JP2011030032A - 画像読取装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャリッジと装置本体とを接続するＦＦＣの湾曲による不具合を簡単な構成で防止可能な画像読取装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】ＦＦＣ７０の一端は、キャリッジ３３の走査方向（矢印Ａ方向）に対し上流側の側面３３ａに形成されたコネクタ７１に接続されており、ＦＦＣ７０の他端は、キャリッジ３３の下方を通過して本体の電装基板（図示せず）のコネクタに接続されており、その他端の近傍が筐体３０の底面に形成された本体側固定部７３に固定されている。ＦＦＣ７０の本体側固定部７３近傍には山折り部７５が形成されている。
【選択図】図６

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及びそれを備えた画像形成装置に関する。

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光源及び及びミラーが搭載されたキャリッジを所定の駆動装置で原稿面と平行に移動（走査）させることにより、原稿画像を読み取る画像読取装置が広く用いられている。

このような画像読取装置では、図１０に示すように、画像読取装置１０１本体とキャリッジ１０２との間で読み取り信号及び電力を伝達するためのフレキシブルフラットケーブル（Flexible Flat Cable、以下ＦＦＣという）１０３が設けられている。図１０はキャリッジ１０２がホームポジションにある状態を示しており、ＦＦＣ１０３の一端がキャリッジ１０２の移動方向（矢印Ａ方向）後方に固定されている。また、ＦＦＣ１０３の他端近傍は本体側固定部１０４において画像読取装置１０１本体に固定されている。

上述したような画像読取装置においては、図１１に示すように、キャリッジ１０２がホームポジションから読み取り位置に移動する際、キャリッジ１０２から本体側固定部１０４方向に力が加わるために、本体側固定部１０４近傍でＦＦＣ１０３に湾曲部１０５が発生する。そして、湾曲部１０５がキャリッジ１０２の移動範囲内に膨出した場合、ＦＦＣ１０３がキャリッジ１０２に接触してキャリッジ１０２の走査速度が変動し、正確な画像の読み取りを妨げるおそれがあった。さらに、キャリッジ１０２がＦＦＣ１０３を巻き込んでＦＦＣ１０３を破損するおそれもあった。

ＦＦＣの湾曲を制御する方法として、例えば特許文献１には、キャリッジにケーブル押さえ部材を設ける画像読取装置が開示されている。この方法によれば、キャリッジ近傍におけるＦＦＣの湾曲を制御してＦＦＣとコンタクトガラスとの接触を抑制できる。

特開平６−９８１０７号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、図１１に示したような本体側固定部１０４近傍におけるＦＦＣ１０３の湾曲は抑制できないため、湾曲部１０５の発生によるキャリッジ１０２の走査速度変動や、ＦＦＣ１０３の破損を確実に防止できないという問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、キャリッジと装置本体とを接続するＦＦＣの湾曲による不具合を簡単な構成で防止可能な画像読取装置及びそれを備えた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結像する走査光学系とが搭載され、原稿に対して一定の走査速度で移動するキャリッジと、該キャリッジに一端が接続され、装置本体との間で信号及び電力の伝達を行うフレキシブルフラットケーブルと、該フレキシブルフラットケーブルの他端近傍を装置本体に固定する本体側固定部と、該本体側固定部の近傍において前記フレキシブルフラットケーブルに形成された山折り部と、を備えた画像読取装置である。

また本発明は、上記構成の画像読取装置において、前記山折り部の浮き上がりを防止するケーブル押さえ部材を設け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、前記ケーブル押さえ部材は、前記山折り部の稜線を覆うように設けら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、前記ケーブル押さえ部材は、前記山折り部の稜線を挟んで前記本体側固定部と反対側に、前記フレキシブルフラットケーブルと所定の間隔を隔てて設けら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が搭載された画像形成装置である。

