JP2016152565A - イメージセンサユニット、紙葉類識別装置、画像読取装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源と導光体との位置決め精度の向上を図る。【解決手段】イメージセンサユニット１は、光源２１を有する光源モジュール２と、光源２１が発する光を線状化する導光体１３と、光源モジュール２と導光体１３とが収容されるフレーム１０とを有し、光源モジュール２が位置決めされて固定される位置決め部材３を備え、位置決め部材３はフレーム１０に位置決めされて収容されるとともに、導光体１３はフレーム１０に位置決めされて収容される。【選択図】図１

Description

本発明は、イメージセンサユニット、紙葉類識別装置、画像読取装置および画像形成装置に関する。特には、光源を有し、紙幣や原稿などの被照明体に光を照射し、被照明体からの光を読取るイメージセンサユニットと、このイメージセンサユニットを有する紙葉類識別装置、画像読取装置および画像形成装置に関する。

紙葉類識別装置や画像読取装置には、被照明体としての紙幣や原稿を読み取るイメージセンサユニットが用いられている。このようなイメージセンサユニットは、光源と、光源が発する光を線状化する導光体と、被照明体からの光を検出するイメージセンサを有するものがある。そして、イメージセンサが配線板の表面に実装されるとともに、光源が配線板に組み付けられる。特許文献１には、イメージセンサが実装される配線板と光源（ＬＥＤ）が実装される配線板とが別体で構成され、これらの配線板がフレキシブル配線板で接続されるという構成が開示されている。このような構成によれば、光源に各種の表面実装型のＬＥＤが適用できる。

このようなイメージセンサユニットにおいて、光源が発する光を導光体に入射させるには、光源と導光体とを所定の精度で位置決めしなければならない。この場合に、光源が実装される配線板の外周面を基準として位置決めを行うと、光源等導光体の位置決め精度は、この配線板の寸法精度の影響を受ける。このため、光源が実装される配線板の寸法精度が低いと、光源と導光体との位置決めの精度も低くなり、所望の位置決め精度を得ることが困難になる場合がある。

特開２０１１−１６６２１１号公報

上述した実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、光源と導光体との位置決め精度の向上を図ること、または、光源と導光体を所望の位置決め精度で位置決めできるようにすることである。

前記課題を解決するため、本発明は、光源を有する光源モジュールと、前記光源が発する光を線状化する導光体と、前記光源モジュールと前記導光体とが収容されるフレームと、を有し、前記光源モジュールが位置決めされて固定される位置決め部材を備え、前記位置決め部材は前記フレームに位置決めされて収容されるとともに、前記導光体は前記フレームに位置決めされて収容されることを特徴とする。

本発明によれば、光源を有する光源モジュールは、導光体が収容されたフレームに、位置決め部材によって位置決めされる。したがって、位置決め精度の向上を図ることができる。また、光源と導光体を所望の位置決め精度で位置決めできる。

図１は、イメージセンサユニットの構成例を模式的に示す分解斜視図である。 図２は、イメージセンサユニットの構成例を模式的に示す外観斜視図である。 図３Ａは、光源モジュールと導光体の組み付け構造を模式的に示す分解斜視図であり、主走査方向の外側から見た図である。 図３Ｂは、光源モジュールと導光体の組み付け構造を模式的に示す分解斜視図であり、主走査方向の中心側から見た図である。 図４Ａは、位置決め部材と光源モジュールと主回路基板の組み付け構造を模式的に示す断面図である。 図４Ｂは、位置決め部材と光源モジュールと主回路基板の組み付け構造を模式的に示す断面図である。 図５は、紙葉類識別装置の構成を模式的に示す断面図である。 図６は、フラットベッド方式のスキャナーの構成を模式的に示す外観斜視図である。 図７は、シートフィード方式のスキャナーの構成を示す断面模式図である。 図８は、画像形成装置の外観斜視図である。 図９は、画像形成装置の筺体の内部に設けられる画像形成部を抜き出して示す斜視図である。

以下、本発明を適用できる実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態は、イメージセンサユニットと、このイメージセンサユニットを有する紙葉類識別装置、画像読取装置および画像形成装置である。各図においては、三次元の各方向を、Ｘ，Ｙ，Ｚの各矢印で示す。Ｘ方向は、イメージセンサユニットの主走査方向である。Ｙ方向は、イメージセンサユニットの副走査方向である。Ｚ方向は、イメージセンサユニットの上下方向である。以下の説明では、被照明体Ｐの側を上側とする。本発明の実施形態であるイメージセンサユニットは、被照明体Ｐに対して副走査方向に相対的に移動しながら光を照射し、その反射光または透過光によって被照明体Ｐの画像を読み取る。また、本発明において、「光」とは、可視光線のみならず、紫外線、赤外線などの可視光線以外の波長帯域の電磁波を含むものとする。

（イメージセンサユニット）
まず、イメージセンサユニット１について説明する。図１は、第１の実施形態に係るイメージセンサユニット１の構成例を模式的に示す分解斜視図である。図２は、第１の実施形態に係るイメージセンサユニット１の構成例を模式的に示す外観斜視図である。図１と図２に示すように、イメージセンサユニット１は、全体として、主走査方向に長い棒状の構成を有する。そして、イメージセンサユニット１は、２つの光源モジュール２と、２つの位置決め部材３と、２つの導光体１３と、フレーム１０と、集光体１１と、主回路基板１２とを有する。

