JPH02298932A - 距離検出手段を有した画像形成装置 - 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） 本発明は距離検出手段を有した画像形成装置に関し、特
に原稿台面上に載置した画像情報として例えば背を閉じ
である厚物のブック系の原稿のように一部に窪んだ領域
を有する原稿であっても該原稿面上の画像情報を精度良
く感光体等の所定面上に投影形成することのできる例え
ば複写機等に好適なものである。

（従来の技術） 従来より複写機等の画像形成装置においては原稿台（コ
ンタクトガラス）面上に載置した原稿を光源からの光束
によって走査し、該原稿面からの反射光束を用いて投影
レンズにより感光体表面上に該原稿面上の画像情報を投
影形成している。

このような画像形成装置に用いられる投影レンズは広画
角、高解像度、そして短焦点距離であることが要望され
、一般にこのときの投影結像の際の焦点深度は１ｍｍ程
度と極めて浅い。

この為、鮮明な画像を得るには原稿台を構成するコンタ
クトガラス面上に原稿面を密着させて載置する必要があ
る。

例えば見開きの書籍等のように中央部のとし部が浮き上
がるブック系の原稿の画像情報を感光体面上に形成しよ
うとすると浮き上がり部分が黒く複写されたり不鮮明に
なフてくる。

特に部厚いもの程、又新しいもの程、コンタクトガラス
からの浮き上がり量が多くなり、不鮮明部の幅や黒いス
ジの幅が広くなってくる傾向がある。

従来より浮き上がり部分を原稿圧板の上から押圧し、浮
き上がり量を少なくして複写したりしているが不鮮明部
や黒いスジの幅を完全になくすことは出来ず、原稿のと
じ部分が破れやすくなり、又原稿を傷めてしまうという
問題があった。

このような浮き上がり部分の黒スジをなくす方法として
、従来より浮き上がり部分に相当する部分を感光体の画
像部においてイレースすることが行なわれている。

しかしながらこの方法は黒スジを消去することはできる
が浮き上がり程度によっては必要な文字等の画像情報ま
でも消去してしまうという問題があった。

（発明が解決しようとする問題点） これに対して例えば特開昭６２−２５７１４１号公報や
特開昭６２−２２０９４４号公報では浮き上がりのある
ブック系の原稿を用いた場合、該原稿のコンタクトガラ
スからの浮き上がり量を距離検出手段で検出し、該浮き
上がり量に応じてレンズやミラー等の光学要素を駆動さ
せ、常に感光体面上に焦点の合った画像を形成するよう
にした画像形成装置を提案している。

第３図は特開昭６２−２５７１４１号公報で提案されて
いる画像形成装置における距離検出手段の要部概略図で
ある。

同図においては複写倍率βが等倍の場合、距離検出手段
９で求めた原稿ｌの原稿台２からの浮き上がり量りの１
／２だけレンズモータ制御装置１８によりモータ１ｂを
駆動させてレンズユニット１４を光軸に沿って移動させ
焦点調整を行ない、原′Ｍ４１面上の画像情報を感光体
１５面上に投影している。

しかしながらこの方法は第６図に示すようにレンズユニ
ット１４の焦点距離が固定である為、厳密に焦点調整を
行なうことが難しいという問題点があった。

又特開昭６２−２２０９４４号公報では第４図に示すよ
うに複写倍率βが等倍の場合、レンズユニット１４がモ
ータ１６ａにより等倍位置に移動後固定され、焦点距離
の補正用レンズ１４ａのみがモータ１６ｂにより光軸に
沿って移動され焦点調整を行なフている。この場合、補
正用レンズ１４ａによる主点間隔はほとんど変化しない
ので第７図に示すように原稿面上の画像は感光体１５面
上に鮮明に結像されるが結像倍率が変わってしまう。そ
の為、原稿の文字などが浮き上がり部で歪んでしまい良
質な画像が形成できないどう問題点があった。

本発明は原稿台（コンタクトガラス）面上に載置する原
稿のコンタクトガラスからの浮き上がり量に応じて投影
レンズの焦点距離を変化させると共にレンズユニット（
ｔ２影レンズ）を光軸上移動させることにより、原稿面
全体の画像情報を感光体面上に歪みがなく鮮明に精度良
く投影形成することのできる距離検出手段を有した画像
形成装置の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の距離検出手段を有した画像形成装置は、原稿台
面上に載置した原稿を投影手段により像担持体面上に投
影する際、投光手段からの光束を該原稿台面に投光し、
該原稿面からの反射光束を受光手段で受光し、該受光手
段面上における該反射光束の入射位置に基づく信号を用
いて演算手段により該原稿台面から該原稿面までの距離
を求め、該演算手段からの信号に基づいて原稿面の測定
位置から該像担持体面までの光路長を該投影手段の焦点
距離を変化させると共に該投影手段を光軸上移動させる
ことにより調整したことを特徴としている。

