JP3701527B2

JP3701527B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3701527B2
Application number: JP31445899A
Authority: JP
Inventors: 勤佐藤; 竜介山口; 雄輔橋爪; 一善堤; 豊早野; 寛前嶋; 淳也小澤
Original assignee: Nisca Corp; Toshiba TEC Corp
Current assignee: Nisca Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 1999-11-04
Filing date: 1999-11-04
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2019-11-04
Also published as: US7050204B1; DE60041111D1; EP1098505A3; EP1098505A2; JP2001134030A; EP1098505B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原稿面を光学的にスキャニングして読み取る光学読取装置をその上部に搭載して電子式複写機能及び外部から印字データを受信して印字機能を具備する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子技術及び光学技術の急速な進展に伴なって、光学読取装置及び画像形成装置の高品質化、多機能化及び小型化が図られてきた。
【０００３】
光学読取装置において、原稿面を光学的に精緻に読み取るためにスキャニング・ピッチはより細分化され、光学読み取り信号を電気信号に変換するための光電変換手段であるＣＣＤセンサはより多くの画素数を持つ高解像度仕様のものが用いられるに至っている。また、このような光学読取装置を搭載する画像形成装置は、複写機能のみならず、ファクシミリ機能及び外部のパーソナル・コンピュータ等のデータ処理装置から印字データを受信してこれを印字するプリンタ機能を併せ持つようになった。さらに、光学読取装置によって取得したイメージ・データをパーソナルコンピュータ等のデータ処理装置に送出する機能も必要とされるに至っている。このように一台の画像形成装置に、これら４役の機能を併有させることによって、事務作業スペースの合理化及び効率化が達成されてきた。
【０００４】
図９は、このような複数の機能を有する画像形成装置の外観の第１の従来技術の例を示すものである。図９に示された従来の画像形成装置は、複数サイズの用紙をそれぞれ別個に数納するための用紙収納トレイをキャビネット内の下部に収納することにより、設置床スペースを小さくするものではあるが、画像形成後の排出された画像形成シートを集積する排出トレイが画像形成装置の側面外側に突き出しているために、装置の設置に必要な実質的設置床スペースは装置側面外側に突き出ている排出トレイを含めたものとなってしまう。
【０００５】
図１０は、上記の課題を解決するために、排出トレイを、上部の光学読取装置のハウジングの下であって、画像形成部を収納するキャビネット上部の間に配置した第２の従来技術の例を示す。この画像形成装置は、画像形成されたシートを集積する排出トレイが画像形成装置の側面外側に突き出ることなくキャビネットのサイズ内に収まっているため、実質的な設置床スペースが大幅に縮小されている。
【０００６】
図１１は、図１０に示した光学読取装置の横断面図を示す。シャーシ１上に取り付けられたプラテンガラス２に原稿を載置して第１キャリッジ３と第２キャリッジ７で共同して原稿上のイメージを光電変換素子（以下ＣＣＤ）１２上に投影するものである。
【０００７】
載置された原稿は第１キャリッジ３に配置された光源４によって照射される。照射された光の拡散光は第１キャリッジ３の開口部５を経て第１ミラー６が副走査方向に光路変更する。光路変更された原稿上のイメージは第２キャリッジ７の第２ミラー８で下方に変更され、第３ミラー９によってレンズ１１のほうに変更される。レンズ１１で集光されたイメージはアングル１４でシャーシ１に止められたＣＣＤ基板１３のＣＣＤ（請求項での光電変換素子）１２に照射される。尚、本発明においては、光学変換素子を代表的してＣＣＤと記載しているが、アモルファス型やＭＯＳ型の光電変換素子であっても良い。
【０００８】
ＣＣＤ１２で電気信号に変換されたイメージは、ＣＣＤ基板１３と当該光学読取装置のハウジング内に配置される制御基板（図示せず）上の画像処理回路によって処理される。レンズ１１、ＣＣＤ基板１４と制御基板は、光源４から不必要に拡散された光が入射しないように、遮蔽板１０で覆われている。
【０００９】
原稿面から３枚のミラーを辿ってレンズに至るまでの光路長さが常に一定となるよう、第１キャリッジは第２キャリッジの倍のスピードで副走査される。
【００１０】
