JPH06276361A

JPH06276361A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06276361A
Application number: JP5082544A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Kobayashi; 俊之小林
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-03-17
Filing date: 1993-03-17
Publication date: 1994-09-30

Abstract

(57)【要約】【目的】「横線切れ」等の発生しない、結像レンズの
結像光束の光量分布補正をすることができる原稿画像形
成装置を提供する。【構成】原稿の画像読取面を、光源で照射して得られ
る反射光を結像光学系の結像レンズによつて受光素子の
受光面に、原稿画像を形成する原稿画像形成装置におい
て、結像光学系の結像レンズ１における結像光束１ａ
は、主走査方向の光軸中心１ｂよりも外側方向の反射光
量を増加する光量分布補正手段２により、上記結像レン
ズの光量分布を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、スキャナー、
ファクシミリ等における原稿画像読取り装置の改良に関
し、詳しくは、画像形成時における結像レンズの光量分
布補正手段を備えた画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７（ａ）及び（ｂ）は複写機、スキャ
ナー、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる従来
の原稿画像読取り装置の要部の概略構成を示す斜視図及
びシェーディング板の構成を示す斜視図であり、図７
（ａ）において、原稿画像読取り装置は、原稿１０３の
搬送手段としての搬送ローラ１１２と、画像形成装置内
部への粉塵等の異物の侵入防止と上記原稿１０３の搬送
をガイドする透明板１０４と、上記原稿１０３の画像面
を照射するために主走査方向に延びる光源１０８と、装
置全体を小型化するために光路を折り曲げる反射ミラー
１１３と、上記原稿１０３の画像面に上記光源１０８を
照射することによって得た反射光を結像させる結像レン
ズ１０１と、白出力波形のレンズのｃｏｓ４乗則及びケ
ラレを補正する白基準補正板（シェーディング板）１１
４と、結像レンズ１０１からの結像光束を受光して該光
情報を電気信号に変換するライン受光素子（ＣＣＤ）１
０５等とから構成されている。

【０００３】上記原稿画像読取り装置をファクシミリに
適用した場合には、読取解像度は、主走査方向で８本／
ｍｍ、副走査方向ではおおよそ３．８５本／ｍｍ、７．
７本／ｍｍ、１５．４本／ｍｍ、となっている。この解
像度は、複写機やスキャナー等に比べて低いため、出力
画像は原画像と比較すると遥かに劣化する。ファクシミ
リにて送受信される文書は、文字、図表等を中心とした
オフィスで使われる文書の授受が大半を占めるため、原
画像に対する忠実な読取りができずに原画像からかけ離
れた出力画像になると、ファクシミリの出力画像は白か
黒の２値であるから、文字部の“線切れ”が発生する。
上記“線切れ”の原因としては、画像処理部やプロッタ
部等の性能上の問題、誤動作等に起因することもある
が、読取部で発生する読取エラーに因ることが多い。

【０００４】ところで読取部の結像光学系にレンズを使
う時は、レンズのｃｏｓ４乗則とケラレが生じることは
知られていることであり、この不具合を解消する為に、
これまで種々の方法による光量分布の補正がおこなわれ
ていた。その補正手段として従来から用いられてきた主
たるものは、結像レンズ１０１の光軸中心１０１ｂを細
くすると共に、外側に向かうにしたがって幅が広がるス
リットを持つ、シェーディング板１１４によるものであ
る。白出力波形のレンズのｃｏｓ４乗則とケラレを光学
系で平坦にしておくことは、後のシェーディング補正や
Ａ／Ｄ変換時の電気的な負担を軽減することを可能なら
しめ、精度の良い画像データを得ることを可能とする。

