イメージセンサユニット、及び、画像読取装置
【課題】漏れ光の発生を防止すると共に、導光体に生じる傷や磨耗等を防止できるイメージセンサユニット、及び、画像読取装置を提供する。
【解決手段】導光体１１における第一の入光面１００側の端部に凸状の係止爪１７を設けると共に、フレーム１５に導光体１１の係止爪１７に係止される凹状の係止部１８を設け、導光体１１の長手方向における第二の入光面１０１側の端部を覆う位置に遮光部材１６を滑動自在に遊挿される構成とすることにより、雰囲気温度、及び／又は、雰囲気湿度の変動等に起因する伸縮が導光体１１の長手方向に生じても第一の入光面１００と第一の光源９との間に設けられた第一の間隙Ａ、及び、第二の入光面１０１と第二の光源１０との間に設けられた第二の間隙Ｂの設計寸法を維持できることから、漏れ光の発生を防止できる。
【解決手段】導光体１１における第一の入光面１００側の端部に凸状の係止爪１７を設けると共に、フレーム１５に導光体１１の係止爪１７に係止される凹状の係止部１８を設け、導光体１１の長手方向における第二の入光面１０１側の端部を覆う位置に遮光部材１６を滑動自在に遊挿される構成とすることにより、雰囲気温度、及び／又は、雰囲気湿度の変動等に起因する伸縮が導光体１１の長手方向に生じても第一の入光面１００と第一の光源９との間に設けられた第一の間隙Ａ、及び、第二の入光面１０１と第二の光源１０との間に設けられた第二の間隙Ｂの設計寸法を維持できることから、漏れ光の発生を防止できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明は、密着型イメージセンサユニット、及び、密着型イメージセンサユニットを用いた画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源を導光体の長手方向（主走査方向）における両端部に設置するイメージセンサユニットにおいては、雰囲気温度、及び／又は、雰囲気湿度の変動等によって漏れ光が生じる虞があった。
【０００３】
そこで、特許文献１に記載された画像読取装置（イメージセンサ）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１４６８７０号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載のイメージセンサは、導光体を覆う導光体カバーを備えることによりイメージセンサが大型化するばかりでなく、導光体カバーを用いないイメージセンサの場合、追加部品が必要となりコストが増大する問題があった。
また、雰囲気温度、及び／又は、雰囲気湿度の変動等による導光体の伸縮時に傷等が発生する虞があった。
【０００６】
本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであり、イメージセンサユニットを大型化することなく漏れ光の発生を防止すると共に、導光体に生じる傷や磨耗等を防止できるイメージセンサユニット、及び、画像読取装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載のイメージセンサユニットは、光源と、光電変換素子が複数実装されるセンサ基板と、前記光源を長手方向における両端部近傍に備え、前記光源からの光を導光して被照明体を照明する棒状の導光体と、前記センサ基板に被照明体からの反射光を結像する結像素子と、これらを夫々取り付ける支持体とを備えたメージセンサユニットにおいて、前記導光体の一方の端部と前記支持体とが夫々係止する係止手段を有すると共に、前記導光体の他方の端部を覆う遮光部材を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載のイメージセンサユニットは、光源と、光電変換素子が複数実装されるセンサ基板と、前記光源を長手方向における両端部近傍に備え、前記光源からの光を導光して被照明体を照明する棒状の導光体と、前記センサ基板に被照明体からの反射光を結像する結像素子と、これらを夫々取り付ける支持体とを備えたメージセンサユニットにおいて、前記導光体の略中央部と前記支持体とが夫々係止する係止手段を有すると共に、前記導光体の両端部を覆う遮光部材を夫々有することを特徴とする。
【０００９】
請求項９記載の画像読取装置は、光源と、光電変換素子が複数実装されるセンサ基板と、前記光源を長手方向における両端部近傍に備え、前記光源からの光を導光して被照明体を照明する棒状の導光体と、前記センサ基板に被照明体からの反射光を結像する結像素子と、これらを夫々取り付ける支持体とを備えたメージセンサユニットを用いた画像読取装置において、前記導光体の一方の端部と前記支持体とが夫々係止する係止手段を有すると共に、前記導光体の他方の端部を覆う遮光部材を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項１２記載の画像読取装置は、光源と、光電変換素子が複数実装されるセンサ基板と、前記光源を長手方向における両端部近傍に備え、前記光源からの光を導光して被照明体を照明する棒状の導光体と、前記センサ基板に被照明体からの反射光を結像する結像素子と、これらを夫々取り付ける支持体とを備えたメージセンサユニットを用いた画像読取装置において、前記導光体の略中央部と前記支持体とが夫々係止する係止手段を有すると共に、前記導光体の両端部を覆う遮光部材を夫々有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、導光体の一方の端部と支持体とが夫々係止する係止手段を有すると共に、導光体の他方の端部を覆う遮光部材を有することにより、雰囲気温度、及び／又は、雰囲気湿度の変動等に起因する伸縮が導光体の長手方向に生じても導光体と光源との間の設計寸法を維持できることから漏れ光の発生を防止できるため、主走査方向の全域に亘って照度特性を安定できる。
【００１２】
また、導光体の略中央部と支持体とが夫々係止する係止手段を有すると共に、導光体の両端部を覆う遮光部材を夫々有することにより、雰囲気温度、及び／又は、雰囲気湿度の変動等に起因する伸縮が導光体の長手方向に生じても導光体と光源との間の設計寸法を維持できることから漏れ光の発生を防止できるため、主走査方向の全域に亘って照度特性をより安定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明を適用できるイメージスキャナーの構造を示す斜視図である。
【図２】図２は、イメージセンサユニット４を示す概略図である。
【図３】図３は、導光体１１の副走査方向における断面図である。
【図４】図４は、本発明を適用できる第一の実施形態におけるイメージセンサユニット４の構成を示す斜視図である。
【図５】図５は、第一の実施形態における遮光部材１６の詳細な形状を示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明を適用できる第一の実施形態におけるイメージセンサユニット４について、第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂを示した模式図である。
【図７】図７は、従来のイメージセンサユニット４について、第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂを示した模式図である。
【図８】図８は、本発明を適用できる第二の実施形態におけるイメージセンサユニット４の構成を示す斜視図である。
【図９】図９は、第二の実施形態における遮光部材１６の詳細な形状を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明を適用できる第二の実施形態におけるイメージセンサユニット４について、第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂを示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明を適用できるフラットベッド方式のスキャナ（画像読取装置）の構造を示す斜視図である。
１は筐体であり、この筐体１には原稿載置部としてのガラス製の透明板からなるプラテンガラス２と、このプラテンガラス２上に載置された図示しない被照明体としての原稿を覆うように開閉自在設けられたプラテンカバー３とが設けられている。
【００１５】
また、筐体１の内部には、イメージセンサユニット４が収納されており、イメージセンサユニット４は、例えば、密着型イメージセンサ（ＣＩＳ；Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）ユニットである。５はイメージセンサユニット４を囲むように保持する保持部材であり、６は保持部材５をプラテンガラス２に沿って移動可能に設けられたスライドシャフト、７は駆動モータ、８はワイヤである。
【００１６】
この構成により、駆動モータ７を駆動して保持部材５に取り付けられたワイヤ８を機械的に動かすことにより、イメージセンサユニット４をスライドシャフト６に沿って読取方向（副走査方向）に移動するものである。
【００１７】
図２はイメージセンサユニット４の構造を示す概略図である。
９は原稿照明用の第一の光源であり、この第一の光源９には、例えば、赤緑青（以下、ＲＧＢと略す）３色の発光波長を持つＬＥＤからなる発光素子９ｒ、９ｇ、９ｂが備えられており、これらの発光素子９ｒ、９ｇ、９ｂを順次点灯駆動することにより光を照射する構成である。
また、１０は原稿照明用の第二の光源であり、この第二の光源１０には、例えば、赤緑青３色の発光波長を持つＬＥＤからなる発光素子１０ｒ、１０ｇ、１０ｂが備えられており、これらの発光素子１０ｒ、１０ｇ、１０ｂを順次点灯駆動することにより光を照射する構成である。
尚、第一の光源９、及び、第二の光源１０は白色光源であっても構わない。
【００１８】
１１は第一の光源９、及び、第二の光源１０からの照射光を原稿へと導く棒状（長尺状）の導光体であり、主走査方向において略均等な断面形状を有している。
導光体１１は射出成形によって、アクリル等の透明樹脂から成形されるものである。
