JP2004334073A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャリッジの走行時に発生する振動やガタツキなどを解消し、キャリッジをスムーズかつ安定して走行させることができる画像読取装置を提供する。
【解決手段】ハウジング１の底面に設置した一対のガイドレール１３上にキャリッジ３のスライダ（脚部）３５を摺動自在に載せ、キャリッジ３をガイドレール１３に沿って走行可能に設ける。スライダ３５とキャリッジ３との間に介在させた圧縮バネ３６でキャリッジ３を上方に付勢することにより、キャリッジ３の上面に取り付けたボタン３０，３１をプラテンガラス１０に弾性的に当接させ、キャリッジ３とプラテンガラス１０との間隔を一定に保つ。スライダ３５を含油ポリアセタール等の含油合成樹脂で形成し、ガイドレール１３の表面をステンレス製のシート１５で構成し、このシート１５上でスライダ３５を摺動させる。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャリッジに搭載された光学ユニットを原稿と相対的に移動させ、原稿を走査して画像データを得る画像読取装置に係り、特に、キャリッジをスムーズかつ安定して走行させるための改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機等に設けられる画像読取装置としては、ランプを搭載したキャリッジをプラテンガラスに置かれた原稿に沿って移動させ、ランプの光を照射した原稿の像を反射鏡で反射させ、レンズを介してＣＣＤ等の受光素子に導く構成が一般的である。このような画像読取装置のキャリッジは、ハウジングに設けられたガイドレールに沿って移動自在に支持され、モータで作動するワイヤやベルトにより牽引されてガイドレール上を往復移動する。
【０００３】
ところで、本出願人は、上述したようなミラースキャン方式に代え、キャリッジにロッドレンズアレイ（多数の屈折率分布型レンズが配列されてなるレンズ、セルフォックレンズとも呼ばれる）とともにＣＣＤを搭載し、反射鏡を廃した画像読取装置を開発した。この画像読取装置では、ロッドレンズアレイの光軸を上方（プラテンガラス側）に向け、ロッドレンズアレイを通過した光をＣＣＤの受光部に直接結像させている。ロッドレンズアレイは、通常の鏡筒に入った丸径などのレンズに比べて焦点深度が浅い（通常０．５ｍｍ以下の場合が多い）ことから、プラテンガラスとの距離を厳密に設定する必要がある。このため、上方に突出する突起状の摺動部材をキャリッジに設け、付勢部材によってキャリッジを上方に付勢して摺動部材をプラテンガラスの下面に弾性的に当接させて、原稿とキャリッジとの距離を一定に保つようにしている。キャリッジは、ガイドレール上を転動するホイールにより移動するように構成されている。
【０００４】
ところで、キャリッジの移動は、原稿の画像を走査して読み取る上で振動やガタツキが発生せずスムーズであることが求められるが、上記ホイールによる移動手段では、比較的大きな振動が発生してスムーズに移動しない場合があった。キャリッジの移動手段としては、ホイールの他に、滑りを利用したものがあり、例えば下記特許文献１のように、ガイドレールに潤滑性を有する合成樹脂を貼り付ける一方、キャリッジのガイドレールに接触する脚部を含油合成樹脂で形成し、移動のスムーズ化を図っているものがある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２５７２５３号公報（段落「０００６」、「０００７」等）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載されている画像読取装置は、上述したミラースキャン方式であり、ガイドレールにかかる圧力はほぼキャリッジの自重のみである。一方、ロッドレンズアレイおよびＣＣＤをキャリッジに搭載させた画像読取装置は、これらの搭載部品の周辺回路を構成する電子回路基板もキャリッジに付随していることから、キャリッジは重く、しかも、付勢部材による反力がガイドレールにかかる。したがって、ガイドレールにかかる圧力はミラースキャン方式の数倍〜数十倍になり、このため、ガイドレールが合成樹脂製であると変形や摩耗が起こりやすく、振動発生の要因となる。
【０００７】
