JP4609514B2 - イメージセンサ - Google Patents

Description

この発明は、ＬＥＤ光源などを搭載したイメージセンサに関するものである。

原稿面を均一で精度良く照明する手段として、照射する光の照射効率や光源取り付け時に発生する照射角度の高精度化が望まれる。例えば特開平８−３４０４１９号公報図１（特許文献１参照）には、原稿２面に光を照射する光源部を原稿２面に対して斜めに配置する光源固定側壁部１０と光源部から原稿２の反射面部に向けて両側に広がる集光側壁面部１１ａ，１１ｂを形成したフレーム３を備えた密着型イメージセンサが開示されている。

また、特開平７−１３５５４８号公報図４（特許文献２参照）には、ＬＥＤアレイ３’から照射される光の光路に沿う位置に２枚の反射板４’を備えたイメージセンサで、ＬＥＤアレイ３’の光路側でフレーム１’と固定されているものが開示されている。

特開平８−３４０４１９号公報（第１図）

特開平７−１３５５４８号公報（第４図）

しかしながら、特許文献１に記載のものは、フレーム部３の形状により、周辺部の光が拡散反射するので、原稿２の反射面の照度が増加するもののＬＥＤアレイ４とフレーム部３との取り付け構造の詳細については言及されていない。

特許文献２に記載のものは、光量を減少させること無く被読み取り物を照射するもののＬＥＤアレＩ３’とフレーム１’との取り付け部分の詳細については言及されていない。

この発明は上記のような課題を解消するためになされたものであり、光源から発する光を効率良く受光すると共に長尺の読み取り領域であっても光源の照射効率や照射角度の精度を確保することが可能なイメージセンサを提供することを目的とする。

請求項１の発明に係るイメージセンサは、原稿読み取りの主走査方向に延在する基板上に設けられた光源と、この光源で照射された原稿の反射光を収束するレンズと、このレンズで収束された光を受光する受光部と、表面側の窪み部に前記光源を載置し、表面側端部に設けられた突起部を有し、裏面側の端部に沿って主走査方向に切り欠き部を形成し、この切り欠き部と直交する立壁部を裏面側に設けた放熱板と、この放熱板と前記光源とを中空領域を設けて収納し、前記光源の光の照射路を形成する側壁側に前記放熱板の突起部を当接させる当接部を設けると共に前記立壁部と直交して貫通する複数のねじ穴部を有する筐体と、この筐体のねじ穴部に挿入し、前記立壁部に突き当てて前記放熱板の前記切り欠き部を前記筐体の中空壁面に沿って副走査方向にスライドさせ前記放熱板の突起部と前記筐体の当接部とを結合するねじとを備えたものである。

請求項２の発明に係るイメージセンサは、原稿読み取りの主走査方向に延在する基板上に設けられた光源と、この光源で照射された原稿の反射光を収束するレンズと、このレンズで収束された光を受光する受光部と、表面側の窪み部に前記光源を載置し、表面側端部に設けられた突起部を有し、裏面側の端部に沿って主走査方向に切り欠き部を形成し、この切り欠き部の面と狭角を形成する面を有する立壁部を裏面側に設けた放熱板と、この放熱板と前記光源とを中空領域を設けて収納し、前記光源の光の照射路を形成する側壁側に前記放熱板の突起部と当接させる当接部を設けると共に前記立壁部の面と傾斜して貫通する複数のねじ穴部を有する筐体と、この筐体のねじ穴部に挿入し、前記立壁部に突き当てて前記放熱板の前記切り欠き部を前記筐体の中空壁面に沿って副走査方向にスライドさせ前記放熱板の突起部と前記筐体の当接部とを結合するねじとを備えたものである。

請求項３の発明に係るイメージセンサは、前記突起部が、前記放熱板の表面側両端に設けられ、その内側が前記窪み部である請求項１又は２に記載のものである。

請求項４の発明に係るイメージセンサは、原稿読み取りの主走査方向に延在する基板上に設けられた光源と、この光源で照射された原稿の反射光を収束するレンズと、このレンズで収束された光を受光する受光部と、表面側に前記光源を載置し、裏面側の端部に沿って主走査方向に切り欠き部を形成し、この切り欠き部と直交する立壁部を裏面側に設けた放熱板と、この放熱板と前記光源とを中空領域を設けて収納し、前記光源の光の照射路を形成する側壁側に前記放熱板の端部を当接させる当接部を設けると共に前記立壁部と直交して貫通する複数のねじ穴部を有する筐体と、この筐体のねじ穴部に挿入し、前記立壁部に突き当てて前記放熱板の前記切り欠き部を前記筐体の中空壁面に沿って副走査方向にスライドさせ前記放熱板の突起部と前記筐体の当接部とを結合するねじとを備えたものである。

