JP4758109B2 - 画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、複写機及びスキャナ等において、原稿を照射して走査する光学系を備えている画像読取装置に関する。

一般に、正逆回転可能なモータによって、コンタクトガラス上に載置された原稿に光を照射する光源を有する第１キャリッジ、及び第１キャリッジの下方に設けられ、第１キャリッジから原稿に照射され反射された光の光路方向を変えるためのミラーを有する第２キャリッジを、副走査方向に沿って往復動させながら、第１キャリッジの光源によってコンタクトガラスを下方から露光走査することで、コンタクトガラスに載置された原稿画像をＣＣＤ等によって読み取るようにした画像読取装置がある（例えば、特許文献１参照）。

このような画像読取装置においては、第１キャリッジを副走査方向に移動させるためのタイミングベルト及び第２キャリッジを副走査方向に移動させるための平ベルトを正逆回転可能なモータにより駆動して、第１キャリッジ及び第２キャリッジを往復動させるようにしたものがある。

特開２００４−１５７１７４号公報

ところで、第１キャリッジと第２キャリッジとは互いに上下ずれた位置関係にあるため、第１キャリッジの表面には、第２キャリッジを移動させる平ベルトと対向する対向部分があり、第２キャリッジの表面には、第１キャリッジを移動させるタイミングベルトと対向する対向部分がある。

このため、例えば、タイミングベルトが回転中にねじれると、このねじれたタイミングベルトの角が第２キャリッジの表面の対向部分に接触して摺れるため、タイミングベルトが削れてタイミングベルトの削れ屑が発生する。

タイミングベルトは加硫剤等が含まれたゴム等の材質によりできているため、照明ランプ等により温度が上昇して高温になった機内では、タイミングベルトの削れ屑が、粘着性を持ってしまう。この状態で温度が低下すると、タイミングベルトの削れ屑がタイミングベルトと第２キャリッジの表面の対向部分との間を接着する接着剤のような機能を有するようになって、タイミングベルトと第２キャリッジとの間に大きな抵抗が発生する。最悪の場合、タイミングベルトと第２キャリッジとが接着した状態になることがある。

この場合、モータの駆動負荷が増大し、モータの脱調が発生して、モータが停止する虞があるという問題がある。これは、平ベルトと第１キャリッジとの間においても、同様に発生しえる問題である。

本発明は、キャリッジを駆動するモータの駆動負荷の増大を抑制することができる画像読取装置を得ることを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、コンタクトガラス上に載置された原稿に光を照射する光源及びミラーを有する第１キャリッジと、この第１キャリッジから原稿に照射され反射された光の光路方向を変えるためのミラーを有する第２キャリッジと、副走査方向に延びる無端状に形成され、第１キャリッジを副走査方向に往復動させるための第１ベルトと、副走査方向に延びる無端状に形成され、第２キャリッジを副走査方向に往復動させるための第２ベルトと、正逆回転を行なって第１ベルト及び第２ベルトを駆動させるモータとを備え、第１ベルトは、その表面が第２キャリッジに対向するように配置され、第２ベルトは、その表面が第１キャリッジに対向するように配置され、第１キャリッジと第２キャリッジとが、副走査方向に所定の速度比で往復動する画像読取装置において、第１ベルト及び第２ベルトはそれぞれ対向するキャリッジに対して該ベルトのねじれによって接触する程度の隙間を有して平行に設けられており、第１ベルト及び第２ベルトの幅の少なくとも一方は、前記隙間よりも大きく、第１キャリッジの表面のうち第２ベルトと対向する部分及び第２キャリッジの表面のうち第１ベルトと対向する部分の少なくとも一方には、対向するベルトとの間の抵抗を低減する非粘着性の樹脂部材が副走査方向に亘って設けられていることを特徴とする。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、前記樹脂部材は、その幅が第１ベルト又は第２ベルトの幅よりも広いことを特徴とする。

