JP4478393B2 - 画像読み取り装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、スキャナなどの画像読み取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真式画像形成装置に装備されて原稿台上の原稿画像を読み取る画像読み取り装置において、原稿反射光を所定方向に導くために配置されたミラーを保持するために使用されるミラー保持装置を、ねじ止めで固定することは従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】
特開平８−２９６６２号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術である特許文献１記載の「ミラー固定装置」に開示されるような実施例では、ミラーを交換する必要が発生した場合に、交換作業に手間がかかり作業効率が悪くなる不具合が生じていた。
そこで本発明の目的は、上記の問題点を解決するために、ミラー保持装置の脱着を容易にし、かつ確実にミラーを固定する画像読み取り装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、照明された原稿の反射光をレンズに導くためのミラーと、前記ミラーを支持するキャリッジと、前記ミラーの短手方向に設けられ、その先端側のみで前記ミラーをキャリッジに付勢して保持するとともに後端側に穴部を有し、該後端側が前記キャリッジに固定される付勢部材と、を備え、前記キャリッジは、前記付勢部材により付勢された前記ミラーが当接する当接部と、該当接部と同じ側面且つ前記ミラーの短手方向に設けられ、前記付勢部材の前記穴部と嵌合して前記付勢部材を前記キャリッジに固定する凸部と、前記当接部と前記凸部との間であって該凸部の突出方向と同じ側に設けられた突起部材と、前記当接部と同じ側面且つ前記ミラーの短手方向における前記突起部材の両側に位置するように前記キャリッジに打ち抜き形成された第１の穴と第２の穴と、を有し、前記付勢部材が、前記キャリッジの前記凸部の形成された側の面と前記突起部材との間に第１の穴と第２の穴を介して差込挿着されることを特徴とする。
請求項２記載の発明では、前記付勢部材が第１の穴と第２の穴を貫通した後に、前記凸部と前記穴部が嵌合して固定されることを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明では、請求項１または２記載の画像読み取り装置を有する画像形成装置を特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明による画像読み取り装置のスキャナ装置の実施の形態を示す縦断側面図である。本実施の形態は、フラットベッドタイプ（原稿固定型）のスキャナ装置への適用例を示している。
まず、スキャナ装置の全体構成を概略的に説明する。図１ないし図８は、スキャナ装置の１実施の形態を概略的に示す縦断側面図である。スキャナ装置１は、上面に原稿載置用のコンタクトガラス２を備える筐体形状のスキャナハウジング３を有している。
スキャナハウジング３内には、光源用ランプとしてのキセノンランプ（以下、Ｘｅランプ、という）４および４５°傾斜の第１ミラー５を搭載する第１キャリッジ６、４５°傾斜で互いの反射面のなす角度が直交して読取り光軸を１８０°反転させる第２、第３ミラー７、８を搭載する第２キャリッジ９が設けられている。
第１、第２キャリッジ６、９は、主走査方向（図１において紙面に対する垂直方向）を長手方向として配設され、副走査方向（図１において左右方向）に沿って２：１の速度比で往復動自在に設けられている。原稿画像の読み取りを待機している場合の第１、第２キャリッジ６、９は、図１中左端部位置のホームポジションに位置付けられている。Ｘｅランプ４、第１ミラー５、第２ミラー７、第３ミラー８は原稿面に沿ってスキャンさせる光学系である。
Ｘｅランプ４は、コンタクトガラス２に対向する位置にスリット（アパーチャ）が形成されるように、光反射面を軸心方向に向けてコンタクトガラス２から離反する側を覆うリフレクタ１８が設けられている。これによって、Ｘｅランプ４が発光する光を有効に利用して、コンタクトガラス２に向けて照射する光の利用効率の向上を図ることができる。
