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【発明の名称】 画像読取装置及び画像形成装置
【発明者】 【氏名】谷先 亨夫
【要約】 【課題】第２及び第３ミラーに塵、埃等が付着するのを防止し、正確な画像データを生成することができる画像読取装置及び画像形成装置を提供する。

【構成】原稿に光を照射する光源と、原稿から反射された照射光を撮像素子へ導くミラーと、前記ミラーを、前記照射光を所定の方向へ反射する反射状態と、鏡面が重なるよう折り畳まれた非反射状態とを切り替える切替手段とを備える。これにより、非反射状態においては、鏡面が重なるように折り畳まれているため、鏡面に塵、埃等が付着するのを防ぐことができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿に光を照射する光源と、
原稿から反射された照射光を撮像素子へ導くミラーと、
前記ミラーを、前記照射光を所定の方向へ反射する反射状態と、鏡面が重なるよう折り畳まれた非反射状態とを切り替える切替手段と、
を備える画像読取装置。
【請求項２】
前記切替手段は、画像読み取りが行われる動作モード時には前記反射状態に、画像読み取りが行われていない非動作モード時には前記非反射状態に切り替える
請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記ミラーは、原稿から反射された照射光を所定の方向へ反射する第１ミラーと、前記第１ミラーからの入射光を入射方向と逆方向へ反射する第２ミラー及び第３ミラーとを備え、
前記切替手段は、前記非反射状態において、前記第２ミラーと前記第３ミラーを互いの鏡面が重なるように折り畳む
請求項１又は２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記ミラーの鏡面に風を送り込む、又は吸い込むファンと、
前記ファンを、前記ミラーが反射状態である場合に動作させ、前記ミラーが非反射状態である場合に動作を停止させる制御手段と、
を備える請求項１から３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像読取装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取装置及び画像形成装置に関し、詳しくは、光源、反射ミラー、結像レンズ、撮像素子等からなる光学系ユニットを備える画像読取装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において用いられる画像読取装置は、原稿台上の原稿の画像情報を読み取るため、光源、反射ミラー、結像レンズ、撮像素子等からなる光学系ユニットを有している。光源から照射された光は原稿台上の原稿に反射し、複数の反射ミラーを介して結像レンズ、撮像素子へと導かれる。そして、撮像素子が入射された光を光電変換することで、原稿の画像データを生成する。
【０００３】
このような光学系ユニット内は、上述のような光学品が設けられているために、塵、埃等が存在しないクリーンな状態が好ましい。ところが、完全にクリーンな状態にすることは難しく、わずかに塵、埃等が舞っている場合がある。これら塵、埃が反射ミラーに付着すると、光が塵等に当たって乱反射を起こしてしまって反射ミラーによる正常な反射が阻害されてしまう。その結果、原稿からの光を正確に撮像素子へ導くことができなくなり、原稿の画像データを正確に生成できず、画像不良を引き起こす要因の一つになっていた。
【０００４】
また、画像形成部からのトナーの微小な粉塵が、画像読取部内に侵入することもあり、上記同様に画像不良を招来する要因の一つになっていた。
【０００５】
そこで、反射ミラーに塵、埃等が付着しないよう様々な防塵対策がとられている。例えば、反射ミラーに付着した塵や埃を吹き飛ばすためファンを装着したり、ブラシ等で反射ミラーに付着した塵等を拭いとる方法が採用されている。
【０００６】
また、後掲する特許文献１に記載されているように、光学系ユニットに開閉可能なシャッターを設け、画像読取時ではない時にはシャッターを閉じて光学系ユニット内を密閉するという方法が採用されている。この構成によれば、光学系ユニット内に塵や埃を侵入させないことが期待される。
【特許文献１】特開平６−２１４３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、ファンで反射ミラーに風を当てることによって、反射ミラーに付着した埃等を一時的に吹き飛ばすことは可能であっても、埃が舞い降りて再度反射ミラーに付着してしまうという課題があった。
【０００８】
