JP2003066363A - Optical scanner - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical scanner using a light deflector rocking a mirror by using a rolling bearing, and capable of preventing the damage of the bearing over a long term, so that the life of the light deflector is drastically prolonged. SOLUTION: This optical scanner has the light deflector rocking the mirror by using the rolling bearing and a driving means for the deflector. The driving means drives the light deflector so that the mirror is rocked at a specified deflection angle at the time of normal optical scanning and also it is rocked at a larger deflection angle than that at normal optical scanning at the time other than the normal optical scanning.

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、ガルバノスキャナ
等を用いた光走査装置の技術分野に属し、詳しくは、光
偏向器のミラーの軸受け（ベアリング）の損傷を防止し
て、長寿命化を図ることができる光走査装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】複写機やプリンタ等の各種の画像記録装
置において、光ビーム走査が利用されている。光ビーム
走査による画像記録においては、半導体レーザ等の光源
を記録画像に応じて変調駆動して、あるいは、光源から
出射された光ビームを音響光学変調器等の外部変調器に
よって変調することにより、記録画像に応じて変調した
光ビームを得る。この光ビームを光偏向器によって一方
向（主走査方向）に偏向して、ｆθレンズ（走査レン
ズ）によって所定の画像記録位置（走査線）に結像する
と共に、電子写真感光体や感光材料等の記録媒体を、画
像記録位置に保持しつつ主走査方向と直交する副走査方
向に搬送することにより、記録画像に応じて変調された
光ビームによって記録媒体を二次元的に走査して、画像
を記録する。 【０００３】このような光ビーム走査に用いられる光偏
向器として、ガルバノスキャナ（ガルバノメータミラ
ー）が知られている。周知のように、ガルバノスキャナ
とは、検流計(galvanometer)の原理を応用して、ミラー
を揺動することにより、光ビームを偏向する光偏向器で
ある。 【０００４】ガルバノスキャナは、各種の光ビーム走査
装置に利用されているが、その寿命を低下させている原
因の１つとして、ベアリング（軸受け）の損傷が有る。
光ビーム走査装置で使用されるガルバノスキャナは、通
常、対象とする被走査媒体のサイズ（最大サイズ）に応
じた、一定の振り角（偏向角）でミラーを揺動する。こ
こで、この振り角は、ガルバノスキャナの最大の振り角
未満の場合が多く、最大振り角に比して、大幅に小さい
場合も少なくない。 【０００５】ガルバノスキャナのベアリングは、通常、
ボールベアリング等の転がり軸受けが利用されるが、定
常の振り角が最大振り角未満の場合には、ベアリングを
構成するボールやコロ（以下、まとめてボールとする）
の一部分に負担が集中してしまい、ベアリングが損傷し
易くなってしまう。特に、振り角が小さい場合には、ミ
ラーの揺動によってボールが１回転しない場合があり、
ボールやベアリング内の各所に十分に潤滑油が行き渡ら
ず、ボールが非常に損傷し易い状態になってしまう。こ
のような損傷が生じると、ベアリングとしての機能が失
われてしまい、その時点で、ガルバノスキャナが寿命と
なってしまう場合もある。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術の問題点を解決することにあり、ガルバノスキ
ャナのように、転がり軸受けを利用してミラーを揺動す
る光偏向器を用いた光走査装置であって、軸受けの損傷
を長期に渡って防止でき、その結果、光偏向器の寿命を
大幅に長期化することができる光走査装置を提供するこ
とにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、転がり軸受けを用いてミラーを揺動する
光偏向器と、前記光偏向器の駆動手段とを有する光走査
装置において、前記駆動手段は、定常の光走査時には所
定の振り角で前記ミラーを揺動させると共に、定常の光
走査以外の時間に、定常の光走査よりも大きな振り角で
前記ミラーを揺動させるように、前記光偏向器を駆動す
ることを特徴とする光走査装置を提供する。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、本発明の光走査装置につい
て、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説
明する。 【０００９】図１に、本発明の光走査装置の一例を利用
する画像記録装置の概略斜視図を示す。図１に示される
画像記録装置１０（以下、記録装置１０とする）は、空
間光変調素子と、エクスターナルドラム（アウタードラ
ム）とを用いて、空間光変調素子で表示した画像をエク
スターナルドラムが保持する記録媒体Ｐｔに投影するこ
とにより、記録媒体Ｐｔを露光して画像を記録する装置
で、この投影光による像を記録媒体Ｐｔに２次元的に配
列することにより、記録媒体Ｐｔの画像記録領域に画像
を記録する。 【００１０】このような記録装置１０は、基本的に、光
源（図示省略）と、空間光変調素子であるＤＭＤ１２
と、コリメータレンズ１４と、ガルバノスキャナ（ガル
バノメータミラー）１６と、フォーカシングレンズ１８
と、副走査駆動系２０と、エクスターナルドラム２２
（以下、ドラム２２とする）と、これらの制御手段（図
３参照）とを有して構成される。また、ドラム２２の外
面には記録媒体Ｐｔが巻き付けられて、公知の方法で保
持／固定される。後に詳述するが、この記録装置１０に
おいては、ガルバノスキャナ１６を用いた光偏向による
光走査で、ＤＭＤ１２からの投影光を記録媒体Ｐｔ上に
静止して、露光を行う。 【００１１】記録装置１０において、光源は、対象とな
る記録媒体Ｐｔの分光感度に応じた波長域の光（照明
光）を出射して、ＤＭＤ１２を照明する、記録媒体Ｐｔ
の露光光源である。光源としては、例えば、記録媒体Ｐ
