JPS60244914A

JPS60244914A - 走査光学装置

Info

Publication number: JPS60244914A
Application number: JP59102029A
Authority: JP
Inventors: Takao Ishida; 貴朗石田; Kichiji Nakatomi; 中富　吉次
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-05-21
Filing date: 1984-05-21
Publication date: 1985-12-04

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】〔発明の技術分野〕本発明は、レーデ発生部材から発生したレーザビームを
回転する多面体鏡を介して偏向走査する走査光学装置の
改良に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、情報量の増大化が著しく、これに伴って情報を記
録するプリンタ関係も年々高速化が要求されている。そ
して、近年において毎分１万行以上の高速印字が行なえ
るレーデビームプリンタが開発され、かな夛の成果をあ
げている。

このレーザビームプリンタは、通常第１２図に示すよう
にレーザ光源１から発せられたレーザ光（レーザビーム
）２を多面体鏡回転式の光偏向器３を介して偏向し、こ
の偏向されたレーｆ光ｊを結像レンズユニツ）（Ｆθレ
ンズ）４を通して予め一様に帯電された感光体５上にス
キャニングし、この感光体５上に静電潜像を形成するよ
うになっている。

しかしながら、レーザ光源１としての半導体レーデ等の
レーザ発生部材は微少な外部電流で容易にこわれてしま
うため、何らかの原因でモータ部、その他の部分から電
気が多少波れたシした場合には正常に機能しなくなると
いった重大な問題を有していた。

また、半導体レーザを使用した場合、楕円状の光量分布
を持つビームスＩヮトとなるがビームスイツトの副走査
方向の径が規定寸法よシ大きかったシ、小さかったシす
る場合がちシ、良好な像密度が得られない場合があった
。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情にもとづきなされたもので、その目
的とするところは、比較的簡単な構成であシながら、レ
ーザビーム発生部材の外部電流による損傷を確実に防止
でき、しかも副走査方向の像密度を適切な状態に調整し
、鮮明な像形成を行ない得るようにした走査光学装置を
提供しようとするものである。

〔発明の概要〕

本発明は、かかる目的を達成するために、レーザビーム
発生部材の外周を絶縁材からなる保護カバーで覆い、か
つレーザビーム発生部材をレーザビームの光軸を中心と
して回動可能に取付けたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第１１図を参照
して説明する。第１図は多面体鏡回転式の光偏向器を示
し、この光偏向器３０は多面体鏡３１と、この多面体鏡
３１を所定方向（実施例では上から見て時計方向）に高
速回転させる駆動機構部３２とからなり、つぎのような
構成となっている。

図中３３は固定軸で、この固定軸３３の下端取付部３３
＆はモータハウジング３４の取付孔３５に嵌入されねじ
５８によシ固定されている。

この固定軸３３は非磁性材料からなシ非嵌入　一部の周
面上下両端部にはへリングボーン溝３６゜３６が形成さ
れている。これらへリングボーン溝３６．３６は矢印状
先端が多面体鏡３ノの回転方向を向く形状に形成されて
いる。

また、この固定軸３３には、固定軸３３の外径部との間
に３１１ｍ　〜６１ｂｍの隙間が形成される内径寸法を
有した非磁性材料からなる中空円筒状のシリンダ３７が
回転自在に外嵌されているとともにこのシリンダ３７に
はモータロータ３８、多面体鏡３１．およびスラスト支
持用の回転体支持装置を構成する磁気スラスト軸受３９
の第１の磁気部材としての内側磁気リング４０が後述す
るように取付られている。

すなわち、多面体鏡３１はシリンダ３７の上下方向中央
部よシやや下方に突設された鍔部、７７ｍの上面側にそ
の開口上端内周縁部が当接する状態に焼ばめ、圧入等で
固定されている。

またモータロータ３８は多面体鏡３１の上端開口縁部に
設けられたリブ３１ｈに当接する状態にシリンダ３７に
嵌入されシリンダ３７と接着されている。また内側磁気
リング４０は上下を鉄板等の強磁性体からなる板状リン
グ４２　、４２ではさまれた状態でシリンダ３７の下端
小径部に挿入され接着されている。

