(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの排気口がその中心に形成されているディスクを複数、当該ディスクの表面が集まってプラテンの支承面を構成するように配列したディスク配列体と、
前記ディスク配列体を構成する前記各ディスクの排気口から当該排気口の半径方向に横切って流れるように、前記ディスク配列体に流体を供給する気送システムとからなる、画像記録媒体を支承するための流体支承式結像面プラテン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザ書込みシステムに関し、詳述すれば、光学系と撮像システムとの間での相対移動をもたらすシリンドリカル形状の流体支承式結像面プラテンに関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
データを画像記録媒体に書き込むのにレーザ書込みシステムが使われている。図１に示した従来公知の典型的なレーザ書込みシステムでは、レーザビーム１２が、ドラム１７に設けた、例えば感光層、殊に写真フィルムないし写真感光紙の如くの画像記録媒体を高速走査するようになっている。その際、画像記録媒体はレーザ光を吸収して当該画像記録媒体上に像を形成する。このような装置にあっては、画像記録媒体を走査するレーザビーム１２は、複数の反射面を有する回転多面鏡の如くの走査光学系１４を介して画像記録媒体を照射されるようになっていて、画像記録媒体の幅方向に沿って１６で示したように直線走査する。この画像記録媒体全体を走査するためには、画像記録媒体はレーザビーム１２の走査に同期して当該レーザビーム１２に対して前進させる必要がある。画像記録媒体が図示のようにドラム１７に設けられている場合では、レーザビーム１２が走査を行う都度ドラム１７を回転させることで、画像記録媒体の全面を走査するようになっている。このドラム１７の回転駆動とレーザビーム１２の走査との同期は、サーボモータや類似の駆動機構を用いてとられるようになっている。
【０００３】
前述の用の回転ドラムを用いた結像装置における走査光学系は、読取りシステムから送られた原画像をライン像の集まりとしてドラムの回転と同期をとりつつドラム上の画像記録媒体に順次ライン記録するように構成されている。この場合では、レーザビームがドラム１７の一方端から他方端の方へと走査するに当たり、走査線１６の中心における画素１８はドラムの何れかの端部における画素１９よりも走査光学系１４に近いことから、画像記録媒体の表面と多面鏡の反射面とを共役関係に保つための補償作用が行われている。即ち、多面鏡の反射面と画素との間の前述した距離の差を補償することで、画素１８と画素１９とがほぼ同一の大きさとなるようにしている。
【０００４】
このように図１に示した従来構成では、補償作用を行わない場合では記録された画像に歪曲が発生する問題があり、それを解消するには光学系の構成が複雑にならざるを得ないなどの問題がある。
【０００５】
また、一部のレーザ書込みシステムに、原画像を線分解しないで丸ごと画像記録媒体に照射することで走査光学系を簡単にしたものがある。このようなレーザ書込みシステムでは、前述のような距離差による像の歪曲の問題点はなく、画像記録媒体の全ての面において走査光学系との距離は等しくなっている。他方、走査線が凹状に湾曲した円を描いているとすれば、プラテンもその形状に合わせて円形断面の樋状を呈していなければならない。その場合、湾曲した走査線に合わせるために、画像記録媒体は、当該画像記録媒体を湾曲した状態の保持するように形状が定められているプラテンを横切る方向に「引きずる(tow)」必要がある。
【０００６】
このように画像記録媒体を保持するプラテンの従来例としては米国特許第4,608,578号と同第4,505,578号とに開示されたものがある。しかし、これらの従来公知のプラテンでは、画像記録媒体はプラテンと物理的に接触するようになっていることから、画像記録媒体が媒体駆動システムによりプラテンを横切る方向に引きずられるにつれて画像記録媒体に摩擦力が作用する。この摩擦力の大きさは変動しやすい傾向があり、そのため摩擦力の変動が媒体駆動システムに影響して画像記録媒体の搬送速度の変動となって現れ、結果として形成される画像品質が劣化するなどの問題がある。
