JP7247487B2 - ケーブル及び画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、ケーブル及び画像読取装置に関する。

原稿載置領域に原稿が載置される原稿台と、原稿の画像を読み取る際に、原稿台に沿って移動方向に移動するユニットと、該ユニットと電装基板とを電気的に接続するケーブルと、を有する画像読取装置において、ケーブルは、移動方向と直交する方向でかつ原稿台に沿った方向において、原稿載置領域と原稿載置領域よりも外側の領域とに跨るように配置され、原稿載置領域よりも外側の領域に、ケーブルと原稿台とが接触するのを防止するための接触防止部材が設けられた画像読取装置が知られている（特許文献１）。

原稿を照明する光源と、原稿からの反射光を画像光として結像する走査光学系とが搭載され、原稿に対して一定の走査速度で移動するキャリッジと、該キャリッジに一端が接続され、装置本体との間で信号及び電力の伝達を行うフレキシブルフラットケーブルと、該フレキシブルフラットケーブルの他端近傍を装置本体に固定する本体側固定部と、該本体側固定部の近傍においてフレキシブルフラットケーブルに形成された山折り部と、を備えた画像読取装置も知られている（特許文献２）。

特開２００９－２０５１０７号公報 特開２０１１－３００３２号公報

本発明は、移動方向に移動する移動体と固定位置に固定された制御基板との間を電気的に接続するケーブルの他の部材への接触を抑制できるケーブル及び画像読取装置を提供する。

前記課題を解決するために、請求項１に記載のケーブルは、
一方の端部が移動体と共に移動するように前記移動体に接続され、他方の端部が移動しない固定体に接続される可撓性のフラットケーブルであって、
前記フラットケーブルは主要平面が鉛直方向と交差する方向を向くように敷設され、前記移動体が前記固定体に対して相対移動する際に、前記フラットケーブルがループ状に湾曲する湾曲部に山折りと谷折りを交互に繰り返して折り曲げられて前記移動体の移動方向に伸縮可能に形成された折り曲げ部が前記湾曲部に仮想される鉛直方向に延びる中心線に対して斜め上方に向かって折り曲げられて設けられている、
ことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載のケーブルにおいて、
前記折り曲げ部は、前記移動体の移動に伴いループ状に湾曲するループが最も大きくなる前記湾曲部に設けられている、
ことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１に記載のケーブルにおいて、
前記折り曲げ部は、前記移動体及び前記固定体を支持する筐体に配置され、前記フラットケーブルの接触の虞がある他の部材に前記湾曲部が最も近づいた際の前記湾曲部の一部に設けられている、
ことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１に記載のケーブルにおいて、
前記折り曲げ部は、前記移動体よりも前記固定体に近い位置に設けられている、
ことを特徴とする。

前記課題を解決するために、請求項５記載の画像読取装置は、
副走査方向に移動し、画像を読み取る読み取り手段と、
一方の端部が前記読み取り手段と共に移動するように前記読み取り手段に接続され、他方の端部が移動しない制御基板に接続される請求項１ないし４のいずれか１項に記載のケーブルと、を備えた、
ことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、フラットケーブルの全長を長くすることなく湾曲部の湾曲を小さくして、移動体の移動に伴い、フラットケーブルが他の部材に接触することを抑制することができる。

請求項２に記載の発明によれば、ケーブルの接触の虞のある他の部材からの距離を確保することができる。

請求項２に記載の発明によれば、フラットケーブルが他の部材に接触する虞が高い場合に、フラットケーブルの他の部材への接触を抑制することができる。

請求項３に記載の発明によれば、フラットケーブルが他の部材に接触する虞が高い場合に、フラットケーブルの他の部材への接触を抑制することができる。

請求項４記載の発明によれば、フラットケーブルの湾曲が大きくなる部分で、フラットケーブルが他の部材に接触することを抑制することができる。

請求項５に記載の発明によれば、移動方向に移動する画像読取手段と固定位置に固定された制御基板との間を電気的に接続するフラットケーブルが、画像読取手段の移動に伴い他の部材に接触することを抑制することができる。

画像読取装置１の内部構造を示す断面模式図である。 （ａ）は画像読取装置のケーブル接続構造を説明する縦断面模式図、（ｂ）は横断面模式図である。 （ａ）はＦＦＣの主要平面を示す図、（ｂ）はＦＦＣの折り曲げ部を示す図である。 （ａ）はキャリッジが左端に位置する場合のＦＦＣの敷設状態を示す図、（ｂ）はキャリッジが移動している場合のＦＦＣの敷設状態を示す図である。 （ａ）はＦＦＣの湾曲部を示す斜視図、（ｂ）はＦＦＣの重力方向の位置を示す図である。 キャリッジが左端に位置する場合のＦＦＣの敷設状態を示す図である。 キャリッジが移動している場合のＦＦＣの敷設状態を示す図である。 キャリッジが右端に位置する場合のＦＦＣの敷設状態を示す図である。 （ａ）は湾曲部に折り曲げ部を有しない比較例のＦＦＣの湾曲部を示す斜視図、（ｂ）はＦＦＣの重力方向への垂れ下がりを説明する図である。

