JPH11216921A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録素子の移動を正確かつスムーズに行わ
せ、さらに、画質の向上を図ることができる画像形成装
置を提供する。 【解決手段】 記録媒体１０の移動方向に対し直交する
副走査方向に、記録素子３１Ａを移動させることによ
り、記録媒体１０上に画像形成を行う画像形成装置にお
いて、記録素子３１Ａの移動をリニアモータ３８で行う
とともに、記録素子３１Ａを搭載するベース部材３２の
移動を案内するガイド部材３５，３７を設け、ガイド部
材３５，３７と、記録素子３１Ａを搭載するベース部材
３２との摺動抵抗力が、０．１５Ｎ以下である画像形成
装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円筒状のドラムの
外周に記録媒体を巻き付け、該ドラムを回転させるとと
もに、記録素子を前記ドラムの回転軸と平行な方向に移
動させることにより、記録媒体上に画像を形成する画像
形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】記録素子の移動は、従来は、ステッピン
グモータやＤＣモータに接続されたボールネジによる駆
動と、記録素子を搭載するキャリッジを直進移動可能に
支持するガイド部材によって行われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ステッピングモータや
ＤＣモータは、振動を発生するために、記録素子の移動
時に、送りムラや振動が発生し、これによる画質の低下
を招いていた。そこで、送りムラの少ないと考えられる
リニアモータを用いて記録素子を移動させようと本発明
者らが検討を行った。その結果、単にリニアモータを用
いただけでは、記録素子の摺動抵抗力によっては当初の
考え通りの結果、すなわち、送りムラのないスムーズな
移動を行うことができないことが判明した。

【０００４】本発明は、記録素子の移動を正確かつスム
ーズに行わせることができ、ひいては、画質の向上を図
ることができる画像形成装置を提供することを課題とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する本
発明の画像形成装置は、記録媒体の移動方向に対し直交
する方向に、記録素子を移動させることにより、前記記
録媒体上に画像形成を行う画像形成装置において、前記
記録素子の移動をリニアモータで行うとともに、前記記
録素子を搭載するベース部材の移動を案内するガイド部
材を設け、前記ガイド部材と前記記録素子を搭載するベ
ース部材との摺動抵抗力が、０．１５Ｎ以下であること
を特徴とするものである。なお、ＮはＭＫＳ系の力単位
でニュートンを表し、質量１ｋｇの物体に１ｍ／ｓ²の
加速度を生じさせるような力を１ニュートンという。

【０００６】また、本発明の画像形成装置は、記録媒体
の移動方向に対し直交する方向に、前記記録素子を移動
させることにより、前記記録媒体上に画像形成を行う画
像形成装置において、前記記録素子の移動を、リニアモ
ータで行うとともに、前記記録素子の移動を案内する少
なくとも２つのガイド部材を設け、前記少なくとも２つ
のガイド部材のうち、前記記録媒体側のガイド部材によ
る前記記録素子の摺動抵抗力の方が、他方のガイド部材
による前記記録素子の摺動抵抗力より、大きいことを特
徴とするものである。

【０００７】即ち本発明は、記録素子の移動を、リニア
モータで行うとともに、ガイド手段による記録素子の摺
動抵抗力を規定することにより、リニアモータを用いた
系特有の新たな問題を解決し、記録素子の正確かつスム
ーズな移動を行わせ、画質の向上を図ることが可能とな
った。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施の形態を説明する。図１は、医用分野における人体
等を撮影した画像をシート状画像形成材料（シートフィ
ルム）上に直接或いは間接的に露光して画像形成を行う
画像形成装置の断面構成図である。図２は該画像形成装
置の斜視図、図３（ａ）は該画像形成装置の平面図、図
３（ｂ）は該画像形成装置の側断面図である。

【０００９】レーザーヒート方式のシート状画像形成材
料（記録媒体）１０は、装填装置２０の装填台であるカ
セット２１に、複数枚積層された状態で載置され、収納
されている。カセット２１に載置されているシート状画
像形成材料１０は、送出手段である吸盤２２によって、
１枚ずつ分離され、送り出される。送り出されたシート
状画像形成材料１０は、搬送ローラ２３によって、シー
ト保持手段である円筒面状のドラム２４へと搬送され
る。ドラム２４では、シート保持部材であるグリッパー
２５によって、シート状画像形成材料１０の先端部が保
持される。そして、ドラム２４の回転（図１において時
計方向）及びドラム２４に摺接して従動回転する摺接ロ
ーラ２６によって、シート状画像形成材料１０は、ドラ
ム２４の周面上に密着・保持される。摺接ローラ２６は
ドラム２４に対し、圧接、離間する機構を有している。

