JP3667656B2

JP3667656B2 - Image reading unit and image reading apparatus

Info

Publication number: JP3667656B2
Application number: JP2001146295A
Authority: JP
Inventors: 賢一由井
Original assignee: Nisca Corp
Current assignee: Canon Finetech Nisca Inc
Priority date: 2001-05-16
Filing date: 2001-05-16
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2021-05-16
Also published as: JP2002344699A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像読取装置に関し、特に、プラテン上の原稿に光を照射する光源と、原稿からの反射光を電気信号に変換するイメージセンサとを具備して、前記プラテン下を走行可能な画像読取ユニットを有する画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像読取装置においては、プラテン上の原稿に光を照射し、原稿からの反射光をイメージセンサに導いて電気信号の画像データを得るようにしている。
【０００３】
このような画像読取装置には、光源と第１の反射鏡を第１のキャリッジに搭載し、第２のキャリッジに搭載された第２、第３の反射鏡によって反射光を所定位置に設置されたイメージセンサに集光させるようにした２キャリッジタイプのものがある。他のタイプの画像読取装置として、光源、複数の反射鏡、集光レンズ及びイメージセンサを一つのキャリッジ内に収納し、該キャリッジをプラテンの下方を走行させることにより原稿画像のデータを読取るように構成されたものがある。
【０００４】
このような１キャリッジ方式の光学読取ユニットは、光源と、複数の反射鏡と、集光レンズとイメージセンサを備えると共に、光源へ電力を供給するための光源ケーブルと前記イメージセンサの出力信号を伝送するための信号ケーブルを備えている。
【０００５】
画像読取ユニットは、画像読取装置のプラテン下方において、走行方向と直交する方向の両端側に設けられたガイド手段（ガイドロッド又はガイドレール又はガイドワイヤ等によって構成される）によって走行自在に支持される。このため、画像読取ユニットに接続されている光源ケーブルと信号ケーブルは、それぞれ画像読取ユニットの走行に追従しなければならない。このため、光源ケーブルと信号ケーブルは一定の長さを有する可撓性に優れたものであって、画像読取ユニットの走行によって生じる位置変動に対応して湾曲し、且つその湾曲位置を画像読取ユニットの位置に応じて容易に変動し、画像読取ユニットのスムーズな走行を妨げたり、湾曲されたケーブルがプラテンに接触して磨耗する事態を排除する必要があった。
【０００６】
このため、従来技術の特開２０００−２９４７号公報に示された原稿走査装置においては、光源ケーブルを複数本に分割し走行ユニットの中心部に対して左右に配置し、同じ方向に引き出して同じ方向でＵ字形状に折り返すようにして、走行ユニットの走行負荷が、走行方向の左右に分散するようにしている。
【０００７】
また、特許第２６０１６７９号においては、画像読取ユニットの走行につれて信号ケーブルが上方にＵ字状に湾曲することにより生じる膨らみを抑制してプラテンに接触しないように規制部材を設けている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、画像読取ユニットから引き出されたケーブルは、Ｕ字状に湾曲されて画像読取ユニットの走行移動に追従して湾曲ポイントを変動させつつ伸縮を繰り返す。また、近年の画像読取装置における画像読み取りは、益々高速化及び高密度化が望まれている。このため光源の光量を増大させるべく比較的太い光源ケーブルを用いる必要がある。さらに、高画素数のイメージセンサからの画像データを高速に伝送するためには、イメージセンサから出力される信号を複数の信号線を有する複数のケーブルを介して伝送する必要がある。
【０００９】
しかしながら、ケーブルが太くなったり、信号線の芯数が多い複数のケーブルを使用することとなると、画像読取ユニットの走行負荷がこれに伴って増大し、画像読取ユニットの走行が不安定になる。また、ケーブルが太くなるとケーブルの剛性が高まって湾曲部の曲率半径が大きくなってケーブルが浮き上がり、駆動ベルトに接触したり、プラテンガラスに触れてケーブルが磨耗すると共に、画像読取ユニットの安定的走行の妨げとなる。
【００１０】
従来技術においては、光源ケーブルを複数に分け画像読取ユニットの中心部に対して左右に分けて配置しているが、画像読取ユニットからの複数のケーブルの引き出し方向が全て同一であることから、画像読取ユニットの位置によって走行負荷の変動が著しく、画像読取ユニットの安定走行の確保に難がある。
【００１１】
本発明の目的は、画像読取ユニットの走行方向の前後及び左右の走行負荷をバランスさせることにより安定走行を確保し、高密度及び高速度の画像読み取りを可能とする画像読取ユニット及び画像読取装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、原稿に光を照射する光源と原稿からの反射光を電気信号に変換するイメージセンサとが支持フレームに搭載され、原稿に沿って走行駆動される画像読取ユニットにおいて、前記光源に接続された光源ケーブルと前記イメージセンサに接続された信号ケーブルとを、走行方向に沿って互いに逆方向に引き出したことを特徴とする画像読取ユニットを提供する。
【００１３】
