JP2010283436A - Reader - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コピー機等に用いられる読取装置に関する。 The present invention relates to a reading device used for a copying machine or the like.
近年、コピー機の裏面読み取りセンサ、ファクシミリ装置若しくはスキャナの原稿読み取りセンサ、又は金融端末装置等の紙幣認識センサ等に、小型の密着型イメージセンサが用いられている。密着型イメージセンサは、原稿面を主走査方向に複数領域に分割し、複眼レンズを用いて画像を読み取るものである。複眼レンズとしては、半径方向に所定の関数で規定される屈折率分布を有するロッドレンズを複数配列したロッドレンズアレイが用いられ、これにより正立等倍像を得ている。 2. Description of the Related Art In recent years, small contact image sensors have been used as backside reading sensors for copying machines, document reading sensors for facsimile machines or scanners, or banknote recognition sensors for financial terminal devices. The contact image sensor divides a document surface into a plurality of regions in the main scanning direction and reads an image using a compound eye lens. As the compound eye lens, a rod lens array in which a plurality of rod lenses having a refractive index distribution defined by a predetermined function in the radial direction is arranged is used to obtain an erecting equal-magnification image.
このような密着型イメージセンサにおいて、原稿面を照明する発光手段として、ロッドレンズアレイと平行に発光ダイオードを並べたものが知られている(例えば、特許文献3)。また、ロッドレンズアレイの配列方向に長い導光体を配置し、その両端または一端に発光ダイオードを配置して光を導光体内に入射させ、導光体の外周面から出射された光で原稿を照明するものも知られている(例えば、特許文献1,2)。
In such a contact image sensor, as a light emitting means for illuminating a document surface, a light emitting diode arranged in parallel with a rod lens array is known (for example, Patent Document 3). In addition, a long light guide is arranged in the arrangement direction of the rod lens array, light emitting diodes are arranged at both ends or one end of the light guide so that light enters the light guide, and the original is generated by the light emitted from the outer peripheral surface of the light guide Is also known (for example,
導光体としては、柱状の導光体のほか(例えば、特許文献1参照)、柱状の導光体の両端部を90度屈曲させたものが用いられる(例えば、特許文献2参照)。後者の場合、受光素子が実装された電子回路基板に発光ダイオードを実装し、導光体の屈曲部の端面に対向させている。 As the light guide, in addition to a columnar light guide (see, for example, Patent Document 1), one in which both ends of the columnar light guide are bent by 90 degrees is used (for example, see Patent Document 2). In the latter case, the light emitting diode is mounted on the electronic circuit board on which the light receiving element is mounted, and is opposed to the end surface of the bent portion of the light guide.
しかしながら、一般に、導光体はアクリル等の樹脂で作製されており、線膨張係数は7×10−5程度である。一方、導光体や発光ダイオードを取り付けるフレームは、剛性を必要とするため、アルミニウム等の金属で作製されており、アルミニウムの場合は線膨張係数が2.83×10−5である。また、フレームに取り付けられる電子回路基板の線膨張係数は1.5×10−5程度である。そのため、導光体の長さを300mmとすると、温度上昇が60℃程度となる照明部では、アクリル製の導光体が約1.2mm伸びるのに対し、アルミニウム製のフレームは0.45mm、電子回路基板は0.25mmと伸び量が小さい。その結果、導光体と、フレームや電子回路基板との間で寸法差が生じ、導光体の入射部(入射端面)と発光ダイオードとの位置ずれが生じ、これにより照明光量が変動するという問題がある。 However, in general, the light guide is made of a resin such as acrylic, and the linear expansion coefficient is about 7 × 10 −5 . On the other hand, the frame for attaching the light guide and the light emitting diode is made of a metal such as aluminum because rigidity is required. In the case of aluminum, the linear expansion coefficient is 2.83 × 10 −5 . Moreover, the linear expansion coefficient of the electronic circuit board attached to the frame is about 1.5 × 10 −5 . Therefore, when the length of the light guide is 300 mm, in the illumination section where the temperature rise is about 60 ° C., the acrylic light guide extends about 1.2 mm, whereas the aluminum frame is 0.45 mm, The electronic circuit board has a small elongation of 0.25 mm. As a result, a dimensional difference occurs between the light guide and the frame or the electronic circuit board, and a positional deviation occurs between the incident portion (incident end face) of the light guide and the light emitting diode, thereby varying the amount of illumination light. There's a problem.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、温度変化による導光体の入射部と発光素子との位置ずれを最小限に抑え、これにより照明光量の変動を抑制した読取装置を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and its purpose is to minimize the positional deviation between the incident portion of the light guide and the light emitting element due to a temperature change, thereby changing the amount of illumination light. An object of the present invention is to provide a reading apparatus that suppresses the above-described problem.
本発明に係る読取装置は、光を発する発光手段と、被写体を照明する導光体であって、発光手段からの光が端部から入射する柱状部を有し、柱状部の端部近傍に、当該柱状部の長手方向に略垂直に突出する突出部を有する導光体と、導光体と発光手段とを保持する保持手段であって、突出部に係合する係合部を有する保持手段とを有する。係合部は、柱状部の長手方向において突出部を挟み込むように係合しており、温度変化により導光体と保持手段との相対位置が変化した場合に、係合部に対して被係合部である突出部が移動可能である。 The reading apparatus according to the present invention is a light emitting unit that emits light, and a light guide that illuminates a subject, and has a columnar portion that light from the light emitting unit enters from an end portion, and is near the end portion of the columnar portion. , A light guide having a protruding portion that protrudes substantially perpendicular to the longitudinal direction of the columnar portion, and a holding means that holds the light guide and the light emitting means, and has an engaging portion that engages with the protruding portion. Means. The engaging portion is engaged so as to sandwich the protruding portion in the longitudinal direction of the columnar portion, and is engaged with the engaging portion when the relative position between the light guide and the holding means changes due to a temperature change. The projecting part which is a joint part is movable.
本発明に係る読取装置は、また、光を発する発光手段と、被写体を照明する導光体であって、発光手段からの光が端部から入射する柱状部を有すると共に、柱状部の端部に、柱状部の長手方向に対して略垂直に屈曲した屈曲部を有する導光体と、導光体及び発光手段を保持する保持手段とを有する。導光体は、柱状部と屈曲部との間に位置し、柱状部との間に段差を有する係合部を有する。保持手段は、係合部に係合する被係合部を有する。温度変化により導光体と保持手段との相対位置が変化した場合に、屈曲部と柱状部との間の係合部に対して被係合部が移動可能である。 The reading apparatus according to the present invention is also a light emitting unit that emits light and a light guide that illuminates a subject, and has a columnar part on which light from the light emitting unit is incident from an end, and an end of the columnar part. In addition, a light guide body having a bent portion bent substantially perpendicularly to the longitudinal direction of the columnar portion, and a holding means for holding the light guide body and the light emitting means. The light guide has an engaging portion that is located between the columnar portion and the bent portion and has a step between the columnar portion. The holding means has an engaged portion that engages with the engaging portion. When the relative position between the light guide and the holding means changes due to temperature change, the engaged portion can move with respect to the engaging portion between the bent portion and the columnar portion.
本発明によれば、温度変化による導光体の端部と発光素子との間隔の変化を、導光体と保持手段との伸び量の差の略半分に抑えることができる。その結果、発光素子から導光体に入射する入射光量の変動を抑え、これにより照明光量の変動を抑えた安定した照明装置を実現することができる。 According to the present invention, the change in the distance between the end portion of the light guide and the light emitting element due to the temperature change can be suppressed to substantially half of the difference in elongation between the light guide and the holding means. As a result, it is possible to realize a stable lighting device that suppresses fluctuations in the amount of incident light that enters the light guide from the light emitting element, and thereby suppresses fluctuations in the quantity of illumination light.
以下、本発明の各実施の形態について、図面に基づいて説明する。
実施の形態1.