したがって本発明は、キャリッジの走行時に発生する振動やガタツキなどを解消し、キャリッジをスムーズかつ安定して走行させることができる画像読取装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像読取装置は、フレームと、このフレームに設けられた原稿載置用のプラテンガラスと、フレームに設置されたガイドレールと、原稿上の画像を結像させるロッドレンズアレイと、このロッドレンズアレイで結像された画像を読み取る光電変換素子とが搭載され、プラテンガラスに沿って所定速度で走行するキャリッジとを備えた画像読取装置において、キャリッジは、ガイドレールに沿って摺動するとともに、少なくともその摺動面が樹脂で形成された脚部を備え、さらに、該脚部とキャリッジとの間に介在された付勢部材により、プラテンガラスの下面に弾性的に当接させられており、一方、ガイドレールは、少なくとも脚部が摺動する摺動面が金属で構成されていることを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、金属で構成されたガイドレールの摺動面に、樹脂で形成されたキャリッジの脚部が摺動してキャリッジがガイドレールに沿って走行するので、摩擦が大幅に低減され、キャリッジの走行時に発生する振動やガタツキなどが抑えられてキャリッジがスムーズかつ安定して走行する。キャリッジはロッドレンズアレイや光電変換素子が搭載されていることにより比較的重く、しかも付勢部材の反力によって脚部がガイドレールを押圧するが、ガイドレールの摺動面が金属で構成されているので、ガイドレールが変形したり摩耗したりしにくく、これによって振動やガタツキの防止効果が一層向上する。
【００１０】
本発明のキャリッジの脚部におけるガイドレールに対する摺動面は、上述のように樹脂製であるが、特にその樹脂を、含油ポリアセタール等の含油合成樹脂とすれば、摩擦係数がより低減するので好ましい。また、ガイドレールにおける脚部が摺動する摺動面を構成する金属としては、平滑な摺動面を得やすいステンレスが好適である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
１．実施形態の構成
図１は一実施形態の画像読取装置を示す平面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図であり、この画像読取装置は、例えば複写機やファクシミリなどに適用されている。これら図において符号１は画像読取装置の外殻を構成するハウジング（フレーム）である。ハウジング１は矩形の箱状体であり、開放されたその上面には、原稿を載置するプラテンガラス１０が取り付けられている。ハウジング１の底面には、図において左右方向（副走査方向）に延在する一対のガイドレール１３が互いに平行に取り付けられている。ガイドレール１３には、キャリッジ３が長手方向に摺動自在に支持されている。キャリッジ３には、上方に突出する複数のボタン３０，３１が取り付けられている。ボタン３０，３１は摩擦係数の小さなプラスチック等の合成樹脂から構成され、その上端部は、プラテンガラス１０との摩擦抵抗を低減するためにほぼ球面状とされている。
【００１２】
キャリッジ３の上面には、光軸を上下方向へ向けたロッドレンズアレイ（セルフォックレンズ）３２が取り付けられ、ロッドレンズアレイ３２の下方には、ロッドレンズアレイ３２で結像させた原稿像を読み取るＣＣＤ（光電変換素子）３３が配置されている。また、キャリッジ３には、斜め上方へ向けて光を照射するランプ３４が取り付けられている。さらに、キャリッジ３の下面には、ガイドレール１３と摺接するスライダ（脚部）３５が取り付けられている。図４に示すように、スライダ３５には、上方に延びる軸部３５ｂが形成されており、この軸部３５ｂが、キャリッジ３のフレームに形成された図示せぬ孔に上下動可能に挿入されている。軸部３５ｂには、スライダ３５とキャリッジ３のフレームとの間に介在するように圧縮バネ（付勢部材）３６が装着されており、この圧縮バネ３６によって、キャリッジ３は上方に付勢され、ボタン３０，３１の上端面がプラテンガラス１０の下面に弾性的に当接している。
【００１３】
