(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像イメージングシステムであって、
ローラーと、
所定の角度の範囲内において反復的にスイングする反射ユニットと、
前記ローラーと前記反射ユニットとの間に設置されるレンズと、
読取り機能を実行するときに、読取りによって生じた光読取り信号を受信してデジタル信号に変換する光レシーバと、
前記読取り機能を実行するときに文書を照明するための光線を生成し、プリント機能を実行するときに光出力信号を生成する光トランスミッタと、
前記反射ユニットと前記光レシーバとの間に設置され、光信号の伝送経路を切り換える機能を有する光分配ユニットとを備え、
前記読取り機能に切り換わるとき、前記光トランスミッタにより生成された光線は、前記光分配ユニット、前記レンズ、前記反射ユニット、前記レンズを経由して前記文書に到達し、前記ローラーが前記文書を回動させ、前記反射ユニットが反復的にスイングし、前記文書上の各位置の画像を読取るとともに、光読取り信号が生成され、前記光読取り信号が前記レンズを介して前記反射ユニットに伝送され、前記反射ユニットがさらに該光読取り信号を該レンズを介して前記光分配ユニットに反射させ、前記光分配ユニットがさらに該光前記読取り信号を前記光レシーバに伝送し、前記光レシーバが前記光読取り信号をデジタル信号に変換し、
前記プリント機能に切り換わるとき、前記光トランスミッタが光出力信号を前記光分配ユニットに送信し、前記光分配ユニットは前記光出力信号を前記レンズを介して前記反射ユニットに伝送し、前記反射ユニットが所定の角度の範囲内でスイングし、前記ローラーの回動が加わって、前記光出力信号を前記レンズを介して前記ローラー上に伝送し、前記ローラー上に静電潜像を形成し、次いで出力媒体に前記静電潜像を転写することを特徴とする画像イメージングシステム。
【請求項２】
複写機能を実行するとき、先ず前記読取り機能を実行し、さらに前記プリント機能を実行することを特徴とする請求項１記載の画像イメージングシステム。
【請求項３】
ファクシミリ機能を実行するとき、前記読取り機能を実行し、さらに電話伝送手段を利用して、前記デジタル信号を遠端のファクシミリに伝送することを特徴とする請求項１記載の画像イメージングシステム。
【請求項４】
前記光分配ユニットは、機械式の光経路切換スイッチまたは微小電子機械システム式の光経路切換スイッチであることを特徴とする請求項１記載の画像イメージングシステム。
【請求項５】
前記光分配ユニットは、ビームスプリッタ、内面全反射プリズムまたはオプティカルルータであることを特徴とする請求項１記載の画像イメージングシステム。
【請求項６】
画像イメージングシステムであって、
第一ローラーと、
第二ローラーと、
所定の角度の範囲内において反復的にスイングする反射ユニットと、
前記第一ローラーと前記第二ローラーと前記反射ユニットとの間に設置されるレンズと、
読取り機能を実行するときに、読取りで生じた光読取り信号を受信してデジタル信号に変換する光レシーバと、
前記読取り機能を実行するときに文書を照明するための光線を生成し、プリントを実行するときに光出力信号を生成する光トランスミッタと、
光信号の伝送経路を切り換える機能を有する光分配ユニットとを備え、
前記読取り機能に切り換わるとき、前記光トランスミッタにより生成された光線は前記光分配ユニット、前記レンズ、前記反射ユニット、および前記反射ユニットで反射された後に前記レンズを経由して前記文書に到達し、前記第一ローラーが前記文書を回動させ、前記反射ユニットが反復的にスイングし、前記文書上の各位置の画像を読取るとともに、光読取り信号が生成され、前記光読取り信号が前記レンズを介して前記反射ユニットに伝送され、前記反射ユニットがさらに該光読取り信号を該レンズを介して前記光分配ユニットに反射させ、前記光分配ユニットがさらに該光読取り信号を前記光レシーバに伝送し、前記光レシーバが前記光読取り信号をデジタル信号に変換し、
