JP4527313B2

JP4527313B2 - スキャナ装置及び複写機

Info

Publication number: JP4527313B2
Application number: JP2001132595A
Authority: JP
Inventors: 和典坂内; 哲弥藤岡
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2021-04-27
Also published as: JP2002328436A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スキャナ装置及び複写機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、原稿固定型のスキャナ装置では、原稿面を照明する露光ランプ及び原稿面からの反射光を受ける第１ミラーを有する第１走行体と、第１ミラーから反射された光の光路方向を変えるための第２ミラー及び第３ミラーを有する第２走行体とを備え、第１走行体と第２走行体とを２：１の速度比で副走査方向に移動させることにより原稿面を露光走査し、露光走査された原稿面の画像をＣＣＤ等の読み取素子で読み取るようにしている。
【０００３】
このようなスキャナ装置において、第１走行体と第２走行体とを２：１の速度比で同一方向（副走査方向）に駆動させる駆動方式としては、各々の走行体の左右両側にワイヤを這い巡らして駆動させるワイヤ駆動方式のものが多い。
【０００４】
また、第１走行体と第２走行体の左右両側に各々径の比が２：１の段付きプーリを配設し、その段付きプーリを構成する大、小のプーリ各々にエンドレスタイプ（歯付き）のタイミングベルトの長、短２本を１組として巻掛け（合計４本のタイミングベルトを設け）、第１走行体を左右両側の２本の長いタイミングベルトの一部に固定し、第２走行体を左右両側の２本の短いタイミングベルトの一部に固定した状態で、第１走行体と第２走行体とを各々別々に駆動制御することにより読取りを行うようにしたベルト駆動方式のものもある。
【０００５】
前者のワイヤを這い巡らせたワイヤ駆動方式は、第１に、ワイヤの這い回しが極めて煩雑であり、組立て性が良くない。第２に、ワイヤの這い回しを光学系の前後側板間の内側でやるようにするには側板間隔を広くとらなければ難しく、かといって、側板の外側でやるようにするには側板を開放する必要があり、光学系内部が汚れやすくなる欠点がある。第３に、ワイヤの這い回し作業は自動組立てでは難しく、光学系の自動組立てを進める上で妨げとなる。また、ワイヤが緩まないように所定のテンションを必要とするが、這い回しが複雑になるためにワイヤを回転支持するプーリの数が多く（片側だけでも最低２個以上必要となる）、これらのプーリ全部にラジアル方向の力が作用する。そこで、回転負荷を減らすために各プーリに玉軸受けを用いる場合が多く、コストアップとなっている。
【０００６】
また、後者のタイミングベルト駆動方式を用いた従来例を図１５を参照して説明する。この図示例は、特開平６−２５０２９２号公報中の図４（従来例）に示される例である。第１走行体１０４と第２走行体１０５との左右両側には、副走査方向Ｙに長い形状のタイミングベルト１１６，１１７と、副走査方向Ｙに短い形状のタイミングベルト１１８，１１９とが配設されている。タイミングベルト１１６はタイミングベルトプーリ１２０，１２１間で、タイミングベルト１１７はタイミングベルトプーリ１２２，１２３間で各々巻掛けされ、また、タイミングベルト１１８はタイミングベルトプーリ１２４，１２５間で、タイミングベルト１１９はタイミングベルトプーリ１２６，１２７間で各々巻掛けされている。タイミングベルトプーリ１２０，１２４及びタイミングベルトプーリ１２２，１２６は各々一体化されており、これら両者間は駆動軸１２８で連結されている。この駆動軸１２８の一端は従動プーリ１２９と連結され、この従動プーリ１２９はタイミングベルト１３０を介して駆動モータ１３１の駆動プーリ１３２と連結されている。
【０００７】
また、第１走行体１０４の左右両側の端部１３３はそのスリット長手方向をレンズ光軸と直角にした状態でタイミングベルト１１６，１１７に固定されており、第２走行体１０５の左右両側の端部１３４は第１走行体１０４に対して所定の間隔で平行に調整された状態でタイミングベルト１１８，１１９に固定されている。第１走行体１０４の端部１３３及び第２走行体１０５の端部１３４は、ガイドレール１１３に沿って副走査方向Ｙに移動できるようになっている。
【０００８】
