JP6161535B2 - 画像読取装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、原稿台のガラス上にセットされた原稿を読み取る画像読取装置及びその画像読取装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、複数の撮像素子が主走査方向に配列されたラインセンサを搭載する走行体を副走査方向に走行させつつ前記ラインセンサに読取動作を行わせることにより、原稿台のガラス上にセットされた原稿の画像を読み取る画像読取装置が知られている。この種の画像読取装置において、前記走行体は、副走査方向に延びる断面円形のガイドロッドによって支持されており、前記ガイドロッドに沿って走行する。

ところで、このガイドロッドに対する前記走行体の軸受は、前記ガイドロッドに直交する断面視でガイドロッドの上部及び左右両側部の３点で前記ガイドロッドに接触する断面Ｕ字形状に形成される場合がある（例えば特許文献１参照）。

特開２０１１−１３５１８６号公報

しかしながら、このような構成を採用する場合、前記軸受のうちガイドロッドの左側部に接触する第１部位と右側部に接触する第２部位との間隔について非常に高い精度が要求される。すなわち、前記軸受の前記第１部位と前記第２部位との間隔が設計値より僅かでも大きくなると、前記第１部位と前記第２部位とが前記ガイドロッドの左右側部に当接しなくなり、逆に僅かでも小さくなると、軸受とガイドロッドとが嵌合しなくなる。

本発明の目的は、ガイドロッドに沿って走行する走行体の傾きを高い製造精度を要することなく抑制することができる画像読取装置及び画像形成装置を提供することである。

本発明の一の局面に係る画像読取装置は、ガイドロッドと、走行体とを有する。前記ガイドロッドは、主走査方向に直交する副走査方向に長尺状であって断面円形状を有する。前記走行体は、前記主走査方向に長尺状のラインセンサと前記ガイドロッドの長手方向に直交する断面において前記ガイドロッドの外周面に２点接触可能な軸受とを有する。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、前記画像読取装置を備える。

本発明によれば、ガイドロッドに沿って走行する走行体の傾きを高い製造精度を要することなく抑制することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の内部構成を示す模式図である。 図２は、本発明の実施形態に係る画像読取部の内部構成を示す斜視図である。 図３は、本発明の実施形態に係る画像読取部の読取ユニットと第１ガイド機構及び第２ガイド機構との位置関係を示す図である。 図４は、本発明の実施形態に係る画像読取部のガイドロッド及び軸受の拡大断面図である。 図５は、本発明の実施形態に係る画像読取部のコンタクトガラスのうち読取ユニットの上方への移動を規制する部位の説明図である。 図６は、本発明の実施形態に係る画像読取部の第２ガイド機構の変形形態を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

まず、図１を参照して本発明の実施形態に係る画像形成装置１の概略構成について説明する。画像形成装置１は、画像読取機能、ファクシミリー機能、画像形成機能などを備える複合機である。図１に示されるように、画像形成装置１は、画像読取部２、原稿カバー３、自動原稿送り装置（Auto Document Feeder；以下、ＡＤＦという）４、印刷処理部５を備えている。なお、本発明に係る画像形成装置の一例として複合機である画像形成装置１を例示して説明するが、本発明はこれに限られず、例えば、ファクシミリー装置、複写機あるいはスキャナー装置も本発明に係る画像形成装置に該当する。

画像読取部２は、原稿から画像データを読み取る画像読取処理を実行する。図１に示されるように、画像読取部２は、コンタクトガラス１０（ガラス板の一例）、読取ユニット１１、ミラー１２，１３、光学レンズ１４及びＣＣＤ（Charge Coupled Device）１５などを備えている。

読取ユニット１１は、ＬＥＤ光源１６及びミラー１７を備えており、ステッピングモーター等の駆動モーターを用いた移動機構（不図示）により副走査方向１８（図１における左右方向）へ移動可能に構成されている。そして、前記駆動モーターにより読取ユニット１１が副走査方向１８へ移動されると、ＬＥＤ光源１６から画像読取部２の上面に設けられたコンタクトガラス１０へ向けて照射される光が副走査方向１８へ走査される。読取ユニット１１は、走行体の一例である。

