JP4698329B2 - 印字装置及び画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明は印字装置及び画像読取装置に関し、特にヘッド一体型カートリッジを備える印字装置及びこの印字装置を用いて原稿に印字することが可能な画像読取装置に関する。

一般に、原稿画像を読み取る画像読取装置としてスキャナ装置、画像読取装置を備えるファクシミリ装置やコピー装置（複写機）、プリンタ／ファックス／コピアの機能を複合した複合機などの各種画像形成装置が知られている。なお、本明細書ではエンドーサ装置を備える画像読取装置は、スキャナ装置などの単機能の装置だけでなく、ファクシミリ装置、複写機、複合機などその他の画像形成装置全体を意味するものとする。

このような画像読取装置において、例えば特許文献１などにも記載されているように、原稿が読み込まれたことの確認や、その読み取った原稿の内容を後で検索する目的で、原稿の端部や裏面のいずれかに記号や文字列等の印字を行う印字装置としてのエンドーサ装置が設けられているものがある。
特開平５−１４５７１４号公報

また、インクカートリッジを用いる印字装置においては、例えば特許文献２に記載されているようにインクカートリッジの有無を検出することが行なわれている。
特開２００４−３５８７３３号公報

従来、インクカートリッジ（インクタンク、ヘッド一体型カートリッジなどでも同じ）の検出には、反射型フォトセンサなどのセンサやスイッチが使われている。

しかしながら、カートリッジの有無を検出するために、上述したように反射型フォトセンサやスイッチを使用すると、センサやスイッチなどのメカ的検出手段を設置するためのスペースが必要であり、ユニットが大きくなってしまう。また、センサやスイッチの入出力に使うハーネスも別途必要となり、そのスペースも確保しなければならない。さらに、カートリッジが移動する構成をとると、そのハーネスも柔軟性、耐久性が必要となり、フレキシブルケーブルなど通常のハーネスよりもコスト高となってしまうという課題がある。

特に上述した画像読取装置におけるエンドーサ装置のように画像読取装置に組み込まれるユニット化された印字装置では、上述したセンサやスイッチの設置スペース、ハーネスの引き回しスペースの確保は困難であるという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、メカ的検出手段を用いることなくカートリッジの有無を検出して省スペース化、低コスト化を図る印字装置及びこの印字装置を備えた画像読取装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る印字装置は、
記録液を吐出するヘッドとこのヘッドに記録液を供給する記録液カートリッジとを一体的に備えたカートリッジを搭載可能な印字装置において、
前記カートリッジに駆動電圧を印加する駆動回路と、
前記駆動回路から前記カートリッジへの前記駆動電圧の伝達路に設けられた第１の手段である抵抗と、
前記抵抗の前記カートリッジ側に接続されて、前記抵抗を介して入力される電圧を分圧する手段と、
分圧された電圧に基づいて前記カートリッジの有無を検出する第２の手段と、を備え、
前記第２の手段は、前記分圧された電圧に応じてオン／オフする素子を含み、該素子を通じてカートリッジ検出信号を印字制御部に入力することで前記カートリッジの有無を検出する
構成とした。

ここで、第２の手段が分圧された電圧に応じてオン／オフするトランジスタであることが好ましい。また、カートリッジのヘッドからの液滴吐出を制御する印字制御部と、装置全体を制御するメイン制御部とを備え、メイン制御部からの命令に基づいて印字制御部がカートリッジの有無を検出する動作を行なうことが好ましい。

さらに、電源投入時にカートリッジの有無を検出する動作を行なうことが好ましい。また、カートリッジを装着する収納部のカバーの開閉、又はカートリッジで印字を行なう印字媒体が検知されたときには、カートリッジの有無を検出する動作を行なうことが好ましい。

