JP2008203679A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】片持ち支持タイプのキャリッジを有する画像読取装置において、簡単な構成で確実にキャリッジの傾斜を防いで、読取精度の向上を図る。
【解決手段】キャリッジ２１の遊端側に、走行ローラ３５を有するランナ体３６を設ける。これにより、ガイドレール３９に沿って走行ローラ３５を遊転させることにより、キャリッジ２１の遊端側に作用する移動抵抗の低減化を図ることができるので、キャリッジ２１の遊端側を担持側に対して遅れることなく同行移動させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、原稿を読み取る読取手段を有するキャリッジと、キャリッジを走査方向に沿って移動可能に案内支持するガイド軸と、ガイド軸に沿ってキャリッジを移動させる移動手段とを具備し、これらが原稿載置台を構成するフレーム内に組み付けられている画像読取装置に関する。この画像読取装置は、スキャナ、ファクシミリ、複写機等に適用される。

この種の画像読取装置には、フラットベッドと称される方式とシートスルーと称される方式の二種の原稿読取方式を備えたものがある。フラットベット方式では、原稿台のプラテンガラス上に原稿を載置したうえで、スキャナユニットを備えるキャリッジを走査方向に移動させながら原稿に向けてスキャナ光を照射し、原稿からの反射光をＣＣＤ等の固体撮像素子でとらえることにより、二次元画像データとして原稿を読み取っている。シートスルー方式は、オート・ドキュメント・フィーダー（ＡＤＦ）により実現されるものであり、キャリッジを静止させた状態で、スキャナユニットの読取ラインを横切るように原稿を搬送することで、原稿画像データを得ている。

こうした読取動作を行う場合において、読取精度を向上させるためには、スキャナユニットを保持するキャリッジを精度良く位置決めすることが不可欠である。例えば特許文献１では、原稿読取開始時において、キャリッジに対して、待機位置からスタートして位置制御用センサによる検出位置を通過した後、再度待機位置に戻るイニシャライズ動作を行うことで、キャリッジの位置制御を行っている。
特許文献２では、シートスルー方式の読取動作時に、原稿押接ローラの検知可能範囲を通過して、キャリッジを往復移動させることにより、キャリッジを位置決めしている。

特開平１０−１３６１６０号公報 特開２００３−８８３２号公報

本発明者等は、キャリッジの一側端のみが担持され、他端側が自由遊動可能な状態で走査方向に移動走行される、いわゆる片持ち支持タイプのキャリッジを有する画像読取装置の開発に携わっている。また、上述と同様に、片持ち支持タイプの画像読取装置においても、読取精度の向上を重要な課題の一つとする。しかし、当該タイプの画像読取装置では、図１１（ａ）・（ｂ）に示すように、キャリッジ１０１が傾きやすく、最終的に得られた原稿画像が斜めに傾いたものとなりやすいという欠点がある。

より詳しくは、図１１（ａ）・（ｂ）に示すように、原稿載置台を構成する筐体内には、走査方向に沿ってガイド軸１０２が配置されており、キャリッジ１０１は、その一方の側部に設けられた支持部１０３のガイド孔にガイド軸１０２が挿通され、ガイド軸１０２に沿って水平方向に摺動移動可能に構成されている。キャリッジ１０１の支持部１０３とは反対側の側部は、走行方向に走るリブ１０４に載置されて自由端となっている。キャリッジ１０１の担持側は搬送機構を構成する図外の無端ベルトに連結されており、この無端ベルトを時計方向、或いは反時計方向に回転させることで、キャリッジを走査方向Ｙ１、或いは逆方向Ｙ２に移動させることができる。

このように、支持部１０３が形成された一側端のみが、ガイド軸１０２と無端ベルトとで担持された片持ち支持構造とした場合には、担持部のガタツキによりキャリッジ１０１が走査方向Ｙ１或いは逆方向Ｙ２に傾いた状態となりやすい。つまり、良好な摺動移動状態を確保するためには、ガイド軸１０２と支持部１０３のガイド孔との間には、僅かな余裕隙間を確保することが不可欠であり、したがって、リブ１０４とキャリッジ１０１の下面との間に生じる大きな摩擦係数により、担持部に対して遊端部が遅れて移動して、キャリッジ１０１が走査方向Ｙ１或いは逆方向Ｙ２に僅かに揺動可能な状態となることが避けられない。また、ガイド軸１０２と支持部１０３のガイド孔との間の設計誤差や摺動により摩耗等で、担持部分に僅かな隙間が生じた場合にも、キャリッジ１０１は揺動可能な状態となりやすい。