光源モジュール２は、光源２１と、この光源２１が実装される配線板２２とを有する。光源２１には、例えば、所定の発光色（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、赤外線（Ｉｒ））のＬＥＤ素子を有する表面実装型のＬＥＤパッケージが適用される。配線板２２には、例えば、ガラスエポキシ基板が適用され、その表面には配線パターンが設けられる。配線板２２に設けられる配線パターンには、光源２１の端子を接続するための実装用パッド２２１と、外部の主回路基板１２のパッドなどに接続するための外部接続用パッド２２２と、実装用パッド２２１と外部接続用パッド２２２とを導通する図略の給電配線とが含まれる。そして、光源２１は、配線板２２に設けられる配線パターン（外部接続用パッド２２２、給電線、実装用パッド２２１）を介して、外部から電力の供給を受けて発光する。なお、光源モジュール２は、後述する主回路基板１２と別体である。すなわち、光源モジュール２の配線板２２と主回路基板１２とは、別個独立した配線板（回路基板）である。そして、光源モジュール２は、フレーム１０に収容された状態で、主回路基板１２に取り付けられる。光源モジュール２の取り付け構造については後述する。

位置決め部材３は、光源モジュール２をフレーム１０に位置決する部材であり、光源モジュール２の配線板２２とは別体の部材である。そして、位置決め部材３は、光源モジュール２に位置決めされて固定される。なお、位置決め部材３の構成の詳細については後述する。

導光体１３は、光源モジュール２の光源２１が発する光を線状化する光学部材である。導光体１３は、全体として主走査方向に細長い棒状の構成を有する。導光体１３は、アクリル系の樹脂などといった透明の樹脂材料からなり、射出成形などによって一体に形成される。導光体１３の主走査方向の端面には、光源モジュール２の光源２１が発する光が入射する光入射面１３１が設けられる。導光体１３の側面には、光拡散面１３２（図３Ａ、図５参照）と光出射面１３３とが設けられる。光拡散面１３２は、光入射面１３１から入射した光を拡散させるための面であり、主走査方向に細長い帯状形状を有する。光拡散面１３２には、たとえば、光を拡散させるためのプリズム状の構造物が形成される。また、光拡散面１３２には、光を拡散させるためのパターンが印刷されてもよい。光出射面１３３は、光入射面１３１から入射した光を被照明体Ｐに向けて出射する面である。光出射面１３３は、光源２１の発する光を線状化できるように、主走査方向に細長い帯状形状を有する。このほか、導光体１３の主走査方向の端部には、フレーム１０と位置決めするための係合部１３４が設けられる。係合部１３４としては、例えば、副走査方向に突出する突起状の構成が適用できる。

集光体１１は、被照明体Ｐからの光をイメージセンサ１４（後述）の表面に結像する光学部材である。集光体１１には、たとえば、ロッドレンズアレイ（マイクロレンズアレイ）が適用される。一般的なロッドレンズアレイは、複数の正立等倍結像型の結像素子（ロッドレンズ）が主走査方向に直線状に配列された構成を有する。なお、集光体１１は、結像素子が直線状に配列される構成であればよく、具体的な構成は限定されない。たとえば、集光体１１は、複数列の結像素子が配列される構成であってもよい。

主回路基板１２は、主走査方向に長い矩形状の構成を有する回路基板である。主回路基板１２の上面にはイメージセンサ１４が設けられ、下面には外部と接続するためのコネクタ１５が実装される。また、主回路基板の長手方向（主走査方向）の端部には、光源モジュール２を取り付けるための接合孔１２１が設けられる。

イメージセンサ１４は、集光体１１により結像した光を検出して電気信号に変換する。イメージセンサ１４は、集光体１１からの光を受光（検出）できるように、受光面を上側に向けて実装される。イメージセンサ１４には、たとえば、イメージセンサＩＣアレイが適用される。イメージセンサＩＣアレイは、複数のイメージセンサＩＣが主回路基板１２の上面に主走査方向に直線状に配列して実装されることによって構成される。イメージセンサＩＣは，イメージセンサユニット１の読取の解像度に応じた複数の受光素子（光電変換素子と称することもある）から構成される。なお、イメージセンサ１４は、複数のイメージセンサＩＣが直線状に配列される構成であればよく、それ以外の構成は特に限定されない。たとえば、イメージセンサＩＣが千鳥配列のように複数列配列される構成であってもよい。なお、イメージセンサ１４としてのイメージセンサＩＣアレイを構成するイメージセンサＩＣには、従来公知の各種イメージセンサＩＣが適用できる。

コネクタ１５は、主回路基板１２の下面に実装される。主回路基板１２に設けられるイメージセンサ１４や光源モジュール２の光源２１は、このコネクタ１５を介して外部と電気的に接続される。なお、コネクタ１５は、イメージセンサユニット１を紙葉類識別装置等の所定の機器（たとえば回路基板）に、電力や電気信号を送受信可能に接続できる構成であればよく、具体的な構成は限定されない。主回路基板１２に光源モジュール２とコネクタ１５とが取り付けられると、光源モジュール２の配線板２２に設けられる外部接続用パッド２２２と、主回路基板１２の下面に実装されるコネクタ１５とが、主回路基板１２に設けられる配線パターンなどによって電気的に接続される。

フレーム１０は、イメージセンサユニット１の筺体である。フレーム１０は、例えば、黒色に着色されて遮光性を有する樹脂材料により形成される。樹脂材料としては、例えば、ポリカーボネートが適用できる。また、フレーム１０は、上面視において主走査方向に長い長方形の形状を有する。フレーム１０の内部には、導光体１３を収容する導光体収容室１０１と、集光体１１を収容する集光体収容室１０２と、主回路基板１２を収容する回路基板収容室１０３と、光源モジュール２を収容する光源収容室１０４とが形成される。

