JP2007086357A - 画像形成装置 - Google Patents

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良和 小西
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Abstract

【課題】画像読み取り機能を備えた画像形成装置において、スキャンユニットを保持し原稿台に付勢する部材の部品コストを低くし、組立に必要な工数が少なく製造コストを抑制することができるようにして、安価にする。
【解決手段】樹脂部材4は、筐体に配されるガイドシャフトに摺動可能に嵌装されるシャフトベアリング4aと、シャフトベアリング4aが設けられている部位から主走査方向両側に延設されている板状のブラケット4bとが一体に成型されたものである。樹脂部材4のブラケット4bの上面には、樹脂ばね部4eが樹脂部材4と一体に形成されている。スキャンユニット3は、樹脂部材4の保持部4cに支持突起3dが嵌められて樹脂部材4に保持され、樹脂ばね部4eを撓ませた状態で筐体内に配されている。シャフトベアリング4a、ブラケット4b、スキャンユニット3を付勢する樹脂ばね部4eが一体に形成され、部品点数が少なくなっている。
【選択図】図3

Description

本発明は、画像読み取り機能を備えた画像形成装置に関するものである。
従来から、画像読み取り装置を用いて原稿を画像データとして読み取る機能を備えた画像形成装置が実用化されている。このような画像読み取り機能を備えた画像形成装置としては、例えばCIS(Contact Image Sensor)等の、主走査方向の所定範囲を撮像する撮像手段を搭載したスキャンユニットを副走査方向に移動させることにより、原稿台上に載置された原稿を画像データとして読み取るものがある(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。このようなスキャンユニットは、一般に、支持部材により保持されて原稿台に密着されており、駆動手段により支持部材に駆動力が加えられることにより、筐体に副走査方向に沿って配されているガイドシャフトに沿って移動される。
図5は、上述のような、従来の画像形成装置に用いられるスキャンユニットと支持部材の一例を示す。図の矢印A,Bは、それぞれ主走査方向、副走査方向を示す。スキャンユニット83は、図示しない原稿台に対向するように、画像形成装置の筐体内に主走査方向が長手方向となるようにして配されるものである。スキャンユニット83は、原稿台に載置される原稿の主走査方向の所定範囲の部位を照明する照明手段83bと、原稿の照明手段83bによって照明された部位を撮像する撮像手段83cを有している。図に示すように、スキャンユニット83の主走査方向の両端の側部には支持突起83dが設けられている。また、スキャンユニット83の上面の主走査方向の両端には、原稿台に当接されるスペーサ83eが設けられている。
スキャンユニット83を保持する支持部材は、画像形成装置の筐体に配された図示しないガイドシャフトに摺動可能に係合されるベアリング部841aを有する樹脂製のシャフトベアリング841と、主走査方向が長手方向となるように配されたブラケット842と、ブラケット842とシャフトベアリング841とを連結するねじ843により構成されている。ブラケット842は、後述のようにスキャンユニット83を保持したときに撓みにくいような程度の剛性を有する必要があるため、金属板により形成されており、主走査方向の略中央部でシャフトベアリング841に連結されている。ブラケット842の主走査方向の両端部には、スキャンユニット83の支持突起83dを保持するための保持部842cが配されている。また、ブラケット842の上面には、ばね86が嵌装されるばね取付部842eが形成されている。
スキャンユニット83は、2つのばね86がばね取付部842eに取り付けられている状態で、支持突起83dがブラケット842の保持部842cに取付けられることにより、ブラケット842に保持される。そして、画像形成装置の筐体内には、ベアリング部841aがガイドシャフトに摺動可能に係合され、また、スキャンユニット83のスペーサ83eが原稿台の内面に当接した状態で配設される。このとき、ばね86は圧縮された状態であり、スペーサ83eが原稿台に確実に当接されるようにスキャンユニット83を付勢している。
