JP2005234072A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ミラーや走査手段のキャリッジ等の剛性を上げることなくモータから駆動伝達手段を介して走査手段に伝播される振動を低減し、読み取り画像の劣化を確実に防止する画像読取装置を提供する。
【解決手段】 照明ユニット１０４のキャリッジ１には、原稿を照明する光源１０４ａ、第１ミラー１０４ｂが付設されている。また、照明ユニット１０４を案内レール１０３に沿って駆動する駆動用ワイヤー４６ａ、４６ｂが、キャリッジ１の左右に突設された鍔部１ａ、１ｂと、ワイヤー固定金具５との間に挟持されており、鍔部１ａ、１ｂと、ワイヤー固定金具５とは固定用ビス６により締結されている。鍔部１ａ、１ｂ及びワイヤー固定金具５と、駆動用ワイヤー４６ａ、４６ｂとの間には、振動減衰用の弾性部材７が配設されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、デジタル複写機やイメージスキャナ等に用いられる、原稿を走査して読み取る画像読取装置に関する。

従来、ミラースキャン方式の複写機などにおいては、原稿読取部のコンタクトガラス上に原稿を載置し、コンタクトガラスの下方に設けられた光源や走行ミラー等の走査手段を所定の駆動装置で原稿面と平行に移動させることにより、原稿画像を読み取る機構のものが広く用いられている。

図４に、従来の画像読取装置の概略図を示す。１００は原稿であり、原稿１００は図示しない原稿保持部材、即ち装置本体１０２の上部に取り付けられているコンタクトガラス上に原稿面を下に向けて載置されている。また、コンタクトガラスの下方の装置本体１０２内部には一対の案内部材としての案内レール１０３を互いに平行に固定してある。更に、この案内レール１０３はコンタクトガラスと平行になっている。

１０４は光源、ミラー（共に図示せず）等から成る照明ユニット（第１の走査手段）、１０５はミラー１０５ａ等から成るミラーユニット（第２の走査手段）であり、駆動用ワイヤーやベルト等の動力伝達手段（図示せず）により案内レール１０３上を矢印Ａ、Ｂの方向に往復移動可能に保持されている。装置本体１０２の前後方向のフレーム間には板状の支持部材（以下、ＩＳＵベースという）１０６が取り付けられており、ＩＳＵベース１０６の上面には集光レンズ１０７及び読取手段としての光電変換素子（以下、ＣＣＤという）１０８が搭載されている。

このようにして、コンタクトガラス、照明ユニット１０４、ミラーユニット１０５、集光レンズ１０７及びＣＣＤ１０８の各部品相互の位置が決定される。上記構成においては、照明ユニット１０４の光源により原稿１００を照明するとともに、照明ユニット１０４は所定の速度で矢印Ａ方向に移動し、ミラーユニット１０５は照明ユニット１０４の１／２の速度で同方向に移動する。その結果、照明ユニット１０４の照明により形成された画像光Ｄはミラーユニット１０５により集光レンズ１０７に導かれ、集光された後ＣＣＤ１０８上に結像される。結像された画像光ＤはＣＣＤ１０８において画素分解され、各画素の濃度に応じた電気信号に変換されて画像の読み取りが行われる。

図５は従来の画像読取装置の駆動機構を示す斜視図である。図４と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。同図において、画像読取装置は照明ユニット１０４、ミラーユニット１０５から成る走査手段を備えており、各ユニット１０４、１０５は、その両端部において走査方向（矢印Ａ方向）に配設された案内レール１０３によって摺動可能に保持されている。

照明ユニット１０４には露光ランプ１０４ａと、この露光ランプ１０４ａの照射による原稿からの反射光をコンタクトガラス（図示せず）と平行な方向に反射する第１ミラー１０４ｂが搭載されている。ミラーユニット１０５には第２ミラー１０５ａ、第３ミラー１０５ｂが搭載されており、第１ミラー１０４ｂからの反射光は第２ミラー１０５ａ及び第３ミラー１０５ｂを介して集光レンズ１０７（図４参照）に入射し、光電変換素子１０８（図４参照）上に原稿画像を結像する。

