JP5294219B2 - 画像読取装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤ等の光源からの照射光によって原稿画像を読み取る画像読取装置とこれを備えた複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するものである。

電子写真方式によって用紙に画像を形成する複写機やプリンタ等の画像形成装置には原稿画像を光学的に読み取るための画像読取装置が備えられているが、この画像読取装置は、一般的には光源やミラー等を備えた光学系キャリッジを有しており、この光学系キャリッジを箱状構造体である光学フレーム内で副走査方向に移動させることによって、ＣＣＤ等の撮像素子にて原稿画像を読み取るよう構成されている。

ところで、近年、斯かる画像読取装置の光源には、立ち上がり時間が短く、省エネルギ化と長寿命化が可能なＬＥＤ（発光ダイオード）が採用されつつある。この場合、高い原稿面照度を確保するために複数のＬＥＤがＬＥＤ基板上に主走査方向に列状に実装されている。

点光源である複数のＬＥＤをＬＥＤ基板上に主走査方向に列状に実装して成る光源を使用する場合、主走査方向にＬＥＤのピッチに相当するリップル状の照度ムラが現れる。又、書籍等の原稿を開いてコンタクトガラス面上に置いた状態で原稿面を光走査すると、原稿のコンタクトガラス面から浮いた綴じ代部分で正反射した光が直接ＣＣＤ等の撮像素子に入射してハレーション現象が発生する。このハレーション現象の発生は、特に光沢度の高い原稿を読み取る場合に顕著である。このため、ＬＥＤ基板上のＬＥＤの光出射方向前方に導光板を配置し、ＬＥＤから出射される光を導光板によって拡散して照度を主走査方向に均一化して照度ムラやハレーション現象の発生を抑える提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、導光板は光学特性に優れたアクリル樹脂等によって構成されているが、これに近接配置される光源からの熱によって導光板に反りが生じるために光透過性が悪くなるという問題がある。

そこで、特許文献２には、導光板の入光面と光源であるＬＥＤとの間に、導光板よりも耐熱性の高い透光部材を配置する構成が提案されている。

特開２００８−１２４８８９１公報 特開２００７−２８７５５５６公報

しかしながら、上記特許文献２において提案された構成では、耐熱性の高い透光部材であっても、完全に熱を遮断することは不可能であるとともに、異種の樹脂から成る透光部材と導光板を光が通過するために導光板自体の設計が複雑化し、技術的な困難とコストコストアップを伴うという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、技術的な困難とコストコストアップを伴うことなく簡単な構成で熱による反りを防ぐことができる画像読取装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、光源と、該光源に対向する一端の入光面から入射する光を他端の出光面へと導く導光板を備え、該導光体の出光面から出射する光を原稿面に向けて照射する画像読取装置において、
一端が前記光源を上方から覆うように該光源に接触又は近接して配置された熱伝導手段を設け、該熱伝導手段の他端を前記導光板の上面に沿って該導光板の出光面まで延ばして導光板の上面に接触又は近接させ、
前記熱伝導手段を金属板で構成し、該金属板を前記導光板の上面に被着することなく、その一端を前記光源に近接配置し、他端を前記導光板の出光面側の上面に近接又は接触させたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、光源と、該光源に対向する一端の入光面から入射する光を他端の出光面へと導く導光板を備え、該導光体の出光面から出射する光を原稿面に向けて照射する画像読取装置において、
一端が前記光源を上方から覆うように該光源に接触又は近接して配置された熱伝導手段を設け、該熱伝導手段の他端を前記導光板の上面に沿って該導光板の出光面まで延ばして導光板の上面に接触又は近接させ、
前記熱伝導手段として前記導光板の少なくとも一部に金属メッキ部を形成したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記光源を前記導光板の入射面に沿って主走査方向に配列された複数のＬＥＤで構成したことを特徴とする。