このような構成において、駆動モータ１３１からの駆動力は駆動軸１２８を介してタイミングベルトプーリ１２０，１２２，１２４，１２６に伝達されることにより、タイミングベルト１１６，１１７，１１８，１１９を回転させ、これにより第１走行体１０４と第２走行体１０５とを副走査方向Ｙに移動させる。この場合、タイミングベルトプーリ１２０，１２２の径を１とすると、タイミングベルトプーリ１２４，１２６の径は１／２になっており、これにより第１走行体１０４と第２走行体１０５の移動速度は２対１となって移動することになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このようなベルト駆動方式によれば、基本的に、ワイヤ駆動方式よりも組立て等が簡単といえる。しかし、２種類のタイミングベルト１１６，１１７と１１８，１１１９とは、プーリ歯の噛み合わせ誤差やプーリの偏芯などにより、各々速度変動を持っているため、理論的には厳密に２：１の速度比とはならない。そのため、微小にレンズから原稿までの距離が変化するので、読み取り画像が劣化してしまう。
【００１０】
また、タイミングベルトは駆動力を伝達させるためには所定のテンションが必ず必要となり、この構成では、駆動軸２８に４本のタイミングベルト１１６，１１７，１１８，１１９がかかるため、駆動軸２８を回転自在に保持している軸受けにはラジアル方向に大きな力が作用すると共に、４個の従動プーリ１２０，１２２，１２４，１２６に対してもラジアル方向の力が作用しており、全体として大きな駆動負荷となっている。
【００１１】
ところで、最近では、スキャナ装置、複写機等はオフィスに必須のＯＡ機器となっている。これらのＯＡ機器に共通する点は、文字や図形を光学的に読み取り走査することであり、そのためスキャンタイプの読取ヘッドを備えたキャリッジを有するタイプが多く普及している。このようなタイプのスキャナ装置、複写機等は、その製品出荷時にキャリッジが不用意に移動したり振動したりしないように、即ち、不用意な移動等を防止するためにロック機構によりキャリッジを固定している。また、プリンタも内部にキャリッジを備えているため、出荷等の搬送時にはロック機構によりキャリッジを固定しているものが多い。このようにキャリッジに対してロック機構を設けることで、輸送時の振動や衝撃から装置の破損を防止している（例えば、特開２００１−１８５０１公報、特開平５−３０３０４号公報等参照）。
【００１２】
しかし、出荷時等のキャリッジ固定のために専用部品を用いていることから、装置のコストが上昇してしまう不具合がある。
【００１３】
そこで、本発明は、第１走行体と第２走行体とを２：１の速度比で副走査方向に移動させるスキャナ装置及び複写機において、組立性及び走行体の交換性を向上させると共に走査駆動力を低減し、コスト削減を図り得る新規な構成を利用し、出荷等の搬送時のキャリッジの破損防止に関しても新たな部品を追加することなく簡単に実現することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、原稿面を照明する露光ランプ及び原稿面からの反射光を受ける第１ミラーを有する第１走行体と、前記第１ミラーから反射された光の光路方向を変えるための第２ミラー及び第３ミラーを有する第２走行体とを備え、前記第１走行体と前記第２走行体とを２：１の速度比で副走査方向に移動させることにより前記原稿面を露光走査するスキャナ装置において、副走査方向に離間させてスキャナ機枠に配設された一対のタイミングプーリ間に架け渡されて前記第１走行体を副走査方向に往復移動させるタイミングベルトと、前記タイミングプーリを回転駆動させる駆動モータと、前記第２走行体の移動量相当分だけ副走査方向に離間させて前記第２走行体に回転自在に支持された一対のプーリ及びこれらのプーリ間に架け渡されたベルトと、前記タイミングベルトの一部及び前記ベルトの一部を前記第１走行体に係止させる係止部材と、前記第１走行体に対する係止位置とは略半周異なる位置で前記ベルトの一部を前記スキャナ機枠に対して位置固定させる固定部材と、を備え、搬送時に前記第１，第２走行体が画像読取領域外の前記スキャナ機枠端部に位置付けられる時に互いに干渉して前記第２走行体の上下方向の変動を規制するストッパを前記第２走行体の一部と前記スキャナ機枠の一部とに形成し、前記固定部材は、前記第１，第２走行体が画像読取領域外の前記スキャナ機枠端部に位置付けられる時に前記第２走行体の前記ストッパとは反対側部分に位置するように前記ベルトの一部を位置固定させている。
【００１５】
従って、基本的には、第１走行体を往復移動させるタイミングベルトと第２走行体自身が支持する一対のプーリ間に架け渡されたベルトとを用い、これらのタイミングベルトの一部及びベルトの一部を第１走行体に係止させるとともにベルトの一部はスキャナ機枠に対して位置固定させることにより、第２走行体は一方のプーリの動滑車の原理に従い第１走行体の１／２の速度で１／２の距離だけ移動させることができるとともに、第１走行体を移動させるタイミングベルトにより引っ張られるようにして第２走行体を移動させるため、正確に第１走行体の１／２の速度で移動させることができる。この際、構造的には、ベルトを利用しているので、ワイヤ駆動方式のような複雑な這い回しがなく、組立性及び交換性が向上する。また、出荷等の搬送時には第１，第２走行体が画像読取領域外のスキャナ機枠端部に位置付けられるが、この位置では第２走行体の一部とスキャナ機枠の一部とに形成されたストッパ同士の干渉により第２走行体の上下方向の変動が規制されるので、第２走行体の破損防止が図られる。この際、ストッパは第２走行体の一部とスキャナ機枠の一部とにより形成されているので、破損防止のために新規な部品を追加する必要がなく、安価に実現できる。更に、第２走行体の内方側に関しては、動滑車動作させるための固定部材によるベルトの位置固定によりそのまま上下方向の変動を規制することで、別部品を用いることなく、第２走行体の破損防止が図られる。
