JP2005270396A - 直動移動体駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 移動体を移動させるための手段としてリニアモーターを用いた直動移動体駆動装置において、リニアモーターの初期動作を妨げることなく、移動体の待機位置において、移動体が走査方向の端部に突き当たるのを防止するとともに、移動体の待機位置からの移動方向に鉛直上方向成分を含む場合に移動体を保持する。
【解決手段】 線状のリニアモーター２１と、スライダー２３とこれに固着された読取光源部３１等からなる移動体と、リニアモーター２１の両端部付近に設けられ、移動体のリニアモーター２１端部へ向う方向への移動を規制する、弾性を有するストッパー４０とを備え、移動体の待機位置を、移動体とストッパー４０とが接しており、かつ移動体がストッパー４０の反力に抗して移動可能な位置とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、露光対象物に対して線状光で走査を行う走査装置の光源等の移動体を直動移動させる直動移動体駆動装置に関するものである。

従来より、医療分野などにおいて、被写体を透過した放射線の照射を受けて被写体に関する放射線画像を記録する放射線画像記録媒体が各種提案、実用化されている。

上記のような放射線画像記録媒体としては、たとえば、放射線の照射により電荷を発生する半導体材料を利用した放射線画像検出器や、放射線の照射によりその放射線エネルギーを蓄積し、読取光の照射により輝尽発光を示す蓄積性蛍光体を利用した蓄積性蛍光体シートなどがある。

そして、上記のような放射線画像記録媒体から放射線画像を電気信号として読み取る際には、読取りの高速化などの観点から、ライン状の読取光を発する読取光源が用いられ、その読取光源がその長さ方向と略直交する方向に移動させられることにより読取光の走査が行われる（特許文献１参照）。

また、今日では、装置の小型化という観点から、上記のような放射線画像記録媒体と、この放射線画像記録媒体に読取光を照射するための読取光源を走査させるための直動移動体駆動装置等とがともにカセッテ内に設置されたものが提案されている。上記のようなカセッテを用いれば、放射線画像撮影装置において放射線画像の記録を行った後、即座に放射線画像の読取りを行うことが可能である。そして、その読み取られた放射線画像を観察し、即座に異なる撮影条件などで放射線画像の記録を行うようにすることができる。

特開平２０００−１０５２９７号公報

ところで、上記のようなカセッテを用いた放射線画像撮影装置において、例えば乳房用Ｘ線撮影装置等では、撮影条件によってカセッテの向きを様々な方向に変化させて撮影を行うため、読取光源の移動方向が水平方向に対して傾いた角度となる場合が生じることがある。

上記カセッテに内蔵される直動移動体駆動装置においては、読取光源すなわち移動体は、読取光で走査を行う時以外は直動移動体駆動装置端部付近の所定の待機位置で待機させておくが、移動体の移動方向に鉛直方向成分を含む場合には、移動体に働く重力に抗して移動体を駆動手段により待機位置に保持する必要があり、待機中であっても電力を多く消費してしまうため、このような状態で長時間待機させておくことは好ましくない。なお、この駆動手段の電力消費量は、移動体の移動方向が鉛直方向に近くなるほど多くなる。

そのため、移動体が待機位置にある際には、端部付近に移動体の移動を規制するストッパーを設け、移動体が走査方向の端部に突き当たるのを防止するとともに、移動体の移動方向に鉛直成分を含む場合には移動体を保持して、駆動手段の電力消費量を低減させることが好ましい。

しかしながら、直動移動体駆動装置では移動体を移動させるための駆動手段としてリニアモーターを用いることがあるが、駆動手段にリニアモーターを用いた場合、リニアモーターによる移動体の移動開始時には移動体を微小な範囲で前後運動させるイニシャライズ動作が必要であるため、上記のようなストッパーを設けてしまうとリニアモーターの初期動作を妨げてしまうという問題がある。なお、リニアモーターに極磁センサーを設けることによってこの問題を解消することができるが、コストが増加するために好ましくない。

本発明は、上記事情に鑑み、上記のような放射線画像記録媒体に対して走査を行うための読取光源等の移動体を直動移動させるものであり、移動体を移動させるための手段としてリニアモーターを用いた直動移動体駆動装置において、リニアモーターの初期動作を妨げることなく、移動体が走査方向の端部に突き当たるのを防止するとともに、待機位置からの移動体の移動方向に鉛直上方向成分を含む場合に移動体を保持することができる直動移動体駆動装置を提供することを目的とするものである。

