JP2004134960A - ミスト附着防止装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】インクジェットプリンタのキャリアに載せたスキャナをインクミストから保護する。
【解決手段】スキャナの読取部に開閉可能なカバーを設け、カバーの動作に形状記憶合金を用いる。形状記憶合金の作動温度差にはスキャナの照明に用いるLEDの発熱を利用する。
【選択図】 図1
【解決手段】スキャナの読取部に開閉可能なカバーを設け、カバーの動作に形状記憶合金を用いる。形状記憶合金の作動温度差にはスキャナの照明に用いるLEDの発熱を利用する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はインクジェット方式の印字装置の印字ヘッド近傍に光学式画像読取装置を設置した構成の装置において、印字ヘッドが印字時に吐出するインク以外に放出する極微少インク滴(以下インクミストと呼ぶ)の光学式読取装置への影響を防ぐ方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年画像入力の為の原稿読み取り装置の需要が高まってきている。原稿台を持ち、厚い本からも取り込めるフラットベット型原稿読み取り装置や、写真フィルムから直接読み込めるフィルム読み取り装置など、多岐にわたっている。
【0003】
その中で少スペースな構成で実現できる読取装置として、バンドスキャン型読取装置がある。一般的な読取装置の模式図を図8に示す。光源86から出た光が集光レンズ85を介して原稿18を照らし、それをレンズ82、83を用いて原稿像を読み取りセンサ84上に結像して読み取る。読取装置87は原稿18に対してa方向に動き必要量読み取ったら原稿18或は読取装置87がa方向と垂直方向のb方向へずれ、a方向の読取を繰り返す。
【0004】
この様な動きは印字装置の動きと似ている為、印字装置の印字ヘッドが搭載されているキャリアにユニット化された読取装置(以下スキャナヘッドと呼ぶ)が搭載された印字装置も現れている。一例を図2に示す。
【0005】
キャリア2に印字ヘッド1と並んでスキャナヘッド300が脱着可能に搭載される。スキャナヘッド300の外観は図13に示すとおりで、ボックス形状のスキャナヘッドケース300bの内部空洞部に読取像を作るフィールドレンズ304及び結像レンズ301、その光軸上で結像位置にセンサ302、読取面を照らす照明用LED306や集光レンズ315が配置され、キャリア2へガイド部314などで位置決め位置にガイドされ、キャリア2のラッチ部材30Yをアーム30Yaで操作してスキャナヘッド300をキャリア2へ押し付け、プリンタからの電気信号がキャリア側端子部(図示せず)とヘッド端子部309との圧接で結合される。ヘッド端子部309は配線基板305を介してスキャナヘッドケース300b内部のセンサや照明用LEDを制御する主電気回路基板105に接続される。
【0006】
この様な構成を採った場合、印字と読み取りを一つの装置で行え、少スペース、電源や筐体の共通化によるコストダウン等のメリットがある反面、印字装置としてインクジェット方式を採用した場合、インクミストがスキャナヘッドケース300bの外部に露出しているフィールドレンズ304や集光レンズ315に附着し、読取性能が劣化する問題があり、頻繁にスキャナヘッド300をキャリア2から外し、フィールドレンズ304及び結像レンズ301へ附着したインクを拭き取る事が必要だった。更に近年のインクジェット印字装置のインク構成として高画質化の為にアニオン基/カチオン基を別々に含んだインクによってそれらが混合した時染料の凝集が起こり、滲み等を防ぐという技術が盛んに使用されている。この様なインクのミストが附着した場合、最悪の場合レンズ面で染料の凝集が発生し、固着して拭き取りもできない状況に陥る場合もあった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記不具合に鑑み、印字装置としてインクジェット方式を採用してもミストの影響を排除できる機構の提供を課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記不具合を解決する手段として、フィールドレンズ304及び集光レンズ315のスキャナヘッドケース300bに開けられた各々のセンサ開口部312及びLED開口部311の読取原稿側に開閉可能な扉を設け、開閉動作に形状記憶合金を用いた。形状記憶合金の熱源として光源が発する熱を用いる事でコンパクトな開閉機構が可能となった。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本実施例では、インクジェットプリンタの印字ヘッド搭載部の脇に印字ヘッドと無関係に脱着可能に搭載できる画像読取装置としてのスキャナヘッドを実施例として説明する。
【0010】
図2及び図4は、本発明に関する原稿読み取り装置を示す斜視図である。図2、図4において、キャリア2は、印字ヘッド1、スキャナヘッド300を着脱自在に保持するものであり、フレーム25に両端部が固定され互いに並行に配置されたガイドシャフト4及びガイドレール7に、印字用紙、原稿、白基準シート18の搬送方向と直行し、かつ、印字用紙、原稿、白基準シート18の面に平行な方向に摺動自在に支持される。キャリア2はキャリアモータ6に不図示のギア列によって回転駆動される駆動プーリ30と回転自在に支持されたアイドルプーリ15との間にかけ回されたベルト5の一部位に結合されており、キャリアモータ6を駆動することで、ベルト5が駆動され、キャリア2が上記方向に往復移動する構成になっている。
【0011】
16はホームポジションセンサであり、キャリア2の通過を検出する事により、キャリア2の位置を検出するものである。3はフレキシブルケーブルであり印字ヘッド1、スキャナヘッド300に不図示の制御基板から電気信号を伝えるものである。
【0012】
次に印字用紙、原稿、白基準シート18を搬送する構成について説明する。なお、本発明は印字装置と読取装置が一体となった構成である為、印字用紙は印字を行うメディア、原稿は読取装置で読み取る原稿、白基準シートは読取装置の校正シート、の3種を通紙する。
【0013】
19は自動給紙部で、複数枚セットされた印字用紙、原稿18を1枚ずつ分離して紙送りローラ14まで搬送する。フレーム25に回転可能に支持された紙送りローラ14にはLFギア31が固定されており、紙送りモータ20によって不図示ギア列で回転駆動される。紙送りローラ14にはピンチローラ21が下方よりピンチローラホルダ22を介してピンチローラバネ23によって圧接されており、紙送りローラ16とピンチローラ21の間に挟まれた印字用紙、原稿、白基準シート18を、前記紙送りモータ20の駆動によって搬送する。11は記録後の印字用紙、原稿、白基準シート18を排出するための排紙ローラであり、アイドルギア列29により、紙送りローラ14から駆動力が伝達され、紙送りローラ14と同期して回転する。排紙ローラには拍車8が圧接されており、排紙ローラ11との間に印字用紙、原稿、白基準シート18を挟み込み搬送する。
【0014】
17はペーパーセンサであり、紙送りローラ14の直前の印字用紙、原稿、白基準シート18の有無を検出する。10は排紙センサであり、排紙ローラ11近傍の印字用紙、原稿、白基準シート18の有無を検出する。本装置の記録装置としての機能は、前記キャリア2の往復移動に同期して印字ヘッド1が記録信号に応じてインクを図4において下向きに吐出することにより、印字用紙18に一行記録を行なうものである。すなわちこの印字ヘッド1は微細な液体吐出口(オリフィス)、液路およびこの液路の一部に設けられたエネルギ作用部と、該作用部に有る液体に作用させる液滴形成エネルギを発生するエネルギ発生手段とを備えている。
【0015】
このようなエネルギを発生させるエネルギ発生手段としてはピエゾ素子などの電機機械変換体を用いた記録方法、レーザ等の電磁波を照射して発熱させ該発熱による作用で液的を吐出させるエネルギ発生手段を用いた記録方法、あるいは発熱抵抗を有する発熱素子などの電機熱変換体によって液体を加熱して液体を吐出させるエネルギ発生手段を用いた記録方法などが有る。
【0016】
その中でも熱エネルギによって液体を吐出させるインクジェット記録方法に用いられている印字ヘッドは、記録用の液体を吐出して吐出用液滴を形成するための液体吐出口を高密度に配列することができるために高解像度の記録をすることが可能である。その中でも電気熱変換体をエネルギ発生源として用いた印字ヘッドは、コンパクト化も容易であり、かつ最近の半導体分野における技術の進歩と信頼性の向上が著しいIC技術やマイクロ加工技術の長所を十二分に活用でき、高密度実装化が容易で、製造コストも安価なことから有利である。
【0017】
前記印字ヘッド1の移動により一行記録を行なうと、印字用紙18は紙送りモータ20により、図1の印字用紙18上に示した搬送方向の矢印の向きに、一行分搬送され次行に記録を行なう構成になっている。本印字装置には積載した印字用紙、原稿、白基準シート18を、印字装置に一枚ずつ分離して給紙するための自動給紙部19が設けられている。
【0018】