射出成形とは、ノズルから溶融した樹脂を流入口（ゲート）を通して成形品となる空洞部分へ射出することにより、成形品を成形するものである。
また、導光体１１の長手方向の両端部近傍には、第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂを介して夫々第一の光源９、及び、第二の光源１０が配置されている。
【００１９】
１２は結像素子としてのロッドレンズアレイであり、このロッドレンズアレイ１２は、正立等倍結像型レンズ素子が複数配列されたものである。
１３はロッドレンズアレイ１２にて結像された反射光（原稿画像）を電気信号に変換する光電変換素子であり、１４は光電変換素子１３ｋ（ｋは１から１１の自然数）が実装されたセンサ基板である。
１５は構成部材を支持する支持体としてフレームであり、このフレーム１５に、第一の光源９、及び、第二の光源１０、導光体１１、ロッドレンズアレイ１２、光電変換素子１３ｋの実装されたセンサ基板１４等の構成部材が所定の位置関係で夫々取り付け支持される構成である。
尚、本実施形態では、光電変換素子１３ｋの数は１１個であるが、光電変換素子１３ｋの数は特に限定されない。
【００２０】
以上の構成により、イメージセンサユニット４はプラテンガラス２の直下の読取位置において、第一の光源９、及び、第二の光源１０に設けられた発光素子１０ｒ、１０ｇ、１０ｂを夫々順次点灯駆動することにより光を照射する。照射された照射光は導光体１１を通して原稿の表面に主走査方向においてライン状に略均一に照射される。この照射光は原稿によって反射され、ロッドレンズアレイ１２により、センサ基板１４上に設けられた光電変換素子１３ｋ上に集束結像する。反射光は光電変換素子１３ｋにより電気信号に変換され、図示しない信号処理部により処理される。
【００２１】
このようにＲＧＢ全ての反射光を１走査ライン分読み取ることで、原稿の主走査方向における１走査ラインの読取動作を終了するものである。
【００２２】
１走査ラインの読取動作終了後、イメージセンサユニット４はさらに１走査ライン分副走査方向へ移動しつつ、原稿に照射光を照射しながら同様に１走査ラインの読取動作を行う。この読取動作を繰り返すことで原稿の全面を走査するものである。
【００２３】
図３は導光体１１の構造を示す側面図である。
導光体１１は、例えば、アクリル等の透明な合成樹脂から成形されるものである。
１００は長手方向（主走査方向）の一方の側端面に設けられた第一の入光面であり、この第一の入光面１００近傍に第一の間隙Ａを介して第一の光源９が配置されることにより、第一の光源９からの照射光が入光するものである。
【００２４】
１０１は長手方向における第一の入光面１００に対向する他方の側端面に設けられた第二の入光面であり、この第二の入光面１０１近傍に第二の間隙Ｂを介して第二の光源１０が配置されることにより、第二の光源１０からの照射光が入光するものである。
【００２５】
１０２は導光体１１の長手方向に沿って設けられた出射面であり、導光体１１内で反射・拡散された第一の光源９、及び、第二の光源１０からの照射光を原稿の方向へ出射するものである。出射面１０２は集光効果のため凸状に形成されている。
１０３は出射面１０２と対向する面に設けられた反射面であり、この反射面１０３には、例えば、シルク印刷等による光反射性の塗料からなる図示しない光拡散パターンが形成されている。この光拡散パターンの分布密度は、光源１０からの距離に応じて、光源１０に近い部分は低密度に、遠方では高密度に配置された構成である。
また、他の面は夫々図示しない反射面である。
【００２６】
この構成により、導光体１１に設けられた第一の入光面１００、及び、第二の入光面１０１より導光体１１内に入光した第一の光源９、及び、第二の光源１０からの照射光は、導光体１１内にて反射面１０３、及び、図示しない内面により全反射しながら導光体内を伝搬しつつ、出射面１０２より出射する。同時に、導光体１１内にて反射面１０３に設けられた光拡散パターンにより拡散しつつ、出射面１０２より出射することで、原稿に対し主走査方向においてライン状に略均一に照射するものである。
【００２７】
この時、第一の光源９からの照射光は、導光体１１に設けられた第一の入光面１００より導光体１１内に入光する光と、導光体１１内に入光することなく第一の間隙Ａを通って原稿の方向に直接照射する光とで構成される。
また、第二の光源１０からの照射光は、導光体１１に設けられた第二の入光面１０１より導光体１１内に入光する光と、導光体１１内に入光することなく第二の間隙Ｂを通って原稿の方向に直接照射する光とで構成される。
【００２８】
導光体１１内に入光することなく原稿の方向に直接照射する光は漏れ光となるが、例えば、図示しない遮光部を備えることにより、間隙部分からの漏れ光を導光体側に戻す、及び／又は、吸収することで漏れ光を防止するものである。
【００２９】
（第一の実施形態）
図４は本発明を適用できる第一の実施形態におけるイメージセンサユニット４の構成を示す斜視図、図５は第一の実施形態における遮光部材１６の詳細な形状を示す斜視図である。
１６は遮光部材であり、全体として導光体１１の副走査方向における断面形状と略同一な開口形状を備えることで、導光体１１が挿入可能な筒形状に形成されている。
この遮光部材１６は、導光体１１の長手方向における第二の入光面１０１側の端部を覆う位置に設けられると共に、図示しない固定方法によりフレーム１５に固定されるものである。
【００３０】
１７は導光体１１における長手方向の両端部の内、第一の入光面１００側の端部に一体に設けられた凸状の係止爪であり、出射面１０２と反射面１０３との間の側面から導光体１１の長手方向に対して直交する方向に突出して形成されている。１８はフレーム１５に設けられた導光体保持部１９における長手方向の両端部の内、第二の光源１０側の端部に設けられた凹状の係止部である。凸状の係止爪１７と凹状の係止部１８とを係止することにより、導光体１１をフレーム１５に設けられた導光体保持部１９に位置決めしつつ取り付ける係止手段として作用するものである。これにより、導光体１１がフレーム１５に取り付けられる際、係止爪１７のある側の端部が固定端となり、他方の端部が自由端となるように構成されるものである。
この時、遮光部材１６は、導光体１１の長手方向における第二の入光面１０１側の端部を覆う位置に滑動自在に遊挿される構成である。
【００３１】
この構成により、導光体１１の端部を遮光部材１６に収納した場合、遮光部材１６は導光体１１とフレーム１５との間に間挿され、導光体１１はその端部周辺において、導光体１１と遮光部材１６とが空気層Ｃを介して滑動自在とするものである。
この時、空気層Ｃにより遮光部材１６と導光体１１とを密着した場合に生じる密着面での光の吸収がなくなり、遮光部材１６に覆われた導光体１１の端部における出射面１０２を反射面として用いることができる。このため、導光体１１内部において第二の光源１０からの光を効率よく導光可能となる。
尚、係止爪１７と係止部１８とのガタツキを抑えることで、第一の間隙Ａの寸法変動を低減できるため、係止爪１７と係止部１８との隙間を極力小さくすることが好ましい。
【００３２】
また、遮光部材１６は、自己潤滑性を有する合成樹脂から形成されるものであり、例えば、超高分子量ポリエチレン、ポリアセタール、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート等から形成される。或いは、自己潤滑性を有する固体潤滑剤を含んだ合成樹脂から形成されたものであり、例えば、フッ素樹脂、二硫化モリブデン等をコーティングした合成樹脂から形成される。
ここで自己潤滑性とは、自身が潤滑性を有することで、他の潤滑剤等を使用することなく摩擦・摩耗を低減できる性質を言うものである。
【００３３】
図６における（ａ）、乃至、（ｃ）は本発明を適用できる第一の実施形態におけるイメージセンサユニット４について、導光体１１の長手方向への伸縮による第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂの寸法変動を示した模式図である。即ち、（ａ）は導光体１の長手方向への収縮による第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂの寸法変動を示した模式図、（ｂ）は第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂを示した模式図、（ｃ）は導光体１１の長手方向への伸長による第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂの寸法変動を示した模式図である。
【００３４】
また、図７における（ａ）、乃至、（ｃ）は従来のイメージセンサユニット４について、導光体１１の長手方向への伸縮による第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂの寸法変動を示した模式図である。即ち、（ａ）は導光体１１の長手方向への収縮による第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂの寸法変動を示した模式図、（ｂ）は第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂを示した模式図、（ｃ）は導光体１１の長手方向への伸長による第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂの寸法変動を示した模式図である。
【００３５】
図６、及び、図７に示すように、導光体１１における第一の入光面１００と第一の光源９との間には第一の間隙Ａが設けられ、第二の入光面１０１と第二の光源１０と間には第二の間隙Ｂ設けられている。また、遮光部材１６と導光体１１の端部における出射面１０２との間には空気層Ｃが設けられている。
【００３６】
この構成において、イメージセンサユニット４にあっては、読取動作時には高温になり、停止時には室温付近まで冷却される。このため、雰囲気温度、及び／又は、雰囲気湿度に起因する導光体１１の長手方向への伸縮によって第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂに寸法変動が生じるものである。
