JPH06250292A

JPH06250292A - 走査装置

Info

Publication number: JPH06250292A
Application number: JP3861793A
Authority: JP
Inventors: Tadayuki Sekiya; 忠行関矢
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-02-26
Filing date: 1993-02-26
Publication date: 1994-09-09

Abstract

(57)【要約】【目的】タイミングベルトを用いて効率の良い駆動方
式を採用することによって画質の向上や装置の小型化を
図ることが可能な走査装置を提供する。【構成】第１スキャナ４及び第２スキャナ５の左右両
側の主走査方向Ｘの端部３３，３４に両端が開放された
オープンタイプのタイミングベルト３５，３６を配設
し、このタイミングベルト３５，３６に第１スキャナ４
を固定し、この第１スキャナ４が固定されたタイミング
ベルト３５，３６を第２スキャナ５に回転自在に取付け
られた動プーリ３７，３８，４３，４４に巻掛けると共
に駆動プーリ３９，４０に巻掛け、この駆動プーリ３
９，４０の回転に伴ってタイミングベルト３５，３６を
用いて第１スキャナ４と第２スキャナ５とを１対１／２
の速度比で同一方向に移動させる動力伝達手段を設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機等にお
ける原稿を照射して走査する光学系を備えたスキャナ両
側駆動方式の走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来における走査装置としては、例え
ば、特開昭６２−４２１４２号公報や、特開平２−１１
３２３３号公報に開示されているものがある。前者の場
合、第１スキャナと第２スキャナの左右両側にそれぞれ
径１：１／２の段付きプーリを配設し、その段付きプー
リを構成する大、小のプーリそれぞれにエンドレスタイ
プ（歯付き）のタイミングベルトの長、短２本を１組と
して巻掛け（合計４本のタイミングベルトを設け）、第
１スキャナを左右両側の２本の短いタイミングベルトに
固定し、第２スキャナを左右両側の２本の長いタイミン
グベルトに固定した状態で、第１スキャナと第２スキャ
ナとをそれぞれ別々に駆動制御することにより読取りを
行うようにしたものである。また、後者の場合、第１ス
キャナと第２スキャナの左右両側にそれぞれ駆動プーリ
を配設し、それら駆動プーリそれぞれにエンドレスタイ
プ（歯付き）のタイミングベルトを巻掛け（合計２本の
タイミングベルトを設け）、第１スキャナをタイミング
ベルトに固定し、第２スキャナに歯付き駆動プーリを取
付けてその歯とタイミングベルトの歯とを噛み合わせた
状態にして、第１スキャナと第２スキャナとを同時に駆
動制御することにより読取りを行うようにしたものであ
る。

【０００３】そこで、今、従来における複写機の走査装
置の一例を図３に基づいて説明する。筐体１の上面には
コンタクトガラス２が設けられており、このコンタクト
ガラス２の面上には原稿３が配置されている。コンタク
トガラス２の下方には、第１スキャナ４と、第２スキャ
ナ５とが配置されている。前記第１スキャナ４は、原稿
３の面を下方から照明するための露光ランプ６と、光を
集光させるための正反射板７と、補助反射板８と、第１
ミラー９とを備えている。前記第２スキャナ５は、第１
スキャナ４からの光路の方向を変えるための第２ミラー
１０と、第３ミラー１１とを備えている。これら第１ス
キャナ４と第２スキャナ５とは、摺動部材１２を介して
ガイドレール１３上に載せられており、副走査方向Ｙに
直線移動することができ、これにより第１スキャナ４は
原稿面の全面を走査する。第２スキャナ５は所定の光路
長を保つように、第１スキャナ４の１／２の速度で移動
する。

