JP5009596B2 - 画像読取装置、画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は画像読取装置及び画像形成装置に係り、特に光源及び第1ミラーを備え所定の速度で移動可能である第1キャリッジと、第2ミラー及び第3ミラーを備え前記所定の速度の半分の速度で移動可能である第2キャリッジと、前記第1キャリッジ及び第2キャリッジを移動可能に保持する装置本体と、前記装置本体に固定された前記光源用の電源部と、可撓性を有し前記電源部と前記光源に接続され電源部から光源に電力を供給する電力供給部材とを備え、前記光源からの光を原稿に反射させその反射光を前記第1ミラー、第2ミラー及び第3ミラーで反射させて読み取るに画像読取装置、画像形成装置に関する。
複写機やスキャナ等、紙面等に表された原稿の画像データを読み取って各種の処理に提供する画像読取装置は、原稿に照明ランプから光を照射し、その反射光をCCD等の光電変換デバイスを備えた受光部に入射させるようにしてある。
図15及び図16は従来の画像読取装置の断面図である。このような原稿静止型の画像読取装置では、コンタクトガラス上に載置された原稿に対して前記照明ランプ11を移動させながらその光を照射する。照明ランプ11は第1キャリッジ10に搭載されて、該第1キャリッジ10が駆動され主走査方向に移動するようにしてある。
照明ランプ11は最大サイズの原稿に対してもその全域に光を照射しなければならないから、前記第1キャリッジ10は前記ガラスの一端部を臨む位置から他端部を臨む位置にわたって移動する。
原稿から光電変換素子に反射光を導くためには3つのミラー13,21,22が用いられており、原稿から受光部へ至る光路長を、原稿に対する照射位置が変化した場合であっても一定に保つため、第2ミラー21、第3ミラー22を搭載した第2キャリッジ20は前記照明ランプ11フルレートキャリッジの1/2の速度で、第1キャリッジ10と同期して同方向へ移動する。このようにして原稿からの反射光を前記フルレートキャリッジに搭載された第1ミラーで反射させ、第2ミラーと第3ミラーで順次反射させて受光部へ導いている。
ところで照明ランプ11とランプ駆動用の電源回路の出力部120とは、第1キャリッジ10の移動の円滑性を損なわないように、可撓性を備えた電力供給部材であるフレキシブル回路基板110によって接続されている。このフレキシブル回路基板110は、第1キャリッジ10の走査時の移動先から装置本体101筺体の底面を這わせ、前記第2キャリッジ20を経由させて照明ランプ11に達している。このため、フレキシブル回路基板110は、第2キャリッジ20部分で適宜に湾曲されて反対方向へ向けられ、空中を渡して第1キャリッジ10にまでに至っている。
このような柔軟性のあるフレキシブル回路基板110では、自重によるたわみが発生することとなり、特に第1キャリッジ10と第2キャリッジ20とが最も離れているときにたわみ量は最大となる。フレキシブル回路基板110が画像領域内にある場合は、たわみ量が多くなることにより光路bを遮ってしまい画像不良が発生してしまう。
図15に示す例では、第1キャリッジ10と第2キャリッジ20が近接しており、フレキシブル回路基板であるのたわみ量は非常に小さい。しかし、A3サイズなど大きい原稿を読み取るときには、図16に示すように、第1キャリッジと第2キャリッジの間隔が広くなり、フレキシブル回路基板が自重によってたわんだ状態となっており、第1ミラー13と第2ミラー21間の光路bを遮ってしまうこととなる。
このような事態に対処するため、特許文献1には原稿ランプへの給電ケーブルが、原稿走査の際の移動によりたるまないようにするため、給電ケーブルに張力を付勢する弾性部材を設けたものが記載されている。
特開2000−78367号公報
しかしながら、特許文献1に記載の発明は、第1キャリッジと第2キャリッジとが離れるに従ってフレキシブル回路基板に与える弾性力が増すようになっており、フレキシブル基板の端部に特に抵抗力が加えられる。このように局所的に抵抗力を加えることは、フレキシブル回路基板の耐久性を劣化させる要因となり、回路の断線を招き、信頼性を著しく低下させることとなる。
本発明は、光源への電力供給部材が原稿走査の光路を遮ることがないよう、電力供給部材に常時張力を付与するに際して、電力供給部材の耐久性を劣化させることがない画像読取装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