図では省略されているが、第１キャリッジと第２キャリッジは各々異なった面のガイドレールで支えられている。また、第１キャリッジと第２キャリッジは原稿の走査初期位置を図のプラテンガラス２右方向端に位置し、第１キャリッジは副走査終端付近では、遮蔽板１０の上方をスキャンするので遮蔽板までの厚みと第１キャリッジの厚みとの合計以上は必ず必要であって、光学読取装置のハウジング厚は、これによって制約されている。さらには、前記した制御基板を収納するためのスペースも該ハウジング内に確保されなければならない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このように、画像形成装置のキャビネット内の下部には各種用紙サイズ用の用紙トレイが複数積み重ねられた状態で収納され、当該キャビネットの上部には上記の排出トレイが配置され、また、当該排出トレイの上方には排出トレイ上のシートを取り出す手作業のための空間スペースを必要とするため、画像形成装置のキャビネットは必然的に高いサイズになり、その上方に設置される光学読取装置はかなり高い位置に配置されざるを得なかった。さらには、光学読取装置のまたその上部には、トレイ上に積み重ねられた複数枚の原稿を一枚づつ取出して光学読取装置に送り出すための自動原稿送り装置（以下「ＡＤＦ」という）が併用される場合が多く、操作性の改善の面からも、このような多機能型画像形成装置の高さ方向のサイズを極力小さくすることが、従来の画像形成装置の大きな課題であった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願は、請求項１において、画像形成部と当該画像形成部の上方に配置された画像読取部とを有する画像形成装置であって、前記画像読取部は、一方端と他方端とにより画されその上面に原稿が載置されるプラテンガラスと、前記プラテンガラスの下方で前記一方端と前記他方端との間を移動しながら原稿画像の読み取りを行う読取ユニットと、前記読取ユニットを収容し、前記他方端側に落とし込み部を有して前記他方端が前記一方端側よりも厚く形成されたハウジングと、前記ハウジングの前記落とし込み部に載置された電気信号の処理を行う基板と、を備え、前記画像形成部は、前記ハウジングの下方に配置され、前記一方端から前記他方端にわたって前記画像形成部の上面を覆い前記他方端側の上面が前記一方端側の上面よりも低く形成されている排紙トレイと、前記ハウジングの前記他方端の下方に配置され、画像形成されたシートを前記排紙トレイの前記一方端側へ向けて排出する排出手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
【００１３】
このように、請求項１に記載の本画像形成装置においては、画像読取部のハウジングの他方端側を一方端側よりも厚く形成しこの厚く形成された他方端側の領域に電気信号を処理する基板を配置したことにより、基板の上方を移動する読取ユニットがより低い位置で一方端と下方端の間を移動することができ、プラテンガラスをより低い位置で支持することを可能としたのである。さらに、排出手段をハウジングの厚く形成された他方端下方に配置したことで、この排出手段で排出されたシートを収容する排紙トレイは、画像読取部ハウジングの下方に、一方端から他方端にわたって画像形成部の上面を覆うよう構成することができ、これにより排紙トレイはプラテンガラスとほぼ同等な長さとすることができ、装置の設置面積を低減させるとともに長い原稿であっても排紙トレイ上に収容することを可能としたのである。さらに、画像が形成されたシートは排出手段から他方端側から一方端へ向けて（厚い側から薄い側へ向けて）排出されるので、シート先端部では他方端側の厚く形成されたハウジングの影響を受けず、シートの良好な整列性を有するとともに、画像形成後のシートの取り出しやすさの操作性を向上させたのである。
【００１４】
本願は、また、請求項３において、画像形成部と当該画像形成部の上方に配置された画像読取部とを有する画像形成装置であって、前記画像読取部は、一方端と他方端とにより画されその上面に原稿が載置されるプラテンガラスと、原稿に光を照射するための光源と原稿からの反射光を前記一方端ヘ向けて反射する第1の反射手段を搭載し、前記プラテンガラスの下方の前記一方端と前記他方端との間を走行する第１のキャリッジ手段と、前記第1の反射手段からの光を受ける第２反射手段と、前記第２反射手段からの光を前記他方端へ向けて反射する第３の反射手段を搭載し、前記プラテンガラスの下方の前記一方端と他方端との間の中央位置と前記一方端との間を走行し、前記第１のキャリッジ手段からの反射光を前記他方端へ向けて反射する第２のキャリッジ手段と、前記第１のキャリッジ手段と前記第２のキャリッジ手段とを収容し、前記他方端側に落とし込み部を有して前記他方端側が前記一方端側よりも厚く形成されたハウジングと、前記ハウジングの前記落とし込み部に配置され電気信号を処理する基板と、を備え、前記画像形成部は、前記ハウジングの下方に配置され、前記一方端から前記他方端にわたって前記画像形成部の上面を覆い前記他方端側の上面が前記一方端側の上面よりも低く形成されている排紙トレイと、前記ハウジングの前記他方端の下方に配置され、画像形成されたシートを前記排紙トレイの前記一方端側へ向けて排出する排出手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
【００１５】
このように、請求項４に記載の本画像形成装置においては、プラテンガラスの一方端と他方端の間を走行する第１のキャリッジ手段と、プラテンガラスの一方端と他方端の中央位置と一方端との間を走行する第２キャリッジ手段を収納する画像読取部のハウジングにおいて、他方端側のハウジングを一方端側よりも厚くし、この厚くした領域に電気信号を処理する基板を配置したので、基板の上方を移動する第 1 のキャリッジ手段がより低い位置で一方端と下方端の間を移動することができ、プラテンガラスをより低い位置で支持することを可能としたのである。
