CN1237403C

CN1237403C - 图像阅读装置和成像设备

Info

Publication number: CN1237403C
Application number: CNB011328282A
Authority: CN
Inventors: 渡边吉章
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-07-21
Filing date: 2001-07-20
Publication date: 2006-01-18
Anticipated expiration: 2021-07-20
Also published as: US20020015604A1; CN1992771A; CN1992771B; CN1337603A; JP2002044323A; US6728511B2

Abstract

本发明公开了图像阅读装置和成像设备。成像设备包括：图像阅读装置，用于阅读一个原稿上的图像，图像阅读装置具有一个用于放置原稿的原稿放置部分和原稿扫描装置，原稿扫描装置在扫描方向上从一个扫描起始位置沿着所述原稿放置部分移动；用于支承所述图像阅读装置的支承装置；成像装置，用于根据图像阅读装置所阅读的图像信息在一个记录纸张上形成图像；以及一个输送部分。按本发明，图像阅读装置在扫描方向上扫描起始位置一侧被支承的区域的面积大于所述图像阅读装置在与扫描起始位置一侧相对的另一侧被支承的区域的面积。根据本发明可以得到稳定的图像输出。

Description

图像阅读装置和成像设备

技术领域

本发明涉及图像阅读装置和具有图像阅读部分和成像部分的成像设备。

背景技术

常规成像设备在图像阅读部分与成像部分之间设置一个空间，该空间用于叠放其上形成有图像的纸张。图8表示这种常规设备的实例。这种设备不需要在设备侧面设置用于叠放其上形成有图像的纸张的纸盘，其优点是可减小设备占用的空间。

在图8中，在成像设备2200的设备主体A′的上侧设有图像阅读部分B′、在主体A′的下侧设有成像部分C′。该图像阅读部分B′用作阅读图书原稿的图像信息的图像阅读装置，而成像部分C′用作成像装置。纸张层架D′设置在成像部分C′的下面，于是成像部分C′和纸张层架D′构成成像区。

该图像阅读部分B′由扫描系统光源2201、稿台玻璃板2202、可打开和封闭扫描主体E′的原稿压板2203、反射镜2204、透镜2205、光接收元件(光电元件)2206、及图像处理部分等组成。

带有由成像部分C′形成的调色剂图像的纸张被叠放在设备内侧的输送部分2120上(这种输送方法下文称作“主体内输送”)。

在主体内输送系统中，一些已知的框架结构在图像阅读部分与成像部分之间提供一个空间。例如，公开号为JP 5-197225的专利申请叙述了一种成像设备(见图9)，其中，图像阅读部分以两个角(301、302)被支承在纸张取出部分300的后侧上。日本专利号为JP 2688458的专利叙述了一种成像设备(见图10)，其中，图像阅读部分以两个角(401、402)支承在成像部分顶部的对角线上。公开号为JP 8-340414的专利申请叙述了一种成像设备(见图11)，其中，扫描器部件以四个角(501、502、503、504)被支承在打印机部件的顶部。

不过，上述框架结构存在各自的缺陷。例如，在公开号为JP 5-197225的专利申请的成像设备(见图9)中，支柱只设置在两个位置(在两角)。所以，当压板和类似图像阅读部分的部件被从上面强力地压靠厚的图书或类似的原稿时，支承图像阅读部分的支柱可能会产生塑性变形。另一方面，在公开号为JP 8-340414的专利申请的成像设备(见图11)中，只允许从前侧取出纸张。因此，当在A3纸张或较长的纸张上打印、或从主体内输送部分取出较窄的纸张时，操作者必需中途停止他或她的工作，这会给操作者增加负担。

