JPS6024513A - 光ビ−ム偏向機構 - 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】 く技術分野〉 本発明は、回転支持された多数の反射面を有する多面鏡
を回転させることによシレーザビーム等の光ビームを偏
向させる光ビーム偏向機構に関するものである 〈従来技倫〉 一般に、光ビーム偏向機構は、例えば光源より出射され
た光ビームを多面鏡の回転に応じて入反射角度を変化さ
せて所望の方向へ偏向する機構である。

この光ビーム偏向機構には、超精密加工によ＃）７仕上
げなれた高精度の光ビームを反射する主要部品である多
面鏡が取付けられている。この多面鏡の各自は面倒れ角
度精度９分割角度精度９面精度。

反則率が厳しく決められており、これらの精度によりレ
ーリ′ゾリンタ等では走査直線性、走査ピッチムラ、レ
ーザパワー、レーザスポット形状等が左右されることに
なる。

光ビーム偏向機構ではこのような高精度の多面鏡を高速
で回転させなければならず、高速回転中に多面鏡が多面
体であるが由に多面鏡の鏡面部分に空気中の塵が付着し
高精度に仕上げられた鏡面状態の特性を低下させてしま
うことがある。即ち、鏡面への塵の付着は多面鏡の回叫
時間が長くなるにつれて増加し鏡面の反射率を著しく低
下させる。

更には、同−鏡面内の反射率や各鏡面の反射率にムラが
生じたシ、光ビームの散乱が起るようになる。この結果
偏向された後の光ビームは付着した塵によシパワーが減
少したシ、焦点ボケを起しレーザプリンタ等では印字品
位が低下する。また甚だしいときには印字不能となって
しまうこともある。

従って回転多面鏡を用いた光ビーム偏向機構では通常空
気中の塵が多面鏡の鏡面部分に付着しないように多面鏡
を防塵部材で覆い塵を含む外部の空気が多面鏡の周辺に
侵入しないようにしている。

しかしながら、従来のように防塵部材で多面鏡を覆い外
部空気を遮断することは空気中の塵が鏡面部分に付着す
ることを防止する上では良いが、多面鏡を回転支持する
軸受に潤滑剤を封入した軸受を使用する場合に潤滑剤に
よって多面鏡の鏡面が汚染されてしまうという問題を引
起す欠点があ即し、ち面鏡を防塵部材等の中で回転させ
ると、多面鏡の回転により遠心ポンプ作用による渦が生
じ、防塵部月内の圧力が中心部で最も低く、中心部から
肉１［れるほど高くなる。特に中心部では負圧となる。

そのため、中心部に位置する軸受を境とする防塵部月内
の圧力と外部空気の圧力に差を生じ外部ン１ｕ気の圧力
の方が高くなる。またこの圧力差は多面鏡の回転数によ
って変化し回転数が高くなるほど圧力差は大きくなる。

そこで潤滑剤が封入されている軸受を使用すると、この
圧力差によって潤滑剤を含む空気が圧力の低い）Ｊつま
り防塵部材内部に侵入してくることになり、この結果多
面鏡が潤滑剤を含む空気に晒されることになシ、多面鏡
の鏡面の状態が段々悪化し、前記した塵の付着した場合
と同様に偏向時に光ビームに悪影豐を与えてしまう。

第１図は、従来の防塵部材を備えた光ビーム偏向機構の
略断面図である。

第１図において、１は多面鏡で、通常８面ないしは１２
面等の鏡面を有しており、回転軸２に精度よく取付けら
れた回転台３とバランス調整部材４によシ堅固に固定さ
れている。回転軸２は軸受本体５に固定された軸受６，
７により回転可能に支持されている。上記軸受本体５に
は回転軸２を回転するためのモータステータユニット１
０が取付けられている。また回転軸２はモータステータ
ユニット１０と対向して、モータロータユニット９が固
定されている。

従って、モータステータユニット１０による例えば回転
磁界によシ、モータロータユニット９が回転されると、
回転軸２が回転し、多面鏡１が回転するのである。

多面鏡１は超精密加工によシ高精度に仕上げられた多数
の鏡面を有しており、この鏡面の状態によシ光ビーム偏
向機構の性能を左右するので、多面鏡１は空気中の塵等
から鏡面を保護するために上部防塵部材１１と軸受本体
５によって覆れ外部の空気から遮断されている。上部防
塵部材１１には無反射コーティングがなされたガラス板
１２が取付けられた窓１３があり、この窓１３のガラス
板１２を通して光ビームが多面鏡１に矢印ａの様に入射
し、多面鏡１により矢印すの様に偏向され、再び窓１３
よりガラス板１２を通して光ビームが出射されるのであ
る。