一方、モータハウジング３４の上端開口部を閉塞するカ
バー５１には上記モータロータ３８を囲繞する状態に駆
動コイル４５とヨーク４６を備えだモータステータ３２
ｈが取付られており、シリンダ３７．モータロータ３８
．多面体鏡３１．内側磁気リング４０．板状リング４２
等からなる回転体としての回転組立体４７を駆動するよ
うになっている。

また、上記内側磁気リング４０を囲繞する状態に両側を
鉄板等の強磁性体からなる板状リング４１ではさまれた
第２の磁気部材としての外側磁気リング４３が設けられ
ていて上記回転組立体４７のスラスト方向の支持を行な
う磁気スラスト軸受３９を構成している。上記外側磁気
リング４３はモータハウジング３４に形成された段付凹
陥部３４ａ内に非磁性材料からなる部材（図示しない）
を介在させた状態で嵌入され、接着固定されている。

このように、磁気スラスト軸受３９の磁気リング４０．
４３の両面を鉄板等の強磁性体から々る板状リング４１
．４２でそれぞれ挾むと、第４図（イ）で示す従来のも
のに比べ同強度のマグネット４３．４０を使用した場合
でも向き合う磁束が第４図（ロ）で示すように増え結果
的に吸引力が増える。さらに、鉄板等がら々る板状リン
グ４１．４２の方が一般的に加工精度が良く、よシ間隔
を狭くできる。なお、間隔が狭いと第５図（イ）で示す
ように鉄粉ａ・・・等の影響が大きくなるが第５図（ロ
）で示すように板状リング４１゜４２の方の間隔のみ狭
くしマグネットリング４３．４０相互を一段引き離した
形にすると鉄粉ａ・・・等の付着による回転不良を防止
できる。

このため板状リング４１．４２をっけないものよシ間隔
を狭くでき、よシ吸引力を大きくできる。このため、磁
気部材であるマグネットリング４３．４０に高い磁力を
要求する必要もなく、又個数も少なくできるためコスト
を大幅に下げることができる。円周方向の磁力のバラつ
きも板状リング４１　、４．２で挾むことによシ緩和さ
れる。又、同一吸引力で比較した場合間隔を広げること
ができるため、回転組立体４７の軸方向の振れによる吸
引力の振れも緩和できる。

まだ、磁気リング４０．４３が取付けられる部材が非磁
性体であるため磁束が無駄に流れることがなく、有効に
利用できる。

また、第６図および第７図に示すようにモータステータ
３２ｈにはモータ駆動コイル４５と電気的に接続する駆
動回路基板５０が取付られておシ、上記モータ駆動コイ
ル４５と駆動回路基板５０との表面は絶縁樹脂被膜（詳
図しな（へ）で覆われていてモータ駆動コイル４５の被
覆の剥れによるごみ、駆動回路基板５０のフラックスの
かすや切シ粉等の異物がモータ内部に落下しないように
なっている。

なお、上記絶縁樹脂被覆の形成材料としてはたとえば、
商品名、　Ｎｌ８８０−ＰＲ（日本曹達製ＰＣ−１００
０をベースにしたもの）等の液状１−２メリプタジエ／
等のブタジェン系材料もしくはウレタン系等の乾燥状態
でガスを発生しない材料を使い発生したガスによる内部
機構への悪影響を防止している。

また、第１図および第３図に示すようにモータハウジン
グ３４の下部にはモータハウジング３４の底面側に形成
された部屋６ノと通ずる孔６０が開けられている。部屋
６１の中にはシリカダルなどの乾燥剤５９があシ板体５
７によシ密閉されている。また、モータハウジング３４
の上端開口部はカバー５１と駆動回路基板５００力／４
−５１からの延出部５０ｍの箇所をシールするゴム等の
弾性シール部材６２．６３によシ密閉され、多面体鏡３
１及び駆動機構部３２を囲繞する覆い体としての密閉容
器５２を構成している。また、この密閉容器５２内には
清浄空気が封入された状態となっている。

