JP2675832B2

JP2675832B2 - 画像記録装置

Info

Publication number: JP2675832B2
Application number: JP63229568A
Authority: JP
Inventors: 義章高柳; 弘光平林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-09-13
Filing date: 1988-09-13
Publication date: 1997-11-12
Anticipated expiration: 2012-11-12
Also published as: JPH0277761A

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明は本体に対し複数のカートリツジを適宜選択し
て装着することにより多機能化が可能な画像記録装置に
関するものである。

〔発明の背景〕

従来、画像情報を処理する装置は、複写を行う複写装
置、画像をデジタル変換して信号化処理する画像読取装
置、信号化された画像情報に基づいてデジタル画像を形
成する画像書込装置といった様に個々の機能に応じて別
々の装置が構成されており、所望の画像記録形態に応じ
て種々の画像記録装置を用意する必要があった。

例えば画像読取装置と画像書込装置、記憶装置等を結
合して、画像情報を信号化処理した画像信号に変換し、
保存，転送，複写を行うことが可能な画像記録装置が製
品化されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この種の装置では、画像情報を信号化処理することに
よって、保存や転送、さらには種々の画像処理が容易と
なる反面、読取装置及び書込装置の解像力に限界がある
為、粗い画像となり易く、例えば、画像情報の複写を行
った場合には、複写画像の品質がかなり低下し、実用上
問題を生ずる場合もあった。

この問題を解決する為に上述装置の解像力を向上させ
ると、本体の大型化、高価格化を招くことになり、他の
機能例えば保存や転送といった場合に実用上要求される
コストパフオーマンスに合致せず、個々の画像記録方法
に応じた特長を生かすことができず不都合であった。

本発明は上記点に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、大型化、高価格化を招くことなく、しか
も簡単で構成で多機能化を計り、且つ正確に処理を行う
ことが可能な画像記録装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

即ち、本発明は、電子写真プロセスにより原稿画像を
複写する複写手段を備えた第１カートリッジが本体に対
して着脱可能な画像記録装置において、前記第１カート
リッジの保持部に対し、原稿の画像情報を読取って電気
信号に変換する読取手段を備えた第２カートリッジを交
換的に入れ替えて装着することにより、本体の原稿走査
手段を共通に用いて原稿画像の複写と読取りを可能に
し、且つ前記原稿走査手段の駆動に同期した信号に応じ
て前記原稿画像の読取りを制御し、前記原稿走査手段の
駆動源のエンコーダパルスを分周することにより得られ
るパルス信号に同期して前記読取手段の副走査方向の読
取りを制御するものである。

又、本発明は、前記原稿走査手段の走査速度を、前記
第１カートリツジ装着時には第１の速度に設定し、前記
第２カートリツジ装着時には第２の速度に設定するもの
である。

又、本発明は、前記原稿走査手段の原稿露光量を、前
記第１カートリツジ装着時には第１の所定光量に設定
し、前記第２カートリツジ装着時には第２の所定光量に
設定するものである。

又、本発明は、前記第１カートリツジ装着時に複写画
像の濃度を調整可能な調整手段を、前記第２カートリツ
ジ装着時には読取った画像情報の濃度判定のための基準
レベルを設定する設定手段として兼用するものである。

又、本発明は、前記第１カートリツジ装着時に原稿先
端が露光位置に達したことを検出する検出手段を、前記
第２カートリツジ装着時に画像の読取りを開始させるた
めの信号発生手段として兼用するものである。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。先ず本実施例の原稿搬送手段を具備する画像形成装
置の概略構造を第１図に基づいて説明すると、１はガラ
ス等の透明部材よりなる原稿載置台で、レールＲ上を矢
印ａ方向に往復動して原稿を走査する。２は短焦点小径
結像素子アレイであり、原稿載置台１上に置かれた原稿
像Ｇは照明ランプＬによって照射され、その反射光像は
このアレイ２によって感光ドラム３上にスリツト露光さ
れる。なおこの感光ドラム３は軸3bを中心に矢印ｂ方向
に回転する。また４は帯電器であり、例えば酸化亜鉛感
光層あるいは有機半導体感光層3a等を被覆された感光ド
ラム３上に一様に帯電を行う。この帯電器４により一様
に帯電されたドラム３は、素子アレイ２によって画像露
光が行われ静電画像が形成される。この静電潜像は、次
にマグネツトローラ5a及びトナー溜め5bからなる現像器
５により顕像化される。一方、カセツト18内に収納され
ているシートＰは、給送ローラ28と感光ドラム３上の画
像と同期するようタイミングをとって駆動されるレジス
トローラ9aを経た後、ドラム３上に送り込まれる。そし
て、転写ローラ８によって、感光ドラム３上に形成され
ているトナー像は、シートＰ上に転写される。その後、
公知の分離手段によってドラム３から分離されたシート
Ｐは、ガイド９によって定着装置10に導かれシートＰ上
のトナー像が定着された後に、排出ローラ11によりトレ
イ12上に排出される。なお、トナー像を転写後、ドラム
３上の残留トナーは、クリーナ13によって除去される。
このクリーナ13は、プレート13a及びトナー溜め13bとか
らなる。16は原稿像を感光ドラム３表面へ導びくための
スリツト開口である。

トナー像は樹脂等より成る加熱定着性のトナーによっ
て形成されており、加熱定着ローラ10によって、搬送さ
れつつ加熱定着された後、排出ローラ11によって機外に
排出される。第１図で示したアナログ電子写真法に基づ
いた画像記録カートリツジを装着した場合には、周知の
如く高精細な複写画像を得ることができる。ここで、ア
ナログ電子写真法に基づいたカートリツジＩは、感光ド
ラム3,帯電器4,現像器5,クリーナ13とそれらを一体的に
結合するカバー14とから成る。

