JP2011188150A - 光源ユニット及びこれを用いた画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光体を実装した回路基板を放熱フレームに固定する際に、簡単な構造で放熱効果に優れた光源ユニット及びこれを用いた画像読取装置を提供する。
【解決手段】熱伝導性を有する取付フレームに発光体を実装した平板形状の基板を固定プレートで挟圧して固定する際に、取付フレームと基板の間に絶縁性樹脂プレートを設け、固定プレートに基板と絶縁性樹脂プレートとを密着する付勢手段を設けて基板と樹脂プレートを取付フレームに貫通孔を介して固定ビスで一体に取り付けたことを特徴としている。これにより基板表面と樹脂プレートと取付フレームを相互に密着した状態で固着することとなり、基板に発生する熱を熱伝導性を有する取付フレームに伝搬して放熱することが可能となる。
【選択図】図７

Description

本発明はスキャナ装置、複写機、ファクシミリ等の画像読取装置における光源ユニットに係わり、読取面に照射する光源機構の改良に関する。

一般に、スキャナ装置、複写機などの画像読取装置における光源ユニットは読取りプラテンに光源から光を照射し、その反射光を集光して光電変換センサで光電変換する装置として広く知られている。

この光源ユニットとしては、例えば特許文献１に開示されているようにプラテンに沿って移動する走査キャリッジに光源ランプを配置し、この光源ランプから照射した光の反射光を集光レンズで光電変換センサに結像している。そしてこの光電変換センサをラインセンサで構成し、走査キャリッジを副走査方向に移動しながら光源から光を照射してその反射光を光電センサで線順次に読み取っている。

このような構成の画像読取装置では光源ユニットとして主走査方向（ラインセンサの配置方向）に均一の光を照射することが要求される。このため従来は光源ランプとして蛍光ランプ（冷陰極管）、ＬＥＤアレイなどの棒状発光体を使用するか、点光源を読取りラインに沿って乱反射させて所定角度から出射させるロッド光源を使用している。

この光源ユニットとして透光性に優れた導光部材を線状に形成して、その端面から発光ダイオードなどの点光源を入射し、この導光体で線状光を形成して読取面に照射する光源ユニットが知られている。このような光源構造では発光ダイオードをマウントした回路基板に発熱量が集中し、その放熱処理が容易となり、同時にユニットを小型コンパクトに構成することが出来る特徴がある。

このような発光ダイオードを実装した基板を装置、例えばキャリッジユニットに取り付ける場合に、特許文献２には、放熱部材（ヒートシンク）に基板を固定して発光部材に発生した熱を放熱する方法が提案されている。

同様に特許文献３にも放熱部材に発光ダイオードを実装した基板を密着させ、ようにビスで固定した装置が提案されている。また特許文献４にも発光ダイオードを実装した基板をヒートシンクにビスで固定した装置が開示されている。

特許３５７２２７６号公報（図２） 特開２００６−５８４８７号公報 特開２００６−３３１８１７号公報 特開２００７−２２７７２８号公報

上述のように発光ダイオードなどの発光体を回路基板上にマウントし、この光を分散させて読取面に線状光として照射する光源ユニットは既に知られている。この場合従来は基板上に局部的に発生する熱をヒートシンクなどで放熱させている。

そこで従来はアルミ合金などの金属製放熱部材にエポキシ樹脂などの基板を密着させてビスなどで固定している。このような放熱方法では次の問題が発生する。放熱部材（放熱フレームという）と基板とが密接に接触することなく浮き上がると両者間に空気層が介在する。この空気層が基板の熱を放熱フレーム側に伝搬する妨げとなり基板が高熱となって変形するなどの問題を引き起こす。

この場合、基板の浮き上がりを防止するように複数個所ビスで固定することが考えられる。しかし基板に多数のネジ穴を配置することは、この基板の配線回路の妨げとなり、同時に基板を貫通するネジ穴が放熱効果を軽減する問題を引き起こす。従って発光ダイオードを実装した回路基板は放熱フレームとの間に空気層を形成することのないように緊密に密着して固定され、その固定ネジは出来るだけ少ないネジ穴で発光ダイオードから離れた位置に配置することが求められる。これに対して従来は前掲特許文献３、４に開示されているように単にビスで直接放熱フレームに基板を固定しているためヒートシンク（アルミ合金など）などの放熱フレーム表面は凹凸面であるため熱の伝搬に問題があった。

そこで本発明者は、放熱フレームと基板との間に弾性に富んだ熱伝導性樹脂プレートを介在させることによって基板と放熱フレームとを緊密に接合することを試みた処、基板が熱によって歪曲する問題に遭遇した。そこでこの基板を歪曲することなく確実に放熱フレームに固定する構造を案出するに至った。

