JPH071369B2

JPH071369B2 - 光学装置におけるミラー移動機構

Info

Publication number: JPH071369B2
Application number: JP62010909A
Authority: JP
Inventors: 明宏大黒
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1987-01-20
Filing date: 1987-01-20
Publication date: 1995-01-11
Anticipated expiration: 2010-01-11
Also published as: JPS63179346A

Description

【発明の詳細な説明】＜技術分野＞本発明は変倍機能を付加した複写機において、変倍のた
めに焦点固定レンズを用いて原稿画像に対して記録媒体
上に変倍投影を行うための光学装置に関する。

＜従来技術＞電子写真複写装置において、原稿の画像を記録媒体（例
えば表面が光導性層からなる感光体）に結像させる場
合、多数のミラー及びレンズからなる光学装置を用いて
いる。この光学装置は、記録媒体に等倍像を形成する場
合、原稿面とレンズとの光路長ａが、レンズと記録媒体
表面との光路長ｂとをａ＝ｂの関係になるようにミラー
及びレンズを適宜配置している。この場合、焦点固定レ
ンズの焦点距離をｆとすれば、ａ及びｂは2fとなるよう
に設定される。つまり、レンズの焦点距離ｆに対し、ａ
及びｂはの関係にあり、等倍の場合は、ａ＝ｂであるからａ及び
ｂを2fに設定すればよい訳である。

ここで、記録媒体上に投影する倍率ｍは、で示される通りであって、記録媒体へ拡大投影する場合
には、レンズを原稿面側へ近ずけ（第３図において左
側）ればよく、縮小投影するのであればレンズを記録媒
体側へ近ずければよい。そのため、変倍複写を行う場合
には、レンズを移動させる必要がある。また、このレン
ズの移動と同時に各倍率に応じた光路長（ａ＋ｂ）を補
償するために、光路に配置されているミラーを移動させ
る必要がある。従来では、このレンズ及びミラーの移動
を変倍率に応じて、夫々関連させて移動させている。

＜発明が解決しょうとする問題点＞従来、焦点固定レンズを使用すれば、投影倍率に応じて
レンズ及びミラーを移動させる構成が非常に複雑且つ大
きなスペースを必要としていた。例えば、レンズ及びミ
ラーを別々の駆動系を用いて移動させるものがあるが、
この場合にはコストが高くなる一方、両者の駆動系を各
倍率により関連させて駆動させるため、両者を精度的に
向上させることが必要となり、よりコスト高になる。

また、一つの駆動系により、レンズ及びミラーを倍率に
応じて移動させるものが特開昭59-69749号公報「電子写
真複写機の光学装置」に開示されている。これは、レン
ズをモータにて駆動されるワイヤを利用して変倍率に応
じて移動させると共に、モータに連結手段を介して連結
された平面カムにてミラーを必要距離移動させるもので
ある。この例では、変倍範囲が広い（無段階変倍数が多
い場合）場合であれば、平面カム等が複雑且つ大きくな
る傾向にある。そのため、カムを配置するためのスペー
スが大きくなることから、変倍数が少ないものに限られ
ていた。

上記平面カムに代えて第１図に示す様に円筒状（17）の
周面にミラー（34）を移動させるためのガイド（21）を
設けた構成の円筒カム（17）を設けるものが考えられ
る。このガイドを両側から挾むように圧着機構（22）を
ミラー（34）側に取付けることで、円筒カムが回転すれ
ば、圧着機構（22）を介してガイドに沿ってミラーが移
動される。この様な構成において、レンズの移動量ｙは
倍率ｍに対して比例するため、直線的に変化する。しか
し、ミラーの移動量ｘは、倍率ｍに対して２次関数的に
比例する。その結果、ガイド（21）は円筒カムの展開し
ても直線的にはならない。そのため、ガイド（21）は、
円筒カムの回転角によりその傾斜角が大きく変化するこ
とになる。従って、ガイド（21）に接する圧着機構（2
2）の一方のローラ（24）の中心軸（27）とガイド（2
1）の接触面との距離が、円筒カム（17）の回転角に応
じて変化するため、正確な位置へミラーを移動できなく
なる。

そこで本発明によれば、上述の如く円筒カムを用いるも
のにおいて、ミラーの正確な移動を可能にする光学装置
のミラー移動装置を提供することを目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞本発明は上述の問題点を解決するために、第１図に示す
如く円筒カム17の外周面上に設けられた倍率ｍに応じて
形成されているガイド21に対し、圧着機構22の圧着ロー
ラ24,25が常に圧接する様に且つガイドの圧接部からロ
ーラ軸27までの距離が一定となるべく、ローラ24等を取
付けてなる保持部材26を軸23に対して回転可能に設けた
構成を特徴とする。

