JP2007311897A - 画像読取装置および画像形成装置 - Google Patents

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Yuichi Mikuni
雄一 三国
Shiro Yamahashi
士朗 山橋
Hironori Shimada
博則 嶋田
Masahiro Hirota
正洋 廣田
Shiei Cho
志暎 丁
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Abstract

【課題】画像読取装置において、従来とは異なる方法で放熱を行う。
【解決手段】画像読取部10は、筐体11と、ランプ132と、ランプ電源133と、撮像部16と、原稿搬送部17とを備える。原稿搬送部17により原稿が搬送されるとき、ランプ132は点S2が示す位置に光を照射し、撮像部16はその反射光を受光することによって画像信号を生成する。このとき、ランプ132およびランプ電源133は筐体11のフレーム部材111の下部に位置する。フレーム部材111はアルミニウム製であり、熱伝導性に優れているため、ランプ132およびランプ電源133において生じた熱を効率的に外部に放散させることが可能である。
【選択図】図2

Description

本発明は、画像読取装置および画像形成装置に関する。
スキャナ等の画像読取装置においては、ランプやその駆動部等が発熱源となって、内部の温度を上昇させる。そこで、画像読取装置内部を冷却させるためにファン等の送風機によって外部の空気を強制的に流通させることが行われているが、送風機を用いると紙粉等のゴミやほこりが進入したり、駆動音が騒音となるという不都合があった。そのため、従来より、送風機を用いない(ファンレス)で画像読取装置を放熱する取り組みがなされている。
画像読取装置をファンレスで放熱する構成としては、例えば、放熱用の孔部を設けるのが最も一般的である(例えば、特許文献1参照)。孔部を設けた場合には、送風機を設けた構成よりも騒音の抑制や消費電力の低減などが可能であり、一定の効果が認められる。しかしながら、放熱用の孔部を設けた場合であっても、この孔部よりも小さいゴミやほこりは依然として進入が容易であり、これを妨げることは困難であった。このようなゴミやほこりは、画像読取装置のプラテンガラスやレンズ等の部材に付着した場合に、画質を低下させるという問題がある。加えて、内部に進入したゴミやほこりは、これらを除去する作業に手間がかかるだけでなく、そのままにしておくと回路部でショートを起こし、故障を誘発するおそれもある。
実開平3−66263号公報
そこで、本発明は、画像読取装置において、従来とは異なる方法で放熱を行う技術を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するために、本発明に係る画像読取装置は、光を透過する水平な透過領域を有する平面状の透過部材と、前記透過部材の外枠を構成するフレーム部材と、原稿が前記透過部材の透過領域と所定の位置において対向するように当該原稿を搬送する原稿搬送手段と、前記原稿搬送手段により前記所定の位置に搬送された原稿に光を照射する照射手段と、前記照射手段により原稿に照射された光のうち当該原稿において反射した反射光を感知し、当該反射光の強度を表す画像信号を生成する信号生成手段とを備え、前記照射手段は、前記所定の位置に光を照射するときに、当該照射手段の少なくとも一部が前記フレーム部材を鉛直方向から正射影した領域に含まれるように位置することを特徴とする。
また、この態様において、前記照射手段は、前記所定の位置に光を照射するときに、前記透過部材の透過領域を鉛直方向から正射影した領域に当該照射手段が含まれないように位置する構成であってもよい。
あるいは、前記照射手段は、前記所定の位置に光を照射するときに、前記フレーム部材を鉛直方向から正射影した領域に当該照射手段の全体が含まれるように位置する構成であってもよい。
また、本発明に係る画像読取装置は、前記フレーム部材が、前記透過部材を保持し、前記原稿搬送手段が、前記原稿を前記フレーム部材に接触させつつ搬送する構成であってもよい。また、前記フレーム部材を冷却する冷却手段を備える構成であってもよい。この冷却手段としては、例えば、ヒートシンクやヒートパイプが挙げられる。
