(57)【要約】【課題】走査方向一端側のアイドルプーリを無くし、走査方向の装置寸法が小さくする。【解決手段】ワイヤ駆動式走査光学系１２は、光学部材２２，２４の走査方向終端側に、走査方向と直交する方向に配置された回転軸７０と、回転軸に所定の間隔をあけて固定された２つのプーリ４４と、２つのプーリにそれぞれ複数回巻回され、各プーリから繰り出される端部が走査方向始端側に向かって伸びている２つのワイヤ５０を備えており、２つのプーリからそれぞれ繰り出されるワイヤの一端側６４は、光学部材が走査方向終端側にあるとき、光学部材の走査方向と平行になるように設定されている。【選択図】図３
2004354431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ駆動により光学部材を走査する走査光学系であって、
上記光学部材の走査方向一端側に、走査方向と直交する方向に配置された回転軸と、
上記回転軸に所定の間隔をあけて固定された２つのプーリと、
上記２つのプーリにそれぞれ複数回巻回され、各プーリから繰り出される端部が走査方向他端側に向かって伸びている２つのワイヤを備えており、
上記２つのプーリからそれぞれ繰り出されるワイヤの一端側は、上記光学部材が走査方向一端側にあるとき、上記光学部材の走査方向と平行になるように設定されていることを特徴とする走査光学系。
【請求項２】
上記２つのワイヤは、走査方向の中心線に関して対称に配置され又プーリに巻回されていることを特徴とする請求項１に記載の走査光学系。
【請求項３】
上記光学部材は反射ミラーを備えており、上記ワイヤの一端側が上記光学部材に連結されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の走査光学系。
【請求項４】
上記回転軸の一端には該回転軸の中心軸に対して斜めに延びる歯を備えた歯車が固定されており、上記歯車がモータに駆動連結されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の走査光学系。
【請求項５】
上記歯車の歯は、上記光学部材が走査方向一端側にあるとき、上記ワイヤの一端側が上記光学部材の走査方向と平行な状態を維持する方向に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の走査光学系。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置や画像読取装置に用いられるワイヤ駆動式の走査光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤ駆動式の走査光学系の一例が、特開平１１−８２６６１号公報（特許文献１）に開示されている。この走査光学系において、光源や反射ミラーなどを支持しているキャリッジ（光学部材）を走査するためのワイヤ駆動部は、駆動系に連結された回転軸と、この回転軸に固定された巻取りプーリと、この巻取りプーリに複数回巻回されたワイヤを備えており、巻き取りプーリの回転に基づいてワイヤを前進・後退させることにより、このワイヤに連結されているキャリッジを走査させている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−８２６６１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この走査光学系では、巻き取りプーリの走査方向上流側と下流側にそれぞれアイドルプーリ（従動プーリ）を設け、これらアイドルプーリにワイヤを掛けているため、走査光学系が走査方向に大きくなるという問題があった。また、アイドルプーリを設ける分だけ装置の構成が複雑になり、調整の必要性も増加する。
【０００５】
そこで、本発明は、２つのアイドルプーリの一方（特に、走査方向に関して下流側にあるアイドルプーリ）を無くし、これにより走査光学系及びこれを組み入れた画像読取装置や画像形成装置の小型化を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明に係るワイヤ駆動式走査光学系は、上記光学部材の走査方向一端側に、走査方向と直交する方向に配置された回転軸と、上記回転軸に所定の間隔をあけて固定された２つのプーリと、上記２つのプーリにそれぞれ複数回巻回され、各プーリから繰り出される端部が走査方向他端側に向かって伸びている２つのワイヤを備えており、上記２つのプーリからそれぞれ繰り出されるワイヤの一端側は、上記光学部材が走査方向一端側にあるとき、上記光学部材の走査方向と平行になるように設定されていることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る走査光学系を含む画像形成装置１０の外観を示す。画像形成装置１０は、画像読取機構を有する複写機、スキャナ、またはそれらの機能を複合的に備えた複合機のいずれであってもよい。図２は、画像形成装置１０の画像読取部（画像読取装置）に含まれる走査光学系１２の構成を示す図である。