この光ビーム偏向機構では、光ビームを偏向させる場合
に多面鏡１を回転させるわけであるが、多面鏡１がに１
部防塵部材１１、軸受本体５により密閉状態で、多面鏡
１の上面及び下面１−１．１−２がそれぞれ対向する上
部防塵部材１１、軸受本体５に近接していると、多面鏡
１の回転により空気の渦を生成し遠心力が働く方向に矢
印ｃ、ｄの方向に流れる。

そのため、上部防塵部材１１と軸受本体５とによって囲
まれた内部の圧力は中心部が最も低く（負圧）なシ矢印
ｃ、ｄの方向に行くに従って高くなってしまう。この時
、軸受６の両端面６−１．６−２においても圧力差を生
じ、軸受６の外側端面６−２の方が圧力が高くなる。こ
のように軸受６の両端面に圧力差があると、軸受６の内
部に封入されている潤滑剤が圧力の低い方へ漏れ出した
り潤滑剤を通過した潤滑剤を含む空気が圧力の低い方へ
侵入してくる。このように光ビーム偏向機構における軸
受の潤滑剤による多面鏡の鏡面汚染は潤滑剤を使用する
軸受を使用するかぎシ発生する問題であシ、空気中の塵
の鏡面への付着防止よシもよシ重要な課頴となっている
。

〈目　的〉 本発明は上記諸点に鑑みて成されたものであり、例えば
潤滑剤が封入された軸受を用いた光ビーム偏向機構にお
いても、軸受の潤滑剤による多面鏡の鏡面汚染を防止で
きる光ビーム偏向機構を提供することを目的としており
、より詳細には、軸受を通過してくる潤滑剤等を含む空
気を多面鏡に到達する前に外部に排出し、防塵部材内部
への侵入を防止することのできる光ビーム偏向機構を提
供することを目的としている。

〈実施例〉 以下、図面に従って本発明の一実施例を説明する。

第２図は、本発明の光ビーム偏向機構の一実施例を示ず
略断面図であり、第１図に示した従来装置と同一部分は
同一符号で示している。

第２図において、１は多面鏡であり、該多面鏡１は通常
８面ないしは１２面等の鏡面を有しておシ、回転軸２に
精度よく取利けもれた回転台３及びバランス調整部材４
によって堅固に固定されている１、 Ｌ記回転’ｌ’ｉｌｌ　２は軸受本体５に同定された軸
受６及び７によって回転可能に支持されている。」二記
中１１１受本住５には回転軸２を回転するためのモータ
ステータユニット１０が取付けられている。また回転軸
２にはモータステータユニット１０と対向して１．シー
タロータユニット９が固定されている。

多面鏡１は空気中の塵等から鏡面を保護するために−１
一部防塵部材１１と軸受本体５によって覆われている。

上部防塵部材１１には無反射コーティングがなされたガ
ラヌ板１２が取付けられた窓１３が設けられており、こ
の窓１３のガラス板１２全通しで）１′、ビームが多面
鏡１に入射し、また多面鏡ｌによって偏向された光ビー
ムが再び窓１３よシガラス板１２を通して出射されるよ
うに構成されている。

１５は回転台３の下部に設けられたつばで１）、該つば
１５は軸受本体５及び、軸受本体５と上部防塵部材１１
との間に設けられた下部防塵部材１６とに近接し且つ対
向して設けられている。

このようなつば１５を回転台３に設けることにより、回
転台３が回転したときにっば１５の上下両面と下部防塵
部材１６と軸受本体５との間の空気が遠心ポンプ作用に
よシ遠心力の働く方向に流れることになる。