このため、キャリッジ１０１を走査方向Ｙ１に移動させた場合には、図１１（ａ）に示すように、遊端部が走査方向とは逆方向Ｙ２に振れた状態となり、スキャナユニット１０５の読取ラインＬは、基準ラインＥに対して時計回りに傾斜した状態となる。また、キャリッジを逆方向Ｙ２に移動させた場合には、図１１（ｂ）に示すように、遊端部は、走査方向Ｙ１に振れた状態となり、スキャナユニット１０５の読取ラインＬは基準ラインＥに対して反時計回りに傾斜した状態となる。このようにキャリッジ１０１が傾いて読取ラインＬが基準ラインＥからずれると、読取精度が悪化し、得られた原稿画像は斜めに歪んだものとなる。

かかる不具合は、キャリッジ１０１の両端にガイド軸１０２を設けることで、確実に防ぐことができる。しかし、この場合には、部品点数の増加を招き、画像読取装置の製造コストが増加することが避けられない。加えて、片持ち支持タイプでは、ガイド軸１０２まわりにキャリッジ１０１を持ち上げて、メンテナンスを施すことができるが、上述のように二本のガイド軸１０２・１０２でキャリッジ１０１を支持する形態とした場合には、ワンタッチでキャリッジ１０１を持ち上げることが不可能となり、メンテナンスの手間が掛かる点にも不利がある。

本発明は以上のような問題点を解決するためになされたものであり、片持ち支持タイプのキャリッジを有する画像読取装置において、簡単な構成で確実にキャリッジの傾斜を防いで、読取精度の向上を図ることを目的とする。

請求項１記載の本発明は、原稿を読み取る読取手段を有するキャリッジと、該キャリッジを走査方向に沿って移動可能に案内支持するガイド軸と、該ガイド軸に沿ってキャリッジを移動させる移動手段とを具備し、これらが原稿載置台を構成する筐体内に組み付けられている画像読取装置を対象とする。前記キャリッジは、一側端のみが前記ガイド軸と前記移動手段とにより支持された片持ち支持状態で、該ガイド軸に沿って移動可能に構成されている。
そして、前記キャリッジの他端側には、走行ローラを有するランナ体が設けられており、前記筐体内に、前記走行ローラを案内するガイドレールが設けられていることを特徴とする。

請求項２記載の本発明のように、前記ランナ体が、水平方向に伸びるローラ軸と、該ローラ軸に回転自在に支持された走行ローラと、該走行ローラに対してガイドレール側に向かって付勢力を与える付勢手段とを有するものであり、前記ガイドレールが凸型レールであり、前記走行ローラが、凸型レールで受け止められるローラ溝を有するものとすることができる。

請求項３記載の本発明のように、前記走行ローラが、少なくともキャリッジ側に抜止用のフランジを有する溝付きローラであり、前記ガイドレールが、前記走行ローラの溝部を受け止める凸型レールとすることができる。

請求項４記載の本発明のように、前記ランナ体が、前記ガイドレールにより案内される方向に対して直交する方向に伸びるローラ軸と、該ローラ軸に回転自在に支持された走行ローラと、該走行ローラをガイドレールのレール面に押し付ける移動付勢力を与える付勢手段とを有するものとすることができる。

請求項５記載の本発明のように、前記ランナ体は、走査方向に沿って列設された複数個の走行ローラを有するものとすることができる。

請求項１記載の本発明のように、ガイド軸と移動手段とで担持されていないキャリッジの遊端側に、走行ローラを有するランナ体を設けていると、ガイドレールに沿って走行ローラを遊転させることにより、キャリッジの遊端側に作用する摩擦係数（移動抵抗）の低減化を図ることができる。これにて、キャリッジの遊端側を担持側に対して遅れることなく同行移動させることができるので、読取手段による読取ラインＬ（図１１参照）が基準ラインＥからずれることを効果的に防ぐことができる。したがって、得られた原稿画像が斜めに傾くことを防ぐことができ、画像読取装置の読取精度の向上を図ることができる。