プリント機能に切り換わるとき、前記光トランスミッタが光出力信号を前記光分配ユニットに送信し、前記光分配ユニットは前記光出力信号を前記レンズを介して前記反射ユニットに伝送し、前記反射ユニットが所定の角度の範囲内でスイングし、前記第二ローラーの回動が加わって、前記光出力信号を前記レンズを介して前記第二ローラー上に伝送し、前記第二ローラー上に静電潜像を形成し、次いで出力媒体に前記静電潜像を転写することを特徴とする画像イメージングシステム。
【請求項７】
複写機能を実行するとき、先ず前記読取り機能を実行し、さらに前記プリント機能を実行することを特徴とする請求項６記載の画像イメージングシステム。
【請求項８】
ファクシミリ機能を実行するとき、前記読取り機能を実行し、さらに電話伝送手段を利用して、前記デジタル信号を遠端のファクシミリに伝送することを特徴とする請求項６記載の画像イメージングシステム。
【請求項９】
前記光分配ユニットは、機械式の光経路切換スイッチ、微小電子機械システム式の光経路切換スイッチ、ビームスプリッタ、内面全反射プリズムまたはオプティカルルータであることを特徴とする請求項６記載の画像イメージングシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学切換装置に係るもので、特に画像イメージングシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光学技術と半導体技術の進歩に伴い、オフィスにおける事務機器、例えばファクシミリ、プリンタ、スキャナ、複写機等々が、日増しにその体積が小さくなるとともに、精度も常に向上している。
このうち、レーザープリンタは文書のプリントに幅広く使用されているが、レーザープリンタの原理は、先ず感光ドラム表面に静電荷を均一に付着させ、次いで光線を感光ドラムに照射し、感光ドラムに静電潜像を形成させ、電界の作用によって帯電したトナー（Toner）を感光ドラムに吸い付けてイメージングし、さらに感光ドラムのトナーを紙の上に転写するものである。
【０００３】
スキャナは、文書と写真の読み取りに使用される。スキャナは、光源を用いて読取りする文書に照射し、レンズにより文書のイメージを反射するとともに、電荷結合素子（Charge Coupled Device；ＣＣＤ）またはコンタクト・イメージ・センサ（Contact Image Sensor；ＣＩＳ）に集積し、さらに光の信号を電気の信号に変換し、次に、アナログ／デジタル・コンバータ（Analog/Digital Converter；Ａ／Ｄ Converter）によりアナログ信号をデジタル信号に変換し、デジタルイメージデータを形成し、最後にこれらのデジタルイメージデータを記憶して、読取り作業を完成させる。
【０００４】
ファクシミリはイメージ読み取りの原理を利用したもので、イメージを遠方の別のファクシミリまで伝送し、イメージを再現する。複写機は、イメージ読み取りの原理を利用して、イメージを近い場所に再現する。上記事務機器の機能と原理は一部重複しているため、現在、複数の機能を有する事務機器が登場しており、これらは多機能のイメージ処理機能を一つの事務機器の中に整合させたものである。現在比較的広く使用されているものとして、プリンタ、スキャナ、複写機およびファクシミリを整合した多機能事務機器がある。
【０００５】
現在使用されている多機能事務機器を見ると、一般的に従来のスキャナを使用してイメージの読み取りを実行し、さらにプリンタの機能を利用してイメージをプリントアウトしている。従って、スキャナとプリンタの機能を有するだけでなく、同時に、複写機とファクシミリの機能も保有している。確かに、多機能事務機は従来の複数種の事務機器を一台の事務機器に整合しており、オフィスでの占有面積を効果的に減少させているが、しかし、多機能事務機器自体の体積は依然として事務用机上で相当大きな面積を占めている。従って、如何にして多機能事務機器の体積を効果的に小さくし、占用する面積を減少させるかが、多機能事務機器の使用者と設計者の強い希望であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の発明の背景からわかるように、従来周知の多機能事務機器は事務用机上で相当大きな面積を占めている。従って、如何にして体積の小さい多機能事務機器を提供するかは、事務机に占める空間を減少できるだけでなく、多機能事務機器の画像伝送素子をさらに兼ね備え、多機能事務機器の生産コストを低下させることにつながる。