本発明は、発光体を実装した回路基板を放熱フレームに固定する際に、簡単な構造で放熱効果に優れた光源ユニット及びこれを用いた画像読取装置の提供をその課題としている。

上記課題を達成するため本発明は、熱伝導性を有する取付フレームに発光体を実装した平板形状の基板を固定プレートで挟圧して固定する際に、取付フレームと基板の間に絶縁性樹脂プレートを設け、固定プレートに基板と絶縁性樹脂プレートとを密着する付勢手段を設けて基板と樹脂プレートを取付フレームに貫通孔を介して固定ビスで一体に取り付けたことを特徴としている。これにより基板表面と樹脂プレートと取付フレームを相互に密着した状態で固着することとなり、基板に発生する熱を熱伝導性を有する取付フレームに伝搬して放熱することが可能となる。

その構成を詳述すると、読取面（Ｒ）に線状光を照射する光源ユニットであって発光体（４０）を実装した平板形状の基板（１６）と、熱伝導性を有する取付フレーム（１４）と、前記取付フレームに前記基板を挟圧して固定する固定プレート（１７）と、を備え、前記取付フレームと前記基板との間には絶縁性樹脂プレート（１５）が設けられ、前記固定プレートには前記基板と絶縁性樹脂プレートとを密着する付勢手段が設けられ、この固定プレートと基板と板絶縁性樹脂プレートとは前記取付フレームに貫通孔（１９）を介して固定ビス（１８）で一体に取付ける。

この場合に、付勢手段は固定プレートに一体若しくは別部材で構成された板バネで構成するか、或いは固定プレートに設けられた基板表面を押圧するネジ部材で構成する。

本発明は、熱伝導性を有する取付フレームに発光体を実装した平板形状の基板を、絶縁性樹脂プレートを介して固定プレートで挟圧し、この固定プレートに基板と絶縁性樹脂プレートとを密着する付勢手段を設けたものであるから以下の効果を奏する。

発光体を実装した平板形状の基板と熱伝導性を有する取付フレームとの間には絶縁性樹脂プレートが介在した状態で固定プレートによって挟圧固定されるから、樹脂プレートの弾性変形で取付フレームと基板に空気層を形成することなく緊密に圧接することとなる。これによって基板に実装した発光体（ＬＥＤなど）に発生した熱は基板、樹脂プレート、取付フレームの順に速やかに伝達され、この取付フレームから放熱される。

このとき基板と樹脂プレートが弾性変形して空気層が形成され熱伝導の支障となることがあるが本発明は固定プレートに基板と絶縁性樹脂プレートとを密着する付勢手段が設けてあるため基板の浮き上がりを防止し、同時に固定ビスのためのネジ穴を最小限（例えば２個所）に設けることで確実な固定が可能となる。

更に本発明は、基板（ＰＷＢ）の表面に発光体を取付け、この発熱体に導通するプリント回路（発光回路）を基板に形成し、この基板を樹脂プレートに密着させる回路構成の採用によって発熱体の熱はプリント回路から樹脂プレートに伝搬され、このプレートから取付フレームに放熱されるため簡単な構造で基板に実装した発熱体の熱を取付フレームに放熱することが出来る。

本発明に係わる画像読取装置の全体構成の説明図。 図１の装置における原稿画像を読取る読取キャリッジの構成を示す説明図。 図１の装置におけるキャリッジの外観構造を示す斜視説明図。 本発明に係わる光源ユニットの説明図。 図４に示す光源ユニットの要部説明図。 図４に示す光源ユニットの発光体の配置構造を示す説明図であり、（ａ）は発光体を２つの発光ダイオードで構成する場合を、（ｂ）（ｃ）は発光体を３つの発光ダイオードで構成する場合を、（ｄ）（ｅ）は発光体を４つの発光ダイオードで構成する場合を、（ｆ）は発光体を５つの発光ダイオードで構成する場合をそれぞれ示す。 図４に示す光源ユニットにおける発光体を実装した基板の取付構造を示し、（ａ）は組み立て分解状態の斜視説明図、（ｂ）は組み立て状態の断面説明図。 図７と異なる基板の取付構造を示す説明図であり、（ａ）は組み立て分解状態の斜視説明図、（ｂ）は組み立て状態の断面説明図。 （ａ）図７及び図８の実施形態における発光体を実装した基板の回路構成の説明図であり、（ｂ）は（ａ）に示すｘ−ｘ断面図。