为了解决上述问题，提出了图12所示的又一种成像设备600。该成像设备600只在其左前角601处提供空间，于是可防止该支柱的塑性变形、并提高纸张的可移动性。

在图12的设备中，原稿阅读部分的框架和框架的内装部件、即第一反射镜单元(第一扫描光学系统)631和第二反射镜单元(第二扫描光学系统)632、633被支承在三个点。换言之，只有设置在框架三个角的三个支柱支承该框架和内装部件。因此，当从上向下推动框架时、框架会产生如图12所示的从实线位置到点划线位置的扭曲或变形，进而该变形易使引导光学系统进入操作的导轨平面产生变形。其结果如图13A所示，由点划线表示的光路(它采用端点c和d)形成在反射镜单元的后侧，而由实线表示的光路(它采用端点a和b)形成在反射镜单元的前侧。图13B表示两个光路的三维图。

如果应该彼此基本平行的光路相互扭曲，则与理想的输出图像(图14A)相比、输出图像(图14B)会产生直角像差(畸变)。于是难以有效地保证图像形成的精度。

发明内容

本发明的目的是即使在图像阅读部分偏斜时也能避免光路在成像设备内变形，图像阅读部分与成像部分分离、以便在图像阅读部分与成像部分之间传送记录介质。

为实现上述目的，按本发明首先提供了这样一种图像阅读装置，包括：一个原稿放置部分，其上用来放置一个原稿；原稿扫描装置，它在扫描方向上从一个扫描起始位置沿着所述原稿放置部分移动，用于阅读放置在所述原稿放置部分上的原稿的图像；以及用于支承所述图像阅读装置的支承装置；其特征在于：所述图像阅读装置在扫描方向上扫描起始位置一侧被支承的区域的面积大于所述图像阅读装置在与扫描起始位置一侧相对的另一侧被支承的区域的面积。

为实现上述目的，按本发明提供了又一种图像阅读装置，包括：一个原稿放置部分，其上用来放置一个原稿；原稿扫描装置，它在扫描方向上从一个扫描起始位置沿着所述原稿放置部分移动，用于阅读放置在所述原稿放置部分上的原稿的图像；以及用于支承所述图像阅读装置的支承装置；其特征在于：所述支承装置在扫描方向上扫描起始位置一侧的支承区域的机械强度大于所述支承装置在扫描方向上与上述扫描起始位置一侧相对的另一侧的支承区域的机械强度。

为实现上述目的，按本发明还提供了这样一种成像设备，包括：图像阅读装置，用于阅读一个原稿上的图像，所述图像阅读装置具有一个用于放置原稿的原稿放置部分和原稿扫描装置，所述原稿扫描装置在扫描方向上从一个扫描起始位置沿着所述原稿放置部分移动；用于支承所述图像阅读装置的支承装置；成像装置，用于根据所述图像阅读装置所阅读的图像信息在一个记录纸张上形成图像；以及一个输送部分，带有由所述成像装置形成的图像的记录纸张被输送到该输送部分上，所述输送部分位于所述图像阅读装置和所述成像装置之间；其特征在于：所述图像阅读装置在扫描方向上扫描起始位置一侧被支承的区域的面积大于所述图像阅读装置在与扫描起始位置一侧相对的另一侧被支承的区域的面积。

为实现上述目的，按本发明又提供了这样一种成像设备，包括：图像阅读装置，用于阅读一个原稿上的图像，所述图像阅读装置具有一个用来放置原稿的原稿放置部分和原稿扫描装置，所述原稿扫描装置在扫描方向上从一个扫描起始位置沿着所述原稿放置部分移动；用于支承所述图像阅读装置的支承装置；成像装置，用于根据所述图像阅读装置所阅读的图像信息在一个记录纸张上形成图像；以及一个输送部分，带有由所述成像装置形成的图像的记录纸张被输送到该输送部分上，所述输送部分位于所述图像阅读装置和所述成像装置之间；其特征在于：所述支承装置在扫描方向上扫描起始位置一侧的支承区域的机械强度大于所述支承装置在扫描方向上与上述扫描起始位置一侧相对的另一侧的支承区域的机械强度。

