JPH04348334A - ズーム変倍光学系の補正方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機等の走査型ズーム
変倍光学系の投影レンズの焦点距離にばらつきがある場
合に、各変倍時の結像における公称倍率と実際倍率とを
一致させるための精度向上に必要な投影レンズとミラー
等光路長可変手段との移動位置の補正に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機等の走査型ズーム変倍光学系にお
いては第３図に示すように原稿台ガラス１に臨ませた光
源２と複数のミラー３，４，５，６及び投影レンズ７を
用いて該原稿台ガラス１上の原稿画面１０を感光体ドラ
ム８等の像担持体に結像して画像を形成する。そして、
前記光源２と第１ミラー３は一体となり第１走行台を形
成し、前記第２ミラー４及び第３ミラー５とは一体とな
り第２走行台を形成して前記原稿台ガラス１に平行な同
一方向に走行して原稿画面１０をスキャンしている。こ
のような走査型ズーム変倍光学系の画像倍率を変更する
には該定倍率に対応して前記投影レンズ７を矢印Ａ方向
に位置調整して焦点調節を行うと共に前記第２走行台即
ち前記第２、第３ミラー４，５を移動する前パス方式ま
たは最終ミラーである前記第４ミラー６を移動する後パ
ス方式の何れかによってミラー位置を移動し前記原稿画
面１０から前記感光体ドラム８に至る全光路長を変更す
るようにしてある。なお、上述した従来の技術に関連し
て公開特許公報昭６１−５６３３５号及び公開実用新案
公報昭５７−３９０５７号が知られている。前者の特開
昭６１−５６３３５号は可変倍露光装置における変倍時
の光路長変化を後パス方式によってミラーを移動し調節
する光路長可変手段に関する。また後者の実開昭５７−
３９０５７号は可変倍露光装置における変倍時の光路長
変化を前パス方式によってミラーを移動し調節する光路
長可変手段とその駆動方法に関するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ズーム
変倍光学系に用いられる投影レンズの焦点距離はその製
作誤差などによって標準焦点距離に対し通常±１％前後
の範囲で許容誤差が設けられていて個々にばらつきをも
っている。

【０００４】従って、標準焦点距離の投影レンズに対し
ホームポジションである公称等倍位置での実際の画像倍
率が異りまた任意の変倍時に該レンズと同じ移動量であ
れば必然的にその実際の画像倍率も公称倍率と相異する
。例えば焦点距離２００ｍｍの投影レンズでは±２ｍｍ
前後の範囲で誤差を有し等倍位置を基点として２倍の拡
大倍率の移動量は約１００ｍｍ±１ｍｍ、また０．５倍
の縮小倍率の移動量は約２００ｍｍ±２ｍｍが計算値で
ある。そしてこの計算値を引用した２倍の拡大倍率側で
±１ｍｍの移動量誤差をもつ場合の実際の画像倍率は１
．９９倍或は２．０１倍となる。従来、拡大倍率が１．
５倍以下の普及型の複写機などではこのような１％前後
の倍率誤差はあまり問題とはならなかった。しかし解像
度が要求されかつ高倍率を備えたグレードの高い複写機
等にあってはユーザ側は等倍の画像倍率精度は勿論のこ
と最大倍率側（例えば２倍）及び縮小倍率側（例えば０
．５倍）での画像評価は出来上り画像を精測するなど極
めて厳しく評価し上述のような誤差量をもった画像倍率
のものは不可とされている。

【０００５】従って、このような問題点はグレードの高
い複写機等の性能上重大な欠点とされているので製造過
程で使用される投影レンズの焦点距離に応じてその画像
倍率をできるだけ公称設定倍率に近づけるようにいちい
ち解像度や画像倍率をチェックしながら反複して調整し
ているため熟練を要する作業であるし多くの労力と工数
がかけられている。しかし、自ずからこの調整作業にも
限界があって解像度或は画像倍率の何れかが満足されな
いことがある。本発明はこのような問題点を解決して投
影レンズの焦点距離がばらついていても容易にしかも正
確に公称設定倍率と一致する画像倍率と高解像度の結像
とを得ることのできるズーム変倍光学系の補正方法の提
供を課題目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的は原稿画面を投
影レンズと光路長可変手段とによって投影して各倍率の
画像を結像する走査型ズーム変倍方法において、所定可
変倍率内の任意の少なくとも１つの公称設定倍率の決め
られた光路長の中で前記投影レンズ及び／又は光路長可
変手段を移動して、該投影レンズが合焦した位置の実際
の画像倍率を測定し、該倍率値から １／ｆ＝１／ａ＋１／ｂ　　　　　　ｍ＝ｂ／ａＵ＝（
２＋ｍ＋１／ｍ）ｆ＋Ｈ＋δｍ によって該投影レンズの真の焦点距離を算出し、該焦点
距離と各公称倍率とから上式でＵ及びａ，ｂを計算して
該投影レンズ及び該光路長可変手段の各補正位置を決め
各変倍時に各公称の設定倍率と等しい実際の画像倍率が
得られるように該投影レンズ及び該光路長可変手段の移
動位置を補正したことを特徴とするズーム変倍光学系の
補正方法によって達成される。

