JPH01185516A - 電磁揺動型平面走査光学装置 - 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】 （概要） レーザビームを走査するのに用いられる電磁揺動型の平
面走査光学装置に関し、 構造が簡単かつ小型で、高速・高精度の走査が可能な平
面走査光学装置を実現することを目的とし、 揺動軸の回りにミラーを揺動させることにより、レーザ
ビーム等を走査する走査光学系であって、該ミラーの揺
動軸の少なくとも片側において、超電導体と電磁石を対
向させ、電磁石に通電したときの超電導体のマイスナ効
果により、ミラーに揺動力が作用するように構成する。

（産業上の利用分野〕 レーザビームプリンタ等において、レーザビームを走査
するのに、平面走査光学系が用いられている。本発明は
、このような用途に適する電磁揺動型の光走査装置に関
する。

［従来の技術］ 第５図および第６図に従来のレーザプリンタの平面走査
（ｆｌｏａｔｂｅｄ　ｓｃａｎｎｉｎｇ）光学系を示す
。第５図はガルバノメータ（ｇａ　ｌｖａｎｏｍｅｔｅ
ｒ）式といわれるものであり、一対の磁極１．２の間に
、鉄心３にコイル４を巻いてなるＤ’　Ａｒ５ｏｎｖａ
ｌ装置を設け、該鉄心３にミラー４を連結した構造にな
っている。

コイル４に、リード線６から、正負の極性を交互に切り
換えて通電することにより、コイル４から発生する磁界
とＩｔｉｌ、２との間の相互作用により、鉄心３が往復
回動する。このとき、ミラー５が往復揺動することで、
レーザビーム７が矢印ａ１方向に走査される。

第６図は回転多面鏡（ｒｏｔａｔｉｎｇ　ｐｏｌｙｇｏ
ｎ）式と言われるものであり、空気軸受に支持された多
面体のミラー（ポリゴンミラー）８をモータＭで高速回
転させて、レーザビーム７を感光体ドラム９上に走査す
る構造になっている。１０はコリメータレンズ、１１は
ｆθレンズ、１２はコントローラ、１３は記録用紙であ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

回転多面鏡式とガルバノメータ式の特徴を比較すると、
表、１の様になる。

表、１ このように、ガルバノメータ式では、ミラー面が１つで
すむが、安定性や精度の点でポリゴンミラーに劣り、補
償が必要である。さらに高速走査に向かないという問題
がある。

回転多面鏡式は、鏡面の回転軸との平行度及び分割角度
の誤差により、光偏向角誤差を生じない様にミラーの鏡
面の振れを極力小さくする必要から、各部品やミラー各
面の精度を上げなければならず、製造上の困難がある。

また、主走査、副走査とも、その補正を行う必要がある
。さらに、高速・高精度を実現させるため、ポリゴンミ
ラー回転用のモータは、高精度で高速性の優れたものが
必要となり、メインテナンスや調整が必要となる。

空気軸受を用いるため、装置全体が大型になる。

本発明の技術的課題は、従来の平面走査光学装置におけ
るこのような問題を解消し、構造が簡単かつ小型で、高
速・高精度の走査が可能な平面走査光学装置を実現する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

２１は揺動ミラーであり、回転軸２６の回りに回転する
。そして回転軸２６に対し少なくとも片側に、超電導体
を有している。図においては、両側に超電導体２２．２
３を有している。また超電導体２２．２３に対応して電
磁石２４．２５が配設されている。

〔作用〕

超電導体は、ある方向から磁界を受けると、受けた磁界
と反対方向の磁界を発生するように超電導体表面付近で
渦電流が発生し、磁界の反発力が発生する。すなわち、
完全反磁性（マイスナ効果）を有する。第２図は作用を
説明する平面図であり、（ａ）はいずれの電磁石にも通
電してない状態、（ｂ）は左側の電磁石２４に通電して
いる状態、（Ｃ）は右側の電磁石２５に通電している状
態ある。

（ａ）のようにいずれの電磁石も通電されていない状態
では、ミラー２１に揺動力は作用しないが、（ｂ）のよ
うに左の電磁石２４のコイルに電流を流して、電磁石２
４に磁界を発生させる。すると該電磁石２４と超電導体
２２との間で反発力Ｆが発生し、回転軸２６を中心に時
計方向に回転する。