ミラー１７は、ＬＥＤ光源１６から光が照射されたときに、原稿又は原稿カバー３の裏面で反射した反射光をミラー１２へ向けて反射させる。ミラー１７で反射した光は、ミラー１２，１３により光学レンズ１４に導かれる。光学レンズ１４は、入射した光を集光してＣＣＤ１５に入射させる。

ＣＣＤ１５は、受光した光をその光量（輝度の強度）に応じた電気信号（電圧）に変換して制御部（不図示）へ出力する光電変換素子である。ＣＣＤ１５は、複数の撮像素子が１列に配列してなるラインセンサである。主走査方向は、このラインセンサが延びる方向（撮像素子の配列方向）である。前記制御部では、ＣＣＤ１５からの電気信号を画像処理することにより原稿の画像データを生成する。なお、本実施形態では、撮像素子としてＣＣＤ１５を用いた例について説明するが、ＣＣＤ１５による読取機構に代えて、ＣＣＤ１５よりも焦点距離の短い密着型のイメージセンサー（ＣＩＳ: Contact Image Sensor）を用いた読取機構を適用することも可能である。

画像読取部２には、原稿カバー３が回動自在に設けられている。原稿カバー３が回動操作されることにより、画像読取部２の上面のコンタクトガラス１０が開閉される。原稿カバー３の回動支持部には、リミットスイッチなどのカバー開検出センサー（不図示）が設けられている。ユーザーが原稿の画像を読み取らせようとして原稿カバー３を開くと、そのカバー開検出センサーが作動して検出信号（カバー開検出信号）が制御部に出力される。

画像読取部２による原稿画像の読み取りは、以下の手順で行われる。まず、原稿がコンタクトガラス１０上に載置され、その後、原稿カバー３が閉姿勢にされる。その後、操作表示部（不図示）から画像読取指示が入力されると、読取ユニット１１を副走査方向１８の右向きへ移動させつつＬＥＤ光源１６から連続して順次１ライン分の光を照射させる。そして、原稿又は原稿カバー３の裏面からの反射光がミラー１７、１２、１３及び光学レンズ１４を介してＣＣＤ１５に導かれ、ＣＣＤ１５にて受光した光量に応じた光量データが順次前記制御部に出力される。前記制御部では、光が照射された領域全体における光量データが得られると、その光量データを処理することにより、前記光量データから原稿の画像データを生成する。

原稿カバー３にはＡＤＦ４が設けられている。ＡＤＦ４は、原稿セット部１９にセットされた一以上の原稿を複数の搬送ローラーにより順次搬送して、コンタクトガラス１０上に定められた自動原稿読取位置を副走査方向１８の右向きへ通過するように原稿を移動させる。ＡＤＦ４による原稿の移動時は、前記自動原稿読取位置の下方に読取ユニット１１が配置され、この位置で読取ユニット１１により移動中の原稿の画像が読み取られる。

印刷処理部５は、上下に配置された複数の給紙カセット７を有する。給紙カセット７は、印刷処理部５の下部に配置されている。給紙カセット７には、印刷前の用紙が積層状態で収容されている。給紙カセット７に収容されている用紙は、給紙カセット７からピックアップローラー２６によって１枚ずつ繰り出され搬送路３４に搬送される。

搬送路３４は、給紙カセット７から排出部３０に至るまでのシートの搬送路である。搬送路３４には、レジストローラー対３１が配設されている。給紙カセット７から繰り出されたシートは、このレジストローラー対３１に搬送される。レジストローラー対３１は、シートにトナー像を転写するタイミングに同期させて、後述する画像形成部３２に向けて用紙を送り出す。

