JP2011232562A - 画像読取装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で原稿を高精度に読み取ることができる画像読取装置と高質画像を安定的に得ることができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】
原稿の副走査方向と平行に配置されたシャフト（ガイド部材）３４と、
該シャフト３４に沿ってガイドレール３６上を移動して前記原稿を走査する光学系キャリッジ３２と、
該光学系キャリッジ３２を副走査方向に移動させる駆動ユニット３３と、
該駆動ユニット３３（タイミングベルト３８）と前記光学系キャリッジ３２とを連結する連結部４１と、
を備えた画像読取装置において、
前記連結部４１を主走査方向において前記シャフト３４よりも前記駆動ユニット３３側に配置する。
【選択図】図４

Description

本発明は、光学キャリッジによって原稿画像を走査して読み取る画像読取装置及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。

電子写真方式によって用紙に画像を形成する複写機等の画像形成装置には、原稿画像を光学的に読み取るための画像読取装置が備えられるが、この画像読取装置は、一般的には光源やミラー等を含む光学部品を有する光学系キャリッジを備えており、この光学系キャリッジを箱状構造体である筐体内で副走査方向に移動させることによって、ＣＣＤ等の撮像素子にて原稿画像を電気信号に変換して読み取るよう構成されている。

斯かる画像読取装置において、光学系キャリッジは駆動ユニットによってガイドレール上をガイド部材に沿って副走査方向に往復動せしめられるが、駆動方式としてベルト方式を採用する場合、光学系キャリッジは、副走査方向に配された一対のプーリ間に巻装された無短状のベルトに連結され、ベルトが回転駆動されることによって副走査方向に移動する。

ところで、光学系キャリッジは滑動部材を介してガイドレール上に載置されており、摺動抵抗が低く抑えられた滑動部材がガイドレール上を摺動することによって光学系キャリッジがガイドレール上を円滑に移動するよう構成されているが、特許文献１には、光学系キャリッジ等の滑動体本体のフレームに容易に取り付けることができる滑動部材が提案されている。

特開２０００−２１４５４６号公報

光学系キャリッジがガイド部材に案内されつつガイドレール上を走行する画像読取装置においては、ガイド部材としてシャフトが光学系キャリッジのブッシュを貫通しているが、シャフトとブッシュとの間にはクリアランスが存在し、光学系キャリッジの反鼓動側が自由端となるために光学系キャリッジが走行中にガタつき、特にカラー画像形成装置においては色ズレの発生原因となるという問題がある。

又、特許文献１において提案された滑動部材は、ガイドレールに対して点接触しているため、光学系キャリッジがガイドレール面の粗さを拾って振動するため、原稿の高精度な読み取りができない可能性がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、簡単な構成で原稿を高精度に読み取ることができる画像読取装置と高質画像を安定的に得ることができる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
原稿の副走査方向と平行に配置されたガイド部材と、
該ガイド部材に沿ってガイドレール上を移動して前記原稿を走査する光学系キャリッジと、
該光学系キャリッジを副走査方向に移動させる駆動ユニットと、
該駆動ユニットと前記光学系キャリッジとを連結する連結部と、
を備えた画像読取装置において、
前記連結部を主走査方向において前記ガイド部材よりも前記駆動ユニット側に配置したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記光学系ユニットに滑動部材を設け、該滑動部材を前記ガイドレールに面接触させたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記滑動部材の摺動面の摺動方向両端にＣ面又はＲ面を形成したことを特徴とする。

請求項４記載の画像形成装置は、請求項１〜３の何れかに記載の画像読取装置を備えることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、駆動ユニットと光学系キャリッジとの連結部を主走査方向においてガイド部材よりも駆動ユニット側に配置したため、駆動ユニットから連結部に作用する牽引力によって光学系キャリッジがガイド部材の中心線上の点を中心とする一方向の回転モーメントを受ける。このため、簡単な構成で光学系キャリッジの走行中のガタツキが抑えられ、該光学系キャリッジによって原稿が高精度に読み取られる。

請求項２記載の発明によれば、光学系キャリッジに設けられた滑動部材をガイドレールに面接触させたため、滑動部材はガイドレールの表面粗さを平均しながら摺動する。このため、ガイドレールの表面粗さによる光学系キャリッジの振動が抑えられ、該光学系キャリッジによって原稿が高精度に読み取られる。