【０００４】そして、第１スキャナ４、第２スキャナ５
を所定の速度で移動させることにより、原稿面に照射さ
れ反射された光は、第１ミラー９、第２ミラー１０、第
３ミラー１１により反射されてレンズ１４ａに入射した
後、ミラー１４ｂにより反射されて感光体ドラム１５の
面上に結像され、これにより画像の潜像が形成される。
このようにして形成された潜像は、図示しない現像装
置、給紙装置、転写装置、定着装置などによりトナー像
として現像された後に、給紙された転写紙上に転写、定
着されることにより所望とするコピーを得ることができ
る。

【０００５】次に、上述したような走査装置の第１スキ
ャナ４及び第２スキャナ５に用いられている駆動方式に
ついて述べる。この駆動方式としては、一般に、スキャ
ナ片側駆動方式とスキャナ両側駆動方式とがある。そこ
で、まず、前者のスキャナ片側駆動方式について述べ
る。この方式は、スキャナの一端をガイドロッドに嵌合
させて、他端はコロか摺動部材を介してガイドレール上
に載っており、ガイドロッド側片方に張設したワイヤに
よって往復移動する方式である。この場合、スキャナが
堅固でないと駆動側の移動に対して従動側がうまく追従
せず、ミラーの平行が保持されなくて、ピント、倍率の
ズレやジター画像になりやすい欠点がある。また、スキ
ャナを堅固にするために重くなり、始動、移動、停止さ
せる際に、慣性力、摩擦力が大きくなり、大きなトルク
が必要となり、このため装置の小型化、軽量化が困難で
ある。次に、後者のスキャナ両側駆動方式について述べ
る。この方式は、スキャナの両側を駆動するためスキャ
ナ自体の剛性は片側駆動方式に比べてそれほど必要とせ
ず、ガイドレール上に載せて移動させればよく、また、
堅固なガイドロッドを必要としないため、駆動装置を含
む光学系の小型化、軽量化に有利である。さらに、片側
駆動方式で見られるスキャナの従動側の振れが改善され
て画質が向上する。このスキャナ両側駆動方式には、ワ
イヤ駆動方式とタイミングベルト駆動方式とがある。こ
の場合、ワイヤ駆動方式の欠点としては、以下に述べる
ような種々のものがある。第一に、ワイヤの配廻しが煩
雑であり、組立て性が良くない。第二に、ワイヤの配廻
しを光学系の前後の側板間の内側でやるようにするには
側板間隔を広くとらなければ難しく、側板の外側でやる
ようにするには側板を開放する必要があり、光学系内部
で汚れやすくなる欠点がある。第三に、ワイヤの配廻し
作業は自動組立てでは難しく、光学系の自動組立てを進
める上で妨げとなる。このようなワイヤ駆動方式の欠点
を改善できるものとして、タイミングベルト駆動方式が
ある。

【０００６】そこで、そのタイミングベルト駆動方式を
用いた走査装置の一例を図４に基づいて説明する。第１
スキャナ４と第２スキャナ５との左右両側には、副走査
方向Ｙに長い形状のタイミングベルト１６，１７と、副
走査方向Ｙに短い形状のタイミングベルト１８，１９と
が配設されている。タイミングベルト１６はタイミング
ベルトプーリ２０，２１間で、タイミングベルト１７は
タイミングベルトプーリ２２，２３間でそれぞれ巻掛け
され、また、タイミングベルト１８はタイミングベルト
プーリ２４，２５間で、タイミングベルト１９はタイミ
ングベルトプーリ２６，２７間でそれぞれ巻掛けされて
いる。タイミングベルトプーリ２０，２４及びタイミン
グベルトプーリ２２，２６はそれぞれ一体化されてお
り、これら両者間は駆動軸２８で連結されている。この
駆動軸２８の一端は従動プーリ２９と連結され、この従
動プーリ２９はタイミングベルト３０を介して駆動モー
タ３１の駆動プーリ３２と連結されている。