これは、一般に、フレーム１５の素材としてはポリカーボネートが用いられると共に、導光体１１の材料としてはアクリルが用いられることから、フレーム１５と導光体１１の伸縮率に違いが生じるためである。
【００３７】
このため、遮光部材１６を用いないイメージセンサユニット４にあっては、導光体１１の伸縮により第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂに寸法変動が生じることから設計寸法を保てなくなるものである。これにより、両端の照度特性が不安定となり、特に、導光体１１が収縮した場合、第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂが広がることから光源で発生した光の一部が漏れ、漏れ光となるものである。
【００３８】
一方、本発明を適用できる第一の実施形態におけるイメージセンサユニット４にあっては、導光体１１における第一の入光面１００側の端部に凸状の係止爪１７を設けると共に、フレーム１５に導光体１１の係止爪１７に係止される凹状の係止部１８を設ける構成である。これは、導光体１１において第一の入光面１００側を固定端に、第二の入光面１０１側を自由端にすることを示している。
さらに、導光体１１の長手方向における第二の入光面１０１側の端部を覆う位置に遮光部材１６を滑動自在に遊挿される構成である。
【００３９】
この構成により、係止爪１７と係止部１８との係止位置が固定端となることから、温度、及び／又は、湿度の変動による導光体１１の長手方向への伸縮による寸法変動は、係止爪１７と係止部１８との係止位置を起点として生じることとなるものである。
【００４０】
これは、自由端側のみに寸法変動を生じさせることで、第一の入光面１００側においては、伸縮による影響を自由端側へ逃がしつつ、固定端側となる第一の間隙Ａの寸法変動を無くすことで、設計寸法を維持できることを示している。
また、第二の入光面１０１側においては、遮光部材１６内で自由端側の寸法変動が生じる（自由端側に生じる寸法変動を遮光部材１６内に保持できる）ことから、第二の光源１０と導光体１１に設けられた遮光部材１６の端面との第二の間隙Ｂの寸法変動を無くすことで、実質設計寸法を維持できることを示している。
尚、第二の入光面１０１側における導光体１１端面と遮光部材１６端部との内径寸法は、導光体１１に対する温度、及び、湿度の変動によって生じる寸法変動による伸縮幅以上としている。
【００４１】
尚、幅方向は長手方向に対して十分小さいことから、空気層Ｃの寸法変動は軽微である。
【００４２】
本実施形態では、雰囲気温度、及び／又は、雰囲気湿度の変動等に起因する伸縮が導光体１１の長手方向に生じても第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂの設計寸法を維持できることから、漏れ光の発生を防止でき、第一の入光面１００、及び、第二の入光面１０１近傍の照度を略均一に保つことができるようになる。これにより、主走査方向の全域に亘って照度特性を安定できることから、安定した画像品質が得られるものである。
【００４３】
また、遮光部材１６を略筒形状とすることにより、導光体１１端部の全周を覆うことが可能となるため、遮光効率を向上できる。
【００４４】
加えて、遮光部材１６と導光体１１の間に空気層Ｃを設けたことにより、遮光部材１６と導光体１１とを密着した場合に生じる密着面での光の吸収がなくなり、導光体１１内部において光を反射できるため、第二の光源１０からの光を効率よく導光できる。
また、遮光部材１６を滑動自在に遊挿することにより、導光体１１が熱膨張・吸湿等により膨張した場合においても遮光部材１６と導光体１１との接触を低減でき、導光体１１に生じる傷や磨耗等を防止できるものである。
【００４５】
また、導光体１１の端部に遮光部材１６を取り付けた状態において、第一の入光面１００と遮光部材１６端部との内寸を、温度、及び、湿度の変動によって生じる寸法変動による伸縮幅以上としている。このため、雰囲気温度、及び／又は、雰囲気湿度の変動等によって導光体１１の長手方向に寸法変動が生じても第二の入光面１０１と第二の光源１０との干渉を回避することができ、破損を防止することができる。
また、導光体１１の長手方向における第二の入光面１０１側の端部を覆う位置に遮光部材１６を設けた構造であるため、第一の光源９、及び、第二の光源１０に用いるＬＥＤにコスト的にも安価な市販品を用いることが可能となり、コスト低減を図ることができる。
【００４６】
さらには、遮光部材１６を、例えば、超高分子量ポリエチレン、ポリアセタール、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート等の自己潤滑性を有する合成樹脂から形成することにより、遮光部材１６と導光体１１との摩擦・磨耗を低減できるものである。これにより、導光体１１に生じる傷や磨耗等を防止できる。
また、遮光部材１６を、例えば、フッ素樹脂、二硫化モリブデン等をコートすることによる固体潤滑剤を含んだ合成樹脂から形成することにより、コストを押さえつつ、導光体１１に生じる傷や磨耗等を防止できる。
【００４７】
（第二の実施形態）
図８は本発明を適用できる第二の実施形態におけるイメージセンサユニット４の構成を示す斜視図、図９は第二の実施形態における遮光部材１６の詳細な形状を示す斜視図である。
尚、前述した第一の実施形態と同一機能を有する部材については、同一符号を付して説明を省略する。
【００４８】
遮光部材１６は、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂとして、イメージセンサユニット４の長手方向における両端部を覆う位置に夫々設けられるものである。
【００４９】
１７は導光体１１における長手方向の略中央部に一体に設けられた凸状の係止爪であり、１８はフレーム１５に設けられた導光体保持部１９における略中央部に設けられた凹状の係止部である。これにより、導光体１１がフレーム１５に取り付けられる際、係止爪１７のある中央部が固定部となり、両端部が自由端となるように構成されるものである。
２０は突起であり、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂの上面に夫々設けられている。
【００５０】
突起２０の高さは、導光体１１をフレーム１５に取り付けた際にフレーム１５の上面より突出する高さである。
【００５１】
この構成において、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂは、導光体１１の長手方向における両端部を覆う位置に夫々空気層Ｃを介して滑動自在に遊挿される構成である。
【００５２】
このため、イメージセンサユニット４を筐体１に収納した場合、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂはプラテンガラス２とイメージセンサユニット４との間に夫々配設されることになる。
【００５３】
この時、イメージセンサユニット４はその上面の両端部において、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂは突起２０を介してプラテンガラス２の下面に当接するものである。
【００５４】
これは、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂにスペーサの機能を持たせることを意味している。
【００５５】
尚、突起２０の数・形状は本実施形態に限定されるものではない。
【００５６】
図１０における（ａ）、乃至、（ｃ）は本発明を適用できる第二の実施形態におけるイメージセンサユニット４について、導光体１１の長手方向への伸縮による第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂの寸法変動を示した模式図である。即ち、（ａ）は導光体１１の長手方向への収縮による第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂの寸法変動を示した模式図、（ｂ）は第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂを示した模式図、（ｃ）は導光体１１の長手方向への伸長による第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂの寸法変動を示した模式図である。
【００５７】
図１０に示すように、導光体１１における第一の入光面１００と第一の光源９との間には第一の間隙Ａが設けられ、第二の入光面１０１と第二の光源１０と間には第二の間隙Ｂ設けられている。この時、第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂは同一間隔である。
【００５８】
本発明を適用できる第二の実施形態におけるイメージセンサユニット４にあっては、導光体１１における中央部に凸状の係止爪１７を設けると共に、フレーム１５に導光体１１の係止爪１７に係止される凹状の係止部１８を設ける構成である。これは、導光体１１において中央部を固定部に、両端部を自由端にすることを示している。
さらに、導光体１１の長手方向における両端部を覆う位置に第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂを夫々滑動自在に遊挿される構成である。
【００５９】
この構成により、係止爪１７と係止部１８との係止位置が固定部となることから、温度、及び／又は、湿度の変動による導光体１１の長手方向への伸縮による寸法変動は、係止爪１７と係止部１８との係止位置を起点として生じることとなるものである。
【００６０】
これは、両端に均等に寸法変動を生じさせることで、第一の入光面１００、及び、第二の入光面１０１において、夫々遮光部材１６内で寸法変動が生じる（自由端側に生じる寸法変動を第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂ内に保持できる）ことから、第一の光源９と導光体１１に設けられた第一の遮光部材１６ａの端面との第一の間隙Ａ、及び、第二の光源１０と導光体１１に設けられた第二の遮光部材１６ｂの端面との第二の間隙Ｂの寸法変動を無くすことで、実質設計寸法を維持できることを示している。
