CN110506414B - 图像读取装置 - Google Patents

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Abstract

一种图像读取装置(1)，包括框体(10)、透镜部(4)和传感器元件(5)，所述框体(10)在读取对象(11)一侧具有矩形的开口，所述透镜部(4)保持或收纳于所述框体(10)，所述传感器元件(5)接收所述透镜部(4)将来自所述读取对象(11)的光聚光后的光，其特征是，所述开口的长边具有：平坦的第一层(7)，所述第一层(7)配置于所述读取对象(11)一侧；以及第二层(3)，所述第二层(3)与所述第一层(7)连续，所述第一层(7)与所述第二层(3)的接合面弯曲，在所述读取对象(11)一侧，框体(10)的开口的长边为平坦的面。

Description

图像读取装置
技术领域
本发明涉及一种能用于传真机、复印机、扫描仪等的紧贴型图像传感器等的图像读取装置。
背景技术
在现有的图像读取装置中，存在一种装置，包括由树脂成型的大致框状的构件即罩(框体)，在罩的孔部(开口)嵌入有透明板(例如，参照专利文献1)。另外，还存在一种装置自身没有透明板的图像读取装置。具体而言，可列举如下装置：壳体(框架、框体)被支承为位于相当于透明件的原稿载置板的下方，并在与原稿载置板的背面(下表面)相对的情况下自由移动(例如，参照专利文献2)。
此外，在图像读取装置中，公开有如下的图像读取装置：即使在框架(框体)沿长度方向(主扫描方向)存在翘曲的情况下，也能在沿着透镜阵列的长边方向的整个区域确保MTF(Modulation Transfer Function：调制传递函数)性能。具体而言，在构成等倍光学系统的透镜阵列和受光元件阵列沿着框架的长度方向固定的图像读取装置中，在透镜阵列中，沿着其光轴方向形成有受光元件阵列的翘曲量的大致1/2的翘曲量(例如，参照专利文献3)。
另外，在图像读取装置中，存在一种装置，即使在框架(框体)沿长度方向(主扫描方向)翘曲的情况下，在决定读取位置的透镜阵列与决定照明位置的导光体的相对位置之间也不会产生偏移，可确保照明范围内的照度(例如，参照专利文献4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2014－165588号公报
专利文献2：日本专利特开2001－238048号公报
专利文献3：日本专利特开2015－207922号公报
专利文献4：日本专利特开2016－127552号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，在现有的图像读取装置中存在如下技术问题：在框体的强度或制造精度低的情况下，由于框体翘曲，在读取对象一侧，框体的开口的长边(长度方向的边、主扫描方向的边)、沿上述长边(长度方向的边、主扫描方向的边)载置的透明件会发生翘曲。优选框体的开口的长边(长度方向的边、主扫描方向的边)、沿上述长边(长度方向的边、主扫描方向的边)载置的透明件的端面与对原稿(读取对象)进行按压搬运的压纸滚筒之间的空间在整个主扫描方向上恒定，但由于上述翘曲会在与压纸滚筒之间形成间隙的间隔沿着主扫描方向变化的空间，使得原稿(读取对象)的读取位置在主扫描方向上变动。当原稿(读取对象)的位置变动时，透镜阵列的原稿侧(读取对象侧)的焦点会与原稿偏移，因此，有时读取图像会离焦，MTF性能下降。
