JP2003114398A - 光ヘッド及び光ビーム記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビームの走査機構を簡略化する。 【解決手段】 光源２と、光源２から出射されるビーム
Ｂを記録媒体６に収束する収束光学系４と、光源２と収
束光学系４との少なくとも一方を記録媒体６の記録面６
ａに沿って揺動させる揺動手段５とを具備する。したが
って、光源２と収束光学系４とを相対的に揺動させるこ
とにより記録媒体６の記録面６ａにビームＢを走査する
ことができる。これにより、回転ミラー、回転多面鏡、
ｆθレンズなどの走査光学系を用いる必要性をなくし、
ビームの走査機構を簡略化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビームの照射位置
での熱変化により記録媒体に画像を形成する方式の光ヘ
ッド及び光ビーム記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、感熱発色層の表面に光−熱変換材
料をコーティングした記録媒体が知られている。そし
て、このような記録媒体にビームを照射し、そのビーム
の照射位置で発生する熱により発色させて画像を記録す
る記録方式が知られている。さらに、刷版作成用の特殊
な記録媒体として、ビームの非照射位置では親水性の状
態を維持し、ビームの照射位置は熱により親油性の状態
に変化させることが可能な記録媒体が知られている。こ
のような記録媒体にビームを照射して作成した刷版は、
親水性の部分では油性のインクをはじくが親油性の部分
（画像部分）にはインクが付着するため、用紙への転写
ができる。上述のような分野の記録媒体にビームを走査
する場合には、ガルバノミラーや回転ミラー或いは回転
多面鏡を用いている。

【０００３】また、上述のような分野の記録媒体にビー
ムを走査する従来例としては、内面露光方式や外面露光
方式が代表的である。内面露光方式は、円筒形状のドラ
ムの内面に記録媒体を装着し、ドラムの中心線上を軸に
して回転する回転ミラーを設け、ドラムの中心線上に照
射されるビームを回転する回転ミラーで記録媒体に走査
する方式である。外面露光方式は、特開平6-186750号公
報に記載されているように、ドラムの外周面に記録媒体
を貼り付け、ドラムを回転させながら外側から記録媒体
にビームを照射する方式である。記録媒体は異なるが、
平面走査方式として、平坦な感光材料にビームを回転多
面鏡により走査することが特開平5-5846号公報に記載さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】内面露光方式はドラム
を回転させない方式であるので、ドラムの機械的振動や
回転ムラの影響が少ないという利点がある反面、回転ミ
ラーを高速回転させなければ書き込み時間が長くなる。
回転ミラーを高速で円滑に回転させるためには流体軸受
のような高価な軸受を必要とし、さらに、高速回転制御
のために非常に高い精度が要求され、装置のコストが高
くなる。特開平6-186750号公報に記載された外面露光方
式は、複数の光源を用いて画像を書き込むことができる
が、ドラムを回転させる方式である。内面露光方式、外
面露光方式ともに平面の記録媒体に記録する方式ではな
いので回転系に高い精度が要求され、ドラムのサイズに
より最大記録量が制限されてしまう。さらに、ドラムに
フィルムなどの記録媒体を密着させることは困難で、画
質の劣化に影響する問題がある。平面走査方式の場合で
も、従来は回転多面鏡を用いてビームを走査するので、
そのビームの走査機構の構造が大掛かりである。

【０００５】本発明の目的は、ビームの走査機構を簡略
化することである。

【０００６】本発明の目的は、光源から照射されるビー
ムを記録媒体の記録面に沿って相対的に二次元方向に移
動可能にすることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の光ヘッド
は、光源と、前記光源から出射されるビームを記録媒体
に収束する収束光学系と、前記光源と前記収束光学系と
の少なくとも一方を前記記録媒体の記録面に沿って揺動
させる揺動手段と、を具備する。

【０００８】したがって、光源と収束光学系とを相対的
に揺動させることにより記録媒体の記録面にビームを走
査することが可能となる。これにより、回転ミラー、回
転多面鏡、ｆθレンズなどの走査光学系を用いる必要性
をなくし、ビームの走査機構を簡略化することが可能と
なる。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の光
ヘッドにおいて、前記揺動手段は、前記収束光学系のみ
を揺動させる。

【００１０】したがって、配線を必要とする光源を揺動
させることなくビームを走査することが可能となる。し
たがって、配線の耐久性を高めることが可能となる。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１記載の光
ヘッドにおいて、前記揺動手段は、前記光源のみを揺動
させる。

【００１２】したがって、光源は収束光学系に比して軽
量化が容易であるため、軽量化した光源を揺動させるこ
とにより高速駆動時における応答性を高めることが可能
となる。

【００１３】請求項４記載の発明は、請求項１記載の光
ヘッドにおいて、前記揺動手段は、前記光源と前記収束
光学系とのそれぞれを相反する方向に揺動させる。

【００１４】したがって、光源及び収束光学系の揺動範
囲を狭くしてもビームを所望の範囲で走査することが可
能となる。

【００１５】請求項５記載の発明は、請求項１ないし４
記載の何れか一記載の光ヘッドにおいて、前記光源と前
記収束光学系とは直線の光路上で対向配置されている。

【００１６】したがって、相対的に揺動される光源と収
束光学系との両者の相対位置関係を正確に維持すること
が容易となり、ビームの走査精度を高度に維持できる。

【００１７】請求項６記載の発明は、請求項１ないし５
の何れか一記載の光ヘッドにおいて、前記光源と前記収
束光学系との相対位置を検出する位置検出手段と、前記
位置検出手段の位置検出信号を基にして前記揺動手段の
動作を制御する揺動制御手段と、を具備する。