また、スキャナヘッド300をキャリア2へ装着すると、CPU502はスキャナドライバ部513を介してヘッド認識信号を読みとり、スキャナヘッド300の装着を認識する。
【0019】
状況によりスキャナモードに入った場合、印字用紙と同様、読み取り原稿、白基準シート18を自動給紙部19や紙送りモータ20の駆動により所定の位置まで搬送し、キャリアモータ6を駆動しながら、スキャナドライバ部513を介して画像信号を読み取る(図5)。
【0020】
一行の読み取りが終了すると紙送りモータ20により一行分搬送され次行の読み取りを行う。この様な動作を原稿が終了するまで行う。白基準シート18の場合は、スキャナヘッドの校正データを取得後排紙される。
【0021】
キャリア2の移動範囲の一端には乾燥から印字ヘッド1の液体吐出口を保護するキャップ13があり、キャリア1がホームホジションに位置する時、紙送りモータ20によって図示しない動力伝達機構により、キャップ13を印字ヘッド1へ押し付ける。また、液体吐出口の清掃のためのインク吸引動作もここで行う。印字ヘッド1の液体吐出口のある面を清掃するためのブレード12がキャップ13の側に有り、キャリア2の動作によって図示しないリンク機構により液体吐出口面をしごく。その動作により吐出口面のノズルの近傍に付着したゴミなどの異物を取り除き常に正常な記録を行わせる(ワイピング動作)ものである。キャリア2にスキャナヘッド300搭載時、前記キャップ動作、ワイピング動作は、スキャナヘッドに接触しないようにスキャナヘッド300のキャップ、ブレード側面は印字ヘッドよりも離れた位置にある。
【0022】
次に本実施例の原稿読み取り装置の電気回路のブロック図を説明する。
【0023】
図5は本実施例に関する印字装置の電気回路構成を表わすブロック図である。同図において、501は主制御をなすロジックコントローラであり、502はある手順を実行する例えばマイクロコンピュータ形態のCPU、503はテキストデータや画像データを展開したりする領域や作業用の領域などを設けたRAM、504は前記手順に対応したプログラムやその他フォントデータなどの固定データを格納したROM、505はCPU502の実行サイクルを作り出したり印字装置部による記録動作の際必要なタイミングを作り出したりするタイマ、506はCPU502からの信号と周辺装置を結ぶインターフェイス部である。
【0024】
また、507は印字装置部及びスキャナ部のパワーコントローラであり、508は印字ヘッド、スキャナヘッドの有無、種類、印字ヘッドの温度を検出するセンサの出力値、印字ヘッド1内のインクの有無を検出するセンサ出力等の印字ヘッド情報を検出するヘッド検出部、509は印字ヘッドの記録データを蓄えるためのラインバッファ、510は印字ヘッドに記録信号や電力などを送出するヘッドドライバ、511a、bはそれぞれキャリアモータ6、紙送りモータ20を駆動するのに必要な信号や電力などを送出するモータドライバ、512はホームポジションセンサ16、ペーパーセンサ17、排紙センサ10、等のセンサの出力を検出するセンサ検出部である。513はスキャナヘッドが搭載された時のスキャナドライバである。また、ヘッド検出部508、ヘッドドライバ510、スキャナドライバ513と印字ヘッド1、スキャナヘッド300間でのデータ信号のやりとりは、フレキシブルケーブル3を共通使用する。
【0025】
514は電源スイッチやヘッド交換を行うためのヘッド交換スイッチの操作部、515は状態を表示する表示部、516は例えばFDD、HDD、RAMカードなどの外部記憶装置、517は例えば他の情報処理装置と通信を行なったり、外部の制御機器から印字或いは原稿読み取りのコマンドを受け取るための外部インターフェイス(セントロニクスポート、RS232Cポート、USB等)である。
【0026】
519は電源で、ロジックコントローラ501部には常に供給し、CPU502はインターフェイス部506を通して操作部514や外部インターフェイス517からの入力信号を監視する。また、パワーコントローラ部507へはインターフェイス部506を通してCPU502で制御されるスイッチ518によって電力供給を制御する。電源519は図示しないAC電源や、電池などから電力を供給される。
【0027】
図3にスキャナヘッド300の概略断面図及び斜視図を示す。図3で306は原稿面303の照明用のLEDで、カラー読み取りを行うためにレッド、グリーン、ブルーの3色のLEDが配置されている。LED306から発せられたLED光307は集光レンズ315を介してLED開口部311を通って原稿面18を照らし、原稿面303の画像光308はセンサ開口部312に設けられたフィールドレンズ304を通過し、光量補正絞り316、光量規制絞り317、結像用レンズ301、迷光遮断絞り318を通過し、センサ302上に結像する。本発明では256画素のリニアイメージセンサが用いられている。
【0028】
LED開口部311とセンサ開口部312の原稿面側には開閉カバー板322が設置され通常状態ではLED開口部311とセンサ開口部312を覆っている。詳しい構造及び機能については後述する。
【0029】
光量補正絞り316は画像光308の光軸方向から見ると糸巻き状の穴であり、中心部の光束を絞り周辺部の光束はそのまま通し、中央部と周辺部の光量差を少なくする働きをする。
【0030】
光量規制絞り317は最終的に全体の光量を決める。これはLEDの光量とセンサの感度との関係で定められる。形状は丸穴形状である。
【0031】
結像レンズ301を通った画像光308はセンサ302へ入射する前に迷光遮断絞り318を通る。これはセンサ302へ入る画像光308以外の光を遮断し、画像の品位を上げる働きをする。形状はセンサ302の受光部形状に合わせてスリット形状をしている。
【0032】
上記のレンズ、絞り類は全て同じユニットに組込まれるが、詳しい説明は後述する。
【0033】
LED306及びセンサ302はそれらを制御する主電気回路基板105と接続され、主電気回路基板105の制御信号線は電気的に接続された配線基板305により外部に引き出されている。配線基板305のヘッド端子部309には電極が形成されており、不図示のキャリア2の電極と圧接により接触し、信号を本体側制御回路へ導くことが出来る。
【0034】
スキャナヘッド300は、外観形状は概略ボックス形状で、印字ヘッド1と同様にキャリア2へ、位置決めボス310、位置決め切り欠き部313を基準として、スキャナヘッドケース300bの一部である圧接部319がキャリア2のラッチ部材30Yに勘合する事により装着することができる。また、外すときはラッチ部材30Yのアーム30Yaを持ち上げると圧接部319の勘合が外れて簡単に取り外すことが出来る。
【0035】
キャリア2へ装着すると、CPU502はスキャナドライバ部513を介して配線基板305のヘッド認識信号を読みとり、状況によりスキャナモードに入る。
CPU502は外部インターフェース517より原稿読み取り信号が入力されると、記録用紙18と同様、読み取り原稿を自動給紙部19や紙送りモータ20の駆動により所定の位置まで搬送し、LED306を点灯した後、キャリアモータ6を駆動しながら、スキャナドライバ部513を介して画像信号を読み取る。
【0036】
ここで、スキャナヘッド300の原稿読み取りモードによって、キャリアモータ6の駆動スピードは変えることが出来る。モードは読み取り解像度と各読み取り値の階調の組み合わせであり、印字装置は主走査方向600dpiの分解能を持ち、副走査方向としてスキャナヘッド300のセンサ302の解像度は600dpiで、256階調の出力が得られるので、例えば主走査方向600dpi、副走査方向600dpiで256階調での読み取りから、主走査方向75dpi、副走査方向75dpiで2階調での読み取り、また主走査方向の解像度を200dpiとして読み取り、FAXとの整合性を考慮したモードもある。主走査方向600dpi、副走査方向600dpiで256階調の読み取りの様にデータ量の多いモードでは、データ処理や転送に時間がかかるため、キャリア駆動スピードを遅くし、主走査方向75dpi、副走査方向75dpiで2階調の読み取りではキャリア駆動スピードを早くできる。カラー原稿を読み取るためには、上記動作を3色のLEDの各色毎に3回繰り返す。
【0037】
一行の読み取りが終了すると紙送りモータ20により一行分搬送され次行の読み取りを行う。この様な動作を原稿が終了するまで行う。
【0038】
スキャナヘッド300をキャリア2に取り付けた時のキャリア2の待機位置は印字ヘッド1を取り付けた時の位置と同じである必要は無く、スキャナヘッド300の読み取り部面300sが印字ヘッド1のメンテナンスを行う回復部(ブレード12やキャップ13)を避ける形状となっていれば、待機位置を回復部側に移動して、生じた可動区間をキャリア2の走行安定性を増すための空走区間として使用してもよい。
【0039】
本実施例で使用する白基準シート18は、反射濃度0.1以下の基準の反射率を持つシートであり、センサ302の各画素毎の感度や受光量のばらつきを補正するため、上記白基準シート18を原稿と同条件で読み込み、得られたセンサ毎の白基準信号と、センサが受光していない時の信号(黒基準)間を、得たい階調数で分割することにより、センサ画素毎のばらつきを吸収した階調を得るために必要な部材である。