導光体収容室１０１は、主走査方向に長く、上側が開口する空間である。導光体収容室１０１の主走査方向の端部近傍には、導光体１３の係合部１３４が係合する被係合部１０５が設けられる。前述のように、導光体１３の係合部１３４が副走査方向に突出する凸状の構成を有している場合には、被係合部１０５は、導光体１３の係合部１３４が係合（嵌まり込む）できるように、副走査方向に窪む凹部が適用される。そして、導光体１３の係合部１３４がこの被係合部１０５に係合することにより、導光体１３はフレーム１０に対して、主走査方向について位置決めされた状態に保持される。

また、フレーム１０には、導光体１３を保持する押さえ片１０６が設けられる。押さえ片１０６は、弾性変形可能な舌片状の構成を有する。そして、押さえ片１０６は、導光体収容室１０１に収容された導光体１３を、副走査方向の一方側および上下方向の下側に向けて付勢する。このため、導光体１３が導光体収容室１０１に収容されると、押さえ片１０６によって、導光体収容室１０１の副走査方向の一方側の内周面（主走査方向に平行な面）と底面（上側を向く面）とに、付勢された状態で当接する。このため、導光体１３は、押さえ片１０６によって、フレーム１０に対して、副走査方向と上下方向について位置決めされた状態に保持される。

集光体収容室１０２も、導光体収容室１０１と同様に、主走査方向に長く、上側が開口する空間である。集光体収容室１０２は、集光体１１を、その光軸が上下方向を向く姿勢で（被照明体Ｐの読取ラインＯ（図５参照）を向く姿勢で）収容することができる。なお、図１に示すように、イメージセンサユニット１が１つの集光体１１と２つの導光体１３を有する構成であれば、フレーム１０には、１つの集光体収容室１０２と２つの導光体収容室１０１が形成される。この場合には、たとえば図１に示すように、１つの集光体収容室１０２が２つの導光体収容室１０１の間に設けられる。１つの集光体収容室１０２と２つの導光体収容室１０１は互いに平行であり、いずれも長手方向が主走査方向に平行である。

光源収容室１０４は、主走査方向の端部近傍に設けられる。そして、光源収容室１０４は、導光体収容室１０１と連通している。さらに光源収容室１０４の一部は上下方向に貫通しており、回路基板収容室１０３と連通している。

回路基板収容室１０３は、フレーム１０の内部の下寄りに設けられる（図４Ａ、図４Ｂ、図５参照）。回路基板収容室１０３は、下側が開口する空間である。また、回路基板収容室１０３は、集光体収容室１０２と、光が通過可能な開口部によって連通している。さらに、回路基板収容室１０３は、光源収容室１０４とも連通している。

次に、位置決め部材３の構成と、位置決め部材３と光源モジュール２と主回路基板１２の組み付け構造について、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂを参照して説明する。図３Ａと図３Ｂは、位置決め部材３および光源モジュール２の構成例と、主回路基板１２の主走査方向の端部近傍の構成例とを模式的に示す分解斜視図である。なお、図３Ａは主走査方向の外側から見た図であり、図３Ｂは主走査方向の中心側から見た図である。図４Ａと図４Ｂは、位置決め部材３と光源モジュール２と主回路基板１２の組み付け構造を模式的に示す断面図であり、フレーム１０の端部近傍を主走査方向に直角な面で切断した断面を示す。また、図４Ａは、フレーム１０に光源モジュール２が組み付けられていない状態を示し、図４Ｂは、フレーム１０に光源モジュールが組み付けられた状態を示す。

図３Ａと図３Ｂに示すように、光源モジュール２の配線板２２には、被固定部２２３が設けられる。被固定部２２３は、後述する位置決め部材３の固定部３１１が固定される部分である。被固定部２２３は、例えば、配線板２２を厚さ方向に貫通する貫通孔や、主走査方向視において配線板２２の外周縁から内側に向かって窪む凹部や切欠きなどが適用される。本実施形態においては、被固定部２２３として、配線板２２を厚さ方向に貫通する貫通孔が適用される例を示す。ただし、被固定部２２３の構成は、これら貫通孔や凹部や切欠きに限定されない。また、被固定部２２３の位置と数は特に限定されない。被固定部２２３は、後述する位置決め部材３の固定部３１１を係合できる構成であればよい。

位置決め部材３は、光源モジュール２をフレーム１０に位置決めするための部材である。位置決め部材３は、ＡＢＳ樹脂ＰＣ（ポリカーボネート）などからなり、射出成形により一体に形成される。図３Ａと図３Ｂに示すように、位置決め部材３は、本体部３１と遮光部３２とを有する。本体部３１は、平板状に形成される。遮光部３２は、本体部３１の上縁部から主走査方向の一方側（主走査方向の中心側）に向かって延出する庇状に形成される。位置決め部材３は、例えば樹脂材料からなり、射出成形によって、本体部３１と遮光部３２とが一体に形成される。そして、位置決め部材３の本体部３１は、光源モジュール２の配線板２２の一方の面（導光体１３に対向する側の面、すなわち、光源２１が実装される側の面）に重ねられるように設けられ、その状態で光源モジュール２の配線板２２に固定される。

位置決め部材３の本体部３１には、フレーム１０に対して位置決めするための第１の位置決め部３１３ａと第２の位置決め部３１３ｂが設けられる。第１の位置決め部３１３ａは、位置決め部材３が固定された光源モジュール２をフレーム１０に対して上下方向に位置決めするための部分である。例えば、図３Ａと図３Ｂに示すように、位置決め部材３の本体部３１には、副走査方向を向く面に下側を向く段差面が設けられる。そして、この段差面が第１の位置決め部３１３ａとなる。第２の位置決め部３１３ｂは、位置決め部材３が固定された光源モジュール２をフレーム１０に対して副走査方向に位置決めするための部分である。例えば、図３Ａと図３Ｂに示すように、本体部３１の副走査方向を向く一方または両方の面が、第２の位置決め部３１３ｂとなる。また、光源モジュール２の主走査方向の位置決めは、位置決め部材３の導光体１３の側の面が基準となる。すなわち、この面（特に周縁部）が、第３の位置決め部３１３ｃとなる。

