JPS62160417A - レ−ザビ−ム走査装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、レーザビーム記録装置或いはレーザビーム読
取装置等のように、レーザビームの走査により画像記録
或いは読取を行う装置（以下レーザビーム走査装置とい
う）に係り、特に、回転多面鏡を用いたタイプのレーザ
ビーム走査装置に関する。

従来の技術 従来、レーザビームを利用した画像記録装置として、第
３図に示すように、レーザビーム照射により静電潜像を
形成する感光ドラム１と、画情報に応じた画像を感光ド
ラム１上に形成するための半導体レーザ２、コリメータ
レンズ３、回転多面鏡４及びその駆動モータ（図示せず
）からなる光偏向器、ｆ・θレンズ５、反射鏡６、光検
出器７等を有するレーザビーム記録装置が知られている
。

このレーザビーム記録装置において、半導体レーザ２に
より出力された光走査ビームＬはコリメータレンズ３に
より平行光とされた後、高速回転する回転多面鏡４によ
り感光ドラム１の軸方向（主走査方向と称する）に偏向
（走査）され、ｆ・θレンズ５により感光ドラム１に結
像される。半導体レーザ２により出力された光走査ビー
ムＬは図示しない電気信号により変調され、また感光ド
ラム１は矢印方向（副走査方向と称する）に一定速度で
回転駆動されているので、感光ドラム１上には静電潜像
が二次元的に形成されるものである。

なお、この感光ドラムｌの周囲には周知の電子写真プロ
セスの現像、転写手段が配置されており、上述の静電潜
像を記録紙上に可視化するようになっている。また、感
光ドラム１上の主走査方向の光走査ビームの変調のタイ
ミングを各走査ごとに合わせ、記録画像部の位置を各ラ
インごとに正確に一致させるため、反射鏡６を反射した
光走査ビームを光検出器７で検出して、記録タイミング
同期信号を発生させ、この同期信号により半導体レーザ
２の画像記録の変調開始のタイミングを制御している。

なお、この同期信号を一走査ごとに正確に得ることによ
って、回転多面鏡４０面分割角度の精度及び回転速度の
ムラ等に関係なく、位置ズレのない良質の画像を得られ
るものであり、高精度に光走査ビームを検知し同期信号
を発生する必要が′ある。

このような構成になるレーザビーム記録装置において、
感光ドラム１の表面を走査する光走査ビームのビーム径
及び位置が画質に重要な影響を与えるため、回転多面鏡
４は高精度に加工されており、且つごみ、はこり等の付
着を防止し且つ周囲への空気の飛散、騒音等を防ぐため
、通常回転多面鏡及びモータは一つのハウジング内に収
容されている。回転多面鏡を形成する材料としては、一
般にアルミニウムが使用されている。

発明が解決しようとする問題点 ところが、かかる構成になる従来装置では回転多面鏡を
高精度に加工したＫもかかわらず、使用中に画質の劣化
が生じることが判明した。特に、回転多面鏡の材質とし
て、従来のアルミニウムに代えて、製作が容易で、低コ
スト化が計れる樹脂を用いたところ、使用中の画質劣化
が太き（なることが判明した。　　　　　　　　　　　
　４本発明者はこの原因を検討した結果、回転多面鏡４
の温度が、機器内温度の上昇や回転多面鏡駆動用モータ
の発熱により、上昇し、この温度上昇により回転多面鏡
が熱変形すると共に剛性が低下し、高速回転による遠心
力によって各鏡面の面精度が劣化し、これにより画質劣
化が生じており、特に、樹脂製の回転多面鏡では、金属
材料に比べ、熱による影響が極めて大きく、画質が著し
く劣化することを見出した。

本発明はかかる知見に基づいて為されたもので、回転多
面鏡の温度上昇による変形を防止して、常に安定した画
像を記録することができるレーザビーム走査装置を提供
することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は、上述の問題点を解決するため、回転多面鏡を
内蔵する光偏向器を冷却する冷却手段と、光偏向器の温
度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段による
検出温度に応じて前記冷却手段を制御する制御手段を設
けるという構成を備えたものである。

作用 本発明は上述の構成によって、光偏向器の温度、具体的
には回転多面鏡近傍の温度を検出し、その温度があらか
じめ定めた温度以上にならないように監視し、温度が上
昇した時には制御手段により冷却手段を作動させること
により、回転多面鏡の温度を下げ、これにより、回転多
面鏡の温度が異常に上昇して熱変形を生じることを防ぎ
、常に安定した画像を記録することが可能となる。

