(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリンタのキャリッジに印字ヘッドカートリッジと交換自在に装着され、該プリンタを読み取り装置として機能させるスキャナヘッドカートリッジにおいて、
画像読み取りに使用される光学部品および電気部品が収納されるベースユニットと、
該ベースユニットと係合し、前記キャリッジに保持されるホルダとから構成され、
前記ホルダの内部に重りを設けたことを特徴とするスキャナヘッドカートリッジ。
【請求項２】
前記重りは前記ホルダの内部に形成されたリブをガイドとして取り付けられることを特徴とする請求項１記載のスキャナヘッドカートリッジ。
【請求項３】
前記重りは、前記スキャナカートリッジの重量が前記印字ヘッドカートリッジの重量と略同等になるように重量調整されたことを特徴とする請求項１記載のスキャナヘッドカートリッジ。
【請求項４】
前記重りは前記ベースユニット内に収納された電気部品の基準電圧強化板およびノイズ対策板を兼ねることを特徴とする請求項１記載のスキャナヘッドカートリッジ。
【請求項５】
印字ヘッドカートリッジと交換自在にスキャナヘッドカートリッジをキャリッジに装着し、読み取り装置として機能するプリンタにおいて、
前記スキャナカートリッジを、
画像読み取りに使用される光学部品および電気部品が収納されるベースユニットと、
該ベースユニットと係合し、前記キャリッジに保持されるホルダとから構成し、
前記ホルダの内部に重りを設けたことを特徴とするプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタのキャリッジに搭載される印字ヘッドカートリッジと交換することで読み取り装置としてプリンタを機能させることができるスキャナヘッドカートリッジおよびプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像読取装置として複写機、ファクシミリ装置等が一般的に知られているが、近年では、プリンタなどの記録装置に読み取り機能を追加したものが登場している。例えば、シリアルに記録を行うプリンタでは、インクヘッドカートリッジの代わりにスキャナヘッドカートリッジをキャリッジに載せることで、あるいはスキャナヘッドカートリッジをキャリッジに追加することで画像読み取りを行うことが可能になっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スキャナヘッドをプリンタのキャリッジに取り付け、プリンタを読み取り装置として機能させる際、次のような問題が生じた。
【０００４】
すなわち、インクヘッドあるいはスキャナヘッドが取り付けられるキャリッジは、通常、ホームポジションと呼ばれる待機位置に停止した状態から印字開始位置や読み取り開始位置に移動するまでの僅かな距離で加速され、印字あるいは読み取り位置で一定の移動速度となるように制御する必要がある。仮に、一定の移動速度が得られない場合、インクヘッド搭載時ではヘッドノズルからのインク吐出のタイミングとキャリッジの移動速度との僅かなタイミング差が主走査方向における印字ムラとなってしまう。
【０００５】
一方、スキャナヘッド搭載時では、読み取りムラとして画像が伸び縮みする他、スキャナヘッドはＲＧＢ３色のＬＥＤが順次点灯して同一原稿面上を３回読み取るようになっているので、読み取りドット毎の色ずれも生じてしまう。
【０００６】
また、同一形状のインクヘッドを用いて印字を行う数種類のプリンタでは、機種毎に最適なキャリッジ駆動が得られるヘッド重量にばらつきがあり、スキャナを搭載する場合も同様であった。
【０００７】
さらに、読み取り動作を安定させるために、ノイズ対策板や銅テープ、基準電圧強化のための回路部などの対策をスキャナヘッド内に設ける必要があり、部品の増加、コストの増加を招いてしまっていた。
【０００８】
そこで、本発明は読み取り動作を安定させて読み取り品位を高めることができるスキャナヘッドカートリッジおよびプリンタを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載のスキャナヘッドカートリッジは、プリンタのキャリッジに印字ヘッドカートリッジと交換自在に装着され、該プリンタを読み取り装置として機能させるスキャナヘッドカートリッジにおいて、画像読み取りに使用される光学部品および電気部品が収納されるベースユニットと、該ベースユニットと係合し、前記キャリッジに保持されるホルダとから構成され、前記ホルダの内部に重りを設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