(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿を線状に照明する光源手段と、前記光源手段によって照明された原稿からの反射光を結像させる光学結像手段と、前記結像した原稿からの反射光を電気信号に変換する光電変換手段とを一体的に搭載した走査体と、
前記走査体を収容するメインフレームと、
前記走査体の移動を案内する案内手段と、を有し、
前記光電変換手段が主走査方向に光学像を読み取り、前記主走査方向に直交する副走査方向に前記走査体を移動走査することによって原稿の画像情報を読み取る画像読取装置において、
前記案内手段は、副走査方向に延びる軸部材と前記メインフレームの底面から突出して形成された副走査方向に延びるリブ状部材とからなり、
前記走査体は、前記軸部材の外周面と接触して摺動する摺動軸受部材と、前記走査体に軸支され前記リブ状部材の上面を転動する回転体とを備えており、
前記リブ状部材の上面の幅が前記回転体の幅よりも小さいことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記回転体は、副走査方向に向かって、走査体の重心位置に対して前記軸部材とは反対側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記回転体の傍らに、前記リブ状部材の上面と微小間隙を隔てて対向する回転体保護部材を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記メインフレームは、原稿を載置する原稿載置面側が開口する断面略コの字形の走査体収容部を有し、
前記リブ状部材は前記走査体収容部の底面から前記原稿載置面側に向かって突出形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項５】
原稿の画像を読み取る画像読取手段と、前記読み取られた画像を被記録材に記録する画像形成手段とを備えた画像形成装置において、
前記画像読取手段として請求項１乃至４のいずれかに記載の画像読取装置を備えたこと
を特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像情報を形成するために原稿に照明光を照射して、原稿上の画像情報を光電変換手段であるイメージセンサにより読み取って、光電変換を行い、変換された信号の処理を行って画像情報を形成する画像読取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日、原稿の画像情報を読み込んでデジタル画像情報を形成するイメージスキャナなどの様々の画像読取装置が実用化されている。
【０００３】
近年このような画像読取装置において、画像読取ユニット（キャリッジ）自身は大きくなるが、装置全体としては構成が簡略化することが可能で、さらに光学調整がユニット内だけで完結するので、一体型光学系ユニットである、画像読取ユニット（キャリッジ）が多用されはじめている。
【０００４】
この一体型光学系ユニットである、画像読取ユニット（キャリッジ）を利用して、原稿を読み取る画像読取装置の一例を、図６〜図８を用いて説明する。
【０００５】
図６はこの画像読取装置を示す概略断面図を示す。
【０００６】
画像情報を読み込むため、原稿Ｐは原稿台ガラス９１上に、装置ケースの内側へ即ち原稿Ｐを下向きに規定の位置にセットして、原稿Ｐが原稿台ガラス９１上をズレないように原稿圧板９２で，原稿Ｐの後側となる上側より押える。
【０００７】
原稿Ｐに原稿台ガラス９１により、対向した光電変換手段（イメージセンサ）２を有する画像読取ユニット（キャリッジ）１は、一直線分の画像情報（１ライン分の主走査による画像情報）を読めるように構成され、原稿Ｐの画像情報を読み込むため、原稿Ｐの先端部から後端部へと、図示していない駆動モータにより、副走査方向（図中矢印方向）に平行移動してゆく。これにより原稿画像の二次元の平面画像が読み取り可能となっている。
【０００８】
図７は、その画像読取ユニット（キャリッジ）１内部の光学部品の基本構成図（ランプ等は省略）を示す。
【０００９】
光源手段としてのランプと、ランプの裏側や近傍の反射笠により、原稿Ｐの所要部分を線状に主走査方向に照明する。
【００１０】
ここで、原稿Ｐをセットする原稿台ガラス９１の図示は省略している。
【００１１】
原稿Ｐの画像面で反射された光は、光学第一ミラー６、第二ミラー７、第三ミラー８、第四ミラー９、第五ミラー１０により、光学像を結像するレンズユニット１１へ導かれ、光電変換手段としてのイメージセンサ２へと、原稿画像を結像させる。イメージセンサ２は、光電変換を行って画像情報を作成するものである。
