JP3659817B2 - 画像読取り装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ等に用いられる画像読取り装置に関し、とくに光プリントヘッド、自己走査型プリントヘッド等に用いられるラインセンサをハウジングを構成するフレームに対して位置調整自在に取り付けることができるようにした画像読取り装置、更には、ルーフプリズムレンズアレイ（ＲＰＬＡ）の光学性能を引き出すため、該ＲＰＬＡを精度よく保持できるようにしたフレームに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像読取り装置の縮小光学系のセンサの位置調整を行うものについては、例えば、対象物を正確にセンサに結像させるために、センサ保持板の調整長孔と偏心ノブ及びレンズブロックとセンサ保持板の間に配置されたガイド板の偏心ブッシュを用いて、センサをＸ軸、Ｙ軸、回転の各方向に移動調整可能にしたものが知られている（特開平５−２７６３０９号公報参照）。
また、等倍センサにおいては、例えば、図２０に示すように、センサ貼付け用のアルミ押出しフレーム３２に図示しない治具によってセンサ（センサ基板）３３を位置決めして貼り付け、このアルミフレーム３２を本体フレーム３１に突当てて取り付けるようにしたもの、あるいは、図２１に示すように、センサ（センサ基板）３３を直接本体フレームに突当てて取り付けるようにしている。
【０００３】
しかしながら、前記従来の縮小光学系のセンサ調整手段では、調整方向を規制するガイドがないため、調整時にセンサは不要な方向にも動いてしまうことがあり、また偏心ノブ、偏心ブッシュはビス止めであるため、調整の精度や作業性に問題がある。
また、前記従来の等倍光学系のセンサ取り付け方法では、突当ててセンサを本体フレームに取り付けているので、個々の部品に厳しい精度が要求され、その結果、部品コストは高いものとなり、精度保証するのが厳しい状況にある。
【０００４】
ＲＰＬＡは、特開平１０−１５３７５１号公報にあるように、等倍結像素子であり、この素子はプラスチックで一体成形等で作成され、アレイ方向に細長い形状を有している。そのため、微小な力量により変形したりし、設定した結像面からずれた位置に結像されたりし、その保持方法によってはピント位置のズレ等が生じたりする。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来の欠点のない画像読取り装置を提供するものであって、請求項１，２記載の発明の課題は、ルーフプリズムレンズアレイ（ＲＰＬＡ）フレーム精度や組み付け精度の影響がＲＰＬＡへ及ぼす影響を極力低減させる組み付け基準を設け、ＲＰＬＡを精度よく保持することができ、高品位な読取りができるようにすることである。
【００１１】
請求項３記載の発明の課題は、ＲＰＬＡ光学部品との位置決め構造を連続形成構造とし、フレーム作成時の基準形状を一度の動作で加工できるようにし、組み付け基準の加工精度を従来より向上することができ、より光学素子の位置決め精度を向上させるようにすることである。
【００１２】
請求項４記載の発明の課題は、フレームを射出成形等で作成した場合、鉛直上向きに金型から離型するような金型構造を採用可能とし、より簡単な金型構造を採用でき、金型の精度を向上することができ、より組み付け時間の短縮が図られ、低コストで大量生産に向いた組み付けを実現できるようにしたものである。
【００１３】
請求項５記載の発明の課題は、ＲＰＬＡとの組み合わせる基準位置の構造をリブ構造とすることにより、このリブの部分のみの追加工で対応が可能となり、金型作成の納期短縮や精度向上が図れるようにしたものである。
【００１４】
請求項６記載の発明の課題は、ＲＰＬＡをフレームに対して基準面Ａ，基準面Ｂに対して独立に押し当てて、所望の位置に精度よく保持し、高品質な結像性能を得るようにしたものである。
【００１５】
請求項７記載の発明の課題は、一方向の押さえ力量により、基準Ａ，基準Ｂ方向に力量を分散し、ＲＰＬＡをそれぞれの基準面に確実に押し当てられ所望の位置に精度よく保持するようにし、少ない押さえ部材で、ＲＰＬＡを精度よく保持することができ、高品位な読取りができるようにしたものである。
【００１６】
請求項８，９記載の発明の課題は、Ｖ字構造を採用した組み付け基準を設けたフレームにより、よりＲＰＬＡ光学素子の組み付け精度を保持しつつ、非常に簡単に組み付けることを可能とし、精度向上と組み付けコストの低減を両立するようにしたものである。
【００１７】
請求項１０記載の発明の課題は、ＲＰＬＡとアパーチャアレイの組み合わせにおいて、押さえ部材により、ＲＰＬＡとアパーチャアレイを精度よく位置決めすることができ、レンズ開口とアパーチャのズレを防ぐことができるようにしたものである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、原稿の等倍像をラインセンサ上に結ばせるようにした画像読取り装置において、ルーフプリズムレンズアレイと該ルーフプリズムレンズアレイを保持するためのフレームとを有し、該フレームは前記ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向と各稜線方向と同じ方向に付き当て位置決めするように組み合わせる基準を有し、前記各ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向に付き当てる基準面は該基準に垂直な方向にルーフプリズムレンズアレイが変位した場合に像面と結像面の変位量が同じになるように設計されている画像読取り装置である。
請求項２の発明は、原稿の等倍像をラインセンサ上に結ばせるようにした画像読取り装置において、ルーフプリズムレンズアレイと該ルーフプリズムレンズアレイを保持するためのフレームとを有し、該フレームは前記ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向と各稜線方向と同じ方向に付き当て位置決めするように組み合わせる基準を有し、前記各ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向に付き当てる基準面は前記ルーフプリズムレンズアレイに入射する光軸及び前記ルーフプリズムレンズアレイから出射する光軸に対して４５°に設計されている画像読取り装置である。
【００２５】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記フレーム基準面の構造は、プリズム配列長手方向に溝状に形成されている画像読取り装置である。
【００２６】
請求項４の発明は、請求項１又は２の発明において、ルーフプリズムレンズアレイの位置決め用のピンが鉛直上向き方向に前記ルーフプリズムレンズアレイが移動した場合であっても干渉しない構造である画像読取り装置である。
【００２７】
請求項５の発明は、請求項１又は２の発明において、リブ状に形成した構造である画像読取り装置である。
【００２８】
請求項６の発明は、請求項１又は２の発明において、原稿の等倍像をラインセンサ上に結ばせるようにした画像読取り装置において、前記ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向及び各稜線方向と同じ方向に付勢する押さえ部材によって、前記ルーフプリズムレンズアレイを前記基準に保持している画像読取り装置である。
【００２９】
請求項７の発明は、請求項１又は２の発明において、原稿の等倍像をラインセンサ上に結ばせるようにした画像読取り装置において、ルーフプリズムレンズアレイの前方に配置したアパーチャアレイの中央部分から一方向に付勢する押さえ部材によって、ルーフプリズムレンズアレイを前記基準に保持している画像読取り装置である。
【００３０】