位置決め部材３の本体部３１には、光源モジュール２に固定するための固定部３１１が設けられる。固定部３１１は、位置決め部材３の本体部３１から、遮光部３２とは反対側（主走査方向の外側）に向かって突出する棒状の構成を有する。そして、位置決め部材３の本体部３１を光源モジュール２の配線板２２の一方の面に重ね合わせると、固定部３１１は配線板２２の被固定部２２３を貫通する。固定部３１１の主走査方向寸法（すなわち突出寸法）は、位置決め部材３の本体部３１を光源モジュール２の配線板２２に重ね合わせた状態で、光源モジュール２の配線板２２の反対側の面から突出するように設定される。すなわち、固定部３１１の主走査方向寸法は、光源モジュール２の配線板２２の厚さよりも大きい寸法に設定される。

そして、位置決め部材３は、固定部３１１をカシメることにより、光源モジュール２に固定される。具体的には、位置決め部材３を光源モジュール２の配線板２２の光源２１が実装される側の面に重ね、位置決め部材３の固定部３１１を光源モジュール２の配線板２２の被固定部２２３と係合させる。前述のとおり、位置決め部材３の固定部３１１の突出寸法は、光源モジュール２の配線板２２の厚さよりも大きい。このため、位置決め部材３の固定部３１１の先端部は、光源モジュール２の配線板２２の反対側の表面から突出する。そして、配線板２２から突出する固定部３１１の先端部をカシメることによって、位置決め部材３を光源モジュール２の配線板２２に固定する。この際、光源モジュール２の配線板２２に実装される光源２１と、位置決め部材３の第１の位置決め部３１３ａと第２の位置決め部３１３ｂとが、主走査方向視において、所定の寸法精度で所定の位置関係を有するようにする。これにより、位置決め部材３と光源モジュール２の光源２１とが、主走査方向視において、所定の精度で所定の位置関係に保持される。

このほか、位置決め部材３の本体部３１には、開口部３１２が設けられる。この開口部３１２は、位置決め部材３の本体部３１と光源モジュール２の光源２１との干渉を避けるとともに、光源２１が発する光を通す経路となる。開口部３１２は、主走査方向に貫通する貫通孔である。そして、この開口部３１２は、光源モジュール２に固定した状態で光源２１に対応する位置に設けられる。

遮光部３２は、導光体１３の主走査方向の端部の上側（被照明体Ｐの側）を覆う部分であり、位置決め部材３の本体部３１の上縁部から主走査方向の中心側に向かって延出する庇状の構成を有する。このため、位置決め部材３は、全体として、副走査方向視において略「Ｌ」字形状の形状を有する。

イメージセンサユニット１の組み付け構造は、次のとおりである。導光体１３をフレーム１０の導光体収容室１０１に収容し、位置決め部材３が固定された光源モジュール２を光源収容室１０４に収容し、主回路基板１２を回路基板収容室１０３に収容し、集光体１１を集光体収容室１０２に収容する。

図４Ａに示すように、光源収容室１０４には、位置決め部材３の第１の位置決め部３１３ａと第２の位置決め部３１３ｂのそれぞれと当接する第１の当接部１０７ａと第２の当接部１０７ｂが設けられる。さらに、光源収容室１０４には、位置決め部材３の本体部３１の主走査方向中心側の面の周縁部（第３の位置決め部３１３ｃ）が当接する第３の当接部１０７ｃが設けられる。本実施形態では、光源収容室１０４の内周面（副走査方向を向く面）に、上側を向く段差面が設けられる。そして、この段差面が、第１の当接部１０７ａとなる。第１の当接部１０７ａは、主走査方向および副走査方向に平行な面である。また、この段差面（第１の当接部１０７ａ）の上側に設けられる面であって、副走査方向を向く内周面が、第２の当接部１０７ｂとなる。第２の当接部１０７ｂは、副走査方向に垂直な面である。さらに、この段差面（第１の当接部１０７ａ）の上側に設けられる面であって、主走査方の外側を向く内周面が、第３の当接部１０７ｃとなる。第３の当接部１０７ｃは、主走査方向に垂直な面である。

導光体１３が導光体収容室１０１に収容されると、フレーム１０に設けられる押さえ片１０６が、導光体１３を副走査方向の一方側および上下方向の下側に付勢する。このため、導光体１３は、導光体収容室１０１の副走査方向の一方の内周面と底面とに、押さえ片１０６によって付勢された状態で当接する。したがって、導光体１３は、導光体収容室１０１の内部に、副走査方向および上下方向に位置決めされた状態に保持される。また、導光体１３が導光体収容室１０１に収容されると、導光体１３に設けられる係合部１３４は、導光体収容室１０１の内部に設けられる被係合部１０５に係合する。導光体１３の係合部１３４が導光体収容室１０１の被係合部１０５に係合すると、導光体１３は導光体収容室１０１の内部に、主走査方向に位置決めされた状態に保持される。したがって、導光体１３は、導光体収容室１０１の内部に収容されると、主走査方向と副走査方向と上下方向の各方向について、位置決めされた状態に保持される。

