JPS62246011A - 光ビ−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】 （発明の分野） 本発明は、光偏向器により光ビームを走査せしめる光ビ
ーム走査装置に関し、特に詳細には装置全体の小型化、
低コスト化を図ることのできる光ビーム走査装置に関す
るものである。

（発明の技術的背景および先行技術） 従来より、光偏向器によって光ビームを偏向し、走査シ
ート上を相対的に２次元的に走査せしめる光ビーム走査
装置が、各種走査記録装置、走査読取装置等において広
く使用されている。これらの光ビーム走査装置における
光ビームの２次元的走査は、光ビームを光偏向器により
偏向して走査シート上を主走査せしめるとともに、光ビ
ームと走査シートとを相対的に前記主走査方向と略直交
する副走査方向に移動させることにより行なわれる。

しかしながら、従来の５Ａ置においては、上記副走査を
行なう手段等のために装置が大型化し、高価なものとな
るといった問題が生じている。以下、第４図を参照して
従来の光ビーム走査装置の問題について説明する。

第４図に示ず光ビーム走査装置において、ビーム光源１
０１から発せられた光ビーム１０２は、光偏向器である
回転多面ｌ　ｉ０３に入射し、回転多面鏡１０３が矢印
Ａ方向に回転するのに伴って反射偏向される。回転多面
鏡１０３により反射された光ビーム１０２は、光路上に
設けられた、結像レンズであるｆθレンズ１０４を通過
した模、走査シート１０５上を矢印Ｂ方向に主走査する
。前記走査シート　１０５は、矢印Ｃ方向に回転する回
転ドラム１０６と、該回転ドラム１０Ｇ上に設けられた
一対のローラ１０７Ａ　、　　１０７３により挾持され
ながら回転ドラム１０６が回転するのに伴って前記主走
査方向と略直角な矢印り方向に搬送されることにより副
走査される。従って光ビーム１０２はこのように矢印り
方向に搬送される（副走査される〉走査シート　１０５
上を繰り返し矢印Ｂ方向に主走査することによってシー
ト１０５を２次元的に走査し、走査シート１０５の略全
面に亘って画像情報の記録が行なわれる。

しかしながら、上記の装置においては、副走査を走査シ
ートを移動させることによって行なっているが、副走査
中にモータ　１０８への負荷変動を極力抑えて副走査ム
ラを生じさせないようにするため、図示のように光ビー
ム１０２による走査位置の前後に、走盲シート１０５を
支持する支持台１０９．１１０を配するなどして、それ
ぞれ走査シート　１０５１枚を配することの可能なスペ
ースを設ける必要がある。このため、上記装置において
は、副走査方向に走査シート２枚分以上の長さを有する
スペースが必要となり、装置全体が大型化してしまうと
いう問題がある。また走査シート１０５を搬送する回転
ドラム１０Ｇは走査シート　１０５を安定して搬送する
ために、走査シートの幅よりも大きい幅を有するものと
なっており、またこの回転ドラム１０６を回転させるモ
ータ１０８がさらに回転ドラム１０６の幅方向に設けら
れているので上記の装置は主走査方向にも大きなものと
なる。

さらに、走査シート　１０５を搬送しつつ、走査シート
　１０５に高精度な走査を行なうためには、走査シート
　１０５を一定速度で正確な方向に高精度に搬送するこ
とができるようにモータを厳密に制御する必要があり、
上記制御の可能な高精度なモータは高価であることから
、装置全体のコスｉ〜が大幅に上昇してしまうという問
題もある。また走査シート　１０５を安定して搬送する
ためには前記ローラ１０７Ａ　、　　１０７Ｂは不可欠
であるが、これらのロー５１０７Ａ　、　　１０７Ｂが
設けられていることにより、走査シート　１０５の副走
査方向の両端には走査を行なうことができず、装置が光
ビーム記録装置である場合には両端部をブラックエツジ
にしたいという要求に応じられないという不都合も生じ
る。