【００１２】
そして、１ラインデータ分を処理した後、画像読取ユニットとしてのキャリッジ１を１ライン分のみ副走査方向に移動して、同様に画像情報を作成し、これを繰り返して行くものである。
【００１３】
図８は、画像読取装置の正面方向すなわち、副走査方向と直角に交わる面から見た断面図を示し、原稿圧板９２は省略している。
【００１４】
原稿台ガラス９１は、左サイドフレーム２１と右サイドフレーム２２により接着固定される。この三部材が一体となって原稿台ガラス９１が補強され、原稿台ガラス９１の側に大きな開口部を有するメインフレーム２３へ組み付けられる。
【００１５】
メインフレーム２３の内部には、キャリッジ１などの部材が、メインフレーム２３の開口部より組み込まれ、最後に三部材一体の原稿台ガラス９１により、ほこりが進入しないように蓋をするがごとく密閉される。
【００１６】
メインフレーム２３には、副走査方向と一致する方向にメインレール軸２４を取り付け、同じく副走査方向と一致する方向にサイドレール部２５を設けてある。
【００１７】
サイドレール部２５は、専用の部材にて構成されることもあるが、メインフレーム２３の一部分を利用して設けられる。
【００１８】
キャリッジ１には、メインレール軸２４と摺動するスライド軸受け２６を備え、副走査方向すなわち図８における奥行方向の前後へキャリッジ１は移動可能になっている。
【００１９】
さらにキャリッジ１には、メインレール軸２４に対して回転方向の規制のため、キャリッジ１の重心位置に対してメインレール軸２４側とは反対側にスライドコロ２７を備え、このスライドコロ２７はサイドレール部２５と接触して、キャリッジ１の移動時に回転することでサイドレール部２５上面を走行する。
【００２０】
サイドレール部２５の平面精度の必要な範囲は、スライドコロ２７の走行する範囲より広い範囲、つまりスライドコロ２７の幅より広く副走査長さより長い範囲が、必要となる。
【００２１】
キャリッジ１のスライド軸受け２６部分の傍らには、駆動用ベルト２８が固着されており図示しない駆動手段により、キャリッジ１の副走査方向移動の駆動力を伝達している。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
上記したことからもわかるように、一体型光学系の画像読取ユニットであるキャリッジ１は、光学調整がユニット内だけで完結するので、より高解像のイメージセンサが使用可能となり、主走査方向は高精度に光学調整される。
【００２３】
高解像イメージセンサの実力を存分に発揮させるには副走査移動性能も重要であり、これも高解像イメージセンサに見合った高精度とする必要がある。
【００２４】
メインレール軸２４とサイドレール部２５との寸法精度や平行度や平面度に、わずかでも誤差があるとキャリッジ１の副走査移動にムラを生じる。これにより、読取画像に歪みが発生して、良好な画像を読み取ることができない。
【００２５】
これらの精度を上げるために、メインレール軸２４とサイドレール部２５の微修正および微調整を施すことになる。
【００２６】
サイドレール部２５は、副走査範囲分の全ての面でスライドコロ２７の回転動作が滑らかにならなければならず、広い範囲で平面精度が必要である。
【００２７】
サイドレール部２５は、メインフレーム２３の一部分を利用し、メインフレーム２３は、通常樹脂成形品であるので、スライドコロ２７の走行する広範囲の平面精度を満足させるのは困難である。また、サイドレール用に専用部材を設けても、その取り付け先はメインフレーム２３であるので同じく精度出しは難しい。
【００２８】
よって、光学調整の技術精度は高精度になったにもかかわらず、せっかくの高解像イメージセンサの能力を生かすことができなかった。
【００２９】
また、サイドレール部２５を備えるためメインフレーム２３の両脇のサイド空間２９のデザイン形状の自由度があまり無かった。
【００３０】
本発明は、かかる従来技術の課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、主走査移動性能に加えて、副走査移動性能も高精度で滑らかな動作とすることにより、良好な画像の読み取りを可能とし、また、外装部材の両脇のサイド空間のデザイン形状の自由度を大きくすることにある。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、原稿を線状に照明する光源手段と、前記光源手段によって照明された原稿からの反射光を結像させる光学結像手段と、前記結像した原稿からの反射光を電気信号に変換する光電変換手段とを一体的に搭載した走査体と、前記走査体を収容するメインフレームと、前記走査体の移動を案内する案内手段と、を有し、前記光電変換手段が主走査方向に光学像を読み取り、前記主走査方向に直交する副走査方向に前記走査体を移動走査することによって原稿の画像情報を読み取る画像読取装置において、前記案内手段は、副走査方向に延びる軸部材と前記メインフレームの底面から突出して形成された副走査方向に延びるリブ状部材とからなり、前記走査体は、前記軸部材の外周面と接触して摺動する摺動軸受部材と、前記走査体に軸支され前記リブ状部材の上面を転動する回転体とを備えており、前記リブ状部材の上面の幅が前記回転体の幅よりも小さいことを特徴とする。