次に図面を参照しながら、以下に実施形態及び具体例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び具体例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。

（１）画像読取装置１の構成と動作
図１は画像読取装置１の内部構造を示す断面模式図である。
画像読取装置１は、筐体２１の上面に原稿Ｓが載置されるプラテンガラス２２が配置され、筐体２１の内部に、副走査方向（左右方向：Ｘ方向）に往復移動可能に設けられたキャリッジ２４が配置されて構成されている。

筐体２１上には、プラテンガラス２２を開閉自在に覆う原稿押さえ用のプラテンカバー２３が開閉可能に取り付けられている。
プラテンカバー２３は、その一端がヒンジ等によって支持されているとともに、その一面側に白色板等からなる原稿押さえクッション２３ａが設けられており、閉じた状態で原稿押さえクッション２３ａがプラテンガラス２２上の原稿Ｓを上方から押さえるようになっている。

プラテンガラス２２の下方には、プラテンガラス２２上の原稿Ｓの読み取り面を移動しながら読み取る移動体の一例としてのキャリッジ２４が配置されている。
キャリッジ２４には、プラテンガラス２２上の原稿Ｓを照射するランプＨ、原稿Ｓからの反射光を所定の倍率で結像させる結像レンズＬ、イメージセンサ（ＣＭＯＳを用いた固体撮像素子）２５が搭載されている。イメージセンサ２５は、原稿Ｓの画像を読み取るための読み取りセンサとなるもので、原稿Ｓからの反射光に応じたアナログの画像信号を生成する。

原稿Ｓがプラテンガラス２２上に載置された場合には、キャリッジ２４を副走査方向（Ｘ方向）に順次移動させながら１ラインごとに画像情報を読み取ることにより、原稿Ｓからの反射光をイメージセンサ２５に導いて原稿Ｓ全体の画像を読み取る。

また、筐体２１の後方中央部には、固定体の一例としての制御基板ＰＣＢ（図１において不図示 図２参照）が設けられ、ケーブルの一例としての後述するフレキシブルフラットケーブルを介してキャリッジ２４と接続されてキャリッジ２４の動作制御およびイメージセンサ２５で得られた電気信号に対する所定の信号処理を行う。

（２）画像読取装置１のケーブル接続構造
図２（ａ）は画像読取装置１のケーブル接続構造を説明する縦断面模式図、（ｂ）は横断面模式図、図６はキャリッジ２４が左端に位置する場合のＦＦＣの敷設状態を示す図、図７はキャリッジ２４が移動している場合のＦＦＣの敷設状態を示す図、図８はキャリッジ２４が右端に位置する場合のＦＦＣの敷設状態を示す図である。

（２．１）フレキシブルフラットケーブルの湾曲部
画像読取装置１においては、キャリッジ２４が副走査方向（Ｘ方向）に駆動されるとき、制御基板ＰＣＢとキャリッジ２４との間には相対変位が生じる。そこで、制御基板ＰＣＢ上の制御回路（不図示）とキャリッジ２４との間を、それらの相対変位を許容するフレキシブルフラットケーブル（以下、「ＦＦＣ」と記載する）によって接続している。

図２に示すように、ＦＦＣの一端側は、キャリッジ２４の一面側からキャリッジ２４の基板（不図示）にコネクタ接続され、他端側はキャリッジ２４の移動に必要な長さを確保してループ状に湾曲した状態で制御基板ＰＣＢに接続されている。

このように、往復移動可能なキャリッジ２４と筐体２１に固定配置された制御基板ＰＣＢを可撓性のＦＦＣで接続した状態でキャリッジ２４が移動すると、キャリッジ２４と制御基板ＰＣＢとの相対的な位置が変化するために、ＦＦＣのループ状態がキャリッジ２４の位置によって変化する。

キャリッジ２４が左端（－Ｘ方向）に位置（ＣＶＴ読み取り位置：原稿を移動させて画像読み取りを行う）する場合、図６に示すように、キャリッジ２４と制御基板ＰＣＢとの相対距離Ｌ１は最も大きくなり、ＦＦＣに形成されるループ状の湾曲部Ｗ１は小さくなる（湾曲部Ｗ１におけるループの仮想中心Ｃから湾曲部Ｗ１までの距離Ｒ１ 参照）。