請求項２記載の本発明によれば、付勢手段によりガイドレールに対して走行ローラを押し付けることで、走行ローラのガイドレールからの脱落を防止し、走行ローラの脱輪規制を行うことができる。キャリッジをガイド軸に押し付けることができるので、キャリッジのガタツキを抑えることができる。したがって、キャリッジの走行安定性が向上する点でも優れている。
とくに請求項３記載の本発明によれば、付勢手段によりガイドレールの側面にフランジを押し付けることで、走行ローラの抜け出しを防止し、同時に凸型レールで走行ローラの溝部を転動案内するので、走行ローラの脱輪を防止しながら、キャリッジの移動抵抗を低減できる。

請求項４記載の本発明のように、ランナ体を、前記ガイドレールにより案内される方向に対して直交する方向に伸びるローラ軸と、該ローラ軸に回転自在に支持された走行ローラと、該走行ローラをガイドレールのレール面に押し付ける付勢力を与える付勢手段とを有するものとした場合にも、請求項１と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、キャリッジの遊端側に作用する摩擦係数（移動抵抗）の低減化を図ることができるので、読取手段による読取ラインＬ（図１１参照）が基準ラインＥからずれることを効果的に防いで、画像読取装置の読取精度の向上を図ることができる。

請求項５記載の本発明のように、ランナ体を、走査方向に沿って列設された複数個の走行ローラを有するものとしていると、ガイドレールに対するランナ体の走行安定性の向上を図ることができる。

（第１実施形態）
図１乃至図６に、本発明に係る画像読取装置を、コピー機能とファクシミリ機能とを備えた複合機に適用した第１実施形態を示す。図２において、複合機１は、給紙カセット２と、該給紙カセット２から用紙給送路を経て送られてきた記録用紙に対して画像形成を行う画像記録部３と、該画像記録部３の上方に配置された画像読取部（画像読取装置）４とで構成される。画像記録部３には、記録用紙に対する画像形成を担うプロセスユニット５が設けられている。このプロセスユニット５は、感光体ユニット６と、感光体ユニット６にトナーを供給するトナーカートリッジ７とで構成される。画像読取部４の上面には、各種操作ボタンを有する操作パネル８と、自動原稿搬送装置９（ＡＤＦ）が設けられている。
なお、本実施形態においては、説明の便宜上、操作パネル８の伸び方向を左右方向と規定する（図２参照）。また、当該左右方向と水平方向で直交する方向を前後方向と規定する（図３参照）。

図３に示すように画像読取部４は、読取対象となる原稿を載置するプラテンガラス１０が配設された原稿載置台１１と、該原稿をプラテンガラス１０上に押圧して固定する原稿押えカバー１２とからなる。原稿押えカバー１２は、左右一対のヒンジ１３・１３まわりに揺動可能に構成されており、その筐体内には、自動原稿搬送装置９が配設されている。図４に示すように、原稿載置台１１を構成する筐体１５は、上方開口を有する略四角皿状のボトムフレーム１６と、該ボトムフレーム１６の上方開口を閉じるフレームカバー１７などで構成される。フレームカバー１７は、中央開口部を有する四角枠状を呈しており、この中央開口部にプラテンガラス１０や、カバープレート１８（図３参照）が組み付けられる。

図１に示すように、ボトムフレーム１６には、原稿を読み取るスキャナユニット２０（読取手段）を有するキャリッジ２１と、キャリッジ２１を左右の走査方向に沿って移動可能に案内支持する一本のガイド軸２２と、ガイド軸２２に沿ってキャリッジ２１を移動させるベルト駆動機構２３（移動手段）とが配設されている。スキャナユニット２０は、プラテンガラス１０上の原稿に向かってスキャナ光を照射する光源や、原稿からの反射光を電気信号に変換して画像読み取りを行うＣＣＤイメージセンサなどを備える。図１および図３に示すように、左右方向に走るガイド軸２２は、ボトムフレーム１６の後方寄りに配設されている。また、図４および図５に示すように、ベルト駆動機構２３は、ガイド軸２２の下方に配置されている。