図４Ｂに示すように、位置決め部材３が固定された光源モジュール２を光源収容室１０４に収容し、その状態で、図略の治具によって、位置決め部材３を主走査方向の中心側（導光体１３の側）と上下方向の下側と副走査方向の一側に付勢する。これにより、位置決め部材３の第１の位置決め部３１３ａが光源収容室１０４の第１の当接部１０７ａに当接し、第２の位置決め部３１３ｂが第２の当接部１０７ｂに当接し、本体部３１の主走査方向の一方の面（第３の位置決め部３１３ｃ）が第３の当接部１０７ｃに当接する。これにより、位置決め部材３は、フレーム１０に対して、主走査方向と副走査方向と上下方向の各方向について位置決めされる。前述のとおり、光源モジュール２の光源２１は、位置決め部材３の各々の位置決め部３１３ａ，３１３ｂに位置決めされている。このため、位置決め部材３がフレーム１０に対して位置決めされることによって、光源モジュール２の光源２１がフレーム１０に対して各方向に位置決めされる。この状態で、光源モジュール２の配線板２２を、主回路基板１２にはんだによって接続する。このように、光源モジュール２の配線板２２と主回路基板１２とは別体であり、光源モジュール２は、光源２１が導光体１３に対して位置決めされた状態で、主回路基板１２に取り付けられる。

このように、導光体１３と光源モジュール２の光源２１は、それぞれ、フレーム１０に対して位置決めされた状態に維持される。前述のとおり、位置決め部材３の本体部３１と光源モジュール２とは、主走査方向視において、位置決め部材３のそれぞれの位置決め部３１３ａ，３１３ｂと光源２１とが所定の精度をもって所定の相対的な位置関係となるように固定され。このため、導光体１３と光源モジュール２の光源２１とが、所定の精度で位置決めされた状態に保持される。したがって、光源２１と導光体１３との位置決め精度の向上を図ることや、所望の位置決め精度を得ることが容易となる。

すなわち、一般的に、ガラスエポキシ基板はルーターなどによって切出されるため、セラミック基板などと比較して外形精度は低い。このため、光源モジュール２の配線板２２にガラスエポキシ基板を用い、このガラスエポキシ基板の外周面を基準として位置決めすると、光源２１と導光体１３との位置決め精度を高くできない。これに対して、本実施形態にでは、射出成形により形成された位置決め部材３を用いて、光源２１と導光体１３とを位置決する。射出成形品であれば、外形精度を高めることができる。そして、光源２１と導光体１３との位置決めに、ガラスエポキシ基板である配線板２２の外周を用いるのではなく、配線板２２に形成された被固定部２２３（貫通孔、凹部、切欠き）を用いる。このような構成により、配線板２２の外形寸法の精度が低い場合であっても、光源２１と導光体１３との位置決め精度の向上を図ることができる。このように、配線板２２にセラミック基板に比較して安価なガラスエポキシ基板を適用しつつ、光源２１と導光体１３との位置決め精度の向上を図ることや、所望の位置決め精度を得ることができる。

なお、配線板２２は、ガラスエポキシ基板に限定されるものではない。要は、配線板２２の外形寸法が所望の精度よりも低い場合に、本実施形態を適用することにより、所望の位置決め精度が得られる。また、安価であるが外形寸法の精度が所望の精度よりも低い場合に、本実施形態を適用することにより、光源モジュール２の価格の上昇を抑制しつつ、光源２１と導光体１３との位置決め精度の向上を図ることや、所望の位置決め精度を得ることができる。

また、位置決め部材３が固定された光源モジュール２がフレーム１０の光源収容室１０４に収容されると、位置決め部材３の遮光部３２が、導光体１３の主走査方向の端部の上側を覆う。このため、光源２１が発する光が直接的に被照明体Ｐに照射されることを防止できる。そして、位置決め部材３に遮光部３２を一体に設けることによって、別体の遮光部材を設けなくてもよいから、イメージセンサユニット１の部品点数の増加を防止することができる。

なお、光源モジュール２の配線板２２は、主回路基板１２の主走査方向の端部に取り付けられる。図３Ａや図３Ｂや図４Ａに示すように、主回路基板１２の主走査方向の端部には、光源モジュール２の配線板２２の下端部を嵌め込むことができる接合孔１２１が設けられる。この接合孔１２１は、副走査方向に長く、上下方向（主回路基板１２の厚さ方向）に貫通する長孔である。そして、図４Ｂに示すように、光源モジュール２の配線板２２の下端部は、この接合孔１２１に、光源２１が実装される側が導光体１３の側（主走査方向の中心側）を向く姿勢で嵌め込まれる。そして、光源モジュール２の配線板２２に設けられる外部接続用パッド２２２と、主回路基板１２に設けられる所定の配線パターンのパッド（図略）とが、ハンダにより接続される。これにより、光源モジュール２が主回路基板１２に取り付けられる。

なお、光源モジュール２を主回路基板１２に取り付ける構成は、前述の構成に限定されない。例えば、主回路基板１２には接合孔１２１が設けられておらず、光源モジュール２は主回路基板１２の主走査方向の端面に取り付けられる構成であってもよい。また、主回路基板１２の主走査方向の端面に、上面視において主走査方向の中心側に向かって窪む凹部が設けられ、光源モジュール２の下端部がこの凹部に嵌め込まれる構成であってもよい。

また、本実施形態では、導光体１３がフレーム１０に直接的に収容される構成を示すが、この構成に限定されない。例えば、導光体１３に導光体カバーが装着されていてもよい。この場合には、導光体カバーが導光体１３に対して位置決めされた状態で装着され、導光体１３が、導光体カバーを介してフレーム１０に位置決めされる構成が適用できる。このほか、本実施形態では、導光体１３の主走査方向の一方の端部に光源モジュール２が設けられる構成を示すが、両方の端部に光源モジュール２が設けられる構成であってもよい。さらに、導光体１３の数は限定されない。例えば、イメージセンサユニット１が１つの導光体１３を有する構成であってもよく、３以上の導光体１３を有する構成であってもよい。そして、この場合には、それぞれの導光体１３の一方または両方の端部に光源モジュール２が設けられる構成であればよい。さらに、イメージセンサユニット１は、フレーム１０の上側を覆うカバー部材１６（図５参照）を有していてもよい。カバー部材１６には、透明な板状の部材が適用される。