また、本発明に係る画像読取装置は、前記照射手段が、光を照射する発光部と、前記発光部が光を照射するためのエネルギーを供給する電源部とを備え、前記所定の位置に光を照射するときに、前記発光部および前記電源部が前記フレーム部材を鉛直方向から正射影した領域に含まれるように位置する構成であってもよい。
この場合において、前記透過部材が四辺形であって、前記発光部は、その長手方向が前記透過部材のいずれかの一辺と平行になるように配置され、前記電源部は、前記発光部の長手方向両端のいずれか一方または両方に配置される構成であってもよい。
なお、本発明は、画像読取装置のみならず、画像形成装置としても特定され得るものである。本発明に係る画像形成装置は、例えば、上述の画像読取装置のいずれかと、前記信号生成手段により生成された画像信号に基づいて、前記原稿を表す画像をシートに形成する画像形成手段とを備えるものである。
以上のような本発明により、画像読取装置において、従来とは異なる方法で放熱を行うことが可能となる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。以下に示す実施形態においては、本発明に係る画像読取装置の一態様として、画像読取装置を備えた画像形成装置(複写機)を例示して説明する。
[構成]
図1は、本発明の一実施形態である画像形成装置1の外観を示す図である。画像形成装置1の構成は、画像読取部10と、画像形成部20と、操作部30と、後述する制御部40とに大別される。画像読取部10はいわゆるスキャナの機能を有しており、原稿を光学的に読み取って原稿を表す画像信号を生成する。画像形成部20はいわゆるプリンタの機能を有しており、上述の画像読取部10により生成された画像信号が表す画像を用紙等のシート状物に形成する。画像形成部20としては、例えば電子写真方式のプリンタを用いるのが好適である。操作部30は、ユーザに各種情報を通知したりユーザから指示を受け付けたりするためのインタフェースであり、タッチパネルや各種のボタンを備える。なお、以下においては、図中のX方向に垂直な2つの側面のうち、操作部30が設けられている側の面を「前面」といい、この前面と対向する側の面を「背面」という。
画像読取部10の構成を前面側から示すと、図2のようになっている。同図においては、用紙の搬送経路を破線で示し、光の経路を一点鎖線で示している。画像読取部10は、筐体11と、プラテン12と、フルレートキャリッジ13と、ハーフレートキャリッジ14と、結像部15と、撮像部16と、原稿搬送部17とを備える。なお、以下においては、図1に示した矢印Xの方向を「主走査方向」といい、主走査方向に直交する方向、すなわち図2に示した矢印Yの方向を「副走査方向」という。
筐体11は、フルレートキャリッジ13、ハーフレートキャリッジ14、結像部15および撮像部16をその内部に収容するものであり、複数のフレーム部材111、112および113により構成される。フレーム部材111、112および113は、それぞれ、筐体11の上面、側面および底面(下面)を構成する。フレーム部材111には、プラテン12の各部材を嵌め込むための開口部が設けられている。なお、フレーム部材111の材料はアルミニウムである。
プラテン12は、プラテンガラス121および123と、誘導部材122とを備える。プラテンガラス121および123は、ガラス等の光を透過する材質の板状部材であり、その表面は水平である。プラテンガラス121は主走査方向について原稿と同程度のサイズ(幅)を有しており、プラテンガラス123は主走査方向および副走査方向について原稿と同程度のサイズ(幅および長さ)を有している。プラテンガラス121および123は、各辺が主走査方向または副走査方向と平行な四辺形である。誘導部材122はプラテンガラス121の水平面に対して所定の角度をなす傾斜面を有しており、原稿の進行方向をこの傾斜面に沿って変化させて後述する排紙トレイ173へと誘導する。なお、誘導部材122は、プラテンガラス123に原稿を載置する場合において、原稿の位置決め部材としての機能も有している。
