JPH0843755A

JPH0843755A - 高速回転ビーム偏向器のための光学的エンクロージヤー

Info

Publication number: JPH0843755A
Application number: JP7135617A
Authority: JP
Inventors: Gregg R King; グレツグ・アール・キング; John A Morrell; ジヨン・エイ・モレル; Lawrence S Blake; ローレンス・エス・ブレイク; Philip A Rombult; フイリツプ・エイ・ロンバルト; Thomas K Herbert; トーマス・ケイ・ヘバート
Original assignee: Bayer AG; Bayer Corp
Current assignee: Bayer AG; Bayer Corp
Priority date: 1994-05-16
Filing date: 1995-05-11
Publication date: 1996-02-16
Anticipated expiration: 2014-09-06
Also published as: JP2945608B2; DE69517869T2; EP0683415B1; EP0683415A1; DE69517869D1; US5589973A

Abstract

(57)【要約】【目的】像品質を改良する。【構成】非回転光学的シールドが、一般円筒形の形状
であり、空気流及び光学的歪み並びに音響雑音を低減す
るために回転する光偏向器を包囲する。ビーム入射孔
は、シールドの端部において設けられ、入力ビームを偏
向器のスピン軸に沿って回転する偏向器に投射させる。
入射孔は、回転する光偏向器の作用により空気がシール
ドに引き込まれるのを防止するために、窓によって密封
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高速回転する光学的要
素を使用する光学的走査システムに関し、さらに詳細に
は、周囲領域において乱空気流、熱影響及び圧力擾乱を
生じさせ、光学的歪み及び音響雑音問題を発生させる回
転光学的要素に関する。

【０００２】

【従来の技術】フィルム記録器において使用されるもの
等の光学的スキャナーは、非常に高い走査率において動
作し、空気中で光偏向器を非常に高速に回転させる。２
７、０００ｒｐｍで回転する一般偏向器のＲｅｙｎｏｌ
ｄｓ数は、６０、０００に近い。このため、空気流は、
乱流状態にあり、結果として、光学及び音響問題が発生
する。光偏向器は、空気を切って進むことから熱を発生
させ、そして乱空気流状態において、熱伝達が、種々の
温度において空気の大形受け口を介して行われ、非一様
空気温度を生ずる。この状況は、空気の屈折率が温度変
化とともに変化するために光学的誤差を生ずる。これ
は、偏向ビームにおいて波面誤差を生じさせ、像記録表
面において走査ビームの書込み点を退化させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】光偏向器の幾何形状
は、回転のためにめったに最適ではないために、光偏向
器のスピニングは、しばしば、空気中を移動する不規則
形状の偏向器によって生じた圧力擾乱により、不快な音
響雑音を生成する。光学的スキャナーの回転率が増大す
る時、光偏向器の回りの空気流は、ますます乱流にな
り、光学的歪みと音響雑音の増大を生じさせる。

【０００４】光学的スキャナーにおいて見られる別の問
題は、風媒汚染物による光偏向器のよごれである。動作
中、光学的スキャナーは、光偏向器のスピン軸の方に空
気を引き入れ、スピンする光偏向器から放射状に空気を
放出する傾向がある。流れる空気中の粒子は、時間とと
もに光偏向器の鏡面をよごし、腐食させ、走査ビームの
品質を低下させる。

【０００５】従って、本発明の目的は、光偏向器を包囲
する空気流を低減させるために固定（非回転）シールド
で回転する光偏向器を閉鎖し、これにより、そのような
回転する光偏向器を使用する走査システムの像品質を改
良することである。

【０００６】発明の別の目的は、高速回転する光偏向器
に付随した音響雑音を低下させることである。

【０００７】発明の別の目的は、風媒汚染物による光偏
向器の汚染を防止し、偏向器表面の腐食を防止すること
である。

【０００８】発明の別の目的は、光偏向器を包囲する空
気温度を一様にすることである。

【０００９】発明の別の目的は、結像表面からの反射が
光偏向器により結像表面に偶然に偏向され、意図的でな
い結像誤差を発生させるのを防止することである。

【００１０】

【問題点を解決するための手段】本発明は、光学的要素
と、スピン軸の回りで光学的要素を回転させるためのモ
ーターと、光学的要素を包囲する乱空気流を低減させる
ために光学的要素を閉鎖するエンクロージャー手段とを
有する光学的スキャナーを具備する。エンクロージャー
はまた、モーターによる光学的要素の回転中、光学的要
素を包囲する空気温度を一様にする。

