JP2008129536A - 画像読み取り装置 - Google Patents

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幸宣 井口
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Abstract

【課題】インバータを第1スライダの外部に設けた画像読み取り装置において、原稿を照射する蛍光灯の照度を安定させること。
【解決手段】キャビネットは、上面に原稿が載置され、導電体からなる。第1スライダ4は、原稿に光を照射するための蛍光灯41を内部に含み、かつ、該原稿を走査する。インバータは、キャビネットに設置され、蛍光灯41に対して電力を供給する。ハーネス16は、第1スライダ4とインバータとを電気的に接続する配線であって、可撓性材料により被覆されている。絶縁部材17は、キャビネットの底面とハーネス16との間に設けられる。第1スライダ4が、原稿を走査する際にハーネス16の一端を引っ張ることにより、ハーネス16と絶縁部材17との接触長さが変化する。
【選択図】図4

Description

本発明は、画像読み取り装置に関し、より特定的には、静止状態にある原稿の画像を光学的に読み取る画像読み取り装置に関する。
近年、ミラースキャンタイプの画像読み取り装置で用いられる光源としては、照度安定性、立ち上がり特性及び効率に優れた希ガス蛍光灯が主流である。この希ガス蛍光灯の点灯には、電源電圧を高周波電圧に変換するためのインバータが必要である。
ところで、前記蛍光灯が適用された画像読み取り装置において、小型化の要求が高まっている。このような要求にこたえるべく、画像読み取りの際に、原稿面を走査する第1スライダに搭載されていた蛍光灯のインバータを第1スライダの外部に設置することが考えられる。より詳細には、画像読み取り装置を上方から見たときに、第1スライダが通過する領域(原稿が載置される領域)外にインバータを設置することが考えられる。これにより、第1スライダを薄型化でき、画像読み取り装置を薄型化できる。
しかしながら、インバータを第1スライダから取り外して薄型化を図った場合、第1スライダが原稿面を走査している間、前記蛍光灯の光量が一定とならないという問題が発生することを本願発明者は発見した。以下に、図10を参照しながら詳しく説明する。図10は、インバータ201が第1スライダ202の外部に設けられた画像読み取り装置の構成を示した図である。図10には、インバータ201と、第1スライダ202と、インバータ201及び第1スライダ202を接続するハーネス203と、インバータ201及び第1スライダ202を格納するキャリッジの底板204とが記載されている。
インバータ201を第1スライダ202の外部に設けた場合、蛍光灯に電力を供給するために、インバータ201と第1スライダ202とを接続するハーネス203が必要となる。ハーネス203とは、金属線の周りを可撓性の絶縁材料により被覆した配線である。図10に示すように、ハーネス203は、一端がインバータ201に接続され、第1スライダ202が走査する走査方向に延びるように底板204の上に配置される。そして、該ハーネス203は途中でU字状に折り曲げられており、その他端は第1スライダ202の走査方向の上流側の面202aを介して蛍光灯に接続されている。以上のような構成を有することにより、第1スライダ202は、ハーネス203を引っ張って、該ハーネス203のU字状に折り曲げられた部分を走査方向に移動させながら、原稿面を走査できる。
ところで、図10に示すように、ハーネス203は、底板204に接触するように配置されている。この底板204は、金属板により成形されているので、ハーネス203と底板204とが接触するとハーネス203から底板204へと漏電が発生してしまう。そして、図10に示すように、第1スライダ202が移動することにより、ハーネス203と底板204との接触長さが変動すると、第1スライダ202が移動している間において、漏電量が変動してしまう。その結果、第1スライダ202の蛍光灯に供給される電力が一定とならず、蛍光灯の照度が不安定なものとなる。
なお、特許文献1には、インバータが第1スライダの外部に設けられた画像読取装置が開示されているが、このインバータは、第1スライダが通過する領域(原稿が載置される領域)内に設けられている。更に、特許文献1では、前記のような蛍光灯の照度の問題については開示されていない。
