(57)【要約】【課題】第１のＵ相コイルの中心が磁石端部と合致する位置から可動子の移動を開始した場合、移動開始位置付近は推力定数が低いという特性を有しているため、消費電力が大きくなり、また、可動子の移動速度を精度良く制御することが容易ではない。【解決手段】可動子７３の移動開始位置において、可動子７３に固定された移動板３３の規制部材３３２ａをリニアモータ保持部７２の上部に当接させることにより、可動子７３の移動開始位置を規制する。【選択図】図５
2007336697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同極同士が対向するように直列状に配置される複数の磁石と、
該複数の磁石を内部に収納するパイプ状部材と、
該パイプ状部材の長手方向に並設される複数のコイルを含み、前記パイプ状部材の外周を囲繞するように配置され、前記パイプ状部材の長手方向に沿って移動可能な可動子と、
該可動子の移動開始の位置を規制する位置規制手段と、
を有するリニアモータにおいて、
前記複数の磁石のピッチ幅をＬ、
前記複数のコイルのうち可動子の移動開始方向の後端部に設置されたコイルにおける、可動子の移動方向の中央位置を位置Ｃ、
前記直列状に配置された複数の磁石のうち移動開始位置側の端部の磁石と該磁石に隣り合う磁石とで形成される同極同士が対向する同極位置を位置Ａ、
前記位置Ａから前記移動開始方向と反対方向に３Ｌ／４離れた位置を位置Ｂ、
としたとき、
前記位置規制手段は、位置Ｃが位置Ｂを含んで位置Ｂよりも前記移動開始方向側に位置するように前記可動子の移動開始の位置を規制することを特徴とするリニアモータ。
【請求項２】
前記位置規制手段は、前記パイプ状部材の両端を保持する保持部と、前記可動子に連設され、前記可動子の移動開始位置において前記保持部に当接する移動板とを含んでなることを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
【請求項３】
前記移動開始位置側の端部の磁石は、長さがＬ未満Ｌ／２以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のリニアモータ。
【請求項４】
前記位置Ａから前記移動開始方向と反対方向に２Ｌ／３離れた位置をＢ′としたとき、前記位置規制手段は、位置Ｃが位置Ｂ′を含んで位置Ｂ′よりも前記移動開始方向側に位置するように前記可動子の移動開始の位置を規制することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のリニアモータ。
【請求項５】
同極同士が対向するように直列状に配置される複数の磁石と、
該複数の磁石を内部に収納するパイプ状部材と、
該パイプ状部材の長手方向に並設される複数のコイルを含み、前記パイプ状部材の外周を囲繞するように配置され、前記パイプ状部材の長手方向に沿って移動可能な可動子と、
該可動子の移動開始の位置を規制する位置規制手段と、
を有するリニアモータにおいて、
前記直列状に配置された複数の磁石のうち移動開始位置側の端部の磁石と該磁石に隣り合う磁石とで形成される同極同士が対向する同極位置を位置Ａとしたとき、
前記位置規制手段は、前記可動子の移動開始位置における前記可動子に対向する位置Ａの数が、前記可動子の推力安定時における前記可動子に対向する位置Ａの最大数と同数になるように、前記可動子の移動開始の位置を規制することを特徴とするリニアモータ。
【請求項６】
前記リニアモータは、所定の位相ずれた三相の交流電流または交流電圧を前記コイルに供給することにより前記可動子を移動するものであって、前記三相の交流電流または交流電圧がそれぞれ供給される３個のコイルを１セットとしたとき、前記可動子は該１セットのコイルを少なくとも１つ含むようにして構成されており、前記１セットのコイルのピッチ幅と前記複数の磁石のピッチ幅とが等しいことを特徴とする請求項１乃至５に記載のリニアモータ。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載のリニアモータを用いたことを特徴とする露光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプ状部材の外周面に沿って移動する可動子の移動開始位置を規制するリニアモータ及び該リニアモータを用いた露光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＯＡ機器や医療機器の分野において、直線移動が要求される部位にリニアモータを利用した装置が提案されている。このリニアモータを利用した医療機器の一例として、患者などの被写体を透過した放射線を画像化する放射線画像読取装置が知られている。
【０００３】
一般的に、放射線画像読取装置は支持体上に輝尽性蛍光体層が形成された輝尽性蛍光体プレートから放射線画像を得るものである。すなわち、輝尽性蛍光体プレートの輝尽性蛍光体層に被写体を透過した放射線を蓄積させて潜像を形成し、しかる後に、この輝尽性蛍光体プレートを輝尽励起光で走査することにより、輝尽性蛍光体層に蓄積された放射線エネルギーを放射させてこれを輝尽発光光に変換する。そして、輝尽発光光の強弱をフォトマルなどの光電変換手段を介して電気信号に変換し、デジタル画像データとして放射線画像を得るものである。
