JP4294655B2 - 画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、コンピュータネットワークなどの画像データを読取る画像読取装置に係わり、給紙トレイから排紙トレイに原稿シートを搬送する過程で原稿画像の両面を読取る装置に関する。

一般に、この種の画像読取装置は給紙トレイから原稿シートを排紙トレイに搬送する過程で原稿画像を読取る装置として広く使用されている。そしてこの原稿シートの搬送過程で表面の画像を読取り、次いで裏面の画像を読取る両面画像読取装置が知られている。この場合の画像読取手段としては光電変換素子が用いられ、縮小光学系のラインセンサと等倍光学系の密着型ラインセンサとが知られている。

例えば特許文献１には、上部ユニットに上下併設した給紙トレイから下部ユニットの第１プラテンに原稿シートを給送し、第１プラテンで画像読取り後の原稿シートを排紙トレイに導く経路中に第２プラテンを配置する装置構成が提案されている。そして第１プラテンには縮小光学系のセンサを配置し、第２プラテンには等倍光学系のセンサを配置している。また下部ユニットには上記第１プラテンとは異なる原稿載置プラテンを設けてブック原稿或いは大版原稿を載置説とするようになっている。通常このような下部ユニットと上部ユニットとはヒンジユニットで開閉自在に構成し、上部ユニットを開放して載置プラテンに原稿を載置セットするようにしている。
特開２００１−４２５７８号公報（図１）

上述のように給紙トレイから排紙トレイに原稿シートを搬送する経路中に第１及び第２の画像読取センサを配置する際に、特に等倍光学系の密着センサを取り付ける場合、従来はこの密着センサをシート搬送ガイドにネジなどの固定手段で取り付けている。この密着センサは縮小光学系のセンサに比較し焦点深度が小さく位置ズレによって読取った画像がぼやける画像ボケが問題となる。ところが従来は原稿を搬送するガイド板などにネジなどで固定しているため装置を開閉する際に位置ズレを生ずる問題があった。また、センサの画像読取面（プラテン）にゴミなどが付着してその除去が困難な場合にはセンサユニットを装置から取り外して洗浄する場合があり、従来はこのようなセンサユニットの着脱時に読取面を損傷する恐れがあり、センサユニットの着脱には熟練と細心の注意が必要であった。

本発明は原稿シートの搬送経路中にセンサユニットを配設する際に、その取付け、取外しが容易であり、またセンサユニットを取り付けた上部ユニットを下部ユニットに対して開閉する際に上部ユニット側のセンサユニットに位置ズレが生ずることの少ない画像読取装置の提供をその課題としている。

本発明は、上記課題を解決するために以下の構成を採用する。原稿を載置する給紙トレイと、前記給紙トレイからの原稿の一面を読み取る第１画像読取手段と、前記第１画像読取手段で読み取った原稿の反対面を読み取る第２画像読取手段と、原稿を収容する排紙トレイとを有する。前記第１画像読取手段を備えた下部ユニットと、前記第２画像読取手段を備えた上部ユニットと、前記上部ユニットと下部ユニットを開閉自在に連結するヒンジ装置とから構成し、前記上部ユニットには互いに対向配置された一対の側板フレームと、この一対の側板フレームを連結するステー部材を設け、前記第２画像読取手段はステー部材に取り付けられると共に、このステー部材は前記ヒンジ装置に一体的に固定連結する。

前記第２画像読取手段は、前記ステー部材の取付部に装置のフロント側から挿脱自在に取り付けられ、この嵌合は一方の突部に他方の凹部を嵌合するためセンサユニットの着脱が容易である。また前記ステー部材は前記第２画像読取手段の原稿読取位置に原稿を案内するためのガイド部材と一体で形成される。

更に、前記給紙トレイと排紙トレイとは前記下部ユニットの上方に上下に配置し、前記給紙トレイと前記排紙トレイとの間には給紙トレイから前記プラテンに至る略Ｕ字状搬送経路を設け、前記第２画像読取手段を露出させるために前記給紙経路を構成する一対のシートガイドを開閉自在に構成する。

