JPH0477301B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複写機等の変倍光学系に関するもの、
特にズームレンズを用いたものに関するものであ
る。

従来ズームレンズを用いた変倍光学系は、ズー
ムレンズの移動をワイヤによつて移動させたり、
平歯車を用いて移動させる装置が多い。又、特に
平歯車を用いた場合、原稿の走査方向からある角
度をもつて移動させたために、平歯車の移動が複
雑となつていた。すなわち、ズーム環の平歯車を
移動させるためには、例えば、ラツク歯車は２方
向に動かさなければならないので、カムを用い、
更により円滑に移動させるために案内部材も必要
としていた。

そこで、本発明は、原稿の走査方向と直角をな
す方向から一定の角度をもつて運動するズームレ
ンズによる可変倍光学装置において、ズームレン
ズのズーム環にハスバ歯車を用い、該ハスバ歯車
とかみ合うハスバラツク歯車を用いたものを提供
することにより、ズームレンズの装置が簡単で、
小型になつてコンパクトになるばかりか、組立、
保守が従来のものより一段容易になるというよう
な目的を有するものである。

以下、実施例に基づいて本発明の詳細を説明す
る。第１図にズームレンズを使用した可変倍電子
写真装置の一例を示す。図において、１は周面に
電子写真感体を有するドラムで矢印方向に回転す
る。このドラム１は、回転に従つて、まずコロナ
放電器２で均一に帯電され、次にスリツト３を介
して後述の光学系により原稿Ｏの選択された倍率
での光学像がスリツト露光される。これによつて
ドラム１に形成された静電潜像は現像器４で現像
され、トナー像が得られる。このトナー像は次に
転写コロナ放電器５の作用下で、矢印方向に搬送
される転写紙Ｐに転写される。この転写紙Ｐは次
に定着器６に送られ、転写されたトナー像が紙Ｐ
に定着される。一方、転写後のドラム１はクリー
ニング器７によりクリーニングされ、再び前記画
像形成工程に使用される。

前記原稿Ｏは固定された透明原稿台８に載置さ
れる。そしてこの原稿Ｏはランプ９によつて照明
され、原稿を反射した光はミラー１０，１１，１
２を順に反射し、ズームレンズ１３に入射する。
ズームレンズ１３を出射した原稿からの結像光束
はミラー１４を反射し前記の如くドラム１に入射
し、原稿Ｏの選択された倍率での光学像を形成す
る。レンズ１３が図の実線位置１３₁にある時は
ドラム１には原稿のm1倍像が形成され、レンズ
１３が１３₂位置に移された時はm₂倍像が形成さ
れる。ここでm₁＞m₂とする。便宜上、図ではレ
ンズの位置は２つしか示していないが、１３₁，
１３₂位置間で更に１乃至数箇所の位置に位置せ
しめ、３乃至数段の倍率変更を可能にでき、或い
は13₁，１３₂位置間で極めて多数の位置に位置せ
しめ、或いは任意の位置に位置せしめ得るように
し、実質的に連続的な倍率変更を行うようにして
もよい。

後述のようにズームレンズ１３の位置を変更す
ると、これに連動してズーミングが行われ、レン
ズ焦点距離が新たなレンズ位置に対応した、換言
すれば選択された複写倍率に対応した値に変更さ
れる。

ここで原稿、レンズ間の光路長l₁と、レンズ感
光体間の光路長l₂の和をｌ（ｌは一定とする）原
稿像の結像倍率（即ち選択された複写倍率）を
ｍ、レンズ焦点距離をｆとすると、 l₁＝ｌ／ｍ＋１ l₂＝ml／ｍ＋１ ｆ＝ml／（ｍ＋１）₂ となるように、レンズの位置及び焦点距離を選択
された倍率ｍに対応して変更すればよい。

