JPH01196018A - 光ビーム走査装置 - 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、ポリゴンミラーの回転により各反射鏡面から
順次反射される光ビームを走査して画像を読取るもしく
は画像を記録媒体へ画像を記録する光ビーム走査装置に
関する。

〔従来技術〕

一般にレーザから出射された光ビームを画像に照射し、
その透過または反射光を読取る光ビーム装置、あるいは
光ビームを記録材料へ照射し、画像を記録する光ビーム
装置では、ポリゴンミラーが適用され、このポリゴンミ
ラーに設けられた複数の反射鏡面へ光ビームを照射する
と共に、ポリゴンミラーを回転させることにより、光ビ
ームの主走査を行っている。また、副走査は画像あるい
は記録材料を移動させて行うようになっている。

なお、ポリゴンミラーから反射された光ビームを副走査
方向への角度変更が可能な反射鏡を介して画像あるいは
記録材料へ照射し、副走査方向に反射鏡を所定角度回転
させて、副走査を行う場合もある。

ポリゴンミラーを回転させることにより走査を行なう光
ビーム走査装置においｔ、漢字等の精細な画像の読取あ
るいは記録に対応するため、解像度をあげることが要求
されている。すなわち、例えば記録装置の場合はビーム
径を小さくし、−面当りの走査線数を増やし解像ドツト
点数を増加させる必要がある。

解像ドツト数を増加させ、かつ−面当たりの走査時間を
従来通りとするためには、ポリゴンミラーの外径を大き
くして反射鏡面の数を増加させ、従来と同じ回転数でモ
ータを回転させることが考えられるが、ポリゴンミラー
の外径は装置全体のスペース上の問題から限度があり、
あまり大きくすることはできない。ミラーの外径を大き
くせず反射鏡面の数を増やさない場合、ポリゴンミラー
を従来の回転数よりも速く回転させなければ、−面当た
りの走査時間が遅くなることになる。従って、ポリゴン
ミラーの外径を大きくせず、−面当たりの走査時間を従
来通りに保持して解像度をあげるためには、回転数を上
げる必要がある。

現在実用されているモータには、中心の軸が固定で外周
が回転する、所謂アウタロータタイプのモータと、中心
の軸が回転する、所謂インナロータタイプのモータとが
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ポリゴンミラーの駆動にアウタロータタイプのモータを
適用する場合がある。これは、中心の軸と外周の回転部
との間のベアリングから漏れる潤滑のためのオイル（オ
イルミスト）が反射鏡面へ付着することがインナロータ
タイプのモータに比べ少ないことにある。

しかしながら、アウタロータタイプのモータはインナロ
ータタイプのモータに比較し、高速回転の信頼性に欠け
る面がある。従って、極めて高速にポリゴンミラーを回
転させる必要のある装置ではインナーロータタイプを選
定した方が好まし・い。

しかし、インナロータタイプのモータを適用すると、オ
イルミストが生じるベアリングとポリゴンミラーの反射
面とが接近し、特に高速回転させると反射鏡面にオイル
が付着し易くなり、画像記録に不都合な影響を与えるこ
と１ごなる。これを解消するため、ベアリングとポリゴ
ンミラとの間に潤滑油付着防止板を設けることが提案さ
れている（実願昭５６−３５１３号）。ところが、この
ような構造では部品点数が多くなると共にポリゴンミラ
ー回転時の空気抵抗が増加することになる。

本発明は上記事実を考慮し、ポリゴンミラーの反射面へ
のオイルミストの付着を防止することができ、また、−
面当たりの走査時間を長くすることなく、複雑な文字等
の記録を鮮明に行うことができる光ビーム走査装置を得
ることが目的である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る光ビーム走査装置は、軸受けに支持された
回転軸に取り付けられたポリゴンミラーの回転により前
記ポリゴンミラーの各反射鏡面から順次反射される光ビ
ームを走査する光ビーム走査装置であって、前記回転軸
の延長方向と対応する位置に設けられポリゴンミラーの
回転時に内方へ空気を取り込む空気流入孔と前記回転軸
の基部の半径方向と対応する位置に設けられポリゴンミ
ラーの回転時に外方へ空気を排出する空気流出孔とを有
するポリゴンミラー保護用カバーを具備している。

〔作用〕

ポリゴンミラーが回転すると、旋回流が発生する。この
旋回流により、回転中心部の圧力が低くなり、空気流入
孔から空気が取り込まれる。この結果、回転軸先端側端
面の近傍は圧力が高くなる。

これに対し、回転軸基部側端面の近傍は、その圧力が前
記回転軸先端側端面の近傍の圧力よりも低いので、旋回
流は反射鏡面を境にポリゴンミラーの回転軸先端側端面
側から回転軸基部側端面側へと案内される。この風向に
より、モータ回転軸の基部から流出するオイルミスト等
が反射鏡面へ付着することがなく、反射鏡面の汚れを防
止することができる。

従って、回転軸基部と反射鏡面とが接近して取り付けら
れるインナロータタイプのモータを適用でき、高速回転
が可能となり、従来と同一の一走査時間で読取あるいは
記録の解像ドツト点数が増加し、例えば漢字等の複雑な
文字も鮮明に記録することができる。

