(57)【要約】【課題】  読取センサの移動時のがたつきを無くすことにより、高画質の読取画像を得ることが可能な画像読取装置を提供する。【解決手段】  装置本体に配されキャリッジの移動方向に配されたラック歯を有するラック部材と、キャリッジに回転可能に配されラック歯と噛み合うピニオンギアと、キャリッジに配されピニオンギアを駆動するモータと、キャリッジと読取センサとの間に配され読取センサを原稿台に付勢する付勢部材と、装置本体に配されキャリッジの移動を案内するガイドレールと、キャリッジに配されガイドレールと係合するガイド部と、を備え、キャリッジが付勢部材の反力を受けることによりガイド部はガイドレールに押し付けられる。【選択図】  図６
2009205134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿台に載置された原稿をキャリッジに搭載した読取センサによって読み取る画像読取装置において、
装置本体に配され前記キャリッジの移動方向に配されたラック歯を有するラック部材と、
前記キャリッジに回転可能に配され前記ラック歯と噛み合うピニオンギアと、
前記キャリッジに配され前記ピニオンギアを駆動するモータと、
前記キャリッジと前記読取センサとの間に配され前記読取センサを前記原稿台に付勢する付勢部材と、
前記装置本体に配され前記キャリッジの移動を案内するガイドレールと、
前記キャリッジに配され前記ガイドレールと係合するガイド部と、
を備え、前記キャリッジが前記付勢部材の反力を受けることにより前記ガイド部は前記ガイドレールに押し付けられることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記ガイドレールが前記原稿台側に凸部を備え、前記ガイド部は前記原稿台と反対側に前記凸部と摺動する凹部を備え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】
前記凸部は前記ラック歯の近傍に配されることを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記凸部は前記ラック歯と一体に形成されることを特徴とする請求項２または３に記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記付勢部材による反力により、前記凹部が前記凸部に押圧されることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記ガイドレールは前記原稿台側に凹部を備え、前記ガイド部は前記原稿台と反対側に前記凹部と摺動する凸部を備え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７】
前記凹部は前記ラック歯の近傍に配されることを特徴とする請求項６に記載の画像読取装置。
【請求項８】
前記凹部は前記ラック歯と一体に形成されることを特徴とする請求項６または７に記載の画像読取装置。
【請求項９】
前記付勢部材による反力により、前記凸部が前記凹部に押圧されることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、原稿台ガラスに載置された原稿を、キャリッジに搭載した読取センサによって読み取る画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファクシミリ等の画像読取装置として、原稿台ガラスに載置された原稿を、キャリッジに搭載した読取センサによって読み取る構成のものが使用されている。従来の画像読取装置として、読取センサを搭載したキャリッジを金属シャフト等で形成されたガイドシャフトに沿って移動可能に案内支持し、装置内部に配されたモータによりキャリッジを移動させる構成のものが使用されている。この場合のキャリッジの駆動伝達機構として、モータの駆動力をギアおよびタイミングベルト等を介してキャリッジに伝達するものが一般的であった。また、近年では、ガイドシャフトに代えて、ラック部材に沿ってキャリッジが自走式で移動するタイプのものも使用されている。このタイプの画像読取装置では、ラック部材のラック歯とピニオンギアとの噛合部に作用する反力によるキャリッジの振れを無くすために、ラック歯と対向して水平方向の位置を規制するための付勢手段を設ける必要がある。
