなすように
配設されている。 光偏向器１の光学系６には、入射光ビームとして円偏光
の光ビームが入射される。その入射光ビームは、第１の
１７４波長板２を通過して、その１７４波長板２の進相
軸に対して４５°の偏光面をもつ直線偏光の光ビームと
なる。ここでは、入射光ビームを、右回りの円偏光とし
て、入射面に平行なｐ偏光が得られるように、進相軸の
方向を定めて第１の１／４波長板２は配設されている。 なお、円偏光の回転方向は、円偏光の光ビームを迎える
方向（進行方向と逆の方向）から見た場合の電気ベクト
ルの回転方向であり、また、入射面とは、偏光膜３ａに
入射する光ビームと偏光膜３ａの法線とを含む面である
。 次いで、その直線偏光の光ビームは偏光ヒームスプリッ
タ３に入射される。偏光ビームスプリッタ３の偏光膜３
ａは、ｐ偏光の光ビームに対してはほぼ全光量を透過し
、入射面に垂直なＳ偏光の光ビームに対してはほぼ全光
量を反射する。第１の１／４波長板２を通過した光ビー
ムは、ｐ偏光であるから、偏光ビームスプリッタ３の偏
光膜３ａをそのまま透過し、第２の１／４波長板４に全
光量入射される。 第２の１／４波長板４は、ｐ偏光の光ビームを右回りの
円偏光の光ビームに変換するように進相軸の方向が定め
られて配設されており、偏光ビームスプリッタ３を透過
したｐ偏光の光ビームを右回りの円偏光の光ビームに変
換する。次いで、その光ビームは、反射板５にて反射さ
れ、進行方向が１８０°反転される。なお、この反射に
よって、円偏光の光ビームは、光ビームを迎える方向か
ら見て右回りの光ビームから左回りの光ビームとなり（
第１図参照）、再び第２の１／４波長板４に入射される
。 左回りの円偏光の光ビームは、第２の１／４波長板４を
通過すると、Ｓ偏光の光ビームとなり、再び、偏光ビー
ムスプリッタ３に入射されることになる。偏光ビームス
プリッタ３の偏光膜３ａは、前述したようにＳ偏光の光
ビームを反射することから、入射された光ビームは偏光
膜３ａにより反射されて、その進行方向が９０°転換さ
れ、図中上方向に出射される。 このとき、偏光ビームスプリッタ３の偏光膜３ａと反射
板５との交角は４５°で固定されているため、一定の交
角で配設された二枚の反射面で反射される光線のふれ角
は一定であるという幾何光学的性質から、光学系６が第
１図における紙面に垂直な軸の回りの微動した場合にも
光ビームの出射角度は変化しない。 光学系６は図示しないモータ等の回転機構により入射光
ビームの主光線を軸りとして回転することから、出射光
ビームは、その軸りに対して垂直な方向を保ちつつ軸り
の回りに出射される。 こうした構成の光偏向器１を適用したドラム内面走査型
画像記録装置について、次に説明する。 第２図はそのドラム内面走査型画像記録装置の要部を示
す斜視図、第３図はそのドラム内面走査型画像記録装置
の構成を制御系の構成と共に示す概略構成図である。 両図に示すように、ドラム内面走査型画像記録装置１０
は、円筒形状のドラム１１を備え、そのドラム１１の内
部に光偏向器１を備えている。ここで、ドラム１１の円
筒中心軸と光偏向器１の回転軸りとは、一致させである
。また、光偏向器１へ光ビームを送る光ビーム出力部１
２と、光ビームの進行方向、即ちドラム１１の軸方向に
光偏向器１を往復運動させる往復機構１３とを備えてい
る。 光ビーム出力部１２は、レーザ光源２０．変調器２１．
１／４波長板２２およびビームエキスパンダ２３から構
成されている。レーザ光源２ｏは、例えば、アルゴンレ
ーザ、ヘリウムネオンレーザ。 半導体レーザ等であり、直線偏光の光ビームを出射する
。変調器２１は、ドラム内面に保持された感光材料１１
ａに記録されるべき情報に応じて光ビームのオン／オフ
制御を行なう。なお、レーザ光源２０として、半導体レ
ーザを使用する場合には、それ自身で変調が可能である
ため、変調器２１はこれを省略することができる。 レーザ光源２０から出射された光ビームは、まず、変調
器２１でオン／オフ制御され、次いで、１／４波長板２
２を通過して、円偏光の光ビームに変換され、その後、
ビームエキスパンダ２３に送られる。ビームエキスパン
ダ２３により、光ビームは比較的大口径のビームに変換
され、その後、光ビームをドラム１１の内面に保持され
た感光材料１１ａ上に結像させるためのフォーカシング
レンズ２６を介して、光偏向器１に送られる。なお、１
／４波長板２２は、レーザ光源２０と光学系６との間の
任意の位置に配設することが可能である。 光偏向器１は、前述したように、第１の１／４波長板２
．偏光ビームスプリッタ３．第２の１／４波長板４およ
び反射板５の合計４つの光学素子からなる光学系６を備
