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発明の名称 画像読み込み光学系ユニット
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−101736(P2003−101736A)
公開日 平成15年4月4日(2003.4.4)
出願番号 特願2001−292393(P2001−292393)
出願日 平成13年9月25日(2001.9.25)
代理人 【識別番号】100075177
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 尚純 (外1名)
【テーマコード(参考)】
5B047
5C051
5C072
【Fターム(参考)】
5B047 AA01 BA01 BB02 BC11 BC14 CB04 CB22 DA01 DC06 
5C051 AA01 BA03 DA03 DB01 DB07 DB28 DC03 DC04 DC07 DE17 FA01
5C072 AA01 BA13 CA02 EA05 FB15 RA16 XA01
発明者 穂園 智英 / 東谷 勝弘 / 岡村 秀樹 / 大内 啓
要約 課題
光源の光量低下を生じた場合にも、一定のCCD出力が確保され、常に安定した画像を形成することができる画像読み込み用光学系ユニット(ISU)を提供することにある。

解決手段
コンタクトガラス22a,22b下面に、少なくとも光源とCCD素子36とを備え、光源30からのコンタクトガラス上の原稿反射光をCCD素子で受光して原稿画像の情報を読取る画像読み込み光学系ユニットにおいて、光源からの光が照射され且つ最大原稿幅の領域外となる位置であって、その反射光がCCD素子で受光し得る位置に、基準反射シートが設けられており、基準反射シートからの反射光を前記CCD素子で受光した時のCCD出力が一定値以下に低下した時に、CCD素子の増幅率が高められることを特徴とする。
特許請求の範囲
【請求項1】 コンタクトガラス下面に、少なくとも光源とCCD素子とを備え、該光源からのコンタクトガラス上の原稿反射光をCCD素子で受光して原稿画像の情報を読取る画像読み込み光学系ユニットにおいて、前記光源からの光が照射され且つ最大原稿幅の原稿読取り領域外となる位置であって、その反射光がCCD素子で受光し得る位置に、基準反射シートが設けられており、前記基準反射シートからの反射光を前記CCD素子で受光した時のCCD出力が一定値以下に低下した時に、該CCD素子の増幅率が高められることを特徴とする画像読み込み光学系ユニット。
【請求項2】 前記コンタクトガラス上面には、自動原稿供給機構を備えた原稿カバーが設けられており、該自動原稿供給機構により搬送される原稿の読取りライン延長線上に前記基準反射シートが配置されている請求項1に記載の画像読み込み光学系ユニット。
【請求項3】 前記基準反射シートは、原稿カバーの原稿搬送用ガイド部材に設けられている請求項2に記載の画像読み込み光学系ユニット。
【請求項4】 前記基準反射シートは、自動原稿供給機構により搬送される原稿の読取りライン及びその延長線上に設けられている請求項3に記載の画像読み込み光学系ユニット。
【請求項5】 前記基準反射シートは、コンタクトガラス上面若しくはその下面に貼り付けられている請求項1又は2に記載の画像読み込み光学系ユニット。
【請求項6】 前記基準反射シートは、白色シートである請求項1乃至5の画像読み込み光学系ユニット。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置やコンピュータの外付デバイスとして使用されるスキャナーなどに使用される画像読み込み光学系ユニットに関するものであり、より詳細には、常に一定レベルのCCD出力を確保することが可能な画像読み込み光学系ユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子写真法を利用した画像形成装置では、感光体ドラム表面を一様に帯電し、帯電した感光体ドラム表面に、一定の画像情報に基づいて光照射(画像露光)を行うことにより静電潜像(電荷像)を形成し、所定極性に帯電したトナーを含む現像剤を用いて静電潜像を現像し、得られたトナー像を、紙やOHPフィルム等の転写シート表面に転写し、転写されたトナー像を熱ローラ(定着ローラ)によって熱定着させることにより、画像形成が行われる。このような画像形成プロセスにおいて、上記の画像情報は、ISU(イメージスキャナユニット)と呼ばれる画像読み込み用の光学系ユニットにより得られ、帯電した感光体ドラム表面への光照射による静電潜像の形成、即ち、画像情報の書込みは、LSUと呼ばれる書込みユニットにより行なわれている。