また、ブラシによるミラー清掃は、ブラシ自体が抜け落ちるという課題があった。
【０００９】
さらに、上記特許文献１に記載された前記シャッターは、画像読取時でない時は閉じられているが、画像読取を行う時には開かれている。このため、画像読取時でない時には光学系ユニット内に塵、埃等が侵入しないようすることができても、画像読取時には侵入することがあった。そして、画像読取時でない時に光学系ユニット内に侵入した塵、埃等が、画像読取時にミラーに付着するという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題を解決するために提案するものであって、反射ミラーに塵や埃が付着するのを防止し、正確に画像データを読み取ることが出来る画像読取装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の画像読取装置は、原稿に光を照射する光源と、原稿から反射された照射光を撮像素子へ導くミラーと、前記ミラーを、前記照射光を所定の方向へ反射する反射状態と、鏡面が重なるよう折り畳まれた非反射状態とを切り替える切替手段と備えている。
【００１２】
前記反射状態においては、ミラーが所定の角度を保って形成されている。この状態であれば、原稿からの照射光は、前記ミラーを介して撮像素子へと導かれる。他方、前記非反射状態においては、鏡面は重なるように折り畳まれているために、鏡面は閉じられた状態になっている。この状態であれば、ミラーは反射することはできないが、折り畳まれていることで鏡面に塵、埃等が付着するのを防止することができる。このため、ミラーは、原稿からの照射光を正確に撮像素子へ反射する事ができ、正確な画像データを生成することができる。
【００１３】
また、前記切替手段は、画像読み取りが行われる動作モード時には前記反射状態に、画像読み取りが行われていない非動作モード時には前記非反射状態に切り替える。
【００１４】
これにより、動作モード時には、ミラーは原稿からの照射光を所定の方向に正確に反射することができる。他方、非動作モード時には、非反射状態となっているために、鏡面に塵等が付着するのを防ぐことができる。
【００１５】
さらに、前記ミラーの鏡面に風を送り込む、又は吸い込むファンと、前記ファンを、前記ミラーが反射状態である場合に動作させ、前記ミラーが非反射状態である場合に動作を停止させる制御手段とを設けてもよい。このファンにより、仮にミラーの鏡面に塵、埃等が付着したとしても、ファンからの風が塵、埃等を吹き飛ばして除去することができる。
ミラーが非反射状態にある場合、ミラーは折り畳まれて閉じられた状態にあるため、鏡面に塵等が付着することはない。このため、前記制御手段は、反射状態においてはファンを動作させる必要はない。他方、ミラーが反射状態にある場合、すなわち動作モード時においては、制御手段はファンを動作させるようにすることができる。画像読取時には、ミラーに塵埃等が付着する可能性があり、付着した塵等を吹き飛ばしたり、あるいは吸い込んだりするためである。
【発明の効果】
【００１６】
以上のような構成を採用することにより、本発明では、ミラーの鏡面に塵、埃等が付着するのを防止し、その結果画像不良が引き起こされるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。この実施の形態では、デジタル複写機として本発明を具体化している。図１は、本実施の形態における複写機１００の全体構成を示す概念図である。ユーザが複合機を利用して原稿の印刷を行う場合、原稿を例えば原稿台１０３に載置し、原稿台１０３近傍に供えられた操作ボタンに対して印刷の指示を行う。当該指示があると、以下に示す各部（駆動部）が動作することで、印刷が実行される。
【００１８】
画像読取部１０１は、原稿台上の原稿の画像情報を読み取り、原稿の画像データを生成するもので、第１光学系ユニット１０４、第２光学系ユニット１０５、結像レンズ１０６、撮像素子１０７を備えている。第１光学系ユニット１０４及び第２光学系ユニット１０５は、副走査方向に設けられたガイドレール（図示しない）上にスライド可能に保持されており、原稿台１０３上の原稿を露光走査することができるように構成されている。原稿からの反射光は、第１光学系ユニット１０４、第２光学系ユニット１０５を介して結像レンズ１０６に導かれる。結像レンズ１０６により結像された光は、撮像素子１０７によって光信号から電気信号に光電変換される。このようにして、画像読取部１０１における原稿の画像データの生成が行われる。
【００１９】