えているが、詳しくは、図示するように偏光ビームスプ
リッタ３の表面に各光学素子２．　４．　５を光硬化性
樹脂等により接着・固定し、アルミ製の箱体２７（第３
図参照）で外側を覆うようにして、光学系６が構成され
ている。さらに、光偏向器１は、主走査モータ２８を備
え、その主走査モータ２８の回転軸に光学系６を内蔵す
る箱体２７が固着されて、前述した軸りを中心に回転す
る構成となっている。なお、フォーカシングレンズ２６
と光学系６が連結された主走査モータ２８とは、載置台
２９に載置されている。 載置台２９の下方には、往復機構１３が設けられている
。 往復機構１３は、ボールネジ機構であり、螺旋ねじが切
られている１本のねじ棒３０と２本の案内棒３１．３２
（第３図においては省略）とを備えており、これらは入
射光ビームの進行方向に平行に配設されている。ねじ棒
３０には、載置台２９の第１支持脚３４が螺合されると
共に、その端部に、副走査モータ３３の回転軸が連結さ
れている。また、ねじ棒３ｏは、載置台２９の第２支持
脚３５を貫通している。なお、両支持脚３４，３５には
、案内棒３１．３２も貫通されている。こうした構成に
より、副走査モータ３３を駆動することで、ねじ棒３０
が回転し、ねじ棒３０により第１支持脚３４、ひいては
載置台２９が、案内棒３Ｌ３２によって案内されて移動
する。なお、第１支持脚３４の下端には磁石片３６が接
着されており、この磁石片３６とスケール３７とで磁気
式のリニアエンコーダ３８が構成される。リニアエンコ
ーダ３８によれば、入射光ビームの進行方向（副走査方
向）における載置台２９の位置が検出され、ひいては、
その方向における光偏向器１からの出射光の位置が検出
される。 一方、主走査モータ２８の回転軸には、コード板３９ａ
が連結されており、このコード板３９ａと検出器３９ｂ
とからなるロータリエンコーダ４０により、主走査モー
タ２８の回転角、即ち、光偏向器１からの出射光の回転
角が検出される。 ドラム内面走査型画像記録装置１０は、さらに、主走査
モータ２８および副走査モータ３３の動作を制御する走
査系制御回路５０を備えている。走査系制御回路５０は
、主走査駆動回路５１を制御することにより、主走査モ
ータ２８を駆動し、また、副走査駆動回路５２を制御す
ることにより、副走査モータ３３を駆動する。その結果
、光偏向器１は、入射光ビームの主光線を軸として定速
回転し、それと並行して、その軸上を所定位置から所定
方向に、例えば第３図中左方向に定速移動する。 リニアエンコーダ３８およびロータリエンコーダ４０か
らの出力信号は、主走査駆動回路５１、副走査駆動回路
５２を介して走査系制御回路５０にそれぞれ入力される
。走査系制御回路５０は、それら出力信号を取り込んで
、画像処理装置６０に送る。 画像処理装置６０は、ドラム内面走査型画像記録装置１
０に送る画像データを生成する装置で、ＣＣＤラインセ
ンサなどの一次元蓄積型光電変換素子（以下ＣＣＤと呼
ぶ）６１と、ＣＣＤ６１からの出力信号をＡ／Ｄ変換す
るＡ／Ｄ変換器６２と、Ａ／Ｄ変換器６２および前記走
査系制御回路５０からの出力信号を取り込んで画像処理
を行ない、その結果である画像データを変調器２１に出
力する処理ユニット６３から構成されている。 処理ユニット６３は、周知のＣＰＵ６３ａ、ＲＯＭ６３
ｂ、ＲＡＭ６３ｃ等を中心に算術論理回路として構成さ
れ、Ａ／Ｄ変換器６２および前記走査系制御回路５０か
らの出力信号が入力される入カポ−）　６３　ｄ、変調
器２１に対して画像データの出力を行う出力ポートロ３
ｅ等を備える。 ＣＣＤ６１により、図示しない原画を光電走査して得ら
れた入力画像信号は、Ａ／Ｄ変換器６２により多階調デ
ジタル画像データに変換されて、処理ユニット６３内の
ＲＡＭ６３ｃに一旦格納される。処理ユニット６３は、
その格納された画像データを適宜読み出し、網点を作成
する網点発生処理を行ない、その網点化された画像デー
タを変調器２１に出力する。なお、処理ユニット６３は
、走査系制御回路５０からの出力信号を取り込んで、走
査位置に対応する画像データを変調器２１に出力する。 以上詳述してきた構成により、ドラム内面走査型画像記
録装置１０にあっては、画像処理装置６０で生成した画
像データにより変調された光ビームが、光偏向器１を介
してドラム１１の内面に向けて出射される。しかも、そ
の出射方向は、ドラム内面を、その軸の回り方向に回転
しつつドラムの全長方向に所定位置から所定方向に順に
移動される。その結果、ドラム１１の内面が螺旋状に順
次露光され、ドラム１１の内面に保持された感光材料１
１ａに画像が記録される。 以上第１実施例の構成を詳述してきたが、こうした第１