請求項８の発明は、原稿の等倍像をラインセンサ上に結ばせるようにした画像読取り装置において、ルーフプリズムレンズアレイと該ルーフプリズムレンズアレイを保持するためのフレームとを有し、該フレームは前記ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向とルーフプリズムレンズの出射光の光軸を法線とした平面を基準面を有したフレームで構成され、前記各ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向に付き当てる基準面は該基準に垂直な方向にルーフプリズムレンズアレイが変位した場合に像面と結像面の変位量が同じになるように設計されており、前記ルーフプリズムレンズアレイを一方向に付勢する押さえバネ部材により前記フレームに付き当てて保持するようにした画像読取り装置である。
請求項９の発明は、原稿の等倍像をラインセンサ上に結ばせるようにした画像読取り装置において、ルーフプリズムレンズアレイと該ルーフプリズムレンズアレイを保持するためのフレームとを有し、該フレームは前記ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向とルーフプリズムレンズの出射光の光軸を法線とした平面を基準面を有したフレームで構成され、前記各ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向に付き当てる基準面は前記ルーフプリズムレンズアレイに入射する光軸及び前記ルーフプリズムレンズアレイから出射する光軸に対して４５°に設計されており、前記ルーフプリズムアレイを一方向に付勢する押さえバネ部材により前記フレームに付き当てて保持するようにした画像読取り装置である。
【００３１】
請求項１０の発明は、請求項１乃至９の発明において、前記画像読取り装置において、前記ルーフプリズムレンズアレイを保持するためのフレーム及びアパーチャアレイとを有し、前記アパーチャアレイの組み付け基準方向は前記フレームとルーフプリズムレンズアレイの組み付け基準方向と同じである画像読取り装置である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図１は、等倍結像素子であるＲＰＬＡセンサユニットの断面を示している。図中、１は前記ユニットのフレーム、２はＲＰＬＡ（等倍結像素子）、３は照明用の光源、４はセンサ（ラインセンサ）をそれぞれ示しており、対象体からの光情報はＲＰＬＡ２により９０°折曲されてセンサ４に集光結像されるようになっている。
【００３４】
図２は、図１に示したＲＰＬＡセンサユニットの保持手段の一例を示すものであって、４はセンサ（センサ基板）、５ａはセンサ４の保持部材を示す。この保持部材５ａはその一方の面にラインセンサを保持できるよう細長い板状の形状であり、その両端に近い部分に、横長の偏心調整用の穴５（イ）（この穴は図示の穴に限らず切り欠きであってもよく、ここではこれも含めて穴という）、調整方向ガイド用穴５（ロ）、ビスなどにより保持部材５ａをフレーム１に固定するための固定用の穴５（ハ）をそれぞれ備えている。
【００３５】
センサ（センサ基板）４は前記保持部材５ａの前記調整用の穴５（イ）を用いて、図示しない調整工具、偏心ドライバ等により、対象体の像が正確にラインセンサ上に結像するようにフレーム１に対して位置調整される。
その際、前記保持部材５ａの調整方向ガイド用穴５（ロ）にはフレームに設けたピン８が遊嵌されているので、保持部材５ａは図２において縦方向には一定の範囲において自由に移動できるものの横方向の移動は規制され、従って、前記従来のもののように保持部材５ａが調整中に不要な方向にずれる虞はない。調整具等により必要な調整が終了すると前記保持部材はその位置において固定穴５（ハ）を用いてビス等によりフレーム１に固定される。
【００３６】
図３は、他のセンサ保持手段の例を示し、４はセンサ（センサ基板）を、また５ｂはセンサ保持板を示している。このセンサ保持部材５ｂは前述の実施形態におけると同様の形状を有しかつ、その両端近傍に偏心調整用の穴５（イ）及び図２に関連して説明したセンサ保持部材と同様に調整方向ガイド用穴５（ロ）、保持部材５ｂをフレーム１に固定するための固定用の穴５（ハ）をそれぞれ備えている。
【００３７】
図３に示した例においては、センサ保持部材５ｂにはさらにセンサ４を挟持するための爪５（ニ）がそのセンサ保持部材５ｂの長手方向上下端部に設けられ、かつ、その爪５（ニ）に隣接して、センサの長手方向の移動を規制するための突起５（ホ）が設けられている。このセンサ保持部材５ｂはバネ材でできており、そのため、前記爪５(ニ）の弾撥力を利用してセンサを上下の爪にワンタッチで固定するこができる。
この構成により、センサ４とセンサ保持部材５ｂの接着等は不要となるため、センサ４のセンサ保持部材５ｂへの組付け工程を簡略化することができる。
【００３８】
図４は、更に他のセンサ保持手段の例を示している。図中、４はセンサ（センサ基板）、５ｃ１，５ｃ２はそれぞれ保持部材を示している。保持部材５ｃ１，５ｃ２の構成は図３に関連して説明した請求項２の実施形態におけるものと同様であるが、左右の部分を残して中間部分を省略した形状、つまり左右に分離された形状をなしている。保持部材をこのような構成にすることにより、不必要な長さを省略し、保持部材の反りの影響を除くことができる。
【００３９】
図５は、ＲＰＬＡセンサユニットで使用する押さえ部材の例を示している。図中、４はセンサ（センサ基板）、５はセンサ保持部材、６は押さえ部材である。
押さえ部材６には平板上の中央片６（ハ）の一端中央部にその一端部よりも幅が狭くかつ取付側からみて前記本体片の表面側から裏面側方向に屈曲延在する第１の脚片６（イ）が設けられ、また、前記中央片６（ハ）の前記第１の脚片と反対側の端部中央部には、後述する偏心ピンを貫通させる切り欠き６（ニ）が形成されるとともに、前記切り欠きの両端部には前記第１の脚片よりも幅が狭くかつ第１の脚片６（イ）と同様に裏面側に向かって方向に延在する第２の脚部６（ロ）がそれぞれ設けられている。
【００４０】
押さえ部材６は前記の構成を有するため、それをビス等によりセンサ４及びセンサ保持部材（５ａ，５ｂ，５ｃ１，５ｃ２）とともにフレーム１に取り付けると、押さえ部材６は前記第１及び第２の脚片の弾撥力によりセンサ（センサ基板）４及びセンサ保持部材（５ａ，５ｂ，５ｃ１，５ｃ２）をフレーム１に押圧し、その際、押さえ部材のビス穴６（ホ）に対応するセンサ保持部材５の穴５（ホ）を前記ビス穴６（ホ）より大径にしたことにより、前記センサ４および前記センサ保持部材５を保持部材で押圧した状態において、センサ保持部材を位置調整のため動かすことができる。したがって、調整時におけるセンサ４の浮きを完全に防止することができる。
【００４１】
図６は、ＲＰＬＡセンサユニットで使用する偏心ピンを用いたセンサ保持手段の位置調整の例を示している。偏心ピン７以外の構成については図５に示したものと同様である。
偏心ピン７は回動自在となるようフレーム１に圧入されており、この偏心ピン７をセンサ保持部材の偏心調整用の穴５（イ）に挿入して回転させることにより、センサのフレーム１に対する位置を容易に調整することができる。この構成により、偏心調整用の治具あるいは偏心ドライバ等の治具（道具）が不要となる。また、仮に治具を用いたとしても、治具（道具）を外した後もセンサ位置は偏心ピンにより正しい位置にあるので、調整が安定調整作業における作業性を改善することができる。
【００４２】
図７は、本発明の実施形態を示す要部断面図、図８は、図７に示したフレームの斜視図で、図中、１０はフレーム、１１はＲＰＬＡ（ルーフプリズムレンズアレイ）、１２はアパーチャアレイ、１３は等倍センサ、１４は光源、１５は光源カバー、１６はカバー部材、１７はカバーガラス、１８はセンサ押さえ部材、１９はアパーチャアレイ押さえ部材である。
【００４３】
本発明のフレーム１０には、図７，図８に示す基準Ａと基準Ｂが設定され、それぞれに対応したＲＰＬＡにも基準の面とボスが設定してある。各部品のつきあわせる方向は、ＲＰＬＡ１１の各プリズムの稜線方向を含む平面に垂直な方向に付き当て基準となる基準Ａと、ＲＰＬＡの各プリズムの稜線方向に平行な方向に基準となる基準Ｂを有している。
【００４４】
以上のような基準位置を設けたフレーム構造を採用することにより、ＲＰＬＡの結像位置を精度よく位置決めすることができる。具体的な保持方法は、フレーム１０の２方向の位置決め基準にＲＰＬＡ１１の基準を押しあてる押さえ部材を用いたり、また、接着やあるいは融着により固着保持してもよい。このような位置決め方法を採用している利点について以下に説明する。
