JP7374721B2 - 画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真プロセスを用いて記録媒体に画像を形成する電子写真複写機、レーザビームプリンタなどの画像形成装置に好適な画像読取装置に関する。

フラットベッド型の画像読取装置においては、原稿台ガラスに載置された原稿の画像を画像読取ユニットによって読み取る。画像読取ユニットは、発光素子や受光素子を備え、原稿に対して発光素子から光を照射し、その反射光を受光素子が受光して電気信号に変換して主走査方向の走査を行う。画像読取ユニットは、原稿台ガラスに沿って副走査方向に移動しながら主走査方向の走査を連続的に行うことで、原稿台ガラスに載置された原稿の画像を読み取る。

画像読取ユニットから出力される電気信号は、フレキシブルフラットケーブル（以下、「ケーブル」ともいう。）を介して、画像を処理するための電子部品が実装された制御基板に伝送される。ケーブルは、その両端部はコネクタ等に保持されるものの、中間部分は自由状態の構成が多く、この場合には画像読取ユニットの移動に追随して湾曲しながら移動することになる。

ここで画像読取ユニットが移動する際のケーブルの湾曲部の形状や位置によっては、ケーブルの湾曲部が画像読取ユニットに巻き込まれるおそれがある。この場合、画像読取ユニットが正常に動作できずに読み取り不良となる。これに対して特許文献１では、ケーブルに対して突起を有する規制部材を取り付け、筐体に設けられた嵌合部に規制部材の突起を嵌合させる構成が記載されている。これによりケーブルの湾曲部の位置や形状を所望のものに近づけて、ケーブルが画像読取ユニットに巻き込まれることを抑制する。

特開２０１７－１４７６５５号公報

画像読取装置において、画像の読み取り速度の高速化や高画質化を図る場合、ケーブルで伝送可能なデータ量を増加させることが考えられる。この場合、ケーブルを大型化して導体数を増加させることで伝送可能なデータ量を増加させることができるものの、この構成では画像読取装置の大型化を招来する。そこで幅が広いケーブルを厚み方向に重ね合わせて使用する構成や、複数のケーブルを厚み方向に重ね合わせて使用する構成などが考えられる。

しかしながら、このようにケーブルを重ね合わせて使用する構成に対し、特許文献１の構成を適用する場合、規制部材を重なり合うケーブルのうちの筐体に近い側のケーブルに取り付けることが考えられるものの、この場合には次の課題が生じ得る。即ち、画像読取ユニットが移動する際に、筐体から遠い側のケーブルにおいて意図しない位置や形状で湾曲部が生じ、画像読取ユニットに巻き込まれるおそれがある。

そこで本発明は、画像読取ユニットと制御基板とを接続するフレキシブルフラットケーブルを重ね合わせて使用する構成において、画像読取ユニットにフレキシブルフラットケーブルが巻き込まれることを抑制できる画像読取装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る画像読取装置の代表的な構成は、筐体と、前記筐体の上面に設けられ、原稿が載置される透明板と、前記筐体の内部に配置され、副走査方向に移動しながら前記透明板に載置された原稿の画像を読み取る画像読取ユニットと、前記画像読取ユニットに一端部が接続され、前記画像読取ユニットからの電気信号を伝送するフレキシブルフラットケーブルであって、前記フレキシブルフラットケーブルの一部が幅方向においてスリットにより第１部分と第２部分に分割され、前記副走査方向に垂直な主走査方向において前記画像読取ユニットと対向する前記筐体の側壁に一部が固定され、前記側壁に固定された部分と前記画像読取ユニットに保持された部分との間の中間部分において前記幅方向が前記透明板における原稿が載置される面に対して交差するように配置され、前記中間部分において前記第１部分と前記第２部分とが厚み方向で重なるように配置されるフレキシブルフラットケーブルと、前記側壁における前記フレキシブルフラットケーブルの前記第２部分が接触する位置に設けられ、前記側壁よりも摩擦係数が高い材質で形成されたシート部材と、前記中間部分における前記側壁に接触する位置に取り付けられ、前記第１部分と前記第２部分の厚み方向の相対移動を規制し、前記幅方向と前記厚み方向の両方と直交する方向の相対移動を許容する規制部材と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、画像読取ユニットと制御基板とを接続するフレキシブルフラットケーブルを重ね合わせて使用する画像読取装置において、画像読取ユニットにフレキシブルフラットケーブルが巻き込まれることを抑制することができる。

