JP2010068248A - 画像読取り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弾性変形可能な清掃部材で透明部材上の異物を読取り位置から確実に排除することができ、ひいては、読み取った画像に筋状のノイズが発生することを防止できる画像読取り装置を得る。
【解決手段】自動原稿搬送装置にて原稿を読取りガラス４０の直上で搬送しつつ読取り位置Ａで原稿画像を光学的に読み取る画像読取り装置。読取りガラス４０上の直上には、ブラシ状の清掃部材４５が読取り位置Ａに対向して回転可能に配置され、原稿搬送方向Ｂの下流側には清掃部材４５との接触で清掃部材に付着したごみをはたき落すはたき部材４６が配置されている。清掃部材４５の摺擦速度Ｖｃと原稿搬送速度Ｖｄとは、０．１≦（Ｖｃ／Ｖｄ）≦２の関係式を満足している。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像読取り装置、特に、複写機やスキャナなどにおいて画像入力装置として用いられるシートスルー方式の画像読取り装置に関する。

従来より、原稿の画像を光学的に読み取る画像読取り装置としては、プラテンガラス上に載置した原稿の画像を読み取るプラテンセット方式と、原稿を１枚ずつ搬送し、搬送途中において原稿の画像を読み取るシートスルー方式が、それぞれ単独であるいは併用されていた。シートスルー方式は、小型化、低コスト、低騒音、画像読取りの高速化、ひいてはプリントの高生産性に利点を有し、モノクロ複写機やカラー複写機においては画像読取り装置の主流となっている。

シートスルー方式の場合、画像読取り位置は定位置、即ち、透明部材（長尺状の読取りガラス）上に固定され、読取りガラスを介して搬送される原稿の画像面に読取り光学系の焦点を合わせる構成のため、読取りガラス上に付着したごみや残留したごみなどの異物の影響を受けやすく、異物により遮光された部分は読取り画像において筋状の画像ノイズとなる。原稿が紙であると、炭酸カルシウムなどの紙に含まれる填料や繊維などの微小異物が読取りガラスに付着する不具合が避けられない。

かかる問題点を解決するため、従来、読み取った画像を処理する過程で、画像上のごみを検出してユーザーに警告を発する、画像処理として筋状のノイズを消去する、又は、読取りガラスを移動させて連続してごみを読み取らないようにする、などの対策が講じられていた。しかし、これらの対策では読取りガラス上にごみが堆積してしまうことを解消することはできず、最終的にはサービスマンが読取りガラス面を清掃する必要が生じている。

また、特許文献１に示されているように、弾性変形可能な清掃部材にて読取りガラス上を清掃するようにした画像読取り装置が提案されている。しかし、特許文献１では、弾性変形可能な清掃部材による好ましい動作条件が十分に開示されているとはいえない。
特開２０００−２７０１５２号公報

そこで、本発明の目的は、弾性変形可能な清掃部材で透明部材上の異物を読取り位置から確実に排除することができ、ひいては、読み取った画像に筋状のノイズが発生することを防止できる画像読取り装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の一形態である画像読取り装置は、
原稿を１枚ずつ送り出し、読取り位置を通過させる原稿搬送手段と、
前記読取り位置を搬送される原稿の画像を光学的に読み取る読取り手段と、
前記読取り位置を搬送される原稿と前記読取り手段との間に配置された透明部材と、
前記透明部材に摺擦して透明部材を清掃する弾性変形可能な清掃部材と、
を備え、
前記清掃部材と前記透明部材とが接触しているときの清掃部材と透明部材との相対速度Ｖｃと、画像読取り時における原稿と透明部材との相対速度Ｖｄとは、以下の式を満足すること、
０．１≦（Ｖｃ／Ｖｄ）≦２
を特徴とする。