ｔが紫外線による露光が可能な通常のＰＳ版（コンベン
ショナルＰＳ版）であれば、超高圧水銀灯やメタルハラ
イドランプ等を用いればよい。また、記録媒体Ｐｔが赤
外光（熱）に感度を持つヒートモードの記録媒体である
場合には、光源として、赤外のブロードエリアＬＤ（Br
oadarea Laser Diode）等を用いればよい。 【００１２】周知のように、ＤＭＤ１２は、所定の回転
軸を中心に所定角度で揺動可能な矩形のマイクロミラー
を、二次元的に配列してなる空間光変調素子で、静電気
を利用してマイクロミラーを揺動することで、各マイク
ロミラー（＝画素）毎に光を変調して、各画素毎の露光
をｏｎ／ｏｆｆする。図示例の記録装置１０において
は、一例として、画素間隔が１７μｍで、１０２４画素
×１２８０画素のＤＭＤ１２を用いている。また、後述
するドラム２２の回転方向（図中矢印Ｒ方向）とＤＭＤ
１２の１つの画素列方向とが光学的に一致し、かつ、ド
ラム２２の軸線方向と他方の画素列方向とが光学的に一
致するように、各部材が配置される。以下、ドラム２２
の回転と逆方向のＤＭＤ２２の画素列方向（図中矢印Ｙ
方向）を主走査方向、ドラムの軸線方向の図中右方向
（図中矢印Ｘ方向）を副走査方向とする。 【００１３】なお、本発明の光走査装置を、このような
空間光変調素子を用いた画像記録装置に利用する際に
は、空間光変調素子としてはＤＭＤ２２以外にも、例え
ば、液晶シャッタを二次元的に配列してなる液晶シャッ
タアレイ、ＰＬＺＴタイプ、ＥＯタイプ、ＡＯタイプ、
ＧＬＶタイプ等も利用可能である。また、これ以外に
も、例えば、ＬＥＤなどの点状の光源を二次元的に配列
してなるアレイ状光源、ＣＲＴやバックライト型ＬＣＤ
（液晶ディスプレイ）などの自己発光型のディスプレイ
等で表示した画像を投影して、記録媒体Ｐｔを露光する
画像記録装置であってもよい。 【００１４】コリメータレンズ１４は、ＤＭＤ１２によ
って形成された画像を担持する投影光を平行光として、
ガルバノスキャナ１６に入射させるものである。 【００１５】ガルバノスキャナ１６は、光ビーム走査装
置等に利用される公知の光偏向器であって、図２（Ａ）
の概略斜視図に示されるように、ハウジング（本体）５
０と、ミラー５２と、シャフト（ロータ）５４と、モー
タ５６と、ベアリング５８とを有して構成される。シャ
フト５４は、先端にミラー５２を固定し、他端をモータ
５６の回転軸に固定的に係合して、ベアリング５８によ
ってハウジング５０に回転自在に軸支されている。ま
た、モータ５６には、後述するガルバノスキャナ１６を
駆動するドライバ３２が接続されている。 【００１６】ベアリング５８は、図２（Ｂ）に示される
ように、インナーリング（内輪）６０と、アウターリン
グ（外輪）６２と、ボール６４とからなる、通常のボー
ルベアリングで、インナーリング６０とアウターリング
６２との間には、潤滑油Ｏが注入されている。なお、本
発明において、ガルバノスキャナ１６の軸受けは、図示
例のようなボールベアリングに限定はされず、転がり軸
受け(Rolling Bearng)であれば、各種の軸受けが利用可
能である。また、光偏向器はガルバノスキャナ１６に限
定はされず、転がり軸受けを用いてミラーを揺動させる
ものであれば、各種の光偏向器が利用可能である。 【００１７】周知のように、ガルバノスキャナ１６は、
シャフト５４を所定の回転角で正／逆転することによ
り、ミラー５２を揺動して、入射した光（一点鎖線）を
一方向に偏向する。なお、本発明の光走査装置を利用す
る記録装置１０においては、画像記録時以外のスタンバ
イ時等の定常的な光走査時以外に、定常の光走査時より
も大きな角度で、ミラー５２を揺動する。この点に関し
ては、後に詳述する。 【００１８】ここで、図示例の記録装置１０において
は、ガルバノスキャナ１６は、ＤＭＤ１２の投影光を記
録媒体Ｐｔ上で走査するのではなく、ＤＭＤ１２の投影
光（ＤＭＤ１２によって表示される１つの画像 以下、
コマＦとする）を、ドラム２２の回転方向に偏向／走査
することにより、図１に模式的に示されるように、コマ
Ｆの入射位置を記録媒体Ｐｔに追随させる。すなわち、
ガルバノスキャナ１６は、ドラム２２の回転に同期し
て、コマＦをドラム２２の回転方向に偏向／走査するこ
とにより、回転される記録媒体ＰｔにコマＦを追随さ
せ、所定の記録時間（露光時間）だけ記録媒体Ｐｔ上の
一定位置に静止させて、露光を行う。このような記録方
法は、本出願人による特願２０００−３１６６２２号の
明細書に詳述されている。 【００１９】フォーカシングレンズ１８は、ガルバノス
キャナ１６によって偏向されたコマＦ（ＤＭＤ１２の投
影光）を、ドラム２２に巻き付けられた記録媒体Ｐｔ上
の所定位置に結像させるものである。 【００２０】ドラム２２は、その外側面に記録媒体Ｐｔ
を巻き付けた状態で、公知の方法で保持／固定すると共
に、軸を中心として、図中矢印Ｒで示す方向に回転する
円筒である。これにより、ＤＭＤ１２（二次元配列光
源）と記録媒体Ｐｔとが、主走査方向に相対的に移動す
る（すなわち、主走査を行う）。 【００２１】光源からＤＭＤ１２、コリメータレンズ１
４、ガルバノスキャナ１６、およびフォーカシングレン
ズ１８に至る光学系は、一体的にユニット化されてお
り、副走査駆動系２０により、ドラム２２の回転軸方向
と一致する副走査方向（図中矢印Ｘ方向）に一定速度で
移動、すなわち副走査する。また、前述のように、ドラ
ム２２は記録媒体Ｐｔを保持して回転する。これによ
り、ＤＭＤ１２と記録媒体Ｐｔとが、二次元的に相対的
に移動し、前述のＤＭＤ１２による投影光であるコマＦ
を、記録媒体Ｐｔの画像記録領域に２次元的に配列し
て、全面に画像を記録することが可能になる。 【００２２】副走査駆動系２０は、いわゆるドラムスキ
ャナ等に利用される公知のものであり、例えば、図示し
ない駆動源と、ユニット化された光学系を積載する移動
台２０ａと、この移動台２０ａがその上を移動する、副
走査方向に延在する移動軸２０ｂとからなっている。 【００２３】図３に、記録装置１０の記録タイミング制
御のブロック図を示す。図３に示すように、光源２４、
ＤＭＤ１２、ガルバノスキャナ１６（図３では、コリメ
ータレンズ１４、フォーカシングレンズ１８は省略）等
の光学系は一体化して構成され、少なくとも画像記録の
際には、副走査駆動系２０によって副走査方向Ｘに一定
速度で連続的に移動するようになっている。 【００２４】前述のように、画像記録中は、記録媒体Ｐ
ｔを保持するドラム２２が回転すると共に、ガルバノス
キャナ１６は、コマＦ（ＤＭＤ１２による投影光）を、
ドラム２２の回転に同期して主走査方向に偏向すること
により、所定の記録時間だけ記録媒体Ｐｔ上に静止させ
て、コマＦの記録を行う。また、画像記録中は、光学系
のユニットは、副走査駆動系２０によって副走査方向に
搬送される。そのタイミングを制御するために、主走査
位置検出器２６がドラム２２に設けられると共に、副走
査駆動系２０には、副走査位置を検出する副走査位置検
