JP2000006464A - 携帯型光照射ヘッドの駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 傾きや振動が生じた場合でも光照射ヘッドの
スムーズな等速移動を可能とし、画質の向上を図る。 【解決手段】 光照射ヘッド２は被照射体４に照射する
光源３を有する。光照射ヘッド２とカウンタウェイト９
は、略同一質量である。光照射ヘッド２とカウンタウェ
イト９との間において、被照射体４に沿って前記光照射
ヘッド２が移動するとともに、光照射ヘッド２に連動し
てカウンタウェイト９が光照射ヘッド２に対し反対方向
に移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光プリンタヘッド
が生成する線状の映像を、光プリンタヘッドを直線的に
往復運動させることによって所望の面画像に形成する携
帯型光照射ヘッドの駆動機構に係り、また携帯型のスキ
ャナやコピーに有用である。

【０００２】

【従来の技術】光プリンタは、蛍光発光管やＬＥＤを内
蔵した光プリンタヘッドを用い、この光プリンタヘッド
を直線的に往復運動させることにより、光プリンタヘッ
ドが作り出す線状の映像を面状に形成し、これを露光し
て所望の面画像を得るものである。

【０００３】図３は、このような従来の携帯型光プリン
タヘッドの駆動機構３１を示す概略斜視図である。光プ
リンタヘッド３２には、光源３３として蛍光発光管 や
ＬＥＤが内蔵されている。この光源３３は、被照射体３
４としての感光紙の感光面に対し光書込みを行うドット
ブロックからなり、光プリンタヘッド３２の長手方向、
即ち主走査方向に形成されている。

【０００４】光プリンタヘッド３２の副走査方向Ａに
は、光プリンタヘッド３２を挟んで、駆動プーリ３６と
従動プーリ３７とが対になって設けられている。両プー
リ３６，３７には、ベルト３８が無端状に掛け回されて
いる。従動プーリ３７には、不図示のバネ材が設けられ
ており、ベルト３８を張設するようになっている。すな
わち、ベルト３８は両プーリ３６，３７間で上下方向に
平行に張設されている。

【０００５】駆動プーリ３６は、駆動モータ４１に連結
されている。駆動モータ４１には、制御が比較的簡単な
ステッピングモータが用いられる。

【０００６】以上説明した機構は、筐体４２内に収納さ
れる。この筐体４２内には、感光紙３４が収納される。
感光紙３４は、複数枚が所定位置に保持されており、光
による書き込みが終了すると、スプレッドローラ４５に
挟持されて筐体４２の外に排出される。

【０００７】このように、上記構成による光プリンタヘ
ッドの駆動機構３１により、ドットブロックを主走査方
向に線状に並べて配置した蛍光発光管２を備えた光プリ
ンタヘッド３２を、副走査方向Ａにスキャンすることに
よって、感光紙３４に面露光を行うことができる。

【０００８】上記の光プリンタヘッドの駆動機構３１で
は、光プリンタヘッド３２を等速移動させることが重要
である。光プリンタヘッド３２に速度むらが発生する
と、速度の遅い部分では、他の部分に比べ長時間露光が
行われ、単位面積当りの光量が増加する。ポジ型の感光
紙を用いた場合、このような部分は白っぽくなってしま
い、濃度斑となって画質を著しく損なう。一方これとは
逆に、速度の速い部分では、他の部分に比べ露光時間が
短く、単位面積当りの光量が減少し、黒っぽい濃度斑が
現れることとなる。

【０００９】駆動モータ４１は、入力された駆動パルス
に応じてトルクが発生する。図４は駆動モータ４１の発
生トルクとパルス周波数特性を示したグラフである。Ｔ
₁ は始動トルクであり、グラフより、パルス周波数が５
０ｐｐｓ以上になると、始動トルクは徐々に下がり始
め、約７００ｐｐｓで０ｇ・ｃｍになる。

【００１０】一方、Ｔ₂ は脱調トルクであり、例えば駆
動モータ４１の出力トルクが１００ｇ・ｃｍとすると、
約５００ｐｐｓまでは始動可能であり、約９００ｐｐｓ
までは同期ずれすることなく運転することができる。

【００１１】駆動モータ４１を駆動させた場合、駆動モ
ータ４１にかかる負荷トルクが脱調トルクＴ₂ 以下であ
れば、駆動モータ４１の入力パルスに比例した回転角度
が得られ、入力したパルス周波数に比例した角速度で回
転する特性を有する。

