JP2707474B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複写機，プリンタ等の画像形成装置に係
り、特に、可変倍光学手段および画像枠消し手段を有す
るものに関する。

（従来の技術） 近年、画像倍率を変更可能な可変倍光学手段を有する
複写装置が多く用いられるようになっている。

このようなものとしては、たとえば、第10図に示すよ
うなものがあり、これは、照明器101により照明される
原稿102が走査用のミラー群103を原稿102と平行に移動
させることにより走査され、レンズ104を通して感光体1
05上に投影されるものである。感光体105の周囲には、
帯電器106、現像器107、転写・分離器108およびクリー
ニング器109及び画像枠消し手段110が配置されており、
転写紙111は、紙収納台112から給紙ローラ113により送
出され、ローラ114により感光体105上のトナー像と同期
搬送されて画像の転写が行なわれる。この後、搬送ベル
ト115により定着器116に送られ、排出器117を通してト
レイ118上に送り出される。

従来ではレンズ104は、第11,13図に示すようなレンズ
移動手段により倍率変更時の画像形成倍率に応じて所定
位置に移動される。即ちレンズ104を保持するレンズ移
動手段としてのレンズホルダ120をレール軸121に往復移
動自在に取付けるとともに、駆動源としてのモータ122
の出力軸123に連絡された駆動プーリ124,プーリ125,126
にワイヤ127を掛け巻し、このワイヤ127の途中をレンズ
ホルダ120側に取付金具128を介して固定するようにした
ものである。なお、上記レンズホルダ120の一側部は、
コロ129により支持されるとともに、レンズホルダ120の
位置は、センサ201により検知されるようになってい
る。また、レンズ104の焦点距離は、ズームリング130に
取付けられたギアがラック131と噛み合うことによっ
て、レンズホルダ120の移動と同時に変更されるように
なっている。

又、画像枠消し手段110は第12図，第14図に示すよう
に、感光体105表面の潜像非形成領域に照射する光源と
してのランプ132と、固定スリット133,134とスリット部
材135、シャッタ台136等から構成されており、複数のラ
ンプ132から照射された光は、固定スリット133,134、ミ
ラー137により感光体上の光量が、略一様になるように
光路200を形成するように配置されている。そしてその
光路200中にスリット部材135が配設されており、感光体
105の長手方向（中心軸線方向）に移動可能に支持され
ている。スリット台136にはピン138が設けられている。
スリット台136はバネ139,ワイヤ140、及びプーリ141に
より片側に付勢されて固定されている。

スリット台136を移動させる場合には前記ピン138に当
接して本体に対して移動するスリット部材移動手段とし
てのカム142が矢印Ｂ方向に移動し、そのカム142の変位
に応じてスリット台136が移動し、画像非形成領域の電
荷の除去、即ち、枠消しを行う。そして第13図に示すよ
うに前述のレンズ104の一部にカム142を固定し、レンズ
104の移動とスリット部材135との移動を同期させて枠消
し位置を決めている場合がある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記従来例では、装置の構成が複雑であ
った。また、レンズ104の駆動によりカム142を移動させ
る場合には、レンズ104の倍率が、縮小側の場合に最大
原稿端部位置での枠消し（いわゆる縮小時ブランク）し
かできずに、転写紙の大きさに合せて枠消しを行ういわ
ゆるサイズブランクの制御は不可能であった。

また、カム142の移動等による騒音の発生があった。
更にまた、スリット部材の移動がレンズの移動と連動し
て行なわれるため、位置決め不良が発生することがあっ
た。

この発明は上記課題を解決するためのもので、構造簡
易にして低コストかつ経済的な画像形成装置を提供する
ことを目的としている。また他の目的は、画像形成の倍
率に関りなく用紙のサイズに合せた枠消しを行うことの
できる画像形成装置を提供することにある。更に他の目
的は、レンズの移動と無関係にスリット部材を高速、か
つ、正確に位置決めできる画像形成装置を提供すること
にある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するためこの発明は、感光体と、感光
体を帯電させる帯電手段と、感光体の非画像領域を除電
するための光源と、光源からの出射光の一部を遮光する
スリット部材と、光源による除電領域を切り換えるため
スリット部材を移動させるスリット部材移動手段と、原
稿像を感光体へ結像するレンズと、設定倍率に応じてレ
ンズを移動させるレンズ移動手段と、を有する画像形成
装置において、 上記スリット部材移動手段と上記レンズ移動手段を駆
動する一つの駆動源と、駆動源の動力の伝達先を上記ス
リット部材移動手段または上記レンズ移動手段へ切換え
るソレノイドを有し、ソレノイドに通電中駆動源の動力
は上記レンズ移動手段側に伝わり、通電を遮断するとソ
レノイドが変位して上記スリット部材移動手段側に動力
が伝わることを特徴とする。

