JP2023073807A - 画像読取装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】静止原稿用コンタクトガラスと移動原稿用コンタクトガラスとの間に生じた段差が光学走査ユニットの移動の障害とならず、段差に衝突した衝撃による部品の破損や過負荷による脱調の発生を防止する。【解決手段】画像読取装置において、操作読取部は、静止原稿用コンタクトガラス７と、移動原稿用コンタクトガラス１０４と、光学走査ユニット４０と、を備える。光学走査ユニット４０は、密着型のイメージセンサ２００と、イメージセンサ２００を副走査方向へ移動可能に保持するキャリッジ２０１と、読取面と対向する面の長手方向の両端に配設された一対の端部摺動部材と、長手方向の中央側にイメージセンサを介して移動方向の両側に配設された一対の中央摺動部材２０３と、を有し、光学走査ユニット４０が走査開始前のホームポジションにあるとき、中央摺動部材２０３のいずれか一方が、垂直方向に見て静止原稿用コンタクトガラス７と重なる位置にある。【選択図】図７

Description

本発明は、画像読取装置および画像形成装置に関する。

画像読取装置として、原稿を自動搬送しつつ原稿の画像を読み取る搬送原稿読取りモードと、平坦なコンタクトガラス上に載置された原稿の画像を下方から読み取る載置原稿読取りモードとが切替え可能に構成されたものが知られている。また、そのような画像読取装置には、独立して画像読取装置として使用されるものと、ファクシミリや複写機あるいはプリンタとスキャナ機能を併有する複合機等の画像形成装置に装備されるものとがある。

画像読取方式としては、密着イメージセンサ（Contact Image Sensor、以下「ＣＩＳ」という）を用いる方式がある。ＣＩＳは焦点深度が浅いため、原稿読取面であるコンタクトガラスに対して正確に位置決めする必要がある。
ＣＩＳを位置決めする構成としては、ＣＩＳを備えた光学走査ユニットの両端部をバネ等の押圧部材により上方向に加圧し、当該光学走査ユニットが当接部材（摺動部材（スライドシュー）ともいう）を介してコンタクトガラス下面に当接されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

コンタクトガラスと当接している部位以外では、コンタクトガラスとＣＩＳとの間にクリアランスを有する。そのため、ユーザーが厚手の原稿や重量のある原稿をスキャンしようとした場合、コンタクトガラスに撓みを生じることがある。特にＡ３用紙に対応する装置のように、コンタクトガラスの幅が大きい場合は撓みが発生しやすい。撓み量が大きくなると、ＣＩＳの有効焦点範囲から外れ、画像品位が低下するという問題がある。

この問題に対し、特許文献１では、コンタクトガラスと当接する部材を主走査読み取り範囲内（内側）にも配設し、撓みを軽減することにより読み取り範囲の全域においてＣＩＳの有効焦点範囲内に保持する技術が開示されている。

ところで、搬送原稿読取りモードと載置原稿読取りモードとを有する画像読取装置では、それぞれの読取面を構成する独立したコンタクトガラス（移動原稿用コンタクトガラス、及び静止原稿用コンタクトガラス）を備えることが多い。このような装置において、載置した原稿の重み等により静止原稿用コンタクトガラスに撓みが生じると、撓みを生じていない移動原稿用コンタクトガラスとの間に段差が発生することとなる。

特許文献１のように光学走査ユニットの中央側に摺動部材を設けた構成では、２つのコンタクトガラスの間に段差が生じている場合、光学走査ユニットを移動させたときに当該段差部分に摺動部材や筐体が衝突し、部品の破損や搬送モータの過負荷による脱調の発生、ＭＴＦ（Modulation Transfer Function）の低下等を招くおそれがある。

そこで本発明は、静止原稿用コンタクトガラスと移動原稿用コンタクトガラスとの間に生じた段差が光学走査ユニットの移動の障害とならず、段差に衝突した衝撃による部品の破損や過負荷による脱調の発生を防止可能な画像読取装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の画像読取装置は、載置される原稿の読取面である静止原稿用コンタクトガラスと、自動原稿搬送部により搬送される原稿の読取面である移動原稿用コンタクトガラスと、前記静止原稿用コンタクトガラスの読取領域を副走査方向に往復移動して原稿を読み取り、かつ自動原稿搬送時には前記移動原稿用コンタクトガラスの読取領域へ移動して固定状態で原稿を読み取る光学走査ユニットと、を備え、前記光学走査ユニットは、密着型のイメージセンサと、前記イメージセンサを副走査方向へ移動可能に保持するキャリッジと、前記読取面と対向する面の長手方向の両端に配設された一対の端部摺動部材と、長手方向の中央側に前記イメージセンサを介して移動方向の両側に配設された一対の中央摺動部材と、を有し、前記光学走査ユニットが走査開始前のホームポジションにあるとき、前記中央摺動部材のいずれか一方が、垂直方向に見て前記静止原稿用コンタクトガラスと重なる位置にあることを特徴とする。

