JP7435080B2 - 遮光部材、光学装置、画像読取ユニット、画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明の第1実施形態に係る遮光部材、画像読取装置、画像読取ユニット、及び画像形成装置の一例を図1~図25に従って説明する。なお、図中に示す矢印Hは装置上下方向(鉛直方向)を示し、矢印Wは装置幅方向(水平方向)を示し、矢印Dは装置奥行方向(水平方向)を示す。
本実施形態に係る画像形成装置10には、図25に示されるように、上下方向(矢印H方向)の下方から上方へ向けて、記録媒体としてのシート部材Pが収容される収容部14と、収容部14に収容されたシート部材Pを搬送する搬送部16と、収容部14から搬送部16によって搬送されるシート部材Pに画像形成を行う画像形成部20と、原稿Gに形成された画像を読み取る画像読取ユニット60とが、この順で備えられている。
収容部14には、画像形成装置10の筐体10aから装置奥行方向の手前側に引き出し可能な収容部材26が備えられており、この収容部材26にシート部材Pが積載されている。さらに、収容部14には、収容部材26に積載された最上位のシート部材Pを、シート部材Pの搬送経路28に送り出す送出ロール30が備えられている。
搬送部16には、搬送経路28に沿ってシート部材Pを搬送する複数の搬送ロール32が備えられている。
画像形成部20には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4つの画像形成ユニット18Y、18M、18C、18Kが備えられている。なお、以後の説明では、Y,M,C,Kを区別して説明する必要が無い場合は、Y,M,C,Kを省略して記載することがある。
画像読取ユニット60は、図24に示されるように、一枚の原稿Gの画像を読み取る際に原稿Gが載せられる第一透明板62(所謂プラテンガラス)と、第一透明板62の装置幅方向の一方(図中左方)に配置される第二透明板72とを備えている。そして、第一透明板62及び第二透明板72は、画像読取ユニット60の筐体60aの上部に嵌め込まれている。第一透明板62は、ガラス板の一例である。
画像形成装置10では、次のようにして画像が形成される。
次に、画像読取装置100について説明する。
筐体114は、図18に示されるように、装置奥行方向に延びる箱状とされている。そして、筐体114には、図12に示されるように、一対の導光体110が夫々収容されている一対の導光体収容部114aと、一対の導光体収容部114aの間に、集光部112が収容されているレンズ収容部114bとが形成されている。さらに、筐体114には、剛性基板106が収容されている一対の基板収容部114cが、図13に示されるように、装置奥行方向から導光体収容部114aを挟むように形成されている。
導光体収容部114aは、図12、図13に示されるように、装置幅方向に並んで一対形成さており、夫々の導光体収容部114aは、装置奥行方向に延びている。さらに、夫々の導光体収容部114aの長手方向に交差した断面は、上方が開口された半円状とされている。
レンズ収容部114bは、図12に示されるように、装置幅方向において、一対の導光体収容部114aの間に形成されており、上下方向に筐体114の一部を貫通している。そして、レンズ収容部114bには、集光部112の下面の装置幅方向の端部を支持する一対の突起116が形成されている。
基板収容部114cは、図13に示されるように、導光体収容部114aに対して、装置奥行方向の奥側、及び手前側に一対形成されている。具体的には、基板収容部114cは、筐体114の装置奥行方向の両端の壁部119と、導光体収容部114aとの間に形成されている。
筐体114の上部には、図12、図13に示されるように、ガラス板122の縁部を下方から支持している段部115が形成されている。また、筐体114の下部には、図12に示されるように、受光基板102の上面と接触しているザグリ面117が形成されている。
導光体110は、図12に示されるように、筐体114の導光体収容部114aに収容されており、透明な材料(例えば、アクリル樹脂)によって、装置奥行方向に延びる円柱状に形成されている。そして、導光体110は、装置幅方向に並んで一対設けられている。
集光部112は、図12に示されるように、筐体114のレンズ収容部114bに収容されており、集光部112は、装置奥行方向に延びる直方体状とされており、遮光部材150と、一対のロッドレンズアレイ152とを備えている。一対のロッドレンズアレイ152は、光学部材の一例である。
受光基板102は、図12に示されるように、板厚方向が上下方向とされ、筐体114の下端部に配置されている。そして、受光基板102の上面が筐体114のザグリ面117と接触した状態で、受光基板102は、図示せぬ固定手段で筐体114に固定されている。
