JP2009267794A - 撮像ユニット、画像読取装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度上昇時にも結像レンズと撮像素子の位置関係を保ち、良好な読取画像を得ることができる撮像ユニット、画像読取装置および画像形成装置を提供すること。
【解決手段】光源３４から原稿面に照射された後、原稿面から反射される反射光を電気信号に変換する撮像素子３０３と、反射光を撮像素子３０３上に結像する結像レンズ３０１と、撮像素子３０３を実装する撮像素子基板１１０と、結像レンズ３０１を保持するレンズ保持部材３０２、レンズ固定部材３０４、レンズ支持部材３０５、ブラケット３０６と、レンズ保持部材３０２と撮像素子基板１１０とを連結する鋼板製の連結部材５０１と、を備え、結像レンズ３０１に近い側から、撮像素子３０３、撮像素子基板１１０、連結部材５０１の順に配置し、撮像素子３０３と連結部材５０１とを、撮像素子基板１１０を挟んだ状態で段付ネジ７０２により締結した。
【選択図】図７

Description

本発明は、撮像ユニット、画像読取装置および画像形成装置に関し、例えば、原稿からの反射光をレンズで集光した後、撮像素子に結像して電気信号に変換するようにした撮像ユニットと、この撮像ユニットを用いたスキャナ装置等の画像読取装置およびこの画像読取装置を備えた画像形成装置に関する。

複写機、ファクシミリ装置、複合機等の画像形成装置に備えられた画像読取装置にあっては、光源から原稿面に光を照射し、原稿からの反射光を複数のミラーを介して結像レンズに入射させ、この結像レンズによってＣＣＤラインセンサ等の撮像素子に結像して電気信号に変換することにより、原稿を読取るようになっている。

このような画像読取装置は、結像レンズ、レンズ保持部材、撮像素子、撮像素子基板により撮像ユニットを構成しており、光学系のばらつきを吸収して原稿の画像が撮像素子上に最適な状態で結像するように結像レンズと撮像素子の位置関係を調整してから、接着またはネジ締結により結像レンズと撮像素子の位置関係を固定するようになっている（例えば、特許文献１参照）。

図１０、図１１は従来の撮像ユニットの構成を示す斜視図および側面図である。

図１０、図１１に示すように、従来の撮像ユニット２００においては、撮像素子２０３を撮像素子基板２１０上に半田付けにより実装するとともに、撮像素子基板２１０と連結部材２０１とをネジ２０４、２０５で締結し、結像レンズ２１１を保持する図示しない保持部材に連結部材２０１を固定することにより、結像レンズ２１１と撮像素子２０３の位置関係を固定するようになっている。
特開２００７−１５１１０８号公報

しかしながら、このような従来の撮像ユニット２００にあっては、結像レンズ２１１と撮像素子２０３の位置関係が撮像素子基板２１０を介して決定されるため、撮像素子基板２１０が温度上昇により膨張して弓なりに反ってしまうため、図１１に示すように、撮像素子基板２１０とともに撮像素子２０３の位置が位置Ｌから位置Ｌ´に移動してしまい、結像レンズ２１１と撮像素子２０３の位置関係が変化するので、読取った画像が劣化してしまうという問題があった。

特に、近年においては、低コストを実現するために結像レンズの特性に余裕のないことも多く、また、撮像素子の画素サイズが小さくなっているために焦点深度が浅いため、結像レンズと撮像素子の位置関係が変化すると読み取り画像の品質が著しく悪化してしまうという問題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、温度上昇時にも結像レンズと撮像素子の位置関係を保ち、良好な読取画像を得ることができる撮像ユニット、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。

本発明に係る撮像ユニットは、光源から原稿面に照射された後、前記原稿面から反射される反射光を電気信号に変換する撮像素子と、前記反射光を前記撮像素子上に結像する結像レンズと、前記撮像素子を実装する撮像素子基板と、前記結像レンズを保持するレンズ保持部材と、前記レンズ保持部材と前記撮像素子基板とを連結する鋼板製の連結部材と、を備え、前記結像レンズに近い側から、前記撮像素子、前記撮像素子基板、前記連結部材の順に配置し、前記撮像素子と前記連結部材とを、前記撮像素子基板を挟んだ状態でネジにより締結したことを特徴とする。

