(57)【要約】【課題】急激な温度上昇時にのみ動作するサーモスタットの提供。およびこのサーモスタットをスキャナのホームポジションに設置し、異常時にホームポジションで連続点灯した場合に起こる急激な温度上昇の検知可能な安全装置を有する装置の提供。【解決手段】第１のバイメタルと第２のバイメタルの間に低熱伝導率の物質を挟持させたことを特徴とする。【選択図】　　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のバイメタルと第２のバイメタルの間に低熱伝導率の物質を挟持させたことを特徴とするサーモスタット。
【請求項２】
前記第１のバイメタルに較べて前記第２のバイメタルの厚さが薄いことを特徴とする請求項１に記載のサーモスタット。
【請求項３】
前記第１のバイメタルと前記第２のバイメタルの熱膨張係数の大きい方のメタルを互いに対向させて、熱伝導率の小さい物質を介して接合されたことを特徴とする請求項１または２に記載のサーモスタット。
【請求項４】
前記サーモスタットは、温度変化によって屈曲することを特徴とする請求項１のサーモスタット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のサーモスタットをスキャナのホームポジションのランプが直射する位置に置いたことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のサーモスタットをスキャナのホームポジションのランプが直射する位置に置いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーモスタットの発明およびサーモスタットを有する読取装置の発明に関し、特に、スキャナランプの異常点灯時保護素子として使用可能なサーモスタットの発明およびそれを用いた装置の発明に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、温度をある一定の範囲であるように維持する等の目的で、サーモスタットが用いられている。サーモスタットは一般的に、温度変化による膨張率（収縮率）の異なる２種の金属を張り合わせたバイメタルがよく使用されている。ところで、スキャナランプの異常点灯時保護回路に用いた場合に、以下のような問題点を有することが指摘されている。
すなわち複写機等のスキャナにハロゲンランプを光源として使用したものが知られている。ここに使用されるハロゲンランプは高熱を発するため、連続で点灯するとスケールやコンタクトガラスが高温になってしまう。特にノイズ等でＣＰＵが暴走してスキャナが停止したりすると、例えばホームポジションでこのようなハロゲンランプを連続点灯するとスケールが熔けたり、あるいはコンタクトガラスが高温になって接触すると危険であったり、大きな問題となる。
【０００３】
このような高熱を発するランプが連続点灯して高温になるのを防止するために、スキャナのランプ近傍にサーモスタットが設置されているのが一般的である。ここに使用されるサーモスタットの接点は、スキャナランプの電源に直列に接続されていて、異常時にはランプの電源を切ることが出来るようになっている。
【０００４】
しかしながら、正常動作時（連続読み取り実行時）の温度上昇と、連続異常点灯時の温度上昇の差は少なく、スキャナランプ冷却用のファンが停止すればサーモスタットは動作するが、冷却用のファンが動作している状態ではサーモスタットが切断されないという不具合が発生している。
この際にＣＰＵの暴走時には前記ファンが停止しない場合が多く、このような場合には、サーモスタットによってスキャナランプの電源を切ることが出来ない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような従来技術が有する問題点に鑑み、本発明は、急激な温度上昇時にのみ動作するサーモスタットを提供することにより、スキャナのホームポジションに前記サーモスタットを設置し、異常時にホームポジションで連続点灯した場合に起こる急激な温度上昇を検知することによって、安全装置を作動させ、スキャナランプの入力電源をオフ状態にセットすることが可能な装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のサーモスタットの発明は、上記したような従来技術の問題点を解決するために、第１のバイメタルと第２のバイメタルの間に低熱伝導率の物質を挟持させたことを特徴とする。
