JPH0365966A - 走査光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば原稿画像の変倍等を行なう走査光学装
置に関し、特に複写機、プリンタ等の画像形成装置に用
いて好適な走査光学装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種の走査光学装置を適用した画像形成装置と
しては、例えば第８図に示すようなものがある。即ち、
原稿側に関しては、原稿１０１の一端を位置決めの基準
となる原稿突当板１０２に突当てた状態で原稿載置台１
０３上に載置し、原稿１０１を載置する際の操作性およ
び位置精度に優れる原稿片側基準載置方式を採り、投影
側（転写材側）に関しては、装置の機械的片減りが無く
、給紙、搬送、定着等の性能を長期的に安定化できる中
央基準投影（搬送）方式を採っている。そして、ホーム
ポジション）（Ｐに在るレンズ１０４をＸ、Ｙ方向へ移
動することにより、原稿１０１の画像を感光ドラム１０
５上の任意の位置に任意の倍率で投影できるようになっ
ている。

各々の移動量４８．β、は、感光ドラム１０５上へ投影
する画像の位置２倍率によって決定され、例えば最大原
稿幅Ｌｏに対応した原稿載置台１０３に載置された、原
稿幅℃。の原稿１０１を感光ドラム１０５上の中央位置
に幅Ｉ２ｅとなるよう倍率ｍにて投影する場合、 ｆｌ、＝（転子）・←　　　・・・・・・（Ｉ）Ｂ、　
＝４−→Ｔ　　・・・・・・（ＩＩ）で与えられる。但
し、Ｌは光路長である。なお、図中、Ｌｃは最大投影幅
である。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記した従来技術の場合には、計算式（
Ｉ）、（ＩＩ）に基づいて移動量を算出する演算手段が
必要となり、演算精度あるいは演算の処理速度を高める
ためには、演算手段の能力。

容量のアップは避けられず、コストアップになってしま
うという問題点があった。

また、Ｘ、Ｙ方向への移動は、上記計算式（Ｉ）、（Ｉ
Ｉ）に基づいてＸ、Ｙ方向各々独立して行なわれ、一方
を動かすと必ず他方も動かす必要があるため、レンズ位
置を可変し終るまでに時間がかかり、レンズ位置はＸ、
Ｙ方向双方への移動にて規定されるため機械的ガタ等を
拾い易く、レンズの位置精度が低下する等の欠点を有し
ていた。

本発明は上記した従来技術の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、レンズの位置精
度が良く、しかも短時間でレンズ移動を行なうことがで
きる走査光学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に本発明にあっては、原稿載置
台上に載置された原稿を所定投影面の中央に投影するレ
ンズを備え、所望の画像処理に応じて上記レンズ位置を
可変する走査光学装置において、前記レンズを介して投
影される基準点の光軸を回動させる回動手段と、上記光
軸上にてレンズを移動させる移動手段とを備えて成るこ
とを特徴とする。

なお、回動手段は原稿上に設定した基準点を中心として
光軸を回動させることが効果的である。

この場合、基準点を原稿載置台上の原稿載置基準点とす
ることが効果的である。

また、原稿に対するレンズの向きを常に一定の向きに規
制する規制部材を備えることが効果的である。

そして、光軸上でのレンズ移動に連動して該レンズの焦
点距離を変化させる焦点距離変位部材を備えることが効
果的である。

さらに、光軸の回動に対して原稿とレンズ間の距離を維
持させる維持部材を設けることが効果的である。

（作　用） 上記の構成を有する本発明においては、レンズを介して
投影される所定の光軸を回動することにより、原稿の投
影位置を設定することができ、この先軸上にレンズを移
動することにより、所望の変倍率を得ることができる。

なお、原稿上に設定した基準点を中心として光軸を回動
することにより、該基準点が投影される投影面上の位置
を可変することができる。

この場合、基準点を原稿載置台上の原稿載置基準点とす
ることにより、原稿載置基準点に一端を接する原稿の投
影面上での端部位置を原稿サイズに応じて可変設定する
ことができる。