画像形成装置の断面概略図である。 リーダの斜視図である。 リーダの上視図である。 ケーブルの平面図である。 ガイド部材の斜視図である。 拘束部材の斜視図である。 画像読取ユニットが移動する際のケーブルの挙動を示す模式図である。

（第１実施形態）
＜画像形成装置＞
以下、まず本発明の第１実施形態に係る画像読取装置を備える画像形成装置の全体構成を画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。なお、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は、画像形成装置Ａの断面概略図である。図１に示す様に、画像形成装置Ａには、シートＳにトナー像を転写して画像を形成する画像形成部１０４が設けられている。画像形成部１０４は、感光ドラム５１、帯電装置５２、現像装置５３、転写装置６０、レーザスキャナユニット５４を有する。

また画像形成装置Ａの上部には、原稿の画像を読み取る画像読取部１００が設けられている。画像読取部１００は、リーダ１とＡＤＦ９９から構成される。なお、画像読取部１００で読み取られる原稿としては、普通紙、コート紙などのシートや、封筒やインデックス紙などの特殊形状からなる記録材、オーバーヘッドプロジェクタ用のプラスチックフィルムや布などが想定される。

ＡＤＦ９９で原稿の画像を読み取る場合、ユーザは原稿トレイ９９ａに原稿を積載し、不図示の操作部を介して原稿の読み取り指示を行うことで、ＡＤＦ９９が原稿を自動的に搬送しながら原稿の画像を読み取る。リーダ１で原稿の画像を読み取る場合、ユーザは原稿台ガラス２の上に原稿を載置し、不図示の操作部を介して原稿の読み取り指示を行う。これにより画像読取ユニット３は矢印Ｍ方向に移動しながら原稿の画像を読み取る。なお、ＡＤＦ９９は、リーダ１に対して不図示のヒンジにより回動自在に支持されており、ＡＤＦ９９を回動させて上方に開放することでリーダ１の原稿台ガラス２にアクセス可能となる。

また画像形成装置Ａは、画像の処理や外部機器との通信等の様々な制御を行うための電子基板であるコントローラ基板１０６を備える。画像読取ユニット３とコントローラ基板１０６は電気的に接続されており、このコントローラ基板１０６に実装された電子部品により画像読取ユニット３で読み取られた原稿の画像を画像データに変換する画像処理が行われる。またコントローラ基板１０６に実装された電子部品により、外部機器から入力される画像に基づく画像データを生成する画像処理が行われる。

次に、画像形成装置Ａによる画像形成動作について説明する。画像を形成する際は、まずコントローラ基板１０６に実装された不図示のＣＰＵに画像形成ジョブ信号が入力される。これによりシートカセット６５に積載収納されたシートＳは、ピックアップローラ５７、給送ローラ５８、搬送ローラ５９によって感光ドラム５１と転写装置６０から形成される転写部に送り込まれる。

一方、画像形成部１０４においては、まず帯電装置５２により感光ドラム５１の表面が帯電させられる。その後、画像読取部１００に読み取られた原稿の画像データに応じてレーザスキャナユニット５４が感光ドラム５１の表面にレーザ光Ｌを照射し、感光ドラム５１の表面に静電潜像を形成する。その後、現像装置５３により感光ドラム５１の表面に形成された静電潜像にトナーが付着され、感光ドラム５１の表面にトナー像が形成される。

次に、感光ドラム５１の表面に形成されたトナー像は、転写装置６０に転写バイアスが印加されることでシートＳに転写される。次に、トナー像が転写されたシートＳは、搬送ベルト６１により定着装置６２に搬送される。その後、定着装置１５において加熱、加圧処理が施され、これによりシートＳに担持されたトナー像がシートＳに定着される。トナー像が定着されたシートＳは、排出ローラ６３によって排出トレイ６４に排出される。

