JP3693924B2 - イメージセンサ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像入力装置の画像入力部に使用するイメージセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は特開平４−１１１６６４号公報に示された従来例１のイメージセンサの構成を示す断面図である。図９は図８中のＦ方向から見た側面図である。図において、１０１はイメージセンサ、１０２は原稿走行面に位置するガラスプレート、１０３はセンサフレーム、１０４は直線状に並べられた複数のＬＥＤから構成され、ガラスプレート１０２上を走行する原稿１１３の表面を照明するライン光源、１０５はセンサフレーム１０３に固定され、ライン光源１０４を保持する保持部材、１０６は直線状に並べられた複数のロッドレンズから構成され、原稿１１３の表面からの反射光を正立等倍に結像するロッドレンズアレイ、１０７はロッドレンズアレイ１０６を配置するセンサフレーム１０３の長溝、１０８はロッドレンズアレイ１０６からの出射光が通過するセンサフレーム１０３の長孔、１０９はロッドレンズアレイ１０６をセンサフレーム１０３に固定するネジ、１１０は直線状に並べられた複数の受光素子から構成され、ロッドレンズアレイ１０６により結像された原稿１１３の表面からの反射光を受光するセンサＩＣ、１１１はセンサＩＣ１１０が搭載されたセンサ基板、１１２はセンサフレーム１０３の両端に設けられた側板である。
【０００３】
また、図１０は特開平４−１１１６６４号公報に示された従来例２のイメージセンサの構成を示す断面図である。図１１は図１０中のＧ方向から見た側面図である。図において、１２１はイメージセンサ、１２２は側板１１２に取り付けられ、ロッドレンズアレイ１０６を押圧するバネ、１２３はロッドレンズアレイ１０６をバネ１２２に押し付けて固定するネジである。その他の構成要素は、図８及び図９で同一符号を付して示したものと同一あるいは同等であるため、その詳細な説明は省略する。
【０００４】
ロッドレンズアレイ１０６は、図１２に示すように、点Ｐで示す原稿１１３の表面を反射した光を点Ｑに結像させる。ここで、点Ｐからロッドレンズアレイ１０６の中心までの光学距離Ｘと点Ｑからロッドレンズアレイ１０６の中心までの光学距離Ｙが等しい。このため、イメージセンサ組立時、センサＩＣ１１０が原稿１１３の表面からの反射光の結像位置に位置するように調整する。すなわち、ピントを合わせる。
【０００５】
従来例１の場合には、図９中の矢印で示すように、ロッドレンズアレイ１０６を上下に動かす。そして、センサＩＣ１１０が原稿１１３の表面からの反射光の結像位置に位置したときにネジ１０９を締め、ロッドレンズアレイ１０６をセンサフレーム１０３のネジ１０９と対向する壁に押し付けて固定する。このようにして、センサＩＣ１１０が原稿１１３の表面からの反射光の結像位置に位置するように調整する。
【０００６】
従来例２の場合には、図１１中の矢印で示すように、ロッドレンズアレイ１０６は、バネ１２２の作用により、ネジ１２３を締めることにより上側に動きネジ１２３を緩めることにより下側に動く。このため、センサＩＣ１１０が原稿１１３の表面からの反射光の結像位置に位置したときにネジ１２３の回転を止める。このようにして、センサＩＣ１１０が原稿１１３の表面からの反射光の結像位置に位置するように調整する。
【０００７】
次に動作について説明する。
原稿１１３がガラスプレート１０２上を走行するとき、ライン光源１０４はガラスプレート１０２を通して原稿１１３の表面を照明する。照明光は原稿１１３の表面でその表面の画像の濃淡に応じて反射する。原稿１１３の表面からの反射光は、ロッドレンズアレイ１０６を通過し、センサフレーム１０３の長穴１０８を通してンサＩＣ１１０上に結像され、センサＩＣ１１０に受光される。原稿１１３の表面からの反射光はその強さに応じてセンサＩＣ１１０により光電変換され、原稿１１３の表面の画像の濃淡情報がセンサ基板１１１を介して外部に出力される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来例１のイメージセンサは以上のように構成されているので、図１３に示すように、ネジ１０９を締めることによりセンサフレーム１０３の長溝１０７及び長孔１０８が広がり、センサフレーム１０３とロッドレンズアレイ１０６との間に隙間が生じる。図１３は、ネジを締めたときの上側から見たセンサフレームの長孔及び長溝の状態を示している。センサフレーム１０３の長孔１０８は、図１４に示すように、センサフレーム１０３の両端の側板１１２まで達しておらず、両端部でセンサフレーム１０３がつながっているので、長溝１０７及び長孔１０８は両端部よりも中央部で大きく広がる。図１４は上側から見た長孔の端部の構成を示している。このため、センサフレーム１０３とロッドレンズアレイ１０６との間の隙間から光が漏れて、センサＩＣ１１０上に結像する原稿１１２からの反射光と重なり、原稿１１３の表面の画像の正確な濃淡情報を取得できないという課題があった。
【０００９】
また、ネジ１０９を締めることによりネジ１０９の先端がロッドレンズアレイ１０６の表面上で回転しロッドレンズアレイ１０６の表面が削られ、異物が発生する。このため、異物がセンサフレーム１０３とロッドレンズアレイ１０６との間の隙間を通ってセンサＩＣ１１０上に載り、原稿１１３の表面の画像の濃淡情報の取得を妨げるという課題があった。
【００１０】
また、ネジ１０９を締めることによりセンサフレーム１０３の長溝１０７及び長孔１０８が広がり、センサフレーム１０３の外形が変化する。図１３に示すように、両端部の寸法Ｈより中央部の寸法Ｉが大きくなる。寸法の大きさはネジの締付けトルクによる。このため、イメージセンサ１０１に隣接して配置する部品の形状の設計が困難であるという課題があった。
【００１１】
また、従来例２のイメージセンサのようにロッドレンズアレイ１０６を両端部でのみ固定する場合、イメージセンサ１２１が長尺となると、ロッドレンズアレイ１０６の製造時のそりや自重によるたわみにより、センサＩＣ１１０が原稿１１３の表面からの反射光の結像位置に位置するようにロッドレンズアレイ１０６の全長に亙って調整できないという課題があった。すなわち、ピントをロッドレンズアレイ１０６の全長に亙って合わせることができないという課題があった。
【００１２】
また、ロッドレンズアレイ１０６を両端部でのみ固定する場合、イメージセンサ１２１が長尺となると、環境温度が変化したときにセンサフレーム１０３とロッドレンズアレイ１０６の線膨脹係数の違いによりロッドレンズアレイ１０６がたわみ、センサＩＣ１１０が原稿１１３の表面からの反射光の結像位置からずれるという課題があった。すなわち、ピントがずれるという課題があった。
【００１３】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、以下の特徴を有するイメージセンサを得ることを目的とする。
（１）原稿の表面の画像の正確な濃淡情報を取得できる。
（２）原稿の表面の画像の濃淡情報の取得を妨げない。
（３）センサフレームの外形が変化しない。
（４）ロッドレンズアレイの全長に亙ってピントを合わせることができる。
（５）環境温度の変化によりピントがずれない。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るイメージセンサは、原稿を照射する光源と、原稿からの反射光を集束するロッドレンズアレイと、このロッドレンズアレイにより集束された反射光を受光するセンサＩＣを有するセンサ基板と、前記ロッドレンズアレイの光軸に水平な一方の側面を固定し、前記センサ基板の下側に延在した延在部を有する第１のフレームと、前記ロッドレンズアレイの光軸に水平な他方の側面を固定し、下部に嵌合部を有する第２のフレームと、前記センサ基板を支持する支持部材と、この支持部材を前記光軸方向に移動して前記ロッドレンズアレイを通過した反射光を前記センサＩＣ上に結像するように調整し、その反射光が前記センサＩＣ上に結像する位置において前記支持部材を前記延在部に固定する調整手段と、前記センサ基板上の前記嵌合部に対向する位置に設けられ、前記嵌合部に嵌合して前記支持部材を前記光軸方向に移動可能とし、前記ロッドレンズアレイを通過する光以外の外光が前記センサＩＣに入射するのを遮蔽する遮蔽部材とを備えたものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるイメージセンサの構成を示す断面図である。図２は図１中のＡ−Ａ線に沿ったイメージセンサの断面図である。図３は図１中のＢ方向から見たイメージセンサの側面図である。ただし、図２では、主要部のみを示している。図３では、一部の構成要素のみを示している。図において、１はイメージセンサ、２は原稿走行面に位置するガラスプレート、３は独立した第１のフレーム部分４と第２のフレーム部分５とから構成されたセンサフレーム（フレーム）、６はガラスプレート２上を走行する原稿１８の表面を照明するライン光源（光源）、７はセンサフレーム３に固定され、ライン光源６を保持する保持部材、８は原稿１８の表面からの反射光を正立等倍に結像するロッドレンズアレイ、９はロッドレンズアレイ８により結像された原稿１８の表面からの反射光を受光するセンサＩＣ（受光素子）、１０はセンサＩＣ９が搭載されたセンサ基板、１１はセンサＩＣ９及びセンサ基板１０を支持する面状の第１の部分１２と、第１の部分１２と接続しかつセンサフレーム３の端面に接して配置された面状の第２の部分１３（調整部）とからなるＬ型プレート（板状部材）、１４はＬ型プレート１１の第２の部分１３に形成されたネジ孔、１５はネジ孔１４に設けられ、Ｌ型プレート１１の第２の部分１３をセンサフレーム３の端面に固定するネジ（固定部材）、１６はイメージセンサ１の外部からセンサＩＣ９に至る経路を遮蔽するスペーサ（遮蔽部材）、１７はセンサフレーム３の両端に設けられた側板である。
