JP5914422B2 - 画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像部へのフレア光を遮断する画像読取装置及びこの画像読取装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、画像読取装置は、キャリッジ等の光学走査ユニットを備え、光源で原稿を照射し、原稿からの反射光を反射ミラーで反射させて、結像レンズの光軸方向に沿って反射光を結像レンズに入射している。そして、結像レンズでは入射光をＣＣＤ等の撮像部に結像し、撮像部は結像された原稿からの反射光を光電変換により撮像して画像データを生成している。

画像読取装置には、例えば、光源、反射ミラー、結像レンズ及び撮像部を一体的にキャリッジに組み込み、このキャリッジを走査させて原稿の画像を読み取るように構成されたものがある。このようなキャリッジは、通常、公差を有して製造されるため、組み立て時には、原稿からの反射光を撮像部で適切に結像させるような調整が必要である。そのため、結像レンズは、適切な倍率調整のために光軸方向に位置調整されてから、キャリッジのハウジングに板バネ等の押圧部材で固定される。

例えば、反射ミラーを経由した原稿からの反射光は、反射ミラーの組み合わせや取付位置に応じて、図９に示されるように、キャリッジ１０１において撮像部１０３から比較的遠い位置で結像レンズ１０２に像を成す光Ｌｘや、撮像部１０３に比較的近い位置で結像レンズ１０２に像を成す光Ｌｙとなる。前者の光Ｌｘが生じる場合には、結像レンズ１０２を撮像部１０３から離れる方向Ｘに調整し、後者の光Ｌｙが生じる場合には、結像レンズ１０２を撮像部１０３に近づける方向Ｙに調整する必要がある。

しかしながら、結像レンズ１０２の位置を調整可能にする構成では、図１０及び図１１に示されるように、結像レンズ１０２の周囲１０４に隙間が生じ易く、結像レンズ１０２を通らない光Ｌｚが撮像部１０３に入射すると、撮像部１０３ではこの不要な入射光（フレア光）Ｌｚで照射された箇所で受光光量が高くなり、適切な原稿の画像データを得ることができなくなる。そのため、画像読取装置では、キャリッジ１０１において結像レンズ１０２を通らない光の撮像部１０３への入射を遮断する構造を設ける必要がある。

例えば、特許文献１に記載の画像読取ユニットでは、レンズとＣＣＤとの間に、通孔を有する遮光部材を設け、通孔の内形状をレンズの鏡筒外形よりも小さく設定している。

また、画像読取装置には、円筒形状の結像レンズを配設するために、Ｕ字状又はＶ字状の断面を有する受け部をハウジングに設けて構成されるものもある。この構成では、Ｕ字状又はＶ字状の受け部と結像レンズとの間に隙間が生じるため、この隙間を塞いで撮像部への不要な光を遮断する構造を設ける必要がある。

例えば、特許文献２に記載の画像読取装置では、レンズ鏡筒は、入射側鏡筒部の直径が下流側鏡筒部の直径より小に設定した段差円筒状の鏡筒で構成されていて、ハウジングの略半円状の鏡筒収納部に配設される。そして、ハウジングの後部矩形筐体には、前面垂直壁の中央部で上端から下方に垂下していて下端側で鏡筒収納部の端部と接続する一対の遮光壁が形成されている。遮光壁の間隔は、下流側鏡筒部の直径よりも小さく、レンズ鏡筒の外からＣＣＤセンサに向かうフレア光を遮光するように構成されている。

特開２００９−８６５９４号公報 特開２００４−２７１９１６号公報

しかしながら、上記の特許文献１のように、結像レンズが遮光部材の通孔を介して撮像部に結像する構成では、倍率調整のために結像レンズを光軸方向に移動させると、結像レンズと遮光部材との間隔が変動し、結像レンズから撮像部への光路を適切に確保できなくなったり、結像レンズの周りから撮像部に向かう光を適切に遮断できなくなる可能性がある。あるいは、倍率調整の際に結像レンズと共に移動するような遮光部材を設ける必要があり、構造が複雑化し、製造コストが上昇してしまう。

また、最近の結像レンズは小型化されていて、上記の特許文献２のように、結像レンズの先端の鏡筒直径を小さくしていると、結像レンズをハウジングに固定する際に押圧部材がこの先端にかかることで押圧バランスが不安定になり、結像レンズの位置調整が困難になる可能性がある。結像レンズは、直径の小さい先端を長くすると押圧部材がかかり易くなり、短くすると遮光壁から抜け出てフレア光の遮断ができなくなる。