特に本発明によれば、圧接機構22として円筒カム17のガ
イド21を両側が挾持するように圧着ローラ24,25を設け
ており、この圧着ローラ24,25間を圧接用のスプリング2
9により、ガイド21の両側面にローラ24,25が圧接するよ
うに構成されている。

＜作用＞以上の様に構成された本発明の装置によれば、ミラーを
移動させるための円筒カム17のガイド21が、カム17の回
転角に応じて傾斜角が変化しても圧着ローラ24等がガイ
ド21の側面に常に同一状態で圧接する。これは、ローラ
24を取付けた保持部材26が回転するためであって、ガイ
ド21のローラ24が圧接する面に沿って、ミラー34等を正
確な位置へと移動できる。

＜実施例＞第１図は本発明による光学装置のレンズ及びミラーの移
動機構を示す平面図、第２図は本発明によるミラー移動
機構の詳細を示す斜視図、第３図は本発明における光学
装置の全体構成を示す側面図である。

まず第３図において、図中１は原稿、２は原稿画像が投
影される円筒形状の記録媒体、３は原稿と記録媒体との
間に配置された光学画像を投影するための光学装置であ
る。本発明による光学装置３は、その一例を示せば原稿
からの反射光像を受けて反射する第１の反射ミラー30、
第１の反射ミラー30からの反射光像の光路を反転させる
第２及び第３の反射ミラー31,32、焦点距離ｆが固定で
ある投影用のレンズ33、レンズ33を通して反射光像の光
路を再度反転させる第4,第５の反射ミラー34,35、及び
第５の反射ミラー35からの反射光像を記録媒体２表面上
に向ける固定反射ミラー36とを備えて構成されている。
この光学装置３は、原稿１の全長を光学的に走査するた
めには、原稿１そのものが移動する他に、固定原稿に対
して第１の反射ミラー30及び第2,第３の反射ミラー31,3
2が速度ｖ及びv/2で原稿１に平行に移動される。但しｖ
は複写倍率ｍに応じて変化しており、変率時のvmはvm＝
v/mとなる。

また、光学装置３は投影倍率に応じて、矢印方向にレン
ズ33及び第4,第５の反射ミラー34,35が移動される。レ
ンズ33は、第１図に示す如くレンズ保持部材４上に固定
保持されている。また、第4,第５の反射ミラー34,35は
同一のミラー保持部材５に取り付けられている。そし
て、レンズ保持部材５はレンズ移動用のガイドレール６
に対してスライド可能に設けられており、ミラー保持部
材５はミラー保持用のスライド部材７を介してレール８
に沿ってスライド可能に設けられている。スライド部材
７は、ミラー保持部材５に固定されており、スライドレ
ール８に沿ってスライドする。

次にレンズ及びミラー保持部材4,5を倍率に応じて移動
させる構成について以下に説明する。上記レンズ保持部
材４には、ワイヤ９が固定されており、このワイヤ９は
３個のプーリ10,10及び11に張架されている。プーリ10
は回転可能に設けられており、プーリ11は駆動用歯車12
が同軸上に固定されており、ワイヤ９を駆動する。ま
た、歯車12はモータ（図示せず）の回転軸に直結された
歯車13と噛み合い、モータの回転力が伝達されてワイヤ
９を駆動している。以上がレンズ33を移動させるための
機構の構成である。尚、ガイドレーム６が傾斜している
が、これは原稿１の片側を基準として記録媒体２に投影
するためである。

そして、レンズ30の移動と連動して移動されるミラー3
4,35の移動機構は、上記モータの回転軸に歯車13共々直
結されたピニオンギア14と噛み合うラック15を備えてい
る。ラック15は軸16を中心に回転可能に設けられてお
り、軸16にはラック15と同時に回転する円筒カム17が設
けられている。ラック15は円筒カム17に固着又は一体的
に形成されており、モータ等の回転を円筒カム17に伝達
させるための手段を必要とせず、直接伝達できる。この
場合、従来であればモータの回転力を他の伝達手段を介
してカム等の回転軸に伝達する構成が一般的であって、
カムと伝達手段等の軸のガタ等の影響を受け、モータ等
の回転が正確に伝わらなかった。しかし、本発明の実施
例の如く円筒カム17をモータの回転力が直接伝達される
ラック15と一体的に形成あるいは固着しているため、円
筒カム17をモータの回転に合わせて正確に回転させるこ
とができる。