請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、前記樹脂部材は、フッ素系の樹脂により構成され、前記樹脂部材を含む前記隙間が第１ベルト又は第２ベルトの幅の１／２以下であり、第１ベルトがタイミングベルトであって、第１キャリッジと第２キャリッジとは、上側の１対のガイドレール上と、下側の１対のガイドレール上とにそれぞれの主走査方向を長手方向として配置され、第１ベルトの駆動によって副走査方向に沿って前記所定の速度比が２：１で往復動自在に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、第１キャリッジの表面のうち第２ベルトと対向する部分及び第２キャリッジの表面のうち第１ベルトと対向する部分の少なくとも一方には、非粘着性の樹脂部材が設けられているので、ねじれたベルトの角がキャリッジと摺れてベルトの削れ屑が発生し、この削れ屑が粘着性を有するようになっても、ベルトと樹脂部材との間の抵抗を低減することができる。したがって、ベルトの駆動負荷の増大を抑制することができ、ベルトを駆動するモータ等が脱調して停止することを防止することができる。

以下に、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本実施の形態に係る画像読取装置を概略的に示す図である。この図１に示すように、画像読取装置１００は、複写機等の画像形成装置の上部に設けられており、原稿の画像を読み取るために用いられている。

画像読取装置１００は、上面にコンタクトガラス２を有する筐体形状のスキャナハウジング１を備えており、コンタクトガラス２の面上には原稿３が配置されている。

スキャナハウジング１内において、コンタクトガラス２の下方には、第１キャリッジ４と第２キャリッジ５とが配置されている。

第１キャリッジ４は、原稿の面を下方から照射するための露光ランプ（光源）８と、光を集光させるための反射板１４と、第１ミラー１５とを備えている。

第２キャリッジ５は、第１キャリッジ４よりも下方にずれた位置に配置されており、第１キャリッジ４からの光路の方向を変えるための第２ミラー１６と第３ミラー１７とを備えている。

これらの第１キャリッジ４と第２キャリッジ５とは、主走査方向（図２に示すＸ方向）を長手方向として配置され、副走査方向（図２に示すＹ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。すなわち、第１キャリッジ４は、コンタクトガラス２の原稿３の原稿面全面を走査し、第２キャリッジ５は、所定の光路長を保つように、第１キャリッジ４の１／２の速度で移動するようになっている。尚、原稿の画像の読取を待機している状態の第１キャリッジ４及び第２キャリッジ５は、図１中左端部位置のホームポジションに、副走査方向において互いに前後するように位置付けられている。

また、スキャナハウジング１内には、第１キャリッジ４及び第２キャリッジ５を副走査方向に沿って往復動させるために正逆回転可能なステッピングモータによるスキャナモータ１３と、レンズ６を搭載したレンズステー９と、このレンズ６を介して入射した光の光情報を電気信号に変換する読み取り部であるライセンサ７とが設けられている。尚、図１において、符号１０は左スケール、符号１１は基準白板、符号１２は奥スケール、符号１８はキャリッジホームポジションセンサ、符号２１，２２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ＡＰＳセンサである。

図２及び図３は、本実施の形態に係るキャリッジの駆動方式の一例を示す図である。一般に、第１キャリッジ４及び第２キャリッジ５の駆動方式としては、キャリッジ片側駆動方式と、キャリッジ両側駆動方式とがある。キャリッジ片側方式は、キャリッジの一端をガイドロッドに嵌合させて、他端はコロ又は摺動部材を介してガイドレール上に乗っており、ガイドロッド側の片方に張設したワイヤによって往復動する方式である。また、キャリッジ両側駆動方式には、ワイヤ駆動方式とタイミングベルト駆動方式とがあり、本実施の形態では、タイミング駆動方式を用いている。

図２及び図３に示すように、スキャナハウジング１の副走査方向に沿って延びる両側壁１ａの内側面にはそれぞれ、コ字状のレール部材２０が互いに対向して設けられている。これによって、スキャナハウジング１の内側には、図３において、上側の対をなす上側レール２０ａと下側の対をなす下側レール２０ｂとがそれぞれ形成されている。