第１図の装置は原稿走査型である。原稿走査の
為にミラー１０はランプ９と一体的に、矢印で示
す原稿走査方向に、ドラム回転方向についての複
写倍率をｍとする為ドラム１の周速に選択された
複写倍率の逆数１／ｍを乗じた速度で往動し、ミ
ラー１１，１２は原稿、レンズ間の光路長を一定
に保つ為にミラー１０の1/2の速度で矢印方向に
移動する。かくして原稿Ｏが走査され、その像は
ドラム１にスリツト露光される。原稿走査が終了
すると、部材９〜１２は復動して夫々の往動起点
位置に復帰する。尚、ミラー１０，１１，１２ラ
ンプ９を固定し、透明原稿台８を移動させて原稿
を走査してもよい。

以上の装置に於いてズームレンズの移動とその
ズーミングは、これらを正確に対応して行わなけ
ればならない。さもないと所望の倍率の像が得ら
れなかつたり、ピントの外れた像が形成されるこ
とになつてしまう。従つて本考案の主な目的はズ
ームレンズの移動とそのズーミングを正確な対応
関係を保つて行える、構成の簡単な機構を備えた
可変倍像形成装置を提供することである。

第２図に本発明を適用したレンズ１３の移動及
びズーミング機構を示す。図に於いて１５は前記
第１図のズームレンズ１３を内蔵したレンズ鏡筒
である。この鏡筒１５はレンズ台１６に固定され
ている。レンズ台１６にはスライド軸受１７，１
８が固定されており、そしてこの軸受１７，１８
は基板２０に固定された直線状ガイドレール１９
に摺動自在に嵌合せしめられている。従つて、レ
ンズ１３を搭載したレンズ台１６は、ガイドレー
ル１９の案内下に、このガイドレールと平行な方
向（Ａ方向、Ｂ方向）に直線経路上を往復移動で
きる。尚、レール１９の方向は、従つてレンズ１
３の移動方向はレンズ１３の光軸Ｘと傾斜せしめ
られている（つまり、原稿走査方向と直角な方向
に対して傾斜した方向。詳細は後述）が、これは
どの倍率の複写時にも原稿の側端を透明原稿台８
の側端基準位置に合せて配置し、この原稿側端の
像を感光体側端の基準位置に結像する為である。

上記レンズ台１６には、ワイヤ２１の両端２
１′，２１″が係止されている。ワイヤ２１は基板
２０に固定された軸２２′，２３′に回転自在に支
持されたプーリ２２，２３に掛けられており、か
つプーリ２２，２３の間で駆動プーリ２４に数回
巻き付けられている。この駆動プーリ２４は軸２
６に固定されている。この軸２６にはウオームホ
イール２７が固定されており、このウオームホイ
ール２７にはモータ２９の出力軸３０に固定され
たウオームギア２８に噛合している。而してモー
タ２９が正転するとウオームギア２８、ウオーム
ホイール２７により軸２６が時計方向に回転し
て、プーリ２４が時計方向に回転するから、レン
ズ１３を搭載したレンズ台１６はワイヤ２１に牽
引され矢印Ａ方向に移動する。同様にモータ２９
が逆転するとプーリ２４が反時計方向に回転せし
められ、上記レンズ台１６はワイヤ２１に牽引さ
れて、矢印Ｂ方向に移動する。