【0040】
印字用紙、原稿18と同様に印字装置へ給紙後、図4の様な状態で止め、CPU502はスキャナヘッド300を搭載したキャリア2を白基準シート18上まで移動した後、LED306を点灯し、センサ302からの信号を読み取り、画像信号の基準とする。白基準データ取得後、白基準シート18は排紙される。
図6にスキャナヘッド部の電気回路のブロック図を示す。
【0041】
スキャナヘッド300がキャリッジ2に取り付けられると、スキャナヘッド300のヘッド端子部309がキャリッジ2へ配線されるフレキシブルケーブル3に形成された図示しない端子部と圧接し、パワーコントローラ507と結合される。
【0042】
パワーコントローラ507側はスキャナドライバ513を介して、またスキャナヘッド300側はI/Oポート601を介して、データやコマンドを双方向通信する。
【0043】
LEDで照らされた原稿18の画像光308は光電変換特性を持つセンサ302が画像データとして検出する。センサ302が検出した信号は増幅器604で、アナログ/デジタル変換器603で扱うレベルで最適なレベルまで増幅され、アナログ/デジタル変換器603に入力する。ここでデジタルデータに変換したものを画像処理LSI602によってシェーディング補正、2値化等の補正、その他の画像処理を行った後、フレキシブルケーブル3を経由してパワーコントローラ507へ転送される。
【0044】
また、白基準シート18を読むことで得られたセンサ302の各画素毎の白基準データは、画像処理LSI602内のレジスタに記憶され、各処理に使用される。
【0045】
図7に本発明の原稿読み取り装置の外観図を示す。
【0046】
701は原稿読み取り装置外観である。内部に図2に示した原稿読み取り装置が収納されている。702は印字用紙、原稿、白基準シート18の排出口である。703はカバーで、この部分を開けて印字ヘッド及びスキャナヘッドを脱着する。704は電源スイッチで、図5における操作部514に含まれ、CPU502はこのスイッチの入力を監視し、入力されるとCPU502はインターフェイス部506を通してパワーコントローラ部507への電源のスイッチ518をオンにする。515は原稿読み取り装置の状況を表示する表示部、705は702は印字用紙、原稿、白基準シート18の給紙口である。給紙された702は印字用紙、原稿、白基準シート18は図2に示す自動給紙部19へ導かれる。706は印字ヘッド1或はスキャナヘッド300の脱着を行う時に入力するヘッド交換スイッチで、押すことによりキャリア2は印字ヘッド1或はスキャナヘッド300が脱着しやすい位置へ移動する。
【0047】
次に図1を用いて本発明の要点を説明する。
【0048】
図10は本発明のスキャナヘッドの一部断面図である。
【0049】
全体を収納するスキャナヘッドケース300bは該立方体で、3面の壁(300x、300y、300z)と、壁の無い一面(300t)と、壁に該正方形の穴の開いた一面(読取部面300s)と、壁に該スリット形状穴300cの開いた一面と、で形成され、レンズ、光源等を含むスキャナユニット100は読取部面300sの該正方形穴に入りこみ、結合部材でスキャナヘッドケース300bに結合される。主電気回路基板105はスキャナユニット100と並列してスキャナヘッドケース300bに結合される。スキャナユニット100と主電気回路基板105に覆い被さる様にしてその上方の一面300t側からシールド板102が位置し、その一端、結合A部102aはスリット形状穴300cの開いた壁に平行に折り曲げられ突き当ててヘッド端子部309と共に結合部材で結合される。シールド板102は金属板が用いられる。ここで用いる結合部材は導電性のある物を用いヘッド端子部309の電気的グランド部分とシールド板を電気的にも結合し、シールド板102の電気的グランドレベルを確定する。実際の結合は後述する調整の済んだ後となる。
【0050】
シールド板の他の結合B部102bは壁300yから該垂直方向に形成されたリブ104とスリット形状穴300cの開いた壁の垂直方向に移動可能に当接し、部品寸法バラツキを吸収しつつ、結合される。このシールド板102によって、該スリット形状穴300cが在る事による強度低下はシールド板102を介して壁300yと結合する事により強固なボックス形状を形成する事で防ぐ事ができる。
【0051】
ヘッド端子部309と繋がる配線基板305はシールド板102の上部を通り、折り曲げられてシールド板102の下側に回り、主電気回路基板105と繋がる。
カバー321は前記スキャナヘッドケース300bの300t側から被さり、300x、300y、300z、300fの各壁の端面と密着勘合し、スキャナユニット100に外部光が入るのを防ぐと共に、カバー321の一部のバネ性を持ったカバーラッチ321aは前記スリット形状穴300cの、前記配線基板305以外の部分に密着勘合し、カバー321とスキャナヘッドケース300bの結合及び遮光を行う。
【0052】
次にスキャナユニット100について説明する。スキャナユニット100の外観は図9のとおりである。センサ302が接続されたセンサ基板901はセンサ配線901aを介して主電気回路基板105へ繋がる。LED306はLED配線902aを介して主電気回路基板105へ繋がる。スキャナユニット100は取り付け穴903a、903bを介して、スキャナヘッドケース300bへ取り付けられる。
【0053】
図1はフィールドレンズ304側から見たスキャナユニット100の構造及び組立方法である。複数のレンズの内のフィールドレンズ304は第二鏡筒1001内に構成された第二通路1004の一端面側に形成された凹部1004aに収納され、LED306はLED基板1002へ実装され、前記第二通路1004の該脇に壁で隔てられた凹部1005に集光レンズ315と共に収納される。
【0054】
LED基板1002は熱伝達特性の良い物質で作られている。LED基板1002の一部である熱伝達部1002aは実装すると押え板1003のLED開口部311を通して後述する開閉カバー板322と密着接合する。
【0055】
集光レンズ315は位置決めボスによってLED基板1002との位置を決め、LED基板1002はその外形寸法により凹部1005に勘合位置決めされる。フィールドレンズ304及び集光レンズ315は、押え板1003を被せる事により落脱を防止される。押え板1003はラッチ部1003a、1003b、1003cが第二鏡筒1001の凹部1001a、1001b、1001cの各部に勘合結合し固定される。押え板1003にはLED開口部311、センサ開口部312が開いており、原稿面18へのLED光307の照射、画像光308の取り込みが行われる。
【0056】
押え板1003の上にはLED開口部311、センサ開口部312を覆うように開閉カバー板322が密着接合される。この状態で開閉カバー板322は、LED開口部311、センサ開口部312にインクミストが入りこみレンズ等を汚すのを防ぐ。
【0057】
開閉カバー板322は形状記憶合金でできており、ある温度以上になると322aのように切り込みを入れた部分がLED開口部311、センサ開口部312と反対側に開くように加工されている。読取を行う時はこの様な状態にして行う。この方法は後述する。
【0058】
組込んだ状態で開いた状態は図14に示す。
【0059】
次に図11はセンサ302側から見たキャナユニット100の構造及び組立方法である。なお文中にある光軸とは第二通路1004の円筒形状中心線と一致し、図中のZ矢印方向とする。
【0060】
センサ302はセンサ基板901に実装され、センサ保持板1103に結合される。センサ保持板1103には迷光遮断絞り318が成形してあり、結合する時センサ302の受光部302aが迷光遮断絞り318と重なるように調整して結合する。
【0061】
センサ保持板1103は迷光遮断絞り318の中心が第二通路1004の円筒形状の中心線と該一致するように後に第二鏡筒1001へ組込んだ時、第二通路1004の円筒状部と光軸に対して回転可能に勘合する。また光軸に対して回転調整可能にセンサ距離調整筒1102へ長穴1103aを介して仮結合される。長穴であるのは回転調整時の調整シロである。
【0062】
第一鏡筒1105内の第一通路1101は結像レンズ301と光量規制絞り317を含み、更に光量規制絞り317側から光量補正絞り316が結合される。光量補正絞り316は画像光308の光軸方向から見ると糸巻き状の穴であり、中心部の光束を絞り周辺部の光束はそのまま通し、中央部と周辺部の光量差を少なくする働きをする。よって光量補正絞り316の長手方向軸がセンサの受光部302aと該一致するように位置決め凹316aを持つ。なお光量補正絞り316は第一鏡筒1105と一体成形されていても何ら問題は無い。第一鏡筒1105は回転止め板1101bを持ち、それを第二鏡筒1001の回転止めスリット1001iに合わせて第二鏡筒1001の第二通路1004内に光軸方向のみ移動可能に収納される。第一鏡筒1105は第二鏡筒1001の止め穴1101fに結合部材により長穴1105aを介して結合される。第二鏡筒1001の逃げ穴1001dより外部から第一鏡筒1105の調整穴1105bに接触でき、ここに冶具を取りつけ、光軸方向の調整を行う。これは図8のa方向の調整に当たる。
