(57)【要約】【課題】  モータの回転軸部材と軸受部材との間に充填されている潤滑剤の揮発による原稿台の曇りを低減し、読み取り精度の低下を防止する画像入力装置を提供する。【解決手段】  原稿が載置される透明な原稿台と、走査手段を搭載し、前記原稿台の盤面と平行に副走査方向へ往復移動するキャリッジと、通電することにより回転する回転軸部材、ならびに前記回転軸部材を回転可能に支持する軸受部材を有し、前記原稿台を挟んで前記原稿の反対側に設置され前記キャリッジを副走査方向へ駆動する駆動力を発生するモータと、前記回転軸部材と前記軸受部材との間に充填され、前記回転軸部材と前記軸受部材とを潤滑し、揮発温度が前記モータの発熱温度よりも高い潤滑剤と、を備えることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿が載置される透明な原稿台と、
走査手段を搭載し、前記原稿台の盤面と平行に副走査方向へ往復移動するキャリッジと、
通電することにより回転する回転軸部材、ならびに前記回転軸部材を回転可能に支持する軸受部材を有し、前記原稿台を挟んで前記原稿の反対側に設置され前記キャリッジを副走査方向へ駆動する駆動力を発生するモータと、
前記回転軸部材と前記軸受部材との間に充填され、前記回転軸部材と前記軸受部材とを潤滑し、揮発温度が前記モータの発熱温度よりも高い潤滑剤と、
を備えることを特徴とする画像入力装置。
【請求項２】
前記モータに供給される電力は、前記モータの発熱温度が前記潤滑剤の揮発温度よりも小さくなる値に設定されていることを特徴とする請求項１記載の画像入力装置。
【請求項３】
前記潤滑剤の粘度は、前記モータの発熱部位への侵入が防止される値に設定されていることを特徴とする請求項１または２記載の画像入力装置。
【請求項４】
前記潤滑剤の粘度は、４０℃のとき、６０ｍｍ2／ｓ以上であることを特徴とする請求項３記載の画像入力装置。
【請求項５】
前記軸受部材は、前記潤滑剤を含浸させた含浸軸受けであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の画像入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、イメージセンサを搭載した画像入力装置として、例えば走査線上の原稿の光像をレンズやミラーなどの光学系を用いてイメージセンサに結像させる光学縮小型の画像入力装置、ならびに走査線上の原稿の光像を直接イメージセンサに結像させる密着型の画像入力装置が公知である。密着型の画像入力装置の場合、原稿からイメージセンサまでの光路を短縮可能である。そのため、画像入力装置を薄型にすることができ、画像入力装置の設置容積の縮小を図ることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、密着型の画像入力装置のように、画像入力装置を薄型にすると、原稿が載置される原稿台と画像入力装置の内部に収容される各種の部品との間の距離が小さくなる。また、画像入力装置の内部の容積が小さくなると、内部に収容される各種の部品の配置を工夫する必要がある。例えば、従来の光学縮小型の画像入力装置の場合、イメージセンサが収容されるキャリッジを駆動するための動力を発生するモータは、キャリッジよりも副走査方向外側に設置されている。これに対し、薄型の画像入力装置では、モータは周囲の容積に余裕があるキャリッジの副走査方向中央部付近、すなわち原稿台の下方に設置される場合がある。
【０００４】
モータの回転軸部材と回転軸部材を支持する軸受部材との間に充填されている潤滑剤は、モータの作動によって加熱されると揮発する場合がある。上述のように、モータは原稿台の下方に設置されるのに加え、原稿台とモータとの間の距離は小さい。そのため、潤滑剤は、モータの発熱によって揮発し原稿台に付着しやすくなる。その結果、原稿台の曇りを招き、原稿の読み取り精度が低下するという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、モータの回転軸部材と軸受部材との間に充填されている潤滑剤の揮発による原稿台の曇りを低減し、読み取り精度の低下を防止する画像入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る画像入力装置は、原稿が載置される透明な原稿台と、走査手段を搭載し、前記原稿台の盤面と平行に副走査方向へ往復移動するキャリッジと、通電することにより回転する回転軸部材、ならびに前記回転軸部材を回転可能に支持する軸受部材を有し、前記原稿台を挟んで前記原稿の反対側に設置され前記キャリッジを副走査方向へ駆動する駆動力を発生するモータと、前記回転軸部材と前記軸受部材との間に充填され、前記回転軸部材と前記軸受部材とを潤滑し、揮発温度が前記モータの発熱温度よりも高い潤滑剤と、を備えることを特徴とする。潤滑剤は、モータの発熱温度よりも揮発温度が高い。そのため、作動にともなってモータが発熱しても、潤滑剤の揮発は防止される。これにより、揮発した潤滑剤が原稿台に付着することはなく、原稿台の曇りは低減される。したがって、原稿台に近接してモータを設置する場合でも、読み取り精度の低下を防止することができる。
