JPH079532B2 - 複写機の光学装置 - Google Patents

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。

〈発明が解決しようとする問題点〉 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（無段階変倍や変
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。

また、実公昭59−39690号公報（米国特許第4397544号明
細書）には、複写倍率に応じて固定焦点の主レンズを目
的の倍率位置へと移動させる際に、円筒形状のカムを設
け、該円筒カムを回転させることにより上記主レンズを
所望の位置へと移動させることが開示されている。この
主レンズの移動に関連させて、補助レンズを主レンズに
重ねるように回動可能に設け、該補助レンズを選択的に
回動させるための上記円筒形状のカムとは別個のカム板
を設けている。そのため、上記主レンズの移動に合わせ
て上記カム板の沿って補助レンズを回動させ、主レンズ
の光軸に補助レンズを選択的に重ね合わせている。この
場合、各倍率に応じた数の補助レンズを予め用意し、各
補助レンズを回動可能に設けると共に、それぞれの補助
レンズに対応した複数のカム板を別個に設けている。

以上のことから、レンズの移動と共にミラー又は補助レ
ンズ等をレンズ移動経路に沿ってカム板等を設ける必要
があるため、その配置スペースが大きくなるだけでな
く、変倍数が多くなるに従って、そのカム板の形状が大
きくなるだけでなく、その数に応じた数のカム板を用意
する等の構成が必要となり、配置スペースを確保するた
めに光学装置全体が非常に大きくなる。そのため、変倍
数をある程度に限定して利用することが、固定焦点レン
ズを用いて変倍複写を行う場合には一般的な考えであっ
た。そのため、多段階の複写倍率が設定する場合には、
非常に安価な固定焦点レンズを用いることができず、非
常に高価なズームレンズを利用するしかなかった。

そこで、本発明によれば、構造が簡単な上、且つ無段階
変倍にも適した焦点固定レンズを使用した光学装置を提
供することを目的とする。特に本発明は一つの駆動系に
よりレンズ及びミラーを移動させることのできる光学装
置である。

〈問題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、モータ等の駆
動力により回転される円筒カムとミラーを保持し移動可
能に設けられたミラー保持部材とを連結する構成とな
し、上記円筒カムを回転させる駆動力にて更にレンズを
保持したレンズ保持部材をワイヤ等の移動手段を介して
移動させる構成を特徴とするものである。

〈作 用〉 以上のように構成された光学装置によれば、モータ等の
駆動源の回転力が直接円筒カム及びワイヤ等の移動手段
を駆動しているため、ミラーを移動させるための連結手
段が簡素化されており、ミラーを円筒カムの回転に応じ
て無段階に正確に移動できる。

〈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を通した反射光像の光
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31,32
がｖ及びv/2の速度で原稿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、変倍時の上記反
射ミラー31,32の走査速度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、ガイドレール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
す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、ミラー移動機
構を構成するミラー保持部材側のスライド部材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、スライド部材７に一端が固定され
た軸23の先端に、圧着ローラ24,25を保持する保持部材2
6が回転可能に設けられている。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25より相当の間隔を隔て
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。
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。従って、軸27,29先端の各圧着ローラ2
4,25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。

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の周面に設けたガイド21の形状
を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、スペース的にも
広くなることもなくなる。

尚、本発明の実施例によればレンズ33の保持部材４をワ
イヤ９にて移動させているが、これに限ることなくベル
トやチェーンあるいは歯車やピニオン及びラック等を設
けて移動させる構成としてもよい。また、円筒カム17に
直接固着されているラック15は、通常の歯車でもよく、
これに対してモータの回転軸に取付けられるピニオン14
を通常の歯車に代えればよい。

〈効 果〉 本発明の光学装置によれば、１個の駆動源にてミラー及
びレンズを倍率に応じて同時に移動させることができ
る。この場合、円筒カム周面に複写倍率に対応してミラ
ー位置を決めるガイドを形成するだけで、該ガイドに上
記ミラー移動部分を連接する機構を設ける非常に簡単な
構成によりミラー移動を行え、小型化及びコスト低減を
行える。しかも、円筒カムを回転させるだけで、駆動源
からの伝達効率が高まりミラーの正確な移動が可能にな
る。

特に、円筒カムに駆動源に直結する伝達部材である歯車
等を固着又は一体形成することで、駆動源からの回転等
が正確に伝えられる。

【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である。 1:原稿、2:記録媒体、3: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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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、 上記レンズを設定される複写投影倍率に応じた位置に移
   動させるための駆動源（13）の回転力が伝達されて回転
   される円筒カム（17）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
   位置に上記ミラー（34,35）を移動させる形状に形成さ
   れたガイド（21）と、 該ガイドに連接されており上記設定される複写投影倍率
   に応じた原稿から記録媒体までの全光路長を確保するた
   めに移動可能に設けられた上記ミラー（34,35）を上記
   ガイドによって移動させるミラー移動機構（22,7,23）
   と、 を備えたことを特徴とする複写機の光学装置。
2. 【請求項２】上記円筒カムを回転させる駆動源の回転力
   を伝達する手段（15）を該円筒カムに直接固着又は一体
   形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   複写機の光学装置。