JP4670539B2

JP4670539B2 - 画像読取装置

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Publication number: JP4670539B2
Application number: JP2005229158A
Authority: JP
Inventors: 孝宏池野; 吉記刑部
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2005-08-08
Filing date: 2005-08-08
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2025-08-08
Also published as: US20070030534A1; JP2007049264A

Description

本発明は、イメージセンサ又はイメージセンサを搭載するキャリッジに牽引部材を連結し、駆動機構によりガイド部材に沿ってイメージセンサを往復動させることにより画像読取りを行う画像読取装置に関する。

従来より、プラテンガラスに対してイメージセンサを往復動させることにより、プラテンガラスに載置された原稿の画像読取りを行う所謂フラットベッドタイプの画像読取装置が知られている。

図１１は、従来のフラットベッドタイプの画像読取装置の内部構成を示す断面図である。図に示すように画像読取装置９０は、筐体９１の上面にプラテンガラス９２が露出され、プラテンガラス９２の下方に、イメージセンサ９３を搭載するキャリッジ９４がプラテンガラス９２に平行に往復動可能に設けられてなる。キャリッジ９４の下方には、キャリッジ９４の往復動方向にガイドシャフト９５が延設されている。キャリッジ９４の下面には、シャフト受け部９６が形成されて、ガイドシャフト９５と嵌合されている。これにより、キャリッジ９４がガイドシャフト９５に担持され、ガイドシャフト９５に沿ってスライド可能となっている。キャリッジ９４の下面には、ベルト掴持部９７が形成されている。ベルト掴持部９７は、駆動機構により周運動されるタイミングベルトを掴むものである。なお、図１１では、駆動機構及びタイミングベルトは省略されている。これにより、キャリッジ９４がタイミングベルトと連結される。そして、タイミングベルトの周運動が伝達されて、キャリッジ９４がガイドシャフト９５に沿って往復動する。

図１１に示すように、ベルト掴持部９７は、シャフト受け部９５の側方にある。ベルト掴持部９７には、タイミングベルトからの牽引力が伝達される。ガイドシャフト９５上をキャリッジ９４が摺動する際に、シャフト受け部９５に、ガイドシャフト９５との摺動摩擦が生じる。この牽引力と摺動摩擦とは、キャリッジ９４に対して相反する方向に作用するものなので、キャリッジ９４には水平方向の回転モーメントが生ずる。また、ガイドシャフト９５によりキャリッジ９４がバランスよく支持されるために、シャフト受け部９５は、キャリッジ９４の重心となる中央付近に形成されている。したがって、上記牽引力は、キャリッジ９４の重心に対して偏心した位置に作用する。これにより、キャリッジ９４に水平方向の回転モーメントが生ずる。このような回転モーメントにより、キャリッジ９４の往復動に際して振動が発生したり、キャリッジ９４に搭載されるイメージセンサ９３の読取ラインが、本来の方向から傾いたりするという不具合が生じる。

キャリッジ９４に回転モーメントが生じることを防止するために、例えば、キャリッジ９４の両端にガイドシャフトをそれぞれ設けてキャリッジを担持させ、そのキャリッジ９４の各ガイドシャフト付近、すなわち両端にタイミングベルトをそれぞれ連結させる構成が考えられる（特許文献１参照）。キャリッジ９４において、各ガイドシャフトによる支持位置と各タイミングベルトの連結位置とを左右対称とすれば、支持位置と連結位置のずれにより生じる回転モーメントが左右で相殺される。また、キャリッジ９４と各タイミングベルトとの連結位置を、キャリッジ９４の重心に対して左右対象とすることにより、キャリッジ９４に、重心から偏心した位置に牽引力が作用することによる回転モーメントも相殺される。

特開平５−３００３３３号公報

しかし、前述したように、キャリッジ９４の両端にガイドシャフトをそれぞれ設けてキャリッジを担持させ、そのキャリッジ９４の両端付近にタイミングベルトをそれぞれ連結させる構成では、ガイドシャフト及びタイミングベルトが左右一対必要になる。また、タイミングベルトを周運動させるための駆動機構も、キャリッジ９４の左右にそれぞれ設ける必要が生じる。したがって、部品点数及び組立工数が増加してコストが高くなるという問題が生じる。また、左右一対のガイドシャフト及びタイミングベルトを配設するスペースを確保する必要があるので、装置の小型化に反する結果となる。

本発明は、これらの点に鑑みてなされたものであり、イメージセンサの往復動において振動や傾きが発生することなく、安定且つ高精度な画像読取りを実現するとともに、コストアップの抑制及び装置の小型化を実現する手段を提供することを目的とする。

(1)本発明に係る画像読取装置は、細長直方体形状の筐体の長手方向に列設された受光素子により画像読取りを行うイメージセンサと、上記イメージセンサが搭載されたキャリッジと、上記イメージセンサを搭載した上記キャリッジの重心の鉛直下方である支持位置において上記キャリッジを支持して、上記キャリッジの往復動を案内する１本のガイド部材と、上記支持位置と鉛直方向における上下であって、上記重心からキャリッジの往復動方向に延びる直線上にある一対の連結位置において上記キャリッジと連結されて、上記キャリッジから当該往復動方向の相反する向きへそれぞれ延出された牽引部材と、上記牽引部材を上記ガイド部材に沿って往復動させる駆動機構と、を具備し、上記イメージセンサは、被読取媒体に光を照射する光源と、被読取媒体からの反射光を集光するレンズと、レンズにより集光された反射光の強度に応じた電気信号を出力する受光素子と、を具備してなるコンタクトイメージセンサである。