尚、第一の入光面１００、及び、第二の入光面１０１における導光体１１端面と第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂ端部との内径寸法は、導光体１１に対する温度、及び、湿度の変動によって生じる寸法変動による伸縮幅以上としている。
【００６１】
また、導光体１１に生じる伸縮は両端部において分散されることから、夫々の端部に生じる伸縮の幅は導光体１１に生じる伸縮の幅の半分となる。このため、一方の端部のみを自由端とした場合と比較し、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂは主走査方向において短縮できるものである。
【００６２】
本実施形態では、雰囲気温度、及び／又は、雰囲気湿度の変動等に起因する伸縮が導光体１１の長手方向に生じても第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂの設計寸法を維持できることから、漏れ光の発生を防止でき、第一の入光面１００、及び、第二の入光面１０１近傍の照度を略均一に保つことができるようになる。これにより、一方の端部のみを自由端とした場合と比較し、導光体１１に生じる伸縮は両端部において分散されることから、夫々の端部に生じる伸縮の幅は導光体１１に生じる伸縮の幅の半分となる。このため、さらなる雰囲気温度、及び／又は、雰囲気湿度に対応できるようになり、主走査方向の全域に亘って両端の照度特性の均一性を安定できることから、より安定した画像品質が得られるものである。
【００６３】
また、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂを略筒形状とすることにより、導光体１１両端部の全周を覆うことが可能となるため、遮光効率をより向上できる。
加えて、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂと導光体１１の間に夫々空気層Ｃを設けたことにより、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂと導光体１１とを密着した場合に生じる密着面での光の吸収がなくなる。これにより、導光体１１内部において光を反射できるため、第一の光源９、及び、第二の光源１０からの光をより効率よく導光できる。
また、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂを夫々滑動自在に遊挿することにより、導光体１１が熱膨張・吸湿等により膨張した場合においても第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂと導光体１１との接触を低減でき、導光体１１に生じる傷や磨耗等を防止できるものである。
【００６４】
また、導光体１１の両端部に第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂを取り付けた状態において、第一の入光面１００と遮光部材１６端部との内寸第一の入光面１００、及び、第二の入光面１０１と第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂの夫々の端部との内寸を、温度、及び、湿度の変動によって生じる寸法変動による伸縮幅以上としている。このため、雰囲気温度、及び／又は、雰囲気湿度の変動等によって導光体１１の長手方向に寸法変動が生じても第一の入光面１０１と第一の光源９、及び、第二の入光面１０１と第二の光源１０との干渉を回避することができ、破損を防止することができる。
また、導光体１１の長手方向における両端部を覆う位置に第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂを夫々設けた構造であるため、第一の光源９、及び、第二の光源１０に用いるＬＥＤにコスト的にも安価な市販品を用いることが可能となり、コスト低減を図ることができる。
【００６５】
また、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂの上面に突起２０を設け、導光体１１をフレーム１５に取り付けた際にフレーム１５の上面より突出する高さとしたことにより、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂにスペーサの機能を持たせることができる。これにより、スペーサを用いることなくプラテンガラス２の下面との接触面積を低減することにより、摩擦抵抗を低減できると共に、接触位置を固定できる。このため、イメージセンサユニット４の動作を安定できるばかりでなく、プラテンガラス２の下面とイメージセンサユニット４との距離を一定にできる。
【００６６】
さらに、係止爪１７を導光体１１における長手方向の略中央部に一体に設けたことにより、係止爪１７を射出成形時の樹脂の流入口とすることができる。これにより、導光体１１の形成時に導光体１１の略中央部を中心として両端方向に均等に樹脂を注入できるようになり成形性を向上できる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明はイメージスキャナー、ファクシミリ、複写機等の画像読取装置として有効な技術である。
【符号の説明】
【００６８】
２ プラテンガラス
４ イメージセンサユニット
９ 第一の光源
１０ 第二の光源
１１ 導光体
１２ ロッドレンズアレイ
１３ 光電変換素子
１４ センサ基板
１５ フレーム
１６ 遮光部材
１６ａ 第一の遮光部材
１６ｂ 第二の遮光部材
１７ 係止爪
１８ 係止部
２０ 突起
Ａ 第一の間隙
Ｂ 第二の間隙
Ｃ 空気層
【技術分野】
【０００１】
本明は、密着型イメージセンサユニット、及び、密着型イメージセンサユニットを用いた画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源を導光体の長手方向（主走査方向）における両端部に設置するイメージセンサユニットにおいては、雰囲気温度、及び／又は、雰囲気湿度の変動等によって漏れ光が生じる虞があった。
【０００３】
そこで、特許文献１に記載された画像読取装置（イメージセンサ）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１４６８７０号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載のイメージセンサは、導光体を覆う導光体カバーを備えることによりイメージセンサが大型化するばかりでなく、導光体カバーを用いないイメージセンサの場合、追加部品が必要となりコストが増大する問題があった。
また、雰囲気温度、及び／又は、雰囲気湿度の変動等による導光体の伸縮時に傷等が発生する虞があった。
【０００６】
本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであり、イメージセンサユニットを大型化することなく漏れ光の発生を防止すると共に、導光体に生じる傷や磨耗等を防止できるイメージセンサユニット、及び、画像読取装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載のイメージセンサユニットは、光源と、光電変換素子が複数実装されるセンサ基板と、前記光源を長手方向における両端部近傍に備え、前記光源からの光を導光して被照明体を照明する棒状の導光体と、前記センサ基板に被照明体からの反射光を結像する結像素子と、これらを夫々取り付ける支持体とを備えたメージセンサユニットにおいて、前記導光体の一方の端部と前記支持体とが夫々係止する係止手段を有すると共に、前記導光体の他方の端部を覆う遮光部材を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載のイメージセンサユニットは、光源と、光電変換素子が複数実装されるセンサ基板と、前記光源を長手方向における両端部近傍に備え、前記光源からの光を導光して被照明体を照明する棒状の導光体と、前記センサ基板に被照明体からの反射光を結像する結像素子と、これらを夫々取り付ける支持体とを備えたメージセンサユニットにおいて、前記導光体の略中央部と前記支持体とが夫々係止する係止手段を有すると共に、前記導光体の両端部を覆う遮光部材を夫々有することを特徴とする。
【０００９】
請求項９記載の画像読取装置は、光源と、光電変換素子が複数実装されるセンサ基板と、前記光源を長手方向における両端部近傍に備え、前記光源からの光を導光して被照明体を照明する棒状の導光体と、前記センサ基板に被照明体からの反射光を結像する結像素子と、これらを夫々取り付ける支持体とを備えたメージセンサユニットを用いた画像読取装置において、前記導光体の一方の端部と前記支持体とが夫々係止する係止手段を有すると共に、前記導光体の他方の端部を覆う遮光部材を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項１２記載の画像読取装置は、光源と、光電変換素子が複数実装されるセンサ基板と、前記光源を長手方向における両端部近傍に備え、前記光源からの光を導光して被照明体を照明する棒状の導光体と、前記センサ基板に被照明体からの反射光を結像する結像素子と、これらを夫々取り付ける支持体とを備えたメージセンサユニットを用いた画像読取装置において、前記導光体の略中央部と前記支持体とが夫々係止する係止手段を有すると共に、前記導光体の両端部を覆う遮光部材を夫々有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、導光体の一方の端部と支持体とが夫々係止する係止手段を有すると共に、導光体の他方の端部を覆う遮光部材を有することにより、雰囲気温度、及び／又は、雰囲気湿度の変動等に起因する伸縮が導光体の長手方向に生じても導光体と光源との間の設計寸法を維持できることから漏れ光の発生を防止できるため、主走査方向の全域に亘って照度特性を安定できる。