第２図は、本体上部17を回転軸19を中心に開放して、
画像記録用カートリツジを交換可能にした状態を示す。
ここでカートリツジは、紙面に垂直手前側へ引き出すこ
とが可能であり、又、別のカートリツジを装着する場合
は、その逆の動作により押し込むことになる。この際、
カートリツジカバー14のガイド部14bと本体上部17に設
けられたガイドレール15とが摺動することにより、カー
トリツジの交換がスムーズに為されるようになってい
る。又、ドラム軸3bに相当する軸が、他の画像記録用カ
ートリツジにも設けられており、この軸によって、本体
に対してのカートリツジの位置出しを行っている。

第３図は、前述の方法により、画像記録用カートリツ
ジを交換して、アナログ写真方法とは異なる画像記録方
法での画像記録を行うようにした例である。本実施例で
は、カートリツジＩにおける感光ドラム３の画像露光位
置に相当する位置に、画像読取ラインセンサーアレイ30
を配し、本体の結像素子であるアレイ２及び光源Ｌを用
いて、原稿画像をセンサーアレイ30上に結像する。この
イメージリーダカートリツジIIは、前述のカートリツジ
Ｉとほぼ同様の形状を有するカバー14によって一体的に
形成されており、軸3bによって正規の位置に装着され
る。又、本実施例のカートリツジIIは、外部装置との画
像情報の転送が必要な為、I/Oインターフエイスを有し
ており、又、画像記録装置本体の本体コントローラと、
画像読取のタイミング制御などの情報をやりとりする電
気的結合部を有している。

第３図で示した画像記録装置の動作を説明する。前述
の如くイメージリーダカートリツジIIを装着することに
より、本実施例の画像記録装置は、原稿画像の読取り、
転送、保存などを行う画像読取装置としての機能を有す
るようになる。但し、イメージリーダはパソコン等のタ
ーミナル装置であるので、一連の動作の指令はホストの
外部装置より受け取ることになる。また内部記憶手段と
しては、半導体記憶素子以外にも、磁気デイスク，磁気
テープ,ICカード，レーザーカードといった各種の記憶
装置を用いることが可能であり、こういった内部記憶手
段がカートリツジ内に収納しきれない場合には、外部に
別途設けることによって、機能の拡充を行っても良い。
次に動作説明する。まず、ホスト装置よりイメージリー
デイングの指令を受けると、第１図と同様に原稿画像を
原稿載置台１に載せ、レールＲ上を矢印ａ方向に往復動
して原稿を走査する。原稿画像は照明ランプＬによって
照射され、その反射光像は短焦点小径結像素子アレイ２
によってセンサーアレイ30上に結像される。センサーア
レイ30に結像された画像情報は原稿載置台１の駆動用モ
ータ（図示せず）のエンコーダパルス又は分週パルスに
同期して、逐時インターフエースボードＡを介して、画
像情報処理部Ｂに転送される。画像処理部Ｂでは、こう
して入力されたアナログ画像情報を２値化し、必要に応
じて前述した画像記憶メモリーに一時記憶する等の操作
を行う。こうして得られた情報が最終的にホスト装置と
のインターフエース仕様に合わせて転送される。

以上、イメージリーダーを構成した場合の動作の概略
を述べたが、電気系の制御の詳細については、後述する
ことにする。

第４図は前述した第３図とは目的を異にするサーマル
ヘツド43を含むカートリツジIIIを装着した例である。
この例では、本体はサーマルプリンターとして機能し、
ホストであるパソコン等の外部装置からの印字情報を受
信して、カセツト18内に収納されている感熱紙に核情報
を記録する。サーマルプリンターとして本体を利用する
場合、図に示す様に転写ローラ８は記録紙の搬送手段で
あると同時に、記録紙のサーマルヘツド42への加圧手段
としても利用される。転写ローラの加圧力は通常、画像
中抜けや転写率といった転写画像の品質を考慮して設定
される。これに対してサーマルヘツドの加圧手段として
用いた場合には記録材への熱伝達効率を考慮して設定さ
れる。ここで、それぞれの画像記録方法に最適な加圧力
の設定が異なる場合は、カートリツジに応じて、その設
定を変える加圧力調整手段を設けても良い。

第５図はサーマルプリンターとしての別の実施例であ
り、カートリツジIII内に熱転写シート55を装備し、熱
転写プリンターとして利用する例である。この場合は、
カートリツジ18内の記録紙はアナログ電子写真カートリ
ツジＩの場合と同様に普通紙で使用することができる。

以上、サーマルプリンターへの展開についての概要を
述べたが電気系制御の詳細については後述することにす
る。

第６図は、第３図に示したイメージリーダー機能と第
４図に示したサーマルプリンター機能の両者の機能を有
するカートリツジIVを装着した断面図である。この場合
には、既に述べた機能以外に、デジタル複写機としても
構成でき、イメージ読取りラインセンサー30で読んだア
ナログ画像情報を２値化して、その２値化方法に応じて
サーマルヘツド43を駆動すればデジタル複写画像を再現
することが可能となる。

