JP6023643B2 - 駆動機構、画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動機構、画像読取装置及び画像形成装置に関する。

複写機等の画像形成装置において、画像読取装置が用いられている（特許文献１参照）。画像読取装置は、読取対象物の画像記録面に記録された画像を読み取るもので、移動体と一対の駆動機構とを備える。

移動体は光学系部品（光源やミラー等）とキャリッジとを含む。光学系部品は読取対象物の画像記録面を照明する。キャリッジは光学系部品を支持し、読取対象物の画像記録面に沿って移動する。

駆動機構はワイヤーとドラムとを備える。ワイヤーはキャリッジに直接または介在物（プーリー等）を介して駆動力を伝達する。ドラムはモーターによって回転し、ワイヤーを巻き取ることによってキャリッジを移動させる。

特開平１１−８２６６１号公報

しかしながら、従来の画像読取装置には、以下に述べるような問題点があった。

一般に、駆動機構のワイヤーは、プーリーの摩耗を抑制する等の目的で、金属製の線状の芯材の外周部を樹脂製の被覆体で被覆した２重構造となっている。芯材の両端部は画像読取装置の装置筐体に連結されている。

ワイヤーが２重構造の場合、芯材が偏心すると、芯材が偏心していない場合と比べて、ドラムの１回転あたりの芯材の巻き取り量が変化する。例えば、芯材がドラムの外周部に接近する方向に偏心すると、ドラムの１回転当たりの芯材の巻き取り量は、芯材が偏心していない場合と比べて小さくなる。一方、芯材がドラムの外周部から離間する方向に偏心すると、ドラムの１回転当たりの芯材の巻き取り量は、芯材が偏心していない場合と比べて大きくなる。

一方の駆動機構のドラム１回転当たりの芯材の巻き取り量と、他方の駆動機構のドラム１回転当たりの芯材の巻き取り量とが異なっていると、キャリッジが移動方向に対して傾いた状態で移動する。その結果、キャリッジが傾いていない場合と比べて画像の読み取り位置が変化し、用紙上に形成される画像が傾く等の不具合が生じる。

本発明は上記事情に鑑みて創案されたものであり、その目的は、線状の芯材と芯材の外周部を被覆する被覆体とを含むワイヤーを巻き取ることにより駆動対象物を駆動する駆動機構であって、ワイヤーの芯材が被覆体に対して偏心しても芯材の巻き取り量の変化を抑制できる駆動機構、当該駆動機構を備えた画像読取装置、及び当該画像読取装置を備えた画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は駆動機構であって、駆動対象物に駆動力を伝達するワイヤーと、回転体とを備え、前記ワイヤーは、線状の芯材と前記芯材の外周部を被覆する被覆体とを含み、前記ワイヤーを軸線周りに捻り、前記捻ったワイヤーを前記回転体に巻き取る。

また、本発明の第２の態様は、読取対象物の画像記録面に記録された画像を読み取る画像読取装置であって、前記画像記録面を照明する光学系部品を含む移動体と、駆動機構とを備え、前記駆動機構は、前記移動体に駆動力を伝達するワイヤーと、回転体とを備え、前記ワイヤーは、線状の芯材と前記芯材の外周部を被覆する被覆体とを含み、前記ワイヤーを軸線周りに捻り、前記捻ったワイヤーを前記回転体に巻き取る。

また、本発明の第３の態様は画像形成装置であって、第２の態様の画像読取装置と、前記読取対象物から読み取った前記画像を被記録媒体上に形成する画像形成部とを備える。

本発明によれば、ワイヤーの芯材が被覆体に対して偏心しても芯材の巻き取り量の変化を抑制することができる。

本発明による画像読取装置を備えた画像形成装置の正面断面図である。 図１に示される画像形成装置に組み込まれる画像読取装置の斜視図である。 図２に示される画像読取装置に用いられる駆動機構の斜視図である。 図３に示される駆動機構の側面図である。 図３の要部の拡大斜視図である。 図３に示される駆動機構に用いられるワイヤーの構造を模式的に示す断面図である。 本発明の他の実施形態の要部の拡大斜視図である。