請求項1の発明は、
光源及び第1ミラーを備え所定の速度で移動可能である第1キャリッジと、第2ミラー及び第3ミラーを備え前記所定の速度の半分の速度で移動可能である第2キャリッジと、前記第1キャリッジ及び前記第2キャリッジを移動可能に保持する装置本体と、前記装置本体に固定された前記光源用の電源部と、可撓性を有し前記電源部と前記光源に接続され電源部から光源に電力を供給する電力供給部材とを備え、前記光源からの光を原稿に反射させその反射光を前記第1ミラー、第2ミラー及び第3ミラーで反射させて読み取る画像読取装置において、
前記第2キャリッジに、前記電力供給部材を湾曲して支持する支持部材と、前記反射光の光路外で前記電力供給部材に接して張力を付与する張力付与部材を設け、前記張力付与部材を前記支持部材と前記電力供給部材の間に位置させて配し、
前記張力付与部材は、弾性を備えた薄板材の両端を折り返して折り目のないループ部を形成して前記支持部材に取り付け、前記ループ部による弾性力で前記電力供給部材に張力を与えるものである、
ことを特徴とする画像読取装置である。
請求項2の発明は、請求項1に記載の画像読取装置において、前記薄板材はPET材を含む合成樹脂、又はステンレス鋼、リン青銅を含む板バネ用金属で形成されていることを特徴とする。
請求項の発明は、請求項1または2に記載の画像読取装置において、前記電力供給部材の付勢方向は、キャリッジ進行方向、及び鉛直上向きを正方向とした座標系において、キャリッジ進行方向に対して負であり、鉛直方向に対しては正であることを特徴とする。
請求項の発明は、請求項1ないしのいずれかに記載の画像読取装置において、前記電力供給部材、フレキシブル回路基板であることを特徴とする。
請求項の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の画像読取装置において、前記電力供給部材の支持部における湾曲半径をRとし、前記薄板の張力付与部材の板厚をtとしたとき、R/t≧150であることを特徴とする。
請求項の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載の画像読取装置において、前記支持部材、前記第2キャリッジにおいて前記第2ミラー及び第3ミラー設置側の反対側に設けられていることを特徴とする。
請求項の発明は、請求項1ないし6いずれかに記載の画像読取装置において、前記装置本体には、キャリッジ駆動用モータと原稿検知センサとが配置され、前記電力供給部材は前記キャリッジ駆動用モータと前記原稿検知センサとの間に配置されていることを特徴とする。
請求項の発明は、請求項1ないし7のいずれかに記載の画像読取装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
本発明に係る画像読取装置及び画像形成装置によれば、光源への電力供給部材が原稿走査の光路を遮らないよう電力供給部材に常時張力を付与するに際して、電力供給部材の耐久性を劣化させないという効果がある。
以下本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図面に基づいて説明する。
以下本発明に係る画像読取装置の実施例について説明する。図1は実施例1に係る画像読取装置の構造を示す断面図、図2は実施例1に係る画像読取装置の構造を示す平面図である。本例に係る画像読取装置100は、画像形成装置、例えば複写装置、ファクシミリ装置、プリンタなどの機能を併せ持つ複合画像形成装置に備えられる。
本例に係る画像読取装置100は、装置本体101の上面にコンタクトガラス102を備え、装置本体101内に第1キャリッジ10及び第2キャリッジ20を備え、これらをキャリッジ駆動用モータ109で駆動する。第1キャリッジ10には照明ランプ11、リフレクタ12及び第1ミラー13を備え、第2キャリッジ20には、第2ミラー21、第3ミラー22を備える。
第1キャリッジ10は、図中aの走査範囲を移動し、第2キャリッジ20は光路長を一定に保つために、前記第1キャリッジ10の1/2の速度で、該第1キャリッジ10と同期して同方向へ移動する。