上側レール２０ａの上面には、第１キャリッジ４の下面の四隅に設けられたスライダ（摺動部材）３６が当接されて、第１キャリッジ４が副走査方向に沿って往復動自在になっている。また、下側レール２０ｂの上面には、第２キャリッジ５の下面で第２キャリッジ５全体での対角位置となる四隅に設けられたスライダ３７が当接されて、第２キャリッジ５が副走査方向に沿って往復動自在になっている。

第１キャリッジ４の両端部の下方にはそれぞれ、矢印Ｙで示す副走査方向に延びる無端状のタイミングベルト（第１ベルト）２３が、主走査方向に互いに間隔をあけて平行に設けられている。

タイミングベルト２３は、主走査方向に延びるとともにスキャナモータ１３からの駆動力を伝達されて回転する駆動軸２４の両端部に固定された駆動タイミングプーリ２７と、スキャナハウジング１に取り付けられた従動タイミングプーリ２９との間で張力をかけた状態で巻きつけられている。このタイミングベルト２３は、第１キャリッジ４の底面に設けられたタイミングベルト固定支持部材３１ａとタイミングベルト押さえ板３３ａとの間に挟み込まれており、これによりタイミングベルト２３と第１キャリッジ４とが連結されている。

第２キャリッジ５は、第２ミラー１６及び第３ミラー１７の主走査方向の両端部を支持する一対のミラーステー３９と、このミラーステー３９の両側面からそれぞれ、第１キャリッジ４側に向けて伸びるアーム４０とを有している。ミラーステー３９の外側にはプーリ３４が設けられている。また、アーム４０の先端部には図示しないブラケットが設けられており、このブラケットにプーリ３５が設けられている。

これらのプーリ３４、３５には無端状の平ベルト２５が張力をかけた状態で架け渡されている。すなわち、第２キャリッジ５の両端部にはそれぞれ、副走査方向に延びるとともにタイミングベルト２３の内側に位置する平ベルト２５が、主走査方向に互いに間隔をあけて平行に設けられている。この平ベルト２５は第１キャリッジ４と平行に設けられ、その表面は第１キャリッジ４の下面に対向している。

平ベルト２５は、スキャナハウジング１の底面に取り付けられた平ベルト固定部材３８に一部締結されている。このため、平ベルト２５は同一位置で回転することはなく、平ベルト２５の回転に際しては第２キャリッジ５の移動が伴われるようになっている。また、平ベルト２５は、第１キャリッジ４の底面に設けられた平ベルト固定支持部材３１ｂと平ベルト押さえ板３３ｂとの間に挟み込まれており、これにより、平ベルト２５と第１キャリッジ４とが連結された状態になっている。

図３に示すように、第２キャリッジ５の各アーム４０の側端部はそれぞれ、スキャナハウジング１の側壁１ａの近傍まで延びており、これら側端部の下面における副走査方向のそれぞれの端部（すなわち第２キャリッジ５の下面で第２キャリッジ５全体での対角位置となる四隅）には上記スライダ３７が設けられている。また、第２キャリッジ５の各アーム４０は、タイミングベルト２３の下方でかつタイミングベルト２３に平行になるように位置しており、各アーム４０の上面（第２キャリッジ５の表面）４０ａとタイミングベルト２３の表面とが対向している。

各アーム４０の上面４０ａのうち、タイミングベルト２３と対向する対向部分４０ｂとタイミングベルト２３とはわずかな隙間Ｈをあけて対向している。具体的には、この隙間Ｈは、タイミングベルト２３の幅Ｗの１／２以下（Ｈ≦Ｗ／２）になるように設定されている。そして、各アーム４０の対向部分４０ｂにはそれぞれ、非粘着性、耐熱性及び低摩擦のフッ素系樹脂により構成された樹脂シート（樹脂部材）４２が設けられている。この樹脂シート４２は、アーム４０の副走査方向に亘って設けられているとともに、その主走査方向の幅はタイミングベルト２３の幅Ｗよりも大きくなっている。

