JPH04253470A - コンパクトな読取り／書込みスキャナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は極めて安価な携帯用コンパクトス
キャナに関し、より詳しくは読取りヘッドと印字ヘッド
を合体した単一の走査キャリッジを使用し、オリジナル
書類およびコピーの実質上同時読取りと書込みを可能に
するコンパクトな装置に関する。

【０００２】歴史的に、オリジナル書類のコピーは電子
写真法によってなされてきた。この方法において、コピ
ーされるべきオリジナル書類は手でまたは書類処理器を
用いて自動的に透明プラテン上に載置され、オリジナル
書類は比較的強い光で照明される。照明された書類から
反射されたイメージ光線は予め帯電された光導電体上に
適当な光学系によって焦点合わせされる。イメージ光線
はオリジナルのイメージ内容に基づいて光導電体を帯電
する作用をし、光導電体上にオリジナルの静電的潜在イ
メージを生ぜしめる。このようにして生ぜしめられた静
電潜在イメージは続いてトナーと一般的に呼ばれている
適当な現像剤によって現像され、現像されたイメージは
適当なフィーダによって運ばれたコピー紙に転写される
。転写されたイメージは次に定着によってコピー紙に定
着され永久コピーが得られ、一方光導電体は再帯電の準
備のため残留現像剤の清掃がなされる。ごく最近、電子
イメージへの興味が高まってきており、上述の電子写真
システムと対照的に、書類のオリジナルのイメージが電
子信号または画素に変換され、さらに処理され、長距離
まで伝送されたり、または記憶されることもあるこの信
号は一つまたはそれ以上のコピーを作るのに用いられる
。この種の電子イメージイングシステムにおいて、電子
写真の現像の前に帯電面を放電させる目的で光イメージ
を光導電体上に焦点合わせするというより、光学システ
ムはむしろ書類のオリジナルから反射されたイメージ光
線をイメージ読取アレイ上に焦点合わせする。このイメ
ージ読取アレイはイメージ光線を電気的信号に変換する
。この電気的信号は、レーザビームを操作して電子写真
の感光体を放電させる等のある手段により、またはイン
クジェット、直接熱転写印字システムまたは熱転写印字
システムのようなある種の直接マーキングシステムを操
作することによって作るのに用いられる。

【０００３】普通の書類読取り操作とコピー印字操作が
別々であるのを組み合わせる場合、一般的に有利になる
。このような読取り／書込み機能のある部分が組み合わ
されれば、システムの操作および同期化は簡単化され、
また部品が少なくなるためシステムのコストはに低減す
る。

【０００４】従来技術におけるシステムには上述したと
同様の概念に向けられたものがある。

【０００５】オイ（Ｏｉ）の米国特許第４，６３６，８
７１号には対象コピーを移動させるための別々になった
読取り、印字アレイおよび走査機構から成るコピー機が
開示されている。コピーシートと印字素子間および書類
と読取素子間の相対的移動は、走査が読取りおよび印字
サイド両方で同じパターンで行なわれるようにして実行
される。

【０００６】従来技術のシステムの問題点は典型的な電
子写真法における複雑な光学系、感光体および現像剤等
の別々の要素の複雑さとコストにある。他のシステムに
おいては、オペレータが手で書類とコピーシートを単一
ユニットに組み合わせて、マシーン供給ローラに手動挿
入する必要がある。この種のシステムはまた一体式の全
幅読取り配列のような構成要素に関係する大きなコスト
という不利な点をも有するのである。

【０００７】コンパクトなマルチモード入出力スキャナ
に開示されている走査キャリッジにおいて、入力チップ
は、インクジェットチップが取り付けられた面から離れ
た走査印字キャリッジの一面に取り付けられている。こ
の構成は稼動的であるが、出力チップに対する入力チッ
プの取付上の許容差およびコピーペーパーと書類に対す
る取り付け上の許容差を制御することが次の点でいくぶ
ん問題がある。すなわち、各チップが六つの次元、つま
りＸ、Ｙ、Ｚ軸および三つの自由回転度において非常に
きびしい心合わせ許容差を有していることである。例え
ば、入力チップ中の照射線がインクジェットチップ上の
照射線と六つの次元すべてで心合わせされ、画素配置誤
差が最小になることが望まれる。入力装置上のイメージ
受信画素の線と印字ヘッド装置上のイメージ創造画素間
の正しい平行度の欠如が出来上ったコピー上のイメージ
バンド間のイメージ不連続性、すなわち画素配置誤差と
なる。従って、本発明の目的はこのような不連続性を最
小にするスキャナを提供することにある。