本発明に係る画像読取装置は、原稿搬送手段により搬送される原稿の画像を読み取るとともに、原稿に印字を行う本発明に係る印字装置を備える構成とした。

本発明に係る印字装置によれば、駆動回路から前記カートリッジへの駆動電圧の伝達路に設けられた第１の手段である抵抗と、抵抗のカートリッジ側に接続されて、抵抗を介して入力される電圧を分圧する手段と、分圧された電圧に基づいてカートリッジの有無を検出する第２の手段とを備え、第２の手段は、分圧された電圧に応じてオン／オフする素子を含み、該素子を通じてカートリッジ検出信号を印字制御部に入力することでカートリッジの有無を検出する構成としたので、簡単な構成でメカ的検出手段を用いることなくカートリッジの有無を検出することができて、省スペース化、低コスト化を図れる。

本発明に係る画像読取装置によれば、本発明に係る印字装置を備えているので、印字装置の組み込みが容易になる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る印字装置を備える画像読取装置の一例の全体構成の概要を示す説明図である。
この画像読取装置は、読み取り対象原稿を固定するフラットベッドタイプと原稿を搬送しながら読み取る原稿移動タイプの両方で原稿の読み取りが可能な構成としている。

原稿固定の場合、原稿台ガラス１上に置かれた原稿は、第１ミラー２と一体に構成された照明ランプ３により照射され、その反射光は、第１ミラー２、第２ミラー４、及び第２ミラー４と一体に構成された第３ミラー５を経て、レンズ６により集束され、ＣＣＤ７に照射され光電変換される。

ここで、第１ミラー２と照明ランプ３並びに第２ミラー４と第３ミラー５は、走行体モータ７を駆動源として、矢示Ａ方向に移動可能となっている。

一方、原稿移動の場合、原稿トレイ１１に積載された原稿は、ピックアップローラ１２、レジストローラ対１３、搬送ドラム１４、搬送ローラ１５により、一枚ずつ分離されて搬送され、読取位置Ｂを経て、搬送ローラ対１６及び排紙ローラ対１７へ送り込まれ、排紙トレイ１８上に排出される。

原稿は、読取位置Ｂを通過する際に、読取位置Ｂ近傍に移動され定置されている照明ランプ３により照射され、上述したように、その反射光は、第１ミラー２、第２ミラー４、及び第２ミラー４と一体に構成された第３ミラー５を経て、レンズ６により集束され、ＣＣＤ７に照射され光電変換される。

なお、ピックアップローラ１２、レジストローラ対１３は、図示しない給紙モータによって駆動され、搬送ドラム１４、搬送ローラ１５、搬送ローラ対１６、排紙ローラ対１７は、図示しない搬送モータによって駆動される。

また、原稿移動タイプの動作において、読取位置Ｃには密着イメージセンサ２１が設置されている。密着イメージセンサ２１は、光源であるＬＥＤ等の図示しないランプ、レンズ及びセンサ素子で構成されている。原稿は、読取位置Ｃを通過するときに、読取位置Ｂで読み取られた反対の面（裏面）を読取位置Ｃに設置されている密着イメージセンサ２１内のＬＥＤにより照射され、その反射光は密着イメージセンサ２１上のレンズにより集束され、密着イメージセンサ２１上のセンサ素子を照射し、光電変換される。

なお、密着イメージセンサ２１の原稿搬送路を挟んだ対向部には白色ローラ２２が設置されていて、密着イメージセンサ２１による読取時のシェーディング補正用白基準部材として使用される。

そして、読取位置Ｂに対して原稿搬送方向下流側で、排紙ローラ対１７の下流直後、かつ排紙口部３０上に、原稿に印字を行う印字装置であるエンドーサユニット（インプリンタ）３１が設置されている。

このエンドーサユニット３１は、電気熱変換体を用いて膜沸騰で記録液（インク）の液滴を吐出するサーマル型インクジェットヘッドと、このインクジェットヘッドに対するインクを保持供給するインクタンクとを一体にしたヘッド一体型カートリッジを備え、このヘッド一体型カートリッジを原稿の搬送方向と直交する方向に移動可能に設けている。