図1Aは、本発明の実施の形態1における読取装置10を示す分解斜視図である。図1Bは、本発明の実施の形態1における読取装置10のホルダ81を示す斜視図である。図1Cは、本発明の実施の形態1における読取装置10の光学素子基板7を示す斜視図である。図2は、本発明の実施の形態1における読取装置10を示す断面図である。まず、読取装置の全体構成について説明する。
Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1A is an exploded perspective view showing a
<読取装置の全体構成>
図1A及び図2に示すように、読取装置10は、原稿が載置される板状のカバーガラス93(カバー部材)と、このカバーガラス93の下側(原稿と反対の側)に平行に配置された2つの導光体8と、導光体8をホルダ81を介して保持するフレーム2とを備えている。2つの導光体8の間には、ロッドレンズアレイ1が配置されており、後述するレンズ固定部材3とレンズ位置決め部材5aによりフレーム2に対して位置決めされ、固定されている。フレーム2の下側には、複数の受光素子41が一方向に配列された基板4が、アタッチメント6a,6b(装着手段、装着部材)及びコイルばね(弾性部材)92により取り付けられている。
<Overall configuration of reader>
As shown in FIGS. 1A and 2, the
なお、以下の説明では、カバーガラス93の表面に直交する方向をZ方向とし、受光素子41から原稿に向かう方向を+Z方向、その反対方向を−Z方向とする。また、Z方向に直交するXY面内において、基板4の受光素子41の配列方向(主走査方向)をX方向とし、X方向に直交する方向(副走査方向)をY方向とする。
In the following description, the direction orthogonal to the surface of the
カバーガラス93は、X方向(主走査方向)に長い長方形の板状部材であり、光を透過する材料(ここでは透明ガラス)により構成されている。
The
フレーム2は、X方向に長いブロックであり、そのY方向両側には外壁を規定する一対の壁部26が形成されている。図2に示すように、各壁部26の上端部すなわち+Z方向の端部には、XY面に平行なカバー当接面(カバー当接部)26aが形成されている。このカバー当接面26aには、両面テープ、接着剤等を用いて、カバーガラス93が固定される。また、壁部26の上端部には、カバー当接面26aに固定されたカバーガラス93のY方向両端面(幅方向端面)を規制する当接端面26bも形成されている。
The
フレーム2の一対の壁部26の内側には、2つの導光体8が収容される2つの凹部28が形成されている。各凹部28は、X方向に延在し、YZ断面形状が略半円筒状の底面を有している。
Two
図2に示すように、フレーム2の中央部29(2つの凹部28の間の部分)には、ロッドレンズアレイ1を収容するレンズ組み込み穴21が形成されている。レンズ組み込み穴21は、X方向に長い矩形状の穴であり、下側(−Z側)からロッドレンズアレイ1が収容される。ロッドレンズアレイ1は、Z方向を光軸方向とする複数のロッドレンズをX方向に配列したものである。
As shown in FIG. 2, a
図1Aに示すように、フレーム2のX方向両端部又は一端部(ここでは両端部)には、アルミニウム等で作製された放熱板94が取り付けられており、フレーム2の当該端部と放熱板94との間には発光素子基板7が配置されている。各導光体8は、そのX方向両端部又は一端部(ここでは両端部)において、発光素子基板7に実装された発光素子71(ここでは発光ダイオード)と対向している。
As shown in FIG. 1A, a
導光体8は、X方向に長い2つの柱状(ここでは円柱状)の部材であり、光を透過する材料(ここではアクリル樹脂)で構成されている。導光体8は、照明光を伝達して原稿面を照明するものであり、後述するように、できるだけカバーガラス93に近付けて配置されることが好ましい。導光体8のX方向両端の近傍の外周面には、導光体8の長手方向に略垂直な方向、ここでは+Z方向に突出する凸部(突出部)85が形成されている。
The
各導光体8は、X方向の両端部の近傍において、ホルダ81により保持され、当該ホルダ81を介してフレーム2に取り付けられている。各ホルダ81は、YZ面に平行な板面を有する略矩形の板状部材であって、導光体8の各端部が嵌合する穴部を有する2つの取り付け部(根元部)82を有している(図1B)。フレーム2及びホルダ81は、導光体8及び発光素子基板7を保持する保持手段を構成している。
Each
図1Bに示すように、ホルダ81は、フレーム2(図1A)の内側に面する側に、2つの導光体8の各凸部85(図1A)に係合する2つの係合部83を有している。係合部83は、ホルダ81の取り付け部82から、凸部85の+Z側をX方向に延在する撓み変形可能なレバーであり、その先端に、−Z方向に突出する爪部(フック部)87を有している。ホルダ81の取り付け部82に導光体8を取り付ける際には、爪部87が導光体の凸部85に乗り上げて係合部83が撓み、爪部87と取り付け部82のX方向の端部(根元部当接面)8Nとの間に導光体8の凸部85が入り込む。これにより導光体8とホルダ81とのX方向(主走査方向)の相対位置が定まる。
As shown in FIG. 1B, the
ホルダ81のY方向の両端面には嵌合ピン86が形成されており、この嵌合ピン86が、フレーム2の壁部26に形成された位置決め穴2B(図1A)に嵌合することにより、ホルダ81がフレーム2に固定される。また、ホルダ81は、Y方向の中央に薄肉部分(凹部)88を有しており、この薄肉部分88において撓むことができる。フレーム2は、例えばアルミニウム等の金属で作製されていて剛性が高いが、例えばホルダ81を剛性の低い樹脂で作成すると、薄肉部分88を利用してホルダ81を撓ませることにより、ホルダ81をフレーム2の一対の壁部26の間に挿入することができる。ホルダ81の嵌合ピン86がフレーム2の位置決め穴2Bに嵌合すると、ホルダ81の撓みは元に戻り、ホルダ81はフレーム2に対して位置決めされ、固定される。
Fitting pins 86 are formed on both end surfaces of the
図1Aに示すように、ホルダ81のフレーム2と反対側の面には、ホルダ81に対して上述した発光素子基板7を位置決めする位置決めピン84が立設されている。図1Cに示すように、発光素子基板7は、2つの導光体8に対向する2つの発光素子71を有しており、これら2つの発光素子71の間に、ホルダ81の位置決めピン84と嵌合する位置決め穴72を有している。発光素子基板7の基板4側(−Z側)には、フレキシブル基板で構成された帯状の接続用基板73が設けられている。この接続用基板73は、基板4の下側(−Z側)に実装されたコネクタ46(図8参照)に接続されている。
As shown in FIG. 1A, positioning pins 84 for positioning the light emitting
発光素子基板7のさらに外側には、発光素子基板7の熱を冷却するための放熱板94が取り付けられている。放熱板94は、フレーム2のX方向端面に、図示しないねじにより固定される。ホルダ81と放熱板94との間には、絶縁シート99が挟持されている。なお、発光素子基板7と放熱板94との短絡が生じなければ、絶縁シート99を伝熱性グリスの塗布で置き換えてもよい。
A
<温度変化による導光体とホルダとの位置関係の変化>
ここで、温度変化に伴う導光体8とホルダ81との位置関係の変化について説明する。図3Aは、本実施の形態に対する比較例における、温度変化に伴う導光体8とホルダ81との位置関係の変化を説明するための図である。図3B〜図3Eは、本実施の形態における、温度変化に伴う導光体8とホルダ81との位置関係の変化を説明するための図である。なお、ここでは、導光体8のX方向の長さLgは、300mmとする。
<Change in positional relationship between light guide and holder due to temperature change>
Here, a change in the positional relationship between the
図3Aに示す比較例では、ホルダ81は係合部83(爪部87)を有しておらず、導光体8は凸部85を有していない。この比較例では、導光体8のX方向位置は、導光体8のX方向両端面(入射端面)89と、2つのホルダ81のX方向内側の当接面8Aとにより規定される。但し、導光体8と、ホルダ81が固定されたフレーム2との温度上昇による伸び量の差(0.75mm)を考慮して、導光体8のX方向の長さLgに対し、2つのホルダ81の各当接面8AのX方向の間隔Lhは0.75mm長く設定されている(Lh−Lg=0.75mm)。そのため、予定している温度範囲のうち最低温度(発光素子71は点灯されておらず、導光体8及びフレーム2の温度は上昇していない)で、導光体8の入射端面89から発光素子71までの距離は、最大で、ホルダ81の当接面8Aから発光素子71までの距離Lr(通常は、数十ミクロン)に0.75mmを加えた距離(Lr+0.75mm)となる。発光素子71の点灯等により導光体8及びフレーム2の温度が上昇するに従い、当接面8Aから発光素子71までの距離は除々に狭くなる。
In the comparative example shown in FIG. 3A, the
これに対し、本実施の形態では、予定している温度範囲の最低温度において、図3Bに示すように、ホルダ81の爪部87の発光素子71側(X方向外側)の面と、導光体8の凸部85のX方向内側の面が当接するように構成されている。そのため、導光体8のX方向の中心位置は、2つのホルダ81のX方向の中間位置と一致している。この場合、導光体8の入射端面89から発光素子71までの距離は、ホルダ81の当接面8Aから発光素子71までの距離Lrに0.75mmの半分の0.375mmを加えた距離(Lr+0.375)となる。導光体8とフレーム2との温度上昇による伸び量の差(0.75mm)を考慮して設ける隙間が、図中左右に振り分けられるためである。
On the other hand, in the present embodiment, at the lowest temperature in the planned temperature range, as shown in FIG. 3B, the surface of the
発光素子71の点灯等により導光体8及びフレーム2の温度が上昇した場合、図3Cに示すように、ホルダ81が固定されているフレーム2の伸び量よりも、導光体8の伸び量の方が大きいため、図3Bで当接していた爪部87のX方向外側の面と、凸部85のX方向内側の面との間に、隙間Lmが生じる。そのため、導光体8はX方向に隙間Lmの範囲で移動することができる。図3Dに示すように、導光体8のX方向の移動により一方の凸部85が爪部87のX方向外側の面に当接した状態で、導光体8の入射端面89から発光素子71までの距離が最大となり、ホルダ81の当接面8Aから発光素子71までの距離Lrに0.375mmを加えた距離(Lr+0.375mm)となる。ホルダ81及びフレーム2の温度がさらに上昇すると、図3Eに示すように、凸部85は爪部87のX方向外側の面に当接する前に、ホルダ81の根元部当接面8Nに当接するため、導光体8のX方向の移動により凸部85は爪部87のX方向外側の面に当接しなくなる。このため、導光体8の入射端面89から発光素子71までの距離は、Lr+0.375mmよりも短くなる。