印刷処理部５は、画像形成部３２を有する。画像形成部３２は、給紙カセット７の上方に設けられている。画像形成部３２は、画像読取部２で読み取られた画像データ、又は外部のパーソナルコンピューター等の情報処理装置から入力された印刷ジョブに基づいて画像形成処理（印刷処理）を実行する電子写真方式の画像形成手段である。具体的には、画像形成部３２は、感光体ドラム２０、帯電部２１、現像部２２、トナーコンテナ２３、転写ローラー２４、除電部２５、定着ローラー２８、加圧ローラー２９などを備えている。なお、本実施形態では、電子写真方式の画像形成部３２を例にして説明するが、画像形成部３２は電子写真方式のものに限られず、インクジェット記録方式のものであっても、或いはそれ以外の記録方式又は印刷方式のものであってもかまわない。

画像形成部３２では、給紙カセット７から供給されるシートに対する画像形成処理が以下の手順で行われる。まず、印刷指示を含む印刷ジョブが入力されると、帯電部２１により感光体ドラム２０が所定の電位に一様に帯電される。次に、レーザスキャニングユニット（Laser Scanning Unit;ＬＳＵ 不図示）により感光体ドラム２０の表面に当該印刷ジョブに含まれる画像データに基づく光が照射される。これにより、感光体ドラム２０の表面に静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム２０上の静電潜像は現像部２２によりトナー像として現像（可視像化）される。なお、現像部２２には、トナーコンテナ２３からトナー（現像剤）が補給される。続いて、感光体ドラム２０に形成されたトナー像は転写ローラー２４によりシートに転写される。その後、シートに転写されたトナー像は、そのシートが定着ローラー２８及び加圧ローラー２９の間を通過して排出される際に定着ローラー２８で加熱されて溶融定着する。なお、感光体ドラム２０の電位は除電部２５で除電される。

画像形成装置１は、胴内排紙型の画像形成装置であり、画像形成部３２により画像形成されたシートが排出される排出部３０が画像形成部３２と画像読取部２との間に形成されている。排出部３０には、排出ローラー対３３によってシートが排出される。

次に、図２〜図４を参照しつつ、画像読取部２の内部構成について説明する。なお、以下では、図２に示すように前後方向１７及び副走査方向１８を定義して説明する。

図２及び図３に示すように、画像読取部２の内部には、読取ユニット１１の副走査方向１８の移動をガイドする第１ガイド機構４０及び第２ガイド機構５０が設けられている。

第１ガイド機構４０は、スキャナーレール４１及びスライダー４２（図３参照）を有する。スキャナーレール４１は、画像読取部２の底板上面２１１（図３参照）のうち前後方向１７の手前側において副走査方向１８に亘って延びる。スキャナーレール４１の上面には、凹部４１Ａが形成されている。凹部４１Ａには、スライダー４２が嵌まり込む。

スライダー４２は、読取ユニット１１の底板下面１１１であってスキャナーレール４１の凹部４１Ａに対接する位置に設けられている。スライダー４２は、スキャナーレール４１の凹部４１Ａに嵌まり込み、読取ユニット１１の副走査方向１８における移動時は、凹部４１Ａ内でスキャナーレール４１と摺接する。

第２ガイド機構５０は、ガイドロッド５１と軸受５２とを有する。ガイドロッド５１は、画像読取部２の前後方向１７の後側であって、読取ユニット１０の上方において画像読取部２の副走査方向１８両側の側壁１６３（図２参照）間に亘って延びる。すなわち、ガイドロッド５１は、副走査方向１８に長尺状である。また、ガイドロッド５１は、図３に示すように、断面円形状を有する。

読取ユニット１１は、副走査方向１８に延びる開口部１１２を有し、ガイドロッド５１は、この開口部１１２を挿通する。すなわち、ガイドロッド５１は、読取ユニット１１の内部を貫通する。

図３に示すように、軸受５２は、読取ユニット１１に設けられる。軸受５２は、ガイドロッド５１の長手方向に直交する断面において逆Ｖ字形状を有し、図４に示すように、ガイドロッド５１に当接するＶ字形状の摺接面５２１を有する。そして、軸受５２は、ガイドロッド５１の上に跨った状態で設置される。すなわち、摺接面５２１は、ガイドロッド５１と直交する断面においてガイドロッド５１の外周面５１１と２点接触する。具体的には、図４に示すように、摺接面５２１は、第１摺接面５２２と第２摺接面５２３とを有する。第１摺接面５２２は、ガイドロッド５１の外周面５１１に点Ｐ１で接触する。第２摺接面５２３は、ガイドロッド５１の外周面５１１に点Ｐ２で接触する。点Ｐ１と点Ｐ２とは同一の高さ位置である。このような態様で軸受５２とガイドロッド５１とは係合する。そして、読取ユニット１１の走行時、軸受５２の摺接面５２２、５２３は、点Ｐ１及び点Ｐ２でガイドロッド５１の外周面５１１と摺接する。