【０００７】
このような問題を解消する試みはこれまでに幾多となされているが、どれも成功していない。それはさておき、前述の問題を解消すべくなされたものに、米国特許第4,608,578号と同第4,505,578号に開示されたものがある。これらの特許文献では、感光媒体ないし走査機構を載置したキャリッジの移動を制御するのに流体圧シリンダを利用することが開示されている。また、このキャリッジを移動させるのに、制動付き重力式搬送システムを利用することが開示されている。つまり、前掲の特許文献に開示されているものでは、流体圧シリンダのピストンに落下する質量が作用することでキャリッジが推進されるようになっている。しかも、流体圧シリンダから流出する流体の流れは弁により制限されているので、ピストンの動きに制動がかけられたことになり、従って、質量の落下速度、ひいてはキャリッジの移動速度が一定に保たれている。要するに、キャリッジの速度は弁を流れる流体の流量を調整することで制御できるのである。
【０００８】
しかし、制動付き重力搬送システムを用いた装置においては、キャリッジの移動ストローク全体に亙って均一なキャリッジ移動速度を得るのが難しいとかの問題がある。即ち、キャリッジ移動速度、ひいてはある特定タイミングにおけるキャリッジの正確な位置は、重力、流体圧制動力、そして、レール上のキャリッジやシリンダ孔にある流体シールの如くの可動構成部品の間での摩擦力などがバランスをとっているから、一定にすることができるようになっている。ところが、摩擦力は著しく変動する傾向があるから、キャリッジ移動速度もそれにつれて変動する傾向がある。その上、これらの特許文献に開示されている装置は大型で複雑、そこへ落下式質量を垂直方向に方向付ける必要がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明は、画像記録媒体を移動させることにより生ずる振動の影響を減少した、画像記録媒体を相対移動自在に支承する流体支承式結像面プラテンを提供するのを目的としたものである。
【００１０】
また、画像記録媒体に対して書込み又は読取りを行うにあたり、当該画像記録媒体を空気の如くの流体のクッションで支承する、シリンドリカル状に湾曲した流体支承式結像面プラテンを提供することも、本発明のもう一つの目的である。
【００１１】
前述の本発明の目的は、少なくとも一つの排気口がその中心に形成されているディスクを複数、当該ディスクの表面が集まってプラテンの支承面を構成するように配列し、前記ディスク配列体を構成する前記各ディスクの排気口から当該排気口の半径方向に横切って流れるように空気の如くの流体を供給するように結像面プラテンを構成することにより達成できる。
【００１２】
この構成において、ディスクの中心にある排気口から流出した流体は、ディスクの表面が集まって構成しているプラテンの支承面に沿ってエアクッションを形成すると同時に、各ディスクの排気口から流体が放射状に外方へと流出すると当該ディスクとが像記録媒体との間の隙間に負圧が発生する。従って、画像記録媒体はこの負圧の作用でディスク配列体の支承面へ引きつけられると共に、エアクッションに乗りかかった状態で保持されることになる。従って、結像面プラテン上に載置された画像記録媒体が当該プラテンの支承面と直接接触するようなことはないので、問題となる摩擦は避けられるのである。
【００１３】
このような構成の結像面プラテンに載置した画像記録媒体と走査ビームとの相対移動は、シート送り調節ローラ装置により達成できる。このシート送り調節ローラ装置により走査ビームに対して画像記録媒体が結像面プラテンの支承面に沿って移動させられているときには、前述のようにエアクッションが支承面と画像記録媒体との間に介在していることから、結像面プラテンの支承面と画像記録媒体との間には摩擦は殆ど発生しない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以後、添付図面を参照しながら本発明の好ましい一実施の形態を詳述する。先ず図２において、本発明による湾曲した流体支承式結像面プラテンを２０で以て示す。この流体支承式結像面プラテン２０を利用したレーザ書込み装置は、レーザ光源３０と画像記録媒体４０とシート送り調節ローラ装置５０とからなり、シート送り調節ローラ装置５０は結像面プラテン２０上に載置された画像記録媒体４０を、結像面プラテン２０を横切る方向へ定速にて引き出すようになっている。
