JP2001134030A - 光学読取装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 キャビネットの高さ方向を極力小さくすると
ともに、操作性に優れた多機能型画像形成装置を提供す
る。 【解決手段】 光学読取装置を上部に搭載する画像形成
装置であって、前記光学読取装置は、プラテンガラスと
原稿面に光を照射するための光源手段と、前記原稿から
の反射光を受光して電気信号に変換するための光電変換
手段と、前記反射光を前記光電変換手段に導くための光
路手段と、一方の端側より他方の端側がより厚く形成さ
れたハウジングと、により構成され、前記画像形成装置
は、画像形成シートを排出するシート排出手段と、該シ
ート排出手段から排出された画像形成シートを受入れて
積み重ねる排出トレイとを収納するキャビネットを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原稿面を光学的に
スキャニングして読み取るための光学読取装置、及び光
学読取装置をその上部に搭載して電子式複写機能及び外
部から印字データを受信して印字機能等を具備する画像
形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子技術及び光学技術の急速な進
展に伴なって、光学読取装置及び画像形成装置の高品質
化、多機能化及び小型化が図られてきた。

【０００３】光学読取装置において、原稿面を光学的に
精緻に読み取るためにスキャニング・ピッチはより細分
化され、光学読み取り信号を電気信号に変換するための
光電変換手段であるＣＣＤセンサはより多くの画素数を
持つ高解像度仕様のものが用いられるに至っている。ま
た、このような光学読取装置を搭載する画像形成装置
は、複写機能のみならず、ファクシミリ機能及び外部の
パーソナル・コンピュータ等のデータ処理装置から印字
データを受信してこれを印字するプリンタ機能を併せ持
つようになった。さらに、光学読取装置によって取得し
たイメージ・データをパーソナルコンピュータ等のデー
タ処理装置に送出する機能も必要とされるに至ってい
る。このように一台の画像形成装置に、これら４役の機
能を併有させることによって、事務作業スペースの合理
化及び効率化が達成されてきた。

【０００４】図９は、このような複数の機能を有する画
像形成装置の外観の第１の従来技術の例を示すものであ
る。図９に示された従来の画像形成装置は、複数サイズ
の用紙をそれぞれ別個に数納するための用紙収納トレイ
をキャビネット内の下部に収納することにより、設置床
スペースを小さくするものではあるが、画像形成後の排
出された画像形成シートを集積する排出トレイが画像形
成装置の側面外側に突き出しているために、装置の設置
に必要な実質的設置床スペースは装置側面外側に突き出
ている排出トレイを含めたものとなってしまう。

【０００５】図１０は、上記の課題を解決するために、
排出トレイを、上部の光学読取装置のハウジングの下で
あって、画像形成部を収納するキャビネット上部の間に
配置した第２の従来技術の例を示す。この画像形成装置
は、画像形成されたシートを集積する排出トレイが画像
形成装置の側面外側に突き出ることなくキャビネットの
サイズ内に収まっているため、実質的な設置床スペース
が大幅に縮小されている。

【０００６】図１１は、図１０に示した光学読取装置の
横断面図を示す。シャーシ１上に取り付けられたプラテ
ンガラス２に原稿を載置して第１キャリッジ３と第２キ
ャリッジ７で共同して原稿上のイメージを光電変換素子
（以下ＣＣＤ）１２上に投影するものである。

【０００７】載置された原稿は第１キャリッジ３に配置
された光源４によって照射される。照射された光の拡散
光は第１キャリッジ３の開口部５を経て第１ミラー６が
副走査方向に光路変更する。光路変更された原稿上のイ
メージは第２キャリッジ７の第２ミラー８で下方に変更
され、第３ミラー９によってレンズ１１のほうに変更さ
れる。レンズ１１で集光されたイメージはアングル１４
でシャーシ１に止められたＣＣＤ基板１３のＣＣＤ（請
求項での光電変換素子）１２に照射される。尚、本発明
においては、光学変換素子を代表的してＣＣＤと記載し
ているが、アモルファス型やＭＯＳ型の光電変換素子で
あっても良い。

【０００８】ＣＣＤ１２で電気信号に変換されたイメー
ジは、ＣＣＤ基板１３と当該光学読取装置のハウジング
内に配置される制御基板（図示せず）上の画像処理回路
によって処理される。レンズ１１、ＣＣＤ基板１４と制
御基板は、光源４から不必要に拡散された光が入射しな
いように、遮蔽板１０で覆われている。