【００２４】
ロッドレンズアレイ８は、一方向（以下、延在方向という）に沿って並べられた複数のロッドレンズから構成されている。ロッドレンズアレイ８は、入射面８ａ及び出射面８ｂと異なりかつ延在方向と平行である対向する第１及び第２の側面８ｃ，８ｄのうちの第１の側面８ｃに配置したセンサフレーム３の第１のフレーム部分４と第２の側面８ｄに配置したセンサフレーム３の第２のフレーム部分５とで挟まれている。第１のフレーム部分４は、ロッドレンズアレイ８の第１の側面８ｃに密着し、第２のフレーム部分５は、ロッドレンズアレイ８の第２の側面８ｄに密着している。このため、ロッドレンズアレイ８の第１の側面８ｃと第１のフレーム部分４との接触部分及びロッドレンズアレイ８の第２の側面８ｄと第２のフレーム部分５との接触部分には隙間がない。第１のフレーム部分４がロッドレンズアレイ８の第１の側面８ｃと密着している状態を保持するように、第１のフレーム部分４と第１の側面８ｃとの接触面で第１のフレーム部分４をロッドレンズアレイ８に固定し、第２のフレーム部分５がロッドレンズアレイ８の第２の側面８ｄと密着している状態を保持するように、第２のフレーム部分５と第２の側面８ｄとの接触面で第２のフレーム部分５をロッドレンズアレイ８に固定している。固定の方法として、第１のフレーム部分４と第１の側面８ｃとの接触面の全部あるいは一部に両面テープや接着剤などを設け、第２のフレーム部分５と第２の側面８ｄとの接触面の全部あるいは一部に両面テープや接着剤などを設ける方法がある。
【００２５】
第１，第２のフレーム部分４，５は、上部に、ライン光源６及び保持部材７を配置する凹部を有する。ガラスプレート２は、第１のフレーム部分４の上端と第２のフレーム部分５の上端とで支持されている。第１のフレーム部分４は、ロッドレンズアレイ８の第１の側面８ｃ側を下がり、センサＩＣ９及びセンサ基板１０の下を通って、ロッドレンズアレイ８の第２の側面８ｄ側まで延びている。これにより、ロッドレンズアレイ８の延在方向に垂直なセンサフレーム３の断面は、Ｕ型形状である。
【００２６】
ライン光源６は、ロッドレンズアレイ８の延在方向に沿って延びている。ライン光源６は、ガラスプレート２上を走行する原稿１８の表面を照明することができるものであれば、どのような構成のものでもよい。例えば、ロッドレンズアレイ８の延在方向に沿って並べられた複数のＬＥＤや蛍光管ランプである。ライン光源６は、１個だけ設けてもよい。保持部材７は、両端や複数箇所でライン光源６を保持する。
【００２７】
センサＩＣ９は、ロッドレンズアレイ８の延在方向に沿って並べられた複数の受光素子から構成されている。ロッドレンズアレイ８は、センサフレーム３の両端に設けられた側板１７まで達しておらず、ロッドレンズアレイ８の端部と側板１７との間に隙間が存在する。このため、ロッドレンズアレイ８の端部と側板１７との間の隙間から入り込んだ光がセンサＩＣ９に届かないように、センサＩＣ９の長さが調整されている。センサ基板１０は、ロッドレンズアレイ８の延在方向に沿って延び、センサフレーム３の両端に設けられた側板１７まで達する。センサＩＣ９及びセンサ基板１０は、Ｕ型形状のセンサフレーム３の凹部に配置されている。
【００２８】
ロッドレンズアレイ８の延在方向に垂直なＬ型プレート１１の断面は、Ｌ型形状である。Ｌ型プレート１１は、ロッドレンズアレイ８の延在方向に沿って延び、センサフレーム３の両端に設けられた側板１７まで達する。Ｌ型プレート１１の第１の部分１２は、ロッドレンズアレイ８の出射方向に対して垂直に位置している。センサフレーム３の第１のフレーム部分４は、ロッドレンズアレイ８の第２の側面８ｄ側まで伸びた部分にロッドレンズアレイ８の出射方向及びロッドレンズアレイ８の延在方向に平行な端面４ａを有する。Ｌ型プレート１１の第２の部分１３は、ロッドレンズアレイ８の出射方向及びロッドレンズアレイ８の延在方向に平行に位置し、第１のフレーム部分４の端面４ａに接して配置されている。Ｌ型プレート１１の第２の部分１３に形成されたネジ孔１４の径は、そこに設けられたネジ１５の径より大きい。このため、ネジ孔１４の径とネジ１５の径の差分だけＬ型プレート１１の第２の部分１３を第１のフレーム部分４の端面４ａ上で移動させることができる。すなわち、ネジ孔１４の径とネジ１５の径の差分だけＬ型プレート１１を上下に移動させることができる。ネジ孔１４は、複数箇所形成され、Ｌ型プレート１１の第２の部分１３は、各ネジ孔１４に設けられたネジ１５により複数箇所で第１のフレーム部分４の端面４ａに固定されている。特に、イメージセンサ１が長尺の場合には、ネジ孔１４を３箇所以上形成し、Ｌ型プレート１１の第２の部分１３を各ネジ孔１４に設けたネジ１５により３箇所以上で第１のフレーム部分４の端面４ａに固定する。
【００２９】
スペーサ１６は、センサ基板１０上に設置され、センサフレーム３の第２のフレーム部分５とセンサ基板１０との間を埋める。ロッドレンズアレイ８の延在方向に垂直なスペーサ１６の断面は、Ｕ型形状である。スペーサ１６は、ロッドレンズアレイ８の延在方向に沿って延び、センサフレーム３の両端に設けられた側板１７まで達する。センサフレーム３の第２のフレーム部分５は、Ｕ型形状のスペーサ１６の凹部１６ａとかみ合う凸部５ａを有する。この凸部５ａは、ロッドレンズアレイ８の延在方向に沿って延び、センサフレーム３の両端の側板１７まで達する。ロッドレンズアレイ８とセンサＩＣ９との間の距離を調整するとき、Ｌ型プレート１１は、Ｕ型形状のスペーサ１６の凹部１６ａと第２のフレーム部分５の凸部５ａとのかみ合いを維持したまま、上下に移動する。スペーサ１６をゴムのような弾性材料により形成し、その大きさをセンサフレーム３の第２のフレーム部分５とセンサ基板１０との間の距離が大きいときの寸法に合わせた場合、第２のフレーム部分５とセンサ基板１０との間の距離が小さくなったとき、その距離にあわせてスペーサ１６が変形するため、第２のフレーム部分５とセンサ基板１０との間を確実に埋めることができる。
【００３０】
なお、実施の形態１では、本願発明における支持調整部材は、Ｌ型プレート１１とネジ１５とから構成される。また、支持部は、センサ基板１０とＬ型プレート１１の第１の部分１２とから構成される。
【００３１】
このようなこの実施の形態のイメージセンサ１では、イメージセンサ組立時、Ｌ型プレート１１を上下に移動させてロッドレンズアレイ８とセンサＩＣ９との間の距離を調整する。そして、センサＩＣ９が原稿１８の表面からの反射光の結像位置に位置したときにネジ１５を締めＬ型プレート１１を固定する。このようにして、センサＩＣ９を原稿１８の表面からの反射光の結像位置に配置する。すなわち、ピントを合わせる。ここでは、ネジ孔１４の径とネジ１５の径の差分、Ｕ型形状のスペーサ１６の凹部１６ａとセンサフレーム３の第２のフレーム部分５の凸部５ａとの間、及びＬ型プレート１１とセンサフレーム３の第１のフレーム部分４との間が調整しろとなる。
【００３２】
次に動作について説明する。
原稿１８がガラスプレート２上を走行するとき、ライン光源６はガラスプレート２を通して原稿１８の表面を照明する。照明光は原稿１８の表面でその表面の画像の濃淡に応じた強さで反射する。原稿１８の表面からの反射光は、ロッドレンズアレイ８を通過し、センサＩＣ９上に結像され、センサＩＣ９に受光される。原稿１８の表面からの反射光はその強さに応じてセンサＩＣ９により光電変換され、原稿１８の表面の画像の濃淡情報がセンサ基板１０を介して外部に出力される。
【００３３】
以上のように、この実施の形態１によれば、Ｌ型プレート１１を上下に移動させてロッドレンズアレイ８とセンサＩＣ９との間の距離を調整し、センサＩＣ９が原稿１８の表面からの反射光の結像位置に位置したときにネジ１５を締めＬ型プレート１１を固定するので、センサＩＣ９の位置を調整することにより、原稿１８の表面からの反射光の結像位置にセンサＩＣ９を配置できる、すなわちピントを合わせることができる効果が得られる。
