JP2010109427A - Image reading apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像読取装置に関し、特に画像読取装置における固体撮像素子の結像位置からの光軸方向の位置ずれを抑制する構造に関する。 The present invention relates to an image reading apparatus, and more particularly to a structure that suppresses a positional deviation in the optical axis direction from an imaging position of a solid-state imaging device in the image reading apparatus.
一般に、複写機やイメージスキャナのように原稿を光学的に読み取る画像読取装置においては、露光ランプにより原稿を照明し、当該原稿面からの反射光を、複数もしくは単数のレンズより成る結像レンズを介してイメージセンサ(固体撮像素子)の受光面上で結像させ、当該イメージセンサの信号を取り出すことにより原稿の画像データを取得するようになっている。 In general, in an image reading apparatus that optically reads a document such as a copying machine or an image scanner, the document is illuminated with an exposure lamp, and reflected light from the document surface is provided with an imaging lens composed of a plurality or a single lens. An image is formed on the light receiving surface of an image sensor (solid-state image sensor) via the image sensor, and image data of the document is acquired by taking out a signal from the image sensor.
このイメージセンサを画像読取装置へ装着する方法としては、例えば、図12に示すように、イメージセンサ271を板状の回路基板272に実装し、当該イメージセンサ271が光軸Lと直交する状態に維持しつつ、回路基板272の長手方向の両端部において基台251に立設された一対の支持部材252にそれぞれネジ282により固定する構成が開示されている(特許文献1参照)。
For example, as shown in FIG. 12, the image sensor 271 is mounted on a plate-like circuit board 272 so that the image sensor 271 is orthogonal to the optical axis L. A configuration is disclosed in which a pair of
しかし、上記の構成では、以下のような問題がある。
すなわち、イメージセンサ271や回路基板272上の実装部品等の発熱、露光ランプの発熱、および周囲の環境の温度変化によって、画像読取装置内部の温度が上昇した場合、回路基板272や基台251が熱膨張する。ところが、回路基板272の材料(例えば、エポキシ樹脂を含浸させたガラス繊維製の布)と基台251の材料(例えば、鉄)の線膨張係数には差があり、通常、前者の方が後者の線膨張係数よりも大きいので、回路基板272の長手方向の伸び量が、基台251の上記一対の支持部材252を結んだ方向における伸び量を上回り、回路基板272に撓みが生じる。
However, the above configuration has the following problems.
That is, when the temperature inside the image reading apparatus rises due to heat generated by the image sensor 271 and the mounted components on the circuit board 272, heat generated by the exposure lamp, and temperature change in the surrounding environment, the circuit board 272 and the base 251 Thermal expansion. However, there is a difference in the coefficient of linear expansion between the material of the circuit board 272 (for example, a glass fiber cloth impregnated with epoxy resin) and the material of the base 251 (for example, iron), and the former is usually the latter. Therefore, the extension amount in the longitudinal direction of the circuit board 272 exceeds the extension amount in the direction connecting the pair of
その結果、図13に示すように、回路基板272に実装されているイメージセンサ271がレンズの光軸L方向に距離β変位する。この変位により、結像位置がイメージセンサ271の受光面上から外れ、原稿からの反射光が正確にイメージセンサ271上に結像せず、画質の劣化を引き起こす。
なお、この回路基板272の撓みは、同図に示すように結像レンズに近づく方向に撓むこともあれば、それとは反対に遠ざかる方向に撓むこともあり、どちらの方向に撓むのかは一概に言えないが、遠ざかった場合でも結像位置とイメージセンサ271の受光面に光軸上における位置ずれが発生することには変わりがない。
As a result, as shown in FIG. 13, the image sensor 271 mounted on the circuit board 272 is displaced by a distance β in the optical axis L direction of the lens. Due to this displacement, the imaging position deviates from the light receiving surface of the image sensor 271, and the reflected light from the original does not form an image accurately on the image sensor 271, causing deterioration in image quality.
The circuit board 272 may bend in a direction approaching the imaging lens as shown in the figure, or may be bent in a direction away from the image forming lens. Although it cannot be said, there is no change in the positional deviation on the optical axis between the imaging position and the light receiving surface of the image sensor 271 even when the distance is long.