【００１６】
本願は、また、請求項８において、画像形成部と当該画像形成部の上方に配置された画像読取部とを有する画像形成装置であって、前記画像読取部は、一方端と他方端により画されその上面に原稿が載置されるプラテンガラスと、前記プラテンガラスの下方で前記一方端と前記他方端との間を移動しながら原稿画像の読み取りを行う読取ユニットと、前記読取ユニットを移動させるための駆動手段と、前記読取ユニットを収容し、前記他方端側に落とし込み部を有して前記他方端側が前記一方端側よりも厚く形成されたハウジングと、を備え、前記ハウジングの前記落とし込み部には、電気信号を処理する基板または前記読取ユニットに電源を供給する電源のいずれか一つが配置され、前記画像形成部は、前記ハウジングの下方に配置され、前記一方端から前記他方端にわたって前記画像形成部の上面を覆い前記他方端側の上面が前記一方端側の上面よりも低く形成されている排紙トレイと、前記ハウジングの前記他方端の下方に配置され、画像形成されたシートを前記排紙トレイの前記一方端側へ向けて排出する排出手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
【００１７】
本願は、さらに、請求項９において、画像形成部とこの画像形成部の上方に配置された画像読取部とを有する画像形成装置であって、前記画像読取部は、一方端と他方端により画されその上面に原稿が載置されるプラテンガラスと、原稿に光を照射するための光源と原稿からの反射光を前記一方端ヘ向けて反射する第１の反射手段を搭載し、前記プラテンガラスの下方の前記一方端と前記他方端の間を走行する第１のキャリッジ手段と、前記第１の反射手段からの光を受ける第２反射手段と、当該第２反射手段からの光を前記他方端へ向けて反射する第３の反射手段を搭載し、前記プラテンガラスの下方の前記一方端と前記他方端との間の中央位置と前記一方端との間を走行し、前記第１のキャリッジ手段からの反射光を前記他方端へ向けて反射する第２のキャリッジ手段と、前記第１のキャリッジ手段および前記第２のキャリッジ手段を走行させるための駆動手段と、前記第１のキャリッジ手段と前記第２のキャリッジ手段とを収容し、前記他方端側に落とし込み部を有して前記他方端側が前記一方端側よりも厚く形成されたハウジングと、を備え、前記ハウジングの前記落とし込み部には、電気信号を処理する基板、前記駆動手段、前記駆動手段に電源を供給するための電源の少なくとも何れか一つが配置されており、前記画像形成部は、前記ハウジングの下方に配置され、前記一方端から前記他方端にわたって前記画像形成部の上面を覆い前記他方端側の上面が前記一方端側の上面よりも低く形成されている排紙トレイと、前記ハウジングの前記他方端の下方に配置され、画像形成されたシートを前記排紙トレイの前記一方端側へ向けて排出する排出手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
【００１８】
このように、本画像形成装置においては、画像読取部のハウジングの他方端側を厚くし、この厚くした領域の底部に基板、または電源のいずれか一つを配置することで、基板または電源の上方を移動する読取ユニットがより低い位置で一方端と下方端の間を移動することができ、プラテンをより低い位置で支持することを可能としたのである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光学読取装置（以下、「スキャナ」という）及びスキャナを搭載した画像形成装置（以下、「プリンタ」という）の詳細を図の記載に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１乃至８は、第１用紙カセット３２ａ，第２用紙カセット３２ｂ、プリンタ３１、スキャナ３０、ＡＤＦ３３により構成される本発明に係るスキャナ及び該スキャナを搭載したプリンタの外観及び各部断面図を示す。ここで、
図１は、本発明に係る光学読取装置を搭載した画像形成装置の外観斜視図を示す。
図２は、図１に示した画像形成装置の横断面図を示す。
図３は、本発明に係る光学読取装置の横断面図を示す。
図４は、図３に示した光学読取装置の駆動機構部における縦断面図を示す。
図５は、図３に示した光学読取装置の上平面図を示す。
図６は、光学キャリッジ移動式の光学読取装置における内部構成例を示す。
図７は、自動原稿読取装置の横断面図を示す。
図８は、本発明に係る光学読取装置の制御回路ブロック図を示す。
【００２２】
本発明に係るスキャナを搭載したプリンタシステムは、デジタル複写機としての利用のほかネットワークケーブル９０を接続することによってスキャナ３０とプリンタ３１が独立しても利用可能であるために、ネットワークプリンタ、ネットワークスキャナとして各機能を有する。
【００２３】
（１）プリンタの機構
印刷される前の新しいシートはカセット３２ａ，３２ｂに蓄えられている。また、図を省略したが、プリンタ内部の空間６０の下方にも一部蓄えられる。これらのカセットはサイズの違いやシートの種類によって使い分けられている。
たとえばカセット３２ａを例にとって説明する。
【００２４】
カセット３２ａにスタックされているシートはピックアップ機構によって繰り出しローラ５２によって搬送路５３経由で印刷エンジンに送られる。図示のように、印刷エンジンは、現像器、レーザー装置、ドラム、及び定着器の各主要構成モジュールにより構成されている。印刷エンジンで画像形成されたシートは搬送路５４を通って排出ローラ５５よりプリンタトレイ６１上に排出される。
