JP3850998B2

JP3850998B2 - 画像読み取り装置

Info

Publication number: JP3850998B2
Application number: JP25560298A
Authority: JP
Inventors: 弘朗大西; 外喜彦岸本
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1998-09-09
Filing date: 1998-09-09
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2018-09-09
Also published as: JP2000092277A

Description

【０００１】
【技術分野】
本願発明は、ファクシミリ装置や各種のスキャナ装置に組み込まれるなどして原稿画像を読み取るのに用いられる画像読み取り装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
周知のとおり、画像読み取り装置の一般的な構成は、合成樹脂製のケースに、光源を搭載した基板、結像用レンズ、および複数の受光素子などを組み込んだ構成とされており、上記光源から発せられた光は、ケースに形成された導光用空間部内を進行して所望のライン状の画像読み取り領域に導かれるようになっている。画像読み取り領域に導かれた光がその領域に位置する原稿表面によって反射されると、その光は結像用レンズを介して複数の受光素子によって受光され、これら複数の受光素子からは受光量に見合った出力レベルの画像信号が出力されるようになっている。
【０００３】
このような画像読み取り装置では、読み取り画像の質を高める観点からすれば、光源から発せられる光をライン状の画像読み取り領域に対して各所均等にかつ効率良く照射させることが要請される。そこで、従来では、ケースの導光用空間部にプリズムを配置して、光源から発せられた光がこのプリズム内を通過して画像読み取り領域に導かれるようにしたものがある。ところが、このような手段では、プリズムを用いる分だけ部品点数が増加し、画像読み取り装置の製造コストが高価となる。
【０００４】
そこで、本願発明者らは、ケースの導光用空間部内にプリズムを配置させることなく、光源から発せられた光を導光用空間部の壁面によって高い反射率で反射させることによって画像読み取り領域に効率良く導く手段を本願発明に先立って着想した。
【０００５】
しかしながら、このような手段を用いた場合には、次のような不具合を生じる虞れがあった。
【０００６】
第１に、ケースの導光用空間部は、光源から発せられる光を画像読み取り領域に向けて適切に導くことができる形状にする必要があり、たとえば光源を画像読み取り領域から遠い位置に設けたような場合には、導光用空間部を比較的大きなサイズに形成しなければならない。このような場合には、ケースの強度不足が発生する虞れがある。とくに、原稿送り手段としてプラテンローラを用いる場合には、このプラテンローラの押圧力がケースに作用するためにその虞れがより高くなる。
【０００７】
第２に、光源を搭載した基板上に基板表面とは光反射率が大きく相違する付属部品を実装した場合には、基板表面によって反射されてから画像読み取り領域に到達する光と、付属部品によって反射されてから画像読み取り領域に到達する光とでは、その光量が相違することとなる。したがって、画像読み取り領域のうち、上記付属部品に対応する部分の照度がそれ以外の部分の照度とは相違することとなって、画像読み取り領域の照度にばらつきが発生する虞れもあった。
【０００８】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、光源から発せられた光をケースに形成された導光用空間部を介して画像読み取り領域に導く場合に、導光用空間部の大型化などに伴ってケースに強度不足を生じないようにするとともに、光源を搭載した基板上の付属部品の存在に起因して画像読み取り領域の照度にばらつきを生じないようにすることをその課題としている。
【０００９】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１０】
本願発明によって提供される画像読み取り装置は、基板上に搭載された複数の光源と、この光源から発せられた光をライン状の画像読み取り領域に導くための導光用空間部を形成するケースと、上記画像読み取り領域から反射してきた光を受光するための列状に配された複数の受光素子と、を有する画像読み取り装置であって、上記ケースには、上記導光用空間部をその長手方向に複数の区画領域に仕切るように上記導光用空間部の壁面から突出した複数のリブが設けられているとともに、上記複数の光源は、上記複数の区画領域内に位置させられており、かつ上記複数のリブの少なくとも一部は、上記基板上に上記光源とは別に搭載された付属部品を覆っていることに特徴づけられる。
