JP2009284284A - 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】原稿の両面を同質で短時間に読み取ることができるとともに、光量不足による不具合を解消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】原稿搬送路３１上に複数の読取部３２，３３を互いに離間させて配置し、各読取部３２，３３を通過する原稿Ｇの各面を単一の撮像部４によって読み取ることによって原稿Ｇの両面を読み取り可能な画像読取装置３において、前記撮像部４を前記各読取部３２，３３に対して移動可能とし、該撮像部４と各読取部３２，３３との距離を一定に保持する。具体的には、撮像部４を両読取部３２，３３間の距離だけ原稿読取面に対して光学的に垂直方向に移動させる。又、撮像部４に設けられた主光源４１とは別の副光源３４を撮像部４から遠い側の読取部３３の近傍に配置し、少なくとも読取部３３にて原稿Ｇが読み取られるときに副光源３４を点灯させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、原稿の両面を読取可能な画像読取装置とこれを備えた複写機やプリンタ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等の画像形成装置においては、原稿の画像を読み取るための画像読取装置が設けられており、原稿の画像は画像読取装置によって電気信号に変換して読み取られる。そして、電気信号に変換された現像データに基づいて例えばレーザースキャナユニットからレーザー光が感光ドラム等の像担持体上に露光走査され、像担持体上に静電潜像が形成される。その後、像担持体上の静電潜像は、現像装置によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として顕像化され、このトナー像は転写装置によって用紙上に転写された後、定着装置によって加熱及び加圧されて用紙上に定着される。

ところで、画像読取装置には原稿の両面を読み取り可能なものがあり、斯かる画像読取装置の原稿の両面読取方式としては、原稿搬送路の途中で原稿の表裏を反転させて読取部に原稿を２回通過させてその両面を読み取る方式が一般的であった。

しかしながら、上記読取方式では、原稿の表裏を反転させるための反転機構が必要となるため、装置が複雑化及び大型化するとともに、原稿読取時間が長くなるという問題がある。

そこで、特許文献１には、原稿の両面を２つの撮像部（イメージセンサ）によって各別に読み取る方式が提案されている。この方式によれば、原稿読取時間は短縮されるものの、２つの撮像部を要するためにコストアップを招く他、装置が複雑化及び大型化するという問題がある。

上記問題を解決するため、特許文献２には、Ｓ字状に形成された原稿搬送路に２つの読取部を上下に配置し、原稿搬送路に原稿を一方通行で搬送する過程で該原稿が２つの読取部を通過する際にその表面と裏面を単一の撮像部によって読み取るようにした画像読取装置が提案されている。この画像読取装置によれば、装置の複雑化や大型化を招くことなく、原稿の両面を短時間で読み取ることができる。
特開２００２−１０１２６７号公報 特開２００６−３１９７７０号公報

しかしながら、特許文献２において提案された画像読取装置においては、２つの読取部と撮像部との距離が異なるため、各読取部での原稿画像に対応する結像に撮像部の受光面を一致させるように焦点合わせを行うためのピント合わせ機構（焦点調整機構）が設ける必要がある。撮像部のレンズ間の距離を調整することによってピント合わせを行う場合、各読取部で読み取られる画像の倍率が異なるという問題が発生する。

従って、本発明の目的とする処は、原稿の両面を同質で短時間に読み取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。

又、撮像部から遠い側の読取部においては、光源からの光量が不足するために画像が暗くなるという問題もある。

従って、本発明の他の目的とする処は、光量不足による不具合を解消す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、原稿搬送路上に複数の読取部を互いに離間させて配置し、各読取部を通過する原稿の各面を単一の撮像部によって読み取ることによって原稿の両面を読み取り可能な画像読取装置において、前記撮像部を前記各読取部に対して移動可能とし、該撮像部と各読取部との距離を一定に保持するようにし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、２つの読取部を原稿搬送路の上下に配置するとともに、前記撮像部を両読取部間の距離だけ原稿読取面に対して光学的に垂直方向に移動させることを特徴とする。