以下、図面を参照して本発明による実施形態を説明する。図１は、本発明による画像読取装置を備えた画像形成装置の正面断面図である。

図１に示す画像形成装置１０は複写機であって、用紙供給部１００と、原稿自動送り部２００と、画像読取部３００と、画像形成部４００と、定着部５００とを備える。

用紙供給部１００は、複数の用紙収納カセット１１０と、用紙搬送機構１２０とを備える。用紙搬送機構１２０は、用紙収納カセット１１０内に収納された被記録媒体としての用紙Ｐを画像形成部４００に搬送する。

原稿自動送り部２００は、原稿載置部２１０と原稿排出部２２０とを備える。原稿自動送り部２００は、原稿載置部２１０に載置された読取対象物としての原稿Ｓを搬送し、原稿Ｓの画像記録面に記録された画像を画像読取部３００に読み取らせた後、原稿Ｓを原稿排出部２２０に排出する。

画像読取部３００は、コンタクトガラス３１０と画像読取装置３２０とを備える。画像読取装置３２０は、コンタクトガラス３１０に密着した原稿Ｓの画像形成面を走査して画像を読み取り、電気信号に変換する。

画像形成部４００は、原稿Ｓから読み取った画像を用紙Ｐ上に形成する。画像形成部４００は、画像書込装置４１０と、円筒状の感光体４２０と、現像部４３０と、転写部４４０とを備える。画像書込装置４１０は、画像読取部３００が読み取った画像の信号を感光体４２０の外周部に書き込んで静電潜像を形成する。現像部４３０は、感光体４２０の外周部にトナーを供給して静電潜像をトナー像として顕在化する。転写部４４０は、顕在化されたトナー像を用紙Ｐに転写する。

定着部５００は、用紙Ｐに転写されたトナー像を加熱及び加圧して溶融させ、トナー像を用紙Ｐに定着させる。

次に、図２を参照して画像読取装置３２０の詳細構造を説明する。図２は、図１に示される画像形成装置１０に組み込まれる画像読取装置３２０の斜視図である。

図２に示すように、画像読取装置３２０は、装置筐体３３０と、キャリッジ３４０と、一対の駆動機構３４５（一方のみ図示）とを備える。一対の駆動機構３４５は、キャリッジ３４０の移動方向（Ｘ軸方向）と直交するＹ軸方向に間隔をおいて配置されている。

装置筐体３３０は、上面が開口した箱形で、金属板をプレス加工した複数の板材等によって形成されている。装置筐体３３０は、対向する一対の側壁３３１と、側壁３３１に直交する一対の端壁３３２と、底壁３３３と、ロの字形の頂壁３３４とを備える。

キャリッジ３４０は、第１支持枠３４１と第２支持枠３４２とを備える。第１支持枠３４１は、金属板をプレス加工した板材等によって形成され、原稿Ｓの画像記録面を照明する光学系部品である光源（図示せず）を支持する。第２支持枠３４２は、金属板をプレス加工した板材等によって形成され、原稿Ｓの画像記録面を照明する光学系部品である反射ミラー（図示せず）を支持する。第１支持枠３４１及び第２支持枠３４２は、ガイドレール（図示せず）によって、Ｘ軸方向に沿って移動自在に案内されている。キャリッジ３４０及び光学系部品は、本発明の移動体として機能する。

図３は、画像読取装置３２０に用いられる一対の駆動機構３４５の斜視図である。図３に示すように、各駆動機構３４５は、ワイヤー３５０と、ブラケット３６１と、第１プーリー３６２と、第２プーリー３６３と、回転体としてのドラム３６４と、回転軸３６５と、第３プーリー３６６と、ワイヤーガイド３６７と、テンションバネ３６８と、捻り手段としてのギア機構３７０とを備える。

ブラケット３６１は断面Ｌ字形の板状部材により形成され、水平部３６１ａと鉛直部３６１ｂとを有する。鉛直部３６１ｂには、その上端縁から下方に向けてスリット（図示せず）が形成されている。このスリットは、ワイヤー３５０の一端を径方向に挿入可能で、かつワイヤー３５０の一端に取り付けられた丸型端子３５３が通過不能に形成されている。