また、上記＠置において回転多面鏡１０３により反ｆＪ
ｊ（Ｉａ向された光ビーム１０２は主走査方向に平坦な
走査シート　１０５上を走査するようになっているため
、回転多面鏡１０３と走査シート　１０５の間に設けら
れた結像レンズは、光ビーム１０２を走査シート１０５
上に集束させるとともに、平坦な走査シート　１０５上
において、回転多面鏡１０３により略等角速度で偏向さ
れた光ビーム１０２を略等速で走査せしめるｆθレンズ
となっており、上記のようなｆθレンズは高価なもので
あるため、装置の製造コストが高くなるという不都合も
ある。

（発明の目的） 本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであ
り、走査シートを移動させて副走査を行なうこと、およ
び結像レンズとしてｆθレンズを用いることにより生じ
る装置の大型化、製造コストの上昇といった問題を解潤
し、コンパクトで安価な光ビーム走査装置を提供するこ
とを目的とするものである。

（発明の構成） 本発明の光ビーム走査装置は、ビーム光源から発せられ
た光ビームの光路上に設けられ、該光ビームを偏向する
主走査用光偏向器、 該主走査用光偏向器により偏向された光ビームの光路上
に設けられた、光ビームを所定の略円孤上に結像させる
ことの可能な結像レンズ、該結像レンズを通過した光ビ
ームの光路上にあって主走査方向に延び、かつ該光ビー
ムの光路に対して傾斜して設けられ、前記結像レンズの
光軸方向に移動可０１ｉとされた長尺の副走査用ミラー
、および 該副走査用ミラーの前記光軸方向の移動に伴って移動す
る、該副走査用ミラーに関して前記光ビームが結像され
る前記略円弧と共役な位置にある曲線の軌跡により形成
される曲面上に、前記走査シートを保持する走査シート
保持手段を備えたことを特徴とするものである。

ずなわら、本発明の光ビーム走査装置においては、主走
査方向に偏向された光ビームを前記副走査用ミラーによ
り反射して走査シートに入射させ、副走査用ミラーを移
動させることにより０１走査を行ない、走査シートは走
査シート保持手段により固定されているので、走査シー
トを搬送して副走査を行なう場合のように、装置を副走
査方向に大きなものとする必要がなくなり、装置全体を
コンバク１〜にすることができる。また、副走査のため
に前記副走査用ミラーを移動させるモータは走査シート
を搬送する場合のような負荷変動が生じないのでその制
御が容易であり、比較的安価なモータを用いることがで
き、装置の製造コストを低減させることができる。

さらに、本発明の装置においては、結像レンズとして、
主走査用光偏向器により偏向された光ビームを所定の略
円孤上に結像させる、ｆθ性を持たない通常の結像レン
ズを用い、走査シートを前記副走査用ミラーに関して上
記略円弧と共役な位置にある曲線の軌跡により形成され
る曲面上に保持し、走査シートの側を主走査方向に円孤
状としたことによ、す、高価なｆθレンズを用いること
なく良好な走査を行なうことが可能となる。

（実　施　態　様） 以下、図面を参照して本発明の実施態様について説明す
る。

第１図は本発明の光ビーム走査装置の一実施態様である
光ビーム記録装置の概要を示す斜視図である。

レーザ光１１から発せられた光ビーム２は、画像信号を
出力する画像信号出力回路８から発せられる信号に基づ
いて変調器駆動回路７により変調される変調器６に入射
して変調された後、矢印へ方向に回転する主走査用光偏
向器である回転多面鏡３に入射して偏向される。前記レ
ーザ光源１としてはＨｅ−Ｎｅレーザ、Ａｒレーザ等の
他に、半導体レーザとビーム整形光学系が組み合わせら
れてなるレーザ光源等が用いられる。また、半導体レー
ザ等直接変調を行なうことの可能なレーザ光源を用いる
場合には、変調器６を光ビーム２の光路中に特に設けず
に、レーザ光源１を直接制御して光ビーム２の変調を行
なうこともできる。さらに主走査用光偏向器としては上
記回転多面鏡の他に、ガルバノメータミラー、音響光学
式光偏光器（ＡＯＤ＞等の他の種類の光偏向器を用いて
もよい。