配線ケーブル104は、一対設けられ、図18に示されるように、受光基板102の装置奥行方向の両端部に基端が接続されている所謂フレキシブルフラットケーブル(Flexible Flat Cable)である。一方の配線ケーブル104の基端は、受光基板102の装置奥行方向の奥側(図中左側)の端部と接続されており、他方の配線ケーブル104の基端は、受光基板102の装置奥行方向の手前側(図中右側)の端部と接続されている。
剛性基板106は、一対設けられ、図18に示されるように、配線ケーブル104の先端と接続されており、装置奥行方向から見て装置幅方向に延びている矩形状とされている。また、夫々の剛性基板106の一方の面(互いに対向する面)には、装置幅方向に並ぶLED(Light Emitting Diode)128(以下「発光素子128」)が、2個実装されている。
ガラス板122は、図18に示されるように、板厚方向が上下方向とされ、上方から見て、装置奥行方向に延びる矩形状とされている。そして、ガラス板122は、図12に示されるように、ガラス板122の縁部が筐体114の段部115と接触した状態で、図示せぬ固定手段で筐体114に固定され、筐体114の上面を覆うように配置されている。
次に、画像読取装置100の作用を説明する。
次に、集光部112について説明する。集光部112は、図11、図12に示されるように、遮光部材150と、一対のロッドレンズアレイ152(以下「レンズアレイ152」)とを備えている。そして、遮光部材150、一方のロッドレンズアレイ152、及び他方のロッドレンズアレイ152は、この順番で、ガラス板122側から受光基板102側に並んでいる。レンズアレイ152は、光学部材の一例である。
ロッドレンズアレイ152は、例えば、透明な樹脂材料であるポリメチルメタクリレート(PMMA)を用いて一体的に形成されており、装置奥行方向に延びる直方体状とされている。そして、ロッドレンズアレイ152は、図14、図17に示されるように、上方を向くと共に上方から見て装置奥行方向に延びる矩形状の上面152aと、下方を向くと共に下方から見て装置奥行方向に延びる矩形状の下面152bとを有している。さらに、ロッドレンズアレイ152は、上面152aの装置幅方向の両端縁に形成され、装置奥行方向に延びて上方に突出する突起154と、下面152bの装置幅方向の両端縁に形成され、装置奥行方向に延びて下方に突出する突起156とを有している。
この構成において、図16、図17に示されるように、一方のロッドレンズアレイ152のロッドレンズ164の光軸と、他方のロッドレンズアレイ152のロッドレンズ164の光軸とが重なるように、夫々のロッドレンズアレイ152の突起154、156の頂部が突き合わされる。そして、図示せぬ接着剤等の固定部材を用いて、夫々の(一対の)ロッドレンズアレイ152がこの状態で固定されてレンズアレイ152が構成されるようになっている。
遮光部材150は、図1、図3に示されるように、装置奥行方向に延びており、遮光部材150には、装置上下方向に貫通した複数の円状の貫通孔170が形成されている。この遮光部材150は、貫通孔170に光を通過させることで、貫通孔170の軸方向に対して傾斜した方向の光を少なくするための部材である。装置奥行方向は、一方向の一例であり、装置上下方向は、他の交差方向の一例である。貫通孔170は、孔の一例である。
遮光部160は、黒色の樹脂材料(例えば、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体樹脂(ABS樹脂))によって、一体的に成形されている。本実施形態では、一例として、図2(A)に示す遮光部160の装置奥行方向の長さ(図2(A)のL2)は、28〔mm〕とされており、上下方向の厚さ(図2(B)のT1)は、5〔mm〕とされている。
次に、要部構成の作用について、比較形態に係る遮光部材350と比較しつつ説明する。先ず、比較形態に係る遮光部材350の構成について、遮光部材150と異なる部分を主に説明する。
遮光部材350は、黒色の樹脂材料(例えば、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体樹脂(ABS樹脂))によって、一体的に成形され、図9に示されるように、装置奥行方向に延びている直方体状とされている。本実施形態では、一例として、遮光部材350の装置奥行方向の長さ(図9のL11)は、336〔mm〕とされ、幅(図9のW11)は、2.6〔mm〕とされている。また、上下方向の厚さは、5〔mm〕とされている。
原稿Gから反射した反射光が、遮光部材150、350に形成された貫通孔170を通過して、図12に示されるように、一方のロッドレンズアレイ152のロッドレンズ164(図11参照)に入射する。さらに、一方のロッドレンズアレイ152のロッドレンズ164に入射した光は、一方のロッドレンズアレイ152のロッドレンズ164から出射し、他方のロッドレンズアレイ152のロッドレンズ164に入射する。他方のロッドレンズアレイ152のロッドレンズ164に入射した光は、他方のロッドレンズアレイ152のロッドレンズ164から出射して、受光素子126に集まる(集光する)。