出器２８が設けられている。主走査位置検出器２６とし
ては、例えば、ドラム２２の回転位置を検出するロータ
リーエンコーダを用いることができる。 【００２５】ＤＭＤ１２には、１コマ分の画像データ
（各マイクロミラーのｏｎ／ｏｆｆ）を供給する変調信
号発生器３０が接続される。変調信号発生器３０には、
画像信号が供給され、主走査位置検出器２６および副走
査位置検出器２８からの検出信号に基づいて、１コマず
つ、ＤＭＤ１２に送る画像信号を切り換える。 【００２６】また、ガルバノスキャナ１６には、ガルバ
ノスキャナ１６を駆動するドライバ３２が接続される。
ドライバ３２は、主走査位置検出器２６および副走査位
置検出器２８の検出信号に基づいて、ガルバノスキャナ
１６を駆動してミラー５２を所定の角度で揺動させ、Ｄ
ＭＤ１２によって反射された光を、記録媒体Ｐｔの相対
移動に合わせて偏向させ、前述のように、コマＦをドラ
ム２２の回転に追随させ、所定の露光時間だけ記録媒体
Ｐｔに静止させる。なお、ドライバ３２は、画像記録時
以外にもガルバノスキャナ１６を駆動して、画像記録時
（定常時）よりも大きな角度でミラー５２を揺動させ
る。この点に関しては、後に詳述する。 【００２７】前述のように、図示例の記録装置１０にお
いては、このようなコマＦを記録媒体Ｐｔに２次元的に
配列して１画像の記録を行う。そのために、ドラム２２
を回転しつつ、副走査駆動系２０を副走査方向に移動
（副走査）しながら、前記コマＦを静止させての記録を
１コマずつ行う。従って、記録装置１０においては、ド
ラム２２の回転速度（主走査速度）に応じて、ドラム２
２が一周した時点で、記録すべきコマＦが先に記録した
コマＦと副走査方向に隣り合わせるように、副走査速度
を設定する。これにより、ドラム２２に巻回された記録
媒体Ｐｔにスパイラル状に画像記録を行い、記録媒体Ｐ
ｔを展開した図４の概念図に示されるように、コマＦを
主走査方向に階段状に配列して、記録媒体Ｐｔの全面に
画像記録を行う。なお、図４においては、下方がドラム
２２の１回転目における記録を、上方が同２回転目にお
ける記録をそれぞれ示すものであり、また、Ｌｄｒは、
ドラム２２の一周の長さを示す。 【００２８】また、この際においては、連続的な副走査
によるコマＦの位置ズレを防止して、より好適な画像記
録を実施するために、コマＦを記録した後、次に記録す
るコマＦが、副走査方向の画素ピッチ（記録媒体Ｐｔ上
における画素ピッチ）の整数倍だけ副走査方向に移動す
るように、特に、画素ピッチの整数倍をＮｙ、１コマの
主走査方向の画素数をＮimg-y 、主走査方向の画素ピッ
チをＰimg-y 、副走査方向の画素ピッチをＰimg-x とし
た際に、主走査方向に対する偏向方向の角度ψが下記式
を満たすように、ガルバノスキャナ１６による偏向方向
を主走査方向に対して、傾けるのが好ましい。 ｔａｎψ＝（Ｎｙ×Ｐimg-x ）／（Ｎimg-y ×Ｐimg-y
） この点に関しては、本出願人による特願２００１−１１
６４７０号の明細書に詳述される。 【００２９】ここで、記録媒体Ｐｔに記録する１枚の画
像に対応する画像信号は、記録媒体Ｐｔに記録する全コ
マの画像データに加え、記録開始信号および記録終了信
号を含み、記録開始信号→全てのコマＦの画像データ→
記録終了信号の順番で、順次、供給される。また、記録
開始信号および記録終了信号は、変調信号発生器３０か
らドライバ３２にも供給される。 【００３０】ドライバ３２は、記録終了信号を検出した
後、次の記録開始信号を検出するまでのスタンバイの間
（待機時）に、所定時間、定常の画像記録時（すなわ
ち、コマＦの静止のためのミラー５２の揺動）よりも大
きな振り角（偏向角）でミラー５２を揺動するように、
ガルバノスキャナ１６を駆動する（以下、この操作をワ
イピングとする）。 【００３１】例えば、画像記録中には、ドライバ３２
は、主走査位置検出器２６からの信号に応じて、定常の
１．５°の振り角でミラー５２を揺動するようにガルバ
ノスキャナ１６を駆動して、コマＦを記録媒体Ｐｔの走
査に追随／静止させる。１枚の画像記録が終了して、記
録終了信号が供給されると、ドライバ３２は、ガルバノ
スキャナ１６を停止せずに、次の画像の記録開始信号が
供給されるまでのスタンバイの間に、３０秒間、１５°
の振り角でミラー５２を揺動するようにガルバノスキャ
ナ１６を駆動して、ワイピングを行う。その後、次の画
像の記録開始信号が供給され、画像記録が開始された
ら、ドライバ３２は、主走査位置検出器２６等からの信
号に応じて、定常の１．５°の振り角でミラー５２を揺
動するように、ガルバノスキャナ１６を駆動する。 【００３２】前述のように、ガルバノスキャナ１６を利
用する光偏向器においては、ガルバノスキャナ１６は、
必ずしも最大の振り角でミラー５２を揺動するわけでは
なく、そのために、ベアリング５８の一部に負担がかか
り、ベアリング５８の損傷によって寿命になってしま
う。特に、図示例のような空間光変調素子を用い、コマ
Ｆ（投影光）を記録媒体Ｐｔの主走査に追随／静止させ
る画像記録方法において、振り角は、前述のように例え
ば、１．５°程度と非常に小さく、ボール６４が１回転
しない場合もあり、潤滑油Ｏが十分に行き渡らず、ベア
リング５８が非常に損傷し易い。 【００３３】これに対し、本発明の光走査装置は、１枚
の画像記録を終了した後のスタンバイ時など、定常の光
走査時以外に、定常の振り角（光走査時の振り角）より
も大きな角度でワイピングを行う。これにより、ガルバ
ノスキャナ１６のベアリング５８の一部にのみ負担がか
かることを防止し、かつ、ベアリング５８の全体に潤滑
油を供給して、ベアリング５８の長寿命化を図り、すな
わち、ガルバノスキャナ１６を長寿命化することができ
る。 【００３４】ワイピングの際の振り角には、特に限定は
なく、通常の振り角よりも大きくすればよいが、好まし
くは、ベアリング５８を構成するボール６４が完全に一
回転する角度とするのが好ましく、特に、ガルバノスキ
ャナ１６の最大振り角とするのが好ましい。また、ワイ
ピングの時間および周波数にも特に限定はないが、時間
は５秒〜３０秒程度とし、この間に、１０Ｈｚ程度の周
波数でワイピングを行うのが好ましい。なお、この際に
おいて、ワイピングの途中で次の画像の記録開始信号が
供給された場合には、生産効率を考慮して、ワイピング
を中止して、画像記録を開始するのが好ましい。 【００３５】本発明の光走査装置において、ワイピング
を行う定常の光偏向時以外とは、以上のような１画像の
画像記録間のスタンバイ時に限定はされず、記録のため
の光偏向を行う必要が無い、各種のタイミングが利用可
能である。例えば、図示例のようなドラムスキャナであ
れば、ドラム２２を１回転する間に、非画像領域（例え
ば、図１中に矢印ｙで示す領域）が存在するので、この
間にワイピングを行ってもよい。図示例であれば、主走
査位置検出器２６からの信号により、この非画像領域を
検出すればよい。 【００３６】以上、本発明の光走査装置について詳細に