【0003】このような画像読み込み用光学系ユニット(ISU)は、上面にコンタクトガラス(原稿載置板)が配置され、この下方に、ハロゲンランプ等の光源、反射ミラー、光学レンズ及びCCD素子を備えており、該光源によりコンタクトガラス上の原稿に光照射し、原稿からの反射光を、反射ミラーや光学レンズを介してCCD素子で受光することにより、所定の画像情報(原稿情報)を読み取るものである。即ち、ここで読み取られた画像情報を出力し、その出力値(CCD出力値)によって、LSUによるレーザ光照射が行なわれ、感光体ドラム表面に静電潜像が形成され、上述した画像形成プロセスが実行される。また上記ISUを用いたスキャナーでは、上記CCD出力は、コンピュータ等の情報処理装置に伝達され、この出力値に基づいて情報処理が行なわれる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このようなISUを用いて画像形成を行う場合、例えば多数枚にわたって連続して画像形成を行う場合、得られる画像が暗くなったり、画像がかぶったりし、場合によっては画像が不鮮明になってしまうという問題がある。即ち、画像形成すべき原稿に光を照射し、この反射光をCCD素子で受光することにより画像情報が読み取られるわけであるが、このようなサイクルを繰り返し行なうと、光源の光量が低下し、この光量低下によってCCD出力値の低下を生じ、結局画像が暗くなったり、かぶったりする等の不都合を来すことになる。また、上記ISUを用いたスキャナーでは、CCD出力値の低下により、適正な情報処理を行うことが困難となるおそれがある。
【0005】従って本発明の目的は、光源の光量低下を生じた場合にも、一定のCCD出力が確保され、常に安定した画像を形成することができる画像読み込み用光学系ユニット(ISU)を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、コンタクトガラス下面に、少なくとも光源とCCD素子とを備え、該光源からのコンタクトガラス上の原稿反射光をCCD素子で受光して原稿画像の情報を読取る画像読み込み光学系ユニットにおいて、前記光源からの光が照射され且つ最大原稿幅の原稿読取り領域外となる位置であって、その反射光がCCD素子で受光し得る位置に、基準反射シートが設けられており、前記基準反射シートからの反射光を前記CCD素子で受光した時のCCD出力が一定値以下に低下した時に、該CCD素子の増幅率が高められることを特徴とする画像読み込み光学系ユニットが提供される。
【0007】即ち、本発明においては、所定位置に基準反射シートを設け、その反射光をCCD素子で受光することにより、光源の光量変化を、画像読み込みを行ないながら常時モニターし、一定レベル以下に光量が低下したときには、CCD素子の増幅率を高め、一定のCCD出力値を確保し、光源の光量低下を生じた場合にも、適正な画像情報を出力することができ、例えば一定の画質の画像を得ることが可能となる。
【0008】本発明において、上記基準反射シートは、一定の反射率を有するものであれば特に制限なく使用することができるが、一般には、高反射率の白色シートを用いることが好ましい。また、基準反射シートは、光源からの光が照射され、その反射光がCCD素子で受光され得る位置に配置されるが、最大原稿幅の領域外に配置することが必要である。即ち、最大原稿幅の領域内に配置すると、原稿読み込みを行ないながら、基準シートを用いての光源の光量をモニターすることができなくなってしまうか、或いは原稿反射光のCCD素子による受光が妨げられ、原稿情報の読み込みができなくなってしまうからである。従って、上記基準反射シートは、原稿反射光のCCD素子による受光を妨害しない位置に配置される限りにおいて、最大原稿幅の領域内にまで延びていてもよい。
【0009】