【００３４】
また、この実施の形態１によれば、センサフレーム３の第１のフレーム部分４がロッドレンズアレイ８の第１の側面８ｃに密着し、第２のフレーム部分５がロッドレンズアレイ８の第２の側面８ｄに密着しているので、ロッドレンズアレイ８の第１の側面８ｃと第１のフレーム部分４との接触部分及びロッドレンズアレイ８の第２の側面８ｄと第２のフレーム部分５との接触部分には隙間がない。このため、ロッドレンズアレイ８の第１の側面８ｃと第１のフレーム部分４との接触部分及びロッドレンズアレイ８の第２の側面８ｄと第２のフレーム部分５との接触部分から光が漏れず、原稿１８の表面の画像の正確な濃淡情報を取得できる効果が得られる。また、異物が、ロッドレンズアレイ８の第１の側面８ｃと第１のフレーム部分４との間及びロッドレンズアレイ８の第２の側面８ｄと第２のフレーム部分５との間を通ってセンサＩＣ９上に載らず、原稿１８の表面の画像の濃淡情報の取得を妨げないという効果が得られる。
【００３５】
また、この実施の形態１によれば、Ｌ型プレート１１を上下に移動させてロッドレンズアレイ８とセンサＩＣ９との間の距離を調整し、センサＩＣ９が原稿１８の表面からの反射光の結像位置に位置したときにネジ１５を締めＬ型プレート１１を固定することにより、原稿１８の表面からの反射光の結像位置にセンサＩＣ９を配置するので、原稿１８の表面からの反射光の結像位置にセンサＩＣ９を配置する際に第１のフレーム部分４及び第２のフレーム部分５の外形が変形せず、イメージセンサ１のまわりに配置する部品の形状を容易に設計できる効果が得られる。
【００３６】
また、この実施の形態１によれば、イメージセンサ１が長尺の場合、Ｌ型プレート１１をネジ１５により３箇所以上で固定するので、イメージセンサ１が長尺の場合でも、ロッドレンズアレイ８の延在方向に沿った全範囲に亙ってロッドレンズアレイ８とセンサＩＣ９との間の距離を調整できる効果が得られる。
【００３７】
また、この実施の形態１によれば、イメージセンサ１が長尺の場合、Ｌ型プレート１１をネジ１５により３箇所以上で固定するので、環境温度の変化により、センサＩＣ９が原稿１８の表面からの反射光の結像位置からずれることがないという効果が得られる。
【００３８】
また、この実施の形態１によれば、センサフレーム３の第２のフレーム部分５とセンサ基板１０との間にスペーサ１６を設置して、寸法が不確定であるイメージセンサ１の外部からセンサＩＣ９に至る経路を遮蔽するので、イメージセンサ１の外部からの異物の浸入を防止できる効果が得られる。
【００３９】
なお、この実施の形態１では、スペーサ１６を用いてイメージセンサ２１の外部からセンサＩＣ９に至る経路を遮蔽する場合について説明したが、実施の形態２で示すようなシール剤を用いてもよい。
【００４０】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２によるイメージセンサの構成を示す断面図である。図５は図４中のＣ部分の拡大図である。図６は図４中のＤ−Ｄ線に沿ったイメージセンサの断面図である。図７は図４中のＥ−Ｅ線に沿ったイメージセンサの断面図である。ただし、図６では、主要部のみを示している。図７では、一部の構成要素のみを示している。図において、２１はイメージセンサ、２２はセンサフレーム（フレーム）、２３はロッドレンズアレイ８を配置するセンサフレーム２２の長溝、２４は長溝２３の底面に形成されたロッドレンズアレイ８からの出射光が通過する長孔、２５はセンサＩＣ９が搭載されたセンサ基板、２６はセンサ基板２５を支持しかつセンサ基板２５とセンサフレーム２２との間の距離を調整する調整ネジ（調整部材）、２７はセンサ基板２５とセンサフレーム２２との間に配置されかつセンサ基板２５をセンサフレーム２２から離れる方向に付勢するバネ（弾性部材）、２８はイメージセンサ２１の外部からセンサＩＣ９に至る経路を遮蔽するシール剤（遮蔽部材）である。
【００４１】
センサフレーム２２の長孔２４は、ロッドレンズアレイ８の出射面で覆われている。ロッドレンズアレイ８は、センサフレーム２２の長孔２４まわりの部分、すなわち長溝２３の底面２３ａと密着している。このため、ロッドレンズアレイ８とセンサフレーム２２の長孔２４まわりの部分との間には隙間がない。ロッドレンズアレイ８がセンサフレーム２２の長孔２４まわりの部分と密着している状態を保持するように、ロッドレンズアレイ８とセンサフレーム２２の長溝２３との接触面やそれ以外の部分でロッドレンズアレイ８をセンサフレーム２２に固定している。固定の方法として、ロッドレンズアレイ８とセンサフレーム２２の長溝２３との接触面の全部あるいは一部に両面テープや接着剤などを設ける方法がある。
【００４２】
センサフレーム２２は、上部に、ライン光源６及び保持部材７を配置する凹部を有し、下部に、センサＩＣ９及びセンサ基板２５を配置する凹部を有する。ガラスプレート２は、センサフレーム２２の上端で支持されている。
【００４３】
センサ基板２５は、ロッドレンズアレイ８の延在方向に沿って延び、センサフレーム２２の両端に設けられた側板１７まで達する。センサ基板２５は、ロッドレンズアレイ８の出射方向に対して垂直に位置している。ロッドレンズアレイ８の延在方向と平行なセンサ基板２５の対向する２つの端部のうちの一方の端部は、センサフレーム２２と接触している。調整ネジ２６は、センサ基板２５を貫通し、センサフレーム２２にねじ込まれる。バネ２７は、調整ネジ２６の軸部２６ａに配置されている。センサ基板２５は、バネ２７の力により調整ネジ２６の頭部２６ｂに押し付けられ、調整ネジ２６の頭部２６ｂで支持されている。このため、調整ネジ２６を回転してセンサ基板２５を上下に移動させ、センサ基板２５とセンサフレーム２２との間の距離を調整することができる。調整ネジ２６は、複数箇所に設けられ、センサ基板２５は、調整ネジ２６の頭部２６ｂにより複数箇所で支持されている。特に、イメージセンサ２１が長尺の場合には、調整ネジ２６を３箇所以上設け、センサ基板２５を調整ネジ２６の頭部２６ｂにより３箇所以上で支持する。
【００４４】
シール剤２８は、ロッドレンズアレイ８の延在方向と平行なセンサ基板２５の対向する２つの端部のうちの他方の端部とセンサフレーム２２と間に塗布されている。シール剤２８は、ロッドレンズアレイ８とセンサＩＣ９との間の距離の調整が終了した後に塗布される。
【００４５】
その他の構成要素は、図１から図３で同一符号を付して示したものと同一あるいは同等であるため、その詳細な説明は省略する。
【００４６】
なお、実施の形態２では、本願発明における支持調整部材は、センサ基板２５と調整ネジ２６とバネ２７とから構成される。また、支持部は、センサ基板２５から構成される。
【００４７】
このようなこの実施の形態のイメージセンサ２１では、イメージセンサ組立時、調整ネジ２６を回転してセンサ基板２５とセンサフレーム２２との間の距離を調整する。そして、センサＩＣ９が原稿１８の表面からの反射光の結像位置に位置したときに調整ネジ２６の回転を止める。このようにして、センサＩＣ９を原稿１８の表面からの反射光の結像位置に配置する。すなわち、ピントを合わせる。ここでは、センサ基板２５の端部とセンサフレーム２２との間が調整しろとなる。
【００４８】
以上のように、この実施の形態２によれば、調整ネジ２６を回転してセンサ基板２５とセンサフレーム２２との間の距離を調整し、センサＩＣ９が原稿１８の表面からの反射光の結像位置に位置したときに調整ネジ２６の回転を止めるので、センサＩＣ９の位置を調整することにより、原稿１８の表面からの反射光の結像位置にセンサＩＣ９を配置できる、すなわちピントを合わせることができる効効果が得られる。
【００４９】
また、この実施の形態２によれば、センサフレーム２２の長孔２４をロッドレンズアレイ８の出射面で覆い、ロッドレンズアレイ８がセンサフレーム２２の長孔２４まわり部分と密着しているので、ロッドレンズアレイ８とセンサフレーム２２の長孔２４まわりの部分との間には隙間がない。このため、ロッドレンズアレイ８とセンサフレーム２２の長孔２４まわり部分との間から光が漏れず、原稿１８の表面の画像の正確な濃淡情報を取得できる効果が得られる。また、異物が、ロッドレンズアレイ８とセンサフレーム２２の長孔２４まわりの部分との間を通ってセンサＩＣ９上に載らず、原稿１８の表面の画像の濃淡情報の取得を妨げないという効果が得られる。
【００５０】
また、この実施の形態２によれば、調整ネジ２６を回転してセンサ基板２５とセンサフレーム２２との間の距離を調整し、センサＩＣ９が原稿１８の表面からの反射光の結像位置に位置したときに調整ネジ２６の回転を止め、原稿１８の表面からの反射光の結像位置にセンサＩＣ９を配置するので、原稿１８の表面からの反射光の結像位置にセンサＩＣ９を配置する際にセンサフレーム２２の外形が変形せず、イメージセンサ２１のまわりに配置する部品の形状を容易に設計できる効果が得られる。
