JP2005084388A - Image input device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像入力装置に関する。 The present invention relates to an image input device.
従来、イメージセンサを搭載した画像入力装置として、例えば走査線上の原稿の光像をレンズやミラーなどの光学系を用いてイメージセンサに結像させる光学縮小型の画像入力装置、ならびに走査線上の原稿の光像を直接イメージセンサに結像させる密着型の画像入力装置が公知である。密着型の画像入力装置の場合、原稿からイメージセンサまでの光路を短縮可能である。そのため、画像入力装置を薄型にすることができ、画像入力装置の設置容積の縮小を図ることができる。 Conventionally, as an image input device equipped with an image sensor, for example, an optical reduction type image input device that forms an optical image of an original on a scanning line on an image sensor using an optical system such as a lens or a mirror, and an original on a scanning line A close-contact type image input apparatus that directly forms an optical image on an image sensor is known. In the case of the contact type image input apparatus, the optical path from the original to the image sensor can be shortened. Therefore, the image input device can be made thin, and the installation volume of the image input device can be reduced.
しかしながら、密着型の画像入力装置のように、画像入力装置を薄型にすると、原稿が載置される原稿台と画像入力装置の内部に収容される各種の部品との間の距離が小さくなる。また、画像入力装置の内部の容積が小さくなると、内部に収容される各種の部品の配置を工夫する必要がある。例えば、従来の光学縮小型の画像入力装置の場合、イメージセンサが収容されるキャリッジを駆動するための動力を発生するモータは、キャリッジよりも副走査方向外側に設置されている。これに対し、薄型の画像入力装置では、モータは周囲の容積に余裕があるキャリッジの副走査方向中央部付近、すなわち原稿台の下方に設置される場合がある。 However, if the image input device is made thin like a contact type image input device, the distance between the document table on which the document is placed and various components housed in the image input device is reduced. Further, when the internal volume of the image input device is reduced, it is necessary to devise the arrangement of various components housed inside. For example, in the case of a conventional optical reduction type image input device, a motor that generates power for driving a carriage in which an image sensor is accommodated is installed on the outer side in the sub-scanning direction than the carriage. On the other hand, in a thin image input apparatus, the motor may be installed in the vicinity of the center of the carriage in the sub-scanning direction, that is, below the document table, with a sufficient surrounding volume.
モータの回転軸部材と回転軸部材を支持する軸受部材との間に充填されている潤滑剤は、モータの作動によって加熱されると揮発する場合がある。上述のように、モータは原稿台の下方に設置されるのに加え、原稿台とモータとの間の距離は小さい。そのため、潤滑剤は、モータの発熱によって揮発し原稿台に付着しやすくなる。その結果、原稿台の曇りを招き、原稿の読み取り精度が低下するという問題がある。 The lubricant filled between the rotating shaft member of the motor and the bearing member that supports the rotating shaft member may volatilize when heated by the operation of the motor. As described above, the motor is installed below the document table, and the distance between the document table and the motor is small. For this reason, the lubricant volatilizes due to the heat generated by the motor and easily adheres to the document table. As a result, there is a problem that the document table is clouded and the reading accuracy of the document is lowered.
そこで、本発明の目的は、モータの回転軸部材と軸受部材との間に充填されている潤滑剤の揮発による原稿台の曇りを低減し、読み取り精度の低下を防止する画像入力装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an image input device that reduces fogging of a document table due to volatilization of a lubricant filled between a rotating shaft member and a bearing member of a motor, and prevents a decrease in reading accuracy. There is.