前記ステー部材は断面略コ字状に形成し、前記第２画像読取手段と前記ステー部材は、その一方に突起を形成し、他方に凹部を形成する。一方に前記突起と他方の凹部とを嵌合することによって前記第２画像読取手段を着脱自在に支持する。

本発明は第１プラテンを備えた下部ユニットと第２プラテンを備えた上部ユニットとを備え、この上部ユニットに搬送直交方向で断面略コの字状のホルダ部材を設け、このホルダ部材に形成したセンサ取付部に第２画像読取手段（センサユニット）をその一方に形成した突起と他方に形成した凹部とを嵌合装着するようにしたものであるから、センサユニットの着脱時にその読取面を損傷する恐れが少なく、センサユニットの組込み及び取外しが容易である。また、上記ホルダ部材にヒンジ手段を固定して上部ユニットを下部ユニットに開閉自在に連結することによって開閉の都度装置フレームに歪みが生じてもホルダ部材に装着されたセンサユニットに位置ズレが生ずることがなく正確で安定した画像読取りが可能である。

更に本発明は下部ユニットの上方に給紙トレイと排紙トレイを併設して、給紙トレイから第１プラテンを経て排紙トレイに至る略Ｕ字状搬送経路を設け、この搬送経路の第１プラテンから排紙トレイに至る経路中に上記ヒンジ手段を固定したホルダ部材を配置することによって原稿シートを載置したトレイと給紙トレイから原稿を繰出す駆動モータなどの駆動機構の重量がホルダ部材を中心に互いにバランスしてヒンジ開閉されることとなり装置をより小型、コンパクトに構成することが可能となる。

以下図示の好適な実施の形態に基づいて本発明を詳述する。図１は本発明に係わる原稿給送装置の全体説明図であり、図２はセンサユニットを取付けるホルダ部材の断面説明図、図３はその平面構成の説明図である。

図１に示すように本発明は第１プラテン３３を備えた下部ユニットＢと、この下部ユニット上に据付けられた上部ユニットＡとから構成される。下部ユニットＢには第１プラテン３３と隣接して原稿載置プラテン３０と、上記両プラテン３０、３３に沿って往復動するキャリッジ３１が備えられている。このキャリッジ３１は原稿載置プラテン３０にセットされた原稿シートを走査するように原稿載置プラテン３０に沿って移動自在にガイドレールに支持され、駆動モータ（図示せず）に連結された伝動ベルトなどの牽引部材に固定されている。

また上記キャリッジ３１にはＣＣＤなどの光電変換手段３２（第１画像読取手段）が搭載され、この光電変換手段３２に原稿画像を結像する集光レンズとミラーなどの光学系と光源ランプがそれぞれ搭載されている。従ってキャリッジ３１の光源から第１プラテン３３、及び原稿載置プラテン３０上の原稿に照射した光の反射光をミラーで偏向し、集光レンズで光電変換手段上に結像し、電気的な信号として画像データを読取ることとなる。この集光レンズは通常縮小倍率結像レンズで構成される。尚、上記光電変換手段３２と集光レンズとは上述のようにキャリッジ３１に搭載することなくケーシング３５の底壁に取付けても良く、また光源を搭載したキャリッジとは別の第２キャリッジに搭載することも可能である。

上記下部ユニットＢの原稿載置プラテン３３及び第１プラテン３０の上部には給紙トレイ１と排紙トレイ３４を備えた上部ユニットＡが据付けられている。この上部ユニットＡには給紙トレイ１からの原稿シートを上記第１プラテン３３を介して排紙トレイ３４に導く略Ｕ字状の搬送経路Ｐが次のように形成されている。この搬送経路Ｐは給紙トレイ１から第１プラテン３３に原稿シートを案内する給紙経路Ｐ１と、第１プラテン３３から排紙トレイ３４に原稿シートを案内する直線状搬送経路Ｐ２と、排紙トレイ３４上に先端を搬出した原稿シートをスイッチバックさせて搬送方向を反転させた後、再び給紙経路Ｐ１に案内する循環経路Ｐ４とから構成されている。そして上記搬送経路Ｐ２は略々直線形状に形成され、原稿シートの裏面を読取る第２プラテン５１を備えた第２画像読取手段（以下「密着センサユニット」という）５０が配置される。

