JPS5842456B2 - 複写機等における倍率変更装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複写機等における倍率変更装置に関するもの
である。

一般に、レンズを用いて原画像を投影する場合、原画と
レンズとの光路長を ａｒｎ レンズと像面間の光路長を ｂｍ レンズの焦点距離を ｆ ｂｍ 投影倍率を ｍ一−とすると、 ａｍ となり、 原画と像面との光路長即ち共役距離をｌｍとすると、 となる。

このことは一般に広く知られているところである。

ここで、いま、投影倍率ｍを変化させると、当然ａｍ１
ｂｍ、１ｍの３つが変化する。

したがって、従来、走査型複写機の光学系において、倍
率を変更する場合、レンズの位置を移動させるとともに
、原稿と被投影面との光路長を変化させるために原稿の
位置あるいは光路上に設けた平面反射鏡の位置を変化さ
せていた。

しかしながら、このように、倍率変更にあたって２種類
の部品位置、例えば、レンズと平面反射鏡の位置をそれ
ぞれ倍率に合った位置に正確に、連動あるいは個々に移
動させるには、精密で複雑な高価な移動装置を必要とす
ると云う欠点を有していた。

また、従来の複写機では、原稿を照明する位置と原稿の
走査開始位置とを複写倍率に関係なく一定とし、等倍複
写時には原稿の先端から複写するように構成されている
。

ところで、このような複写機で縮少複写時にも等倍複写
時と同様に走査露光を行うと、縮少複写時の走査速度は
等倍複写時での走査速度より速いため、縮少複写時、原
稿先端が複写されない。

そこで、遅延機構を設けて、縮少複写時に原稿走査のタ
イミングを遅らせるようにしている。

しかしながら、複写機に遅延機構を設けることはそれだ
け構成が複雑となり、かつ遅延のための切替手段をも必
要とし高価になると云う欠点を有する。

本発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたも
ので、原稿面および被投影面は固定とし、ただ１つの光
学ユニットを移動するだけで簡単に変倍し、且つ各投影
倍率において原稿と被投影面を位置合せするための原稿
走査の同期調整が不要にできる複写機等における倍率変
更装置を提供しようとするものである。

つぎに、本発明の詳細な説明する。

まず、第１ａ図により基本原理を説明する。

第１ａ図において、実線は倍率がｍｌ、点線は倍率がｍ
２の場合を示し、ｍｌ＞ｍ２とする。

なお、１は原稿、２はレンズ、３，４は平面反射鏡、７
は被投影面で、レンズ２および平面反射鏡３，４はフレ
ーム５により一体化して光学ユニット６を形成している
。

そして、原稿１とレンズ２との光路長ａｍと、レンズ２
と被投影面７の像面との光路長ｂｍと、倍率ｍとは、■
式に代入すれば、 何故ならば、図において、光学ユニット６を実線位置か
ら下方にｙだげ移動したレンズ２、平面反射鏡３，４と
光軸Ｚとの交わる位置をＰ、 Ｍ／、Ｎ′とし、Ｎ′点
からＮ１Ｂ１およびＮ２Ｂ２へ垂線を下し、その交点を
Ｐ、、Ｑとすると、ＺＰＮ１Ｎ′−ＺＱＮ′Ｎ２＝θと
なり、そして、図から但しＡ１、Ｂ１は夫々倍率ｍ１の
とき光軸Ｚと交わる原稿１、被投影面７上の点、またＬ
ｌ、Ｍｌ、Ｎ１ も夫々倍率ｍ１ のときに光軸２が
レンズ２、平面反射鏡３，４と交わる点である。

また、原稿１及び被投影面７を固定で光学ユニット６を
移動させ倍率をｍ２に変換した場合では、となる。

但しＡ２、Ｂ２、Ｌ２、Ｍ２、Ｎ２は倍率ｍ２のときの
Ａ１、Ｂ１、Ｌｌ、Ｍｌ、Ｎ１に相当する点である。

いま、光学ユニット６への入射光軸方向への変位量をｙ
、入射光軸と直角方向への変位量をＸ、入射光軸と最終
（平面反応鏡４からの）射出光軸とのなす角度をαとす
ると、 すなわち、前記■、■式を満足させるＸ、ｙ、α（−θ
）を撰択すれば、倍率をｍｌからｍ２へ変換することが
理解される。

