JPS6311921A - 光学機械の焦点合せ装置 - 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】 技術分野 本発明は、電子写真複写機等の原稿光像をレンズを含む
光学系により投影面に結像させる光学機械の焦点合せ装
置に関する。

従来技術 電子写真複写機では、プラテン上に載置された原稿を光
源により照射し、その反射光をレンズを含む露光々学系
を介して回動する感光体上に投影結像させて画像露光を
行ない、帯電器により一様帯電した感光体上に静電潜像
を形成し、これを現像器によりトナー像として顕像化し
、このトナー像を給紙部より給紙された転写紙に転写し
、定漕してコピーを作製する。

上記のような複写機では、組立調整時、感光体上に投影
される原稿像のピントを調整するため、感光体を取除き
、その位置に解像力測定用パターンとこれを照明する光
源を有するピント治具を入れて、光学系を介してパター
ン像をプラテンの原稿載置面に逆投形し、解像力を測定
して調整を行なっていたが、この作業には相当の時間と
熟練を必要とする難点があった。

上述の如く、製造時ピント調整を行なって出荷しても、
ユーザー先で長期間使用すると、例えば露光走査のため
光学系のミラーを往復動させる駆動ワイヤが経時的に伸
び、原稿とレンズ間の距離が変動し、ピントがずれてく
ることがしばしばある。その調整のためにサービスマン
が前述のピント治具を複写機の設置場所へ持込むことは
、運搬作業が大変であり、通常はコピー画像を出しなが
ら試行錯誤により調整を繰返し、ピントの良い点を探し
出す方法が採られている。この方法は、治具は要らない
が、コピーには露光々学系の他に帯電、現像、転写の各
工程でのレベルやムラ、定漬工程での画像つぶれ、感光
体クリーニング不良等のノイズが入り込み、正確なピン
ト合せがむっかしく、多大の時間を必要とし、ユーザー
はその間、複写機が使えず、またサービスコストが高く
っく欠点があった。

このため、原稿画像の感光体上の像のピントがずれた時
、容易にピント調整ができ、さらには、自動的にピント
修正をすることができる「故障の自動修復」が望まれて
いた。

目　　　的 本発明は、上記の実情にかんがみ、原稿の光像をレンズ
を含む光学系を介して投影面に結像させる複写機等の光
学機械の焦点合せを簡単な構成で容易に行なうことがで
きる焦点合せ装置を提供することを目的とする。

構　　成 本発明は、上記の目的を達成させるため、焦点合せをす
る光学系による像の投影面を有する部材の少くとも一部
を透光性とし、その部分の投影面の裏側に投影面からの
距離が既知の位置に結像能力測定用パターンを設けると
ともに該パターンを照明する手段を設け、該照明手段に
より照明されたパターンから出射された光線が正しい位
置に位置する上記光学系を逆に進んで結像すべき位置に
上記光学系の結像能力測定部を設けたことを特徴とする
。

さらに、結像能力測定用パターンには互いに一定の距離
を置いて設けられたパターン対を設け、上記の結像能力
測定部にはパターン結像面を有する結像部材と、該パタ
ーン結像面に結像したパターン対の像間距離信号発信手
段とを設け、該信号発信手段より発信された像間距離信
号を光学系の倍率に応じて予め定められた像間距離信号
と比較し、その信号により光学系要素をレンズの光軸方
向に移動させる光学系駆動装置とを設けることにより、
ピント合せを自動的に行なうことが可能となる。

以下、本発明Ｏ実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は、本発明を感光体ドラムを用いた電子写真複写
機に適用した実施例を示す図である。

プラテン１上に載置された原稿は、露光ランプ２により
照明され、図の如く配置された第１ミラー３、第２ミラ
ー４、第３ミラー５、結伸レンズ６、第３ミラー７を経
て矢印の方向に回動する感光体ドラム８上に一定の位置
で投影され結像する。

露光ランプ２と第１ミラー３とは一体に走査方向に一定
の速度で移動し、これと同期して第２ミラー４と第３ミ
ラー５とは一体に上記の半分の速度で同じ方向に移動し
、感光体ドラム８が露光ランプ及び第１ミラーの移動速
度と同じ周速で移動することにより、原稿露光走査が行
なわれる。こ−迄に述べた構成は一般の複写機と異なる
ところはない。

さて、この実施例では、感光体ドラム８は、円筒状のガ
ラス又は合成樹脂等の透明又は半透明材料を基材とし、
その表面に透明導電層と例えば有機光導伝体などの感光
層を積層して透明感光体として構成されている。透明導
電層の光透過率は材質や厚さによって決まり、例えば厚
さ５００Ａのアルミニウムでは白色透過率が約４０％に
なる。