イメージセンサは、キャリッジに搭載される。キャリッジは、イメージセンサを搭載したキャリッジの重心の鉛直下方である支持位置においてガイド部材に支持されている。また、キャリッジには牽引部材が連結されている。牽引部材は、駆動機構によりガイド部材に沿って往復動する。この牽引部材に牽引されることにより、キャリッジはガイド部材に案内されて往復動する。キャリッジに搭載されたイメージセンサも、キャリッジとともに往復動する。これにより、イメージセンサが被読取媒体に対して走査されて画像読取りが行われる。牽引部材は、キャリッジの連結位置に連結されている。連結位置は、ガイド部材がキャリッジを支持する支持位置と鉛直方向において上下であって、重心からキャリッジの往復動方向に延びる直線上にある。従って、牽引部材によりキャリッジに作用する力は、ガイド部材に対してキャリッジを回転させるモーメントを生じさせない。これにより、イメージセンサの長手方向に対して、牽引部材からキャリッジに作用する力のバランスがよくなる。

(2)上記連結位置は、上記ガイド部材の鉛直上方に配置されていてもよい。

(3)上記牽引部材は、有端のタイミングベルトであって、上記キャリッジの往復動方向の側面に設けられた上記連結位置に、その両端部がそれぞれ連結されたものであってもよい。

キャリッジの往復動方向の側面に有端のタイミングベルトとの連結位置が設けられることにより、タイミングベルトを駆動機構のプーリ等に巻回させるための上下方向のスペースを小さくすることができる。これにより、画像読取装置の薄型化が実現される。

(4)上記牽引部材は、無端のタイミングベルトであって、上記キャリッジを貫通するように通され、且つキャリッジの往復動方向の側面に設けられた上記連結位置に連結されたものであってもよい。

キャリッジの往復動方向の側面に無端のタイミングベルトとの連結位置が設けられることにより、タイミングベルトを駆動機構のプーリ等に巻回させるための上下方向のスペースを小さくすることができる。これにより、画像読取装置の薄型化が実現される。

(5)本発明に係る画像読取装置は、細長直方体形状の筐体の長手方向に列設された受光素子により画像読取りを行うイメージセンサと、上記イメージセンサの重心の鉛直下方である支持位置において上記イメージセンサを支持して、上記イメージセンサの往復動を案内する１本のガイド部材と、上記支持位置と鉛直方向において上下であって、上記重心から上記イメージセンサの往復動方向に延びる直線上にある一対の連結位置において上記イメージセンサと連結されて、上記イメージセンサから当該往復動方向の相反する向きへそれぞれ延出された牽引部材と、上記牽引部材を上記ガイド部材に沿って往復動させる駆動機構と、を具備し、上記イメージセンサは、被読取媒体に光を照射する光源と、被読取媒体からの反射光を集光するレンズと、レンズにより集光された反射光の強度に応じた電気信号を出力する受光素子と、を具備してなるコンタクトイメージセンサである。

イメージセンサは、その重心の鉛直下方である支持位置においてガイド部材に支持されている。また、イメージセンサには牽引部材が連結されている。牽引部材は、駆動機構によりガイド部材に沿って往復動する。この牽引部材に牽引されることにより、イメージセンサはガイド部材に案内されて往復動する。これにより、イメージセンサが被読取媒体に対して走査されて画像読取りが行われる。牽引部材は、イメージセンサの連結位置に連結されている。連結位置は、ガイド部材がイメージセンサを支持する支持位置と鉛直方向において上下であって、重心からイメージセンサの往復動方向に延びる直線上にある。従って、牽引部材によりイメージセンサに作用する力は、ガイド部材に対してイメージセンサを回転させるモーメントを生じさせない。これにより、イメージセンサの長手方向に対して、牽引部材から作用する力のバランスがよくなる。

(6)上記連結位置は、上記ガイド部材の鉛直上方に配置されていてもよい。

(7)上記牽引部材は、有端のタイミングベルトであって、上記イメージセンサの往復動方向の側面に設けられた上記連結位置に、その両端部がそれぞれ連結されたものであってもよい。

イメージセンサの往復動方向の側面に有端のタイミングベルトとの連結位置が設けられることにより、タイミングベルトを周回させるための上下方向のスペースを小さくすることができる。これにより、画像読取装置の薄型化が実現される。

(8)上記牽引部材は、上記ガイド部材を鉛直上下方向に囲むようにして、上記ガイド部材の両端より外側にそれぞれ配置された一対のプーリに巻架されたものであってもよい。

これにより、画像読取装置の小型化及び薄型化が実現される。

本発明に係る画像読取装置によれば、牽引部材がキャリッジに連結される連結位置を、ガイド部材がキャリッジ又はイメージセンサを支持する支持位置の鉛直上下方向にしたので、牽引部材からキャリッジ又はイメージセンサに作用する力により、ガイド部材に対してキャリッジ又はイメージセンサを回転させるモーメントが生じず、イメージセンサの長手方向に対して、牽引部材からキャリッジ又はイメージセンサに作用する力のバランスがよくなる。これにより、イメージセンサが往復動の際に傾くことが防止され、精度よく安定した画像読取りが実現される。

以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る多機能装置１の外観構成を示すものである。本多機能装置１は、下部にプリンタ部２を、上部にスキャナ部３を一体的に備えたＭＦＤ（Multi Function Device）であり、プリンタ機能、スキャナ機能、コピー機能及びファクシミリ機能を有する。本発明に係る画像読取装置は、多機能装置１のスキャナ部３として実現されている。多機能装置１は、本発明の一実施態様にすぎず、本発明に係る画像読取装置を、例えば、単体のスキャナや複写機の画像読取部等として実施できることは言うまでもない。