【０００５】図７（ｂ）において、然し、シェーディン
グ板１１４の白出力を平坦にする効果ばかりに着目し
て、光軸中心１０１ｂのスリット巾ｄを狭めすぎた場合
には、幾何光学的には問題とならないが、波動光学的な
要因が無視できなくなる。即ち、図示のスリット巾ｄが
狭くなると、主走査方向に比べて副走査方向から来る光
線が減少することになる。従って有効開口率が減るため
見かけのＦナンバーは増えることになり「レイリーの分
解能の法則」により、分解能（ｍｍ）ε＝１．２２λＦ
となる。但し、λは波長、Ｆは有効Ｆナンバーであ
り、副走査方向の解像力が極端に悪くなる。従って、例
えば、小さな明朝体のような細線文字原稿を読み取る場
合、スキャンラインに直交する方向の「縦線」に比べ、
平行な「横線」は副走査の解像力が効いてくるため、
「横線」読取出力が悪化する。光軸中心１０１ｂと外側
の端部付近における線巾と読取出力は、外側の端部付近
に比べ光軸中心は、上記シェーディング板１１４のスリ
ットの影響で「横線」読取出力が高めに出てくる。この
ような光学系で文書原稿の読み取りを行なうと「横線切
れ」が多発し画像劣化が著しくなるという不具合があっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の画像形
成装置では、シェーディング板のスリット形状の影響に
より光軸中心部分の「横線」読取出力が高めに出てくる
ため、このような光学系で文書原稿の読み取りを行なう
と「横線切れ」が多発し画像劣化が著しくなるという不
具合があった。

【０００７】

【発明の目的】そこで本発明は、このような問題点を解
決しようとするものである。すなわち、本発明は、「横
線切れ」等の発生しない、結像レンズの結像光束の光量
分布補正をすることができる画像形成装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願第１の発明は、原稿の画像読取面を光源からの
光により照射して得られる反射光を結像光学系の結像レ
ンズによつて受光素子の受光面に結像する画像形成装置
において、該反射光は、前記結像光学系の結像レンズに
達する前に、主走査方向の光軸中心における該反射光の
光量よりも外側方向における該反射光量を増加するよう
に光量分布補正手段により上記結像レンズの光量分布を
補正されることを特徴とする。本願第２の発明では、上
記光量分布補正手段は、上記原稿の画像読取面と接触す
る透明板を備え、該透明板の主走査方向の光軸中心より
も外側両方向の板厚を薄くすることにより、主走査方向
の光軸中心の外側の反射光量を増加する構成としたこと
を特徴とする。

【０００９】本願第３の発明では、上記光量分布補正手
段は、上記受光素子の受光面の保護部材又は保護膜の主
走査方向の光軸中心よりも外側方向の板厚又は膜厚を薄
くすることにより、主走査方向の光軸中心の両外側の反
射光量を増加する構成としたことを特徴とする。本願第
４の発明では、上記光量分布補正手段は、上記原稿の画
像読取面と接触する透明板を備え、該透明板の主走査方
向の両側端面と対向する位置に夫々配置した補助光源か
らの照射光により、該透明板の主走査方向の光軸中心の
両外側の反射光量を増加する構成としたことを特徴とす
る。

【００１０】本願第５の発明では、上記光量分布補正手
段は、上記原稿の巾長を越える突出領域を両端部に有し
た光源と、上記原稿の画像読取面と接触する透明板の主
走査方向両端面に該突出領域からの光を導く様に夫々配
置された反射ミラーにより、主走査方向の光軸中心の外
側の反射光量を増加する構成としたことを特徴とする。
本願第６の発明では、上記光量分布補正手段は、上記受
光素子の受光面積を主走査方向の光軸中心よりも外側方
向へ向かう程広くすることにより、上記受光素子の受光
量を主走査方向の光軸中心の外側に向かって増加する構
成としたことを特徴とする。本願第７の発明では、上記
光量分布補正手段は、上記受光素子の受光面の上部の透
明な絶縁層の層厚を主走査方向の光軸中心よりも外側方
向を薄くすることにより、主走査方向の光軸中心の外側
に向かう程反射光量を増加する構成としたことを特徴と
する。

【００１１】

【作用】上記のように構成された画像形成装置は、主走
査方向の光軸中心よりも外側に反射光量が増加されるよ
うにして、従来のシェーディング板のスリットによる画
像劣化が回避でき、「横線切れ」の発生しない、結像レ
ンズの光量分布補正をすることができる画像形成装置を
提供することができるようにする。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１３】図１（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施例
の原稿画像読取り装置の要部斜視図及び一部構成説明図
であり、原稿画像読取り装置の要部をなす光量分布補正
手段２は、画像形成装置内部への粉塵等の異物の侵入防
止と原稿３の搬送をガイドする透明板４と、上記原稿３
の画像面を照射する光源８と、装置全体を小型化するた
めに光路を折り曲げる反射ミラー９と、原稿３の画像面
に光源８を照射することによって得た反射光を結像させ
る結像レンズ１と、光情報を電気信号に変換するライン
受光素子（ＣＣＤ）５等とから構成されている。

