JPS6041536Y2 - 光走査装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、光走査装置の改良に関するもので、特に直線
平面走査のできる光走査装置に関するものである。

第１図はレーザプリンタ、レーザファクシミリ、レーザ
ディスプレイ、フオトコーダ、光学式ドキュメントリー
ダなどに用いられる従来の光走査装置の要部構成図であ
る。

図において、Ｓはレーザなどの点光源、ｈはレンズ、Ｍ
ｌは回転ミラーである。

光源Ｓより発射されたビームをレンズＬで集光後、回転
ミラーＭ□で走査し、感光紙、感光ドラム、ドキュメン
ト等（以下総称して感光紙という）の感光面Ｐに光ビー
ムスポットを投射する。

この場合回転ミラーＭ１は与えられる入力信号の大きさ
に対応して回転するように構成されているので、感光紙
面上の光スポットは入力信号に対応して変位する。

しかしながら、このような光走査装置では、レンズＬ□
の焦点面が円弧状に振れるので、感光紙面Ｐに沿って直
線平面走査とはならず、感光紙面上で光スポツト像が歪
み、その径が大きくなってしまうという欠点があった。

本考案は、このような欠点を除き、簡単な構成で容易に
直線平面走査を行ない得るようにしたもので、以下図面
を参照して本考案の一実施例を詳しく説明する。

第２図において、ｈは点光源Ｓの光ビームを集光するレ
ンズ、ＲＭはレンズＬ２のほぼ結像点位置に配置され光
ビームの方向を変える反射鏡、Ｍ２は外部信号で曲率の
変わる可変焦点鏡で、その具体的構成は後述する。

（社）は可変焦点鏡Ｍ２に駆動信号を与える可変曲率駆
動装置、ＭＣは回転ミラーＭ１を回転制御する回転ミラ
ー制御機構、ＯＮＴは回転ミラー制御機構ＭＣ及び可変
曲率駆動装置ＭＤに駆動信号を与える制御回路である。

この制御回路としては、小形、安価を図る上ではマイク
ロプロセッサを用いたマイクロコンピュータが好適であ
る。

第３図イは前述した可変焦点鏡Ｍ２の一具体例を示すも
ので、片面が鏡面に形成されたガラス又は金属材料より
なる薄円板ＤＳとチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）など
のような圧電素子ＰＥより構成されている。

この圧電素子ＰＥは薄円板ＤＳの鏡面とは反対の裏面側
に固着されていて、外部信号に応じて湾曲するようにな
っている。

したがって、外部信号を与えることにより第３図口に点
線で示すように薄円板ＤＳを湾曲させ、その曲率を変え
ることができる。

圧電素子ＰＥはこの場合バイモフル状のものが効果的で
ある。

このような構成において、点光源Ｓの光ビームはレンズ
Ｌ２で集光後、反射鏡ＲＭで方向転換され可変焦点鏡鳩
に入射される。

可変焦点鏡Ｍ２で反射された光ビームはレンズＬ１で集
光後回転ミラーＭ１で走査される。

今、可変焦点鏡鳩による光源位置Ｓ′からレンズＬ□ま
での距離をａルンズＬ□から結像点までの距離をｂルン
ズＬ工の焦点距離をｆとすれば、 １１１ （１）ａ十ｂ”ｆ また、レンズＬ２による光源Ｓの結像点から可変焦点鏡
Ｍ２までの距離を０１可変焦点鏡Ｍ２からその結像点ま
での距離をｄ、Ｍ２の曲率半径をＦとすれば、 １２ Ｃ加＝ｒ （２） となる。

更に、鳩とＬｌの間隔をａ′とすると、ｄ＝ａ’−ａ（
３） ただし、ｄはＭ２が凸面鏡となったときは負、凹面鏡と
なったときは正の値となる。

上記（１）式、（２）式及び（３）式より次式が得られ
る。

、 ｂ、ｆ Ｆ ＝２Ｃ（ａ −５−７） −ｆ ／（ａ’十ｃ−；イ）（４） （４）式のｂは第２図から明らかなようにスパンΔｒで
回転角θに応じて変化する。

そこで、制御回路ＣＮＴにより、いかなる回転角θにお
いても光スポツト像が常にＰ平面上を移動するように回
転角θに応じてｂの値を算出すると共にこの時のｂの値
による（４）式の下を算出する。

続いて、可変焦点鏡Ｍ２の曲率半径Ｆがこの算出値に等
しくなるように可変曲率駆動装置■を介して圧電素子Ｄ
Ｓを駆動制御する。

このように、回転角θに関連して可変焦点鏡Ｍ２の曲率
半径Ｆを変化させることにより結像距離すを補正して、
光スポツト像をＰ平面上で直線平面走査させることがで
きる。

なお、Ｆは必ずしも（４）式で演算する必要はなく、実
質上誤差の生じない程度の近似式を用いてＦを求めるよ
うにしてもよい。

以上説明したように、本考案の光走査装置によれば、可
変焦点鏡を使用したので、回転ミラー以外に回転や移動
などの可動部を必要とすることなく簡単な光学系の構成
により電気的な制御によって容易に直線平面走査を実現
することができる。

また、可変焦点鏡として圧電素子を用いた可変曲率鏡を
使用したため、電気信号で容易に曲率を微少変化させる
ことができ高精度に直線平面走査ができる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光走査装置の要部構成図、第２図は本考
案に係る光走査装置の一実施例を示す要部構成図、第３
図は可変焦点鏡の一具体例を示す構成図である。 Ｉ、、 Ｌ２・・・・・ルンズ、Ｓ・・・・・・点光源
、Ｍ□・・・・・・回転ミラー、Ｍ２・・・・・・可変
焦点鏡、ＲＭ・・・・・・反射鏡、■・・・・・・可変
曲率駆動装置、ＭＣ・・・・・・回転ミラー制御機構、
ＣＮＴ・・・・・・制御回路。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）光源から発射される光ビームをレンズで集光後回
   転ミラーで走査し、走査平面上に光スポットを投射する
   光走査装置において、前記光源から発射される光ビーム
   の方向を変え□る反射鏡と、外部信号によって曲率が変
   化し前記反射鏡からの光ビームを反射して前記レンズに
   投射する可変焦点鏡と、回転ミラー制御機構を介して前
   記回転ミラーを回転制御すると共に可変曲率駆動装置を
   介して前記可変焦点鏡を駆動する制御回路を具備し、制
   御回路の制御下で前記回転ミラーの回転角に同期して前
   記可変焦点鏡の曲率を制御することにより光スポツト像
   を直線平面走査させるようにしたことを特徴とする光走
   査装置。
2. （２）前記可変焦点鏡を、片面が鏡面に形成されたガラ
   ス又は金属材料でなる薄円板の裏面に圧電素子を固着し
   た鏡としたことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   １項記載の光走査装置。