＜リーダ＞
次に、リーダ１（画像読取装置）の構成について説明する。

図２は、リーダ１の斜視図である。図３は、リーダ１の上視図である。図２、図３に示す様に、リーダ１における筐体６の上面には、原稿が載置される原稿台ガラス２（透明板）が嵌め込まれている。原稿台ガラス２は、矩形板状の透明のガラス板であり、原稿が載置される上面２ａが略水平方向に延在するように配置されている。なお、本実施形態において、筐体６は電気亜鉛めっき鋼板（ＪＩＳ Ｇ ３３１３）で構成されている。しかし本発明はこれに限られず、他の金属や樹脂などの材料で構成されていてもよい。

また筐体６の内部には、原稿台ガラス２の上面２ａに載置された原稿の画像を読み取る画像読取ユニット３が設けられている。画像読取ユニット３は、原稿に光を照射する発光素子（不図示）と、原稿から反射した反射光を受光して電気信号に変換する受光素子（不図示）を有する。画像読取ユニット３は、原稿に対して発光素子から光を照射し、その反射光を受光素子が受光して電気信号に変換して主走査方向の走査を行う。

また筐体６の内部には、画像読取ユニット３の副走査方向に延びるガイドシャフト８が設けられている。画像読取ユニット３は、ガイドシャフト８に遊嵌している。また筐体６の内部には、モータ１１と、モータ１１の回転軸に取り付けられた駆動ギア（不図示）と、駆動ギアと噛み合う被駆動ギア（不図示）と、被駆動ギアと同軸上に配置され被駆動ギアと一体的に回転するプーリ４３が設けられている。また筐体６の内部には、プーリ４３と対を成すプーリ４４と、プーリ４３、４４に懸架された回転ベルト４５が設けられている。回転ベルト４５は、画像読取ユニット３に連結されている。

図１に示すコントローラ基板１０６に実装された不図示のＣＰＵの指示によりモータ１１が駆動すると、その駆動力は駆動ギア、被駆動ギア、プーリ４３、４４を介して回転ベルト４５に伝達されて、回転ベルト４５が周回移動する。回転ベルト４５の周回移動に伴い、回転ベルト４５と連結された画像読取ユニット３は、ガイドシャフト８によって移動を案内されながら副走査方向である矢印Ｍ方向へと移動する。画像読取ユニット３は、副走査方向に移動しながら不図示の発光部と受光部によって主走査方向（矢印Ｎ方向）に走査を連続的に行うことで、原稿台ガラス２に載置された原稿の画像を読み取る。

また画像読取ユニット３の不図示の受光部により生成された電気信号は、フレキシブルフラットケーブル５（以下、「ケーブル５」という。）を介して、画像形成装置Ａの装置本体側に設けられた図１に示すコントローラ基板１０６（制御基板）に伝送される。そしてコントローラ基板１０６に実装された電子部品により画像の処理が行われる。ケーブル５は、長手方向の一端部がコントローラ基板１０６の不図示のコネクタに接続され、他端部が画像読取ユニット３の不図示のコネクタに接続され、両者を電気的に接続する。ケーブル５の長手方向とは、ケーブル５の幅方向と厚み方向に直交する方向である。

図４は、ケーブル５の平面図である。ここで図４（ａ）は、ケーブル５の組み付け前の状態を示し、図４（ｂ）は、組み付け時の状態を示す。図４に示す様に、ケーブル５において、端子５ａ、５ｂよりも長手方向の中央側であり、幅方向の中央付近には、ケーブル５の長手方向に延びるスリット５ｃが形成されている。ケーブル５は、長手方向の両端部では一本となっており、スリット５ｃが形成された部分では内ケーブル５ｄ（第１部分）と外ケーブル５ｅ（第２部分）の二本に分割されている。内ケーブル５ｄと外ケーブル５ｅは、山折り又は谷折りされて、厚み方向において重なるように構成される。なお、ケーブル５におけるスリット５ｃが形成された位置に導体は存在しない。このように幅が広いケーブル５を重ね合わせることで、ケーブル５により伝送可能なデータ量を増加させた上で、ケーブル５の占有スペースを減らしてリーダ１の小型化を図ることができる。