なお、上記カバー５１の中央部孔５１ａは密閉容器５２
の中央部に設けられた固定軸３３の上端部３３ｂとはガ
タを有した嵌め合いになっておシ、上端部３３ｂに隙間
なく嵌入するグレー）　４９ｆ組立時にカバー５１の上
面中央部に形成された凹部に接着することにより固定軸
３３の位置精度に影響されず嵌合する構造となりている
。上記プレート４９の上端面位置はカバー５１の上端面
よりわずかに高く、固定軸３３の上端面に螺挿されたね
じ６４によシカパー５１が固定される構成となっている
。

また、第１図、第６図および第７図に示すようにモータ
駆動コイル４５と電気的に接続する駆動回路基板５０は
、前述したように覆い体としての密閉容器５２外に延出
する延出部５０ａを有しておシ、その先端部にはコネク
タ８１が取着された状態となっている。

したがって、従来のように駆動回路基板５０にリード線
を結線し、このリード線を密閉容器５２外に導出させる
ものに比べ、結線ミス、断線等の問題がなく、甘た、そ
の作業が容易かつ確実に行なえることになる。

また、第２図に示すようにモータハウジング３４の側面
に形成された孔３４ｂＫ絶縁材料で作られた保護カバー
６５で覆われたレーデ発光ユニット部６６が下記に示す
様に取付られレーデ発生ユニ、構部６６から発光したレ
ーデビーム４８が多面体鏡３ノに導れる様になっている
。

上記レーザ発生ユ；ッ計部６６は以下の様に構成されて
いる。６７はレーデ発生部材としての半導体レーザであ
シ、この半導体レーザ６７は円板状のレーデホルダ６８
に取付られている。

レーデホルダ６８はレンズホルダー７１に平滑な而６８
ａで接触している。レーザホルダ６８の外径はレンズホ
ルダ７１の凹陥部の内径よシ小さく形成されレンズホル
ダ７１の外周縁に螺挿した４本のねじ６９によシ外周を
十字の形で押し付けられねじ６９・・・の出入にょ勺レ
ンズホルダ７ノの凹陥部の平面を移動できる構造となっ
ている。そして、半導体レーデ６７のレーデビーム４Ｂ
の軸とコリメータレンズ７２の光軸を調整後、ねじ７ｏ
で固定される。コリメータレンズ７２はレンズホルダ７
ノの円筒状芯部７Ｊａに嵌入され、奥に挿入されたばね
材７３に対してレンズホルダ７ノの円筒内周のねじ部に
螺挿された円筒形ねじ７４にょ）押し付け゛られ、半導
体レーデ６７との距離を調整できる構造となっている。

半導体レーデ６７はレーザホルダ６８に取付られたスタ
、ドア５によって支持された回路基板７６に接続されて
いる。

これらレーザ発生ユニット部６６は絶縁材料からなる保
護カバー６５に覆われている。保護カバー６５はモータ
ハウジング３４の孔３４ｂに円筒部６５＆を嵌入固定さ
れておシ、この保護カバー６５の円筒部６５ａに挿入さ
れたレンズホルダ７１の円筒状の芯部７１ａは円筒部６
５ａの軸心を中心に回転できるようになっている。モー
タハウジング３４の孔３４ｂの外周に設けられたねじ穴
に螺挿された固定ねじ７９ｔ−ねじ込み保護カバー６５
の円筒部６５＆の外周を強く押し円筒部６５ａの一部を
変形させることにょシレーザ発生ユニッ計部６６と直接
ねじ等が接触しない状態で、すなわちレーザ発生ユニッ
ト部６６を電気的にモータハウジング３４と絶縁した状
態で任意の位置で固定できる構造となっている。

しかして、レーザ発生ユニ、計部６６の外周を絶縁材か
らなる保護カバー６５で覆ったから微少な外部電流でこ
われてしまうレーザ発生部材としての半導体レーザ６７
を確実に保護できる。