特開2005−167765号公報
そこで、本発明の目的は、インバータを第1スライダの外部に設けた画像読み取り装置において、原稿を照射する蛍光灯の照度を安定させることである。
本発明は、上面に原稿が載置される導電体からなる本体と、前記原稿に光を照射するためのランプを内部に含み、かつ、該原稿を走査する第1スライダと、前記本体に設置され、前記ランプに対して電力を供給するインバータと、前記第1スライダと前記インバータとを電気的に接続する配線であって、可撓性材料により被覆された配線と、前記本体の底面と前記配線との間に設けられた絶縁部材と、を備え、前記配線は、前記絶縁部材上において、二つに折り曲げられて前記原稿の走査方向に延びるように配置され、前記第1スライダが前記原稿を走査する際に、前記配線の折り曲げられた部分が該第1スライダに追従して移動することにより、該配線と前記絶縁部材との接触長さが変化すること、を特徴とする。
本発明によれば、配線と本体の底面との間に絶縁部材が設けられているので、配線と絶縁部材との接触長さが変化しても、配線から本体の底面への漏電量は変化しない。従って、原稿を走査している間において、ランプからの光量を一定とすることができ、読み取った画像の画質を向上させることができる。
本発明において、前記第1スライダに連動して、該第1スライダよりも遅い速度で前記本体内を移動する第2スライダを更に備え、前記配線は、前記第1スライダよりも走査方向の上流側において前記第2スライダにU字状に折り曲げられて掛けられていることが好ましい。
本発明によれば、第2スライダに配線が掛けられるので、配線が弛むことにより第1スライダや第2スライダの動作が妨げられることを防止できる。
本発明において、前記第1スライダ及び前記第2スライダとは、前記原稿の走査開始時には、略同じ位置から移動を開始し、前記第2スライダは、前記第1スライダの略半分の速度で、該第1スライダと同じ方向に移動することが好ましい。
本発明によれば、第2スライダの速度が第1スライダの速度の半分なので、インバータから第2スライダを経由して第1スライダまでの間の距離を一定とできる。そのため、配線に余分な長さを持たせる必要がなく、配線の長さをできるだけ短く設計することが可能となる。
本発明において、前記第2スライダにおいて、前記配線が掛けられた部分は、絶縁性材料により形成されていることが好ましい。
本発明によれば、配線が掛けられた部分が絶縁性材料により形成されているので、配線から第2スライダへの漏電の発生が防止される。
本発明において、前記U字状に折り曲げられた部分が15mm以下の円弧を描くこと、が好ましい。
本発明によれば、U字状に折り曲げられた部分の半径が15mm以下なので、画像読み取り装置を薄型化できる。
本発明において、前記インバータは、上方から見たときに前記第1スライダが通過する領域外に設置されることが好ましい。
本発明によれば、インバータを第1スライダが通過する領域外に設置することにより、インバータを第1スライダが通過する領域内に設置した場合よりも画像読み取り装置を薄型化できる。
本発明において、前記絶縁部材と前記配線との接触長さの変化量は、200mmであり、前記配線の太さは、2.5mm以下であり、前記配線の被膜の厚さは、0.7mm以下であり、前記絶縁部材の厚みが1mm以上1.5mm以下であることが好ましい。
本発明によれば、絶縁部材の厚みを1mm以上とすることにより、配線から本体の底面への漏電を効果的に抑制できる。更に、絶縁部材の厚みを1.5mm以下とすることにより、画像読み取り装置を薄型化できる。
以下に、本発明の実施形態に係る画像読み取り装置について図面を参照しながら説明する。
(画像読み取り装置の概要について)
図1(a)は、本実施形態に係る画像読み取り装置の上視図である。図1(b)は、A−Aにおける該画像読み取り装置の断面構造図である。該画像読み取り装置は、図1に示すように、キャビネット1、プラテンガラス2、インバータ3、第1スライダ4、第2スライダ5、光学ユニット6及び撮像素子7を備える。
キャビネット1は各種部材を格納する筐体である。プラテンガラス2は、キャビネット1の上部開口に、原稿を載置するために取り付けられる。このプラテンガラス2に対しては、読み取るべき画像を下向きにして原稿(不図示)がセットされる。インバータ3は、キャビネット1に固定的に設置され、高周波電圧を生成する回路である。インバータ3が固定される位置は、画像読み取り装置を上方から見た場合に、第1スライダ4が走査時に通過する領域外である。