本発明に係る画像入力装置は、原稿が載置される透明な原稿台と、走査手段を搭載し、前記原稿台の盤面と平行に副走査方向へ往復移動するキャリッジと、通電することにより回転する回転軸部材、ならびに前記回転軸部材を回転可能に支持する軸受部材を有し、前記原稿台を挟んで前記原稿の反対側に設置され前記キャリッジを副走査方向へ駆動する駆動力を発生するモータと、前記回転軸部材と前記軸受部材との間に充填され、前記回転軸部材と前記軸受部材とを潤滑し、揮発温度が前記モータの発熱温度よりも高い潤滑剤と、を備えることを特徴とする。潤滑剤は、モータの発熱温度よりも揮発温度が高い。そのため、作動にともなってモータが発熱しても、潤滑剤の揮発は防止される。これにより、揮発した潤滑剤が原稿台に付着することはなく、原稿台の曇りは低減される。したがって、原稿台に近接してモータを設置する場合でも、読み取り精度の低下を防止することができる。 An image input apparatus according to the present invention rotates by energizing a transparent document table on which a document is placed, a carriage on which scanning means is mounted, and reciprocating in the sub-scanning direction in parallel with the surface of the document table. A rotating shaft member that rotates, and a bearing member that rotatably supports the rotating shaft member, and is disposed on the opposite side of the document with the document table interposed therebetween, and generates a driving force that drives the carriage in the sub-scanning direction. A motor, and a lubricant that is filled between the rotating shaft member and the bearing member, lubricates the rotating shaft member and the bearing member, and has a volatilization temperature higher than a heat generation temperature of the motor. Features. The lubricant has a volatilization temperature higher than the heat generation temperature of the motor. Therefore, even if the motor generates heat during operation, the volatilization of the lubricant is prevented. Thus, the volatilized lubricant does not adhere to the document table, and fogging of the document table is reduced. Therefore, even when the motor is installed close to the document table, it is possible to prevent the reading accuracy from being lowered.
また、本発明に係る画像入力装置は、前記モータに供給される電力は、前記モータの発熱温度が前記潤滑剤の揮発温度よりも小さくなる値に設定されていることを特徴とする。モータに供給される電力を小さくすることにより、モータの発熱は抑制される。そのため、モータの発熱部位へ侵入した潤滑剤の揮発が防止される。したがって、原稿台に近接してモータを設置する場合でも、読み取り精度の低下を防止することができる。 In the image input apparatus according to the present invention, the power supplied to the motor is set to a value at which the heat generation temperature of the motor is smaller than the volatilization temperature of the lubricant. By reducing the power supplied to the motor, the heat generation of the motor is suppressed. Therefore, volatilization of the lubricant that has entered the heat generating portion of the motor is prevented. Therefore, even when the motor is installed close to the document table, it is possible to prevent the reading accuracy from being lowered.
さらに、本発明に係る画像入力装置は、前記潤滑剤の粘度は、前記モータの発熱部位への侵入が防止される値に設定されていることを特徴とする。潤滑剤の粘度が低いと、潤滑剤はモータの発熱部位へ容易に侵入し、潤滑剤は揮発しやすくなる。そのため、潤滑剤の粘度を設定することにより、潤滑剤のモータの発熱部位への侵入が防止される。したがって、原稿台に近接してモータを設置する場合でも、読み取り精度の低下を防止することができる。 Furthermore, the image input apparatus according to the present invention is characterized in that the viscosity of the lubricant is set to a value that prevents the motor from entering the heat generating portion. When the viscosity of the lubricant is low, the lubricant easily penetrates into the heat generation part of the motor, and the lubricant is likely to volatilize. Therefore, setting the viscosity of the lubricant prevents the lubricant from entering the heat generating part of the motor. Therefore, even when the motor is installed close to the document table, it is possible to prevent the reading accuracy from being lowered.
さらにまた、本発明に係る画像入力装置では、前記潤滑剤の粘度は、40℃のとき、60mm2/s以上であることを特徴とする。なお、1mm2/s=1cSt(センチストークス)である。粘度を規定することにより、潤滑剤のモータの発熱部位への侵入が防止される。したがって、原稿台に近接してモータを設置する場合でも、読み取り精度の低下を防止することができる。
さらにまた、前記軸受部材は、前記潤滑剤を含浸させた含浸軸受けであることを特徴とする。そのため、軸受部材への潤滑剤の補給が不要である。したがって、回転軸部材および軸受部材の寿命を延長することができる。
Furthermore, in the image input device according to the present invention, the viscosity of the lubricant is 60 mm 2 / s or more at 40 ° C. Note that 1 mm 2 / s = 1 cSt (centistokes). By defining the viscosity, the lubricant can be prevented from entering the heat generating portion of the motor. Therefore, even when the motor is installed close to the document table, it is possible to prevent the reading accuracy from being lowered.
Furthermore, the bearing member is an impregnated bearing impregnated with the lubricant. Therefore, it is not necessary to supply lubricant to the bearing member. Therefore, the life of the rotating shaft member and the bearing member can be extended.