【００１８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のスキャナ装置において、前記駆動モータがステッピングモータである。
【００１９】
従って、タイミングベルト駆動用の駆動モータにステッピングモータを用いることで、出荷時等の停止時にはステッピングモータのディテントトルクによって回転止めされるので、タイミングベルト及びベルトの移動、従って、第１，第２走行体の走行方向への移動を簡単かつ確実に防止することができる。
【００２０】
請求項３記載の発明の複写機は、露光走査された原稿面の画像を読取る読取素子を備える請求項１又は２記載のスキャナ装置と、前記スキャナ装置により読み取られた原稿画像に基づいて画像形成を行うプリンタ装置と、を具備する。
【００２１】
従って、請求項１又は２記載の発明の作用を奏する複写機を提供できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態について図１ないし図１３に基づいて説明する。本実施の形態は、フラットベットタイプ（原稿固定型）のスキャナ装置への適用例を示す。
【００２３】
まず、スキャナ装置の全体構成を概略的に説明する。図１は、本実施の形態のスキャナ装置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（スキャナ機枠）３を有する。
【００２４】
スキャナハウジング３内には、露光ランプとしてのキセノンランプ(以降、Ｘｅランプという)４及び４５°傾斜の第１ミラー５を搭載する第１キャリッジ（第１走行体）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（第２走行体）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中紙面表裏方向）を長手方向として配設され、副走査方向(図１中左右方向)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（画像読取領域外のスキャナハウジング３端部）に位置付けられている。
【００２５】
特に図示しないが、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光反射膜が設けられている。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。
【００２６】
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、読取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。
【００２７】
加えて、スキャナハウジング３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及び長さセンサ１６等が設けられている。
【００２８】
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はスキャナ装置１の内部構造を示す水平断面図、図３はその縦断側面図、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、図５はその一部を示す斜視図である。なお、本実施の形態のスキャナ装置１は、例えばＡ３対応の仕様とされているが、図２等はスペースの都合上、主走査方向を詰めて実際よりも細長い長方形状で図示している。
【００２９】
本実施の形態のスキャナハウジング３は、底板３ａとなる長方形の四辺に壁となる板片が各々連続する略十字形状の一枚の板金部材によって形成されている。スキャナハウジング３を一枚の板金部材によって形成することにより、スキャナハウジング３の寸法精度を良好に確保するとともに、部品点数や組立て工数の削減を図ることができる。
【００３０】
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側壁３ｂには、コの字形状のレール部材１７が各々取り付けられている。これによって、スキャナハウジング３の内側には、副走査方向に沿って延出する２対のレール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のレール１７ａ、下側で対をなすレールを第２キャリッジ９用の第２のレール１７ｂとする。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。
【００３１】
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づけられた第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）に形成されたストッパとしてのＬ字状腕部９ｃに対応する位置に形成されている。