画像形成部１０２は、給紙カセット１１４から給紙される用紙に対して画像形成を行うためのものであり、感光体ドラム１０９と、その周囲に配置された帯電器１１０、露光器１１１、現像器１１２及び転写器１１３等を備えている。感光体ドラム１０９表面を帯電器１１０によって帯電し、引き続いて露光器１１１により画像データに応じて光を照射することで、感光体ドラム１０９上に静電潜像を形成する。そして、現像器１１２が前記静電潜像にトナーを付着することで、感光体ドラム１０９上にトナー像が形成され、その後トナー像は転写器１１３によって用紙に転写される。このようにして、感光体ドラム１０９が回転することによりこれらの一連のプロセスが画像形成部１０２において行われる。
【００２０】
また画像形成部１０２は、印刷を行うときは、何れか１つの給紙カセット１１４から用紙１枚をピックアップローラ１１５を用いて搬送路へ引き出される。搬送路に引き出された用紙は、搬送ローラ１１６やレジストローラ１１７で感光体ドラム１０９と転写器１１３の間に送り込まれる。
【００２１】
定着装置１１８において、加熱ローラ１１９と加圧ローラ１２０の間を用紙が通過すると、熱と用紙への押圧力によって可視像が用紙に定着する。定着装置１１８を通過した用紙は排紙トレイ１２１へ排紙される。
【００２２】
次に、画像読取部の詳細な構成について説明する。図２は、本実施形態の画像読取部の概略構成図である。
【００２３】
第１光学系ユニット１０４は、光源２０１と第１ミラー２０２とを備えている。光源２０１は、原稿台１０３に載置された原稿を照射する照明装置で、例えばハロゲンランプあるいは蛍光灯にて構成される。第１ミラー２０２は、鏡面が原稿台１０３に対して斜め上方に４５°傾いた状態で配設されている。この第１ミラー２０２により、原稿からの光は、原稿台１０３に平行に第２光学系ユニット１０５に向かって反射される。
【００２４】
第２光学系ユニット１０５は、第２ミラー２０３と第３ミラー２０４とを備えている。第２ミラー２０３は、回転可能に設けられており、動作モード時と非動作モード時とで鏡面の角度が異なるように切り替えることができる。
【００２５】
ここで、動作モード時とは、画像読取が行われている時のみならず、読取待機中の時間も含む。読取待機中でも読取可能な状態にしておくことで、例えば原稿サイズの検知を行う準備をしておく必要があるからである。非動作モード時とは、画像読取が行われていない時をいい、例えば電源ＯＦＦの状態の時、あるいは省電力化を図るため一部の機能を除いて主たる機能を停止するいわゆるスリープ状態の時をいう。
【００２６】
動作モード時における第２ミラー２０３は、図２に示すように鏡面が斜め下方に傾いており、かつ第１ミラー２０２の鏡面に平行に対向して配設されている。この第２ミラー２０３によって、第１ミラー２０２から水平に入射された光は、第３ミラー２０４に向かって垂直下方に反射される。
【００２７】
第３ミラー２０４は、鏡面が第２ミラー２０３の鏡面と９０°傾いた状態で配設されている。この第３ミラー２０４により、第２ミラー２０３から入射された光は、結像レンズ１０６に向かって水平に反射される。
【００２８】
なお、画像読取時には、第１および第２光学系ユニット１０４、１０５はモータ(図示せず)によって副走査方向にスライドされる。このとき、光源から結像レンズまでの光路長を一定にするために、第１光学ユニット１０４と第２光学系ユニット１０５は２：１の速度比で移動する。このようにして、画像読取部１０１は、原稿台１０３上に載置された原稿を露光走査する。
【００２９】
また、画像読取部１０１内には、前記第２ミラー２０３及び第３ミラー２０４の各鏡面に風を送るファン２０５が設けられている。このファン２０５の配設位置は、特に限定はされないが、少なくとも第２ミラー２０３、第３ミラー２０４の鏡面に送風できる位置に配設されており、好ましくは光源の冷却目的も兼ねて光源２０１にも送風できる位置に配設されているのがよい。
【００３０】
次に、動作モード時における第２ミラーの構成について説明する。図３は、動作モード状態における第２光学系ユニットの構成図である。
【００３１】
第２ミラー２０３は、リンク機構を介してソレノイド３０１の動作に連動するように構成されている。ソレノイド３０１は、第２光学系ユニット１０５の側板１０５ａに配設されており、画像読取が行われる動作モード時においては可動鉄心３０１ａが吸引された状態を維持している。なお、本実施形態のソレノイド３０１は、永久磁石が内蔵された、いわゆる自己保持型になっており、可動鉄心３０１ａを吸引させる時と吸引解除（すなわち突出）をさせる時にのみ電流を流すことにより動作する。すなわち、可動鉄心３０１ａが吸引されると、電源が遮断されても永久磁石の磁力による吸引力はそのまま継続される。そしてその吸引力を解除するためには、吸引時と逆の方向の電流を印加することで解除することができる。
