JP2003140354A - 画像記録装置 - Google Patents
画像記録装置Info
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- B41J2/435—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
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-
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- Laser Beam Printer (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Accessory Devices And Overall Control Thereof (AREA)
Abstract
く冷却する。 【解決手段】 画像記録装置1の光学ヘッド10に、レ
ーザエミッタ111を有するバーLD11を冷却する光
源用水冷ジャケット41、光変調デバイス12を冷却す
るデバイス用水冷ジャケット42および遮光用水冷ジャ
ケット43を設ける。光学ヘッド10には、さらに、非
露光時にバーLD11からの光を反射するミラー31、
並びに、光変調デバイス12からの非信号光を反射する
ミラー32,33が設けられ、これらのミラーからの光
が遮光用水冷ジャケット43へと導かれる。また、チラ
ーユニットからの冷却媒体は光源用水冷ジャケット4
1、デバイス用水冷ジャケット42および遮光用水冷ジ
ャケット43を順に経由する。これにより、光学ヘッド
10において発熱源を全てを効率よく冷却することがで
きるとともにバーLD11を適切に冷却することができ
る。
Description
た光変調デバイスを用いて記録媒体に画像を記録する画
像記録装置に関する。
導体レーザから光を照射することにより画像を記録する
画像記録装置が提案されている。通常、半導体レーザは
出射光の波長および出力の安定化、並びに、寿命の確保
のために冷却が行われる。一方、特開2000−131
628号公報には、光変調デバイスの冷却を行う機構が
追加された画像記録装置が開示されている。
利用した光変調デバイスでは、回折現象により光変調デ
バイスから導き出される光の方向を変化させて光の空間
変調が行われる。このような光変調デバイスでは非信号
光も放出されることから、非信号光は画像の記録に悪影
響を与えないように遮光される。また、画像の記録が行
われない間は、安全のために半導体レーザからの光が別
途シャッタにて遮光される。
ド内部では光エネルギーが熱エネルギーに変換される。
したがって、半導体レーザとして高出力のものを利用す
る場合、光学ヘッド内の温度が非常に上昇することとな
り、光学系の配置のずれ、部品の変形、信号光のゆらぎ
等の問題を引き起こしてしまうことが考えられる。
り、画像記録装置において遮光による温度上昇を適切に
抑制することを主たる目的としている。
は、露光により記録媒体に画像を記録する画像記録装置
であって、半導体レーザを有する光源と、前記光源から
の光が導かれる回折格子型の光変調デバイスと、前記光
変調デバイスからの光が照射される記録媒体を保持する
保持部と、不要光を遮光する遮光部と、不要光の遮光に
より発生する熱を除去する遮光用冷却部とを備える。
の画像記録装置であって、前記遮光部が、非露光時に前
記光源と前記光変調デバイスとの間で遮光を行う。
の画像記録装置であって、前記遮光部が、非露光時に前
記光源からの光を反射するミラーを有し、前記ミラーに
より反射された光が前記遮光用冷却部に照射され、前記
遮光用冷却部が照射により発生する熱を除去する。
の画像記録装置であって、前記遮光部が、前記光変調デ
バイスからの非信号光を遮光する。
の画像記録装置であって、前記遮光部が、前記非信号光
を反射するミラーを有し、前記ミラーにより反射された
光が前記遮光用冷却部に照射され、前記遮光用冷却部が
照射により発生する熱を除去する。
の画像記録装置であって、非露光時に前記光源と前記光
変調デバイスとの間で遮光を行うもう1つのミラーをさ
らに備え、前記もう1つのミラーにより反射された光が
