JP2020155845A - 画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】副走査方向への移動における画像読み取り手段の姿勢の不安定化を抑制するとともに、ねじれに対する剛性を向上させることができる画像読取装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】副走査方向に移動し、画像を読み取る画像読み取り手段と、画像読み取り手段を収容する収容部と、収容部の下面に設けられ副走査方向と交差する方向で左右両側方に向って先広がり形状で左右対称のハの字形に形成された傾斜面を有する支持部と、支持部と接触し、副走査方向に延びるように設けられ支持部を相対移動可能に案内する案内部と、を備えた。【選択図】図７

Description

本発明は、画像読取装置及び画像形成装置に関する。

装置本体の上面に設けられて原稿を載置するコンタクトガラスと、このコンタクトガラスに対向して設けられて原稿の画像を移動して読み取る光学ユニットと、この光学ユニットの副走査方向に平行して装置本体の内部に設けられるユニット案内部と、光学ユニットに設けられてユニット案内部に摺動自在に接触する摺動部と、光学ユニットをユニット案内部と摺動部とに従って往復動自在に移動させる駆動装置とを備える画像読取装置において、ユニット案内部と摺動部とは、少なくとも二面で面接触している画像読取装置が知られている（特許文献１）。

原稿が載置される原稿台と、原稿台に対して原稿の反対側に原稿台に平行に配置される長尺状の案内部材と、原稿台と案内部材との間に配置され、原稿の画像を読み取る画像読取部を原稿台に対向する向きに搭載し、案内部材に案内されながら走行する走行体ユニットと、を備え、走行体ユニットは、画像読取部と原稿台との距離を一定に保つスペーサと、案内部材に点接触しながら案内部材上を回転する回転体と、を有する画像読取装置も知られている（特許文献２）。

特開平１１−４３２０号公報 特開２００７−２８２０３５号公報

本発明は、画像読み取り手段の副走査方向への移動における画像読み取り手段の姿勢の不安定化を抑制するとともに、ねじれに対する剛性を向上させることができる画像読取装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の画像読取装置は、
副走査方向に移動し、画像を読み取る画像読み取り手段と、
前記画像読み取り手段を収容する収容部と、
前記収容部の下面に設けられ前記副走査方向と交差する方向で左右両側方に向って先広がり形状で左右対称のハの字形に形成された傾斜面を有する支持部と、
前記支持部と接触し、前記副走査方向に延びるように設けられ前記支持部を相対移動可能に案内する案内部と、を備えた、
ことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の画像読取装置において、
前記案内部は、前記副走査方向と交差する方向で左右両側方に向って先広がり形状で左右対称のハの字形に形成され、前記支持部の前記傾斜面と面接触して前記収容部を相対移動可能に案内する、
ことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１に記載の画像読取装置において、
前記案内部は、前記副走査方向に延びるように設けられ、前記支持部の前記傾斜面と線接触して前記収容部を相対移動可能に案内する、
ことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像読取装置において、
前記案内部は金属材料で形成され、前記支持部は高摺動性の合成樹脂で形成されている、
ことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像読取装置において、
前記案内部と支持部は高摺動性のシート部材を介して接触している、
ことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像読取装置において、
前記支持部は前記案内部に対して重力と反対方向に押し上げるように支持されている、
ことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像読取装置において、
前記画像読み取り手段は、前記画像が記録されたシートが載置される画像読み取り面の裏面に対して接触しながら前記副走査方向に移動する、
ことを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の画像読取装置において、
前記収容部は、前記副走査方向と交差する方向における中央部において前記副走査方向の始端と終端との間を無端走行する無端部材に取り付けられ前記副走査方向に往復移動する、
ことを特徴とする。

前記課題を解決するために、請求項９に記載の画像形成装置は、
シートの画像を読み取る請求項１ないし８のいずれか１項に記載の画像読取装置と、
前記画像読取装置で読み取った画像を記録媒体に記録する画像記録手段と、を備えた、
ことを特徴とする。

請求項１、９に記載の発明によれば、画像読み取り手段の副走査方向への移動における画像読み取り手段の姿勢の不安定化を抑制するとともに、ねじれに対する剛性を向上させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、安価な構成で画像読み取り手段の副走査方向への移動における画像読み取り手段の姿勢の不安定化を抑制することができる。

請求項３に記載の発明によれば、画像読み取り手段の重力を左右均一に受けて、画像読み取り手段の副走査方向への移動における画像読み取り手段の姿勢の不安定化を抑制することができる。