【００１２】
また、導光体の略中央部と支持体とが夫々係止する係止手段を有すると共に、導光体の両端部を覆う遮光部材を夫々有することにより、雰囲気温度、及び／又は、雰囲気湿度の変動等に起因する伸縮が導光体の長手方向に生じても導光体と光源との間の設計寸法を維持できることから漏れ光の発生を防止できるため、主走査方向の全域に亘って照度特性をより安定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明を適用できるイメージスキャナーの構造を示す斜視図である。
【図２】図２は、イメージセンサユニット４を示す概略図である。
【図３】図３は、導光体１１の副走査方向における断面図である。
【図４】図４は、本発明を適用できる第一の実施形態におけるイメージセンサユニット４の構成を示す斜視図である。
【図５】図５は、第一の実施形態における遮光部材１６の詳細な形状を示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明を適用できる第一の実施形態におけるイメージセンサユニット４について、第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂを示した模式図である。
【図７】図７は、従来のイメージセンサユニット４について、第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂを示した模式図である。
【図８】図８は、本発明を適用できる第二の実施形態におけるイメージセンサユニット４の構成を示す斜視図である。
【図９】図９は、第二の実施形態における遮光部材１６の詳細な形状を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明を適用できる第二の実施形態におけるイメージセンサユニット４について、第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂを示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明を適用できるフラットベッド方式のスキャナ（画像読取装置）の構造を示す斜視図である。
１は筐体であり、この筐体１には原稿載置部としてのガラス製の透明板からなるプラテンガラス２と、このプラテンガラス２上に載置された図示しない被照明体としての原稿を覆うように開閉自在設けられたプラテンカバー３とが設けられている。
【００１５】
また、筐体１の内部には、イメージセンサユニット４が収納されており、イメージセンサユニット４は、例えば、密着型イメージセンサ（ＣＩＳ；Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）ユニットである。５はイメージセンサユニット４を囲むように保持する保持部材であり、６は保持部材５をプラテンガラス２に沿って移動可能に設けられたスライドシャフト、７は駆動モータ、８はワイヤである。
【００１６】
この構成により、駆動モータ７を駆動して保持部材５に取り付けられたワイヤ８を機械的に動かすことにより、イメージセンサユニット４をスライドシャフト６に沿って読取方向（副走査方向）に移動するものである。
【００１７】
図２はイメージセンサユニット４の構造を示す概略図である。
９は原稿照明用の第一の光源であり、この第一の光源９には、例えば、赤緑青（以下、ＲＧＢと略す）３色の発光波長を持つＬＥＤからなる発光素子９ｒ、９ｇ、９ｂが備えられており、これらの発光素子９ｒ、９ｇ、９ｂを順次点灯駆動することにより光を照射する構成である。
また、１０は原稿照明用の第二の光源であり、この第二の光源１０には、例えば、赤緑青３色の発光波長を持つＬＥＤからなる発光素子１０ｒ、１０ｇ、１０ｂが備えられており、これらの発光素子１０ｒ、１０ｇ、１０ｂを順次点灯駆動することにより光を照射する構成である。
尚、第一の光源９、及び、第二の光源１０は白色光源であっても構わない。
【００１８】
１１は第一の光源９、及び、第二の光源１０からの照射光を原稿へと導く棒状（長尺状）の導光体であり、主走査方向において略均等な断面形状を有している。
導光体１１は射出成形によって、アクリル等の透明樹脂から成形されるものである。
射出成形とは、ノズルから溶融した樹脂を流入口（ゲート）を通して成形品となる空洞部分へ射出することにより、成形品を成形するものである。
また、導光体１１の長手方向の両端部近傍には、第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂを介して夫々第一の光源９、及び、第二の光源１０が配置されている。
【００１９】
１２は結像素子としてのロッドレンズアレイであり、このロッドレンズアレイ１２は、正立等倍結像型レンズ素子が複数配列されたものである。
１３はロッドレンズアレイ１２にて結像された反射光（原稿画像）を電気信号に変換する光電変換素子であり、１４は光電変換素子１３ｋ（ｋは１から１１の自然数）が実装されたセンサ基板である。
１５は構成部材を支持する支持体としてフレームであり、このフレーム１５に、第一の光源９、及び、第二の光源１０、導光体１１、ロッドレンズアレイ１２、光電変換素子１３ｋの実装されたセンサ基板１４等の構成部材が所定の位置関係で夫々取り付け支持される構成である。
尚、本実施形態では、光電変換素子１３ｋの数は１１個であるが、光電変換素子１３ｋの数は特に限定されない。
【００２０】
以上の構成により、イメージセンサユニット４はプラテンガラス２の直下の読取位置において、第一の光源９、及び、第二の光源１０に設けられた発光素子１０ｒ、１０ｇ、１０ｂを夫々順次点灯駆動することにより光を照射する。照射された照射光は導光体１１を通して原稿の表面に主走査方向においてライン状に略均一に照射される。この照射光は原稿によって反射され、ロッドレンズアレイ１２により、センサ基板１４上に設けられた光電変換素子１３ｋ上に集束結像する。反射光は光電変換素子１３ｋにより電気信号に変換され、図示しない信号処理部により処理される。
【００２１】
このようにＲＧＢ全ての反射光を１走査ライン分読み取ることで、原稿の主走査方向における１走査ラインの読取動作を終了するものである。
【００２２】
１走査ラインの読取動作終了後、イメージセンサユニット４はさらに１走査ライン分副走査方向へ移動しつつ、原稿に照射光を照射しながら同様に１走査ラインの読取動作を行う。この読取動作を繰り返すことで原稿の全面を走査するものである。
【００２３】
図３は導光体１１の構造を示す側面図である。
導光体１１は、例えば、アクリル等の透明な合成樹脂から成形されるものである。
１００は長手方向（主走査方向）の一方の側端面に設けられた第一の入光面であり、この第一の入光面１００近傍に第一の間隙Ａを介して第一の光源９が配置されることにより、第一の光源９からの照射光が入光するものである。
【００２４】
１０１は長手方向における第一の入光面１００に対向する他方の側端面に設けられた第二の入光面であり、この第二の入光面１０１近傍に第二の間隙Ｂを介して第二の光源１０が配置されることにより、第二の光源１０からの照射光が入光するものである。
【００２５】
１０２は導光体１１の長手方向に沿って設けられた出射面であり、導光体１１内で反射・拡散された第一の光源９、及び、第二の光源１０からの照射光を原稿の方向へ出射するものである。出射面１０２は集光効果のため凸状に形成されている。
１０３は出射面１０２と対向する面に設けられた反射面であり、この反射面１０３には、例えば、シルク印刷等による光反射性の塗料からなる図示しない光拡散パターンが形成されている。この光拡散パターンの分布密度は、光源１０からの距離に応じて、光源１０に近い部分は低密度に、遠方では高密度に配置された構成である。
また、他の面は夫々図示しない反射面である。
【００２６】
この構成により、導光体１１に設けられた第一の入光面１００、及び、第二の入光面１０１より導光体１１内に入光した第一の光源９、及び、第二の光源１０からの照射光は、導光体１１内にて反射面１０３、及び、図示しない内面により全反射しながら導光体内を伝搬しつつ、出射面１０２より出射する。同時に、導光体１１内にて反射面１０３に設けられた光拡散パターンにより拡散しつつ、出射面１０２より出射することで、原稿に対し主走査方向においてライン状に略均一に照射するものである。
【００２７】
この時、第一の光源９からの照射光は、導光体１１に設けられた第一の入光面１００より導光体１１内に入光する光と、導光体１１内に入光することなく第一の間隙Ａを通って原稿の方向に直接照射する光とで構成される。
また、第二の光源１０からの照射光は、導光体１１に設けられた第二の入光面１０１より導光体１１内に入光する光と、導光体１１内に入光することなく第二の間隙Ｂを通って原稿の方向に直接照射する光とで構成される。
【００２８】
導光体１１内に入光することなく原稿の方向に直接照射する光は漏れ光となるが、例えば、図示しない遮光部を備えることにより、間隙部分からの漏れ光を導光体側に戻す、及び／又は、吸収することで漏れ光を防止するものである。
【００２９】
（第一の実施形態）
図４は本発明を適用できる第一の実施形態におけるイメージセンサユニット４の構成を示す斜視図、図５は第一の実施形態における遮光部材１６の詳細な形状を示す斜視図である。
１６は遮光部材であり、全体として導光体１１の副走査方向における断面形状と略同一な開口形状を備えることで、導光体１１が挿入可能な筒形状に形成されている。
この遮光部材１６は、導光体１１の長手方向における第二の入光面１０１側の端部を覆う位置に設けられると共に、図示しない固定方法によりフレーム１５に固定されるものである。
【００３０】
