JPS58137818A - 光プリンタ−用光走査機構 - 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】 本発明は信号変調された一定方向からの光をある巾に走
査し感光体上に文字あるいは絵等の潜像等を書き込む時
に用いる光プリンター用の光走査機構に関するものであ
る。

本発明の目的は、光プリンター用の光走査機構を微小な
反射鏡を電磁的な力によってシーソー運動するように駆
動させる事により、複雑な機構を廃除して小型化し、ひ
いては光プリンターそのものを小型化する事である。

本発明の他の目的は、光プリンター用の光走査機構を水
晶あるいはＳ１結晶等の絶縁性弾性材料から一体で形成
する事により製造を簡略化し、コストを低減させる事で
ある。

本発明のさらに他の目的は、光プリンター用の光走査機
構を水晶あるいはＳ１結晶等の絶縁性弾性材料から一体
で形成する事により、高度な仕上げ精度を要する部品点
数を大巾に低減させ、光走査精度そのものを大巾に向上
させ、ひいては印字歪を低減させる事である。

第１図は従来の光プリンター用光走査機構。第２図は第
１図の従来の光プリンター用光走査機構の動作原理を説
明する為のプリント原理を示すものである。図中１は回
転多面鏡、２は回転多面鏡駆動用コイル、３は回転多面
鏡支持軸、４は軸受、５はジャーナル軸、６は先入反射
用窓、７は保護ケース、８はヒステリシスリング、９は
先入反射方向、１０はこの場合レーザー光源、１１は光
源用電源、１２は音響光学光変調器、１３は信号の制御
器、１４は従来の光プリンター用光走査機構（第１図に
相当）、１５は回転多面鏡、１６はレーザービーム、１
７は信号変調を受けたレーザービーム、１８は回転多面
鏡の回転方向、１９は反射レーザービーム、２０は反射
レーザービーム走査方向、２１は感光ドラム、２２は帯
電器、２３は現像部、２４は転写部、２５は加熱定着部
、２６は用紙を示すものである。以下第２図に従って従
来の光プリンター用光走査機構を用いた光プリンターの
プリント原理を説明する。

まずプリント用印字信号は制御器１３から音響光学光変
調器１２に加えられ、光源１０から出てきた一様な光ビ
ームを印字信号に沿った強弱に変調する、印字信号に変
調された光ビームは回転多面鏡１５に入射し、多面鏡の
回転に従かい図中２０の方向に反射走査される。そして
この反射光ビームはちょうどテレビブラウン管の電子ビ
ームのように感光ドラム２１の上を幾重にも走査し光変
調された印字信号に従って光導電効果により感光ドラム
上に所望の印字の潜像を形成する。感光ドラムは図中矢
印２７の方向に回転し、上記のように形成された潜像は
現像部２３に到達するとトナー（着色粒子）が散布され
静電的な力によりトナーは潜像部の、みに付着し現像さ
れる。感光ドラムはさらに回転し現像された像は用紙に
転写され、像を転写された用紙は定着部２５で加熱され
トナーが用紙に溶融浸透し定着され印字は完成される。

次に光プリンター用光走査機構の構造を第１図に従って
説明する。まず回転多面鏡１を固定した回転多面鏡支持
軸３はコイル２によって直接駆動される。この時の回転
中心はジャーナル軸５によって与えられ、これは固定さ
れている。４は空気軸受であり、この上面に彫まれだ溝
により回転多面鏡支持軸が回転を始めると空気流を生じ
、ジャーナル軸と回転多面鏡支持軸の間に空気流が起こ
り回転多面鏡はこの空気流により軸支された形となる。

レーザー光は窓６に９の方向から入り回転多面鏡で反射
し第２図で説明したように反射光を走査する。このよう
な従来の光プリンター用光走査機構は下記のような欠点
を有する。

第１に従来の光プリンター用光走査機構は上記するよう
に周囲に反射鏡を多数枚羅列した回転多面鏡がその反射
光制御の為にある値以下に小さくする事ができず、従っ
てこれを駆動する駆動部の大きさも回転力容量確保の為
一定収上の大きさを必要とし、さらにはこれらをささえ
る軸受部の大きさも力学的な観点から必然的にある一定
値以上の大きさにならざるをえず、全体的にも寸法の低
減に限界があるものであり、ひいては光プリンターその
ものの小型化に限界があるものであった。

第２に従来の光プリンター用光走査機構は、上記する原
理により印字信号によって変調した光ビームを走査する
為、回転多面鏡の面倒れ精度を角度にして±２“以下に
押えなければならず、機構が複雑である事以上に高度加
工技術を要し、さらには軸受部を空気軸受、磁気軸受等
の特殊な軸受にしなければならない等の理由により加工
工数が極めて高く従ってコストが極めて高いものであっ
た。