【００３２】
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のレール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。
【００３３】
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内のほぼ全長に亘り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、後述するベルトクランプ（係止部材）４２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。この際、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は、同一高さ（水平状態）となるように設定されている（図５参照）。１つのベルトクランプ４２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時、第１キャリッジ６は、レール１７ａに押さえつけられるように、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−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。
【００３４】
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、従動タイミングプーリ２４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。
【００３５】
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。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プーリ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。
【００３６】
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１０ｂ側には駆動モータ１０とモータブラケットの間に防振用のゴムダンパーが配されている。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。
【００３７】
第２キャリッジ９は、第２，第３ミラー７，８の両端を支持する一対のミラーステー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。従って、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。この際、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）より所定のテンションをもって取り付けられている。即ち、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、組立時に弛みが生じないようにするため、数百ｇｒ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、玉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。
【００３８】
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のレール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。
【００３９】
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、一対の平ベルト３０は、主走査方向において、一対のタイミングベルト２１の内側に位置づけられる。
【００４０】
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４２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、ベルトクランプ４２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自身は回転することなく動滑車の原理に従い平プーリ２７，２９とともに副走査方向に移動することとなる。従って、これらの平プーリ２７，２９及び平ベルト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。
【００４１】
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に取り付けられたブラケット４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、ブラケット４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のレール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。
【００４２】
従って、本実施の形態の第２キャリッジ９は、組付け前にあっては、略コ字状のアーム９ｂ構造等を利用して支持した平プーリ２７，２９、平ベルト３０等が一体化されたユニットとして構成されており、組付けに際しては、概略的には、このようなユニットの端部をタイミングベルト２１内に潜らせるようにしてレール１７ｂ上に位置付け、第１キャリッジ６と第２キャリッジ９とを位置決め用の所定位置に位置付けた状態で、ベルトクランプ４２により第１キャリッジ９にタイミングベルト２１と平ベルト３０とを係止させ、固定部材３１により平ベルト３０の一部を位置固定させればよく、組立作業が極めて簡単となる。特に、平ベルト３０がタイミングベルト２１よりも内側に位置しているので、上記組立作業の容易性が増す。
【００４３】
このような構成において、原稿画像の読み取りに際しては、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。
【００４４】
第１，第２キャリッジ６，９の往復動に際しては、タイミングベルト２１及び平ベルト３０が第１キャリッジ６に係止されているため、タイミングベルト２１の回転移動による第１キャリッジ６の往復動に伴って平ベルト３０の係止部分も同一方向に同じ量だけ引かれるが、平ベルト３０の下側の一部が固定部材３１により位置固定とされているため、図７に略図的に示す動滑車の原理に従い、第２キャリッジ９は第１キャリッジ６に対して理論的に正確に１／２の移動量及び１／２の移動速度で同一方向に移動することとなる。このように、第２キャリッジ９は直接駆動部（駆動モータ１０や駆動軸２２）から駆動されるわけではなく、第１キャリッジ６用のタイミングベルト２１に引っ張られるようにして、第１キャリッジ６に対して正確に１／２のスピードで追従走行することとなる。これによって、第１，第２キャリッジ６，９の位置関係が、往復動に際しても正確に維持されるため、読み取った原稿画像の副走査方向における歪みの発生を抑制することができる。特に、タイミングベルト２１、平ベルト３０等を両側に配設し、いわゆる両側駆動方式としているので、各々の走行体６，９の走行を安定させることができ、読み取り画像品質を向上させることができる。
【００４５】
また、タイミングベルト２１と平ベルト３０との上側の係止位置は、水平方向で同一高さとされており、第１キャリッジ６は自重及び平ベルト３０を介して連結された第２キャリッジ９によって下方へ付勢され、第２キャリッジ９は固定部材３１によって下側部分が下方へ若干引っ張られるようにして位置固定されることにより下方へ付勢されているため、第１，第２キャリッジ６，９は各々第１，第２のレール１７ａ，１７ｂの上面に安定して当接し浮き上がることなく往復動する。これによって、第１，第２キャリッジ６，９が往復動する軌跡が正確に維持されるため、読み取った原稿画像の歪みの発生を抑制することができる。
【００４６】
ところで、本実施の形態のベルトクランプ４２を含むベルトクランプ機構４０について、図８ないし図１３を参照して詳細に説明する。図８はベルトクランプ機構４０を分解して示す俯瞰図、図９はその側面図である。図８に示すように、第１キャリッジ６の下面には、タイミングベルト２１又は平ベルト３０に向けて突出する櫛歯部材４１(４１Ａ，４１Ｂ)が設けられている。各櫛歯部材４１(４１Ａ，４１Ｂ)は、副走査方向に沿って各々が対をなしている。各櫛歯部材４１Ａ，４１Ｂは、主走査方向を長手方向として配設されている。各櫛歯部材４１Ａ，４１Ｂの主走査方向の寸法(図１１中Ｃ，Ｃ’参照)は、各々が対向するタイミングベルト２１又は平ベルト３０の幅(図１１中Ｄ，Ｅ参照)よりも長く設定されている。
【００４７】
第１キャリッジ６の下面には、クランプ部材４２が固定されている。ここで、図１０は、クランプ部材４２を示す斜視図である。クランプ部材４２は、タイミングベルト２１を介して櫛歯部材４１Ａ間に向けて突出する第１の突起４３が形成された第１の支持面４４と、平ベルト３０を介して対向する櫛歯部材４１Ｂ間に向けて突出する第２の突起４５が形成された第２の支持面４６と、第１，第２の支持面４４，４６が対角位置に設けられた平板状部材４７とによって構成されている。第１，第２の突起４３，４５の直径寸法(図１１中Ｂ参照)は、対向する櫛歯部材４１Ａ，４１Ｂ間の間隔(図１１中Ａ参照)よりも小さくなるように設定されている。
【００４８】
平板状部材４７の中央部には、クランプ部材４２を第１キャリッジ６にねじ４８ａによって固定するためのねじ孔４８が形成されている。
【００４９】
第１，第２の支持面４４，４６は、平板状部材４７が第１キャリッジ６にねじ４８ａによって固定された状態で、櫛歯部材４１(４１Ａ，４１Ｂ)に下側から対向するように、脚部材４９を介して平板状部材４７に設けられている。
【００５０】
