トップ :: H 電気 :: H04 電気通信技術




【発明の名称】 画像読取装置及びこれを備えた画像形成装置
【発明者】 【氏名】東谷 勝弘

【要約】 【課題】点光源の光量を有効に利用して高い読取性能を得ることができる画像読取装置を提供すること。

【構成】原稿面に向かって光を出射するLED光源(点光源)22と、該LED光源22から出射される光を原稿面に導くための導光体23と、前記LED光源22から出射される光のうち前記導光体23を通過しない光(間接光)L’を原稿面に導くための反射板24と、原稿面で反射した反射光L”を読み取る光電変換素子を有する画像読取装置において、前記LED光源22を、該LED光源22からの光の出射方向が前記導光体23の中心光軸Oに対して前記反射板24側に角度θだけ傾斜するよう傾けて配置する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
原稿面に向かって光を出射する点光源と、該点光源から出射される光を原稿面に導くための導光体と、前記点光源から出射される光のうち前記導光体を通過しない光を原稿面に導くための反射板と、原稿面で反射した反射光を読み取る光電変換素子を有する画像読取装置において、
前記点光源を、該点光源からの光の出射方向が前記導光体の中心光軸に対して前記反射板側に傾斜するよう傾けて配置したことを特徴とする画像読取装置。
【請求項2】
前記点光源を前記導光体の中心光軸上に配置したことを特徴とする請求項1記載の画像読取装置。
【請求項3】
前記点光源を前記導光体の中心光軸から前記反射板側にオフセットした位置に配置したことを特徴とする請求項1記載の画像読取装置。
【請求項4】
原稿面に向かって光を出射する点光源と、該点光源から出射される光を原稿面に導くための導光体と、前記点光源から出射される光のうち前記導光体を通過しない光を原稿面に導くための反射板と、原稿面で反射した反射光を読み取る光電変換素子を有する画像読取装置において、
前記点光源を、前記導光体の中心光軸に対して平行に前記反射板側にオフセットした位置に配置したことを特徴とする画像読取装置。
【請求項5】
前記導光体をシリンダ型としたことを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の画像読取装置。
【請求項6】
前記請求項1〜5の何れかに記載の画像読取装置と、該画像読取装置によって読み取られた画像データに基づいて記録材上に画像を形成する画像形成手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、光によって原稿を走査して光電変換素子によって画像を読み取る画像読取装置とこれを備える複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
電子写真方式を採用する複写機やレーザービームプリンタ等の画像形成装置においては、コンタクトガラス上に載置された原稿を光走査して読み取る画像読取装置が設けられており、この画像読取装置によって読み取られた画像データに基づいて画像が画像形成手段によって用紙等の記録材上に形成される。ここで、画像形成手段には、感光ドラム、現像装置、転写装置、定着装置等の各種プロセス機器が含まれる。
【0003】
ところで、画像読取装置は、原稿面に向かって光を出射する点光源と、該点光源から出射される光を原稿面に導くための導光体と、前記点光源から出射される光のうち前記導光体を通過しない光を原稿面に導くための反射板と、原稿面で反射した反射光を読み取る光電変換素子を含んで構成されている。この種の原稿読取装置の点光源としてはLED等が使用されている。
【0004】
而して、LED等の点光源は、蛍光灯等の棒状光源に比して光量が少ないため、照射方向について十分な考慮を払わないと光量不足を招き易いという欠点を有している。
【0005】
そこで、複数のLEDを略直線上に配列して成るLEDアレイと、このLEDアレイから出射する光束をLEDの配列方向に対して垂直方向に集光させるレンズを用いることによって、点光源であるLEDの光量を有効に利用する提案がなされている(特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2004−157213号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1に記載された構成では、図6に示すように、LED光源122が導光体であるレンズ123の光軸O上に配置されるとともに、該LED光源122からの光の出射方向がレンズ123の光軸方向に一致していたため、LED光源122から図示の(α+β+γ)の角度範囲に出射された光のうち、レンズ123を通過しない間接光L’がレンズ123の両側に図示のβ,γの角度範囲に存在する。これらの間接光L’のうちβの角度範囲の光は、反射板124によって反射して画像読取位置Xに向けて照射されて画像の読み取りに供されるが、γの角度範囲の間接光L’は画像の読み取りに有効に利用されないため、LED光源122の光量の全てが有効に利用されず、画像の読取性能が低下するという問題があった。尚、LED光源122から出射されてレンズ123を通過するαの角度範囲の光を直接光Lと称する。又、図6において、121はコンタクトガラス、125はミラーである。