この問題を解決するため、特許文献2には、イメージセンサ271を光軸Lに沿って回路基板272に投影した範囲の外で、回路基板272の長手方向もしくは短手方向の一端をネジ等のネジにより固定すると共に、回路基板272の他端に、長手方向もしくは短手方向に伸びる長穴を設けて、これを段付きネジにより締め付けて支持する構造が開示されている。このような構成にすることで、温度変化による回路基板272の長手方向もしくは短手方向における回路基板の伸びを長穴で逃すことができ、回路基板に撓みが生じない構成としている。
しかしながら、特許文献2に記載されている構成を採ったとしても、以下のような問題がある。即ち、回路基板272の長手方向一端で固定され、他端で支持されている場合には、画像読取装置内部の温度が上昇して回路基板272が長手方向に膨張すると、それに伴って当該回路基板272上に実装されているイメージセンサ271の位置も長手方向に変位し、読み取った画像の位置が主走査方向にずれてしまい、最悪の場合には、原稿画像の端の部分が切れて、本来読み取られるべき範囲の画像が読み取られないという事態が発生する虞がある。
However, even if the configuration described in
回路基板の短手方向の一端で固定され、他端で支持されている場合には、長手方向の場合と比較してイメージセンサ271実装箇所の変位は小さいが、それでも固定位置とイメージセンサ271との距離や温度上昇量によっては、回路基板272の短手方向(副走査方向)の伸長に伴い、当該イメージセンサ271が正規の画像読取位置からずれて、原稿画像を正確に読み取れない虞が依然として存在する。 When the circuit board is fixed at one end in the short direction and supported at the other end, the displacement of the mounting position of the image sensor 271 is small compared to the case in the longitudinal direction. Depending on the distance and the amount of temperature rise, the image sensor 271 may shift from the normal image reading position as the circuit board 272 extends in the short direction (sub-scanning direction), and the original image may not be read accurately. Exists.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、温度変化による画質の劣化や読取り位置のずれを極力抑えることが可能な画像読取装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an image reading apparatus that can suppress image quality deterioration and reading position shift due to temperature changes as much as possible.
上記の課題を解決するため、本発明に係る画像読取装置は、原稿面からの反射光を結像レンズを介して、回路基板に搭載された固体撮像素子の受光面上で受光し画像データを生成する画像読取装置であって、前記回路基板を、その搭載した固体撮像素子の受光面が前記結像レンズの光軸に直交するような状態で、当該回路基板の裏面から1点で固定して保持する支持部材を備え、当該回路基板における固定位置は、搭載した固体撮像素子を光軸に沿って回路基板に投影した範囲内に存することを特徴とする。 In order to solve the above problems, an image reading apparatus according to the present invention receives reflected light from a document surface on a light receiving surface of a solid-state imaging device mounted on a circuit board via an imaging lens and receives image data. In the image reading device to be generated, the circuit board is fixed at one point from the back surface of the circuit board in a state where the light receiving surface of the mounted solid-state imaging device is orthogonal to the optical axis of the imaging lens. The fixed position on the circuit board is within a range in which the mounted solid-state imaging device is projected onto the circuit board along the optical axis.
上記構成により、温度変化による回路基板の膨張を規制する部分がなくなり、回路基板の撓みにより固体撮像素子が光軸方向に変位することに起因する画質劣化を防ぐことができ、さらに、固体撮像素子を光軸に沿って回路基板に投影した範囲内で回路基板を固定することにより、固定位置から一番遠い位置にある撮像素子までの距離を従来よりも短くすることができ、回路基板の膨張に伴う光軸に直交する平面上における固体撮像素子の変位が小さくなり、読取り位置のずれを低減することができる。 With the above configuration, there is no part that restricts the expansion of the circuit board due to temperature change, and it is possible to prevent image quality deterioration caused by the displacement of the solid-state image sensor in the optical axis direction due to the bending of the circuit board. By fixing the circuit board within the range projected onto the circuit board along the optical axis, the distance from the fixed position to the image sensor at the farthest position can be made shorter than before, and the expansion of the circuit board As a result, the displacement of the solid-state imaging device on the plane orthogonal to the optical axis is reduced, and the deviation of the reading position can be reduced.
ここで、前記回路基板における固定位置は、前記固体撮像素子の受光面の中心位置を、光軸に沿って回路基板に投影した位置と、ほぼ一致することを特徴とするとしてもよい。
さらに、前記回路基板が前記支持部材に固定される位置は、前記結像レンズのほぼ光軸上にあることを特徴とする構成としてもよい。
これにより、回路基板の膨張に伴う光軸に直交する平面上における固体撮像素子の変位が、固定位置を中心として対称となり、固体撮像素子端部の変位を可及的に低減することが出来る。
Here, the fixed position on the circuit board may be substantially coincident with a position where the center position of the light receiving surface of the solid-state imaging device is projected onto the circuit board along the optical axis.
Furthermore, the position where the circuit board is fixed to the support member may be substantially on the optical axis of the imaging lens.
Thereby, the displacement of the solid-state imaging device on the plane orthogonal to the optical axis accompanying the expansion of the circuit board becomes symmetric with respect to the fixed position, and the displacement of the end of the solid-state imaging device can be reduced as much as possible.
また、前記回路基板の前記固定位置を中心とした回転を規制する回転規制手段を備えることを特徴とするとしてもよい。
これにより、固定位置を中心として回路基板が回転しようとする力を規制し、組立時において回路基板の位置決めが容易になると共に、使用中に震動などにより回路基板が固定位置を中心に回転するのを阻止することができる。
Moreover, it is good also as providing the rotation control means which controls the rotation centering | focusing on the said fixed position of the said circuit board.
This restricts the force that the circuit board tries to rotate around the fixed position, making it easier to position the circuit board during assembly, and causing the circuit board to rotate around the fixed position due to vibration during use. Can be prevented.