本発明による直動移動体駆動装置は、線状のリニアモーターと、リニアモーターの長手方向に直線移動される移動体と、リニアモーターの少なくとも一方の端部付近に設けられ、移動体のリニアモーター端部へ向う方向への移動を規制する、弾性を有するストッパーとを備え、移動体の待機位置が、移動体とストッパーとが接しており、かつ移動体がストッパーの反力に抗して移動可能な位置であることを特徴とするものである。

本発明において待機位置は、ストッパーの反力と移動体に働く重力の半分とが等しくなる位置としてもよい。

また、移動体の移動方向の傾きを検出する検出手段と、この検出手段により検出された傾きに基づいて移動体の待機位置を変更する変更手段とを設けて、移動方向の傾きに応じて待機位置を変更してもよい。

さらに、本発明による直動移動体駆動装置は、放射線画像を担持する放射線の照射を受けて放射線画像を記録し、読取光により走査されて放射線画像に応じた信号が読み出される放射線画像記録媒体に対して、読取光により走査を行う装置とし、移動体を、移動方向と直交する方向に延びる線状の読取光を射出する光源を備えたものとしてもよい。

本発明の直動移動体駆動装置によれば、線状のリニアモーターと、リニアモーターの長手方向に直線移動される移動体と、リニアモーターの少なくとも一方の端部付近に設けられ、移動体のリニアモーター端部へ向う方向への移動を規制する、弾性を有するストッパーとを備え、移動体の待機位置を、移動体とストッパーとが接しており、かつ移動体がストッパーの反力に抗して移動可能な位置としたことにより、移動体が待機位置にある際に、リニアモーターによる移動体の移動開始時の初期動作を妨げることなく、移動体が走査方向の端部に突き当たるのを防止するとともに、移動体の待機位置からの移動方向に鉛直上方向成分を含む場合に移動体を保持することができる。

なお、移動体の待機位置からの移動方向が鉛直上方向となっている場合にストッパーの反力により移動体の重量の殆どを支えた位置を待機位置とした場合には、移動体の移動方向を水平方向とした場合にリニアモーターによって移動体をストッパーの反力に抗して待機位置に保持しなければならず、逆に移動体の移動方向が水平方向となっている場合にストッパーの反力が殆ど発生しない位置を待機位置とした場合には、移動体の待機位置からの移動方向を鉛直上方向とした場合に移動体の重量の殆どをリニアモーターにより支えなくてはならない。そのため、待機位置を、ストッパーの反力と移動体に働く重力の半分とが等しくなる位置とすることにより、待機中の最大電力消費量を低くすることができる。

また、移動体の移動方向の傾きを検出する検出手段と、この検出手段により検出された傾きに基づいて移動体の待機位置を変更する変更手段とを設けて、移動体の移動方向の鉛直方向成分が多くなるほど待機位置をリニアモーター端部方向へ移動させて移動体の自重とストッパーの反力とが略つり合う位置にすることにより、上記に比べてさらに待機中の電力消費量を低く抑えることができる。

以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態による直動移動体駆動装置について説明する。図１に、この直動移動体駆動装置を利用した乳房用Ｘ線撮影装置の概略構成図を示す。

本乳房用Ｘ線撮影装置は、図１に示すように、撮影装置本体１と撮影装置本体１に装填されるカセッテ２とを備えている。

撮影装置本体１は、撮影台１０、撮影台１０に設置されたアーム部１２およびアーム部１２に設置されたカセッテ装填部１４を備えている。

アーム部１２は、撮影台１０との接合部分１４ａを軸として矢印Ａ方向に回転するものである。そして、アーム部１２は自ら回転するとともに、カセッテ装填部１４をも矢印Ａ方向に回転させるものである。また、アーム部１２の一部である放射線射出部１２ａには放射線源が内蔵されている。放射線射出部１２ａから射出された放射線はカセッテ装填部１４に照射され、カセッテ装填部１４に装填されたカセッテ２内の放射線画像検出器３０に照射される。なお、本乳房用Ｘ線撮影装置によるＸ線撮影は、被写体がアーム部１２の放射線射出部１２ａとカセッテ装填部１４との間に位置した状態で行われる。そして、Ｘ線撮影の撮影目的に応じてアーム部１２が回転し、様々な角度にアーム部１２が傾いた状態でＸ線撮影が行われるものである。

