JP3920780B2 - イメージセンサヘッド、およびこれを備えたイメージスキャナ - Google Patents
イメージセンサヘッド、およびこれを備えたイメージスキャナ Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、原稿画像を読み取るのに用いられるイメージスキャナの構成部品であるイメージセンサヘッド、およびこのイメージセンサヘッドを備えたイメージスキャナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のイメージスキャナの一例を図８に示す。このイメージスキャナ１００は、フラットベッド型イメージスキャナであり、筐体１０１と、筐体１０１の上面に装着された透明なガイド板１１１と、図８中における矢印Ｎ１の主走査方向に延びるようにしてガイド板１１１の下方に配置されたイメージセンサヘッド１０２と、イメージセンサヘッド１０２を矢印Ｎ２の副走査方向に往復移動させるための移動手段１０５とを具備している。
【０００３】
筐体１０１は、イメージスキャナ１００をコントロールするためのコントロールパネル１１２が収容された第１部分１０１ａと、ガイド板１１１が装着された第２部分１０１ｂとを有する。コントロールパネル１１２は、図示しない電源スイッチや操作ボタンなどを備えており、このイメージスキャナ１００では、筐体１０１に対して図８における左上の角部近傍に配置されている。上記ガイド板１１１は、読み取り原稿をセットするためのものであり、透明ガラス等によって形成されている。
【０００４】
イメージセンサヘッド１０２は、図９に示すように、細長状のケース１２０と、ケース１２０の底部に装着された細長矩形状の基板１２４と、基板１２４の長手方向一端部に実装された光源１３１と、光源１３１から発せられた光を基板１２４の長手方向他端部側に進行させつつ読み取り原稿の所定の帯状領域に照射するように導くための導光体１３２およびリフレクタ１３３と、原稿から反射してきた光を集光して画像結像を行うレンズアレイ１４１と、レンズアレイ１４１によって集光された光を受光して光電変換を行うセンサＩＣ１４２とを具備して構成されている。
【０００５】
このイメージセンサヘッド１０２が駆動すると、原稿画像の１ライン分の読み取りが行われ、上記移動手段１０５によりイメージセンサヘッド１０２を副走査方向Ｎ２に移動させることによって、原稿画像を１ライン分ずつ順次読み取ることができるようになっている。
【０００６】
上記移動手段１０５としては、タイミングベルト１５２を用いたベルト駆動機構が採用されており、タイミングベルト１５２には、イメージセンサヘッド１０２を支持するための支持ブラケット１０６が取り付けられている。この支持ブラケット１０６はまた、副走査方向Ｎ２に延びるように筐体１０１内に配置されたガイドロッド１６０上を自由に移動可能に支持されている。図９に示すように、イメージセンサヘッド１０２のケース１２０の側面における長手方向両端部には、主走査方向Ｎ１に延びる突起１２１ａを備えた第１取り付け部１２１が設けられている一方、支持ブラケット１０６の上面には、上記突起１２１ａが嵌入可能な孔部１６２ａが設けられた第２取り付け部１６２が立設されており、これらの突起１２１ａおよび孔部１６２ａの相互嵌合により、イメージセンサヘッド１０２が支持ブラケット１０６に対して副走査方向Ｎ２について位置決めされつつ支持される。また、第１取り付け部１２１の一方およびこれと対応する第２取り付け部１６２には、イメージセンサヘッド１０２が支持ブラケット１０６に対して主走査方向Ｎ１について位置決めされるように、副走査方向Ｎ２に延びかつ互いに係合可能な凹状部１７１および凸状部１７２が形成されている。
【０００７】
図８および図９に示すように、上記従来のイメージスキャナ１００において、上記イメージセンサヘッド１０２と上記コントロールパネル１１２とは、イメージセンサヘッド１０２の移動に応じて撓曲可能なフレキシブルケーブル１１３を介して接続され、イメージセンサヘッド１０２の上記基板１２４には、フレキシブルケーブル１１３を連結するためのコネクタ１１４が取り付けられている。このコネクタ１１４は、フレキシブルケーブル１１３が副走査方向Ｎ２に沿って直線状に延びるように、コントロールパネル１１２の上記した配置位置に対応して、基板１２４の長手方向他端部に取り付けられる。なお、このイメージセンサヘッド１０２において、上記光源１３１は、上述したように、基板１２４の長手方向一端部、すなわちコネクタ１１４が取付けられる端部とは反対側の端部に実装されているが、これは、光源１３１とコネクタ１１４とが近接して基板１２４上に形成される配線が複雑化するのを防止するためである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記イメージスキャナ１００においては、副走査方向Ｎ２に移動するイメージセンサヘッド１０２の特に主走査方向Ｎ１の位置決めを正確に行なうことが、高解像度において品質の良い読み取り画像を得る上で重要である。このイメージセンサヘッド１０２では、支持ブラケット１０６に対して主走査方向Ｎ１に変位するのを防止するため、上記凹状部１７１の位置が以下のように定められている。
【０００９】
すなわち、イメージセンサヘッド１０２が副走査方向Ｎ２に移動する際には、これにともなってフレキシブルケーブル１１３が撓曲または延伸させられ、このときの反力がイメージセンサヘッド１０２に作用する。このようなフレキシブルケーブル１１３を介した外力がイメージセンサヘッド１０２の主走査方向Ｎ１への変動の原因になる。図９に示すイメージセンサヘッド１０２のように、上記凹状部１７１が、２つの第１取り付け部１２１のうち、主走査方向Ｎ１における上記コネクタ１１４が取り付けられている側に設けられている場合、すなわち凹状部１７１がイメージセンサヘッド１０２におけるフレキシブルケーブル１１３に連結された側の端部の近傍に設けられている場合、上記フレキシブルケーブル１１３を介した外力が作用する部位の近傍において上記凹状部１７１と上記凸状部１７２とによって支持ブラケット１０６に対するイメージセンサヘッド１０２の主走査方向Ｎ１への不用意な変位を適正に防止することができる。
【００１０】
図８に示したイメージスキャナ１００においては、上述したように、コントロールパネル１１２（電源スイッチおよび操作ボタン）が筐体１０１に対して図８における左上の角部近傍に配置されたデザインとされているが、イメージスキャナとして、これとは異なる位置にコントロールパネル１１２が配置されたデザインを有するものが所望される場合がある。たとえば、図１０に示すように、コントロールパネル１１２が筐体１０１に対して左下の角部近傍に配置されたイメージスキャナ１００Ｂがある。このイメージスキャナ１００Ｂには図１１に示すイメージセンサヘッド１０２Ｂが備えられており、このイメージセンサヘッド１０２Ｂでは、イメージスキャナ１００Ｂにおけるコントロールパネル１１２の配置位置に対応して、基板１２４に対するコネクタ１１４の取り付け位置が、基板１２４の長手方向において、図９に示すイメージセンサヘッド１０２の場合とは逆の配置となっている。
【００１１】
図１１に示すイメージセンサヘッド１０２Ｂを製造する際には、図９に示すイメージセンサヘッド１０２で用いたのと同様のケース１０１を採用することによって、製造コストを低減することが可能であると考えられる。しかしながら、図９に示すイメージセンサヘッド１０２のケース１０１をそのまま図１１に示すイメージセンサヘッド１０２Ｂに適用させた場合では、図１０に示すように、上記イメージセンサヘッド１０２の主走査方向Ｎ１へのずれ動を防止するべき凹状部１７２がコネクタ１１４とは反対側の端部に配置されることになる。この場合、フレキシブルケーブル１１３からの外力が作用する部位に対してイメージセンサヘッド１０２の主走査方向Ｎ１への位置決めを行なうべき凹状部１７２が遠く離れてしまうため、フレキシブルケーブル１１３からの外力に起因したイメージセンサヘッド１０２の主走査方向の位置決めを適正に行なうことができなくなる。
【００１２】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、良好な読み取り画像を取得可能であるとともにイメージスキャナに対する組み付けに際してより汎用性のあるイメージセンサヘッド、およびこれを備えたイメージスキャナを提供することをその課題とする。