第１プーリー３６２は、第２支持枠３４２（図２参照）に回転自在に取り付けられている。第１プーリー３６２は、内側溝３６２ａと外側溝３６２ｂとを有する。第２プーリー３６３は、装置筐体３３０（図２参照）の端壁３３２に回転自在に取り付けられている。ドラム３６４は回転軸３６５の両端に固定され、回転軸３６５を介して装置筐体３３０の側壁３３１に回転自在に支持されている。第３プーリー３６６は、装置筐体３３０（図２参照）の端壁３３２に回転自在に取り付けられている。

ワイヤーガイド３６７は、装置筐体３３０（図２参照）の端壁３３２に固定されており、ワイヤー３５０の他端を９０°折曲させて端壁３３２の長手方向に沿って案内する。

テンションバネ３６８はコイルバネから成り、一端にフック状の引掛部３６８ａを有する。引掛部３６８ａはワイヤー３５０の他端に取り付けられた丸型端子３５３の貫通穴３５３ａに引っ掛けられる。テンションバネ３６８の他端は装置筐体３３０（図２参照）の端壁３３２に固定されている。

図４は図３に示される駆動機構３４５の側面図である。図４（ａ）は駆動機構３４５の全体側面図であり、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は駆動機構３４５の部分側面図である。

図４（ａ）に示すように、ワイヤー３５０は、テンション側部分３５０ａと固定端側部分３５０ｂとから成る。図４（ｂ）に示すように、テンション側部分３５０ａは、ドラム３６４から第３プーリー３６６、第１プーリー３６２及びワイヤーガイド３６７を経てテンションバネ３６８（図３参照）に至る部分である。固定端側部分３５０ｂは、ドラム３６４から第２プーリー３６３、第１プーリー３６２を経てブラケット３６１に至る部分である。固定端側部分３５０ｂは、画像読み取り時にドラム３６４によって巻き取られる。

テンション側部分３５０ａは、ドラム３６４を起点として第３プーリー３６６に向かって延び、第３プーリー３６６に対して下側から巻き掛けられて略１８０°折り返される。そして、テンション側部分３５０ａは、第１プーリー３６２の内側溝３６２ａに下側から巻き掛けられて１８０°折り返される。さらに、テンション側部分３５０ａは、ワイヤーガイド３６７に外側から挿通されて内側に９０°折曲され、先端の丸型端子３５３がテンションバネ３６８に連結される。

固定端側部分３５０ｂは、ドラム３６４を起点として第２プーリー３６３に向かって延び、第２プーリー３６３に対して下側から巻き掛けられて略１８０°折り返される。そして、固定端側部分３５０ｂは、第１プーリー３６２に向かって延び、第１プーリー３６２の外側溝３６２ａに上側から巻き掛けられて１８０°折り返される。さらに、固定端側部分３５０ｂは、ブラケット３６１に向かって延び、先端に接続された丸型端子３５３がブラケット３６１に連結される。第１支持枠３４１は固定端側部分３５０ｂに固定されている。

ドラム３６４はモーター（図示せず）によって軸線周りに両方向に回転する。ドラム３６４が図４の時計回り方向に回転すると、第１支持枠３４１及び第２支持枠３４２は図４の左方向に移動する。一方、ドラム３６４が反時計回り方向に回転すると、第１支持枠３４１及び第２支持枠３４２は図４の右方向に移動する。

次に、図５を参照してギア機構３７０について説明する。図５は図３の要部の拡大斜視図である。ギア機構３７０は、ウォームギア３７１と、ウォームホイール３７５とを備える。

ウォームギア３７１は頭付きのネジ状に形成されており、軸部３７２と、軸部３７２の一端に形成された頭部３７３とを備える。軸部３７２の外周部には螺旋状の歯３７２ａが形成されている。頭部３７３には、ドライバーの先端部が嵌合する溝３７３ａが形成されている。ウォームギア３７１は、頭部３７３が装置筐体３３０（図２参照）の外部に突出した状態で軸部３７２が装置筐体３３０の側壁３３１に軸線周りに回転自在に支持されている。

