JPS592009B2 - 光学装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学装置に関し、更に詳しくは物体を走査しそ
の合成像を電子写真や他の感光面のような像面に微小部
分的に投影する為の光学的複写技術に使用するための光
学装置に関する。

三つの一般的な型式の帯走査装置が先行技術として知ら
れている。

第１の型式に於ては、光学装置が固定されていて、物体
及び像面が光学装置に対して相対的に動くようになつて
いる。第２の型式に於ては、物体が固定されていて、光
学装置及び像面が物体に対して相対的に適当な速度で動
くようになつている。第３型式に於ては、物体を固定し
、それを回転する鏡によつて走査して物体の像を動いて
いる像面に中継するようになつている。本発明は上記の
第１と第２の型式を組合せたものである。すなわち、本
装置は物体を固定し光学装置が移動して作動することが
可能であり、逆に光学装置が固定され物体が移動して作
動することも可能である。本発明の背景について、１９
７４年８月２７日付でダビツド・ケイ・シヨグレン（Ｄ
ａｖｉｄに、Ｓｈｏｇｒｅｎ）に対して付与された米国
特許第３８３２０５７号を参照することにより最もよく
理解することができ、その記載は参考することによりこ
こに組入れてある。簡単にいうと、その参照される特許
は静止せる対物プラテンを有し、その上に支持された物
体の投影像を作るためにプラテンを横断して走査する為
の移動光学装置を備えた光学装置を記載している。この
投影像は同期して移動する像面上に投影されるのである
。この移動光学装置は、第１の速度で対物プラテンを横
断して走査する第１の反射鏡と、半分の速度でプラテン
を横断して同じ方向に走査する第２の反射鏡とを含んで
いる。物体共役を一定に保つことは第１と第２の反射鏡
の差動変位によつて行われている。物体からの光は、第
１の反射鏡と、第２の反射鏡と、レンズ反射鏡を有する
カタジオプトリツクレンズ（ＣａｔａｄｉＯｐｔｒｉｃ
ｌｅｎｓ）と、像反射鏡とによつて像面まで伝播する。
レンズと、レンズ反射鏡と、像反射鏡とは固定されてい
て、像共役が一定に保たれるようになつている。この装
置は第１図に示されている。本発明の目的は、種々の倍
率で操作可能な上に述べた型式の光学的走査装置を提供
することにある。

本発明の他の目的は物体が固定され光学装置が移動する
か、又はこれと逆に物体が移動し光学装置が固定されて
操作可能な前述の型式の光学装置を提供することである
。

更に本発明の他の目的や利点及び特徴は以下に述べる添
付図面と関連した説明から明らかになるであろう。

本発明は、物体の像を物体面から像面に投影する為の光
学装置であつて、物体平面上の支持装置と像平面上の感
光部材との間に投影レンズを含んでいる如き光学装置に
よつて１つの形態に実施化される。

第１及び第２の反射鏡は物体平面に平行に移動してその
上の物体を走査し、これらの反射鏡は同期して移動し、
一定の物体共役距離を保持するようになつている。帯走
査された物体の複合像ぱこのようにして感光部材上に投
影される。反射鏡を光路中に選択的に追加配置可能であ
つて、第２の反射鏡と協働して反射空間を形成し、倍率
変化のために物体共役距離を増加させるようになし得る
。レンズは光路に対して相対的に移動可能であつて共役
距離を調整することができる。本装置は種々の態様で操
作可能であつて、すなわち物体が静止し、光学装置が移
動するかまたは物体が移動し光学装置が静止する態様及
び倍率の変化のある態様やない態様に於いて操作可能で
ある。さて第１図を参照すれば、カタデイオプトリック
な光学的走査装置が全体的に２で示されており、この装
置は物体面すなわちプラテン４と像面すなわち受光装置
６を含んでいる。光路８は物体面４と像面６との間を伸
長し、これは物体表面と像表面との間での基本光線の光
路を表わしている。第１の反射鏡１０、第２の反射鏡１
２、レンズ反射鏡１６を含むカタデイオプトリツク投影
レンズ１４、及び像反射鏡１８は光路８に沿つて順次配
置されている。像面すなわち受光装置６は光路８に対し
て相対的に移動するように取りつけられていて、例えば
回転可能なドラム２０に取り付けられている。作動に於
いて、反射鏡１０は与えられた距離にわたり矢印で示さ
れているような与えられた速度Ｖで物体面４に平行に移
動する。

反射鏡１２は反射鏡１０とともにその速度Ｖの半分の速
度でかつ反射鏡１０の半分の距離にわたり移動する。反
射鏡１０と１２との同期した動きが一定の物体共役を保
持するのであり、帯走査された物体０の合成像が、物体
面４から像面６上に微小部分的に投影される。上述の装
置は先行技術として知られており、本発明の背景になつ
ている。