【発明の実施の態様】以下、本発明の画像読み込み光学系ユニット(ISU)を、複写機等の画像形成装置に適用した場合を例にとって説明する。図1は、本発明のISUを備えた画像形成装置の画像形成プロセスを説明するための図であり、図2は、ISUの概略構造を原稿カバーと共に示す図であり、図3は、本発明のISUにおいて使用される基準反射シートの取り付け位置を示す要部拡大側面図であり、図4は、図3で示される基準反射シート取り付け位置の底面図であり、図5は、基準反射シートを用いて行なわれるCCD出力の調整結果を示すグラフである。
【0010】図1を参照して、本発明の画像読み込み光学系ユニット(ISU)を備えた画像形成装置では、感光体ドラム1が回転可能に装着されており、感光体ドラム1の周囲には、その回転方向に沿って、主帯電装置2、現像装置3、転写及び紙分離装置4及びクリーニング装置5を備えている。また、図示されていないが、転写及び紙分離装置4とクリーニング装置5との間、或いはクリーニング装置5と主帯電装置2との間には除電装置が設けられている。即ち、主帯電装置2により、感光体ドラム1の表面が所定極性に且つ一様に帯電され、次いで、所定の画像情報に基づく光照射により静電像が形成される。感光体表面に形成された静電潜像は、現像装置3により現像され、これにより、画像情報に対応するトナー像が形成される。このトナー像は、感光体ドラムと転写及び紙分離装置4との間に搬送されてきた紙等の転写シート(図示せず)上に転写され、転写トナー像が表面に形成された転写シートは、図示されていない定着装置に供給され、熱、圧力等により、該トナー像の転写シート上への定着が行なわれる。このようにしてトナー像が定着された転写シートは、装置外部に排出される。一方、トナー像が転写された後、感光体ドラム1表面では、クリーニング装置5によって残存トナーがクリーニングされ、更に除電が行なわれ、これにより、画像形成の一サイクルが完了する。
【0011】上記の画像形成装置において、静電潜像形成のための画像情報は、ISU20で読取られ、この画像情報に基づいて、LSU(書込み光学系ユニット)12により、感光体ドラム1表面に光照射が行なわれる。このLSU12は、レーザーダイオード等のレーザ光源、ポリゴンミラー等を備えており、上記の画像情報に基づいてレーザ光が感光体ドラム1の表面に照射されるものである。
【0012】画像情報読取りのための光学系ユニット20、即ちISUは、図2に示す構造を有している。このISU20の概略構造を示す図2を参照して、このユニット20の上面には、コンタクトガラス22a,22bが取り付けられている。コンタクトガラス22a上には、以下に説明する自動原稿供給機構により搬送される原稿について画像読み込みを行なうためのものであり、図2から明らかな通り、小幅のものである。一方、コンタクトガラス22bは大面積であり、この上に載置された原稿について画像情報の読み込みが行なわれる。
【0013】一方、ISU20の底壁25上には、光源30、反射ミラー32、光学レンズ34が設けられており、更に及びCCD素子36を備えたCCDユニット40が設けられている。かかるISU20において、光源30等は、ワイヤ駆動等により走査操作可能に保持されており、この光源30からコンタクトガラス22a或いは22b上の原稿に光照射され、原稿反射光が、反射ミラー32及び光学レンズ34を介して、CCD素子36で受光するように配置されており、このCCD素子36で画像情報が読み込まれる。即ち、読み込まれた画像情報は、CCD素子36からLSU12に出力され、画像情報に基づく画像露光が行なわれる。
【0014】一方、上記ISU20の上面には、原稿カバー40が開閉可能に設けられている。この原稿カバー40は、自動原稿供給機構を備えており、上部には原稿載置板41が設けられ、原稿載置板41の下側には、原稿受部42が設けられている。即ち、原稿載置板41に置かれた原稿43は、所定の給紙ローラの駆動により、図3においてLで示す経路で搬送され、排紙ローラを介して原稿受部42上に排出される。上記原稿搬送経路Lから理解されるように、この経路上には、原稿搬送用ガイド47が設けられており、搬送される原稿43は、このガイド47と前述した小幅のコンタクトガラス22aとの間(画像読取り領域)を通過する。即ち、原稿43が、この画像読取り領域を通過する際には、コンタクトガラス22aの下方に光源30が位置しており、この領域を通過する原稿43に対して光源30から光照射され、その反射光を、前述したように、CCD素子36で受光するようになっている。また、自動原稿供給機構を用いない場合には、大面積のコンタクトガラス22b上に原稿43が置かれ、原稿カバー40を閉じた状態で画像の読取りが行なわれる。この場合には、光源30をスキャンさせることにより、原稿43の全体についての画像情報(原稿反射光)をCCD素子36で受光する。
