JP6597591B2 - 画像読取装置 - Google Patents

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Description

本発明は、画像読取装置に関し、特に、コンタクトガラスの汚れ等の発生を防止する技術に関する。
原稿の画像を光学的に読み取る画像読取装置として、主走査方向に延びた読取機構部を有するキャリッジ(スキャナーユニット)を副走査方向に往復移動させることで、コンタクトガラスに載置された原稿の画像を読み取るCIS方式の画像読取装置がある。
CIS方式の画像読取装置において、折り曲がりに強いフレキシブルフラットケーブル(FFC)がキャリッジ接続されており、当該FFCを通じて、キャリッジに搭載された読取機構と装置本体との間で通信が行われる。FFCは、幅方向が主走査方向に一致するようにキャリッジの一側面に接続され、当該接続された箇所から先の部分が略U字状に湾曲してキャリッジの下方へ回り込むように配設されている。このようにFFCを配設することにより、キャリッジの往復移動時には、FFCの任意の箇所が移動に応じて湾曲することで、画像読取動作に支障しないようになっている。
ここで、FFCは、キャリッジの往復移動に応じて変形してコンタクトガラスに接触する場合がある。FFCがコンタクトガラスに接触すると、コンタクトガラスが汚れるおそれがある。また、FFCが静電気によりコンタクトガラスに貼り付くと、キャリッジ移動時のトルク変動を誘発して、画像読取異常が発生するおそれがある。
このようなFFCとコンタクトガラスとの接触を防止するための技術として、下記特許文献1には、FFCの変形によりその高さが最大になるときに、FFCが収まる凹部をフレーム内に形成することが開示されている。
特開2004−104392号公報
しかしながら、特許文献1に開示される技術では、フレーム内にFFCが収まる凹部を設ける必要があることから、フレームの形状が複雑になるという問題がある。
更に、キャリッジの延在方向の両端部に樹脂製のスライダーが凸設されており、当該スライダーがコンタクトガラスを摺動しながらキャリッジが往復移動する。このため、画像読取動作を繰り返すに従ってスライダーの表面が摩耗することで、スライダーとコンタクトガラスとの接触面積が増大して摩擦係数が上昇する。この結果、キャリッジを往復移動させるモーターへのトルク負荷が増大し、また、スライダーとコンタクトガラスとの接触部から異音が発生するという問題がある。この問題を解決するためにコンタクトガラスにグリス等の潤滑剤を塗布すると、組立時に潤滑剤が他の部品に付着したり、潤滑剤の塗りむらによる摩擦係数がばらつくといった別の問題が生じてしまう。
本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、FFCがコンタクトガラスに接触することによるコンタクトガラスの汚れ等の発生を防止することを目的とする。
本発明の一局面に係る画像読取装置は、読取対象の原稿が載置されるコンタクトガラスと、前記コンタクトガラスを支持する箱形のフレームと、主走査方向に延びた読取機構及び前記読取機構の延在方向の両端部に凸設された樹脂製のスライダーを有し、前記スライダーが前記フレーム内の前記コンタクトガラスの原稿が載置される上面とは反対側の下面を摺動しながら、前記コンタクトガラスの下面側において副走査方向に往復移動するキャリッジと、幅方向が主走査方向に一致するように前記キャリッジの一側面に接続され、当該接続された箇所から先の部分がU字状に湾曲して前記キャリッジの下方へ回り込むものとして配設された、前記読取機構の電気信号を伝送するフレキシブルフラットケーブルとを備え、前記コンタクトガラスの下面にフッ素コーティングが施されているものである。
また、本発明の別の一局面に係る画像読取装置は、読取対象の原稿が載置されるコンタクトガラスと、前記コンタクトガラスを支持する箱形のフレームと、主走査方向に延びた読取機構を有し、前記フレーム内の前記コンタクトガラスの原稿が載置される上面とは反対側の下面側において副走査方向に往復移動するキャリッジと、幅方向が主走査方向に一致するように前記キャリッジの一側面に接続され、当該接続された箇所から先の部分がU字状に湾曲して前記キャリッジの下方へ回り込むものとして配設された、前記読取機構の電気信号を伝送するフレキシブルフラットケーブルと、前記キャリッジよりも遅い速度で前記キャリッジに追従して副走査方向に往復移動しながら、前記キャリッジの移動に伴って移動する前記フレキシブルフラットケーブルのU字状の湾曲部をガイドして前記コンタクトガラスへの接触を回避させるケーブルガイドユニットと、を備えたものである。