またケーブル５は、画像読取ユニット３の主走査方向において画像読取ユニット３と対向する筐体６の側壁６ａに一部が両面テープで固定されている。ケーブル５は、この固定部分から曲げられて側壁６ａの不図示の開口部を通過し、筐体６の外部に這い回されて画像形成装置Ａの装置本体側のコントローラ基板１０６に接続される。

またケーブル５において、側壁６ａに固定された部分と画像読取ユニット３に保持された部分との間の中間部分では、ケーブル５の幅方向が原稿台ガラス２の上面２ａに対して交差するように配置される。また上記中間部分では、内ケーブル５ｄと外ケーブル５ｅとが厚み方向で重なるように配置される。ここで上記中間部分では、画像読取ユニット３の主走査方向において筐体６の側壁６ａから近い側に外ケーブル５ｅが配置され、遠い側に内ケーブル５ｄが配置される。

また筐体６の側壁６ａにおいて、ケーブル５の外ケーブル５ｅが接触する部分には、外ケーブル５ｅの幅方向の移動を規制するガイド部材２０が設けられている。また図５（ａ）に示す様に、ガイド部材２０において、外ケーブル５ｅが接触する部分には、外ケーブル５ｅが長手方向に滑ることを抑制するために、シリコンゴムで形成されたシート部材２１が貼り付けられている。なお、シート部材２１は、シリコンゴム製に限られず、筐体６の側壁６ａより摩擦係数が高い材質であればよい。また微粘着の粘着剤が塗布されたシート部材２１としてもよい。

また図５（ｂ）に示す様に、シート部材２１の代わりに、ガイド部材２０に凹凸処理を施して凹凸部２０ａを形成し、凹凸部２０ａにおいてケーブル５が長手方向で滑ることを抑制する構成としてもよい。またガイド部材２０の材質として摩擦係数が高い材質を採用することで、ケーブル５が長手方向で滑ることを抑制する構成としてもよい。またガイド部材２０を設けない場合、筐体６の側壁６ａの材質として摩擦係数が高い材質を採用することでケーブル５が長手方向で滑ることを抑制する構成としてもよい。

また図６に示す様に、ケーブル５において、側壁６ａに固定された部分と画像読取ユニット３に保持された部分との間の中間部分には、厚み方向に重なる内ケーブル５ｄと外ケーブル５ｅを拘束する拘束部材４（規制部材）が取り付けられている。拘束部材４は、内ケーブル５ｄに不図示の粘着テープで接着されて固定され、外ケーブル５ｅには固定されずに接触し、内ケーブル５ｄと外ケーブル５ｅに巻き付くように拘束する。これにより拘束部材４は、内ケーブル５ｄと外ケーブル５ｅの長手方向への相対移動を許容し、厚み方向と幅方向への相対移動を規制する。

＜画像読取ユニットが移動する際のケーブルの挙動＞
次に、画像読取ユニット３が移動する際のケーブル５の挙動について説明する。

図７は、画像読取ユニット３が移動する際のケーブル５の挙動を示す模式図である。ここで図７（ａ）は、拘束部材４が取り付けられていない時の通常のケーブル５の挙動を示す。図７（ｂ）は、拘束部材４が取り付けられていない時の硬直状態のケーブル５の挙動を示す。図７（ｃ）は、拘束部材４が取り付けられている時の硬直状態のケーブル５の挙動を示す。

図７（ａ）に示す様に、画像読取ユニット３が移動する際、通常の場合、ガイド部材２０に大部分が接触していた外ケーブル５ｅは、ガイド部材２０から徐々に離れていく。これに応じて、画像読取ユニット３の移動方向（矢印Ｍ１方向）において、画像読取ユニット３の上流側に形成される外ケーブル５ｅの湾曲部５ｅ１の曲率が徐々に大きくなる。内ケーブル５ｄは、外ケーブル５ｅに追随するように移動する。従って、画像読取ユニット３が移動する際、矢印Ｍ１方向において画像読取ユニット３の上流側に形成される内ケーブル５ｄの湾曲部５ｄ１の曲率も徐々に大きくなる。