しかしながら、この画像形成装置では、スキャンユニット83を保持するための部材がシャフトベアリング841と、ブラケット842と、ねじ843とで構成されており、さらにばね86を取り付けて配設されるので、部品点数が多く、部品コストが高くなってしまうという問題がある。加えて、組立工程において、シャフトベアリング841とブラケット842とを連結させるときには、互いの位置関係が重要であるため治具を用いる必要があり、組立に多くの工数が必要であるため、製造コストが高くなってしまうという問題がある。
なお、特許文献1に記載の画像読取装置は、上述のようなスキャンユニット83にガイドシャフトに係合するような位置決め手段を設けることにより、スキャンユニット83がシャフトに対して高精度に固定されるようにしたものである。特許文献2に記載の画像読取装置は、板ばねを用いてスキャンユニット83を原稿台に向けて付勢させるように構成したものである。しかしながら、これらの特許文献1及び特許文献2には、上述のような問題点に対して有効な解決策は開示されていない。
特開2005−3778号公報 特開平1−293756号公報
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、スキャンユニットを保持し原稿台に付勢する部材を構成する部品点数を少なくすることにより、部品コストが低く、組立に必要な工数が少なく製造コストを抑制することができる、安価な画像形成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請求項1の発明は、上面に矩形開口が形成された筐体と、透光性材料で形成され、前記筐体の開口に装着される平板状の原稿台と、前記筐体の内部に、主走査方向が長手方向となるように、前記原稿台の内面に上面が当接するように配されており、原稿台の主走査方向及び主走査方向に直交する副走査方向の所定の範囲を照明する照明手段と、この照明手段により照明された所定の範囲の画像を撮像する撮像手段とを有し、副走査方向に移動されることにより前記原稿台に載置された原稿を画像データとして読み取るスキャンユニットと、前記筐体の内部に、副走査方向が長手方向となるように配されたガイドシャフトと、前記ガイドシャフトに摺動自在に係合されたシャフトベアリングと、主走査方向が長手方向となるように配され、前記シャフトベアリングに連結されており、前記スキャンユニットを下方から保持するブラケットと、前記ブラケットの上面とスキャンユニットの下面との間で圧縮された状態となるように配されており、スキャンユニットの上面が前記原稿台の内面に当接するようにスキャンユニットを原稿台に向け付勢するばねと、前記シャフトベアリングに駆動力を与え、前記スキャンユニットを副走査方向に移動させる駆動手段と、前記スキャンユニットにより読み取られた画像データ、又は外部から入力された画像データに基いて、記録紙に画像を形成する画像形成手段とを備えた画像形成装置において、前記シャフトベアリング及びブラケットは、共に1つの樹脂部材に一体成型されており、この樹脂部材の上面には、前記ばねを設ける替わりに、前記スキャンユニットを原稿台に向け付勢可能な板状の樹脂ばね部が樹脂部材と一体に形成されていると共に、この樹脂部材の前記ブラケットに相当する部位には樹脂部材の剛性が高くなるように補強リブが形成されているものである。
請求項2の発明は、上面に矩形開口が形成された筐体と、透光性材料で形成され、前記筐体の開口に装着される平板状の原稿台と、前記筐体の内部に、主走査方向が長手方向となるように、前記原稿台の内面に上面が当接するように配されており、原稿台の主走査方向及び主走査方向に直交する副走査方向の所定の範囲を照明する照明手段と、この照明手段により照明された所定の範囲の画像を撮像する撮像手段とを有し、副走査方向に移動されることにより前記原稿台に載置された原稿を画像データとして読み取るスキャンユニットと、前記筐体の内部に、副走査方向が長手方向となるように配されたガイドシャフトと、前記ガイドシャフトに摺動自在に係合されたシャフトベアリングと、前記シャフトベアリングに連結されており、前記スキャンユニットを下方から保持するブラケットと、前記ブラケットの上面とスキャンユニットの下面との間で圧縮された状態となるように配されており、スキャンユニットの上面が前記原稿台の内面に当接するようにスキャンユニットを付勢するばねと、前記スキャンユニットを副走査方向に移動させる駆動手段と、前記スキャンユニットにより読み取られた画像データ、又は外部から入力された画像データに基いて、記録紙に画像を形成する画像形成手段とを備えた画像形成装置において、前記シャフトベアリング及びブラケットは、共に1つの樹脂部材に一体成型されており、この樹脂部材の上面には、前記ばねを設ける替わりに、前記スキャンユニットを原稿台に向け付勢可能な樹脂ばね部が樹脂部材と一体に形成されているものである。