更に、上記ソレノイドの動きと連動して動作し上記レ
ンズの移動を規制するブレーキを有し、このブレーキは
上記ソレノイドに通電中上記レンズの移動を許容し、非
通電中上記レンズの移動を規制することを特徴とする。

（作 用） 上記構成に基づくこの発明は、駆動源から出力される
駆動力がソレノイドによりスリット部材移動手段または
レンズ移動手段へと選択的に切換伝達される。ソレノイ
ドに通電中には駆動源の動力は上記レンズ移動手段側に
伝わり、通電を遮断するとソレノイドが変位してスリッ
ト部材移動手段側に動力が伝わる。

ソレノイドの動きと連動してレンズの移動を規制する
ブレーキを有し、このブレーキは上記ソレノイドに通電
中レンズの移動を許容し、非通電中レンズの移動を規制
するので、移動の機会が多いスリット部材を移動させる
時はソレノイドへの通電がなく、経済的である。

（実施例） 次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明を適用した画像形成装置を略示的断面
図である。照明器１により照明される原稿２が走査用の
ミラー群３を原稿２と平行に移動させることにより走査
され、レンズ４を通して感光体５上に投影されるもので
ある。感光体５の周囲には、帯電器６、現像器７、転写
・分離器８およびクリーニング器９及び画像枠消し手段
10が配置されており、転写紙11は、紙収納台12から給紙
ローラ13により送出され、ローラ14により感光体５上の
トナー像と同期搬送されて画像の転写が行なわれる。こ
の後、搬送ベルト15により定着器16に送られ、排出器17
を通してトレイ18上に送り出される。

又、画像枠消し手段10は第３図（ａ），（ｂ）に示す
ように、感光体５表面の潜像非形成領域に照射する光源
としてのランプ70と、固定スリット71,72とスリット部
材73、シャッタ台74等から構成されており、複数のラン
プ70から照射された光は、固定スリット71,72、ミラー7
5により感光体上の光量が、略一様になるように光路Ｘ
を形成するように配置されている。そしてその光路Ｘ中
にスリット部材73が配設されており、感光体５の長手方
向（中心軸線方向）に移動可能に支持されている。

スリット台74にはプーリ24,79に張設したワイヤー78
の一部を固定してあり、下面にはコロ74aを備えてい
る。レンズ４は、第１図に示すようなレンズ移動手段19
により倍率変更時の画像形成倍率に応じて所定位置に移
動される。レンズ４を保持したレンズホルダ47を移動さ
せるように連結されたワイヤー29は、レンズ４の移動用
プーリとしての従動プーリ32、プーリ32a,32bに巻き掛
けられており、この従動プーリ32を回転駆動させること
によってレンズホルダ47が矢印のように往復移動される
ようになっている。また、上記従動プーリ32には、一体
的に回転する歯車40が付設されている。

さらに、この従動プーリ32に隣接して、歯車40に噛み
合う歯車55が軸54に回転自在に取付けられている。また
案内軸としての軸53には切換歯車としての歯車56が回転
自在にかつ上下（中心線方向に沿って）に摺動自在に取
付けられている。軸53には、一部をソレノイド57に係合
したレバー58が一端を摺動可能に取付けられており、歯
車56の上面に当接している。また歯車56の下方には、歯
車56及びレバー58を上方向に付勢するバネ59が設けられ
ている。さらに歯車56は、駆動源としての駆動モータ
（ステッピングモータ）Ｍの出力軸60aに一体に支持さ
れた歯車60に対して、上下動した位置にかかわりなく、
常に噛み合い状態を維持している。

上記歯車56は、通常バネ59による付勢力によって上方
向に位置しており（第３図（ａ）の状態）、この時に
は、歯車55とは噛み合わず駆動モータＭの駆動が、プー
リ32の歯車40には伝達されないようになっている。ソレ
ノイド57を通電させることによってレバー58はバネ59の
付勢力に抗して、矢印Ａ方向に摺動（下降）して、歯車
56は歯車55に噛み合うようになっている。

また、第３図（ｂ）に示す如く通常状態でバネ59によ
る付勢力によって上方向に位置している時には、歯車56
はスリット部材移動用のプーリ24と一体に回転する歯車
61と噛み合い、駆動モータＭの回転力がプーリ24に伝達
されるようになっている。

ソレノイド57には、第5,6図のようにレバー58と異な
る揺動支点62aをもつブレーキレバー62が係合してお
り、通常状態（ソレノイド57には通電されない状態）で
は、バネ63によって上方向に付勢され、レバー62の一部
に設けられたブレーキとしてのブレーキゴム64が歯車55
の下面に当接し、機械本体の振動等によりレンズ４の位
置がずれないように制動力を付与している。ソレノイド
57に通電されるとソレノイドの鉄芯57aが下がり、鉄芯5
7aに係合するピン57bによってレバー62はバネ63の付勢
力に抗して揺動（下降）し、ブレーキゴム64は歯車55か
ら離間して制動力が解かれ、その後歯車56が歯車55に噛
み合いレンズホルダ47を移動させる。

