JPS6248818B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は可変倍の複写機等、原稿像を異なつた
倍率で感光面に投影するようにした画像形成装置
に関し、特に感光面での像光量の分布むらを補正
する装置の改良に関する。

可変倍の画像形成装置では、倍率を変更する為
にレンズ前後の光路長比を変更すると、感光面上
での像光量の分布が、倍率変更の前後で変化して
しまい、その結果像質が変動する他、感光体の特
性変化も招来するという不都合がある。これを解
決する為、倍率変更毎に光路に対してスリツト板
を出したり入れたりするもの（特開昭52−146630
号公報）が公知であるが、これは機械的構造が複
雑、大型化するばかりか、使用する複数のスリツ
ト板の形状を微妙に変えてやらねばならず装置構
成を複雑にし、また高価格化を招来するものであ
る。

また、原稿面側と感光面側にスリツトを配置
し、倍率によつて各スリツトを使い分ける装置
（特開昭52−146242号公報）も公知であるが、こ
れも各スリツトの形状を微妙に変えてやる必要が
あるので、前記と同様な欠点がある。

また、固定された光量分布補正板に対してレン
ズを移動させることにより分布補正を行うように
したもの（特開昭53−91728号公報）も公知であ
るが、いずれも十分な補正を行う事が困難であ
る。

本発明は如上の不都合を全て解決できる装置を
提供するものである。

上記装置を提供する本発明は、レンズを移動さ
せることにより原稿像を異なつた倍率で選択的に
感光面に投影する可変倍の画像形成装置におい
て、上記レンズとともに移動して投影光束を規制
する補正板と、この補正板に固定されたカムフオ
ロアと、レンズの移動経路に沿つて設けられたカ
ムと、を有し、レンスの移動に伴い、上記カムフ
オロアが上記カムにより案内されることにより、
上記補正板とレンズの光軸間の距離が変更される
ことを特徴とするものである。

以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。図中Ｄは周面に電子写真感光層を有するドラ
ムでその中心軸を軸として矢印方向に回転する。
回転に従つてドラムＤは帯電器１０で均一に帯電
され、次に後述の光学系によつて露光位置Ｅに於
いて原稿Ｏの光学像のスリツト露光を受け、これ
によりドラムＤには原稿の静電潜像が形成され
る。この潜像は現像器１１によつて現像され、得
られたトナー像は転写帯電器１２の作用下で矢印
方向に搬送される複写紙１３に転写される。転写
後、トナー像は紙１３に定着され、一方ドラムＤ
に残留したトナーはクリーニング装置１４によつ
てドラムＤから除去され、ドラムＤは再使用され
る。

前記原稿ＯはドラムＤの回転に同期して矢印方
向に移動する原稿台１に載置される。台１の矢印
方向への移動によつて原稿Ｏは走査されるが、そ
の際、この原稿は走査方向（台１の移動方向）と
垂直な方向に長尺の螢光灯、ハロゲンランプ等、
上記方向に発光分布を有する光源２によつて照明
される。この走査時に光源２によつて照明された
原稿Ｏからの光束は、原稿台１近傍の定位置に配
置されたスリツト３（スリツト長手方向は原稿走
査方向と垂直な方向）を通つて固定ミラー４に指
向する。ミラー４を反射した光束は、次にミラー
５，６を順に反射してレンズ７に入射する。レン
ズ７を出射した光束は次に固定ミラー９に反射さ
れて、露光位置Ｅに於いて、前記ドラムＤに入射
する。即ち原稿像がドラムＤに露光されるが、こ
の位置Ｅでの露光領域は前記スリツト３の像をレ
ンズ７で位置Ｅに投影した領域で規定される。こ
の領域の長手方向とドラムＤの母線方向とが一致
する。（ただしスリツト３の上記像は、スリツト
３がレンズ７に関しドラムと共役な原稿面から若
干離れているのでピントの合つた像ではない。）
原稿走査が終了すると台１は矢印と反対方向に復
動して往動起点位置に復帰する。