また、前記装置本体101には、前記コンタクトガラス102に隣接して温度検出用のサーミスタ103、原稿配置のための原稿スケール104、色構成用の白色基準板105を備える他、原稿の有無大きさを検出する原稿検知センサ106、原稿像を結像させるレンズ107及び光電変換素子であるCCDラインセンサ108を備えている。
また、前記照明ランプ11とランプ駆動用の電源回路の出力部120とは、第1キャリッジ10の移動の円滑性を損なわないように、可撓性を備えた電力供給部材であるフレキシブル回路基板110によって接続されている。このフレキシブル回路基板110は、第1キャリッジ10の走査時の移動先から装置本体101筺体の底面を這わせ、前記第2キャリッジ20を経由させて照明ランプ11に達している。このため、フレキシブル回路基板110は、第2キャリッジ20に取付けられた支持部材であるガイド部材30で円弧に沿って反対方向に向け湾曲されて、第1キャリッジ10にまで渡されている。
ガイド部材30及びフレキシブル回路基板110は、図2に示すように前記キャリッジ駆動用モータ109と前記原稿検知センサ106との間に配置するようにしている。
このように、照明ランプ11から光を放射して原稿面の読取位置を照明し、原稿面からの光は第1ミラー13、第2ミラー21、第3ミラー22で反射され、レンズ107を通して読取手段であるCCDラインセンサ108で電気信号に変換される。その後、所定のモード設定に従いフルカラーモード又は白黒モードで画像形成動作を行う。
画像読取装置100の構成についてさらに詳細に説明する。図3は実施例1に係る画像読取装置の構造を示す斜視図、図4は実施例1に係る画像読取装置の支持部材を示す拡大正面図、図5は実施例1に係る画像読取装置の支持部材と張力付与部材を示す断面図、図6は実施例1に係る画像読取装置の支持部及び張力付与部材を示す斜視図である。
第1キャリッジ10には、2本の照明ランプ11及びリフレクタ12が搭載されている。また、第1キャリッジ10にはフレキシブル回路基板110の一端がコネクタで接続され、それぞれの照明ランプ11には第1キャリッジ10に取付けられたフレキシブル回路基板110から電力が供給されている。
第2キャリッジ20には、フレキシブル回路基板110のガイド部材30が取付けられており、ガイド部材30は所定の屈曲半径でフレキシブル回路基板110を湾曲させる。フレキシブル回路基板110の他端は、従来例で示したものと同様に装置本体101に取付けられている出力部120に固定される。
図4は実施例1に係る画像読取装置の第2キャリッジに取付けられたガイド部材を示す拡大正面図、図5は実施例1に係る画像読取装置の支持部材と張力付与部材を示す断面図、図6は実施例1に係る画像読取装置の支持部及び張力付与部材を示す斜視図である。
前記第2キャリッジ20には、ガイド部材30が取付けられ、ガイド部材30には張力付与部材40が取付けられている。本例では、第2キャリッジ20の進行方向、及び鉛直上向きをプラス方向とした座標系において、第2象限内の矢印A方向にフレキシブル回路基板110を押し出して張力を負荷するよう張力付与部材40を取付けている。
ガイド部材30は、半円弧板状である2枚一対のガイド部31に挟まれて円弧面の湾曲部32が形成されている。この湾曲部32はガイド部材30の中央付近から段部33、34を形成して、空間部35を形成している。張力付与部材40はPET薄板からなり、図6に示すように、その両端を折り曲げ、下部折曲部43,上部折曲部44を形成している。これらの下部折曲部43及び上部折曲部44は、フレキシブル回路基板110を円滑に案内する他、張力付与部材40のエッジでフレキシブル回路基板110を傷つけないために設けられる。また、張力付与部材40の下部折曲部43、下部折曲部43の間には、接着部41及び弾性部42が設けられる。
前記張力付与部材40は、ガイド部材30に両面テープを用いて接着される。即ち、張力付与部材40の接着部41をガイド部材30の湾曲部32に接着する。この接着部41は湾曲部32への固定個所となるため、可能な限り両面テープでの接着領域は広くとることが望ましい。
なお、張力付与部材40の付勢方向は、第2キャリッジ20の進行方向に負、鉛直方向に正の第2象限(図11(b)参照、以下同じ)に向くものとする。このためキャリッジ走行中にも常に一定の湾曲で安定した姿勢を保つことが可能となる。
さらに、前記張力付与部材40はフレキシブル回路基板110の湾曲方向と逆向きのそり癖が付くようPETシートロールから切り出すようにしている。そり癖をつけることにより確実にフレキシブル回路基板110に付勢力を与えることができる。