【００５１】
また、この実施の形態２によれば、イメージセンサ２１が長尺の場合、センサ基板２５を調整ネジ２６の頭部２６ｂにより３箇所以上で支持するので、イメージセンサ２１が長尺の場合でも、ロッドレンズアレイ８の延在方向に沿った全範囲に亙ってロッドレンズアレイ８とセンサＩＣ９との間の距離を調整できる効果が得られる。
【００５２】
また、この実施の形態２によれば、イメージセンサ２１が長尺の場合、センサ基板２５を調整ネジ２６の頭部２６ｂにより３箇所以上で支持するので、環境温度の変化により、センサＩＣ９が原稿１８の表面からの反射光の結像位置からずれることがないという効果が得られる。
【００５３】
また、この実施の形態２によれば、センサ基板２５の端部とセンサフレーム２２との間にシール剤２８を塗布し、寸法が不確定であるイメージセンサ２１の外部からセンサＩＣ９に至る経路を遮蔽するので、イメージセンサ２１の外部からの異物の浸入を防止できる効果が得られる。
【００５４】
なお、この実施の形態２では、センサ基板２５を直接上下に移動させる場合について説明したが、センサ基板２５を支持する部材を設け、その部材を上下に移動させるように構成してもよい。
【００５５】
また、この実施の形態２では、シール剤２８を用いてイメージセンサ２１の外部からセンサＩＣ９に至る経路を遮蔽する場合について説明したが、実施の形態１に示すような定形部品を用いてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、原稿表面を照明する光源と、原稿表面からの反射光を結像するロッドレンズアレイと、ロッドレンズアレイにより結像された反射光を受光する受光素子と、ロッドレンズアレイを固定するフレームと、受光素子を支持し、ロッドレンズアレイと受光素子との間の距離を調整し、受光素子を反射光の結像位置に配置する支持調整部材とを備えるようにイメージセンサを構成したので、受光素子の位置を調整することにより、原稿の表面からの反射光の結像位置に受光素子を配置できるイメージセンサが得られる効果がある。
【００５７】
この発明によれば、フレームが、独立した第１のフレーム部分と第２のフレーム部分とを有し、ロッドレンズアレイが、入射面及び出射面とは異なりかつ長軸に平行である対向する２つの側面のうちの一方の側面に配置した第１のフレーム部分と他方の側面に配置した第２のフレーム部分とにより挟まれ、第１のフレーム部分が、一方の側面に密着し、第２のフレーム部分が、他方の側面に密着しているようにイメージセンサを構成したので、ロッドレンズアレイの一方の側面と第１のフレーム部分との接触部分及び他方の側面と第２のフレーム部分との接触部分から光が漏れず、原稿の表面の画像の正確な濃淡情報を取得できるイメージセンサが得られる効果がある。また、異物が、ロッドレンズアレイの一方の側面と第１のフレーム部分との間及び他方の側面と第２のフレーム部分との間を通って受光素子上に載らず、原稿の表面の画像の濃淡情報の取得を妨げないイメージセンサが得られる効果がある。
【００５８】
この発明によれば、フレームが、ロッドレンズアレイからの出射光が通過する長孔を有し、長孔が、ロッドレンズアレイで覆われ、ロッドレンズアレイが、フレームの長孔まわりの部分に密着しているようにイメージセンサを構成したので、ロッドレンズアレイとフレームの長孔まわりの部分との間から光が漏れず、原稿の表面の画像の正確な濃淡情報を取得できるイメージセンサが得られる効果がある。また、異物が、ロッドレンズアレイとフレームの長孔まわりの部分との間を通って受光素子上に載らず、原稿の表面の画像の濃淡情報の取得を妨げないイメージセンサが得られる効果がある。
【００５９】
この発明によれば、支持調整部材が、受光素子を支持する面状の支持部と支持部と接続しかつロッドレンズアレイの端面に接して配置され端面上を移動可能な面状の調整部とを有する板状部材と、調整部を複数箇所で端面に固定する固定部材とを有するようにイメージセンサを構成し、調整部を端面上で移動させることによりロッドレンズアレイと受光素子との間の距離を調整した後に調整部を端面に固定して、受光素子を反射光の結像位置に配置しているので、受光素子の位置の調整が容易なイメージセンサが得られる効果がある。また、フレームの外形が変形せず、まわりに配置する部品の形状を容易に設計できるイメージセンサが得られる効果がある。
【００６０】
この発明によれば、固定部材が、３箇所以上で調整部を端面に固定するようにイメージセンサを構成したので、ロッドレンズアレイの延在方向に沿った全範囲に亙ってロッドレンズアレイと受光素子との間の距離を調整できるイメージセンサが得られる効果がある。また、環境温度の変化により、受光素子が原稿の表面からの反射光の結像位置からずれることがないイメージセンサが得られる効果がある。
【００６１】
この発明によれば、支持部とフレームとの間に、外部から受光素子に至る経路を遮蔽する遮蔽部材を備えるようにイメージセンサを構成したので、外部からの異物の浸入を防止できるイメージセンサが得られる効果がある。
【００６２】
この発明によれば、支持調整部材が、受光素子を支持する面状の支持部材と、支持部材を複数箇所で支持しかつ支持部材とフレームとの間の距離を調整する調整部材と、支持部材とフレームとの間に配置されかつ支持部材をフレームから離れる方向に付勢する弾性部材とを有するようにイメージセンサを構成し、調整部材により支持部材とフレームとの間の距離を調整し、受光素子を反射光の結像位置に配置しているので、受光素子の位置の調整が容易なイメージセンサが得られる効果がある。また、フレームの外形が変形せず、まわりに配置する部品の形状を容易に設計できるイメージセンサが得られる効果がある。
【００６３】
この発明によれば、調整部材が、３箇所以上で支持部材を支持するようにイメージセンサを構成したので、ロッドレンズアレイの延在方向に沿った全範囲に亙ってロッドレンズアレイと受光素子との間の距離を調整できるイメージセンサが得られる効果がある。また、環境温度の変化により、受光素子が原稿の表面からの反射光の結像位置からずれることがないイメージセンサが得られる効果がある。
【００６４】
この発明によれば、支持部材とフレームとの間に、外部から受光素子に至る経路を遮蔽する遮蔽部材を備えるようにイメージセンサを構成したので、外部からの異物の浸入を防止できるイメージセンサが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１によるイメージセンサの構成を示す断面図である。
【図２】 図１中のＡ−Ａ線に沿ったイメージセンサの断面図である。
【図３】 図１中のＢ方向から見たイメージセンサの側面図である。
【図４】 この発明の実施の形態２によるイメージセンサの構成を示す断面図である。
【図５】 図４中のＣ部分の拡大図である。
【図６】 図４中のＤ−Ｄ線に沿ったイメージセンサの断面図である。
【図７】 図４中のＥ−Ｅ線に沿ったイメージセンサの断面図である。
【図８】 従来例１のイメージセンサの構成を示す断面図である。
【図９】 図８中のＦ方向から見た側面図である。
【図１０】 従来例２のイメージセンサの構成を示す断面図である。
【図１１】 図１０中のＧ方向から見た側面図である。
【図１２】 ロッドレンズアレイの動作の説明に供する図である。
【図１３】 従来例１のイメージセンサにおけるネジを締めたときのセンサフレームの長孔及び長溝の状態の説明に供する図である。
【図１４】 従来例１のイメージセンサにおけるセンサフレームの長孔の端部の構成の説明に供する図である。
【符号の説明】
１，２１ イメージセンサ、２ ガラスプレート、３，２２ センサフレーム（フレーム）、４ 第１のフレーム部分、４ａ 端面、５ 第２のフレーム部分、６ ライン光源（光源）、７ 保持部材、８ ロッドレンズアレイ、８ａ 入射面、８ｂ 反射面、８ｃ 第１の側面、８ｄ 第２の側面、９ センサＩＣ（受光素子）、１０，２５ センサ基板、１１ Ｌ型プレート（板状部材）、１２第１の部分、１３ 第２の部分（調整部）、１４ ネジ孔、１５ ネジ（固定部材）、１５ａ 凸部、１６ スペーサ（遮蔽部材）、１６ａ 凹部、１７ 側板、１８ 原稿、２３ 長溝、２３ａ 底面、２４ 長孔、２６ 調整ネジ（調整部材）、２６ａ 軸部、２６ｂ 頭部、２７ バネ（弾性部材）、２８ シール剤（遮蔽部材）。