そして、前記ａｍの変位はｙで、ｂｍの変位はＸ１ア、
αで決まるものである。

ただし、α＝０°（入射光軸と射出光軸とが平行である
）であると、ｃｏｓα−１，ｓｉｎα＝０であるため １ｍ２＝（ａｍｔ＋ｙ）＋（ｂｍｔ−ｙ）−ａｍｔ＋ｂ
ｍｔ＝１ｍｔとなり、共役距離を可変とすることができ
ない。

すなわち、変倍が可能であるためには、入射光軸と射出
光軸とが平行でないこと（α〜００）が必要である。

つぎに、第１図を具体的に説明する。

レンズ２の焦点距離 ｆ＝１５０朋 倍率を すなわち、等倍から０．８倍に変倍するには、光学ユニ
ット６を図中下方へ３７．５ｍｍ、右方へ４．９５１ｍ
移動させればよい。

また、光学ユニット６を右方へ移動させずに、下方へ移
動させて、０．８倍に倍率変換するには、Ｘ＝Ｏとする
と、３０ｍｍ＝３７．５ｍｍｃｏｓ ａ −’−ａ＋＝
３６．９゜となる。

換言すると、入射光軸と射出光軸との角度αを３６．９
°とすれば、光学ユニット６は単に、図中下方に３７．
５ ｍｍ移動すれば、０．８倍の投影像を得ることがで
きる。

第１ｂ図は上述のように、光学ユニット６を単に下方に
ｙ＝３７．５ｍｍ移動して変倍した状態を示す。

また、第１ｂ図において、８は被投影面７に設けたスリ
ット、Ｒは原稿１の先端、Ｑは感光体９の先端位置（原
稿のスタートサインを出す位置）、ｖｏｌ、ＶＯ２は等
倍、縮少（ｘｏ、８）のときの原稿１の移動速度、Ｖｐ
、、Ｖｐ２は等倍、縮少のときの感光体９の移動速度で
ある。

そして、０１．０２は等倍、縮少（Ｘｏ、８）で投影す
る場合の上記スリット８に対応する原画面での原稿走査
位置である。

こＳで、原稿１の移動速度と感光体９の移動速度につい
て考えると、 等倍複写時では、Ｖｏｌ＝Ｖｐ１ 、縮少複写時ではＶ
ｏ２＝Ｖｐ２１０．８ である。

複写機の場合、投影倍率を変更するとき感光体の移動速
度を変更することは現像や転写において種々の問題を生
じるため、原稿の移動速度を変えていた。

そこで感光体９の移動速度を倍率に関係なくＶとすると
、 ＶＯ２＝ １．２５Ｖ ｖｏｌ−Ｖ となる。

したがって、感光体９の先端と原稿１の先端とを一致さ
せるには、等倍複写にあたってはＲＯ，／Ｖ＝ＱＰ／Ｖ
、すなわち、ＲＯ１＝ＱＰとすればよい。

また、感光体９の先端がＱ点に来たとき、倍率に関係な
く原稿１を移動させ、原稿１の先端部を感光体９の先端
部に一致させて露光するニハ、縮少時（ＸＯ，８） で
ＲＯ，／１．２５Ｖ＝ＱＰンＶすなわち、 となる。

つまり、上記ＲＯ２＝１．２５ＲＯ１なる関係を満足す
るＲの位置を決定すれば、倍率に関係なく感光体９の先
端と原稿１の先端とは一致する。

第２図は光学ユニット１６に平面反射鏡１３を有するミ
ラーレンズ１２を使用した本発明の実施例を示すもので
、レンズ光軸について説明するものである。

なお、ミラーレンズ１２と少な（とも１枚の平面反射鏡
１４とからなる光学ユニット１６を平行移動させても倍
率変更を行なえることは、第１図における原理と同様に
本発明者によって、既に、特願昭５２−１２２１０８号
（特開昭５４−５４６２８号）で提案されている。

