JP6287517B2 - 画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明系、反射ミラー、結像レンズ、ＣＣＤなどを収容した一体型走査光学ユニットを搭載する画像読取装置、及びこの画像読取装置を備えるデジタル複写機、スキャナ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

従来、スキャナに代表される画像読取装置では、小型化、高精細化が求められている。そうした流れの中で、光源、折り返しミラー、結像レンズなどを有する光学系に加えて、ＣＣＤなどのイメージセンサ、ＩＣチップなどの駆動回路を実装した回路基板が、キャリッジケースに一体的に収容された一体型走査光学ユニットを備えた画像読取装置が知られている。このような画像読取装置は、小型化する上で優位性を有している。

しかしながら、上記画像読取装置においては、駆動回路の高速化や高密度化に伴い、この駆動回路の発熱量が増大するため、回路基板からの熱が光学系などに影響を与えてしまうという問題があった。

そこで、キャリッジケースを収容する箱形のスキャナフレーム部の側壁内面に熱伝導部材を設け、一体型走査光学ユニットが所定の位置に停止したとき、一体型走査光学ユニットの側面に熱伝導部材を当接させるようにした画像読取装置が提案されている（特許文献１参照）。この画像読取装置においては、一体型走査光学ユニットの側面に熱伝導部材を当接させることによって、一体型走査光学ユニット側の熱が熱伝導部材を介してスキャナフレーム部側へ伝熱し、光学系などを熱から保護することができる。

しかしながら、上記従来の画像読取装置では、熱伝導部材がスキャナフレーム部から一体型走査光学ユニットまで延びた形状であるので、伝熱経路が長くなり、回路基板での温度上昇が大きいと十分な放熱ができないという問題がある。

また、熱伝導部材は固定式であって他の種類に変更不可能な構成であるから、ユーザの使用環境（環境温度）に応じて放熱性能をマイナーチェンジするということができないという問題もある。

本発明の課題は、一体型走査光学ユニットの熱を効率よく放熱できるとともに、その放熱性能をマイナーチェンジすることが可能な画像読取装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、原稿台に載置された原稿を照射する光源と、前記原稿での反射光を受光する受光部と、前記光源及び前記受光部を駆動する駆動回路が実装された回路基板と、を一体に保持する一体型走査光学ユニットが設けられ、前記一体型走査光学ユニットは箱形の収容部に収容され、前記回路基板は前記一体型走査光学ユニットの外側面に取り付けられ、前記回路基板と前記収容部の側壁内面との間に、弾性を有する環状熱伝導体が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、一体型走査光学ユニットが収容部の側壁内面側に移動したとき、環状熱伝導体は、一体型走査光学ユニットに押されて変形し、回路基板の表面及び収容部の側壁内面に密着する。その結果、一体型走査光学ユニットの熱は熱伝導体を介して収容部の内壁内側へ効率よく放熱することができる。

また、熱伝導体として、厚み、幅、または長さの異なるものを複数種類用意しておき、それら複数種類の熱伝導部材の中から１つの熱伝導部材を選ぶようにすれば、ユーザの使用環境に応じて放熱性能をマイナーチェンジするということができる。

画像形成装置の全体構成図である。 内部に一体型走査光学ユニットを有する画像読取部の斜視図である。 画像読取部の分解斜視図である。 実施例１を示しており、画像読取部の内部に設けられたスキャナフレーム部の斜視図である。 図４のスキャナフレーム部の正面図である。 図５のＡ部拡大図である。 熱伝導部材による作用を説明する図である。 実施例２を示しており、画像読取部の内部に設けられたスキャナフレーム部の斜視図である。 実施例３を示しており、画像読取部の内部に設けられたスキャナフレーム部の斜視図である。 実施例４を示しており、画像読取部の内部に設けられたスキャナフレーム部の斜視図である。

以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。

《実施例１》
先ず、画像形成装置の構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。画像形成装置としては、例えば、複写機、ファクシミリ、印刷装置等が挙げられる。図１に示すように、画像形成装置１００は、画像形成部１０１と、用紙供給装置４０と、原稿搬送読取ユニット１０４とを備えている。