【００１１】発明の特徴及び目的は、添付の図面に関し
て取られた次の説明において明らかになるであろう。

【００１２】

【実施例】図１を参照すると、一般に参照番号（１０）
によって指定された光学的スキャナーが示され、光偏向
器（１４）を回転させるためのスピンモーター（１２）
を有する。偏向器（１４）は、スピンモーター（１２）
の動作により回転するようにスピンモーター軸（１６）
に結合される。入力ビーム（１８）は、偏向器（１４）
のスピン軸（２０）に平行に偏向器（１４）の方に指向
されて示される。入力ビーム（１８）は、光偏向器（１
４）によって偏向され、そして合成射出ビーム（１９）
は、走査表面（不図示）に投射され、回転する偏向器
（１４）により掃引動作で走査され、走査表面上に走査
線（不図示）を形成する。

【００１３】図１と図２を参照すると、一般に円筒形状
の中空、非回転エンクロージャー又はシールド（２４）
は、回転する偏向器（１４）を閉鎖するためにスピンモ
ーター（１２）に突き当たる第１端部（２６）を有す
る。シールド（２４）は、スピン軸（２０）に沿って縦
方向に配設され、ビーム入射孔（３２）にその第２端部
（３４）において装着された入射窓（３０）を有する。
シール（３６）は、シールド（２４）の第１端部（２
６）とスピンモーター（１２）の界面において設けられ
る。入射窓（３０）は、シールド（２４）のビーム入射
孔（３２）を密封するために役立つ。シールド（２４）
の外側放射状部分（４０）におけるビーム射出孔（３
８）は、スピン軸（２０）に垂直であり、シールド（２
４）の円筒体の周辺部に沿って伸長し、射出ビーム（１
９）を角度範囲を通して走査させる。

【００１４】シールド（２４）は、アルミニウムの如く
材料から作られるが、代替的に、プラスチック、金属又
は複合材料から作られる。幾何形状は、偏向器を包囲す
る空気の容積を縮小させ、形状抗力による乱流を最小に
するように、回転する偏向器（１４）の形状に密接かつ
滑らかに一致するようにされる。シールドにおいて回転
する光偏向器を閉鎖することにより、不規則形状の回転
する偏向器によって生じた圧力擾乱は、付随した音響雑
音とともに最小にされる。さらに、音響雑音は、音が放
射する空気容積が小さく、音伝達はシールドを通して行
われなければならないために低下される。

【００１５】シールドは、３つの方法においてビームの
光学的歪みを縮小させる。まず、空気乱流が、偏向器の
回りに密接にはまるシールドにより低下される。空気乱
流の低下は、光学的歪みの低下に対応する。第２に、温
度は、シールドの絶縁効果により一様になる。偏向器を
包囲する空気の温度の変化が少ないと、偏向されるビー
ムは、周囲空気の屈折率の変化のために波面誤差を有す
ることは少なくなる。第３に、空気が引き入れられるビ
ーム入口においてシールドが密封されると、偏向器のよ
ごれは、除去される。偏向器の腐食と汚染を予防するこ
とにより、散乱と吸収は、発生しがたくなり、その結
果、全ビームエネルギーが偏向される。

【００１６】記載された光学的シールドは、多様な形式
の結像システムにおいて使用される。図３において、光
学的シールドは、出力ビーム（１９）が平面（４２）上
に走査されるキャプスタン形式イメージセッターにおい
て示される。出力レンズ（４４）（Ｆ−θレンズ）は、
シールド（２４）の外側放射部分（４０）におけるビー
ム射出孔（３８）において設けられ、出力レンズ（４
４）を支持する光学的取り付け部材（４６）を介してビ
ーム射出孔（３８）を密封するために役立つ。取り付け
部材（４６）は、ビーム射出孔（３８）から外側に配設
された光学的シールド（２４）への中空矩形取り付け具
である。