また、平板状部材４７には、第１，第２の支持面４４，４６とは異なる端面から平板状部材４７と同一平面上に突出する係止用突起部４７ａが形成されている。
【００５１】
図１１(ａ)は副走査方向に沿って断面したベルトクランプ機構４０について説明する縦断側面図、図１１(ｂ)は主走査方向に沿って断面したベルトクランプ機構４０について説明する縦断側面図である。本実施の形態では、第１，第２の支持面４４，４６を、脚部材４９を介して平板状部材４７に取り付けることにより、クランプ部材４２を単一の部材によって構成することができる。これによって、部品点数の削減を図ることができる。
【００５２】
また、平板状部材４７のほぼ中央部に形成されたねじ孔４８を介して、クランプ部材４２を第１キャリッジ６にねじ４８ａによって固定することにより、一のねじ４８ａによる固定で、第１，第２の支持面４４，４６によってタイミングベルト２１及び平ベルト３０を櫛歯部材４１(４１Ａ，４１Ｂ)に押し付ける力を同等にすることができる。
【００５３】
加えて、各櫛歯部材４１Ａ，４１Ｂの主走査方向の寸法は、各々が対向するタイミングベルト２１又は平ベルト３０の幅よりも長く設定されているため、タイミングベルト２１及び平ベルト３０を櫛歯部材４１Ａ，４１Ｂによって各々主走査方向の全域に亘って第１，第２の支持面４４，４６に押し付けるようにして狭持することができる。これによって、第１キャリッジ６に締結されるタイミングベルト２１及び平ベルト３０の櫛歯部材４１Ａ，４１Ｂ間における滑りをより効果的に防止することができる。
【００５４】
第１キャリッジ６下面には、第１キャリッジ６からクランプ部材４２の副走査方向の寸法と同等の間隔を隔てて対をなすように突出するクランプ保持部材５０が設けられている。クランプ保持部材５０の先端は、クランプ部材４２の副走査方向の寸法よりも小さい間隔で対向するように、内側へ向けて屈曲されている。一方のクランプ保持部材５０には、他方のクランプ保持部材５０から離反する方向へ凹んだ凹部５１が形成されている。凹部５１から他方のクランプ保持部材５０の先端部分までの長さは、クランプ部材４２の係止用突起部４７ａを含む副走査方向の長さよりも長く設定されている。
【００５５】
次に、クランプ部材４２の第１キャリッジ６への取り付け作業について説明する。クランプ部材４２の第１キャリッジ６への取り付けに際しては、まず、図１２(ａ)に示すように、クランプ部材４２の係止用突起部４７ａをクランプ保持部材５０の凹部５１に挿入する。凹部５１から他方のクランプ保持部材５０の先端部分までの長さは、クランプ部材４２の係止用突起部４７ａを含む副走査方向の長さよりも長く設定されているため、係止用突起部４７ａを凹部５１に挿入することで、図１２(ｂ)に示すように、クランプ部材４２をクランプ保持部材５０間に位置させることができる。
【００５６】
クランプ保持部材５０の先端は、クランプ部材４２の副走査方向の寸法よりも小さい間隔で対向しているため、第１キャリッジ６の向きによってクランプ保持部材５０間に位置されたクランプ部材４２が落下することはない。これによって、ねじ４８ａによってクランプ部材４２を固定する前に、第１キャリッジ６の下面に一時的に位置付けられるクランプ部材４２を、落下させることなく安定して保持することができる。
【００５７】
次に、ベルトクランプ機構４０によるタイミングベルト２１及び平ベルト３０の取り付け作業について説明する。クランプ保持部材５０によってクランプ部材４２が第１キャリッジ６の下面で保持されている状態で、第１キャリッジ６と各押圧片との間に、タイミングベルト２１及び平ベルト３０を各々位置させる。
【００５８】
このとき、第１キャリッジ６には、上下方向に貫通する確認孔６ａが形成されているため、第１の支持面４４に対するタイミングベルト２１の位置関係を上側から目視により確認しながら作業することができる。
【００５９】
タイミングベルト２１及び平ベルト３０を第１キャリッジ６と各押圧片との間に各々位置させた状態で、ねじ４８ａを閉めることによってクランプ部材４２を第１キャリッジ６に固定することができる。
【００６０】
これによって、タイミングベルト２１及び平ベルト３０は、各々、櫛歯部材４１Ａ，４１Ｂ間で第１，第２の突起４３，４５により湾曲されながら櫛歯部材４１Ａ，４１Ｂによって第１，第２の支持面４４，４６に押し付けられるので、タイミングベルト２１及び平ベルト３０を櫛歯部材４１Ａ，４１Ｂと支持第１，第２の支持面４４，４６とによって各々狭持することができる。
【００６１】
本実施の形態では、クランプ部材４２をクランプ保持部材５０によって一時的に保持した状態で、タイミングベルト２１及び平ベルト３０の位置合わせをした後、ねじ４８ａを本締めするだけで、タイミングベルト２１及び平ベルト３０を第１キャリッジ６に締結することができるため、組立作業の容易化を図ることができる。
【００６２】
加えて、櫛歯部材４１Ａ，４１Ｂの先端の内側部分には、櫛歯部材４１Ａ，４１Ｂの外方へ湾曲する湾曲部Ｗが形成されている。本実施の形態の湾曲部Ｗは、タイミングベルト２１及び平ベルト３０の破損を防止しつつ良好な狭持力を維持するために、曲率がＲ２以下に設定されている。
