JPS63208030A - 複写装置 - 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〕 本発明は印画紙等の感光体上に原稿からの反射光を投写
して感光体上に原稿の複写を得る複写装置に関する。さ
らに詳しくはその露光方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、複写装置の露光方式には全面露光方式、複写レン
ズによるスリット露光方式、セルフフォーカシング型の
ファイバーレンズアレイによる王立スリット露光方式の
３つの方式があった。

第１０図（ａ）、（ｂ）はいずれも全面露光方式を示す
図で、照明光源１１１により照明された原稿１７０の像
を複写レンズ１１３で感光体１６０上に投影することで
複写画像を得る。第１０図（ａ）は電子写真のように感
光体１６０上の像が中間画像であってさらに別記縁体に
密着転写される場合で、中間画像は表裏反転した画像に
なっている。第１０図（ｂ）は銀塩写真のように感光体
１６０がそのまま最終画像になる場合で、画像は正転画
像である。

第１１図（ａ）、（ｂ）は複写レンズによるスリット露
光方式で照明光源１１１により所定幅Ｗのスリット状に
照明された原稿１７０の像を複写レンズ１１３とミラー
１２０ｄ勇コ°感光体上に投写する。ここで複写レンズ
１１３とミラー１２シ占追が図中矢印Ａの方向へ走査さ
れることによって原稿全体の像が感光体１６０上に形成
されるが、第１１図（ａ）の場合走査方向に対して感光
体１６０上には原稿１７０の倒立像が形成されるため感
光体１６０は複写レンズ１１３とミラー１２０−丑の走
査速度の倍の速度で図中矢印Ａ′方向に走査されなけれ
ばならない。第１１図（ａ）で投影される画像は第１０
図（ａ）と同じく転写用の表裏反転画像である。第１１
図（ｂ）は第１０図（ｂ）と同じく投写された画像が正
転画像でそのまま最終画像となる場合で、この時は感光
体１６０上には走査方向に王立画像が得られる。また感
光体１６０は静止したまま、複写レンズ１１３とミラー
１１６．１１９が走査されればよい。

第１２図はファイバーレンズアレイ１２１によるスリッ
ト露光方式で、照明光源１１１により所定幅Ｗ′のスリ
ット状に照明された原稿１７０の像をファイバーレンズ
アレイ１２１で感光体１６０上に投影する。

ファイバーレンズアレイ１２１は王立投写のみ行えるの
で、この場合、第１０図（ａ）、第１１図（ａ）と同様
に転写用中間画像が得られ、また第１１図（ｂ）と同様
に感光体は静止したまま走査露光される。

〔発明が解決しようとする問題点〕 さて、上述の従来例はいずれも結像光学系が暗いため光
の利用効率が悪く、限られた感光体の感度の中で複写速
度の高速化を図ろうとすると、光源を大容量化せざるを
得す、消費電力の増大、コスト高、発熱による原稿およ
び装置の温度上昇等さまざまな問題点が生じる。

以下その理由を説明する。まず、第１０図と第１１図で
述べたような複写レンズを用いる場合について説明する
。第１３図（ａ）、（ｂ）は複写レンズ１１３の視野を
説明する斜視図である。第１０図の全面露光方式の場合
、第１３図（ａ）の円Ａで示すように複写レンズ１１３
が投写する視野は原稿１７０の対角線幅Ｌｃをカバーす
る必要があり、第１１図のスリット露光方式の場合、第
１３図（ｂ）の円Ｂに示すように原稿幅ＬＷをカバーす
る必要がある。原稿サイズかへ４以上であるとするとい
ずれにしろ数１０　ｃｍの視野を有する光学系となる。

さて、原稿の濃淡や色を表現する反射光は原稿から完全
拡散光として発している。従って光の利用効率を高める
ためには結像光学系の開口角を大きくしなければならな
いがこのように視野が広い場合、それにはレンズの大口
径化が避けられない。第１４図（ａ）、（ｂ）は結像レ
ンズの開口角と口径の関係を示す図で（ａ）　（ｂ）と
もに視野の中央部の開口角θＣは同じであるが、レンズ
の口径りが小さく、焦点距離ｆも小さい。第１４図（ａ
）の方では視野端部の開口角θＨが小さくなってしまう
。従って広い視野にわたって間口角θを大きくとるには
第１４図（ｂ）のようにレンズ口径口を大きくせざるを
得ない。