When the temperature of the
ホルダ81及びフレーム2の温度が、予定している温度範囲の最高温度に達した場合には、図3Eに示すように、導光体8の両端に形成された2つの凸部85のX方向外側(発光素子71側)の面が、係合部83の根元部当接面8Nに当接する。導光体8の長さLgと、ホルダ81の当接面8A間の間隔Lhはほぼ同じになり、導光体8はX方向に移動することなくホルダ81に保持される。このとき、導光体8の入射端面89から発光素子71までの距離は、ホルダ81の当接面8Aから発光素子71までの距離Lrとなる。
When the temperature of the
なお、凸部85を導光体8の入射端面89と同一面をなすように構成し、根元部当接面8Nを当接面8Aと同一面をなすように構成してもよい。このようにすれば、ホルダ81の構成を簡単にすることができ、また、係合部83の撓み変形可能な部分を長くすることで係合部83の弾性変形に裕度を持たせることができる。
The
すなわち、本実施の形態では、導光体8の入射端面89から発光素子71までの距離は最大で(Lr+0.375mm)であり(図3B)、最小でLrである(図3E)。つまり、導光体8の入射端面89から発光素子71までの距離の変動は、(Lr+0.375mm)−Lr=0.375mmとなり、従来(比較例の0.75mm)の略半分に抑えられる。これにより、発光素子71から導光体8に入射する入射光量の変動を抑え、安定した照明装置を実現することができる。
That is, in the present embodiment, the distance from the
<他の構成要素>
次に、読取装置10の他の構成要素について、図1A、図2及び図4Aを参照して説明する。
まず、図2及び図4Aを参照して、ロッドレンズアレイ1とフレーム2とのZ方向(光軸方向)の位置決めについて説明する。図4Aは、ロッドレンズアレイ1と、このロッドレンズアレイ1をフレーム2に対してZ方向に位置決めするためのレンズ位置決め部材5aを示す側面図である。レンズ位置決め部材5aは、Z方向に長い板状部材のZ方向両端部をL字状に90度屈曲したものである。
<Other components>
Next, other components of the
First, the positioning of the
レンズ位置決め部材5aの+Z側(カバーガラス93側)のL字屈曲部は、その−Z側の面であるレンズ当接面51において、ロッドレンズアレイ1の+Z側の面(第1の面)に当接する。レンズ位置決め部材5aの−Z側(受光素子41側)のL字屈曲部は、その+Z側の面であるフレーム当接面52において、フレーム2のレンズ位置決め部材当接面22(図2)に当接する。このレンズ位置決め部材当接面22は、図2に示したフレーム2のレンズ組み込み穴21の下端(−Z側の端部)に形成されている。
The L-shaped bent portion on the + Z side (
図2に示すように、ロッドレンズアレイ1の+Z側の面(第1の面)から原稿面までの距離は、フレーム2におけるカバー当接面26aからレンズ位置決め部材当接面22までの距離A1と、レンズ位置決め部材5aの寸法A2(図4A)と、カバーガラス93の厚みと、カバーガラス93を両面テープで固定した場合には両面テープの厚みとによって決定される。
As shown in FIG. 2, the distance from the + Z side surface (first surface) of the
フレーム2の−Z側には、収容凹部2Aが形成されており、この収容凹部2Aには、ロッドレンズアレイ1をレンズ組み込み穴21に固定するためのレンズ固定部材3が設けられている。レンズ固定部材3は、レンズ位置決め部材5aと一組となってY方向に対向し合っており、X方向に複数組設けられている(図1A参照)。
A
各レンズ固定部材3は、略直方体形状の本体部30と、この本体部30の上面から+Z方向に延在する板状の挿入部(突出部)34とを有している。各レンズ固定部材3の本体部30の上面において、挿入部34のY方向内側に位置する面は、レンズ当接面(レンズ当接部)31を規定している(図6参照)。
Each
フレーム2におけるレンズ組み込み穴21のY方向両側には、各レンズ位置決め部材5aを挿入するための挿入凹部23b(図5参照)と、各レンズ固定部材3の挿入部34を挿入するための挿入凹部23a(図6参照)とが形成されている。挿入凹部23aと挿入凹部23bは、2つで一組となってY方向に対向し合っており、X方向に複数組形成されている。
On both sides of the
レンズ固定部材3の挿入部34は、フレーム2の挿入凹部23aと、(レンズ組み込み穴21に挿入された)ロッドレンズアレイ1との隙間に挿入される(図6参照)。この状態で、図2に示すように、レンズ固定部材3のレンズ当接面31は、ロッドレンズアレイ1の−Z側の端面(第2の面)に当接する。
The
このように構成されているため、レンズ固定部材3からロッドレンズアレイ1の−Z側の端面(ロッドレンズアレイの第2の面)への付勢力の作用点と、レンズ位置決め部材5からロッドレンズアレイ1の+Z側の端面(ロッドレンズアレイの第1の面)への付勢力の作用点とが、X方向(主走査方向)で一致し、その結果、ロッドレンズアレイ1のX方向の撓みを抑えることができる。
With this configuration, the point of application of the urging force from the
なお、上記2つの力の作用点がY方向(副走査方向)に互いに離れているため、ロッドレンズアレイ1をX方向の軸周りに回転させる力が生じ得るが、後述するようにアタッチメント6a,6bがフレーム2をY方向内側に付勢し、フレーム2の壁部26が内側に撓んでロッドレンズアレイ1とレンズ組み込み穴21との間の隙間をなくしているため、ロッドレンズアレイ1を回転させる上記力に関わらず、ロッドレンズアレイ1の傾きを防止することができる。
In addition, since the action points of the two forces are separated from each other in the Y direction (sub-scanning direction), a force that rotates the
なお、レンズ位置決め部材5aを設ける代わりに、後述する実施の形態2で説明するように、フレーム2の中央部29を+Z方向に延在させ、フレーム2自体によってロッドレンズアレイ1の+Z側の端面(ロッドレンズアレイの第1の面)の位置決めを行うことも可能である。但し、カバーガラス93とロッドレンズアレイ1との隙間が小さい場合(例えば0.3mm)には、フレーム2の一部でロッドレンズアレイ1の第1面を受けることは難しいため、本実施の形態のように、板厚の薄い板材で構成されたレンズ位置決め部材5aを用いることが有効である。
Instead of providing the
また、カバーガラス93とロッドレンズアレイ1との隙間が、薄板を挿入することができない程度に狭い場合には、レンズ位置決め部材5aの代わりに、図4Bに示すレンズ位置決め部材5bを用いても良い。このレンズ位置決め部材5bは、Z方向に長く、その−Z側の端部がL字状に屈曲されたものであり、ロッドレンズアレイ1の側面に、両面テープ54等で固定される。レンズ位置決め部材5bの+Z側の端面(上端面)53を、ロッドレンズアレイ1の第1面と同一面とすることで、ロッドレンズアレイ1に対するレンズ位置決め部材5bのZ方向の位置決めを容易にすることができる。この場合、レンズ位置決め部材5bはロッドレンズアレイ1の第1の面よりも+Z側に突出しないため、カバーガラス93とロッドレンズアレイ1との隙間が小さい場合には有利である。
In addition, when the gap between the
なお、レンズ固定部材3のレンズ当接面31、及びレンズ位置決め部材5aのレンズ当接面51は、それぞれロッドレンズアレイ1の光束を遮らないように設けられている。
The
図2に示すように、側壁26の下端面27(−Z側の端面部)には、収容凹部2A内の固定部材3の下面(基板当接面32)に当接するように、基板4が取り付けられている。この基板4の上面の中央部には、上述した複数の受光素子41がX方向に配列されている(図1A参照)。受光素子41は、ロッドレンズアレイ1の光軸上に位置しており、ロッドレンズアレイ1を通過した光が上述した各組のレンズ固定部材3とレンズ位置決め部材5aの間を通って受光素子41に入射する。基板4の上面がレンズ固定部材3の下面(基板当接面32)に当接しているため、ロッドレンズアレイ1の下面(第2の面)から受光素子41までの距離は、レンズ固定部材3におけるレンズ当接面31から基板当接面32までの距離Bと、受光素子41の高さとによって決定される。なお、下端面27と基板4とは互いに接しておらず、隙間がある。
As shown in FIG. 2, the
ここで、本実施の形態では、フレーム2の下端面27と基板4との隙間がロッドレンズアレイ1の高さCのばらつきにより変化し得るため、この隙間からゴミが侵入して受光素子41に付着すると、画素の欠落により画像の劣化を招く可能性がある。そこで、受光素子41にゴミが付着しないよう、弾性変形可能な防塵ゴム91等(防塵部材)を、フレーム2の収容凹部2Aの周壁に沿って配置している(図7参照)。
Here, in this embodiment, since the gap between the
また、基板4の側面とフレーム2との間にも隙間を設け、隙間をL字形状とすること、または、外部から受光素子41に至るまでの基板4とフレーム2との間の隙間の長さを長くすることにより、ゴミの侵入を抑えることも有効である。
Further, a gap is also provided between the side surface of the
図1Aに示すように、基板4のさらに−Z側には、この基板4をフレーム2に対して固定するアタッチメント6a,6bが取り付けられている。アタッチメント6a,6bは、いずれも、底板部61とその両側の側腕部62とを有して略コの字状に形成されている。側腕部62には、フレーム2の壁部26のY方向の両端面に突出形成された係合用突起24に係合する係合穴63が形成されている。アタッチメント6a,6bは、それぞれ複数個ずつ、X方向に対称に配列されている。
As shown in FIG. 1A,
アタッチメント6aの底板部61には、ばね部65が一体に形成されている。このばね部65は、例えば底板部61の一部を切り起こして所定の形状(例えば山型)に屈曲させることにより形成される。アタッチメント6aをフレーム2に取り付けることでばね部65が撓み、基板4をレンズ固定部材3の基板当接面32に対して付勢する。