【００１２】脱調トルクＴ₂ は電源電圧及び回転数によ
って変化するが、負荷トルクがこの値を超えると、突然
駆動モータ４１の回転数とパルス周波数との比例関係が
崩れ、駆動モータ４１は振動するだけで回転しなくな
る。この状態を脱調又は位相ずれという。

【００１３】据置型プリンタでは、光プリンタヘッドが
水平方向に移動するのみであるから問題は生じない。一
方、携帯型プリンタでは、どのような姿勢でも動作する
ようにしなければならい。即ち、光プリンタヘッド３２
の移動方向に傾斜がかかった場合、光プリンタヘッド３
２が傾斜を下って移動するときは、重力により光プリン
タヘッド３２が加速されて負荷トルクが減少する。一
方、傾斜を上がって移動するときは、重力が光プリンタ
ヘッド３２の移動の抵抗になって負荷トルクが増大す
る。

【００１４】傾斜を上がって移動するときに負荷トルク
が増大すると、脱調するおそれがある。脱調を起こすと
副走査が不可能となるため、プリンタの動作は不能とな
る。

【００１５】また、副走査方向Ａに振動が発生した場
合、光プリンタヘッド３２に慣性力が働き、駆動モータ
４１を瞬間的に脱調させようとする。この場合、直ちに
復帰しても脱調の瞬間には副走査が停止しているため、
速度むらが生じ、画質に悪影響を及ぼす。すなわち、脱
調したときの慣性力が副走査方向Ａと一致するときは、
瞬間的に光プリンタヘッド３２の速度が増すため、この
部分で画像が伸び、単位面積当りの露光光量が減少す
る。慣性力が副走査方向Ａと反対方向ならば、画像は縮
み、露光光量が増大する。

【００１６】特に、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色で面順次露光す
る場合、この画像の伸縮が３色同じように起こるわけで
はないため、フィルム上の映像には色ずれとして現れ、
画質を損なうこととなる。

【００１７】このような場合に対処するには、光プリン
タヘッド３２の質量を軽くするか、あるいは、駆動モー
タ４１の駆動トルクを大きくし、重力や振動の影響を軽
減することになる。ところが、光プリンタヘッド３２の
質量を軽くするには物理的に限界がある。また、光プリ
ンタヘッド３２に対し駆動モータ４１の駆動トルクが大
きくなると、ステップ駆動の振動が大きくなるという欠
点がある。

【００１８】また、振動に負けないような駆動トルクの
大きい駆動モータ４１は消費電力が大きくなり携帯型の
要請に反し、質量，容積も増大し、コスト増につなが
る。

【００１９】また、従来においては、図５及び図６に示
すように、プリンタやスキャナ等の光照射ヘッド３２
は、搬送時において、押さえ金具４８やネジ４７等によ
り筐体底面４４を介して仮固定されている。プリンタの
場合、図５にて、光プリンタヘッド３２から最も近接し
ている筐体上面４３は、感光紙３４やスプレッドローラ
４５が配設されているため、筐体４２の外から仮固定す
るのは難しく、何も配設されていない筐体底面４４が選
ばれている。

【００２０】スキャナの場合、図６にて、光スキャナヘ
ッド４９から最も近接している筐体上面４３は、原稿３
４等が載置されるガラス面４６となっており、筐体４２
の外から仮固定するのは難しく、プリンタと同様何も配
設されていない筐体底面４４が選ばれている。

【００２１】このように、光プリンタヘッド３２を仮固
定するのは、搬送時に外部から与えられる衝撃や振動に
よる光プリンタヘッド３２の可動範囲ずれによって、内
部機構の破損を防止するためである。

【００２２】しかし、筐体底面４４と光プリンタヘッド
３２の距離が離れているため、仮固定する際、長ネジ４
７等が必要になるなど、仮固定するのが難しい状況にあ
る。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点を
除くためになされたものであって、その目的とするとこ
ろは、傾きや振動が生じた場合でも光照射ヘッドのスム
ーズな等速移動を可能とし、画質の向上を図ることにあ
る。

【００２４】また他の目的は、被照射体に沿って光照射
ヘッドを移動させるとともに、光照射ヘッドに連動して
カウンタウェイトを光プリンタヘッドに対し反対方向に
移動させることにより、光照射ヘッドの移動方向に発生
する駆動トルクや慣性力等の負荷と、カウンタウェイト
の移動方向に発生する駆動トルクや慣性力等の負荷を相
殺することにある。

【００２５】特に光照射ヘッドとカウンタウェイトは略
同一質量とすることにより、光照射ヘッドの移動方向に
発生する負荷とカウンタウェイトの移動方向に発生する
負荷を相殺し、光照射ヘッドの等速移動を可能にするこ
とにある。