また、規制部材によって原稿に対するレンズの向きを常
に一定の向きに規制し、レンズと光軸との間に所定角度
を保つことができる。

そして、焦点距離変位部材により光軸上でのレンズ移動
に連動して該レンズの焦点距離を変化させ、原稿から投
影面までの光路上を一定化することができる。

さらに、維持部材により光軸の回動に対して原稿とレン
ズ間の距離を維持し、光軸回動時に投影倍率が変化する
ことを防止できる。

（実施例） 以下に、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。第
５図は本発明の一実施例に係る走査光学装置を適用した
画像形成装置としての複写装置を示す概略構成図である
。ガラス等の透明部材からなる原稿載置台ｌ上に載置さ
れた原稿２はランプ３に照明され、その投影像は反射ミ
ラー４．５゜６．７．８．９およびズームレンズ１０か
ら構成される光学系により、投影面としての感光ドラム
１１上へ導かれる。また、感光ドラム１１上の投影像は
、ズームレンズ１０の位置を可変することにより、縮小
、拡大等の画像処理が可能となっている。

ところで、本発明に係る複写装置では、原稿２をその走
査方向と直交する方向における一端を基準として原稿載
置台１上に載置すると共に、紙などの転写材１２をその
給送方向と直交する方向における中央を基準として配置
しである。

すなわち、第４図に示すように、原稿載置台１上には、
走査方向（図面に垂直な方向）と直交する方向の一側端
に原稿突当板２１が設けられており、原稿２はその一側
端を原稿突当板２１に突き当てた状態で原稿載置台、１
上に載置される。それに対して、転写材１２は常にその
中央が給送方向と直交する方向の中央に一致するように
配設されている。さらに詳述すると、転写材１２はレジ
ストローラ１３（第５図参照〉により給送方向に送られ
感光ドラム１１から直接原稿２の画像が転写されるため
、転写材１２の給送方向と直交する方向の位置は感光ド
ラム１１と一致している。ところで、感光ドラム１１上
には、反射ミラー４゜５．６，７．８．９及びズームレ
ンズ１０を介して原稿２の画像が投影されるが、感光ド
ラム１１は、通常、上記給送方向と直交する方向の位置
及び大きさが原稿２の同方向の最大サイズと一致してい
る。従って、第４図に示すように原稿２を基準とした場
合、原稿の走査方向と直交する方向の最大サイズＬｏの
中央０１は、感光体ドラム１１の中央０２及び転写材１
２の中央０３と一致している。この関係を満たすべく原
稿載置台１．感光ドラム１１及びカセット１４．１５に
収容された転写材１２が配設されている。

ところで、原稿２の画像は、第４図に示すように、ズー
ムレンズ１０によって感光ドラムｌｌ上に投影されるが
、そのときの原稿２、ズームレンズ１０、感光ドラム１
１の位置関係は次に示すようになっている。

まず、等倍複写時における原稿２、レンズＩＯ及び感光
ドラム１１の位置関係を説明すると、原稿載置台１上に
置かれた原稿２と感光ドラム１１（図では便宜上、感光
ドラム１１の露光位置に転写材１２を配置して示しであ
る）の距離（光路長）Ｌは、ズームレンズ１０の焦点距
離により決定され、該レンズ１０は原稿２と転写材１２
の光学的な中央に配設しである。さらに、レンズ１０は
原稿突当板２１で位置決めされた原稿２の最大幅Ｌｏを
、それに等しい幅Ｌｃを有する転写材１２に対応して投
影する・よう配設しである。なお、反射ミラー４，５，
６，７，８．９は単に投影光路の方向を変更するのみで
光路長りは変化させない。

ここで、最大原稿幅Ｌｏより狭い幅β。を有する原稿２
を複写する場合、その画像が最大幅Ｌｃの転写材１２と
中央Ｏ５が一致するよう配設された幅℃。の転写材１２
上に形成されるように、レンズｉｏを介して投影される
原稿載置基準点Ａの光軸ＷＯ（直線ＡＢＯ）をΔθだけ
、該基準点Ａを中心に回転し、光軸Ｗ＋　　（直線ＡＢ
Ｉ　）上でレンズ１０が１０ａにて示す位置になるよう
矢印方向に距離Ｘだけ移動させる。即ち、原稿サイズに
応じて投影端位置を可変設定するようにする。なお、原
稿載置基準点Ａは、原稿２の一端が原稿突当板２１と当
接する当接点である。