【0063】
センサ距離調整筒1102は第二鏡筒1001の円筒外壁部1001jに光軸方向に水平移動および回転可能に勘合する。この時センサ保持板1103は第二通路1004の円筒形状部と光軸方向に水平移動および回転可能に勘合する。
【0064】
センサ距離調整筒1102と第二鏡筒1001はセンサ距離調整筒1102側の段リブ1102aと調整腕1102cが第二鏡筒1001側のアジャストリブ1001e及び結合柱1001hと段取付け穴1001gと各々接触する。段リブ1102aと段取付け穴1001gには光軸を中心として一定角度毎に一定量ずつの段が設けられている。本実施例では7.5度毎に0.15mmの段が5段設けられている。センサ距離調整筒1102を第二鏡筒1001に組込むと5段ある段の何処が接触しても各部が全て接触した状態となる。よってこの状態からセンサ距離調整筒1102を第二鏡筒1001に対して光軸を中心として7.5度回転させると、センサ距離調整筒1102は第二鏡筒1001に対して0.15mm光軸方向に平行に移動する。センサ302を結合したセンサ保持板1103はセンサ距離調整筒1102と結合しているので連動して光軸方向に移動する。これは第一鏡筒1105の調整と独立して行う事ができ、これは図8のb方向の調整に当たる。後に定まった所で、段リブ1102a内の長穴を介して結合柱1001h及び、調整腕1102c内の長穴1102bを介して段取付け穴1101g上の何れかの穴と結合部材で結合する。段リブ1102a上の穴は7.5度毎に設けられている。
【0065】
以上組み上げた状態で、第二鏡筒1001に対して、第一鏡筒1105は光軸に平行に移動調整可能、センサ302はセンサ保持板1103を介して光軸に回転調整可能、及びセンサ距離調整筒1102を介して光軸に平行に移動調整可能、となる。
【0066】
組み上げた状態は図9のようになる。このスキャナユニット100をスキャナヘッドケース300bへ組込み結合ネジ320で結合する。主電気回路基板105を組込む。図12の様な状態で、基準距離に置かれた原稿面18にテストパターン、信号、電源を供給するヘット゛端子部309へのコネクタ等を設けた図示しない冶具上にセットし、矢印a方向から調整穴1201、1202を介して第一鏡筒1105の調整穴1105bによって焦点調整を行い(図8のa)、結合ネジ905で固定する。
【0067】
矢印b方向からセンサ保持板1103を回転調整して光軸に対するセンサの傾き(図8のθ)を調整し、結合ネジ906aで固定する。この時主電気回路基板105はこの調整の障害にならない様な形となっている。
【0068】
この調整で部品の寸法バラツキ等により焦点調節ができない場合がある。この時は結合ネジ906bを緩め、センサ距離調整筒1102を必要なだけ回転させてセンサ302とフィールドレンズ304間の距離を調整する。前述したように本実施例の場合、7.5度の回転で0.15mmずつプラス或いはマイナスできる。センサ距離調整筒1102と結合しているセンサ保持板1103も一緒に回転するが、結合ネジ906aを緩めれば、長穴1103aに沿って結合ネジ906aのみ回転し、再度矢印b方向からセンサ保持板1103を回転調整して光軸に対するセンサの傾き(図8のθ)を調整すれば良い。
【0069】
本実施例では印字ヘッド1とスキャナヘッド300はキャリア2に同時に搭載できる。その利点として印字と読取を短時間で切り替えながら動作する事ができる点が上げられる。つまり印字した状況をスキャナヘッドで読み取り、次の動作にフィードバックできる点にある。実際の例として、不定形な印字用紙の端部までの印字や、紙質によってカラーバランスを変える、等の応用が考えられる。この様な事を実現する為には、印字直後のインクミストが漂っている空間をスキャナヘッド300は通過して読取動作を行わなければならない。
【0070】
本発明におけるインクミスト附着防止機構は図1で示した開閉カバー板322で、通常はLED開口部311及びセンサ開口部312を覆ってインクミストからレンズ等を守る。開閉カバー板322は前述したように形状記憶合金で作られ、ある温度になると開口し読み取りを可能にするが、それを行う熱源として本スキャナの光源であるLEDの発する熱を利用する。
【0071】
LEDは通電すると発光し同時に発熱する。また発熱の為の温度変化により光量が変化する特性も持つ。スキャナとしては、LEDの光量が変化すると読み取り品位が落ちるのでLEDの温度が安定するように、読み取る時のLEDへの通電量において発熱と放熱のバランスの取れた温度へ読取を開始する前にあらかじめ上げておく手法が取られる。これを予熱と呼ぶ。この時読取時よりも大電流を流し、短時間で目的の温度になるようにする。
【0072】
図15に読取時のタイムチャートとLEDの温度の推移を示す。
【0073】
t0で読取開始命令が外部インターフェース517より入力されるとCPU502は予熱を開始する。その時LED306の温度はT0とし、目標温度をT3として、予熱はt1まで続けられる。LED306部に温度測定素子は持っていないので、予熱時間はあらかじめ測定したデータに基づき決めておく。温度がT3に達したt1より読取を開始し、t2にCPU502は読み取りを終了しLED306への通電を終了する。LED306の温度は放熱特性に従って下降する。
【0074】
LED306が載るLED基板1002の一部である熱伝達部1002aは開閉カバー板322と密着接合しているので、LED306の温度変化を効率よく伝える事ができ、開閉カバー板322の温度は略LEDの温度と同等である。
【0075】
この時開閉カバー板322の形状記憶合金の形状回復温度をT0からT3の間のT2に設定する事により、t0からt1の予熱による温度上昇中のt1‘時に開閉カバー板322は開口し、読み取り動作中(t1からt2)では開閉カバー板322は開いた状態を維持し、読取動作終了後に温度が下降して行きt3を過ぎると開閉カバー板322は閉じる。
【0076】
上記の動作により読取時のみ開閉カバー板322が開き、それ以外の時は閉じているのでインクミストの影響は最小限に押えられる。
【0077】
【発明の効果】
以上説明してきたように読取部前面にカバーを設けその開閉に形状記憶合金を用い、形状記憶合金の動作熱源をスキャナの光源の発熱を用いた事によりインクミストの影響を最小限に押える機構を簡単な構造で実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本印字装置の実施例を示す模式的構成図である。
【図2】本印字装置の模式的斜視図である。
【図3】本印字装置に装着されるスキャナヘッドの模式的斜視図である。
【図4】本印字装置の模式的断面図である。
【図5】本印字装置の模式的電気回路図である。
【図6】本印字装置に装着されるスキャナヘッドの模式的電気回路図である。
【図7】本印字装置の模式的外観図である。
【図8】バンドスキャン型スキャナの模式的構造図である。
【図9】本印字装置に装着されるスキャナヘッドのユニット部である。
【図10】本印字装置に装着されるスキャナヘッドの組立模式図である。
【図11】本印字装置に装着されるスキャナヘッドの組立模式図である。
【図12】本印字装置に装着されるスキャナヘッドの調整模式図である。
【図13】従来のスキャナヘッドの模式的構造図である。
【図14】本印字装置の実施例の動作状態を示す模式的斜視図である。
【図15】本印字装置の実施例の動作タイムチャートである。
【符号の説明】
1 印字ヘッド
2 キャリア
3 フレキシブルケーブル
4 ガイドシャフト
5 ベルト
6 キャリアモータ
7 ガイドレール
8 拍車
9 プラテン
11 排紙ローラ
14 紙送りローラ
15 アイドルプーリ
16 ホームポジションセンサ
17 ペーパーセンサ
18 印字用紙、原稿、白基準シート
19 自動給紙部
20 紙送りモータ
21 ピンチローラ
25 フレーム
29 アイドルギア
30 プーリ
LF ギア
100 スキャナユニット
300 スキャナヘッド
300b スキャナヘッドケース
301 結像用レンズ
302 センサ
304 フィールドレンズ
306 LED
309 ヘッド端子部
316 光量補正絞り
318 フォーカス調整部材
321 カバー
322 開閉カバー板
502 CPU
503 RAM
504 ROM
505 タイマ
506 インターフェイス部
507 パワーコントローラ
508 ヘッド検出部
509 ラインバッファ
510 ヘッドドライバ
511 モータドライバ
512 センサ検出部
513 スキャナドライバ部
【発明の属する技術分野】
この発明はインクジェット方式の印字装置の印字ヘッド近傍に光学式画像読取装置を設置した構成の装置において、印字ヘッドが印字時に吐出するインク以外に放出する極微少インク滴(以下インクミストと呼ぶ)の光学式読取装置への影響を防ぐ方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年画像入力の為の原稿読み取り装置の需要が高まってきている。原稿台を持ち、厚い本からも取り込めるフラットベット型原稿読み取り装置や、写真フィルムから直接読み込めるフィルム読み取り装置など、多岐にわたっている。
【0003】
