JPS59107308A - 複写機の変倍機構 - 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】 技術分野 本発明は複写機の変倍機構□、特に、レンズ系を光路に
沿って移動させると共に、原稿と感光体との間の光路長
を変更することにより変倍を行なう型式の複写機の変倍
機構に関する。

従来技術 一般に、等倍複写を行なう電子写真複写機番こおいては
、複数のレンズ群を絞りに対して対称に配置した対称型
レンズ系が使用されている。この対称型レンズ系は、絞
りより前方のレンズ群の歪曲、湾曲およびコマの各収差
が後方のレンズ群によって打消されるため等倍時に最良
の性能を発揮する特質があるが、これを用いて拡大複写
や縮小複写を行なうと、変倍時にコマ収差が増大し、解
像力の低下等をきたすという問題があった。他方、複・
耳桟に変倍機能を付与する手段として、ズームレンズ系
を用いる変倍機構が、例えば°、実開昭５７−１５０８
４１号公報にて提案されている。この変倍機構は、原稿
と感光体間の光路長（共役長〕を一定とし、非対称型レ
ンズ系であるズームレンズ系を変倍率に応じて光軸方向
に移動させると同時に、ズームレンズ系の構成部分の一
部のレンズ群を光軸に沿って移動させ焦点距離を変える
ことによって変倍を行ない、ズームレンズ系を構成する
複数のレンズ群を変倍率に応じた相関関係を維持させる
ためズームレンズ系の移動に連動するカム部材でレンズ
群を相対的に変位させる機構が採用されている。しかし
ながら、この変倍機構では、ズームレンズ系をレンズ群
毎に分割してズーミングさせるため移動距離が長くなる
と共に、必然的に鏡胴が大型化する他、各レンズ群を案
内棒に沼って移動させるため鏡胴と案内棒との間のガタ
の違いなど部品の工作誤差による偏心要素が増加し、品
質を一定イこ維持することが困難になるなどの問題があ
る。

発明の目的 本発明は、等倍時に良好な性能を発揮する対称型レンズ
の特質を生かしながら、変倍に伴なうレンズ性能の低下
を防止し、等倍時のみならす拡大、縮小時においても鮮
明な複写画像を得ることを可能にする複写機の変倍機構
を提供することを目的とする。

弁明の概要 本発明の要旨は、レンズ系を光路に沿って移動させると
ともに、原稿と感光体間の元局長を変更することにより
変倍を行なう型式の複写機の変倍機構において、レンズ
系として絞りに対して複数のレンズ群が対称に配置され
た対称型レンズ系を用いると共に、該レンズ系の変倍移
動に応じて絞りに対向する２つのレンズ群を他のレンズ
群に対して変位させることを特徴とする複写機の変倍機
構にある。

本発明の好ましい実施態様においては、対称型レンズ系
としてオルソメタ・タイプのレンズ系を用い、絞りに対
向する第２および第３のレンズ群を第１および第４のレ
ンズ群に対して光軸に溜って変位させる機構が採用され
る。この４群６枚構成のオルソメタ・タイプのレンズ系
は、通常、第１群と第４群をそれぞれ２枚のレンズを接
合したものが使用されてい、るか、必ずしも接合レンズ
である必要はない。

本発明の一実施態様においては、絞りに対向する２つの
レンズ群を保持する鏡胴に噛合し、該鏡胴を光軸に沿っ
て往復動させるヘリコイドリングを配設すると共に、該
ヘリコイドリングを回動させるウオーム歯車装置を配設
し、該ウオーム歯車装置のウオームを回転駆動すること
により前記２つのレンズ群を変位させ構成レンズの間隔
を変えることが行なわれる。

本発明の一実施輻様においては、前記ウオーム歯車装置
のウオームを駆動する手段として、レンズ系の変倍移動
に追従して不等速回転する偏心プーリが用いられる。

また、他の実施態様においては、前記ウオーム歯車装置
のウオームを駆動する手段として、レンズ系の変倍移動
ｌこ追従して等速回転するラックピニオン機構のピニオ
ンを用いる一方、該ピニオンと前記ウオームを断続する
クラッチが配設される。

