JP2007329638A - 読取キャリッジロック機構及びこれを備えた画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】留め具によらずに読取キャリッジを固定する。
【解決手段】読取キャリッジにモータの動力を伝達する動力伝達経路中に一対の回転継手４１・４２を備えたカップリング部３８を設け、このカップリング部では、読取キャリッジが所定の固定位置で移動が規制されることにより、読取キャリッジ側の回転軸３３が正方向の回転を規制された状態で、モータによる正方向の回転力を、突起６１を支持フレーム３１に係合させる向きの軸方向力に変換してロック動作を行わせると共に、読取キャリッジ側の回転軸の回転が拘束されたロック状態で、モータによる逆方向の回転力を、突起を支持フレーム３１から離脱させる向きの軸方向力に変換してロック解除動作を行わせるものとする。
【選択図】図６

Description

本発明は、輸送時の読取キャリッジの移動を阻止して読取キャリッジの破損や精度低下を防止する読取キャリッジロック機構及びこれを備えた画像読取装置に関するものである。

画像読取装置、例えば画像読取機能のみを有するスキャナ装置、また画像読取機能を備えた画像形成装置である複写機、ファクシミリ装置、及び複合機などでは、原稿台上に載置された原稿の画像を読み取るため、原稿に光を照射する光源や原稿からの反射光をイメージセンサに導くミラーなどを搭載した読取キャリッジを原稿台に沿って移動させる読取キャリッジ駆動機構が設けられている。

この種の読取キャリッジ駆動機構では、輸送の際に生じる振動や衝撃により読取キャリッジが移動することで破損や精度低下などの不具合が発生することを避けるため、ビスなどの留め具を用いて読取キャリッジを筐体に対して固定するロック機構を設ける技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
特開平２−１７６７４１号公報

しかしながら、前記の留め具を用いて読取キャリッジを固定する従来の技術では、製造時の留め具の取り付け及び据え付け時の留め具の取り外しの面倒があり、特に据え付け時に、留め具を装置内部に落とし込んだり、留め具の取り外しを行わないまま装置を動作させると、装置の損傷を招くことから、据え付け時に留め具の取り扱いに留意して作業を進める面倒が生じるという難点がある。

本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、留め具によらずに読取キャリッジを固定することができるように構成された読取キャリッジロック機構及びこれを備えた画像読取装置を提供することにある。

本発明は、原稿台に沿って移動可能な読取キャリッジに駆動源の動力を伝達する動力伝達経路中に、筐体側の固定部材に対する係合部の係合及び離脱により前記読取キャリッジ側の回転軸のロック及びロック解除を行うロック手段と、前記駆動源による回転力を前記係合部の係合方向及び離脱方向の移動力に変換して、前記ロック手段にロック動作及びロック解除動作を行わせる動力変換手段とを有する構成とする。

本発明によれば、駆動源による回転力でロック手段がロック動作及びロック解除動作を行うため、留め具によらずに読取キャリッジをロックすることが可能になり、また読取キャリッジのロック解除も簡単に行うことができるため、製造時の留め具の取り付け及び据え付け時の留め具の取り外しの面倒が解消される。

前記課題を解決するためになされた第１の発明は、原稿台に沿って移動可能な読取キャリッジに駆動源の動力を伝達する動力伝達経路中に、筐体側の固定部材に対する係合部の係合及び離脱により前記読取キャリッジ側の回転軸のロック及びロック解除を行うロック手段と、前記駆動源による回転力を前記係合部の係合方向及び離脱方向の移動力に変換して、前記ロック手段にロック動作及びロック解除動作を行わせる動力変換手段とを有する構成とする。

これによると、駆動源による回転力でロック手段がロック動作及びロック解除動作を行うため、留め具によらずに読取キャリッジをロックすることが可能になり、また読取キャリッジのロック解除も簡単に行うことができる。

なお、読取キャリッジは、原稿の読取面を照明する光源と、読取面からの反射光を検出するセンサと、必要に応じて読取面からの反射光をセンサに導くミラーなどの光学系機器とで構成される読取手段の少なくとも一部を搭載するものである。