請求項３記載の発明によれば、滑動部材の摺動面の摺動方向両端にＣ面又はＲ面を形成したため、ガイドレールの表面が粗くても光学系キャリッジは速度変動なく一定速度で移動し、該光学系キャリッジによって原稿が高精度に読み取られる。

請求項４記載の発明によれば、画像読取装置によって原稿が高精度に読み取られるため、高質画像が安定的に得られ、カラー画像形成装置における色ズレ等の問題も発生しない。

本発明に係る画像形成装置（カラー画像形成装置）の断面図である。 本発明に係る画像読取装置の斜視図である。 本発明に係る画像読取装置の光学系キャリッジの駆動系の構成を示す部分斜視図である。 本発明に係る画像読取装置の光学系キャリッジの駆動系の構成を示す部分斜視図である。 図４の矢視Ａ方向の図である。 滑動部材の別形態を示す図４の矢視Ａ方向の図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
［画像形成装置］
図１は本発明に係るカラー画像形成装置の断面図であり、図示のカラー画像形成装置は複写機能とプリンタ機能及びファクシミリ機能を備えたカラー複合機であって、その矩形ボックス状の装置本体１００の上部には画像読取装置３０が配置され、その上部には自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）５０が設けられている。そして、装置本体１００と画像読取装置３０との間には手前に向かって開口する排紙トレイ２０が設けられている。

次に、上記装置本体１００の内部構造について以下に説明する。

装置本体１００内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍ、シアン画像形成ユニット１Ｃ、イエロー画像形成ユニット１Ｙ及びブラック画像形成ユニット１Ｋが一定の間隔で前後方向にタンデムに配置されている。

上記各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋには、像担持体である感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄがそれぞれ配置されており、各感光ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、１次転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及びドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ配置されている。

ここで、前記感光ドラム２ａ〜２ｄは、ドラム状の感光体であって、不図示の駆動モータによって図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。又、前記帯電器３ａ〜３ｄは、これに印加される帯電電圧によって各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面をそれぞれ所定の電位に均一 に帯電させるものである。

更に、前記現像装置４ａ〜４ｄは、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、イエロー（Ｙ）トナー、ブラック（Ｋ）トナーをそれぞれ収容しており、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各 静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として可視像化するものである。

又、前記１次転写ローラ５ａ〜５ｄは、各１次転写部にて中間転写体である無端状の中間転写ベルト７を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト７は、 側に配された駆動ローラ８と手前側に拝されたテンションローラ９との間に前後方向に張設されて おり、この中間転写ベルトの下方に前記各感光ドラム２ａ〜２ｄが前後方向に沿ってタンデムに配置されている。そして、前記駆動ローラ８は、２次転写部において中間転写ベルト７を介して２次転写ローラ１０に当接可能に配置されており、テンションローラ９の近傍にはベルトクリーニング装置１１が設けられている。

更に、装置本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの下方にはレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）１２が配置され、その下方の本体１００の底部には給紙カセット１３が着脱可能に設置されている。そして、給紙カセット１３には複数枚の不図示の用紙が積層収容されており、この給紙カセット１３の近傍には、給紙カセット１３から用紙を取り出すピックアップローラ１４と、取り出された用紙を分離して搬送路Ｓ１へと１枚ずつ送り出すフィードローラ１５とリタードローラ１６が設けられている。

他方、装置本体１００内の中間転写ベルト７の上方には、前記各現像装置４ａ〜４ｄに補給するためのマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各トナーをそれぞれ収容したトナーコンテナ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが前後方向に沿って配置されている。

ところで、前記搬送路Ｓ１は装置本体１００の奥側に略垂直に配置されており、その奥には、用紙の両面に画像を形成する場合に使用される別の搬送路Ｓ２が略垂直に配置されている。そして、これらの搬送路Ｓ１，Ｓ２同士は上下で互いに連通しており、上部において両搬送路Ｓ１，Ｓ２が連通する箇所にフラッパ１８が回動可能に設けられている。

ここで、上記搬送路Ｓ１には、前記給紙カセット１３から供給される用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで前記２次転写ローラ１０と中間転写ベルト７との当接部である２次転写部へと供給するレジストローラ対１９が設けられている。そして、搬送路Ｓ１の２次転写部から前記排紙トレイ２０へと上方に延びる部分には定着装置２１と搬送ローラ対２２及び排紙ローラ対２３がそれぞれ設けられている。又、両面に画像を形成する際に使用される搬送路Ｓ２には複数の反転ローラ対２４が適当な間隔で設けられている。