さらに、原稿に光を照射する光源と原稿からの反射光を電気信号に変換するイメージセンサとが支持フレームに搭載され、原稿に沿って走行駆動される画像読取ユニットにおいて、前記支持フレームの走行方向の一方の端側に前記光源を配置すると共に他方の端側に前記イメージセンサを配置し、前記光源に接続された光源ケーブルを前記イメージセンサ方向に引き出し、前記イメージセンサに接続された信号ケーブルを前記光源方向に引き出した画像読取ユニットである。
【００１４】
前記支持フレームの走行方向と直交する方向の一端側から前記光源ケーブルを引き出し、他端側から前記信号ケーブルを引き出している。
前記光源は前記支持フレームの走行方向と直交する方向に長い棒状光源であり、前記信号ケーブルは、前記棒状光源の背面側を通して前記走行方向に引き出されている。
【００１５】
さらに、原稿に光を照射する光源及び原稿からの反射光を電気信号に変換するイメージセンサを搭載した画像読取ユニットと、この画像読取ユニットを原稿に沿って移動自在に前記画像読取ユニットの両端側を支持した一対のガイド手段とを有する画像読取装置において、前記画像読取ユニットの走行方向の一方の端側に光源を配置すると共に他方の端側に前記イメージセンサを配置し、前記光源に接続される光源ケーブルを前記イメージセンサ方向に引き出しＵ字状に折り返して敷設し、前記イメージセンサに接続される信号ケーブルを前記光源方向に引き出しＵ字状に折り返して敷設している。
【００１６】
上記の各ケーブル引き出しは、前記画像読取ユニットの走行方向と直交する方向の一端側から前記光源ケーブルを引き出し、他端側から前記信号ケーブルを引き出している。
前記光源ケーブルは前記一対のガイド手段の一方側に沿って敷設され、前記信号ケーブルは前記一対のガイド手段の他方側に沿って敷設されている。
【００１７】
前記光源は前記支持フレームの走行方向と直交する方向に長い棒状光源であり、前記信号ケーブルは、前記棒状光源の背面側を通して前記走行方向に引き出されている。
前記画像読取ユニットから引き出された前記光源ケーブル及び前記信号ケーブルは、前記画像読取ユニットの移動範囲の中央部で固定されている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例について図に基づいて説明する。
図１は、画像読取装置の主要部分平面図を示し、図２は、画像読取装置の主要部斜視図を示す。図３は画像読取ユニット２が移動した状態の斜視図を示す。図４は画像読取ユニット２の斜視図を示し、図５は、原稿を載置するプラテンガラス９が設けられた本体フレーム１の上部に設置する筐体の斜視図を示す。
【００１９】
原稿は本体フレーム１の上方に装着されるプラテンガラス９上に読取られる画像面が下向きになるように載置される。画像読取ユニット２は、プラテンガラス９の下方を本体フレーム１に設けたガイド手段であるガイドロッド３及びガイドレール４に案内され、ステッピングモータ５に連結された駆動ベルト１０を介して駆動されて往復摺動する。原稿画像の読取は、走行時に読取るように構成されている。図４において矢印Ａは走行方向を示している。
【００２０】
ここで、本発明における実施の形態例の画像読取装置において原稿画像を読取る画像読取ユニット２の構成について説明する。図６は、画像を読取る画像読取ユニット２の構成を示す断面図である。
【００２１】
画像読取ユニット２には、支持フレーム１４が設けられ、この支持フレーム１４に原稿を照射するキセノンランプなどの光源６と、光源６から発射される光を原稿面に集中反射するための反射板２９と、光源６によって投光された照射光の原稿からの反射光を受光して水平方向の反射光に方向を変換する反射鏡２０乃至２４と、前記反射鏡２４からの反射光を集光するレンズユニット２７と、集光レンズ２７によって合焦された反射光を受光する光学素子であるＣＣＤ等のイメージセンサ２５を搭載するイメージセンサ基板２６、このイメージセンサ基板２６に固着された半導体２８が搭載されている。なお、支持フレーム１４の走行方向の一方の端側に光源６が配置され、他方の端側にイメージセンサ２５が配置されている。
【００２２】
原稿の画像を読取る動作は次の通りである。まず、原稿からの垂直方向の反射光は反射鏡２０に照射される。反射鏡２０から反射された水平方向の反射光は、反射鏡２１により垂直方向に反射させる。この反射鏡２１によって反射された垂直方向の光を受光した反射鏡２２は、前記反射鏡２０からの反射光とは反対の水平方向に反射させる。この反射鏡２２から反射された水平方向の反射光を受光した反射鏡２３は、前記反射鏡２１からの反射光とは反対の垂直方向に反射させる。この反射鏡２３からの垂直方向の反射光を受光した反射鏡２１は、前記反射鏡２０からの反射光とは反対の水平方向に再び反射させる。
【００２３】
この反射鏡２１からの水平方向の反射光を受光した反射鏡２０は、前記反射鏡２３からの垂直方向とは反対の方向の垂直方向に反射する。反射鏡２０からの垂直方向の光を受光した反射鏡２４は前記反射鏡２０によって反射された垂直方向の光を前記反射鏡２１からの反射光とは反対の水平方向に反射する。
この反射鏡２４からの反射光は、集光レンズユニット２７に入射し、集光レンズによって合焦された反射光は光学素子のイメージセンサ２５に入射される。
【００２４】
このイメージセンサ２５によって検知された光は、イメージセンサ基板２６によってデジタル信号に変換された後、各種の画像処理を行なう制御基板（図示せず）を介して複写機内のインターフェース基板に送信される。このようにして、受光した画像を複数回偏光してレンズの焦点距離に正確に調整した鮮明な画像が読取れるように構成されているのである。
【００２５】
上記説明した画像読取ユニット２が、往復摺動して画像を読取るのであるが、画像を読み取る走行時には、画像読取ユニット２に設けた光源６により原稿の画像読取面を照射し、その反射光を画像読取ユニット２に設けた反射鏡２０乃至２４、レンズユニット２７を通してイメージセンサ２５（以下、「センサ」という）の受光面に入射させる。画像読取ユニット２には前記のセンサ本体およびセンサ２５への入出力回路等を含む基板（以下、「センサ基板」という）２６が設けられている。