【００１０】ドラム２４の周面上に保持されて回転する
レーザーヒート方式のシート状画像形成材料（記録媒
体）１０に対して、露光光学系３０のレーザー装置３１
の記録素子（マルチチャンネル型のレーザーヘッド）３
１Ａから出射した光ビームＬ（ビーム出力１００ｍＷ／
５μｍ径）を照射して主走査し、ドラム２４の回転軸方
向（副走査方向）に副走査することにより、シート状画
像形成材料１０の色材層とベース層との間で材料のアブ
レーションを発生させ、画像を形成する。

【００１１】シート状画像形成材料１０上への照射走査
が終了すると、ドラム２４は逆回転（図１において反時
計方向）し、図示しない分離爪などの分離手段によっ
て、ドラム２４からシート状画像形成材料１０を分離し
て、搬送ローラ等の搬送手段２７によって搬送する。こ
のとき、グリッパー２５によって保持されているシート
状画像形成材料１０の端部が後端側となるように分離・
搬送する。

【００１２】搬送されたシート状画像形成材料１０は、
剥離手段４０によって、第１シート１１と第２シート１
２とが剥離される。この剥離によって、レーザー装置３
１の光ビームＬにより照射された部分が第２シート１２
に転写され、第１シート１１上には未露光部分の色材層
が残ることにより、画像形成がなされる。シート状画像
形成材料１０が剥離されると、画像形成されたシートと
して利用する第１シート１１は、排紙ローラ２８により
機外の排紙トレイ２９上に排紙される。第２シート１２
は、回収手段５０によって巻き取られて回収される。

【００１３】このように、本実施の形態の画像形成装置
においては、ドラム２４の外周面上に巻回されたシート
状画像形成材料１０に対して、レーザー装置３１から出
射した光ビームＬを照射して、像を形成するものである
から、高画質な画像記録を達成するためには、レーザー
装置３１の副走査方向の直進駆動を、送りムラのないス
ムーズに行わせることが必須である。

【００１４】・ドラム２４の駆動機構 ドラム２４の回転軸２４０の両端に与圧固定されている
図示しないアンギュラーベアリングは、固定台１Ａ上に
直立固定された側壁１Ｂ，１Ｃ内に支持されている。

【００１５】回転軸２４０の一方の軸端には、カップリ
ング３を介して駆動モータ４に接続している。駆動モー
タ４の端部にはロータリーエンコーダ５が設けられ、駆
動モータ４の回転速度を検出する。なお、ドラム２４の
回転軸２４０を延長して、駆動モータ４のロータと一体
構成にした構造にしてもよい。

【００１６】・レーザー装置３１の移動機構 レーザーヘッド（記録素子）３１Ａを備えたレーザー装
置３１は、ベース部材（キャリッジ）３２の上面側に搭
載されている。ベース部材３２の底面側には、回転軸２
４０に近い側に２箇所の主スライダー３３が、回転軸２
４０から遠い側に１箇所の副スライダー３４が固定され
ている。

【００１７】主スライダー３３は回転軸２４０に平行し
て水平配置された平滑な表面を有する主ガイド部材（ガ
イドレール）３５の面上を副走査方向に摺動可能であ
る。副スライダー３４は、主ガイド部材３５に平行して
支持部材３６Ａ，３６Ｂにより水平支持された平滑な表
面を有する副ガイド部材（ガイドバー）３７に嵌合し、
副走査方向に摺動可能である。したがって、レーザー装
置３１を搭載するベース部材３２は、２箇所の主スライ
ダー３３と１箇所の副スライダー３４とにより、主ガイ
ド部材３５及び副ガイド部材３７上に３点支持されて、
副走査方向に摺動する。

【００１８】レーザー装置３１を搭載するベース部材３
２は、リニアモータ３８により副走査方向に移動され
る。リニアモータ３８は、磁石を備えた長尺のレール状
をなし装置本体に固定されたマグネットヨーク３８Ａ
と、移動可能なベース部材３２に備えた可動コイル３８
Ｂとから構成されている。

【００１９】このとき、レーザー装置３１を搭載するベ
ース部材３２は、２つのガイド部材３５，３７上を摺動
して、案内される。この２つのガイド部材３５，３７
は、リニアモータ３８を挟んで設けられている。また、
このガイド部材３５，３７には、ベース部材３２に設け
られたローラが転がり接触して案内される。