キャリッジ２４が副走査方向（Ｘ方向）に移動する（読み取り）場合、図７に示すように、キャリッジ２４と制御基板ＰＣＢとの相対距離Ｌ２が小さくなり、ＦＦＣに形成されるループ状の湾曲部Ｗ２は大きくなる（湾曲部Ｗ２におけるループの仮想中心Ｃから湾曲部Ｗ２までの距離Ｒ２ 参照）。

そして、図８に示すように、キャリッジ２４がさらに副走査方向（Ｘ方向）に移動すると、キャリッジ２４と制御基板ＰＣＢとの相対距離Ｌ３が大きくなり、ＦＦＣに形成されるループ状の湾曲部Ｗ３は小さくなる（湾曲部Ｗ３におけるループの仮想中心Ｃから湾曲部Ｗ３までの距離Ｒ３ 参照）。

（２．２）比較例のフレキシブルフラットケーブル
図９（ａ）は、湾曲部Ｗ０に折り曲げ部を有しない比較例のＦＦＣの湾曲部を示す斜視図、（ｂ）はＦＦＣの重力方向への垂れ下がりを説明する図である。
キャリッジ２４と制御基板ＰＣＢが、湾曲部Ｗ０に折り曲げ部を有しないＦＦＣで接続されている場合、キャリッジ２４が副走査方向（Ｘ方向）に移動して、湾曲部Ｗ０が大きくなった場合（湾曲部Ｗ０におけるループの仮想中心から湾曲部Ｗ０までの距離Ｒ０ 参照）、湾曲部Ｗ０は移動するキャリッジ２４側へループ状に大きく膨らむ。

このように、湾曲部Ｗ０が大きく膨らんだ状態では、ＦＦＣの主要平面が鉛直方向となるように敷設されて鉛直方向の剛性が高くなっていても、湾曲部Ｗ０は制御基板ＰＣＢの接続部を基端とする片持ち梁状態となり、重力の作用（図中 Ｇ参照）で鉛直下方（－Ｚ方向）に垂れ下がる（図９（ｂ）参照）。
湾曲部Ｗ０が鉛直下方（－Ｚ方向）に垂れ下がると、画像読み取り時に、ＦＦＣの下端と本実施形態における他の部材の一例としての筐体２１の底面２１ａの一部が接触して異音が発生する虞があった。

ここで底面２１ａは、図５（ｂ）に示すように、画像読取装置１の筐体２１の一番低い部分よりも少し鉛直上方（Ｚ方向）に突出してために、ＦＦＣが垂れ下がった場合でも接触しない位置には配置されていない。
尚、本実施形態においては、底面２１ａはキャリッジ２４の往復移動の移動方向全域に亘って、一番低い部分よりも鉛直上方（Ｚ方向）に突出しているが、このような構成に限らず、一部が突出した構成でも構わない。その場合は、往復移動方向において、突出した底面２１ａが配置されている部分で、ＦＦＣが湾曲する部分において、後述する折り曲げ部Ｆを形成するのが好ましい。

（２．３）フレキシブルフラットケーブルの接続構造
図３（ａ）は本実施形態に係るＦＦＣの主要平面を示す図、（ｂ）はＦＦＣの折り曲げ部Ｆを示す図、図４（ａ）はキャリッジ２４が左端に位置する場合のＦＦＣの敷設状態を示す図、（ｂ）はキャリッジ２４が移動している場合のＦＦＣの敷設状態を示す図、図５（ａ）はＦＦＣの湾曲部Ｗを示す斜視図、（ｂ）はＦＦＣの重力方向の位置を示す図である。

ＦＦＣは、往復移動可能なキャリッジ２４と位置固定された制御基板ＰＣＢを接続してループ状の湾曲部Ｗを形成した状態で湾曲部Ｗになる部分に折り曲げ部Ｆを有している。
図３（ａ）に示すように、折り曲げ部Ｆは、キャリッジ２４に接続される一端ＦＦＣ０側に向かって４５度で傾斜して山折り部Ｆ１と谷折り部Ｆ２が交互に繰り返して設けられ、図３（ｂ）に示すように、キャリッジ２４の往復移動に伴って伸縮可能になっている。

キャリッジ２４が左端（－Ｘ方向）に位置する（ＣＶＴ読み取り）場合、図４（ａ）に示すように、キャリッジ２４と制御基板ＰＣＢとの相対距離Ｌ１は最も大きくなり、折り曲げ部Ｆは山折り部Ｆ１と谷折り部Ｆ２が広がってＦＦＣに形成されるループ状の湾曲部Ｗ１は小さくなる（湾曲部Ｗ１におけるループの仮想中心Ｃから湾曲部Ｗ１までの距離Ｒ１ 参照）。