第1スライダ4は、蛍光灯41、反射鏡42、第1ミラー43及びフレーム44を含む。蛍光灯41は、前記インバータ3により電力の供給を受けて、プラテンガラス2上にセットされた原稿(被読み取り物)に光を照射する。反射鏡42は、蛍光灯41と対向する位置に設けられ、本のような立体物の陰に対しても光を照射できるように、蛍光灯41からの光を反射する役割を果たす。第1ミラー43は、原稿からの反射光を、側方に反射させて第2スライダ5へと導く。フレーム44は、蛍光灯41、反射鏡42及び第1ミラー43を保持する役割を果たし、金属板を屈曲して形成される。
第2スライダ5は、第2ミラー51、第3ミラー52及びフレーム53(図1には記載せず)を含む。第2ミラー51は、第1ミラー43からの反射光を下方に反射させる。第3ミラー52は、第2ミラー51からの反射光を側方に反射させる。フレーム53は、第2ミラー51及び第3ミラー52を保持する役割を果たし、金属板を屈曲させて形成される。
第1スライダ4は、図1に示す走査方向にキャビネット1内を速度Vで平行移動して、原稿を走査する。一方、第2スライダ5は、第1スライダ4と連動して、図1に示す走査方向に速度V/2で平行移動する。これにより、移動中における原稿面と撮像素子7との間の光の経路Lの長さが一定となる。この第2スライダ5は、第1スライダ4と略同じ位置から移動を開始する。これにより、光の経路Lを最短にすることができる。
光学ユニット6は、内部に複数のレンズを有しており、原稿からの反射光によって得られる光学像を撮像素子7に結像させる。撮像素子7は、一次元状の撮像領域を有し、光学ユニット6によって結像された光学像を撮像領域が延びる方向と直交する方向に走査して原稿像を読み取るCCD等のラインセンサ(読み取り手段)である。
以上のように構成された画像読み取り装置において、原稿の画像が読み取られる場合には、蛍光灯41から発せられた光及び反射鏡42によって反射された光が原稿に照射され、これによって得られた原稿からの光学像(反射光)が第1ミラー43、第2ミラー51及び第3ミラー52によって順次反射される。そして、第3ミラー52で反射された光学像は光学ユニット6内のレンズに入射し、この光学ユニット6内のレンズを透過した後、撮像素子7上で結像される。撮像素子7は、各々の画素ごとに入射光の強さに応じて光電変換を行い、これによって原稿画像に対応した画像信号(RGB信号)を生成する。
(第1スライダ及び第2スライダの駆動部分の構成について)
図2は、画像読み取り装置の第1スライダ4及び第2スライダ5の斜視図である。図2には、第1スライダ4及び第2スライダ5の駆動部分に関する構成が記載されており、詳細には、第1スライダ4、第2スライダ5、レール8a,8b,8c,8d、モータ9、ベルト10、プーリ11、シャフト12、プーリ13a,13b、プーリ14a,14b及びワイヤ15a,15bが記載されている。
第1スライダ4は、前記の通り、蛍光灯41、反射鏡42、第1ミラー43(図2では記載せず)及びフレーム44を含む。フレーム44の両端はそれぞれ、レール8a,8bにより支持されている。第2スライダ5は、第2ミラー51、第3ミラー52及びフレーム53を含む。フレーム53の両端はそれぞれ、レール8c,8dにより支持されている。
レール8a〜8dは、キャビネット1の一部を構成し、走査方向に延びるように金属板を屈曲させて形成される。レール8c,8dはそれぞれ、レール8a,8bの下段においてレール8a,8bの半分の長さで配置される。モータ9は、キャビネット1に固定されている。ベルト10は、プーリ11とモータ9の回転軸との間に張り渡されており、モータ9の駆動力をプーリ11に伝達する。シャフト12は、走査方向と垂直な方向に延びるように配置され、プーリ11、プーリ13a,13bが取り付けられている。プーリ13a,13bはそれぞれ、レール8a,8bの走査方向の下流側の端部近傍に配置される。また、プーリ14a,14bは、レール8a,8bの走査方向の上流側の端部近傍に配置される。ワイヤ15a,15bはそれぞれ、プーリ13a,13bとプーリ14a,14bとの間に張り渡されている。そして、フレーム44及びフレーム53は、図示しない部材により、ワイヤ15a,15bに固定されている。