【００１３】
【発明の開示】
上記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。
【００１４】
すなわち、本願発明の第１の側面により提供されるイメージセンサヘッドは、細長状のケース内に、読み取り原稿を照明するべく光を照射するための照射部と、読み取り原稿から反射してきた光を受光するとともにその受光量に応じて光電変換を行う受信部と、が具備されており、上記ケースが長手状の支持ブラケットに装着されて使用されるイメージセンサヘッドであって、上記ケースの長手方向両端部には、上記支持ブラケットに対して上記イメージセンサヘッドをその長手方向の回動中心軸を中心として回動可能に取り付けるための２つの第１取り付け部がそれぞれ上記ケースの幅方向に突出するように形成されているとともに、各第１取り付け部は上記ケースの長手方向に延び、かつ上記回動中心軸となる突起を有しており、この突起が上記支持ブラケットにおいて上記各第１取り付け部と対応して形成された２つの第２取り付け部の孔部にそれぞれ相互嵌合させられている一方、上記各第１取り付け部はまた、上記ケースの幅方向に延びるように形成された凹状部をそれぞれ有しているとともに、上記支持ブラケットにはまた、その長手方向両端部において、上記各凹状部に係合可能な２つの凸状部が上記２つの第２取り付け部に近接して形成されており、これら凹状部と凸状部とにより、上記支持ブラケットに対する上記ケースの長手方向の移動を規制するための位置決め手段が上記ケースの長手方向両端部において構成されていることを特徴としている。
【００１６】
好ましい実施の形態においてはまた、上記ケースの底部には、上記照射部の構成部品である光源を長手方向一端部に実装した帯板状の基板が装着されており、上記基板の長手方向他端部には、外部接続用のコネクタが取り付けられている。
【００１７】
本願発明の第２の側面により提供されるイメージスキャナは、本願発明の第１の側面に係るイメージセンサヘッドと、上記支持ブラケットを備えているとともに上記イメージセンサヘッドを上記ケースの幅方向である副走査方向に往復移動させるための移動手段と、上記イメージセンサヘッドを導通接続するためのケーブルと、を具備することを特徴としている。
【００１８】
本願発明のその他の特徴および利点については、以下に行う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。
【００１９】
【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、図面を参照して具体的に説明する。
【００２０】
図１は、本願発明に係るイメージスキャナの一例を示している。このイメージスキャナＡは、フラットベッド型イメージスキャナであって、筐体１と、筐体１の上面に装着されたガイド板１１と、図１中における矢印Ｎ１方向の主走査方向に延びるイメージセンサヘッド２Ａと、イメージセンサヘッド２Ａを矢印Ｎ２方向の副走査方向に往復移動させるための移動手段５とを具備して構成されている。
【００２１】
上記筐体１は、このイメージスキャナＡの外装をなし、このイメージスキャナＡでは、副走査方向Ｎ２が長手方向となる直方体状を呈している。イメージセンサヘッド２Ａのホーム位置側（図１における矢印Ｎ２ａ側）を近位側とすると、この筐体１は、近位側Ｎ２ａの第１部分１ａと遠位側Ｎ２ｂの第２部分１ｂとを有している。第１部分１ａの内部には、このイメージスキャナＡをコントロールするための種々の部品が基板上に搭載されてなるコントロールパネル１２や、上記移動手段５の一構成部品であるモータ５１などが収容される。コントロールパネル１２には、第１部分１ａの上壁部から突出する図示しない電源スイッチや操作ボタンなどが備えられている。第２部分１ｂは、上記ガイド板１１が装着された部分であって、この内部をイメージセンサヘッド２Ａが移動するようになっている。
【００２２】
上記ガイド板１１は、読み取り原稿をセットするためのものであり、予め設定した原稿サイズに応じてその広さが規定されている。ガイド板１１は、ガラスなど透明な部材により平板状に形成されており、このガイド板１１に対して、読み取り画像が形成された面が対向するようにして原稿を載置する。
【００２３】
上記イメージセンサヘッド２Ａは、細長なケース２０内に、読み取り原稿の所定の帯状領域（以下、「画像読み取り領域」という）に光を照射する照射部３と、画像読み取り領域から反射してきた光を受光することによりその画像を信号化する受信部４とを具備した基本構成を有しており、上記移動手段５に対して支持ブラケット６を介して取り付けられている。なお、イメージセンサヘッド２Ａの上記基本構成については後記するものとする。
【００２４】
上記移動手段５としては、このイメージスキャナＡでは、ベルト５２としてタイミングベルトを用いたベルト駆動機構が採用されており、イメージセンサヘッド２Ａを副走査方向Ｎ２に精密に移動させることができるようになっている。上記支持ブラケット６は、イメージセンサヘッド２Ａを下方から支持するものであって、イメージセンサヘッド２Ａのケース２０に対応して帯状とされた板部６１を有しており、この板部６１の長手方向が直交するようにしてベルト５２に固定されている。この支持ブラケット６は、副走査方向Ｎ２に延びるようにして筐体１内に配置されたガイドロッド６０上を自由に移動可能に支持されており、イメージセンサヘッド２Ａを装着した状態でもベルト５２が撓んで降下することや、ベルト５２に対して回動することが防止されている。
【００２５】
このイメージスキャナＡが駆動すると、移動手段５によるイメージセンサヘッド２Ａの移動にともなって、上記画像読み取り領域が読み取り原稿上を変位していく。これにより、イメージセンサヘッド２Ａは、原稿画像を１ライン分ずつ順次読み取っていき、最終的に原稿画像の全てを読み取ることができるようなっている。
【００２６】
このイメージセンサヘッド２Ａは、これが支持ブラケット６に対して長手方向に移動するのを規制するための位置決め手段７を有しており、この位置決め手段７をケース２０の長手方向両端部に備えていることが最大の特徴となっている。
【００２７】
より詳細には、図２に示すように、上記ケース２０の長手方向両端部には、イメージセンサヘッド２Ａを支持ブラケット６に取り付けるための第１取り付け部２１が形成されている。各第１取り付け部２１は、ケース２０の幅方向に突出するように形成されており、ケース２０の長手方向（主走査方向Ｎ１）に延びる円柱状の突起２１ａを有している。一方、支持ブラケット６の上記板部６１における長手方向両端部には、上記各第１取り付け部２１に対応した第２取り付け部６２が立設されており、各第２取り付け部６２には、ケース２０の突起２１ａが嵌入可能な円筒内面状の孔部６２ａが形成されている。これら突起２１ａと孔部６２ａとが相互嵌合することによって、イメージセンサヘッド２Ａは、支持ブラケット６に対して、副走査方向Ｎ２について位置決めされつつ支持される。
【００２８】
また、イメージセンサヘッド２Ａは、突起２１ａと孔部６２ａとの相互嵌合により、支持ブラケット６に対して主走査方向Ｎ１に延びる軸を中心として回動可能となり、イメージセンサヘッド２Ａと支持ブラケット６との間に介装した弾性体６３により上方に付勢されている。これにより、支持ブラケット６は、ガイド板１１に対して、後述する回転体２５ａが常時当接するように配置される。
【００２９】
上記位置決め手段７は、ケース２０の幅方向に延びるように形成された凹状部７１を有しており、この凹状部７１は、各第１取り付け部２１の底部に形成されている。一方、支持ブラケット６の板部６１における長手方向両端部には、凹状部７１に係合可能な凸状部７２が設けられており、これら凹状部７１と凸状部７２とが相互係合することによって、イメージセンサヘッド２Ａが支持ブラケット６に対して長手方向に移動するのを規制することができるようになっている。
【００３０】
なお、この実施形態においては、突起２１ａおよび凹状部７１がケース２０に形成されている一方、孔部６２ａおよび凸状部７２が支持ブラケット６に形成されているが、これとは逆に、突起２１ａおよび凹状部７１が支持ブラケット６に形成されており、孔部６２ａおよび凸状部７２がケース２０に形成されていてもよい。