載のスキャナヘッドカートリッジでは、請求項１に係るスキャナヘッドカートリッジにおいて前記重りは前記ホルダの内部に形成されたリブをガイドとして取り付けられることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載のスキャナヘッドカートリッジでは、請求項１に係るスキャナヘッドカートリッジにおいて前記重りは、前記スキャナカートリッジの重量が前記印字ヘッドカートリッジの重量と略同等になるように重量調整されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載のスキャナヘッドカートリッジでは、請求項１に係るスキャナヘッドカートリッジにおいて前記重りは前記ベースユニット内に収納された電気部品の基準電圧強化板およびノイズ対策板を兼ねることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載のプリンタは、印字ヘッドカートリッジと交換自在にスキャナヘッドカートリッジをキャリッジに装着し、読み取り装置として機能するプリンタにおいて、前記スキャナカートリッジを、画像読み取りに使用される光学部品および電気部品が収納されるベースユニットと、該ベースユニットと係合し、前記キャリッジに保持されるホルダとから構成し、前記ホルダの内部に重りを設けたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明のスキャナヘッドカートリッジおよびプリンタの実施形態について説明する。本実施形態では、インクの吐出によって記録を行うインクジェットプリンタのキャリッジに、インクヘッドカートリッジ（以下、インクヘッドという）と交換自在にスキャナヘッドカートリッジ（以下、スキャナヘッドという）を取り付ける場合について説明する。
【００１５】
［第１の実施形態］
図１はプリンタ本体にスキャナヘッドおよびインクヘッドを取り付ける様子を示す図である。
【００１６】
インクヘッド１と交換自在にプリンタのキャリッジ１７に搭載されるスキャナヘッド２はプリンタを読み取り装置として機能させるので、その形状はキャリッジ１７への搭載に支障の無いようにインクヘッド１の形状と似ている。このスキャナヘッド２の詳細な構造については後述する。
【００１７】
インクヘッド１、スキャナヘッド２をプリンタ本体３に取り付ける場合、プリンタ本体３のフロントカバー１８を手前に開けてからキャリッジ１７にスキャナヘッド２あるいはインクヘッド３を取り付ける。
【００１８】
図２はプリンタ本体３にスキャナヘッド２を取り付けた状態を示す斜視図である。インクヘッド１を取り付けた場合、プリンタは記録装置として機能し、スキャナヘッド２を取り付けた場合、プリンタは読み取り装置として機能する。
【００１９】
図３はプリンタの制御系の構成を示すブロック図である。文字、画像などの記録データはホストコンピュータ（ＰＣ）４からインターフェース（Ｉ／Ｆ）３ｃを通じてホストコンピュータ４とＣＰＵ３ｄの制御を受けながらコントローラ３ｂに転送される。
【００２０】
コントローラ３ｂは記録データを受けると、インクヘッド１で記録紙に記録するデータとして加工する。さらに、コントローラ３ｂは、ＣＰＵ３ｄの制御を受けつつ、インクヘッド１にキャリッジ１７のヘッド端子（キャリッジ端子パッド）３ａを通じて記録データを送り込み、文字、画像などを記録紙に記録する。
【００２１】
キャリッジ１７はガイドシャフト２０に沿って移動自在に配置されており、記録時にはインクヘッド１を、画像読み取り時にはスキャナヘッド２を搭載し、それらを記録紙や画像読み取り用の原稿面に沿って移動する。キャリッジ１７の移動は、ＣＰＵ３ｄ、コントローラ３ｂ、モータドライバ３ｅによって制御されるＣＲモータ３ｇの駆動により行われる。また、ＣＲ検知センサ３ｆは、キャリッジ１７がホームポジションにあるか否かを検出する。
【００２２】
これらの機構により、キャリッジ１７はホームポジションから印字（読み取り）開始位置まで加速され、印字（読み取り）範囲内では一定の速度となるように制御されている。また、紙検知センサ３ｈは、記録紙あるいは画像読み取り用原稿がプリンタ本体に給紙されているか否かを検出する。このような機構を用いて記録が行われる。
【００２３】
つぎに、画像読み取り装置として機能する場合について説明する。図４は読み取り装置として機能させる際のプリンタのセット状態を示す斜視図である。キャリッジ１７にスキャナヘッド２を取り付け、プリンタを読み取り装置として機能させる場合、読み取り原稿２１をプリンタ本体３の給紙部に挿入する。この後、読み取り原稿２１は給紙ローラ、搬送ローラ（図示せず）によってプリンタの印字機構部に搬送され、スキャナヘッド２に取り付けられた光源２ｂが読み取り原稿の表面を斜めから照射し、反射像がミラー２４、レンズ２５を経由して光電変換特性を持つセンサ２ａによって画像データとして検出される（図５参照）。
