JP2006197016A - 画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 原稿を走査して得た画像の光情報を、ＣＣＤイメージセンサを用いて電気信号に変換するデジタル方式の画像読取装置において、簡易な構成によりＣＣＤイメージセンサの発熱を放熱する手段を提供すること。
【解決手段】 ＣＣＤイメージセンサ２０の筐体外側に熱伝導体２６を固定することなく、単に接触させた。なお、熱伝導体２６の一部は画像読取装置のケース２２に固定して、ケース２２を介して放熱させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＣＤ（charge coupled device）イメージセンサで画像を読み取る画像読取装置及び画像読取装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

デジタル複写機やファクシミリに搭載される画像読取装置では、光源からの光を原稿に照射し、その反射光をＣＣＤイメージセンサに導いて電気信号に変換して画像を読み取っている。

近年、読取速度向上を目的として、ＣＣＤの駆動周波数の上昇、感度向上が行なわれてきているが、その結果としてＣＣＤイメージセンサの発熱が問題となっている。

かかる発熱の解決手段として、（ａ）読取り待機中におけるＣＣＤ及び周辺回路の発熱量を抑制し、かつ、ＣＣＤの温度を安定させるために、ＣＣＤ駆動パルス発生回路にクロックを与える発振源として、通常の読取り動作に必要な周波数のクロックを発生させる第１発振器と、前記周波数よりも低い周波数のクロックを発生させる第２発振器とを設け、読取り動作期間においては、前記第１発振器の発振クロックを、スイッチング回路を介してＣＣＤ駆動パルス発生回路に与え、高速でＣＣＤ１を駆動させ、読取り待機期間においては、前記第２発振器の発振クロックを、スイッチング回路を介してＣＣＤ駆動パルス発生回路に与え、低速でＣＣＤ１を駆動させる技術がある（例えば、特許文献１参照）。

しかし、この技術では、ＣＣＤの駆動パルスの切替のために回路構成が複雑になり、また切替のための時間が必要となる。さらに、駆動パルス変更の度に温度が変化し、読取データに影響を与えてしまうおそれがある。

また、別の解決手段として（ｂ）ＣＣＤとＣＣＤドライバ回路の密着した画像読取装置においてＣＣＤおよびＣＣＤドライバ回路に生じる発熱を低減して、画質の劣化を抑制するために、ＣＣＤおよびＣＣＤドライバ回路とこれらに電源を供給する電源部の電力出力の間にＭＯＳトランジスタをスイッチとして介挿し、ＣＣＤの読み取り待機時にはＣＰＵがＭＯＳトランジスタをオフにして電源供給を制御しＣＣＤおよびＣＣＤドライバ回路の温度上昇を抑制する技術がある（例えば、特許文献２参照）。

しかし、この方法においても、電源供給のスイッチング手段が必要となり、回路構成が複雑になるほか、この方法によっては連続読取時の温度上昇には対応することができない。

さらに、ＣＣＤの熱対策として、放熱板をＣＣＤとＰＣＢ基板の両側から押さえ込み、この放熱板の他端側を空間に位置させ、或いは、放熱板の延在部と画像読取装置の構成部材との間にＣＣＤへのストレスを与えないためにフレキシブルな熱伝導部材を介在させた技術がある（例えば、特許文献３参照）。

しかし、この技術では、放熱板の他端側を空間に位置させた例では放熱効果が十分とはいえず、また、放熱板の延在部に熱伝導部材（薄銅板）を設ける例では装置が複雑となる。

特開平６−２６８８２１号公報 特開平６−１４１１３２号公報 特開平１０−２１０２２１号公報

本発明は、簡易な構成によりＣＣＤイメージセンサの発熱を放熱する手段を備えた画像読取装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を達成するため以下の構成とした。
本発明に係る画像読取装置では、原稿を走査して得た画像の光情報を、ＣＣＤイメージセンサを用いて電気信号に変換するデジタル方式の画像読取装置において、該ＣＣＤイメージセンサの筐体外側に熱伝導体を接触させた（請求項１）。ここで、熱伝導体の一部は当該画像読取装置のケースに固定するとよい（請求項２）。また、前記熱伝導体は、前記ＣＣＤイメージセンサの筐体外側との接触部分を弾性体とするのがよい（請求項３）。その弾性体としては、板バネを用いることができる（請求項４）。或いは、弾性体としては、圧縮スプリングを用いることができる（請求項５）。また、これらの発明を適用した画像読取装置を画像形成装置に搭載することができる（請求項６）。

