画像読取装置
【課題】装置全高を低く構成可能な画像読取装置を提供する。
【解決手段】複合機１０は、原稿が載置されるコンタクトガラス２０と、コンタクトガラス２０の下側で往復動して、原稿から画像を読み取るＣＩＳユニット３８とを有している。ＣＩＳユニット３８は、スキャナベース２３のレール２７に支持されたキャリッジ３９にイメージセンサ５２が搭載されたものである。キャリッジ３９とイメージセンサ５２との間に２つのコイルバネ５７，５８が介設されて、イメージセンサ５２はコンタクトガラス２０に圧接されている、コイルバネ５７，５８は共にイメージセンサ５２の長手方向における中央６１よりも一端側に配置されている。中央６１に近い位置に配置されたコイルバネ５７のバネ定数が、コイルバネ５８のバネ定数よりも大きい。中央６１よりも他端側において、スキャナベース２３の下方には回路空間５９が形成されている。
【解決手段】複合機１０は、原稿が載置されるコンタクトガラス２０と、コンタクトガラス２０の下側で往復動して、原稿から画像を読み取るＣＩＳユニット３８とを有している。ＣＩＳユニット３８は、スキャナベース２３のレール２７に支持されたキャリッジ３９にイメージセンサ５２が搭載されたものである。キャリッジ３９とイメージセンサ５２との間に２つのコイルバネ５７，５８が介設されて、イメージセンサ５２はコンタクトガラス２０に圧接されている、コイルバネ５７，５８は共にイメージセンサ５２の長手方向における中央６１よりも一端側に配置されている。中央６１に近い位置に配置されたコイルバネ５７のバネ定数が、コイルバネ５８のバネ定数よりも大きい。中央６１よりも他端側において、スキャナベース２３の下方には回路空間５９が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレートに載置された原稿から画像を読み取る画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットベッド方式の画像読取装置では、原稿が載置された透光性のコンタクトガラスの下方に細長形状のイメージセンサが設けられている。イメージセンサによって、原稿の画像が光学的に読み取られる。
【０００３】
イメージセンサは、ベルトユニットなどによって駆動伝達されて往復動するキャリッジに搭載されており、キャリッジと一体に移動する。キャリッジは、移動方向に沿ってシャフトやレールに支持されている。
【０００４】
画像の読み取りのためにキャリッジ及びイメージセンサが移動する間、イメージセンサは、長手方向に亘ってコンタクトガラスとの距離が一定に維持される必要がある。移動中にイメージセンサとコンタクトガラスとの距離が変化したり、イメージセンサとコンタクトガラスとの距離が他と異なる位置が存在すると、原稿からイメージセンサに到る光路長や焦点位置が変化し、読み取られた画像にピントずれが生じてしまうおそれがある。
【０００５】
イメージセンサとコンタクトガラスとの距離を一定に維持するため、一般的な構成では、キャリッジとイメージセンサとの間にコイルバネが介設されている。イメージセンサは、コイルバネによってコンタクトガラス側に付勢されている。それにより、イメージセンサの一部やイメージセンサに設けられたローラなどがコンタクトガラスの下側面に圧接されている。つまり、イメージセンサは、一部がコンタクトガラスの下側面に接触した状態でキャリッジによって移動される。
【０００６】
このような構成の画像読取装置として、イメージセンサの撓みによってコンタクトガラスとの距離が変化することを防止するために、イメージセンサに撓み矯正器具が取り付けられた画像読取装置が知られている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−９２６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したような構成では、コイルバネは、イメージセンサの長手方向の両端付近に設けられている。コイルバネは、高さ方向を軸線方向として配置されるため、画像読取装置の内部において一定の高さ方向のスペースを占有する。
【０００９】
画像読取装置の内部に回路基板を配置する際、コイルバネの移動経路を避けて配置することが必要であるが、コイルバネがイメージセンサの長手方向の両端に離間されている場合、コイルバネの移動経路と重なる位置に回路基板を配置することになり、画像読取装置の全高を高くせざるを得ない。
【００１０】
一方で、コイルバネをあまり離間させずに配置したり、コイルバネを１つのみ配置した場合、イメージセンサを支持する力に偏りが生じてしまい、イメージセンサとコンタクトガラスとが遊離してしまうことがある。
【００１１】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置全高を低く構成可能な画像読取装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
(1) 本発明に係る画像読取装置は、原稿が載置される透光性のプレートと、上記プレートの下側において、第１位置及び第２位置の間を上記プレートに沿って往復動するキャリッジと、細長形状の外形であり、上記キャリッジの移動方向と直交する方向を長手方向として上記プレートと接離する方向に移動可能に上記キャリッジに搭載されており、上記プレートに載置された原稿の画像を光学的に読み取るイメージセンサと、上記キャリッジと上記イメージセンサとの間に介設されており、上記イメージセンサを上記プレート側へ付勢する弾性部材と、を備えている。上記弾性部材は、上記イメージセンサの長手方向における中央より一端側に２つが配置されており、中央側に配置された一方が上記イメージセンサを付勢する付勢力が、一端側に配置された他方が上記イメージセンサを付勢する付勢力よりも大きい。
【００１３】
ここで、本発明における透光性とは、少なくともイメージセンサが画像読み取りに使用する波長の光を、画像読み取り可能な程度に透過させる性質のことであり、あらゆる波長の光を完全に透過させる性質に限定されるものではない。
【００１４】
本構成によると、弾性部材は、イメージセンサの長手方向の中央よりも一端側に２つが設けられる。つまり、当該一端側と反対側には弾性部材が設けられていないため、イメージセンサの下側には、装置に必要な回路基板を設けるためのスペースが確保される。つまり、画像記録装置の全高を低く構成できる。
【００１５】
また、２つの弾性部材のうち、中央側にある一方の付勢力が、他方の付勢力よりも大きいため、イメージセンサを付勢する力に偏りが生じることなく、イメージセンサとプレートとが遊離してしまうことが回避される。
【００１６】
(2) ２つの上記弾性部材はコイルバネであり、中央側に配置された一方のバネ定数が、一端側に配置された他方のバネ定数よりも大きいものであってもよい。
【００１７】
２つの弾性部材はコイルバネであってもよい。２つのコイルバネのうち、中央側に配置されたコイルバネの付勢力を、一端側に配置されたコイルバネの付勢力よりも大きくするため、互いにバネ定数の異なるコイルバネが使用されてもよい。
【００１８】
(3) 上記キャリッジは、上記イメージセンサを収容可能な形状であって、上記弾性部材を保持する保持部が上記キャリッジの底から下方へ突出されていてもよい。
【００１９】
弾性部材は、保持部によって保持される。保持部はキャリッジの底から下方へ突出されている。本構成では、保持部はイメージセンサにおける長手方向の中央よりも一端側に２つが設けられる。そのため、当該一端側と反対側には保持部が存在せず、装置に必要な回路基板を設けるためのスペースがイメージセンサの下側に確保される。
【００２０】
(4) 本発明に係る画像読取装置は、上記キャリッジの下方に設けられたスキャナベースをさらに備えていてもよい。上記スキャナベースは、上記キャリッジを移動方向に沿って支持するレールが設けられたものであってもよい。
【００２１】
(5) 上記スキャナベースには、下側面が上記保持部の突出先端よりも上方に位置する隆起部が設けられていてもよい。上記隆起部の下方には、当該装置を制御する回路基板を配置可能な空間が形成されていてもよい。
【００２２】
弾性部材の移動経路と重ならない位置においては、スキャナベースを保持部よりも上方へ隆起させることができる。本構成では、イメージセンサにおける長手方向の中央よりも一端側にのみ保持部が設けられているため、他端側に広く隆起部を設けることが可能である。隆起部の下側には、装置に必要な回路基板を設けるためのスペースを確保することができる。
【００２３】
(6) 本発明に係る画像読取装置は、上記スキャナベースの下方に設けられており、シートに画像を記録可能なプリンタ部をさらに備えていてもよい。上記隆起部と上記プリンタ部との間に、上記回路基板が配置されていてもよい。
【００２４】