感光体ドラム８の内部には、露光位置の裏側に第２図に
示すように光学系ＭＴＦ（モジュレーション　トランス
ファー　ファンクション；光学系の伝達関数２）、測定
用のパターンを持ったパターンフィルム１０、拡散板１
１及び光源ランプ１２を備えた測定用パターン発生用ユ
ニット９が設けられている。パターンフィルム１コに担
持されるパターンは、例えば第３図に示される如く空間
周波数（１關あたりのパーの故）の異なるパ一群を並べ
たもので良く、又、サイン波の濃淡を持つパターンでも
よい。又、投影倍率特性を見るため第３図に示す如く、
パターン間隔がｔの１対のパターンが設けられている。

この１対のパターンは第３図の例ではパーパターンの最
外側のものを兼用している。

測定用パターン発生ユニット９の光源ランプ１２を点灯
すると、パターンフィルム１０から出た光線は透明感光
体８を透過し、露光々路を逆進し、レンズ６により結像
するが、パターンフィルム１゜の位置が感光体表面より
ずれているため、結像位置はプラテン１の上面の原稿載
置面とはならない。

以下に、第４図を用いてこれを詳細に説明する。

例えば、等倍を基準倍率とすると、プラテン１の上面と
レンズ６の主点との間の光路長（物体距離）ａはおよそ
２ｆである（ｆはレンズの焦点距離）０．またレンズ６
の主点と感光体８の表面との間の光路長（像距離）ｂも
同じ（２ｆである。

すなわち、 ａ　　　ｂ　　　２ｆ　　　２ｆ　　　ｆ今、パターン
フィルム１０が感光体８の表面より中心側へｌΔｂ（だ
け離れているとする。

物体〜レンズ距離の等倍よりの増加量をΔａ・レンズ−
感光体距離の増加量をΔｂとすると、２ｆ＋△ａ　　　
２ｆ＋Δｂｆ 倍率ｍ＝（２ｆ＋Δｂ）／（２ｆ＋Δａ）が成立つ 故に　　　　　　　　Δｂｆ △ａ＝−＝ Δｂ＋ｆ となり、プラテン面より、パターン投影、検出面までの
距離１△ａ１は、 である。

この面で、パターンが逆投影されるのを観察し、又は測
定すればよい。そして、この面で最良ピントとなり、倍
率パターン像間距離が ２ｆ＋Δｂ になるように、レンズ及びミラーの位置を調整すればよ
い。

なお、上記光路内にガラスや合成樹脂等、空気と屈折率
の異る部材が介在している場合は、その屈折率に応じて
各距離を補正すればよいことは云う迄もない。

上記のパターン投影面での結像状態及び倍率パターン像
間距離の測定は、第５図に示す如くこの設けられたスケ
ールにより倍率パターン像間距離をあらかじめ設定され
た長さになるように、手動でレンズ６及びミラー４，５
の位置を調整すればよい。

又、上記パターン投影面に検出素子にＣＣＤ等を用いた
パターン検出器（ＭＴＦ測定器等）１５を置き、ＭＴＦ
を測定するとともに倍率パターン像間距離を検知し、そ
れらの信号により検出器の出力が最高ＭＴＦであり、か
つ上記倍率パターン像間距離が正規の値になるように第
１図に示す如く演算制御装置１６によりフィードバック
制御によりレンズ６及びミラー４，５を変位させるよう
にすれば、調整を自動化することができる。変倍複写機
等変倍光学系を有する光学機器の場合は、倍率毎にあら
かじめ設定された像間距離に倍率パターン像間距離が一
致し、かつピントが合うようにレンズ及びミラーの位置
を手動であるいは自動で調整すればよい。

いう迄もないことであるが、パターン投影面はプラテン
１の原稿載置面と第１ミラーとの間にくるので、原稿載
置範囲のプラテン直下にピントグラスやパターン検出器
を設置すれば原稿露光に支障を来すので、第１図に示す
如く、原稿載置範囲外にパターン検出Ｗ１ｓあるいはピ
ントグラス１３を置くことが必要である。

上記の実施例では、感光体として透明又は半透明感光体
ドラムを使用した例を説明したが、感光体として第６図
に示す如く、透明基材２１に透明導電層２２、電荷発生
層２３、電荷移動層２４をこの順に積層して成る光透過
性ベルト状感光体２０を使用し、これを第７図に示す如
く、アルミニウム等で使られた円筒状支持体２５の内部
に設けられた１対のロール２６．２７の一方に巻き込み
、これから巻出したベルト状感光体２０を、支持体２５
に軸方向に全長に亘って延設されたスリット２８から引
出して支持体の外周に沿って一周巻付けた後同スリット
２８から引込んで他方のロールに巻取るようにし、円筒
状支持体の一部に貫通孔２９を設け、その内側に前記実
施例と同様のパターン発生用ユニット９をそのパターン
フィルム１０が孔２９の方を同くように支持体２５に対
して固設されたものを感光体ドラムとして使用すること
も可能である。感光体ベルト２０の支持体２５の外周に
巻付けられた部分が経時的に劣化した場合は感光体ベル
ト２０を一方のロールから巻出して他方に巻取り新しい
部分を支持体２５の外周に出して使用する。焦点合せ時
には、孔２９の位置が露光位置に一致するよう支持体２
５を回動させ、パターン発生ユニット９の光源を点灯す
ると、パターンの光束は支持体２５の孔２９から出て、
光透過性を有する感光体ベルト２０を透過し、露光経路
を逆進し、レンズにより結像し、前記実施例と同様にし
て焦点合せ、倍率調整を行なうことができる。