【００２６】
また、センサ基板２６にはセンサ２５から出力されるアナログ信号を処理するディバイスであるアナログ・フロント・エンド（以下、「ＡＦＥ」という）が設けられることもある。上述したステッピングモータ５、光源６、センサ２５及びＡＦＥ等の制御回路、ＡＦＥから出力される画像データの処理回路等のブロックは、本体フレーム１又は、本体フレーム１の外部に装着する図示しない基板（以下、「制御基板」という）に設けられる。またＡＦＥはセンサ基板２６に設けられていない場合、制御基板に設けられることになる。
【００２７】
画像読取ユニット２は、ガイド手段（ガイドロッド３及びガイドレール４）に案内され、ステッピングモータ５に連結された駆動ベルト１０を介して駆動されて往復走行する。その画像読取ユニット２には、光源６に電力を供給する光源ケーブル７とセンサ基板２６の入出力データを伝送する信号ケーブル８とが連結されている。光源ケーブル７には高電圧であるため可曉性の電線を使用し、信号ケーブル８には、可撓性を有する平型のフレキシブルフラットケーブルを使用している。
【００２８】
ここで、本発明における画像読取ユニット２に接続される光源ケーブル７と信号ケーブル８の設置について説明する。
光源６に接続された光源ケーブル７とセンサ基板２６に接続された信号ケーブル８は、それぞれ画像読取ユニット２の走行方向と直交する方向の両端側から相互に反対の方向に引き出されている。
【００２９】
図１、図４に示すように、光源ケーブル７は、光源６からガイドロッド３の中央部に至り、該中央部に設けられた止め金具などの光源ケーブル固定手段１１によって固定された後に電源１２に接続されている。そして光源ケーブル７の一端は走査方向から見て画像読取ユニット２の後端側からＵ字状に湾曲されて接続されている。
光源６は、放電方式の細長い棒状光源であって、高電圧（数千ボルト）を印加する仕様であり、光源ケーブル７の被覆は高電圧使用のものであって厚い。
【００３０】
そして図４に示すように光源ケーブル７は、画像読取ユニット２の進行方向（矢印Ａの方向）から見て後方に向けて引き出されている。画像読取ユニット２が画像を読取るために走行すると光源ケーブル７は画像読取ユニット２の走行に伴って光源ケーブル７は後方に湾曲したＵ字状の湾曲部のポイントをずらしながら画像読取ユニットの走行に追従して移動する。
【００３１】
そして、信号ケーブル８は、入力ケーブルと出力ケーブルが重ねて一体的に構成されたフレキシブルフラットケーブルが用いられている。信号ケーブル８は、センサ基板２６と制御基板間（図示せず）とを信号送受信のため配線するものである。この配線には、基板間の距離が離れていること、画像読取ユニットが走行することにより、長尺のフレキシブルフラットケーブルが用いられている。この信号ケーブル８に使用されるフレキシブルフラットケーブルは、送信号経路導体と接地電位導体を並べて配置した幅略３０ｍｍ、厚さ略０．６ｍｍ程度である。
【００３２】
このフレキシブルケーブルは、導電体として銅箔を用いており、それをポリミノイド等の非導電体の樹脂で被覆している。また、補強フィルムとしてポリエステルを裏面に張ってある。フレキシブルケーブルは腰が弱くケーブル自身の運動による振動が他の機器に伝わりにくいため画像読取装置の信号ケーブルとして使われるようになった。
【００３３】
図３に示すように、信号ケーブル８は、センサ基板２６から光源支持部１３の下方背面側を通して走行方向に引き出されている。引き出された信号ケーブル８は画像読取ユニット２が走行するとき画像読取ユニット２に追従して移動する。なお、信号ケーブル８は図４のように画像読取ユニット２の移動範囲の中央部でガイドレール４により押さえつけられ固定されている。画像読取ユニット２が画像読取のために走行すると、信号ケーブル８は、画像読取ユニット２の移動範囲の中央部の信号ケーブル固定部８ａを起点として湾曲したＵ字状の湾曲部のポイントをずらしながら画像読取ユニット２の動きに先行して走行方向に移動するようになっている。
【００３４】
その際に、前記の移動で湾曲したＵ字状の湾曲部でのケーブルの膨らみがプラテンガラス９に触れないように上方への膨らみを、光源支持部１３で押えているのである。
【００３５】
そして、図４に示すように信号ケーブル８は、センサ基板２６から光源支持部１３の下方を通して走行方向に引き出されている。画像読取ユニット２が画像を読取るために走行すると信号ケーブル８のＵ字状の湾曲により生じる上方への膨らみを光源支持部１３で押えることができる。
【００３６】
信号ケーブル８は、画像読取ユニット２が載置されている画像読取装置の本体フレーム１の中央部でガイドレール４により押えつけられ固定されているため、画像読取ユニット２が画像読取のために走行する距離の半分の長さで済む。このため信号ケーブル８の長さは短くできるので、画像読取ユニット２の往復運動時にかかる負荷を軽減できる。又、信号ケーブル８が弛んだりするためにおきる誤動作が起き難い。さらに、信号ケーブル８の長さが短いことでノイズの影響を少なく出来る。
【００３７】
ここで、光源ケーブル７は画像読取ユニット２の走行方向（矢印Ａの方向）から見て後方に向けて引き出されＵ字状に湾曲されて支持部１１に支持され、画像読取ユニット２の走査移動にともなって湾曲部が移動していく構造となっている。光源ケーブル７の硬度が高いと湾曲部の曲率半径が大きくなって光源ケーブル７が浮き上がりプラテンガラス９に触れ、ケーブルの磨耗を起こす。また、画像読取ユニット２の動きが悪くなる。
【００３８】
そこで本発明においては、上記した通り、光源ケーブル７の引き出し方向と信号ケーブル８の引き出し方向を反対に形成した。光源ケーブル７は画像読取ユニット２の走査方向Ａと反対の方向に引き出し、その後方でＵ字状に湾曲している。
【００３９】