説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発
明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更
を行ってもよいのはもちろんである。 【００３７】例えば、図示例の記録装置１０は、主走査
および副走査を連続的に行ってスパイラル状に画像記録
をおこなっているが、本発明を利用する画像記録装置
は、これに限定はされない。例えば、副走査を停止した
状態でドラム２２を一周して、ＤＭＤ１２によるコマＦ
の画像を主走査方向（Ｙ方向）に１列形成した後に、副
走査駆動系２０によってコマＦの副走査方向（Ｘ方向）
のサイズ分だけ副走査方向にＤＭＤ１２（光学系）を移
動して、再度、主走査方向への１列の画像記録を行うこ
とを繰り返すことにより、記録媒体ＰｔにコマＦを二次
元的に配列して画像を記録してもよい。また、以上の例
は、ドラムの回転にＤＭＤ１２の１コマを追随させて、
画像を記録媒体Ｐｔ上で静止するために、本発明の光走
査装置を利用しているが、本発明はこれに限定はされ
ず、各種のプリンタ、画像表示装置、レーザ加工装置
（穴あけやマーキングなど）等において利用されている
光ビーム走査露光の光走査に利用してもよいのは、もち
ろんである。 【００３８】 【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、ガルバノスキャナ等の転がり軸受けでミラーを
揺動する光偏向器を利用する光走査装置において、空間
光変調器の投影像を記録媒体の走査に追随／静止させて
露光を行うような、定常時のミラーの振り角が小さい場
合であっても、ベアリングを長寿命化して、ガルバノス
キャナ等の光偏向器の寿命を長くすることができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention belongs to a technical field of an optical scanning device using a galvano scanner or the like, and more specifically, a bearing (bearing) of a mirror of an optical deflector. The present invention relates to an optical scanning device capable of preventing damage and extending its life. 2. Description of the Related Art Light beam scanning is used in various image recording apparatuses such as copying machines and printers. In image recording by light beam scanning, a light source such as a semiconductor laser is modulated and driven according to a recorded image, or a light beam emitted from the light source is modulated by an external modulator such as an acousto-optic modulator, A light beam modulated according to the recorded image is obtained. The light beam is deflected in one direction (main scanning direction) by an optical deflector, and is imaged at a predetermined image recording position (scanning line) by an fθ lens (scanning lens). The recording medium is transported in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction while being held at the image recording position, so that the recording medium is scanned two-dimensionally with the light beam modulated according to the recorded image, Record. A galvano scanner (galvanometer mirror) is known as an optical deflector used for such light beam scanning. As is well known, a galvano scanner is an optical deflector that deflects a light beam by oscillating a mirror by applying the principle of a galvanometer. Galvano scanners are used in various light beam scanning devices. One of the causes for reducing the service life is damage to bearings (bearings).
A galvano scanner used in a light beam scanning apparatus normally swings a mirror at a constant swing angle (deflection angle) corresponding to the size (maximum size) of a target scanning medium. Here, this swing angle is often less than the maximum swing angle of the galvano scanner, and is often much smaller than the maximum swing angle. Galvano scanner bearings are usually
Rolling bearings such as ball bearings are used, but if the steady swing angle is less than the maximum swing angle, balls and rollers that make up the bearing (hereinafter collectively referred to as balls)