また、スキャナハウジング３内には、第１、第２キャリッジ６、９を副走査方向に沿って往復動させるためのステッピングモータによる駆動モータ１０、読み取り素子としてのライン状のＣＣＤ１１を搭載するセンサボードユニット１２、レンズブロック１３を搭載するレンズブロックステー１４等が設けられている。加えて、スキャナハウジング３の底板３ａには、コンタクトガラス２上に載置された原稿のサイズを検出する幅センサ１５および長さセンサ１６等が設けられている。
【０００６】
次に、スキャナ装置１が備える各部について説明する。図２は図１のスキャナ装置１の内部構造を示す水平断面図である。図３は図２の内部構造を示す縦断側面図である。
図４はスキャナハウジング３内に設けられた各部を示す斜視図である。図５はその一部を示す斜視図である。図６はベルトの係止・固定による力の作用方向を概略的に示す説明図である。図７は第１キャリッジ６の移動動作についての動滑車の原理を略図的に示す説明図である。図８は第２キャリッジ９の移動動作についての動滑車の原理を略図的に示す説明図である。
スキャナハウジング３の副走査方向に沿って立ち上げられた左右一対の側壁３ｂ（図２参照）にはレール部材１７が各々取り付けられている。これらのレール部材１７は断面形状がコの字形状を有しており、これによって、図３に示すように上下方向で対向するレール１７ａ、１７ｂが２段レール構造として形成されている。
以降、上側で対をなすレールを第１キャリッジ６用の第１レール１７ａ、下側で対をなすレールを第２キャリッジ９用の第２レール１７ｂと称して説明する。このように第１、第２キャリッジ６、９の走行摺動面をレール１７ａ、１７ｂとして分けることにより、第１、第２キャリッジ６、９の位置（ホームポジション状態で）を近づけることができ、スキャナ装置１全体の大きさを必要最小限に小さくするのに役立つ。
【０００７】
図２に示すように、スキャナハウジング３の主走査方向に沿って立ち上げられたホームポジション側の壁３ｃには、ホームポジションに位置付けられた第２キャリッジ９の上下方向への移動を規制するためのストッパ１７ｃが壁３ｃの一部の切り起し片により一体に形成されている。
これらのストッパ１７ｃは第２キャリッジ９のミラーステー９ａ（後述）に形成されたＬ字状腕部９ｃ（図５参照）に対応する位置に形成されている。第１キャリッジ６の下面四隅にはスライダ（図示せず）が設けられており、これらの４つのスライダを第１レール１７ａの上面に当接させることで副走査方向に沿って往復動自在とされている。
第１キャリッジ６の下面両端部には、スキャナハウジング３内のほぼ全長にわたって副走査方向に沿って延出するエンドレスタイプのタイミングベルト２１が各々配設されている。タイミングベルト２１の一部は、後述する平ベルト３０の一部とともに、ベルトクランプ６ａ（図３、図５ないし図８参照）によって、第１キャリッジ６の端部側下面に係止されている。
このさい、ベルトクランプ６ａの形状は、タイミングベルト２１と平ベルト３０との第１キャリッジ６に対する係止個所の高さが同一高さ（水平状態）となるように定められている（図５参照）。
１つのベルトクランプ６ａにつきタイミングベルト２１と平ベルト３０とを同時に同一平面内で係止させたとき、第１キャリッジ６はレール１７ａに押さえ付けられるように、第１タイミングベルト２１と平ベルト３０とを少し持ち上げて第１キャリッジ６に締結されている（略図的に示す図６参照）。
このようにすることで、第１キャリッジ６の４隅下側に取り付けられたスライダがレール１７ａ上に確実に接触して走査でき、読み取り画像のジター防止に効果がある。また、第１キャリッジ６は、平ベルト３０を介して第２キャリッジ９を走査方向に引っ張っているが、タイミングベルト２１と平ベルト３０とを同一平面で固定しているため、第１キャリッジには回転モーメントが発生しない。
【０００８】
各タイミングベルト２１の一端側は、主走査方向に沿って延出する駆動軸２２の両端部に各々固定された駆動タイミングプーリ２３に架け渡されている。各タイミングベルト２１の他端側は、スキャナハウジング３に取り付けられた従動タイミングプーリ２４に架け渡されている。
従動タイミングプーリ２４は、これとスキャナハウジング３との間に架け渡された図示しない引っ張りスプリングによって駆動タイミングプーリ２３から離反する方向へ付勢されている。これにより、各タイミングベルト２１に対して、副走査方向にテンションが加えられる。