【０００８】
図１及び図２に示すように、走査光学系１２のハウジング１４には、四角形の上部開口部１６が形成されている。開口部１６は、読取原稿（図示せず）を載せるための透明ガラス（プラテン）１８によって覆われている。図２の左側（走査始端側）にあるハウジング天板の内側には、シェーディング補正で用いられるシェーディングシート２０が設けてある。ハウジング１４の内部には、透明ガラス１８の上に載置される原稿を照明してその反射光から原稿画像を読み取るための２つの走査ユニット（光学部材）２２，２４が配置されている。
【０００９】
第１の走査ユニット２２は、光源２６、原稿からの反射光を受けるミラー２８を備えており、後述する駆動機構によって図の左右方向に往復移動できるようにしてある。また、第２の走査ユニット２４は、第１の走査ユニット２２のミラー２８で反射された光を更に反射する２つのミラー３０，３２を備えており、第１の走査ユニット２２と同様に図の左右方向に往復移動できるようにしてある。ハウジング内の略中央部にはまた、第２の走査ユニット２４のミラー３０，３２で反射された光を集光するためのレンズ３４と、レンズ３４で集光された光を読み取る撮像装置３６が設けてある。撮像装置３６は、例えばＣＣＤラインセンサで構成されている。
【００１０】
なお、図２の左側に示す第１の走査ユニット２２と第２の走査ユニット２４の位置は、それらが透明ガラス１８の原稿読取始位置にある原稿部分を読み取る位置に対応しており、図２の右側に示す第１の走査ユニット２２’と第２の走査ユニット２４’の位置は、それらが透明ガラス１８の原稿読取始終端にある原稿部分を読み取る位置に対応している。また、第１の走査ユニット２２と第２の走査ユニット２４のホームポジションは、図２の左側に示す走査ユニット２２，２４の位置よりも更に左側にあり、そのとき走査ユニット２２，２４の照明位置（光軸）が符号３８で示す場所（ホームポジション）に対応している。
【００１１】
図３は、走査ユニット駆動機構４０を示す。駆動機構４０は、走査ユニット２２，２４の両端側（走査方向に直交する横断方向両端側）にそれぞれ配置されたワイヤ駆動部４２を備えている。図３及び図４に示すように、各ワイヤ駆動部４２は、走査方向終端側（走査方向一端側）と始端側（走査方向他端側）でハウジング１４にそれぞれ固定された駆動プーリ（巻き取りプーリ）４４とアイドルプーリ４６と、第２の走査ユニット２４に固定された折り返しプーリ４８を備えており、それら複数のプーリにワイヤ５０が掛けられている。そして、ワイヤ５０は、ハウジング１４のワイヤ固定部５２から始まり、第２の走査ユニット２４に固定された折り返しプーリ４８の第１の溝５４を介して折り返され、第１の走査ユニット２２のワイヤ固定部５６を通り、駆動プーリ４４に複数回巻回されて折り返され、アイドルプーリ４６によって折り返され、第２の走査ユニット２４の折り返しプーリ４８の第２の溝５８を介して折り返され、ハウジング１４の方向変換部６０で他方のワイヤ駆動部４２に向けて方向変換され、コイルばね６２の一端に連結されており、両ワイヤ駆動部４２のワイヤ５０の終端部がコイルばね６２の両端に連結されて一定の張力が与えられている。
【００１２】
図３に示すように、左右のワイヤ駆動部４２のワイヤ５０は、走査方向と平行な軸に関して対称に駆動プーリ４４に巻回されている。具体的に、図３において手前側に示す駆動プーリ４４では、第１の走査ユニット２２に固定された一端側６４が駆動プーリ４４の外側から繰り出され、コイルばね６２に固定された他端側６６が一端側６４よりも内側から繰り出されている。同様に、図３において奥側に示す駆動プーリ４４では、第１の走査ユニット２２に固定された一端側６４が駆動プーリ４４の外側から繰り出され、コイルばね６２に固定された他端側６６が一端側６４よりも内側から繰り出されている。
【００１３】