更に、前記回転規制手段は、前記支持部材および回路基板の一方に設けられた長穴と、他方に設けられ前記長穴に係合する係合ピンとからなり、当該長穴の長手方向の略延長線上に、前記固定位置が存することを特徴とするとしてもよい。
これにより、回転規制手段が固定位置を中心とした回路基板の膨張を規制することがないため、回路基板の撓みを発生させること無く当該回路基板の回転方向における位置を安定させることができるという効果がある。
Further, the rotation restricting means includes an elongated hole provided in one of the support member and the circuit board and an engaging pin provided in the other and engaging with the elongated hole, and substantially extending in the longitudinal direction of the elongated hole. The fixed position may exist on the line.
Thereby, since the rotation restricting means does not restrict the expansion of the circuit board around the fixed position, the position of the circuit board in the rotation direction can be stabilized without causing the circuit board to bend. There is.
また、ここで、前記固定位置において、前記支持部材と前記回路基板との間に介在し、前記光軸と垂直な平面に対する前記固体撮像素子の受光面の傾きを調整する姿勢調整部材を備えることを特徴とするとしてもよい。
これにより、取り付け時において、固体撮像素子の受光面が光軸に直交する平面内にあるように微調整することが可能である。
Further, here, at the fixed position, there is provided an attitude adjustment member that is interposed between the support member and the circuit board and adjusts the inclination of the light receiving surface of the solid-state imaging device with respect to a plane perpendicular to the optical axis. It may be characterized by.
Thereby, at the time of attachment, it is possible to finely adjust so that the light receiving surface of the solid-state imaging device is in a plane perpendicular to the optical axis.
ここで、前記回路基板は、前記固定位置においてネジを介して前記支持部材に固定され、前記姿勢調整部材は、前記ネジが遊挿される貫通穴を有する2個のくさび状部材を、そのくさび面が接するように組み合わせてなることを特徴とするとしてもよい。
これにより、少ない部品点数でありながら、回路基板取り付け時の光軸に直交する平面に対する傾きを容易に微調整することができるという効果がある。
Here, the circuit board is fixed to the support member via a screw at the fixing position, and the posture adjusting member includes two wedge-shaped members having through holes into which the screw is loosely inserted. It is good also as a characteristic that it combines so that may contact | connect.
Accordingly, there is an effect that the inclination with respect to the plane orthogonal to the optical axis when the circuit board is attached can be easily finely adjusted while the number of parts is small.
また、前記姿勢調整部材は、高熱伝導性材料からなることを特徴とするとしてもよい。
これにより、固体撮像素子および回路基板の発生する熱が、容易に姿勢調整部材へと移動することができ、回路基板の温度上昇を抑制する効果が得られる。
更に、前記支持部材は、高熱伝導性材料からなることを特徴とするとしてもよい。
これにより、固体撮像素子および回路基板の発生する熱が、姿勢調整部材を通じて容易に支持部材へと移動し、支持部材が放熱部材としての役割を果たすことで、より効果的に回路基板の温度上昇を抑制できるという効果がある。
The posture adjusting member may be made of a highly heat conductive material.
Thereby, the heat which a solid-state image sensor and a circuit board generate | occur | produce can move to an attitude | position adjustment member easily, and the effect which suppresses the temperature rise of a circuit board is acquired.
Furthermore, the support member may be made of a highly heat conductive material.
As a result, the heat generated by the solid-state imaging device and the circuit board is easily transferred to the support member through the attitude adjustment member, and the support member serves as a heat dissipation member, thereby increasing the temperature of the circuit board more effectively. There is an effect that can be suppressed.
以下、本発明に係る実施の形態を、画像読取装置に適用した場合を例に、図面に基づいて説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率は実際のものとは適宜異なって表されている。
<実施の形態1>
(1.画像読取装置の全体構成)
図1は、本発明の実施の形態に係る画像読取装置1の全体構成を示す概略図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings, taking as an example a case where the embodiments are applied to an image reading apparatus. In the drawings shown below, the dimensions and ratios of the respective constituent elements are appropriately different from the actual ones in order to make the respective constituent elements recognizable on the drawings.