【０００９】原稿面から３枚のミラーを辿ってレンズに
至るまでの光路長さが常に一定となるよう、第１キャリ
ッジは第２キャリッジの倍のスピードで副走査される。

【００１０】図では省略されているが、第１キャリッジ
と第２キャリッジは各々異なった面のガイドレールで支
えられている。また、第１キャリッジと第２キャリッジ
は原稿の走査初期位置を図のプラテンガラス２右方向端
に位置し、第１キャリッジは副走査終端付近では、遮蔽板
１０の上方をスキャンするので遮蔽板までの厚みと第１
キャリッジの厚みとの合計以上は必ず必要であって、光
学読取装置のハウジング厚は、これによって制約されて
いる。さらには、前記した制御基板を収納するためのス
ペースも該ハウジング内に確保されなければならない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このように、画像形成
装置のキャビネット内の下部には各種用紙サイズ用の用
紙トレイが複数積み重ねられた状態で収納され、当該キ
ャビネットの上部には上記の排出トレイが配置され、ま
た、当該排出トレイの上方には排出トレイ上のシートを
取り出す手作業のための空間スペースを必要とするた
め、画像形成装置のキャビネットは必然的に高いサイズ
になり、その上方に設置される光学読取装置はかなり高
い位置に配置されざるを得なかった。さらには、光学読
取装置のまたその上部には、トレイ上に積み重ねられた
複数枚の原稿を一枚づつ取出して光学読取装置に送り出
すための自動原稿送り装置（以下「ＡＤＦ」という）が
併用される場合が多く、操作性の改善の面からも、この
ような多機能型画像形成装置の高さ方向のサイズを極力
小さくすることが、従来の画像形成装置の大きな課題で
あった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このため、本願は、画像
形成装置の高さ方向の全体厚を極力小さくするととも
に、画像形成装置のキャビネットが、他方の側面下方か
ら一方の側面上方に向かって排出される画像形成シート
を受け入れて積み重ねるための排出トレイの上面形状に
合わせるべく構成した光学読取装置を上部に搭載する画
像形成装置であって、前記光学読取装置は、一方の端と
他方の端により画され、その上面に原稿が載置されるた
めのプラテンガラスと、該プラテンガラスの下面におい
て前記両端の間を平行に走行し、前記プラテンガラスを
透過して原稿面に光を照射するための光源手段と、前記
原稿からの反射光を受光して電気信号に変換するための
光電変換手段と、前記反射光を前記光電変換手段に導く
ための光路手段と、前記一方の端側より前記他方の端側
がより厚く形成されたハウジングと、により構成され、
前記画像形成装置は、前記光学読取装置のハウジングの
前記より厚く形成されている側の下部下側からより薄く
形成されている側の下部上側方向に向かって画像形成シ
ートを排出するように構成されたシート排出手段と、該
シート排出手段から排出された画像形成シートを受入れ
て積み重ねる排出トレイと、を収納するキャビネットを
有することを特徴とする画像形成装置を提供するもので
ある。

【００１３】ここで、前記光学読取装置における前記光
源手段を駆動制御し、かつ／または前記光電変換手段か
らの電気信号を処理する制御回路基板は、前記光電変換
手段の下方に配置される。また、前記光学読取装置は、
不要な漏洩光の侵入を防止すると共に、電磁波障害を防
止するための前記光電変換手段及び前記制御回路基板を
囲うシールド手段を具備する。

【００１４】また、前記光源手段を走行させるための駆
動モータを含む駆動機構手段を有し、該駆動機構手段
は、光学読取装置の操作手前側に相対する奥側の前記プ
ラテンガラスの前記中央部より前記他方の端側に設置さ
れる。そして、前記光学読取装置の前記ハウジング手段
における前記プラテンガラスの配置位置が、装置の操作
手前側に偏移して配置される。

【００１５】ここで、前記画像形成装置は、前記光学読
取装置の上方に自動原稿送り装置を具備する場合は、該
自動原稿送り装置は、前記キャビネットに対して光学読
取装置の操作手前側に相対する奥側側辺において、前記
プラテンガラス面をヒンジにより開閉可能に取付けられ
る。これにより、光学読取装置およびＡＤＦは、画像形
成装置のキャビネットの奥側且つ他端側により多くの重
量が負荷されることとなり、排出トレイのための空間ス
ペースがキャビネットの一方の端側に設けられても、キ
ャビネット筐体の構造強度の面での支障は生じないよう
にしたのである。

【００１６】本願は、さらに、一方の端と他方の端によ
り画され、その上面に原稿が載置されるためのプラテン
ガラスと、該プラテンガラスの下面において前記両端の
間を平行に走行し、前記プラテンガラスを透過して原稿
面に光を照射するための光源手段及び前記原稿面からの
反射光をプラテンガラスの前記一方の端方向に反射させ
るための第１の反射手段とを搭載した第１のキャリッジ
手段と、前記第１のキャリッジの下方に位置し、前記一
方の端と中央部の間を前記第１のキャリッジの半分の速
度で同期走行し、前記第１の反射手段からの前記反射光
を前記他方の端方向に反射させる第２の反射手段を搭載
する第２のキャリッジ手段と、前記プラテンガラス面下
方の前記中央部より前記他方の端側に設置され、前記第
２の反射手段からの反射光を受光してこれを電気信号に
変換するための光電変換手段と、前記プラテンガラス下
の前記中央部より前記他方の端側に配置された前記各手
段を制御するための制御回路基板と、から構成された光
学読取装置を提供するものである。ここで、前記制御回
路基板は、前記光電変換手段の下方に配置されてもよ
い。

【００１７】これにより、前記プラテンガラス、前記第
１のキャリッジ手段、前記第２のキャリッジ手段、前記
光電変換手段及び前記制御回路基板を収納するハウジン
グ手段は、前記一方の端側における下方の厚さ形状が前
記他方の端側における下方の厚さ形状よりも薄く形成さ
れることを実現している。

【００１８】また、前記プラテンガラスを透過する外光
の侵入を防止すると共に、電磁波障害を防止するための
前記光電変換手段及び前記制御回路基板を囲うシールド
手段を設ける。さらには、前記第１のキャリッジと前記
第２のキャリッジを走行させるための駆動モータを含む
駆動機構手段を有し、該駆動機構手段は、光学読取装置
の操作手前側に相対する奥側の前記プラテンガラスの前
記中央部より前記他方の端側に設置する。これにより、
光学読取装置の重心は、ハウジングの中央よりも前記他
方の側、且つより奥側に位置するようになる。