前記遮光用冷却部へと導かれる。
6のいずれかに記載の画像記録装置であって、前記光源
を冷却媒体により冷却する光源用冷却部をさらに備え、
前記遮光用冷却部が前記光源用冷却部からの冷却媒体を
利用して冷却を行う。
の画像記録装置であって、前記光源用冷却部からの冷却
媒体を利用して前記光変調デバイスを冷却するデバイス
用冷却部をさらに備える。
の画像記録装置であって、冷却媒体の温度を制御する温
度制御部をさらに備え、前記温度制御部からの冷却媒体
が、前記光源用冷却部、前記デバイス用冷却部および前
記遮光用冷却部を順に経由して前記温度制御部へと戻さ
れる。
し6のいずれかに記載の画像記録装置であって、前記光
変調デバイスを冷却媒体により冷却するデバイス用冷却
部をさらに備え、前記遮光用冷却部が前記デバイス用冷
却部からの冷却媒体を利用して冷却を行う。
し6のいずれかに記載の画像記録装置であって、前記光
源を冷却する光源用冷却部と、前記光変調デバイスを冷
却するデバイス用冷却部とをさらに備える。
および11のいずれかに記載の画像記録装置であって、
前記光源、前記光変調デバイスおよび前記遮光部がほぼ
密閉された空間内に配置される。
に係る画像記録装置1の構成を示す図である。画像記録
装置1は画像記録用の光を出射する光学ヘッド10およ
び露光により画像が記録される記録媒体9を保持する保
持ドラム7を有する。記録媒体9としては、例えば、刷
版、刷版形成用のフィルム等が用いられる。なお、保持
ドラム7として無版印刷用の感光ドラムが用いられても
よく、この場合、記録媒体9は感光ドラムの表面に相当
し、保持ドラム7が記録媒体9を一体的に保持している
と捉えることができる。
されており、図示しない移動機構により紙面に垂直な方
向に移動する。保持ドラム7は光学ヘッド10の移動方
向に平行な中心軸を中心に回転する。そして、保持ドラ
ム7を回転させつつ光学ヘッド10を移動させることに
より、記録媒体9上に画像の記録が行われる。
を有する半導体レーザ(以下、「バーLD」という。)
11、および、バーLD11からの光がレンズ21を介
して導かれる回折格子型の光変調デバイス12を有す
る。光変調デバイス12からの信号光はレンズ22,2
3を介して保持ドラム7へと導かれる。光学ヘッド10
にはさらに、光変調デバイス12への光の照射および遮
断を切り替えるミラー31、光変調デバイス12からの
非信号光を遮光するためのミラー32,33、並びに、
冷却媒体である水を用いて冷却を行う光源用水冷ジャケ
ット41、デバイス用水冷ジャケット42および遮光用
水冷ジャケット43を有する。光変調デバイス12はヒ
ートスプレッダ421と一体となっており、デバイス用
水冷ジャケット42はヒートスプレッダ421を介して
光変調素子121を冷却する。
ーザであり、複数の発光点(すなわち、エミッタ11
1)を紙面に垂直な方向に一列に有する。レーザエミッ
タ111からの光はバーLD11が有するレンズ112
により、紙面に平行な方向にコリメートされる。複数の
発光点からの光はレンズ21により重畳されつつ光変調
デバイス12へと集光される。
21を紙面に垂直な方向に一列に有し、空間光変調を行
う。また、光変調デバイス12の基板上には光変調素子
121を駆動するための回路も設けられる。
して製造され、各光変調素子121は溝の深さを変更す
ることができる回折格子となっている。より具体的に
は、複数のリボン状の部材が基準面に沿って互いに平行
に形成され、リボン状の部材が基準面に対して昇降移動
することにより、回折格子の溝の深さが変更される。溝
の深さを変更することにより、光変調素子121は入射
光の0次回折光(すなわち、非回折光)と±1次回折光
とを選択的に出射することができる。このような光変調
デバイスとしてはシリコン・ライト・マシンズ社(米国
サニーベール市)のグレーティング・ライト・バルブ
(GLV(登録商標))等がある。図1に示す画像記録
装置1では、0次回折光が画像の記録に用いられる信号
光とされ、±1次回折光が非信号光とされる。光変調デ
バイス12からの信号光は、レンズ22,23を介して
保持ドラム7へと導かれ、記録媒体9に照射される。
12と記録媒体9とは光学的に共役とされ、微細な光変