請求項５の発明に係るイメージセンサは、原稿読み取りの主走査方向に延在する基板上に設けられた光源と、この光源で照射された原稿の反射光を収束するレンズと、このレンズで収束された光を受光する受光部と、表面側に前記光源を載置し、裏面側の端部に沿って主走査方向に切り欠き部を形成し、この切り欠き部の面と狭角を形成する面を有する立壁部を裏面側に設けた放熱板と、この放熱板と前記光源とを中空領域を設けて収納し、前記光源の光の照射路を形成する側壁側に前記放熱板の端部と当接させる当接部を設けると共に前記立壁部の面と傾斜して貫通する複数のねじ穴部を有する筐体と、この筐体のねじ穴部に挿入し、前記立壁部に突き当てて前記放熱板の前記切り欠き部を前記筐体の中空壁面に沿って副走査方向にスライドさせ前記放熱板の突起部と前記筐体の当接部とを結合するねじとを備えたものである。

請求項６の発明に係るイメージセンサは、前記当接部が、前記放熱板の両端にそれぞれ対応して設けられた請求項４又は５に記載のものである。

請求項７の発明に係るイメージセンサは、前記光源を搭載する基板は複数個に分割され隣接する端部で互いに当接している請求項１〜６のいずれかに記載のものである。

請求項１及び４に係るイメージセンサによれば、放熱板の切り欠き部を筐体と接触させた状態で副走査方向にスライドして放熱板と筐体とを結合する構造なので、光源の照射位置や照射角度を筐体で決まる所定の位置に精度良く設定することが可能であり光源の照射効率や照射角度の精度を確保したイメージセンサを得ることができる。

請求項２及び５に係るイメージセンサによれば、放熱板の立壁部の面と傾斜するねじ穴部を設け、ねじを立壁部に突き当てて放熱板と筐体とを結合するので請求項１及び４に係るイメージセンサの効果に加えて多様な組み立て条件や状態においても放熱板の自重の影響による組み立て精度の低下を防止できるイメージセンサを得ることができる。

請求項３及び６に係るイメージセンサによれば、請求項１、２、４、５に係るイメージセンサの効果に加えて、より照射位置や照射角度の精度が高いイメージセンサを得ることができる。

請求項７に係るイメージセンサによれば、請求項１〜６に係るイメージセンサの効果に加えて、光源を搭載する基板は複数個に分割され隣接する端部で互いに当接させるので光源を等ピッチで配列することで、長尺の読み取り領域であっても光源の特殊化によるコストアップを防止すると共に長尺化による照射精度の低下を防止する長尺のイメージセンサを得ることができる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について図１を用いて説明する。図１は、実施の形態１によるイメージセンサの断面図である。図１において、１は読み取り用の原稿（被照射体）、２は原稿１を照射する基板上にＬＥＤチップなどをアレイ状に配列した光源であり、２ａはＬＥＤチップ、２ｂはＬＥＤチップ２ａを搭載した基板である。３は光を透過させる透過体、４は原稿１で反射した光を収束するロッドレンズアレイなどで構成したレンズ体、５はレンズ体４で収束した光を受光する主走査方向（原稿１の読み取り幅方向）に直線的に配置した光電変換素子である受光部（センサＩＣ）、６はセンサＩＣ５を載置するセンサ基板、７はセンサ基板６に搭載したコンデンサなどの電子部品、８は光源２を載置する金属素材で構成した放熱板であり、８ａは放熱板８の表面側両端に主走査方向に設けられた突起部、８ｂは放熱板８の裏面側端部に主走査方向に延在して設けた切り欠き部、８ｃは放熱板８の裏面側に設けられた立壁部である。なお、光源２は放熱板８の表面側突起部内側の窪み部（平坦部）にビスなどで固定する。