【００１９】これに伴ない操作性の向上を兼ねて、前記
ハウジング手段における前記プラテンガラスの配置位置
が、装置の操作手前側に偏移して配置されることが可能
となる。ここで、原稿面を走査するためにプラテンガラ
ス面下を走行する第１のキャリッジ手段のホーム・ポジ
ションは、前記プラテンガラスにおける前記一方の端側
に配置される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光学読取装置
（以下、「スキャナ」という）及びスキャナを搭載した
画像形成装置（以下、「プリンタ」という）の詳細を図
の記載に基づいて詳細に説明する。

【００２１】図１乃至８は、第１用紙カセット３２ａ，
第２用紙カセット３２ｂ、プリンタ３１、スキャナ３
０、ＡＤＦ３３により構成される本発明に係るスキャナ
及び該スキャナを搭載したプリンタの外観及び各部断面
図を示す。ここで、図１は、本発明に係る光学読取装置
を搭載した画像形成装置の外観斜視図を示す。図２は、
図１に示した画像形成装置の横断面図を示す。図３は、
本発明に係る光学読取装置の横断面図を示す。図４は、
図３に示した光学読取装置の駆動機構部における縦断面
図を示す。図５は、図３に示した光学読取装置の上平面
図を示す。図６は、光学キャリッジ移動式の光学読取装
置における内部構成例を示す。図７は、自動原稿読取装
置の横断面図を示す。図８は、本発明に係る光学読取装
置の制御回路ブロック図を示す。

【００２２】本発明に係るスキャナを搭載したプリンタ
システムは、デジタル複写機としての利用のほかネット
ワークケーブル９０を接続することによってスキャナ３
０とプリンタ３１が独立しても利用可能であるために、
ネットワークプリンタ、ネットワークスキャナとして各
機能を有する。

【００２３】（１）プリンタの機構 印刷される前の新しいシートはカセット３２ａ，３２ｂ
に蓄えられている。また、図を省略したが、プリンタ内
部の空間６０の下方にも一部蓄えられる。これらのカセ
ットはサイズの違いやシートの種類によって使い分けら
れている。たとえばカセット３２ａを例にとって説明す
る。

【００２４】カセット３２ａにスタックされているシー
トはピックアップ機構によって繰り出しローラ５２によ
って搬送路５３経由で印刷エンジンに送られる。図示の
ように、印刷エンジンは、現像器、レーザー装置、ドラ
ム、及び定着器の各主要構成モジュールにより構成され
ている。印刷エンジンで画像形成されたシートは搬送路
５４を通って排出ローラ５５よりプリンタトレイ６１上
に排出される。

【００２５】（２）落とし込み部 プリンタトレイ６１は排出後のシート整列性を向上する
為の傾斜が付けられている。この為、最終的に印刷完了
した印刷物を操作者が取り出す時に手を入れる空間を確
保する点で、積載されたシートスタック上方にあるスキ
ャナのシャーシ１００に設けられた落とし込み部１００
ａの厚みは障害とならない。プリンタトレイ６１の排出
部にある立ち面５０と反対の位置にあるプリンタトレイ
後端６１ａからスキャナ３０のシャーシ１００底面まで
の高さＨとほぼ同等となる程度に落とし込み部１００ａ
の深さが設定されている。

【００２６】（３）フレーム構造 全体を支えるフレーム４５はモールド外装８０で覆われ
ている。しかし、プリンタ３１の上方にスキャナ３０と
さらにその上にＡＤＦ３３を設置するために、堅牢な構
造体であるフレーム４５がこれらの重量のほとんどを支
えることになる。

【００２７】フレーム４５の基部（下方）には印刷前の
シートを収納する第１カセット３２ａ、第２カセット３
２ｂ、プリンタ３１が載置されている。これらは、フレー
ム４５に対して、その底面にほぼ重量をかけるために全
体の重心を低くすることに大きく寄与している。フレー
ム４５はプリンタ３１の上方でスキャナ３０を載置する
ように、スキャナ３０のシャーシ１００の外形を周辺枠
４７ａで支える形状に出来ている。

【００２８】（４）スキャナの特徴 フレーム４５はこの周辺枠４７ａを支柱４７ｂ、４７
ｃ、４７ｄで支えている。したがってフレーム４５ａは
３点支持されていることになる。フレーム４５にはＡＤ
Ｆ３３を支えるヒンジ３４を挿しこむ穴４６を備えてい
る。よって、ＡＤＦ３３はスキャナ３０ではなくてフレ
ーム４５に支えられることになる。

【００２９】この構造は、スキャナ３０の特性に起因し
ている。スキャナ３０のシャーシ１００にねじりモーメ
ントがかかると、このシャーシ１００に連結しているキ
ャリッジを支えるガイドレール１０１ａ，１０１ｂが平
行度を保てなくなって、この上を走行する２つのキャリ
ッジが所定の関係を維持できなくなる。その結果、原稿
からの光を光電変換系に入射することが不十分になっ
て、画像劣化を引き起こしたり、場合によれば画像の取得
が不可能となる。