以上のような構成によれば、モータ9が駆動することにより、プーリ11、プーリ13a,13bが回転し、ワイヤ15a,15bがプーリ13a,13bとプーリ14a,14bとの間で回転する。これにより、ワイヤ15a,15bに固定された第1スライダ4及び第2スライダ5がレール8a〜8dに沿って平行移動する。
(第1スライダ及び第2スライダのハーネスの引き回しについて)
図3及び図4は、右側のレール8a近傍における第1スライダ4及び第2スライダ5の拡大斜視図である。図3は、走査方向の下流側から見た斜視図であり、図4は、走査方向の上流側から見た斜視図である。図3及び図4では、図2と異なり駆動に関する構成であるワイヤ15a,15b等は省略してある。その代わり、図3及び図4では、ハーネス16、絶縁部材17、支持部材54及び折り返し部18(図4では記載せず)が記載されている。
ハーネス16は、第1スライダ4とインバータ3とを電気的に接続する配線であって、金属線が周囲に可撓性の絶縁材料により被覆されたものである。故に、ハーネス16は、自在に撓むことが可能である。該ハーネス16の一端は、蛍光灯41のレール8a側の端41aに電気的に接続されている。そして、ハーネス16は、図4に示すように、第1スライダ4の走査方向の上流側の部分4aから第1スライダ4外に引き出されている。
第1スライダ4外に引き出されたハーネス16は、走査方向の上流側に向かって第2スライダ5まで延びる。第2スライダ5のレール8a側の端には、絶縁性の樹脂により作製された支持部材54が取り付けられている。この支持部材54は、ハーネス16をU字状に折り曲げて案内することにより、該ハーネス16を第2スライダ5に掛ける役割を果たす。そのため、支持部材54は、走査方向の上流側にU字状の曲面部分が位置するように‘U’が90度回転させられた形状を有する。更に、支持部材54の側面には、ハーネス16が支持部材54から外れないように側壁54a,54bが形成されている。なお、ハーネス16は、支持部材54に固定されずに掛けられているだけであり、該支持部材54に対して摺動可能である。
支持部材54にてU字状に折り曲げられたハーネス16は、走査方向の下流側に向かって延びる。ハーネス16と、キャビネット1の底面(図3及び図4では省略)との間には、絶縁性材料であるポリカーボネードにより作製された絶縁部材17が設けられる。該絶縁部材17は、レール8aに沿って走査方向に延びるように設けられ、キャビネット1の底面とハーネス16とが接触することを防止すると共に、ハーネス16を直線状に案内する役割を果たす。
レール8aの途中のキャビネット1の底面上には折り返し部18が設けられている。ハーネス16は、この折り返し部18において、略90度折り返されることにより、レール8aとレール8bとに挟まれる領域外に導かれる。そして、ハーネス16は、レール8aとレール8bとに挟まれる領域外に設けられたインバータ3に対して電気的に接続される。以上のように、ハーネス16は、第1スライダ4よりも走査方向の上流側に位置する第2スライダ5で折り返されることにより、第1スライダ4と折り返し部18との間にU字状に張り渡されている。
(第1スライダ及び第2スライダの動作について)
図5及び図6は、図1(a)に示す画像読み取り装置のB−Bにおける断面構造図である。図5は、走査開始時における画像読み取り装置の断面構造図であり、図6は、走査終了時における画像読み取り装置の断面構造図である。
原稿の走査開始時には、第1スライダ4は、走査方向の最も上流側すなわち図5のプラテンガラス2の左端近傍に位置している。また、第2スライダ5も、第1スライダ4と略同じ位置から走査を開始する。
走査が開始すると、第1スライダ4は、速度Vで走査方向の上流側から下流側へと、ハーネス16の一端を引っ張りながら平行移動する。更に第2スライダ5は、速度V/2で走査方向の上流側から下流側へと平行移動する。これにより、ハーネス16が、U字状に折り曲げられた部分Uにおいて支持部材54と摺動し、該U字状に折り曲げられた部分Uが、支持部材54と共に第1スライダ4に追従して、速度V/2で走査方向の下流側へと平行移動する。その結果、走査が進むにつれ、ハーネス16が上段へと巻き上げられていき、ハーネス16と絶縁部材17との接触長さが、短くなっていく。