前記モータ２９の出力軸３０には円周上に等幅
のスリツトが多数等間隔に設けられた円板３１が
固定されている。従つてこの円板３１は軸２６と
同期して回転し、従つて前記から明らかなよう
に、円板３１はレンズ１３を搭載したレンズ台１
６の移動と同期して回転する。そして３２は基板
２０に固定されたフオトカプラであり、その発光
素子部３２′と受光素子部３２″とは前記円板３１
のスリツト形成領域を間に挾んで配置されてい
る。従つて、モータ２９の作動による円板３１の
回転に従つて、発光素子部３２′の放射光がスリ
ツト３１″を周期的に透過するから、受光素子部
３２″は周期的に電気パルスを発生する。而して
このパルス列の１パルス周期に回転する軸２６の
回転角度はいつの時点でも等しく、従つて上記１
パルス周期でレンズ１３を搭載したレンズ台１６
が移動する移動量はいつの時点でも同一である。
倍率変更動作の際、モータ２９を駆動すると前記
の如くレンズ１３が移動を開始し、これに同期し
て上記パルス列が発生開始するが、不図示のカウ
ンタによりこのパルスの数を計数し、選択された
倍率に対応するパルス数が計数された時点でモー
タ２９を消勢し、レンズ移動を停止するものであ
る。従つてレンズ１３は選択された倍率に対応し
た距離だけ移動する。

前記の如くレンズ１３はズームレンズであり、
本考案では上記レンズ移動に連動してレンズのズ
ーミングを行うようになつている。即ち第２図に
於いてレンズ鏡筒１５にはカム孔１５′が設けら
れており、このカム孔１５′には、レンズ鏡筒１
５内に光軸方向に可動に設けられた焦点距離変更
用レンズ保持筒に固定されたピン３３が、係合突
出せしめられている。３４はレンズ鏡筒１５に、
レンズ鏡筒１５に対し光軸方向には相対移動しな
いが、光軸Ｘを中心に回動可能に装着されている
ズーム環である。ズーム環３４には長孔３４′が
設けられており、この長孔３４′に前記ピン３３
が係合せしめられている。従つてこのズーム環３
４を回動すればピン３３は前記カム孔１５′に沿
つて移動し、これによつてレンズ鏡筒１５内で所
定のレンズ素子間の間隔が変化するから、レンズ
１３の焦点距離も変化する。ズーム環３４を回動
させる機構は以下の如くである。

すなわち、ズーム環３４には、ハスバ歯車３５
が切つてある。云いかえれば、ズーム環３４はハ
スバ歯車３５を有するものである。このハスバ歯
車３５にかみ合うハスバラツク歯車３６にはハス
バ３７が刻設してあり、このハスバラツク歯車３
６は前記ガイドレール１９と平行に基板２０に固
着されている。そして前記ズーム環３４の周囲に
は、レンズ台１６上に長孔３８が形成されてい
て、ズーム環３４は長孔３８内に環入されてい
て、前記ハスバラツク歯車３６に噛合している。
更に、基板２０上には、前記ハスバラツク歯車３
６を中心として前記ガイドレール１９と対称にレ
ール３９が固着されてある。該レール３９には、
レンズ台１６に、前記スライド軸受１７，１８と
反対の位置に固着した軸受４０が摺動自在に嵌合
してある。

さて、本発明の式に従つて、実施例のネジ角を
算出してみる。第３図にハスバラツク歯車３６と
ハスバ歯３５を有するズーム環３４の平面図を示
している。ズーム環３４の実線で示した部材３４
ａは倍率１：１の状態を示している。又、レンズ
の移動方向は矢印の方向である。この方向、Ａ−
Ｂ方向と歯直角線ａのなす角がαである。原稿の
走査方向Ｘ−Ｘと直角な線がｂであり、前記Ｙの
方向はｂとθの角をなしていて、θ＝60゜である。
ズーム環のハスバ歯車の歯数は46歯である。２点
鎖線で示した部分３４a′は倍率１：0.68における
ズームレンズ１３の位置のハスバ歯車の位置であ
る。ズームレンズ１３が３４ａの位置から３４
a′の位置に移動した移動距離をliとしli＝40.5mmと
し、ズーム環３４の回転角61.5゜であるから、
π／cosα×Ｚ×ψi／360゜＝liの公式に、Ｚ＝ハス
バ歯車の歯数が46、ψi＝liのときのハスバ歯車を
有するズーム環の回転する角度が61.5゜、li＝ズー
ムレンズの移動距離が40.5mmを入れると、π／
cosα×46×61.5／360＝40.5よりα＝52.44゜、よつ
てβ＝θ−αの公式に、θ＝60゜、α＝52.44゜を入
れると、β＝7.56゜となる。故に、ねじれ角は
7.56゜にすればよい。こうして、ハスバ歯車の捩
れ角を決めるが、本実施例では他の２ケ所の倍率
の場合の移動量liと、その時の回転角ψiが等比例
しない、すなわち、若干異るズームレンズを用い
ているものである。