［電気制御系概要］本発明は既に述べられた様にカートリツジをオプシヨ
ン展開することにより、様々なニーズに応えようとする
ものである。こうしたコンセプトに基づき、カートリツ
ジＩは従来の電子写真プロセスのカートリツジ、カート
リツジIIはイメージスキヤナーとしてのカートリツジ、
カートリツジIIIはサーマルヘツドを有した熱転写又は
感熱方式のプリンター対応としてのカートリツジであ
る。ところでこうしたオプシヨン展開は、パソコン等の
外部装置への画像入力手段、あるいは外部装置からの情
報記録手段としての役割を担う等、従来のアナログ複写
機では達成し得なかった機能を本体を共有化し、カート
リツジの交換だけで簡単に達成することを可能とする。

従って、従来のスタンドアローン（stand alone）の
複写機と比較して、本体とカートリツジ間のインターフ
エース及びカートリツジとパソコンやFAX回線などの外
部装置や通信回線との間でのインターフエイスが必要と
なってくる。

こうした視点から、以下最初に本体の電気系統ブロツ
ク図、次に本発明の基本機能であるアナログ複写機とし
ての動作タイムチヤートを示す。以降順を追ってイメー
ジリーダとしてのオプシヨンカートリツジIIを装着し、
イメージリーダを構成した場合のシステム系全体のブロ
ツク図、本体とオプシヨンカートリツジ間のインターフ
エース信号のタイムチヤート、次に本体コントローラと
オプシヨンカートリツジ側のコントローラの制御フロー
チヤートに基づき制御の詳細を示す。その後、同様の説
明をプリンター用カートリツジIII、更にリーダー・プ
リンターカートシツジIVの場合についても行う。

［本体構成］第７図に本体のブロツク図を示す。大きなユニツトと
しては、DC電源101、主に本体シーケンス管理及びオプ
シヨンカートリツジとのインターフエースを行うコント
ローラ102、表示操作部103、感光ドラム上に静電潜像を
形成する高圧ユニツト104、DC系のモータを一定速度に
制御するモータコントローラ105、蛍光灯を所定光量で
点灯するための蛍光灯ドライバ106及び調光回路107、そ
して各種のDC系負荷（モータ110、蛍光灯108（第１図の
照明ランプＬに相当）、ソレノイド116〜119）及びセン
サー類（111〜115,120〜121）により構成されている。
センサーの中には、前記カートリツジの種類を識別する
ためのスイツチ120,121が２つ用意されている。従っ
て、これらのON−OFFの組み合わせで４種類のカートリ
ツジが識別可能となる。それぞれのDC負荷あるいはセン
サーの役割については動作説明の中で随時述べていくこ
とにする。

第８図に本発明の一実施例である画像記録装置本体の
表示操作部103の詳細を示す。左側部分122にどのタイプ
のカートリツジが現在装着されているかを示すランプが
４つ設けられている。いずれのカートリツジも装着され
ていない場合には、どのランプも点灯しない。その場合
は次に述べる警告及びアドバイス表示部123に“カート
リツジを装着して下さい”等のメツセージを出してもよ
い。

この警告及びアドバイス表示部123は各モードにおけ
る本体の自己診断結果やインターフエースを介して、オ
プシヨンカートリツジII〜IVの状態を文字表示すること
によりユーザーに知らせるものである。内容的には、電
子写真カートリツジＩの場合には、ジヤム発生、転
写紙の有無、定着温度がスタンバイ状態か否か、シ
ーケンス異常、等がある。イメージリーダーカートリツ
ジIIに関しては、カートリツジ側がパラーONされてい
るか、カートリツジ側のMPU（マイクロプロセツサ）
と所望の通信が行なわれたか、カートリツジがパソコ
ン等の外部装置やモデムを介してFAX回線と接続されて
いるか、等を表示する。

またプリンターカートリツジIIIの場合には既述した
カートリツジＩの場合の，，項及びカートリツジ
IIの場合の，，項等が上げられる。又、カートリ
ツジIVの場合についても同様である。

次に表示器124は複写モードでの複写枚数の設定表示
を行う。又キー125は各々複写枚数を設定するためのプ
ラスキーであり、キー126はキー125により設定された複
写枚数をクリアーするためのクリアキーである。又、キ
ー127は電子写真カートリツジＩが装着されている場合
のコピースタートキーである。又、ボリウム141はカー
トリツジＩを装着した場合の濃度調整ボリユームであ
り、これにより現像器５に対して印加されるバイアス電
圧を変更する。

［ソフトウエア概要］本体コントローラ内MPUプログラムの概要を第５図
（ａ）に示す。大別して、６つのブロツクで構成されて
いる。診断プログラムでは第16図に示すようにJAM、転
写紙の有無、ヒーター制御系の異常、本体シーケンスの
異常、カートリツジタイプの判別、オプシヨンカートリ
ツジ系の場合にはシステムパワーダウンの検出及び本体
MPUとの通信異常、システム異常等を監視する。

操作部表示処理プログラムでは診断プログラムの結果
に基づき、システムの状態を前述した第11図の表示部23
に文字出力する。

操作部キー入力処理プログラムでは、特に電子写真カ
ートリツジＩの場合のみ選択的に有効であり、第８図中
プラスキー125,クリアキー126からの入力により複写枚
数表示器124を制御する。定着温調プログラムでは、電
子写真カートリツジモードの場合に限り、定着温度が所
定の温度に保たれるように、温度センサー（サーミス
タ）110からの入力に基づきヒータ109への通電を制御す
る。またカートリツジII〜IVモードの場合には、ヒータ
109への通電は遮断する。以上述べたヒータ制御のフロ
ーを第15図（ｂ）に示す。

