JPS60136731A - 光学走査装置 - 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 本発明は複写機に使用される投影光学系の光学装置に関
するものである。

従来例の構成とその問題点 変倍機能を有する複写機の動作は、原稿面から感光而寸
での間に配置さｎた投影光学系を下記の（１）〜（４）
式を満足するような位置関係を保持しつつ、一部の光学
系を原稿面に平行に走査することによって行なわれるこ
とは周知である。

１　１　１ 一＋−＝−・・・・・・（１） ＢＦ Ｍ→　１ Ａ　＝　−Ｆ　・・　・・（２） Ｂ＝（Ｍ＋１）Ｆ　・・・・　・（３）ＬニＡ　＋　Ｂ
＝　（Ｍ＋　１　）（−＋１　）Ｆ　−・・（４）ただ
し、 Ａ：原稿面から投影レンズ捷での距離 Ｂ：投影レンズからの感光商才での距離Ｍ：変倍率（＝
−） Ａ Ｆ：投影レンズの焦点距離 Ｌ：全党路長 第１図は、この考えをもとにして構成さ几た投影光学系
の位置関係を示したものである。

第１図を基にして、前記（１）〜（４）式の関係を参照
しつつ、変倍機能を有する複写機の投影光学系の動作を
以下に説明する。図中の１は原稿載置用の原稿ガラス板
、２は原稿ガラス板１の下を速度ｖ１で平行に走査する
第１ミラー、３は原稿ガラス板１の下を速度％Ｖ１　で
平行に走査する直角対向した第２ミラー、４は投影レン
ズ、５は固定した第３ミラー、６は速度■２（＝Ｍ■１
）で第１ミラー２゜第２ミラー３と同期して回転する感
光ドラムである。

実線で示した第２ミラー３、投影レンズ４が等倍時の位
置関係にあるとすると、光軸Ｇはａ−＋　ｌ）−＋　Ｃ
−＋　ｄ　−）　＠　−＋　ｆ　−＊　ｇという光路に
なり、このうちＡ　（ａ　−ｂ　−”　ｃ　→ｄ　−ｅ
　）とＢ　（ｅ　−ｉ　−ｑ　）夫々の距離は等しい。

一方、変倍時には、（２）〜（４）式よりＡ）Ｂ（縮小
）Ａ＜Ｂ　（拡大）かつＬが長くなる様に、投影光学系
の位置関係を変えればよい。破線で示した光学系の位置
関係は縮小時のもので、第２ミラー３゜投影レンズ４（
ハ夫々ΔＸ、Δｙ移動することによりＡ（ａ−＋ｂ−＋
ｃ’−＋ｄ’−＊ｅ’）　、　Ｂ　（ｅ’−＋ｆ−＋ｇ
　）が重連の関係を満たせばよい。

以上の様な動作を実際に行なうには、変倍設定の為に第
２ミラー３、投影レンズ４を移動する機構、複写動作の
為に第１ミラー２．第２ミラー３と同期して感光ドラム
６を回転する機構が必要となる。

第２図はこのうち、第２ミラー３の移動および第１ミラ
ー２．第２ミラー３の走査を行なう為に提案された光学
走査装置の従来例を示したものである。これを説明すΣ
と、７は第１ミラー２が固定され、速度ｖ１　で原稿ガ
ラス板１に平行に走査可能に設けら几／と第１ユニツト
、８は直角対向した第２ミラー３が固定され、速度−ユ
で第にニラト７ ト、９は駆動ワイヤー、１　０’［駆動ワイヤー９を巻
きつけて第１ユニツト７および第２ユニツト８を平行走
査させる駆動プーリ、１１は支持位置が各変倍率に応じ
て移動する変倍プーリ、１２．１３は複写機本体の一部
に回転自在に支持さｎた固定プーリ、１４は変倍用駆動
源を有する固定プーリである。移動プーリ１１にＵ字形
に巻かれた駆動ワイヤー９の一端は固定プーリ１２で再
度Ｕ字形に巻かれた中央部（ｈ）にあり、一方、駆動ワ
イヤー〇の他端は同じく移動プーリ１１に先はどとは逆
向きＶ？−Ｕ字形に巻かれ、固定プーリ１４に数回以上
巻かれたのち、中央部（ｈ）にあり、駆動ワイヤー９の
他端とつながっている。変倍を行なうには、例えば縮小
の場合、固定プーリ１４を矢印１の方向に回転し、変倍
プーリ１１を破線１１′の位置捷でΔＸだけ移動させれ
ばよい。