【００３２】
ソレノイド３０１と第２ミラー２０３とを連結するリンク機構は、アーム３０２及び第２ミラー取付板３０３から構成されている。アーム３０２は、Ｌ字形に屈曲されており、その屈曲部３０２ａにおいて前記側板１０５ａに回転可能に軸支されている。アーム３０２の一端部３０２ｂは、前記ソレノイド３０１の可動鉄芯３０１ａとピン結合されている。これにより、アーム３０２は、可動鉄芯３０１ａの動作（吸引又は突出）に応じて屈曲部３０２ａを軸にして回転することができる。また、アーム３０２の他端部３０２ｃは、第２ミラー取付板３０３とピン結合されている。
【００３３】
第２ミラー取付板３０３は、アーム３０２とピン結合された接合部３０３ａと、前記接合部３０３ａと一体に形成された回転軸３０３ｂと、第２光学系ユニット１０５の基板１０５ｂ上に固定されると供に前記回転軸３０３ｂを回転可能に保持する軸受部３０３ｃと、前記回転軸３０３ｂに一体に形成されたミラー取付部３０３ｄとから構成されている。
【００３４】
第２ミラー取付板３０３には、第２ミラー２０３が取り付けられており、動作モード時においては、第１ミラー２０２の鏡面に平行に対向、すなわち斜め下方４５度に傾いた状態で配設されている。また、第２ミラー取付板３０３には、例えばスポンジ等からなる緩衝部材３０４が設けられている。
【００３５】
第３ミラー取付板３０５は、前記基板１０５ｂの下面に、動作モード時における第２ミラー取付板３０３と９０度の角度を保って固着されている。第３ミラー取付板３０５には、第３ミラー２０４が取り付けられている。第３ミラー２０４の鏡面は、第２ミラー２０３の鏡面と９０度の角度を形成している。
【００３６】
以上のような構成により、動作モード時においては、第１ミラー２０２からの原稿反射光は、第２ミラー２０３に入射した後第３ミラー２０４に反射され、さらに第３ミラー２０４によって結像レンズ１０６を通って撮像素子１０７へと導かれる。このようにして、原稿の画像情報は、画像読取部１０１において読み取られ、画像データが生成される。
【００３７】
なお、このときファン２０５が動作しているため、第２及び第３ミラー２０３、２０４の鏡面に風が送られている。これにより、第２及び第３ミラー２０３、２０４の鏡面に塵、埃等が付着していても、風によって吹き飛ばすことができるため、光が塵に当たって乱反射を起こすことはない。したがって、第２及び第３ミラー２０３、２０４の鏡面は、原稿からの光を正確に撮像素子１０７へ導き、結果として原稿の画像データを正確に生成することができる。
【００３８】
次に、非動作モード時における第２ミラーの構成について説明する。図４は、非動作モード時における第２光学系ユニットの構成図である。
【００３９】
非動作モード時では画像読取は行われておらず、第１光学系ユニット及び第２光学系ユニットは、画像読取部１０１の左端部側、いわゆるホームポジションでそれぞれ待機している。
【００４０】
このような画像読取部が使用されていない非動作モード時では、ソレノイド３０１の可動鉄心３０１ａの吸引は解除されている。ソレノイド３０１の可動鉄心３０１ａの吸引を解除するためには、吸引時と逆の方向の電流を印加することで解除することができる。ソレノイド３０１の吸引が解除されると、その解除信号が、ファンの動作を制御する制御手段に送信される。解除信号を受信した制御手段は、ファンの動作が停止させる。
【００４１】
また、ソレノイド３０１の吸引が解除されると、第２ミラー２０３及び第２ミラー取付板３０３は、自重により回転軸３０３ｂを中心に第３ミラー２０５に接近する方向（時計回り）に回転する。
この第２ミラー取付板３０３の回転に連動して、アーム３０２も回転する。そして、さらにこのアーム３０２の回転に連動して、アーム３０２とピン結合されたソレノイド３０１の可動鉄心３０１ａが突出する。
【００４２】
第２ミラー取付板３０３に取り付けられた第２ミラー２０３は、３ミラー２０４に接近する方向に回転するが、第３ミラー２０４と僅かな間隙をおいて対向する位置までくると、回転は停止する。これは、緩衝部材３０４が、第２ミラー取付板３０３と第３ミラー取付部材３０５との間に挟まることで、第２ミラー取付板３０３が緩衝部材３０４を介して第３ミラー取付板３０５に支えられるからである。
【００４３】
したがって、この緩衝部材３０４により、第２及び第３ミラー２０３、２０４の鏡面が接触することはなく、鏡面同士が衝突して第２及び第３ミラー２０３、２０４が破損するのを防止することができる。また、緩衝部材３０４は、第２ミラー取付板３０３が第３ミラー取付板３０５に支持される際のショックを吸収する役割も有している。
【００４４】
