JP2008005465A - イメージセンサ装置、画像読取装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＣＤ等のイメージセンサ素子の放熱効率を飛躍的に高めるイメージセンサ装置を提供する。
【解決手段】原稿の画像面からの反射光を電気信号に変換するイメージセンサ装置１７であって、基板４０と、基板４０に設けられ、前記反射光を透過する光透過手段と、前記反射光を受光する受光手段３０と、を備え、受光手段３０と光透過手段４２とは、前記反射光が光透過手段４２を通過して受光手段３０に入射するように配置されていること、を特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、イメージセンサ素子の放熱性を高めるイメージセンサ装置、このイメージセンサ装置を備えた画像読取装置および画像形成装置に関する。

デジタル複写機等の画像形成装置に備えられている画像読取部や単体の画像読取装置では、イメージセンサ素子を用いたイメージセンサ装置を備えている。このイメージセンサ素子としては、ＣＣＤ（電荷結合素子）が多く用いられているが、このＣＣＤは、高速で動作させると発熱してしまい、暗ノイズが増加するだけでなく、信頼性が維持できなくなる場合がある。特に、低コストを狙ってイメージセンサ素子の受光部の面積を小さくしたものにおいては、パッケージサイズも小さくするため、高速化に対しては放熱性が重要な技術課題となる。

放熱性を向上させるためには、イメージセンサ素子の受光部以外の部分、特に、イメージセンサ素子の背面に放熱部材を取り付ければよいが、通常、その背面は実装される回路基板と密着しており、放熱部材を取り付ける空間がない。取り付け空間を確保して、イメージセンサ素子の背面と回路基板との間に放熱部材を挿入する方法もあるが、その場合、回路基板に接続するイメージセンサ素子のリード端子を長くする必要がある。リード端子を長くすると、リード端子が他の回路からのノイズを受けたり、反対に、他の回路へノイズを送ったりするという問題があり、放熱部材の体積または表面積を十分確保できるほどリード端子を長くすることは難しい。

そこで、イメージセンサ素子の背面以外の部分に放熱部材を取り付け、放熱性を向上させる提案もされている。例えば、特許文献１には、熱伝導性の高い弾性部材または熱伝導性の高い板ばね部材などをＣＣＤとそれを固定するレンズブロックに接触させる構成が開示されている。

特許第３００５１１２号公報

しかしながら、本構成では、光が入射されるＣＣＤのカバーガラス面に放熱部材を取り付ける構成であるため、その放熱部材の接触面積に制約があり、十分な放熱効果が得られないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＣＣＤ等のイメージセンサ素子の放熱効率を飛躍的に高めるイメージセンサ装置、このイメージセンサ装置を備えた画像読取装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、原稿の画像面からの反射光を電気信号に変換するイメージセンサ装置であって、基板と、前記基板に設けられ、前記反射光を透過する光透過手段と、前記反射光を受光する受光手段と、を備え、前記受光手段と前記光透過手段とは、前記反射光が前記光透過手段を通過して前記受光手段に入射するように配置されていること、を特徴とする。

また、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載のイメージセンサ装置において、前記光透過手段は、少なくとも前記受光手段の受光面を露出する大きさで形成されていること、を特徴とする。

また、請求項３にかかる発明は、請求項１または２に記載のイメージセンサ装置において、前記光透過手段の前記基板の厚さ方向の内周面が、前記反射光の出射側から前記反射光の入射側に向かって拡がるテーパ形状で形成されていること、を特徴とする。

また、請求項４にかかる発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載のイメージセンサ装置において、前記光透過手段は、前記基板の中空部を形成する孔部であること、を特徴とする。

また、請求項５にかかる発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載のイメージセンサ装置において、前記光透過手段は、光を透過する部材で形成されていること、を特徴とする。

また、請求項６にかかる発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載のイメージセンサ装置において、前記受光手段の前記反射光を受光する面以外の面の近傍に設けられ、前記受光手段の熱を放熱する放熱部材を、さらに備えたこと、を特徴とする。

また、請求項７にかかる発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載のイメージセンサ装置において、前記受光手段の前記反射光を受光する面以外の面の近傍に設けられ、前記受光手段を冷却する強制冷却部材を、さらに備えたこと、を特徴とする。

