JPH0354352B2

JPH0354352B2 -

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Publication number: JPH0354352B2
Application number: JP58081615A
Authority: JP
Priority date: 1982-05-17
Filing date: 1983-05-10
Publication date: 1991-08-19
Also published as: JPS58209728A; EP0094838A2; EP0094838B1; CA1217227A; EP0094838A3; US4407581A; DE3376455D1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は複写機用の光学走査装置に係り、更に
詳しくは互いになる４種の速度で移動せる走査レ
ンズを含む４つの光学エレメントを使用した装置
に関する。

当該技術において知られた様々な光学装置は、
複写すべきドキユメントの下側にて平行に移動す
るように取付けられた対をなす全速−半速走査ミ
ラーを使用することによつて、ある程度の小型化
を達成して来た。米国特許第4113373号および第
3832057号、そしてゼロツクス「3100」複写機は
この技術を代表する走査装置を開示している。こ
の型式の装置においては２つの構成要素である全
速および半速ミラーが予め定めた関係状態のもと
で移動される。投映レンズおよび典型的にはフオ
トリセプターミラーが走査モードの間固定して保
持される。このような従来技術の光学装置に関し
ては、投映レンズをフオトリセプターへ向けて移
動させ、必要とされる全共役距離を維持するよう
にフオトリセプターミラーの位置を調整すること
により、縮小機能が与えられている。しかしなが
らこれらの移動は縮小モードの選択によつて開始
され、走査作動の間には行えない。米国特許第
4095880号にはこのような走査装置を記載してお
り、縮小モードにおける走査作動モードを図解し
て示している。

上述した型式の走査装置に関しては、全共役距
離は典型的に711.2〜889.0mm（28〜35in）の範囲
にある。例えばゼロツクス「3100」複写機は
759.46mm（29.9in）の全共役距離を有している。
この共役距離をさらに一層短縮することが非常に
望まれるのである。何故ならば共役距離が短かく
なると光学装置を収容するに必要な複写機ハウジ
ングの寸法を小さくでき、これは複写機の全体寸
法を縮小することになるからである。複写機をよ
り小型化する設計によつて得られる利点は技術的
に充分に認識されるところである。これらの利点
には材料の節減、製造コストの節減、そして必要
空間の減小およびポータブル性の向上に基づいた
使用者側の受入れ易さの増大が含まれる。

本発明はそれ故に従来必要とされていた共役距
離を半分に短縮した新規な走査装置を提供するこ
とを目的とする。このような短縮は走査モードの
間に投映レンズに動きを与え、対象−レンズおよ
びレンズ−画像の距離を大巾に短縮させるように
することで達成される。レンズの動きを補正する
ために走査装置に２つの付加的な運動光学構成要
素が取入れられ、マルチレート（４速）のドキユ
メント走査装置となされるのである。更に詳しく
は、本発明は対象面に置かれたドキユメントを走
査し、フオトリセプター面上に光路を経て像を投
映するようなマルチレート走査装置に関し、該マ
ルチレート走査装置は以下の光学エレメントを含
んでなる。すなわち、照明装置と関連しかつ速度
V1にて走査方向へ移動するようになされた第１
の反射装置および前記光路に沿つて前記第１の反
射装置の次に配置されかつ速度V2にて走査方向
へ移動するようにされた第２の反射装置を含む照
明／ミラー走査組立体と、前記光路に沿つて前記
照明／ミラー走査組立体の次に配置されかつ前記
照明／ミラー走査組立体と平行な面内に置かれて
速度V3にて走査方向へ移動するようになされた
投映レンズと、前記光路に沿つて前記投映レンズ
の次に配置されて速度V4にて走査方向へ移動す
るようになされた第３の反射装置と、V1＞V2＞
V3＞V4なる速度関係にて前記反射装置および投
映レンズを駆動するための駆動装置とを含む。

種々のマルチレート走査概念を開示する様々な
その他の実施例が与えられ、それぞれ特定装置に
関して縮小拡大作動モードが説明される。また特
定の４速走査作動を可能とする好ましいケーブル
−プーリー機構が開示される。