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、前記撮像部を構成する部品同士の相対位置を一定に保ったまま該撮像部全体を移動させることを特徴とする。

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、前記撮像部に設けられた主光源とは別の副光源を撮像部から遠い側の読取部の近傍に配置し、少なくとも撮像部から遠い側の読取部にて原稿が読み取られるときに前記副光源を点灯させることを特徴とする。

請求項５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、前記撮像部に設けられた主光源への印加電圧を可変とし、少なくとも撮像部から遠い側の読取部にて原稿が読み取られるときに前記主光源への印加電圧を高くすることを特徴とする。

請求項６記載の画像形成装置は、請求項１〜５の何れかに記載の画像読取装置を備えることを特徴とする。

請求項１及び２記載の発明によれば、撮像部を両読取部間の距離だけ原稿読取面に対して光学的に垂直方向に移動させることによって撮像部と各読取部との距離を一定に保持するようにしたため、各読取部においてピントが合った状態で原稿を読み取ることができ、画像処理による当倍度調整も不要となり、原稿の両面を良好且つ同質で読み取ることができる。又、原稿搬送路に原稿を一方通行で搬送しながらその両面を単一の撮像部によって短時間に読み取ることができ、装置の複雑化や大型化を招くこともない。

請求項３記載の発明によれば、撮像部を構成するレンズやＣＣＤ等の部品同士の相対位置を一定に保ったまま該撮像部全体を移動させるようにしたため、レンズの焦点距離やＣＣＤの当倍度等の調整が不要となり、撮像部からの距離が異なる複数の読取部において原稿の両面を高精度に読み取ることができる。

請求項４記載の発明によれば、撮像部から遠い側の読取部の近傍に配置された副光源を少なくとも撮像部から遠い側の読取部にて原稿が読み取られるときに点灯させるようにしたため、撮像部から遠い側の読取部での光量不足によって画像が暗くなる等の不具合が解消される。

請求項５記載の発明によれば、少なくとも撮像部から遠い側の読取部にて原稿が読み取られるときに主光源への印加電圧を高くして光量を増やすようにしたため、撮像部から遠い側の読取部での光量不足によって画像が暗くなる等の不具合が解消される。

請求項６記載の発明によれば、原稿の両面を同質で短時間に読み取ることによって高質な両面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。

図１は本発明に係る画像形成装置の本体内部の構成を示す破断正面図、図２は本発明に係る画像読取装置要部の断面図である。

図１に示す画像形成装置１は、両面画像が形成可能であって、その本体２の上部には画像読取装置３が設置され、その下方の画像形成装置本体２の上部には撮像部（スキャナ）４が配置されている。

ところで、画像形成装置本体２の内部の底部に給紙部６が配され、その上方には再給紙部７が配置されている。又、画像形成装置本体２内の前記再給紙部７の上方には、画像形成部８と定着部９及び排紙部１０がそれぞれ配置されている。

上記給紙部６は、上面が開放された矩形箱状の給紙カセット１１と、該給紙カセット１１内に積層収容された複数枚の用紙Ｐを最上位のものから１枚ずつ取り出すピックローラ１２と取り出された用紙Ｐを分離して搬送パスＬ１へと送り出す分離ローラ対１３を備えている。又、給紙部６には用紙Ｐを手差しで給紙するための手差しトレイ１４も設けられている。そして、搬送パスＬ１には搬送ローラ対１５が設けられており、搬送パスＬ１から水平に延びる搬送パスＬ２には、搬送ローラ対１５によって搬送される用紙Ｐを一時待機させた後に所定のタイミングで画像形成部８へと供給するレジストローラ対１６が設けられている。

前記画像形成部８は、給紙部６から供給される用紙Ｐに画像を形成するものであって、回転可能に配された像担持体としての感光ドラム１７と、その周囲に配された帯電器１８、現像装置１９、転写ローラ２０及びクリーニング装置２１と、これらの上方に配されたレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）２２を備えている。