【０００７】
特に前記第１のバイメタルに較べて前記第２のバイメタルの厚さが薄いことが好ましく、前記サーモスタットは、温度変化によって屈曲することが好ましい。
【０００８】
特に前記サーモスタットは、前記第１のバイメタルと前記第２のバイメタルの熱膨張係数の大きい方のメタルを互いに対向させて、熱伝導率の小さい物質を介して接合されたことを特徴とする。
【０００９】
特にこのような前記いずれかのサーモスタットを、スキャナのホームポジションのランプが直射する位置に置いたことを特徴とする画像読み取り装置の発明が好ましい。
【００１０】
また、このような前記いずれかのサーモスタットを、スキャナのホームポジションのランプが直射する位置に置いたことを特徴とする画像形成装置の発明が好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態により、本発明に係るサーモスタット並びにその用途について、説明する。
図４（１）は、バイメタル構造を示す図である。バイメタルは熱膨張率の異なった金属を２枚張り合わせた構造をしており、温度が上昇すると、２つの金属の熱膨張率が異なるために、図４（１）の下図に示すように、一方向へ曲がる性質を持っている。
図４（１）に於いて、１の金属よりも２の金属の方が熱膨張率（熱膨張係数）が大きい場合に、温度が上昇すると、図の下方向へ曲がることとなる。
【００１２】
図４（２）は、本発明に係るバイメタル構造を有するサーモスタットを示す図である。図４において、３、５はバイメタル構造であり、４は熱伝導率の低い物質である。３と５は温度上昇に対して、矢印に示すように、曲がる方向が反対、すなわち図４（２）の３では、温度上昇により、下に凸となり、図４（２）の５では、温度上昇により、上に凸になるようになっており、これら３と５に、熱伝導率が低い物質４が挟持された構造となっている。この熱伝導率が低い物質は、バイメタルに使用された金属の熱伝導率と比較すると、たとえば、金属の熱伝導率の１／１０以下、好ましくは、１／１５以下、さらに好ましくは、１／２０以下（たとえば、１／３０以下：１／３０〜１／５００好ましくは１／３０〜１／３００、最適には、１／３０〜１／１００程度（たとえば１／９０程度まで））の値である。このような熱伝導率の低い材料としては、有機材料（たとえばエポキシ樹脂など。また商品名「ケイカルエース・スーパーシリカ」（日本ケイカル株式会社製）を使用することができる。）を挙げることができる。なおこの図において、バイメタル３およびバイメタル５に使用されているそれぞれの熱膨張係数の低いメタル１、１と熱膨張係数の高いメタル２、２とは、熱膨張係数が略等しいメタルを用いることが好ましいが、その使用目的によっては異なっていてもよく、要するに熱膨張係数の低いメタル１は、熱膨張係数の高いメタル２よりも熱膨張係数が小さいものであればよい。さらに、図４（２）では、熱膨張係数の大きいメタル２、２側を対向するようにして対峙させて熱伝導率の低い物質４を介して接合されている構造を採用しているが、使用目的によっては、バイメタル３と、バイメタル５との厚さが異なるようにしてバイメタル３と、バイメタル５とを熱伝導率の低い物質４を介して接合させるように熱膨張係数の小さなメタル１、１同士を対向させたり、バイメタル３側の熱膨張係数の小さなメタル１と、バイメタル５側の熱膨張係数の大きなメタル２とを対向させたり、さらに、バイメタル３側の熱膨張係数の大きなメタル２と、バイメタル５側の熱膨張係数の小さなメタル１とを対向させたりなどの構造を、使用目的に応じて採用することもできる。
【００１３】
図３はサーモスタットの断面図を表したものである。図３において、バイメタル２３が温度上昇によって下方向へ曲がると、ガイドピン２４を押し下げ、可動接点２６と、固定接点２７とを切り離し、回路を遮断することができる。
図４（３）は、サーモスタットのバイメタル部分の構造を部分的に抜き出したものである。図４（３）において、３、４、５は、図４（２）で説明したバイメタル構造を示し、６はバイメタルを保持する部材であり、バイメタルの外側（上側）と内側（下側）の空気の流通と熱の伝導を遮断するものである。また、３のメタルに較べて５のメタルの厚さは薄くできている。
【００１４】
上記構造に於いて温度が上昇する時、３、５のバイメタルは、（イ）急激に温度が上昇する場合と、（ロ）ゆっくり温度が上昇する場合の２つの場合で、異なった動作をする。
【００１５】
