JP6582801B2

JP6582801B2 - 画像読取装置及び画像形成装置

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Publication number: JP6582801B2
Application number: JP2015187208A
Authority: JP
Inventors: 元博浅野
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2015-09-24
Filing date: 2015-09-24
Publication date: 2019-10-02
Anticipated expiration: 2035-09-24
Also published as: JP2017063290A; US9742950B2; US20170094092A1; CN106559603A

Description

この発明は、画像読取装置及び画像形成装置に関する。

従来、ノイズ抑制装置に関する技術としては、例えば、特許文献１及び２に開示されたものが既に提案されている。

特許文献１は、アースラインチョークを実装しても高周波数帯域でのＥＭＩノイズ抑制特性が劣化しないノイズフィルタ回路を提供するため、ＡＣライン側のグランドに接地されたアースラインにアースラインチョークを挿入すると共に、ノイズ削減を行う素子として、チョークコイルやアースラインに一端が接続されるコンデンサを有する装置において、アースラインチョークを、比透磁率が数千のコア材に数回巻線したインダクタンス数十〜数百μＨの第１インダクタと、比透磁率が数百のコア材に数回巻線したインダクタンス数μＨの第２インダクタの二段構成としたものである。

特許文献２は、差動伝送線路において同相成分を遮断したい周波数で反共振を発生させずに同相成分を遮断できるノイズフィルタを提供するため、一対の伝送線路における送信回路の近傍に一端が接続され、他端同士が短絡して接続され、一対の伝送線路を伝送する同相成分に対しては磁束が打ち消し合い、一対の伝送線路を伝送する逆相成分に対しては磁束が強め合う電磁結合状態の一対のコイルと、一対のコイルとグラウンドとの間に直列接続されたインダクタ及びキャパシタを有する直列回路と、を備え、一対のコイルの同相成分に対する実効インダクタンスとインダクタのインダクタンスとの合成インダクタンスの値と、キャパシタの容量の値とが、一対のコイル及び直列回路による前記同相成分による共振周波数を目標周波数にする値に設定されているものである。

特開平０６−２３６８２２号公報特開２０１２−７０２７９号公報

この発明は、第２の回路基板のグランド層と伝送線路のグランド線との間に介在され、伝送線路のグランド線に励起される高周波信号を低減する高周波低減素子を備えない場合に比較して、高周波信号に起因したグランドノイズを低減することを目的とする。

請求項１に記載された発明は、画像を読み取る画像読取素子を実装した基板であって、接地されていない画像読取基板と、
前記画像読取基板に高周波信号が伝送される信号線及びグランド線を含む伝送線路を介して接続され、接地されたグランド層を有する制御基板と、
前記制御基板のグランド層と前記伝送線路のグランド線との間に介在され、前記伝送線路のグランド線に励起される高周波信号を低減する高周波低減素子と、
を具備する画像読取装置である。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の画像読取装置と、
前記画像読取装置によって読み取られた画像を記録媒体に形成する画像形成手段と、
を備える画像形成装置である。

請求項１に記載された発明によれば、制御基板のグランド層と伝送線路のグランド線との間に介在され、伝送線路のグランド線に励起される高周波信号を低減する高周波低減素子を備えない場合に比較して、高周波信号に起因したグランドノイズを低減することができる。

請求項２に記載された発明によれば、請求項１に記載の画像読取装置を備えない場合に比較して、グランドノイズの影響が画像に現れるのを抑制することができる。

この発明の実施の形態１に係るノイズ低減装置及び画像読取装置を適用した画像形成装置を示す全体構成図である。この発明の実施の形態１に係る画像読取装置を示す構成図である。画像読取ユニットを示す構成図である。画像読取ユニットを示す断面構成図である。この発明の実施の形態１に係るノイズ低減装置を適用した画像読取装置を示すブロック図である。この発明の実施の形態１に係るノイズ低減装置を適用した画像読取装置の要部を示すブロック図である。従来の画像読取装置の要部を示す模式図である。従来の画像読取装置の要部を示す模式図である。従来の画像読取装置の要部を示す構成図である。この発明の実施の形態１に係るノイズ低減装置を適用した画像読取装置の要部を示す構成図である。同図（ａ）（ｂ）は実験例及び比較例の結果をそれぞれ示すグラフである。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

