JPS61265959A - 立体原稿走査装置 - 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、本等の立体原稿を投影する立体原稿走査装置
に係わり、特に被走査面各所で焦点を合わせるようにし
た立体原稿走査装置に関する。

［従来の技術］ 透明ガラス板面に本等の立体原稿を押当てて平面状に維
持し、ガラス板の反対側に照明装置、ミラー及び投影レ
ンズ等からなる走査光学系を配置し、両者を相対移動さ
せて走査光学像を電子写真感光体や光電読取り素子アレ
イ上に投影する走査装置は、電子写真複写機やドキュメ
ントリーダー等において広く実用化されていて極めて一
般的なものである。そして、走査装置をドキュメントリ
ーダーに適用した一例の紹介が、例えば日経エレクトロ
ニクス１８４，９．１０号１７９頁にある。

第５図（ａ）は上記公知技術に基づいて構成したドキュ
メントリーダーの構成例であり、図中１はガラス板、Ｌ
は走査装置アッセンブル、３はそのフレーム、４は照明
ランプ、５はミラー、６は投影レンズ、７はＣＯＤリニ
アセンサーアレイ、８は立体原稿である厚手の本、９．
９′は２本の見開き中央部、１０．１０’　は本の平面
部をそれぞれ示している。

このように立体原稿である本８は、裏返しにしてガラス
板１上に載置され、上から押え付けることによって、ガ
ラス面に沿わせて平面部１０゜１０′を可能な限り広く
し、且つ傾斜部９．９′も極力ガラス面に近寄せるよう
にする。この状態で、ガラス板１の反対側から照明ラン
プ４による照明を行い、ミラー５によって光路を屈曲さ
せて、投影レンズ６によって原稿縮小像をＣＯＤリニア
センサーアレイ７上に投影する。ＣＯＤリニアセンサー
アレイ７の読取り素子配列方向の走査は電子的に行われ
て、原稿が線状に読取られる。走査装置アッセンブル、
２−は矢印方向に移動可能に構成されていて、この方向
の移動走査を行うことによって前記線状の走査領域を面
状に拡大し、原稿全面に亙る走査が行われる。

同様に、被写装置においても、投影光学系によって感光
体上に帯状に原稿像を投影し、原稿と走査光学系の相対
移動によって帯状走査領域を被走査面全面に広げて走査
を行うものとなっている。

Ｍ５図（ｂ）は従来の走査装置において、厚手の本を原
稿とした時に、走査光学系によって投影される投影像の
状況を説明するための図である。

同図において、１０．１０’　は原稿がガラス板１に沿
って平面状となった部分を示し、９．９′は本の見開き
部分であるためにガラス板１に密着せずにボケだ像が投
影されている状況を示している。

同時に、この見開き部分９，９′では、投影レンズ６か
らの距離が平面部１０．１０’よりも遠ざかるために、
縮小された像が投影されることになる。

［発明が解決しようとする問題点］ このように、従来の走査装置では、厚手の本のような立
体物の走査においてはガラス板に密着しない部分では焦
点が合わず、また像が縮小されてしまうことが不可避で
あった。また、厚い本等の重い原稿の目的の頁を開いた
後にこれを裏返すことは容易でなく、さらに裏返して置
いた面の走査領域への位置合わせは容易でなく、これが
ために正確な走査ができない等の欠点があった。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、厚手の本等の立体物を走査する走査装
置であって、立体的に配置されている被走査領域をピン
ボケなしに走査し得る走査装置を提供することであり、
更には立体的に配置された被走査体を投影倍率の変化な
しに投影走査し得る走査装置を提供することを目的とし
、更には被走査面を上向きにしたまま、被走査面をガラ
ス面に押し当てることなく走査することができる走査装
置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の骨子は、被走査面の位置を検知して走査中に像
投影光学系の焦点を合わせることにより、立体原稿の全
面に厘って焦点の合った走査を行うことにある。