本发明为解决上述技术问题而作，其目的在于获得一种图像读取装置，在读取对象一侧，框体的开口的长边为平坦面。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的图像读取装置包括框体、透镜部和传感器元件，所述框体在读取对象一侧具有矩形的开口，所述透镜部保持或收纳于所述框体，所述传感器元件接收所述透镜部将来自所述读取对象的光聚光后的光，其特征是，所述开口的长边具有：平坦的第一层，所述第一层配置于所述读取对象一侧；以及第二层，所述第二层与所述第一层连续，所述第一层与所述第二层的接合面弯曲。
发明效果
根据本发明，框体的开口的长边包括平坦的第一层，因此，能够获得在读取对象一侧框体的开口的长边为平坦面的图像读取装置。
附图说明
图1是本发明实施方式1的图像读取装置的立体图。
图2是本发明实施方式1的图像读取装置的分解图。
图3是本发明实施方式1的图像读取装置中，主扫描方向的中央部处的沿着副扫描方向的剖视图。
图4是本发明实施方式1的图像读取装置中，主扫描方向的端部处的沿着副扫描方向的剖视图。
图5A是本发明实施方式1的图像读取装置的主扫描方向的剖视图。
图5B是与图5A中的框架相关的说明图。
图6是表示图像读取装置的焦点深度的示意图。
图7A是表示本发明实施方式1的图像读取装置的原稿读取位置的图。
图7B是与图7A中的框架相关的说明图。
图8A是表示比较例的图像读取装置的原稿读取位置的剖视图。
图8B是与图8A中的框架相关的说明图。
图9A是本发明实施方式2的图像读取装置的主扫描方向的剖视图。
图9B是与图9A中的框架相关的说明图。
具体实施方式
实施方式1
使用附图对本发明的实施方式1进行说明。另外，在各图(图1至图9B)中，对相同或等同的构成要素标注相同符号。在各图中，X、Y、Z表示坐标轴。将X轴方向设为主扫描方向(长度方向)，将Y轴方向设为副扫描方向(宽度方向)，将Z轴方向设为读取深度方向。将X轴的原点设为图像读取装置1的主扫描方向的长度的中央。将Y轴的原点设为图像读取装置1的副扫描方向的长度的中央。将Z轴的原点设为图像读取装置1所读取的读取对象11的搬运位置。
图1是本发明实施方式1的图像读取装置1的立体图。图2是本发明实施方式1的图像读取装置1的分解图。图3是本发明实施方式1的图像读取装置1中，主扫描方向的中央部处的沿着副扫描方向的剖视图。图4是本发明实施方式1的图像读取装置1中，主扫描方向的端部处的沿着副扫描方向的剖视图。图5A是本发明实施方式1的图像读取装置的主扫描方向的剖视图。图5B是与图5A中的框架相关的说明图。另外，将图5A、图5B统称为图5进行说明。
读取对象11例如是纸币、有价证券、其它的一般文件的图像信息即被读取媒介(也称为被照射体、原稿)。利用图像读取装置1来读取读取对象11的图像信息。光源18是LED、有机EL等发光元件，根据读取的图像信息而采用发出红色光(R)、绿色光(G)、蓝色光(B)、白色光(W)、紫外光(UV)、红外光(IR)等的构件。光源18安装于光源基板17。
导光体14例如由树脂、玻璃构成，并且在X轴方向上延伸。在导光体14的X轴方向的端部形成有入射面。光源18与入射面相对地配置。从光源18发出的光从入射面进入导光体14的内部，并在X轴方向上传播而导光。导光体14在Z轴方向的一方侧包括沿X轴方向延伸的平面部。平面部包括沿X轴方向形成的光散射部。光散射部具有在Y轴方向上规定长度的散射区域。导光体14在Z轴方向的另一方侧包括沿X轴方向延伸的射出面，上述射出面将光向导光体14的外部射出。导光体14包括将平面部与射出面连接并沿X轴方向延伸的侧面。上述侧面呈抛物面形状，并且还是将来自光散射部的光朝射出面反射的反射面。
透镜部4例如是以阵列状排列的棒状透镜。透镜部4设置在读取对象11与传感器基板6之间，通过粘接剂、胶带等保持构件保持于框架3。透镜部4具有以下功能：将从照明装置射出并在读取对象11处反射的光聚光，并在传感器元件5(传感器元件阵列5)成像。传感器元件5(传感器元件阵列5)将成像的光转换成电信号。
