(57)【要約】本の頁を複写するための改良された矯正レンズ８０は、電子写真式複写機又は原稿スキャナの原稿支持ガラス上で平らに押される。矯正レンズ８０は、複写される本の頁と複写機の原稿ガラスとの間の空間に適合する形状に形成されている。矯正レンズは、代表的な本の折り目に延びるピラミッド状の中央部８４を有している。矯正レンズは、適所で開いた本の頁を保持する略平坦な両側部分８２，８３を形成するために、ピラミッド状の中央部から外側に延長する。
2005534062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複写機又はスキャナの原稿支持ガラス上で、電子写真式複写又は文書スキャンをするために提供された開いた本の隣合う頁の実質的に歪みのない複写物をもたらす矯正レンズにおいて、
様々なサイズの開いた本を載せるための略透明な構成要素であって、
前記透明な構成要素は、開いた本の綴じ部に隣接する該本の折り目に輪郭を合わせて嵌め込まれる中間部分を有し、
前記透明な構成要素の前記中間部分は、前記レンズの頂面上に存する本の頁と前記折り目を通る複写機の原稿支持ガラスとの間の変化する距離に基づいて、前記レンズ上の各位置で焦点を変える局部焦点距離変更手段を有し、
それにより、前記複写機の原稿支持ガラス上に前記開いた本を置いたときに、該本の隣合う個々の頁の縁部における実質的にぼやけや歪みのない像を提供する、略透明な構成要素と、
前記中間部分から外側に延びる複数の一体的な延長腕であって、開いた本の残りの全部又は一部分を覆って、前記隣合う頁を適所に保持する延長腕と、を備えた矯正レンズ。
【請求項２】
前記延長腕は、略平坦であり、前記開いた本の頁面を覆うものである請求項１記載の矯正レンズ。
【請求項３】
前記延長腕は実質的に焦点距離変更手段がないものである請求項１記載の矯正レンズ。
【請求項４】
前記延長腕の各々は略長方形である請求項１記載の矯正レンズ。
【請求項５】
前記局部焦点距離変更手段は曲面を備える請求項１記載の矯正レンズ。
【請求項６】
前記局部焦点距離変更手段は、本明細書で定義したような歪み双曲線曲面の一部分又は歪み双曲線曲面の一部分に似ている面を、その底面又は該底面の一部分として備える請求項１記載の矯正レンズ。
【請求項７】
前記局部焦点距離変更手段は、平坦面上に開いて押された厚い本の自然な表面輪郭の全部又は一部分に似ている曲面の一部分、又はそのような表面に似ている形状に形成された面を、その頂面として備える請求項１記載の矯正レンズ。
【請求項８】
前記延長腕は実質的に撓み可能である請求項１記載の矯正レンズ。
【請求項９】
前記底面は前記頂面に整合せず、すなわち、前記頂面及び前記底面の双方の隆起部は、前記延長腕の平坦な底面に直交する共通の垂直線に対して整列しない請求項１記載の矯正レンズ。
【請求項１０】
複数の前記延長腕は、前記中間部分のレンズの隆起部に直交する方向で、それぞれ長さが異なる請求項１記載の矯正レンズ。
【請求項１１】
前記レンズの一方の側又は該一方の側の一部分の底面は、容易に取り付け取り外しできるように作製されるか又はレンズに一体の部分として作製される薄い膜又はカバーによって覆われ、それにより、本の複写中又はスキャン中に、複写機に対し望ましくない本の頁又は部分頁の表面の像の一部を投射することを防止する請求項１記載の矯正レンズ。
【請求項１２】
前記中間部分及び前記延長腕が、耐摩耗材料で被覆されている請求項１記載の矯正レンズ。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかのコンビネーション。
【請求項１４】
複写機又はスキャナの原稿支持ガラス上で、電子写真式複写又は文書スキャンをするために提供された開いた本の隣合う頁の実質的に歪みのない複写物をもたらし、持ち運びでき、自由に使える矯正レンズにおいて、
様々なサイズの開いた本を載せるための略透明で移動可能なレンズ要素であって、
前記透明な要素は、開いた本に押された際に、開いた本の綴じ部に隣接する該本の折り目に輪郭を合わせて嵌め込まれる中間部分を有し、
前記透明な要素の前記中間部分は、前記レンズの頂面上に存する本の頁と前記折り目を通る複写機の原稿支持ガラスとの間の変化する距離に基づいて、前記レンズ上の各位置で焦点を変える局部焦点距離変更手段を有し、
それにより、前記複写機の原稿支持ガラス上に前記開いた本を置いたときに、該本の隣合う個々の頁の縁部における実質的にぼやけや歪みのない像を提供する、略透明で移動可能なレンズ要素と、
前記中間部分から外側に延びる複数の一体的な延長腕であって、開いた本の残りの全部又は一部分を覆って、前記隣合う頁を適所に保持する延長腕と、を備えた矯正レンズ。
【請求項１５】
前記延長腕は、略平坦であり、前記開いた本の頁面を覆うものである請求項１４記載の矯正レンズ。
【請求項１６】
前記延長腕は実質的に焦点距離変更手段がないものである請求項１４記載の矯正レンズ。
【請求項１７】
前記延長腕の各々は略長方形である請求項１４記載の矯正レンズ。
