JP2010021962A - 画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で、読み取った画像が鮮明であり、経時的な温度上昇に伴う光学系の部材の熱膨張を防止し、読取精度が低下しない画像読取装置を提供する。
【解決手段】原稿Ｐに光を照射する光源１１と、原稿Ｐから反射された光Ｌを反射する複数の反射ミラーと、複数の反射ミラーの内の最後の反射ミラーに反射された光を収束させる結像レンズ１３と、収束された光を受光する受光センサ１４と、をハウジング１５に一体的に搭載した一体型走査光学ユニット３を備え、このユニットを走査方向に移動させて原稿の画像を読み取る画像読取装置において、ハウジングの上面及び下面に開口を設け、下面に設けた開口が、上面に設けた開口よりも面積が同等以上なるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタル複写機やイメージスキャナに使用される画像読取装置に関する。

画像面に光源から光を照射し、その反射光をミラーで反射させ、結像レンズを介してイメージセンサにより読み取る画像読取装置において、これらの構成要素を一体に収納した一体型走査光学系ユニットを用いた画像読取装置が知られている。
近年、画像読取装置はデジタル複合機と呼ばれるような複写機に組み付けられることが多く、また、一方で持ち運べるような大きさのイメージスキャナに設けられることもある。
デジタル複合機に組み付けられる場合には、他の装置との関係から小型化が望まれ、イメージスキャナに設けられる場合には、より軽量でありコンパクトであることが要求されるため、やはり小型化が望まれている。さらには、読み取った画像がより鮮明であることが望まれている。

そのようなニーズに応えるために、例えば、特許文献１では、原稿からの光束を複数回反射させる多重反射ミラーを用いて共役長をかせぐことにより、読取倍率を高めるとともに副走査方向の幅を縮めた画像読取装置が提案されている。
また、特許文献２では、複数のミラーのうち光学的に最も原稿面側に配置されるミラーを光軸と原稿面との間で、かつ結像レンズの入射面と読取手段との間の空間に配置することにより共役長をかせぎ、読取倍率を高めるとともに小型化を図る装置が提案されている。
しかしながら、いずれの装置においても、光源やイメージセンサからの発熱が考慮されておらず、部材の熱膨張によって生じる、読み取り精度の低下を緩和するものではなかった。
部材の熱膨張に配慮がなされた画像読取装置として、例えば特許文献３では、結像レンズの前、または後に反射ミラーを配置して光束を走査ユニットの鉛直上方向に折り返すことにより、ＣＣＤ等のイメージセンサを反射ミラー、結像レンズよりも上方に配置してイメージセンサからの熱を他の光学部品に与えないようにする装置が提案されている。
しかしながら、イメージセンサを一体型走査光学系ユニットの上方に配置すると配線が装置の使用者の目に入り美観が良くない。また、光源とイメージセンサがキャリッジ内に内包されているから、経時的にキャリッジ内の温度が上昇し、結局キャリッジ内の他の光学部品を熱膨張させてしまい、読み取り精度の低下を防止することが出来ない。
特開２００１−１７４９３２公報 特開２０００−５００３１公報 特開２００４−１２６４４７公報

本発明は、上記の従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、小型であって、読み取った画像が鮮明であり、経時的な温度上昇に伴う光学系の部材の熱膨張を防止し、読取精度が低下しない画像読取装置を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、原稿に光を照射する光源と、該光源から前記原稿に照射されて反射された光を反射する複数の反射ミラーと、前記複数の反射ミラーの内、最後に前記光を反射する最終反射ミラーに反射された光を収束させる結像レンズと、該結像レンズにより収束された光を受光する受光センサと、をハウジングに一体的に搭載した一体型走査光学ユニットを備え、前記一体型走査光学ユニットを走査方向に移動させて原稿の画像を読み取る画像読取装置において、前記ハウジングの上面及び下面に開口を設け、下面に設けた開口は上面に設けた開口より面積が同等以上であることを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像読取装置において、前記ハウジングの上面に設ける開口は、前記光源からの光を原稿に向けて出射するための開口であることを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像読取装置において、前記ハウジングの下面に設ける開口は、前記複数の反射ミラーの内の前記最終反射ミラーと、前記最終反射ミラーの１つ前に前記光を反射する反射ミラーとの間に設けられていることを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像読取装置において、前記最後の反射ミラー、前記結像レンズ及び前記受光センサは、前記ハウジングの下面に設けた取り付け部材を介して配設されていることを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像読取装置を備えたことを特徴とする。