【００３１】
次いで、イメージセンサヘッド２Ａの基本構成について説明する。
【００３２】
イメージセンサヘッド２Ａは、図２に示すように、細長なケース２０内に、照射部３を構成する光源３１、導光体３２およびリフレクタ３３と、受信部４を構成するレンズアレイ４１およびセンサＩＣ４２とを具備させたものである。
【００３３】
上記ケース２０は、その表面における光の反射を防止するため、たとえば黒色の樹脂により形成されている。このケース２０は、導光体３２およびリフレクタ３３を収容する収容部２２と、レンズアレイ４１を収容する溝部２３とを有しており、このケース２０の底部には、帯状の基板２４が装着されている。このケース２０の上部における長手方向両端部には、照射部３の後述する光照射面３２ｃ1およびレンズアレイ４１と、上記ガイド板１１との間隔を一定に保つためのスペーサ２５が取り付けられている。このスペーサ２５には、主走査方向Ｎ１に延びる軸を回転軸とする円板状の回転体２５ａが備えられており、イメージセンサヘッド２Ａが移動する際には、これらの回転体２５ａがガイド板１１に当接しつつ回転することによって、イメージセンサヘッド２Ａがスムーズに移動できるようになっている。
【００３４】
光源３１は、たとえばＲ、Ｇ、Ｂの各色の光を発する３種類のＬＥＤチップを一纏めに樹脂パッケージしたものであり、カラーの原稿の読み取りに対応可能なものである。むろん、モノクロ原稿の読み取りに対応させる場合には、白色光またはそれとは別の単色光を発するＬＥＤを用いればよい。この光源３１は、上記基板２４上の長手方向端部に実装されている。
【００３５】
導光体３２は、光源３１から発せられた光を上記画像読み取り領域に効率良く導くためのものである。この導光体３２は、たとえばＰＭＭＡなどのアクリル系透明樹脂やその他の光透過性を有する部材により形成されており、各所の表面は全て鏡面とされている。透明部材の表面を鏡面にすれば、この透明部材の内部に光を導いた場合において、透明部材の表面に対して、この透明部材の材質によって特定される全反射臨界角よりも大きな角度で入射する光線を全反射させることができる。その一方、上記全反射臨界角よりも小さな角度で入射する光線については、透明部材の外部へそのまま透過させることができる。なお、上記鏡面とは、必ずしも表面が積極的に研磨されている面である必要はない。たとえば金型を用いて導光体５を成形する場合には、その成形によって得られた比較的滑らかな面であってもよい。
【００３６】
この導光体３２は、光源３１に対応する位置に配置された補助領域３２Ａと、主走査方向Ｎ１に延びる主要領域３２Ｂとを有している。補助領域３２Ａには、図３に示すように、光源３１に対向して光源３１から光を受ける光入射面３２ａと、光入射面３２ａから入射した光を反射させてこの光を主要領域３２Ｂに向けて進行させる反射面３２ｂとを有している。
【００３７】
一方、主要領域３２Ｂには、図４に示すように、主走査方向Ｎ１に延びて、補助領域３２Ａから進行してきた光を反射することによりこの光を主走査方向Ｎ１に進行させる複数の側面３２ｃ1，３２ｃ2，３２ｃ3，３２ｃ4を有している。これらの側面３２ｃ1，３２ｃ2，３２ｃ3，３２ｃ4のうち、側面３２ｃ1は、画像読み取り領域Ｓに光を照射する光照射面として形成されており、リフレクタ３３から露出して上記画像読み取り領域に面している。側面３２ｃ1に対向配置された側面３２ｃ2には、導光体３２内においてこの側面３２ｃ2に進行してきた光の一部を散乱反射させることによってその進行方向を急激に変化させるための図示しない散乱手段が設けられている。この散乱手段は、たとえば、断面形状が半円形とされた複数の凹部または凸部を側面３２ｃ2の適所に形成することによって構成する。
【００３８】
上記導光体３２において、上記側面３２ｃ1〜３２ｃ4の形状は、主要領域３２Ｂ内に進入した光が以下のように進行するように規定されている。すなわち、光源３１から発せられた光が補助領域３２Ａ内に入射してから主要領域３２Ｂに向けて進行すると、その光は側面３２ｃ1，３２ｃ2，３２ｃ3，３２ｃ4の各所において全反射を繰り返しながら、導光体３２の長手方向における補助領域３２Ａとは反対側の端面に向かって進行する。この光のうち、側面３２ｃ2における上記散乱手段を設けた部分に入射した光は、種々の方向に散乱反射され、急激にその進路が変えられるため、その光の多くは、直接的、あるいは、側面３２ｃ3，３２ｃ4で反射され、光照射面としての側面３２ｃ1に対してその全反射臨界角よりも小さな角度で進行する。これにより、側面３２ｃ1から画像読み取り領域に向かって光が出射される。
【００３９】
上記リフレクタ３３は、導光体３２における光照射面としての上記側面３２ｃ1および光入射面３２ａ以外の部分を覆うように、反射効率の良いたとえば白色の樹脂により形成されている。このリフレクタ３３は、図２に示すように、上記導光体３２の全長寸法に対応した全長寸法を有する第１部材３３Ａおよび第２部材３３Ｂに分割されており、これらの間で導光体３２を挟み込むようにして、導光体３２を保持するようになっている。
【００４０】
第１部材３３Ａおよび第２部材３３Ｂは、図３および図５に示すように、導光体３２の補助領域３２Ａにおける幅方向両端面および上記反射面３２ｂに当接する壁面部３３ａ1，３３ａ2，３３ａ3と、導光体３２の光入射面３２ａを介して壁面部３３ａ3と対向する壁面部３３ｂとを有しており、これらの壁面部３３ａ1，３３ａ2，３３ａ3，３３ｂ間に導光体３２の補助領域３２Ａが嵌入されるようになっている。これらの壁面部３３ａ1，３３ａ2，３３ａ3，３３ｂは、図３から良くわかるように、導光体３２の光入射面３２ａよりもさらに下方に延びており、光源３１から導光体３２の光入射面３２ａまでの光路を囲む空間３１Ａを形成している。また、第１部材３３Ａおよび第２部材３３Ｂは、図３および図４に示すように、導光体３２の主要領域３２Ｂの上記側面３２ｃ2，３２ｃ3，３２ｃ4に当接する壁面部３３ｃ1，３３ｃ2と、導光体３２の主要領域３２Ｂにおける長手方向端面３２ｄに当接する壁面部３３ｄと、を有しており、これらの壁面部３３ｃ1，３３ｃ2，３３ｄ間で導光体３２の主要領域３２Ｂを狭持するようになっている。以上のような構成により、リフレクタ３３は、光源３１から発せられた光が外部に洩れることや、導光体３２内を進行する光が上記側面３２ｃ1以外の部位から外部に洩れることを防止することができる。
【００４１】
上記レンズアレイ４１は、導光体３２の側面３２ｃ1から照射されて上記画像読み取り領域で反射された光をセンサＩＣ４２の表面に集束させて画像結像を行わせるためのものであり、この直上部に画像読み取り領域が形成される。このレンズアレイ４１としては、たとえば原稿画像を正立等倍に結像させる複数のセルフォックレンズを列状に並べて樹脂製などのホルダに保持させた構造のものが適用される。
【００４２】
上記センサＩＣ４２は、細長矩形状の半導体チップの片面に複数の受光素子を一体的に造り込んだものであり、上記レンズアレイ４１で集束された光を受光素子によって受光することによりその光電変換を行い、受光量に応じた出力レベルの画像信号を出力する。このセンサＩＣ４２は、複数個のものが上記基板２４の長手方向に列をなすようにしてレンズアレイ４１の直下に実装されており、この列が、平面視において、導光体３２に対して、平行にかつ副走査方向Ｎ２に並ぶように配置されている。このイメージセンサヘッド２Ａにおいては、イメージセンサヘッド２Ａがガイド板１１に対して最も遠位側に移動した際に、ガイド板１１上の原稿よりもさらに遠位側の部分を占める領域が比較的狭くなるようにするため、センサＩＣ４２は、上記基板２４上において導光体３２（光源３１）よりも遠位側に配置されるように実装されている。
【００４３】
このようなイメージセンサヘッド２Ａは、図１に示すように、上記コントロールパネル１２に対してイメージセンサヘッド２Ａの移動に応じて撓曲可能なフレキシブルケーブル１３を介して接続されており、図２に示すように、このフレキシブルケーブル１３を接続するためのコネクタ１４を備えている。
【００４４】
上記フレキシブルケーブル１３は、イメージセンサヘッド２Ａが筐体１に対して遠位側Ｎ２ｂの端部に位置することができるように充分な長さを有している。そのため、上記フレキシブルケーブル１３は、イメージセンサヘッド２Ａがホーム位置をとる場合、図１に示すように、側面視波型状に撓曲させられた状態となる。
