JP2001518415A - レーザ画像形成装置に利用される直線移動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 レーザ画像形成装置（３０）で使用する直線移動装置（５２）である。直線移動装置（５２）は、互いに平行に配置され且つ長手方向に伸びる一対のガイドレール（１１０、１１２）を有するベース部材（１０４）を備えている。キャリッジ機構（１０６）は、ベース部材（１０４）に保持されている。キャリッジ機構（１０６）は、３点連結構造を用いて、ガイドレール（１１０、１１２）にスライド自在に連結されている。回転・直線運動機構（１０８）は、キャリッジ機構（１０６）に連結されており、キャリッジ機構（１０６）をガイドレール（１１０、１１２）に沿ってスライド自在に移動する。レーザ画像形成アセンブリ（５０）は、キャリッジ機構（１０６）に連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （背景技術） 本発明は、直線移動装置、及びこの直線移動装置を組み入れたレーザ画像形成
装置に関する。特に、本発明は、医療用画像形成装置に好適に利用される内部ド
ラム型光学スキャナアセンブリに利用される直線移動装置に関する。

【０００２】 レーザ画像形成装置は、磁気共鳴（ＭＲ）、コンピュータトモグラフィ（ＣＴ
）又は他の形態のスキャナで形成されたデジタル画像データから写真画像を得る
ために一般に利用されている。この種の装置は、感光フィルム上に画像を露光す
るための連続階調レーザ画像形成装置と、フィルムを現像するためのフィルムプ
ロセッサと、レーザ画像形成装置とフィルムプロセッサの動作を制御するための
画像管理サブシステムを有する。

【０００３】 デジタル画像データは、スキャンされた画像を表す、連続したデジタル画像値
である。画像管理サブシステム内の画像処理用電子部品が、画像データ値を処理
し、連続したデジタルレーザ駆動値（すなわち、露光値）を作成し、これはレー
ザスキャナに入力される。レーザスキャナは上記デジタルレーザ駆動値に応じて
ラスタ型式で感光フィルムをスキャンし、フィルムの画像を露光する。

【０００４】 医療の画像形成分野で利用される連続階調画像は、極めて高品質な画質が要求
される。透明フィルムに印刷するレーザ画像形成装置は、ラスタ型式で画像を露
光し、ライン間隔は１ミクロンメートル以上に制御されなければならない。また
、画像は、観察者があらゆる人工的なものも認識できないほどに均一に露光され
なければならない。医療用の画像形成の場合、観察者は熟練した画像分析者（例
えば、レントゲン医師）である。

【０００５】 フィルム露光装置は、感光フィルム上に画像を露光するために利用される。公
知のフィルム露光装置は、直線移動装置とレーザ式又は光学式スキャン装置を有
する。レーザ式スキャン装置は、独特な光学構造を有するレーザスキャナを有し
、画像をフィルム上に露光する。

【０００６】 直線移動装置により、レーザスキャン装置はスキャン方向と直交する方向に移
動し、一枚の感光フィルム上に全体画像がスキャンされる。直線移動装置は、プ
ロッタ、プリンタ、フラットベッド式スキャナ、内部ドラム式レーザスキャナ等
の製品に見られる。

【０００７】 従来の直線移動装置は、３つの主要構成部、すなわち、静止部、移動部（キャ
リッジ）、駆動機構からなる。剛性、位置精度、高負荷が要求される直線移動装
置では、リードスクリュー機構が駆動機構として好適である。ベルトとケーブル
を用いた装置は、柔軟性、軽負荷、低コストな装置（例えば、プロッタ、インク
ジェットプリンタ）に利用される。

【０００８】 公知の直線移動装置は、通常、往復移動するように設計されている。このよう
な装置は往復動型スキャン動作用に好適なものであるが、そのような直線移動装
置は速度変化が最小となるように設計されていない。速度変化は、連続式スキャ
ン装置又は連続式ステップスキャン装置にとって重要であり、そこではレーザス
キャン装置が感光フィルムを横切ってスキャンラインをスキャンするように、直
線移動装置がレーザスキャン装置を移動又は断続移動する。連続的にレーザスキ
ャンする場合、速度変化によりスキャンラインの間隔が不均一になり、感光フィ
ルム上に種々の人工的な遺物を生じる。

【０００９】 （発明の概要） 本発明は、レーザ画像形成装置で使用する直線移動装置に関する。この直線移
動装置は、内部ドラム型スキャンアセンブリで使用され、これにより医療用画像
形成の分野の画質要求を満足する画像を作ることができる。また、本発明にかか
る直線移動装置の新規な構成により、速度変化が非常に小さくなる。そのため、
画像は連続的にスキャンされ、又は同時に段階的にスキャンされ、感光フィルム
上の画像を露光する。