[実施の形態１]
図１はこの発明の実施の形態１に係るノイズ低減装置及び画像読取装置を適用した画像形成装置の全体の概要を示す構成図である。

＜画像形成装置の全体の構成＞
実施の形態１に係る画像形成装置１は、図１に示されるように、例えばカラー複写機として構成されたものである。画像形成装置１は、原稿の画像を読み取る画像読取装置３と、画像読取装置３で読み取られた画像データや外部から入力される画像データに基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成手段の一例としての画像形成部２とを備えている。画像読取装置３は、画像形成部２を収容した装置本体１ａの上方に支持部４により支持された状態で配置されている。画像読取装置３と装置本体１ａとの間には、画像が形成された記録媒体を排出するための空間が形成されている。

画像形成部２は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー像をそれぞれ専用に形成する４つの作像装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、各作像装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋで形成されるトナー像をそれぞれ保持して最終的に記録媒体の一例としての記録用紙５に二次転写する二次転写位置まで搬送する中間転写装置２０と、中間転写装置２０の二次転写位置に供給すべき所要の記録用紙５を収容して搬送する給紙装置５０と、中間転写装置２０で二次転写された記録用紙５上のトナー像を定着させる定着装置４０等を備えている。

＜画像読取装置の構成＞
図２はこの実施の形態１に係る画像読取装置の構成を示す概略構成図である。

画像読取装置３は、大別して、上端面に原稿読取面が形成された筐体３１と、筐体３１に対して開閉自在に取り付けられた原稿押さえカバー３２と、原稿押さえカバー３２の一端部（図示例では左側端部）に設けられた自動原稿搬送装置（DADF: Duplex Automatic Document Feeder)３３とを備えている。

画像読取装置３は、ユーザの操作に応じて、自動原稿搬送装置３３によって原稿６を一枚ずつ自動的に搬送しながら原稿６の表面及び裏面の画像を読み取る第１の読取モードと、後述する原稿台６９の上に置かれる原稿６の表面の画像を読み取る第２の読取モードとに切り替え可能に構成されている。

自動原稿搬送装置３３は、読取面（第１面）を上にした状態で複数枚の原稿６を積載して収容可能な原稿収容部６０と、原稿収容部６０から原稿６を送り出すナジャーローラ６１と、ナジャーローラ６１によって送り出された原稿６を１枚ずつ捌いて供給するフィードローラ６２と、フィードローラ６２に押圧されて原稿６を１枚ずつ捌くリタードパッド６２ａと、原稿６を第１の読取位置へ搬送する第１の搬送ローラ６３と、第１の搬送ローラ６３により搬送される原稿６を第１の読取位置へ搬送する第２の搬送ローラ６４と、第２の搬送ローラ６４の下流側に配置され、第１の読取位置を通過した原稿６を搬送する第３の搬送ローラ６５と、第３の搬送ローラ６５により搬送される原稿６を排出収容部６６へ排出する排出ローラ６７から構成される原稿搬送機構（搬送手段）を有している。これらのナジャーローラ６１、フィードローラ６２、第１乃至第３の搬送ローラ６３〜６５及び排出ローラ６７は、原稿６の読み取り時に図示しない駆動手段によって駆動される。第１の搬送ローラ６３は、原稿６の読取位置への搬送時期を調整するレジストローラである。

第１の搬送ローラ６３は、下方に配置された駆動ローラとしての搬送ローラ６３ｂが停止している間に、原稿６の搬送方向に沿った上流側に位置するフィードローラ６２により搬送される原稿６の先端が当該搬送ローラ６３ｂと従動ローラとしての搬送ローラ６３ａとの圧接部に突き当てられる。そして、第１の搬送ローラ６３は、原稿６の先端領域を撓ませることで、原稿６の先端を第１の搬送ローラ６３の軸方向と一致させた後に原稿６の搬送を開始することによりスキュー補正を行う。

