JP3646080B2 - 画像読込み光学系ユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像読込み光学系ユニットに関するものであり、特に複写機等の画像形成装置に有効に使用される画像読込み光学系ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真法を利用した画像形成装置では、感光体ドラム表面を一様に帯電し、帯電した感光体ドラム表面に、一定の画像情報に基づいて光照射（画像露光）を行うことにより静電潜像（電荷像）を形成し、所定極性に帯電したトナーを含む現像剤を用いて静電潜像を現像し、得られたトナー像を、紙やＯＨＰフィルム等の転写シート表面に転写し、転写されたトナー像を熱ローラ（定着ローラ）によって熱定着させることにより、画像形成が行われる。
このような画像形成プロセスにおいて、上記の画像情報は、ＩＳＵ（イメージスキャナユニット）と呼ばれる画像読込み用の光学系ユニットにより得られ、帯電した感光体ドラム表面への光照射による静電潜像の形成、即ち、画像情報の書込みは、ＬＳＵと呼ばれる書込みユニットにより行なわれている。
【０００３】
このような画像読込み光学系ユニット（ＩＳＵ）は、枠体上面に原稿載置用コンタクトガラスが配置され、枠体内部には、ハロゲンランプ等の光源、複数の反射ミラー、光学レンズ及びＣＣＤ素子を備えており、該光源によりコンタクトガラス上の原稿に光照射し、原稿からの反射光を、反射ミラーや光学レンズを介してＣＣＤ素子で受光することにより、所定の画像情報（原稿情報）を読み取るものである。即ち、ここで読み取られた画像情報を出力し、その出力値（ＣＣＤ出力値）によって、ＬＳＵによるレーザ光照射が行なわれ、感光体ドラム表面に静電潜像が形成され、上述した画像形成プロセスが実行される。
【０００４】
上記の画像読込み光学系ユニットでは、枠体上面の原稿載置用コンタクトガラス上に置かれた原稿についての画像（原稿画像）の読込みを行なうために、光源は、走査駆動可能に保持されており、これに伴い、該光源による原稿反射光を光学レンズを介してＣＣＤ素子に受光させるための複数の反射ミラーも走査駆動可能に保持されている。即ち、光源をコンタクトガラスの下方で走査することにより、コンタクトガラス上の原稿の全体にわたって光が照射され、その反射光が複数の反射ミラー及び光学レンズを介して、ＣＣＤ素子の受光面に入射するように構成されている。
また、上記の光源の走査駆動を制御されたタイミングで行なうために、画像読込みを行なっていない状態では、光源は、原稿載置用コンタクトガラスの周縁部分に保持され（ホームポジション）、画像読込みを開始するときに、所定の基準位置に移動し、その基準位置から一定のタイミングで走査駆動が行なわれるようになっている。
【０００５】
ところで、上述した構造の画像読込み光学系ユニットにおいて、光源や複数の反射ミラーの走査駆動は、ワイヤー駆動により行なわれる。
例えば、モータ等により駆動回転する駆動プーリ（若しくはドラム）と、被動プーリとを対向して配置し、且つ両者の間に可動プーリを配置し、これらに一定のテンションが加えられたワイヤを巻回し、これを利用して、上記光源等の走査駆動が行なわれる。即ち、光源及びを反射ミラーを備えたランプユニットを、このワイヤと一体に移動するように保持し、且つ他の反射ミラーを備えたミラーユニットを、可動プーリと一体に移動するように保持するように設け、駆動プーリの駆動回転により、光源等の走査駆動が行なわれるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した構造の画像読込み光学系ユニットでは、コンタクトガラス上に置かれた原稿について画像読込みを行なう場合、一部に画像の乱れ等の読込み不良を生じることがあった。