図２に上記撮影装置本体１のカセッテ装填部１４に装填されるカセッテ２の概略構成図を示す。

カセッテ２は、直方体の形状からなり、放射線を透過するとともに光を遮断する材料から形成された筐体２０、筐体２０内に設置された放射線画像検出器３０、ライン状の読取光を放射線画像検出器３０に向かって射出する読取光源部３１、および読取光源部３１を直動移動させる直動移動体駆動装置から構成されている。

直動移動体駆動装置は、線状のリニアモーター２１と、リニアエンコーダー２２と、このリニアモーター２１の長手方向に直線移動されるスライダー２３と、スライダー２３に固着されたエンコーダーセンサー２４と、スライダー２３の移動方向の両端部にそれぞれ設けられた２つのアクチエーター２５と、リニアエンコーダー２２の両端部にそれぞれ設けられた２つの近原点センサー２６と、リニアモーター２１の両端部にそれぞれ設けられたストッパー４０と、これらを統合制御する不図示の制御手段とからなり、また、スライダー２３には読取光源部３１が固着されており、リニアモーター２１によって初期位置（リニアモーター２１の一端側の待機位置）から終了位置（リニアモーター２１の他端側の待機位置）までの間を駆動されることにより、読取光源部３１を放射線画像検出器３０の読取光走査面に対して略平行な方向（図２中上下方向）に移動させて読取光の走査を行うものである。

なお、本実施の形態において移動体とは、スライダー２３と、このスライダー２３に固着されたエンコーダーセンサー２４、２つのアクチエーター２５および読取光源部３１を意味する。

読取光源部３１すなわち移動体は、放射線画像検出器３０に対して読取光で走査を行う時以外は、直動移動体駆動装置端部付近の所定の待機位置で待機させておくが、この待機位置は、移動体とストッパー４０とが接しており、かつ移動体がストッパー４０の反力に抗して移動可能な位置であって、ストッパー４０の反力と移動体に働く重力の半分とが等しくなる位置に設定されている。

ストッパー４０は、移動体が待機位置にある際に移動体のリニアモーター２１端部方向への移動を許容するための所定の弾性を有するバネである。なお、ストッパーはこれに限らず、可撓性の樹脂部材や、軟質ゴム等、所定の弾性を有するものであればどのようなものでもよい。

このようなストッパー４０を設けることによって、移動体が走査方向の端部に突き当たるのを防止するとともに、移動体の待機位置からの移動方向に鉛直上方向成分を含む場合に移動体を保持することができる。また、待機位置を、ストッパー４０の反力と移動体に働く重力の半分とが等しくなる位置としているため、待機中のリニアモーター２１の最大電力消費量を低くすることができる。

リニアエンコーダー２２の移動体の待機位置に対応する位置には原点パターンＰが形成されている。

近原点センサー２６は、移動体に固着されたアクチエーター２５の通過を検出するものであり、リニアエンコーダー２２の原点パターンＰから端部方向へエンコーダーセンサー２４とアクチエーター２５との間隔よりも短い距離の範囲に配されており、移動体を初期位置から終了位置まで走査させた際に、近原点センサー２６によりアクチエーター２５の通過が検出されると、エンコーダーセンサー２４は原点パターンＰの検出モードとなる。

放射線画像検出器３０は、図３に示すように、放射線画像を担持した放射線Ｌ１を透過する第１の電極層３３、第１の電極層３３を透過した放射線Ｌ１の照射を受けることにより電荷を発生する記録用光導電層３４、記録用光導電層３４において発生した電荷に対しては絶縁体として作用し、且つその電荷と逆極性の輸送電荷に対しては導電体として作用する電荷輸送層３５、読取光Ｌ２の照射を受けることにより電荷を発生する読取用光導電層３６、および読取光Ｌ２を透過する線状に延びる線状電極３７ａが平行に配列された第２の電極層３７をこの順に積層してなるものである。

上記放射線画像検出器３０においては、第１の電極層３３側から放射線Ｌ１が照射され、照射された放射線Ｌ１の線量に応じた量の潜像電荷が記録用光導電層３４と電荷輸送層３５との界面に形成される蓄電部３８に蓄積されることより、放射線画像が記録される。そして、第２の電極層３７側から照射された読取光Ｌ２が線状電極３７ａを透過して読取用光導電層３６に照射され、その読取光Ｌ２の照射により読取用光導電層３６において発生した一方の極性の電荷が蓄電部３８における潜像電荷と結合するとともに、他方の極性の電荷が線状電極３７ａに接続された電流検出アンプ（図示省略）により検出されることにより放射線画像が電気信号として読み出される。