また、画像形成装置１００は、原稿搬送読取ユニット１０４の各部の動作を制御する制御部（図示省略）も備えている。制御部は、画像形成装置１００全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）、各種データや各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及びＨＤＤ（Hard disk drive）等からなる記憶部等を備えている。制御部のＣＰＵが、記憶部に格納されたプログラムを読み出して実行することで、画像形成装置１００の処理が実行される。

原稿搬送読取ユニット１０４は、画像形成部１０１の上部に固定された画像読取部（本願の画像読取装置）１０２と、この画像読取部１０２に支持される自動原稿給送ユニット（Auto Document Feeder、以下、「ＡＤＦ」という）１０３とを有している。

用紙供給装置４０は、ペーパーバンク４１内に多段に配設された２つの給紙カセット４２、給紙カセット４２から記録媒体としての用紙を送り出す送出ローラ４３、及び送り出された用紙を分離して給紙路４４に供給する分離ローラ４５等を有している。また、画像形成装置１００の給紙路３７に用紙を搬送する複数の搬送ローラ４６等も有している。このような構成の用紙供給装置４０により、給紙カセット４２内の用紙を、画像形成装置１００内の給紙路３７内に給紙するようになっている。

画像形成部１０１は、画像読取部１０２で読み取った画像情報に基づいて、記録媒体上に画像を形成する。画像形成部１０１は、光書込装置２、Ｋ（ブラック）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）色の各トナー像を形成する４つのプロセスユニット３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃを備えている。また画像形成部１０１は、中間転写ベルト２５を有する転写ユニット２４、紙搬送ユニット２８、レジストローラ対３３、定着装置３４、排紙ローラ対３５、スイッチバック装置３６、及び給紙路３７等を備え、電子写真方式の構成となっている。

このような構成の画像形成部１０１では、光書込装置２内に配設されたレーザダイオードやＬＥＤ等の光源（以上、図示省略）を駆動して、プロセスユニット３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃの感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃに向けてレーザ光を照射する。このレーザ光の照射により、ドラム状の感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃの表面には静電潜像が形成され、この静電潜像は所定の現像プロセスを経由してトナー像に現像される。なお、図面及び明細書の説明中で符号の後に付されたＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字は、それぞれブラック、イエロー、マゼンタ、シアンを示す。したがって、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの添え字が付された部材は、それぞれブラック、イエロー、マゼンタ、シアン用の仕様であることを示している。

上記構成の画像形成装置１００において、画像形成部１０１の各感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃの表面に形成されたトナー像は、図１中に矢印で示すように時計回り方向に無端移動する中間転写ベルト２５に、順次重ね合わせて１次転写される。この１次転写により、中間転写ベルト２５には４色重ね合わせのカラートナー像が形成される。また、用紙供給装置４０から供給された用紙が、レジストローラ対３３により所定のタイミングで、紙搬送ユニット２８と中間転写ベルト２５との間で形成された２次転写ニップに送り出される。この２次転写ニップにより、中間転写ベルト２５上のカラートナー像が、用紙に一括して２次転写される。

２次転写ニップを通過した用紙は、中間転写ベルト２５から離間して定着装置３４へ搬送される。定着装置３４に搬送された用紙は、定着装置３４内における加圧や加熱によってフルカラー画像が定着された後、定着装置３４から排紙ローラ対３５に送られた後、機外へと排出される。なお、画像形成部１０１は、図１に示すような電子写真方式の構成に限定されるものではなく、インクジェット記録方式等の構成であってもよい。

画像読取部１０２は、図２及び図３に示すように、収容部（筐体）として、画像読取部１０２の上面を構成するスキャナカバー部２０１と、画像読取部１０２の側面及び下面を構成するスキャナフレーム部２０２とを備えている。スキャナカバー部２０１は、原稿Ｇが通過または原稿Ｇを載置するコンタクトガラス２０３を備えている。このコンタクトガラス２０３は、原稿Ｇに接触するようにスキャナカバー部２０１に固定されている。