本構成によると、隆起部とプリンタ部との間に形成されたスペースに回路基板が配置される。隆起部が上方へ隆起しているため、画像読取装置の全高を高くせずとも、回路基板を配置するための高さ方向のスペースを確保することが容易である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明においては、イメージセンサにおける長手方向の中央よりも一端側にのみ弾性部材が設けられているため、当該一端側と反対側には、装置に必要な回路基板を設けるためのスペースがイメージセンサの下側に確保され、画像読取装置の全高を低く構成できる。また、弾性部材のうち、中央側にある一方の付勢力が、他方の付勢力よりも大きいため、イメージセンサを付勢する力に偏りが生じることなく、イメージセンサとプレートとが遊離してしまうことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る複合機１０の外観斜視図である。
【図２】図２は、読取ユニット２２の外観斜視図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ａ切断面における断面図である。
【図４】図４は、図３の要部拡大図である。
【図５】図５は、ＣＩＳユニット３８を上下に分解した状態を示す斜視図である。
【図６】図６は、イメージセンサ５２に作用するモーメントを比較例と共に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。以下の説明においては、複合機１０（本発明の画像読取装置の一例）が使用可能に設置された状態（図１の状態）を基準として上下方向７を定義し、操作パネル１３が設けられている側を手前側として前後方向８を定義し、複合機１０を手前側（正面）から見て左右方向９を定義する。
【００２８】
［複合機１０の概略構成］
図１に示される複合機１０は、プリンタ機能とスキャナ機能とを一体的に備えた多機能装置（ＭＦＤ：Multi Function Device）である。複合機１０は、概ね直方体の本体フレーム１４を備えている。本体フレーム１４の内部には、プリンタ部１１（本発明のプリンタ部の一例）及び、フラットベッド方式のスキャナ部１２が収容されている。スキャナ部１２は、プリンタ部１１の上方に設けられている。プリンタ部１１としては、例えば、インクジェット記録方式や熱転写方式などの記録方式のうちのいずれかが採用されている。プリンタ部１１は、上記のような公知な記録方式に基づいて当業者が任意に設計することができるものであるため、プリンタ部１１の詳細な説明は省略される。
【００２９】
本体フレーム１４の正面側には、操作パネル１３が設けられている。操作パネル１３は、各種操作ボタン及び液晶表示部を備える。プリンタ部１１及びスキャナ部１２は、操作パネル１３からの指示によって動作するようになっている。なお、複合機１０は、パーソナルコンピュータと接続され得る。その場合、プリンタ部１１及びスキャナ部１２は、操作パネル１３からの指示のほか、パーソナルコンピュータからデバイスドライバ等を介して送信される操作信号によって動作することも可能である。
【００３０】
［スキャナ部１２］
スキャナ部１２は、フラットベッドスキャナ（ＦＢＳ：Flatbed Scanner）として機能する読取載置台１７を備えており、読取載置台１７に対して原稿押さえカバー２１が開閉自在に取り付けられている。原稿押さえカバー２１は、例えば蝶番（不図示）を介して読取載置台１７に連結されている。原稿押さえカバー２１は、蝶番を中心に回動することで、読取載置台１７を開閉する。原稿押さえカバー２１は、原稿トレイ（不図示）から排紙トレイ（不図示）へ原稿を連続搬送するオート・ドキュメント・フィーダ（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）を備えているが、オート・ドキュメント・フィーダは任意の構成である。
【００３１】
読取載置台１７は、本体フレーム１４の上半部を構成する上カバー１６と、上カバー１６の上面に設けられたコンタクトガラス２０（本発明のプレートの一例）と、本体フレーム１４に内蔵された画像読取ユニット２２（図２）とを有する。
【００３２】
本体フレーム１４は、上面が開放された容器状の下フレーム１５と、開口１９を有する上カバー１６とを備えている。下フレーム１５及び上カバー１６は、共に合成樹脂により構成されている。下フレーム１５の上に上カバー１６が嵌め合わされることにより、本体フレーム１４が構成されている。コンタクトガラス２０は、上カバー１６に取り付けられており、開口１９から露出している。コンタクトガラス２０は、原稿（本発明の原稿の一例）が載置される原稿載置面を構成し、開口１９が原稿載置面を区画している。
【００３３】
原稿は、コンタクトガラス２０上に載置される。原稿は、原稿押さえカバー２１が閉じられることによって、原稿押さえカバー２１によってコンタクトガラス２０上に固定される。上記画像読取ユニット２２は、コンタクトガラス２０の下方から、原稿の画像を光学的に読み取る。
【００３４】
図２，３，４に示される画像読取ユニット２２は、下フレーム１５の内側において最上部に配設されている。上カバー１６の上面からは、コンタクトガラス２０を通して、画像読取ユニット２２の一部が視認可能である。画像読取ユニット２２は、スキャナベース２３（本発明のスキャナベースの一例）と、ベルト駆動機構３１と、ＣＩＳユニット３８とを備えている。以下、画像読取ユニット２２を構成する各部材をより詳細に説明する。なお、図２，３，４においては、読取ユニット２２が複合機１０に搭載された状態に基づいて、上下方向７、前後方向８、及び左右方向９が定義されている。
【００３５】
［スキャナベース２３］
スキャナベース２３は、概ね薄平な板状の底板２４と、底板２４の周縁から立設された側壁２５（図２，３）とを有している。スキャナベース２３は、底板２４が側壁２５よりも下方に位置するように下フレーム１５の内部に配設されている。スキャナベース２３は、上方から見て下フレーム１５の内径と一致する寸法に形成されている。下フレーム１５の内部空間は、底板２４によって上下に区画されている。底板２４よりも下方には、プリンタ部１１（図１）、電源ユニット（不図示）、及び後述される回路基板（不図示）などが設けられている。底板２４よりも上方には、画像読取ユニット２２の一部を為すベルト駆動機構３１及びＣＩＳユニット３８が設けられている。ベルト駆動機構３１及びＣＩＳユニット３８がスキャナベース２３と一体に組み付けられて、画像読取ユニット２２が構成されている。
【００３６】
底板２４のうち、左右方向９における右側の７割程度の領域は、ＣＩＳユニット３８が移動するための移動領域２６（図２）である。移動領域２６は、ＣＩＳユニット３８が移動可能となるように、左右方向９に概ね平坦に形成されている。ここで、移動領域２６の左端が本発明の第１位置であり、右端が第２位置である。移動領域２６のうち前後方向８の中央よりもやや後方にはレール２７（本発明のレールの一例）が形成されている。レール２７は、左右方向９に沿って直線状に設けられている。ＣＩＳユニット３８は、レール２７によって、下方から支持されている。
【００３７】
レール２７の後方側であって、移動領域２６よりも左側に張り出す位置には、凹陥部２８が形成されている。凹陥部２８は、底板２４が凹状に陥没された位置である。底板２４の上面及び下面は、凹陥部２８において最も低い位置に存在する。凹陥部２８の内側には、ベルト駆動機構３１を構成する駆動部３２が配設されている。駆動部３２は、ＣＩＳユニット３８よりも下方に位置するように設けられている
【００３８】
移動領域２６のうち、レール２７の前方側には、溝２９が形成されている。溝２９は、レール２７と平行な直線状に形成されている。溝２９の前後方向８の幅は、凹陥部２８の前後方向８の幅よりも短く、溝２９の深さは、凹陥部２８の深さよりも浅い。溝２９は、スキャナベース２３が後述されるバネ座４４の移動を阻害しないためのものである。
【００３９】
溝２９よりも前方側には、隆起部３０（本発明の隆起部の一例）が形成されている。隆起部３０は、底板２４が他の部分に対して隆起された位置である。底板２４の上面及び下面は、隆起部３０において最も高い位置に存在する。隆起部３０の下方には、回路空間５９（本発明の空間の一例，図３を参照）が形成されている。なお、図３では省略されているが、回路空間５９には、回路基板（本発明の回路基板の一例）が配設されている。
【００４０】
回路空間５９に配置された回路基板は、例えば、複合機１０の全体動作を制御する制御回路の一部を為すものである。回路基板は上下方向７において、凹陥部２８や溝２９と部分的に重なる位置に設けられている。また、回路空間５９及び凹陥部２８の直下には、プリンタ部１１の構成部材が設けられている。
【００４１】
［ベルト駆動機構３１］
ベルト駆動機構３１は、駆動プーリ３５と、駆動プーリ３５を駆動するモータ３４を有した駆動部３２と、従動プーリ３６（図１）と、駆動プーリ３５と従動プーリ３６との間に巻き架けられたタイミングベルト３７とを備えている。タイミングベルト３７は、内側に歯が形成された無端ベルトである。上記駆動部３２のモータが駆動プーリ３５を回転させることにより、上記タイミングベルト３７が周運動するように構成されている。
【００４２】