The load is concentrated on a part of the bearing, and the bearing is easily damaged. In particular, when the swing angle is small, the ball may not rotate once due to the swing of the mirror.
Lubricating oil does not reach the ball and bearings sufficiently, and the ball becomes very susceptible to damage. When such damage occurs, the function as a bearing is lost, and the galvano scanner may reach the end of its life at that time. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and, like a galvano scanner, an optical deflector that swings a mirror using a rolling bearing. It is an optical scanning device using an optical scanner, which can prevent a bearing from being damaged for a long period of time, and as a result, to provide an optical scanning device capable of significantly extending the life of an optical deflector. In order to achieve the above object, the present invention provides an optical deflector that swings a mirror using a rolling bearing, and a driving means for the optical deflector. In the scanning device, the driving means swings the mirror at a predetermined swing angle during steady light scanning, and swings the mirror at a swing angle larger than the steady light scanning at a time other than the steady light scanning. There is provided an optical scanning device characterized in that the optical deflector is driven so as to be moved. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The optical scanning device of the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments shown in the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view of an image recording apparatus using an example of the optical scanning apparatus of the present invention. The image recording apparatus 10 shown in FIG. 1 (hereinafter referred to as recording apparatus 10) uses a spatial light modulation element and an external drum (outer drum), and the external drum holds an image displayed by the spatial light modulation element. An image recording area of the recording medium Pt is obtained by projecting the recording medium Pt onto the recording medium Pt and exposing the recording medium Pt to record an image. Record an image on Such a recording apparatus 10 basically includes a light source (not shown) and a DMD 12 which is a spatial light modulator.
A collimator lens 14, a galvanometer scanner (galvanometer mirror) 16, and a focusing lens 18.
A sub-scanning drive system 20 and an external drum 22
(Hereinafter referred to as drum 22) and these control means (see FIG. 3). A recording medium Pt is wound around the outer surface of the drum 22 and is held / fixed by a known method. As will be described in detail later, in this recording apparatus 10, the projection light from the DMD 12 is stopped on the recording medium Pt by light scanning by light deflection using the galvano scanner 16, and exposure is performed. In the recording apparatus 10, the light source emits light (illumination light) in a wavelength region corresponding to the spectral sensitivity of the target recording medium Pt, and illuminates the DMD 12.