また、このときのレンズ１０の移動量ＸはＸ＝ＬＬ〒Ｌ
２であり、このとき必要な光軸Ｗｏの回転量ΔθはΔ（
θ１−θ。）　＝ｔａｎ−’　ｒ５与Ｔ７−ｔａｎ−’
　？−である。

こうすることによって、原稿２を片側を基準として原稿
載置ガラス１上に載置すると共に、転写材１２を中央を
基準として配設した場合でも、常に適正な複写を行なう
ことができる。

次に変倍複写時における原稿２、ズームレンズ１０及び
感光ドラム１１の位置関係を説明する。

ここでは幅（ｌｏの原稿２を倍率ｍで複写する場合にお
けるレンズ１０の移動について述べる。

原稿が最大原稿巾Ｌ０の場合、レンズ１０を光軸Ｗ０上
にて１０ｂ位置まで移動させ、Ｙ軸方向に１２ｙだけ移
動されば良い。なお、このようにレンズ１０の位置を転
写材側に移動することにより原稿画像の縮小が行なわれ
、原稿側に移動することにより拡大が行なわれる。また
、Ｙ軸方向の移動量Ｉ２ｙは前述の計算式（１）より ｎ、＝ｈ子・←　　　・・・・・・（Ｉ）で求められる
。そして、原稿幅Ｉ２ｏの場合には、レンズ１０を光軸
Ｗ１上の１０ｃ位置になるように、同じくＩ２ｙだけ移
動さればよい。

したがって、原稿２及び複写材１２のサイズに応じて、
光軸Ｗｏ　（直線ＡＢＯ）を回転することにより、中央
基準転写材に等倍複写が得られる。

また、変倍時は、光軸ＷｏやＷｌなどの光軸上にて移動
させるだけで、容易に変倍複写が得られる。

以下に、第１図〜第３図を参照しながら上記ズームレン
ズ１０を移動させる為の機構を説明する。

第１図は機構を示す斜視図で、該レンズ１０を変倍の為
、光軸方向に沿って移動させる移動手段と、レンズ１０
の光軸Ｗｏを例えば原稿載置基準点Ａを中心に回転させ
る回動手段とからなっている。

上記移動手段として、光学台３１上に立設された支持板
３２．３３に軸受３４，３５を介して回転自在に支持さ
れる送りネジ３６が設けられている。この送りネジ３６
の一端には送りネジギア３７が一体に固着されており、
該送りネジギア３７は、光学台３１に固設された正逆転
自在なパルスモータ３８に付設した駆動ギア３９と歯合
している。また、この送りネジ３６と平行に、支持板４
０．４１に支持されるガイドレール４２が設けられ、こ
の送りネジ３６とにまたがってレンズガイド４３が係合
している。このレンズガイド４３の一端には、送りネジ
３６に螺合するナツト４４が固着されている。従って、
パルスモータ３８を駆動して送りネジ３６を回転させる
ことにより、ナツト４４、即ちレンズガイド４３はＹ軸
方向に移動する。

レンズガイド４３にはＸ軸方向にガイド穴４５が設けら
れ、この穴にはズームレンズ１０の上面に固定されたビ
ン４６．４７が係合している。

ズームレンズ１０はレンズ・ホルダ４８に回転自在に保
持されており、該レンズホルダ４８の一端は光軸Ｗｏに
平行なレンズレール４９に螺合している。このため、レ
ンズ１０は、レンズホルダ４８がレンズレール４９に沿
ってＮ方向に移動することにより、光軸Ｗ０上を移動自
在となっている。そして、レンズガイド４３はビン４６
．４７の係合によってズームレンズ１０の向きを規制し
、光軸Ｗ０上を移動するズーム・レンズ１０のレンズ面
を常時Ｙ軸方向（原稿走査方向）に対して垂直に保ち、
常に原稿２に対するレンズ面を一定の向きに規制する規
制部材として機能する。

さらに、上記移動手段が設けられたレンズ台５１は回動
手段によって、例えば原稿載置基準点Ａを中心として光
軸Ｗ。を回転可能となっている。

すなわち、レンズ台５１は、光学台３１上にて前記基準
点Ａを中心とする円弧状に形成された案内レール５２．
５３の溝に、レンズ台５１に固設された同様の円弧形上
を有するラック５４．５５の突起部を摺動可能に係合し
、基準点Ａを中心として回動移動自在に支持されている
。