フルレートキャリッジ13は、保持部材131と、ランプ132と、ランプ電源133と、リフレクタ134と、ミラー135とを備える。保持部材131はランプ132、ランプ電源133、リフレクタ134およびミラー135を収容する箱型の部材であり、これらの各部材を保持する。ランプ132は、原稿およびリフレクタ134に対して光を照射する光源である。ランプ132としては、例えばキセノン蛍光ランプを用いることができる。ランプ電源133は、ランプ132を発光させるための駆動回路であり、トランスやレギュレータ等を含んでいる。トランスやレギュレータは、ランプ132を発光させるときに熱を生じる。リフレクタ134は平面上または放物線状の集光面を有する反射板であり、ランプ132により照射される照射光を原稿の読み取り位置に集光する。ミラー135は光を反射する反射面を有し、ランプ132より照射された光のうちの原稿において反射した反射光をさらに反射させ、ハーフレートキャリッジ14へと導く。なお、ランプ132、リフレクタ134およびミラー135は、主走査方向についてプラテンガラス121および123とほぼ同程度の幅を有している。
ここで図3は、フルレートキャリッジ13のランプ132およびランプ電源133を上面から示す図である。同図に示すように、ランプ132は主走査方向に平行になるように配置されており、プラテンガラス121の一辺とほぼ平行である。ランプ電源133は、ランプ132の両端に位置する回路部133Lおよび133Rからなり、これらは図示せぬ導線により接続されている。
ランプ132、回路部133Lおよび133Rは、図2および図3に示す位置にあるとき、すなわち、プラテンガラス121に向けて光を照射するときには、上面から見るとフレーム部材111の下に隠れるようになっている。つまり、このときランプ132、回路部133Lおよび133Rは、その全体がフレーム部材111を鉛直方向に正射影した領域に含まれるようになっている。また、ランプ132、回路部133Lおよび133Rは、その全体がプラテンガラス121の透過領域を鉛直方向に正射影した領域に含まれないようになっている。なお、ここにおいて「透過領域」とは、プラテンガラス121のうちランプ132からの光を上部に透過可能な領域のことであり、具体的には、プラテンガラス121のうちフレーム部材111や誘導部材122により遮蔽されない(すなわち、これらの部材と重ならない)領域のことである。
ここで、図2に示す構成の説明に戻る。ハーフレートキャリッジ14は保持部材141とミラー142、143とを備え、フルレートキャリッジ13からの反射光をさらに反射させて結像部15へと導く。保持部材141はミラー142および143を保持する箱型の部材である。なお、ミラー142および143は、ミラー135と同様の反射面を有する部材であり、主走査方向についてプラテンガラス121および123とほぼ同程度の幅を有する。
フルレートキャリッジ13およびハーフレートキャリッジ14は、図示せぬ駆動部(モータ等)により副走査方向に往復移動される。フルレートキャリッジ13は所定の速度で副走査方向に移動され、ハーフレートキャリッジ14はフルレートキャリッジ13の約半分の速度で副走査方向に移動される。
結像部15は1または複数のレンズ部材からなり、フルレートキャリッジ13およびハーフレートキャリッジ14により反射された原稿からの反射光を撮像部16がある位置に結像させる。撮像部16は主走査方向に配置された複数の撮像素子からなるラインセンサであり、結像部15により結像された反射光を感知し、感知した反射光の強度を表す画像信号を生成する。撮像部16を構成する撮像素子としては、例えばCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)を用いたものが好適である。
原稿搬送部17は、給紙トレイ171と、複数の搬送ロール172と、排紙トレイ173とを備える。給紙トレイ171は読み取り対象となる複数枚の原稿を収容可能に構成されている。搬送ロール172は主走査方向に原稿と同程度の幅を有するロール部材であり、図示せぬ駆動部(モータ等)により回転されて原稿を図中の矢印Aの方向に1枚ずつ搬送する。搬送ロール172により搬送される原稿は、図中の点S2が示す位置においてプラテンガラス121と接し、プラテンガラス121および誘導部材122により進行方向を変化させられて排紙トレイ173へと移動する。排紙トレイ173は複数枚の原稿を収容可能に構成されており、読み取りが行われた原稿を収容する。なお、原稿搬送部17は、プラテン12の上面を覆うカバー部材としても機能しており、外光を遮断して読み取り対象である原稿の読み取りを容易にしている。