第２図において、原稿１１および感光体１９は等倍時に
は同速で、また縮少時（ｘｏ、８）には原稿１１が感光
体１９の速度の１．２５倍（１１０，８）の速度で、後
述するクラッチ装置３８の切替により夫々矢印方向に移
動する。

なお、図において、１５はフレーム、１７は被投影面、
１８はスリット、２０は光源、１０１は等倍時のレンズ
光軸（光学ユニット１６への入射光軸）、１０２は等倍
時の射出光光軸（Ｎ１Ｂ１）、１０３は縮少時（ＸＯ，
Ｓ）のレンズ光軸（光学ユニット１６への入射光軸）、
１０４は縮少時の射出光光軸（Ｎ２Ｂ２）、Ｋ１ は平
面反射鏡１５と光軸１０１との延長線上の交点、Ｋ２は
平面反射鏡１５と光軸１０３との延長線上の交点、Ｎ１
は光軸１０１と平面反射鏡１４との延長線上の交点、Ｎ
２は光軸１０３と平面反射鏡１４との延長線上の交点を
示す。

いま、ミラーレンズ１２の焦点距離ｆ−１５０Ｕ、倍率
をｍ１＝１、ｍ２ ＝ ０．８とすると、第１図で説明
したと同様に、 ａｍ ＝ｂｍｌ ＝３００ｍｘ ａｍ２＝３３７．５ｍｇ。

となる。

また、図において、ミラーレンズ１２の光軸は原稿面に
対し３°下向きとなっている。

したがって、縮少時（ＸＯ，Ｓ）の光学ユニット１６の
原稿面に対しての平行移動量Ｌ１Ｌ２をＳとすると、 となる。

それ故、上記条件を満足すれば、光学ユニット１６を原
稿面に対し平行に移動することにより、等倍から０．８
倍の投影倍率に変更することができる。

なお、実施例においては、ミラーレンズ１２のレンズ光
軸を原稿面に対して３°傾げたのは、ゴ般的説明をする
ためであり、レンズ光軸を原稿面と平行にすると、Ｘ＝
Ｏとなるだけである。

さらに、光学ユニット１２の移動方向が完全に原稿面と
平行でなくても、上記式を満足するｘ、ｙであれば変倍
可能であることは勿論である。

第３図は第２図に示す装置における投影光線束を示した
ものである。

なお、ミラーレンズではしンズへの入射光軸と射出光軸
が同一であるから斜光線束が用いられる。

いま、第１図、第２図におけると同様、ミラー※※レン
ズ１２の焦点距離ｆをｆ＝１５０ｍｍとし、等倍・縮少
する場合、感光体面上での光軸は一致せず、そのずれ量
Ｂ１Ｂ２は である。

そして、等倍時においては感光体移動速度と原稿移動速
度とは一定であるから、 である。

ついで、縮少時には、原稿移動速度Ｖｏ２のみを変更す
る。

すなわち、前述のように、とする。

これは感光体移動速度を変えると感光体回りの動作を調
整する必要があり面倒であるからである。

このようにすると、縮少時、 なる関係が成立する点にＱ、Ｒを決定すれば、等倍時、
縮少時にかかわらず、原稿先端とコピー先端とを一致す
ることができる。

このことを、さらに具体的に説明する。

いま、Ａ１０１＝４５ｍｍとすると、等倍時であるから となる。

また、等倍時における原稿速度を１０ｃＩｒＬ／ｓｅｃ
、縮少時（ＸＯ，Ｓ）の原稿速度を１２．５ ｃｒｒＬ
／ ｓｅｅとし、 原稿先端位置Ｒと０１点との距離をｈとすると、ｈ／１
ｏｏ＝（ｈｌ ５．０３）／１２５、°、ｈ中６０ｘ真 となる。

つまり、第３図に示すものにおいては、原稿のスタート
位置Ｒを、等倍時の原稿走査位置０１から６０ｍｍの点
に設定すれば、原稿のスタート位置を一定としても、等
倍時、縮少時を問わず、原稿と感光体との先端を一致さ
せることができる。