また、自動原稿搬送装置３３は、原稿６を第１の読取位置に案内するとともに第１の読取位置から排出方向に案内する横向きの略Ｕ字形状に形成された搬送経路６８を備えている。

画像読取装置３の筐体３１は、上端面の一部が開口した直方体状の箱体として形成されている。筐体３１は、原稿押さえカバー３２に対向する上壁３１２と、上壁３１２に対向する底壁３１３と、底壁３１３を挟んで副走査方向（図２の左右方向）に対向する側壁３１４及び側壁３１５と、筐体３１の前面に位置する前壁３１１（図１参照）と、前壁３１１に対して主走査方向（図２の紙面に直交する方向）に沿って対向する後壁３１６とを有している。

筐体３１の上壁３１２には、第２の読取モード時に読み取られる原稿６の第２の読取位置に対応する部位に平面矩形状の大きな開口部３１７が形成されている。開口部３１７には、原稿６を支持する透明な原稿台６９（プラテンガラス）が配置されている。また、原稿台６９の自動原稿搬送装置３３側には、第１の読取モード時に原稿６の表面（第１面）の画像を読み取るための透明な読取窓７０が設けられている。読取窓７０と原稿台６９との間には、第１の読取モード時に読取位置を通過した原稿６を第３の搬送ローラ６５へと案内する上端面が傾斜した案内部材７１が設けられている。

画像読取装置３は、筐体３１の内部に、原稿６の表面の画像を読み取る第１の画像読取手段の一例としての第１の画像読取ユニット７２を備えている。第１の画像読取ユニット７２は、主走査方向（図面に直交する方向）に沿って配置されている。また、第１の画像読取ユニット７２は、副走査方向に沿って図示しない駆動プーリや駆動ワイヤ等を介して駆動モータＭにより移動可能に構成されたキャリッジからなる移動体７３に取り付けられている。移動体７３は、図示しないレールによって案内され、副走査方向に沿って図２中に矢印で示す領域において移動可能に構成されている。移動体７３は、第１の読取モード時、図示された位置に停止される。また、移動体７３は、第２の読取モード時、副走査方向に沿って移動しながら原稿台６９上に載せられた原稿６の読取対象領域を照明しつつ、原稿６の画像を読み取る。

また、画像読取装置３は、自動原稿搬送装置３３の内部に、原稿６の裏面（第２面）の画像を読み取る第２の画像読取手段の一例としての第２の画像読取ユニット７４を備えている。第２の画像読取ユニット７４は、搬送経路６８において第３の搬送ローラ６５の上流側に配置されている。なお、第２の画像読取ユニット７４は、原稿６の裏面の画像を読取可能な位置であれば、第１の読取位置に停止した第１の画像読取ユニット７２と対向する位置などに配置しても良い。

第１及び第２の画像読取ユニット７２，７４としては、例えば、密着型のイメージセンサであるＣＩＳ（Contact Image Sensor）が用いられる。第１及び第２の画像読取ユニット７２，７４は、図３に示されるように、例えば、合成樹脂等によってＡ４サイズ（２１０×２９７ｍｍ）の原稿６の短手方向又は長手方向に対応した長さを有する断面矩形の細長い長方体状に形成されている。第１及び第２の画像読取ユニット７２，７４は、その筐体７５の上端面に原稿６を照明しつつ画像を読み取る読取用の開口部７６を有している。尚、第１及び第２の画像読取ユニット７２，７４は、同様に構成されている。

更に説明すると、第１及び第２の画像読取ユニット７２，７４は、図４に示されるように、原稿６を照明するＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなる照明手段の一例としての光源７７と、光源７７から出射された光を原稿６へ向けて拡散することにより原稿６を一様に照明するディフューザ７８と、原稿６の画像を画像読取素子７９に結像する結像レンズとしてのセルフォック（登録商標）レンズ８０と、原稿６の画像を読み取るＣＣＤ（Charge-Coupled Device）等からなる画像読取素子７９とを備えている。画像読取素子７９は、第１の回路基板の一例としての画像読取基板８１に実装されている。尚、画像読取素子７９としては、ＣＣＤに限定されるものではなく、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等を用いても良い。