ウォームホイール３７５の外周部には、ウォームギア３７１の歯３７２ａと噛み合う歯３７５ａが形成されている。ウォームホイール３７５は、その外周部から径方向に形成されたスリット３７５ｂを有している。スリット３７５ｂの幅は丸型端子３５３の厚みよりも若干大きく、丸型端子３５３がスリット３７５ｂに摺動自在に係合する。

ウォームギア３７１の頭部３７３の溝３７３ａにドライバーの先端部を嵌合させてウォームギア３７１を回転させると、ウォームホイール３７５が回転する。その結果、ワイヤー３５０が軸線周りに捻れる。

図６は、駆動機構３４５に用いられるワイヤー３５０の構造を模式的に示す断面図である。図６（ａ）は芯材３５１が被覆体３５２に対して同軸の場合を示す図であり、図６（ｂ）は芯材３５１が被覆体３５２に対して偏心した場合を示す図である。ワイヤー３５０は駆動対象物としてのキャリッジ３４０に駆動力を伝達する。

図６（ａ）に示すように、ワイヤー３５０は線状の芯材３５１と筒状の被覆体３５２とを備える。芯材３５１は、金属製の細線を撚り合わせることにより形成される。被覆体３５２は樹脂製で、芯材３５１の外周部を被覆する。芯材３５１の両端には丸型端子３５３（図３参照）が取り付けられている。芯材３５１は被覆体３５２に対して同軸状に配置されるが、図６（ｂ）に示すように、芯材３５１が被覆体３５２に対して偏心することもある。芯材３５１が被覆体３５２に対して偏心した場合の問題点については後述する。

次に、図３〜図６を参照して本実施形態の作用及び効果を説明する。 図６（ａ）に示すように、芯材３５１が被覆体３５２に対して同軸の場合、ドラム３６４（図３参照）の１回転あたりの芯材３５１の巻き取り長さは、ドラム３６４の半径をｒ１、ワイヤー３５０の半径をｒ２とすると、２π（ｒ１＋ｒ２）となる。

一方、図６（ｂ）に示すように、ワイヤー３５０の芯材３５１の中心が被覆体３５２の中心からΔｄ偏心しているとき、芯材３５１の偏心方向における被覆体３５２の厚みｔ１が小さくなり、芯材３５１の偏心方向と反対方向における被覆体３５２の厚みｔ２が大きくなる。

図６（ｂ）の場合、被覆体３５２の厚みがｔ１となる接触点Ｐ１でワイヤー３５０がドラム３６４の外周部に接すると、ドラム３６４の１回転あたりの芯材３５１の巻き取り長さは２π（ｒ１＋ｒ２−Δｄ）となる。すなわち、芯材３５１が被覆体３５２に対して同軸の場合（図６（ａ））と比べて、ドラム３６４の１回転あたりの芯材３５１の巻き取り長さは２πΔｄ小さくなる。

一方の駆動機構３４５における芯材３５１の被覆体３５２に対する偏心量と、他方の駆動機構３４５における芯材３５１の被覆体３５２に対する偏心量とが異なる場合、一方の駆動機構３４５におけるドラム３６４の１回転あたりの芯材３５１の巻き取り長さと、他方の駆動機構３４５におけるドラム３６４の１回転あたりの芯材３５１の巻き取り長さとが異なることになる。

この場合、キャリッジ３４０の中心線Ｃ．Ｌ（図２参照）がキャリッジ３４０の移動方向（図２のＸ軸方向）に対して傾いた状態でキャリッジ３４０が移動するため、画像読み取り装置３２０が原稿Ｓ（図１参照）の画像を読み取る位置が基準位置からずれる。その結果、用紙Ｐに形成される画像が傾く等の不具合が生じる。