請求項４記載の画像形勢装置は、請求項１〜３の何れかに記載の画像読取装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、光源からの熱は金属板等の熱伝導手段の光源に近い部分によって受熱され、この受熱された熱は熱伝導手段を導光板の入光面側から出光面側へと伝導する過程で導光板全体を加熱するため、導光板の温度が入光面側から出光面側に亘って略均一化され、温度分布の不均一に伴う導光板の反りが防がれ、該導光板に高い光透過性が確保される。そして、本発明では、導光板への熱の伝達を遮断する必要がなく、又、光は１種類の樹脂から成る導光板を通過するために導光板自体の設計が単純化し、技術的な困難やコストアップを招くことがない。

本発明に係る画像形成装置（複合機）の縦断面図である。 本発明に係る画像読取装置の副走査方向断面図である。 本発明に係る画像読取装置の第１光学系ユニットの副走査方向断面図である。 本発明に係る画像読取装置の画像読取装置の導光板の断面図である。 本発明に係る画像読取装置の導光板の斜視図である。 本発明に係る画像読取装置の導光板の別形態を示す断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

［画像形成装置］
図１は本発明に係る画像形成装置の縦断面図であり、図示の画像形成装置１は、複写機能とプリンタ機能及びファクシミリ機能を兼備した複合機であって、用紙の両面に画像を形成することができる装置である。

画像形成装置１は、装置本体２とその上部に配された自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）３及び本発明に係る画像読取装置４を備えており、装置本体２の内部上方には、画像形成部５が配され、装置本体２内の下半部には用紙収納部６が配されている。又、装置本体２内の画像形成部５と用紙収納部６の間には転写搬送ユニット７と両面搬送ユニット８が配されており、転写搬送ユニット７には反転手段を構成する反転ローラ３６と反転コロ３７が備えられている。

上記画像読取装置４は、原稿画像を光学的に読み取るための装置であって、その構成の詳細は後述する。

前記画像形成部５は、電子写真方式によって画像を形成するものであって、回転可能に配された像担持体としての感光ドラム９と、その周囲に配された帯電器１０、現像装置１１、転写ローラ１２及びクリーニング装置１３の他、現像装置１１に現像剤であるトナーを補給するためのトナーホッパー１４を備えている。尚、画像形成部５の横には、走査光学手段であるレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）１５が配置されている。

前記用紙収納部６は、複数枚の用紙が積層収容された着脱可能な４つの給紙カセット１６，１７，１８，１９を備えており、各給紙カセット１６〜１９の近傍には、各給紙カセット１６〜１９内の用紙を上位のものから順次取り出すピックローラ２０と、取り出された用紙を１枚ずつ分離して送り出すフィードローラ２１とリタードローラ２２がそれぞれ配設されている。又、バイパストレイ２３の近傍には、バイパス搬送手段としてのピックローラ２０、フィードローラ２１、リタードローラ２２及び搬送ローラ２４が設けられている。尚、図１において２５，２６，２７は搬送ローラである。

前記転写搬送ユニット７は、用紙収納部６から送り出された用紙を適当なタイミングで画像形成部５へと搬送するとともに、画像形成部５において画像が形成された用紙を不図示の排紙トレイへと排出するものであって、用紙収納部６から画像形成部５に至る第１搬送経路Ｓ１に配置されたレジストローラ２８、前記転写ローラ１２、画像形成部５から排紙手段としての後述の排紙ローラ３１に至る第２搬送経路Ｓ２に設けられた定着装置２９と搬送ローラ３０及び排紙ローラ３１を備えている。ここで、定着装置２９は、圧接状態で互いに回転する定着ローラ２９ａと加圧ローラ２９ｂを備えている。

又、転写搬送ユニット７は画像形成装置本体２に対して着脱可能であって、該転写搬送ユニット７には、第２搬送経路Ｓ２から分岐して両面搬送ユニット８の反転ローラ３６と反転コロ３７に至る横Ｕ字状の第３搬送経路Ｓ３が設けられており、その途中には搬送ローラ３２が設けられている。又、転写搬送ユニット７には前記第３搬送経路Ｓ３とは別に反転搬送経路Ｓ３’が第２搬送経路Ｓ２から分岐して下方に延びており、その途中には搬送ローラ３３が設けられている。そして、第２搬送経路Ｓ２と第３搬送経路Ｓ３との分岐部には、用紙の搬送方向を切り換えるためのフラッパ３４が回動可能に設けられている。