【０００７】
本発明の主な目的は、多機能事務機器の画像伝送素子を効果的に兼ね備える、画像イメージングシステムを提供することにある。
本発明の他の目的は、多機能事務機器の体積を効果的に減少させる、画像イメージングシステムを提供することにある。
本発明のさらなる目的は、多機能事務機器の生産コストを効果的に低下させる、画像イメージングシステムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的に基づき、本発明では多機能事務機器の画像イメージングシステムを開示しており、スキャナとプリントの機能を有するのみでなく、さらに複写とファックスの機能をも備えさせるものである。この画像イメージングシステムは、ローラー、レンズ、反射ユニット、光レシーバ、光トランスミッタ、および光分配ユニットを有している。該反射ユニットは、反射光線の反射角度を反復的にスイングさせる機能を有し、この反射光線のスイング角度は読取りとプリントのために必要な範囲を包括している。該光レシーバは、読取りプログラムにおいて使用され、文書の読取りで発生する光読取り信号を受信するとともに、それをデジタル信号に変換するためのものである。該光トランスミッタは、プリントプログラムを実行するとき、光出力信号を出力することに用いる。また、該光分配ユニットは、光信号を異なる伝送経路に切り換えることに用いる。
【０００９】
読取り機能を実行するとき、ローラーが文書を回動させ、且つレンズおよび反射ユニットの反復スイングが組み合わさって読取りを行い、文書上の各位置の画像を光レシーバに伝送し、光レシーバはこれらの画像の読取り信号をデジタル信号に変換する。このほか、反射ユニットと光レシーバとの間の光経路に光分配ユニットを加えてもよく、該光分配ユニットにおける光経路の他方の端点に光トランスミッタを加えて文書の照明光源として使用し、光レシーバおよび光トランスミッタの光分配ユニットを通過した後の経路が同じになるため、光トランスミッタが照明する文書の位置と光レシーバが受ける画像の位置が同一点となり、照明効率が大幅に増大され、従来のライン型ライトを使用する必要がなく、しかも一般的な半導体点光源、例えば、発光ダイオード（Light Emitting Diode；ＬＥＤ）或いはレーザーダイオード（Laser Diode）などを使用することができる。
【００１０】
プリントプログラムを実行するとき、光トランスミッタが光出力信号を光分配ユニットに送信する。また、光分配ユニットはこれらの光出力信号をレンズを介して、反射ユニットに伝送し、反射ユニットは上記反復スイングを行いながら、且つローラーの回動を伴って、これらの光出力信号をレンズを介して繰り返し読取りローラー上に伝送するとともに、ローラー上に静電潜像を形成させ、その後、出力媒体に転写する。
【００１１】
複写機能を実行するときは、先ず読取り機能を実行し、さらにプリント機能を実行する。ファクシミリ機能を実行するときは、先ずスキャナ機能を実行し、さらに電話伝送手段を用いて、これらのデジタル信号を遠端のファクシミリに伝送する。
上記光トランスミッタは、発光ダイオード（Light Emitting Diode；ＬＥＤ）またはレーザーダイオード（Laser Diode）を有する。また、上記光レシーバは、フォトダイオード（Photo Diode）を有する。光分配ユニットは、機械式の光経路切換スイッチまたは微小電子機械システム（ＭＥＭＳ；Micro Electro Mechanical System）の光経路切換スイッチ、若しくはビームスプリッタ（Beam Splitter）を使用することができる。
【００１２】
本発明の他の形態には、さらにもう一つのローラーを備えさせ、上記光分配ユニットを別の光分配ユニットにより代替するものがある。本発明の画像イメージングシステムに読取りとプリントができる機能を持たせ、こうしてプリントの速度をアップさせることができ、さらに読取りとプリントを実行できる機能をもたせることができる。