【請求項１８】
前記局部焦点距離変更手段は曲面を備える請求項１４記載の矯正レンズ。
【請求項１９】
前記局部焦点距離変更手段は、本明細書で定義したような歪み双曲線曲面の一部分又は歪み双曲線曲面の一部分に似ている面を、その底面又は該底面の一部分として備える請求項１４記載の矯正レンズ。
【請求項２０】
前記局部焦点距離変更手段は、平坦面上に開いて押された厚い本の自然な表面輪郭の全部又は一部分に似ている曲面の一部分、又はそのような表面に似ている形状に形成された面を、その頂面として備える請求項１４記載の矯正レンズ。
【請求項２１】
前記延長腕は実質的に撓み可能である請求項１４記載の矯正レンズ。
【請求項２２】
前記底面は前記頂面に整合せず、すなわち、前記頂面及び前記底面の双方の隆起部は、前記延長腕の平坦な底面に直行する共通の垂直線に対して整列しない請求項１４記載の矯正レンズ。
【請求項２３】
複数の前記延長腕は、前記中間部分のレンズの隆起部に直交する方向で、それぞれ長さが異なる請求項１４記載の矯正レンズ。
【請求項２４】
前記レンズの一方の側又は該一方の側の一部分の底面は、容易に取り付け取り外しできるように作製されるか又はレンズに一体の部分として作製される薄い膜又はカバーによって覆われ、それにより、本の複写中又はスキャン中に、複写機に対し望ましくなく本の頁又は部分頁の表面の像の一部を投射することを防止する請求項１４記載の矯正レンズ。
【請求項２５】
前記中間部分及び前記延長腕が、耐摩耗材料で被覆されている請求項１４記載の矯正レンズ。
【請求項２６】
請求項１４〜２５のいずれかのコンビネーション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写方法及び複写装置に関し、特に、本の頁を複写機又は文書スキャナの原稿支持ガラスに押し付けて複写するときに生じる歪みを矯正する方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式複写機の導入以来、多くのユーザーは、平らな原稿ガラスに押し付けた開かれた本や書物から、きれいで、歪みのない複写物を得ることが難しいということを経験してきた。このような難しさは、主に、従来の写真式複写機が、原稿ガラスに平らに置かれた文書（一般に枚葉紙単体）から複写物を作るように設計されているという事情によるものである。硬い綴じ部を有するテキスト本をそのように扱うことはできない。
【０００３】
一般に、代表的なテキスト本の折り目は、原稿ガラスから上方に遠ざかるようなビラミッド状をなし、逆Ｖ形状の面をなしている。これは、本質的に、硬い表紙を有する厚い本に限られている。折り目は、複写機のレンズが受像用の媒体又は帯電紙の上に本の正確な像を形成し得る焦点距離範囲の外側に外れる。言い換えると、折り目には正確に焦点を合わせることができず、歪みのない像を形成することができない。その結果、複写された折り目は、ぼやけたり、歪んだり、暗くなったりする。
【０００４】
読みやすい複写物を作るためには、本がガラスの上に広がるように、複写機の使用者が本の背を強い力で押す必要がある。時々、これは負担となる。しかしながら、多くの場合、綴じ部は硬すぎるため、折り目を曲げることはできない。綴じ部を損傷させることがあるため、強い力で押すことは危険でもある。他の場合は、ガラスが極端な力で破壊するかもしれない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
２５年前から、多くの装置がこのような問題を解決するために発明され、提案されてきた。それらのほとんどは、うまくいかず、実際的でなかった。簡易で一体型の光学矯正レンズ又は光学補正レンズが、これらの問題を解決するために発明されており、これは”CORRECTIVE LENS FOR COPYING BOOKS”に関して２００１年１１月６日付けで本発明者に付与された米国特許第６，３１３，９５４号に記載されている。
【０００６】
’９５４特許の光学矯正レンズは、基本的に３つの部分から構成されている。３つの部分は、中央における厚みのある曲線の光学レンズと、中央レンズの両側から外側に広がる２つの非常に薄い延長板又は延長腕とからなっている。レンズの唯一の光学的作用部分は、中央部分である。延長板の主な目的は、中央レンズの両縁に沿う光の偏向によって複写物に生じる不具合（不良）を無くすことである。中央レンズの表面の輪郭は、基本的に、円形の面の部分、又は円形のような長円形及び放物線形の面の部分で構成されている。
【０００７】
結果は十分ではなかったが、このレンズを使用した商用の電子写真式複写機の使用によって、本の頁の複写をすることができた。しかしながら、射出成形、吹込成形、連続押出成形のような、従来からある伝統的で経済的な樹脂成形プロセスのいずれを使用しても、レンズの製作が困難であることが、後に明らかになった。これは、比較的厚い中央レンズの一体部分として継ぎ目無く成形される大きい延長板葉の極めて肉薄の断面によるものである。レンズの製造方法を改善するためには、延長板葉の厚さを、実質的に増さねばならない。しかしながら、延長板葉の厚さを増せば、中央レンズの輪郭もまた増さなければならず、そうでなければ、中央レンズの頂面の各構成部分の半径を次第に小さくしなければならない。どちらの方法でも、レンズの光学的性能は、悪くなる可能性があった。