調素子121の各像が記録媒体9上に形成される。した
がって、信号光(すなわち、0次回折光)を出射する光
変調素子121からの光が記録媒体9上の対応する位置
に微細な光スポットとして導かれ、記録媒体9を感光さ
せる。
D11から光変調デバイス12に至る光路から待避した
位置と光路上の位置との間で移動し、露光が行われる際
にはミラー31は光路から待避され、露光が行われない
間(例えば、スタンバイ状態の間)はバーLD11から
の光を反射して遮光用水冷ジャケット43へと導く。す
なわち、ミラー31および遮光用水冷ジャケット43の
受光面により、非露光時の光を受けるのでバーLD11
の光は光変調デバイス12には照射されない。これによ
り、非露光時に光変調デバイス12に光があたり続ける
こと、また、光学ヘッド10から記録媒体9へと光が漏
れ出してしまうことが防止される。
デバイス12からの非信号光が入射し、非信号光を反射
して遮光用水冷ジャケット43へと導く。すなわち、ミ
ラー32,33および遮光用水冷ジャケット43の受光
面により光変調デバイス12からの不要光である非信号
光の遮光が行われる。
た図で、そのためミラー32とミラー33が重複して光
軸上にあるように示されているが、実際は該ミラー32
とミラー33は光軸を挟んで紙面に垂直な方向の所定の
場所に設けられている。図2は前記ミラーの位置関係の
概要を示す光学ヘッド10の上面図である。この図でわ
かるように、ミラー32,33は互いに光軸を挟んで対
称に配置される。
および出力の安定化、並びに、寿命の確保のためにバー
LD11の冷却を行う。デバイス用水冷ジャケット42
は動作の安定化および寿命の確保を目的としてヒートス
プレッダ421を介して効率よく光変調デバイス12を
冷却する。一方、遮光用水冷ジャケット43は、ミラー
31〜33からの光の照射により発生する熱を除去す
る。
2,33の姿勢は、ミラー31〜33からの光を遮光用
水冷ジャケット43の受光面のほぼ同一の領域へと導く
ように決定される。これにより、遮光用水冷ジャケット
43の大きさを小さく抑えることが実現される。なお、
遮光用水冷ジャケット43上の受光面は、バーLD11
からの光を効率よく吸収することができる材料により形
成される。
ド10では、発熱の原因となるバーLD11、光変調デ
バイス12、および、不要光が照射される遮光用水冷ジ
ャケット43の受光面の全てが冷却されるため、露光に
係る構成からの熱の放出を適切に抑えることができ、光
学ヘッド10内の温度上昇を抑制することができる。そ
の結果、精密な光学系の配置のずれ、部品の変形、信号
光のゆらぎ等を防止することが実現される。特に、不要
光の遮光により発生する熱を積極的に除去することによ
り、光学系への熱の影響を適切に防止することができ
る。
適切に除去されることから、バーLD11、光変調デバ
イス12および遮光に係る構成をカバー10aにより密
閉された空間内に配置することが可能となり、光変調デ
バイス12やその他の光学要素に塵埃が付着することを
容易に防止することができる。なお、光学ヘッド10は
塵埃の進入を防ぐ程度に密閉されるのであるならば、完
全に密閉されなくてもよい。
不要光をミラー31〜33を用いて遮光用水冷ジャケッ
ト43へと集めることにより、1つの水冷ジャケットで
複数箇所の不要光の遮光を適切に行うことができ、か
つ、遮光により発生する熱を光学系から離れた位置で除
去することにより発熱の影響が光学系に及ぶことを容易
に防止することができる。
イス用水冷ジャケット42および遮光用水冷ジャケット
43に冷却媒体が流される様子を示すブロック図であ
る。画像記録装置1には冷却媒体の冷却および温度制御
を行うチラーユニット44が備えられており、チラーユ
ニット44から送り出される冷却媒体は、光源用水冷ジ
ャケット41、デバイス用水冷ジャケット42および遮
光用水冷ジャケット43を順に経由してチラーユニット
44へと戻される。チラーユニット44は、冷却媒体を
貯留するタンク、タンク内の冷却媒体を冷却する冷却
部、冷却媒体の冷却を制御する温度制御回路および冷却
媒体を送り出すポンプを有する。
較した場合、光変調デバイス12はバーLD11ほどは
高精度に温度制御される必要がないという特徴を有す