【００３０】このために、スキャナ３０はそのシャーシ
１００を平均的に支えられる必要があると共に、そのシ
ャーシ１００の一部に大きな加重を与えられないような
配慮が必要になる。一般にコンピュータ端末として利用
する床置きのスキャナにおいては、足のつけ方を工夫す
ることでシャーシ底面を均等にうけることが可能となる
が、本システムのように周辺枠４７ａで支える構造で
は、偏った加重をなるべく避ける。この点で、ＡＤＦ３３
をスキャナ３０ではなくフレーム４５にて支えることは
極めて重要なことである。なお、スキャナ３０の上面に
は２箇所に読み取り面が分けられている。

【００３１】次に、ＡＤＦプラテンガラス４０とブック
プラテンガラス４１について説明する。ＡＤＦプラテン
ガラス４０は、ＡＤＦ３３の原稿給紙トレイ６２上にス
タックされた原稿を分離搬送部６４で１枚ごとに分離さ
れ搬送された原稿を開口部３６より覗く部分で原稿イメ
ージを採取するための窓ガラスである。ブックプラテン
ガラス４１は原稿をこのガラス上に固定して原稿読み取
りを行うための窓ガラスである。

【００３２】（５）スキャナの動作説明 ガイドレール１０１上を副走査する第１キャリッジ１０
２と第２キャリッジ１０３にて原稿イメージは光として
レンズ１０４を経て光電変換素子であるＣＣＤ１０５に
入射される。ガイドレール１０１は、上ガイドレール１
０１ａと下ガイドレール１０１ｃの２段組と、上ガイド
レール１０１ｂと下ガイドレール１０１ｄの２段組との
２対の組で構成され、それぞれの当該組の面で第１キャ
リッジ１０２と第２キャリッジ１０３の両端を支えてい
る。

【００３３】ＣＣＤ基板１０６のＣＣＤ１０５で電気信
号に変換されたイメージ信号はアナログ処理２００で適
正化された後でアナログ信号として連結ケーブル１０７
を経て制御基板１０８に渡される。

【００３４】ＣＣＤ１０５は光電変換を行うチップを数
千個１次元状に並べてある。この並び方向を主走査方向
という。そして、この主走査方向の直交方向が副走査方
向であって、第１キャリッジ１０２、第２キャリッジ１
０３の移動する方向である。

【００３５】この制御基板１０８は、アナログデジタル
変換２０１や主走査方向の光学歪等を矯正するシェーデ
ィング補正処理２０２、画像明度と濃淡のカーブ補正で
あるガンマ補正をする明度ガンマ補正２０３、あるいは
画像の解像度を処理する拡大縮小処理、そしてプリンタ
３１にデータ転送するためのＩ／Ｆ部２０５などの回路
ブロックから成立している。これらのデジタル処理は一
般的に知られた方法であるので、ここでは説明を省略す
る。

【００３６】実施例ではＩ／Ｆ部２０５はプリンタ３１
に対する専用の規格にて構成されている。そして、キャ
リッジを移動しながら取得したイメージデータは取得速
度を阻害することなく高速にプリンタ３１に転送される
ため、キャリッジは読み取り途中で停止することがな
い。

【００３７】しかし、本実施例は特定のプリンタに対す
るスキャナとして設計されている為にこの様に停止しな
い読み取りが実現されているが、一般的には、イメージ
をある程度蓄えるバッファメモリを搭載して、このバッ
ファメモリの蓄積度に応じてキャリッジ移動と読み取り
動作の一時停止を行いながら原稿全体を読み取るものが
多いことは云うまでもない。そして、これらの処理設定
やタイミング制御、あるいは状態監視等をするためのＣ
ＰＵ２０６があって、このＣＰＵ２０６は第１キャリッ
ジ１０２、第２キャリッジ１０３をワイヤ１２０で駆動
する駆動モータ１１０もコントロールしたり、キャリッ
ジの原点位置検出を行うＨＰセンサの監視等も行ってい
る。また、原稿を照射するための光源１０９を点灯制御
するためのインバータ電源１１１の制御も行っている。
さらに実際には、プログラム用のメモリやワーク用メモ
リ、画像処理用のメモリ等いくつかのメモリや、クロッ
ク制御等の回路も搭載しているが、一般的な構成である
ため図面と説明を省略する。

【００３８】尚、以上はアナログ部分がＣＣＤ基板１０
６に搭載されている説明をしたが、ＣＣＤ基板にアナロ
グデジタル変換２０１まで搭載してしまう例や、逆にＣ
ＣＤ１０５の出力を受けるフォロワ用トランジスタ程度
しか搭載しない例もあることを付け加える。したがっ
て、本発明の一部をなすところの基板配置について、２つ
の基板をどのように定義するのかとか、３つに分離した
基板にするのかといったような回路分割の定義はいくら
でも出来るため、その全てを含んだ発明であることは言
うまでもない。