上記給紙トレイ１にはピックアップローラ２がトレイ上方の待機位置とトレイ上の最上シートと係合する作動位置との間で上下動自在に揺動アーム２１に支持して配置されている。図示２２はゲートストッパであり、作動ソレノイド（図示せず）でトレイ上のシート先端を突当規制する規制位置（図１の状態）とトレイから退避した退避位置との間で移動自在に配置されている。そして上記揺動アーム２１は給紙部駆動モータＭ１に連結された回転軸５にバネクラッチを介して軸支持され、回転軸５の給紙方向回転でバネクラッチが緩み揺動アーム２１は自重で待機位置から作動位置に移動し、反給紙方向回転でバネクラッチが緊縮して揺動アーム２１を図１反時計方向に揺動回転し、規制ストッパ（図示せず）で図１に示す待機位置に保持する。これと共に回転軸５の給紙方向回転は伝動ベルトなどでピックアップローラ２に伝達するように構成されている。

上記回転軸５にはワンウェイクラッチを介して給紙ローラ手段３ａが軸支持されている。この給紙ローラ手段３ａには分離ローラ３ｂなどの分離手段が圧接され給紙トレイ１から上記ピックアップローラ２で繰出された原稿シートを１枚ずつ分離し給紙ローラ手段３ａで下流側に搬出する。給紙ローラ手段３ａの下流側には給紙経路Ｐ１を形成する給紙ガイド２５が上部ペーパガイドＰｇ１と下部ペーパガイドＰｇ２とで形成されている。この給紙経路Ｐ１にはレジストローラ手段４が駆動ローラ４ａと従動ローラ４ｂとで構成され、その上流側にはレジストセンサＳr１が配置されている。また上記第１プラテン３３の近傍の上流側にはリードローラ３６が配置されている。従って給紙ローラ手段３ａからの原稿シートはレジストローラ手段４で先端揃えされ、下流側のリードローラ３６に送られる。そこで上記レジストローラ手段４は給紙ローラ手段３ａと背反的に回転駆動されるように前記給紙部駆動モータＭ１に連結され、このモータの正方向回転で前記回転軸５が回転駆動され、逆方向回転でレジストローラ手段４が回転駆動されるようになっている。

上記リードローラ３６は、その上流側近傍に配置されたシートセンサＳｒ２からの信号で原稿シートを所定の速度で第１プラテン３３に給送する。このリードローラ３６の速度は原稿種別（カラーかモノクロか）、変倍率などで下部ユニットＢの制御部から指定される。また、上記第１プラテン３３の読取位置にはバックアップローラ３７、下流側には第１搬出ローラ３８が配置され、上記リードローラ３６と同一周速度で原稿シートを搬送する。これらのリードローラ３６、バックアップローラ３７、第１搬出ローラ３８は後述する排紙ローラ４０と共に搬送部駆動モータＭ２に連結されている。そして上記第１プラテン３３から排紙トレイ３４に至る直線状搬送経路Ｐ２に第２プラテン５１が配置される。この直線状搬送経路Ｐ２には第１搬出ローラ３８と第２搬出ローラ３９が所定間隔でそれぞれ対向する一対の圧接ローラ対で構成されている。また直線状搬送経路Ｐ２は上部ペーパガイドＰｇ３と下部ペーパガイドＰｇ４とで構成されている。