【００４５】
ＲＰＬＡは、周知のように、原稿面上等の情報を第一のレンズアレイの各々のレンズによりほぼ並行光とし、ルーフプリズムの内部反射により光路を９０度折り曲げられ、第二のレンズアレイの各々のレンズにより収束し、所望の位置に結像する。第一のレンズと第２のレンズの集光機能は同一のものであるため、物点と結像点はそれぞれ第一のレンズアレイと第二のレンズと同距離に位置する共役な位置となる。それぞれレンズの集光パワーに応じ、解像力がピークとなる位置にレンズが設定されるように保持する。しかしながら、ＲＰＬＡに限らず、光学素子を実際のユニットに保持する精度によりその結像性能が劣化することがある。
【００４６】
本発明においては、基準Ａの方向に付き当てる基準をとることにより、フレーム１０とＲＰＬＡ１１の間に介在物があったり、一体成形された結像素子の反りや曲がりによって、たとえ基準合せがなされなかったとしても、また、形状誤差によりずれたりしても、像面と結像面の距離が同じ距離だけ離れたり、近づいたりする方向に組み合わすように組み付けの設計を行うことで、以下のような利点がある。
【００４７】
つまり、基準Ｂ方向に付き当てる方向は、たとえこの方向に位置ズレが生じたとしても、物点とレンズの距離間隔とレンズと結像点の距離間隔が同じ値となりながら変化する方向となる。ＲＰＬＡは単一のレンズ性能をある焦点距離からずれた位置であると性能の低下はあるが、共役な位置を保った一対一の等倍関係を保った、すなわち、共役な位置関係を保った位置であれば、合成レンズ系の結像性能の劣化を極力防ぐことが可能となる。
【００４８】
図９（Ａ）はセンサ位置設定値の結像光とＭＴＦ特性の関係を示す図、図９（Ｂ）はセンサが設定位置より△Ｄｓだけレンズに近づいた場合の結像光をＭＴＦ特性の関係を示す図で、説明のため、ＲＰＬＡの光学系を展開して示している。単レンズの性能は図で示した光軸の特性のように、原稿面が近づくと結像面は離れたところに焦点位置がシフトするが、ＲＰＬＡのような合成レンズ系では、等倍関係を保った位置に結像性能のピークがくる。
【００４９】
図１０は、ＲＰＬＡを本発明のフレームに設定した場合、基準Ｂ方向に√２×△Ｄｓずれていても原稿面（物体面）とＲＰＬＡレンズ間隔、および、ＲＰＬＡと結像面間隔のズレ量がともに△Ｄｓとなり、共役関係が保たれていることを示したものである。実際の位置ズレ量としては数十〜数百ミクロンと小さな値であり、図１０は説明のため誇張して描いている。
【００５０】
図７において、ＲＰＬＡ１１は基準Ａ方向と基準Ｂ方向の２方向にアパーチャアレイ１２を介して押さえられて保持されている。フレーム１０にはＲＰＬＡ１１のボスに対応した穴１０ａが形成されている。アパーチャアレイ１２とＲＰＬＡ１１も同様に、基準Ａ方向と基準Ｂ方向と同じ方向で図示した基準Ａ′と基準Ｂ′の位置で位置決めされ、押さえ部材１９により保持されている。フレーム１０の側面には光源１４が配置され、結像位置にはラインセンサ１３が配置されており、画像読取り装置を構成している。センサ１３は裏面よりセンサ押さえ部材１８により保持されている。図示した実施例は、ＲＰＬＡ１１にボスが設定され、その形状に応じた穴がフレーム１０に形成されているが、これはフレーム１０にボスを形成し、ＲＰＬＡ１１に穴を形成してもよい。
【００５１】
図１１は、本発明のフレーム構造の他例を示す図で、この発明は、フレーム１０のＲＰＬＡとの位置決め形状は、プリズム配列長手方向にそって溝１０ｂを形成したものである。
【００５２】
図１２は、本発明の他のフレームを示す図で、このフレーム１０においては、基準面Ａと基準面Ｂが設定され、ＲＰＬＡの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向と同じ方向に法線を持つ基準面Ａと、ＲＰＬＡの各プリズムの稜線の方向に平行な方向と同方向に付き当てる基準となる基準面Ｂを有し、ＲＰＬＡとの組み合わせられる基準の形状がＲＰＬＡを鉛直下方向に落とし込むことができるような位置決め基準１０ｃとしている。図７の断面図に示すＲＰＬＡ１１を垂直上方向に移動させてもＲＰＬＡ１１の基準決めのボスが当たらないような構造となっている。
【００５３】
図１３は、本発明の他のフレームの斜視図で、本発明のフレーム１０には基準面Ａと基準面Ｂが設定され、ＲＰＬＡの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向と同方向に付き当て基準を有する基準面Ａと、ＲＰＬＡの各プリズムの稜線の方向に平行な方向と同方向に付き当て基準となる基準面Ｂを有しており、この基準面Ａ及びＢを有した基準面の構造が、リブ状１０ｄに形成されている。
【００５４】
図１４は、本発明の他の実施例を説明するための要部断面図で、図中、図７に示した実施例と同様の作用をする部分には図７の場合と同一の参照番号が付してある。この実施例においては、ＲＰＬＡ１１の前方のアパーチャアレイ１２を介して、基準Ａの垂直方向，基準Ｂの垂直方向にそれぞれ押さえ部材１９ａ，１９ｂにより例えば板バネ等で押さえられ保持されている。具体的な実施例としての押さえ方向は図中に示すように２方向に独立に設定する。具体的な構造としては、板金部材を用いたバネ部材で構成してもよいし、プラスチックによる押さえバネ部品としてもよい。
【００５５】
図１５は、本発明の更に他の実施例を説明するための要部断面図で、同図は押さえ部材の具体的な押さえ方について別の実施例を示す図で、図示のように、ＲＰＬＡ１１の前方に配置したアパーチャアレイ１２の中央部を、互いに直交する基準面Ａの垂直方向、基準面Ｂの垂直方向にそれぞれ押さえ力量が分配されるように押さえ部材１９、例えば板バネ等で押さえられ保持されている。具体的な実施例としての押さえ方向は図１５に示すように下向きの方向に向けて一方向だけて押さえている。
【００５６】
図１６は、本発明のフレームの斜視図、図１７は、図１６に示したフレームを用いた画像読取り装置の断面図で、ルーフプリズムレンズアレイ１１の各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向とルーフプリズムレンズ１１の一方のレンズアレイの光軸と同方向の法線を有する平面を基準面とするフレーム１０で構成されている。この基準面は図に示すように互いに４５度で交差するＶ字構造となっている。また、ＲＰＬＡ１１とアパーチャアレイ１２で構成される結像素子を、Ｖ字構造の内側となる基準Ａと基準Ｃに付き当て、一方向に付勢する押さえバネ部材１９により保持している。
【００５７】
次に、本発明の他実施例について図７を使用して説明する。この発明は、ＲＰＬＡの前方に配置したアパーチャアレイとＲＰＬＡの位置決めに関して、図に示した基準Ａ′と基準Ｂ′がフレームの基準Ａ及び基準Ｂと同じ方向に設定したものである。各基準の付き合わせる方向は、ＲＰＬＡの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向に法線を持つ面を有する基準Ａ′と、ＲＰＬＡの各プリズムの稜線の方向に平行な方向の位置基準決めとなる基準Ｂ′を有している。
【００５８】
図１８は、本発明の他の構成を示す要部構成図で、ルーフプリズムレンズアレイ１１とアパーチャアレイ１２の組み付け基準をそれぞれルーフプリズムレンズアレイ１１の互いに直交する２組のレンズアレイの光軸１と、平行な法線とする平面を基準とした基準Ａ、及びそれに直交する基準Ａ′と光軸２と平行な法線とする平面を基準とした基準Ｂと、及びそれに直交する基準Ｂ′により組み合せされることをＲＰＬＡとアパーチャアレイとが組み合わされているものである。
図１９は、本発明の別の実施例を示す図で、この実施例は図１８に示した基準Ａ、及び基準Ａ′をルーフプリズムレンズアレイ１１の各プリズムの稜線を含む平面と平行な基準面Ｃとしたもので、基準Ｂ及びそれに垂直な基準Ｂ′は図１８に示した実施例と同じである。
【００６４】
【発明の効果】
請求項１，２に対応する効果：フレーム精度や組み付け精度の影響がＲＰＬＡへ及ぼす影響を極力低減させる組み付け基準を有し、ＲＰＬＡを精度よく保持することができ、高品位な読取りができる。
【００６５】