前記画像読取り装置においては、清掃部材と透明部材との相対速度Ｖｃと、画像読取り時における原稿と透明部材との相対速度Ｖｄとの関係を０．１≦（Ｖｃ／Ｖｄ）≦２の式を満足するように設定した。これにて、透明部材上の読取り位置に残存している異物を確実に排除することができ、読み取った画像に筋状のノイズが発生することを防止できる。（Ｖｃ／Ｖｄ）の値が２を超えると、清掃部材が透明部材を摺擦することによる異物を捕獲することが困難になり、透明部材の表面に残留する紙粉量が増加する。一方、（Ｖｃ／Ｖｄ）の値が０．１を下回ると、清掃部材の駆動モータなどの振動で一旦捕獲した紙粉などが透明部材に落下してしまう不具合が発生し、これにて透明部材の表面に残留する紙粉量が増加する。

以下、本発明に係る画像読取り装置の実施例について添付図面を参照して説明する。なお、各図面において、同一部品及び同一部分には同じ符号を付し、重複した説明は省略する。

図１に示すように、本発明の一実施例である画像読取り装置１０は、図示しないプラテンガラス上に載置された原稿の画像を読み取るプラテンセット方式と、自動原稿搬送装置２０にて搬送される原稿を読み取るシートスルー方式とを備え、読取り光学系（スキャナ）５０が設置されている。

読取り光学系５０は、それ自体周知のものであって、ランプ５３と、ミラー５４，５５，５６と、図示しない結像レンズと、撮像部（ＣＣＤカラーラインセンサ）５８とで構成されている。プラテンセット方式での原稿画像の読取りを行うため、ランプ５３とミラー５４は第１スライダ５１に搭載され、ミラー５５，５６は第２スライダ５２に搭載され、それぞれ副走査方向Ｙに移動可能である。シートスルー方式による原稿画像の読取りは、光学系５０を図１に示す読取り位置Ａに静止させた状態で行われる。

自動原稿搬送装置２０は、原稿載置トレイ２１と、給紙ローラ２２と、レジストローラ２３と、読取り部ローラ２４，２５と、排出部ローラ２６，２７と、原稿排出トレイ２８とで構成されている。また、読取り位置Ａには透明部材（以下、読取りガラス４０と記す）が設置されている。

原稿の排出部は、読取り位置Ａを通過した原稿をそのままトレイ２８へ排出する機能と、裏面の画像を読み取るために該原稿をスイッチバックさせ、循環搬送路３１を経て再度読取りガラス４０上を搬送させた後、トレイ２８へ排出するための搬送路切換え爪３５，３６を備えている。

図２に示すように、読取りガラス４０の読取り位置Ａに対向してブラシ状の清掃部材４５が回転可能に配置されている。また、清掃部材４５に対して原稿搬送方向Ｂの下流側にはたき部材４６が配置されている。清掃部材４５は、軸部材４５ａの平坦な面に清掃ブラシ４５ｂを搬送方向Ｂとは直交する方向にライン状に固定したもので、図示しない専用のモータによって所定の速度で回転駆動される。軸部材４５ａの清掃ブラシ４５ｂとは対向する外周面には白色フィルム４５ｃが貼着されている。

清掃ブラシ４５ｂは、例えば、長さ６ｍｍ、２Ｄ（デニール）程度の導電性（１１．５ＬｏｇΩ）のポリイミド樹脂を、幅５ｍｍ、長さ３０９ｍｍに植毛したものである。より具体的には、図５（Ａ）に示すように、軸部材４５ａの外径Ｄ１は１４ｍｍ、中心から平坦部までの寸法Ｈ１は３ｍｍ、中心から読取りガラス４０の表面までの寸法Ｈ２は８．２ｍｍであり、ブラシ４５ｂの先端の回転軌跡径Ｄ２は１６ｍｍである。この場合、読取りガラス４０を摺擦する際の喰い込み量Ｈ３は１．５ｍｍ、圧接力は６Ｎに設定されている。

はたき部材４６は、位置固定されており、清掃ブラシ４５ｂが読取りガラス４０上を摺擦した後に清掃ブラシ４５ｂで捕獲した異物をはたき落す。

また、本実施例において、原稿は読取りガラス４０の直上を画像面が読取りガラス４０とは接触しないように、読取りガラス４０の搬送方向Ｂの上流側にガイドシート４１が設置されている。読取りガラス４０上に搬送されてきた原稿がこのガイドシート４１上を滑ってガイドされることにより、該原稿は画像面が読取りガラス４０の表面に対して非接触の状態で搬送される。原稿が読取りガラス４０に接触して搬送されると、原稿に付着している粘着性異物（粘着テープや糊などの粘着物、修整液塊やボールペンのインク塊、消しゴムの粉など）が読取りガラス４０上に転写、付着される。原稿を読取りガラス４０に非接触で搬送することにより、このような異物の転写、付着を未然に防止できる。勿論、本実施例では、粘着性異物が読取りガラス４０に付着したとしても清掃部材４５によって排除することが可能である。