即ち本発明は、被走査面と像投影光学系の相対移動方向
に対して被走査面が非平行的に配置される立体原稿を光
学的に走査するための走査装置において、被走査面位置
の連続的な変化を走査中に検知するための検知手段と、
走査中に像投影光学系の焦点調整を行う焦点調整手段と
を設け、被走査面と像投影光学系の相対移動走査工程中
に、前記検知手段からの被走査面位置検知情報に基いて
焦点調整手段を駆動して、被走査面各所において焦点を
合わせながら走査を行うように構成したものである。

［作用］ 上記の構成であれば、平面状に沿わせることができない
厚手の本等の立体原稿であっても、その全面に１って焦
点の合った走査を行うことができる。また、光学系の焦
点調整手段を、投影レンズと被走査面との間の光学路中
に設ければ、像投影倍率を常に一定にすることができる
から、傾いた原稿部分も歪みなく走査することができる
。更には、被走査面が傾斜していることを前提にした走
査装置が構成できるから、被走査面を上向きにした走査
装置を実現することができ、走査性向上や位置合わせの
精度向上にも役立つ。

［実施例］ 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

第１図（ａ）（ｂ）は本発明の第１の実施例を示す概略
構成図であり、（ａ）は全体構成を、（ｂ）は被走査面
位置検出部の構成を示している。

図中２５は原稿台で、１１は走査装置アッセンブルであ
る。１２はフレームで、１３．１３’は照明用ランプ、
１４．１５は反射ミラー、１６は投影レンズ、１７はＣ
ＯＤリニアイメージセンサ−アレイ、１８．１９は反射
鏡として作用するプリズムを示している。また、２０は
アーム、２１は接触端子、２２は支持端部、２３は回転
軸、２４は信号発生部を示している。ざらに、２６は被
走査原稿で、２７は被走査面を示している。

走査装置アッセンブルエニは、第１図（ａ）に示す如く
フレーム１２内に照明用ランプ１３゜１３′からＣＯＤ
リニアセンサーアレイ１７に至る読取り装置を一体に保
持している。そして、原稿台２５の面と平行な面内をＸ
方向に移動して走査が行われる。原稿面２７と投影レン
ズ１６との間には、光軸方向を曲げるミラー１４．１５
の他に、プリズム１８．１９が配置されている。プリズ
ム１８は固定であるが、プリズム１９はＹ方向に移動可
能であって、被走査面２７とレンズ１６との間の光学的
な距離を調整することができる構成となっている。

本発明における構成は、走査装置アッセンブル上上に対
する被走査原稿面２７の距離に対応させて、被走査面２
７の像が受像面上に焦点が合った状態で結像するように
、走査工程中に光学系の焦点を調整することを特徴とす
るものであるが、第１図の例においては、プリズム１９
の移動が焦点合わせのための光学路調整の役割を負うも
のである。被走査原稿面２７が原稿台２５から離れた位
置にある時は、プリズム１９は紙面上方向に移動する。

被走査原稿面２７が原稿台２５に近付くことに従って、
プリズム１９は紙面下方向に移動する。そして、この間
に被走査面２７と投影レンズ１６との間の距離を一定に
維持し、被走査面像が受像面１７上に焦点を結ぶように
する。

上記の制御を行うためには、被走査領域の位置を検知し
てこの情報に基づいて光学系を調整する必要がある。第
１図（ｂ）は被走査面２７の位置を知るための検知装置
の一例を示す図である。

２０はアームで、その一端部が接触端子２１となってい
て、被走査領域に極く近くに配置されている。アーム２
０の他端部は支持端部２２となっていて、軸２３によっ
て回転自在に支持されると共に、その回転面を電気信号
として取出すための信号発生部２４と軸２３とによって
連結されている。

信号発生部２４は種々の形態を取り得るものであって、
メカニカルに開口の重なりを変化させてこれを光電的に
検知する構成のものや、ポテンショメータによって抵抗
値変化として検知する等の例をあげることができる。

このような検知装置は走査装置アッセンプルエ二毎に一
体に取り付けられていて、走査時には一体に移動して走
査領域に隣接した検知部における被走査面２７の高さを
読取って電気信号として出力し、該電気信号に基いてプ
リズム１９の位置を調整するように構成する。