なお、張力付与部材40の外周のうち、フレキシブル回路基板と接する隅部47,48は角を落とし、滑らかなものとするようにしている。張力付与部材40のとがった個所がフレキシブル回路基板110に当接すると、第1キャリッジ10、第2キャリッジ20の走行時、フレキシブル回路基板110と張力付与部材40とがこすれてしまい、フレキシブル回路基板110が損傷を受け、この繰返しにより断線のおそれがあるからである。
本例のような構成を備えた場合、張力付与部材40を構成するPETシートの板厚は弾性力に影響を与える。また、フレキシブル回路基板110のガイド部材30による屈曲の半径の寸法は繰返し屈曲による耐久性に影響を与える。一般的にフレキシブル回路基板110に負荷する張力は20g以下が望ましい。それ以上の負荷をかけると、フレキシブル回路基板110の表面が経時で削れてしまうなどの副作用が発生する。
発明者は、実施例1に係る画像読取装置の張力付与部材の厚さ寸法と電力供給部材であるフレキシブル回路基板110に負荷する張力との関係を確認した。図7は実施例1に係る画像読取装置の張力付与部材の厚さ寸法と電力供給部材への張力の関係を示す表、図8は実施例1に係る画像読取装置の張力付与部材の厚さ寸法と電力供給部材への張力の関係を示すグラフである。この結果、フレキシブル回路基板110に20g以下の張力を与えるには、PETシートの厚さを約0.2mm以下すればよいことが分かった。このため、本例では張力付与部材40のPETシートの厚さtをフレキシブル回路基板110に16gの張力を与える0.188mmとした。
また、前記フレキシブル回路基板110のガイド部材30における湾曲半径をRとし、前記薄板の張力付与部材の板厚をtとしたとき、R/t≧150 となるようにしている。 本例では、R/t=151.6であるR=28.5mmとした。
図9は実施例1に係る画像読取装置のガイド部材の半径Rと付勢部材の厚さ寸法tの比R/tの組み合わせによる耐久性試験の結果を示す表である。R/t:130〜160の間で、実使用環境における、摺動部でのフレキシブル回路基板110の表面削れ、及びフレキシブル回路基板110の屈曲耐久性を評価した。その結果、R/t≧150であればフレキシブル回路基板110の耐久性、表面の耐削れ性において良好であることが分かった。
次に本発明に係る画像読取装置の第2の実施例について説明する。図10は、実施例2に係る画像読取装置の支持部材及び張力付与部材の構成を示す斜視図である。本例では、ガイド部材30に取付ける張力付与部材50の形状を変更している。本例では、張力付与部材50の両端を折り返して折り目のないループ部51、52を形成し、このループ部51、52を接着部53,54において張力付与部材50の本体面に両面テープで接着したものである。そして、このようにして形成した前記張力付与部材50を実施例1と同様にガイド部材30に取付けるものとしている。本例によれば、張力付与部材50の端部によるフレキシブル回路基板110の損傷を確実に防止することができる。
次に、本発明に係る画像読取装置の第3の実施例について説明する。図11は実施例3に係る画像読取装置の支持部材の構成を示す側面図である。本例は、前記第2キャリッジ20に取付けるガイド部材に張力付与部材を一体に形成したものである。本例では、ガイド部材60には、第2キャリッジ20への取付部61と、フレキシブル回路基板110が接触して湾曲されるガイド面部62と、フレキシブル回路基板110がガイド面部62から外れないようにする係止部63が設けられている他、ガイド面部62に隣接して付勢部64を設けるものとしている。前記付勢部64は矢印A方向(第2象限(図11(b)))にフレキシブル回路基板110を付勢して張力を付与する。
また、前記付勢部64は、ガイド面部62より板厚が薄く、また、その先端には湾曲部65を設け、付勢部64のエッジがフレキシブル回路基板110に接触しないようにしている。これにより、フレキシブル回路基板110の損傷を防止している。
本例によれば、光源駆動用の可撓性導電部材には常に一定の張力を負荷することができる。また、読み取り動作時も停止時も、光源駆動用の可撓性導電部材に負荷する荷重を一定にすることができ、局所的な負荷がかからず耐久性に優れたものとすることができる。
