JPS6383714A - 変倍複写機の光学装置 - 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、変倍複写機の光学装置に関するものであり、
特にズーム変倍機能付複写機に対して有効となり得るも
のである。更に詳しくは周波徴発従来の技術 近年、゛変倍複写機においては、無段階変倍いわゆるズ
ーム機能を有するものが製品化されている。

一般に、このズーム光学装置は、コピー時に光源もしく
は原稿台を駆動するＤＣモータと倍率変更時にレンズお
よびミラーを移動するステッピングモータを１個ないし
２個具備している。ステッピングモータを用いて利点は
倍率に応じて予め設定されたパルス数だけモータを回転
せしめることにより、レンズおよびミラーを簡単な構成
で正確に変位させることが出来るという点である。

第６図および第７図は従来のズーム光学装置の−例を示
す正面図と平面図である。原稿台２に置かれた原稿４は
ランプ６と平射鏡８からなる光源１０により光照射され
る。原稿４からの反射光は光源１０と一体に動く第１ミ
ラー１２．この第１ミラー１２０半分の速度で移動する
第２．第３ミラー１４，１６．レンズ１８、そして第４
ミラー２０をへて感光体２２上に結像される。レンズ１
８は複写倍率に応じて光軸方向に変位自在に構成されて
おり、第４ミラー２０は、同じく光軸方向に変位すると
共に、感光体２２上に常にその中心に向かって前記反射
光を集光させるように回動可能に構成されている。コピ
ー動作時に光源１ｏおよび第１．第２．第３ミラー１２
，１４．１６を駆動する機構はすでに公知であるゆえ、
ここではレンズ１８および第４ミラー２０の駆動浸構に
ついて若干説明を加える。第３図において、レンズ１８
を搭載したレンズキャリッジ２４は、ガイド軸２６によ
シ光軸方向に変位自在に支持されている。タイミングベ
ル）ａ２８はステッピングモータａ３０の回転軸に固定
された駆動グー’Ｊ−ａ３２とガイドブーＩＪ　ａ　３
４との間に掛けられており、１カ所でレンズキャリッジ
２４に固定されている。第４ミラー２Ｑはミラー支持具
３６に固定されており、このミラー支持具３６はミラー
キャリッジ３８に軸４０により回転自在に支持されてい
る。このミラーキャリッジ３８は、レンズキャリッジ２
４と同様にガイド軸２６に支持されており、ステッピン
グモータｂ４２の駆動プーリｂ４４とガイドブー　ＩＪ
　ｂ　４６との間に掛けられたタイミングベルトｂ４８
が固定されている。基板５０にはカム５２が配設されて
おり、このカム６２にはミラー支持具３６に形成された
カムホロワ５４がバネ力により押圧されている。これに
よって、ミラーキャリッジ３８の変位に連動して、軸４
０を中心として第４ミラー２ｏを回転変位せしめること
が出来る。

以上のような構成において、倍率変更は、予め設定して
おいた角度だけステッピングモータａｂ３０．４２を駆
動してレンズ１８および第４ミラー２０を所定の位置ま
で変位せしめておこなう。

なお、上述のような構成以外に、ステッピングモータを
１個だけ用いて構成、たとえばレンズ１８と第４ミラー
２ｏとをカムなどの連結部品を用いて連動せしめる構成
も公知である。

発明が解決しようとする問題点 以上、ズーム変倍機構においてその駆動源としてステッ
ピングモータを用いる利点としては、モータと回転量の
制御を簡単におこなえるという点がある。しかし、一方
では （１）一般のＤＣモータより比較的高価である。

（２）レンズあるいはミラーの位置を直接検出する方式
ではないので、駆動系のガタ等（たとえばタイミングベ
ルトのバックラッシュ）による誤差が発生する可能性が
ある。