上記のように構成したので、本発明によれば、一体型走査光学ユニットの開口部から効率よく熱を逃がすことで、経時的な温度上昇に伴う光学系の部材の熱膨張を防止し、読取精度が低下せず、読み取った画像が鮮明となる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る原稿読取装置の第１の形態を示した図である。
図１に示す原稿読取装置１は、読取の際に原稿Ｐを載置するコンタクトガラス２、走査方向に一体的に移動させてコンタクトガラス２上の原稿を読み取る一体型走査光学ユニット（以下、光学ユニット）３から主に構成される。
また、光学ユニット３は、コンタクトガラス２上の原稿に原稿Ｐに光を照査するハロゲンランプ、あるいは蛍光灯からなる光源１１、原稿Ｐから反射された光Lを反射して受光センサに導く複数の反射ミラー１２ａ〜１２ｅ、複数の反射ミラーのうちの最終反射ミラー（最後に光を反射する反射ミラー）１２eからの反射光を収束させる結像レンズ１３、収束された光を受光して画像情報を読み取る受光センサ１４と、がハウジング１５に搭載されて構成されている。
さらに、光学ユニット３は、光源１１からの光を原稿に向けて出射するための開口ＯＰ１をハウジング１５の上面（原稿面側）に設けている。
なお、本発明の光学ユニット３は、すべての構成要素がハウジング内に収容されているのではなく、結像レンズ１３、受光センサ１４、結像レンズ１３に最も近い反射ミラー１２eは、ハウジングの１５の外側面に配設されるとともに、ハウジングの下面には開口ＯＰ２を設けている。

開口ＯＰ２は、開口ＯＰ１よりも副走査方向の長さが同じか、又はそれ以上としている（各開口の主走査方向の長さは同じものとする）。
このようにすることで、上面のＯＰ１から光源１１で発生する熱を逃がし、下面のＯＰ２から冷たい空気を流入させることができる。
副走査方向の長さでＯＰ２≧ＯＰ１とすることで、冷たい空気の流入を効率よく行い、ユニット内部の熱を開口ＯＰ１から押し出すことが可能となる。
本実施例において、光源で発生する熱を逃がすための開口として、光源１１からの光を原稿Ｐに向けて出射するための開口を用いているが、ハウジング上面の別の箇所に設けるようにしても良い。
さらに、ここでは反射ミラーの数は５つとしているが、この数に限るものではなく一例に過ぎない。ただし、いくつにする場合も、結像レンズ１３に最も近い最終の反射ミラーは、ハウジング１５の外側に設ける必要がある。

図２は、本発明に係る原稿読取装置の第１の形態の変形例を示す図である。
本例においては、図１の形態との相違は、光を照射する光源の違いのみであり、その他、構成要件は同一である。
図１の例における光源とは異なり、本形態における光源１１ｂはＬＥＤ（Light Emitting Diode）等を使用している。このため、光源の発熱がより少なくなるため、ハウジング上面の開口ＯＰ１をより小さくすることが可能となる。

図３は、本発明に係る原稿読取装置の第２の形態を示す図である。また、図４は、図３の形態の変形例を示す図であり、図２の例と同様に光源１１ｂとしてＬＥＤ等を使用したものである。
図１、２の例において、最終反射ミラー１２ｅ、結像レンズ１３、受光センサ１４は光学ユニット３（ハウジング１５）に外側面に直接取り付けられていたが、図３、４の例においては、光学ユニット３（ハウジング１５）の下面に取り付け部材２０を備え、この取り付け部材２０を介して反射ミラー１２ｅ、結像レンズ１３、受光センサ１４が配設されている。
このように、取り付け部材を介することで、さらに照明光源の熱による光学部材への影響を軽減することが可能となる。
受光センサ１４と結像レンズ１３は特に位置精度が光学性能へ影響を及ぼすので、温度上昇に強い材質(線膨張係数が小さな)を使用すると良い。
なお、本発明においては、下面の開口ＯＰ２は、結像レンズ１３へ入射する光線の、結像レンズ１３直前の反射ミラー１２ｅとさらにその前の反射ミラー１２ｄとの間に設けているが、この両ミラー間の光路を原稿面に対して平行になるように近づけると、開口が大きくなり、さらに光学ユニットの厚さ方向を薄くできる。
これにより、より効率的に冷たい空気をユニット内に流入させることが出来るし、ユニットを、より小型化させることも可能となる。