【００１８】したがって、光源と収束光学系との相対位
置関係を認識した上で揺動手段の動作を制御することが
可能となり、記録媒体の所望の位置にビームを正確に走
査することが可能となる。

【００１９】請求項７記載の発明は、請求項６記載の光
ヘッドにおいて、前記位置検出手段は、前記光源と前記
収束光学系との相対的な基準位置としての原点値を検出
する原点値検出部を具備する。

【００２０】したがって、光源と収束光学系との絶対的
な相対位置関係を認識することが可能となる。

【００２１】請求項８記載の発明は、請求項１ないし７
の何れか一記載の光ヘッドにおいて、前記揺動手段は、
回転駆動型のアクチュエータの回転運動を直線運動に変
換する機能を具備する。

【００２２】したがって、光源と収束光学系とを相対的
に揺動させる揺動手段のアクチュエータとして安価なモ
ータを用いることが可能となる。

【００２３】請求項９記載の発明は、請求項１ないし７
の何れか一記載の光ヘッドにおいて、前記揺動手段は、
圧電素子をアクチュエータとして具備する。

【００２４】したがって、圧電素子の起歪動作によって
光源と収束光学系とを相対的に揺動させることが可能と
なる。この場合、圧電素子の起歪動作で作動する揺動手
段は機械的な可動部が少ないため、記録の高速化に寄与
することが可能となる。

【００２５】請求項１０記載の発明は、請求項１ないし
７の何れか一記載の光ヘッドにおいて、前記揺動手段
は、超音波モータをアクチュエータとして具備する。

【００２６】したがって、超音波モータの駆動力によっ
て光源と収束光学系とを相対的に揺動させることが可能
となる。この場合、超音波モータは静止トルクが大きい
ため外部からの振動の影響を受けにくくすることが可能
となり、これにより、情報記録の高速化に寄与すること
が可能となる。

【００２７】請求項１１記載の発明は、請求項１ないし
７の何れか一記載の光ヘッドにおいて、前記揺動手段
は、前記光源又は前記収束光学系に設けられたボイスコ
イルと、前記収束光学系又は前記光源に設けられて前記
ボイスコイルの中心に挿通された磁性体とにより形成さ
れている。

【００２８】したがって、ボイスコイルに通電すること
によって光源と収束光学系とを相対的に揺動させること
が可能となる。この場合、軽量のボイスコイル側を揺動
させることにより、揺動側の重量を軽くして慣性モーメ
ントを低減することができる。これにより、情報記録の
高速化に寄与することが可能となる。

【００２９】請求項１２記載の発明は、請求項６ないし
１１の何れか一記載の発明において、前記揺動制御手段
は、前記位置検出手段により検出された前記光源と前記
収束光学系との現在の相対位置を記憶する現在位置記憶
手段と、前記光源と前記収束光学系とを相対的に揺動さ
せる目標の位置として設定される目標位置を記憶する目
標位置記憶手段と、前記現在位置記憶手段に記憶された
現在位置と前記目標位置記憶手段に記憶された目標位置
との偏差を検出する偏差検出手段とを有する。

【００３０】したがって、揺動手段を駆動して光源と収
束光学系とを相対的に揺動させる場合に、光源と収束光
学系との位置関係において、現在位置と目標位置との偏
差を求めることが可能となる。

【００３１】請求項１３記載の発明は、請求項１２記載
の光ヘッドにおいて、前記目標位置記憶手段は、外部か
ら入力される目標位置の受け付けを許容する。

【００３２】したがって、揺動手段を駆動して光源と収
束光学系とを相対的に揺動させる場合に、光源と収束光
学系との目標位置を外部から逐次変更することが可能と
なる。

【００３３】請求項１４記載の発明は、請求項１２又は
１３記載の光ヘッドにおいて、前記揺動制御手段は、前
記偏差検出手段の出力により前記揺動手段の揺動方向を
決定する揺動方向決定手段と、前記偏差検出手段の出力
により前記揺動手段の揺動量を決定する揺動量決定手段
と、前記偏差検出手段の出力により前記揺動手段の駆動
力を決定する駆動力決定手段とを有する。

【００３４】したがって、揺動手段を駆動して光源と収
束光学系とを相対的に揺動させる場合に、光源と収束光
学系との位置関係において、現在の相対位置と目標位置
との偏差に応じて揺動方向と、揺動量と、駆動力とを適
正に決定することが可能となる。

【００３５】請求項１５記載の光ビーム記録装置は、請
求項１ないし１４の何れか一記載の光ヘッドと、前記光
ヘッドの前記収束光学系の合焦点位置で記録媒体を支持
する媒体支持手段と、を具備する。

【００３６】したがって、光源と収束光学系とを相対的
に揺動させることにより記録媒体の記録面にビームを走
査することが可能となるため、ビームの走査機構を簡略
化した光ビーム記録装置を提供することが可能となる。

【００３７】請求項１６記載の発明は、請求項１５記載
の光ビーム記録装置において、前記記録媒体を一方向に
送る記録媒体送り手段と、前記光源と前記収束光学系と
の少なくとも一方を前記記録媒体の送り方向に沿って揺
動させる向きで支持された前記光ヘッドを前記記録媒体
の送り方向と直交する主走査方向に走行させる走行手段
と、を具備する。

【００３８】したがって、揺動手段により光源と収束光
学系とを相対的に揺動させながら走行手段により光ヘッ
ドを記録媒体の送り方向と直交する主走査方向に走行さ
せることにより、記録媒体に１ライン分の画像を記録す
ることが可能となる。そして、記録媒体送り手段により
記録媒体を１ライン分送る度に、揺動手段を駆動させな
がら走行手段により光ヘッドを記録媒体の送り方向と直
交する主走査方向に走行させることにより、記録媒体の
記録面に沿って光ヘッドを相対的に二次元方向に移動さ
せることが可能となる。