といっだ欠点をも有している。

本発明は、上記問題点に鑑み、周波数発電機を有するＤ
Ｃモータを駆動源として用い、簡単な構成でかつ信頼性
の高い変倍装置を安価に提供しようとするものである。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために本発明は、レンズおよびミ
ラーを有し、複写倍率に応じた所定の位置に変位可能な
光学手段と、この光学手段の複数の基準位置を検出する
位置センサー手段と、回転量に比例した数のパルスを発
生する周波数発電機を有するＤＣモータとこのＤＣモー
タの動力を前記光学手段に伝達する、駆動手段とを具備
し、複写倍率に応じて予め設定された前設光学手段の位
置を前記位置センサー手段から得られる絶対位置信号と
前記周波数発電機からの相対位置信号との組合せによ′
り検出するように構成したものである。

作　　　用 本発明は上述の構成のように、モータが有する周波数発
電機からの相対位置信号と位置センサー手段からの絶対
位置信号との組合せにより光学手段の位置を検出するよ
うに構成したことで、比較的安価なりＣモータを用いて
、しかも倍率に応じた前記光学手段の位置を正確に検出
することが出来る。特に、位置センサー手段を、光学手
段の位置を直接検出するように構成することにより、例
えば途中の、駆動系がガタあるいはバノクラノシュ等の
影響を最小限に押えることが可能となる。

実施例 以下、本発明の一実施例である変倍複写機の光学装置に
ついて図面を参照しながら説明する。第１図は本発明一
実施例の光学装置の平面図で、第２図は同じく側面図で
ある。また第３図は、等速キャリッジおよび光速キャリ
ッジの駆動機構を示す斜視図である。第２図において、
原稿台２に置かれた原稿４はランプ６と反射鏡８からな
る光源１０により光照射され、この反射光は光源１０と
一体に動く第１ミラー１２．この第１ミラー１２０半分
の速度で移動する第２．第３ミラー１４゜１６、レンズ
１８、そして第４．第５．第６ミラー５６．５８．６０
を介して感光体２２上に結像される。後述するように、
レンズ１８および第４゜第５ミラー５６．５８は複写倍
率に応じて光軸方向に変位自在に構成されている。第１
図に示すように、光源１０および第１ミラー１２は等速
キャリッジ６２に、第２．第３ミラー１４，１６は半速
キャリッジ６４にそれぞれ塔載されている。等速キャリ
ッジ６２および半速キャリッジ６４はそれぞれ一端に軸
受６’６．６８を、他端にはガイドローラー７０．７２
を有している。軸受６６．６８には、キャリッジ案内軸
ａ７４が嵌合し、ガイドローラーＴｏ、７２は案内板７
６上を摺動するように構成されている。これによって両
キャリッジ６２．６４はミラー１２，１４．１６と直角
の方向に変位可能となっている。等速キャリッジ６２′
　と半速キャリッジ６４の駆動方法はすでに公知のもの
であ′るので、以下、簡単な説明だけにとどめる。第３
図に示すように、ワイア７８の一端８゜は基板５ｏに固
定されており、半速キャリッジ６４に回転自在に軸支さ
れたブーＩＪ　ａ　８２に半周分巻きつけられ、さらに
基板５０に回転自在に軸支されたプーリｂ　８４に同じ
く半周分巻きつけられている。次に後述する駆動プーリ
８６にスリップを起こさない程度に数回巻回されて、さ
らに基板ω上に軸支されたブーＩＪｃ８８およびブー１
Ｊａ８２と同軸に支持されたプーリｄ９０にそれぞれ半
周分巻口されて、端部９２が基板５０に固定されている
。、駆動プーリ８６を所定の方向に回転することによっ
て等速キャリッジ６２および半速キャリッジ６４は、そ
れぞれＶおよび２　Ｖの速度で移動し、コピー動作をお
こなう。