【０００８】
この考案に調和するように、より厚い（１．２７ｍｍ）延長板葉を有するいくつかのレンズが作られた。これらの試作レンズのいずれかを有する代表的な電子写真式複写機を使用して複写した、厚い本の頁の代表的電子写真式複写物の品質は、Tai特許の明細書中で説明された同様の複写物より明らかに劣っている。中心線の近くに、２つの暗くなった縞がある。これらの暗くなった縞の近くの文字は、十分に拡大するとともに、複写物の中でその文字以外の文字より暗くなる。中央線から少し離れた中央領域の文字は、何か不十分に復元され、又は不十分に拡大する。このような劣悪な品質の複写物は、見苦しいものであるが、読むことを目的とする場合には、容認できると考えられるかもしれない。しかしながら、文字列をスキャンしたり、符号化したりすることを目的とする場合は、文字列を十分に復元する必要があるため、問題を生じることがある。
【０００９】
レンズの性能を改善するための困難な試みの後、これまで提案され、議論されてきたレンズの最も重要な部分である底面の型が、不十分であるということが明らかになった。したがって、レンズの基本的な考案を具体的なものとして、最も重要な底面の構成部分を十分に湾曲させる必要のあるということが明らかになった。仕事を遂行するために役に立つ科学理論や概念がなく、斬新さ又は飛躍が必要であった。
【００１０】
”ELECTROSTATIC BOOK COPIER”の発明に関して、１９７１年９月２８日付けで、Meyer L. Sugarmanらに交付された米国特許番号第３，６０９，０３０号において、先端に露出台を有する卓上型の静電気式本複写機が示されている。複写される本は、垂直な露出台の先端に載置され、本の像が、ミラーレンズ及び光学レンズを介して帯電紙に直接に作られる。本表面の像は、通常の光学レンズと従来の複写機に使われるミラーレンズを使用して作られる。像は、受光媒体の代わりに帯電紙の上に直接に作られる。文書の頁に再び焦点を合わせるために、歪められたレンズの使用についての示唆や提案はない。
【００１１】
”DOCUMENT COPIER”の発明に関して、１９８６年４月２９日付けで、Brian R. Malyonに交付された米国特許番号第４，５８５，３３４号において、４５度傾斜した走査窓ガラスを有するスキャナが四角形のハウジングの端に装着された文書複写機が示されている。窓ガラスと側壁との間の９０度コーナ、又はいわゆる楔が、下方に向いている。複写される本は、スキャナ窓ガラスの下方の棚に配置される。棚は、上方を向く開口を有し、９０度の角度で共に連結された２つの平坦な枠から構成される。複写される本は、上向きにされ、内側の頁を９０度の角度に開いて棚に置かれる。複写中に、先ず、棚はスキャナの方へ向けて半開きにされた本とともに上に移動する。そのとき、棚は所望の位置で停止し、本が損傷するのを防止するために、本の頁面をスキャナ窓から離したままにする。この位置で、本の内側の頁の反対側は、側壁に面してスキャナハウジングの下側にある。そのとき、スキャナは、スキャナ窓の下で本の内側の頁面を走査する。
【００１２】
”IMAGING SYSTEM FOR COMPENSATING FOR IMAGE DISTORTION DUE TO WRINKLED OR CURLED DOCUMENTS”の発明に関して、１９８８年８月９日付けで、Michael E.Harriganらに付与された米国特許番号第４，７６３，１７３号において、正の、非球面、フレネルレンズを含む文書イメージシステムが示されている。このシステムは、細かい滑らかな皺や、複写される元の文書のカールを補正することを目的としている。
【００１３】
１９９１年１２月１０日付けで、Willam Howseman,Jrに付与された米国特許番号第５，０７１，２５２号と、Kenich Watabiki に付与された日本国特許番号第３６０，１８６，３６０Ａにおいて、複数の短い光ファイバの書籍サイズに対応する束を、略平坦な三角形プリズムに形成したものが提案されている。この三角形プリズムは、複写機の原稿支持ガラスに本の頁面の像をもたらすために、開かれた本と複写機の原稿ガラスとの間に配置されるものである。これらの発明者のどちらも、本の頁面の照度のような他に関係した問題の解決、本の頁面上に記録された文字の復元に対する問題の解決を図るものでない。彼らが採用した概念や機構は、本明細書中で提案された発明に適用されるものとは非常に異なっている。
【００１４】