本発明では、ＣＣＤイメージセンサ筐体外側に熱伝導体を接触させるという簡単な構成により、ＣＣＤからの発生した熱を効率よく熱伝導体に伝えて放熱することができる。

以下に、この発明の実施の形態を説明する。

［１］実施の形態例１
図１に、この発明が適用される画像読取装置の部材構成の全体的なレイアウトを示す。図１において、画像読取装置２３を構成する諸部材は筐体状のケース２２に構成されている。ケース２２の上部にはコンタクトガラス１０が設けられている。コンタクトガラス１０の左端部には白基準板７がガラス押さえ８に保持されている。また、ガラス押さえ８の一部には幅の狭いシートスルー用のコンタクトガラス９がはめ込まれている。このコンタクトガラス９は自動原稿送り時の原稿反射光の光通路として設けられている。

ケース２２の内部であって、コンタクトガラス９の直下には第１ミラー２が位置している。また、第１ミラー２の上方には原稿を照らすランプ１が位置している。これら第１ミラー２及びランプ１は第１キャリッジ３に搭載されている。第１キャリッジ３の左方には第２キャリッジ６が位置している。第２キャリッジ６には第２ミラー４と第３ミラー５が搭載されている。

ランプ１で照射された原稿からの反射光（画像情報）は、第１ミラー２、第２ミラー４、第３ミラー５の順に折り返されて光路ａをたどりレンズ１９を経てケース内右端近傍に位置するＣＣＤイメージセンサ２０に結像される。ＣＣＤイメージセンサ２０はＣＣＤ基板２１と一体的に構成され、ＣＣＤ基板２１は図示しない手段によりケースに保持されている。また、ＣＣＤイメージセンサ２０の外装部を構成する筐体外側には熱伝導体２３が接触している。熱伝導体２３の他端部はケース２２に固定されている。

第１キャリッジ３及び第２キャリッジ６は図示の位置がホームポジションである。コンタクトガラス１０上にブック原稿が載置された場合は、これらのホームポジションからそれぞれ、第１キャリッジ３及び第２キャリッジ６が往復動して原稿を走査する。また、画像読取装置２３上に自動原稿送り装置が搭載される場合には、この自動原稿送り装置により原稿の方が移動するので、第１キャリッジ３及び第２キャリッジ６はそれぞれのホームポジションに定置されたままで、ＣＣＤイメージセンサによる原稿の読み取りが行われる。

走査に際しての第１キャリッジ３及び第２キャリッジ６の往復動は、従動プーリ１５、１６、１７及び駆動プーリ１３間に掛けまわされた駆動ワイヤ１４の移動とともに行われる。駆動ワイヤ１４の移動は駆動プーリ１３の回転により行われ、駆動プーリ１３の回転は、駆動伝達ベルト１２を介して駆動モータ１１の回転により行われる。

駆動ワイヤ１４の一端側は緊縮性のワイヤテンションスプリング１８を介して、従動プーリ１５、従動プーリ１７、従動プーリ１６、駆動プーリ１３などの間を巻きまわされてからケース２２に固定されている。ここで、従動プーリ１６、１７は定位置で回転するようにケース２２に支持されている。第１キャリッジ３は駆動ワイヤ１４の一部に固定されていて、図示省略の案内手段に案内されて図中左右方向に可動である。従動プーリ１５は第２キャリッジ６に軸支されている。第２キャリッジ６は図示省略の案内手段に案内されて図中左右方向に可動でる。

駆動ワイヤ１４の具体的な巻きまわしについては本発明の主旨では無いので省略するが、要は、駆動プーリ１３の回転に応じて第１キャリッジ３が右行するとき、従動プーリ１５が動滑車として機能して第１キャリッジ３の１/２の速度で右行するように、通常知られる手法により巻きまわされている。

画像情報を含む反射光を受光し、かかる画像情報を電気信号に変換するＣＣＤイメージセンサ２０は、駆動時に熱を発生する。通常は自然放熱にて対応しているが、昨今、スキャナ画像の高画質、クロックアップによる高速化などにより、ＣＣＤ周囲温度、またはＣＣＤ自体の温度が上がり過ぎ、画質の劣化や耐久性劣化につながっている。