そこで、本発明は上記の事情を考慮し、簡単な構成によって、結像レンズが何れの位置に調整されていても、撮像部への不要な入射光を遮断することを目的とする。

本発明の画像読取装置は、結像レンズと、遮光壁と、を備える。結像レンズは、一定の直径を有する胴部と、前記胴部よりも大きい直径を有する光軸方向の両端部とからなり、原稿からの反射光を撮像部に結像する。遮光壁は、前記胴部の直径よりも大きく前記両端部の直径よりも小さい間隔を有する空間が設けられ、前記空間に前記結像レンズの前記胴部が配設され、前記光軸方向の光を遮断することを特徴とする。

このような構成を採用することで、結像レンズを倍率調整のために光軸方向の何れの位置に移動させても、結像レンズの周囲における撮像部への光路は、両端部と遮光壁とで確実に塞がれ、結像レンズを介さないで撮像部に向かう不要な光を確実に遮断することができる。従って、撮像部に不要な光が入射することがなく、簡単な構成で高品質の読取画像を得ることができる。

前記胴部の前記光軸方向の長さは４ｍｍ以上であるとよい。

このような構成を採用することで、結像レンズの倍率調整のために少なくとも−１．５ｍｍから＋１．５ｍｍの範囲で位置調整をすることが可能となる。

前記結像レンズの前記両端部は、前記光軸方向に渡って連続して形成される凹型形状の受け部に支持されるとよい。

このような構成を採用することで、結像レンズの略円筒状の鏡筒を安定的に支持することができる。

また、本発明の画像形成装置は、上記の何れかに記載の画像読取装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構成によって、結像レンズが何れの位置に調整されていても、撮像部への不要な入射光を遮断することが可能になる。

本発明の一実施形態に係る複合機の構成の概略を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る画像読取装置の構成の概略を示す断面図である。 図２の要部拡大図である。 本発明の一実施形態に係る画像読取装置の上部を開いた状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る画像読取装置におけるキャリッジの下側カバーを外した状態の下方斜視図である。 図５の要部拡大図である。 本発明の一実施形態に係る画像読取装置におけるキャリッジの一部を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る画像読取装置におけるキャリッジの一部を示す断面図である。 画像読取装置におけるキャリッジの一部を示す平面図である。 画像読取装置におけるキャリッジの一部を示す断面図である。 画像読取装置におけるキャリッジの一部を示す平面図である。

まず、図１を用いて画像形成装置としての複合機１の全体の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る複合機の構成の概略を示す模式図である。

図１に示されるように、複合機１は、箱型形状の装置本体２を備えている。装置本体２の下部には用紙（図示せず）を収納した給紙カセット３が設けられ、装置本体２の上部には第１排紙トレイ４が設けられている。給紙カセット３及び第１排紙トレイ４は、装置本体２内の画像形成部１２で画像が形成される用紙を搬送するために用いられる。

装置本体２の上部における排紙トレイ４の上方には、原稿に表示されたものを画像データとして読み取る画像読取装置５が設けられている。画像読取装置５の上方には、画像読取装置５へと原稿を供給する原稿供給装置６が設けられる。この原稿供給装置６の上面には給紙トレイ７が設けられ、給紙トレイ７の下方には第２排紙トレイ８が設けられている。給紙トレイ７及び第２排紙トレイ８は、画像読取装置５で画像が読み取られる原稿を搬送するために用いられる。画像読取装置５の詳細は後述する。

装置本体２の中央部には、中間転写ベルト１０が複数のローラー間に架設され、中間転写ベルト１０の下方には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光装置１１が配置されている。中間転写ベルト１０の近傍には、中間転写ベルト１０の下部に沿って４個の画像形成部１２がトナーの色（例えば、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色）ごとに設けられている。各画像形成部１２には、感光体ドラム１３が回転可能に設けられており、感光体ドラム１３の周囲には、帯電器１４と、現像器１５と、一次転写部１６と、クリーニング装置１７と、除電器１８とが、一次転写のプロセス順に配置されている。現像器１５の上方には、各画像形成部１２と対応する４個のトナー容器としてのトナーコンテナ２０が、トナーの色ごとに設けられている。

装置本体２の一側（図面右側）には、用紙の搬送経路２１が設けられている。搬送経路２１の上流端には給紙部２２が設けられ、搬送経路２１の中流部には中間転写ベルト１０の一端（図面右端）に二次転写部２３が設けられ、搬送経路２１の下流部には定着装置２４が設けられ、搬送経路２１の下流端には排紙口２５が設けられている。