【００２０】図４は本発明の画像形成装置の駆動部の制
御を示すブロック図である。

【００２１】記録媒体１０側のガイドレール３５と記録
媒体１０との間に検出手段であるリニアエンコーダ３９
が設けられ、レーザー装置３１側に設けられた検出素子
（センサ）によって、レーザーヘッド３１Ａの位置や速
度などが検出できるようになっている。この検出素子に
よって検出されたレーザーヘッド３１Ａの位置や速度に
基づいて、制御手段６０がレーザー装置３１側の可動コ
イル３８Ｂに流す電流を制御し、レーザーヘッド３１Ａ
を等速に副走査方向へ移動させる。また、駆動モータ４
に設けられたロータリーエンコーダ５は、駆動モータ４
の回転速度を一定に制御する。

【００２２】

【実施例】・摺動抵抗力について このような移動機構において、主ガイド部材３５及び副
ガイド部材３７によるレーザー装置３１の副走査方向移
動時の摺動抵抗力Ｆが、画質の向上に大きく影響を及ぼ
す。

【００２３】・摺動抵抗力の測定方法 主ガイド部材３５と副ガイド部材３７上に、レーザー装
置３１を搭載したベース部材３２を水平に設置し、ベー
ス部材３２の一端をバネ秤を当接させて副走査方向に押
圧して、静止最大摩擦力から摺動抵抗力Ｆを測定した。

【００２４】・実験結果 レーザーヘッド３１Ａを備えたレーザー装置３１及びベ
ース部材３２を、主ガイド部材３５、副ガイド部材３７
上で副走査方向に摺動させるとき、摺動抵抗力Ｆを変化
させて記録媒体１０に画像記録した。

【００２５】摺動抵抗力Ｆを０．０１Ｎ〜０．２０Ｎの
範囲内で変化させて実験した結果の画像ムラ判定を表１
に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１に示すように、摺動抵抗力Ｆが０．０
４Ｎ〜０．１５Ｎの範囲内では画像ムラは発生しなかっ
た。しかし、摺動抵抗力Ｆが０．０３Ｎ以下の滑り易い
状態、または、０．１６Ｎ以上の摺動抵抗力の大きい場
合には、画像ムラが発生し、形成された画像が使用上で
支障を起こす問題がある。

【００２８】図５（ａ）は、画像記録した記録媒体１０
の拡大模式図である。基本的には、ドラム２４が１回転
する間に、マルチチャンネルヘッド型のレーザーヘッド
３１Ａが副走査方向に所定のピッチ位置よりずれた位置
に移動したとき、画像ムラが発生する。この位置ずれ
は、レーザーヘッド３１Ａの副走査方向の移動速度ムラ
に関係している。この移動速度ムラは、レーザーヘッド
３１Ａを含む移動体の摺動抵抗力Ｆに起因している。

【００２９】レーザーヘッド３１Ａによる記録媒体１０
上の第１のラインｎと第２のラインｎ＋１との間の継ぎ
目部ｋは、間隙なく密接していることが望ましい。しか
し、摺動抵抗力が後述の所定値範囲より大きすぎたり
（０．０４Ｎ以上）、小さすぎると（０．１５Ｎ以
下）、画像ムラになる。即ち、摺動抵抗力Ｆが０．１５
Ｎより大きいと、レーザー装置３１が不円滑移動して、
速度ムラを発生し画質が低下する。また、摺動抵抗力Ｆ
が０．０４Ｎより小さいと、レーザー装置３１がガイド
部材３５，３７上を制御以上に移動し過ぎて、正確な速
度制御が出来ず、速度ムラを発生し画質が低下する。

【００３０】図５（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、画像記録
された第１のラインｎと第２のラインｎ＋１の拡大模式
図である。

【００３１】図５（ｂ）に示すように、第１のラインｎ
と第２のラインｎ＋１とが密接して平行に配置された状
態なら、良好な画像が得れる。図５（ｃ）に示すよう
に、第１のラインｎと第２のラインｎ＋１との間に間隙
を生じると、この間隙部分が画像形成後に、黒状のスジ
ムラとなって現れる。また、図５（ｄ）に示すように、
第１のラインｎと第２のラインｎ＋１とが一部重複した
状態になると、この重複部分が画像形成後に、白状のス
ジムラとなって現れる。