その中で少スペースな構成で実現できる読取装置として、バンドスキャン型読取装置がある。一般的な読取装置の模式図を図8に示す。光源86から出た光が集光レンズ85を介して原稿18を照らし、それをレンズ82、83を用いて原稿像を読み取りセンサ84上に結像して読み取る。読取装置87は原稿18に対してa方向に動き必要量読み取ったら原稿18或は読取装置87がa方向と垂直方向のb方向へずれ、a方向の読取を繰り返す。
【0004】
この様な動きは印字装置の動きと似ている為、印字装置の印字ヘッドが搭載されているキャリアにユニット化された読取装置(以下スキャナヘッドと呼ぶ)が搭載された印字装置も現れている。一例を図2に示す。
【0005】
キャリア2に印字ヘッド1と並んでスキャナヘッド300が脱着可能に搭載される。スキャナヘッド300の外観は図13に示すとおりで、ボックス形状のスキャナヘッドケース300bの内部空洞部に読取像を作るフィールドレンズ304及び結像レンズ301、その光軸上で結像位置にセンサ302、読取面を照らす照明用LED306や集光レンズ315が配置され、キャリア2へガイド部314などで位置決め位置にガイドされ、キャリア2のラッチ部材30Yをアーム30Yaで操作してスキャナヘッド300をキャリア2へ押し付け、プリンタからの電気信号がキャリア側端子部(図示せず)とヘッド端子部309との圧接で結合される。ヘッド端子部309は配線基板305を介してスキャナヘッドケース300b内部のセンサや照明用LEDを制御する主電気回路基板105に接続される。
【0006】
この様な構成を採った場合、印字と読み取りを一つの装置で行え、少スペース、電源や筐体の共通化によるコストダウン等のメリットがある反面、印字装置としてインクジェット方式を採用した場合、インクミストがスキャナヘッドケース300bの外部に露出しているフィールドレンズ304や集光レンズ315に附着し、読取性能が劣化する問題があり、頻繁にスキャナヘッド300をキャリア2から外し、フィールドレンズ304及び結像レンズ301へ附着したインクを拭き取る事が必要だった。更に近年のインクジェット印字装置のインク構成として高画質化の為にアニオン基/カチオン基を別々に含んだインクによってそれらが混合した時染料の凝集が起こり、滲み等を防ぐという技術が盛んに使用されている。この様なインクのミストが附着した場合、最悪の場合レンズ面で染料の凝集が発生し、固着して拭き取りもできない状況に陥る場合もあった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記不具合に鑑み、印字装置としてインクジェット方式を採用してもミストの影響を排除できる機構の提供を課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記不具合を解決する手段として、フィールドレンズ304及び集光レンズ315のスキャナヘッドケース300bに開けられた各々のセンサ開口部312及びLED開口部311の読取原稿側に開閉可能な扉を設け、開閉動作に形状記憶合金を用いた。形状記憶合金の熱源として光源が発する熱を用いる事でコンパクトな開閉機構が可能となった。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本実施例では、インクジェットプリンタの印字ヘッド搭載部の脇に印字ヘッドと無関係に脱着可能に搭載できる画像読取装置としてのスキャナヘッドを実施例として説明する。
【0010】
図2及び図4は、本発明に関する原稿読み取り装置を示す斜視図である。図2、図4において、キャリア2は、印字ヘッド1、スキャナヘッド300を着脱自在に保持するものであり、フレーム25に両端部が固定され互いに並行に配置されたガイドシャフト4及びガイドレール7に、印字用紙、原稿、白基準シート18の搬送方向と直行し、かつ、印字用紙、原稿、白基準シート18の面に平行な方向に摺動自在に支持される。キャリア2はキャリアモータ6に不図示のギア列によって回転駆動される駆動プーリ30と回転自在に支持されたアイドルプーリ15との間にかけ回されたベルト5の一部位に結合されており、キャリアモータ6を駆動することで、ベルト5が駆動され、キャリア2が上記方向に往復移動する構成になっている。
【0011】
16はホームポジションセンサであり、キャリア2の通過を検出する事により、キャリア2の位置を検出するものである。3はフレキシブルケーブルであり印字ヘッド1、スキャナヘッド300に不図示の制御基板から電気信号を伝えるものである。
【0012】
次に印字用紙、原稿、白基準シート18を搬送する構成について説明する。なお、本発明は印字装置と読取装置が一体となった構成である為、印字用紙は印字を行うメディア、原稿は読取装置で読み取る原稿、白基準シートは読取装置の校正シート、の3種を通紙する。
【0013】
19は自動給紙部で、複数枚セットされた印字用紙、原稿18を1枚ずつ分離して紙送りローラ14まで搬送する。フレーム25に回転可能に支持された紙送りローラ14にはLFギア31が固定されており、紙送りモータ20によって不図示ギア列で回転駆動される。紙送りローラ14にはピンチローラ21が下方よりピンチローラホルダ22を介してピンチローラバネ23によって圧接されており、紙送りローラ16とピンチローラ21の間に挟まれた印字用紙、原稿、白基準シート18を、前記紙送りモータ20の駆動によって搬送する。11は記録後の印字用紙、原稿、白基準シート18を排出するための排紙ローラであり、アイドルギア列29により、紙送りローラ14から駆動力が伝達され、紙送りローラ14と同期して回転する。排紙ローラには拍車8が圧接されており、排紙ローラ11との間に印字用紙、原稿、白基準シート18を挟み込み搬送する。
【0014】
17はペーパーセンサであり、紙送りローラ14の直前の印字用紙、原稿、白基準シート18の有無を検出する。10は排紙センサであり、排紙ローラ11近傍の印字用紙、原稿、白基準シート18の有無を検出する。本装置の記録装置としての機能は、前記キャリア2の往復移動に同期して印字ヘッド1が記録信号に応じてインクを図4において下向きに吐出することにより、印字用紙18に一行記録を行なうものである。すなわちこの印字ヘッド1は微細な液体吐出口(オリフィス)、液路およびこの液路の一部に設けられたエネルギ作用部と、該作用部に有る液体に作用させる液滴形成エネルギを発生するエネルギ発生手段とを備えている。
【0015】
このようなエネルギを発生させるエネルギ発生手段としてはピエゾ素子などの電機機械変換体を用いた記録方法、レーザ等の電磁波を照射して発熱させ該発熱による作用で液的を吐出させるエネルギ発生手段を用いた記録方法、あるいは発熱抵抗を有する発熱素子などの電機熱変換体によって液体を加熱して液体を吐出させるエネルギ発生手段を用いた記録方法などが有る。
【0016】
その中でも熱エネルギによって液体を吐出させるインクジェット記録方法に用いられている印字ヘッドは、記録用の液体を吐出して吐出用液滴を形成するための液体吐出口を高密度に配列することができるために高解像度の記録をすることが可能である。その中でも電気熱変換体をエネルギ発生源として用いた印字ヘッドは、コンパクト化も容易であり、かつ最近の半導体分野における技術の進歩と信頼性の向上が著しいIC技術やマイクロ加工技術の長所を十二分に活用でき、高密度実装化が容易で、製造コストも安価なことから有利である。
【0017】
前記印字ヘッド1の移動により一行記録を行なうと、印字用紙18は紙送りモータ20により、図1の印字用紙18上に示した搬送方向の矢印の向きに、一行分搬送され次行に記録を行なう構成になっている。本印字装置には積載した印字用紙、原稿、白基準シート18を、印字装置に一枚ずつ分離して給紙するための自動給紙部19が設けられている。
【0018】
また、スキャナヘッド300をキャリア2へ装着すると、CPU502はスキャナドライバ部513を介してヘッド認識信号を読みとり、スキャナヘッド300の装着を認識する。
【0019】
状況によりスキャナモードに入った場合、印字用紙と同様、読み取り原稿、白基準シート18を自動給紙部19や紙送りモータ20の駆動により所定の位置まで搬送し、キャリアモータ6を駆動しながら、スキャナドライバ部513を介して画像信号を読み取る(図5)。
【0020】
一行の読み取りが終了すると紙送りモータ20により一行分搬送され次行の読み取りを行う。この様な動作を原稿が終了するまで行う。白基準シート18の場合は、スキャナヘッドの校正データを取得後排紙される。
【0021】
キャリア2の移動範囲の一端には乾燥から印字ヘッド1の液体吐出口を保護するキャップ13があり、キャリア1がホームホジションに位置する時、紙送りモータ20によって図示しない動力伝達機構により、キャップ13を印字ヘッド1へ押し付ける。また、液体吐出口の清掃のためのインク吸引動作もここで行う。印字ヘッド1の液体吐出口のある面を清掃するためのブレード12がキャップ13の側に有り、キャリア2の動作によって図示しないリンク機構により液体吐出口面をしごく。その動作により吐出口面のノズルの近傍に付着したゴミなどの異物を取り除き常に正常な記録を行わせる(ワイピング動作)ものである。キャリア2にスキャナヘッド300搭載時、前記キャップ動作、ワイピング動作は、スキャナヘッドに接触しないようにスキャナヘッド300のキャップ、ブレード側面は印字ヘッドよりも離れた位置にある。