【００１０】 本発明にかかる実施例は、レーザ画像形成装置で使用する直線移動装置を提供
する。この直線移動装置は、ベース部材を有する。ベース部材は、平行に配置さ
れた一対の長手方向に伸びるガイドレールを有する。キャリッジ機構は、ベース
部材により搬送される。このキャリッジ部材は、３点式運動学的設計を用いてガ
イドレールにスライド自在に連結される。回転・直線運動機構は、キャリッジ機
構に連結されており、ガイドレールに沿って、キャリッジ機構をスライド自在に
移動する。レーザ画像形成アセンブリは、キャリッジ機構に連結されている。

【００１１】 ３点運動学的設計は、５つの点でガイドレールに接触するキャリッジ機構を有
する。実施例において、キャリッジ機構は、ガイドレールに接触する第１のベア
リング面、第２のベアリング面、第３のベアリング面を有する。第１のベアリン
グ面、第２のベアリング面、第３のベアリング面は、平滑なポリマーの被覆を有
する。第１のベアリング面と第３のベアリング面は、Ｖ形状をしている。一対の
ガイドレールは、第１のガイドレールと、第２のガイドレールを有し、第１のベ
アリング面と第２のベアリング面が第１のガイドレールと接触し、第３のベアリ
ング面が第２のガイドレールと接触する。第３のベアリング面は平坦で、一点で
第２のガイドレールと接触する。

【００１２】 回転・直線移動機構は、回転軸（シャフト）を有するモータ、フライホイール
機構、シャフトとフライホイール機構の間に配置されたキャプスタンを有する。
キャプスタンは、モータ軸に連結され、フライホイールに対して引っ張られてい
る。キャプスタンをフライホイール機構に対して引っ張るために、一つの機構が
設けられる。実施例において、ベース部材は、ベースブラケットを有する。上記
装置はまた、モータマウントを有し、上記モータは上記モータマウントに機械的
に連結され、上記モータマウントはベースブラケットに回転自在（ベースブラケ
ットに対して回転自在）に連結される。伸張機構が、モータマウントとベースブ
ラケットとの間に連結され、これはキャプスタンをフライホイールに引っ張る。
圧縮機構が、モータとモータマウントとの間に連結される。キャプスタンは、シ
ャフトと、シャフトの少なくとも一部を被覆するポリマーを有する。

【００１３】 駆動プーリは、フライホイールから伸びる。駆動プーリは、フライホイールに
一体化してもよい。ケーブル装置は、駆動プーリをキャリッジ機構に駆動連結す
る。ケーブル装置は、平滑な被覆で覆われた比較的硬いケーブルを有する。

【００１４】 一実施例において、レーザ画像形成アセンブリは、キャリッジ機構の移動に垂
直なスキャン平面を横切り、スキャンラインをスキャンする。モータは、各スキ
ャンラインでキャリッジ機構を移動する。モータは、ステップモータで、このス
テップモータは、各スキャンラインについて、キャリッジ機構を複数の微小ステ
ップを持って移動する。

【００１５】 他の実施例において、本発明は、レーザ画像形成装置で使用される内部ドラム
型スキャンアセンブリを含む。このレーザスキャンアセンブリは、第１の端部、
第２の端部、及び一枚の感光フィルムを載せる内部ドラム型面を有するフレーム
を備えている。直線移動装置は、スキャン面上に配置され、フレームに連結され
る。直線移動装置は、第１の端部と第２の端部との間を長手方向に伸びる一対の
平行なガイドレールを有するベース部材を備えている。キャリッジ機構は、ベー
ス部材により送られる。キャリッジ機構は、５つの接点を有する運動学的設計を
用いて、ガイドレールにスライド自在に連結される。回転・直線運動機構は、キ
ャリッジ機構に連結されており、該キャリッジ機構をガイドレールに沿って正確
に移動させる。レーザ画像形成アセンブリが設けてある。このレーザ画像形成ア
センブリは、キャリッジ機構とスキャン面との間で、キャリッジ機構に連結され
ている。レーザ画像形成アセンブリは、画像の幅方向に、感光フィルムを横切っ
て、スキャンラインをスキャンする。スキャンラインは、キャリッジ機構の移動
にほぼ直交する。

【００１６】 一対のガイドレールが、第１のベース端部ブラケットと第２のベース端部ブラ
ケットの間に伸びている。第１のベース端部ブラケットと第２のベース端部ブラ
ケットは、それらの間に伸びる一対の支持ピンを有する。第１の端部と第２の端
部はそれぞれ、フレームから直線移動装置を支持するために、支持ピンをスライ
ド自在に収容する一対の溝を有する。

【００１７】 （好適な実施形態の詳細な説明） 図１は、本発明にかかる、医療用画像形成分野で好適に使用されるレーザ画像
形成装置３０の一実施形態を示す立面図である。画像形成装置３０は、フィルム
供給機構３２、フィルム露光アセンブリ３４、フィルム処理部３６、フィルム収
容領域３８、及びフィルム搬送装置４０を有する。フィルム供給機構３２、フィ
ルム露光アセンブリ３４、フィルム処理部３６、及びフィルム搬送装置４０は、
すべて画像形成装置ハウジング４２の内部に配置されている。