請求項1の発明によれば、シャフトベアリング及びブラケットが共に1つの樹脂部材に一体成型され、さらに、この樹脂部材の上面には板状の樹脂ばね部が形成されているので、ばねを取り付ける必要が無く、部品点数が少なくなり、部品コストが低くなる。また、治具を用いる等してシャフトベアリングとブラケットを結合させるような組立作業が必要無いため、組立に必要な工数が少なくなり、製造コストを抑制することが可能となる。従って、画像形成装置を安価なものにすることが可能となる。さらに、樹脂部材のブラケットに相当する部位には補強リブが形成されているので、この部位の剛性を効率的に確保することができる。従って、確実にスキャンユニットを保持することができる堅牢なブラケットを軽量に形成することが可能となり、画像を読み取る際にスキャンユニットをより安定して移動させることが可能となる。
請求項2の発明によれば、シャフトベアリング及びブラケットが共に1つの樹脂部材に一体成型され、さらに、この樹脂部材の上面には樹脂ばね部が形成されているので、上述と同様に、部品コスト及び製造コストを抑制することが可能となり、画像形成装置を安価なものにすることが可能となる。
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る画像形成装置を示す。この画像形成装置1は、いわゆるプリンタ複合機であり、例えば、筐体100の上部の画像読み取り機能を有する画像読み取り部10と、下部の画像形成機能を有する画像形成部(画像形成手段)20を備えている。図に示すように、筐体100の画像読み取り部10の上部には、原稿台2に載置される原稿(図示せず)を原稿台2に密着させるパッド111が取り付けられた蓋110がヒンジによって回動可能に設けられている。また、筐体100の後方上部には、記録紙Pが装填される給紙トレイ120が設けられており、筐体100の前面には、後述するように画像形成部20により画像が形成された記録紙Pが排出される排紙トレイ130が設けられている。
画像読み取り部10の画像読み取り機能は、後述するように、筐体100の内部に主走査方向(図の矢印A)が長手方向になるように配されるスキャンユニット3が主走査方向と直交する副走査方向(図の矢印B)に移動されることにより、原稿台2に載置された原稿を画像データとして読み取るものである。画像形成部20は、給紙トレイ120に装填された記録紙Pを筐体100の内部に搬送して排紙トレイ130に排出させる記録紙搬送部(図示なし)を有している。画像形成部20の画像形成機能は、画像読み取り部10により読み取られた画像データ、又は外部から入力された画像データに基いて、筐体100の内部に搬送された記録紙P上に、例えばインクジェット方式により画像を形成するものである。なお、画像形成部20は、例えばレーザビームプリンタのような電子写真方式により画像を形成するものであったりしてもよく、特定の方式に限られるものではない。
筐体100の内部には、例えばASICやメモリ等により構成されており、画像読み取り部10及び画像形成部20の動作を制御する制御回路30が設けられている。筐体100の上部には、例えば外部から操作可能な操作ボタン(図示せず)や画像形成装置1の状態等を表示する機能を有する表示部(図示せず)等を有する操作パネル部31が設けられている。この画像形成装置1においては、例えばユーザによる操作ボタンの操作に基いて、制御回路30により画像読み取り部10や画像形成部20が制御されるように構成されている。なお、操作パネル部31の位置及び構成や、給紙トレイ120、排紙トレイ130の位置等は、これに限られるものではない。