本発明によれば、静止原稿用コンタクトガラスと移動原稿用コンタクトガラスとの間に生じた段差が光学走査ユニットの移動の障害とならず、段差に衝突した衝撃による部品の破損や過負荷による脱調の発生を防止可能な画像読取装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置としてのカラー複写機の一例を示す概略構成図である。 本発明の実施形態に係る画像読取装置の一例であって、図１のカラー複写機を構成する走査読取部の概略構成斜視図である。 光学走査ユニット４０の一例を示す概略構成図である。 中央摺動部材の一例を示す斜視図（Ａ）及び側面図（Ｂ）～（Ｄ）である。 光学走査ユニットに中央摺動部材を取り付ける態様の一例を示す説明図である。 イメージセンサの端部と静止原稿用コンタクトガラスの端部との水平方向における離間距離を説明する図である。 図２のＸ－Ｘの断面模式図である。 図７の部分拡大図であり、図８（Ａ）は読取面に段差が無い状態、図８（Ｂ）は読取面に段差が生じている場合の説明図である。

以下、本発明の画像読取装置および画像形成装置について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

〔画像形成装置〕
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置としてのカラー複写機１の一例を示す概略構成図である。また、図２は、本発明に係る画像読取装置の一例であって、図１のカラー複写機１を構成する走査読取部４の概略構成斜視図である。
図１において、本実施形態のカラー複写機１は、自動原稿搬送部（以下、「ＡＤＦ」ともいう）２と、給紙部３と、本発明に係る画像読取装置としての走査読取部４と、画像形成部５とを含んで構成されている。

ＡＤＦ２は、第１の原稿トレイ１１と、第１の原稿トレイ１１に載置された原稿束から原稿を１枚ずつ分離して移動原稿用コンタクトガラス（以下、「ＤＦコンタクトガラス」ともいう）１０４に向かって搬送する各種ローラ等からなる給紙部１３とを備えている。
ＡＤＦ２は、各種ローラ等からなる排紙部９を備えており、ＤＦコンタクトガラス１０４上の原稿が走査読取部４の光学走査ユニット４０によって読み取られると、原稿は排紙部９によって排紙トレイ１２に排紙される。

ＡＤＦ２は、走査読取部４に対してヒンジ等の開閉機構を介して開閉自在に取付けられている。
ＡＤＦ２は、光学走査ユニット４０が図１中矢印Ｂで示す走査方向（副走査方向）に移動して静止原稿用コンタクトガラス（以下、「ＦＢコンタクトガラス」ともいう）７に載置された原稿を読み取る際に、原稿をＦＢコンタクトガラス７に押し付けて固定する原稿押部としての機能も有している。
ＦＢコンタクトガラス７は、走査読取部４の筐体４ａの上部に設けられており、筐体４ａの上面を構成している。

走査読取部４は、図２に示すように、筐体４ａ内に画像読取部としての光学走査ユニット４０を備えている。この光学走査ユニット４０は、光源及び主走査方向を長手方向（矢印Ａ方向）とする密着イメージセンサ（以下、「ＣＩＳ」ともいう）２００を保持している。
光学走査ユニット４０は、走査読取部４に備えられる駆動手段によって副走査方向（矢印Ｂ方向）に往復移動されることにより、ＦＢコンタクトガラス７に戴置された原稿の２次元カラー画像を読み取るようになっている。
また、ＦＢコンタクトガラス７は、走査読取部４の筐体４ａの上部に設けられており、筐体４ａの上面を構成している。

なお、駆動手段は、光学走査ユニット４０に固定されたワイヤ、ワイヤに橋架される複数の従動プーリおよび駆動プーリと、駆動プーリを回転させるモータ等によって構成されるものであり、公知のものを用いることができる。

給紙部３は、用紙サイズの異なる記録媒体としての記録紙を収納する給紙カセット２１、２２と、給紙カセット２１、２２に収納された記録紙を画像形成部５の画像形成位置まで搬送する各種ローラからなる給紙手段２３とを備えている。

画像形成部５は、画像形成手段を構成するものであり、露光装置３１と、複数の感光体ドラム３２と、各感光体ドラム３２の周囲に設置された異なる色のトナーを有する現像装置３３と、転写ベルト３４と、定着装置３５とを備えている。各現像装置３３に収納されるトナーの色は、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）などである。