附图说明

以下结合附图所作的实施例说明将使本发明的其它目的变得更为清楚。

图1是表示本发明第一实施例的成像设备中的主要部件结构的侧面剖视示意图；

图2是表示本发明第一实施例的成像设备中的第一和第二光学系统结构的透视示意图；

图3是说明本发明第一实施例的复印机中的图像阅读部分中的光路透视图；

图4A和4B是表示形成在本发明第一实施例的成像设备中的理想光路的示意图；

图5是表示当力从上方施加到图像阅读部分、即施加到本发明第一实施例的成像设备的部件时、将在框架上产生怎样变形的透视示意图；

图6A和6B是表示形成在本发明第一实施例的成像设备内的光路的示意图；

图7是表示本发明第二实施例的成像设备主结构的侧视示意图；

图8是表示常规成像设备内部结构的侧面剖视示意图；

图9是表示常规成像设备外观的透视示意图；

图10是表示另一个常规成像设备外观的透视示意图；

图11是表示又一个常规成像设备外观的透视示意图；

图12是表示再一个常规成像设备外观的透视示意图；

图13A和13B是说明形成在常规成像设备内的光路的示意图；

图14A和14B是表示可打印区的平面图。

具体实施方式

(第一实施例)

现在结合附图说明应用本发明第一实施例的复印机。

图1是表示本发明第一实施例的复印机内部结构的侧面剖视示意图。

复印机100包括：主体A；图像阅读部分B，它作为主体A的一部分设置在上部、并用作从图书原稿阅读图像信息的图像阅读装置；成像部分C，它设置在图像阅读部分B的下部、并用作成像装置；纸张层架D，它设置在成像部分C的下部。

如图1所示，图像阅读部分B包括：扫描系统光源201；稿台玻璃板202；原稿压板203，它能开启和关闭扫描主体E；反射镜204；透镜205；光接收元件(光电元件)206；图像处理部分等。在操作中，图书或纸形原稿、例如书、厚的硬纸板或卷曲的硬纸板以其载像表面向下地被放置在稿台玻璃板202上，操作者将原稿压板203压靠原稿的背面而使原稿处于静止状态。

如图2和3所示，图像阅读部分B具有用于扫描原稿全页面积的第一扫描光学系统21、和用于扫描该第一扫描光学系统21所扫描面积一半的第二扫描光学系统22。在操作中，CCD单元通过光路阅读原稿侧面数据，在CCD单元中装有透镜205和光接收元件(CCD芯片)206。光路分别通过设置在第二扫描光学系统22(第二反射镜单元)中的第三和第二反射镜33和32、以及设置在第一扫描光学系统21(第一反射镜单元)中的第一反射镜31。由光接收元件206检测到的原始的图像信息在图像处理部分中进行处理、并转换成电信号，该电信号被传送到激光扫描器111。

在图1所示的图像阅读部分B的左侧上设置用于第一和第二扫描光学系统21和22的起始位置HP。

应注意，当图像处理部分所处理的信号输入激光扫描器111时、成像设备主体A用作复印机，而当从计算机输入信号时、成像设备主体A用作打印机。

当从另一个传真机接收信号、或将图像处理部分处理的信号发送给另一个传真机时，成像设备主体A还可用作传真机。

另一方面，纸盒单元1安装在成像部分C的下部。该纸盒单元1包括作为一个供纸单元的下纸盒1a和上纸盒1b。在这个实施例中，该设备具有两个供纸单元U1和U2、即总共安装有四个纸盒。

上供纸单元U1可拆卸地安装在设备主体A，而下供纸单元U2可拆卸地安装在纸张层架D。

在操作中，保存在纸盒1a和1b中的纸张被拉出、分离、并由下文将说明的作为供纸转动件的搓纸辊3一张一张地被输送。每一张纸由传送辊传送到对准辊，对准辊使纸张与成像处理同步地被传送到成像部分C中。

除了上述的纸盒1，手动供纸盘10设置在设备主体A的侧面。在手动供纸时，盘10中的每一张纸S由手动供纸辊11拉出、并输送到对准辊。成像部分C包括：电摄影感光鼓112；激光扫描器(图像写入光学系统)111；显影装置114和转印充电器115。