【００１１】
本願発明では、次のような効果が得られる。
【００１２】
第１に、本願発明では、ケースの導光用空間部の壁面に複数のリブを設けているために、これら複数のリブによってケースの機械的強度が向上する。したがって、導光用空間部のサイズを大きくした場合であっても、ケースの外形サイズを大きくすることなく、ケースに充分な強度をもたせることができる。また、このようにしてケースの強度を向上させることによって導光用空間部のサイズに大きな制約を受けないようにすれば、導光用空間部の形状を画像読み取り領域に光を効率良く導くのに最適な形状にすることができる。
【００１３】
第２に、本願発明では、基板上に搭載されている付属部品が上記複数のリブによって覆われているために、光源から発せられた光が付属部品には照射されないようにできる。したがって、付属部品の外表面と基板表面との色彩が相違するなどしてそれらの光反射率が大きく相違する場合であっても、これらの光反射率の相違に起因して、画像読み取り領域の付属部品に対応する部分の照度がそれ以外の部分の照度と大きく相違しないようにでき、画像読み取り領域の照度の均一化が図れる。その結果、読み取り画像の質を向上させることができる。
【００１４】
本願発明の好ましい実施の形態では、上記付属部品は、上記基板の表面から突出しており、かつ上記複数のリブのうち上記付属部品を覆う部分には、上記付属部品を内部に配置可能な凹部が形成されている。
【００１５】
このような構成によれば、リブの凹部内に付属部品を配置させた構造にできるために、リブが付属部品を不当に押圧するようなことなく、この付属部品をより適切に覆い隠すことができる。また、リブと付属部品との干渉を回避しつつ、そのリブを基板の表面に当接させることも可能となるため、これらリブと基板との当接によって基板の位置決めを図ることも可能となる。
【００１６】
本願発明の他の好ましい実施の形態では、上記導光用空間部の壁面、上記複数のリブの表面、および上記基板の表面のうち上記導光用空間部に対面する部分は、白色である。
【００１７】
このような構成によれば、導光用空間部の壁面、複数のリブの表面、および基板の表面のいずれについても光の反射率が高い面とすることができる。したがって、光源から発せられた光が上記面のいずれに到達した場合であっても、その光を高い反射率で反射させながら画像読み取り領域へ効率良く導くことができる。したがって、発光量の大きな高価な光源を用いたり、あるいは光源数を多くするといった必要性を極力無くし、画像読み取り装置の製造コストやランニングコストの低減化を図りつつ、画像読み取り領域への照射光量を多くすることができるという利点が得られる。
【００１８】
本願発明の他の好ましい実施の形態では、上記ケースは、白色の樹脂製である。
【００１９】
このような構成によれば、ケースに複雑な形状の導光用空間部を形成する場合であっても、ケースを樹脂成形することにより、上記導光用空間部の壁面の全ての箇所を光反射率の高い白色にすることが簡単に行える。また、複数のリブについても同様である。
【００２０】
本願発明の他の好ましい実施の形態では、上記複数の受光素子の周囲を囲む光反射防止部材を具備している。
【００２１】
このような構成によれば、画像読み取り領域から反射してきた光を複数の受光素子で受光するときに、その光が複数の受光素子の周囲で散乱反射することを防止することができる。すなわち、ケースを白色の樹脂製にした場合には、複数の受光素子の周囲の壁面も白色となってしまうため、本来ならば、画像読み取り領域から複数の受光素子に向けて進行した光は上記白色の壁面によって散乱反射し、これが読み取り画像の質を低下させる要因となる場合がある。ところが、上記構成によれば、そのような虞れを適切に防止することができる。
【００２２】
本願発明の他の好ましい実施の形態では、上記光源は、所定間隔を隔てた列状に複数並べて設けられているとともに、上記複数のリブは、上記導光用空間部をその長手方向に略同一幅を有する複数の区画領域に仕切っており、かつそれら複数の区画領域のそれぞれには、上記複数の光源が同数ずつ位置している。
【００２３】
このような構成によれば、導光用空間部を仕切って形成された複数の区画領域内における光源の発光量や、光源から発せられた光の反射の仕方などが各所略同一となる。したがって、それら複数の区画領域から画像読み取り領域に対しては各所略同一の条件で光を進行させることができ、画像読み取り領域の各所の照度をより均一にすることが可能となる。
【００２４】