A
アタッチメント6bの底板部61には、コイルばね92を取り付けるばね装着部64が形成されている。ばね装着部64は、根元部分において底板部61とつながっており、底板部61に対して+Z方向に所定量の段差を生じるように形成されており、コイルばね92の座の部分が、ばね装着部64と底板部61との隙間に差し込まれる。アタッチメント6bをフレーム2に取り付けることでコイルばね92が圧縮され、基板4をレンズ固定部材3の基板当接面32に対して付勢する。
A
アタッチメント6a,6bの両側腕部62の係合穴63がフレーム2の係合用突起24に係合すると、コイルばね92とアタッチメント6aのばね部65の弾性力により基板4がレンズ固定部材3に押し当てられ、さらにレンズ固定部材3がロッドレンズアレイ1に押し当てられる。これにより、レンズ位置決め部材5a(又は図4Bのレンズ位置決め部材5b)を介して、フレーム2、ロッドレンズアレイ1、レンズ固定部材3、基板4及びアタッチメント6が一体として保持される。
When the engagement holes 63 of the both
<組み立て方法>
次に、本実施の形態における読取装置10の組み立て方法について説明する。図5乃至図10は、読取装置10の組み立て方法を説明するための図であり、いずれも読取装置10を−Z側(すなわち原稿とは反対の側)から見た斜視図である。
<Assembly method>
Next, a method for assembling the
まず、図5に示すように、レンズ位置決め部材5aをフレーム2の挿入凹部23bに取り付ける。このとき、フレーム2のレンズ位置決め部材当接面22にレンズ位置決め部材5aのフレーム当接面52が当接する。その後、フレーム2のレンズ組み込み穴21に、ロッドレンズアレイ1を−Z側から挿入する。これにより、レンズ位置決め部材5aのレンズ当接面51(図4A参照)に、ロッドレンズアレイ1の+Z側の端面(ロッドレンズアレイの第1の面)が当接する。
First, as shown in FIG. 5, the
次いで、図6に示すように、レンズ組み込み穴21に挿入されたロッドレンズアレイ1と、フレーム2の挿入凹部23aとにより形成された矩形状の穴に、レンズ固定部材3の挿入部34を−Z側から挿入する。これにより、ロッドレンズアレイ1の−Z側の端面(ロッドレンズアレイの第2の面)と、レンズ固定部材3のレンズ当接面31とが当接し、レンズ固定部材3のZ方向(光軸方向)の位置が決定される。
Next, as shown in FIG. 6, the
さらに、図7に示すように、フレーム2の収容凹部2Aの周壁に沿って、防塵ゴム91を装着する。
Further, as shown in FIG. 7, a dust-
次に、図8に示すように、基板4を、フレーム2の下端面27(図7参照)に取り付ける。このとき、基板4は、受光素子41(図1A)が実装された面をロッドレンズアレイ1側(+Z側)に向けて、レンズ固定部材3に当接するように取り付けられる。また、フレーム2のX方向両端に設けられた一対の位置決めピン25(図7参照)が、基板4に設けられた位置決め穴45に係合し、これにより基板4のフレーム2に対するX方向・Y方向の位置決めがなされる。
Next, as shown in FIG. 8, the
次いで、図9に示すように、アタッチメント6bのばね装着部64にコイルばね92を取り付ける。すなわち、コイルばね92の座の部分を、ばね装着部64と底板部61の隙間に差し込む。これによりアタッチメント6bとコイルばね92とを一体として取り扱うことができ、フレーム2へのアタッチメント6bの取り付けが容易になる。
Next, as shown in FIG. 9, a
次に、図10に示すように、アタッチメント6a,6bをフレーム2に取り付け、アタッチメント6a,6bの係合穴63をフレーム2の係合用突起24に係合させる。
Next, as shown in FIG. 10, the
このとき、アタッチメント6aのばね部65(図1A)が基板4との間で圧縮され、また、コイルばね92(図9)がアタッチメント6bと基板4との間で圧縮され、これらばね部65及びコイルばね92の付勢力により、レンズ固定部材3のレンズ当接面31がロッドレンズアレイ1の第2の面に押し当てられ、さらに、ロッドレンズアレイ1の+Z側の端面(ロッドレンズアレイの第1の面)がレンズ位置決め部材5aのレンズ当接面51(図2)に押し当てられ、フレーム当接面52がフレーム2のレンズ組み込み穴21の−Z側に設けられたレンズ位置決め部材当接面22(図2)に当接する。
At this time, the spring portion 65 (FIG. 1A) of the
このように、フレーム2、ロッドレンズアレイ1、レンズ固定部材3、基板4、レンズ位置決め部材5a及びアタッチメント6a,6bが互いに固定されたのち、フレーム2に導光体8とホルダ81(図1A参照)を固定し、さらに、フレーム2のカバー当接面26aにカバーガラス93を両面テープ、接着等により固定する。なお、この工程を最初に行うことも可能である。
Thus, after the
このようにして、読取装置10が組み立てられると共に、カバーガラス93、ロッドレンズアレイ1、レンズ固定部材3及び基板4の相互の光軸方向の位置が決定される。この状態で、カバーガラス93の表面に載置された原稿の原稿面の像が、ロッドレンズアレイ1により、基板4上の受光素子41に結像する状態となる。
In this way, the
<作用効果>
このように構成された読取装置10では、図2に示すように、フレーム2の寸法A1と、レンズ位置決め部材5aのレンズ当接面51とフレーム当接面52の寸法A2(図4A)とを適切に設定することにより、ロッドレンズアレイ1と原稿面9A(ここではカバーガラス93の表面)との距離を決定することができる。また、レンズ固定部材3の寸法Bを適切に設定することにより、ロッドレンズアレイ1と受光素子41との距離を決定することができる。このため、ロッドレンズアレイ1の高さCのばらつきが発生しても、常に共役長Tcの中心とロッドレンズアレイ1の中心とが一致する。従って、MTFの低下を抑制することができる。
<Effect>
In the
すなわち、ロッドレンズアレイ1の高さCが1mm伸びたと仮定すると、ロッドレンズアレイ1の中心位置は0.5mm(=1mm÷2)だけ下方に変位することになる。一方、原稿面から受光素子41までの距離(Tc)も1mm伸びるため、共役長Tcの中心はやはり0.5mm(=1mm÷2)だけ下方に変位することになる。そのため、この状態でも、共役長Tcの中心とロッドレンズアレイ1の中心とが一致する。
That is, assuming that the height C of the
また、カバーがロッドレンズアレイを介してフレームに取り付けられている従来装置(特許文献3参照)と比較して、本実施の形態の読取装置10では、カバーガラス93がフレーム2のカバー当接面26aに位置決め固定されているため、カバーガラス93の位置(すなわち原稿面9Aの位置)はロッドレンズアレイ1の高さCのばらつきの影響を受けない。
In addition, in the
なお、基板4は、ロッドレンズアレイ1を介してフレーム2に取り付けられているため、基板4の位置はロッドレンズアレイ1の高さCのばらつきの影響を受ける。しかしながら、アタッチメント6aがばね部65を介して基板4をフレーム2に固定し、アタッチメント6bがコイルばね92を介して基板4をフレーム2に固定しているため、基板4の位置のばらつきをコイルばね92の伸縮と、ばね部65の撓みで吸収することができる。そのため、読取装置10の総高さD(カバーガラス93の表面からアタッチメント6a,6bの下面までの長さ)は、ロッドレンズアレイ1の高さCのばらつきの影響を受けない。
Since the
また、カバーガラス93のY方向両端面が、フレーム2の当接端面26bに当接して位置決めされるため、Y方向の位置ずれや傾きが防止される。
Further, since both end surfaces of the
さらに、ロッドレンズアレイの焦点距離に応じた板厚のカバーガラス93を用いていた従来装置(特許文献3参照)と比較して、カバーガラス93の板厚を、導光体8の形状・配置並びに読取装置の用途に応じて自由に選択することができる。少ない光量で原稿面を十分に照明するためには、導光体8を原稿面9Aに近づけて配置する方が有利であり、そのためには、カバーガラス93の厚みを薄くして導光体8を原稿面に近付けることが有効である。
Furthermore, the thickness of the
ところで、ロッドレンズアレイを用いた読取装置は、その用途によって主走査方向(X軸方向)の長さが異なる。紙幣の認識センサとして用いる場合、主走査方向の長さは、短いもので60mmから100mm程度であり、このような場合には、カバー、フレーム、ロッドレンズアレイ及び基板の反りによる焦点の位置ずれは問題とならない。一方、コピー機において裏面読み取りセンサとして用いられる場合、読取装置の主走査方向の長さは、A3用紙対応の300mm程度から、A0用紙対応の930mm程度の長さにまで及ぶ。このような場合には、カバー、フレーム、ロッドレンズアレイ及び基板の反りにより、主走査方向の各位置において焦点の位置ずれが発生することが考えられる。 By the way, the reading device using the rod lens array has a different length in the main scanning direction (X-axis direction) depending on its application. When used as a bill recognition sensor, the length in the main scanning direction is short and is about 60 mm to 100 mm. In such a case, the focal position shift due to warping of the cover, the frame, the rod lens array, and the substrate is small. It doesn't matter. On the other hand, when used as a back side reading sensor in a copier, the length of the reading device in the main scanning direction ranges from about 300 mm for A3 paper to about 930 mm for A0 paper. In such a case, it is conceivable that a focal position shift occurs at each position in the main scanning direction due to warpage of the cover, the frame, the rod lens array, and the substrate.