このように、印字手段として記録液（インク）の液滴を吐出して記録（印字）を行うインクジェットヘッドを用いることによって、原稿を搬送しながら印字することができるために、印字しない場合と比べても生産性が低下しないとともに、カートリッジ交換でインクを補充できるために扱いが容易になる。

原稿はエンドーサユニット３１のヘッド直下を経由して搬送され、エンドーサユニット３１は、所定の印字位置に、搬送と連動した速度でインク滴を吐出させることで、原稿面にアルファベット文字や数字などの所要の印字を行う。

このエンドーサユニット３１の一例について図２ないし図４を参照して説明する。図２は同エンドーサ装置の斜視説明図、図３は同エンドーサ装置の図２と反対側から見た斜視説明図、図４は同エンドーサ装置の側面説明図である。

エンドーサユニット３１は、上述したように画像読取装置の原稿排紙部（排紙ローラ対１７）の下流直後、かつ排紙口部３０上に設置する。このエンドーサユニット３１は、画像読取装置に取付けるベース３２の表面側（画像読取装置に取り付けたときに外側になる面）に、案内部材であるスライダシャフト３３が架け渡され、このスライダシャフト３３にスライダ３４が移動可能に装着され、このスライダ３４に、原稿に印字を行なう印字手段であるカートリッジ（ヘッドユニット）３５を保持したカバー３６を開閉可能に保持している。

スライダ３４には、カバー３６を保持するキャッチ部材４１と、スライダフリクション４２が設けられている。また、カバー３６には、ヘッドユニット３５と、図示しない液だれ防止シャッタと、シャッタ検知センサ４３と、用紙検知センサ４４が設けられ、ヘッドユニット３５、シャッタ検知センサ４３、用紙検知センサ４４からのハーネスがそれぞれ中継基板４５にて統合され、中継基板４５には統合されたケーブル４６が接続されている。

また、ベース３２の裏面側（画像読取装置に取り付けたときに内側になる面）には、制御基板５１が取付けられている。この制御基板５１には画像読取装置本体側と接続するためのコネクタ５２を有するケーブル５３が接続されている。そして、中継基板４５から引き出したケーブル４６の他端部側はベース３２の原稿幅方向に設けた切り欠き部３７を介して制御基板５１に接続している。

さらに、スライダ３２とカバー３６とは図４に示すように回動部６１を介して回動可能に連結し、カバー３６を回動部６１を支点として図４に示す矢示方向に開閉可能に伽利意部材４１にてスライダ３２に保持している。そして、この開閉可能なカバー３６は、スライダ３２に設けられたキャッチ部材４１にて閉状態に保持される。この実施形態ではキャッチ部材４１はカバー３６をマグネットで吸着保持するマグネット式としているが、ラッチ式など開閉可能な状態でカバーを保持できる方式であれば良い。

ヘッドユニット３５は、上述したように、記録液の液滴を吐出する記録ヘッド及び記録ヘッドに記録液を供給する記録液タンクとを一体化したものである。なお、記録ヘッドと記録液タンクを別体の構成とすることもできる。

カバー３６は、内部にフレーム部３９を持ち、このフレーム部３９及びカバー３６には前述したように液だれ防止シャッタ、シャッタ検知センサ４３、用紙検知センサ４４がヘッドユニット（インクジェットヘッドユニット）３５とともに固定されている。そして、このカバー３６の開閉を検知するために、図５に示すようにスライダ３４からカバー３６が離れることで作動するカバー開閉センサ４０を設けている。

そして、図６にも示すように、カバー３６を開状態にすると、ヘッドユニット３５もカバー３６とともに解放空間７０に向かって解放される。これにより、図５にも示すように、ヘッドユニット３５の交換やメンテナンス作業を容易に行なうことができるようになる。