【0022】
次に本実施例の原稿読み取り装置の電気回路のブロック図を説明する。
【0023】
図5は本実施例に関する印字装置の電気回路構成を表わすブロック図である。同図において、501は主制御をなすロジックコントローラであり、502はある手順を実行する例えばマイクロコンピュータ形態のCPU、503はテキストデータや画像データを展開したりする領域や作業用の領域などを設けたRAM、504は前記手順に対応したプログラムやその他フォントデータなどの固定データを格納したROM、505はCPU502の実行サイクルを作り出したり印字装置部による記録動作の際必要なタイミングを作り出したりするタイマ、506はCPU502からの信号と周辺装置を結ぶインターフェイス部である。
【0024】
また、507は印字装置部及びスキャナ部のパワーコントローラであり、508は印字ヘッド、スキャナヘッドの有無、種類、印字ヘッドの温度を検出するセンサの出力値、印字ヘッド1内のインクの有無を検出するセンサ出力等の印字ヘッド情報を検出するヘッド検出部、509は印字ヘッドの記録データを蓄えるためのラインバッファ、510は印字ヘッドに記録信号や電力などを送出するヘッドドライバ、511a、bはそれぞれキャリアモータ6、紙送りモータ20を駆動するのに必要な信号や電力などを送出するモータドライバ、512はホームポジションセンサ16、ペーパーセンサ17、排紙センサ10、等のセンサの出力を検出するセンサ検出部である。513はスキャナヘッドが搭載された時のスキャナドライバである。また、ヘッド検出部508、ヘッドドライバ510、スキャナドライバ513と印字ヘッド1、スキャナヘッド300間でのデータ信号のやりとりは、フレキシブルケーブル3を共通使用する。
【0025】
514は電源スイッチやヘッド交換を行うためのヘッド交換スイッチの操作部、515は状態を表示する表示部、516は例えばFDD、HDD、RAMカードなどの外部記憶装置、517は例えば他の情報処理装置と通信を行なったり、外部の制御機器から印字或いは原稿読み取りのコマンドを受け取るための外部インターフェイス(セントロニクスポート、RS232Cポート、USB等)である。
【0026】
519は電源で、ロジックコントローラ501部には常に供給し、CPU502はインターフェイス部506を通して操作部514や外部インターフェイス517からの入力信号を監視する。また、パワーコントローラ部507へはインターフェイス部506を通してCPU502で制御されるスイッチ518によって電力供給を制御する。電源519は図示しないAC電源や、電池などから電力を供給される。
【0027】
図3にスキャナヘッド300の概略断面図及び斜視図を示す。図3で306は原稿面303の照明用のLEDで、カラー読み取りを行うためにレッド、グリーン、ブルーの3色のLEDが配置されている。LED306から発せられたLED光307は集光レンズ315を介してLED開口部311を通って原稿面18を照らし、原稿面303の画像光308はセンサ開口部312に設けられたフィールドレンズ304を通過し、光量補正絞り316、光量規制絞り317、結像用レンズ301、迷光遮断絞り318を通過し、センサ302上に結像する。本発明では256画素のリニアイメージセンサが用いられている。
【0028】
LED開口部311とセンサ開口部312の原稿面側には開閉カバー板322が設置され通常状態ではLED開口部311とセンサ開口部312を覆っている。詳しい構造及び機能については後述する。
【0029】
光量補正絞り316は画像光308の光軸方向から見ると糸巻き状の穴であり、中心部の光束を絞り周辺部の光束はそのまま通し、中央部と周辺部の光量差を少なくする働きをする。
【0030】
光量規制絞り317は最終的に全体の光量を決める。これはLEDの光量とセンサの感度との関係で定められる。形状は丸穴形状である。
【0031】
結像レンズ301を通った画像光308はセンサ302へ入射する前に迷光遮断絞り318を通る。これはセンサ302へ入る画像光308以外の光を遮断し、画像の品位を上げる働きをする。形状はセンサ302の受光部形状に合わせてスリット形状をしている。
【0032】
上記のレンズ、絞り類は全て同じユニットに組込まれるが、詳しい説明は後述する。
【0033】
LED306及びセンサ302はそれらを制御する主電気回路基板105と接続され、主電気回路基板105の制御信号線は電気的に接続された配線基板305により外部に引き出されている。配線基板305のヘッド端子部309には電極が形成されており、不図示のキャリア2の電極と圧接により接触し、信号を本体側制御回路へ導くことが出来る。
【0034】
スキャナヘッド300は、外観形状は概略ボックス形状で、印字ヘッド1と同様にキャリア2へ、位置決めボス310、位置決め切り欠き部313を基準として、スキャナヘッドケース300bの一部である圧接部319がキャリア2のラッチ部材30Yに勘合する事により装着することができる。また、外すときはラッチ部材30Yのアーム30Yaを持ち上げると圧接部319の勘合が外れて簡単に取り外すことが出来る。
【0035】
キャリア2へ装着すると、CPU502はスキャナドライバ部513を介して配線基板305のヘッド認識信号を読みとり、状況によりスキャナモードに入る。
CPU502は外部インターフェース517より原稿読み取り信号が入力されると、記録用紙18と同様、読み取り原稿を自動給紙部19や紙送りモータ20の駆動により所定の位置まで搬送し、LED306を点灯した後、キャリアモータ6を駆動しながら、スキャナドライバ部513を介して画像信号を読み取る。
【0036】
ここで、スキャナヘッド300の原稿読み取りモードによって、キャリアモータ6の駆動スピードは変えることが出来る。モードは読み取り解像度と各読み取り値の階調の組み合わせであり、印字装置は主走査方向600dpiの分解能を持ち、副走査方向としてスキャナヘッド300のセンサ302の解像度は600dpiで、256階調の出力が得られるので、例えば主走査方向600dpi、副走査方向600dpiで256階調での読み取りから、主走査方向75dpi、副走査方向75dpiで2階調での読み取り、また主走査方向の解像度を200dpiとして読み取り、FAXとの整合性を考慮したモードもある。主走査方向600dpi、副走査方向600dpiで256階調の読み取りの様にデータ量の多いモードでは、データ処理や転送に時間がかかるため、キャリア駆動スピードを遅くし、主走査方向75dpi、副走査方向75dpiで2階調の読み取りではキャリア駆動スピードを早くできる。カラー原稿を読み取るためには、上記動作を3色のLEDの各色毎に3回繰り返す。
【0037】
一行の読み取りが終了すると紙送りモータ20により一行分搬送され次行の読み取りを行う。この様な動作を原稿が終了するまで行う。
【0038】
スキャナヘッド300をキャリア2に取り付けた時のキャリア2の待機位置は印字ヘッド1を取り付けた時の位置と同じである必要は無く、スキャナヘッド300の読み取り部面300sが印字ヘッド1のメンテナンスを行う回復部(ブレード12やキャップ13)を避ける形状となっていれば、待機位置を回復部側に移動して、生じた可動区間をキャリア2の走行安定性を増すための空走区間として使用してもよい。
【0039】
本実施例で使用する白基準シート18は、反射濃度0.1以下の基準の反射率を持つシートであり、センサ302の各画素毎の感度や受光量のばらつきを補正するため、上記白基準シート18を原稿と同条件で読み込み、得られたセンサ毎の白基準信号と、センサが受光していない時の信号(黒基準)間を、得たい階調数で分割することにより、センサ画素毎のばらつきを吸収した階調を得るために必要な部材である。
【0040】
印字用紙、原稿18と同様に印字装置へ給紙後、図4の様な状態で止め、CPU502はスキャナヘッド300を搭載したキャリア2を白基準シート18上まで移動した後、LED306を点灯し、センサ302からの信号を読み取り、画像信号の基準とする。白基準データ取得後、白基準シート18は排紙される。
図6にスキャナヘッド部の電気回路のブロック図を示す。
【0041】
スキャナヘッド300がキャリッジ2に取り付けられると、スキャナヘッド300のヘッド端子部309がキャリッジ2へ配線されるフレキシブルケーブル3に形成された図示しない端子部と圧接し、パワーコントローラ507と結合される。
【0042】
パワーコントローラ507側はスキャナドライバ513を介して、またスキャナヘッド300側はI/Oポート601を介して、データやコマンドを双方向通信する。
【0043】
LEDで照らされた原稿18の画像光308は光電変換特性を持つセンサ302が画像データとして検出する。センサ302が検出した信号は増幅器604で、アナログ/デジタル変換器603で扱うレベルで最適なレベルまで増幅され、アナログ/デジタル変換器603に入力する。ここでデジタルデータに変換したものを画像処理LSI602によってシェーディング補正、2値化等の補正、その他の画像処理を行った後、フレキシブルケーブル3を経由してパワーコントローラ507へ転送される。
【0044】