ギア機構３７０（図５参照）を用いてワイヤー３５０を捻ることで、斯かる不具合を抑制できる。例えば、図６（ａ）に示すように、一方の駆動機構３４５のワイヤー３５０の芯材３５１が被覆体３５２に対して同軸であり、図６（ｂ）に示すように、他方の駆動機構３４５のワイヤー３５０の芯材３５１が被覆体３５２に対してΔｄ偏心しており、且つワイヤー３５０の外周部が接触点Ｐ１の位置でドラム３６４の外周部に当接しているとする。

この場合、作業員は、他方の駆動機構３４５のギア機構３７０（図５参照）のウォームギア３７１を回転させてワイヤー３５０を捻る。例えば、ドラム３６４が１回転する間にワイヤー３５０が軸線周りに１回転するようにワイヤー３５０が捻られると、ドラム３６４が１回転する間に、ワイヤー３５０のドラム３６４との接触点は、Ｐ１→Ｐ２→Ｐ３→Ｐ４→Ｐ１（又はＰ１→Ｐ４→Ｐ３→Ｐ２→Ｐ１）と変化する。

この場合、ドラム３６４の回転に伴って、芯材３５１の中心とドラム３６４の外周面との距離Ｄが連続的に変化する。例えば、ワイヤー３５０が接触点Ｐ１でドラム３６４と接触している状態において、距離Ｄは最小値（ｒ２−Δｄ）である。ドラム３６４の回転に伴って距離Ｄが大きくなり、ワイヤー３５０が接触点Ｐ２（又は接触点Ｐ４）でドラム３６４と接触すると、距離Ｄはｒ２と等しくなる。さらにドラム３６４が回転すると、距離Ｄはｒ２よりも大きくなり、ワイヤー３５０が接触点Ｐ３でドラム３６４と接触すると、距離Ｄは最大値（ｒ２＋Δｄ）となる。さらにドラム３６４が回転すると、距離Ｄが小さくなり、ワイヤー３５０が接触点Ｐ４（又は接触点Ｐ２）でドラム３６４と接触すると、距離Ｄはｒ２と等しくなる。さらにドラム３６４が回転すると、距離Ｄはｒ２よりも小さくなり、ワイヤー３５０が接触点Ｐ１でドラム３６４と接触すると、距離Ｄが最小値（ｒ２−Δｄ）となる。

ドラム３６４が１回転する間の距離Ｄの平均値は半径ｒ２となる。したがって、ドラム３６４の１回転当たりのワイヤー３５０の芯材３５１の巻き取り長さは２π（ｒ１＋ｒ２）となり、芯材３５１が被覆体３５２に対して同軸の場合におけるドラム３６４の１回転当たりの芯材３５１の巻き取り長さと等しくなる。その結果、キャリッジ３４０の移動方向に対するキャリッジ３４０の傾きが抑制される。

なお、本実施形態では、ウォームギア３７２の頭部３７３が装置筐体３３０の外部に突出しているため、作業員は、画像読取装置３２０を分解しなくてもワイヤー３５０を捻ることができる。したがって、作業員がワイヤー３５０の巻き取り長さを調整する作業を作業性良く行うことができる。

次に、本発明の他の実施形態を説明する。図７は、本発明の他の実施形態の駆動機構の要部の拡大斜視図である。なお、本実施形態において、図５に示される実施形態と対応する部分には同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。

本実施形態の駆動機構は、捻り手段としての回転操作部材３７６を備える。回転操作部材３７６は略円盤状を呈しており、例えば金属板をプレス加工することにより形成される。回転操作部材３７６はツマミ部３７６ａとスリット３７６ｂとを有する。ツマミ部３７６ａは回転操作部材３７６の外周部の一部から径方向外側に突出するとともに軸方向に折曲されている。スリット３７６ｂは、回転操作部材３７６の外周部におけるツマミ部３７６ａと対向する部位から径方向内側に形成されている。スリット３７６ｂの幅は丸型端子３５３の厚みよりも若干大きく、スリット３７６ｂには丸型端子３５３が摺動自在に係合する。