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像入力装置の画像入力部に使用するイメージセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は特開平４−１１１６６４号公報に示された従来例１のイメージセンサの構成を示す断面図である。図９は図８中のＦ方向から見た側面図である。図において、１０１はイメージセンサ、１０２は原稿走行面に位置するガラスプレート、１０３はセンサフレーム、１０４は直線状に並べられた複数のＬＥＤから構成され、ガラスプレート１０２上を走行する原稿１１３の表面を照明するライン光源、１０５はセンサフレーム１０３に固定され、ライン光源１０４を保持する保持部材、１０６は直線状に並べられた複数のロッドレンズから構成され、原稿１１３の表面からの反射光を正立等倍に結像するロッドレンズアレイ、１０７はロッドレンズアレイ１０６を配置するセンサフレーム１０３の長溝、１０８はロッドレンズアレイ１０６からの出射光が通過するセンサフレーム１０３の長孔、１０９はロッドレンズアレイ１０６をセンサフレーム１０３に固定するネジ、１１０は直線状に並べられた複数の受光素子から構成され、ロッドレンズアレイ１０６により結像された原稿１１３の表面からの反射光を受光するセンサＩＣ、１１１はセンサＩＣ１１０が搭載されたセンサ基板、１１２はセンサフレーム１０３の両端に設けられた側板である。
【０００３】
また、図１０は特開平４−１１１６６４号公報に示された従来例２のイメージセンサの構成を示す断面図である。図１１は図１０中のＧ方向から見た側面図である。図において、１２１はイメージセンサ、１２２は側板１１２に取り付けられ、ロッドレンズアレイ１０６を押圧するバネ、１２３はロッドレンズアレイ１０６をバネ１２２に押し付けて固定するネジである。その他の構成要素は、図８及び図９で同一符号を付して示したものと同一あるいは同等であるため、その詳細な説明は省略する。
【０００４】
ロッドレンズアレイ１０６は、図１２に示すように、点Ｐで示す原稿１１３の表面を反射した光を点Ｑに結像させる。ここで、点Ｐからロッドレンズアレイ１０６の中心までの光学距離Ｘと点Ｑからロッドレンズアレイ１０６の中心までの光学距離Ｙが等しい。このため、イメージセンサ組立時、センサＩＣ１１０が原稿１１３の表面からの反射光の結像位置に位置するように調整する。すなわち、ピントを合わせる。
【０００５】
従来例１の場合には、図９中の矢印で示すように、ロッドレンズアレイ１０６を上下に動かす。そして、センサＩＣ１１０が原稿１１３の表面からの反射光の結像位置に位置したときにネジ１０９を締め、ロッドレンズアレイ１０６をセンサフレーム１０３のネジ１０９と対向する壁に押し付けて固定する。このようにして、センサＩＣ１１０が原稿１１３の表面からの反射光の結像位置に位置するように調整する。
【０００６】
従来例２の場合には、図１１中の矢印で示すように、ロッドレンズアレイ１０６は、バネ１２２の作用により、ネジ１２３を締めることにより上側に動きネジ１２３を緩めることにより下側に動く。このため、センサＩＣ１１０が原稿１１３の表面からの反射光の結像位置に位置したときにネジ１２３の回転を止める。このようにして、センサＩＣ１１０が原稿１１３の表面からの反射光の結像位置に位置するように調整する。
【０００７】
次に動作について説明する。
原稿１１３がガラスプレート１０２上を走行するとき、ライン光源１０４はガラスプレート１０２を通して原稿１１３の表面を照明する。照明光は原稿１１３の表面でその表面の画像の濃淡に応じて反射する。原稿１１３の表面からの反射光は、ロッドレンズアレイ１０６を通過し、センサフレーム１０３の長穴１０８を通してンサＩＣ１１０上に結像され、センサＩＣ１１０に受光される。原稿１１３の表面からの反射光はその強さに応じてセンサＩＣ１１０により光電変換され、原稿１１３の表面の画像の濃淡情報がセンサ基板１１１を介して外部に出力される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来例１のイメージセンサは以上のように構成されているので、図１３に示すように、ネジ１０９を締めることによりセンサフレーム１０３の長溝１０７及び長孔１０８が広がり、センサフレーム１０３とロッドレンズアレイ１０６との間に隙間が生じる。図１３は、ネジを締めたときの上側から見たセンサフレームの長孔及び長溝の状態を示している。センサフレーム１０３の長孔１０８は、図１４に示すように、センサフレーム１０３の両端の側板１１２まで達しておらず、両端部でセンサフレーム１０３がつながっているので、長溝１０７及び長孔１０８は両端部よりも中央部で大きく広がる。図１４は上側から見た長孔の端部の構成を示している。このため、センサフレーム１０３とロッドレンズアレイ１０６との間の隙間から光が漏れて、センサＩＣ１１０上に結像する原稿１１２からの反射光と重なり、原稿１１３の表面の画像の正確な濃淡情報を取得できないという課題があった。
【０００９】
また、ネジ１０９を締めることによりネジ１０９の先端がロッドレンズアレイ１０６の表面上で回転しロッドレンズアレイ１０６の表面が削られ、異物が発生する。このため、異物がセンサフレーム１０３とロッドレンズアレイ１０６との間の隙間を通ってセンサＩＣ１１０上に載り、原稿１１３の表面の画像の濃淡情報の取得を妨げるという課題があった。
【００１０】
また、ネジ１０９を締めることによりセンサフレーム１０３の長溝１０７及び長孔１０８が広がり、センサフレーム１０３の外形が変化する。図１３に示すように、両端部の寸法Ｈより中央部の寸法Ｉが大きくなる。寸法の大きさはネジの締付けトルクによる。このため、イメージセンサ１０１に隣接して配置する部品の形状の設計が困難であるという課題があった。
【００１１】
また、従来例２のイメージセンサのようにロッドレンズアレイ１０６を両端部でのみ固定する場合、イメージセンサ１２１が長尺となると、ロッドレンズアレイ１０６の製造時のそりや自重によるたわみにより、センサＩＣ１１０が原稿１１３の表面からの反射光の結像位置に位置するようにロッドレンズアレイ１０６の全長に亙って調整できないという課題があった。すなわち、ピントをロッドレンズアレイ１０６の全長に亙って合わせることができないという課題があった。
【００１２】
また、ロッドレンズアレイ１０６を両端部でのみ固定する場合、イメージセンサ１２１が長尺となると、環境温度が変化したときにセンサフレーム１０３とロッドレンズアレイ１０６の線膨脹係数の違いによりロッドレンズアレイ１０６がたわみ、センサＩＣ１１０が原稿１１３の表面からの反射光の結像位置からずれるという課題があった。すなわち、ピントがずれるという課題があった。
【００１３】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、以下の特徴を有するイメージセンサを得ることを目的とする。
（１）原稿の表面の画像の正確な濃淡情報を取得できる。
（２）原稿の表面の画像の濃淡情報の取得を妨げない。
（３）センサフレームの外形が変化しない。
（４）ロッドレンズアレイの全長に亙ってピントを合わせることができる。
（５）環境温度の変化によりピントがずれない。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るイメージセンサは、原稿を照射する光源と、原稿からの反射光を集束するロッドレンズアレイと、このロッドレンズアレイにより集束された反射光を受光するセンサＩＣを有するセンサ基板と、前記ロッドレンズアレイの光軸に水平な一方の側面を固定し、前記センサ基板の下側に延在した延在部を有する第１のフレームと、前記ロッドレンズアレイの光軸に水平な他方の側面を固定し、下部に嵌合部を有する第２のフレームと、前記センサ基板を支持する支持部材と、この支持部材を前記光軸方向に移動して前記ロッドレンズアレイを通過した反射光を前記センサＩＣ上に結像するように調整し、その反射光が前記センサＩＣ上に結像する位置において前記支持部材を前記延在部に固定する調整手段と、前記センサ基板上の前記嵌合部に対向する位置に設けられ、前記嵌合部に嵌合して前記支持部材を前記光軸方向に移動可能とし、前記ロッドレンズアレイを通過する光以外の外光が前記センサＩＣに入射するのを遮蔽する遮蔽部材とを備えたものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるイメージセンサの構成を示す断面図である。図２は図１中のＡ−Ａ線に沿ったイメージセンサの断面図である。図３は図１中のＢ方向から見たイメージセンサの側面図である。ただし、図２では、主要部のみを示している。図３では、一部の構成要素のみを示している。図において、１はイメージセンサ、２は原稿走行面に位置するガラスプレート、３は独立した第１のフレーム部分４と第２のフレーム部分５とから構成されたセンサフレーム（フレーム）、６はガラスプレート２上を走行する原稿１８の表面を照明するライン光源（光源）、７はセンサフレーム３に固定され、ライン光源６を保持する保持部材、８は原稿１８の表面からの反射光を正立等倍に結像するロッドレンズアレイ、９はロッドレンズアレイ８により結像された原稿１８の表面からの反射光を受光するセンサＩＣ（受光素子）、１０はセンサＩＣ９が搭載されたセンサ基板、１１はセンサＩＣ９及びセンサ基板１０を支持する面状の第１の部分１２と、第１の部分１２と接続しかつセンサフレーム３の端面に接して配置された面状の第２の部分１３（調整部）とからなるＬ型プレート（板状部材）、１４はＬ型プレート１１の第２の部分１３に形成されたネジ孔、１５はネジ孔１４に設けられ、Ｌ型プレート１１の第２の部分１３をセンサフレーム３の端面に固定するネジ（固定部材）、１６はイメージセンサ１の外部からセンサＩＣ９に至る経路を遮蔽するスペーサ（遮蔽部材）、１７はセンサフレーム３の両端に設けられた側板である。