【００２４】
図３のブロック図において、センサ２ａによって検出された信号は、画像処理ＬＳＩ２ｃ内のアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器で扱う最適なレベルまで増幅され、Ａ／Ｄ変換器に入力する。
【００２５】
Ａ／Ｄ変換器によって変換されたディジタルデータに対し、画像処理ＬＳＩ２ｃによってシェーディング補正、２値化などの補正、その他の画像処理を行った後、画像処理が行われたディジタルデータはキャリッジ１７のヘッド端子３ａを経由してプリンタ本体３に転送される。この転送は、記録時の記録データの流れとは逆の経路を通ってホストコンピュータ４に送られることになる。
【００２６】
こうして、読み取り画像データはホストコンピュータ４に転送されて記憶される。つまり、画像処理ＬＳＩ２ｃからキャリッジ１７のヘッド端子３ａ、コントローラ３ｂ、インターフェース３ｃを通じてホストコンピュータ４に画像データを送り込むのである。
【００２７】
このとき、コントローラ３ｂは画像処理ＬＳＩ２ｃから受けた画像データをインターフェース３ｃで送り易い形式、あるいはホストコンピュータ４が扱い易い形式にしてＣＰＵ３ｄの制御を受けながら転送していく。
【００２８】
プリンタの読み取り開始位置まで搬送された原稿を読み取る機構部の動作は、記録時の動作と異なり、同一原稿面上を３回スキャナヘッド２が移動する方式で行われる。すなわち、スキャナヘッド２の読み取りでは、内部に設けられたＲＧＢ３色のＬＥＤ２ｂを順次点灯させ、各色毎に同一原稿面を読み取ることによりカラー画像を形成する方式を採用している。
【００２９】
具体的には、画像読み取り用の原稿をプラテン１９上にセットした状態で、キャリッジ１７はスキャナヘッド２を搭載して３色のＬＥＤのうち１色、例えばＲｅｄを点灯して１ライン分原稿面に沿って画像を読み取り、続いてＧｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅと合計して３回同じ動作を繰り返す。
【００３０】
各光源の切り替えはＣＰＵ３ｄの制御を受けたスキャナヘッド内の画像処理ＬＳＩ２ｃによって制御される。データ処理の流れはＲＧＢ各色で読み取る度に前述した流れを３度繰り返すことになる。
【００３１】
このようにして１ライン分の画像データの取り込みが終了すると、ＣＰＵ３ｄ、コントローラ３ｂ、モータドライバ３ｉによって制御されるＬＦモータ３ｊの駆動により次の読み取りラインまで紙送りが行われ、同様の動作が繰り返される。このとき、キャリッジ１７の移動は、記録時と同様にＣＰＵ３ｄ、コントローラ３ｂ、モータドライバ３ｅによって制御されるＣＲモータ３ｇの駆動により行われる。これらの作用によりプリンタをカラー読み取り装置として機能させることが可能である。
【００３２】
図５は第１の実施形態におけるベースユニット５内部の光学部品の配置を示す図である。一般に、スキャナヘッドはＬＥＤ２ｂなどの発光素子により原稿面２１を照射し、原稿の反射像をレンズ２５を経由してセンサ２ａで読み取る構成を有する。
【００３３】
また、ベースユニット内部の少ない有効スペースを活用するために、原稿の反射像をミラー２４で一度光束を反射させた後、マスターレンズ２５を経由してセンサ２ａに結像するように、光学系が配置されている。
【００３４】
図６はベースユニット５にホルダ６が取り付けられた状態を示す断面図である。図７はホルダカバー８が取り外された状態のホルダ６の構造を示す平面図である。図８はホルダ６の構造を示す側部断面図である。図９はベースユニット５の構造を示す斜視図である。
【００３５】
図において、５および６はそれぞれスキャナヘッド２を構成するベースユニットおよびホルダである。ベースユニット５およびホルダ６にはそれぞれを着脱するための係合部が設けられている。具体的に、ベースユニット５の側面には孔１２ａ、突起１２ｃが形成されており、ホルダ６の側面にはベースユニット５の孔１２ａ、突起１２ｃとそれぞれ嵌合する突起１２ｂ、孔１２ｄが形成されており、嵌合した状態でベースユニット５およびホルダ６は互いに回動自在である。
【００３６】
また、ベースユニット５の前面には、ホルダ６の前面に形成された突起１２ｅと嵌合する孔１２ｆが形成されており、ベースユニット５にホルダ６を閉じた状態で固定する。
【００３７】