【００３９】請求項１７記載の発明は、請求項１６記載
のビーム記録装置において、前記光ヘッドは、前記記録
媒体の送り方向に沿って複数設けられている。

【００４０】したがって、揺動手段により光源と収束光
学系とを相対的に揺動させながら走行手段により光ヘッ
ドを記録媒体の送り方向と直交する主走査方向に走行さ
せることにより、記録媒体に複数ライン分の画像を記録
することが可能となる。これにより、画像を高速で記録
することが可能となる。

【００４１】

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図１
ないし図３に基づいて説明する。図１は光ビーム記録装
置の概略構成を示す説明図、図２及び図３は記録媒体上
の画像の記録範囲を示す説明図である。図１において、
１は光ヘッドである。この光ヘッド１は、例えば、発光
ダイオード、レーザーダイオード、ダイオードチップな
どから選択した光源２と、この光源２を駆動する光源駆
動回路３と、収束光学系である収束レンズ４と、この収
束レンズ４を揺動させる揺動手段５とを共通のヘッド本
体（図示せず）に装着することにより形成されている。
本実施の形態においては、光源２と収束レンズ４とは記
録媒体６の記録面６ａに対して垂直となる直線の光路上
において対向配置されている。収束レンズ４の揺動方向
は記録面６ａに対して平行である。

【００４２】本実施の形態では、揺動手段５は収束レン
ズ４のみを揺動させるように構成されている。収束レン
ズ４を揺動させる範囲を、図１に示すように収束レンズ
４の中心の位置で表わすと、中心位置ｃを振り分けに位
置ａ〜位置ｂの間が揺動範囲である。収束レンズ４を位
置ａ〜位置ｂの間を揺動させる揺動手段５は、収束レン
ズ４を支持し前述したヘッド本体に往復動自在に支持さ
れたレンズキャリア（図示せず）と、このレンズキャリ
アを収束レンズ４とともに直線方向に往復動させるアク
チュエータ（図示せず）とを有する。このアクチュエー
タは、ステッピングモータ、超音波モータ、ボイスコイ
ル型モータなどの回転するモータ、或いは、ムービング
型モータのリニアモータなど、種々のアクチュエータの
適用が可能である。回転するモータの場合はその回転運
動を直線運動に変換してレンズキャリアに伝達する運動
変換機構（図示せず）を用意すればよい。

【００４３】本実施の形態における記録媒体６は、従来
の技術の項で述べたように、感熱発色層の表面に光−熱
変換材料をコーティングした記録媒体、或いは、刷版作
成用の特殊な記録媒体である。

【００４４】このような構成において、画像データに応
じて変調されたパルスを光源駆動回路３から光源２に与
えると光源２が記録媒体６に向けてビームＢを照射す
る。この過程で揺動手段５により収束レンズ４を位置ａ
〜位置ｂの間を揺動させると、光源２から照射されたビ
ームＢは記録媒体６の記録面６ａ上を走査される。この
とき、記録面６ａ上のビームスポットの走査範囲はＳｃ
を振り分けとしてＳａ〜Ｓｂの間である。Ｓｃは収束レ
ンズ４が中心位置ｃに位置するときのスポット位置、Ｓ
ａは収束レンズ４が位置ａに位置するときのスポット位
置、Ｓｂは収束レンズ４が位置ｂに位置するときのスポ
ット位置である。この場合、収束レンズ４の移動範囲に
対して、記録面６ａ上でのスポットの走査範囲（ビーム
Ｂの振幅）を大きくすることができる。その倍率は光学
系の設計にもよるが１０数倍にすることも容易である。

【００４５】この場合、ビームＢの走査範囲の端部（図
１のスポット位置Ｓａ，Ｓｂに相当）では、走査範囲を
広くしたときにスポットの形状が変化することが予想さ
れるので、高画質で記録する必要がある場合には、収束
レンズ４に非球面レンズを用いることが好ましい。しか
し、非球面レンズを用いることに限定されるものではな
い。求める画質の精度によっては球面レンズを用いるこ
ともできる。

【００４６】このように、光源２に対して収束レンズ４
を揺動させることによりビームＢを走査することができ
るので、回転ミラー、回転多面鏡、ｆθレンズなどの走
査光学系を用いる必要性をなくし、ビームＢの走査機構
を簡略化することができる。また、配線が不要な収束レ
ンズ４を揺動させるようにしたので、配線を必要とする
光源２を揺動させることなくビームＢを走査することが
できる。これにより、配線の耐久性を高めることがです
る。

【００４７】もちろん、光源２を揺動させるようにして
もかまわない。この場合、光源２として例えばダイオー
ドチップを用いることにより、収束レンズ４に比して軽
量化が容易であるので、このように軽量化できる光源２
を用いることで、高速駆動時における応答性を高めるこ
とができる。また、光源２と収束レンズ４との両方を揺
動させるように構成してもかまわない。この場合には、
図１において収束レンズ４を位置ａから位置ｂに向けて
（左から右方向）移動させるときに、光源２を反対の右
から左方向に移動させる。これにより、光源２及び収束
レンズ４の揺動範囲を狭くしてもビームＢを所望の範囲
で走査することができ、これに伴い光ヘッド１の揺動方
向のサイズを小型化することができる。

【００４８】さらに、光源２と収束レンズ４とは直線の
光路上で対向配置されているので、相対的に揺動される
光源２と収束レンズ４との両者の相対位置関係を正確に
維持することが容易となり、ビームＢの走査精度を高度
に維持できる。

【００４９】ところで、収束レンズ４の合焦点位置に記
録媒体６を支持する媒体支持手段は、この記録媒体６を
搬送可能に支える平坦なガイド板（図示せず）により実
現することが可能である。