１９８８年１０月２１日付けで、Tatsuya Shimoda に付与された日本国特許番号第６３，２５４，４３７Ａにおいて、本の綴じ部に隣接する頁のピラミッドが、可撓性のヒンジで互いに接続された２つのわずかに曲がった凸レンズからなる光学装置の使用によって修正できるとしている。明細書において、薄い端と可撓性のヒンジとによって形成された平坦な隆起部が、面している内側の本の頁と構成レンズのより厚い中央部分に存している本の頁４の平坦な部分とによって形成された折り目７の下側に直接に配置されている。凸レンズは、レンズのビューワ側面により近いビューワに対して目的物（複写物）の像を形成するものではないため、光学的補正効果は、最も補正が必要とされる折り目の深い本の面の部分に関してかなり制限される。さらに、本の頁の平坦部分の下側のレンズの厚い中央部分は、書面の完全な輪郭を反対により高くする。したがって、期待された光学的補正効果は、さらに著しく減少する。また、この発明は、バイディングに隣接する書面の部分の増加した高さを補正するために凸レンズを使用することを試みたものであるが、この発明は非常に変わった機構を使用し、彼の設計思想は、２つの凸レンズの端に接続する可撓性のヒンジに基づくものである。これは、本明細書で説明する発明によって提案された一つの硬いレンズとは非常に異なるものである。
【００１５】
１９８０年４月１６日付けで、Hirosuke Okura に付与された日本国特許番号第５５，０５２，０７３Ａにおいて、透明材料で作られた平坦なプリズムが、本の綴じ部に隣接して形成された折り目の増加した本の頁面高さを補正するために使用されることを提案する。プリズムは、光線がプリズムに一定の角度で入ったり、出たりするとき、光線を偏向（屈折）させることができるものとして良く知られている。光線がプリズムの平坦面に対して垂直に当たり、離れる場合は、目的物の像を反転したり、光線を偏向したりする能力を持たない。したがって、この装置は、本明細書の発明が解決しようとしている像のぼやけや像が圧縮するという問題を解決するために、書面の像を反転する能力がないことが明らかである。
【００１６】
”CORRECTIVE LENS FOR COPYING BOOKS”の発明に関して、２００１年１１月６日付けで、Charles C.Taiに付与された前記米国特許番号第６，３１３，９５４号には、不完全ではあるが、本を複写するための矯正レンズが、本の綴じ部に隣接する書面のピラミッドを補正することができるものとして記載されている。不完全ではあっても、本からかなり読みやすい電子写真式複写物を作ることができる。しかし、これらの不完全さは、高価でない卓上用のスキャナを使って、読みとった文字列を符号化するという場合には、いくつかの問題を生じさせる。さらに、不完全さは、レンズの延長腕の厚さとともに拡大したレンズの底面を構成するために、提案された円柱状又は略円柱状の面を使用することによって生じる。性能を犠牲にすることなく、延長板葉を非常に薄くすると、従来の経済的な樹脂成形プロセスを使用して製造することが難しくなる。したがって、基本的な面を湾曲させる場合は、製造コストを実質的により低くすることが再検討されなければならず、そして、本を複写するために使用される矯正レンズを購入しやすい値段で提供することによって、使用者に利益を与えなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明によれば、電子写真式複写又は文書スキャンをするために提供された本の隣接する頁の歪みのない複写物をもたらし、実質的に撓み可能で、自由に動き、そして容易に製造することができる矯正レンズを提供する。矯正レンズは、種々のサイズの本を覆うために、実質的に大きい長方形である。レンズは、複写される本の開かれた頁と複写機の原稿ガラスとの間に配置される。矯正レンズは、中間部分又は代表的な開かれた本の折り目に延びる中央部分を有しており、中間部分において、頁の内端に配置された文字列の種々の高さに対応させるために焦点を変える。レンズは、略平坦な両側部分を形成するために中央部分から外側に延びている。両側部分は、複写中に決まった位置で開いた本の頁を構造的に保持する。
【００１８】
本を複写する際にこのレンズの使用者を助けるために、レンズは、彼らが以下の４つの一般的に直面する問題を解決することを助けるにちがいない。４つの問題とは、文字列の像が圧縮されるという問題、文字列の像がぼやけるという問題、中央線が広がって暗くなるという問題、対面する頁間の折り目に記録された情報が欠落するという問題である。これまで、問題を解決するために役立つ科学理論及び概念や、面の輪郭の開発を行うための指針がなかった。したがって、斬新な考えや飛躍が必要である。
【００１９】
高次の歪み擬似双曲線方程式に支配された特別な面の輪郭を採用し試みることで、驚くべく結果が得られた。模型レンズは、この方程式に基づく輪郭を有する面を使用することができるとともに、実質的により厚い延長板葉を備えて作られた。試験により、前記問題の全てが同時に解決されることが証明された。
【００２０】
以下に、特別な形状に形成されたこの面の名前を簡易にするため、高次歪み擬似双曲面を、歪み双曲線曲面、又は単に歪み双曲面と呼ぶ。数学的に、曲面の特別なタイプの輪郭における点のｘ軸とｙ軸の関係は、以下の方程式によって規定され、定義可能である。