光源ケーブル７の湾曲は画像読取ユニット２の走行方向から見て画像読取ユニット２の後方にあるので、湾曲の膨らみがユニット２に押圧されその膨らみが抑制されている。そのため上記した弊害を防ぐことが出来る。
【００４０】
上記に本発明における画像読取ユニット２の光源ケーブル７と信号ケーブル８の配設構成について説明した。つぎに、正確な画像を読取るためには画像読取ユニット２の動きが正確であることが必要である。
【００４１】
つまり、上記した通り光源ケーブル７は、画像読取ユニット２の進行方向（矢印Ａの方向）から見て後方に向けて引き出されＵ字状に湾曲されて固定手段１に固定され、画像読取ユニット２の走査移動にともなって湾曲部が移動していく構成となっている。光源ケーブル７の硬度が高いとＵターン部の曲率半径が大きくなって光源ケーブル７が浮き上がりプラテンガラス９に触れ画像読取ユニット２の動きが悪くなる。
【００４２】
また光源ケーブル７が画像読取ユニット２の走行方向に向かって一方端側、又は他方端側の一方にだけある場合は、画像読取ユニット２の負荷が一方の端と他方の端側とで異なり走行速度の変化がそれぞれの端側で生じることにより画像にむらが生じる危険性がある。
【００４３】
光源ケーブル７を複数に分け画像読取ユニットの中心部に対して左右に分けて配置する例もあるが、画像読取ユニット２からのケーブル引出し方向が同一であり太さの違う、または強度の違うケーブルを使用する場合は、どうしても左右のケーブルＵターン部の曲率が異なり抵抗が変わるので画像読取ユニット２の走行速度に変化が出てしまう。
【００４４】
そこで本発明においては、上記した通り、光源ケーブル７の引き出し方向と信号ケーブル８の引き出し方向を反対に形成して上記走行速度が変化する弊害を取り除いた。光源ケーブル７は画像読取ユニット２の走行方向と反対の方向に引き出し、その後方でＵ字状に湾曲している。
【００４５】
信号ケーブル８は画像読取ユニット２の光源６の下方を通し走行方向に引き出し、信号ケーブル８は画像読取ユニット２の移動範囲の中央部の固定部８ａより走行方向に前方でＵ字状に湾曲している。
【００４６】
このように両方のケーブルの湾曲位置と方向は反対であり、画像読取ユニット２に懸る走行負荷を分散している。そして、各々のケーブルは画像読取ユニット２の両端側に離れて設置されるためお互いに発射されるノイズ等の電波障害を受けることがない。
【００４７】
また、信号ケーブル８は、画像読取ユニット２の移動範囲の中央部の固定部８ａからフレーム１を斜めに横切り光源ケーブル７とは、直交してフレーム１から引き出され制御基板（図示せず）へ配線されている。このように光源ケーブル７と直交した構成にするため光源ケーブル７から発射するノイズの影響は受けない構成である。
【００４８】
さらに、信号ケーブル８と光源ケーブル７は、画像読取ユニット２の移動範囲の中央部で固定されている。この固定部から画像読取ユニット２の接続部に接続されているため、ケーブルの長さは画像読取ユニット２が走行する距離の略半分の長さがあればよい。本発明のケーブル構成によれば、ユニットに追従して動くケーブル長が短いためユニットの走行にかかる負荷は軽減される。
【００４９】
さらに、ケーブル長が短いことで、画像読取ユニット２の走行にともなって信号ケーブル８と光源ケーブル７が湾曲されたＵ字形状が移動していく時も信号ケーブル８と光源ケーブル７がゆがんだりすることがない。また、湾曲されたＵ字形状上部の膨らみも少なくすることが出来る。
【００５０】
以上詳しく説明した通り、本発明は、画像読取ユニットの走行方向の一方の端側に光源が配置されると共に他方の端側に前記イメージセンサが配置され、前記光源に接続される光源ケーブルと前記イメージセンサに接続される信号ケーブルは、それぞれが前記二つの異なる端側から引き出すようにしたことにより画像読取ユニットの走行方向の左右の走行負荷のバランスを均等に確保することができたのである。さらに、前記光源ケーブルと前記信号ケーブルは、それぞれ前記ユニットの走行方向の両端に沿って相互に反対の方向に引き出されるように構成することによって、画像読取ユニット移動位置における走行方向前後における負荷バランスの維持を実現し、以って高密度及び高速度の画像読み取りを可能とする画像読取ユニット及び画像読取装置を実現できたのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像読取装置の主要部分の平面図を示す。
【図２】本発明に係る画像読取装置の主要部斜視図を示す。
【図３】画像読取ユニットが移動した状態の斜視図を示す。
【図４】本発明に係るホームポジションにある画像読取ユニット２を走行方向から見た斜視図を示す。
【図５】原稿を載置するプラテンガラスが設けられた本体フレーム１の上部に設置する筐体の斜視図を示す。
【図６】画像を読取る画像読取ユニット２の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１本体フレーム
２画像読取ユニット
３ガイド手段（ガイドロッド）
４ガイド手段（ガイドレール）
５モータ
６光源
７光源ケーブル
８信号ケーブル
９プラテン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image reading apparatus, and more particularly, to an image that can travel under the platen, including a light source that irradiates light on a document on a platen and an image sensor that converts reflected light from the document into an electrical signal. The present invention relates to an image reading apparatus having a reading unit.
