JPH0480708A - 光線走査装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザビームプリンタ等に使用される光線走
査装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、固定鏡と、その固定鏡に対向する回転軸をもつ回
転鏡と、その回転鏡を回転軸を中心に往復回転運動させ
、その回転角の制御可能な駆動手段とから成る走査ミラ
一部を有し、前記走査ミラ一部に入射されたレーザ光が
、回転鏡と固定鏡との間でジグザグ状に多重反射され、
偏拘される構成の光線走査装置が特開昭６１−２１５５
１６号等に記載されている。

このような従来技術を第５図を参照して説明すると、第
５図中、１０１は回転鏡であり、回転中心１０３を中心
に回転自在に取り付けられている。

そして、回転鏡１０１は積層圧電アクチュエータ（ＰＺ
Ｔ）によって回転していた。

一方、これに対向して固定鏡１０４が配置されており、
レーザ光発生器１０５から射出された光が回転鏡１０３
でまず第１回目の反射をうけ、その後、固定鏡１０４で
反射され、ジグザグ状に多重反射されレーザ光が偏向さ
れるようになっている。

そして、その後、たとえばレーザマーカ装置においては
、偏向されたレーザ光が被マーキング面に照射されマー
キングするようになっている。

マーキングするとき、そのレーザ光の被マーキング面で
の位置を把握するために、積層圧電アクチュエータに加
える電圧、あるいは、ＰＺＴに注入される電荷量をモニ
タして、マーキング面のどこにレーザ光が当たるかを判
断していた。ＰＺＴは、一種のコンデンサとみなすこと
ができ、その伸び縮みの量は、負荷が一定ならコンデン
サに蓄えられる電荷量に比例する。

このようにマーキングされる各点の位置精度はＰＺＴの
制御精度に依存する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記した従来技術によれば、レーザ光が
マーキング面に当たる場所を判断する上で、マーキング
が細くなるほどこの精度を達成するのが困難であるとの
問題がある。

また、積層圧電アクチュエータ以外のアクチュエータで
も、そのレーザ光の位置を正確にモニタする手段かなく
高精度の光線走査を達成するのは困難であるとの問題が
ある。

本発明は上記した諸問題を解決するためになされたもの
であり、その目的とするところは、高精度の光線走査装
置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を有する本発明は、固定鏡と、該固定鏡に対向
する回転可能な回転鏡と、回転可能な回転鏡を回転させ
る駆動部と、固定鏡に入射され、固定鏡と回転鏡の間で
多重反射して偏向した後光線走査を行なう光線走査装置
において、固定鏡に細線状の透過部分を設け、透過部分
の後方にレーザ光からモニタ光を取り出す光学フィルタ
を設け、光学フィルタを通過したモニタ用レーザ光の位
置を検出する光線位置検出器を備えた。

Ｃ作用〕 上記の構成を有する本発明の光線走査装置において、モ
ニタ用レーザ光源は、強度変調されることな（、連続発
振させられていて、モニタ用レーザ光の被偏向角度が常
時モニタされ、したがって主レーザ光の被偏向角度も常
時モニタされることになるので、その角度モニタ値によ
って回転鏡の駆動系に帰還制御をかけ、高精度の等速直
線走査を容易に実現できる。そして、その角度モニタ値
によって主レーザ光に強度変調を加えれば、高精度の印
字あるいはマーキング等を容易に実現できる。その精度
は主に光線位置検出器の精度に依存する。