Exposure light source. As the light source, for example, the recording medium P
If t is a normal PS plate that can be exposed to ultraviolet rays (conventional PS plate), an ultrahigh pressure mercury lamp, a metal halide lamp, or the like may be used. When the recording medium Pt is a heat mode recording medium sensitive to infrared light (heat), an infrared broad area LD (Br
oadarea Laser Diode) or the like may be used. As is well known, the DMD 12 is a spatial light modulation element in which rectangular micromirrors that can be swung at a predetermined angle about a predetermined rotation axis are two-dimensionally arranged and use static electricity. By swinging the micromirror, the light is modulated for each micromirror (= pixel), and the exposure for each pixel is turned on / off. In the illustrated recording apparatus 10, as an example, a DMD 12 having a pixel interval of 17 μm and 1024 pixels × 1280 pixels is used. Also, the rotation direction of the drum 22 (in the direction of arrow R in the figure) described later and DMD
Each of the members is arranged so that the direction of one of the twelve pixel columns optically coincides, and the axial direction of the drum 22 and the other pixel column direction coincide optically. Hereinafter, drum 22
Direction of the pixel column of the DMD 22 in the direction opposite to the rotation of the arrow (Y in the figure)
Direction) is the main scanning direction, and the right direction in the figure (the direction of arrow X in the figure) in the axial direction of the drum is the sub-scanning direction. When the optical scanning device of the present invention is used in an image recording apparatus using such a spatial light modulation element, for example, a liquid crystal shutter other than the DMD 22 is used as the spatial light modulation element. Dimensionally arranged liquid crystal shutter array, PLZT type, EO type, AO type,
A GLV type or the like can also be used. In addition to this, for example, an array light source in which point light sources such as LEDs are two-dimensionally arranged, a CRT or a backlight type LCD
An image recording apparatus that projects an image displayed on a self-luminous display such as a (liquid crystal display) and exposes the recording medium Pt may be used. The collimator lens 14 uses projection light carrying an image formed by the DMD 12 as parallel light.
The light is incident on the galvano scanner 16. The galvano scanner 16 is a known optical deflector used in a light beam scanning device or the like, and is shown in FIG.
As shown in the schematic perspective view of FIG.
0, a mirror 52, a shaft (rotor) 54, a motor 56, and a bearing 58. The shaft 54 has a mirror 52 fixed at the tip, and the other end fixedly engaged with the rotating shaft of the motor 56, and is rotatably supported by the housing 50 by a bearing 58. The motor 56 is connected to a driver 32 that drives a galvano scanner 16 described later. As shown in FIG. 2B, the bearing 58 is a normal ball bearing composed of an inner ring (inner ring) 60, an outer ring (outer ring) 62, and a ball 64. Lubricating oil O is injected between the outer ring 62. In the present invention, the bearing of the galvano scanner 16 is not limited to a ball bearing as shown in the drawing, and various bearings can be used as long as they are rolling bearings. The optical deflector is not limited to the galvano scanner 16, and various optical deflectors can be used as long as the mirror is swung using a rolling bearing. As is well known, the galvano scanner 16 is
By rotating the shaft 54 forward / reversely at a predetermined rotation angle, the mirror 52 is swung to deflect the incident light (dashed line) in one direction. In the recording apparatus 10 that uses the optical scanning device of the present invention, the mirror 52 is swung at a larger angle than during steady optical scanning, other than during steady optical scanning such as during standby other than during image recording. Move. This will be described in detail later. Here, in the recording apparatus 10 shown in the drawing, the galvano scanner 16 does not scan the projection light of the DMD 12 on the recording medium Pt, but the projection light of the DMD 12 (one image displayed by the DMD 12 or less). ,
1), the incident position of the frame F is made to follow the recording medium Pt, as schematically shown in FIG. That is,
The galvano scanner 16 deflects / scans the frame F in the rotation direction of the drum 22 in synchronization with the rotation of the drum 22, thereby causing the rotated recording medium Pt to follow the frame F and a predetermined recording time (exposure time). ) Is stopped at a fixed position on the recording medium Pt, and exposure is performed. Such a recording method is described in detail in the specification of Japanese Patent Application No. 2000-316622 by the present applicant. The focusing lens 18 focuses the frame F (projected light of the DMD 12) deflected by the galvano scanner 16 at a predetermined position on the recording medium Pt wound around the drum 22. The drum 22 has a recording medium Pt on its outer surface.
Is a cylinder that is held / fixed by a known method while being wound and rotated in the direction indicated by the arrow R in the figure with the axis as the center. Accordingly, the DMD 12 (two-dimensional array light source) and the recording medium Pt move relatively in the main scanning direction (that is, main scanning is performed). From the light source to the DMD 12 and the collimator lens 1
4, the optical system extending to the galvano scanner 16 and the focusing lens 18 is integrally formed as a unit, and the sub-scanning direction (in the direction of arrow X in the figure) coincides with the rotation axis direction of the drum 22 by the sub-scanning drive system 20. ) At a constant speed, that is, sub-scanning. Further, as described above, the drum 22 rotates while holding the recording medium Pt. As a result, the DMD 12 and the recording medium Pt relatively move two-dimensionally, and the frame F that is the projection light by the DMD 12 described above.
Can be two-dimensionally arranged in the image recording area of the recording medium Pt to record an image on the entire surface. The sub-scanning drive system 20 is a known one used for so-called drum scanners. For example, a drive base (not shown), a moving base 20a on which a unitized optical system is loaded, and the moving base 20a. And a moving shaft 20b extending in the sub-scanning direction. FIG. 3 shows a block diagram of the recording timing control of the recording apparatus 10. As shown in FIG.