（イメージセンサユニットの動作）
ここで、イメージセンサユニット１の動作について説明する。光源モジュール２の光源２１が発する光は、導光体１３の光入射面１３１に入射する。イメージセンサユニット１が２つの光源モジュール２を有する構成であれば、これら２つの光源モジュール２が同期して各色および赤外線のＬＥＤ素子を順次点灯する。光源モジュール２の光源２１が発する光は、導光体１３の光入射面１３１からその内部に入射し、光拡散面１３２において拡散するなどしてその内部を伝搬する。

導光体１３の内部を伝搬した光は、導光体１３の光出射面１３３から線状化されて被照明体Ｐの読取ラインＯ（図５参照）に向けて出射する。被照明体Ｐの読取ラインＯからの反射光は、集光体によってイメージセンサ１４の表面に結像する。イメージセンサ１４は、集光体１１によって結像した光学像を検出して電気信号に変換する。そして、イメージセンサユニット１は、被照明体Ｐに光を照射して反射光を検出する動作を、被照明体Ｐと副走査方向に相対的に移動しながら、短時間で周期的に繰り返す。イメージセンサユニット１は、このような動作によって、被照明体Ｐに設けられる所定のパターン（たとえば、ホログラム）を可視光画像として読み取るとともに、被照明体Ｐを赤外画像として読み取る。

（紙葉類識別装置）
イメージセンサユニット１が適用される紙葉類識別装置５について、図５を参照して説明する。図５は、紙葉類識別装置５の構成を模式的に示す断面図であり、主走査方向に直角な面で切断した断面を示す。紙葉類識別装置５は、被照明体Ｐである紙幣などに光を照射すると共に、紙幣からの光を読み取り、読み取った光を用いて紙幣の種類や真贋の識別を行う。

図５に示すように、紙葉類識別装置５は、イメージセンサユニット１と、紙幣を搬送する搬送ローラー５１と、コネクタ１５に配線接続された識別手段としての画像識別部５２とを備える。そして、紙葉類識別装置５には、搬送ローラー５１によって紙幣を挟んでカバー部材１６を介してイメージセンサユニット１の上側を読取方向（副走査方向）に搬送するための搬送経路Ａが設定される。なお、集光体１１の紙幣側の焦点は、搬送経路Ａの中央に設定される。

このような構成の紙葉類識別装置５の動作は、次のとおりである。紙葉類識別装置５に適用されるイメージセンサユニット１が、前述した動作によって、紙幣に設けられる所定のパターンを可視光画像として読み取るとともに、紙幣を赤外画像として読み取る。その後、画像識別部５２は、予め用意された真券である紙幣に可視光線および赤外線を照射することで得られた真券紙幣画像と、真贋判定時に判定対象となる紙幣の可視光画像と赤外画像とを比較することで、紙幣の真贋判定を行う。これは、真券である紙幣には、可視光下と、赤外光下とから得られる画像がそれぞれ異なるような領域が設けられているためである。なお、説明および図示を省略した部分については、従来の紙葉類識別装置と同じ構成が適用できる。また、画像識別部５２は主回路基板１２に設けられる構成であってもよい。

なお、本実施形態においては、可視光線および赤外線を照射することで紙幣を可視光画像および赤外画像として読み取る構成を示したが、この構成に限定されない。たとえば、紫外線を照射する構成であっても構わない。また、被照明体Ｐとして紙幣が適用される構成を示したが、紙葉類の種類は限定されるものではない。たとえば、各種有価証券やＩＤカードなどが適用できる。

また、図５では、紙葉類識別装置５が１基のイメージセンサユニット１を有する構成を示したが、紙葉類識別装置５はこの構成に限定されない。例えば、２基のイメージセンサユニット１が、搬送経路Ａを挟んで対向するように設けられていてもよい。このような構成によれば、紙幣の両面の読取が可能になる。また、搬送経路Ａを挟んでイメージセンサユニット１に対向する位置に、紙幣に対して光を照射する光源が設けられる構成であってもよい。このような構成によれば、イメージセンサユニット１は、紙幣を透過した光を読取ることができる。

（画像読取装置（その１））
図６は、本発明の実施形態であるイメージセンサユニット１を適用できる画像読取装置としてのフラットベッド方式のスキャナー７ａの構成を示す斜視図である。スキャナー７ａは、筺体７１ａと、被照明体載置部としてのプラテンガラス７２と、イメージセンサユニット１と、イメージセンサユニット１を駆動する駆動機構と、回路基板７３ａと、プラテンカバー７４とを有する。被照明体載置部としてのプラテンガラス７２は、ガラスなどの透明板からなり、筺体７１ａの上面に取り付けられる。プラテンカバー７４は、プラテンガラス７２に載置された被照明体Ｐを覆うように、筺体７１ａに対してヒンジ機構などを介して開閉可能に取付けられる。イメージセンサユニット１と、このイメージセンサユニット１を駆動するための駆動機構と、回路基板７３ａとは、筺体７１ａの内部に収容される。