次に、照明ユニット１０４及びミラーユニット１０５を往復運動させるための駆動機構について説明する。４０は照明ユニット１０４及びミラーユニット１０５を駆動するパルスモータであり、ここでは速度制御が容易でコスト面でも有利なステッピングモータを用いている。パルスモータ４０は平ギヤ４１及びタイミングベルト４２ａ、４２ｂを介してシャフト４３を回転駆動する。このシャフト４３の両端部にはワイヤードラム４４ａ、４４ｂが固定されている。なお、ここではワイヤードラム４４ｂは図示していない。

ワイヤードラム４４ａとプーリ４５ａ、４５ｃ、４５ｅ、及びワイヤードラム４４ｂとプーリ４５ｂ、４５ｄ、４５ｆの間には、それぞれ駆動用ワイヤー４６ａ、４６ｂが掛け渡されている。駆動用ワイヤー４６ａ、４６ｂの一端は装置本体１０２に設けられたワイヤー係止部４７ａ、４７ｂに係止されている。駆動用ワイヤー４６ａ、４６ｂの他端はワイヤーテンションバネ４８を介して装置本体１０２の図示しない側面に固定されており、駆動用ワイヤー４６ａ、４６ｂに適度の張力を与えている。

図６は、画像読取装置の駆動機構を側面（図５の矢印Ｂ方向）から見た概略図である。説明の便宜のため、案内レール１０３やパルスモータ４０、平ギヤ４１、タイミングベルト４２ａ、４２ｂ等は図示を省略している。また、ここでは駆動用ワイヤー４６ｂ側についてのみ示したが、駆動用ワイヤー４６ａ側についても全く同様に説明される。

同図に示すように、駆動用ワイヤー４６ｂはワイヤードラム４４ｂに所定量巻き付けられており、ワイヤードラム４４ｂから走査方向（図５の矢印Ａ方向）に延びる一端はプーリ４５ｂに掛け渡されて方向を変え、プーリ４５ｄに掛け渡されて再度方向を変えた後、ワイヤー係止部４７ｂに係止される。一方、反対方向に延びる他端はプーリ４５ｆに掛け渡されて方向を変え、プーリ４５ｄに掛け渡されて再度方向を変えた後、ワイヤーテンションバネ４８を介して図示しない装置本体１０２に固定される。照明ユニット１０４は、プーリ４５ｂ及びプーリ４５ｄの間において駆動用ワイヤー４６ｂに固定されており、ミラーユニット１０５は、プーリ４５ｄに固定されている。ここで、プーリ４５ｂ、４５ｆは装置本体に固定されているが、プーリ４５ｄはミラーユニット１０５と共に往復運動可能となっている。

この構成において、原稿読み取り時にパルスモータ４０、平ギヤ４１、タイミングベルト４２ａ、４２ｂ（図５参照）によってワイヤードラム４４ｂが矢印Ｃ方向に回転駆動されると、駆動用ワイヤー４６ｂは矢印Ｄ方向に移動し、照明ユニット１０４及びミラーユニット１０５もこれに追随して同一方向に移動する。このとき、プーリ４５ｄが動滑車の役目を果たすため、ミラーユニット１０５は、照明ユニット１０４に対して１／２の速度で同一方向へ移動する。さらに、読み取り終了後はワイヤードラム４４ｂを逆回転させて照明ユニット１０４及びミラーユニット１０５を元の位置に復帰させる。

上記の画像読取装置においては、近年、ワイヤー駆動用モータの小型化及び低コスト化の観点から、モータの主流が従来のＤＣサーボモータからステッピングモータ等のパルスモータへと変わりつつある。これに伴い、アナログ方式の画像読取装置においては問題とならなかった、ステッピングモータの各相ごとの移動に伴い発生する振動（ゴギング振動）が、ギヤ列やタイミングベルト等の駆動伝達手段を介してワイヤー駆動プーリに伝達され、さらに駆動用ワイヤーを介して照明ユニット及びミラーユニットから成る走査手段に伝播される。そのため、走査手段全体或いはミラーに微振動が発生して読み取られた画像に規則的な濃淡（ジッター）が現れ、正常な読み取り画像が得られず画質が劣化するという問題点があった。