【００１５】
結像面プラテン２０の支承面６５のある表面側とその裏側の詳細な構成を図３と図４とにそれぞれ示す。先ず図３において、結像面プラテン２０は、所定パターンに配置した複数の円形ディスク６２からなるディスク配列体で構成されている。このように配置した複数のディスク６２のそれぞれの表面は互いに集まって、凹状に湾曲した結像面プラテン２０の凹状支承面６５を形成している。各ディスク６２のほぼ中心には排気口６４が形成されており、この排気口６４はディスク６２を支えるパイプ７４の内部通路７３と連通している。
【００１６】
図４に明確に示すように、前記パイプ７４は複数、互いに並置された状態で両端側から弧状の矩形断面中空フレーム７０により支持されている。この中空フレーム７０は前記パイプ７４と共にディスク６２の排気口６４への空気の如くの流体の供給路を形成している。即ち、図示しない送風機又は圧縮機から供給された空気は中空フレーム７０の内部を流れ、その後複数のパイプ７４へと分配された後にディスク６２の排気口６４を介して外方へ流出する。
【００１７】
図５と図６とを参照しながらディスク配列体を構成する各ディスク６２の詳細な構成を説明する。各ディスク６２の排気口６４から流出した空気は、先ず、当該ディスク６２の表面６９と画像記録媒体４０との間の隙間６６を矢印で示したように流れる。空気がディスク６２から隙間６６へ流入するに当たっては、図５において矢印で示したように、ディスクの中心にある排気口６４から当該ディスク６２の外周縁６８へと放射状に流れ、隣り合ったディスク６２の間の隙間８０へと流入した後に結像面プラテン２０から離脱する。排気口６４からの空気の流出量は全てのディスク６２つきほぼ同一となるように設定されている。
【００１８】
前述したようにディスク６２の排気口６４から流出した空気は放射状に広がって外方へと流れるから、ディスク６２の表面６９と画像記録媒体４０との間の隙間６６であって、排気口６４から離れたところで圧力の降下が生ずる。つまり、排気口６４から隙間６６へ流入しようとする空気の流れは高速になっているから、ベルヌーイ効果により前述したように圧力降下が発生するのである。しかも、この空気の流速はディスク６２の外周縁６８に近づけば近づく程減少する。
【００１９】
そこで、エネルギー保存の原理からして、動的損失が小さいところへ圧力降下が生ずると前記隙間６６に負圧は発生する。この負圧は隙間６６への入り口近傍、即ち、ディスク６２の排気口６４を出た直後で最大となり、外周縁６８に達すると共にゼロとなる。従って、空気の流速がかなり小さいディスクの外周縁にあっては、全圧はそれでも大気圧よりも僅かだけ高くなっている。
【００２０】
ここまで一つのディスク６２について画像記録媒体４０との関係での空気の流れを説明したが、全てのディスク６２のそれぞれの表面６９（即ち、支承面６５）とそれらの表面６９を覆う画像記録媒体４０との間に生ずる負圧は全体として、画像記録媒体４０の、ディスク６２とは反対側の表面に作用する大気圧と等しい圧力よりも低い。この圧力差により、画像記録媒体４０はディスク６２の表面６９の方へ、即ち、プラテンの支承面６５の方へと引きつけられる。しかも、前記隙間６６には絶えず空気が流れているから、その空気が画像記録媒体４０に対してエアクッションとなる。
【００２１】