前記両面搬送ユニット８は、画像形成部５において画像が形成された用紙の表裏を反転させるものであって、前記第３搬送経路Ｓ３と反転搬送経路Ｓ３’に連なる中間トレイ３５とその下方に配された第４搬送経路Ｓ４を備えており、中間トレイ３５には、正逆転可能な反転ローラ３６と、該反転ローラ３６に対して圧接／離間する反転コロ３７が設けられている。

又、両面搬送ユニット８には大径の再給紙ローラ３８が回転可能に設けられており、この再給紙ローラ３８の外周には小径のローラ３９，４０が回転可能に当接している。尚、再給紙ローラ３８には不図示の一方向クラッチが設けられている。そして、反転手段を構成する前記反転ローラ３６と反転コロ３７からは第４搬送経路Ｓ４が延びており、この第４搬送経路Ｓ４は前記第１搬送経路Ｓ１に合流している。

上記第４搬送経路Ｓ４には、互いに当接する搬送ローラ４２と搬送コロ４１が用紙搬送方向に沿って３組設けられている。又、再給紙ローラ３８の近傍には、中間トレイ３５に一旦引き込まれた用紙の搬送方向を切り換えるためのフラッパ４３が回動可能に設けられている。尚、本実施の形態では、両面搬送ユニット８の第４搬送経路Ｓ４には、２枚以上の用紙を保留可能な２つ以上の用紙保留位置が備えられている。

［画像読取装置］
次に、本発明に係る前記画像読取装置４の構成を図２〜図５に基づいて説明する。

図２は本発明に係る画像読取装置の副走査方向断面図、図３は同画像読取装置の第１光学系ユニットの副走査方向断面図、図４は画像読取装置の導光板の断面図、図５は同導光板の斜視図である。

図２に示すように、画像読取装置４は、筐体を構成する箱状構造体である光学フレーム４４を備えており、この光学フレーム４４の上面にはコンタクトガラス４ａが設けられている。

又、光学フレーム４４の内部には、コンタクトガラス４ａ上に載置された原稿Ｇに向けて光を照射して該原稿Ｇを照明する照明部４５と、原稿Ｇにて反射した照射光を９０°方向に反射させる第１反射ミラー４６とで構成される第１光学系ユニット４７と、第１反射ミラー４６にて反射した反射光を９０°方向に反射させる第２反射ミラー４８と、該第２反射ミラー４８にて反射した反射光を更に９０°方向に反射させる第３反射ミラー４９とで構成される第２光学系ユニット５０が不図示のガイドレールに沿って副走査方向（図２の左右方向）に移動可能に収容されている。

更に、光学フレーム４４の内部には結像レンズ５１と撮像素子であるＣＣＤ５２が収容されており、前記第３反射ミラー４９にて反射した原稿Ｇからの反射光は、結像レンズ５１によって収束した後にＣＣＤ５２に入射し、該ＣＣＤ５２上に結像される。

ところで、前記照明部４５は、光源として主走査方向（図３の紙面垂直方向）に列状（アレイ状）に配設された発光素子である複数のＬＥＤ５３を使用するものであって、ＬＥＤ５３の光出射方向前方（図３の左方）には主走査方向（図３の紙面垂直方向）に長い導光板５４が配置されている。この導光板５４は、アクリル樹脂等の透明樹脂によって構成されており、前記ＬＥＤ５３に対向する垂直な面は入光面５４ａを構成しており、他側の上下に分岐する斜面と垂直面は第１の出光面５４ｂと第２の出光面５４ｃをそれぞれ構成している。

又、上記導光板５４の第２の出光面５４ｃに対向する位置には、主走査方向に長い反射板５５が斜めに配置されている。

而して、本実施の形態では、図４及び図５に示すように、導光板５４の上面には熱伝導手段としての金属板５６が被着されており、この金属板５６の導光板５４の入光面５４ａからＬＥＤ５３に向かって略水平に突出する一端は、ＬＥＤ５３を上方から覆うようＬＥＤ５３に近接配置されている。そして、この金属板５６は、ＬＥＤ５３側の一端から導光板５４の斜面状の上面に沿って第１の出光面５４ｂまで延びている。尚、金属板５６は、熱伝導率の高いアルミニウムや銅等の金属によって構成されており、導光板５４は金属板５６によって不図示の本体フレーに押圧固定されている。