そこで、走査手段の微振動を防止する方法が種々提案されており、特許文献１には、照明ユニットのキャリッジと光源を支持する光源支持体との間に弾性部材を介在させて固定することにより、キャリッジ上の光源に伝わる振動を低減する方法が開示されている。また、特許文献２には、ミラーユニットのミラー背面に、鉄、ガラス等の防振部材を貼り付けてミラーの剛性を上げることにより、固有振動数を変化させて共振を防止する方法が開示されている。

しかしながら、特許文献１、２の方法においては、いずれもキャリッジの重量が重くなるため、走査手段を駆動する駆動モータの負荷が大きくなって駆動モータの寿命を低下させるおそれがあり、部品点数や組み立て工程の増加によるコストアップも問題となる。また、キャリッジと駆動用ワイヤーとが直接接続される構成のため、モータから発せられる微振動が駆動用ワイヤーを介してキャリッジに伝達されてしまう。
実開平２−１３２５７号公報 特開２００１−２２００９号公報

本発明は、上記問題点に鑑み、ミラーや走査手段のキャリッジ等の重量を増加させたり剛性を上げたりすることなく、モータから駆動伝達手段を介して走査手段に伝播される振動を低減し、読み取り画像の劣化を確実に防止する画像読取装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、原稿を照明する光源と原稿からの反射光を画像光として導くミラーとを備えた第１の走査手段と、前記画像光の光路を変更するミラーを備えた第２の走査手段と、前記第１及び第２の走査手段を駆動用ワイヤーを介して駆動する駆動手段と、を備え、前記第１の走査手段をワイヤー固定部材により前記駆動用ワイヤーに固定し、前記第２の走査手段をプーリにより前記駆動用ワイヤーに連結して、一定の走査速度で移動させて原稿画像を読み取る画像読取装置において、前記駆動用ワイヤーは、前記第１の走査手段と前記ワイヤー固定部材との間に挟持されており、前記第１の走査手段及び前記ワイヤー固定部材と前記駆動用ワイヤーとの間に弾性部材を介在させて、前記駆動用ワイヤーを前記第１の走査手段及び前記ワイヤー固定部材と接触させずに固定したことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像読取装置において、前記第１の走査手段及び前記ワイヤー固定部材は、固定用ビスにより連結されており、前記駆動用ワイヤー及び前記弾性部材は前記固定用ビスの締結により所定の圧力で挟持されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像読取装置において、前記弾性部材は、前記駆動用ワイヤーを囲み、且つ前記固定用ビス方向に開口する断面コ字状に配設されることを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、弾性部材を介在させて駆動用ワイヤーを第１の走査手段やワイヤー固定部材と弾性的に固定することにより、キャリッジやミラー等の部品の剛性を上げたり、モータの負荷を増加させたりすることなく、モータから駆動用ワイヤーを介して第１の走査手段に伝播される振動を抑制し、高画質な画像の読み込みが可能となる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像読取装置において、固定用ビスの締結により弾性部材及び駆動用ワイヤーを所定の圧力で挟持することとしたので、初期加速で弾性部材が慣性力により変形し、その後弾性部材が復元することにより第１の走査手段に振動が生じるおそれがなくなる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の画像読取装置において、駆動用ワイヤーを囲み、且つ固定用ビス方向に開口する断面コ字状に弾性部材を配設したことにより、固定用ビスの締結により駆動用ワイヤー及び弾性部材を効果的に圧着可能となる。

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の画像読取装置の照明ユニット（第１の走査手段）を装置側面（図５の矢印Ｃ方向）から見た図である。従来例の図５と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。図１において、１は照明ユニット１０４のキャリッジである。キャリッジ１には、原稿を照明する光源１０４ａ、第１ミラー１０４ｂが付設されている。光源１０４ａは、接点部材３により両端をキャリッジ１に設けられた支持部に支持されており、第１ミラー１０４ｂは、両端をキャリッジ１の下部に支持されている。

案内レール１０３の上面と接するキャリッジ１の下端部には、それぞれ接触子４が設けられており、各接触子４の案内レール１０３との接触面は球面となっている。また、照明ユニット１０４を案内レール１０３に沿って駆動する駆動用ワイヤー４６ａ、４６ｂが、キャリッジ１の左右に突設された鍔部１ａ、１ｂと、鍔部１ａ、１ｂの上方に上下に摺動可能に取り付けられたワイヤー固定金具５（ワイヤー固定部材）との間に挟持されている。なお、ワイヤー固定金具５はキャリッジ１と別体に設けることもできる。

