JP3928475B2 - 読取装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、原稿画像を移動光学系により読み取って画像信号として出力する読取装置と、それを一体とする画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
読取装置は、一般に原稿載置台、照明ランプと一対の反射鏡とから成り原稿面を走査する移動光学系と結像面に設けられて画像読み取りを行うCCD等の撮影素子とから構成されていて、画像形成装置本体とは別体の長方形のユニット機材として組み立てられ、しかるのち画像形成装置本体の上面に対しほぼ水平に載置され四隅の各コーナーを固定して取り付けられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
読取装置は移動光学系の円滑な作動と画像の正確な読み取りのためには、画像形成装置本体への固定に際しユニットにストレスやストレスによって生じる変形がなくしかも安定した姿勢で取り付けられなければならない。
【0004】
しかし画像形成装置本体はその上面の平面性が悪かったり、あるいは平面性が良好でも設置する床面の影響により変形するおそれがあり、そのため両者の間にクッション材を挿入するとかあるいは固定部材の位置調整等により読取装置のユニットに歪が伝わらないよう取り付け作業に注意が払われている。しかし、注意を払っても必らずしも満足される取り付け状態とはならなかった。
【0005】
本発明はこの点を解決して改良した結果、読取装置を質量バランスを考慮した上で画像形成装置本体に対し3点受けにより支持して取り付けることにより、ユニットに変形が生じないで、円滑な光学系の作動により正確な画像読み取りの出来る読取装置と前記読取装置の装着により高品位の画像形成を保証される画像形成装置の提供を目的としたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、
読取装置を3点受けとし、該3点受け位置に対する幾何学的な重心位置が前記読取装置の重心位置に対し所定間隔内に収まるよう前記3点受け位置を選定し、該3点受け位置において画像形成装置本体上部に固定した読取装置であって、
前記所定間隔をL G 、前記3点受け位置に対する幾何学的な重心位置までの距離をそれぞれL A 、L B 、L C としたとき、
L G ≦{(L A +L B +L C )/3}×0.15
の関係を有するとともに、
前記読取装置の投影面積をS、前記3点受け位置により形成される三角形の面積をS 0 としたとき、
S 0 ≧(1/2)S
の関係を有することを特徴とする読取装置(請求項1の発明)、及び
請求項1に記載の読取装置を用い、読み取った原稿情報により感光体上に走査露光を行って画像を形成することを特徴とする画像形成装置(請求項3の発明)
によって達成される。
【0007】
【発明の実施の形態】
本実施形態の説明に先立って本発明にかかわる画像形成装置の構造とその動作を図1によって説明する。
【0008】
前記装置は原稿画像の読み取り部10、レーザ書き込み部20、画像形成部30および給紙部40の各部より構成されている。
【0009】
前記の原稿画像の読み取り部10は装置本体とは別体の独立した読取装置50として構成されて装置本体の上面に載置固定されている。
【0010】
前記の読取装置50は、上部に透明なガラス板などからなる原稿台51と、原稿台51上に載置した原稿Dを覆う原稿カバー52を備え、さらに原稿台51の下方に第1ミラーユニット12、第2ミラーユット13、主レンズ14、CCDアレイなどの撮像素子15等からなる画像読取り部10が設けられている。第1ミラーユニット12は照明ランプ12A、第1ミラー12Bを備え、前記原稿台51と平行に、かつ図面左右方向へ直線移動可能に取り付かれていて、原稿Dの全面を光学走査する。第2ミラーユニット13は第2ミラー13A及び第3ミラー13Bを一体化して備え、常に所定の光路長を保つように第1ミラーユニット12の1/2の速度で左右同方向に直線移動する。勿論この第2ミラーユニット13の移動は前記第1ミラーユニット12と同様に原稿台に対して平行である。前記照明ランプ12Aによって照明される原稿台51上の原稿Dの像は、主レンズ14により第1ミラー12B、第2ミラー13A、第3ミラー13Bを経て撮像素子15上へ結像されるようになっている。走査が終わると第1ミラーユニット12及び第2ミラーユニット13は元の位置に戻り、次の画像形成まで待機する。