上記レンズ台５１は光学台３１に支持されるパルスモー
タ５６によって回動されるようになっており、駆動力は
パルスモータ５６の出力軸に接続されたギア５７および
５８により伝達される。なお、ギア５８は、プーリ５９
，６０．およびワイヤ６１を介して、パルスモータ５６
の出力軸に接続されている。ラック５４．５５と噛合す
るギア５７．５８は、この円弧形状のラック５４．５５
の基準点Ａからの回転半径距離の比と同じ比の歯数関係
で構成される。

そして、ギア５７．５８は前記パルスモータ５６と同径
のプーリ５９，６０により、同一回転で駆動され、その
ギア比により、レンズ台５１を基準点Ａを中心とし、回
転移動することが可能となっている。

なお、第２図に示すように、カム溝板７１にはビン７２
を介してカム板７３が係合している。このカム板７３は
、レンズホルダ４８に保持されており、Ｘ方向にスライ
ド可能となっている。これらのカム機構は、ズームレン
ズ１０が移動しても光路長ｒ−を一定として結像条件を
満たすべく、該ズームレンズ１０の焦点距離を変化させ
るための周知の部材である。上記の構成において、第２
図に示すように、パルスモータ３８を駆動することで光
軸Ｗｏ上にてズームレンズ１０を移動させるが、移動に
連動してカム溝板７１の溝に沿ってカム板７３が移動し
、レンズ位置と共に焦点距離が変化し、変倍が可能とな
る。

また、上記レンズ台５１上には、カム溝板７１が任意の
光軸に対して所定の間隔を保持するよう長さの異なるリ
ンク７４および７５が回転自在にビン７６．７７で支持
されており、例えば光軸Ｗｏに対しては第２図のような
位置に配置される。このビン７６．７７は、光学台３１
に設けられたＹ軸上の同座標を保持する２本の平行な案
内穴７８．７９に係合している。リンク７４．７５の一
方の端には、ビン８０．８１が固定されて、レンズ台５
１に設けた光軸Ｗ。と同方向の案内穴８２．８３に係合
すると共に、前記ビン７６．７７と同様案内穴７８．７
９にも係合している。これによりカム溝板７１は、第３
図に示すように、光軸がＷ。からＷｌに回動した場合、
新たな光軸Ｗ、に対して所定の間隔を保持するよう配置
される。このため、光軸を回動してもカム板７３による
ズームレンズ１０の焦点距離調整を行なわなくて済む。

そして、２本の平行な案内穴７８．７９によりＹ軸上の
座標を規定されていることから、光軸Ｗｏ上にあったと
きのズームレンズ１０と原稿２との距離を保つことがで
きる（第４図中、１０．１０ａにて示す）。

しかも、第３図のように、前述のレンズガイド４３のガ
イド穴４５に、レンズ１０のビン４６゜４７が係合して
いることにより、レンズの向きは一定に保たれる。

なお、図示の実施例では、レンズとして焦点距離が変化
するズームレンズを用いた場合について説明したが、ズ
ームレンズの替わりに所謂固定焦点レンズを用いてその
位置及び光路長をそれぞれ変化させるようにしてもよい
ことは勿論である。

第６図に第２実施例を示す。本実施例では回動手段およ
び移動手段の駆動源を共通としたもので、パルスモータ
９１より回転力を受ける中継ギア９２を、ソレノイド９
３と揺動アーム９４によって回動させ、送りネジ３６を
駆動するギア９５とレンズ台５１を回動させるギア９６
との噛合を適宜切り換えるように構成したものである。

第７図に示す第３の実施例は、レンズ台５１を０点を中
心に回転させて光軸を回動させるよう構成したもので、
ギア５７．５８を回転してレンズ台５１を回すもので、
前述の実施例が原稿台上の基準点Ａを固定と設定してい
るのに対し、本実施例では、この基準点を原稿台上で移
動させ、基準点を任意の原稿上に設定可能としたもので
ある。

以上説明したように、本発明によれば、変倍機能のみな
らず、例えば原稿の載置位置を動かさずに転写材上の画
像をずらすイメージ・シフト等のいわゆる編集機能の実
現が、簡便かつ高精度に実現できる。