ここで、従来のガイドロッドに対する読取ユニット（走行体）の軸受は、ガイドロッドに直交する断面視でガイドロッドの上部と左右両側部との３点でガイドロッドに接触する断面Ｕ字形状に形成される場合がある。

しかしながら、このような構成を採用する場合、前記軸受のうちガイドロッドの左側部に接触する第１部位と右側部に接触する第２部位との間隔について非常に高い精度が要求される。すなわち、前記軸受の前記第１部位と前記第２部位との間隔が設計値より僅かでも大きくなると、前記第１部位と前記第２部位とが前記ガイドロッドの左右側部に当接しなくなり、逆に僅かでも小さくなると、軸受とガイドロッドとが嵌合しなくなる。

本実施形態では、軸受５２は、ガイドロッド５１に対し断面視で点Ｐ１及び点Ｐ２で接触する。点Ｐ１と点Ｐ２とは同一の高さ位置であり、軸受５２の第１摺接面５２２がガイドロッド５１から受ける反力Ｆ１の水平成分Ｆ１ｘと第２摺接面５２３がガイドロッド５１から受ける反力Ｆ２の水平成分Ｆ２ｘとは互いに逆向きで同じ大きさである。よって、軸受５２は、ガイドロッド５１に水平姿勢で安定した状態で支持される。その結果、軸受に高い製造精度を要することなく読取ユニット１１の傾斜を抑制することができる。

ところで、本実施形態に係る画像形成装置１では、読取ユニット１１の重量によって軸受５２がガイドロッド５１に押し付けられる構造となっている。そのため、例えば画像形成装置１の運搬時等において読取ユニット１１に上方向の力が作用した場合に、軸受５２がガイドロッド５１から離間することが考えられる。

これに対し、本実施形態に係る画像形成装置１では、図３に示すように、読取ユニット１１の上面１１５とコンタクトガラス１０とを微小なクリアランスＤ１を隔てて近接して配置されている。このクリアランスＤ１は、画像形成装置１に上下方向の揺れ又は衝撃が生じた場合に、ガイドロッド５１が軸受５２から離脱しない程度の幅であり、最大でも、軸受５２の下端部からガイドロッド５１の断面頂部までの距離Ｄ２（図４参照）と同じ幅である。

これにより、軸受５２及び読取ユニット１１の上方への移動がコンタクトガラス１０によって規制される。その結果、画像形成装置１の運搬時等において読取ユニット１１に上方向の力が作用した場合でも、読取ユニット１１が大きくがたついたり、軸受５２とガイドロッド５１との係合が外れたりするのを防止することができる。

また、本実施形態では、画像形成装置１に上下方向の揺れ又は衝撃が生じて読取ユニット１１が微小に変位した場合に、読取ユニット１１の上面１１５角部がコンタクトガラス１０に接触する。ここで、この接触位置が、図５示すように、コンタクトガラス１０のうち、予め定められた最大原稿サイズの原稿のスキャンにおいてＣＣＤ１５へ入射される光が透過する最大読取領域Ｗ１の外部領域（ハッチング領域）Ｗ２とされている。

これにより、読取ユニット１１がコンタクトガラス１０に当接することによって前記コンタクトガラス１０に傷がついたとしても、その傷が画像の読み取りに悪影響を与えるのを回避することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は前述した内容のものに限られず、種々の変形例が適用可能である。

例えば、図６に示すように、ガイドロッド５１が読取ユニット１０の上方に配設されるとともに、軸受５２が読取ユニット１１の上面１１５に設けられ、軸受け５２がガイドロッド５１に跨る形態でもよい。