次に、図２〜図８を参照しながら、画像読取装置５について説明する。図２は本発明の一実施形態に係る画像読取装置の構成の概略を示す断面図、図３は図２の要部拡大図、図４は本発明の一実施形態に係る画像読取装置の上部を開いた状態を示す斜視図、図５は本発明の一実施形態に係る画像読取装置におけるキャリッジの下側カバーを外した状態の下方斜視図、図６は図５の要部拡大図、図７は本発明の一実施形態に係る画像読取装置におけるキャリッジの一部を示す平面図、図８は本発明の一実施形態に係る画像読取装置におけるキャリッジの一部を示す断面図である。なお、説明の便宜上、図５〜図７はキャリッジを下方から見た図を示し、図８はキャリッジの下方を図面上方にして示している。

画像読取装置５は、図２に示されるように、筐体２６の内部に、主走査方向Ａ（図４参照）に渡って長形のキャリッジ２７と、副走査方向Ｂに渡って長形のガイドレール２８とを備え、筐体２６の上面にコンタクトガラス３０とプラテンガラス３１とを備えている。そして、画像読取装置５は、モーター等の駆動機構（図示せず）によってキャリッジ２７をガイドレール２８に沿って副走査方向Ｂに走査し、キャリッジ２７がコンタクトガラス３０又はプラテンガラス３１上の原稿を読み取るように構成されている。

キャリッジ２７は、主走査方向Ａに渡って長形で形成されていて、ハウジング３２を有する。キャリッジ２７は、ハウジング３２に対して光源３３、複数の反射ミラー３４、３５、３６及び３７、結像レンズ３８、並びに撮像部４０を取り付けて構成される。

ハウジング３２は、上面に主走査方向Ａに沿ったスリット４１を有し、下部が下側カバー４２で覆われている。

ハウジング３２の下部には、結像レンズ３８の受け部４３が設けられ、受け部４３は、例えば、ハウジング３２に一体成型されてよく、主走査方向Ａの中心付近で、且つ副走査方向Ｂの一方側（左側）に設けられる。受け部４３は、主走査方向Ａの幅が深さ方向に縮径するＵ字状又はＶ字状の凹型形状を有し、同形状が副走査方向Ｂに渡って連続する谷部として形成されている。受け部４３の凹型形状を構成する１組の対向面４４及び４５は、曲面又は傾斜面であって、副走査方向Ｂに平行な突起部４６及び４７がそれぞれ設けられる。突起部４６及び４７は、結像レンズ３８が受け部４３に配設された際に、結像レンズ３８の両端部５７及び５８と当接する。

また、ハウジング３２の下部には、受け部４３に１組の遮光壁４８及び４９を立設している。遮光壁４８及び４９は、受け部４３の谷部分を挟んで所定の間隔を空けて配置され、副走査方向Ｂの光を遮るように副走査方向Ｂに対向する遮光面を有している。遮光壁４８及び４９の間隔は、後述する結像レンズ３８の胴部５６の直径よりも長く、両端部５７及び５８の直径よりも短く設定される。また、遮光壁４８及び４９は、例えば、副走査方向Ｂにおいて受け部４３の中心付近に配置される。遮光壁４８及び４９は、例えば、１ｍｍ以上の厚さを有する樹脂成型品であって、ハウジング３２に一体成型されてよい。また、遮光壁４８及び４９の高さは、結像レンズ３８よりも高いことが望ましい。

更に、ハウジング３２の下部には、受け部４３の谷部分の両側にビス孔５０及び５１が設けられていて、ビス孔５０及び５１には板バネ等の押圧部材５２を締結するビス５３及び５４が係合する。押圧部材５２は、受け部４３に配設された結像レンズ３８に載置され、ビス孔５０及び５１、並びにビス５３及び５４で押圧部材５２を締結することにより押圧部材５２が結像レンズ３８を押圧して受け部４３に固定する。

光源３３は、ハウジング３２の上部においてスリット４１の近傍に設けられ、コンタクトガラス３０又はプラテンガラス３１に載置された原稿に向かって光を照射する。

複数の反射ミラー３４、３５、３６及び３７は、コンタクトガラス３０又はプラテンガラス３１に載置された原稿からの反射光を、順次反射して結像レンズ３８へと導き、結像レンズ３８の光軸に沿って入射するように配置される。例えば、第１反射ミラー３４がハウジング３２の下部においてスリット４１の下方に配置され、第２反射ミラー３５がハウジング３２の上部において副走査方向Ｂの他方側（右側）に配置され、第３反射ミラー３６がハウジング３２の上部において副走査方向Ｂの一方側に配置され、第４反射ミラー３７がハウジング３２の下部において副走査方向Ｂの他方側に配置される。そして、原稿からの反射光が、第１反射ミラー３４、第２反射ミラー３５、第３反射ミラー３６、第４反射ミラー３７で順次反射して結像レンズ３８に入射する。