鍔部１ａ、１ｂとワイヤー固定金具５とは固定用ビス６により連結されており、固定用ビス６の締結により駆動用ワイヤー４６ａ、４６ｂはキャリッジ１と固定され、照明ユニット１０４を案内レール１０３に沿って走査方向（図の紙面方向）に往復運動させる。鍔部１ａ、１ｂ及びワイヤー固定金具５と、駆動用ワイヤー４６ａ、４６ｂとの間には弾性部材７が配設されている。

図２は、図１におけるワイヤー固定部分（図１の円Ａ内）の拡大図である。なお、ここでは照明ユニット１０４の片側（図１の右側）についてのみ説明するが、反対側（図１の左側）についても全く同様に説明される。同図において、弾性部材７は駆動用ワイヤー４５ｂを囲むように断面コ字状に配設されており、コ字状の開口部は固定用ビス６の方向に向けられている。この構成により、駆動用ワイヤー４６ｂはキャリッジ１及びワイヤー固定金具５と直接接触することがなく、パルスモータ４０（図４参照）から発せられる微振動が駆動用ワイヤー４６ｂを介してキャリッジ１に直接伝達されるのを防止する。

また、弾性部材７は、固定用ビス６の締結によりキャリッジ１の鍔部１ｂとワイヤー固定金具５との間に圧着されているため、照明ユニット１０４を高速で移動させた場合でも、初期加速で弾性部材７が慣性力により変形し、その後の弾性部材７の復元力により照明ユニット１０４に振動が生じるおそれがなくなる。従って、本実施形態の構成を採用することにより、原稿読み取り時における照明ユニット１０４の振動を効果的に防止することができる。

なお、ここでは駆動用ワイヤー４６ｂは、キャリッジ１の鍔部１ｂとワイヤー固定金具５により上下方向に挟持されているが、左右方向に挟持する構成としてもよい。また、キャリッジ１及びワイヤー固定金具５を弾性変形可能に一体形成しておき、固定用ビス６の締結により変形させて駆動用ワイヤー４６ｂ及び弾性部材７を圧着挟持する構成とすることもできる。

キャリッジ１の鍔部１ａ、１ｂとワイヤー固定金具５との固定方法はビス固定に限られるものではなく、リベットやハトメを用いた固定やカシメ、溶接による固定等、種々の固定方法が使用可能であるが、本実施形態のように固定用ビスを用いることにより、駆動用ワイヤー４６ｂ及び弾性部材７を挟持する圧力を調整することができ、さらに弾性部材７が経時劣化した場合に交換が容易となるためより好ましい。

弾性部材７の材質としては、例えばブチルゴム、ネオプレンゴム、ウレタンゴム等の低反発性の制振ゴムが振動を減衰する上で効果的であるが、これに限定されるものではない。また、ここでは弾性部材７を駆動用ワイヤー４６ｂの周囲に断面コ字状に配設しているが、駆動用ワイヤー４６ｂがキャリッジ１及びワイヤー固定金具５と直接接触しない構成であればこれに限定されず、例えば図３（ａ）のように駆動用ワイヤー４６ｂの上下にのみ配設しても良く、図３（ｂ）、（ｃ）のように駆動用ワイヤー４６ｂの全周を囲むように配設しても良い。

しかし、弾性部材７を、開口部を固定用ビス６の方向に向けて駆動用ワイヤー４６ｂの周囲に断面コ字状に配設する本実施形態の構成とすることにより、固定用ビス６の締め付けによる圧力が弾性部材７を介して駆動用ワイヤー４６ｂに効率良く伝わり、弾性部材７及び駆動用ワイヤー４６ｂを効果的に圧着挟持することができるとともに、キャリッジ１の側面に駆動用ワイヤー４６ｂが直接接触することもないためより好ましい。