駆動プーリ４４は、螺旋状に連続した溝が形成されており、この螺旋溝に沿ってワイヤ５０が複数回巻かれている。駆動プーリ４４に形成されている溝の数は、第１の走査ユニット２２が走査領域の始端側から終端側まで往復移動する際、駆動プーリ４４に巻かれているワイヤ部分がプーリ軸方向に自由に移動できるように決定されている。したがって、図４〜図６に示すように、第１及び第２の走査ユニット２４が走査方向始端側にあるとき、駆動プーリ４４に巻かれたワイヤ部分は該駆動プーリ４４の外側に位置し、図７〜図９に示すように、第１及び第２の走査ユニット２４が走査方向終端側にあるとき、駆動プーリ４４に巻かれたワイヤ部分は該駆動プーリ４４の内側に位置している。
【００１４】
そして、各プーリと各ワイヤ固定部の位置関係は、走査ユニット２２，２４が走査方向終端側（図２の右側に示す位置及び図７に示す位置）にあるとき、駆動プーリ４４から第１の走査ユニット２２に繰り出されるワイヤ一端側６４のワイヤ部分が走査方向と平行（θ＝０度）になるように、決められている。換言すると、走査ユニット２２，２４が走査方向始端側にあるとき、ワイヤ一端側６４のワイヤ部分は走査方向と非平行（θ＞０度）な関係にあるが、走査ユニット２２，２４が走査方向始端側に移動するに従って徐々に走査方向と平行な関係に近づいていくように設定されている。したがって、走査ユニット２２，２４が終端側に移動していくに従って、走査ユニット２２，２４の左右方向への振れが矯正される関係になっているため、走査ユニット２２，２４は走査開始から走査終了まで殆ど左右に振れることなく移動する。
【００１５】
左右のワイヤ駆動部４２の駆動プーリ４４は一つの駆動軸７０に固定されており、同時に回転駆動するようにしてある。また、駆動軸７０は、その一端側に配置されたモータ７２と、このモータ７２の回転を駆動軸７０に伝達する歯車機構７４に連結されており、モータ７２の回転が歯車機構７４を介して駆動軸７０で伝達されるようになっている。
【００１６】
歯車機構７４は、図１０と図１１に示すように、モータ７２の駆動軸に固定された歯車７６と、駆動軸７０に固定された歯車７８と、駆動軸７０と平行に配置された複数の回転軸に固定された複数の歯車８０〜８６を備え、歯車７６の回転が歯車８０〜８６を介して歯車７８に伝達されるようにしてある。また、歯車７６〜８６の歯は、回転中心軸に対して斜めに形成されており、回転する際に歯車とこれを支持している回転軸及び駆動軸７０をそれらの中心軸と平行な一方の方向に付勢するようにしてある。したがって、駆動軸７０を支持している軸受機構に中心軸方向の遊びがあっても、駆動軸７０が一定方向に回転している間は該駆動軸７０及び駆動プーリ４４が同方向に付勢されており、それらが中心軸方向に往復してがたつくということがない。
【００１７】
以上の構成を備えた走査光学系１２の動作を説明する。まず、原稿読取動作前、第１及び第２の走査スキャナ２２，２４は、図２のホームポジションに位置している。次に、原稿読取動作が始まると、モータ７２の回転が歯車機構７４を介して駆動軸７０に伝達され、駆動プーリ４４が回転する。駆動プーリ４４の回転は、駆動プーリ４４に巻回されている両ワイヤ５０に伝達され、ワイヤ５０の一端側６４が駆動プーリ４４に巻き取られる。その結果、第１の走査ユニット２２と第２の走査ユニット２４が走査方向始端側から終端側に向かって移動する。このとき、第２の走査ユニット２４の移動速度及び移動距離は、第１の走査ユニット２２の半分である。同時に、ワイヤ５０の他端側６６は駆動プーリ４４から繰り出され、これにより第２の走査ユニット２４及びこれに固定された折り返しプーリ４８の走査方向の移動が許可される。また、走査ユニット２２，２４が走査方向終端側に移動するに従って、駆動プーリ４４に巻かれているワイヤ部分が該駆動プーリ４４の外側から内側に向かって徐々に移動し、最終的に走査ユニット２２，２４が走査方向終端位置に来たとき、ワイヤ一端側６４は走査方向と完全に平行な関係になっている。さらに、走査ユニット２２，２４の走査中、斜めの歯を持つ歯車機構７４によって駆動軸７０と駆動プーリ４４は中心軸と平行な一方向に付勢されているので、これら走査ユニット２２，２４が左右に振れることはない。
【００１８】
また、第１の走査ユニット２２の光源２６から出射された光はガラス１８上に置かれた原稿を照明し、その反射光が第１の走査ユニット２２のミラー２８と第２の走査ユニット２４のミラー３０，３２で反射され、レンズ３４を介して撮像装置３６に集光される。
【００１９】
原稿の読取が完了すると、モータ７２は反対方向に回転し、走査ユニット２２，２４は走査方向始端側に送り戻される。
【００２０】