駆動部３２及び駆動プーリ３５は、上述されたスキャナベース２３の凹陥部２８に配設されている。一方、従動プーリ３６は、底板２４の右端付近に配設されている。タイミングベルト３７は、移動領域２６を左右に横断するようにして、駆動プーリ３５と従動プーリ３６との間に巻き架けられている。
【００４３】
タイミングベルト３７の駆動プーリ３５と従動プーリ３６との間の部分、すなわち左右方向９に沿った部分は、ＣＩＳユニット３８を構成する後述されるキャリッジ３９に連結されている。ＣＩＳユニット３８は、駆動プーリ３５及びタイミングベルト３７を介して駆動部３２から駆動伝達される。ＣＩＳユニット３８は、タイミングベルト３７と共にレール２７の軌道に沿って移動する。なお、タイミングベルト３７としては、無端ベルト以外に、ベルトの両端部がキャリッジ３９に固着された有端ベルトが採用されてもよい。
【００４４】
［ＣＩＳユニット３８］
図５に示されるように、ＣＩＳユニット３８は、キャリッジ３９（本発明のキャリッジの一例）と、キャリッジ３９に搭載されたイメージセンサ５２（本発明のイメージセンサの一例）と、キャリッジ３９とイメージセンサ５２との間に介設された２つのコイルバネ５７，５８（本発明の弾性部材,コイルバネの一例）とを有している。なお、図５においては、ＣＩＳユニット３８が複合機１０に搭載された状態に基づいて、上下方向７、前後方向８、及び左右方向９が定義されている。
【００４５】
キャリッジ３９は、細長の平板形状を呈しており、前後方向８を長手方向として、スキャナベース２３に組み付けられている。キャリッジ３９の左右方向９の中央周辺は、他の部分よりも凹んでおり、凹んだ部分にイメージセンサ５２を搭載する台座４０が形成されている。台座４０は、前後方向８におけるキャリッジ３９の後方側に形成されている。台座４０よりも前方においては、キャリッジ３９が矩形の形状に刳り抜かれて貫通孔４１が形成されている。つまり、キャリッジ３９は貫通孔４１を有する矩形の枠体として捉えることもできる。
【００４６】
台座４０及び貫通孔４１の外側の部分、すなわち、枠体の周縁である枠部４２において、左右方向９の右側であって、前後方向８の両端に対向する位置に２つの軸受部４３がそれぞれ設けられている。軸受部４３は、それぞれ縦長な楕円形状の孔を有している。２つの軸受部４３の孔は、前後方向８において互いに重なり合う位置に形成されている。軸受部４３は、後述されるイメージセンサ５２の軸片５３を回転可能に保持するものである。
【００４７】
キャリッジ３９の下側であって前後方向８の中央周辺には、レール受け部５０が設けられている。レール受け部５０には、左右方向９に沿ったレール溝５１が形成されている。レール溝５１は、スキャナベース２３のレール２７に嵌め合わされており、それにより、キャリッジ３９がスキャナベース２３に支持されている。なお、レール溝５１には、レール２７との摩擦を軽減し、相対移動をスムースにするためのローラやボールなどが設けられていてもよい。
【００４８】
図４に示されるように、レール受け部５０の上方には、２つのバネ座４４，４５（本発明の保持部の一例）が設けられている。バネ座４４，４５は、台座４０が下方へ陥没されることで形成されている。つまり、バネ座４４，４５は、台座４０から下方へ突出されている。バネ座４４，４５の突出先端は、スキャナベース２３の隆起部３０よりも下方に位置している。
【００４９】
バネ座４４，４５の奥面４６，４７から、上方に向かって中空な円柱形状の支持棒４８，４９が突出されている。支持棒４８，４９は、コイルバネ５７，５８の軸線方向から挿入されるものである。
【００５０】
２つのバネ座４４，４５のうち前後方向８の前方に位置するバネ座４４は、台座４０の前端付近に設けられている、もう一方のバネ座４５は、バネ座４４よりも僅かに後方に設けられている。つまり、２つのバネ座４４，４５は、前後方向８に並べられている。また、レール受け部５０のレール溝５１は、２つのバネ座４４，４５の間に設けられている。
【００５１】
前方側のバネ座４４は、スキャナベース２３の溝２９と対応する位置にあり、部分的に溝２９の内部に位置している。画像記録の際、バネ座４４は、左右方向９に沿って溝２９の内部を移動する。
【００５２】
図５に示されるように、イメージセンサ５２は、概ね細長な直方体形状を呈している。イメージセンサ５２は、合成樹脂により構成されたフレームの内部に光源（不図示）、及び受光素子（不図示）などを備えている。イメージセンサ５２は、コンタクトガラス２０上の原稿から画像を光学的に読み取るものである。
【００５３】
イメージセンサ５２内部の光源は、典型的には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）（不図示）及びライトガイド（不図示）を備えている。ＬＥＤは、イメージセンサ５２の内奥部に配置されている。ライトガイドは、典型的には透明な合成樹脂からなる。ライトガイドは、前後方向８全体に延びている。ＬＥＤから発せられた光は、ライトガイドによってイメージセンサ５２の長手方向全体に導かれる。それにより、ＬＥＤから発せられた光は、イメージセンサ５２の長手方向全体に略均等に分散され、コンタクトガラス２０上の原稿に照射される。
【００５４】
イメージセンサ５２には、複数の受光素子（不図示）が設けられている。各受光素子は、イメージセンサ５２の内底部において前後方向８に並設されている。各受光素子は、光電変換素子であって、受光に基づいて電気信号を出力するものである。各受光素子は、集光レンズ（不図示）を備えている。集光レンズは、イメージセンサ５２の上面から入射した光を各受光素子に導くものである。
【００５５】
イメージセンサ５２の前後方向８（長手方向）及び左右方向９（短手方向）の寸法は、キャリッジ３９の枠部４２の内側に収まる寸法である。イメージセンサ５２は、枠部４２の内側、つまり、キャリッジ３９の台座４０及び貫通孔４１の上部に位置している。
【００５６】
イメージセンサ５２は、前後方向８の両端の２箇所が部分的に左右方向９の右側へ張り出されている。その張り出された部分から前後方向８の後方に向かって円柱形状の軸片５３がそれぞれ突出されている。軸片５３は、矢印６２，６３に沿ってそれぞれキャリッジ３９の軸受部４３の孔に挿入され、回転可能に保持されている。これにより、イメージセンサ５２は、軸片５３を中心として回動し、部分的にキャリッジ３９から接離可能となっている。また、軸受部４３の孔は、縦長な楕円形状であるため、軸片５３は、孔の内部を所定距離だけ上下方向７に移動自在である。このように、イメージセンサ５２は、キャリッジ３９に対して一定の自由度を有して取り付けられている。
【００５７】
図４に示されるように、キャリッジ３９のバネ座４４，４５には、コイルバネ５７，５８が保持されている。つまり、コイルバネ５７，５８は、キャリッジ３９とイメージセンサ５２との間に介設されている。コイルバネ５７，５８は、軸線方向の一端側（下端側）から支持棒４８，４９が挿入されて、立脚状態に維持されている。コイルバネ５７，５８は、当該一端側がバネ座４４，４５の奥面４６，４７に当接し、他端側が、イメージセンサ５２の下面に当接している。こうして、イメージセンサ５２は、コイルバネ５７，５８によって上方に付勢された状態となっている。なお、図には示されないが、イメージセンサ５２の下面がコイルバネ５７，５８を受ける部分には、コイルバネ５７，５８の滑りを防止可能な形状として、例えば凹状や凸状の形状が採用されてもよい。
【００５８】
バネ座４４，４５は、それぞれ、前後方向８におけるイメージセンサ５２の中央６１（図３）よりも後方側に位置している。ここで、前方側のバネ座４４に配置されたコイルバネ５７の付勢力は、後方側のバネ座４５に配置されたコイルバネ５８の付勢力よりも強い。
【００５９】
詳細には、２つのコイルバネ５７，５８は、自然長が同じ長さであるが、バネ定数が互いに相違する。つまり、前方側のバネ座４４に配置されたコイルバネ５７のバネ定数が、後方側のバネ座４５に配置されたコイルバネ５８のバネ定数よりも大きい。バネ定数の具体的な値は、イメージセンサ５２の長手方向の長さ、２つのバネ座４４，４５の相対位置、及びバネ座４４，４５の奥面４６，４７からコンタクトガラス２０までの距離などに基づいて適宜決定されるが、概ね、イメージセンサ５２の重心位置に近づくほど大きなバネ定数のものが使用される。
【００６０】
コイルバネ５７，５８の付勢力によって、イメージセンサ５２の上面の一部が、コンタクトガラス２０の下面に圧接されている。図５では省略されているが、本実施形態においては、前後方向８におけるイメージセンサ５２の両端に、軸を中心に回転可能なローラ５６（図３）が設けられている。ローラ５６の軸は、前後方向８と平行に取り付けられている。コイルバネ５７，５８の付勢力によって、ローラ５６がコンタクトガラス２０の下面にそれぞれ圧接されている。ローラ５６は、イメージセンサ５２がコンタクトガラス２０を摺動する際の抵抗力を軽減するためのものである。
【００６１】