この構成により、撮像素子と連結部材を撮像素子基板を挟んだ状態で締結しているので、撮像素子基板が熱による膨張で弓なりに反ろうとしても、撮像素子や鋼板製の連結部材の方が剛性が高いので反りが抑制され、温度変動時にも撮像素子基板の変形による撮像素子の位置変動を低減させることができる。したがって、温度上昇時にも結像レンズと撮像素子の位置関係を保ち、良好な読取画像を得ることができる。

また、本発明に係る撮像ユニットは、前記ネジが大径部と小径部とを有する段付ネジから構成され、前記撮像素子が、前記撮像素子の延在方向一端部に前記段付ネジの大径部と径の等しい第１のネジ穴を有し、前記撮像素子の延在方向他端部に、前記段付ネジの大径部と縦方向の高さが等しく且つ前記段付ネジの大径部より横方向の幅が広い第２のネジ穴を有することを特徴とする。

この構成により、撮像素子と連結部材とが、撮像素子の延在方向一端部において段付ネジの大径部と径の等しい第１のネジ穴に段付ネジが締結されて固定され、撮像素子の延在方向他端部において段付ネジの大径部と縦方向の高さが等しく且つ段付ネジの大径部より横方向の幅が広い第２のネジ穴に段付ネジが締結されて固定されているので、撮像素子が熱により膨張したときに、第１のネジ穴を有する撮像素子の延在方向一端部は移動せず、第２のネジ穴を有する撮像素子の延在方向他端部が撮像素子の延在方向にのみ移動するので、撮像素子が弓なりに反ることがなく、また、撮像素子が位置変動する部位を管理することができる。更に、撮像素子の垂直方向の熱膨張により複数の画素列の相互の間隔が広がった場合に、中央の画素列を中心としてその上下の画素列が均等に上方向および下方向にそれぞれ遠ざかるので、撮像素子の熱膨張による読取画像への悪影響を減少させることができる。

また、本発明に係る撮像ユニットは、前記撮像素子基板と前記連結部材との間に弾性部材を介装し、前記段付ネジの大径部の軸線方向の長さが、前記撮像素子と前記撮像素子基板の厚さの和より大きく、かつ、前記撮像素子と前記撮像素子基板と前記弾性部材の厚さの和よりも小さくなるよう、前記段付ネジの大径部の軸線方向の長さ、前記撮像素子の厚さ、前記撮像素子基板の厚さおよび前記弾性部材の厚さを設定したことを特徴とする。

この構成により、撮像素子基板と連結部材の間に弾性部材を介装し、前記段付ネジの大径部の軸線方向の長さが、前記撮像素子と前記撮像素子基板の厚さの和より大きく、かつ、前記撮像素子と前記撮像素子基板と前記弾性部材の厚さの和よりも小さくなるよう、これら各部材の厚さを設定することにより、段付ネジの締結時に弾性部材が常に圧縮された状態となるので、撮像素子に対して垂直方向の熱変動を押えることができ、撮像素子の位置変動を低減させ、読取画像の品質の劣化を抑制することができる。

また、本発明に係る撮像ユニットは、前記撮像素子基板が、前記段付ネジの大径部よりも大径の貫通穴を有することを特徴とする。

この構成により、撮像素子基板の貫通穴の径が、段付ネジの大径部の径より大きいので、撮像素子基板と段付ネジの大径部とが接触することがなく、且つ、撮像素子が連結部材と直接締結される状態となるため、撮像素子基板が熱変形した場合においても、撮像素子と連結部材の位置関係が保存されたまま、撮像素子基板のみが変形できるため、撮像素子の位置変動を低減させ、読取画像の品質の劣化を抑制することができる。

また、本発明に係る撮像ユニットは、前記撮像素子が、前記撮像素子の延在方向に列設された複数の画素列を有するとともに、前記複数の画素列のうち中央の画素列の延長線上に前記第１のネジ穴および前記第２のネジ穴を有することを特徴とする。