実施例 以下、図面の実施例を参照して本発明を更に詳細に説明
する。

第１図は本発明の一実施例によるレーザビーム記録装置
の主要部を示す概略斜視図である。なお、図中、第３図
に示す従来例と同じ部品については同じ符号を使用して
おり、詳細な説明は省略する。

第１図において、符号８は光偏向器を示しており、この
光偏向器８は回転多面鏡４、その駆動用モータ９、及び
回転多面鏡４及びモータ９を包囲するハウジング１０を
有する。この回転多面鏡４は従来と同様に高速回転して
レーザビームを偏向（走査）している。モータ９は高速
で安定した回転が要求されるため、通常、ＤＣサーボモ
ータ等が利用され、等速度制御されている。光偏向器８
の温度を検出するためのサーミスタ１１が取付けられる
。このサーミスタ１１の取付位置は、回転多面鏡４の近
傍のハウジング１０上或いは、ハウジング１０内の回転
多面鏡４の近傍等のように、回転多面鏡４の温度に近い
温度を検出できるような場所が選定される。更に、ハウ
ジング１０には供給電流の方向により加熱、冷却が可能
な熱電冷凍素子１２が取付けられ、この熱電冷凍素子１
２にはサーミスタ１１からの検出信号により熱電冷凍素
子１２を制御する温度制御回路１３が接続されている。

第２図は温度制御回路１３の概略構成ブロック図である
。１３ａは増幅器であり、サーミスタ１１からの温度変
化に対応した電圧変化を増幅し検出するものである。１
３ｂは主に比較器で構成された演算回路である。増幅器
１３ａの出力信号を、２種類の比較電圧ｖＲ１、ＶｆＬ
２、と比較演算することにより、出力側に接続されてい
るＰＮＰ型トランジスタ１３ｃとＮＰＮ型トランジスタ
１３ｄの切替を行い、熱電冷凍素子１２に流す電流を方
向Ａ、方向Ｂのように正逆に制御するものである。

すなわち、サーミスタ１１の検出電圧によってＰＮＰ型
トランジスタ１３ｃが作動した場合、電流はＡ方向に流
れ、熱電冷凍素子１２は冷却用に働き、ＮＰＮ型トラン
ジスタ１３ｄが作動した場合は、電流はＢ方向に流れ、
熱電冷凍素子１２は加熱用として働く。

以上のように構成されたレーザビーム記録装置について
、以下その動作を説明する。

半導体レーザ２から発生した、画像信号によって０Ｎ−
ＯＦＦ制御された光走査ビームＬはコリメータレンズ３
により平行光とされた後、光偏向器８の回転多面鏡４に
よって感光ドラム１の主走査方向に偏向され、「・θレ
ンズ５により感光ドラム１に結像される。また、感光ド
ラム１は矢印で示す副走査方向に一定速度で回転駆動さ
れているので、感光ドラム１上には静電潜像が二次元的
に形成される。この感光ドラム１の周囲には図示しない
電子写真プロセスの現像、転写、定着手段等が配置され
ており、上述の静電潜像を記録紙上に可視化するもので
ある。ここで、前記光偏向器８の温度が、レーザビーム
記録装置内部の温度上昇や、モータ９の発熱等によって
変動すると、サーミスタ１１により光偏向器８の回転多
面鏡４近傍（例えば回転多面鏡４０）・ウジング内部）
の温度を検出し、その出力信号を温度制御回路１３に入
力し、温度制御回路１３はこの信号に基づいて、熱電冷
凍素子１２を制御し、光偏向器８を一定の設定温度に保
持する。すなわち、第２図において、温度変化によりサ
ーミスタ１１の抵抗値が変化し、この抵抗値の変化が増
幅器１３ａによって電圧変化として増幅され、演算回路
１３ｂに入力され、高低の２種類の比較電圧ＶＲＩ、ｖ
Ｒｌと比較演算される。今、増幅器１３ａからの出力電
圧が、高い方の比較電圧ＶＲ１より高くなると、すなわ
ち、光偏向器の温度が、ＶＲＩで設定されたある温度よ
りも高くなると、ＰＮＰ型トランジスタ１３Ｃが作動し
、熱電冷凍素子１２にＡ方向の電流が流れ、光偏向器８
を冷却する。また、増幅器１３ａからの出力電圧が、低
い方の比較電圧ｖＲ２より低くなると、すなわち、光偏
向器８の温度がＶＲＩで設定した温度よりも低くなると
、ＮＰＮ型トランジスタ１３ｄが作動し、熱電冷凍素子
１２にＢ方向の電流が流れ、光偏向器８を加熱する。こ
のそれぞれの場合で、作動しているトランジスタ以外の
もう一つのトランジスタはＯＦＦ状態となって〜・る。