【００２４】
ロッドレンズアレイ８は、一方向（以下、延在方向という）に沿って並べられた複数のロッドレンズから構成されている。ロッドレンズアレイ８は、入射面８ａ及び出射面８ｂと異なりかつ延在方向と平行である対向する第１及び第２の側面８ｃ，８ｄのうちの第１の側面８ｃに配置したセンサフレーム３の第１のフレーム部分４と第２の側面８ｄに配置したセンサフレーム３の第２のフレーム部分５とで挟まれている。第１のフレーム部分４は、ロッドレンズアレイ８の第１の側面８ｃに密着し、第２のフレーム部分５は、ロッドレンズアレイ８の第２の側面８ｄに密着している。このため、ロッドレンズアレイ８の第１の側面８ｃと第１のフレーム部分４との接触部分及びロッドレンズアレイ８の第２の側面８ｄと第２のフレーム部分５との接触部分には隙間がない。第１のフレーム部分４がロッドレンズアレイ８の第１の側面８ｃと密着している状態を保持するように、第１のフレーム部分４と第１の側面８ｃとの接触面で第１のフレーム部分４をロッドレンズアレイ８に固定し、第２のフレーム部分５がロッドレンズアレイ８の第２の側面８ｄと密着している状態を保持するように、第２のフレーム部分５と第２の側面８ｄとの接触面で第２のフレーム部分５をロッドレンズアレイ８に固定している。固定の方法として、第１のフレーム部分４と第１の側面８ｃとの接触面の全部あるいは一部に両面テープや接着剤などを設け、第２のフレーム部分５と第２の側面８ｄとの接触面の全部あるいは一部に両面テープや接着剤などを設ける方法がある。
【００２５】
第１，第２のフレーム部分４，５は、上部に、ライン光源６及び保持部材７を配置する凹部を有する。ガラスプレート２は、第１のフレーム部分４の上端と第２のフレーム部分５の上端とで支持されている。第１のフレーム部分４は、ロッドレンズアレイ８の第１の側面８ｃ側を下がり、センサＩＣ９及びセンサ基板１０の下を通って、ロッドレンズアレイ８の第２の側面８ｄ側まで延びている。これにより、ロッドレンズアレイ８の延在方向に垂直なセンサフレーム３の断面は、Ｕ型形状である。
【００２６】
ライン光源６は、ロッドレンズアレイ８の延在方向に沿って延びている。ライン光源６は、ガラスプレート２上を走行する原稿１８の表面を照明することができるものであれば、どのような構成のものでもよい。例えば、ロッドレンズアレイ８の延在方向に沿って並べられた複数のＬＥＤや蛍光管ランプである。ライン光源６は、１個だけ設けてもよい。保持部材７は、両端や複数箇所でライン光源６を保持する。
【００２７】
センサＩＣ９は、ロッドレンズアレイ８の延在方向に沿って並べられた複数の受光素子から構成されている。ロッドレンズアレイ８は、センサフレーム３の両端に設けられた側板１７まで達しておらず、ロッドレンズアレイ８の端部と側板１７との間に隙間が存在する。このため、ロッドレンズアレイ８の端部と側板１７との間の隙間から入り込んだ光がセンサＩＣ９に届かないように、センサＩＣ９の長さが調整されている。センサ基板１０は、ロッドレンズアレイ８の延在方向に沿って延び、センサフレーム３の両端に設けられた側板１７まで達する。センサＩＣ９及びセンサ基板１０は、Ｕ型形状のセンサフレーム３の凹部に配置されている。
【００２８】
ロッドレンズアレイ８の延在方向に垂直なＬ型プレート１１の断面は、Ｌ型形状である。Ｌ型プレート１１は、ロッドレンズアレイ８の延在方向に沿って延び、センサフレーム３の両端に設けられた側板１７まで達する。Ｌ型プレート１１の第１の部分１２は、ロッドレンズアレイ８の出射方向に対して垂直に位置している。センサフレーム３の第１のフレーム部分４は、ロッドレンズアレイ８の第２の側面８ｄ側まで伸びた部分にロッドレンズアレイ８の出射方向及びロッドレンズアレイ８の延在方向に平行な端面４ａを有する。Ｌ型プレート１１の第２の部分１３は、ロッドレンズアレイ８の出射方向及びロッドレンズアレイ８の延在方向に平行に位置し、第１のフレーム部分４の端面４ａに接して配置されている。Ｌ型プレート１１の第２の部分１３に形成されたネジ孔１４の径は、そこに設けられたネジ１５の径より大きい。このため、ネジ孔１４の径とネジ１５の径の差分だけＬ型プレート１１の第２の部分１３を第１のフレーム部分４の端面４ａ上で移動させることができる。すなわち、ネジ孔１４の径とネジ１５の径の差分だけＬ型プレート１１を上下に移動させることができる。ネジ孔１４は、複数箇所形成され、Ｌ型プレート１１の第２の部分１３は、各ネジ孔１４に設けられたネジ１５により複数箇所で第１のフレーム部分４の端面４ａに固定されている。特に、イメージセンサ１が長尺の場合には、ネジ孔１４を３箇所以上形成し、Ｌ型プレート１１の第２の部分１３を各ネジ孔１４に設けたネジ１５により３箇所以上で第１のフレーム部分４の端面４ａに固定する。
【００２９】
スペーサ１６は、センサ基板１０上に設置され、センサフレーム３の第２のフレーム部分５とセンサ基板１０との間を埋める。ロッドレンズアレイ８の延在方向に垂直なスペーサ１６の断面は、Ｕ型形状である。スペーサ１６は、ロッドレンズアレイ８の延在方向に沿って延び、センサフレーム３の両端に設けられた側板１７まで達する。センサフレーム３の第２のフレーム部分５は、Ｕ型形状のスペーサ１６の凹部１６ａとかみ合う凸部５ａを有する。この凸部５ａは、ロッドレンズアレイ８の延在方向に沿って延び、センサフレーム３の両端の側板１７まで達する。ロッドレンズアレイ８とセンサＩＣ９との間の距離を調整するとき、Ｌ型プレート１１は、Ｕ型形状のスペーサ１６の凹部１６ａと第２のフレーム部分５の凸部５ａとのかみ合いを維持したまま、上下に移動する。スペーサ１６をゴムのような弾性材料により形成し、その大きさをセンサフレーム３の第２のフレーム部分５とセンサ基板１０との間の距離が大きいときの寸法に合わせた場合、第２のフレーム部分５とセンサ基板１０との間の距離が小さくなったとき、その距離にあわせてスペーサ１６が変形するため、第２のフレーム部分５とセンサ基板１０との間を確実に埋めることができる。
【００３０】
なお、実施の形態１では、本願発明における支持調整部材は、Ｌ型プレート１１とネジ１５とから構成される。また、支持部は、センサ基板１０とＬ型プレート１１の第１の部分１２とから構成される。
【００３１】
このようなこの実施の形態のイメージセンサ１では、イメージセンサ組立時、Ｌ型プレート１１を上下に移動させてロッドレンズアレイ８とセンサＩＣ９との間の距離を調整する。そして、センサＩＣ９が原稿１８の表面からの反射光の結像位置に位置したときにネジ１５を締めＬ型プレート１１を固定する。このようにして、センサＩＣ９を原稿１８の表面からの反射光の結像位置に配置する。すなわち、ピントを合わせる。ここでは、ネジ孔１４の径とネジ１５の径の差分、Ｕ型形状のスペーサ１６の凹部１６ａとセンサフレーム３の第２のフレーム部分５の凸部５ａとの間、及びＬ型プレート１１とセンサフレーム３の第１のフレーム部分４との間が調整しろとなる。
【００３２】
次に動作について説明する。
原稿１８がガラスプレート２上を走行するとき、ライン光源６はガラスプレート２を通して原稿１８の表面を照明する。照明光は原稿１８の表面でその表面の画像の濃淡に応じた強さで反射する。原稿１８の表面からの反射光は、ロッドレンズアレイ８を通過し、センサＩＣ９上に結像され、センサＩＣ９に受光される。原稿１８の表面からの反射光はその強さに応じてセンサＩＣ９により光電変換され、原稿１８の表面の画像の濃淡情報がセンサ基板１０を介して外部に出力される。
【００３３】
以上のように、この実施の形態１によれば、Ｌ型プレート１１を上下に移動させてロッドレンズアレイ８とセンサＩＣ９との間の距離を調整し、センサＩＣ９が原稿１８の表面からの反射光の結像位置に位置したときにネジ１５を締めＬ型プレート１１を固定するので、センサＩＣ９の位置を調整することにより、原稿１８の表面からの反射光の結像位置にセンサＩＣ９を配置できる、すなわちピントを合わせることができる効果が得られる。
【００３４】