次に、本実施の形態に係る画像読取装置の作用及び効果を説明する。スキャナモータ１３からの駆動力は駆動軸２４を介してタイミングプーリ２７、２９に伝達されることにより、タイミングベルト２３が駆動して、第１キャリッジ４が副走査方向に移動するとともに、第１キャリッジ４と連結された平ベルト２５を介して第２キャリッジ５が副走査方向に、第１キャリッジ４の１／２の速度で移動する。そして、第１キャリッジ４及び第２キャリッジ５はスキャナモータ１３の正逆回転により、副走査方向に往復動する。

このように第１キャリッジ４及び第２キャリッジ５を２：１の速度比で副走査方向に往復動して、第１キャリッジ４の露光ランプ８を点灯することでコンタクトガラス２の原稿の画像を露光走査する。これにより、露光ランプ８から発光された光がコンタクトガラス２を介して原稿で反射されて、第１ミラー１５に到達した後、第２ミラー１６及び第３ミラー１７で順次反射されて、レンズ６を介してライセンサ７に集光されて原稿画像の読み取りが行われる。

ここで、第１キャリッジ４及び第２キャリッジ５が往復動しているときにおいて、図３の破線に示すように、タイミングベルト２３がねじれることがある。尚、このタイミングベルと２３のねじれは、画像読取装置１００の高さを低くするために、スキャナハウジング１とタイミングベルト２３との隙間をできるだけ狭くするとともに、コスト低減のために、タイミングベルト２３の幅Ｗをできるだけ狭く（タイミングベルト２３をできるだけ細く）した場合に発生しやすくなる。

このようにタイミングベルト２３がねじれると、タイミングベルト２３の角が第２キャリッジ５のアーム４０の対向部分４０ｂに設けられた樹脂シート４２と摺れる。これにより、タイミングベルト２３の削れ屑が発生し、この削れ屑がタイミングベルト２３とアーム４０の対向部分４０ｂとの間を接着する接着剤のような機能を有するようになる。

しかしながら、本実施の形態では、アーム４０の対向部分４０ｂに、非粘着性、耐熱性及び低摩擦のフッ素系樹脂により構成された樹脂シート４２を設けているため、タイミングベルト２３と樹脂シート４２との間の抵抗を低減することができる。その結果、タイミングベルト２３の駆動負荷の増大を抑制することができ、タイミングベルト２３を駆動するスキャナモータ１３が脱調して停止するのを防止することができる。

また、本実施の形態では、タイミングベルト２３とアーム４０の対向部分４０ｂとの隙間Ｈは、タイミングベルト２３の幅Ｗの１／２以下（Ｈ≦Ｗ／２）になるように設定されているため、タイミングベルト２３がねじれても、タイミングベルト２３の角がアーム４０の対向部分４０ｂに接触してそれ以上ねじれなくなるので、タイミングベルト２３の表面と裏面とが逆になる転覆状態になるのを防止することができる。したがって、タイミングベルト２３の駆動が異常になるのを防止でき、第１キャリッジ４及び第２キャリッジ５の駆動の安定化を図ることができる。

尚、本発明は上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

例えば、上記実施の形態では、第２キャリッジ５のアーム４０の表面４０ａのうち、タイミングベルト２３と対向する対向部分４０ｂに、樹脂シート４２を設けたが、この樹脂シート４２は、第１キャリッジ４の表面のうち、平ベルト２５に対向する部分に設けるようにしても良い。要は、第１キャリッジ４及び第２キャリッジ５のそれぞれの表面のうち、タイミングベルト２３及び平ベルト２５と対向する部分に、樹脂シート４２が設けられていれば良い。