このように、非動作モード時においては、ソレノイド３０１の吸引が解除されることで第２ミラー２０３は下方に回転し、第２及び第３ミラー２０３、２０４の各鏡面が互いに重なり合うように折り畳まれる。これにより、第２及び第３ミラー２０３、２０４の各鏡面に塵等が付着するのを防止することができる。この結果、反射光が、鏡面に付着した塵等により乱反射することはなく、画像読取部は正確な画像の読取を行うことができる。
【００４５】
尚、上述した実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００４６】
したがって、本実施形態では、第２ミラーを回転可能にして第３ミラーを固定させる構成としているが、互いの鏡面が重なり合うように折り畳まれることが可能であれば、特に限定はしない。例えば、第２ミラーを固定させて第３ミラーを回転可能とする構成にしてもよいし、また第２および第３ミラーの双方を回転可能とする構成にしてもよい。
【００４７】
また、ソレノイドを用いて第２ミラーを回転させているが、第２ミラーを回転させることができれば、特に機構には限定はせず、例えばモーター等を用いることも出来る。
【００４８】
次に、別の実施形態にかかる画像読取装置について説明する。上述の実施形態にかかる画像読取装置と共通する点については説明を省略し、主として異なる点について説明する。本実施形態の画像読取装置が、上述の実施形態と異なる点は、ミラーを折り畳む構成についてである。
【００４９】
図５は、本実施形態における第２光学系ユニットの構成図である。図５Ａは、動作モード状態における第２光学系ユニットの構成図である。図５Ｂは、非動作モード時における第２光学系ユニットの構成図である。
【００５０】
第２ミラー５０１は、動作モード時においては、鏡面が斜め下方向を傾くように配設されており、第１ミラーからの光を第３ミラー５０２に反射する。（図５Ａ）
また、第２ミラー５０１は、第２ミラー取付板５０３に取り付けられている。第２ミラー取付板５０３は、第２ミラー５０１が内側になる方向に折り畳み可能に構成されている。非動作モード時に、この第２ミラー取付板５０３を折り畳むことにより、第２ミラー５０１の鏡面は閉じられた状態となる。（図５Ｂ）
第３ミラー５０２は、動作モード時においては、鏡面が斜め上方向を傾くように配設されており、第２ミラー５０１からの光を撮像素子に反射する。
第３ミラー５０２は第３ミラー取付板５０４に取り付けられている。第３ミラー取付板５０４の構成は、第２ミラー取付板５０３と同様、折り畳み可能になっている。これにより、非動作モード時には、第２ミラー５０１と同様に、第３ミラー５０２の鏡面を重なるように折り畳ませることができる。
【００５１】
以上より、非動作モード時においては、第２ミラー５０１及び第３ミラー５０２の鏡面をそれぞれ閉じた状態にすることで、鏡面に塵等が付着するのを防止することができる。
【００５２】
なお、本実施形態では、第２ミラー５０１及び第３ミラー５０２の構成について説明したが、第１ミラーについても同様に、鏡面が重なるように折り畳ませ、鏡面が閉じた状態にさせることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明にかかる画像読取装置及び画像形成装置は、良好な画像を形成することができことが出来、複写機やプリンタ、ファクシミリ、複合機など様々な機器に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本実施形態の画像形成装置の概略構成図。
【図２】本実施形態の動作モード状態における画像読取部の概略構成図。
【図３】本実施形態の動作モード状態における第２光学系ユニットの構成図。
【図４】本実施形態の非動作モード状態における第２光学系ユニットの構成図。
【図５】別の実施形態における第２光学系ユニットの構成図。
【符号の説明】
【００５５】
１００ 複写機
１０１ 画像読取部
１０４ 第１光学系ユニット
１０５ 第２光学系ユニット
１０６ 結像レンズ
１０７ 撮像素子
２０１ 光源
２０２ 第１ミラー
２０３ 第２ミラー
２０４ 第３ミラー
２０５ ファン
３０１ ソレノイド
【出願人】 【識別番号】０００００６１５０
【氏名又は名称】京セラミタ株式会社
【出願日】 平成１８年６月２８日（２００６．６．２８）
【代理人】 【識別番号】１０００８３１７２
【弁理士】
【氏名又は名称】福井 豊明
【公開番号】 特開２００８−１１０００（Ｐ２００８−１１０００Ａ）
【公開日】 平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【出願番号】 特願２００６−１７７４７４（Ｐ２００６−１７７４７４）