传感器基板6设置有传感器元件阵列5、外部连接器和诸如ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit：专用集成电路)之类的电子零件。传感器基板6利用胶带、粘接剂、螺钉等固定于框架3。传感器基板6固定于框架3的与读取对象11侧相反一侧的面。此时，透镜部4(透镜阵列4)的光轴与传感器元件5(传感器元件阵列5)的受光部一致。
保持件16设于导光体14中的X轴方向上的端部。导光体14的端部插入保持件16的孔部。插入有导光体14的保持件16利用支承件15的沿副扫描方向突出的平坦部和从上述平坦部倾斜地立起设置的立设部一起夹持导光体14，并与支承件15一起固定于框架3的主扫描方向的端部。
实施方式1的图像读取装置1是包括框架3、透镜部4和传感器元件5的图像读取装置1，其中，上述框架3在原稿11等读取对象11一侧具有矩形的开口，上述透镜部4保持或收纳于框架3，上述传感器元件5接收透镜部4将来自读取对象的光聚光后的光。框架3呈以主扫描方向为长度方向的长方形。框架3的宽度方向相对于副扫描方向(读取对象的搬运方向)。
在图5中例示出图像读取装置1是包括透明板2、框架3、透镜阵列4、传感器元件阵列5和传感器基板6的接触式图像传感器装置，其中，上述透镜阵列4作为透镜部4并在主扫描方向上排列透镜，上述传感器元件阵列5作为传感器元件5并在主扫描方向上排列传感器。
读取对象11一侧的框架3的开口的长边(沿着主扫描方向的边、沿着X轴方向的边、沿着长度方向的边)具有：平坦的第一层7，上述第一层7配置于读取对象11一侧；以及第二层3，上述第二层3与第一层7连续，第一层7与第二层3的接合面弯曲。在图5中例示出第一层7对平板状的透明板2进行支承。透明板2由透明玻璃或透明树脂形成。透明板2形成两面沿着主扫描方向平坦的平板状的形状。透明板2中与面对框架3的面相反一侧的面是原稿11等读取对象11的读取面2a，并对读取对象11的读取位置进行限制。
既可以将由第一层7和第二层3构成的结构称为框架3，也可以将仅第二层3称为框架3。以下，以框架3为第二层3且框架3与第一层7在上述框架3的读取对象11一侧连续的情况为前提进行说明。框架3在原稿11等读取对象11一侧具有矩形的开口。框架3由铝等金属或树脂形成。框架3沿主扫描方向(长边方向)翘曲，并形成为具有弯曲的弯曲面3a的形状，上述弯曲面3a沿着主扫描方向(长边方向)凹陷。框架3对透镜阵列4和安装有传感器元件阵列5的传感器基板6进行收纳或保持。
透镜阵列4在主扫描方向上以阵列状配置有多个透镜，虽然未图示，但透镜阵列4被形成于框架3的透镜阵列固定机构保持。透镜阵列4以主扫描方向的翘曲量为框架3的翘曲量的1/2的方式固定。透镜阵列4例如使用将多个GRIN透镜二维排列的GRIN透镜阵列等，上述GRIN透镜具有在半径方向上以规定函数规定的折射率。上述GRIN透镜阵列通常是对圆柱型透镜(以下简称为透镜)进行二维排列，并在夹持于沿着其轴向的两侧的状态下粘接固定的结构。透镜阵列4具有使透过透明板2的光在传感器元件阵列5处聚光的功能。透镜阵列4是将在透明板2的读取面2a的位置处读取的原稿11等读取对象11在传感器元件阵列5处以正立等倍成像的正立等倍成像光学系统。
传感器元件阵列5在主扫描方向上以二维排列的方式将多个传感器元件5配置成阵列状，并且传感器元件阵列5安装于传感器基板6。传感器元件阵列5具有接收被透镜阵列4聚光的光并进行光电转换的功能。