【００２５】
（２）落とし込み部
プリンタトレイ６１は排出後のシート整列性を向上する為の傾斜が付けられている。この為、最終的に印刷完了した印刷物を操作者が取り出す時に手を入れる空間を確保する点で、積載されたシートスタック上方にあるスキャナのシャーシ１００に設けられた落とし込み部１００ａの厚みは障害とならない。プリンタトレイ６１の排出部にある立ち面５０と反対の位置にあるプリンタトレイ後端６１ａからスキャナ３０のシャーシ１００底面までの高さＨとほぼ同等となる程度に落とし込み部１００ａの深さが設定されている。
【００２６】
（３）フレーム構造
全体を支えるフレーム４５はモールド外装８０で覆われている。しかし、プリンタ３１の上方にスキャナ３０とさらにその上にＡＤＦ３３を設置するために、堅牢な構造体であるフレーム４５がこれらの重量のほとんどを支えることになる。
【００２７】
フレーム４５の基部（下方）には印刷前のシートを収納する第１カセット３２ａ、第２カセット３２ｂ、プリンタ３１が載置されている。これらは、フレーム４５に対して、その底面にほぼ重量をかけるために全体の重心を低くすることに大きく寄与している。フレーム４５はプリンタ３１の上方でスキャナ３０を載置するように、スキャナ３０のシャーシ１００の外形を周辺枠４７ａで支える形状に出来ている。
【００２８】
（４）スキャナの特徴
フレーム４５はこの周辺枠４７ａを支柱４７ｂ、４７ｃ、４７ｄで支えている。
したがってフレーム４５ａは３点支持されていることになる。フレーム４５にはＡＤＦ３３を支えるヒンジ３４を挿しこむ穴４６を備えている。よって、ＡＤＦ３３はスキャナ３０ではなくてフレーム４５に支えられることになる。
【００２９】
この構造は、スキャナ３０の特性に起因している。スキャナ３０のシャーシ１００にねじりモーメントがかかると、このシャーシ１００に連結しているキャリッジを支えるガイドレール１０１ａ，１０１ｂが平行度を保てなくなって、この上を走行する２つのキャリッジが所定の関係を維持できなくなる。その結果、原稿からの光を光電変換系に入射することが不十分になって、画像劣化を引き起こしたり、場合によれば画像の取得が不可能となる。
【００３０】
このために、スキャナ３０はそのシャーシ１００を平均的に支えられる必要があると共に、そのシャーシ１００の一部に大きな加重を与えられないような配慮が必要になる。一般にコンピュータ端末として利用する床置きのスキャナにおいては、足のつけ方を工夫することでシャーシ底面を均等にうけることが可能となるが、本システムのように周辺枠４７ａで支える構造では、偏った加重をなるべく避ける。この点で、ＡＤＦ３３をスキャナ３０ではなくフレーム４５にて支えることは極めて重要なことである。なお、スキャナ３０の上面には２箇所に読み取り面が分けられている。
【００３１】
次に、ＡＤＦプラテンガラス４０とブックプラテンガラス４１について説明する。ＡＤＦプラテンガラス４０は、ＡＤＦ３３の原稿給紙トレイ６２上にスタックされた原稿を分離搬送部６４で１枚ごとに分離され搬送された原稿を開口部３６より覗く部分で原稿イメージを採取するための窓ガラスである。ブックプラテンガラス４１は原稿をこのガラス上に固定して原稿読み取りを行うための窓ガラスである。
【００３２】
（５）スキャナの動作説明
ガイドレール１０１上を副走査する第１キャリッジ１０２と第２キャリッジ１０３にて原稿イメージは光としてレンズ１０４を経て光電変換素子であるＣＣＤ１０５に入射される。ガイドレール１０１は、上ガイドレール１０１ａと下ガイドレール１０１ｃの２段組と、上ガイドレール１０１ｂと下ガイドレール１０１ｄの２段組との２対の組で構成され、それぞれの当該組の面で第１キャリッジ１０２と第２キャリッジ１０３の両端を支えている。
【００３３】
ＣＣＤ基板１０６のＣＣＤ１０５で電気信号に変換されたイメージ信号はアナログ処理２００で適正化された後でアナログ信号として連結ケーブル１０７を経て制御基板１０８に渡される。
【００３４】
ＣＣＤ１０５は光電変換を行うチップを数千個１次元状に並べてある。この並び方向を主走査方向という。そして、この主走査方向の直交方向が副走査方向であって、第１キャリッジ１０２、第２キャリッジ１０３の移動する方向である。
【００３５】
この制御基板１０８は、アナログデジタル変換２０１や主走査方向の光学歪等を矯正するシェーディング補正処理２０２、画像明度と濃淡のカーブ補正であるガンマ補正をする明度ガンマ補正２０３、あるいは画像の解像度を処理する拡大縮小処理、そしてプリンタ３１にデータ転送するためのＩ／Ｆ部２０５などの回路ブロックから成立している。これらのデジタル処理は一般的に知られた方法であるので、ここでは説明を省略する。
【００３６】
実施例ではＩ／Ｆ部２０５はプリンタ３１に対する専用の規格にて構成されている。そして、キャリッジを移動しながら取得したイメージデータは取得速度を阻害することなく高速にプリンタ３１に転送されるため、キャリッジは読み取り途中で停止することがない。
【００３７】