キャリッジ２４が副走査方向（Ｘ方向）に移動する（読み取り）場合、図４（ｂ）に示すように、キャリッジ２４と制御基板ＰＣＢとの相対距離Ｌ２が小さくなり、ＦＦＣに形成されるループ状の湾曲部Ｗ２は大きくなる（湾曲部Ｗ２におけるループの仮想中心Ｃから湾曲部Ｗ２までの距離Ｒ２ 参照）。
そして、湾曲部Ｗ２が最も大きくなる状態では、折り曲げ部Ｆは、キャリッジ２４よりも制御基板ＰＣＢに近い位置で、湾曲部Ｗ２のキャリッジ２４側へ大きく膨らんだ部分に形成される。

図５に示すように、折り曲げ部Ｆは湾曲部Ｗ２の仮想中心Ｃから鉛直方向（Ｚ方向）において斜め上方に向かって山折り部Ｆ１と谷折り部Ｆ２が交互に繰り返して形成され、湾曲部Ｗ２は制御基板ＰＣＢの接続部を基端とする片持ち梁の梁長さが比較例に比べて短くなっている。
そのために、湾曲部Ｗ２に作用する重力（図５中 Ｇ参照）が比較例に比べて小さくなり、鉛直下方（－Ｚ方向）への垂れ下がり量は少なくなる。これにより、図５（ｂ）に示すように、湾曲部Ｗ２の鉛直下方（－Ｚ方向）への垂れ下がりは抑制され、ＦＦＣの下端と筐体２１の底面２１ａの距離Ｄを確保して接触を抑制することができる。

また、湾曲部Ｗ２の鉛直方向下方側（－Ｚ方向）に視点をおけば、折り曲げ部Ｒは、図５に示すように、ＦＦＣの鉛直方向下端側が湾曲部Ｗ２の仮想中心Ｃに近くなるように山折り部Ｆ１と谷折り部Ｆ２が交互に繰り返して形成され、湾曲部Ｗ２は制御基板ＰＣＢの接続部を基端とする片持ち梁の梁長さが比較例に比べて短くなる。これにより、ＦＦＣの鉛直方向上方側（Ｚ方向）が湾曲部Ｗ２の仮想中心Ｃに近くなるように折り曲げられた場合に比べて、ＦＦＣの下端と筐体２１の底面の距離Ｄを確保して接触を抑制することができる。

以上、本発明の実施形態として、具体例を挙げて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、ＦＦＣの筐体２１の底面２１ａへの接触を抑制する例について説明したが、ＦＦＣがキャリッジ２４の底面から鉛直方向（Ｚ方向）に突出する部材の面に平行な方向や斜め方向から接触することを抑制する場合にも適用できる。

１・・・画像読取装置
２１・・・筐体
２２・・・プラテンガラス
２３・・・プラテンカバー
２４・・・キャリッジ
２５・・・イメージセンサ
ＦＦＣ・・・フレキシブルフラットケーブル
ＰＣＢ・・・制御基板
Ｗ、Ｗ０、Ｗ１、Ｗ２・・・湾曲部
Ｆ・・・折り曲げ部

Claims (5)

1. 一方の端部が移動体と共に移動するように前記移動体に接続され、他方の端部が移動しない固定体に接続される可撓性のフラットケーブルであって、
   前記フラットケーブルは主要平面が鉛直方向と交差する方向を向くように敷設され、前記移動体が前記固定体に対して相対移動する際に、前記フラットケーブルがループ状に湾曲する湾曲部に山折りと谷折りを交互に繰り返して折り曲げられて前記移動体の移動方向に伸縮可能に形成された折り曲げ部が前記湾曲部に仮想される鉛直方向に延びる中心線に対して斜め上方に向かって折り曲げられて設けられている、
   ことを特徴とするケーブル。
2. 前記折り曲げ部は、前記移動体の移動に伴いループ状に湾曲するループが最も大きくなる前記湾曲部に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のケーブル。
3. 前記折り曲げ部は、前記移動体及び前記固定体を支持する筐体に配置され、前記フラットケーブルの接触の虞がある他の部材に前記湾曲部が最も近づいた際の前記湾曲部の一部に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のケーブル。
4. 前記折り曲げ部は、前記移動体よりも前記固定体に近い位置に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のケーブル。
5. 副走査方向に移動し、画像を読み取る読み取り手段と、
   一方の端部が前記読み取り手段と共に移動するように前記読み取り手段に接続され、他方の端部が移動しない制御基板に接続される請求項１ないし４のいずれか１項に記載のケーブルと、を備えた、
   ことを特徴とする画像読取装置。

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