专利名称：扫描模块、图像读取设备及其维护方法
技术领域：
本发明的各方面涉及扫描模块，使用该扫描模块的图像读取设备，和扫描模块的维护方法，尤其涉及整合型扫描模块，其中光源、反射镜、透镜单元和图像传感器设置成从文件读取图像，还涉及使用该扫描模块的图像读取设备和该扫描模块的维护方法。
背景技术：
传统图像读取设备包括通过用光扫描文件获取光学信号从文件读取图像的扫描模块。然后，该扫描模块将获得的光学信号转换成电信号。这种传统图像读取设备的例子包括扫描仪、传真机和多功能设备。
在传统图像读取设备中，从文件读取图像的工作要求扫描模块或文件相对于彼此移动。带有可移动扫描模块的图像读取设备称为平台型(flat-bedtype)图像读取设备。相反，构造成移动文件的图像读取设备称为送纸型图像读取设备。通过将自动文件进给器(ADF)添加到平台型图像读取设备上，可以将平台型图像读取设备和送纸型图像读取设备组合。
传统图像读取设备还包括平玻璃板，文件放置在该平玻璃板上，使扫描模块设置在该平玻璃板下面，读取文件。该扫描模块包括将光投射到文件上的光扫描单元，将通过扫描文件获得的光学信号转换成电信号的图像传感器单元，和将从文件反射的光反射到图像传感器单元的光反射单元。
该光扫描单元包括将光从平玻璃板下面投射到文件上的光源。该光源可以是在文件的主扫描方向上具有预定长度的卤素灯，它能够穿过主扫描方向一次投射光。
该图像传感器单元包括如电荷耦合器件(CCD)传感器或接触图像传感器(CIS)之类的图像传感器，控制图像传感器工作的控制板，和将光学信号聚焦到图像传感器上的透镜单元。
光反射单元形成从光扫描单元到图像传感器单元的透镜单元的光路。光反射单元包括将从文件反射的光学信号反射到透镜单元的多个反射镜。
在传统图像读取设备中，基本有两类扫描模块整体型扫描模块和分体型扫描模块。整体型扫描模块包括一起组装到封闭框架中的光扫描单元、图像传感器单元和光反射单元，而框架、光扫描单元和图像传感器单元一起移动以从文件读取图像。分体型扫描模块包括光扫描单元，图像传感器单元和光反射单元，它们分开，以减小扫描模块的惯性质量。图像传感器单元固定到图像读取设备的主体上。光扫描单元和光反射单元从文件读取图像，同时它们以不同速度在辅助扫描方向上移动，以保持光路的总长度恒定。
在传统图像读取设备的整个使用期限中，异物往往积聚在扫描模块中。结果，如反射镜和透镜单元之类的部件受到污染，使得图像传感器将异物看作图像数据。异物和扫描模块的移动的结合导致以黑线形式输出的错误数据。
尤其是，在整体型扫描模块中，其中光扫描单元、图像传感单元和光反射单元组装在一起，只有通过在拆开框架之后使用例如喷气枪清洁扫描模块内部才可以消除异物。然而，由于用户难以进行这种清洁，所以需要专业的清洁服务。于是，维护成本和时间增加。然而，如果不及时地将异物清除，并最终变得在扫描模块的内侧上结块，则不可能清除结块的异物。
而且，在分体型扫描模块中，光扫描单元、图像传感器单元和光反射单元分别安装，由于如反射镜和透镜单元之类的部件暴露到图像读取设备的外部，所以通过吹送空气可以很容易清除异物。于是，整体型扫描模块通常比分体型扫描模块需要较复杂的异物消除单元及维护时间和成本。
期间，如果光源长时间打开，扫描模块的内部温度升高。例如，组成扫描模块的各个机构由合成树脂等制成，并且反射镜和透镜单元以预定位置和角度安装。因此，如果扫描模块的内部温度升高，机构可能变形，并且反射镜和透镜单元可能从预定位置和角度偏移。这干扰了光学信号在图像传感器的精确位置上的聚焦，导致图像读取错误。
发明内容
本发明的各方面提供了一种防止由异物的积聚和高温而导致的图像读取错误的扫描模块，和使用该扫描模块的图像读取设备，及维护该扫描模块的方法。
根据本发明的一方面，提供一种扫描模块，包括将光投射到将读取的文件上的光源，将从文件读取的光学信号聚焦的透镜单元；形成从光源到透镜单元的光路的多个反射镜，将透镜单元聚焦的光学信号转换成电信号的图像传感器，容纳光源、透镜单元、反射镜和图像传感器的框架，和循环框架内部空气的风扇。