【００１４】この実施例では搬送される原稿３のバタツ
キを抑えて安定したスキャンラインを確保すると共に、
画像形成装置内部への防塵の侵入防止を図る為に設置さ
れ原稿３の画像面と接触する透明板４を、主走査方向の
光軸中心１ｂよりも外側方向（長手方向）に向かうに従
って、板厚を除々に薄くなるようにした構成が特徴的で
ある。光源８からの照射光は矢印で示すように、上記透
明板４の下部に到達するが、上記光軸中心１ｂは上記透
明板４の中心部の肉厚Ｌｃ分の距離を隔てて原稿３の画
像面を照射し、その反射光も距離Ｌｃを通過して出射さ
れる。他方、主走査方向の上記光軸中心１ｂよりも外側
方向の両端付近では上記透明板４の端部の肉厚Ｌｅの距
離を隔てて原稿３の画像面を照射し、その反射光も距離
Ｌｅを通過して出射される。

【００１５】図１（ｂ）において、光軸中心１ｂよりも
外側両端付近と上記光軸中心１ｂの反射光量とを比較す
ると、２×（Ｌｃ−Ｌｅ）だけ光束が上記透明板４内を
短い距離で通過することになるので、上記透明板４がそ
の全長に渡って均一の透過率である場合は、上記原稿３
の反射光量は光軸中心１ｂよりも外側方向の方が増加す
る。このように本実施例では、透明板４の肉厚を中心部
とその両外側とで異なるようにして、主走査方向の光軸
中心よりも外側に反射光量が増加されるようにしたの
で、従来のシェーディング板のスリットによる画像劣化
が回避でき、「横線切れ」を発生させることなく、結像
レンズの光量分布補正をすることができる。

【００１６】図２（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２の実
施例の要部（光量分布補正手段２）構成を示す斜視図、
及び側面図であり、図１（ａ）を併せて参照するが、透
明板４としては従来例と同様に全面に渡って同一の厚さ
を有するものを用いる。この実施例は図１（ａ）に示し
た如き受光素子５の受光面５ａ上に保護用の突形状のカ
バーガラス等の保護部材５ｂを一体化した構成が特徴的
である。保護部材５ｂは、主走査方向の光軸中心１ｂよ
りも外側方向の長手方向に向かうにつれて、上記保護部
材５ｂの板厚を除々に薄くなるようにしてある。そして
光源８からの照射光は、平板状の透明板４上を通過する
原稿３の画像面に照射されて反射光となり、この反射光
は図１（ａ）に示した結像光学系の結像レンズ１によつ
て原稿画像が形成される受光素子５の受光面５ａに受光
される。

【００１７】図２（ｂ）において、上記保護部材５ｂの
中心部の肉厚はＬｃであり、主走査方向の光軸中心１ｂ
よりも外側方向の両端付近では保護部材５ｂの肉厚はＬ
ｅである。光軸中心１ｂよりも外側両端付近と光軸中心
１ｂの反射光量とを比較すると、（Ｌｃ−Ｌｅ）だけ結
像光束１ａが保護部材５ｂ内を短い距離で通過すること
になるので、保護部材５ｂが均一の透過率である場合、
原稿３の反射光量は光軸中心１ｂの外側方向において増
加される。この実施例に於いても、上記図１の実施例と
同様の補正効果を得ることができる。

【００１８】図３（ａ）及び図３（ｂ）は本発明の第３
実施例の光量分布補正手段の斜視図及び一部側面図であ
り、図３（ａ）と図３（ｂ）においては、原稿３の画像
面を照射する光源８の他に、原稿３の画像面と接触する
平板状の透明板４の主走査方向（長手方向）の両側端面
に対向して夫々補助光源７が設置されている。上記補助
光源７は、透明板４の内部から、原稿３の画像面を照射
する。上記透明板４の両端側から入射した補助光源７の
光束は、透明板４内を進行して、原稿３の画像面を照射
することになるが、主走査方向の光軸中心１ｂに接近す
るにつれて、補助光源７から遠のくので照射される光量
は減少するが、光軸中心１ｂよりも主走査方向外側の透
明板４の両端側付近は、いずれも補助光源７に近いから
照射される光量は多くなり、原稿３の反射光量は光軸中
心１ｂの外側方向の方が増加されることになる。この実
施例に於いても、上記各実施例と同様の補正効果を得る
ことができる。

