JP2008129213A - 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】複数の点光源を副走査方向に高精度に位置決めして光源基板上に実装することによって、高質画像を安定的に得ることができる画像読取装置を提供することにある。
【解決手段】点光源３０を保持して成る複数の点光源パッケージ３１を光源基板３２上に主走査方向に配列して成る光源２２を備え、該光源２２から原稿面に向かって出射される光によって原稿面を走査して原稿画像を読み取る画像読取装置において、前記点光源パッケージ３１の端部を位置決め部材３３の端面３３ａ−１に当接させて該点光源パッケージ３３の読み取り副走査方向の位置決めを行う。
【選択図】図６

Description

本発明は、主走査方向に配列された複数の点光源からの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た複写機、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、原稿が載置される透明なコンタクトガラスと、該コンタクトガラス上に載置された原稿に向かって光を出射する光源と、原稿面で反射した反射光を更に反射させてその方向を変更する複数のミラーと、反射光を集光するレンズと、該レンズによって集光された反射光を読み取るＣＣＤセンサ等の受光素子を含んで構成されている。

斯かる画像形成装置の光源は、例えばＬＥＤ等の点光源を保持して成る複数の点光源パッケージを光源基板上に主走査方向に配列して構成されている。ここで、１つの点光源の副走査方向の配光分布を図７に示す。

図７において、横軸は副走査方向の距離［ｍｍ］、縦軸は光量の割合であって、点光源の光量は図示のように画像読取位置（中心）から副走査方向に位置が変化すると光量が放物線的に大きく変化することが分かる。

従って、原稿面の配光において、副走査方向の点光源の位置は非常に重要であり、点光源の副走査方向の僅かな位置のズレによって原稿面の照度は大きく変化してしまう。又、個々の点光源が副走査方向にズレている場合には、照度のムラも発生し、画像に悪影響を及ぼす。例えば、図８に副走査方向の位置が互いにズレた隣接する３つ（ｎ，ｎ−１，ｎ＋１番目（ｎは整数））の点光源の副走査方向の配光分布を示すが、各点光源の位置の違いによって副走査方向の配光が異なってしまう。そして、レンズ等を用いて集光して原稿面を照射する場合には、各点光源の副走査方向のズレが更に大きな光量差を発生させてしまう。

そこで、特許文献１には、点光源を主走査方向に配列した読取光学系において原稿面の照度分布を良好に保つために、配光特性の異なる点光源を配列したり、点光源に供給する電流値を調整したり、点光源の配列ピッチを端部ほど狭くする等の提案がなされている。
特開２００４−１７７８５１号公報

しかしながら、特許文献１には、点光源同士の副走査方向の配列精度に関しては明確に開示されていない。光源として主走査方向に配列された複数の点光源を用いる場合、前述のように個々の点光源の副走査方向のズレが原稿面の照度差を発生させ、原稿面の照度分布が不均一となるために画像品質が低下するという問題が発生する。

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、複数の点光源を副走査方向に高精度に位置決めして光源基板上に実装することによって、高質画像を安定的に得ることができる画像読取装置及び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、点光源を保持して成る複数の点光源パッケージを光源基板上に主走査方向に配列して成る光源を備え、該光源から原稿面に向かって出射される光によって原稿面を走査して原稿画像を読み取る画像読取装置において、前記点光源パッケージの端部を位置決め部材に当接させて該点光源パッケージの少なくとも一方向の位置決めを行うことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記点光源パッケージの前記位置決め部材による位置決め方向を読み取り副走査方向としたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記位置決め部材の表面に反射防止処理を施したことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記位置決め部材を前記光源と共に走査枠体に着脱可能に締結したことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４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及び２記載の発明によれば、複数の点光源パッケージの端部を位置決め部材に当接させて該点光源パッケージの少なくとも一方向の位置決めを行うようにしたため、各点光源パッケッジに保持された点光源を読み取り副走査方向に高精度に位置めして光源基板上に実装することができ、原稿面の照度分布を均一化して高質画像を安定的に得ることができる。

請求項３記載の発明によれば、位置決め部材の表面に反射防止処理を施したため、該位置決め部材は光源からの光を反射しにくく、フレアの発生が防がれる。

請求項４記載の発明によれば、位置決め部材を光源と共に走査枠体に着脱可能に締結したため、点光源を交換する際には、位置決め部材と光源とをセットで一括交換することによって、照明性能を劣化させることなく光源を簡単に交換することができる。

請求項５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。

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り、図示のカラー複写機は、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。

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、プリンタ、ファクシミリ等の他の任意の画像形成装置を適用対象とする。

［画像読取装置］
次に、本発明に係る前記画像読取装置２０の構成の詳細を添付図面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は同画像読取装置の平面図であり、図示の画像読取装置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、該コンタクトガラス２１上に載置された原稿Ｇの画像を読み取る画像読取位置Ｘ（図２参照）に向かって光を出射する光源２２と、画像読取位置Ｘで反射した反射光を更に反射させてその方向を変更する複数のミラー２３，２４，２５と、反射光を集光するレンズ２６と、該レンズ２６によって集光された反射光を読み取る受光素子であるＣＣＤセンサ２７を含んで構成されている。ここで、前記光源２２とミラー２３とは第１走査枠体２８に支持されており、前記ミラー２４，２５は第２走査枠体に支持されており、これらの第１及び第２走査枠体２８，２９は、コンタクトガラス２１の下方を図２及び図３の左右方向（副走査方向）に移動してコンタクトガラス２１上に載置された原稿Ｇを光学的に走査する。