なお、放射線画像検出器３０および読取光源部３１は、上記読取光源部３１の長さ方向と放射線画像検出器３０の線状電極３７ａの長さ方向とが略直交するように設置されている。

次に、本乳房用Ｘ線撮影装置の作用について説明する。

まず、上記のように構成されたカセッテ２が撮影装置本体１のカセッテ装填部１４に装填される。そして、撮影装置本体１におけるアーム部１４が撮影目的に応じて所定の位置まで矢印Ａ方向に回転する。次に、アーム部１２の放射線射出部１２ａとカセッテ装填部１４との間に被写体を位置させた状態で放射線射出部１２ａから放射線が射出され、その放射線は被写体を透過し、その被写体を透過した放射線がカセッテ２内の放射線画像検出器３０に照射される。そして、上記のようにして放射線画像検出器３０内の記録用光導電層３４において放射線の照射量に応じた電荷が発生し、その電荷が蓄積されることにより放射線画像の記録が行われる。

放射線画像の記録後、カセッテ２内のリニアモーター２１が不図示の制御手段によって駆動され、リニアモーター２１により読取光源部３１が初期位置から放射線画像検出器３０の読取光走査面に対して略平行な方向（図２中上下方向）に移動され、その移動とともに読取光源部３１が駆動されて読取光が放射線画像検出器３０に向かって照射されて読取光の走査が行われる。

なお本実施の形態においては、リニアモーター２１による移動体の移動開始時には、読取光源部３１（移動体）は弾性を有するストッパー４０に接しているため、リニアモーター２１の初期動作を妨げることがない。

読取光源部３１（移動体）が終了位置に近づき、近原点センサー２６によりアクチエーター２５の通過が検出されると、エンコーダーセンサー２４は原点パターンＰの検出モードとなり、原点パターンＰが検出された位置、すなわち待機位置で読取光源部３１（移動体）を停止させる。

上記読取光の走査により放射線画像検出器３０に記録された放射線画像が電気信号として読み出される。

次に、図４を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。なおこの図４において、図２中の要素と同等の要素には同番号を付してあり、それらについての説明は特に必要の無い限り省略する。

この第２の実施の形態の直動移動体駆動装置は、第１の実施の形態の直動移動体駆動装置と比べて、移動体の移動方向の傾きに応じて待機位置を変更する点が異なるものであり、線状のリニアモーター２１と、リニアエンコーダー２２と、このリニアモーター２１の長手方向に直線移動されるスライダー２３と、スライダー２３に固着されたエンコーダーセンサー２４と、スライダー２３の移動方向の両端部にそれぞれ設けられた２つのアクチエーター２５と、リニアエンコーダー２２の両端部にそれぞれ設けられた２つの近原点センサー２６と、リニアモーター２１の両端部にそれぞれ設けられたストッパー４０と、移動体の移動方向の傾きを検出する検出手段４１と、これらを統合制御する不図示の制御手段とからなり、また、スライダー２３には読取光源部３１が固着されており、リニアモーター２１によって初期位置（リニアモーター２１の一端側の待機位置）から終了位置（リニアモーター２１の他端側の待機位置）までの間を駆動されることにより、読取光源部３１を放射線画像検出器３０の読取光走査面に対して略平行な方向（図４中上下方向）に移動させて読取光の走査を行うものである。

本実施の形態において、移動体の待機位置は、移動体とストッパー４０とが接しており、かつ移動体がストッパー４０の反力に抗して移動可能な位置であって、移動体の移動方向の傾き毎に、ストッパー４０の反力と移動体に働く重力とが等しくなる位置に設定されている。

リニアエンコーダー２２には、移動体の移動方向の傾きに応じた複数の原点パターンＰ_１、Ｐ_２、…Ｐ_ｎが形成されている。

近原点センサー２６は、移動体に固着されたアクチエーター２５の通過を検出するものであり、リニアエンコーダー２２の最も中心に近い原点パターンＰ_ｎから端部方向へエンコーダーセンサー２４とアクチエーター２５との間隔よりも短い距離の範囲に配されており、移動体を初期位置から終了位置まで走査させた際に、近原点センサー２６によりアクチエーター２５の通過が検出されると、エンコーダーセンサー２４は検出手段４１により検出された移動体の移動方向の傾きに応じた原点パターンの検出モードとなる。