次に該電磁石２４の電流を減少させ、同時に右側の電磁
石２５に電流を流し次第に増加させると、該電磁石２５
と右側の超電導体２３との間に発生する反発力Ｆが増大
し、（Ｃ）図の様に反時計方向に回転する。このように
してミラー２１が往復揺動することにより、入射光７は
、反射光７１〜７２の範囲で走査される。

〔実施例〕

次に本発明による平面走査光学装置が実際上どのように
具体化されるかを実施例で説明する。第３図は本発明に
よる平面走査光学装置の第１実施例を示す斜視図である
。３１は基板であり、回転軸２６に支持されている。こ
の基板３１に、平板ミラー２１が取り付けられ、また回
転軸２６に対し両側に超電導体２２．２３が配設されて
いる。両部電導体２２．２３に対向して電磁石２４．２
５が配設されている。そして回転軸２６には、速度検出
器２８が取り付けられている。

速度検出器２８の検出信号は、各電磁石コイルのドライ
バ２９．２９を制御する制御装置３０に入力される。な
お、この走査光学系は、超電導体の臨界温度以下の冷却
媒体中で動作させる。

この実施例装置の基本動作は、第２図において説明した
通りであるが、走査平面上でのレーザビームのスポット
を一定速度で走査できるように、ミラー２１の回転速度
を速度検出器２８で検出し、制御装置３０で、電磁石２
４．２５に流す電流を制御している。すなわち、ミラー
２１の回転速度を常時検出し監視しながら、ミラー２１
の揺動速度が一定となるように、片方の電磁石の通電電
流を漸減しながら、他方の電磁石の通電電流を漸増させ
るように制御する。

第４図は本発明の第２の実施例を示す平面図であり、回
転軸２６に対し片側のみに超電導体２２と電磁石２４が
配設されている。そしてミラー２１は、電磁石２４と超
電導体２２間の反発力に抗する方向の弾力を有するスプ
リング３２で引っ張られている。

この実施例でも、一定速度で走査を行うために、回転軸
２６の回転速度を検出する速度検出器２８の検出信号を
制御装置３０に入力し、速度を監視しながら、電磁石３
に流す電流を制御する。

このとき、電磁石２４の通電電流を増加させると、超電
導体２２の反発力Ｆが増大し、ミラー２１は、スプリン
グ３２のバネ力に抗して時計方向に回動する。

次に！磁石２４に流す電流を減少させると、超電導体２
２との間の反発力が減少し、スプリング３２による弾性
力で、ミラー２１は反時計方向に揺動復帰される。この
装置も、走査光学系は、超電導体の臨界温度以下の冷却
媒体中で動作させる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、揺動ミラー２１の揺動軸
の少なくとも片側において、超電導体と電磁石を対向さ
せ、電磁石に通電したときの超電導体のマイスナ効果に
より、ミラーに揺動力が作用するような構成を採ってい
る。そのため、走査光学系が小型化され、かつ構造が簡
単であり、メインテナンスが容易となる。電磁石のコイ
ルの通電電流を制御することで、走査速度を高精度に制
御でき、かつマイスナ効果を利用することで高速走査が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電磁揺動型平面走査光学装置の基
本原理を説明する図、第２図は同電磁揺動型平面走査光
学装置の作用を説明する平面図、第３図、第４図は本発
明による電磁揺動型平面走査光学装置の実施例を示す図
、第５図は従来のガルバノメータ式光走査装置を示す斜
視図、第６図は従来の回転多面鏡型光走査装置の斜視図
である。 図において、２１はミラー、２２．２３は超電導体、２
４．２５は電磁石、２６は回転軸、７は入射光、７１．
７２は反射光をそれぞれ示す。 特許出願人　　　　　富士通株式会社 復代理人　弁理士　　福　島　康　文 水ｊｌニー朗の墓水魚正 第１図 躬工＊施例 第３図 躬２夫施例 第４図 第５図 １１６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 揺動軸６の回りにミラー１を揺動させることにより、レ
   ーザビーム等を走査する走査光学系であって、 該ミラー１の揺動軸６の少なくとも片側において、超電
   導体と電磁石を対向させ、電磁石に通電したときの超電
   導体のマイスナ効果により、ミラー１に揺動力が作用す
   るように構成したことを特徴とする電磁揺動型平面走査
   光学装置。