さて第１図を参照すれば本発明の第１の実施例
が示されており、これにおいて透明なプラテン１
２上に支持されたドキユメント１０がマルチレー
ト走査装置１４により走査され、等倍率にてフオ
トリセプタードラム１６の面に複写される。走査
装置１４は基本的には４つの構成要素から構成さ
れており、それらの構成要素のすべてが同方向
（走査又は再走査）に互いに関係したある速度関
係のもとで移動する。走査組立体１８は走査ミラ
ー２０および照明ランプ２２を有して成り、それ
らの両方共がプラテン１２の下側を第１の速度Ｖ
にて水平方向の移動路に沿つて移動する。これら
の構成要素はページを差渡す直線長さを有してお
り、共働してドキユメントを照明してドキユメン
トの延在せる微小幅面積部分を長手方向に走査す
る。反射像は光束で作られるが説明の簡明化のた
めに基本光線のみを示してある。

ミラー２０で反射された走査せる微小幅の像は
光路２４に沿つてあ対象側のコーナーミラー組立
体２６へ向けられるのであり、この組立体２６は
ミラー２８および３０を有してなる。ミラー組立
体２６は走査組立体１８と同じ方向へ平行せる面
内を移動するようになつている。好ましい実施例
においては、ミラー組立体２６は走査組立体１８
の速度の3/4すなわち0.75Vである速度V2で移動
する。ミラー組立体２６からの反射光線は走査速
度の1/2すなわち0.5Vである速度V3にて図示方向
へ移動せる投映レンズ３２へ与えられる。この反
射光線は次にミラー３５，３５ａを有してなるコ
ーナーミラー組立体３４により固定せるドラムミ
ラー３６へ反射され、さらにドラム１６の表面へ
と反射されて、オリジナルドキユメントの走査光
像を記録するようになされる。ミラー組立体３４
は走査速度の1/4すなわち0.25Vである速度V4に
て移動するようになつている。

露光したオリジナルのコピーを作るための各種
の処理は当技術にて良く知られているので詳細に
説明しない。要約すればステーシヨン４０にて移
動せる光導電ドラム面の表面に静電荷が均一に与
えられる。この帯電したドラム面は次に露光ステ
ーシヨン４２を通過され、ここにおいてドキユメ
ント１２の走査光像がドラム面に記録される。こ
の像形成作動の結果として、ドラム面の電荷が光
の当つた面積部分にて選択的に消失され、これに
よりオリジナルからの入力画像を静電潜像の形態
として光導電プレートの表面に記録するのであ
る。次にドラムの回転方向に沿つて像を支持せる
プレート面が移動されて現像ステーシヨン４４を
通過され、ここにおいてトナー材料が帯電面に付
与されて静電潜像を可視像となす。このようにし
て現像された像がペーパー等のような最終支持部
材であるシート転写ステーシヨン４６にて接触さ
れ、ここにおいてはトナー像が光電性のプレート
面から支持シートの接触面へと静電気的に付着さ
れる。ステーシヨン４８はドラム面からトナーを
除去するための機構を示す。

第１図はマルチレート走査装置の基本を概略的
に示すために使用された。第２図は４つの移動す
る光学エレメントを駆動するためのプーリー／ベ
ルト駆動装置の詳細を概略的に示している。

第２図を参照すれば、第１の４速タイミングプ
ーリー／タイミングベルト駆動装置５０が示され
ている。この装置において12枚の歯（12T）を有
する入力タイミングプーリー５２がある角速度に
て入力装置（図示せず）により駆動され、第１の
速度V1をタイミングベルト５４に与えるように
なされる。ベルト５４はアイドルプーリー５６お
よびクラスタープーリー組６０におけるプーリー
５８の間で無端走路を形成している。クラスタプ
ーリー組６０はプーリー５８および６２を有して
なり、これらのプーリーはそれぞれ24枚歯
（24T）および12枚歯（12T）の比率を有する。
タイミングベルト６４は12枚歯プーリー６２、ク
ラスタープーリー組６８における12枚歯（12T）
プーリー６６およびクラスタプーリー組７６にお
ける24枚歯（24T）プーリー７０のまわりに掛け
まわされている。タイミングベルト８４はクラス
タープーリー組６８における第２のプーリーであ
る18枚歯（18T）のプーリー７４および12枚歯
（12T）のアイドルプーリー７７のまわりに掛け
まわされている。タイミングベルト７８はクラス
タープーリー７６の第２のプーリーである12枚歯
（12T）プーリー８０および12枚歯（12T）のア
イドルプーリー８２のまわりに掛けまわされてい
る。