（Ｘ＋Ｘ0）×（Ｙ＋Ｙ0）n＝Ａ＋ｆ（Ｘ，Ｙ）            （１）
ここで：
Ｘは、曲線上のｘ方向のデカルト座標；
Ｙは、曲線上のｙ方向のデカルト座標；
Ｘ0は、曲線に関する経験的に決定されたｘ位置の定数；
Ｙ0は、曲線に関する経験的に決定されたｙ位置の定数；
ｎは、この特別の明細書に関して、０．９と２．５の間の値を有する経験的に決定された歪み定数；
Ａは、曲線に関する経験的に決定されたｘ方向の形状係数；そして
ｆ（Ｘ，Ｙ）は、経験的に決定された小さい２次の補正係数であって、曲がった中央レンズ部分と平坦な延長腕との間の接続点と、底面の先端近くの面の歪みを補正する係数である。
【００２１】
実際の設計においては、レンズの最も光学的に重要な底面を構成するために、これらの特別な形状の面の部分を適用する。
【００２２】
像形成の観点からは、レンズの頂面とレンズの底面を異なって湾曲する歪み双曲面の部分を使って構成するのが好ましい。しかしながら、レンズの頂面は、良い像を作るための所望の位置で、複写される本の内側の頁面を停止し、保持するための機構部分としての役割も果たす。さらに、レンズの頂面は、レンズの頂面上にある本の頁の鮮明で正確に復元された像を得る底面ほど光学的には重要でない。したがって、発明者の以前のレンズの考案に類似して、レンズの頂面を、平面の上に開いて押し付けられた厚い本の内側の頁面の輪郭に非常に似ている輪郭を有する面から構成する。本の頁面とレンズの頂面とが類似することで、本が平面の上に開いて押し付けられたときに、本の頁面とレンズの頂面とが密接に接触する。
【００２３】
この新しく開発された矯正レンズの性能をさらに改良するため、このレンズの頂面を少しばかり修正する。レンズ頂面の２つの両側部分を、レンズの頂面と本の内側の頁面との間の密接な接触を確実にするために、中心から外側に離れるように僅かに押し出す。さらに、レンズ頂面の隆起部を、折り目の内側の文字列の良好なスキャンを行うため、折り目を開かせるように、少しばかり高く、尖らせる。さらに、レンズの底縁の近くにある頂面の部分を、曲面から平坦な頂面までのレンズの延長板の変化をスムーズにするために、少しばかり修正する。
【００２４】
レンズの延長腕又は延長板葉は、全長に亘り一定の断面を有し、大きく、比較的薄い、長方形である。レンズの延長腕又は延長板葉は薄いが、射出成形されたレンズを保護するために、実質的に薄くはない。
【００２５】
本発明における高次の曲線からなる長円の面の適用する考えは、レンズが本の内側の頁に記録された文字列をスキャンし（読み取り）、符号化することを許容しつつ、簡易な矯正レンズの性能を効果的に改善する。また、このことは、性能を低下させることなく、従来の低コストの樹脂成形プロセスを使用する製造を可能とする。したがって、レンズを、実質的に低い製造コストで大量生産することが可能となり、本を複写したり、スキャンしたりすることを望む人々の役に立つ。本発明で提案された他の考案は、複写物の質を低下させることなく、５．０８ｍｍ以上（２インチ以上）の厚い本に適用を広げるものである。
【００２６】
左右対称の左側半分と右側半分を有するレンズは、ほとんどの本の頁の明瞭な複写物を作ることに適するものである。しかしながら、本の最初と最後の少しの頁を複写する際、非対称レンズは、厚い本の内側の頁の非対称の輪郭に良好に合う。したがって、レンズを、異なる頂面の輪郭に応じて変えるようにする。
【００２７】
さらに、開かれた厚い本の内側の傾斜部分の曲面は、より薄い本の曲面とはかなり異なり、小さく曲がっている（曲率が大きい）。したがって、図１１に示すように、頂面の中央レンズ部分の輪郭は、小さく曲がった面に適合するために、より高くなければならない。言い換えると、開かれた厚い本の折り目は深くなっている。結果的に、隆起部に隣接するこれらの面の部分は、レンズが補正できる最大高さよりもより高く上昇する。レンズのこれらの部分にある本の頁部分は、綴じ部の余白内に存し、文字列を含まない。像は、いままでのように、ひどいぼやけによって黒く現れる。
【００２８】
複写物からこのような見苦しい暗い部分を消したり、白くしたりするために、人は、底面のこれらの小さい部分に不透明な塗料を塗ったり、膜や薄いカバーで覆ったりするかもしれない。
【００２９】
ほとんどの場合、非常に厚い本はサイズが大きく、通常の複写機の原稿ガラスの境界内で２枚の全頁をぴったり合わせることができない。したがって、この矯正レンズの使用者は、一度に１頁しか複写することができない。他の頁の像は、不要となるが、ときどき望まれないことさえある。このため、頂面や底面をオフセットすることが本発明において提案されている。オフセットすることによって許容されるもう一つ自由度を有する、図１１の右側のレンズは、本の頁のより大きい領域をとらえたり、対向する本の頁で構成される折り目を深くしたりすることができるように考案されている。