画像読取の際、イメージセンサ５２は、ローラ５６がコンタクトガラス２０の下面にそれぞれ圧接された状態においてベルト駆動機構３１によって移動される。これにより、ローラ５６は、圧接状態において回転する。イメージセンサ５２が移動する過程において、光源が原稿に光を照射し、反射された光が各集光レンズによって集光され、対応する各受光素子によって受光される。受光素子が出力した電気信号が、原稿に表された画像の情報を含むものである。この電気信号が複合機１０の全体動作を制御する制御回路などに送られて、画像データの形成が行われる。
【００６２】
［実施形態の作用効果］
コイルバネ５７，５８が共に中央６１よりも前後方向８の後方にある場合、仮に、２つのコイルバネ５７，５８の付勢力が同じであると、後端側のローラ５６が、前端側のローラ５６に比べて大きな力でコンタクトガラス２０に圧接されることになる。
【００６３】
そうすると、コイルバネ５７，５８の付勢力が十分ではない場合、前端側のローラ５６がコンタクトガラス２０から遊離しやすくなる。前端側のローラ５６がコンタクトガラス２０から遊離すると、原稿から受光素子に到るまでの光路長や焦点位置が変化し、読み取られた画像にピントずれが生じてしまうおそれがある。
【００６４】
また、ユーザが書籍などの厚めの原稿をコンタクトガラス２０に押しつけた状態で画像読取を行った場合、コンタクトガラス２０の中央側が下方に湾曲することで、前端側のローラ５６はより遊離しやすくなる。
【００６５】
一方、前端側のローラ５６が遊離しない程度の付勢力のコイルバネ５７，５８を使用した場合、後端側のローラ５６が過度に大きな力でコンタクトガラス２０に圧接されてしまう。これにより、イメージセンサ５２の後端側が摩擦によって前端側に比べて移動しにくくなり、イメージセンサ５２は、長手方向が左右方向９に対して傾いてしまう。イメージセンサ５２にこのような傾きが生じると、読み取られた画像が歪んでしまう。
【００６６】
本実施形態においては、コイルバネ５７，５８の付勢力を互いに異なるものとすることで、上記問題を解決している。以下、詳細に説明する。
【００６７】
図６（Ａ）は、本実施形態との比較対象として、同じ付勢力のコイルバネ５７，５８がＣＩＳユニット３８に使用された例を示している。Ｐ１は、後端側のローラ５６の位置であり、Ｐ２は、前端側のローラ５６の位置である。Ｐ３は、イメージセンサ５２の重心位置である。Ｆ１は、イメージセンサ５２に作用する重力である。２つのＦ２は、それぞれコイルバネ５７，５８がイメージセンサ５２を付勢する力である。コンタクトガラス２０からの反作用による力は省略されている。また、２・Ｆ２＞Ｆ１が成立しているものとする。
【００６８】
ここで、イメージセンサ５２を矢印６４の向きに回転させるＰ１周りの力のモーメントの大きさＭ１は、Ｍ１＝Ｆ２・Ｌ２＋Ｆ２・Ｌ３−Ｆ１・Ｌ１によって表される。なお、簡単のため、Ｐ１から力の作用点までの距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を１次元（前後方向８）に限定している。
【００６９】
図６（Ｂ）は、本実施形態に係るＣＩＳユニット３８を示している。コイルバネ５７，５８の付勢力がそれぞれＦ３及びＦ４である点が 図６（Ａ）の例と相違している。ここで、Ｆ３＞Ｆ４である。コイルバネ５７，５８の付勢力の合計は、図６（Ａ）の例から変化していないものとする。つまり、２・Ｆ２＝Ｆ３＋Ｆ４が成立している。
【００７０】
ここで、イメージセンサ５２を矢印６４の向きに回転させるＰ１周りの力のモーメントの大きさＭ２は、Ｍ２＝Ｆ３・Ｌ２＋Ｆ４・Ｌ３−Ｆ１・Ｌ１によって表される。図から、Ｌ２＞Ｌ３なので、複雑な計算を経ずともＭ２＞Ｍ１であることが分かる。このように、コイルバネ５７，５８の付勢力の合計を大きくせずとも、コイルバネ５７の付勢力をコイルバネ５８の付勢力よりも大きくすることで、イメージセンサ５２を矢印６４の向きに回転させるＰ１周りのモーメントを大きくすることができる。即ち、前端側のローラ５６がコンタクトガラス２０から遊離しにくくすることができるとともに、後端側のローラ５６が過度に大きな力でコンタクトガラス２０に圧接されることが防止される。
【００７１】
また、本実施形態によると、コイルバネ５７，５８は、前後方向８におけるイメージセンサ５２の中央６１よりも後方側に２つが設けられている。つまり、中央６１よりも前方側にはコイルバネ５７，５８が設けられていないため、スキャナベース２３の下方に回路基板を設けるための回路空間５９を確保しやすくなる。
【００７２】
特に、コイルバネ５７，５８を保持するバネ座４４，４５が中央６１よりも前方側に設けられていないため、バネ座４４が移動するためのスキャナベース２３の溝２９が、中央６１よりも前方側に必要ない。したがって、移動領域２６のうち中央６１よりも前方側を全て隆起部３０とすることができ、スキャナベース２３の下方に回路空間５９を広く確保できる。したがって、溝２９の下方に回路空間５９を確保した場合と比較して、画像記録装置の全高を低く構成できる。
【００７３】
また、例えば、キャリッジ３９をシャフトなどに移動可能に取り付けた場合、キャリッジ３９とスキャナベース２３との間に一定の隙間が発生する。本実施形態では、キャリッジ３９がスキャナベース２３のレール２７に支持されているため、キャリッジ３９とスキャナベースとの間に隙間が発生することなく、画像記録装置の全高を低く構成できる。
【００７４】
［変形例］
上述された実施形態において、イメージセンサ５２をコンタクトガラス２０側に付勢するためにコイルバネ５７，５８が使用されたが、コイルバネ５７，５８とは異なる弾性部材として、例えば、異なる種類のバネやゴムが用いられてもよい。その場合においても、イメージセンサ５２の中央６１側に位置する一方が他方よりも強い付勢力を有する点は、上述された実施形態と同様である。
【００７５】
また、コイルバネ５７，５８の付勢力を互いに異なるものとするために、自然長が互いに異なるコイルバネ５７，５８が使用されてもよい。自然長が長いコイルバネほど、キャリッジ３９とイメージセンサ５２との間に介設された状態においてより長く縮まされるため、付勢力が強くなる。
【００７６】
また、上述された実施形態におけるキャリッジ３９及びスキャナベース２３の形状は一例であり、細部の形状は、本発明の範囲内で当業者が適宜変更してもよい。
【００７７】
また、上述された実施形態のように、必ずしもローラ５６がコンタクトガラス２０の下面に圧接される必要はない。例えば、イメージセンサ５２の上面には、ローラ５６に代わってイメージセンサ５２とコンタクトガラス２０との摩擦を軽減するボールが回転可能に保持されていてもよい。
【００７８】
また、上述された実施形態に係る複合機１０は、スキャナ部１２の下方にプリンタ部１１を備えているが、本発明に係る画像読取装置は、必ずしもプリンタ部１１を備えている必要はなく、スキャナ部１２のみを備えていてもよい。あるいは、プリンタ機能に代わる異なる機能を有して構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１０・・・複合機（画像読取装置）
１１・・・プリンタ部
２０・・・コンタクトガラス（プレート）
２３・・・スキャナベース
２７・・・レール
３０・・・隆起部
３９・・・キャリッジ
５２・・・イメージセンサ
５７，５８・・・コイルバネ（弾性部材，コイルバネ）
５９・・・回路空間（空間）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレートに載置された原稿から画像を読み取る画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットベッド方式の画像読取装置では、原稿が載置された透光性のコンタクトガラスの下方に細長形状のイメージセンサが設けられている。イメージセンサによって、原稿の画像が光学的に読み取られる。
【０００３】
イメージセンサは、ベルトユニットなどによって駆動伝達されて往復動するキャリッジに搭載されており、キャリッジと一体に移動する。キャリッジは、移動方向に沿ってシャフトやレールに支持されている。
【０００４】
画像の読み取りのためにキャリッジ及びイメージセンサが移動する間、イメージセンサは、長手方向に亘ってコンタクトガラスとの距離が一定に維持される必要がある。移動中にイメージセンサとコンタクトガラスとの距離が変化したり、イメージセンサとコンタクトガラスとの距離が他と異なる位置が存在すると、原稿からイメージセンサに到る光路長や焦点位置が変化し、読み取られた画像にピントずれが生じてしまうおそれがある。
【０００５】
イメージセンサとコンタクトガラスとの距離を一定に維持するため、一般的な構成では、キャリッジとイメージセンサとの間にコイルバネが介設されている。イメージセンサは、コイルバネによってコンタクトガラス側に付勢されている。それにより、イメージセンサの一部やイメージセンサに設けられたローラなどがコンタクトガラスの下側面に圧接されている。つまり、イメージセンサは、一部がコンタクトガラスの下側面に接触した状態でキャリッジによって移動される。
【０００６】