在操作中，充电器对感光鼓112的表面进行均匀充电，与图像信息相对应的激光束从激光源发出、并由激光扫描器(图像写入光学系统)111对感光鼓112的表面进行扫描以形成潜像。显影装置114使潜像变为调色剂图像，转印充电器115将调色剂图像转印到由对准辊以与感光鼓112的转动同步传送的纸张的第一侧面上。

成像部分C还包括定影装置118和排出辊119。带有调色剂图像的纸张被传送到定影装置118，定影装置118通过施加热量和压力而将调色剂图像定影在纸张表面。之后，排出辊119将纸张叠放在位于设备内的排出部分120。

图4A和4B示出了上述结构中的理想光路。当第一扫描光学系统21移动到接近第二扫描光学系统22时、形成如图4A所示的光路，而当第一扫描光学系统21离开第二扫描光学系统22时、形成如图4B所示的光路。

如相关技术所述，操作员常常依靠在成像设备的顶部以便按压该成像设备。

在这种情况下，如果图像阅读部分B的框架使空间处在四个角中的一个角，则从上侧观看时、框架会出现图5所示的变形。

换言之，当高的压力被施加在原稿压板203上时(见图1)，则压板203会接触并磨损第一和第二反射镜单元。结果，沿水平方向线性设置的用作移动相应反射镜单元的轨道的导轨构件(未示出)将产生轻微变形。更具体地说，位于后侧的导轨构件变形极小，位于前侧的导轨构件只在起始位置HP附近轻微地变形。另外，扫描器框架在中空部分被显著地弯曲。于是，如图6A和6B所示，实线所示的光路形成在后侧，而点划线所示的光路形成在前侧。

当第一和第二反射镜单元接近该起始位置时，两个反射镜单元相互靠近。这种情况下，形成的光路如图6A所示。

另一方面，当第一和第二反射镜单元离开该扫描启动位置(起始位置)时，两个反射镜单元相互分离。这种情况下，形成的光路如图6B所示。

换言之，如图6A所示，当两个反射镜单元比较靠近起始位置时，它们处在图像阅读部分B的主体(框架)可能产生较小变形的位置。因此，即使从外部(从上方)压靠成像设备，所形成的光路也能接近理想光路。

另一方面，如图6B所示，当两个反射镜单元相对地远离该起始位置时，第一反射镜单元处在图像阅读部分B的主体(框架)可能产生较大变形的位置。如果从第一反射镜单元的理想对准位置的偏移量是P，则第二反射镜单元的偏移量变为P/2。在这种情况下，尽管光路不是图6B所示的理想光路，但是原稿阅读位置变得与理想光路的原稿阅读位置相同，因此可得到如图14A所示的正确图像。

成像设备设有第一扫描光学系统，该第一扫描光学系统沿原稿表面一个方向往复运动以扫描来自原稿的反射光。成像设备还设有第二扫描光学系统，该第二扫描光学系统沿同一方向、以第一扫描光学系统移动的一半距离、与第一扫描光学系统的往复运动同步地移动。另外，成像设备具有用于引导来自第一扫描光学系统的扫描范围内原稿的反射光的光学系统。该反射光经过第一和第二扫描光学系统最终到达该阅读装置。包括上述光学系统的图像阅读部分至少被支承在扫描起始侧的两个点和扫描光学系统移动方向上的一个点上。所以，即使图像阅读部分被偏离或倾斜，对于最终图像的影响也很小。

除了第一和第二扫描光学系统，该光学系统还包括其它部件。这些部件包括将各光学系统设置在轨道上以保持各光学系统的停止位置和在操作状态下保持一个光学系统与其它光学系统相对位置以及保持光学系统状态(attitude)和结构的部件、以及构成框架的部件等。

在上述结构中，即使光导轨平面因压力沿它们的自重方向施加在被支承在中空部分上方的光学系统(框架)而产生变形，由第一和第二扫描光学系统结构所确定的光路也不会出现明显的变化，因此可保持理想的轨迹(理想光路)。