前記定着部９は、画像形成部８において用紙Ｐに転写されたトナー像を当該用紙Ｐに定着させるためのものであって、互いに圧接されて回転する加熱ローラ９ａと加圧ローラ９ｂを備えている。

前記排紙部１０は、定着部９においてトナー像が定着された用紙Ｐを本体２外の排紙トレイ２３へと排出させるためのものであって、水平な搬送パスＬ２の末端に設けられた排紙ローラ対２４を備えている。

前記再給紙部７は、用紙Ｐの両面に画像を形成する場合に使用されるものであって、水平に延びる両面パスＬ３とその途中に設けられた複数の搬送ローラ対２５を備えている。そして、搬送パスＬ２の定着部９と排紙ローラ対２４の間からは搬送パスＬ４が分岐しており、この搬送パスＬ４は、垂直下方へと延びて前記給紙カセット１１の下方に設けられた中間トレイ２６へと連なり、その途中には搬送ローラ対２７と反転ローラ対２８が設けられている。

次に、前記画像読取装置３の内部構造を図２に基づいて説明する。

画像読取装置３には、上部に設けられた原稿トレイ２９からその下方に設けられた排紙トレイ３０まで屈曲した原稿搬送路３１が延びており、原稿トレイ２９上にセットされた複数枚の原稿Ｇが１枚ずつ一方通行で搬送され、その過程で各原稿Ｇの両面が単一の前記撮像部４によって読み取られる。

前記原稿搬送路３１は、原稿トレイ２９から一端側（図２の左端側）に向かって斜め下方に傾斜する搬入部３１ａと、該搬入部３１ａの下端から他端側（図２の右端側）に向かって略水平に延出する第１搬送部３１ｂと、該第１搬送部３１ｂの先端で向きを１８０°反転する第１反転部３１ｃと、この第１反転部３１ｃの先端から一端側（図２の左端側）に向かって略水平に延びる第２搬送部３１ｄと、該第２搬送部３１ｄの先端で向きを１８０°反転する第２反転部３１ｅと、該第２反転部３１ｅの先端側から他端側（図２の右端側）に向かって略水平に延びる延出部３１ｆとで構成されている。

そして、上記原稿搬送路３１の第１搬送部３１ｂの中間部には、原稿搬送路３１を搬送される原稿Ｇの表面を読み取るための表面読取部３２が配設され、第２搬送部３１ｄの先端部には、原稿Ｇの裏面を読み取るための裏面読取部３３が配設されている。ここで、第１搬送部３１ｂと、第１反転３１ｃ部と、第２搬送部３１ｄ、第２反転部３１ｅ及び排出部３１ｆはＳ字状を形成しており、第１搬送部３１ｂと第２搬送部３１ｄとは互いに平行を成して上下に配されている。そして、第１搬送部３１ｂと第２搬送部３１ｄに前記表面読取部３２と裏面読取部３３がそれぞれ配設されており、裏面読取部３３と表面読取部３２は上下に配されている。尚、撮像部４から遠い側の裏面読取部３３の近傍には補助的な副光源３４が配置されている。

又、原稿トレイ２９と原稿搬送路３１の搬入部３１ａとの間には、原稿トレイ２９にセットされた原稿Ｇを１枚ずつ搬送するための搬送ベルト３５が設けられており、第１搬送部３１ｂの表面読取部３２を挟む両側には搬送ローラ対３６，３７が設けられ、第１反転部３１ｃと第２反転部３１ｅには搬送ローラ対３８，３９がそれぞれ設けられている。更に、排出部３１ｆの末端部には搬出ローラ対４０が設けられている。