図１に本発明に係わる光源ユニット９を内蔵した画像読取装置Ａの構成を示す。図１に示す装置は画像読取装置Ａと、これに搭載した原稿給送ユニットＢから構成されている。以下画像読取装置Ａと、これに内蔵された光源ユニット９の順に説明する。

［画像読取装置］
本発明に係わる画像読取装置Ａは、図１に示すように装置ハウジング１に第１プラテン３と、第２プラテン２を備えている。この第１、第２プラテン３，２は、ガラスなどの透明素材で形成され、装置ハウジング１の天部に固定されている。そして第１プラテン３は原稿を載置セットする寸法サイズに形成され、第２プラテン２は所定速度で移動する原稿を読み取るようにその幅サイズに形成されている。上記第１、第２プラテン３，２は図１に示すように互いに並設されている。そして上記装置ハウジング１の内部には画像読取機構が内蔵されている。

この画像読取機構の一例を図２（図１の要部拡大図）に従って説明する。装置ハウジング１内には、第１プラテン３と第２プラテン２間で位置移動可能にキャリッジ６が配置されている。これと共にキャリッジ６は第１プラテン３に沿って往復動するように後述するガイドレール１２に支持されている。

キャリッジ６は耐熱性樹脂などで構成されたユニットフレーム１１に光源ユニット９（後述の第１光源ユニット９ａと第２光源ユニット９ｂ）と、原稿からの反射光を偏向する反射ミラー１０（第１ミラー１０ａ、第２ミラー１０ｂ、第３ミラー１０ｃ）と、反射ミラー１０からの光を集光する集光レンズ７と、集光レンズ７で結像される結像部に配置されたラインセンサ８とが搭載されている。そしてラインセンサ８から電気信号として出力された画像データを画像処理部に転送するようにデータ転送ケーブルによって画像処理部（データ処理ボード；不図示）に電気的に接続されている。

［キャリッジの構成］
上記キャリッジ６は装置フレームに配置されたガイドレール１２に軸受けされ、このガイドレール１２に沿って往復動するように支持されている。またキャリッジ６にはワイヤなどの巻き上げ部材を介してキャリッジモータ（不図示）に連結され、このモータの正逆転で図２左右方向に往復動する。上記ガイドレール１２は左右一対が第１プラテン３と並行に配置され、キャリッジ６を安定して往復動するように構成されている。

図２に示すように第１プラテン３と第２プラテン２は略々同一平面に配置され、その下方に位置するキャリッジ６は第１プラテン３と第２プラテン２の直下に位置移動自在にガイドレール１２に支持され、キャリッジモータで選択的に位置移動する。そしてキャリッジ６は第１プラテン３に沿って移動する過程で、この第１プラテン３にセットされた原稿を走査しラインセンサ８で画像を読み取る。これと同時にこのキャリッジ６は第１プラテン３から第２プラテン２の直下に移動し、この位置に静止した状態で第２プラテン上を所定速度で移動する原稿の画像を読み取るように構成されている。

上記キャリッジ６には後述する光源ユニット９と、この光源ユニット９から照射した光の反射光を所定の読取り光路方向に偏向する反射ミラー（板ガラス、プリズムなど）１０が搭載されている。図２に示す装置は読取面Ｒ（第１プラテンＲ１、第２プラテンＲ２）からの反射光を第１ミラー１０ａで偏向し、その光を第２ミラー１０ｂ、第３ミラー１０ｃで偏向する場合を示している。そして第３ミラー１０ｃからの光を集光レンズ７でラインセンサ８に結像するようになっている。

上記集光レンズ７は１枚若しくは複数枚のレンズで構成され全体として凸レンズを形成している。そしてラインセンサ８はＣＣＤなどの光電変換素子で構成され、図示のものはＲＧＢのカラーセンサアレイで構成されている。尚この集光レンズ７とラインセンサ８は、キャリッジ６に搭載する場合を示したが装置ハウジング１の例えば底部シャーシにマウントしても良い。この他キャリッジ６を第１第２、２つのキャリッジで構成し、第１キャリッジに光源ユニットと反射ミラーを搭載し、第２キャリッジに集光レンズとラインセンサを搭載するキャリッジ構成にしても良い。

上記キャリッジ６には読取面Ｒに光を照射する光源ユニット９が搭載されている。この光源ユニット９は読取面Ｒの読取りライン（図２に示す読取面Ｒと直交する主走査方向読取り幅）に線状光を照射する。この光源ユニット９は１本の線状光を照射する構成と、２本の線状光を照射する構成が採用可能である。前者は例えば図２に示す第１光源ユニット９ａのみを搭載する構成であり、後者は図２に示す第１光源ユニット９ａと第２光源ユニット９ｂを搭載する構成である。