第１の読取モード時には、図２に示されるように、移動体７３を筐体３１の左側の端部に設定された第１の読取位置に停止させた状態で、自動原稿搬送装置３３によって原稿６を自動的に搬送する。第１の画像読取ユニット７２は、図４に示されるように、読取窓７０の上部を通過する原稿６を光源７７により照明しつつ、原稿６からの反射光像をセルフォック（登録商標）レンズ８０を介して画像読取素子７９に結像し、画像読取素子７９により原稿６の表面の画像を読み取る。画像読取素子７９は、読み取った原稿６の表面の画像データ（信号）を出力する。また、第２の画像読取ユニット７４は、図２に示されるように、案内部材７１の上部を搬送経路６８に沿って通過する原稿６の裏面（第２面）を光源７７により照明しつつ、原稿６からの反射光像をセルフォック（登録商標）レンズ８０を介して画像読取素子７９に結像し、画像読取素子７９により原稿６の裏面の画像を読み取る。画像読取素子７９は、読み取った原稿６の裏面の画像データ（信号）を出力する。

一方、第２の読取モード時には、図２に示されるように、移動体７３を駆動モータＭによって駆動し、移動体７３が副走査方向に沿って移動する間に、原稿６を第１の画像読取ユニット７２の光源７７により照明する。第１の画像読取ユニット７２は、図４に示されるように、原稿６からの反射光像をセルフォック（登録商標）レンズ８０を介して画像読取素子７９に結像し、画像読取素子７９により原稿６の表面の画像を読み取って画像読取素子７９から画像データを出力する。

＜画像読取装置の要部の構成＞
この実施の形態１に係る画像読取装置３を備えた画像形成装置１は、図５に示されるように、第１の画像読取ユニット７２の画像読取素子７９_１が実装された第１の回路基板の一例としての第１の画像読取基板８１_１と、第２の画像読取ユニット７４の画像読取素子７９_２が実装された同じく第１の回路基板の一例としての第２の画像読取基板８１_２と、制御回路（ＡＳＩＣ：application specific integrated circuit）８２が実装された第２の回路基板の一例としての制御基板８３と、画像読取装置３で読み取られた原稿６の画像や外部から入力される画像データに基づいて画像を出力する画像出力部８４と、制御基板８３及び画像出力部８４に所要の直流電圧等の電力を供給する電源回路８５と、ユーザが画像形成動作を入力するユーザインターフェイス８６を備えている。電源回路８５には、商用電源８７から交流１００Ｖ等の電圧が供給される。また、制御基板８３は、グランド端子８８を介してアースに接続されている。

第１の画像読取基板８１_１に実装された画像読取素子７９_１は、高周波信号が伝送される信号線及びグランド線を含む伝送線路の一例としての第１のフレキシブルフラットケーブル９１（ＦＦＣ：Flexible Flat Cable）を介して制御基板８３と接続されている。同様に、第２の画像読取基板８１_２に実装された画像読取素子７９_２は、高周波信号が伝送される信号線及びグランド線を含む伝送線路の一例としての第２のフレキシブルフラットケーブル９２（ＦＦＣ）を介して制御基板８３と接続されている。制御基板８３には、第１及び第２のフレキシブルフラットケーブル９１，９２が接続される第１及び第２のコネクタ９３，９４を有している。