本発明の第１の構成によれば、キャリッジの移動に伴うＦＦＣの湾曲方向が常に下向きに規制され、本体側固定部付近でＦＦＣが上向きに膨出しないため、ＦＦＣと走査移動中のキャリッジとの干渉を効果的に防止することができる。

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、山折り部の浮き上がりを防止するケーブル押さえ部材を設けることにより、ＦＦＣと走査移動中のキャリッジとの干渉をより効果的に防止することができる。

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、ケーブル押さえ部材が山折り部を覆う構造とすることにより、キャリッジの移動による山折り部の浮き上がりを確実に防止できる。

また、本発明の第４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、ケーブル押さえ部材が山折り部の稜線を挟んで本体側固定部と反対側の部分の浮き上がりを防止するため、キャリッジがスキャナリターン側に走査された状態でもＦＦＣがスキャナホーム側で大きく湾曲しない。従って、キャリッジの走査位置に係わらず、簡易な構成でＦＦＣと走査移動中のキャリッジとの干渉を防止できる。

また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の画像読取装置を画像形成装置に搭載することにより、ＦＦＣとキャリッジとの干渉に起因する読み取り不良や、ＦＦＣの破損が発生しない画像形成装置を提供する。

本発明の画像読取装置が搭載される画像形成装置の全体構成を示す概略図 本発明の画像読取装置の側面断面図 画像読取装置のキャリッジの内部構造を示す拡大断面図 画像読取装置の内部を上方から見た斜視図 キャリッジの駆動機構を示す斜視図 第１実施形態の画像読取装置において、キャリッジがホームポジションにある状態を示す部分断面図 キャリッジがホームポジションから移動したときの山折り部の状態を示す拡大図 第２実施形態の画像読取装置における山折り部周辺の部分断面図 第３実施形態の画像読取装置における山折り部周辺の部分断面図 従来の画像読取装置において、キャリッジがホームポジションにある状態を示す部分断面図 従来の画像読取装置において、キャリッジがホームポジションから移動した状態を示す拡大図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の画像読取装置が搭載された画像形成装置の内部構成を示す概略断面図である。図１において、画像形成装置１００（ここでは一例としてデジタル複合機を示す）では、コピー動作を行う場合、画像読取装置６において原稿の画像データを読み取り画像信号に変換する。一方、複合機本体２内の画像形成部３において、図中時計方向に回転する小径の感光体ドラム５が帯電ユニット４により一様に帯電され、画像読取装置６で読み取られた原稿画像データに基づく露光ユニット（レーザ走査ユニット等）７からのレーザビームにより感光体ドラム５上に静電潜像が形成され、現像ユニット８により静電潜像に現像剤（以下、トナーという）が付着されてトナー像が形成される。この現像ユニット８へのトナーの供給はトナーコンテナ９から行われる。

上記のようにトナー像が形成された感光体ドラム５に向けて、用紙が給紙機構１０から用紙搬送路１１及びレジストローラ対１２を経由して画像形成部３に搬送され、この画像形成部３において転写ローラ１３（画像転写部）により感光体ドラム５の表面におけるトナー像が用紙に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は感光体ドラム５から分離され、定着ローラ対１４ａを有する定着部１４に搬送されてトナー像が定着される。定着部１４を通過した用紙は、複数方向に分岐した用紙搬送路１５に送られて、用紙搬送路１５の分岐点に設けられた複数の経路切換ガイドを有する経路切換機構２１、２２によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、用紙搬送路１６に送られて両面コピーされた後に）、排出ローラ対２０ａ、２０ｂを介して第１排出トレイ１７ａ、第２排出トレイ１７ｂから成る用紙排出部に排出される。

また、図示しないが、感光体ドラム５の表面の残留電荷を除去する除電装置がクリーニング装置１８の下流側に設けられている。さらに、給紙機構１０は、複合機本体２に着脱自在に取り付けられ、用紙を収納する複数の給紙カセット１０ａ、１０ｂと、その上方に設けられるスタックバイパス（手差しトレイ）１０ｃとを備えてなり、これらは用紙搬送路１１によって感光体ドラム５及び現像ユニット８等からなる画像形成部３に繋がっている。２４は、画像読取部６上に載置される原稿を押さえて保持するプラテン（原稿押さえ）である。