以上の様に構成された従来の光学走査装置は、ワイヤー
駆動の方式を用いているために、（、）　駆動ワイヤー
、各種プーリ、駆動装置などの部品ないし，そ、れらを
支持あるいは固定する為の多くの機構部品を要し、かつ
、そｎらの複写機全体に占める体積割合が大きくなる。

（ｂ）変倍率設定の為の変倍グーりないし，それを移動
させる為の機構および変倍用駆動装置を要する。

（Ｃ）　駆動ワイヤーの伸縮を含めて、走査装置全体の
精度維持が難しい。

（ｄ）　第１ユニツト７は、駆動ワイヤー９に取付けら
几ている為に、振動の影響を受け易く、また、それを防
止する為の特別の機構部品を必要とする。

（ｅ）変倍率の設定範囲がプーリの範囲等の機構面で制
約され易く、あるい（は逆に設定範囲を太きくしようと
すると、変倍プーリ１１の移動距離ΔＸを太きくとる必
要があり、それに伴って機構が複雑になり易い。

（ｆ）　変倍複写の場合、複写に先立って変倍プーリ１
１および投影し／ズ４を移動する為の待ち時間を必要と
する。

という問題点を有していた。

発明の目的 本発明の目的は、前記従来の問題点を除去し、より部品
点数が少なく機構的に簡単で、かつ占有体積の小さい光
学走査装置を提供することである。

発明の構成 本発明の光学走査装置は、複写機の原稿面に平行に設置
されたリニアモータの固定子上を、互いよび第２の可動
子によって投影光学系を走査するように構成したもので
あり、こｆ′Ｌ、により部品点数が少なく構造的に簡単
で、かつ占有体積の小さい光学走査装置を実現すること
ができる。

実施例の説明 以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第３図は本発明に係る光学走査装置の具体的な構成を示
したものである。第３図において、１５は複写機の原稿
面に平行かつ原稿走査方向に一致するように即ちＸ方向
に沿うように複写機本体に固定さルたリニアモータの固
定子、１６は固定子で可動子１６と同一方向に走行可能
に設けられた第２可動子、１８は複写機の光源、１９は
光源１８から出た光を原稿面に反射するための枠、２ｏ
は第１ミラー２．光源１８．枠１９を一体化するための
機構部品、７はそれらが一体化された第１ユニノ）、８
ｉ’ｊ：第２ミラー３が直角対向して取付けられた第２
ユニノ）、２１ｆｉ第１ユニツト７および第２ユニツト
８に夫々回転自在に取付けらｎたベアリング、２２はベ
アリング２１か走行可能にＸ方向に沿って複写機本体に
取付けられた走行ガイドである。第１ユニツト７および
第２ユニツト８は夫々Ｙ方向に沿うように第１可動子１
６および第２可動子１７［固定され、各々第１可動子１
６および第２可動子１７の移動とともに、固定子１５と
走行ガイド２２に沿って移動する。