また、白基準シート18を読むことで得られたセンサ302の各画素毎の白基準データは、画像処理LSI602内のレジスタに記憶され、各処理に使用される。
【0045】
図7に本発明の原稿読み取り装置の外観図を示す。
【0046】
701は原稿読み取り装置外観である。内部に図2に示した原稿読み取り装置が収納されている。702は印字用紙、原稿、白基準シート18の排出口である。703はカバーで、この部分を開けて印字ヘッド及びスキャナヘッドを脱着する。704は電源スイッチで、図5における操作部514に含まれ、CPU502はこのスイッチの入力を監視し、入力されるとCPU502はインターフェイス部506を通してパワーコントローラ部507への電源のスイッチ518をオンにする。515は原稿読み取り装置の状況を表示する表示部、705は702は印字用紙、原稿、白基準シート18の給紙口である。給紙された702は印字用紙、原稿、白基準シート18は図2に示す自動給紙部19へ導かれる。706は印字ヘッド1或はスキャナヘッド300の脱着を行う時に入力するヘッド交換スイッチで、押すことによりキャリア2は印字ヘッド1或はスキャナヘッド300が脱着しやすい位置へ移動する。
【0047】
次に図1を用いて本発明の要点を説明する。
【0048】
図10は本発明のスキャナヘッドの一部断面図である。
【0049】
全体を収納するスキャナヘッドケース300bは該立方体で、3面の壁(300x、300y、300z)と、壁の無い一面(300t)と、壁に該正方形の穴の開いた一面(読取部面300s)と、壁に該スリット形状穴300cの開いた一面と、で形成され、レンズ、光源等を含むスキャナユニット100は読取部面300sの該正方形穴に入りこみ、結合部材でスキャナヘッドケース300bに結合される。主電気回路基板105はスキャナユニット100と並列してスキャナヘッドケース300bに結合される。スキャナユニット100と主電気回路基板105に覆い被さる様にしてその上方の一面300t側からシールド板102が位置し、その一端、結合A部102aはスリット形状穴300cの開いた壁に平行に折り曲げられ突き当ててヘッド端子部309と共に結合部材で結合される。シールド板102は金属板が用いられる。ここで用いる結合部材は導電性のある物を用いヘッド端子部309の電気的グランド部分とシールド板を電気的にも結合し、シールド板102の電気的グランドレベルを確定する。実際の結合は後述する調整の済んだ後となる。
【0050】
シールド板の他の結合B部102bは壁300yから該垂直方向に形成されたリブ104とスリット形状穴300cの開いた壁の垂直方向に移動可能に当接し、部品寸法バラツキを吸収しつつ、結合される。このシールド板102によって、該スリット形状穴300cが在る事による強度低下はシールド板102を介して壁300yと結合する事により強固なボックス形状を形成する事で防ぐ事ができる。
【0051】
ヘッド端子部309と繋がる配線基板305はシールド板102の上部を通り、折り曲げられてシールド板102の下側に回り、主電気回路基板105と繋がる。
カバー321は前記スキャナヘッドケース300bの300t側から被さり、300x、300y、300z、300fの各壁の端面と密着勘合し、スキャナユニット100に外部光が入るのを防ぐと共に、カバー321の一部のバネ性を持ったカバーラッチ321aは前記スリット形状穴300cの、前記配線基板305以外の部分に密着勘合し、カバー321とスキャナヘッドケース300bの結合及び遮光を行う。
【0052】
次にスキャナユニット100について説明する。スキャナユニット100の外観は図9のとおりである。センサ302が接続されたセンサ基板901はセンサ配線901aを介して主電気回路基板105へ繋がる。LED306はLED配線902aを介して主電気回路基板105へ繋がる。スキャナユニット100は取り付け穴903a、903bを介して、スキャナヘッドケース300bへ取り付けられる。
【0053】
図1はフィールドレンズ304側から見たスキャナユニット100の構造及び組立方法である。複数のレンズの内のフィールドレンズ304は第二鏡筒1001内に構成された第二通路1004の一端面側に形成された凹部1004aに収納され、LED306はLED基板1002へ実装され、前記第二通路1004の該脇に壁で隔てられた凹部1005に集光レンズ315と共に収納される。
【0054】
LED基板1002は熱伝達特性の良い物質で作られている。LED基板1002の一部である熱伝達部1002aは実装すると押え板1003のLED開口部311を通して後述する開閉カバー板322と密着接合する。
【0055】
集光レンズ315は位置決めボスによってLED基板1002との位置を決め、LED基板1002はその外形寸法により凹部1005に勘合位置決めされる。フィールドレンズ304及び集光レンズ315は、押え板1003を被せる事により落脱を防止される。押え板1003はラッチ部1003a、1003b、1003cが第二鏡筒1001の凹部1001a、1001b、1001cの各部に勘合結合し固定される。押え板1003にはLED開口部311、センサ開口部312が開いており、原稿面18へのLED光307の照射、画像光308の取り込みが行われる。
【0056】
押え板1003の上にはLED開口部311、センサ開口部312を覆うように開閉カバー板322が密着接合される。この状態で開閉カバー板322は、LED開口部311、センサ開口部312にインクミストが入りこみレンズ等を汚すのを防ぐ。
【0057】
開閉カバー板322は形状記憶合金でできており、ある温度以上になると322aのように切り込みを入れた部分がLED開口部311、センサ開口部312と反対側に開くように加工されている。読取を行う時はこの様な状態にして行う。この方法は後述する。
【0058】
組込んだ状態で開いた状態は図14に示す。
【0059】
次に図11はセンサ302側から見たキャナユニット100の構造及び組立方法である。なお文中にある光軸とは第二通路1004の円筒形状中心線と一致し、図中のZ矢印方向とする。
【0060】
センサ302はセンサ基板901に実装され、センサ保持板1103に結合される。センサ保持板1103には迷光遮断絞り318が成形してあり、結合する時センサ302の受光部302aが迷光遮断絞り318と重なるように調整して結合する。
【0061】
センサ保持板1103は迷光遮断絞り318の中心が第二通路1004の円筒形状の中心線と該一致するように後に第二鏡筒1001へ組込んだ時、第二通路1004の円筒状部と光軸に対して回転可能に勘合する。また光軸に対して回転調整可能にセンサ距離調整筒1102へ長穴1103aを介して仮結合される。長穴であるのは回転調整時の調整シロである。
【0062】
第一鏡筒1105内の第一通路1101は結像レンズ301と光量規制絞り317を含み、更に光量規制絞り317側から光量補正絞り316が結合される。光量補正絞り316は画像光308の光軸方向から見ると糸巻き状の穴であり、中心部の光束を絞り周辺部の光束はそのまま通し、中央部と周辺部の光量差を少なくする働きをする。よって光量補正絞り316の長手方向軸がセンサの受光部302aと該一致するように位置決め凹316aを持つ。なお光量補正絞り316は第一鏡筒1105と一体成形されていても何ら問題は無い。第一鏡筒1105は回転止め板1101bを持ち、それを第二鏡筒1001の回転止めスリット1001iに合わせて第二鏡筒1001の第二通路1004内に光軸方向のみ移動可能に収納される。第一鏡筒1105は第二鏡筒1001の止め穴1101fに結合部材により長穴1105aを介して結合される。第二鏡筒1001の逃げ穴1001dより外部から第一鏡筒1105の調整穴1105bに接触でき、ここに冶具を取りつけ、光軸方向の調整を行う。これは図8のa方向の調整に当たる。
【0063】
センサ距離調整筒1102は第二鏡筒1001の円筒外壁部1001jに光軸方向に水平移動および回転可能に勘合する。この時センサ保持板1103は第二通路1004の円筒形状部と光軸方向に水平移動および回転可能に勘合する。
【0064】
センサ距離調整筒1102と第二鏡筒1001はセンサ距離調整筒1102側の段リブ1102aと調整腕1102cが第二鏡筒1001側のアジャストリブ1001e及び結合柱1001hと段取付け穴1001gと各々接触する。段リブ1102aと段取付け穴1001gには光軸を中心として一定角度毎に一定量ずつの段が設けられている。本実施例では7.5度毎に0.15mmの段が5段設けられている。センサ距離調整筒1102を第二鏡筒1001に組込むと5段ある段の何処が接触しても各部が全て接触した状態となる。よってこの状態からセンサ距離調整筒1102を第二鏡筒1001に対して光軸を中心として7.5度回転させると、センサ距離調整筒1102は第二鏡筒1001に対して0.15mm光軸方向に平行に移動する。センサ302を結合したセンサ保持板1103はセンサ距離調整筒1102と結合しているので連動して光軸方向に移動する。これは第一鏡筒1105の調整と独立して行う事ができ、これは図8のb方向の調整に当たる。後に定まった所で、段リブ1102a内の長穴を介して結合柱1001h及び、調整腕1102c内の長穴1102bを介して段取付け穴1101g上の何れかの穴と結合部材で結合する。段リブ1102a上の穴は7.5度毎に設けられている。
