JP2011055344A - 画像読取装置および画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】隣り合うイメージセンサを接続することなく、簡単な構成で熱膨張によるイメージセンサの主走査方向の繋ぎ目のズレを低減することのできる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】互いに隣り合うＣＩＳ３０の端部の素子１４ａが主走査方向に重なった状態で配列された複数のＣＩＳ３０のそれぞれにおいて、センサ基板１５の線膨張係数とベース部材１０の線膨張係数が略同一となるようセンサ基板１５とベース部材１０とを構成し、センサ筺体１６とベース部材１０とを第２の保持部材２２の位置であるＣ点で１箇所固定するとともに、センサ筺体１６とセンサ基板１５とを突起２５が穴２７に挿通する位置であるＤ点で１箇所固定し、Ｃ点とＤ点との間の主走査方向の距離を等しくするとともに、Ｃ点に対するＤ点の方向を等しくした。
【選択図】図７

Description

本発明は、複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置およびこの画像形成装置に搭載される画像読取装置に関する。
一般的に、画像読取装置においては、複数個のイメージセンサを、千鳥状に配置、すなわち互いに隣り合うイメージセンサの端部が主走査方向に一部重なるように互い違いに配置したものが知られている。この画像読取装置では、量産性のある安価なＡ４、Ａ３サイズ等の幅の狭いイメージセンサを複数用いることにより、幅の広いイメージセンサを１つ用いるときよりも部品コストを安く抑えられるという利点があるが、各イメージセンサ間の機械的配列調整が必要であること、また各イメージセンサで読取った画像の合成等の画像処理が複雑になること、また熱膨張等によりイメージセンサ間の位置関係がズレて画像ズレを発生しやすいことといった欠点もあった。
そこで、このような問題に対して、イメージセンサの筺体部に嵌合部を設けて複数のイメージセンサを連結し、各イメージセンサの繋ぎ目の位置決め作業を簡単にするようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、イメージセンサの筺体部材と保持フレーム部材の線膨張係数を同じにして、イメージセンサを保持フレームに固定したときの熱膨張による変形を防止するようにした技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
また、イメージセンサ付近の温度を検出する温度センサを備え、温度変化に応じてイメージセンサの繋ぎ目の読出し開始、読出し終了画素を制御して、繋ぎ目のズレによる影響を防止するようにしたものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
また、隣り合うイメージセンサのセンサ基板を接続することによって、熱膨張によるイメージセンサの主走査方向の繋ぎ目のズレを低減するようにした技術が知られている（例えば、特許文献４、５、６参照）。
なお、光書込み装置においては、特許文献４、５、６と同様な構成にすることにより、複数の発光素子アレイユニットを主走査方向に千鳥状に繋いだときの繋ぎ目に発生する書込みスジを低減するようにした技術が知られている（例えば、特許文献７参照）。
しかしながら、特許文献１に記載されたものは、熱膨張によるイメージセンサの繋ぎ目のズレは考慮されていないという問題があった。
また、特許文献２に記載されたものは、センサ基板の線膨張係数について考慮されていないため、複数個のイメージセンサを千鳥状に配置した場合は、熱膨張によりイメージセンサの繋ぎ目のズレが発生してしまうという問題があった。
また、特許文献３に記載されたものは、実際のイメージセンサの温度による寸法変化と温度センサの出力誤差により精度が悪いという問題と、温度センサと制御手段が必要なため製造コストが上昇してしまうという問題があった。
また、特許文献４〜７に記載されたものは、接続部材を各センサ基板に接着またはネジ留め等の手段により固定しなければならないため、センサ基板を破損させてしまう恐れがあった。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、隣り合うイメージセンサを接続することなく、簡単な構成で熱膨張によるイメージセンサの主走査方向の繋ぎ目のズレを低減することのできる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。