また、請求項８にかかる発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載のイメージセンサ装置において、前記受光手段は、前記基板と対向するように配置されていること、を特徴とする。

また、請求項９にかかる発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載のイメージセンサ装置を備えたこと、を特徴とする。

また、請求項１０にかかる発明は、請求項９に記載の画像読取装置を備えたこと、を特徴とする。

また、請求項１１にかかる発明は、画像読取装置は、原稿の画像面からの反射光を電気信号に変換するイメージセンサ装置を備え、前記イメージセンサ装置は、前記反射光を透過する光透過手段を備える基板と、前記反射光を受光する受光手段と、を備え、前記受光手段と前記光透過手段とは、前記反射光が前記光透過手段を通過して前記受光手段に入射するように対向配置され、前記受光手段の前記反射光を受光する面以外の面の近傍に設けられ、前記受光手段の熱を放熱する放熱部材を、さらに備え、前記画像読取装置は、前記放熱部材を冷却する冷却装置を、さらに備えたこと、を特徴とする。

本発明によれば、基板に光透過部を設け、イメージセンサ素子の表面にある受光部に光透過部からの光が入射するように基板と受光部とを配置させ、イメージセンサ素子の裏面全体を開放状態にしたので、イメージセンサ素子の放熱面積を増加させることができ、イメージセンサ素子の放熱効率を飛躍的に高めることができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるイメージセンサ装置、画像読取装置および画像形成装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態にかかる画像読取装置の構成を示す図である。画像読取装置は、スキャナ部とプリンタ部とを備えたデジタル複写機等の画像形成装置のスキャナ部あるいは単体のスキャナ装置として用いられるものであり、１次元に配列されたイメージセンサを用いて読み取りラインを一定速度で移動させることで原稿の平面画像を読み取るものである。但し、この発明はイメージセンサの種類を特定するものではなく、配列方法や読み取り方式について制約を受けるものではない。例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラのように、２次元に配列されたＣＣＤ（もしくはＣ−ＭＯＳセンサなどそれに類するイメージセンサ）により、画像を取り込む装置であっても、この発明を適用することは可能である。

画像読取装置は、フレーム１０、原稿を載置するコンタクトガラス（原稿台）１１、光源（露光ランプ）１２、第１ミラー１３、第２ミラー１４、第３ミラー１５、レンズ１６、イメージセンサ装置１７、第１走行体２１、第２走行体２２、および、シェーディング板（白基準板）２３を備えて構成されている。

ここで、光源（露光ランプ）１２、第１ミラー１３、第２ミラー１４、第３ミラー１５、レンズ１６、および、イメージセンサ装置１７で、光学走査系を構成する。

イメージセンサ装置１７は、イメージセンサ素子であるＣＣＤ３０と、ＣＣＤ３０を実装する基板（ＰＷＢ）４０とを備えて構成されている。イメージセンサ装置１７の構成については、後ほど詳しく説明する。

光源１２と第１ミラー１３とは第１走行体２１上に固定され、第２ミラー１４と第３ミラー１５とは第２走行体２２上に固定されている。原稿の画像面（下面）を読み取るときには、第１走行体２１および第２走行体２２を原稿に対して平行に移動させるが、その際に、コンタクトガラス１１上の原稿の読取面である画像面とイメージセンサ装置１７のＣＣＤ３０との距離、つまり光路長が一定に保たれるように、第１走行体２１と第２走行体２２とが２対１の相対速度で機械的に移動（走査）される。第１走行体２１および第２走行体２２は、図示しないスキャナモータによって駆動される。なお、第１走行体２１および第２走行体２２の構成部品については、特に上記に限定するものではない。

コンタクトガラス１１上にセットされた原稿の画像は、イメージセンサ装置１７のＣＣＤ３０によって読み取られ、電気信号であるアナログ信号に変換されて処理される。すなわち、光学走査系の光源１２によって原稿の画像面を照明し、その画像面からの反射光像を第１ミラー１３、第２ミラー１４、第３ミラー１５、およびレンズ１６を介してイメージセンサ装置１７のＣＣＤ３０の受光面に結像させ、そのＣＣＤ３０によって原稿に描かれた画像の濃淡もしくは色を電気信号であるアナログ信号に変換する。

