JP7057663B2

JP7057663B2 - 画像読取装置及びそれを備えた画像形成装置

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Publication number: JP7057663B2
Application number: JP2017253607A
Authority: JP
Inventors: 康裕数藤; 健二中西; 久志山中; 正一福留
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2022-04-20
Anticipated expiration: 2037-12-28
Also published as: US20200059570A1; US10477058B2; CN110022419A; JP2019121838A; US20190208074A1

Description

本発明は、画像読取装置及びそれを備えた複写機、複合機、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関する。

画像読取装置として、原稿を走査して原稿の画像を複数のミラー及び集光レンズを介してイメージセンサで読み取る画像読取部を備えたものがある（例えば特許文献１，２参照）。

特開平５－３０２９３号公報特開平７－５６２４２号公報

しかしながら、特許文献１，２に記載の画像読取装置の画像読取部では、原稿からの反射光を１枚のミラーに複数回反射させている。このため、複数のミラーの配設位置のバランスが悪くなる。そうすると、各ミラー間の光路長がばらつき、複数のミラーをバランスよく配設させることができない。従って、画像読取部の大型化、ひいては画像読取装置の大型化を招く。

そこで、本発明は、複数のミラーをバランスよく配設させることができ、これにより、画像読取部の小型化、ひいては画像読取装置の小型化を実現させることができる画像読取装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る画像読取装置は、原稿を走査して前記原稿の画像を読み取る画像読取部を備えた画像読取装置であって、前記画像読取部は、少なくとも複数のミラー、集光レンズ及びイメージセンサを設けた走査体を備え、前記走査体において、前記複数のミラーは、主走査方向から視た位置関係において前記原稿からの反射光の光軸に沿った仮想直線を基準にして両側に配設され、前記複数のミラーは、第１ミラー、第２ミラー、第３ミラー、第４ミラー及び第５ミラーからなり、前記原稿からの反射光を前記第１ミラー、前記第２ミラー、前記第３ミラー、前記第４ミラー及び前記第５ミラーで順に反射し、前記第５ミラーで反射した光を前記集光レンズに導き、前記走査体の前記両側のうち、一方側のミラーは、前記第２ミラー及び前記第４ミラーであり、他方側のミラーは、前記第３ミラー及び前記第５ミラーであり、前記主走査方向から視た位置関係において、前記一方側の前記第２ミラー及び前記第４ミラーは、前記反射光の進行方向における下流側の前記第４ミラーの反射位置が上流側の前記第２ミラーの反射位置よりも前記原稿側で且つ前記仮想直線側に位置するように配設され、前記一方側の前記第２ミラー、前記第４ミラー及び前記イメージセンサは、前記主走査方向から視た位置関係において前記仮想直線を基準にして副走査方向での前記原稿の画像読取方向における上流側に配設され、前記走査体の前記他方側は、前記仮想直線を基準にして前記画像読取方向における下流側であり、前記他方側の前記副走査方向におけるサイズが前記一方側よりも小さくなっており、前記他方側の前記第３ミラー及び前記第５ミラーは、それぞれの反射位置が前記仮想直線に平行な方向に揃うように配設されていることを特徴とする。また、本発明に係る画像形成装置は、前記本発明に係る画像読取装置を備えたことを特徴とする。

本発明によると、複数のミラーの配設位置のバランスを向上させることができ、これにより、画像読取部の小型化、ひいては画像読取装置の小型化を実現させることが可能となる。

本実施の形態に係る画像読取装置を備えた画像形成装置を正面から視た概略断面図である。画像読取装置に備えられる画像読取部を正面から視た概略断面図である。画像読取部において光源部を取り除いた状態を正面側斜め上方から視た斜視図である。画像読取部において光源部を取り除いた状態を上方から視た平面図である。画像読取装置における縮小型光学系を示す模式図である。

以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称及び機能も同じである。従って、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

［画像形成装置］
図１は、本実施の形態に係る画像読取装置２００を備えた画像形成装置１００を正面から視た概略断面図である。図において、符号Ｘは主走査方向を表している。符号Ｙは主走査方向Ｘに直交する副走査方向、符号Ｙ１は原稿Ｇの画像読取方向を表している。符号Ｚは上下方向、鉛直方向を表している。本実施の形態に係る画像形成装置１００は、モノクロ画像形成装置である。画像形成装置１００は、画像読取装置２００により読み取られた画像データ、又は、外部から伝達された画像データに応じて、画像形成処理を行う。なお、画像形成装置１００は、用紙Ｐに対して多色及び単色の画像を形成するカラー画像形成装置であってもよい。