尚、スキャナヘッド２がプリンタのキャリッジ１７に取り付けられる際、その形状が取り付けの障害にならない限り、スキャナヘッドの形状および係合部は図６乃至図９に示したものに限らず、その他の形状および係合部であってもよい。
【００３８】
図１０はホルダ６の構造を示す分解斜視図である。図において、６ａはホルダ本体、７は重り、１６は固定ネジ、８はホルダカバーである。
【００３９】
ホルダ６はプラスチックの成形樹脂材料で製作されるので、ホルダ本体６ａの強度を満たし、成形時に外壁の倒れ込みを防止するため、ホルダ内部には十字形のリブ９が形成されている。重り７は金属材料をプレス加工して成形される。重り７のホルダ本体６ａへの取り付けは、重り７に形成された溝１３ａ、１３ｂ、１４をホルダ６のリブ９に差し込み、固定ネジ１６で締め付けることにより行われる。また、重り７をホルダ本体６ａに取り付ける際、左右のリブ９によって前後方向の位置決めが行われ、背面側リブ９によって左右方向の位置決めが行われる。
【００４０】
このような構造により、重り７の取り付けおよび固定が容易である上、重り７自体もホルダ本体６ａの強度を保つことに活用できる。さらに、重り７を取り付けた後、ホルダカバー８に形成された爪１５をホルダ本体６ａの溝１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに挿入することでホルダ６の組み立てが完了する。
【００４１】
図１３はベースユニット５にホルダ６が取り付けられた状態のスキャナヘッド２を示す正面図である。図１１は図１３のスキャナヘッド２の右側面図である。図１２は図１３のスキャナヘッド２の背面図である。図１４は図１３のスキャナヘッド２の底面図である。図１５は図１３のスキャナヘッド２の左側面図である。
【００４２】
このような構造を有するスキャナヘッド２では、重り７を取り付けたスキャナヘッド２の重量と、インクヘッド１の重量を略同等にすることができ、インクヘッド１の使用時と同様に読み取り時および読み取り開始位置に至るまでのキャリッジ１７の駆動および加速を安定させ、読み取り画像の品位を向上させることができる。
【００４３】
また、プリンタの機種毎にキャリッジ駆動に最適なヘッド重量にはバラツキがあるので、スキャナヘッドを取り付けるプリンタに合わせて重りの重量を調節することで最適なキャリッジ駆動が可能となり、読み取り画像の品位を安定させることができる。
【００４４】
［第２の実施形態］
スキャナヘッドで読み取り可能なプリンタ本体としては多機種考えられるが、プリンタ本体との組み合わせによっては読み取り品位を安定させるために、スキャナヘッド内にノイズ対策板、銅テープなどの部品や電源を強化するための回路を設ける必要があった。
【００４５】
図１６は第２の実施形態においてホルダカバー８が取り外された状態のスキャナヘッドを示す上面図である。図１７はスキャナヘッドの構造を示す正面断面図である。第２の実施形態のスキャナヘッドでは、ホルダ本体６ａの底面の一部を貫通する開口部２７が形成され、ホルダ本体６ａに取り付けられた重り７とベース５のＦＰＣ基板２６の基準電圧パターン部とがリード線２８で接続されている。尚、図１６においてはリード線２８が省略されている。
【００４６】
したがって、ホルダ本体６ａに取り付けられた重り７を基準電圧強化板としてスキャナヘッドの基準電圧の強化に使用できる上、ノイズ対策板としても代用可能となる。
【００４７】
尚、重り７の一部とＦＰＣ基板２６がホルダとベースの組み立て時に圧接できる構造にしてもよく、この場合、リード線を用いる必要も無くなり、新規部品を追加することも無く、本対策を講ずることができる。ここで、ホルダ本体の底面に形成される開口部は図１６に示す１ヶ所だけであったが、ホルダ本体の底面の開口部の数を増やしたり大きくすることで、あるいは重りとホルダの取り付け面を更に基板側に近づける構成とすることで、効果を高めることができる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載のスキャナヘッドカートリッジによれば、プリンタのキャリッジに印字ヘッドカートリッジと交換自在に装着され、該プリンタを読み取り装置として機能させるスキャナヘッドカートリッジにおいて、画像読み取りに使用される光学部品および電気部品が収納されるベースユニットと、該ベースユニットと係合し、前記キャリッジに保持されるホルダとから構成され、前記ホルダの内部に重りを設けたので、スキャナヘッドに重りを取り付けて印字ヘッドと略同等の重量にすることで読み取り動作を安定させて読み取り品位を高めることができる。
【００４９】