〔実施例〕

以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照して説明
する。

第１図は本発明の光線走査装置の実施例を説明する図で
あり、あらかじめ光軸の合わされた入射主レーザ光２２
と入射モニタ用レーザ光１００は回転鏡１０に斜めに入
射され一回目の反射を受け、固定鏡１４に向けられ、固
定鏡１４で反射され、再び回転鏡１０に向けられ、そこ
で第２回目の反射を受ける。以下同様に数回反射された
後に回転鏡１０から出射される。回転鏡１０は回転軸１
２に取り付けられており、回転軸１２は２個の積層圧電
アクチュエータ１８．２ｏにより偶力を受けて往復回転
運動されるようになっている。また、回転鏡１０は駆動
負荷を低減するためにレーザ光があたらない部分を切り
落とした台形状の形状にしである。固定鏡１４には細線
状の透過部分１１２が設けられ、その背後に光学フィル
タ１０６と光線位置検出器１０８が配置され、光線位置
検出器１０８は、第３図に断面図を示すように、透過部
分１１２を透過したモニタ用レーザ光１０２と主レーザ
光１０４の内、主レーザ光１０４は光学フィルタ１０６
で除去され、モニタ用レーザ光１０２のみが光線位置検
出器１０８でその光線位置が検出される。光線位置検出
器１０８は、例えば、リニアＣＣＤ、半導体光線位置検
出器（Ｐ　Ｓ　Ｄ　、　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　５ｅｎｓｉ
ｔｉｖｅｄＮｅｃｔｏｒ）等から構成される。そして、
光線位置検出器１０８は、駆動系制御回路３ｏと主レー
ザ光源制御回路３１に接続されている。第１図を参照す
ると、光線位置検出器１０８で検出される光線位置は、
被偏向主レーザ光２４の被偏向角に比例するので、光線
位置検出器１０８の光線位置検出信号、つまり角度モニ
タ値によって、回転鏡１０を駆動する２個の積層圧電ア
クチュエータに帰還制御をかければ容易に高精度の等速
走査を実現できる。

すなわち、マーキング面６３のレーザビームが当たる位
置をマーキング用のレーザと光軸の合ったモニタ用レー
ザ光が光線位置検出器１０８としてのリニアＣＣＤのど
の位置に当たるかによって判断する。

次に、例えば、第１列、第ｎ列、第２０４８列に縦線を
マーキングする例を第２図を参照して説明する。この場
合には、１行１列、１行ｎ列、１行２０４８行、そして
、ｍ行１列、ｍ行ｎ列、ｍ行２０４８行でマーキングレ
ーザをパルス発振させる。この判断は、１行１列目でレ
ーザ発振した後１行ｎ列かどうかを光線位置検出器１０
８からの信号で判断し、１行ｎ列ならレーザ光を発振し
、そうでなければ次の列に移動する。そして光線位置検
出器１０８の２０４８番目の列にきたと判断されれば、
その位置てレーザ光を射出する。

光線位置検出器１０８の光線位置検出信号、つまり角度
モニタ値によって、入射主レーザ光２２に強度変調を加
えることによっても、高精度の印字やマーキングを行な
うことかできる。

以上が走査ミラ一部３８を構成するが、走査ミラ一部３
８から出射される被偏向主レーザ光２４は、円弧状の歪
曲を生しているので、この後、図示されない円弧歪補正
レンズ系へ入射され、円弧状の歪曲が補正され、目的と
する走査面上で精度良く等速直線走査される。

第４図は、本発明の光線走査装置をレーザマーカに応用
した例を説明する説明図である。第４図において、高出
力パルスレーザ光源（ＹＡＧ、炭酸ガスレーザ等）５２
を出射した主レーザ光とモニタ用レーザ光源（Ｈｅ−Ｎ
ｅレーザ、可視半導体レーザ等）１２０を出射したモニ
タ用レーザ光は、ダイクロイックミラー１１８で光軸が
合わされ、集光レンズ５４で４００μｍ程度のコア径を
もつ大口径光ファイバ５６に入射され、レーザマーカヘ
ット部１０２まで伝送される。大口径光ファイバ５６の
他端は図示されないレーザマーカヘット部１０２の機枠
に固定されていて、大口径光ファイバ５６を出射した、
光軸の合った主レーザ光とモニタ用レーザ光は集光レン
ズ５８によって一旦被マーキング物６２上に焦点を結ぶ
断面形状が円形のレーザ光にされて後、シリンドリカル
レンズ４６を通って、図に矢印で示したマーキング物６
２の送り方向のビーム径のみ走査ミラ一部３８内で焦点
を結ぶように調整される。回転鏡１０は回転軸１２に取
り付けられており、回転軸１２は２個の積層圧電アクチ
ュエータ１８．２０により偶力を受けて往復回転運動さ
れ、主レーザ光とモニタ用レーザ光は偏向をうけ、走査
ミラー部３８を出射して、円弧歪補正シリンドリカルミ
ラー６０を通ってマーキング物６２上に集光される。こ
こで、モニタ用レーザ光の一部は光線位置検出器でその
光線位置が検出され、したがって、主レーザ光もその光
線位置が検出されるので、その光線位置検出信号、つま
り角度モニタ値によって２個の積層圧電アクチュエータ
１８．２０に帰還制御をかければ、精度の良い等迷光線
走査か容易に達成される。あるいは光線位置検出信号、
つまり角度モニタ値によって高出力パルスレーザ光源５
２のパルス発振を制御することによっても、精度の良い
レーザマーキングか容易に達成される。