【0007】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、点光源の光量を有効に利用して高い読取性能を得ることができる画像読取装置とこれを備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、原稿面に向かって光を出射する点光源と、該点光源から出射される光を原稿面に導くための導光体と、前記点光源から出射される光のうち前記導光体を通過しない光を原稿面に導くための反射板と、原稿面で反射した反射光を読み取る光電変換素子を有する画像読取装置において、前記点光源を、該点光源からの光の出射方向が前記導光体の中心光軸に対して前記反射板側に傾斜するよう傾けて配置したことを特徴とする。
【0009】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記点光源を前記導光体の中心光軸上に配置したことを特徴とする。
【0010】
請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記点光源を前記導光体の中心光軸から前記反射板側にオフセットした位置に配置したことを特徴とする。
【0011】
請求項4記載の発明は、原稿面に向かって光を出射する点光源と、該点光源から出射される光を原稿面に導くための導光体と、前記点光源から出射される光のうち前記導光体を通過しない光を原稿面に導くための反射板と、原稿面で反射した反射光を読み取る光電変換素子を有する画像読取装置において、前記点光源を、前記導光体の中心光軸に対して平行に前記反射板側にオフセットした位置に配置したことを特徴とする。
【0012】
請求項5記載の発明は、請求項1〜4の何れかに記載の発明において、前記導光体をシリンダ型としたことを特徴とする。
【0013】
請求項6記載の発明は、前記請求項1〜5の何れかに記載の画像読取装置と、該画像読取装置によって読み取られた画像データに基づいて記録材上に画像を形成する画像形成手段を含んで画像形成装置を構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
請求項1〜4記載の発明によれば、点光源から出射された光のうち導光体を通過しない光(間接光)の殆どが反射板に向かい、該反射板によって反射して原稿面へと照射されて画像の読み取りに有効に利用されるため、点光源の光量の殆ど全てを有効に利用して高い読取性能を確保することができる。又、点光源の傾斜角又はオフセット量を適当に設定することによって、導光体を通過する直接光と導光体を通過しない間接光の光量の比率を7:3程度にすることができ、切り貼り原稿を読み取る際の段差部分の影の発生を防ぐことができる。
【0015】
請求項5記載の発明によれば、導光体をシリンダ型とすることによって、点光源からの光を副走査方向に集光させることができるとともに、該導光体の組立性を高めることができる。
【0016】
請求項6記載の発明によれば、画像読取装置によって高精度に読み取られた画像データに基づいて高質画像を安定的に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0018】
[画像形成装置]
図1は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのカラー複写機の正断面図である。
【0019】
図1に示すカラー複写機は、本体100の上部に本発明に係る画像読取装置20を備え、本体100の内部中央部には、画像形成手段を構成するマゼンタ画像形成ユニット1M、シアン画像形成ユニット1C、イエロー画像形成ユニット1Y及びブラック画像形成ユニット1BKが一定の間隔で一列に配置されている。
【0020】
画像形成手段である前記各画像形成ユニット1M,1C,1Y,1BKには、像担持体としてのドラム型電子写真感光体(以下、「感光ドラム」と称する)2a,2b,2c,2dがそれぞれ設置されている。そして、各感光ドラム2a〜2dの周囲には、一次帯電器3a,3b,3c,3d、現像装置4a,4b,4c,4d、一次転写手段としての転写ローラ5a,5b,5c,5d、ドラムクリーニング装置6a,6b,6c,6dがそれぞれ配置されている。
【0021】
前記感光ドラム2a〜2dは、ドラム状のアモルファスシリコン(α−Si)感光体であって、不図示の駆動装置によって図示矢印方向(図1において反時計方向)に所定のプロセススピードで回転駆動される。
【0022】
又、前記一次帯電器3a〜3dは、不図示の帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって各感光ドラム2a〜2dの表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。