用紙搬送路１５は、具体的には、定着ローラ対１４ａの下流側において、まず左右二股に分岐し、一方の経路（図１では右方向に分岐する経路）は第１排出トレイ１７ａに連通するように構成されている。そして、他方の経路（図１では左方向に分岐する経路）は搬送ローラ対１９を経由して上下二股に分岐し、一方の経路（図１では上方向に分岐する経路）は第２排出トレイ１７ｂに連通するように構成されている。これに対し、他方の経路（図１では下方向に分岐する経路）は用紙搬送路１６に連通するように構成されている。

図２は、本発明の画像読取装置の側面断面図を示し、図３は、図２のキャリッジの内部構造を示す拡大断面図である。図２に示すように、画像読取装置６は、筐体３０の上部にコンタクトガラス３１が取り付けられており、筐体３０内には、コンタクトガラス３１上に載置される原稿（図示せず）を走査するキャリッジ３３が配置されている。また、コンタクトガラス３１の下方の筐体３０内部にはキャリッジ３３を走査移動する際の案内部材としての案内レール３５がコンタクトガラス３１と平行に固定されている。

キャリッジ３３は、無端状のベルト３７に固定されており、パルスモータ５７からの駆動力が駆動出力ギア６５、駆動プーリ６０（いずれも図４参照）を介してベルト３７に伝達されると、ベルト３７が回動し、キャリッジ３３はベルト３７と共に案内レール３５上を図２の矢印Ａ、Ｂ方向に往復移動する。

図２及び図３に示すように、キャリッジ３３には、光源４０、４つのミラー４１ａ〜４１ｄ、複数のレンズから構成される集光レンズ４３、光電変換素子（以下、ＣＣＤという）４５が搭載されており、図３の一点鎖線矢印に示すように、光源４０から照射された光が原稿面により反射されて画像光Ｄとなり、ミラー４１ａ〜４１ｄによって光路が変更された後、集光レンズ４３により集光され、ＣＣＤ４５に導かれるようになっている。なお、ＣＣＤ４５は、ＣＣＤ基板４５ａに支持されている。

上記構成においては、原稿を走査する場合、光源４０により原稿を照明するとともに、キャリッジ３３を矢印Ａ方向に、即ちスキャナホーム側（図２の左側）からスキャナリターン側（図２の右側）へ所定の速度で移動させる。その結果、原稿面において順次反射された画像光Ｄはミラー４１ａ〜４１ｄ及び集光レンズ４３を介してＣＣＤ４５上に結像される。結像された画像光ＤはＣＣＤ４５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４は本発明の画像読取装置の内部構造を上方から見た斜視図であり、図５は、図４の駆動機構をＸ方向から見た部分斜視図である。図２及び図３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。なお、図４では、コンタクトガラス３１を取り外した状態を示している。

図５に示すように、キャリッジ３３の長手方向の一端には支持部５０及び固定部５１が形成されている。支持部５０は、駆動プーリ６０及びテンションプーリ６７の間において走査方向（矢印Ａ、Ｂ方向）と平行に配設された案内レール３５に摺動可能に支持されており、固定部５１はベルト３７に固定されている。筐体３０には、ベルト３７を駆動するためのパルスモータ５７、駆動プーリ６０等が配設された支持板６１が固定されている。パルスモータ５７としては、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ることができる。

支持板６１は、樹脂や金属材料から形成されており、３箇所において支持板固定用ビス６３ａ、６３ｂ、６３ｃにより筐体３０に固定されている。また、支持板６１の表面側と支持板固定用ビス６３ａ〜６３ｃとの間、及び支持板６１の裏面側と筐体３０との間には、ゴム等の防振部材（図示せず）が挟持されている。なお、案内レール３５の一端は、レール固定部材６４を介して筐体３０に固定されている。また、パルスモータ５７のシャフト（図示せず）は、支持板６１の図示しない貫通孔を通して表面に突出しており、シャフトの先端部には駆動出力ギア６５が固定されている。