ところで、原稿搬送路３１の搬送ローラ対３６と表面読取部３２の間の第１搬送部３１ｂには、該第１搬送部３１ｂを搬送される原稿Ｇの先端を検知したときに該原稿Ｇの搬送を一旦停止するためのセンサＳ１が設けられている。又、原稿搬送路３１の搬送ローラ対３８と裏面読取部３３の間の第２搬送部３１ｄには、該第２搬送部３１ｄを搬送される原稿Ｇの先端を検知したときに該原稿Ｇの搬送を一旦停止するためのセンサＳ２が設けられている。従って、例えば裏面読取部３３に原稿Ｇが存在するときには、裏面読取部３３において原稿Ｇの裏面の読み取りが完了するまでは裏面読取部３３には後続の原稿Ｇの搬入を阻止することができるため、原稿Ｇの表面と裏面の交互の読み取りをスムーズに行うことができる。

又、表面読取部３２と裏面読取部３３との間の原稿搬送路３１に沿う距離及び両センサＳ１，Ｓ２間の原稿搬送路３１に沿う距離は、原稿Ｇの原稿搬送路３１に沿う長さ以上に設定されている。このため、上流側の表面読取部３２において原稿Ｇの表面が読み取られ、下流側の裏面読取部３３へと搬送された原稿Ｇの後端部が表面読取部３２を塞ぐことがないため、裏面読取部３３での原稿Ｇの読み取りが阻害されることがない。

前記撮像部４は、表面読取部３２に対向してこれの下方に配置されており、主光源４１、複数の反射ミラー４２、レンズ４３及びＣＣＤ４４を含んで構成されている。この撮像部４の主光源４１から出射された光は、その光軸が表面読取部３２と裏面読取部３３に位置する原稿Ｇの表面と裏面の対して直交状となるよう照射される。そして、表面読取部３２と裏面読取部３３において原稿Ｇの表面と裏面でそれぞれ反射した光は、撮像部４の反射ミラー４２で反射され、レンズ４３によってＣＣＤ４４に結像されて電気信号に変換され、これによって原稿Ｇの表面と裏面の画像がそれぞれ読み取られる。

即ち、原稿トレイ２９上にセットされた原稿Ｇが１枚ずつ原稿搬送路３１を一方通行で搬送されると、該原稿Ｇが表面読取部３２を通過する際にその表面の画像が撮像部４によって読み取られ、次に原稿Ｇが裏面読取部３３を通過する際にその裏面の画像が撮像部４によって読み取られ、両面が読み取られた原稿Ｇは排出ローラ対４０によって排出トレイ２３へと排出される。

而して、本実施の形態は、撮像部４を表面読取部３２及び裏面読取部３３に対して移動可能とし、該撮像部４と各読取部３２，３３との距離を一定に保持するようにしたことを特徴とする。具体的には、図３に模式的に示すように、撮像部４を両読取部３２，３３間の距離ａだけ各原稿読取面に対して光学的に垂直方向に移動させるようにしている。例えば、撮像部４に近い側の表面読取部３２で原稿Ｇの表面が読み取られる場合には、撮像部４は図３のＸ位置にあって、該撮像部４と表面読取部３２間の光学的な距離（光路長）は図示のＡに設定され、撮像部４に遠い側の裏面読取部３３で原稿Ｇの裏面が読み取られる場合には、撮像部４は両読取部３２，３３間の距離ａだけ裏面読取部３３方向に図３の位置Ｘ’まで移動せしめられ、該撮像部４と裏面読取部３３間の光学的な距離（光路長）は同じ値Ａに保持される。ここで、撮像部４は、これを構成する反射ミラー４２やレンズ４３、ＣＣＤ４４等の部品同士の相対位置を一定に保ったままその全体が一体的に移動せしめられる。尚、図３においては、反射ミラー４２については図示を省略している。

又、本実施の形態では、撮像部４に設けられた主光源４１とは別の副光源３４を撮像部４から遠い側の裏面読取部３３の近傍に配置し、少なくとも裏面読取部３３にて原稿Ｇが読み取られるときに副光源３４を点灯させるようにしている。

