JPH0495915A - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は例えば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に用いられるレーザ走査装置の改良
に関するものである。

（従来の技術） 第５図はこの種の従来のレーザ走査装置の構成例を示す
図であり、同図（ａ）はその正面図、同図（ｂ）はその
側面図をそれぞれ示している。

第５図において、一定の位置に固定されたレーザ発振器
１から出射されるレーザビームは、コリメータ２を通り
、ポリゴンミラードライバ３にて回転されるポリゴンミ
ラー４に入射して走査する。

また、レーザ発振器１からポリゴンミラー４への入射ビ
ームの軸は、回転面（回転軸と直交する面）から適宜ず
らしてあり、ポリゴンミラー４の回転により反射ビーム
は円錐状の走査ビームとなる。

さらに、この円錐状走査ビームを、放物柱面鏡５にて平
行カーテン状の走査ビームに変換し、被測定物（以下、
ターゲットと称する）６を走査するようになっている。

ここで、コリメータ２は、ターゲット６上でのビームス
ポットを調整する機能を有し、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。

ところで、このような従来のレーザ走査装置においては
、ターゲット６上に照射される走査ビームの幅は、放物
柱面鏡５の長さで決まる。換言すれば、放物柱面鏡５の
長さにより、ターゲット６の幅が限定される。従って、
非常に長い幅を持つターゲット６を走査するためには、
それに対応した長さを持つ放物柱面鏡５が要求され、結
果的にその製作コストか長さに比例して高くなってしま
う。また、その取付は精度についても高いものか要求さ
れるため、調整が非常に困難である。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように、従来のレーザ走査装置では、長い幅を持
つターゲットを走査するためには、放物柱面鏡の長さを
長くしなければならず製作コストが高くなり、また調整
も困難であるという問題があった。

本発明の目的は、放物柱面鏡の長さを長くすることなく
長い幅を持つターゲットをレーザ走査することができ、
しかも調整が極めて容易で製作コストも安い信頼性の高
い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） 上記の目的を達成するために本発明では、定の位置に固
定されたレーザ発振器から出射されるレーザビームを、
回転自在なポリゴンミラーに入射させて走査し、当該走
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
ムに変換して被測定物を走査するようにしたレーザ走査
装置において、 ポリゴンミラーとして、その回転軸と平行な面に対して
１回転で３方向に反射する３種類の面傾斜を有するもの
を用いて、レーザ発振器からのレーザビームを３本の円
錐状走査ビームにして放物柱面鏡に入射させるようにし
、 ポリゴンミラーの１面の中心を原点とし、その回転軸と
平行にＺ軸、ミラー面と垂直にＹ軸、ミラー回転方向に
Ｘ軸の座標系を定義し、放物柱面鏡を、その中心がｙ＝
ｆ（ｆは焦点距離）の位置で、かつ柱面がＺ軸と平行に
なるように配置し、レーザ発振器からのレーザビームが
ポリゴンミラーのミラー面の原点に向がってＹ軸に対し
て所定の角度で入射するように配置し、さらに、ポリゴ
ンミラーの３種類のミラー面傾斜によりＹ軸に対して異
なった角度で３本の平行カーテン状の走査ビームが被測
定物上でＸ軸と平行に一直線に並ぶように２対１組の平
面鏡を３組配置している。

（作用） 従って、本発明のレーザ走査装置においては、回転軸と
平行な面に対して３種類の面傾斜を持たせたポリゴンミ
ラーを回転させることにより、つの固定されたレーザ発
振器からのレーザビームを異なる３本の円錐状走査ビー
ムにしてシリアルに発生させ、同一放物柱面鏡でそれぞ
れ平行カーテン状の走査ビームに変換させて、異なる光
路系を２対１組の平面鏡を３組用いて形成し、被測定物
上での平行カーテンビーム軌跡が連続して直線となる。