この構成により、撮像素子が、複数の画素列のうち中央の画素列の延長線上に第１のネジ穴および第２のネジ穴を有するので、撮像素子の熱変形の主な方向が画素列の列設方向、すなわち、撮像素子の延在方向となり、これらの方向に直行する方向への撮像素子の変動を低減することができるので、読取画像の品質の劣化を抑制することができる。

また、本発明に係る画像読取装置は、上記撮像ユニットを具備したことを特徴とする。

この構成により、温度上昇時にも結像レンズと撮像素子の位置関係を保ち、良好な読取画像を得ることができる。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記撮像ユニットを具備したことを特徴とする。

この構成により、温度上昇時にも結像レンズと撮像素子の位置関係を保ち、良好な読取画像を得ることができる。

本発明は、温度上昇時にも結像レンズと撮像素子の位置関係を保ち、良好な読取画像を得ることができる撮像ユニット、画像読取装置および画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る撮像ユニットを備えた画像形成装置の構成を示す断面図である。また、図２は、本発明の一実施の形態に係る撮像ユニットの構成を示す斜視図である。また、図３は、本発明の一実施の形態に係る撮像ユニットの構成を示す断面図である。本実施の形態では、画像形成装置を複写機に適用した例を示しているが、画像形成装置としては複写機以外にファクシミリ装置、プリンタ装置、複写機能とファクシミリ機能等を備えた複合機等に適用することができる。また、画像読取装置としては、スキャナ装置、ファクシミリ装置、複写機能とファクシミリ機能等を備えた複合機等に適用することができる。

まず、構成について説明する。

図１〜図３に示すように、画像形成装置としての複写機１０は、自動原稿搬送装置（以下、単にＡＤＦという）１１、給紙部１２、画像読取部（画像読取装置）１３および画像形成部１４を備えている。

ＡＤＦ１１は、原稿トレイに１６に載置された原稿を給紙ローラや分離ローラ等の各種ローラからなる分離給紙手段１７によってコンタクトガラス１５上に搬送し、読取りが終了した原稿を搬送ベルト１８によってコンタクトガラス１５上から搬出した後、各種排紙ローラからなる排紙手段１９によって排紙トレイ２０に排紙する。

また、原稿の両面を読取る場合には、排紙手段１９に設けられた図示しない分岐機構および搬送ベルトによって原稿をコンタクトガラス１５上に返送して未読取面の読取りを行うようになっている。

給紙部１２は、異なるサイズの記録紙を収納する給紙カセット２１ａ、２１ｂと、給紙カセット２１ａ、２１ｂに収納された記録紙を画像形成位置まで搬送する各種ローラからなる給紙手段２２とを備えている。

また、画像読取部（画像読取装置）１３は、第１走行体３１、第２走行体３２および撮像ユニット１０９を備えており、コンタクトガラス１５上に搬送される原稿を読取る際には、第１走行体３１および第２走行体３２をコンタクトガラス１５側の左下方に固定し、コンタクトガラス１５上に載置された原稿を読取る際には、第１走行体３１および第２走行体３２をコンタクトガラス１５の下方で図１中、左右方向に移動させるようになっている。

画像形成部１４は、撮像ユニット１０９に取り込まれた読取信号に基づいて書き込み信号を形成する露光装置２３と、露光装置２３によって生成された書き込み信号が表面に形成される複数の感光体ドラム２４と、異なる色のトナーが充填され、各感光体ドラム２４に異なる色のトナーを供給して書き込み信号を可視像化させる現像装置２５と、感光体ドラム２４上に形成された可視像が重ねられて転写されることによりカラー画像が形成され、このカラー画像を給紙部１２から給紙された記録紙に転写する転写ベルト２６と、記録紙に定着されたカラー画像を記録紙に定着する定着装置２７とを備えている。

また、第１走行体３１の内部には光源３４および第１ミラー３５が装着されている。光源３４はハロゲンランプ等から構成されており、コンタクトガラス１５を通過する原稿またはコンタクトガラス１５に載置された原稿を照射するようになっている。第１ミラー３５は図１中、手前側と奥側の両端部が第１走行体３１に支持されており、原稿面から反射された光が入射するようになっている。