<
(1. Overall configuration of image reading apparatus)
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of an
同図に示すように、画像読取装置1は、原稿押さえ板2と画像読取部3から成り、画像読取部3は、上面にプラテンガラス31が嵌め込まれた箱状の機枠32内に、スキャナユニット33、折り返しミラーユニット34、制御部40、および画像読取ユニット50等を備える。スキャナユニット33は、露光ランプ331と折り返しミラー332から成る。折り返しミラーユニット34は、折り返しミラー341および342で構成されている。機枠32の上面には、プラテンガラス31上に載置された原稿を上方から押さえるための原稿押さえ板2が、機枠32に対して開閉可能に軸支されている。
As shown in FIG. 1, the
プラテンガラス31上に載置された原稿は当該プラテンガラス31を通して露光ランプ331により照射される。当該原稿からの反射光は、折り返しミラー332により水平方向に反射され、更に折り返しミラー341および342で反射されて画像読取ユニット50へと入光する。画像読取ユニット50は、レンズユニット60やイメージセンサ71等を備え、それらがカバー100により覆われた構成となっている。
An original placed on the platen glass 31 is irradiated by an exposure lamp 331 through the platen glass 31. The reflected light from the document is reflected in the horizontal direction by the folding mirror 332, further reflected by the folding mirrors 341 and 342, and enters the
原稿読み取りを実行する場合には、スキャナユニット33を、図示しない駆動機構により同図の矢印Aの方向に移動させて、当該原稿画像をスキャンする(このようなスキャン方法は、一般に「ミラースキャン方式」と呼ばれる。)。この際、折り返しミラーユニット34が上記スキャナユニット33と同方向に、その移動速度の半分の速度で移動するようになっており、これにより、原稿面から画像読取ユニット50内のレンズユニット60までの光路長が一定に保たれた状態で、原稿からの反射光を画像読取ユニット50内のイメージセンサ71の受光面で結像させることができる。
When performing document reading, the scanner unit 33 is moved in the direction of arrow A in the figure by a drive mechanism (not shown) to scan the document image (this scanning method is generally referred to as “mirror scan method”). "). At this time, the
なお、スキャナユニット33の駆動機構としては、例えば、矢印A方向と平行に配設された2本もしくはそれ以上の本数のレールに、スキャナユニット33を摺動可能に保持させると共に、プーリに張架されたワイヤーの一部にスキャナユニット33を連結し、当該ワイヤーをスキャナモータMにより駆動する公知の駆動方式が使用される。
イメージセンサ71に入射した原稿からの反射光は、電気信号に変換され、制御部40においてA/D変換されて多値のデジタル信号となり、更にシェーディング補正や濃度変換、エッジ強調などの処理を加えられた後、制御部40内の画像メモリに格納される。
(2.画像読取ユニット50の構成)
図2および図3は画像読取ユニット50の構成を示す概略図である。
As a driving mechanism of the scanner unit 33, for example, the scanner unit 33 is slidably held on two or more rails arranged in parallel with the direction of the arrow A, and is stretched on a pulley. A known drive system is used in which the scanner unit 33 is connected to a part of the wire, and the wire is driven by the scanner motor M.
Reflected light from the document incident on the
(2. Configuration of the image reading unit 50)
2 and 3 are schematic views showing the configuration of the
図2は、光軸Lを含む垂直な平面による断面図であり、図3は光軸Lを含む水平な平面による断面図である。同図2および図3に示すように、画像読取ユニット50は、基台51がカバー100によって覆われた構造となっており、基台51のX’方向端部近傍に、原稿からの反射光を結像させるためのレンズユニット60を備える。
レンズユニット60は、複数の結像レンズ61と、それらを保持するレンズブラケット62とを有し、レンズブラケット62は基台51の所定の位置に固定されている。
2 is a cross-sectional view taken along a vertical plane including the optical axis L, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along a horizontal plane including the optical axis L. As shown in FIGS. 2 and 3, the
The
カバー100は、樹脂材料、または鉄など金属材料から成り、X’方向端面に開口部を有し、折り返しミラーユニット34からの原稿の反射光がレンズユニット60に入射できるようになっている。
レンズユニット60の上記反射光の進行方向後段には、当該レンズユニット62から所定距離をおいて、撮像部70が配設されている。撮像部70は、撮像素子を有するイメージセンサ71が回路基板72に実装され、当該回路基板72が基台51に取り付けられた支持部材52に固定された構成となっている。なお、上記イメージセンサ71として、CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサ等の撮像デバイスが使用される。
The
An
上記回路基板72は、板状の樹脂材料(例えば、エポキシ樹脂を含浸させたガラス繊維製の布)で形成されている。回路基板72上には、銅箔を用いて形成された回路パターンが設けられており、イメージセンサ71、および当該イメージセンサ71を駆動するための電子部品が、当該回路パターン上に実装されている。
図4は、撮像部70が支持部材52に固定される様子を示す斜視図であり、図5は、その光軸Lを含む水平方向の平面による断面図である。回路基板72のほぼ中央の位置には、丸孔73が穿設され、当該丸孔73のイメージセンサ71が実装される側からナット部材81が嵌挿され、そのフランジ81aが回路基板72に当接した状態で取着される。そして、その上からイメージセンサ71の受光面の中心が上記ナット部材81のネジ孔のほぼ中心軸上に来るような状態で回路基板72に実装される。