【0023】
更に、前記現像装置4a〜4dは、マゼンタ(M)トナー、シアン(C)トナー、イエロー(Y)トナー、ブラック(BK)トナーをそれぞれ内蔵しており、各感光ドラム2a〜2d上に形成される各静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として現像(可視像化)するものであって、トナーが消費されて各現像装置4a〜4dでのトナー残量が一定値未満になったためにトナー補給信号が発せられると、トナー補給装置7a,7b,7c,7dから各現像装置4a〜4dに各色のトナーが補給される。尚、各トナー補給装置7a〜7dは、複写機本体100に対して着脱可能なカートリッジとして構成されている。
【0024】
又、一次転写手段としての前記転写ローラ5a〜5dは、各一次転写部(一次転写ニップ部)にて無端状の中間転写ベルト8を介して各感光ドラム2a〜2dに当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト8は、第2の像担持体を構成しており、二次転写対向ローラ9とテンションローラ10との間に張架されて各感光ドラム2a〜2dの上面側に走行可能に配置されている。又、前記二次転写対向ローラ9は、二次転写部(二次転写ニップ部)において中間転写ベルト8を介して二次転写ローラ11に当接可能に配置されている。尚、中間転写ベルト8の材質としては、例えばポリカーボネイト、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)等の誘電体樹脂が選定される。又、図示しないが、中間転写ベルト8の外側であって、且つ、テンションローラ10の近傍には、中間転写ベルト8の表面に残留する転写残トナーを除去するためのベルトクリーニング装置が設置されている。
【0025】
他方、複写機本体100の内部の各画像形成ユニット1M,1C,1Y,1BKの下方にはレーザースキャナユニット40が配置され、その下方の本体100の底部には給紙カセット50が着脱可能に設置されており、この給紙カセット50には複数枚の記録材Pが積層収納されている。そして、給紙カセット50の近傍には、給紙カセット50から記録材Pを1枚ずつ搬送パス12へと送り出すためのピックアップローラ13が設けられている。
【0026】
又、複写機本体100内の一側部に縦方向に配置された前記搬送パス12は、本体100の上面に設けられた排紙トレイ14まで延びており、その途中には給紙ローラ対15、レジストローラ対16、定着ローラ17aと加圧ローラ17bを有する定着装置17及び排紙ローラ対18が設けられている。
【0027】
次に、以上の構成を有するカラー複写機による画像形成動作について説明する。
【0028】
画像形成開始信号が発せられると、各画像形成ユニット1M,1C,1Y,1BKにおいて各感光ドラム2a〜2dが所定のプロセススピードで図1の矢印方向に回転駆動され、これらの感光ドラム2a〜2dは、一次帯電器3a〜3dによって正極性に一様に帯電される。又、レーザースキャナユニット40は、画像読取装置20によって読み取られた原稿画像の各色毎のカラー画像信号によって変調されたレーザー光をレーザー出力部41から出射し、そのレーザー光をレンズ42、複数のミラー43及びレンズ44を経て各感光ドラム2a〜2dの表面に投影し、各感光ドラム2a〜2d上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。
【0029】
そして、先ずマゼンタ画像形成ユニット1Mの感光ドラム2a上に形成された静電潜像に、該感光ドラム2aの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加された現像装置4aにより、マゼンタトナーを付着させて該静電潜像をマゼンタトナー像として可視像化する。このマゼンタトナー像は、感光ドラム2aと転写ローラ5aとの間の一次転写部において、トナーと逆極性の一次転写バイアスが印加された転写ローラ5aの作用によって、図示矢印方向に回転駆動されている中間転写ベルト8上に一次転写される。
【0030】
上述のようにしてマゼンタトナー像が一次転写された中間転写ベルト8は、次のシアン画像形成ユニット1Cヘと移動する。そして、シアン画像形成ユニット1Cにおいても、前記と同様にして、感光ドラム2b上に形成されたシアントナー像が一次転写部において中間転写ベルト8上のマゼンタトナー像上に重ね合わせて転写される。
【0031】
以下同様にして、中間転写ベルト8上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット1Y,1BKの感光ドラム2c,2d上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各一次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト8上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト8上に転写されないで各感光ドラム2a〜2d上に残留する転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置6a〜6dによって除去され、不図示の廃トナー搬送手段によって搬送されて各トナー供給装置7a〜7dに一体に形成されたトナー回収容器に廃トナーとして回収される。