キャリッジ２１を構成するケースは、前後横長の略直方形状を呈している。キャリッジ２１の後方端には、ガイド軸２２の挿通を許すガイド孔２５を有する左右一対のホルダ２６・２６が突設されており、キャリッジ２１は、これら二つのホルダ２６・２６のガイド孔２５・２５にガイド軸２２が支持された状態で、図１に実線で示す左端位置と、仮想線で示す右端位置との間で、左右の水平方向に摺動移動可能に構成されている。ガイド孔２５の内径寸法は、ガイド軸２２の外径寸法よりも僅かに大きく設定されており、メンテナンス作業等においては、図４に示すように、ガイド軸２２まわりにキャリッジ２１を持ち上げることができる。

図１、図３および図５に示すように、ベルト駆動機構２３は、ボトムフレーム１６の右奥コーナー部に組み付けられたモーターを含む減速機構２８（図１参照）と、減速機構２８の減速軸に固定される原動プーリー２９と、ボトムフレーム１６の左奥コーナー部に配設された従動プーリー３０と、両プーリー２９・３０の間に巻き掛けられる無端ベルト３１で構成する。図５に示すようにキャリッジ２１の後端面には、無端ベルト３１を挟持保持するベルトクランプ３２が設けられており、無端ベルト３１の回転に伴って、ガイド軸２２に沿ってキャリッジ２１を左右の走査方向に移動させることができる。

キャリッジ２１の前端寄り、すなわちガイド軸２２等で保持されていない遊端寄りには、前後一対の走行ローラ３５・３５を有するランナ体３６が設けられている。本実施形態では、二つの走行ローラ３５・３５が、キャリッジ２１の前端面の左右の両端部に配設されている。各走行ローラ３５は、凹状のローラ溝３５ａを有する溝付きのローラであり、キャリッジ２１の前端面から前方向に伸びるローラ軸３７に遊転自在に軸支されている。

ボトムフレーム１６の前端寄りには、走行ローラ３５を案内するガイドレール３９が設けられている。ガイドレール３９は、ボトムフレーム１６の左右壁面の間に架設された断面円状の軸体であり、上部の凸弧面で走行ローラ３５のローラ溝３５ａを受け止める。

このように、本実施形態においては、片持ち支持タイプのキャリッジ２１を有する画像読取部４において、キャリッジ２１の遊端側（前端側）に、走行ローラ３５を有するランナ体３６を設けたので、ガイドレール３９に沿って走行ローラ３５を遊転させることにより、キャリッジ２１の遊端側に作用する摩擦係数（移動抵抗）の低減化を図ることができる。これにて、キャリッジ２１の遊端側（前端側）を担持側（後端側）に対して遅れることなく同行移動させることができるので、スキャナユニット２０による読取ラインＬが基準ラインＥ（図１１参照）からずれることを効果的に防ぐことができる。したがって、得られた原稿画像が斜めに傾くことを防ぐことができ、画像読取部４の読取精度の向上を図ることができる。

（第２実施形態）
図７に本発明の第２実施形態を示す。この第２実施形態においては、ガイドレールの形態が先の第１実施形態と相違する。すなわち、この第２実施形態においては、先の第１実施形態の軸状のガイドレール３９に替えて、ボトムフレーム１６の底面に左右方向に長くリブを突設し、これをガイドレール４０とした点が大きく相違する。それ以外の点は、先の第１実施形態と同様であるので、同様の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。

（第３実施形態）
図８に本発明の第３実施形態を示す。この第３実施形態においては、走行ローラ３５をキャリッジ２１側に抜止用のフランジ４２を有する溝付きローラとした点と、ローラ軸３７に、走行ローラ３５に対して外向き（前向き）の付勢力を与える捻りコイル形のバネ（付勢手段）４３を外嵌装着した点が、先の第１実施形態と相違する。これによれば、バネ４３によりガイドレール３９の側面にフランジ４２を押し付けることで、走行ローラ３５の抜け出しを防止し、同時にガイドレール３９の凸弧面で走行ローラ３５のローラ溝３５ａを転動案内するので、走行ローラ３５のガイドレール３９からの脱輪を確実に防止しながら、キャリッジ２１の移動抵抗を効果的に低減することができる。

（第４実施形態）
図９および図１０に本発明の第４実施形態を示す。この第４実施形態においては、走行ローラ３５を縦軸まわりに回転自在な構成とした点が、先の第１実施形態と大きく相違する。すなわち、ランナ体３６は、縦方向（ガイドレール３９により案内される方向に対して直交する方向）に伸びる左右一対のローラ軸３７・３７を備えており、各ローラ軸３７に走行ローラ３５が遊転自在に軸支されている。

