JP6504371B2 - 画像読取装置及び該画像読取装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、画像読取装置及び該画像読取装置を備えた画像形成装置に関する。
従来より、原稿台ガラス上に載置された原稿に向けて光を出射する光源と、原稿で反射された光を受光して光電変換するCCDセンサーとを備えた画像読取装置は知られている。CCDセンサーは基板の一側面に半田付けして固定されている。CCDセンサーの入射光側には、原稿で反射された光をCCDセンサー上に結像させる結像レンズが設けられている。
結像レンズはL字状に屈曲した板金部材の水平板部に支持されている。この水平板部には、結像レンズに対するCCDセンサーの位置を調整するための位置調整ブラケットが螺子で固定されている。位置調整ブラケットは、水平板部と水平板部の一端縁から垂下する垂直板部とを有している。垂直板部には上記基板が螺子で固定されている。
この種の画像読取装置では、基板が周囲の温度変化により変形することで、CCDセンサーが基板により押されてCCDセンサーの位置がずれてしまうという問題がある。
この問題を解決するべく、例えば特許文献1に示す画像読取装置では、CCDセンサーと基板との間にスペーサーを設けて、基板の熱変形がCCDセンサーに伝わるのを防止するようにしている。
特開2001−245098号公報
しかしながら、上記特許文献1に示す画像読取装置では、CCD(Charge Coupled Device)センサーと基板との間にスペーサーを挟み込む構成を採用しているので、基板に対するCCDセンサーの半田付けを手作業で行おうとするとスペーサーが邪魔になって作業性が悪化するという問題がある。また半田付を手作業ではなくオーブン等の加熱装置を用いて行う場合には、スペーサーが邪魔になって半田の溶融不良などの問題が生じる。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、CCDセンサーと基板との間にスペーサー等の部材を挟むことなく、基板の熱変形に起因するCCDセンサーの位置ずれを抑制しようとすることにある。
本発明に係る画像読取装置は、原稿が載置される原稿台ガラスと、原稿台ガラス上に載置された上記原稿に光を照射する光源と、上記原稿からの反射光を受光して光電変換するCCDセンサーと、所定方向に長い板状をなし、表側面に上記CCDセンサーが半田付された基板と、上記CCDセンサーに入射する光の光路に設けられ、上記原稿からの反射光を上記CCDセンサーに結像させる結像レンズと、上記基板の裏側面に当接する金属製の板状補強部材と、上記基板を所定位置に保持する保持部材とを備え、上記基板は、上記保持部材に対して上記板状補強部材と共に螺子で共締め固定されており、上記基板と上記保持部材との線膨張係数は同じであり、上記板状補強部材と上記基板とは、上記所定方向において互いに独立に変位可能に構成されている。
本発明によれば、CCDセンサーと基板との間にスペーサー等の部材を挟むことなく基板の熱変形に起因するCCDセンサーの位置ずれを抑制することができる。
図1は、実施形態における画像読取装置を備えた画像形成装置を示す全体図である。 図2は、画像読取装置の内部構造を示す概略図である。 図3は、光電変換ユニットを示す斜視図である。 図4は、保持部材に基板及び板状補強部材を共締め固定した状態を示す斜視図である。 図5は、図4のV方向矢視図である。 図6は、図4のVI−VI線断面図である 図7は、保持部材を左側から見た平面図である。 図8は、基板を右側から見た平面図である。 図9は、板金補強部材を右側から見た平面図である。 図10は、変形例を示す図3相当図である。 図11は、保持部材を示す斜視図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
《実施形態》
図1及び図2は、本実施形態の画像読取装置200を備えた画像形成装置1を示している。以下の説明において、「前側」「後側」は、画像形成装置1の前側、後側(図1の紙面垂直方向の手前側、奥側)を意味し、左側、右側は、画像形成装置1を前側から見たときの左側、右側を意味する。