本発明は、原稿を照明する光源と原稿からの反射光を画像光として導くミラーとを備えた第１の走査手段と、画像光の光路を変更するミラーを備えた第２の走査手段と、第１及び第２の走査手段を駆動用ワイヤーを介して駆動する駆動手段と、を備え、第１の走査手段をワイヤー固定部材により駆動用ワイヤーに固定し、第２の走査手段をプーリにより駆動用ワイヤーに連結して、一定の走査速度で移動させて原稿画像を読み取る画像読取装置において、駆動用ワイヤーは、第１の走査手段とワイヤー固定部材との間に挟持されており、第１の走査手段及びワイヤー固定部材と駆動用ワイヤーとの間に弾性部材を介在させて、駆動用ワイヤーを第１の走査手段及びワイヤー固定部材と接触させずに固定したこととする。

これにより、キャリッジやミラー等の部品の剛性を上げたり、重量を増加させてモータの負荷を増加させたりすることなく、モータから駆動用ワイヤーを介して第１の走査手段に伝播される振動を抑制し、高画質な画像の読み込みが可能な画像読取装置を低コストで提供する。

また、固定用ビスの締結により弾性部材及び駆動用ワイヤーを所定の圧力で挟持することにより、読み取り開始時の初期加速で弾性部材が慣性力により変形し、その後弾性部材が復元することにより第１の走査手段に振動が生じるおそれがなくなるため、第１の走査手段の振動をより一層効果的に防止することができる。

また、駆動用ワイヤーを囲み、且つ固定用ビス方向に開口する断面コ字状に弾性部材を配設したことにより、固定用ビスの締結による駆動用ワイヤー及び弾性部材をより効果的に圧着するとともに、駆動用ワイヤーがキャリッジに接触するおそれがない。

は、本発明の画像読取装置の照明ユニット（第１の走査手段）を示す側面図である。 は、照明ユニットのワイヤー固定部分の拡大図である。 は、弾性部材の他の配設方法を示す断面図である。 は、従来の画像読取装置の概略図である。 は、従来の画像読取装置の駆動機構を示す斜視図である。 は、従来の画像読取装置の駆動機構を側面から見た概略図である。

符号の説明

１ キャリッジ
１ａ、１ｂ 鍔部
３ 接点部材
４ 接触子
５ ワイヤー固定金具
６ 固定用ビス
７ 弾性部材
４０ パルスモータ
４１ 平ギヤ
４２ａ、４２ｂ タイミングベルト
４３ シャフト
４４ａ、４４ｂ ワイヤードラム
４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ、４５ｆ プーリ
４６ａ、４６ｂ 駆動用ワイヤー
４７ａ、４７ｂ ワイヤー係止部
１００ 原稿
１０２ 装置本体
１０３ 案内レール
１０４ 照明ユニット（第１の走査手段）
１０４ａ 光源
１０４ｂ 第１ミラー
１０５ ミラーユニット（第２の走査手段）
１０５ａ 第２ミラー
１０５ｂ 第３ミラー

Claims (3)

1. 原稿を照明する光源と原稿からの反射光を画像光として導くミラーとを備えた第１の走査手段と、前記画像光の光路を変更するミラーを備えた第２の走査手段と、前記第１及び第２の走査手段を駆動用ワイヤーを介して駆動する駆動手段と、を備え、前記第１の走査手段をワイヤー固定部材により前記駆動用ワイヤーに固定し、前記第２の走査手段をプーリにより前記駆動用ワイヤーに連結して、一定の走査速度で移動させて原稿画像を読み取る画像読取装置において、
   前記駆動用ワイヤーは、前記第１の走査手段と前記ワイヤー固定部材との間に挟持されており、前記第１の走査手段及び前記ワイヤー固定部材と前記駆動用ワイヤーとの間に弾性部材を介在させて、前記駆動用ワイヤーを前記第１の走査手段及び前記ワイヤー固定部材と接触させずに固定したことを特徴とする画像読取装置。
2. 前記第１の走査手段及び前記ワイヤー固定部材は、固定用ビスにより連結されており、前記駆動用ワイヤー及び前記弾性部材は前記固定用ビスの締結により所定の圧力で挟持されることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記弾性部材は、前記駆動用ワイヤーを囲み、且つ前記固定用ビス方向に開口する断面コ字状に配設されることを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。

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