前記課題を解決するためになされた第２の発明は、前記第１の発明において、前記動力変換手段は、前記読取キャリッジが所定の固定位置で移動が規制されることにより、前記読取キャリッジ側の回転軸が正方向の回転を規制された状態で、前記駆動源による正方向の回転力を前記係合部の係合方向の移動力に変換して、前記ロック手段にロック動作を行わせると共に、前記読取キャリッジ側の回転軸の回転が拘束されたロック状態で、前記駆動源による逆方向の回転力を前記係合部の離脱方向の移動力に変換して、前記ロック手段にロック解除動作を行わせる構成とする。

これによると、駆動源の制御のみでロック手段にロック動作及びロック解除動作を行わせることができ、構成を簡略化することができる。

この場合、ロック時には、駆動源を正方向に動作させて読取キャリッジを所定の固定位置に向けて駆動し、読取キャリッジが固定位置に到達した後にさらに継続して駆動源を正方向に動作させれば良く、またロック解除時には、駆動源を逆方向に回転動作させれば良い。

また、読取キャリッジの固定位置を、通常の読取動作時の読取キャリッジの移動範囲外に設定しておけば、通常の読取動作時にロック手段が動作することを避けることができる。

前記課題を解決するためになされた第３の発明は、前記第２の発明において、前記動力変換手段は、前記駆動源による回転力を、前記ロック手段にロック動作及びロック解除動作を行わせる軸方向力に変換する傾斜面が、少なくとも一方に形成された一対の回転継手と、この一対の回転継手を所定の継合位置に保持する付勢手段とを備えた構成とする。

これによると、簡易な構成で円滑にロック手段を動作させることができる。

この場合、傾斜面は、回転軸の軸線に直交する平面に対して傾斜した態様で形成すれば良い。

また、駆動源の動力で読取キャリッジを駆動する通常の読取動作時における読取キャリッジの駆動負荷よりも大きな付勢力を付勢手段に与えておくことで、通常の読取動作時において一対の回転継手の継合状態が確実に保持され、支障なく読取キャリッジに読取動作を行わせることができる。

前記課題を解決するためになされた第４の発明は、前記第１〜第３の発明において、前記ロック手段は、突起及びこれが嵌入する係止孔で構成された構成とする。

これによると、突起が係止孔に嵌入することにより読取キャリッジ側の回転軸の回転が拘束され、読取キャリッジを確実にロックすることができる。

この場合、読取キャリッジの固定位置で突起と係止孔とが整合し、この整合状態で、動力変換手段により突起が移動して係止孔に嵌入するようにすれば良い。また、突起及び係止孔のいずれか一方が係合部として回転継手に設けられ、他方が固定部材に設けられた構成とすれば良い。

前記課題を解決するためになされた第５の発明は、前記第４の発明において、前記突起は、先端側が細くなったテーパ状をなす構成とする。

これによると、読取キャリッジの固定位置での突起と係止孔との整合精度が低い場合でも、突起を係止孔に嵌入させるロック動作を確実に行わせることができる。

前記課題を解決するためになされた第６の発明は、前記第１〜第３の発明において、前記ロック手段は、摩擦部材及びこれが圧接する対向面で構成された構成とする。

これによると、摩擦部材が対向面に圧接することにより生じる摩擦力で読取キャリッジ側の回転軸の回転が拘束され、読取キャリッジを確実にロックすることができる。

この場合、摩擦部材及び対向面のいずれか一方が係合部として回転継手に設けられ、他方が固定部材に設けられた構成とすれば良い。また、対向面を固定部材である平板なフレーム板材上に広く確保すれば、摩擦部材と対向面との整合精度に煩わされる面倒がなくなる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明が適用される複写機の概略構成を示す模式的な断面図である。この複写機は、原稿Ａの画像を読み取る原稿読取部（画像読取装置）１と、ここで生成した画像データに基づいて原稿の画像を記録紙上に形成する画像形成部２とからなっている。

