JPH01201619A - 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走査装置あるい
は光ビームを記録材料へ照射し、画像を記録する光ビー
ム走査装置では、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１２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う光ビ
ーム走査装置において、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、反射鏡面
の数を増やさず一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。

〔発明が解決しようとする採血〕

しかしながら、ポリゴンミラーは、複数の反射鏡面を有
し、この反射鏡面は平面で形成されるため、高速回転さ
せると形状抗力は大きなものとなる。ここで、さらにモ
ータの回転数を増加させ、モータ回転の限界に近い、例
えば２００００〜３００００ｒｐｍ程度までポリゴンミ
ラーの回転数をあげると、反射鏡面と共に動く空気の剥
離が発生し、また、すでに発生していたものはさらに増
加し、形状抗力を益々増加させる結果となる。このため
、モータへ加わる負荷が増大し、逆に回転数が低下して
しまう。また、このモータ負荷の増大によりモータ自体
の寿命も短くなり、信頼性の低下につながる。

このため、ポリゴンミラーの各反射鏡面間の稜線部分を
面取り又はＲ形状として、形状抗力を低減させたものが
提案されているが（実開昭５６−５１１４号）、各反射
鏡面間の稜線とポリゴンミラーの両端面との間の角部で
の剥離及び乱流の発生は防止できず、顕著な効果は得ら
れない。さらに、反射鏡面間の稜線部分を面取りあるい
はＲを取った場合、面取りあるいはＲ部分を反射鏡面と
して利用できないため有効な鏡面積が減り、同一回転数
では走査範囲が狭くなってしまう。

本発明は上記事実を考慮し、走査範囲を狭くすることな
く形状抗力を低減することにより、ポリゴンミラーの高
速回転を可能とし、−面当たりの走査時間を長くするこ
となく、複雑な文字等の精細な画像の読取りや記録を鮮
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。

〔課題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、ポリゴンミラーの回
転により複数の反射鏡面から順次反射される光ビームを
走査して情報を読取るあるいは記録する光ビーム走査装
置であって、前記ポリゴンミラーはその端面と連続する
２つの反射鏡面とで形成される第１の角部に面取りが施
され、かつ前記複数の反射鏡面間の稜線と前記面取り部
分との間の第２の角部に面取りが施されていることを特
徴としている。

〔作用〕

ポリゴンミラーの第１の角部には面取りが施されている
。これにより、ポリゴンミラーの両端面と周面との間は
形状抗力が低減する。また、本発明では、第２の角部に
も面取りが施されている。

すなわち、各反射鏡面間の稜線と前記第１の角部とが交
わる部分は尖っており、剥離の発生し易い状態となって
いる。この尖った部分である第２の角部にも面取りを施
すことにより、形状抗力はさらに低減される。

従って、モータを高速回転で使用することが可能となり
、高速な走査ができる。また、これにより、従来と同一
走査時間で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゛
１０とポリゴンミラー１４との間にはコリメータレンズ
１６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図矢印へ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２０の両端部は巻取軸２４．２６へ巻き取られ
ており、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。

ポリゴンミラー１４はカバー３０で覆われており、空気
中のごみやほこりが反射鏡面１２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が配設されており、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。

このカバー３０には、その上部に空気流入孔４２が設け
られ、周囲下方に空気流出溝４４が設けられている。な
お、このカバー３０は必ずしも必要ではないが、反射鏡
面や窓ガラス内側面の防塵のためには、取り付けた方が
好ましい。また、カバー３０は、前記空気流入孔４２及
び空気流出溝４４がない所謂密閉型であってもよい。

第２図に示される如く、ポリゴンミラー１４へ回転力を
付与するモータ１８は、中心軸が回転する所謂インナロ
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（図示せず）によって軸支
されている。

このボールベアリングは回転軸３６の軸ぶれを防止し、
回転を円滑にさせる役目を有している。

回転軸３６は高速（例えば１２０００〜３００００ｒｐ
ｍ）で回転され、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。このポ
リゴンミラー１４は第２図に示される如く、１４Ａ並び
に端面１４Ｂと反射鏡面１２が形成された側面との間の
第１の角部（角部１５．１７）にそれぞれ面取りが施さ
れている。これにより、角部１５．１７での形状抗力が
低くなり、モータの高速回転により生じる空気抵抗が和
らぐ。