この他、図示しないが第１光源ユニット９ａはキャリッジ６に搭載し、第２光源ユニット９ｂは第２プラテン２に光を照射するように装置ハウジング１に固定配置する構成も可能である。このように第１第２光源ユニット９ａ、９ｂを設ける目的は、読取面Ｒの照射光量を大きくして高速読取りを可能にするためであり、また第２プラテン２の照射光量を第１プラテン３より大きくすることによって第２プラテン２で走行する原稿速度を高速に読み取るためである。

［光源ユニット］
本発明は、第１第２プラテン２、３の読取面Ｒに線状光を照射する光源ユニット９の構造に係わり、その構造を図３に従って説明する。図３には光源ユニット９をキャリッジ６に搭載する場合を示している。前述したキャリッジ６には光源収容部（導光体支持枠）１３が設けられ、この収容部１３は第１収容部１３ａと第２収容部１３ｂの２個所に構成されている。

上記光源収容部１３には、第１光源ユニット９ａと第２光源ユニット９ｂが収納され、それぞれ導光体３０と発光体４０で構成されている。この第１光源ユニット９ａと第２光源ユニット９ｂとは同一構造であるので同一符合を付して第１光源ユニット９ａについてその構成を説明する。

導光体３０は、図４に示すように読取面Ｒの読取幅（読取りライン幅）Ｗに応じた長さの棒状透光部材で構成されている。導光体３０は例えば透明アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの透光性に富んだ材料で構成され、その断面形状は矩形状、或いは図示のように断面扇形状に構成され、左右端面３１Ｌ、３１Ｒには発光体４０が配置される。そしてこの導光体３０には光散乱面３２と光出射面３３が互いに対向するように配置されている。

このように光散乱面３２と光出射面３３は距離Ｌｄを隔てて略平行に読取りライン幅Ｗの長さで対向配置されている。光散乱面３２は塗装加工、エッチング加工、モールド成形加工などで凹凸面に形成され導入された光を乱反射するように表面加工されている。また光出射面３３は透光性に富んだレンズ表面のように表面仕上げされている。

従って導光体３０内に導入された光は光散乱面３２で所定方向に拡散され、光出射面３３に導入された光は所定の臨界角度以上のときには内部に反射し、臨界角度以下のときには外部に出射される。図４に矢印ｈａで示す光は導光体３０内で反射し読取りライン幅Ｗ方向に分散し、矢印ｈｂで示す光は光出射面３３から読取面Ｒに出射することとなる。尚図示しないが後述する発光体４０からは球方向（３６０度方向；図示のものは６０度広角方向）に光が入射され、光散乱面３２と光出射面３３に照射される。

そこで発光体４０について説明すると、発光体４０は導光体３０の少なくとも一端面に配置される。図４には左端面３１Ｌと右端面３１Ｒに配置する場合を示し、この左右端面の光源は左右シンメトリーとなるように構成する。この他図示しないが発光体４０を左右端面の一方に配置し、他方には反射部材（鏡面部材）を配置する。このときの反射部材は仮想光源が発光体４０と対称となるように構成する。

［発光体の配置形態］
上記発光体４０は少なくとも２つの発光体４１、４２で構成（第１実施形態）するか、３つの発光体４１、４２、４３で構成（第２実施形態）、発光体４１、４２ａ、４２ｂで構成（第３実施形態）するか、４つの発光体４１、４２、４３ａ、４３ｂで構成（第４実施形態）、発光体４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂで構成（第５実施形態）する。

この場合に第１発光体４１と第２発光体４２は光散乱面３２と光出射面３３の間で異なる位置から導光体３０の左端面３１Ｌから光を入射する。これと共に第１発光体４１と第２発光体４２は光出射面３３から読取面Ｒに向かう出射光路方向（図４に矢印ｈｘで示す）に距離を隔てて配列する。

つまり散乱面３２に対して第１発光体４１は距離Ｌｄ１で第２発光体４２は距離Ｌｄ２（Ｌｄ１＜Ｌｄ２）で配列する。図示の導光体３０の出射光路方向ｈｘは光散乱面３２の法線方向と一致するように構成されている。そして各発光体４１、４２、４３は面状発光素子で構成され、白色ＬＥＤで構成されている。

図６（ａ）には発光体４０を第１発光体４１と第２発光体４２の２つの発光素子で構成するレイアウト構造（第１実施形態）を示す。光散乱面３２の法線（出射光路方向）ｈｘに沿って第１発光体４１と第２発光体４２が配列されている。第１発光体４１は光散乱面３２から距離Ｌｄ１に配置され、第２発光体４２は距離Ｌｄ２を隔てて配置されている。この両発光体４１，４２の間にはオフセット量ｄｘが形成されている。