図2は、画像読み取り部10を示す。図の矢印A,Bは、図1に示す矢印A,Bと同様に、それぞれこの画像読み取り部10の主走査方向、副走査方向を示す。画像読み取り部10の筐体100の上部の上面には、矩形の開口100aが形成されている。この筐体100の開口100aには、例えばガラス等の透光性材料で形成される平板状の原稿台2が装着されている。筐体100の内部には、スキャンユニット3と、スキャンユニット3を保持する樹脂部材4と、副走査方向が長手方向となるように筐体100の主走査方向の略中央に配され、例えば円形断面を有しており樹脂部材4と係合するガイドシャフト5と、スキャンユニット3を副走査方向に移動させるための駆動機構(駆動手段)7が収納されている。本実施形態において、駆動機構7は、ガイドシャフト5に沿って回動自在に配されたベルト7aと、ベルト7aをプーリ等を介して回動させるモータ7bとを有しているものである。なお、駆動機構7は、例えばリニアモータやその他の構造を用いたものであってもよい。
図3は、スキャンユニット3及び樹脂部材4を示す。図の矢印A,Bは、図1及び図2に示す矢印A,Bと同様に、それぞれ画像読み取り部10の主走査方向、副走査方向を示す。スキャンユニット3は、いわゆるCIS(Contact Image Sensor)であり、主走査方向が長手方向となるように配されている。スキャンユニット3は、制御回路30とフラットケーブル3aを介して接続されるものであり、上部には、主走査方向に沿って設けられた線状光源(照明手段)3bと、線状光源3bに平行に設けられた撮像装置(撮像手段)3cが設けられている。また、スキャンユニット3の主走査方向の両端には、支持突起3dが主走査方向に突設されている。そして、スキャンユニット3の上面の主走査方向の両端には、スキャンユニット3の上面から所定の高さ(例えば0.1mm程度)だけ盛り上がるような、スペーサ3eが設けられている。このスペーサ3eは、スキャンユニット3が筐体100の内部に配された状態で原稿台2の内面と当接するものである。すなわち、スキャンユニット3は、スペーサ3eが原稿台2の内面と当接することにより、原稿台2との間隔が常に一定に保たれるように構成されている。このスペーサ3eは、スキャンユニット3が後述のように原稿台2に接触した状態で移動されるときに摩擦抵抗が少なくなり、磨り減りにくいような材質の樹脂等により形成されている。このスペーサ3eは、スキャンユニット3の筐体と別体で形成され、この筐体に嵌め込む等して組みつけられるものであってもよく、また、スキャンユニット3の筐体と一体に形成されるものであってもよい。
スキャンユニット3の線状光源3bは、例えば複数のLEDを主走査方向に配列したものであり、原稿台2の、副走査方向に所定幅で、主走査方向の全域の領域を略均一な明るさで照明する。撮像装置3cは、微小レンズを主走査方向に配列したレンズアレイと、各レンズに対応して主走査方向に受光素子を配列した受光素子アレイで構成されている。各レンズは、原稿台2の外面に焦点が合わされており、原稿台2の外面に密着するように載置される原稿のうち、線状光源3bにより照明された所定の範囲の像を各受光素子の受光面に結像させて、各受光素子によりその所定の範囲の画像を撮像する。このスキャンユニット3は、駆動機構7により駆動されて副走査方向に移動しながら原稿台2上の原稿の画像を撮像し、撮像した画像データを、フラットケーブル3aを介して制御回路30へ送信するものである。
図4(a)、(b)、(c)は、樹脂部材4を示す。樹脂部材4は、ガイドシャフト5に対し摺動可能に嵌装されるような、下方に向け開いた溝状のシャフトベアリング4aと、シャフトベアリング4aが設けられている部位から主走査方向両側に延設されている板状のブラケット4bとが一体に成型されたものである。図に示すように、ブラケット4bの主走査方向の両端には、スキャンユニット3の支持突起3dを保持するように保持部4cが設けられている。一方の保持部4cは、例えば主走査方向に向け穴状に形成されたものであり、他方の保持部4cは、例えば上方に開いた溝状に形成されたものである。ブラケット4bの上面には、例えば格子状の補強リブ4dが突設されており、樹脂部材4の剛性が高くなるように構成されている。
また、図に示すように、ブラケット4bの上面の主走査方向の両端近傍には、それぞれ樹脂ばね部4eが形成されている。この樹脂ばね部4eは、自然状態でブラケット4bの上面から上方に突出している矩形の板ばね形状であり、樹脂部材4と一体に形成されている。すなわち、樹脂ばね部4eは、上方に突出した部位が下方に変位すると、復元力を発生するように構成されている。さらに、下面のシャフトベアリング4aの傍には、駆動機構7のベルト7aが取り付けられるベルト取付部4fが形成されている。なお、この樹脂部材4は、例えばPOM等のようなプラスチックにより成型されているが、これに限られるものではない。