【００３０】
他方の側において、このオフセットは、通常は不要とされるものであるが、左側の頁の像の中で黒い端の領域の幅を２倍にする。同様にして、頁像の完全に不要な側は、塗料や膜や薄いカバーで、光学的に消され、白くなる。
【００３１】
レンズは、同時に５つの方法で本の内側の（見開き）頁から得られた複写物の質を改善する。
１）レンズは、本の頁の実際の面よりも複写機の原稿支持ガラスにより接近し、書面の像を形成するための光学レンズとして作用する。したがって、複写機のレンズの焦点を合いやすくし、綴じ部に近い書面の明瞭な像を形成し易くする。
２）レンズは、綴じ部に近い本の像を、光学的に引き延ばし、又は復元する。その結果として、この領域の文字や絵の像は、本の内側に頁に印刷された原形に戻る。
３）隆起部は、綴じ部の近くで本を開き、複写機によってスキャンされた文字や絵の像をより明瞭にする。
４）レンズの頂面は、内側の頁を互いの向きに無理に押し出させることなく、外側へ容易にスムーズに移動させる案内として作用する。
５）レンズの性能を低下させることなく、製造における困難さを緩和するため、より厚い延長板葉の使用を可能にする。
【００３２】
米国特許番号第６，３１３、９５４号の矯正レンズの性能を完全なものにするとともに、使用者が厚い本や束ねられた本の内側の頁から文字列をスキャンしたり、符号化したりすることを助けることができる改良した手段を提供することが本発明の目的である。
【００３３】
価値のある性能を低下させることなく、従来からある樹脂成形プロセスを適用して、このレンズを安価に大量生産することができる改良した手段を提供することが本発明の他の目的である。
【００３４】
従来の複写機の複雑な構造の改良を必要としない写真式複写プロセス中に、本の折り目とそこに最も近い領域との間の距離を修正することに関し、改良した手段を提供することが本発明の更に他の目的である。
【００３５】
綴じ部に最も近い本の頁を広げる楔として作用するレンズに関し、改良した手段を提供することが本発明の更に他の目的である。
【００３６】
複写される開いた本と複写機の原稿台との間に配置され、そこにおいて、本の頁面と折り目を横切る複写機の原稿ガラスとの間の距離に従って部分的に焦点を変える改良した移動自在のレンズを提供することが本発明の更に他の目的である。
【００３７】
本発明の更に他の目的は、レンズを変更し、特に厚い本から鮮明で、明瞭で、歪みのない複写物又はスキャンされた像を形成することができる手段を提供することである。
【００３８】
後述する詳細な説明について考えるとき、本発明の完全な理解は、添付される図面を参照することによって得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
概して、本発明は、電子写真式複写機又は電子式文書スキャナの原稿ガラスに平らに押された本の頁を複写するための矯正レンズの特徴を描くものである。矯正レンズは、硬質又は半硬質の光学的に透明なガラスのような材料、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ナイロン樹脂、他の樹脂材料で作られている。レンズの表面は、かき傷や擦り傷に対する抵抗を増すために保護被覆で覆われている。
【００４０】
矯正レンズは、本を実質的に持ち上げることなく、複写される本の内側の頁と複写機の原稿支持ガラスとの間に作られた空間に嵌り合うように特別な形状に作られている。矯正レンズは、代表的な本の折り目の中に延びる、実質的にピラミッド状の中央部を有している。レンズは、ピラミッド状の中央部から実質的に平坦な両側に延び広がっている。
【００４１】
図１によると、斜視図は、代表的な電子写真式複写機３の原稿支持ガラス２に押し付けられた本１を示している。本の綴じ部６は相対的に硬く、本の頁又は紙葉４間の折り目５が本１とガラス２との間にピラミッド状の空所を作っているということが観察される。
【００４２】
一般的に、代表的な本の折り目５は、ガラス２から上方に遠ざかるピラミッド型になり、図示するように、逆Ｖ形の空所７を生じる。代表的な複写機３のレンズは、折り目５に配された文字列や情報をとらえることができず、図２〜４に示すように、歪んだ複写物を生じる。
【００４３】
図２は、図１に示すような従来の複写機で作られた印刷物９を示す。折り目１０の像は、幅広の黒い中央線の中の文字列１２とともに歪んでいることが示されている。
【００４４】
図３は、図１に示すように、ガラスに綴じ部が押された本の頁の代表的な複写物を示している。文字列１６が、図２に示す中央線よりかなり狭くなっている黒い中央線１５で見えなくなっているのがわかる。
【００４５】
図４は、図２及び図３に示された両方の複写物に適合されたよりも、実質的により大きい力が綴じ部に加えられて複写された本の複写物を示す。中央線１７は、その幅と黒さが実質的に狭くなり薄くなるが、以前として文字列１８は、中央線の中を通り、読みにくいことが観察される。
【００４６】