【００５０】図１に示す光ヘッド１を用いて光ビーム記
録装置を構成する場合に、図２に示すように、記録媒体
６をＹ方向に送る記録媒体送り手段（図示せず）を設
け、収束レンズ４又は光源２の揺動方向が記録媒体６の
送り方向（Ｙ方向）と一致するように光ヘッド１の向き
を定め、その光ヘッド１を記録媒体６の送り方向（Ｙ方
向）と直交する主走査方向（Ｘ方向）に走行させる走行
手段（図示せず）を設ける。記録媒体送り手段は、例え
ば搬送ローラをモータで駆動するなどの公知の構成で実
現できる。走行手段は、例えば光ヘッド１をＸ方向に往
復動自在に支持するガイドレール（図示せず）、光ヘッ
ド１をガイドレールに沿って移動させるモータなど、公
知の構造によって実現できる。

【００５１】したがって、前述のように、揺動手段５に
より光源２と収束レンズ４とを相対的にＹ方向に揺動さ
せながら走行手段により光ヘッド１をＸ方向に走行させ
ることにより、記録媒体６に１ライン分の画像を記録す
ることができる。そして、記録媒体送り手段により記録
媒体６をＹ方向に１ライン分送る度に、上述のように揺
動手段５を駆動させながら光ヘッド１をＸ方向に走行さ
せることにより、記録媒体６の記録面６ａに沿って光ヘ
ッド１を相対的に二次元方向に移動させて画像を記録す
ることができる。図２は光ヘッド１をＸ方向にｎ回走行
させることにより記録面６ａの全面に画像を記録する例
である。

【００５２】また、光ヘッド１を記録媒体６の送り方向
（Ｙ方向）に沿って複数、例えば二つ設けた場合には、
それらの光ヘッド１をＸ方向に１回走行させる度に、図
３に示すように、２ラインの画像を記録することができ
る。したがって、記録面６ａの全面に画像形成するため
に光ヘッド１をＸ方向にｎ回走行させる回数は、図２の
場合の１／２であり、画像を高速で記録することができ
る。

【００５３】なお、図１に示すように、本実施の形態で
は、記録媒体６は平坦なガイド板により支持している
が、本発明は媒体支持手段としてのドラム（図示せず）
の外周面に装着された記録媒体６に画像を記録する場合
にも適用可能である。

【００５４】次に、本発明の他の実施の形態を図４ない
し図８に基づいて説明する。これから説明する光ヘッド
は、光ビーム記録装置の一構成部品として組み立てられ
た場合は、図２及び図３においてＸ方向に走行されるも
のである。

【００５５】まず、図４を参照して第二の実施の形態に
ついて説明する。前記実施の形態と同一部分については
同一符号を用い説明も省略する。本実施の形態の光ヘッ
ド１Ａを構成する光源２は光源支持体７に支持され、収
束レンズ４はレンズ支持体８に支持されている。光源２
と収束レンズ４とを相対的に揺動させる揺動手段５Ａ
は、レンズ支持体８の両側と光源支持体７の両側との対
向面のそれぞれに、板状の圧電素子９，１０を複数枚ず
つ積層した状態で配置することにより構成されている。
これらの圧電素子９，１０は板厚方向に分極されてい
る。これらの圧電素子９，１０にはこれらの圧電素子
９，１０の動作を制御する揺動制御手段としての揺動制
御装置１１が接続されている。すなわち、揺動制御装置
１１から圧電素子９，１０に電圧のパルスを印加すると
圧電素子９，１０の起歪動作により、光源支持体７とレ
ンズ支持体８とが図４の紙面において左右方向に相対的
に揺動するように構成されている。この場合、光源支持
体７とレンズ支持体８との一方を固定的に支持した場合
には他方が揺動する。また、圧電素子９，１０に印加す
る電圧の極性を変えることにより揺動方向が切り替えら
れるように構成されている。

【００５６】レンズ支持体８には目盛１２が形成された
目盛板１３が固定され、光源支持体７には目盛１２を照
明する参照光源１４と、目盛１２を光学的に読み取るセ
ンサ１５とが固定的に設けられている。センサ１５はＣ
ＣＤ或いはフォトダイオードが用いられている。目盛１
２はバーコードのように反射率が異なる白と黒との縦縞
により形成されている。

【００５７】光源２、参照光源１４、センサ１５は光源
支持体７により支持され、収束レンズ４、目盛板１３は
レンズ支持体８に支持されているので、光源支持体７と
レンズ支持体８との一方が揺動されれば、光源２と収束
レンズ４とが相対的に左右方向に揺動することになる。
このとき、センサ１５が目盛１２に対して相対的に移動
するため、目盛１２を光学的に読み取るセンサ１５の出
力により、光源支持体７とレンズ支持体８との相対的な
揺動方向、揺動範囲（揺動量）が認識できる。センサ１
５の出力は揺動制御装置１１に入力される。揺動制御装
置１１はセンサ１５の出力により前述の揺動方向、揺動
量を判断し得るマイクロコンピュータの機能を有するた
め、この揺動制御装置１１の機能の一部と、目盛１２
と、センサ１５とによって、光源２と収束レンズ４との
相対位置を非接触状態で検出する位置検出手段１６とし
ての機能が実現されている。

【００５８】或いは、目盛板１３に砂目状のランダムな
模様を形成しておき、センサ１５により前回読み取った
模様と、今回読み取った模様とを比較することにより、
光源２と収束レンズ４との相対的な揺動量、揺動方向を
検出することができる。