光学路の調整は投影レンズ１６と受像面の距離を変化さ
せる構成と、被走査面２７と投影レンズ１６との間の距
離を変化させる構成が可能である。

但し、前者は焦点が合ったシャープな像の投影は可能で
あるが、像投影倍率が変化するからレンズ遠方にある被
走査体は小さく投影されてしまう。

これに対し、後者即ち第１図の例のような場合には、像
投影倍率も常に一定に維持されるので、走査装置として
は極めて好都合である。

以上、本発明の第１の実施例について説明したが、該構
成によれば本等の立体原稿２６を上向きに広げた状態で
置き、ガラス板でその面を規制するようなことはしない
が、走査装置が被走査面位置を検知して、該検知信号に
よって投影像の焦点合わせを行うように光学系を制御す
るから、常にシャープな像が投影される。また、投影レ
ンズ１６と被走査面２７との間の光学路を調整するよう
に構成しているために、像投影倍率を常に一定の値に維
持することができ、傾斜した面からも正しい倍率の像投
影を行うことができる。更には、本等の被走査体を上向
きにしたまま走査領域内に被走査物を正確に配置するこ
とができ等の利点がある。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。

第２図は被走査原稿頁を規制支持すると共にその位置を
検知するための原稿支持測定装置を設けて、本発明を実
施した図である。第２図の実施例では、原稿に沿わせ易
い形状をしており、且つ可動的に支持されている原稿支
持板を有し、原稿をこれに沿わせて原稿位置を規制する
ことと、原稿支持部材の位置を変位検知手段によって検
知して、該検知信号から原稿支持部材の原稿支持面上の
各位置を演算して原稿位置を知る点とに特徴があり、該
検知情報に基いて走査を行いながら光学系を調整して焦
点合わせを行う。

第２図において、２８は原稿支持板で、２９は支持棒、
３０は回転支持軸、３１はポテンショメータ、３２はビ
ン、３３はアームでスライド溝３４を有する。３５はア
ーム支持軸、３６はポテンショメータであり、これ等に
よって原稿支持測定装置が構成される。３７．３７’　
は原稿照明用ランプ、３８は反射ミラー、３９はプリズ
ム、４０は原稿像投影レンズ、４１はＣＣＤリニアイメ
ージセンサ−アレイを示し、これ等は一体化されて移動
可能に構成され、原稿像投影走査部を構成する。２５は
原稿台で、２６は厚手の本、２７は被走査頁（被走査面
）を示している。

原稿支持板２８は原稿を沿わせ易い形状、例えば円弧状
、楕円弧状、平面と円弧や楕円弧の組合わせ等の形状が
好適であるが、該支持板２８は場合によっては平板状で
あっても良く、第２図の例では円弧状となっている。い
ずれの場合においても、支持板２８上の各点の位置を支
持軸３０の回転角と高さから演算で求めるために、なる
べく簡易な式で表現できる面がよい。支持板２８は回転
軸３０によって回転可能に支持されており、また軸３０
を支持している支持棒２９は上下方向、即ち矢印Ｙ方向
に自在に移動、停止し得る構成となっている。使用時に
は、本の被走査頁２７を少し持上げて、その下に支持板
２８を潜り込ませるようにして本を原稿台２５上におき
、支持板２８の高さと角度を調整して被走査頁２７を支
持板２８に沿わせる。

原稿支持板２８は回転支持軸３０と一体になっていて、
支持棒２９に回転自在に支持されるが、その回転角度は
軸３０を介してポテンショメータ３１に伝えられ、電気
的に読取られる。支持棒２９の高さは、ビン３２を経由
してアーム３３を回動させ、その回転位置はアーム支持
軸３５によってポテンショメータ３６に伝達されて電気
的に読取られる。原稿支持板２８は数式で表現できる形
状を成していて、支持軸３０の回転角が決り軸３０の高
さが決まった場合には、原稿支持板２８上の各点の位置
は定まって、その座標位置を演算によって求めることが
できる。支持板２８の形状は変化しないから、変化する
関数として支持軸３０の回転角度と高さを検知して求め
ればよい。