尚上記法線ｈｘは前述したように光散乱面３２は読取りラインに沿って帯状に形成され、その中心（副走査方向の１／２）から直交する方向に出射方向が設定されている。そして第１第２発光体４１、４２はこの法線上に配列されている。

図６（ｂ）には発光体４０を第１発光体４１と第２発光体４２と第３発光体４３の３つの発光素子で構成するレイアウト構造（第２実施形態）を示す。第１発光体４１は光散乱面３２から距離Ｌｄ１に配置され、第２発光体４２は距離Ｌｄ２、第３発光体４３は距離Ｌｄ３を隔てて配置されている。各発光体間にはオフセット量ｄｘが形成されている。この実施形態も前述した法線（出射光路方向）ｈｘ上に配列されている。

図６（ｃ）には発光体４０を第１発光体４１と第２発光体４２とで構成し、第２発光体を２つの発光素子で構成するレイアウト構造（第３実施形態）を示す。第１発光体４１は光散乱面３２から距離Ｌｄ１に配置され、第２発光体４２ａと４２ｂは共に光散乱面３２から距離Ｌｄ２を隔てて配置されている。そして光出射面３３に近接する第２発光体４２ａ、４２ｂは法線ｈｘを中心に対称となる位置に配列されている。

この実施形態では光出射面３３に近接された位置に配置される第２発光体４２を２つの発光素子で構成し、この２つの発光素子を出射光路方向（法線）ｈｘに対称に配置することを特徴としている。

図６（ｄ）には発光体４０を第１発光体４１と第２発光体４２と第３発光体４３で構成し、第３発光体を２つの発光素子４３ａ、４３ｂで構成するレイアウト構造（第４実施形態）を示す。第１発光体４１は光散乱面３２から距離Ｌｄ１位置に、第２発光体４２は距離Ｌｄ２位置に、第３発光体４３は距離Ｌｄ３位置に配置されている。そして第１発光体４１と第２発光体４２は法線ｈｘ上に配置され、第３発光体４３の発光素子４３ａと４３ｂは法線ｈｘを中心に対称となる位置に配列されている。

この実施形態では光出射面３３に近接された位置に配置される第３発光体４３を２つの発光素子で構成し、この２つの発光素子を出射光路方向（法線）ｈｘに対称に配置することを特徴としている。

図６（ｅ）には発光体４０を第１発光体４１と第２発光体４２とで構成し、この第１発光体を２つの発光素子４１ａ、４１ｂで、第２発光体を２つの発光素子４２ａ、４２ｂで構成するレイアウト構造（第５実施形態）を示す。そしてこの第１第２発光体４１，４２を構成する２つの発光素子は、それぞれ法線ｈｘを中心に対称となる位置に配列されている。

図６（ｆ）には発光体４０を第１発光体４１と第２発光体４２と第３発光体４３で構成し、発光体４２を２つの発光素子４２ａ、４２ｂで構成し、第２発光体４２を２つの発光素子４２ａ、４２ｂで構成し、第３発光体４３を２つの発光素子４３ａ、４３ｂで構成するレイアウト構造（第６実施形態）を示す。発光体４１は光散乱面３２から距離Ｌｄ１位置に、発光体４２は距離Ｌｄ２位置に、発光体４３は距離Ｌｄ３位置に配置されている。そして発光体４１と発光体４２は法線ｈｘ上に配置され、発光体４３の発光素子４３ａと４３ｂは法線ｈｘを中心に対称となる位置に配列されている。

この実施形態では光散乱面３２に近接された位置に配置される発光体４１を１つの発光素子で、光出射面３３に近接された位置に配置される発光体４３を２つの発光素子で、この発光体４１および発光体４３の間に近接された位置に配置される発光体４２を２つの発光素子で構成し、発光体４２および発光体４３を構成する２つの発光素子を法線ｈｘを中心に対称に配置することを特徴としている。

尚、上述した第１乃至第６実施形態に於ける発光体４０は図４で示す様に導光体３０の両端に配置した実施形態を示したものであるが、先に説明した様にどちらか一方の発光体４０に代え反射部材（鏡面部材）を配置し、この反射部材によって発光体４０と同等の仮想光源を構成しても良い。

上述のように導光体３０に入射する光源を実質的に同一波長の複数の発光体４０で構成し、この第１発光体４１からの入射位置と第２発光体４２からの入射位置とは導光体３０の出射光路方向（光散乱面の法線方向）ｈｘに距離を隔てた位置に設定されている。このように２つ以上の発光体を出射光路方向に距離を隔てて配置することにより導光体３０から読取面Ｒに向かう線状光を集光レンズの特性と合致（補完関係）させることが可能となる。