図４に示すように、ガイドレール１３は、板金１４を折り曲げ加工することによって断面ハット状に形成されたもので、キャリッジ３が走行する板金１４の上板部１４ａは、装置の手前側（図４で左側）に向けて下り斜面になるように所定角度で傾斜している。そして、その傾斜した上面に、表面が研磨処理された薄いステンレス製のシート１５が貼り付けられている。キャリッジ３のスライダ３５は、下方に突出し、下面が球面状に形成された凸部３５ａを有しており、この凸部３５ａがシート１５に載っている。すなわち、凸部３５ａの球面がガイドレール１３に対する摺動面となっている。キャリッジ３は自重によりガイドレール１３の傾斜面（シート１５の上面）に沿って手前側に滑って移動しようとするが、図１および図３に示すように、ハウジング１の内面に設けられたサイドレール１６に、キャリッジ３の手前側の端面に取り付けられたボタン３７が当接する方向に力を受ける。このようにハウジング１の底面に設けたガイドレール１３はそれぞれの方向への押し付け力を発生させている。これにより、キャリッジ３の移動時には上下方向ではプラテンガラス１０に、横方向にはサイドレール１６に押し付けられてガイドされ、副走査方向に正しく直進運動を行う。
【００１４】
上記スライダ３５は、凸部３５ａも含めたその全体が樹脂製である。これにより、ステンレス製のシート１５からなるガイドレール１３との摩擦が大幅に低減する。特に、スライダ３５を含油ポリアセタール等の含油合成樹脂により形成すれば、摩擦係数がより低減するので好ましい。
【００１５】
上記キャリッジ３は、以下に説明する駆動機構４によってガイドレール１３上を走行させられる。図１に示すように、ハウジング１内の４隅には上下方向に延びるプーリ軸４０が固定されている。これらプーリ軸４０のうち、奥側（図１で上側）の２つのプーリ軸４０には、図５および図６に示すように、第１従動プーリ４１ａと第２従動プーリ４２ａとが、この順で上下に同軸的に配され、回転自在に支持されている。つまり、これら第１従動プーリ４１ａと第２従動プーリ４２ａとは、プーリ軸４０を共有している。また、手前側（図１で下側）の２つのプーリ軸４０には、図２に示すように、第２従動プーリ４２ａのみが回転自在に支持されている。また、ハウジング１の奥側には、図１に示すように、ステッピングモータ等のモータ４３によって駆動する駆動プーリ４４が配設されている。
【００１６】
駆動プーリ４４には、第１ワイヤ４１ｂおよび第２ワイヤ４２ｂが、それぞれ複数回巻回されている。そして、第１ワイヤ４１ｂは２つの第１従動プーリ４１ａに掛け渡され、その両端部が、キャリッジ３の奥側の端面に係止されている。また、第２ワイヤ４２ｂは４つの第２従動プーリ４２ａに掛け渡され、その両端部が、キャリッジ３の手前側の端面に係止されている。
【００１７】
このような駆動機構４によれば、モータ４３によって駆動プーリ４４が駆動すると、第１ワイヤ４１ｂおよび第２ワイヤ４２ｂが作動してキャリッジ３の両端の係止部を一方向（例えば右方向）に推進させ、これによりキャリッジ３はガイドレール１３に沿って同方向に走行し、モータ４３が逆回転すると、キャリッジ３は逆方向に走行する。
【００１８】
図１の符号５は、コントローラ（電気回路）である。コントローラ５は、モータ４３の回転を制御して、キャリッジ３の位置や速度をプログラムにしたがって移動させるとともに、読取画像データを画像処理部へ転送する等の制御および処理を行うもので、ハウジング１の底部の左側の端部に固定されている。このコントローラ５には、制御信号や画像データ信号等の授受を行う平らな帯状のフレキシブルなハーネス７の一端部が接続されており、このハーネス７の他端部は、キャリッジ３に接続されている。
【００１９】
図１、図５および図６に示すように、ハーネス７は、一端部がコントローラ５の手前側の側部に接続され、その接続部より手前側に短く延ばされてから、９０°折り曲げられ、キャリッジ３の移動方向に沿って右方向に延在している。そして、キャリッジ３の下方を過ぎてから上方へ湾曲してループ７ａを形成してコントローラ５側にＵターンし、他端部がキャリッジ３に保持されてＣＣＤ３３に接続されている。ハーネス７は、キャリッジ３の移動に伴ってループ７ａの曲率半径が変化し、キャリッジ３の移動を拘束しない長さに設定されている。図１、図２および図５はキャリッジ３が原点位置にある状態を示しており、図６はキャリッジ３が最も左側に移動した状態を示している。
【００２０】
２．実施形態の動作
次に、上記構成の画像読取装置の動作について説明する。
原稿をプラテンガラス１０の上面に載置して操作パネルのスタートボタンを押すと、モータ４３が回転し、キャリッジ３は図１、図２および図５に示す原点位置から左側へ向けて、ボタン３０，３１がプラテンガラス１０に当接し、かつ、ボタン３７がサイドレール１６に当接しながら、ガイドレール１３を走行する。そして、例えば図６に示す位置までキャリッジ３が来て読み取りが終わると、モータ４３が逆回転し、キャリッジ３は原点位置に戻る。