支持軸３０の回転角は直接ポテンショメータ３１で読取
り、軸３０の高さはリンク機構を介してポテンショメー
タ３６によって間接的に読取る構成例を示した。

また、４２は上記原稿支持測定装置や原稿像投影走査装
置等を支持するフレームで、少なくとも走査中は原稿台
２５との相対位置は固定されている。従って、被走査頁
２７を原稿支持板２８に支持させた時点で原稿位置に関
する検知情報の読取りを行うことができる。原稿走査は
、原Ｎ像投影走査部を一体的にフレーム４２に対して移
動させて行うと好適である。或いは、投影レンズ４ｏと
ＣＣＤリニアイメージセンサ−アレイ４１は固定してお
いて、照明用ランプ３７．３７’及びミラー３８を一体
にしたミラー走査部と、プリズム３９を移動させる構成
も可能である。後者の場合には、ミラー３８を含むミラ
ー走査部の移動速度を■とした時に、プリズム３９はｖ
／２の速度で移動させることを基本にし、これに焦点合
わせのための補正を加えるようにすればよい。

第２図の実施例では、いずれの場合においても、プリズ
ム３９が可動構成となっている点に着目し、焦点合わせ
のための光路調整の役割をプリズム３９で移動させるこ
とによって行うように構成した。従って、プリズム３９
は走査のための動きに加えて焦点合わせのための動きが
加わった複雑な動きをするが、パルスモータによって容
易にこの動きを実現することができる。

上記投影レンズ４０とＣＣＤリニアイメージセンサ−ア
レイ４１を固定しての走査と同じ走査系の構成原理で、
ＣＣＤリニアイメージセンサ−アレイ４１の代りに電子
写真感光体ドラムや感光紙を配置し、走査時に所定速度
で上記複写感光体を移動走査させるように構成すれば複
写装置走査装置が実現できる。複写感光体とリニアイメ
ージセンサ−を適用する場合の差は、相対移動走査方向
の走査幅がイメージセンサ−では−画素幅であるのに対
し、複写感光体では数［ａｍ１〜数１０［Ｊｗ］の幅を
有する点にある。従って後者の場合には、被走査面の傾
斜が強いと上記走査幅の中央では焦点合わせや所定倍率
の投影条件が満たされても両端ではその条件が崩れて良
好な投影走査ができなくなる問題点があるが、第２図の
実施例のように支持板２８によって規制された比較的緩
い傾斜に原稿が沿う構成においては上記問題点は除去さ
れる。

第２図の例においては、原稿支持板２８に対して被走査
頁２７を沿わせるために特別な押えを図示していないが
、何らかの押え作用を加えることが好ましい。第３図は
原稿支持板への原稿支持を確実にするための吸引力を作
用させる構成を加えた原稿支持板部上２の図である。同
図において、４６は原稿支持板で多数の吸引小開口４７
を設けである。原稿支持板４６の表面には更にメツシュ
４８が積層されていて、支持板４６の小開口４７以外の
箇所においても平均化された吸引作用力が及ぶようにな
っている。４９は底板で、原稿支持板４６と共に負圧室
を形成するが、第２図に示すように支持板は本の頁で作
られる三日月状の空間に配置されるために、三日月状の
断面形状としている。そのために、支持板４６の端部に
は、小開口４７を形成することができていないが、メツ
シュ４８の作用で吸引力を端部方向にも及ばせることが
できる。５０は排気口で、吸引ポンプに接続されている
。このように吸引力を作用させたり、別の構成でシート
を支持板４６に押え付けるような作用を働かせることに
よって、被走査頁２７は支持板４６に良（密着させ、支
持板４６の位置を持って被走査面位置と見なすようにす
る。