【０００７】また、第１スキャナ４の左右両側の端部３
３はそのスリット長手方向をレンズ光軸と直角にした状
態でタイミングベルト１６，１７に固定されており、第
２スキャナ５の左右両側の端部３４は第１スキャナ４に
対して所定の間隔で平行に調整された状態でタイミング
ベルト１８，１９に固定されている。第１スキャナ４の
端部３３及び第２スキャナ５の端部３４は、ガイドレー
ル１３に沿って副走査方向Ｙに移動できるようになって
いる。

【０００８】このような構成において、駆動モータ３１
からの駆動力は駆動軸２８を介してタイミングベルトプ
ーリ２０，２２，２４，２６に伝達されることにより、
タイミングベルト１６，１７，１８，１９を回転させ、
これにより第１スキャナ４と第２スキャナ５とを副走査
方向Ｙに移動させる。この場合、タイミングベルトプー
リ２０，２２の径を１とすると、タイミングベルトプー
リ２４，２６の径は１／２になっており、これにより第
１スキャナ４と第２スキャナ５の移動速度は１対１／２
となって移動することになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図４に示したようなス
キャナ両側駆動方式の走査装置において、タイミングベ
ルトを用いたベルト駆動方式は、前述したようなワイヤ
駆動方式の種々の欠点を解決し、ワイヤ駆動方式に比べ
て組立て作業性が格段に良くなり、生産性の著しい向上
が見込まれるが、以下に述べるような問題点を含んでい
る。すなわち、第１スキャナ４（第１走行体）と第２ス
キャナ５（第２走行体）とを別々のタイミングベルトに
より駆動する方式（第１スキャナ４はタイミングベルト
１６，１７により駆動され、第２スキャナ５はタイミン
グベルト１８，１９により駆動される）だと、両方の走
行体間の距離の精度は駆動プーリ（タイミングベルトプ
ーリ２０，２２，２４，２６）の駆動径比の精度に依存
してしまう。両方の走行体間の距離は、レンズの物体側
の共役長を決めており、その距離が狂うと、原稿を読取
る倍率が狂うことになる。

【００１０】その関係式は、

【００１１】

【数１】

【００１２】ｍ：レンズの投影倍率ｆ：レンズの焦点距離Ｌ：物体側の共役長で表わすことができる。

【００１３】また、光電変換素子（例えば、ＣＣＤ）で
画像を読取るデジタル画像読取装置の場合、一般的には
ｍ≒０．１、ｆ≒４０に設定されているためＬ≒４４０
であるが、デジタル画像読取装置に要求される倍率の正
確さは厳しく、仮に倍率誤差を０．１％以内で保証しよ
うとすると、上述した（１）式の関係から、Ｌの変化量
ΔＬは０．４ｍｍ以内に抑えなければならない。

【００１４】さらに、ダハミラーは光路を平行に折り返
しているため、そのダハミラーを構成する第２走行体の
位置が１狂うとその光路長は２狂うことになることを考
慮すると、第１走行体に対する第２走行体の距離の狂い
はせいぜい０．２ｍｍまでしか許されない。例えば、原
稿Ａ３（４２０ｍｍ）を駆動径φ４０、φ２０で第１走
行体、第２走行体を駆動して走査する場合、前記倍率誤
差を保証するためには、駆動径φ４０、φ２０の相対誤
差、偏心量を合わせて０．０１９ｍｍ以内に正確に駆動
プーリを加工しなければならないことになる。このよう
な高度な加工技術が必要なことは言い替えれば大変高価
な部品を必要とすることを意味するものであり、より優
れた製品を安価に提供することに反する結果となる。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、コンタクトガラス上に載置された原稿面を照明する
ための露光ランプ及び照明用のミラーを有する第１スキ
ャナと、この第１スキャナから前記原稿面に照明され反
射された光の光路方向を変えるためのミラーを有する第
２スキャナとを備え、前記第１スキャナ及び前記第２ス
キャナを前後の副走査方向に移動させることにより前記
原稿面の画像を読取るスキャナ両側駆動方式の走査装置
において、前記第１スキャナ及び前記第２スキャナの左
右両側の主走査方向の端部に両端が開放されたオープン
タイプのタイミングベルトを配設し、このタイミングベ
ルトに前記第１スキャナを固定し、この第１スキャナが
固定された前記タイミングベルトを前記第２スキャナに
回転自在に取付けられた動プーリに巻掛けると共に駆動
プーリに巻掛け、この駆動プーリの回転に伴って前記タ
イミングベルトを用いて前記第１スキャナと前記第２ス
キャナとを１対１／２の速度比で同一方向に移動させる
動力伝達手段を設けた。