画像形成装置１００は、原稿送り装置１０８と、画像形成装置本体１１０とを備えている。画像形成装置本体１１０には、画像形成部１０２と用紙搬送系１０３とが設けられている。

画像形成部１０２は、露光ユニット１、現像ユニット２、静電潜像担持体として作用する感光体ドラム３、クリーニング部４、帯電装置５及び定着ユニット７を備えている。また、用紙搬送系１０３は、給紙トレイ８１、手差し給紙トレイ８２、排出ローラ３１及び排出トレイ１４を備えている。

画像形成装置本体１１０の上部には、原稿Ｇの画像を読み取るための画像読取装置２００が設けられている。画像読取装置２００は、原稿Ｇが載置される原稿載置台２２１（具体的には原稿載置ガラス）と、原稿読取板２２２（具体的には原稿読取ガラス）とを備えている。また、原稿載置台２２１及び原稿読取板２２２の上側には原稿送り装置１０８が設けられている。画像形成装置１００では、画像読取装置２００で読み取られた原稿Ｇの画像は、画像データとして画像形成装置本体１１０に送られ、用紙Ｐ上に画像が記録される。

画像形成装置本体１１０には用紙搬送路Ｗ１が設けられている。給紙トレイ８１又は手差し給紙トレイ８２は、用紙Ｐを用紙搬送路Ｗ１に供給する。用紙搬送路Ｗ１は、用紙Ｐを転写ローラ１０及び定着ユニット７を経て排出トレイ１４に導く。定着ユニット７は、用紙Ｐ上に形成されたトナー像を用紙Ｐに加熱定着する。用紙搬送路Ｗ１の近傍には、ピックアップローラ１１ａ，１１ｂ、搬送ローラ１２ａ、レジストローラ１３、転写ローラ１０、定着ユニット７におけるヒートローラ７１及び加圧ローラ７２、排出ローラ３１が配設されている。

画像形成装置１００では、給紙トレイ８１又は手差し給紙トレイ８２にて供給された用紙Ｐはレジストローラ１３まで搬送される。次に、用紙Ｐはレジストローラ１３により用紙Ｐと感光体ドラム３上のトナー像とを整合するタイミングで転写ローラ１０に搬送される。感光体ドラム３上のトナーは転写ローラ１０により用紙Ｐ上に転写される。その後、用紙Ｐは定着ユニット７におけるヒートローラ７１及び加圧ローラ７２に通過し、搬送ローラ１２ａ及び排出ローラ３１を経て排出トレイ１４上に排出される。用紙Ｐの表面だけでなく、裏面に画像形成を行う場合は、用紙Ｐは排出ローラ３１から反転用紙搬送路Ｗ２へ逆方向に搬送される。用紙Ｐは反転搬送ローラ１２ｂ～１２ｂを経て用紙Ｐの表裏を反転してレジストローラ１３へ再度導かれる。そして、用紙Ｐは、表面と同様にして、裏面にトナー像が形成されて定着された後、排出トレイ１４へ向けて排出される。

［画像読取装置］
画像読取装置２００は、原稿Ｇを走査して原稿Ｇの画像を読み取る画像読取部３００（具体的には画像読取ユニット）を備えている。画像読取装置２００は、画像読取部３００を原稿載置台２２１の下面に沿って副走査方向Ｙでの原稿Ｇの画像読取方向Ｙ１に移動させながら原稿載置台２２１上に載置された原稿Ｇを走査する。こうして、画像読取装置２００は、原稿載置台２２１上に載置された原稿Ｇの画像を縮小型イメージセンサ３４０（イメージセンサの一例）で読み取る。また、画像読取装置２００は、画像読取部３００を原稿読取板２２２の下方の位置に停止させて、原稿送り装置１０８により搬送されて原稿読取板２２２上を通過する原稿Ｇを走査する。こうして、画像読取装置２００は、原稿送り装置１０８により搬送される原稿Ｇの画像を縮小型イメージセンサ３４０で読み取る。

画像読取部３００は、原稿載置台２２１及び原稿読取板２２２の下方において、画像読取装置２００の筐体２０１に対して副走査方向Ｙに沿って往復移動自在に設けられている。画像読取部３００は、図示しない駆動部により駆動される。