実施例の光偏向器１は、光ビーム出力部１２から入射さ
れる円偏光の入射光ビームを、第１の１／４波長板２に
よって直線偏光に変え、その直線偏光の光ビームを、偏
光ビームスプリッタ３、第２の１／４波長板４および反
射板５によって、偏光状態を保ったままでその方向を入
射方向に対して９０°転換する。しかもこの一連の動作
と同時に、前記偏光ビームスプリッタ３．第２の１／４
波長板４および反射板５を、第１の１／４波長板２と共
に入射光ビームの主光ｊ　　　ＩＪＬとして主走査モー
タ２８によって一体的に回転させる。 その結果、光ビームは、その軸りに対して垂直方向を保
ちつつ軸りの回りに出射される。 したがって、偏光ビームスプリッタ３および反射板５を
用いることにより、一定の交角で配設された二枚の反射
面で反射される光線のふれ角は一定であるという幾何光
学的性質から、出射光ビームの出射方向を、光偏向器１
の面倒れ、即ち、入射光ビームの入射方向に垂直で偏光
膜３ａに平行な軸（第１図の紙面に対して垂直な方向の
軸）の回りの揺動に対して不感とすることができ、面倒
れによる「出射方向の変化」という悪影響を除去（以下
、単に面倒れの補正と呼ぶ）することができる。 また、第１の１／４波長板２を通過した直線偏光の光ビ
ームは、第１の１／４波長板２の進相軸に対して所定の
偏光方向をもつｐ偏光の光ビームとなるが、第１の１／
４波長板２を、入射光ビームの人生光線を軸として、偏
光ビームスプリッタ３と共に一体的に回転させているこ
とから、偏光ビームスプリッタ３にはその回転角度位置
にかかわらず、偏光膜３ａに対して、常にｐ偏光の光ビ
ームが入射される。そして、このｐ偏光の光ビームは、
偏光膜３ａを透過した後、第２の１／４波長板４を通過
することにより円偏光の光ビームとなり、反射板５で進
行方向が反転された後、再び第２の１／４波長板４を通
過することによりＳ偏光の光ビームとなり、次いで、偏
光膜３ａにより反射され、偏光ビームスプリッタ３より
出射する。 このため、偏光ビームスプリッタ３からの出射光ビーム
、即ち、光偏向器ｌからの出射光ビームは一定の偏光方
向をもつ直線偏光となり、偏光状態を偏向方向によらず
に一定に維持することができる。その結果、一定の偏光
状態の光ビームを利用する光学機器に容易に適用するこ
とができる。 さらに、第１実施例の光偏向器１は、第１．第２の１／
４波長板２，４と偏光ビームスプリッタ３と反射板５と
を回転軸り上に配設することが可能であり、それらの重
心位置を回転軸り上に配置することができるため、特に
、高速回転する光偏向器として好適である。 次に、請求項Ｈないし３に記載した光偏向器に対応する
第２実施例を説明する。 第４図はその第２実施例の光偏向器の要部を示す模式図
である。 同図に示すように、この光偏向器１００は、第１実施例
と比較して、第２の１／４波長板４および反射板５の配
設位置と、第１の１／４波長板２の配設方向とが異なる
だけで、その他の構成は第１実施例の光偏向器１と同じ
である。即ち、第２の１／４波長板４および反射板５を
、偏光ビームスプリッタ３からみて入射光ビームの進行
方向に対して９０”　転換した方向に順に配設し、しか
も、第１の１７４波長板２を、右回りの円偏光の光ビー
ムが入射された場合に、入射面に垂直なＳ偏光の光ビー
ムが出射されるように、進相軸の方向を定めて配設する
。 こうした光偏向器１００によれば、入射光ビームとして
右回りの円偏光の光ビームが入射されると、第１の１／
４波長板２を通過した光ビームはＳ偏光の光ビームとな
り、偏光ビームスプリッタ３の偏光膜３ａにより、第２
の１／４波長板　の方向（図中、下方向）に反射される
。次いで、光ビームは、第２の１／４波長板４を通過す
ることにより円偏光の光ビームとなり、次いで、反射板
５で反射されることにより、円偏光の回転方向が反転さ
れ、図中上方向に進行する。そして、この光ビームは、
再び第２の１／４波長板４を通過することにより、ｐ偏
光の光ビームとなる。その後、この光ビームは、偏光ビ
ームスプリッタ３の偏光膜３ａを透過して、外部に出射
される。しかも、第１の１／４波長板２．偏光ビームス
プリッタ３゜第２の１／４波長板４および反射板５から
なる光学系６は、入射光ビームの主光線を・軸りとして
一体的に回転され、このために、光ビームは、第１実施
例と同様に、その軸りに対して垂直な方向を保ちつつ軸
りの回りに出射される。 こうした第２実施例の光偏向器１００は、第１実施例と
同様に、一定の交角で配設された二枚の反射面で反射さ
れる光線のふれ角は一定であるという幾何光学的性質か
ら、出射光ビームの出射方向を、光学系６の面倒れ、即
ち、入射光ビームの入射方向に垂直で反射面に平行な軸