传感器基板6是由玻璃环氧树脂等树脂形成的基板，并安装有传感器元件阵列5。传感器基板6在框架3的、与供透明板2配置侧相反一侧沿着框架3固定。
透明板2与框架3在透明板2维持平坦度且框架3弯曲的状态下，利用粘接剂7将透明板2的平坦面2b与沿框架3的长边方向形成的弯曲面3a粘接。在将透明板2与框架3粘接时，透明板2与框架3面对的部位由于框架3的弯曲而在主扫描方向(长边方向)上产生透明板2的平坦面2b与框架3的弯曲面3a之间的间隔变化的间隙。通过对上述间隙填充粘接剂7而将间隙填埋。也将填充于上述间隙并固化的粘接剂7称为粘接层，并相当于第一层7。也就是说，第一层7可以说是将粘接剂7层叠在框架3(第二层3)上的结构。此外，第一层7也可以说是填充在透明板2与框架3(第二层3)之间的结构。粘接剂7也可以使用热固化性、常温固化性或UV(紫外光)固化性粘接剂中的任一种粘接剂。这样一来，在图像读取装置1中，即使框架3沿着主扫描方向(长边方向)翘曲(弯曲)，透明板2的读取面2a也沿着主扫描方向平坦。
另外，也将层叠有粘接层7的框架3的状态称为框体10。上述框体10相当于前述的由第一层7和第二层3构成的结构(框架3)。在框体10中，粘接层7连续地形成在框架3上。换言之，在框体10中，也可以说成粘接层7为第一层7，框架3为第二层3。在从框体10观察的情况下，透明板2支承于框体10。在框体10中，粘接层7的上表面、即读取对象11一侧的面呈平坦的形状。在框体10中，粘接层7的下表面即粘接层7与框架3的接合面弯曲。上述弯曲的接合面也可以称为粘接面。为了获得第一层7的形成于读取对象11一侧的平坦的面，考虑选择粘接剂7中具有粘性的粘接剂，或是利用使用了板材等以防止粘接剂7流出的夹具等，但并不局限于此。
图6是表示图像读取装置的焦点深度的示意图。在图6中，透镜阵列4的各个透镜将透明板2的读取面2a作为读取对象11一侧的焦点8，将传感器元件阵列5的各个传感器元件5的成像面5a作为成像侧的焦点9，并使焦点对焦。
图8A是比较例的图像读取装置的主扫描方向的剖视图。图8B是与图8A中的框架相关的说明图。另外，将图8A、图8B统称为图8进行说明。在沿着主扫描方向翘曲(弯曲)的框架3处，以框架3为基准，一体地组装有透明板2、透镜阵列4和传感器基板6(传感器元件阵列5)。透明板2与框架3的翘曲匹配地在透明板2上产生翘曲，在透明板2的读取面2a与搬运、按压读取对象11的压纸滚筒12之间形成有空间13，在上述空间13中，间隙的间隔沿着主扫描方向变化，从而使读取位置变动。若读取位置变动，则透镜阵列4的读取对象11侧的焦点8与读取对象11的位置偏移，因此，存在读取对象变成离焦状态且MTF性能下降的可能性。
图7A是表示本发明实施方式1的图像读取装置的原稿读取位置的图。图7B是与图7A中的框架相关的说明图。将图7A、图7B统称为图7进行说明。在实施方式1的图像读取装置1中，将透明板2设为沿着主扫描方向平坦的结构。也就是说，将透明板2的读取面2a设为沿着主扫描方向平坦的结构。由此，在透明板2的读取面2a与搬运、按压读取对象11的压纸滚筒12之间没有产生间隙的间隔沿着主扫描方向变化的空间，读取面2a与压纸滚筒12之间的间隔在整个主扫描方向上恒定。因此，透镜阵列4的读取对象11侧的焦点8与读取对象11的位置在整个主扫描方向上恒定，可容易获得读取图像清晰且MTF性能稳定的读取图像。
实施方式2
图9A是本发明实施方式2的图像读取装置的主扫描方向的剖视图。图9B是与图9A中的框架相关的说明图。另外，将图9A、图9B统称为图9进行说明。读取对象11一侧的框架3的开口的长边具有：沿长边方向平坦的第一层7，上述第一层7配置于读取对象11一侧；以及第二层3，上述第二层3与第一层7连续，第一层7与第二层3的接合面弯曲(弯曲面3a)。另外，框架3的与读取对象11一侧相反一侧、即传感器基板6一侧的框架3的开口的长边具有：沿长边方向平坦的第三层19，上述第三层19配置于传感器基板6一侧；以及第二层3，上述第二层3与第三层19连续，第三层19与第二层3的接合面弯曲(弯曲面3b)。