【００１８】 感光フィルムは、フィルム供給機構３２に保管されている。フィルム搬送装置
４０により、感光フィルムは、フィルム露光アセンブリ３４、フィルム処理部３
６、フィルム収容領域３８の間を搬送される。フィルム搬送装置４０は、フィル
ム搬送路（点線４４で示す。）に沿ってフィルムを搬送するためのローラ装置（
図示せず）を有する。フィルム搬送路４４に沿ったフィルム搬送方向が矢印４６
で示してある。特に、本発明にかかる光学式のスキャナアセンブリを用いて感光
フィルム上に所望の画像を露光するために、一枚のフィルムをフィルム搬送路４
４に沿ってフィルム露光アセンブリ３４に供給するための機構（図示せず）を有
する。感光フィルムに所望の画像を露光した後、感光フィルムはフィルム搬送路
４４に沿ってフィルム処理部３６に搬送される。フィルム処理部３６は感光フィ
ルム上の画像を現像する。フィルム現像後、感光フィルムはフィルム収容領域３
８に搬送される。

【００１９】 図２は、本発明に係る直線移動装置を含むフィルム露光アセンブリ３４の一実
施形態の上方斜視図を示す。フィルム露光アセンブリ３４は、内部ドラム型構造
を有する。図示する実施形態において、フィルム露光アセンブリ３４は、直線移
動装置５２に機械的に連結され、フィルム露光用にドラムフレーム５４内に設け
た光学式スキャナアセンブリ５０（図４参照）を有する。内部ドラム面５５の曲
率中心は、ドラムの長手方向軸に沿って配置されており、点線５６で示してある
。スキャン処理中、光学式移動装置５２は、光学スキャナアセンブリ５０を長手
方向軸５６（スキャン方向にほぼ直交する方向で、矢印５８で示されている。）
に沿って移動すべく動作し、スキャン後、矢印６０で示す長手方向軸５６に沿っ
て、光学スキャンアセンブリ５０をスタート位置に戻す。本発明にかかる、光学
式スキャナアセンブリを移動するための直線移動装置は、当該装置における速度
変化を最小化し、これにより「連続スキャン」または「連続した断続スキャン」
式レーザスキャン動作が行なえる。

【００２０】 図示する実施形態において、ドラムフレーム５４は、シート状金属で構成され
ており、第１の端部６２、第２の端部６４、第１の側部６６、第２の側部６８、
底部７０、上部７２を有する。フィルムプラテン７４は、フレーム５４の中に配
置され、内部ドラム面５５を有する。内部ドラム面５５は、円筒状又は部分的に
円筒状の形をしたスキャン面を提供する。

【００２１】 直線移動装置５２は、上部７２に沿って伸び、曲率中心（矢印５６）に沿って
光学式スキャナアセンブリ５０を位置させる。特に、直線移動装置５２は、第１
の端部６２と第２の端部６４の間に配置される。第１の端部６２と第２の端部６
４は、ドラムフレーム５４内に直線移動装置５２を容易に取付、据付、移動する
ための溝を有する。

【００２２】 特に、第１の端部６２は、第１の取付溝７８と第２の取付溝８０を有し、第２
の端部は第３の取付溝８２と第４の取付溝８４を有する。直線移動装置５２は、
溝７８、８０、８２、８４に整列して、各端部から伸びる支持ピン８６、８８、
９０、９２を有する。支持ピン８６、８８、９０、９２は、対応する取付ノッチ
又は溝７８、８０、８２、８４内に配置され、ドラムフレーム５４から直線移動
装置５２を支持する。

【００２３】 取付溝又は取付ノッチの位置は、各ドラムフレームに対して特有なものであっ
てもよい。このように、ユーザは、光学式スキャナアセンブリを支持する直線移
動装置５２を対応する溝７８、８０、８２、８４に入れるだけ、直線移動装置５
２と光学式スキャナアセンブリ５０は、フィルムプラテン７４に対して、ドラム
フレーム５４内で整列される。ノッチ又は溝の正確な位置は、各直線移動装置に
対して、製造時に予め配置されており、如何なる調整も現場で不要である。

【００２４】 図３は、第１の取付溝７８と第２の取付溝８０を有する第１の端部６２の部分
拡大正面図を示す。第１の支持ピン８６と第２の支持ピン８８は、対応する取付
溝７８と第２の取付溝８０に配置して示してある。それぞれの端部（第１の端部
６２と第２の端部６４）で、取付溝の一方は、基準ノッチを有する。図示するよ
うに、第２の取付溝８０は、基準ノッチ９４を有する。基準ノッチ９４は、第２
の支持ピン８８に正確に合う大きさとしてある。基準ノッチ９４は、第２の支持
ピン８８を正確に位置させるための基準位置として利用され、第１の支持ピン８
６は第１の取付溝７８内部でフロート状態となる。このように、基準ノッチ９４
は直線移動装置５２と光学スキャナアセンブリ５０をドラムフレーム５４内に配
置するための基準位置として利用される。また、第１の支持ピン８６は第１の取
付溝７８の中でフロート状態となるので、第１の支持ピン８６は熱勾配又は熱的
ストレスを埋め合わせる。仮に、直線移動装置５２が全体としてドラムフレーム
５４内部に固定されていると、そのような熱的勾配又は熱ストレスが、光学スキ
ャナアセンブリによって露光される画像の位置の位置をずらす。