上記目的達成のため、本発明に係る画像読取装置は、原稿からの光を光電変換する複数の読取素子が基板部材上に主走査方向にライン状に配列されたラインセンサと、前記ラインセンサを保持する筺体と、をそれぞれ有する複数のイメージセンサと、前記複数のイメージセンサを、互いに隣り合う前記イメージセンサの端部の読取素子が主走査方向に一部重なった状態で保持するベース部材と、を備えた画像読取装置において、前記複数のイメージセンサのそれぞれにおいて、前記基板部材の線膨張係数と前記ベース部材の線膨張係数が略同一となるよう前記基板部材と前記ベース部材とを構成し、前記筺体と前記ベース部材とを第１の固定部で１箇所固定するとともに、前記筺体と前記基板部材とを第２の固定部で１箇所固定し、前記第１の固定部と前記第２の固定部との間の主走査方向の距離を等しくするとともに、前記第１の固定部に対する前記第２の固定部の方向を等しくしたことを特徴としている。
この構成により、イメージセンサの繋ぎ目で画素のズレが生じることがない。また、隣り合うイメージセンサ同士が接続されていないので、隣り合うイメージセンサ同士を接着またはネジ留め等の手段により固定するときにイメージセンサが破損してしまうことを防止することができる。
したがって、隣り合うイメージセンサを接続することなく、簡単な構成で熱膨張によるイメージセンサの主走査方向の繋ぎ目のズレを低減することができる。
また、本発明に係る画像形成装置は、上記構成の画像読取装置を備えたことを特徴としている。
この構成により、画像形成装置においても、隣り合うイメージセンサを接続することなく、簡単な構成で熱膨張によるイメージセンサの主走査方向の繋ぎ目のズレを低減することができる。
本発明は、隣り合うイメージセンサを接続することなく、簡単な構成で熱膨張によるイメージセンサの主走査方向の繋ぎ目のズレを低減することのできる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。
本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成図である。 本発明の実施の形態に係る画像読取装置の構成図である。 本発明の実施の形態に係る画像読取装置のベース部材の内部構造を示す構成図である。 本発明の実施の形態に係る画像読取装置の上面図である。 本発明の実施の形態に係る画像読取装置の斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る画像読取装置のＣＩＳの取り付け構造をそれぞれ示す上面図および側面図であり、（ｃ）は、ＣＩＳの繋ぎ目でのラインセンサの素子の状態を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像読取装置のＣＩＳの変位を説明する上面図である。 ＣＩＳの繋ぎ目の位置、保持位置、固定位置がパターン１の位置関係のときのＣＩＳの繋ぎ目の位置の変位を示す図である。 ＣＩＳの繋ぎ目の位置、保持位置、固定位置がパターン２の位置関係のときのＣＩＳの繋ぎ目の位置の変位を示す図である。 ＣＩＳの繋ぎ目の位置、保持位置、固定位置がパターン３の位置関係のときのＣＩＳの繋ぎ目の位置の変位を示す図である。 ＣＩＳの繋ぎ目の位置、保持位置、固定位置がパターン４の位置関係のときのＣＩＳの繋ぎ目の位置の変位を示す図である。 ＣＩＳの繋ぎ目の位置、保持位置、固定位置がパターン５の位置関係のときのＣＩＳの繋ぎ目の位置の変位を示す図である。 ＣＩＳの繋ぎ目の位置、保持位置、固定位置がパターン６の位置関係のときのＣＩＳの繋ぎ目の位置の変位を示す図である。 （ａ）は、ＣＩＳの繋ぎ目で素子の間隔が広がってしまった状態を示す図であり、（ｂ）は、ＣＩＳの繋ぎ目で素子の間隔が縮まってしまった状態を示す図である。
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。
まず構成について説明する。
図１に示すように、画像読取装置１は画像形成装置５０の上部に搭載されている。なお、画像形成装置５０は複写機として構成されているが、画像形成装置５０としては、複写機に限らず、プリンタ装置、ファクシミリ装置等として構成されていてもよい。画像形成装置５０の下方にはシート状の記録紙を収納する給紙カセット５１と、ロール状の記録紙を収納する給紙カセット５２、５３とを備えており、これら給紙カセット５１〜５３に収納された記録紙は、給紙ローラ５１ａ、５２ａ、５３ａによって給紙された後、搬送ローラ５４によって上方の画像形成手段５５に搬送されるようになっている。
画像形成手段５５は、感光体ドラム５６と、感光体ドラム５６を帯電する帯電装置５７と、感光体ドラム５６に画像信号を形成して感光体ドラム５６上に静電潜像を形成する照射装置５８と、感光体ドラム５６上にトナーを付着させて静電潜像を可視像化する現像装置５９と、記録紙にトナー画像を転写する転写装置６０と、記録紙に画像転写した後の感光体ドラム５６上のトナーを除去するクリーニング装置６１と、記録紙に記録されたトナー像を記録紙に定着する定着装置６２とを備えており、記録紙に画像を形成するようになっている。