【０００４】
こういった放射線画像読取装置においては、輝尽性蛍光体プレートを輝尽励起光で走査する場合に、輝尽性蛍光体プレートあるいは輝尽励起光を走査する光学ユニットを一定の速度で精密に直線移動させなければならない。
【０００５】
このため、例えば特許文献１には、上述したリニアモータを利用して輝尽性蛍光体プレートを直線移動させる放射線画像読取装置が開示されている。この装置において利用されるリニアモータは、磁石を複数連結して軸状に形成された固定マグネット（固定子）と、この固定マグネットの延在方向に移動する可動コイル（可動子）とを備えており、固定マグネットで発生される磁束と交叉するように可動コイルに電流を流すことにより、電流と磁束との相互作用により可動コイルに推力を発生させ、可動コイルに保持された輝尽性蛍光体プレートを固定マグネットに沿って直線移動させるものである。
【０００６】
一方、リニアモータの具体的な構造としては、例えば、図１１に示すものが一般的に用いられている。図１１はリニアモータの概略断面図である。リニアモータ１０００は、複数の磁石１０１２及び該複数の磁石１０１２を収納するパイプ状部材１０１１を含む固定子１０１０と、固定子１０１０を包むように配置された線材を巻き付けてなる複数のコイル１０２１ａ〜１０２１ｆを含む可動子１０２０を有する。
【０００７】
パイプ状部材１０１１の両端部は磁石１０１２を内部に収納するために開口しており、この開口を塞ぐキャップ１０３０が設けられている。そして、パイプ状部材１０１１の内部には、複数の磁石１０１２が隣り合う磁石と反発するように同極同士を対向させて収納されている。
【０００８】
可動子１０２０は、複数のコイル１０２１を所定の間隔且つそれぞれが同じ方向であり、軸中心が同一直線上に位置するように整列した構成となっている。コイル１０２１は、図１１において左側から順に、第１のＵ相コイル１０２１ａ、第１のＶ相コイル１０２１ｂ、第１のＷ相コイル１０２１ｃ、第２のＵ相コイル１０２１ｄ、第２のＶ相コイル１０２１ｅ、第２のＷ相１０２１ｆをそれぞれ直列に連結することにより構成されている。
【０００９】
なお、第１のＵ相コイル１０２１ａ〜第１のＷ相コイル１０２１ｃ、第２のＵ相コイル１０２１ｄ〜第２のＷ相コイル１０２１ｆをそれぞれ１セットとしたとき、このコイル１セットのピッチ幅と磁石１０１２のピッチ幅とを同じ長さＬとすることで、コイル１０２１と磁石１０１２との位相ズレを防止している。
【００１０】
被搬送物を搭載するための取付部材１０４０は、可動子１０２０に接着固定されている。したがって、リニアモータ１０００を、例えば放射線画像読取装置などの機器に組み込む場合に、取付部材１０４０上に輝尽性蛍光体プレートあるいは輝尽励起光を走査する光学ユニットを設置しておくことにより、可動子１０２０の移動にともない輝尽性蛍光体プレートや光学ユニットを一定の速度で精密に移動させることが可能となる。
【００１１】
このようなリニアモータ１０００においては、図１１に示すように、第１のＵ相コイル１０２１ａにおける可動子１０２０の移動方向の中央位置がパイプ状部材１０１１の端部に配置された磁石１０１２ａのキャップ１０３０側端部Ｄ１′に位置するときを移動開始位置とし、この移動開始位置から可動子１０２０の移動が開始される。
【００１２】
図１２は、可動子１０２０を上記の移動開始位置から移動させたときの、第１のＵ相コイル１０２１ａの中央位置と可動子１０２０で得られる推力定数との関係を示す推力特性グラフである。すなわち、図１２において横軸は、磁石１０１２ａの端部Ｄ１′に第１のＵ相コイル１０２１ａの中央位置を対向させた位置を基準位置（コイル位置０）とし、該基準位置から磁石１０１２ａの他端側Ａ１′に向かって可動子１０２０を移動させたときの第１のＵ相コイル１０２１ａの中央位置を示している。また、縦軸は、第１のＵ相コイル１０２１ａの中央位置に対応して可動子１０２０で得られる推力定数（コイル１０２１に単位電流を流したときに得られる推力）を、コイル位置がＬのときに得られる推力定数を１００％として表したものである。
なお、このグラフはコイル１セットのピッチ幅及び磁石１０１２のピッチ幅をＬとしたときのものである。
【特許文献１】特開２００５−７３０２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、図１１に示すように、第１のＵ相コイルの中央位置が磁石端部と合致する位置（図１２においてコイル位置０）から可動子の移動を開始する場合、移動開始位置付近で得られる推力定数が低いという特性を有している。したがって、可動子を一定の速度まで加速する場合、この移動開始位置付近において極度に電力を消費してしまい、消費電力が大きくなってしまう。
【００１４】
また、装置自体が傾いた状態で設置されている場合、移動開始位置付近では可動子に発生する推力が低いので、重力に逆らって可動子を移動させることが困難である。移動開始位置付近においてコイルに大電流を供給することにより可動子に発生する推力を増加させることは可能であるが、消費電力が大きくなるばかりか、大電流によりコイルに熱が発生してコイルが破損してしまったり、熱によりコイル自体の抵抗値が増加するので、結果的に可動子に発生する推力を弱めてしまったりすることが危惧される。