図７（ｂ）に示す様に、ケーブル５が低温環境等で硬直している場合、画像読取ユニット３が移動する際、外ケーブル５ｅはシート部材２１により長手方向の滑りが抑制されるため、通常の挙動と同様の挙動を示す。従って、画像読取ユニット３が移動する際、外ケーブル５ｅの湾曲部５ｅ１の曲率は徐々に大きくなる。一方、内ケーブル５ｄは、外ケーブル５ｅとの間で長手方向の滑りが生じて一部が画像読取ユニット３側に押し出され、内ケーブル５ｄの湾曲部５ｄ１の形状が維持され、矢印Ｍ１方向において画像読取ユニット３の下流側に湾曲部５ｄ２が形成されることがある。この場合、画像読取ユニット３が内ケーブル５ｄの湾曲部５ｄ２を巻き込んで正常な移動ができずに読み取り不良となる。

これに対し、図７（ｃ）に示す様に、ケーブル５に拘束部材４が取り付けられている場合、内ケーブル５ｄと外ケーブル５ｅの厚み方向の相対移動が規制されるため、ケーブル５が硬直していても、内ケーブル５ｄは外ケーブル５ｅに追随するように移動する。従って、画像読取ユニット３が移動する際、内ケーブル５ｄの湾曲部５ｄ１の曲率は徐々に大きくなり、また内ケーブル５ｄに湾曲部５ｄ２が形成されることが抑制される。このように拘束部材４を取り付けることにより、内ケーブル５ｄが画像読取ユニット３に巻き込まれることを抑制することができる。

また内ケーブル５ｄと外ケーブル５ｅにはそれぞれ厚みがあるため、外ケーブル５ｅの湾曲部５ｅ１の曲率は、内ケーブル５ｄの湾曲部５ｄ１の曲率よりも微小に大きくなる。このため、拘束部材４が内ケーブル５ｄと外ケーブル５ｅの長手方向の相対移動を規制する場合、内ケーブル５ｄや外ケーブル５ｅに引っ張り応力又は圧縮応力がかかりやすくなる。また画像読取ユニット３が移動する際に、上述した曲率差により内ケーブル５ｄに小さな湾曲部の発生、消失が繰り返されて振動し、この振動が画像読取ユニット３に遷移して、画像の読み取り精度を悪化させるおそれがある。そこでこれらを抑制するために、拘束部材４は、内ケーブル５ｄと外ケーブル５ｅの長手方向の相対移動を許容している。

また上述した通り、外ケーブル５ｅの湾曲部５ｅ１の曲率は、内ケーブル５ｄの湾曲部５ｄ１の曲率よりも微小に大きくなる。従って、ケーブル５の側壁６ａに固定された部分と画像読取ユニット３に保持された部分との間の中間部分において、外ケーブル５ｅの最低長さは内ケーブル５ｄの最低長さよりも必然的に長くなる。ここで内ケーブル５ｄの長さを外ケーブル５ｅに揃える場合、内ケーブル５ｄに余剰が生じ、内ケーブル５ｄに湾曲部５ｄ２ができやすくなる。そこで本実施形態では、ケーブル５の上記中間部分において、内ケーブル５ｄの長さを外ケーブル５ｅの長さよりも短くなるように、ケーブル５を折り込んでいる。これにより内ケーブル５ｄに湾曲部５ｄ２が形成されることを抑制することができる。

また拘束部材４は、内ケーブル５ｄと外ケーブル５ｅのどちらに固定されていても上記効果を奏するものの、本実施形態のように内ケーブル５ｄに固定されるのが好ましい。これは拘束部材４が内ケーブル５ｄに固定されることで、内ケーブル５ｄが外ケーブル５ｅの厚み方向の移動に追随しやすくなり、内ケーブル５ｄに湾曲部５ｄ２が形成されることを抑制しやすくなるためである。