このような構成の画像読取装置として、イメージセンサの撓みによってコンタクトガラスとの距離が変化することを防止するために、イメージセンサに撓み矯正器具が取り付けられた画像読取装置が知られている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−９２６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したような構成では、コイルバネは、イメージセンサの長手方向の両端付近に設けられている。コイルバネは、高さ方向を軸線方向として配置されるため、画像読取装置の内部において一定の高さ方向のスペースを占有する。
【０００９】
画像読取装置の内部に回路基板を配置する際、コイルバネの移動経路を避けて配置することが必要であるが、コイルバネがイメージセンサの長手方向の両端に離間されている場合、コイルバネの移動経路と重なる位置に回路基板を配置することになり、画像読取装置の全高を高くせざるを得ない。
【００１０】
一方で、コイルバネをあまり離間させずに配置したり、コイルバネを１つのみ配置した場合、イメージセンサを支持する力に偏りが生じてしまい、イメージセンサとコンタクトガラスとが遊離してしまうことがある。
【００１１】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置全高を低く構成可能な画像読取装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
(1) 本発明に係る画像読取装置は、原稿が載置される透光性のプレートと、上記プレートの下側において、第１位置及び第２位置の間を上記プレートに沿って往復動するキャリッジと、細長形状の外形であり、上記キャリッジの移動方向と直交する方向を長手方向として上記プレートと接離する方向に移動可能に上記キャリッジに搭載されており、上記プレートに載置された原稿の画像を光学的に読み取るイメージセンサと、上記キャリッジと上記イメージセンサとの間に介設されており、上記イメージセンサを上記プレート側へ付勢する弾性部材と、を備えている。上記弾性部材は、上記イメージセンサの長手方向における中央より一端側に２つが配置されており、中央側に配置された一方が上記イメージセンサを付勢する付勢力が、一端側に配置された他方が上記イメージセンサを付勢する付勢力よりも大きい。
【００１３】
ここで、本発明における透光性とは、少なくともイメージセンサが画像読み取りに使用する波長の光を、画像読み取り可能な程度に透過させる性質のことであり、あらゆる波長の光を完全に透過させる性質に限定されるものではない。
【００１４】
本構成によると、弾性部材は、イメージセンサの長手方向の中央よりも一端側に２つが設けられる。つまり、当該一端側と反対側には弾性部材が設けられていないため、イメージセンサの下側には、装置に必要な回路基板を設けるためのスペースが確保される。つまり、画像記録装置の全高を低く構成できる。
【００１５】
また、２つの弾性部材のうち、中央側にある一方の付勢力が、他方の付勢力よりも大きいため、イメージセンサを付勢する力に偏りが生じることなく、イメージセンサとプレートとが遊離してしまうことが回避される。
【００１６】
(2) ２つの上記弾性部材はコイルバネであり、中央側に配置された一方のバネ定数が、一端側に配置された他方のバネ定数よりも大きいものであってもよい。
【００１７】
２つの弾性部材はコイルバネであってもよい。２つのコイルバネのうち、中央側に配置されたコイルバネの付勢力を、一端側に配置されたコイルバネの付勢力よりも大きくするため、互いにバネ定数の異なるコイルバネが使用されてもよい。
【００１８】
(3) 上記キャリッジは、上記イメージセンサを収容可能な形状であって、上記弾性部材を保持する保持部が上記キャリッジの底から下方へ突出されていてもよい。
【００１９】
弾性部材は、保持部によって保持される。保持部はキャリッジの底から下方へ突出されている。本構成では、保持部はイメージセンサにおける長手方向の中央よりも一端側に２つが設けられる。そのため、当該一端側と反対側には保持部が存在せず、装置に必要な回路基板を設けるためのスペースがイメージセンサの下側に確保される。
【００２０】
(4) 本発明に係る画像読取装置は、上記キャリッジの下方に設けられたスキャナベースをさらに備えていてもよい。上記スキャナベースは、上記キャリッジを移動方向に沿って支持するレールが設けられたものであってもよい。
【００２１】
(5) 上記スキャナベースには、下側面が上記保持部の突出先端よりも上方に位置する隆起部が設けられていてもよい。上記隆起部の下方には、当該装置を制御する回路基板を配置可能な空間が形成されていてもよい。
【００２２】
弾性部材の移動経路と重ならない位置においては、スキャナベースを保持部よりも上方へ隆起させることができる。本構成では、イメージセンサにおける長手方向の中央よりも一端側にのみ保持部が設けられているため、他端側に広く隆起部を設けることが可能である。隆起部の下側には、装置に必要な回路基板を設けるためのスペースを確保することができる。
【００２３】
(6) 本発明に係る画像読取装置は、上記スキャナベースの下方に設けられており、シートに画像を記録可能なプリンタ部をさらに備えていてもよい。上記隆起部と上記プリンタ部との間に、上記回路基板が配置されていてもよい。
【００２４】
本構成によると、隆起部とプリンタ部との間に形成されたスペースに回路基板が配置される。隆起部が上方へ隆起しているため、画像読取装置の全高を高くせずとも、回路基板を配置するための高さ方向のスペースを確保することが容易である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明においては、イメージセンサにおける長手方向の中央よりも一端側にのみ弾性部材が設けられているため、当該一端側と反対側には、装置に必要な回路基板を設けるためのスペースがイメージセンサの下側に確保され、画像読取装置の全高を低く構成できる。また、弾性部材のうち、中央側にある一方の付勢力が、他方の付勢力よりも大きいため、イメージセンサを付勢する力に偏りが生じることなく、イメージセンサとプレートとが遊離してしまうことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る複合機１０の外観斜視図である。
【図２】図２は、読取ユニット２２の外観斜視図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ａ切断面における断面図である。
【図４】図４は、図３の要部拡大図である。
【図５】図５は、ＣＩＳユニット３８を上下に分解した状態を示す斜視図である。
【図６】図６は、イメージセンサ５２に作用するモーメントを比較例と共に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。以下の説明においては、複合機１０（本発明の画像読取装置の一例）が使用可能に設置された状態（図１の状態）を基準として上下方向７を定義し、操作パネル１３が設けられている側を手前側として前後方向８を定義し、複合機１０を手前側（正面）から見て左右方向９を定義する。
【００２８】
［複合機１０の概略構成］
図１に示される複合機１０は、プリンタ機能とスキャナ機能とを一体的に備えた多機能装置（ＭＦＤ：Multi Function Device）である。複合機１０は、概ね直方体の本体フレーム１４を備えている。本体フレーム１４の内部には、プリンタ部１１（本発明のプリンタ部の一例）及び、フラットベッド方式のスキャナ部１２が収容されている。スキャナ部１２は、プリンタ部１１の上方に設けられている。プリンタ部１１としては、例えば、インクジェット記録方式や熱転写方式などの記録方式のうちのいずれかが採用されている。プリンタ部１１は、上記のような公知な記録方式に基づいて当業者が任意に設計することができるものであるため、プリンタ部１１の詳細な説明は省略される。
【００２９】
本体フレーム１４の正面側には、操作パネル１３が設けられている。操作パネル１３は、各種操作ボタン及び液晶表示部を備える。プリンタ部１１及びスキャナ部１２は、操作パネル１３からの指示によって動作するようになっている。なお、複合機１０は、パーソナルコンピュータと接続され得る。その場合、プリンタ部１１及びスキャナ部１２は、操作パネル１３からの指示のほか、パーソナルコンピュータからデバイスドライバ等を介して送信される操作信号によって動作することも可能である。
【００３０】
［スキャナ部１２］
スキャナ部１２は、フラットベッドスキャナ（ＦＢＳ：Flatbed Scanner）として機能する読取載置台１７を備えており、読取載置台１７に対して原稿押さえカバー２１が開閉自在に取り付けられている。原稿押さえカバー２１は、例えば蝶番（不図示）を介して読取載置台１７に連結されている。原稿押さえカバー２１は、蝶番を中心に回動することで、読取載置台１７を開閉する。原稿押さえカバー２１は、原稿トレイ（不図示）から排紙トレイ（不図示）へ原稿を連続搬送するオート・ドキュメント・フィーダ（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）を備えているが、オート・ドキュメント・フィーダは任意の構成である。