【００１５】
また、移動開始位置付近は推力定数が急峻に立ち上がるため不安定な状態であり、可動子の移動速度を精度良く制御することは容易ではない。可動子の移動速度を精度良く制御できないと、可動子に連動する光学ユニットを一定の露光速度で移動させることも困難となり、結果として画像ムラが発生する恐れがある。一方、精度良く移動させることも可能ではあるが、そのためには複雑な制御が必要となってしまう。
【００１６】
そこで本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、低消費電力で、容易に精度良く可動子を移動させることができるリニアモータの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
１．上記目的を達成するため本発明のリニアモータは、同極同士が対向するように直列状に配置される複数の磁石と、該複数の磁石を内部に収納するパイプ状部材と、該パイプ状部材の長手方向に並設される複数のコイルを含み、前記パイプ状部材の外周を囲繞するように配置され、前記パイプ状部材の長手方向に沿って移動可能な可動子と、該可動子の移動開始の位置を規制する位置規制手段と、を有するリニアモータにおいて、前記複数の磁石のピッチ幅をＬ、前記複数のコイルのうち可動子の移動開始方向の後端部に設置されたコイルにおける、可動子の移動方向の中央位置を位置Ｃ、前記直列状に配置された複数の磁石のうち移動開始位置側の端部の磁石と該磁石に隣り合う磁石とで形成される同極同士が対向する同極位置を位置Ａ、前記位置Ａから前記移動開始方向と反対方向に３Ｌ／４離れた位置を位置Ｂ、としたとき、前記位置規制手段は、位置Ｃが位置Ｂを含んで位置Ｂよりも前記移動開始方向側に位置するように前記可動子の移動開始の位置を規制することを特徴とする。
２．また、上記目的を達成するため本発明のリニアモータは、同極同士が対向するように直列状に配置される複数の磁石と、該複数の磁石を内部に収納するパイプ状部材と、該パイプ状部材の長手方向に並設される複数のコイルを含み、前記パイプ状部材の外周を囲繞するように配置され、前記パイプ状部材の長手方向に沿って移動可能な可動子と、該可動子の移動開始の位置を規制する位置規制手段と、を有するリニアモータにおいて、前記直列状に配置された複数の磁石のうち移動開始位置側の端部の磁石と該磁石に隣り合う磁石とで形成される同極同士が対向する同極位置を位置Ａとしたとき、前記位置規制手段は、前記可動子の移動開始位置における前記可動子に対向する位置Ａの数が、前記可動子の推力安定時における前記可動子に対向する位置Ａの最大数と同数になるように、前記可動子の移動開始の位置を規制することを特徴とする。
３．また、上記目的を達成するため本発明の露光走査装置は、上記１または２に記載のリニアモータを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、低消費電力で、容易に精度良く可動子を移動することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、本実施の形態の説明における記載により、本発明の技術的範囲が限定されることはない。
［第１の実施形態］
図１は本発明のリニアモータを利用した放射線画像読取装置の概略斜視図であり、図２は図１におけるＸ−Ｙ平面図であり、図３は放射線画像読取装置の速度制御部を示すブロック図である。
【００２０】
図１、図２に示すように、放射線画像読取装置１は、輝尽性蛍光体プレートＰに光源（図示しない）からの輝尽励起光を走査しながら照射し、この輝尽励起光の照射により輝尽性蛍光体プレートＰから発せられる輝尽発光光を集光し、輝尽発光光を光電変換して放射線画像情報を読み取る光学ユニット２と、基台４上に設けられて光学ユニット２を水平方向に移動可能に支持する支持部材３と、光学ユニット２を移動させるリニアモータ７と、支持部材３に設けられて光学ユニット２を水平方向に案内するガイドレール３１とを備えている。
【００２１】
また、光学ユニット２が取り付けられた移動板３３に連結し、光学ユニット２の移動を検出するロータリエンコーダユニット５と、ロータリエンコーダユニット５の検出結果と予め設定された設定速度とを比較することによってリニアモータ７を制御する速度制御部１００とを備えている。
【００２２】
基台４は、略矩形板状をなしており、輝尽性蛍光体プレートＰを支持する固定板８が基台４上に固定されることによって、基台４の上面に対して輝尽性蛍光体プレートＰの輝尽励起光照射面が略垂直となるように、輝尽性蛍光体プレートＰは基台４上に保持されている。
【００２３】
ガイドレール３１は断面視略矩形状の棒状部材であって、図２に示すように、ガイドレール３１に案内される断面視略コ字型状の被ガイド部材３２が係合している。そして、被ガイド部材３２は移動板３３の下面に取り付けられている。
【００２４】