上記直線状搬送経路Ｐ２の下流側には排紙経路Ｐ３が設けられ、排紙口の上流側近傍には経路切換フラッパ４１が作動ソレノイド（図示せず）で原稿シートを排紙経路Ｐ３から排紙トレイ３４に案内するか前記循環経路Ｐ４に案内するか設定する。また前記循環経路Ｐ４にはフィードローラ４２と経路を構成する上部ペーパガイドＰｇ５と下部ペーパガイドＰｇ６とが設けられている。上記フィードローラ４２は前記搬送部駆動モータＭ２に連結されている。従って第１プラテン３３からの原稿シートは直線状搬送経路Ｐ２で第２プラテン５１に案内され、次いで排紙経路Ｐ３から排紙トレイ３４に搬出され収容される。またこの原稿シートは排紙ローラ４０にニップされた状態で上記搬送部駆動モータＭ２を逆転することによって循環経路Ｐ４に経路切換フラッパ４１で案内され、フィードローラ４２で給紙経路Ｐ１のレジストローラ手段４に導かれる。

尚、図示の装置において循環経路Ｐ４を設けたのは第２プラテン５１で原稿を読取ることなく給紙経路Ｐ１に案内し、再び第１プラテン３３で原稿シートの裏面を読取るためであり、例えばカラー画像の読取り、或いは高精細の画像読取りの場合に比較的読取り精度の悪い密着センサユニット（第２画像読取手段）５０による画像読取りを避けることが可能である。上部ユニットには載置プラテン３０の原稿カバー４３が取り付けられる。

そこで本発明は上述の第２画像読取手段（密着センサユニット）５０を以下のように構成したことを特徴としている。前記密着センサユニット（以下センサユニットと云う）５０は例えば図２にその断面を示すように樹脂の筐体５２内にＬＥＤアレイ５３とセルホックスレンズアレイ５５とセンサアレイ５４を内蔵し第２プラテン５１で覆ったユニットとして構成される。そして通常セルホックスレンズアレイ５５は等倍率結像レンズで形成され、その焦点深度は前記縮小倍率結像レンズに比較して小さい。この為、上記第２プラテン５１に原稿シートを密着させるバックアップローラ４４が対向配置されるがその構造は後述する。

上述のセンサユニット５０は、ホルダ部材５６に収容されるように装置フレームに装着される。このホルダ部材５６は前記直線状搬送経路Ｐ２に原稿シートの搬送方向と直交する断面コ字状チャンネル鋼材で構成され、その内部にセンサユニット５０を嵌合収容する。このためホルダ部材５６の対向側壁にはガイドレールを構成する凹部５６ａ、５６ｂが形成され、前記センサユニット５０にはこの一対の凹部５６ａ、５６ｂに適合する突部５２ａ、５２ｂが形成されている。

このセンサユニット５０側の突部５２ａ、５２ｂは上記ホルダ部材５６側の凹部５６ａ、５６ｂにホルダ部材の一端（図２前面）から他端（同背面）に挿入することによって互いに嵌合され、直線状搬送経路Ｐ２を構成する下部ペーパガイドＰｇ４との高さ位置ｈが設定される。また上記センサユニット５０のセンサアレイ５４からの出力ケーブル線５４ａは着脱自在のソケット５４ｂを有するコネクタで結線され、ホルダ部材５６の開口５６ｃから外部に引き出されている。

そこで上記直線状搬送経路Ｐ２には上記センサユニット５０のプラテンガラス（第２プラテン）５１から所定の間隙を形成して下部ペーパガイドＰｇ４が設けられ、このペーパガイドＰｇ４にはプラテンガラス（第２プラテン）５１の読取部に対向するバックアップローラ４４が固定され、このバックアップローラ４４は原稿シートに従動する遊動コロで形成されている。また直線状搬送経路Ｐ２の上部ペーパガイドＰｇ３は、センサユニット５０のプラテンガラス（第２プラテン）５１とホルダ部材５６に折曲げ形成したガイド部（ガイド部材）５６ｄ、５６ｅとで構成している。