以上のように、本実施の形態では、撮像部４を両読取部３２，３３間の距離ａだけ原稿読取面に対して光学的に垂直方向に移動させることによって撮像部４と各読取部３２，３３との距離（光路長）Ａを一定に保持するようにしたため、各読取部３２，３３においてピントが合った状態で原稿Ｇを良好に読み取ることができ、画像処理による当倍度調整も不要となり、原稿Ｇの両面を良好且つ同質で読み取ることができる。又、原稿搬送路３１に原稿Ｇを一方通行で搬送しながらその両面を単一の撮像部４によって短時間に読み取ることができ、画像読取装置３の複雑化や大型化を招くこともない。

そして、本実施の形態では、撮像部４を構成するレンズ４３やＣＣＤ４４等の部品同士の相対位置を一定に保ったまま該撮像部４の全体を移動させるようにしたため、レンズ４３の焦点距離やＣＣＤ４４の当倍度等の調整が不要となり、撮像部４からの距離が２つの読取部３２，３３において原稿の両面を高精度に読み取ることができる。

又、本実施の形態においては、撮像部４から遠い側の裏面読取部３３の近傍に配置された副光源３４を少なくとも裏面読取部３３にて原稿Ｇが読み取られるときに点灯させるようにしたため、撮像部４から遠い側の裏面読取部３３での光量不足によって画像が暗くなる等の不具合が解消される。尚、副光源３４を設ける代わりに、主光源４１への印加電圧を可変とし、少なくとも撮像部４から遠い側の裏面読取部３３にて原稿Ｇが読み取られるときに主光源４１への印加電圧を高して光量を増やすようにても良く、これによっても撮像部４から遠い側の裏面読取部３３での光量不足によって画像が暗くなる等の不具合が解消される。

而して、以上のようにして原稿Ｇの両面が読み取られると、読み取られた画像データに基づいて用紙Ｐの両面に画像が形成される。

即ち、プリント開始信号が発信されると、図１に示す画像形成部８においては、感光ドラム１７が不図示の駆動手段によって図２の矢印方向（時計方向）に回転駆動され、その表面が帯電器１８によって所定の電位に一様に帯電される。そして、撮像部４によって読み取られた原稿Ｇの表面の画像データに基づくレーザー光がレーザースキャナユニット２２から出力されて感光ドラム１７上に照射されると、該感光ドラム１７上に静電潜像が形成される。そして、この感光ドラム１７上に形成された静電潜像は、現像装置１９によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として可視像化される。

同時に給紙部６の給紙カセット１１からピックローラ１２及び分離ローラ対１３によって１枚ずつ送り出された用紙Ｐは、搬送ローラ対１５によって搬送パスＬ１，Ｌ２をレジストローラ対１６に向かって搬送される。そして、レジストローラ対１６においては、用紙Ｐは、一時待機状態とされた後、感光ドラム１７上のトナー像に同期するタイミングで画像形成部８へと供給される。

画像形成部８においては、感光ドラム１７と転写ローラ２０との間の転写ニップへと供給された用紙Ｐは、転写ローラ２０によって感光ドラム１７に押し付けられながら搬送されることによって、その表面（転写面）に感光ドラム１７上のトナー像が転写される。そして、トナー像が転写された用紙Ｐは、定着部９へと搬送され、この定着部９において加熱ローラ９ａと加圧ローラ９ｂによって挟み込まれて搬送される過程で加熱及び加圧されてトナー像の定着を受ける。尚、用紙へのトナー像の転写後に感光ドラム１７の表面に残留するトナー（転写残トナー）はクリーニング装置２１によって除去される。