図２に示すように、画像読取装置１は、原稿をコンタクトガラス８に搬送する入口搬送ローラ対２と、コンタクトガラス８上にある原稿の画像を読取る複数のＣＩＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｃｅｎｓｏｒ）３０と、コンタクトガラス８上の原稿を案内するとともに原稿をコンタクトガラス８に圧接する圧板１３と、読取りの終了した原稿を挿入口と反対方向に排出する出口搬送ローラ対３と、ＣＩＳ３０を保持するベース部材１０とを備えている。
複数のＣＩＳ３０は、いわゆる密着イメージセンサとして構成されており、原稿の搬送方向上流側に配置され、入口搬送ローラ対２によって搬送された原稿の一部を読取る複数の第１のＣＩＳ３１と、原稿の搬送方向下流側に第１のＣＩＳ３１から所定距離だけ離れて配置され、第１のＣＩＳ３１で読取った領域以外の領域を読取る複数の第２のＣＩＳ３２とに区分される。複数のＣＩＳ３０は、第１のＣＩＳ３１と第２のＣＩＳ３２とが端部で重なるようにして、第１のＣＩＳ３１、第２のＣＩＳ３２、第１のＣＩＳ３１、第２のＣＩＳ３２、・・・と互い違いになるように、主走査方向に原稿の読取幅の全域（搬送される原稿の幅方向の一端から他端）に渡って列状に配置されている。ここで、主走査方向とは、ＣＩＳ３０の延在方向および配列方向のことである。また、主走査方向に直交し、原稿が搬送される方向を副走査方向という。
なお、ＣＩＳ３０は、第１のＣＩＳ３１と第２のＣＩＳ３２とで、その配置が異なる以外は同様の構成を有している。以下、第１のＣＩＳ３１と第２のＣＩＳ３２とを区別しないときは、単にＣＩＳ３０という。
ベース部材１０は、上部が開口したコの字形状に形成されており、上部をコンタクトガラス８により上部が塞がれるようにしてコンタクトガラス８の下部に設けられている。
ＣＩＳ３０は、ベース部材１０の上面に固定された第１の保持部材２１の摺動穴２１ａに、ＣＩＳ３０のセンサ筺体１６の側面に固定された第２の保持部材２２の摺動ピン２２ａが遊嵌されることにより、ベース部材１０の内部に保持されるようになっている。また、ＣＩＳ３０は、摺動ピン２２ａを中心として回動することによりコンタクトガラス８に近接および離隔するようになっている。また、ＣＩＳ３０は、ピント調整ネジ１２によりコンタクトガラス８との距離が調整されるようになっている。また、ＣＩＳ３０は、ピント方向押圧バネ１１ｂおよびピント方向押圧バネ１１ａ（図４、図５参照）により下方、すなわちピント調整ネジ１２の側に付勢されることによって、ピント調整ネジ１２により調整されたコンタクトガラス８との距離が保持されるようになっている。なお、ピント方向押圧バネ１１ａ、１１ｂは、図２においては、コイルバネとして図示しているが、具体的には、図４、図５に示すように、板バネとして構成されている。
図３に示すように、ＣＩＳ３０は、原稿に光を照射する照明ユニット１８と、原稿から反射した反射光をラインセンサ１４に結像するレンズ１７と、レンズ１７により結像された光を光電変換するラインセンサ１４と、ラインセンサ１４が実装されたセンサ基板１５と、これらを保持するセンサ筺体１６とを備えている。レンズ１７は、セルホックレンズとして構成されている。センサ筺体１６の側面には、図２で説明した第２の保持部材２２の他に、この第２の保持部材２２に対して主走査方向に離隔し、摺動ピン２４ａを有する第２の保持部材２４が設けられている。ベース部材１０の上面には、図２で説明した第１の保持部材２１の他に、この第１の保持部材２１に対して主走査方向に離隔し、摺動穴２３ａを有する第１の保持部材２３が設けられている。ＣＩＳ３０は、第１の保持部材２１、２３の摺動穴２１ａ、２３ａに第２の保持部材２２、２４の摺動ピン２２ａ、２４ａがそれぞれ遊嵌されることにより、ベース部材１０に保持されるようになっている。本実施の形態では、ベース部材１０を、線膨張係数が１１．７×１０−６／℃の鉄製の板金部材から構成し、センサ基板１５を、線膨張係数が１２×１０−６／℃のガラスエポキシ材から構成しており、ベース部材１０の線膨張係数とセンサ基板１５の線膨張係数とが略同一となっている。
図４、図５に示すように、第１のＣＩＳ３１および第２のＣＩＳ３２に区分されるＣＩＳ３０は、第１のＣＩＳ３１と第２のＣＩＳ３２とが千鳥状、すなわち互いに隣り合うもの同士を副走査方向に離隔させることで、互いに隣り合うもの同士の端部が主走査方向に一部重なるようにして、ベース部材１０上に互い違いに配置されている。