なお上記例において、張力付与部材としてPETシートである合成樹脂を使用した場合を説明したが、張力付与部材としては、ステンレス鋼、リン青銅などの金属薄板製のバネ材を使用することができる。
次に、本発明に係る画像読取装置の第4の実施例について説明する。図12は実施例4に係る画像読取装置の支持部材の構成を示す斜視図、図13は実施例4に係る画像読取装置の支持部材の構成を示す断面図である、
本例では、ガイド部材90として前記第1の実施例のガイド部材と同形状のものを使用し、このガイド部材90に軸部材91を配置し、この軸部材91に滑車92を取付けている。前記滑車92はフレキシブル回路基板110の回路パターン111(図14参照)に接触しないよう、この回路パターン111の設置位置を避けるように配置するようにする。前記滑車92は軸部材91に対して回動可能であり、また前記滑車92は、図13に示すように、その外周に摺動部材として低摩擦係数の弾性体部93を配置している。この弾性体部93は、スポンジ、フェルト等の弾性体で構成することができる他、スポンジ、フェルト等に潤滑油を付着させたものを使用することができる。
このため、滑車92は、フレキシブル回路基板110に常時接触し、滑車92は、フレキシブル回路基板110の動きに連れて回転する。
本例によれば、フレキシブル回路基板110の移動時において、ガイド部材90は、フレキシブル回路基板110と滑車92を介して低摩擦で当接する他、92はフレキシブル回路基板110の移動に連れて回転するから、フレキシブル回路基板110に擦れによる損傷を与えることなく張力を付与することができる。
本実施例によれば、滑車92によりフレキシブル回路基板110とガイド部材90が擦れるのを回避することができる他、フレキシブル回路基板110とガイド部材90及びフレキシブル回路基板110と滑車92の接触面積を可及的に小さくでき、フレキシブル回路基板110の耐久性を向上させることができる。また、滑車92には低摩擦係数の弾性体部93を備えるようにしたから、フレキシブル回路基板110の耐久性をさらに向上させることができ、フレキシブル回路基板110としてポリイミドなど非常に薄く、柔らかい材質を使用しても耐久性を保つことができる。さらに、摺動部材としてスポンジ、フェルト等の弾性部材、又は弾性部材に潤滑油を付着したものを用いることにより、フレキシブル回路基板110の表面の擦れ等による耐久性を更に向上させることができる。
なお、上記例では、滑車92はガイド部材90に1つ取付ける例について説明したが、ガイド部材90に滑車92を複数取付けることができる。図14は実施例4に係る画像読取装置において滑車を複数個取付けた場合を示すフレキシブル回路基板の平面図である。この例では2個の滑車92を、フレキシブル回路基板110に配置された回路パターン111に接触しない位置に取付けている。このように滑車を複数取付けることにより、滑車92とフレキシブル回路基板110との接触面積が増し、滑車92との繰返しの摺動によるフレキシブル回路基板110の損傷をさらに防止することができる。
なお上記例において、張力付与部材としてPETシートである合成樹脂を使用した場合を説明したが、張力付与部材としては、ステンレス鋼、リン青銅などの金属薄板製のバネ材を使用することができる。
実施例1に係る画像読取装置の構造を示す断面図である。 実施例1に係る画像読取装置の構造を示す平面図である。 実施例1に係る画像読取装置の構造を示す斜視図である。 実施例1に係る画像読取装置の支持部材を示す拡大正面図である。 実施例1に係る画像読取装置の支持部材と張力付与部材を示す断面図である。 実施例1に係る画像読取装置の支持部及び張力付与部材を示す斜視図である。 実施例1に係る画像読取装置の張力付与部材の厚さ寸法と電力供給部材への張力の関係を示す表である。 実施例1に係る画像読取装置の張力付与部材の厚さ寸法と電力供給部材への張力の関係を示すグラフである。 実施例1に係る画像読取装置の電力供給部材の支持部半径Rと張力付与部材の厚さ寸法tの比R/tの組み合わせによる耐久性試験の結果を示す表である。 実施例2に係る画像読取装置の支持部材及び張力付与部材の構成を示す斜視図である。 実施例3に係る画像読取装置の支持部材の構成を示す図であり、(a)は側面図、(b)は座標系を説明する図である。 実施例4に係る画像読取装置の支持部材の構成を示す斜視図である。 実施例4に係る画像読取装置の支持部材の構成を示す断面図である。 実施例4に係る画像読取装置のフレキシブル回路基板を示す平面図である。 従来の画像読取装置における電力供給部材の配置を示す画像読取装置の断面図である。 従来の画像読取装置における電力供給部材の配置を示す画像読取装置の断面図である。