根据本发明的另一方面，提供一种图像读取设备，其中扫描模块从文件读取图像，同时在其辅助扫描方向上移动，该扫描模块包括将光投射到将读取的文件上的光源，将从文件读取的光学信号聚焦的透镜单元，形成从光源到透镜单元的光路的多个反射镜，将透镜单元聚焦的光学信号转换成电信号的图像传感器，容纳光源、透镜单元、反射镜和图像传感器的框架，和循环框架内部空气的风扇。
根据本发明的又一方面，提供扫描模块的维护方法，该扫描模块设置有框架，和安装在该框架中的光源、透镜单元、反射镜和图像传感器，该扫描模块从文件读取图像，同时在辅助扫描方向上移动，该维护方法包括循环框架内部的空气，以将粘附到光源、透镜单元、反射镜和图像传感器中的至少一个上的异物清除和/或控制框架内部的温度。
本发明的另外和/或其他方面和优点将在下面的描述中阐述一部分，并且一部分将从描述中变得明确或者可以通过本发明的实践得到教导。
从下面结合附图对实施例的描述中本发明的这些和/或其它方面和优点将变得更加明确和更容易认识图1是其中安装有扫描模块的图像读取设备的透视图；图2是本发明的实施例所述扫描模块和驱动模块的透视图；图3是附图2的扫描模块的侧视图；及图4是沿着附图3的线A-A’的剖视透视图。
具体实施例方式
现在将对本发明的实施例详细描述，其示例在附图中进行说明，其中相同附图标记表示相同的元件。为了参照附图解释本发明，在下面对其实施例进行描述。
图1是其中安装有扫描模块的图像读取设备的透视图。如图1中所示，该图像读取设备包括第一和第二平玻璃板50和51，自动文件进给器(ADF)10，和扫描模块500。X轴表示辅助扫描方向，扫描模块500沿着该方向移动，以读取图像，Y轴表示主扫描方向，扫描模块500每次都沿着该方向读取图像线(Image line)。
当文件通过ADF 10移动到扫描位置时，第一平玻璃板50接触文件，并且当文件停止在位置上时，第二平玻璃板51接触文件(即记录介质，如纸张、幻灯片等)。第一和第二平玻璃板50和51彼此分开。显示板40显示图像读取设备的工作状态，并包括多个控制键。
在图像读取设备的工作状态下，堆积在文件进给托架20上的文件通过ADF 10移动到第一平玻璃板50上。位于第一平玻璃板50后面的扫描模块500从文件上读取图像。此后，文件排放到文件输出托架30上。具有倾斜表面的文件导向构件70设置在第一和第二平玻璃板50和51的末端之间。当文件通过第一平玻璃板50时，文件导向构件70将文件的前边缘导向到文件输出托架30。
当然，可以理解的是，文件也可以在不由ADF 10进给的情况下，直接放置在第二平玻璃板51的顶表面上。在此情况下，在从第二平玻璃板51的底侧在扫描方向(下文中，X轴的负向)上移动的同时，扫描模块500从停止的文件读取图像。
当从由ADF 10进给的文件读取图像时，扫描模块500停止在第一平玻璃板50下面，并且当从停止的文件读取图像时，扫描模块500移动到第二平玻璃板51下面。当然，可以理解的是根据本发明的各方面，图像读取设备不局限于图1中所示的成像设备。也可以使用图像读取设备的各实施例。
图2是本发明的实施例所述扫描模块和驱动模块的透视图，图3是扫描模块的侧视图，和图4沿着附图3的线A-A’的剖视透视图。如图2至4中所示，随着扫描模块500移动，它从文件(P)读取图像，并且驱动模块在辅助扫描方向上移动扫描模块500。
如图3中所示，扫描模块500包括光源510，以将光投射到文件(P)上，光反射构件520，以将从光源510发射的光朝文件P聚集，透镜单元560，以将从文件(P)读取的光信号聚焦到图像传感器530上，多个反射镜580，以形成从光源510到透镜单元560的光路，图像传感器530，以将由透镜单元560聚焦的光信号转换成电信号，框架501，以形成扫描模块500的外侧，和风扇570(即鼓风机)，以移动框架501内部的空气，从而将异物从框架501内部去除，或者从而控制框架501内部的温度。
包括在扫描模块500中的图像传感器530可以是电荷耦合器件(CCD)传感器，它将从文件读取的光信号转换成电信号。在能够从等于或大于A4尺寸的文件上读取图像的高级图像读取设备中，由于其高分辨率和较强的聚焦深度，所以可以使用CCD传感器。