上記ラック15及び円筒カム17の一体形成部材を回転可能
に設けてなる軸16は、円筒カムホルダー18に取付けられ
ている。軸16の両端にはＥリング19が固着されており、
ホルダー18の脱落を防止している。また、軸16に設けら
れたＥリング19−１は、円筒カム17の位置決め用のもの
で、円筒カム17とホルダー18との間に介在されたスプリ
ング20の付勢力により、ラック15がそれ以上の移動を規
制され、円筒カム17の位置決めを行う。この円筒カム17
の円周上には、倍率に応じてミラー保持部材５を移動さ
せるために、ガイド21が形成されている。ガイド21は、
各倍率に合うように予め計算されて設定されている。つ
まり、の関係が周知であって、等倍の時の原稿１と記録媒体２
との全体の光路長ＬはＬ＝ａ＋ｂ＝4fの関係にある。こ
こで、ａは先に説明した通り、原稿１面からレンズ33ま
での光路長、ｂはレンズ33から記録媒体２との間の光路
長、ｆはレンズ33の固定の焦点距離である。そして、変
倍の場合はとなる。尚、ｍは変倍における倍率である。これによ
り、変倍時の光路の全長Lmとしては、（１）式よりとなる。従って変倍時においては、（２）式に示す通り
全体の光路長Lmを確保するために、ミラー保持部材５を
移動させればよい。しかし、第１図に示す実施例によれ
ば第４及び第５の反射ミラーの２枚のミラーが同時に移
動するため、保持部材５の移動量ｘは（２）式よりとなる。そのため、円筒カム17のガイド21は、ミラーの
移動量ｘを得るように形成されている。即ちｘはとなる。

上記ガイド21は、特に第１図において右側の側面が投影
倍率ｍに対してとなるように正確に形成されている。これは次に説明す
るガイド21に圧接される圧着機構22の関係からも理解で
きるものと思料する。

上述のように形成された円筒カム17のガイド21に対し
て、ミラー保持部材５を移動させるために、ミラー保持
部材の一側面を固定したミラーを移動可能に支持する支
持部材を構成するミラースライド部材７に取付けられて
いるガイド圧着機構22が設けられている。このガイド圧
着機構22は、第４図にその詳細を示す通り、圧着ローラ
24,25及び該圧着ローラ24,25を保持してなる保持部材26
とからなり、ミラーを移動可能に支持してなるミラース
ライド部材７に連結するために、該ミラースライド部材
７に一端を固定してなる連結部を構成する軸23の先端に
対し、上記保持部材26が回転可能に設け設けられてい
る。上記圧着ローラ24は、保持部材26に取付けられた軸
27に回転可能に設けられており、圧着ローラ25は圧着ロ
ーラ24より相当つ間隔を隔てて保持部材26に圧着ローラ
24方向に移動するように、取付けられた軸28の先端部に
回転可能に設けられている。つまり、軸28は、保持部材
26に設けられた長孔26_-1の範囲内で移動可能に設けられ
ている。そして、保持部材26に取付けられた各軸27,28
は、スプリング29にて付勢されており、軸28が軸27方向
に付勢されることになる。上記スプリング29は、第４図
に示す如く一端が保持部材26に形成された開口部26_-2に
固定されており、軸27,28を介して他端が開口部26_-2の
反対側に固定されている。特に、軸27は保持部材26に対
し変位不能に取付けられており、先端の圧着ローラ24が
ガイド21の倍率ｍに応じて正確に形成された面に当接す
る側となる。

上述のように軸27,28先端に設けられた各圧着ローラ24,
25は、円筒カム17のガイド21を挾むよう配置されている
ことから、スプリング29にてガイド21を両側より適度の
圧力でもって圧着されることになる。よって、モータの
回転に応じてラック15を介して円筒カム17が回転すれ
ば、ガイド21に沿って圧着機構22によりミラー保持部材
５が移動することになる。

以上説明したように構成された光学装置によれば、複写
倍率ｍに応じてレンズ及びミラーを移動させるためのモ
ータが正転又は逆転され、この時の回転角等は複写倍率
に応じて決まる。上記モータが回転することで、ワイヤ
９が駆動され、レンズ保持部材４を複写倍率ｍに応じて
移動される。従ってレンズ33は倍率ｍに応じた距離だけ
移動される。この時の移動距離ｙはｙ＝ｆ（１−ｍ） …（４）となる。つまり、倍率ｍが縮小であれば、第３図におい
て、（４）式により右方向へレンズ33が移動される。逆
に拡大であれば左方向にレンズ33が移動される。但し、
第３図において図に示すレンズ33の位置が等倍位置の場
合である。上述の如くレンズ33は、倍率に応じて直線的
に移動されることになる。