請求項３に対応する効果：ＲＰＬＡ光学部品との位置決め構造が連続して形成されている。このため、フレーム作成時の基準形状を一度の動作で加工できるようになり、組み付け基準の加工精度を従来より向上することができ、より光学素子の位置決め精度を向上することが可能となる。
【００６６】
請求項４に対応する効果：フレームを射出成形等で作成した場合、その金型構造が簡単になり、より精度よくフレームを作成することができる。なぜならば、通常、射出成形用の金型は成形品を離型できる簡便な構造となればするほど、スライド構造を採用しなくてもよい。本発明の形状を採用することにより、鉛直上向きに金型から離型するような金型構造が採用できるようになる。より簡単な金型構造を採用でき、金型の精度を向上することができ、従って、フレーム精度の向上が図られる。また、ＲＰＬＡ光学素子の組み付けも上方から落とし込むような組み付けが可能となり、より組み付け時間の短縮が図られ、低コストで大量生産に向いた組み付け方法が実現できる。
【００６７】
請求項５に対応する効果：ＲＰＬＡとの組み合わせる基準位置の構造がリブ状構造を採用しているため、次のような利点がある。フレームの作成方法としては従来技術である射出成形により一体的に作成される。しかし、金型精度を極限まで向上し、転写性を極限まで向上した成形法により作成する方法もあるが、成形による反りや曲がり量等を考慮して、金型を逆に補正させることが通常行われている。本発明の構造を採用することにより、フレームの金型の基準となる面形状をリブ部分の数カ号を加工補正することにより、最終成形品であるフレームの形状を精度よく作成することが可能となる。つまり、基準となる部分をリブ構造となることにより、このリブの部分のみの追加工で対応が可能となり、金型作成の納期短縮や精度向上が図られる。
【００６８】
請求項６に対応する効果：基準Ａ方向，基準Ｂ方向に独立に押さえる部品を設定しているため、ＲＰＬＡはフレームに対して基準面Ａ，基準面Ｂに押し当てられ、所望の位置に精度よく保持される。これにより、ＲＰＬＡを性能を引き出すことができ、高品質な結像性能を得ることができる。
【００６９】
請求項７に対応する効果：一方向の押さえ力量により、基準Ａ，基準Ｂ方向に力量が分散され、このそれぞれの基準面に確実に押し当てられ所望の位置に精度よく保持される。本発明のフレーム構造を採用することにより、少ない押さえ部材で、ＲＰＬＡを精度よく保持することができ、高品位な読取りができる。
【００７０】
請求項８，９に対応する効果：フレーム構造が非常に単純となり、また、ＲＰＬＡとアパーチャアレイのフレームへの組み込みが非常に簡単となる。具体的には、組み付け時にフレームへ落とし込む作業だけで、一時的に精度よく位置決めが可能となる。このようなＶ字構造を採用した組み付け基準であるため、アパーチャアレイの上方から一方向に単純な押さえ部材で保持することにより、位置精度保持も可能となる。本発明の効果としては、Ｖ字構造を採用した組み付け基準を設けたフレームにより、よりＲＰＬＡ光学素子の組み付け精度を保持しつつ、非常に簡単に組み付けることが可能となり、精度向上と組み付けコストの低減を両立することができる。
【００７１】
請求項１０に対応する効果：ＲＰＬＡとアパーチャアレイの組み合わせにおいて、図７に示した押さえ方向に付勢する押さえ部材により、ＲＰＬＡとアパーチャアレイを精度よく位置決めすることができ、レンズ開口とアパーチャのズレを防ぐことができる。アパーチャズレによる光学性能の劣化をさせることなく、高品位な結像性能を保持する位置決め方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ＲＰＬＡセンサユニットの断面図である。
【図２】 前記ＲＰＬＡセンサユニットで使用するセンサ保持手段を示す図である。
【図３】 前記ＲＰＬＡセンサユニットで使用する他のセンサ保持手段を示す図である。
【図４】 前記ＲＰＬＡセンサユニットで使用する更に他のセンサ保持手段を示す図である。
【図５】 前記ＲＰＬＡセンサユニットで使用する押さえ部材の実施形態を示す図である。
【図６】 前記ＲＰＬＡセンサユニットで使用する偏心ピンを用いたセンサ保持手段の位置調整を説明するための図である。
【図７】 本発明の実施形態における要部断面図である。
【図８】 図７に示したフレームの斜視図である。
【図９】 結像光をＭＴＦ特性との関係を示す図である。
【図１０】 ＲＰＬＡを本発明のフレームに設定した場合の共役関係が保たれていることを示す図である。
【図１１】 請求項７記載の本発明のフレーム構造を示す図である。
【図１２】 請求項８記載の本発明のフレームを示す図である。
【図１３】 請求項９の発明のフレームの斜視図である。
【図１４】 請求項１０の発明の実施例を説明するための要部断面図である。
【図１５】 請求項１１の発明の実施例を説明するための要部断面図である。
【図１６】 請求項１２記載の発明のフレームの斜視図である。
【図１７】 図１６に示したフレームを用いた画像読取り装置の断面図である。
【図１８】 請求項１４の発明の構成を示す要部構成図である。
【図１９】 請求項１４の発明の別の実施例を示す図である。
【図２０】 従来の等倍光学系センサ調整手段を説明する図である。
【図２１】 従来の他の等倍光学系センサ調整手段を説明する図である。
【符号の説明】
１…ＲＰＬＡセンサユニットのフレーム、２…ＲＰＬＡ（等倍結像素子）、３…照明用光源、４…センサ（ラインセンサ）、５ａ，５ｂ…センサ保持部材、１０…フレーム、１１…ＲＰＬＡ、１２…アパーチャアレイ、１３…等倍センサ、１４…光源、１５…光源カバー、１６…カバー部材、１７…カバーガラス、１８…センサ押さえ部材、１９，１９ａ，１９ｂ…アパーチャアレイ押さえ部材。
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ等に用いられる画像読取り装置に関し、とくに光プリントヘッド、自己走査型プリントヘッド等に用いられるラインセンサをハウジングを構成するフレームに対して位置調整自在に取り付けることができるようにした画像読取り装置、更には、ルーフプリズムレンズアレイ（ＲＰＬＡ）の光学性能を引き出すため、該ＲＰＬＡを精度よく保持できるようにしたフレームに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像読取り装置の縮小光学系のセンサの位置調整を行うものについては、例えば、対象物を正確にセンサに結像させるために、センサ保持板の調整長孔と偏心ノブ及びレンズブロックとセンサ保持板の間に配置されたガイド板の偏心ブッシュを用いて、センサをＸ軸、Ｙ軸、回転の各方向に移動調整可能にしたものが知られている（特開平５−２７６３０９号公報参照）。
また、等倍センサにおいては、例えば、図２０に示すように、センサ貼付け用のアルミ押出しフレーム３２に図示しない治具によってセンサ（センサ基板）３３を位置決めして貼り付け、このアルミフレーム３２を本体フレーム３１に突当てて取り付けるようにしたもの、あるいは、図２１に示すように、センサ（センサ基板）３３を直接本体フレームに突当てて取り付けるようにしている。
【０００３】
しかしながら、前記従来の縮小光学系のセンサ調整手段では、調整方向を規制するガイドがないため、調整時にセンサは不要な方向にも動いてしまうことがあり、また偏心ノブ、偏心ブッシュはビス止めであるため、調整の精度や作業性に問題がある。
また、前記従来の等倍光学系のセンサ取り付け方法では、突当ててセンサを本体フレームに取り付けているので、個々の部品に厳しい精度が要求され、その結果、部品コストは高いものとなり、精度保証するのが厳しい状況にある。
【０００４】
ＲＰＬＡは、特開平１０−１５３７５１号公報にあるように、等倍結像素子であり、この素子はプラスチックで一体成形等で作成され、アレイ方向に細長い形状を有している。そのため、微小な力量により変形したりし、設定した結像面からずれた位置に結像されたりし、その保持方法によってはピント位置のズレ等が生じたりする。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来の欠点のない画像読取り装置を提供するものであって、請求項１，２記載の発明の課題は、ルーフプリズムレンズアレイ（ＲＰＬＡ）フレーム精度や組み付け精度の影響がＲＰＬＡへ及ぼす影響を極力低減させる組み付け基準を設け、ＲＰＬＡを精度よく保持することができ、高品位な読取りができるようにすることである。