【００２１】
キャリッジ３が左方向へ走行している間、ランプ３４が点灯してロッドレンズアレイ３２に原稿の像が入射し、ロッドレンズアレイ３２を通過した光はＣＣＤ３３の受光部に結像する。そして、ＣＣＤ３３は、受けた光に対応する画像データをコントローラ５に出力し、コントローラ５は、入力された画像データを画像処理部に転送する。
【００２２】
キャリッジ３がガイドレール１３上を走行するにあたり、両者の互いの摺動面は、キャリッジ３のスライダ３５側が樹脂製で、ガイドレール１３側がステンレス製のシート１５であるから、摩擦が大幅に低減される。このため、キャリッジ３の走行時に発生する振動やガタツキなどが解消され、キャリッジ３がスムーズかつ安定して走行する。上述したように、スライダ３５を含油ポリアセタール等の含油合成樹脂により形成すれば、摩擦係数がより低減するので好ましい。特に、キャリッジ３はロッドレンズアレイ３２やＣＣＤ３３が搭載されていることにより比較的重く、しかも圧縮バネ３６の反力によってスライダ３５がガイドレール１３を押圧するが、ステンレス製のシート１５でその圧力を受けるので、ガイドレール１５側の摺動面が変形したり摩耗したりしにくく、これによって振動やガタツキの防止効果が一層向上する。
【００２３】
なお、上記実施形態のガイドレール１３は、ステンレス製のシート１５を貼り付けることにより、摺動面をステンレスで構成しているが、ガイドレール１３全体をステンレスで作製し、摺動面を研磨加工した構成にしてもよい。また、スライダ３５は全体を樹脂製としているが、主体となる部分は別の材料で作製し、ガイドレール１３への摺動面のみを樹脂製としてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、キャリッジの脚部とガイドレールとの互いの摺動面を、それぞれ樹脂製および金属製としたので、キャリッジの走行の際の摩擦が大幅に低減され、キャリッジの走行時に発生する振動やガタツキなどが解消されてキャリッジがスムーズかつ安定して走行するといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像読取装置の平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。
【図４】図３の要部拡大図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線矢視断面図である。
【図６】図５の状態からキャリッジが最も左へ位置した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１…ハウジング（フレーム）
３…キャリッジ
５…コントローラ（電気回路）
１０…プラテンガラス
１３…ガイドレール
１５…シート
３２…ロッドレンズアレイ
３３…ＣＣＤ（光電変換素子）
３５…スライダ（脚部）
３６…圧縮バネ（付勢部材）

Claims (3)

1. フレームと、
   このフレームに設けられた原稿載置用のプラテンガラスと、
   前記フレームに設置されたガイドレールと、
   原稿上の画像を結像させるロッドレンズアレイと、このロッドレンズアレイで結像された画像を読み取る光電変換素子とが搭載され、前記プラテンガラスに沿って所定速度で走行するキャリッジとを備えた画像読取装置において、
   前記キャリッジは、前記ガイドレールに沿って摺動するとともに、少なくともその摺動面が樹脂で形成された脚部を備え、さらに、該脚部とキャリッジとの間に介在された付勢部材により、前記プラテンガラスの下面に弾性的に当接させられており、
   一方、前記ガイドレールは、少なくとも前記脚部が摺動する摺動面が金属で構成されていることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記キャリッジにおける前記脚部の摺動面を形成する前記樹脂が、含油合成樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記ガイドレールにおける前記脚部が摺動する摺動面を構成する前記金属が、ステンレスであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像読取装置。

Images