The optical systems such as the DMD 12 and the galvano scanner 16 (the collimator lens 14 and the focusing lens 18 are omitted in FIG. 3) are integrated, and at least at the time of image recording, the sub-scan driving system 20 makes the sub-scanning direction X. It moves continuously at a constant speed. As described above, during image recording, the recording medium P
As the drum 22 holding t rotates, the galvano scanner 16 converts the frame F (projected light from the DMD 12) into
By deflecting in the main scanning direction in synchronization with the rotation of the drum 22, the frame F is recorded by being stopped on the recording medium Pt for a predetermined recording time. During image recording, the optical system unit is conveyed in the sub-scanning direction by the sub-scanning drive system 20. In order to control the timing, a main scanning position detector 26 is provided on the drum 22, and the sub-scanning drive system 20 is provided with a sub-scanning position detector 28 for detecting the sub-scanning position. As the main scanning position detector 26, for example, a rotary encoder that detects the rotational position of the drum 22 can be used. Connected to the DMD 12 is a modulation signal generator 30 for supplying image data for one frame (on / off of each micromirror). The modulation signal generator 30 includes
An image signal is supplied, and the image signal to be sent to the DMD 12 is switched frame by frame based on detection signals from the main scanning position detector 26 and the sub-scanning position detector 28. A driver 32 for driving the galvano scanner 16 is connected to the galvano scanner 16.
The driver 32 drives the galvano scanner 16 based on the detection signals of the main scanning position detector 26 and the sub-scanning position detector 28 to swing the mirror 52 at a predetermined angle.
The light reflected by the MD 12 is deflected in accordance with the relative movement of the recording medium Pt, and the frame F is caused to follow the rotation of the drum 22 as described above, and is stopped on the recording medium Pt for a predetermined exposure time. Note that the driver 32 drives the galvano scanner 16 other than during image recording to swing the mirror 52 at a larger angle than during image recording (steady time). This will be described in detail later. As described above, in the recording apparatus 10 shown in the drawing, such a frame F is two-dimensionally arranged on the recording medium Pt to record one image. For this purpose, the drum 22
, While moving the sub-scanning drive system 20 in the sub-scanning direction (sub-scanning), the frame F is stopped and recording is performed frame by frame. Therefore, in the recording apparatus 10, the drum 2 corresponds to the rotation speed (main scanning speed) of the drum 22.
The sub-scanning speed is set so that the frame F to be recorded is adjacent to the previously-recorded frame F in the sub-scanning direction at the time when 2 has made one round. As a result, a spiral image recording is performed on the recording medium Pt wound around the drum 22, and the recording medium P
As shown in the conceptual diagram of FIG. 4 in which t is developed, the frames F are arranged stepwise in the main scanning direction, and image recording is performed on the entire surface of the recording medium Pt. In FIG. 4, the lower part shows the recording at the first rotation of the drum 22, and the upper part shows the recording at the second rotation, and Ldr is
The length of one round of the drum 22 is shown. At this time, in order to prevent the positional deviation of the frame F due to continuous sub-scanning and to carry out a more suitable image recording, the frame F to be recorded next is recorded after the recording of the frame F. However, in order to move in the sub-scanning direction by an integer multiple of the pixel pitch in the sub-scanning direction (pixel pitch on the recording medium Pt), in particular, the integer multiple of the pixel pitch is set to Ny, and the number of pixels in the main scanning direction of one frame is set. Nimg-y, where the pixel pitch in the main scanning direction is Pimg-y and the pixel pitch in the sub-scanning direction is Pimg-x, the galvano scanner 16 so that the angle ψ in the deflection direction with respect to the main scanning direction satisfies the following equation: It is preferable to incline the deflection direction by the main scanning direction. tan ψ = (Ny × Pimg-x) / (Nimg-y × Pimg-y
In this regard, Japanese Patent Application No. 2001-11 by the present applicant.
Details are described in the specification of No. 6470. Here, the image signal corresponding to one image recorded on the recording medium Pt includes a recording start signal and a recording end signal in addition to the image data of all frames recorded on the recording medium Pt. → Image data of all frames F →
The signals are sequentially supplied in the order of recording end signals. The recording start signal and the recording end signal are also supplied from the modulation signal generator 30 to the driver 32. After detecting the recording end signal, the driver 32 is in a standby state (standby) until the next recording start signal is detected. The mirror 52 is swung at a larger swing angle (deflection angle) than
The galvano scanner 16 is driven (hereinafter, this operation is referred to as wiping). For example, during image recording, the driver 32
In response to a signal from the main scanning position detector 26, the galvano scanner 16 is driven so as to swing the mirror 52 with a steady swing angle of 1.5 °, and the frame F is scanned with the recording medium Pt. Follow / stop. When one image recording is completed and a recording end signal is supplied, the driver 32 does not stop the galvano scanner 16, and during the standby until a recording start signal for the next image is supplied. 30 °, 15 °
Wiping is performed by driving the galvano scanner 16 so that the mirror 52 is swung at a swing angle of. Thereafter, when a recording start signal for the next image is supplied and image recording is started, the driver 32 responds to a signal from the main scanning position detector 26 and the like with a mirror 52 at a steady swing angle of 1.5 °. The galvano scanner 16 is driven so as to swing. As described above, in the optical deflector using the galvano scanner 16, the galvano scanner 16 is