このガイド部５６ｄおよび５６ｅはチャンネル鋼材を折曲げ形成する他、チャンネル部材とは別の部材を接着して一体成形しても良い。このようにプラテンガラス（第２プラテン）５１に原稿シートを案内するガイド部（ガイド部材）５６ｄ、５６ｅをホルダ部材５６に一体形成したため、センサユニット５０のプラテンガラス（第２プラテン）５１位置とガイド部（ガイド部材）５６ｄ、５６ｅとの位置関係を一定に保持することが可能となり、両者間に段差が生ずることがない。

上記ホルダ部材５６は図３に示すように側板フレーム１１ａ、１１ｂ間に取付けられる。図示の装置は合成樹脂の外装ケース１０に各構成部品を取付けるモノコック構造に構成されている。外装ケース１０には機械的強度を確保するため図１前後に対向する側板フレーム１１ａ、１１ｂが取付けられ、この側板フレーム１１ａ、１１ｂに後述する給紙部駆動モータＭ１及びその伝動機構が取付けられている。そこで前記ホルダ部材５６はこの互いに対向する側板フレーム１１ａ、１１ｂにステー部材（両側板を連結する補強部材）として構成されている。

前後側板フレーム１１ａ、１１ｂにホルダ部材５６が例えば固定ネジ１１ｃとボス１１ｄで固定され、側板フレーム１１ａ、１１ｂに外装ケース１０がネジなどで固定されている。このように構成されたホルダ部材５６に前記センサユニット５０が装置フロント側（図３左側）から挿入支持されるようになっている。また、このホルダ部材５６のリア側（図３右側）にはヒンジユニット１２ａの一側が取付けられ、このヒンジユニット１２ａの他側は下部ユニットＢに取付けられる。ヒンジユニット１２ａは図３に示すように互いにヒンジ軸１３ａで連結された第１取付部材１３ｂと第２取付部材１３ｃと両取付部材間に設けた加圧スプリング１３ｄで構成され、第１取付部材１３ｂは下部ユニットＢの上面壁に取付けられる。そして第２取付部材１３ｃは前記ホルダ部材５６に固定ネジ１３ｅで取付けられている。

従ってホルダ部材５６は前記側板フレーム１１ａ、１１ｂ及び外装ケース１０を担持した状態でヒンジユニット１２ａによって下部ユニットＢに開閉自在に取付けられることとなる。尚、上記側板フレームのリア側１１ｂには図５に示すように補助ヒンジユニット１２ｂが取付けられている。この補助ヒンジユニット１２ｂは前記ヒンジユニット１２ａのように加圧スプリングを備えない比較的間欠な構造で上部ユニットＡ、下部ユニットＢをヒンジ軸で回動自在に連結する。このように前記ヒンジユニット１２ａが装置重量の多くを支持し、補助ヒンジユニット１２ｂは単に両ユニットを回動連結するようになっている。

また、上記装置リア側の側板フレーム１１ｂには前記ピックアップローラ２、給紙ローラ手段３ａ及びレジストローラ手段４を回転駆動する駆動モータＭ１及びその伝動機構が取付けられ、その部位を図３に駆動系ボックス１４として示す。

次に図４に基づいて前記センサユニット５０の着脱について説明する。図示の装置は図５に示すように外装ケース１０をフロントカバー１０ａとリアカバー１０ｂと給紙部カバー１０ｃとでそれぞれ分離して構成してあり、フロントカバー１０ａは同図矢印方向に離脱し、給紙部カバー１０ｃは図示矢印方向に回動するようになっている。そこでフロントカバー１０ａを取外し、給紙部カバー１０ｃを開放すると図４の状態となる。図４において前記給紙経路Ｐ１を構成する上部ペーパガイドＰｇ１はフロントカバー１０ａと一体に構成され、給紙経路Ｐ１を開放する。また前記循環経路Ｐ４を構成する下部ペーパガイドＰｇ６はレジストローラ手段４の回転軸を中心に図示状態に開放するようになっている。同様に上部ペーパガイドＰｇ５も図示軸１６を中心に図示状態に回動自在になっている。