さらに、他の実施態様においては、ウオーム歯車装置の
ウオームを駆動する手段として、ステップモータが用い
られる。

前記いずれの実施態様にお□いても、ウオーム歯車装置
のウオームを変倍率に応じて所定量回転させることによ
り絞りに対向する２つのレンズ群を保持する鏡胴を光軸
に沿って変位させ、構成レンズの間隔を変えて変倍に伴
なう収差を補正することができる。

以下、添付の図面を参照して本発明を具体的に説明する
。

不発明番こ係る変倍機構を適用した複写機を示す第１図
において、１は原稿ガラス、２は光源、３は第１反射鏡
、４は第２反射鏡、５は第３反射鏡、６は投影レンズ、
７は第１反射鏡３ ラムで、光源２と第１反射鏡３を感光体ドラム８の同速
度Ｖと等速度で原稿ガラス１に沿って図の左方へ走査さ
せる一方、第２および第３反射鏡４゜５をその半分の速
度（Ｖ／２　）で同方向に走査させ、原稿面から感光体
８に至る光路長を一定に維持するように構成されている
。図示の等倍複写の状態から、例えば、縮小複写の状態
へ変倍する場合、第１図に示すように投影レンズ６を実
線の位置か破線の位置の方へ光路９に沿って縮小率に応
じて移動させる一方、それに対応して第４反射鏡７も光
路９に沿って図の左方の破線の位置の方へ移動させ、原
稿がラス１上の原稿から感光体８までの光路長を長（す
ることにより行なわれる。拡大複写の場合には、これと
は逆に投影レンズ６および第４反射鏡７を第１図の右方
へ移動させて所定の倍率に調整される。

投影レンズ６は対称型レンズ系、例えば、第２図に示さ
れる４群６枚構成のオルソメタ・タイプのレンズ系が採
用されている。図示のレンズ系の鏡胴は、第１群のレン
ズＧｌ、　Ｇ２を保持する前玉枠１１と、第２群および
第３群のレンズＧ３．Ｇ４を保持する中玉枠１２と、第
４群のレンズＧｓ、　Ｇ６を保持する後玉枠１３とから
なり、前玉枠１１と後玉枠１３とはスリーブ部１５で嵌
合され、中玉枠１２は前玉枠１１の後端側内周面に形成
されたヘリコイドネジ１６に噛合されると共に、軸方向
に形成されたキー溝１９で後玉枠１３に設けられた直進
キー１８と嵌合されている。第１群のレンズＧ１．Ｇ２
はワッシャ１４にて前玉枠１１に、第２群および第３群
のレンズＧ３．　Ｇ４はかしめ部２０にて中玉枠１２に
、また第４群のレンズＧ５．Ｇ６はワッシャ１４′にて
後玉枠１３にそれぞれ光軸が一致するように取付けられ
ている。従って、前玉枠１１を回動させるとそのヘリコ
イドネジ１６の作用により中玉枠１２が直進溝１９およ
び直進キー１８に案内されて光軸上を進退し、絞り１０
に対向する第２群および第３群のレンズＧ３．Ｇ４が一
体となって光軸上を進退する。すなわち、本発明は対称
型レンズ系を用いて縮小、拡大複写を行なう場合、絞り
１０に対向する第２および第３のレンズ群を−フ゛ロッ
クとして第１群のレンズＣａｔ　、　Ｇ２側または第４
群のレンズＧ５．Ｇ、（則へそれぞれ移動させることに
より、変倍に伴なうコマ収差を補正してし）る。縮小時
には、第３図（ａ）に示すように、第２および第３のレ
ンズ群を−ブロックとして一点鎖線でポス等倍時の位置
から第１群のレンズＧ１．　Ｇ、１ｌｄｌ１１．の実線
で示す位置へ距離ｄだけ変位させ、拡大時口よ、その逆
層こ同図（ｂ）に示すように第４群のレンズＧ５゜Ｇ６
側の実線で示す位置へ距離ｄ′だけ変位させるが、その
移動距離ｄ　、　ｄ’は縮小または拡大する変倍率に対
応して設定される。