さて、レンズ７、ミラー５，６が夫々実線の位
置にある時、ドラムＤには原稿の等倍像が形成さ
れ、レンズ７′の位置に、またミラー５，６を
５′，６′の位置に移動させることによつてドラム
Ｄには原稿の縮小像が形成され、また、レンズ７
を７″の位置に、ミラー５，６を５″，６″の位置
に移動させることによつてドラムＤには原稿の拡
大像が形成される。つまり原稿、レンズ間の光路
長とレンズ、ドラム間の光路長の比を変更して複
写倍率が変更される。尚、原稿走査速度（台１の
矢印方向への移動速度）とドラムＤの速度の比
も、選択された倍率に対応して変更される。

ところで、周知の如く、光線のレンズに対する
入射角度（θ）が大なる程、レンズ透過率が低下
する。これが所謂cos4乗則であるが、いずれにせ
よ如上のスリツト露光型の複写装置では光束のス
リツト長手方向（ドラム母線方向）についての端
部に到る程、レンズ透過率が低下する。そして倍
率を変更するとレンズ画角が変更されるから、露
光位置での像光量分布が倍率変更毎に変化される
ことになる。本発明はこれを簡単な手段で解決す
るものである。

８は本発明の係るcos4乗則の補正板である。こ
の補正板８は、倍率が変更されても投影光束の断
面積変化が少ないレンズ７近傍位置に配置され
る。図示例では補正板８は、後述の如くレンズ７
を内部に支持したレンズ鏡筒１５に板ばね１６を
介して取り付けられ、そして光軸Ｘ方向について
レンズ７からａ距離において支持されている。従
つて倍率変更に際して補正板８はレンズ７と一体
的に移動する。従つてどの倍率での複写時にも補
正板８はレンズから光軸Ｘ方向についてａ距離に
おいた位置に位置する。つまり倍率変更してもレ
ンズ７と補正板８の間の間隔ａは一定に保たれ
る。

而して光束を規制する上記補正板の光束内に突
出した先端は、つまり光量分布を補正する先端部
は、スリツト長手方向に関する光量分布をcos4乗
則に対応して補正し、露光位置でスリツト長手方
向に関し像光量が均一になるような形状に構成さ
れている。今、原稿面の照度分布がスリツト長手
方向に関して均一であるとすると、光束の中心部
を周辺部に比べ多く規制すべくスリツト８の先端
８１を第２図に示す如く例えば円弧形状にする。

第２図は光軸Ｘ上に於いてレンズ後方から補正
板８とレンズ７を見た図である。レンズ７の上部
はエツヂ８１を有する補正板によつて隠されてい
る。そして第２図において補正板８は半径ｒの円
周部を含む円板の一部から成る。つまり上記エツ
ヂ８１は半径Ｒの円弧形状である。

ところで、レンズ７を出射して補正板８に入射
する前の位置に於ける光束の光量分布は、レンズ
７′の位置にある時は実線位置(7)にある時より
も、光軸Ｘから離れて行くに従つて相対的に高く
なり、一方、レンズ７″の位置にある時は実線位
置(7)にある時よりも光軸Ｘから離れて行くに従つ
て相対的に低下する。従つて、例えば等倍複写時
にドラムＤ上でその母線方向（スリツト状露光領
域長手方向）に関して露光量が均一になるよう
に、補正板８のエツヂ８１の光軸Ｘからの距離
（Ｈ）を定め、この距離（Ｈ）をどの倍率に対し
ても不変に保つ如く構成すると、縮小複写時には
上記方向に関して光軸位置から両端方向に行くに
従つて露光量が増加する傾向となり、逆に拡大複
写時には上記方向に関して光軸位置から両端方向
に行くに従つて露光量が増加する傾向となる。か
かる不都合は縮小率、拡大率が大きくなる程増大
する。