シェーディング板（白基準板）２３は、シェーディング補正データを取り込む際に使用
される。

次に、イメージセンサ装置１７の構成について、詳しく説明する。図２は、本実施の形態にかかるイメージセンサ装置１７の構成を示す図である。前述したように、イメージセンサ装置１７は、イメージセンサ素子であるＣＣＤ３０と、それを実装する基板４０とを備えて構成されている。図２の（ａ）は、イメージセンサ装置１７を基板４０側からみた上面図であり、図２の（ｂ）および（ｃ）は、イメージセンサ装置１７の側面図である。

ＣＣＤ３０は、原稿に描かれた画像の濃淡もしくは色を電気信号であるアナログ信号に変換する。ここで、ＣＣＤ３０は、パッケージ本体３１、リード端子３２、受光部（イメージセンサ）３３、および、ガラス部３４を備えて構成されている。

パッケージ本体３１は、ＣＣＤ３０の内部を保護する。リード端子３２は、パッケージ本体３１の幅方向（ライン方向と直交する方向）の横面の両方から複数本ずつ突き出し、さらに途中から受光部３３側、すなわち光の入射面側に屈曲した略Ｌ字状の形状となっており、基板４０と電気的および機械的に接続する。受光部３３は、パッケージ本体３１上に配置され、原稿の画像面からの反射光像を受光する。本実施の形態では、ＣＣＤ３０は、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の３色のフィルタによって分光される３本の受光部３３を有するＣＣＤを想定している。ガラス部３４は、３本の受光部３３に光が入射するように、パッケージ本体３１上に配置される。

基板４０は、ＣＣＤ３０からアナログ信号を受信し、画像形成部（図示せず）へ送信可能な構造となっている。基板４０は、入出力端子４１、光透過部４２、および、回路（図示せず）を備えて構成されている。入出力端子４１は、ＣＣＤ３０のリード端子３２より大きい直径で、リード端子３２と同じ間隔で、リード端子３２と同じ数だけ設けられたスルーホール（導電性をもつ配線用の孔）である。

光透過部４２は、入出力端子４１で囲まれた部分に設けられた断面が長方形状の開口部となる孔部であり、かかる孔部が基板４０の中空部として形成されている。入出力端子４１と光透過部４２の位置関係は、ＣＣＤ３０のリード端子３２と受光部３３の位置関係と同じとなっており、入出力端子４１にリード端子３２を導入すると、光透過部４２と受光部３３の中心が略同じ位置となる。さらに、光透過部４２の開口面積は、ＣＣＤ３０の受光部３３が形成されている面積より大きい。回路は、基板４０の各層（本実施の形態の場合、基板４０は４層基板である）に設けられ、ＣＣＤ３０から受信したアナログ信号を画像形成部へ送信する。

ＣＣＤ３０と基板４０との間の電気的および機械的な接続は、ＣＣＤ３０のリード端子３２を、基板４０の入出力端子４１へ貫通させた後、リード端子３２と入出力端子４１とを半田付けすることによって行われる。ここで、リード端子３２は、前述したように受光部３３側に屈曲しており、ＣＣＤ３０と基板４０とは、リード端子３２と入出力端子４１の半田付けによりガラス部３４と基板４０とが対向するように設けられている。そして、受光部３３の形成されている面積は、光透過部４２の開口面積の範囲内に収められ、この結果、受光部３３は、光透過部４２によって基板４０から露出する構造となっている。イメージセンサ装置１７がこのように構成されていることにより、基板４０におけるＣＣＤ３０の実装面の反対側に配置されたレンズ１６によって集光された光が、基板４０の光透過部４２を通ってＣＣＤ３０の受光部３３に入射される。

ここで、本実施の形態にかかるイメージセンサ装置１７が、上述のように構成されている理由を説明する。図３は、従来のイメージセンサ装置の構成を示す図である。図２のイメージセンサ装置１７と同一の符号が付された箇所は、同じ構成および機能を有する。

従来のイメージセンサ装置４７は、ＣＣＤ５０と、それを実装する基板６０とを備えて構成されている。図３の（ａ）は、基板６０側からみた上面図であり、図３の（ｂ）は、側面図である。ＣＣＤ５０は、パッケージ本体３１、リード端子５２、受光部（イメージセンサ）３３、および、ガラス部３４を備えて構成されている。基板６０は、入出力端子４１と、回路（図示せず）とを備えて構成されている。