図５は、本発明に最も近い米国特許番号第６，３１３，９５４号における、光学的に複写するために使用する矯正レンズ又は補正レンズを示す。レンズは、基本的に３つの部分から構成されている。中央部における厚い曲線からなる光学レンズ２７と、中央のレンズ２７の両側から外側に広がる２つの延長板葉又はアーム２２，２３とからなっている。レンズ２７の唯一の光学的作用部分は、中央部分である。延長板葉２２，２３の主な目的は、中央レンズ２７の縁に沿う光の偏向によって生じる複写物の欠陥を取り除くことである。中央レンズ２７の面の輪郭は、基本的に円形の外面又は円形のような長円形の外面の部分で構成されている。
【００４７】
図６は、図５に示す矯正レンズのより詳細な断面図である。延長板葉３２，３３は実質的に薄い。中央レンズ部分３０の頂面３４，３５と底面３６，３７の左側半分と右側半分は、基本的に円形である。
【００４８】
図７は、より厚い（１．２７ｍｍ）延長板葉を有することを除き、図５に示す矯正レンズを使用し、従来の電子写真式複写機によって作られた厚い本の内側の頁の複写物を示す。頁全体の文字列はかなり読みやすいが、開いた本の綴じ部に隣接する折り目の像は、明らかに見栄えが悪く歪んでいる。中央線４０は幅広になっている。隣り合って中央線４０に沿う暗いマーク４１，４２である２つの縞もある。綴じ部の余白に隣接する文字４３，４４の最後の数列は、拡大して、通常より大きく暗く見える。中央線４０から僅かに離れている文字４５，４６は、圧縮され、又は十分に拡大されていない。これらの文字４３〜４６は読みやすいが、安価な電子式スキャナのソフトウェアによって電子的に認識することができないかもしれない。
【００４９】
図８及び図９は、本発明の改良された光学的補正レンズ５１を示す。レンズ５１は、本と図１に示す複写機の原稿支持ガラスとの間の狭い空所の内側にぴたりと合うように考案されている。レンズ５１は、ガラス、Lｕｃｉｔｅ（登録商標）、Ｐｌｅｘｇｌａｓ（登録商標）、ポリカーボネート、ナイロン、アクリル、又はその他の光学的に透明な材料で構成されている。
【００５０】
図８において、レンズ５１の頂面５５ａ，５６ａと下面５５ｂ，５６ｂを、かき傷や擦り傷に対する抵抗力を高めるため、テフロン（登録商標）やシリコン基コートのような、薄い、保護性のある、耐摩耗材料で被覆することができる。延長板葉５２，５３は薄いが、射出成形されたレンズを保護するために、実質的に薄くはない。延長板葉５２，５３は、中央部分５７に達するまで、全長に亘ってほぼ一定断面を有している。中央部分５７は、図１に示す原稿支持ガラスに平らに押されて置かれた、開いた本の折り目の内側にぴたりと合わせるために、略三角形状にきつく湾曲した光学レンズである。
【００５１】
レンズ５１は、平らな原稿支持ガラスと、レンズの頂面５５ａ，５６ａにある本の頁の表面との間の距離変化を、補正するために種々の焦点長さを有している。レンズが、延長板葉５２，５３から折り目５８に近づくとき、レンズの中央部分５７は、ピラミッドの先端である中央５４に向かって厚くなる。
【００５２】
各頂面５５ａ，５６ａの輪郭は、図１の内側の頁（紙葉）４の輪郭に似ている。したがって、開かれた本が、レンズの頂面に配置されて押し付けられたとき、複写される内側の頁は、上に重なり、レンズ５１の頂面５５ａ，５６ａにぴたりと接触する。
【００５３】
複写作業中に、楔状の隆起部５４は、隣接する頁間のピラミッド状の空所に押し付けられ、そのような作業による力は楔状の隆起部５４が本の頁を広げることを許容し、本の内側の頁の形状が隆起部５４の湾曲した形状に合致する。したがって、図１に示す領域（空所）７は開き、支障なく、複写機が両方の頁の文字列を正確にスキャンする。性能向上のため、隆起部５４はより鋭角でより高く形成される。さらに、頂面の２つの部分５５ａ，５６ａは、本の頁とレンズの頂面との密接な接触を確保するために、中央レンズ部分５７からかなり離れるように作られている。
【００５４】
レンズ５１の底面（下面）５５ｂ，５６ｂの傾斜は、対向する頂面５５ａ，５６ａの傾斜に似ている（必要はないが）。頂面５５ａ，５６ａと底面５５ｂ，５６ｂは、おおよそ同じであるが、それらの詳細な曲線は異なっている。その結果、レンズ５１は、書面の像を正確に補正することができる。
【００５５】
レンズ５１の底面５５ｂ，５６ｂは、前に与えられた歪み双曲線方程式によって定義された曲面部分で構成されている。中央レンズ５７と延長板葉５２，５３との間の接続部に近い面の部分は、曲面から延長板葉５２，５３の平面に向けて、急な曲線の変化を滑らかにするために少しばかり修正されている。
【００５６】
延長板葉５２，５３は実質的に薄いが、従来のコストがかからない樹脂成形プロセスを適用してこのレンズ５１を製造するに際し、十分な厚さである。延長板葉５２，５３は、その全長に亘って略一定断面を有する、大きい四角形である。レンズ５１の左側の延長腕５２は、右側の延長腕５３の長さより長くなっている。延長腕５２，５３を異なる長さにした目的は、大きい本のいずれか一方の頁の文字列を複製したり、又はより経済的に、１枚の複写用紙に、より小さい本の両方の隣接する頁の文字列を複製したりする自由をこのレンズ５１の使用者に提供するためである。