【００２６】更に他の目的は、カウンタウェイトを設け
たことにより、カウンタウェイトを仮固定して、光照射
ヘッドを搬送時に外部から与えられる衝撃や振動から防
止することにあり、これによって、内部機構の破損を防
止することにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】要するに、本発明の請求
項１記載の携帯型光照射ヘッドの駆動機構は、被照射体
に照射する光源を有する光照射ヘッドと、該光照射ヘッ
ドと略同一質量のカウンタウェイトと、前記光照射ヘッ
ドと前記カウンタウェイトとの間に設けられ、前記被照
射体４に沿って前記光照射ヘッドを移動させるととも
に、前記光照射ヘッドに連動して前記カウンタウェイト
を前記光照射ヘッドに対し反対方向に移動させる駆動手
段と、を備えることを特徴としている。

【００２８】また、前記駆動手段は、前記光照射ヘッド
の移動方向に発生する負荷に対し、前記カウンタウェイ
トの移動方向に同等の負荷を発生させる回転機構を有す
ることとしてもよい。

【００２９】さらに、上記いずれの携帯型光照射ヘッド
の駆動機構において、前記カウンタウェイトを仮固定す
る調節自在な仮固定手段を設けてもよい。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明による携帯型光照射ヘッド
の駆動機構の第一実施の形態を、図１及び図２を用いて
説明する。

【００３１】図１は、本発明の携帯型光プリンタヘッド
の駆動機構１を示す概略斜視図である。光照射ヘッドと
しての光プリンタヘッド２には、光源３として蛍光発光
管が内蔵されている。この光源３は、被照射体４として
の感光紙の感光面に対し光書込みを行うドットブロック
からなり、光プリンタヘッド２の長手方向、即ち主走査
方向に形成されている。

【００３２】光プリンタヘッド２の両端には、貫通孔が
形成され、その内周面に不図示の滑り軸受が設けられて
いる。この貫通孔にガイドレール５が挿入されており、
光プリンタヘッド２を、主走査方向に直交する副走査方
向Ａに摺動自在に支持するようになっている。

【００３３】なお、カラープリンタの場合は、光プリン
タヘッド２内には、カラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂが、副走
査方向Ａについてスライド自在に設けられている。カラ
ーフィルタＲ，Ｇ，Ｂの位置を切り換えれば、ドットブ
ロックから出た光が透過するカラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂ
の種類を任意に設定することができる。

【００３４】光プリンタヘッド２の副走査方向Ａには、
光プリンタヘッド２を挟んで、回転機構としての駆動プ
ーリ６と従動プーリ７とが対になって設けられている。
両プーリには、ベルトが無端状に掛け回されている。従
動プーリ７には、不図示のバネ材が設けられており、ベ
ルト８を張設するようになっている。すなわち、ベルト
８は両プーリ６，７間で上下方向に平行に張設されてい
る。

【００３５】光プリンタヘッド２は、上側ベルト８ａに
設けられており、感光紙４と近接して対面するようにな
っている。一方、下側ベルト８ｂには、光プリンタヘッ
ド２と略同一質量のカウンタウェイト９が設けられてい
る。カウンタウェイト９の形状は、カウンタウェイト９
の副走査方向Ａの幅が光プリンタヘッド２と同等又はそ
れ以下に設計される。カウンタウェイト９は光プリンタ
ヘッド２よりも小さいため、その材質は、鉄，銅，鉛等
比較的比重の大きな材質を選び、光プリンタヘッド２と
略同一質量にする。

【００３６】カウンタウェイト９の位置は、光プリンタ
ヘッド２の位置と相対的に決定される。すなわち、光プ
リンタヘッド２は、駆動プーリ６から従動プーリ７まで
の間を移動可能である。このため、光プリンタヘッド２
が駆動プーリ６に近接するときは、カウンタウェイト９
は従動プーリ７に近接するように位置する。一方、光プ
リンタヘッド２が従動プーリ７に近接するときは、カウ
ンタウェイト９は駆動プーリ６に近接するように位置す
る。また、光プリンタヘッド２が両プーリ６，７の中間
に位置するときは、カウンタウェイト９も両プーリ６，
７の中間に位置する。