また、図３に示すように、画像読取部１０２の内部には、原稿Ｇに光を照射して反射光を読み取る一体型走査光学ユニット３０１と、この一体型走査光学ユニット３０１を副走査方向Ｙに移動させるためのガイドロッド３０２、レール３０３及びスティッピングモータ（図示省略）等からなる移動手段とが設けられている。なお、主走査方向はＸとしている。

一体型走査光学ユニット３０１は、図１に示すように、コンタクトガラス２０３の直下に、副走査方向Ｙ（図１の左右方向）に移動可能に配設されている。一体型走査光学ユニット３０１は照明、反射ミラー、結像レンズ、ＣＣＤなどのイメージセンサ（受光部）を１つのユニットとして一体化したものであり、原稿台としてのコンタクトガラス２０３上の原稿Ｇの画像情報を読み取るものである。一体型走査光学ユニット３０１で読み取られた画像情報は、画像形成部１０１に送られる。

以下、本実施例に特徴部分について、図４を用いて説明する。

箱形のスキャナフレーム部２０２は、長手方向に側壁２０２ａを、短手方向に側壁２０２ｂをそれぞれ有している。スキャナフレーム部２０２の内部には、円柱棒から成る２本のガイドロッド３０２がスキャナフレーム部２０２の長手方向に沿って設けられている。２本のガイドロッド３０２は互いに平行に配置され、端部の各々が短手方向の側壁２０２ｂの内面に固定されている。

一体型走査光学ユニット３０１は、直方体形状を成し、その長辺側がスキャナフレーム部２０２の短手方向に沿うようスキャナフレーム部２０２の内部に設けられている。そして、一体型走査光学ユニット３０１は、その底部がガイドロッド３０２に当接し、ガイドロッド３０２にガイドされながら副走査方向Ｙ１，Ｙ２に往復移動可能である。ここでは、副走査方向Ｙ１，Ｙ２に直角な主走査方向はＸ１，Ｘ２としている。

一体型走査光学ユニット３０１の一側面（図４において左側側面）には回路基板４０５が設けられている（図５及び図６も参照）。

回路基板４０５は、図５及び図６に示すように、支持部材４０６を介して一体型走査光学ユニット３０１の一側側面（図５及び図６において左側側面）に固定されている。回路基板４０５の表面（図５及び図６において左側の表面）には、ＣＣＤやＩＣ等の電子部品４０７が搭載されている。

本実施例では、スキャナフレーム部２０２の内部に、弾性を有する環状熱伝導体４５０が１つ設けられている。この環状熱伝導体４５０は、スキャナフレーム部２０２の側壁２０２ｂと回路基板４０５との間に配置されている。本実施例においては、環状熱伝導体４５０は、上面視で円形を成し、その一部がスキャナフレーム部２０２の側壁２０２ｂに固定されている。また、環状熱伝導体４５０は、２本のガイドロッド３０２の間に配置されている。

環状熱伝導体４５０は、帯状の薄板（厚さ０.５ｍｍ以下）が円形に曲げられ、薄板の端部が重ね合わされて、ねじ４５１によってスキャナフレーム部２０２の側壁２０２ｂの内面に固定されている。すなわち、スキャナフレーム部２０２にはねじ孔（図示省略）が、環状熱伝導体４５０の両端部にはねじ貫通孔（図示省略）がそれぞれ形成されており、ねじ４５１はねじ貫通孔に通されてから、ねじ孔にねじ込まれている。このようにして、環状熱伝導体４５０はスキャナフレーム部２０２の側壁２０２ｂの内面に強固に固定されている。