また、第２走行体３２には第２ミラー３６および第３ミラー３７が装着されており、この第２ミラー３６および第３ミラー３７は図１中、手前側と奥側の両端部が第２走行体３２に支持され、第１ミラー３５から反射された光を第２ミラー３６、第３ミラー３７の順に反射するようになっている。

また、撮像ユニット１０９は、結像レンズ３０１と、走査方向に複数の素子面が配列されたＣＣＤラインセンサ等から構成され、光源３４から原稿面に照射された後、原稿面から反射される反射光を電気信号に変換する撮像素子３０３と、撮像素子３０３が半田により実装された撮像素子基板１１０を有しており、第３ミラー３７から反射された光は結像レンズ３０１によって集光された後、撮像素子３０３に結像されて原稿面の画像データに応じたアナログ画像信号に変換されるようになっている。

また、第１走行体３１および第２走行体３２には図示しない公知の駆動機構のワイヤが取付けられているとともに、画像読取部１３の本体フレームの一部を構成する走行レールに摺動自在に取付けられており、ワイヤは画像読取部１３の図１中、左右に延在している。画像読取部１３は、本発明における画像読取装置を構成している。

コンタクトガラス１５上に載置された原稿の読取りを行う場合には、複写機１０の図示しない制御部から送られてくる１ライン毎の画像読取要求の信号に応じて、駆動機構を駆動することにより、ワイヤを図１中、左右方向に移動させ、第１走行体３１および第２走行体３２がそれぞれ２：１の速度で原稿面に沿って移動しながら光源３４からコンタクトガラス１５上の原稿面に光を照射させるようになっている。

このため、原稿面が副走査方向に光学的に走査され、この反射光は第１ミラー３５、第２ミラー３６、第３ミラー３７の順に反射された後、結像レンズ３０１を通して撮像素子３０３の素子面に結像されることにより、原稿面が読取られる。

図４、図５は、本発明の一実施の形態に係る撮像ユニットの斜視図である。なお、図５は、図４から連結部材を取り外した状態を示している。

図４、図５に示すように、撮像ユニット１０９は、結像レンズ３０１と、レンズ保持部材３０２と、結像レンズ３０１をレンズ保持部材３０２に固定するレンズ固定部材３０４と、レンズ保持部材３０２を支持するレンズ支持部材３０５とを備えている。

結像レンズ３０１は、光源３４から原稿面に照射された後、原稿面から反射される反射光を撮像素子３０３上に結像するものであり、ガラスまたは樹脂からなる複数の凸レンズおよび凹レンズを組み合わせて構成されており、例えば、４群６枚のレンズ構成を有している。

レンズ保持部材３０２は、板金部材としての黒色鋼板から構成され、上方に開口したコの字形状の縦断面形状を有しており、ボルトによる締結またはカシメ等による複数の固定箇所によりレンズ支持部材３０５に固定されている。また、レンズ保持部材３０２の第３ミラー３７に対向する側には、結像レンズ３０１に第３ミラー３７からの光を入射させる開口部３０２ａが形成されている。

レンズ保持部材３０２の撮像素子３０３に対向する側には、レンズ保持部材３０２と連結部材５０１とを結合するための金属性のブラケット３０６が固定されている。

レンズ固定部材３０４は、結像レンズ３０１の形状に一致するよう半円状に形成された帯状の金属片から構成されており、その両端部がレンズ保持部材３０２にネジで締結されることにより、結像レンズ３０１をレンズ保持部材３０２に固定するようになっている。

レンズ支持部材３０５は、板金部材から構成されており、画像読取部１３にボルト等によって取付けられている。

また、撮像ユニット１０９は、撮像素子３０３と、この撮像素子３０３が半田により実装された撮像素子基板１１０と、撮像素子基板１１０とブラケット３０６とを連結する連結部材５０１とを備えている。

撮像素子３０３は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各波長に対応した画素を水平方向に列設してなる画素列３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂ（図８（ｂ）参照）を有しており、これら３つの画素列３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂは互いに平行になるように垂直方向に並べられている。

撮像素子基板１１０は、アナログ／デジタル変換器、２値化回路、多値化回路、階調処理回路、変倍処理回路、編集処理回路等を備え、撮像素子３０３が取得した原稿のデータをアナログ／デジタル変換器によりデジタル画像信号に変換し、２値化処理、多値化処理、階調処理、変倍処理、編集処理を行って生成された画像データを画像形成部１４に送信するようになっている。