駆動軸２２の一端には、駆動伝達タイミングプーリ２５ａが取り付けられている。上述の駆動モータ１０は、駆動伝達タイミングプーリ２５ａの側方に配設されている。図３に示すように、駆動モータ１０の駆動軸１０ａ上にはハスバギヤ１０ｂが固定され、減速ギヤ２５ｂと噛み合い回転する。
減速ギヤ２５ｂには同軸上に位置させて伝達用タイミングブーリ２５ｃが設けられ、この伝達用タイミングプーリ２５ｃと駆動伝達タイミングプーリ２５ａとの間にはエンドレスタイプの駆動タイミングベルト２６が架け渡されている。これにより駆動モータ１０の駆動力が駆動軸２２を介して駆動タイミングプーリ２３に伝達される。
なお、駆動モータ１０の後ろ側には回転の安定化を図って鉄製の円盤が駆動軸１０ａに固定されている。ハスバギヤｌ０ｂ側には騒動モータ１０とモータブラケットの間に防振用のゴムダンパが配されている。モータブラケットは前述した駆動タイミングベルト２６の張力を調整するためにスライド可能になっており、スプリングにより所定のテンションが掛けられた後、ネジ止めされる。
【０００９】
第２キャリッジ９は、第２、第３ミラー７、８の両端を支持する１対のミラーステー９ａと、ミラーステー９ａの両外側から第１キャリッジ６側へ向けて延出するアーム９ｂとを有している。このアーム９ｂの延出長さは、第２キャリッジ９の副走査方向への移動量相当の長さとされている。
したがって、本実施の形態の第２キャリッジ９は平面的に見て略コ字状とされている。このような第２キャリッジ９において、ミラーステー９ａの外側には、ミラーステー９ａの面方向に沿って回転自在な平プーリ２７が設けられ、アーム９ｂの先端部には平プーリ２７と対をなす平プーリ２９を回転自在に保持するブラケット２８が取り付けられており、これらの平プーリ２７、２９間には平ベルト３０が架け渡されている。
このさい、平面的に見て平ベルト３０がタイミングベルト２１と少し離れて平行となるように平プーリ２７、２９等が配設されている。また、平プーリ２９を支持するブラケット２８はアーム９ｂに対してスライド可能であり、スプリング（図示せず）により所定のテンションをもって取り付けられている。
【００１０】
すなわち、平ベルト３０に関しては、タイミングベルト２１のように駆動力を伝達する必要がないため、基本的には、平プーリ２７、２９間で弛みがなければ張力を必要としないが、組み立て時に弛みが生じないようにするため、数百グラム程度の弱いテンションを掛けているものである。このようにテンションが弱いため、主軸受けを用いなくても平プーリ２７、２９とこれらの平プーリ２７、２９を回転支持している軸（駆動軸２２等）との回転負荷は非常に小さい。
加えて、第２キャリッジ９の下面には、第２キャリッジ９全体での対角位置となる四隅に図示しないスライダが設けられており、これらの４つのスライダを第２レール１７ｂの上面に当接させることで副走査方向に沿って往復動自在とされている。
第２キャリッジ９は、各々のアーム９ｂをタイミングベルト２１の内周側に位置させるようにして配設されている。このとき、１対の平ベルト３０は、主走査方向において、１対のタイミングベルト２１の内側に位置付けられる。
各平ベルト３０の一部は、スキャナハウジング３の底板３ａに固定された固定部材３１に係止させることにより位置固定されている。この固定部材３１による平ベルト３０の固定位置は、ベルトクランプ６ａによる第１キャリッジ６の平ベルト３０に対する係止位置に対して略半周異なる位置となるように設定されている。
このように平ベルト３０の一部が固定部材３１により位置固定されているため、ベルトクランブ６ａによる係止位置でタイミングベルト２１に追従させて平ベルト３０を移動させても平ベルト３０白身は回転することなく動滑車の原理にしたがい平プーリ２７、２９とともに副走査方向に移動することとなる。したがって、これらの平プーリ２７、２９および平ベルト３０を支持する第２キャリッジ９も副走査方向に移動することとなる（図７および図８参照）。
【００１１】
前述したように、平ベルト３０の上側は、少し持ち上げた状態で第１キャリッジ６に係止されていることから、第２キャリッジ９には第１キャリッジ６に持ち上げられるような力が作用している。しかし、平ベルト３０の下側を底板３ａに取り付けられた固定部材３１により固定される高さを少し下側の位置で固定されており、固定部材３１は第２キャリッジ９を下方向に引き付ける力が作用している（略図的に示す図６参照）。