［画像読取部］
図２は、画像読取装置２００に備えられる画像読取部３００を正面から視た概略断面図である。図３は、画像読取部３００において光源部３１０を取り除いた状態を正面側斜め上方から視た斜視図である。図４は、画像読取部３００において光源部３１０を取り除いた状態を上方から視た平面図である。また、図５は、画像読取装置２００における縮小型光学系を示す模式図である。なお、図５において、第１ミラー３２１から第５ミラー３２５は、ミラー面が平面方向に向いている状態を示している。また、符号αは、読取有効幅領域である。

画像読取部３００には、少なくとも複数のミラー３２０、集光レンズ３３０及び縮小型イメージセンサ３４０が設けられている。画像読取部３００は、複数のミラー３２０及び集光レンズ３３０を介して縮小型イメージセンサ３４０で読み取る。画像読取部３００は、光源部３１０（図２参照）と、複数のミラー３２０と、集光レンズ３３０と、縮小型イメージセンサ３４０と、筐体３５０（走査体の一例）とを備えている。

光源部３１０は、原稿Ｇを照明する。光源部３１０は、光源３１１と、反射部材３１２とを備えている。光源３１１は、原稿Ｇに対向する。光源３１１は、一対のものであり、副走査方向Ｙの異なる位置に設けられている。反射部材３１２は、光源３１１からの光を反射して原稿Ｇに照射する。反射部材３１２は、筐体３５０の上面に設けられている。光源３１１は、反射部材３１２上に設けられている。

複数のミラー３２０は、この例では、第１ミラー３２１から第５ミラー３２５からなり、原稿Ｇからの反射光Ｌを第１ミラー３２１から第５ミラー３２５で順に反射し、第５ミラー３２５で反射した光を集光レンズ３３０に導く。

筐体３５０において、複数のミラー３２０は、主走査方向Ｘから視た位置関係において原稿Ｇからの反射光Ｌの光軸に沿った仮想直線Ｑを基準にして両側Ｓ１，Ｓ２に配設されている。詳しくは、複数のミラー３２０（３２１～３２５）のうち原稿Ｇからの反射光Ｌを反射する第１ミラー３２１以外のミラー（３２２～３２５）は、主走査方向Ｘから視た位置関係において原稿Ｇからの反射光Ｌの光軸に沿った仮想直線Ｑを基準にして両側Ｓ１，Ｓ２に同数又は略同数ずつ配設されている。例えば、第１ミラー３２１以外のミラー（３２２～３２５）の個数が奇数の場合、両側Ｓ１，Ｓ２のどちらかのミラーの数を１つ多くすることができる。

集光レンズ３３０は、第５ミラー３２５からの反射光Ｌを縮小型イメージセンサ３４０に集光する。縮小型イメージセンサ３４０は、集光レンズ３３０からの反射光Ｌを電気信号に変換する。縮小型イメージセンサ３４０としては、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を含むものを挙げることができる。

そして、両側Ｓ１，Ｓ２のうち何れか一方側Ｓ１の複数のミラー（この例では第２ミラー３２２及び第４ミラー３２４）は、主走査方向Ｘから視た位置関係において反射光Ｌの進行方向Ｅにおける下流側のミラー（この例では第４ミラー３２４）の反射位置が上流側のミラー（この例では第２ミラー３２２）の反射位置よりも原稿Ｇ側で且つ仮想直線Ｑ側に位置するように配設されている。こうすることで、第１ミラー３２１以外のミラー（３２２～３２５）をバランスよく配設させることができる。従って、画像読取部３００の小型化、ひいては画像読取装置２００の小型化を実現させることができる。しかも、集光レンズ３３０により反射光Ｌが遮られる現象（いわゆるケラレ）の発生を効果的に防止することができる。詳しくは、第１ミラー３２１から第５ミラー３２５をバランスよく配設することができる。これにより、５枚のミラーを用いた画像読取部３００の小型化を実現させることができる。

また、他方側Ｓ２のミラー（この例では第３ミラー３２３及び第５ミラー３２５）は、それぞれの反射位置が仮想直線Ｑに平行な方向に揃う又は略揃うように配設されている。こうすることで、複数のミラー３２０（３２１～３２５）をさらにバランスよく配設させることができる。従って、画像読取部３００のさらなる小型化を実現させることができる。