連結部材５０１は、強度および温度特性に優れた鋼板をＬ字形状に加工したものであり、連結部材５０１の垂直部５０２（図７参照）が撮像素子基板１１０の背面、すなわち、撮像素子３０３が設けられていない側の面に固定されるとともに、水平部５０３がブラケット３０６に固定され、レンズ保持部材３０２と撮像素子基板１１０とを連結するようになっている。なお、レンズ保持部材３０２、レンズ固定部材３０４、レンズ支持部材３０５、ブラケット３０６は、本発明におけるレンズ保持部材を構成する。

図６、図７は、本発明の一実施の形態に係る撮像ユニットの撮像素子の取り付け構造を示す斜視図である。また、図８は、本発明の一実施の形態に係る撮像ユニットの撮像素子の取り付け構造を示す断面図である。

図６〜図８に示すように、撮像素子３０３と連結部材５０１の垂直部５０２とは、双方が撮像素子基板１１０および弾性部材７０１を挟んだ状態で段付ネジ７０２により締結されている。

具体的には、撮像素子３０３の延在方向両端部には、段付ネジ７０２の大径部７０２ａが挿通する締結用穴７０３、７０４がそれぞれ形成されている。また、撮像素子基板１１０および弾性部材７０１にも締結用穴７０３、７０４にそれぞれ対応する貫通穴７０５、７０６、７０７、７０８が形成されている。また、連結部材５０１の垂直部５０２には、締結用穴７０３、７０４にそれぞれ対応する位置に段付ネジ７０２の小径部７０２ｂに螺合する螺合穴５０２ａが形成されている。

なお、段付ネジ７０２のネジ溝は、小径部７０２ｂにのみ形成されている。弾性部材７０１は、例えば、ゴム、エラストマーから構成され、撮像素子基板１１０と連結部材５０１との間に介装されている。また、撮像素子基板１１０の貫通穴７０５、７０６は、段付ネジ７０２の大径部７０２ａの径Ｄより大径に形成されている。

撮像素子３０３の延在方向一端部、すなわち、第１有効画素側の端部の第１のネジ穴としての締結用穴７０３は、段付ネジ７０２の大径部７０２ａと径が等しくなっている。また、撮像素子３０３の延在方向他端部、すなわち、第１有効画素側と反対側の端部の第２のネジ穴としての締結用穴７０４は、段付ネジ７０２の大径部７０２ａと縦方向の高さが等しく且つ段付ネジ７０２の大径部７０２ａより横方向の幅が広い形状に形成されている。本実施の形態では、締結用穴７０４は切欠き形状に形成されている。

ここで、撮像素子３０３の第１有効画素側の端部とは、原稿から第１走行体３１、第２走行体３２により導かれた反射光のうち、主走査方向の先端に相当する光が当たる部位の側の端部のことであり、図６、図７における右側の端部のことである。

段付ネジ７０２により締結されるこれらの部材は、結像レンズ３０１に近い側から、撮像素子３０３、撮像素子基板１１０、弾性部材７０１、連結部材５０１の垂直部５０２の順に配置されている。したがって、連結部材５０１の垂直部５０２は、従来のように、撮像素子基板１１０の前面側、すなわち撮像素子３０３が実装されている側ではなく、本実施の形態では、撮像素子基板１１０の背面側、すなわち撮像素子３０３が実装されてない側に接して固定されている。

また、図８に示すように、撮像素子の厚さをｔ１、撮像素子基板１１０の厚さをｔ２、弾性部材７０１の厚さをｔ３とし、段付ネジ７０２の大径部７０２ａの軸線方向の長さをＬとした場合、これら各部材の関係は、ｔ１＋ｔ２＜Ｌ＜ｔ１＋ｔ２＋ｔ３の関係を満たすようになっている。すなわち、段付ネジ７０２を締結したときに、弾性部材７０１が圧縮されるようになっている。

図９（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る撮像ユニットの撮像素子の正面図である。また、図９（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る撮像ユニットの撮像素子の拡大図である。