在图9中例示出第三层19对平板状的传感器基板6进行支承。传感器基板6由树脂或陶瓷等形成。传感器基板6的读取对象11一侧、即安装有传感器元件阵列5的面形成为沿着主扫描方向平坦的平板状的形状。
既可以将由第一层7、第二层3和第三层19构成的结构称为框架3，也可以将仅第二层3称为框架3。以下，以框架3为第二层3、第一层7在上述框架3的读取对象11侧连续且第三层19在框架3的与读取对象11相反一侧(即传感器基板6侧)、即第一层7和第三层19在框架3处连续的情况为前提进行说明。框架3在原稿11等读取对象11一侧具有矩形的开口。框架3由铝等金属或树脂形成。框架3的读取对象11一侧沿主扫描方向(长边方向)翘曲，并形成为具有弯曲的弯曲面3a的形状，上述弯曲面3a沿着主扫描方向(长边方向)凹陷。此外，框架3的与读取对象11相反一侧沿主扫描方向(长边方向)翘曲，并形成为具有弯曲的弯曲面3b的形状，上述弯曲面3b沿着主扫描方向(长边方向)呈凸形状。框架3对透镜阵列4和安装有传感器元件阵列5的传感器基板6进行收纳或保持。
另外，与第一层7相同，第三层19也是利用与实施方式1中说明的第一层7的形成方法相同的方法，通过使填充在框架3与传感器基板6之间的粘接剂固化而形成(即，层叠在框架3下)的粘接层19。另外，也将粘接层7层叠在框架3上而粘接层19层叠在框架3下的状态称为框体10。
由此，透明板2的读取面2a沿着主扫描方向平坦，且传感器基板6的传感器元件阵列5沿着主扫描方向平坦，透镜阵列4也沿主扫描方向平坦，因此，透镜阵列4的传感器元件5侧的焦点9在整个主扫描方向上有效(恒定)，因此，容易获得读取图像清晰且MTF性能稳定的读取对象11的读取图像。
另外，在传感器基板6的刚性高的情况下，利用螺钉等紧固构件将传感器基板6固定于框架3的主扫描方向的中央部也能获得相同的效果。
实施方式3
在本发明的实施方式3中，如图2和图4所示，保持件16设置于沿主扫描方向(X轴方向、长度方向、长边方向)延伸的导光体14中的X轴方向上的端部。导光体14的主扫描方向(X轴方向、长度方向、长边方向)的端部插入保持件16的孔部。插入有导光体14的保持件16利用支承件15的沿副扫描方向突出的平坦部和从上述平坦部倾斜地立起设置的立设部一起夹持导光体14，并与支承件15一起固定于框架3的主扫描方向(X轴方向、长度方向、长边方向)的端部。另外，也将夹持导光体14的支承件15和保持件16称为导光体保持构件。
即，导光体14利用固定于框架3的主扫描方向(X轴方向、长度方向、长边方向)的端部的保持件16和支承件15而固定于框架3的主扫描方向(X轴方向、长度方向、长边方向)的端部，因此，不会受到框架3的主扫描方向(X轴方向、长度方向、长边方向)的翘曲的影响。
因此，在实施方式1和实施方式2中，利用本结构将导光体14安装于框架3，从而使导光体14能够不受框架3的弯曲面3b的影响而沿着主扫描方向平行地安装于透明板2的平坦面2b，因此，容易沿着主扫描方向获得透镜阵列4中稳定的光量。其结果是，由于透镜阵列4中入射有稳定的光量，因此，可获得MTF性能稳定的图像读取装置。
(符号说明)
1图像读取装置；2透明板；2a读取面；2b平坦面；3框架(第二层)；3a弯曲面；3b弯曲面；4透镜阵列(透镜部)；5传感器元件阵列(传感器元件)；6传感器基板；7粘接剂(粘接层、第一层)；8焦点；9焦点；10框体；11原稿(读取对象)；12压纸滚筒；13空间；14导光体；15支承件；16保持件；17光源基板；18光源；19粘接剂(粘接层、第三层)。