［画像形成動作］
次に、以上のように構成された原稿読取装置を備える図１に示す画像形成装置１の画像形成動作について説明する。

例えば、自動原稿搬送装置３の原稿トレイ３ａにセットされた原稿Ｇが原稿読取部であるコンタクトガラス４ａ上に自動的に搬送され、その原稿Ｇの画像が画像読取装置４によって光学的に読み取られる。

即ち、第１光学系ユニット４７と第２光学系ユニット５０が不図示のガイドレールに沿って副走査方向（図１の左右方向）に移動しながらコンタクトガラス４ａ上に載置された原稿Ｇを走査すると、第１光学系ユニット４７のＬＥＤ５３から出射する光は導光板５４の入光面５４ａから該導光板５４内に入射する。この導光板５４内に入射した光は導光板５４を通過するが、第１の出光面５４ｂから出射する光Ｌ１は原稿Ｇに直接向かい、第２の出光面５４ｃから出射する光Ｌ２は反射板５５にて反射した後に原稿Ｇに向かい、原稿Ｇはこれらの光Ｌ１，Ｌ２によって照射される。そして、これらの光Ｌ１，Ｌ２は原稿Ｇにて反射し、その反射光Ｌ３は、第１光学系ユニット４７の第１反射ミラー４６にて９０°方向に反射した後、第２光学系ユニット５０の第２反射ミラー４８と第３反射ミラー４９にて９０°方向にそれぞれ反射し、結像レンズ５１によって収束した後にＣＣＤ５２に入射し、該ＣＣＤ５２によって読み取られて電気信号に変換される。

上述のようにして原稿Ｇの画像が画像読取装置４によって光学的に読み取られると、画像形成部５においては、感光ドラム９が不図示の駆動手段によって図１の矢印方向（時計方向）に回転駆動され、その表面が帯電器１０によって所定の電位に一様に帯電される。そして、画像読取装置４から送信される電気信号に基づくレーザー光がレーザースキャナユニット１５から出力されて感光ドラム９上に照射されると、該感光ドラム９上に静電潜像が形成される。そして、この感光ドラム９上に形成された静電潜像は、現像装置１１によってトナーを用いて現像されてトナー像として可視像化される。

ところで、カセット給紙を行う場合、用紙収納部６の例えば給紙カセット１６内に収容された用紙は、ピックローラ２０によって最上位のものからピックアップされ、フィードローラ２１とリタードローラ２２によって１枚ずつ分離されて搬送ローラ２５，２６によって第１搬送経路路Ｓ１をレジストローラ２８へと搬送される。そして、レジストローラ２８においては、用紙は、一時待機状態とされた後、感光ドラム９上のトナー像に同期する所定のタイミングで画像形成部５へと供給される。

画像形成部５においては、感光ドラム９と転写ローラ１２との間の転写ニップへと供給された用紙は、転写ローラ１２によって感光ドラム９に押し付けられながら搬送されることによって、その表面（第１面）に感光ドラム９上のトナー像が転写される。そして、トナー像が転写された用紙は、定着装置２９へと搬送され、この定着装置２９の定着ローラ２９ａと加圧ローラ２９ｂ間の定着ニップを通過する過程で加熱及び加圧されてトナー像の定着を受ける。尚、用紙へのトナー像の転写後に感光ドラム９の表面に残留するトナー（転写残トナー）はクリーニング装置１３によって除去され、表面が清掃された感光ドラム９は次の画像形成動作に備えられる。

而して、定着装置２９にて表面にトナー像が定着された用紙は、フェースアップ排紙（ＦＵ排紙）が選択されている場合には、フラッパ３４によってその搬送方向が決定され、用紙は第２搬送経路Ｓ２をそのまま排紙ローラ３１に向かって搬送され、排紙ローラ３１によって画像面を上にして不図示の排紙トレイへと排出される。

