(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿面を照射する光源と原稿からの反射光を所定位置に導く光学部品とを一体化した走査体と、該走査体を原稿走査方向に移動させる駆動源と、を備えた原稿読取り装置において、上記走査体に上記光源の発熱を冷却する為の送風機を組み込んで一体的に移動するように構成し、
上記送風機は、上記光源の周囲全体を一様に覆うように配置された円筒型のファンと、モータとから成り、上記走査体には該ファンと該モータとを組み込み、該ファンを回転させることにより中心部に位置する上記光源を冷却することを特徴とする原稿読取り装置の冷却装置。
【請求項２】
上記光源が棒状光源である場合に、上記円筒型のファンは、光源とほぼ同じ長さの複数枚の羽根を周方向に配置した構成を有し、各羽根の幅は両端部よりも中央部が大きくなっていることを特徴とする請求項１記載の原稿読取り装置の冷却装置。
【請求項３】
上記光源が棒状光源である場合に、上記円筒型のファンは、光源とほぼ同じ長さの複数枚の羽根を周方向に配置した構成を有し、各羽根の幅は両端部よりも中央部が大きくなっており、各羽根は、複数枚の小サイズ羽根から構成されていることを特徴とする請求項１記載の原稿読取り装置の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスキャナ、画像形成装置等に用いられる原稿読取り装置の改良に関し、詳細には光源からの発熱を光源の移動に追随しながら冷却することにより、冷却効率を大幅に高めることができる原稿読取り装置の冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置やスキャナ等に用いられる原稿読取り装置は、コンタクトガラス上に載置された原稿をコンタクトガラス直下に位置する読取り光学系を走査することによって読取り、得られた画像データを画像形成部に結像したり、或は光電変換部材に供給して画像信号を得るようにしている。
ところで、デジタル画像形成装置、とりわけカラー画像形成装置にあっては光源ランプとして比較的大きな光量を必要とし、また立上りが早いものが求められている為、ハロゲンランプが用いられる。ところが、ハロゲンランプにはランプの発熱によるランプ自身とその周辺の部材を高温化させるという大きな問題がある。このため、ハロゲンランプを光源として使用した場合には、これらの部材の冷却の為に、画像形成装置の適所に冷却用のファンを配置することが一般的である。
即ち、図６(a) は撮像手段としてＣＣＤを用いたデジタル原稿読取り装置の構成図であり、この読取り装置は、コンタクトガラス１上に載置した原稿を読取る読取り光学系２をコンタクトガラス１の直下に有しており、この読取り光学系２はハロゲンランプから成る棒状光源３と第１ミラー４とを搭載して図面左右方向に移動する第１走査体５と、第２及び第３ミラー６、７、を搭載して左右方向へ移動する第２走行体８と、光源から出射され原稿で反射し各ミラー４、６、７にて導かれた光を受けるレンズ９と、光の画像データを光電変換するＣＣＤ１０とを有する。
図６(b) は冷却機構の従来例であり、この例では両走査体５、８のホームポジションに近接した位置にファン１１を配置してこの近傍を集中的に冷却している。これは発熱源としての光源３を備えた第１走査体５がホームポジションに位置している時間が長いからであるが、読取り動作中には第１走査体５はコンタクトガラスの下面に沿って広い範囲を移動するため、ホームポジション以外の位置に光源が位置している時における光源からの発熱を冷却する上では、このファン１１はさほど役に立っていないことになる。
つまり、上記従来技術は、単にホームポジションの近傍にファンを置いただけにすぎず、装置の内部を冷却するという根本的な問題はほとんど解決できていない。
また、特開平７−８４３２３号公報には、複数の軸流ファンをホームポジション側に配置し、外気を吸い込むことによってコンタクトガラスを含む筐体内の温度が均一になるように冷却する構成が開示されているが、ファンを複数個配置している他は、依然としてホームポジション側を中心に冷却しているに過ぎない。ファンを複数個配置しているので、確かに冷却効果はアップするが、部品のコスト高や、騒音や溝費電力の増大といった欠点が新たに起こる。
次に、特開平８−１７９４４４号公報には、キャリッジ（走査体）をホームポジションから離れた位置に停止させるよう制御することによって、特に高温化しやすいホームポジション近傍を冷却（昇温を防止）する技術が開示されているが、ホームポジションが高温化する原因は光源がそこに位置する時間が長いからであり、したがって最も高温になるのは光源とそれが搭載されているキャリッジと、その周辺部材である。すなわちこの構成によった場合、冷却に関しての効果は期待できず、むしろ光源を搭載したキャリッジがホームポジション近傍のファンより遠くなるので逆効果になる恐れがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこれを解決するためになされたものであり、ファンがキャリッジ上の光源の近傍にあって、キャリッジとともに移動することによって、コスト高や、騒音や消費電力の増大などがなく、ホームポジションだけを集中して冷却することをなくし、原稿読み取り装置の全体を一様にしかも効率よく冷却することを目的にしている。