【0011】
前記撮像素子15によって得られた画像データは、図示しない画像信号処理部によって処理され、画像信号としてメモリに一旦格納される。次いで前記の画像信号がレーザ書き込み部20に入力される。
【0012】
レーザ書き込み部20においては、制御部の制御によってメモリからの画像信号が、駆動モータ21、ポリゴンミラー22、fθレンズ23、ミラー24,24,26及び図示しない半導体レーザ、補正レンズ等からなるレーザ書き込み部20に入力されると画像記録動作を開始する。ついで画像形成部30においては、像担持体である感光体ドラム31は矢示のように時計方向に回転し、帯電前露光を行って除電する除電器36によって除電された後、放電ワイヤ32A、帯電グリッド32Bを有する帯電器32により電荷を与えられているので、レーザ書き込み部20によるレーザビームLによって感光体ドラム31上には原稿Dの像に対応した静電潜像が形成される。その後、感光体ドラム31上の前記静電的な潜像は、現像器33の直流成分に交流成分を重畳したバイアス電圧を印加した現像スリーブ33Aの担持する現像剤によって反転現像が行われ可視のトナー像となる。
【0013】
一方、給紙部40に装填された給紙カセット41A又は41Bからは指定のサイズの転写紙Pを1枚ずつ搬出ローラ42Aによって搬出し、搬出ローラ43及びガイド部材42を介して画像の転写部に向かって給紙する。給紙された転写紙Pは、感光体ドラム31上のトナー像と同期して作動するレジストローラ44によって感光体ドラム31上に送出される。この転写紙Pには、転写器34の作用により、感光体ドラム31上のトナー像が転写され、分離器35の除電作用によって感光体ドラム31上から分離されたのち、搬送ベルト45を経て定着器37へ送られ、加熱ローラ37A及び加圧ローラ37Bによって溶融定着された後、排紙ローラ38,46により装置外のトレイへ排出される。
【0014】
前記感光体ドラム31はさらに回転を続け、その表面に転写されずに残留したトナーは、クリーニング装置39において圧接するクリーニングブレード39Aにより除去清掃さたのち、再び除電器36によって除電された後帯電器32により一様に電荷の付与を受けて、次回の画像形成のプロセスに入る。
【0015】
前記の読取装置50は、内蔵する原稿画像の読み取り部10の構成上から図2の斜視図に示す如く光学系の走査方向(矢示)に長い長方形の形状を呈していて、背面側の長辺の両端近くの点Aと点B、前面側の長辺のほぼ中央部の点Cの計3点を受け位置として画像形成装置本体の上面に載置し固定される。
【0016】
前記の読取装置50の3点受け位置は次に記す各条件を充すように選択して決定される。
【0017】
(1)第1の条件としては、図3に示す如く前記の各点A、B、Cの形成する三角形の幾何学的な重心位置G0が読取装置50の重心位置Gより大きく遠ざからないよう規制するもので、各点A、B、Cと重心G0を結ぶ長さLA、LB、LCと重心G0及びG間の距離LGが実験によって得られた経験値を含めて次の条件式で示される範囲内にあることが望ましい。
【0018】
LG≦{(LA+LB+LC)/3}×0.15
上記範囲から逸脱するときは、安全性を欠き歪みが生じたりすることとなる。
【0019】
(実施例) 図3に示した読取装置50の重心位置を実測によって求め、求めた重心位置を読取装置50の平面図上に記入し、平面図上で読取装置50の周線部で取り付けを可能とする3点受け位置A、B、Cを選択し、選択した三角形ABCの幾何学的な重心位置G0を求めて、上記の条件式を満足するか否かのチェックを行う。本実施例においては上記条件式を満足する。
【0020】