また、上記実施の形態では、タイミングベルト２３と第２キャリッジ５の対向部分４０ｂとの間の隙間Ｈがタイミングベルト２３の幅Ｗの１／２以下になるようにしたが、これに限定されず、隙間Ｈがタイミングベルト２３の幅Ｗよりも小さくなる（Ｈ＜Ｗ）範囲内で適宜設定可能である。すなわち、隙間Ｈとタイミングベルト２３の幅Ｗが、タイミングベルト２３がねじれたときに、このねじれた部分が第２キャリッジ５の対向部分４０ｂに突き当たってそれ以上ねじれないような関係になっていれば良い。

また、上記実施の形態では、樹脂シート４２をフッ素系の材質にて構成したが、これに限定されず、少なくとも非粘着性を有する材質で構成されていれば良い。尚、樹脂シート４２の材質としては、本実施の形態で用いたフッ素系の樹脂等、非粘着性に加え、耐熱性及び低摩擦のものを用いるのが、タイミングベルト２３とアーム４０の対向部分４０ｂとの間の抵抗を低減する観点からも好ましい。

画像読取装置を示す概略図である。 図１の画像読取装置の駆動方式の一例を示す概略図である。 図１の画像読取装置の第１キャリッジ及び第２キャリッジの主走査方向の端部及びその近傍を概略的に示す断面図である。

符号の説明

２ コンタクトガラス
３ 原稿
４ 第１キャリッジ
５ 第２キャリッジ
８ 露光ランプ（光源）
１５ 第１ミラー（第１キャリッジのミラー）
１６ 第２ミラー（第２キャリッジのミラー）
１７ 第３ミラー（第２キャリッジのミラー）
１３ スキャナモータ（モータ）
２３ タイミングベルト（第１ベルト）
２５ 平ベルト（第２ベルト）
４０ａ アームの上面（第２キャリッジの表面）
４０ｂ 対向部分
４２ 樹脂シート（樹脂部材）
１００ 画像読取装置
Ｈ 隙間
Ｗ タイミングベルトの幅

Claims (3)

1. コンタクトガラス上に載置された原稿に光を照射する光源及びミラーを有する第１キャリッジと、
   この第１キャリッジから原稿に照射され反射された光の光路方向を変えるためのミラーを有する第２キャリッジと、
   副走査方向に延びる無端状に形成され、第１キャリッジを副走査方向に往復動させるための第１ベルトと、
   副走査方向に延びる無端状に形成され、第２キャリッジを副走査方向に往復動させるための第２ベルトと、
   正逆回転を行なって第１ベルト及び第２ベルトを駆動させるモータとを備え、
   第１ベルトは、その表面が第２キャリッジに対向するように配置され、
   第２ベルトは、その表面が第１キャリッジに対向するように配置され、第１キャリッジと第２キャリッジとが、副走査方向に所定の速度比で往復動する画像読取装置において、
   第１ベルト及び第２ベルトはそれぞれ対向するキャリッジに対して該ベルトのねじれによって接触する程度の隙間を有して平行に設けられており、
   第１ベルト及び第２ベルトの幅の少なくとも一方は、前記隙間よりも大きく、
   第１キャリッジの表面のうち第２ベルトと対向する部分及び第２キャリッジの表面のうち第１ベルトと対向する部分の少なくとも一方には、対向するベルトとの間の抵抗を低減する非粘着性の樹脂部材が副走査方向に亘って設けられていることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記樹脂部材は、その幅が第１ベルト又は第２ベルトの幅よりも広いことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記樹脂部材は、フッ素系の樹脂により構成され、前記樹脂部材を含む前記隙間が第１ベルト又は第２ベルトの幅の１／２以下であり、
   第１ベルトがタイミングベルトであって、
   第１キャリッジと第２キャリッジとは、上側の１対のガイドレール上と、下側の１対のガイドレール上とにそれぞれの主走査方向を長手方向として配置され、第１ベルトの駆動によって副走査方向に沿って前記所定の速度比が２：１で往復動自在に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像読取装置。

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