１７は導光体１１における長手方向の両端部の内、第一の入光面１００側の端部に一体に設けられた凸状の係止爪であり、出射面１０２と反射面１０３との間の側面から導光体１１の長手方向に対して直交する方向に突出して形成されている。１８はフレーム１５に設けられた導光体保持部１９における長手方向の両端部の内、第二の光源１０側の端部に設けられた凹状の係止部である。凸状の係止爪１７と凹状の係止部１８とを係止することにより、導光体１１をフレーム１５に設けられた導光体保持部１９に位置決めしつつ取り付ける係止手段として作用するものである。これにより、導光体１１がフレーム１５に取り付けられる際、係止爪１７のある側の端部が固定端となり、他方の端部が自由端となるように構成されるものである。
この時、遮光部材１６は、導光体１１の長手方向における第二の入光面１０１側の端部を覆う位置に滑動自在に遊挿される構成である。
【００３１】
この構成により、導光体１１の端部を遮光部材１６に収納した場合、遮光部材１６は導光体１１とフレーム１５との間に間挿され、導光体１１はその端部周辺において、導光体１１と遮光部材１６とが空気層Ｃを介して滑動自在とするものである。
この時、空気層Ｃにより遮光部材１６と導光体１１とを密着した場合に生じる密着面での光の吸収がなくなり、遮光部材１６に覆われた導光体１１の端部における出射面１０２を反射面として用いることができる。このため、導光体１１内部において第二の光源１０からの光を効率よく導光可能となる。
尚、係止爪１７と係止部１８とのガタツキを抑えることで、第一の間隙Ａの寸法変動を低減できるため、係止爪１７と係止部１８との隙間を極力小さくすることが好ましい。
【００３２】
また、遮光部材１６は、自己潤滑性を有する合成樹脂から形成されるものであり、例えば、超高分子量ポリエチレン、ポリアセタール、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート等から形成される。或いは、自己潤滑性を有する固体潤滑剤を含んだ合成樹脂から形成されたものであり、例えば、フッ素樹脂、二硫化モリブデン等をコーティングした合成樹脂から形成される。
ここで自己潤滑性とは、自身が潤滑性を有することで、他の潤滑剤等を使用することなく摩擦・摩耗を低減できる性質を言うものである。
【００３３】
図６における（ａ）、乃至、（ｃ）は本発明を適用できる第一の実施形態におけるイメージセンサユニット４について、導光体１１の長手方向への伸縮による第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂの寸法変動を示した模式図である。即ち、（ａ）は導光体１の長手方向への収縮による第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂの寸法変動を示した模式図、（ｂ）は第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂを示した模式図、（ｃ）は導光体１１の長手方向への伸長による第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂの寸法変動を示した模式図である。
【００３４】
また、図７における（ａ）、乃至、（ｃ）は従来のイメージセンサユニット４について、導光体１１の長手方向への伸縮による第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂの寸法変動を示した模式図である。即ち、（ａ）は導光体１１の長手方向への収縮による第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂの寸法変動を示した模式図、（ｂ）は第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂを示した模式図、（ｃ）は導光体１１の長手方向への伸長による第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂの寸法変動を示した模式図である。
【００３５】
図６、及び、図７に示すように、導光体１１における第一の入光面１００と第一の光源９との間には第一の間隙Ａが設けられ、第二の入光面１０１と第二の光源１０と間には第二の間隙Ｂ設けられている。また、遮光部材１６と導光体１１の端部における出射面１０２との間には空気層Ｃが設けられている。
【００３６】
この構成において、イメージセンサユニット４にあっては、読取動作時には高温になり、停止時には室温付近まで冷却される。このため、雰囲気温度、及び／又は、雰囲気湿度に起因する導光体１１の長手方向への伸縮によって第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂに寸法変動が生じるものである。
これは、一般に、フレーム１５の素材としてはポリカーボネートが用いられると共に、導光体１１の材料としてはアクリルが用いられることから、フレーム１５と導光体１１の伸縮率に違いが生じるためである。
【００３７】
このため、遮光部材１６を用いないイメージセンサユニット４にあっては、導光体１１の伸縮により第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂに寸法変動が生じることから設計寸法を保てなくなるものである。これにより、両端の照度特性が不安定となり、特に、導光体１１が収縮した場合、第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂが広がることから光源で発生した光の一部が漏れ、漏れ光となるものである。
【００３８】
一方、本発明を適用できる第一の実施形態におけるイメージセンサユニット４にあっては、導光体１１における第一の入光面１００側の端部に凸状の係止爪１７を設けると共に、フレーム１５に導光体１１の係止爪１７に係止される凹状の係止部１８を設ける構成である。これは、導光体１１において第一の入光面１００側を固定端に、第二の入光面１０１側を自由端にすることを示している。
さらに、導光体１１の長手方向における第二の入光面１０１側の端部を覆う位置に遮光部材１６を滑動自在に遊挿される構成である。
【００３９】
この構成により、係止爪１７と係止部１８との係止位置が固定端となることから、温度、及び／又は、湿度の変動による導光体１１の長手方向への伸縮による寸法変動は、係止爪１７と係止部１８との係止位置を起点として生じることとなるものである。
【００４０】
これは、自由端側のみに寸法変動を生じさせることで、第一の入光面１００側においては、伸縮による影響を自由端側へ逃がしつつ、固定端側となる第一の間隙Ａの寸法変動を無くすことで、設計寸法を維持できることを示している。
また、第二の入光面１０１側においては、遮光部材１６内で自由端側の寸法変動が生じる（自由端側に生じる寸法変動を遮光部材１６内に保持できる）ことから、第二の光源１０と導光体１１に設けられた遮光部材１６の端面との第二の間隙Ｂの寸法変動を無くすことで、実質設計寸法を維持できることを示している。
尚、第二の入光面１０１側における導光体１１端面と遮光部材１６端部との内径寸法は、導光体１１に対する温度、及び、湿度の変動によって生じる寸法変動による伸縮幅以上としている。
【００４１】
尚、幅方向は長手方向に対して十分小さいことから、空気層Ｃの寸法変動は軽微である。
【００４２】
本実施形態では、雰囲気温度、及び／又は、雰囲気湿度の変動等に起因する伸縮が導光体１１の長手方向に生じても第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂの設計寸法を維持できることから、漏れ光の発生を防止でき、第一の入光面１００、及び、第二の入光面１０１近傍の照度を略均一に保つことができるようになる。これにより、主走査方向の全域に亘って照度特性を安定できることから、安定した画像品質が得られるものである。
【００４３】
また、遮光部材１６を略筒形状とすることにより、導光体１１端部の全周を覆うことが可能となるため、遮光効率を向上できる。
【００４４】
加えて、遮光部材１６と導光体１１の間に空気層Ｃを設けたことにより、遮光部材１６と導光体１１とを密着した場合に生じる密着面での光の吸収がなくなり、導光体１１内部において光を反射できるため、第二の光源１０からの光を効率よく導光できる。
また、遮光部材１６を滑動自在に遊挿することにより、導光体１１が熱膨張・吸湿等により膨張した場合においても遮光部材１６と導光体１１との接触を低減でき、導光体１１に生じる傷や磨耗等を防止できるものである。
【００４５】
また、導光体１１の端部に遮光部材１６を取り付けた状態において、第一の入光面１００と遮光部材１６端部との内寸を、温度、及び、湿度の変動によって生じる寸法変動による伸縮幅以上としている。このため、雰囲気温度、及び／又は、雰囲気湿度の変動等によって導光体１１の長手方向に寸法変動が生じても第二の入光面１０１と第二の光源１０との干渉を回避することができ、破損を防止することができる。
また、導光体１１の長手方向における第二の入光面１０１側の端部を覆う位置に遮光部材１６を設けた構造であるため、第一の光源９、及び、第二の光源１０に用いるＬＥＤにコスト的にも安価な市販品を用いることが可能となり、コスト低減を図ることができる。
【００４６】
さらには、遮光部材１６を、例えば、超高分子量ポリエチレン、ポリアセタール、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート等の自己潤滑性を有する合成樹脂から形成することにより、遮光部材１６と導光体１１との摩擦・磨耗を低減できるものである。これにより、導光体１１に生じる傷や磨耗等を防止できる。
また、遮光部材１６を、例えば、フッ素樹脂、二硫化モリブデン等をコートすることによる固体潤滑剤を含んだ合成樹脂から形成することにより、コストを押さえつつ、導光体１１に生じる傷や磨耗等を防止できる。
【００４７】
（第二の実施形態）
図８は本発明を適用できる第二の実施形態におけるイメージセンサユニット４の構成を示す斜視図、図９は第二の実施形態における遮光部材１６の詳細な形状を示す斜視図である。
尚、前述した第一の実施形態と同一機能を有する部材については、同一符号を付して説明を省略する。
【００４８】