【００４５】
上記コネクタ１４は、図２に示すように、基板２４に取り付けられており、基板２４を挟み込みつつ基板２４上に形成された配線と導通するクリップ１４ａを有している。このコネクタ１４は、イメージセンサヘッド２Ａが移動した際にフレキシブルケーブル１３が直線状に延びるように、コントロールパネル１２から主走査方向Ｎ１に延びる線上に配置される。このイメージスキャナＡでは、図１に示すように、筐体１に対して、主走査方向Ｎ１における一端側Ｎ１ａの端部にコントロールパネル１２が配置されており、これに対応して、コネクタ１４は、基板２４に対して、長手方向Ｎ１における一端側Ｎ１ａの端部に取り付けられている。また、このイメージセンサヘッド２Ａでは、上述したように、センサＩＣ４２が基板２４に対して遠位側Ｎ２ｂに実装されているため、コネクタ１４を基板２４に対して近位側Ｎ２ａに取り付けて、コントロールパネル１２に対向させりことができる。
【００４６】
ところで、コネクタ１４を基板２４に取り付けるためには上記クリップ１４ａが占める領域を基板２４上に確保する必要があるとともに、基板２４上の配線パターンが複雑化するのを防止するため、このイメージセンサヘッド２Ａでは、上記光源３１は、基板２４上の長手方向端部のうち、コネクタ１４が取り付けられているのと反対側の他端側Ｎ１ｂの端部に実装されている。これにともない、上記導光体３２は、光源３１と対応する上記補助領域３２Ａがイメージセンサヘッド２Ａに対して主走査方向Ｎ１における他端側Ｎ１ｂの端部に配置されるものが用意されている。
【００４７】
すなわち、コネクタ１４と、光源３１と、導光体３２ないしリフレクタ３３とにおけるイメージセンサヘッド２Ａに対する配置は、イメージスキャナＡに対するコントロールパネル１２の配置に応じて決定される。
【００４８】
図６は、本願発明に係るイメージスキャナの他の例を示す概略斜視図、図７は、本願発明に係るイメージセンサヘッドの他の例を示す分解斜視図である。図６に示すイメージスキャナＢでは、筐体１においてコントロールパネル１２が先のイメージスキャナＡとは異なる位置に配置されており、これに対応して図７に示すイメージセンサヘッド２Ｂが搭載されている。すなわち、このイメージスキャナＢにおいて、コントロールパネル１２は、筐体１に対して、主走査方向Ｎ１における他端側Ｎ１ｂの端部に配置されている。イメージセンサヘッド２Ｂにおいて、コネクタ１４は基板２４における長手方向一端側Ｎ１ａの端部に取り付けられており、光源３１は基板２４における長手方向他端側Ｎ１ｂの端部に実装されている。また、このイメージセンサヘッド２Ｂでは、導光体３２′は、補助領域３２Ａと主要領域３２Ｂとの位置関係が長手方向において上記導光体３２とは逆となった構成とされており、リフレクタ３３′の構成もまた導光体３２の場合とは逆となっている。なお、イメージセンサヘッド２ＢおよびイメージスキャナＢは、上記した点以外については、先のイメージセンサヘッド２ＡおよびイメージスキャナＡと同様の構成を有しており、上記位置決め手段７がケース２０′の長手方向両端部に形成されている。
【００４９】
次に、上記構成を有するイメージセンサヘッド２Ａ，２Ｂ、およびこれを備えたイメージスキャナＡ，Ｂの作用について説明する。
【００５０】
上記イメージスキャナＡ，Ｂでは、原稿画像を読み取る前の状態において、イメージセンサヘッド２Ａ，２Ｂは、上記レンズアレイ４１が上記ガイド板１１の最も近位側Ｎ２ａの端部の直下に位置するホーム位置をとっている。上記イメージスキャナＡ，Ｂを用いて原稿画像を読み取る際には、原稿をガイド板１１に対して読み取るべき画像を対向させるように載置する。この状態で、イメージスキャナＡ，Ｂを作動させると、光源３１から発せられた光が導光体３２，３２′における光照射面としての上記側面３２ｃ1から出射しつつイメージセンサヘッド２Ａ，２Ｂが遠位側Ｎ２ｂに移動する。側面３２ｃ1から出射した光は、読み取り原稿の表面に上記画像読み取り領域を形成し、この画像読み取り領域で反射した光がレンズアレイ４１を介してセンサＩＣ４２に受光される。この間、イメージセンサヘッド２Ａ，２Ｂは、画像読み取り領域が読み取り原稿上を近位側Ｎ２ａの端部から遠位側Ｎ２ｂの端部まで移動し、これにより、上記原稿画像の全域に光が照射されるとともにその反射光がセンサＩＣ４２に受光される。すなわち、イメージセンサヘッド２Ａ，２Ｂが、原稿画像を１ライン分ずつ順次読み取り、最終的にはその全てを読み取る。そして、この後、イメージセンサヘッド２Ａ，２Ｂは、上記ホーム位置に戻る。
【００５１】
上記した過程において、フレキシブルケーブル１３は、イメージセンサヘッド２Ａの移動にともなって、撓曲または延伸させられ、このときの反力は、イメージセンサヘッド２Ａ，２Ｂの長手方向における一端部に作用する。イメージセンサヘッド２Ａ，２Ｂでは、ケース２０，２０の両端部に上記位置決め手段７が設けられているため、フレキシブルケーブル１３を介した外力が作用したとしても、その近傍における位置決め手段７により、イメージセンサヘッド２Ａが主走査方向Ｎ１に不用意に変位することを確実、適正に防止することができる。したがって、良好な読み取り画像を確実に得ることができる。
【００５２】
また、上記位置決め手段７は、ケース２０，２０′の長手方向両端部に設けられているため、コネクタ１４がケース２０，２０′に対してその長手方向のいずれの端部側に配置されていても、上記したイメージセンサヘッド２Ａ，２Ｂの主走査方向Ｎ１についての適正な位置決めを行うことができる。また、これにより、図２に示したイメージセンサヘッド２Ａのケース２０と、図１１に示したイメージセンサヘッド２Ｂのケース２０′とを共通の構成部品とすることができ、イメージセンサヘッド２Ａ，２Ｂの汎用性を高めることが可能となる。
【００５３】
もちろん、本願発明の範囲は上述した各実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した事項の範囲内でのあらゆる変更は、すべて本願発明の範囲に含まれる。たとえば、上記移動手段５としては、タイミングベルト５２を用いたベルト駆動機構が採用されているが、支持ブラケット６の両端部がレール上を移動するような構成のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るイメージスキャナの一例を示す概略斜視図である。
【図２】本願発明に係るイメージセンサヘッドの一例を示す分解斜視図である。
【図３】図１のIII-III線に沿う断面図である。
【図４】図３のIV-IV線に沿う断面図である。
【図５】図３のV-V線に沿う断面図である。
【図６】本願発明に係るイメージスキャナの他の例を示す概略斜視図である。
【図７】本願発明に係るイメージセンサヘッドの他の例を示す分解斜視図である。
【図８】従来のイメージスキャナの一例を示す概略斜視図である。
【図９】図８におけるイメージセンサヘッドを示す分解斜視図である。
【図１０】従来のイメージスキャナの他の例を示す概略斜視図である。
【図１１】従来のイメージセンサヘッドを示す分解斜視図である。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ イメージスキャナ
２Ａ，２Ｂ イメージセンサヘッド
３ 照射部
４ 受信部
６ 支持ブラケット
７ 位置決め手段
２０，２０′ ケース
【発明の属する技術分野】
本願発明は、原稿画像を読み取るのに用いられるイメージスキャナの構成部品であるイメージセンサヘッド、およびこのイメージセンサヘッドを備えたイメージスキャナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のイメージスキャナの一例を図８に示す。このイメージスキャナ１００は、フラットベッド型イメージスキャナであり、筐体１０１と、筐体１０１の上面に装着された透明なガイド板１１１と、図８中における矢印Ｎ１の主走査方向に延びるようにしてガイド板１１１の下方に配置されたイメージセンサヘッド１０２と、イメージセンサヘッド１０２を矢印Ｎ２の副走査方向に往復移動させるための移動手段１０５とを具備している。
【０００３】