LA=380.5mm、LB=347.4mm、LC=294.4mm
LG=38.2mm(境界寸法値51.1mm以下)
の寸法関係にある3点受け位置A、B、Cを求め、実機について読取装置50の取り付け固定を行っている。その結果、読取装置50は運搬時の振動や温湿度の変動等による影響を受けることなく、安定した読み取り動作が維持される。
【0021】
図4に示した読取装置50の受け位置A、B、Cは読取装置50の短辺側に選択した例であって、本実施例においても上記条件式を満足する。
【0022】
LA=502.9mm、LB=298.7mm、LC=301.0mm
LG=51.8mm(境界寸法値55.1mm以下)
の取り付け固定を行っている。
【0023】
(2)第2の条件としては、前記の各点A、B、Cの形成する三角形の面積S0が読取装置50の投影面積Sの少なくとも1/2以上の面積であることが好ましく、前述した第1の条件と共に満足することによって読取装置50は画像形成装置本体上にバランス良く安定した状態で載置されることとなる。この関係を維持することによって、読取装置50の上面隅部に圧力が加わることによっても過大な応力を内部に生じることがなくなる。
【0024】
また前記の3点受け位置は、前述した三角形の面積S0が読取装置50の投影面積Sの1/2以上を確保することが出来得れば、図4に示す如く各点A、B、Cを読取装置50の短辺側に選択することも可能となる。
【0025】
(実施例) 図3に示した読取装置50においては、投影面積S=2810cm2に対して、3点受け位置A、B、Cが形成する三角形面積S0=2288cm2でS0≧(1/2)Sの条件を満たしている。本実施例においては、(1)の条件式を満たすと共に(2)の条件をも満たしているので、読取装置50の上面隅部に圧力が加わることがあっても、内部での過大な応力が生じないで、極めて安定した取り付け固定がなされることとなる。
【0026】
図4に示した読取装置50においては、投影面積S=2810cm2に対して、3点受け位置A、B、Cが形成する三角形面積S=1232cm2でS0≧(1/2)Sの条件を満たしていない。本実施例からは、読取装置50の一方の短辺側に設けた2つの受け位置B、Cについては可能の限り間隔を設けて設定することが必要であることを示している。
【0027】
図5に示したのは、各条件とフルレートで動作する第1ミラーのミラー中央部の振動加速度との関係を示した図である。通常第1ミラーの振動加速度の画像から見た主観的評価から判断する限界値は0.1Gである。条件1、2とも満足する設定であれば問題とはならないが、条件2が満足しない条件であると安定した読取動作を保証できないレベルとなる。条件1を満たさない場合は更に読取画像は悪化する。
【0028】
(3)前記の3点受け位置において読取位置50は次に記す取付手段を介して画像形成装置本体に固定して一体化される。
【0029】
読取装置50は前記の3点受け位置に対応する側面に、図7(a)に示すようなL字状の取付部材53が一体とされ、一方画像形成装置本体は前記の取付部材53に対応する上面に弾性体の支持部材54が設けられている。
【0030】
前記の支持部材54はボルト54Aとナット54Bにより硬質ゴム54Cを圧着して取付部材53を固定するようになっていて、読取装置50は画像形成装置の上面より若干浮上した状態で硬質ゴム54Cの圧力により弾性的に支持される。その結果読取装置50は変形や破損、画像形成装置本体から受ける歪等もなく、過大な外力が加わったときはこれを吸収し、正常な状態で取付け固定されることとなる。
【0031】
前記の読取装置50は前記の3点受け位置A、B、Cにおける固定と共に図6に示す如く前記の3点受け位置A、B、C以外の少なくとも2個所の隅部EおよびFに特定した受け部材が取り付られて外力による変形や破損も防止されている。
【0032】
前記のE、Fにおける受け部材としては図7(b)に示す如き読取装置50の高さに応じて長穴153Aを介して取り付けられる取付部材53A、また図7(c)に示す如き画像形成装置の本体上面に対し弾性部材153Bの適度の弾力をもって接する取付部材53B、さらに図7(d)に示す如き画像形成装置の本体上面に対し許容範囲内の弾性変形量Hだけ離間して取り付けられる取付部材53C等の何れかが使用される。