図6に示すように、第1スライダ4が走査方向の最も下流側すなわちプラテンガラス2の右端近傍に到達すると、走査が終了する。このとき、第2スライダ5は、第1スライダ4の半分の速度で平行移動しているので、ハーネス16のU字状に折り曲げられた部分Uは、プラテンガラス2の中心線近傍に位置している。従って、絶縁部材17は、少なくとも、第2スライダ5の走査開始位置(プラテンガラス2左端)から走査終了位置(プラテンガラス2中心線)まで存在する必要がある。更に、折り返し部18は、少なくとも、第2スライダ5の走査終了位置よりも走査方向の下流側に位置している必要がある。
以上のように、本実施形態に係る画像読み取り装置によれば、ハーネス16とキャビネット1の底面との間に絶縁部材17が設けられているので、ハーネス16と該底面との間で漏電が発生しない。そのため、ハーネス16と絶縁部材17との接触長さが変化したとしても、蛍光灯41に供給される電力が一定となる。その結果、画像読み取り装置において読み取られる画像データの画質を向上させることができる。
また、第1スライダ4及び第2スライダ5の走査開始位置を略同じにし、第2スライダ5の速度を第1スライダ4の速度の略半分にしているので、第1スライダ4から第2スライダ5を経由して折り返し部18までの間の距離を常に一定に保つことができる。そのため、原稿の走査中において、U字状に二つに折り曲げられたハーネス16が弛むことを防止できる。
また、インバータ3が、画像読み取り装置を上方から見た場合に、第1スライダ4が走査時に通過する領域外に設置されるので、インバータ3が、第1スライダ4に搭載されたり第1スライダ4が走査時に通過する領域内に設置されたりした場合よりも、画像読み取り装置の厚さを薄くできる。
また、支持部材54を絶縁性材料により作製しているので、第2スライダ5のフレーム53とハーネス16との間で漏電が発生することを防止できる。
(実験結果)
本願発明者は、画像読み取り装置においてより好ましい設計値を求めるべく試作品を作製し、実験を行った。図7は、画像読み取り装置の試作品の概要を示した図である。
図7に示すように、前記試作品では、第1スライダ4が走査開始位置にあるときと走査終了位置にあるときとの接触長さの変化量を200mmとし、キャビネット1の厚みを76mmとした。また、ハーネス16には、住友電気工業株式会社製のUL AWM4453 10kVDC AWG23(7/23/0.05)×2cを用いた。このハーネス16は、銅合金線の周囲に0.63mmの厚みの架橋難燃ポリオレフィンを被覆して、2.1mmの太さとしたものである。
前記試作品において、第1スライダ4を走査終了位置に位置させた場合に対して、第1スライダ4を走査開始位置に位置させた場合に、原稿面に照射される光量がどれだけ変化するのかを、絶縁部材17の厚みを変化させて調べた。図8は、絶縁部材17の厚みと原稿面に照射される光量の変化量との関係を示したグラフである。図8において、横軸は絶縁部材17の厚みを示しており、縦軸は原稿面に照射される光量の変化率を示している。図8での100%とは、走査終了位置に第1スライダ4が位置しているときの光量を示す。
更に、絶縁部材17とハーネス16との接触長さを変化させたときに原稿面に照射される光量がどれだけ変化するのかを、絶縁部材17の厚みを変化させて調べた。図9は、絶縁部材17とハーネス16との接触長さと原稿面に照射される光量の変化量との関係を示したグラフである。図9において、横軸は絶縁部材17とハーネス16との接触長さを示し、縦軸は原稿面に照射される光量の変化率を示している。
図8及び図9に示すように、絶縁部材17の厚みを厚くすることにより原稿面に照射される光量の変化率が小さくなっていることが理解できる。ここで、一般的に、光量の変化率は、1.5%以内に抑制することが好ましいといわれている。従って、図8及び図9によれば、絶縁部材17の厚みは1mm以上であることが好ましい。
一方、画像読み取り装置の薄型化の観点からは、絶縁部材17の厚みをあまり厚くしすぎることは好ましくない。そこで、絶縁部材17の厚みは、1.5mm以下であることが好ましい。
また、ハーネス16がU字状に折り曲げられた部分Uは、半径が10mm以上15mm以下の円弧を描くことが好ましい。これは、半径が大きすぎると画像読み取り装置を十分に薄型化できず、半径が小さすぎると支持部材54との摺動が円滑に行われなくなったり、ハーネス16を痛めてしまったりするからである。