本発明によれば、FFCがコンタクトガラスに接触することによるコンタクトガラスの汚れ等の発生を防止することができる。
本発明の一実施形態に係る画像読取装置を備えた画像形成装置を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る画像読取装置を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る画像読取装置のスキャナーを示す斜視図である。 キャリッジの一端部の拡大斜視図である。 キャリッジ、FFC、及びコンタクトガラスの断面図である。 フッ素コーティングが施されたコンタクトガラスの平面図である。 一例に係るケーブルガイドユニット、キャリッジ、FFC、及びコンタクトガラスの断面図である。 別例に係るケーブルガイドユニット、キャリッジ、FFC、及びコンタクトガラスの断面図である。 キャリッジ及びケーブルガイドユニットがホームポジションにあるときの画像読取装置内部の平面図である。 キャリッジ及びケーブルガイドユニットが移動中の画像読取装置内部の平面図である。 ギア機構を備えたケーブルガイドユニットの副走査方向から見た側面図である。 図10Aのケーブルガイドユニットの底面図である。 キャリッジ及びケーブルガイドユニットをそれぞれ往復移動させる2つのタイミングベルトを備えた画像読取装置内部の平面図である。 図11の2つのタイミングベルトとモーターとの連結部分を示す図である。
以下、本発明の一実施形態に係る画像読取装置について図面を参照して説明する。なお、画像読取装置の左右方向をX方向、前後方向をY方向、上下方向をZ方向とし、各図においてX,Y,Zの3軸を註記している。
図1は、本発明の一実施形態に係る画像読取装置を備えた画像形成装置を示す斜視図である。図1に示すように、画像形成装置1は、装置本体10と、装置本体10の上方に配置された画像読取装置20と、画像読取装置20の上方に配置された原稿搬送装置30とから概略構成される。
装置本体10の外郭を構成する筐体11の内部には、図略の画像形成部等が収容されている。画像形成部は、図略の感光体ドラム、帯電装置、露光装置、及び現像装置等を備え、帯電、露光、現像の工程により、感光体ドラムに画像読取装置20が読み取った原稿のトナー画像を形成する。その後、画像形成部は、当該トナー像を記録紙に転写して定着処理を施した記録紙を排出トレイ12に排出する。
装置本体10の筐体11の前面には、操作部13が配置されている。操作部13は、画像読取ジョブの実行を指示するためのスタートキー等の複数の操作キー14と、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)や有機EL(OLED:Organic Light-Emitting Diode)ディスプレイを含んで構成される表示部15とを備えている。
原稿搬送装置30は、原稿載置台31に載置された原稿を、画像読取装置20の図略のコンタクトガラスに向けて搬送する。コンタクトガラスに搬送された原稿は、予め定められた読取位置で図略のスキャナーにより読み取られ、その後原稿排出部32へ排出される。コンタクトガラス及びスキャナーについては後ほど図を参照して説明する。
また、原稿搬送装置30は、コンタクトガラス22の主面に対して開閉自在に設けられており、コンタクトガラス22に載置された原稿を押さえる原稿押さえ部材としての役割も果たす。
図2は、本発明の一実施形態に係る画像読取装置を示す斜視図である。図2に示すように、画像読取装置20は、箱形のフレーム21を備えている。フレーム21の上面21A、すなわち原稿搬送装置30が閉じられた状態で原稿搬送装置30に対向する面には開口が設けられており、当該開口にコンタクトガラス22が装着されている。
コンタクトガラス22の原稿が載置される上面とは反対側の下面側には、副走査方向(主走査方向に直交する方向)、すなわち図中のX方向に往復移動して、コンタクトガラス22に載置された読取対象の原稿を読み取るスキャナーが設けられている。