また、ファンが棒状光源の周囲全体を一様におおうよう円筒型になったものであり、光源の周りの直近位置でファンを回転させることによって、光源の周囲全体の空気を入れ換えて冷却できるので、さらに効率よく冷却することができる。
また光源の光量が光電変換部材（ＣＣＤ）の感度に対して多すぎる場合においては、ファンを適度な光量ダウンのための遮光手段としても使用する。
他の一つの目的は、ハロゲンランプから成る棒状光源の場合、軸方向両端部より中央部の方が発熱量が大きいことを考慮して、中央部をより多く冷却することで、同じ部品コストあるいは消費電力でありがなら一層効率的に冷却することである。
他の一つの目的は、光源の照度分布が一般的には両端部より中央部の方が相対的に高いことを考慮して、遮光手段としてのファンの羽根によって中央部の光量ダウンの割合を大きくして、中央部と両端部で光量の差が少ないフラットな照度分布とすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、請求項１の発明は、原稿面を照射する光源と原稿からの反射光を所定位置に導く光学部品とを一体化した走査体と、走査体を原稿走査方向に移動させる駆動源と、を備えた原稿読取り装置において、上記走査体に光源の発熱を冷却する為の送風機を組み込んで一体的に移動するように構成し、上記送風機は、光源の周囲全体を一様に覆うように配置された円筒型であり、上記走査体には送風機を回転させる駆動源を組み込み、送風機を回転させることにより中心部に位置する光源を冷却することを特徴とする。
請求項２の発明は、上記光源が棒状光源である場合に、上記円筒型の送風機は、光源とほぼ同じ長さの複数枚の羽根を周方向に配置した構成を有し、各羽根の幅は両端部よりも中央部が大きくなっていることを特徴とする。
請求項３の発明は、上記光源が棒状光源である場合に、上記円筒型の送風機は、光源とほぼ同じ長さの複数枚の羽根を周方向に配置した構成を有し、各羽根の幅は両端部よりも中央部が大きくなっており、各羽根は、複数枚の小サイズ羽根から構成されていることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示した形態例により詳細に説明する。
なお、図６(a) の読取り装置の構成を併せて参照しながら、本発明の構成、動作について説明する。
図１(a) 及び(b) は本発明の一形態例の要部構成を示す斜視図、及び送風機の端面図であり、図６(a) に示した第１走査体５を構成するキャリッジ１５上に支持された棒状光源３を同心円状に包囲する円筒状のファン２０を配置し、このファン２０を同じくキャリッジ上に支持されたモータ（駆動源）２１により回転させることによって、第１走行体５がホームポジションに位置するか否かに関係なく読取り動作に伴って必要とされる期間中常時光源３を冷却するように構成している。即ち、この形態例のファン２０は、第１走行体５に組み付けられて一体的に移動する為、発熱源としての光源３をその直近位置で効率的に冷却することができる。しかも棒状光源３の外周全体を円筒状に覆っている為、ファンによる冷却効果は光源の全体に及ぶこととなる。
なお、ファン２０、モータ２１は送風機を構成している。
走査体５を構成するキャリッジ１５上の一方の側板１５ａには棒状光源３としてのハロゲンランプが固定されると共に、他方の側板１５ｂにはモータ２１が固定されている。モータ２１の出力軸と直結した回転円盤２１ａには円筒状のファン２０の一端が固定されて回転駆動される。ファン２０の他端は例えばキャリッジ１５の他端に設けた図示しない軸受に支持するか、遊端状に構成する。
光源３と、モータ２１にはそれぞれフレキシブル電線２５、２６が接続されて電源を供給する。
ファン２０は、例えば両端部の枠体３０によって両端部を支持された複数の羽根３１から成り、各羽根３１を周方向に所定のピッチで配置した構成を有する。各羽根３０間には通気用の開口３２が形成されている。この例では、各羽根３１はファンの軸方向全長に亙る一枚の羽根であり、各羽根を軸方向と平行に直線状に配置すると共に、(b) に示すように所定の傾斜角度で傾倒させることにより、ファンが回転した時に、回転方向に応じて外側の空気を光源側に吸引したり、逆に内部の空気を外部に排気することができる。
また、特に図示しないが各羽根を軸方向と傾斜した方向に配置してもよいし、図２のように各羽根３１をらせん状に配置してもよい。
羽根３１の材質としては、耐熱性樹脂、セラミック、軽金属等、種々の材料を用いることができる。また、羽根は透明であってもよいが、以下の実施の形態のように遮光機能を発揮させる場合にはその全部または一部を非透明にする必要がある。
【０００６】
次に、上記形態例において問題となるのは光源全体を覆う羽根の存在によって光源からの光量がダウンしてしまうことであるが、発明者による実験によれば、光量ダウンというデメリットよりは、羽根による遮光効果を有効に利用することで次に示す優れたメリットが発生することが判明した。