【0032】
他方、給紙カセット50からは1枚の記録材Pがピックアップローラ13及び給紙ローラ対15によって搬送パス12へと送り出され、この記録材Pは、中間転写ベルト8上のフルカラートナー像の先端が二次転写対向ローラ9と二次転写ローラ11間の二次転写部に達するタイミングに合わせて、レジストローラ対16によって二次転写部へと搬送される。
【0033】
そして、二次転写部に搬送された記録材Pに、トナーと逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラ11によって形成される転写電界の作用によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト8から記録材P上に一括して二次転写される。
【0034】
而して、フルカラーのトナー像が転写された記録材Pは、除電処理されて中間転写ベルト8から静電分離された後、定着装置17へと搬送される。定着装置17においては、定着ローラ17aと加圧ローラ17bとの間の定着ニップ部でフルカラーのトナー像が加熱及び加圧されて記録材Pの表面に熱定着され、トナー像の定着を受けた記録材Pが排紙ローラ対18によって排紙トレイ14上に排出されることによって一連の画像形成動作が完了する。尚、記録材P上に転写されないで中間転写ベルト8上に残留する二次転写残トナーは、不図示のベルトクリーニング装置によって除去され、不図示の廃トナー搬送手段によって搬送されて不図示のトナー回収容器に廃トナーとして回収される。
【0035】
[画像読取装置]
次に、本発明に係る前記画像読取装置20の構成の詳細を添付図面に基づいて説明する。
【0036】
<実施の形態1>
図2は本発明に係る画像読取装置の正断面図、図3は同画像読取装置の照明系の構成を示す正断面図(図2のA部拡大詳細図)である。
【0037】
本発明に係る画像読取装置20は、図2に示すように、不図示の原稿が載置される透明なコンタクトガラス21と、該コンタクトガラス21上に載置された不図示の原稿の原稿面を読み取る画像読取位置Xに向かって光を出射する点光源であるLED22光源と、該LED光源22から出射される光を画像読取位置Xに導くためのシリンダ型の導光体23と、LED光源22から出射される光のうち前記導光体24を通過しない間接光L’を画像読取位置Xに集光させるための凹曲面状の反射板24と、画像読取位置Xで反射した反射光L”を更に反射させてその方向を変更する複数のミラー25,26,27と、反射光L”を集光するレンズ28と、該レンズ28によって集光された反射光L”を読み取る光電変換素子(CCD)29を含んで構成されている。尚、LED光源22から出射されて導光体23を通過する光Lを間接光L’に対して直接光と称する。
【0038】
而して、本実施の形態は、図3に示すように、LED光源22を、導光体23の中心光軸O上に配置するとともに、該LED光源22からの光の出射方向が導光体23の中心光軸Oに対して反射板24側に図示の角度θだけ傾斜するよう傾けて配置したことを特徴とする。ここで、導光体23の中心光軸Oとは、導光体23の幅方向中心を通って画像読取位置Xに向かう中心線と定義される。
【0039】
本実施の形態においては、上述のようにLED光源22を、その光の出射方向が中心光軸Oに対して反射板24側に角度θだけ傾斜するよう傾けて配置したため、該LED光源22から出射された光のうち導光体23を通過しない間接光L’の殆どが反射板24に向かい、該反射板24によって反射して画像読取位置Xへと照射されて画像の読み取りに有効に利用される。このため、LED光源22の光量の殆ど全てを有効に利用することができ、この結果として当該画像読取装置20に高い読取性能を確保することができる。
【0040】
ところで、画像読取位置Xでの集光状態は、機械的寸法のバラツキ等を考慮し、3〜4mm程度の幅で可能な限り均一で且つ照度が高いことが望まれる。
【0041】
又、LED光源22から出射される光のうち、導光体23を通過する直接光Lと導光体23を通過しない間接光L’の光量の比率は5:5が望ましいが、少なくとも7:3程度に設定する必要がある。
【0042】
而して、本実施の形態では、LED光源22の傾斜角θを約10°に設定することによって、導光体23を通過する直接光Lと導光体23を通過しない間接光L’の光量の比率を7:3程度にすることができ、これによって切り貼り原稿を読み取る際の段差部分の影の発生を防ぐことができる。
【0043】
又、本実施の形態では、シリンダ型の導光体23を使用したため、LED光源22から出射される光を副走査方向に集光させることができるとともに、該導光体23の組立性を高めることができる。