【００１１】
請求項３記載の発明の課題は、ＲＰＬＡ光学部品との位置決め構造を連続形成構造とし、フレーム作成時の基準形状を一度の動作で加工できるようにし、組み付け基準の加工精度を従来より向上することができ、より光学素子の位置決め精度を向上させるようにすることである。
【００１２】
請求項４記載の発明の課題は、フレームを射出成形等で作成した場合、鉛直上向きに金型から離型するような金型構造を採用可能とし、より簡単な金型構造を採用でき、金型の精度を向上することができ、より組み付け時間の短縮が図られ、低コストで大量生産に向いた組み付けを実現できるようにしたものである。
【００１３】
請求項５記載の発明の課題は、ＲＰＬＡとの組み合わせる基準位置の構造をリブ構造とすることにより、このリブの部分のみの追加工で対応が可能となり、金型作成の納期短縮や精度向上が図れるようにしたものである。
【００１４】
請求項６記載の発明の課題は、ＲＰＬＡをフレームに対して基準面Ａ，基準面Ｂに対して独立に押し当てて、所望の位置に精度よく保持し、高品質な結像性能を得るようにしたものである。
【００１５】
請求項７記載の発明の課題は、一方向の押さえ力量により、基準Ａ，基準Ｂ方向に力量を分散し、ＲＰＬＡをそれぞれの基準面に確実に押し当てられ所望の位置に精度よく保持するようにし、少ない押さえ部材で、ＲＰＬＡを精度よく保持することができ、高品位な読取りができるようにしたものである。
【００１６】
請求項８，９記載の発明の課題は、Ｖ字構造を採用した組み付け基準を設けたフレームにより、よりＲＰＬＡ光学素子の組み付け精度を保持しつつ、非常に簡単に組み付けることを可能とし、精度向上と組み付けコストの低減を両立するようにしたものである。
【００１７】
請求項１０記載の発明の課題は、ＲＰＬＡとアパーチャアレイの組み合わせにおいて、押さえ部材により、ＲＰＬＡとアパーチャアレイを精度よく位置決めすることができ、レンズ開口とアパーチャのズレを防ぐことができるようにしたものである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、原稿の等倍像をラインセンサ上に結ばせるようにした画像読取り装置において、ルーフプリズムレンズアレイと該ルーフプリズムレンズアレイを保持するためのフレームとを有し、該フレームは前記ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向と各稜線方向と同じ方向に付き当て位置決めするように組み合わせる基準を有し、前記各ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向に付き当てる基準面は該基準に垂直な方向にルーフプリズムレンズアレイが変位した場合に像面と結像面の変位量が同じになるように設計されている画像読取り装置である。
請求項２の発明は、原稿の等倍像をラインセンサ上に結ばせるようにした画像読取り装置において、ルーフプリズムレンズアレイと該ルーフプリズムレンズアレイを保持するためのフレームとを有し、該フレームは前記ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向と各稜線方向と同じ方向に付き当て位置決めするように組み合わせる基準を有し、前記各ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向に付き当てる基準面は前記ルーフプリズムレンズアレイに入射する光軸及び前記ルーフプリズムレンズアレイから出射する光軸に対して４５°に設計されている画像読取り装置である。
【００２５】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記フレーム基準面の構造は、プリズム配列長手方向に溝状に形成されている画像読取り装置である。
【００２６】
請求項４の発明は、請求項１又は２の発明において、ルーフプリズムレンズアレイの位置決め用のピンが鉛直上向き方向に前記ルーフプリズムレンズアレイが移動した場合であっても干渉しない構造である画像読取り装置である。
【００２７】
請求項５の発明は、請求項１又は２の発明において、リブ状に形成した構造である画像読取り装置である。
【００２８】
請求項６の発明は、請求項１又は２の発明において、原稿の等倍像をラインセンサ上に結ばせるようにした画像読取り装置において、前記ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向及び各稜線方向と同じ方向に付勢する押さえ部材によって、前記ルーフプリズムレンズアレイを前記基準に保持している画像読取り装置である。
【００２９】
請求項７の発明は、請求項１又は２の発明において、原稿の等倍像をラインセンサ上に結ばせるようにした画像読取り装置において、ルーフプリズムレンズアレイの前方に配置したアパーチャアレイの中央部分から一方向に付勢する押さえ部材によって、ルーフプリズムレンズアレイを前記基準に保持している画像読取り装置である。
【００３０】
請求項８の発明は、原稿の等倍像をラインセンサ上に結ばせるようにした画像読取り装置において、ルーフプリズムレンズアレイと該ルーフプリズムレンズアレイを保持するためのフレームとを有し、該フレームは前記ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向とルーフプリズムレンズの出射光の光軸を法線とした平面を基準面を有したフレームで構成され、前記各ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向に付き当てる基準面は該基準に垂直な方向にルーフプリズムレンズアレイが変位した場合に像面と結像面の変位量が同じになるように設計されており、前記ルーフプリズムレンズアレイを一方向に付勢する押さえバネ部材により前記フレームに付き当てて保持するようにした画像読取り装置である。
請求項９の発明は、原稿の等倍像をラインセンサ上に結ばせるようにした画像読取り装置において、ルーフプリズムレンズアレイと該ルーフプリズムレンズアレイを保持するためのフレームとを有し、該フレームは前記ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向とルーフプリズムレンズの出射光の光軸を法線とした平面を基準面を有したフレームで構成され、前記各ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向に付き当てる基準面は前記ルーフプリズムレンズアレイに入射する光軸及び前記ルーフプリズムレンズアレイから出射する光軸に対して４５°に設計されており、前記ルーフプリズムアレイを一方向に付勢する押さえバネ部材により前記フレームに付き当てて保持するようにした画像読取り装置である。
【００３１】
請求項１０の発明は、請求項１乃至９の発明において、前記画像読取り装置において、前記ルーフプリズムレンズアレイを保持するためのフレーム及びアパーチャアレイとを有し、前記アパーチャアレイの組み付け基準方向は前記フレームとルーフプリズムレンズアレイの組み付け基準方向と同じである画像読取り装置である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図１は、等倍結像素子であるＲＰＬＡセンサユニットの断面を示している。図中、１は前記ユニットのフレーム、２はＲＰＬＡ（等倍結像素子）、３は照明用の光源、４はセンサ（ラインセンサ）をそれぞれ示しており、対象体からの光情報はＲＰＬＡ２により９０°折曲されてセンサ４に集光結像されるようになっている。
【００３４】
図２は、図１に示したＲＰＬＡセンサユニットの保持手段の一例を示すものであって、４はセンサ（センサ基板）、５ａはセンサ４の保持部材を示す。この保持部材５ａはその一方の面にラインセンサを保持できるよう細長い板状の形状であり、その両端に近い部分に、横長の偏心調整用の穴５（イ）（この穴は図示の穴に限らず切り欠きであってもよく、ここではこれも含めて穴という）、調整方向ガイド用穴５（ロ）、ビスなどにより保持部材５ａをフレーム１に固定するための固定用の穴５（ハ）をそれぞれ備えている。