即ち、前記光源は、ほとんどホームポジションで停止しており、画像読込みを行なうとき（読込み稼動時）のみ、ホームポジションから移動するに過ぎない。従って、光源等を走査駆動するためのワイヤは、長時間、同じ状態で固定されており、しかも、このワイヤにはテンションが加えられており、且つ比較的小径の可動プーリに巻回されている。このため、長時間にわたってホームポジションに光源が停止しているときに、ワイヤーの可動プーリに巻回されている部分に、クセ（永久変形）が付いてしまうという不都合を生じる。
上述した画像の一部に生じる読込み不良は、このようなワイヤについたクセに起因するものであり、このようなクセにより、一様な速度での走査駆動が損なわれてしまうことによるものである。
【０００７】
従って本発明の目的は、長時間にわたって光源をホームポジションに停止させておくことによりワイヤについたクセに起因する画像の読込み不良が有効に防止された画像読込み光学系ユニットを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上面に原稿載置用のコンタクトガラスと該コンタクトガラスに並列して自動送り原稿読込み用のコンタクトガラスとが取り付けられた枠体内に、光源と、ＣＣＤ素子と、光学レンズと、複数の反射ミラーとを備え、該光源及び反射ミラーはワイヤー駆動により走査駆動可能に保持されており、前記光源からの原稿載置用或いは自動送り原稿読込み用のコンタクトガラス上の原稿反射光を、前記反射ミラー及び光学レンズを介して前記ＣＣＤ素子で受光して原稿画像を読み取る画像読込み光学系ユニットにおいて、
前記光源は、該光学系ユニットの稼動一時休止状態時及び停止状態時においては、該光学系ユニットの稼動可能状態時において位置している前記原稿載置用コンタクトガラスと自動送り原稿読込み用のコンタクトガラスとの間のホームポジションから退避して、前記自動送り原稿読込み用のコンタクトガラスの枠外であって前記原稿載置用のコンタクトガラスが位置していない側に配置されている退避ポジションに保持されていることを特徴とする画像読込み光学系ユニットが提供される。
【０００９】
即ち、本発明においては、所定のホームポジション（原稿載置用コンタクトガラスと自動送り原稿読込み用のコンタクトガラスとの間）に光源が位置するのは、光学系ユニットが稼動可能状態のときのみであり、所謂省エネモード等の稼動一次休止状態時や電源スイッチをＯＦＦにした停止状態時では、前記自動送り原稿読込み用のコンタクトガラスの枠外であって前記原稿載置用のコンタクトガラスが位置していない側に位置する退避ポジションに、光源は停止している。したがって、ホームポジションに光源が位置している時間は著しく短縮されており、このときに、ワイヤにクセが付くという不都合を有効に回避することができる。
また、光源が退避ポジションに位置している時間は長時間となるが、このときにワイヤにクセが付いたとしても、退避ポジションはクセが付いた部分が原稿載置用のコンタクトガラスと自動送り原稿読込み用のコンタクトガラスとが設けられている領域の枠外、即ち、画像露光が行なわれる領域から完全に離れた領域にあるため、画像露光のための光源の位置移動や画像露光時の光源の走査駆動時に際して、ワイヤのクセが付いた部分が稼動プーリを通過することがなく、クセの影響を完全に回避することができ、このようなワイヤに付いたクセによる原稿画像の読込み不良を有効に回避することが可能となるものである。
【００１０】
【発明の実施の態様】
以下、本発明を、添付図面に示す具体例に基づいて説明する。
図１は、本発明の画像読込み光学系ユニット（ＩＳＵ）を備えた画像形成装置の画像形成プロセスを説明するための図であり、
図２は、図１の画像形成装置に設けられているＩＳＵの構造を示す側断面図であり、
図３は、本発明のＩＳＵにおける光源のポジション調整を示す概略図である。
【００１１】