【０００３】
図９は従来例に係る画像読取装置の原稿カバーを開けたときの平面図である。図１０は従来のラック部材とスライダの摺動部の横断面図である。図１１は図９中のキャリッジの駆動機構の部分平面図である。図１２は図１０のラック部材とスライダの間のガタを除去するための付勢手段を設けた摺動部の横断面図である。１０１は各種機能部品を収納保持するための装置本体、１０２は原稿を載置する原稿台ガラス、１０３は原稿の画像を読み取るためのコンタクトイメージセンサからなる読取センサ、１０４は読取センサ１０３を搭載して移動するキャリッジである。
【０００４】
１０５はキャリッジ１０４の下側に固定されたスライダ、１０６は装置本体のＹ方向に配されたラック部材、１０７はキャリッジ１０４に搭載されたキャリッジ駆動用のモータである。キャリッジ１０４は、スライダ１０５をラック部材１０６に設けられたガイドレール１２１上にスライダ１０５を接触摺動させながら移動する。ラック部材１０６には、ほぼ全長にわたってラック歯１２２が形成されている。キャリッジ１０４には、ラック歯１２２と噛み合うピニオンギア１０８が回転可能に軸支されている。キャリッジ１０４は、自走式であり、モータ１０７の駆動を、モータギア１２４、アイドラギア１２５、ウォームギア１２６を介してピニオンギア１０８へ伝達する。そして、ピニオンギア１０８がラック歯１２２上を転動することにより、キャリッジ１０４がラック部材１０６に沿ってＹ方向へ移動する。キャリッジ１０４は、モータ１０７の正逆回転により往復移動する。
【０００５】
ラック部材１０６には、キャリッジ１０４が移動するときにスライダ１０５が摺動するガイドレール１２１が形成されている。ガイドレール１０６には上下方向当接部１０６ａおよび水平方向当接部１０６ｂが設けられ、スライダ１０５はこれらの２箇所で摺動可能となっている。上下方向当接部１０６ａはガイドレール１０６の上面に形成され、水平方向当接部１０６ｂはガイドレール１０６のラック歯１２２の背面に形成されている。
【特許文献１】特開２００４−５４２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来例では、ピニオンギア１０８が図１１のＲ方向に回転する場合、スライダ１０５はピニオンギア１０８と噛み合うときの反力によりキャリッジ１０４を介して前端部Ｆが矢印Ｔ方向へ回動しようとする力を受ける。装置の小型化のためにスライダ１０５の移動方向の長さ（図１１のＦ〜Ｅの間隔）を短くするほど、矢印Ｔ方向の力が大きくなる傾向がある。このため、図１０に示すように、スライダ１０５の前部（Ｆ部）では、スライダの水平方向当接部１０５ｂがラック部材１０６の水平方向当接部１０６ｂから離れて隙間Ｓが生じてしまう。その結果、スライダ１０５の後部（Ｅ部）におけるスライダ１０５の上下方向当接部１０５Ａとガイドレール１２１の上下方向当接部１０６ａとの接触点を支点として、キャリッジ１０４に図９の両矢印Ｂ方向のがたつき（振れ）が発生する。このため、読取センサ１０３の左右両端部にがたつきが発生することにより、高画質な読取画像を得ることが難しくなる。
【０００７】
図１０の構成の不都合を解消することを目的として、図１２に示すように、ラック部材１０６上にホルダ１１０を介して装着された付勢手段１０９によりスライダ１０５を矢印Ｐ方向に付勢する方法が採られている。つまり、ラック部材１０６上の付勢手段１０９によりスライダ１０５をガイドレール１２１へ向けて付勢することで、前後方向２箇所の水平方向当接部１０５ｂを水平方向当接部１０６ｂに当接させて隙間Ｓを除去する方法が採られている。しかし、付勢手段１０９による押圧力を用いてがたつきを抑制する構成では、キャリッジ移動時の摺動部の摩擦変動や駆動負荷の変動といった外的要因の影響を受けやすく、がたつきの無い安定した走査を確保することが困難であった。また、スライダ１０５を付勢手段１０９により押圧しているため、キャリッジ１０４の駆動負荷が増大することになる。近年、読取速度の高速化が一段と進む中、駆動負荷の増大は高速化にとっても好ましくない。さらに、付勢手段１０９やホルダ１１０が必要となり、コストアップの要因の一つになっていた。