【００３５】
センサ（センサ基板）４は前記保持部材５ａの前記調整用の穴５（イ）を用いて、図示しない調整工具、偏心ドライバ等により、対象体の像が正確にラインセンサ上に結像するようにフレーム１に対して位置調整される。
その際、前記保持部材５ａの調整方向ガイド用穴５（ロ）にはフレームに設けたピン８が遊嵌されているので、保持部材５ａは図２において縦方向には一定の範囲において自由に移動できるものの横方向の移動は規制され、従って、前記従来のもののように保持部材５ａが調整中に不要な方向にずれる虞はない。調整具等により必要な調整が終了すると前記保持部材はその位置において固定穴５（ハ）を用いてビス等によりフレーム１に固定される。
【００３６】
図３は、他のセンサ保持手段の例を示し、４はセンサ（センサ基板）を、また５ｂはセンサ保持板を示している。このセンサ保持部材５ｂは前述の実施形態におけると同様の形状を有しかつ、その両端近傍に偏心調整用の穴５（イ）及び図２に関連して説明したセンサ保持部材と同様に調整方向ガイド用穴５（ロ）、保持部材５ｂをフレーム１に固定するための固定用の穴５（ハ）をそれぞれ備えている。
【００３７】
図３に示した例においては、センサ保持部材５ｂにはさらにセンサ４を挟持するための爪５（ニ）がそのセンサ保持部材５ｂの長手方向上下端部に設けられ、かつ、その爪５（ニ）に隣接して、センサの長手方向の移動を規制するための突起５（ホ）が設けられている。このセンサ保持部材５ｂはバネ材でできており、そのため、前記爪５(ニ）の弾撥力を利用してセンサを上下の爪にワンタッチで固定するこができる。
この構成により、センサ４とセンサ保持部材５ｂの接着等は不要となるため、センサ４のセンサ保持部材５ｂへの組付け工程を簡略化することができる。
【００３８】
図４は、更に他のセンサ保持手段の例を示している。図中、４はセンサ（センサ基板）、５ｃ１，５ｃ２はそれぞれ保持部材を示している。保持部材５ｃ１，５ｃ２の構成は図３に関連して説明した請求項２の実施形態におけるものと同様であるが、左右の部分を残して中間部分を省略した形状、つまり左右に分離された形状をなしている。保持部材をこのような構成にすることにより、不必要な長さを省略し、保持部材の反りの影響を除くことができる。
【００３９】
図５は、ＲＰＬＡセンサユニットで使用する押さえ部材の例を示している。図中、４はセンサ（センサ基板）、５はセンサ保持部材、６は押さえ部材である。
押さえ部材６には平板上の中央片６（ハ）の一端中央部にその一端部よりも幅が狭くかつ取付側からみて前記本体片の表面側から裏面側方向に屈曲延在する第１の脚片６（イ）が設けられ、また、前記中央片６（ハ）の前記第１の脚片と反対側の端部中央部には、後述する偏心ピンを貫通させる切り欠き６（ニ）が形成されるとともに、前記切り欠きの両端部には前記第１の脚片よりも幅が狭くかつ第１の脚片６（イ）と同様に裏面側に向かって方向に延在する第２の脚部６（ロ）がそれぞれ設けられている。
【００４０】
押さえ部材６は前記の構成を有するため、それをビス等によりセンサ４及びセンサ保持部材（５ａ，５ｂ，５ｃ１，５ｃ２）とともにフレーム１に取り付けると、押さえ部材６は前記第１及び第２の脚片の弾撥力によりセンサ（センサ基板）４及びセンサ保持部材（５ａ，５ｂ，５ｃ１，５ｃ２）をフレーム１に押圧し、その際、押さえ部材のビス穴６（ホ）に対応するセンサ保持部材５の穴５（ホ）を前記ビス穴６（ホ）より大径にしたことにより、前記センサ４および前記センサ保持部材５を保持部材で押圧した状態において、センサ保持部材を位置調整のため動かすことができる。したがって、調整時におけるセンサ４の浮きを完全に防止することができる。
【００４１】
図６は、ＲＰＬＡセンサユニットで使用する偏心ピンを用いたセンサ保持手段の位置調整の例を示している。偏心ピン７以外の構成については図５に示したものと同様である。
偏心ピン７は回動自在となるようフレーム１に圧入されており、この偏心ピン７をセンサ保持部材の偏心調整用の穴５（イ）に挿入して回転させることにより、センサのフレーム１に対する位置を容易に調整することができる。この構成により、偏心調整用の治具あるいは偏心ドライバ等の治具（道具）が不要となる。また、仮に治具を用いたとしても、治具（道具）を外した後もセンサ位置は偏心ピンにより正しい位置にあるので、調整が安定調整作業における作業性を改善することができる。
【００４２】
図７は、本発明の実施形態を示す要部断面図、図８は、図７に示したフレームの斜視図で、図中、１０はフレーム、１１はＲＰＬＡ（ルーフプリズムレンズアレイ）、１２はアパーチャアレイ、１３は等倍センサ、１４は光源、１５は光源カバー、１６はカバー部材、１７はカバーガラス、１８はセンサ押さえ部材、１９はアパーチャアレイ押さえ部材である。
【００４３】
本発明のフレーム１０には、図７，図８に示す基準Ａと基準Ｂが設定され、それぞれに対応したＲＰＬＡにも基準の面とボスが設定してある。各部品のつきあわせる方向は、ＲＰＬＡ１１の各プリズムの稜線方向を含む平面に垂直な方向に付き当て基準となる基準Ａと、ＲＰＬＡの各プリズムの稜線方向に平行な方向に基準となる基準Ｂを有している。
【００４４】
以上のような基準位置を設けたフレーム構造を採用することにより、ＲＰＬＡの結像位置を精度よく位置決めすることができる。具体的な保持方法は、フレーム１０の２方向の位置決め基準にＲＰＬＡ１１の基準を押しあてる押さえ部材を用いたり、また、接着やあるいは融着により固着保持してもよい。このような位置決め方法を採用している利点について以下に説明する。
【００４５】
ＲＰＬＡは、周知のように、原稿面上等の情報を第一のレンズアレイの各々のレンズによりほぼ並行光とし、ルーフプリズムの内部反射により光路を９０度折り曲げられ、第二のレンズアレイの各々のレンズにより収束し、所望の位置に結像する。第一のレンズと第２のレンズの集光機能は同一のものであるため、物点と結像点はそれぞれ第一のレンズアレイと第二のレンズと同距離に位置する共役な位置となる。それぞれレンズの集光パワーに応じ、解像力がピークとなる位置にレンズが設定されるように保持する。しかしながら、ＲＰＬＡに限らず、光学素子を実際のユニットに保持する精度によりその結像性能が劣化することがある。
【００４６】
本発明においては、基準Ａの方向に付き当てる基準をとることにより、フレーム１０とＲＰＬＡ１１の間に介在物があったり、一体成形された結像素子の反りや曲がりによって、たとえ基準合せがなされなかったとしても、また、形状誤差によりずれたりしても、像面と結像面の距離が同じ距離だけ離れたり、近づいたりする方向に組み合わすように組み付けの設計を行うことで、以下のような利点がある。
【００４７】
つまり、基準Ｂ方向に付き当てる方向は、たとえこの方向に位置ズレが生じたとしても、物点とレンズの距離間隔とレンズと結像点の距離間隔が同じ値となりながら変化する方向となる。ＲＰＬＡは単一のレンズ性能をある焦点距離からずれた位置であると性能の低下はあるが、共役な位置を保った一対一の等倍関係を保った、すなわち、共役な位置関係を保った位置であれば、合成レンズ系の結像性能の劣化を極力防ぐことが可能となる。
【００４８】
図９（Ａ）はセンサ位置設定値の結像光とＭＴＦ特性の関係を示す図、図９（Ｂ）はセンサが設定位置より△Ｄｓだけレンズに近づいた場合の結像光をＭＴＦ特性の関係を示す図で、説明のため、ＲＰＬＡの光学系を展開して示している。単レンズの性能は図で示した光軸の特性のように、原稿面が近づくと結像面は離れたところに焦点位置がシフトするが、ＲＰＬＡのような合成レンズ系では、等倍関係を保った位置に結像性能のピークがくる。
【００４９】
図１０は、ＲＰＬＡを本発明のフレームに設定した場合、基準Ｂ方向に√２×△Ｄｓずれていても原稿面（物体面）とＲＰＬＡレンズ間隔、および、ＲＰＬＡと結像面間隔のズレ量がともに△Ｄｓとなり、共役関係が保たれていることを示したものである。実際の位置ズレ量としては数十〜数百ミクロンと小さな値であり、図１０は説明のため誇張して描いている。
【００５０】
