JP5832331B2 - 画像読取装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、原稿の両面読取が可能な画像読取装置およびこの画像読取装置を備える画像形成装置に関する。

画像読取装置には、いわゆるアナログタイプとデジタルタイプとがあるが、最近では、大型の原稿を読み取り、その後の各種画像処理を実行するのに有利なデジタルタイプの画像読取装置がほとんどである。

しかし、デジタルタイプの画像読取装置では、読取露光幅が狭いため、読取ガラスに紙粉等の汚れが付着すると、原稿の画像とは別に黒スジの画像が発生することがあった。この場合、読取ガラスをユーザが清掃する必要があった。

そこで、読取ガラスを副走査方向に移動させて画像を読み取ることで、黒スジの画像が発生することを防止することができる画像読取装置が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８−１９３６８５号公報

画像読取装置には、原稿の片面のみを読み取るものと、原稿の両面を同時に読み取るものが存在する。原稿の片面のみを読み取る画像読取装置は、光学系を副走査方向に走査して原稿を読み取り可能であるが、原稿の両面を同時に読み取る画像読取装置は、原稿の裏面を読み取る光学系をその場で固定して原稿を読み取る。

ここで問題となるのが、裏面を読み取る原稿読取部側の読取ガラスに汚れが付着すると、その光学系は固定されているため、画像読取位置を変更することができないので、ユーザに清掃を促すメッセージを出すか、画像処理でごまかすなどが考えられるが、現時点では有効な手段がない。この問題は、特許文献１でも解決できないものである。

そこで、本発明の目的は、上記課題に鑑み、原稿の裏面に対応する読取ガラスに汚れが付着した場合、その汚れを回避して原稿を読み取ることができる画像読取装置を提供することにある。

本発明の画像読取装置は、原稿読取モードとして片面読取モードおよび両面読取モードを備える。また、本発明の画像読取装置は、読取ガラス、原稿読取部、回動支持部、回動駆動部および制御部を備える。

読取ガラスは、画像読取装置内の搬送路の一部に配される。原稿読取部は、原稿の搬送方向に対して平行方向に移動不可能であって読取ガラスを介して搬送される原稿を読み取る。回動支持部は、原稿読取部を回動可能に支持する。回動駆動部は、回動支持部を中心に原稿読取部を回動させる。制御部は、回動駆動部の駆動量を制御する。

また、原稿読取部は、回動支持部を中心に回動することで、読取ガラスの複数の位置で原稿を読み取り可能である。制御部は、原稿読取部によって読取ガラスの汚れを検出すると、回動駆動部を駆動して読取ガラスに対する原稿読取位置を変更する第１制御を実行する。

この構成では、原稿読取部が原稿の搬送方向に対して平行方向に移動不可能であっても、読取ガラスに付着した紙粉等の汚れを回避して原稿を読み取ることができる。したがって、読取ガラスに対する原稿読取位置に紙粉等の汚れが付着していても、そのたびに読取ガラスを清掃する必要がなくなる。

本発明における画像読取装置は、原稿の裏面に対応する読取ガラスに汚れが付着した場合、その汚れを回避して原稿を読み取ることができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す正面図である。 本発明の実施形態に係る画像読取装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る画像読取装置の一部の構成を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る画像読取装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る画像読取装置の構成を示す平面図である。 本発明の別の実施形態に係る画像読取装置の構成を示す正面図である。 本発明の実施形態に係る画像読取装置の制御部による制御内容を示すフローチャートである。 本発明の別の実施形態に係る画像読取装置の制御部による制御内容を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態に係る画像読取装置を、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１００の構成を示す正面図である。

画像形成装置１００は、外部から伝達された画像データに応じて、所定のシート（記録用紙）に対して多色または単色の画像を形成するものである。画像形成装置１００は、画像読取装置２００、給紙部８０、画像形成部１１０および排紙部９０から構成されている。

画像読取装置２００については、図２以降で詳述する。

給紙部８０は、給紙カセット８１、手差し給紙カセット８２、ピックアップローラ８３およびピックアップローラ８４が設けられている。給紙カセット８１は、定形シートを蓄積しておくためのトレイである。手差し給紙カセット８２は、不定形シートを載置することができるトレイである。ピックアップローラ８３は、給紙カセット８１の端部近傍に備えられ、給紙カセット８１からシートを１枚ずつピックアップして用紙搬送路１０１に供給する。同様にピックアップローラ８４は、手差し給紙カセット８２の端部近傍に設けられ、手差し給紙カセット８２からシートを１枚ずつピックアップして用紙搬送路１０１に供給する。

