JP2008035036A - 画像読取装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】点光源と導光体の位置関係を高精度に保持して点光源の光量を有効に利用することができる画像読取装置を提供すること。
【解決手段】原稿の原稿面に向かって光を出射するＬＥＤ（点光源）２２と、該ＬＥＤ２２を支持する基板２３と、前記ＬＥＤ２２から出射される光を前記原稿の原稿面に導くための導光体２４と、前記原稿の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、前記導光体２４のＬＥＤ２２の面２４ａ−ａの少なくとも一部を前記基板２３に密着させる。又、導光体２４のＬＥＤ２２側の面から係合突起２４ｂを突設し、該係止突起２４ｂを基板２３に形成された係合孔２３ａに係合させることによって、導光体２４を基板２３に着脱可能に係止する。
【選択図】図４

Description

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。

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。

ところで、画像読取装置は、原稿の原稿面に向かって光を出射する点光源と、該点光源を装着するための基板と、前記点光源から出射される光を前記原稿の原稿面に導くための導光体と、前記原稿の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。

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。

そこで、導光体（集光体）を、これを通過して照射される全ての角度がコンタクトガラスで全反射される臨界角未満となる向きに配置することによって、点光源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）。
特開２００５−１０２１１２号公報

しかしながら、特許文献１には、点光源と導光体（集光体）との位置関係が明確に開示されておらず、両者の位置が基準位置から少しでもずれてしまうと、点光源の光量を有効に利用することができるという効果が得られず、逆に弊害が生じてしまう。

又、ＬＥＤ等の点光源を支持する基板が熱によって反った場合には、点光源と導光体（集光体）との位置関係にずれが生じ、点光源の光量を有効に利用することができなくなってしまう。

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、点光源と導光体の位置関係を高精度に保持して点光源の光量を有効に利用す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。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、原稿の原稿面に向かって光を出射する点光源と、該点光源を支持する基板と、前記点光源から出射される光を前記原稿の原稿面に導くための導光体と、前記原稿の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、前記導光体の点光源側の面の少なくとも一部を前記基板に密着させたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記導光体の点光源側の面から係合突起を突設し、該係止突起を前記基板に形成された係合孔に係合させることによって、前記導光体を前記基板に着脱可能に係止したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、係合状態にある前記係合突起と前記係合孔の間に、前記基板の長手方向のクリアランスを形成したことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、前記請求項１〜３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。

請求項１記載の発明によれば、導光体の点光源側の面の少なくとも一部を基板に密着させたため、点光源と導光体の位置関係が高精度に保たれ、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。

請求項２記載の発明によれば、導光体を、これに突設された係合突起を基板に形成された係合孔に係合させることによって基板に着脱可能に係止することができ、該導光体の組立性を高めつつ、点光源と導光体の位置関係を高精度に保持することができる。

請求項３記載の発明によれば、基板が熱によって長手方向に膨張しても、その膨張は係合突起と係合孔の間に形成されたクリアランスによって吸収されるため、基板の熱による反りが防がれ、点光源と導光体の位置関係が高精度に保たれて点光源の光量が有効に利用される。

請求項４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形成することができる。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［画像読取装置］
次に、本発明に係る前記画像読取装置２０の構成の詳細を図２〜図７に基づいて説明する。

図２は本発明に係る画像読取装置の正断面図、図３は図２のＡ部拡大詳細図、図４は図３の矢視Ｂ方向の図、図５は図４の矢視Ｃ方向の図、図６は図４のＤ−Ｄ線断面図、図７は導光体の基板への係止構造を示す分解斜視図である。

本発明に係る画像読取装置２０は、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、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複数のＬＥＤ２２と、該ＬＥＤ２２を支持する基板２３と、前記ＬＥＤ２２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状の導光体２４と、ＬＥＤ２２から出射される光のうち前記導光体２４を通過しない光を画像読取位置Ｘに集光させるための反射板２５と、画像読取位置Ｘで反射した反射光像を更に反射させてその方向を変更する複数のミラー２６，２７，２８と、反射光像を集光するレンズ２９と、該レンズ２９によって集光された反射光像を読み取る光電変換素子（ＣＣＤ）３０を含んで構成されている。

上記基板２３と反射板２５及びミラー２６は、ミラーフレーム３１に取り付けられており、図４及び図５に示すように、基板２３上には複数のＬＥＤ２２が長手方向（図３の紙面垂直方向、図４及び図５の左右方向）に適当な間隔で配列支持されており、基板２２は、その長手方向両端がビス３２によって前記ミラーフレーム３１上に取り付けられている（図４及び図５には一方のみ図示）。

そして、前記導光体２４は、ＬＥＤ２２から出射される光の出射方向前方にＬＥＤ２２を覆うように配置されており、そのＬＥＤ２２側の面の少なくとも一部が基板２３に密着する状態で基板２３に取り付けられている。