［回路基板の取付構造］
そこで本発明は上述の光源ユニット９を次のようにキャリッジ６に取り付けたことを特徴としている。上述したように光源ユニット９を構成する導光体３０はキャリッジ６の光源収容部１３ａ、１３ｂに装着され、キャリッジ６のユニットフレーム１１には放熱部材１４が一体形成されている。この放熱部材はアルミ合金などの熱伝導性に富んだ金属材料で構成され、その周囲には放熱フィン１４ｆが設けられている（図３参照）。この放熱部材１４（以下取付フレームという）に回路基板１６が固定される。

図５は回路基板１６を取付フレーム１４に固定する第１の実施形態を示す。図５に示すように取付フレーム１４には凹陥部からなる基板取付部１４ａが設けられている。この基板取付部１４ａには後述する形状の回路基板１６と面接触する伝熱面１４ｂが設けられている。そしてこの伝熱面１４ｂは回路基板１６の背面１６ｒと面接触する形状に構成されている。

回路基板１６と基板取付部１４ａとの間には樹脂プレート１５が配置され、この樹脂プレート１５は絶縁性で熱伝導性のあるシート材であり、弾性に富んだ絶縁性合成樹脂（例えば熱可塑性エラストマー、非シリコン系熱可塑性樹脂）で構成されている。従って取付フレーム１４の基板取付部１４ａと回路基板１６との間は樹脂プレート１５の弾性変形によって緊密に面接触することとなる。

そこで回路基板１６は基板取付部１４ａに樹脂プレート１５を介在させた状態で固定プレート１７によって固定される。この固定プレート１７は、発光部４０（図示のものは２個所）を除く基板表面を押圧する加圧部１７ａと、基板表面を基板取付部１４ａ側に押圧付勢する付勢押圧部１７ｂとを有する板バネ部材で構成されている。

そして図５に示すように加圧部１７ａには固定ビス１８ａ、１８ｂ（図示のものは２個）の貫通孔１９ａ、１９ｂが形成されている。この貫通孔１９ａ、１９ｂは回路基板１６と樹脂プレート１５を貫通して取付フレーム１４に固定プレート１７をネジ止めするようになっている。そして固定プレート１７は、この２個所の固定ビス１８ａ、１８ｂで加圧部１７ａを取付フレーム１４に固定され、付勢押圧部１７ｂは回路基板１６の中央部を押圧する。

このように固定プレート１７は金属或いは樹脂の弾性片で構成され、固定ビス１８ａ（１８ｂ）で取付フレーム１４に螺合され、間に位置する回路基板１６と樹脂プレート１５を取付フレーム１４に固定する。このとき回路基板１６が弓状に湾曲して基板１６の背面１６ｒと取付フレーム１４の伝熱面１４ｂとの間に空気層が形成されることがある。このため固定プレート１７は弾性片で付勢押圧部１７ｂが設けられている。

従って図７（ｂ）に示すように固定プレート１７は左右２個所に加圧部１７ａが設けられ、この２個所の加圧部１７ａを固定ビス１８ａ、１８ｂで固定し、中央部に配置されている付勢押圧部１７ｂで回路基板１６の表面をバネ付勢するようになっている。この付勢力で回路基板１６の背面１６ｒと取付フレーム１４の伝熱面１４ｂとの間には空気層が形成されることなく緊密に接合される。回路基板１６の伝熱構造については後述する。

［回路基板の異なる取付構造（第２の実施形態）］
図８には図７で説明した取付構造とは異なる実施形態を示す。図８（ａ）に示すように固定プレート１７が前述の場合と同様に回路基板１６と樹脂プレート１５を介在させた状態で取付フレーム１４に１本の固定ビス１８ｃで固定してある。そして固定プレート１７は両端部２個所に加圧部１７ａが設けられている。この固定プレート１７は図８（ｂ）に示すように湾曲した弾性片で構成され、中央を固定ビス１８ｃで取付フレーム１４にネジ止めすると両端の付勢押圧部１７ｂが回路基板１６両端を押圧する。その他の構造は図７のものと同様であり、同一番号を付して説明を省略する。

［回路基板の構成］
上述のように取付フレーム１４に固定される回路基板１６には図６に基づいて説明したように複数の発光素子（ＬＥＤ）が実装されている。図９（ａ）及び（ｂ）に発光回路１６ｂの回路構成を示す。この発光回路１６ｂは銅、銀、アルミなどの伝導性に富んだ材料の単層で構成され、特に熱伝導性に富んだ金属材料を使用する。そして回路をエッチング加工などで形成し、これにエポキシなどの流動性樹脂を充填して固化する。