换言之，由于光学系统设置在框架中的适当位置、第一和第二扫描光学系统可补偿彼此的不对准度，所以能够得到理想(稳定)的输出图像、即能够保持成像操作的可靠性。

应当注意，只要图像阅读部分至少被支承在由扫描光学系统起始位置侧的两个角和设备后侧的一个角所构成的三个点上，则扫描光学系统可由一个或两个支柱和壁支承、以补偿彼此的不对准度。支柱的更大用途是扩展空间、以便易于处理叠放的纸张，而壁部是坚固的。

成像设备可设置成这样，即扫描光学系统的扫描起始点位于左侧、用于主体内输送的开口部分被设置在右前侧上方。在这种情况下，该成像设备可便利地用于那些多数人或操作员通常以右手从右侧取出纸张的国家和地区。

(第二实施例)

下面将针对与第一实施例的不同点说明第二实施例。

第二实施例的成像设备可看作第一实施例的成像设备的结构的改进。如图7所示意说明的那样，当施加的较大压力使框架塑性变形时，位于打印机内的β部分撞击位于图像阅读部分中的α部分(挡块)。另一方面，当操作员取出主体中输送的纸张时，未示出的推动装置使图像阅读部分返回到预定位置。这种挡块结构可控制因从成像设备上方施加压力所导致的图像阅读部分变形、使该变形处在使图像阅读部分能够弹性恢复的程度。

另外，偏移避免装置最好包括：操作允许装置和操作停止装置，该操作允许装置用于使框架结构弹性地承受沿其自重方向的压靠力、允许光学系统沿加压方向操作；操作停止装置，用于在加压方向的操作量一旦达到预定范围则立刻停止该光学系统的操作。

如图1所示，传感器S100检测图像阅读部分B的偏移量。当偏移量超过预定量时，作为操作停止装置的CPU 1000即停止反射镜204的操作。

如上所述，本发明可实现以下效果：

(1)即使当在一点上施加压力而使扫描器框架变形时、激光束仍能通过同一光路，于是可保持良好的打印精度。

(2)主体输送框架可使结构简单、且不需要很大的刚度。

(3)由于结构简单，所以可减轻框架重量，于是便于成像设备的运输。

(4)简单的结构还可降低框架的成本。

(5)挡块结构的设置可防止塑性变形。

(6)可改善纸张的取出操作。

应当注意，除非有具体地说明，各部件的尺寸、材料、形状、和相对于其它部件的位置并不限定于上述实施例。

Claims

1.一种图像阅读装置，包括：

一个原稿放置部分，其上用来放置一个原稿；

原稿扫描装置，它采用多个以不同速度运动的反射镜来扫描原稿，并在在扫描方向上从一个扫描起始位置沿着所述原稿放置部分移动，用于阅读放置在所述原稿放置部分上的原稿的图像；以及

用于支承所述图像阅读装置的支承装置，

其特征在于：所述图像阅读装置在扫描方向上扫描起始位置一侧被支承的区域的面积大于所述图像阅读装置在与扫描起始位置一侧相对的另一侧被支承的区域的面积。

2.如权利要求1所述的图像阅读装置，其特征在于，所述原稿扫描装置包括：

一个第一扫描光学系统，能沿着所述原稿放置部分移动；以及

一个第二扫描光学系统，能以比所述第一扫描光学系统的速度低的速度移动，从而把来自所述第一扫描光学系统的光导向一个光接收部分。

3.如权利要求2所述的图像阅读装置，其特征在于：所述第二扫描光学系统基本上以所述第一扫描光学系统的速度一半的速度移动。

4.如权利要求1所述的图像阅读装置，其特征在于：所述图像阅读装置在扫描起始位置一侧在垂直于上述扫描方向的方向上的其相对的端部处得到支承，以及所述图像阅读装置在与扫描起始位置一侧相对的另一侧在垂直于上述扫描方向的方向上的其一个端部处得到支承。