第３に従来の光プリンター用光走査機構は第１図に示す
ように非常に多くのメカ部品な要し、光走査精度に影響
する要因として、軸受の軸心精度軸受摺動部のはめあい
精度、回転多面鏡の面倒れ精度、回転多面鏡の軸心精度
、空気流体の流量精度（軸受面上に堀っである溝の精度
）等極めて多く、全体の光走査精度はこれらの累積値に
よって決まり、上記にあげた各精度の製造規格が極めて
高いばかりでなく、上記精度の累積値をある限度以上に
追い込む事が難しく、光走査精度に限度があり、ひいて
は印字歪も大きいものであった。

以上述べたように従来の光プリンター用光走査機構は寸
法が大きい、コストが高い、光走査精度が悪い等種々欠
点を有するものであった。

本発明はかかる欠点を除去するもので、第３図は本発明
による光プリンター用光走査機構の一例を示すものであ
る。

第３図において２８はシーソー運動部、２９は反射鏡、
３０は配線、３１は支持棒部、３２は固定部、３３は印
加磁界方向を示すものである。また第４図は第３図の断
面図を示すものであり、図中３４はシーソー運動部、３
５は反射鏡、３６は印加磁界方向、３７は入射光方向、
３８はシーソー運動方向、３９は反射光方向、４０は反
射光の走査振巾を示すものである。

まず第３図、第４図を用いて本発明による光プリンター
用光走査機構の駆動原理を説明する。第３図および第４
図に示す一点鎖線はシーソー運動部の回転中心を示す。

これに対して通電する配線は第５図中３０のように付設
されており、電流は回転中心を境にして逆向きに流れる
ようにしである。一方外部からの磁界が３３の方向から
印加されており、この時配線３０に電流を流すとフレミ
ングの左手の法則によりシーソー運動部は回転中心を境
にして逆向きの力を受は回転中心を軸にしである角度だ
け回転する。これに対して流す電流を逆向きにしてやる
とシーソー運動部は上記とは逆向きの回転力を受けるよ
うになる、従って配線部に交番電流を印加すると、第４
図の３８のようにシーソー運動をするようになり、第４
図３７の方向から入射光を入射すると反射光は第４図４
０に示すようにある一定の巾をもって走査されることに
なる。

第３図及び第４図から明らかなように本発明による光プ
リンター用光走査機構は、従来のように複雑な機構を必
要とせず、一体のシーソー運動部支持棒部、固定部とこ
れに外部から印加する磁界のみ存在すれば駆動する事が
できる為、部品点数を極めて低減させるばかりでなく、
シーソー？Ｕ動部、支持棒部、固定部が一体の為、極め
てコンパクトに加工でき従って光プリンター用光走査機
構の小型化ひいては光プリンターそのものの小型化を可
能とするものである。

また本発明による光プリンター用光走査機構は上記に述
べた如く部品点数が極めて少なく、シかもシーソー運動
部、支持棒部、固定部が一体の為一体加工が可能であり
、さらにはこれらが水晶あるいはＳ１結晶等からなる平
板より形成される為、特にフォトリソグラフィーの手法
によって加工される場合は多数個同時加工が可能であり
、さらには精度を要する部品点数が従来より極めて少な
く仕上げ工数が低く、さらには組立てコストも低い為、
製造コストを極めて低健させることかできるものである
。

さらに本発明による光プリンター用光走査機構は、光走
査精度に影響する要因が第３図に示す−点鎖点の回転中
心の軸精度とシーソー運動部に付設した反射鏡の面精度
のみである為、これらの累積精度を極めて低く押える事
ができるばかりでなく、例えば一体のシーソー運動部、
支持棒部、固定部をフォトリソグラフィーの手法によっ
て加工形成すれば極めて容易に上記に示す精度要因を押
える事ができる為、光走査精度を極めて高くし、ひいて
は印字歪を極めて低減させる事ができるものである。

なお第３図においてシーソー運動部２８がシーソー運動
をする時は支持棒部は捩れ運動をする事になる。本発明
においては原料として水晶やＳ１結晶等の絶縁性結晶を
用いている為、支持棒部は充分な可撓性を持ち、しかも
疲労しにくく運動の周期性も良い。

このように本発明による光プリンター用光走査機構は、
小型化が可能、コスト低減が可能、光走査精度向上が可
能等種々利点を有するものであり高速高精彩度プリンタ
ーの代名詞とも言える光プリンターの一般化、ポータプ
ル化を可能とするものである。

また、第５図は本発明による光プリンター用光走査機構
において反射光軸上に凹面上のシリンドリカルレンズを
設け、反射光の光走査中を拡大するようにしたものであ
り、図中４１はシーソー運動部、４２は外部からの磁界
印加方向、４３は入射光方向、４４はシーソー運動方向
、４５は反射光方向、４６は反射光走査巾、４７は凹面
状シリンドリカルレンズを示すものである。