筐体１０１は、イメージスキャナ１００をコントロールするためのコントロールパネル１１２が収容された第１部分１０１ａと、ガイド板１１１が装着された第２部分１０１ｂとを有する。コントロールパネル１１２は、図示しない電源スイッチや操作ボタンなどを備えており、このイメージスキャナ１００では、筐体１０１に対して図８における左上の角部近傍に配置されている。上記ガイド板１１１は、読み取り原稿をセットするためのものであり、透明ガラス等によって形成されている。
【０００４】
イメージセンサヘッド１０２は、図９に示すように、細長状のケース１２０と、ケース１２０の底部に装着された細長矩形状の基板１２４と、基板１２４の長手方向一端部に実装された光源１３１と、光源１３１から発せられた光を基板１２４の長手方向他端部側に進行させつつ読み取り原稿の所定の帯状領域に照射するように導くための導光体１３２およびリフレクタ１３３と、原稿から反射してきた光を集光して画像結像を行うレンズアレイ１４１と、レンズアレイ１４１によって集光された光を受光して光電変換を行うセンサＩＣ１４２とを具備して構成されている。
【０００５】
このイメージセンサヘッド１０２が駆動すると、原稿画像の１ライン分の読み取りが行われ、上記移動手段１０５によりイメージセンサヘッド１０２を副走査方向Ｎ２に移動させることによって、原稿画像を１ライン分ずつ順次読み取ることができるようになっている。
【０００６】
上記移動手段１０５としては、タイミングベルト１５２を用いたベルト駆動機構が採用されており、タイミングベルト１５２には、イメージセンサヘッド１０２を支持するための支持ブラケット１０６が取り付けられている。この支持ブラケット１０６はまた、副走査方向Ｎ２に延びるように筐体１０１内に配置されたガイドロッド１６０上を自由に移動可能に支持されている。図９に示すように、イメージセンサヘッド１０２のケース１２０の側面における長手方向両端部には、主走査方向Ｎ１に延びる突起１２１ａを備えた第１取り付け部１２１が設けられている一方、支持ブラケット１０６の上面には、上記突起１２１ａが嵌入可能な孔部１６２ａが設けられた第２取り付け部１６２が立設されており、これらの突起１２１ａおよび孔部１６２ａの相互嵌合により、イメージセンサヘッド１０２が支持ブラケット１０６に対して副走査方向Ｎ２について位置決めされつつ支持される。また、第１取り付け部１２１の一方およびこれと対応する第２取り付け部１６２には、イメージセンサヘッド１０２が支持ブラケット１０６に対して主走査方向Ｎ１について位置決めされるように、副走査方向Ｎ２に延びかつ互いに係合可能な凹状部１７１および凸状部１７２が形成されている。
【０００７】
図８および図９に示すように、上記従来のイメージスキャナ１００において、上記イメージセンサヘッド１０２と上記コントロールパネル１１２とは、イメージセンサヘッド１０２の移動に応じて撓曲可能なフレキシブルケーブル１１３を介して接続され、イメージセンサヘッド１０２の上記基板１２４には、フレキシブルケーブル１１３を連結するためのコネクタ１１４が取り付けられている。このコネクタ１１４は、フレキシブルケーブル１１３が副走査方向Ｎ２に沿って直線状に延びるように、コントロールパネル１１２の上記した配置位置に対応して、基板１２４の長手方向他端部に取り付けられる。なお、このイメージセンサヘッド１０２において、上記光源１３１は、上述したように、基板１２４の長手方向一端部、すなわちコネクタ１１４が取付けられる端部とは反対側の端部に実装されているが、これは、光源１３１とコネクタ１１４とが近接して基板１２４上に形成される配線が複雑化するのを防止するためである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記イメージスキャナ１００においては、副走査方向Ｎ２に移動するイメージセンサヘッド１０２の特に主走査方向Ｎ１の位置決めを正確に行なうことが、高解像度において品質の良い読み取り画像を得る上で重要である。このイメージセンサヘッド１０２では、支持ブラケット１０６に対して主走査方向Ｎ１に変位するのを防止するため、上記凹状部１７１の位置が以下のように定められている。
【０００９】
すなわち、イメージセンサヘッド１０２が副走査方向Ｎ２に移動する際には、これにともなってフレキシブルケーブル１１３が撓曲または延伸させられ、このときの反力がイメージセンサヘッド１０２に作用する。このようなフレキシブルケーブル１１３を介した外力がイメージセンサヘッド１０２の主走査方向Ｎ１への変動の原因になる。図９に示すイメージセンサヘッド１０２のように、上記凹状部１７１が、２つの第１取り付け部１２１のうち、主走査方向Ｎ１における上記コネクタ１１４が取り付けられている側に設けられている場合、すなわち凹状部１７１がイメージセンサヘッド１０２におけるフレキシブルケーブル１１３に連結された側の端部の近傍に設けられている場合、上記フレキシブルケーブル１１３を介した外力が作用する部位の近傍において上記凹状部１７１と上記凸状部１７２とによって支持ブラケット１０６に対するイメージセンサヘッド１０２の主走査方向Ｎ１への不用意な変位を適正に防止することができる。
【００１０】
図８に示したイメージスキャナ１００においては、上述したように、コントロールパネル１１２（電源スイッチおよび操作ボタン）が筐体１０１に対して図８における左上の角部近傍に配置されたデザインとされているが、イメージスキャナとして、これとは異なる位置にコントロールパネル１１２が配置されたデザインを有するものが所望される場合がある。たとえば、図１０に示すように、コントロールパネル１１２が筐体１０１に対して左下の角部近傍に配置されたイメージスキャナ１００Ｂがある。このイメージスキャナ１００Ｂには図１１に示すイメージセンサヘッド１０２Ｂが備えられており、このイメージセンサヘッド１０２Ｂでは、イメージスキャナ１００Ｂにおけるコントロールパネル１１２の配置位置に対応して、基板１２４に対するコネクタ１１４の取り付け位置が、基板１２４の長手方向において、図９に示すイメージセンサヘッド１０２の場合とは逆の配置となっている。
【００１１】
図１１に示すイメージセンサヘッド１０２Ｂを製造する際には、図９に示すイメージセンサヘッド１０２で用いたのと同様のケース１０１を採用することによって、製造コストを低減することが可能であると考えられる。しかしながら、図９に示すイメージセンサヘッド１０２のケース１０１をそのまま図１１に示すイメージセンサヘッド１０２Ｂに適用させた場合では、図１０に示すように、上記イメージセンサヘッド１０２の主走査方向Ｎ１へのずれ動を防止するべき凹状部１７２がコネクタ１１４とは反対側の端部に配置されることになる。この場合、フレキシブルケーブル１１３からの外力が作用する部位に対してイメージセンサヘッド１０２の主走査方向Ｎ１への位置決めを行なうべき凹状部１７２が遠く離れてしまうため、フレキシブルケーブル１１３からの外力に起因したイメージセンサヘッド１０２の主走査方向の位置決めを適正に行なうことができなくなる。
【００１２】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、良好な読み取り画像を取得可能であるとともにイメージスキャナに対する組み付けに際してより汎用性のあるイメージセンサヘッド、およびこれを備えたイメージスキャナを提供することをその課題とする。
【００１３】
【発明の開示】
上記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。
【００１４】
すなわち、本願発明の第１の側面により提供されるイメージセンサヘッドは、細長状のケース内に、読み取り原稿を照明するべく光を照射するための照射部と、読み取り原稿から反射してきた光を受光するとともにその受光量に応じて光電変換を行う受信部と、が具備されており、上記ケースが長手状の支持ブラケットに装着されて使用されるイメージセンサヘッドであって、上記ケースの長手方向両端部には、上記支持ブラケットに対して上記イメージセンサヘッドをその長手方向の回動中心軸を中心として回動可能に取り付けるための２つの第１取り付け部がそれぞれ上記ケースの幅方向に突出するように形成されているとともに、各第１取り付け部は上記ケースの長手方向に延び、かつ上記回動中心軸となる突起を有しており、この突起が上記支持ブラケットにおいて上記各第１取り付け部と対応して形成された２つの第２取り付け部の孔部にそれぞれ相互嵌合させられている一方、上記各第１取り付け部はまた、上記ケースの幅方向に延びるように形成された凹状部をそれぞれ有しているとともに、上記支持ブラケットにはまた、その長手方向両端部において、上記各凹状部に係合可能な２つの凸状部が上記２つの第２取り付け部に近接して形成されており、これら凹状部と凸状部とにより、上記支持ブラケットに対する上記ケースの長手方向の移動を規制するための位置決め手段が上記ケースの長手方向両端部において構成されていることを特徴としている。