中玉枠１２を進退させるヘリコイドリングとしての前玉
枠１１には、ウオーム３１と噛合するウオーム歯車１７
が外設されている。

前記構成の投影レンズ６は、変倍に際し原稿あるいは感
光体８に近ずく方向に移動させられるが、その１駆動機
構は、第４図に示すように、座板４１に相互に平行に固
定された２本のがイドロッド２３と、該カイトロッドに
摺動自在に装着されたレンズボルタ２２と、該ホルダに
固定されると共に、ブーＩＪ２４ａ、２４ｂ、３０，４
５ａ、４５ｂ間に張設されたワイヤ２５と、ブーＩＪ　
３０を駆動するモータ３９とからなり、モータ３９を動
作させると、プーリ３０に巻回されたワイヤ２５の作用
によりレンズホルダ２２が図の右方の原稿側又は左方の
感光体側へ移動する。投影レンズ６はレンズホルダ２２
４ト恭に止めバンド２６で装着され、レンズホルダ２２
と一体となって移動するが、その変倍時の位置決めは、
例えば、リードスイッチ２９により行なわれ、レンズホ
ルダ２２に装着すれたマクネット（図示せず）の作用で
スイッチ２９がオンになった時、モータ３９を停止させ
、所定の位置にレンズホルダ２２、すなわち、投影レン
ズ６を停止させるようにしている。なお、リードスイッ
チ２９の代りにマイクロスイッチを用いて位置決めする
ようにしてもよい。

他方、本発明に従い、変倍に伴なうレンズ性能の低下を
防止するため絞りに対向する２つのレンズ群を変倍率に
応じて移動させる必要があるが、これは、第５図に示さ
れるように、レンズホルタ２２ｉこ光路と直角に交差す
る線と平行に装着された軸３２と、それに固定された偏
心プーリ２７と、偏心プーリ２７に巻回される一方、一
端を座板４１に他端をスプリング４６を介して座板４１
′（こそ、れぞれ固定されたワイヤ２８とを介して行な
われる。

偏心プーリ２７は第２群および第３群のし、ンズ５Ｇ４
を他のレンズ群に対して変倍率に応じた位置関係に維持
するように計算された曲、腺の外周面を有し、レンズホ
ルダ２２の等速運動により回転駆動され、第２群および
第３群のレンズＧ３．Ｇ４のブロックを不等速移動させ
る。

従って、前記構成の変倍機構においては、モータ３９に
よりレンズホルダ２２と一体的に投影レンズ系を光路に
沿って移動させると、それに追従して偏心プーリ２７が
駆動され、軸３２が不等速回転運動してウオーム歯車装
置（３１，１７）を介して中玉枠１２を光軸方向に変位
させるため、投影レンズ６の絞り１ｏに対向する第２群
および第３群のレンズＧａ、　Ｇ４が他のレンズ群、す
なわち、レンズＧ１　、　Ｇ２からなる第ルンズ群およ
びレンズＧ５．Ｇ６からなる第４レンズ群に対して光軸
ζこ沿って移動し、フローティング、すなわち、空気間
隔を変えると同時に、変倍に伴なうコマ収差の補正が連
続的に行なわれる。

第６図は本発明の池の実施例を示し、偏心プーリ２７に
代えて、ピニオン３３とラック３４を設け、ピニオン３
３とウオーム３１とを電磁クラッチ３５を介して断続し
うるようにする一方、モータ３９を制御するためのリー
ドスイッチ２９に加えて光路に沿って一対のリードスイ
ッチ２９．２９”を予め設定された複写倍率に対応する
位置にそれぞれ配設した点が異なるのみで、他の構成は
第１図〜第５図のものと同じである。ピニオン３３とラ
ック３４の歯形は、バックラッシュの防止のため、はす
歯に形成されている。ラック３４はガイドロッド２３と
平行に座板４１に取付けられ、レンズボルダ２２に取付
けられたホルダ３７内にクラッチ３５およびピニオン３
３が配設されている。