上記光分配ユニットには、ビームスプリッタ（Beam Splitter）、内面全反射プリズム（Total Internal Reflection Prism；ＴＩＲ Prism）またはオプティカルルータ（Optical Router）が備わっている。
従って、本発明の画像イメージングシステムは、多機能事務機器の体積を小さくし、こうして事務机に占める面積を減少させ、さらに画像伝送素子を共用するため、生産コストが効果的に低下する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は多機能事務機器の体積を効果的に小さくし、事務机に占める面積を減少させ、同時に多機能事務機器の画像伝送素子をさらに兼ね備え、生産コストを効果的に削減させるものである。次に図を参照して本発明の主旨を詳細に説明するが、この技術に詳しい技術者が本発明の好ましい実施例を理解した後に、本発明で示した技術に基づいて改変や加工を行うことも、本発明の主旨および範囲から逸脱するものではない。
【００１４】
図１Ａおよび図１Ｂを参照されたい。図１Ａは本発明による画像イメージングシステムにおける第１実施例の正面図である。図１Ｂは図１Ａにおける画像イメージングシステムの側面図である。図１Ａおよび図１Ｂが示すとおり、本実施例の画像イメージングシステム２００は、ローラー２１０、レンズ２２０、反射ユニット２３０、光分配ユニット２７０、光トランスミッタ２９０、および光レシーバ３００を有する。本実施例の画像イメージングシステム２００は、光学レシーバシステムと光学トランスミッションシステムを同一構造のなかで効果的に結合させ、スキャナとプリンタの主な光学画像伝送経路を互いに結合させ、多機能事務機器に必要な素子の数を効果的に減らし、コストを削減させるだけでなく、さらにその体積を縮小し、多機能事務機器を一般的オフィスでの使用により適したものにしている。
【００１５】
読取りプログラムを実行したい場合、画像イメージングシステム２００がローラー２１０上の文書を読取り、光線２４０から光線２４５までの間の光信号を受信するが、それは即ちスキャナの読取り範囲２５０を示している。スキャナは、図の中の光線２４０の位置から、ローラーに沿って光線２４５の位置まで読取り、ローラー２１０は文書を別の方向へ移動させる。従って、反射ユニット２３０のスイング角度２８０が構成する読取り範囲２５０に合わせて、さらにローラー２１０が提供する回動が加わって、本実施例の画像イメージングシステムは原稿の全面を完全に読取ることができる。
【００１６】
このとき、光線２４０から光線２４５の間で読取りにより得られる光信号は、レンズ２２０を介して反射ユニット２３０に伝送されるとともに、レンズ２２０を介して光分配ユニット２７０に反射し、光分配ユニット２７０は画像イメージングシステムの現時点の作動要求に伴って切り換えを実行する。読取りプログラムを実行するときには、反射ユニット２３０から反射された光線２６０が光レシーバ３００まで伝送される。次いで、光レシーバ３００がこれらの光線２６０をデジタルデータに変換するとともに記憶して、読取り作業を完成させる。
【００１７】
一般的に読取り作業を実行するときには、従来のスキャナではライン型ライトを使用して文書を照射する。本実施例の画像イメージングシステム２００は、さらに文書の照明光源として光トランスミッタ２９０を使用することができる。光レシーバ３００および光トランスミッタ２９０の光分配ユニット２７０を通過した後の経路が同じであるため、光トランスミッタ２９０が文書を照明する位置と光レシーバ３００が受信する画像の位置が同一点となり、照明効率と正確性を大幅に向上させ、従来のライン型ライトを使用する必要はない。光トランスミッタ２９０は、一般の半導体点光源、例えば、発光ダイオード（Light Emitting Diode；ＬＥＤ）またはレーザーダイオード（Laser Diode）などを使用することができる。
【００１８】