The
4 is a perspective view showing a state in which the
ナット部材81の先端部は、基台51においてレンズユニット60から所定距離をおいて立設された支持部材52に設けられた丸孔53に嵌挿され、適当な治具を使用して、回路基板72の長手方向を、基台72に対して平行に維持した状態で、当該ナット部材81のネジ孔にネジ82を締め付けることにより、回路基板72を支持部材52に固定する。
なお、本実施の形態においては、回路基板72や支持部材52の丸孔73、53の代わりに、断面形状が多角形の貫通孔を設け、ナット部材81の横断面の形状もこれに嵌合する多角形とすることにより、ネジ締め時にナット部材81の共回りを回避でき、取付け作業が容易になる。
The distal end portion of the
In the present embodiment, instead of the round holes 73 and 53 of the
また、フランジ81aの厚みは、個体撮像素子71の裏面と干渉しない程度の大きさに抑えられ、場合によってはその一部もしくは全部が回路基板72に没入するような構成であってもよい。そのようにすることで、ナット部材81のフランジ81aがイメージセンサ71と接触して、破損や変形、歪み等を引き起こす危険性を減ずることができる。
上記のように、回路基板72を支持部材52に、ほぼ光軸L上の1箇所で固定することで、温度変化により回路基板が膨張・収縮しても、他に膨張・収縮を規制するものが無いため、回路基板72はその主面に平行な平面内で自在に膨張・収縮し、光軸L方向に撓むことがなくなる。
Further, the thickness of the flange 81a may be suppressed to a size that does not interfere with the back surface of the
As described above, by fixing the
従って、レンズユニット60からイメージセンサ71までの距離が変化せず、結像位置がイメージセンサ71上から外れて画質の劣化が発生することがない。さらに、固定箇所が一箇所であるため、取り付け工程の簡略化や部品点数削減の効果もある。
また、本実施の形態では、回路基板72の固定位置(丸孔73)をイメージセンサ71の受光面の中心の回路基板72への投影位置とほぼ一致するように構成しているので、次のような効果が得られる。なお、上記受光面の中心とは、受光面の長手方向の中心線と短手方向の中心線の交点を意味する。
Accordingly, the distance from the
In the present embodiment, the fixing position (round hole 73) of the
(1)回路基板72の固定位置から見てイメージセンサ71の撮像素子のうち一番遠い位置にあるもの(以下、「最外撮像素子」という。)との距離を最小にすることができるため、熱膨張による当該最外撮像画素の変位量を最小にすることができ、読取り範囲の誤差の発生を可及的に抑えることができる。
(2)当該固定位置をイメージセンサ71と回路基板72を合わせた部材の重心と近似させることができ、重力によって生じる当該固定位置周りの左右のモーメントをほぼ等しくすることができるため、使用中に回路基板の回転ずれなどが生じにくい。
(1) Since the distance from the farthest image sensor of the
(2) Since the fixed position can be approximated to the center of gravity of the combined member of the
(3)たとえ、振動などにより回路基板72が、ネジ82を中心に微少回転することがあったとしても、最外撮像素子のネジ82による固定位置までの距離が短いので、回路基板72の回転による当該最外撮像素子の光軸Lに直交する平面内における変位量を最小限にできる。
(4)通常、イメージセンサ71は、図3にも示すようにその長手方向の中心に対して対称的にリードピンが設けられているので、上記固定位置を起点にして回路基板が長手方向に対称的に熱膨張すると、固体撮像素子71の長手方向に中心に対し反対方向にほぼ等分に変位させようとする力が作用し、当該リードピンの弾性によりそれらの変位が吸収されて、固体撮像素子71本体はほとんど変位しないという利点が考えられる。
(3) Even if the
(4) Usually, the
また、さらに、結像レンズ61の光軸L上の固定位置で回路基板71を保持しているため、撮像素子の変位量を光軸Lを挟んで対称に維持でき、読取り画像の劣化がより目立ちにくいと考えられる。
もっとも、回路基板72上における、上記ナット部材81およびネジ82による固定位置80は、イメージセンサ71の中心を光軸Lに沿って回路基板72に投影させた位置に必ずしも一致させなくとも、イメージセンサ71を回路基板72上に光軸Lに平行な方向に投影した範囲内にあるとしてもよい。このようにすることで、固定位置が従来のようにイメージセンサ71の投影範囲外にある場合と比較して、イメージセンサ71の最外撮像素子の固定位置80からの距離が小さくなり、回路基板72の熱膨張による当該イメージセンサ71の変位も小さくなるからである。
Furthermore, since the
However, the fixing
<実施の形態2>
上記実施の形態1においては、イメージセンサ71を回路基板72の裏面の所定の一点で支持部材52に保持する構成について説明した。
本実施の形態は、これを更に発展させ、回路基板72の光軸Lに垂直な面に対する取り付け時の傾きを調整する姿勢調整ユニットを備えた構成について説明する。なお、説明の重複を避けるため、実施の形態1と同じ内容のものについてはその説明を省略し、同じ構成要素については、同符号を付すものとする。
<
In the first embodiment, the configuration in which the
In the present embodiment, this will be further developed, and a configuration provided with an attitude adjustment unit that adjusts the inclination of the
図6に示されるように、姿勢調整ユニット90は、円筒をその中心軸と斜めに交わる平面で切断した形状をし、それぞれ貫通孔911、貫通孔921を有するくさび形の姿勢調整部材91および92から成る。
当該姿勢調整部材91および92は、それぞれくさび面912および922を有する。
なお、図6では、くさび面912、922の端面913、923に対してなす角度は分かりやすいように誇張して示しているが、実際には製造段階における組立誤差を補間する程度の微少な角度であればよい。
As shown in FIG. 6, the
The
In FIG. 6, the angles formed by the wedge surfaces 912 and 922 with respect to the end surfaces 913 and 923 are exaggerated for easy understanding. However, in reality, the angles are so small as to interpolate an assembly error in the manufacturing stage. If it is.