多機能装置１は、主に不図示のコンピュータと接続されて、スキャナ部３において読み取った画像データをコンピュータに転送するものである。また、多機能装置１にメモリカード等の各種記憶媒体を装填して、スキャナ部３において読み取った画像データを該記憶媒体に格納することも可能である。さらに、プリンタ部２を用いて、コンピュータから送信された画像データや文書データに基づいて、記録用紙に画像や文書を記録することができる。なお、本実施の形態においては、スキャナ機能を実現するスキャナ部３以外の構成は、本発明に直接関係しないので、プリンタ部２等の構成の説明は省略する。

図１に示すように、多機能装置１の正面側には、操作パネル９が設けられている。操作パネル９は、各種操作キー１０と液晶表示部１１とを具備する。使用者は、操作パネル９を用いて、所望の指令を入力する。多機能装置１は、所定の入力を受けて所定の動作を行う。多機能装置１は、操作パネル９へ入力された指令のほか、コンピュータに接続されて該コンピュータからプリンタドライバやスキャナドライバ等を介して送信される指令によっても動作する。

多機能装置１の正面の左上部には、記憶媒体である各種小型メモリカードを装填可能なスロット部８が設けられている。スキャナ部３において読み取られた画像データは、スロット部８に装填された小型メモリカードに記憶させることができる。また、該画像データを小型メモリカードから読み出して液晶表示部１１に表示させることができる。さらに、小型メモリカードに記憶された任意の画像データを、プリンタ部２において印刷することができる。これらを行うための入力は、操作パネル９から行われる。

（スキャナ部）
以下、スキャナ部３の構成について詳述する。
図１及び図２に示すように、スキャナ部３は、ＦＢＳ（Flatbed Scanner）として機能する原稿載置台５に対して、自動原稿搬送機構（ＡＤＦ：Auto Document Feeder、以下「ＡＤＦ」という。）６を備えた原稿カバー７が、背面側の蝶番を介して開閉自在に取り付けられてなる。原稿載置台５は、多機能装置１の筐体である。原稿カバー７は、原稿載置台５に対して閉じられた状態において、多機能装置１の上面の一部を構成している。なお、ＡＤＦ６の構造及び機能は本発明に直接関係しないので、ＡＤＦ６の詳細な説明は省略する。

図２は、原稿カバー７が開かれた状態の多機能装置１を示す斜視図である。図２に示すように、原稿載置台５の上面にはプラテンガラス２０が配設されている。図１に示すように、原稿カバー７が閉じられることにより、プラテンガラス２０は原稿カバー７に覆われる。原稿カバー７の下面には、スポンジ及び白板等からなる押さえ部材２１が配設されている。プラテンガラス２０は、スキャナ部３をＦＢＳとして使用する場合に原稿を載置するものであり、例えば透明なガラス板である。プラテンガラス２０には、Ａ４サイズ以下の原稿が載置可能である。長方形の原稿は、その長手方向を多機能装置１の幅方向としてプラテンガラス２０上に載置される。そして、原稿カバー７が閉じられて、原稿がプラテンガラス２０上に固定される。この状態で、画像読取ユニット２３（図３参照）がプラテンガラス２０に沿って走査されることにより、ＦＢＳによる原稿の画像読取りが行われる。なお、プラテンガラス２０は、ＡＤＦ６を用いて画像読取りを行う際の読取面をも構成している。

図３は、原稿載置台５の内部構造を示す概略斜視図である。原稿載置台５の筐体の下フレーム２２内には、画像読取ユニット２３が配設されている。なお、下フレーム２２には、操作パネル９のハウジングや、プラテンガラス２０を支持するための支持リブ、各種部材をネジ止めするためのボス部、電気配線等のための貫通孔等が設けられているが、これらは原稿載置台５の実施態様に応じて適宜設計されるものなので省略されている。

画像読取ユニット２３は、コンタクトイメージセンサ（Contact Image Sensor、以下「ＣＩＳ」という。）２４、キャリッジ２５、ガイドシャフト２６（ガイド部材）、タイミングベルト２７（牽引部材）及びベルト駆動機構２８（駆動機構）から構成されている。画像読取ユニット２３にＣＩＳ２４を採用することにより、イメージセンサが小型軽量化されて、スキャナ部３の小型化及び薄型化が実現される。

図４は、ＣＩＳ２４の構成を示す平面図である。図４に示すように、ＣＩＳ２４は、その上面２９が平面視で細長矩形の平面であり、且つ全体形状が細長直方体形状の筐体３０を有する。筐体３０の上面２９には、筐体３０に内蔵されたＬＥＤの光を導くライトガイド３１が筐体３０の長手方向に配設されている。このライトガイド３１により、ＬＥＤの光がＣＩＳ２４の筐体３０の上面２９側へ長手方向に沿って出射される。また、筐体３０の上面２９には、複数の集光レンズ３２がライトガイド３１と平行するように筐体３０の長手方向に一列に配設されている。さらに、筐体３０の内部には、集光レンズ３２の直下に複数の受光素子が集光レンズ３２と同方向に列設されている。ＬＥＤから出射された光はプラテンガラス２０上の原稿に照射され、その反射光が集光レンズ３２により受光素子に集光される。受光素子は反射光の強度に応じた電気信号を出力する所謂光電変換素子であり、反射高強度に応じた電気信号を出力する。ＣＩＳ２４の筐体３０の長手方向は、画像読取りにおける主走査方向である。この主走査方向の長さ、すなわちＣＩＳ２４の筐体３０の長手方向の長さは、ＣＩＳ２４が読取り可能な最大サイズの被読取媒体に対応した長さである。ＣＩＳ２４は、筐体３０の長手方向を読取ラインとして画像読取りを行い、読取ライン毎の電気信号を出力する。