しかしながら、本実施の形態における読取装置10では、カバーガラス93がフレーム2に両面テープや接着剤等で固定されているため、X方向(主走査方向)の各位置において、カバーガラス93の裏面からフレーム2のレンズ位置決め部材当接面22までの距離A1(図2)が変動することはない。
However, in the
また、本実施の形態における読取装置10では、上述したように、コイルばね92及びばね部65の付勢力により、基板4がレンズ固定部材3に押し当てられ、レンズ固定部材3がロッドレンズアレイ1に押し当てられ、さらにロッドレンズアレイ1がレンズ位置決め部材5aを介してフレーム2に押し当てられている。
In the
このため、X方向の各位置において、レンズ位置決め部材5aのレンズ当接面51からフレーム当接面52までの寸法A2が変動しないことから、ロッドレンズアレイ1の+Z側の端面(ロッドレンズアレイの第1の面)から原稿面9Aまでの距離が変動することはない。また、X方向の各位置において、レンズ固定部材3のレンズ当接面31から基板当接面32までの寸法Bが変動しないため、ロッドレンズアレイ1の−Z側の端面(ロッドレンズアレイの第2の面)から基板41の実装面(+Z側の端面)までの距離Bが変動することもない。
For this reason, since the dimension A2 from the
すなわち、X方向の長さが例えばA0対応の930mm程度である読取装置10において、カバーガラス93、フレーム2、ロッドレンズアレイ1又は基板4に反りがあったとしても、X方向の各位置において、焦点位置のずれが生ずることはない。
That is, in the
また、複写機の本体等に読取装置10を取り付ける際に、フレーム2に撓みが生じた場合や、逆に元々読取装置10が持っていた反りが矯正された場合でも、カバーガラス93とロッドレンズアレイ1との距離及びロッドレンズアレイ1と基板4との距離が、X方向の各位置で変化しないため、X方向の各位置において、焦点位置のずれが生じることがない。
Further, when the
ここでは、原稿がカバーガラス93の表面に沿って送られる場合について説明したが、例えば原稿がカバーガラス93から一定距離だけ上方に離れた位置を送られる場合には、フレーム2がX方向において撓み(反り)を有していると、カバーガラス93とロッドレンズアレイ1との距離はX方向で一定であるが、原稿とカバーガラス93の表面との距離がX方向で一定でないため、X方向の位置によって、焦点が合わない部分が生じることになる。
Here, the case where the document is fed along the surface of the
このような場合には、フレーム2のX方向における撓み(反り)を抑制する必要がある。フレーム2がアルミニウム等の金属で作製されている場合には、剛性が高いため加工時の精度を向上することでフレーム2のX方向における反りを抑制できるが、フレーム2を樹脂で作製した場合には、成形時に反りが生じることが考えられ、また、剛性の低さのため読取装置10を複写機等の本体に取り付ける際の外力により撓みが生じることが考えられる。以下では、フレーム2の反りを修正(矯正)するための構成について説明する。
In such a case, it is necessary to suppress bending (warping) of the
図11A及び図11Bは、フレーム2のX方向における反りを修正するための補強板95を説明するための分解斜視図及び斜視図である。フレーム2のY方向(副走査方向)の両側面には、補強板95を取り付けるための複数の位置決めピン2CがX方向に一定間隔をおいて立設されている。補強板95は、金属板で作製された長方形の板状部材であり、各ピン2Cに対応する位置に位置決め穴96及び位置決め長穴97を有している。
FIGS. 11A and 11B are an exploded perspective view and a perspective view for explaining a reinforcing
補強板95は、樹脂等で作製することも可能であるが、フレーム2の反りを修正する作用を奏するためには剛性の高い金属板を使用することが望ましい。また、樹脂等の剛性の低い材料を用いて、X方向に平行な端部をL字に屈曲加工することで剛性を高めてもよい。また、金属板をL字に屈曲加工することで、さらに剛性を高めてもよいことは言うまでもない。
The reinforcing
補強板95は、フレーム2の一方の側面のみに取り付けてもよいが、両側面に取り付けることでより高い剛性が得られる。また、接着やねじ止め等により補強板95をフレーム2に固定することも可能であるが、図11Bに示すように、上述したアタッチメント6a,6bを用い、補強板95をフレーム2に対して付勢することによる固定が好ましい。ねじや接着剤等を使用しないことで組立性が向上し、解体も容易になるという利点があるためである。なお、この場合、補強板95に、フレーム2の係合用突起24を挿通するための穴9Dを設ける必要がある。
The reinforcing
このように補強板95を用いることにより、フレーム2の剛性が向上し、X方向における撓み(反り)を抑制することができる。そのため、原稿がカバーガラス93から一定距離だけ離れた位置(上方)を送られる場合であっても、X方向の各位置において原稿面に対するロッドレンズアレイ1の焦点を確実に合わせることができる。
By using the reinforcing
次に、ロッドレンズアレイ1のY方向(副走査方向)の傾きについて説明する。ロッドレンズアレイ1の幅すなわちY方向の寸法E(図2)は、高さCと同様、ばらつきが生じる場合があるため、フレーム2のレンズ組み込み穴21のY方向の内側寸法は、ロッドレンズアレイ1のY方向の寸法Eの公差範囲の最大値よりも大きく設定されている。この場合、レンズ組み込み穴21の中で、ロッドレンズアレイ1の光軸が傾き、読取画像の劣化を招くことが考えられる。
Next, the inclination of the
ここで、図5に示すように、フレーム2は、一対の壁部26がX方向の両端で繋がった「ロの字」の構造となっている。そのため、フレーム2が樹脂等で構成されている場合には、壁部26がY方向に撓む(弾性変形する)ことができる。そこで、フレーム2に係合するアタッチメント6a,6bを、例えば、ばね性を有する部材(ステンレス鋼、りん青銅等)で構成し、アタッチメント6a,6bの弾性力によりフレーム2を図2に示すF方向(Y軸方向内側)に弾性変形させ、壁部26によりロッドレンズアレイ1をY方向に挟み込むようにすることが好ましい。
Here, as shown in FIG. 5, the
このようにすれば、ロッドレンズアレイ1とレンズ組み込み穴21とのY方向の隙間がなくなるため、ロッドレンズアレイ1の光軸の傾きを抑えることができる。なお、この場合、カバーガラス93をフレーム2に両面テープ等で固定する工程は、アタッチメント6をフレーム2に取り付けた後に行う方が好ましい。
By doing so, since there is no gap in the Y direction between the
以上説明したように、本実施の形態に示す読取装置10によれば、図3B〜図3Eに示したように、導光体8の端部近傍の凸部85を、ホルダ81の係合部83と係合させることにより、温度変化による導光体8及びフレーム2のX方向の伸びに起因する導光体8の入射端面89と発光素子41との間隔の変動を、導光体8とフレーム2の伸び量の差の略半分(図3B〜図3Eの距離Lrは通常は数十ミクロンと小さい)に抑えることができる。そのため、発光素子71から導光体8に入射する入射光量の変動を抑えることができ、安定した照明装置を得ることができる。
As described above, according to the
また、カバーガラス93の位置が、フレーム2のカバー当接面26aにより決定されるため、カバーガラス93を一定の位置に且つ安定した姿勢に保つことができる。さらに、カバーガラス93の板厚を任意に選択することができる。
Further, since the position of the
また、ロッドレンズアレイ1と基板4との相対位置関係がレンズ固定部材3の部品精度によって決定され、読取装置10の組み立てにより、カバーガラス93、ロッドレンズアレイ1、レンズ固定部材3及び基板4のZ方向の各位置が決定される。このため、ロッドレンズアレイ1の高さCがばらついても、ロッドレンズアレイ1の中心と共役長Tcの中心とを一致させることができ、これによりMTFの低下を抑制することができ、ロッドレンズアレイ1の焦点調整のための作業が不要となる。また、フレーム2の反り又は撓みによりカバーガラス93と原稿との距離がX方向で変化する場合には、補強板95を取り付けることでフレーム2の反りを修正し、X方向の各位置において原稿面に対するロッドレンズアレイ1の焦点を確実に合わせることができる。
Further, the relative positional relationship between the
また、カバーガラス93のY方向における位置は、フレーム2によって決定されるため、Y方向の傾きを生じることもない。
Further, since the position of the
さらに、アタッチメント6a,6bをばね性(弾性)を有する部材で形成し、フレーム2をY方向(副走査方向)内側に付勢するように構成することにより、フレーム2の壁部26でロッドレンズアレイ1をY方向に挟み込んでフレーム2とロッドレンズアレイ1との隙間をなくし、ロッドレンズアレイ1の光軸の傾きを解消することができる。
Further, the
なお、本実施の形態で説明したコイルばね92、アタッチメント6a,6b等を使用する代わりに、基板4をレンズ固定部材3に当接させた状態で、基板4とフレーム2とを接着剤やねじ等により固定することも可能である。但し、本実施の形態で説明したように、ねじや接着剤等を使用せず、アタッチメント6a,6bの係合穴63とフレーム2の係合用突起24との係合(スナップフィット)及びコイルばね93やアタッチメント6bのばね部65(板ばね)の付勢力を利用して、ロッドレンズアレイ1及び基板4をフレーム2に組み込む方が、組立性が向上する。さらに、読取装置10の分解や、フレーム2からのロッドレンズアレイ1及び基板4の分離を容易に行うことができるため、構成部品の分別及び再資源化が容易となる。
Instead of using the
実施の形態2.