【００３７】なお、カウンタウェイト９を安定させるた
め、光プリンタヘッド２と同様ガイドレールを設けても
よい。

【００３８】駆動プーリ６は、減速ギヤ１０を介して駆
動モータ１１に連結されている。駆動モータ１１として
は、制御が比較的簡単なステッピングモータが用いられ
る。ステッピングモータ１１は、駆動パルスを入力する
ごとに所定角度回転するステップ動作をする。このステ
ップ動作によって、減速ギヤ１０で光プリンタヘッド２
が動作可能な一定の速度に減速して、駆動プーリ６に動
力を伝達し、回転させるようになっている。即ち、両プ
ーリ６，７、ベルト８、減速ギヤ１０、駆動モータ１１
により駆動手段を構成することとなる。

【００３９】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。なお、副走査方向Ａは、水平方向に対し傾斜がかけ
られているものとする。

【００４０】まず、蛍光発光管３を、不図示の駆動信号
生成部から供給される駆動信号に応じた輝度で発光させ
る。次に、ステッピングモータ１１に駆動パルスを入力
し、ステップ動作をさせる。このステップ動作によって
減速ギヤ１０に動力を伝達させ、駆動プーリ６を一定の
速度に減速して、図１にて時計回り方向に回転させる。

【００４１】この駆動プーリ６の回転により、ベルト８
に動力が伝達され、駆動プーリ６と同様図１にて時計回
り方向に循環する。このため、光プリンタヘッド２は正
副走査方向Ａ１に移動する。また、駆動プーリ６の回転
により、ベルト８に動力が伝達されるため、カウンタウ
ェイト９は光プリンタヘッド２に連動して反副走査方向
Ａ２に移動する。

【００４２】ここで、正副走査方向Ａ１の傾斜が光プリ
ンタヘッド２の移動方向に対し上り勾配である場合、光
プリンタヘッド２は、上り勾配により重力による抵抗を
受ける。これが光プリンタヘッド２の移動方向に発生
し、光プリンタヘッド２に吸収される負荷となり、駆動
モータ１１の負荷トルクを増大させる原因となる。

【００４３】ところが、カウンタウェイト９の移動が下
り勾配であるため、駆動プーリ６の回転によりカウンタ
ウェイト９の移動方向、即ち光プリンタヘッド２の移動
方向と反対方向に負荷が発生し、カウンタウェイト９に
吸収される。したがって、光プリンタヘッド２の移動方
向に発生した負荷とカウンタウェイト９の移動方向に発
生した負荷が相殺され、駆動モータ１１の負荷トルクを
増大させることなく、水平状態と同様の等速移動を維持
することができる。

【００４４】一方、正副走査方向Ａ１の傾斜が光プリン
タヘッド２の移動方向に対し下り勾配である場合、光プ
リンタヘッド２は、下り勾配により重力による加速度を
受ける。これが光プリンタヘッド２に吸収される負荷と
なり、駆動モータ１１の負荷トルクを減少させる原因と
なる。

【００４５】ところが、カウンタウェイト９の移動が上
り勾配であるため、駆動プーリ６の回転によりカウンタ
ウェイト９の移動方向、即ち光プリンタヘッド２の移動
方向と反対方向に負荷が発生し、カウンタウェイト９に
吸収される。したがって、この場合も光プリンタヘッド
２の移動方向に発生した負荷とカウンタウェイト９の移
動方向に発生した負荷が相殺され、駆動モータ１１の負
荷トルクを変化させることなく、水平状態と同様の等速
移動を維持することができる。

【００４６】また、副走査方向Ａが水平方向を維持して
いる場合であっても、副走査方向Ａに振動が発生した場
合、光プリンタヘッド２は水平方向に振動する慣性力を
発生する。これが光プリンタヘッド２に吸収される負荷
となり、駆動モータ１１の負荷トルクが変動する原因と
なる。ところが、カウンタウェイト９は光プリンタヘッ
ド２と同一方向に振動し、駆動プーリ６の回転により負
荷が相殺されるため、駆動モータ１１の駆動トルクを変
動させることなく、水平状態と同様の等速移動を維持す
ることができる。

【００４７】なお、上述した実施の形態では、光照射ヘ
ッド２として光プリンタヘッドを用いた例について述べ
たが、この光プリンタヘッド２は、光スキャナヘッドと
してもよい。この場合、この被照射体４には、予め文
字，線画等が記録されている用紙を用いる。

【００４８】このように、上記構成による光プリンタヘ
ッドの駆動機構１により、ドットブロックを主走査方向
に線状に並べて配置した蛍光発光管３を備えた光プリン
タヘッド２を、副走査方向Ａに一定速度でスキャンする
ことができ、これによって、感光紙４に面露光を行うこ
とができる。