【０００８】
このような事情に鑑みて、本発明の目的は、読取センサの移動時のがたつきを無くすことにより、高画質の読取画像を得ることが可能な画像読取装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するため、原稿台に載置された原稿をキャリッジに搭載した読取センサによって読み取る画像読取装置において、装置本体に配され前記キャリッジの移動方向に配されたラック歯を有するラック部材と、前記キャリッジに回転可能に配され前記ラック歯と噛み合うピニオンギアと、前記キャリッジに配され前記ピニオンギアを駆動するモータと、前記キャリッジと前記読取センサとの間に配され前記読取センサを前記原稿台に付勢する付勢部材と、前記装置本体に配され前記キャリッジの移動を案内するガイドレールと、前記キャリッジに配され前記ガイドレールと係合するガイド部と、を備え、前記キャリッジが前記付勢部材の反力を受けることにより前記ガイド部は前記ガイドレールに押し付けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、読取センサの移動時のがたつきを無くすことにより、高画質の読取画像を得ることが可能な画像読取装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の実施形態を説明する。なお、各図面を通して同一符号は同一又は対応部分を示すものである。
【００１２】
〔第１の実施形態〕
図１は第１の実施形態に係る画像読取装置の原稿カバーを開けたときの斜視図である。図２は第１の実施形態に係る画像読取装置の平面図である。装置本体１の上面には、原稿を載置するための原稿台ガラス２が取り付けられている。原稿は読取画像面が原稿台ガラス２と接触するようにしてセットされる。装置本体１の内部には、原稿台ガラス２の下面に沿って矢印Ｙ方向に移動可能な読取センサ３が配されている。読取センサ３は、矢印Ｘ方向に配されたコンタクトイメージセンサで構成され、同様に矢印Ｘ方向に配されたキャリッジ４に搭載されている。キャリッジ４は、装置本体内部に固定されたラック部材６に沿って矢印Ｙ方向に往復移動可能に案内支持されている。
【００１３】
装置本体１には、原稿台ガラス２に載置された原稿を原稿台ガラス２の上面に押圧するための押圧部材としての原稿カバー２１が開閉可能に取り付けられている。この原稿カバー２１の押圧面には、シート材とスポンジからなる原稿圧着シート２２が貼り付けられている。キャリッジ４は、その下面に固定されたスライダ５を介して、ラック部材６と一体のガイドレール３１に摺動しながら往復移動する。ラック部材６が装置本体側に固定されていることから、ガイドレール３１も装置本体側に固定されている。キャリッジ４とともに移動する読取センサ３は、原稿台ガラス２の下面に沿って移動することで、原稿台ガラス２上に載置された原稿の下面の画像を読み取っていく。スライダ５は、ガイドレール３１と係合するガイド部である。
【００１４】
図３は読取センサ３の断面図である。読取センサ３は、その内部に３色の発光素子（ＬＥＤ）３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂと、ロッドレンズアレイ３４と、受光素子（イメージセンサ）３５が組み込まれている。ＬＥＤ３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂから原稿に照射された光は原稿面で反射され、この反射光はロッドレンズアレイ３４を透過することでイメージセンサ３５上に結像される。読取センサ３は、３色のＬＥＤ３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂを順次切り替えて点灯し、イメージセンサ３５が各色ごとに原稿からの反射光を読み取ることにより、色分解読取を行う。
【００１５】
