特許 7412968 画像読取装置及び画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-04

(45)【発行日】2024-01-15

(54)【発明の名称】画像読取装置及び画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 1/00 20060101AFI20240105BHJP

   G03B 27/50 20060101ALI20240105BHJP

   G03G 21/16 20060101ALI20240105BHJP

【ＦＩ】

H04N1/00 519

G03B27/50 A

G03G21/16 147

G03G21/16 152

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019205518

(22)【出願日】2019-11-13

(65)【公開番号】P2021078078

(43)【公開日】2021-05-20

【審査請求日】2022-10-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000718

【氏名又は名称】弁理士法人中川国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐久間 智史

【審査官】橋爪 正樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０５０７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０４－１０７９６１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１４－１２０８６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｎ １／００

Ｈ０４Ｎ １／０２４－ １／２０７

Ｇ０６Ｔ １／００

Ｇ０３Ｂ ２７／５０ －２７／７０

Ｇ０３Ｇ ２１／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体と、前記筐体に対して接着剤により固定され、撮像素子とコネクタが実装された第１制御基板を有し、原稿の画像を読み取る画像読取ユニットと、
前記コネクタに挿入されることで前記第１制御基板に一端部が接続され、前記第１制御基板とは異なる第２制御基板に他端部が接続され、前記第１制御基板と前記第２制御基板とを電気的に接続するケーブルであって、前記コネクタに対して前記第１制御基板の実装面と平行な挿入方向から挿入されるケーブルと、
を備え、
前記接着剤は、前記第１制御基板の外周における前記挿入方向に垂直な方向に延びる接着部と、前記筐体と、を接着するように、前記第１制御基板の前記接着部と前記筐体とが前記挿入方向において対向する位置に充填されていることを特徴とする画像読取装置。

【請求項2】

前記コネクタは、前記第１制御基板に対して、半田により固定さ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】

前記コネクタは、前記撮像素子よりも、前記画像読取装置の背面側に配置されている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】

前記接着剤は、紫外線硬化型の接着剤であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像読取装置。

【請求項5】

前記画像読取ユニットは、原稿からの光を前記撮像素子へ案内するミラーを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像読取装置。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像読取装置と、
前記画像読取装置によって読み取った原稿の画像をシートに形成する画像形成部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、原稿の画像を読み取る画像読取装置や、この画像読取装置を備える電子写真複写機、レーザビームプリンタなどの画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から画像読取装置として、原稿台ガラスに原稿を載置して画像読取ユニットにより原稿の画像を読み取るリーダと、原稿トレイに積載された原稿を自動的に搬送しつつ画像読取ユニットにより原稿の画像を読み取るＡＤＦが知られている。これらに搭載される画像読取ユニットは、原稿の画像データを電気信号として出力する撮像素子やコネクタが実装された制御基板を備える。

【0003】

画像読取ユニットの撮像素子から出力される電気信号は、ケーブルを介して、画像を処理するための電子部品が実装された他の制御基板に伝送されて画像処理が行われる。ここで特許文献１では、画像読取ユニットの制御基板に実装されたコネクタに対して、制御基板の実装面に平行な方向からケーブルが挿入される構成が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１１－３００３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

制御基板は、撮像素子の位置の微調整などを行った上で固定するために、画像読取ユニットの筐体に対して接着剤によって固定される場合が多い。この場合、特許文献１の構成のように、制御基板に実装されたコネクタに対して、制御基板の実装面に平行な方向からケーブルが挿入されると、次の課題が生じ得る。即ち、ケーブルをコネクタに挿入する際に制御基板に伝達される力によって制御基板が傾き、制御基板に実装された撮像素子の位置がずれて、画像の読み取り精度が悪化するおそれがある。

【0006】

そこで本発明は、画像読取ユニットの筐体に対して制御基板が接着剤により固定される画像読取装置において、制御基板に実装されたコネクタにケーブルを挿入する際に制御基板が傾くことを抑制することができる画像読取装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するための本発明に係る画像読取装置の代表的な構成は、筐体と、前記筐体に対して接着剤により固定され、撮像素子とコネクタが実装された第１制御基板を有し、原稿の画像を読み取る画像読取ユニットと、前記コネクタに挿入されることで前記第１制御基板に一端部が接続され、前記第１制御基板とは異なる第２制御基板に他端部が接続され、前記第１制御基板と前記第２制御基板とを電気的に接続するケーブルであって、前記コネクタに対して前記第１制御基板の実装面と平行な挿入方向から挿入されるケーブルと、を備え、前記接着剤は、前記第１制御基板の外周における前記挿入方向に垂直な方向に延びる接着部と、前記筐体と、を接着するように、前記第１制御基板の前記接着部と前記筐体とが前記挿入方向において対向する位置に充填されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、画像読取ユニットの筐体に対して制御基板が接着剤により固定される画像読取装置において、制御基板に実装されたコネクタにケーブルを挿入する際に制御基板が傾くことを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】画像形成装置の断面概略図である。