このように図４の状態に各ガイド部材を開放し、前記ソケット５４ｂを取外し、必要に応じて設けられているセンサユニット５０の固定ネジを外す。するとセンサユニット５０は図４前面側の装置フロント側に引き出すことができる。このように前記ホルダ部材５６にレール状に形成した凹部５６ａ、５６ｂに沿ってセンサユニット５０を引き出すことによって装置から取外すことか出来、この取外し時にプラテンガラス（第２プラテン）５１等を損傷して裂傷痕が残る恐れがない。また装置に装着する際にも上記レール状の凹部５６ａ、５６ｂに沿ってユニットを挿入することによって外傷の恐れがなく、バックアップローラ４４との位置関係も補償される。

本発明に係わる画像読取装置の全体説明図。 図１の装置に於けるセンサユニットを取付けるホルダ部材の断面説明図。 図２のホルダ部材の平面構成を示す説明図。 図１の装置におけるセンサユニットの着脱状態を示す説明図。 図１の装置の外観形状を示す説明図。

符号の説明

１ 給紙トレイ
１０ 外装ケース
１１ａ 側板フレーム（フロント側）
１１ｂ 側板フレーム（リア側）
１２ａ 主ヒンジ手段（ヒンジ手段）
１２ｂ 補助ヒンジ手段
３０ 原稿載置プラテン
３２ 光電変換手段（第１画像読取手段）
３３ 第１プラテン
３４ 排紙トレイ
３８ 第１搬出ローラ
３９ 第２搬出ローラ
５０ 密着センサユニット（第２画像読取手段）
５１ プラテンガラス（第２プラテン）
５４ｂ ソケット
５６ ホルダ部材
５６ｄ ガイド部材（搬入側）
５６ｅ ガイド部材（搬出側）
Ａ 上部ユニット
Ｂ 下部ユニット
Ｐ 搬送経路
Ｐ１ 給紙経路
Ｐ２ 直線状搬送経路
Ｐ３ 排紙経路
Ｐ４ 循環経路
Ｐｇ１ 上部ペーパガイド（給紙経路）
Ｐｇ２ 下部ペーパガイド（給紙経路）
Ｐｇ３ 上部ペーパガイド（直線状搬送経路）
Ｐｇ４ 下部ペーパガイド（直線状搬送経路）
Ｐｇ５ 上部ペーパガイド（循環経路）
Ｐｇ６ 下部ペーパガイド（循環経路）
Ｍ１ 給紙部駆動モータ
Ｍ２ 搬送部駆動モータ

Claims (5)

1. 原稿を載置する給紙トレイと、
   前記給紙トレイからの原稿の一面を読み取る第１画像読取手段と、
   前記第１画像読取手段で読み取った原稿の反対面を読み取る第２画像読取手段と、
   原稿を収容する排紙トレイと、
   前記第１画像読取手段を備えた下部ユニットと、
   前記第２画像読取手段を備えた上部ユニットと、
   前記上部ユニットと下部ユニットを開閉自在に連結するヒンジ装置と、
   から構成され、
   前記上部ユニットには互いに対向配置された一対の側板フレームと、この一対の側板フレームを連結するステー部材が設けられ、
   前記第２画像読取手段はステー部材に取り付けられると共に、このステー部材は前記ヒンジ装置に一体的に固定連結されていることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記第２画像読取手段は、前記ステー部材の取付部に装置のフロント側から挿脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記ステー部材は前記第２画像読取手段の原稿読取位置に原稿を案内するためのガイド部材と一体で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
4. 前記上部ユニットは、前記給紙トレイからプラテンに至る給紙経路と前記プラテンから前記排紙トレイに至る搬送経路からなる略Ｕ字状の経路を有し、前記第２画像読取手段を露出させるために前記給紙経路を構成する一対のシートガイドを開閉自在に構成したことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
5. 前記ステー部材は断面略コ字状に形成され、
   前記第２画像読取手段と前記ステー部材は、その一方に突起が形成され、他方に凹部が形成され、一方に前記突起と他方の凹部とを嵌合することによって前記第２画像読取手段を着脱自在に支持することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。

Images