図４は画像読取装置における画像データ処理手段のブロック図である。順次点滅するＬＥＤ３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂに同期してイメージセンサ３５が読み取った画像出力信号は、アンプ８１に送られて増幅された後、Ａ／Ｄコンバータ８２によりデジタル画像信号に変換される。Ａ／Ｄコンバータ８２は、そのビット数分にイメージセンサ３５のダイナミックレンジ（原稿上の真白部と真黒部の読取出力差）を分割して、原稿上の画像の明るさに応じて階調数を割り当てる。例えば、分解能８ｂｉｔのＡ／Ｄコンバータ８２を使用する場合は白から黒に至る間を２５６の階調レベルに識別することができ、１０ｂｉｔのＡ／Ｄコンバータ８２を使用する場合は１０２４の階調レベルに識別することができる。従って、８ｂｉｔのＡ／Ｄコンバータ８２を用いる画像読取装置では、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の光源によるカラー読取で２４ｂｉｔ＝約１６７０万色を識別することができる。また、１０ｂｉｔの場合は、３０ｂｉｔ＝約１０億７４００万色を識別することができる。
【００１６】
画像読取装置の画像信号の出力形態は数種類あり、読取画像の用途によって好適な出力形態を選択することができる。文章を読み取ってその内容をＯＣＲにかける場合や、モノクロの線画を読み取る場合には、モノクロ２値の画像が適している。このため、前述のＲ、Ｇ、Ｂの光源のうち、例えばＧだけを点灯して得た画像信号を、ゲートアレイ８３に組み込まれた画像処理回路により、所望のしきい値にて２値化した画像データが使用される。写真などの画像をモノクロプリンタに出力する目的で画像を読み取る場合は、同じくＧ光源による画像信号を使用し、ディザ法や誤差拡散法といった中間調処理を用いて二値化した画像データが使用される。また、カラー画像の処理を行う場合は、多値（２４ｂｉｔなど）画像データを使用することが好適である。以上の画像処理回路を経た画像信号は、インタフェース回路８４を介してパソコン８５などの機器に出力される。なお、読取センサ３の動作およびキャリッジ４の駆動モータ７の動作などは、ＣＰＵ９０によって制御される。上記の制御を行うＣＰＵ９０のコントロールボードや電源からなる電装部は、装置本体１の内部に配置されている。
【００１７】
図５は第１の実施形態に係るキャリッジの駆動機構をキャリッジを省いて示す斜視図である。図６は図２中のＡ−Ａで切断した画像読取装置の横断面図である。図７は第１の実施形態に係るスライダとラック部材の摺動構造の横断面図である。
【００１８】
読取センサ３を搭載したキャリッジ４の駆動機構について説明する。装置本体側に固定されたラック部材６には、そのほぼ全長にわたってラック歯４１が形成されている。キャリッジ４の下面（原稿台ガラス２と反対側の面）には、スライダ５および支持枠４２が固定されており、支持枠４２上には駆動源としてのモータ７が取り付けられている。支持枠４２には、ラック歯４１と噛み合うピニオンギア８が回転可能に軸支されている。モータ７の回転は、モータギア４４からアイドラギア１６を介してウォームギア１７へ伝達され、さらにウォームギア１７と一体に形成されたウォームホイール４５を介してピニオンギア８へ伝達される。
【００１９】
ピニオンギア８がラック部材６のラック歯４１と噛み合って回転する。この回転力により、ピニオンギア８に推進力が作用し、この推進力によりキャリッジ４が移動する。このキャリッジ４の移動は、後述するスライダ５とガイドレール３１との摺動係合により、図中矢印Ｙ方向に案内されている。すなわち、ＣＰＵ９０（図４）からの指令によりモータ７が駆動されると、アイドラギア１６を介しウォームギア１７が回転し、ウォームホイール４５に駆動が伝達され、ピニオンギア８が回転する。この回転力がラック部材６に対する推進力になり、キャリッジ４に搭載された読取センサ３は原稿台ガラス２に沿って自走式で往復走査可能になっている。
【００２０】
読取センサ３はキャリッジ４に搭載されており、読取センサ３の両端部には、読取センサ３の上面（原稿台ガラス２側の面）と原稿台ガラス２の下面（読取センサ３側の面）との距離を一定に保つことでピント位置を保証するためのスペーサ１９、２０が設けられている。キャリッジ４の一端部（図６の左端部）では、読取センサ３の一端部がキャリッジ４との間に装着された付勢部材（ばね）１８により上向きに（原稿台ガラス２側へ）付勢され、スペーサ１９が原稿台ガラス２の下面に押圧されている。キャリッジ４の他端部（図６の右端部）には、読取センサ３の他端部の下面に当接する支持部２５が設けられている。キャリッジ４の左右方向中間部は、キャリッジ４の下面に固定されたスライダ５と装置本体側に固定されたガイドレール３１との当接部で支持されている。かかる構成によれば、キャリッジ４の一端部はばね１８の押圧反力により下向きに付勢される。また、読取センサ３の他端部は、キャリッジ４の他端部を読取センサ３の他端部に当接させることにより、原稿台ガラス２の下面に向けて付勢（押圧）されている。