一方、フェースダウン排紙（ＦＤ排紙）又は両面画像モードが選択された場合には、フラッパ３４が動作して用紙の搬送方向が切り換えられ、定着装置２９を通過した用紙は横Ｕ字状の第３搬送経路Ｓ３を通って両面搬送ユニット８へと搬送される。

両面搬送ユニット８においては、反転コロ３７は反転ローラ３６から離間した状態で待機しており、用紙が両面搬送ユニット８に或る一定以上送られると、反転コロ３７は反転ローラ３６に圧接される。このように反転コロ３７が反転ローラ３６に圧接されると、反転ローラ３６が正転されて用紙が送られてきた方向に引き込まれ、用紙が或る一定以上引き込まれると反転ローラ３６が逆転されて用紙がスイッチバックされて反転搬送経路Ｓ３又は第４搬送経路Ｓ４へと送られる。即ち、フェースダウン排紙が選択されている場合には、フラッパ４３によって用紙の搬送方向が反転搬送経路Ｓ３へと切り換えられ、用紙は画像面を下にした状態で排紙ローラ３１によって不図示の排紙トレイへと排出される。

又、両面画像モードが選択されている場合には、フラッパ４３によって用紙の搬送方向が第４面搬送経路Ｓ４の方向に切り換えられ、用紙は、再給紙ローラ３８と反転コロ４１及び搬送ローラ４２によって第４搬送経路Ｓ４を画像面を上にして搬送され、第４搬送経路Ｓ４から第１搬送経路Ｓ１へと受け渡されることによって表裏が反転されて画像面を下にした状態でレジストローラ２８へと送られる。そして、以後は前述と同様のプロセスを経て用紙の反対面（第２面）にトナー像が形成され、このトナー像が形成された用紙は、定着装置２９によってトナー像の定着を受けた後に排紙ローラ対３１によって不図示の排紙トレイへと排出され、該用紙の両面に画像が形成される。

尚、以上はカセット給紙を行う場合について説明したが、手差し給紙を行う場合には、バイパストレイ２３上にセットされた用紙は、ピックローラ２０によって最上位のものから１枚ずつピックアップされ、フィードローラ２１とリタードローラ２２によって１枚ずつ分離されて搬送ローラ２４によって第１搬送経路Ｓ１をレジストローラ２８へと搬送され、以後は前記と同様のプロセスを経て該用紙に画像が形成される。

而して、以上のプロセスを経て用紙に画像を形成する画像形成装置１に設けられた本発明に係る画像読取装置４においては、複数のＬＥＤ５３の発光によって該ＬＥＤ５３が発熱するが、この熱は金属板５６のＬＥＤ５３側の一端によって受けられ、この受けられた熱は金属板５６内を導光板５４の入光面５４ａ側から出光面５４ｂ，５４ｃ側に向かって伝導する。そして、このように熱が金属板５６を伝導する過程で導光板５４全体が加熱されるため、導光板５４の温度が入光面５４ａ側から出光面５４ｂ，５４ｃ側に亘って略均一化される。

上述のように導光板５４の全体が金属板５６を伝導する熱に一様に温められると、該導光板５４の入光面５４ａ側と出光面５４ｂ，５４ｃ側との温度差が小さく抑えられてその副走査方向の温度分布が略均一化されるため、温度分布の不均一に伴う該導光板５４の反りが防がれ、該導光板５４に高い光透過性が確保される。そして、本発明に係る画像読取装置４においては、導光板５４への熱の伝達を遮断する必要がなく、又、光は１種類の樹脂から成る導光板５４を通過するために導光板５４自体の設計が単純化し、技術的な困難やコストコストアップを招くことがない。

ところで、本実施の形態では、導光板５４の上面の全面に金属板５６を被着する構成を採用したが、図６に示すように、金属板５６を導光板５４の上面に被着することなく、その一端をＬＥＤ５３に近接配置し、他端を導光板５４の出光面５４ｂ，５４ｃ側に近接又は接触させる構成を採用しても良い。このような構成によれば、ＬＥＤ５３からの熱は金属板５６の一端から受熱され、その熱が金属板５６を他端側へと伝導して導光板５４の出光面５４ｂ，５４ｃ側を加熱するため、該導光板５４の入光面５４ａ側と出光面５４ｂ，５４ｃ側との温度差が小さく抑えられてその副走査方向の温度分布が略均一化される。このため、温度分布の不均一に伴う導光板５４の反りが防がれ、前記と同様の効果が得られる。