また、ファイバーレンズアレイの場合、光軸と垂直方向
の屈折率分布によって結像させる方式のため、通常のレ
ンズのように波長分散の異なるレンズを組合ぜて色収差
を補正するような方法がなく、光路長が光波長によって
それほど変化しない範囲で使用せざるを得ないため、広
い間口角を得ることができず、ある通常の複写レンズ程
度以上反射光の利用効率を上げることが不可能である。

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目
的とするところはきわめて反射光の利用効率の高い、す
なわち明るい光学系を用いることによって限られた感光
体の感度の中でにり複写速度が速い、あるいは光源め容
量が小さく従って消費電力や発熱量の小さい低コストの
接写機を提供することにある。

〔作用〕

第９図は本発明の作用原理を説明するための図である。

前出の第１４図（ａ）（ｂ）を対照しながら説明する。

本発明はレンズ口径りを小さく保ちながら開口角θを大
きくとるため焦点距離ｆを小さい値にする。この時第１
４図（ａ）のように生じる視野端での開口角の減少を避
けるため視野を第９図中Ｗのように非常に小さくとる。

そして結像光学系を図中矢印Ａで示す方向と、さらに紙
面垂直方向に原稿に対し２次元走査することによって原
稿全体を感光体上に投影する。ただし結像光学系を走査
する場合、王立等倍結像系なら原稿と感光体を相対的に
移動しなくても良いが、それ以外の場合は感光体上の同
じ位置に像の同じ部分が投影されているよう原稿と感光
体を相対的に移動する必要がある〔実施例〕 本発明の実施例を図面を用いて説明する。まず露光部の
構成を説明する。第１図は本発明の複写装置の露光部の
構成を示す斜視図である。光源１０はだ円リフレクタ１
１により図中点線の位置に置かれる原稿７０上で適当な
大きさのだ円形スポットに集光されるハロゲンランプ１
２である。光源１０が搭載された露光ユニット１は内部
に王立等倍結像光学系が配置されている。王立結像光学
系の具体的な構成は後で詳しくのべる。露光ユニット１
は主スライド軸２２と主スライド台２３に摺動可能に設
置され、また第１のタイミングベルト２４が固着されて
いる。第１のタイミングベルト２４はプーリー２６を介
して主走査モータ−２５により駆動される。主走査モー
タ−２５、主スライド軸２２、主スライド台２３は、副
走査キャリッジ２１に固着されており、副走査キャリッ
ジ２１は副スライド台３１上に摺動可能に設置されてい
る。副走査キャリッジ２１には図示しない本体フレーム
に固着された副走査モーター３５により歯車３４、プー
リー３３を介して駆動される第２のタイミングベルト３
２が固着されている。主遮光幕４０と副遮光慕５０は図
示しない原稿台から露光ユニット１円の結像光学系の部
分以外を通過する光を遮るために設けられている。第２
図の分解斜視図を用いて遮光幕の構成を説明する。副遮
光慕５０は図示しない本体フレームに固着された副遮光
幕軸５１−ｊ壬に端部を固着されて巻回されている。

副遮光幕軸５１φ士はうず巻きばね５２４Ｅ＝によって
図中矢印Ｃ方向にトルクを付与されている。副遮光幕５
０の一部は副走査キャリッジ２１の底面に固着されてお
り、また副走査キャリッジ２１にはさまれる部分は結像
光学系からの光を通すための窓５３が設けられている。

主遮光幕４０は副遮光幕５０と同様の構成であるが、主
遮光幕軸４１に図中矢印り方向のトルクを与えるうす巻
きばね４２は副走査キャリッジ２１に収納されている。

主遮光幕４０の一部は露光ユニットの底面に固着されて
いる。

次に露光ユニットの動作を説明する。第３図は王立等倍
結像レンズ１３が移動している時の像の現われ方を示す
図、第４図はレンズ１３の２次元走査を示す図である。

第３図において光軸方向から見た時に原稿と像のが一致
するため、レンズ１３が図中矢印方向に移動しても像は
移動ぜす、Ａ、Ｂ。

Ｃ９それぞれの位置（当然それらの中間の任意の位置で
も）で作られる像は互いに重なり合う。従って第４図矢
印のように王立等倍結像レンズを２次元走査させること
によってＲ稿全体の像を感光体上に形成することができ
る。