本発明においては、被走査面２７の位置検知信号に基い
て、走査中に焦点合わせの光学系調整を行うように構成
するものであるが、その制御回路例を第２図の実施例に
対応させてブロック図として説明する。第４図は第２図
の実施例に対応させた制御回路例を示すブロック図であ
る。６１は被走査面位置検知センサで、第２図のポテン
ショメータ３１がこれに該当する。６２は被走査面位置
検知センサで、第２図のポテンショメータ３６がこれに
該当する。６３はこれ等の電気的に変換された検知信号
から被走査面上の各位置を計算する演算回路である。６
５はモータ制御回路で、ステッピングモータをドライブ
するパルスをコントロールする回路である。６４はシー
ケンスコントロール回路で、走査の始動、停止、走査速
度等を指定、指令する。６６はステッピングモータドラ
イブのための基準同期のパルスを発生するパルス発振回
路。６７はパルスモータドライバで、６８はパルスモー
タを示している。

被走査面位置演算回路６３は、ポテンショメータ３１．
３６等の検知手段からの検知信号を受けて走査の各時点
毎の被走査面位置を演算し、その演算結果をモータ制御
回路６５に送り込む。モータ制御回路６５は、シーケン
スコントロール回路６４からの走査のための情報を基に
、プリズム３９を移動させるためのパルスを制御する信
号を作り出す。かくしてパルスモータドライバ６７は、
これ等の情報を含んで制御され、走査各段階で常に焦点
合わせのための調整を行うようにパルスモータ６８を駆
動する。

以上、第２図乃至第４図の実施例は、第１図の実施例に
対して被走査面位置を測定・検知する手段が異なってい
る。第２図の例は被走査原稿を沿わせるための支持板２
８を有し、支持板２８は比較的なだらかな曲率で構成し
ても良好に原稿を沿わせることができて、原稿が極端に
小さな曲率で配置されることを防止できる効果もある。

また、被走査面２７をトレースしてその位置を検知する
ものではないから、原稿の走査投影光学路に位置検知手
段が干渉するような虞れもない。更には、第３図に例示
したように被走査頁２７を固定するための機能を付加す
ることも容易であり、操作性にも離れた構成を実現でき
る等の効果がある。

［発明の効果］ 以上、第１及び第２の実施例によって説明したように本
発明によれば、厚手の本のような立体原稿の全面に屋っ
で焦点を合わせた走査を行うことができ、更には上記原
稿の各部の投影倍率を一定に維持した走査を行うことが
でき、かかる特徴を持って立体原稿を上向きにしたまま
操作できる走査装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す概略構成図、第２
図は本発明の第２の実施例を示す概略構成図、第３図は
上記第２の実施例の支持板部構成の変形例を示す図、第
４図は上記第２の実施例に用いた制御回路を示すブロッ
ク図、第５図は従来の問題点を説明するための図である
。 １１−・・走査装置アッセンブル、１２・・・フレーム
、１３．１３’　３７．３７’・・・照明用ランプ、１
４゜１５・・・反射ミラー、１６．４０・・・投影レン
ズ、１７．４１・・・ＣＯＤリニアイメージセンサ−ア
レイ、１８，１９．３９・・・プリズム、２０・・・ア
ーム、２１・・・接触端子、２２・・・支持端部、２３
・・・回転軸、２４・・・信号発生部、２５・・・原稿
台、２６・・・被走査原稿、２７・・・被走査面（被走
査頁）、２８．４６・・・支持板、２９・・・支持棒、
３０・・・回転支持軸、３１．３６・・・ポテンショメ
ータ、６１．６２・・・被走査面位置検知センサ、６３
・・・演算回路、６４・・・シーケンスコントロール回
路、６５・・・モータ制御回路、６６・・・パルス発振
回路、６７・・・パルスモータドライバ、６８・・・パ
ルスモータ。 出願人代理人　弁理士　坪井　淳 第１図 （ａ） （ｂ） 第２図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被走査面と像投影光学系の相対移動方向に対して被走査
   面が非平行的に配置される立体原稿を光学的に走査する
   ための走査装置であって、被走査面位置の連続的な変化
   を走査中に検知するための検知手段と、走査中に像投影
   光学系の焦点調整を行う焦点調整手段とを設け、被走査
   面と像投影光学系の相対移動走査中に前記検知手段から
   の被走査面位置検知情報に基いて前記焦点調整手段を駆
   動し、被走査面各所で焦点を合わせるように構成したこ
   とを特徴とする立体原稿走査装置。