請求項２に記載のスキャナヘッドカートリッジによれば、前記重りは前記ホルダの内部に形成されたリブをガイドとして取り付けられるので、重りの取り付けや位置決めが容易である上、ホルダ自体の強度を保つことができる。例えば、重りとホルダの取り付けは重りに形成された溝をホルダのリブに差し込み、固定ネジで締め付けることにより容易に行うことができる。また、重りをホルダに取り付ける際、左右のリブによって前後方向の位置決めを行い、背面側のリブによって左右方向の位置決めを行うことができる。
【００５０】
請求項３に記載のスキャナヘッドカートリッジによれば、前記重りは、前記スキャナカートリッジの重量が前記印字ヘッドカートリッジの重量と略同等になるように重量調整されたので、スキャナヘッドヘッドカートリッジを取り付けるプリンタの機種に合わせて重量を調整することで、スキャナヘッドでの読み取りに最適なキャリッジ駆動が可能となり、読み取り画像の品位を安定させることができる。
【００５１】
請求項４に記載のスキャナヘッドカートリッジによれば、前記重りは前記ベースユニット内に収納された電気部品の基準電圧強化板およびノイズ対策板を兼ねるので、基準電圧強化板やノイズ対策板を別に設ける必要がなくなり、部品点数を減らすことができる。例えば、ホルダ底面の一部に貫通穴を設け、ホルダに取り付けられた重りとベースユニット内のＦＰＣ基板の基準電圧パターン部を接続することで、重りを基準電圧強化板やノイズ対策板として代用することが可能となる。
【００５２】
請求項５に記載のプリンタによれば、印字ヘッドカートリッジと交換自在にスキャナヘッドカートリッジをキャリッジに装着し、読み取り装置として機能するプリンタにおいて、前記スキャナカートリッジを、画像読み取りに使用される光学部品および電気部品が収納されるベースユニットと、該ベースユニットと係合し、前記キャリッジに保持されるホルダとから構成し、前記ホルダの内部に重りを設けたので、プリンタで画像を読み取る際、読み取り品位を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プリンタ本体にスキャナヘッドおよびインクヘッドを取り付ける様子を示す図である。
【図２】プリンタ本体３にスキャナヘッド２を取り付けた状態を示す斜視図である。
【図３】プリンタの制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】読み取り装置として機能させる際のプリンタのセット状態を示す斜視図である。
【図５】第１の実施形態におけるベースユニット５内部の光学部品の配置を示す図である。
【図６】ベースユニット５にホルダ６が取り付けられた状態を示す断面図である。
【図７】ホルダカバー８が取り外された状態のホルダ６の構造を示す平面図である。
【図８】ホルダ６の構造を示す側部断面図である。
【図９】ベースユニット５の構造を示す斜視図である。
【図１０】ホルダ６の構造を示す分解斜視図である。
【図１１】図１３のスキャナヘッド２の右側面図である。
【図１２】図１３のスキャナヘッド２の背面図である。
【図１３】ベースユニット５にホルダ６が取り付けられた状態のスキャナヘッド２を示す正面図である。
【図１４】図１３のスキャナヘッド２の底面図である。
【図１５】図１３のスキャナヘッド２の左側面図である。
【図１６】第２の実施形態においてホルダカバー８が取り外された状態のスキャナヘッドを示す上面図である。
【図１７】スキャナヘッドの構造を示す正面断面図である。
【符号の説明】
２  スキャナヘッド
５  ベースユニット
６  ホルダ
７  重り
９  リブ
１２ａ、１２ｄ、１２ｆ  孔
１２ｂ、１２ｃ、１２ｅ  突起
２７  開口部
２８  リード線
【図１】
0003595673.tif 000002
【図２】
0003595673.tif 000003
【図３】
0003595673.tif 000004
【図４】
0003595673.tif 000005
【図５】
0003595673.tif 000006
【図６】
0003595673.tif 000007
【図７】
0003595673.tif 000008
【図８】
0003595673.tif 000009
【図９】
0003595673.tif 000010
【図１０】
0003595673.tif 000011
【図１１】
0003595673.tif 000012
【図１２】
0003595673.tif 000013
【図１３】
0003595673.tif 000014
【図１４】
0003595673.tif 000015
【図１５】
0003595673.tif 000016
【図１６】
0003595673.tif 000017
【図１７】
0003595673.tif 000018