【0033】
なお読取装置50は、画像読取り部10における第1、第2の各ミラーユニット12および13の移動により、その重心位置Gが走査方向に変動することを考慮すれば前述した3点受け位置の点Cを図8に示す如く重心移動を配慮した若干の距離を距てた2個所に分割した形態で設ければ、読取装置50はより安定した状態で支持、固定されることとなる。
【0034】
また、従来の4角の固定であると画像形成装置の読取装置取付面の平面性が4点で決まるため画像形成装置の歪みをそのまま反映する結果となるが、3点固定或いは疑似3点固定(図8)の場合画像形成装置の歪みを緩和して読取装置を取り付けることが可能である。
【0035】
重心移動を配慮した図8の如く疑似3点受けの場合でも、図8のCにある取付部材53の間隔を重心移動を想定している以上に大きくしても4角の支持に比べるとその距離は格段に小さくなるので画像形成装置の歪みを受けずらい構造にするには十分である。
【0036】
通常は、図8のE−Fの間隔に対してCの間隔は1/3から1/5を設定することで良好な読取動作を得ることが可能である。
【0037】
【発明の効果】
本発明により、画像読取装置のユニットは取り付けに伴う歪や変形を生ずることなく画像形成装置本体に強固にかつ安定して塔載されることとなり、さらに取り付け後の外力による破損等も防止されることとなった。
【0038】
また画像読取装置のユニットは画像形成装置への取り付け後にも組立時の機能、性能が維持されて、その結果常に高品質の画像の読み取りの可能な読取装置が提供され、従って常に高画質の画像を形成する画像形成装置が実現されることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の読取装置と画像形成装置の構造を示す断面図。
【図2】読取装置の固定方法を示す斜視図。
【図3】読取装置の重心位置と固定位置との関係を示す説明図。
【図4】他の読取装置の重心位置と固定位置との関係を示す説明図。
【図5】各条件と第1ミラーの振動加速度との関係を示す図。
【図6】読取装置の固定例を示す斜視図。
【図7】読取装置の固定手段を示す要部図。
【図8】他の読取装置の固定例を示す斜視図。
【符号の説明】
10 読み取り部
12 第1ミラーユニット
13 第2ミラーユニット
14 主レンズ
15 撮像素子
20 レーザ書き込み部
30 画像形成部
40 給紙部
50 読取装置
53、53A、53B、53C 取付部材
54 支持部材
54A ボルト
54B ナット
54C 硬質ゴム
A、B、C 3点受け位置
D 原稿
E、F 隅部
G、G0 重心位置
P 転写紙
S、S0 面積
H (許容)弾性変形量
Claims (3)
- 読取装置を3点受けとし、該3点受け位置に対する幾何学的な重心位置が前記読取装置の重心位置に対し所定間隔内に収まるよう前記3点受け位置を選定し、該3点受け位置において画像形成装置本体上部に固定した読取装置であって、
前記所定間隔をL G 、前記3点受け位置に対する幾何学的な重心位置までの距離をそれぞれL A 、L B 、L C としたとき、
L G ≦{(L A +L B +L C )/3}×0.15
の関係を有するとともに、
前記読取装置の投影面積をS、前記3点受け位置により形成される三角形の面積をS 0 としたとき、
S 0 ≧(1/2)S
の関係を有することを特徴とする読取装置。 - 前記読取装置が前記3点受け位置において固定された状態で、さらに2個所以上において支持されることを特徴とする請求項1に記載の読取装置。
- 請求項1に記載の読取装置を用い、読み取った原稿情報により感光体上に走査露光を行って画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
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