【０００７】
また、本発明に係る画像入力装置は、前記モータに供給される電力は、前記モータの発熱温度が前記潤滑剤の揮発温度よりも小さくなる値に設定されていることを特徴とする。モータに供給される電力を小さくすることにより、モータの発熱は抑制される。そのため、モータの発熱部位へ侵入した潤滑剤の揮発が防止される。したがって、原稿台に近接してモータを設置する場合でも、読み取り精度の低下を防止することができる。
【０００８】
さらに、本発明に係る画像入力装置は、前記潤滑剤の粘度は、前記モータの発熱部位への侵入が防止される値に設定されていることを特徴とする。潤滑剤の粘度が低いと、潤滑剤はモータの発熱部位へ容易に侵入し、潤滑剤は揮発しやすくなる。そのため、潤滑剤の粘度を設定することにより、潤滑剤のモータの発熱部位への侵入が防止される。したがって、原稿台に近接してモータを設置する場合でも、読み取り精度の低下を防止することができる。
【０００９】
さらにまた、本発明に係る画像入力装置では、前記潤滑剤の粘度は、４０℃のとき、６０ｍｍ2／ｓ以上であることを特徴とする。なお、１ｍｍ2／ｓ＝１ｃＳｔ（センチストークス）である。粘度を規定することにより、潤滑剤のモータの発熱部位への侵入が防止される。したがって、原稿台に近接してモータを設置する場合でも、読み取り精度の低下を防止することができる。
さらにまた、前記軸受部材は、前記潤滑剤を含浸させた含浸軸受けであることを特徴とする。そのため、軸受部材への潤滑剤の補給が不要である。したがって、回転軸部材および軸受部材の寿命を延長することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を示す一実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施例による画像入力装置を適用したいわゆるフラットベッド型のイメージスキャナ１０においてモータ２０と原稿台１１との位置関係を示す模式図であって、モータ２０の断面を示した部分断面図である。図２は、本発明の一実施例によるイメージスキャナ１０の内部構成部品を原稿台１１側から見た概略図である。図３は、イメージスキャナ１０のブロック図である。
【００１１】
ハウジング１２は、上方が開口した箱形に形成されており、開口側に原稿台１１を支持している。原稿台１１は、概ね矩形のガラス板などの透明な板から形成されている。原稿台１１の盤面には、例えば写真や印刷文書などの原稿１３を載置可能である。キャリッジ３０は、走査手段としてのＣＩＳ（Contact Image Sensor）３１を収容している。本実施例では、走査手段としてＣＩＳ３１を用いることにより、キャリッジ３０と原稿台１１との間の距離は小さくなる。そのため、ハウジング１２の厚さは低減される。これにともない、ハウジング１２に設置されるモータ２０と原稿台１１との間の距離も小さくなる。
【００１２】
ＣＩＳ３１は、光源部３２およびリニアイメージセンサ３３を備えている。光源部３２は、光源として特定の色の光を発光するＬＥＤ（発光ダイオード）を有している。光源部３２は、カラー画像を読み取るための赤色の光を発光するＬＥＤ、緑色の光を発光するＬＥＤ、ならびに青色の光を発光するＬＥＤを有している。光源部３２は、各色についてＬＥＤを複数有している。各ＬＥＤからなる光源部３２には、発光した光を原稿台１１側へ導くための図示しない導光体が取り付けられている。図示しない導光体は、ガラスなどの光透過性の部材で形成されている。
【００１３】
リニアイメージセンサ３３は、直線状に配列された複数の受光素子ならびにＭＯＳトランジスタスイッチなどにより構成されている。図示しない受光素子の原稿台１１側には、原稿１３からの光を受光素子に結像させる光学系が設置されている。光学系は、例えばレンズなどから構成され、受光素子のそれぞれに対応して設置されている。光学系は、原稿１３の走査線上の光学像をリニアイメージセンサ３３に原稿１３と等倍で結像する。リニアイメージセンサ３３は、光学系により結像される走査線上の光学像を走査し、その光学像の濃淡に相関する電気信号を出力する。これにより、リニアイメージセンサ３３は、光学像を画像信号に変換する。リニアイメージセンサ３３は、可視光、赤外光あるいは紫外光など、所定の波長領域の光を光電変換して得られる電荷をフォトダイオードなどの受光素子に一定時間蓄積する。そして、リニアイメージセンサ３３は、一定時間蓄積された電荷を受光素子ごとの受光量に応じた電気信号としてＭＯＳトランジスタスイッチを用いて出力する。