一方、レンズ33の移動と同時に、第４及び第５の反射ミ
ラー34,35が倍率ｍに応じて右方向に移動される。この
時、円筒カム17がモータより直接ラック15に伝達されて
回転するため、この構成が非常に簡単になる。また円筒
カム17を回転させて第4,第５の反射ミラー34,35を移動
させるため、円筒カム17の外周面に設けたガイド21の形
状を倍率に応じて変えることで、広い変倍範囲を確保で
きるだけでなく、カム全体の形状が複雑化することな
く、スペース的に広くなることはない。

また、ミラーの移動に際し、ガイド21の傾斜角が倍率ｍ
に応じて変化、つまり円筒カム17の回転角に応じて変化
する。しかし、ガイド21に圧着される圧着ローラ24,25
が常に同一状態で圧着される。これは、ローラを取付け
た保持部材26が軸23を中心に回転するためであって、ガ
イド21の一方の面と圧着ローラ24の軸27との距離が常に
一定になるため、ミラー34,35を正確な位置に移動され
る。特に、圧着ローラ24と圧着されるガイド21の側面が
倍率ｍに対して（３）式の関係で正確に形成されてお
り、且つ圧着ローラ24の軸27側が保持部材26に位置決め
られた状態で取付けられていることから、ミラー34,35
の移動をより正確に行うことが可能となる。

尚、本発明の実施例によれば、レンズ33を移動させる駆
動手段（モータ）によりミラーを同時に移動させる構成
のものとして説明したが、他の駆動手段を別個に設けて
ミラーを移動させる構成であってもよい。要は本発明に
よれば、ミラーを円筒カム21を設けて移動させるものに
全てにおいて有効なものである。

＜効果＞本発明の装置によれば、ミラーを複写倍率ｍに応じて２
次関数的に移動させるものであっても、円筒カムのガイ
ドに沿って正確な位置へと移動でき、ガイドを両側から
挾持する圧着部材が回転可能に設けられているため、そ
のガイド側面に沿うより精度の高い位置付けのための移
動が可能になる。

特にガイドに圧接する側の圧接部材（例えばローラ）を
位置決めることでより正確なミラーの移可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光学装置のレンズ及びミラーを移
動させる機構を示す平面図、第２図は第１図のミラーを
移動させる機構の詳細を示す斜視図、第３図は本発明の
光学装置の全体構成の一例を示す側面図、第４図は本発
明のミラー移動機構による圧着機構部の詳細を示す斜視
図である。 1:原稿、2:記録媒体、3:光学装置、33:光学装置、33:レ
ンズ、34,35:第4,第５の反射ミラー、4:ミラー保持部
材、5:レンズ保持部材、6:ガイドレール、8:スライドレ
ール、9:ワイヤ、14:ピニオン、15:ラック、17:円筒カ
ム、21:ガイド、22:圧着機構、23:軸、24,25:圧着ロー
ラ、26:保持部材、27,28:圧着ローラの軸、29:スプリン
グ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿の画像を記録媒体に投影するための光
学装置（３）であって、該光学装置を構成する焦点固定
レンズ（33）を設定される複写投影倍率に応じて移動さ
せると共に、該倍率に応じた光路長を確保するためにミ
ラー（34,35）を光路方向に移動可能に設け、上記複写
投影倍率に応じた位置に移動させてなる複写機の光学装
置において、上記ミラーを移動可能に保持してなる支持部材（７）
と、上記レンズの複写投影倍率に応じた位置への移動に対応
させて、該複写投影倍率に応じた光路長を確保するべく
上記ミラーを移動させるために回転される円筒カム（1
7）と、該円筒カムの回転周面上に、上記複写投影倍率に応じた
位置に移動させ原稿から記録媒体までの全光路長を確保
するための形状に突出状態で形成されたガイド（21）
と、該ガイドを両側より挾持しガイドの両側面に圧着される
圧着部材（24,25）及び該圧着部材を保持してなる保持
部材（26）からなる圧着機構（22）と、該圧着機構と上記ミラー支持部材とを連結してなり、該
圧着機構を上記ミラー支持部材に対して回転可能に設け
てなる連結部（23）と、上記圧着部材を上記ガイド面へ圧着する方向に付勢する
付勢手段（29）と、を備えたことを特徴とする光学装置におけるミラー移動
機構。
【請求項２】上記圧着機構は、上記ガイドの側面が倍率
に応じて形成された面と圧接する圧着部材（24）が保持
部材に位置決められ、もう一方の圧着部材（25）を移動
可能に保持部材（26）に設けられたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の光学装置におけるミラー移動
機構。
【請求項３】上記圧着部材は保持部材に対し回転可能に
設けられてなる圧着ローラからなることを特徴とする特
許請求の範囲第１項または第２項記載の光学装置におけ
るミラー移動機構。