12枚歯（12T）のプーリー５２に対する入力の
付与はタイミングベルト５４に対する基本速度Ｖ
を確立する。この速度はプーリー５８の入力プー
リー５２に対する比率24：12によつて半分とされ
る。ベルト６４はそれ故に0.5Vの速度にて駆動
される。この0.5Vなる速度はクラスタープーリ
ー組７６におけるプーリー８０に対するプーリー
７４の比率24：12によつてさらに半分とされる。
ベルト７８はそれ故に0.25Vなる速度にて駆動さ
れる。この0.5Vなる速度はプーリー６６のプー
リー７４に対する比率12：18によつて速度を高め
られ、0.75Vなる速度にてベルト８４を駆動す
る。

このような速度比の設定により、第１図のそれ
ぞれの光学構成要素は適当なキヤリツジ装置に取
付けられてそれぞれの駆動ベルトにより駆動され
るようになし得る。このようにして走査ミラー２
０およびランプ２２は全速ベルト５４に取付けら
れる。コーナーミラー組立体２６は0.75Vのベル
ト８４に取付けられる。レンズ３２は0.5Vのベ
ルト６４に取付けられ、そしてコーナーミラー組
立体３４は0.25Vのベルト７８の取付けられる。

プリント作動モードが開始されると入力パワー
はプーリー５２に与えられてプーリー５２および
ベルト５４を時計方向へ駆動する。入力せる相対
速度を203.2mm／秒（8in／秒）と仮定すれば、走
査組立体１８は第１図に示した装置の左側におけ
る走査開始位置からプラテン１２の下側の水平移
動走路に沿つて203.2mm／秒（8in／秒）の速度に
て移動する。照明ランプ２２はミラー２０のビユ
ー領域内でドキユメントの長手方向に延在せる面
積部分を微小幅につき照明する。ミラー組立体２
６、レンズ３２およびミラー組立体３４は152.4
mm／秒（6in／秒）、101.6mm／秒（4in／秒）およ
び50.8mm／秒（2in／秒）の速度でそれぞれ走査
組立体１８と同一方向へ移動する。走査サイクル
の間、物体と像の共役距離は全共役距離（381mm
（15in））を望みの値に維持するよう等しく保持さ
れる。走査終了位置（第１図にて点線で示してあ
る）において、プーリー５２に対する駆動入力は
逆転され、駆動ベルトは逆転されて走査構成要素
はそれぞれの走査開始位置へ戻される。

第１図および第２図に示した走査装置は４つの
速度のために規制的な幾何学比率を使用した。１
−３／４−１／２−１／４なる関係はベルト／プ
ーリーの関係を簡単化する理由によつて好まし
い。しかしながらその他の速度比もV4＜V3＜V2
＜V1を可能とする限りにおいて可能である。広
い範囲の望まれる交互の速度比は第２図に示した
構成において与えられたクラスタープーリー歯の
比率を変化させることで達成される。もしも１枚
歯より小さな分数値が必要となるような比率が選
択されるならばタイミングプーリー／ベルト構成
では制限される。このような場合プーリー／ケー
ブル構成が適当とされる。何故ならばプーリー直
径はあらゆる望ましい比率を達成するために変化
できるからである。第３図はこのように装置を示
す。

第３図を参照すれば、第２の４速ケーブル装置
が示してある。この装置において入力キヤプスタ
ン９０は入力装置（図示せず）により角速度ω1
にて駆動され、第１の速度V1をケーブル９２に
与える。ケーブル９２はプーリー９４，９６、コ
ンポーネントキヤプスタン９８および逆転プーリ
ー１００，１０２の間で無端走路を形成してい
る。逆転プーリー１００，１０２は強固に取付け
られていて、ケーブル９２の最下部を移動するケ
ーブル９２の移動方向を逆転させて第２の速度
V2を得られるようにする働きをなす。コンポー
ネントキヤプスタン９８は３つの組合つた半径
R₁、R₂およびR₃を図示したように有している。
このキヤプスタンはケーブル９２により角速度
ωcにて駆動される。ケーブル１０４は半径R₁の
セグメントを巻きまわされて固定点１０６および
１０８の間を連結している。キヤプスタン９８が
回転するとケーブル１０４は第３の速度V3を与
える。最後に、プーリー９４および９６は強固に
連結されて対をなしており、第４の速度V4を与
える。