また拘束部材４は、内ケーブル５ｄと外ケーブル５ｅの厚み方向の相対移動を規制することで上述した効果を得ることができるものの、両者の幅方向の相対移動を規制する構成の方が好ましい。これは次の理由による。即ち、ガイド部材２０により外ケーブル５ｅの幅方向の移動は規制されている。このため、拘束部材４により内ケーブル５ｄと外ケーブル５ｅの幅方向の相対移動が規制されることで、ガイド部材２０により幅方向の移動が規制された外ケーブル５ｅにより、内ケーブル５ｄが自重で垂れ下がることを抑制できるためである。

なお、本実施形態では、ケーブル５の一部を内ケーブル５ｄと外ケーブル５ｅとに分割し、内ケーブル５ｄと外ケーブル５ｅを拘束部材４で拘束する構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。即ち、コントローラ基板１０６と画像読取ユニット３とを電気的に接続するケーブル５を、第１フレキシブルフラットケーブルと第２フレキシブルフラットケーブルの二つのケーブルで構成する。そして二つのケーブルを拘束部材４で拘束する構成としても上記同様の効果を得ることができる。

また本実施形態では、画像読取ユニット３により読み取られた画像データを処理するためのコントローラ基板１０６を画像形成装置Ａの装置本体側に設ける構成について説明したものの、本発明はこれに限られるものではない。即ち、リーダ１にコントローラ基板１０６を設ける構成としても、上記同様の効果を得ることができる。

１…リーダ（画像読取装置）
２…原稿台ガラス（透明板）
３…画像読取ユニット
４…拘束部材（規制部材）
５…フレキシブルフラットケーブル
５ｄ…内ケーブル（第１部分）
５ｅ…外ケーブル（第２部分）
６…筐体
６ａ…側壁
２１…シート部材
１０６…コントローラ基板（制御基板）
Ａ…画像形成装置

Claims (8)

1. 筐体と、
   前記筐体の上面に設けられ、原稿が載置される透明板と、
   前記筐体の内部に配置され、副走査方向に移動しながら前記透明板に載置された原稿の画像を読み取る画像読取ユニットと、
   前記画像読取ユニットに一端部が接続され、前記画像読取ユニットからの電気信号を伝送するフレキシブルフラットケーブルであって、前記フレキシブルフラットケーブルの一部が幅方向においてスリットにより第１部分と第２部分に分割され、前記副走査方向に垂直な主走査方向において前記画像読取ユニットと対向する前記筐体の側壁に一部が固定され、前記側壁に固定された部分と前記画像読取ユニットに保持された部分との間の中間部分において前記幅方向が前記透明板における原稿が載置される面に対して交差するように配置され、前記中間部分において前記第１部分と前記第２部分とが厚み方向で重なるように配置されるフレキシブルフラットケーブルと、
   前記側壁における前記フレキシブルフラットケーブルの前記第２部分が接触する位置に設けられ、前記側壁よりも摩擦係数が高い材質で形成されたシート部材と、
   前記中間部分における前記側壁に接触する位置に取り付けられ、前記第１部分と前記第２部分の厚み方向の相対移動を規制し、前記幅方向と前記厚み方向の両方と直交する方向の相対移動を許容する規制部材と、
   を備えることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記規制部材は、前記第１部分と前記第２部分に巻き付いて前記第１部分と前記第２部分を拘束することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記規制部材は、前記第１部分に固定され、前記第２部分には固定されずに接触するように、前記第１部分と前記第２部分に巻き付けられることを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
4. 前記第１部分の前記中間部分における前記直交する方向の長さは、前記第２部分の前記中間部分における前記直交する方向の長さよりも短いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
5. 前記規制部材は、前記第１部分と前記第２部分の前記幅方向の相対移動を規制することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
6. 前記側壁は、前記フレキシブルフラットケーブルの前記幅方向の移動を規制するガイド部材を含み、
   前記シート部材は、前記ガイド部材における前記フレキシブルフラットケーブルの前記第２部分が接触する位置に設けられ、
   前記規制部材は、前記中間部分における前記ガイド部材に接触する位置に配置されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像読取装置。
7. 前記シート部材は、シリコンゴム製であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像読取装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像読取装置と、
   前記画像読取装置により読み取られた画像をシートに形成する画像形成部と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。

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