なお、上記実施例では画像形成装置として複写装置を例
示したが、他にマイクロフィルムリーダプリンタや、フ
ァクシミリ等、本発明の走査光学装置を適用できる装置
は数多い。

（発明の効果） 本発明は、以上の構成および作用を有するもので、レン
ズを介して投影される所定の光軸を回動させる回動手段
と、上記光軸上にてレンズを移動させる移動手段とを設
けたので、投影される所定の光軸を回動することにより
、原稿の投影位置を任意に設定することができるうえ、
この光軸上にてレンズを移動することにより、所望の変
倍率を得ることができ、投影位置と変倍率を各々、回動
手段あるいは移動手段単独で設定することができろ。従
って、従来のような２軸制御が不要となり、レンズ位置
の可変に要する時間を短縮でき、制御軸が２軸から１軸
に減ることから、機械的ガタ等の影響を受けにくく、レ
ンズの位置精度を向上できる。

また、従来Ｇ；比べＸ軸方向の移動量演算が不要となり
、演算時間の短縮、演算能力の低容量化が可能となるた
め、コストダウンを計ることができる。

なお、原稿上に設定した基準点を中心として光軸を回動
することにより、該基準点が投影される投影面上の位置
を可変することができ、原稿画像の投影位置を任意に設
定することができる。従って、特に中央基準投影方式の
走査光学装置に好適である。

この場合、基準点を原稿載置台上の原稿載置基準点をす
ることにより、原稿載置基準点に一端を接する原稿の投
影面上での端部位置を原稿サイズに応じて可変設定する
ことができる。従って、原稿片側基準載置方式で、しか
も中央基準投影方式の走査光学装置に好適である。

また、原稿に対するレンズの向きを常に一定の向きに規
制する規制部材を設けたので、レンズ位置が変わっても
同じ投影位置にを光軸な導くことができる。

そして、光軸上でのレンズ移動に連動して該レンズの焦
点距離を変化させる焦点距離変位部材を設けたので、光
路長を一定化できる。

さらに、光軸の回動に対して原稿とレンズ間の距離を維
持させる維持部材を設けたので、光軸回動時に投影倍率
が変化することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る走査光学装置を示す斜
視図、第２図は第１図に示した走査光学装置の上視図、
第３図は光軸可動状態を示す走査光学装置の上視図、第
４図は本発明の走査光学装置におけるレンズ位置可変動
作を示す図、第５図は本発明の走査光学装置を適用した
画像形成装置を示す概略構成図、第６図は本発明の第２
実施例を示す上面図、第７図は本発明の第３実施例を示
す上面図、第８図は従来の走査光学装置におけるレンズ
位置可変動作を示す光路図である。 符号の説明 １・・・原稿載置台　　　２・・・原稿１０・・・ズー
ムレンズ １１・・・感光ドラム（投影面） ３６・・・送りネジ　　　４９・・・レンズレールＷ０
・・・光軸 〜 派

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）原稿載置台上に載置された原稿を所定投影面の中
   央に投影するレンズを備え、所望の画像処理に応じて上
   記レンズ位置を可変する走査光学装置において、 前記レンズを介して投影される所定の光軸 を回動させる回動手段と、 上記光軸上にてレンズを移動させる移動手 段とを備えて成ることを特徴とする走査光学装置。
2. （２）前記回動手段は、原稿上に設定した基準点を中心
   として光軸を回動させることを特徴とする請求項１記載
   の走査光学装置。
3. （３）前記基準点が原稿載置台上の原稿載置基準点であ
   ることを特徴とする請求項２記載の走査光学装置。
4. （４）前記原稿に対するレンズの向きを常に一定の向き
   に規制する規制部材を備えて成ることを特徴とする請求
   項１記載の走査光学装 置。
5. （５）前記光軸上でのレンズ移動に連動して該レンズの
   焦点距離を変化させる焦点距離変位部材を備え成ること
   を特徴とする請求項１記載の走査光学装置。
6. （６）光軸の回動に対して原稿とレンズ間の距離を維持
   させる維持部材を備えて成ることを特徴とする請求項１
   記載の走査光学装置。