画像形成部５は、走査読取部４の光学走査ユニット４０によって読み取られて色別分解された画像情報に基づいて、複数の感光体ドラム３２に色分けして画像を形成し、転写ベルト３４に感光体ドラム３２上のトナーを重ね合わせて１次転写する。そして、給紙部３から供給された記録紙に転写ベルト３４上のトナーを２次転写する。その後、定着装置３５により記録紙に転写されたトナー画像のトナーを溶融して、記録紙にカラー画像を定着するようになっている。

また、カラー複写機１は、画像送受信装置によって読み取った画像を相手先の装置に送信する機能を備えていてもよい。

〔画像読取装置〕
以下、本発明の実施形態に係る画像読取装置について説明する。
本実施形態の画像読取装置４は、図２に示すように、載置される原稿の読取面である静止原稿用コンタクトガラス（ＦＢコンタクトガラス）７と、自動原稿搬送部（ＡＤＦ）により搬送される原稿の読取面である移動原稿用コンタクトガラス（ＤＦコンタクトガラス）１０４と、静止原稿用コンタクトガラス７の読取領域を副走査方向に往復移動して原稿を読み取り、かつ自動原稿搬送時には移動原稿用コンタクトガラス１０４の読取領域へ移動して固定状態で原稿を読み取る光学走査ユニット４０と、を備えている。

図３は、光学走査ユニット４０の一例を示す概略構成図である。
光学走査ユニット４０は、密着型のイメージセンサ（ＣＩＳ）２００と、イメージセンサ２００を副走査方向へ移動可能に保持するキャリッジ２０１と、読取面と対向する面の長手方向の両端に配設された一対の端部摺動部材２０２と、長手方向の中央側にイメージセンサ２００を介して移動方向（図中の矢印Ｂ方向）の両側に配設された一対の中央摺動部材２０３と、を有している。

光学走査ユニット４０は、キャリッジ２０１に取り付けられた図示しないスプリングによって、読取面であるコンタクトガラスに加圧される。端部摺動部材（端部スライドシュー）２０２がコンタクトガラスに突き当たることで、イメージセンサ２００の正確な位置決めと、円滑な走査の動作が可能となる、
また、中央摺動部材（中央スライドシュー）２０３により、コンタクトガラスとの間に一定のクリアランスが設けられる。
なお、図示を省略するが、キャリッジ２０１を移動させる機構として、ガイドロッド、ガイドロッドと嵌合する軸受、駆動源（モータ）からの駆動を伝達するタイミングベルト等を有する。

図４に中央摺動部材の一例を示す。図４（Ａ）は斜視図であり、図４（Ｂ）及び（Ｄ）は、取り付けられた状態で光学走査ユニット４０の短手方向の前後の側面図であり、図４（Ｃ）は取り付けられた状態で光学走査ユニット４０の長手方向の側面図である。
また、光学走査ユニットに中央摺動部材を取り付ける態様の一例を図５に示す。

図４（Ｃ）に示すように、中央摺動部材２０３の読取面（コンタクトガラス）と対向する面は、光学走査ユニット４０の外側に向かうに従い水平面に対して下方に傾斜している。
以下の説明では、この面を「傾斜面３０１」という。

図５（Ａ）に示すように光学走査ユニット４０のイメージセンサ２００は、中央摺動部材２０３の取り付け位置に穴部３０６及び切欠部３０７を有している。また中央摺動部材２０３は、図４に示すように穴部３０６と嵌合するボス３０２、及び切欠部３０７と係合する爪状部３０３を有している。
中央摺動部材２０３が取り付けられた状態を図５（Ｂ）に示している。中央摺動部材２０３は、ボス３０２及び爪状部３０３により光学走査ユニット４０に対して水平方向に位置決め固定される。

また中央摺動部材２０３は、キャリッジ２０１の外側に延出するとともに延出端部で下方に屈曲し、屈曲した内側面でキャリッジ２０１のフレーム３０８の外側面と当接する延出部３０４を有している。
中央摺動部材２０３は、図５（Ｂ）に示すように、上下方向に変位可能に取り付けられている。例えば、読取面（コンタクトガラス）と対向する面（傾斜面３０１）が加圧されたとき、中央摺動部材２０３は該加圧された方向に変位可能である。
キャリッジ２０１はフレームの外側面に凸状部３０９を有し、中央摺動部材２０３の延出部３０４は、凸状部３０９に対してスライド可能に係合する溝状部３０５を有している。