加配回転多面鏡３により偏向された光ビーム２は、光路
上に設けられた、ｆθ性を有さない結像レンズ４を通過
した後、モータ９の駆動により低ａｍで前記結像レンズ
４の光軸方向である矢印Ｃ方向に直線移動する、主走査
方向に延びた長尺の副走査用ミラー１０の反射面１０ａ
に入射して反射される。また、この副走査用ミラー１０
の下方の、副走査用ミラー１０により反射された光ビー
ム２の光路上には、写真感光フィルム、印画紙等のシー
ト状の記録体（走査シート）５が、後に詳述するように
副走査用ミラー１０と特定の関係になるように入射する
光ビーム２に対して所定角度だけ傾いた、円孤状の保持
面１１ａを有する記録体保持手段１１により支持されて
いる。この保持手段１１は、例えば板状物を加工したり
、合成樹脂等を用いて一体成形を行なうこと等によって
形成されたものである。

上記のように記録体５が記録体保持手段１１上に保持さ
れると、前記回転多面鏡３により偏向された光ビーム２
は記録体５上を矢印Ｂ方向に主走査する。前記結像レン
ズ４は、前述のようなτθ性を有ざない通常の結像レン
ズであり、光ビーム２を所定の円弧上に結像させるレン
ズであるので、前記保持面１１ａは、光ビーム２のすべ
ての走査位置において、前記副走査用ミラー１０に関し
て上記円弧と共役な曲線上に記録体５を位置せしめるよ
うに主走査方向にわん曲した曲面となっている。

従って結像レンズとして高価なｆθレンズを用いること
なく光ビーム２は記録体５上において結像し、記録体上
を等速で主走査せしめられて良好な記録が行なわれる。

また、図示の記録装置において、副走査は、前記記録体
５に対してｎｊ走査用ミラー１０が移動することにより
行なわれる。次に第１図に示す装置の側面概念図である
第２図を参照して前記副走査用ミラー１０と記録体５の
関係および副走査のしくみについて説明する。なお、上
述のように記録体５は主走査方向にわん曲したものとな
っているので、第２図においては一例として光ビーム２
が主走査の中央の位置にある際の光ビームの光路および
記録体５の位置を示す。

回転多面鏡３により反射偏向された光ビーム２は光路上
に設けられた結像レンズ４を通過する。

この結像レンズ４は、入射した光ビームを、前述した円
弧上の一点である結像位’ａ　Ｐ　ｌに結像させる。こ
の結像レンズ４を通過した光ビーム２の光路上には前述
のように長尺の副走査用ミラー１０が設けられており、
この副走査用ミラー１０は、その反射面１０ａに光ビー
ム２を入射角αで入射せしめるように光ビーム２の光路
に対して傾斜して設けられ、光ビーム２はこの副走査用
ミラー１０により下方に反射される。副走査用ミラー１
０により反射された光ビーム２はこの副走査用ミラー１
０に関して前記結像位Ｉ！　Ｐ　１と共役な位置にある
結像位置Ｐ２において結像する。この副走査用ミラー１
０に反射された光ビーム２の結像位ｒＩＩＰ２は副走査
用ミラー１０の矢印Ｃ方向への移動によって変化するが
、記録体５は、この副走査用ミラー１０の移動によって
変化する、副走査用ミラー１０に関して前記結像位置Ｐ
！と共役な位置にある結像位置Ｐ２の軌跡により形成さ
れる直線上に保持されている。

すなわち、記録体５は前記光ビーム２の集束位置Ｐ１を
含み、光ビーム２の副走査用ミラー１０への入射角αと
等しい角度αだけ、入射する光ビーム２に対して傾いた
直線上の、副走査用ミラー１０により反射された光ビー
ム２の入射を許す位置に配され、主走査方向には前述し
たようにわん曲したものとなっている。