リニアモータ７は、基台４上面で支持部材３の側方に設けられており、複数の磁石を収納する固定子７１、固定子７１の両端を保持するリニアモータ保持部７２、移動板３３に連設する可動子７３により構成されている。なお、このリニアモータ７の詳細については後述する。
【００２５】
ロータリエンコーダユニット５は、移動板３３に固定されて移動板３３とともに移動可能な支持台５３と、支持台５３上に設けられたロータリエンコーダ５１と、ロータリエンコーダ５１の回転軸（図示しない）に連結されて支持台５３の下面に取り付けられたプーリ５２とを備えている。このようにロータリエンコーダ５１の回転軸とプーリ５２とは一体的な形状をなしている。
【００２６】
プーリ５２にはワイヤ６が巻き付けられており、このプーリ５２は光学ユニット２及び移動板３３の移動に連動して回転するようになっている。そして、光学ユニット２の移動により回転するプーリ５２及びロータリエンコーダ５１の回転軸から、ロータリエンコーダ５１はその回転速度を検出する。そして、検出された回転速度情報は、リニアモータ７の速度を制御する速度制御部１００に出力されるようになっている。
【００２７】
速度制御部１００は、図３に示すように、差分回路１０１、モータ駆動制御回路１０２を備えている。差分回路１０１には、輝尽性蛍光体プレートＰの水平方向に沿った移動速度に対応する上述の回転速度情報が入力される。そして、差分回路１０１は、この回転速度情報を処理して速度信号として出力し、予め設定された設定速度から得た設定速度信号と比較して差分信号を生成する。これをモータ駆動回路１０２に制御信号として出力する。モータ駆動回路１０２は差分信号に基づいてリニアモータ７を制御する。
【００２８】
次に、上述の構成からなる放射線画像読取装置１の動作について説明する。
図示しないプレート搬送手段によって輝尽性蛍光体プレートＰが放射線画像読取装置１の内部に取り込まれて、固定板８に固定される。画像の読取処理を行う際には、まず、リニアモータ７を駆動させて、光学ユニット２を支持する移動板３３をガイドレール３１に沿って水平方向に移動させる。
【００２９】
これにより、光学ユニット２が輝尽性蛍光体プレートＰの輝尽励起光照射面に対向する位置まで移動され、輝尽性蛍光体プレートＰの水平方向に沿って移動しながら輝尽励起光が走査される。このとき輝尽励起光は光学ユニット２の移動方向と直交する方向に走査させながら照射される。この輝尽励起光により励起された輝尽発光光は、光学ユニット２に内蔵された光電変換手段により電気信号に変換される。
【００３０】
またこのとき、光学ユニット２が水平方向に移動することによって、移動板３３に設けられた支持台５３を介してワイヤ６にその移動が伝達されて、プーリ５２及びロータリエンコーダ５１の回転軸が回転する。これにともなって回転軸に連結されたロータリエンコーダ５１でその回転速度が検出され、その検出結果は速度制御部１００に出力される。
【００３１】
ロータリエンコーダ５１によって検出された回転速度は、差分回路１０１にて予め設定された設定速度から得られた設定速度信号と比較され、その結果に応じてモータ駆動回路１０２がリニアモータ７の駆動を制御する。
【００３２】
なお、リニアモータ７の駆動方法は、周知の駆動方法が用いられる。例えば、インバータ制御により交流の駆動電流の周波数と電圧とを変更することによりリニアモータ７の移動速度を制御することができる。また、ＰＷＭ制御により、リニアモータ７の可動子７３に入力するパルス電圧のパルス幅によって制御するものとしても良い。
【００３３】
このようにロータリエンコーダ５１の回転速度を常に検出し、その検出結果に基づいてリニアモータ７の移動速度を制御することによって、光学ユニット２の移動速度を一定に保つことができる。よって、輝尽性蛍光体プレートＰに蓄積された放射線エネルギーを均一に励起して、画像ムラのない、良好な画像を得ることができる。
【００３４】
輝尽性蛍光体プレートＰの一方の端部まで光学ユニット２による読取処理が完了すると、リニアモータ７を一端停止させる。
【００３５】
その後、光学ユニット２を逆送させながら輝尽性蛍光体プレートＰに対して消去手段（図示しない）により消去光を照射させ、これにより輝尽性蛍光体プレートＰに残存する放射線画像を消去させる。そして、更にプレート搬送手段によって輝尽性蛍光体プレートＰを放射線画像読取装置１の外部へと搬出させる。
【００３６】
図４は図１のＹ−Ｚ平面におけるリニアモータ７の概略断面図である。この図を参照にしつつ、本実施の形態のリニアモータ７の構成を説明する。
【００３７】
リニアモータ７は、上述したように、基台４上に連設されたリニアモータ保持部７２（本発明における保持部）と、リニアモータ保持部７２により保持された固定子７１と、固定子７１の外周面に沿って直線移動する可動子７３と、とから構成されている。そして、固定子７１は、パイプ状部材７１１と、複数の磁石７１２と、蓋体７１３とからなる。
【００３８】
パイプ状部材７１１は、光学ユニット２を副走査方向に移動させるように、ガイドレール３１と平行に配置されており（図１参照）、両端部が開口した円筒形状を有する構造体である。パイプ状部材７１１は、非磁性の金属により形成されるのが好ましく、例えばアルミニウム合金、銅合金、非磁性ステンレス剛等の非磁性材料で形成される。また、後述するように、このパイプ状部材７１１の外周面に沿って可動子７３は移動するので、可動子７３に作用する磁界を減少させないように、パイプ状部材７１１はできるだけ薄いほうが好ましい。