リード端子５２は、パッケージ本体３１から突出して受光部３３と反対側である基板６０側に屈曲しており、このため、ＣＣＤ５０と基板６０とは、ＣＣＤ５０の裏面（パッケージ本体３１が露出している面）と基板６０とが対向するように半田付け（実装）されている。イメージセンサ装置４７がこのように構成されていることにより、基板６０におけるＣＣＤ５０の実装面と同じ側に配置されたレンズ１６によって集光された光は、そのままＣＣＤ５０の受光部３３に入射される。

ここで、ＣＣＤ５０の放熱性を高めるためには、放熱部材を取り付けることが考えられるが、図３の構成において放熱部材を取り付けることができるのは、通常、光が入射される面（ガラス部３４）以外の部分である。最も容易なのは、ＣＣＤ５０の側面などを利用することであるが、側面の面積は小さいため十分な放熱効果は得られ難い。また、最も広い面（パッケージ本体３１が露出している面）は基板６０に接しており、この面を使って放熱部材を取り付けようとすると、基板６０とＣＣＤ５０との間に放熱部材を配置する必要がある。

ところが、基板６０とＣＣＤ５０との間に放熱部材を挿入すると、基板６０とＣＣＤ５０の距離が離れるため、ＣＣＤ５０のリード端子５２が基板６０の入出力端子４１のスルーホールに届く長さが放熱部材の厚みの制約となり、放熱効率を高めるために放熱部材の体積または表面積を十分確保することは難しい。また、放熱部材の形状を大きくすることを試みても、ＣＣＤ５０の幅方向の両側にリード端子５２があるため、放熱部材の形状に制約が生じてしまう。さらに、放熱部材の体積または表面積を十分確保するため、リード端子５２の長さを長くすると、リード端子５２が他の回路からノイズを受けたり、反対に、他の回路へノイズを送ったりするという問題が発生する。

これに対して、本実施の形態にかかるイメージセンサ装置１７では、ＣＣＤ３０のリード端子３２が、従来のイメージセンサ装置のリード端子とは逆方向、すなわち光入射面側である受光部３３側に屈曲しており、ＣＣＤ３０のガラス部３４を基板４０に対向する位置関係で実装している。そして、基板４０には光透過部４２が形成されており、ＣＣＤ３０と基板４０の実装後に、ＣＣＤ３０の３本の受光部３３が光透過部４２の範囲内に収められ、すなわち受光部３３は基板４０から露出している。このような構成では、ＣＣＤ３０の光入射面とは反対側の面（パッケージ本体３１が露出している面）全体が開放状態になるため、ＣＣＤ３０の放熱効率が飛躍的に高まる。よって、ＣＣＤ３０の裏面（パッケージ本体３１が露出している裏面）に放熱部材又は強制冷却部材等を取り付けるなど、放熱のための手段を設けなくても、そのＣＣＤ３０を高速で駆動できる。

ここで、図２の（ｂ）に示すように、光透過部４２は、基板４０の厚さ方向（光入射方向）の壁面上部４２ａと壁面下部４２ｂ、および、図示しない壁面左部と壁面右部とが互いに並行な形状となっているが、これに限定されるものではない。例えば、図２の（ｃ）に示すように、光透過部４２’となる基板中空部の内周面（すなわち壁面上部４２ａ’、壁面下部４２ｂ’、図示しない壁面左部と壁面右部の各内壁面）が、レンズ１６によって集光された光が出射する側の基板４０（すなわち光透過部４２’）の面から入射する側の基板４０（すなわち光透過部４２’）の面に向けて拡がるテーパ形状で形成されるように、光透過部４２’を構成してもよい。

このような光透過部４２’を用いた場合、レンズ１６によって集光され、光透過部４２’を通過する光が、光透過部４２’の内周面（すなわち壁面上部４２ａ’、壁面下部４２ｂ’、図示しない壁面左部と壁面右部の各内壁面）もしくはガラス部３４の表面で反射しても、いわゆる迷光となって受光部３３に入射することを防ぐことができる。