【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、第２スキャナの主走査方向である左右両端
部に表面が歯のない平坦な形状の動プーリを２個ずつ配
設し、これら動プーリにタイミングベルトの歯のない側
の面を当て逆方向に折り返すように巻掛けた。

【００１７】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、タイミングベルトが巻掛けられているプー
リのうちの駆動プーリ以外のプーリの表面を歯のない平
坦な形状とした。

【００１８】

【作用】請求項１記載の発明においては、第１スキャナ
と第２スキャナとを同一のタイミングベルトを用いて移
動させることができるため、駆動ベルト本数を従来の４
本から２本に減らすことが可能となり、また、第２スキ
ャナの移動は動プーリの動作原理を用いて行うことによ
り、従来に比べて駆動部品の生産性の向上を図ることが
可能となる。

【００１９】請求項２記載の発明においては、タイミン
グベルトの歯のない側の面を第２スキャナの動プーリに
巻掛けているため、歯のピッチで生じる送りムラやスキ
ャナの振動の発生を防ぐことが可能となる。

【００２０】請求項３記載の発明においては、駆動プー
リ以外のプーリを表面が歯のない平坦な形状のものを用
いることにより、請求項２記載の発明よりもさらに送り
ムラやスキャナの振動を低減させることが可能となる。

【００２１】

【実施例】本発明の一実施例を図１及び図２に基づいて
説明する。なお、従来技術（図３、図４）と同一部分に
ついての説明は省略し、その同一部分については同一符
号を用いる。

【００２２】本実施例は、スキャナ両側駆動方式の走査
装置において、タイミングベルト駆動方式を採用したも
のであり、以下のような構成としたことに特徴がある。
すなわち、図１に示すように、第１スキャナ４及び第２
スキャナ５の左右両側となる主走査方向Ｘの端部３３，
３４には、両端Ｐ，Ｑが開放されたオープンタイプのタ
イミングベルト３５，３６が配置されている。これらタ
イミングベルト３５，３６は、その一端Ｐが図示しない
フレームに固定され、第２スキャナ５の端部３４に回転
自在に取付けられた動プーリ３７，３８、駆動軸２８と
連結された駆動プーリ３９，４０、従動プーリ４１，４
２、前記動プーリ３７，３８と同様に第２スキャナ５の
端部３４に回転自在に取付けられた動プーリ４３，４４
を順次介して巻掛けられ、また、その他端Ｑ側は、スプ
リング４５，４６によって所定の張力が与えられ図示し
ないフレームに固定されている。第１スキャナ５は、第
２スキャナ４に対して所定の間隔で平行に調整され、そ
の端部３３がタイミングベルト３５，３６に直接固定さ
れている。

【００２３】この場合、第２スキャナ５の端部３４に設
けられた動プーリ３７，３８，４３，４４は、表面が歯
のない平坦な形状の平プーリに形成されている。これら
動プーリ３７，３８，４３，４４には、タイミングベル
ト３５，３６がそれらの歯のない側の平坦な面を当て逆
方向に折り返すように巻掛けられている。

【００２４】また、タイミングベルト３５，３６が巻掛
けられているプーリのうちの駆動プーリ３９，４０以外
のプーリ、すなわち、従動プーリ４１，４２（前記動プ
ーリ３７，３８，４３，４４を含む）の表面を歯のない
平坦な形状にした。従って、ここでは、前記タイミング
ベルト３５，３６や、各種プーリ（駆動プーリ３９，４
０、動プーリ３７，３８，４３，４４、従動プーリ４
１，４２）は、動力伝達手段を構成していることにな
る。