環状熱伝導体４５０は、基材としてゴムが使用され、そのゴムの表面に熱伝導シートまたは金属線が貼付されている。

なお、本実施例においては、環状熱伝導体４５０が２本のガイドロッド３０２の間に配置されているので、スキャナフレーム部２０２の側壁２０２ｂに形成されたねじ孔は、２本のガイドロッド３０２が固定された間のねじ孔だけ使用している。ところが本実施例では、ねじ孔は、スキャナフレーム部２０２の側壁２０２ｂには２本のガイドロッド３０２の間以外に、ガイドロッド３０２の外側（ガイドロッド３０２とスキャナフレーム部２０２の側壁２０２ａとの間）にも形成されている。つまり、ねじ孔は３箇所に形成されている。これは、後述する図１０のように３つの環状熱伝導体をスキャナフレーム部２０２の側壁２０２ｂに固定するためであって、スキャナフレーム部２０２は部品の共通化が図られている。

そして、本実施例では、ガイドロッド３０２の外側に形成されたねじ孔には、環状熱伝導体４５０は固定されておらず、ねじ４５１だけがねじ込まれている。このようにすれば、塵埃等を含んだ外部空気が一体型走査光学ユニット３０１の内部に侵入するのを防ぐことができる。

また、本実施例においては、スキャナフレーム部２０２の側壁２０２ｂへのガイドロッド３０２の固定箇所近傍（つまり、ガイドロッド３０２の端部）に、断面が略Ｕ字型の放熱部材４６０が設けられている。この放熱部材４６０は、ガイドロッド３０２に軸方向に沿って配置された放熱板から成り、２本のガイドロッド３０２の端部位置に設けられている。放熱部材４６０は、ガイドロッド３０２の端部を挟み込むように配置され、底部がねじ（図示省略）によってスキャナフレーム部２０２の底壁２０２ｃに固定されている。なお、環状熱伝導体４５０及び放熱部材４６０は着脱自在となっている。

次に、本実施例の作用について、図５〜図７を用いて説明する。ここで、図５は一体型走査光学ユニット３０１が収容されたスキャナフレーム部２０２の上面図、図６及び図７は図５のＡ部の拡大図である。

一体型走査光学ユニット３０１が駆動されて、一体型走査光学ユニット３０１が副走査方向Ｙ１へ移動して環状熱伝導体４５０を押圧すると、環状熱伝導体４５０は、図５〜図７に示すように、略矩形状に変形する。そして、環状熱伝導体４５０は、その長辺側が回路基板４０５及びスキャナフレーム部２０２の側壁２０２ｂの内面に、短辺側が２つの放熱部材４６０にそれぞれ接触する。詳細には、環状熱伝導体４５０は、回路基板４０５上の電子部品４０７に対してはＢ１部とＢ２部で、放熱部材４６０に対してはＢ３部とＢ４部で、スキャナフレーム部２０２の側壁２０２ｂに対してはＢ５部でそれぞれ接触する。なお、矩形状に変形した環状熱伝導体４５０は、隅部ではアール状を成している。

そして、回路基板４０５の熱は、Ｂ１部及びＢ２部から環状熱伝導体４５０へ伝達され、環状熱伝導体４５０を熱伝導してＢ３，Ｂ４部を介して放熱部材４６０へ、及びＢ５部を介してスキャナフレーム部２０２の側壁２０２ｂへそれぞれ伝達される。放熱部材４６０へ伝達された熱は、放熱部材４６０の表面から外気に放熱される。また、スキャナフレーム部２０２の側壁２０２ｂへ伝達された熱は、当該側壁２０２ｂの内面から外面に熱伝導され、側壁２０２ｂの外面から外気に放熱される。これにより、一体型走査光学ユニット３０１（具体的には回路基板４０５）の熱を、効率良く放熱することができる。

本実施例によれば、環状熱伝導体４５０を帯状の薄板で構成したので、環状熱伝導体４５０の製作が非常に容易である。

また、環状熱伝導体４５０を帯状の薄板で構成したので、薄板の材質、板厚、板幅、又は長さの異なる環状熱伝導体４５０を複数種類用意しておき、その中から最適な熱抵抗を有するものを選択することで、放熱性能の調整の自由度を上げることができる。