又、装置本体１００の前面には、手差しトレイ２５が開閉可能に設けられており、該手差しトレイ２５からは搬送路Ｓ３が奥側に向かって略水平に延びており、その端部は前記搬送路Ｓ１に合流している。そして、搬送路Ｓ３にはフィードローラ２６と複数の搬送ローラ対２７が設けられている。

次に、以上の構成を有するカラー画像形成装置による画像形成動作について説明する。

画像形成開始信号が発せられると、例えば自動原稿搬送装置５０によって画像読取装置３０の原稿載置台上に送られた原稿は、画像読取装置３０によって読み取られ、読み取られた画像データはレーザースキャナユニット１２のメモリに記憶される。

他方、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋにおいて各感光ドラム２ａ〜２ｄが図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム２ａ〜２ｄは、帯電 器３ａ〜３ｄによって一様に帯電される。又、レーザースキャナユニット１２は、メモリに記憶された画像データに基づいて各色毎のカラー画像信号によって変調されたレーザー光を出射し、そのレーザー光を各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面に照射し、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。

そして、先ず、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、該感光ドラム２ａの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａによってマゼンタトナーを付着させ、該静電潜像をマゼンタトナー像として可視像化する。このマゼンタトナー像は、感光ドラム２ａと転写ローラ５ａとの間の１次転写部（転写ニップ部）において、トナーと逆極性の１次転写バイアスが印加された転写ローラ５ａの作用によって、図示矢印方向に回転駆動されている中間転写ベルト７上に１次転写される。

上述のようにしてマゼンタトナー像が１次転写された中間転写ベルト７は、次のシアン画像形成ユニット１Ｃへと移動する。そして、シアン画像形成ユニット１Ｃにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂ上に形成されたシアントナー像が１次転写部において中間転写ベルト７上のマゼンタトナー像に重ねて転写される。

以下同様にして、中間転写ベルト７上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像の上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット１Ｙ，１Ｋの各感光ドラム２ｃ，２ｄ上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各１次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト７上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト７上に転写されないで各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留する転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置６ａ〜６ｄによって除去され、各感光ドラム２ａ〜２ｄは次の画像形成に備えられる。

そして、中間転写ベルト７上のフルカラートナー像の先端が中間転写ベルト７と２次転写ローラ１０間の２次転写部（転写ニップ部）に達するタイミングに合わせて、給紙カセット１３からピックアップローラ１４とフィードローラ１５及びリタードローラ１６によって搬送路Ｓ１へと送り出された用紙がレジストローラ対１９によって２次転写部へと搬送される。そして、２次転写部に搬送された用紙に、トナーと逆極性の２次転写バイアスが印加された２次転写ローラ１０によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト７から一括して２次転写される。

而して、フルカラーのトナー像が転写された用紙は、定着装置２１へと搬送され、フルカラーのトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に定着され、トナー像が定着された用紙は、搬送ローラ対２２と排紙ローラ対２３によって排紙トレイ２０上に奥側から手前側に向かって排出されて一連の画像形成動作が完了する。尚、用紙上に転写されないで中間転写ベルト７上に残留する転写残トナーは、前記ベルトクリーニング装置１１によって除去され、中間転写ベルト７は次の画像形成に備えられる。又、このように用紙の片面に画像を形成する場合には、フラッパ１８は図１に実線にて示す位置にある。

以上はカセット給紙による画像形成動作であるが、手差しによって用紙に画像を形成する場合には、図１に示すように手差しトレイ２５を開き、この開かれた手差しトレイ２５から用紙を供給する。すると、用紙は、フィードローラ２６によって搬送路Ｓ３へと送り出され、複数の搬送ローラ対２７によって搬送路Ｓ３を奥側に向かって搬送されて搬送路Ｓ１へと受け渡され、以後は前記と同様のプロセスを経て片面に画像が形成される。

又、用紙の両面に画像を形成する場合には、前記プロセスを経て片面に画像が形成された用紙が排紙トレイ２０に排出される直前においてフラッパ１８を図１に破線に示すように切り替えられるとともに、排紙ローラ対２３が逆転されて用紙が搬送路Ｓ２へとスイッチバックされる。そして、この用紙は反転ローラ対２４によって搬送路Ｓ２を下方に向かって搬送されて搬送路Ｓ１へと受け渡され、その後は前記と同様のプロセスを経て反対の面（裏面）にも画像が形成され、両面に画像が形成された用紙は排紙ローラ対２３によって排紙トレイ２０に奥側から手前側に向かって排出される。尚、このとき、フラッパ１８は図１に実線にて示す位置に戻されている。
［画像読取装置］
次に、本発明に係る前記画像読取装置３０の実施の形態について説明する。