（イ）急激に温度が上昇する場合には３のバイメタルは下方向へ曲がろうとする力を発生するが、熱伝導率が低い部材４で遮られたバイメタル５は温度が上がらず曲がる力を発生しない。結果として３のバイメタルの下方向の力が勝り、図４（３）に示す様に下方向へ曲がり、図３のガイドピン２４を押し下げ、回路を遮断する事になる。
【００１６】
（ロ）ゆっくり温度が上昇する場合には３のバイメタルは下方向へ曲がる力を発生する。４の部材は熱伝導率が低いものの長い時間の間には５のバイメタルに熱を伝え、結果として３と５のバイメタルは同じ温度になる。この場合には図４（４）に示す様に、３のバイメタルの下へ押し下げようとする力に対して５のバイメタルの上へ押し上げようとする力が反発するため十分に屈曲せず、回路は遮断されない。
【００１７】
以上説明したように、ゆっくりした温度変化では動作せず、急激な温度変化時のみ動作するサーモスタットを得ることが出来る。本発明では、急激な温度変化とは、ゆっくりした温度変化を超えた温度上昇のことを言い、たとえば温度上昇速度が、２．５℃／秒程度（２０秒につき、５０℃程度）を超す場合を急激な温度変化といい、好ましくは、急激な温度変化とは、５℃／秒以上、さらに好ましくは、５〜３０℃／秒程度（たとえば３００℃／２０秒：時間による平均値換算表示）の温度上昇速度を指す。このような急激な温度変化を厚みの異なるバイメタルが、熱伝導率の低い物質を介して熱が伝達されるため、一方の光が照射される側のバイメタルと、その反対側のバイメタルとでは、温度上昇速度の傾きが前記した熱伝導率の大きさに依存して影響されて、急激な温度変化に動作することとなる。すなわち、急激な温度変化は、光照射される側のバイメタルと、伝導率の低い物質を介して熱が伝えられるバイメタルの温度上昇速度の比は、概ね、熱伝導率の比に一致する。このようなことによって、本発明では、急激な温度変化に追随してサーモスタットが働くようになっている。
【００１８】
一般的には、複写機などに使用されるハロゲンランプなどの光源では、３００℃程度に達するのに２０秒程度時間が掛かるとされている。本発明では、急激な温度変化を、第１のバイメタルの温度上昇速度Ａと、第２のバイメタルの温度上昇速度Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が２以上であればよく、好ましくは、前記比Ａ／Ｂが熱伝導率の低い物質とバイメタルとの熱伝導率の比Ｃの１／１０〜１００倍程度まで、好ましくは、比Ａ／Ｂが前記Ｃの１／１０〜１０倍程度と定義することもできる。
【００１９】
図１は、本発明による実施例である。図１は複写機等の読み取り装置の構造を示し、コンタクトガラス上に置かれた原稿は第１スキャナと第２スキャナによって走査され、レンズを通してＣＣＤに結像される。
【００２０】
一般的に読み取り装置はスキャナ駆動用のＣＰＵあるいは駆動専用のＡＳＩＣを持っており、複写機全体の制御を司るＣＰＵから、ランプを点灯するコマンド、スキャナを駆動するコマンドをもらっている。
【００２１】
また複写機の中では高圧電源を使っているが、高圧電源は時にリークを起こすことがある。また複写機では紙を扱っているのでその通紙時に摩擦で静電気を発生する事がある。あるいは冬場に使用者が触ることによって静電気が発生する場合がある。以上の原因でノイズが発生しＣＰＵを誤動作させることがある。
【００２２】
スキャナが駆動し終わったのに、ＣＰＵの暴走によってランプ消灯のコマンドが来なかったり、あるいはランプ消灯のコマンドを受け付けなかったり、ランプを点灯したのにスキャナ駆動のコマンドが来なかったり、あるいはスキャナ駆動のコマンドを受け付けなかったりという事が発生することがある。このような場合に、第１キャリッジはホーム位置で点灯しっぱなしとなり、ランプの発熱量が大きいのでスケールや周辺の部材を温度上昇させ、ひどい場合には発煙、発火を引き起こす虞もある。
【００２３】
そこで発煙、発火を防止するために第１キャリッジには温度異常上昇時にランプの電源回路を遮断するためのサーモスタットがランプ近傍に置かれている。しかし図１において、ホーム位置にキャリッジが停止した場合には、ランプ冷却ファンの冷却作用によってサーモスタットが切断されるほどに温度が上昇せず、回路を遮断出来ない場合がある。
【００２４】