る。例えば、画像記録装置1に半導体レーザを用いる場
合、±1℃以下の精度にて半導体レーザの温度が制御さ
れる必要がある。一方、光変調デバイス12は高出力の
バーLD11からの光を受けると光エネルギーの吸収に
よって損傷するおそれがあるため冷却が必要ではある
が、所定の温度以下とされるのであるならば動作に問題
は生じない。
定格光出力が40Wの半導体レーザの場合、40W程度
の発熱が生じ、光変調デバイス12が吸収する光エネル
ギーよりも多くの熱エネルギーを放出する。したがっ
て、光源用水冷ジャケット41の冷却能力はデバイス用
水冷ジャケット42よりも高くされる必要がある。
〜33からの光が熱に変換された後に光学ヘッド10内
に放出されることを抑制するために設けられることか
ら、温度制御は不要であり、光変調デバイス12の冷却
に用いられた後の冷却媒体を利用して冷却を行うのみで
足りる。
は光源用水冷ジャケット41、デバイス用水冷ジャケッ
ト42および遮光用水冷ジャケット43の順で直列に接
続が行われ、バーLD11の冷却に用いられた冷却媒体
の再利用、および、光変調デバイス12の冷却に用いら
れた冷却媒体の再利用が行われるとともに、バーLD1
1および光変調デバイス12の冷却、並びに、遮光によ
り発生する熱の除去(すなわち、遮光に係る冷却)を効
率よく行うことができる。さらに、水冷ジャケットを直
列に接続することにより、配管の簡素化も実現される。
やその他設計上の理由により、チラーユニット44から
複数の水冷ジャケットに並列に冷却媒体が供給されても
よく、複数のチラーユニットが設けられてもよい。例え
ば、バーLD11の冷却に求められる能力や精度を考慮
して光源用水冷ジャケット41のみが独立したチラーユ
ニットに接続されてもよい。
画像記録装置1の構成を示す図である。図4では、第1
の実施の形態と同様の構成には同符号を付しており、第
1の実施の形態と同様に、バーLD11からの光がレン
ズ21を介して光変調デバイス12へと導かれ、光変調
デバイス12からの信号光がレンズ22,23を介して
保持ドラム7に保持された記録媒体9へと導かれる。第
2の実施の形態に係る画像記録装置1では、光学ヘッド
10内のバーLD11、光変調デバイス12および遮光
に係る構成が空冷される。
らの光を遮光する遮光板301、および、光変調デバイ
ス12からの非信号光を遮光する2つの遮光板302,
303が設けられる。遮光板301は駆動軸311を中
心に回動可能とされ、バーLD11から光変調デバイス
12に至る光路上の位置と光路から待避した位置との間
で姿勢変更される。
り空冷され、光変調デバイス12はファンユニット40
2により空冷される。一方、遮光板301は、バーLD
11からの光が照射される際にファン431からの気流
により冷却される。遮光板302,303は、ファンユ
ニット432,433によりそれぞれ空冷される。
た図で、そのため遮光板302と遮光板303が重複し
て光軸上にあるように示されているが、実際は該遮光板
302と遮光板303は光軸を挟んで紙面に垂直な方向
の所定の場所に設けられている。図5は前記遮光板の位
置関係の概要を示す光学ヘッド10の上面図である。こ
の図でわかるように、遮光板302,遮光板303は互
いに光軸を挟んで対称に配置される。
に吸気口501および排気口502が設けられ、吸気口
501にはファン51およびフィルタ52が配置され、
排気口502には簡易なフィルタ53が配置される。こ
れにより、光学ヘッド10はファン51およびフィルタ
52により外気を取り込み、空冷に用いられたエアをフ
ィルタ53を介して外部へ排出する。
おいても、発熱源となるバーLD11、光変調デバイス
12および遮光板301〜303が冷却されるため、光
学ヘッド10内の温度上昇を適切に抑制することがで
き、精密な光学系の配置のずれ、部品の変形、信号光の
ゆらぎ等を防止することが実現される。
てきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるもので
はなく様々な変形が可能である。
ータイプに限定されず、1つの発光点を有する半導体レ
ーザであってもよいし、2次元的に発光点が配列配置さ
れた半導体レーザであってもよい。