【００３９】
磁石７１２は、パイプ状部材７１１の内径とほぼ同径で且つ長手方向の幅がＬとなるように形成された円筒形状を有している。そして、この磁石７１２は、パイプ状部材７１１の両端部の開口から挿入され、直列状に配置された状態でパイプ状部材７１１の内部に収納されている。磁石７１２は、隣り合う磁石とＮ極同士あるいはＳ極同士が対向するように配置されており、それぞれの磁石同士の間に同極位置Ａ１〜ＡＮが形成されている。また、それぞれの磁石７１２の長手方向の幅がＬであるので、磁石７１２の同極位置Ａ１〜ＡＮ間のそれぞれの距離を磁石７１２のピッチ幅とするとピッチ幅もＬとなる。
【００４０】
なお、本実施の形態においては、隣り合う磁石同士は密着するように配置されているが、必ずしも密着する必要はなく、例えば、一般的な機械加工における誤差寸法程度の隙間であれば、性能上、問題はない。磁石同士が密着していない場合、同極位置Ａ１〜ＡＮはそれぞれの磁石端からの中心位置とする。
【００４１】
磁石７１２の材料としては、磁束密度の大きい希土類磁石が好ましい。特に、希土類磁石はネオジム系磁石、例えば、ネオジム−鉄−ボロン類磁石（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石）が好ましく、他の磁石に比べて高い推力が得られる。また、これに限定されることなく、保磁力が十分であり不可逆減磁が使用温度範囲で発生せず、かつ必要な推力が得られるだけの磁石エネルギーがあれば特に限定されない。
【００４２】
蓋体７１３は、パイプ状部材７１１の一端に配置される蓋体７１３ａとパイプ状部材７１１の他端に配置される蓋体７１３ｂとからなる。蓋体７１３は磁石７１２と略同径を有する円筒形状であり、内部に磁石７１２を収納したパイプ状部材７１１の両端から挿入され、図示しない接着剤や粘着剤により固定されている。この蓋体７１３によりパイプ状部材７１１の開口が封止し、パイプ状部材７１１の両端から磁石７１２が抜け落ちるのを防止している。蓋体７１３の一端は、パイプ状部材７１１の両端に配置された磁石７１２ａ、７１２ｂとそれぞれ当接しており、一方、他端はリニアモータ保持部７２に当接している。
【００４３】
リニアモータ保持部７２は、基台４上に連設された直方体形状を有する構造体であり、一端の中央部にはパイプ状部材７１１の外径よりも若干大きな径を有する凹部が形成されている。この凹部にパイプ状部材７１１の両端をそれぞれ挿入し、パイプ状部材７１１の両端に配置された蓋体７１３とリニアモータ保持部７２とをネジ部材７２１により固定している。これにより、パイプ状部材７１１の外周面と可動子７３の内周面とが一定の距離を保つように保持される。
【００４４】
可動子７３は、パイプ状部材７１１の外周を囲繞するように配置された複数のコイル７３１ａ〜７３１ｆと、該複数のコイル７３１ａ〜７３１ｆを覆う箱状のカバー部材７３２とで構成されている。
【００４５】
コイル７３１は、それぞれのコイル７３１がパイプ状部材７１１の長手方向に並設されるとともに、軸中心が同一直線上に位置するように整列されている。すなわち、コイル７３１は、図４において左側から順に、第１のＵ相コイル７３１ａ、第１のＶ相コイル７３１ｂ、第１のＷ相コイル７３１ｃ、第２のＵ相コイル７３１ｄ、第２のＶ相コイル７３１ｅ、第２のＷ相７３１ｆをそれぞれ直列に並設することにより構成されている。
【００４６】
第１のＵ相７３１ａ〜第１のＷ相７３１ｃ、第２のＵ相７３１ｄ〜第２のＷ相７３１ｆをそれぞれ１セットとしたとき、この１セットのコイルのピッチ幅と磁石７１２のピッチ幅とが同じ長さＬとなるように、コイル７３１ａ〜７３１ｆをそれぞれ所定の間隔で配置している。これによりコイル７３１と磁石７１２との位相ズレを防止し、可動子７３に最適な推力を発生させることが可能となる。なお、本実施の形態において、コイル１セットのピッチ幅及び磁石７１２のピッチ幅はＬであり、コイル７３１ａ〜７３１ｆの幅はそれぞれＬ／３である。
【００４７】
コイル７３１の軸中心にはパイプ状部材７１１が貫通している。したがって、コイル７３１に磁石７１２で発生される磁束と交叉するように電流を流すことにより、電流と磁束との相互作用により可動子７３に推力が発生し、パイプ状部材７１１の長手方向に沿って可動子７３が移動する。ここでコイル７３１には、Ｕ相〜Ｗ相に対して位相が１２０度ずつずれた正弦波である三相交流電流または三相交流電圧が供給される。
【００４８】
なお、コイル７３１は、パイプ状部材７１１の外周面と摺動しても、摺動しなくてもどちらでも良い。また、コイル７３１の巻き数の決め方は、得たい推力以上となるように、かつ、リニアモータ７の電圧降下と駆動回路での電圧降下が電源電圧以下となるように、それぞれ適当な巻き数、巻き線径を決めることが好ましい。
【００４９】
コイル７３１は箱状のカバー部材７３２により覆われている。このカバー部材７３２が移動板３３の下面と接着されているので、可動子７３が移動するにともない移動板３３も一体に移動する。