【００１６】
好ましい実施の形態においてはまた、上記ケースの底部には、上記照射部の構成部品である光源を長手方向一端部に実装した帯板状の基板が装着されており、上記基板の長手方向他端部には、外部接続用のコネクタが取り付けられている。
【００１７】
本願発明の第２の側面により提供されるイメージスキャナは、本願発明の第１の側面に係るイメージセンサヘッドと、上記支持ブラケットを備えているとともに上記イメージセンサヘッドを上記ケースの幅方向である副走査方向に往復移動させるための移動手段と、上記イメージセンサヘッドを導通接続するためのケーブルと、を具備することを特徴としている。
【００１８】
本願発明のその他の特徴および利点については、以下に行う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。
【００１９】
【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、図面を参照して具体的に説明する。
【００２０】
図１は、本願発明に係るイメージスキャナの一例を示している。このイメージスキャナＡは、フラットベッド型イメージスキャナであって、筐体１と、筐体１の上面に装着されたガイド板１１と、図１中における矢印Ｎ１方向の主走査方向に延びるイメージセンサヘッド２Ａと、イメージセンサヘッド２Ａを矢印Ｎ２方向の副走査方向に往復移動させるための移動手段５とを具備して構成されている。
【００２１】
上記筐体１は、このイメージスキャナＡの外装をなし、このイメージスキャナＡでは、副走査方向Ｎ２が長手方向となる直方体状を呈している。イメージセンサヘッド２Ａのホーム位置側（図１における矢印Ｎ２ａ側）を近位側とすると、この筐体１は、近位側Ｎ２ａの第１部分１ａと遠位側Ｎ２ｂの第２部分１ｂとを有している。第１部分１ａの内部には、このイメージスキャナＡをコントロールするための種々の部品が基板上に搭載されてなるコントロールパネル１２や、上記移動手段５の一構成部品であるモータ５１などが収容される。コントロールパネル１２には、第１部分１ａの上壁部から突出する図示しない電源スイッチや操作ボタンなどが備えられている。第２部分１ｂは、上記ガイド板１１が装着された部分であって、この内部をイメージセンサヘッド２Ａが移動するようになっている。
【００２２】
上記ガイド板１１は、読み取り原稿をセットするためのものであり、予め設定した原稿サイズに応じてその広さが規定されている。ガイド板１１は、ガラスなど透明な部材により平板状に形成されており、このガイド板１１に対して、読み取り画像が形成された面が対向するようにして原稿を載置する。
【００２３】
上記イメージセンサヘッド２Ａは、細長なケース２０内に、読み取り原稿の所定の帯状領域（以下、「画像読み取り領域」という）に光を照射する照射部３と、画像読み取り領域から反射してきた光を受光することによりその画像を信号化する受信部４とを具備した基本構成を有しており、上記移動手段５に対して支持ブラケット６を介して取り付けられている。なお、イメージセンサヘッド２Ａの上記基本構成については後記するものとする。
【００２４】
上記移動手段５としては、このイメージスキャナＡでは、ベルト５２としてタイミングベルトを用いたベルト駆動機構が採用されており、イメージセンサヘッド２Ａを副走査方向Ｎ２に精密に移動させることができるようになっている。上記支持ブラケット６は、イメージセンサヘッド２Ａを下方から支持するものであって、イメージセンサヘッド２Ａのケース２０に対応して帯状とされた板部６１を有しており、この板部６１の長手方向が直交するようにしてベルト５２に固定されている。この支持ブラケット６は、副走査方向Ｎ２に延びるようにして筐体１内に配置されたガイドロッド６０上を自由に移動可能に支持されており、イメージセンサヘッド２Ａを装着した状態でもベルト５２が撓んで降下することや、ベルト５２に対して回動することが防止されている。
【００２５】
このイメージスキャナＡが駆動すると、移動手段５によるイメージセンサヘッド２Ａの移動にともなって、上記画像読み取り領域が読み取り原稿上を変位していく。これにより、イメージセンサヘッド２Ａは、原稿画像を１ライン分ずつ順次読み取っていき、最終的に原稿画像の全てを読み取ることができるようなっている。
【００２６】
このイメージセンサヘッド２Ａは、これが支持ブラケット６に対して長手方向に移動するのを規制するための位置決め手段７を有しており、この位置決め手段７をケース２０の長手方向両端部に備えていることが最大の特徴となっている。
【００２７】
より詳細には、図２に示すように、上記ケース２０の長手方向両端部には、イメージセンサヘッド２Ａを支持ブラケット６に取り付けるための第１取り付け部２１が形成されている。各第１取り付け部２１は、ケース２０の幅方向に突出するように形成されており、ケース２０の長手方向（主走査方向Ｎ１）に延びる円柱状の突起２１ａを有している。一方、支持ブラケット６の上記板部６１における長手方向両端部には、上記各第１取り付け部２１に対応した第２取り付け部６２が立設されており、各第２取り付け部６２には、ケース２０の突起２１ａが嵌入可能な円筒内面状の孔部６２ａが形成されている。これら突起２１ａと孔部６２ａとが相互嵌合することによって、イメージセンサヘッド２Ａは、支持ブラケット６に対して、副走査方向Ｎ２について位置決めされつつ支持される。
【００２８】
また、イメージセンサヘッド２Ａは、突起２１ａと孔部６２ａとの相互嵌合により、支持ブラケット６に対して主走査方向Ｎ１に延びる軸を中心として回動可能となり、イメージセンサヘッド２Ａと支持ブラケット６との間に介装した弾性体６３により上方に付勢されている。これにより、支持ブラケット６は、ガイド板１１に対して、後述する回転体２５ａが常時当接するように配置される。
【００２９】
上記位置決め手段７は、ケース２０の幅方向に延びるように形成された凹状部７１を有しており、この凹状部７１は、各第１取り付け部２１の底部に形成されている。一方、支持ブラケット６の板部６１における長手方向両端部には、凹状部７１に係合可能な凸状部７２が設けられており、これら凹状部７１と凸状部７２とが相互係合することによって、イメージセンサヘッド２Ａが支持ブラケット６に対して長手方向に移動するのを規制することができるようになっている。
【００３０】
なお、この実施形態においては、突起２１ａおよび凹状部７１がケース２０に形成されている一方、孔部６２ａおよび凸状部７２が支持ブラケット６に形成されているが、これとは逆に、突起２１ａおよび凹状部７１が支持ブラケット６に形成されており、孔部６２ａおよび凸状部７２がケース２０に形成されていてもよい。
【００３１】
次いで、イメージセンサヘッド２Ａの基本構成について説明する。
【００３２】
イメージセンサヘッド２Ａは、図２に示すように、細長なケース２０内に、照射部３を構成する光源３１、導光体３２およびリフレクタ３３と、受信部４を構成するレンズアレイ４１およびセンサＩＣ４２とを具備させたものである。
【００３３】
上記ケース２０は、その表面における光の反射を防止するため、たとえば黒色の樹脂により形成されている。このケース２０は、導光体３２およびリフレクタ３３を収容する収容部２２と、レンズアレイ４１を収容する溝部２３とを有しており、このケース２０の底部には、帯状の基板２４が装着されている。このケース２０の上部における長手方向両端部には、照射部３の後述する光照射面３２ｃ1およびレンズアレイ４１と、上記ガイド板１１との間隔を一定に保つためのスペーサ２５が取り付けられている。このスペーサ２５には、主走査方向Ｎ１に延びる軸を回転軸とする円板状の回転体２５ａが備えられており、イメージセンサヘッド２Ａが移動する際には、これらの回転体２５ａがガイド板１１に当接しつつ回転することによって、イメージセンサヘッド２Ａがスムーズに移動できるようになっている。