シーケンス処理プログラムは前述した第16図に示した
カートリツジ判別診断に基づき、各カートリツジの場合
について独自のプログラムが構成されている。その詳細
は後述する。最後にシリアル通信プログラムであるが、
ここでは、オプシヨンカートリツジII〜IVの場合に限
り、カートリツジ側のMPUとの通信が実行される。通信
はシリアル通信で行われ、その様子は第12−ｂ図に示し
てある。すなわち４本の信号ラインが設けられており、
CBSY（Command Busy）はオプシヨンカートリツジ側MPU
が本体MPUに対し、状態（status）を問うために本体MPU
をアクセスする信号であり、この入力により本体MPUは
シリアル転送にスタンバイする。その直後にSCに8bitの
コマンドがSCLK（Serial Clock）に同期してカートリ
ツジMPUより出力される。本体側MPUはコマンド情報を解
読し、問われた内容に対する答えを同様に8bitのstatus
情報として出力する。この時もあらかじめSBSY（Status
Busy）信号を本体MPUは出力し、カートリツジMPUをア
クセスする。なお、シリアルクロツクSCLKはその時の状
態によりどちらか一方のMPUより出力される。

第14図ａ〜ｄに通信コマンド及びステータスの詳細を
示す。第14−ａ図はコマンド一覧であり、オプシヨンカ
ートリツジ側MPUが本体MPUに対し状態を聞くためのコマ
ンド（SRコマンド）とシリアルクロツクを指定するコマ
ンド（ECコマンド）の２種類に区別される。

SR0はイメージスキヤンあるいはプリントアウトとい
ったオペレーシヨンに先だって、本体の状態を要求する
コマンドである。それに対する応答はSTATUS0（第14−
ｂ図）に示される様にbit0が本体内のJAM紙の有無、bit
1が給紙口に転写紙がセツトされているか否か、bit2が
ヒータ温度が所定温度以下になっているか否かを意味し
ている。こうした情報に基づきカートリツジ側は、オペ
レーシヨンが可能かどうかを判断し、外部装置（パソコ
ン等）からの命令に対処する。すなわちbit0が「１」な
らば機内にJAM紙があると判断し、イメージスキヤン及
びプリントアウトの両オペレーシヨンの場合にも外部装
置からの命令を受け入れない。またbit1が「１」の場合
には、給紙口に転写紙が無いので、カートリツジIII,IV
が装着されている場合のプリントアウトオペレーシヨン
の要求の時にこれをキヤンセルする。またbit2が「１」
の場合には定着器の温度がまだ所定温度以下に下がり切
っていないので、この状態でカートリツジIII,IVによる
プリントアウトオペレーシヨンを実行すると、例えば転
写紙が感熱紙の場合等の時不具合が生じる。こうした不
都合を未然に防ぐための情報である。またbit3,bit4は
それぞれヒータ制御系、モータ制御系の異常情報であ
る。bit7はパリテイービツトである。

SR1はカートリツジII,VIの場合のイメージスキヤンオ
ペレーシヨン中の異常情報要求コマンドである。カート
リツジ側MPUはオペレーシヨン中、常に本体の動作を監
視するためにコマンドを送り本体の状態を問う。本体側
MPUはそれに対しSTATUS情報を送る。STATUS1のbit0はイ
メージスキヤン中に原稿台の移動が異常を生じた場合に
「１」となる。またbit1は露光光源である蛍光灯（10
8）が所定時間経過しても所定光量に達しない場合には
「１」となる。bit7はパリテイービツトである。

SR2はカートリツジIII又はIVによるプリントオペレー
シヨン中のコマンドであり、これに応答するSTATUS2のb
it0はジヤム発生を知らせるビツト、bit1は給紙口に紙
が無くなったことを知らせるビツトである。

こうしたオペレーシヨン中のステータス情報により、
カートリツジ側MPUは本体の異常や警告に対し、処理を
適当に中断し再スタートに備える。

以上、カートリツジと本体間の情報通信、特にシリア
ル通信について説明してきたが、次に各カートリツジの
場合の本体とシーケンス及びカートリツジ側の情報処
理、及び両者間のインターフエースについて詳細に述べ
ることにする。

［動作及び制御フロー］（１）電子写真カートリツジ（カートリツジＩ）既に説明した様に、第７図に本体スタンドアローンの
場合のブロツク図を示す。第11図が電子写真カートリツ
ジＩを使用した場合の動作タイミングチヤート、また第
17図がシーケンス制御フローである。

まず第８図のコピースタートキー127が押されると、
モータ110が回転し始め、蛍光灯108も点灯を開始する。
同時に原稿台ニユートラルソレノイド119と半月ローラ
を駆動する給紙ソレノイド116がONする。後者は所定時
間t₀（100ms程度）だけONされ、メカ機構的に半月ロー
ラ128 の外周の半分だけ紙が機体中に送り出される。その際、
紙の先端はレジストローラ129に到達する。この状態で
蛍光灯光量が調光回路107により第１の所定光量に達し
たことが検出されると、ニユートラルソレノイド119がO
FFし、原稿台が第１の速度でスタートポジシヨンに向か
って移動を始める。尚、この第１の所定光量及び第１の
速度は原稿露光量、ドラム感度等のプロセス条件により
設定される。スタートポジシヨンセンサー111がONする
と、フオワード・リバースソレノイド118がONし、原稿
台が前進方向に移動を開始する、前進後画先センサー11
3がONし、所定時間t₂後レジストソレノイド117及び給紙
ソレノイド116が同時にONし、前述したレジストローラ1
29で停止していた転写紙が再度搬送されるようになる。
給紙ソレノイド116は前回と同様100ms程度（t₀）だけON
され、メカ機構的に再度半月ローラ128の外周の半分だ
け強制的に押し出される。しかし、今回はレジストロー
ラ129が給紙ローラ128と同時に回転を始めるため、紙は
レジストローラの搬送力により感光ドラム３と転写ロー
ラ８間に突入しトナー像が転写されることになる。こう
して原稿画像が転写された転写紙は更に搬送され定着ロ
ーラ10で熱定着される。