調素子のみが設けられてもよく、複数の光変調素子が2
次元的に配列配置されてもよい。
極的に行われるのであるならば他の手法により行われて
もよい、例えば、ペルチェ素子と冷却媒体またはファン
が併用されてもよい。
や、ミラー32,33または遮光板302,303の数
および配置は適宜変更されてよい。例えば、ミラー31
または遮光板301はスライド移動されてもよく、信号
光として±1次回折光が利用される場合には非信号光で
ある0次回折光を遮光するためにミラーまたは遮光板は
1つだけ設けられる。
らの光により発生する熱を除去する遮光用水冷ジャケッ
トとミラー32,33からの光により発生する熱を除去
する遮光用水冷ジャケットとが設計上の都合により個別
の設けられてもよい。さらに、ミラー32からの光とミ
ラー33からの光が個別の箇所へと導かれ、個別に冷却
が行われてもよい。ミラーを用いることにより発熱部位
を露光用の光学系から離すことができ、光学系への熱の
影響を適切に防止することができる。
調デバイス12へと光を導く光学系および光変調デバイ
ス12から記録媒体9へと光を導く光学系をレンズにて
示したが、これらの光学系は模式的に示されているにす
ぎず、適宜変更されてよい。
て冷却が行われ、第2の実施の形態では空冷が行われる
が、バーLD11、光変調デバイス12および不要光の
各遮光部は冷却媒体を利用した冷却および空冷が選択的
に行われてもよい。例えば、バーLD11のみが冷却媒
体により冷却され、光変調デバイス12および遮光に係
る部位が空冷されてもよい。全ての発熱箇所が冷却され
ることにより、光学ヘッド10の適切な冷却が実現され
る。
却媒体が遮光用水冷ジャケット43にて再利用され、光
変調デバイス12が空冷されてもよく、光変調デバイス
12の冷却に利用された冷却媒体が遮光用水冷ジャケッ
ト43にて再利用され、バーLD11が空冷されてもよ
い。
却媒体が用いられてもよい。
の遮光により発生する熱を除去することにより、光学系
への熱の影響を適切に防止することができる。
遮光により発生する熱を光学系から離れた位置で除去す
ることができる。
の冷却に利用した冷却媒体を遮光用冷却部にて再利用す
ることができ、請求項8の発明では、光源用冷却部の冷
却に利用した冷却媒体をデバイス用冷却部にて再利用す
ることができる。
変調デバイスの冷却、並びに、遮光により発生する熱の
除去を効率よく行うことができる。
冷却部の冷却に利用した冷却媒体を遮光用冷却部にて再
利用することができる。
は、露光に係る構成からの熱の放出を適切に抑制するこ
とができ、請求項12の発明では光変調デバイスやその
他の光学要素に塵埃が付着することを容易に防止するこ
とができる。
示す図である。
図である。
子を示すブロック図である。
示す図である。
図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 露光により記録媒体に画像を記録する画
像記録装置であって、 半導体レーザを有する光源と、 前記光源からの光が導かれる回折格子型の光変調デバイ
スと、 前記光変調デバイスからの光が照射される記録媒体を保
持する保持部と、 不要光を遮光する遮光部と、 不要光の遮光により発生する熱を除去する遮光用冷却部
と、を備えることを特徴とする画像記録装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の画像記録装置であっ
て、 前記遮光部が、非露光時に前記光源と前記光変調デバイ
スとの間で遮光を行うことを特徴とする画像記録装置。 - 【請求項3】 請求項2に記載の画像記録装置であっ
て、 前記遮光部が、非露光時に前記光源からの光を反射する
ミラーを有し、 前記ミラーにより反射された光が前記遮光用冷却部に照
射され、前記遮光用冷却部が照射により発生する熱を除
去することを特徴とする画像記録装置。 - 【請求項4】 請求項1に記載の画像記録装置であっ
て、 前記遮光部が、前記光変調デバイスからの非信号光を遮
光することを特徴とする画像記録装置。 - 【請求項5】 請求項4に記載の画像記録装置であっ
て、 前記遮光部が、前記非信号光を反射するミラーを有し、 前記ミラーにより反射された光が前記遮光用冷却部に照
