JP4181983B2 - 画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、特に画像読み取り手段としてコンタクトイメージセンサを用いた原稿固定型の画像読み取り装置とこれを備える画像形成装置に関する。

従来の画像読み取り装置には、コンタクトイメージセンサ（以下、ＣＩＳと称する）を原稿台ガラスに密着させて副走査方向にスキャンすることによって画像の読み取りを行うタイプのものがある。このようなＣＩＳを用いた画像読み取り装置は、ＣＣＤイメージセンサと折り返しミラーを用いた画像読み取り装置に対して、駆動系が大幅に簡略化されて調整が殆ど必要なく、又、画像においては縮小光学系による歪みが発生しない等の多くの利点を有している。

しかし、ＣＩＳは、原稿面からの反射光をセルフォック（登録商標）レンズアレイ（以下、ＳＬＡと称する）により受光素子上に結像させる構成を採用しているため、焦点深度が浅く、ＣＩＳの支持構造の精度が高くないとピンボケを生じ易いという問題がある。

上記問題に対して、特許文献１，２等には、ＣＩＳの上面両端部に設けたコロや摺動部材等を原稿台ガラスの下面に当接させ、ＣＩＳと原稿面の距離を一定に保持した状態で画像を読み取ることによってピンボケの発生を防止する方法が提案されている。

一方、装置の小型化という観点で見たとき、ＣＩＳを用いた画像読み取り装置は、折り返しミラーを用いたＣＣＤイメージセンサ方式の画像読み取り装置に対して、装置の高さ方向に関しては大幅な薄型化が可能になる。

特開平０７−１９３６８９号公報 米国特許第５，８０１，８５１号公報

しかしながら、ＣＩＳを用いた画像読み取り装置においては、装置の横幅（スキャン方向の幅）に関しては、原稿台ガラスの大きさを読み取り可能な最大原稿サイズより大きくしなければならない。

又、前述のように、摺動部材を原稿台ガラスに当接させてＣＩＳと原稿面の距離を一定に保持する場合、ＣＩＳに用いられるＳＬＡは焦点距離が短いため、ＳＬＡ上面やＣＩＳの照明手段と原稿台ガラス下面との隙間は非常に小さくなってしまう。このため、ＣＩＳが原稿台ガラス端部に近づくと、ＣＩＳのガラス当接部材やＳＬＡ、ＣＩＳの照明手段等が、原稿台ガラスを支持する枠体と衝突する可能性がある。

図７に従来の画像読み取り装置の断面を示す。

ＣＩＳを用いた従来の画像読み取り装置においては、原稿読み取り範囲に加えて、スキャン動作の開始時の助走区間及び画像読み取り後の減速区間を含めたＣＩＳのスキャン可動範囲の更に外側で原稿台ガラスを支持する必要があり、原稿台ガラスの幅が大きくなってしまい、装置の幅方向寸法を縮小して小型化を図る上での妨げになっていた。

又、複写機やファクシミリ（ＦＡＸ）等の画像読み取り装置を備えた画像形成装置においては、画像形成部は、構成部品の小型化や配置の工夫により、装置の幅を縮小して小型化が可能である。

しかし、原稿固定式の画像読み取り装置を搭載した画像形成装置の場合、前述のように、原稿台ガラスの大きさを読み取り可能な最大原稿サイズより大きくしなければならないため、画像読み取り装置の幅を最大原稿サイズより小さくすることは困難である。従って、画像形成部の小型化が進むと、装置全体の最大幅を決定するのは画像読み取り装置の幅となり、画像形成装置の設置スペースを小さくするためには、画像読み取り装置の幅を小さくすることが求められる。

本発明は上記事情に基づいてなされたもので、その目的とする処は、透明部材の副走査方向の幅を小さくすることによって、画像読み取り装置及びこれを搭載した画像形成装置全体の幅を縮小して小型化及び設置スペースの省スペース化を図ることにある。