【００２５】 図４は、フィルム露光アセンブリ３４の立面が示してあり、そこでは図面を簡
略化するために、ドラムフレーム５４の一部が切除されている。光学式スキャナ
アセンブリ５０は、直線移動装置５２に機械的に連結され、曲率中心５６に沿っ
て配置されている。

【００２６】 上述した光学式スキャナアセンブリは、ほぼスキャン面で画像をスキャンする
ために、医療用画像形成に好適に利用できる両面スキャナミラーと新規な光学レ
ンズ構造を有する。

【００２７】 一枚の感光フィルム９６が、フィルムプラテン７４の内部ドラム面５５上に配
置されている。感光フィルム９６の露光中、感光フィルム９６は、円筒状又は部
分的に円筒状の形をした内部ドラム面５５に保持される。

【００２８】 要するに、感光フィルム９６は、内部ドラム面５５のフィルムプレート７４に
対して保持される。光学スキャナアセンブリ５０は、画像幅方向にフィルムスキ
ャン面を横切り、画像となるレーザビームをスキャンしてフィルム面に露光する
。特に、スキャンレーザビームは、曲率中心に長手方向軸５６に沿って配置され
た内部ドラム面５５の曲率中心５６から半径方向に放射する。光学スキャナアセ
ンブリ５０は、円筒ドラムの長手方向軸５６の周りで矢印１００方向に回転する
ことにより、ラスタライン状に露光される画像を代表する画像データを含むレー
ザビームをスキャンする。光学スキャナアセンブリ５０が、内部ドラム面５５に
設けた感光フィルム９６を横切って画像の幅方向に画像とラスタラインをスキャ
ンするとき、直線移動装置５２は光学アセンブリ５０を長手方向軸の曲率中心５
６に沿って感光フィルム上に全画像を露光する。直線移動装置５２は、光学スキ
ャナアセンブリ５０を長手方向軸５６に沿って、レーザビーム９８のスキャン方
向にほぼ直交する方向に移動させる。直線移動装置５２は光学スキャナアセンブ
リ５０を各スキャンラインについて移動させるので、出来あがった複数のスキャ
ンラインは、直線移動装置の移動方向と完全に直交するものでないが、ほぼ直交
している。

【００２９】 本発明にかかる直線移動装置により、画像は感光フィルム上で連続的にスキャ
ンされる。特に、本発明に係る直線移動装置は速度変化を最小化できる。したが
って、直線移動装置５２は、光学スキャナアセンブリ５０を、長手方向曲率中心
５６に沿って、レーザビーム９８による感光フィルム９６の面を横切るスキャン
ラインのスキャン中に移動させることができる。

【００３０】 一実施形態において、内部ドラム面のフィルム露光領域は、４３．１８ｃｍ×
３５．５６ｃｍ（１７インチ×１４インチ）であり、これは４３．１８×３５．
５６ｃｍ（１７インチ×１４インチ）の感光フィルムを露光するのに適している
。開示した実施形態において、フィルムは垂直方向に露光される。特に、フィル
ムは露光モジュールの３５．５６ｃｍ（１４インチ）方向に供給され、４３．１
８ｃｍ（１７インチ）方向にスキャンされ、スキャンされたラスタラインは垂直
方向に現れる。レーザビームは、感光フィルムを横切って、４３．１８ｃｍ（１
７インチ）を露光するために、内部ドラム表面を横切り、１８０°又はそれ以上
スキャンされる。直線移動装置は、光学スキャナアセンブリを、内部ドラム面の
曲率中心に位置する長手方向軸に沿って、３５．５６ｃｍ（１４インチ）移動し
、感光フィルム上に所望の画像を全体露光する。

【００３１】 感光フィルムは、レーザビーム光に対して感光性を有する感光フィルムである
。一実施形態では、フィルムは、ドライシルバ（ｄｒｙ ｓｉｌｖｅｒ）又は他
の感熱材料のエマルジョンを塗布したポリマーまたは紙の基材を有する感光性の
感熱フィルムである。本発明にかかる直線移動装置を有するフィルム露光装置を
備えた医療用画像形成プロセスで好適に利用できる公知のフィルムが、米国ミネ
ソタ州オークで−ルのイメーション・コーポレーションで製造され、「ドライビ
ュー・イメージング・フィルム（ＤＶＢ又はＤＶＣ）」の商品名で商業的に販売
されている。

【００３２】 図５は、ドラムフレーム５４から取り出した、本発明にかかるレーザ画像形成
装置に使用する直線移動装置の一実施形態の斜視図を示してある。直線移動装置
５２は速度変動が最小になるように設計されており、これによりレーザスキャニ
ングプロセスの間、画像を連続的にスキャン又は断続的にスキャンできる。