この画像形成装置1は、いわゆる胴内排紙型の複写機であって、画像形成装置本体100と画像読取装置200と支持筐体部300とを有している。画像読取装置200は、原稿画像を読取ってその画像データを取得する。画像形成装置本体100内には、画像読取装置200が取得した画像データを用紙Pに印刷するための画像形成部30が収容されている。画像読取装置200は、支持筐体部300を介して画像形成装置本体100の上側に支持されている。画像形成装置本体100と画像読取装置200との間には、用紙排出空間Sが形成されている。
上記画像読取装置200は、画像読取ユニット210を内部に収容する略直方体状の筐体201を有している。図2に示すように、上記筐体201の上面201aには略矩形状の開口部201bが形成されており、この開口部201bにはコンタクトガラス(原稿台ガラス)201cが嵌め込まれている。筐体201の上面201aの後側の端縁部には、原稿カバー217(図1参照)がヒンジ部(図示省略)を介して開閉自在に支持されている。原稿カバー217は、閉状態において、コンタクトガラス201c上に載置された原稿Gを上側から押さえて固定する。
上記画像読取ユニット210は、コンタクトガラス201cの裏面側(原稿載置面側とは反対側)に配置されている。画像読取ユニット210は、コンタクトガラス201c上に載置された原稿Gを光学的に読取ってその画像データを生成すると共にメモリに記憶する。画像読取ユニット210の詳細については後述する。
上記画像形成部30は、画像形成装置本体100内の下部における右側壁部寄りに配置されている。画像形成部30の左側には、給紙部10が設けられ、画像形成部30の上側には定着部40が設けられている。給紙部10は、シート状の用紙Pが収容される給紙カセット10aと、該給紙カセット10a内の用紙Pを取り出して該カセット10a外に送り出すためのピックアップローラー10bとを有している。給紙カセット10aから送り出された用紙Pは、搬送ローラー対11を介して画像形成部30に供給される。
画像形成部30は、感光ドラム21、帯電器23、露光装置25、現像装置27、及び転写器29を有している。画像形成時には、先ず、帯電器23によって感光ドラム21の周面が帯電され、次いで、露光装置25によって感光ドラム21の表側面に原稿画像データ(画像読取ユニット210により生成した原稿画像の画像データ)に基づくレーザー光が照射されて静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置27により現像されてトナー像となる。このトナー像は、用紙が転写器29と感光ドラム21との間を通過する際に該転写器29によって用紙Pに転写される。
定着部40は、定着ローラー40a及び加圧ローラー40bを有していて、転写器29より供給される用紙Pを定着ローラー40a及び加圧ローラー40b間で加圧することにより、当該用紙Pにトナー像を熱定着させる。定着部40にてトナー像が定着された用紙Pは、搬送ローラー対12,13により用紙排出空間Sへと導かれる。
図2に示すように、画像読取装置200は、筐体201と、筐体201の上面201aに装着され、原稿Gが載置されるコンタクトガラス201cと、コンタクトガラス201cの下側に設けられた第1キャリッジ211と、第1キャリッジ211の左側に設けられた第2キャリッジ212と、第2キャリッジ212の右側に設けられた光電変換ユニット220とを備えている。
第1キャリッジ211及び第2キャリッジ212は、一対のレール部材(図示省略)により左右方向(主走査方向に直交する副走査方向)に移動可能に支持されている。上記第1キャリッジ211は、光源213と第1反射ミラー214とを保持している。第1キャリッジ211は該光源213共に筐体201内に収容されている。光源213は、コンタクトガラス201c上の原稿Gに向けて、主走査方向(図3の紙面に垂直方向)に延びるライン状の照明光を照射する。光源213は、主走査方向に並ぶ複数の発光素子を有するライン光源により構成されている。尚、光源213は、主走査方向にライン状に広がる光を照射する拡散型の点光源であってもよい。第1反射ミラー214は、原稿Gからの反射光を第2キャリッジ212に向けて反射する。第1反射ミラー214は、鉛直方向に対して45度に傾斜している。