表面にトナー像が定着された用紙Ｐは、その搬送方向が搬送パスＬ４へと切り替えられ、搬送ローラ対２７及び反転ローラ対２８によって搬送パスＬ４を垂直下方へと中間トレイ２６まで送られる。中間トレイ２６に送られた用紙Ｐは、反転ローラ２８が逆転することによってスイッチバックされて搬送パスＬ４を両面パスＬ３に向かって搬送され、搬送ローラ対２５によって両面パスＬ３を搬送パスＬ１に向かって搬送される。そして、用紙Ｐは、両面パスＬ３から搬送パスＬ１へと受け渡され、搬送パスＬ１から搬送パスＬ２を搬送される過程で表裏が反転されてレジストローラ対１６へと送られ、前記と同様のプロセスを経てその裏面に画像が形成され、両面に画像が形成された用紙Ｐは、排紙ローラ対２４によって排紙トレイ２３へと排出され、これによって一連の両面画像形成動作が完了する。

而して、本実施の形態に係る画像形成装置１においては、画像読取装置３によって原稿Ｇの両面が同質で短時間に読み取られるため、高質な両面画像が安定的に得られる。

尚、以上は本発明を特に静電複写方式を採用する画像形成装置に適用した形態について説明したが、本発明は、インクジェット方式を採用する画像形成装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。

本発明に係る画像形成装置の内部構造を示す破断正面図である。 本発明に係る画像読取装置要部の断面図である。 本発明に係る画像読取装置の読取部と撮像部との位置関係を模式的に示す図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 画像形成装置本体
３ 画像読取装置
４ 撮像部
６ 給紙部
７ 再給紙部
８ 画像形成部
９ 定着部
９ａ 加熱ローラ
９ｂ 加圧ローラ
１０ 排紙部
１１ 給紙カセット
１２ ピックローラ
１３ 分離ローラ対
１４ 手差しトレイ
１５ 搬送ローラ対
１６ レジストローラ対
１７ 感光ドラム
１８ 帯電器
１９ 現像装置
２０ 転写ローラ
２１ クリーニング装置
２２ レーザースキャナユニット（ＬＳＵ）
２３ 排紙トレイ
２４ 排紙ローラ対
２５ 搬送ローラ対
２６ 中間トレイ
２７ 搬送ローラ対
２８ 反転ローラ対
２９ 原稿トレイ
３０ 排紙トレイ
３１ 原稿搬送路
３１ａ 原稿搬送路の搬入部
３１ｂ 原稿搬送路の第１搬送部
３１ｃ 原稿搬送路の第１反転部
３１ｄ 原稿搬送路の第２搬送部
３１ｅ 原稿搬送路の第２反転部
３１ｆ 原稿搬送路の搬出部
３２ 表面読取部
３３ 裏面読取部
３４ 副原稿
３５ 搬送ベルト
３６〜３９ 搬送ローラ対
４０ 排出ローラ対
４１ 主光源
４２ 反射ミラー
４３ レンズ
４４ ＣＣＤ
ａ 読取部間の距離
Ａ 光路長
Ｇ 原稿
Ｌ１，Ｌ２ 搬送パス
Ｌ３ 両面パス
Ｌ４ 搬送パス
Ｐ 用紙

Claims (6)

1. 原稿搬送路上に複数の読取部を互いに離間させて配置し、各読取部を通過する原稿の各面を単一の撮像部によって読み取ることによって原稿の両面を読み取り可能な画像読取装置において、
   前記撮像部を前記各読取部に対して移動可能とし、該撮像部と各読取部との距離を一定に保持するようにしたことを特徴とする画像読取装置。
2. ２つの読取部を原稿搬送路の上下に配置するとともに、前記撮像部を両読取部間の距離だけ原稿読取面に対して光学的に垂直方向に移動させることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
3. 前記撮像部を構成する部品同士の相対位置を一定に保ったまま該撮像部全体を移動させる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. 前記撮像部に設けられた主光源とは別の副光源を撮像部から遠い側の読取部の近傍に配置し、少なくとも撮像部から遠い側の読取部にて原稿が読み取られるときに前記副光源を点灯させる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. 前記撮像部に設けられた主光源への印加電圧を可変とし、少なくとも撮像部から遠い側の読取部にて原稿が読み取られるときに前記主光源への印加電圧を高くする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。
6. 請求項１〜５の何れかに記載の画像読取装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
   

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