次に、本発明を適用可能な画像読取装置の他の構成例について、簡単に説明する。図４は、本発明を適用可能な画像読取装置の他の構成例を示す図であり、図１と同じ部分には同一符号を付している。この画像読取装置において、図１に示したものとの違いは、第１ミラー１３、第２ミラー１４、第３ミラー１５、レンズ１６、および、イメージセンサ装置１７の全てが移動可能な読み取りモジュール２５に配置されている点である。この読み取りモジュール２５が移動することにより、原稿の画像を読み取ることができる。

なお、本実施の形態では、受光部３３は３本で構成されているが、受光部３３の本数に制約されない。例えば、受光部３３がモノクロ用の１本で構成されてもよい。

また、本実施の形態では、光透過部４２は開口部（孔）として構成されているが、光透過部４２が光を受光部３３に通すことができれば、どのような構成であってもよい。例えば、光透過部４２が光を透過する透明な部材で構成されてもよく、あるいは、薄い２枚の透明な部材で、空気を封入するように構成されてもよい。

このように、第１の実施の形態にかかる画像読取装置によれば、基板に光透過部を設け、イメージセンサ素子の表面にある受光部に光透過部からの光が入射するように、基板とイメージセンサ素子とを実装したので、イメージセンサ素子の裏面全体を露出させることができ、イメージセンサ素子の放熱面積を増加させることができるので、イメージセンサ素子の放熱効率を高めることが可能となる。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、第１の実施の形態と比べて、イメージセンサ装置のＣＣＤのリード端子の形状が異なっている。第２の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。本実施の形態にかかる画像読取装置の構成について、第１の実施の形態と異なる部分を説明し、他の部分については第１の実施の形態と同様であるので、同一の符号が付された箇所については、上述した説明を参照し、ここでの説明を省略する。

本実施の形態にかかる画像読取装置は、イメージセンサ装置以外は、全て第１の実施の形態にかかる画像読取装置と同じ構成および機能をしており説明を省略する。また、本実施の形態の画像読取装置も、第１の実施の形態と同様に、デジタル複写機等の画像形成装置のスキャナ部あるいは単体のスキャナ装置として使用される。図５は、本実施の形態にかかるイメージセンサ装置の構成を示す図である。イメージセンサ装置６７は、イメージセンサ素子であるＣＣＤ７０と、それを実装する基板４０とを備えて構成されている。図５の（ａ）は、基板４０側からみた上面図であり、図５の（ｂ）は、側面図である。

ＣＣＤ７０は、パッケージ本体３１、リード端子７２、受光部（イメージセンサ）３３、および、ガラス部３４を備えて構成されている。リード端子７２は、パッケージ本体３１におけるガラス部３４が配置されている面の幅方向（ライン方向と直交する方向）の両端から複数本ずつまっすぐ突き出ており、基板４０と電気的および機械的に接続する。基板４０は、入出力端子４１、光透過部４２、および、回路（図示せず）を備えて構成されている。

ＣＣＤ７０と基板４０との間の電気的および機械的な接続は、第１の実施の形態と同じく、ＣＣＤ７０のリード端子７２を、基板４０の入出力端子４１へ貫通させた後、半田付けすることによって行われる。第１の実施の形態のリード端子３２がパッケージ本体３１の幅方向の横面から突出した後、受光部３３側に屈曲しているのに対し、リード端子７２は、パッケージ本体３１のガラス部３４が配置されている面からまっすぐ突出している。このため、ＣＣＤ７０が基板４０に実装された後のリード端子７２の長さは、第１の実施の形態のリード端子３２より短くなる。

リード端子７２の長さが短いと、リード端子７２が他の回路からノイズを受けたり、反対に、他の回路へノイズを送ったりすることを防ぐことができる。さらに、パッケージ本体３１の幅方向（ライン方向と直交する方向）の横面にはリード端子７２がないので、放熱面積が増加するため、ＣＣＤ７０の放熱効率をさらに高めることができる。

このように、第２の実施の形態にかかる画像読取装置によれば、イメージセンサ素子のリード端子が基板に向かってまっすぐ伸びているため、イメージセンサ素子を基板に実装した後のリード端子の長さを短くすることができるので、リード端子が他の回路からノイズを受けたり、反対に、他の回路へノイズを送ったりすることを防ぐことが可能となる。

さらに、第２の実施の形態にかかる画像読取装置によれば、イメージセンサ素子の横面にリード端子がなく、イメージセンサ素子の放熱面積を増加させることができるので、イメージセンサ素子の放熱効率をさらに高めることが可能となる。