【００６３】
これによって、タイミングベルト２１及び平ベルト３０を櫛歯部材４１Ａ，４１Ｂによって第１，第２の支持面４４，４６に押し付ける場合にも、タイミングベルト２１及び平ベルト３０の破損を防止することができ、タイミングベルト２１及び平ベルト３０をより強固に第１キャリッジ６に締結することができる。
【００６４】
ところで、図１３は、第２キャリッジ９がホームポジションに位置している状態を示している。この位置で第２キャリッジ９は、右側の平プーリ２９付近では固定部材３１によって平ベルト３０が固定されているため、第２キャリッジ９の右側（アーム９ｂ先端側）は、上下方向に大きく動くことがない。また、第２キャリッジ９の左側は、ミラーステー９ａの下側にＬ字状腕９ｃが形成されており、スキャナハウジング３側にあってはこのＬ字状腕９ｃに対応する位置にＬ字状に切り曲げ形成されたストッパ１７ｃが形成されているため、上下方向に動く範囲が規制されるるこれにより、装置を搬送時の振動や衝撃から故障するのを防止している。
【００６５】
即ち、破損防止のために、当該スキャナ装置１の装置の出荷・搬送時等にあっては、第１，第２キャリッジ６，９をホームポジションに位置させる。このホームポジションでの第１キャリッジ６は、位置固定された従動側のタイミングプーリ２４の近傍のタイミングべルト２１に係止されているため、振動や衝撃による上下方向の動きが規制され、破損防止が図られる。また、タイミングベルト２１は、駆動モータ１０にステッピングモータを用いており、この駆動モータ１０のディテントトルクにより回転止めがなされている点からも、第１キャリッジ６が不用意に動くことが防止され、破損防止に役立つ。第２キャリッジ９も、平ベルト３０が第１キャリッジ６に係止されているので、同様に、走査方向には固定された状態となる。さらに、上述のように、固定部材３１による平ベルト３０の固定、Ｌ字状腕９ｃとストッパ１７ｃとの係止により、第２キャリッジ９の右側、左側での上下変動が規制されるため、輸送時の振動や衝撃による破損防止が図られる。特に、本実施の形態のように、第２キャリッジ９がアーム９ｂを有して副走査方向に長い構造を有しており、変動量が大きいことから、このような上下動を規制する対策による効果は大きい。このためにも、第２キャリッジ９の一部（ミラーステー９ａ）やスキャナハウジング３の一部を利用して形成したＬ字状腕９ｃとストッパ１７ｃによる対策のため、専用部品等を追加して用いることがなく、安価で済む。
【００６６】
なお、本実施の形態では、タイミングベルト２１、平ベルト３０等を両側に配設させる両側駆動方式の例で説明したが、片側のみに配設し、他側にガイドロットを用いる片側駆動方式にも適用できるのはもちろんである。
【００６７】
次に、本発明の第２の実施の形態について図１４を参照して説明する。本実施の形態は、複写機への適用例を示す。
【００６８】
図１４は本実施の形態の複写機を示す縦断側面図である。複写機６０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６１とを有している。
【００６９】
プリンタ装置６１内には、シート状の用紙を積層保持する給紙トレイ６２あるいは手差しでの用紙を受付ける手差しトレイ６３から、プリンタエンジン６４、定着ユニット６５を介して排紙スタッカ部６６へ至る用紙搬送路６７が形成されている。
【００７０】
本実施の形態では、感光体(本実施の形態では有機感光体)６８と、その周囲に配設された帯電器、露光器７０、現像器７１、転写器７２とを有する電子写真方式のプリンタエンジン６４を使用している。
【００７１】
また、プリンタ装置６１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７３が設けられている。
【００７２】
このような構成において、スキャナ装置１で読み取った原稿画像をプリンタ装置６１で形成する場合、第１，第２キャリッジ６，９の走行動作において速度比が正確に２：１に維持され、読み取り画像品質が高いため、再現性の良好な画像を形成することができる。また、当該複写機の出荷等の搬送時に、前述したように第１，第２キャリッジ６，９が不用意に変動することがなく、その破損防止を図れる。
【００７３】
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。