画像形成部１１０は、画像形成ステーション３１，３２，３３，３４、露光ユニット３０、中間転写ベルトユニット５０および定着ユニット７０から構成されている。画像形成ステーション３１，３２，３３，３４は、それぞれ感光体ドラム１０、帯電装置２０、現像器４０およびクリーナユニット６０が設けられており、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。本実施形態では、画像形成ステーション３１について説明する。

感光体ドラム１０は、画像形成時に回転し、現像剤像を担持するためのものである。感光体ドラム１０の周囲には、回転方向上流から帯電装置２０、露光ユニット３０、現像器４０、中間転写ベルトユニット５０、クリーナユニット６０の順に配置されている。定着ユニット７０は、用紙搬送路１０１上において画像形成部１１０の最も下流に位置する。

帯電装置２０は、感光体ドラム１０の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段である。詳細については、図２以降において説明する。露光ユニット３０は、帯電された感光体ドラム１０を入力された画像データに応じて露光することにより、その表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有する。現像器４０は、感光体ドラム１０上に形成された静電潜像をトナーにより顕像化するものである。

中間転写ベルトユニット５０は、中間転写ベルト５１、中間転写ベルト駆動ローラ５２、中間転写ベルト従動ローラ５３、中間転写ローラ５４および中間転写ベルトクリーニングユニット５５を備えている。

中間転写ベルト駆動ローラ５２、中間転写ベルト従動ローラ５３および中間転写ローラ５４は、中間転写ベルト５１を張架して回転駆動させる。また、中間転写ローラ５４は、感光体ドラム１０のトナー像を、中間転写ベルト５１上に転写するための転写バイアスを与える。

中間転写ベルト５１は、感光体ドラム１０に接触するように設けられている。そして、感光体ドラム１０に形成されたトナー像を中間転写ベルト５１に転写することによって、中間転写ベルト５１上にトナー像を形成する機能を有している。

感光体ドラム１０から中間転写ベルト５１へのトナー像の転写は、中間転写ベルト５１の裏側に接触している中間転写ローラ５４によって行われる。中間転写ローラ５４には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアスが印加されている。

上述のように感光体ドラム１０上で顕像化された静電潜像は中間転写ベルト５１で積層される。このように積層された画像情報は、中間転写ベルト５１の回転によって、用紙と中間転写ベルト５１との接触位置に配置される転写ローラ５６によって用紙上に転写される。

このとき、中間転写ベルト５１と転写ローラ５６は所定ニップで圧接されるとともに、転写ローラ５６にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される。

また、上記のように、感光体ドラム１０に接触することにより中間転写ベルト５１に付着したトナーもしくは転写ローラ５６によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト５１上に残存したトナーは、中間転写ベルトクリーニングユニット５５によって除去・回収されるように設定されている。

クリーナユニット６０は、現像・画像転写後における感光体ドラム１０上の表面に残留したトナーを除去・回収する。定着ユニット７０は、加熱ローラ７１および加圧ローラ７２を備えており、加熱ローラ７１および加圧ローラ７２は、シートを挟んで回転するようになっている。また、加熱ローラ７１を外部から加熱するための外部加熱ベルト７３が設けられている。

排紙部９０は、排紙トレイ９１および排紙ローラ９２を有する。定着ユニット７０を通過した用紙は、排紙ローラ９２を経て排紙トレイ９１に排出される。排紙トレイ９１は、印刷済みのシートを集積するためのトレイである。

また、両面印字要求のときは、上記のように片面印字が終了し定着ユニット７０を通過したシートの後端が排紙ローラ９２で把持されたときに、排紙ローラ９２が逆回転することによってシートを搬送ローラ１０２，１０３に導く。そしてその後レジストローラ１０４を経てシート裏面に印字が行われた後にシートが排紙トレイ９１に排出される。

図２は、本発明の実施形態に係る画像読取装置２００の構成を示す断面図である。図３は、本発明の実施形態に係る画像読取装置２００の一部の構成を示す断面図である。図４は、本発明の実施形態に係る画像読取装置２００の構成を示すブロック図である。

画像読取装置２００は、原稿読取モードとして片面読取モードおよび両面読取モードを備える。また、画像読取装置２００は、原稿載置トレイ２０１、ピックアップローラ２０２、給紙ローラ２０３、排出トレイ２０４、読取ガラス２１０、原稿読取部２２０、回動支持部２３０、カム２４０、ＣＰＵ２５０、ＲＯＭ２５１、ＲＡＭ２５２、操作部２６０、モータ２７０およびフォトセンサ２８０を備える。