また、この実施の形態１によれば、センサフレーム３の第１のフレーム部分４がロッドレンズアレイ８の第１の側面８ｃに密着し、第２のフレーム部分５がロッドレンズアレイ８の第２の側面８ｄに密着しているので、ロッドレンズアレイ８の第１の側面８ｃと第１のフレーム部分４との接触部分及びロッドレンズアレイ８の第２の側面８ｄと第２のフレーム部分５との接触部分には隙間がない。このため、ロッドレンズアレイ８の第１の側面８ｃと第１のフレーム部分４との接触部分及びロッドレンズアレイ８の第２の側面８ｄと第２のフレーム部分５との接触部分から光が漏れず、原稿１８の表面の画像の正確な濃淡情報を取得できる効果が得られる。また、異物が、ロッドレンズアレイ８の第１の側面８ｃと第１のフレーム部分４との間及びロッドレンズアレイ８の第２の側面８ｄと第２のフレーム部分５との間を通ってセンサＩＣ９上に載らず、原稿１８の表面の画像の濃淡情報の取得を妨げないという効果が得られる。
【００３５】
また、この実施の形態１によれば、Ｌ型プレート１１を上下に移動させてロッドレンズアレイ８とセンサＩＣ９との間の距離を調整し、センサＩＣ９が原稿１８の表面からの反射光の結像位置に位置したときにネジ１５を締めＬ型プレート１１を固定することにより、原稿１８の表面からの反射光の結像位置にセンサＩＣ９を配置するので、原稿１８の表面からの反射光の結像位置にセンサＩＣ９を配置する際に第１のフレーム部分４及び第２のフレーム部分５の外形が変形せず、イメージセンサ１のまわりに配置する部品の形状を容易に設計できる効果が得られる。
【００３６】
また、この実施の形態１によれば、イメージセンサ１が長尺の場合、Ｌ型プレート１１をネジ１５により３箇所以上で固定するので、イメージセンサ１が長尺の場合でも、ロッドレンズアレイ８の延在方向に沿った全範囲に亙ってロッドレンズアレイ８とセンサＩＣ９との間の距離を調整できる効果が得られる。
【００３７】
また、この実施の形態１によれば、イメージセンサ１が長尺の場合、Ｌ型プレート１１をネジ１５により３箇所以上で固定するので、環境温度の変化により、センサＩＣ９が原稿１８の表面からの反射光の結像位置からずれることがないという効果が得られる。
【００３８】
また、この実施の形態１によれば、センサフレーム３の第２のフレーム部分５とセンサ基板１０との間にスペーサ１６を設置して、寸法が不確定であるイメージセンサ１の外部からセンサＩＣ９に至る経路を遮蔽するので、イメージセンサ１の外部からの異物の浸入を防止できる効果が得られる。
【００３９】
なお、この実施の形態１では、スペーサ１６を用いてイメージセンサ２１の外部からセンサＩＣ９に至る経路を遮蔽する場合について説明したが、実施の形態２で示すようなシール剤を用いてもよい。
【００４０】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２によるイメージセンサの構成を示す断面図である。図５は図４中のＣ部分の拡大図である。図６は図４中のＤ−Ｄ線に沿ったイメージセンサの断面図である。図７は図４中のＥ−Ｅ線に沿ったイメージセンサの断面図である。ただし、図６では、主要部のみを示している。図７では、一部の構成要素のみを示している。図において、２１はイメージセンサ、２２はセンサフレーム（フレーム）、２３はロッドレンズアレイ８を配置するセンサフレーム２２の長溝、２４は長溝２３の底面に形成されたロッドレンズアレイ８からの出射光が通過する長孔、２５はセンサＩＣ９が搭載されたセンサ基板、２６はセンサ基板２５を支持しかつセンサ基板２５とセンサフレーム２２との間の距離を調整する調整ネジ（調整部材）、２７はセンサ基板２５とセンサフレーム２２との間に配置されかつセンサ基板２５をセンサフレーム２２から離れる方向に付勢するバネ（弾性部材）、２８はイメージセンサ２１の外部からセンサＩＣ９に至る経路を遮蔽するシール剤（遮蔽部材）である。
【００４１】
センサフレーム２２の長孔２４は、ロッドレンズアレイ８の出射面で覆われている。ロッドレンズアレイ８は、センサフレーム２２の長孔２４まわりの部分、すなわち長溝２３の底面２３ａと密着している。このため、ロッドレンズアレイ８とセンサフレーム２２の長孔２４まわりの部分との間には隙間がない。ロッドレンズアレイ８がセンサフレーム２２の長孔２４まわりの部分と密着している状態を保持するように、ロッドレンズアレイ８とセンサフレーム２２の長溝２３との接触面やそれ以外の部分でロッドレンズアレイ８をセンサフレーム２２に固定している。固定の方法として、ロッドレンズアレイ８とセンサフレーム２２の長溝２３との接触面の全部あるいは一部に両面テープや接着剤などを設ける方法がある。
【００４２】
センサフレーム２２は、上部に、ライン光源６及び保持部材７を配置する凹部を有し、下部に、センサＩＣ９及びセンサ基板２５を配置する凹部を有する。ガラスプレート２は、センサフレーム２２の上端で支持されている。
【００４３】
センサ基板２５は、ロッドレンズアレイ８の延在方向に沿って延び、センサフレーム２２の両端に設けられた側板１７まで達する。センサ基板２５は、ロッドレンズアレイ８の出射方向に対して垂直に位置している。ロッドレンズアレイ８の延在方向と平行なセンサ基板２５の対向する２つの端部のうちの一方の端部は、センサフレーム２２と接触している。調整ネジ２６は、センサ基板２５を貫通し、センサフレーム２２にねじ込まれる。バネ２７は、調整ネジ２６の軸部２６ａに配置されている。センサ基板２５は、バネ２７の力により調整ネジ２６の頭部２６ｂに押し付けられ、調整ネジ２６の頭部２６ｂで支持されている。このため、調整ネジ２６を回転してセンサ基板２５を上下に移動させ、センサ基板２５とセンサフレーム２２との間の距離を調整することができる。調整ネジ２６は、複数箇所に設けられ、センサ基板２５は、調整ネジ２６の頭部２６ｂにより複数箇所で支持されている。特に、イメージセンサ２１が長尺の場合には、調整ネジ２６を３箇所以上設け、センサ基板２５を調整ネジ２６の頭部２６ｂにより３箇所以上で支持する。
【００４４】
シール剤２８は、ロッドレンズアレイ８の延在方向と平行なセンサ基板２５の対向する２つの端部のうちの他方の端部とセンサフレーム２２と間に塗布されている。シール剤２８は、ロッドレンズアレイ８とセンサＩＣ９との間の距離の調整が終了した後に塗布される。
【００４５】
その他の構成要素は、図１から図３で同一符号を付して示したものと同一あるいは同等であるため、その詳細な説明は省略する。
【００４６】
なお、実施の形態２では、本願発明における支持調整部材は、センサ基板２５と調整ネジ２６とバネ２７とから構成される。また、支持部は、センサ基板２５から構成される。
【００４７】
このようなこの実施の形態のイメージセンサ２１では、イメージセンサ組立時、調整ネジ２６を回転してセンサ基板２５とセンサフレーム２２との間の距離を調整する。そして、センサＩＣ９が原稿１８の表面からの反射光の結像位置に位置したときに調整ネジ２６の回転を止める。このようにして、センサＩＣ９を原稿１８の表面からの反射光の結像位置に配置する。すなわち、ピントを合わせる。ここでは、センサ基板２５の端部とセンサフレーム２２との間が調整しろとなる。
【００４８】
以上のように、この実施の形態２によれば、調整ネジ２６を回転してセンサ基板２５とセンサフレーム２２との間の距離を調整し、センサＩＣ９が原稿１８の表面からの反射光の結像位置に位置したときに調整ネジ２６の回転を止めるので、センサＩＣ９の位置を調整することにより、原稿１８の表面からの反射光の結像位置にセンサＩＣ９を配置できる、すなわちピントを合わせることができる効効果が得られる。
【００４９】
また、この実施の形態２によれば、センサフレーム２２の長孔２４をロッドレンズアレイ８の出射面で覆い、ロッドレンズアレイ８がセンサフレーム２２の長孔２４まわり部分と密着しているので、ロッドレンズアレイ８とセンサフレーム２２の長孔２４まわりの部分との間には隙間がない。このため、ロッドレンズアレイ８とセンサフレーム２２の長孔２４まわり部分との間から光が漏れず、原稿１８の表面の画像の正確な濃淡情報を取得できる効果が得られる。また、異物が、ロッドレンズアレイ８とセンサフレーム２２の長孔２４まわりの部分との間を通ってセンサＩＣ９上に載らず、原稿１８の表面の画像の濃淡情報の取得を妨げないという効果が得られる。
【００５０】
また、この実施の形態２によれば、調整ネジ２６を回転してセンサ基板２５とセンサフレーム２２との間の距離を調整し、センサＩＣ９が原稿１８の表面からの反射光の結像位置に位置したときに調整ネジ２６の回転を止め、原稿１８の表面からの反射光の結像位置にセンサＩＣ９を配置するので、原稿１８の表面からの反射光の結像位置にセンサＩＣ９を配置する際にセンサフレーム２２の外形が変形せず、イメージセンサ２１のまわりに配置する部品の形状を容易に設計できる効果が得られる。
【００５１】
また、この実施の形態２によれば、イメージセンサ２１が長尺の場合、センサ基板２５を調整ネジ２６の頭部２６ｂにより３箇所以上で支持するので、イメージセンサ２１が長尺の場合でも、ロッドレンズアレイ８の延在方向に沿った全範囲に亙ってロッドレンズアレイ８とセンサＩＣ９との間の距離を調整できる効果が得られる。
【００５２】
また、この実施の形態２によれば、イメージセンサ２１が長尺の場合、センサ基板２５を調整ネジ２６の頭部２６ｂにより３箇所以上で支持するので、環境温度の変化により、センサＩＣ９が原稿１８の表面からの反射光の結像位置からずれることがないという効果が得られる。