また、ハーネス16の被覆の膜厚は、0.6mm以上0.7mm以下であることが好ましい。これは、膜厚が0.6mmより小さくなると絶縁性が悪くなるので好ましくなく、膜厚が0.7mmより大きくなると支持部材54との摺動性が悪化するので好ましくないからである。
また、ハーネス16の太さは、2.5mm以下であることが好ましい。これは、太さが2.5mmより大きくなると、支持部材54との摺動が円滑に行われないためである。
図1(a)は、本実施形態に係る画像読み取り装置の上視図である。図1(b)は、A−Aにおける該画像読み取り装置の断面構造図である。 前記画像読み取り装置の第1スライダ及び第2スライダの斜視図である。 右側のレール近傍における第1スライダ及び第2スライダの拡大斜視図である。 右側のレール近傍における第1スライダ及び第2スライダの拡大斜視図である。 走査開始時における画像読み取り装置のB−B断面構造図である。 走査終了時における画像読み取り装置のB−B断面構造図である。 画像読み取り装置の試作品の概要を示した図である。 絶縁部材の厚みと原稿面に照射される光量の変化量との関係を示したグラフである。 絶縁部材とハーネスとの接触長さと原稿面に照射される光量の変化量との関係を示したグラフである。 従来の画像読み取り装置の構成を示した図である。
符号の説明
1 キャビネット
3 インバータ
4 第1スライダ
5 第2スライダ
16 ハーネス
17 絶縁部材
18 折り返し部
41 蛍光灯
42 反射鏡
44,53 フレーム
54 支持部材
U U字状に折り曲げられた部分

Claims (7)

  1. 上面に原稿が載置される導電体からなる本体と、
    前記原稿に光を照射するためのランプを内部に含み、かつ、該原稿を走査する第1スライダと、
    前記本体に設置され、前記ランプに対して電力を供給するインバータと、
    前記第1スライダと前記インバータとを電気的に接続する配線であって、可撓性材料により被覆された配線と、
    前記本体の底面と前記配線との間に設けられた絶縁部材と、
    を備え、
    前記配線は、前記絶縁部材上において、二つに折り曲げられて前記原稿の走査方向に延びるように配置され、
    前記第1スライダが前記原稿を走査する際に、前記配線の折り曲げられた部分が該第1スライダに追従して移動することにより、該配線と前記絶縁部材との接触長さが変化すること、
    を特徴とする画像読み取り装置。
  2. 前記第1スライダに連動して、該第1スライダよりも遅い速度で前記本体内を移動する第2スライダを更に備え、
    前記配線は、前記第1スライダよりも走査方向の上流側において前記第2スライダにU字状に折り曲げられて掛けられていること、
    を特徴とする請求項1に記載の画像読み取り装置。
  3. 前記第1スライダ及び前記第2スライダとは、前記原稿の走査開始時には、略同じ位置から移動を開始し、
    前記第2スライダは、前記第1スライダの略半分の速度で、該第1スライダと同じ方向に移動すること、
    を特徴とする請求項2に記載の画像読み取り装置。
  4. 前記第2スライダにおいて、前記配線が掛けられた部分は、絶縁性材料により形成されていること、
    を特徴とする請求項2又は請求項3のいずれかに記載の画像読み取り装置。
  5. 前記U字状に折り曲げられた部分が15mm以下の円弧を描くこと、
    を特徴とする請求項2ないし請求項4のいずれかに記載の画像読み取り装置。
  6. 前記インバータは、上方から見たときに前記第1スライダが通過する領域外に設置されること、
    を特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の画像読み取り装置。
  7. 前記絶縁部材と前記配線との接触長さの変化量は、200mmであり、
    前記配線の太さは、2.5mm以下であり、
    前記配線の被膜の厚さは、0.7mm以下であり、
    前記絶縁部材の厚みが1mm以上1.5mm以下であること、
    を特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の画像読み取り装置。
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