図９（ａ）、（ｂ）に示すように、撮像素子３０３の締結用穴７０３の中心は、撮像素子３０３に設けられた３つの画素列３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂの中央の画素列３０３Ｇの延長線上に配置されている。なお、締結用穴７０４の垂直方向（高さ方向）の中心位置も画素列３０３Ｇの延長線上に配置されている。

このため、撮像素子３０３が熱により膨張した場合に、切欠き形状に形成された締結用穴７０４側の端部が画素列３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂの配列方向（図８（ｂ）のＸ軸上左方向）に移動するので、撮像素子３０３が弓なりに反ることがない。

また、撮像素子３０３の第１有効画素側の端部に締結用穴７０３を設けることにより、撮像素子３０３の第１有効画素側の端部が移動することがないので、撮像素子３０３の第１有効画素側の端部が移動することによる読取画像への悪影響を減少させることができる。

更に、締結用穴７０３、７０４の中心が、撮像素子３０３に設けられた３つの画素列３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂの中央の画素列３０３Ｇの延長線上に配置されているので、撮像素子３０３の垂直方向、すなわち図８（ｂ）のＹ軸方向の熱膨張により画素列３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂの相互の間隔が広がった場合に、中央の画素列３０３Ｇを中心として画素列３０３Ｒと画素列３０３Ｂが均等に上方向および下方向にそれぞれ遠ざかるので、撮像素子３０３の熱膨張による読取画像への悪影響を減少させることができる。

以上のように、本実施の形態に係る撮像ユニット１０９は、光源３４から原稿面に照射された後、原稿面から反射される反射光を電気信号に変換する撮像素子３０３と、反射光を撮像素子３０３上に結像する結像レンズ３０１と、撮像素子３０３を実装する撮像素子基板１１０と、結像レンズ３０１を保持するレンズ保持部材３０２と、レンズ保持部材３０２と撮像素子基板１１０とを連結する鋼板製の連結部材５０１と、を備え、結像レンズ３０１に近い側から、撮像素子３０３、撮像素子基板１１０、連結部材５０１の順に配置し、撮像素子３０３と連結部材５０１とを、撮像素子基板１１０を挟んだ状態で段付ネジ７０２により締結したことを特徴とする。

この構成により、撮像素子３０３と連結部材５０１を撮像素子基板１１０を挟んだ状態で締結しているので、撮像素子基板１１０が熱による膨張で弓なりに反ろうとしても、撮像素子３０３や鋼板製の連結部材５０１の方が剛性が高いので反りが抑制され、温度変動時にも撮像素子基板１１０の変形による撮像素子３０３の位置変動を低減させることができる。したがって、温度上昇時にも結像レンズ３０１と撮像素子３０３の位置関係を保ち、良好な読取画像を得ることができる。

また、本実施の形態に係る撮像ユニット１０９は、撮像素子３０３が、撮像素子３０３の延在方向一端部に段付ネジ７０２の大径部７０２ａと径の等しい第１のネジ穴としての締結用穴７０３を有し、撮像素子３０３の延在方向他端部に、段付ネジ７０２の大径部７０２ａと縦方向の高さが等しく且つ段付ネジ７０２の大径部７０２ａより横方向の幅が広い第２のネジ穴としての切欠き形状の締結用穴７０４を有する。

この構成により、撮像素子３０３と連結部材５０１とが、撮像素子３０３の延在方向一端部において段付ネジ７０２の大径部７０２ａと径の等しい締結用穴７０３に段付ネジ７０２が締結されて固定され、撮像素子３０３の延在方向他端部において段付ネジ７０２の大径部７０２ａと縦方向の高さが等しく且つ段付ネジ７０２の大径部７０２ａより横方向の幅が広い締結用穴７０４に段付ネジ７０２が締結されて固定されているので、撮像素子３０３が熱により膨張したときに、締結用穴７０３を有する撮像素子３０３の延在方向一端部は移動せず、締結用穴７０４を有する撮像素子３０３の延在方向他端部が撮像素子３０３の延在方向にのみ移動するので、撮像素子３０３が弓なりに反ることがなく、また、撮像素子３０３が位置変動する部位を管理することができる。