以上本発明をレーザマーカに応用した実施例を図面に基
づいて詳細に説明したが、これ以外に、レーザビームプ
リンター　ファクシミリ、バーコードリーグ、光カード
読み取り器、レーザ顕微鏡、レーザマイクロ、光スィッ
チ、光交換器等にも好適に応用され得る。また本発明は
その他の態様で実施することもてきる。また、例えば、
第１図、第２図の各微小角回転鏡は、駆動系の駆動能力
が十分であれば台形形状でなく単純な矩形形状であって
もよいし、また、第１図に示した回転軸１２に偶力を与
える２個の積層圧電アクチュエータ１８．２０は、適当
な回転軸受けを使用すれば積層圧電アクチュエータが１
個でも可能であるし、また、例えばテコ機構等を用いた
角度拡大機構と組合せ、積層圧電アクチュエータに要求
される駆動量を低減する構成もとりうる。また、アクチ
ュエータは積層圧電以外にも、ムービングマグネット、
あるいはムービングコイル、あるいはねじれ運動をする
ように電極をつけた圧電素子、あるいはＴｅｒｆｅｎｏ
ｌ−Ｄを代表とする超磁歪合金、あるいは油圧、空気圧
、熱変形等が利用可能である。その他−々例示はしない
が本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を
加えた態様で実施することができる。

〔発明の効果〕

以上詳述したことから明らかなように、本発明によれば
、高精度の等速直線走査のできる光線走査装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の画像形成装置の第１実施例の構成を
説明する説明図、第２図は、本発明の画像形成装置の動
作説明図、第３図は、細線透過部分の詳細を説明する説
明図であり、第４図は、レーザマーカへの応用例を説明
する説明図、第５図は、従来技術の画像形成装置の斜視
図である。 １０・・・回転鏡 １２・・・回転鏡の回転軸 １４・・・固定鏡 １８・・・第１の積層圧電アクチュエータ２０・・・第
２の積層圧電アクチュエータ２２・・入射主レーザ光 ２４・・・被偏向主レーザ光 ３４・・・微小角回転鏡 ３６・・・微小角回転鏡の回転軸 ３８・・・走査ミラ一部 ４６・・・シリンドリカルレンズ ５２・・・パルスレーサ発振器（ＹＡＧ、炭酸ガス等） ５４・・・集光レンズ ５６・・・大口径光ファイバ ６０・・・円弧歪補正シリンドリカルミラー６２・・・
被マーキング物 １００・・・入射モニタ用レーザ光 ０２・・・モニタ用レーザ光 ０４・・・主レーザ光 ０６・・・光学フィルタ ０８・・・光線位置検出器 １０・・・光線位置検出器の検出面 １２・・・細線状透過部分 １４・・・固定鏡あるいは微小回転鏡のガラス基盤 １６・・・金蒸着面 １８・・・ダイクロイックミラー ２０・・・モニタ用レーザ光源 ２２・・・レーザマーカヘッド部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固定鏡と、該固定鏡に対向する回転可能な回転鏡と、回
   転可能な回転鏡を回転させる駆動部と、固定鏡に入射さ
   れ、固定鏡と回転鏡の間で多重反射して偏向した後光線
   走査を行なう光線走査装置において、固定鏡に細線状の
   透過部分を設け、透過部分の後方にレーザ光からモニタ
   光を取り出す光学フィルタを設け、光学フィルタを通過
   したモニタ用レーザ光の位置を検出する光線位置検出器
   を設けたことを特徴とする光線走査装置。