原稿載置トレイ２０１は、原稿読取部２２０で読み取るための原稿を載置するためのトレイである。ピックアップローラ２０２は、原稿載置トレイ２０１に載置された原稿を１枚ずつピックアップする。給紙ローラ２０３は、ピックアップローラ２０２によってピックアップされた原稿を搬送路へ送り込む。排出トレイ２０４は、搬送路内において搬送されて原稿読取部２２０から排出された原稿を載置するためのトレイである。

読取ガラス２１０は、画像読取装置２００内の搬送路の一部に配される。本実施形態では、読取ガラス２１０は、搬送される原稿の裏面側に配される。また、読取ガラス２１０は、原稿で反射した光を通過させる機能を有する。

原稿読取部２２０は、光源２２２、第４反射ミラー２２３、第３反射ミラー２２４、第２反射ミラー２２５、第１反射ミラー２２６、レンズ２２７および光電変換素子（ＣＣＤ）２２８を備える。

光源２２２は、搬送される原稿に光を照射する。第４反射ミラー２２３は、原稿からの反射光を第３反射ミラー２２４に向けて反射する。第３反射ミラー２２４は、第４反射ミラー２２３からの反射光を第２反射ミラー２２５に向けて反射する。第２反射ミラー２２５は、第３反射ミラー２２４からの反射光を第１反射ミラー２２６に向けて反射する。第１反射ミラー２２６は、第２反射ミラー２２５からの反射光をレンズ２２７に向けて反射する。レンズ２２７は、第１反射ミラー２２６からの反射光の径を補正する。光電変換素子２２８は、レンズ２２７を通過した光を原稿データとして読み取る。

原稿読取部２２０は、本実施形態では縮小光学系を採用しており、画像読取装置２００の所定のスペースに配されるため、原稿の搬送方向に対して平行方向に移動不可能である。また、原稿読取部２２０は、光電変換素子２２８によって、読取ガラス２１０を介して搬送される原稿を読み取る。なお、原稿読取部２２０は、ＣＩＳ光学系であってもよい。

回動支持部２３０は、原稿読取部２２０の一部に配され、正面―背面方向を軸方向として、原稿読取部２２０を回動可能に支持する。カム２４０は、回動支持部２３０を中心に原稿読取部２２０を回動させる回動駆動部である。ＣＰＵ２５０は、カム２４０の回転量（駆動量）を制御する制御部である。また、ＣＰＵ２５０は、ＲＯＭ２５１に格納された制御プログラムを読みだして実行し、各部を総括的に制御する。

ＲＯＭ２５１は、画像読取装置２００の動作を制御するための制御プログラムを格納する記憶部である。ＲＡＭ２５２は、ＣＰＵ２５０のワーキングエリアとして活用される。操作部２６０は、画像読取装置２００において原稿を読み取る際に、原稿読取モードを選択するための部位である。モータ２７０は、カム２４０を回転させるための駆動源である。フォトセンサ２８０は、カム２４０の回転量を測定するための部位である。

また、原稿読取部２２０は、回動支持部２３０を中心に回動することで、読取ガラス２１０の複数の位置で原稿を読み取り可能である。ＣＰＵ２５０は、原稿読取部２２０によって読取ガラス２１０の汚れを検出すると、カム２４０を回転させて読取ガラス２１０に対する原稿読取位置を変更する第１制御を実行する。

この構成では、原稿読取部２２０が原稿の搬送方向に対して平行方向に移動不可能であっても、読取ガラス２１０に付着した紙粉等の汚れを回避して原稿を読み取ることができる。したがって、読取ガラス２１０に対する原稿読取位置に紙粉等の汚れが付着していても、そのたびに読取ガラス２１０を清掃する必要がなくなる。

回動支持部２３０は、原稿で反射して読取ガラス２１０を通過する光軸の延長線２３１上に配されると好ましい。すなわち、図３に示すように、原稿読取部２２０は、原稿からの反射光が読取ガラス２１０を介して第４反射ミラー２２３で反射される構成となっており、回動支持部２３０は、その反射光の光軸の延長線２３１上に配されている。なお、図３では、回動支持部２３０は、当該光軸の延長線２３１上に配されているが、搬送される原稿と第４反射ミラー２２３との間の光軸上に配されていてもよい。