また軸受本体５と下部防塵部材１６には外気を吸入する
数個の吸気孔１４．１７が設けられている。さらに下部
防塵部材１６には吸気孔１４．１７より吸入した外気を
排出する数個の排気孔１８が設けられている。このよう
な構成にょシ、外気を循環させる２つの循環系が形成さ
れる。即ち、軸受本体５の吸気孔１４から吸入された外
気を軸受６を通過させ下部防塵部材１６の排気孔１８か
ら排出し外部へ戻す矢印ｅで示す第１の循環系と、下部
防塵部材１６の吸気１７から吸入された外気を排気孔１
８から排出し外部へ戻す矢印ｆで示す第２の循環系が形
成されている。

これらの２つの循環系は、回転台３が回転すると」−記
したつば工５による遠心ポンプ作用によシ動作を開始す
る。

次にそれぞれの循環系の働きを説明すると、第１の？’
ｌ’！　Ｉ’ｆ■系は軸受６から漏れ出す潤滑剤等を含
む空気を機構外へ排出する働きをするだめのものであり
、回転台３のつば１５のポンプ作用により矢印ｅで示す
空気流を発生させ、吸気孔１４から吸入した外気を軸受
６を通過させ、軸受６から漏れ出たＡ）“１滑剤を含ま
せ排気孔１８から外部へ排出する働きをする。

また第２の循環系は、第１の循環系によって外部へ初出
されるべき潤滑剤等を含んだ空気が、多１ｍ鏡１の方へ
侵入するのを防止する働きをするためのものであり、回
転台３のつば１５のポンプ作用により矢印ｆで示す空気
流を発生させ、吸気孔１７から吸入した外気を、排気孔
１８から外部へ排出させ、潤滑剤を含んだ第１の循環系
の排気が多面鏡１の方へ侵入しないように矢印ｆで示す
空気流で防止する働きをする。

１９はフィルり部材であシ、第２循環系の吸気孔１７に
取付けられている。このフィルり１９は、第２循環系の
場合、外気の循環が矢印ｆだけでなく多面鏡１側にも流
れ込むことがあるので、外気に含まれている塵や第１循
環系から排出される潤滑剤等の侵入を防止するためのも
のである。

なお、第２図の実施例では吸気孔１４にはフィルタ一部
材１９を取付けていないが、外部空気に多くの塵等が含
まれている場合には軸受６の寿命を短くしないためにフ
ィルタ一部材１９を取付けた方がよい。

以上のようにして、本発明の光ビーム偏向機構では、外
部空気に含まれる塵等から多面鏡の鏡面を保護するだけ
でなく、多面鏡を回転可能に支持する軸受に使用されて
いる潤滑剤による多面鏡の鏡面汚染をも防止することが
できるのである。

〈効　果〉 以上説明した様に本発明によれば、多面鏡を防塵部４′
Ａで覆うことで、多面鏡の回転によシ中心部が負圧にな
ることによる障害を阻止することができ、右に多面鏡を
回転支持する回転軸の軸受から由ｊれ出す潤滑剤の侵入
を防止し、多面鏡の鏡面汚染を防１１″できるという大
きな利点を有している。

また一般的な潤滑剤を使用するたとえば玉軸受を潤滑剤
の寿命が許すかぎり高速で使用でき、周辺装置を必要と
したりまだ量産性が確立されていない高価な空気軸受等
の特殊な軸受を使用しなくてすみ、安価な光ビーム偏向
機構を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

？Ｊ’ｐ１図は従来の光ビーム偏向機構の構成を示す略
断面図、第２図は本発明の光ビーム偏向機構のＧ”７成
ｋ・小ず略断面図である。 １・・・多面鏡、　２・・・回転軸、　３・・・回転台
、１１・・」二部防塵部材、　１４・・・吸気孔、１５
・・・つば、　１６・・・下部防塵部材、　１７・・吸
気孔、　１８・・・排気孔。 第１図 第２肉

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 】、　入射光を反射するための多面鏡を回転軸上に保持
   し、該多面鏡の鏡面に塵埃の付着するのを防止するため
   に上記光を入出射する透光部分を設けた防塵部材で上記
   多面鏡を覆って構成した光ビーム偏光機構において、 多面鏡を回転軸上に保持する回転台につばを設け、この
   つばを境として両側に外部の空気を循環させるだめの２
   つの循環系を形成し、上記回転台の回転によるつば両面
   の遠心ポンプ作用によシそれぞれ空気流を発生させて外
   部の空気を循環せしめ、軸受の潤滑剤等による多面鏡の
   鏡面汚染を防止せしめるように成したことを特徴とする
   光ビーム偏向機構。