（第４図の紙面に対して垂直な方向の軸）の回りの揺動
に対して不感とすることができ、いわゆる面倒れの補正
を図ることができる。さらに、出射光ビームの偏光状態
を光学系６の回転角度位置にかかわらず、常に一定に維
持することができ、その結果、一定の偏光状態の光ビー
ムを利用する光学機器に容易に適用することができる。 次に請求項１または３に記載した光偏向器に対応する第
３実施例を説明する。 第５図は、その第３実施例の先光偏向器５００の要部を
示す模式図である。 同図に示すように、この光偏向器５００は、第１実施例
と比較して、第１の１／４波長板２を省略すると共に、
偏光ビームスプリッタ３の一面に遮光部材５０２を配設
した点を除き、第１実施例の光偏向器１と同じである。 この光偏向器５００においては、偏光ビームスプリッタ
３に直接、円偏光の光ビームが入射される。ところで、
偏光ビームスプリッタ３の偏光膜３ａは、円偏光の光ビ
ームのうちｐ偏光成分のみ透過させ、Ｓ偏光成分を反射
するという作用を奏する。従って、偏光ビームスプリッ
タ３に入射した円偏光の光ビームは、その光量の約半分
がｐ偏光の光ビームとなって偏光膜３ａを透過して１／
４波長板４に達し、一方、残りの約半分は偏光膜３ａに
より、第５図下方向に反射されて遮光部材５０２に吸収
される。 １／４波長板を通過したｐ偏光の光ビームは、第１実施
例の場合と同様、右回りの円偏光の光ビームに変換され
、次いで、反射板５にて反射されて左回りの円偏光の光
ビームとなり、さらに、１／４波長板４によりＳ偏光の
光ビームとなって、偏光膜３ａで反射され、偏光ビーム
スプリッタ３より第５図上方に出射される。偏光ビーム
スプリッタ３．１／４波長板４および反射板５からなる
光学系６は、入射光ビームの主光線を軸りとして一体的
に回転され、このために、光ビームは、第１実施例と同
様に、その軸りに対して垂直な方向を保ちつつ軸りの回
りに出射される。 こうした第３実施例の光偏向器５００は、第１実施例と
同様に、一定の交角で配設された二枚の反射面で反射さ
れる光線のふれ角は一定であるという幾何光学的性質か
ら、出射光ビームの出射方向を、光学系６の面倒れ、即
ち、入射光ビームの入射方向に垂直で反射面に平行な軸
（第５図の紙面に対して垂直な方向の軸）の回りの揺動
に対して不感とすることができ、いわゆる面倒れの補正
を図ることができる。さらに、出射光ビームの偏光状態
を光学系６の回転角度位置にかかわらず、常に一定に維
持することができ、その結果、一定の偏光状態の光ビー
ムを利用する光学機器に容易に適用することができる。 なお、第３実施例の光偏向器５００においては、入射光
ビームの全光量のうち約１／２は、遮光部材５０２に吸
収されてしまうこととなるため、入射光ビームの光量を
予め大きくしておくことが望ましい。 次に、第１実施例ないし第３実施例の光偏向器１．１０
０，５００を、平面走査型の画像記録装置に用いた実施
例を説明する。 第６図はその平面走査型画像記録装置の要部を示す斜視
図である。 第６図に示すように、平面走査型画像記録装置１１０で
は、レーザ光源１２０がら出射された光ビームを、第１
実施例と同様に、変調器１２１゜１／４波長板１２２．
ビームエキスパンダ１２３を介して、比較的大口径の円
偏光の光ビームに変換する。その後、その光ビームを反
射板１３０で反射させて、光偏向器１　（１００，５０
０）に入射する。 光偏向器１から出射される光ビームは、光学系に特別な
歪曲収差を持たせて焦点距離を調節するｆθレンズ１３
２および折り返しミラー１３３を介して、副走査テーブ
ル１３４の表面に保持された感光材料１３６に送られる
。そうして、光偏向器■への光ビームの入射方向を軸と
して、光偏向器１を走査モータ１３８で等速回転させる
ことにより、副走査テーブル１３４上で平面的な走査露
光がなされる。 こうした構成の平面走査型画像記録装置１１０では、光
偏向器１に対して面倒れの補正が図られているため、例
え光偏向器１が揺動しても光ビームの出射方向は単に平
行にずれるのみであり、こうした光ビームの平行なずれ
はｆθレンズ１３２での結像位置になんら影響を及ぼす
ことがないため、光ビームは感光材料１３６上で本来の
位置に結像される。したがって、感光材料１３６上を直
線的な走査線に沿ってむらな（露光することができ、高
精度な記録を行なうことができる。 次に、請求項１ないし３に証載した光偏向器に対応する
第４実施例を説明する。 第７図はその第４実施例の光偏向器の要部を示す模式図
、第８図はその光偏向器の斜視図である。 両図に示すように、この光偏向器２００は、第１実施例
と同様に、第１の１／４波長板２０２゜偏光ビームスプ