この構成では、原稿読取部２２０が回動支持部２３０を中心に回動しても、読取ガラス２１０を通過する光軸の光路長の変化は無視できる程度である。したがって、原稿読取画像の解像度および倍率の変化が少ないため、複数の読取位置で原稿の読み取りが可能である。

原稿読取部２２０は、カム２４０と当接する作用点２２１を有すると好ましい。

この構成では、カム２４０によって原稿読取部２２０を安定して回動させることができる。

原稿読取部２２０の作用点２２１は、回動支持部２３０の軸方向に直交する方向において回動支持部２３０から最も離れた位置に存すると好ましい。

この構成では、カム２４０の回転によって原稿読取部２２０が微小にしか回動しないので、カム２４０をラフに設計することができる。

ＲＯＭ２５１は、カム２４０の回転量と原稿の読み取りを開始するタイミングとの関係を記憶していると好ましい。

ＣＰＵ２５０が第１制御を実行して原稿読取位置を変更させた場合、原稿の読み取りを開始するタイミングもそれにあわせて変化させる必要がある。そこで、ＲＯＭ２５１に上記関係を記憶させておけば、カム２４０の回転量に応じた所定のタイミングで原稿の読み取りを開始することができる。

図５は、本発明の実施形態に係る画像読取装置２００の構成を示す平面図である。

カム２４０は、モータ２７０から駆動力を伝達されることによって回転する。その伝達機構は、モータギア２７１、減速ギア２７２，２７３およびカム駆動ギア２４１から構成される。減速ギア２７２，２７３は、それぞれ、大径歯車および小径歯車から構成される。大径歯車は、小径歯車よりも歯数が多いものとする。

モータギア２７１は、減速ギア２７２の大径歯車と噛合している。減速ギア２７２の小径歯車は、減速ギア２７３の大径歯車と噛合している。減速ギア２７３の小径歯車は、カム駆動ギア２４１と噛合している。

この構成では、モータ２７０の回転速度を減速させることで、カム２４０を安定して回転させることができる。また、モータ２７０が駆動していない状態（ニュートラル）でも、カム２４０を所定の回転角度で保持することができる。

カム２４０およびカム駆動ギア２４１は、軸２４２に嵌合している。軸２４２には、さらにスリット板２８１が嵌合している。そして、スリット板２８１を挟むようにフォトセンサ２８０が配されている。

この構成では、フォトセンサ２８０は、スリット板２８１の回転角度を検出することができる。したがって、ＣＰＵ２５０は、フォトセンサ２８０からの検出信号に基づいて、カム２４０の回転量を制御する。

図６は、本発明の別の実施形態に係る画像読取装置２００の構成を示す正面図である。

画像読取装置２００は、カム２４０に向けて原稿読取部２２０を付勢する圧縮バネ２９０（付勢部）をさらに備えると好ましい。

この構成では、カム２４０の回転量に基づいて原稿読取部２２０を安定して回動させることができる。

図７は、本発明の実施形態に係る画像読取装置２００のＣＰＵ２５０による制御内容を示すフローチャートである。

このフローチャートは、画像読取装置２００に電源が供給されている状態において適用される。

ＣＰＵ２５０は、原稿給紙トレイに原稿が載置されるまで待機する（Ｓ１０のＮ）。ＣＰＵ２５０は、原稿給紙トレイに原稿が載置されたと判断すると（Ｓ１０のＹ）、操作部２６０において両面読取モードが選択されたか否かを判断する（Ｓ２０）。

ＣＰＵ２５０は、操作部２６０において両面読取モードが選択されていない、すなわち、片面読取モードが選択されたと判断すると（Ｓ２０のＮ）、原稿の片面を読み取って（Ｓ３０）、本実施形態の制御を終了する。ＣＰＵ２５０は、操作部２６０において両面読取モードが選択されたと判断すると（Ｓ２０のＹ）、原稿読取位置に対応する読取ガラス２１０の状態を検出する（Ｓ４０）。

ＣＰＵ２５０は、読取ガラス２１０に汚れがないと判断すると（Ｓ５０のＮ）、原稿の両面を読み取って（Ｓ３０）、本実施形態の制御を終了する。ＣＰＵ２５０は、読取ガラス２１０に汚れがあると判断すると（Ｓ５０のＹ）、カム２４０を微小角度だけ回転させる（Ｓ６０）。

ＣＰＵ２５０は、未だ所定角度カム２４０を回転させていない、すなわち、読取ガラス２１０における全ての原稿読取位置の状態を検出していないと判断すると（Ｓ７０のＮ）、Ｓ４０の制御に戻る。ＣＰＵ２５０は、所定角度カム２４０を回転させた、すなわち、読取ガラス２１０における全ての原稿読取位置の状態を検出したと判断すると（Ｓ７０のＹ）、清掃指示を報知して（Ｓ８０）、本実施形態の制御を終了する。