図3は、スキャナー40を示す斜視図である。スキャナー40は、主走査方向、すなわち図中のY方向に延びたキャリッジ41を備える。キャリッジ41には、画像読取装置20のフレーム21の内部に設けられた図略のレールに跨座する溝部42が設けられている。当該レールは、フレーム21内部において副走査方向に延びており、キャリッジ41は、モーターやギアからなる不図示の駆動部により、溝部42が当該レールに跨座した状態で当該レールに沿って副走査方向に往復移動する。
キャリッジ41は、主走査方向に延びた読取機構43を有する。読取機構43は、赤色LED、緑色LED、青色LEDの複数のLED等から構成された図略の発光部と、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサー等の受光部から構成されている。読取機構43は、発光部により、赤、緑、青の3色の光を切り替えながら
読取対象の原稿に向けて光を照射するとともに、受光部により原稿で反射された反射光を受光する。受光部は、受光した光を電気信号へ変換して、主走査方向の1ライン分の画像データを取得する。
読取機構43は、フレキシブルフラットケーブル(以下、FFCと称する。)44を介して画像読み取り動作を制御する図略の制御部と電気的に接続されている。制御部は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、及びROM(Read Only Memory)等から構成される制御ユニットや、アナログ/デジタル変換回路等のハード回路等を含む。読取機構43が取得した画像データは、FFC44を介して伝達され、制御部で、デジタル信号化、シェーディング補正、ガンマ補正、色収差補正、MTF(Modulation Transfer Function)補正及びスキャナー色補正等の様々な画像処理が施される。そして、当該画像処理により生成された画像データは、図略の内蔵の画像メモリーやHDD等の記憶部に記憶される。
なお、FFC44は、上記の画像データだけでなく、キャリッジ41を駆動させる電力や読取機構43の画像読み取り動作を制御する制御信号等を伝達する。
FFC44は、一定間隔で並べた複数の導線を樹脂皮膜で覆ったリボン状のケーブルである。FFC44は、変形した場合にも電気的特性を維持できるという特性があり、往復移動するキャリッジ41に接続するケーブルとして好適である。FFC44の一端にはキャリッジ41の一側面に設けられた主走査方向に延びるケーブル口に嵌まるソケットが設けられ、他端には制御部に設けられた図略のピンヘッダーに嵌まるソケットが設けられている。このため、FFC44は、キャリッジ41の一側面に接続された箇所から先の部分がU字状に湾曲してキャリッジ41の下方へ回り込むような状態でフレーム21内に配設されている。
すなわち、FFC44は、キャリッジ41の一側面に一端部が接続されている。そして、FFC44は、当該一端部を起点としてキャリッジ41から離れる方向に延びてU字状に湾曲して方向を反転させて前記キャリッジの下方へ回り込む状態で延びる。更に、FFC44は、上記U字状に湾曲する位置とはキャリッジ41を挟んで反対側となる位置で折りたたまれた状態で更に方向を反転させて、他端部が上記制御部に接続されている。
画像読取装置20のフレーム21内部にFFC44の他端をフレーム21に固定する図略の固定部が設けられている。固定部は、例えばクリップホルダであり、クリップホルダの爪間に挿通されたFFC44を下方に押圧する。これにより、FFC44は、そのフラット面がフレーム21の内側底面と接した状態でフレーム21に固定される。
図4は、キャリッジ41の一端部の拡大斜視図である。図4に示すように、キャリッジ41において、読取機構43の延在方向すなわち主走査方向の両端部に、コンタクトガラス22と接触する樹脂製のスライダー45が凸設されている。
図5は、キャリッジ41、FFC44、及びコンタクトガラス22の断面図である。キャリッジ41が副走査方向に往復移動する際、スライダー45の上方向、すなわち図中のZ方向の先端部がコンタクトガラス22の下面22Aに接触してスライダー45はコンタクトガラス22の下面22Aを摺動する。これにより、コンタクトガラス22の下面22Aから読取機構43までの読取距離が常に一定に保たれるようになっている。