更に、締結用穴７０３、７０４の中心が、撮像素子３０３に設けられた３つの画素列３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂの中央の画素列３０３Ｇの延長線上に配置されているので、撮像素子３０３の垂直方向の熱膨張により画素列３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂの相互の間隔が広がった場合に、中央の画素列３０３Ｇを中心として画素列３０３Ｒと画素列３０３Ｂが均等に上方向および下方向にそれぞれ遠ざかるので、撮像素子３０３の熱膨張による読取画像への悪影響を減少させることができる。

また、本実施の形態に係る撮像ユニット１０９は、撮像素子基板１１０と連結部材５０１との間に弾性部材７０１を介装し、段付ネジ７０２の大径部７０２ａの軸線方向の長さＬが、撮像素子３０３の厚さｔ１と撮像素子基板１１０の厚さｔ２の和より大きく、かつ、撮像素子３０３の厚さｔ１と撮像素子基板１１０の厚さｔ２と弾性部材の厚さｔ３の和よりも小さくなるよう、段付ネジ７０２の大径部７０２ａの軸線方向の長さＬ、撮像素子３０３の厚さｔ１、撮像素子基板１１０の厚さｔ２および弾性部材７０１の厚さｔ３を設定したことを特徴とする。

この構成により、撮像素子基板１１０と連結部材５０１の間に弾性部材７０１を介装し、段付ネジ７０２の大径部７０２ａの軸線方向の長さＬが、撮像素子３０３の厚さｔ１と撮像素子基板１１０の厚さｔ２の和より大きく、かつ、撮像素子３０３の厚さｔ１と撮像素子基板１１０の厚さｔ２と弾性部材７０１の厚さｔ３の和よりも小さくなるよう、これら各部材の厚さを設定することにより、段付ネジ７０２の締結時に弾性部材７０１が常に圧縮された状態となるので、撮像素子３０３に対して垂直方向の熱変動を押えることができ、撮像素子３０３の位置変動を低減させ、読取画像の品質の劣化を抑制することができる。

また、本実施の形態に係る撮像ユニット１０９は、撮像素子基板１１０が、段付ネジ７０２の大径部７０２ａよりも大径の貫通穴７０５、７０６を有することを特徴とする。

この構成により、撮像素子基板１１０の貫通穴７０５、７０６の径が、段付ネジ７０２の大径部７０２ａの径Ｄより大きいので、撮像素子基板１１０と段付ネジ７０２の大径部７０２ａとが接触することがなく、且つ、撮像素子３０３が連結部材５０１と直接締結される状態となるため、撮像素子基板１１０が熱変形した場合においても、撮像素子３０３と連結部材５０１の位置関係が保存されたまま、撮像素子基板１１０のみが変形できるため、撮像素子３０３の位置変動を低減させ、読取画像の品質の劣化を抑制することができる。

また、本実施の形態に係る撮像ユニット１０９は、撮像素子３０３が、撮像素子３０３の延在方向に列設された複数の画素列３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂを有するとともに、複数の画素列３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂのうち中央の画素列３０３Ｇの延長線上に締結用穴７０３および締結用穴７０４を有することを特徴とする。

この構成により、撮像素子３０３が、複数の画素列３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂのうち中央の画素列３０３Ｇの延長線上に締結用穴７０３および締結用穴７０４を有するので、撮像素子３０３の熱変形の主な方向が画素列３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂの列設方向、すなわち、撮像素子３０３の延在方向となり、これらの方向に直行する方向への撮像素子３０３の変動を低減することができるので、読取画像の品質の劣化を抑制することができる。

また、本実施の形態に係る画像読取装置としての画像読取部１３は、上記撮像ユニット１０９を具備したことを特徴とする。

この構成により、温度上昇時にも結像レンズ３０１と撮像素子３０３の位置関係を保ち、良好な読取画像を得ることができる。

また、本実施の形態に係る画像形成装置としての複写機１０は、上記撮像ユニット１０９を具備したことを特徴とする。

この構成により、温度上昇時にも結像レンズ３０１と撮像素子３０３の位置関係を保ち、良好な読取画像を得ることができる。

以上説明したように、本発明に係る撮像ユニット、画像読取装置および画像形成装置は、温度上昇時にも結像レンズと撮像素子の位置関係を保ち、良好な読取画像を得ることができるという効果を有し、原稿からの反射光をレンズで集光した後、撮像素子に結像して電気信号に変換するようにした撮像ユニットと、この撮像ユニットを用いたスキャナ装置等の画像読取装置およびこの画像読取装置を備えた画像形成装置として有用である。