ＣＩＳ３０は、第１の保持部材２１、２３および第２の保持部材２２、２４によってベース部材１０上に保持された状態で、主走査方向押圧バネ１９によって主走査方向に付勢されるようになっている。主走査方向押圧バネ１９は、ＣＩＳ３０の主走査方向の一端部を他端部に向って付勢するようになっており、ピント方向押圧バネ１１ｂと同様に板バネとして構成されている。なお、主走査方向押圧バネ１９には、ＣＩＳ３０の側に突出する凸部が形成され、この凸部でＣＩＳ３０の端部を押圧するようになっている。主走査方向押圧バネ１９の基部は、ピント方向押圧バネ１１ｂの基部と一体的に形成されている。主走査方向押圧バネ１９によって主走査方向に付勢された状態では、主走査方向押圧バネ１９に近い側の第２の保持部材２２は、対応する第１の保持部材２１に圧接し、主走査方向押圧バネ１９から遠い側の第２の保持部材２４は、対応する第１の保持部材２３との間に主走査方向の間隙が存在するようになっている。
すなわち、ＣＩＳ３０とベース部材１０が熱により膨張したとき、ＣＩＳ３０とベース部材１０とは、主走査方向押圧バネ１９に近い側の第２の保持部材２２の位置においては、第２の保持部材２２が第１の保持部材２１に圧接しているため、位置関係が変化することが規制されるようになっている。換言すると、ＣＩＳ３０とベース部材１０とは、第２の保持部材２２の位置において主走査方向の位置関係が変化しないように固定されている。以下、主走査方向押圧バネ１９に近い側の第２の保持部材２２の位置を、変位規制位置ともいう。
一方、ＣＩＳ３０とベース部材１０とは、主走査方向押圧バネ１９から遠い側の第２の保持部材２４の位置においては、第１の保持部材２３と第２の保持部材２４との間に主走査方向の間隙が存在しているため、図３に示した摺動ピン２４ａが摺動穴２３ａの中を摺動し、ＣＩＳ３０のセンサ筺体１６とベース部材１０との間の線膨張係数の差に応じて位置関係が主走査方向に変化することが許容されるようになっている。以下、主走査方向押圧バネ１９から遠い側の第２の保持部材２４の位置を変位許容位置ともいう。
なお、ＣＩＳ３０は、第１の保持部材２１、２３および第２の保持部材２２、２４によってベース部材１０上に保持された状態で、副走査方向押圧バネ２０によって副走査方向に付勢されて、副走査方向の位置が保持されるようになっている。なお、副走査方向押圧バネ２０には、ＣＩＳ３０の側に突出する凸部が形成され、この凸部でＣＩＳ３０の側面を押圧するようになっている。
図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、ＣＩＳ３０においては、センサ筺体１６の下面に、主走査方向に互いに離隔する２つの突起２５、２６が設けられるとともに、センサ基板１５に、突起２５が挿通される穴２７、および突起２６が挿通される長穴２８が設けられている。穴２７は、突起２５と略同一の径を有する真円形状に形成され、長穴２８は、突起２６と略同一の短径を副走査方向に有するとともに、突起２６より大きな長径を主走査方向に有している。
すなわち、ＣＩＳ３０が熱により膨張したとき、センサ基板１５とセンサ筺体１６とは、突起２５が穴２７に挿通する位置においては、穴２７が突起２５と略同一の径を有する真円形状に形成されているため、位置関係が変化することが規制されるようになっている。換言すると、センサ基板１５とセンサ筺体１６とは、突起２５が穴２７に挿通する位置において、主走査方向の位置関係が変化しないように固定されている。以下、突起２５が穴２７に挿通する位置を変位規制位置ともいう。
一方、センサ基板１５とセンサ筺体１６とは、突起２６が長穴２８に挿通する位置においては、長穴２８が主走査方向に突起２６より大きな長径を有するため、センサ基板１５とセンサ筺体１６との間の線膨張係数の差に応じて位置関係が主走査方向に変化することが許容されるようになっている。以下、突起２６が長穴２８に挿通する位置を変位許容位置ともいう。
ここで、前述したように、ＣＩＳ３０は、第１のＣＩＳ３１と第２のＣＩＳ３２とで、その配置が異なる以外は同様の構成を有しているため、ＣＩＳ３０とベース部材１０との変位規制位置（第２の保持部材２２の位置）と、センサ基板１５とセンサ筺体１６との変位規制位置（突起２５が穴２７に挿通する位置）との間の主走査方向の距離は、第１のＣＩＳ３１と第２のＣＩＳ３２の区別に関わらず、全てのＣＩＳ３０で等しくなっている。
また、ＣＩＳ３０とベース部材１０との変位規制位置（第２の保持部材２２の位置）に対するセンサ基板１５とセンサ筺体１６との変位規制位置（突起２５が穴２７に挿通する位置）の方向は、第１のＣＩＳ３１と第２のＣＩＳ３２の区別に関わらず、全てのＣＩＳ３０で等しくなっている。