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態では、第１の実施の形態と比べて、イメージセンサ装置のＣＣＤの裏面に放熱部材を取り付けている。第３の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。本実施の形態にかかる画像読取装置の構成について、第１の実施の形態と異なる部分を説明し、他の部分については第１の実施の形態と同様であるので、同一の符号が付された箇所については、上述した説明を参照し、ここでの説明を省略する。また、本実施の形態の画像読取装置も、第１の実施の形態と同様に、デジタル複写機等の画像形成装置のスキャナ部あるいは単体のスキャナ装置として使用される。

本実施の形態にかかる画像読取装置は、イメージセンサ装置以外は、全て第１の実施の形態にかかる画像読取装置と同じ構成および機能をしており説明を省略する。図６は、本実施の形態にかかるイメージセンサ装置の構成を示す側面図である。イメージセンサ装置７７は、ＣＣＤ３０、基板４０、接着部材８１、および、放熱部材８２を備えて構成されている。ＣＣＤ３０は、パッケージ本体３１、リード端子３２、受光部（イメージセンサ）３３、および、ガラス部３４を備えて構成されている。基板４０は、入出力端子４１、光透過部４２、および、回路（図示せず）を備えて構成されている。

接着部材８１は、ＣＣＤ３０のパッケージ本体３１が露出している面（光入射面とは反対の面）と放熱部材８２とを接着し、ＣＣＤ３０からの熱を放熱部材へ伝える。接着部材８１は、熱伝導性が高いものが理想である。

放熱部材８２は、接着部材８１を介してＣＣＤ３０から伝わった熱を大気へ放出する。放熱部材８２の形状は、平面的でも立体的でもどちらでもよいが、表面積が広くなる形状の方が、その放熱性を高めることができる。放熱部材８２の材質は、熱伝導性のよい金属などが適している。

図６をみると、ＣＣＤ３０のパッケージ本体３１が露出している面には、放熱部材８２を取り付けるための十分な空間を確保できるので、放熱部材８２は、平面的な形状のものだけでなく、立体的な形状のものも取り付けることが可能である。ＣＣＤ３０の裏面全体にこれらの放熱部材を取り付けることは、従来のイメージセンサ装置では実現困難なものである。

したがって、本実施の形態にかかるイメージセンサ装置７７は、放熱部材８２を取り付けることにより、第１の実施の形態にかかるイメージセンサ装置１７より、更に優れた放熱効果を有する。

なお、接着部材８１を使用せず、他の方法で、放熱部材８２をＣＣＤ３０もしくは基板４０に固定してもよく、同様の放熱効果を得ることができる。

また、本実施の形態にかかるイメージセンサ装置７７は、第１の実施の形態で説明したＣＣＤ３０に放熱部材を取り付ける構造となっているが、第２の実施の形態で説明したＣＣＤ７０に放熱部材を取り付ける構造としても構わない。

このように、第３の実施の形態にかかる画像読取装置によれば、イメージセンサ素子の裏面に放熱部材を取り付けることができるので、イメージセンサ素子の放熱効率をさらに高めることが可能となる。

（第４の実施の形態）
第４の実施の形態では、第３の実施の形態と比べて、イメージセンサ装置のＣＣＤの裏面に放熱部材を取り付けした上で、さらに、放熱部材を冷却する冷却装置を取り付けている。第４の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。本実施の形態にかかる画像読取装置の構成について、第３の実施の形態と異なる部分を説明し、他の部分については第３の実施の形態と同様であるので、同一の符号が付された箇所については、上述した説明を参照し、ここでの説明を省略する。また、本実施の形態の画像読取装置も、第１の実施の形態と同様に、デジタル複写機等の画像形成装置のスキャナ部あるいは単体のスキャナ装置として使用される。

本実施の形態にかかる画像読取装置は、イメージセンサ装置、固定部、および、ファン装置以外は、全て第３の実施の形態にかかる画像読取装置と同じ構成および機能をしており、説明を省略する。図７は、本実施の形態にかかるイメージセンサ装置周りの構成を示す側面図である。