一方、前記補正板８の光軸Ｘからの距離（Ｈ）
を変化させると、規制される光量分布がスリツト
長手方向（ドラム母線方向）に関して変化する。
例えば、レンズを等倍複写用の実線位置(7)に配置
して、補正板８の光軸Ｘからの距離を、ドラムＤ
上での露光量分布が、第３図の線Ａに示される如
く、ドラム母線方向に沿つて均一となるような値
Ｈに設定した場合に想定する。この場合、レンズ
を実線位置(7)に設置したまま、かつ補正板８とレ
ンズ７間の光軸Ｘ方向についての距離ａを一定に
保つたまま、補正板８を上下に移動し、その光軸
からの距離を変化させると、ドラムＤ上でのその
母線方向についての露光量分布は第３図の線Ｂ，
Ｃに示される如く変化する。曲線Ｂは補正板８と
光軸との距離が（Ｈ＋△Ｈ）の場合、曲線Ｃは上
記距離が（Ｈ−△Ｈ）の場合である。（いずれも
△Ｈ＞Ｏである）曲線Ｂでは光軸Ｘからドラム母
線方向（スリツト状露光領域長手方向）に沿つて
遠ざかる程露光量は漸減し、一方、曲線Ｃでは光
軸Ｘから上記方向に沿つて遠ざかる程露光量は漸
増して行く。（尚、第３図で縦軸は相対光量ｖ、
横軸は光軸Ｘからのドラム母線方向についての距
離ｄを示す。） 従つて上記現象に着目して、縮小複写時は補正
板８の光軸Ｘからの高さ（距離）を等倍複写時に
於けるそれよりも高くして、等倍複写時と比較し
て、光束の規制量を光軸Ｘから離れるに従つて相
対的に多くしてやり、一方拡大複写時は補正板８
の光軸Ｘからの高さ（距離）を等倍複写時に於け
るそれよりも低くして、等倍複写時と比較して、
光束の規制量を光軸Ｘから離れるに従つて相対的
に少なくしてやる。かくすることにより、どの倍
率での複写時にも、ドラム上に投影される原稿像
の露光量分布はドラム母線方向に関して十分に均
一化される。

次に、レンズ移動時に補正板８を光軸Ｘ方向に
ついてレンズ７と一定距離を保持しながら移動さ
せ、かつ光軸Ｘとの距離を変更するようにも移動
させる機構の具体例を第４，５図を用いて説明す
る。

第４図は側面図、第５図は正面図であるが、こ
の第４，５図に於いて、補正部材８は板ばね１６
の先端の折曲部で構成されている。この板ばね１
６の基部はビス１８によつて、レンズ７を内部に
支持したレンズ鏡筒１５に設けられた突起部１９
に固定されている。そして板ばね１６の補正部材
８が設けられた側の先端部近傍即ち板ばね１６の
自由端側にはカムフオロアーとしての棒２０が固
定されている。この棒２０はレンズ７の移動経路
に沿つて設けられた案内棒２１の上面（カム面）
に、板ばね１６の弾性力により圧接し、摺動可能
となつている。案内棒２１の上記カム面は光軸Ｘ
に対して傾斜している。従つて、カムフオロアー
棒２０が、拡大複写時の位置である２０″の位置
から縮小複写時の位置である２０′の位置に向け
て、レンズ鏡筒１５の移動とともに（従つてレン
ズ７の移動とともに）、移動して行くと、板ばね
１６はビス１８の点を支点にして第４図で反時計
方向に撓んで行き、これによつて補正部材８が光
軸Ｘから徐々に遠ざかつて行く。而して補正部材
は８，８′，８″のどの位置に於いてもレンズから
の光束中に突出しており、このどの位置に於いて
も光束を規制するが、上記各位置に於ける補正部
材によつて規制される光量分布は前記の通りであ
る。依つてドラムＤへの像露光量の分布は、どの
複写倍率時にも、ドラム母線方向に関して十分均
一に保つことができる。