このような構成からなる可変倍光学装置において、移
動スリットのみを移動させるときには、ソレノイド57の
通電を停止し、歯車56がバネ59によって上方に持ち上げ
られた状態、すなわち、歯車55から離間した状態にして
おく、これにより駆動モータＭからの回転駆動力は歯車
60から歯車56を介して歯車61に伝達され、プーリ24を回
転駆動する。一方歯車55と歯とは離間しており、駆動モ
ータＭからの駆動力は、プーリ32には全く伝わらないの
みならず、ブレーキレバー62がバネ63によって上方向に
付勢されており、レンズホルダ47へは、その位置に止ま
らせるようなブレーキ力が与えられる。このブレーキ力
により移動スリット部材の移動に伴う振動等、機械の振
動が生じても、レンズ４は所要の位置に正確に停止保持
される。

つぎに画像形成倍率を変更する為にレンズホルダ47を
移動させる場合には、ソレノイド57に通電させ、レバー
58の軸53と係合している部分が下方に下がり、歯車56を
バネ59の付勢力に抗して下方へ移動させる。ところで第
８図に示すように駆動プーリ24の歯車61と歯車55との上
下方向のギャップｌは、歯車56の歯幅よりも大きくとっ
ている。これは、上下動する歯車56が歯車61あるいは歯
車55と噛み合う場合、必ずしも、歯の山と谷が合うわけ
ではないので、歯と歯が当たってしまえば、歯車56はそ
の位置に一時停止する。この状態から歯と歯を噛み合わ
せるためには歯車56を回転させなければならないので、
その回転力が噛み合おうとしている歯車とは反対側の歯
車に伝達されるのを防止するためである。これにより歯
車56が歯車55に噛み合せられるとともに、ブレーキレバ
ー62も下方に揺動されブレーキ力もなくなる。

このブレーキレバー62の作動力タイミングは、第5,6
図を参照しながら説明する。第５図は、ソレノイド57へ
の通電のない通常状態を示したものである。この状態は
前述したように、歯車56が上方に位置し、歯車61との噛
み合い状態にあり、かつ、ブレーキレバー62もバネ63に
よって上方に押し上げられて、歯車55にブレーキをかけ
ている。この状態から倍率変更のためにソレノイド57に
通電すると、鉄芯57aは下方に吸引されるが、ピン57bが
ストロークａの長さを移動するまでは、ブレーキレバー
62は揺動せずブレーキ力を作用し続けている。ピン57b
がブレーキレバー62に当接した時に初めてブレーキは開
放され、このブレーキ力が開放された後、歯車56が歯車
55に当接するような位置関係となっている。ソレノイド
57の特性は一般的に第７図のグラフに示すように、鉄芯
57aのストロークｂが大きい位置程吸引力が弱く、小さ
くなってくればくる程、吸引力が強くなってくる。ピン
57bがブレーキレバー62に当接する位置を、歯車56が歯
車55に当接する位置になるべく近づけてストロークａを
大きくとることによって、ブレーキレバー62を押し下げ
るソレノイドの吸引力をより強い所で使うことができる
ので、バネ63の付勢力を強くでき、ブレーキ力をアップ
することができる。

歯車56が歯車55に噛み合って、駆動モータＭの回転駆
動がプーリ32に伝達され、ワイヤー29によってレンズホ
ルダ47は移動される。前述した如く歯車55と56との噛み
合いは、歯の山と谷がうまく噛み合う場合もあり、歯と
歯が当たって歯車56を回転させることによって噛み合う
場合もあるので、駆動モータＭの回転数制御だけで、レ
ンズホルダ47の停止位置精度を出すことは難しい。この
ため、レンズホルダ47位置変更の際には、必ずまず矢印
Ｂ方向に移動させて、ホームポジションセンサー65をレ
ンズホルダ47に一体的に支持されたフラッグ66を切るこ
とによって、レンズホルダ47の位置を保証した後、駆動
モータＭを逆転させて、レンズホルダ47を反転し、所定
の位置に停止させる。

駆動モータＭの回転停止後、ソレノイド57への通電を
停止すると、バネ59,63の付勢力によって歯車56は歯車6
1と噛み合い、ブレーキレバー62はブレーキゴム64が歯
車55の下面に当接し、ブレーキ力で作用する。歯車56と
歯車61との噛み合いも前記したように、歯車56を回転さ
せることによって保証される。