〔実施例〕

本発明は、光ビームを用いた読取あるいは記録装置のい
ずれに適用しても内容に変りはないので、本実施例では
記録装置を用いて説明する。

第１図には本実施例に係る光ビーム記録装置が示されて
いる。

半導体レーザ１０の下流には複数の反射鏡面１２を備え
たポリゴンミラー１４が配設され、この半導体レーザ１
０とポリゴンミラー１４との間にはコリメータレンズ１
６が介在されている。文字や画像情報が収納されている
コンピュータや磁気記憶装置（図示せず）からの信号に
基づき、半導体レーザ１０から出射された光ビームはこ
のコリメータレンズ１６によりコリメートされ、ポリゴ
ンミラー１４へと至るようになっている。なお、直接変
調可能な半導体にレーザ１０の代りにアルゴン等のガス
レーザと音響型等の変調器を用いて、コンピュータ等の
信号により光ビームを変調させることもできる。

ポリゴンミラー１４は、モータ１８の回転により回転軸
３６を中心に第１図矢印Ａ方向へ回転されるようになっ
ており、これにより、前記コリメータレンズ１６からの
光ビームは順次複数の反射鏡面１２と対応され、反射さ
れるようになっている。反射された光ビームはその入射
角がポリゴンミラー１４の回転に応じて連続的に変化さ
れるため、これに伴って反射方向が変化することになる
。

この反射方向の変化が下流に配置された記録材料２０へ
の書込の主走査方向となる。記録材料２０としては、金
属薄膜のようにレーザ等の高密度エネルギによって融解
等の熱的変形を生じる物質を記録層として用いた公知の
ヒートモードタイプの記録材料や銀塩方式あるいは電子
写真方式等の感光タイプの記録材料も用いることができ
る。

ポリゴンミラー１４と記録材料２０との間には光学系２
２が介在され、この光学系２２はポリゴンミラー１４か
らの反射光ビームを集光した後、記録材料２０へと照射
させる役目を有している。

すなわち、この集光により、記録材料２０上にドツトが
形成されるようになっている。

記録材料２００両端部は巻取軸２４．２６へ巻き取られ
ておりにその一方の巻取軸２４にステッピングモータ２
８の回転軸２８Ａが同軸的に取り付けられ、記録材料２
０はステッピングモータ２８の駆動力により、第１図矢
印Ｂ方向へ巻き上げられるようになっている。

記録材料２０への主走査は、前述の通りポリゴンミラー
１４の回転によりなされるが、−主走査が終了すると、
すなわち、−反射鏡面の走査が終了する毎に、記録材料
２０はステッピングモータ２８の駆動力により、第１図
矢印Ｂ方向へ所定量巻き上げられ、副走査が行われるよ
うになっている。これを順次繰り返すことにより、記録
材料２０への文字、画像等の情報が記録されることにな
る。なお、副走査はステッピングモータ２８を等速度回
転させて、連続的に行ってもよい。上述の実施例の代表
的なものとして、コンピュータ出力情報をマイクロフィ
ルムに記録するコンピュータアウトプットマイクロフィ
ルム（以下ＣＯＭという）が知られている。

第２図に示される如く、ポリゴンミラー１４はカバー３
０で覆われており、空気中のごみやほこりが反射鏡面１
２上へ付着することが防止されている。カバー３０の周
面には所定幅のガラス窓３２が配設されてちり、このガ
ラス窓３２から光ビームが入射及び反射されるようにな
っている。

ポリゴンミラー１４へ回転力を付与するモータ１８は、
所謂インナロータタイプが適用されている。モータ本体
３４の中央部からは回転軸３６が突出されており、その
突出された部分の基部はボールベアリング３８によって
軸支されている。このボールベアリング３８は回転軸３
６の軸ぶれを防止し、回転を円滑にさせる役目を有して
おり、その内部には潤滑用のオイル又はグリースが注入
されている。

また、このカバー３０の上部（回転軸３６の延長方向と
対応する位置）には空気流入孔４２が設けられており、
カバーの周面の下部にはほぼ全周に亘り（回転軸３６の
基部の半径方向と対応する位置）、空気流出溝４４が設
けられている。空気流入孔４２にはフィルタ４６が取り
付けられており、前記ごみ塵やほこりのカバー内方への
流入を防止している。

され、回転軸３６の中間部に固着されたポリゴンミラー
１４を回転させるようになっている。この高速回転によ
り、前記ボールベアリング３８からオイルミストが発生
するが、本実施例ではポリゴンミラーの回転力により、
このオイルミストの反射鏡面への付着を防止している。