なお、このような非接触搬送は、前記ガイドシート４１を設ける以外に、読取り部ローラ２４，２５によって原稿を一定の曲率で湾曲させながら搬送することによって達成される。

前記清掃部材４５による読取りガラス４０の清掃、即ち、読取り位置Ａにおける清掃部材４５の回転は、図示しない画像形成装置によって原稿の複写動作が開始される際に原稿読取り開始信号が画像読取り装置１０に送信されたとき、及び、連続して原稿画像を読み取る際に先の原稿が読取り位置を搬送されて次の原稿が搬送されてくるまでの間に行われる。

詳しくは、清掃部材４５は、図３（Ａ）に示すように、清掃ブラシ４５ｂが上方を向いた状態で待機しており、この待機位置から速度Ｖｃ’で矢印ｃ方向に回転を開始する。清掃ブラシ４５ｂが読取りガラス４０への摺擦を開始して摺擦を終了するまで（図３（Ｂ）〜（Ｃ）まで）、清掃ブラシ４５ｂは速度がＶｃに減速される。その後、清掃部材４５は速度Ｖｆに減速されてはたき部材４６に接触し、さらに、速度Ｖｃ’にて待機位置に戻る。

原稿は、清掃部材４５が待機位置（図３（Ａ）参照）にセットされているとき、読取り位置Ａを搬送される。この搬送時において、読取り位置Ａには清掃部材４５に設けた白色フィルム４５ｃが対向している。

読取り位置Ａに残留又は付着している異物は、図３（Ｂ）〜（Ｃ）における清掃部材４５の回転によって清掃ブラシ４５ｂに回収され、はたき部材４６との接触によって清掃ブラシ４５ｂからはたき出される。はたき出された異物は読取りガラス４０上を搬送される原稿に巻き込まれて装置１０の外部へ排出される。これにて、読取りガラス４０の表面（特に、読取り位置Ａ）及び清掃ブラシ４５ｂが常時清浄な状態に保たれ、清掃ブラシ４５ｂにて読取りガラス４０上から回収したごみが読取りガラス４０に再付着することはなく、読み取った画像に筋状のノイズが発生することを防止できる。

そして、清掃ブラシ４５ｂは、導電性を有し、グランドに接続されている。それゆえ、読取りガラス４０上の異物を静電的に吸着して効率よく回収することができる。

なお、本実施例では、両面に画像が形成されている原稿の画像を連続的に読み取ることも可能である。この場合、表面の画像を読み取られた原稿は切換え爪３５，３６にガイドされて一旦経路３３に送り込まれた後、反転搬送され、スイッチバックして切換え爪３６，３５にガイドされて循環搬送路３１からレジストローラ２３に戻される。その後、同様に搬送されて裏面の画像が読み取られる。

ところで、前記速度Ｖｃ’、Ｖｃ、Ｖｆは以下に示す関係を満足することが好ましい。ここで、原稿が読取り位置Ａを搬送されるときの速度をＶｄとする。まず、清掃ブラシ４５ｂが読取りガラス４０に接触しているときの清掃部材４５の速度Ｖｃと、画像読取り時における原稿搬送速度Ｖｄとは、０．１≦（Ｖｃ／Ｖｄ）≦２の式を満足することが好ましい。（Ｖｃ／Ｖｄ）の値が２を超えると、清掃ブラシ４５ｂが読取りガラス４０を摺擦することによる異物を捕獲することが困難になり、読取りガラス４０の表面に残留する紙粉量が増加することが実験的に確認された。一方、（Ｖｃ／Ｖｄ）の値が０．１を下回ると、清掃部材４５の駆動モータなどの振動で一旦捕獲した紙粉などが読取りガラス４０に落下してしまう不具合が発生し、これにて読取りガラス４０の表面に残留する紙粉量が増加することが実験により確認された。この点は以下に説明する。