尚、図示しないが、熱伝導手段としての前記金属板５６に加え、導光板５４の少なくとも一部に熱伝導率の高い金属メッキ部を形成すれば、金属メッキ部の熱伝導効果によって導光板５４全体の温度を一層効果的に均一化することができる。

尚、本実施の形態では、本発明を複合機及びこれに備えられた画像読取装置に対して適用した例について説明したが、本発明は、単体としての複写機、プリンタ、ファクシミリ等の他の任意の画像形成装置及びこれに備えられた画像読取装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。

１ 画像形成装置
２ 画像形成装置本体
３ 原原動原稿搬送装置
３ａ 原稿トレイ
４ 画像読取装置
４ａ コンタクトガラス
５ 画像形成部
６ 用紙収納部
７ 転写搬送ユニット
８ 両面搬送ユニット
９ 感光ドラム
１０ 帯電器
１１ 現像装置
１２ 転写ローラ
１３ クリーニング装置
１４ トナーホッパー
１５ レーザースキャナユニット（ＬＳＵ）
１６〜１９ 給紙カセット
２０ ピックローラ
２１ フィードローラ
２２ リタードローラ
２３ バイパストレイ
２４〜２７ 搬送ローラ
２８ レジストローラ
２９ 定着装置
２９ａ 定着ローラ
２９ｂ 加圧ローラ
３０ 搬送ローラ
３１ 排紙ローラ
３２，３３ 搬送ローラ
３４ フラッパ
３５ 中間トレイ
３６ 反転ローラ
３７ 反転コロ
３８ 再給紙ローラ
３９，４０ ローラ
４１ 搬送コロ
４２ 搬送ローラ
４３ フラッパ
４４ 照学フレーム
４５ 照明部
４６ 第１反射ミラー
４７ 第１光学系ユニット
４８ 第２反射ミラー
４９ 第３反射ミラー
５０ 第２光学系ユニット
５１ 結像レンズ
５２ ＣＣＤ
５３ ＬＥＤ（光源）
５４ 導光板
５４ａ 導光板の入光面
５４ｂ 導光板の第１の出光面
５４ｃ 導光板の第２の出光面
５５ 反射板
５６ 金属板（熱伝導手段）
Ｇ 原稿
Ｌ１〜Ｌ３ 光
Ｓ１ 第１搬送経路
Ｓ２ 第２搬送経路
Ｓ３ 第３搬送経路
Ｓ３’ 反転搬送経路
Ｓ４ 第４搬送経路

Claims (4)

1. 光源と、該光源に対向する一端の入光面から入射する光を他端の出光面へと導く導光板を備え、該導光体の出光面から出射する光を原稿面に向けて照射する画像読取装置において、
   一端が前記光源を上方から覆うように該光源に接触又は近接して配置された熱伝導手段を設け、該熱伝導手段の他端を前記導光板の上面に沿って該導光板の出光面まで延ばして導光板の上面に接触又は近接させ、
   前記熱伝導手段を金属板で構成し、該金属板を前記導光板の上面に被着することなく、その一端を前記光源に近接配置し、他端を前記導光板の出光面側の上面に近接又は接触させたことを特徴とする画像読取装置。
2. 光源と、該光源に対向する一端の入光面から入射する光を他端の出光面へと導く導光板を備え、該導光体の出光面から出射する光を原稿面に向けて照射する画像読取装置において、
   一端が前記光源を上方から覆うように該光源に接触又は近接して配置された熱伝導手段を設け、該熱伝導手段の他端を前記導光板の上面に沿って該導光板の出光面まで延ばして導光板の上面に接触又は近接させ、
   前記熱伝導手段として前記導光板の少なくとも一部に金属メッキ部を形成したことを特徴とする画像読取装置。
3. 前記光源を前記導光板の入射面に沿って主走査方向に配列された複数のＬＥＤで構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の画像読取装置。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の画像読取装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
   

Images