【００１９】図４は本発明の第４実施例の光量分布補正
手段の斜視図であり、図４において、照射される原稿３
の巾長よりも充分に長い長さを有した光源８の突出領域
８ｂからの照射光束を、原稿３の画像面と接触する平板
状の透明板４の外側端面から、透明板４の内部に導かれ
るように、主走査方向の両端に反射ミラー９が配置され
ている。上記光源８の中央領域８ａからの照射光束は、
原稿３の画像面を直接に照射する。光源８の両端の突出
領域８ｂからの照射光束は、主走査方向の両端に配置さ
れた反射ミラー９によって透明板４の内部に導びかれ
て、原稿３の画像面を照射する。透明板４の両外側端面
から入射した光源８の突出領域８ｂからの照射光束は、
透明板４内を長手方向に進行して原稿３の画像面を照射
することになるが、主走査方向の光軸中心１ｂに接近す
るにつれて、光源８の突出８ｂに遠のくから照射される
光量は減少するが、主走査方向の光軸中心１ｂよりも外
側の透明板４の両端側付近は、光源８の突出領域８ｂに
近いから照射される光量は多くなり、原稿３の反射光量
は光軸中心１ｂの外側方向が増加されることになる。こ
の実施例に於いても、上記各実施例と同様の補正効果を
得ることができる。

【００２０】図５（ａ）及び図５（ｂ）は本発明の第５
実施例の光量分布補正手段の要部の側面図及び要部拡大
図であり、この光量分布補正手段２は図１（ａ）に示し
た如き構造、配置の結像レンズ１、透明板４、受光素子
５、光源８、ミラー９を有する（但し、透明板４は平板
状）。図５（ａ）と図５（ｂ）において、図示しない光
源８からの照射光は、図示しない原稿３の画像面で反射
し、この反射光を図示しない結像レンズ１の結像光学系
によつて受光素子５に導く。原稿画像が形成される受光
素子５の受光面５ａの受光面積（アパーチャー）は、
（ｂ）に示すように主走査方向の光軸中心１ｂよりも外
側方向に向かって夫々相似形に広くなっている。

【００２１】結像光学系の結像レンズ１のｃｏｓ４乗則
及びケラレにより、光軸中心１ｂから外側方向に向かう
にしたがって光量が減少するので、光量と反比例した受
光面積（アパーチャーサイズ）にすることで、光軸中心
１ｂより外側方向の受光面積を広くして受光感度が高ま
り、原稿３の反射光量は光軸中心１ｂの外側方向に行く
ほど増加されることになる。この実施例に於いても、上
記各実施例と同様の補正効果を得ることができる。

【００２２】図６（ａ）及び（ｂ）は本発明の第６実施
例の要部（受光素子）の斜視図及び断面図であり、この
光量分布補正手段２は図１（ａ）に示した如き構造、配
置の結像レンズ１、透明板４、受光素子５、光源８、ミ
ラー９を有する（但し、透明板４は平板状）。図６
（ａ）と図６（ｂ）において、図示しない光源８からの
照射光は図示しない原稿３の画像面に照射して反射光と
なり、図示しない結像光学系の結像レンズ１によつて原
稿画像が形成される受光素子５の受光面５ａ上に照射さ
れる。受光素子５の受光面５ａ上には、透明なデバイス
ＳｉＯ₂ 層の絶縁層５ｃを積層し、この絶縁層５ｃはＣ
ＣＤを構成する上部のシフト電極１０、転送電極１１等
を絶縁している。また、デバイスＳｉＯ₂ 層の絶縁層５
ｃの層厚を主走査方向の光軸中心１ｂの層厚（Ｌｃ）よ
りも外側方向の層厚（Ｌｅ）の方が薄くなるようにして
いる。符号６は受光面を画素毎に仕切るための絶縁層で
ある。本実施例においては、図示しない上記結像レンズ
１のｃｏｓ４乗則とケラレにより光軸中心１ｂよりも外
側方向に離れるにつれて反射光の光量が減少するのに対
して、主走査方向の上記光軸中心１ｂよりも外側方向に
離れるにつれてデバイスＳｉＯ₂ 層の絶縁層（５ｃ、６
ｃ）の層厚が薄くなり、感度は主走査方向の光軸中心１
ｂよりも外側方向の両端部が高くなるようにしてあるか
ら、主走査方向の光軸中心１ｂの外側において反射光量
は増加されることになる。