遮光部材150は、前述したように、12個の遮光部160を、装置奥行方向に並べた状態で接着剤等を用いて接合することで製造される。このように、遮光部材150を製造するために、12個の遮光部160を準備する。一方、遮光部材350は、一体的に成形され、装置奥行方向に延びている直方体状とされている。
図示せぬ射出成形装置に取り付けられる金型200は、図7(A)に示されるように、上方が開口した凹状のキャビ型210と、キャビ型210の開口を閉じるコア型220と、貫通孔170を形成するための可動ピン230とを備えている。可動ピン230は、コア型220に取り付けられており、図示せぬ駆動機構から駆動力が伝達されるようになっている。
図9に示す遮光部材350の長さL11は、336〔mm〕とされており、図2(A)に示す遮光部160の長さL2は、28〔mm〕とされている。このため、遮光部材350の射出成形に用いられる金型400は、装置奥行方向において、遮光部160の射出成形に用いられる金型200と比して長くなっている。また、金型400の可動ピン230の数は、遮光部160の射出成形に用いられる金型200の可動ピン230と比して多くなっている。
遮光部160を射出成形工法によって成形する場合には、図7(A)に示されるように、先ず、キャビ型210とコア型220とは、型締めされており、成形空間200aが形成されている。さらに、可動ピン230は、進入位置に配置されている。また、キャビ型210及びコア型220に形成された図示せぬ水路には、冷却水が流され、キャビ型210及びコア型220が冷却されている。この状態で、図示せぬゲートから成形空間200aに、溶融した樹脂を流し込み、図7(B)に示されるように、樹脂を成形空間200aに充填する。
遮光部材350を射出成形工法によって成形する場合には、図示せぬゲートから図10に示す成形空間400aに、溶融した樹脂を流し込み、樹脂を成形空間400aに充填する。
遮光部材350の射出成形工程では、キャビ型410及びコア型に形成された図示せぬ水路に冷却水を流し、キャビ型410及びコア型を冷却し、溶融した樹脂が冷却されることで、成形空間400aに充填された樹脂に成形収縮が生じる。この成形収縮は装置奥行方向、装置幅方向及び装置上下方向のいずれの方向でも生じるが、以下は装置奥行方向の成形収縮のみを説明する。その理由は、遮光部材は一方向(装置奥行方向)に対して、それ以外の方向(装置幅方向及び装置上下方向)の長さが十分短いため、当該それ以外の方向の成形収縮が装置奥行方向の成形収縮に対して無視できるほど小さいからである。
以上説明したように、遮光部160を成形する場合には、キャビ型210に段差面212aが形成されていない場合と比して、成形空間200aへ充填された樹脂が、装置奥行方向の中央側の部分(中央部側)へ収縮するのが抑制される。そして、遮光部材150は、12個の遮光部160を、装置奥行方向に並べた状態で接着剤等を用いて接合することで製造される。一方、遮光部材350を成形する場合には、キャビ型に段差面が形成されている場合と比して、成形空間400aへ充填された樹脂が、装置奥行方向の中央側の部分へ収縮してしまう。
次に、本発明の第2実施形態に係る遮光部材、画像読取装置、画像読取ユニット、及び画像形成装置の一例を図26~図30に従って説明する。なお、第2実施形態については、第1実施形態と異なる部分を主に説明する。
第2実施形態に係る画像形成装置510は、収容部14と、搬送部16と、画像形成部20と、画像読取ユニット560とを備えている。さらに、画像読取ユニット560は、第一透明板62と、第二透明板72とを備えている(図24、図25参照)。そして、第一透明板62及び第二透明板72は、画像読取ユニット560の筐体60aの上部に嵌め込まれている。また、第一透明板62は、搬送装置64(所謂ADF装置)と、画像読取装置600と、画像読取装置100を装置幅方向に駆動する駆動装置74とを備えている(図24参照)。画像読取装置600は、光学装置の一例である。
次に、遮光部660について説明する。なお、遮光部660については、第1実施形態の遮光部160と異なる部分を主に説明する。図26(A)に示されるように、遮光部660は、装置奥行方向に延びている基本部160aと、張出部160bとを有している。また、装置奥行方向において一対の張出部160bによって挟まれることで形成されている装置幅方向の一方側(図26(A)の上側)の凹部166aと、他方側(図26(A)の下側)の凹部166bとは、装置奥行方向でずれている。この凹部166a、166bは、装置上下方向から見て、等脚台形状とされている。
次に、遮光部660を射出成形工法によって成形する際に用いる金型について説明する。なお、図29、図30については、金型構造が容易に分かるように金型を模式的に示している。また、金型等を説明するために用いる方向については、遮光部660を説明するのに用いた方向を使用する。さらに、第2実施形態に係る遮光部660を成形するために用いる金型については、第1実施形態に係る遮光部160を成形するために用いる金型と異なる部分を主に説明する。