【0044】
<実施の形態2>
次に、本発明の実施の形態2を図4に基づいて説明する。
【0045】
図4は本実施の形態に係る画像読取装置の照明系の構成を示す正断面図であり、本図においては図3に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。
【0046】
本実施の形態は、LED光源22を、導光体22の中心光軸Oに対して平行に反射板24側に図示のeだけオフセットした位置に配置したことを特徴とする。
【0047】
而して、本実施の形態では、上述のようにLED光源22を、導光体22の中心光軸Oに対して平行に反射板24側に図示のeだけオフセットした位置に配置したため、LED光源22から出射された光のうち導光体23を通過しない間接光L’の殆どが反射板24に向かい、該反射板24によって反射して画像読取位置Xへと照射されて画像の読み取りに有効に利用される。このため、LED光源22の光量の殆ど全てを有効に利用することができ、この結果として当該画像読取装置20に高い読取性能を確保することができる。 又、本実施の形態では、LED光源22のオフセット量eを約1.5mm程度に設定することによって、導光体23を通過する直接光Lと導光体23を通過しない間接光L’の光量の比率を7:3程度にすることができ、これによって切り貼り原稿を読み取る際の段差部分の影の発生を防ぐことができる。
【0048】
<実施の形態3>
次に、本発明の実施の形態3を図5に基づいて説明する。
【0049】
図5は本実施の形態に係る画像読取装置の照明系の構成を示す正断面図であり、本図においては図3及び図4に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。
【0050】
本実施の形態は、前記実施の形態1と実施の形態2を組み合わせたものであって、LED光源22を、導光体23の中心光軸Oから反射板24側に図示のe’だけオフセットした位置に、該LED光源22からの光の出射方向が導光体23の中心光軸Oに対して反射板24側に図示の角度θ’だけ傾斜するよう傾けて配置したことを特徴とする。
【0051】
而して、本実施の形態においても、LED光源22から出射された光のうち導光体23を通過しない間接光L’の殆どが反射板24に向かい、該反射板24によって反射して画像読取位置Xへと照射されて画像の読み取りに有効に利用されるため、LED光源22の光量の殆ど全てを有効に利用することができるという効果の他、前記実施の形態1,2と同様の効果が得られる。
【0052】
尚、以上は本発明を特にカラー複写機に適用した形態について説明したが、本発明は、カラー複写機のみならず、モノクロ複写機、その他任意の画像形成装置に対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0053】
【図1】本発明に係る画像形成装置(カラー複写機)の正断面図である。
【図2】本発明に係る画像読取装置の正断面図である。
【図3】本発明の実施の形態1に係る画像読取装置の照明系の正断面図(図2のA部拡大詳細図)である。
【図4】本発明の実施の形態2に係る画像読取装置の照明系の正断面図である。
【図5】本発明の実施の形態3に係る画像読取装置の照明系の正断面図である。
【図6】従来の画像読取装置の照明系の正断面図である。
【符号の説明】
【0054】
1M,1C,1Y,1BK 画像形成ユニット
2a,2b,2c,2d 感光ドラム(像担持体)
3a,3b,3c,3d 一次帯電器
4a,4b,4c,4d 現像装置
5a,5b,5c,5d 転写ローラ(転写手段)
6a,6b,6c,6d ドラムクリーニング装置
7a,7b,7c,7d トナー補給装置
8 中間転写ベルト(像担持体)
9 二次転写対向ローラ
10 テンションローラ
11 二次転写ローラ(転写手段)
12 搬送パス
13 ピックアップローラ
14 排紙トレイ
15 給紙ローラ対
16 レジストローラ対
17 定着装置
17a 定着ローラ
17b 加圧ローラ
18 排紙ローラ対
20 画像読取装置
21 コンタクトガラス
22 LED光源(点光源)
23 導光体
24 反射板
25〜27 ミラー
28 レンズ
29 光電変換素子(CCD)
40 レーザースキャナユニット
50 給紙カセット
100 複写機本体
e,e’ LED光源のオフセット量
L 直接光
L’ 間接光
L” 反射光
O 導光体の中心光軸
P 記録材
X 画像読取位置
θ,θ’ LED光源の傾斜角
【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7月27日(2006.7.27)
【代理人】 【識別番号】100092853
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 亮一


【公開番号】 特開2008−35043(P2008−35043A)
【公開日】 平成20年2月14日(2008.2.14)
【出願番号】 特願2006−204463(P2006−204463)