原稿読取部１は、原稿台ガラス３上に載置された原稿Ａに光を照射する光源４と、原稿Ａからの反射光を結像レンズ５に導くミラー６・７・８と、結像レンズ５で結像された光を電気信号に変換するイメージセンサ９とを有している。

光源４及びミラー６は第１の読取キャリッジ１１に搭載され、ミラー７・８は第２の読取キャリッジ１２に搭載されており、これら第１・第２の読取キャリッジ１１・１２は、ワイヤドラム１３及び従動プーリ１４に巻き掛けられたワイヤ１５により副走査方向（図２中矢印Ａ方向）に牽引駆動される。ワイヤ１５は、第２の読取キャリッジ１２に設けられた半速プーリ１６にも巻き掛けられており、第２の読取キャリッジ１２が第１の読取キャリッジ１１の半分の距離を移動するようになっている。

画像形成部２では、感光体ドラム２１の周囲に、感光体ドラム２１の作像面を均一に帯電させる帯電器２２と、感光体ドラム２１の作像面上に露光用の光束を照射して静電潜像を形成する光走査装置２３と、感光体ドラム２１の作像面上の静電潜像をトナーで現像する現像プロセスユニット２４と、感光体ドラム２１の作像面を清掃するクリーニングユニット２５とが設けられており、給紙部２６の記録紙が画像形成部２に搬送されて、感光体ドラム２１の作像面上に形成されたトナー像が転写された後、定着部２７を経て排紙部２８に排出される。

図２は、図１に示した原稿読取部の上面図である。第１及び第２の読取キャリッジ１１・１２は、支持フレーム３１に固設されたレール３２により副走査方向（図２中矢印Ａ方向）に移動可能に支持され、ワイヤ１５、ワイヤドラム１３、及び従動プーリ１４は主走査方向（図２中矢印Ｂ方向）の両端に１対ずつ設けられている。

ワイヤドラム１３は、駆動シャフト３３に相対回転不能に設けられており、この駆動シャフト３３は、ステッピングモータ（駆動源）３４の出力軸に設けられた駆動プーリ３５、駆動シャフト３３の端部に設けられた被動プーリ３６、被動プーリ３６と駆動プーリ３５との間に掛け渡されたタイミングベルト３７、被動プーリ３６の近傍に設けられたカップリング部３８を介して、ステッピングモータ３４の動力が伝達されて回転駆動される。ステッピングモータ３４は高速で回転し、駆動プーリ３５及び被動プーリ３６は高減速比に設定されている。

読取キャリッジ１１・１２は、原点センサ１７により検出される副走査方向の原点位置を基準にして制御され、この原点位置からさらに所定パルス数だけステッピングモータ３４を回転動作させることにより、読取キャリッジ１１・１２が副走査方向に移動不能な固定位置（図２中に２点鎖線で示す）に到達し、後に詳しく説明するように、この固定位置で読取キャリッジ１１・１２がロックされる。

ステッピングモータ３４は、正逆両方向に回転可能であり、通常の読取時には、ステッピングモータ３４の正逆両方向の回転に応じて読取キャリッジ１１・１２が所定の移動範囲内で往復動作する。読取キャリッジ１１・１２の固定位置は、通常の読取時の移動範囲外に設定されており、以下、固定位置に向けて読取キャリッジ１１・１２を移動させる動作方向を正方向、固定位置から通常の動作位置に読取キャリッジ１１・１２を復帰させる動作方向を逆方向として説明する。

図３は、図２に示したカップリング部３８の斜視図である。カップリング部３８は、第１の回転継手４１と、この第１の回転継手４１に対する継合位置から第１の回転継手４１に対して離反する向きに軸方向移動可能に設けられた第２の回転継手４２と、この第２の回転継手４２を継合位置に保持するコイルばね（付勢手段）４３とを有している。