【００３３】 直線移動装置５２は、ベース部材１０４、キャリッジ機構１０６、および回転
・直線動作機構又は駆動機構１０８を有する。ベース部材１０４は、機械的にド
ラムフレームに連結され、該ドラムフレームに対して静止した状態で保持されて
いる。キャリッジ機構１０６は、ベース部材１０４に保持されている。キャリッ
ジ機構１０６は、光学スキャナアセンブリ又はレーザ画像形成アセンブリに連結
されており、該アセンブリを搬送する。回転・直線動作機構１０８は、スキャン
プロセス中にベース部材１０４に沿ってキャリッジ機構１０６を移動するために
、回転運動を直線運動に変換する。

【００３４】 ベース部材１０４は、一対の長手方向に伸びるガイドレール（第１のガイドレ
ール１１０として示してある。）と、第２のガイドレール１１２とを有し、これ
らは平行に配置されている。一実施形態において、ガイドレール１１０、１１２
は、研磨されたステンレス鋼のガイドレールである。また、ガイドレールは、滑
らかな被膜を有してもよい。一実施形態において、ガイドレール１１０，１１２
は、ポリテトラフロオロエチレン（ＰＴＦＥ）（「テフロン」の商品名で商業的
に販売されている。）で被覆されている。ベース部材１０４はまた、第１のベー
スブラケット１１４と第２のベースブラケット１１６を有する。第１のガイドレ
ール１１０と第２のガイドレール１１２は、第１のベースブラケット１１４と第
２のベースブラケット１１６の間を長手方向に伸びている。特に、第１のガイド
レール１１０は、第１の端部１１８と第２の端部１２０を有し、第２のガイドれ
ール１１２は、第１の端部１２２と第２の端部１２４を有する。第１のガイドレ
ール１１０において、第１の端部１１８は第１のベースブラケット１１４に、例
えば第１のベースブラケットにタッピングねじ１２６で固定連結され、第２の端
部１２０は同様にして第２のベースブラケット１１６に固定連結されている。同
様に、第２のガイドレール１１２において、第１の端部１２２は第１のベースブ
ラケット１１４に固定連結（符号１２８で示す）され、第２の端部１２４は第２
のベースブラケット１１６に固定連結（符号１３０で示す）されている。

【００３５】 上述のように、第１の支持ピン８６と第２の支持ピン８８は、第１のベースブ
ラケット１１４から伸び、第３の支持ピン９０と第４の支持ピン９２は第２のベ
ースブラケット１１６から伸びる。また、第１のベースブラケット１１４は、凹
部１３０を有し、これは駆動機構１０８の一部を保持する。

【００３６】 第２のベースブラケット１１６は、略Ｌ字形状を有し、第１の脚部１３２と、
第２の脚部１３４を有する。後に詳細に説明するように、第１の脚部１３２と第
２の脚部１３４は、回転・直線動作機構１０８の他の構成要素を支持し連結する
ために、支持ブラケットとして利用される。

【００３７】 キャリッジ機構１０６は、ベース部材１０４に保持される。特に、キャリッジ
機構１０６は、ガイドレールに連結されている。キャリッジ機構１０６は、第１
のガイドレール１１０にスライド自在に連結（符号１３６で示す）され、第２の
ガイドレール１１２にスライド自在に連結（符号１３８で示す）されている。キ
ャリッジ機構１０６は、独特な運動学的設計によって、３点で第１のガイドレー
ル１１０と第２のガイドレール１１２にスライド自在に連結されている。キャリ
ッジ機構１０６は、運搬中、ガイドレール１１０，１１２上にキャリッジ機構１
０６を保持するために、第１の保持ブラケット１４０と第２の保持ブラケット１
４２を有する。

【００３８】 キャリッジ機構１０６は、キャリッジ１５２とケーブル装置１５４を有する。
キャリッジ１５２は、第１の終端ブラケット１５６と、第２の終端ブラケット１
５８を有する。ケーブル装置１５４は、ケーブル１６０、ケーブルターミネータ
１６２、１６４と、ケーブル伸張機１６６を有する。一実施形態において、ケー
ブル１６０は、第１のケーブルターミオネーションブラケット１５６を通り、ケ
ーブルターミネータ１６２で終わる第１の端部１６８を有し、第２のターミネー
ションブラケット１５８を通り、ケーブルターミネータ１６４で終わる第２の端
部１７０を有する。また、ケーブル伸張機１６６（例えば、スプリング機構）は
、第１のケーブルターミネータ１６２と第１のターミネーションブラケット１５
６との間に配置され、ケーブル１６０の張力を維持する。

【００３９】 図６は、キャリッジ１５２の一実施形態の下方斜視図を示す。好適な実施形態
において、キャリッジ１５２は、大きな質量特性を有する材料（例えば、アルミ
ニウム）からなる。キャリッジ１５２は、潤滑性のポリマー材料で成形してもよ
い。