図12Aは、本発明の実施の形態2における読取装置11を示す分解斜視図である。図12Aにおいて、実施の形態1で説明した構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付す。まず、図12Aを参照して、読取装置11の全体構成について説明する。
FIG. 12A is an exploded perspective view showing the
本実施の形態における導光体8は、X方向に長い円柱状部の両端を、その長手方向に略垂直に、ここでは−Z側(基板4側)に屈曲したものである。導光体8は、X方向に延在する部分であって原稿面を照明する照明部(柱状部)8Bと、−Z方向に延在する部分であって発光素子71からの光が入射する入射部(突出部)8Cと、これら照明部8Bと入射部8Cとの間に配置されて入射部8Cからの入射光を照明部8Bに導く反射部8Dとにより構成されている。発光素子71は、受光素子41が実装されている基板4上に実装されており、導光体8の入射部8Cの端面(入射端面)89は、基板4上の発光素子71と対向している。また、実施の形態1で説明したような導光体8の両端を保持するホルダ81は設けられていない。
The
本実施の形態の読取装置11では、フレーム2の一対の壁部26の間の底板部200のX方向の端部近傍に、取り付け穴2Dが設けられている。この取り付け穴2Dには、導光体8の入射部8Cが+Z側から挿入される。取り付け穴2Dは、X方向に長い長穴である。
In the
図13A〜図13Cは、温度上昇による導光体8とフレーム2の取り付け穴2Dとの位置関係の変化を説明するための図である。図13Aに示すように、予定している温度範囲のうちの最低温度では、導光体8の両端に位置する2つの入射部8Cにおいて、入射部8Cの内側面(X方向内側の面)8Eと、フレーム2の取り付け穴2DのX方向の内側面(X方向内側の面)2Eとがほぼ当接しているため、フレーム2に対して導光体8がX方向に移動することはない。
13A to 13C are diagrams for explaining a change in the positional relationship between the
導光体8及びフレーム2の温度が上昇した場合には、図13Bに示すように、導光体8の内側面8Eとフレーム2の内側面2Eとの間に隙間が生じるため、フレーム2に対して導光体8がX方向に移動可能となる。導光体8及びフレーム2の温度が、予定している温度範囲の最高温度に達した場合には、図13Cに示すように、導光体8の両端に位置する2つの入射部8Cにおいて、入射部8Cの外側面(X方向外側の面)8Fとフレーム2の取り付け穴2Dの外側面(X方向外側の面)2Fがほぼ当接するため、フレーム2に対して導光体8がX方向に移動することはない。
When the temperature of the
本実施の形態においても、実施の形態1と同様、導光体8とフレーム2との温度変化による伸び量の差を考慮して設ける隙間(0.75mm)が、図中左右に振り分けられるため、フレーム2に対する導光体8のX方向の移動量は、最大で、導光体8とフレーム2の伸び量の差である0.75mmの半分の値である0.375mmとなる。
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the gap (0.75 mm) provided in consideration of the difference in elongation due to the temperature change between the
以上の構成により、フレーム2に対する導光体8の入射部8Cの位置ずれを、0.375mm以下とすることができる。その結果、フレーム2に固定された基板4に実装されている発光素子71と導光体8の入射端面89との位置ずれ量を小さくすることができる。なお、温度上昇による導光体8の伸び量は基板4のX方向の伸び量よりも大きいため、発光素子71は、予定されている温度範囲の最低温度において、入射部8Cの光軸に対してX方向外側に位置するように配置されている。
With the above configuration, the positional deviation of the
導光体8は、上述したように、入射部8Cがフレーム2の取り付け穴2Dに挿入されることにより、X方向及びY方向において位置決めされる。また、導光体8は、その両端部の+Z側に配置された方形状のクッション部材9C(図12A)を介してカバーガラス93に当接することにより、Z方向において位置決めされる。カバーガラス93は、後述する方法でフレーム2に対して固定されている。
As described above, the
次に、本実施の形態の読取装置11における、実施の形態1の読取装置10と異なる構成について説明する。なお、これらの構成は、実施の形態1の読取装置10にも適用可能なものである。上述した実施の形態1では、レンズ位置決め部材5a(又はレンズ位置決め部材5b)を用いて、ロッドレンズアレイ1をフレーム2に対して位置決めしていたが、本実施の形態では、フレーム2の中央部29の+Z方向の先端に設けたレンズ当接面22b(図12A)により、ロッドレンズアレイ1をフレーム2に対して位置決めしている。実施の形態1で説明したレンズ位置決め部材5a(5b)を用いないことにより、部品点数が低減され、組立が容易になる。
Next, the configuration of the
また、レンズ位置決め部材5a(5b)を用いないため、各一組2つのレンズ固定部材3(図12A)を、ロッドレンズアレイ1を挟んでY方向に対向するように配置することができる。本実施の形態では、レンズ固定部材3にガイドピン33が立設されている。ガイドピン33は、基板4に設けられた貫通孔42を貫通し、このガイドピン33を囲むようにコイルばね92が取り付けられる。基板4の貫通穴42の内径は、ガイドピン33の外径よりも大きく設定されている。フレーム2に対する基板4の位置決めは、実施の形態1と同様、基板4のX方向の両端部に設けられた位置決め穴45と、フレーム2の対応する位置に設けられた位置決めピン25との嵌合によって行われる。
Further, since the
本実施の形態では、カバーガラス固定部品98を用いて、フレーム2に対するカバーガラス93の固定を行う。図12Bに示すように、カバーガラス固定部品98は、略方形の本体部9Eと、この本体部9Eの+Z側の先端に設けられた当接部9Fと、本体部9EのX方向の両端に設けられたフック形状の係合部9Gとを有して構成されている。カバーガラス固定部品98の係合部9Gを、フレーム2の壁部26に形成された長方形の係合穴2G(図12A)に挿入して係合させることにより、カバーガラス固定部品98がフレーム2に取り付けられる。また、フレーム2に対してカバーガラス固定部品98は、カバーガラス固定部品98の本体部9Eに立設された位置決めピン9Hと、フレーム2の壁部26に設けられた位置決め穴(図示せず)との係合により位置決めされる。
In the present embodiment, the
図12Aに示すように、カバーガラス93のX方向に平行な端縁の上側(+Z側)には、面取り部9Bが形成されている。カバーガラス固定部品98の当接部9Fは、上記の面取り部9Bに対応した傾斜面を有している。カバーガラス固定部品98の当接部9Fが、カバーガラス93の面取り部9Bを+Z側から押さえることで、カバーガラス93がフレーム2に固定される。
As shown in FIG. 12A, a chamfered
ここで、カバーガラス固定部品98の係合部99とフレーム2の係合穴2Gとの係合には、ある程度のがたがあり、また、フレーム2を樹脂で作製した場合には、壁部26がY方向に撓む可能性がある。そのため、このような壁部26の撓みに起因して、当接部9Aからカバーガラス93の面取り部9Bが外れる(これによりフレーム2からカバーガラス93が外れる)ことを防止する必要がある。
Here, the engagement between the
そこで、本実施の形態では、レンズ固定部材3をフレーム2に取り付けるためのアタッチメント6cが、その両側腕部62cの+Z方向の端部にばね部(ここでは板ばね)66を有している。各ばね部66は、フレーム2の両壁部26に取り付けられたカバーガラス固定部品98をY方向内側に向けて付勢する。これにより、カバーガラス固定部品98の当接部9Fからカバーガラス93の面取り部9Bが外れることが防止される。
Therefore, in the present embodiment, the
フレーム2が樹脂で作製されている場合には、壁部26がY方向に撓みやすいため、アタッチメント6CによりY方向内側に向けて付勢することは、フレーム2からカバーガラス93が外れることを防止するのに有効である。
When the
なお、アタッチメント6cの底板部61c上には、上述したコイルばね92が配置されている。コイルばね92は、レンズ固定部材3のガイドピン33(基板4の貫通孔42を貫通している)に案内された状態で圧縮され、基板4及びレンズ固定部材3を介してレンズアレイ1をフレーム2に押し当てている。このため、アタッチメント6cの底板部61cには、ガイドピン33を貫通する図示しない貫通孔が設けられている。
The above-described
以上説明したように、本実施の形態においても、温度変化による導光体8及びフレーム2のX方向の伸びに起因する導光体8の入射端面89と発光素子41との間隔の変動を抑制することができ、その結果、発光素子から導光体に入射する入射光量の変動を抑えた(これにより照明光量の変動を抑えた)安定した照明装置を実現することができる。
As described above, also in the present embodiment, fluctuations in the distance between the light-emitting
実施の形態3.