図４は、図３に示したカップリング部３８の断面図である。第１の回転継手４１は、被動プーリ３６に一体的に設けられており、その中心孔４５に挿通される駆動シャフト３３に相対回転可能に保持され、ストッパ４７により抜け出し方向の移動が規制されている。

第２の回転継手４２は、その中心孔４６に駆動シャフト３３が挿通される略円筒状をなし、その周壁には軸方向に長く形成された溝穴４９が設けられている。この溝穴４９には、駆動シャフト３３に直径方向に貫通した態様で固設されるピン５０が嵌入しており、これにより第２の回転継手４２が軸方向移動可能に駆動シャフト３３に保持されると共に、駆動シャフト３３に対する第２の回転継手４２の相対回転が阻止されて、第２の回転継手４２と駆動シャフト３３とが連動回転するようになっている。

コイルばね４３は、駆動シャフト３３に外装されると共に、駆動シャフト３３を支持フレーム３１に固定する軸受け部５１と第２の回転継手４２との間に圧縮状態で配置されており、軸受け部５１により規制されて第２の回転継手４２を第１の回転継手４１に圧接する向きに付勢し、これにより第１の回転継手４１と第２の回転継手４２とが継合状態に保持される。

第２の回転継手４２の支持フレーム３１側には、軸方向に突出した突起６１が設けられ、支持フレーム（固定部材）３１には、突起６１が嵌入する係止孔６２が設けられており、第２の回転継手４２が軸方向移動することで突起６１が係止孔６２に嵌入して、第２の回転継手４２の回転が拘束される。

なお、被動プーリ３６、第１の回転継手４１、第２の回転継手４２は所要の強度を確保可能な合成樹脂材にて形成され、駆動シャフト３３、コイルばね４３、ピン５０は金属材で形成されたものである。

図５は、図３に示したカップリング部３８の分解斜視図である。第１の回転継手４１における第２の回転継手４２と対向する部分には、回転軸方向に突出した凸部５３が設けられ、第２の回転継手４２における第１の回転継手４１と対向する部分には、第１の回転継手４１の凸部５３とかみ合い可能な凹部５４が設けられている。なお、この例とは逆に、第１の回転継手４１に凹部を、第２の回転継手４２に凸部をそれぞれ設ける構成も可能である。

第２の回転継手４２の凹部５４は、回転軸に直交する端面５５の部分を一部切り欠いた態様で形成され、端面５５に対して傾斜した傾斜面５６を１対備えたＶ字形状断面をなしている。他方、第１の回転継手４１の凸部５３は、第２の回転継手４２の凹部５４と相互補完的な山形状断面をなしている。

この第１・第２の各回転継手４１・４２は、凸部５３側の傾斜面５７と凹部５４側の傾斜面５６とが互いに当接して、凸部５３と凹部５４とがかみ合った継合状態で回転力が伝達され、第１・第２の両回転継手４１・４２間に相対的な回転力が生じると、凹部５４の傾斜面５６の作用により回転力が軸方向力に変換され、この軸方向力がコイルばね４３の付勢力よりも大きくなると、第１の回転継手４１に対して離反する向きに第２の回転継手４２が軸方向移動する。

図６は、図３に示したカップリング部の動作状況を示す側面図である。通常の読取動作時には、読取キャリッジ１１・１２の駆動負荷による反力がコイルばね４３の付勢力よりも小さいため、第２の回転継手４２は図６（Ａ）に示す継合位置に保持されて、被動プーリ３６に作用する回転力はそのまま駆動シャフト３３に伝達される。このため、駆動シャフト３３は、被動プーリ３６の回転に連動回転して読取キャリッジ１１・１２に所定の読取動作を行わせることができる。

一方、図２に示したように、ステッピングモータ３４を正方向に動作させて読取キャリッジ１１・１２が副走査方向に移動不能な固定位置（図２中に２点鎖線で示す）に到達すると、読取キャリッジ１１・１２の正方向の移動が規制され、同時にワイヤ１５及びワイヤドラム１３を介して駆動シャフト３３の正方向の回転が規制される。