【００４０】 キャリッジ機構１０６は運動学的に設計されており、これによりキャリッジ１
５２を３点で第１のガイドレール１１０と第２のガイドレール１１２に載せてい
る。特に、キャリッジ１５２は、第１のベアリング面１８２、第２のベアリング
面１８４、及び第３のベアリング面１８６を有する。第１のベアリング面１８２
と第２のベアリング面１８４は、Ｖ形状としてある。第３のベアリング面１８６
は平坦である。第１のベアリング面１８２と第２のベアリング面１８４は第１の
ガイドレール１１０に載り、第３のベアリング面１８６は第２のガイドレール１
１２に載っている。このように、キャリッジ１５２は、第１のガイドレール１１
０と第２のガイドレール１１２に５箇所で接触している。特に、Ｖ形状の第１の
ベアリング面１８２と第２のベアリング面１８４は、第１のガイドレール１１０
とそれぞれ２点で接触し、第３のベアリング面１８６は平坦であるために第２の
ガイドレール１１２と１点で接触している。ここで、「１点で接触」の用語は、
２つの面の間の小さな領域で又はほぼ連続した線で接触することを含む。

【００４１】 また、第１のベアリング面１８２、第２のベアリング面１８４、及び第３のベ
アリング面１８６は、自己潤滑性の耐磨耗性のポリマー被覆材（符号１８７、１
８８、１８９）を含み、キャリッジ機構１０６がガイドレール１１０，１１２に
沿って容易にスライド又は移動するのを促進する。

【００４２】 キャリッジ機構１０６は、回転・直線動作機構１０８と移動する物体との間の
インターフェイスとして機能する。本発明のレーザ画像形成装置において、移動
する物体とは、レーザ画像形成装置又は光学スキャナアセンブリ５０である。光
学スキャナアセンブリ５０は、取付位置１９０、１９１、１９２で、キャリッジ
機構１０６の下に設けてある。光学スキャナアセンブリ５０の整列は、キャリッ
ジ１５２の精密なベアリング面１８２、１８４、１８６を介して行われる。特に
、Ｖ形状のベアリング面である第１のベアリング面１８２と第２のベアリング面
１８４と平坦なベアリング面である第３のベアリング面１８６が円筒ガイドレー
ル１１０、１１２上をスライドする。このとき、移動方向と直交する方向にキャ
リッジ１５２の位置が正確に維持される。また、ケーブル装置１５４は、キャリ
ッジ１５２とケーブル１６０との間に僅かな位置ずれがあった場合でもそれを許
容し、ベアリング面１８２、１８４、１８６を円筒ガイドレール１１０、１１２
に接触した状態に維持する。

【００４３】 図７は、回転・直線運動機構１０８（以下、駆動機構１０８という。）の端面
図を示す。駆動機構１０８は、回転運動をガイドレール上のキャリッジ装置の移
動に必要な直線運動に変換する。駆動機構１０８は、モータ機構１９３、フライ
ホイール機構１９４、キャプスタン１９５を有する。モータ機構１９３は、モー
タ１９６、モータマウント１９７、圧縮機構１９８、伸張機構２００を有する。
フライホイール機構１９２は、フライホイール２０２、ケーブル駆動プーリ２０
４を有する。

【００４４】 モータ１９６は、第２のベースブラケット１１６、第２の脚部１３４を介して
伸びる回転軸を有する。キャプスタン機構１９５は、モータ軸に連結されている
。圧縮機構１９８は、モータ１９６とモータマウント１９７との間に連結されて
いる。伸張機構２００は、モータマウント１９７と第２の脚部１３４との間に連
結されている。フライホイール２０２は、第２の脚部１３４に回転自在に連結さ
れ（符号２０６で示す。）、該フライホイール２０２から伸びる軸２０６を有す
る。駆動プーリ２０４は、フライホイール２０２の底面から伸びており、フライ
ホイール２０２の一部に一体化してもよい。

【００４５】 モータ１９６は、第２のベースブラケット１１６、第２の脚部１３４に対して
回転自在に設けてある。フライホイール２０２は、キャプスタン１９５を介して
、モータ１９６により駆動される。キャプスタン１９５は、ステッピングモータ
の軸に設けてあり、フライホイール２０２の端部に接するポリウレタンカバーを
有する。キャプスタン１９５の外径はモータ１９６と同心にある。特に、キャプ
スタン機構１９５がモータ１９６の軸に取り付けられると、ポリウレタンカバー
は、モータ軸による偏心を取り除き、キャプスタンの逃げを最小化するように、
仕上げられている。モータ１９６とキャプスタン機構１９５は、回転モータマウ
ントに取り付けられる。回転モータマウント１９７は、圧縮機構１９８を介して
、モータの動揺が小さくなるように、ブラケット上で第２の脚部１３４に保持さ
れている。また、伸張機構２００によってキャプスタン機構１９５とフライホイ
ール２０２の間にはニップ圧力が形成される。