【００１４】
ＣＩＳ３１を収容するキャリッジ３０は、ガイドロッド３４に支持され、副走査駆動部４０により原稿台１１の盤面と平行に移動する。これにより、キャリッジ３０は、ＣＩＳ３１を原稿台１１の盤面と平行に運搬する。副走査駆動部４０は、モータ２０、歯車列、プーリ４１、プーリ４２およびベルト４３を有している。モータ２０は、通電することによりキャリッジ３０を駆動するための駆動力を発生する。歯車列は、ギア４４、ギア４５およびギア４６を有しており、モータ２０から発生した回転駆動力を減速してプーリ４１に伝達する。プーリ４１はギアと一体に構成されている。ベルト４３の両端は、それぞれプーリ４１およびプーリ４２により支持されている。プーリ４１は、歯車列を経由してモータ２０から伝達された駆動力により回転する。プーリ４１の回転により、他端をプーリ４２によって支持されているベルト４３は、プーリ４１とプーリ４２との間を周回する。キャリッジ３０にはベルト４３に噛み合う噛合部３５が設置されている。ベルト４３と噛合部３５とが噛み合うことにより、キャリッジ３０は周回するベルト４３によって副走査方向へ牽引される。キャリッジ３０が副走査方向へ移動することにより、原稿１３を走査する走査線は移動し、二次元の画像の走査が可能となる。
【００１５】
主走査駆動部１４は、リニアイメージセンサ３３の駆動制御を行う回路であり、ＭＯＳトランジスタスイッチのオン／オフを制御し、受光素子に蓄積された電荷の読み取りを制御する回路である。画像処理手段としてのＡＦＥ（Analog Front End）部１５は、アナログ信号処理部、Ａ／Ｄ変換器などから構成される。アナログ信号処理部は、ＣＩＳ３１から出力されたアナログの画像信号に対して増幅、ならびに雑音低減処理などの信号処理を施して出力する。Ａ／Ｄ変換器は、アナログ信号処理部から出力された画像信号を所定のビット長のディジタル表現のディジタル画像データに量子化して出力する。
【００１６】
ディジタル画像処理部１６は、ＡＦＥ部１５から出力されたディジタル画像データに対し、ガンマ補正、画素補間法による欠陥画素の補間、シェーディング補正、ならびに画像信号の鮮鋭化などの処理を行う。なお、ディジタル画像処理部１６で施す上記の各種の処理は、制御部５０で実行するコンピュータプログラムによる処理に置き換えてもよい。ディジタル画像処理部１６で各種の処理が施されたディジタル画像データは、図示しないインターフェイスを介してパーソナルコンピュータなどに転送される。
【００１７】
制御部５０は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２およびＲＡＭ５３を備えている。ＣＰＵ５１はＲＯＭ５２に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、イメージスキャナ１０の各部を制御する。ＲＯＭ５２は、ＣＰＵ５１が実行するコンピュータプログラムや各種のデータを記憶しているメモリである。ＲＡＭ５３は、プログラムや各種のデータを一時的に記憶するメモリである。
【００１８】
次に、モータ２０について詳細に説明する。
モータ２０は、図１に示すように原稿台１１の下方においてハウジング１２の内側に設置されている。モータ２０は、通電することにより回転する回転軸部材としてのシャフト２１を有している。シャフト２１は、一方の端部にピニオン２２を有している。ピニオン２２は、歯車列を構成するギア４４に噛み合っている。シャフト２１は、軸方向の途中に回転子２３が設置されている。回転子２３は、ケース２４の内側に設置された固定子２５と対向している。モータ２０としては、パルスを入力することにより回転子２３が一定の角度回転しパルスが再び入力されるまでその角度を保持するステッピングモータが用いられる。なお、モータ２０としては、例えば直流モータを用いてもよい。モータ２０は、副走査駆動部４０の図示しないモータ制御回路に接続されている。ステッピングモータを用いる場合、モータ２０にはモータ制御回路から所定の回転角度に応じたパルス状の電力が入力される。
【００１９】
シャフト２１は、軸方向の二個所で軸受部材２６により回転可能に軸受けされている。軸受部材２６は、シャフト２１が貫くケース２４の軸方向の両端部においてシャフト２１を支持している。軸受部材２６は、シャフト２１と摺動することによりシャフト２１を回転可能に支持している。軸受部材２６は、例えば多孔性の材料から形成されており、内部に潤滑剤が含浸されている。すなわち、本実施例の場合、軸受部材２６は、含浸軸受けである。これにより、シャフト２１と軸受部材２６との間には潤滑剤が充填され、シャフト２１と軸受部材２６との間は潤滑剤により潤滑される。潤滑剤としては、例えば機械油やグリスなどが用いられる。