尚、第４図で２２は無端ワイヤを示し、このワ
イヤ２２はレンズ鏡筒１５の突起２３に固定され
ている。またワイヤ２２は夫々定位置に回転自在
に設けられたプーリに掛け渡され、また不図示の
モータにより回転せしめられる駆動プーリ２６に
巻き付けられている。而して倍率変更動作時に、
選択された倍率に対応する方向に選択された倍率
に対応する回転数駆動プーリ２６を回転すること
により、ワイヤ２２に索引されてレンズ７は上記
選択された倍率に対応する位置迄移動する。

ところで前記の如く選択された倍率に対応して
補正板８を光軸Ｘに対して上下することにより、
どの倍率での複写時にも、ドラムＤ上での光量分
布はドラム母線方向について均一になるが、しか
し第３図からも判るように、全体光量、つまり上
記光量分布をドラム母線方向について積分して得
られる光量は各倍率に応じて変化することにな
る。つまり、縮小複写時は露光量が適正値より多
く、拡大複写時には少なくなる。そこで前記駆動
プーリ２６の回転量を減速ギア列２７を介して回
転摺動抵抗２８に伝達し、この抵抗２８の抵抗値
を選択された倍率に対応して変化させる。つま
り、抵抗２８の抵抗値を拡大複写時には等倍複写
時よりも小さく、一方縮小複写時には等倍複写時
よりも大きくなるようにする。而してこの抵抗２
８はランプ電源２９と原稿照明ランプ２との間の
電力供給路に設けられているから、ランプ２の放
射光量は拡大複写時には等倍複写時よりも多く、
一方縮小複写時には等倍複写時よりも少くなる。
かくして、ドラムＤへの露光量はどの倍率での複
写時にも同一となる。

尚、上記の例では各倍率に対応してランプ２の
発光量を変更することによりドラムＤへの露光量
を一定にするようにしたが、スリツト３の開口量
を各倍率に対応して変更してドラムＤへの露光量
を一定にするようにしてもよい。

尚、上記の例では光量分布補正板８は板ばね１
６の先端部に設け、この板ばね１６を撓ませて補
正板８と光軸Ｘとの距離を変更するものであるか
ら、板ばね１６の撓みにより厳密に言えば補正板
８とレンズ７との光軸Ｘ方向についての距離は各
倍率により若干変化する。しかし、補正板８の光
軸Ｘからの距離変化は小さいものでよく、従つて
板ばね１６の撓み量変化も小さいものでよいか
ら、光軸Ｘ方向についての補正板８とレンズ７と
の距離変動は無視できる程度に小さい。つまり補
正板８とレンズ７との光軸Ｘ方向についての距離
はどの倍率に対しても実質的に一定に保持され
る。

また、ガイド２１、板ばね１６等を使用せず、
サーボモータ、ラツク・ピニオン機構等を用い
て、補正板８を各倍率に対応して光軸Ｘに対して
上下動させる構成等も採用できる。