図６から図８は、光学走査ユニット４０が走査開始前のホームポジションにある状態を模式的に示している。
本実施形態の画像読取装置は、光学走査ユニット４０が走査開始前のホームポジションにあるとき、中央摺動部材２０３のいずれか一方が、垂直方向に見て静止原稿用コンタクトガラス７と重なる位置にある。
すなわち、光学走査ユニット４０がホームポジションにあるとき、中央摺動部材２０３の読取面と対向する面の少なくとも一部が、静止原稿用コンタクトガラス７の端部よりも内側に潜り込んでいる。
また、光学走査ユニット４０が走査開始前のホームポジションにあるとき、一対の中央摺動部材２０３のうち静止原稿用コンタクトガラス側にある一方が、垂直方向に見て前記静止原稿用コンタクトガラス７と移動原稿用コンタクトガラス１０４の双方と重なる位置にあることが好ましい。

本実施形態の画像読取装置は、特に、静止原稿用コンタクトガラス７の端部と移動原稿用コンタクトガラス１０４の端部との間で段差を生じうる領域が、光学走査ユニット４０を走査させる駆動源による加速領域内にある場合において、メリットが大きい。移動開始後の加速する光学走査ユニットが段差部分に衝突して衝撃を受けるのを回避することができ、部品の破損や過負荷による脱調の発生を防止することができる。

図６は、イメージセンサ２００の端部と静止原稿用コンタクトガラス７の端部との水平方向における離間距離Ｌを説明する図である。
本実施形態において、光学走査ユニット４０が走査開始前のホームポジションにあるとき、走査方向前方側のイメージセンサ２００の端部と静止原稿用コンタクトガラス７の端部７ａとの水平方向における離間距離Ｌが、中央摺動部材２０３の読取面と対向する面（傾斜面３０１）の水平方向の全長よりも短いことが好ましい。

イメージセンサ２００の端部と静止原稿用コンタクトガラス７の端部との離間距離Ｌが比較的大きい場合、中央摺動部材２０３の傾斜面３０１を静止原稿用コンタクトガラス７の下部まで潜り込ませた配置にすると、撓みにより下方へ変位した静止原稿用コンタクトガラス７の端部７ａと、傾斜面３０１の端部３１１とが接触し、モーメントの影響でイメージセンサ２００の姿勢が不安定になってしまうおそれがある。
また、中央摺動部材２０３の傾斜面３０１を、静止原稿用コンタクトガラス７の端部７ａを超えて静止原稿用コンタクトガラス７の下部まで潜り込ませる長さとする場合は、図６のように延出部３０４が設けられていないと安定性が得られないおそれがある。

そこで、図４及び図５に示したように、中央摺動部材２０３を、ボス３０２及び爪状部３０３により光学走査ユニット４０に対して水平方向に位置決め固定される構成とするとともに、延出部３０４によりキャリッジ２０１に支持され、さらにキャリッジ２０１に設けられた凸状部３０９に対してスライド可能に係合する溝状部３０５を有することにより、上下方向に変位可能とすることにより、取付けられたイメージセンサ２００の姿勢を安定に保持することができる。

図７は、図２中のＸ－Ｘの断面図であり、読み取り面及び光学走査ユニット４０を示している。図８は図７の部分拡大図であり、図８（Ａ）は読取面に段差が無い状態、図８（Ｂ）は読取面に段差が生じている場合の説明図である。

図２は、図１の画像形成装置を構成する走査読取部４であり、本実施形態の画像読取装置の模式図である。
図２に示すように、本実施形態の画像読取装置において、静止原稿用コンタクトガラス７と移動原稿用コンタクトガラス１０４は、樹脂フレーム２０４に取付けられている。取付方法としては特に限定されず、例えば、両面テープ等を用いた貼り付けによる方法などが挙げられる。静止原稿用コンタクトガラス７と移動原稿用コンタクトガラス１０４とが独立した部材であるため、副走査方向における端部間で段差が発生しやすい。

図８（Ａ）に示すように、静止原稿用コンタクトガラス７に撓みが生じていない場合、中央摺動部材２０３の傾斜面３０１と静止原稿用コンタクトガラス７との間にはクリアランス２０６があり、傾斜面３０１と静止原稿用コンタクトガラス７とは接触していない。

一方、図８（Ｂ）に示すように、重量のある原稿が載置された場合やユーザーによる原稿を押圧する操作が行われた場合等、静止原稿用コンタクトガラス７には撓みが生じ、端部が下方へ変位する。これにより中央摺動部材２０３の傾斜面３０１と静止原稿用コンタクトガラス７の端部とが当接する。中央摺動部材２０３の傾斜面３０１が静止原稿用コンタクトガラス７により押圧されると、中央摺動部材２０３は、押圧された方向である下方へ変位する。