次に、この画像読取装置の制御部などの構成について図７のブロック図を参照して説明する。
ＳＢＵ（センサボードユニット）７０上のＣＣＤ７に入光した原稿の反射光は、ＣＣＤ７内で光の強度に応じた電圧値を持つアナログ信号に変換される。アナログ信号は、奇数ビットと偶数ビットに分かれて出力される。上記アナログ画像信号は、ＳＢＵ７０上でアナログ処理回路（図示せず）暗電位部分が取り除かれ、奇数ビットと偶数ビットが合成され、所定の振幅にゲイン調整された後にＡ／Ｄコンバータに入力されデジタル信号化される。

そして、デジタル化された画像信号は、この画像読取装置全体の制御を司るメイン制御部であるＳＣＵ（スキャナコントロールユニット）７１上のＮＩＰＵ７３で、シェーディング補正、ガンマ補正、ＭＴＦ補正等が行われた後、２値化され、ページ同期信号、ライン同期信号、画像クロックとともにビデオ信号として出力される。ＮＩＰＵ７３から出力されたビデオ信号は、コネクタ７４を介してオプションＩＰＵ８１へ出力されている。

オプションＩＰＵ８１へ出力されたビデオ信号は、オプションＩＰＵ８１内で所定の画像処理が行われ、再びＳＣＵ７１へ入力される。再びＳＣＵ７１へ入力されたビデオ信号は、セレクタ（図示せず）に入力される。また、セレクタのもう一方の入力はＮＩＰＵ７３から出力されたビデオ信号となっていて、オプションＩＰＵ８１で画像処理するかしないかを選択できる構成となっている。

そして、図示しない上記セレクタから出力されたビデオ信号は、画像データ記憶手段（ＤＲＡＭ）を管理するＳｉＢＣ７５に入力され、ＤＲＡＭ８０で構成される画像メモリに蓄えられる。画像メモリ８０に蓄えられた画像データは、ＳＣＳＩコントローラ７６あるいはネットワークコントローラ８２に送られ、パソコン等の外部装置へ転送される。

一方、密着イメージセンサ２１で光電変換されたアナログ画像信号は、ＲＳＢＵ８３上でデジタル変換される。デジタル化された画像信号は、ＲＳＢＵ８３上でシェーディング補正が施された後に、ＲＣＵ８４へ送られる。ＲＣＵ８４は、ＤＲＡＭで構成される画像メモリ８０と画像データメモリを制御するＳｉＢＣ７５で構成され、画像データをいったん画像メモリ８０に蓄積した後にＳＣＵ７１へ転送する。ＲＣＵ８４からＳＣＵ７１へ送られた画像データと、ＳＣＵ７１上のＳｉＢＣ７５から出力される画像データは切り替え可能となっており、いずれかの画像データを選択してＳＣＳＩコントローラ７６へ転送される。

ＳＣＵ７１上には、ＣＰＵ７７、ＲＯＭ７８、ＲＡＭ７９が実装されており、ＣＰＵ
７７は、ＳＣＳＩコントローラ７６あるいはネットワークコントローラ７７を制御してパソコン等の外部装置との通信を行う。また、ＣＰＵ７７は、ステッピングモータである走行体モータ８、図示しない給紙モータ、搬送モータのタイミング制御も行っている。ＡＤＵ９０は、自動原稿搬送機構（ＡＤＦ）部に用いる電装部品の電力供給を中継する機能を有する。

ＣＰＵ７７は、ＡＤＵ９０を経由して入力ポートに接続されているセンサ群９１により、ＡＤＦ内部および原稿トレイ１１上の原稿状態・原稿位置を監視する。また、ＣＰＵ７７は、原稿トレイ１１上に載置された原稿について、所定位置に配置された２つの原稿長さサイズセンサ（図示せず）と、原稿トレイ１１上で原稿左右方向に原稿束を規制するサイドフェンス（図示せず）に配置された２つの原稿幅サイズセンサ（図示せず）の状態から、原稿がトレイ上に載置された時点で原稿サイズを判定する。