請求項４に記載の発明によれば、画像読み取り手段の移動の摩擦抵抗を低減するとともに、ねじれに対する剛性を向上させることができる。

請求項５に記載の発明によれば、画像読み取り手段の移動の摩擦抵抗を低減するとともに、ねじれに対する剛性を向上させることができる。

請求項６記載の発明によれば、画像読み取り手段の重力による負荷を低減することができる。

請求項７に記載の発明によれば、支持部と案内部の接触を安定させることができる。

請求項８に記載の発明によれば、画像読み取り手段の副走査方向と交差する方向での回転モーメントの発生を小さくすることができる。

画像形成装置の内部構成を示す断面模式図である。 画像読取装置の内部構成を示す断面構成図である。 画像読取装置の画像読み取り部を示す断面模式図である。 キャリッジのプラテンガラスへの位置決めを説明する断面模式図である。 画像読取装置の画像読取部を示す平面模式図である。 キャリッジの案内機構を示す斜視図である。 キャリッジの案内機構を示す断面模式図である。 変形例１に係るキャリッジの案内機構を示す断面模式図である。 変形例２に係るキャリッジの案内機構を示す断面模式図である。 変形例３に係るキャリッジの案内機構を示す断面模式図である。

次に図面を参照しながら、以下に実施形態及び具体例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び具体例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。

（１）画像形成装置の全体構成及び動作
図１は本実施形態に係る画像形成装置１の内部構成を示す断面模式図、図２は画像読取装置２の内部構成を示す断面構成図、図３は画像読取装置２の画像読み取り部を示す断面模式図である。以下、図面を参照しながら、画像形成装置１の全体構成及び動作を説明する。

（１．１）全体構成
画像形成装置１は、原稿等のシートＳから画像を読み取って画像データに変換する画像読取装置２、読み取った画像データを記録媒体としての用紙に印刷する画像記録手段としての画像形成部３、ユーザーインターフェイスとしての操作情報部４、画像処理部５、を備えて構成されている。

画像読取装置２は、シート積載部２１と、自動シート送り部２２と、画像読取部２３とを備えて構成されている。自動シート送り部２２は、シート積載部２１に置かれたシートＳを画像読取部２３の読取位置に搬送し、画像読取部２３のＣＣＤ（Charge Coupled Device）ラインセンサ等のイメージセンサＩＳで読み取られた画像は電気信号である画像データに変換される。

画像形成部３は、給紙装置３２、露光装置３３、感光体ユニット３４、現像装置３５、転写装置３６、定着装置３７を備えて構成され、画像処理部５から受け取った画像情報を給紙装置３２から送り込まれた用紙Ｐ上にトナー像として形成する。

画像読取装置２の前面側には、ユーザーインターフェイスとしての操作情報部４が配置されている。操作情報部４は、液晶表示パネル、各種操作ボタン、タッチパネル等を組み合わせて構成され、画像形成装置１の使用者は、操作情報部４を介して各種の設定や指示の入力を行う。また、液晶表示パネルを介して画像形成装置１の使用者へ各種情報を表示する。

画像処理部５は、画像読取装置２で読み取られた画像及び外部機器（例えばパーソナルコンピュータ等）から送信された印刷情報から画像データを生成する。

（１．２）画像形成部
画像形成部３では、画像形成のタイミングに合わせて給紙装置３２から印刷ジョブで印刷の１枚毎に指定された用紙Ｐが画像形成部３へ送り込まれる。

感光体ユニット３４は、給紙装置３２の上方に、それぞれが並列して設けられ、回転駆動する感光体ドラム３４１を備えている。露光装置３３により静電潜像が形成されたそれぞれの感光体ドラム３４１上には、それぞれの現像装置３５によってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像が形成される。

各感光体ユニット３４の感光体ドラム３４１に形成された各色トナー像は、転写装置３６の中間転写ベルト３６１上に順次静電転写（一次転写）され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。中間転写ベルト３６１上の重畳トナー像は、レジストローラ対３２１から送り出され、搬送ガイドにより案内された用紙Ｐに二次転写ローラ３６２によって一括転写される。

定着装置３７は一対の加熱モジュール３７１と加圧モジュール３７２の圧接領域によって定着ニップＦＮ（定着領域）が形成される。
転写装置３６においてトナー像が一括転写された用紙Ｐは、トナー像が未定着の状態で搬送ガイド３６３を介して定着装置３７の定着ニップＮＦに搬送され、一対の加熱モジュール３７１と加圧モジュール３７２により、加熱と圧着の作用でトナー像が定着される。