駆動出力ギア６５には、駆動プーリ６０の下端部に形成された大径の駆動入力部６０ａが連結されている。駆動プーリ６０の上端部には小径の駆動出力部６０ｂが形成されており、駆動出力部６０ｂにはベルト３７の一端が架け渡されている。一方、ベルト３７の他端は、図５に示すように、筐体３０に支持されたテンションプーリ６７に架け渡されている。テンションプーリ６７は、筐体３０に設けられたプーリ固定部材６８に回動自在に軸支されており、プーリ固定部材６８は、コイルバネ６９により矢印Ｂ方向に付勢されている。これにより、テンションプーリ６７はベルト３７に所定のテンション（張力）を付与している。

ベルト３７のテンションは、例えば約１ｋｇｆであり、駆動プーリ６０、テンションプーリ６７には、それぞれ約０．５ｋｇｆの力がベルト内側方向に作用している。また、ベルト３７の内面には、幅方向（上下方向）に沿った多数のベルト溝が回動方向に所定間隔を隔てて形成されており、駆動プーリ６０の駆動出力部６０ａ及びテンションプーリ６７の表面には、ベルト溝が嵌合するプーリ溝が形成されている。

また、図４に示すように、キャリッジ３３には装置本体との間で読み取り信号及び電力を伝達するＦＦＣ７０が接続されている。ＦＦＣ７０は、平型形状（長方形）の錫メッキされた銅箔から成る導体を幅方向に一定間隔で並べ、２枚の薄い絶縁フィルムでサンドイッチした弾性変形可能なリボン状の配線であり、変形した場合にも電気的特性を維持できるという特徴を有している。絶縁フィルムは、耐摩耗性等の性能を維持するべく、外側にＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やポリイミド等の機械強度に優れたエンプラを使用し、内側にはそれを接着させ、導体を埋め込むための接着層を持った２層構造になっている。端末部はコネクタに挿入するために、補強板と呼ばれる厚いＰＥＴフィルムで補強されている。

図示しない制御部からの制御信号に基づいて、ＦＦＣ７０を介してパルスモータ５７に駆動電流が供給されると、駆動プーリ６０が所定方向に所定量回転し、プーリ溝とベルト溝との摩擦によりベルト３７に駆動力が伝達されてベルト３７が所定方向に所定量回動するため、キャリッジ３３は案内レール３５に沿って往復運動することができる。原稿読み取り時には、パルスモータ５７、駆動プーリ６０によってベルト３７を図５の矢印Ｃ方向に回動すると、キャリッジ３３は図４及び図５のＡ方向に移動する。

そして、前述の図２及び図３に示すように、キャリッジ３３が光源４０により原稿面を照明しながら所定の速度で矢印Ａ方向に移動すると、光源４０から照射された光が原稿面により反射されて画像光Ｄとなり、ミラー４１ａ〜４１ｄによって光路が変更され、集光レンズ４３により集光された後、ＣＣＤ４５上に結像され、画像の読み取りが行われる。読み取り信号はＦＦＣ７０を介して制御部に送信される。読み取り終了後はベルト３７を逆回転させてキャリッジ３３を矢印Ｂ方向に移動して、初期位置（ホームポジション）に復帰させる。

図６は、本発明の第１実施形態に係る画像読取装置の部分断面図である。なお、図６ではキャリッジ３３がホームポジションにある状態を示している。ＦＦＣ７０の一端は、キャリッジ３３の走査方向（矢印Ａ方向）に対し上流側の側面３３ａに形成されたコネクタ７１に接続されている。ＦＦＣ７０の他端は、キャリッジ３３の下方を通過して本体の電装基板（図示せず）のコネクタに接続されており、その他端の近傍が筐体３０の底面３０ａの略中央部に形成された本体側固定部７３に固定されている。