画像形成装置1の各部は、制御部40によってその動作を制御されている。すなわち、画像形成装置1の構成をブロック図で示すと、図4のようになる。制御部40は、CPU(Central Processing Unit)41、ROM(Read Only Memory)42およびRAM(Random Access Memory)43等を備える。制御部40においては、CPU41がRAM43をワークエリアとして用いてROM42に記憶されたプログラムを実行し、各部の動作を制御する。また、制御部40は画像読取部10において生成された画像信号を取得し、これを画像形成部20が解釈可能な形式の画像データに変換して画像形成部20に供給する。
[動作]
以上の構成のもと、画像形成装置1は、ユーザからの指示に応じて原稿を光学的に読み取って画像信号を生成し、この画像信号に応じた画像を用紙に形成することで原稿の複写物を生成する。この画像形成装置1には、原稿のセット(載置)の仕方に応じた2種類の読取モードがある。第1のモードは、ユーザが原稿をプラテンガラス123の上にセットしたときに実行されるモードであり、読み取り対象である原稿が1枚のみである場合に特に好適な読取モードである。そして、第2のモードは、ユーザが原稿搬送部17に原稿をセットしたときに実行されるモードであり、読み取り対象である原稿が複数枚である場合に特に好適な読取モードである。
第1のモードで動作する場合、画像形成装置1の制御部40は、原稿を移動させずに、フルレートキャリッジ13(およびハーフレートキャリッジ14)を移動させて走査(読み取り)を行う。第1のモードで動作する場合、走査を開始する位置は、誘導部材122の端部である。つまり、このときのフルレートキャリッジ13およびハーフレートキャリッジ14を示すと、図5のようになる。そのため、ユーザは、誘導部材122の端部(すなわち、同図において点S1で示した位置)にあてがうようにして原稿を載置する。その後、制御部40は、フルレートキャリッジ13(およびハーフレートキャリッジ14)を副走査方向に移動させて走査を行う。つまり、このとき読み取り位置(光が照射される位置)は連続的に変化する。
一方、第2のモードで動作する場合には、画像形成装置1の制御部40は、フルレートキャリッジ13(およびハーフレートキャリッジ14)を図2に示す位置で保持したまま、原稿搬送部17により原稿を1枚ずつ搬送させて走査を行う。つまり、第2のモードで動作する場合、読み取り位置は図2において点S2で示した位置のまま変化しない。
画像形成装置1が走査を行うとき、フルレートキャリッジ13においては、ランプ132やランプ電源133が熱を発するため、その温度が上昇する。そのため、ランプ132を安定的に駆動させるためには、フルレートキャリッジ13を適宜冷却する必要がある。ここで、第1のモードにおいては、フルレートキャリッジ13自体が移動しながら走査を行うため、この移動に伴って熱も放散する。それゆえ、第1のモードにおいては、ランプ132やランプ電源133の温度が過昇するおそれが比較的少ない。
一方、第2のモードにおいては、フルレートキャリッジ13は移動せずに保持されているので、第1のモードの場合よりもフルレートキャリッジ13の温度が上昇しやすくなる。そのため、第2のモードにおいては、フルレートキャリッジ13やその近傍の部材および空気が比較的短時間で高温となる。そして、高温となった空気は、上方へと移動する。
第2のモードにおいては、フルレートキャリッジ13は図2に示す位置において保持されるため、その上部にはフレーム部材111が存在する。フレーム部材111はアルミニウムであるため、プラテンガラス121、123よりもはるかに熱伝導性が高く、放熱性に優れている。そのため、フルレートキャリッジ13内部において生じた熱は、フレーム部材111へと容易に伝わり、やがて他のフレーム部材112、113や外部へと放散する。これにより、フルレートキャリッジ13においては効果的に放熱が行われ、温度の過昇が抑制される。
このように、本実施形態においては、画像形成装置1が、フルレートキャリッジ13を移動させずに原稿を移動させて走査を行う第2のモードで動作する場合において、フルレートキャリッジ13はフレーム部材111の下部に位置するので、フルレートキャリッジ13において生じる熱を筐体11へと効果的に放散させるように構成されている。そのため、本実施形態によれば、フルレートキャリッジ13およびその近傍の温度が上昇しやすい使用条件においても、温度の過昇を抑制することが可能となる。
[変形例]