上述したように前記副走査用ミラー１０は、１枚の記録
体５に対して画像情報の記録を行なう間に、前記矢印Ｃ
方向に、記録体全面を光ビーム２が走査するのに十分な
範囲Ｓだけ徐々に直線移動し、この副走査用ミラー１０
の移動により、光ビーム２が記録体５上に形成する主走
査線は、徐々に矢印り方向に移動せしめられて副走査が
行なわれる。

従って光ビーム２は前記回転多面＆ｆ１３と副走査用ミ
ラー１０により、記録体５の全面を２次元的に走査せし
められる。

前記副走査用ミラー１０の移動は、−例として第１図に
示すように、モータ９により回転せしめられる一対のプ
ーリ１２Ａ、１２Ｂ、および一対の従動プーリ１３Ａ、
　１３Ｂに懸架され、プーリ１２Ａ、　１２Ｂの回転に
伴なって移動するワイヤ１４により、副走査用ミラーの
両端に設けられたワイヤ１４が接続されたミラーを支持
部材１５ａがガイドレール１５ｂ上を移動することによ
り行なわれる。なお、副走査用ミラー１０の移動は、上
記のようなワイヤの駆動による以外に、リニアモータを
使用した移動等、装置の設計等の要請に応じた種々の手
段により行なうことができる。

上記のように副走査用ミラー１０が、所定の速度で所定
の範囲だけ移動し、記録体全面に亘って必要な画像情報
の記録が行なわれると、副走査用ミラー１０は前記移動
方向と逆方向に移動して初期位置に戻され、次の記録体
に対する記録に備える。

なお、本実ＩＩｉ態様においては、第１図に示すように
記録体保持手段１１上に光検出器１６を取り付け、この
光検出器１６により光ビーム２を検出させ、画像記録走
査開始位置を決めるようになっている。

すなわち、副走査用ミラー１０を初期位置から矢印Ｃ方
向に移動させ光ビーム２が記録体５の端部に到達したこ
とを検出し、この時点で光変調器６を画像信号に基づい
て作動して光ビーム２の変調を行い、記録体５に画像記
録を開始するようになっている。

上述したように、本発明の装置においては、記録体５を
固定し、副走査用ミラー１０を回動させて光ビームを移
動させることにより副走査を行なりているので、記録体
側を移動させる場合に比べ、装置のｎｊ走査方向の大き
さを半分程度にまで縮少することができる。また、前記
副走査用ミラー１０の主走査方向の長さは、光ビーム２
の入射を許すのに十分な長さであればよく、記録体上の
主走査線の長さよりも短いもので十分であるので、副走
査用ミラー１０とミラーの移動手段をあわせても、前記
記録体保持手段１１の主走査方向の長さよりも短い長さ
にすることが十分可能であり、本発明の装置は主走査方
向にもコンパクトなものとなる。

また、副走査用ミラー１０を駆動させるモータ９は、負
荷変動等が生じないのでその制御が容易であり、比較的
安価なモータを用いることができる。さらに、シート保
持手段１１に保持された記録体５にはそのＤＩ走査方向
の前端から後端まで光ビームを照射させて記録体全体に
記録を行なうことができるので、記録体の両端をブラッ
クエツジ（黒くすること）にすることも容易である。ま
た、本装置においては記録体５をわん曲させて保持する
ことにより、結像レンズ４に「θ性を持たせる必要がな
くなるので結像レンズが安価なものとなり、装置の製造
コストを低下させることができる。

ところで、上述のように上記実施態様の装置においては
、光ビームによる２次元的走査は記録体保持手段１１の
保、持回１１ａ上の所定位置に保持された記録体に対し
て行なわれるため、光ビームの走査に先立って記録体５
を記録体保持手段１１に搬入して所定位置決めし、走査
終了後には記録体５を保持手段から搬出することが必要
である。上記搬入、搬出および位置決め手段としては種
々のものが考えられるが、以下、第１図および第３図（
ａ　’）〜（ｄ）を参照して上記手段の一例について説
明する。