参照图2，驱动模块包括限定在扫描模块500中的导向孔540和插过该导向孔540的导向轴600。导向孔540允许扫描模块500沿着导向轴600在X轴方向上滑动。
随着扫描模块500滑动，它根据导向孔540和导向轴600之间，如果使用一个以上，则根据多个导向孔和导向轴之间的间隙尺寸，以及导向轴600的表面粗糙度振动。由于扫描模块500的振动导致图像读取误差，所以驱动模块设计成减小振动。
事实上，滑动轴承(未示出)可以安装在导向孔540中，以提供润滑。同样，单个导向轴600也可以设置在与第一同步带(timing belt)400a相邻的位置处。然而，通常扫描模块500的移动沿着单个轴受到导向。这是由于如果两个导向轴600用于对扫描模块500的两端进行导向的话，则扫描模块500的振动可能由于公差积聚或其他原因而增大。导向轴600的两端都使用轴保持器610a和610b固定到图像读取设备的主体(未示出)上。尽管未示出，但是滑动构件辅助地设置在图像读取设备的主体上，以在其两端支承扫描模块500的重量。该滑动构件经过充分润滑，以防止载荷在滑动方向上施加到扫描模块500上。
驱动模块包括分别联接到扫描模块500的两端上的第一同步带400a和第二同步带400b；第一带轮170和第二带轮270，在它们外表面上包括齿，以分别驱动第一和第二同步带400a和400b；连接轴300，以分别同轴地将第一和第二带轮170和270彼此连接在一起；驱动电机110；和齿轮系，以起到连接驱动电机110和第一带轮170的动力传递构件的作用。该齿轮系可以包括同轴地联接到驱动电机110上的第一齿轮120，和依次联接到第一齿轮120上的第二到第五齿轮130、140、150、160。该齿轮系以降低的速度将驱动力传递给第一带轮170。
第一同步带400a和驱动第一同步带400a的第一带轮170，以及第二同步带400b和驱动第二同步带400b的第二带轮270都分别形成有齿。由于随着文件(P)的尺寸增大，扫描模块500的尺寸、重量和打滑速度与文件尺寸的增大呈比例增大，所以图像读取错误的可能性也增大，因此形成有齿是有利的。第一和第二同步带400a和400b的齿分别与第一带轮和第二带轮170和270的齿啮合，以防止这种打滑。由于第一和第二带轮170和270通过连接轴300同轴地彼此连接，所以扫描模块500的两个末端以相同速度滑动。
参照附图2，由于驱动动力经齿轮系、第一和第二带轮170和270、第一和第二同步带400a和400b、及连接轴300直接传递给扫描模块500，所以可以精确控制扫描模块500的位置和速度而不发生打滑。事实上，所说明的扫描模块500在不发生图像读取错误的情况下，可以从A3文件(297毫米×420毫米)上读取图像。
驱动模块还可以包括第一支架105，以将第一带轮170、驱动电机110和齿轮系结合到图像读取设备的主体上，和第二支架205，以将第二带轮270结合到该主体上。
第三带轮370联接到第一同步带400a的另一端上，并且第四带轮470联接到第二同步带400b的另一端上。第三和第四带轮370和470也在其内圆周上形成有齿。第三带轮370通过第三支架305联接到图像读取设备的主体上，并且第四带轮470通过第四支架405联接到主体上。
如上所述，根据本发明的各方面，扫描模块500包括风扇570(如上所述，它可以包括鼓风机)。而且，图像读取设备从文件(P)读取图像，同时在X轴方向(辅助扫描方向)上移动带风扇570的扫描模块500。风扇570在框架501内部循环空气，其中安装有光源510、透镜单元560、反射镜580和图像传感器530，并且从而将异物从框架501的内部清除。风扇570还防止框架501内部的温度升高，从而可以减少由于热变形而导致的图像读取错误。