図7は、本実施の形態の形態における回路基板72の取付け部における光軸Lを含む水平な平面による断面図である。同図に示されるように、姿勢調整ユニット90は、回路基板72と支持部材52との間で、且つ、ネジ82およびナット部材81の先端部に遊挿されて使用される。同図の場合には、支持部材52の主面が光軸Lに垂直となっており、傾き調整の必要がなく、端面913と端面923が平行となるように、姿勢調整部材91、92の回転方向における相対的位置が調整される。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a horizontal plane including the optical axis L in the mounting portion of the
図8に示されるように、支持部材52の主面が光軸L(X―X’方向)に直交する平面に対してα傾いている場合に、イメージセンサ71を取り付ける組立段階で、姿勢調整部材91と92を相対的に回転させ、図9に示すように、姿勢調整ユニット90の回路基板72に接する面と支持部材52に接する面との交差角度(すなわち、端面913と923のなす角度)がαとなるように調整し、上記傾き角度αを解消するように当該回路基板72の姿勢を調整する。上記角度αを解消する回路基板72の姿勢調整は、例えば、結像状態が確認しやすい原稿(例えば、読取領域の両端部に、黒線または黒点が描かれたチャート)からの反射光をイメージセンサ71で受光し、当該イメージセンサ71両端部の撮像素子が受光する光の強度分布から結像状態を検出し、両端での差異が無くなるように、回路基板72の姿勢を調整することにより行うことができる。
As shown in FIG. 8, when the main surface of the
この際、当該姿勢調整部材91と92の貫通孔911、921の中心軸は相互に傾くので、姿勢調整部材91と92の内径を、ナット部材81の外径よりも若干大きくして、当該ナット部材81とネジ82が両者を貫通できるようにしている。
なお、図9では、視認しやすいように角度αを誇張して表しているが、実際には、角度αは通常1度以下の微小なものである。
At this time, since the central axes of the through
In FIG. 9, the angle α is exaggerated for easy visual recognition. However, in practice, the angle α is usually a minute one or less.
また、姿勢調整部材91および92双方の中心軸が一致してくさび面同士で接している状態、即ち、姿勢調整ユニット90が完全な円筒形の状態である場合に、姿勢調整ユニット90としての高さが最小となるため、ナット部材81とネジ82の螺合による締め付け力に対する抵抗が最小となる。従って、姿勢調整部材91および92を相対的に回転させて中心軸にずれを生じさせた状態においては、そのずれを解消して元に戻ろうとする力が働く。そこで、傾き角度αを解消するように回路基板72の姿勢を調整した状態を保持するためには、上記元に戻ろうとする力を制止する何らかの手段が必要である。そのため、本実施の形態では、姿勢調整部材91および92は、互いが接するくさび面912および921がそれぞれ粗面としてそれぞれのくさび面912と922との間に大きな摩擦抵抗が発生するようにし、加えて、スプリングワッシャー84(図8参照)を介挿して付勢力を一定以上に保つことにより、当該姿勢調整部材91と92がずれて元の回転位置に戻ろうとするのを防ぐ構成となっている。
Further, when the
なお、上記実施の形態では、姿勢調整ユニット90の外形を円筒形としているが、これに限られず、例えば、傾き角度調整時に外部から保持しやすく、回転させやすいように、円筒の外周面の一部に突起や窪みを設けたり、多角柱形状や歯車形状にしてもよい。
さらに、姿勢調整ユニット90に、熱伝導性の比較的高い高熱伝導性部材、例えば金属や、樹脂に熱伝導性を向上させる効果のある金属やカーボン等のフィラーを混入した素材を用いることにより、回路基板72の熱を姿勢調整ユニット90を介して支持部材52に伝導させ、当該回路基板72の温度上昇を抑える効果も期待出来る。
In the above embodiment, the outer shape of the
Furthermore, by using a material having a relatively high thermal conductivity member, for example, a metal or a filler mixed with a filler such as metal or carbon having an effect of improving thermal conductivity, in the
その際、支持部材52にも同様に、熱伝導性の高い素材、例えば金属や金属のフィラーを混入した樹脂を用いることにより、回路基板72の熱を姿勢調整ユニット90を介してより熱容量の大きな支持部材52に伝導させ、さらに、当該支持部材52が放熱部材としての役割を果たすことにより、当該回路基板72の温度上昇をより効果的に抑えることが可能になる。
<変形例>
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することが出来る。
(1)上記各実施の形態において、回路基板72が支持部材52に対して回転しないように回転規制部材を設けてもよい。
At that time, similarly, a material having high thermal conductivity, for example, a resin mixed with metal or a metal filler is used for the
<Modification>
As described above, the present invention has been described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the following modifications can be implemented.