【００５９】さらに、目盛１２が形成された目盛板１３
とセンサ１５とに代えて、光源２又は収束レンズ４の揺
動方向に対して磁極が交互に現れるように磁化された磁
性体（図示せず）と、この磁性体の磁界を検出するコイ
ル（図示せず）とを用意し、この磁性体とコイルとを、
光源支持体７とレンズ支持体８とに分けて装着して位置
検出手段を実現することも可能である。この場合には外
乱光の影響を受けることなく光源２とレンズ４との相対
位置を非接触状態で検出することができる。

【００６０】このように、光源２と収束レンズ４との相
対位置関係を認識した上で揺動制御装置１１によって圧
電素子９，１０の動作を制御することができるため、記
録媒体６（図１参照）の所望の位置にビームを正確に走
査することができる。

【００６１】また、圧電素子９，１０の起歪動作で作動
する揺動手段５Ａは機械的な可動部が少ないため軽量化
が可能となり、これにより揺動動作の応答性もよく、情
報記録の高速化に寄与することができる。さらに、圧電
素子９，１０は複数枚積層されているので揺動量を大き
くとれる。

【００６２】次に、図５を参照して本発明の第三の実施
の形態について説明する。前記実施の形態と同一部分に
ついては同一符号を用い説明も省略する。本実施の形態
の光ヘッド１Ｂは揺動手段５Ｂの構成のみが前記実施の
形態と異なる。すなわち、揺動手段５Ｂは、レンズ支持
体８に固定的に設けられたボイスコイル１７と、光源支
持体７に設けられてボイスコイル１７の中心に挿通され
た磁性体１８とにより形成されている。ボイスコイル１
７は、前記実施の形態における圧電素子９，１０と同様
に揺動制御装置１１により動作が制御されるように構成
されている。

【００６３】したがって、ボイスコイル１７に通電する
と、ボイスコイル１７から磁力線１９が生じ、光源支持
体７とレンズ支持体８との一方が図５における紙面上に
おいて左右方向に揺動する。この場合、ボイスコイル１
７に流す電流の向きを変えることにより揺動方向が交互
に切り替わる。

【００６４】この場合、光源支持体７とレンズ支持体８
との一方を固定的に支持した場合には他方が揺動するの
で、重量が軽いボイスコイル１７を装着したレンズ支持
体８側を揺動させるように構成することにより、揺動の
際の慣性モーメントを低減することができ、これによ
り、情報記録の高速化に寄与することができる。

【００６５】次に、図６を参照して本発明の第四の実施
の形態について説明する。前記実施の形態と同一部分に
ついては同一符号を用い説明も省略する。本実施の形態
の光ヘッド１Ｃは揺動手段５Ｃの構成のみが前記実施の
形態と異なる。揺動手段５Ｃは超音波モータ２０（リニ
アモータ）であり、この超音波モータ２０によって光源
支持体７とレンズ支持体８とが連結されている。この超
音波モータ２０は、前記実施の形態と同様に揺動制御装
置１１により動作が制御されるように構成されている。

【００６６】したがって、超音波モータ２０を駆動する
と、光源支持体７とレンズ支持体８とが相対的に図６に
おける紙面上において左右方向に揺動する。この場合、
超音波モータ２０は静止トルクが大きいので外部からの
振動の影響を受けにくくすることができ、これにより、
情報記録の高速化に寄与することができる。

【００６７】なお、超音波モータ２０に代る回転駆動型
のアクチュエータ、例えばステッピングモータ（図示せ
ず）と、このステッピングモータの回転運動を、ラック
及びピニオン、或いはクランク機構などによって直線運
動に変換することにより揺動手段を構成してもよい。こ
の場合には、光源２と収束レンズ４とを相対的に揺動さ
せる揺動手段のアクチュエータとして安価なモータを用
いることができる。

【００６８】次に、図７を参照して本発明の第五の実施
の形態について説明する。前記実施の形態と同一部分に
ついては同一符号を用い説明も省略する。本実施の形態
の光ヘッド１Ｄは揺動制御手段としてのマイクロコンピ
ュータ構成の揺動制御装置１１Ａの構成に特徴がある。
この揺動制御装置１１Ａにより動作が制御される揺動手
段は、図４に示した揺動手段５Ａ、図５に示す揺動手段
５Ｂ、図６に示した揺動手段５Ｃ、その他図示しないが
ステッピングモータをアクチュエータとする揺動手段の
何れも制御することができるが、この例では、図５の場
合と同様のボイスコイル１７を用いた揺動手段５Ｂを制
御する例で説明する。

【００６９】揺動制御装置１１Ａは、現在位置記憶手段
としての現在位置記憶装置２１と目標位置記憶手段とし
ての目標位置記憶装置２２と、偏差検出手段としての偏
差検出装置２３と、揺動方向決定手段としての揺動方向
決定装置２４と、揺動量決定手段としての揺動量決定装
置２５と、駆動力決定手段としての駆動力決定装置２６
とを具備する。以下、それぞれの装置について説明す
る。

【００７０】現在位置記憶装置２１は計数装置２１ａを
内蔵する。計数装置２１ａは位置検出手段１６のセンサ
１５からの信号（光源２に対する収束レンズ４の相対移
動信号）を計数する。現在位置記憶装置２１はあらかじ
め設定された基準位置と計数装置２１ａの計数値を加算
し現在位置として記憶する。

【００７１】目標位置記憶装置２２は、光源２に対する
目標とする収束レンズ４の目標位置を記憶する。目標位
置記憶装置２２は計数装置２２ａを内蔵する。目標位置
は外部から書き換え可能である。外部からの書き換え信
号が現在の目標位置からの相対位置で表される場合は、
計数装置２２ａに収束レンズ４の揺動量（移動量）と揺
動方向との値を与える。与えられた方向に基づき計数装
置２２ａは揺動量を加算もしくは減算し新たな目標位置
として変換して記憶する。