射され、前記遮光用冷却部が照射により発生する熱を除
去することを特徴とする画像記録装置。 - 【請求項6】 請求項5に記載の画像記録装置であっ
て、 非露光時に前記光源と前記光変調デバイスとの間で遮光
を行うもう1つのミラーをさらに備え、 前記もう1つのミラーにより反射された光が前記遮光用
冷却部へと導かれることを特徴とする画像記録装置。 - 【請求項7】 請求項1ないし6のいずれかに記載の画
像記録装置であって、 前記光源を冷却媒体により冷却する光源用冷却部をさら
に備え、 前記遮光用冷却部が前記光源用冷却部からの冷却媒体を
利用して冷却を行うことを特徴とする画像記録装置。 - 【請求項8】 請求項7に記載の画像記録装置であっ
て、 前記光源用冷却部からの冷却媒体を利用して前記光変調
デバイスを冷却するデバイス用冷却部をさらに備えるこ
とを特徴とする画像記録装置。 - 【請求項9】 請求項8に記載の画像記録装置であっ
て、 冷却媒体の温度を制御する温度制御部をさらに備え、 前記温度制御部からの冷却媒体が、前記光源用冷却部、
前記デバイス用冷却部および前記遮光用冷却部を順に経
由して前記温度制御部へと戻されることを特徴とする画
像記録装置。 - 【請求項10】 請求項1ないし6のいずれかに記載の
画像記録装置であって、 前記光変調デバイスを冷却媒体により冷却するデバイス
用冷却部をさらに備え、 前記遮光用冷却部が前記デバイス用冷却部からの冷却媒
体を利用して冷却を行うことを特徴とする画像記録装
置。 - 【請求項11】 請求項1ないし6のいずれかに記載の
画像記録装置であって、 前記光源を冷却する光源用冷却部と、 前記光変調デバイスを冷却するデバイス用冷却部と、を
さらに備えることを特徴とする画像記録装置。 - 【請求項12】 請求項8、9および11のいずれかに
記載の画像記録装置であって、 前記光源、前記光変調デバイスおよび前記遮光部がほぼ
密閉された空間内に配置されることを特徴とする画像記
録装置。
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
JP2001342767A JP3563384B2 (ja) | 2001-11-08 | 2001-11-08 | 画像記録装置 |
EP02023887A EP1310375B1 (en) | 2001-11-08 | 2002-10-24 | Image recording apparatus using the grating light valve |
DE60211832T DE60211832T8 (de) | 2001-11-08 | 2002-10-24 | Bildaufzeichnungsgerät mit Beleuchtungsgitterlichtventil |
US10/279,819 US6806897B2 (en) | 2001-11-08 | 2002-10-25 | Image recording apparatus using the grating light valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001342767A JP3563384B2 (ja) | 2001-11-08 | 2001-11-08 | 画像記録装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2003140354A true JP2003140354A (ja) | 2003-05-14 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001342767A Expired - Fee Related JP3563384B2 (ja) | 2001-11-08 | 2001-11-08 | 画像記録装置 |
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EP (1) | EP1310375B1 (ja) |
JP (1) | JP3563384B2 (ja) |
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