以上においては、一の好適な実施形態を例示して本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その他の種々の態様にて実施することも可能である。本発明においては、例えば、上述した実施形態に対して以下のような変形を適用することができる。なお、これらの変形は、各々を適宜に組み合わせることも可能である。
上述の実施形態においては、放熱のためのフレーム部材111は、プラテン12の周囲を取り囲む形状であったが、放熱するための部材の形状はこの限りではない。例えば、図6に示すような、プラテンガラス121を保持する保持部材18を放熱するための部材としてもよい。保持部材18は、プラテンガラス121を保持するための溝を有しており、ネジ等により筐体11に取り付けられる。なお、保持部材18は、アルミニウム等の熱伝導性の高い物質からなることが望ましい。
このような保持部材18を設けることにより、プラテンガラス121の取り外しが容易となる。そのため、画像形成装置1の内部にゴミやほこりが進入した場合に、これを除去することが容易となる。また、上述の第2のモードで読み取りを行う場合に、原稿がこの保持部材18に接触してから読み取り位置に搬送されるように構成すると、保持部材18の熱を原稿に逃がすことも可能となる。
また、より放熱効果を高めるためには、上述のフレーム部材111や保持部材18を冷却する手段を設けることも有効である。これらの部材を冷却する手段としては、例えば、ヒートシンクやヒートパイプを用いるとよい。ここで図7は、保持部材18の下面にヒートシンク181を設ける場合の例を示す図である。このようにすれば、保持部材18はヒートシンク181の部分でより多くの空気と接触することができるので、放熱を促進することが可能となる。
なお、このヒートシンク181は、画像形成装置1の背面側に位置するように構成されるのが望ましい。このようにすれば、ユーザが走査を行うときの邪魔にならない。また、このヒートシンク181を設ける場合、この部分が筐体11から張り出すような構造としてもよい。これは、例えば、保持部材18全体の幅が筐体11の幅よりも長くなるように構成するものである。このようにすれば、さらに放熱を促進することができる。
また、上述の実施形態においては、フレーム部材111をアルミニウム製であるとしたが、もちろん、アルミニウム以外の材料を用いてもよい。この場合、もちろん、熱伝導性の高い物質であることが望ましい。なお、フレーム部材111と接触する部材(例えばフレーム部材112)を熱伝導性の高い物質を材料とすることにより、放熱効果をより高めることが可能となる。
また、上述の実施形態においては、ランプ電源133をランプ132の両端に分割して配置した。この構成においては、発熱が顕著である部分、すなわちトランスやレギュレータ等の発熱部を、画像形成装置1の背面側である回路部133Rに設けるのが望ましい。もちろん、熱が均等に放散するように、トランスを前面側である回路部133Lに設け、レギュレータを背面側である回路部133Rに設けるような構成としてもよい。
また、ランプ電源133をランプ132の両端に分割して配置せずに、ランプ電源133をランプ132の一端に配置してもよい。あるいは、ランプ電源133をランプ132の下部に配置してもよい。要するに、フレーム部材111の下部に位置するような構成とすれば、その具体的な位置は問わない。なお、ランプ電源133をフレーム部材111の下部に設けるのは、トランスやレギュレータ等の発熱部において生じる熱をフレーム部材111に伝えるためである。つまり、逆に言えば、発熱部以外の部分については、フレーム部材111の下部でなくともよい。
なお、各部材の配置に制約があるような場合などには、ランプ132やランプ電源133の全てがフレーム部材111の下部に位置していなくてもよい。本発明においては、ランプ132やランプ電源133の主たる部分がフレーム部材111の下部に位置していれば、一定の放熱効果を奏することができるからである。
また、上述の実施形態においては、走査を開始するときのフルレートキャリッジ13の位置は第1のモードと第2のモードとで異なっていたが、同一の位置であってもよい。また、画像読取部10は2つのキャリッジ(フルレートキャリッジ13およびハーフレートキャリッジ14)を備える構成であったが、キャリッジは1つであってもよい。さらに、上述の第2のモードのみを備える構成、すなわち、フルレートキャリッジ13およびハーフレートキャリッジ14に相当する各部材の位置が固定されており、搬送されてくる原稿を同一の位置で読み取る構成であってもよい。