【００３２】このような問題を解消するため、２つのガ
イド部材３５，３７のうち、記録媒体１０側の主ガイド
部材３５による摺動抵抗力Ｆ１を、他方の副ガイド部材
３７の摺動抵抗力Ｆ２より大きくなるように設定する
（Ｆ１＞Ｆ２）。これにより、レーザー装置３１のレー
ザーヘッド３１Ａの位置変動を抑えることができる。し
かも、若干位置変動が生じたとしても、副ガイド部材３
７によりその変動を吸収することができ、画質の低下を
防止することができる。

【００３３】この場合、記録媒体１０側の主ガイド部材
３５と記録媒体１０との間にリニアエンコーダ３９が設
けられているので、レーザーヘッド３１Ａの位置移動を
正確に検出することができ、制御手段６０によりリニア
モータ３８にフィードバックして、レーザーヘッド３１
Ａを高精度に位置決めし、かつ、スムーズな移動を可能
とする。即ち、レーザーヘッド３１Ａに近い主ガイド部
材３５による摺動抵抗力を大きくすることにより、レー
ザーヘッド３１Ａの位置変動を低く抑えて高精度に移動
させ、レーザーヘッド３１Ａより遠い副ガイド部材３７
による摺動抵抗力を小さくすることにより、レーザー装
置３１の移動をスムーズにする。

【００３４】なお、リニアモータ３８の推力は約２０Ｎ
に設定した。リニアモータ３８の推力と前記ガイド部材
の摺動抵抗力Ｆとの関係は、レーザーヘッド３１Ａ駆動
制御に対して重要である。リニアモータ３８の推力が小
さすぎると、レーザー装置３１の移動が不円滑になり、
大きすぎるとレーザー装置３１の移動制御が困難にな
る。

【００３５】

【発明の効果】請求項１により、記録素子のスムーズな
移動（ガクガクと動くことがない）を可能とし、画質向
上になる。

【００３６】請求項２により、慣性がつき過ぎることが
なく、スムーズな移動ができ、画質向上になる。

【００３７】請求項３により、記録素子の移動に伴う変
動を、他方のガイドにより吸収でき、画質向上になる。

【００３８】請求項４及び５により、正確な移動を検出
することができるので、この結果に基づいてスムーズな
移動を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の断面構成図。

【図２】前記画像形成装置の斜視図。

【図３】前記画像形成装置の平面図及び側断面図。

【図４】本発明の画像形成装置の駆動部の制御を示すブ
ロック図。

【図５】画像記録した記録媒体の拡大模式図、及び画像
記録された第１のラインと第２のラインの拡大模式図。

【符号の説明】

４ 駆動モータ ５ ロータリーエンコーダ １０ シート状画像形成材料（記録媒体） ２４ ドラム ２５ グリッパー ３０ 露光光学系 ３１ レーザー装置 ３１Ａ レーザーヘッド（記録素子） ３２ ベース部材（キャリッジ） ３３ 主スライダー ３４ 副スライダー ３５ 主ガイド部材（ガイドレール） ３７ 副ガイド部材（ガイドバー） ３８ リニアモータ ３８Ａ マグネットヨーク ３８Ｂ 可動コイル ３９ リニアエンコーダ（検出手段） ６０ 制御手段 Ｆ，Ｆ１，Ｆ２ 摺動抵抗力

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体の移動方向に対し直交する方向
   に、記録素子を移動させることにより、前記記録媒体上
   に画像形成を行う画像形成装置において、前記記録素子
   の移動をリニアモータで行うとともに、前記記録素子を
   搭載するベース部材の移動を案内するガイド部材を設
   け、前記ガイド部材と前記記録素子を搭載するベース部
   材との摺動抵抗力が、０．１５Ｎ以下であることを特徴
   とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記記録素子を搭載するベース部材の摺
   動抵抗力が、０．０４Ｎ以上であることを特徴とする請
   求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 記録媒体の移動方向に対し直交する方向
   に、前記記録素子を移動させることにより、前記記録媒
   体上に画像形成を行う画像形成装置において、前記記録
   素子の移動を、リニアモータで行うとともに、前記記録
   素子の移動を案内する少なくとも２つのガイド部材を設
   け、前記少なくとも２つのガイド部材のうち、前記記録
   媒体側のガイド部材による前記記録素子の摺動抵抗力の
   方が、他方のガイド部材による前記記録素子の摺動抵抗
   力より、大きいことを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記記録媒体側のガイド手段と記録媒体
   との間に、前記記録素子の移動を検出する検出手段を設
   け、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記リニアモ
   ータを制御することを特徴とする請求項３に記載の画像
   形成装置。
5. 【請求項５】 前記検出手段は、リニアエンコーダであ
   ることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。