図２は本発明に係る画像読取装置の斜視図、図３及び図４は同画像形成装置の光学系キャリッジの駆動系の構成を示す部分斜視図、図５は図４の矢視Ａ方向の図である。

図２に示すように、画像読取装置３０は、矩形ボックス状の筐体（光学フレーム）３１を備えており、この筐体３１の上面開口部には透明なガラスから成る不図示の原稿載置台（プラテンガラス）が嵌め込まれている。そして、筐体３１の内部には、光源や反射ミラー等を備えた光学系キャリッジ３２が副走査方向（図２の左右方向）に往復動可能に収容されている。この光学系キャリッジ３２は、主走査方向に長い矩形ブロック状に成形されており、筐体３１内の奥側（図２上側）に設けられた駆動ユニット３３によって筐体３１内を副走査方向に移動せしめられる。

ここで、上記光学系キャリッジ３２には、図３〜図５に示すように、筐体３１内の奥側において副走査方向に配されたガイド部材である丸棒状のシャフト３４がブッシュ３５を介して挿通している。又、筐体３１内の手前側にはガイドレール３６が前記シャフト３４と平行に副走査方向に沿って配されており、このガイドレール３６上には、図５に示すように、光学系キャリッジ３２がその底面に取り付けられた滑動部材であるスライダ３７を介して支持されている。ここで、スライダ３７は、ガイドレール３６の上面に面接触しており、その摺動面の摺動方向両端（図５の左右方向両端）には斜めにカットされたＣ面３７ａが形成されている。尚、図６に示すように、スライダ３７の摺動面の摺動方向両端）に円弧状のＲ面３７ｂを形成しても良い。

従って、光学系キャリッジ３２は、その主走査方向両端部（奥側と手前側）がシャフト３４とガイドレール３６によって支持されており、後述のように駆動ユニット３３によってシャフト３４に沿ってガイドレール３６上を副走査方向に往復動せしめられる。

又、前記駆動ユニット３３は、図３及び図４に示すように、光学系キャリッジ３２を副走査方向に移動させる無端状のタイミングベルト３８と、該タイミングベルト３８を張架する駆動プーリ３９及び従動プーリ４０と、駆動プーリ３９を回転駆動する不図示のステッピングモータ等を備えている。

上記タイミングベルト３８は、筐体３１内の奥側左右に回転可能に配された駆動プーリ３９と従動プーリ４０との間に張架されて副走査方向に長く配されており、その一部は図４に示すように光学系キャリッジ３２の奥側端部に連結部４１によって連結されている。このため、本実施の形態では、連結部４１は主走査方向においてシャフト３４よりも駆動ユニット３３側（奥側）に配置されている。

ところで、図３及び図４に示すように、駆動プーリ３９は大径のギヤ４２と一体に構成されており、一体化された駆動プーリ３９とギヤ４２は、矩形プレート状のマウント４３に垂直に立設されたピン４４に挿通されて該ピン４４を中心として自由に回転可能に支持されている。

ここで、マウント４３の下面には駆動源である不図示のステッピングモータが縦置き状態で取り付けられており、該ステッピングモータから上方に延びる出力軸はマウント４３を貫通してその上方へ突出している。そして、ステッピングモータの出力軸の上端には小径のピニオン４５が結着されており、このピニオン４５は前記ギヤ４２に噛合している。

而して、ステッピングモータが起動されると、その出力軸の回転は、互いに噛合するピニオン４５とギヤ４２を経て減速されて駆動プーリ３９へと伝達され、該駆動プーリ３９がピン４４を中心として所定の速度で回転駆動されるため、この駆動プーリ３９によってタイミングベルト３８が回転して光学系キャリッジ３２がシャフト３４によって案内されつつガイドレール３６上を副走査方向に移動せしめられ、この光学系キャリッジ３２によって原稿が光学的に読み取られる。尚、ステッピングモータが正逆転することによって、光学系キャリッジ３２は副走査方向に往復動せしめられる。