本発明の一実施の形態に係る撮像ユニットを備えた画像形成装置の構成を示す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る撮像ユニットの構成を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る撮像ユニットの構成を示す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る撮像ユニットの構成を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る撮像ユニットの構成を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る撮像ユニットの撮像素子の取り付け構造を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る撮像ユニットの撮像素子の取り付け構造を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る撮像ユニットの撮像素子の取り付け構造を示す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る撮像ユニットの撮像素子の正面図である。 従来の撮像ユニットの構成を示す斜視図である。 従来の撮像ユニットの構成を示す側面図である。

符号の説明

１０ 複写機（画像形成装置）
１３ 画像読取部（画像読取装置）
１４ 画像形成部
３４ 光源
１０９ 撮像ユニット
１１０ 撮像素子基板
３０１ 結像レンズ
３０２ レンズ保持部材
３０２ａ 開口部
３０３ 撮像素子
３０４ レンズ固定部材（レンズ保持部材）
３０５ レンズ支持部材（レンズ保持部材）
３０６ ブラケット（レンズ保持部材）
５０１ 連結部材
５０２ 垂直部
５０３ 水平部
７０１ 弾性部材
７０２ 段付ネジ
７０２ａ 大径部
７０２ｂ 小径部
７０３ 締結用穴（第１のネジ孔）
７０４ 締結用穴（第２のネジ孔）
７０５、７０６、７０７、７０８ 貫通穴

Claims (7)

1. 光源から原稿面に照射された後、前記原稿面から反射される反射光を電気信号に変換する撮像素子と、
   前記反射光を前記撮像素子上に結像する結像レンズと、
   前記撮像素子を実装する撮像素子基板と、
   前記結像レンズを保持するレンズ保持部材と、
   前記レンズ保持部材と前記撮像素子基板とを連結する鋼板製の連結部材と、を備え、
   前記結像レンズに近い側から、前記撮像素子、前記撮像素子基板、前記連結部材の順に配置し、
   前記撮像素子と前記連結部材とを、前記撮像素子基板を挟んだ状態でネジにより締結したことを特徴とする撮像ユニット。
2. 前記ネジが大径部と小径部とを有する段付ネジから構成され、
   前記撮像素子が、前記撮像素子の延在方向一端部に前記段付ネジの大径部と径の等しい第１のネジ穴を有し、前記撮像素子の延在方向他端部に、前記段付ネジの大径部と縦方向の高さが等しく且つ前記段付ネジの大径部より横方向の幅が広い第２のネジ穴を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。
3. 前記撮像素子基板と前記連結部材との間に弾性部材を介装し、
   前記段付ネジの大径部の軸線方向の長さが、前記撮像素子と前記撮像素子基板の厚さの和より大きく、かつ、前記撮像素子と前記撮像素子基板と前記弾性部材の厚さの和よりも小さくなるよう、前記段付ネジの大径部の軸線方向の長さ、前記撮像素子の厚さ、前記撮像素子基板の厚さおよび前記弾性部材の厚さを設定したことを特徴とする請求項２に記載の撮像ユニット。
4. 前記撮像素子基板が、前記段付ネジの大径部よりも大径の貫通穴を有することを特徴とする請求項３に記載の撮像ユニット。
5. 前記撮像素子が、前記撮像素子の延在方向に列設された複数の画素列を有するとともに、前記複数の画素列のうち中央の画素列の延長線上に前記第１のネジ穴および前記第２のネジ穴を有することを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れかに記載の撮像ユニット。
6. 請求項１乃至請求項５の何れかに記載の撮像ユニットを具備したことを特徴とする画像読取装置。
7. 請求項１乃至請求項５の何れかに記載の撮像ユニットを具備したことを特徴とする画像形成装置。

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