JP2515714B2 - 可変倍率光学系におけるレンズ位置設定機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈技術分野〉 この発明は、可変倍率光学系におけるレンズ位置設定
機構に関し、更に詳細にいえば、倍率を多段に変化させ
る光学系におけるレンズ位置機構に関する。

〈従来技術〉 従来から汎用されている複写機等の光学系においては
予め定められた極く僅かの倍率を選択することにより等
倍複写、拡大複写、縮小複写等を行なうようにしてお
り、きめ細かい複写倍率の設定を行なうことはできなか
った。

ところが、最近は、複写機等に対する使用者の要求が
高まり、きめ細かい複写倍率の設定（例えば１％きざみ
の倍率設定）を行ない得るようにすることが要望される
に至った。

この要望を達成しようとすれば、例えばレンズの焦点
距離ｆを270mmとし、1.41倍から0.64倍まで0.01倍毎の
倍率変化を行なわせる場合には倍率1.41を基準として倍
率Ｍとしたときレンズの移動距離Ｌ＝270/M−270/1.41
＝270/M−191.49であるから、Ｍ＝0.64とすればＬ＝23
0.39mmである。しかし、レンズの移動距離は倍率変化に
対して直線的に変化するのではなく、双曲線的に変化す
るのであるから、上記距離Ｌ＝230.39mmを1.41倍から0.
64倍までの0.01倍毎の等間隔のステップ数77で除した距
離宛レンズを移動させても0.01倍毎の倍率設定を行なう
ことは不可能である。したがって、従来は、77個のメモ
リを設けて、1.41倍から0.64倍までの77段階の倍率毎に
レンズ移動距離を記憶させ、外部操作により選択された
倍率に対応するメモリからレンズ移動距離を読み出して
レンズの位置を設定し又はＬ＝270/M−191.49に相当す
る演算回路を設け、外部操作により選択された倍率Ｍを
上記演算回路に入力し、演算することによりレンズ移動
距離を算出してレンズの位置を設定するようにしてい
た。

ここで、上記何れの方法においても、レンズの移動
は、パルスモータのパルス数制御、又はリニアエンコー
ダのパルスカウントによるフィードバック制御によって
行なわれ、レンズを設定倍率に対応する正確な位置に移
動させることができることになる。

しかし、上記のようなレンズ位置設定機構において
は、多数のメモリ又は演算回路を必須とし、レンズ位置
設定機構が全体として複雑化し、高価なものとなる等の
問題点を有していた。

〈目的〉 この発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであ
り、多数のメモリも、演算回路も不要として等間隔での
倍率変化に対応するレンズ位置設定機構を全体として簡
素化し、安価なものとすることを目的とする。

〈構成〉 かかる目的を達成するための、この発明の可変倍率光
学系におけるレンズ位置設定機構の構成としては、可変
倍率光学系の光路に沿ってレンズを移動させるモータを
有しているとともに、レンズに対峙させてレンズ位置設
定用の直線状の非線形エンコーダを有し、かつレンズの
移動に追従して移動し、非線形エンコーダのマーカの通
過数をを検出して設定位置でレンズを停止、位置決めす
る検出制御器を有しており、上記非線形エンコーダのマ
ーカ形成位置を（1/M−1/A）×ｆ（但しＡは定数として
の基準倍率であり、Ｍは変数としての光学系の設定倍率
であり、ｆはレンズの焦点距離である。）に設定したも
のである。なお、前記設定倍率Ｍは，等間隔に設定され
ており、前記検出制御器は、マーカの通過数を検出する
可逆カウンタ、可逆カウンタの出力をアナログ値に変換
するDA変換器、及びDA変換器のアナログ出力値に応じて
レンズを移動・停止させるサーボ機構を備えている。

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明す
る。

第１図は、複写機の可変倍率光学系を示す要部縦断面
図であり、複写機本体（１）の内部に仕切板（２）を設
けて上部室（３）と下部室（４）とに区画し、上部室
（３）には、発光体（５）および曲面反射鏡（６）を有
する光源（７）、原稿からの反射光透過用のスリット
（８）、平面反射鏡（９）（10）（11）、レンズ（1
2）、レンズ位置設定機構（13）、および平面反射鏡（1
4）を設け、下部室（４）には、外面に感光体層（15）
を有する感光体ドラム（16）および図示しない現像装
置、チャージャ、給紙機構等を設け、更に、上記仕切板
（２）の所定位置に透光スリット（17）を設けて、光源
（７）、スリット（８）、平面反射鏡（９）（10）（1
1）、レンズ（12）、平面反射鏡（14）、透光スリット
（17）および感光体層（15）によって複写像形成用の光
路（Ｐ）を構成している。尚、（18）は複写機本体
（１）の上面に往復動可能に設けた原稿載置台である。