リッタ２０３．第２の１／４波長板２０４および第１の
反射板２０５を、光ビームの入射方向に順に配設し、さ
らに、第２実施例と同様に、偏光ビームスプリッタ２０
３からみて入射光ビームの進行方向に対して９０’転換
する方向に、第３の１／４波長板２０６および第２の反
射板２０７を配設するようにして光学系２０８を構成し
、また、入射光ビームの主光線を軸りとして、光学系２
０８を図示しないモータで一体的に回転する。なお、第
２の反射板２０７は、その反射面の法線方向と偏光ビー
ムスプリッタ２０３からの光ビームの主光線とが微小な
角度をなすように傾けて配設されている。 光偏向器２００の光学系２０８に入射される光ビームは
、合成された２チャンネル分の変調光ビームである。こ
の２チャンネル分の変調光ビームの一つ（以下、第１光
ビームＢ１と呼ぶ）は、右回りの円偏光の光ビームで、
他方（以下、第２光ビームＢ２と呼ぶ）は、左回りの円
偏光の光ビームであり、また、両光ビームＢｌ、Ｂ２の
主光線は互いに一致しており、見かけ上１本の光ビーム
に合成されている。 こうした入射光ビームがどの様に各光学素子を通って外
部に出射されるかを、次に詳しく説明する。なお、第７
図にあっては、説明のため、第１光ビームＢ１と第２光
ビームＢ２との主光線をずらして描いている。 こうした入射光ビームは、第１の１／４波長板２０２を
通過して、第１光ビームＢｌ（第８図中、偏光状態を実
線で示す）はｐ偏光の光ビームに変換され、第２光ビー
ムＢ２（第８図中、偏光状態を破線で示す）はＳ偏光の
光ビームに変換される。 その後、第１光ビームＢ１は、第１実施例と同様にして
、偏光ビームスプリッタ２０３．第２の１／４波長板２
０４．第１の反射板２０５と順に送られ、その反射板２
０５で反射されて、第２の１／４波長板２０４．偏光ビ
ームスプリッタ２０３と戻る。このとき、前述した様に
第１光ビームＢ１はＳ偏光の光ビームとなっていること
から、偏光ビームスプリッタ２０３の偏光膜２０３ａで
反射されて、その進行方向が９０”転換され、図中上方
向に出射される。 他方、第２光ビームＢ２は、第１の１／４波長板２０２
を通過してＳ偏光の光ビームに変換されるため、第２実
施例と同様に、偏光ビームスプリッタ２０３の偏光膜２
０３ａで反射されて、進行方向が９０”転換され、第３
の１／４波長板２０６、第２の反射板２０７と順に送ら
れ、反射板２０７で反射されて、第３の１／４波長板２
０６゜偏光ビームスプリッタ２０３に戻る。このとき、
前述したように、第２光ビームＢ２は、ｐ偏光の光ビー
ムとなっていることから、偏光ビームスプリッタ２０３
の偏光膜２０３ａを通過し、図中上方向に出射されるが
、反射板２０７が前述したように微小角だけ傾いている
ことから、光ビームの入射方向と垂直な方向に対して微
小な角度が付いた方向に出射される。 その結果、両光ビームＢｌ、Ｂ２の出射方向には微小な
ずれがあるため、両光ビームＢ１．、Ｂ２は分離した状
態で外部に出射される。しかも、光学系２０８は図示し
ないモータにより軸りを中心として回転することから、
両光ビームＢｌ、Ｂ２は分離した状態で、その軸りに対
してそれぞれの角度（第１光ビームＢ１は９０°）を保
ちつつ軸りの回りに出射される。 こうした構成の光偏向器２００を内蔵するドラム内面走
査型画像記録装置について、次に説明する。 第９図はそのドラム内面走査型画像記録装置の要部を示
す斜視図、第１０図はそのドラム内面走査型画像記録装
置の構成を制御系の構成と共に示す概略構成図である。 両図に示すように、ドラム内面走査型画像記録装置２１
０は、円筒形状のドラム２１１を備え、そのドラム２１
１の内部にドラム２１１の円筒中心軸と回転軸とを一致
させた光偏向器２００を備えている。また、光偏向器２
００へ光ビームを送る光ビーム出力部２１２と、光ビー
ムの進行方向、即ちドラム２１１の軸方向に光偏向器２
００を往復運動させる往復機構２１３とを備えている。 光ビーム出力部２１２は、レーザ光源２１８を備えてお
り、レーザ光源２１８からの光ビームをハーフプリズム
２２０で二方向に分割し、一方の光ビーム（第１光ビー
ムＢｌ）を第１変調器２２１で、他方の光ビーム（第２
光ビームＢ２）を第２変調器２２２でそれぞれオン／オ
フ制御する。 第１光ビームＢｌ（第１０図中、偏光状態を実線で示す
）は、その後、反射板２２３で反射され、１／２波長板
２２４を介して、ｐ偏光の光ビームからＳ偏光の光ビー
ムに変換されて、偏光ビームスプリッタ２２５に送られ
る。一方、第２光ビームＢ２（第１０図中、偏光状態を
破線で示す）は、第２変調器２２２で変調された後、反
射板２２６で反射され、偏光ビームスプリッタ２２５に