図５は、最後の反射ミラーと、その前の反射ミラー間の光線角度とを異ならせた場合の光学ユニットの厚み及び下面の開口の大きさを示す図である。
図５（ａ）は、図３の場合と同じ構成であり、最終反射ミラー１２ｅと反射ミラー１２ｄとの間の光線の角度は原稿面に対して平行に近くなっている。（ｂ）は、比較のための例図であり、反射ミラー３０ａ〜３０ｄを備え、反射ミラー３０ｄと３０ｃとの間の光線の角度は画像面に対して直角に近くなっている。
図から判るように、（ａ）において、反射ミラー１２ｅと１２ｄの間の光線の角度が平行となるように反射ミラーを配置した結果、（ｂ）の場合に比べて、下面開口の大きさは大きくなり、ユニットの厚みも小さくできることがわかる。

図６は、本発明の画像読取装置を備えた画像形成装置の一例を示す図である。
図６において、原稿から読み取った画像データによって画像を形成する画像形成装置は、本発明の一体型走査光学ユニット３によって原稿から画像データを読み取る画像読取部１００と、画像読取部１００の読み取る画像データによって画像を形成する画像形成部２００とからなる。
図中、本発明の一体型走査光学ユニットとして、図１の例を示しているが、図２から図４に示す他の形態のユニットであっても構わない。
また画像形成部２００の下部には、画像形成部２００を載置して用紙を供給する用紙供給装置３００が配置されている。
画像読取部１００において、原稿の原稿画像の画像データを読み取る。
その画像データでトナー画像を形成する電子写真方法による、潜像形成手段２０１のレーザーダイオードを発光させることにより、帯電手段２０２で均一に帯電された像担持体２０３のドラム形状の感光体ドラム上に静電潜像を形成する。
潜像形成手段２０１のレーザーダイオードを発光させて形成した静電潜像を現像手段２０４で顕像化してトナー画像を形成する。
現像手段２０４で顕像化したトナー画像は、転写手段２０５で、用紙供給装置３００から搬送されて来る用紙に転写される。
転写手段２０５で用紙に転写されたトナー画像は、定着手段２０６にて加熱と加圧後に、排紙ローラ２０７によりトナー画像が形成された用紙を排紙トレイ２０８へ送り出して収納されるようになっている。
かかる画像形成装置は、本発明の画像読取装置を備えることにより、読取部において、一体型走査光学ユニットの開口部から効率よく熱を逃がすことで、経時的な温度上昇に伴う光学系の部材の熱膨張を防止し、読取精度が低下せず、その結果鮮明な出力結果を得ることができる。

本発明に係る原稿読取装置の第１の形態を示した図。 本発明に係る原稿読取装置の第１の形態の変形例を示す図。 本発明に係る原稿読取装置の第２の形態を示す図。 本発明に係る原稿読取装置の第２の形態の変形例を示す図 光学ユニットの厚み及び下面の開口の大きさを示す図。 本発明の画像読取装置を備えた画像形成装置の一例を示す図。

符号の説明

１ 画像読取装置、２ コンタクトガラス、３ 光学ユニット、１１ 光源、１２ 反射ミラー、１３ 結像レンズ、１４ 受光センサ、１５ ハウジング、２０ 取り付け部材、３０ 反射ミラー、１００ 画像読取部、２００ 画像形成部、２０１ 潜像形成手段、２０２ 帯電手段、２０３ 像担持体、２０４ 現像手段、２０５ 転写手段、２０６ 定着手段、２０７ 排紙ローラ、２０８ 排紙トレイ、３００ 用紙供給装置

Claims (5)

1. 原稿に光を照射する光源と、該光源から前記原稿に照射されて反射された光を反射する複数の反射ミラーと、前記複数の反射ミラーの内、最後に前記光を反射する最終反射ミラーに反射された光を収束させる結像レンズと、該結像レンズにより収束された光を受光する受光センサと、をハウジングに一体的に搭載した一体型走査光学ユニットを備え、前記一体型走査光学ユニットを走査方向に移動させて原稿の画像を読み取る画像読取装置において、
   前記ハウジングの上面及び下面に開口を設け、下面に設けた開口は上面に設けた開口よりも面積が同等以上であることを特徴とする画像読取装置。
2. 請求項１に記載の画像読取装置において、
   前記ハウジングの上面に設ける開口は、前記光源からの光を前記原稿に向けて出射するための開口であることを特徴とする画像読取装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像読取装置において、
   前記ハウジングの下面に設ける開口は、前記複数の反射ミラーの内の前記最終反射ミラーと、前記最終反射ミラーの１つ前に前記光を反射する反射ミラーとの間に設けられていることを特徴とする画像読取装置。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像読取装置において、
   前記最後の反射ミラー、前記結像レンズ及び前記受光センサは、前記ハウジングの下面に設けた取り付け部材を介して配設されていることを特徴とする画像読取装置。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像読取装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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