【００２０】
ＣＩＳ３１を用いるイメージスキャナ１０の場合、図１に示すようにモータ２０のシャフト２１の端部から原稿台１１までの距離Ｄは小さくなる。本実施例の場合、シャフト２１の原稿台１１側の端部から原稿台１１のモータ２０側の端部までの距離Ｄは、約２０ｍｍである。モータ２０に通電することにより、ケース２４を含めたモータ２０の温度は上昇する。例えば、ステッピングモータの場合、固定子２５に通電されるため、固定子２５ならびに固定子２５が設置されているケース２４は発熱する。ケース２４の発熱は、ケース２４に設置されている軸受部材２６に伝達され、軸受部材２６も発熱する。また、シャフト２１と軸受部材２６とは摺動するため、シャフト２１と軸受部材２６との間でも摩擦による発熱が生じる。
【００２１】
シャフト２１と軸受部材２６との間を潤滑する潤滑剤には、揮発温度がモータ２０の作動により発熱するモータ２０の温度よりも高いものが用いられる。これにより、モータ２０の作動によって潤滑剤が加熱されても、潤滑剤の揮発は防止される。潤滑剤はモータ２０の作動にともなって加熱されると揮発する。そのため、潤滑剤の揮発を防止するにはモータ２０の発熱を低減することが有効である。モータ２０は、通電によって発熱し、発熱量は電流値に相関する。そこで、本実施例の場合、モータ２０へ供給される電力は、電圧を２４Ｖとすると、電流を１２５ｍＡに設定している。これにより、モータ２０の発熱が低減されるとともに、作動にともなうモータ２０の温度は潤滑剤の揮発温度より低くなる。その結果、潤滑剤の揮発は防止される。
【００２２】
また、シャフト２１と軸受部材２６との間に充填されている潤滑剤がモータ２０の発熱部位へ侵入するのを防止することも潤滑剤の揮発を防止するために有効である。そこで、本実施例では、潤滑剤の粘度を規定し、モータ２０の発熱部位への潤滑剤の侵入を防止している。粘度を高めることにより、潤滑剤の流動性は低下し、モータ２０の発熱部位への潤滑剤の侵入は防止される。本実施例の場合、潤滑剤の粘度は、４０℃のとき６０ｍｍ2／ｓ以上に設定している。潤滑剤の粘度が６０ｍｍ2／ｓ（４０℃）よりも小さくなると、潤滑剤の流動性が高まる。その結果、モータ２０の発熱部位への潤滑剤の侵入が増大する。
【００２３】
以上説明した本発明の一実施例によると、シャフト２１と軸受部材２６とを潤滑する潤滑剤の物性を規定している。すなわち、潤滑剤の揮発温度をモータ２０作動時の発熱温度より高くするとともに、潤滑剤の粘度を６０ｍｍ2／ｓ（４０℃）以上に設定している。また、モータ２０自体の発熱を低減するため、モータ２０へ供給する電力を２４Ｖ−１２５ｍＡに設定している。これにより、モータ２０の発熱が低減されるとともに、潤滑剤の揮発が防止される。その結果、本実施例のようにＣＩＳ３１を用いることでハウジング１２を薄型とし、モータ２０と原稿台１１との間の距離が小さくなる場合でも、揮発した潤滑剤の原稿台１１への付着が防止され、原稿台１１の曇りの発生が防止される。したがって、イメージスキャナ１０の薄型化と、原稿１３の読み取り精度の低下の防止とを両立して達成することができる。
【００２４】
また、本発明の一実施例では、軸受部材２６として潤滑剤を含浸した含浸軸受けを用いている。そのため、軸受部材２６への潤滑剤の補給が不要となる。したがって、モータ２０のメンテナンスを容易にすることができるとともに、シャフト２１および軸受部材２６の寿命を延長することができる。
【００２５】
以上説明した本発明の一実施例では、画像入力装置をフラットベッド型のイメージスキャナに適用する例について説明した。しかし、本発明は、例えば複写機、ファクシミリあるいは複合機など光学的に原稿を読み取る画像入力装置であればイメージスキャナに限るものではない。また、本発明では、画像入力装置の走査手段として密着型のイメージセンサであるＣＩＳを適用する例について説明したが、例えばレンズおよびミラーなどで光学像をイメージセンサに入力するレンズ縮小型のイメージセンサを適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例によるイメージスキャナを示す模式図。
【図２】本発明の一実施例によるイメージスキャナの内部構成を示す概略図。
【図３】本発明の一実施例によるイメージスキャナのブロック図。
【符号の説明】
【００２７】
１０  イメージスキャナ（画像入力装置）、１１  原稿台、１３  原稿、２０  モータ、２１  シャフト（回転軸部材）、２６  軸受部材、３０  キャリッジ、３１  ＣＩＳ（走査手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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