上記問題を解決するために、本発明に係る画像読取装置は、コンタクトイメージセンサを用いて画像読み取りを行う装置であって、枠体と、該枠体に支持された透明部材と、該透明部材と前記コンタクトイメージセンサの間隔を一定に保持する当接部材と、該当接部材を介して前記コンタクトイメージセンサを前記透明部材に押圧する押圧部材と、前記コンタクトイメージセンサを副走査方向に駆動する駆動手段を備える画像読取装置において、前記コンタクトイメージセンサに被ガイド部材を設け、前記コンタクトイメージセンサの副走査方向のスキャン可動範囲の両端部に設けられたガイド部材に前記被ガイド部材を当接させることによってコンタクトイメージセンサを前記透明部材から離間し前記枠体の下に潜り込ませるよう構成し、前記コンタクトイメージセンサが、スキャン方向上流側に配置された前記ガイド部材に沿って移動して前記透明部材に当接するときの進行方向角度変化量は、前記コンタクトイメージセンサが、スキャン方向下流側に配置された前記ガイド部材により前記透明部材から離間するときの進行方向角度変化量よりも小さいことを特徴とする。

本発明に係る画像読取装置は、コンタクトイメージセンサのスキャン可動範囲の両端部にガイド部材を配置し、コンタクトイメージセンサを透明部材から離間させ枠体の下に潜り込ませるようにしたため、従来の画像読取装置に比べて、原稿画像読み取り範囲に近い位置で、枠体により透明部材を支持することができる。このため、読み取り可能な最大の原稿サイズが同一である従来の画像読取装置に比べて、原稿台ガラスの副走査方向の幅を縮小することができ、画像読取装置全体の幅も縮小してその小型化を図ることができる。更に、本発明に係る画像読取装置は、コンタクトイメージセンサが、スキャン方向上流側に配置されたガイド部材に沿って移動して透明部材に当接するときの進行方向角度変化量は、コンタクトイメージセンサが、スキャン方向下流側に配置されたガイド部材により透明部材から離間するときの進行方向角度変化量よりも小さいため、コンタクトイメージセンサの助走中にコンタクトイメージセンサが透明部材に当接したときに発生する振動を小さく抑えることができ、画像に悪影響を与えない。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は本実施の形態に係る画像読み取り装置１００の側断面図、図２は同画像読み取り装置１００の上視図、図３は図１のＸ−Ｘ線断面図である。尚、本実施の形態に係る画像読み取り装置１００の読み取り可能な最大の原稿サイズは、図７に示した従来の画像読み取り装置のそれと同じである。

画像読み取り手段であるＣＩＳ１１０は、箱状のキャリッジ１２１に上下方向に自由に移動可能に積載された状態で、一対のバネ１２２（図３参照）により上方向に加圧され、スライダー１１４を介して原稿台ガラス１０３の下面に当接されている。ここで、前記スライダー１１４には、公知の摺動部材やコロ等が用いられる。

ＣＩＳ１１０内には、セルフォックレンズ１１１が配置され、照明手段であるキセノンランプ１１２により照明された原稿３００からの反射光をイメージセンサ基板１１３上に結像する。キャリッジ１２１は、ガイドシャフト１０２に沿って副走査方向に移動自在に支持されている。

他方、モータ１０５の出力軸端に結着されたギヤＧ１はギヤＧ２に噛合しており、ギヤＧ２と共に回転するプーリ１０７と他のプーリ１０８との間には無端状のタイングベルト１０６が巻装されている。従って、モータ１０５を回転駆動すると、その回転はギヤＧ１，Ｇ２を経てプーリ１０７に伝達され、該プーリ１０７及びこれに巻装されたタイングベルト１０６が駆動され、タイングベルト１０６に連結されたキャリッジ１２１が前述のようにガイドシャフト１０２に沿って副走査方向に移動せしめられ、原稿台ガラス１０３上の原稿３００の画像情報がＣＩＳ１１０によって読み取られる。

ところで、本発明に係る画像読み取り装置１００は、ＣＩＳ１１０の副走査方向のスキャン動作範囲の両端部に、潜行カム１３１，１３２を備えている。又、ＣＩＳ１１０の両端部には、コロ１１５が取り付けられており、スキャン動作範囲の両端部において、コロ１１５が潜行カム１３１，１３２に当接することにより、ＣＩＳ１１０が下方に押し下げられて原稿台ガラス１０３から離間する。

次に、本発明に係る画像読み取り装置１００で読み取り可能な最大サイズの原稿３００を読み取る場合のスキャン動作について説明する。

原稿台ガラス１０３上に原稿３００が置かれ、不図示のコピースタートボタンが押されると、ＣＩＳ１００は、ガラス接触位置（Ｂ）と画像読み込み開始位置（Ｄ）の間のシェーディング位置（図示せず）に移動し、原稿サイズ指標板１０４の下に設けられた標準白板（図示せず）をキセノンランプ１１２で照明し、シェーディング動作を行う。このとき、ＣＩＳ１１０は、スライダー１１４を介して原稿台ガラス１０３に付勢された状態であり、ＣＩＳ１１０と標準白板の距離は所定の画像読み取り距離に保持されている。