【００３３】
また、前記回転体は、副走査方向に向かって、走査体の重心位置に対して前記軸部材とは反対側に設けられていることが好適である。
【００３４】
また、前記リブ状部材の端面と微小間隙を隔てて対向する回転体保護部材を設けてもよい。
【００３５】
また、前記外装部材は、原稿を載置する原稿載置面側が開口する断面略コの字形の走査体収容部を有し、前記リブ状部材は前記走査体収容部の底面から前記原稿載置面側に向かって突出形成されているようにしてもよい。
【００３６】
また、原稿の画像を読み取る画像読取手段と、前記読み取られた画像を被記録材に記録する画像形成手段とを備えた画像形成装置において、前記画像読取手段として本発明に係る画像読取装置を備えることが好適である。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態について、図１〜図５を参照して詳細に本実施形態の構成、形状等の説明をする。従来技術と同様の構成については、同様の符号を用いて説明を省略する。
【００３８】
図１は、画像読取装置の正面方向すなわち、副走査方向と直角に交わる面から見た断面図を示す。ここで、図１は図３のＡ矢視方向の断面図である（但し、原稿圧板９２は省略している。）
原稿台ガラス９１は、左サイドフレーム２１と右サイドフレーム２２により接着固定される。この三部材が一体となって原稿台ガラス（原稿載置面）９１が補強され、原稿台ガラス９１の側に大きな開口部を有するメインフレーム２３（走査体収容部）へ組み付けられる。
【００３９】
メインフレーム２３の内部には、キャリッジ（走査体）１などの部材が、メインフレーム２３の開口部より組み込まれ、最後に三部材一体の原稿台ガラス９１により、ほこりが進入しないように蓋をするがごとく密閉される。
【００４０】
メインフレーム２３には、副走査方向と一致する方向にメインレール軸（軸部材）２４を取り付け、同じく副走査方向と一致する方向にサイドリブ状部（リブ状部材）３０を設けている。
【００４１】
サイドリブ状部３０は、メインフレーム２３の一部分を利用して設けられる。
【００４２】
キャリッジ１には、メインレール軸２４と摺動するスライド軸受け（摺動軸受部材）２６を備え、副走査方向すなわち図１における奥行方向の前後へキャリッジ１は移動可能になっている。
【００４３】
さらにキャリッジ１には、メインレール軸２４に対して回転方向の規制のため、キャリッジ１の重心位置に対してメインレール軸２４側とは反対側にスライドコロ（回転体）２７を備え、このスライドコロ２７はサイドリブ状部３０と接触して、キャリッジ１の移動時に回転することでサイドリブ状部３０上面を走行する。
【００４４】
サイドリブ状部３０の平面精度の必要な範囲は、サイドリブ状部３０の上面をスライドコロ２７が走行するので、スライドコロ２７の幅より小さくすることが可能となり、副走査方向の長さは従来例と変わらないものの、その範囲をかなり狭めることができる。
【００４５】
キャリッジ１のスライド軸受け２６部分の傍らには、駆動用ベルト２８が固着されていて図示していない駆動手段により、キャリッジ１の副走査方向移動の駆動力を伝達している。
【００４６】
また、メインフレーム２３の両脇にサイド空間２９が設けられ、サイド空間２９は、操作者により装置の持ち運びがしやすいように手の掛る部分の役目をしている。
【００４７】
図２は、画像読取装置の側面方向から見た断面図を示す。ここで、図２は図３のＢ矢視方向の断面図である（但し、原稿圧板９２は省略している。）
サイドリブ状部３０は副走査方向に延び、その上端と接触してキャリッジ１に備えられたスライドコロ２７が走行してゆくのがわかる。
【００４８】
図３は、画像読取装置の原稿圧板９２を外して上面方向より見た図と、部分断面図を示す。
【００４９】
原稿台ガラス９１は透明なので、メインフレーム２３の内部構造が覗け、左サイドフレーム２１と右サイドフレーム２２は部分的に断面を施し、キャリッジ１およびサイドリブ状部３０などを確認できる。
【００５０】