図６は画像形成装置及び画像読取装置における各回路の接続状態を示すブロック図である。

第１の画像読取基板８１_１に実装された画像読取素子７９_１は、第１のフレキシブルフラットケーブル９１を介して制御基板８３の制御回路（ＡＳＩＣ）８２と接続されている。制御回路（ＡＳＩＣ）８２から画像読取素子７９_１へは、例えば、１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの高周波クロック信号からなる同期信号と、制御信号及び電源とが出力される。これに対して、画像読取素子７９_１から制御回路（ＡＳＩＣ）８２へは、画像信号が出力される。また、第１のフレキシブルフラットケーブル９１は、シールド等からなるグランド線９１ａを有している。同様に、第２の画像読取基板８１_２に実装された画像読取素子７９_２は、第２のフレキシブルフラットケーブル９２を介して制御基板８３の制御回路（ＡＳＩＣ）８２と接続されている。制御回路（ＡＳＩＣ）８２から画像読取素子７９_２へは、例えば、１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの高周波クロック信号からなる同期信号と、制御信号及び電源とが出力される。これに対して、画像読取素子７９_２から制御回路（ＡＳＩＣ）８２へは、画像信号が出力される。また、第２のフレキシブルフラットケーブル９２は、シールド等からなるグランド線９２ａを有している。

また、制御回路（ＡＳＩＣ）８２から画像出力部８４へは、制御信号と駆動電圧と画像データ信号が出力される。さらに、制御回路（ＡＳＩＣ）８２から電源回路８６へは、制御信号が出力され、電源回路８６から制御回路（ＡＳＩＣ）８２へ所要の電圧が出力される。

ところで、従来の画像読取装置３においては、図７に示されるように、画像読取素子７９が画像読取装置３の筐体３１の内部に接地された金属製のシールド部材１００により覆われた状態で配置されている。そのため、画像読取素子７９を駆動するＩＣ１０１等から発生する高周波ノイズ（ＥＭＩ：Electro Magnetic Interference）は、金属製のシールド部材１００を介してグランドへ流れるので問題となり難い。

これに対して、本実施の形態の場合には、図８に示されるように、画像読取素子７９が実装された画像読取基板８１が第１及び第２の画像読取ユニット７２，７４に実装されており、第１及び第２の画像読取ユニット７２，７４は、金属製のシールド部材を備えていない。そのため、画像読取素子７９を駆動するＩＣ等から発生する高周波ノイズ（ＥＭＩ）は、そのままでは金属製のシールド部材を介してグランドへ流れることができず、第１及び第２のフレキシブルフラットケーブル９１，９２のグランド線９１ａ，９２ａに重畳することとなる。その結果、高周波ノイズ（ＥＭＩ）は、図９に示されるように、コネクタ９３，９４のグランド端子９５を介して制御基板８３のグランド層９６に拡散し、同期信号の周期を有する電流ノイズとして発生する。

そこで、この実施の形態では、図１０に示されるように、第１及び第２のフレキシブルフラットケーブル９１，９２のグランド線９１ａ，９２ａに接続されたコネクタ９３，９４のケーシング９７を、グランド端子９８を介して制御基板８３のグランド層９６に直接接続するのではなく、第１及び第２のフレキシブルフラットケーブル９１，９２のグランド線９１ａ，９２ａに励起される高周波信号を低減する高周波低減素子の一例としての高周波低減コイル９９を介して制御基板８３のグランド層９６に接続するように構成している。制御基板８３のグランド層９６は、図５に示されるように、グランド端子８８を介して接地されている。

ここで、高周波低減コイル９９のインピーダンスＺは、ノイズの周波数をｆ（Ｈｚ）、高周波低減コイル９９のインダクタンスＬ（Ｈ）とすると、｜Z｜＝２πｆＬで与えられる。高周波ノイズの周波数が１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚ程度である場合には、高周波低減コイル９９のインダクタンスＬは、例えば、０．１〜１μＨ程度に設定される。

＜画像読取装置の要部の作用＞
この実施の形態１に係る画像読取装置３では、制御基板８３に第１及び第２のフレキシブルフラットケーブル９１，９２を介して接続された画像読取基板８１，８１_２からの高周波信号に起因したグランドノイズが次のようにして低減される。

画像読取装置３では、図６に示されるように、画像読取基板８１，８１_２に実装された画像読取素子７９_１，７９_２によって原稿６の画像を読み取る際に、制御基板８３の制御回路（ＡＳＩＣ）８２から第１及び第２のフレキシブルフラットケーブル９１，９２を介して画像読取基板８１，８１_２の画像読取素子７９_１，７９_２に１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚ程度の同期信号（クロック信号）及び制御信号が電源と共に出力され、画像読取基板８１_１，８１_２の画像読取素子７９_１，７９_２から画像信号が送信される。