定着トナー像が形成された用紙Ｐは、切替ゲート３７４にガイドされ、第１排出ローラ対３７３から画像形成装置１上面の排紙トレイ部ＴＲ１に排出・収容される。また、両面印刷のために反転したり、画像記録面を上側にして排出する場合は、切替ゲート３７４で搬送路３７５に向って搬送方向が切り替えられる。

（１．３）画像読取装置
シート積載部２１は、画像が記録されたシートＳが載置されるシートトレイ２１２を備えている。
自動シート送り部２２は、シートトレイ２１２上に積載されたシートＳを上から順に取り出すナジャーローラ２２１と、フィードローラ２２２及びリタードローラ２２３からなる分離部２２４を備えている。
分離部２２４では、フィードローラ２２２とリタードローラ２２３とが対となって、シートＳが重なってニップ部Ｎに送り出された場合に、シートＳを分離して（捌いて）、一枚ずつ画像読取部２３に搬送する。

シート搬送路Ｇ１には、シートＳの搬送方向に対して、フィードローラ２２２の下流側の位置に、テイクアウェイローラ２２５が配置されている。テイクアウェイローラ２２５は、フィードローラ２２２で送り出されるシートＳを、プレレジローラ２２６へ搬送する。

プレレジローラ２２６の下流側には、シートＳの搬送タイミングを調整するレジローラ２２７が配置されている。プレレジローラ２２６は停止しているレジローラ２２７にシートＳの先端を突き当てた状態でループを形成して斜行を補正する。レジローラ２２７は読み取りの開始タイミングに合わせて回転駆動され、シートＳはテイクアウェイローラ２２５及びプレレジローラ２２６でループを保持された状態でプラテンローラ２２８によって、シート通過面ＰＧ１に押し当てられて表面を画像読取部２３で読み取られる。

シート通過面ＰＧ１の右方には、シート通過面ＰＧ１を通過したシートＳはシートガイドＰＧ２に案内されて読取センサ２３２へ搬送される。表面を画像読取部２３で読み取られたシートＳは、読取センサ２３２で裏面を読み取られながらシート搬送路Ｇ２内を搬送され、排出ローラ２２９でシート積載部２１の下方に形成された排紙トレイ２１６に排出される。

画像読取部２３は、筐体２４の上面にシートＳが載置されるプラテンガラスＰＧ３が配置され、筐体２４の内部に、副走査方向（左右方向：Ｘ方向）に往復移動可能に設けられたキャリッジ２５が配置されて構成されている。
キャリッジ２５には、プラテンガラスＰＧ３上のシートＳを照射するランプＨ、シートＳからの反射光を所定の倍率で結像させる結像レンズＬ、イメージセンサ（ＣＭＯＳを用いた固体撮像素子）ＩＳが搭載されている。イメージセンサＩＳは、シートＳの画像を読み取るための読み取りセンサとなるもので、シートＳからの反射光に応じたアナログの画像信号を生成する。

シートＳがプラテンガラスＰＧ３上に載置された場合には、キャリッジ２５を副走査方向（Ｘ方向）に順次移動させながら１ラインごとに画像情報を読み取ることにより、シートＳからの反射光をイメージセンサＩＳに導いてシートＳ全体の画像を読み取る（図３ 参照）。

（２）画像読取装置の要部構成と動作
図４はキャリッジのプラテンガラスＰＧ３への位置決めを説明する断面模式図、図５は画像読取装置２の画像読取部を示す平面模式図、図６はキャリッジ２５の案内機構を示す斜視図、図７はキャリッジ２５の案内機構を示す断面模式図である。

（２．１）キャリッジ
キャリッジ２５は、読取部２６０と、画像読取装置２の奥行き方向に延びる箱状で読取部２６０を内部に収容する収容部の一例としてのハウジング２７０からなる。
読取部２６０は、図４に示すように、内部にＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなるランプＨと、結像レンズＬ、イメージセンサＩＳとが装着された読取部本体２６１を有している。読取部２６０は、付勢手段２６２をさらに有する。付勢手段２６２としては、例えばコイルスプリング等を用いることができ、付勢手段２６２の上端部は、読取部本体２６１の下側の面に装着され、付勢手段２６２の下端部は、ハウジング２７０の上側の面に装着されている。

ハウジング２７０は、移動方向と交差する方向の両側端部に凸部２７１を有する。凸部２７１はポリアセタール（ＰＯＭ）等の高摺動性の合成樹脂を材料として形成され、付勢手段２６２が読取部本体２６１を上側に向けて付勢することにより、プラテンガラスＰＧ３の画像読み取り面の裏面ＰＧ３ａに押し付けられて（図４中 矢印Ｆ参照）接触し、プラテンガラスＰＧ３に対して読取部２６０の上下方向（重力方向）が位置決めされる。