【００７２】偏差検出装置２３は、現在位置記憶装置２
１に記憶された現在位置と、目標位置記憶装置２２にそ
の時点で記憶されている目標位置との偏差を算出する。
この偏差は現在位置の値から目標位置の値を減算するこ
とにより算出できる。

【００７３】揺動方向決定装置２４は偏差検出装置２３
の出力から光源２と収束レンズ４とを相対的にどの方向
へ揺動させるかを決定する。この場合の揺動方向は偏差
が小さくなる方向で、この例ではボイスコイル１７に流
す電流の向きで決まる。

【００７４】揺動量決定装置２５は偏差検出装置２３の
出力から光源２又は収束レンズ４の揺動量（移動量）を
決定する。駆動力決定装置２６は揺動手段５Ｂを駆動す
る駆動力、この例ではボイスコイル１７に流す電流の大
きさを決定する。偏差検出装置２３が検出する偏差が大
きい場合は揺動量及び駆動力は大きな値とし速く目標位
置に揺動するように制御する。偏差が小さい場合は揺動
量及び移動力は小さな値とし目標位置を通り過ぎないよ
うに制御する。このように揺動制御装置１１Ａの制御に
よって光源２又は収束レンズ４を目標位置に揺動させる
ことができる。

【００７５】次に、図８を参照して本発明の第六の実施
の形態について説明する。前記実施の形態と同一部分に
ついては同一符号を用い説明も省略する。本実施の形態
の光ヘッド１Ｅの位置検出手段１６Ａは、光源２と収束
レンズ４との相対的な基準位置としての原点値を検出す
る原点値検出部としてのセンサ２７を具備している。す
なわち、位置検出手段１６Ａは、この例では目盛板１３
上における目盛１２が形成された領域と目盛１２の無い
領域との境を原点値の標とし、センサ２７により目盛１
２の有無の境（原点値の標）を検知し、センサ２７の出
力を現在位置記憶装置２１に送り、現在位置記憶装置２
１でセンサ２７の出力により位置情報をあらかじめ決定
された基準位置へと再設定する。

【００７６】本実施の形態においても前記実施の形態と
同様に、センサ１５からの信号（光源２に対する収束レ
ンズ４の現在位置）は計数装置２１ａに入力されて記憶
される。センサ２７が原点値の標を検出したとき（光源
２と収束レンズ４との相対位置があらかじめ決定した原
点位置にあるとき）は、現在位置記憶装置２１の計数装
置２１ａの初期値をあらかじめ決定した原点値に設定す
る。これにより光源２と収束レンズ４との相対位置は現
在位置記憶装置２１により原点位置を基準とした値へ変
換でき、光源２と収束レンズ４との絶対的に相対位置関
係を数値化できる。

【００７７】なお、原点値の標は目盛１２が形成された
領域と目盛１２が形成されない領域との境とするものに
限られるものではない。位置を表すドットや図形など光
学的な反射率や屈折率の違いによって原点値を示す標、
或いは磁界の変化によって原点値を示す標であってもよ
い。さらに、レンズ支持体８或いは光源支持体７にスイ
ッチのオン・オフ動作を物理的に切り替える突起や窪み
を設け、これらの突起や窪みを原点値を示す標とするこ
ともできる。

【００７８】

【発明の効果】請求項１記載の光ヘッドは、光源と、光
源から出射されるビームを記録媒体に収束する収束光学
系と、光源と収束光学系との少なくとも一方を記録媒体
の記録面に沿って揺動させる揺動手段と、を具備するの
で、光源と収束光学系とを相対的に揺動させることによ
り記録媒体の記録面にビームを走査することができる。
これにより、回転ミラー、回転多面鏡、ｆθレンズなど
の走査光学系を用いる必要性をなくし、ビームの走査機
構を簡略化することができる。

【００７９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の光
ヘッドにおいて、揺動手段は、収束光学系のみを揺動さ
せるので、配線を必要とする光源を揺動させることなく
ビームを走査することができ、したがって、配線の耐久
性を高めることができる。

【００８０】請求項３記載の発明は、請求項１記載の光
ヘッドにおいて、揺動手段は、光源のみを揺動させるの
で、光源は収束光学系に比して軽量化が容易であるた
め、軽量化した光源を揺動させることにより高速駆動時
における応答性を高めることができる。

【００８１】請求項４記載の発明は、請求項１記載の光
ヘッドにおいて、揺動手段は、光源と収束光学系とのそ
れぞれを相反する方向に揺動させるので、光源及び収束
光学系の揺動範囲を狭くしてもビームを所望の範囲で走
査することができ、これに伴い光ヘッドの揺動方向のサ
イズを小型化することができる。

【００８２】請求項５記載の発明は、請求項１ないし４
の何れか一記載の光ヘッドにおいて、光源と収束光学系
とは直線の光路上で対向配置されているので、相対的に
揺動される光源と収束光学系との両者の相対位置関係を
正確に維持することが容易となり、ビームの走査精度を
高度に維持できる。

【００８３】請求項６記載の発明は、請求項１ないし５
の何れか一記載の光ヘッドにおいて、光源と収束光学系
との相対位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段
の位置検出信号を基にして前記揺動手段の動作を制御す
る揺動制御手段と、を具備するので、光源と収束光学系
との相対位置関係を認識した上で揺動手段の動作を制御
することができ、これにより、記録媒体の所望の位置に
ビームを正確に走査することができる。

【００８４】請求項７記載の発明は、請求項６記載の光
ヘッドにおいて、位置検出手段は、光源と収束光学系と
の相対的な基準位置としての原点値を検出する原点値検
出部を具備するので、光源と収束光学系との絶対的な相
対位置関係を認識することができる。