送られる。偏光ビームスプリッタ２２５は、第１光ビー
ムＢ１と第２光ビームＢ２の主光線を一致させ、光偏向
器２００の回転軸りに沿って、両光ビームＢｌ、Ｂ２を
出射する。両光ビームＢｌ、Ｂ２は１／４波長板２２７
を介して、第１光ビームＢ１は右回りの円偏光の光ビー
ムに、第２光ビームＢ２は左回りの円偏光の光ビームに
それぞれ変換される。さらに、両光ビームＢｌ、Ｂ２は
、ビームエキスパンダ２２８により、比較的大口径の光
ビームに変換され、その後、フォーカシングレンズ２２
９を介して、光偏向器２００に送られる。なお、１／４
波長板２２７は、偏光ビームスプリッタ２２５と光偏向
器２００との間であれば、任意の位置に配設することが
できる。 光偏向器２００は、前述した光学系２０８と、主走査モ
ータ２３０を備え、その主走査モータ２３０の回転軸に
光学系２０８を内蔵する箱体２３工が固着されている。 なお、フォーカシングレンズ２２９と光学系２０８とに
連結された主走査モータ２３０とは、載置台２３２に載
置されている。 載置台２３２の下方には、往復機構２１３が設けられて
いるが、この往復機構２１３は、第１実施例と全く同じ
もので、図中、第２図および第３図と同じ番号を付した
。 ドラム内面走査型画像記録装置２１０は、さらに、各種
エンコーダと各種制御回路を備えるが、これらも第１実
施例と全（同じもので、図中、第２図および第３図と同
じ番号を付した。 また、第３図とほぼ同様の構成の画像処理装置６０を備
えており、第３図に示した装置と同様にして、網点を作
成する網点発生処理を行ない、その網点化された画像デ
ータを２チヤンネルに分けて、各チャンネルの画像デー
タを、第１変調器２２１、第２変調器２２２に出力する
。 以上詳述してきた構成により、ドラム内面走査型画像記
録装置２１０にあっては、画像処理装置６０で生成した
２チヤンネルの画像データで変調された第１．第２の光
ビームＢｌ、Ｂ２が、光偏向器２００を介して分離され
、ドラム２１１の内面に向けて出射される。しかも、第
１．第２の光ビームＢｌ、Ｂ２は、ドラム２１１の軸を
中心に回転しつつドラムの軸方向に順に移動される。そ
の結果、ドラム２１１の内面が螺旋状に順次２チヤンネ
ルの光ビームで露光され、ドラム２１１の内面に保持さ
れた感光材料２１１ａに画像が記録される。 以上第４実施例の構成を詳述してきたが、こうした第４
実施例の光偏向器２００によれば、第１ないし第３実施
例同様、偏光ビームスプリッタ２０３の偏光膜２０３ａ
と第１の反射板２０５との作用による幾何光学的性質と
、偏光ビームスプリッタ２０３の偏光膜２０３ａと第２
の反射板２０７との作用による幾何光学的性質とから、
第１光ビームＢ１および第２光ビームＢ２の出射方向を
、光学系２０８の面倒れ、即ち、入射光ビームの入射方
向に垂直で反射面に平行な軸（第７図の紙面に対して垂
直な方向の軸）の回りの揺動に対して不感とすることが
でき、いわゆる面倒れの補正を図ることができる。 また、第１の１／４波長板２０２を、入射光ビームの入
射方向を軸として、偏光ビームスプリッタ２０３と共に
一体的に回転させていることから、偏光ビームスプリッ
タ２０３には、その回転角度位置にかかわらず、偏光膜
２０３ａに対して常にｐ偏光およびＳ偏光の光ビームが
入射される。このため、第１または第２実施例同様、偏
光ビームスプリッタ２０３からの出射光ビーム、即ち、
光偏向器２００からの出射光ビームは、両ビームＢ１、
Ｂ２共、一定の偏光面をもつ直線偏光となり、偏光状態
を偏向方向によらずに一定に維持することができる。そ
の結果、一定の偏光状態の光ビームを利用する光学機器
に容易に適用することができる。 さらに、出射される両光ビームＢ１．Ｂ２は、Ｓ偏光と
ｐ偏光というように、偏光面が互いに直交している状態
が維持される。このため、従来、隣接する走査線の間が
白抜けになる状態（走査われ）を防止することを目的と
してマルチの出射光ビームを一部組なるようにした場合
に、第１１図（ａ）に示すように、干渉が生じてビーム
形状がくずれることがあったが、この実施例においては
、出射される両光ビームＢｌ、Ｂ２は、その偏向方向に
かかわらず、互いに直交偏向の対をなすこととなるため
、これらを一部組なるようにしても、第１１図（ｂ）に
示すように、干渉が生じない。 なお、上記の効果は、前述した偏光状態が一定に維持さ
れる効果により、生じるもので、副次的に発生する。 なお、前記第４実施例の光偏向器２００では、出射され
る両光ビームＢｌ、Ｂ２の出射方向をずらすために、第
２光ビームの反射部である第２の反射板２０７を若干傾
けるようになされていたが、これに換えて、ウォラスト