すなわち、ポリゴンミラー１４は高速で回転されること
により、その周囲に旋回流が発生し、この旋回流によっ
て回転中心部の圧力が低くなり、この圧力の低い部分に
前記空気流入孔４２から空気が入り込むようになってい
る。これにより、ポリゴンミラー１４の上方は圧力が高
くなる。これに対し、空気流出溝４４の近傍は圧力は上
がらず、ポリゴンミラー１４の上方の圧力に比べて圧力
が低いので、ポリゴンミラー１４の上方から空気が流れ
てくることになる。これにより、旋回流は若干下向きの
放射方向となる（第２図矢印Ｃ方向〉。すなわち、反射
鏡面１２の上下で生じる圧力差によって、前記旋回流は
、その風向が変更されるようになっている。この旋回流
に案内されて、前記オイルミストは空気流出孔４４から
カバー３０の外方へ排除され、ポリゴンミラー１４の回
転軸基部側端面（下端面）よりも上方へは至らないよう
になっている。

以下に本実施例の作用を説明する。

半導体レーデ１０から出射された光ビームは、コリメー
タレンズ１６へ入射し、コリメートされた後ポリゴンミ
ラー１４へと至る。ポリゴンミラー１４はモータ１８の
駆動力で第２図矢印Ｃ方向へ高速回転（例えば１２００
０〜３００００ｒｐｍ）されており、反射鏡面１２で反
射された光ビームは入射角変化に応じて反射方向が変化
し、主走査がなされる。この反射光ビームは光学系を介
することにより記録材料２０上で集光され、この記録材
料２０上にドツトが形成される。ドツトは主走査されて
一生走査が終了すると、ステッピングモータ２８で１ス
テツプ記録材料２０を第２図矢印Ｃ方向へ巻き上げるこ
とにより、副走査がなされる。これを繰り返すことによ
り、記録材料２０には文字等がドツトの集合体により記
録される。なお、副走査方向の移動は連続であってもよ
い。

アウタロータタイプのモータを用いた場合、外径１２０
φ前後のポリゴンミラーでは、１８００Ｑｒｐｍ程度が
高速回転の限界であったが、インナロータタイプを適用
すると５割以上の高速回転が可能であり、しかも、本実
施例の如き面取りされたポリゴンミラー１４を採用すれ
ば、ポリゴンミラー１４の反射鏡面１２にオイルミスト
が付着するようなこともなくなる。これにより、１ドツ
トの書込時間が早くなり、解像点数を上げることができ
る。また、記録材料２０の一回当たりの走査時間は変更
されず、従来と同一の走査時間で漢字等の複雑な文字も
鮮明に記録することができる。

さらに、反射鏡面１２の面数を少なくすることができる
ので、製作が容易となる。

また、本実施例ではカバー３０の上部に空気流孔４２を
設け、カバーの下部に空気流出溝４４を設けたので、ポ
リゴンミラー１４の上方は空気流入孔４２から流入され
る空気によって圧力が増加し、その反面ポリゴンミラー
１４の下方のカバー３０には空気流出溝４４が設けられ
、開口されているので、圧力の増加はなく、これらのこ
とにより、反射鏡面１２の上下で圧力差が生じ、ポリゴ
ンミラー１４の回転による旋回流が第２図矢印Ｃで示す
如く、下向きとなる。これにより、ボールベアリング３
８からのオイルミストはこの矢印Ｃ方向の流れに沿って
、空気流出溝４４からカバー３０の外方へ排出され、反
射鏡面１２へのオイルミストの付着が防止される。空気
流入孔４２にはフィルタが取り付けられているので、カ
バー外・方の空気に含まれるごみやほこりはこのフィル
タにより除去され、カバー３０の内方へ至ることを防止
できる。

なお、本実施例にお、いてポリゴンミラー１４の回転軸
先端部側の端面１４Ａと反射鏡面１２が形成された側面
との間の角部１５に面取りを施こし、反射鏡面１２の上
下でポリゴンミラー１４の回転時の空気抵抗差をつける
ことにより、カバー内部の空気の流れを案内すれば、オ
イルミストの反射鏡面１２への付着防止の効率が向上す
る。

さらに、ガラス窓３２の内側へのゴミの付着も防止する
ことができ、メンテナンスが容易となる。

〔発明の効果〕

以上説明した如く本発明に係る光ビーム走査装置は、ポ
リゴンミラーの反射面へのオイルミストの付着を防止す
ることができ、また、−面光たりの走査時間を長くする
ことなく、複雑な文字の記録を鮮明に行うことができる
という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例に係る光ビーム記録装置の概略図、第
２図はポリゴンミラー及びその周辺の拡大図、第３図は
カバーの斜視図である。 １０・・・半導体レーザ、 １２・・・反射鏡面、 １４・・・ポリゴンミラー、 １８・・・モータ、 ２０・・・記録材料、 ３６・・・回転軸、 ３８・・・ボールベアリング、 ４２・・・空気流入孔、 ４４・・・空気流出溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸受けに支持された回転軸に取り付けられたポリ
   ゴンミラーの回転により前記ポリゴンミラーの各反射鏡
   面から順次反射される光ビームを走査する光ビーム走査
   装置であって、前記回転軸の延長方向と対応する位置に
   設けられポリゴンミラーの回転時に内方へ空気を取り込
   む空気流入孔と前記回転軸の基部の半径方向と対応する
   位置に設けられポリゴンミラーの回転時に外方へ空気を
   排出する空気流出孔とを有するポリゴンミラー保護用カ
   バーを具備する光ビーム走査装置。