【００４９】次に、本発明による携帯型光照射ヘッドの
駆動機構１の第二実施の形態を、図２を用いて説明す
る。本実施の形態は、筐体１２内に上述した携帯型光照
射ヘッドの駆動機構１を設けた場合の例である。この筐
体１２内には、被照射体４としての感光紙が収納され
る。感光紙４は、複数枚が所定位置に保持されている。
また、筐体１２内には、光書込みを終えた感光紙４を排
出するスプレッドローラ１５が設けられている。

【００５０】筐体上面１３は、感光紙４を挟んで光プリ
ンタヘッド２と対面している。一方、筐体底面１４は、
カウンタウェイト９に近接して対面している。筐体底面
１４の所望の位置には、貫通孔が形成されている。

【００５１】この貫通孔に、仮固定手段１６としてのネ
ジが嵌入されるようになっている。ネジ１７の先端に
は、必要に応じて留め金１８が設けられており、カウン
タウェイト９に当接するようになっている。

【００５２】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。上述した第一実施の形態の光プリンタヘッドの駆動
機構１を内蔵する光プリンタの筐体１２に設けられてい
る仮固定手段１６のネジ１７を締める。これにより、ネ
ジ１７の先端部又は留め金１８がカウンタウェイト９に
当接して押圧する。

【００５３】このため、カウンタウェイト９が副走査方
向Ａに振動されることはない。したがって、搬送時等に
おいて、光プリンタヘッド２も連動して振動することは
ない。

【００５４】一方、光プリンタヘッド２を作動させたい
ときは、ネジ１７を緩め、ネジ１７の先端部又は留め金
１８をカウンタウェイト９から離間させる。

【００５５】なお、上述した実施の形態では、光照射ヘ
ッド２として光プリンタヘッドを用いた例について述べ
たが、この光プリンタヘッド２は、光スキャナヘッドと
してもよい。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように本発明による携帯型
光照射ヘッドの駆動機構では、光照射ヘッドの移動方向
に傾きや振動が生じた場合でも、光照射ヘッドのスムー
ズな等速移動を可能とし、画質が向上するという効果が
得られる。

【００５７】また、被照射体に沿って光照射ヘッドを移
動させるとともに、光照射ヘッドに連動してカウンタウ
ェイトを光照射ヘッドに対し反対方向に移動させること
により、光照射ヘッドの移動方向に発生する駆動トルク
や慣性力等の負荷と、カウンタウェイトの移動方向に発
生する駆動トルクや慣性力等の負荷を相殺するという効
果が得られる。

【００５８】更に、カウンタウェイトを設けたことによ
り、カウンタウェイトを仮固定して、光照射ヘッドを搬
送時に外部から与えられる衝撃や振動から防止するとい
う効果が得られる。またこれによって、内部機構の破損
を防止するという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による携帯型光プリンタヘッドの駆動機
構の概略斜視図である。

【図２】本発明による第一実施の形態の携帯型光プリン
タヘッドの駆動機構が内蔵されたプリンタ筐体に、第二
実施の形態の仮固定手段を設けた断面図である。

【図３】従来の携帯型光プリンタヘッドの駆動機構の概
略斜視図である。

【図４】トルク−パルス周波数特性例のグラフである。

【図５】従来の携帯型光プリンタヘッドの駆動機構が内
蔵されたプリンタ筐体に、従来の仮固定手段を設けた断
面図である。

【図６】従来の携帯型光スキャナヘッドの駆動機構が内
蔵されたスキャナ筐体に、従来の仮固定手段を設けた断
面図である。

【符号の説明】

１…光照射ヘッドの駆動機構 ２…光照射ヘッド ３…光源 ４…被照射体 ９…カウンタウェイト １６…仮固定手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被照射体に照射する光源を有する光照射
   ヘッドと、 該光照射ヘッドと略同一質量のカウンタウェイトと、 前記光照射ヘッドと前記カウンタウェイトとの間に設け
   られ、前記被照射体に沿って前記光照射ヘッドを移動さ
   せるとともに、前記光照射ヘッドに連動して前記カウン
   タウェイトを前記光照射ヘッドに対し反対方向に移動さ
   せる駆動手段と、を備えることを特徴とする携帯型光照
   射ヘッドの駆動機構。
2. 【請求項２】 前記駆動手段は、前記光照射ヘッドの移
   動方向に発生する負荷に対し、前記カウンタウェイトの
   移動方向に同等の負荷を発生させる回転機構を有するこ
   とを特徴とする請求項１記載の携帯型光照射ヘッドの駆
   動機構。
3. 【請求項３】 前記カウンタウェイトを仮固定する調節
   自在な仮固定手段を設けたことを特徴とする請求項１又
   は２記載の携帯型光照射ヘッドの駆動機構。