使用に際しては、変倍時、モータ３９によりレンズホル
タ２２が駆動されると、投影レンズ６は等倍位置から拡
大又は縮小位置へ移動するが、初めはクラッチ３５が切
断されているため軸３２は駆動されずｌこピニオン３３
が空転し、投影レンズ６が第１拡大又は縮小位置の手前
までくると、レンズホルタ２２に設けた磁石の作用によ
り拡大側又は縮小側の第１番目のリードスイッチ２９′
がオンし電磁クラッチ３５を接続させるため、ピニオン
３３の回転か軸３２に伝達されて、拡大側又は縮小側の
第２番目のリードスイッチ２９″により第１拡大または
縮小位置で停止するまで７０−ティングを行なう。指定
された変倍率がこの第１拡大位置または第１縮小位置で
の倍率と等しい場合にはレンズホルダ２２を駆動するモ
ータ３９も停止するが、異なる場合には、モータ３９は
停止することなくレンズホルダ２２を駆動する。レンズ
ホルダ２２が第２の拡大または縮小位置の手前までくる
と、第３番目のリードスイッチ２９′の作用により再び
電磁クラッチ３５が接続され、フローティングを行ない
第４番目のリードスイッチ２９′の作用により電磁クラ
ッチ３５が切断されるとフローティングが停止する。以
後、同様にして指定された変倍率とある拡大位置または
縮小位置での倍率とが等しくなるまで動作を繰返す。従
って、この実施例においては段階的な変倍動作を行なう
ことができる。

第７図は、段階的に変倍動作を行なう本発明の他の実施
例を示し、ウオーム３１を駆動する手段としてステップ
モータ３６を用いたものである。

ステップモータ３６はレンズホルダ２２に固定されたホ
ルダ３８内に配設され、軸３２に連結されている。

使用に際しては、変倍時、レンズホルダ２２の移動に伴
ない設定倍率に対応する位置に配設された各リードスイ
ッチ２９がオンする毎に、ステップモータ３６が所定角
度回転し、その回転によりウオーム３１が駆動され絞り
１０に対向する２つのレンズ群が変位するっ なお、いずれの場合でも、前記絞り１０に対向する２つ
のレンズ群の変倍に伴なう移動距離ｄ。

ｄ′は、投影レンズ６の焦点距離［を２００ｍｍ、ｆｉ
倍率を×０６〜×１．４の範囲内に設定した場合、投影
レンズの移動距離が１５０〜１７０Ｍであるのに対し、
±０．３〜０．４　ｍｍである。

実施例 第２図において、構成レンズの各屈曲面Ｒ１，Ｒ２゜翫
、・・・・・・・へ、Ｒ１０の曲率半径ｒ□、　ｒ２．
　ｒａ；・・・・ｒｇ。

ｒ　および各屈曲面間の距離ｄ工、　ｄ２．　ｄ３・・
・・・・ｄ８゜０ ｄ９　　を下記のように設定し、焦点距離（［）＝１９
０＋ｎｙ＋＋、Ｆナンバー５，６の対称型レンズを構成
し、た。