このとき、第１及び第２のフレキシブルフラットケーブル９１，９２のグランド線９１ａ，９２ｂには、図１０（ｂ）に示されるように、同期信号（クロック信号）によって当該同期信号（クロック信号）と周波数が等しい１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚ程度の高周波ノイズ（ＥＭＩ）が励起される。

ところで、この実施の形態では、図１０（ａ）に示されるように、第１及び第２のフレキシブルフラットケーブル９１，９２のグランド線９１ａ，９２ｂ（図６参照）に接続されたコネクタ９３，９４のケーシング９７が、グランド端子９８及び高周波低減コイル９９を介して制御基板８３のグランド層９６に接続されている。そのため、第１及び第２のフレキシブルフラットケーブル９１，９２のグランド線９１ａ，９２ｂに励起された高周波ノイズ（ＥＭＩ）は、図１０（ｂ）に示されるように、高周波低減コイル９９によって減衰される。したがって、第１及び第２のフレキシブルフラットケーブル９１，９２のグランド線９１ａ，９２ｂに励起された高周波ノイズ（ＥＭＩ）が制御基板８３のグランド層９６等に流れ、制御回路（ＡＳＩＣ）８２などの動作に不具合が生じることが抑制乃至回避される。

実験例
次に、本発明者は、本発明に係る上記実施形態１の効果を確認するため、図５及び図１０（ａ）に示されるような画像読取装置３を試作し、第１及び第２のフレキシブルフラットケーブル９１，９２から放射される高周波ノイズ（ＥＭＩ）の電界強度を測定する実験を行った。

図１１（ａ）は上記実験例の結果における高周波ノイズ（ＥＭＩ）の電界強度を示すグラフである。

この図１１（ａ）から明らかなように、２００〜７００ＭＨｚ帯の高周波ノイズ（ＥＭＩ）が大幅に低減されることが判る。

比較例
次に、本発明者は、比較例として図５及び図９に示されるような従来の画像読取装置３を試作し、第１及び第２のフレキシブルフラットケーブル９１，９２から放射される高周波ノイズ（ＥＭＩ）の電界強度を測定する実験を行った。

図１１（ｂ）は上記比較例の結果における高周波ノイズ（ＥＭＩ）の電界強度を示すグラフである。

この図１１（ｂ）から明らかなように、高周波低減コイル９９を設けなかった場合には、２００〜７００ＭＨｚ帯の高周波ノイズ（ＥＭＩ）の強度が大きく、制御回路（ＡＳＩＣ）８２などに動作の不具合が生じる虞れを有していることが判った。

なお、前記実施の形態では、高周波低減素子として高周波低減コイルを用いた場合について説明したが、高周波低減素子としてはこれに限定されるものではなく、Ｃ―Ｒ回路やチェナーダイオード等を用いても良い。

１…画像形成装置
１ａ…画像形成装置本体
３…画像読取装置
３１…画像読取装置筐体
７９_１，７９_２…画像読取素子
８１_１，８１_２…画像読取基板
８２…制御基板
８３…制御回路
９１，９２…第１及び第２のフレキシブルフラットケーブル
９３，９４…コネクタ
９９…高周波低減コイル

Claims

画像を読み取る画像読取素子を実装した基板であって、接地されていない画像読取基板と、
前記画像読取基板に高周波信号が伝送される信号線及びグランド線を含む伝送線路を介して接続され、接地されたグランド層を有する制御基板と、
前記制御基板のグランド層と前記伝送線路のグランド線との間に介在され、前記伝送線路のグランド線に励起される高周波信号を低減する高周波低減素子と、
を具備する画像読取装置。
請求項１に記載の画像読取装置と、
前記画像読取装置によって読み取られた画像を記録媒体に形成する画像形成手段と、
を備える画像形成装置。