【図2】画像読取ユニットの斜視図である。

【図3】画像読取ユニットの平面図である。

【図4】画像読取ユニットの平面図である。

【図5】画像読取ユニットの他の構成を示す図である。

【図6】画像読取ユニットの他の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

＜画像形成装置＞
以下、本発明に係る画像読取装置を備える画像形成装置Ａの全体構成に関して、画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。なお、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

【0011】

図１は、画像形成装置Ａの断面概略図である。図１に示す様に、画像形成装置Ａには、シートＳに画像を形成する画像形成部２１１が設けられている。画像形成部２１１は、プロセスカートリッジ７（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ）、レーザスキャナユニット３、一次転写ローラ５（５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ）、中間転写ベルト２１６、二次転写ローラ２１７、二次転写対向ローラ２１４、駆動ローラ２１５などを備える。

【0012】

プロセスカートリッジ７は、画像形成装置Ａに着脱可能に構成されている。各色のプロセスカートリッジ７は、感光ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）、帯電ローラ２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）、現像ローラ４（４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ）をそれぞれ有する。

【0013】

また画像形成装置Ａの上部には、原稿の画像を読み取る画像読取装置１００が設けられている。画像読取装置１００は、リーダ８０とＡＤＦ９０（：Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ：自動原稿搬送装置）から構成されている。リーダ８０は、原稿台ガラス８２に載置された原稿の画像を読み取る。ＡＤＦ９０は、原稿トレイ９１に積載された原稿を自動的に搬送して画像を読み取る。原稿としては、普通紙や封筒等のシート、オーバーヘッドプロジェクタ用シート等のプラスチックフィルム、布などが想定される。画像読取装置１００の詳しい構成については後述する。

【0014】

また画像形成装置Ａの背面側の枠体には、コントローラ基板２５（第２制御基板）が取り付けられている。コントローラ基板２５は、画像の処理や外部装置との通信、不図示の電源基板の制御等、様々な制御を行うための電子基板である。またコントローラ基板２５には、画像読取装置１００で読み取られた原稿の画像を画像データに変換する画像処理や、外部装置から入力される画像に基づく画像データを生成する画像処理を行う電子部品（不図示）が実装されている。この画像処理には、ＲＧＢをＹＭＣＫに変換する処理、濃度補正、倍率補正、色ずれ補正処理などが含まれる。

【0015】

また画像形成装置Ａの正面側には、情報を表示や、ユーザが操作することで画像形成に関する設定を行う不図示の操作部が設けられている。なお、本実施形態において、画像形成装置Ａの正面側とは、ユーザが操作部を操作する際に通常立つ側である。また画像形成装置Ａの背面側とは、画像形成装置Ａの正面側と反対側である。画像読取装置１００の正面側、背面側も同様である。

【0016】

次に、画像形成装置Ａの画像形成動作について説明する。画像をする際は、まずコントローラ基板２５に実装された不図示のＣＰＵに画像形成ジョブ信号が入力される。これによりシートカセット２０に収納されたシートＳがピックローラ２１、給送ローラ２２、搬送ローラ１０５によりレジストローラ２４０に搬送される。その後、シートＳは、レジストローラ２４０により所定のタイミングで二次転写ローラ２１７と二次転写対向ローラ２１４から形成される二次転写部に送り込まれる。

【0017】

一方、画像形成部２１１においては、まず帯電ローラ２Ｙにより感光ドラム１Ｙの表面が帯電させられる。その後、画像読取装置１００により読み取られた原稿の画像データに応じてレーザスキャナユニット３が感光ドラム１Ｙの表面にレーザ光を照射し、感光ドラム１Ｙの表面に静電潜像を形成する。その後、現像ローラ４Ｙにより感光ドラム１Ｙの表面に形成された静電潜像にイエローのトナーが付着されて、感光ドラム１Ｙの表面にイエローのトナー像が形成される。感光ドラム１Ｙの表面に形成されたトナー像は、一次転写ローラ５Ｙにバイアスが印加されることで中間転写ベルト２１６に一次転写される。