上記第2キャリッジ212は、第2反射ミラー215と第3反射ミラー216とを保持している。第2反射ミラー215は、水平方向において第1キャリッジ211に対向して配置されている。第2反射ミラー215は、鉛直方向に対して第1反射ミラー214と同じ方向に45度で傾斜している。第3反射ミラー216は、第2反射ミラー215の下側に配置されている。第3反射ミラー216は、垂直方向に対して第2反射ミラー215とは反対方向に45度で傾斜している。
上記第1キャリッジ50の第1反射ミラー214で反射された光は水平方向に進行して第2反射ミラー215に至り、第2反射ミラー215で反射した光は下方に進行して第3反射ミラー216に至り、第3反射ミラー216で反射した光は水平方向に進行して光電変換ユニット220へ導かれる。
光電変換ユニット220は、結像レンズ221と、結像レンズ221の右側に配置されたCCDセンサー222と備えていて、筐体201の底壁に固定されている。結像レンズ221は、第3反射ミラー216を介して入射した原稿Gの反射光をCCDセンサー222上に結像させる。CCDセンサー222は、主走査方向に配列されたCCD等の撮像素子を有し、結像レンズ221により結像された原稿Gの光学像を電気信号に変換するとともに画像処理回路に送信する。画像処理回路では、CCDセンサー222からの電気信号を基に原稿全体の画像データを生成してデータ記憶部に記憶させる。
図3に示すように、結像レンズ221はレンズ位置調整台228の支持板部228aに金属製のバンド229により固定されている。レンズ位置調整台228は、螺子230により筐体201の底壁部に固定されている。
CCDセンサー222は基板223に半田付けして固定されており、基板223は、保持部材226を介してセンサー位置調整台227に固定されている。センサー位置調整台227はレンズ位置調整台228の上側に重なるように配置されている。
センサー位置調整台227は、保持部材226が固定される水平の支持板部227aを有している。支持板部227aの中央部には矩形状の開口部227bが形成されており、結像レンズ221がこの開口部227bから露出している。
センサー位置調整台227とレンズ位置調整台228とは、結像レンズ221に対するCCDセンサー222の位置が所定位置になるように位置調整された後、接着剤により互いに連結固定される。図3中の符号228bはこの接着剤を充填するための充填部である。
図4及び図5に示すように、基板223は、前後方向に長い矩形板状をなしている。CCDセンサー222は、基板223の表側面における前後方向の中央位置よりも前側部分に半田付けされている。この半田付けは、手作業で行っても良いし、オーブン等の加熱装置を使用して機械的に行っても良い。
基板223には、CCDセンサー222の駆動を制御する駆動IC(図示省略)や、CCDセンサー222に電力を供給するための電気コネクタ224等が実装されている。電気コネクタ224は、基板223の表側面における後端部に実装されている。
基板223の裏側面には、基板223を補強するための板状補強部材225(図5参照)が設けられている。板状補強部材225は、例えば鉄やアルミ等の金属部材からなる。板状補強部材225の前後方向に垂直な断面は右側に開放するコ字状をなしている。すなわち、板状補強部材225は、基板223の裏面全体に当接する鉛直板部225aと、該鉛直板部225aの上端縁及び下端縁から右側に突出する一対の水平板部225bとを有している。
そして、基板223と板状補強部材225とは、保持部材226に対して螺子231,232により共締め固定されている。基板223の材料としては、ガラスエポキシ、紙フェノール、又は酸化アルミニウム(アルミナ)等を採用することができる。板状補強部材225の材料としては、基板223と線膨張係数が同等である材料を使用することが好ましい。ここで、同等とは、線膨張係数が完全に一致する場合に限らず、基板223の材料であるガラスエポキシ、紙フェノール、又は酸化アルミニウム(アルミナ)等と線膨張係数が近い材料も含む。線膨張係数が近い材料の一例として、PET、PPS、ABS等が挙げられる。