また補正板８の先端エツヂ８１の形状としては
前記円弧形状の他、他の２次曲線形状、多角形状
等も採用できる。

ところで、どの倍率での複写時にも原稿Ｏの側
端（原稿走査方向と垂直な方向についての）を原
稿台１の側端の共通基準位置Ｒに合せ、この原稿
側端をどの倍率での複写時にも感光体Ｄ上の側端
部に投影結像する方式の複写装置では、倍率変更
時レンズ７は光軸Ｘに対して傾斜した方向に移動
される。第６図に斯かる装置の光路展開図を示
す。この第６図でＯ，O′，O″は夫々等倍複写
時、縮小複写時、拡大複写時の原稿の光学的位置
で、原稿の上記側端は基準線Ｒに一致しており、
レンズ７を光軸Ｘに対して傾斜した方向に移動さ
せることにより、線Ｒに合せた原稿側端を等倍時
も縮小時も拡大時ドラム側端部のＳ位置に結像す
る。而してこの場合にも等倍時レンズ７に角度θ
で入射する主光線と、縮小時、及び拡大時、レン
ズ７′，７″に角度θで入射する主光線は、補正板
８の同一位置すなわち光軸からａ tanθ離れた
位置で規制され、変倍されても露光ムラが補正さ
れる。つまり倍率が異なつても、ある画角θでレ
ンズに入射する投影光束が補正板の同一位置で規
制され、変倍にかかわらずcos4乗則分布が補正さ
れることが確認される。ところで変倍されると、
各倍率での最大画角が異なつてくるが、補正板８
がどの最大画角で入射する光束をも規制できる程
度にスリツト長手方向に延ばされていれば、ある
ゆる角度で入射する投影光束について、しかも、
あらゆる倍率で露光量分布が補正されて像画に均
一な露光分布を与えることとなる。（このこと
は、レンズを倍率変更時光軸方向のみに移動させ
る装置についても言えることである。） ところで、第６図で倍率変更時レンズ７が光軸
方向、及びこれと直角方向に移動し７′又は７″の
位置となり、レンズ７′，７″に入射する光束角度
範囲が光軸X′，X″に対し非対称となるが、これ
は単に補正板８の使用されるスリツト長手方向の
範囲が倍率により異なるということに過ぎない。
すなわち縮小時、拡大時には補正板８′，８″の投
影光束規制に寄与する範囲が光軸に対し非対称な
範囲となるだけである。従つて本発明は倍率変更
に際してレンズを光軸方向、及び光軸に対して垂
直な方向に移動させるような如上の装置に特に効
果がある。（勿論本発明はレンズを光軸方向にの
み移動させる装置にも適用できる。） いずれにせよ本発明ではcos4乗則補正板をレン
ズ近傍の光束の断面積変動の少ない位置に配置し
て、選択された倍率に対応してレンズ前後の光路
長比を変更する為にレンズを移動させた際、上記
補正板を光軸方向についてのレンズからの距離が
一定に保持される位置に移動させるとともに、上
記補正板の光軸からの距離を選択された倍率に対
応して変更するから、１つの補正板ですべての倍
率に対してcos4乗則による光量分布むらを簡単に
補正できる。また、レンズの移動路に沿つて設け
られたカムと、補正部材に設けられたカムフオロ
アとで、レンズの移動力を補正部材の移動力に変
更することにより、レンズの移動量に対する補正
部材の光軸との距離の変更を非常に正確に行え
る。ただし、補正板がレンズの瞳位置に合致する
と、完全な開口絞りとして作用してしまい、cos4
乗則を補正する作用をしなくなる為、補正板はレ
ンズの瞳位置に合致しないレンズ近傍位置に設け
られる必要性がある。

尚、本発明は感光体としてCCDを使用し、こ
のCCDで形成された電気信号を用いて所望の画
像を形成するような装置にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用できる電子写真複写装置
の説明図、第２図は光量分布補正板の一例の説明
図、第３図は一定のレンズ位置に対して光量分布
補正板を光軸に直交する方向に移動させた際の光
量分布変化の説明図、第４図、第５図はレンズ、
光量分布補正板の移動機構例の説明図、第６図は
第１図装置の光路展開図である。 ７はレンズ、８は光量分布補正板、１６は板ば
ね、２０はカムフオロアー、２１は案内棒であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ レンズを移動させることにより原稿像を異な
   つた倍率で選択的に感光面に投影する可変倍の画
   像形成装置において、上記レンズとともに移動し
   て投影光束を規制する補正板と、この補正板に固
   定されたカムフオロアと、レンズの移動経路に沿
   つて設けられたカムと、を有し、レンズの移動に
   伴い、上記カムフオロアが上記カムにより案内さ
   れることにより、上記補正板とレンズの光軸間の
   距離が変更されることを特徴とする画像形成装
   置。