【0018】

同様のプロセスにより、感光ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｋにも、マゼンダ、シアン、ブラックのトナー像が形成される。そして一次転写ローラ５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにバイアスが印加されることで、これらのトナー像が中間転写ベルト２１６上のイエローのトナー像に対して重畳的に転写される。これにより中間転写ベルト２１６の表面にフルカラーの画像が形成される。

【0019】

その後、中間転写ベルト２１６が、駆動ローラ２１５から伝達された駆動力により周回移動し、フルカラーのトナー像が二次転写部に送られる。そして二次転写部において二次転写ローラ２１７にバイアスが印加されることで、中間転写ベルト２１６上のフルカラーのトナー像がシートＳに転写される。

【0020】

次に、トナー像が転写されたシートＳは、定着装置２２０に搬送され、定着装置２２０において加熱、加圧される定着処理が施される。これによりシートＳ上のトナー像がシートＳに定着される。その後、画像が定着されたシートＳは、排出ローラ２２５によって排出トレイ２５０に排出される。

【0021】

＜画像読取装置＞
次に、画像読取装置１００の構成について説明する。

【0022】

図１に示す様に、リーダ８０は、原稿であるシートＳの画像データを光学的に読み取って電気信号に変換する画像読取ユニット８１と、原稿台ガラス８２と、プラテンガラス８３を備える。画像読取ユニット８１は、不図示の駆動部により、原稿台ガラス８２の下部とプラテンガラス８３の下部との間を矢印Ｔ方向に移動する。なお、コントローラ基板２５に実装されたＣＰＵ（不図示）は、画像読取ユニット８１の位置を、ポジションセンサ（不図示）とモータ（不図示）の回転パルス数から把握する。

【0023】

リーダ８０によってシートＳの画像データを読み取る場合、まずユーザは原稿台ガラス８２の上にシートＳを載置する。その後、画像読取ユニット８１が矢印Ｔ方向に移動しながらシートＳに対して光を照射し、その反射光を不図示の撮像素子によって受光し、撮像素子はシートＳの画像データに応じた電気信号を出力する。このようにシートＳの画像データを読み取る。なお、ＡＤＦ９０は、リーダ８０に対して回動自在に支持されており、ＡＤＦ９０を回動させて上方に開放することで、ユーザは原稿台ガラス８２にアクセス可能となる。

【0024】

ＡＤＦ９０は、原稿であるシートＳを積載する原稿トレイ９１と、原稿トレイ９１に積載されたシートＳをピックアップするピックローラ９２と、ピックローラ９２によりピックアップされたシートＳを給送する給送ローラ９３を備える。またＡＤＦ９０は、給送ローラ９３によって給送されたシートＳを搬送する搬送ローラ９５（９５ａ～９５ｆ）を備える。ピックローラ９２は、不図示の移動機構によって昇降可能に構成されており、シートＳをピックアップする時は下降し、原稿トレイ９１に積載されたシートＳに接触する。

【0025】

またＡＤＦ９０は、給送ローラ９３に圧接してニップ部に形成し、ニップ部において給送ローラ９３に給送されるシートＳを一枚ずつに分離する分離ローラ９４を備える。分離ローラ９４の回転軸には、不図示のトルクリミッタが取り付けられている。

【0026】

またＡＤＦ９０は、原稿であるシートＳの画像データを光学的に読み取って電気信号に変換する画像読取ユニット９６を備える。画像読取ユニット９６の詳しい構成については後述する。また画像読取ユニット９６と対向する位置には、プラテンガラス９７が設けられている。またＡＤＦ９０において、プラテンガラス８３、９７と対向する位置には、プラテンローラ９８、９９がそれぞれ設けられている。プラテンローラ９８、９９は、プラテンガラス８３、９７に接触して画像が読み取られているシートＳが浮き上がることを抑制する。

【0027】

またＡＤＦ９０は、ピックローラ９２や給送ローラ９３を支持する開閉カバー７１を備える。開閉カバー７１は、ＡＤＦ９０の装置本体の不図示の支持軸に対して回動自在に支持されており、ＡＤＦ９０の装置本体に対して開いた開位置と、閉じた閉位置との間を回動する。開閉カバー７１は、閉位置に位置する時にシートＳの搬送路である搬送パスを形成し、開位置に位置する時に搬送パスを開放する。