ラインセンサ１４は、図６（ｃ）に示すように、主走査方向にライン状に配列された複数の素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、・・・から構成されている。ラインセンサ１４の複数の素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、・・・のうち、第１のＣＩＳ３１と第２のＣＩＳ３２とで主走査方向に重なる素子１４ａからは画像の読取りを行わないようになっている。すなわち、第１のＣＩＳ３１のラインセンサ１４の素子１４ｂ、１４ｃ、・・・と第２のＣＩＳ３２のラインセンサ１４の素子１４ｂ、１４ｃ、・・・が実際に画像の読取りに供されることとなる。ラインセンサ１４の画素密度は、６００ＤＰＩ（Ｄｏｔ Ｐａｒ Ｉｎｃｈ）となっている。
上記のように構成された画像読取装置１の作用を説明する。
図７に示すように、第１のＣＩＳ３１の繋ぎ目の位置をＡ点、第２のＣＩＳ３２の繋ぎ目の位置をＢ点とすると、Ａ点およびＢ点は、第１のＣＩＳ３１、第２のＣＩＳ３２、ベース部材１０のそれぞれの熱膨張によって主走査方向に移動することとなる。
以下、第１のＣＩＳ３１の変位規制位置をＣ点、第２のＣＩＳ３２の変位規制位置をＣ´点、第１のＣＩＳ３１におけるセンサ筺体１６とセンサ基板１５の変位規制位置をＤ点、第２のＣＩＳ３２におけるセンサ筺体１６とセンサ基板１５の変位規制位置をＤ´点としたとき、Ａ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｃ´点、Ｄ点、Ｄ´点のそれぞれの位置関係が異なる６つのパターン毎に、図８〜図１３を参照して、Ａ点とＢ点とが同一の方向に同一量の変位をして、Ａ点、Ｂ点の熱膨張によるズレが発生しないことを説明する。なお、第２の保持部材２２が配置された変位規制位置であるＣ点、Ｃ´点は、本発明における第１の固定部を構成し、突起２５が穴２７に挿通する変位規制位置であるＤ点、Ｄ´点は、本発明における第２の固定部を構成している。
ここで、Ｃ点とＤ点の間の距離をＬ１、Ｃ´点とＤ´点の間の距離をＬ１´、Ｄ点とＡ点の間の距離をＬ２、Ｃ点とＣ´点の間の距離をＬ３、Ｂ点とＤ´点の間の距離をＬ４とする。また、ベース部材１０の線膨張係数をＳ１、センサ基板１５の線膨張係数をＳ２、センサ筺体１６の線膨張係数をＳ３、温度変化量を△ｔとする。なお、第１のＣＩＳ３１および第２のＣＩＳ３２は、ベース部材１０における位置が異なる外は同一の構成となっているため、Ｌ１＝Ｌ１´が成り立つ。
図８に示すように、Ｃ点に対するＤ点の位置が右側、Ｃ点に対するＢ点の位置が左側であるパターン１の位置関係の場合について説明する。
各位置の移動方向を図中において右方向を（＋）、第１のＣＩＳ３１および第２のＣＩＳ３２のセンサ筺体１６の線膨張係数をＳ３、温度上昇量を△ｔとする。
第１のＣＩＳ３１のセンサ筺体１６の熱膨張による移動量△Ａ１は、Ｃ点を起点としたＤ点の移動量であり、図中（＋）方向に△Ａ１＝Ｌ１×Ｓ３×△ｔとなる。
第１のＣＩＳ３１のセンサ基板１５の熱膨張による移動量△Ａ２は、Ｄ点を起点としたＡ点の移動量であり、図中（＋）方向に△Ａ２＝Ｌ２×Ｓ２×△ｔとなる。
Ｄ点は、第１のＣＩＳ３１におけるセンサ基板１５とセンサ筺体１６との固定点であるため、その移動量△Ａ１の分だけセンサ基板１５も移動する。
よって、第１のＣＩＳ３１の繋ぎ目の位置であるＡ点の移動量△Ａは、△Ａ＝△Ａ１＋△Ａ２となるので、△Ａ＝Ｌ１×Ｓ３×△ｔ＋Ｌ２×Ｓ２×△ｔの式で表される。
第２のＣＩＳ３２のセンサ筺体１６の熱膨張による移動量△Ｂ１は、Ｃ´点を起点としたＤ´点の移動量であり、図中（＋）方向に△Ｂ１＝Ｌ１´×Ｓ３×△ｔとなる。
第２のＣＩＳ３２のセンサ基板１５の熱膨張による移動量△Ｂ２は、Ｄ´点を起点としたＢ点の移動量であり、図中（−）方向に△Ｂ２＝−（Ｌ４×Ｓ２×△ｔ）となる。
ベース部材１０の熱膨張による移動量△Ｂ３は、Ｃ点を起点としたＣ´点の移動量であり、図中（＋）方向に△Ｂ３＝Ｌ３×Ｓ１×△ｔとなる。
よって、第２のＣＩＳ３２の繋ぎ目の位置であるＢ点の移動量△Ｂは、△Ａと同様に、△Ｂ＝△Ｂ１＋△Ｂ２+△Ｂ３となるので、△Ｂ＝Ｌ１´×Ｓ３×△ｔ−Ｌ４×Ｓ２×△ｔ＋Ｌ３×Ｓ１×△ｔの式で表される。
ここで、Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ４＝Ｌ３＋Ｌ１´、Ｌ１＝Ｌ１´より、Ｌ２＝Ｌ３−Ｌ４であり、また、Ｓ１≒Ｓ２である。
したがって、△Ａ＝△Ｂとなり、第１のＣＩＳ３１および第２のＣＩＳ３２のそれぞれの繋ぎ目の位置であるＡ点、Ｂ点の熱膨張によるズレはほとんど生じない。
図９に示すように、Ｃ点に対するＤ点の位置が左側、Ｃ点に対するＢ点の位置が左側、Ｄ点に対するＢ点の位置が左側であるパターン１の位置関係の場合について説明する。
第１のＣＩＳ３１のセンサ筺体１６の熱膨張による移動量△Ａ１は、Ｃ点を起点としたＤ点の移動量であり、図中（−）方向に△Ａ１＝−（Ｌ１×Ｓ３×△ｔ）となる。
第１のＣＩＳ３１のセンサ基板１５の熱膨張による移動量△Ａ２は、Ｄ点を起点としたＡ点の移動量であり、図中（＋）方向に△Ａ２＝Ｌ２×Ｓ２×△ｔとなる。