一方、原稿台の画先センサー113からの入力より所定
時間経過後（t₃）FW/RVソレノイド118をOFFすることに
より反転され、ホームポジシヨンセンサー112がONした
時点でニユートラルソレノイド119がONし、その時原稿
台はホームポジシヨン位置でストツプし、転写紙が完全
に機体から排紙されるのを待つ。本実施では原稿台反転
からモータが停止するまでの時間t₅があらかじめ定めら
れている。また感光ドラム３上に静電潜像を形成するた
めの高圧ユニツト104の制御タイミングは、第11図に示
すように、蛍光灯光量が所定値に達し、原稿台がスター
トポジシヨンに移動を開始する時点でONされる。また、
原稿台がスキヤンを終え反転に切換わってから所定時間
後（t₄）にOFFされる。

以上が電子写真カートリツジ（カートリツジＩ）を本
体に装着した場合の一連のシーケンス制御である（第11
図参照）。

（２）イメージリーダカートリツジ（カートリツジII）第９−ａ図にカートリツジIIの場合のシステムブロツ
ク図を示す。このシステムでは、原稿をイメージセンサ
ーで読み、その情報をパソコン等の外部装置へ転送し、
該外部装置で編集等の作業を行うことが可能となる。従
って、カートリツジＩの場合と異なり、本体における転
写紙の搬送に関係した制御は不要となる。

最初に第９−ａ図に従いカートリツジIIのシステムブ
ロツク図を説明する。イメージセンサユニツト130を含
むＡブロツクと、イメージセンサユニツト130からのア
ナログ情報を最初に２値化しメモリーに蓄えるための制
御及び蓄えた情報をパソコン等の外部装置との間で転送
を行うインターフエース制御を実現するＢブロツクより
構成される。イメージセンサユニツト130の機能は第12
−ｃ図に示すように、外部よりスタート信号（ST）が入
力されると、クロツクジエネレータ出力（clock）に同
期して、１ライン分の画素情報V₀がアナログのシリアル
情報として出力される。例えば8pelのセンサーの場合に
はA4原稿対応の場合、8pel×216mm＝1728画素の情報と
なる。実際には第12−ｃ図に示す様に若干の余裕を見て
いる。所定の１ライン分の読取情報V₀はデータレデイー
出力（DR）がＨの間保証される。

次にイメージリーダー機能の動作フロー及びタイミン
グ図をそれぞれ第18−ａ〜ｂ図（本体フロー）、第19−
ａ〜ｃ図（カートリツジ側フロー）及び第12−ａ図（タ
イミング図）に基づき説明する。

リーダカートリツジIIは外部装置140より、イメージ
スキヤン指令を受け取ると、本体の状態をSTATUS0の内
容から判断し、もし本体内の紙づまりやヒータ制御系、
モータ制御系の異常が無い場合にはスキヤンリクエスト
信号（SCREQ）をONする（第19−ａ図（ａ））。SCREQを
受けた本体コントローラ102はスキヤン信号（SCAN）をO
Nし、モータ110、蛍光灯108をONする。すると原稿は反
転し始めスタートポジシヨン位置まで戻る。その時、ニ
ユートラルソレノイド119をONすることにより原稿台の
駆動はメカ的に解除され、本体はスタートポジシヨン位
置で蛍光灯108の光量が第２の所定光量に達するのを待
つ。蛍光灯108が所定の光量に達したのを調光回路107が
検出すると、本体コントローラ102はリーダーカートリ
ツジジMPU132に対し、シエーデイング補正指令を送る。
この指令はSTATUS1のbit2（第14−ｃ図）により行われ
る（以上の説明が第18−ａ図（ａ））。なお、この際イ
メージセンサー30には標準白色板からの反射光が入力さ
れている。本体からシエーデイング補正指令を受け取る
とカートリツジ側MPU132はシエーデイング補正を開始す
る。シエーデイング補正とは画像読取光学系及びイメー
ジセンサーを包含する読取系の主走査方向の感度補正を
行うためのものである。すなわち光源である蛍光灯は軸
方向に光量分布を有しており、また結像レンズである単
焦点レンズアレーについても透過率分布特性を有してい
る。更にイメージセンサーユニツト130内のイメージセ
ンサーアレーについても個々の素子間で感度バラツキを
有しており、これら読取系全体としての主走査方向の感
度補正を行わないと原稿濃度を正確に判断することがで
きない。第９−ａ図のシエーデイング補正処理は実際に
は第９−ｂ図に示したサブマイコン148を有した小シス
テムにより実現される。その概略フローは第19−ｂ図に
示す。すなわちサブマイコン148はイメージセンサーユ
ニツト130に対し、スタート信号（STRT）を出力し、そ
れに対しデータレデイー信号（DRDY）が返って来ると17
40画素分（１ライン分）のA/D変換データをRAM146にス
トアする。次にこのデータとSTATUS3の内容、すなわち
本体側より伝送されている２値化の基準レベル情報と既
に行った標準白色板からの反射光に対するA/D変換デー
タとから、イメージセンサーの各セルに対する２値化ス
レシヨールドレベルを所定の演算又はメモリー内テーブ
ルデータより求め再びRAM146へ格納する。なお本実施例
では２値化の基準レベルの決定を本体操作表示部103
（第８図）のボリユーム141、すなわちアナログ複写カ
ートリツジＩ使用の際の濃度調整ボリユームで兼用す
る。これにより操作表示部の複雑化及びコストアツプを
防止することが可能である。以上が第19−ａ図（ｂ）部
分の説明である。