Claims (17)

1.一种图像读取装置，包括框体、透镜部和传感器元件，所述框体在读取对象一侧具有矩形的开口，所述透镜部保持或收纳于所述框体，所述传感器元件接收所述透镜部将来自所述读取对象的光聚光后的光，其特征在于，
形成所述矩形的开口的长边的所述框体的壁具有从所述读取对象一侧依次配置的第一层和第二层，所述第一层的所述读取对象一侧的面平坦，所述第一层与所述第二层的接合面在所述开口的整个长边方向上弯曲，
所述第一层是将粘接剂层叠在所述第二层上而形成的。
2.如权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于，
所述粘接剂具有热固化性、常温固化性或UV固化性。
3.如权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于，
所述第一层对平板状的透明板进行支承。
4.如权利要求2所述的图像读取装置，其特征在于，
所述第一层对平板状的透明板进行支承。
5.如权利要求3所述的图像读取装置，其特征在于，
所述第一层填充在所述透明板与所述第二层之间，并对所述透明板进行支承。
6.如权利要求4所述的图像读取装置，其特征在于，
所述第一层填充在所述透明板与所述第二层之间，并对所述透明板进行支承。
7.如权利要求1至6中任一项所述的图像读取装置，其特征在于，
形成所述矩形的开口的长边的所述框体的壁还具有第三层，所述第三层配置于所述第二层的与所述读取对象一侧相反一侧，所述第二层与所述第三层的接合面弯曲。
8.如权利要求7所述的图像读取装置，其特征在于，
所述第三层是将第二粘接剂层叠在所述第二层下而形成的。
9.如权利要求8所述的图像读取装置，其特征在于，
所述第二粘接剂具有热固化性、常温固化性或UV固化性。
10.如权利要求7所述的图像读取装置，其特征在于，
所述第三层对安装有所述传感器元件的平板状的传感器基板进行保持。
11.如权利要求8所述的图像读取装置，其特征在于，
所述第三层对安装有所述传感器元件的平板状的传感器基板进行保持。
12.如权利要求9所述的图像读取装置，其特征在于，
所述第三层对安装有所述传感器元件的平板状的传感器基板进行保持。
13.如权利要求10所述的图像读取装置，其特征在于，
所述第三层填充在所述传感器基板与所述第二层之间，并对所述传感器基板进行保持。
14.如权利要求11所述的图像读取装置，其特征在于，
所述第三层填充在所述传感器基板与所述第二层之间，并对所述传感器基板进行保持。
15.如权利要求12所述的图像读取装置，其特征在于，
所述第三层填充在所述传感器基板与所述第二层之间，并对所述传感器基板进行保持。
16.如权利要求1至6、8至15中任一项所述的图像读取装置，其特征在于，
所述图像读取装置包括：导光体，所述导光体对所述读取对象照射光，并沿所述长边方向延伸；以及导光体保持构件，所述导光体保持构件安装于所述导光体的所述长边方向的两端部，并对所述导光体进行保持，
所述导光体保持构件固定于所述框体的长边方向的两端部。
17.如权利要求7所述的图像读取装置，其特征在于，
所述图像读取装置包括：导光体，所述导光体对所述读取对象照射光，并沿所述长边方向延伸；以及导光体保持构件，所述导光体保持构件安装于所述导光体的所述长边方向的两端部，并对所述导光体进行保持，
所述导光体保持构件固定于所述框体的长边方向的两端部。
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