【0065】
以上組み上げた状態で、第二鏡筒1001に対して、第一鏡筒1105は光軸に平行に移動調整可能、センサ302はセンサ保持板1103を介して光軸に回転調整可能、及びセンサ距離調整筒1102を介して光軸に平行に移動調整可能、となる。
【0066】
組み上げた状態は図9のようになる。このスキャナユニット100をスキャナヘッドケース300bへ組込み結合ネジ320で結合する。主電気回路基板105を組込む。図12の様な状態で、基準距離に置かれた原稿面18にテストパターン、信号、電源を供給するヘット゛端子部309へのコネクタ等を設けた図示しない冶具上にセットし、矢印a方向から調整穴1201、1202を介して第一鏡筒1105の調整穴1105bによって焦点調整を行い(図8のa)、結合ネジ905で固定する。
【0067】
矢印b方向からセンサ保持板1103を回転調整して光軸に対するセンサの傾き(図8のθ)を調整し、結合ネジ906aで固定する。この時主電気回路基板105はこの調整の障害にならない様な形となっている。
【0068】
この調整で部品の寸法バラツキ等により焦点調節ができない場合がある。この時は結合ネジ906bを緩め、センサ距離調整筒1102を必要なだけ回転させてセンサ302とフィールドレンズ304間の距離を調整する。前述したように本実施例の場合、7.5度の回転で0.15mmずつプラス或いはマイナスできる。センサ距離調整筒1102と結合しているセンサ保持板1103も一緒に回転するが、結合ネジ906aを緩めれば、長穴1103aに沿って結合ネジ906aのみ回転し、再度矢印b方向からセンサ保持板1103を回転調整して光軸に対するセンサの傾き(図8のθ)を調整すれば良い。
【0069】
本実施例では印字ヘッド1とスキャナヘッド300はキャリア2に同時に搭載できる。その利点として印字と読取を短時間で切り替えながら動作する事ができる点が上げられる。つまり印字した状況をスキャナヘッドで読み取り、次の動作にフィードバックできる点にある。実際の例として、不定形な印字用紙の端部までの印字や、紙質によってカラーバランスを変える、等の応用が考えられる。この様な事を実現する為には、印字直後のインクミストが漂っている空間をスキャナヘッド300は通過して読取動作を行わなければならない。
【0070】
本発明におけるインクミスト附着防止機構は図1で示した開閉カバー板322で、通常はLED開口部311及びセンサ開口部312を覆ってインクミストからレンズ等を守る。開閉カバー板322は前述したように形状記憶合金で作られ、ある温度になると開口し読み取りを可能にするが、それを行う熱源として本スキャナの光源であるLEDの発する熱を利用する。
【0071】
LEDは通電すると発光し同時に発熱する。また発熱の為の温度変化により光量が変化する特性も持つ。スキャナとしては、LEDの光量が変化すると読み取り品位が落ちるのでLEDの温度が安定するように、読み取る時のLEDへの通電量において発熱と放熱のバランスの取れた温度へ読取を開始する前にあらかじめ上げておく手法が取られる。これを予熱と呼ぶ。この時読取時よりも大電流を流し、短時間で目的の温度になるようにする。
【0072】
図15に読取時のタイムチャートとLEDの温度の推移を示す。
【0073】
t0で読取開始命令が外部インターフェース517より入力されるとCPU502は予熱を開始する。その時LED306の温度はT0とし、目標温度をT3として、予熱はt1まで続けられる。LED306部に温度測定素子は持っていないので、予熱時間はあらかじめ測定したデータに基づき決めておく。温度がT3に達したt1より読取を開始し、t2にCPU502は読み取りを終了しLED306への通電を終了する。LED306の温度は放熱特性に従って下降する。
【0074】
LED306が載るLED基板1002の一部である熱伝達部1002aは開閉カバー板322と密着接合しているので、LED306の温度変化を効率よく伝える事ができ、開閉カバー板322の温度は略LEDの温度と同等である。
【0075】
この時開閉カバー板322の形状記憶合金の形状回復温度をT0からT3の間のT2に設定する事により、t0からt1の予熱による温度上昇中のt1‘時に開閉カバー板322は開口し、読み取り動作中(t1からt2)では開閉カバー板322は開いた状態を維持し、読取動作終了後に温度が下降して行きt3を過ぎると開閉カバー板322は閉じる。
【0076】
上記の動作により読取時のみ開閉カバー板322が開き、それ以外の時は閉じているのでインクミストの影響は最小限に押えられる。
【0077】
【発明の効果】
以上説明してきたように読取部前面にカバーを設けその開閉に形状記憶合金を用い、形状記憶合金の動作熱源をスキャナの光源の発熱を用いた事によりインクミストの影響を最小限に押える機構を簡単な構造で実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本印字装置の実施例を示す模式的構成図である。
【図2】本印字装置の模式的斜視図である。
【図3】本印字装置に装着されるスキャナヘッドの模式的斜視図である。
【図4】本印字装置の模式的断面図である。
【図5】本印字装置の模式的電気回路図である。
【図6】本印字装置に装着されるスキャナヘッドの模式的電気回路図である。
【図7】本印字装置の模式的外観図である。
【図8】バンドスキャン型スキャナの模式的構造図である。
【図9】本印字装置に装着されるスキャナヘッドのユニット部である。
【図10】本印字装置に装着されるスキャナヘッドの組立模式図である。
【図11】本印字装置に装着されるスキャナヘッドの組立模式図である。
【図12】本印字装置に装着されるスキャナヘッドの調整模式図である。
【図13】従来のスキャナヘッドの模式的構造図である。
【図14】本印字装置の実施例の動作状態を示す模式的斜視図である。
【図15】本印字装置の実施例の動作タイムチャートである。
【符号の説明】
1 印字ヘッド
2 キャリア
3 フレキシブルケーブル
4 ガイドシャフト
5 ベルト
6 キャリアモータ
7 ガイドレール
8 拍車
9 プラテン
11 排紙ローラ
14 紙送りローラ
15 アイドルプーリ
16 ホームポジションセンサ
17 ペーパーセンサ
18 印字用紙、原稿、白基準シート
19 自動給紙部
20 紙送りモータ
21 ピンチローラ
25 フレーム
29 アイドルギア
30 プーリ
LF ギア
100 スキャナユニット
300 スキャナヘッド
300b スキャナヘッドケース
301 結像用レンズ
302 センサ
304 フィールドレンズ
306 LED
309 ヘッド端子部
316 光量補正絞り
318 フォーカス調整部材
321 カバー
322 開閉カバー板
502 CPU
503 RAM
504 ROM
505 タイマ
506 インターフェイス部
507 パワーコントローラ
508 ヘッド検出部
509 ラインバッファ
510 ヘッドドライバ
511 モータドライバ
512 センサ検出部
513 スキャナドライバ部
Claims (5)
- 印刷装置は、液体を噴射して印字する印字ヘッドと印字ヘッドが存在する印字装置内の同じ空間に読取装置が位置し、読取装置は読取像を結像する為の読取側レンズと、読取側レンズの光軸上の結像位置に在る光学センサと、読取部を照明する為の光源と光源からの光を読取部に当てる為の照明側レンズで構成され、前記光学センサ、読取側レンズ、光源、照明側レンズは読取側レンズと照明側レンズの各々のレンズに該密着した開口部があるケースに収納されるように構成された読取装置を含む印字装置において、前記読取側レンズ及び照明側レンズの開口部には開閉可能な扉が有り、前記扉は形状記憶合金で構成され、前記扉には前記光源の発生する熱が伝わるように構成されている事を特徴とする印字装置。
- 前記光学センサは複数の受光画素の集まりである事を特徴とする第1項記載の印字装置。
- 前記読取装置の光源は発光ダイオードであることを特徴とする第1項記載の印字装置。
- 前記読取装置は、ユニットとして印字装置内の定められた位置へ脱着可能に装着できる事を特徴とする第1項記載の印字装置。
- 前記印字装置は、フレーム、フレームに支えられ印字用紙を送る為の回転可能なローラ、前記ローラと該平行にフレームに支えられたシャフト、シャフトにガイドされ前記ローラに送られる印字用紙上をシャフト方向に動作可能なキャリア、前記印字ヘッドはキャリアに搭載され前記読取装置はユニットとしてキャリア内の定められた位置へ脱着可能に装着できる事を特徴とする第1項記載の印字装置。
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Cited By (2)
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-
2002
- 2002-10-09 JP JP2002296262A patent/JP2004134960A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
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