プリントプログラムを実行するとき、画像イメージングシステム２００は、光トランスミッタ２９０に働きかけて光分配ユニット２７０に光信号を送信させる。このとき、光分配ユニット２７０は画像イメージングシステム２００の現時点の作動要求に伴って光信号の伝送経路を切り換え、これらの光信号が構成する光線２６０を、レンズ２２０を介して反射ユニット２３０に伝送する。反射ユニット２３０はスイングし、光線２６０を反射して、レンズ２２０を介してローラー２１０に伝送する。このほか、反射ユニット２３０のスイング角度２８０は、反射ユニット２３０により反射された光信号を、光線２４０と光線２４５の間でスイングさせる。ローラー２１０は別方向へ回動させ、このため光トランスミッタ２９０が送信する光信号がローラー２１０上に静電潜像を形成し、さらに電界の作用によって帯電したトナー（Toner）をローラー２１０上に吸い付けてイメージングがなされ、最後に再びローラー２１０上のトナーを媒体、例えば紙の上に転写し、プリント作業が完成される。
【００１９】
本実施例では、ローラー２１０は感光ドラムであり、従ってプリントと文書の回動という作業を実行することができる。また、スキャナとプリンタの光学素子が、同一構造中に効果的に結合されるため、本実施例の画像イメージングシステムを有する多機能事務機を利用すれば、従来の多機能事務機器と比べて小さな体積となり、事務机に占める空間が大幅に減少する。このほか、レンズ２２０は単一のレンズ、または前記単一のレンズに加え前記単一のレンズとは別のレンズを使用でき、光信号の受信と伝送を実行する。また、光分配ユニット２７０は光信号を異なる目的の出力ポートに切り換えることができる装置であり、機械式の光スイッチとして、即ちステップモータ（Step Motor）等の機械動力を用いてファイバー、レンズ面、プリズムまたはその他素子を移動させて光経路を変化させ、或いは微小電子機械システム式（ＭＥＭＳ；Micro Electro Mechanical System）の光スイッチとして、シリコン等の半導体材料を使用し、エッチングした微小電子機械構造とし、或いはビームスプリッタ（Beam Splitter）と内面全反射プリズム（Total Internal Reflection Prism；ＴＩＲ Prism）などを利用して、受信および送信された光信号を分離させてもよく、これらはいずれも本発明の範囲を逸脱するものではない。
【００２０】
図２Ａおよび図２Ｂを参照されたい。図２Ａは本発明の画像イメージングシステムにおける好ましい第２実施例の正面図である。図２Ｂは図２Ａにおける画像イメージングシステムの側面図である。図２Ａおよび図２Ｂに示すとおり、本実施例の画像イメージングシステム５００は、２つのローラー３１０、４００、レンズ３２０、反射ユニット３３０、光分配ユニット３７０、光トランスミッタ３９０、および光レシーバ４３０を備えている。ローラー３１０は感光ドラムで、ローラー４００は一般的なローラーとして構成されている。
【００２１】
本実施例の画像イメージングシステム５００が第１実施例の画像イメージングシステム２００と異なる点は、画像イメージングシステム５００が読取りとプリントを実行する機能を有していることである。文書がローラー４００上で読取りされるとき、光トランスミッタ３９０が発生する光が文書に照明されることにより構成される光線４１０は、レンズ３２０を通って反射ユニット３３０に伝送され、文書は読取り範囲３５０の間で、反射ユニット３３０のスイング角度３８０により読取りプログラムを実行する。このほか、ローラー４００は別方向への運動（回動）を提供し、文書上の文字と図が完全に読取られる。
【００２２】
光線４１０は反射ユニット３３０によって反射された後、レンズ３２０を通って光分配ユニット３７０まで伝送され、光分配ユニット３７０が経路を選択し、読取りにより得られた信号を光線４２０の経路に沿って、光レシーバ４３０に伝送し、読取り画像のデジタル信号が生成されるとともに記憶される。