このように、スライダー45はコンタクトガラス22の下面22Aを摺動するため、画像読取動作を繰り返すに従ってスライダー45の表面が摩耗する。その結果、スライダー45とコンタクトガラス22の下面22Aとの摩擦係数が増大し、キャリッジ41の移動に伴ってスライダー45とコンタクトガラス22の下面22Aとの接触部から異音が発生することがある。
また、キャリッジ41が副走査方向、具体的には図中のX軸正方向へ移動するにつれ、FFC44の略U字状の湾曲部44Aが大きな円弧を描いて上方、すなわち図中のZ方向に膨らんでコンタクトガラス22の下面22Aに接触し、コンタクトガラス22が汚れるおそれがある。
(フッ素コーティング)
そこで、本発明の一実施形態に係る画像読取装置20では、コンタクトガラス22の下面22Aにフッ素コーティングを施している。これにより、スライダー45とコンタクトガラス22との摩擦係数を良好に保ち、また、FFC44の接触によるコンタクトガラス22の汚れ付着を防止する。
図6は、フッ素コーティングが施されたコンタクトガラス22の平面図である。図6に示すように、コンタクトガラス22の下面22Aにフッ素コーティング22Bが施されている。なお、コンタクトガラス22へのフッ素コーティング処理は、コンタクトガラス22の下面22Aのプラズマ処理を行った後に行うことができる。
このように、コンタクトガラス22の下面22Aにフッ素コーティング22Bを施すことでコンタクトガラス22の下面22Aの摩擦係数が非常に低くなるため、スライダー45とコンタクトガラス22との摩擦係数を低くすることができ、スライダー45とコンタクトガラス22の下面22Aとの接触部から異音の発生を抑制することができる。
また、コンタクトガラス22の下面22Aにフッ素コーティング22Bを施すことで、FFC44の湾曲部44Aがコンタクトガラス22の下面22Aに接触してもコンタクトガラス22の下面22Aに汚れがつきにくくなる。
なお、コンタクトガラス22の下面22A全面にフッ素コーティングを施す必要はなく、図6に示したように、コンタクトガラス22の下面22Aにおいてスライダー45及びFFC44が接触する領域にのみ副走査方向に延びる帯状にフッ素コーティングが施されていればよい。これにより、フッ素コーティングに係るコストを抑制することができる。
(ケーブルガイドユニット)
FFC44とコンタクトガラス22との接触を防止するためにケーブルガイドユニットを設けてもよい。以下、画像読取装置20にケーブルガイドユニットを設けた例について説明する。
図7は、一例に係るケーブルガイドユニット50、キャリッジ41、FFC44、及びコンタクトガラス22の断面図である。一例に係るケーブルガイドユニット50は、キャリッジ41よりも遅い速度でキャリッジ41に追従して副走査方向に往復移動しながら、キャリッジ41の移動に伴って移動するFFC44の湾曲部44Aをガイドする。特に、ケーブルガイドユニット50は、主走査方向、すなわち図中のY方向に延びるスリット50Aを有しており、FFC44の湾曲部44Aが当該スリット50Aに挿通されている。これにより、キャリッジ41が副走査方向、具体的には図中のX軸正方向へ移動するときに、FFC44の湾曲部44Aが大きな円弧を描いて上方、すなわち図中のZ方向に膨らむことを抑制し、FFC44がコンタクトガラス22の下面22Aに接触してコンタクトガラス22が汚れるのを防止することができる。
図8は、別例に係るケーブルガイドユニット50、キャリッジ41、FFC44、及びコンタクトガラス22の断面図である。別例に係るケーブルガイドユニット50は、FFC44の湾曲部44Aとコンタクトガラス22との間に介在する。これにより、FFC44がコンタクトガラス22に接触することを防止して、FFC44との接触によるコンタクトガラス22の汚れをなくすことができる。
図9Aは、キャリッジ41及びケーブルガイドユニット50がホームポジションにあるときの画像読取装置20内部の平面図である。図9Bは、キャリッジ41及びケーブルガイドユニット50が移動中の画像読取装置20内部の平面図である。