図２に拡大して示したように、本例では、ＣＣＤイメージセンサ２０の筐体外側に、Ｌ字状に折曲させた例えば、銅板など熱良導体からなる熱伝導体２６の一端側を接触させている。これにより、熱伝導体２６を介してＣＣＤイメージセンサ２０の熱を放熱させることができる。接触状態は、例えば、熱伝導体２６の他端側はねじ２４でケース２２に止め、る簡単な方法で足り、上記接触状態を維持する。

本例のように、熱伝導体２６の一端側をＣＣＤイメージセンサ２０の筐体外側に接触させる簡単な構成により、ＣＣＤイメージセンサ２０の発生熱を熱伝導体２６を介して放熱し、また、ケース２２に熱伝導体２６の一部を固定した場合にはケース２２を介して大気に放熱させることでＣＣＤの温度を下げる。こうして、ＣＣＤ周囲温度、またはＣＣＤ自体の温度が上がり過ぎ、画質の劣化や耐久性劣化を生ずるのを防止することができる。

［２］実施の形態例２
図３、図４に拡大して示したように、本例では、ＣＣＤイメージセンサ２０の筐体外側に、直方体状をした熱良導体からなる弾性体、例えばイラストマー樹脂からなるブロック片２５を接触させ、この接触部の反対側を、端部がＬ字状に折曲された熱伝導体２６で押圧している。

つまり、ブロック片２５を両側から、ＣＣＤイメージセンサ２０の筐体外側と熱弾性体２３とではさむことで、ブロック片２５はＣＣＤイメージセンサ２０及び熱伝導体２６に対して弾性により均一な接触状態を得ることができ、良好な放熱を行うことができる。

［３］実施の形態例３
図５、図６に拡大して示したように、本例では、ＣＣＤイメージセンサ２０の筐体外側に、Ｃ字状に折曲された熱伝導体からなる弾性体、例えば板ばね２７を接触させ、この接触部の反対側を、端部がＬ字状に折曲された熱伝導体２６で押圧している。

板ばね２７は１個でもよいが、図６に示すように複数個、設けることでより良好な接触状態を得る。また、板ばね２７には適宜スリットを形成すれば、撓み度合いを調節することができる。これにより、板ばね２７はＣＣＤイメージセンサ２０及び熱伝導体２６に対して弾性により均一な接触状態を得ることができ、良好な放熱を行うことができる。

［４］実施の形態例４
図７に拡大して示したように、本例では、ＣＣＤイメージセンサ２０の筐体外側に、熱伝導体からなる弾性体、例えば圧縮スプリング（伸張性のばね）２８を接触させ、この接触部の反対側を、端部がＬ字状に折曲された熱伝導体２６で押圧している。圧縮スプリング２８は１個でもよいが、図６に示した板ばね２７の例にならい複数個、設けることでより良好な接触状態を得る。これにより、弾性体２７はＣＣＤイメージセンサ２０及び熱伝導体２６に対して弾性により均一な接触状態を得ることができ、良好な放熱を行うことができる。

［５］実施の形態例５
これまで説明した画像読取装置は、画像読取装置を搭載した画像形成装置に使用される。この画像形成装置の一例をここで説明する。図８において、デジタル複写機の本体１００の上方には、この発明に係る画像読取装置２３が搭載され、さらにこの画像読取装置２３の上に、背面側を支点に上下に開閉自在に自動原稿搬送装置４００が取り付けられている。

本体１００には、内部に、像担持体としてドラム状の感光体１８０を設ける。この感光体１８０のまわりには、図中左側に配置する帯電装置１９０から、感光体１８０の回転方向（反時計方向）Ａに順に、下側に現像装置７２、右側に転写装置７３、上側にクリーニング装置７４を配置してなる。

そのうち、現像装置７２では、トナーとして、重合法により製造した重合トナーを用い、その重合トナーを現像ローラを用いて付着して感光体１８０上の静電潜像を可視像化する。また、転写装置７３は、上下のローラ７５、７６の間に転写ベルト７７を掛け回して構成し、その転写ベルト７７を転写位置Ｂで感光体１８０の周面に押し当ててなる。

図８中、帯電装置１９０およびクリーニング装置７４の左側に設けるものは、現像装置７２に新しいトナーを補給するトナー補給装置２００である。

また、本体１００の内部には、シートバンク３００のシートカセット６１から送り出したシートＳを転写位置Ｂを経てスタック位置まで下方から上方へと搬送するシート搬送装置Ｃを備える。シート搬送装置Ｃは、供給路Ｒ１、手差し供給路Ｒ２、およびシート搬送路Ｒを有してなる。