この構成では、ＣＰＵ２５０は、両面読取モードが選択された場合にのみ第１制御を実行するため、片面読取モードが選択された場合のように読取ガラス２１０の状態が関係ないときには読取ガラス２１０の状態を検出しないので、余計な動作を必要としない。

図８は、本発明の別の実施形態に係る画像読取装置２００のＣＰＵ２５０による制御内容を示すフローチャートである。

このフローチャートは、画像読取装置２００において原稿読取モードが実行されている状態において適用される。

ＣＰＵ２５０は、原稿読取モードが終了するまで待機する（Ｓ１１０のＮ）。ＣＰＵ２５０は、原稿読取モードが終了したと判断すると（Ｓ１１０のＹ）、原稿読取位置に対応する読取ガラス２１０の状態を検出する（Ｓ１２０）。

ＣＰＵ２５０は、読取ガラス２１０に汚れがないと判断すると（Ｓ１３０のＮ）、本実施形態の制御を終了する。ＣＰＵ２５０は、読取ガラス２１０に汚れがあると判断すると（Ｓ１３０のＹ）、カム２４０を微小角度だけ回転させる（Ｓ１４０）。

ＣＰＵ２５０は、未だ所定角度カム２４０を回転させていない、すなわち、読取ガラス２１０における全ての原稿読取位置の状態を検出していないと判断すると（Ｓ１５０のＮ）、Ｓ１２０の制御に戻る。ＣＰＵ２５０は、所定角度カム２４０を回転させた、すなわち、読取ガラス２１０における全ての原稿読取位置の状態を検出したと判断すると（Ｓ１５０のＹ）、清掃指示を報知して（Ｓ１６０）、本実施形態の制御を終了する。

この構成では、ＣＰＵ２５０は、原稿読取モードが終了した時にのみ第１制御を実行するため、次回に原稿読取モードを実行する場合に、ファーストコピータイムが遅くなることがなく、迅速に原稿の読み取りを開始することができる。

最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００−画像形成装置
１１０−画像形成部
２００−画像読取装置
２１０−読取ガラス
２２０−原稿読取部
２２１−作用点
２３０−回動支持部
２３１−光軸の延長線
２４０−カム
２５０−ＣＰＵ
２９０−圧縮バネ

Claims (8)

1. 原稿読取モードとして片面読取モードおよび両面読取モードを備える画像読取装置であって、
   前記画像読取装置内の搬送路の一部に配される読取ガラスと、
   前記読取ガラスを介して搬送される原稿を読み取る原稿読取部と、
   前記原稿読取部を回動可能に支持する回動支持部と、
   前記回動支持部を中心に前記原稿読取部を回動させる回動駆動部と、
   前記回動駆動部の駆動量を制御する制御部と、
   前記回動駆動部の駆動量と原稿の読み取りを開始するタイミングとの関係を記憶している記憶部と、
   を備え、
   前記原稿読取部は、前記回動支持部を中心に回動することで、前記読取ガラスの複数の位置で原稿を読み取り可能であり、
   前記制御部は、前記原稿読取部によって前記読取ガラスの汚れを検出すると、前記回動駆動部を駆動して前記読取ガラスに対する原稿読取位置を変更する第１制御を実行し、前記記憶部の記憶内容を参照して、前記回動駆動部の駆動量に応じた所定のタイミングで原稿の読み取りを開始する画像読取装置。
2. 前記回動支持部は、原稿で反射して前記読取ガラスを通過する光軸の延長線上に配される
   請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記原稿読取部は、前記回動駆動部と当接する作用点を有する
   請求項１または２に記載の画像読取装置。
4. 前記原稿読取部の作用点は、前記回動支持部の軸方向に直交する方向において前記回動支持部から最も離れた位置に存する
   請求項３に記載の画像読取装置。
5. 前記回動駆動部に向けて前記原稿読取部を付勢する付勢部
   をさらに備える請求項３または４に記載の画像読取装置。
6. 前記制御部は、両面読取モードが選択された場合にのみ前記第１制御を実行する
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像読取装置
7. 前記制御部は、原稿読取モードが終了した時にのみ前記第１制御を実行する
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像読取装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像読取装置と、
   前記画像読取装置で読み取った画像データを用紙上に画像形成する画像形成部と、
   を備える画像形成装置。

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