図3に示すように、スキャンユニット3は、穴状の保持部4cに一方の支持突起3dが差し込まれ、他方の支持突起3dが溝状の保持部4cに嵌められることにより、樹脂部材4のブラケット4bに保持されている。そして、このスキャンユニット3及び樹脂部材4は、シャフトベアリング4aが、例えばグリス等により潤滑されてガイドシャフト5に摺動自在に係合され、また、ベルト取付部4fに駆動機構7のベルト7aが取り付けられた状態で、筐体100の内部に収納されている。このとき、上述のように、スキャンユニット3のスペーサ3eは原稿台2の内面に当接しており、また、樹脂ばね部4eは、上方に突出した部位がスキャンユニット3の下面と接触して、下方に撓んだ状態となっている。すなわち、スキャンユニット3は、樹脂ばね部4eの復元力により、上面のスペーサ3eが原稿台2の内面に当接するように付勢されている。
スキャンユニット3は、駆動機構7のモータ7bによりベルト7aが駆動され、樹脂部材4のシャフトベアリング4a付近のベルト取付部4fに駆動力が与えられることにより、樹脂部材4と共にガイドシャフト5に沿って副走査方向に移動される。このとき、スキャンユニット3は樹脂ばね部4eにより原稿台2に向けて付勢された状態で、原稿台2と所定間隔を保ったまま移動され、撮像装置3cが原稿台2の上面を高画質に撮像することにより、原稿台2に載置される原稿が画像データとして読み取られる。
このように、本実施形態においては、シャフトベアリング4a及びブラケット4bが、共に1つの樹脂部材4として一体成型されて構成され、樹脂部材4の上面には樹脂ばね部4eが形成されているので、図5に示すような従来のものより部品点数が少なく、ばね86のようなものも配する必要が無くなり、部品コストが低くなる。また、治具を用いる等してシャフトベアリング4aとブラケット4bを結合させるような組立作業が必要無いため、組立に必要な工数が少なくなり、製造コストを抑制することが可能となる。従って、画像形成装置1を安価なものにすることが可能となる。
なお、上述のように、スキャンユニット3が樹脂ばね部4eにより付勢されている状態では、樹脂部材4には、ガイドシャフト5と係合されているシャフトベアリング4aを支点にブラケット4bが下方に撓むように、樹脂ばね部4eが設けられている部位から下向きに力が加えられている。スキャンユニット3が確実に原稿台2に付勢されるようにして、高精度に画像を読み取ることが可能となるように構成するには、このときにブラケット4bが反りにくいように樹脂部材4が高剛性となるように構成しなければならない。本実施形態においては、ブラケット4bの上面に補強リブ4dが形成されているので、補強リブ4dが形成されていない場合と比較して、補強リブ4dが設けられていない部位の厚みを薄くしてもブラケット4bを高剛性を有するようにすることが可能となる。すなわち、補強リブ4dを設けることにより、ブラケット4bの剛性を効率的に確保して、確実にスキャンユニット3を保持することができる堅牢な樹脂部材4を軽量に形成することが可能となり、画像を読み取る際にスキャンユニット3をより安定して移動させることが可能となる。
なお、本発明は上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を変更しない範囲で適宜に種々の変形が可能である。例えば、樹脂ばね部4eは板ばね状のものに限られるものではなく、樹脂部材4がスキャンユニット3を保持して筐体100内に配されたときに、スキャンユニット3を原稿台2に向け付勢するように形成されていればよい。樹脂ばね部4eの数も、2個に限られず、1個又は3個以上であってもよい。また、スキャンユニット3は支持突起3dを有していなくてもよく、樹脂部材4がスキャンユニット3を保持する方法は上述に限られるものではない。さらに、補強リブ4dの形状は、格子状でなくてもよく、他の形状であったり、ブラケット4bの下面から下方に突設されているものであってもよい。
また、樹脂部材4は、ブラケット4bに補強リブ4dが設けられていないものでもよい。補強リブ4dが設けられていなくても、ブラケット4bを肉厚に形成することにより、樹脂部材4の剛性を確保することが可能である。すなわち、シャフトベアリング4a及びブラケット4bを共に1つの樹脂部材4に一体成型すると共に、樹脂部材4の上面に樹脂ばね部4eを形成することにより、上述と同様に、部品コストや製造コストを抑制することが可能となり、画像形成装置1を安価なものにすることが可能となる。