【０００８】米国特許第４，５７４，３１７号には互い
に共面にあるＬＥＤアレイと熱印字アレイを用いた手動
走査可能な携帯用コピー機および方法が開示されている
。カラム２、５０−５４行目を参照する。このコピー機
は書類とコピーシートを互いに重ねるために透明なコピ
ーシートを用いる。カラム２、４５−５０行目を参照す
る。

【０００９】米国特許第４，７０７，７４７号にはＬＥ
Ｄアレイと数個のチップが同じ基材上に取り付けられた
ハンドヘルド走査装置について開示されている。カラム
４、１０−１２行目を参照する。この装置は走査目的の
ためにのみ意図されたものである。

【００１０】本発明の主たる特徴によれば、書類を走査
してデジタルイメージを発生する読取りヘッドとコピー
シート上にデジタルイメージを印字するために読取りヘ
ッドに電気的に接続されたコピーシートに関して相対的
に移動させるための印字ヘッドとを備えた走査キャリッ
ジを有する入出力結合スキャナを提供する。読取りヘッ
ドが入力読取素子を備えたソリッドステート装置を含み
、印字ヘッドが出力印字素子を備えたソリッドステート
装置を含んでいる。これらのソリッドステート装置は同
じ平面にある共面基材ソリッドステート装置に強固に取
り付けられている。

【００１１】本発明の他の特徴において、走査キャリッ
ジはイメージ平面とこのイメージ平面と平行な印字平面
間を移動し、プラナ取付基材はイメージ平面と印字平面
両方と直交している。

【００１２】本発明の更なる特徴において、入力装置お
よび出力装置は垂直平面にある水平アレイに取り付けら
れている。

【００１３】本発明のさらなる理解のためには、参照番
号が各図面における同一部品に適用されている添付図面
が参照されなければならない。図１は本発明によるコン
パクトコピー機の分解組立斜視図である。

【００１４】図２は本発明によるコンパクトコピー機の
概略断面図である。

【００１５】図３は走査キャリッジシステムを示す平面
図である。

【００１６】図４は本発明の走査キャリッジの部材を示
す図３の線ＡＡから見た断面図である。

【００１７】図５は本発明によるコピーシートだけでな
く書類の記録機構を示す図３の線ＢＢから見た断面図で
ある。

【００１８】図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃはコンパクトコピ
ー機の通常動作を示す三つの斜視図である。

【００１９】図７は走査動作の説明図である。

【００２０】図８は本発明の走査キャリッジの一実施例
の斜視図である。

【００２１】図９はその入力チップおよび出力チップが
垂直平面の水平アレイに取り付けられた実施例を示す断
面図である。

【００２２】図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃを参照して、本発
明によるコンパクトな携帯用コピー機の概略斜視図を示
す。このコピー機はその一端に設けられた保守部１２と
それに回動可能に取り付けられたトップカバー１１を有
するフレーム集合体１５から成るように概略的に示され
ている。書類１４のコピーを作成するために、トップカ
バーが図６に示すように開位置に回動され、コピーシー
ト１３がコピーシート移送経路の入口に挿入され、書類
１４がトップカバーの記録停止部材に抗して挿入され、
トップカバーが閉止された後、コピーシーケンスが書類
を横切る一連の情報を走査する走査キャリッジによって
開始される。走査動作中、書類上のイメージが入力デジ
タル化システムによってデジタル化される。好ましい実
施例によれば、デジタルイメージはコピーシート上に印
字システムによって実質上同時に印字される。続いて、
書類は右に指示され、コピーシートは左に指示され、走
査キャリッジが、書類を横切る逆の走査方向の２番目の
一連の情報帯域を走査できるようにする。書類およびコ
ピーシート両者を指示する距離は書類を横切る一連の情
報帯域の幅である。