ＣＩＳ２４の筐体３０には、位置決め部３３が設けられている。位置決め部３３は、キャリッジ２５に対して、ＣＩＳ２４の副走査方向、すなわち主走査方向と直交する方向の位置決めを行うものである。位置決め部３３は、ＣＩＳ２４の筐体３０の短手方向側の一方の端部から基部３４が突設され、該基部３４から長手方向に軸３５が突設されてなる。この軸３５が、後述するキャリッジ２５の軸受け部３９と嵌合して、ＣＩＳ２４の副走査方向の位置決めがなされる。ＣＩＳ２４の筐体３０の短手方向の他端には、凸部３６が形成されている。この凸部３６は、後述されるキャリッジ２５の凹部４０と嵌合してＣＩＳ２４の主走査方向の位置決めを行うものである。

図５は、ＣＩＳ２４を搭載したキャリッジ２５を示す平面図である。図５に示すように、キャリッジ２５は、その上側にＣＩＳ２４を搭載する容器状のものである。キャリッジ２５は、底部３７（図６参照）と底部３７の副走査方向側の両端から上方へ立設された壁３８とを有する。壁３８は、キャリッジ２５の往復動方向の側面を形成する。この底部３７と壁３８とにより形成される空間内にＣＩＳ２４が収容される。底部３７の主走査方向側の両端には壁が設けられておらず、ＣＩＳ２４の筐体３０の一方の端部は、キャリッジ２５の長手方向側から突出される。キャリッジ２５の上端は開口しており、キャリッジ２５に搭載されたＣＩＳ２４の上面２９が露出される。

上記壁３８の一方には、ＣＩＳ２４の位置決め部３３と嵌合する軸受け部３９が形成されている。軸受け部３９は、上下方向の長孔であり、この長孔７５に位置決め部３３の軸３５が挿通されることにより、位置決め部３３と軸受け部３９とが嵌合される。軸受け部３９は、上記一対の位置決め部３３に対応した位置に配置されている。上記壁３８の他方の内面側には、上記凸部３６に対応して凹部４０が形成されている。この凹部４０とＣＩＳ２４の凸部３６とが嵌合することにより、キャリッジ２５に対するＣＩＳ２４の主走査方向の位置決めがなされる。

なお、本実施の形態では、ＣＩＳ２４の筐体３０に設けられた位置決め部３３により副走査方向の位置決めが行われ、凸部３６により主走査方向の位置決めが行われるものとしたが、これらによるキャリッジ２５に対するＣＩＳ２４の位置決めは一例であり、その形状や位置決めの方向等を変更することができる。

キャリッジ２５の各壁３８には、掴持部４１がそれぞれ設けられている。掴持部４１は、タイミングベルト２７を掴んで、キャリッジ２５とタイミングベルト２７とを連結するものである。つまり、掴持部４１が本発明に係る連結位置である。掴持部４１の詳細な構成は後述される。

ＣＩＳ２４の長手方向の両端には、ローラユニット４２が設けられている。図４に示すように、ＣＩＳ２４の上面２９の両端には、ローラユニット４２を位置決めするための位置決め孔４３が形成されている。位置決め孔４３にローラユニット４２の底面に突設されたピンが嵌入されて、図５に示すように、ＣＩＳ２４の両端にローラユニット４２がそれぞれ位置決め固定される。各ローラユニット４２は、フレーム４４に、一対のローラ４５がＣＩＳ２４の短手方向に転動可能にそれぞれ軸支されたものである。各ローラ４５は、ＣＩＳ２４の上面２９から均等に上方へ突出しており、これらローラ４５がプラテンガラス２０の裏面に当接して、ＣＩＳ２４の上面２９とプラテンガラス２０の裏面とが一定の間隙に保持される。また、各ローラ４５の転動により、プラテンガラス２０に対するＣＩＳ２４の移動が円滑なものになる。

図６は、ＣＩＳ２４を搭載したキャリッジ２５を示す側面図である。図６に示すように、キャリッジ２５は、その上側に支持するようにしてＣＩＳ２４を搭載している。キャリッジ２５の下面には、ガイドシャフト２６を上方から跨ぐようにして嵌合するシャフト受け部４６が形成されている。シャフト受け部４６とガイドシャフト２６とが嵌合して、キャリッジ２５がガイドシャフト２６に支持され、且つガイドシャフト２６の軸方向にキャリッジ２５が摺動自在になっている。シャフト受け部４６が本発明に係る支持位置である。

なお、図には示していないが、ＣＩＳ２４とキャリッジ２５との間にコイルバネ等の付勢部材が介設されていてもよい。このコイルバネに付勢されて、キャリッジ２５に搭載されたＣＩＳ２４がプラテンガラス２０の下面に押し付けられるように密着される。前述したように、ＣＩＳ２４の両端側には、ローラユニット４２が設けられている。ローラユニット４２のローラ４５により、プラテンガラス２０の下面との距離を一定に保持しながら、ＣＩＳ２４がキャリッジ２５の移動に伴いプラテンガラス２０と平行に円滑に移動する。また、プラテンガラス２０が撓んだ場合には、コイルバネが弾性変形して、ＣＩＳ２４が下側へ移動する。これにより、プラテンガラス２０の撓みをコイルバネに吸収させて、ＣＩＳ２４の上面２９とプラテンガラス２０の下面との距離を一定に維持することができる。