遮光部材１６は、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂとして、イメージセンサユニット４の長手方向における両端部を覆う位置に夫々設けられるものである。
【００４９】
１７は導光体１１における長手方向の略中央部に一体に設けられた凸状の係止爪であり、１８はフレーム１５に設けられた導光体保持部１９における略中央部に設けられた凹状の係止部である。これにより、導光体１１がフレーム１５に取り付けられる際、係止爪１７のある中央部が固定部となり、両端部が自由端となるように構成されるものである。
２０は突起であり、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂの上面に夫々設けられている。
【００５０】
突起２０の高さは、導光体１１をフレーム１５に取り付けた際にフレーム１５の上面より突出する高さである。
【００５１】
この構成において、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂは、導光体１１の長手方向における両端部を覆う位置に夫々空気層Ｃを介して滑動自在に遊挿される構成である。
【００５２】
このため、イメージセンサユニット４を筐体１に収納した場合、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂはプラテンガラス２とイメージセンサユニット４との間に夫々配設されることになる。
【００５３】
この時、イメージセンサユニット４はその上面の両端部において、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂは突起２０を介してプラテンガラス２の下面に当接するものである。
【００５４】
これは、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂにスペーサの機能を持たせることを意味している。
【００５５】
尚、突起２０の数・形状は本実施形態に限定されるものではない。
【００５６】
図１０における（ａ）、乃至、（ｃ）は本発明を適用できる第二の実施形態におけるイメージセンサユニット４について、導光体１１の長手方向への伸縮による第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂの寸法変動を示した模式図である。即ち、（ａ）は導光体１１の長手方向への収縮による第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂの寸法変動を示した模式図、（ｂ）は第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂを示した模式図、（ｃ）は導光体１１の長手方向への伸長による第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂの寸法変動を示した模式図である。
【００５７】
図１０に示すように、導光体１１における第一の入光面１００と第一の光源９との間には第一の間隙Ａが設けられ、第二の入光面１０１と第二の光源１０と間には第二の間隙Ｂ設けられている。この時、第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂは同一間隔である。
【００５８】
本発明を適用できる第二の実施形態におけるイメージセンサユニット４にあっては、導光体１１における中央部に凸状の係止爪１７を設けると共に、フレーム１５に導光体１１の係止爪１７に係止される凹状の係止部１８を設ける構成である。これは、導光体１１において中央部を固定部に、両端部を自由端にすることを示している。
さらに、導光体１１の長手方向における両端部を覆う位置に第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂを夫々滑動自在に遊挿される構成である。
【００５９】
この構成により、係止爪１７と係止部１８との係止位置が固定部となることから、温度、及び／又は、湿度の変動による導光体１１の長手方向への伸縮による寸法変動は、係止爪１７と係止部１８との係止位置を起点として生じることとなるものである。
【００６０】
これは、両端に均等に寸法変動を生じさせることで、第一の入光面１００、及び、第二の入光面１０１において、夫々遮光部材１６内で寸法変動が生じる（自由端側に生じる寸法変動を第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂ内に保持できる）ことから、第一の光源９と導光体１１に設けられた第一の遮光部材１６ａの端面との第一の間隙Ａ、及び、第二の光源１０と導光体１１に設けられた第二の遮光部材１６ｂの端面との第二の間隙Ｂの寸法変動を無くすことで、実質設計寸法を維持できることを示している。
尚、第一の入光面１００、及び、第二の入光面１０１における導光体１１端面と第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂ端部との内径寸法は、導光体１１に対する温度、及び、湿度の変動によって生じる寸法変動による伸縮幅以上としている。
【００６１】
また、導光体１１に生じる伸縮は両端部において分散されることから、夫々の端部に生じる伸縮の幅は導光体１１に生じる伸縮の幅の半分となる。このため、一方の端部のみを自由端とした場合と比較し、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂは主走査方向において短縮できるものである。
【００６２】
本実施形態では、雰囲気温度、及び／又は、雰囲気湿度の変動等に起因する伸縮が導光体１１の長手方向に生じても第一の間隙Ａ、及び、第二の間隙Ｂの設計寸法を維持できることから、漏れ光の発生を防止でき、第一の入光面１００、及び、第二の入光面１０１近傍の照度を略均一に保つことができるようになる。これにより、一方の端部のみを自由端とした場合と比較し、導光体１１に生じる伸縮は両端部において分散されることから、夫々の端部に生じる伸縮の幅は導光体１１に生じる伸縮の幅の半分となる。このため、さらなる雰囲気温度、及び／又は、雰囲気湿度に対応できるようになり、主走査方向の全域に亘って両端の照度特性の均一性を安定できることから、より安定した画像品質が得られるものである。
【００６３】
また、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂを略筒形状とすることにより、導光体１１両端部の全周を覆うことが可能となるため、遮光効率をより向上できる。
加えて、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂと導光体１１の間に夫々空気層Ｃを設けたことにより、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂと導光体１１とを密着した場合に生じる密着面での光の吸収がなくなる。これにより、導光体１１内部において光を反射できるため、第一の光源９、及び、第二の光源１０からの光をより効率よく導光できる。
また、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂを夫々滑動自在に遊挿することにより、導光体１１が熱膨張・吸湿等により膨張した場合においても第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂと導光体１１との接触を低減でき、導光体１１に生じる傷や磨耗等を防止できるものである。
【００６４】
また、導光体１１の両端部に第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂを取り付けた状態において、第一の入光面１００と遮光部材１６端部との内寸第一の入光面１００、及び、第二の入光面１０１と第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂの夫々の端部との内寸を、温度、及び、湿度の変動によって生じる寸法変動による伸縮幅以上としている。このため、雰囲気温度、及び／又は、雰囲気湿度の変動等によって導光体１１の長手方向に寸法変動が生じても第一の入光面１０１と第一の光源９、及び、第二の入光面１０１と第二の光源１０との干渉を回避することができ、破損を防止することができる。
また、導光体１１の長手方向における両端部を覆う位置に第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂを夫々設けた構造であるため、第一の光源９、及び、第二の光源１０に用いるＬＥＤにコスト的にも安価な市販品を用いることが可能となり、コスト低減を図ることができる。
【００６５】
また、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂの上面に突起２０を設け、導光体１１をフレーム１５に取り付けた際にフレーム１５の上面より突出する高さとしたことにより、第一の遮光部材１６ａ、及び、第二の遮光部材１６ｂにスペーサの機能を持たせることができる。これにより、スペーサを用いることなくプラテンガラス２の下面との接触面積を低減することにより、摩擦抵抗を低減できると共に、接触位置を固定できる。このため、イメージセンサユニット４の動作を安定できるばかりでなく、プラテンガラス２の下面とイメージセンサユニット４との距離を一定にできる。
【００６６】
さらに、係止爪１７を導光体１１における長手方向の略中央部に一体に設けたことにより、係止爪１７を射出成形時の樹脂の流入口とすることができる。これにより、導光体１１の形成時に導光体１１の略中央部を中心として両端方向に均等に樹脂を注入できるようになり成形性を向上できる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明はイメージスキャナー、ファクシミリ、複写機等の画像読取装置として有効な技術である。
【符号の説明】
【００６８】
２ プラテンガラス
４ イメージセンサユニット
９ 第一の光源
１０ 第二の光源
１１ 導光体
１２ ロッドレンズアレイ
１３ 光電変換素子
１４ センサ基板
１５ フレーム