これにより、要求される被測定物上の走査幅Ａに対して
、Ａ／３強の長さの放物柱面鏡を用いることで、レーザ
走査を行なうことができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は、本発明によるレーザ走査装置の全体構成例を
示す概要図であり、第５図と同一要素には同一符号を付
してその説明を省略し、ここでは異なる部分についての
み述べる。

すなわち、本実施例では、ポリゴンミラー４として、第
２図にその側面図を示すように、回転軸（Ｚ軸）と平行
な面（Ｘ−Ｚ面）に対して１回転で３方向に反射する３
種類の面傾斜を有するものを用い、半径軸（Ｙ軸）に対
して同一角度で入射される前記レーザ発振器１からの入
射ビームを反射して、その回転により３本の円錐状走査
ビームを連続して発生し、放物柱面鏡５に入射させるよ
うにしている。また、ポリゴンミラー４の１面の中心を
原点Ｏとし、その回転軸と平行にＺ軸、ミラー面と垂直
にＹ軸、ミラー回転方向にＸ軸の座標系を定義する。

さらに、放物柱面鏡５を、その中心がｙ＝ｆ（ｆは焦点
距離）の位置で、かつ柱面がＺ軸と平行になるように配
置し、レーザ発振器１からのレーザビームがポリゴンミ
ラー５のミラー面の原点に向かってＹ軸に対して所定の
角度で入射するように配置している。さらにまた、ポリ
ゴンミラー５の３種類のミラー面傾斜により、Ｙ軸に対
して異なった角度で３本の平行カーテン状の走査ビーム
がターゲット６上でＸ軸と平行に一直線に並ぶように、
２対１組の平面鏡７と８を３組７ａと８ａ、７ｂと８ｂ
、７ｃと８Ｃを配置しテイル。

次に、以上のように構成したレーザ走査装置の作用につ
いて説明する。

第１図において、一定の位置に固定されたレーザ発振器
１から出射されたレーザビームは、コリメータ２を通り
、ポリゴンミラードライバ３にて回転されるポリゴンミ
ラー４に入射して走査する。

このポリゴンミラー４は、回転軸（Ｚ軸）と平行な面（
Ｘ−Ｚ面）に対して３種類の面傾斜を有しているため、
半径軸（Ｙ軸）に対して同一角度で入射される入射ビー
ムを反射して、その回転により３本の円錐状走査ビーム
が連続して発生する。

そして、この３本の円錐状走査ビームは、一つの放物柱
面鏡５に入射させてそれぞれ平行カーテン状の走査ビー
ムに変換され、各走査ビームに対応して設けられた平面
鏡７に入射する。この平面鏡７は７ａ、７ｂ、７ｃの３
枚から構成されており、Ｘ軸を回転軸としてそれぞれ固
有の角度を持たせている。これにより、３本の走査ビー
ムのポリゴンミラー４の反射点からターゲット６の収束
点までの光路長さが全て等しくなるように調整される。

そして、この平面鏡７で反射された走査ビームは、平面
鏡７に対応して配置された３枚の平面鏡８ａ。

８ｂ、８ｃに入射する。この平面鏡８は、３本の平行カ
ーテン状の走査ビームがターゲット６上でＸ軸と平行な
直線上に並ぶように、Ｘ軸を回転軸として固有の角度が
与えられ、かつ３本のビームがＸ軸方向に連続して（隙
間なく）分布するように、Ｚ軸を回転軸として固有の角
度が与えられる。