[0002]
[Prior art]
In an image reading apparatus, light is irradiated on a document on a platen, and reflected light from the document is guided to an image sensor to obtain image data of an electrical signal.
[0003]
In such an image reading apparatus, a light source and a first reflecting mirror are mounted on a first carriage, and reflected light is installed at a predetermined position by second and third reflecting mirrors mounted on a second carriage. There is a two-carriage type that focuses light on the image sensor. As another type of image reading apparatus, a light source, a plurality of reflecting mirrors, a condensing lens, and an image sensor are housed in one carriage, and the carriage image is scanned under the platen so as to read document image data. There is something configured.
[0004]
Such a one-carriage optical reading unit includes a light source, a plurality of reflecting mirrors, a condensing lens, and an image sensor, and transmits a light source cable for supplying power to the light source and an output signal of the image sensor. A signal cable is provided.
[0005]
The image reading unit is movably supported by guide means (configured by a guide rod, a guide rail, a guide wire, or the like) provided at both ends in a direction orthogonal to the traveling direction below the platen of the image reading apparatus. . For this reason, the light source cable and the signal cable connected to the image reading unit must follow the running of the image reading unit. For this reason, the light source cable and the signal cable have a certain length and are excellent in flexibility, bend in accordance with the position variation caused by the running of the image reading unit, and the curved position is the image reading unit. Therefore, it is necessary to eliminate the situation in which the image reading unit is prevented from running smoothly and the curved cable contacts the platen and wears.
[0006]
For this reason, in the document scanning device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-2947, the light source cable is divided into a plurality of cables, arranged on the left and right with respect to the center of the traveling unit, and pulled out in the same direction and the same. The travel load of the travel unit is distributed to the left and right of the travel direction by folding back in a U shape in the direction.
[0007]
In Japanese Patent No. 2601679, a restricting member is provided so as to prevent the signal cable from bulging upward as the image reading unit travels and to prevent the signal cable from coming into contact with the platen.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the cable drawn from the image reading unit is bent in a U shape, and repeatedly expands and contracts while changing the bending point following the traveling movement of the image reading unit. In recent years, image reading in an image reading apparatus is desired to increase in speed and density. For this reason, it is necessary to use a relatively thick light source cable in order to increase the light quantity of the light source. Furthermore, in order to transmit image data from an image sensor having a high pixel number at high speed, it is necessary to transmit a signal output from the image sensor via a plurality of cables having a plurality of signal lines.
[0009]
However, if the cable becomes thick or a plurality of cables having a large number of signal lines are used, the traveling load of the image reading unit increases accordingly, and the traveling of the image reading unit becomes unstable. In addition, as the cable becomes thicker, the rigidity of the cable increases and the radius of curvature of the curved portion increases, causing the cable to float, touching the drive belt, and touching the platen glass, causing the cable to wear and stable running of the image reading unit. It becomes an obstacle.
[0010]
In the prior art, the light source cables are divided into a plurality of parts and arranged separately on the left and right with respect to the center of the image reading unit. However, since the plurality of cables are pulled out from the image reading unit in the same direction, The running load varies greatly depending on the position of the reading unit, and it is difficult to ensure stable running of the image reading unit.
[0011]
An object of the present invention is to provide an image reading unit and an image reading apparatus that ensure stable running by balancing the running load in the running direction of the image reading unit in the front and rear and the left and right, and that can read images at high density and high speed. It is to provide.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides an image in which a light source for irradiating light on a document and an image sensor for converting reflected light from the document into an electrical signal are mounted on a support frame and driven to travel along the document. In the reading unit, there is provided an image reading unit characterized in that a light source cable connected to the light source and a signal cable connected to the image sensor are drawn out in opposite directions along the traveling direction.
[0013]
Further, in an image reading unit in which a light source for irradiating light on a document and an image sensor for converting reflected light from the document into an electrical signal are mounted on the support frame and driven to travel along the document, the travel direction of the support frame The light source is arranged on one end side of the image sensor, the image sensor is arranged on the other end side, a light source cable connected to the light source is drawn out in the direction of the image sensor, and a signal cable connected to the image sensor is It is an image reading unit pulled out in the light source direction.
[0014]
The light source cable is pulled out from one end side in a direction orthogonal to the traveling direction of the support frame, and the signal cable is pulled out from the other end side.
The light source is a rod-shaped light source that is long in a direction orthogonal to the traveling direction of the support frame, and the signal cable is led out in the traveling direction through the back side of the rod-shaped light source.
[0015]
Further, an image reading unit equipped with a light source for irradiating light on the document and an image sensor for converting reflected light from the document into an electrical signal, and both ends of the image reading unit are movable along the document. And a pair of guide means for supporting the image reading unit, the light source is disposed on one end side in the traveling direction of the image reading unit, the image sensor is disposed on the other end side, and is connected to the light source. The light source cable is pulled out in the direction of the image sensor and folded in a U-shape, and the signal cable connected to the image sensor is pulled out in the direction of the light source and folded in a U-shape.