同様に、放熱部材４６０も、その材質、板厚、板幅、又は長さの異なる放熱部材４６０を複数種類用意しておき、その中から最適な熱抵抗を有するものを選択することで、放熱性能の調整の自由度を上げることができる。

さらに、環状熱伝導体４５０を帯状の薄板で構成したので、回路基板４０５の表面に電子部品４０７が実装されていて回路基板４０５の表面が凸凹していても、環状熱伝導体４５０を電子部品４０７の間に沈み込ませることができる。その結果、環状熱伝導体４５０を回路基板４０５の表面に密着させることが可能となり、その分、放熱性能の向上を図ることができる。

また、放熱部材４６０は、底部以外が上方向に向いているので、放熱部材４６０からの熱で暖められた空気が上方へ流れやすくなって、放熱が促進される。

なお、本実施例では、環状熱伝導体４５０をスキャナフレーム部２０２の側壁２０２ｂに固定したが、環状熱伝導体４５０を回路基板４０５に固定しても良い。このようにすれば、環状熱伝導体４５０をヒートシンクとして機能させることができる。

また、本実施例では、放熱部材４６０がスキャナフレーム部２０２とは別部材であったが、放熱部材４６０をスキャナフレーム部２０２の側壁２０２ｂに一体的に設けても良い。

《実施例２》
図８は、実施例２を示している。本実施例では、放熱部材４６５が放熱棒から成り、スキャナフレーム部２０２の底壁２０２ｃの上に上下方向に設けられている。また、放熱部材４６５には、その一部に円筒面４６５ａが形成されている。この円筒面４６５ａは放熱部材４６５の下端から上端まで連続的に形成されている。

放熱部材４６５は４つ設けられ、２本のガイドロッド３０２の端部を挟んでそれぞれ配置されている。また、各放熱部材４６５は、その円筒面４６５ａが環状熱伝導体４５０に対向するように配置されている。なお、放熱部材４６５は着脱自在となっている。

環状熱伝導体４５０、及び環状熱伝導体４５０をスキャナフレーム部２０２の側壁２０２ｂ固定するねじ４５１等は、実施例１の場合と同様な構成である。

上記構成において、一体型走査光学ユニット３０１が駆動されて、一体型走査光学ユニット３０１が副走査方向Ｙ１へ移動して環状熱伝導体４５０を押圧すると、環状熱伝導体４５０は、図５〜図７に示したように、円形から略矩形状に変形する。このとき、環状熱伝導体４５０は、その隅部にアール状の部分が残る。つまり、この部分においては、環状熱伝導体４５０はスキャナフレーム部２０２の側壁２０２ｂや放熱部材４６０に密着しておらず、僅かな空隙が存在している。

これに対し、本実施例では、放熱部材４６５の一部に円筒面４６５ａが形成されているので、略矩形状に変形した環状熱伝導体４５０のアール状の隅部が放熱部材４６５の円筒面４６５ａに密着する。

本実施例によれば、環状熱伝導体４５０のアール状の隅部が放熱部材４６５の円筒面４６５ａに密着するので、環状熱伝導体４５０から放熱部材４６５への熱伝導の効果を高めることができる。

本実施例の場合も、放熱部材４６５の材質、板厚、板幅、又は長さの異なる放熱部材４６０を複数種類用意しておき、その中から最適な熱抵抗を有するものを選択することで、放熱性能の調整の自由度を上げることができる。

《実施例３》
図９は、実施例３を示している。本実施例では、スキャナフレーム部２０２の側壁内面のうち、ガイドロッド３０２の固定箇所にスキャナフレーム部２０２の内側に突出した凸部４７０が形成されている。この凸部４７０の反対側の面は、流路４７１となっており、この流路４７１に空気等を流すことにより、凸部４７０を効率良く冷却することができる。