【００５３】
また、この実施の形態２によれば、センサ基板２５の端部とセンサフレーム２２との間にシール剤２８を塗布し、寸法が不確定であるイメージセンサ２１の外部からセンサＩＣ９に至る経路を遮蔽するので、イメージセンサ２１の外部からの異物の浸入を防止できる効果が得られる。
【００５４】
なお、この実施の形態２では、センサ基板２５を直接上下に移動させる場合について説明したが、センサ基板２５を支持する部材を設け、その部材を上下に移動させるように構成してもよい。
【００５５】
また、この実施の形態２では、シール剤２８を用いてイメージセンサ２１の外部からセンサＩＣ９に至る経路を遮蔽する場合について説明したが、実施の形態１に示すような定形部品を用いてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、原稿表面を照明する光源と、原稿表面からの反射光を結像するロッドレンズアレイと、ロッドレンズアレイにより結像された反射光を受光する受光素子と、ロッドレンズアレイを固定するフレームと、受光素子を支持し、ロッドレンズアレイと受光素子との間の距離を調整し、受光素子を反射光の結像位置に配置する支持調整部材とを備えるようにイメージセンサを構成したので、受光素子の位置を調整することにより、原稿の表面からの反射光の結像位置に受光素子を配置できるイメージセンサが得られる効果がある。
【００５７】
この発明によれば、フレームが、独立した第１のフレーム部分と第２のフレーム部分とを有し、ロッドレンズアレイが、入射面及び出射面とは異なりかつ長軸に平行である対向する２つの側面のうちの一方の側面に配置した第１のフレーム部分と他方の側面に配置した第２のフレーム部分とにより挟まれ、第１のフレーム部分が、一方の側面に密着し、第２のフレーム部分が、他方の側面に密着しているようにイメージセンサを構成したので、ロッドレンズアレイの一方の側面と第１のフレーム部分との接触部分及び他方の側面と第２のフレーム部分との接触部分から光が漏れず、原稿の表面の画像の正確な濃淡情報を取得できるイメージセンサが得られる効果がある。また、異物が、ロッドレンズアレイの一方の側面と第１のフレーム部分との間及び他方の側面と第２のフレーム部分との間を通って受光素子上に載らず、原稿の表面の画像の濃淡情報の取得を妨げないイメージセンサが得られる効果がある。
【００５８】
この発明によれば、フレームが、ロッドレンズアレイからの出射光が通過する長孔を有し、長孔が、ロッドレンズアレイで覆われ、ロッドレンズアレイが、フレームの長孔まわりの部分に密着しているようにイメージセンサを構成したので、ロッドレンズアレイとフレームの長孔まわりの部分との間から光が漏れず、原稿の表面の画像の正確な濃淡情報を取得できるイメージセンサが得られる効果がある。また、異物が、ロッドレンズアレイとフレームの長孔まわりの部分との間を通って受光素子上に載らず、原稿の表面の画像の濃淡情報の取得を妨げないイメージセンサが得られる効果がある。
【００５９】
この発明によれば、支持調整部材が、受光素子を支持する面状の支持部と支持部と接続しかつロッドレンズアレイの端面に接して配置され端面上を移動可能な面状の調整部とを有する板状部材と、調整部を複数箇所で端面に固定する固定部材とを有するようにイメージセンサを構成し、調整部を端面上で移動させることによりロッドレンズアレイと受光素子との間の距離を調整した後に調整部を端面に固定して、受光素子を反射光の結像位置に配置しているので、受光素子の位置の調整が容易なイメージセンサが得られる効果がある。また、フレームの外形が変形せず、まわりに配置する部品の形状を容易に設計できるイメージセンサが得られる効果がある。
【００６０】
この発明によれば、固定部材が、３箇所以上で調整部を端面に固定するようにイメージセンサを構成したので、ロッドレンズアレイの延在方向に沿った全範囲に亙ってロッドレンズアレイと受光素子との間の距離を調整できるイメージセンサが得られる効果がある。また、環境温度の変化により、受光素子が原稿の表面からの反射光の結像位置からずれることがないイメージセンサが得られる効果がある。
【００６１】
この発明によれば、支持部とフレームとの間に、外部から受光素子に至る経路を遮蔽する遮蔽部材を備えるようにイメージセンサを構成したので、外部からの異物の浸入を防止できるイメージセンサが得られる効果がある。
【００６２】
この発明によれば、支持調整部材が、受光素子を支持する面状の支持部材と、支持部材を複数箇所で支持しかつ支持部材とフレームとの間の距離を調整する調整部材と、支持部材とフレームとの間に配置されかつ支持部材をフレームから離れる方向に付勢する弾性部材とを有するようにイメージセンサを構成し、調整部材により支持部材とフレームとの間の距離を調整し、受光素子を反射光の結像位置に配置しているので、受光素子の位置の調整が容易なイメージセンサが得られる効果がある。また、フレームの外形が変形せず、まわりに配置する部品の形状を容易に設計できるイメージセンサが得られる効果がある。
【００６３】
この発明によれば、調整部材が、３箇所以上で支持部材を支持するようにイメージセンサを構成したので、ロッドレンズアレイの延在方向に沿った全範囲に亙ってロッドレンズアレイと受光素子との間の距離を調整できるイメージセンサが得られる効果がある。また、環境温度の変化により、受光素子が原稿の表面からの反射光の結像位置からずれることがないイメージセンサが得られる効果がある。
【００６４】
この発明によれば、支持部材とフレームとの間に、外部から受光素子に至る経路を遮蔽する遮蔽部材を備えるようにイメージセンサを構成したので、外部からの異物の浸入を防止できるイメージセンサが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１によるイメージセンサの構成を示す断面図である。
【図２】 図１中のＡ−Ａ線に沿ったイメージセンサの断面図である。
【図３】 図１中のＢ方向から見たイメージセンサの側面図である。
【図４】 この発明の実施の形態２によるイメージセンサの構成を示す断面図である。
【図５】 図４中のＣ部分の拡大図である。
【図６】 図４中のＤ−Ｄ線に沿ったイメージセンサの断面図である。
【図７】 図４中のＥ−Ｅ線に沿ったイメージセンサの断面図である。
【図８】 従来例１のイメージセンサの構成を示す断面図である。
【図９】 図８中のＦ方向から見た側面図である。
【図１０】 従来例２のイメージセンサの構成を示す断面図である。
【図１１】 図１０中のＧ方向から見た側面図である。
【図１２】 ロッドレンズアレイの動作の説明に供する図である。
【図１３】 従来例１のイメージセンサにおけるネジを締めたときのセンサフレームの長孔及び長溝の状態の説明に供する図である。
【図１４】 従来例１のイメージセンサにおけるセンサフレームの長孔の端部の構成の説明に供する図である。
【符号の説明】
１，２１ イメージセンサ、２ ガラスプレート、３，２２ センサフレーム（フレーム）、４ 第１のフレーム部分、４ａ 端面、５ 第２のフレーム部分、６ ライン光源（光源）、７ 保持部材、８ ロッドレンズアレイ、８ａ 入射面、８ｂ 反射面、８ｃ 第１の側面、８ｄ 第２の側面、９ センサＩＣ（受光素子）、１０，２５ センサ基板、１１ Ｌ型プレート（板状部材）、１２第１の部分、１３ 第２の部分（調整部）、１４ ネジ孔、１５ ネジ（固定部材）、１５ａ 凸部、１６ スペーサ（遮蔽部材）、１６ａ 凹部、１７ 側板、１８ 原稿、２３ 長溝、２３ａ 底面、２４ 長孔、２６ 調整ネジ（調整部材）、２６ａ 軸部、２６ｂ 頭部、２７ バネ（弾性部材）、２８ シール剤（遮蔽部材）。
Claims (1)
- 原稿を照射する光源と、原稿からの反射光を集束するロッドレンズアレイと、このロッドレンズアレイにより集束された反射光を受光するセンサＩＣを有するセンサ基板と、前記ロッドレンズアレイの光軸に水平な一方の側面を固定し、前記センサ基板の下側に延在した延在部を有する第１のフレームと、前記ロッドレンズアレイの光軸に水平な他方の側面を固定し、下部に嵌合部を有する第２のフレームと、前記センサ基板を支持する支持部材と、この支持部材を前記光軸方向に移動して前記ロッドレンズアレイを通過した反射光を前記センサＩＣ上に結像するように調整し、その反射光が前記センサＩＣ上に結像する位置において前記支持部材を前記延在部に固定する調整手段と、前記センサ基板上の前記嵌合部に対向する位置に設けられ、前記嵌合部に嵌合して前記支持部材を前記光軸方向に移動可能とし、前記ロッドレンズアレイを通過する光以外の外光が前記センサＩＣに入射するのを遮蔽する遮蔽部材とを備えたイメージセンサ。
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