よって、第１のＣＩＳ３１の繋ぎ目の位置であるＡ点の移動量△Ａは、△Ａ＝△Ａ１＋△Ａ２となるので、△Ａ＝−Ｌ１×Ｓ３×△ｔ＋Ｌ２×Ｓ２×△ｔの式で表される。
第２のＣＩＳ３２のセンサ筺体１６の熱膨張による移動量△Ｂ１は、Ｃ´点を起点としたＤ´点の移動量であり、図中（−）方向に△Ｂ１＝−（Ｌ１´×Ｓ３×△ｔ）となる。
第２のＣＩＳ３２のセンサ基板１５の熱膨張による移動量△Ｂ２は、Ｄ´点を起点としたＢ点の移動量であり、図中（−）方向に△Ｂ２＝−（Ｌ４×Ｓ２×△ｔ）となる。
ベース部材１０の熱膨張による移動量△Ｂ３は、Ｃ点を起点としたＣ´点の移動量であり、図中（＋）方向に△Ｂ３＝Ｌ３×Ｓ１×△ｔとなる。
よって、第２のＣＩＳ３２の繋ぎ目の位置であるＢ点の移動量△Ｂは、△Ｂ＝△Ｂ１＋△Ｂ２＋△Ｂ３となるので、△Ｂ＝−Ｌ１´×Ｓ３×△ｔ−Ｌ４×Ｓ２×△ｔ＋Ｌ３×Ｓ１×△ｔの式で表される。
ここで、Ｌ２−Ｌ１＝Ｌ３−Ｌ１´−Ｌ４、Ｌ１＝Ｌ１´より、Ｌ２＝Ｌ３−Ｌ４であり、また、Ｓ１≒Ｓ２である。
したがって、△Ａ＝△Ｂとなり、第１のＣＩＳ３１および第２のＣＩＳ３２のそれぞれの繋ぎ目の位置であるＡ点、Ｂ点の熱膨張によるズレはほとんど生じない。
図１０に示すように、Ｃ点に対するＤ点の位置が左側、Ｃ点に対するＢ点の位置が左側、Ｄ点に対するＢ点の位置が右側であるパターン３の位置関係の場合について説明する。
第１のＣＩＳ３１のセンサ筺体１６の熱膨張による移動量△Ａ１は、Ｃ点を起点としたＤ点の移動量であり、図中（−）方向に△Ａ１＝−（Ｌ１×Ｓ３×△ｔ）となる。
第１のＣＩＳ３１のセンサ基板１５の熱膨張による移動量△Ａ２は、Ｄ点を起点としたＡ点の移動量であり、図中（＋）方向に△Ａ２＝Ｌ２×Ｓ２×△ｔとなる。
よって、第１のＣＩＳ３１の繋ぎ目の位置であるＡ点の移動量△Ａは、△Ａ＝△Ａ１＋△Ａ２となるので、△Ａ＝−Ｌ１×Ｓ３×△ｔ＋Ｌ２×Ｓ２×△ｔの式で表される。
第２のＣＩＳ３２のセンサ筺体１６の熱膨張による移動量△Ｂ１は、Ｃ´点を起点としたＤ´点の移動量であり、図中（−）方向に△Ｂ１＝−（Ｌ１´×Ｓ３×△ｔ）となる。
第２のＣＩＳ３２のセンサ基板１５の熱膨張による移動量△Ｂ２は、Ｄ´点を起点としたＢ点の移動量であり、図中（＋）方向に△Ｂ２＝Ｌ４×Ｓ２×△ｔとなる。
ベース部材１０の熱膨張による移動量△Ｂ３は、Ｃ点を起点としたＣ´の移動量であり、図中（＋）方向に△Ｂ３＝Ｌ３×Ｓ１×△ｔとなる。
よって、第２のＣＩＳ３２の繋ぎ目の位置であるＢ点の移動量△Ｂは、△Ｂ＝△Ｂ１＋△Ｂ２＋△Ｂ３となるので、△Ｂ＝−Ｌ１´×Ｓ３×△ｔ＋Ｌ４×Ｓ２×△ｔ＋Ｌ３×Ｓ１×△ｔの式で表される。
ここで、Ｌ２−Ｌ１＝Ｌ３−Ｌ１´＋Ｌ４、Ｌ１＝Ｌ１´より、Ｌ２＝Ｌ３＋Ｌ４であり、また、Ｓ１≒Ｓ２である。
したがって、△Ａ＝△Ｂとなり、第１のＣＩＳ３１および第２のＣＩＳ３２のそれぞれの繋ぎ目の位置であるＡ点、Ｂ点の熱膨張によるズレはほとんど生じない。
図１１に示すように、Ｃ点に対するＤ点の位置が右側、Ｃ点に対するＢ点の位置が右側、Ｄ点に対するＢ点の位置が左側であるパターン４の位置関係の場合について説明する。
第１のＣＩＳ３１のセンサ筺体１６の熱膨張による移動量△Ａ１は、Ｃ点を起点としたＤ点の移動量であり、図中（＋）方向に△Ａ１＝Ｌ１×Ｓ３×△ｔとなる。
第１のＣＩＳ３１のセンサ基板１５の熱膨張による移動量△Ａ２は、Ｄ点を起点としたＡ点の移動量であり、図中（＋）方向に△Ａ２＝Ｌ２×Ｓ２×△ｔとなる。
よって、第１のＣＩＳ３１の繋ぎ目の位置であるＡ点の移動量△Ａは、△Ａ＝△Ａ１＋△Ａ２となるので、△Ａ＝Ｌ１×Ｓ３×△ｔ＋Ｌ２×Ｓ２×△ｔの式で表される。
第２のＣＩＳ３２のセンサ筺体１６の熱膨張による移動量△Ｂ１は、Ｃ´点を起点としたＤ´点の移動量であり、図中（＋）方向に△Ｂ１＝Ｌ１´×Ｓ３×△ｔとなる。
第２のＣＩＳ３２のセンサ基板１５の熱膨張による移動量△Ｂ２は、Ｄ´点を起点としたＢ点の移動量であり、図中（−）方向に△Ｂ２＝−（Ｌ４×Ｓ２×△ｔ）となる。
ベース部材１０の熱膨張による移動量△Ｂ３は、Ｃ点を起点としたＣ´の移動量であり、図中（＋）方向に△Ｂ３＝Ｌ３×Ｓ１×△ｔとなる。
よって、第２のＣＩＳ３２の繋ぎ目の位置であるＢ点の移動量△Ｂは、△Ｂ＝△Ｂ１＋△Ｂ２＋△Ｂ３となるので、△Ｂ＝Ｌ１´×Ｓ３×△ｔ−Ｌ４×Ｓ２×△ｔ＋Ｌ３×Ｓ１×△ｔの式で表される。
ここで、Ｌ２＋Ｌ１＝Ｌ３＋Ｌ１´−Ｌ４、Ｌ１＝Ｌ１´より、Ｌ２＝Ｌ３−Ｌ４であり、また、Ｓ１≒Ｓ２である。
したがって、△Ａ＝△Ｂとなり、第１のＣＩＳ３１および第２のＣＩＳ３２のそれぞれの繋ぎ目の位置であるＡ点、Ｂ点の熱膨張によるズレはほとんど生じない。
図１２に示すように、Ｃ点に対するＤ点の位置が右側、Ｃ点に対するＢ点の位置が右側、Ｄ点に対するＢ点の位置が右側であるパターン５の位置関係の場合について説明する。