前記摺擦速度Ｖｃと、清掃ブラシ４５ｂが読取りガラス４０と接触していないときの速度Ｖｃ’とは、Ｖｃ≦Ｖｃ’の式を満足することが好ましい。速度Ｖｃは図４を参照して以下に説明するように上限がある。複数枚の原稿を連続して読み取る場合、連続して搬送される原稿の間で清掃部材４５を回転させて清掃動作を行わせるには、清掃部材４５が読取りガラス４０と接触していない間は極力高速で移動させることが、画像読取りの生産性を向上させる点では好ましい。

また、前記速度Ｖｃ’と、清掃ブラシ４５ｂがはたき部材４６と接触するときの速度Ｖｆとは、Ｖｆ＜Ｖｃ’の式を満足することが好ましい。相対速度Ｖｆを比較的遅くすることで異物のはたき出し効果が向上する。

ちなみに、本実施例において、原稿搬送速度Ｖｄは１９７ｍｍ／ｓ、速度Ｖｃ’は最大４００ｍｍ／ｓ（起動から加速し、最大４００ｍｍ／ｓ）、速度Ｖｃは２９９ｍｍ／ｓ、速度Ｖｆは２９９ｍｍ／ｓに設定されている。なお、この数値はあくまで一例であることは勿論である。

次に、摺擦速度Ｖｃの上限について説明する。図４に示すように、ブラシ４５ｂによる清掃では、紙粉を排除する力Ｆ（μｂ・Ｎ）と紙粉の保持力（紙粉と読取りガラス４０との摩擦力）Ｆ’（μｇ・Ｎ）とが、Ｆ＞Ｆ’の条件を満足するとき、紙粉はブラシ４５ｂに捕獲される。なお、Ｎはブラシ４５ｂの圧接力であり、μｂはブラシ４５ｂと紙粉の摩擦係数、μｇは読取りガラス４０と紙粉の摩擦係数である。

摩擦係数μｇは一定であり、摩擦係数μｂ及び圧接力Ｎは条件により変動する。即ち、圧接力Ｎはブラシ４５ｂの振動などで変動する。摩擦係数μｂはブラシ４５ｂの速度が上昇するとブラシ４５ｂと紙粉とが動摩擦状態となり、スリップが発生しやすくなる。即ち、摺擦速度Ｖｃがあまり大きくなると、スリップ現象が発生し、紙粉を排除する力Ｆが安定せず、場合によって紙粉を排除できないＦ＜Ｆ’の状態が発生するおそれがある。即ち、摺擦速度Ｖｃは（Ｖｃ／Ｖｄ）の値が２を超えない範囲に設定することが必要となる。

また、圧接力Ｎは、図５（Ｂ）に示すように、ブラシ４５ｂの読取りガラス４０に対する接触範囲Ｓ１が約１５ｍｍに設定されているとしても、実質的に十分な圧接力が作用する範囲Ｓ２は約２ｍｍ程度である。つまり、本実施例のごとく、回転動作によって読取りガラス４０を清掃するシステムでは、圧接力の作用範囲が読取り位置Ａとの相対的な位置のばらつきなどの変動に影響されやすいのである。

ここで、本発明者によって、清掃部材４５の回転速度と清掃安定性との関係を実験した結果、図６のグラフに示すデータが得られた。図６では、横軸に（Ｖｃ／Ｖｄ）の値を示し、縦軸に読取りガラス４０上の残留した紙粉個数を示している。実際上、読取りガラス４０の紙粉は、清掃部材４５によって除去されると同時に搬送される原稿が紙粉を巻き込んで除去される。即ち、清掃部材４５の摺擦速度Ｖｃとともに原稿搬送速度Ｖｄも清掃能力にとって大きな比重を占める。そこで、実験では、原稿搬送速度Ｖｄを清掃能力の基準として清掃部材４５の速度Ｖｃとの比率（Ｖｃ／Ｖｄ）に対する紙粉残留量を求めた。