図３及び図７に示すように、ガイドシャフト２６は、その両端部が下フレーム２２の底面から上方へ突設された支持部材４７にそれぞれ支持されている。支持部材４７は、ガイドシャフト２６の延出方向に隔てた一対のものであり、図６に示すように、ＣＩＳ２４の長手方向の略中央に配置されている。各支持部材４７は、ガイドシャフト２６の両端付近の周面に凹設された溝４８に嵌合してガイドシャフト２６を固定している。これにより、ガイドシャフト２６は、下フレーム２２の底面から所定の高さに、ガイドシャフト２６の軸が水平方向になるように支持される。支持部材４７の下端付近には、貫通孔４９が穿設されている。貫通孔４９には、タイミングベルト２７が挿通される。このように、キャリッジ２５を１本のガイドシャフト２６に支持させ且つ案内させることにより、ガイドシャフト２６を支持する支持部材４７の数を減らして、下フレーム２２内のスペースを有効活用することができる。これにより、スキャナ部３の小型化、薄型化が実現される。

図３及び図７に示すように、ベルト駆動機構２８は、駆動プーリ５０及び従動プーリ５１から構成される。この駆動プーリ５０と従動プーリ５１との間にタイミングベルト２７が巻架される。駆動プーリ５０は、ガイドシャフト２６の一端側であって、ガイドシャフト２６の一端より外側の位置に配設されている。駆動プーリ５０の軸にはモータ５７からの駆動力が入力される。モータ５７は、多機能装置１の制御部により回転制御されており、駆動プーリ５０はモータの回転制御に従って回転される。従動プーリ５１は、ガイドシャフト２６の他端側であって、ガイドシャフト２６の他端より外側の位置に配設されている。つまり、駆動プーリ５０及び従動プーリ５１は、ともにガイドシャフト２６の両端より外側に配置されている。従動プーリ５１は、プーリホルダ５２に回転自在に軸支されている。プーリホルダ５２は、下フレーム２２に対してタイミングベルト２７の延出方向にスライド移動可能であり、バネ等によりタイミングベルト２７に張力を与える方向、換言すれば駆動プーリ５０から離れる方向へ付勢されている。

タイミングベルト２７は、内側に歯が形成された有端ベルトである。なお、図では、タイミングベルト２７の歯は省略されている。駆動プーリ５０及び従動プーリ５１に巻かれたタイミングベルト２７は、その両端が、各壁３８に一対に設けられた掴持部４１に掴まれてキャリッジ２５と連結されて、環状をなしている。

図７及び図８に示すように、掴持部４１は、キャリッジ２５の壁３８から水平方向に突設された縦断面がコの字形状のものである。掴持部４１のコの字形状の中空部分５３にタイミングベルト２７の端部が側方から挿入される。中空部分５３の底面には、凸部５４が所定間隔でタイミングベルト２７の延出方向に形成されており、該凸部５４とタイミングベルト２７の歯とが噛合することにより、掴持部４１にタイミングベルト２７の一端が固定される。図には示していないが、キャリッジ２５の他方の壁３８にも同様に掴持部４１が形成されており、該掴持部２７にタイミングベルト２７の他端が固定される。これにより、タイミングベルト２７とキャリッジ２５とが連結される。なお、掴持部４１は、キャリッジ２５とタイミングベルト２７とを連結するための一実施態様にすぎず、本発明において、その他の連結構成を採用できることは当然である。

駆動プーリ５０の軸にモータの回転が出力されると、駆動プーリは軸の回転にしたがって正逆双方向に回転する。この駆動プーリ５０の回転を受けて、タイミングベルト２７がガイドシャフト２６に沿って周運動するように往復動する。そして、タイミングベルト２７に牽引されて、キャリッジ２５がガイドシャフト２６に沿って往復動する。ＣＩＳ２４は、キャリッジ２５とともガイドシャフト２６に沿ってプラテンガラス２０と平行に往復動する。このＣＩＳ２４の往復動の間に、プラテンガラス２０に載置された原稿の画像読取りが行われる。

以下、ガイドシャフト２６がキャリッジ２５を支持する支持位置（シャフト受け部４６の位置）と、タイミングベルト２７が連結される連結位置（掴持部４１の位置）との関係について説明する。

図６に示すように、ガイドシャフト２６は、下フレーム２２の奥行き方向（図６の左右方向）の中央Ｃ付近に配置されている。一方、キャリッジ２５のシャフト受け部４６は、キャリッジ２６の長手方向の略中央に形成されている。キャリッジ２５には、ＣＩＳ２４が搭載されており、該ＣＩＳ２４の中央と、キャリッジ２５の中央とはほぼ一致する。つまり、ガイドシャフト２６は、キャリッジ２５及びＣＩＳ２４のほぼ中央を支持する。さらに換言すれば、ＣＩＳ２４の中央、キャリッジ２５の中央、及びガイドシャフト２６は、下フレーム２２の中央Ｃ上にある。

掴持部４１は、ガイドシャフト２６がキャリッジ２５を支持する支持位置に対して、鉛直上方向に配置されている。つまり、キャリッジ２５がタイミングベルト２７と連結される連結位置は、支持位置の鉛直上方向にある。したがって、キャリッジ２５がガイドシャフト２６上を摺動する際に摺動摩擦が生じる支持位置と、タイミングベルト２７がキャリッジ２５を牽引する力が作用する連結位置とは、キャリッジ２５の長手方向において同じ位置になる。これにより、タイミングベルト２７によりキャリッジ２５が牽引される際に、ガイドシャフト２６に対してキャリッジ２５を回転させるモーメントが生じない。