イメージセンサ装置８７は、ＣＣＤ３０、基板４０、接着部材８１、および、放熱板兼ＣＣＤ固定部材９１を備えて構成されている。放熱板兼ＣＣＤ固定部材９１は、接着部材８１を介してＣＣＤ３０から伝わった熱を大気へ放出する役割と、イメージセンサ装置８７を固定する役割の両方を有する。ＣＣＤ３０は、パッケージ本体３１、リード端子３２、受光部（イメージセンサ）３３、および、ガラス部３４を備えて構成されている。基板４０は、入出力端子４１、光透過部４２、および、回路（図示せず）を備えて構成されている。

レンズ１６とＣＣＤ３０の位置精度は、画像読み取り特性に大きな影響を与える特性で
あり、精度と安定性が求められる。そのため、レンズ１６を固定するレンズ固定部材９２と基板４０とを接合するよりも、ＣＣＤ３０自体をレンズ固定部材９２に接合するほうが、周囲温度変化により、基板４０に反りが発生しても影響を受けにくく有利である。

しかし、ＣＣＤ３０自体に取り付け部分がないため、レンズ固定部材９２と接合するためには、固定用の部材を必要とする。そこで、その固定用部材として放熱部材を利用する構成を示している。つまり、放熱板兼ＣＣＤ固定部材９１とレンズ固定部材９２とを取り付け部材９３を介して、例えばネジ式の固定部材９４にて固定している。但し、ＣＣＤ３０とレンズ１６との位置を調整後、その位置精度を保ったまま固定できるように、放熱板兼ＣＣＤ固定部材９１とレンズ固定部材９２とが適切な自由度をもって接合できる仕組みを備えている。この場合、例えば取り付け部材９３の取り付け孔が調整方向に長孔状になっているとよい。

また、ファン装置９５は、放熱板兼ＣＣＤ固定部材９１を強制空冷するための冷却装置であり、レンズ固定部材９２と共にフレーム９６に固定されている。

ここで、放熱板兼ＣＣＤ固定部材９１、レンズ固定部材９２、取り付け部材９３、固定部材９４、および、フレーム９６で、固定部を構成する。

本実施の形態にかかる画像読取装置では、基板４０に対してレンズ１６の反対側にＣＣＤ３０が配置されている。従来の画像読取装置では、ＣＣＤ３０に風を当てるために、ファン装置９５を、レンズを始めとする光学系に影響しない位置に配置しなければならなかった。その場合、ファン装置９５の位置は光路に対して斜め方向が一般的であるが、この方向から風を当てると、ＣＣＤ３０のガラス部３４に風を当てることになり、埃などが付着する問題があった。

これに対して、本実施の形態にかかる画像読取装置では、ＣＣＤ３０を空冷する場合に、ファン装置９５を特に光学的な制約を考慮せずに配置することが可能となる上、ＣＣＤ３０のガラス部３４には風を当てず、放熱板兼ＣＣＤ固定部材９１に風を当てることができる。このため、ＣＣＤ３０のガラス部３４に埃などが付着する問題を解消できるとともに、ファン装置９５の風量を強くすることができるので、ファン装置９５による冷却効率を高めることができる。したがって、本実施の形態にかかるイメージセンサ装置８７は、第３の実施の形態にかかるイメージセンサ装置７７より、更に優れた放熱効果を有する。

このように、第４の実施の形態にかかる画像読取装置によれば、冷却装置からの風を、イメージセンサ素子の裏面に取り付けられた放熱部材だけに強く当てることができるので、イメージセンサ素子の放熱効率をさらに高めることが可能となる。

（変形例）
なお、第１〜第４の実施の形態では、空気による冷却方法について説明しているが、水による冷却方法も使用することが可能である。すなわち、水冷装置（強制冷却部材）をＣＣＤの裏面に取り付けることが可能である。さらに、ＣＣＤの裏面に、吸熱効果のある他の部材（強制吸熱部材）を取り付けることも可能である。

また、第１〜第４の実施の形態では、ＣＣＤと基板との接続は、ＣＣＤのリード端子を基板の入出力端子へ貫通させた後、半田付けすることによって行われているが、他の方法で接続を行うことが可能である。例えば、ＣＣＤが表面実装仕様であり、リード端子の代わりに接点部が露出している構造であっても、当該接点部を、基板上に形成されたパッドに載せた後にリフローによる実装を行い、ＣＣＤと基板とを接続してもよい。