The mirror 52 is not necessarily oscillated at the maximum swing angle. For this reason, a part of the bearing 58 is burdened, and the life of the bearing 58 is shortened due to damage. In particular, in the image recording method in which the frame F (projection light) follows / maintains the main scanning of the recording medium Pt using the spatial light modulation element as shown in the illustrated example, the swing angle is, for example, 1.5. In some cases, the ball 64 does not rotate once, the lubricating oil O does not spread sufficiently, and the bearing 58 is very easily damaged. On the other hand, the optical scanning device of the present invention uses a steady swing angle (a swing angle at the time of optical scanning) in addition to a steady optical scan, such as during standby after the completion of one image recording. Even wiping at a large angle. As a result, it is possible to prevent a load from being applied only to a part of the bearing 58 of the galvano scanner 16 and to supply lubricating oil to the entire bearing 58 so as to extend the life of the bearing 58, that is, the galvano scanner 16. Can extend the service life. The swing angle at the time of wiping is not particularly limited and may be larger than the normal swing angle. However, the angle at which the ball 64 constituting the bearing 58 makes one complete rotation is preferable. In particular, the maximum swing angle of the galvano scanner 16 is preferable. The wiping time and frequency are not particularly limited, but the time is preferably about 5 seconds to 30 seconds, and during this time, wiping is preferably performed at a frequency of about 10 Hz. In this case, when a recording start signal for the next image is supplied during wiping, it is preferable to stop wiping and start image recording in consideration of production efficiency. In the optical scanning device of the present invention, except for the steady light deflection for wiping, it is not limited to the standby during image recording of one image as described above, and it is necessary to perform light deflection for recording. There are various timings available. For example, in the case of the drum scanner as shown in the figure, since there is a non-image area (for example, an area indicated by an arrow y in FIG. 1) while the drum 22 is rotated once, even if wiping is performed during this period. Good. In the illustrated example, this non-image area may be detected by a signal from the main scanning position detector 26. Although the optical scanning apparatus of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above examples, and various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Of course it is good. For example, the recording apparatus 10 in the illustrated example performs image recording in a spiral shape by continuously performing main scanning and sub-scanning, but the image recording apparatus using the present invention is not limited to this. . For example, in a state where sub-scanning is stopped, the drum 22 makes a round and the frame F by the DMD 12
Are formed in one row in the main scanning direction (Y direction), and then the sub-scanning drive system 20 performs sub-scanning direction (X direction) of the frame F.
The frame F is two-dimensionally arranged on the recording medium Pt by moving the DMD 12 (optical system) in the sub-scanning direction by the size of and repeating the image recording of one row in the main scanning direction again. Then, an image may be recorded. Moreover, the above example makes one frame of DMD12 follow the rotation of the drum,
The optical scanning device of the present invention is used to make an image stand still on the recording medium Pt. However, the present invention is not limited to this, and various printers, image display devices, laser processing devices (drilling and marking) Of course, it may be used for optical scanning of light beam scanning exposure used in the above. As described above in detail, according to the present invention, a spatial light modulator is used in an optical scanning device using an optical deflector that swings a mirror by a rolling bearing such as a galvano scanner. Even when the projection angle of the recording medium follows / stops the scanning of the recording medium and the exposure is performed in a stationary state where the swing angle of the mirror is small, the life of the bearing can be extended and the optical deflector such as a galvano scanner can be used. The lifetime can be extended.

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の画像記録装置の一例の概略斜視図で
ある。 【図２】 （Ａ）は、図１に示される画像記録装置に用
いられるガルバノスキャナの概略斜視図、（Ｂ）は、こ
のガルバノスキャナに用いられるベアリングの部分図で
ある。 【図３】 図１に示される画像記録装置の画像記録タイ
ミング制御を示すブロック図である。 【図４】 図１に示される画像記録装置による画像記録
を説明するための概念図である。 【符号の説明】 １０ （画像）記録装置 １２ ＤＭＤ １４ コリメータレンズ １６ ガルバノスキャナ １８ フォーカシングレンズ ２０ 副走査駆動系 ２２ （エクスターナル）ドラム ２６ 主走査位置検出器 ２８ 副走査位置検出器 ３０ 変調信号発生器 ３２ ドライバ ５０ ハウジング ５２ ミラー ５４ シャフト ５６ モータ ５８ ベアリング ６０ インナーリング ６２ アウターリング ６４ ボール Ｐｔ 記録媒体 Ｏ 潤滑油BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic perspective view of an example of an image recording apparatus of the present invention. 2A is a schematic perspective view of a galvano scanner used in the image recording apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 2B is a partial view of a bearing used in the galvano scanner. 3 is a block diagram showing image recording timing control of the image recording apparatus shown in FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining image recording by the image recording apparatus shown in FIG. 1; FIG. [Explanation of Symbols] 10 (Image) Recording Device 12 DMD 14 Collimator Lens 16 Galvano Scanner 18 Focusing Lens 20 Subscanning Drive System 22 (External) Drum 26 Main Scanning Position Detector 28 Subscanning Position Detector 30 Modulation Signal Generator 32 Driver 50 Housing 52 Mirror 54 Shaft 56 Motor 58 Bearing 60 Inner ring 62 Outer ring 64 Ball Pt Recording medium O Lubricating oil

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項１】転がり軸受けを用いてミラーを揺動する光
偏向器と、前記光偏向器の駆動手段とを有する光走査装
置において、前記駆動手段は、定常の光走査時には所定
の振り角で前記ミラーを揺動させると共に、定常の光走
査以外の時間に、定常の光走査よりも大きな振り角で前
記ミラーを揺動させるように、前記光偏向器を駆動する
ことを特徴とする光走査装置。What is claimed is: 1. An optical scanning apparatus comprising: an optical deflector that swings a mirror using a rolling bearing; and a driving means for the optical deflector. Sometimes the optical deflector is driven so that the mirror is swung at a predetermined swing angle and the mirror is swung at a swing angle larger than the steady light scanning at a time other than the steady light scanning. An optical scanning device characterized by the above.