コネクタ７１を走査方向下流側の側面３３ｂに形成した場合、キャリッジ３３が矢印Ａ、Ｂ方向に移動する際のＦＦＣ７０の屈曲が大きくなるため、ＦＦＣ７０に掛かる負荷も大きくなる。従って、本実施形態のように、コネクタ７１を走査方向上流側の側面３３ａに形成し、キャリッジ３３の下方を通過させてＦＦＣ７０の他端を本体側固定部７３に固定することが好ましい。

図６の状態からキャリッジ３３が走査方向に移動すると、ＦＦＣ７０にも矢印Ａ方向の力が作用する。ここで、ＦＦＣ７０は本体側固定部７３に固定されているため、キャリッジ３３の移動に伴いＦＦＣ７０が湾曲する。このとき、図１１のようにＦＦＣ７０が上向きに湾曲すると、ＦＦＣ７０がキャリッジ３３に接触してキャリッジ３３の走査速度が変動し、画像の読み取り不良の原因となる。また、走査移動中のキャリッジ３３がＦＦＣ７０を巻き込んでしまい、ＦＦＣ７０が破損するおそれもある。

そこで、本実施形態では、ＦＦＣ７０の本体側固定部７３近傍に山折り部７５を形成している。この構成とすることにより、ＦＦＣ７０の湾曲方向を下向きに規制することができる。

図７は、山折り部７５の断面拡大図であり、キャリッジ３３がホームポジションにある状態を破線で、キャリッジ３３がホームポジションから移動したときの状態を実線で示している。図７に示すように、山折り部７５を挟んでキャリッジ３３側（スキャナホーム側）には、本体側固定部７３方向に凸である第１円弧部７５ａが形成され、本体側固定部７３側（スキャナリターン側）には、第１円弧部７５ａと逆向きに凸である第２円弧部７５ｂが形成されている。

キャリッジ３３が矢印Ａ方向に移動すると、ＦＦＣ７０を介して山折り部７５にも矢印Ａ方向の力が作用するため、実線で示すように第２円弧部７５ｂが湾曲して山折り部７５が本体側固定部７３方向に移動する。前述したようにＦＦＣ７０は弾性材料で形成されているため、第２円弧部７５ｂの反発力（復元力）によって山折り部７５を押し戻そうとする力が作用する。

その結果、第１円弧部７５ａにはキャリッジ３３の移動による矢印Ａ方向の力と第２円弧部７５ｂの反発力による逆方向の力が作用することになるが、第１円弧部７５ａは底面３０ａ側に凸であるため、湾曲が大きくなる方向、即ち下向きに湾曲しようとする。従って、ＦＦＣ７０はキャリッジ３３の移動により常に底面３０ａに押し付けられる方向に湾曲し、本体側固定部７３付近で上向きに膨出しないため、ＦＦＣ７０と走査移動中のキャリッジ３３との干渉を効果的に防止することができる。

図８は、本発明の第２実施形態に係る画像読取装置の部分断面図である。本実施形態においては、本体側固定部７３から山折り部７５方向に突出するケーブル押さえ部材７７を設けている。他の部分の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

本実施形態によれば、ケーブル押さえ部材７７が山折り部７５の稜線を覆う構造になっており、キャリッジ３３の移動による山折り部７５の浮き上がりが発生しないため、第１実施形態に比べてＦＦＣ７０と走査移動中のキャリッジ３３との干渉をより確実に防止できる。

なお、ケーブル押さえ部材７７はＦＦＣ７０の幅方向（紙面方向）の１点のみを押さえる構成でも良いが、ＦＦＣ７０の幅方向全域を押さえる構成とすれば、山折り部７５の浮き上がりをより効果的に抑制することができ、ＦＦＣ７０の捩れも発生しない。また、ケーブル押さえ部材７７の形状を図９に示すようなローラ状とすれば、ケーブル押さえ部材７７との摩擦によるＦＦＣ７０の損傷を防止することができる。