[0016]
Each of the cable drawers pulls out the light source cable from one end side in a direction orthogonal to the traveling direction of the image reading unit and pulls out the signal cable from the other end side.
The light source cable is laid along one side of the pair of guide means, and the signal cable is laid along the other side of the pair of guide means.
[0017]
The light source is a rod-shaped light source that is long in a direction orthogonal to the traveling direction of the support frame, and the signal cable is led out in the traveling direction through the back side of the rod-shaped light source.
The light source cable and the signal cable drawn from the image reading unit are fixed at the center of the moving range of the image reading unit.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a plan view of the main part of the image reading apparatus, and FIG. 2 shows a perspective view of the main part of the image reading apparatus. FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the image reading unit 2 has moved. FIG. 4 is a perspective view of the image reading unit 2, and FIG. 5 is a perspective view of a housing installed on the upper part of the main body frame 1 provided with a platen glass 9 on which a document is placed.
[0019]
The document is placed on the platen glass 9 mounted above the main body frame 1 so that the image surface to be read faces downward. The image reading unit 2 is guided by a guide rod 3 and a guide rail 4 which are guide means provided on the main body frame 1 below the platen glass 9, and is driven through a driving belt 10 connected to a stepping motor 5 to reciprocate. Slide. The document image is read when traveling. In FIG. 4, an arrow A indicates the traveling direction.
[0020]
Here, the configuration of the image reading unit 2 that reads a document image in the image reading apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the image reading unit 2 that reads an image.
[0021]
The image reading unit 2 is provided with a support frame 14, a light source 6 such as a xenon lamp that irradiates the support frame 14 with a document, and a reflection plate 29 for centrally reflecting the light emitted from the light source 6 on the document surface. The reflecting mirrors 20 to 24 that receive the reflected light from the original of the irradiation light projected by the light source 6 and change the direction to the reflected light in the horizontal direction, and the reflected light from the reflecting mirror 24 are collected. An image sensor substrate 26 on which an image sensor 25 such as a CCD, which is an optical element that receives the reflected light focused by the condenser lens 27, and a semiconductor 28 fixed to the image sensor substrate 26 are mounted. Has been. The light source 6 is disposed on one end side of the support frame 14 in the traveling direction, and the image sensor 25 is disposed on the other end side.
[0022]
The operation for reading the image of the document is as follows. First, the reflected light in the vertical direction from the document is applied to the reflecting mirror 20. The reflected light in the horizontal direction reflected from the reflecting mirror 20 is reflected by the reflecting mirror 21 in the vertical direction. The reflecting mirror 22 that receives the light in the vertical direction reflected by the reflecting mirror 21 reflects it in the horizontal direction opposite to the reflected light from the reflecting mirror 20. The reflecting mirror 23 that has received the reflected light in the horizontal direction reflected from the reflecting mirror 22 reflects it in the vertical direction opposite to the reflected light from the reflecting mirror 21. The reflecting mirror 21 that receives the reflected light in the vertical direction from the reflecting mirror 23 reflects again in the horizontal direction opposite to the reflected light from the reflecting mirror 20.
[0023]
The reflecting mirror 20 that receives the reflected light in the horizontal direction from the reflecting mirror 21 reflects in the vertical direction opposite to the vertical direction from the reflecting mirror 23. The reflecting mirror 24 that has received the vertical light from the reflecting mirror 20 reflects the vertical light reflected by the reflecting mirror 20 in the horizontal direction opposite to the reflected light from the reflecting mirror 21.
The reflected light from the reflecting mirror 24 enters the condenser lens unit 27, and the reflected light focused by the condenser lens enters the image sensor 25 of the optical element.
[0024]
The light detected by the image sensor 25 is converted into a digital signal by the image sensor board 26 and then transmitted to an interface board in the copying machine via a control board (not shown) for performing various image processing. In this way, the received image is polarized a plurality of times so that a clear image accurately adjusted to the focal length of the lens can be read.
[0025]
The image reading unit 2 described above slides back and forth to read an image. When the image is read, the image reading surface of the document is irradiated by the light source 6 provided in the image reading unit 2 and the reflected light is irradiated. The light is incident on the light receiving surface of an image sensor 25 (hereinafter referred to as “sensor”) through the reflecting mirrors 20 to 24 and the lens unit 27 provided in the image reading unit 2. The image reading unit 2 is provided with a substrate (hereinafter referred to as “sensor substrate”) 26 including the sensor main body and an input / output circuit for the sensor 25.
[0026]
The sensor board 26 may be provided with an analog front end (hereinafter referred to as “AFE”) that is a device for processing an analog signal output from the sensor 25. Blocks such as the above-described control circuit such as the stepping motor 5, the light source 6, the sensor 25 and the AFE, and the processing circuit for the image data output from the AFE are the main body frame 1 or a substrate (not shown) mounted outside the main body frame 1. (Hereinafter referred to as “control board”). When the AFE is not provided on the sensor substrate 26, it is provided on the control substrate.
[0027]
The image reading unit 2 is guided by guide means (guide rod 3 and guide rail 4) and is driven through a driving belt 10 connected to a stepping motor 5 to reciprocate. A light source cable 7 for supplying power to the light source 6 and a signal cable 8 for transmitting input / output data of the sensor board 26 are connected to the image reading unit 2. Since the light source cable 7 has a high voltage, a flexible electric wire is used, and the signal cable 8 is a flexible flat flexible flat cable.
[0028]
Here, installation of the light source cable 7 and the signal cable 8 connected to the image reading unit 2 in the present invention will be described.