次に、第１図に戻って主に変倍時に動作する部品の構成
とその動作の説明をおこなう。レンズキャリッジ２４お
よびミラーキャリッジ９６はキャリッジ案内軸ｂ９８に
支持され、それぞれレンズ１８および第４．第５ミラー
５６．５８を塔載している。レンズ駆動プーリ１０ｏ、
ミラー駆動プーリ１ｏ２．およびガイドプーリａｂ、１
０４゜１０６は基板に固定されたプーリ軸１０８，１１
０゜１１２．１１４にそれぞれ回転自在に支持されてい
る。レンズキャリッジ２４にその両端が固定されたワイ
ア１１６は、ガイドプーリａｂ、１ｏ４゜１０６に支持
されながらレンズ駆動プーリ１００およびミラー、駆動
プーリ１０２にそれぞれ数回巻回されている。なお、ガ
イドブーＩＪ　ａ　１０４のブーり軸１１２はワイア１
１６に一定張力を付加する目的で取付位置を調整出来る
ように構成している。ウオームホイール１１８はレンズ
駆動プーリ１Ｑｏと一体的に構成されておシ、後述する
駆動系の出力軸に固定されたウオーム１２０にかみ合っ
ている。同様に、カム１２２もミラー粥動プーリ１０２
と一体的に構成されている。このカム１２２には、ミラ
ーキャリッジ９６上に軸支されたカムホロワローラー２
４がバネ１２６の附勢力により当接している。本構成に
よって、ウオーム１２０を駆動することによって、レン
ズ１８を移動させる゛と共に、予め設定した関係でもっ
て第４゜第６ミラー５６．６８を移動させることが出来
る。

以下、レンズ１８および第４．第５ミラー５６゜５８の
移動量について若干説明を行なう。

一般にレンズの結像条件は次式で表わされる。

ｍ＝７　　　　　・・・・・・・・・・・・　（２）こ
こで　ａ：物体とレンズとの距離 ｂ−レンズと像の距離 ｆ：レンズの佑改匝νｓ１ｔ ｍ：倍率 拡大・縮小時のレンズ移動量ｔおよび第４．第５ミラー
の移動量Ｘは ７＝　（ｍ−１）　ｆ　　・・・・・・・・・・・・（
３）ｔ＞ｏの時は物体側に移動 ｔ＜ＯＮ　　像側に　〃 Ｌ；光路長の増加分 （３）　、　（４）式より倍率ｍに応じてそれぞれの移
動量が決定される。また、この関係を満たすように上記
カム１２２の形状が設定されている。なお、本実施例の
変倍仕様は、 倍率可変範囲　ｍ＝６１チ〜１４１チ 倍率きざみ　　１％ であり、レンズ１８の移動範囲は約１６０ｗｎ、　１係
倍率変更時のレンズ１８の移動量は約２門である。なお
、倍率精度を上げるためには、レンズ１８の停止精度を
十分上げる必要がある。

次に、減速機構の説明をおこなう。ＤＣモータ１２８は
、その回転量に比例した数のパルスを発生する周波数発
電機１２９を内蔵している。このＤＣモータ１２８は、
制御回路（図示せず）によって、複写モードおよび倍率
切換モードにおいてそれぞれ異った制御がなされる。す
なわち、複写モードでは、倍率ｍに応じた一定回転数に
制御し倍率切換モードではレンズ１８の移動量に応じた
回転量だけ回転せしめるように制御している。

ギアａ１３０．ギアｂ１３２、および２段ギアＣ１３４
゛は、固定軸１３６にそれぞれ回転自在に軸支されてい
る。軸１３８はギアｂ１３２に設けられた穴に回動自在
に嵌合されており、その両端にはギアｄ１４０およびギ
アｅ１４２が固定されている。このギアｄ１４０はギア
ａ１３０にかみ合い、ギアｅ１４２はギアＣ１３４の小
ギア１４４にかみ合っている。この構成は一般に遊星ギ
アと呼ばれているものである。モータ軸１４６にはギア
ａ１３０にかみ合うギアｍ１４８が固定されている。出
力軸ａ１５０は基板５０に回動自在に支持されており、
ギアｂ１３２にかみ合うギアｆ１６２および前述のウオ
ーム１２０が固定されている。