【００３１】
読取載置台１７は、本体フレーム１４の上半部を構成する上カバー１６と、上カバー１６の上面に設けられたコンタクトガラス２０（本発明のプレートの一例）と、本体フレーム１４に内蔵された画像読取ユニット２２（図２）とを有する。
【００３２】
本体フレーム１４は、上面が開放された容器状の下フレーム１５と、開口１９を有する上カバー１６とを備えている。下フレーム１５及び上カバー１６は、共に合成樹脂により構成されている。下フレーム１５の上に上カバー１６が嵌め合わされることにより、本体フレーム１４が構成されている。コンタクトガラス２０は、上カバー１６に取り付けられており、開口１９から露出している。コンタクトガラス２０は、原稿（本発明の原稿の一例）が載置される原稿載置面を構成し、開口１９が原稿載置面を区画している。
【００３３】
原稿は、コンタクトガラス２０上に載置される。原稿は、原稿押さえカバー２１が閉じられることによって、原稿押さえカバー２１によってコンタクトガラス２０上に固定される。上記画像読取ユニット２２は、コンタクトガラス２０の下方から、原稿の画像を光学的に読み取る。
【００３４】
図２，３，４に示される画像読取ユニット２２は、下フレーム１５の内側において最上部に配設されている。上カバー１６の上面からは、コンタクトガラス２０を通して、画像読取ユニット２２の一部が視認可能である。画像読取ユニット２２は、スキャナベース２３（本発明のスキャナベースの一例）と、ベルト駆動機構３１と、ＣＩＳユニット３８とを備えている。以下、画像読取ユニット２２を構成する各部材をより詳細に説明する。なお、図２，３，４においては、読取ユニット２２が複合機１０に搭載された状態に基づいて、上下方向７、前後方向８、及び左右方向９が定義されている。
【００３５】
［スキャナベース２３］
スキャナベース２３は、概ね薄平な板状の底板２４と、底板２４の周縁から立設された側壁２５（図２，３）とを有している。スキャナベース２３は、底板２４が側壁２５よりも下方に位置するように下フレーム１５の内部に配設されている。スキャナベース２３は、上方から見て下フレーム１５の内径と一致する寸法に形成されている。下フレーム１５の内部空間は、底板２４によって上下に区画されている。底板２４よりも下方には、プリンタ部１１（図１）、電源ユニット（不図示）、及び後述される回路基板（不図示）などが設けられている。底板２４よりも上方には、画像読取ユニット２２の一部を為すベルト駆動機構３１及びＣＩＳユニット３８が設けられている。ベルト駆動機構３１及びＣＩＳユニット３８がスキャナベース２３と一体に組み付けられて、画像読取ユニット２２が構成されている。
【００３６】
底板２４のうち、左右方向９における右側の７割程度の領域は、ＣＩＳユニット３８が移動するための移動領域２６（図２）である。移動領域２６は、ＣＩＳユニット３８が移動可能となるように、左右方向９に概ね平坦に形成されている。ここで、移動領域２６の左端が本発明の第１位置であり、右端が第２位置である。移動領域２６のうち前後方向８の中央よりもやや後方にはレール２７（本発明のレールの一例）が形成されている。レール２７は、左右方向９に沿って直線状に設けられている。ＣＩＳユニット３８は、レール２７によって、下方から支持されている。
【００３７】
レール２７の後方側であって、移動領域２６よりも左側に張り出す位置には、凹陥部２８が形成されている。凹陥部２８は、底板２４が凹状に陥没された位置である。底板２４の上面及び下面は、凹陥部２８において最も低い位置に存在する。凹陥部２８の内側には、ベルト駆動機構３１を構成する駆動部３２が配設されている。駆動部３２は、ＣＩＳユニット３８よりも下方に位置するように設けられている
【００３８】
移動領域２６のうち、レール２７の前方側には、溝２９が形成されている。溝２９は、レール２７と平行な直線状に形成されている。溝２９の前後方向８の幅は、凹陥部２８の前後方向８の幅よりも短く、溝２９の深さは、凹陥部２８の深さよりも浅い。溝２９は、スキャナベース２３が後述されるバネ座４４の移動を阻害しないためのものである。
【００３９】
溝２９よりも前方側には、隆起部３０（本発明の隆起部の一例）が形成されている。隆起部３０は、底板２４が他の部分に対して隆起された位置である。底板２４の上面及び下面は、隆起部３０において最も高い位置に存在する。隆起部３０の下方には、回路空間５９（本発明の空間の一例，図３を参照）が形成されている。なお、図３では省略されているが、回路空間５９には、回路基板（本発明の回路基板の一例）が配設されている。
【００４０】
回路空間５９に配置された回路基板は、例えば、複合機１０の全体動作を制御する制御回路の一部を為すものである。回路基板は上下方向７において、凹陥部２８や溝２９と部分的に重なる位置に設けられている。また、回路空間５９及び凹陥部２８の直下には、プリンタ部１１の構成部材が設けられている。
【００４１】
［ベルト駆動機構３１］
ベルト駆動機構３１は、駆動プーリ３５と、駆動プーリ３５を駆動するモータ３４を有した駆動部３２と、従動プーリ３６（図１）と、駆動プーリ３５と従動プーリ３６との間に巻き架けられたタイミングベルト３７とを備えている。タイミングベルト３７は、内側に歯が形成された無端ベルトである。上記駆動部３２のモータが駆動プーリ３５を回転させることにより、上記タイミングベルト３７が周運動するように構成されている。
【００４２】
駆動部３２及び駆動プーリ３５は、上述されたスキャナベース２３の凹陥部２８に配設されている。一方、従動プーリ３６は、底板２４の右端付近に配設されている。タイミングベルト３７は、移動領域２６を左右に横断するようにして、駆動プーリ３５と従動プーリ３６との間に巻き架けられている。
【００４３】
タイミングベルト３７の駆動プーリ３５と従動プーリ３６との間の部分、すなわち左右方向９に沿った部分は、ＣＩＳユニット３８を構成する後述されるキャリッジ３９に連結されている。ＣＩＳユニット３８は、駆動プーリ３５及びタイミングベルト３７を介して駆動部３２から駆動伝達される。ＣＩＳユニット３８は、タイミングベルト３７と共にレール２７の軌道に沿って移動する。なお、タイミングベルト３７としては、無端ベルト以外に、ベルトの両端部がキャリッジ３９に固着された有端ベルトが採用されてもよい。
【００４４】
［ＣＩＳユニット３８］
図５に示されるように、ＣＩＳユニット３８は、キャリッジ３９（本発明のキャリッジの一例）と、キャリッジ３９に搭載されたイメージセンサ５２（本発明のイメージセンサの一例）と、キャリッジ３９とイメージセンサ５２との間に介設された２つのコイルバネ５７，５８（本発明の弾性部材,コイルバネの一例）とを有している。なお、図５においては、ＣＩＳユニット３８が複合機１０に搭載された状態に基づいて、上下方向７、前後方向８、及び左右方向９が定義されている。
【００４５】
キャリッジ３９は、細長の平板形状を呈しており、前後方向８を長手方向として、スキャナベース２３に組み付けられている。キャリッジ３９の左右方向９の中央周辺は、他の部分よりも凹んでおり、凹んだ部分にイメージセンサ５２を搭載する台座４０が形成されている。台座４０は、前後方向８におけるキャリッジ３９の後方側に形成されている。台座４０よりも前方においては、キャリッジ３９が矩形の形状に刳り抜かれて貫通孔４１が形成されている。つまり、キャリッジ３９は貫通孔４１を有する矩形の枠体として捉えることもできる。
【００４６】
台座４０及び貫通孔４１の外側の部分、すなわち、枠体の周縁である枠部４２において、左右方向９の右側であって、前後方向８の両端に対向する位置に２つの軸受部４３がそれぞれ設けられている。軸受部４３は、それぞれ縦長な楕円形状の孔を有している。２つの軸受部４３の孔は、前後方向８において互いに重なり合う位置に形成されている。軸受部４３は、後述されるイメージセンサ５２の軸片５３を回転可能に保持するものである。
【００４７】
キャリッジ３９の下側であって前後方向８の中央周辺には、レール受け部５０が設けられている。レール受け部５０には、左右方向９に沿ったレール溝５１が形成されている。レール溝５１は、スキャナベース２３のレール２７に嵌め合わされており、それにより、キャリッジ３９がスキャナベース２３に支持されている。なお、レール溝５１には、レール２７との摩擦を軽減し、相対移動をスムースにするためのローラやボールなどが設けられていてもよい。
【００４８】
図４に示されるように、レール受け部５０の上方には、２つのバネ座４４，４５（本発明の保持部の一例）が設けられている。バネ座４４，４５は、台座４０が下方へ陥没されることで形成されている。つまり、バネ座４４，４５は、台座４０から下方へ突出されている。バネ座４４，４５の突出先端は、スキャナベース２３の隆起部３０よりも下方に位置している。
【００４９】