次に、以上のように構成された走査光学系１２がシェーディング補正に及ぼす影響について図１２と図１３を参照して説明する。従来から知られているように、シェーディング補正は、読取画像に含まれるノイズ（濃度異常）を検出して自動的に補正する処理である。そのため、走査時、ホームポジションから出発した第１及び第２の走査ユニット２２，２４はシェーディングシート２０を照明する。シェーディングシート２０からの反射光はミラー２８，３０，３２及びレンズ３４を介して撮像装置３６に受光される。このとき、例えば、ミラー２８，３０，３２に埃などの異物が付着している場合、この異物の付着している場所に対応する撮像素子で受光される光の量は他の部分の光の量よりも少なくなる。したがって、図示しないシェーディング補正制御部は、異物付着箇所に対応した箇所の撮像素子で取得される光量を増加補正する。その結果、シェーディング補正された画像データから、異物の付着の影響が除去される。しかし、異物の付着している走査ユニットが左右に振れた場合、シェーディングシート２０を照明したときに異物の存在していた左右方向の位置（主走査方向位置）と、左右に振れたときの異物の主走査方向位置とが一致せず、両者の間に誤差が生じる。その結果、適切な画像データに対して補正がされず、出来あがった画像に白筋や黒筋を生じることになる。しかし、上述のように、走査ユニット２２，２４が走査方向終端側にあるとき、駆動プーリ４４から第１の走査ユニット２２に繰り出されるワイヤ一端側６４のワイヤ部分６４が走査方向と平行になるように決められているために、走査ユニット２２，２４は走査開始から走査終了まで殆ど主走査方向に振れることなく移動し、異物の存在する場所に対応して画像データに対して適正なシェーディング補正が行われる。また、上述のように、斜めの歯を有する歯車機構により、走査中に駆動プーリは常に一定の中心軸方向に付勢されているので、走査ユニットの主走査方向への振れが更に減少する。
【００２１】
なお、明細書の特許請求の範囲には本発明の適用対象を走査光学系に限定しているが、発明は該走査光学系を含む画像読取装置や画像形成装置も対象とする意図を包含するものである。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係るワイヤ駆動式走査光学系によれば、走査方向一端側のアイドルプーリが不要になるため、走査方向の装置寸法が小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の斜視図。
【図２】走査光学系の断面図。
【図３】走査光学系の斜視図。
【図４】走査始端側にある第１及び第２の走査ユニットを示す平面図。
【図５】走査始端側にある第２の走査ユニットを示す平面図。
【図６】駆動プーリに巻回されているワイヤの状態を示す図。
【図７】走査終端側にある第１及び第２の走査ユニットを示す平面図。
【図８】走査終端側にある第２の走査ユニットを示す平面図。
【図９】駆動プーリに巻回されているワイヤの状態を示す図。
【図１０】歯車機構の斜視図。
【図１１】歯車機構の断面図。
【図１２】図１２（ａ）は異物付着による受光量の低下を示す図、図１２（ｂ）はシェーディングの光量補正を示す図、図１２（ｃ）は図１２（ａ）と図１２（ｂ）を重ね合わせた（合成した）図、図１２（ｄ）は補正後の画像を示す図。
【図１３】図１３（ａ）は異物付着による受光量の低下を示す図、図１３（ｂ）はシェーディングの光量補正を示す図、図１３（ｃ）は図１３（ａ）と図１３（ｂ）を重ね合わせた（合成した）図、図１３（ｄ）は補正後の画像を示す図で白筋と黒筋が現れている状態を示す。
【符号の説明】
１０：画像形成装置
１２：走査光学系
１４：ハウジング
１６：上部開口部
１８：透明ガラス（プラテン）
２０：シェーディングシート
２２：第１の走査ユニット
２４：第２の走査ユニット
２６：光源
２８，３０，３２：ミラー
３４：レンズ
３６：撮像装置
３８：ホームポジション
４０：走査ユニット駆動機構
４２：ワイヤ駆動部
４４：駆動プーリ
４６：アイドルプーリ
４８：折り返しプーリ
５０：ワイヤ
５２：ワイヤ固定部
５４：第１の溝
５６：ワイヤ固定部
５８：第２の溝
６０：方向変換部
６２：コイルばね
６４：ワイヤ一端側
６６：ワイヤ他端側
７０：駆動軸
７２：モータ
７４：歯車機構
７６〜８６：歯車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2004354431.tif 000011
【図１０】
2004354431.tif 000012
【図１１】
2004354431.tif 000013
【図１２】
2004354431.tif 000014
【図１３】
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