本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す斜視図。 同上装置の画像読み取り部の構成を示す分解斜視図。 同上装置のスキャンユニットと樹脂部材の構成を説明する斜視図。 (a)は同上装置の樹脂部材の上面図、(b)は(a)の側面図、(c)は(a)の下面図。 従来の画像形成装置のスキャンユニットとその支持部材の構成を説明する斜視図。
符号の説明
1 画像形成装置
2 原稿台
3 スキャンユニット
3b 線状光源(照明手段)
3c 撮像装置(撮像手段)
4 樹脂部材
4a シャフトベアリング
4b ブラケット
4d 補強リブ
4e 樹脂ばね部
5 ガイドシャフト
7 駆動機構(駆動機構)
20 画像形成部(画像形成手段)
100 筐体
100a 開口
A 主走査方向
B 副走査方向

Claims (2)

  1. 上面に矩形開口が形成された筐体と、
    透光性材料で形成され、前記筐体の開口に装着される平板状の原稿台と、
    前記筐体の内部に、主走査方向が長手方向となるように、前記原稿台の内面に上面が当接するように配されており、原稿台の主走査方向及び主走査方向に直交する副走査方向の所定の範囲を照明する照明手段と、この照明手段により照明された所定の範囲の画像を撮像する撮像手段とを有し、副走査方向に移動されることにより前記原稿台に載置された原稿を画像データとして読み取るスキャンユニットと、
    前記筐体の内部に、副走査方向が長手方向となるように配されたガイドシャフトと、
    前記ガイドシャフトに摺動自在に係合されたシャフトベアリングと、
    主走査方向が長手方向となるように配され、前記シャフトベアリングに連結されており、前記スキャンユニットを下方から保持するブラケットと、
    前記ブラケットの上面とスキャンユニットの下面との間で圧縮された状態となるように配されており、スキャンユニットの上面が前記原稿台の内面に当接するようにスキャンユニットを原稿台に向け付勢するばねと、
    前記シャフトベアリングに駆動力を与え、前記スキャンユニットを副走査方向に移動させる駆動手段と、
    前記スキャンユニットにより読み取られた画像データ、又は外部から入力された画像データに基いて、記録紙に画像を形成する画像形成手段とを備えた画像形成装置において、
    前記シャフトベアリング及びブラケットは、共に1つの樹脂部材に一体成型されており、
    この樹脂部材の上面には、前記ばねを設ける替わりに、前記スキャンユニットを原稿台に向け付勢可能な板状の樹脂ばね部が樹脂部材と一体に形成されていると共に、この樹脂部材の前記ブラケットに相当する部位には樹脂部材の剛性が高くなるように補強リブが形成されていることを特徴とする画像形成装置。
  2. 上面に矩形開口が形成された筐体と、
    透光性材料で形成され、前記筐体の開口に装着される平板状の原稿台と、
    前記筐体の内部に、主走査方向が長手方向となるように、前記原稿台の内面に上面が当接するように配されており、原稿台の主走査方向及び主走査方向に直交する副走査方向の所定の範囲を照明する照明手段と、この照明手段により照明された所定の範囲の画像を撮像する撮像手段とを有し、副走査方向に移動されることにより前記原稿台に載置された原稿を画像データとして読み取るスキャンユニットと、
    前記筐体の内部に、副走査方向が長手方向となるように配されたガイドシャフトと、
    前記ガイドシャフトに摺動自在に係合されたシャフトベアリングと、
    前記シャフトベアリングに連結されており、前記スキャンユニットを下方から保持するブラケットと、
    前記ブラケットの上面とスキャンユニットの下面との間で圧縮された状態となるように配されており、スキャンユニットの上面が前記原稿台の内面に当接するようにスキャンユニットを付勢するばねと、
    前記スキャンユニットを副走査方向に移動させる駆動手段と、
    前記スキャンユニットにより読み取られた画像データ、又は外部から入力された画像データに基いて、記録紙に画像を形成する画像形成手段とを備えた画像形成装置において、
    前記シャフトベアリング及びブラケットは、共に1つの樹脂部材に一体成型されており、
    この樹脂部材の上面には、前記ばねを設ける替わりに、前記スキャンユニットを原稿台に向け付勢可能な樹脂ばね部が樹脂部材と一体に形成されていることを特徴とする画像形成装置。
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