しかし、本実施例は特定のプリンタに対するスキャナとして設計されている為にこの様に停止しない読み取りが実現されているが、一般的には、イメージをある程度蓄えるバッファメモリを搭載して、このバッファメモリの蓄積度に応じてキャリッジ移動と読み取り動作の一時停止を行いながら原稿全体を読み取るものが多いことは云うまでもない。そして、これらの処理設定やタイミング制御、あるいは状態監視等をするためのＣＰＵ２０６があって、このＣＰＵ２０６は第１キャリッジ１０２、第２キャリッジ１０３をワイヤ１２０で駆動する駆動モータ１１０もコントロールしたり、キャリッジの原点位置検出を行うＨＰセンサの監視等も行っている。また、原稿を照射するための光源１０９を点灯制御するためのインバータ電源１１１の制御も行っている。さらに実際には、プログラム用のメモリやワーク用メモリ、画像処理用のメモリ等いくつかのメモリや、クロック制御等の回路も搭載しているが、一般的な構成であるため図面と説明を省略する。
【００３８】
尚、以上はアナログ部分がＣＣＤ基板１０６に搭載されている説明をしたが、ＣＣＤ基板にアナログデジタル変換２０１まで搭載してしまう例や、逆にＣＣＤ１０５の出力を受けるフォロワ用トランジスタ程度しか搭載しない例もあることを付け加える。したがって、本発明の一部をなすところの基板配置について、２つの基板をどのように定義するのかとか、３つに分離した基板にするのかといったような回路分割の定義はいくらでも出来るため、その全てを含んだ発明であることは言うまでもない。
【００３９】
（６）キャリッジの動作説明（ＡＤＦでシート送りして読み取る場合）
ここで、簡単にＡＤＦ３３を説明する。ＡＤＦ３３の分離搬送部６４の内部には、大きく分けてスタックされた原稿を一枚ごとの原稿に分離する分離部と、分離された原稿をスキャナ３０側で読み取りを行う読み取り窓４０の上方に位置する開口部３６を経て排出トレイ６３上に搬送する搬送部とに分かれる。初期状態では給送を行わせる給送ローラ７０は上方に退避していて、給紙ガイド７８との間に構成される空間に原稿のスタックを設置する。原稿スタックの先端は給紙ガイド７８の立ち面に先端規制されて、スタックの上層部分のみが分離ローラ７１に送られる。分離ローラ７１の下方にはゴム製の分離パッド７２があって、この分離パッド７２から受ける制止力と、分離ローラ７１の搬送力との関係から１枚のみに分離されて給送コロ７３、給送コロ７５、と大ローラ７４に挟まれながら送られる。そして先端検知センサ７９によって得られる信号に基づいて、スキャナ30は原稿イメージの取得を開始する。そして、原稿はさらにすくい上げ部７６で排出部７７に誘導されて最終的に排出トレイ６３上に排出される。
【００４０】
図には記載されていないが、ＡＤＦモータ１４０はスキャナ３０にある制御基板１０８内のＣＰＵ２０６で回転制御されている。また、先端検知センサ７９の信号もこのＣＰＵ２０６に与えられるように出来ている。
【００４１】
次に、ＡＤＦでシート送りして読み取る場合の読み取る説明をする。
【００４２】
ＡＤＦプラテンガラス４０とブックプラテンガラス４１との境界位置に白色板１３０を供えてあり、この白色板１３０を参照することによって、このスキャナ３０の光学系が構成する主走査方向に発生する光学歪を補正するためのシェーディング補正を行うための基準用データとなる。この、シェーディング補正の方法は取得する原稿のイメージデータを各ＣＣＤ画素ごとに上記の基準データで割り算することで実施されている。
【００４３】
ＨＰセンサ２０７はこの白色板１３０の下に第１キャリッジ１０２が位置したときに信号が変化するように構成されている。よって通常この待機位置で白色板１３０の下で第１キャリッジ１０２と第２キャリッジ１０３は待機している。プリンタ３１から読み取り開始命令がくると、スキャナ３０は光源１０９を点灯しないで白色板のデータを取得する。この取得データは黒データと呼ばれて、特にアナログ回路で発生するホワイトノイズやＣＣＤ１０５が有する各画素ごとのオフセットレベルや温度ドリフト、さらには経年変化等をキャンセルするために使用される。シェーディング補正は、上記の基準データから差分をとると共に取得する画像データからも差分をとることで実施される。実際には、補正結果＝（入力画像データ−黒データ）／（基準データ−黒データ）という演算が行われる。
【００４４】
黒データ取得が完了したら、光源１０９をインバータ１１１で点灯して安定時間後に先に述べた白色板からの基準データを読み込むことになる。
【００４５】
以上、基準データ取得まで完了したら、第１キャリッジの光源１０９がＡＤＦプラテンガラス４０を透過して原稿を照らせる位置まで移動する。駆動モータ１１０はステッピングモータであって、あらかじめ決められたパルス数の駆動を与えられることで所定の移動距離が得られる。
【００４６】
これら全ての初期移動処理が完了して、ＡＤＦ３３にスキャナ３０から原稿給送開始命令が送られる。そして、全ての原稿給送と画像取得とが完了すると、キャリッジは白色板１３０の下に移動して停止待機する。
【００４７】
ＣＣＤ１０５は、１ラインの走査を原稿長さ方向に繰り返すことでイメージ取得を行う。一定速で原稿がＡＤＦ３３の大ローラ７４で送られている間でＡＤＦプラテンガラス４０を透過して一連のミラーにて光路変更後レンズを通してＣＣＤ１０５に入射される。ＣＣＤ１０５は一定の速度で主走査を行っている。具体的には、各画素を構成する光電変換チップに蓄積された電荷をシフトレジスタにクロックを与えることによって順次バケツリレーを行って電気信号を得ている。したがって、ＣＣＤ１０５からはシリアルにアナログ信号が得られる為、アンプ等を利用して適正な信号レベルに成形して、Ａ／Ｄコンバータに与える。このＡ／Ｄコンバータの変換タイミングクロックはＣＣＤ１０５に与えるシフトレジスタのクロックに同期する為、各画素のアナログ値がデジタル数値として得られる。この得られたデジタル値は所定の処理を得てインターフェースからプリンタ３１へ送られる。