前記記録体保持手段１１の一側端近傍には記録体の搬入
手段である一対の搬入ローラ１７Ａ、　１７Ｂが設けら
れている。この搬入ローラ１７Ａ、　１７Ｂは、第３図
（ａ　）に示すように、その回転により記録体５を矢印
Ｅ１方向に送り、第３図（ｂ）に示すように記録体５を
保持面１１ａ上の、記録体５を保持すべき所定位置の手
前まで搬送する。

このように所定位置の手前まで搬送された記録体５は、
記録体保持手段１１内に設けられ、第１図に示すように
保持面１１ａに形成された溝１８内を移動する記録体送
り出し板１９により所定位置まで移動せしめられる。す
なわち、この記録体送り出し板１９は、モータ２０によ
り回転せしめられる送りねじ２１に下端部１９Ａが螺合
することにより移動するものであり、第２図（ｂ）に示
すように記録体５が所定位置の手前まで搬入された際に
は記録体５の搬入方向後端に当接する位置にある。この
記録体送り出し板１９は続いて第３図（ｌに示すように
矢印Ｆ１方向に移動して記録体５の後端を押し、記録体
を矢印Ｅ２方向に所定位置へと移動させる。

前記記録体保持手段１１には、前記所定位置において記
録体の先端が位置する部分に反射型フォトインタラプタ
、リミットスイッチ等の検出器２２が設けられており、
この検出器２２は前記記録体送り出し板１９により押さ
れて所定位置に至った記録体の先端を検出して検出信号
Ｓを発する。この検出信号Ｓは前記モータ２０に伝えら
れ、記録体送り出し板の移動を停止させる。このように
保持面１１ａ上の所定位置に記録体５が配置されると、
この状態において光ビームによる２次元走査が行なわれ
る。また記録体５はその搬入時に記録体保持手段１１の
下端に、保持面１１ａから上方に突出して設けられたガ
イド板２３に沿って搬入されるようになっているので副
走査方向の位置決めもなされたものとなっている。なお
、記録体保持手段１１の上端部に、記録体５が搬入され
た後、記録体をガイド板２３に押しつける部材を設け、
副走査方向の移動を一層確実に行なうようにしてもよい
。

光ビームによる記録が終了すると、第３図（ｄ　）に示
すように、記録体送り出し板１９は矢印Ｆ２方向に移動
して記録体５の先端を押して記録体５を記録体保持手段
１１の他側端側に移動させる。記録体保持手段１１の他
側端近傍には記録体の搬出手段として一対の搬出ローラ
２４Ａ、　２４Ｂが設けられており、記録体送り出し板
１９はこの搬出ローラ２４Ａ。

２４３により記録体の先端が把持されるまで記録体の後
端を押して移動せしめる。このように搬出ローラ２４Ａ
、２４Ｂに把持された記録体５は、この搬出ローラの回
転により矢印Ｅ３方向に移動せしめられ、記録装置外方
に搬出される。なお、装置から搬出された記録体は例え
ば自動現像機やレシーブマガジンに搬入されるが、前記
搬出ローラは自動現像機の入口ローラを兼ねるものであ
ってもよい。

また、記録体５０所定位置での停止９位置決めは、位置
決め精度があまり要求されない場合には、必ずしも検出
！ａ２２を用いる必要はなく、例えば、前記記録体送り
出し板１９を移動するモータ２０の作動時間を適当に定
めて記録体送り出し板１９を記録体５が所定位置まで移
動せしめられる位置で停止させるようにしてもよい。こ
の場合、モータ２０としてパルスモータを用いれば、容
易に制御を行うことができる。さらに保持面１１ａがそ
の頌き等により、記録体５の自重落下を許すものである
場合には前記搬出ローラ２４Ａ、　２４Ｂを排して、前
記ガイド板２３を保持面１１ａと略同一平面上にある位
置とをとり得るように回動させるようにし、記録体５を
自重落下により記録体保持手段１１の下端から取り出す
ようにしてもよい。なお記録体の種類により、記録体５
が記録体保持手段１１の保持面１１ａにうまくなじまず
、円弧面状に維持することの難しい場合には、記録体保
持手段１１内に吸着手段を設けて記録体を保持面１１ａ
上に吸着すればよい。