即ち、棒状の光源ランプ３にあっては、軸方向両端部よりも中央部の方が光量（光束）が多くなり、またレンズにもコサイン４乗則といって両端部より中央部の方が光量（集光率）が多くなる性質があるため、一般的な原稿読み取り装置の光源光は図３のような照度分布を持つ。このままの照度分布を維持したままで原稿を読み取った場合、得られた画像も同様の照度分布を持つことになるので、多くの場合シェーディング補正という感度補正を行う。これには白基準板１２を読み取って演算するという電気的な補正がよく用いられるが、中央部と端部の光量の差が大きいと、補正が完全にできなかったり、読取画像の階調の低下などの不具合が発生する。したがって照度分布のムラは少ない方が望ましい。
こういった問題を解決する為、本発明では、図４(a) (b) に示すようにそれぞれの羽根を非透光性材料にて構成する（或は非透光材料をコーティングする）と共に、各羽根の形状を長手方向中央部の幅の方が両端部の幅よりも大きくなるようにしている。
また、光源の中央部と端部との光量を調整するのであれば、幅が長手方向に均一の羽根を用い、この羽根の透過光量が中央部に向かうほど徐々に小さくなるように遮光材料を塗布する等の手法を採用することができる。
また、光源ランプは中央部の方が光量が多いので、当然中央部が高温になるが、上記のように羽根の中央部の幅を大きくすることにより、ファンの回転時に発生する風量は中央部の方が多くなり、この結果、中央部をより効率よく冷却するという効果が生まれる。
【０００７】
図５は他の形態例であり、この形態例では各羽根３１を複数の小羽根片３１ａと、支持部材３１ｂにて構成している点が特徴的である。即ち、この例では、各羽根の幅を中央部と両端部とで異ならせる為に、高さｈの異なる小羽根片３１ａを羽根の長手方向（光源の軸方向）に沿って順次配置し、もって中央部の幅が大きくなるようにしている。このように複数の小羽根片からなる羽根によって光源中央部の遮光量を大きくすることによっても照度分布ムラをある程度補正できるが、ここでの目的は電気的なシェーディング補正に取って代わるものではなく、電気的なシェーディング補正による照度分布の均一化を補助することである。
なお、上記形態例では、光源を包囲する円筒状のファンを例示したが、通常の形態のファン（非円筒状）をキャリッジ適所に取り付けて一体移動しつつ光源を冷却する様に構成してもよいことは勿論である。
上記形態例では、ＣＣＤを用いたデジタル原稿読取装置について説明したが、本発明は読み取った光学画像データを直接感光体ドラムに書き込むアナログ複写機にも応用できる。
【０００８】
【発明の効果】
以上の様に請求項１の発明は、ファンがキャリッジ上の光源の近傍にあって、キャリッジとともに移動することによって、コスト高や、騒音や消費電力の増大などがなく、ホームポジションだけを集中して冷却することをなくし、原稿読み取り装置の全体を一様にしかも効率よく冷却することができる。また、ファンが棒状光源の周囲全体を一様におおうよう円筒型になったものであり、光源の周りの直近位置でファンを回転させることによって、光源の周囲全体の空気を入れ換えて冷却できるので、さらに効率よく冷却することができる。また光源の光量が光電変換部材（ＣＣＤ）の感度に対して多すぎる場合においては、ファンを適度な光量ダウンのための遮光手段としても使用することができる。
また、請求項２および３の発明は、ハロゲンランプから成る棒状光源の場合、軸方向両端部より中央部の方が発熱量が大きいことを考慮して、中央部をより多く冷却することで、同じ部品コストあるいは消費電力でありがなら一層効率的に冷却する。また、光源の照度分布が一般的には両端部より中央部の方が相対的に高いことを考慮して、遮光手段としてのファンの羽根によって中央部の光量ダウンの割合を大きくして、中央部と両端部で光量の差が少ないフラットな照度分布とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】  (a) は本発明の一形態例の送風機を備えた走査体の構成を示す斜視図、(b) はその端面図。
【図２】本発明の他の形態例の送風機のファンの構成図。
【図３】光源の照度分布を示す図。
【図４】  (a) 及び(b) はそれぞれ羽根の形態例を示す図。
【図５】図５は他の形態例の羽根の構成を示す図。
【図６】  (a) は原稿読取り装置の一例の全体構成図、(b) はその要部（冷却部）の構成説明図。
【符号の説明】
１  コンタクトガラス、２  読取り光学系、３  棒状光源、４、６、７  ミラー、５、８  走行体、９  レンズ、１０  ＣＣＤ、
１５  キャリッジ、２０  ファン、２１  モータ、２５、２６  フレキシブル電線、３０  枠体、３１  羽根、３２  開口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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