【００２３】図１、２、４および図８を参照して、結合
された入力スキャナおよび出力スキャナを参照番号１０
で示す。スキャナ１０はフレーム集合体１５を含んでお
り、このフレーム集合体はベースユニット１８、レール
１９と、このレール内でその走査経路を移送される走査
キャリッジ２０とから成る。走査動作が行なわれないと
きは、走査キャリッジ２０は保守部１２内に停留されて
おり、ここで汚染から保護されるとともに、比較的一定
環境に維持されている。走査キャリッジ２０は、典型的
にはセラミックまたはプラナプラスチックの基材５２に
取り付けられた発光ダイオード２１のアレイを含み、さ
らにその後方部に内蔵されたヒートシンク５４を有して
いる。入力・制御チップ２６およびインクジェットチッ
プ２７が同平面で同じプラナ基板５２に共に装着されて
いる。動作中、走査キャリッジが、イメージ平面にある
書類を走査し、かつ、イメージ平面と平行な印字平面に
あるコピーシートを印字する。入力チップおよび出力チ
ップが共に装着されたプラナ基板はイメージ平面と印字
平面両方に直交している。電力がコネクタ５３によって
基板に供給される。プラナ基板は、結合孔５７に挿通さ
れる結合ピン５６によって走査キャリッジに取り付けら
れる。両者が取り付けられると、書類はハーフレンズ２
３を介してミラー２２によって反射され入力チップに戻
ってくるイメージによって走査できる。入力チップは実
質上インクジェットチップ２７と同期動作できる。この
機構は入力チップおよびインクジェットチップを同じプ
ラナ基板上に取り付けることができるので、実質上機械
的な許容差条件を低減する。この形態によれば入力チッ
プおよびインクジェットチップさらに全ての制御チップ
を単一チップに組み込むことも可能である。プラナ基板
は適当なプラナ材料で作ることができる。典型的な材料
には、優れた熱伝動性と熱膨張性を有する機械的安定な
アルミナのようなセラミックを含んでいる。この機構は
書類オリジナル１４を走査すなわち読み取り、イメージ
域が電気的イメージすなわち画素に変換される。読取り
ヘッドによって発生された信号は印字バー２５に入力さ
れる。この印字バーは例えば熱転写ヘッドまたは熱イン
クジェットアレイ２７のような適当な直接イメージイン
グ装置であり、イメージ信号による書類オリジナルのコ
ピーを適当な基材またはコピーシート１３上に記録する
。実施例は入力および出力チップ、インクジェットアレ
イ等として説明しているが、本発明は入力印字素子を備
えたソリッドステート装置および出力印字素子を備えた
ソリッドステート装置を取り付けるより包括的な概念に
向けられている。イメージ読取りバー１７を構成してい
る走査素子またはセンサの数が初期解像度を決定し、印
字ヘッド２５のバーを構成しているインクジェットノズ
ルの数がイメージコピーの解像度を決定することが理解
できる。好ましい実施例において、入力走査素子の数は
出力印字素子の数に等しい。走査ヘッドおよび印字ヘッ
ドは移動可能に走査キャリッジ２０に固定されている。 走査キャリッジは無方向性に取り付けられるか、または
ギヤ３１、プーリ２９、３０およびケーブル２８を介し
て走査モータ３２によってフレーム集合体の長さに沿っ
た走査経路を前後２方向走査移動し、走査キャリッジを
レール１９上を移動させるように取り付けられる。