【００３９】（６）キャリッジの動作説明（ＡＤＦでシ
ート送りして読み取る場合） ここで、簡単にＡＤＦ３３を説明する。ＡＤＦ３３の分
離搬送部６４の内部には、大きく分けてスタックされた
原稿を一枚ごとの原稿に分離する分離部と、分離された
原稿をスキャナ３０側で読み取りを行う読み取り窓４０
の上方に位置する開口部３６を経て排出トレイ６３上に
搬送する搬送部とに分かれる。初期状態では給送を行わ
せる給送ローラ７０は上方に退避していて、給紙ガイド
７８との間に構成される空間に原稿のスタックを設置す
る。原稿スタックの先端は給紙ガイド７８の立ち面に先
端規制されて、スタックの上層部分のみが分離ローラ７
１に送られる。分離ローラ７１の下方にはゴム製の分離
パッド７２があって、この分離パッド７２から受ける制
止力と、分離ローラ７１の搬送力との関係から１枚のみ
に分離されて給送コロ７３、給送コロ７５、と大ローラ
７４に挟まれながら送られる。そして先端検知センサ７
９によって得られる信号に基づいて、スキャナ30は原稿
イメージの取得を開始する。そして、原稿はさらにすく
い上げ部７６で排出部７７に誘導されて最終的に排出ト
レイ６３上に排出される。

【００４０】図には記載されていないが、ＡＤＦモータ
１４０はスキャナ３０にある制御基板１０８内のＣＰＵ
２０６で回転制御されている。また、先端検知センサ７
９の信号もこのＣＰＵ２０６に与えられるように出来て
いる。

【００４１】次に、ＡＤＦでシート送りして読み取る場
合の読み取る説明をする。

【００４２】ＡＤＦプラテンガラス４０とブックプラテ
ンガラス４１との境界位置に白色板１３０を供えてあ
り、この白色板１３０を参照することによって、このス
キャナ３０の光学系が構成する主走査方向に発生する光
学歪を補正するためのシェーディング補正を行うための
基準用データとなる。この、シェーディング補正の方法
は取得する原稿のイメージデータを各ＣＣＤ画素ごとに
上記の基準データで割り算することで実施されている。

【００４３】ＨＰセンサ２０７はこの白色板１３０の下
に第１キャリッジ１０２が位置したときに信号が変化す
るように構成されている。よって通常この待機位置で白
色板１３０の下で第１キャリッジ１０２と第２キャリッ
ジ１０３は待機している。プリンタ３１から読み取り開
始命令がくると、スキャナ３０は光源１０９を点灯しな
いで白色板のデータを取得する。この取得データは黒デ
ータと呼ばれて、特にアナログ回路で発生するホワイト
ノイズやＣＣＤ１０５が有する各画素ごとのオフセット
レベルや温度ドリフト、さらには経年変化等をキャンセ
ルするために使用される。シェーディング補正は、上記
の基準データから差分をとると共に取得する画像データ
からも差分をとることで実施される。実際には、補正結
果＝（入力画像データ−黒データ）／（基準データ−黒
データ）という演算が行われる。

【００４４】黒データ取得が完了したら、光源１０９を
インバータ１１１で点灯して安定時間後に先に述べた白
色板からの基準データを読み込むことになる。

【００４５】以上、基準データ取得まで完了したら、第
１キャリッジの光源１０９がＡＤＦプラテンガラス４０
を透過して原稿を照らせる位置まで移動する。駆動モー
タ１１０はステッピングモータであって、あらかじめ決
められたパルス数の駆動を与えられることで所定の移動
距離が得られる。

【００４６】これら全ての初期移動処理が完了して、Ａ
ＤＦ３３にスキャナ３０から原稿給送開始命令が送られ
る。そして、全ての原稿給送と画像取得とが完了すると、
キャリッジは白色板１３０の下に移動して停止待機す
る。

【００４７】ＣＣＤ１０５は、１ラインの走査を原稿長
さ方向に繰り返すことでイメージ取得を行う。一定速で
原稿がＡＤＦ３３の大ローラ７４で送られている間でＡ
ＤＦプラテンガラス４０を透過して一連のミラーにて光
路変更後レンズを通してＣＣＤ１０５に入射される。Ｃ
ＣＤ１０５は一定の速度で主走査を行っている。具体的
には、各画素を構成する光電変換チップに蓄積された電
荷をシフトレジスタにクロックを与えることによって順
次バケツリレーを行って電気信号を得ている。したがっ
て、ＣＣＤ１０５からはシリアルにアナログ信号が得ら
れる為、アンプ等を利用して適正な信号レベルに成形し
て、Ａ／Ｄコンバータに与える。このＡ／Ｄコンバータ
の変換タイミングクロックはＣＣＤ１０５に与えるシフ
トレジスタのクロックに同期する為、各画素のアナログ
値がデジタル数値として得られる。この得られたデジタ
ル値は所定の処理を得てインターフェースからプリンタ
３１へ送られる。

【００４８】一定速で送られた原稿の後端が先端検知セ
ンサ７９の信号変化を起こすと、それから所定数のステ
ップＡＤＦモータ１４０を駆動し大ローラ７５を送っ
て、ＣＣＤ１０５の取得を完了し読み取りを終了とす
る。

【００４９】（７）キャリッジの動作説明（原稿を固定
載置して読み取る場合） 本などの分離不能冊子やいたむことの許されない原稿に
ついては、固定載置してスキャンされる。ブックプラテ
ンガラス４１は強化処理を施されたガラスであって、上
方から多少圧迫力を受けてもひずまない強度を有する。
操作者が原稿をブックプラテンガラス４１上に載置した
後は、ＡＤＦ３３をこの原稿上に閉じて圧板３５で原稿
を押圧する。この目的は、原稿にしわや曲がりがあった
場合でも平たく伸ばすことが出来る程度に圧力を加える
ためである。ブックプラテンガラス４１の上面から原稿
面までの距離が大きいと、光源１０９の光が届かなくな
って暗い画像になったり、レンズ１０４からの距離が大
きくなることで所定のピントが得られなくなってボケた
画像になったりする。