【００３４】
光源３１は、たとえばＲ、Ｇ、Ｂの各色の光を発する３種類のＬＥＤチップを一纏めに樹脂パッケージしたものであり、カラーの原稿の読み取りに対応可能なものである。むろん、モノクロ原稿の読み取りに対応させる場合には、白色光またはそれとは別の単色光を発するＬＥＤを用いればよい。この光源３１は、上記基板２４上の長手方向端部に実装されている。
【００３５】
導光体３２は、光源３１から発せられた光を上記画像読み取り領域に効率良く導くためのものである。この導光体３２は、たとえばＰＭＭＡなどのアクリル系透明樹脂やその他の光透過性を有する部材により形成されており、各所の表面は全て鏡面とされている。透明部材の表面を鏡面にすれば、この透明部材の内部に光を導いた場合において、透明部材の表面に対して、この透明部材の材質によって特定される全反射臨界角よりも大きな角度で入射する光線を全反射させることができる。その一方、上記全反射臨界角よりも小さな角度で入射する光線については、透明部材の外部へそのまま透過させることができる。なお、上記鏡面とは、必ずしも表面が積極的に研磨されている面である必要はない。たとえば金型を用いて導光体５を成形する場合には、その成形によって得られた比較的滑らかな面であってもよい。
【００３６】
この導光体３２は、光源３１に対応する位置に配置された補助領域３２Ａと、主走査方向Ｎ１に延びる主要領域３２Ｂとを有している。補助領域３２Ａには、図３に示すように、光源３１に対向して光源３１から光を受ける光入射面３２ａと、光入射面３２ａから入射した光を反射させてこの光を主要領域３２Ｂに向けて進行させる反射面３２ｂとを有している。
【００３７】
一方、主要領域３２Ｂには、図４に示すように、主走査方向Ｎ１に延びて、補助領域３２Ａから進行してきた光を反射することによりこの光を主走査方向Ｎ１に進行させる複数の側面３２ｃ1，３２ｃ2，３２ｃ3，３２ｃ4を有している。これらの側面３２ｃ1，３２ｃ2，３２ｃ3，３２ｃ4のうち、側面３２ｃ1は、画像読み取り領域Ｓに光を照射する光照射面として形成されており、リフレクタ３３から露出して上記画像読み取り領域に面している。側面３２ｃ1に対向配置された側面３２ｃ2には、導光体３２内においてこの側面３２ｃ2に進行してきた光の一部を散乱反射させることによってその進行方向を急激に変化させるための図示しない散乱手段が設けられている。この散乱手段は、たとえば、断面形状が半円形とされた複数の凹部または凸部を側面３２ｃ2の適所に形成することによって構成する。
【００３８】
上記導光体３２において、上記側面３２ｃ1〜３２ｃ4の形状は、主要領域３２Ｂ内に進入した光が以下のように進行するように規定されている。すなわち、光源３１から発せられた光が補助領域３２Ａ内に入射してから主要領域３２Ｂに向けて進行すると、その光は側面３２ｃ1，３２ｃ2，３２ｃ3，３２ｃ4の各所において全反射を繰り返しながら、導光体３２の長手方向における補助領域３２Ａとは反対側の端面に向かって進行する。この光のうち、側面３２ｃ2における上記散乱手段を設けた部分に入射した光は、種々の方向に散乱反射され、急激にその進路が変えられるため、その光の多くは、直接的、あるいは、側面３２ｃ3，３２ｃ4で反射され、光照射面としての側面３２ｃ1に対してその全反射臨界角よりも小さな角度で進行する。これにより、側面３２ｃ1から画像読み取り領域に向かって光が出射される。
【００３９】
上記リフレクタ３３は、導光体３２における光照射面としての上記側面３２ｃ1および光入射面３２ａ以外の部分を覆うように、反射効率の良いたとえば白色の樹脂により形成されている。このリフレクタ３３は、図２に示すように、上記導光体３２の全長寸法に対応した全長寸法を有する第１部材３３Ａおよび第２部材３３Ｂに分割されており、これらの間で導光体３２を挟み込むようにして、導光体３２を保持するようになっている。
【００４０】
第１部材３３Ａおよび第２部材３３Ｂは、図３および図５に示すように、導光体３２の補助領域３２Ａにおける幅方向両端面および上記反射面３２ｂに当接する壁面部３３ａ1，３３ａ2，３３ａ3と、導光体３２の光入射面３２ａを介して壁面部３３ａ3と対向する壁面部３３ｂとを有しており、これらの壁面部３３ａ1，３３ａ2，３３ａ3，３３ｂ間に導光体３２の補助領域３２Ａが嵌入されるようになっている。これらの壁面部３３ａ1，３３ａ2，３３ａ3，３３ｂは、図３から良くわかるように、導光体３２の光入射面３２ａよりもさらに下方に延びており、光源３１から導光体３２の光入射面３２ａまでの光路を囲む空間３１Ａを形成している。また、第１部材３３Ａおよび第２部材３３Ｂは、図３および図４に示すように、導光体３２の主要領域３２Ｂの上記側面３２ｃ2，３２ｃ3，３２ｃ4に当接する壁面部３３ｃ1，３３ｃ2と、導光体３２の主要領域３２Ｂにおける長手方向端面３２ｄに当接する壁面部３３ｄと、を有しており、これらの壁面部３３ｃ1，３３ｃ2，３３ｄ間で導光体３２の主要領域３２Ｂを狭持するようになっている。以上のような構成により、リフレクタ３３は、光源３１から発せられた光が外部に洩れることや、導光体３２内を進行する光が上記側面３２ｃ1以外の部位から外部に洩れることを防止することができる。
【００４１】
上記レンズアレイ４１は、導光体３２の側面３２ｃ1から照射されて上記画像読み取り領域で反射された光をセンサＩＣ４２の表面に集束させて画像結像を行わせるためのものであり、この直上部に画像読み取り領域が形成される。このレンズアレイ４１としては、たとえば原稿画像を正立等倍に結像させる複数のセルフォックレンズを列状に並べて樹脂製などのホルダに保持させた構造のものが適用される。
【００４２】
上記センサＩＣ４２は、細長矩形状の半導体チップの片面に複数の受光素子を一体的に造り込んだものであり、上記レンズアレイ４１で集束された光を受光素子によって受光することによりその光電変換を行い、受光量に応じた出力レベルの画像信号を出力する。このセンサＩＣ４２は、複数個のものが上記基板２４の長手方向に列をなすようにしてレンズアレイ４１の直下に実装されており、この列が、平面視において、導光体３２に対して、平行にかつ副走査方向Ｎ２に並ぶように配置されている。このイメージセンサヘッド２Ａにおいては、イメージセンサヘッド２Ａがガイド板１１に対して最も遠位側に移動した際に、ガイド板１１上の原稿よりもさらに遠位側の部分を占める領域が比較的狭くなるようにするため、センサＩＣ４２は、上記基板２４上において導光体３２（光源３１）よりも遠位側に配置されるように実装されている。
【００４３】
このようなイメージセンサヘッド２Ａは、図１に示すように、上記コントロールパネル１２に対してイメージセンサヘッド２Ａの移動に応じて撓曲可能なフレキシブルケーブル１３を介して接続されており、図２に示すように、このフレキシブルケーブル１３を接続するためのコネクタ１４を備えている。
【００４４】
上記フレキシブルケーブル１３は、イメージセンサヘッド２Ａが筐体１に対して遠位側Ｎ２ｂの端部に位置することができるように充分な長さを有している。そのため、上記フレキシブルケーブル１３は、イメージセンサヘッド２Ａがホーム位置をとる場合、図１に示すように、側面視波型状に撓曲させられた状態となる。
【００４５】
上記コネクタ１４は、図２に示すように、基板２４に取り付けられており、基板２４を挟み込みつつ基板２４上に形成された配線と導通するクリップ１４ａを有している。このコネクタ１４は、イメージセンサヘッド２Ａが移動した際にフレキシブルケーブル１３が直線状に延びるように、コントロールパネル１２から主走査方向Ｎ１に延びる線上に配置される。このイメージスキャナＡでは、図１に示すように、筐体１に対して、主走査方向Ｎ１における一端側Ｎ１ａの端部にコントロールパネル１２が配置されており、これに対応して、コネクタ１４は、基板２４に対して、長手方向Ｎ１における一端側Ｎ１ａの端部に取り付けられている。また、このイメージセンサヘッド２Ａでは、上述したように、センサＩＣ４２が基板２４に対して遠位側Ｎ２ｂに実装されているため、コネクタ１４を基板２４に対して近位側Ｎ２ａに取り付けて、コントロールパネル１２に対向させりことができる。
【００４６】