【００２４】イメージ読取り集合体２１、２２、２３、
２６および印字バー２５を支持している走査キャリッジ
２０の移動を図７によってさらに詳しく説明する。矢印
３３ａ、３３ｂは図２にも示すように書類およびコピー
シートを横切るキャリッジ２０の順方向走査および逆方
向走査を示す。矢印６８は走査キャリッジ２０の移動方
向と直交する多数の画素を示し、キャリッジが書類およ
びコピーシートを走査するにつれて読取り集合体による
読み取りと印字バーによる印字の両方が実行される。典
型的な実施例において、キャリッジが走査するにつれて
、１インチ当り３００という１９２個の画素がキャリッ
ジの動きと直交して読み取られ印字される。本実施例に
おいて、矢印６８は長さが０．００３３インチ、幅が０
．６４インチの一連の情報を表わし、この情報が読み取
られ印字される。キャリッジの動きは連続的または断続
したステップとすることもできるが、好ましい実施例に
おいては１９２個の画素は図示したように一つの画素が
離れるようにインクリメントして読み取られ印字される
。一実施例において、走査キャリッジがコピーシートを
横切って一画素の幅の距離を移動する毎に、コピーシー
トを下向きにして１９２個の画素の電子イメージがシフ
トレジスタの方へ移動され、増幅され、さらに印字バー
に逆方向に偏向されて１９２個のインクジェットが作動
される。これによって先に読み取られた１９２の画素の
印字がなされる。このシーケンスは走査キャリッジが一
つの画素幅の距離を移動する毎に繰返される。注目すべ
きは、走査は１９２の平行チャネルでも行なわれ、各チ
ャネルはキャリッジがページを横切ってスイープする毎
に画素の単一ラインを読み取り、書き込みをすることで
ある。読み取り／書き込み動作は実質上同時に行なわれ
るのが好ましいが、デジタルバッファまたはレジスタが
共動して、まず走査されたすなわち読み取られた信号を
記録し、その後所定の、または任意の時間後に印字され
ることが可能であることも注目されなければならない。 さらに、図示の結合スキャナはマルチモード能力を有し
、かつ、デジタル情報を備えた適当な装置によって調整
されたプリンタとして独立して動作でき、また、独立し
てスキャナとして動作し原稿書類をデジタル記号に変換
もでき、さらに読み取り印字素子と適当なモデムを組み
合わせて使用しファクシミリ装置として動作でき、また
は走査および印字動作を組み合わせてコピー機として動
作させることができることも理解されるべきである。

【００２５】フレーム集合体の長さ方向を横切る方向の
走査動作に続き、書類およびコピーシートは読取りヘッ
ドによって走査された書類上の情報のバンド幅に等しい
距離だけ逆方向にスキャナによって各々指示され、この
距離は印刷ヘッドによりコピーシートに印字された情報
バンドの幅と全く同じものである。この幅は単一画素ラ
インの最小幅から全書類の幅の最大幅まで可能である。 しかし実際的には、読取り書込み部材の費用を低く維持
するために、バンド幅は１インチ未満台から数インチの
幅である。これを達成する機構を図１、図２および図３
を参照してさらに説明する。フレーム集合体の一端に設
けられた指示手段は同期駆動される一対の回転可能な駆
動ローラ３５から成り、このローラはスキャナのトップ
カバー１１内に収容されている書類供給遊びローラ４２
とにより書類供給ニップを形成している。同期駆動とい
うのは駆動ローラ３５が互いに同期して駆動されること
を意味するにすぎないことを意図している。更に駆動ロ
ーラ３５はコピーシート移送経路にあるコピーシート遊
びローラ４６とによりコピーシート供給ニップをも形成
している。駆動ローラ３５はプーリ３７およびベルト３
６を介して指示モータ３８によって駆動される。走査モ
ータ３２および指示モータ３８は図４に示すロジック３
３によって制御される。

【００２６】図５をさらに参照して、トップカバー１１
がフレーム集合体１５、詳しくはベースユニット１８に
回動可能に取り付けられており、ピボット点４１のまわ
りを回動する。トップカバーが開位置に回動すると、書
類供給遊びローラ４２が駆動ローラから解放され、係合
エッジ４４が書類経路の平面に挿入されて、スキャナ内
でコピーされるべき書類をその先端を係合して配置する
ことができ、書類移送経路への移送が阻止される。同様
にして、トップカバーが直立して開位置にあるとき、ベ
ースユニット内の第１コピーシート遊びローラ４６がリ
ンケージ（図示せず）によって駆動ローラ３５との係合
が解除される。同様に、係留ゲート４７がコピーシート
移送経路中に挿入され、コピーシートの手による係留が
可能になる。