以上、本発明の光ビーム走査装置について、光ビーム記
録装置を例に挙げて説明したが、本発明の装置は、本出
願人により既に提案された、輝尽性蛍光体シートを使用
した放射線画像情報記録再生システム（特開昭５５−１
２４２９号、同５６−１１３９５号。

同５Ｂ−１１３９７号など）において用いられる放射線
画像情報読取装置等種々の光ビーム読取装置にも適用す
ることができるものであり、光ビーム読取装置において
も上述した効果を同じように達成することができるもの
である。なお、読取＠置の場合には、の１走査ミラーの
回動にｙｌｌａｔ、、て走査シート上を反射光、透過光
１発光光等を検出する光検出器を有する読取手段が走査
線に対向して移動するようにすればよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の光ビーム走査装置によれ
ば、走査シートを固定して副走査を行なうことにより、
＠置全体を特に副走査方向に小型化することができる。

また、０１走査方向に副走査用ミラーを移動させるモー
タは、負荷変動が生じないのでその制御が容易であり、
走査シート側を移動させる際に用いられるモータに比べ
て安価なモータを用いることができ装置全体の製造コス
トが低減する。

さらに、本発明の装置は、走査シートを主走査方向にわ
ん曲した曲面上に保持するようにしたことにより、結像
レンズとして「θレンズを用いる必要がなくなるので結
像レンズを安価なものにすることができ、装置の製造コ
ストを一層低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様による光ビーム記録装置の
概要を示す斜視図、 第２図は上記装置における副走査を説明する第１図の側
面概念図、 第３図（ａ　）〜（ｄ　’）は上記装置への記録体の搬
入、ｔｌｌ出および位置決めを説明する概略図、第４図
は従来の光ビーム走査装置の概要を示す斜視図である。 １・・・ビーム光源　　　　２・・・光ビーム３・・・
回転多面ｉｌｌ　　　　　４・・・結像レンズ５・・・
記録体　　　　　　１０・・・副走査用ミラー１１・・
・記録体保持手段　　１１ａ・・・保　持　面第２図 （自　発）手続ネ「ｎ正置 １．事件の表示 特願昭６１−９０５４３号 ２、発明の名称 光ビーム走査装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　特許出願人 任　所　　　神奈川県南足柄市中沼２１０番地名　称　
　　　富士写真フィルム株式会社４、代理人 東京都港区六本木５丁目２番１号 ５、補正命令の日付　　　な　　し ６、補正により増加する発明の数　　　な　　し７、補
正の対象　　　図　面 ８、補正の内容　　　手書き図面を墨入れ図面に補正し
ます。 （内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ビーム光源から発せられた光ビームを走査シート上にお
   いて主走査方向に走査せしめるとともに、前記光ビーム
   と前記走査シートとを相対的に前記主走査方向と略直交
   する副走査方向に移動させて前記走査シート上に前記光
   ビームを２次元的に走査せしめる光ビーム走査装置にお
   いて、 前記ビーム光源から発せられた光ビームの光路上に設け
   られ、該光ビームを偏向する主走査用光偏向器、 該主走査用光偏向器により偏向された光ビームの光路上
   に設けられた、光ビームを所定の略円孤上に結像させる
   ことの可能な結像レンズ、 該結像レンズを通過した光ビームの光路上にあって前記
   主走査方向に延び、かつ該光ビームの光路に対して傾斜
   して設けられ、前記結像レンズの光軸方向に移動可能と
   された長尺の副走査用ミラー、および 該副走査用ミラーの前記光軸方向の移動に伴つて移動す
   る、該副走査用ミラーに関して前記光ビームが結像され
   る前記略円孤と共役な位置にある曲線の軌跡により形成
   される曲面上に、前記走査シートを保持する走査シート
   保持手段を備えたことを特徴とする光ビーム走査装置。