ンプリズムを用いて、両光ビームＢｌ、Ｂ２を分離する
ように構成してもよい。即ち、第１２図に示すように、
第２の反射板２０７を、その反射面の法線方向と偏光ビ
ームスプリッタ２０３からの光ビームＢ２の入射方向と
が一致するように配設し、偏光ビームスプリッタ２０３
から、光偏向器２００への入射光ビームの方向と９０°
の角度を持つ方向に両光ビームＢｌ、Ｂ２が出射される
ように構成し、さらに、その偏光ビームスプリッタ２０
３から出射された両光ビームＢｌ、Ｂ２をウォラストン
プリズム３００に通して、分離するように構成する。 こうして構成された変形例は、第４実施例と同一の効果
を奏する。前述した第１ないし第４実施例においては、
光学素子として最も一般的な偏光ビームスプリッタ３，
２０３を使用したものについて述べたが、同様の機能を
有するグラントムソン会プリズムやグランテーラ・プリ
ズム等の光学素子を使用することも可能である。 次に、請求項４または５に記載した光偏向器に対応する
第５実施例を説明する。 第１３図はその第５実施例の光偏向器の要部を示す模式
図である。 同図に示すように、この光偏向器４００は、所定の角度
で向かい合って置かれた２枚の反射板４１０．４１１お
よび１／４波長板４１５を備える光学系４１６と、入射
光ビームの主光線を軸りとして光学系４１６を一体的に
回転する図示しないモータとから構成されている。なお
、反射板４１０．４１１は、反射による偏光特性の変化
がほとんど無視できる程度の誘電体多層膜によりその反
射面が形成されている。 光偏向器４００の光学系４１６には、入射光ビームとし
て円偏光の光ビームが入射される。その入射光ビームは
、第１の反射板４１１で反射されて、第２の反射板４１
０に至り、さらにそこで反射されて、入射光ビームに対
して所定の角度（本実施例の場合、再反射板４１０，４
１１の交角を４５°　としているため９０°）の方向に
進む。その方向には１／４波長板４１５が配置されてお
り、その１／４波長板４１５を通過して、円偏光の光ビ
ームは、その回転方向に応じ１／４波長板４１５の進相
軸に対して４５°あるいは一４５°方向の偏光面を有す
る直線偏光の光ビームに変換される。こうして入射光ビ
ームに対して９０°の方向に光ビームは出射される。 そして、光学系４１６は図示しないモータにより軸りを
中心として回転することから、光ビームは、その軸りに
対して垂直な方向を保ちつつ軸りの回りに出射される。 このとき、二枚の反射板４１０，４１１の交角は４５°
で固定されているため、一定の交角で配設された二枚の
反射面で反射される光線のふれ角は一定であるという幾
何光学的性質から、出射光ビームの出射方向を、光学系
４１６の面倒れ、即ち、入射光ビームの入射方向に垂直
で反射面に平行な軸（第１３図の紙面に対して垂直な方
向の軸）の回りの揺動に対して不感とすることができ、
いわゆる面倒れの補正を図ることができる。 また、１／４波長板４１５を、入射光ビームの主光線を
軸として再反射板４１０，４１１と共に一体的に回転さ
せていることから、反射板４１０゜４１１からの円偏光
の出射光ビームは、１／４波長板４１５を通過して、直
線偏光の光ビームに変わる。しかも、１／４波長板４１
５と反射板４１０．４１１との相対的な位置関係は一定
であるから、１／４波長板４１５からの直線偏光の光ビ
ームは一定の偏光面をもち、出射光ビームの偏光状態を
光偏光器４００の回転角度位置によらずに一定に維持す
ることができる。その結果、一定の偏光状態の光ビーム
を利用する光学機器に容易に応用展開することができる
。 なお、第１３図においては、１／４波長板４１５を、光
ビームの進行方向に対して、再反射板４１０．４１１の
後方に配置しているが、１／４波長板４１５を再反射板
４１０，４１１の前方あるいは、反射板４１０と反射板
４１１との間に配置してもよい。これらの場合において
も、入射光ビームとして円偏光の光ビームを使用し、か
つ、ｌ／４波長板４１５を軸りを中心として、再反射板
４１０．４１１と一体的に回転させることにより、第３
図に図示した実施例と同様の効果を奏する。 さらには、前記第１３図の実施例における１／４波長板
４１５に代えて、円偏光の光ビームにおける一方向の直
線偏光成分のみを通過させる偏光板を採用することも可
能である。この場合においては、入射光ビームのうち、
前記直線偏光の光ビーム以外の成分は偏光板に吸収され
ることとなるため、入射光ビームの光量を予め大きくし
ておくことが望ましい。 以上、本発明のいくつかの実施例を詳述してきたが、本
発明は、こうした実施例に同等限定されるものではなく
、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様