これにより、平面鏡８で反射された３本の走査ビームは
、放物柱面鏡５のＸ軸方向の長さｇの３倍近くの走査ビ
ームをターゲット６上に照射できる。

上述したように、本実施例では、一定の位置に固定され
たレーザ発振器１から出射されるレーザビームを、コリ
メータ２を介し、ポリゴンミラードライバ３にて回転さ
れるポリゴンミラー４に入射させて走査し、この走査ビ
ームを放物柱面鏡５により平行カーテン状の走査ビーム
に変換してターゲット６を走査するようにしたレーザ走
査装置において、ポリゴンミラー４として、その回転軸
と平行な面に対して１回転で３方向に反射する３種類の
面傾斜を有するものを用いて、レーザ発振器１からのレ
ーザビームを３本の円錐状走査ビームにして放物柱面鏡
５に入射させるようにし、ポリゴンミラー４の１面の中
心を原点Ｏとし、その回転軸と平行にＺ軸、ミラー面と
垂直にＹ軸、ミラー回転方向にＸ軸の座標系を定義し、
放物柱面鏡５を、その中心がｙ＝ｆ（ｆは焦点距離）の
位置で、かつ柱面がＺ軸と平行になるように配置し、レ
ーザ発振器１からのレーザビームがポリゴンミラー４の
ミラー面の原点Ｏに向かってＹ軸に対して所定の角度で
入射するように配置し、さらにポリゴンミラー４の３種
類のミラー面傾斜によりＹ軸に対して異なった角度で３
本の平行カーテン状の走査ビームがターゲット６上でＸ
軸と平行に一直線に並ぶように２対１組の平面鏡７．８
を３組配置したものである。

従って、回転軸と平行な面に対して３種類の面傾斜を持
たせたポリゴンミラー４を回転させることにより、一つ
のレーザ発振器１からのレーザビムを異なる３本の円錐
状走査ビームにしてシリアルに発生させ、同一放物柱面
鏡５でそれぞれ平行カーテン状の走査ビームに変換させ
て、異なる光路系を２対１組の平面鏡７，８を３組用い
て形成し、ターゲット６上での平行カーテンビーム軌跡
か連続して直線となる。このため、要求されるターゲッ
ト６上の走査幅Ａに対して、Ａ／３強の長さの放物柱面
鏡５を用いることで、レーザ走査を行なうことが可能と
なる。換言すると、放物柱面鏡５の長さの約３倍のレー
ザ走査幅を実現することが可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、放物柱面鏡の長さ
を長くすることなく長い幅を持つターゲットをレーザ走
査することができ、しかも調整が極めて容易で製作コス
トも安い信頼性の高いレーザ走査装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるレーザ走査装置の一実施例を示す
概要図、第２図は同実施例におけるポリゴンミラーの構
成例を示す側面図、第３図および第４図は同実施例にお
ける作用を説明するための図、第５図は従来のレーザ走
査装置の構成例を示す概要図である。 １・・・レーザ発振器、２・・・コリメータ、３・・・
ポリゴンドライバ、４・・・ポリゴンミラー　５・・・
放物柱面鏡、６・・・ターゲット、７ａ、８ａ、７ｂ、
３ｂ。 ７ｃ、８ｃ・・・平面鏡。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図 第１図 第 図 （ａ） （ｂ） （ｃ） 第 図 す 第 図（ａ） 第 図（ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一定の位置に固定されたレーザ発振器から出射されるレ
   ーザビームを、回転自在なポリゴンミラーに入射させて
   走査し、当該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して被測定物を走査するように
   したレーザ走査装置において、 前記ポリゴンミラーとして、その回転軸と平行な面に対
   して１回転で３方向に反射する３種類の面傾斜を有する
   ものを用いて、前記レーザ発振器からのレーザビームを
   ３本の円錐状走査ビームにして前記放物柱面鏡に入射さ
   せるようにし、前記ポリゴンミラーの１面の中心を原点
   とし、その回転軸と平行にＺ軸、ミラー面と垂直にＹ軸
   、ミラー回転方向にＸ軸の座標系を定義し、 前記放物柱面鏡を、その中心がｙ＝ｆ（ｆは焦点距離）
   の位置で、かつ柱面が前記Ｚ軸と平行になるように配置
   し、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に向かって前記Ｙ軸に対して
   所定の角度で入射するように配置し、 さらに、前記ポリゴンミラーの３種類のミラー面傾斜に
   より前記Ｙ軸に対して異なった角度で３本の平行カーテ
   ン状の走査ビームが前記被測定物上で前記Ｘ軸と平行に
   一直線に並ぶように２対１組の平面鏡を３組配置したこ
   とを特徴とするレーザ走査装置。