バネ座４４，４５の奥面４６，４７から、上方に向かって中空な円柱形状の支持棒４８，４９が突出されている。支持棒４８，４９は、コイルバネ５７，５８の軸線方向から挿入されるものである。
【００５０】
２つのバネ座４４，４５のうち前後方向８の前方に位置するバネ座４４は、台座４０の前端付近に設けられている、もう一方のバネ座４５は、バネ座４４よりも僅かに後方に設けられている。つまり、２つのバネ座４４，４５は、前後方向８に並べられている。また、レール受け部５０のレール溝５１は、２つのバネ座４４，４５の間に設けられている。
【００５１】
前方側のバネ座４４は、スキャナベース２３の溝２９と対応する位置にあり、部分的に溝２９の内部に位置している。画像記録の際、バネ座４４は、左右方向９に沿って溝２９の内部を移動する。
【００５２】
図５に示されるように、イメージセンサ５２は、概ね細長な直方体形状を呈している。イメージセンサ５２は、合成樹脂により構成されたフレームの内部に光源（不図示）、及び受光素子（不図示）などを備えている。イメージセンサ５２は、コンタクトガラス２０上の原稿から画像を光学的に読み取るものである。
【００５３】
イメージセンサ５２内部の光源は、典型的には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）（不図示）及びライトガイド（不図示）を備えている。ＬＥＤは、イメージセンサ５２の内奥部に配置されている。ライトガイドは、典型的には透明な合成樹脂からなる。ライトガイドは、前後方向８全体に延びている。ＬＥＤから発せられた光は、ライトガイドによってイメージセンサ５２の長手方向全体に導かれる。それにより、ＬＥＤから発せられた光は、イメージセンサ５２の長手方向全体に略均等に分散され、コンタクトガラス２０上の原稿に照射される。
【００５４】
イメージセンサ５２には、複数の受光素子（不図示）が設けられている。各受光素子は、イメージセンサ５２の内底部において前後方向８に並設されている。各受光素子は、光電変換素子であって、受光に基づいて電気信号を出力するものである。各受光素子は、集光レンズ（不図示）を備えている。集光レンズは、イメージセンサ５２の上面から入射した光を各受光素子に導くものである。
【００５５】
イメージセンサ５２の前後方向８（長手方向）及び左右方向９（短手方向）の寸法は、キャリッジ３９の枠部４２の内側に収まる寸法である。イメージセンサ５２は、枠部４２の内側、つまり、キャリッジ３９の台座４０及び貫通孔４１の上部に位置している。
【００５６】
イメージセンサ５２は、前後方向８の両端の２箇所が部分的に左右方向９の右側へ張り出されている。その張り出された部分から前後方向８の後方に向かって円柱形状の軸片５３がそれぞれ突出されている。軸片５３は、矢印６２，６３に沿ってそれぞれキャリッジ３９の軸受部４３の孔に挿入され、回転可能に保持されている。これにより、イメージセンサ５２は、軸片５３を中心として回動し、部分的にキャリッジ３９から接離可能となっている。また、軸受部４３の孔は、縦長な楕円形状であるため、軸片５３は、孔の内部を所定距離だけ上下方向７に移動自在である。このように、イメージセンサ５２は、キャリッジ３９に対して一定の自由度を有して取り付けられている。
【００５７】
図４に示されるように、キャリッジ３９のバネ座４４，４５には、コイルバネ５７，５８が保持されている。つまり、コイルバネ５７，５８は、キャリッジ３９とイメージセンサ５２との間に介設されている。コイルバネ５７，５８は、軸線方向の一端側（下端側）から支持棒４８，４９が挿入されて、立脚状態に維持されている。コイルバネ５７，５８は、当該一端側がバネ座４４，４５の奥面４６，４７に当接し、他端側が、イメージセンサ５２の下面に当接している。こうして、イメージセンサ５２は、コイルバネ５７，５８によって上方に付勢された状態となっている。なお、図には示されないが、イメージセンサ５２の下面がコイルバネ５７，５８を受ける部分には、コイルバネ５７，５８の滑りを防止可能な形状として、例えば凹状や凸状の形状が採用されてもよい。
【００５８】
バネ座４４，４５は、それぞれ、前後方向８におけるイメージセンサ５２の中央６１（図３）よりも後方側に位置している。ここで、前方側のバネ座４４に配置されたコイルバネ５７の付勢力は、後方側のバネ座４５に配置されたコイルバネ５８の付勢力よりも強い。
【００５９】
詳細には、２つのコイルバネ５７，５８は、自然長が同じ長さであるが、バネ定数が互いに相違する。つまり、前方側のバネ座４４に配置されたコイルバネ５７のバネ定数が、後方側のバネ座４５に配置されたコイルバネ５８のバネ定数よりも大きい。バネ定数の具体的な値は、イメージセンサ５２の長手方向の長さ、２つのバネ座４４，４５の相対位置、及びバネ座４４，４５の奥面４６，４７からコンタクトガラス２０までの距離などに基づいて適宜決定されるが、概ね、イメージセンサ５２の重心位置に近づくほど大きなバネ定数のものが使用される。
【００６０】
コイルバネ５７，５８の付勢力によって、イメージセンサ５２の上面の一部が、コンタクトガラス２０の下面に圧接されている。図５では省略されているが、本実施形態においては、前後方向８におけるイメージセンサ５２の両端に、軸を中心に回転可能なローラ５６（図３）が設けられている。ローラ５６の軸は、前後方向８と平行に取り付けられている。コイルバネ５７，５８の付勢力によって、ローラ５６がコンタクトガラス２０の下面にそれぞれ圧接されている。ローラ５６は、イメージセンサ５２がコンタクトガラス２０を摺動する際の抵抗力を軽減するためのものである。
【００６１】
画像読取の際、イメージセンサ５２は、ローラ５６がコンタクトガラス２０の下面にそれぞれ圧接された状態においてベルト駆動機構３１によって移動される。これにより、ローラ５６は、圧接状態において回転する。イメージセンサ５２が移動する過程において、光源が原稿に光を照射し、反射された光が各集光レンズによって集光され、対応する各受光素子によって受光される。受光素子が出力した電気信号が、原稿に表された画像の情報を含むものである。この電気信号が複合機１０の全体動作を制御する制御回路などに送られて、画像データの形成が行われる。
【００６２】
［実施形態の作用効果］
コイルバネ５７，５８が共に中央６１よりも前後方向８の後方にある場合、仮に、２つのコイルバネ５７，５８の付勢力が同じであると、後端側のローラ５６が、前端側のローラ５６に比べて大きな力でコンタクトガラス２０に圧接されることになる。
【００６３】
そうすると、コイルバネ５７，５８の付勢力が十分ではない場合、前端側のローラ５６がコンタクトガラス２０から遊離しやすくなる。前端側のローラ５６がコンタクトガラス２０から遊離すると、原稿から受光素子に到るまでの光路長や焦点位置が変化し、読み取られた画像にピントずれが生じてしまうおそれがある。
【００６４】
また、ユーザが書籍などの厚めの原稿をコンタクトガラス２０に押しつけた状態で画像読取を行った場合、コンタクトガラス２０の中央側が下方に湾曲することで、前端側のローラ５６はより遊離しやすくなる。
【００６５】
一方、前端側のローラ５６が遊離しない程度の付勢力のコイルバネ５７，５８を使用した場合、後端側のローラ５６が過度に大きな力でコンタクトガラス２０に圧接されてしまう。これにより、イメージセンサ５２の後端側が摩擦によって前端側に比べて移動しにくくなり、イメージセンサ５２は、長手方向が左右方向９に対して傾いてしまう。イメージセンサ５２にこのような傾きが生じると、読み取られた画像が歪んでしまう。
【００６６】
本実施形態においては、コイルバネ５７，５８の付勢力を互いに異なるものとすることで、上記問題を解決している。以下、詳細に説明する。
【００６７】
図６（Ａ）は、本実施形態との比較対象として、同じ付勢力のコイルバネ５７，５８がＣＩＳユニット３８に使用された例を示している。Ｐ１は、後端側のローラ５６の位置であり、Ｐ２は、前端側のローラ５６の位置である。Ｐ３は、イメージセンサ５２の重心位置である。Ｆ１は、イメージセンサ５２に作用する重力である。２つのＦ２は、それぞれコイルバネ５７，５８がイメージセンサ５２を付勢する力である。コンタクトガラス２０からの反作用による力は省略されている。また、２・Ｆ２＞Ｆ１が成立しているものとする。
【００６８】
ここで、イメージセンサ５２を矢印６４の向きに回転させるＰ１周りの力のモーメントの大きさＭ１は、Ｍ１＝Ｆ２・Ｌ２＋Ｆ２・Ｌ３−Ｆ１・Ｌ１によって表される。なお、簡単のため、Ｐ１から力の作用点までの距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を１次元（前後方向８）に限定している。
【００６９】
図６（Ｂ）は、本実施形態に係るＣＩＳユニット３８を示している。コイルバネ５７，５８の付勢力がそれぞれＦ３及びＦ４である点が 図６（Ａ）の例と相違している。ここで、Ｆ３＞Ｆ４である。コイルバネ５７，５８の付勢力の合計は、図６（Ａ）の例から変化していないものとする。つまり、２・Ｆ２＝Ｆ３＋Ｆ４が成立している。
【００７０】