第４図において図中りの領域は重なって２度走査されて
いるがこの理由を説明する。第５図は走査露光するとき
の感光体への総露光量を示す図で第５図（ａ）は図中矢
印で示す走査方向が主走査力゛向である場合、第５図（
ｂ）は副走査方向である場合である。図中破線で示す光
量分布は瞬時の分布を示している。前述したように光源
はハロゲンランプとだ円リフレクタより成る。従って照
明光は原稿上に所定の大きさのスポットに集光され図中
破線のような光量分布を示す。本実施例の場合、主走査
方向の照明スポット径Ｗ１は４０ｍｍ、副走査方向の照
明スポット径Ｗ２は２８ｍｍである。Ｗｌ、Ｗ２の差は
第１図に示すように、照明光の投光方向が傾いているこ
とによる。さて、第５図（ａ）に示すように瞬時値で破
線の光量分布を持つ露光スポットが矢印の方向に等速で
移動した時には当然実線のように走査の両端部を除いて
走査方向に対して一定の露光量が得られる。ところが副
走査方向に対しては主走査方向と異なり連続的な走査で
ないため、第５図（ｂ）に示すように一定間隔Ｐで置か
れた破線の瞬時値露光分布を重ね合わせた実線の露光分
布が総露光量となる。ここで注意が必要となるのは副走
査方向の露光分布を均一とするためのスポット径Ｗ２と
走査ピッチＰの関係である。当然スポット径Ｗ２に対し
て走査ピッチＰが小さいほど露光分布は均一となるが、
所定の印刷速度を得るのにピッチＰを小さくすると走査
回数が増え走査速度を大きくしなければならないため、
あまり小さくするのは好ましくない。

本発明者の実験により確認されたところでは、Ｐ＜０．
８Ｗ２ 程度で露光ムラが目立たなくなり、 Ｐ　＜０．５Ｗ２ で均一な露光分布が得られた。本実施例では走査ピッチ
Ｐは２０ｍｍである。

以上の動作を第１図第２図を用いて具体的に説明する。

最初露光ユニット１は画面左上端に位置し、複写開始に
よりハロゲンランプ１２が点灯するのと同時に主走査モ
ータ２５が回転して第１のタイミングベルト２４を駆動
し露光ユニット１を図中矢印Ａ方向に走査する。それに
つれて第２図左側の主遮光幕軸４１に巻回されていた主
遮光ｓ４ｏが引き出され、また右側の主遮光幕軸４１は
うず巻きばね４２により付与されたトルクで主遮光幕４
０を巻き取る。従って主遮光幕４０はたるむことなく窓
４３が露光ユニットと同時に移動して、前述したような
主走査が行なわれる。この間副走査モーター３５、第２
のタイミングベルト３２、副走査キャリッジ２１等は静
止しており副走査は行なわれない。露光ユニット１が画
面右端まで移動し一回の主走査が終了すると図示しない
一般的に用いられるフォトカプラ、マイクロスイッチ等
の位置検出手段の信号により副走査モーター３５が回転
し主走査と同様の動作で図中矢印Ｂ方向の副走査が走査
ピッチＰだけ行なわれる。この間主走査は行なわれない
が、ハロゲンランプ１２は点灯直後の光量変動を生じさ
せないよう点灯されている。以上の動作を繰り返すこと
によって一画面分の露光が行なわれる。また、これらの
動作は原稿サイズ、用紙サイズによりあらかじめ決めら
れた順序、ステップ数を発する駆動部により主走査、及
び副走査モーターを駆動することによってもなされる。

この場合、主走査及び副走査モーターにはステッピング
モーターを用いる。

次に露光ユニット内部の王立結像光学系について具体的
に説明する。第６図は本実施例の王立結像光学系の斜視
図である。複写レンズ１３は通常の等倍結像レンズであ
って、従って９１１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂがな
い場合は物像間の位置関係は光軸を中心ニ１８０°回転
した関係になる。鏡１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂは
この１８０°倒立した像を１８００回転して正立像を得
るためのもので、鏡１５ａ、１５ｂで光軸をもとの光軸
Ａ、Ａ’と垂直な平面内に移しそこで鏡１４ヨ挑で９０
°づつあわせて１８０°像を回転している。このように
して王立等倍結像光学系が得られる。

前述したように原稿の照明スポットの大きさは２８ｍｍ
　Ｘ　４０ｍｍであるので本結像光学系の視野も最低２
８ｍｍ　、最高４０ｍｍあれば十分である。ここでは視
野直径を３５ｍｍとしている。レンズの焦点距離は６４
ｍｍ有効ロ径は４０ｍｍとなっている。