风扇570设置在框架501内部，并且为了将异物从中清除而将空气吹向设置在框架501中的光源510、反射镜580、透镜单元560和图像传感器530中的至少其中一个。框架501、光源510、反射镜580和透镜单元560沿着Y轴(主扫描方向)延伸，从而风扇570在主扫描方向上吹送空气。由于框架501内部空间沿着主扫描方向形成，所以通过在主扫描方向上吹送空气有效地实现了异物的清除和温度控制。
可以理解的是，辅助风扇570可以沿着框架501的主扫描方向设置。这种辅助风扇570将沿着框架501的纵向长度提供辅助空气吹送动力，从而增大将异物从光源510、反射镜580和透镜单元560清除的程度。在此情况下，第一风扇570将设置在框架501的第一纵向末端处，如附图4中所示，并且辅助风扇570将沿着框架501的长度设置在沿框架501的长度吹送空气最大的位置处。
控制单元900设置用于控制风扇570的操作。在附图2所示实施例中，控制单元900设置在扫描模块500外部，并且在附图3所示实施例中，控制单元900设置在扫描模块500内部。控制单元900向风扇570供给动力，并控制风扇570的操作。
当扫描模块500处于待机模式时，控制单元900可以周期性地使风扇570工作。在待机模式下，扫描模块500由于准备图像读取，而在待机位置处等待扫描命令。尽管在待机模式下未进行扫描，但是异物能够通过框架501的间隙公差进入框架501，并且如果扫描模块在待机模式下保持较长时间，则可以积聚在反射镜580或透镜单元560上。于是，控制单元900周期性地使风扇570工作，以防止异物在反射镜580或透镜单元560上结块。
当输入空气吹送命令时，控制单元900使风扇570工作。如上所述，由于积聚在反射镜580或透镜单元560上的异物阻止来自光源510的光通过，到达图像传感器530，所以根据扫描模块500的移动，异物输出为黑线形式的图像数据。如果与原始图像数据不一致的黑线出现在图像读取设备的输出中，则用户可以经显示板40或外部计算机输入空气吹送命令，以通过风扇570的工作将异物清除。也就是，在不需要服务技师的情况下，可以消除异物的积聚。
扫描模块500还可以包括温度传感器950。该温度传感器950对框架501的内部温度进行传感。控制单元900可以根据温度传感器950测量的温度打开和关闭风扇570。防止反射镜580和透镜单元560热变形的参考温度事先存储在控制单元900中。如果温度传感器950测量的温度高于参考温度，则控制单元900使风扇570工作，以冷却框架501的内部。
对于扫描模块500的正常工作，需要一种进行维护的方法，以从框架501内部清除异物或防止框架501的内部温度过度升高。根据本发明的实施例，在扫描模块500进行维护的方法中，空气通过风扇570在框架501中循环，以将粘附到安装在框架501中的光源510、透镜单元560、反射镜580和图像传感器530中的至少一个上的异物清除，或控制框架501内部的温度。
根据本发明当前实施例所述的维护图像读取设备的方法，当扫描模块500处于待机模式时，风扇可以周期性地工作。同样，当输入工作命令时，风扇570也可以工作。另外，框架501内部的温度可以由温度传感器950测量，并且风扇570可以根据测量的温度打开/关闭。
如上所述，根据本发明的各方面，扫描模块、使用该扫描模块的该图像读取设备，和扫描模块的维护方法设计成使得，使用风扇可以将异物从框架的内部清除，或者防止框架内部温度升高，从而防止由于异物或温度升高而导致的图像读取错误。于是，可以降低维护时间和成本，从而提高消费者满意度。
尽管已经图示和描述了本发明的几个实施例，但是本领域技术人员将认识到，在不脱离在权利要求及其等效物中限定的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例做出改变。
权利要求
1.一种扫描模块，包括光源，该光源将光投射到文件上；透镜单元，该透镜单元将从由投射的光所照明的文件上读取的光学信号聚焦；多个反射镜，所述反射镜形成从光源到透镜单元的光路；图像传感器，该图像传感器将透镜单元聚焦的光学信号转换成电信号；框架，该框架容纳光源、透镜单元、反射镜和图像传感器；及风扇，该风扇循环框架内部的空气。
2.如权利要求1所述的扫描模块，其中，所述风扇在扫描模块的主扫描方向上吹送空气。