（実゛施例） 第１図は本発明の一実施例の要部概略図である。同図に
おいてｌは原稿であり書籍等のブック系の中央部分にと
じ部分がある原稿を例として示している。２は原稿台で
あり透明のコンタクトガラス等から成っている。９は距
離検出手段であり同図に示すように原稿１を原稿台２面
上に載置したときの原稿台（コンタクトカラス）２から
の浮きトがり！Ｌ」を後述する方法により原稿１全面に
わたり走査し検出している。

７は光源で原稿１を走査し照明している。８は凹面鏡で
あり光源７からの光束を集光しＪ９．槁１を照明してい
る。１０．１１，１２．１３は各々ミラー、１４は投影
レンズであり変倍手段を有するズームレンズ等から成り
原稿１面上の画像情報を所定イΔ率でドラム状の感光ｉ
？１７１５上に投影している。

１７は演算手段であり距離検出手段９で求めた原稿ｌの
外領域毎の浮き１−かり！ｉｔよりレンズモータ制御装
置１８による駆動パルス数を求め記憶手段１９に記憶さ
せている。

画像形成用の露光走査系の原稿１面上における被走査位
置が画像形成領域に達したときはレンズモータ制御装置
１８は記憶手段１９からの原稿１面上の各領域毎におけ
る駆動パルス数に基づいてモータ１６ａと１６ｂを駆動
させている。このうちモータ１６ｂはレンズモータホ制
御装置１８からの駆動パルス数のイバ号に基ついて投影
レンズ１４の焦点距離を変化させている。

又モータ１６ａはレンズモータ制御装置１８からの信号
にＪ、ζついて投影レンズ１４全体くレンズユニット）
を光軸上移動させている。

このようにして本実施例では原稿１のコンタク。

トカラス２からの浮き上がり量に応じて原稿１から感光
体面（像担持体面）に至る光路長を調整している。

これにより原稿１の全面の画像情報を感光体１５面上に
歪みがなく一定倍率で精度良く投）Ｌ結像している。

本実施例において投影レンズ１４の焦点比＠ｆと投影レ
ンズの光軸トの移動り目１次のように設定している。コ
ンタクトガラス２から感光体１５までの光路長をＬとす
る。原稿１の複写倍率βと投影レンズの焦点比＠ｆと投
影レンズの主点間隔ＨＨ′との関係は で表わされる。

又投影レンズは感光体１５から距＠ｆ（１−β）だけａ
ｔｔだ位置に配置されている。（１）式の関係を満たす
時、コンタクトガラス２に接した原稿１が感光体１５面
上に鮮明に結像される。次に原稿１がコンタクトガラス
２而より距１！ｌｊ２だけ浮き上がった場合、（１）式
に対応する結像関係はとなる。

このとき投影レンズの焦点距離が変化しても主点間隔の
変化量はわずかである為、この量は無視することができ
る。この為、本実施例では（Ｉ）。

（２）式より浮き上がり量１に対する投影レンズの焦点
比１１ｆ’を を満たすように変更している。

それと共に投影レンズの位置を感光体１５から距離ｆ’
（１−β）たけ離れた位置に移動させている。即ち投影
レンズの光軸方向への移動量として ・・・・・・・・←０ だけ移動させている。

本実施例では以上のようにして投影レンズをズームレン
ズより構成し、その焦点距離を変えると共に投影レンズ
を光軸上移動させて光路長の調整を行っている。

次に本実施例の距離検出手段９の光学的原理について第
２図を用いて説明する。

同図において原稿１面上の走査時に発光部材４から放射
された光束はコリメータレンズ３で平行光束にされ原稿
１面上を照射する。発光部材４とコリメータレンズ３は
投光手段１０３を構成している。原稿１からの反射光束
の一部は結像レンズ５により集光され受光素子６面上に
結像される。

結像レンズ５と受光素子６は受光手段１０４を構成して
いる。そして受光素子６における反射光束の基準位置か
らの集束位置（結像位置）の隔たりｆｆｉ　Ｘを検出す
ることによって原稿工面上のコンタクトガラス２からの
浮き上がり量ｙを求めている。

このとき本実施例では投光手段１０３の光軸１０１と受
光手段１０４の光軸１０２とが略直交するようにして、
受光手段１０４による原ＩＡ１面上の結像倍率が一定と
なるようにしている。