次に本実施例における感光体とそれを含む画像形成系に
ついて説明する。

本実施例における画像形成系は、少なくとも色素前駆体
と感光性物質を封入したマイクロカプセルをコートした
コーテイング面を有する感光紙と、色素前駆体と発色反
応を起こす物質を成分として含むコーテイング面を有す
る転写用紙を利用する系であり、画像形成は、前述した
ように原稿からの反射光を感光体上に結像レンズによっ
て投影し、光の当たった箇所の感光性物質に硬化の変化
を生じさせ、次に感光紙の露光面と転写用紙のコーテイ
ング面を密着し、圧力をかける事により硬化しなかった
感光性物質もしくは軟化した感光性物質の付近にある色
素前駆体を転写用紙に転写し発色反応を起こさせる事で
達成されている。

第１回の斜視図において感光紙６０はローラー６１ａ、
６１ｂ、６１ｃによって露光ユニットの結像光学系の結
像面にたるみ、しわ等がなく張られている。

感光紙６０は上面がコート面であり、第６図に示すよう
に原稿を原稿面を下に向けて王立結像光学系で投写する
と感光体上には反転像が形成されるが、それを転写紙に
転写すると最終的に正転像が得られる。

第７図に本発明の第２の実施例として他の正立結像光学
系の構成を用いた例を示す。これは凸のルーフミラー１
６と凹のルーフミラー１７を用いて王立結像を得ている
。複写レンズ１８は等倍結像レンズのレンズ系構成の対
称性を利用してその片側半分だけを用い２度光を通過さ
せてレンズ枚数低下によるコスト低減を図っている。ま
た露光ユニットのコンパクト化という効果も有する。

第８図は本発明の第３の実施例の光学系を示す斜視図で
ある。本実施例は図中矢印Ａ方向の主走査方向のみが王
立結像であって、図中矢印Ｂ方向の副走査方向は倒立結
像である。これは第７回の第２の実施例における凹のル
ーフミラー１７を平面鏡１９にすることによって実現で
きる。この場合、主走査時は物像間が王立関係にあるた
め原稿と感光体は静止していてよいが、従来例第１１図
（ａ）を用いて説明したように副走査時は露光ユニット
が走査ピッチＰで移動すると感光体は２Ｐのピッチで移
動しなければならない。しかしこの移動は紙送り方向の
移動であるため新たに機構を付加しなくても行えコスト
高にはつながらない。結像光学系は凹のルーフミラー１
７が平面鏡１９になった分、さらに低コスト、コンパク
トになるという利点を有する。またこの場合感光体上に
正転像が形成されるため前述の転写形の感光体を用いる
場合は感光体の基材を透明なフィルムとして背面から投
写しなければならない。本実施例では感光体の基材に透
明水ＰＥＴフィルム（ポリエチレンテレフタレート）を
用いている。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明によれば、原稿の一部を
感光体上に少なくとも主走査方向に正立結像する正立結
像光学系と照明光学系とを一体に２次元走査することに
よって原稿からの反射光の利用効率のよい光学系を用い
ることができるため、限られた感光体の感度の中でより
複写速度が速いあるいは光源の容量が小さく従って消費
電力や発熱量の小さい低コストの複写機を提供できると
いう効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の露光部を示す斜視図、
第２図は第１の実施例の遮光幕の構成を示す分解斜視図
、第３図、第４図、第５図は第１の実施例の動作を示す
図、第６図は本発明の第１の実施例の王立結像光学系を
示す図、第７図は本発明の第２の実施例の王立結像光学
系を示す図、第８図は本発明の第３の実施例の王立結像
光学系を示す図、第９図は本発明の原理を示す図、第１
０図、第１１図、第１２図は従来の複写機の露光部を示
す断面図、第１３図、第１４図は従来の複写機の露光部
の問題点を説明するための図である。 １・・・・・・露光ユニット １０・・・・・・光源 ２１・・・・・・副走査キャリッジ ２５・・・・・・主走査モータ− ３５・・・・・・副走査モーター ４０・・・・・・主遮光幕 ５０・・・・・・副遮光幕 ６０・・・・・・感光体 ７０・・・・・・原稿 １３・・・・・・複写レンズ 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　最上　務　他−名 第２図 ＡＢＣ 第３図 第４ＦＩＪ （Ｑ） 第５図 第７図 第８図 第９図 （Ｑ） （ｂ）第１０図 第１２図 （ａ） 第１４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 感光体と、原稿を照明する照明装置と、原稿の一部を感
   光体上に少なくとも主走査方向に正立結像する正立結像
   光学系とを有し、前記結像光学系と前記照明光学系とは
   一体に２次元走査されることを特徴とする複写装置。