さらに、この構成においても、コンタクトガラス１０によって、軸受５２及び読取ユニット１１の上方への移動が規制されることが考えられる。すなわち、図６に示すように、軸受５２の断面頂点とコンタクトガラス１０とが微小なクリアランスＤ３を隔てた状態で近接して配置されている。このクリアランスＤ３の設定値は、前記実施形態におけるクリアランスＤ１と同様に設定される。

これにより、軸受５２及び読取ユニット１１の上方への移動がコンタクトガラス１０によって規制される。その結果、画像形成装置１の運搬時等において読取ユニット１１に上方向の力が作用した場合でも、読取ユニット１１ががたついたり、軸受５２とガイドロッド５１との係合が外れたりするのを防止することができる。

さらに、その場合において、軸受５２の断面頂点とコンタクトガラス１０とが接触する際の接触位置も、前記実施形態と同様に前記外部領域Ｗ２（図５参照）に設定される。すなわち、読取ユニット１１における軸受５２の主走査方向の位置は、画像形成装置１で読取可能な予め定められた最大原稿サイズの主走査方向の幅の外側に位置する。

これにより、軸受５２がコンタクトガラス１０に当接することによって前記コンタクトガラス１０に傷がついたとしても、その傷によって画像の読み取りに悪影響を与えられるのを回避することができる。

なお、ガイドロッド５１が読取ユニット１０の上方に配設され、読取ユニット１１の上面１１５に設けられた軸受け５２がガイドロッド５１に跨る形態に代えて、ガイドロッド５１が読取ユニット１０の下方に配設され、読取ユニット１１の底面に設けられた軸受５２がガイドロッド５１に跨る形態でもよい。

また、軸受５２は、ガイドロッド５１の長手方向に直交する断面において逆Ｖ字形状を有するものに限られず、その断面においてガイドロッド５１の外周面５１１と２点接触する形状であればよい。

１ 画像形成装置
１ コンタクトガラス（ガラス板）
１１ 読取ユニット（走行体）
５１ ガイドロッド
５２ 軸受

Claims (2)

1. 読取対象の原稿が載置されるガラス板と、
   主走査方向に直交する副走査方向に長尺状であって断面円形状のガイドロッドと、
   前記副走査方向に沿って延びて設けられたスキャナーレールと、
   前記ガラス板へ向けて光を照射する光源と前記ガイドロッドの長手方向に直交する断面において前記ガイドロッドの外周面に２点接触可能な軸受と前記スキャナーレールの上面に対して摺接するスライダーとを有する走行体と、
   を備え
   前記ガラス板は、前記軸受及び前記走行体の上方に設置されており、
   前記軸受は、前記走行体の上面における前記主走査方向の一方の端部から上方の前記ガラス板へ向けて突出して設けられ、
   前記スライダーは、前記走行体の底板下面における前記主走査方向の他方の端部から下方の前記スキャナーレールに向けて突出して設けられ、
   前記軸受は、前記ガイドロッドの長手方向に直交する断面において逆Ｖ字状の上側部分および前記上側部分と前記走行体の上面とを繋ぐ一対の下側部分とを有し、
   前記軸受の前記上側部分の下面が、前記ガイドロッドの外周面に２点接触する摺接面であり、
   前記走行体の上面と前記軸受の前記上側部分および前記一対の下側部分とが前記ガイドロッドの周囲を取り囲んで形成されており、
   前記軸受の前記上側部分の断面頂点が、予め定められた最大原稿サイズの原稿のスキャンにおいて前記光源から出射された後前記主走査方向に長尺状のラインセンサへ入射される光が透過する最大読取領域の外部の領域において、前記ガラス板に対してクリアランスを隔てて対向しており、
   前記ガラス板は、前記軸受の上方への移動を規制する、画像読取装置。
2. 請求項１に記載の画像読取装置と、
   前記画像読取装置により前記原稿から読み取られた画像データに基づいてシートに対する画像形成処理を実行する画像形成部と、を備えた画像形成装置。

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