（２．２）キャリッジの案内機構
図５、図６に示すように、キャリッジ２５は、筐体２４の手前側と奥側に副走査方向である筐体２４の長手方向に延びるように設けられた案内部２８０に沿って移動可能に装着されている。キャリッジ２５の移動方向と交差する方向の中央部には、副走査方向の始端と終端との間を無端走行する無端部材の一例としてのベルト２８１がプーリ２８１Ａ、２８１Ｂを介して張架されている。ベルト２８１は図６に示すように、その一部がキャリッジ２５に固定され、ベルト２８１が無端走行することで、キャリッジ２５は、案内部２８０に沿って副走査方向に往復移動する（図５中 矢印参照）。

キャリッジ２５には、ハウジング２７０の移動方向と交差する方向の両側端部の下面に支持部２８５が取り付けられている。支持部２８５は、図７に示すように、副走査方向と交差する方向で左右両側方に向って先広がり形状で左右対称のハの字形に形成された傾斜面２８５ａを有し、ハウジング２７０の下面２７０ａに取り付けられている。
支持部２８５は、本実施形態においては、高摺動性の合成樹脂で形成されている。高摺動性の樹脂材料としては、ポリアセタール（ＰＯＭ）が挙げられる。

筐体２４には、支持部２８５と接触し、副走査方向に延びるように設けられ支持部２８５を相対移動可能に案内する案内部２８０が設けられている。案内部２８０は、図７に示すように、副走査方向と交差する方向で左右両側方に向って先広がり形状で左右対称のハの字形に形成されている。案内部２８０は、往復移動するキャリッジ２５の重力方向を支持するために、一定以上の高荷重用途に対応できるステンレス（ＳＵＳ）等の金属材料で形成されている。案内部２８０は、筐体２４の手前側と奥側に筐体２４の長手方向に筐体２４の上面２４ａに一体的に固定して取り付けられるために、樹脂製の筐体２４のねじれ剛性を向上させることができる。

一方、キャリッジ２５を副走査方向に移動させると、支持部２８５の傾斜面２８５ａと案内部２８０の傾斜面２８０ａとの面接触により、支持部２８５と案内部２８０には副走査方向動摩擦力がかかり、キャリッジ２５を移動させる際に大きな抵抗となる。そのために、キャリッジ２５を支持する支持部２８５を高摺動性の合成樹脂で形成するとともに、案内部２８０を金属材料で形成することで、キャリッジ２５の移動の摩擦抵抗を低減するとともに、筐体２４のねじれに対する剛性を向上させている。

このように、キャリッジ２５は、副走査方向と交差する方向で左右両側方に向って先広がり形状で左右対称のハの字形に形成された傾斜面２８５aを有する支持部２８５と、先広がり形状で左右対称のハの字形に形成された案内部２８０が互いにその傾斜面２８５ａ、２８０ａで面接触した状態で移動するために、副走査方向への移動における姿勢の不安定化が抑制されている。

「変形例１」
図８は変形例１に係るキャリッジ２５の案内機構を示す断面模式図である。
支持部２８５Ａは、図８に示すように、副走査方向と交差する方向で左右両側方に向って先広がり形状で左右対称のハの字形に形成された傾斜面２８５Ａａを有し、ハウジング２７０の下面２７０ａに取り付けられている。支持部２８５Ａは、一定以上の高荷重用途に対応できるステンレス（ＳＵＳ）等の金属材料で形成されている。

案内部２８０は、図８に示すように、副走査方向と交差する方向で左右両側方に向って先広がり形状で左右対称のハの字形で、一定以上の高荷重用途に対応できるステンレス（ＳＵＳ）等の金属材料で形成されている。そして、支持部２８５Ａと案内部２８０は、テフロン（登録商標）テープ等からなる高摺動性のシート部材２８６を介して面接触している。
これにより、キャリッジ２５の移動の摩擦抵抗を低減するとともに、筐体２４のねじれに対する剛性をより向上させることができる。

「変形例２」
図９は変形例２に係るキャリッジ２５の案内機構を示す断面模式図である。
支持部２８５と案内部２８０との間には、図９に示すように、押圧バネ２８７とプランジャ２８８からなる押圧機構２８９が設けられている。
プランジャ２８８は、高摺動性の合成樹脂を材料として先端部が球状に形成され、案内部２８０の上面２８０ｂとは点接触するようになっている。そのために、キャリッジ２５の移動の摩擦抵抗を低減するようになっている。