【００５７】
図９に示す拡大された中央レンズ部分の断面図は、レンズ５１の改良を示す。延長板葉６２，６３は薄いが、図６に示す延長板葉３２，３３より明らかに厚くなっている。中央レンズ部分の隆起部６１は、図１に示すように、本の頁を開いて広げるため、本の折り目に容易に挿入されるよう、より高く、より鋭角になっている。頂面６４，６５のレンズ部分の主要部は、隆起部６１及び頂面６４，６５の曲線部分と平坦部分との間の接続部に近い部分が補正された円形である。底面６６，６７の曲がったレンズ部分は、頂点６８と底面６６，６７の曲線部分及び平坦部分の間の接続部の近くを僅かに修正した高次の双曲線の湾曲部分である。
【００５８】
図１０は、歪みや頁に記録された情報の欠落なく、鮮明かつ明瞭に複写された対向する本の頁の文字列を示す。隣接する頁の像の間の分割線７０は、薄く、鮮明で、明瞭である。
【００５９】
図１１によると、レンズ８０の他の実施形態５１が示されている。レンズ８０は、５．０８ｍｍ（２インチ）以上の厚さの本の小さく曲がった面の輪郭に適合する小さく曲がった頂面８５ａ，８６ａで作られている。したがって、レンズ８０の曲がった部分に存在する本の頁は、レンズ５１の頂面に存在する本よりも高く押し付けられる。その結果として、隆起部８４の近くにあるレンズの表面上の本の頁はぼやけ、見苦しい暗くなったマークを残す。したがって、底面８５ｂ，８６ｂは、レンズ８０の一方の側に押し上げられる。この場合は右側である。頂面８５ａ，８６ａと底面８５ｂ，８６ｂのオフセット調整は、ほとんど文字列を存しない綴じ部領域のぼやけた像をとらえることがなくなることで、複写物の体裁を改善する。
【００６０】
薄いカバー又は不透明の膜８９は、レンズ８０の左側の底面側８５に取り付けられる。このカバー又は膜８９は、カバー又は膜８９が取り付けられるレンズ８０の部分を通る光を妨げるために使用される。その結果、複写機（図示せず）は、カバー又は膜８９で覆われたレンズ８０の左側頂面８５ａに存する本の頁部分の像をとらえることができなくなる。したがって、見苦しい黒くなったマークと、レンズ８０を使用して得られた複写物から望ましくない部分の像とを光学的に取り除くことができる。レンズ８０の左側半分は作用しないため、延長板葉８２は、実質的に短い長さに設計され、レンズの取り扱いと保管が容易になる。
【００６１】
カバー又は膜８９は、レンズ８０の一体部品、又はレンズ８０の底面に取り付け易く、外しやすい別体部品として、どちらでもつくることができる。このカバー（膜）８９は、レンズ８０の性能を向上させるものではないが、最小のコストで使用者の役に立つという、レンズ８０に対して望ましい特色と価値を加える。もちろん、カバーや膜８９の適用は、この特別なレンズ８０に制限されるものではない。使用者の便宜を図るために費用のかからない拡張した特色として、図８の符号５１に示す一般的用途のレンズに対して作ったり、適用したりすることができる。
【００６２】
特別に機能させる必要性や事情に適合させるために変更した他の修正や改変は、当業者にとって明らかであるため、本発明は、開示のために選択された実施例に制限されて考えられるものではない。そして、本発明の真の技術思想と範囲から逸脱しない改変や修正の全てを含むものである。
【００６３】
以上のように、本発明は説明されたが、特許によって保護されること望むものは、後に添付したクレームの中で示されている。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】代表的な電子写真式複写機の原稿ガラスに配置される本の斜視図である。
【図２】図１に示す複写機で複写された本の代表的な歪んだ隣接する頁の平面図である。
【図３】図１に示す複写機に硬い本を押し付けて複写された代表的な歪んだ隣接する頁の他の平面図である。
【図４】図１に示す複写機に非常に硬い本を押し付けて複写された代表的な歪んだ隣接する頁の他の平面図である。
【図５】米国特許番号第６，３１３，９５４号に記載されているように、２つの薄く平らな延長板葉と、円柱状底面を有するより厚い中央部分を備えた改良されていない矯正レンズの斜視図である。
【図６】図５に示す矯正レンズの断面図である。
【図７】一対のやや厚い延長板葉を有する図５及び図６に示す改良されていない矯正レンズを使用して複写した、本の隣接する頁の電子写真式複写の平面図である。
【図８】本発明の矯正レンズの斜視図である。
【図９】図８に示す改良された矯正レンズの断面図である。
【図１０】図８及び図９に示すレンズを使用して複写された、代表的な厚い参考本の隣接する頁の平面図である。
【図１１】本発明の他の実施形態の斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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