結像レンズ３８は、受け部４３に配設されて、反射ミラー３７からの反射光、即ち原稿からの反射光を撮像部４０に結像するもので、略円筒状の鏡筒５５内にレンズ６０を備えて構成される。鏡筒５５は、結像レンズ３８の光軸に直交した一定の直径を有する胴部５６と、光軸方向において胴部５６の両側に設けられ胴部５６よりも大きい直径を有する両端部５７及び５８とを有している。胴部５６は、例えば、４ｍｍ以上の長さを有している。結像レンズ３８は、光軸が副走査方向Ｂと平行になる向きで、胴部５６が遮光壁４８及び４９の間に挟まれるように受け部４３に配設され、両端部５７及び５８が遮光壁４８及び４９の間から副走査方向Ｂへの抜け止めになっている。結像レンズ３８は、押圧部材５２で固定される前には、副走査方向Ｂにおける位置が胴部５６の長さ分だけ調整可能になっている。

撮像部４０は、ＣＣＤ等の受光素子が適用され、結像レンズ４８で結像された原稿からの反射光を光電変換により撮像して画像データを生成する。撮像部４０は、ハウジング３２の下部において副走査方向Ｂの他方側に配置される。

次に、このような構成を備えた複合機１の画像形成動作について説明する。複合機１に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着装置２４の温度設定等の初期設定が実行される。そして、複合機１に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。

まず、帯電器１４によって感光体ドラム１３の表面が帯電された後、露光装置１１からのレーザー光（矢印Ｐ参照）により感光体ドラム１３の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、トナーコンテナ２０から供給されるトナーによって現像器１５がトナーにより対応する色のトナー像に現像する。このトナー像は、一次転写部１６において中間転写ベルト１０の表面に一次転写される。以上の動作を各画像形成部１２が順次繰り返すことによって、中間転写ベルト１０上にフルカラーのトナー像が形成される。なお、感光体ドラム１３上に残留したトナー及び電荷は、クリーニング装置１７及び除電器１８によって除去される。

一方、給紙部２２によって給紙カセット３又は手指しトレイ（図示せず）から取り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて二次転写部２３へと搬送され、二次転写部２３において、中間転写ベルト１０上のフルカラーのトナー像が用紙に二次転写される。トナー像を二次転写された用紙は、搬送経路２１を下流側へと搬送されて定着装置２４に進入し、この定着装置２４において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙口２５から排紙トレイ４上に排出される。

次に、このような構成を備えた画像読取装置５の画像読取動作について説明する。

給紙トレイ７に載置された原稿を読み取る場合、原稿供給装置６がこの原稿をプラテンガラス３１へと供給する。そして、プラテンガラス３１上を通過する原稿に対して、キャリッジ２７の光源３３が光を照射する。また、コンタクトガラス３０に載置された原稿を読み取る場合、キャリッジ２７は、ガイドレール２８上を移動しつつ、コンタクトガラス３０上の原稿に対して、光源３３が光を照射する。

上記の何れの場合においても、光源３３による照射光により原稿から反射した光Ｌａがキャリッジ２７のスリット４１を介してハウジング３２内に入射する。

そして、この反射光は、第１反射ミラー３４、第２反射ミラー３５、第３反射ミラー３６、第４反射ミラー３７で順次反射し、第４反射ミラー３７からの反射光は、結像レンズ３８の光軸方向に沿って結像レンズ３８に入射する。

このとき、結像レンズ３８の胴部５６がハウジング３２の受け部４３で遮光壁４８及び４９の間に配設され、光軸方向から見て両端部５７及び５８と遮光壁４８及び４９とが重なっていて、結像レンズ３８の周囲で第４反射ミラー３７から撮像部４０へ向かう光路が結像レンズ３８の両端部５７及び５８とハウジング３２の遮光壁４８及び４９とで塞がれている。即ち、結像レンズ３８を通らないで撮像部４０に向かうような不要な光（フレア光）は遮断されている。

一方、結像レンズ３８に入射した原稿からの反射光は、結像レンズ３８によって撮像部４０に結像される。撮像部４０は、結像レンズ３８で結像された原稿からの反射光を撮像して画像データを生成し、例えば、画像読取装置５の図示しない制御部や画像処理部等に送る。