【0028】

ＡＤＦ９０によりシートＳの画像を読み取る場合、まず原稿トレイ９１に積載されたシートＳが、分離ローラ９４によって一枚に分離されながら、ピックローラ９２、給送ローラ９３、搬送ローラ９５ａ～９５ｄによって第一読取位置まで搬送される。第一読取位置は、プラテンガラス８３とプラテンローラ９８との間の位置である。次に、シートＳは、第一読取位置において、画像読取ユニット８１により第一面の画像が読み取られる。画像読取ユニット８１により読み取られた画像データは、コントローラ基板２５に伝送され、上述した画像処理がなされる。

【0029】

次に、シートＳは、搬送ローラ９５ｅにより、プラテンガラス９７とプラテンローラ９９との間の位置である第二読取位置まで搬送される。ここでユーザからシートＳの第二面の画像を読み取る指示がされている場合、第二読取位置において、画像読取ユニット９６によりシートＳの第二面の画像が読み取られる。画像読取ユニット９６により読み取られた画像データは、コントローラ基板２５に伝送されて上述した画像処理がなされる。その後、シートＳは、搬送ローラ９５ｆによって搬送され、排出ローラ７２によって排出トレイ７３に排出される。

【0030】

＜画像読取ユニット＞
次に、画像読取ユニット９６の構成について説明する。

【0031】

図２は、画像読取ユニット９６の斜視図である。図３は、画像読取ユニット９６を図２に示す矢印Ｋ１方向から見た図である。図４は、画像読取ユニット９６を図２に示す矢印Ｋ２方向から見た図である。ここで矢印Ｋ１方向は、ＡＤＦ９０に画像読取ユニット９６が組み込まれた時に、画像読取ユニット９６を画像読取装置１００の正面から見る方向である。

【0032】

図２～図４に示す様に、画像読取ユニット９６は、ポリカボネートで形成された筐体としてのキャリッジ５２と、制御基板５３（第１制御基板）と、複数のＬＥＤで構成される照明ユニット５１と、不図示のミラーを備える。制御基板５３の実装面５３ａには、撮像素子５７とコネクタ５５が実装されている。なお、撮像素子５７は、制御基板５３におけるコネクタ５５が実装された面とは反対側の面に実装されている。

【0033】

制御基板５３は、撮像素子５７の位置を微調整した上でキャリッジ５２に固定するために、複数軸で位置が調整された上で、キャリッジ５２に対して紫外線硬化型の接着剤（ＵＶ接着剤）である接着剤６０により固定されている。接着剤６０は、撮像素子５７の周囲と、制御基板５３の端部に塗布されているものの、撮像素子５７の周囲の接着剤６０は図面上の見えない位置にあるため図示されていない。またコネクタ５５は、制御基板５３の実装面５３ａに対して半田付けで固定されている。

【0034】

画像読取ユニット９６は、照明ユニット５１により原稿に光を照射し、その反射光を撮像素子５７が受光して、原稿の画像データに応じた電気信号を出力することで、原稿の画像を読み取る。なお、原稿から反射された反射光は、不図示のミラーにより撮像素子５７まで案内される。撮像素子５７により出力された電気信号は、フレキシブルフラットケーブルであるケーブル５４を介して、コントローラ基板２５に伝送される。その後、コントローラ基板２５に実装された電子部品（不図示）により上述した画像処理が行われる。

【0035】

ケーブル５４は、制御基板５３に実装されたコネクタ５５に対して、制御基板５３の実装面５３ａと平行な方向（矢印Ｋ３方向）から挿入される。具体的には、ケーブル５４の一端部には、コネクタ５５に対応するコネクタ（不図示）が取り付けられている。ケーブル５４のコネクタが、制御基板５３に実装されたコネクタ５５に挿入されることで、ケーブル５４の一端部が制御基板５３に電気的に接続される。

【0036】

またケーブル５４の他端部は、コントローラ基板２５に電気的に接続されている。つまりケーブル５４は、制御基板５３に一端部が接続され、コントローラ基板２５に他端部が接続され、制御基板５３とコントローラ基板２５とを電気的に接続する。このように両者が接続されることで、画像読取ユニット９６により読み取られた画像データの伝送だけでなく、制御基板５３への電源供給なども行われる。

【0037】

なお、コネクタ５５は、撮像素子５７よりも画像読取装置１００の背面側に配置されている。これは上述した通り、コントローラ基板２５が画像形成装置Ａの背面側の枠体に取り付けられているため、画像読取装置１００の背面側にコネクタ５５を配置することで、ケーブル５４の接続位置が近くなり、ケーブル５４が配線しやすくなるためである。