3.一种图像读取设备，其中，扫描模块从文件读取信号，同时在其辅助扫描方向上移动，该扫描模块包括光源，该光源将光投射到文件上；透镜单元，该透镜单元将从由投射的光所照明的文件上读取的光学信号聚焦；多个反射镜，所述反射镜形成从光源到透镜单元的光路；图像传感器，该图像传感器将透镜单元聚焦的光学信号转换成电信号；框架，该框架容纳光源、透镜单元、反射镜和图像传感器；及风扇，该风扇循环框架内部的空气。
4.如权利要求3所述的图像读取设备，其中，所述风扇在扫描模块的主扫描方向上吹送空气。
5.如权利要求4所述的图像读取设备，还包括控制单元，当扫描模块处于待机模式时，该控制单元使风扇周期性地工作。
6.如权利要求4所述的图像读取设备，还包括控制单元，当输入工作命令时，该控制单元使风扇工作。
7.如权利要求4所述的图像读取设备，还包括温度传感器，该温度传感器测量框架内部的温度；及控制单元，该控制单元根据测量的温度打开和关闭风扇。
8.一种扫描模块的维护方法，该扫描模块设置有框架和安装在框架中的光源、透镜单元、反射镜和图像传感器，该扫描模块从文件读取图像，同时在文件的辅助扫描方向上移动，该维护方法包括循环框架内部的空气，将粘附到光源、透镜单元、反射镜和图像传感器中的至少一个上的异物清除，和/或控制框架内部的温度。
9.如权利要求8所述的维护方法，还包括当扫描模块处于待机模式时，周期性地循环空气。
10.如权利要求8所述的维护方法，还包括当输入工作命令时，周期性地循环空气。
11.如权利要求8所述的维护方法，还包括测量框架内部的温度；及根据测量的温度循环空气。
12.一种图像读取设备，其中扫描模块从记录介质上读取图像，同时在其辅助扫描方向上移动，该扫描模块包括沿着记录介质的主扫描方向延伸的框架，以容纳图像读取部件，记录介质的主扫描方向横向于记录介质的辅助扫描方向；及空气循环系统，该空气循环系统沿着框架的纵向长度吹送空气。
13.如权利要求12所述的图像读取设备，其中，该图像读取部件包括光源，该光源将光投射到记录介质上；透镜单元，该透镜单元将从由投射的光照明的记录介质上读取的光学信号聚焦；多个反射镜，所述反射镜形成从光源到透镜单元的光路；及图像传感器，该图像传感器将透镜单元聚焦的光学信号转换成电信号。
14.如权利要求12所述的图像读取设备，其中，所述空气循环系统包括至少一个风扇，该至少一个风扇设置在框架的纵向末端处，以沿着框架的纵向长度吹送空气。
15.如权利要求14所述的图像读取设备，其中，所述至少一个风扇在扫描模块的主扫描方向上吹送空气。
16.如权利要求14所述的图像读取设备，还包括控制单元，当扫描模块处于待机模式时，该控制单元周期性地使风扇工作，和/或当输入工作命令时，该控制单元使风扇工作。
17.如权利要求14所述的图像读取设备，还包括温度传感器，该温度传感器测量框架内部的温度；及控制单元，该控制单元根据测量的温度打开和关闭风扇。
18.一种维护扫描模块的方法，该扫描模块设置有框架和安装在框架中的光源、透镜单元、反射镜和图像传感器，该扫描模块从文件读取图像，同时在文件的辅助扫描方向上移动，所述维护方法包括在框架内部循环空气，以清洁光源、透镜单元、反射镜和图像传感器，和/或控制框架内部的温度。
19.如权利要求18所述的维护方法，还包括当扫描模块处于待机模式时，周期性地循环空气；及当输入工作命令时，周期性地循环空气。
20.如权利要求18所述的维护方法，还包括测量框架内部的温度；及根据测量的温度循环空气。
全文摘要
一种扫描模块，包括将光投射到要读取的文件上的光源，将从由投射的光照明的文件读取的光学信号聚焦的透镜单元，形成从光源到透镜单元的光路的多个反射镜，将由透镜单元聚焦的光学信号转换成电信号的图像传感器，容纳光源、透镜单元、反射镜和图像传感器的框架，和循环框架内部空气的风扇。
文档编号F04D25/08GK1960427SQ200610141600
公开日2007年5月9日 申请日期2006年9月30日 优先权日2005年11月1日
发明者金元泽 申请人:三星电子株式会社