このことからも、原稿台ガラス９１を補強するため左サイドフレーム２１と右サイドフレーム２２を接着固定された三部材が一体となった原稿台ガラス９１部分を、メインフレーム２３に取り付ける前にメインフレーム２３の上方開口部より、キャリッジ１などを組み込み、各箇所を直接目視で確認可能であることがわかる。
【００５１】
一方、図１及び図２においては図示しなかったが、駆動手段３１によりキャリッジ１の副走査方向移動の駆動力を駆動用ベルト２８が伝えているのがわかる。
【００５２】
図４は、画像読取装置を下面方向より見た図と、部分断面図を示す。
【００５３】
キャリッジ１のスライド軸受け２６は、副走査方向にキャリッジ１の前後にそれぞれ備え付けられ、メインレール軸２４と摺動し、キャリッジ１が移動可能になっていることがわかる。
【００５４】
また、キャリッジ１のスライド軸受け２６部分の傍らには、駆動用ベルト２８が固着されて駆動手段により、キャリッジ１の副走査方向移動の駆動力を伝達していることもわかる。
【００５５】
メインフレーム２３の底面よりサイドリブ状部３０を形成し、その上方にメインフレーム２３の開口部を有する構造なので、樹脂成形の金型形状が複雑に成ることが無い。また、スライドコロ２７と接触する箇所が、サイドリブ状部３０の上端のわずかな範囲なので、寸法精度等の微調整のための樹脂成形金型修正も簡単である。
【００５６】
また、メインフレーム２３の両脇のサイド空間２９のデザイン形状が、サイドリブ状部３０と無関係に独立しているので、図４のように複雑な形状が可能となる。
【００５７】
図５は、画像読取装置を側面方向から見た断面図を示す。ここで、図５は、図３のＢ矢視方向の断面図である（但し、原稿圧板９２は省略している。）
図２と同様に、サイドリブ状部３０は副走査方向に延び、その上端と接触してキャリッジ１に備えられたスライドコロ２７が走行してゆくのがわかる。ここで図２との違いは、スライドコロ２７の傍らにコロ保護部（回転体保護部材）３２を設けたことである。
【００５８】
メインフレーム２３にキャリッジ１を組み込む際、サイドリブ状部３０の上端部にぶつけてスライドコロ２７やコロ軸などを破損しないように、コロ保護部３２をキャリッジ１に備える。
【００５９】
また、このコロ保護部３２はサイドリブ状部３０とわずかな隙間を持つ寸法関係になっており、キャリッジ１の副走査移動時にサイドリブ状部３０と干渉しない。スライドコロ２７に突発的に大きな力が加わった時には、スライドコロ２７がコロ軸の弾性範囲内で移動して、コロ保護部３２とサイドリブ状部３０が干渉して破損を防止する。
【００６０】
本実施形態では、画像読取装置について説明したが、読み取られた原稿の画像を紙等の被記録材に公知の画像形成方法により画像を形成する画像形成手段を備えた複写機等の画像形成装置にも適用することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明によれば、一体型光学系の画像読取ユニットであるキャリッジは、高解像イメージセンサの実力を存分に発揮させるのに重要な副走査移動性能も、高精度で滑らかな動作にすることができる。
【００６２】
これにより、読取画像に歪み無く良好な画像の読み取りが可能となった。
【００６３】
また、外装部材の両脇のサイド空間のデザイン形状の自由度も大きくなり複雑な形状も可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は画像読取装置の正面方向断面図である。
【図２】図２は画像読取装置の側面方向断面図である。
【図３】図３は画像読取装置の上面図および部分断面図である。
【図４】図４は画像読取装置の下面図および部分断面図である。
【図５】図５は画像読取装置の側面方向断面図である。
【図６】図６は画像読取装置の概略断面図である。
【図７】図７はキャリッジ内部の光学部品の基本構成図である。
【図８】図８は画像読取装置の正面方向断面図（従来例）である。
【符号の説明】
１：キャリッジ
２：イメージセンサ
６：第一ミラー
７：第二ミラー
８：第三ミラー
９：第四ミラー
１０：第五ミラー
１１：レンズユニット
２１：左サイドフレーム
２２：右サイドフレーム
２３：メインフレーム
２４：メインレール軸
２５：サイドレール部
２６：スライド軸受け
２７：スライドコロ
２８：駆動ベルト
２９：サイド空間
３０：サイドリブ状部
３１：駆動手段
３２：コロ保護部
９１：原稿台ガラス
９２：原稿圧板
Ｐ：原稿
【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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