以上の説明から明らかなように、この発明によれば、イメージセンサ素子の裏面全体が開放状態になるため、イメージセンサ素子の放熱効率が飛躍的に高まる。したがって、この発明を利用すれば、イメージセンサ素子の裏面に放熱部材又は強制冷却部材等を取り付けるなど、放熱のための手段を設けなくても、そのイメージセンサ素子を高速で駆動可能なイメージセンサ装置を提供することができる。

第１の実施の形態にかかる画像読取装置の構成を示す図である。 本実施の形態にかかるイメージセンサ装置の構成を示す図である。 従来のイメージセンサ装置の構成を示す図である。 画像読取装置の他の構成例を示す図である。 本実施の形態にかかるイメージセンサ装置の構成を示す図である。 本実施の形態にかかるイメージセンサ装置の構成を示す側面図である。 本実施の形態にかかるイメージセンサ装置周りの構成を示す側面図である。

符号の説明

１０ フレーム
１１ コンタクトガラス（原稿台）
１２ 光源（露光ランプ）
１３ 第１ミラー
１４ 第２ミラー
１５ 第３ミラー
１６ レンズ
１７、４７、６７、７７、８７ イメージセンサ装置
２１ 第１走行体
２２ 第２走行体
２３ シェーディング板（白基準板）
３０、５０、７０ ＣＣＤ
３１ パッケージ本体
３２、７２ リード端子
３３ 受光部（イメージセンサ）
３４ ガラス部
４０、６０ 基板（ＰＷＢ）
４１ 入出力端子
４２ ４２’ 光透過部
４２ａ ４２ａ’ 壁面上部
４２ｂ ４２ｂ’ 壁面下部
８１ 接着部材
８２ 放熱部材
５２ リード端子
９１ 放熱板兼ＣＣＤ固定部材
９２ レンズ固定部材
９３ 取り付け部材
９４ ネジ式の固定部材
９５ ファン装置
９６ フレーム

Claims (11)

1. 原稿の画像面からの反射光を電気信号に変換するイメージセンサ装置であって、
   基板と、
   前記基板に設けられ、前記反射光を透過する光透過手段と、
   前記反射光を受光する受光手段と、を備え、
   前記受光手段と前記光透過手段とは、前記反射光が前記光透過手段を通過して前記受光手段に入射するように配置されていること、
   を特徴とするイメージセンサ装置。
2. 前記光透過手段は、少なくとも前記受光手段の受光面を露出する大きさで形成されていること、
   を特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ装置。
3. 前記光透過手段の前記基板の厚さ方向の内周面が、前記反射光の出射側から前記反射光の入射側に向かって拡がるテーパ形状で形成されていること、
   を特徴とする請求項１または２に記載のイメージセンサ装置。
4. 前記光透過手段は、前記基板の中空部を形成する孔部であること、
   を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のイメージセンサ装置。
5. 前記光透過手段は、光を透過する部材で形成されていること、
   を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のイメージセンサ装置。
6. 前記受光手段の前記反射光を受光する面以外の面の近傍に設けられ、前記受光手段の熱を放熱する放熱部材を、さらに備えたこと、
   を特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のイメージセンサ装置。
7. 前記受光手段の前記反射光を受光する面以外の面の近傍に設けられ、前記受光手段を冷却する強制冷却部材を、さらに備えたこと、
   を特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のイメージセンサ装置。
8. 前記受光手段は、前記基板と対向するように配置されていること、
   を特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のイメージセンサ装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のイメージセンサ装置を備えたこと、を特徴とする画像読取装置。
10. 請求項９に記載の画像読取装置を備えたこと、を特徴とする画像形成装置。
11. 画像読取装置は、
    原稿の画像面からの反射光を電気信号に変換するイメージセンサ装置を備え、
    前記イメージセンサ装置は、
    前記反射光を透過する光透過手段を備える基板と、
    前記反射光を受光する受光手段と、を備え、
    前記受光手段と前記光透過手段とは、前記反射光が前記光透過手段を通過して前記受光手段に入射するように配置され、
    前記受光手段の前記反射光を受光する面以外の面の近傍に設けられ、前記受光手段の熱を放熱する放熱部材を、さらに備え、
    前記画像読取装置は、
    前記放熱部材を冷却する冷却装置を、さらに備えたこと、
    を特徴とする画像読取装置。

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