同様に、出力軸ｂ１６４も基板６ｏに回動自在に支持さ
れており、ギアＣ１３４の小ギア１４４にかみ合うギア
ｑ１６６および前述の駆動プーリ８６が固定されている
。

第４図に示すように、ギア１１６０はギアＣ１３４の大
ギア１６２にかみ合っており、前段のギア１６２に対し
て増速になるように歯数が選定されている。

まだ、ギアｆ１６２およびギア１１６０はそれぞれのギ
ア１５２　、１６０と一体的にフランジ部１６４　、１
６６を有しており、去の外周には凸凹部が形成されてい
る。回転自在に軸支された切換レバー１６８は、一端に
爪を有し、フランジ部１６４あるいはフランジ部１６６
のどちらか一方の凸凹部に係合するように構成されてい
る。通常、この切換レバー１６８はバネ１６９によって
、ギア１１６０のフランジ部１６４の方向に附勢されて
その凸凹部に係合しているが、この切換レバー１６８に
連結されたプランジャ１７０を作動することにより、ギ
アｆ１６２のフランジ部１６６の凸凹部に係合させるこ
とが出来る。すなわち、プランジャ１−７ｏを作動させ
ない時にはギア１１６０にかみ合う２段ギアＣ１３４を
固定し、プランジャ１７０を作動させることによってギ
アｆ１５２にかみ合うギアｂ１３２を固定することが出
来る。

以上の構成において、プランジャ１７０を非作動状態で
ＤＣモータ１２８を回転せしめると、２段ギアＣ１３４
が固定されるのでギアｄ１４０およびギアｅ１４２は遊
星運動をし、ギアｆ１６２が駆動さ゛れる。これによっ
てモータ動力がギアｆ１６２さらにウオーム１２０へと
伝達され、前述のレンズ駆動グーＩＪ１００を駆動する
ことが出来る。次に、プランジャ１７０を作動してＤＣ
モータ１２８を回転せしめると、ギアｂ１３２が固定さ
れるので、ギアｄ１４ｏおよびギアｅ１４２は遊星運動
をおこなわず単なる回転をおこない、動力はギアｃ１３
４．ギアｑ１５６および駆動プーリ８６へと伝達される
。

以上の説明から明らかなように、複写モードにおいては
プランジャ１７０を作動状態にしてモータ１２８の動力
を駆動プーリ８６へ伝達して上述のように等速キャリッ
ジ６２および半速キャリッジ６４を不動し、変倍モード
においてはプランジャ１７０を非作動状態にして動力を
レンズ駆動グー１Ｊ１００に伝達して上述のようにレン
ズ１日および第４．第５ミラー６６．６８を所定位置に
変位させる。

次に、変倍モードでの動作について若干説明を加える。

第５図は、倍率ｍ１　　からｍ２およびｍ３に変更する
時のレンズ１８の動きを説明する図である。レンズキャ
リッジ２４はスリット板１８２が配設されており、これ
には、等間かぐに複数個の角穴１８４が形成されている
。レンズ１８は、この角穴の数だけ基準位置が設定され
ており、この基準位置は角穴１８４のそれぞれの基準辺
１８０がフォトセンサー１７４の位置にある場合に対応
している。

任意の倍率における停止位置は、一番近い（実施例では
右側の一番近い）基準位置から移動量を計算しておき、
この移動量に対応した前記周波数発電機１２９からのパ
ルス数をカウントすることにより検出することが出来る
。

次に、本図に示す例について具体的にその動作説明をす
る。レンズキャリッジ２４は、まず矢印１７２方向に変
位せしめられ、距離ａ以上はなれた最初の基準位置（す
なわちｎ＋２番目の基準辺がフォトセンサ１７４の位置
にある位置）を検出する。その後、若干オーバーランし
た後に、ＤＣモータ１２８を反動せしめて逆方向の矢印
１７６に１動され、再び前記基準位置を検出した後に予
め設定された変位量だけ不動し、目的の位置（ｍ＝ｍ２
）において停止せしめられる。

また、倍率ｍ　＝　ｍ　、　　より左方の倍率ｍ＝ｍ３
の位置へ移動する時には次のような動作をさせる。

この場合は、レンズキャリッジ２４は前述の方向とは逆
の矢印１７６の方向に直接変位せしめ基準位置（基準辺
ｎ＋１）を検出した後、そこから予め設定された量だけ
ＤＣモータ１２８を駆動して所定の位置でレンズキャリ
ッジ２４を停止せしめる。