図７において、ＲＰＬＡ１１は基準Ａ方向と基準Ｂ方向の２方向にアパーチャアレイ１２を介して押さえられて保持されている。フレーム１０にはＲＰＬＡ１１のボスに対応した穴１０ａが形成されている。アパーチャアレイ１２とＲＰＬＡ１１も同様に、基準Ａ方向と基準Ｂ方向と同じ方向で図示した基準Ａ′と基準Ｂ′の位置で位置決めされ、押さえ部材１９により保持されている。フレーム１０の側面には光源１４が配置され、結像位置にはラインセンサ１３が配置されており、画像読取り装置を構成している。センサ１３は裏面よりセンサ押さえ部材１８により保持されている。図示した実施例は、ＲＰＬＡ１１にボスが設定され、その形状に応じた穴がフレーム１０に形成されているが、これはフレーム１０にボスを形成し、ＲＰＬＡ１１に穴を形成してもよい。
【００５１】
図１１は、本発明のフレーム構造の他例を示す図で、この発明は、フレーム１０のＲＰＬＡとの位置決め形状は、プリズム配列長手方向にそって溝１０ｂを形成したものである。
【００５２】
図１２は、本発明の他のフレームを示す図で、このフレーム１０においては、基準面Ａと基準面Ｂが設定され、ＲＰＬＡの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向と同じ方向に法線を持つ基準面Ａと、ＲＰＬＡの各プリズムの稜線の方向に平行な方向と同方向に付き当てる基準となる基準面Ｂを有し、ＲＰＬＡとの組み合わせられる基準の形状がＲＰＬＡを鉛直下方向に落とし込むことができるような位置決め基準１０ｃとしている。図７の断面図に示すＲＰＬＡ１１を垂直上方向に移動させてもＲＰＬＡ１１の基準決めのボスが当たらないような構造となっている。
【００５３】
図１３は、本発明の他のフレームの斜視図で、本発明のフレーム１０には基準面Ａと基準面Ｂが設定され、ＲＰＬＡの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向と同方向に付き当て基準を有する基準面Ａと、ＲＰＬＡの各プリズムの稜線の方向に平行な方向と同方向に付き当て基準となる基準面Ｂを有しており、この基準面Ａ及びＢを有した基準面の構造が、リブ状１０ｄに形成されている。
【００５４】
図１４は、本発明の他の実施例を説明するための要部断面図で、図中、図７に示した実施例と同様の作用をする部分には図７の場合と同一の参照番号が付してある。この実施例においては、ＲＰＬＡ１１の前方のアパーチャアレイ１２を介して、基準Ａの垂直方向，基準Ｂの垂直方向にそれぞれ押さえ部材１９ａ，１９ｂにより例えば板バネ等で押さえられ保持されている。具体的な実施例としての押さえ方向は図中に示すように２方向に独立に設定する。具体的な構造としては、板金部材を用いたバネ部材で構成してもよいし、プラスチックによる押さえバネ部品としてもよい。
【００５５】
図１５は、本発明の更に他の実施例を説明するための要部断面図で、同図は押さえ部材の具体的な押さえ方について別の実施例を示す図で、図示のように、ＲＰＬＡ１１の前方に配置したアパーチャアレイ１２の中央部を、互いに直交する基準面Ａの垂直方向、基準面Ｂの垂直方向にそれぞれ押さえ力量が分配されるように押さえ部材１９、例えば板バネ等で押さえられ保持されている。具体的な実施例としての押さえ方向は図１５に示すように下向きの方向に向けて一方向だけて押さえている。
【００５６】
図１６は、本発明のフレームの斜視図、図１７は、図１６に示したフレームを用いた画像読取り装置の断面図で、ルーフプリズムレンズアレイ１１の各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向とルーフプリズムレンズ１１の一方のレンズアレイの光軸と同方向の法線を有する平面を基準面とするフレーム１０で構成されている。この基準面は図に示すように互いに４５度で交差するＶ字構造となっている。また、ＲＰＬＡ１１とアパーチャアレイ１２で構成される結像素子を、Ｖ字構造の内側となる基準Ａと基準Ｃに付き当て、一方向に付勢する押さえバネ部材１９により保持している。
【００５７】
次に、本発明の他実施例について図７を使用して説明する。この発明は、ＲＰＬＡの前方に配置したアパーチャアレイとＲＰＬＡの位置決めに関して、図に示した基準Ａ′と基準Ｂ′がフレームの基準Ａ及び基準Ｂと同じ方向に設定したものである。各基準の付き合わせる方向は、ＲＰＬＡの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向に法線を持つ面を有する基準Ａ′と、ＲＰＬＡの各プリズムの稜線の方向に平行な方向の位置基準決めとなる基準Ｂ′を有している。
【００５８】
図１８は、本発明の他の構成を示す要部構成図で、ルーフプリズムレンズアレイ１１とアパーチャアレイ１２の組み付け基準をそれぞれルーフプリズムレンズアレイ１１の互いに直交する２組のレンズアレイの光軸１と、平行な法線とする平面を基準とした基準Ａ、及びそれに直交する基準Ａ′と光軸２と平行な法線とする平面を基準とした基準Ｂと、及びそれに直交する基準Ｂ′により組み合せされることをＲＰＬＡとアパーチャアレイとが組み合わされているものである。
図１９は、本発明の別の実施例を示す図で、この実施例は図１８に示した基準Ａ、及び基準Ａ′をルーフプリズムレンズアレイ１１の各プリズムの稜線を含む平面と平行な基準面Ｃとしたもので、基準Ｂ及びそれに垂直な基準Ｂ′は図１８に示した実施例と同じである。
【００６４】
【発明の効果】
請求項１，２に対応する効果：フレーム精度や組み付け精度の影響がＲＰＬＡへ及ぼす影響を極力低減させる組み付け基準を有し、ＲＰＬＡを精度よく保持することができ、高品位な読取りができる。
【００６５】
請求項３に対応する効果：ＲＰＬＡ光学部品との位置決め構造が連続して形成されている。このため、フレーム作成時の基準形状を一度の動作で加工できるようになり、組み付け基準の加工精度を従来より向上することができ、より光学素子の位置決め精度を向上することが可能となる。
【００６６】
請求項４に対応する効果：フレームを射出成形等で作成した場合、その金型構造が簡単になり、より精度よくフレームを作成することができる。なぜならば、通常、射出成形用の金型は成形品を離型できる簡便な構造となればするほど、スライド構造を採用しなくてもよい。本発明の形状を採用することにより、鉛直上向きに金型から離型するような金型構造が採用できるようになる。より簡単な金型構造を採用でき、金型の精度を向上することができ、従って、フレーム精度の向上が図られる。また、ＲＰＬＡ光学素子の組み付けも上方から落とし込むような組み付けが可能となり、より組み付け時間の短縮が図られ、低コストで大量生産に向いた組み付け方法が実現できる。
【００６７】
請求項５に対応する効果：ＲＰＬＡとの組み合わせる基準位置の構造がリブ状構造を採用しているため、次のような利点がある。フレームの作成方法としては従来技術である射出成形により一体的に作成される。しかし、金型精度を極限まで向上し、転写性を極限まで向上した成形法により作成する方法もあるが、成形による反りや曲がり量等を考慮して、金型を逆に補正させることが通常行われている。本発明の構造を採用することにより、フレームの金型の基準となる面形状をリブ部分の数カ号を加工補正することにより、最終成形品であるフレームの形状を精度よく作成することが可能となる。つまり、基準となる部分をリブ構造となることにより、このリブの部分のみの追加工で対応が可能となり、金型作成の納期短縮や精度向上が図られる。
【００６８】
請求項６に対応する効果：基準Ａ方向，基準Ｂ方向に独立に押さえる部品を設定しているため、ＲＰＬＡはフレームに対して基準面Ａ，基準面Ｂに押し当てられ、所望の位置に精度よく保持される。これにより、ＲＰＬＡを性能を引き出すことができ、高品質な結像性能を得ることができる。
【００６９】
請求項７に対応する効果：一方向の押さえ力量により、基準Ａ，基準Ｂ方向に力量が分散され、このそれぞれの基準面に確実に押し当てられ所望の位置に精度よく保持される。本発明のフレーム構造を採用することにより、少ない押さえ部材で、ＲＰＬＡを精度よく保持することができ、高品位な読取りができる。
【００７０】