符号４５は、キャリッジ２１の前端面に装着されるベース体を示す。このベース体４５は、左右一対の弾性片４６・４６（付勢手段）と、各弾性片４６の遊端部に形成された軸受片４７とからなる金属成形品であり、弾性片４６が撓み変形することで、各走行ローラ３５に対して外向き（前向き）の付勢力を与えて、ガイドレール３９の後端面（レール面）に走行ローラ３５のローラ溝３５ａを押し付ける。より詳しくは、ベース片４５は、中央部がビス４８により固定されており、その両端部が板バネ状の弾性片４６・４６となっている。各弾性片４６の遊端部には、ローラ軸３７を支持する断面コ字状の軸受片４７が前方向に突設されている。軸受片４７の上下片４７ａ・４７ｂにはローラ軸３７の挿通を許す軸孔が開設されている。

この第４実施形態においても、先の第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、キャリッジ２１の遊端側に作用する摩擦係数（移動抵抗）の低減化を図ることができるので、スキャナユニット２０による読取ラインＬ（図１１参照）が基準ラインＥからずれることを効果的に防いで、画像読取部４の読取精度の向上を図ることができる。

上記実施形態においては、ランナ体３６は、二つの走行ローラ３５を有していたが、走行ローラ３５の数は、二つに限られず、それ以上であってもよい。尤も、走行安定性に鑑みると、キャリッジ２１には、二以上の走行ローラ３５を設けることが好ましい。

本発明の第１実施形態に係る画像読取装置の内部平面図である。 画像読取装置が適用される複合機の正面図である。 画像読取装置の平面図であり、原稿押えカバーを押し上げた状態を示している。 画像読取装置の要部の側面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 ランナ体を示す、要部の側面図である。 本発明の第２実施形態に係る画像読取装置の要部の側面図である。 本発明の第３実施形態に係る画像読取装置の要部の側面図である。 本発明の第４実施形態に係る画像読取装置の要部の平面図である。 本発明の第４実施形態に係る画像読取装置の要部の側面図である。 （ａ）・（ｂ）は、従来の画像読取装置の問題点を説明するための図である。

符号の説明

４ 画像読取装置（画像読取部）
１１ 原稿載置台
１５ 筐体
２０ 読取手段（スキャナユニット）
２１ キャリッジ
２２ ガイド軸
２３ 移動手段（ベルト駆動機構）
３５ 走行ローラ
３５ａ ローラ溝
３６ ランナ体
３７ ローラ軸
３９ ガイドレール
４０ ガイドレール
４２ フランジ
４３ 付勢手段（バネ）
４６ 付勢手段（弾性片）

Claims (5)

1. 原稿を読み取る読取手段を有するキャリッジと、該キャリッジを走査方向に沿って移動可能に案内支持するガイド軸と、該ガイド軸に沿ってキャリッジを移動させる移動手段とを具備し、これらが原稿載置台を構成する筐体内に組み付けられている画像読取装置であって、
   前記キャリッジは、一側端のみが前記ガイド軸と前記移動手段とにより支持された片持ち支持状態で、該ガイド軸に沿って移動可能に構成されており、
   前記キャリッジの他端側には、走行ローラを有するランナ体が設けられており、
   前記筐体内に、前記走行ローラを案内するガイドレールが設けられていることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記ランナ体が、水平方向に伸びるローラ軸と、該ローラ軸に回転自在に支持された走行ローラと、該走行ローラに対してガイドレール側に向かって付勢力を与える付勢手段とを有するものであり、
   前記ガイドレールが凸型レールであり、前記走行ローラが、凸型レールで受け止められるローラ溝を有するものである請求項１記載の画像読取装置。
3. 前記走行ローラが、少なくともキャリッジ側に抜止用のフランジを有する溝付きローラである請求項２記載の画像読取装置。
4. 前記ランナ体が、前記ガイドレールにより案内される方向に対して直交する方向に伸びるローラ軸と、該ローラ軸に回転自在に支持された走行ローラと、該走行ローラをガイドレールのレール面に押し付ける付勢力を与える付勢手段とを有するものである請求項１記載の画像読取装置。
5. 前記ランナ体が、走査方向に沿って列設された複数個の走行ローラを有するものである請求項１又は２又は３又は４記載の画像読取装置。

Images