基板223の材料がガラスエポキシから成る基板を用いる場合は、その線膨張係数が13.0×10−6〜28.0×10−6/℃のものが用いられる。この熱膨張係数の範囲の板状補強部材225の一例としては、例えば、PET(熱膨張係数15.0×10−6/℃)、PPS GF30%(熱膨張係数22.0×10−6/℃)、ABS GF30%(熱膨張係数28.0×10−6/℃)等を用いることができる。基板223の材料が紙フェノールからなる基板を用いる場合は、その線膨張係数が17.0×10−6〜22.0×10−6/℃のものが用いられる。この熱膨張係数の範囲の板状補強部材225の材料としては、例えば、PPS GF30%が用いられる。
図6及び図7に示すように、保持部材226は、前後方向に延びる矩形板状の水平板部226aと、水平板部226aの右側端縁から上側に延びる鉛直板部226bとを有している。水平板部226aは、結像レンズ221の光軸に対して略平行に延びており、鉛直板部226bは該光軸に対して略垂直に形成されている。
水平板部226aと鉛直板部226bとは、前後方向から見て直角三角形状をなす一対の外側リブ部226cと、該一対の外側リブ部226cの内側に配置された一対の内側リブ部226dとで補強されて連結されている。
鉛直板部226bの前後方向の中央部には、上記CCDセンサー222の外周縁に嵌合する切欠部226e(図7参照)が形成されている。切欠部226eは上側に開放する矩形状をなしている。一対の内側リブ部226dの上下方向に延びる辺部は、この切欠部226eの前端縁及び後端縁に接続されている。鉛直板部226bにおける切欠部226eの前後両側には、上記螺子231,232螺合する一対の螺子孔226fが形成されている。
図8示すように、基板223における上記一対の螺子孔226fに対応する部分には螺子231,232が貫通する一対の貫通孔223a,223bが形成されている。一対の貫通孔223a,223bは、前後方向に間隔を空けて形成されている。後側の貫通孔223aは円筒状の孔であるのに対し、前側の貫通孔223bは前後方向に長い長孔とされている。
また図9に示すように、板状補強部材225における上記一対の螺子孔226fに対応する部分には、螺子231,232が貫通する一対の貫通孔225c,225dが形成されている。一対の貫通孔225c,225dは、前後方向に間隔を空けて形成されている、後側の貫通孔225cは円筒状の孔であるのに対し、前側の貫通孔225dは前後方向に長い長孔とされている。
図6に戻って、長孔である貫通孔223b,225dを貫通する螺子232は段付き螺子とされている。尚、他方の螺子231は、軸部の直径が軸方向において一定の通常の螺子である。
具体的には、螺子232は、小径軸部232a、大径軸部232b、及び頭部232cを有している。232aの先端部の外周面には螺子孔226fに螺合する螺子部が形成されている。
大径軸部232bは、小径軸部232aの基端部に接続されている。大径軸部232bは、小径軸部232aと同軸で且つ該小径軸部232aよりも大径の円柱状をなしている。
頭部232cは、大径軸部232bの基端側(小径軸部232a側とは反対側)に接続されている。頭部232cは、大径軸部232bと同軸で且つ該大径軸部232bよりも大径の円柱状をなしている。頭部232cには、工具の先端に嵌合する十字溝232dが形成されている。
段付き螺子232の螺子込みが完了した状態(図6の状態)では、小径軸部232aは基板223の貫通孔223bを貫通して先端部が保持部材226の螺子孔226fに螺合している。大径軸部232bは板状補強部材225の貫通孔225dを貫通して、保持部材226との間で基板223を挟み込んで固定している。貫通孔225dの孔径は大径軸部232bの軸径よりも大きく、頭部232cの軸径よりも小さい。
頭部232cの座面と板状補強部材225の鉛直板部225aとの間には隙間が設けられており、この隙間には弾性部材240が挿入されている。
弾性部材240は、例えば円環状のゴム部材により構成されており、弾性部材240の径方向内側を段付き螺子232の大径軸部232bが貫通している。弾性部材240は、頭部232cと板状補強部材225とに挟まれて圧縮された状態で配置されている。