なお、原稿のスタート時に、機械的な遊びや電気的な遅
れが生じる場合、その分を加味して６０困に設定すれば
よい。

第４図は本発明を静電転写型電子写真複写機に適用した
ものを示し、光学ユニット１６はスライダ２１を介して
ガイド２２に摺動自在に装架され、縮少時には（Ｙ）だ
け図示しない駆動機構により図上左方に移動する。

なお、２３は感光体ドラム、２４は現像器、２５は転写
チャージャ、２６は分離爪、２７はクリーナ、２８は帯
電チャージャ、２９は給紙カセット、３０は給紙ローラ
、３１は搬送ローラ、３２は搬送ベルト、３３は定着器
、３４はコピートレイで、上記構成は従来公知のもので
あるため、その作動は説明を省略する。

なお、前出の符号と同一符号は同一部品等を示すもので
ある。

上記第４図の光学系には平面反射鏡３５が１枚追加され
ているが、これは転写型複写機において、感光体上に鏡
像を作る必要性からである。

そして、複写にあたって図示しないレバー等の切替手段
により光学ユニット１６を倍率に合った位置に移動させ
ると、図示しないスイッチが作動し、後述の走査クラッ
チ４３．４５を選択して原稿台３６の移動速度を変更す
るものである。

なお、当然のことながら、ＱＰＬ＝Ｒ０１、ＰＴ＝Ｐ’
Ｔである。

但し、Ｐ′は仮りに決めた点である。

また、茅は転写紙がＱ点に来たことを検知する検出スイ
ッチで、このスイッチにより原稿台３６が移動を開始す
る。

上記クラッチ機構３８を第５図および第６図により説明
する。

原稿台３６の側方下面にはラック３７が刻設されており
、このラック３７にはピニオンギヤ３９が噛合するとと
もに、ピニオンギヤ３９と一体化されたピニオンギヤ４
０がアイドルギヤ４１に噛合している。

また、このアイドルギヤ４１の一方には、等信用スキャ
ンギヤ４２が噛合し、等借用スキャンクラッチ４３によ
りスキャンスプロケット４４と一体回転可能となってい
る。

上記アイドルギヤ４１の他方には縮少用（ｘｏ、８）ス
キャンギヤ４４が噛合し、縮少用スキャンクラッチ４５
によりスキャンスプロケット４６と一体回転可能となっ
ている。

４７はリターンクラッチ４８によりリターンスプロケッ
ト４９と一体回転可能なリターンギヤで、このリターン
ギヤ４７と上記縮少用スキャンギヤ４４とはアイドルギ
ヤ５０を介して噛合している。

そして、上記各スプロケツ）４４，４６，４９は、モー
タにより回転移動するチェーン５１とそれぞれ噛合して
いる。

したがって、いま、等倍複写を行うために切換手段によ
り光学ユニット１６を図中実線の等倍位置に移動させる
と、図示しないスイッチが作動し、等信用スキャンギヤ
４２はスキャンスプロケット４４と一体化する一方、縮
少用スキャンクラッチ４５は解かれ、原稿台３６はａ方
向にスキャンする。

なお、この場合にはリターンクラッチ４８は解かれてい
る。

そして、原稿台３６が所定位置に達すると、図示しない
検知スイッチによりリターンクラッチ４８が動作すると
ともに等借用スキャンクラッチ４３が解かれる。

すなわち、チェーン５１によりリターンスプロケット４
９→リターンギヤ４７→アイドルギヤ５０→縮少用スキ
ヤンギヤ４４→アイドルギヤ４１→ピニオンギヤ４０゜
３９へとリターンギヤ４７の回転が伝達され、原稿台３
６はｂ方向にリターンすることになる。

縮少時においては、等倍周スキャンクラッチ４３０代り
に、縮少用スキャンクラッチ４５が動作するものであっ
て、その作動は上記と同様である。

なお、第５図に示すように、ピニオンギヤ３９と４０と
をピン５２、長溝５３とで若干の遊びをもたせて結合し
、複写時、リターン時の切替えにあたり原稿台３６の慣
性によるクラッチの滑り防止を行なってもよい。