The light source cable 7 connected to the light source 6 and the signal cable 8 connected to the sensor substrate 26 are respectively drawn out in opposite directions from both ends in the direction orthogonal to the traveling direction of the image reading unit 2.
[0029]
As shown in FIGS. 1 and 4, the light source cable 7 extends from the light source 6 to the center portion of the guide rod 3 and is fixed by the light source cable fixing means 11 such as a fastener provided in the center portion, and then the power source 12. It is connected to the. One end of the light source cable 7 is bent and connected in a U shape from the rear end side of the image reading unit 2 when viewed from the scanning direction.
The light source 6 is a discharge-type long and narrow bar-shaped light source, and is a specification for applying a high voltage (several thousand volts), and the coating of the light source cable 7 is used for high voltage and is thick.
[0030]
As shown in FIG. 4, the light source cable 7 is drawn rearward as viewed from the traveling direction of the image reading unit 2 (the direction of the arrow A). When the image reading unit 2 travels to read an image, the light source cable 7 travels the image reading unit while shifting the point of the U-shaped curved portion that curves backward as the image reading unit 2 travels. Follow and move.
[0031]
The signal cable 8 is a flexible flat cable in which an input cable and an output cable are overlapped and configured integrally. The signal cable 8 is used for signal transmission / reception between the sensor board 26 and the control board (not shown). A long flexible flat cable is used for this wiring because the distance between the substrates is large and the image reading unit travels. The flexible flat cable used for the signal cable 8 has a width of about 30 mm and a thickness of about 0.6 mm in which a transmission signal path conductor and a ground potential conductor are arranged side by side.
[0032]
This flexible cable uses a copper foil as a conductor, which is covered with a non-conductive resin such as polyminoid. Moreover, polyester is stretched on the back as a reinforcing film. Flexible cables are used as signal cables for image reading devices because they are weak and are not easily transmitted to other devices.
[0033]
As shown in FIG. 3, the signal cable 8 is drawn in the traveling direction from the sensor substrate 26 through the lower back side of the light source support 13. The drawn signal cable 8 moves following the image reading unit 2 when the image reading unit 2 travels. The signal cable 8 is pressed and fixed by the guide rail 4 at the center of the moving range of the image reading unit 2 as shown in FIG. When the image reading unit 2 travels for image reading, the signal cable 8 shifts the point of the U-shaped curved portion that starts from the signal cable fixing portion 8a at the center of the moving range of the image reading unit 2. Prior to the movement of the image reading unit 2, it moves in the running direction.
[0034]
At that time, the bulge of the cable at the U-shaped curved portion curved by the movement is pressed by the light source support portion 13 so that the bulge of the cable does not touch the platen glass 9.
[0035]
Then, as shown in FIG. 4, the signal cable 8 is drawn from the sensor substrate 26 through the lower side of the light source support portion 13 in the traveling direction. When the image reading unit 2 travels to read an image, the upward bulge caused by the U-shaped curve of the signal cable 8 can be suppressed by the light source support portion 13.
[0036]
Since the signal cable 8 is pressed and fixed by the guide rail 4 at the center of the main body frame 1 of the image reading apparatus on which the image reading unit 2 is placed, the image reading unit 2 travels for image reading. It takes only half the distance. For this reason, since the length of the signal cable 8 can be shortened, the load applied when the image reading unit 2 reciprocates can be reduced. Also, malfunctions that occur because the signal cable 8 is slack are unlikely to occur. Furthermore, since the length of the signal cable 8 is short, the influence of noise can be reduced.
[0037]
Here, the light source cable 7 is drawn rearward as viewed from the traveling direction of the image reading unit 2 (the direction of the arrow A), is bent in a U shape, and is supported by the support unit 11. Accordingly, the bending portion moves. If the hardness of the light source cable 7 is high, the radius of curvature of the curved portion increases, and the light source cable 7 rises and touches the platen glass 9 to cause cable wear. Further, the movement of the image reading unit 2 becomes worse.
[0038]
Therefore, in the present invention, as described above, the light source cable 7 and the signal cable 8 are formed in opposite directions. The light source cable 7 is drawn in a direction opposite to the scanning direction A of the image reading unit 2 and is curved in a U shape behind the light source cable 7.
[0039]
Since the curve of the light source cable 7 is behind the image reading unit 2 when viewed from the traveling direction of the image reading unit 2, the bulge of the curve is pressed against the unit 2 to suppress the bulge. For this reason, the above-described adverse effects can be prevented.
[0040]
The arrangement configuration of the light source cable 7 and the signal cable 8 of the image reading unit 2 in the present invention has been described above. Next, in order to read an accurate image, the movement of the image reading unit 2 needs to be accurate.
[0041]
That is, as described above, the light source cable 7 is drawn rearward when viewed from the traveling direction of the image reading unit 2 (the direction of the arrow A), is bent in a U shape, and is fixed to the fixing unit 1. The configuration is such that the curved portion moves as the scanning moves. If the hardness of the light source cable 7 is high, the radius of curvature of the U-turn portion becomes large, the light source cable 7 is lifted and touches the platen glass 9, and the movement of the image reading unit 2 becomes worse.
[0042]
When the light source cable 7 is only on one end side or the other end side in the running direction of the image reading unit 2, the load of the image reading unit 2 is different on one end and the other end side. There is a risk of unevenness in the image due to the change in speed occurring at each end.
[0043]
Although there is an example in which the light source cable 7 is divided into a plurality of parts and arranged separately on the left and right with respect to the center of the image reading unit, the cables are pulled out from the image reading unit 2 in the same direction and have different thicknesses or different strengths. Is used, the curvature of the left and right cable U-turn portions is different and the resistance changes, so that the running speed of the image reading unit 2 changes.