（第１実施形態）
ところで、縮小型光学系では、原稿Ｇからの反射光Ｌの主走査方向Ｘにおける幅は、図５に示すように、原稿Ｇから離れるに従って狭くなる。従って、複数のミラー３２０（３２１～３２５）の主走査方向Ｘにおける長さＤ１～Ｄ５（Ｄ）は、原稿Ｇから離れる程短くすることができる。一方、筐体３５０を金型で成形する場合、図２に示すように、主走査方向Ｘから視た位置関係において原稿Ｇ側のミラー（３２４，３２３）が副走査方向Ｙで原稿Ｇとは反対側のミラー（３２２，３２５）に対して重なっていると、次のような不都合がある。すなわち、原稿Ｇ側のミラー（３２４，３２３）の主走査方向Ｘにおける長さＤ４，Ｄ３（Ｄ）が原稿Ｇとは反対側のミラー（３２２，３２５）の主走査方向Ｘにおける長さＤ２，Ｄ５（Ｄ）よりも短い場合には、画像読取部３００の筐体３５０を成形する金型がアンダーカット形状となる。

この点、本実施の形態において、複数のミラー３２０（３２１～３２５）のうち、反射光Ｌの進行方向Ｅにおいて、最も上流側の（原稿Ｇに近い）ミラー（第１ミラー３２１）と、最も下流側の（集光レンズ３３０に近い）ミラー（３２５）とを除くミラー（３２２～３２４）は、主走査方向Ｘにおいて同じ長さとされている（図５参照）。こうすることで、画像読取部３００の筐体３５０を成形する金型のアンダーカット形状を回避することができる。しかも、第１ミラー３２１と、反射光Ｌの進行方向Ｅにおいて最も下流側のミラー（３２５）とを除くミラーの部品の共通化を実現させることができる。この例では、主走査方向Ｘから視た位置関係において原稿Ｇ側の第４ミラー３２４が副走査方向Ｙで原稿Ｇとは反対側の第２ミラー３２２に対して重なっている。しかし、第２ミラー３２２及び第４ミラー３２４の主走査方向Ｘにおける長さＤ２，Ｄ４が等しい。また、第３ミラー３２３は、主走査方向Ｘから視た位置関係において副走査方向Ｙで第５ミラー３２５に対して重なっている。しかし、第３ミラー３２３の主走査方向Ｘにおける長さＤ３は、第５ミラー３２５の主走査方向Ｘにおける長さＤ５よりも長い。また、第１ミラー３２１は、主走査方向Ｘから視た位置関係において副走査方向Ｙで第２ミラー３２２から第５ミラー３２５に対して重なっていない。以上のことから、筐体３５０を成形する金型のアンダーカット形状を回避することができる。

この例では、第１ミラー３２１から第５ミラー３２５の主走査方向Ｘにおける長さＤ１～Ｄ５（Ｄ）は、それぞれ、２１５ｍｍ、１７５ｍｍ、１７５ｍｍ、１７５ｍｍ、５４．６ｍｍとなっている。なお、第１ミラー３２１から第５ミラー３２５の厚みは、何れも３．８ｍｍとなっている。

（第２実施形態）
また、縮小型光学系では、原稿Ｇからの反射光Ｌの長さ方向に直交する短手方向における幅は、図２に示すように、原稿Ｇから離れるに従って広くなる。この点、本実施の形態において、主走査方向Ｘにおいて同じ長さＤ２～Ｄ４（Ｄ）とされたミラー（３２２～３２４）のうち、反射光Ｌの進行方向Ｅにおいて最も下流側の（集光レンズ３３０に近い）ミラー（３２４）の短手方向における幅Ｗ４（Ｗ）は、他のミラー（３２２，３２３）の短手方向における幅Ｗ２，Ｗ３（Ｗ）よりも大きい（図５参照）。こうすることで、原稿Ｇから離れるに従って短手方向における幅が広くなる反射光Ｌに対応させることができる。

この例では、第１ミラー３２１から第５ミラー３２５の短手方向における幅Ｗ１～Ｗ５（Ｗ）は、それぞれ、７ｍｍ、７ｍｍ、７ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍとなっている。従って、第２ミラー３２２及び第３ミラー３２３を共通部品とすることができる。