シエーデイング補正が終了するとカートリツジII側MP
U132は本体MPUに対し、原稿走査命令EC2（第14−ａ図）
を送り、これから開始される原稿１枚分の画像情報のDM
A転送に備える。以上が第19−ａ図（ｂ）の説明であ
る。EC2を受けた本体はシエーデイング補正指令bitやSC
AN信号をリセツトし、ニユートラルソレノイド119をOF
F、前後進ソレノイド118をONすることにより原稿台を第
２の速度で前進させる。尚、この第２の所定光量及び第
２の速度はイメージセンサの光感度により制御される。
原稿台が前進し、原稿先端が露光位置に来ると画先セン
サー113がONし、本体コントローラ102はカートリツジII
側MPU132に対し読取り開始信号（READ）をONし、モータ
110速度制御用エンコーダ出力パルスの立上りエツジで
スタート信号（STRT）をONし、イメージセンサーユニツ
ト130のデータレデイー信号（DRDY）の立下りエツジでS
TRT信号をOFFする。そして原稿走査が終了すると、READ
信号をOFFし、続いてFW/RVソレノイド118をOFFし、原稿
台が反転してホームポジシヨンに戻った時点で全ての負
荷をOFFする。以上が第18−ａ図（ｂ）及び第19−ｂ図
の制御の流れである。この様にイメージリーダモードの
場合に、原稿走査期間中のイメージ読取りラインセンサ
ーの副走査方向の同期信号を本体の原稿走査駆動源とな
るモータのエンコーダパルスあるいはその分周パルスか
ら得るようにし、通常のイメージリーダー装置に見られ
る様な副走査方向同期の専用タイマーを不要としソフト
ウエア構成を簡素化するほか、本体の原稿走査駆動のモ
ータの速度制御の精度をゆるめ、モータ制御系のコスト
が低減でき、従来イメージリーダー等では使用されるこ
とのなかったAC系モータでも十分機能を満足させること
が可能となる。

一方、カートリツジ側MPU132は本体コントローラ102
よりREAD信号を受け取るとclock信号に同期して原稿１
ページ分の画像情報を２値情報としてメモリー136に蓄
える（第19−ａ図（ｃ））。

イメージセンサーユニツトからのアナログ出力V₀は第
９−ｂ図に示すサブマイコン148を核とする小システム
により２値化される。すなわち、アナログ出力V₀（15
2）は前述したシエーデイング補正により求められた各
セルに対する２値化基準電圧V_F(n)（ｎ＝１〜1740）のD
/A変換電圧、すなわちD/A変換器147の出力に対しclock
信号151に同期して比較器134により逐次比較され２値化
される。その制御フローを第19−ｃ図に示す。

以上がイメージリーダカートリツジIIを本体に装着し
た場合のシステムブロツク図（第９図）及び制御タイム
チヤート（第12図）に関連した実際の制御の詳細であ
る。

（３）プリンターカートリツジ（カートリツジIII）第10−ａ図にプリンターカートリツジを本体に装着し
た場合のシステムブロツク図を示す。前述したイメージ
リーダカートリツジの場合のシステムブロツク図（第９
−ａ図）と同様の機能を果たすパーツに関しては同じ記
号で示した。この場合もMPU132を中心にDMAコントロー
ラ133、メモリー236、I/Oインターフエイス137を有し、
この他にサーマルヘツド243、サーマルヘツドドライバ
ー242、書込コントローラ241等を有している。第10−ｂ
図にサーマルヘツドドライバー242を示す。解像度8pe
l、幅216mmのサーマルヘツド、すなわち総ドツト1728の
サーマルヘツド243を９つのブロツクに分け９つのSTROB
E信号で時分割制御する。これはDC電源電流を押えるた
めのものである。各信号のタイミング図を第13−ｂ図に
示す。ここで示したSTROBE信号、LATCH信号、VDDI信号
は書込コントローラ241より出力される。また１ラインD
ATAはメモリー236よりDMAモードで第10−ｂ図のシフト
レジスター250に転送される。

第13−ａ図にプリンターモードの場合の本体とプリン
ターカートリツジ間のインターフエイス信号及び本体動
作のタイミング図を示す。第13−ａ図のタイミング制御
を第20図に示す本体制御フロー及び第21図に示すカート
リツジ制御フローに従い説明する。