【００２１】
ばね１８の上向き押圧力の反力は、中間部におけるスライダ５とガイドレール３１との当接部に作用する支持反力と、他端部の支持部２５にスペーサ２０を介して原稿台ガラス２から作用する支持反力とにより平衡状態に支持されている。このような３箇所に作用する力の平衡により、読取センサ３は、両端部のスペーサ１９、２０が原稿台ガラス２の下面に押圧された一定の姿勢で、キャリッジ４上に保持されている。なお、本実施形態では、ガイドレール３１がラック部材６と一体に形成されている。このため、キャリッジ４の下面に固定されたスライダ５は、ばね１８により読取センサ３を押し上げる力の反力と読取センサ３およびキャリッジ４の自重とにより、ラック部材６に押圧付勢されている。
【００２２】
次に、図７を用いて、スライダ５とラック部材６との摺動構造について説明する。スライダ５の移動方向において所定間隔をおいた２箇所に、原稿台ガラス２と反対側向きの凹形状５１（５１−１、５１−２）が設けられている。凹形状５１は、２つの斜面５１ａ、５１ｂを有する逆Ｖ字形状で形成されている。すなわち、ガイド部であるスライダ５は、原稿台と反対側に凹部を備える。一方、ガイドレール３１には、スライダ５の凹形状５１と２箇所５２ａ、５２ｂで接触する原稿台ガラス２側向きの凸形状５２が設けられている。すなわち、ガイドレール３１は、原稿台側に凸部を備える。本実施形態では、ガイドレール３１は、ラック部材６のラック歯４１の近傍にラック歯４１と平行に設けられており、さらに、ラック部材６と一体に形成されている。ガイドレール３１の凸形状５２は、スライダ５の凹形状５１の各斜面５１ａ、５１ｂと摺動可能に接触している。本実施形態では、凸形状５２は円弧形状になっている。かかる構成によれば、スライダ５の凹形状５１は、ガイドレール３１の凸形状５２に対し、２箇所の摺動部５２ａ、５２ｂにおいてガタ無く当接している。
【００２３】
なお、前述の摺動接触構造の場合、ピニオンギア８の駆動力の反力の影響によって、キャリッジ４がスライダ５の傾斜部をトリガとして図７中の矢印Ｕ方向にせり上がる分力が発生することがある。しかし、この分力は、ばね１８が読取センサ３を押し上げる力の反力や自重による押圧力の約１割程度の比較的小さい力であるため、読取センサ３の往復移動においては問題とならない。
【００２４】
以上説明した実施形態によれば、簡単かつコンパクトな構成で、読取センサ３を原稿台ガラス２に平行な面内で安定した姿勢で保持することができる。これにより、読取センサの移動時におけるがたつきを無くすことにより、高画質の読取画像を得ることが可能な画像読取装置が提供される。また、従来例では、読取センサを原稿台ガラスから所定隙間の位置に位置決め付勢する付勢部材（本実施形態のばね１８）とは別に設けた複数個の付勢部材によって、スライダの水平方向当接部をガイドレールの摺動面に付勢する必要があった。このため、従来例では、必然的に駆動時の負荷が増大することになっていた。これに対し、本実施形態によれば、読取センサ３を押し上げるばね１８を利用してスライダ５をガイドレール３１に押圧することができる。従って、従来例と比べ、駆動負荷を低減して読取速度の高速化に大きく寄与することができ、同時に、部品点数を削減することが可能となる。
【００２５】
〔第２の実施形態〕
図８は第２の実施形態に係るスライダとラック部材の摺動構造の横断面図である。第１の実施形態では、スライダ５の移動方向において所定間隔をおいた位置に原稿台ガラス２と反対側向きの凹形状５１を設けるとともに、ガイドレール３１に原稿台ガラス２側向きの凸形状５２を設ける構成とした。これに対し、本実施形態では、スライダ２３の移動方向において所定間隔をおいた２箇所に、原稿台ガラス２と反対側向きの凸形状５４（５４−１、５４−２）が設けられている。すなわち、ガイド部であるスライダ２３は、原稿台と反対側に凸部を備える。一方、ガイドレール５５には、スライダ２３の凸形状５４の摺動部５４ａ、５４ｂに当接する凹形状５６が設けられている。すなわち、ガイドレール５５は、原稿台側に凹部を備える。本実施形態では、凹形状５６は２つの斜面５６ａ、５６ｂを有するＶ字形状で形成されている。