【００５０】通常、読み取りを行っていないアイドル状
態においては、スキャナ３０がプリンタ３１から読み取
り開始命令を受けると、すでに述べたＡＤＦの動作と同
様に黒データと基準データの取得を行う。その後、ブッ
クプラテンガラス４１の端面部に設けられて原稿載置基
準位置となる載置ガイド（図省略）まで、駆動モータ１
１０に所定パルス送り第１キャリッジ１０２を移動させ
る。

【００５１】第１キャリッジ１０２、第２キャリッジ１
０３ともに、ワイヤ１２０がその一部に固定されている
ために、ワイヤの駆動を受けて副走査を行う。第１キャ
リッジ１０２はワイヤに直接固定されるが、第２キャリ
ッジ１０３はキャリッジ上に備えられた第２キャリッジ
プーリ１２２に懸架されたワイヤによって駆動される。
したがって、つるべ井戸の原理で第２キャリッジプーリ
１２２のシャフトの移動に従って副走査される第２キャ
リッジ１０３は、第１キャリッジ１０２の１／２の速度
で移動する。ワイヤの１端はシャーシ１００の側板の一
部に固定され、多端は駆動プーリ１２３に固定される。

【００５２】駆動モータ１１０は停止状態から読み取り
の速度に達する過程で、加速制御を行う。したがって、
読み取り開始位置である載置ガイドの下から加速領域分
だけ手前の位置から加速を開始しなければならない為、
停止位置である白色板１３０の下と読み取り開始位置の
間隔はこの条件で決まる。

【００５３】ＣＣＤ１０５は既に述べたように１ライン
毎にイメージ取得を行う。この為に、駆動モータ１１０
とこのＣＣＤ１０５のスキャンタイミングには所定の関
係が必要ではあるが、基本的に一定速で動いている第１
キャリッジ１０２、第２キャリッジ１０３から得られる
イメージの光を一定速でＣＣＤ１０５が走査する事によ
って画像が得られる。したがって、駆動モータ１１０は
一定速を達成するし易さからステッピングモータが用い
られているが、エンコーダを用いてフィードバック制御
されたＤＣモータであっても構わないしその他いろいろ
な方法があることは、当業者の常識である。

【００５４】原稿の最終読み取り位置まで副走査が完了
してＣＣＤ１０５によるイメージ取得が完了するとモー
タ１１０は減速を行い、その後に第１キャリッジ１０
２、第２キャリッジ１０３をＨＰ位置方向に戻す為の高
速反転を行う。そして、ＨＰセンサ２０７の信号変化を
捉えて減速停止して、低速正転にて位置決めされる。以
上が原稿１ページをイメージ取得する一連のシーケンス
である。

【００５５】図７は、光学キャリッジ移動式のスキャナ
における内部構成例を示す。

【００５６】原稿を載置するためのプラテンガラス３１
０がシャーシ３０９の上方に備えられている。このプラ
テンガラス３１０を走査して原稿上のイメージを取得す
るキャリッジ３００の中には、原稿面を照射する光源３
０１、この光源の光量補正を行う反射板３０２原稿から
の光を光路変更すると共に光路長を確保するミラー３０
３、ミラー３０４、ミラー３０４からの光を光電変換す
るＣＣＤ３０５を搭載したＣＣＤ基板３０６が載置され
ている。

【００５７】このキャリッジ３００からのイメージ信号
を処理する制御基板３０７と全体の電源を供給する電源
３０８はシャーシ３０９の底面に作られた落とし込み部
３１１に載置されることで、キャリッジ３００が副走査
移動を行ったときでもこれらの部品高さを下げることに
よってスキャナの投影面積を最小にしつつプラテンガラ
ス面も最低位置に抑えることが出来る。

【００５８】なお、スキャナの下方は、フレーム４００
で支持されており、プリンタ４０１のトレイ４０３の先
端方向位置上面４０３ｂからシャーシ底面までの高さＨ
はトレイ先端部と排紙ローラ４０２の近傍のトレイ上面
部４０３ａとの２位置でほぼ同じである。

【００５９】（８）コンパクト化 本発明においては全体形状をコンパクトにするために種
々の対策が取られている。 第１は、ターンプーリ１２
４とターンプーリ１２１と共に、シャーシ１００の側面
に切り欠を設けてプーリの一部を外に覗かせることによ
って、僅かながらではあるがシャーシ１００の副走査方
向長さを短くしている。

【００６０】第２は、駆動モータ１１０の位置を駆動シ
ャフト１１２の近傍でかつこの駆動シャフト１１２を挟
んでターンプーリ１２４と反対の位置に置いたことによ
り、変速機構１１３の容積をシャーシ１００の副走査方
向長さを長くしない配置とした。また、駆動モータ１１
０、駆動シャフト１１２は第２キャリッジ１０３の移動
しない位置に配置したので、駆動シャフト１１２と変速
機構１１３の妨げによってスキャナ３０の高さ方向に厚
く構成されるのを避けた。