図14は、本発明の実施の形態3における読取装置12を示す分解斜視図である。図14において、実施の形態1及び2で説明した構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付す。まず、図14を参照して、読取装置12の全体構成について説明する。
FIG. 14 is an exploded perspective view showing the
本実施の形態における導光体8は、X方向に延在する部分であって原稿面を照明する照明部8Bと、−Z方向に延在する部分であって発光素子71の光線が入射する入射部(突出部、屈曲部)8Cと、入射部8Cからの入射光を照明部8Bに導く反射部8Dとを有している。導光体8は、さらに、照明部8Bと反射部8Dとの間に、X方向に延在し、照明部8Bよりも外径の細い(すなわち照明部8Bとの間に段差を有する)柱状の係合部8Mを有している(図16参照)。発光素子71は、受光素子41が実装されている基板4上に実装されており、導光体8の入射部8Cの端面(入射端面)89は、基板4上の発光素子71と対向している。
The
導光体8は、その係合部8Mにおいて、ホルダ810によって保持されている。このホルダ810は、図15に示すように、(分割面8Tにおいて)上ホルダ81bと下ホルダ81aとにZ方向に分割可能な構成を有している。上ホルダ81b及び下ホルダ81aは、組み合わせたときに導光体8を係合部8Mにおいて保持する円筒形の穴部8U(被係合部)を構成する半円筒部8R,8Sをそれぞれ2つずつ有している。また、上ホルダ81bのZ方向略中央部の下端(−Z側の端部)には、内側に矩形の穴を有する枠状の係合部8Gが形成されている。下ホルダ81aの上記係合部8Gに対応する位置には、係合部8Gに係合する係合用突起8Hが形成されている。係合用突起8Hは、−Z側ほどX方向の突出量が大きくなる傾斜を有しており、下ホルダ81aに上ホルダ81bを+Z側から取り付けると、係合部8Gが係合用突起8Hに当接して撓み、その後、係合部8Gの内側の穴に係合用突起8Hが係合して係合部8Gの撓みが元に戻り、係合部8Gと係合用突起8Hとが係合する。これにより、下ホルダ81aと上ホルダ81bとが一体に組み合わせられる。また、下ホルダ81aの2つの半円筒部8Sの−Z側には、下ホルダ81aをフレーム2に取り付ける際に下ホルダ81aを撓み易くするための切り欠き部8Qが設けられている。
The
図16に示すように、導光体8の係合部8Mと、より大径の照明部8Bとの間には、段差部8Iが形成されている。照明部8Bの外径が係合部8Mの外径よりも大きいため、入射部8Cに入射して反射部8Dで反射された光Rが導光体8の外部に漏れることが防止される。他の構成は、実施の形態2の読取装置11と同様である。
As shown in FIG. 16, a stepped portion 8I is formed between the engaging
図17A〜図17Cは、温度上昇に伴う導光体8とホルダ810との位置関係の変化を説明するための図である。図17Aに示すように、予定している温度範囲の最低温度では、導光体8の入射部8Cの内側面(X方向内側の面)8Eとホルダ810の外側面(X方向外側の面)8Kとがほぼ当接しているため、フレーム2に対して導光体8がX方向に移動することはない。
FIGS. 17A to 17C are diagrams for explaining a change in the positional relationship between the
図17Bに示すように、導光体8及びフレーム2の温度が上昇した場合には、導光体8の入射部8Cの内側面8Eとホルダ810の外側面8Kとの間に隙間が生じ、導光体8がフレーム2に対してX方向に移動可能となる。図17Cに示すように、導光体8及びフレーム2の温度が、予定している温度範囲の最高温度に達した場合には、導光体8の段差部8Iとホルダ810の内側面8Jがほぼ当接するため、フレーム2に対して導光体8がX方向に移動することはない。
As shown in FIG. 17B, when the temperature of the
本実施の形態においても、実施の形態1及び2と同様、導光体8とフレーム2との温度変化による伸び量の差を考慮して設ける隙間(0.75mm)が、図中左右に振り分けられるため、フレーム2に対する導光体8のX方向の移動量は、最大で、導光体8とフレーム2の伸び量の差である0.75mmの半分の値である0.375mmとなる。
Also in the present embodiment, as in the first and second embodiments, the gap (0.75 mm) provided in consideration of the difference in elongation due to the temperature change between the
以上の構成により、フレーム2に対する導光体8の入射部8Cの位置ずれ量を、導光体8とフレーム2の伸び量の差の略半分(0.375mm)以下とすることができる。その結果、フレーム2に固定されている基板4に実装された発光素子71と導光体8の入射端面89との位置ずれ量を小さくすることができる。なお、温度上昇による導光体8の伸び量が基板4のX方向の伸び量よりも大きいため、発光素子71は、予定している温度範囲の最低温度において、入射部8Cの光軸に対してX方向外側に位置するよう配置されている。
With the above configuration, the amount of misalignment of the
ここで、本実施の形態における導光体8及びホルダ810のフレーム2への取り付け方法について説明する。図15に示すように、下ホルダ8aのY方向の両側面には、嵌合ピン86が突出形成されている。この嵌合ピン86を、図14に示すフレーム2の両壁部26に設けられた位置決め穴2Bに嵌合させることで、下ホルダ81aがフレーム2の所定の位置に固定される。
Here, a method of attaching the
下ホルダ81aには、上述した2つの切り欠き部8Qが設けられているため、下ホルダ81aをフレーム2に取り付ける際、下ホルダ81aが撓むことでフレーム2の両壁部26の間にスムースに挿入され、下ホルダ81aの嵌合ピン86がフレーム2の位置決め穴2Bに嵌合することで撓みが元に戻り、下ホルダ81aがフレーム2に対して位置決めされ固定される。
Since the
さらに、導光体8の照明部8Bをフレーム2の凹部28に載置すると共に、導光体8の係合部8Mを下ホルダ81aの半円筒部8S上に載置し、この下ホルダ81aに対して上ホルダ81bを+Z側から取り付ける。上ホルダ81bの係合部8Gを下ホルダ81aの係合用突起8Hに係合させることにより、上ホルダ81bが下ホルダ81aに固定され、半円筒部8R,8Sにより形成される穴部8U(被係合部)によって導光体8の係合部8Mが保持される。
Further, the
以上説明したように、本実施の形態においても、温度変化による導光体8及びフレーム2のX方向の伸びに起因する導光体8の入射端面89と発光素子41との間隔の変動を抑制することができ、その結果、発光素子から導光体に入射する入射光量の変動を抑え、これにより照明光量の変動を抑えた安定した照明装置を実現することができる。
As described above, also in the present embodiment, fluctuations in the distance between the light-emitting
なお、上述した実施の形態1〜3では、2つの導光体8を用いていたが、導光体8の数は1つでもよく、また3つ以上でもよい。フレーム2及びホルダ81(810)は、導光体8の数に合わせて構成することができる。
In
1 ロッドレンズアレイ、 2 フレーム、 21 レンズ組み込み穴、 22 レンズ位置決め部材当接面、 22b レンズ当接面、 23a 挿入凹部、 23b 挿入凹部、 24 係合用突起、 25 位置決めピン、 26 壁部、 26a カバー当接面、 26b 当接端面、 27 下端面、 28 凹部、 29 中央部、 2A 凹部、 2B 位置決め穴、 2C 位置決めピン、 2D 取り付け穴、 2E 内側面、 2F 外側面、 2G 係合穴、 3 レンズ固定部材、 31 レンズ当接面、 32 基板当接面、 33 ガイドピン、 34 挿入部、 4 基板、 41 受光素子、 42 貫通穴、 45 位置決め穴、 46 コネクタ、 5a,5b レンズ位置決め部材、 51 レンズ当接面、 52 フレーム当接面、 53 上端面、 54 両面テープ、 6a,6b,6c,6d アタッチメント、 61 底板部、 62 側腕部、 63 係合穴、 64 ばね装着部、 65,66 ばね部、 7 発光素子基板、 71 発光素子、 72 位置決め穴、 73 接続用基板、 8 導光体、 81,810 ホルダ、 81a 下ホルダ、 81b 上ホルダ、 82 取り付け部、 83 係合部、 84 位置決めピン、 85 凸部、 86 嵌合ピン、 87 爪部、 88 凹部、 89 入射端面、 8A 当接面、 8B 照明部、 8C 入射部、 8D 反射部、 8E 内側面、 8F 外側面、 8G 係合部、 8H 係合用突起、 8I 段差部、 8J 内側面、 8K 外側面、 8M 係合部、 8N 根元部当接面、 8Q 凹部、 8R,8Q 半円筒部、 8T 分割面、 8U 穴部、 91 防塵ゴム、 92 コイルばね、 93 カバーガラス、 94 放熱板、 95 補強板、 96 位置決め穴、 97 位置決め長穴、 98 カバーガラス固定部品、 99 絶縁シート、 9A 原稿面、 9B 面取り部、 9C クッション部材、 9D 穴、 9E 本体部、 9F 当接部、 9G 係合部、 9H 位置決めピン、 10,11,12 読取装置、 A1 カバー当接面からレンズ位置決め部材当接面までの距離、 A2 レンズ位置決め部材の寸法、 B レンズ当接面から基板当接面までの距離、 C ロッドレンズアレイの高さ、 D 読取装置10の高さ、 E ロッドレンズアレイの幅、 F アタッチメントの付勢力の方向、 Tc ロッドレンズアレイの共役長、 Lg 導光体の長さ、 Lh ホルダ間隔、 Lr 当接部から発光素子までの距離、 Lm 隙間、 R 光。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rod lens array, 2 Frame, 21 Lens assembly hole, 22 Lens positioning member contact surface, 22b Lens contact surface, 23a Insertion recessed part, 23b Insertion recessed part, 24 Engagement protrusion, 25 Positioning pin, 26 Wall part, 26a Cover Contact surface, 26b Contact end surface, 27 Lower end surface, 28 Recessed portion, 29 Center portion, 2A Recessed portion, 2B Positioning hole, 2C Positioning pin, 2D Inner side surface, 2E Inner side surface, 2F Outer side surface, 2G Engaging hole, 3 Lens Fixed member, 31 Lens contact surface, 32 Substrate contact surface, 33 Guide pin, 34 Insertion part, 4 Substrate, 41 Light receiving element, 42 Through hole, 45 Positioning hole, 46 Connector, 5a, 5b Lens positioning member, 51 Lens Contact surface, 52 frame contact surface, 53 upper end surface, 54 Double-sided tape, 6a, 6b, 6c, 6d Attachment, 61 Bottom plate part, 62 Side arm part, 63 Engagement hole, 64 Spring mounting part, 65, 66 Spring part, 7 Light emitting element substrate, 71 Light emitting