【００２６】
本実施形態でも、ガイドレール５５は、ラック部材２４のラック歯５７の近傍にラック歯５７と平行に設けられており、さらにラック部材２４と一体に設けられている。ガイドレール５５の凹形状５６は、その２つの斜面５６ａ、５６ｂがスライダ２３の２箇所の摺動部５４ａ、５４ｂに接触している。本実施形態では、凸形状５４は円弧形状になっている。かかる構成によれば、スライダ２３の凸形状５４は、ガイドレール５５の凹形状５６に対し、２箇所の摺動部５４ａ、５４ｂにおいてガタ無く当接している。また、キャリッジ４の往復移動の際もスライダ２３の凸形状５４とガイドレール５５の凹形状５６との摺動部にガタが発生しないため、読取センサ３の両端部にブレやガタが発生することがない。なお、前述の各実施形態では、スライダおよびガイドレールの摺動接触構造の断面形状を円弧形状とＶ字形状の組合せとした。ただし、これは、ばね１８による読取センサ３の押圧反力と自重とを利用して摺動接触部のガタを無くすことができる形状であれば、その他の任意の形状の組合せにしても良い。
【００２７】
本実施形態でも、読取センサ３を押し上げるばね１８を利用してスライダ２３をガイドレール５５に押圧することができ、従来例と比べ、駆動負荷を低減して読取速度の高速化に大きく寄与することができ、同時に、部品点数を削減することが可能となる。従って、本実施形態によっても、簡単かつコンパクトな構成で、読取センサ３を原稿台ガラス２に平行な面内で安定した姿勢で保持することができる。これにより、読取センサ３の移動時におけるがたつきを無くすことにより、高画質の読取画像を得ることが可能な画像読取装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施形態に係る画像読取装置の原稿カバーを開けたときの斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る画像読取装置の平面図である。
【図３】読取センサの断面図である。
【図４】画像読取装置における画像データ処理手段のブロック図である。
【図５】第１の実施形態に係るキャリッジの駆動機構をキャリッジを省いて示す斜視図である。
【図６】図２のＡ−Ａで切断したときの画像読取装置の断面図である。
【図７】第１の実施形態に係るスライダとラック部材の摺動構造の横断面図である。
【図８】第２の実施形態に係るスライダとラック部材の摺動構造の横断面図である。
【図９】従来例に係る画像読取装置の原稿カバーを開けたときの平面図である。
【図１０】ラック部材とスライダの摺動部の横断面図である。
【図１１】図９中のキャリッジの駆動機構の部分平面図である。
【図１２】図１０のラック部材とスライダの間のガタを除去するための付勢手段を設けた摺動部の横断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  装置本体
２  原稿台ガラス
３  読取センサ
４  キャリッジ
５  スライダ
６  ラック部材
７  モータ
８  ピニオンギア
１８  付勢部材
３１  ガイドレール
【図１】
2009205134.tif 000003
【図２】
2009205134.tif 000004
【図３】
2009205134.tif 000005
【図４】
2009205134.tif 000006
【図５】
2009205134.tif 000007
【図６】
2009205134.tif 000008
【図７】
2009205134.tif 000009
【図８】
2009205134.tif 000010
【図９】
2009205134.tif 000011
【図１０】
2009205134.tif 000012
【図１１】
2009205134.tif 000013
【図１２】
2009205134.tif 000014