【００２５】このようなことから、本タイミングベルト
駆動方式では、駆動プーリ３９，４０の回転に伴って、
動力伝達手段を構成するタイミングベルト３５，３６を
用いて、第１スキャナ４と第２スキャナ５とを１対１／
２の速度比で同一方向（副走査方向Ｙ）に移動させるこ
とができる。そこで、今、その速度比が１：１／２とな
る理由を、図２の「動プーリの原理」を示す模式図に基
づいて説明しておく。まず、タイミングベルト３５の移
動量をＬとし、動プーリ３７の回転中心の移動距離をｘ
とする。そして、今、無限に細い糸が動プーリ３７に巻
き付けてあり、これを引いてほぐしたとして、そのほぐ
した長さをｙとすると、ｙは動プーリ３７の弦長ｙa と
等しく、巻きほぐした角度をθ、動プーリ３７の半径を
ｒとすると、ｙ＝ｙa ＝２πｒ×（θ／２π）＝ｒθ …（２）として表わすことができる。

【００２６】また、引いてほぐしたときに動プーリ３７
がガイドレール１３に対してスリップせずにころがった
とすると、そのころがった角度は同じくθとなり、動プ
ーリ３７の中心が移動した距離ｘは、ｘ＝ｒθ …（３）となる。

【００２７】ｘ＋ｙ＝Ｌであり、ｘ＝ｙであることか
ら、２ｘ＝Ｌ …（４）すなわち、ｘ＝（Ｌ／２） …（５）となる。この（５）式の意味は、タイミングベルト３５
の移動量が１に対して動プーリ３７の移動量が１／２を
表わすものであり、これにより第１スキャナ４と第２ス
キャナ５との速度比が１：１／２となる原理が証明され
る。

【００２８】次に、第１スキャナ４及び第２スキャナ５
の動作について述べる。第１スキャン４はタイミングベ
ルト３５，３６に止められているため、第１スキャナ４
の移動量はそのベルトの移動量Ｌの分だけの移動とな
る。一方、第２スキャナ５は、動プーリ３７，３８，４
３，４４がタイミングベルト３５，３６の移動量Ｌ分だ
け回されるため、前述した動プーリの原理によりＬ／２
だけ移動する。従って、第１スキャナ４に対する第２ス
キャナ５の距離の狂いは動プーリ３７，３８，４３，４
４の直径の値には依らず偏芯のみに依ることになり、従
来例（図４参照）の駆動プーリ２０，２２，２４，２６
に比べてはるかに加工容易な部品を用いることができこ
れにより駆動部品の生産性を向上させることができ、し
かも、従来と同等以上の読取倍率精度を実現することが
できる。また、タイミングベルト３５，３６の歯のない
側の面を第２スキャナ５の動プーリ３７，３８，４３，
４４に巻掛けているため、歯のピッチで生じる送りムラ
やスキャナの振動の発生を防ぐことができ、画質の向上
を図ることができる。さらに、第１スキャナ４と第２ス
キャナ５とを左右それぞれ同一のタイミングベルト３
５，３６を用いて移動させているため、駆動ベルト本数
を従来の４本から２本に減らすことができ、生産コスト
を削減することができる。