図示４４は電源端子を示し、発光体４０に電源供給する回路で構成されている。このとき、発光体４０のアノードとカソードは短絡しないよう、１つの発光体のアノードとカソードは樹脂部１６ｄを介して異なるブロックの回路部１６ｂに実装されている。複数の発光体４０は、電源４４からの回路上で直列になるよう回路が形成され、電源４４から発光体４０に電流が流れると発光体４０が発光することとなる。発光体４０の配置について詳しく述べると、複数の発光体４０は、互いにアノードとカソードの向きを揃えることなく直列に配置されるため、アノードとカソードの向きを揃えた場合と比較して回路部１６ｂの面積を広く取ることができる。

このような作用と同時に発光体４０に発生した熱は、アノード４０ａ、カソード４０ｂを通じて金属部（ヒートシンク）１６ｂに伝達される。金属部１６ｂに伝達された熱は、基板背面に形成された回路１６ｃに伝導線１６ｘで伝導するように構成されている。尚、基板は多層形成しても良いが、この場合基板背面の回路１６ｃは適宜形状のパターンで形成すれば良いが、表面と同一パターン若しくは表面回路が短絡しない範囲で広い面積に形成することが好ましい。

［光源の制御構成］
図２に従って前述した光源ユニット９の制御について説明すると、第１光源９ａと第２光源９ｂは図２に示すように第１プラテン３と第２プラテン３の読取面Ｒに光を照射する。この光源ユニット９ａ（９ｂ）は図示のように２つの光源で構成する必然性はなく、１本或いは３本以上の光源で構成しても良い。この場合、後述する原稿給送ユニットＢでは、第２プラテン２を走行する原稿の速度を、第１プラテン３に沿ってキャリッジ６が移動する速度より高速にしている。つまり、第１プラテン３の読取り速度より第２プラテン２の読取り速度を高速にしている。このため原稿に照射する光量を第１プラテン３より第２プラテン２を高くすることが好ましい。

このような光量調整は次のいずれかの方法を採用することによって可能である。（１）キャリッジ６に搭載された光源ユニット９に供給する電力を高低調節する。例えば光源ユニット９に電源を供給する電源供給回路に供給電圧又は供給電流の切り換え手段を設け、ランプに供給する電力を高低調整する光量調整手段を設ける。この光量調整手段はＰＷＭ制御として広く知られているのでその詳細説明を省く。

次の方法は、（２）キャリッジ６に搭載された第１第２、少なくとも２つの光源ユニット９ａ、９ｂを選択的に点灯する光量調整手段を設ける。図２に示す装置はキャリッジ６に第１導光体３０ａと第２導光体３０ｂが搭載され、第１プラテン３上の原稿に光を照射する際には第１導光体３０ａに電源供給して第１プラテン３上の原稿に光を照射し、第２プラテン２上の原稿に光を照射する際には第１導光体３０ａと第２導光体３０ｂに電源供給して第２プラテン２上の原稿に光を照射するように構成されている。

このような構成においてキャリッジ６が第１プラテン３に位置するときには第１導光体３０ａを、第２プラテン２に位置するときには第１導光体３０ａと第２導光体３０ｂを点灯する。これによって原稿に照射する光量を調整することが可能となり、供給電源を「ＯＮ」「ＯＦＦ」するスイッチング回路が光量調整手段を構成することとなる。

［原稿搬送ユニットの構成］
原稿給送ユニットＢは図１に示すように上述の第１、第２プラテン３、２を覆うようにその上方に配置され、上記第２プラテン２に原稿シートを給送するリードローラ（原稿給送手段）２１と搬出ローラ２２とを備えている。更に上記リードローラ２１の上流側には原稿シートを積載収納する給紙スタッカ２３と、この給紙スタッカに積載されてシートを１枚ずつ分離給送する給紙ローラ２４と、分離給送されたシートの先端をスキュ修正するレジストローラ対２５が配置されている。図示２６は給紙スタッカ２３から第２プラテン２に原稿シートを案内する給紙経路であり、図示Ｓ１はプラテンに至る原稿の先端を検知するリードセンサである。

図示の装置は第２プラテン２の上方に原稿シートを案内するバックアップローラ２７が配置されている。このバックアップローラ２７はリードローラ２１と同一周速度で回転し第２プラテン２上に原稿シートをフィットさせる為であり、このバックアップローラ２７を設けることなくプラテン上方にバックアップカイドを配置しても良い。