続いて、ＣＩＳ１１０は、スキャン方向上流側端部の助走スタート位置（Ａ）へ移動する。このとき、ＣＩＳ１１０両端部のコロ１１５が潜行カム１３１に当接し、ＣＩＳ１１０は、原稿台ガラス１０３から離間し、バネ１２２の付勢力に抗して下方へ押し下げられた状態となる。

続いて、ＣＩＳ１１０は、助走スタート位置（Ａ）にてスキャン下流方向に加速を開始し、バネ１２２の付勢力により、潜行カム１３１の形状に沿って上方に持ち上げられ、ガラス接触位置（Ｂ）でスライダー１１４が原稿台ガラス１０３に当接する。ＣＩＳ１１０は、スライダー１１４を介してバネ１２２により原稿台ガラス１０３に付勢された状態で加速を続け、加速終了位置（Ｃ）で所定の画像読み取り速度に達する。その後、ＣＩＳ１１０は、画像読み取り速度で等速移動を続け、画像読み込み開始位置（Ｄ）を通過すると同時に画像読み取りが開始される。

そして、ＣＩＳ１１０は、所定の画像読み取り速度で移動しながら画像読み取りを行い、最大サイズ原稿後端位置（Ｅ）で画像読み取りを終了して減速を開始する。ガラス離間位置（Ｆ）において、潜行カム１３２とコロ１１５が当接し、ＣＩＳ１１０は、原稿台ガラス１０３から離間して下方に潜行を開始する。その後、ＣＩＳ１１０は、減速しながら移動し、停止位置（Ｇ）で停止する。

図４にＣＩＳ１１０が潜行カム１３１により下方に押し下げられる動作を示す。又、図５に潜行カム１３１の形状に沿って動くＣＩＳ１１０の軌跡を示す。助走スタート位置（Ａ）において、ＣＩＳ１１０は、原稿台ガラス１０３を支持する枠体１０１の下に潜り込んでいるが、潜行カム１３１によって下方に押し下げられているため、スライダー１１４やキセノンランプ１１２、ＳＬＡ１１１等が枠体１０１に接触することはない。更に、ＣＩＳ１１０は、潜行カム１３１の形状に沿って枠体１０１との距離を確保しながら加速するため、スライダー１１４が原稿台ガラス１０３に当接するまでの間、枠体１０１に接触することはない。

同様に、スキャン動作終了時においても、ＣＩＳ１１０は、枠体１０１に接触することなく潜行カム１３２により下方に押し下げられ、枠体１０１の下に潜り込んだ状態で停止する。

従って、本発明に係る画像読み取り装置１００は、図７に示した従来の画像読み取り装置に比べて、原稿画像読み取り範囲に近い位置で、枠体１０１によって原稿台ガラス１０３を支持することができるため、原稿台ガラス１０３の幅を小さく抑えることができ、装置全体の幅を縮小して小型化を図ることができる。

ところで、本実施の形態においては、スキャン方向上流側の潜行カム１３１とスキャン方向下流側の潜行カム１３２の各斜面の角度は互いに異なっている。即ち、スキャン動作中に、スキャン方向上流側に配置された潜行カム１３１に沿ってＣＩＳ１１０が原稿台ガラス１０３に当接するときの、該ＣＩＳ１１０の進行方向角度変化量は、スキャン方向下流側に配置された潜行カム１３２に沿ってＣＩＳ１１０が原稿台ガラス１０３から離間するときの該ＣＩＳ１１０の進行方向角度変化量より小さくなっている。これは、スキャン助走中にＣＩＳ１１０が原稿台ガラス１０３に当接したときに発生する振動を小さく抑えることが目的である。又、ＣＩＳ１１０が原稿台ガラス１０３に当接してから画像読み込みが開始されるまで、十分な助走距離（Ｂ−Ｄ間）が確保されているため、ＣＩＳ１１０が原稿台ガラス１０３に当接したときのショックによる振動は、画像読み取り開始までに減衰し、画像に悪影響を与えることはない。

一方、最大サイズの原稿読み込み時のスキャン動作完了時には、ＣＩＳ１１０が原稿後端を通過し、完全に画像を読み取り終えてからコロ１１５が潜行カム１３２に当接して下方に押し下げられ始める。このときのＣＩＳ１１０の進行方向角度変化量は、スキャン助走中の進行方向角度変化量より大きくなる。