速度V1からV4までは以下の式により与えられ
る。

V1＝ω₁R₁ ……(1) V3＝V1R₁／（R₁＋R₂） ……(2) V2＝ωcR₃−V3 ……(3) 又は V2＝（V3R₃／R₁）−V3 ……(4) V4＝V1−V2 ……(5) 第１図の実施例で説明した上述の全速、3/4速、
1/2速および1/4速の装置についてこれらの式を解
くと、V1＝100、V2＝75、V3＝50そしてV4＝25
となる。もしR₁が式(2)により１の値と等しくセ
ツトされるならば、R₂＝１そして式(4)によりR₃
＝2.5となる。設定半径の間のこれらの関係によ
つつて特定の走査装置に必要とされるその他の値
が容易に設定できる。

上述した第１図の実施例は431.8mm×279.4mm
（17in×11in）のドキユメント寸法までの１倍率
の複写を行うものである。この走査装置は対象お
よび像の共役距離を変化させ、当業者に知られて
いる関係状態でドラム速度に対して走査させるこ
とにより縮小作動モードでの作動にも適用でき
る。共役距離はミラー組立体２６又は２８および
レンズ３２の位置を変位させて変化できる。これ
らの構成要素の２つが相対位置を変化されねばな
らない。

ある装置では走査距離を279.4mm（11in）もし
くはそれ以下に制限するのが望まれる。431.8mm
（17in）のドキユメントをコピーするためには、
上述装置はプラテンに対して光学走査方向と逆方
向の速度V5を与えるように変更できる。２つの
速度の合計、すなわち光学走査速度V1およびプ
ラテン走査速度V5の合計は走査すべきコピー長
さＬの最大長さに等しくされる。またプラテンお
よび光学装置の移動速度は速度の絶対合計速度に
光学倍率をかけた値が処理速度と等しくなるよう
に調整される。

第４図は投映エレメントとしてハーフレンズを
使用したマルチレート走査装置の第２の実施例を
示す。この実施例において、走査装置１１０は照
明ランプ１１２および走査ミラー１１４を含み、
これらは速度Ｖで移動する第２の折返しのミラー
１１６は0.75Vで移動する。ハーフレンズ１１８
は90°の広角ルーフミラー１２０が組込まれてい
て、0.5Vで移動される。ミラー１２２は0.25Vの
速度で移動される。走査作動は第１図の実施例に
ついて説明したように走査像がミラー１２４を経
てドラム１６上に投映される。この実施例の利点
は対象および像面からミラー１１４，１１６およ
び１１２までのそれぞれの距離がかなり短縮さ
れ、ミラーの平面度の要求を緩和することであ
る。またある程度のコストの低減がハーフレンズ
を使用することで達成される。

第４図の実施例の変形例がレンズ組立体よりル
ーフミラーを除去して折返しのミラー１１６の位
置にルーフミラーを使用することで得られる。

第５図は他の実施例より数少ないミラーを使用
し、伝達レンズを使用する要求にこたえたもので
ある。第５図を参照すれば走査組立体１３０はラ
ンプ１３２および走査ミラー１３４を含み、全速
Ｖにて走査移動する。ミラー１３６は0.75Vの速
度で移動し、レンズ１３８は1/2Ｖの速度で移動
し、そしてミラー１４０は1/4Ｖは速度で移動す
る。ミラー１４２は固定されている。この装置は
ミラーの平面度の要求を緩和し、入射角を小さく
する利点を有する。