而して、前記光源２２は、図３に示すように、ＬＥＤ等の点光源３０を中央に保持して成る複数の矩形板状の点光源パッケージ３１を細長い光源基板３２上に主走査方向（図３の上下方向）に適当な間隔で配列して構成されているが、以下、その取付構造を図４〜図６に基づいて説明する。

図４は光源の取付構造を示す第１走査枠体の側面図、図５は位置決め部材の側面図、図６は図５の矢視Ａ方向の図である。

図４に示すように、第１走査枠体２８上には、主走査方向（図４の紙面垂直方向）に長い横断面略コの字状の位置決め部材３３が複数のビス３４（図４及び図５には１つのみ図示）によって取り付けられている。尚、この位置決め部材３３の第１走査枠体２８への取り付けは、不図示のピンや位置決め突起（半押し）等によって高精度に位置決めされた状態で行われる。又、位置決め部材３３の表面には反射防止処理が施されている。
又、第１走査枠体２８上の位置決め部材３３に対向する位置には、反射板取付部材３５が取り付けられており、この反射板取付部材３５には、光源２２から出射される光を画像読取位置Ｘに集光させるための反射板３６が取り付けられている。

ところで、前記位置決め部材３３の斜めに傾斜した上壁３３ａの下面には、前記光源基板３２が斜め下方から挿通する３本（図６参照）のビス３７によって取り付けられている。そして、この光源基板３２の位置決め部材３３の端面３３ａ−１から突出する部位の上面には、各点光源パッケージ３１の端面が当接されて位置決めされた状態で実装されている。従って、これらの点光源パッケージ３１に保持された全ての点光源３０は、図６に示すように、光源基板３２上で副走査方向(図６の左右方向)に高精度に位置めされて主走査方向（図６の上下方向）に配列されることとなり、これらの点光源３０から出射される光を受ける原稿面の照度分布が均一化される。この結果、コンタクトガラス２１上に載置された原稿Ｇの画像が画像読取位置Ｘで高精度に読み取られることとなり、この読み取られた画像データに基づいて図１に示すカラー複写機によって高質画像が安定的に形成される。

又、本実施の形態では、位置決め部材３３の表面に反射防止処理を施したため、該位置決め部材３３は光源２２からの光を反射しにくく、フレアの発生が防がれる。

更に、本実施の形態では、位置決め部材３３は光源２２と共に第１走査枠体２８にビス３４によって着脱可能に締結されているため、点光源３０を交換する際には、位置決め部材３３と光源２２とをセットで一括交換することによって、照明性能を劣化させることなく光源３０を簡単に交換することができる。

尚、本実施の形態では、光源パッケージ３１を１つずつ光源基板３２上に実装する形態を採ったが、予め副走査方向に位置決めされた複数の光源パッケージ３１を光源基板３２上に実装する方法を採用しても良い。

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。 本発明に係る画像読取装置の平面図である。 本発明に係る画像読取装置の光源の取付構造を示す第１走査枠体の側面図である。 本発明に係る画像読取装置の位置決め部材の側面図である。 図５の矢視Ａ方向の図である。 １つの点光源の副走査方向の配光分布を示す図である。 隣接する３つの点光源の副走査方向の配光分布を示す図である。

符号の説明

１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１ＢＫ 画像形成ユニット（画像形成手段）
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 感光ドラム
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
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
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
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 光源
２３，２４，２５ ミラー
２６ レンズ
２７ ＣＣＤセンサ
２８ 第１走査枠体
２９ 第２操作枠体
３０ 点光源
３１ 点光源パッケージ
３２ 光源基板
３３ 位置決め部材
３３ａ 位置決め部材の上壁
３３ａ−１ 位置決め部材の端面
３４ ビス
３５ 反射板取付部材
３６ 反射板
３７ 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
Ｇ 原稿
Ｐ 記録材
Ｘ 画像読取位置

Claims (5)

1. 点光源を保持して成る複数の点光源パッケージを光源基板上に主走査方向に配列して成る光源を備え、該光源から原稿面に向かって出射される光によって原稿面を走査して原稿画像を読み取る画像読取装置において、
   前記点光源パッケージの端部を位置決め部材に当接させて該点光源パッケージの少なくとも一方向の位置決めを行うことを特徴とする画像読取装置。
2. 前記点光源パッケージの前記位置決め部材による位置決め方向を読み取り副走査方向としたことを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
3. 前記位置決め部材の表面に反射防止処理を施したことを特徴とする請求項１又は２記載の画像読取装置。
4. 前記位置決め部材を前記光源と共に走査枠体に着脱可能に締結したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の画像読取装置。
5. 請求項１〜４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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