上記駆動モータＭにステッピングモータを使用するこ
とによってレンズホルダ47の停止位置精度や、スリット
部材73の移動速度の制御が簡略化される。しかしなが
ら、そのモータＭの出力軸60aの回転数がそのまま、ス
リット移動プーリ24やレンズ駆動プーリ32に伝達された
とするとレンズホルダ47の停止位置精度やスリット台74
の移動のためのトルクを十分に得るためには、ステップ
角が小さく、大きなトルクを有する高価なモータを必要
とする。そのため本発明に於いては、駆動モータＭの歯
車60に対してスリット移動用のプーリ24の歯車61や、従
動プーリ32の歯車40の歯数を大きくとり、ステップ角が
大きく、トルクの小さいモータで同様の効果を得てい
る。例えば、レンズの停止位置精度であれば歯数比を1:
5にとったとすると、駆動モータＭが3.75゜のステップ
角であっても、0.75゜のステップ角のモータでダイレク
トに駆動する場合と同等であり、従動プーリ32の外径が
φ20であれば、１ステップ角のズレが停止位置精度で0.
31mmにしかならず、十分に使用可能な精度が得られる。

また、移動スリット系に於いても同様に、歯数比を大
きくとることによって、駆動モータＭの出力トルクを小
さくすることができる。しかしながらスリット台74の駆
動時しばしばその稼働音が大きくなり問題となる。その
ため、本発明に於いては、この点についても改良を加え
ている。

前記したように、駆動モータＭの歯車60に対して、プ
ーリ24の歯車61の歯数は大きくとっているため、噛み合
いピッチ円における歯の移動速度も大きくなってしまっ
ている。そのために、歯と歯の噛み合いによる稼働音が
大きくなる。そこで、同様な減速比を得、かつ歯車61の
歯数を極力小さくするために、歯車60と61の回転を中継
する歯車56を第９図のように歯数の異なる２段の歯車56
a,56bとし、駆動モータＭの歯車60と噛み合う歯車56aと
歯数に対して、プーリ24の歯車61と噛み合う歯車56bの
歯数を小さくすることによって、その歯車比分の減速を
行ない、その比率分歯車61の歯数を小さくして、稼働音
を減少させている。

（発明の効果） 以上説明したように本発明にあっては、画像枠消し用
光学スリットの移動手段の駆動源とレンズ移動手段の駆
動源とを共通化することができ、構成を簡素化すること
による低コスト化と使用頻度の高い側を駆動する時はソ
レノイドに通電しないようにすることによる経済性との
両立を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は本発明の実施例を示し、第１図は本発
明におけるレンズ移動手段とその周辺を示す斜視図、第
２図は本発明を適用した画像形成装置の概略構成を示す
断面図、第３図（ａ）はスリット部材移動手段の斜視
図、同図（ｂ）はスリット部材付近の断面図、第４図は
駆動伝達手段の平面図、第５図，第６図は駆動伝達手段
のブレーキを示す断面図、第７図はソレノイドの特性を
示すグラフ、第８図は駆動切換手段の部分的正面図、第
９図は同手段の他の構成例を示す部分的正面図、第10〜
第14図は従来例を示し、第10図は画像形成装置の概略構
成を示す正面断面図、第11図はレンズ移動手段の平面
図、第12図はスリット部材移動手段の斜視図、第13図は
レンズ移動手段の斜視図、第14図はスリット部材移動手
段の正面断面図である。 符号の説明 ４……レンズ、19……レンズ移動手段 24……スリット移動用のプーリ 32……レンズ移動用のプーリ 53……軸（案内軸） 55,61……歯車 56……歯車（切換歯車） 64……ブレーキゴム（ブレーキ） 70……ランプ（光源） 73……スリット部材 Ｍ……モータ（駆動源） Ｘ……光路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−92973（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−166962（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−280776（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−221770（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−158352（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−39762（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−140366（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−155552（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−4558（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体と、感光体を帯電させる帯電手段
   と、感光体の非画像領域を除電するための光源と、光源
   からの出射光の一部を遮光するスリット部材と、光源に
   よる除電領域を切り換えるためスリット部材を移動させ
   るスリット部材移動手段と、原稿像を感光体へ結像する
   レンズと、設定倍率に応じてレンズを移動させるレンズ
   移動手段と、を有する画像形成装置において、 上記スリット部材移動手段と上記レンズ移動手段を駆動
   する一つの駆動源と、駆動源の動力の伝達先を上記スリ
   ット部材移動手段または上記レンズ移動手段へ切換える
   ソレノイドを有し、ソレノイドに通電中駆動源の動力は
   上記レンズ移動手段側に伝わり、通電を遮断するとソレ
   ノイドが変位して上記スリット部材移動手段側に動力が
   伝わることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】上記装置は更に、上記ソレノイドの動きと
   連動して動作し上記レンズの移動を規制するブレーキを
   有し、このブレーキは上記ソレノイドに通電中上記レン
   ズの移動を許容し、非通電中上記レンズの移動を規制す
   ることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。