駆動機構は、保持部材７５０と、ガイドシャフト７５１と、駆動モーター７５２と、ワイヤー７５４とを含む。保持部材７５０は、イメージセンサユニット１を囲むように保持する。ガイドシャフト７５１は、保持部材７５０をプラテンガラス７２に沿って読取方向（副走査方向）に移動可能にガイドする。駆動モーター７５２と保持部材７５０とはワイヤー７５４を介して連結されており、駆動モーター７５２の駆動力によってイメージセンサユニット１を保持する保持部材７５０を副走査方向に移動させる。そして、イメージセンサユニット１は、駆動モーター７５２の駆動力によって副走査方向に移動しながら、プラテンガラス７２に載置された被照明体Ｐである原稿などを読み取る。このように、イメージセンサユニット１と被照明体Ｐとを相対的に移動させながら、被照明体Ｐを読み取る。

回路基板７３ａには、イメージセンサユニット１が読み取った画像に所定の画像処理を施す画像処理回路や、イメージセンサユニット１を含むスキャナー７ａの各部を制御する制御回路や、スキャナー７ａの各部に電力を供給する電源回路などが構築される。

（画像読取装置（その２））
図７は、本発明の実施形態であるイメージセンサユニット１を適用できる画像読取装置としてのシートフィード方式のスキャナー７ｂの構成を示す断面模式図である。図７に示すように、スキャナー７ｂは、筺体７１ｂと、イメージセンサユニット１と、搬送ローラー７６と、回路基板７３ｂと、カバーガラス７７とを有する。搬送ローラー７６は、図示を省略した駆動機構によって回転し、被照明体Ｐを挟んで搬送する。カバーガラス７７は、イメージセンサユニット１の上側を覆うように設けられる。回路基板７３ｂには、イメージセンサユニット１を含むスキャナー７ｂの各部を制御する制御回路や、スキャナー７ｂの各部に電力を供給する電源回路などが構築される。

そして、スキャナー７ｂは、搬送ローラー７６によって被照明体Ｐを読み取り方向（副走査方向）に搬送しつつ、イメージセンサユニット１により被照明体Ｐを読み取る。すなわち、イメージセンサユニット１と被照明体Ｐとを相対的に移動させながら、被照明体Ｐを読み取る。なお、図７においては、被照明体Ｐの片面を読み取るスキャナー７ｂの例を示すが、２つのイメージセンサユニット１が被照明体の搬送経路Ａを挟んで対向するように設けられ、被照明体Ｐの両面を読み取る構成であってもよい。

以上、図６と図７を参照して、本発明を適用できるイメージセンサユニット１を用いた画像読取装置の例としてスキャナー７ａ，７ｂを説明したが、イメージセンサユニット１を用いた画像読取装置の構成や種類は、これらに限定されるものではない。

（画像形成装置）
次に、本発明の実施形態である画像形成装置９について、図８と図９を参照して説明する。本発明の実施形態である画像形成装置９には、本発明の実施形態であるイメージセンサユニット１が適用される。図８は、本発明の実施形態である画像形成装置９の外観斜視図である。図９は、本発明の実施形態である画像形成装置９の筺体９１の内部に設けられる画像形成部９２を抜き出して示した斜視図である。図８と図９に示すように、画像形成装置９は、フラットベッド方式のスキャナーとインクジェット方式のプリンタとの複合機（ＭＦＰ；Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｒ）である。画像形成装置９は、画像を読取る画像読取手段としての画像読取部９３と、画像を形成する画像形成手段としての画像形成部９２とを有する。そして、画像形成装置９の画像読取部９３には、イメージセンサユニット１が組み込まれる。なお、画像形成装置９の画像読取部９３は、前述の画像読取装置と共通の構成が適用できる。したがって、画像読取装置と共通の構成については説明を省略する。

図８に示すように、画像形成装置９には、操作部９４が設けられる。操作部９４には、操作メニューや各種メッセージなどを表示する表示部９４１と、画像形成装置９を操作するための各種操作ボタン９４２が設けられる。また、図９に示すように、画像形成装置９の筺体９１の内部には、画像形成部９２が設けられる。画像形成部９２は、搬送ローラー９２１と、ガイドシャフト９２２と、インクジェットカートリッジ９２３と、モーター９２６と、一対のタイミングプーリー９２７とを有する。搬送ローラー９２１は、駆動源の駆動力によって回転し、記録媒体としての印刷用紙Ｒを副走査方向に搬送する。ガイドシャフト９２２は棒状の部材であり、その軸線が印刷用紙Ｒの主走査方向に平行となるように画像形成装置９の筺体９１に固定される。

インクジェットカートリッジ９２３は、ガイドシャフト９２２上をスライドすることによって、印刷用紙Ｒの主走査方向に往復動できる。インクジェットカートリッジ９２３は、たとえば、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、黒Ｋのインクを備えたインクタンク９２４（９２４Ｃ，９２４Ｍ，９２４Ｙ，９２４Ｋ）と、これらのインクタンク９２４にそれぞれ設けられた吐出ヘッド９２５（９２５Ｃ，９２５Ｍ，９２５Ｙ，９２５Ｋ）から構成される。一対のタイミングプーリー９２７の一方は、モーター９２６の回転軸に取り付けられる。そして、一対のタイミングプーリー９２７は、印刷用紙Ｒの主走査方向に互いに離れた位置に設けられる。タイミングベルト９２８は、一対のタイミングプーリー９２７に平行掛けに巻き掛けられ、所定の箇所がインクジェットカートリッジ９２３に連結される。