図１を参照して、画像読込み光学系ユニット（ＩＳＵ）を備えた画像形成装置では、感光体ドラム１が回転可能に装着されており、感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って、主帯電装置２、現像装置３、転写及び紙分離装置４及びクリーニング装置５を備えている。また、図示されていないが、転写及び紙分離装置４とクリーニング装置５との間、或いはクリーニング装置５と主帯電装置２との間には除電装置が設けられている。
即ち、主帯電装置２により、感光体ドラム１の表面が所定極性に且つ一様に帯電され、次いで、所定の画像情報に基づく光照射により静電像が形成される。感光体表面に形成された静電潜像は、現像装置３により現像され、これにより、画像情報に対応するトナー像が形成される。このトナー像は、感光体ドラムと転写及び紙分離装置４との間に搬送されてきた紙等の転写シート（図示せず）上に転写され、転写トナー像が表面に形成された転写シートは、図示されていない定着装置に供給され、熱、圧力等により、該トナー像の転写シート上への定着が行なわれる。このようにしてトナー像が定着された転写シートは、装置外部に排出される。
一方、トナー像が転写された後、感光体ドラム１表面では、クリーニング装置５によって残存トナーがクリーニングされ、更に除電が行なわれ、これにより、画像形成の一サイクルが完了する。
【００１２】
上記の画像形成装置において、静電潜像形成のための画像情報は、ＩＳＵ２０で読取られ、この画像情報に基づいて、ＬＳＵ（書込み光学系ユニット）１２により、感光体ドラム１表面に光照射が行なわれる。
このＬＳＵ１２は、レーザーダイオード等のレーザ光源、ポリゴンミラー等を備えており、上記の画像情報に基づいてレーザ光が感光体ドラム１の表面に照射されるものである。
【００１３】
本発明の画像読込み光学系ユニット２０、即ちＩＳＵは、図２に示す構造を有している。
図２において、このＩＳＵ２０は、前述した図１の画像形成装置の上部に取り付けられており、フレーム３０の内部に、ランプユニット３２及びミラーユニット３４が、後述するワイヤ駆動によってそれぞれ走査駆動可能に設けられており、更に、レンズ３６及びＣＣＤ３８が所定位置に位置決めされている。
ランプユニット３２には、光源４０及び第１ミラー４２が取り付けられており、ミラーユニット３４には、第２ミラー４４及び第３ミラー４６が取り付けられている。
一方、フレーム３０の上面には、大面積の原稿載置用コンタクトガラス４８が取り付けられており、このコンタクトガラス４８に並列して、小幅の自動送り原稿読込み用コンタクトガラス４９が取り付けられている。
更に、図示されていないが、フレーム３０の上面には、原稿自動送り機構を備えた原稿カバーが開閉自在に設けられている。（原稿自動送り機構を備えていない原稿カバーが設けられている場合には、上記の自動送り原稿読込み用コンタクトガラス４９は設けられておらず、フレーム３０の上面には、原稿載置用コンタクトガラス４８のみが取り付けられている。）
【００１４】
即ち、原稿載置用コンタクトガラス４８上に置かれた原稿或いは自動送り原稿読込み用コンタクトガラス４２上を搬送される原稿について、光源４０により光照射され、原稿反射光を、第１ミラー４２、第２ミラー４４、第３ミラー４６及びレンズ３６を介して、ＣＣＤ３８で受光することにより、原稿画像の読込みが行なわれる。
【００１５】
原稿載置用コンタクトガラス４８上に置かれた原稿について、その読込みを行なうためには、光源４０をコンタクトガラス４８の下側で走査駆動（スキャン）することが必要であり、このために、前述したランプユニット３２及びミラーユニット３４はワイヤ駆動により、走査駆動されるようになっている。
【００１６】
このワイヤ駆動装置は、ワイヤドラム（駆動ドラム）５０、被動プーリ５２、可動プーリ５４及びワイヤ５６とからなっており、ワイヤ５６は、これらに巻回されており、その一方側端部５６ａは所定位置に固定され、他方側端部５６ｂには、画像形成装置の側壁等に設けられたテンションバネ６０が接続されている。即ち、ワイヤ５６は、その一方側端部５６ａから延びて、可動プーリ５４に巻回され、可動プーリ５４からワイヤドラム５０に巻回され、ワイヤドラム５０から被動プーリ５２に巻回され、被動プーリ５２から再び可動プーリ５４に巻回され、次いで、他方側端部５６ｂに至っている。このように巻回されたワイヤ５６は、テンションバネ６０によってテンションが加えられているため、ワイヤドラム５０を回転させることにより、被動プーリ５２が従動回転し、且つ可動プーリ５４は、ワイヤドラム５０の回転方向にしたがって、左右方向にスライドすることが理解されよう。