【００５０】
図７は、移動板３３を基台４側から見たときの斜視図である。図に示すように、移動板３３は、両端に凸部を有する断面コ字型の構造体である。すなわち、移動板３３は、光学ユニット２が裁置される裁置台３３１と、裁置台３３１の両端に配置された規制部材３３２とからなる。
【００５１】
裁置台３３１は、高さＨ、横幅Ｗ、奥行きＤを有する直方体であり、この直方体の上面３３１ａに光学ユニット２が裁置される。また、裁置台３３１の上面３３１ａに対向する下面３３１ｂ側には、下面３３１ｂと規制部材３３２とにより形成される凹部に可動子７３が接着固定される（図４参照）。このように、裁置台３３１の上面３３１ａに光学ユニット２が裁置され、また下面３３１ｂに可動子７３が固定されているので、可動子７３がパイプ状部材７１１に沿って直線移動することにより、光学ユニット２も同様に移動することになる。
【００５２】
規制部材３３２は、裁置台３３１の高さＨ及び奥行きＤとほぼ同じ長さで、且つ裁置台３３１の横幅Ｗよりも長さの短い直方体３３２ａ及び３３２ｂからなる。上述したように、規制部材３３２ａ、３３２ｂは、裁置台３３１の下面３３１ａの両端にそれぞれ接着されて固定されている。
【００５３】
なお、規制部材３３２ａの横幅Ｗ１は、後述するように、可動子７３の移動開始位置における第１のＵ相コイル７３１ａの中央位置が、パイプ状部材７１１の端部に配置された磁石７１２ａとこの磁石７１２ａに隣り合う磁石とで形成される同極位置Ａ１から該磁石７１２ａの他極に向かって所定の距離となるような長さで形成されている。また、規制部材３３２ｂの横幅Ｗ２は、他端側の移動開始位置において、第２のＷ相コイル７３１ｆの中央位置が磁石７１２ｂとこの磁石に隣り合う磁石とで形成される同極位置ＡＮから該磁石７１２ｂの他極に向かって所定の距離となるような長さで形成されている。
【００５４】
このように構成されたリニアモータ７の動作を、図４乃至図６を用いて説明する。なお、図５は可動子７３が図４において左側の移動開始位置に位置するときの拡大断面図であり、図６は可動子７３が図４において右側の移動開始位置に位置するときのリニアモータ７の概略断面図である。
【００５５】
まず、可動子７３及び移動板３３を、固定子７１の一端側（図４において左側）の移動開始位置にセットする。このとき、移動板３３の規制部材３３２ａがリニアモータ保持部７２の上部に当接し、可動子７３の移動開始位置を規制している（本発明の位置規制手段は、移動板３３の規制部材３３２及びリニアモータ保持部７２により構成される）。
【００５６】
すなわち、図５に示すように、規制部材３３２ａがリニアモータ保持部７２に当接することにより、可動子７３の移動開始方向Ｘの後端部に位置する第１のＵ相コイル７３１ａにおいて、可動子７３の移動方向の中央位置Ｃが、移動開始位置側に配置された磁石７１２ａとこの磁石７１２ａに隣り合う磁石７１２ｃとで形成される同極位置Ａ１から可動子７３の移動開始方向Ｘと反対方向に３Ｌ／４離れた位置Ｂに位置される。つまり、この位置Ｂは、磁石７１２ａの蓋体７１３ａと当接する位置Ｄ１から移動開始方向ＸにＬ／４の位置となる。
【００５７】
そして、第１のＵ相コイル７３１ａの中央位置Ｃが上述した位置となるように可動子７３を配置した状態で、コイル７３１に電流を流し、可動子７３に推力を発生させる。このとき、第１のＵ相コイル７３１ａの中央位置Ｃが位置Ｄ１から移動開始方向ＸへＬ／４離れた位置Ｂに位置し、この位置を可動子７３の移動開始位置とするため、移動開始初期にあっても、十分な推力定数を得ることが可能となる。
【００５８】
図８は、本実施形態において、可動子７３を上記の移動開始位置から移動させたときの、第１のＵ相コイル７３１ａの中央位置Ｃと可動子７３で得られる推力定数との関係を示す推力特性グラフである。すなわち、図８において横軸は、第１のＵ相コイル７３１ａの中央位置Ｃが位置Ｂに位置するときを基準位置（コイル位置０）とし、該基準位置から可動子７３を移動開始方向Ｘに移動させたときの第１のＵ相コイル７３１ａの中央位置Ｃの位置を示している。また、縦軸は、第１のＵ相コイル７３１ａの中央位置Ｃの位置に対応して可動子７３で得られる推力定数を、コイル位置が基準位置から３Ｌ／４のときに得られる推力定数を１００％として表したものである。なお、この図８のグラフは、図１２のグラフを右側にＬ／４ずらしたものと同じであり、図１２に対応するコイル位置を括弧書きで表記している。
【００５９】
図１２と比較して明らかなように、第１のＵ相コイル７３１ａの中央位置Ｃが位置Ｂに位置し、この位置から可動子７３の移動を開始すると、可動子７３の移動開始初期であっても９０％以上の推力定数を得ることができ、また、推力定数の変化も穏やかとなり可動子の速度制御も容易となる。さらに、図８において第１のＵ相コイル７３１ａの中央位置ＣがＬ／１２（すわなち、図１２においてコイル位置Ｌ／３、同極位置Ａ１から２Ｌ／３）に位置し、この位置から可動子７３の移動を開始すると、可動子７３の移動開始初期であっても９５％以上の推力定数を得ることができ、立ち上がりも穏やかになるので更に好ましい。
【００６０】
以下、このような推力定数を得ることができるメカニズムを説明する。