ところで、コネクタ１４を基板２４に取り付けるためには上記クリップ１４ａが占める領域を基板２４上に確保する必要があるとともに、基板２４上の配線パターンが複雑化するのを防止するため、このイメージセンサヘッド２Ａでは、上記光源３１は、基板２４上の長手方向端部のうち、コネクタ１４が取り付けられているのと反対側の他端側Ｎ１ｂの端部に実装されている。これにともない、上記導光体３２は、光源３１と対応する上記補助領域３２Ａがイメージセンサヘッド２Ａに対して主走査方向Ｎ１における他端側Ｎ１ｂの端部に配置されるものが用意されている。
【００４７】
すなわち、コネクタ１４と、光源３１と、導光体３２ないしリフレクタ３３とにおけるイメージセンサヘッド２Ａに対する配置は、イメージスキャナＡに対するコントロールパネル１２の配置に応じて決定される。
【００４８】
図６は、本願発明に係るイメージスキャナの他の例を示す概略斜視図、図７は、本願発明に係るイメージセンサヘッドの他の例を示す分解斜視図である。図６に示すイメージスキャナＢでは、筐体１においてコントロールパネル１２が先のイメージスキャナＡとは異なる位置に配置されており、これに対応して図７に示すイメージセンサヘッド２Ｂが搭載されている。すなわち、このイメージスキャナＢにおいて、コントロールパネル１２は、筐体１に対して、主走査方向Ｎ１における他端側Ｎ１ｂの端部に配置されている。イメージセンサヘッド２Ｂにおいて、コネクタ１４は基板２４における長手方向一端側Ｎ１ａの端部に取り付けられており、光源３１は基板２４における長手方向他端側Ｎ１ｂの端部に実装されている。また、このイメージセンサヘッド２Ｂでは、導光体３２′は、補助領域３２Ａと主要領域３２Ｂとの位置関係が長手方向において上記導光体３２とは逆となった構成とされており、リフレクタ３３′の構成もまた導光体３２の場合とは逆となっている。なお、イメージセンサヘッド２ＢおよびイメージスキャナＢは、上記した点以外については、先のイメージセンサヘッド２ＡおよびイメージスキャナＡと同様の構成を有しており、上記位置決め手段７がケース２０′の長手方向両端部に形成されている。
【００４９】
次に、上記構成を有するイメージセンサヘッド２Ａ，２Ｂ、およびこれを備えたイメージスキャナＡ，Ｂの作用について説明する。
【００５０】
上記イメージスキャナＡ，Ｂでは、原稿画像を読み取る前の状態において、イメージセンサヘッド２Ａ，２Ｂは、上記レンズアレイ４１が上記ガイド板１１の最も近位側Ｎ２ａの端部の直下に位置するホーム位置をとっている。上記イメージスキャナＡ，Ｂを用いて原稿画像を読み取る際には、原稿をガイド板１１に対して読み取るべき画像を対向させるように載置する。この状態で、イメージスキャナＡ，Ｂを作動させると、光源３１から発せられた光が導光体３２，３２′における光照射面としての上記側面３２ｃ1から出射しつつイメージセンサヘッド２Ａ，２Ｂが遠位側Ｎ２ｂに移動する。側面３２ｃ1から出射した光は、読み取り原稿の表面に上記画像読み取り領域を形成し、この画像読み取り領域で反射した光がレンズアレイ４１を介してセンサＩＣ４２に受光される。この間、イメージセンサヘッド２Ａ，２Ｂは、画像読み取り領域が読み取り原稿上を近位側Ｎ２ａの端部から遠位側Ｎ２ｂの端部まで移動し、これにより、上記原稿画像の全域に光が照射されるとともにその反射光がセンサＩＣ４２に受光される。すなわち、イメージセンサヘッド２Ａ，２Ｂが、原稿画像を１ライン分ずつ順次読み取り、最終的にはその全てを読み取る。そして、この後、イメージセンサヘッド２Ａ，２Ｂは、上記ホーム位置に戻る。
【００５１】
上記した過程において、フレキシブルケーブル１３は、イメージセンサヘッド２Ａの移動にともなって、撓曲または延伸させられ、このときの反力は、イメージセンサヘッド２Ａ，２Ｂの長手方向における一端部に作用する。イメージセンサヘッド２Ａ，２Ｂでは、ケース２０，２０の両端部に上記位置決め手段７が設けられているため、フレキシブルケーブル１３を介した外力が作用したとしても、その近傍における位置決め手段７により、イメージセンサヘッド２Ａが主走査方向Ｎ１に不用意に変位することを確実、適正に防止することができる。したがって、良好な読み取り画像を確実に得ることができる。
【００５２】
また、上記位置決め手段７は、ケース２０，２０′の長手方向両端部に設けられているため、コネクタ１４がケース２０，２０′に対してその長手方向のいずれの端部側に配置されていても、上記したイメージセンサヘッド２Ａ，２Ｂの主走査方向Ｎ１についての適正な位置決めを行うことができる。また、これにより、図２に示したイメージセンサヘッド２Ａのケース２０と、図１１に示したイメージセンサヘッド２Ｂのケース２０′とを共通の構成部品とすることができ、イメージセンサヘッド２Ａ，２Ｂの汎用性を高めることが可能となる。
【００５３】
もちろん、本願発明の範囲は上述した各実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した事項の範囲内でのあらゆる変更は、すべて本願発明の範囲に含まれる。たとえば、上記移動手段５としては、タイミングベルト５２を用いたベルト駆動機構が採用されているが、支持ブラケット６の両端部がレール上を移動するような構成のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るイメージスキャナの一例を示す概略斜視図である。
【図２】本願発明に係るイメージセンサヘッドの一例を示す分解斜視図である。
【図３】図１のIII-III線に沿う断面図である。
【図４】図３のIV-IV線に沿う断面図である。
【図５】図３のV-V線に沿う断面図である。
【図６】本願発明に係るイメージスキャナの他の例を示す概略斜視図である。
【図７】本願発明に係るイメージセンサヘッドの他の例を示す分解斜視図である。
【図８】従来のイメージスキャナの一例を示す概略斜視図である。
【図９】図８におけるイメージセンサヘッドを示す分解斜視図である。
【図１０】従来のイメージスキャナの他の例を示す概略斜視図である。
【図１１】従来のイメージセンサヘッドを示す分解斜視図である。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ イメージスキャナ
２Ａ，２Ｂ イメージセンサヘッド
３ 照射部
４ 受信部
６ 支持ブラケット
７ 位置決め手段
２０，２０′ ケース
Claims (3)
- 細長状のケース内に、読み取り原稿を照明するべく光を照射するための照射部と、読み取り原稿から反射してきた光を受光するとともにその受光量に応じて光電変換を行う受信部と、が具備されており、上記ケースが長手状の支持ブラケットに装着されて使用されるイメージセンサヘッドであって、
上記ケースの長手方向両端部には、上記支持ブラケットに対して上記イメージセンサヘッドをその長手方向の回動中心軸を中心として回動可能に取り付けるための２つの第１取り付け部がそれぞれ上記ケースの幅方向に突出するように形成されているとともに、各第１取り付け部は上記ケースの長手方向に延び、かつ上記回動中心軸となる突起を有しており、この突起が上記支持ブラケットにおいて上記各第１取り付け部と対応して形成された２つの第２取り付け部の孔部にそれぞれ相互嵌合させられている一方、
上記各第１取り付け部はまた、上記ケースの幅方向に延びるように形成された凹状部をそれぞれ有しているとともに、上記支持ブラケットにはまた、その長手方向両端部において、上記各凹状部に係合可能な２つの凸状部が上記２つの第２取り付け部に近接して形成されており、これら凹状部と凸状部とにより、上記支持ブラケットに対する上記ケースの長手方向の移動を規制するための位置決め手段が上記ケースの長手方向両端部において構成されていることを特徴とする、イメージセンサヘッド。 - 上記ケースの底部には、上記照射部の構成部品である光源を長手方向一端部に実装した帯板状の基板が装着されており、
上記基板の長手方向他端部には、外部接続用のコネクタが取り付けられている、請求項１に記載のイメージセンサヘッド。 - 請求項１または２に記載のイメージセンサヘッドと、上記支持ブラケットを備えているとともに上記イメージセンサヘッドを上記ケースの幅方向である副走査方向に往復移動させるための移動手段と、上記イメージセンサヘッドを導通接続するためのケーブルと、を具備することを特徴とする、イメージスキャナ。
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