【００４８】
一定速で送られた原稿の後端が先端検知センサ７９の信号変化を起こすと、それから所定数のステップＡＤＦモータ１４０を駆動し大ローラ７５を送って、ＣＣＤ１０５の取得を完了し読み取りを終了とする。
【００４９】
（７）キャリッジの動作説明（原稿を固定載置して読み取る場合）
本などの分離不能冊子やいたむことの許されない原稿については、固定載置してスキャンされる。ブックプラテンガラス４１は強化処理を施されたガラスであって、上方から多少圧迫力を受けてもひずまない強度を有する。操作者が原稿をブックプラテンガラス４１上に載置した後は、ＡＤＦ３３をこの原稿上に閉じて圧板３５で原稿を押圧する。この目的は、原稿にしわや曲がりがあった場合でも平たく伸ばすことが出来る程度に圧力を加えるためである。ブックプラテンガラス４１の上面から原稿面までの距離が大きいと、光源１０９の光が届かなくなって暗い画像になったり、レンズ１０４からの距離が大きくなることで所定のピントが得られなくなってボケた画像になったりする。
【００５０】
通常、読み取りを行っていないアイドル状態においては、スキャナ３０がプリンタ３１から読み取り開始命令を受けると、すでに述べたＡＤＦの動作と同様に黒データと基準データの取得を行う。その後、ブックプラテンガラス４１の端面部に設けられて原稿載置基準位置となる載置ガイド（図省略）まで、駆動モータ１１０に所定パルス送り第１キャリッジ１０２を移動させる。
【００５１】
第１キャリッジ１０２、第２キャリッジ１０３ともに、ワイヤ１２０がその一部に固定されているために、ワイヤの駆動を受けて副走査を行う。第１キャリッジ１０２はワイヤに直接固定されるが、第２キャリッジ１０３はキャリッジ上に備えられた第２キャリッジプーリ１２２に懸架されたワイヤによって駆動される。したがって、つるべ井戸の原理で第２キャリッジプーリ１２２のシャフトの移動に従って副走査される第２キャリッジ１０３は、第１キャリッジ１０２の１／２の速度で移動する。ワイヤの１端はシャーシ１００の側板の一部に固定され、多端は駆動プーリ１２３に固定される。
【００５２】
駆動モータ１１０は停止状態から読み取りの速度に達する過程で、加速制御を行う。したがって、読み取り開始位置である載置ガイドの下から加速領域分だけ手前の位置から加速を開始しなければならない為、停止位置である白色板１３０の下と読み取り開始位置の間隔はこの条件で決まる。
【００５３】
ＣＣＤ１０５は既に述べたように１ライン毎にイメージ取得を行う。この為に、駆動モータ１１０とこのＣＣＤ１０５のスキャンタイミングには所定の関係が必要ではあるが、基本的に一定速で動いている第１キャリッジ１０２、第２キャリッジ１０３から得られるイメージの光を一定速でＣＣＤ１０５が走査する事によって画像が得られる。したがって、駆動モータ１１０は一定速を達成するし易さからステッピングモータが用いられているが、エンコーダを用いてフィードバック制御されたＤＣモータであっても構わないしその他いろいろな方法があることは、当業者の常識である。
【００５４】
原稿の最終読み取り位置まで副走査が完了してＣＣＤ１０５によるイメージ取得が完了するとモータ１１０は減速を行い、その後に第１キャリッジ１０２、第２キャリッジ１０３をＨＰ位置方向に戻す為の高速反転を行う。そして、ＨＰセンサ２０７の信号変化を捉えて減速停止して、低速正転にて位置決めされる。
以上が原稿１ページをイメージ取得する一連のシーケンスである。
【００５５】
図７は、光学キャリッジ移動式のスキャナにおける内部構成例を示す。
【００５６】
原稿を載置するためのプラテンガラス３１０がシャーシ３０９の上方に備えられている。このプラテンガラス３１０を走査して原稿上のイメージを取得するキャリッジ３００の中には、原稿面を照射する光源３０１、この光源の光量補正を行う反射板３０２原稿からの光を光路変更すると共に光路長を確保するミラー３０３、ミラー３０４、ミラー３０４からの光を光電変換するＣＣＤ３０５を搭載したＣＣＤ基板３０６が載置されている。
【００５７】
このキャリッジ３００からのイメージ信号を処理する制御基板３０７と全体の電源を供給する電源３０８はシャーシ３０９の底面に作られた落とし込み部３１１に載置されることで、キャリッジ３００が副走査移動を行ったときでもこれらの部品高さを下げることによってスキャナの投影面積を最小にしつつプラテンガラス面も最低位置に抑えることが出来る。
【００５８】
なお、スキャナの下方は、フレーム４００で支持されており、プリンタ４０１のトレイ４０３の先端方向位置上面４０３ｂからシャーシ底面までの高さＨはトレイ先端部と排紙ローラ４０２の近傍のトレイ上面部４０３ａとの２位置でほぼ同じである。
【００５９】
（８）コンパクト化
本発明においては全体形状をコンパクトにするために種々の対策が取られている。第１は、ターンプーリ１２４とターンプーリ１２１と共に、シャーシ１００の側面に切り欠を設けてプーリの一部を外に覗かせることによって、僅かながらではあるがシャーシ１００の副走査方向長さを短くしている。
【００６０】