ただし、この場合には、上記したように、原稿台３６の
移動タイミングを調整する必要がある。

第７図は本発明を光学系移動型に適用した実施例を示す
もので、原稿走査の方法は特公昭３９−６６４７号公報
に示されている方法を利用しており、原稿台２０１上の
原稿２０２に対して第１ミラー２１０を速度Ｖで第２、
第３ミラー２１１゜２１２を一体的に速度Ｖ／２で夫々
図中右方向に移動させる。

原稿２０２の画像はレンズ２０３と第４ミラー２０４と
からなる光学ユニット２０５によりスリット２０６を通
して感光体ドラム２０７上に投影される。

このスリット２０６に対応する原稿面上の走査位置０□
は第１ミラー２１０の移動とともに原稿２０２上を走査
する。

次に変倍に当り、光学ユニット２０５を第７図中破線の
位置まで移動させ縮少投影する。

このことは本発明者により特願昭５２−１２２１０８号
（特開昭５４−５４６２８号）で既に提案されている。

この縮少投影時、感光体の周速度を等倍投影と同一の場
合、第１、第２、第３ミラーは夫々等倍投影時の速度に
縮少率の逆数を掛けた速度で移動させる。

この時、スリット２０６に対応する原稿面上の走査位置
は等倍時の走査位置０１ より図中左側、即ち第１ミラ
ー２１０が移動、する方向と逆方向の０２になり、その
時の投影光路を破線で示す。

このとき各倍率における走査位置０１，０□は夫夫異な
り、しかも縮少時の走査位置０□が等倍時の走査位置０
１ よりも原稿２０２の端部Ｒから遠い位置に設けら
れるから、夫々の倍率において走査位置０１，０２が第
１ミラー２１０の移動にともない第７図に示す走査開始
位置から原稿２０２の端部Ｒに達する時間を一定になる
ように第１ミラー２１０及び原稿２０２の載置位置を設
ければ、第１図の実施例と同様に感光体ドラム２０１に
投影される原稿２０２の先端位置Ｒは倍率に関わりなく
常に一定になり、図示しない転写紙に転写する場合でも
原稿先端Ｒと転写紙先端が一致するものである。

なお、上記の実施例は全て等倍と縮少の場合についての
み説明したが、等倍と拡大でも同様にできることは言う
までもない。

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、倍率変
更するにあたり、単に光学ユニットのみを移動させれば
よいから極めて簡単かつ正確に変倍することができる。

しかも原稿の移動開始位置あるいは走査用ミラーの移動
開始位置を調整することで、倍率変更にかかわらず、原
稿先端とコピー先端とを一致させることが可能である等
の利点を有する。

【図面の簡単な説明】 第１ａ図、第１ｂ図は本発明にかかる倍率変更装置の原
理図、第２図は本発明を複写機に適用した場合の説明図
、第３図は、第２図の複写機の投影光線束を示した説明
図、第４図は本発明を静電転写型電子写真複写機に適用
した説明図、第５図はクラッチ機構の斜視図、第６図は
第５図の説明図で、第７図は本発明を光学系移動型複写
機に適用した説明図である。 １．１１，２０２・・・・・・原稿、２，１２，２０３
・・・・・・レンズ、３，４，１３，１４，１５，３５
゜２０４．２１０，２１１，２１２−・−・・・平面反
射鏡、６．１６，２０５・・・・・・光学ユニツ）、？
、１７・・・・・・被投影面、８，１８，２０６・・・
・・・スリット、９゜１９．２３，２０７・・・・・・
感光体、３８・・・・・・クラッチ機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原稿と光学系とが相対的に移動してスリットを通し
   て原稿像を感光体に逐次露光する走査露光型複写機等に
   おいて、入射光軸と射出光軸とが非平行状態で原稿像を
   投影する関係にあるレンズと少な《とも１枚の平面反射
   鏡とからなる光学ユニットを前記相対移動速度を変更し
   て倍率変更するに当って平行移動させるとともに、原稿
   の移動開始位置又は原稿の載置位置を前記相対移動開始
   から各倍率における原稿の露光開始までの時間が一定と
   なるように設定したことを特徴とする複写機等における
   倍率変更装置。