本実施の形態では、この上下に作用する力を略同等とすることより、第２キャリッジ９は第２レール１７ｂに確実に接触しながら走査することができる。これによって、第２キャリッジ９に対して下方へ付勢する力を作用させることができ、往復動に際しては第２キャリッジ９の下面を第２レール１７ｂから浮き上がることなく確実に当接させながら安定して走行移動させることができる。
光学系としてのＸｅランプ４、第１ミラー５、第２ミラー７、第３ミラー８を原稿面に沿ってスキャンさせるスキャン手段３２は、Ｘｅランプ４と第１ミラー５とが搭載された第１キャリッジ６、第２ミラー７と第３ミラー８とが搭載された第２キャリッジ９、これらのキャリッジ６、９を摺動自在に支持するレール１７、駆動モータ１０により駆動されるタイミングベルト２１および平ベルト３０、固定部材３１により構成されている。
【００１２】
このようなスキャナ装置１において、原稿画像の読み取りにさいしては、駆動モータ１０を駆動して第１、第２キャリッジ６、９を２：１の速度比で往復動させ、Ｘｅランプ４を点灯することで原稿画像を露光走査する。
これにより、Ｘｅランプ４から発光された光が、コンタクトガラス２を介して原稿面で反射されて第１ミラー５に到達した後、第２、第３ミラー７、８で順次反射されて、レンズブロック１３を介して、ＣＣＤ１１に集光されて原稿画像の読み取りが行われる。
これらにより原稿面照度の経時変化がなく安定した画像が得られる画像読み取り装置を提供でき、また、小型で組み立て作業効率の良い安価な画像読み取り装置を提供できる。
【００１３】
図９は本発明による画像読み取り装置を複写機の１実施の形態で概略的に示す縦断側面図である。以下に、本発明の複写機の１実施の形態を図９に基づいて説明する。複写機４０は、上側に配置された前述の実施の形態のような構成のスキャナ装置１と、このスキャナ装置１で読み取った原稿の画像を用紙に形成するプリンタ装置４１とを有している。
プリンタ装置４１内には、シート状の用紙を積層保持する給紙トレイ４２あるいは手差しでの用紙を受付ける手差しトレイ４３から、プリンタエンジン４４、定着ユニット４５を介して排紙紙スタッカ部４６へ至る用紙搬送路４７が形成されている。
本実施の形態では、感光体（本実施の形態では有機感光体）４８と、その周囲に既設された帯電器（図示せず）、露光器５０、現像器５１、転写器５２とを有する電子写真方式のプリンタエンジン４４を使用している。また、プリンタ装置４１内には、片面に画像を形成した用紙を反転するための用紙反転機構５３が設けられている。
このような構成において、スキャナ装置で読み取った原稿画像はプリンタ装置４１により感光体４８上で作像されて現像され、給紙トレイ４２あるいは手差しトレイ４３から給紙された用紙に転写され、その用紙に転写されたトナー画像は定着ユニット４５により定着される。
なお、これらの実施の形態では、スキャナ装置１としてＣＣＤ１１を備えるデジタルスキャナへの適用例を示したが、例えば、第３ミラー８により反射された原稿画像光を結像レンズ、反射ミラー等を介して感光体上に直接露光させるアナログ複写機等にも適用可能である。
これらにより原稿面照度の経時変化がなく安定した画像が得られる原稿複写方法および原稿複写装置を提供でき、また、小型で組み立て作業効率の良い安価な原稿複写方法および原稿複写装置を提供できる。
【００１４】
図１０は本発明の画像読み取り装置に用いるミラー保持装置を説明する部分断面図である。第１キャリッジ６に打ち抜き形成された第１の穴５１にミラー保持部材５０の後端側５０ａを差し込み、更にこの後端側５０ａを隣接する第２の穴５２を貫通させた後、第１キャリッジ下面に設けた凸部５３を、後端側５０ａに設けた穴部５０ａ−１に嵌合させて固定する。第１の穴５１と第２の穴５２は、第１キャリッジ下面に設けた突起部材５５を挟んだ両側に位置しており、第１キャリッジ６の下面と突起部材５５との間に隙間に沿って後端側５０ａが後方へ向けて差込挿着される。
このときミラー保持部材５０の先端側５０ｂは第１ミラー５の背面中央部分に当接し、弾性力によって第１ミラー５を第１キャリッジ６に押圧して固定する。これにより確実に第１ミラー５を固定できる。またミラー保持部材５０の後端側をつまみ上げて凸部５３から外すことで簡単に取り外すことができる。