シート搬送路Ｒには、感光体１８０の上流位置にレジストローラ２１０を設ける。また、感光体１８０の下流位置には、熱定着装置５３を設ける。

熱定着装置５３のさらに下流には、ローラ５５Ａ、５５Ｂ、コロ５６、搬送ベルト５７、搬送ローラー５８等が配置されている。これらのローラ等を経て画像形成済みの用紙は排出スタック部（排出位置）３９に排出、スタックされる。

本体１００には、図中右側面に、スイッチバック装置４２を設けてなる。このスイッチバック装置４２は、シート搬送路Ｒの排出分岐爪３４位置から分岐し、一対のスイッチバックローラ４３を備えるスイッチバック位置４４まで用紙を導く反転路Ｒ３と、スイッチバック位置４４から、再びシート搬送路Ｒのレジストローラ２１０まで導く再搬送路Ｒ４とを有するシート搬送装置Ｄを備える。このシート搬送装置Ｄには、シートを搬送する複数のシート搬送ローラ６６を備えてなる。

現像装置７２の図中左側には、レーザ書込装置４７を備える。レーザ書込装置４７には、不図示のレーザ光源、走査用の回転多面鏡４８、ポリゴンモータ４９、ｆθレンズ等の走査光学系５０などを設けてなる。

コンタクトガラス１０上の自動原稿搬送装置４００には、原稿の載置位置に不図示の原稿セット台を設けるとともに、排出位置に不図示の原稿スタック台を設ける。また、原稿シートを、原稿セット台から画像読取装置２３のコンタクトガラス１０上の読取位置を経て原稿スタック台まで搬送する不図示の原稿搬送路を有するシート搬送装置を備える。そのシート搬送装置には、原稿シートを搬送する不図示のシート搬送ローラを複数備えてなる。

シートバンク３００には、内部に、シート状媒体としての用紙Ｓ、例えば、転写紙、ＯＨＰフィルム等を収納するシートカセット６１を多段に備える。各シートカセット６１には、それぞれ対応して呼出ローラ６２、供給ローラ６３、分離ローラ６４を設ける。多段に備えるシートカセット６１の図中右側に、本体１００のシート搬送路Ｒへと通じる供給路Ｒ１を形成する。供給路Ｒ１にも、シートを搬送するいくつかのシート搬送ローラ６６（シート搬送回転体）を備える。

本体１００には、図中右側面に、手差し供給部６８を設ける。この手差し供給部６８に、手差しトレイ６７を開閉自在に設けるとともに、その手差しトレイ６７上にセットした手差しシートを、シート搬送路Ｒへと導く上述した手差し供給路Ｒ２を備える。この手差しトレイ６７にも同様に、呼出ローラ６２、供給ローラ６３、分離ローラ６４を設ける。

この複写機を用いてコピーをとるときは、不図示のメインスイッチをオンするとともに、自動原稿搬送装置４００の原稿セット台に原稿をセットする。ブック原稿のような場合には、自動原稿搬送装置４００を開いて画像読取装置２３のコンタクトガラス１０上に直接原稿をセットし、自動原稿搬送装置４００を閉じてそれで押える。

そして、不図示のスタートスイッチを押すと、自動原稿搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿をシート搬送ローラにより原稿搬送路を通して、コンタクトガラス１０上へと移動してから画像読取装置２３を駆動し、原稿内容を読み取って原稿スタック台上に排出する。一方、コンタクトガラス１０上に直接原稿をセットしたときは、直ちに画像読取装置２３を駆動する。

画像読取装置２３を駆動すると、画像読取装置２３は、第１キャリッジ３をコンタクトガラス１０に沿って移動するとともに、ランプ１からの光をコンタクトガラス１０上の原稿面で反射し、その反射光を第１ミラー２、第２ミラー４、第３ミラー５等の複数のミラーで反射し、結像用のレンズ１９を経て、ＣＣＤイメージセンサ２０に入れ、そのイメージセンサ２０で原稿内容を読み取る。

また、このとき同時に、不図示の感光体駆動モータで感光体１８０を回転し、先ず図示例では帯電ローラを用いた帯電装置１９０で表面を一様に帯電し、次いで上述の画像読取装置２３で読み取った原稿内容に応じてレーザ光を照射してレーザ書込装置４７で書込みを行い、感光体１８０の表面に静電潜像を形成し、その後、現像装置７２でトナーを付着してその静電潜像を可視像化する。