【００２７】好ましい実施例において、駆動ローラの円
周は走査キャリッジによって走査される書類を横切る一
連の情報の幅に等しく、キャリッジの行過ぎやシャフト
の直真度許容差上の欠陥をなくしている。このような構
成でなければ、走査幅間で係留ミスの生じるおそれがあ
る。

【００２８】図４にさらに示すように、ベースユニット
１８は可撓性インク供給管５０によってインクジェット
印字ヘッド２７に連結されたインク供給源４９を有して
いる。本発明のスキャナは家庭用電気回路に通常の接続
方法によって供給される電力を受けることができる。図
１は好ましい実施例を示し、その交換可能なバッテリ４
３がトップカバー内に収容されている。

【００２９】通常の運転において、トップカバーが開か
れると、トップカバーに取り付けられた書類移送経路の
遊びローラが、トップカバーの一部をなす前方係留エッ
ジに抗して書類を位置付けする位置に移動される。更に
トップカバーが開かれると、コピーペーパー遊びローラ
も駆動ローラとの係合が解かれ、コピーペーパー移送経
路中のセットの係留フィンガーがコピーペーパー移送経
路に移動させることにもなる。。コピーシートはその前
縁が係留フィンガーと接触するまで右側から挿入される
ことが可能であり、書類が下向きでスキャナのトップの
左側から挿入される。コピーシートおよび書類が挿入さ
れた後、トップカバーが閉じられる。これによって、コ
ピーペーパー遊びローラおよび書類遊びローラの両者が
駆動ローラに再係合される。さらに、コピーペーパー係
留フィンガーが引き込められ、二つのセンサ（図示せず
）が、書類およびコピーペーパー両者が正しく挿入され
たことを検出し、ロジックが印字シーケンスを開始状態
にする。読取り、書込みヘッドを含む走査キャリッジが
保守部から解放され、書類およびコピーシートを横切っ
て走査する。この間、書類とコピーシートは静止したま
まである。書類はその前縁が読取りヘッドの右側画素と
一致するように位置付けされ、コピーペーパーはその前
縁が印字ヘッドの左側画素と一致するように位置付けら
れる。これでコピーシートへの正しい読み取りイメージ
のフォーメーションが可能となる。イメージ読取りヘッ
ドの右端で読み取られる書類の情報ラインがキャリッジ
２０の走査中印字アレイの左端上の印字ヘッドを始動さ
せる。この様子を図５に示す。画素データがチップの右
端（Ｒ）で入力チップによって受信されると、移送され
、拡大されるペーパー上に来たり、外れたりする方向に
キャリッジ２０が移動して、印字ヘッドが調整され印字
ヘッドの左端（Ｌ）で印字ヘッドが始動される。この方
法によれば、情報を記憶せずに、実質上同期読取り、書
込みにより正しい読取りコピーが可能になる。キャリッ
ジが書類およびコピーシート両者を横切って走査すると
、書類を完全に読取った０．６４インチに入っている一
連の情報が直ちにコピーペーパー上に印字される。最初
の走査が完了すると、キャリッジの動きが停止する。 書類とコピーペーパーが走査方向を横切る方向に指示さ
れると、一連の情報の幅が先に走査される。この指示は
一対の駆動ローラを駆動することによって達成される。 すなわち、駆動ローラと書類供給遊びローラとの両者間
で供給ニップを形成する時計の１２時の位置で、かつ、
駆動ローラとコピーシート供給遊びローラとの両者間で
供給ニップを形成する６時の位置で書類と係合して行な
われる。駆動ローラの時計方向の一回転が、書類を右へ
０．６４インチ指示し、コピーシートを左へ０．６４イ
ンチ指示する。この方法において、書類からの第２情報
部分が走査キャリッジ上方の位置に移動され、コピーシ
ートの第２部分が印字ヘッドの下方位置に移動される。 走査キャリッジが書類を横切って走査し、第１走査から
逆方向のコピーペーパーが書類を再び読み取り、直ちに
コピーを印字する。あるいは別の方法として、走査キャ
リッジが保守部に帰還し、同じ方向で再び走査される。 このシーケンスは、書類全体が読み取られ、コピーが全
部印字されるまで繰返され、その後、印字ヘッドが保守
部に帰還され停留される。最終走査が書類を横切り、コ
ピーペーパーが完了すると、指示モータが作動して書類
の後縁を右側に、またコピーを左側にはじき出す。トッ
プカバーが再び開閉して次回コピーシーケンスが再始動
するまで、スキャナは休止状態に戻る。