第４図は第３図の具体的な構成のうち、光学走査を行な
う時の主要構成部品（固定子１６．第１可動子１６．第
２可動子１７．第１ミラー２．第３ミラー３．第１ユニ
ノ）７．第２−Ｌ、、＝ノ）８）について第３図のＹ方
向から見たときの図に原稿ガラス板１．投影レンズ４．
第３ミラー６、感光ドラム６を加えたもので、これに従
って本発明の光学走査装置の基本動作を以下に説明する
。まず、等倍時（即ち変倍率Ｍ＝１）の動作について説
明すると、一連の複写動作の初期状態において、第１可
動子１６は、光軸Ｇと原稿面との交点ａが原稿の端に一
致するような位置にあり、第２可動子１７は、原稿面か
ら投影レンズ４までの距離Ａ（ａ→ｂ−ＩＣ−４ｄ→ｅ
）が投影レンズ４から感光ドラム６までの距離Ｂ　（ｅ
　−’ｆ　−ｑ　）［等しくなるように第１可動子１６
からある距離Ｘだけ離几た位置にあるとする。複写動作
の開始とともに第に走行させる。このとき明らかに距離
Ａ（ｄ常に一定に保たれる。光軸Ｇと原稿面との交点ａ
が原稿の接点に達したときに第１可動子１６および第２
可動子１７を停止し、各々を初期位置に戻すことによっ
て、一連の複写動作が終了する。往復露光複写の場合は
、−回目の走査が終了した後直ちに逆向きに次の走査を
開始する。このとき第１可動子１６と第２可動子１７の
速度の関係は前述のものと同じである。

次に、変倍時（ここでは縮小時、即ち変便率Ｍ〈１）の
動作について説明すると、初期状態において第１０Ｊ′
動子１６の位置を等倍時と同じとすると、ＭｉＪ述の（
２）〜（４）式を満足するようＶこ、等倍時よりも投影
レンズ４を破線４′の位ｆｉｔまでΔｙたけ移動し、か
つ第２可動子１７ｆ：破線１７′の位置までΔＸたけ移
動する。複写動作開始以降の動作については等倍時と全
く同しであるので省略する。ここで、以上の動作中感光
トラム６は、第１０′Ｊ動子１６、第２可動子１７と同
期して速度ｖ２（＝ＭＶ１）で回転しているものとする
。

なお、本実施例では、リニアモータの配置を可動子走行
面が上になるような場合を示したが、これに限らず例え
ば、走行面を下にするとか横にすることもできる。捷ｆ
Ｃ本実施例では、リニアモータを投影光学系の片側だけ
に配置して走査を行なったが、これに限らず、例えば固
定子１５を投影光学系の両側に配置し、第１ユニツト７
、第２ユニツト８各々の両側に可動子を設けて、都合４
組の可動子で走査することもできる。さらに、リニアモ
ータの種類は本発明の主旨には全く関係しない０ 常に感光ドラム６の速度■２（−Ｍｖｌ）と同期してお
ればよい。

変倍時の投影レンズ４の移動手段については、様々の機
構が考えられ、変倍の割合が小さいときや縮小時ＶＣｔ
Ｉ′ｉ、投影レンズ４の移動量が少なくて済む為、ウオ
ームギヤとウオームホイルの組み合わせ、ラックとビニ
オンの組み合わせ、プランジャー、手動などを用いるこ
とができるが、変倍の太きいときや拡大時には、投影レ
ンズ４の移動量が大きくなる為機構的に複雑になり易い
。その場合、リニアモータを利用した移動手段が考えら
れる。第５図はその一例を示したものである。第６図で
、２３は固定子の下面に沿ってＸ方向に走行可能に図示
しない支持機構によって固定子１５に取付けられた第３
可動子で、投影レンズ４がこれに固定されている。ここ
で固定子１５の下面には、例えば第３図の固定子１５の
上面に示したようなモータとしての動作に必要な歯状の
掘削加工が加えられているものとする。

なお、投影レノズ４の他端（ｄ、第３図で示した実施例
と同様にベアリングを介して、複写機本体に固定された
走行ガイド上を走行可能に設けてもよく、捷だ投影光学
系の両側に固定子１５を配置する場合には、両方の固定
子の下面Ｖこ対して第６図で示した方法を用いて投影レ
ンズを移動することも可能である。さらに、第３可動子
２３の固定子を第１司動子１６および第２可動子１７と
独立に設けることも可能である。さらに、モータの種類
は本発明の主旨と全く関係ない。