また、スタートスイッチを押したとき同時に、シートバンク３００中に多段に備える複数のシートカセット６１中の選択サイズに対応するシートカセット６１内から呼出ローラ６２により用紙Ｓを送り出し、続く供給ローラ６３、分離ローラ６４で１枚ずつ分離して搬送しながら供給路Ｒ１に入れ、シート搬送ローラ６６で搬送してシート搬送路Ｒへと導き、レジストローラ２１０に突き当てて止める。そして、上述した感光体１８０の可視像化したトナー画像の回転にタイミングを合わせてレジストローラ２１を回転し、感光体１８の右側へと送り込む。

または、手差し給紙部６８の手差しトレイ６７を開けて、その手差しトレイ６７上にセットした手差しシートを呼出ローラ６２により送り出し、続く供給ローラ６３、分離ローラ６４で１枚ずつ分離して搬送しながら手差し供給路Ｒ２に入れ、シート搬送ローラ６６で搬送してシート搬送路Ｒへと導き、同じくレジストローラ２１で感光体１８の回転にタイミングを合わせて該感光体１８の右側へと送り込む。

それから、感光体１８０の右側へと送り込んだ用紙Ｓに、図示例では転写装置７３により転写位置Ｂで感光体１８０上のトナー画像を転写して画像を形成する。画像転写後の感光体１８０上の残留トナーはクリーニング装置７４で除去して清掃し、不図示の除電装置で感光体１８上の残留電位を除去して帯電装置１９からはじまる次の画像形成に備える。

一方、画像転写後の用紙Ｓは、転写ベルト７７で搬送し、その通過を不図示のセンサで検知してから熱定着装置５３に入れ、加熱された定着ローラー５１と加圧ローラー５２間に通して搬送しながら、それらにより熱と圧力を加えて用紙Ｓ上のトナー画像を定着する。その後、排出スタック部３９上に排出してそこにスタックする。

なお、用紙Ｓの両面に画像を転写する場合、排出分岐爪３４を切り替える。そして、表面にトナー画像を転写したシート状媒体を、シート搬送路Ｒから反転路Ｒ３に入れ、シート搬送ローラ６６で搬送してスイッチバック位置４４へ入れ、スイッチバックローラ４３でスイッチバックすることにより再搬送路Ｒ４に入れて反転し、シート搬送ローラ６６で搬送して再びシート搬送路Ｒに導き、前述と同様にして用紙の裏面にも画像を転写する。

本発明にかかる画像読取装置の全体構成を説明した部分断面の正面図である。 本発明にかかる画像読取装置の部分拡大断面図である。 本発明にかかる画像読取装置の部分拡大断面図である。 本発明にかかる弾性体をＣＣＤとともに例示した斜視図である。 本発明にかかる画像読取装置の部分拡大断面図である。 本発明にかかる弾性体をＣＣＤとともに例示した斜視図である。 本発明にかかる画像読取装置の部分拡大断面図である。 本発明にかかる画像読取装置を搭載した画像形成装置の構成を説明した図である。

符号の説明

２０ ＣＣＤイメージセンサ
２６ 熱伝導体

Claims (6)

1. 原稿を走査して得た画像の光情報を、ＣＣＤイメージセンサを用いて電気信号に変換するデジタル方式の画像読取装置において、
   前記ＣＣＤイメージセンサの筐体外側に熱伝導体を接触させたことを特徴とした画像読取装置。
2. 請求項１記載の画像読取装置において、
   前記熱伝導体の一部を当該画像読取装置のケースに固定したことを特徴とする画像読取装置。
3. 請求項１又は２記載の画像読取装置において、
   前記熱伝導体は、少なくとも前記ＣＣＤイメージセンサの筐体外側との接触部が弾性体であることを特徴とする画像読取装置。
4. 請求項１乃至３の何れかにおいて、前記弾性体は、板バネであることを特徴とする画像読取装置。
5. 請求項１乃至３の何れかにおいて、前記弾性体は、圧縮スプリングであることを特徴とする画像読取装置。
6. 画像読取装置を搭載した画像形成装置において、
   前記画像読取装置が請求項１乃至５のうちの一つに記載のものであることを特徴とする画像形成装置。
   

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