また、レーデ発生ユニット部６６を第８図に示すように
回動変位させると半導体レーザ６７がレーザビーム４８
の光軸を中心として回動変位するようになっておシ、半
導体レーデ６７を角度θだけ回動変位させると第９図で
示すように楕円状の光量分布を持つビームスポット４８
′が第９図（イ）の状態から第９図（ロ）の状態となシ
ピームスポット４８′の長軸方向の寸法１’にこれよυ
小寸法のｌ’（１＞ｌ’）に調整できるようになってい
る。そして、ビームスポット４８′の長軸方向の径のバ
ラツキ、すなわち、ビームスポット４８′の副走査方向
の径のバラツキを補正して一定の大きさにし、高品質の
画像形成を行なえるようにしである。

たとえば、ビームスポット４８′の径が規定の径たとえ
ば１１５μｍであった場合、第１０図に示すように一本
抜き走査の場合はＡ、２ライン走査の場合はＢ、３ライ
ン走査の場合はＣでそれぞれ示すような良好な像密度が
得られる。

シカシ、ビームスポット４８′の径がたとえは規定の径
より小さいたとえば、８０μｍであった場合には第１１
図中にＡ／　、　Ｂ／　、　Ｃ／でそれぞれ示すように
ライン間の間融が広くなったシ、ラインとラインとの重
なシ状態が損われたシして良好な像密度が得られなくな
る。また、ビームスポ、　）　４　Ｂ’の径が規定の径
よシ大きい場合にはたとえば１本抜き走査をした場合に
はライン間の間隔が狭まって、これも良好な像密度が得
られなくなるといった問題が生じる。

しかし、この実施例のものにあっては、ビームスポ、　
）　４　Ｂ’の径が規定の値よシもばらついた場合、上
記半導体レーデ６７を回動変位させて楕円状のビームス
ポット４８′の副走査方向の長さが規定の寸法になるよ
うに補正−することによル、良好な像密度が得られるよ
うにし鮮明な画像形成を行なわせることになる。

しかして、多面体鏡３１の鏡面に肖って反射したレーデ
ビーム４８はモータハウジング３４に設けられモータハ
ウジング３４に一体に取着された光学結像手段としての
結像レンズホルダ）（Ｆθレンズ）３４によって密閉さ
れた透孔部５５を介して感光体等の被結像面５６側等に
導出されるようになっている。

また、第１図および第３図に示すようにモータハウジン
グ３４の側壁部には回転組立体固定ねじ５３が螺挿され
ており、このねじの先端チー８部をシリンダ３７に設け
られた溝に挿入することによシ回転組立体４２の運搬時
等における不必要な上下運動、又回転運動を規制するこ
とができるようになっている。また、光学結像手段とし
ての結像レンズユニット５４ハ１ｉＥ１図および第２図
に示すようにモータハウジング３４の取付フランジ３４
ｃに螺合されておシ、結像レンズユニット５４のケース
部５４ａからは導出したスティ５４ｂに取付けられたね
じ２７を締めて結像レンズユニット５４を所定方向に回
すことができるようになっている。そして、結像レンズ
ユニット５４の取付位置を多面体鏡３１に対して接離す
る方向に移動調整するための光学結像手段移動機構８ｏ
を構成している。しかして、結像レンズユニット５４と
感光体等の被結像面５６との間の距離を可変してレンズ
５４ｃ・・・を形成する硝材の屈折率等のばら付き等に
ょる焦点位置のずれを補正できるようになっている。な
お、モータハウジング３４と板体５７゜モータハウジン
グ３４と駆動回路基板５０の延出部、およびモータハウ
ジング３４とカバー５１回転組立体固定ねじ５３の螺挿
部等は密閉構造ではあるが隙間が生じるおそれがある部
分はシリコンコンパウンド７８その他のシール材等で密
封し完全に気密構造にできる構造となっている。