第１のＣＩＳ３１のセンサ筺体１６の熱膨張による移動量△Ａ１は、Ｃ点を起点としたＤ点の移動量であり、図中（＋）方向に△Ａ１＝Ｌ１×Ｓ３×△ｔとなる。
第１のＣＩＳ３１のセンサ基板１５の熱膨張による移動量△Ａ２は、Ｄ点を起点としたＡ点の移動量であり、図中（＋）方向に△Ａ２＝Ｌ２×Ｓ２×△ｔとなる。
よって、第１のＣＩＳ３１の繋ぎ目の位置であるＡ点の移動量△Ａは、△Ａ＝△Ａ１＋△Ａ２となるので、△Ａ＝Ｌ１×Ｓ３×△ｔ＋Ｌ２×Ｓ２×△ｔの式で表される。
第２のＣＩＳ３２のセンサ筺体１６の熱膨張による移動量△Ｂ１は、Ｃ´点を起点としたＤ´点の移動量であり、図中（＋）方向に△Ｂ１＝Ｌ１´×Ｓ３×△ｔとなる。
第２のＣＩＳ３２のセンサ基板１５の熱膨張による移動量△Ｂ２は、Ｄ´点を起点としたＢ点の移動量であり、図中（＋）方向に△Ｂ２＝Ｌ４×Ｓ２×△ｔとなる。
ベース部材１０の熱膨張による移動量△Ｂ３は、Ｃ点を起点としたＣ´の移動量であり、図中（＋）方向に△Ｂ３＝Ｌ３×Ｓ１×△ｔとなる。
よって、第２のＣＩＳ３２の繋ぎ目の位置であるＢ点の移動量△Ｂは、△Ｂ＝△Ｂ１＋△Ｂ２＋△Ｂ３となるので、△Ｂ＝Ｌ１´×Ｓ３×△ｔ＋Ｌ４×Ｓ２×△ｔ＋Ｌ３×Ｓ１×△ｔの式で表される。
ここで、Ｌ２＋Ｌ１＝Ｌ３＋Ｌ１´＋Ｌ４、Ｌ１＝Ｌ１´より、Ｌ２＝Ｌ３＋Ｌ４であり、また、Ｓ１≒Ｓ２である。
したがって、△Ａ＝△Ｂとなり、第１のＣＩＳ３１および第２のＣＩＳ３２のそれぞれの繋ぎ目の位置であるＡ点、Ｂ点の熱膨張によるズレはほとんど生じない。
図１３に示すように、Ｃ点に対するＤ点の位置が左側、Ｃ点に対するＢ点の位置が右側、Ｄ点に対するＢ点の位置が右側であるパターン６の位置関係の場合について説明する。
第１のＣＩＳ３１のセンサ筺体１６の熱膨張による移動量△Ａ１は、Ｃ点を起点としたＤ点の移動量であり、図中（−）方向に△Ａ１＝−（Ｌ１×Ｓ３×△ｔ）となる。
第１のＣＩＳ３１のセンサ基板１５の熱膨張による移動量△Ａ２は、Ｄ点を起点としたＡ点の移動量であり、図中（＋）方向に△Ａ２＝Ｌ２×Ｓ２×△ｔとなる。
よって、第１のＣＩＳ３１の繋ぎ目の位置であるＡ点の移動量△Ａは、△Ａ＝△Ａ１＋△Ａ２となるので、△Ａ＝−Ｌ１×Ｓ３×△ｔ＋Ｌ２×Ｓ２×△ｔの式で表される。
第２のＣＩＳ３２のセンサ筺体１６の熱膨張による移動量△Ｂ１は、Ｃ´点を起点としたＤ´点の移動量であり、図中（−）方向に△Ｂ１＝−（Ｌ１´×Ｓ３×△ｔ）となる。
第２のＣＩＳ３２のセンサ基板１５の熱膨張による移動量△Ｂ２は、Ｄ´点を起点としたＢ点の移動量であり、図中（＋）方向に△Ｂ２＝Ｌ４×Ｓ２×△ｔとなる。
ベース部材１０の熱膨張による移動量△Ｂ３は、Ｃ点を起点としたＣ´の移動量であり、図中（＋）方向に△Ｂ３＝Ｌ３×Ｓ１×△ｔとなる。
よって、第２のＣＩＳ３２の繋ぎ目の位置であるＢ点の移動量△Ｂは、△Ｂ＝△Ｂ１＋△Ｂ２＋△Ｂ３となるので、△Ｂ＝−Ｌ１´×Ｓ３×△ｔ＋Ｌ４×Ｓ２×△ｔ＋Ｌ３×Ｓ１×△ｔの式で表される。
ここで、Ｌ２−Ｌ１＝Ｌ３−Ｌ１´＋Ｌ４、Ｌ１＝Ｌ１´より、Ｌ２＝Ｌ３＋Ｌ４であり、また、Ｓ１≒Ｓ２である。
したがって、△Ａ＝△Ｂとなり、第１のＣＩＳ３１および第２のＣＩＳ３２のそれぞれの繋ぎ目の位置であるＡ点、Ｂ点の熱膨張によるズレはほとんど生じない。
図８〜図１３で説明したように、画像読取装置１においては、ベース部材１０とセンサ筺体１６の保持位置Ｃ、Ｃ´、センサ基板１５とセンサ筺体１６との固定位置Ｄ、Ｄ´、および繋ぎ目の位置Ａ、Ｂの位置関係に関わらず、第１のＣＩＳ３１の繋ぎ目の位置であるＡ点と第２のＣＩＳ３２繋ぎ目の位置であるＢ点の熱膨張による移動方向および移動量が略同一になり、熱膨張の前後におけるＡ点とＢ点の主走査方向における位置関係は変わらないので、第１のＣＩＳ３１と第２のＣＩＳ３２の繋ぎ目で画素のズレが生じることがない。
すなわち、Ａ点、Ｂ点の熱膨張によるズレはほとんど生じないため、図１４（ａ）に示すように、第１のＣＩＳ３１のラインセンサ１４の素子１４ｂと、第２のＣＩＳ３２のラインセンサ１４の素子１４ｂの間隔が広がってしまうことがない。このため、繋ぎ目の位置、すなわち第１のＣＩＳ３１のラインセンサ１４の素子１４ｂと、第２のＣＩＳ３２のラインセンサ１４の素子１４ｂとの間における素子密度（ＤＰＩ）が低下して、繋ぎ目の位置で読取った画像が実際よりも細くなってしまうような不具合を防止することができる。
また、Ａ点、Ｂ点の熱膨張によるズレはほとんど生じないため、図１４（ｂ）に示すように、第１のＣＩＳ３１のラインセンサ１４の素子１４ｂと、第２のＣＩＳ３２のラインセンサ１４の素子１４ｂの間隔が縮まってしまうことがない。このため、繋ぎ目の位置、すなわち第１のＣＩＳ３１のラインセンサ１４の素子１４ｂと、第２のＣＩＳ３２のラインセンサ１４の素子１４ｂとの間における素子密度（ＤＰＩ）が増大して、繋ぎ目の位置で読取った画像が実際よりも太くなってしまうような不具合を防止することができる。