上記画像読取装置200では、画像読取動作の実行時に、基板223の周囲の温度が変化することにより基板223の前後方向の長さが変化する。このため、基板223に形成される一対の貫通孔を共に円孔状に形成したとすると、基板223の長さが変化しているにも拘わらず基板223の固定箇所が変化しないので、基板223の前後方向の中間部がCCDセンサー222側に膨出する湾曲変形が生じる。この結果、CCDセンサー222が基板223の膨出部により押されてCCDセンサー222の位置が所望の位置からずれる虞がある。
これに対して上記実施形態では、基板223及び保持部材226の線膨張係数が同等であるので、周囲の温度が変化して基板223の前後方向の長さが変化した場合でも保持部材226の前後方向の長さが基板223と同じだけ変化するので上述のように基板223に湾曲変形が生じ難い。したがって、基板223の変形に起因するCCDセンサー222の位置ずれを抑制することができる。
ここで、板状補強部材225は強度が必要であるため金属材料で構成されている。このため、板状補強部材225と樹脂材である基板223とでは線膨張係数が異なってしまう。このため、両者の線膨張係数の差に起因して基板223湾曲変形が生じる虞がある。
これに対して上記実施形態では、基板223における前側の貫通孔223bを前後方向に延びる長孔状に形成するようにしている。これにより、基板223は、板状補強部材225に対し前後方向(所定方向)において独立に変位可能になる。したがって、基板223に熱変形が生じた場合でも、基板223を前後方向に逃がしてその湾曲変形を抑制することができる。
また、上記実施形態ではさらに、板状補強部材225における前側の貫通孔225dを前後方向に延びる長孔状に形成するようにしている。これにより、板状補強部材225に対する基板223の独立変位性をより一層高めることができる。したがって、基板223の湾曲変形を可及的に抑制することができる。
さらに上記実施形態では、長孔である貫通孔225dを貫通する螺子232が段付き螺子で構成されており、螺子232の頭部232cの座面を板状補強部材225に直接当接させずに隙間を設けて、この隙間には弾性部材240を設けるようにしている。
これによれば、板状補強部材225が螺子232の頭部232cにより強固に押さえ付けられることもないので、板状補強部材225が前後方向に変位し易くなる。延いては、基板223が板状補強部材225によって強固に固定されて前後方向に変位し難くなるのを防止することができる。
上記弾性部材240は、頭部232cの座面と板状補強部材225との間に挟まれて圧縮した状態で配置されている。したがって、弾性部材240の反発力を利用して板状補強部材225を基板223に対して適度な力で押し付けることができる。よって、板状補強部材225による基板223の補強機能が損なわれることもない。
《変形例》
図10及び図11は上記実施形態の変形例を示している。この変形例は、保持部材226の構成が実施形態1とは異なっている。すなわち、保持部材226は、CCDセンサー222を覆うカバー部226kを有している。カバー部226kは、上側から見て結像レンズ221側ほど幅が狭くなる台形状をなしている。カバー部226kの右側は、CCDセンサー222の外周面に嵌合する開放部とされている。カバー部226kの左側壁には矩形状の開口部226gが形成されている。結像レンズ221を通過した光はこの開口部226gを通過してCCDセンサー222に入射する。
この変形例によれば、保持部材226にカバー部226kを一体で形成するようにしたことでCCDセンサー222にフレア光が入射するのを防止することができる。また、カバー部226kが補強部として機能するので保持部材226の剛性を向上させることができる。また、カバー部226kを保持部材226とは別体で構成した場合に比べて部品点数を削減して製品コストを低減することができる。
《他の実施形態》