また、待機中に移動体の移動方向が変わった場合には、それにあわせて移動体の待機位置を変更する。

なお、本実施の形態において変更手段とは、エンコーダーセンサー２４および不図示の制御手段から構成される。

このように、移動体の待機位置を、移動体の移動方向の傾き毎にストッパー４０の反力と移動体に働く重力とが等しくなる位置に変更することによって、待機中のリニアモーター２１の負担を大幅に減少させることができるため、第１の実施の形態に比べてさらに待機中の電力消費量を低く抑えることができる。

なお、上記第１および第２実施の形態は、読取光源部のみを移動させることにより読取光の走査を行うものであるが、読取光源部は固定したままで放射線画像検出器を移動させることにより読取光の走査を行うものや、読取光源部および放射線画像検出器の両方を移動させることにより読取光の走査を行うものに対しても本発明の適用が可能である。

また、図５に示すように、移動体の移動方向の端部毎に、近原点センサー２６を原点パターンＰを挟んでもう一つ追加することによって、移動体が異常停止した場合の原点（待機位置）復帰を高速に行うことができる。

また、上記のいずれの場合も、アクチエーター２５と近原点センサー２６の配置を逆にする、すなわち移動体側に近原点センサー２６を固着しても、同様の効果を得ることができる。

また、上記実施の形態においては、放射線画像を記録するものとして上記のように構成された放射線画像検出器を利用するようにしたが、これに限らず、たとえば、放射線の照射を受けて放射線画像を記録し、読取光の照射をうけることにより輝尽発光を示す蓄積性蛍光体を用いた蓄積性蛍光体シートを利用するようにしてもよい。なお、上記のように蓄積性蛍光体シートを利用する場合には、蓄積性蛍光体シートから発せられた輝尽発光光を検出する検出手段もカセッテ内に設置されることになる。

本発明による第１の実施の形態の直動移動体駆動装置を利用した乳房用Ｘ線撮影装置の概略構成図 上記乳房用Ｘ線撮影装置のカセッテ装填部に装填されるカセッテの概略構成図 図２に示すカセッテ内に設置される放射線画像検出器の概略構成図 本発明による第２の実施の形態の直動移動体駆動装置を利用した乳房用Ｘ線撮影装置のカセッテの概略構成図 本発明のその他の態様の直動移動体駆動装置を利用した乳房用Ｘ線撮影装置のカセッテの概略構成図

符号の説明

１ 撮影装置本体
２ カセッテ
１０ 撮影台
１２ アーム部
１２ａ 放射線射出部
１４ カセッテ装填部
２０ 筐体
２１ リニアモーター
２２ リニアエンコーダー
２３ スライダー
２４ エンコーダーセンサー
２５ アクチエーター
２６ 近原点センサー
３０ 放射線画像検出器
３１ 読取光源部
４０ ストッパー
４１ 検出手段

Claims (4)

1. 線状のリニアモーターと、
   該リニアモーターの長手方向に直線移動される移動体と、
   前記リニアモーターの少なくとも一方の端部付近に設けられ、前記移動体の前記リニアモーター端部へ向う方向への移動を規制する、弾性を有するストッパーとを備え、
   前記移動体の待機位置が、前記移動体と前記ストッパーとが接しており、かつ前記移動体が前記ストッパーの反力に抗して移動可能な位置であることを特徴とする直動移動体駆動装置。
2. 前記待機位置が、前記ストッパーの反力と前記移動体に働く重力の半分とが等しくなる位置であることを特徴とする請求項１記載の直動移動体駆動装置。
3. 前記移動体の移動方向の傾きを検出する検出手段と、
   該検出手段により検出された傾きに基づいて、前記移動体の待機位置を変更する変更手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載の直動移動体駆動装置。
4. 放射線画像を担持する放射線の照射を受けて前記放射線画像を記録し、読取光により走査されて前記放射線画像に応じた信号が読み出される放射線画像記録媒体に対して、前記読取光により走査を行う装置であり、
   前記移動体が、移動方向と直交する方向に延びる線状の前記読取光を射出する光源を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の直動移動体駆動装置。

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