【０００７】 但し　　ｆ：投影レンズの焦点距離　　　　ｍ：倍率ａ
：原稿画面から投影レンズ第１主点までの距離ｂ：投影
レンズ第２主点から結像面までの距離Ｈ：投影レンズの
主点間距離 δｍ：投影レンズの収差 Ｕ：原稿画面から結像面までの全光路長

【０００８】

【実施例】本発明の１実施例を第１図（ａ）（ｂ）のズ
ーム変倍光学系の構成を示す概要図と第２図の焦点距離
誤差をもつ投影レンズの移動量補正を示す図表とを用い
て説明する。しかし、本発明は本実施例に限定されるも
のではない。また、従来のものと同一機能のものは同一
記号をもって表わす。

【０００９】前述したように投影レンズの焦点距離は許
容誤差範囲内で個々にばらついていて変倍時に標準焦点
距離の移動量をそのまヽ適用すると当然のことながら移
動された位置での画像倍率に誤差ができる。

【００１０】第２図はこれらを補正するため拡大倍率側
を例に等倍位置０を基点とし標準焦点距離Ｆｏに対して
その補正の考え方を示した図表である。即ち、その補正
は前記標準焦点距離Ｆｏの最大倍率（例えば２倍）の移
動量を横軸で表わしたＤに対しそれより短い焦点距離Ｆ
ｓの場合前記Ｆｏと同じ移動量Ｄであっては当然該Ｆｏ
の画像倍率に対して小さいので一致した画像倍率とする
ために横軸で表わしたｄｓの移動量を前記移動量Ｄに付
加して補正すればよい。また長い焦点距離ＦＬの場合は
、前記Ｆｓの場合とは逆に図に示すようにｄＬの移動量
を前記移動量Ｄから減少させることによってその実際の
画像倍率は前記Ｆｏの倍率、即ち公称設定倍率と一致す
る。

【００１１】そして、等倍から拡大側及び縮小側の任意
の倍率位置についてもこの考え方に基いて補正される。

【００１２】そこで本発明は第１図（ａ）に示すように
先ず使用される投影レンズ７の真の焦点距離の値を得る
ために例えば、ホームポジションである等倍位置におい
て（ａ）全光路長を一定とした中で該投影レンズ７を第
１ステッピングモータ９によって光軸上矢印Ａ方向前後
に微動させて合焦位置を選定する。又は他の手段として
（ｂ）該投影レンズ７を固定し、一体となっている第４
ミラー６と第５ミラー６ａとからなる光路長可変手段６
０を光路長可変用の第２ステッピングモータ９ａによっ
て該レンズ７の光軸上矢印Ａ方向前後に微動させて該レ
ンズ７の合焦位置を選定する。また場合によっては、も
う一つの手段として、（ｃ）投影レンズ７と前記光路長
可変手段の両方を光軸上矢印Ａ方向前後に微動させて、
該投影レンズ７の合焦位置を選定する。そして合焦した
位置で例えば、ＣＣＤ又は目視による調整治具（図示せ
ず）を用いてそのときの実際の画像倍率ｍを測定する。 そして測定された実際の画像倍率ｍとそのときの全光路
長Ｕとを用いて １／ｆ＝１／ａ＋１／ｂ　　　　　　ｍ＝ｂ／ａＵ＝（
２＋ｍ＋１／ｍ）ｆ＋Ｈ＋δｍ の関係式から前記投影レンズ７の真の焦点距離ｆを求め
る。

【００１３】 但し　　ｆ：投影レンズの焦点距離　　　　　ｍ：倍率
ａ：原稿画面から投影レンズ第１主点までの距離ｂ：投
影レンズ第２主点から結像面までの距離Ｈ：投影レンズ
の主点間距離 δｍ：投影レンズの収差 Ｕ：原稿画面から結像面までの全光路長そして、その後
、真の焦点距離及び任意の設定倍率により上式からＵと
ａ，ｂを求め、該投影レンズ７及び光路長可変手段６０
の補正位置即ち、移動量を決定する。そして、あらかじ
め前記調整治具と複写機内に内蔵するＣＰＵ１１とをリ
ンクさせかつ個々の前記投影レンズ７のもつ前記真の焦
点距離、例えば前述のＦｓ，ＦＬのそれぞれに対応し前
述のように補正された移動量が計算されるようにしてあ
るので該調整治具のテンキーに求められた真の焦点距離
を打ち込むことによって補正された等倍位置と共に各変
倍時の設定倍率毎に補正された投影レンズ７及び光路長
可変手段６０の移動量が直ちに算出され同時に前記ＣＰ
Ｕ１１にインプットされる。そして、ステッピングモー
タの１パルスによる移動量は決められているので前述の
ようにして記憶された前記ＣＰＵ１１の制御する補正す
べきパルス数の印加に従って投影レンズ駆動用の第１ス
テッピングモータ９が駆動され等倍位置を補正してホー
ムポジションを決める。そして、各変倍時には前記ＣＰ
Ｕ１１の補正された移動量のパルス印加により第１図（
ａ）に示すように前記第１ステッピングモータ９と連動
する前記投影レンズ７を移動し同時に光路長可変用の第
２ステッピングモータ９ａも駆動して光路長可変手段６
０を構成する第４ミラー６及び第５ミラー６ａとが一体
となってレンズの移動方向と平行に移動することによっ
て全光路長を変化して所要の実際の画像倍率と公称設定
倍率とを一致させる。