【0038】

ここで組み立てを行う作業者は、コネクタ５５に対してケーブル５４を挿入する際に、図３に示す矢印Ｋ４方向から挿入作業を行うことになる。この場合、作業者にとっては、ＡＤＦ９０の不図示の外装カバーが邪魔をしてコネクタ５５の位置が視認し難いため、ケーブル５４がコネクタ５５に正常に挿入されているか、挿入途中であるかを確認できない。このため、作業者は、ケーブル５４を確実にコネクタ５５に挿入するために、挿入方向に大きな力（例えば５ｋｇｆ）をかけることになる。この力は、コネクタ５５を保持するコネクタ５５にも伝達される。

【0039】

これに対して上述した通り、制御基板５３はキャリッジ５２に対して、ビス固定のような強固な固定方法ではなく、接着剤６０により固定されている。従って、ケーブル５４をコネクタ５５に挿入する際に制御基板５３に付与される力によって、制御基板５３とキャリッジ５２との接着部分がずれて、制御基板５３が傾いてしまうおそれがある。即ち、コネクタ５５にケーブル５４が挿入される際に、制御基板５３におけるコネクタ５５の周囲に大きな力が付与されるため、制御基板５３が上述した撮像素子５７の周囲の接着剤６０による固定部分を中心に図４に示す矢印Ｒ方向に回転して傾くおそれがある。このように制御基板５３が傾くと、撮像素子５７の位置が調整位置からずれて、画像読取ユニット９６による画像の読み取り精度が悪化する。

【0040】

そこで制御基板５３が傾くことを抑制するために、ケーブル５４のコネクタ５５に対する挿入方向（矢印Ｋ３方向）において、キャリッジ５２と制御基板５３とが対向する位置に接着剤６０が充填される。具体的には、図４に示す様に、制御基板５３において矢印Ｋ３方向でキャリッジ５２と対向する接着部５３ｂと、キャリッジ５２において矢印Ｋ３方向で制御基板５３と対向する接着部５２ａに接着剤６０が塗布される。つまり制御基板５３の接着部５３ｂとキャリッジ５２の接着部５２ａは、接着剤６０を介して連結される。

【0041】

このような構成により、ケーブル５４がコネクタ５５に挿入される際に制御基板５３に矢印Ｋ３方向の力が付与された場合でも、接着剤６０とキャリッジ５２によって制御基板５３の移動が規制される。従って、制御基板５３が傾くことが抑制され、制御基板５３に実装された撮像素子５７の位置がずれることが抑制されるため、画像読取ユニット９６による画像の読み取り精度の悪化を抑制することができる。

【0042】

なお、本実施形態では、接着剤６０として紫外線硬化型の接着剤を用いる構成について説明したものの、本発明はこれに限られるものではない。即ち、接着剤６０として、例えば時間が経過することで液体から固体に変化する接着剤など、他の種類の接着剤を用いる構成としても、上記同様の効果を得ることができる。

【0043】

また本実施形態では、図４に示す位置に接着剤６０を充填する構成について説明したものの、本発明はこれに限られるものではない。即ち、ケーブル５４のコネクタ５５に対する挿入方向において、制御基板５３とキャリッジ５２とが対向する位置に接着剤６０を充填する構成であれば上記同様の効果を得ることができる。例えば、図５に示す様に、制御基板５３の下端部とキャリッジ５２とが対向する位置に接着剤６０を充填する構成としてもよい。

【0044】

また図６に示す様に、キャリッジ５２に半円型の凹部５２ｂを形成し、制御基板５３のキャリッジ５２の凹部５２ｂと対応する位置に半円型の凹部５３ｃを形成する。そしてこれらの凹部５２ｂ、５３ｃに接着剤６０を充填する。このような構成であっても、凹部５２ｂ、５３ｃが形成されている面における凹部５２ｂ、５３ｃが無い部分に接着剤６０が単に塗布される構成と比較して、ケーブル５４がコネクタ５５に挿入される際に制御基板５３が傾くことを抑制しやすくなる。

【0045】

また本実施形態では、画像読取ユニット９６により読み取られた画像データの画像処理を行う電子部品が実装されたコントローラ基板２５を画像形成装置Ａの装置本体側に設ける構成について説明したものの、本発明はこれに限られるものではない。即ち、画像読取装置１００側にコントローラ基板２５を設ける構成としても、上記同様の効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0046】

２５…コントローラ基板（第２制御基板）
５２…キャリッジ（筐体）
５３…制御基板（第１制御基板）
５３ａ…実装面（第１制御基板の実装面）
５４…ケーブル
５５…コネクタ
５７…撮像素子
６０…接着剤
９６…画像読取ユニット
１００…画像読取装置
２１１…画像形成部
Ａ…画像形成装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】