上記の実施例はドラム状感光体、又はドラム状支持体に
巻回された感光体にスリット露光を行なう複写機に本発
明を適用したものであるが、本発明はこれに限定される
ものではなく、ローラ群に掛は渡されたベルト状感光体
に全面露光を行なう複写機の光学系の焦点合せをはじめ
、レンズを用いて投影面に結像させる結像光学系を有す
る各種光学機器の焦点合せ装置にも適用することができ
る０ レンズの焦点距離は、レンズの製造上の誤差により、あ
る倍率においてレンズ、ミラーのトルべき位置は機械毎
に異なり、変倍時−率に同じ位置にレンズミラーを変位
させた場合ボケとなることがある。このような場合、倍
率変換信号が出てから、コピーが開始されるまでの間に
上記の検出、制御系を動作させることにより自動的にレ
ンズとミラーを最適位置に設定することができる。

効　　果 以上の如く、本発明によれば、光学機械の焦点合せを自
動的に行なうことが可能となり、組立、調整時の調整作
業の人件費を大幅に削減することができ、使用中のピン
トズレ発生時にもユーザーが簡単にピントを調整するこ
とができるのでサービスマンによるピント調整作業が不
要となり、機械のダウンタイムの削減にも効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を複写機の露先々学系に適用した実施例
を示す断面図、第２図はその測定用パタ−ン発生ユニッ
トの構成を示す断面図、第３図はそのパターンフィルム
の一例の平面図、第４図は本発明の装置の原理を説明す
る説明図、第５図は本発明の装置のよるピント調整を目
視により行なう状態の一例を示す側面図、第６図は本発
明の他の実施例に使用される感光体の部分断面図、第７
図はその感光体の使用態様を示す断面図である。 ３、４．５．７・・・ミラー　　　６・・・レンズ８・
・・透光性感光体ドラム ９・・・測定用パターン発生ユニット １０・・・パターンフィルム　１２・・・パターン照明
用光源１３・・・ピントグラス（結像能力測定部）１４
・・・ルーペ １５・・・パターン検出器（結像能力測定部）１６・・
・演算制御装置 ２０・・・透光性ベルト状感光体 第１図 第２・・４　　　　　第３図 ■ へ　　　　　■

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）原稿の光像をレンズを含む光学系を介して投影面
   に結像させる光学機械の焦点合せ装置において、上記投
   影面を有する部材の少くとも一部を透光性とし、その部
   分の投影面の裏側に投影面からの距離が既知の位置に結
   像能力測定用パターンを設けるとともに該パターンを照
   明する手段を設け、該照明手段により照明されたパター
   ンから出射された光線が正しい位置に位置する上記光学
   系を逆に進んで結像すべき位置に上記光学系の結像能力
   測定部を設けたことを特徴とする焦点合せ装置。
2. （２）上記の結像能力測定用パターンは解像力測定用パ
   ターンと、互いに一定の距離を置いて設けられたパター
   ン対とを有し、上記の結像能力測定部はパターン結像面
   を有する結像部材と、該パターン結像面に結像したパタ
   ーン対の像間距離の計測手段とを有することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の焦点合せ装置。
3. （３）原稿の光像をレンズを含む光学系を介して投影面
   に結像させる光学機械の焦点合せ装置において、上記投
   影面を有する部材の少くとも一部を透光性とし、その部
   分の投影面の裏側に投影面からの距離が既知の位置に結
   像能力測定用パターンを設けるとともに該パターンを照
   明する手段を設け、該照明手段により照明されたパター
   ンから出射された光線が正しい位置に位置する上記光学
   系を逆に進んで結像すべき位置に上記光学系の結像能力
   測定部を設け、上記の結像能力測定用パターンは互いに
   一定の距離を置いて設けられたパターン対を有し、上記
   の結像能力測定部はパターン結像面を有する結像部材と
   、該パターン結像面に結像したパターン対の像間距離信
   号発信手段とを有し、該信号発信手段より発信された像
   間距離信号を光学系の倍率に応じて予め定められた像間
   距離信号と比較し、その信号により光学系要素をレンズ
   の光軸方向に移動させる光学系駆動装置とを有すること
   を特徴とする焦点合せ装置。