なお、以上の実施例の説明中、モータの制御方式につい
ては一斉触れていないが、これは周知の電子制御回路技
術を用いることができる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明は複写機の光学
走査装置をリニアモータを用いて構成しているので、従
来例と比較して、 （ａ）駆動ワイヤー、各種プーリ、駆動装置などの部品
ないしそ扛らを支持あるいは固定する為の多くの機構部
品が不要になり、かつ従来ワイヤーの引き回し等により
占めていたスペースが小さくなる。

（ｂ）　変倍率設定は、複写の初期状態で第２可動子を
移動することによって行なうので、専用の機構および駆
動装置が不要である０ （Ｃ）　走査装置としての精度とくに動作時の精度は、
主Ｋ　ＩＪニアモータ自体の精度および、そｎを制御す
る電子回路の性能に依存する為、従来の様に駆動ワイヤ
ーの伸縮等の影響を受けるということがない。

（ｄ）　第１ユニツト７は、第１可動子１６を経て固定
子１５」二を走行可能に数句けられ、さらに固定子１５
は複写機本体に固定さルるため、従来のように駆動ワイ
ヤーに取付けられていたために振動の影響を受け易く、
かつ、それを防止する為の特別の機構部品を要するとい
うことがない。

（ｅ）変倍率の設定範囲は、単に固定子１５の長さのみ
に依存する為、設定範囲を太きくすることによって機構
が複雑化することはない。

という優れた効果が得られる。

さらに、変倍時の投影レンズ４の移動手段にリニアモー
タを用いることによって、 （ｆ）　変倍設定は、複写動作開始と同時に第２可動子
１７および第３可動子２３を移動することによって行な
わ１するので、待ち時間が不要である。

という効果が得られる。この構成は、特に変倍の割合が
太きいときや拡大時には、投影レンズ４の移動量が大き
くなる為、長い距離を安定して移動でき、かつ機構が複
雑化しない点で有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は複写機の投影光学系の位置関係を示した原理図
、第２図ｆｄ従来の光学走査装置の構成図、第３図は本
発明の一実施例に係る光学走査装置の具体的構成を示し
た斜視図、第４図は同本発明の実施例の基本動作を説明
するための要部構成図、第６図は同本発明の実施例にお
ける投影レンズの移動手段を説明するための構成図であ
る。 １・・・・・・原稿ガラス板、２・・・・・・第１ミラ
ー、３・・・・・・第２ミラー、４・・・・・・投影レ
ンズ、５・・・・・第３ミラー、６・・・・・・感光ド
ラム、７・・・・・・第１ユニツト、８・・・・・・第
２ユニ、ト、１５・・・・・固定子、１６−・・−第１
可動子、１７・・・・・・第２可動子、２１・・・・・
ベアリング、２２・・・・・・走行ガイド、２３・・・
・・・第３可動子０ 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
５　図 Ｇ ７

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複写機の原稿面を走査する第１ミラーと光源を含
   む第１ユニツトと、前記第１ユニツトの出力光を反射す
   る第２ミラ一手段を含めてなる第２ユニツトと、前記第
   ２ユニツトの出力光を集束させる投影レンズ手段と、原
   稿面に平行かつ原稿走査方向に沿うように複写機本体に
   固定されたりニアモーフの固定子と、前記第１および第
   ２のユニットをそれぞｎ直接直線的に移動させる第１お
   よび第２の可動子とを具備し、前記第１および第２の可
   動子は、前記共通の固定子を１：３Ａの速度比で走査さ
   れるように構成されていることを特徴とする光学走査装
   置。
2. （２）投影レンズ手段は固定子の一部捷たは別の固定子
   の上を移動可能に設けられた第３可動子に固定されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の光
   学走査装置。