上記実施形態では、基板223の前側の貫通孔223bと、板状補強部材225の前側の貫通孔225dとを長孔状に形成するようにしているが、これに限ったものではなく、後側の貫通孔223a,225cを長孔状に形成するようにしてもよい。基板223の後端部には、熱源である駆動ICが実装されており、基板223の後端部の方が前端部に比べて熱変形が生じ易い。したがって、後側の貫通孔223a,225cを長孔状にすることで基板223の熱変形をより一層効率的に逃がすことができる。
以上説明したように、本発明は、画像読取装置及び該画像読取装置を備えた画像形成装置について有用である。
G 原稿
1 画像形成装置
200 画像読取装置
213 光源
221 結像レンズ
222 CCDセンサー
223 基板
223a 貫通孔
223b 貫通孔
225 板状補強部材
225c 貫通孔
225d 貫通孔
226 保持部材
226e 切欠部
226f 螺子孔
226k カバー部
230 螺子
231 螺子
232 段付き螺子
232a 小径軸部
232b 大径軸部
232c 頭部
240 弾性部材

Claims (7)

  1. 原稿が載置される原稿台ガラスと、
    原稿台ガラス上に載置された上記原稿に光を照射する光源と、
    上記原稿からの反射光を受光して光電変換するCCDセンサーと、
    所定方向に長い板状をなし、表側面に上記CCDセンサーが半田付された基板と、
    上記CCDセンサーに入射する光の光路に設けられ、上記原稿からの反射光を上記CCDセンサーに結像させる結像レンズと、
    上記基板の裏側面に当接する金属製の板状補強部材と、
    上記基板を所定位置に保持する保持部材とを備え、
    上記基板は、上記保持部材に対して上記板状補強部材と共に螺子で共締め固定されており、
    上記基板と上記保持部材との線膨張係数は同等であり、
    上記板状補強部材と上記基板とは、上記所定方向において互いに独立に変位可能に構成されている、画像読取装置。
  2. 請求項1記載の画像読取装置において、
    上記基板は、上記保持部材に対して上記板状補強部材と共に、上記所定方向に離間した二箇所においてそれぞれ螺子で共締め固定されており、
    上記基板には、上記各螺子が貫通する貫通孔が形成されており、該二つの貫通孔のうちの少なくとも一方は上記基板の長手方向に長い長孔とされている、画像読取装置。
  3. 請求項1又は2記載の画像読取装置において、
    上記基板は、上記保持部材に対して上記板状補強部材と共に、上記所定方向に離間した二箇所においてそれぞれ螺子で共締め固定されており、
    上記板状補強部材には、上記各螺子が貫通する貫通孔が形成されており、該二つの貫通孔のうちの少なくとも一方は上記基板の長手方向に長い長孔とされている、画像読取装置。
  4. 請求項3に記載の画像読取装置において、
    上記板状補強部材の長孔を貫通する螺子は、先端部に螺子部が形成された小径軸部と、該小径軸部の基端側に位置する大径軸部と、該大径軸部の基端側に位置し、該大径軸部よりも大径の頭部と、を有し、
    上記大径軸部は、上記板状補強部材の貫通孔を貫通して、上記基板を、該大径軸部と上記保持部材との間で挟み込んで固定しており、
    上記頭部の座面と、上記板状補強部材との間には隙間が設けられている、画像読取装置。
  5. 請求項4記載の画像読取装置において、
    上記隙間には弾性部材が挿入されており、
    上記弾性部材は、上記螺子の上記頭部の座面と上記板状補強部材との間に挟まれて圧縮した状態で配置されている、画像読取装置。
  6. 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像読取装置において、
    上記保持部材は、上記CCDセンサーを覆うカバー部を有し、
    上記カバー部における結像レンズ側には、上記原稿からの反射光を上記CCDセンサーに導光可能な開口部が形成されている、画像読取装置。
  7. 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の画像読取装置を備えた画像形成装置。
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