【００１４】そして、原稿台ガラス１に臨ませた光源２
によって照射された原稿画面１０は第１、第２、第３ミ
ラー３、４、５によって投影され矢印で示す方向に前記
投影レンズ７及び光路長可変手段である前記第４ミラー
６及び前記第５ミラー６ａを経て最終段の固定された第
６ミラー６ｂ面に入光し反射されて感光体ドラム８面上
に所要の倍率による投影画像が結像される。

【００１５】このようにして極めて解像度のよい結像と
公称設定倍率に等しい所要の画像倍率とが得られる。前
述した光路長可変手段の例はいわゆる、後パス方式によ
ってその光路長を変化調節して所要の公称倍率に等しい
実際の画像倍率が得られるようにしている。一方、第１
図（ｂ）に示すように前記投影レンズ７からの投影画像
を前記感光体ドラム８に入光させる最終段である第４ミ
ラー６の位置は固定し、前述した第２走行台を構成する
第２ミラー４及び第３ミラー５とを一体に投影レンズの
移動方向と平行に前記ＣＰＵ１１の制御する光路長可変
用の第２ステッピングモータ９ｂによって移動して各変
倍時の光路長を変化調節する前パス方式による光路長可
変手段を用いて所要の画像倍率を得ることが可能である
。

【００１６】従って、各変倍時に第１図（ａ）に示す後
パス方式または第１図（ｂ）の前パス方式の何れの光路
長可変手段を用いてもさしつかえない。

【００１７】なお、合焦位置における実際倍率測定によ
る焦点距離の算出は、任意の１つの設定倍率位置での実
際倍率測定で充分であるが、それ以上の任意の設定倍率
位置での実際倍率の測定を行って各投影レンズ及び光路
長可変手段の補正位置の補間をし合うことも良策である
。

【００１８】

【発明の効果】本発明によって複写機等のズーム変倍光
学系に用いる投影レンズの焦点距離にばらつきがあって
も容易に光学系の組立調整ができると共に、等倍や変倍
時に極めて解像度のよい結像と公称設定倍率に等しい実
際の画像倍率とが得られるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ）は本発明の１実施例によるズーム
変倍光学系の構成を示す概要図。 第２図は焦点距離誤差をもつ投影レンズの移動量補正を
示す図表。 第３図はズーム変倍光学系の原理図。

【符号の説明】

１・・・原稿台ガラス　　　　　　２・・・光源３・・
・第１ミラー　　　　　　　　４・・・第２ミラー５・
・・第３ミラー　　　　　　　　６・・・第４ミラー６
ａ・・・第５ミラー　　　　　　６ｂ・・・第６ミラー
７・・・投影レンズ　　　　　　　　８・・・感光体ド
ラム９・・・第１ステッピングモータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　原稿画面を投影レンズと光路長可変手
   段とによって投影して各倍率の画像を結像する走査型ズ
   ーム変倍方法において、所定可変倍率内の任意の少なく
   とも１つの公称設定倍率の決められた光路長の中で前記
   投影レンズ及び／又は光路長可変手段を移動して、該投
   影レンズが合焦した位置の実際の画像倍率を測定し、該
   倍率値から １／ｆ＝１／ａ＋１／ｂ　　　　　　ｍ＝ｂ／ａＵ＝（
   ２＋ｍ＋１／ｍ）ｆ＋Ｈ＋δｍ によって該投影レンズの真の焦点距離を算出し、該焦点
   距離と各公称倍率とから上式でＵ及びａ，ｂを計算して
   該投影レンズ及び該光路長可変手段の各補正位置を決め
   各変倍時に各公称設定倍率と等しい実際の画像倍率が得
   られるように該投影レンズ及び該光路長可変手段の移動
   位置を補正したことを特徴とするズーム変倍光学系の補
   正方法。 但し　　ｆ：投影レンズの焦点距離　　　　ｍ：倍率ａ
   ：原稿画面から投影レンズ第１主点までの距離ｂ：投影
   レンズ第２主点から結像面までの距離Ｈ：投影レンズの
   主点間距離 δｍ：投影レンズの収差 Ｕ：原稿画面から結像面までの全光路長