また、上述の実施形態は、本発明を複写機に適用した場合の例であるが、本発明はもちろん、複写機以外の画像形成装置(例えば、ファクシミリ装置)にも適用することが可能である。また、本発明は、画像形成装置に限らず、スキャナ等の画像読取装置においても適用することが可能である。
本発明の一実施形態である画像形成装置の外観を示す図である。 同実施形態の画像形成装置における画像読取部の構成を示す図である。 同実施形態のフルレートキャリッジを上面から示す図である。 同実施形態の画像形成装置の構成を示すブロック図である。 同実施形態の画像形成装置における画像読取部の構成を示す図である。 同実施形態の画像形成装置の変形例を示す図である。 同実施形態の画像形成装置の変形例を示す図である。
符号の説明
1…画像形成装置、10…画像読取部、11…筐体、111、112、113…フレーム部材、12…プラテン、121…プラテンガラス、122…誘導部材、123…プラテンガラス、13…フルレートキャリッジ、131…保持部材、132…ランプ、133…ランプ電源、133L、133R…回路部、134…リフレクタ、135…ミラー、14…ハーフレートキャリッジ、141…保持部材、142、143…ミラー、15…結像部、16…撮像部、17…原稿搬送部、18…保持部材、181…ヒートシンク、20…画像形成部、30…操作部、40…制御部

Claims (8)

  1. 光を透過する水平な透過領域を有する透過部材と、
    前記透過部材の外枠を構成するフレーム部材と、
    原稿が前記透過部材の透過領域と所定の位置において対向するように当該原稿を搬送する原稿搬送手段と、
    前記原稿搬送手段により前記所定の位置に搬送された原稿に光を照射する照射手段と、
    前記照射手段により原稿に照射された光のうち当該原稿において反射した反射光を感知し、当該反射光の強度を表す画像信号を生成する信号生成手段と
    を備え、
    前記照射手段は、前記所定の位置に光を照射するときに、当該照射手段の少なくとも一部が前記フレーム部材を鉛直方向から正射影した領域に含まれるように位置する
    ことを特徴とする画像読取装置。
  2. 前記照射手段は、
    前記所定の位置に光を照射するときに、前記透過部材の透過領域を鉛直方向から正射影した領域に当該照射手段が含まれないように位置する
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。
  3. 前記照射手段は、
    前記所定の位置に光を照射するときに、前記フレーム部材を鉛直方向から正射影した領域に当該照射手段の全体が含まれるように位置する
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。
  4. 前記フレーム部材は、前記透過部材を保持し、
    前記原稿搬送手段は、前記原稿を前記フレーム部材に接触させつつ搬送する
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。
  5. 前記フレーム部材を冷却する冷却手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。
  6. 前記照射手段は、
    光を照射する発光部と、
    前記発光部が光を照射するためのエネルギーを供給する電源部とを備え、
    前記所定の位置に光を照射するときに、前記発光部および前記電源部が前記フレーム部材を鉛直方向から正射影した領域に含まれるように位置する
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。
  7. 前記透過部材が四辺形であって、
    前記発光部は、その長手方向が前記透過部材のいずれかの一辺と平行になるように配置され、
    前記電源部は、前記発光部の長手方向両端のいずれか一方または両方に配置される
    ことを特徴とする請求項6に記載の画像読取装置。
  8. 請求項1ないし7のいずれかに記載の画像読取装置と、
    前記信号生成手段により生成された画像信号に基づいて、前記原稿を表す画像をシートに形成する画像形成手段と
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
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