以下、本発明の実施の形態を示す一実施例を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施例による画像入力装置を適用したいわゆるフラットベッド型のイメージスキャナ10においてモータ20と原稿台11との位置関係を示す模式図であって、モータ20の断面を示した部分断面図である。図2は、本発明の一実施例によるイメージスキャナ10の内部構成部品を原稿台11側から見た概略図である。図3は、イメージスキャナ10のブロック図である。
Hereinafter, an example showing an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a positional relationship between a
ハウジング12は、上方が開口した箱形に形成されており、開口側に原稿台11を支持している。原稿台11は、概ね矩形のガラス板などの透明な板から形成されている。原稿台11の盤面には、例えば写真や印刷文書などの原稿13を載置可能である。キャリッジ30は、走査手段としてのCIS(Contact Image Sensor)31を収容している。本実施例では、走査手段としてCIS31を用いることにより、キャリッジ30と原稿台11との間の距離は小さくなる。そのため、ハウジング12の厚さは低減される。これにともない、ハウジング12に設置されるモータ20と原稿台11との間の距離も小さくなる。
The
CIS31は、光源部32およびリニアイメージセンサ33を備えている。光源部32は、光源として特定の色の光を発光するLED(発光ダイオード)を有している。光源部32は、カラー画像を読み取るための赤色の光を発光するLED、緑色の光を発光するLED、ならびに青色の光を発光するLEDを有している。光源部32は、各色についてLEDを複数有している。各LEDからなる光源部32には、発光した光を原稿台11側へ導くための図示しない導光体が取り付けられている。図示しない導光体は、ガラスなどの光透過性の部材で形成されている。
The CIS 31 includes a
リニアイメージセンサ33は、直線状に配列された複数の受光素子ならびにMOSトランジスタスイッチなどにより構成されている。図示しない受光素子の原稿台11側には、原稿13からの光を受光素子に結像させる光学系が設置されている。光学系は、例えばレンズなどから構成され、受光素子のそれぞれに対応して設置されている。光学系は、原稿13の走査線上の光学像をリニアイメージセンサ33に原稿13と等倍で結像する。リニアイメージセンサ33は、光学系により結像される走査線上の光学像を走査し、その光学像の濃淡に相関する電気信号を出力する。これにより、リニアイメージセンサ33は、光学像を画像信号に変換する。リニアイメージセンサ33は、可視光、赤外光あるいは紫外光など、所定の波長領域の光を光電変換して得られる電荷をフォトダイオードなどの受光素子に一定時間蓄積する。そして、リニアイメージセンサ33は、一定時間蓄積された電荷を受光素子ごとの受光量に応じた電気信号としてMOSトランジスタスイッチを用いて出力する。
The
CIS31を収容するキャリッジ30は、ガイドロッド34に支持され、副走査駆動部40により原稿台11の盤面と平行に移動する。これにより、キャリッジ30は、CIS31を原稿台11の盤面と平行に運搬する。副走査駆動部40は、モータ20、歯車列、プーリ41、プーリ42およびベルト43を有している。モータ20は、通電することによりキャリッジ30を駆動するための駆動力を発生する。歯車列は、ギア44、ギア45およびギア46を有しており、モータ20から発生した回転駆動力を減速してプーリ41に伝達する。プーリ41はギアと一体に構成されている。ベルト43の両端は、それぞれプーリ41およびプーリ42により支持されている。プーリ41は、歯車列を経由してモータ20から伝達された駆動力により回転する。プーリ41の回転により、他端をプーリ42によって支持されているベルト43は、プーリ41とプーリ42との間を周回する。キャリッジ30にはベルト43に噛み合う噛合部35が設置されている。ベルト43と噛合部35とが噛み合うことにより、キャリッジ30は周回するベルト43によって副走査方向へ牽引される。キャリッジ30が副走査方向へ移動することにより、原稿13を走査する走査線は移動し、二次元の画像の走査が可能となる。
The
主走査駆動部14は、リニアイメージセンサ33の駆動制御を行う回路であり、MOSトランジスタスイッチのオン/オフを制御し、受光素子に蓄積された電荷の読み取りを制御する回路である。画像処理手段としてのAFE(Analog Front End)部15は、アナログ信号処理部、A/D変換器などから構成される。アナログ信号処理部は、CIS31から出力されたアナログの画像信号に対して増幅、ならびに雑音低減処理などの信号処理を施して出力する。A/D変換器は、アナログ信号処理部から出力された画像信号を所定のビット長のディジタル表現のディジタル画像データに量子化して出力する。
The main
ディジタル画像処理部16は、AFE部15から出力されたディジタル画像データに対し、ガンマ補正、画素補間法による欠陥画素の補間、シェーディング補正、ならびに画像信号の鮮鋭化などの処理を行う。なお、ディジタル画像処理部16で施す上記の各種の処理は、制御部50で実行するコンピュータプログラムによる処理に置き換えてもよい。ディジタル画像処理部16で各種の処理が施されたディジタル画像データは、図示しないインターフェイスを介してパーソナルコンピュータなどに転送される。
The digital