請求項８，９に対応する効果：フレーム構造が非常に単純となり、また、ＲＰＬＡとアパーチャアレイのフレームへの組み込みが非常に簡単となる。具体的には、組み付け時にフレームへ落とし込む作業だけで、一時的に精度よく位置決めが可能となる。このようなＶ字構造を採用した組み付け基準であるため、アパーチャアレイの上方から一方向に単純な押さえ部材で保持することにより、位置精度保持も可能となる。本発明の効果としては、Ｖ字構造を採用した組み付け基準を設けたフレームにより、よりＲＰＬＡ光学素子の組み付け精度を保持しつつ、非常に簡単に組み付けることが可能となり、精度向上と組み付けコストの低減を両立することができる。
【００７１】
請求項１０に対応する効果：ＲＰＬＡとアパーチャアレイの組み合わせにおいて、図７に示した押さえ方向に付勢する押さえ部材により、ＲＰＬＡとアパーチャアレイを精度よく位置決めすることができ、レンズ開口とアパーチャのズレを防ぐことができる。アパーチャズレによる光学性能の劣化をさせることなく、高品位な結像性能を保持する位置決め方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ＲＰＬＡセンサユニットの断面図である。
【図２】 前記ＲＰＬＡセンサユニットで使用するセンサ保持手段を示す図である。
【図３】 前記ＲＰＬＡセンサユニットで使用する他のセンサ保持手段を示す図である。
【図４】 前記ＲＰＬＡセンサユニットで使用する更に他のセンサ保持手段を示す図である。
【図５】 前記ＲＰＬＡセンサユニットで使用する押さえ部材の実施形態を示す図である。
【図６】 前記ＲＰＬＡセンサユニットで使用する偏心ピンを用いたセンサ保持手段の位置調整を説明するための図である。
【図７】 本発明の実施形態における要部断面図である。
【図８】 図７に示したフレームの斜視図である。
【図９】 結像光をＭＴＦ特性との関係を示す図である。
【図１０】 ＲＰＬＡを本発明のフレームに設定した場合の共役関係が保たれていることを示す図である。
【図１１】 請求項７記載の本発明のフレーム構造を示す図である。
【図１２】 請求項８記載の本発明のフレームを示す図である。
【図１３】 請求項９の発明のフレームの斜視図である。
【図１４】 請求項１０の発明の実施例を説明するための要部断面図である。
【図１５】 請求項１１の発明の実施例を説明するための要部断面図である。
【図１６】 請求項１２記載の発明のフレームの斜視図である。
【図１７】 図１６に示したフレームを用いた画像読取り装置の断面図である。
【図１８】 請求項１４の発明の構成を示す要部構成図である。
【図１９】 請求項１４の発明の別の実施例を示す図である。
【図２０】 従来の等倍光学系センサ調整手段を説明する図である。
【図２１】 従来の他の等倍光学系センサ調整手段を説明する図である。
【符号の説明】
１…ＲＰＬＡセンサユニットのフレーム、２…ＲＰＬＡ（等倍結像素子）、３…照明用光源、４…センサ（ラインセンサ）、５ａ，５ｂ…センサ保持部材、１０…フレーム、１１…ＲＰＬＡ、１２…アパーチャアレイ、１３…等倍センサ、１４…光源、１５…光源カバー、１６…カバー部材、１７…カバーガラス、１８…センサ押さえ部材、１９，１９ａ，１９ｂ…アパーチャアレイ押さえ部材。
Claims (10)
- 原稿の等倍像をラインセンサ上に結ばせるようにした画像読取り装置において、ルーフプリズムレンズアレイと該ルーフプリズムレンズアレイを保持するためのフレームとを有し、該フレームは前記ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向と各稜線方向と同じ方向に付き当て位置決めするように組み合わせる基準を有し、前記各ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向に付き当てる基準面は該基準に垂直な方向にルーフプリズムレンズアレイが変位した場合に像面と結像面の変位量が同じになるように設計されていることを特徴とする画像読取り装置。
- 原稿の等倍像をラインセンサ上に結ばせるようにした画像読取り装置において、ルーフプリズムレンズアレイと該ルーフプリズムレンズアレイを保持するためのフレームとを有し、該フレームは前記ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向と各稜線方向と同じ方向に付き当て位置決めするように組み合わせる基準を有し、前記各ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向に付き当てる基準面は前記ルーフプリズムレンズアレイに入射する光軸及び前記ルーフプリズムレンズアレイから出射する光軸に対して４５°に設計されていることを特徴とする画像読取り装置。
- 前記フレーム基準面の構造は、プリズム配列長手方向に溝状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像読取り装置。
- 前記フレームの基準面の構造は、ルーフプリズムレンズアレイの位置決め用のピンが鉛直上向き方向に前記ルーフプリズムレンズアレイが移動した場合であっても干渉しない構造であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像読取り装置。
- 前記フレームの基準面は、リブ状に形成した構造であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像読取り装置。
- 前記画像読取り装置において、前記ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向及び各稜線方向と同じ方向に付勢する押さえ部材によって、前記ルーフプリズムレンズアレイを前記基準に保持していることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像読取り装置。
- 前記画像読取り装置において、ルーフプリズムレンズアレイの前方に配置したアパーチャアレイの中央部分から一方向に付勢する押さえ部材によって、ルーフプリズムレンズアレイを前記基準に保持していることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像読取り装置。
- 原稿の等倍像をラインセンサ上に結ばせるようにした画像読取り装置において、ルーフプリズムレンズアレイと該ルーフプリズムレンズアレイを保持するためのフレームとを有し、該フレームは前記ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向とルーフプリズムレンズの出射光の光軸を法線とした平面を基準面を有したフレームで構成され、前記各ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向に付き当てる基準面は該基準に垂直な方向にルーフプリズムレンズアレイが変位した場合に像面と結像面の変位量が同じになるように設計されており、前記ルーフプリズムレンズアレイを一方向に付勢する押さえバネ部材により前記フレームに付き当てて保持するようにしたことを特徴とする画像読取り装置。
- 原稿の等倍像をラインセンサ上に結ばせるようにした画像読取り装置において、ルーフプリズムレンズアレイと該ルーフプリズムレンズアレイを保持するためのフレームとを有し、該フレームは前記ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向とルーフプリズムレンズの出射光の光軸を法線とした平面を基準面を有したフレームで構成され、前記各ルーフプリズムレンズアレイの各プリズムの稜線を含む平面に垂直な方向に付き当てる基準面は前記ルーフプリズムレンズアレイに入射する光軸及び前記ルーフプリズムレンズアレイから出射する光軸に対して４５°に設計されており、前記ルーフプリズムアレイを一方向に付勢する押さえバネ部材により前記フレームに付き当てて保持するようにしたことを特徴とする画像読取り装置。
- 前記画像読取り装置において、前記ルーフプリズムレンズアレイを保持するためのフレーム及びアパーチャアレイとを有し、前記アパーチャアレイの組み付け基準方向は前記フレームとルーフプリズムレンズアレイの組み付け基準方向と同じであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の画像読取り装置。
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