【００６１】第３には、シャーシ１００の底面にシャー
シ板金を絞り加工することで形成した落とし込み部１０
０ａがある。この落とし込み部１００ａを有効利用して
レンズ１０４、ＣＣＤ基板１０６、制御基板１０８を載
置した。このように、本実施例においては、シャーシ１
００の落とし込み部１００ａには制御基板を載置してい
るが、電源装置、駆動機構等の構成部品及びモジュール
を載置することも可能である。

【００６２】（９）全体構成 落とし込み部１００ａは、通常デスクトップで使用する
スキャナであるとかえって床から原稿面までの高さを高
くしてしまうが、本実施例のようにプリンタの上部に載
置して用いるスキャナであれば、プリンタ３１の排出ロ
ーラ５５によって印刷されたシートが排出される位置
で、プリンタトレイ６１が下方に退避している部分の上
方空間の利用によって、操作者に不都合を与えることな
く、かつ、原稿面を極力下げることに寄与する。特に、
日本人や女性の身長に合わせることを考えると、必然的
に好ましい。さらに、これら落とし込み部に背の高い部
品を入れたことで、これらの上方を覆う遮蔽板１２５の
位置を低くできるため、重心位置が低く押さえられると
ともに、上面からみたときの重心位置をフレーム４５の
支柱４７ｄ、４７ｃの方向に寄らせることができる。

【００６３】プリンタ３１の上方は、排出ローラ５５か
ら排出された印刷物を取り出しやすいように、操作者か
らみて支柱４７ｄの左方向と支柱４７ｂの手前方向が解
放されていて支柱がない。スキャナ３０のシャーシ１０
０の底面にひずみを極力与えないよう、スキャナ３０の
重心は支柱４７ｃ、４７ｄの方に偏らせた。また、同じ
理由により、駆動モータ１１０を操作者から遠い奥の位
置に置くことで支柱４７ｂ、４７ｃを有効に利用してい
ると同時に、ＡＤＦ３３の開閉支持をするヒンジ３４は
スキャナ３１ではなく支柱４７ｂ、４７ｃに直接ＡＤＦ
３３の荷重をかけるようにヒンジ挿入穴４６ａが設けら
れている。ＡＤＦ３３の開く方向が奥側になって特に重
心が高くなるＡＤＦ３３を開く時でも安定して支柱４７
ｂ、４７ｃが受ける。

【００６４】（１０）操作性 全体的なコンセプトを、右手でＡＤＦ３３に原稿載置し
て左手でプリンタトレイ６１上の印刷物を取り出す。ま
たブックプラテンガラス４１上に原稿載置する時でも右
手で行う為に、原稿を左方向に力をかけて位置決めす
る。そのため、ブックプラテンガラス４１の載置基準を
操作者からみて左方向にした。つまり原稿の付き当て基
準をブックプラテンガラス４１とＡＤＦプラテンガラス
４０との境で固定している部材で行う。この基準部材
は、省略されたスキャナカバーモールドの一部として設
けられている。

【００６５】また、高い位置に原稿載置が位置する為の
対策として、ブックプラテンガラス４１を極力操作者の
手前側に位置させた。すでに述べたように駆動モータ１
１０と変速機構１１３を奥側に配置したことによってキ
ャリッジ位置を手前に構成することが出来た。そして、
ＡＤＦ３３の開閉支持をするヒンジ３４は奥側にＡＤＦ
３３を開くように設定され、ヒンジ３４とブックプラテ
ンガラス４１とを最大離すことが出来、グリスを用いる
ヒンジ３４の汚れが原稿に移らない対策にもなってい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る光学読取装置を搭載した画像形
成装置の外観斜視図を示す。

【図２】 図１に示した画像形成装置の横断面図を示
す。

【図３】 本発明に係る光学読取装置の横断面図を示
す。

【図４】 図３に示した光学読取装置の駆動機構部にお
ける縦断面図を示す。

【図５】 図３に示した光学読取装置の上平面図を示
す。

【図６】 光学キャリッジ移動式の光学読取装置におけ
る内部構成例を示す。

【図７】 自動原稿読取装置の横断面図を示す。

【図８】 本発明に係る光学読取装置の制御回路ブロッ
ク図を示す。

【図９】 排出トレイがキャビネット外側に設けられた
従来の画像形成装置の外観の第１の例を示す。

【図１０】 排出トレイがキャビネット内側に設けられ
た従来の画像形成装置の外観の第２の例を示す。

【図１１】 図１０に示した従来の光学読取装置のスキ
ャナの横断面図を示す。

フロントページの続き (72)発明者 山口 竜介 静岡県三島市南町６−78 東芝テック株式 会社内 (72)発明者 橋爪 雄輔 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 東芝テッ ク画像情報システム株式会社内 (72)発明者 堤 一善 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 東芝テッ ク画像情報システム株式会社内 (72)発明者 早野 豊 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 東芝テッ ク画像情報システム株式会社内 (72)発明者 前嶋 寛 山梨県南巨摩郡増穂町小林430−１ ニス カ株式会社内 (72)発明者 小澤 淳也 山梨県南巨摩郡増穂町小林430−１ ニス カ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H071 AA22 AA34 AA46 BA05 BA22 BA27 DA01 DA02 DA24 DA31 2H076 AA07 AA58 AB02 BA01 BA51 EA11 3F054 AA01 AC02 AC05 BA02 BC01 BC14 5C062 AA05 AB29 AB35 AD02 AD06 BA00 BA01 5C072 AA05 BA01 DA30 LA02 MB02 MB06 NA10 XA01