【００８５】請求項８記載の発明は、請求項１ないし７
の何れか一記載の光ヘッドにおいて、揺動手段は、回転
駆動型のアクチュエータの回転運動を直線運動に変換す
る機能を具備するので、光源と収束光学系とを相対的に
揺動させる揺動手段のアクチュエータとして安価なモー
タを用いることができる。

【００８６】請求項９記載の発明は、請求項１ないし７
の何れか一記載の光ヘッドにおいて、揺動手段は、圧電
素子をアクチュエータとして具備するので、圧電素子の
起歪動作によって光源と収束光学系とを相対的に揺動さ
せることができる。この場合、圧電素子の起歪動作で作
動する揺動手段は機械的な可動部が少ないため、情報記
録の高速化に寄与することができる。

【００８７】請求項１０記載の発明は、請求項１ないし
７の何れか一記載の光ヘッドにおいて、揺動手段は、超
音波モータをアクチュエータとして具備するので、超音
波モータの駆動力によって光源と収束光学系とを相対的
に揺動させることができる。この場合、超音波モータは
静止トルクが大きいため外部からの振動の影響を受けに
くくすることができ、これにより、情報記録の高速化に
寄与することができる。

【００８８】請求項１１記載の発明は、請求項１ないし
７の何れか一記載の光ヘッドにおいて、揺動手段は、光
源又は収束光学系に設けられたボイスコイルと、収束光
学系又は光源に設けられてボイスコイルの中心に挿通さ
れた磁性体とにより形成されているので、ボイスコイル
に通電することによって光源と収束光学系とを相対的に
揺動させることができる。この場合、軽量のボイスコイ
ル側を揺動させることにより、揺動側の重量を軽くして
慣性モーメントを低減することができる。これにより、
情報記録の高速化に寄与することができる。

【００８９】請求項１２記載の発明は、請求項６ないし
１１の何れか一記載の光ヘッドにおいて、揺動制御手段
は、位置検出手段により検出された前記光源と収束光学
系との現在の相対位置を記憶する現在位置記憶手段と、
光源と収束光学系とを相対的に揺動させる目標の位置と
して設定される目標位置を記憶する目標位置記憶手段
と、現在位置記憶手段に記憶された現在位置と目標位置
記憶手段に記憶された目標位置との偏差を検出する偏差
検出手段とを有するので、揺動手段を駆動して光源と収
束光学系とを相対的に揺動させる場合に、光源と収束光
学系との位置関係において、現在位置と目標位置との偏
差を求めることができる。

【００９０】請求項１３記載の発明は、請求項１２記載
の光ヘッドにおいて、目標位置記憶手段は、外部から入
力される目標位置の受け付けを許容するので、揺動手段
を駆動して光源と収束光学系とを相対的に揺動させる場
合に、光源と収束光学系との目標位置を外部から逐次変
更することができる。

【００９１】請求項１４記載の発明は、請求項１２又は
１３記載の光ヘッドにおいて、揺動制御手段は、偏差検
出手段の出力により前記揺動手段の揺動方向を決定する
揺動方向決定手段と、偏差検出手段の出力により前記揺
動手段の揺動量を決定する揺動量決定手段と、偏差検出
手段の出力により前記揺動手段の駆動力を決定する駆動
力決定手段とを有するので、揺動手段を駆動して光源と
収束光学系とを相対的に揺動させる場合に、光源と収束
光学系との位置関係において、現在の相対位置と目標位
置との偏差に応じて揺動方向と、揺動量と、駆動力とを
適正に決定することができる。

【００９２】請求項１５記載の光ビーム記録装置は、請
求項１ないし１４の何れか一記載の光ヘッドと、光ヘッ
ドの収束光学系の合焦点位置で記録媒体を支持する媒体
支持手段と、を具備するので、光源と収束光学系とを相
対的に揺動させることにより記録媒体の記録面にビーム
を走査することができるため、ビームの走査機構を簡略
化した光ビーム記録装置を提供することができる。

【００９３】請求項１６記載の発明は、請求項１５記載
の光ビーム記録装置において、記録媒体を一方向に送る
記録媒体送り手段と、光源と収束光学系との少なくとも
一方を記録媒体の送り方向に沿って揺動させる向きで支
持された前記光ヘッドを記録媒体の送り方向と直交する
主走査方向に走行させる走行手段と、を具備するので、
揺動手段により光源と収束光学系とを相対的に揺動させ
ながら走行手段により光ヘッドを記録媒体の送り方向と
直交する主走査方向に走行させることにより、記録媒体
に１ライン分の画像を記録することができ、そして、記
録媒体送り手段により記録媒体を１ライン分送る度に、
揺動手段を駆動させながら走行手段により光ヘッドを記
録媒体の送り方向と直交する主走査方向に走行させるこ
とにより、記録媒体の記録面に沿って光ヘッドを相対的
に二次元方向に移動させることができる。これにより、
記録媒体を支持するドラムを用いる必要がないため、そ
の回転系の支持のために高精度の軸受などを用いる必要
性をなくすことができる。

【００９４】請求項１７記載の発明は、請求項１６記載
のビーム記録装置において、光ヘッドは、記録媒体の送
り方向に沿って複数設けられているので、揺動手段によ
り光源と収束光学系とを相対的に揺動させながら走行手
段により光ヘッドを記録媒体の送り方向と直交する主走
査方向に走行させることにより、記録媒体に複数ライン
分の画像を記録することができ、これにより、画像を高
速で記録することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態における光ビーム記
録装置の概略構成を示す説明図である。