本実施形態によれば、上述のように、結像レンズ３８の鏡筒５５は、一定の直径を有する胴部５６と、胴部５６よりも大きい直径を有する光軸方向の両端部５７及び５８とを有する。そして、ハウジング３２における結像レンズ３８の受け部４３は、胴部５６の直径よりも大きく両端部５７及び５８の直径よりも小さい間隔を有する空間が設けられて光軸方向の光を遮断する遮光壁４８及び４９を有している。これにより、結像レンズ３８を倍率調整のために光軸方向の何れの位置に移動させても、結像レンズ３８の周囲における撮像部４０への光路は、両端部５７及び５８と遮光壁４８及び４９とで確実に塞がれ、結像レンズ３８を介さないで撮像部４０に向かう不要な光を確実に遮断することができる。特に、撮像部４０の上下方向の中心付近に入射する不要な光は、読取画像に大きな不具合を生じさせるが、両端部５７及び５８、並びに遮光壁４８及び４９は、結像レンズ３８の上下方向の中心付近でこのような不要な光を確実に遮断している。従って、撮像部４０に不要な光が入射することがなく、簡単な構成で高品質の読取画像を得ることができる。

また、本実施形態によれば、胴部５６の光軸方向の長さを４ｍｍ以上にすることにより、結像レンズ３８の倍率調整のために少なくとも−１．５ｍｍから＋１．５ｍｍの範囲で位置調整をすることが可能となる。また、遮光壁４８及び４９を１ｍｍ以上の厚さとすることで十分な強度を確保することが可能となる。

更に、本実施形態によれば、結像レンズ３８の受け部４３は、幅が深さ方向に縮径する凹型形状を有し、同形状が結像レンズ３８の光軸方向に渡って連続するように構成されているため、結像レンズ３８の略円筒状の鏡筒５５を安定的に支持することができる。そして、結像レンズ３８は、胴部５６よりも直径の大きい両端部５７及び５８の両方が受け部４３の突起部４６及び４７に常に当接するので安定的に支持され、且つ、胴部５６が一定の直径を有するので、倍率調整のために光軸方向の何れの位置に移動させても一定の力で胴部５６を押圧して固定することができる。

本実施形態では、光源３３、複数の反射ミラー３４、３５、３６及び３７、結像レンズ３８、並びに撮像部４０をキャリッジ２７に一体的に組み込んだ画像読取装置５の構成を説明したが、この構成に限定されない。例えば、他の実施形態では、画像読取装置５は、筐体２６のベース部分に結像レンズ３８及び撮像部４０を固定し、光源３３並びに複数の反射ミラー３４、３５、３６及び３７を２つのキャリッジに分けて搭載し、これらのキャリッジが走査するように構成されてもよい。

本実施形態では、４つの反射ミラー３４、３５、３６及び３７を備える構成を説明したが、この構成に限定されず、反射ミラーは原稿からの反射光を結像レンズ３８の光軸に沿って入射できる構成であればよい。

本実施形態では、複合機１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、スキャナー、複写機、ファクシミリ等の様々な画像読取装置に本発明の構成を適用してもよい。

１ 複合機（画像形成装置）
５ 画像読取装置
２７ キャリッジ
３８ 結像レンズ
４０ 撮像部
４３ 受け部
４８、４９ 遮光壁
５６ 胴部
５７、５８ 両端部

Claims (3)

1. ハウジングと、
   一定の直径を有する胴部と、前記胴部よりも大きい直径を有する光軸方向の両端部とから一体に構成され、原稿からの反射光を撮像部に結像する結像レンズと、
   前記ハウジングに一体成型されて前記光軸方向に渡って連続して形成される凹型形状を有し、前記結像レンズが配設される受け部と、
   前記ハウジングに一体成型されると共に、前記光軸方向において前記受け部の中心付近に立設されていて、前記光軸方向の光を遮断する遮光壁と、
   前記受け部の凹型形状を構成する対向面のそれぞれに設けられ、前記結合レンズの前記両端部と当接する突起部と、
   前記受け部の谷部分の両側で前記遮光壁に設けられたビス孔と、
   前記ビス孔に締結されて、前記受け部に配設された前記結像レンズの前記胴部を押圧する押圧部材と、
   を備え、
   前記遮光壁には、前記結像レンズの前記胴部が配設される空間が設けられ、
   前記空間を構成する前記遮光壁の端部であって前記結像レンズの前記胴部に近接している前記遮光壁の端部が、前記光軸方向から見て前記結像レンズの前記両端部と重なるように配置されることで、前記遮光壁の端部及び前記結像レンズの前記両端部が、前記光軸方向の光を遮断することを特徴とする画像読取装置。
2. 前記胴部の前記光軸方向の長さは４ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像読取装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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