このほか、文書画像のプリントを実行する場合は、光トランスミッタ３９０が発生する光信号により、光線３６０を構成し、光分配ユニット３７０に伝送し、その後、さらに所定の経路に基づいてレンズ３２０を通って、反射ユニット３３０に伝送する。反射ユニット３３０は、これらの光信号を光線３４０の経路に沿って、レンズ３２０を通してローラー３１０、つまり感光ドラムに伝送する。ローラー３１０が回動し光信号が光線３４０と光線３４５の間にあるとき、反射ユニット３３０のスイング角度３８０により構成される読取り範囲３５０の中で潜像走査される。従って、光トランスミッタ３９０が送信する光信号は、ローラー３１０上に静電潜像を形成し、次いで、さらに電界の作用によって帯電したトナーをローラー３１０上に吸い付けてイメージングを行い、最後に再びローラー３１０上のトナーを紙上に転写し、文書のプリント作業を完成させる。
【００２３】
第２実施例では、画像読取りと画像プリントは二つの異なるローラーを使用して実行する。また、その他の光学伝送素子は共用性を有している。従って、本発明の第２実施例の画像イメージングシステム５００は、画像読取りを実行できるだけでなく、画像のプリントを実行でき、異なる光学伝送経路を選択することにより、同一の伝送素子中に並存させる。従って、本発明の第２実施例の多機能事務機器は、読取りとプリントの動作を実行することができる。
【００２４】
レンズ３２０は、同一のレンズ或いは異なるレンズを使用して、光信号の受信と伝送を実行する。また、光分配ユニット３７０は、異なる入力ポートからの光信号を、異なる目的の出力ポートの装置に伝送し、例えばビームスプリッタ、内面全反射プリズム、またはオプティカルルータ（Optical Router）等の光学素子を用いて、受信および送信される光信号を分離させて異なる伝送経路を生成させ、且つ互いに干渉させないようにする。一般的に、複写の機能は読取りとプリントの機能が結合しており、従って、本発明の第２実施例の多機能事務機器を使用すればプリントの速度を加速することができる。このほか、本発明の画像イメージングシステムは、さらに電話伝送手段と結合させて、読取りを完了した後、デジタル信号を遠端のファクシミリに伝送することができる。
【００２５】
読取り作業を実行するときには、第２実施例の画像イメージングシステム５００は、例えば第１実施例における光トランスミッタ２９０および光レシーバ３００と結合させて、光分配ユニット２７０を介してから、異なる経路を使用して、文書の照明と読取りを実行し、照明および受信される画像位置が同一点になるので、照明効率と正確性が大幅に向上する。
【００２６】
この技術に詳しい技術者が理解する、以上の説明は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の特許請求の範囲を限定するためのものではなく、本発明が開示する主旨から逸脱しないで完成されたその他の同等の効果を有する改良や加工は、後述の特許請求の範囲にいずれも含まれるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例による画像イメージングシステムを示す概略図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図２】  本発明の第２実施例による画像イメージングシステムを示す概略図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
２００    画像イメージングシステム
２１０    ローラー
２２０    レンズ
２３０    反射ユニット
２４０    光線
２４５    光線
２５０    読取り範囲
２６０    光線
２７０    光分配ユニット
２８０    スイング角度
２９０    光トランスミッタ
３００    光レシーバ
３１０    ローラー
３２０    レンズ
３３０    反射ユニット
３４０    光線
３４５    光線
３５０    読取り範囲
３６０    光線
３７０    光分配ユニット
３８０    スイング角度
３９０    光トランスミッタ
４００    ローラー
４１０    光線
４２０    光線
４３０    光レシーバ
５００    画像イメージングシステム
【図１】
0004502597.tif 000002
【図２】
0004502597.tif 000003