これらによりミラー交換のさい、簡単にミラー保持部材５０を脱着できる。
またこの構成ではミラー保持部材５０を幅の狭い部材で構成することができ、機械の小型化を実現することができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、照明された原稿の反射光をレンズに導くためのミラーと、前記ミラーを支持するキャリッジと、前記ミラーの短手方向に設けられ、その先端側のみで前記ミラーをキャリッジに付勢して保持するとともに後端側に穴部を有し、該後端側が前記キャリッジに固定される付勢部材と、を備え、前記キャリッジは、前記付勢部材により付勢された前記ミラーが当接する当接部と、該当接部と同じ側面且つ前記ミラーの短手方向に設けられ、前記付勢部材の前記穴部と嵌合して前記付勢部材を前記キャリッジに固定する凸部と、前記当接部と前記凸部との間であって該凸部の突出方向と同じ側に設けられた突起部材と、前記当接部と同じ側面且つ前記ミラーの短手方向における前記突起部材の両側に位置するように前記キャリッジに打ち抜き形成された第１の穴と第２の穴と、を有し、前記付勢部材が、前記キャリッジの前記凸部の形成された側の面と前記突起部材との間に第１の穴と第２の穴を介して差込挿着されるので、ミラー保持装置の脱着を容易にし、かつ確実にミラーを固定することができる画像読み取り装置を提供する。
請求項２によれば、前記付勢部材が第１の穴と第２の穴を貫通した後に、前記凸部と前記穴部が嵌合して固定されるので、ミラー保持装置の脱着を容易にし、かつ確実にミラーを固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像読み取り装置のスキャナ装置の実施の形態を示す縦断側面図である。
【図２】図１のスキャナ装置１の内部構造を示す水平断面図である。
【図３】図２の内部構造を示す縦断側面図である。
【図４】スキャナハウジング３内に設けられた各部を示す斜視図である。
【図５】図４の一部を示す斜視図である。
【図６】ベルトの係止・固定による力の作用方向を概略的に示す説明図である。
【図７】第１キャリッジ６の移動動作についての動滑車の原理を略図的に示す説明図である。
【図８】第２キャリッジ９の移動動作についての動滑車の原理を略図的に示す説明図である。
【図９】本発明による画像読み取り装置を複写機の１実施の形態で概略的に示す縦断側面図である。
【図１０】本発明の画像読み取り装置に用いるミラー保持装置を説明する部分断面図である。
【符号の説明】
１ スキャナ装置
５ 第１ミラー（ミラー）
６ 第１キャリッジ（キャリッジ）
５０ ミラー保持部材
５１ キャリッジの第１の穴
５２ キャリッジの第２の穴
５３ キャリッジの凸部

Claims (3)

1. 照明された原稿の反射光をレンズに導くためのミラーと、
   前記ミラーを支持するキャリッジと、
   前記ミラーの短手方向に設けられ、その先端側のみで前記ミラーをキャリッジに付勢して保持するとともに後端側に穴部を有し、該後端側が前記キャリッジに固定される付勢部材と、を備え、
   前記キャリッジは、
   前記付勢部材により付勢された前記ミラーが当接する当接部と、
   該当接部と同じ側面且つ前記ミラーの短手方向に設けられ、前記付勢部材の前記穴部と嵌合して前記付勢部材を前記キャリッジに固定する凸部と、
   前記当接部と前記凸部との間であって該凸部の突出方向と同じ側に設けられた突起部材と、
   前記当接部と同じ側面且つ前記ミラーの短手方向における前記突起部材の両側に位置するように前記キャリッジに打ち抜き形成された第１の穴と第２の穴と、
   を有し、
   前記付勢部材が、前記キャリッジの前記凸部の形成された側の面と前記突起部材との間に第１の穴と第２の穴を介して差込挿着されることを特徴とする画像読み取り装置。
2. 前記付勢部材が第１の穴と第２の穴を貫通した後に、前記凸部と前記穴部が嵌合して固定されることを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
3. 請求項１または２記載の画像読み取り装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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