この状態でさらにステッピングモータ３４を正方向に回転動作させると、第１の回転継手４１のみが正方向に回転し、このとき、回転力を軸方向力に変換する傾斜面５６の作用により軸方向力が生じて、第２の回転継手４２は、コイルばね４３の付勢力に抗して第１の回転継手４１から離反する向きに軸方向移動し、図６（Ｂ）に示すように第１の回転継手４１の凸部５３が第２の回転継手４２の凹部５４から抜け出して端面５５上に乗り上がった状態になる。

ここで、支持フレーム３１に設けられた係止孔６２は、読取キャリッジ１１・１２が固定位置にあるときに第２の回転継手４２に設けられた突起６１と整合する位置に開設されており、第２の回転継手４２が第１の回転継手４１から離反する向きに軸方向移動するのに応じて、突起６１が支持フレーム３１の係止孔６２に嵌入するため、第２の回転継手４２及び駆動シャフト３３の正逆両方向の回転が拘束されて、読取キャリッジ１１・１２のロック状態となる。

実際に読取キャリッジ１１・１２をロックする際には、読取キャリッジ１１・１２を原点位置まで移動させた後に、原点位置から固定位置まで移動させるのに要するパルス数に、図６（Ａ）に示す継合位置から図６（Ｂ）に示すロック位置に移行させるために第１の回転継手４１を９０度回転させるのに要するパルス数を加えた分だけ、ステッピングモータ３４を正方向に回転動作させれば良く、ステッピングモータ３４の制御のみで読取キャリッジ１１・１２をロックすることができる。

他方、図６（Ｂ）に示すロック状態を解除するには、ステッピングモータ３４を逆方向に回転動作させれば良い。このとき、まず第１の回転継手４１のみが逆方向に回転し、第１の回転継手４１の凸部５３が第２の回転継手４２の凹部５４に嵌合して、図６（Ａ）に示す継合状態となり、同時に、第２の回転継手４２が第１の回転継手４１に近接する向きに軸方向移動し、これに応じて突起６１が係止孔６２から離脱して、読取キャリッジ１１・１２のロック状態が解除される。さらにステッピングモータ３４を逆方向に回転動作させると、第１の回転継手４１に連動して第２の回転継手４２及び駆動シャフト３３が逆方向に回転し、読取キャリッジ１１・１２が固定位置から移動を開始して、通常の読取動作位置に移動する。

図７は、図２に示したカップリング部３８の別の例を示す側面図である。ここでは、前記の例と同様に、第２の回転継手４２に突起７１が設けられ、この突起７１が、第２の回転継手４２の軸方向移動に応じて支持フレーム３１に設けられた係止孔７２に嵌入することで、第２の回転継手４２及び駆動シャフト３３の回転が拘束されて、読取キャリッジ１１・１２をロックするようになっているが、前記の例とは異なり、突起７１は、先端側が細くなったテーパ状をなし、先端側が係止孔７２の内径より小さく、基端側が係止孔７２の内径より大きくなるように形成されている。

この構成では、読取キャリッジ１１・１２が固定位置に到達した状態での突起７１と係止孔７２との整合精度が低い場合でも、突起７１を係止孔７２に嵌入させるロック動作を確実に行わせることができる。

図８は、図２に示したカップリング部３８の別の例を示す側面図である。ここでは、第２の回転継手４２の支持フレーム３１側に摩擦部材８１が設けられ、この摩擦部材８１が、第２の回転継手４２の軸方向移動に応じて支持フレーム３１上の対向面８２に圧接することにより生じる摩擦力で、支持フレーム３１に対する第２の回転継手４２の相対回転を拘束して、読取キャリッジ１１・１２をロックするようになっている。摩擦部材８１は、支持フレーム３１上の対向面８２との間で大きな摩擦力を発生可能な材料、たとえばゴム材料からなるものとすると良い。

この構成では、対向面８２を支持フレーム３１上に広く確保しておけば、摩擦部材８１と対向面８２との整合精度に煩わされることなく、第２の回転継手４２の回転を確実に拘束することができる。