作業員が回転操作部材３７６のツマミ部３７６ａをペンチ等で把持して回転操作部材３７６を中心軸周りに回転させると、ワイヤー３５０が軸線周りに捻れる。

本実施形態では、捻り手段の構造が簡素で部品点数が少ないため、製造コストや金型費が安価であるとともに、生産性も良好であるという利点を有する。

以上、本発明の具体的な実施形態を説明したが、本発明は、図１〜図７に示される実施形態に限定されるものではなく、本実施形態に種々の改変を施すことができる。

例えば、本実施形態は、駆動機構を組み立てた後に作業員が捻り手段を操作してワイヤーを軸線周りに捻るようにしているが、駆動機構の組み立て時に作業員がワイヤーを捻って駆動機構に取り付けるようにしてもよい。

また、本実施形態では、ワイヤーが軸線周りに１回転するように捻られる場合について説明したが、ワイヤーの捻り角度は１回転以上又は１回転未満であってもよい。

また、本実施形態では、回転体がドラムである場合について説明したが、回転体はドラム以外の部材（例えば、プーリー）であってもよい。

また、本実施形態では、一対のワイヤーによってキャリッジを移動させる画像読取装置に本発明を適用した場合について説明したが、一つのワイヤーによってキャリッジを移動させる画像読取装置にも本発明を適用し得る。

また、本実施形態では、画像形成装置が複写機の場合について説明したが、複写機以外の画像形成装置（例えば、ファクシミリやプリンター）にも本発明を適用し得る。

また、本実施形態では、電子写真方式の画像形成装置に本発明を適用した場合について説明したが、電子写真方式以外の画像形成装置（例えば、インクジェット方式の画像形成装置）にも本発明を適用し得る。

また、本発明の駆動機構は、画像読取装置以外の装置にも適用し得る。例えば、光ディスクに情報の読み書きを行う光ディスク装置の光ピックアップの駆動機構に用いることができる。

その他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で本実施形態に種々の改変を施すことができる。

１０ 画像形成装置
３２０ 画像読取装置
３３０ 装置筐体
３４０ キャリッジ（移動体）
３４５ 駆動機構
３５０ ワイヤー
３５１ 芯材
３５２ 被覆体
３６４ ドラム（回転体）
３７０ ギヤ機構（捻り手段）
３７６ 回転操作部材（捻り手段）
Ｓ 原稿（読取対象物）

Claims (6)

1. 駆動対象物に駆動力を伝達するワイヤーと、
   回転体と、
   前記ワイヤーを軸線周りに捻る捻り手段と
   を備え、
   前記ワイヤーは、線状の芯材と前記芯材の外周部を被覆する被覆体とを含み、
   前記捻り手段が前記ワイヤーを軸線周りに捻り、前記捻ったワイヤーを前記回転体に巻き取る、駆動機構。
   
2. 読取対象物の画像記録面に記録された画像を読み取る画像読取装置であって、
   前記画像記録面を照明する光学系部品を含む移動体と、
   駆動機構と
   を備え、
   前記駆動機構は、
   前記移動体に駆動力を伝達するワイヤーと、
   回転体と、
   前記ワイヤーを軸線周りに捻る捻り手段と
   を備え、
   前記ワイヤーは、線状の芯材と前記芯材の外周部を被覆する被覆体とを含み、
   前記捻り手段が前記ワイヤーを軸線周りに捻り、前記捻ったワイヤーを前記回転体に巻き取る、画像読取装置。
   
3. 装置筐体をさらに備え、
   前記捻り手段が前記装置筐体の外部から操作可能である、請求項２に記載の画像読取装置。
   
4. 前記捻り手段は、前記ワイヤーのうち、画像読取時に前記回転体で巻き取られる側の端部に設けられた、請求項２又は請求項３に記載の画像読取装置。
   
5. 前記駆動機構は、前記移動体の移動方向に直交する方向に間隔をおいて一対設けられ、
   前記捻り手段を前記一対の駆動機構の各々に設けた、請求項２から請求項４のうちの１項に記載の画像読取装置。
   
6. 請求項２から請求項５のうちの１項に記載の画像読取装置と、
   前記読取対象物から読み取った前記画像を被記録媒体上に形成する画像形成部と
   を備える、画像形成装置。

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