（第３実施形態）
本実施の形態において、何れか一方側Ｓ１のミラー（３２２，３２４）及び縮小型イメージセンサ３４０は、主走査方向Ｘから視た位置関係において仮想直線Ｑを基準にして副走査方向Ｙでの原稿Ｇの画像読取方向Ｙ１における上流側に配設されている。こうすることで、仮想直線Ｑを基準にして副走査方向Ｙでの原稿Ｇの画像読取方向Ｙ１における下流側（Ｓ２）に配設される構成要素（構成部品）の数を少なくすることができる。従って、筐体３５０の仮想直線Ｑを基準にして画像読取方向Ｙ１における下流側（Ｓ２）の副走査方向Ｙにおけるサイズを小さくすることができる。これにより、画像読取部３００の副走査方向Ｙの移動領域を確保しつつ画像読取装置２００の画像読取方向Ｙ１におけるサイズを小さくすることができる。

（第４実施形態）
本実施の形態において、何れか一方側Ｓ１のミラー（３２２，３２４）は、主走査方向Ｘから視た位置関係において副走査方向Ｙで集光レンズ３３０に対して重なっていない。こうすることで、複数のミラー３２０（３２１～３２５）をさらにバランスよく配設させることができる。従って、画像読取部３００のさらなる小型化を実現させることができる。

（その他の実施の形態）
本実施の形態では、反射ミラーを５枚としたが、５枚より少なくとも多くてもよい。

本発明は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、かかる実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

１００画像形成装置
２００画像読取装置
２２１原稿載置台
２２２原稿読取板
３００画像読取部
３１０光源部
３１１光源
３１２反射部材
３２０ミラー
３２１第１ミラー
３２２第２ミラー
３２３第３ミラー
３２４第４ミラー
３２５第５ミラー
３３０集光レンズ
３４０縮小型イメージセンサ（イメージセンサ）
３５０筐体（走査体）
Ｅ進行方向
Ｇ原稿
Ｌ反射光
Ｑ仮想直線
Ｓ１一方側
Ｓ２他方側
Ｘ主走査方向
Ｙ副走査方向
Ｙ１画像読取方向

Claims

原稿を走査して前記原稿の画像を読み取る画像読取部を備えた画像読取装置であって、
前記画像読取部は、少なくとも複数のミラー、集光レンズ及びイメージセンサを設けた走査体を備え、
前記走査体において、前記複数のミラーは、主走査方向から視た位置関係において前記原稿からの反射光の光軸に沿った仮想直線を基準にして両側に配設され、
前記複数のミラーは、第１ミラー、第２ミラー、第３ミラー、第４ミラー及び第５ミラーからなり、前記原稿からの反射光を前記第１ミラー、前記第２ミラー、前記第３ミラー、前記第４ミラー及び前記第５ミラーで順に反射し、前記第５ミラーで反射した光を前記集光レンズに導き、
前記走査体の前記両側のうち、一方側のミラーは、前記第２ミラー及び前記第４ミラーであり、他方側のミラーは、前記第３ミラー及び前記第５ミラーであり、
前記主走査方向から視た位置関係において、前記一方側の前記第２ミラー及び前記第４ミラーは、前記反射光の進行方向における下流側の前記第４ミラーの反射位置が上流側の前記第２ミラーの反射位置よりも前記原稿側で且つ前記仮想直線側に位置するように配設され、
前記一方側の前記第２ミラー、前記第４ミラー及び前記イメージセンサは、前記主走査方向から視た位置関係において前記仮想直線を基準にして副走査方向での前記原稿の画像読取方向における上流側に配設され、
前記走査体の前記他方側は、前記仮想直線を基準にして前記画像読取方向における下流側であり、前記他方側の前記副走査方向におけるサイズが前記一方側よりも小さくなっており、
前記他方側の前記第３ミラー及び前記第５ミラーは、それぞれの反射位置が前記仮想直線に平行な方向に揃うように配設されていることを特徴とする画像読取装置。
請求項１に記載の画像読取装置であって、
前記複数のミラーのうち、前記反射光の進行方向において、最も上流側のミラーと、最も下流側のミラーとを除くミラーは、前記主走査方向において同じ長さとされていることを特徴とする画像読取装置。
請求項２に記載の画像読取装置であって、
前記主走査方向において同じ長さとされた前記ミラーのうち、前記反射光の進行方向において最も下流側のミラーの長さ方向に直交する短手方向における幅は、他のミラーの前記短手方向における幅よりも大きいことを特徴とする画像読取装置。
請求項１から請求項３までの何れか１つに記載の画像読取装置であって、
前記一方側のミラーは、前記主走査方向から視た位置関係において副走査方向で前記集光レンズに対して重なっていないことを特徴とする画像読取装置。
請求項１から請求項４までの何れか１つに記載の画像読取装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。