【００１７】発明の好ましい実施態様が、図４と図５に
示され（対応する要素は前述と同一の参照番号によって
示される）、前実施態様とほぼ同一の円筒体（５２）
と、円筒体（５２）から放射状外側に広がるファン状部
分（５４）とを有する参照番号（５０）によって一般に
指定される中空非回転エンクロージャー又はシールドを
具備する。円筒体の第１端部（２６）は、スピンモータ
ー（１２）に突き当たる。入射窓（３０）は、円筒体
（５２）の第２端部（３４）においてビーム入射孔（３
２）において設けられ、そしてシールド（５０）を密封
するために役立つ。円筒体（５２）の外側放射部分（４
０）におけるビーム射出孔（３８）（図４）は、スピン
軸（２０）に垂直であり、円筒体（５２）の半周囲に沿
っており、ビーム偏向器の傾斜表面（５５）が射出ビー
ム孔を通って回転する時、射出ビーム（１９）が０°〜
１８０°で走査することを許容する。ビーム射出孔（３
８）は、ビームが走査される角度により、円筒体（５
２）の周囲に沿って伸縮することが認められる。円筒体
（５２）の射出孔（３８）は、ビーム射出スロット（６
０）において終端する放射状外向きの２つのファン状部
材（５６、５８）を有する。ファン状部材（５６、５
８）は、スピン軸に沿って軸方向に離間され、射出ビー
ム（１９）をファン状部材（５６、５８）の間で円筒体
（５２）から放射状外側に投射させる。２つのファン状
部材（５６、５８）は、円筒体から接線において外側に
広がる２つの領域（６２、６４）において連結される。
ファン状部分（５４）は、射出ビーム孔の始点（０°）
から射出ビーム孔の終点（１８０°）までの領域でスピ
ン軸（２０）に関して放射状に広がる。ビーム射出スロ
ット（６０）は、開放させておくことができ、又は好ま
しくは、薄い透過性射出窓（６６）（図４）によって閉
鎖される。ファン状部材（５６、５８）は、付加的な雑
音抑制を設ける。ファン状部分（５４）の設計は、円筒
体（５２）から伸展する滑らかなテーパ形状（６２、６
４）を有し、最適結像品質を設ける。回転するビーム偏
向器の傾斜表面（５５）は、シールド（５０）内の空気
をポンピングする。テーパ部分（６２、６４）は、空力
的シールド内面を設け、周囲空気における圧力こう配に
よって生じた光学的歪みを最小にする。

【００１８】図６は、内部ドラム（６８）のイメージセ
ッターにおいて使用された大形光学的シールド（５０）
を示す。ファン状部分（５４）は、ドラム（６８）の内
側に沿ってシールド（５０）の軸方向移動のためのすき
間（７０）を許容しながら、内部ドラム（６８）の構成
によって与えられたビーム射出パスに沿って最大長まで
拡張する。この特別な構成は、走査表面（６８）からの
走査ビームの非所望な反射がスキャナーハードウェアへ
逆反射するのを防止する。そのような偶然の逆反射は、
また、スキャナーハードウェアによって反射され、結像
される感光性媒体の任意の露出を生じさせ、像において
非所望の人造物をもたらす。拡張されたファン状部分
（５４）は、ビーム偏向器（５５）からの光ビームを走
査される走査線内の結像表面（６８）上を走査させ（図
４）、これにより、媒体への他の意図的でない光露出に
よる他の走査線における人造物を除去する。

【００１９】付加的に、ドラム（６８）の表面の近くの
熱は、ドラム表面（６８）でのシールド（５０）と閉鎖
された光学系の移動によりドラム内部の全体に分布され
る。シールド（５０）は、走査プロセス中、ドラム表面
（６８）を移動される。ファン状部分（５４）はドラム
表面まで伸展するために、熱は、表面から押し払われ、
シールド（５０）の外側の空気移動とシールド材料の熱
伝導性により分布される。このため、シールドの内側の
走査ビームは、より一様な温度場において走査線を走査
する。結果として、上記の如く、非一様温度場の非所望
の効果が、そこから生ずる光学的歪みと同様に相応して
低下される。

【００２０】大形シールドの実施態様が示され、ファン
状部分（５４）の一方の側面は、前実施態様において記
載された如く、円筒体（５２）から伸展する時、滑らか
なテーパ外形（７２）を有する。接線テーパ設計（７
２）は、円筒体（５２）の側面においてより有益であ
り、この場合、ビーム偏向器は、射出ビーム孔（３８）
による走査から円筒体部分（５２）（図６において左
側）へ転回する。ビーム偏向器の傾斜反射表面（５５）
（図４）の時計回り回転に対して、傾斜表面（５５）
は、左側におけるファン状部分（５４）から転回し、円
筒体（５２）へ逆回転する。圧力は、傾斜表面（５５）
のポンピング作用により、ファン状部分（５４）と円筒
体（５２）の接合部において蓄積される。しかし、テー
パ設計（７２）は、圧力を最小し、これにより、結像品
質は維持される。傾斜表面（５５）が射出ビーム孔（３
８）を通って走査するためにシールド（５０）のファン
状部分（５４）に回転することにより、圧力蓄積はほと
んどなくなり、そのため、テーパ表面は必要とされな
い。

【００２１】この発明が多様な好ましい実施態様により
記載されたが、技術における当業者は、多様な修正、置
換、省略及び変形が、その精神に反することなく行われ
ることを認めるであろう。従って、本発明の範囲は、そ
の等価物を含む次のクレイムの範囲によってのみ制限さ
れることが意図される。