１６ 遮光部材
１６ａ 第一の遮光部材
１６ｂ 第二の遮光部材
１７ 係止爪
１８ 係止部
２０ 突起
Ａ 第一の間隙
Ｂ 第二の間隙
Ｃ 空気層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
光電変換素子が複数実装されるセンサ基板と、
前記光源を長手方向における両端部近傍に備え、前記光源からの光を導光して被照明体を照明する棒状の導光体と、
前記センサ基板に被照明体からの反射光を結像する結像素子と、
これらを夫々取り付ける支持体と
を備えたメージセンサユニットにおいて、
前記導光体の一方の端部と前記支持体とが夫々係止する係止手段を有すると共に、
前記導光体の他方の端部を覆う遮光部材を有する
ことを特徴とするイメージセンサユニット。
【請求項２】
前記遮光部材は前記導光体の幅方向における断面形状と略同一な開口形状を備える筒形状である
ことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサユニット。
【請求項３】
前記遮光部材と前記導光体との間に空気層を設けた
ことを特徴とする請求項１、又は、２に記載のイメージセンサユニット。
【請求項４】
光源と、
光電変換素子が複数実装されるセンサ基板と、
前記光源を長手方向における両端部近傍に備え、前記光源からの光を導光して被照明体を照明する棒状の導光体と、
前記センサ基板に被照明体からの反射光を結像する結像素子と、
これらを夫々取り付ける支持体と
を備えたメージセンサユニットにおいて、
前記導光体の略中央部と前記支持体とが夫々係止する係止手段を有すると共に、
前記導光体の両端部を覆う遮光部材を夫々有する
ことを特徴とするイメージセンサユニット。
【請求項５】
前記遮光部材は前記導光体の幅方向における断面形状と略同一な開口形状を備える筒形状である
ことを特徴とする請求項４に記載のイメージセンサユニット。
【請求項６】
前記遮光部材は夫々前記遮光部材と前記導光体との間に空気層を設けた
ことを特徴とする請求項４、又は、５に記載のイメージセンサユニット。
【請求項７】
前記遮光部材は、自己潤滑性を有する合成樹脂によって形成される
ことを特徴とする請求項１、乃至６のいずれか１項に記載のイメージセンサユニット。
【請求項８】
前記遮光部材は、固体潤滑剤を含んだ合成樹脂によって形成される
ことを特徴とする請求項１、乃至、６のいずれか１項に記載のイメージセンサユニット。
【請求項９】
光源と、
光電変換素子が複数実装されるセンサ基板と、
前記光源を長手方向における両端部近傍に備え、前記光源からの光を導光して被照明体を照明する棒状の導光体と、
前記センサ基板に被照明体からの反射光を結像する結像素子と、
これらを夫々取り付ける支持体と
を備えたメージセンサユニットを用いた画像読取装置において、
前記導光体の一方の端部と前記支持体とが夫々係止する係止手段を有すると共に、
前記導光体の他方の端部を覆う遮光部材を有する
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項１０】
前記遮光部材は前記導光体の幅方向における断面形状と略同一な開口形状を備える筒形状である
ことを特徴とする請求項９に記載の画像読取装置。
【請求項１１】
前記遮光部材と前記導光体との間に空気層を設けた
ことを特徴とする請求項９、又は、１０に記載の画像読取装置。
【請求項１２】
光源と、
光電変換素子が複数実装されるセンサ基板と、
前記光源を長手方向における両端部近傍に備え、前記光源からの光を導光して被照明体を照明する棒状の導光体と、
前記センサ基板に被照明体からの反射光を結像する結像素子と、
これらを夫々取り付ける支持体と
を備えたメージセンサユニットを用いた画像読取装置において、
前記導光体の略中央部と前記支持体とが夫々係止する係止手段を有すると共に、
前記導光体の両端部を覆う遮光部材を夫々有する
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項１３】
前記遮光部材は前記導光体の幅方向における断面形状と略同一な開口形状を備える筒形状である
ことを特徴とする請求項１２に記載の画像読取装置。
【請求項１４】
前記遮光部材は夫々前記遮光部材と前記導光体との間に空気層を設けた
ことを特徴とする請求項１２、又は、１４に記載の画像読取装置。
【請求項１５】
前記遮光部材は、自己潤滑性を有する合成樹脂によって形成される
ことを特徴とする請求項９、乃至、１４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項１６】
前記遮光部材は、固体潤滑剤を含んだ合成樹脂によって形成される
ことを特徴とする請求項９、乃至、１４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項１】
光源と、
光電変換素子が複数実装されるセンサ基板と、
前記光源を長手方向における両端部近傍に備え、前記光源からの光を導光して被照明体を照明する棒状の導光体と、
前記センサ基板に被照明体からの反射光を結像する結像素子と、
これらを夫々取り付ける支持体と
を備えたメージセンサユニットにおいて、
前記導光体の一方の端部と前記支持体とが夫々係止する係止手段を有すると共に、
前記導光体の他方の端部を覆う遮光部材を有する
ことを特徴とするイメージセンサユニット。
【請求項２】
前記遮光部材は前記導光体の幅方向における断面形状と略同一な開口形状を備える筒形状である
ことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサユニット。
【請求項３】
前記遮光部材と前記導光体との間に空気層を設けた
ことを特徴とする請求項１、又は、２に記載のイメージセンサユニット。
【請求項４】
光源と、
光電変換素子が複数実装されるセンサ基板と、
前記光源を長手方向における両端部近傍に備え、前記光源からの光を導光して被照明体を照明する棒状の導光体と、
前記センサ基板に被照明体からの反射光を結像する結像素子と、
これらを夫々取り付ける支持体と
を備えたメージセンサユニットにおいて、
前記導光体の略中央部と前記支持体とが夫々係止する係止手段を有すると共に、
前記導光体の両端部を覆う遮光部材を夫々有する
ことを特徴とするイメージセンサユニット。
【請求項５】
前記遮光部材は前記導光体の幅方向における断面形状と略同一な開口形状を備える筒形状である
ことを特徴とする請求項４に記載のイメージセンサユニット。
【請求項６】
前記遮光部材は夫々前記遮光部材と前記導光体との間に空気層を設けた
ことを特徴とする請求項４、又は、５に記載のイメージセンサユニット。
【請求項７】
前記遮光部材は、自己潤滑性を有する合成樹脂によって形成される
ことを特徴とする請求項１、乃至６のいずれか１項に記載のイメージセンサユニット。
【請求項８】
前記遮光部材は、固体潤滑剤を含んだ合成樹脂によって形成される
ことを特徴とする請求項１、乃至、６のいずれか１項に記載のイメージセンサユニット。
【請求項９】
光源と、
光電変換素子が複数実装されるセンサ基板と、
前記光源を長手方向における両端部近傍に備え、前記光源からの光を導光して被照明体を照明する棒状の導光体と、
前記センサ基板に被照明体からの反射光を結像する結像素子と、
これらを夫々取り付ける支持体と
を備えたメージセンサユニットを用いた画像読取装置において、
前記導光体の一方の端部と前記支持体とが夫々係止する係止手段を有すると共に、
前記導光体の他方の端部を覆う遮光部材を有する
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項１０】
前記遮光部材は前記導光体の幅方向における断面形状と略同一な開口形状を備える筒形状である
ことを特徴とする請求項９に記載の画像読取装置。
【請求項１１】
前記遮光部材と前記導光体との間に空気層を設けた
ことを特徴とする請求項９、又は、１０に記載の画像読取装置。
【請求項１２】
光源と、
光電変換素子が複数実装されるセンサ基板と、
前記光源を長手方向における両端部近傍に備え、前記光源からの光を導光して被照明体を照明する棒状の導光体と、
前記センサ基板に被照明体からの反射光を結像する結像素子と、
これらを夫々取り付ける支持体と
を備えたメージセンサユニットを用いた画像読取装置において、
前記導光体の略中央部と前記支持体とが夫々係止する係止手段を有すると共に、
前記導光体の両端部を覆う遮光部材を夫々有する
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項１３】
前記遮光部材は前記導光体の幅方向における断面形状と略同一な開口形状を備える筒形状である
ことを特徴とする請求項１２に記載の画像読取装置。
【請求項１４】
前記遮光部材は夫々前記遮光部材と前記導光体との間に空気層を設けた
ことを特徴とする請求項１２、又は、１４に記載の画像読取装置。
【請求項１５】
前記遮光部材は、自己潤滑性を有する合成樹脂によって形成される
ことを特徴とする請求項９、乃至、１４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項１６】
前記遮光部材は、固体潤滑剤を含んだ合成樹脂によって形成される
ことを特徴とする請求項９、乃至、１４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１４２７３８（Ｐ２０１２−１４２７３８Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９３２２７（Ｐ２０１０−２９３２２７）
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００１０４６２９）キヤノン・コンポーネンツ株式会社 (49)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００１０４６２９）キヤノン・コンポーネンツ株式会社 (49)
【Ｆターム（参考）】
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