曲率半径（ｒａｎ　）　　　　　屈曲面間距離（順）ｒ
ａ　＝　ｒｓ　−３１，２’／　ｌ　　ｄ３−ｄ７−．
９゜前記構成の投影レンズについて変倍時のレンズ性能
を測定した。その結果を第８図〜第１１図に示す。第８
図は本発明に係る変倍機構を採用し、倍率−０，６４７
Ｘでｄ３　＝　４．６０馴、ｄ７＝　５．２０問にした
時、すなわち、絞り１０に対向するレンズ群のレンズＧ
３．Ｇ４を他のレンズ群に対し第２図に示す等倍時の位
置から物体側へ０．３０ｒｍｎ変位させた時の球面収差
（同図３人非点収差（同図ｂ）およびコマ収差（同図ｃ
、ｃ’）を示し、第９図は第２図に示す等倍時の状態の
まま倍率を−０，６４７Ｘにした時の球面収差（同図ａ
）、非点収差（同図ｂ）およびコマ収差（同図ｃ’、ｃ
’）を示す。また、第１０図は本発明に係る変倍機構に
より倍率−１，４１４ＸでレンズＧ３．Ｇ４を像側へ０
．２６Ｍｎ変位させ、ｄ３　”　５．１６　ｍｍ　、　
ｄ７””　４．６４　ｒｒｒｔｐにした時の球面収差（
同図ａ）、非点収差（同図ｂ）およびコマ収差（同図ｃ
、ｃ’）を示し、第１１図は第２図に示す等倍時の状態
のまま倍率を−１，４１４Ｘにした時の球面収差（同図
ａ）、非点収差（同図ｂ）およびコマ収差（同図ｃ、ｃ
’）を示す。第８図（ｂ）、第９図（ｂ）、第１０図（
ｂ）および第１１図（ｂ）において、実線は球欠的像面
Ｓについて、破線は子午的像面Ｔについて示ｖ０ 第８図〜第１１図に示す結果から明らかなように、本発
明の変倍機構を適用した場合はしない場合に比べて各倍
率における球面収差と非点収差は変わらないか、コマ収
差が犬きく捕匿され、従って鮮鋭度かよく暗部のディテ
ィルも良好な画像を得ることができる。

効果 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、対称
型レンズを用いて等倍複写のみならず拡大あるいは縮小
複写する場合、変倍時にその変倍率に応じて絞りに対向
するレンズ群を他のレンズ群に対して変位させることに
より、コマ収差を良好に補正でき、従来対称型レンズで
はさけることができなかった変倍時の鮮鋭度の低下を防
止できる。また、絞りに対向するレンズ群をヘリコイド
リングおよびウオーム歯車装置を用いて変位させるため
、任意の微少移動が可能となり、しがも鏡胴の全長変化
がなく、焦点合せその他の調整が簡単で、コンパクトに
できる。また、複写機に汎用されているオルソメタ・タ
イプのレンズ系など対称型レンズのフローティングであ
るため利用範囲を広くとれる。さらに、無段階変倍の場
合でも、また段階的変倍のり合でも構成が簡単で、変＠
率を任意に設定することができるなど優れた効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は複写機の概略説明図、第２図は本発明に係るレ
ンズ系の部分断面説明図、第３図はその変倍時の状態を
示す部分断面図、第４図は本発明に係る複写機の変倍機
構の一実施例を示す要部斜視図、第５図はその部分正面
図、第６図は本発明の他の実施例を示す要部斜視図、第
７図は本発明のさらに他の実施例を示を要部斜視図、第
８図〜第１１図は第２図に示すレンズ系の変倍時におけ
るレンズ性能を示す図である。 １〜原稿ガラス、６〜投影レンズ、８〜感光体、１０〜
絞り、１１，１２．１３〜鏡胴、１６〜ヘリコイドネジ
、１７〜ウオーム歯車、３１〜ウオーム、２７〜偏心プ
ーリ、３２〜軸、３３〜ピニオン、３４〜ラツク、３５
〜クラツチ、３６〜ステツプモータ。 特　許　出　願　人　　ミノルタカメラ株式会社代　理
　人　弁理士　青白　葆　はが２名第１図 １ 第２図 第３図 （ａ　）　　　　　　　　　（ｂ） 第５図 第８図 （ｏ）　　　　　　　　（ｂ） ｙ′１１９７ 第９図 （ｂ） （Ｏ）ｙ′ｌ１９７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）レンズ系を光路に沿って移動させると共番こ、原
   稿と感光体間の光路長を変更することにより変倍を行な
   う型式の複写機の変倍機構において、レンズ系として絞
   りに対して複数のレンズ群が対称番こ配置された対称型
   レンズ系を用いると共に、該レンズ系の変倍移動に応じ
   て絞りに対向する２つのレンズ群を池のレンズ群（こ対
   して変位させることを特徴とする複写機の変倍機構。