上述したように、本実施の形態におけるリニアモータ７は、コイル７３１に流す電流と磁石７１２で発生される磁束との相互作用により可動子７３に推力を発生させ、可動子７３を固定子７１に沿って移動させるものである。したがって、可動子７３に発生する推力は、磁束強度及び電流に比例する。
【００６１】
一方、複数の磁石７１２はそれぞれ同極同士が対向するように直列上に配置されているので、それぞれの磁石７１２から発生される磁束が反発し合う同極位置Ａ１〜ＡＮにおいて磁石７１２で発生される磁束が最も強くなる性質を有する。したがって、ある瞬間においてこの同極位置Ａ１〜ＡＮの数が多く対向するように可動子７３を配置すると、可動子７３に発生する推力も大きくなる。
【００６２】
図１１に示す従来技術に係るリニアモータにおいては、第１のＵ相コイル１０２１ａの中央位置が磁石１０１２ａのキャップ１０３０側端部の位置Ｄ１′に位置するときを移動開始位置としているので、この移動開始位置における可動子１０２０に対向する磁石１０２０の同極位置の数は、Ｓ極−Ｓ極が対向する同極位置Ａ１′の１つである。
【００６３】
一方、本実施の形態においては、図４に示すように、規制部材３３２ａにより可動子７３の移動開始位置が規制されるため、従来技術における可動子１０２０（図１１参照）の位置と比べて可動子７３はパイプ状部材７１１の中央側にＬ／４進んだ位置に位置する。したがって、移動開始位置における可動子７３に対向する同極位置の数は、同極位置Ａ１及び同極位置Ａ２の２つとなる。これは、可動子７３で得られる推力が安定する推力安定時において、可動子７３に対向する同極位置の最大数と同数である。
【００６４】
なお、推力安定時には、可動子７３の両端と中央部のそれぞれに同極位置が対向するときもあるが、このように３つの同極位置が対向するときは一瞬であって殆ど可動子７３に影響しないため、本実施の形態において、推力安定時の同極位置の最大数は２つとする。ここで、推力安定時とは、コイル７３１への所定の電流供給に対して、可動子７３において所期の推力が得られる領域であり、本実施の形態においては、図８、図１２で推力定数が９０％以上の領域のことをいう。なお、使用する磁石の磁石強度に応じて可動子７３における所期の推力は異なるため、推力安定時とは推力定数が９０％以上の領域に限られず、例えば、推力定数が８０％以上、あるいは８５％以上の領域というように適宜設定することができる。
【００６５】
このように、移動開始位置における可動子７３に対向する磁石７１２の同極位置の数が、推力安定時における可動子７３に対向する同極位置の最大数と同数となるので、可動子７３の移動開始初期であっても十分な推力定数を得ることができる。したがって、低消費電力で可動子７３を移動させることが可能となり、また、推力が急峻に立ち上がることがなくなるため、容易に可動子７３の移動速度を制御することが可能となる。
【００６６】
そして、移動開始位置から可動子７３を移動させると、これにともない移動板３３に裁置された光学ユニット２も固定子７１に沿って移動し、輝尽性蛍光体プレートＰの輝尽励起光照射面に輝尽励起光が走査される。
【００６７】
輝尽性蛍光体プレートＰへの走査が終了し、可動子７３が他端側まで移動すると、図６に示すように、規制部材３３２ｂはリニアモータ保持部７２の上部に当接する。このとき、規制部材３３２ｂがリニアモータ保持部７２に当接することにより、可動子７３の第２のＷ相コイル７３１ｆの中央位置が、移動開始位置側に配置された磁石７１２ｂとこの磁石７１２ｂに隣り合う磁石７１２ｄにより形成される同極位置ＡＮから可動子７３の移動開始方向Ｘと反対方向に３Ｌ／４の位置に位置される。この位置は、磁石７１２ｂの蓋体７１３ｂと当接する位置Ｄ２からＬ／４となる。
【００６８】
そして、上述と同様にして、コイル７３１に電流を流し、可動子７３に推力を発生させて、可動子７３を逆送させる。ここで、第２のＷ相コイル７３１ｆの中央位置が同極位置ＡＮから移動開始方向Ｘと反対方向に３Ｌ／４（図１２でコイル位置Ｌ／４）の位置に位置し、この位置を可動子７３の移動開始位置とするため、移動開始初期にあっても、十分な推力定数を得ることが可能となる。
【００６９】
なお、第１のＵ相コイル７３１ａの中央位置Ｃが同極位置Ａ１から移動方向Ｘと反対方向に３Ｌ／４に位置する例を説明したが、これに限られることなく、３Ｌ／４以下の位置であれば十分な推力定数を得ることができる。特に、上述したように、第１のＵ相コイル７３１ａの中央位置Ｃが同極位置Ａ１から２Ｌ／３以下に位置するように配置すると、可動子７３に同極位置Ａ１及びＡ２が確実に対向し、より推力定数を得ることができるので好ましい。
【００７０】
なお、中央位置Ｃが同極位置Ａ１から３Ｌ／４より進んだ位置に位置すると、得られる推力定数が低く、また推力特性を示すグラフの傾きも急峻となってしまうため、例えば、装置が傾いた状態で設置されている場合に可動子７３を移動させることが困難となったり、可動子７３の移動速度を制御することが困難となったりする。これは、他端側の移動開始位置における第２のＷ相コイル７３１ｆについても同様である。
【００７１】