キャリッジ41及びケーブルガイドユニット50は、副走査方向の始点と終点との間を無端走行するタイミングベルト61により駆動されて副走査方向に往復運動する。キャリッジ41がホームポジションにあるとき、ケーブルガイドユニット50はキャリッジ41のすぐ隣りに位置する。キャリッジ41がタイミングベルト61により駆動されて副走査方向、具体的には図中のX軸正方向へ移動を開始すると、ケーブルガイドユニット50は、キャリッジ41よりも遅い速度でキャリッジ41に追従して副走査方向に移動する。すなわち、キャリッジ41が距離Aだけ移動すると、ケーブルガイドユニット50はそれよりも短い距離Bだけ移動する。
キャリッジ41はタイミングベルト61に固設されており、タイミングベルト61の移動に合わせて副走査方向に移動する。一方、ケーブルガイドユニット50が同じタイミングベルト61で駆動されてキャリッジ41よりも遅い速度で移動するために、ケーブルガイドユニット50にギア機構が設けられている。
図10Aは、ギア機構51を備えたケーブルガイドユニット50の副走査方向から見た側面図である。図10Bは、図10Aのケーブルガイドユニット50の底面図である。タイミングベルト61は、内周及び外周に異なる歯数の歯を備えている。例えば、タイミングベルト61の外周の歯61Aの歯数に対して内周の歯61Bの歯数を半分にする。ケーブルガイドユニット50のギア機構51は複数のギアから構成され、タイミングベルト61の外周の歯61A及び内周の歯61Bに噛合する。このような構成により、ケーブルガイドユニット50は、タイミングベルト61の走行速度の半分の速度、すなわち、キャリッジ41の移動速度の半分の速度で移動させることができる。
なお、FFC44の湾曲部44Aの先端位置、すなわちFFC44の折り返し先端部分は、キャリッジ41の移動速度の半分の速度で移動する。そのため、上記のようにケーブルガイドユニット50の移動速度をキャリッジ41の移動速度の半分にすることで、FFC44の湾曲部44Aの先端位置の移動にぴったり合わせてケーブルガイドユニット50を移動させることができる。こうすることで、図7に例示した構造では、ケーブルガイドユニット50がFFC44を引っ張ったり押したりすることなく、すなわちFFC44に負荷をかけずにFFC44をガイドすることができる。また、図8に例示した構造では、ケーブルガイドユニット50を最小の大きさにすることができる。
ケーブルガイドユニット50をキャリッジ41よりも遅い速度でキャリッジ41に追従させる別の手段として、ケーブルガイドユニット50を別のタイミングベルトで駆動するようにしてもよい。
図11は、キャリッジ41及びケーブルガイドユニット50をそれぞれ往復移動させる2つのタイミングベルトを備えた画像読取装置20内部の平面図である。図11に示すように、キャリッジ41を副走査方向に往復移動させるタイミングベルト61とは別に、ケーブルガイドユニット50を副走査方向に往復移動させるタイミングベルト62を設ける。タイミングベルト62は、3つのプーリーに張架され、副走査方向の始点と副走査方向の中間点との間を無端走行する。
タイミングベルト61,62は共通のモーターにより駆動される。図12は、図11の2つのタイミングベルト61,62とモーター70との連結部分を示す図である。モーター70の回転軸71には外径の大きな歯付きプーリー72Aと外径の小さな歯付きプーリー72Bとが固定されている。タイミングベルト61は歯付きプーリー72Aに噛合し、タイミングベルト62は歯付きプーリー72Bに噛合している。これにより、1つのモーター70で2つのタイミングベルト61,62を駆動することができる。
更に、歯付きプーリー72A,72Bの外径比を2:1にすることで、タイミングベルト62の走行速度をタイミングベルト61の走行速度の半分にすることができる。これにより、図7に例示した構造では、ケーブルガイドユニット50がFFC44を引っ張ったり押したりすることなく、すなわちFFC44に負荷をかけずにFFC44をガイドすることができる。また、図8に例示した構造では、ケーブルガイドユニット50を最小の大きさにすることができる。
このように、2つのタイミングベルト61,62を設け、これらを共通のモーター70で駆動することで、キャリッジ41がタイミングベルト61により駆動されて副走査方向、具体的には図中のX軸正方向へ移動を開始すると、ケーブルガイドユニット50がタイミングベルト62により駆動されて、キャリッジ41よりも遅い速度でキャリッジ41に追従して副走査方向に移動する。すなわち、キャリッジ41が距離Aだけ移動すると、ケーブルガイドユニット50はそれよりも短い距離Bだけ移動する。