【００２３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、主走査
方向の光軸中心よりも外側において原稿反射光の光量が
増加されるようにしたので、従来のシェーディング板の
スリットによる画像劣化が回避でき、「横線切れ」の発
生しない、結像レンズの光量分布補正をすることができ
る画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) 及び(b) は本発明の第１実施例の画像形成
装置の光量分布補正手段の斜視図、及びその要部の側面
図。

【図２】(a) 及び(b) は本発明の第２実施例の光量分布
補正手段の要部斜視図及び側面図。

【図３】(a) 及び(b) は本発明の第３実施例の画像形成
装置の光量分布補正手段の斜視図、及びその要部の側面
図。

【図４】本発明の第４実施例の画像形成装置の光量分布
補正手段の要部の斜視図。

【図５】(a) 及び(b) は本発明の第５実施例の光量分布
補正手段の要部側面図及び要部拡大図。

【図６】(a) 及び(b) は本発明の第６実施例の光量分布
補正手段の要部斜視図及び縦断面図。

【図７】(a) 及び(b) は従来技術の画像形成装置の一部
斜視図及びシェーディング補正板の構成説明図。

【符号の説明】

１・・・結像レンズ、１ａ・・・結像光束、１ｂ・・・
光軸中心、２・・・光量分布補正手段、３・・・原稿、
４・・・透明版、５・・・受光素子、５ａ・・・受光
面、５ｂ・・・保護部材、５ｃ・・・絶縁層、７・・・
補助光源、８・・・光源、８ａ・・・領域ａ、８ｂ・・
・領域ｂ、９・・・反射ミラー、１０・・・シフト電
極、１１・・・転送電極、１０１・・・結像レンズ、１
０１ａ・・・結像光束、１０１ｂ・・・光軸中心、１０
３・・・原稿、１０４・・・透明版、１０５・・・受光
素子、１０８・・・光源、１１２・・・搬送ローラ、１
１３・・・反射ミラー、１１４・・・シェーディング
板。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿の画像読取面を光源からの光により
照射して得られる反射光を結像光学系の結像レンズによ
つて受光素子の受光面に結像する画像形成装置におい
て、該反射光は、前記結像光学系の結像レンズに達する
前に、主走査方向の光軸中心における該反射光の光量よ
りも外側方向における該反射光量を増加するように光量
分布補正手段により上記結像レンズの光量分布を補正さ
れることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】上記光量分布補正手段は、上記原稿の画
像読取面と接触する透明板を備え、該透明板の主走査方
向の光軸中心よりも外側両方向の板厚を薄くすることに
より、主走査方向の光軸中心の外側の反射光量を増加す
る構成としたことを特徴とする請求項１記載の画像形成
装置。
【請求項３】上記光量分布補正手段は、上記受光素子
の受光面の保護部材又は保護膜の主走査方向の光軸中心
よりも外側方向の板厚又は膜厚を薄くすることにより、
主走査方向の光軸中心の両外側の反射光量を増加する構
成としたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装
置。
【請求項４】上記光量分布補正手段は、上記原稿の画
像読取面と接触する透明板を備え、該透明板の主走査方
向の両側端面と対向する位置に夫々配置した補助光源か
らの照射光により、該透明板の主走査方向の光軸中心の
両外側の反射光量を増加する構成としたことを特徴とす
る請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】上記光量分布補正手段は、上記原稿の巾
長を越える突出領域を両端部に有した光源と、上記原稿
の画像読取面と接触する透明板の主走査方向両端面に該
突出領域からの光を導く様に夫々配置された反射ミラー
により、主走査方向の光軸中心の外側の反射光量を増加
する構成としたことを特徴とする請求項１記載の画像形
成装置。
【請求項６】上記光量分布補正手段は、上記受光素子
の受光面積を主走査方向の光軸中心よりも外側方向へ向
かう程広くすることにより、上記受光素子の受光量を主
走査方向の光軸中心の外側に向かって増加する構成とし
たことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】上記光量分布補正手段は、上記受光素子
の受光面の上部の透明な絶縁層の層厚を主走査方向の光
軸中心よりも外側方向を薄くすることにより、主走査方
向の光軸中心の外側に向かう程反射光量を増加する構成
としたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。