上述のとおり図４及び図５に示した構成により、中央摺動部材２０３はイメージセンサ２００とキャリッジ２０１の双方に支持されているため、水平方向の位置を維持しつつ、上下方向に変位可能となっている。
よって、光学走査ユニット４０の移動時に、撓んで段差を生じている静止原稿用コンタクトガラス７の端部と接触しても、円滑に摺動しながら通過可能であるため、駆動源による加速領域内であっても移動が阻害されることなく、衝突の衝撃による部品の破損や、モータの過負荷による脱調の発生を防止することができる。また、中央摺動部材２０３を設けることで、静止原稿用コンタクトガラス７とイメージセンサ２００との距離が変化してピントが大幅にずれることを防止することができ、ＭＦＴ（コントラスト再現性）の低下も防止することができる。

なお、中央摺動部材２０３の静止原稿用コンタクトガラス７と対向する面が傾斜面３０１である例について説明したが、これに限定されず、対向する面は平坦であってもよい。

１ 画像形成装置
２ ＡＤＦ
４ 画像読取装置（走査読取部）
７ 静止原稿用コンタクトガラス
４０ 光学走査ユニット
１０４ 移動原稿用コンタクトガラス
２００ イメージセンサ
２０１ キャリッジ
２０２ 端部摺動部材
２０３ 中央摺動部材
３０１ 傾斜面

特開２００３－１４３３７７号公報

Claims (10)

1. 載置される原稿の読取面である静止原稿用コンタクトガラスと、
   自動原稿搬送部により搬送される原稿の読取面である移動原稿用コンタクトガラスと、
   前記静止原稿用コンタクトガラスの読取領域を副走査方向に往復移動して原稿を読み取り、かつ自動原稿搬送時には前記移動原稿用コンタクトガラスの読取領域へ移動して固定状態で原稿を読み取る光学走査ユニットと、を備え、
   前記光学走査ユニットは、密着型のイメージセンサと、前記イメージセンサを副走査方向へ移動可能に保持するキャリッジと、前記読取面と対向する面の長手方向の両端に配設された一対の端部摺動部材と、長手方向の中央側に前記イメージセンサを介して移動方向の両側に配設された一対の中央摺動部材と、を有し、
   前記光学走査ユニットが走査開始前のホームポジションにあるとき、前記中央摺動部材のいずれか一方が、垂直方向に見て前記静止原稿用コンタクトガラスと重なる位置にあることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記光学走査ユニットが走査開始前のホームポジションにあるとき、一対の前記中央摺動部材のうち前記静止原稿用コンタクトガラス側にある一方が、垂直方向に見て前記静止原稿用コンタクトガラスと前記移動原稿用コンタクトガラスの双方と重なる位置にあることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記光学走査ユニットが走査開始前のホームポジションにあるとき、走査方向前方側の前記イメージセンサの端部と前記静止原稿用コンタクトガラスの端部との水平方向における離間距離が、前記中央摺動部材の前記読取面と対向する面の水平方向の全長よりも短いことを特徴とする請求項１または２に記載の画像読取装置。
4. 前記中央摺動部材の前記読取面と対向する面が、前記光学走査ユニットの外側に向かうに従い水平面に対して下方に傾斜していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像読取装置。
5. 前記イメージセンサは、前記中央摺動部材の取り付け位置に穴部及び切欠部を有し、
   前記中央摺動部材は、前記穴部と嵌合するボス及び前記切欠部と係合する爪状部を有し、
   前記中央摺動部材が前記ボス及び前記爪状部により前記光学走査ユニットに対して水平方向に位置決め固定されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像読取装置。
6. 前記中央摺動部材は、前記読取面と対向する面が加圧されたとき、該加圧された方向に変位可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の画像読取装置。
7. 前記中央摺動部材は、前記キャリッジの外側に延出するとともに延出端部で下方に屈曲し、屈曲した内側面で前記キャリッジのフレームの外側面と当接する延出部を有することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の画像読取装置。
8. 前記キャリッジはフレームの外側面に凸状部を有し、前記中央摺動部材の前記延出部は、前記凸状部に対してスライド可能に係合する溝状部を有することを特徴とする請求項７に記載の画像読取装置。
9. 前記静止原稿用コンタクトガラスの端部と前記移動原稿用コンタクトガラスの端部との間で段差を生じうる領域が、前記光学走査ユニットを走査させる駆動源による加速領域内にあることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の画像読取装置。
10. 請求項１から９のいず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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