この他、本発明は本発明の基本的考え方を逸脱する事な
く、本発明に若干の修正を施したものを含む事はもちろ
んである。

【図面の簡単な説明】

第１図：従来の光プリンター用光走査機構。 第２図：従来の光プリンター用光走査機構を用いた光プ
リンターの印字原理 第３図：本発明による光プリンター用光走査機構の一例
。 第４図を第３図の断面図。 第５図ニジリントリカルレンズを用いて反射光走査巾を
拡大した本発明による光プリンター用光走査機構の原理
を示す断面図。 １・・・・・・回転多面鏡 ２・・・・・・回転多面鏡駆動用コイル３・・・・・・
回転多面鏡支持軸 ４・・・・・・軸　受 ５・・・・・・ジャーナル軸 ６・・・・・・光入射用窓 ７・・・・・・保護ケース ８・・・・・・ヒステリシスリング ９・・・・・・先入反射方向 １０・・・・・・し宍ザー光源 １１・・・・・・光源用電源 １２・・・・・・音響光学光変調器 １３・・・・・・信号の制御器 １４・・・・・・従来の光プリンター用光走査機構１５
・・・・・・回転多面鏡 １６・・・・・・レーザービーム １７・・・・・・信号変調を受けたレーザービーム１８
・・・・・・回転多面鏡の回転方向１９・・・・・・反
射レーザービーム ２０・・・・・・反射レーザービーム走査方向２１・・
・・・・感光ドラム ２２・・・・・・帯電器 ２３・・・・・・現像部 ２４・・・・・・転写部 ２５・・・・・・加熱定着部 ２６・・・・・・用　紙 ２７・・・・・・感光ドラム回転方向 ２８・・・・・・シーソー運動部 ２９・・・・・・反射鏡 ３０・・・・・・配　線 ３１・・・・・・支持棒部 ３２・・・・・・固定部 ３３・・・・・・印加磁界方向 ３４・・・・・・シーソー運動部 ３５・・・・・・反射鏡 ３６・・・・・・印加磁界方向 ３７・・・・・・入射光方向 ３８・・・・・・シーソー運動方向 ５９・・・・・・反射光方向 ４０・・・・・・反射光の走査振巾 ４１・・・・・・シーソー運動部 ４２・・・・・・外部からの磁界印加方向４３・・・・
・・入射光方向 ４４・・・・・・シーソー運動方向 ４５・・・・・・反射光方向 ４６・・・・・・反射光走査中 ４７・・・・・・凹面状シリンドリカルレンズ以　　上 出願人　株式会社諏訪精工舎 代理人　弁理士　最上　　務

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　水晶あるいはＳ１結晶等の絶縁性弾性材料からな
   る厚さ５００μ鵠以下の板材を原料、とし、これから一
   体で反射鏡を付設したシーソー運動部と、シーソー運動
   部の回転中心を支持する支持棒部と、支持棒部を固定す
   る枠などの固定部を有するものを形成し、上記シーソー
   運動部には上記回転中心を境に反対向きに電流が流れる
   フィル等の配線を施し、上記回転中心軸に直角にかつ上
   記シーソー運動部と同一面内方向に磁界を印加し、上記
   配線に交番電流を流す事により７レミングの左手の法則
   によって反射鏡を付設したシーソー運動部が上記回転中
   心軸を境にして各々反対側に力を受ける事によりシーソ
   ー運動もするようにした事を特徴とする光プリンター用
   光走査機構。 ２　水晶あるいはＳ１結晶等の絶縁性弾性材料からなる
   厚さ５００μ愼以下の板材からフォトリソグラフィーの
   手法を用いて外形を形成する事を特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の光プリンター用光走査機構。 五　反射鏡及び配線をＡｕ、ＡＰ、Ｏｒ、Ｎｉ。 、ｗｌ−ｏｒ、Ａｔ等の導電性かつ良光反射性の金属を
   蒸着あるいはスパッタ等の薄膜技術による付着後フォト
   リソグラフィーの手法により形成した事を特徴とする特
   許請求の範囲第１項及び第２項記載の光ブＶ゛ンター用
   光走査機構。 歳　反射鏡の反射光軸上に反射光の振巾をより拡大すべ
   く凹面状のシリンドリカルレンズを少なくとも１個以上
   設けた事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光プ
   リンター月光走査機゛構。 ＆　反射鏡の反射光軸上に反射光の振巾をより拡大スヘ
   く凹面状のシリンドリカルレンズを少なくとも１個以上
   設けた事を特徴とする特許請求の範囲第１項及び第２項
   記載の光プリンター用光走査機構。 ＆　反射鏡の反射光軸上に反射光の振巾をより拡大すべ
   く凹面上のシリンドリカルレンズを少なくとも１個以上
   設けた事を特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項及
   び第３項記載の光プリンター用光走査機構。