【００７４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、基本的には、第１走行体を往復移動させるタイミングベルトと第２走行体自身が支持する一対のプーリ間に架け渡されたベルトとを用い、これらのタイミングベルトの一部及びベルトの一部を第１走行体に係止させるとともにベルトの一部はスキャナ機枠に対して位置固定させることにより、第２走行体は一方のプーリの動滑車の原理に従い第１走行体の１／２の速度で１／２の距離だけ移動させることができるとともに、第１走行体を移動させるタイミングベルトにより引っ張られるようにして第２走行体を移動させるため、正確に第１走行体の１／２の速度で移動させることができ、この際、構造的には、ベルトを利用しているので、ワイヤ駆動方式のような複雑な這い回しがなく、組立性及び交換性を向上させることができ、また、出荷等の搬送時には第１，第２走行体が画像読取領域外のスキャナ機枠端部に位置付けられるが、この位置では第２走行体の一部とスキャナ機枠の一部とに形成されたストッパ同士の干渉により第２走行体の上下方向の変動が規制されるので、第２走行体の破損防止を図ることができ、この際、ストッパは第２走行体の一部とスキャナ機枠の一部とにより形成されているので、破損防止のために新規な部品を追加する必要がなく、安価に実現することができる。更に、第２走行体の内方側に関しては、動滑車動作させるための固定部材によるベルトの位置固定によりそのまま上下方向の変動を規制するようにしたので、別部品を用いることなく、第２走行体の破損防止を図ることができる。
【００７６】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載のスキャナ装置において、タイミングベルト駆動用の駆動モータにステッピングモータを用いることで、出荷時等の停止時にはステッピングモータのディテントトルクによって回転止めさせることができ、タイミングベルト及びベルトの移動、従って、第１，第２走行体の走行方向への移動を簡単かつ確実に防止することができる。
【００７７】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明の作用・効果を奏する複写機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のスキャナ装置を概略的に示す縦断側面図である。
【図２】スキャナ装置を示す水平断面図である。
【図３】その縦断側面図である。
【図４】スキャナハウジング内に設けられた各部を示す斜視図である。
【図５】そ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，第２キャリッジ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】ベルトクランプ機構を分解して示す俯瞰図である。
【図９】その側面図である。
【図１０】クランプ部材を示す斜視図である。
【図１１】 (ａ)は副走査方向に沿って断面したベルトクランプ機構を示す縦断面図、(ｂ)は主走査方向に沿って断面したベルトクランプ機構を示す説明する縦断側面図である。
【図１２】クランプ部材の第１キャリッジへの取り付け作業について説明する側面図である。
【図１３】ホームポジションでの第２キャリッジの状態を示す側面図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態の複写機を示す縦断側面図である。
【図１５】従来例を示す斜視図である。
【符号の説明】
３スキャナ機枠
４露光ランプ
５第１ミラー
６第１走行体
７第２ミラー
８第３ミラー
９第２走行体
９ｃストッパ
１０駆動モータ、ステッピングモータ
１７ｃストッパ
１１読取素子
２１タイミングベルト
２２駆動軸
２３，２４タイミングプーリ
２７，２９プーリ
３０ベルト
３１固定部材
４２係止部材
６１プリンタ装置

Claims

原稿面を照明する露光ランプ及び原稿面からの反射光を受ける第１ミラーを有する第１走行体と、前記第１ミラーから反射された光の光路方向を変えるための第２ミラー及び第３ミラーを有する第２走行体とを備え、前記第１走行体と前記第２走行体とを２：１の速度比で副走査方向に移動させることにより前記原稿面を露光走査するスキャナ装置において、
副走査方向に離間させてスキャナ機枠に配設された一対のタイミングプーリ間に架け渡されて前記第１走行体を副走査方向に往復移動させるタイミングベルトと、
前記タイミングプーリを回転駆動させる駆動モータと、
前記第２走行体の移動量相当分だけ副走査方向に離間させて前記第２走行体に回転自在に支持された一対のプーリ及びこれらのプーリ間に架け渡された平ベルトと、
前記タイミングベルトの一部及び前記ベルトの一部を前記第１走行体に係止させる係止部材と、
前記第１走行体に対する係止位置とは略半周異なる位置で前記ベルトの一部を前記スキャナ機枠に対して位置固定させる固定部材と、を備え、
搬送時に前記第１，第２走行体が画像読取領域外の前記スキャナ機枠端部に位置付けられる時に互いに干渉して前記第２走行体の上下方向の変動を規制するストッパを前記第２走行体の一部と前記スキャナ機枠の一部とに形成し、
前記固定部材は、前記第１，第２走行体が画像読取領域外の前記スキャナ機枠端部に位置付けられる時に前記第２走行体の前記ストッパとは反対側部分に位置するように前記ベルトの一部を位置固定させていることを特徴とするスキャナ装置。
前記駆動モータがステッピングモータであることを特徴とする請求項１記載のスキャナ装置。
露光走査された原稿面の画像を読取る読取素子を備える請求項１又は２記載のスキャナ装置と、前記スキャナ装置により読み取られた原稿画像に基づいて画像形成を行うプリンタ装置と、を具備する複写機。