なお、前記の図３〜図７に示した例では、第２の回転継手４２に突起６１・７１を設け、支持フレーム３１に係止孔６２・７２を設けたが、これとは逆に、支持フレーム３１に突起を設け、第２の回転継手４２に係止孔を設ける構成も可能である。また、前記の図８に示した例では、第２の回転継手４２に摩擦部材８１を設けて支持フレーム３１上の対向面８２に圧接させるようにしたが、これとは逆に、支持フレーム３１に摩擦部材を設ける構成も可能である。

本発明にかかる読取キャリッジロック機構及びこれを備えた画像読取装置は、留め具によらずに読取キャリッジを固定することができる効果を有し、輸送時の読取キャリッジの移動を阻止して読取キャリッジの破損や精度低下を防止する読取キャリッジロック機構及びこれを備えた画像読取装置、例えば画像読取機能のみを有するスキャナ装置、また画像読取機能を備えた画像形成装置である複写機、ファクシミリ装置、及び複合機などとして有用である。

本発明が適用される複写機の概略構成を示す模式的な断面図 図１に示した原稿読取部の上面図 図２に示したカップリング部の斜視図 図３に示したカップリング部の断面図 図３に示したカップリング部の分解斜視図 図３に示したカップリング部の動作状況を示す側面図 図２に示したカップリング部の別の例を示す側面図 図２に示したカップリング部の別の例を示す側面図

符号の説明

１ 原稿読取部（画像読取装置）
１１・１２ 読取キャリッジ
１７ 原点センサ
３１ 支持フレーム（固定部材）
３３ 駆動シャフト（回転軸）
３５ ステッピングモータ（駆動源）
３８ カップリング部（動力変換手段）
４１ 第１の回転継手
４２ 第２の回転継手
４３ コイルばね（付勢手段）
５６・５７傾斜面
６１・７１ 突起（係合部）
６２・７２ 係止孔
８１ 摩擦部材（係合部）
８２ 対向面

Claims (7)

1. 原稿台に沿って移動可能な読取キャリッジに駆動源の動力を伝達する動力伝達経路中に、
   筐体側の固定部材に対する係合部の係合及び離脱により前記読取キャリッジ側の回転軸のロック及びロック解除を行うロック手段と、
   前記駆動源による回転力を前記係合部の係合方向及び離脱方向の移動力に変換して、前記ロック手段にロック動作及びロック解除動作を行わせる動力変換手段とを有することを特徴とする読取キャリッジロック機構。
2. 前記動力変換手段は、前記読取キャリッジが所定の固定位置で移動が規制されることにより、前記読取キャリッジ側の回転軸が正方向の回転を規制された状態で、前記駆動源による正方向の回転力を前記係合部の係合方向の移動力に変換して、前記ロック手段にロック動作を行わせると共に、前記読取キャリッジ側の回転軸の回転が拘束されたロック状態で、前記駆動源による逆方向の回転力を前記係合部の離脱方向の移動力に変換して、前記ロック手段にロック解除動作を行わせることを特徴とする請求項１に記載の読取キャリッジロック機構。
3. 前記動力変換手段は、前記駆動源による回転力を、前記ロック手段にロック動作及びロック解除動作を行わせる軸方向力に変換する傾斜面が、少なくとも一方に形成された一対の回転継手と、この一対の回転継手を所定の継合位置に保持する付勢手段とを備えたことを特徴とする請求項２に記載の読取キャリッジロック機構。
4. 前記ロック手段は、突起及びこれが嵌入する係止孔で構成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の読取キャリッジロック機構。
5. 前記突起は、先端側が細くなったテーパ状をなすことを特徴とする請求項４に記載の読取キャリッジロック機構。
6. 前記ロック手段は、摩擦部材及びこれが圧接する対向面で構成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の読取キャリッジロック機構。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の読取キャリッジロック機構を備えたことを特徴とする画像読取装置。
   
   

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