以上において、本実施の形態では、駆動ユニット３３と光学系キャリッジ３２との連結部４１を主走査方向においてガイド部材であるシャフト３４よりも駆動ユニット３３側（奥側）に配置したため、駆動ユニット３３から連結部４１に作用するタイミングベルト３８の牽引力によって光学系キャリッジ３２がシャフト３４の中心線上の点Ｐを中心とする一方向の回転モーメントを受ける。このため、光学系キャリッジは、点Ｐを回動支点として微小角度（ブッシュ３５とシャフト３４間のクリアランスに相当する角度）だけ傾斜した状態が維持され、簡単な構成で光学系キャリッジ３２の走行中のガタツキが抑えられ、この結果、該光学系キャリッジ３２によって原稿が高精度に読み取られる。

又、本実施の形態では、光学系キャリッジ３２に設けられた滑動部材であるスライダ３７をガイドレール３６に面接触させたため、該スライダ３７はガイドレール３６の表面粗さを平均しながら摺動する。このため、ガイドレール３６の表面粗さによる光学系キャリッジ３２の振動が抑えられ、該光学系キャリッジ３２によって原稿が高精度に読み取られる。

更に、本実施の形態では、滑動部材であるスライダ３７の摺動面の摺動方向両端に図５に示すＣ面３７ａ又は図６に示すＲ面３７ｂを形成したため、ガイドレール３６の表面が粗くても光学系キャリッジ３２は速度変動なく一定速度で移動し、該光学系キャリッジ３２によって原稿が高精度に読み取られる。

以上のように、画像読取装置３０によって原稿が高精度に読み取られるため、画像読取装置３０を備える図１に示すカラー画像形成装置において色ズレの無い高質画像が安定的に得られる。

尚、以上は本発明をカラー画像形成装置とこれに備えられた画像読取装置に対して適用した形態について説明したが、本発明は、カラー複写機やモノクロ複写機等の他の任意の画像形成装置とこれに備えられた画像読取装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。

１Ｍ マゼンタ画像形成ユニット
１Ｃ シアン画像形成ユニット
１Ｙ イエロー画像形成ユニット
１Ｋ ブラック画像形成ユニット
２ａ〜２ｄ 感光ドラム
３ａ〜３ｄ 帯電器
４ａ〜４ｄ 現像装置
５ａ〜５ｄ 転写ローラ
６ａ〜６ｄ ドラムクリーニング装置
７ 中間転写ベルト
８ 駆動ローラ
９ テンションローラ
１０ ２次転写ローラ
１１ ベルトクリーニング装置
１２ レーザースキャナユニット（ＬＳＵ）
１３ 給紙カセット
１４ ピックアップローラ
１５ フィードローラ
１６ リタードローラ
１７ａ〜１７ｄ トナーコンタナ
１８ フラッパ
１９ レジストローラ対
２０ 排紙トレイ
２１ 定着装置
２２ 搬送ローラ対
２３ 排紙ローラ対
２４ 反転ローラ対
２５ 手差しトレイ
２６ フィードローラ
２７ 搬送ローラ対
３０ 画像読取装置
３１ 画像読取装置の筐体
３２ 光学系キャリッジ
３３ 駆動ユニット
３４ シャフト（ガイド部材）
３５ ブッシュ
３６ ガイドレール
３７ スライダ（滑動部材）
３７ａ スライダのＣ面
３７ｂ スライダのＲ面
３８ タイミングベルト
３９ 駆動プーリ
４０ 従動プーリ
４１ 連結部
４２ ギヤ
４３ マウント
４４ ピン
４５ ピニオン
５０ 自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）
１００ 画像形成装置本体
Ｐ 光学系キャリッジの回動支点
Ｓ１〜Ｓ３ 搬送路

Claims (4)

1. 原稿の副走査方向と平行に配置されたガイド部材と、
   該ガイド部材に沿ってガイドレール上を移動して前記原稿を走査する光学系キャリッジと、
   該光学系キャリッジを副走査方向に移動させる駆動ユニットと、
   該駆動ユニットと前記光学系キャリッジとを連結する連結部と、
   を備えた画像読取装置において、
   前記連結部を主走査方向において前記ガイド部材よりも前記駆動ユニット側に配置したことを特徴とする画像読取装置。
2. 前記光学系ユニットに滑動部材を設け、該滑動部材を前記ガイドレールに面接触させたことを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
3. 前記滑動部材の摺動面の摺動方向両端にＣ面又はＲ面を形成したことを特徴とする請求項２記載の画像読取装置。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の画像読取装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
   

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