即ち、同図においてはコンタクトガラス２面上に平面状
のシート原稿を載置したときは発光部材４からの光束は
光路Ａを通り受光素子６面上の基準点６ａに集束する。

これに対してブック系の原稿を載置したときは中央の浮
き上がり領域では光路Ｂを通り受光素子６面上の点６ｂ
に集束する。

このときの集束位置６ｂは他の平面部やシート原稿の場
合の基準位置６ａに比べて距１ｌＩｘだけずれる。この
ときの距１１！［ｘは前述のように結像レンズ５の結像
倍率が一定である為、原稿１のコンタクトガラス２から
の浮き上がりｉｙに比例して変化する。

本実施例では発光部材４からの光束と原稿台２とのなす
角をθ、原稿１面上の光束により照射される位置を結像
レンズ５により受光素子６面上に結像する際の結像倍率
なβとすると ｙ＝ｓｉｎθ×βＸ　　　　　・・・・拳・（ａ）なる
関係がある。

本実施例では前述の如く結像倍率βを原稿１の浮き上が
りｆｆ１ｙによらず常に一定となるように各要素を設定
している。

これにより距離ｘを求めることにより容易に原稿１のコ
ンタクトガラス２からの浮き上がり量ｙを検出している
。

尚、本実施例における距離検出手段は例えば第８図に示
すようにデジタル複写機の読み取り部に使用することが
できる。同図において第１図と同一要素には同符番な付
している。

本実施例では原稿面上の画像の読み取り素子２０として
ＣＣＤラインセンサー等が使用出来、このとき原稿面上
の画像情報が一定の倍率でＣＣＤ２０面上に結像するよ
うに結像レンズ１４を配置する。ＣＯＤ　１画素の大き
さは７μｍや１０μｍ等であり、例えば原稿を４００ｄ
ｐｉで読み取る場合には投影倍率βを β＝　−−＝　−０、１１ ６３、５ に設定する。

このとき前述の（３）式において投影レンズ１４の焦点
距＠ｆ”は ζ８．９３ｘｌＯ−”Ｒ，＋　　ｆ・・・・（５）と表
わされる。

一方それに伴う投影レンズ１４の移動量はとなる。

このように本実施例では（５）式（６）式とも複写倍率
に依存はせず、原稿のコンタクトガラスからの浮き上が
り量のみの関数となる為、複写倍率毎にレンズモータ制
御信号を変更しなくてよくなるので演算手段１７及びレ
ンズモータ制御装置１８が簡素化される等の特長がある
。

（発明の効果） 本発明によれば距離検出手段により原稿面のコンタクト
ガラスからの浮き上がり量を検出し、該距離検出手段か
らの信号に基づいて演算手段により投影レンズの焦点距
離を変化させると共に該投影レンズを光軸上移動させる
ことにより、ｙＸＸ布面上画像情報を感光体面上に歪み
がなく一定倍率で精度良く投影形成することのできる複
写機等に好適な距離検出手段を有した画像形成装置を達
成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の要部概略図、第２図は第
１図の距離検出手段の説明図、第５図は本発明に係る投
影レンズによる原稿面と感光体面との結像関係を示す説
明図、第３．第４図は従来の画像形成装置の説明図、第
６図は第３図の投影レンズの結像状態を示す説明図、第
７図は第４図の投影レンズの結像状態を示す説明図、第
８図は本発明の第２実施例の要部概略図である。 図中、１は原稿、２は原稿台（コンタクトガラス）、３
は投光レンズ、４は発光部材、５は結像レンズ、６は受
光素子、７は光源、１０３は投光手段、１０４は受光手
段、１４は投影レンズ、１５は感光体、１６はモータ、
１７は演算回路、１８はレンズモータ制御装置、１９は
記憶手段である。 特許出願人　　キャノン株式会社 第　　５　　図 苓借叶 翼６図 １借吟 第７図 育慴晴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）原稿台面上に載置した原稿を投影手段により像担
   持体面上に投影する際、投光手段からの光束を該原稿台
   面に投光し、該原稿面からの反射光束を受光手段で受光
   し、該受光手段面上における該反射光束の入射位置に基
   づく信号を用いて演算手段により該原稿台面から該原稿
   面までの距離を求め、該演算手段からの信号に基づいて
   原稿面の測定位置から該像担持体面までの光路長を該投
   影手段の焦点距離を変化させると共に該投影手段を光軸
   上移動させることにより調整したことを特徴とする距離
   検出手段を有した画像形成装置。