[0044]
Therefore, in the present invention, as described above, the adverse effect that the traveling speed changes is eliminated by forming the light source cable 7 and the signal cable 8 in opposite directions. The light source cable 7 is pulled out in a direction opposite to the traveling direction of the image reading unit 2 and is curved in a U shape behind the light source cable 7.
[0045]
The signal cable 8 is led out in the running direction through the lower side of the light source 6 of the image reading unit 2, and the signal cable 8 is bent in a U shape in the running direction from the fixed portion 8 a at the center of the moving range of the image reading unit 2. ing.
[0046]
In this way, the bending positions and directions of both cables are opposite, and the traveling load on the image reading unit 2 is distributed. Each cable is installed at both ends of the image reading unit 2 so as not to be disturbed by radio waves such as noise emitted from each other.
[0047]
The signal cable 8 obliquely crosses the frame 1 from the fixed portion 8a at the center of the moving range of the image reading unit 2 and is pulled out from the frame 1 at right angles to the light source cable 7 to a control board (not shown). Wired. In this way, the configuration orthogonal to the light source cable 7 is not affected by noise emitted from the light source cable 7.
[0048]
Further, the signal cable 8 and the light source cable 7 are fixed at the center of the moving range of the image reading unit 2. Since the fixed portion is connected to the connection portion of the image reading unit 2, the length of the cable may be approximately half the distance traveled by the image reading unit 2. According to the cable configuration of the present invention, since the cable length that moves following the unit is short, the load applied to the traveling of the unit is reduced.
[0049]
Further, since the cable length is short, the signal cable 8 and the light source cable 7 are distorted even when the U-shape in which the signal cable 8 and the light source cable 7 are bent is moved as the image reading unit 2 travels. There is nothing. Moreover, the bulge of the curved U-shaped upper part can also be reduced.
[0050]
As described above in detail, the present invention includes a light source cable disposed on one end side in the traveling direction of the image reading unit and the image sensor disposed on the other end side, and a light source cable connected to the light source and the light source cable. Since the signal cables connected to the image sensor are drawn from the two different ends, the balance of the left and right running loads in the running direction of the image reading unit can be ensured evenly. Further, the light source cable and the signal cable are configured so as to be drawn in opposite directions along both ends of the unit in the traveling direction, respectively, so that the load balance before and after the traveling direction at the moving position of the image reading unit can be reduced. Thus, an image reading unit and an image reading apparatus that realize high-speed and high-speed image reading can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a main part of an image reading apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a main part of the image reading apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing a state where an image reading unit is moved.
FIG. 4 is a perspective view of the image reading unit 2 in the home position according to the present invention as viewed from the traveling direction.
FIG. 5 is a perspective view of a housing installed on the upper part of a main body frame 1 provided with a platen glass on which an original is placed.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an image reading unit 2 that reads an image.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main body frame 2 Image reading unit 3 Guide means (guide rod)
4 Guide means (guide rail)
5 Motor 6 Light source 7 Light source cable 8 Signal cable 9 Platen

Claims

In an image reading unit in which a light source that irradiates light on an original and an image sensor that converts reflected light from the original into an electrical signal are mounted on a support frame and driven along the original.
An image reading unit, wherein a light source cable connected to the light source and a signal cable connected to the image sensor are drawn in opposite directions along the traveling direction.

In an image reading unit in which a light source that irradiates light on an original and an image sensor that converts reflected light from the original into an electrical signal are mounted on a support frame and driven along the original.
The light source is arranged on one end side in the running direction of the support frame and the image sensor is arranged on the other end side, and a light source cable connected to the light source is drawn out in the image sensor direction, An image reading unit, wherein a connected signal cable is pulled out in the direction of the light source.

3. The image reading unit according to claim 1, wherein the light source cable is pulled out from one end side in a direction orthogonal to the traveling direction of the support frame, and the signal cable is pulled out from the other end side.

The light source is a rod-shaped light source that is long in a direction perpendicular to the traveling direction of the support frame,
The image reading unit according to claim 3, wherein the signal cable is led out in the traveling direction through a back side of the rod-shaped light source.

An image reading unit equipped with a light source for irradiating light on the document and an image sensor for converting reflected light from the document into an electrical signal, and supports both ends of the image reading unit so that the image reading unit can be moved along the document. In the image reading apparatus having a pair of guide means,
A light source is arranged on one end side in the running direction of the image reading unit and the image sensor is arranged on the other end side, and a light source cable connected to the light source is pulled out in the image sensor direction and folded in a U shape. An image reading apparatus, wherein a signal cable connected to the image sensor is pulled out in the direction of the light source and folded back in a U-shape.

6. The image reading apparatus according to claim 5, wherein the light source cable is drawn out from one end side in a direction orthogonal to the traveling direction of the image reading unit, and the signal cable is drawn out from the other end side.

7. The image reading apparatus according to claim 6, wherein the light source cable is laid along one side of the pair of guide means, and the signal cable is laid along the other side of the pair of guide means. .

The light source is a rod-shaped light source that is long in a direction perpendicular to the traveling direction of the support frame,
The image reading apparatus according to claim 6, wherein the signal cable is led out in the traveling direction through a back side of the rod-shaped light source.

The image reading apparatus according to claim 7, wherein the light source cable and the signal cable drawn from the image reading unit are fixed at a central portion of a moving range of the image reading unit.