最初にカートリツジユニツトIIIに対し、外部装置よ
り書込指令が送られると、第21図に示す様に本体の状態
をチエツクし、OKならばプリント指令を出力する（第21
図（ａ））。プリント指令を受けた本体は、モータ110
及び給紙SOL116をONし、所定時間後、すなわちレジスト
ローラ129に紙が到来したのを見はからつて再度給紙SOL
116をONする（第２給紙。給紙のメカニズムについては
既に述べたカートリツジＩの動作説明の場合と同様）。
こうして紙が搬送され第10−ａ図に示す紙先端検知セン
サー114に紙が来ると所定時間t₁後（第13−ａ図）にPRI
NT信号をONする。t₁は紙の先端がセンサー114に到来し
てからサーマルヘツド243に至るまでの時間である。本
体はPRINT信号ONと同時にモータ110のエンコーダパルス
をカートリツジ側に書込みの同期信号として転送する
（第13−ａ図）。こうしてプリントが開始されセンサー
114から紙の後端が抜け所定時間t₁後にPRINT信号をOFF
する。すなわちサーマルヘツド書込コントローラ241の
動作を紙の後端が通過する瞬間にストツプさせる信号で
ある。ただし、この信号は紙が小サイズ紙の場合に有効
で、規定サイズ紙の場合には特に書込に対しては意味を
もたない（第21図参照）。PRINT信号OFF後は紙が定着ロ
ール10を通過し機外へ排出されるタイミングを見はから
ってモータ110及びレジストSOL117をOFFする（第13−ａ
図ではt₂で示してある）。以上が第13−ａ図のタイミン
グ図及び第19図のフローの説明である。この様にサーマ
ルプリンターモードの場合に、本体の紙搬送の駆動源と
なるモータのエンコーダーからのパルス出力に同期し
て、サーマルヘツドの１ライン分の書込み制御を行うこ
とで、特に専用のタイマーを用意して副走査方向の同期
制御を行う場合と異なりソフトウエア構成が簡単となる
ほか、本体の搬送系の駆動源となるモータの速度制御の
精度が特に必要なく、従ってモータ制御系のコストも大
幅に低減でき、従来プリンター等では使用されることの
なかったAC系モータの使用も可能となる。

一方、カートリツジIII側は本体よりプリント信号を
受けるとエンコーダパルスに同期して、１ライン情報を
逐次プリントし、一ページ分のプリント処理を実行する
（第21図（ｂ））。プリント処理の詳細については外部
装置140からの情報がコード情報である場合には第10−
ａ図に示すROM239内にコード→文字変換データを格納し
ておきMPU232の制御により１ライン情報を順次第10−ｂ
図に示すサーマルヘツドドライバー242へ転送する。

また、外部装置140からの信号がビデオ信号の場合に
は、一度イメージ情報の１部又は全部をRAM136に格納
し、１ライン情報ごとにサーマルヘツドドライバー242
へデータ転送する。

以上が第10−ａ図に示すプリンターカートリツジIII
を本体に装着した時のシステムの動作及び制御の内容で
ある。

尚、プリンターカートリツジIII装着時には熱定着手
段はオフされ、且つ所定温度以下の場合に書き込みを可
能とする。これにより感熱紙，熱転写シートへの加熱に
よる悪影響を防止できる。又、蛍光灯もオフされる。こ
れにより蛍光灯での消費電力をサーマルヘツドドライブ
系統への消費電力に割りふることができ、DC電源容量の
小容量化が実現できる。又、本体高圧制御手段もオフさ
れ、高圧リーク現象や誤動作誘発を防止できる。

（４）リーダープリンターカートリツジ（カートリツジ
IV）リーダープリンターカートリツジIVは基本的にリーダ
ーカートリツジIIとプリンターカートリツジIIIを合体
したものであり、カートリツジ内にイメージセンサーユ
ニツト130（第９−ａ図）とサーマルヘツド243（第10−
ａ図）の両者を有しており、制御回路も読取りと書込み
の両者を実現する構成となる。更にこの場合、原稿を走
査し、イメージセンサーで読んだ情報をそのままサーマ
ルヘツドドライバー242（第10−ａ図）に転送し、原稿
画像のデジタル複写も可能となる。

以上１つの本体に対し４つのタイプのカートリツジを
使用することにより、従来のアナログ複写機能に原稿画
像のデジタル的読取り機能、外部装置からの文字又は画
像情報のプリントアウト機能、およびそれらの両者を兼
ね備える機能を実現するシステムが可能となる。なお、
本実施例では例えば第９−ａ図に示すリーダーカートリ
ツジIIの場合に、イメージセンサユニツトを有するＡブ
ロツクと情報処理制御を行うＢブロツクとにより構成し
たが、カートリツジの大型化を招くことを避けるため
に、カートリツジ内にＡブロツクのみを残し、Ｂブロツ
クを外部ユニツトとして別ユニツト扱いしても問題はな
い。

また、プリンターカートリツジIIIの場合にも例えば
第10−ａ図に示すサーマルヘツド243とサーマルヘツド
ドライバー242だけをカートリツジ内に配置し、残りの
制御回路を外部ユニツトとして取り扱うことも可能であ
る。

又、本実施例ではプリンタカートリツジとしてサーマ
ルプリンタを例にとり説明したが、他のプロセスを用い
たプリンタ、例えばインクジエツトプリンタ等であって
もよい。

この様に、本体を共有し目的を異にする２種類以上の
画像記録用カートリツジを選択的に装着することによ
り、アナログ電子写真複写機、イメージリーダー、又は
サーマルプリンター等の機能を実現する多機能画像記録
装置を実現でき、従来のスタンドアローンの複写機に対
し本体の大型化、コストアツプを招くことなく、カート
リツジの交換だけでパソコン等のホストマシンのターミ
ナル装置としても機能することになり、幅広いユーザー
ニーズに簡明に対応することができる。