しかし、このとき、画像読み取りは既に終了しているため、ＣＩＳ１１０と潜行カム１３２の当接により発生する振動は、画像読み取りに何ら影響を与えることはない。更に、ＣＩＳ１１０の潜行に伴ってバネ１２２を圧縮する力は、モータ１０５の駆動負荷を増大させるが、ＣＩＳ１１０と潜行カム１３２の当接時には、モータ１０５は減速動作に入っているため、該モータ１０５の駆動負荷の増加はブレーキとして作用し、モータ１０５の脱調等の不具合を生じることもない。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図６に基づいて説明する。

図６は本実施の形態に係る正面図であり、図示の装置画像形成装置は、画像形成部２００の上に、前記実施の形態１に係る画像読み取り装置１００を搭載している。

他方、図８に従来の画像形成装置を示す。従来の画像形成装置は、画像形成部２００の上に、図７に示した従来の画像読み取り装置を搭載している。従来の画像形成装置は、画像形成部２００の幅よりも、画像読み取り装置１００の幅が大きく、大きな設置スペースを必要としていた。

これに対して、図６に示す本実施の形態に係る画像形成装置は、実施の形態１に係る画像読み取り装置１００により副走査方向の幅が縮小して小型化されているため、画像読み取り装置１００の幅は画像形成部２００の幅と同じであり、当該画像形成装置の設置スペースを縮小して省スペース化を実現することができる。

本発明は、特に画像読取手段としてコンタクトイメージセンサを用いた原稿固定型の画像読み取り装置とこれを備える画像形成装置に対して適用して、これらの幅を縮小して小型化及び省スペース化を図ることができる。

本発明に係る画像読み取り装置の正面断面図である。 本発明に係る画像読み取り装置の上視図である。 本発明に係る画像読み取り装置の側面図である。 本発明に係る画像読み取り装置のＣＩＳの潜行動作を示す図である。 本発明に係る画像読み取り装置のＣＩＳの潜行動作を示す図である。 本発明に係る画像形成装置の正面図である。 従来の画像読み取り装置の正面断面図である 従来の画像形成装置の正面図である。

符号の説明

１００ 画像読み取り装置
１０１ 枠体
１０２ ガイドシャフト
１０３ 原稿台ガラス（透明部材）
１０４ 原稿サイズ指標板
１０５ モータ（駆動手段）
１０６ タイミングベルト（駆動手段）
１１０ コンタクトイメージセンサ（ＣＩＳ）
１１１ セルフォックレンズアレイ（ＳＬＡ）
１１２ キセノンランプ
１１３ イメージセンサ基板
１１４ スライダー（当接部材）
１１５ コロ（被ガイド部材）
１２１ キャリッジ
１２２ バネ（押圧部材）
１２３ 軸受け
１３１ 潜行カム（スキャン上流側）
１３２ 潜行カム（スキャン下流側）
２００ 画像形成部
３００ 原稿

Claims (3)

1. コンタクトイメージセンサを用いて画像読み取りを行う装置であって、枠体と、該枠体に支持された透明部材と、該透明部材と前記コンタクトイメージセンサの間隔を一定に保持する当接部材と、該当接部材を介して前記コンタクトイメージセンサを前記透明部材に押圧する押圧部材と、前記コンタクトイメージセンサを副走査方向に駆動する駆動手段を備える画像読取装置において、
   前記コンタクトイメージセンサに被ガイド部材を設け、前記コンタクトイメージセンサの副走査方向のスキャン可動範囲の両端部に設けられたガイド部材に前記被ガイド部材を当接させることによってコンタクトイメージセンサを前記透明部材から離間し前記枠体の下に潜り込ませるよう構成し、前記コンタクトイメージセンサが、スキャン方向上流側に配置された前記ガイド部材に沿って移動して前記透明部材に当接するときの進行方向角度変化量は、前記コンタクトイメージセンサが、スキャン方向下流側に配置された前記ガイド部材により前記透明部材から離間するときの進行方向角度変化量よりも小さいことを特徴とする画像読取装置。
2. 前記コンタクトイメージセンサが前記ガイド部材により前記透明部材から離間する位置は、画像読み取り範囲外の位置であることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
3. 前記ガイド部材は、前記コンタクトイメージセンサが前記枠体に衝突しないよう設けられたことを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。

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