5.一种图像阅读装置，包括：

一个原稿放置部分，其上用来放置一个原稿；

用于支承所述图像阅读装置的支承装置，

其特征在于：所述支承装置在扫描方向上扫描起始位置一侧的支承区域的机械强度大于所述支承装置在扫描方向上与上述扫描起始位置一侧相对的另一侧的支承区域的机械强度。

6.如权利要求5所述的图像阅读装置，其特征在于，所述原稿扫描装置包括：

7.如权利要求6所述的图像阅读装置，其特征在于：所述第二扫描光学系统基本上以所述第一扫描光学系统的速度一半的速度移动。

8.如权利要求5所述的图像阅读装置，其特征在于：在扫描起始位置一侧的支承区域的面积大于在与上述扫描起始位置一侧相对的另一侧的支承区域的面积。

9.如权利要求5所述的图像阅读装置，其特征在于：所述图像阅读装置在扫描起始位置一侧在垂直于上述扫描方向的方向上的其相对的端部处得到支承，以及所述图像阅读装置在与扫描起始位置一侧相对的另一侧在垂直于上述扫描方向的方向上的其一个端部处得到支承。

10.一种成像设备，包括：

图像阅读装置，用于阅读一个原稿上的图像，所述图像阅读装置具有一个用于放置原稿的原稿放置部分和原稿扫描装置，所述原稿扫描装置采用多个以不同速度运动的反射镜来扫描原稿，并在在扫描方向上从一个扫描起始位置沿着所述原稿放置部分移动；

用于支承所述图像阅读装置的支承装置；

成像装置，用于根据所述图像阅读装置所阅读的图像信息在一个记录纸张上形成图像；以及

一个输送部分，带有由所述成像装置形成的图像的记录纸张被输送到该输送部分上，所述输送部分位于所述图像阅读装置和所述成像装置之间，

11.如权利要求10所述的成像设备，其特征在于，所述原稿扫描装置包括：

12.如权利要求11所述的成像设备，其特征在于：所述第二扫描光学系统基本上以所述第一扫描光学系统的速度一半的速度移动。

13.如权利要求10所述的成像设备，其特征在于：所述图像阅读装置在扫描起始位置一侧在垂直于上述扫描方向的方向上的其相对的端部处得到支承，以及所述图像阅读装置在与扫描起始位置一侧相对的另一侧在垂直于上述扫描方向的方向上的其一个端部处得到支承。

14.如权利要求10所述的成像设备，其特征在于，它还包括偏移避免装置，用于避免所述图像阅读装置的偏移。

15.如权利要求10所述的成像设备，其特征在于，它还包括操作停止装置，用于在所述图像阅读装置的偏移量在一预定范围内时，停止所述图像阅读装置的图像阅读操作。

16.一种成像设备，包括：

图像阅读装置，用于阅读一个原稿上的图像，所述图像阅读装置具有一个用来放置原稿的原稿放置部分和原稿扫描装置，所述原稿扫描装置采用多个以不同速度运动的反射镜来扫描原稿，并在在扫描方向上从一个扫描起始位置沿着所述原稿放置部分移动；

用于支承所述图像阅读装置的支承装置；

17.如权利要求16所述的成像设备，其特征在于，所述原稿扫描装置包括：

18.如权利要求17所述的成像设备，其特征在于：所述第二扫描光学系统基本上以所述第一扫描光学系统的速度一半的速度移动。

19.如权利要求16所述的成像设备，其特征在于：在扫描起始位置一侧的支承区域的面积大于在与上述扫描起始位置一侧相对的另一侧的支承区域的面积。

20.如权利要求16所述的成像设备，其特征在于：所述图像阅读装置在扫描起始位置一侧在垂直于上述扫描方向的方向上的其相对的端部处得到支承，以及所述图像阅读装置在与扫描起始位置一侧相对的另一侧在垂直于上述扫描方向的方向上的其一个端部处得到支承。

21.如权利要求16所述的成像设备，其特征在于，它还包括偏移避免装置，用于避免所述图像阅读装置的偏移。

22.如权利要求16所述的成像设备，其特征在于，它还包括操作停止装置，用于在所述图像阅读装置的偏移量在一预定范围内时，停止所述图像阅读装置的图像阅读操作。