原稿Gから反射した反射光が、図27に示す遮光部材650の遮光部660に形成された貫通孔170を通過して、一方のロッドレンズアレイ152のロッドレンズ164に入射する。さらに、一方のロッドレンズアレイ152のロッドレンズ164に入射した光は、一方のロッドレンズアレイ152のロッドレンズ164から出射し、他方のロッドレンズアレイ152のロッドレンズ164に入射する。他方のロッドレンズアレイ152のロッドレンズ164に入射した光は、他方のロッドレンズアレイ152のロッドレンズ164から出射して、図28に示す受光素子126に集まる(集光する)。
以上説明したように、遮光部材650では、突出部582a、582bは、原稿Gから反射した反射光が凹部166a、166bを通ってレンズアレイ152においてロッドレンズ164の周囲の部分に入射するのを抑制する。換言すれば、突出部が形成されていない場合と比して、原稿Gから反射した反射光が凹部166a、166bを通ってレンズアレイ152側に漏れるのが抑制される。
46 二次転写ロール(転写装置の一例)
60 画像読取ユニット
62 第一透明板(ガラス板の一例)
100 画像読取装置(光学装置の一例)
102 受光基板(基板の一例)
126 受光素子(光学素子の一例)
150 遮光部材
152 レンズアレイ(光学部材の一例)
160 遮光部
160a 基本部
160b 張出部
164 ロッドレンズ(レンズの一例)
166a 凹部
166b 凹部
170 貫通孔(孔の一例)
510 画像形成装置
560 画像読取ユニット
600 画像読取装置(光学装置の一例)
650 遮光部材
660 遮光部
580a、580b 底面(交差面の一例)
582a、582b 突出部
Claims (13)
- 一方向に延びた基本部と、
該基本部の該一方向の両側に配置され、該基本部に対して該一方向と交差する交差方向の両側に張り出し、該一方向の長さが、該基本部の該一方向の長さの37%以上50%以下である張出部と、
該基本部及び該張出部の該交差方向の中央部で、該一方向及び該交差方向に対して交差する他の交差方向に貫通し、該一方向に並ぶ複数の孔と、
が樹脂材料で一体成形された遮光部を備える遮光部材であって、
該一方向において一対の該張出部によって挟まれることで該遮光部に形成された該交差方向の一方側の凹部と、該交差方向の他方側の凹部とは、該一方向でずれている遮光部材。 - 前記基本部の前記一方向の両側に配置された一対の前記張出部の前記一方向の長さは、同様とされ、
複数の前記遮光部が、前記一方向に並んだ状態で接合、又は一体的に成形されている請求項1に記載の遮光部材。 - 前記基本部の前記一方向の両側に配置された一対の前記張出部の前記一方向の長さは、同様とされ、
複数の前記遮光部が前記一方向に並んだ状態で一体的に成形されたものが複数、前記一方向に並んだ状態で接合されている請求項1に記載の遮光部材。 - 前記他の交差方向から見て、前記遮光部の外形は、点対称とされている請求項1~3の何れか1項に記載の遮光部材。
- 複数の前記孔は、前記他の交差方向から見て、前記一方向に沿って千鳥状に配置されており、かつ、前記遮光部の外形が点対称とされている対称点に対して点対称に配置されている請求項4に記載の遮光部材。
- 前記孔は、円状で、前記他の交差方向から見て、複数の前記孔は、前記一方向に沿って千鳥状に配置されており、
一方側の前記凹部と他方側の前記凹部との前記一方向におけるずれ量は、前記孔の直径の2倍以上とされている請求項1に記載の遮光部材。 - 前記遮光部には、一対の前記張出部の間に前記交差方向を向いた交差面が形成され、
前記遮光部には、前記交差面から突出すると共に前記一方向に延びる突出部が形成され
ている請求項1~6の何れか1項に記載の遮光部材。 - 前記突出部は、前記交差面において前記一方向の一端から他端まで延びている請求項7に記載の遮光部材。
- 前記突出部は、前記交差面において前記他の交差方向の中央部に配置されている請求項7又は8に記載の遮光部材。
- 一方向に延び、光学素子が実装されている基板と、
前記孔が前記光学素子と対向するように配置されている請求項1~9の何れか1項に記載の遮光部材と、
前記基板と前記遮光部材との間に配置され、前記孔と夫々対向するレンズを複数有する光学部材と、
を備える光学装置。 - 受光素子としての前記光学素子を備える請求項10に記載の光学装置と、
前記光学装置によって画像が読み取られる原稿が載せられるガラス板と、
を備える画像読取ユニット。 - 請求項11に記載の画像読取ユニットと、
前記画像読取ユニットの前記光学装置によって読み取られた画像を記録媒体に転写する転写装置と、
を備える画像形成装置。 - 発光素子としての前記光学素子を備える請求項10に記載の光学装置と、
前記光学装置を用いて形成された画像を、記録媒体に転写する転写装置と、
を備える画像形成装置。
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