つぎに、ＣＩＳ２４を搭載したキャリッジ２５の重心について考える。ＣＩＳ２４及びキャリッジ２５とも、その長手方向に対して重量の偏心が殆どない、また、ＣＩＳ２４とキャリッジ２５との中央はほぼ一致している。したがって、ＣＩＳ２４を搭載したキャリッジ２５の重心Ｇ１は、ガイドシャフト２６の鉛直上方、すなわち支持位置の鉛直上方にある。そして、図５に示すように、上記掴持部４１は、ＣＩＳ２４が搭載されたキャリッジ２５の重心Ｇ１からキャリッジ２５の往復動方向に水平に延びる直線上にある。つまり、連結位置に作用する牽引力は、ＣＩＳ２４が搭載されたキャリッジ２５の重心Ｇ１に対して偏心していない。したがって、ＣＩＳ２４が搭載されたキャリッジ２５の重心Ｇ１に対して、タイミングベルト２７からキャリッジ２５に作用する力のバランスがよく、タイミングベルト２７によりキャリッジ２５が牽引される際に、ガイドシャフト２６に対してキャリッジ２５を回転させるモーメントが生じない。

また、掴持部４１は、キャリッジ２５の往復動方向の側面となる壁３８に設けられており、シャフト受け部４６はキャリッジ２５の下側に形成されている。つまり、ガイドシャフト２６の支持位置よりタイミングベルト２７との連結位置が上側になる。これにより、タイミングベルト２７を駆動プーリ５０及び従動プーリ５１に巻回させるための上下方向のスペースを小さくすることができる。仮に、掴持部４１をシャフト受け部４６の鉛直下方向に配置したとしても、前述したように回転モーメントの発生を防止することができる。しかし、掴持部４１に固定されたタイミングベルト２７を巻回するために、シャフト受け部４６の下方に駆動プーリ５０及び従動プーリ５１を配設するためのスペースが必要になる。本実施の形態では、ガイドシャフト２６の支持位置より上側にタイミングベルト２７の連結位置、すなわち掴持部４１を設け、ガイドシャフト２６の両端より外側に配設された駆動プーリ５０及び従動プーリ５１により、ガイドシャフト２６を囲むようにしてタイミングベルト２７が巻架されるので、駆動プーリ５０及び従動プーリ５１にタイミングベルト２７を巻回するために、シャフト受け部４６の下側に要するスペースが小さい。これにより、スキャナ部３を構成する原稿載置台５を薄くして、多機能装置１の薄型化が可能になる。

このように、上記スキャナ部３によれば、タイミングベルト２７がキャリッジ２５に連結される連結位置を、ガイドシャフト２６がキャリッジ２５を支持する支持位置の鉛直上方向にしたので、タイミングベルト２７からキャリッジ２５に作用する力により、ガイドシャフト２７に対してキャリッジ２５を回転させるモーメントが生じず、ＣＩＳ２４の長手方向に対して、タイミングベルト２７からキャリッジ２５に作用する力のバランスがよくなる。これにより、ＣＩＳ２４が画像読取りの往復動の際に傾くことが防止され、精度よく安定した画像読取りが実現される。

なお、本実施の形態では、タイミングベルト２７を有端ベルトとしたが、無端ベルトとしても本実施の形態と同様の効果を得ることができる。具体的には、図９に示すように、キャリッジ２５の各壁３８に、掴持部４１の中空部分５３を延長するように貫通孔５５をそれぞれ形成する。この貫通孔５５は、壁３８の上端や側端に開口しており、該開口から貫通孔５５に無端環状のタイミングベルト５６（牽引部材）を挿入することができる。タイミングベルト５５が、キャリッジ２５を貫通するようにして各貫通孔５５に挿通されるとともに、各掴持部４１に掴まれることにより、タイミングベルト５６がキャリッジ２５に連結される。なお、掴持部４１の位置、すなわち連結位置は前述と同様である。このようにして、無端環状のタイミングベルト５６を用いて、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。上記第１の実施の形態では、ＣＩＳ２４がキャリッジ２５に搭載され、キャリッジ２５がガイドシャフト２６に支持されるとともに、キャリッジ２５に形成された掴持部４１によりキャリッジ２５とタイミングベルト２７とが連結されているのに対し、第２の実施の形態では、ＣＩＳ６０が、別部材のキャリッジに搭載されずに、直接ガイドシャフト２６に支持されるとともに、タイミングベルト２７と連結されたものである。したがって、ＣＩＳ６０の構成が異なる他は、スキャナ部３の構成は同様であり、第１の実施の形態と同じ符号のものは同じ部材を示している。以下、第１の実施の形態と異なるＣＩＳ６０の構成について説明する。