符号の説明
10・・・第1キャリッジ
11・・・照明ランプ
12・・・リフレクタ
13・・・第1ミラー
20・・・第2キャリッジ
21・・・第2ミラー
22・・・第3ミラー
30・・・ガイド部材
31・・・ガイド部
32・・・湾曲部
33、34・・・段部
35・・・空間部
40・・・張力付与部材
41・・・接着部
42・・・弾性部
43・・・下部折曲部
44・・・上部折曲部
47,48・・・隅部
50・・・張力付与部材
51、52・・・ループ部
53,54・・・接着部
60・・・ガイド部材
61・・・取付部
62・・・ガイド面部
63・・・係止部
64・・・付勢部
65・・・湾曲部
90・・・ガイド部材
91・・・軸部材
92・・・滑車
93・・・弾性体部
100・・・画像読取装置
101・・・装置本体
102・・・コンタクトガラス
103・・・サーミスタ
104・・・原稿スケール
105・・・白色基準板
106・・・原稿検知センサ
107・・・レンズ
108・・・CCDラインセンサ
109・・・キャリッジ駆動用モータ
110・・・フレキシブル回路基板
120・・・出力部

Claims (8)

  1. 光源及び第1ミラーを備え所定の速度で移動可能である第1キャリッジと、第2ミラー及び第3ミラーを備え前記所定の速度の半分の速度で移動可能である第2キャリッジと、前記第1キャリッジ及び前記第2キャリッジを移動可能に保持する装置本体と、前記装置本体に固定された前記光源用の電源部と、可撓性を有し前記電源部と前記光源に接続され電源部から光源に電力を供給する電力供給部材とを備え、前記光源からの光を原稿に反射させその反射光を前記第1ミラー、第2ミラー及び第3ミラーで反射させて読み取る画像読取装置において、
    前記第2キャリッジに、前記電力供給部材を湾曲して支持する支持部材と、前記反射光の光路外で前記電力供給部材に接して張力を付与する張力付与部材を設け、前記張力付与部材を前記支持部材と前記電力供給部材の間に位置させて配し、
    前記張力付与部材は、弾性を備えた薄板材の両端を折り返して折り目のないループ部を形成して前記支持部材に取り付け、前記ループ部による弾性力で前記電力供給部材に張力を与えるものである、
    ことを特徴とする画像読取装置。
  2. 前記薄板材はPET材を含む合成樹脂、又はステンレス鋼、リン青銅を含む板バネ用金属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。
  3. 前記電力供給部材の付勢方向は、前記第2キャリッジ進行方向、及び鉛直上向きを正方向とした座標系において、前記第2キャリッジ進行方向に対して負であり、鉛直方向に対しては正であることを特徴とする請求項1またはに記載の画像読取装置。
  4. 前記電力供給部材フレキシブル回路基板であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の画像読取装置。
  5. 前記電力供給部材の支持部における湾曲半径をRとし前記張力付与部材の板厚をtとしたとき、R/t≧150であることを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載の画像読取装置。
  6. 前記支持部材が前記第2キャリッジにおいて前記第2ミラー及び第3ミラー設置側の反対側に設けられていることを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載の画像読取装置。
  7. 前記装置本体には、キャリッジ駆動用モータと原稿検知センサとが配置され、前記電力供給部材は前記キャリッジ駆動用モータと前記原稿検知センサとの間に配置されていることを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載の画像読取装置。
  8. 求項1ないしのいずれか記載の画像読取装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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