ＳＣＵ７１上のＣＰＵ７７に接続されている入力ポートは、ＩＯＢ９４を介して本体操作パネル９５に接続されている。本体操作パネル９５上にはスタートスイッチ（図示せず）とアボートスイッチ（図示せず）と、ＬＥＤ（図示せず）が実装されている。それぞれのスイッチが押下されると入力ポートを介してＣＰＵ７７はスイッチがＯＮされたことを検出する。また、ＬＥＤには装置の状態を表示する。

エンドーサユニット（インプリンタ）３１は、ＳＣＵ（メイン制御基板）７１より送信された文字情報を元に制御基板（エンドーサ基板）５１でインク吐出パターンへ変換し、カートリッジ（ヘッドユニット）３５へ電圧を供給する。ヘッドユニット３５は、内部のサーマル型ヘッドがエンドーサ基板５１からの電圧印加により加熱され、吐出口からインク滴を吐出して、搬送される原稿に対して、アルファベット文字、数字、記号などの所要の画像を印字する。

次に、この印字装置（エンドーサユニット）におけるカートリッジの有無の検出について説明する。
まず、カートリッジ検出に係わる部分の構成について図８を参照して説明する。この回路はエンドーサユニット３１のエンドーサ基板（制御基板）５１に実装されている。
そして、カートリッジ(ヘッドユニット)３５を駆動するドライバＩＣ１００から抵抗Ｒａを介して印加される駆動電圧（電圧信号）を検出する第１の手段１０１と、この第１の手段１０１で検出された電圧を分圧する抵抗Ｒ１、Ｒ２を含む分圧回路１０２と、分圧回路１０２の分圧点ａの電圧（分圧電圧）によってＯＮ／ＯＦＦするトランジスタ１０３及びプルアップ抵抗Ｒｐを含む第２の手段１０４とを備え、第２の手段１０４からのカートリッジ検出信号を、このエンドーサユニット３１による印字制御を司る印字制御部であるＣＰＵ１０５に入力している。

したがって、カートリッジ３５が装着されている状態でドライバＩＣ１００の出力をＯＮとすると、ドライバＩＣ１００の出力が有効になり、このドライバＩＣ１００の出力電圧が第１の手段１０１（抵抗Ｒａ）で検出されて分圧回路１０２で分圧され、この分圧電圧（分圧信号）がトランジスタ１０３に入力されるので、トランジスタ１０３がオン状態になる。

これによって、第２の手段１０４から出力しているカートリッジ検出信号は例えば「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに遷移するので、ＣＰＵ１０５はカートリッジ３５が装着されている（カートリッジ有）と検出する。

これに対して、カートリッジ３５が装着されていない状態でドライバＩＣ１００の出力をＯＮとしても、第１の手段１０１では電圧が検出されないので、分圧回路１０２の分圧電圧も出力されず、トランジスタ１０３はオフ状態のままである。

これによって、第２の手段１０４から出力しているカートリッジ検出信号は例えば「Ｌ」レベルのままであるので、ＣＰＵ１０５はカートリッジ３５が装着されていない（カートリッジ無）と検出する。

そこで、ＣＰＵ１０５はカートリッジの有無検出が必要な場合にはドライバＩＣ１００に対して電圧を出力させて、カートリッジ検出信号をチェックすることで、カートリッジ３５の有無を検出する。

例えば、カバー３６の開閉を検出するカバー開閉センサ４０が、カバー３６の状態が変化したことを検出したとき、あるいは、画像読取装置本体のメイン制御基板（ＳＣＵ）７１からカートリッジ有無検出要求があった場合には、上述したようにしてカートリッジ３５の有無を検出する動作を行なう。

このように、このエンドーサユニット（印字装置）は、センサなどのメカ的検出手段を用いることなく、電圧を検出することだけでカートリッジの有無を検出することができるので、省スペース化、低コスト化を図ることができ、画像読取装置などへの組み込みが容易になる。