第２は、駆動モータ１１０の位置を駆動シャフト１１２の近傍でかつこの駆動シャフト１１２を挟んでターンプーリ１２４と反対の位置に置いたことにより、変速機構１１３の容積をシャーシ１００の副走査方向長さを長くしない配置とした。また、駆動モータ１１０、駆動シャフト１１２は第２キャリッジ１０３の移動しない位置に配置したので、駆動シャフト１１２と変速機構１１３の妨げによってスキャナ３０の高さ方向に厚く構成されるのを避けた。
【００６１】
第３には、シャーシ１００の底面にシャーシ板金を絞り加工することで形成した落とし込み部１００ａがある。この落とし込み部１００ａを有効利用してレンズ１０４、ＣＣＤ基板１０６、制御基板１０８を載置した。
このように、本実施例においては、シャーシ１００の落とし込み部１００ａには制御基板を載置しているが、電源装置、駆動機構等の構成部品及びモジュールを載置することも可能である。
【００６２】
（９）全体構成
落とし込み部１００ａは、通常デスクトップで使用するスキャナであるとかえって床から原稿面までの高さを高くしてしまうが、本実施例のようにプリンタの上部に載置して用いるスキャナであれば、プリンタ３１の排出ローラ５５によって印刷されたシートが排出される位置で、プリンタトレイ６１が下方に退避している部分の上方空間の利用によって、操作者に不都合を与えることなく、かつ、原稿面を極力下げることに寄与する。特に、日本人や女性の身長に合わせることを考えると、必然的に好ましい。さらに、これら落とし込み部に背の高い部品を入れたことで、これらの上方を覆う遮蔽板１２５の位置を低くできるため、重心位置が低く押さえられるとともに、上面からみたときの重心位置をフレーム４５の支柱４７ｄ、４７ｃの方向に寄らせることができる。
【００６３】
プリンタ３１の上方は、排出ローラ５５から排出された印刷物を取り出しやすいように、操作者からみて支柱４７ｄの左方向と支柱４７ｂの手前方向が解放されていて支柱がない。スキャナ３０のシャーシ１００の底面にひずみを極力与えないよう、スキャナ３０の重心は支柱４７ｃ、４７ｄの方に偏らせた。また、同じ理由により、駆動モータ１１０を操作者から遠い奥の位置に置くことで支柱４７ｂ、４７ｃを有効に利用していると同時に、ＡＤＦ３３の開閉支持をするヒンジ３４はスキャナ３１ではなく支柱４７ｂ、４７ｃに直接ＡＤＦ３３の荷重をかけるようにヒンジ挿入穴４６ａが設けられている。ＡＤＦ３３の開く方向が奥側になって特に重心が高くなるＡＤＦ３３を開く時でも安定して支柱４７ｂ、４７ｃが受ける。
【００６４】
（１０）操作性
全体的なコンセプトを、右手でＡＤＦ３３に原稿載置して左手でプリンタトレイ６１上の印刷物を取り出す。またブックプラテンガラス４１上に原稿載置する時でも右手で行う為に、原稿を左方向に力をかけて位置決めする。そのため、ブックプラテンガラス４１の載置基準を操作者からみて左方向にした。つまり原稿の付き当て基準をブックプラテンガラス４１とＡＤＦプラテンガラス４０との境で固定している部材で行う。この基準部材は、省略されたスキャナカバーモールドの一部として設けられている。
【００６５】
また、高い位置に原稿載置が位置する為の対策として、ブックプラテンガラス４１を極力操作者の手前側に位置させた。すでに述べたように駆動モータ１１０と変速機構１１３を奥側に配置したことによってキャリッジ位置を手前に構成することが出来た。そして、ＡＤＦ３３の開閉支持をするヒンジ３４は奥側にＡＤＦ３３を開くように設定され、ヒンジ３４とブックプラテンガラス４１とを最大離すことが出来、グリスを用いるヒンジ３４の汚れが原稿に移らない対策にもなっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学読取装置を搭載した画像形成装置の外観斜視図を示す。
【図２】図１に示した画像形成装置の横断面図を示す。
【図３】本発明に係る光学読取装置の横断面図を示す。
【図４】図３に示した光学読取装置の駆動機構部における縦断面図を示す。
【図５】図３に示した光学読取装置の上平面図を示す。
【図６】光学キャリッジ移動式の光学読取装置における内部構成例を示す。
【図７】自動原稿読取装置の横断面図を示す。
【図８】本発明に係る光学読取装置の制御回路ブロック図を示す。
【図９】排出トレイがキャビネット外側に設けられた従来の画像形成装置の外観の第１の例を示す。
【図１０】排出トレイがキャビネット内側に設けられた従来の画像形成装置の外観の第２の例を示す。
【図１１】図１０に示した従来の光学読取装置のスキャナの横断面図を示す。

Claims

画像形成部と当該画像形成部の上方に配置された画像読取部とを有する画像形成装置であって、
前記画像読取部は、
一方端と他方端とにより画されその上面に原稿が載置されるプラテンガラスと、
前記プラテンガラスの下方で前記一方端と前記他方端との間を移動しながら原稿画像の読み取りを行う読取ユニットと、
前記読取ユニットを収容し、前記他方端側に落とし込み部を有して前記他方端が前記一方端側よりも厚く形成されたハウジングと、
前記ハウジングの前記落とし込み部に載置された電気信号の処理を行う基板と、を備え、
前記画像形成部は、
前記ハウジングの下方に配置され、前記一方端から前記他方端にわたって前記画像形成部の上面を覆い前記他方端側の上面が前記一方端側の上面よりも低く形成されている排紙トレイと、
前記ハウジングの前記他方端の下方に配置され、画像形成されたシートを前記排紙トレイの前記一方端側へ向けて排出する排出手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