以上のように、必ず矢印１７６の方向に移動させて所定
の位置に停止せしめるようにしているのは、駆動部のバ
ックラッシュ等による停止位置のバラツキを押えるため
である。

停止精度を上げるために、本実施例では次のような工夫
をしている。第１には周波数発電機１２９からの発生パ
ルス数を出来るだけ多くとること、および第２にはＤＣ
モータ１２８を停止させる時には逆電流を通電して電磁
ブレーキをきかせ極力オーバーラン防止することなどで
ある。さらに、基準位置を多く設ければ設けるほど、精
度の向上を図ることが出来る。

発明の効果 本発明は、レンズおよびミラーを有し、複写倍率に応じ
た所定の位置に変位可能な光学手段と、この光学手段の
複数の基準位置を検出する位置センサー手段と、回転量
に比例した数のパルスを発生する周波数発電機を有する
ＤＣモータと、このＤＣモータの動力を前記光学手段に
伝達する。免動手段とを具備し、複写倍率に応じて予め
設定された前設光学手段の位置を前記位置センサー手段
から得られる絶対位置信号と前記周波数発電機からの相
対位置信号との組合せにより検出するように構成したこ
とにより、比較的安価なりＣモータでもって変倍動作を
確実におこなうことが出来る。

また、少なくとも複数の基準位置については、前記位置
センサー手段によりレンズの位置を直接検出することに
なるため、途中の、駆動系のガタ等による検出誤差を少
なくスることが可能である。

なお、゛本発明の実施例では、１個のＤＣモータを用い
て、複写動作時のランプおよびミラーの駆動と変倍動作
時のレンズ、駆動とをおこなうように構成しているが、
変倍動作用として専用ＤＣモータを用いることによって
構成することも可能である。まだ、ズーム変倍複写機に
限定されることなく、数段階の拡大・縮小機能を有する
一般の変倍複写機に対しても有効であることは言うまで
もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の光学装置の平面図、第２図は
本発明一実施例の光学装置のＩ１１面図、第３図は本発
明一実施例の光学装置の等速キャリッジおよび半速キャ
リッジの１駆動機構を示す斜視図、第４図は、駆動部の
詳細を示す要部正面図、第５図は本発明一実施例の光学
装置のレンズの移動を示す図、第６図は従来のズーム光
学装置の平面図、第７図は同装置の正面図である。 １８・・・・・・レンズ、２４・・・・・・レンズキャ
リッジ、６８・・・・・第６ミラー、６０・・・・・・
第６ミラー、１００・・・・・・レンズ、駆動プーリ、
１１６・・・・・・ワイア、１２２・・・・・・カム、
１２４・・・・・・カムホロワローラ、１２８・・・・
・ＤＣモータ、１２９・・・・・周波数発電機、１７０
・・・・・・プランジャ、１７４・・・・・・フォトセ
ンサー、１８０・・・・基準辺、１８２・・・・・・ス
リット板、１８４・・・・・角穴。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レンズおよびミラーを有し、複写倍率に応じた所
   定の位置に変位可能な光学手段と、この光学手段の複数
   の基準位置を検出する位置センサー手段と、回転量に比
   例した数のパルスを発生する周波数発電機を有するモー
   タと、このモータの動力を前記光学手段に伝達する駆動
   手段とを具備し、複写倍率に応じて予め設定された前記
   光学手段の位置を前記位置センサー手段から得られる絶
   対位置信号と前記周波数発電機からの相対位置信号との
   組合せにより検出するように構成したことを特徴とする
   変倍複写機の光学装置。
2. （２）位置センサー手段は、フォトセンサーと、複数の
   基準穴が形成され、光学手段の変位に応じて前記フォト
   センサーと相対運動するスリット板とから構成され、前
   記光学手段の基準位置を前記基準穴の位置に対応させた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の変倍複写
   機の光学装置。