【0015】既に述べた通り、上記のようにして読取られた画像情報は、CCD素子36により出力され、この出力値に基づいてLSU12により画像露光が行なわれ、静電像の形成、現像及び転写のプロセスが実行され、転写シート上に画像が形成される。しかるに、多数枚の原稿について、上述した画像読み取りを行っていくと、光源30の光量が低下していき、この結果、CCD出力値の低下が生じ、画像濃度の低下等の不都合を招く。本発明では、このようなCCD出力値の低下を防止するために、光源30からの光路上の所定位置に基準反射シートを設け、光源30からの光量の状態(CCD出力値)を、画像情報の読み込みを行ないながらモニターしておき、基準反射シートからの反射光によるCCD出力値が一定値以下に低下した時に、その出力値を増幅させる。
【0016】上記の基準反射シートの取りつけ位置を示す図3及び図4において、前述した原稿搬送経路L上に配置されている原稿搬送用ガイド47の下面に、原稿読取り位置Xに沿って、例えば白色シートから成る基準反射シート50が取り付けられている。即ち、この基準反射シート50の下側には、小幅のコンタクトガラス22aが配置されており、このコンタクトガラス22aに隣接して、大面積のコンタクトガラス22bの周縁部に設けられている原稿サイズ指示板52が位置している。尚、上記基準反射シート50は、図4においてYで示す最大原稿幅読取り外領域にのみ設けられていればよいが、この態様においては、自動送りされる原稿は、基準反射シート50の下側を通過するため、前記領域Yのみならず、最大幅原稿の読取り領域Zにわたって延びている。即ち、最大幅原稿の読取り領域Z内に基準反射シート50が延びていても、このシート50により原稿読取りのための反射光が妨害されることはない。しかも、このような領域Z内にも基準反射シート50を延長しておくことにより、画像読取りを行なっていない状態のときに、このシート50を利用して画像補正等を行うことができるため有利である。
【0017】また、上述した例において、基準反射シート50は、原稿搬送用ガイド47の下面に設けられているが、最大幅原稿の読取り領域Z外(即ち領域Y)に設ける限り、このシート50をコンタクトガラス22aの上面若しくは下面に貼り付けておくこともできるし、さらに大面積のコンタクトガラス22bの上面若しくは下面に設けることもできる。この場合、埃等による基準反射シート50の汚染を防止するという点では、コンタクトガラス22a或いは22bの下面に配置することが好適である。
【0018】本発明によれば、上記のような位置に基準反射シート50を設けることにより、画像情報の読取りと同時に、基準反射シート50からの反射光を、前述したCCD素子36で受光することができ、光源30の光量を常にモニターすることができ、一定割合以下に光量が低下したとき、即ちCCD素子36の出力が一定値以下に低下したことを正確に検知することができ、例えば図5に示すように、CCD出力の増幅率を増大させることにより、常に一定値以上の出力値を確保することが可能となる。
【0019】尚、原稿反射光を受光してのCCD出力は、それ自体では非常に小さいため、通常、適当な増幅回路を設け、一定の増幅率で出力値を増幅するようにCCD素子36は設けられている。従って、その出力値の低下によりCCD出力の増幅率を増大させるように制御することは、極めて容易に行なうことができる。
【0020】また、上述した説明では、本発明のISUを、複写機に代表される画像形成装置に適用した場合を例にとって説明したが、このISUは、複写機等の画像形成装置のみならず、スキャナーとして用いることも勿論可能である。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、画像情報読取り領域以外の位置に基準反射シートを設け、このシートから反射光をCCD素子で受光することにより、画像情報の読み込みを行ないながら、CCD出力調整を行なうことが可能となり、光源の光量低下を生じた場合にも、常に一定のCCD出力を確保することができる。即ち、光源光量低下に起因する画像濃度の低下等の不都合を有効に回避することができる。




 

 


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