また、増幅器１３ａからの出力電圧が高低の比較電圧Ｖ
ＲＩとＶ　ｎ　ｔの間である場合は、熱電冷凍素子１２
には電流は流れない。このように２種類の設定温度（比
較電圧ＶＲＩ、Ｖ　ａ　２　Ｋ対応する）を設けること
によって、定常温度付近で、熱電冷凍素子１２へ流す電
流の方向が細かく入れ替わるチャタリング現象を防止す
ることができ、熱電冷凍素子の性能が劣化したりするこ
となく、簡単な方法で、適正な設定温度範囲に光偏向器
８の温度を制御することができる。

上述のような方法により、光偏向器８の温度を設定した
温度範囲に保持することができるので、内部の回転多面
鏡の温度もほぼ一定に制御することができ、温度変化に
よる変形（歪み）の影響で、画質が劣化することを防止
する゛ことができる。また、光偏向器８の寿命に対して
も良い影響を与える。更に、光偏向器８の・・ウジング
部分には、前記半導体レーザ２とコリメータレンズ３を
組み合ワセタユニットと、ｆ・０レンズ５が一体化して
取付けられる場合が一般的であり、これらの半導体レー
ザ２とレンズ系（コリメータレンズ３、ｆ・θレンズ５
）をも同時に温度制御することが可能となる。

なお、上記実施例では、光偏向器８に熱電冷凍素子１２
を取り付け、光偏向器８を温度変化に応じて、加熱、冷
却するように構成したが、多くの場合、回転多面鏡４の
温度上昇が問題であるので、熱電冷凍素子を冷却の用途
にのみ使用するようにしても良い。また、熱電冷凍素子
に代えて、他の冷却手段を設けてもよい。冷却手段とし
ては、光偏向器８のハウジング１０の外面或いはその内
部に冷却用の空気を送り込んで、空冷する手段等が使用
可能である。温度制御の方法も種々変更可能であり、要
は回転多面鏡が異常に温度上昇しないようにすればよい
。

上記実施例においては、本発明を周知の電子写真プロセ
スに基づくレーザビーム記録装置に適用したものを例示
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、光走
査ビームを用いたあらゆる記録装置に応用可能であり、
更にレーザビームを用いた画像読取装置にも応用するこ
とが可能である。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明は、回転多面鏡
を内蔵する光偏向器を冷却する冷却手段と、光偏向器の
温度を検出する検出手段と、その検出信号に基づいて前
記冷却手段を制御する温度制御手段とを設けることによ
って、回転多面鏡の温度上昇を抑え、回転多面鏡の温度
上昇に基づく変形を防止することができ、回転多面鏡の
材料として熱膨張の大きい樹脂を用いた場合にも、簡単
な方法で常に安定した画像を記録或いは読み取ることが
できるという効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すレーザビーム記録装置
の主要部を示す概略斜視図、第２図は上記実施例におけ
る温度制御回路の概略構成ブロック図、第３図は従来の
レーザビーム記録装置の主要部を示す概略斜視図である
。 １・・・感光ドラム、２・・・半導体レーザ、３・・・
コリメータレンズ、４・・・回転多面鏑、８・・・光偏
向器９・・・モータ、１０・・・ハウジング、１１・・
・サーミスタ、１２・・・熱電冷凍素子、１３・・・温
度制御回路代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほ
か１名４　色粗う面性 ８・・九脩先勝 第　１ｒ：了　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
１０　ハウジップｌ乙　ａｒｔ埃）朱棗る− ｌ３　　燻本刊脣！！：ｌ諸 ′：”＞　２図　　　　　　１３８増幅番ｔｓｂ　　凍
算ω諸 ｔ３ｃ　　ＰＮＰ５トランジスタ ／３ぺ　ＮＰＮ’！ＩＩ−ランソ×り 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザビームを偏向させる回転多面鏡を有する光偏向器
   と、この光偏向器を冷却する冷却手段と、前記光偏向器
   の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段に
   よる検出温度に応じて前記冷却手段を制御する制御手段
   とを有することを特徴とするレーザビーム走査装置。