ここで、カートリッジ検出に関して図９のフロー図を参照して説明する。
画像読取装置の電源が投入されると、メイン基板７１はエンドーサユニット３１と通信を行い、通信が行われればエンドーサユニット３１が有効である（エンドーサユニット有り）と判断し、通信が行われなければエンドーサユニット３１が無効である（エンドーサユニット無し）と判断する。

そして、エンドーサユニット３１が有効であるときには、カートリッジ（ヘッドユニット）３５の有無を検出する動作に移行する。エンドーサユニット３１は待機状態（スタンバイ状態）となっており、待機状態となっているエンドーサユニット３１にカバー開閉センサ４０の検知信号が遷移するか、画像読取装置の制御を司るメイン制御部（ＳＵＵ）７１からのカートリッジ検出要求信号があれば、エンドーサユニット３１のＣＰＵ１０５はカートリッジ（ヘッドユニット）３５の有無の検出を行う。

本発明に係る印字装置を備えた画像読取装置の一例の全体構成の概要を示す説明図である。 同画像読取装置のエンドーサユニットの斜視説明図である。 同エンドーサユニットの図２と反対側から見た斜視説明図である。 同エンドーサユニットの側面説明図である。 同エンドーサユニットのカバーを開いた状態の概略斜視説明図である。 同画像読取装置のエンドーサユニットのカバーを開いた状態の側面説明図である。 同画像読取装置の制御部の一例を示すブロック図である。 同エンドーサユニットにおけるカートリッジ有無検出に係わる部分の説明図である。 同じく画像読取装置におけるカートリッジ有無検出に関する説明に供するフロー図である。

符号の説明

１１…原稿トレイ
１２…ピックアップローラ
１３…レジストローラ対
１４…搬送ドラム
１５…搬送ローラ
１６…搬送ローラ対
１７…排紙ローラ対
１８…排紙トレイ
３１…エンドーサユニット（印字装置）
３２…ベース
３４…スライダ
３５…カートリッジ（ヘッドユニット）
３６…カバー
７１…メイン制御部（ＳＣＵ）
１０１…第１の手段
１０２…分圧回路
１０３…トランジスタ
１０４…第２の手段
１０５…印字制御部

Claims (6)

1. 記録液を吐出するヘッドとこのヘッドに記録液を供給する記録液カートリッジとを一体的に備えたカートリッジを搭載可能な印字装置において、
   前記カートリッジに駆動電圧を印加する駆動回路と、
   前記駆動回路から前記カートリッジへの前記駆動電圧の伝達路に設けられた第１の手段である抵抗と、
   前記抵抗の前記カートリッジ側に接続されて、前記抵抗を介して入力される電圧を分圧する手段と、
   分圧された電圧に基づいて前記カートリッジの有無を検出する第２の手段と、を備え、
   前記第２の手段は、前記分圧された電圧に応じてオン／オフする素子を含み、該素子を通じてカートリッジ検出信号を印字制御部に入力することで前記カートリッジの有無を検出する
   ことを特徴とする印字装置。
2. 請求項１に記載の印字装置において、前記第２の手段が前記分圧された電圧に応じてオン／オフするトランジスタであることを特徴とする印字装置。
3. 請求項１又は２に記載の印字装置において、前記カートリッジのヘッドからの液滴吐出を制御する印字制御部と、装置全体を制御するメイン制御部とを備え、メイン制御部からの命令に基づいて前記印字制御部が前記カートリッジの有無を検出する動作を行なうことを特徴とする印字装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の印字装置において、電源投入時に前記カートリッジの有無を検出する動作を行なうことを特徴とする印字装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の印字装置において、前記カートリッジを装着する収納部のカバーの開閉、又は前記カートリッジで印字を行なう印字媒体が検知されたときには、前記カートリッジの有無を検出する動作を行なうことを特徴とする印字装置。
6. 原稿搬送手段により搬送される原稿の画像を読み取るとともに、前記原稿に印字を行う印字装置を備える画像読取装置において、前記印字装置が請求項１ないし５のいずれかに記載の印字装置であることを特徴とする画像読取装置。

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