にて実施することができるのは勿論のことである。 【発明の効果】 以上詳述したように本発明の光偏向器は、出射光ビーム
の出射方向を、光偏向器の面倒れ、即ち、入射光ビーム
の入射方向に垂直で反射面に平行な軸の回りの揺動に対
して不感とすることにより、出射方向の変化という面倒
れの悪影響を除去することができる。さらに、出射光の
偏光状態を偏向方向によらずに一定に維持することがで
き、その結果、一定の偏光状態の光ビームを利用する光
学機器に容易に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、請求項１ないし３に記載した光偏向器に対応
する第１実施例の要部を示す模式図、第２図は、その光
偏向器を適用したドラム内面走査型画像記録装置の要部
を示す斜視図、第３図は、そのドラム内面走査型画像記
録装置の構成を制御系の構成と共に示す概略構成図、第
４図は、請求項１ないし３に記載した光偏向器に対応す
る第２実施例の要部を示す模式図、第５図は、請求項１
または３に記載した光偏向器に対応する第３実施例の要
部を示す模式図、第６図は、第１実施例ないし第３実施
例の光偏向器を用いた平面走査型画像記録装置の要部を
示す斜視図、 第７図は、請求項１ないし３に記載した光偏向器に対応
する第４実施例の要部を示す模式図、第８図は、その光
偏向器の斜視図、 第９図は、その光偏向器を内蔵するドラム内面走査型画
像記録装置の要部を示す斜視図、第１０図は、そのドラ
ム内面走査型画像記録装置の構成を制御系の構成と共に
示す概略構成図、第１１図（ａ）は、２つの出射光ビー
ムが干渉した場合のビーム形状を示す説明図、 第１１図（ｂ）は、２つの出射光ビームが干渉しない場
合のビーム形状を示す説明図、第１２図は、第４実施例
の変形例を示す模式図、第１３図は、請求項４または５
に記載した光偏向器に対応する第５実施例の要部を示す
模式図、第１４図は、従来例であるポリゴンミラーを利
用した光偏向器を示す説明図、 である。 １．１００，２００，４００，５００ ・・・光偏向器 ２．２０２・・・第１の１／４波長板 ３．２０３・・・偏光ビームスプリッタ４．２０４・・
・第２の１／４波長板 ５．２０５，２０７・・・反射板 ６．２０８，４１６・・・光学系 ２０６°・・・第３の１／４波長板 ２０７・・・第２の反射板 ４１０．４１１・・・反射板 ４１５・・・１７４波長板 代理人　　弁理士　　五十嵐　孝雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　円偏光の入射光ビームを偏向する光偏向器であって
   、 入射される光ビームに対して、所定の第１の直線偏光成
   分を選択的に透過すると共に、該成分と直交偏光の対を
   なす第２の直線偏光成分を選択的に反射する選択性反射
   面を有し、前記入射光ビームから所定の直線偏光の光ビ
   ームを出射する光学素子と、 前記光学素子の選択性反射面に対して一定の角度で向か
   い合って配設され、前記光学素子より出射した光ビーム
   を再度、前記光学素子方向に反射する反射手段と、 前記光学素子と前記反射手段との間に配設される１／４
   波長板と、 前記光学素子、反射手段および１／４波長板を、前記入
   射光ビームの主光線を軸として一体的に回転させる回転
   機構と を備えた光偏向器。 ２　円偏光の入射光ビームを直線偏光に変換する１／４
   波長板を、入射光ビームの進行方向に対し光学素子の前
   方に配設し、 該１／４波長板を、回転機構により、光学素子、反射手
   段およびそれらの間に配設された１／４波長板と一体的
   に回転させる請求項１に記載の光偏向器。 ３　光学素子が、選択性反射面として、該光学素子の入
   射面に対して平行な直線偏光成分を有する光ビームを透
   過し、前記入射面に対して垂直な直線偏光成分を有する
   光ビームを反射する偏光膜を有する偏光ビームスプリッ
   タである請求項１または２に記載の光偏向器。 ４　円偏光の入射光ビームを偏向する光偏向器であって
   、 二つの反射部が一定の角度で向かい合って配設され、前
   記入射光ビームを、該入射光ビームの入射方向に対して
   一定の角度で出射する反射手段と、前記入射光ビームの
   進行する光路中に配設され、円偏光の光ビームを直線偏
   光の光ビームに変換する１／４波長板と、 前記反射手段および１／４波長板を、前記入射光ビーム
   の主光線を軸として一体的に回転させる回転機構と を備えた光偏向器。 ５　１／４波長板に替えて、偏光板を備えた請求項４に
   記載の光偏向器。