element, 72 Positioning hole 73 connection board, 8 light guide, 81,810 holder, 81a lower holder, 81b upper holder, 82 mounting portion, 83 engaging portion, 84 positioning pin, 85 convex portion, 86 fitting pin, 87 claw portion, 88 recessed portion, 89 incident end surface, 8A contact surface, 8B illumination portion, 8C incident portion, 8D reflecting portion, 8E inner side surface, 8F outer side surface, 8G engaging portion, 8H engaging projection, 8I stepped portion, 8J inner side surface, 8K outer surface, 8M engagement portion, 8N root portion contact surface, 8Q recess, 8R, 8Q semi-cylindrical portion, 8T split surface, U hole, 91 dustproof rubber, 92 coil spring, 93 cover glass, 94 heat sink, 95 reinforcing plate, 96 positioning hole, 97 positioning oblong hole, 98 cover glass fixing part, 99 insulating sheet, 9A original surface, 9B chamfered portion , 9C cushion member, 9D hole, 9E body portion, 9F contact portion, 9G engagement portion, 9H positioning pin, 10, 11, 12 reading device, A1 distance from cover contact surface to lens positioning member contact surface, A2 Dimensions of lens positioning member, B Distance from lens contact surface to substrate contact surface, C Rod lens array height, D Reading device 10 height, E Rod lens array width, F Attachment biasing force Direction, conjugate length of Tc rod lens array, length of Lg light guide, Lh holder spacing, Lr Distance from the contact portion to the light emitting element, Lm gap, R light.
Claims (10)
被写体を照明する導光体であって、前記発光手段からの光が端部から入射する柱状部を有し、前記柱状部の端部近傍に、当該柱状部の長手方向に略垂直に突出する突出部を有する導光体と、
前記導光体と前記発光手段とを保持する保持手段であって、前記突出部に係合する係合部を有する保持手段と
を有し、
前記係合部は、前記柱状部の長手方向において前記突出部を挟み込むように係合し、温度変化により前記導光体と前記保持手段との相対位置が変化した場合に、前記係合部に対して被係合部である前記突出部が移動可能であることを特徴とする読取装置。 A light emitting means for emitting light;
A light guide for illuminating a subject, having a columnar portion from which light from the light emitting unit is incident from an end portion, and projecting substantially perpendicular to the longitudinal direction of the columnar portion in the vicinity of the end portion of the columnar portion. A light guide having a protrusion;
Holding means for holding the light guide and the light emitting means, the holding means having an engaging portion that engages with the protruding portion;
The engaging portion engages so as to sandwich the protruding portion in the longitudinal direction of the columnar portion, and when the relative position of the light guide and the holding means changes due to a temperature change, the engaging portion On the other hand, the protruding portion which is an engaged portion is movable.
前記ホルダに、前記係合部が設けられていること
を特徴とする請求項2から4までのいずれか1項に記載の読取装置。 The holding means has a frame that surrounds the light guide, and a holder that is attached to the frame and holds the vicinity of the end of the columnar part,
The reading device according to any one of claims 2 to 4, wherein the engaging portion is provided in the holder.
前記係合部は、前記屈曲部が挿入され、前記柱状部の長手方向に長い長穴を有すること
を特徴とする請求項1に記載の読取装置。 The protruding portion of the light guide is a bent portion provided at an end of the columnar portion and bent substantially perpendicularly to the longitudinal direction of the columnar portion,
The reading device according to claim 1, wherein the engaging portion has a long hole in which the bent portion is inserted and is long in the longitudinal direction of the columnar portion.
前記基板には、前記屈曲部の端面に対向するように、前記発光手段が搭載されていることを特徴とする請求項6に記載の読取装置。 The holding means holds the substrate in parallel with the columnar part,
The reading device according to claim 6, wherein the light emitting unit is mounted on the substrate so as to face an end surface of the bent portion.
被写体を照明する導光体であって、前記発光手段からの光が端部から入射する柱状部を有すると共に、前記柱状部の端部に、前記柱状部の長手方向に対して略垂直に屈曲した屈曲部を有する導光体と、
前記導光体及び前記発光手段を保持する保持手段と
を有し、
前記導光体は、前記柱状部と前記屈曲部との間に位置し、前記柱状部との間に段差を有する係合部を有し、
前記保持手段は、前記係合部に係合する被係合部を有し、
温度変化により前記導光体と前記保持手段との相対位置が変化した場合に、前記屈曲部と前記柱状部との間の前記係合部に対して前記被係合部が移動可能であることを特徴とする読取装置。 A light emitting means for emitting light;
A light guide for illuminating a subject, having a columnar portion through which light from the light emitting means is incident from an end portion, and bent substantially perpendicular to the longitudinal direction of the columnar portion at an end portion of the columnar portion A light guide having a bent portion,
Holding means for holding the light guide and the light emitting means,
The light guide is located between the columnar portion and the bent portion, and has an engaging portion having a step between the columnar portion,
The holding means has an engaged portion that engages with the engaging portion,
The engaged portion is movable with respect to the engaging portion between the bent portion and the columnar portion when the relative position of the light guide and the holding means changes due to a temperature change. A reader characterized by.
前記基板には、前記屈曲部の端面に対向するように、前記発光手段が搭載されていることを特徴とする請求項8に記載の読取装置。 The holding means holds the substrate in parallel with the columnar part,
The reading device according to claim 8, wherein the light emitting unit is mounted on the substrate so as to face an end surface of the bent portion.
前記ホルダは、前記穴部を通る分割面で分割可能に構成されていること
を特徴とする請求項8又は9に記載の読取装置。
The holding means includes a frame that surrounds the light guide, and a holder that is attached to the frame and has a hole that holds the engaging portion of the light guide.
The reading device according to claim 8 or 9, wherein the holder is configured to be split on a split surface passing through the hole.
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