本願発明のその他の特徴および利点については、以下の発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２６】
図１は、本願発明に係る画像読み取り装置の一例を示す断面図である。図２は、図３のII−II断面図である。図３は、図１のIII −III 断面図である。図４は、図１ないし図３に示す画像読み取り装置の分解斜視図である。
【００２７】
図１において、本実施形態の画像読み取り装置Ａは、密着型イメージセンサとして構成されたものである。この画像読み取り装置Ａは、ケース１、透明板２、セルフォックレンズアレイ３、光反射防止部材４、基板５、複数のＬＥＤチップ６、複数の受光素子７、および１または複数のアタッチメント８を具備して構成されている。
【００２８】
上記ケース１は、図４によく表れているように、一定方向に延びた形態を有している。このケース１の材質はたとえばポリカーボネートに酸化チタンを含有させた合成樹脂であり、その樹脂の色彩は白色である。したがって、このケース１の各所は全て白色である。このケース１の表面の光反射率は、たとえば９７％または９８％程度の高い値である。
【００２９】
上記透明板２は、たとえば平面視形状が細長矩形状のガラス板または合成樹脂板であり、上記ケース１の上面部に装着されている。この透明板２の表面が、原稿を対向配置させるための原稿載置面または原稿接触面となる。
【００３０】
上記セルフォックレンズアレイ３は、合成樹脂製などの細長なブロック状のホルダ３０に結像用の多数のセルフォックレンズ３１を列状に並べて保持させたものである。このセルフォックレンズアレイ３は、上記ケース１の溝部１０に嵌め込まれて上記透明板２の下方に設けられている。上記透明板２の表面領域（上面領域）のうち、上記セルフォックレンズアレイ３の直上の領域が画像読み取り領域Ｓであり、この画像読み取り領域Ｓは上記セルフォックレンズアレイ３と同方向に延びるライン状の領域である。
【００３１】
上記複数の受光素子７は、光電変換機能を有するものであり、画像読み取り領域Ｓからセルフォックレンズアレイ３を通過して進行してきた光を受光すると、その受光量に対応した出力レベルの画像信号を出力するものである。これら複数の受光素子７は、上記基板５の上向きの表面に上記基板５の長手方向に沿って列状に並べて実装されている。上記ケース１のセルフォックレンズアレイ３の装着位置の下方には、セルフォックレンズアレイ３と同方向に延びる底部開口状の空間室１１が形成されている。上記複数の受光素子７は、基板５がケース１の底面部に組付けられることによって上記空間室１１内に配置されている。上記基板５は、上記アタッチメント８によって上記ケース１の底部への組付け保持がなされている。上記アタッチメント８は、ケース１の外側面に形成された凸部１２，１２に掛止されることにより、上記基板５の底面部を常時上方へ押圧するように構成されたものである。
【００３２】
上記光反射防止部材４は、たとえば黒色のＡＢＳ樹脂製であり、その各所の表面は光の反射率が低いものとなっている。この光反射防止部材４は、上記複数の受光素子７の配列長さと略同等またはそれ以上の長さを有しており、その長手方向各所の断面形状は下向きに開口した略コ字状である。この光反射防止部材４は、上記複数の受光素子７の周囲を囲むようにして上記空間室１１に嵌入されている。ただし、この光反射防止部材４には、セルフォックレンズアレイ３を通過してきた光を複数の受光素子７に向けて進行可能とするスリット４１が設けられている。ケース１に対する光反射防止部材４の取付けは、たとえばこの光反射防止部材４の上面部に複数設けた突起部４０を空間室１１の上方に設けたケース１の凹部１３に嵌合させることによって行われている。
【００３３】
上記複数のＬＥＤチップ６は、光源の一例に相当するものであり、上記基板５の表面、すなわち上記複数の受光素子７が実装されているのと同一面に実装されている。これら複数のＬＥＤチップ６は、上記複数の受光素子７と基板５の短手方向に適当な間隔を隔てて基板５の長手方向に所定ピッチで列状に並べられている。
【００３４】
上記基板５は、たとえばセラミック製あるいはガラスエポキシ樹脂製である。この基板５の表面には、上記複数のＬＥＤチップ６や複数の受光素子７への電力供給や各種の信号の入出力を行うための配線パターン（図示略）が形成されており、図４によく表れているように、コネクタ５０を介して外部機器との配線接続が行えるようになっている。この基板５の表面の複数箇所には、本願発明でいう付属部品の一例に相当するジャンパ５１が、基板５の表面からその上方に若干寸法だけ突出するようにして実装されている。このジャンパ５１は、複数のＬＥＤチップ６の近傍において基板５の長手方向に延びている補助用グランド配線（図示略）と複数の受光素子７の近傍において基板５の長手方向に延びている受光素子用のグランド配線（図示略）とをそれらの長手方向の途中の複数箇所において相互に接続するためのものである。