ここで、イメージセンサ５２を矢印６４の向きに回転させるＰ１周りの力のモーメントの大きさＭ２は、Ｍ２＝Ｆ３・Ｌ２＋Ｆ４・Ｌ３−Ｆ１・Ｌ１によって表される。図から、Ｌ２＞Ｌ３なので、複雑な計算を経ずともＭ２＞Ｍ１であることが分かる。このように、コイルバネ５７，５８の付勢力の合計を大きくせずとも、コイルバネ５７の付勢力をコイルバネ５８の付勢力よりも大きくすることで、イメージセンサ５２を矢印６４の向きに回転させるＰ１周りのモーメントを大きくすることができる。即ち、前端側のローラ５６がコンタクトガラス２０から遊離しにくくすることができるとともに、後端側のローラ５６が過度に大きな力でコンタクトガラス２０に圧接されることが防止される。
【００７１】
また、本実施形態によると、コイルバネ５７，５８は、前後方向８におけるイメージセンサ５２の中央６１よりも後方側に２つが設けられている。つまり、中央６１よりも前方側にはコイルバネ５７，５８が設けられていないため、スキャナベース２３の下方に回路基板を設けるための回路空間５９を確保しやすくなる。
【００７２】
特に、コイルバネ５７，５８を保持するバネ座４４，４５が中央６１よりも前方側に設けられていないため、バネ座４４が移動するためのスキャナベース２３の溝２９が、中央６１よりも前方側に必要ない。したがって、移動領域２６のうち中央６１よりも前方側を全て隆起部３０とすることができ、スキャナベース２３の下方に回路空間５９を広く確保できる。したがって、溝２９の下方に回路空間５９を確保した場合と比較して、画像記録装置の全高を低く構成できる。
【００７３】
また、例えば、キャリッジ３９をシャフトなどに移動可能に取り付けた場合、キャリッジ３９とスキャナベース２３との間に一定の隙間が発生する。本実施形態では、キャリッジ３９がスキャナベース２３のレール２７に支持されているため、キャリッジ３９とスキャナベースとの間に隙間が発生することなく、画像記録装置の全高を低く構成できる。
【００７４】
［変形例］
上述された実施形態において、イメージセンサ５２をコンタクトガラス２０側に付勢するためにコイルバネ５７，５８が使用されたが、コイルバネ５７，５８とは異なる弾性部材として、例えば、異なる種類のバネやゴムが用いられてもよい。その場合においても、イメージセンサ５２の中央６１側に位置する一方が他方よりも強い付勢力を有する点は、上述された実施形態と同様である。
【００７５】
また、コイルバネ５７，５８の付勢力を互いに異なるものとするために、自然長が互いに異なるコイルバネ５７，５８が使用されてもよい。自然長が長いコイルバネほど、キャリッジ３９とイメージセンサ５２との間に介設された状態においてより長く縮まされるため、付勢力が強くなる。
【００７６】
また、上述された実施形態におけるキャリッジ３９及びスキャナベース２３の形状は一例であり、細部の形状は、本発明の範囲内で当業者が適宜変更してもよい。
【００７７】
また、上述された実施形態のように、必ずしもローラ５６がコンタクトガラス２０の下面に圧接される必要はない。例えば、イメージセンサ５２の上面には、ローラ５６に代わってイメージセンサ５２とコンタクトガラス２０との摩擦を軽減するボールが回転可能に保持されていてもよい。
【００７８】
また、上述された実施形態に係る複合機１０は、スキャナ部１２の下方にプリンタ部１１を備えているが、本発明に係る画像読取装置は、必ずしもプリンタ部１１を備えている必要はなく、スキャナ部１２のみを備えていてもよい。あるいは、プリンタ機能に代わる異なる機能を有して構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１０・・・複合機（画像読取装置）
１１・・・プリンタ部
２０・・・コンタクトガラス（プレート）
２３・・・スキャナベース
２７・・・レール
３０・・・隆起部
３９・・・キャリッジ
５２・・・イメージセンサ
５７，５８・・・コイルバネ（弾性部材，コイルバネ）
５９・・・回路空間（空間）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿が載置される透光性のプレートと、
上記プレートの下側において、第１位置及び第２位置の間を上記プレートに沿って往復動するキャリッジと、
細長形状の外形であり、上記キャリッジの移動方向と直交する方向を長手方向として上記プレートと接離する方向に移動可能に上記キャリッジに搭載されており、上記プレートに載置された原稿の画像を光学的に読み取るイメージセンサと、
上記キャリッジと上記イメージセンサとの間に介設されており、上記イメージセンサを上記プレート側へ付勢する弾性部材と、を備えており、
上記弾性部材は、上記イメージセンサの長手方向における中央より一端側に２つが配置されており、中央側に配置された一方が上記イメージセンサを付勢する付勢力が、一端側に配置された他方が上記イメージセンサを付勢する付勢力よりも大きい画像読取装置。
【請求項２】
２つの上記弾性部材はコイルバネであり、中央側に配置された一方のバネ定数が、一端側に配置された他方のバネ定数よりも大きいものである請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
上記キャリッジは、上記イメージセンサを収容可能な形状であって、上記弾性部材を保持する保持部が上記キャリッジの底から下方へ突出されている請求項１または２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
上記キャリッジの下方に設けられたスキャナベースをさらに備え、
上記スキャナベースは、上記キャリッジを移動方向に沿って支持するレールが設けられたものである請求項１から３のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項５】
上記キャリッジの下方に設けられたスキャナベースをさらに備え、
上記スキャナベースには、下側面が上記保持部の突出先端よりも上方に位置する隆起部が設けられており、
上記隆起部の下方には、当該装置を制御する回路基板を配置可能な空間が形成されている請求項３に記載の画像読取装置。
【請求項６】
上記スキャナベースの下方に設けられており、シートに画像を記録可能なプリンタ部をさらに備え、
上記隆起部と上記プリンタ部との間に、上記回路基板が配置されている請求項５に記載の画像読取装置。
【請求項１】
原稿が載置される透光性のプレートと、
上記プレートの下側において、第１位置及び第２位置の間を上記プレートに沿って往復動するキャリッジと、
細長形状の外形であり、上記キャリッジの移動方向と直交する方向を長手方向として上記プレートと接離する方向に移動可能に上記キャリッジに搭載されており、上記プレートに載置された原稿の画像を光学的に読み取るイメージセンサと、
上記キャリッジと上記イメージセンサとの間に介設されており、上記イメージセンサを上記プレート側へ付勢する弾性部材と、を備えており、
上記弾性部材は、上記イメージセンサの長手方向における中央より一端側に２つが配置されており、中央側に配置された一方が上記イメージセンサを付勢する付勢力が、一端側に配置された他方が上記イメージセンサを付勢する付勢力よりも大きい画像読取装置。
【請求項２】
２つの上記弾性部材はコイルバネであり、中央側に配置された一方のバネ定数が、一端側に配置された他方のバネ定数よりも大きいものである請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
上記キャリッジは、上記イメージセンサを収容可能な形状であって、上記弾性部材を保持する保持部が上記キャリッジの底から下方へ突出されている請求項１または２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
上記キャリッジの下方に設けられたスキャナベースをさらに備え、
上記スキャナベースは、上記キャリッジを移動方向に沿って支持するレールが設けられたものである請求項１から３のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項５】
上記キャリッジの下方に設けられたスキャナベースをさらに備え、
上記スキャナベースには、下側面が上記保持部の突出先端よりも上方に位置する隆起部が設けられており、
上記隆起部の下方には、当該装置を制御する回路基板を配置可能な空間が形成されている請求項３に記載の画像読取装置。
【請求項６】
上記スキャナベースの下方に設けられており、シートに画像を記録可能なプリンタ部をさらに備え、
上記隆起部と上記プリンタ部との間に、上記回路基板が配置されている請求項５に記載の画像読取装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−５８９７９（Ｐ２０１３−５８９７９Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９７１７７（Ｐ２０１１−１９７１７７）
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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