その他の変更が本発明の基本をもとに可能であ
る。例えば上記３つのすべての実施例においてド
ラムミラーは静止されていたが、ドラム面上に形
成される像をドラムの回転方向と逆方向に移動さ
せるためにミラーにある程度の動きを与えること
ができる。この前進移動式の原理およびその意図
する利点は本発明と同じ譲受人に譲渡された1980
年９月24日付出願の米国特許願第190110号に記載
されている。フオトリセプター面は図示したドラ
ム型式に替えてベルト型式とすることができる。
他の駆動装置もまた使用できる。例えばラツクピ
ニオン機構が備えられ得るものであり、これにお
いては同心の歯車が望みの直径比を与えられて備
えられ、各歯車は適当の光学構成要素が取付けら
れたラツクを駆動するようになされるのである。
その他の変更もまた本発明の原理にもとづいて行
い得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は４つの別々の線速度を有する走査エレ
メントを使用した１倍率の小型走査装置の第１の
実施例を示す概略図。第２図は第１図の実施例の
走査エレメントを駆動するためのプーリー／ベル
ト装置の簡単化した概略図。第３図は第１図の実
施例の走査エレメントを駆動するための第２のケ
ーブル走査装置の簡単化した概略図。第４図はハ
ーフレンズを投映レンズとして使用した小型走査
装置の第２の実施例を示す概略図。第５図は伝達
レンズを使用した小型走査装置の第３の実施例の
概略図。１０……ドキユメント、１２……プラテン、１
４……マルチレート走査装置、１６……フオトリ
セプタードラム、１８……走査組立体、２０……
走査ミラー、２２……ランプ、２４……光路、２
６……ミラー組立体、３４……コーナーミラー組
立体、３５，３５ａ……ミラー、３６……ドラム
ミラー、５０……第１の４速タイミングプーリ
ー／タイミングベルト駆動装置、５２……入力タ
イミングプーリー、５４……タイミングベルト、
５６，５８……プーリー、６０……クラスタープ
ーリー組、６２……プーリー、６４……タイミン
グベルト、６６……プーリー、６８……クラスタ
ープーリー組、７０，７４……プーリー、７６…
…クラスタープーリー組、７７……プーリー、７
８……タイミングベルト、８０，８２……プーリ
ー、８４……駆動ベルト、９０……キヤプスタ
ン、９２……ケーブル、９４，９６……プーリ
ー、１００，１０２…逆転プーリー、１０４……
ケーブル、１１０……走査組立体、１１２……ラ
ンプ、１１４……走査ミラー、１１６……折返し
のミラー、１１８……ハーフレンズ、１２０……
ルーフミラー、１２２，１２４……ミラー。

Claims

【特許請求の範囲】１対象面に置かれた書類を走査して像を光路に
沿つてフオトリセプター面上へ投映するためのマ
ルチレート走査装置であつて、照明装置と関連しかつ速度V1にて走査方向へ
移動するようになされた第１の反射装置および前
記光路に沿つて前記第１の反射装置の次に配置さ
れかつ速度V2にて走査方向へ移動するようにさ
れた第２の反射装置を含む照明／ミラー走査組立
体と、前記光路に沿つて前記照明／ミラー走査組立体
の次に配置されかつ前記照明／ミラー走査組立体
と平行な面内に置かれて速度V3にて走査方向へ
移動するようになされた投映レンズと、前記光路に沿つて前記投映レンズの次に配置さ
れて速度V4にて走査方向へ移動するようになさ
れた第３の反射装置と、 V1＞V2＞V3＞V4なる速度関係にて前記反射
装置および投映レンズを駆動するための駆動装置
と、を含むことを特徴とするマルチレート走査装置。２特許請求の範囲第１項記載のマルチレート走
査装置において、前記駆動装置が、V4＝0.25V1、
V3＝0.5V1、およびV2＝0.75V1の速度比を備え
るマルチレート走査装置。３特許請求の範囲第１項または第２項記載のマ
ルチレート走査装置において、前記駆動装置は複
数のタイミングベルトを有し、これらタイミング
ベルトは組み合わされたプーリーによつてそれぞ
れのプーリーの歯の比で定まる速度にて駆動され
るマルチレート走査装置。４特許請求の範囲第１項または第２項記載のマ
ルチレート走査装置において、前記駆動装置はプ
ーリー／ケーブル装置を有し、ケーブル装置の各
部分は駆動プーリーのそれぞれの直径で定まる速
度にて駆動されるマルチレート走査装置。