上記構成において、一体型走査光学ユニット３０１が駆動されて、一体型走査光学ユニット３０１が副走査方向Ｙ１へ移動して環状熱伝導体４５０を押圧すると、環状熱伝導体４５０は、図５〜図７に示したように、円形から略矩形状に変形する。このとき、環状熱伝導体４５０の一部は凸部４７０に当接し、環状熱伝導体４５０を伝導してきた回路基板４０５の熱は当該凸部４７０へ伝達され、流路４７１内を流れる空気等に放熱される。

本実施例によれば、スキャナフレーム部２０２の側壁２０２ｂの内面における表面積が増大するので、環状熱伝導体４５０から側壁２０２ｂへの放熱効率を高めることができる。

《実施例４》
図１０は、実施例４を示している。本実施例では、環状熱伝導体４５０が複数（ここでは３つ）設けられている。すなわち、環状熱伝導体４５０は、２本のガイドロッド３０２の間、一方のガイドロッド３０２の外側と側壁２０２ａとの間、及び他方のガイドロッド３０２の外側と側壁２０２ａとの間にそれぞれ設けられている。

本実施例によれば、環状熱伝導体４５０が３つ設けられているので、回路基板４０５の熱が、３つの環状熱伝導体４５０を介してスキャナフレーム部２０２の側壁２０２ｂへ伝熱され、放熱効率を一層高めることができる。

なお、本実施例においても、図８に示したような円筒面４６５ａを有する放熱部材４６５を、ガイドロッド３０２の端部に設けることができる。この場合、放熱部材４６５を、スキャナフレーム部２０２の側壁２０２ａと側壁２０２ｂとの交差部２０２ｄにも設けると、放熱効率をより一層高めることが可能となる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、上記各実施例は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記各実施例の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれることは勿論である。

例えば、環状熱伝導体４５０としては、円形のものだけでなく、楕円形のものであっても良い。また、環状熱伝導体４５０の基材の材質はゴム製でなく、薄厚の金属板としても良い。

１００ 画像形成装置
１０２ 画像読取部
２０２ スキャナフレーム部
２０２ａ，２０２ｂ 側壁
３０１ 一体型走査光学ユニット
４０５ 回路基板
４０７ 電子部品
４５０ 環状熱伝導体
４５１ ねじ
４６０ 放熱部材
４６５ 放熱部材
４６５ａ 円筒面
４７０ 凸部
４７１ 流路

特開２００８−７９１０１号公報

Claims (9)

1. 原稿台に載置された原稿を照射する光源と、前記原稿での反射光を受光する受光部と、前記光源及び前記受光部を駆動する駆動回路が実装された回路基板と、を一体に保持する一体型走査光学ユニットが設けられ、
   前記一体型走査光学ユニットは箱形の収容部に収容され、
   前記回路基板は前記一体型走査光学ユニットの外側面に取り付けられ、
   前記回路基板と前記収容部の側壁内面との間に、弾性を有する環状熱伝導体が設けられていることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記一体型走査光学ユニットの移動をガイドするガイドロッドが設けられ、該ガイドロッドは、その端部が前記収容部の側壁内面に固定され、
   前記ガイドロッドの端部が固定された箇所付近に、前記環状熱伝導体に接触可能な放熱部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記環状熱伝導体は、前記一体型走査光学ユニットが前記収容部の側壁内面側に移動したとき、潰されて前記回路基板の表面、前記収容部の側壁内面、及び前記放熱部材に接触することを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
4. 前記環状熱伝導体及び前記放熱部材は着脱自在であることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像読取装置。
5. 前記環状熱伝導体及び前記放熱部材は複数設けられていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の画像読取装置。
6. 前記放熱部材は、ロッドの軸方向に沿って設けられ上下方向に配置された放熱板であることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の画像読取装置。
7. 前記放熱部材は、上下方向に配置され角部に凹状の円筒面が形成された放熱棒であることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の画像読取装置。
8. 前記収容部の側壁内面には、前記ガイドロッドの固定箇所付近に該収容部の内側に突出した凸部が形成されていることを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載の画像読取装置。
9. 画像読取装置で読み取った画像情報に基づいて記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
   前記画像読取装置として、請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像読取装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。