(1) In each of the above embodiments, a rotation restricting member may be provided so that the
図10は、この場合における実施の形態1の変形例を示すための支持部材52側からみたときの斜視図であり、図11は図10において光軸Lを含み基台51に平行な面における断面を示す図である。
両図に示すように、支持部材52の丸孔53の中心を通り回路基板72の長手方向と平行な直線上に、同直線方向に伸びる長穴54を設け、当該長孔54に回路基板72に立設された回転規制ピン83を係合させる構成としてもよい。
FIG. 10 is a perspective view when viewed from the
As shown in both figures, a long hole 54 extending in the straight line direction is provided on a straight line passing through the center of the
このような構成にすることにより、固定位置80を中心とした回路基板72の回転を規制することができ、当該回路基板72の位置がより一層安定する。また、組立時における位置決めも容易になり作業効率が向上する。
なお、長穴54を設ける位置は必ずしも、図10に示すものに限られず、長径の延長線上に固定位置80(丸穴53の中心)が存在するようにすればよい。
With such a configuration, the rotation of the
The position where the long hole 54 is provided is not necessarily limited to that shown in FIG. 10, and the fixing position 80 (the center of the round hole 53) may exist on the extended line of the long diameter.
このような構成にすると、回路基板72は固定位置80を基点として自在に膨張・収縮可能となり、当該回路基板72に撓みを発生させること無く、回転を規制することができるからである。
なお、上記の変形例では、長穴54は長円形としたが、回転規制ピン83が長孔54内を滑らかに移動できるのであればこれに限られず、例えば細長い矩形としてもよい。また、回転規制ピン83は、長孔54内を滑らかに移動できるのであれば円柱状に限られず、例えば他の断面形状であってもよい。
With such a configuration, the
In the above modification, the elongated hole 54 is oval. However, the present invention is not limited to this as long as the rotation restricting pin 83 can move smoothly in the elongated hole 54. For example, the elongated hole 54 may be an elongated rectangle. Further, the rotation restricting pin 83 is not limited to a cylindrical shape as long as it can move smoothly in the long hole 54, and may have another cross-sectional shape, for example.
また、当該回転規制ピン83は、支持部材52側に設けられるとしてもよい。その場合は、回路基板72側に長穴が設けられ、回転規制ピン83は、支持部材52の回路基板72に接する面と反対側の面から当該支持部材52に嵌挿される。
回転規制ピン83は、回路基板72、もしくは、支持部材52に設けられた孔に嵌挿されるだけでもよいが、接着剤等により当該回路基板72に接着されているとしてもよく、また、回路基板72、もしくは、支持部材52と一体化しているとしてもよい。さらに、回転規制ピン83が回路基板72側から嵌挿される場合、当該回転規制ピン83が、ナット部材81と一体となっているとしてもよい。
(2)上記各実施の形態においては、ナット部材81が回路基板72および支持部材52に設けられた丸孔73および53に嵌挿され、当該ナット部材81にネジ82が螺合することにより、回路基板72が支持部材52に固定されるとしたが、これに限られず、以下のようにしてもよい。即ち、ナット部材81を使用せず、回路基板72のイメージセンサ71が実装される面とは反対の面に、中心にネジ孔を持つ凸部が当該回路基板72と一体となって設けられ、当該凸部が支持部材52に設けられた丸孔53に嵌挿され、ネジ82により固定されるとしてもよい。
Further, the rotation restricting pin 83 may be provided on the
The rotation restricting pin 83 may be merely fitted into the
(2) In each of the above embodiments, the
また、支持部材52に設けられた丸孔53にネジ82を挿貫し、さらに、回路基板72の回路パターンがプリントされていない部分に設けられた孔に当該ネジ82を挿貫し、回路基板72の支持部材52と接している面と反対の面に突出した当該ネジ82の突出部をナット等の別のネジにより固定するとしてもよい。この場合、ネジ82の上記突出部およびナット等の別のネジがイメージセンサ71に触れて破損や変形、歪み等を引き起こさないよう、これらのネジには十分小さなものを用いるとよく、また、これらの一部が回路基板72に没入するようにしてもよい。
(3)上記各実施の形態においては、ミラースキャン方式を用いた例を説明したが、読取装置がこれに限られないことは言うまでも無く、少なくとも集光レンズおよびイメージセンサを有し、原稿面からの反射光を集光レンズを介してイメージセンサの受光面で受光する画像読取装置一般に適用することができる。例えば、光源や折り返しミラー等を移動させること無く、原稿をプラテンガラス上の特定の領域を通過させて画像を読み取る、所謂シートスルースキャン方式の画像読取装置や、光源とレンズや折り返しミラー等の光学エレメント、およびイメージセンサをひとつの筐体内に収納してユニット化し、これを移動させて原稿を読み取る、所謂ユニットスキャン方式の画像読取装置に適用した場合においても、同様の効果を得ることができる。
Further, the
(3) In each of the above embodiments, an example using the mirror scan method has been described. Needless to say, the reading apparatus is not limited to this, and at least a condenser lens and an image sensor are provided. The present invention can be generally applied to an image reading apparatus that receives reflected light from a surface on a light receiving surface of an image sensor via a condenser lens. For example, a so-called sheet-through scanning image reading apparatus that reads an image through a specific area on a platen glass without moving a light source, a folding mirror, or the like, or an optical source such as a light source and a lens or a folding mirror The same effect can be obtained even when the element and the image sensor are housed in a single casing to form a unit, and the unit and the image sensor are moved to read an original so as to be applied to a so-called unit scan type image reading apparatus.