反射鏡１６を備えたカタジオプトリツクレンズ１４の性
質の故に、レンズに入射し、レンズを通つて後方に反射
される光路８はレンズ軸線７に対してある角度θをなす
。

第２図はレンズ１４と、それに入射して出ていく折り曲
げられない糸での光路８を表わしていて、この角度の偏
りの効果を説明している。倍率を変化させるためにレン
ズ１４の再配置を必要とするとき、この再配置はレンズ
軸線７と光路８のずれ（Ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ）を考慮
せねばならない。このような位置決めの詳細は本発明に
とつて重要なことではない。本質的な事は共役の必要性
が得られるということだけである。さて第３図を参照す
れば、第１図の装置が示されていて、加えて点線によつ
て反射鏡１２と１６とがそれぞれ１２７と１６′とで示
された位置まで変位した場合が示されている。（レンズ
１４もまたその反射鏡１６とともに動くが、図面の明瞭
化のために図面からは省いてある）。同様に、光路８は
８′で示されるように変位する。反射鏡１２及び１６の
変位は倍率を変化させるために次のような式に従つて行
われている。ここで ＴＣ一全共役（物体面から像面までの基本光線にそつた
距離として定義される）ｆ−レンズの焦点距離 ｍ一倍率 Ｆ ｆ＋− ｍ ？一物体共役（物体面からレンズの第１節点ＣＯｓθま
での基本光線に沿つた距離として定義される）ｆ＋Ｆｍ
一像共役（像画からレンズの第２節点ま ＣＯｓθ での基本光線に沿つた距離として定義される）θ一基本
光線の光路とレンズ軸線の間の角度レンズの焦点距離が
わかり、倍率が選定されれば、物体共役と像共役は前述
の式から決定され、その式はこのようにしてレンズや反
射鏡の位置を決定するのである。

これらの位置がこのようにして決定されると、装置は前
述のようにある速度Ｖｍで反射鏡１０が動き、又その半
分の速度で反射鏡１２が移動して操作されて、物体の走
査を行うのである。拡大操作または縮小操作に於て、光
路８の変位を適当に調整せねばならぬことは認識されよ
う。

また走査装置に於ける１以外の倍率は、物体の走査の速
度と像面の速度との間に１対１対応以外の関係を必要と
する。この可変関係もまた調整されなければならない。
この調整の詳細が明細書の主題である。第４図を参照す
れば、第１図に示されているのと同様の装置が示されて
いるが、但しこの場合光学装置が静止される状態にあり
、物体が適当な駆動装置２４によつて光学装置に対して
相対的に動くように取り付けられている点が相違してい
る。

作動に於いて物体０が矢印で指示されるように左方に動
く時、物体は反射鏡１０と１２とによつて効果的に帯走
査されて、その像は像面６上に微小部分的に投影される
。第４図に示した、図１での装置と同様な装置は、物体
０の倍率１の像を投影し、物体共役距離と像共役距離と
は等しい。第５図を参照すれば、第４図に示したものと
同様の配置が示されているが、更に第２の反射鏡１２と
レンズ１４との間の光路８に反射鏡２２が挿入されて追
加されている。追加された反射鏡２２は第２の反射鏡１
２と協働して反射空間を形成し、光路８の物体共役の長
さを拡げて像の縮小を行うようになつている。追加の反
射鏡２２の挿入は光路８を８′に示されるように変位さ
せる。第３図と関連して説明されるように、レンズ反射
鏡１６を有するレンズ１４は共役距離の必要性を満足す
るように移動され、かつ光路上に芯を出した状態を保持
するように移動される。このように追加の鏡２２により
反射鏡１６と１８とを調整して物体０の像縮少を行うこ
とができる。第４図及び第５図に示した配置は過大寸法
の物体の像形成及び複写に特に有効であり、この過大寸
法の物体とは移動光学走査装置の限界を超えて伸長して
いるような大きな書類などである。

要約すれば作動の種々の態様に於て、本発明は静止した
物体を移動する光学系で走査して倍率１（第１図）また
は１以外の倍率（第３図）で像をつくるように作動する
のである。逆に本発明は動く物体を静止した光学系で走
査して倍率１（第４図）または１以外の倍率（第５図）
で像をつくるように作動するのである。本発明の或る具
体例に基づいた前述の説明は単なる説明であつて、゛限
定されるものではない。

本発明の概念及び範囲は特許請求の範囲及び同業者によ
つて考えられる等価装置によつてのみ限定されるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、先行技術の光学図であり、本発明を理解する
ための背景として役立たせるための光路図である。 第２図は、レンズの軸線と装置の光路との間の相対的な
配置、及び異つた像倍率を得るためにレンズを再配置す
る時に必要なことを説明している光路図である。第３図
は、静止した物体を走査しかつその物体を種々の倍率で
像形成するための装置の光路図である。第４図は、第１
図に対する同様装置の光路図であるが、光学装置が静止
し物体が移動する状態での光路図である。第５図は、種
々の倍率で投影できるようにした第４図における如き光
路図である。０・・・・・・物体、２・・・・・・光学
的走査装置の全体、４・・・・・プラテン、６・・・・
・・像面、９・・・・・・光路、１０・・・・・第１の
反射鏡、１２・・・・・・第２の反射鏡、１４・・・・
・カタジオプトリツクレンズ、２０・・・・・・ドラム
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 物体の像を物体平面から像平面に投影するための光
   学装置に於て、光路にそつて配置されているところの、
   前記物体平面上に物体を支持するための支持装置と、投
   影レンズと、 物体の像を受け入れるために前記像平面に配置される感
   光装置と、前記光路を屈折するために前記物体平面と前
   記投影レンズとの間に配置された第１及び第２の反射鏡
   であつて、これらの反射鏡が静止した物体を走査するよ
   うに前記物体平面に対して相対的に同期して移動して、
   前記走査の間一定の物体共役距離を保持するように配置
   されていて、更にこれらの反射鏡が前記物体共役距離を
   変化させるために一方が他方に対して移動可能であるよ
   うになされている如き前記第１及び第２の反射鏡と、前
   記支持装置が静止している光学装置に対して物体を走査
   するために前記物体を前記物体平面内にて移動させるよ
   うに配置されていることと、前記物体共役距離を変化さ
   せるために前記反射鏡の一つとともに反射空間を形成す
   るように前記光路中に選択的に出し入れ可能な追加の反
   射鏡と、前記レンズが共役距離を変化させるために前記
   光時に対して、且つ芯出し状態を維持するように前記光
   路の横方向に移動可能に配置されていることと、を包含
   することを特徴とする光学装置。