図１０は、ＣＩＳ６０の構成を示す斜視図である。図１０に示すように、ＣＩＳ６０は、その上面６１が平面視で細長矩形の平面であって、全体形状や細長直方体形状の筐体６２を有する。筐体６２の上面６１には、筐体６２に内蔵されたＬＥＤの光を導くライトガイド６３が筐体６２の長手方向に配設されている。このライトガイド６３により、ＬＥＤの光がＣＩＳ６０の筐体６２の上面６１側へ長手方向に沿って出射される。また、筐体６２の上面６１には、複数の集光レンズ６４がライトガイド６３と平行するように筐体６２の長手方向に一列に配設されている。さらに、筐体６２の内部には、集光レンズ６４の直下に複数の受光素子が集光レンズ６４と同方向に列設されている。ＬＥＤから出射された光は原稿に照射され、その反射光が集光レンズ６４により受光素子に集光される。受光素子は反射光の強度に応じた電気信号を出力する所謂光電変換素子である。ＣＩＳ６０の筐体６２の長手方向は、画像読取りにおける主走査方向である。この主走査方向の長さ、すなわちＣＩＳ６０の筐体６２の長手方向の長さは、ＣＩＳ６０が読取り可能な最大サイズの被読取媒体に対応した長さである。ＣＩＳ６０は、筐体６２の長手方向を読取ラインとして画像読取りを行い、読取ライン毎の電気信号を出力する。

筐体６２の往復動方向の側面、すなわち筐体６２の短手方向の両側面を形成する各壁６５には、筐体６２の長手方向の中央に一対のボス６６が筐体６２と一体に形成されている。各ボス６６は、上下方向に細長の平板であり、筐体６２の底面より下方へそれぞれ突出している。各ボス６６が筐体６２から突出した位置には、筐体６２の短手方向に貫通孔６７が穿設されている。各貫通孔６７は、同一軸上に形成された円孔である。各貫通孔６７にガイドシャフト２６が挿通されることにより、ＣＩＳ６０がガイドシャフト２６に摺動自在に支持される。つまり、貫通孔６７の位置がＣＩＳ６０の支持位置である。

ボス６６には、掴持部６８がそれぞれ設けられている。掴持部６８は、タイミングベルト２７を掴んで、ＣＩＳ６０とタイミングベルト２７とを連結するものである。つまり、掴持部６８が本発明に係る連結位置である。掴持部６８は、ＣＩＳ６０の各ボス６６から水平方向に突設された縦断面がコの字形状のものである。掴持部６８のコの字形状の中空部分６９にタイミングベルト２７の端部が側方から挿入される。図には詳細に表れていないが、上記掴持部４１と同様に、中空部分６９の底面には、凸部が所定間隔でタイミングベルト２７の延出方向に形成されており、該凸部とタイミングベルト２７の歯とが噛合することにより、掴持部６８にタイミングベルト２７の一端が固定される。この一対の掴持部６８により、有端のタイミングベルト２７の両端がそれぞれ掴まれて固定される。これにより、タイミングベルト２７とＣＩＳ６０とが連結される。なお、掴持部６８は、ＣＩＳ６０とタイミングベルト２７とを連結するための一実施態様にすぎず、本発明において、その他の連結構成を採用できることは当然である。

筐体６２の一方の壁６５の長手方向一端側には、ケーブル保持部７０が設けられている。ケーブル保持部７０は、鈎状に曲折された平板であり、ケーブル保持部７０と筐体６２との隙間にフラットケーブル７１が挿入されることにより、フラットケーブル７１を狭持して固定する。フラットケーブル７１は、ＣＩＳ６０に接続されて、ＣＩＳ６０に電力供給を行ったり、受光素子から出力される電気信号を伝送するものである。

なお、ガイドシャフト２６が支持部材４７により下フレーム２２に支持される構成、及びタイミングベルト２７を往復動させるためのベルト駆動機構２８は、上記第１の実施の形態と同様であるので詳細な説明は省略する。また、ガイドシャフト２６の支持構造において、下フレーム２２の底面に設けられた支持部材４７が、ガイドシャフト２６を所定範囲で上下動可能に支持し、さらに、ガイドシャフト２６を上方へ付勢するコイルバネ等の弾性部材を設けることとしてもよい。これにより、ガイドシャフト２６に支持されたＣＩＳ６０は、プラテンガラス２０に対して弾性付勢され、プラテンガラス２０とＣＩＳ６０の上面６１との距離が一定に保たれるとともに、ＣＩＳ６０がプラテンガラス２０の撓み等に追従して上下動するので好適である。

図１０に示すように、ＣＩＳ６０の貫通孔６７は、ＣＩＳ６０の長手方向の略中央に形成されている。そして、貫通孔６７にガイドシャフト２６が挿通されることにより、ガイドシャフト２６はＣＩＳ６０の長手方向のほぼ中央を支持する。つまり、ガイドシャフト２６によるＣＩＳ６０の支持位置は、ＣＩＳ６０の長手方向のほぼ中央である。

掴持部６８は、ＣＩＳ６０がガイドシャフト２６に支持される支持位置に対して、鉛直上方向に配置されている。つまり、ＣＩＳ６０がタイミングベルト２７と連結される連結位置は、支持位置の鉛直上方向にある。したがって、ＣＩＳ６０がガイドシャフト２６上を摺動する際に摺動摩擦が生じる支持位置と、タイミングベルト２７がＣＩＳ６０を牽引する力が作用する連結位置とは、ＣＩＳ６０の長手方向において同じ位置になる。これにより、タイミングベルト２７によりＣＩＳ６０が牽引される際に、ガイドシャフト２６に対してＣＩＳ６０を回転させるモーメントが生じない。

また、ＣＩＳ６０は、その長手方向に対して重量の偏心が殆どないので、ＣＩＳ６０の重心Ｇ２は、ガイドシャフト２６の鉛直上方、すなわち支持位置の鉛直上方にある。そして、上記掴持部６８は、ＣＩＳ６０の重心Ｇ２からＣＩＳ６０の往復動方向に水平に延びる直線上にある。つまり、連結位置に作用する牽引力は、ＣＩＳ６０の重心Ｇ２に対して偏心していない。したがって、ＣＩＳ６０の重心Ｇ２に対して、タイミングベルト２７からＣＩＳ６０に作用する力のバランスがよく、タイミングベルト２７によりＣＩＳ６０が牽引される際に、ガイドシャフト２６に対してＣＩＳ６０を回転させるモーメントが生じない。