図９は、本発明の第３実施形態に係る画像読取装置の部分断面図である。本実施形態においては、本体側固定部７３にはＦＦＣ７０が粘着テープで固定されている。また、山折り部７５の稜線を挟んで本体側固定部７３と反対側にはローラ状のケーブル押さえ部材７７が設けられている。ケーブル押さえ部材７７と筐体３０との間には隙間が設けられており、ＦＦＣ７０が摺動可能となっている。他の部分の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

ケーブル押さえ部材７７がない場合、キャリッジ３３が本体側固定部７３を越えてスキャナリターン側（図９の右側）に走査されると、図に破線で示すようにＦＦＣ７０がキャリッジ３３よりもスキャナホーム側（図９の左側）で大きく湾曲する。そのため、キャリッジ３３をホームポジションに戻す際にＦＦＣ７０とキャリッジ３３とが干渉するおそれがある。

本実施形態によれば、ケーブル押さえ部材７７が山折り部７５よりもスキャナホーム側の部分の浮き上がりを防止するため、キャリッジ３３が本体側固定部７３を越えてスキャナリターン側（図９の右側）に走査された状態でも、図に実線で示すようにＦＦＣ７０がスキャナホーム側（図９の左側）で大きく湾曲しない構造になっている。従って、第２実施形態に比べて安価で簡易な構成で、ＦＦＣ７０と走査移動中のキャリッジ３３との干渉を防止できる。

その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態では光源４０、ミラー４１ａ〜４１ｄ、集光レンズ４３、ＣＣＤ４５が搭載された１つのキャリッジ３３を用いて原稿を走査する画像読取装置を例に挙げて説明したが、集光レンズとＣＣＤが筐体に固定され、光源とミラーが別個に搭載された２つのキャリッジを有する画像読取装置にも全く同様に適用することができる。また、本体側固定部７３やケーブル押さえ部材７７の構成も上記各実施形態に限定されるものではなく、他の構成としても良い。

また、本発明の画像読取装置が搭載される画像形成装置として、ここではデジタル複合機についてのみ示したが、本発明はアナログ方式の複写機やカラー複写機等の、他のタイプの画像形成装置、或いはイメージスキャナにも適用できるのはもちろんである。

本発明は、装置本体とキャリッジとの間で読み取り信号及び電力を伝達するためのフレキシブルフラットケーブルを備えた画像読取装置に利用可能である。

６ 画像読取装置
３０ 筐体
３１ コンタクトガラス
３３ キャリッジ
３５ 案内レール
３７ ベルト
４０ 光源
４１ａ〜４１ｄ ミラー（走査光学系）
４３ 集光レンズ（走査光学系）
４５ ＣＣＤ
７０ ＦＦＣ
７１ コネクタ
７３ 本体側固定部
７５ 山折り部
７７ ケーブル押さえ部材
１００ 画像形成装置

Claims (5)

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結像する走査光学系とが搭載され、原稿に対して一定の走査速度で移動するキャリッジと、
   該キャリッジに一端が接続され、装置本体との間で信号及び電力の伝達を行うフレキシブルフラットケーブルと、
   該フレキシブルフラットケーブルの他端近傍を装置本体に固定する本体側固定部と、
   該本体側固定部の近傍において前記フレキシブルフラットケーブルに形成された山折り部と、
   を備えた画像読取装置。
2. 前記山折り部の浮き上がりを防止するケーブル押さえ部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記ケーブル押さえ部材は、前記山折り部の稜線を覆うように設けられることを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
4. 前記ケーブル押さえ部材は、前記山折り部の稜線を挟んで前記本体側固定部と反対側に、前記フレキシブルフラットケーブルと所定の間隔を隔てて設けられることを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像読取装置が搭載された画像形成装置。

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