【００４６】 公知の直線移動装置では、モータ軸はフライホイールの中心軸に直接連結され
ている。本発明にかかる実施形態では、キャプスタン機構１９５は所定のギヤ減
速比を提供するもので、これにより高速モータを利用できる。一実施形態におい
て、キャプスタン機構１９５は、ポリウレタンの被覆を有するアルミニウムのコ
アを有する。ポリウレタンの被覆は、モータ１９６がキャプスタン１９５を介し
てフライホイール２０２を駆動する際に、フライホイール２０２を保持する適当
な被覆を提供するものである。一実施形態において、キャプスタンは、１１．５
ｍｍの径を有し、フライホイールは１０１．４ｍｍの径を有し、ギヤ減速比は８
．８：１である。駆動プーリは、１１．５ｍｍの径を有する。

【００４７】 一実施形態において、モータ１９６はＮＥＭＡ１７ＤＣステッピングモータで
ある。モータは、ミクロンオーダの刻みで移動する。例えば、一つの適用例では
、直流モータは、一回転あたり、５０ミクロン又は１０，０００ミクロンの刻み
で回転する。ＤＣサーボ型式（ブラシ式又はブラシレス式）等の別のモータを使
用してもよいが、このようなモータはナショナル・エレクトリカル・マニファク
チャ・アソシエーション（ＮＥＭＡ）の１７ＤＣステッピングモータに比べて高
価であり、高価な制御装置を必要とする。

【００４８】 フライホイール２０２は装置に慣性を付加し、ステッピングモータ１９６によ
り生じる人為的な問題を解消する。一実施形態において、フライホイール２０２
は、精密に加工された真鍮で作られている。

【００４９】 駆動プーリ２０４は、フライホイール２０２に一体化されており、フライホイ
ールの回転軸に沿って配置されている。駆動プーリ２０４は、該プーリから伸び
るシャフト２０８を有し、ブラケット伸張部２０９で示す第２のベースブラケッ
ト１１６に回転自在に連結されている。駆動プーリ２０４は、ケーブル１６０を
保持するためのＶ溝を形成する砂時計型をしている。図４において、アイドラプ
ーリ２１０は、直線移動装置５２の反対側端部に配置されており、第１のベース
ブラケット１１４に連結されている。アイドラプーリ２１０もまた砂時計型をし
ており、ケーブル１６０を保持するためにＶ溝を有する。このように、ケーブル
１６０は第１のケーブル終端ブラケット１５６からの引張力で、アイドラプーリ
２１０の回りに、また駆動プーリ２０４の回りに保持され、第２のケーブル終端
ブラケット１５８に達している。ケーブル１６０の張力は、直線移動装置５２の
動作中に、ケーブル１６０が外れるのを防止する。

【００５０】 図８（図１〜図７参照）には、本発明にかかる直線移動装置を有するフィルム
露光装置の動作例を示す動作ブロック図である。制御部２１２は、電源２１１に
連結され（符号２１３で示す。）、モータ１９６を選択的に起動する（符号２１
４で示す。）ために利用される。制御部２１２は、コンピュータ又はマイクロプ
ロセッサを基本とする装置、複数の論理ゲート、複数のスイッチ、又はモータ１
９６を選択的に起動し制御できる機構を含むものであってもよい。また、制御部
２１２は、符号２１６、２１８で示すように、レーザスキャナアセンブリ５０と
の間で制御信号を送受信することを含め、レーザ画像形成装置の他の部分との間
で制御信号の送受信を行うために利用できる。モータ１９６が起動すると、モー
タ軸が回転し、その回転によりキャプスタン１９５が符号２１２で示すように回
転する。圧縮機構１９８は、モータ１９６を第２のベースブラケット１１６に連
結し、モータの同様を最小化する。伸張機構２００は、キャプスタン１９５をフ
ライホイール１９２に対して引張付勢する。キャプスタン１９５が回転してフラ
イホイール２０２を駆動する（符号２１４で示す。）と、キャプスタン１９５は
、モータ１９６とフライホイール２０２との間に所定のギヤ減速比を提供する。
フライホイール２０２は、駆動プーリ２０４を回転する（符号２１６で示す。）
。この駆動プーリ２０４は、フライホイール２０２に一体化してもよい。

【００５１】 駆動プーリ２０４は、駆動プーリ２０４とアイドラプーリ２１０との間で引っ
張られているケーブル１７４を移動し（符号２１８で示す。）、回転運動を直線
運動に変換する。ケーブル１６０は、第１のガイドレール１１０と第２のガイド
レール１１２に沿って、所定の直線方向にキャリッジ１５２を移動する（符号２
２０で示す。）。レーザスキャナアセンブリ５０はキャリッジ１５２に連結され
ている（符号２２２で示す。）ので、キャリッジ１５２は曲率中心に配置された
長手方向軸５６に沿ってレーザスキャナアセンブリ５０を移動する。このとき、
レーザスキャナアセンブリ５０は、画像幅に亘ってスキャン面を横切ってスキャ
ンラインをスキャンする。