ここで、本実施例では、前記面取りが施された角部１５
．１７とポリゴンミラーの反射鏡面間の稜線とが交わる
第２の角部（角部１９）にも面取りを施し、前記剥離の
発生を防止している。すなち、角部１９に面取りが施さ
れていない状態では、この角部１９は尖っており、剥離
の発生し易い状態となっている。

第３図に示される如く、各面取り量はポリゴンミラー幅
をり。Ｘ第１の角部における面取り量をｈｌ、第２の角
部における面取り量をｈ２とすると、ｈｌ　はり。の１
割から４割、また、ｈ２はり、の１割から５割とするの
が好ましい。本実施例では上記の如くこの角部１９に面
取りを施すことにより、形状抗力を低減している。また
、各反射鏡面間の境界部４０．４１は残っているので、
走査に有効な鏡面は確保され、走査線の有効長さが短く
なることもない。

以下に本実施例の作用を説明する。

半導体レーザ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１図矢印Ａ方向へ高速回転（例えば１２００
０〜３００００ｒｐｍ）されており、反射鏡面１２て反
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１図矢印Ｂ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。

本実施例では、上記高速回転時にポリゴンミラー１４に
よって生じる乱流発生部分に面取りを施し、形状抗力を
低減している。

まず、第１の面取り部分は端面１４Ａ並びに端面１４Ｂ
と反射鏡面１２との間の角部１５．１７に施した。これ
により、端面１４Ａ及び端面１４Ｂの近傍の乱流は低減
される。次に、第２の面取り部分は、前記角部１５．１
７と各反射鏡面１２間の稜線との交わる角部１９に施し
た。すなわち、この部分は３つの稜線が交わって尖って
いる部分−であり、乱流が発生し易い。従って、上記角
部１５．１７のみに面取りを施したのでは、反射鏡面１
２の幅方向両端部近傍では、充分に乱流は低減されず、
本実施例のように高速（例えば１２０００〜３００００
ｒｐｒｎ）でポリゴンミラーを回転させた場合は、モー
タに負荷がかかる。本実施例に適用されたポリゴンミラ
ー１４は、角部１９にも面取りを施したので、形状抗力
が低くなり、上記のような不具合も解消することができ
、高速で信頼性の高い回転が保証される。

中心軸が固定で外周が回転する所謂アウタロータタイプ
のモータを用いた場合、外径１２０φ前後のポリゴンミ
ラーを配設すると、２０００Ｏｒｐｍ程度が高速回転の
限界であったが、中心軸が回転する所謂インナロータタ
イプのモータを適用すると優に５割以上の高速回転が可
能であり、さらに本実施例の如きポリゴンミラーを採用
すると、ポリゴンミラーを高速回転させたときに生じる
形状抗力の問題も解決することができる。

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の一面当た
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、高速回転に余裕があれば、その分だけ反射鏡面１２
の面数を少なくすることもできるので、製作が容易とな
る。

前述のＣＯＭでは、マイクロフィルムに記録された画像
は拡大されて用いられるので、記録材料２０上のドツト
は１ｍｍ当り３００〜６００ドツトの解像度が要求され
、しかも記録速度は１秒当り０．５〜３画像面必要とな
る。このように、高解像度で高速の記録を要求される装
着において、本実施例の如きポリゴンミラーを適用する
と特に優れた効果が得られる。

〔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、形
状抗力を低減することにより、ポリゴンミラーの高速回
転を安定的に行うことを可能とし、−面光たりの走査時
間を長くすることなく、精細な情報の読取あるいは記録
を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
ポリゴンミラーの角部を示す拡大図である。 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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリゴンミラーの回転により複数の反射鏡面から
   順次反射される光ビームを走査して情報を読取るあるい
   は記録する光ビーム走査装置であって、前記ポリゴンミ
   ラーはその端面と連続する２つの反射鏡面とで形成され
   る第１の角部に面取りが施され、かつ前記複数の反射鏡
   面間の稜線と前記面取り部分との間の第２の角部に面取
   りが施されていることを特徴とする光ビーム走査装置。