しかして、レーザ発生ユニット部６６、光学結像手段と
しての結像光学ユニット５４と光偏向器３０を一体化し
シリコンコンパウンド７８等で完全に密閉可能である。

前記の様にシリンダ３７が固定軸３３と３μｍ〜６μｍ
の隙間を存して高速で回転する為、覆い体としての密閉
容器５２の中はごみ、はこり、湿気の無い清浄空気であ
る必要があるが密閉構造にすることによって外部からの
ごみ、はこり、湿気の侵入は防止できる。

また、密閉容器５２内は、乾燥剤５９の働きによって完
全な乾燥状態となり、密閉容器５２内の水分が露結して
モータのロック、多面体鏡面の腐食、その他の部分に腐
食によるさびの発生等の発生が防止できるようになって
いる。

しかして、モータ駆動コイル４５に通電することにより
、モータステータ３２ｔｈには回路磁界が生じ、シリン
ダ３７．モータロータ３８゜内側磁気リング４０等から
なる回転組立体４７が時計方向に駆動する。この回転組
立体４７が回転するとベリングが−ン溝３６．３６の働
きによシ固定軸３３とシリンダ３７との間の隙間に空気
が流入して、ラジアル方向に空気圧が生じ、これらの部
分に空気動圧ジャーナル軸受が形成される。一方、スラ
スト方向は磁気スラスト軸受３９によって回転組立体４
７が支承されている。

したがって、回転組立体４７を固定軸３３に対して非接
触の状態で支承することができ、安定した高速回転が行
なえるものである。

しかして、多面体鏡３１が高速回転され、し−ザ発生ユ
ニッ計部６６よシ射出したレーザビーム４８を偏向する
ようになっている。なお、偏向されたレーザビーム４８
はモータハウ−）ング３４に形成された結像レンズユニ
ット５４によって密閉された透孔部５５を介して感光体
等の被結像面側に導出されることになる。

〔発明の効果〕

本発明（ｒｉ以上説明したように、レーザビーム発生部
材の外周を絶縁材からなる保護カバーで覆い、かつレー
ザビーム発生部材をレーザビームの光軸を中心として回
動可能に取付けたから、比較的簡単な構成でちゃなから
、レーザビーム発生部材の外部電流による損傷を確実に
防止でき、しかも副走査方向の像密度を適切な状態に調
整し、鮮明な像形成を行ない得るようにした走査光学装
置を提供できるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の走査光学装置の一実施例の主要部の構
成を一部断面して示す側面図、第２図は同じく一部断面
して示す平面図、第３図は同じく一部断面して示す側面
図、第４図は磁気スラスト軸受の磁束の形成状態を示す
説明図、第５図は同じく異物の影響を示す説明図、第６
図は光偏向器の主要部の構成を示す下面図、第７図は同
じく一部断面して示す側面図、第８図はレーデ発生ユニ
ット部の正面図、第９図はレーザ発生部材の回動に伴う
ビームスポットの状態を示す説明図、第１０図および第
１１゛図はそれぞれビームスポットの径と像密度の関係
を示す説明図、第１２図は光学走査系の概略図である。４８・・・レーザビーム、４８′・・・ビームスポット
、６５・・・保護カバー、６６・・・レーザ発生ユニッ
ト部、６７・・・レーザ発生部材（半導体レーザ）、６
８・・・レーザホルダ、７ノ・・・レンズホルダ。出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第６図第７図第８図第９図 ←０　（ロ） π　第１０図目第１１図 ε Ａ′Ｂ′ｃ・第１２図特許庁長官　若杉和夫　殿１、事件の表示特願昭５９−１０２０２９　号２・　発明の名称走査光学装置３、補正をする者事件との関係　特許出願人　− 則　株式会社　東　芝４、代理人

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　レーデ発生部材から発生したレーザビームを回
転する多面体鏡を介して偏向走査する走査光学装置にお
いて、上記レーザビーム発生部材の外周を絶縁材からな
る保護カバーで覆い、かつレーザビーム発生部材をレー
ザビームの光軸を中心として回動可能に取付けたことを
特徴とする走査光学装置。
（２）　レーザ発生部材が楕円状の光量分布を持つビー
ムを発生する半導体レーザであることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の走査光学装置。