画像形成装置９の画像読取部９３は、イメージセンサユニット１が読み取った画像を、印刷に適した形式の電気信号に変換する。そして、画像形成装置９の画像形成部９２は、画像読取部９３のイメージセンサユニット１が変換した電気信号に基づいて、搬送ローラー９２１、モーター９２６、インクジェットカートリッジ９２３を駆動し、印刷用紙Ｒに画像を形成する。このほか、画像形成装置９の画像形成部９２は、外部から入力された電気信号に基づいて画像を形成することができる。なお、画像形成装置９のうち、画像形成部９２の構成および動作は、従来公知の各種プリンタと同じ構成が適用できる。したがって、詳細な説明は省略する。なお、画像形成部９２としてインクジェット方式による画像形成装置を説明したが、電子写真方式、熱転写方式、ドットインパクト方式などどのような方式であっても構わない。

以上、本発明の実施形態および実施例について詳細に説明したが、前述の実施形態および実施例は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したに過ぎない。本発明の技術的範囲は、前述の実施形態および実施例に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能である。

たとえば、本発明にかかる画像読取装置は、前述の実施形態に記載される構成のイメージスキャナーに限定されるものではない。また、画像形成装置も、インクジェット方式に限定されず、電子写真方式、熱転写方式、ドットインパクト方式などどのような方式であってもよく、前述の実施形態に記載される複合機に限定されるものではない。本発明にかかるイメージセンサユニットが適用される複写機やファクシミリも、本発明の画像読取装置に含まれる。

本発明は、イメージセンサユニットと、このイメージセンサユニットが適用される画像読取装置や画像形成装置（たとえば、イメージスキャナー、ファクシミリ、複写機、複合機など）に有効に利用できるものである。

１：イメージセンサユニット
１０：フレーム
１０１：導光体収容室
１０２：集光体収容室
１０３：回路基板収容室
１０４：光源収容室
１０５：被係合部
１０６：押さえ片
１０７ａ〜１０７ｃ：当接部
１１：集光体
１２：主回路基板
１２１：接合孔
１３：導光体
１３１：光入射面
１３２：光拡散面
１３３：光出射面
１３４：係合部
１４：イメージセンサ
１５：コネクタ
１６：カバー部材
２：光源モジュール
２１：光源（ＬＥＤパッケージ）
２２：配線板
２２１：実装用パッド
２２２：外部接続用パッド
２２３：被固定部
３：位置決め部材
３１：本体部
３１１：固定部
３１２：開口部
３１３ａ，３１３ｂ：位置決め部
３２：遮光部
Ａ：搬送経路
Ｐ：被照明体
Ｏ：読取ライン

Claims (15)

1. 光源を有する光源モジュールと、
   前記光源が発する光を線状化する導光体と、
   前記光源モジュールと前記導光体とが収容されるフレームと、
   を有し、
   前記光源モジュールが位置決めされて固定される位置決め部材を備え、
   前記位置決め部材は前記フレームに位置決めされて収容されるとともに、前記導光体は前記フレームに位置決めされて収容されることを特徴とするイメージセンサユニット。
2. 前記フレームには、前記位置決め部材が固定された前記光源モジュールを収容できる光源収容室が設けられ、
   前記位置決め部材は、前記光源収容室の内周面に当接することによって、前記フレームに対して位置決めされることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサユニット。
3. 前記光源収容室は、主走査方向とも副走査方向とも平行な面である第１の当接部を備え、
   前記位置決め部材は、前記第１の当接部と当接する第１の位置決め部を備えることを特徴とする請求項２に記載のイメージセンサユニット。
4. 前記光源収容室は、副走査方向と垂直な面である第２の当接部を備え、
   前記位置決め部材は、前記第２の当接部と当接する第２の位置決め部を備えることを特徴とする請求項２または３に記載のイメージセンサユニット。
5. 前記光源収容室は、主走査方向と垂直な面である第３の当接部を備え、
   前記位置決め部材は、前記第３の当接部と当接する第３の位置決め部を備えることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のイメージセンサユニット。
6. 前記位置決め部材には、前記導光体の端部を覆う遮光部が設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のイメージセンサユニット。
7. 前記位置決め部材は、前記光源モジュールに固定されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のイメージセンサユニット。
8. 前記位置決め部材は、前記光源モジュールにかしめられて固定されることを特徴とする請求項７に記載のイメージセンサユニット。
9. 前記光源モジュールは、配線板を有し、前記光源は前記配線板に実装され、
   前記位置決め部材は前記光源モジュールの前記配線板に固定されることを特徴とする請求項７または８に記載のイメージセンサユニット。
10. 前記光源モジュールは、配線板を有し、前記光源は前記配線板に実装されることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のイメージセンサユニット。
11. 被照明体からの光を検出するイメージセンサが設けられる回路基板をさらに有し、
    前記配線板は前記回路基板とは別体であり、前記配線板は前記回路基板に取り付けられることを特徴とする請求項９または１０に記載のイメージセンサユニット。
12. 前記光源は、表面実装型のＬＥＤパッケージである事を特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載のイメージセンサユニット。
13. イメージセンサユニットと被照明体とを相対的に移動させながら、前記被照明体からの反射光を読み取る紙葉類識別装置であって、
    前記イメージセンサユニットは、請求項１から１２のいずれか１項に記載のイメージセンサユニットであることを特徴とする紙葉類識別装置。
14. イメージセンサユニットと被照明体とを相対的に移動させながら、前記被照明体からの反射光を読み取る画像読取装置であって、
    前記イメージセンサユニットは、請求項１から１２のいずれか１項に記載のイメージセンサユニットであることを特徴とする画像読取装置。
15. イメージセンサユニットと被照明体とを相対的に移動させながら、前記被照明体からの反射光を読み取る画像読取手段と、
    記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
    を備える画像形成装置であって、
    前記イメージセンサユニットは、請求項１から１２のいずれか１項に記載のイメージセンサユニットであることを特徴とする画像形成装置。

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