〔発明の効果〕

以上説明の本発明によれば、１つの本体に対しカート
リツジを交換的に入れ替え装着することにより、大型
化，高価格化を招くことなく、しかも簡単な構成で正確
に原稿画像の複写とデジタル的な読取りを行うことが可
能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるアナログ電子写真法による第１の
画像記録用カートリツジを本体に装着した時の断面図、第２図は第１図のカートリツジを取り出す際、本体上部
を解放した時の断面図、第３図はイメージリーダーカートリツジを装着した時の
本体断面図、第４図はサーマルプリンターカートリツジを装着した時
の本体断面図、第５図は第４図とは別のサーマルプリンターカートリツ
ジを装着した時の本体断面図、第６図はイメージリーダー及びサーマルプリンター両者
の機能を有するカートリツジを装着する時の本体断面
図、第７図は本体電気回路のブロツク図、第８図は本体表示操作部を示す平面図、第９−ａ図はイメージリーダカートリツジ系システムブ
ロツク図、第９−ｂ図は第９−ａ図中のシエーデイング補正回路
図、第10−ａ図はプリンターカートリツジ系システムブロツ
ク図、第10−ｂ図はサーマルヘツドドライバー回路図、第11図はアナログ複写機系シーケンスタイミング図、第12−ａ図はイメージリーダ系インターフエース信号及
びシーケンスタイミング図、第12−ｂ図は本体〜カートリツジ間通信プロトコル、第12−ｃ図はイメージセンサーユニツト動作タイミング
図、第13−ａ図はプリンターカートリツジ系インターフエー
ス信号及びシーケンスタイミング図、第13−ｂ図はサーマルヘツドコントロール信号を示すタ
イミング図、第14−ａ図，第14−ｂ図，第14−ｃ図，第14−ｄ図，第
14−ｅ図は本体〜カートリツジ間転送情報を示す図、第15図（ａ）は本体ソフトウエア概要を示すフローチヤ
ート、第15図（ｂ）はヒータ制御フローチヤート、第16図は診断プログラムの詳細を示すフローチヤート、第17図はアナログ複写モードシーケンス処理フローチヤ
ート、第18−ａ図及び第18−ｂ図はイメージリーダ系制御フロ
ーチヤート、第19−ａ図，第19−ｂ図，第19−ｃ図はイメージ情報処
理フローチヤート、第20図はプリンター系制御フローチヤート、第21図（ａ）は書込情報処理フローチヤート、第21図（ｂ）はプリント処理フローチヤート、第21図（ｃ）はプリント終了処理フローチヤートであ
る、１……原稿載置台、３……感光ドラム４……帯電器、５……現像器８……転写ローラ、10……加熱定着ローラ 102……本体コントローラ、103……表示操作部 132……MPU、140……外部装置

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真プロセスにより原稿画像を複写す
る複写手段を備えた第１カートリッジが本体に対して着
脱可能な画像記録装置において、前記第１カートリッジ
の保持部に対し、原稿の画像情報を読取って電気信号に
変換する読取手段を備えた第２カートリッジを交換的に
入れ替えて装着することにより、本体の原稿走査手段を
共通に用いて原稿画像の複写と読取りを可能にし、且つ
前記原稿走査手段の駆動に同期した信号に応じて前記原
稿画像の読取りを制御し、前記原稿走査手段の駆動源の
エンコーダパルスを分周することにより得られるパルス
信号に同期して前記読取手段の副走査方向の読取りを制
御することを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】電子写真プロセスにより原稿画像を複写す
る複写手段を備えた第１カートリッジが本体に対して着
脱可能な画像記録装置において、前記第１カートリッジ
の保持部に対し、原稿の画像情報を読取って電気信号に
変換する読取手段を備えた第２カートリッジを交換的に
入れ替えて装着することにより、本体の原稿走査手段を
共通に用いて原稿画像の複写と読取りを可能にし、且つ
前記原稿走査手段の走査速度を、前記第１カートリッジ
装着時には第１の速度に設定し、前記第２カートリッジ
装着時には第２の速度に設定することを特徴とする画像
記録装置。
【請求項３】電子写真プロセスにより原稿画像を複写す
る複写手段を備えた第１カートリッジが本体に対して着
脱可能な画像記録装置において、前記第１カートリッジ
の保持部に対し、原稿の画像情報を読取って電気信号に
変換する読取手段を備えた第２カートリッジを交換的に
入れ替えて装着することにより、本体の原稿走査手段を
共通に用いて原稿画像の複写と読取りを可能にし、且つ
前記原稿走査手段の原稿露光量を、前記第１カートリッ
ジ装着時には第１の所定光量に設定し、前記第２カート
リッジ装着時には第２の所定光量に設定することを特徴
とする画像記録装置。
【請求項４】電子写真プロセスにより原稿画像を複写す
る複写手段を備えた第１カートリッジが本体に対して着
脱可能な画像記録装置において、前記第１カートリッジ
の保持部に対し、原稿の画像情報を読取って電気信号に
変換する読取手段を備えた第２カートリッジを交換的に
入れ替えて装着することにより、本体の原稿走査手段を
共通に用いて原稿画像の複写と読取りを可能にし、且つ
前記第１カートリッジ装着時に複写画像の濃度を調整可
能な調整手段を、前記第２カートリッジ装着時には読取
った画像情報の濃度判定のための基準レベルを設定する
設定手段として兼用したことを特徴とする画像記録装
置。
【請求項５】電子写真プロセスにより原稿画像を複写す
る複写手段を備えた第１カートリッジが本体に対して着
脱可能な画像記録装置において、前記第１カートリッジ
の保持部に対し、原稿の画像情報を読取って電気信号に
変換する読取手段を備えた第２カートリッジを交換的に
入れ替えて装着することにより、本体の原稿走査手段を
共通に用いて原稿画像の複写と読取りを可能にし、且つ
前記第１カートリッジ装着時に原稿先端が露光位置に達
したことを検出する検出手段と、前記第２カートリッジ
装着時に画像の読取りを開始させるための信号発生手段
として兼用することを特徴とする画像記録装置。