第２図はレンズ位置設定機構（13）を示す斜視図であ
り、レンズ（12）を支持する支持体（19）を、上記光路
（Ｐ）と平行に延びるガイド軸（20）とスライド可能に
係合させるとともに、コロ（21）によって上記仕切板
（２）上に滑動可能に支承させている。そして、１対の
プーリ（22）（23）間に懸けわたした索状体（24）を上
記支持体（19）の所定位置に止着するとともに、索状体
（24）をモータ（25）の出力軸（26）に取付けたドライ
ブプーリ（27）に巻き懸けることにより、モータ（25）
の回転量に対応させてレンズ（12）を移動させ得るよう
にしている。更に、上記ガイド軸（20）と平行に非線形
エンコーダ（28）を設け、上記支持体（19）の所定位置
に、非線形エンコーダ（28）を挾んで上下方向に対向す
る発光部（29）および受光部（30）から構成されるフォ
トインタラプタ（31）を設け、このフォトインタラプタ
（31）の出力信号を制御器（32）に印加し、制御器（3
2）の出力信号にてモータ（25）を所定量駆動するよう
にしている。ここで非線形エンコーダ（28）としては、
第３図に示すように、長尺平板材（33）の一側長辺に沿
ってマーカとしての多数の透光用スリット（34）を形成
した構成のものが採用されており、この透光用スリット
（34）の形成位置としては倍率Ａの点を基準として距離
Ｌ＝（1/M−1/A）×ｆ、（但しＭは変数としての設定倍
率、ｆはレンズ（12）の焦点距離）となるよう予め設定
されている。したがって、例えばレンズ（12）の焦点距
離ｆが270mmであり、かつ0.64〜1.41倍の範囲内で0.01
倍宛倍率を変化させる場合には、1.41倍を基準とすれ
ば、Ｌ＝270/M−191.49の双曲線（第４図参照）上の0.6
4≦Ｍ≦1.41の範囲における0.01毎の点をプロットして
求められる距離Ｌに設定すればよいことになる。

また、上記制御器（32）の構成としては、例えば第５
図に示すように、外部操作による倍率設定に対応するデ
ィジタル信号およびフォトインタラプタ（31）からのフ
ィードバック信号との偏差を可逆カウンタ（35）によっ
て出力し、Ｄ−Ａ変換器（36）によってアナログ量に変
換し、サーボアンプ（37）で増幅してモータ（25）とし
てのサーボモータに印加するようにしているので、設定
倍率に対応する数の透光用スリット（34）をフォトイン
タラプタ（31）で検出するまでのサーボモータを駆動し
てレンズ（12）を移動させることができる。

以上の構成であれば、フォトインタラプタ（31）によ
ってレンズ（12）の移動量に対応する非線形エンコーダ
（28）の透光用スリット（34）の数を検出するだけで、
0.01倍毎の如く等間隔での倍率変化に対応するレンズ
（12）の位置設定を行なうことができ、レンズ位置設定
を確実に行なうことができ、レンズ位置設定機構を簡素
化し、安価に提供することができることになる。

尚、この発明は上記の実施例に限定されるものでは全
くなく、例えばマーカとして透光用スリット（34）に代
えて白黒のラインペアを形成して、ラインペアからの反
射光によってマーカを検出する構成とすること、ライン
ペアの一方を磁気体として、磁気の有無によりマーカを
検出する構成とすること、ラインペアの一方を導電体と
し、導電ブラシ等と非線形エンコーダとの間の導通、非
導通によってマーカを検出する構成とすること、４ビッ
ト、８ビット等複数個のビットから成るラインペアでマ
ーカを構成すること、或は複写機以外の機器、例えばフ
ァクシミリ等に応用すること等が可能である他、この発
明の要旨を変更しない範囲において種々の設計変更を施
すことが可能である。

〈効果〉 以上のようにこの発明は、非線形エンコーダのマーカ
形成位置を、等間隔での倍率変化に対応するレンズ位置
となるよう予め設定し、かつ設定位置でレンズを停止、
位置決めする検出制御器を、可逆カウンタ、DA変換器及
びサーボ機構からなるハードウェアにより構成している
ので、余分なメモリ、演算回路を不要とすることがで
き、ひいてはレンズ位置設定機構を簡素化し、安価に提
供することができるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は複写機の可変倍率光学系を示す要部縦断面図、
第２図はレンズ位置設定機構を示す斜視図、第３図は非
線形エンコーダの平面図、第４図は倍率とレンズ位置と
の関係を示す図、第５図は検出制御器を示すブロック
図。 （12）……レンズ、（25）……モータ、（28）……非線
形エンコーダ、（31）……検出制御器を構成するフォト
インタラプタ、（32）……検出制御器を構成する制御
器、（34）……マーカとしての透光用スリット、（Ｐ）
……光路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−132169（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−132170（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−3426（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−2026（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−39944（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−95687（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−4805（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−104830（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−26013（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可変倍率光学系の光路に沿ってレンズを移
   動させるモータを有していると共に、レンズに対峙させ
   てレンズ位置設定用の直線状の非線形エンコーダを有
   し、かつレンズの移動に追従して移動し、非線形エンコ
   ーダのマーカの通過数を検出して設定位置でレンズを停
   止、位置決めする検出制御器を有しており、 前記非線形エンコーダのマーカ形成位置は、光学系の等
   間隔の設定倍率Ｍに対応するように（１−Ｍ−1/A）×
   ｆ（但し、Ａは定数としての基準倍率で有り、ｆはレン
   ズの焦点距離である。）に設定されたものであり、 前記検出制御器は、マーカの通過数を検出する可逆カウ
   ンタ、可逆カウンタの出力をアナログ値に変換するDA変
   換器、及びDA変換器のアナログ出力値に応じてレンズを
   移動・停止させるサーボ機構を備えていることを特徴と
   する可変倍率光学系におけるレンズ位置設定機構。