【００３０】他の実施例を図９を参照して説明する。入
力チップ２６および印字チップ２７がプラナ垂直基板５
２の水平アレイに共に装着されており、走査キャリッジ
の前部または後部が図に近づくようにまたこれから外れ
るように移動する。

【００３１】従って、本発明によれば、入出力結合スキ
ャナ中の入力チップとインクジェットチップの取り付け
における許容差条件を最小にする取付態様を提供する。 二つのチップを同平面に同じプラナ基板に強固に取り付
けることによって出力チップ中の印字素子のラインに入
力チップの照準を一致させることができるので画素配置
誤差を最小にすることが可能となる。他の電子部材も同
じプラナ基板に取り付けることができ、また、入力チッ
プと制御チップとインクジェットチップをプラナ基板に
直接取り付けることができ、これによってハーネス、可
撓ケーブルおよびコネクタが必要でなくなる。

【００３２】相互に参照される共同出願と併せて、引用
された総ての特許及びその他の引例は、本件の明細書の
中に全体として詳細にかつ完全に組み込まれたものとす
る。本発明を特定する実施例を参照して説明したが、他
の変形例も当該技術において実行できることはいうまで
もない。例えば、本発明をコピー機として説明している
が、プリンタ、スキャナ、またはファクシミリ装置とし
て独立して動作させることも可能である。したがって添
付した請求項の精神の中に含まれ得るそのような全ての
代案及び修正を包含することが意図されているのである
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるコンパクトコピー機の分解組立斜
視図である。

【図２】本発明によるコンパクトコピー機の概略断面図
である。

【図３】走査キャリッジシステムを示す平面図である。

【図４】本発明の走査キャリッジの部材を示す図３の線
ＡＡから見た断面図である。

【図５】本発明によるコピーシートだけでなく書類の記
録機構を示す図３の線ＢＢから見た断面図である。

【図６】コンパクトコピー機の通常動作を示す三つの斜
視図である。

【図７】走査動作の説明図である。

【図８】本発明の走査キャリッジの一実施例の斜視図で
ある。

【図９】その入力チップおよび出力チップが垂直平面の
水平アレイに取り付けられた実施例を示す断面図である
。

【符号の説明】

１０　　スキャナ，１１　　トップカバー，１２　　保
守部，１３　　コピーシート，１４　　書類，１５　　
フレーム集合体，１７　　イメージ読取りバー，１８　
　ベースユニット，１９　　レール，２０　　走査キャ
リッジ，２５　　印字バー，２６　　入力／制御チップ
，２７　　インクジェットチップ，５２　　プラナ基板
，

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　走査移動するようにした走査キャリッ
   ジから成る入出力結合スキャナであって、前記走査キャ
   リッジがこれに固定された、書類を走査してデジタルイ
   メージを発生する読取りヘッドと、これに固定され、コ
   ピーシートに対して相対的動きをし、かつ、前記読取り
   ヘッドに電気的に接続され、前記デジタルイメージを前
   記コピーシート上に印字する印字ヘッドを有しており、
   前記読取りヘッドが入力読取素子を備えたソリッドステ
   ート装置を含み、前記印字ヘッドが出力印字素子を備え
   たソリッドステート装置を含んでおり、前記ソリッドス
   テート装置が同じ平面で同じプラナ取付基板に強固に取
   り付けられることを特徴とするスキャナ。