【００５２】 本発明にかかる直線移動装置は、速度変動が小さい。そのため、レーザスキャ
ナアセンブリ５０は、連続スキャン、又はミクロン刻みの断続スキャンが可能と
なる。本発明にかかる直線移動装置について行った試験において、装置の速度変
動ΔＶ/Ｖ₀は、０．５パーセント未満と測定された。位置精度は、連続サンプリ
ングした場合、８５ミクロンメートルの距離で、１ミクロンメートル未満と測定
された。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るレーザ画像形成装置の立面図。

【図２】 本発明にかかる、レーザ画像形成装置に利用される直線移動装置
を有するフィルム露光アセンブリの一例を示す斜視図。

【図３】 本発明にかかる、直線移動装置を設けるための取付溝を有するフ
レームの一実施例を示す部分図。

【図４】 図２に示すフィルム露光アセンブリの端面図。

【図５】 本発明にかかる直線移動装置の一実施例の斜視図。

【図６】 本発明にかかる直線移動装置と共に利用されるキャリッジの一実
施例を示す斜視図。

【図７】 本発明にかかる直線移動装置と共に使用する回転・直線運動機構
を示す立面図。

【図８】 本発明にかかる直線移動装置を有するフィルム露光装置の動作の
一実施例を示す動作ブロック図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ユン・ジョン・リ アメリカ合衆国55164−0898ミネソタ州セ ント・ポール、ポスト・オフィス・ボック ス64898 (72)発明者 ポール・シー・シューバート アメリカ合衆国55164−0898ミネソタ州セ ント・ポール、ポスト・オフィス・ボック ス64898 (72)発明者 ジェイムズ・イー・ステフェン アメリカ合衆国55164−0898ミネソタ州セ ント・ポール、ポスト・オフィス・ボック ス64898 Ｆターム(参考） 2C362 BA27 BA29 CB71 3J104 AA41 BA52 BA53 CA03 CA13 DA20 EA02 5C072 AA03 BA04 JA02 JA06 JA20 5C074 AA20 BB01 CC01 CC26 DD12 HH10

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ画像形成装置（３０）で使用する直線移動装置（５２
   ）において、 互いに平行に配置され且つ長手方向に伸びる一対のガイドレール
   （１１０、１１２）を有するベース部材（１０４）と、 べ−ス部材（１０４）により搬送され、３点連結構造でガイドレール（１１０
   、１１２）にスライド自在に連結されたキャリッジ機構（１０６）と、 キャリッジ機構（１０６）に連結されており、ガイドレール（１１０、１１２
   ）に沿ってキャリッジ機構（１０６）をスライド自在に移動する回転・直線運動
   機構（１０８）と、 キャリッジ機構（１０６）に連結されたレーザ画像形成アセンブリ（５０）と
   を有する直線移動装置（５２）。
2. 【請求項２】 ３点連結構造は、ガイドレール（１１０、１１２）に５点で
   接触するキャリッジ機構（１０６）を有する請求項１の装置。
3. 【請求項３】 キャリッジ機構（１０６）は、第１のベアリング面（１８２
   ）、第２のベアリング面（１８４）、及び第３のベアリング面（１８６）を有す
   るキャリッジ本体（１５２）を有し、 一対のガイドレールは第１のガイドレール（１１０）と第２のガイドレール（
   １１２）を有し、 第１のベアリング面（１８２）と第２のベアリング面（１８４）は第１のガイ
   ドレール（１１０）に接触し、 第３のベアリング面（１８６）は第２のガイドレール（１１２）に接触する請
   求項１の装置。
4. 【請求項４】 第１のベアリング面（１８２）、第２のベアリング面（１８
   ４）、及び第３のベアリング面（１８６）は、滑らかなポリマー被覆を有する請
   求請３の装置。
5. 【請求項５】 第１のベアリング面（１８２）と第２のベアリング面（１８
   ４）はＶ形状をしている請求項３の装置。
6. 【請求項６】 第３のベアリング面（１８６）は平坦で、一点でガイドレー
   ル（１１２）に接触している請求項３の装置。
7. 【請求項７】 回転・直線運動機構は、 回転軸を有するモータ（１９３）と、 フライホイール（２０２）を有するフライホイール機構と、 軸とフライホイール（２０２）との間に配置されたキャプスタン（１９５）と
   を有し、 キャプスタン（１９５）が軸に連結され、フライホイール機構（１９４）に引
   張られている請求項１の装置。
8. 【請求項８】 フライホイール（２０２）から伸びる駆動プーリ（２０４）
   と、駆動プーリ（２０４）とキャリッジ機構（１０６）との間を機械的に連結す
   るケーブル装置とを有する請求項７の装置。
9. 【請求項９】 レーザ画像形成アセンブリ（５０）は、キャリッジ機構（１
   ０６）の移動にほぼ直交する方向に、スキャン面を横切るスキャンラインをスキ
   ャンし、 モータ（１９３）は、各スキャンラインをスキャンする間、キャリッジ機構（
   １０６）を移動する請求項８の装置。
10. 【請求項１０】 請求項１から９のいずれかの直線移動装置（５２）を有す
    るレーザ画像形成装置（３０）。