前記ハウジングの前記落とし込み部に電源を供給する電源部が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
画像形成部と当該画像形成部の上方に配置された画像読取部とを有する画像形成装置であって、
前記画像読取部は、
一方端と他方端とにより画されその上面に原稿が載置されるプラテンガラスと、
原稿に光を照射するための光源と原稿からの反射光を前記一方端ヘ向けて反射する第1の反射手段を搭載し、前記プラテンガラスの下方の前記一方端と前記他方端との間を走行する第１のキャリッジ手段と、
前記第１の反射手段からの光を受ける第２反射手段と、前記第２反射手段からの光を前記他方端へ向けて反射する第３の反射手段を搭載し、前記プラテンガラスの下方の前記一方端と他方端との間の中央位置と前記一方端との間を走行し、前記第１のキャリッジ手段からの反射光を前記他方端へ向けて反射する第２のキャリッジ手段と、
前記第１のキャリッジ手段と前記第２のキャリッジ手段とを収容し、前記他方端側に落とし込み部を有して前記他方端が前記一方端側よりも厚く形成されたハウジングと、
前記ハウジングの前記落とし込み部に配置され電気信号を処理する基板と、
を備え、
前記画像形成部は、
前記ハウジングの下方に配置され、前記一方端から前記他方端にわたって前記画像形成部の上面を覆い前記他方端側の上面が前記一方端側の上面よりも低く形成されている排紙トレイと、
前記ハウジングの前記他方端の下方に配置され、画像形成されたシートを前記排紙トレイの前記一方端側へ向けて排出する排出手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
前記基板は、前記第３の反射手段で反射された反射光を光電変換する光電変換手段を備え、前記光電変換手段から出力された画像信号の処理を行なうことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
前記画像読取部は、前記基板を覆う遮蔽部材をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
前記第１のキャリッジ手段と前記第２のキャリッジ手段のホームポジションは、前記一方端側であることを特徴とする請求項３乃至請求項５の何れかに記載の画像形成装置。
前記画像読取部のハウジングを支持するフレームと、
前記画像読取部へ原稿を自動搬送する自動原稿搬送装置と、をさらに備え、
前記自動原稿搬送装置は、前記プラテンガラスに対して開閉可能に前記フレームに支持されていることを特徴とする請求項３乃至請求項６の何れかに記載の画像形成装置。
画像形成部と当該画像形成部の上方に配置された画像読取部とを有する画像形成装置であって、
前記画像読取部は、
一方端と他方端により画されその上面に原稿が載置されるプラテンガラスと、
前記プラテンガラスの下方で前記一方端と前記他方端との間を移動しながら原稿画像の読み取りを行う読取ユニットと、
前記読取ユニットを収容し、前記他方端側に落とし込み部を有して前記他方端側が前記一方端側よりも厚く形成されたハウジングと、を備え、
前記ハウジングの前記落とし込み部には電気信号を処理する基板または前記読取ユニットに電源を供給する電源のいずれか一つが配置され、
前記画像形成部は、
前記ハウジングの下方に配置され、前記一方端から前記他方端にわたって前記画像形成部の上面を覆い前記他方端側の上面が前記一方端側の上面よりも低く形成されている排紙トレイと、
前記ハウジングの前記他方端の下方に配置され、画像形成されたシートを前記排紙トレイの前記一方端側へ向けて排出する排出手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
画像形成部とこの画像形成部の上方に配置された画像読取部とを有する画像形成装置であって、
前記画像読取部は、
一方の端と他方の端により画されその上面に原稿が載置されるプラテンガラスと、
原稿に光を照射するための光源と原稿からの反射光を前記一方端ヘ向けて反射する第１の反射手段を搭載し、前記プラテンガラスの下方の前記一方端と前記他方端の間を走行する第１のキャリッジ手段と、
前記第１の反射手段からの光を受ける第２反射手段と、当該第２反射手段からの光を前記他方端へ向けて反射する第３の反射手段を搭載し、前記プラテンガラスの下方の前記一方端と前記他方端との間の中央位置と前記一方端との間を走行し、前記第１のキャリッジ手段からの反射光を前記他方端へ向けて反射する第２のキャリッジ手段と、
前記第１のキャリッジ手段および前記第２のキャリッジ手段を走行させるための駆動手段と、
前記第１のキャリッジ手段と前記第２のキャリッジ手段とを収容し、前記他方端側に落とし込み部を有して前記他方端側が前記一方端側よりも厚く形成されたハウジングと、を備え、
前記ハウジングの前記落とし込み部には電気信号を処理する基板、前記駆動手段、前記駆動手段に電源を供給するための電源の少なくとも何れか一つが配置されており、
前記画像形成部は、
前記ハウジングの下方に配置され、前記一方端から前記他方端にわたって前記画像形成部の上面を覆い前記他方端側の上面が前記一方端側の上面よりも低く形成されている排紙トレイと、
前記ハウジングの前記他方端の下方に配置され、画像形成されたシートを前記排紙トレイの前記一方端側へ向けて排出する排出手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。