制御部50は、CPU51、ROM52およびRAM53を備えている。CPU51はROM52に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、イメージスキャナ10の各部を制御する。ROM52は、CPU51が実行するコンピュータプログラムや各種のデータを記憶しているメモリである。RAM53は、プログラムや各種のデータを一時的に記憶するメモリである。
The
次に、モータ20について詳細に説明する。
モータ20は、図1に示すように原稿台11の下方においてハウジング12の内側に設置されている。モータ20は、通電することにより回転する回転軸部材としてのシャフト21を有している。シャフト21は、一方の端部にピニオン22を有している。ピニオン22は、歯車列を構成するギア44に噛み合っている。シャフト21は、軸方向の途中に回転子23が設置されている。回転子23は、ケース24の内側に設置された固定子25と対向している。モータ20としては、パルスを入力することにより回転子23が一定の角度回転しパルスが再び入力されるまでその角度を保持するステッピングモータが用いられる。なお、モータ20としては、例えば直流モータを用いてもよい。モータ20は、副走査駆動部40の図示しないモータ制御回路に接続されている。ステッピングモータを用いる場合、モータ20にはモータ制御回路から所定の回転角度に応じたパルス状の電力が入力される。
Next, the
As shown in FIG. 1, the
シャフト21は、軸方向の二個所で軸受部材26により回転可能に軸受けされている。軸受部材26は、シャフト21が貫くケース24の軸方向の両端部においてシャフト21を支持している。軸受部材26は、シャフト21と摺動することによりシャフト21を回転可能に支持している。軸受部材26は、例えば多孔性の材料から形成されており、内部に潤滑剤が含浸されている。すなわち、本実施例の場合、軸受部材26は、含浸軸受けである。これにより、シャフト21と軸受部材26との間には潤滑剤が充填され、シャフト21と軸受部材26との間は潤滑剤により潤滑される。潤滑剤としては、例えば機械油やグリスなどが用いられる。
The
CIS31を用いるイメージスキャナ10の場合、図1に示すようにモータ20のシャフト21の端部から原稿台11までの距離Dは小さくなる。本実施例の場合、シャフト21の原稿台11側の端部から原稿台11のモータ20側の端部までの距離Dは、約20mmである。モータ20に通電することにより、ケース24を含めたモータ20の温度は上昇する。例えば、ステッピングモータの場合、固定子25に通電されるため、固定子25ならびに固定子25が設置されているケース24は発熱する。ケース24の発熱は、ケース24に設置されている軸受部材26に伝達され、軸受部材26も発熱する。また、シャフト21と軸受部材26とは摺動するため、シャフト21と軸受部材26との間でも摩擦による発熱が生じる。
In the case of the
シャフト21と軸受部材26との間を潤滑する潤滑剤には、揮発温度がモータ20の作動により発熱するモータ20の温度よりも高いものが用いられる。これにより、モータ20の作動によって潤滑剤が加熱されても、潤滑剤の揮発は防止される。潤滑剤はモータ20の作動にともなって加熱されると揮発する。そのため、潤滑剤の揮発を防止するにはモータ20の発熱を低減することが有効である。モータ20は、通電によって発熱し、発熱量は電流値に相関する。そこで、本実施例の場合、モータ20へ供給される電力は、電圧を24Vとすると、電流を125mAに設定している。これにより、モータ20の発熱が低減されるとともに、作動にともなうモータ20の温度は潤滑剤の揮発温度より低くなる。その結果、潤滑剤の揮発は防止される。
As the lubricant that lubricates between the
また、シャフト21と軸受部材26との間に充填されている潤滑剤がモータ20の発熱部位へ侵入するのを防止することも潤滑剤の揮発を防止するために有効である。そこで、本実施例では、潤滑剤の粘度を規定し、モータ20の発熱部位への潤滑剤の侵入を防止している。粘度を高めることにより、潤滑剤の流動性は低下し、モータ20の発熱部位への潤滑剤の侵入は防止される。本実施例の場合、潤滑剤の粘度は、40℃のとき60mm2/s以上に設定している。潤滑剤の粘度が60mm2/s(40℃)よりも小さくなると、潤滑剤の流動性が高まる。その結果、モータ20の発熱部位への潤滑剤の侵入が増大する。
It is also effective to prevent the lubricant filled between the
以上説明した本発明の一実施例によると、シャフト21と軸受部材26とを潤滑する潤滑剤の物性を規定している。すなわち、潤滑剤の揮発温度をモータ20作動時の発熱温度より高くするとともに、潤滑剤の粘度を60mm2/s(40℃)以上に設定している。また、モータ20自体の発熱を低減するため、モータ20へ供給する電力を24V−125mAに設定している。これにより、モータ20の発熱が低減されるとともに、潤滑剤の揮発が防止される。その結果、本実施例のようにCIS31を用いることでハウジング12を薄型とし、モータ20と原稿台11との間の距離が小さくなる場合でも、揮発した潤滑剤の原稿台11への付着が防止され、原稿台11の曇りの発生が防止される。したがって、イメージスキャナ10の薄型化と、原稿13の読み取り精度の低下の防止とを両立して達成することができる。