以上のように、本実施形態によれば、画像読取装置20においてコンタクトガラス22の下面22Aにフッ素コーティング22Bを施すことにより、FFC44がコンタクトガラスに接触することによるコンタクトガラス22の汚れの発生、及びコンタクトガラス22の下面22Aを摺動するスライダー45の摩耗によるスライダー45とコンタクトガラス22の下面22Aとの接触部からの異音の発生を防止することができる。また、ケーブルガイドユニット50を設けることにより、FFC44がコンタクトガラス22に接触するのを防ぐことができる。
なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記の実施形態では、FFC44とコンタクトガラス22との接触を防止するのにケーブルガイドユニット50を設けたが、これに代えて、キャリッジ41の移動に伴って移動するFFC44の湾曲部44Aを内側から引っ掛けて湾曲部44Aをその湾曲方向へ引っ張るテンション部材を設けるようにしてもよい。
また、図1乃至図12を用いて上記実施形態により示した構成は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成に限定する趣旨ではない。
20 画像読取装置
21 フレーム
22 コンタクトガラス
22A 下面
22B フッ素コーティング
41 キャリッジ
43 読取機構
44 フレキシブルフラットケーブル(FFC)
44A 湾曲部
45 スライダー
50 ケーブルガイドユニット
50A スリット
51 ギア機構
61 タイミングベルト(第1のタイミングベルト)
62 タイミングベルト(第2のタイミングベルト)
70 モーター
71 回転軸
72A 歯付きプーリー(第1の歯付きプーリー)
72B 歯付きプーリー(第2の歯付きプーリー)

Claims (4)

  1. 読取対象の原稿が載置されるコンタクトガラスと、
    前記コンタクトガラスを支持する箱形のフレームと、
    主走査方向に延びた読取機構を有し、前記フレーム内の前記コンタクトガラスの原稿が載置される上面とは反対側の下面側において副走査方向に往復移動するキャリッジと、
    幅方向が主走査方向に一致するように前記キャリッジの一側面に接続され、当該接続された箇所から先の部分がU字状に湾曲して前記キャリッジの下方へ回り込むものとして配設された、前記読取機構の電気信号を伝送するフレキシブルフラットケーブルと、
    前記キャリッジよりも遅い速度で前記キャリッジに追従して副走査方向に往復移動しながら、前記キャリッジの移動に伴って移動する前記フレキシブルフラットケーブルのU字状の湾曲部をガイドして前記コンタクトガラスへの接触を回避させるケーブルガイドユニットと、
    副走査方向の始端と終端との間を無端走行して前記キャリッジを副走査方向に往復運動させるタイミングベルトとを備え、
    前記タイミングベルトの外周及び内周に異なる歯数の歯が配設されており、
    前記ケーブルガイドユニットが、前記タイミングベルトの外周及び内周の歯に噛合して前記タイミングベルトの走行速度よりも遅い速度で前記ケーブルガイドユニットを副走査方向に移動させるギア機構を有する画像読取装置。
  2. 前記ケーブルガイドユニットが主走査方向に延びるスリットを有しており、
    前記フレキシブルフラットケーブルのU字状の湾曲部が前記スリットに挿通されており、
    前記ケーブルガイドユニットが前記キャリッジの移動速度の半分の速度で移動する請求項に記載の画像読取装置。
  3. 前記ケーブルガイドユニットが前記フレキシブルフラットケーブルのU字状の湾曲部と前記コンタクトガラスとの間に介在する請求項に記載の画像読取装置。
  4. 前記フレキシブルフラットケーブルは、前記キャリッジの一側面に一端部が接続され、当該一端部を起点として前記キャリッジから離れる方向に延びてU字状に湾曲して方向を反転させて前記キャリッジの下方へ回り込む状態で延び、更に、前記U字状に湾曲する位置とは前記キャリッジを挟んで反対側となる位置で折りたたまれた状態で更に方向を反転させて、他端部が、画像読み取り動作を制御する制御部に接続されている請求項1乃至請求項のいずれかに記載の画像読取装置。
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