【図２】記録媒体上の画像の記録範囲を示す説明図であ
る。

【図３】記録媒体上の画像の記録範囲を示す説明図であ
る。

【図４】本発明の第二の実施の形態における光ヘッドの
概略構成を示す説明図である。

【図５】本発明の第三の実施の形態における光ヘッドの
概略構成を示す説明図である。

【図６】本発明の第四の実施の形態における光ヘッドの
概略構成を示す説明図である。

【図７】本発明の第五の実施の形態における光ヘッドの
概略構成を示す説明図である。

【図８】本発明の第六の実施の形態における光ヘッドの
概略構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１，１Ａ〜１Ｅ 光ヘッド ２ 光源 ４ 収束光学系 ５，５Ａ〜５Ｃ 揺動手段 ６ 記録媒体 ６ａ 記録面 ９，１０ 圧電素子 １１，１１Ａ 揺動制御手段 １６，１６Ａ 位置検出手段 １７ ボイスコイル １８ 磁性体 ２１ 現在位置記憶手段 ２２ 目標位置記憶手段 ２３ 偏差検出手段 ２４ 揺動方向決定手段 ２５ 揺動量決定手段 ２６ 駆動力決定手段 ２７ 原点値検出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ４１Ｃ 1/10 Ｂ４１Ｊ 3/20 １０９Ａ (72)発明者 森川 穣 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 菅野 忠明 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 石間 和己 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2C065 AB01 AF01 CA03 CA08 2H045 AF02 AG06 BA02 2H084 AA14 AE05 AE07 AE08 BB13 CC05 5C051 AA02 CA06 DB02 DB22 DB28 DC04 DC07 DE09 DE26 FA05 5C072 AA03 BA02 DA02 DA23 HA01 HA11 XA03

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、 前記光源から出射されるビームを記録媒体に収束する収
   束光学系と、 前記光源と前記収束光学系との少なくとも一方を前記記
   録媒体の記録面に沿って揺動させる揺動手段と、を具備
   する光ヘッド。
2. 【請求項２】 前記揺動手段は、前記収束光学系のみを
   揺動させる請求項１記載の光ヘッド。
3. 【請求項３】 前記揺動手段は、前記光源のみを揺動さ
   せる請求項１記載の光ヘッド。
4. 【請求項４】 前記揺動手段は、前記光源と前記収束光
   学系とのそれぞれを相反する方向に揺動させる請求項１
   記載の光ヘッド。
5. 【請求項５】 前記光源と前記収束光学系とは直線の光
   路上で対向配置されている請求項１ないし４記載の光ヘ
   ッド。
6. 【請求項６】 前記光源と前記収束光学系との相対位置
   を検出する位置検出手段と、 前記位置検出手段の位置検出信号を基にして前記揺動手
   段の動作を制御する揺動制御手段と、を具備する請求項
   １ないし５の何れか一記載の光ヘッド。
7. 【請求項７】 前記位置検出手段は、前記光源と前記収
   束光学系との相対的な基準位置としての原点値を検出す
   る原点値検出部を具備することを特徴とする請求項６記
   載の光ヘッド。
8. 【請求項８】 前記揺動手段は、回転駆動型のアクチュ
   エータの回転運動を直線運動に変換する機能を具備する
   請求項１ないし７の何れか一記載の光ヘッド。
9. 【請求項９】 前記揺動手段は、圧電素子をアクチュエ
   ータとして具備する請求項１ないし７の何れか一記載の
   光ヘッド。
10. 【請求項１０】 前記揺動手段は、超音波モータをアク
    チュエータとして具備する請求項１ないし７の何れか一
    記載の光ヘッド。
11. 【請求項１１】 前記揺動手段は、前記光源又は前記収
    束光学系に設けられたボイスコイルと、前記収束光学系
    又は前記光源に設けられて前記ボイスコイルの中心に挿
    通された磁性体とにより形成されている請求項１ないし
    ７の何れか一記載の光ヘッド。
12. 【請求項１２】 前記揺動制御手段は、前記位置検出手
    段により検出された前記光源と前記収束光学系との現在
    の相対位置を記憶する現在位置記憶手段と、前記光源と
    前記収束光学系とを相対的に揺動させる目標の位置とし
    て設定される目標位置を記憶する目標位置記憶手段と、
    前記現在位置記憶手段に記憶された現在位置と前記目標
    位置記憶手段に記憶された目標位置との偏差を検出する
    偏差検出手段とを有する請求項６ないし１１の何れか一
    記載の光ヘッド。
13. 【請求項１３】 前記目標位置記憶手段は、外部から入
    力される目標位置の受け付けを許容する請求項１２記載
    の光ヘッド。
14. 【請求項１４】 前記揺動制御手段は、前記偏差検出手
    段の出力により前記揺動手段の揺動方向を決定する揺動
    方向決定手段と、前記偏差検出手段の出力により前記揺
    動手段の揺動量を決定する揺動量決定手段と、前記偏差
    検出手段の出力により前記揺動手段の駆動力を決定する
    駆動力決定手段とを有する請求項１２又は１３記載の光
    ヘッド。
15. 【請求項１５】 請求項１ないし１４の何れか一記載の
    光ヘッドと、 前記光ヘッドの前記収束光学系の合焦点位置で記録媒体
    を支持する媒体支持手段と、を具備する光ビーム記録装
    置。
16. 【請求項１６】 前記記録媒体を一方向に送る記録媒体
    送り手段と、 前記光源と前記収束光学系との少なくとも一方を前記記
    録媒体の送り方向に沿って揺動させる向きで支持された
    前記光ヘッドを前記記録媒体の送り方向と直交する主走
    査方向に走行させる走行手段と、を具備する請求項１５
    記載の光ビーム記録装置。
17. 【請求項１７】 前記光ヘッドは、前記記録媒体の送り
    方向に沿って複数設けられている請求項１６記載の光ビ
    ーム記録装置。