【００３５】
上記基板５の表面は、黒色領域５２ａ（図４のクロスハッチングを入れた部分）と白色領域５２ｂ（図４のクロスハッチングが入れられていない部分）とに区分されている。複数のジャンパ５１にはクロスハッチングが入れられていないが、これらの表面は黒色系である。白色領域５２ｂは、複数のＬＥＤチップ６の実装箇所およびその近傍部分に限定されており、それ以外は黒色領域５２ａとされている。図１において、空間室１１に対向する基板５の表面は黒色領域５２ａである。
【００３６】
上記ケース１には、導光用空間部１４と複数のリブ１５とが形成されている。上記導光用空間部１４は、ケース１の底部から透明板２の装着箇所まで貫通したスリット状であり、ケース１の長手方向に透明板２の全長寸法と略同等長さに形成されている。この導光用空間部１４の下部に上記複数のＬＥＤチップ６が配置されている。この導光用空間部１４は、複数のＬＥＤチップ６から発せられた光を画像読み取り領域Ｓに導くための部分であり、この導光用空間部１４の壁面１７ａ，１７ｂは、複数のＬＥＤチップ６から発せられた光を反射することによって画像読み取り領域Ｓに向けて進行させることができるように少なくともそれらの一部は傾斜面とされている。上記壁面１７ａ，１７ｂは、ともに光反射率が高い白色面のままである。上記導光用空間部１４に対向する基板５の表面は、白色領域５２ｂである。
【００３７】
上記複数のリブ１５は、上記ケース１に一体形成されたものである。したがって、これら複数のリブ１５の各所の表面も白色である。ケース１は、これら複数のリブ１５の存在によりその剛性が高められている。これら複数のリブ１５は、上記壁面１７ａから壁面１７ｂおよび基板５の表面のそれぞれに向けて突出した板状であり、ケース１の長手方向に一定ピッチで設けられている。これにより、図３によく表れているように、上記導光用空間部１４が上記複数のリブ１５によって複数の区画領域１４ａに仕切られた構造となっている。これら複数の区画領域１４ａのケース長手方向の寸法Ｌは各所略同一である。また、上記複数のリブ１５は、上記複数の区画領域１４ａのそれぞれの内部にＬＥＤチップ６がたとえば２つずつ位置するとともに、それら２つのＬＥＤチップ６とその側方に位置するリブ１５との間の寸法関係が全ての区画領域１４ａについて各所同一となるように設けられている。
【００３８】
上記複数のリブ１５は、それらのうちの一部が上記複数のジャンパ５１の上面を個々に覆うように設けられている。より具体的には、上記複数のジャンパ５１は、図１によく表れているように、導光用空間部１４と空間室１１とを仕切る仕切壁１６よりも導光用空間部１４側に一部はみ出しているが、このはみ出し部分は、図２によく表れているように、リブ１５によって覆われている。上記複数のジャンパ５１を覆うリブ１５の下面部には、凹部１５ａが設けられており、この凹部１５ａ内に上記ジャンパ５１が嵌まった状態となっている。上記凹部１５ａは、上記リブ１５の下面部のみにとどまらず、上記仕切壁１６の下面部の領域に延びた状態に形成されている。むろん、ジャンパ５１をリブ１５のみによって覆うことが可能な場合には、上記凹部１５ａを仕切壁１６まで延ばして形成する必要はない。
【００３９】
次に、上記画像読み取り装置Ａの作用について説明する。
【００４０】
まず、図１において、複数のＬＥＤチップ６から発せられた光の一部は、導光用空間部１４内を画像読み取り領域Ｓに向けて直接進行するものの、それ以外の大部分の光は、導光用空間部１４の壁面１７ａ，１７ｂによって反射されながら画像読み取り領域Ｓに到達する。また、上記光は、複数のリブ１５の表面や基板５の表面の白色領域５１ｂによっても反射される。これらの面はいずれも光反射率が高い面であるから、それらの面に多くの光が吸収されるようなことはなく、画像読み取り領域Ｓへの光の照射効率を高めることができる。導光用空間部１４が屈曲または湾曲していることによって、透明板２の下面にはケース１の一部によってカバーされた閉塞領域Ｌａが形成されている。この閉塞領域Ｌａは、透明板２の各部のうち、画像読み取り領域Ｓからかなり離れた部分に光が無駄に照射されることを防止する役割を果たす。したがって、画像読み取り領域Ｓへの光の照射効率をより高めることが可能となる。
【００４１】
一方、上記複数のＬＥＤチップ６から発せられた光は、複数のリブ１５によって仕切られた複数の区画領域１４ａごとに画像読み取り領域Ｓに向けて進行する。ただし、上記複数の区画領域１４ａは、それぞれのサイズや、内部に配置されたＬＥＤチップ６の数などが揃えられている。さらには、いずれの区画領域１４ａにも表面が黒色系のジャンパ５１が露出しなようになっている。したがって、上記複数の区画領域１４ａ内における光の発光量や、光の反射具合などを各所同一の状態に揃えることが可能となり、画像読み取り領域Ｓの長手方向各所の照度を均一にすることも可能となる。