上記搬出ローラ２２の下流側には排紙ローラ２８と排紙スタッカ２９が配置されている。この排紙スタッカ２９は図２に示すように給紙スタッカ２３の下方に上下並列に配置され、その底部には前述の第１プラテン３上の原稿シートを押圧支持するプラテンカバー５が設けられている。

このように構成された原稿給送ユニットＢは画像読取ユニットＡの装置ハウジング１に開閉自在に据え付けられている。そして第１プラテン３を開放した状態で原稿シートを載置セットし、この原稿給送ユニットＢのプラテンカバー５でこの原稿を覆うように構成されている。

一方この原稿給送ユニットＢを開閉する際に第１プラテン３とバックアップローラ２７（又はバックアップガイド）との間隔（原稿搬送ギャップ）が変化しないように原稿給送ユニットＢのフレームには第１プラテン３に当接する位置決め突起（ストッパ部材；不図示）が設けられている。

２ 第２プラテン
３ 第１プラテン
６ キャリッジ
７ 集光レンズ
８ ラインセンサ
９ 光源ユニット
９ａ 第１光源ユニット
９ｂ 第２光源ユニット
Ａ 画像読取装置
Ｗ 読取りライン幅
１３ 光源収容部（導光体支持枠）
１３ａ 第１収容部
１３ｂ 第２収容部
１４ 放熱部材
１５ 耐熱シート
１６ 回路基板
１６ｂ 発光回路
１６ｃ 裏面伝熱部
１７ 固定プレート
１７ａ 加圧固定部
１７ｂ 付勢バネ部
１８ａ〜１８ｃ 固定ビス
１９ａ、１９ｂ 貫通孔
３０ 導光体
３０ａ 第１導光体
３０ｂ 第２導光体
３１Ｌ 左端面
３１Ｒ 右端面
３２ 光散乱面
３３ 光出射面
４０ 発光体
４１ 第１発光体
４２ 第２発光体
４３ 第３発光体
ｈｘ 法線方向

Claims (11)

1. 読取面に線状光を照射する光源ユニットであって、
   発光体を実装した平板形状の基板と、
   熱伝導性を有する取付フレームと、
   前記取付フレームに前記基板を挟圧して固定する固定プレートと、
   を備え、
   前記取付フレームと前記基板との間には絶縁性樹脂プレートが設けられ、
   前記固定プレートには前記基板と絶縁性樹脂プレートとを密着する付勢手段が設けられ、
   この固定プレートと基板と板絶縁性樹脂プレートとは前記取付フレームに貫通孔を介して固定ビスで一体に取り付けられるとともに、
   前記発光体は前記基板表面にマウントされた複数の発光素子で構成され、
   この基板には、発光素子に通電する単層の金属部と絶縁を行う絶縁部が形成されていることを特徴とする画像読取装置における光源ユニット。
2. 前記発光体は、前記前記発光素子は前記基板表面に電源から直列に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置における光源ユニット。
3. 前記付勢手段は、前記固定プレートに連結された板バネで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置における光源ユニット。
4. 前記付勢手段は、前記固定プレートに設けられ前記基板表面を押圧するネジ部材で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置における光源ユニット。
5. 前記基板と前記取付フレームには、前記絶縁性樹脂プレートを介して互いに密着する熱伝導面がそれぞれに形成され、前記付勢手段は基板の熱伝導面を取付フレームの熱伝導面に圧接することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置における光源ユニット。
6. 前記取付フレームは放熱フィンを有する放熱部材で構成され、
   前記基板はこの取付フレームに熱を伝達するように構成されていることを特徴とする画像読取装置における請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像読取装置における光源ユニット。
7. 前記基板には間隔を隔てて一対の発光体が配設され、
   前記付勢手段は、この一対の発光体の略々中央部を前記取付フレームに圧接する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置における光源ユニット。
8. 前記一対の発光体は、前記読取面に線状光を照射する一対の導光体に光を入射するように導光体の端面に対向配置されていることを特徴とする請求項７に記載の画像読取装置における光源ユニット。
9. 前記一対の発光体はそれぞれ複数の面状発光素子から構成されていることを特徴とする請求項７又６に記載の画像読取装置における光源ユニット。
10. 読取面を有するプラテンと、
    前記プラテンに線状光を照射する光源ユニットと、
    前記読取面からの反射光を集光する集光レンズと、
    前記集光レンズからの光を光電変換するラインセンサと、
    を備え、
    前記光源ユニットは請求項１乃至７に記載の構成を有していることを特徴とする画像読取装置。
11. 前記光源ユニットは、前記プラテンに沿って往復動して読取面を走査するキャリッジに一体形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の画像読取装置。

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