本発明は、原稿の走査方向と直角をなす方向か
ら一定の角度をもつて直線運動をするズームレン
ズを用いた可変倍率光学装置であつて、ズーム環
にハスバ歯車を有し、該ハスバ歯車とかみ合うハ
スバラツク歯車をズームレンズの移動方向と平行
に配置した点を要旨とするものであるから、ズー
ムレンズの移動機構がきわめて簡単でコンパクト
になり、ズームレンズの操作が容易で故障が少な
く、組立、保守が従来のものより一段と容易にな
るというような効果を有するのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるズームレンズを用いた可
変倍複写装置の正面断面図、第２図は、ハスバ歯
車を用いたレンズ環移動機構の平面図、第３図
は、ハスバラツク歯車とラツク歯車とのかみ合い
を示す斜視図。 １……ドラム、２……コロナ放電器、３……ス
リツト、４……現像器、５……転写コロナ放電
器、６……定着器、７……クリーニング器、８…
…透明原稿台、９……ランプ、１０，１１，１２
……ミラー、１３……ズームレンズ、１４……ミ
ラー、１３₁……実線位置、１３₂……レンズ１３
の位置、１５……レンズの鏡筒、１６……レンズ
台、１７……スライド軸承、１８……スライド軸
承、１９……ガイドレール、２０……基板、２１
……ワイヤ、２１′，２１″……ワイヤの両端、２
２，２３……プーリ、２２′，２３′……プーリ
軸、２４……駆動プーリ、２６……軸、２７……
ウオームホイール、２８……ウオームギア、２９
……モータ、３０……出力軸、３１……円板、３
２……フオトカプラ、３２′……発光素子部、３
２″……受光素子部、３３……ピン、３４……ズ
ーム環、３４′……長孔、３５……ズーム環のハ
スバ歯、３６……ラツク歯車、３７′……ラツク
のハスバ歯車、３８……長孔、３９……ガイドレ
ール、４０……スライド軸承、Ｏ……原稿、Ｐ…
…転写紙、Ａ，Ｂ……ズームレンズの移動方向、
Ｘ……原稿の走査方向。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原稿の走査方向と直角をなす方向から一定の
   角度をもつて運動をするズームレンズをもちいた
   可変倍光学装置であつて、ズーム環にハスバ歯車
   を有し、該ハスバ歯車とかみ合うハスバラツク歯
   車をズームレンズの移動方向と平行に配置したこ
   とを特徴とする可変倍光学装置。 ２ 前記ハスバ歯車の振れ角β゜が、β゜＝θ゜〜α゜
   、
   π／cosα゜×Ｚ×ψi゜／360゜＝li たゞし、θ；原稿の走査方向と直角をなす方向
   とズームレンズの移動方向のなす角度、α；ハス
   バラツク歯車の歯直角線とズームレンズの移動方
   向がなす角度、Ｚ；ハスバ歯車の歯数、li；ズー
   ムレンズがある位置から移動方向に沿つて移動す
   る距離、ψi；liのときに、ハスバ歯車を有するズ
   ーム環が回転する角度、を満足していることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の可変倍光学
   装置。 ３ 前記ハスバラツク歯車が固定であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   可変倍光学装置。 ４ 有段階変倍装置であつて、前記li、ψiを有段
   階の任意の２つの倍率位置から選択していること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項又は第３項記
   載の可変倍光学装置。