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学読取装置を上部に搭載する画像形成
   装置であって、 前記光学読取装置は、 一方の端と他方の端により画され、その上面に原稿が載
   置されるためのプラテンガラスと、 該プラテンガラスの下面において前記両端の間を平行に
   走行し、前記プラテンガラスを透過して原稿面に光を照
   射するための光源手段と、 前記原稿からの反射光を受光して電気信号に変換するた
   めの光電変換手段と、 前記反射光を前記光電変換手段に導くための光路手段
   と、 前記一方の端側より前記他方の端側がより厚く形成され
   たハウジングと、により構成され、 前記画像形成装置は、 前記光学読取装置の前記ハウジングの前記より厚く形成
   されている側の下部下側からより薄く形成されている側
   の下部上側方向に向かって画像形成シートを排出するよ
   うに構成されたシート排出手段と、該シート排出手段か
   ら排出された画像形成シートを受入れて積み重ねる排出
   トレイと、を収納するキャビネットを有する、ことを特
   徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記光源手段は、前記光源手段を走行さ
   せるための第１のキャリッジと前記第１のキャリッジの
   半分の速度で走行する第２のキャリッジと、の２つのキ
   ャリッジで構成されたことを特徴とする請求項１に記載
   の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記光学読取装置における前記光源手段
   を駆動制御し、かつ／または前記光電変換手段からの電
   気信号を処理する前記制御回路基板は、前記光電変換手
   段の下方に配置されたことを特徴とする請求項１又は２
   に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記光学読取装置は、不要な漏洩光の侵
   入を防止すると共に、電磁波障害を防止するための前記
   光電変換手段及び前記制御回路基板を囲うシールド手段
   を具備する請求項３に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記光源手段を走行させるための駆動モ
   ータを含む駆動機構手段を有し、該駆動機構手段は、光
   学読取装置の操作手前側に相対する奥側の前記プラテン
   ガラスの前記中央部より前記他方の端側に設置されてい
   ることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装
   置。
6. 【請求項６】 前記光学読取装置の前記ハウジング手段
   における前記プラテンガラスの配置位置が、装置の操作
   手前側に偏移して配置されていることを特徴とする請求
   項５に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記画像形成装置は、前記光学読取装置
   の上方に自動原稿送り装置を具備し、該自動原稿送り装
   置は、前記キャビネットに対して光学読取装置の操作手
   前側に相対する奥側側辺において、前記プラテンガラス
   面を開閉するようにヒンジ可能状態に取付けられている
   請求項４乃至６に記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記第１のキャリッジ手段のホーム・ポ
   ジションは、前記プラテンガラスにおける前記一方の端
   側に配置される、請求項７に記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 画像形成装置の上部に搭載される光学読
   取装置であって、 一方の端と他方の端により画され、その上面に原稿が載
   置されるためのプラテンガラスと、 該プラテンガラスの下面において前記両端の間を平行に
   走行し、前記プラテンガラスを透過して原稿面に光を照
   射するための光源手段及び前記原稿面からの反射光をプ
   ラテンガラスの前記一方の端方向に反射させるための第
   １の反射手段とを搭載した第１のキャリッジ手段と、 前記第１のキャリッジの下方に位置し、前記一方の端と
   中央部の間を前記第１のキャリッジの半分の速度で同期
   走行し、前記第１の反射手段からの前記反射光を前記他
   方の端方向に反射させる第２の反射手段を搭載する第２
   のキャリッジ手段と、 前記プラテンガラス面下方の前記中央部より前記他方の
   端側に設置され、前記第２の反射手段からの反射光を受
   光してこれを電気信号に変換するための光電変換手段
   と、 前記プラテンガラス下の前記中央部より前記他方の端側
   に配置された前記各手段を制御するための制御回路基板
   と、から構成されたことを特徴とする光学読取装置。
10. 【請求項１０】 前記制御回路基板は、前記光電変換手
    段の下方に配置されたことを特徴とする請求項９に記載
    の光学読取装置。
11. 【請求項１１】 前記光学読取装置は、不要な漏洩光の
    侵入を防止すると共に、電磁波障害を防止するための前
    記光電変換手段及び前記制御回路基板を囲うシールド手
    段を具備する請求項９又は１０に記載の光学読取装置。
12. 【請求項１２】 前記第１のキャリッジと前記第２のキ
    ャリッジを走行させるための駆動モータを含む駆動機構
    手段を有し、該駆動機構手段は、光学読取装置の操作手
    前側に相対する奥側の前記プラテンガラスの前記中央部
    より前記他方の端側に設置されていることを特徴とする
    請求項９に記載の光学読取装置。
13. 【請求項１３】 前記ハウジング手段における前記プラ
    テンガラスの配置位置が、装置の操作手前側に偏移して
    配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の光
    学読取装置。
14. 【請求項１４】 前記第１のキャリッジ手段のホーム・
    ポジションは、前記プラテンガラスにおける前記一方の
    端側に配置される、請求項１３に記載の画像読取装置。
15. 【請求項１５】 前記プラテンガラス、前記第１のキャ
    リッジ手段、前記第２のキャリッジ手段、前記光電変換
    手段及び前記制御回路基板を収納するハウジング手段
    は、前記一方の端側における下方の厚さ形状が前記他方
    の端側における下方の厚さ形状よりも薄く形成されてい
    ることを特徴とする請求項９乃至１１に記載の光学読取
    装置。