図２は本発明による実施例を説明するために、図１のホーム位置を拡大したものである。図２において、７は原稿スケール、８はコンタクトガラス、９は第１のサーモスタット、１０は第２のサーモスタット、１１はランプである。図２は、ＣＰＵの暴走時にホーム位置でランプ１１が点灯したままで停止した例を示している。サーモスタット１０は本発明による急激な温度上昇時のみ動作する特性を持っている。
【００２５】
図２では、ランプ１１によってスケール７が高温に暖められており、そのままではスケールの変形や発煙、最悪の場合には、発火を引き起こす可能性がある。しかし、第１のサーモスタットはファンの冷却作用によって十分温度が上昇せず、回路を遮断することが出来ない。しかし第２のサーモスタットはホーム位置に停止したキャリッジからの直射光を受けて急激に温度が上昇する。温度が上昇すると、サーモスタット１０が動作し、回路を遮断する。
【００２６】
サーモスタット１０が通常特性のサーモスタットの場合には、連続コピーをしたときにも温度上昇してしまい、誤って回路を遮断してしまうおそれがある。本発明の特性を持つサーモスタットを使うことによって、連続コピー時の温度上昇と異常時の温度上昇に明確な差がなくても、温度の上昇率の差を検出して、確実に、かつ誤動作なしに、回路を遮断することが出来る。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１に記載されたように、２つのバイメタルを低熱伝導率の物質で挟むことによって、急激な温度上昇と緩慢な温度上昇におけるサーモスタットの動作を変化させることが出来る。すなわち、急激な温度上昇の場合には、ランプの電源をオフに遮断することができ、これに対し、緩慢な温度上昇の場合には、そのままの回路の状態を維持するようにすることができる。
【００２８】
請求項２に記載されているように、２つのバイメタルの温度変化時の屈曲方向を逆にすることによって、急激な温度変化に対しては動作するが緩慢な温度変化に対しては動作しないサーモスタットを得ることが出来る。
【００２９】
請求項３に記載されているように、第１のバイメタルと前記第２のバイメタルの熱膨張係数の大きい方のメタルを互いに対向させて、熱伝導率の小さい物質を介して接合させることによって、前記したような請求項１および／または請求項２と同様の効果を得ることができる。
【００３０】
請求項４に記載されているように、バイメタルに於いて、第２のメタルを第１のメタルの厚さより薄くすることによって、第１のメタルの動作を温度変化に対して制御することが出来る。
【００３１】
請求項５および請求項６に記載されているように、急激な温度変化をした場合に動作するサーモスタットをスキャナホームポジションのランプが直射する位置に置くことによって、ホームに停止してランプが点灯しっぱなしになったときにサーモスタットを動作させて電源を切る事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】複写機等の読み取り装置の構造を示す図である。
【図２】ＣＰＵの暴走時にホーム位置でランプ１１が点灯したままで停止した例を示す図である。
【図３】サーモスタットの断面図を表した図である。
【図４】（１）は、バイメタル構造を示し、（２）は、本発明に係るサーモスタットの構成を示す図であり、（３）は、本発明に係る温度上昇時に発生するサーモスタットのである。
【符号の説明】
１　メタル（熱膨張係数の小さいメタル）
２　メタル（熱膨張係数の大きいメタル）
３　バイメタル（厚いバイメタル）
４　熱伝導率の低い物質（断熱材料）
５　バイメタル（薄いバイメタル）
６　バイメタル保持部材
７　スケール（原稿スケール）
８　コンタクトガラス
９　第１のサーモスタット
１０　第２のサーモスタット
１１　ランプ（高熱発生ランプ：ハロゲンランプなど）
２１　キャップ
２２　中蓋（アルミナなど）
２３　バイメタル
２４　ガイドピン
２５　弾性体（バネ）
２６　可動接点
２７　固定接点金具
２８　ベース
２９　端子
３０　固定部材（リベットなど）
１１０　スキャナＨＰ検知
１１１　第１スキャナ
１１２　第２スキャナ
１１３　ＡＰＳセンサ（長さ方向）
１１４　ＡＰＳセンサ（幅方向）
１１５　レンズ
１１６　ＣＣＤ
１１７　スキャナ排風ファン
１１８　ランプ冷却ファン
１１９　結露防止ヒータ
１２０　スキャナＩＰＵ基板
１２１　スキャナボード冷却ファン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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