また、掴持部６８は、ＣＩＳ６０の往復動方向の側面となる壁６５に設けられており、貫通孔６７はＣＩＳ６０の下側に形成されている。つまり、ガイドシャフト２６の支持位置よりタイミングベルト２７との連結位置が上側になる。これにより、タイミングベルト２７を上記ベルト駆動機構２８の駆動プーリ５０及び従動プーリ５１に巻回させるための上下方向のスペースを小さくすることができる。これにより、スキャナ部３を構成する原稿載置台５を薄くして、多機能装置１の薄型化が可能になる。

このように、第２の実施の形態の構成によれば、タイミングベルト２７がＣＩＳ６０に連結される連結位置を、ガイドシャフト２６がＣＩＳ６０を支持する支持位置の鉛直上方向にしたので、タイミングベルト２７からＣＩＳ６０に作用する力により、ガイドシャフト２７に対してＣＩＳ６０を回転させるモーメントが生じず、ＣＩＳ６０の長手方向に対して、タイミングベルト２７から作用する力のバランスがよくなる。これにより、ＣＩＳ６０が画像読取りの往復動の際に傾くことが防止され、精度よく安定した画像読取りが実現される。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る多機能装置１の外観構成を示す斜視図である。図２は、原稿カバー７が開かれた状態の多機能装置１を示す斜視図である。図３は、原稿載置台５の内部構造を示す概略斜視図である。図４は、ＣＩＳ２４の構成を示す平面図である。図５は、ＣＩＳ２４を搭載したキャリッジ２５を示す平面図である。図６は、ＣＩＳ２４を搭載したキャリッジ２５を示す側面図である。図７は、原稿載置台５の内部構造を示す縦断面図である。図８は、図３の部分拡大図である。図９は、第１の実施の形態の変形例に係るキャリッジ２５の構成を示す縦断面図である。図１０は、本発明の第２の実施の形態に係るＣＩＳ６０の構成を示す斜視図である。図１１は、従来の画像読取装置９０の内部構造を示す縦断面図である。

３・・・スキャナ部（画像読取装置）
２４，６０・・・ＣＩＳ（イメージセンサ）
２５・・・キャリッジ
２６・・・ガイドシャフト（ガイド部材）
２７，５６・・・タイミングベルト（牽引部材）
２８・・・ベルト駆動機構（駆動機構）
３０，６２・・・筐体

Claims

細長直方体形状の筐体の長手方向に列設された受光素子により画像読取りを行うイメージセンサと、
上記イメージセンサが搭載されたキャリッジと、
上記イメージセンサを搭載した上記キャリッジの重心の鉛直下方である支持位置において上記キャリッジを支持して、上記キャリッジの往復動を案内する１本のガイド部材と、
上記支持位置と鉛直方向において上下であって、上記重心からキャリッジの往復動方向に延びる直線上にある一対の連結位置において上記キャリッジと連結されて、上記キャリッジから当該往復動方向の相反する向きへそれぞれ延出された牽引部材と、
上記牽引部材を上記ガイド部材に沿って往復動させる駆動機構と、を具備し、
上記イメージセンサは、被読取媒体に光を照射する光源と、被読取媒体からの反射光を集光するレンズと、レンズにより集光された反射光の強度に応じた電気信号を出力する受光素子と、を具備してなるコンタクトイメージセンサである画像読取装置。
上記連結位置は、上記ガイド部材の鉛直上方に配置されている請求項１に記載の画像読取装置。
上記牽引部材は、有端のタイミングベルトであって、上記キャリッジの往復動方向の側面に設けられた上記連結位置に、その両端部がそれぞれ連結されたものである請求項１又は２に記載の画像読取装置。
上記牽引部材は、無端のタイミングベルトであって、上記キャリッジを貫通するように通され、且つ上記連結位置に連結されたものである請求項１又は２に記載の画像読取装置。
細長直方体形状の筐体の長手方向に列設された受光素子により画像読取りを行うイメージセンサと、
上記イメージセンサの重心の鉛直下方である支持位置において上記イメージセンサを支持して、上記イメージセンサの往復動を案内する１本のガイド部材と、
上記支持位置と鉛直方向において上下であって、上記重心から上記イメージセンサの往復動方向に延びる直線上にある一対の連結位置において上記イメージセンサと連結されて、上記イメージセンサから当該往復動方向の相反する向きへそれぞれ延出された牽引部材と、
上記牽引部材を上記ガイド部材に沿って往復動させる駆動機構と、を具備し、
上記イメージセンサは、被読取媒体に光を照射する光源と、被読取媒体からの反射光を集光するレンズと、レンズにより集光された反射光の強度に応じた電気信号を出力する受光素子と、を具備してなるコンタクトイメージセンサである画像読取装置。
上記連結位置は、上記ガイド部材の鉛直上方に配置されている請求項５に記載の画像読取装置。
上記牽引部材は、有端のタイミングベルトであって、上記イメージセンサの往復動方向の側面に設けられた上記連結位置に、その両端部がそれぞれ連結されたものである請求項５又は６に記載の画像読取装置。
上記牽引部材は、上記ガイド部材を鉛直上下方向に囲むようにして、上記ガイド部材の両端より外側にそれぞれ配置された一対のプーリに巻架されたものである請求項１から７のいずれかに記載の画像読取装置。