【００２９】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、コンタクトガラ
ス上に載置された原稿面を照明するための露光ランプ及
び照明用のミラーを有する第１スキャナと、この第１ス
キャナから前記原稿面に照明され反射された光の光路方
向を変えるためのミラーを有する第２スキャナとを備
え、前記第１スキャナ及び前記第２スキャナを前後の副
走査方向に移動させることにより前記原稿面の画像を読
取るスキャナ両側駆動方式の走査装置において、前記第
１スキャナ及び前記第２スキャナの左右両側の主走査方
向の端部に両端が開放されたオープンタイプのタイミン
グベルトを配設し、このタイミングベルトに前記第１ス
キャナを固定し、この第１スキャナが固定された前記タ
イミングベルトを前記第２スキャナに回転自在に取付け
られた動プーリに巻掛けると共に駆動プーリに巻掛け、
この駆動プーリの回転に伴って前記タイミングベルトを
用いて前記第１スキャナと前記第２スキャナとを１対１
／２の速度比で同一方向に移動させる動力伝達手段を設
けたので、それら第１スキャナと第２スキャナとを同一
のタイミングベルトを用いて移動させることによって、
駆動ベルト本数を従来の４本から２本に減らして生産コ
ストを削減できると共に装置の奥行きの大きさを小さく
してスペースの省略化を図ることができ、また、第２ス
キャナの移動は動プーリの動作原理を用いて行うことに
よって、従来に比べて駆動部品の生産性の向上を図るこ
とができ、しかも、従来と同等以上の読取倍率精度を得
ることができるものである。

【００３０】請求項２記載の発明は、第２スキャナの主
走査方向である左右両端部に表面が歯のない平坦な形状
の動プーリを２個ずつ配設し、これら動プーリにタイミ
ングベルトの歯のない側の面を当て逆方向に折り返すよ
うに巻掛けたので、歯のピッチで生じる送りムラやスキ
ャナの振動の発生を防ぐことができ、これにより画質の
向上を図ることができるものである。

【００３１】請求項３記載の発明は、タイミングベルト
が巻掛けられているプーリのうちの駆動プーリ以外のプ
ーリの表面を歯のない平坦な形状としたので、請求項２
記載の発明よりもさらに送りムラやスキャナの振動を低
減させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるスキャナ両側駆動方式
の走査装置の構成を示す斜視図である。

【図２】動プーリの動作原理を示す模式図である。

【図３】従来の走査装置の構成を示す側面図である。

【図４】従来のスキャナ両側駆動方式の走査装置におい
てタイミングベルト駆動方式を用いた構成を示す斜視図
である。

【符号の説明】

２コンタクトガラス３原稿４第１スキャナ５第２スキャナ６露光ランプ９〜１１ミラー３３，３４端部３５，３６タイミングベルト３７，３８動プーリ３９，４０駆動プーリ４３，４４動プーリＸ主走査方向Ｙ副走査方向

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンタクトガラス上に載置された原稿面
を照明するための露光ランプ及び照明用のミラーを有す
る第１スキャナと、この第１スキャナから前記原稿面に
照明され反射された光の光路方向を変えるためのミラー
を有する第２スキャナとを備え、前記第１スキャナ及び
前記第２スキャナを前後の副走査方向に移動させること
により前記原稿面の画像を読取るスキャナ両側駆動方式
の走査装置において、前記第１スキャナ及び前記第２ス
キャナの左右両側の主走査方向の端部に両端が開放され
たオープンタイプのタイミングベルトを配設し、このタ
イミングベルトに前記第１スキャナを固定し、この第１
スキャナが固定された前記タイミングベルトを前記第２
スキャナに回転自在に取付けられた動プーリに巻掛ける
と共に駆動プーリに巻掛け、この駆動プーリの回転に伴
って前記タイミングベルトを用いて前記第１スキャナと
前記第２スキャナとを１対１／２の速度比で同一方向に
移動させる動力伝達手段を設けたことを特徴とする走査
装置。
【請求項２】第２スキャナの主走査方向である左右両
端部に表面が歯のない平坦な形状の動プーリを２個ずつ
配設し、これら動プーリにタイミングベルトの歯のない
側の面を当て逆方向に折り返すように巻掛けたことを特
徴とする請求項１記載の走査装置。
【請求項３】タイミングベルトが巻掛けられているプ
ーリのうちの駆動プーリ以外のプーリの表面を歯のない
平坦な形状としたことを特徴とする請求項１記載の走査
装置。