つまり、プラテンの支承面６５の方へと画像記録媒体４０が引きつけられると、その画像記録媒体４０がディスク６２の表面６０に接触する傾向があるので、画像記録媒体４０と支承面６５との間にエアクッションが常時醸し出されるようにするためには、前記隙間６６における負圧を増加する必要がある。この作用により前述したように負圧のバランスがとれるのである。本発明の実施の形態においては、前述の二つの作用が相俟ってバランスをとるようにしており、それにより前記隙間６６の大きさ、即ち、画像記録媒体４０と支承面６５との間の間隔を約0.010〜0.015インチ（0.0254〜0.0381センチ）の範囲に維持することができる。しかし、正確にはこの間隔はディスク６２の直径やそのディスク６２の中心排気口６４の直径、空気の流量、表面形状、その他の要因などによっては変わる。
【００２２】
ディスク６２の表面上における画像記録媒体４０の部分は比較的こわばっている。従って、ディスク６２の中心からその外周縁へかけて変化している前記圧力差の影響で画像記録媒体４０が変形するようなことはない。本発明の好ましい実施の形態では、ディスク６２の直径は約７／４インチ（4.445センチ）であり、中心排気口６４の直径は３／１６インチ（0.47625センチ）である。ディスク６２がそれよりも大きいと、画像記録媒体が撓む傾向が見られるので望ましくない。しかし、それも画像記録媒体の厚みや隣接するディスク６２の間の間隔に応じては、より大きいディスクを用いることもできるようである。
【００２３】
本発明のその他の実施の形態としては、各ディスク６２の表面６９の表面形状を変えたものがある。例えば、図７に示した実施の形態では表面６９を球面状、図８に示した実施の形態では表面６９を円錐形状にしている。また、図９に示した実施の形態では、低くて薄い翼部材９０を表面６９に放射状に、しかも、円周方向に等間隔置き（角度θ置きに）設けている。兎も角、図７から図１１に示した各実施の形態による表面形状は、空気の流れ力学を向上すると共に、画像記録媒体の如くのシートのはためきを抑制することができ、しかも、騒音を小さくすることができる効果を有している。
【００２４】
空気の流れ力学をもっと向上させたい場合では、図１０に示すように各ディスク６２の外周縁に９５で示すように丸みをもたせ、その外周縁９５に沿って空気が排気されるようにすればよい。別の方法としては、図１１に示すように、同じ外周縁を平坦斜面６８とすればよく、その場合での斜面６８の傾斜角は１０〜３０度の範囲が望ましい。
【００２５】
上記の実施の形態では結像面プラテン上に画像記録媒体を支持する流体として空気を用いたものとしたが、空気以外の気体や液体を利用しても同様な効果を奏することもできる。また、各ディスク６２としては円形であると説明したが、その他の幾何学形状であってもよいのは言うまでもない。更に、排気口６４は各ディスク６２のほぼ中心に形成されているものと説明したが、中心から逸れたところに形成されていても良いものである。それに、画像記録媒体なる用語も、紙、フィルムなどのシートをも含むものと解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  回転多面鏡を用いた従来公知のレーザ書込みシステムの斜視図。
【図２】  本発明による空気支承式結像面プラテンを利用したレーザ書込み巣ステムの斜視図。
【図３】  図２に示したプラテンを斜め上方から見た拡大斜視図。
【図４】  図２に示したプラテンを斜め下方から見た拡大斜視図。
【図５】  図２に示したプラテンを構成する複数のディスクの内の一つを示す拡大斜視図。
【図６】  図５の示したディスクを利用して図２に示したプラテンの作用を説明するための側断面図。、
【図７】  図５に示したディスクの別の実施の形態を示す概略側断面図。
【図８】  図５に示したディスクのまた別の実施の形態を示す概略側断面図。
【図９】  図５に示したディスクの更に別の実施の形態を示す斜視図。
【図１０】  図５に示したディスクのもう一つの実施の形態を示す側断面図。
【図１１】  図５に示したディスクのその他の実施の形態を示す側断面図。
【符号の説明】
２０・・・・流体支承式結像面プラテン    ４０・・・・画像記録媒体
６２・・・・ディスク                    ６４・・・・排気口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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