【００４２】
上記画像読み取り領域Ｓに進行した光は、この画像読み取り領域Ｓに位置する原稿Ｇの表面によって反射され、その後セルフォックレンズアレイ３を透過して空間室１１内に進行してから複数の受光素子７によって受光される。この場合、上記複数の受光素子７は光反射率の低い黒色の光反射防止部材４によって覆われているために、上記空間室１１内において原稿からの反射光が散乱反射することが抑制され、散乱光が各受光素子７内に入射するのを防止することが可能となる。また、既述したとおり、この画像読み取り装置Ａでは、画像読み取り領域Ｓの照度を高めることもできるために、受光素子７の受光量を多くすることもできる。その結果、この画像読み取り装置Ａでは、受光素子７への散乱光の入射防止と原稿Ｇからの反射光量の増大との相乗効果によって、読み取り画像の質を高めることができるのである。
【００４３】
本願発明に係る画像読み取り装置の各部の具体的な構成は、上述の実施形態に限定されず、種々に設計変更自在である。
【００４４】
たとえば、上記実施形態では、リブ１５によってジャンパ５１を覆っているが、本願発明はこれに限定されない。本願発明では、たとえば基板上に搭載されたコンデンサ、抵抗器、アンプなど、ジャンパ以外の付属部品をリブによって覆った構成にしてもよい。本願発明でいう付属部品の具体的な種類はとくに限定されず、その個数も問わない。また、付属部品をリブで覆う場合には、上述の実施形態のように、リブに設けた凹部内に付属部品を配置することが好ましいが、やはり本願発明はこれに限定されない。たとえば、リブの一部を付属部品の上方に接近させて対向させることによって付属部品を覆うようにしてもよい。付属部品は、必ずしもその外表面全体が完全に覆われている必要もなく、リブによって覆われていない箇所が若干存在してもかまわない。
【００４５】
本願発明は、光源の種類もＬＥＤチップに限定されず、他の光源を用いてもよい。また、本願発明に係る画像読み取り装置は、密着型イメージセンサとして構成されるに限らず、たとえば原稿を配置するための透明な原稿載置板の下方において光源や受光素子などが組み込まれたケースを副走査方向に移動させるいわゆるフラットベッド型イメージセンサとして構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る画像読み取り装置の一例を示す断面図である。
【図２】図３のII−II断面図である。
【図３】図１のIII −III 断面図である。
【図４】図１ないし図３に示す画像読み取り装置の分解斜視図である。
【符号の説明】
Ａ画像読み取り装置
Ｓ画像読み取り領域
１ケース
２透明板
３セルフォックレンズアレイ
４光反射防止部材
５基板
６ＬＥＤチップ（光源）
７受光素子
１４導光用空間部
１５リブ
１５ａ凹部
１７ａ，１７ｂ壁面
５１ジャンパ

Claims

基板上に搭載された複数の光源と、この光源から発せられた光をライン状の画像読み取り領域に導くための導光用空間部を形成するケースと、上記画像読み取り領域から反射してきた光を受光するための列状に配された複数の受光素子と、を有する画像読み取り装置であって、
上記ケースには、上記導光用空間部をその長手方向に複数の区画領域に仕切るように上記導光用空間部の壁面から突出した複数のリブが設けられているとともに、上記複数の光源は、上記複数の区画領域内に位置させられており、かつ上記複数のリブの少なくとも一部は、上記基板上に上記光源とは別に搭載された付属部品を覆っていることを特徴とする、画像読み取り装置。
上記付属部品は、上記基板の表面から突出しており、かつ上記複数のリブのうち上記付属部品を覆う部分には、上記付属部品を内部に配置可能な凹部が形成されている、請求項１に記載の画像読み取り装置。
上記導光用空間部の壁面、上記複数のリブの表面、および上記基板の表面のうち上記導光用空間部に対面する部分は、白色である、請求項１または２に記載の画像読み取り装置。
上記ケースは、白色の樹脂製である、請求項３に記載の画像読み取り装置。
上記複数の受光素子の周囲を囲む光反射防止部材を具備している、請求項４に記載の画像読み取り装置。
上記光源は、所定間隔を隔てた列状に複数並べて設けられているとともに、上記複数のリブは、上記導光用空間部をその長手方向に略同一幅を有する複数の区画領域に仕切っており、かつそれら複数の区画領域のそれぞれには、上記複数の光源が同数ずつ位置している、請求項１ないし５のいずれかに記載の画像読み取り装置。