ここで、第１のＣＩＳ３１のラインセンサ１４の素子１４ｂと、第２のＣＩＳ３２のラインセンサ１４の素子１４ｂとの拡大量または縮小量が画素ピッチの１／２程度であれば繋ぎ目での画像品質に与える悪影響が軽度であり、画素ピッチの１／２程度であれば悪影響がないとみなすことができる。
本実施の形態では、各ＣＩＳ３０の読取り幅（実際に読取りに供される部分の幅）が１８５ｍｍであり、温度変化量△ｔが２０℃であるとき、第１のＣＩＳ３１と第２のＣＩＳ３２との線膨張係数の差による繋ぎ目の位置のズレは、（１２−１１．７）×１０−６×１８５×２０＝１．１μｍとなり、ＣＩＳ３０の画素密度が６００ＤＰＩ（ＤＯＴ Ｐａｒ Ｉｎｃｈ）であれば、繋ぎ目における１．１μｍのズレは、画素ピッチ４２．３μｍに対して極めて微小のため画像品質に悪影響を与えることはない。
以上のように、本実施の形態に係る画像読取装置１は、互いに隣り合うＣＩＳ３０の端部の素子１４ａが主走査方向に重なった状態で配列された複数のＣＩＳ３０のそれぞれにおいて、センサ基板１５の線膨張係数とベース部材１０の線膨張係数が略同一となるようセンサ基板１５とベース部材１０とを構成し、センサ筺体１６とベース部材１０とを第２の保持部材２２の位置であるＣ点で１箇所固定するとともに、センサ筺体１６とセンサ基板１５とを突起２５が穴２７に挿通する位置であるＤ点で１箇所固定し、Ｃ点とＤ点との間の主走査方向の距離を等しくするとともに、Ｃ点に対するＤ点の方向を等しくするよう構成されている。
このため、ＣＩＳ３０の繋ぎ目で画素のズレが生じることがない。また、隣り合うＣＩＳ３０同士が接続されていないので、隣り合うＣＩＳ３０同士を接着またはネジ留め等の手段により固定するときにＣＩＳ３０が破損してしまうことを防止することができる。
したがって、隣り合うＣＩＳ３０を接続することなく、簡単な構成で熱膨張によるＣＩＳ３０の主走査方向の繋ぎ目のズレを低減することができる。
また、本実施の形態に係る画像形成装置５０は、上記構成の画像読取装置１を備えた構成を有している。
このため、画像形成装置５０においても、隣り合うＣＩＳ３０を接続することなく、簡単な構成で熱膨張によるＣＩＳ３０の主走査方向の繋ぎ目のズレを低減することができる。
以上のように、本発明に係る画像読取装置および画像形成装置は、隣り合うイメージセンサを接続することなく、簡単な構成で熱膨張によるイメージセンサの主走査方向の繋ぎ目のズレを低減することができるという効果を有し、複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置およびこの画像形成装置に搭載される画像読取装置として有用である。
１ 画像読取装置
８ コンタクトガラス
１０ ベース部材
１４ ラインセンサ
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ 素子（読取素子）
１５ センサ基板（基板部材）
１６ センサ筺体（筺体）
１７ レンズ
１８ 照明ユニット
２１、２３ 第１の保持部材
２１ａ、２３ａ 摺動穴
２２、２４ 第２の保持部材
２２ａ、２４ａ 摺動ピン
２５、２６ 突起
２７ 穴
２８ 長穴
３０ ＣＩＳ（イメージセンサ）
３１ 第１のＣＩＳ（イメージセンサ）
３２ 第２のＣＩＳ（イメージセンサ）
５０ 画像形成装置
特開２００４−３３６２０１号公報 特開２００３−８７５０４号公報 特開２００２−３１４７６８号公報 特開平５−３３６３０１号公報 特許第２５７２３０７号公報 特開２００５−１９８２５４号公報 特許第３７８４２４９号公報

Claims (2)

  1. 原稿からの光を光電変換する複数の読取素子が基板部材上に主走査方向にライン状に配列されたラインセンサと、前記ラインセンサを保持する筺体と、をそれぞれ有する複数のイメージセンサと、
    前記複数のイメージセンサを、互いに隣り合う前記イメージセンサの端部の読取素子が主走査方向に一部重なった状態で保持するベース部材と、を備えた画像読取装置において、
    前記複数のイメージセンサのそれぞれにおいて、
    前記基板部材の線膨張係数と前記ベース部材の線膨張係数が略同一となるよう前記基板部材と前記ベース部材とを構成し、
    前記筺体と前記ベース部材とを第１の固定部で１箇所固定するとともに、前記筺体と前記基板部材とを第２の固定部で１箇所固定し、
    前記第１の固定部と前記第２の固定部との間の主走査方向の距離を等しくするとともに、前記第１の固定部に対する前記第２の固定部の方向を等しくしたことを特徴とする画像読取装置。
  2. 請求項１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。
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