残留紙粉個数が２０個以下の場合を清掃効果が良好であると判定すると、実験の結果、０．１≦（Ｖｃ／Ｖｄ）≦２の範囲で、紙粉の残留個数が２０個以下であった。（Ｖｃ／Ｖｄ）の値が２を超えると、前述のごとく、スリップによる捕獲不良が発生した。一方、（Ｖｃ／Ｖｄ）の値が０．１を下回ると、清掃部材４５の駆動モータなどの振動で捕獲不良が発生した。

以上の清掃能力の実験は、紙粉による筋状ノイズが発生しやすいテストチャート（Ａ４サイズ上質紙）を横方向（短辺を搬送方向Ｂと平行）に合計５００枚搬送した後に、読取りガラス４０上の読取り位置Ａの領域（搬送方向Ｂに３．５ｍｍ、それと直交する方向に２９４ｍｍの領域）に残留する紙粉を顕微鏡を用いてカウントした。

予め確認した、前記読取り領域に残留する紙粉量と実際に画像に筋状ノイズが出力される頻度との相関関係は、図７のグラフに示すとおりである。残留紙粉量が２０個以下であれば、筋状ノイズの発生頻度は５％以下であり、実用上問題はない。

（他の実施例）
なお、本発明に係る画像読取り装置は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。

例えば、前記実施例では、はたき部材を位置固定とし、清掃部材を回転させてごみをはたき落しているが、清掃部材を停止状態とし、はたき部材を回転させてごみをはたき落すようにしてもよい。

本発明に係る画像読取り装置の一実施例を示す概略構成図である。 画像読取り位置の近辺を示す断面図である。 清掃部材による読取りガラスの清掃動作を示す説明図である。 読取りガラス上の紙粉に作用する力を示す説明図である。 （Ａ）は清掃部材の説明図、（Ｂ）は原稿搬送方向に対する圧接力の変化を示すグラフである。 速度比（Ｖｃ／Ｖｄ）に対する残留紙粉量を示すグラフである。 残留紙粉個数に対する筋状ノイズの発生頻度を示すグラフである。

符号の説明

１０…画像読取り装置
２０…自動原稿搬送装置
４０…読取りガラス
４５…清掃部材
４５ｂ…清掃ブラシ
４６…はたき部材
５０…読取り光学系
Ａ…読取り位置
Ｂ…原稿搬送方向

Claims (6)

1. 原稿を１枚ずつ送り出し、読取り位置を通過させる原稿搬送手段と、
   前記読取り位置を搬送される原稿の画像を光学的に読み取る読取り手段と、
   前記読取り位置を搬送される原稿と前記読取り手段との間に配置された透明部材と、
   前記透明部材に摺擦して透明部材を清掃する弾性変形可能な清掃部材と、
   を備え、
   前記清掃部材と前記透明部材とが接触しているときの清掃部材と透明部材との相対速度Ｖｃと、画像読取り時における原稿と透明部材との相対速度Ｖｄとは、以下の式を満足すること、
   ０．１≦（Ｖｃ／Ｖｄ）≦２
   を特徴とする画像読取り装置。
2. 前記読取り位置において原稿は前記透明部材に対して非接触で搬送されることを特徴とする請求項１に記載の画像読取り装置。
3. 前記清掃部材は、植毛した導電性のブラシからなり、グランドに接続されていること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像読取り装置。
4. 前記相対速度Ｖｃと、前記清掃部材が前記透明部材と接触していないときの相対速度Ｖｃ’とは、以下の式を満足すること、
   Ｖｃ≦Ｖｃ’
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像読取り装置。
5. 前記清掃部材に対して原稿搬送方向下流側に配置され、該清掃部材が接触することにより、清掃部材に付着した異物をはたき落すはたき部材を、さらに備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像読取り装置。
6. 前記相対速度Ｖｃ’と、前記清掃部材が前記はたき部材と接触するときの清掃部材とはたき部材との相対速度Ｖｆとは、以下の式を満足すること、
   Ｖｆ＜Ｖｃ’
   を特徴とする請求項５に記載の画像読取り装置。

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