【００１７】
前述したランプユニット３２は、図２から明らかな通り、ワイヤ５６と一体にスライドするように保持されており、ミラーユニット３４は、可動プーリ５４と一体にスライドするように保持されている。即ち、ワイヤドラム５０の駆動回転に伴ってランプユニット３２が、図２中、右方向にスライドすると、ミラーユニット３４は、可動プーリ５４と一体に且つランプユニット３２の速度の１／２の速度で、やはり右方向に移動する。ランプユニット３２が左方向に移動すれば、ミラーユニット３４は、同様に１／２の速度で左方向に移動する。
従って、ワイヤドラム５０をモータ等により駆動し、正転及び反転させることにより、光源４０の走査駆動を行ない、原稿載置用コンタクトガラス４８上に置かれた原稿について、その読込みを行なうことができる。
【００１８】
上記のようなワイヤ駆動装置を用いて光源４０（ランプユニット３４）の走査駆動を行なう場合、長時間にわたって、走査駆動が行なわれないときに。ワイヤ５６にクセがついてしまう。特に可動プーリ５４は小径であり、且つワイヤ５６にはテンションが加えられているため、この可動プーリ５４に巻回されている部分で、この傾向が最も大きい。このようなクセが付いているワイヤ５６により光源４０の走査駆動を行なうと、原稿反射光に乱れを生じ、原稿画像の一部について読込み不良を生じ、例えば得られる複写画像の一部に乱れ等を生じてしまう。本発明では、このようなワイヤ５６についたクセによる画像の読込み不良を防止するために、光源４０のポジション調整を行なう。
【００１９】
このポジション調整の一例を示す図３において、上述したＩＳＵ２０が稼動可能な状態（例えば省エネモード等になっておらず、直ちに読込みを行なえる状態）においては、原稿載置用コンタクトガラス４８と自動送り原稿読込み用コンタクトガラス４９との間に設定されているホームポジションＡ上に、光源４０が停止している。（このホームポジションＡは、コンタクトガラス４８の領域内に設定されていてもよいが、少なくともコンタクトガラス４８の周縁部に設定しておくのがよい。）
【００２０】
また、一般的には、上記のホームポジションＡと共に、コンタクトガラス４８の周縁部近傍に基準位置Ｂが設定されている。図３においては、自動送り原稿読込み用コンタクトガラス４９の領域に、この基準位置Ｂが設定されている。即ち、コンタクトガラス４８上の原稿について読込みを行なう場合には、前述したワイヤ駆動装置により、光源４０をホームポジションＡから基準位置Ｂに後退させ、この基準位置Ｂから一定のタイミングで画像の読込み（光源４０の走査駆動）が開始されるようになっている。尚、図３の例では、自動送り原稿読込み用コンタクトガラス４９上を通過する原稿について読込みを行なう場合にも、光源４０をホームポジションＡから基準位置Ｂに後退させ、この基準位置Ｂに停止させた状態で読み込みが行なわれ、読込み終了後には、光源４０は、この基準位置Ｂから再びホームポジションＡに戻る。
【００２１】
本発明においては、このＩＳＵ２０の稼動が一時休止状態の場合或いは停止状態の場合、原稿載置用コンタクトガラス４８の領域外に設定されている退避ポジションＣで停止している。尚、稼動が一時休止状態とは、例えば省エネモードの状態であり、図１の複写機のような場合には、定着装置がオートプレヒートに設定されている状態を意味し、稼動停止状態とは、装置の電源をＯＦＦにした状態を意味する。
即ち、本発明では、装置を稼動させて画像読込みを行なう場合には、一旦、光源４０がホームポジションＡに前進し、次いで、上述した動作で画像読込みが行なわれ、画像読込みが終了してから一定時間経過した後、或いは装置の電源をＯＦＦとした時には、光源４０は、退避ポジションＣで停止して保持される。