また、画像データに基づきシート上に画像を形成する画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ装置、多機能複合機(MFP:Multiple Function Peripheral)等に、原稿画像を読み取る画像読取部が備えられている場合に、当該画像読取部として上記の画像読取装置を適用することも可能である。さらに、上記実施の形態および上記変形例の内容を可能な範囲で夫々組み合わせるとしてもよい。 In addition, an image forming apparatus that forms an image on a sheet based on image data, for example, a copier, a facsimile machine, a multi-function multifunction peripheral (MFP), and the like includes an image reading unit that reads an original image. In the case of the image reading unit, the image reading apparatus described above can be applied as the image reading unit. Furthermore, the contents of the above embodiment and the above modification examples may be combined within a possible range.
本発明の画像読取装置は、イメージセンサの光軸方向の変位を防止し、且つ、光軸と直交する平面内における変位を最小限にして、画質の劣化を最小限に抑える技術として有用である。 The image reading apparatus of the present invention is useful as a technique for preventing image sensor displacement in the optical axis direction and minimizing displacement in a plane perpendicular to the optical axis to minimize image quality degradation. .
1 画像読取装置
2 原稿押さえ板
3 画像読取部
31 プラテンガラス
32 機枠
33 スキャナユニット
331 露光ランプ
332、341、342 折り返しミラー
34 折り返しミラーユニット
40 制御部
50 画像読取ユニット
51、251 基台
52、252 支持部材
53、73 丸孔
54 長孔
60、260 レンズユニット
61、261 結像レンズ
62、262 レンズブラケット
70 撮像部
71、271 イメージセンサ
72、272 回路基板
80、280 固定位置
81 ナット部材
81a フランジ
82、282 ネジ
83 回転規制部材
84 スプリングワッシャー
90 姿勢調整ユニット
91、92 姿勢調整部材
911、921 貫通孔
912、922 くさび面
913、923 端面
100 カバー
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記回路基板を、その搭載した固体撮像素子の受光面が前記結像レンズの光軸に直交するような状態で、当該回路基板の裏面から1点で固定して保持する支持部材を備え、
当該支持部材の回路基板に対する固定位置は、搭載した固体撮像素子を光軸に沿って回路基板に投影した範囲内に存する
ことを特徴とする画像読取装置。 An image reading device that receives reflected light from a document surface via an imaging lens on a light receiving surface of a solid-state imaging device mounted on a circuit board and generates image data,
A support member that holds the circuit board fixed at one point from the back surface of the circuit board in a state where the light receiving surface of the mounted solid-state imaging device is orthogonal to the optical axis of the imaging lens;
An image reading apparatus characterized in that the fixing position of the support member with respect to the circuit board is within a range in which the mounted solid-state imaging device is projected onto the circuit board along the optical axis.
を特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。 2. The image reading apparatus according to claim 1, wherein the fixed position on the circuit board substantially coincides with a position where the center position of the light receiving surface of the solid-state imaging device is projected onto the circuit board along the optical axis. .
ことを特徴とする請求項1または2に記載の画像読取装置。 The image reading apparatus according to claim 1, wherein a position at which the circuit board is fixed to the support member is substantially on an optical axis of the imaging lens.
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の画像読取装置。 The image reading apparatus according to claim 1, further comprising a rotation restricting unit that restricts the circuit board from rotating about the fixed position.
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の画像読取装置。 An attitude adjustment member that is interposed between the support member and the circuit board at the fixed position and adjusts an inclination of a light receiving surface of the solid-state imaging device with respect to a plane perpendicular to the optical axis. Item 4. The image reading apparatus according to any one of Items 1 to 3.
前記姿勢調整部材は、前記ネジが遊挿される貫通穴を有する2個のくさび状部材を、そのくさび面が接するように組み合わせてなる
ことを特徴とする請求項6に記載の画像読取装置。 The circuit board is supported by the support member via a screw at the fixed position,
The image reading apparatus according to claim 6, wherein the posture adjusting member is formed by combining two wedge-shaped members having through holes into which the screws are loosely inserted so that the wedge surfaces are in contact with each other.
ことを特徴とする請求項6または7に記載の画像読取装置。 The image reading apparatus according to claim 6, wherein the posture adjusting member is made of a highly heat conductive material.
ことを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の画像読取装置。 The image reading apparatus according to claim 1, wherein the support member is made of a high thermal conductivity material.
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