押圧機構２８９は、ハウジング２７０と案内部２８０との間でキャリッジ２５の重力方向の荷重を軽減するように作用し、支持部２８５の傾斜面２８５ａと案内部２８０の傾斜面２８０ａと間の面圧を低減させることで、キャリッジ２５の移動の摩擦抵抗を低減させることができる。

「変形例３」
図９は変形例３に係るキャリッジ２５の案内機構を示す断面模式図である。
支持部２８５は、図１０に示すように、副走査方向と交差する方向で左右両側方に向って先広がり形状で左右対称のハの字形に形成された傾斜面２８５ａを有し、ハウジング２７０の下面２７０ａに取り付けられている。支持部２８５は、ポリアセタール（ＰＯＭ）等の高摺動性の合成樹脂で形成されている。

案内部２８０Ａは、図１０に示すように、断面視で丸形状の金属シャフトであり、副走査方向に延びるように設けられ、支持部２８５の傾斜面２８５ａと線接触してキャリッジ２５を副走査方向に相対移動可能に案内する。
これにより、キャリッジ２５の重力を左右均一に受けて、副走査方向への移動におけるキャリッジ２５の姿勢の不安定化を抑制することができる。

尚、案内部２８０Ａの表面２８０Ａａには、金属材料からなるテープ（例えばＳＵＳテープ）を貼付することで、支持部２８５の傾斜面２８５ａとの線接触による摩擦抵抗をより低減することができる。

上述した実施形態では、キャリッジ２５は、付勢手段２６２で読取部２６０を上側に付勢し画像読み取り面の裏面ＰＧ３ａに押し付けることにより原稿を読み取る、いわゆる密着センサー（ＣＩＳ：Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）方式を用いて説明したが、これに限定されない。
キャリッジ２５内に、ランプとミラーとＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｐｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｓｅｓ）イメージセンサを設け、ランプで原稿に照射して反射した光をミラーで屈折させることによりＣＣＤイメージセンサに入光させて原稿を読み取る縮小光学系の読み取り部を用いるように構成してもよい。この構成の場合は、キャリッジとプラテンガラスは接触することがなく、読み取り部を付勢させる構成やハウジングに設けたプラテンガラスとの接触させる構成を設ける必要が無い。

１・・・画像形成装置
２・・・画像読取装置
２１・・・シート積載部
２２・・・自動シート送り部
２３・・・画像読取部
２４・・・筐体
２５・・・キャリッジ
２６０・・・読取部
２７０・・・ハウジング
２８０、２８０Ａ・・・案内部
２８１・・・ベルト
２８５、２８５Ａ・・・支持部
ＰＧ３・・・プラテンガラス
３・・・画像形成部
４・・・操作情報部
５・・・画像処理部

Claims (9)

1. 副走査方向に移動し、画像を読み取る画像読み取り手段と、
   前記画像読み取り手段を収容する収容部と、
   前記収容部の下面に設けられ前記副走査方向と交差する方向で左右両側方に向って先広がり形状で左右対称のハの字形に形成された傾斜面を有する支持部と、
   前記支持部と接触し、前記副走査方向に延びるように設けられ前記支持部を相対移動可能に案内する案内部と、を備えた、
   ことを特徴とする画像読取装置。
2. 前記案内部は、前記副走査方向と交差する方向で左右両側方に向って先広がり形状で左右対称のハの字形に形成され、前記支持部の前記傾斜面と面接触して前記収容部を相対移動可能に案内する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記案内部は、前記副走査方向に延びるように設けられ、前記支持部の前記傾斜面と線接触して前記収容部を相対移動可能に案内する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
4. 前記案内部は金属材料で形成され、前記支持部は高摺動性の合成樹脂で形成されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
5. 前記案内部と支持部は高摺動性のシート部材を介して接触している、
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
6. 前記支持部は前記案内部に対して重力と反対方向に押し上げるように支持されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像読取装置。
7. 前記画像読み取り手段は、前記画像が記録されたシートが載置される画像読み取り面の裏面に対して接触しながら前記副走査方向に移動する、
   ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像読取装置。
8. 前記収容部は、前記副走査方向と交差する方向における中央部において前記副走査方向の始端と終端との間を無端走行する無端部材に取り付けられ前記副走査方向に往復移動する、
   ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の画像読取装置。
9. シートの画像を読み取る請求項１ないし８のいずれか１項に記載の画像読取装置と、
   前記画像読取装置で読み取った画像を記録媒体に記録する画像記録手段と、を備えた、
   ことを特徴とする画像形成装置。
   

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