【００２２】
一般に装置が稼動可能となっている時間は、稼動が一時休止状態或いは停止状態（以下、単に非稼動状態と呼ぶ）となっている場合に比してかなり短い。したがって、稼動可能状態で光源４０が上記ホームポジションＡに停止している時に、前述したワイヤ５６にクセが付くおそれはほとんどない。
一方、非稼動状態の時間はかなり長く、したがって、退避ポジションＣに光源４０が停止しているときにワイヤ５６にクセが付くおそれが極めて高い。しかしながら、この退避ポジションＣでワイヤ５６にクセが付いたとしても、コンタクトガラス４８の下側で光源４０が走査駆動するとき、ワイヤ５６のクセがついた部分は、稼動プーリ５４に巻回されておらず、フリーの状態となっている。このため、ワイヤ５６のクセが画像の読込みに与える影響は全くなく、画像の読込み不良を有効に防止することが可能となる。
また、自動送り原稿読込み用コンタクトガラス４９上を通過する原稿について読込みを行なう場合には、光源４０は位置固定された状態で読込みが行なわれるため、ワイヤ５６のクセは全く無視することができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の画像読込み光学系ユニットでは、稼動可能状態の時のみに光源を所定のホームポジションに位置せしめ、一時休止或いは停止状態の時には、画像読込み領域外（原稿載置用のコンタクトガラスと自動送り原稿読込み用のコンタクトガラスとが設けられている領域の枠外）の退避ポジションに位置せしめるというポジション調整を行なっているため、光源を走査駆動させるためのワイヤにクセが付いたときにも、このようなクセに起因する読込み不良を有効に防止することができる。
本発明の光学系ユニットは、複写機等の画像形成装置に極めて有効に適用されるが、勿論、コンピュータの外付けデバイスとして使用されるスキャナーにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像読込み光学系ユニット（ＩＳＵ）を備えた画像形成装置の画像形成プロセスを説明するための図。
【図２】図１の画像形成装置に設けられているＩＳＵの構造を示す側断面図。
【図３】本発明のＩＳＵにおける光源のポジション調整を示す概略図。
【符号の説明】
１：感光体ドラム
１２：ＬＳＵ
２０：ＩＳＵ
３８：ＣＣＤ
４０：光源
４２、４４、４６；ミラー
４８：原稿載置用コンタクトガラス
４９：自動送り原稿読込み用コンタクトガラス
５０：ワイヤドラム（駆動ドラム）
５２：被動プーリ
５４：可動プーリ
５６：ワイヤ
Ａ：ホームポジション
Ｂ：基準位置
Ｃ：退避ポジション

Claims (1)

1. 上面に原稿載置用のコンタクトガラスと該コンタクトガラスに並列して自動送り原稿読込み用のコンタクトガラスとが取り付けられた枠体内に、光源と、ＣＣＤ素子と、光学レンズと、複数の反射ミラーとを備え、該光源及び反射ミラーはワイヤー駆動により走査駆動可能に保持されており、前記光源からの原稿載置用或いは自動送り原稿読込み用のコンタクトガラス上の原稿反射光を、前記反射ミラー及び光学レンズを介して前記ＣＣＤ素子で受光して原稿画像を読み取る画像読込み光学系ユニットにおいて、
   前記光源は、該光学系ユニットの稼動一時休止状態時及び停止状態時においては、該光学系ユニットの稼動可能状態時において位置している前記原稿載置用コンタクトガラスと自動送り原稿読込み用のコンタクトガラスとの間のホームポジションから退避して、前記自動送り原稿読込み用のコンタクトガラスの枠外であって前記原稿載置用のコンタクトガラスが位置していない側に配置されている退避ポジションに保持されていることを特徴とする画像読込み光学系ユニット。

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