【００２２】本発明の主なる特徴及び態様は以下のとお
りである。

【００２３】１．ａ．光学的要素（１４）と、ｂ．スピン軸（２０）の回りで該光学的要素（１４）を
回転させるための回転手段（１２）と、ｃ．該光学的要素を包囲する乱空気流を低減させ、か
つ、該回転手段（１２）による該光学的要素（１４）の
回転中、光学的要素（１４）を包囲する空気温度を一様
にするための、該光学的要素（１４）を閉鎖するエンク
ロージャー手段（２４）とを具備する光学的スキャナ
ー。

【００２４】２．該エンクロージャー手段（２４）が、
該光学的要素（１４）を包囲する中空シールドを具備
し、光ビーム（１９）を中空シールドに進入させ、光学
的要素（１４）から投射させるための入射孔手段（３
２）と、光ビームを中空シールド（２４）から射出させ
るための射出孔手段（３８）とを有する上記１に記載の
光学的スキャナー。

【００２５】３．該中空シールド（２４）が、第１端部
（３４）と第２端部（２６）を有する円筒体を具備し、
該中空シールドは、該光学的要素のスピン軸に平行な縦
軸を有し、そして該入射孔手段（３２）が、貫通する縦
軸を有する円筒体の第１端部（３４）において設けられ
る上記２に記載の光学的スキャナー。

【００２６】４．該中空シールド（２４）が、該円筒体
の該第２端部（２６）において該回転手段（１２）に取
り付けられる上記３に記載の光学的スキャナー。

【００２７】５．該入射孔手段（３２）において該中空
シールド（２４）を密封するための光学的ガラス窓手段
（３０）をさらに具備する上記４に記載の光学的スキャ
ナー。

【００２８】６．該射出孔手段（３８）が、該円筒体の
周囲部分（４０）において設けたスロットである上記５
に記載の光学的スキャナー。

【００２９】７．該スロットにおいて該中空シールドを
密封するための光学的ガラス窓手段をさらに具備する上
記６に記載の光学的スキャナー。

【００３０】８．該スロット（３８）において該中空シ
ールド（２４）を密封するためのレンズ手段（４４、４
６）をさらに具備する上記６に記載の光学的スキャナ
ー。

【００３１】９．該レンズ手段が集束Ｆθレンズ（４
０）を具備する上記８に記載の光学的スキャナー。

【００３２】１０．該中空シールド（５２）が、２つの
ファン状部材（５６、５８）を有する、該円筒体におけ
る該スロット（３８）から放射状外向きの弓形ファン状
部分（５４）を具備し、各ファン状部材は、光ビーム
が、該光学的スキャナーによってある角度を通して走査
された時、２つのファン状部材（５６、５８）の間の弓
形ファン状部分（５４）内にある如く、該スロット（３
８）の側部からビーム射出パスに平行に放射状外側に配
設される上記６に記載の光学的スキャナー。

【００３３】１１．該弓形ファン状部分（５４）の放射
状最外側部分において該中空シールド（５２）を密封す
るための薄い透過性窓（６６）をさらに具備する上記１
０に記載の光学的スキャナー。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転する光学的スキャナーにおいて使用された
本発明による光学的シールドの部分的に断面の側面図で
ある。

【図２】図１の光学的シールドの等角図である。

【図３】キャプスタン形式イメージセッターに典型的な
出力レンズで使用される光学的シールドの実施態様の等
角図である。

【図４】回転する光学的スキャナーにおいて使用される
本発明による光学的スキャナーの別の実施態様の部分的
に断面の側面図である。

【図５】図４の光学的シールドの等角図である。

【図６】内部ドラムイメージセッターにおいて使用され
る拡張ファン状部分を有する光学的シールドの前端面図
である。

【符号の説明】

１２回転手段１４光学的要素１９光ビーム２４エンクロジャー手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者グレツグ・アール・キングアメリカ合衆国ニユーハンプシヤー州 03053ロンドンデリー・ゴードンドライブ 20 (72)発明者ジヨン・エイ・モレルアメリカ合衆国マサチユセツツ州01880ウエイクフイールド・セイレムストリート 117 (72)発明者ローレンス・エス・ブレイクアメリカ合衆国マサチユセツツ州01960ピーボデイ・スコツトドライブ３ (72)発明者フイリツプ・エイ・ロンバルトアメリカ合衆国マサチユセツツ州01835ブラドフオード・サウスウイリアムストリート100 (72)発明者トーマス・ケイ・ヘバートアメリカ合衆国マサチユセツツ州01834グローブランド・アツプタツクロード36

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ａ．光学的要素と、ｂ．スピン軸の回りで該光学的要素を回転させるための
回転手段と、ｃ．該光学的要素を包囲する乱空気流を低減させ、か
つ、該回転手段による該光学的要素の回転中、光学的要
素を包囲する空気温度を一様にするための、該光学的要
素を閉鎖するエンクロージャー手段とを具備する光学的
スキャナー。