また、これら第１のＵ相コイル７３１ａ、第２のＷ相コイル７３１ｆの位置における下限は特に限定されない。すなわち、可動子７３の移動開始位置において、これら第１のＵ相コイル７３１ａ、第２のＷ相コイル７３１ｆの中央位置がそれぞれ同極位置Ａ１、ＡＮに近づけば近づくほど得られる推力定数も大きくなるが、これに反して可動子７３の移動範囲も短くなってしまうので、適宜、装置構成に応じて下限を設定することが好ましい。
［第２の実施形態］
次に、リニアモータ７の第２の実施形態について説明する。図９は、第２の実施形態におけるリニアモータ７の概略断面図である。なお、第１の実施形態に係るリニアモータと同一の機能を有するものについては、同一の符号を付してその説明は省略する。すなわち、第２の実施形態におけるリニアモータ７は、パイプ状部材７１１の両端に配置された磁石７１２ａ及び７１２ｂの長手方向の長さが、磁石７１２のピッチ幅Ｌに比べて半分のＬ／２である点と、規制部材３３１ａ、３３１ｂの横幅Ｗ１、Ｗ２が第１の実施形態における規制部材３３１の横幅よりも短い点以外は、第１の実施形態と同一の構成である。
【００７２】
図１０は、コイル位置と推力定数との関係を示す推力特性グラフである。すなわち、図１０において横軸は、第１のＵ相コイル７３１ａの中央位置を示し、縦軸は、第１のＵ相コイル７３１ａの中央位置に対応して可動子７３で得られる推力定数をパーセント表示で示している。
【００７３】
このように、端部の磁石７１２ａ、７１２ｂの長手方向の長さを磁石７１２のピッチ幅Ｌの半分の長さＬ／２にしても、十分な推力定数を得ることが可能である。すなわち、可動子７３の第１のＵ相コイル７３１ａの中央位置が、磁石７１２ａとこの磁石７１２ａに隣り合う磁石７１３ｃにより形成される同極位置Ａ１から３Ｌ／４の位置に位置される。そして、この位置を可動子７３の移動開始位置とすることにより、十分な推力定数を得ることが可能である。
【００７４】
更に、磁石７１２ａ、７１２ｂが短い分だけ固定子７１を短くすることができるので、装置を副走査方向に小さくすることが可能となる。なお、磁石７１２ａ、７１２ｂの長手方向の長さは、極度に短くしてしまうとパーミアンス係数が低くなり減磁が発生しやすくなるため、Ｌ未満Ｌ／２以上であることが好ましい。
【００７５】
なお、本実施の形態においては、移動板３３が規制部材３３２を備え、この規制部材３３２がリニアモータ保持部７２に当接することにより可動子７３の移動開始位置を規制するようにしたが、例えば、可動子３３の側面に規制部材を備え、この可動子３３の規制部材がリニアモータ保持部７２に当接して可動子７３の移動開始位置を規制するようにしても良い。また、リニアモータ保持部７２自身が規制部材の機能を備えていても良い。すなわち、本発明を満足すように可動子７３の移動開始位置を規制するのであれば、どういった構成であっても構わない。
【００７６】
また、露光走査装置の一例として、固定板８に支持された輝尽性蛍光体プレートＰを光学ユニット２で読み取る放射線画像読取装置を用いて説明したが、露光走査装置はこれに限定されることなく、例えば、感光材料が塗布されたシートをドラムの表面に巻き付け、光学ユニットをドラムの長手方向に移動させながら感光材料を露光するドラム型の露光走査装置などであっても良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明のリニアモータを利用した放射線画像読取装置の概略斜視図である。
【図２】図１におけるＸ−Ｙ平面図である。
【図３】放射線画像読取装置の速度制御部を示すブロック図である。
【図４】図１のＹ−Ｚ平面におけるリニアモータの概略断面図である。
【図５】可動子が図４において左側の移動開始位置に位置するときの拡大断面図である。
【図６】可動子が図４において右側の移動開始位置に位置するときのリニアモータの概略断面図である。
【図７】移動板を基台側から見たときの斜視図である。
【図８】第１の実施形態における、コイル位置と推力定数との関係を示す推力特性グラフである。
【図９】第２の実施形態におけるリニアモータの概略断面図である。
【図１０】第２の実施形態における、コイル位置と推力定数との関係を示す推力特性グラフである。
【図１１】従来技術に係るリニアモータの概略断面図である。
【図１２】図１１に示すリニアモータにおける、コイル位置と推力定数との関係を示す推力特性グラフである。
【符号の説明】
【００７８】
１  放射線画像読取装置
２  光学ユニット
７  リニアモータ
３３  移動板
７１  固定子
７２  リニアモータ保持部
７３  可動子
３３１  裁置台
３３２  規制部材
７１１  パイプ状部材
７１２  磁石
７３１  コイル
Ａ１〜ＡＮ  同極位置
Ｂ  同極位置Ａ１から移動開始方向の反対方向に３Ｌ／４離れた位置
Ｃ  第１のＵ相コイルの中央位置
Ｘ  可動子の移動開始方向
【図１】
2007336697.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007336697.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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