According to the embodiment of the present invention described above, the physical properties of the lubricant that lubricates the
また、本発明の一実施例では、軸受部材26として潤滑剤を含浸した含浸軸受けを用いている。そのため、軸受部材26への潤滑剤の補給が不要となる。したがって、モータ20のメンテナンスを容易にすることができるとともに、シャフト21および軸受部材26の寿命を延長することができる。
In one embodiment of the present invention, an impregnated bearing impregnated with a lubricant is used as the bearing
以上説明した本発明の一実施例では、画像入力装置をフラットベッド型のイメージスキャナに適用する例について説明した。しかし、本発明は、例えば複写機、ファクシミリあるいは複合機など光学的に原稿を読み取る画像入力装置であればイメージスキャナに限るものではない。また、本発明では、画像入力装置の走査手段として密着型のイメージセンサであるCISを適用する例について説明したが、例えばレンズおよびミラーなどで光学像をイメージセンサに入力するレンズ縮小型のイメージセンサを適用してもよい。 In the embodiment of the present invention described above, an example in which the image input device is applied to a flatbed image scanner has been described. However, the present invention is not limited to an image scanner as long as it is an image input device that optically reads a document, such as a copying machine, a facsimile machine, or a multifunction machine. In the present invention, an example in which the CIS, which is a contact image sensor, is applied as the scanning unit of the image input apparatus has been described. However, for example, a lens reduction type image sensor that inputs an optical image to the image sensor using a lens, a mirror, or the like. May be applied.
10 イメージスキャナ(画像入力装置)、11 原稿台、13 原稿、20 モータ、21 シャフト(回転軸部材)、26 軸受部材、30 キャリッジ、31 CIS(走査手段)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
走査手段を搭載し、前記原稿台の盤面と平行に副走査方向へ往復移動するキャリッジと、
通電することにより回転する回転軸部材、ならびに前記回転軸部材を回転可能に支持する軸受部材を有し、前記原稿台を挟んで前記原稿の反対側に設置され前記キャリッジを副走査方向へ駆動する駆動力を発生するモータと、
前記回転軸部材と前記軸受部材との間に充填され、前記回転軸部材と前記軸受部材とを潤滑し、揮発温度が前記モータの発熱温度よりも高い潤滑剤と、
を備えることを特徴とする画像入力装置。 A transparent platen on which the document is placed;
A carriage mounted with scanning means and reciprocating in the sub-scanning direction in parallel with the platen surface of the document table;
A rotating shaft member that rotates when energized and a bearing member that rotatably supports the rotating shaft member are installed on the opposite side of the document with the document table interposed therebetween, and drive the carriage in the sub-scanning direction. A motor that generates driving force;
Filled between the rotary shaft member and the bearing member, lubricates the rotary shaft member and the bearing member, a lubricant having a volatilization temperature higher than the heat generation temperature of the motor,
An image input device comprising:
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