即ち、図４及び図５に示すように、導光体２４の左右両側からはプレート状の脚部２４ａがＬＥＤ２２に向かって平行、且つ、一体に突設されており、各脚部２４ａの底面には複数のフック状の係合爪２４ｂが長手方向に適当な間隔でＬＥＤ２２に向かって一体に突設されている。

他方、基板２３の左右の側縁の適所（導光体２４の前記係合爪２４ｂに対応する位置）には複数の矩形状の係合孔２３ａが長手方向に所定の間隔で形成されている。ここで、図６及び図７に示すように、基板２３の係合孔２３ａの奥行寸法Ｈは導光体２４の係合爪２４ｂの奥行寸法ｈよりも若干大きく設定され（Ｈ＞ｈ）、係合孔２３ａの幅寸法Ｂは係合爪２４ｂの幅寸法ｂよりも若干大きく設定されている（Ｂ＞ｂ）。

而して、導光体２４の係合爪２４ｂを内側（図６の矢印方向）に押して撓ませた状態で、該係合爪２４ｂを基板２３の係合孔２３ａに上方から通し（図７参照）、その後、係合爪２４ｂから手を離してこれに加えていた力を取り除くと、該係合爪２４ｂは弾性力によって外側に広がって元の状態に復元するため、図６に示すように、係合爪２４ｂが係合孔２３ａに係合する。このとき、前述のように係合孔２３ａの幅寸法Ｂは係合爪２４ｂの幅寸法ｂよりも若干大きく設定されている（Ｂ＞ｂ）ため、図４に示すように、係合孔２３ａと係合爪２４ｂとの間には、基板２３（導光体２４）の長手方向のクリアランスδが形成される。尚、図示しないが、導光体２４は、これに形成された例えば位置決めボスが基板２３に形成された係合孔に密に係合することによって、基板２３に対する長手方向及び幅方向の位置決めがなされる。

以上のようにして導光体２４が基板２３に着脱可能に係止されて固定されるが、このとき、導光体２４の両脚部２４ａの底面（ＬＥＤ２２側の端面）２４ａ−１の一部（つまり、係合爪２４ｂを除く部分）は、図４に示すように、基板２３の上面に密着している。

而して、ＬＥＤ２２からの光の出射方向と導光体２４の中心軸線（光軸）が共に画像読取位置Ｘに向かうよう、基板２３及び導光体２４の方向が設定されているが、本発明に係る画像読取装置２０においては、導光体２４のＬＥＤ２２側の面２４ａ−１の少なくとも一部を基板２３の上面に密着させたため、ＬＥＤ２２と導光体２４の位置関係が高精度に保たれ、ＬＥＤ２２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。

又、本実施の形態では、導光体２４を、これに突設された係合突起２４ｂを基板２３に形成された係合孔２３ａに係合させることによって基板２３に着脱可能に係止することができるため、該導光体２４の組立性を高めつつ、ＬＥＤ２２と導光体２４の位置関係を高精度に保持することができる。

更に、本実施の形態では、基板２３が熱によって長手方向に膨張しても、その膨張は係合突起２４ｂと係合孔２３ａの間に形成されたクリアランスδ（図４参照）によって吸収されるため、基板２３の熱による反りが防がれ、ＬＥＤ２２と導光体２４の位置関係が高精度に保たれてＬＥＤ２２の光量が有効に利用される。

そして、本発明に係る画像読取装置２０を備えた図１に示すカラー複写機においては、画像読取装置２０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なフルカラー画像を安定的に形成することができる。

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。

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。 本発明に係る画像読取装置の正断面図である。 図２のＡ部拡大詳細図である。 図３の矢視Ｂ方向の図である。 図４の矢視Ｃ方向の図である。 図４のＤ−Ｄ線断面図である。 本発明に係る画像読取装置における導光体の基板への係止構造を示す分解斜視図である。

符号の説明

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（点光源）
２３ 基板
２３ａ 係合孔
２４ 集光体
２４ａ 集光体の脚部
２４ａ−１ 集光体脚部の底面
２４ｂ 係合爪
２５ 反射板
２６〜２８ ミラー
２９ レンズ
３０ 光電変換素子（ＣＣＤ）
３１ ミラーフレーム
３２ ビス
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
Ｐ 記録材
Ｘ 画像読取位置
δ クリアランス

Claims (4)

1. 原稿の原稿面に向かって光を出射する点光源と、該点光源を支持する基板と、前記点光源から出射される光を前記原稿の原稿面に導くための導光体と、前記原稿の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、
   前記導光体の点光源側の面の少なくとも一部を前記基板に密着させたことを特徴とする画像読取装置。
2. 前記導光体の点光源側の面から係合突起を突設し、該係止突起を前記基板に形成された係合孔に係合させることによって、前記導光体を前記基板に着脱可能に係止したことを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
3. 係合状態にある前記係合突起と前記係合孔の間に、前記基板の長手方向のクリアランスを形成したことを特徴とする請求項２記載の画像読取装置。
4. 前記請求項１〜３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。

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