９は金属などで構成した筐体であり、レンズ体４、センサ基板６及び光源２を載置した放熱板８を収納する。９ａは筐体９の側面に設けたねじ穴部、９ｂは光源２及び放熱板８を収納する筐体９の中空部（中空領域）、９ｃは筐体９の中空部９ｂに設けた当接部、９ｄはセンサ基板６を保持する筐体９の載置台である。１０は筐体９のねじ穴部９ａに挿入し、放熱板８を可動（スライド）させ、放熱板８の突起部８ａと筐体９の当接部９ｃのそれぞれを当接させて結合させるねじである。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示す。

図２は、図１に示すイメージセンサの側面図であり、１１はイメージセンサに光源２を含む電源及び信号を入出力する外部コネクタである。図中、図１と同一符号は、同一又は相当部分を示す。

図３は、実施の形態１によるイメージセンサの放熱板に載置された光源の平面図である。図３において、１２は基板２ｂと放熱板８とを固定するビス、１３は光源２に電力を供給する外部コネクタ１１から電力供給を受けるコネクタであり、本実施の形態１では２組の光源２を１組の放熱板８に載置している。図中、図１と同一符号は、同一又は相当部分を示す。

次に動作について図１〜図３を用いて説明する。光源２から発した光は透過体３を通過して全体的に均一な照明光が副走査方向（原稿１の搬送方向）に搬送される被照射体１の読み取り位置（照射領域）に集中する。

原稿面の画像情報により反射した光はロッドレンズアレイ４で収束され、ロッドレンズアレイ４で収束された反射光はセンサ基板６の受光部５で光電変換される。光源２には多数のＬＥＤチップ２ａが９．７ｍｍピッチで配置され、２組の光源２でもって約Ａ０サイズの読み取り領域を有している。ＬＥＤチップ２ａの配列ピッチは光源２同士が分割されていても同一ピッチが好ましく本実施の形態１では片側端部に光源用のコネクタ１３を設け、点対称にして光源２同士を当接させて９．７ｍｍピッチを確保している。

図４は、この発明の実施の形態１によるイメージセンサの光源を載置する放熱板と筐体との関係を説明する照明系部分の部分拡大断面図である。図中、図１と同一符号は、同一又は相当部分を示す。

基板２ｂの表面に形成したＬＥＤチップ２ａの照射方向により光源２と原稿１間には周囲が筐体９の側壁で囲まれた照射路を形成し、集中して光を原稿１に照射する構造となっている。この照射路側に設けられた筐体９の側壁近傍には放熱板８の突起部８ａが当接して筐体９と結合可能なように当接部９ｃが設けられる。

また、筐体９の中空領域９ｂに光源２を載置した放熱板８を収納するので中空領域９ｂ断面は大きい。したがって一部に放熱板８の切り欠き部８ｂに接触して副走査方向に平坦な中空領域９ｂ壁面に沿ってスライドさせる中空壁面領域を設け、これと直交する放熱板８の立壁部８ｃを外部からねじ１０を挿入し締め付けることにより放熱板８の突起部８ａと筐体９の当接部９ｃを結合する。

以上から放熱板８の切り欠き部８ｂと筐体９の中空壁面、及び筐体９の当接部９ｃとで決まる光源２の照射角度、原稿面に対する照射位置が一義的に定まり、光源の照射効率や照射角度の精度を確保したイメージセンサを得ることができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、光源２を載置した放熱板８を筐体９に組み込むための標準的手段について述べたが実施の形態２では、上下逆転して組み込む場合について説明する。

図５はこの発明の実施の形態２によるイメージセンサの光源を載置する放熱板と筐体との関係を説明する照明系部分の部分拡大断面図である。図５において、８０は放熱板、８０ｃは放熱板８０の立壁部である。上下逆転して組み込む場合には、立壁部８０ｃが切り欠き部８ｂと直交していると放熱板８０の自重で中空壁面が切り欠き部８ｂと接触しない場合があるので立壁部８０ｃは傾斜構造とし、斜面にねじ１０を突き当てることにより、中空壁面と切り欠き部８ｂを接触させながら放熱板８をスライドさせる。図中、図１と同一符号は、同一又は相当部分を示す。

なお、実施の形態１による標準的手段に依らないその他の組み込み状態であっても立壁部８ｃ、８０ｃを適宜変更して放熱板８、８０を筐体９に組み込むことで多様な組み込み手段・方法においても対応が可能である。

以上から組み込み手段の変化や変更があっても立壁部８０ｃを適宜傾斜させて組み込み状態に合った放熱板８０とすることにより、放熱板８０の切り欠き部８ｂと筐体９の中空壁面、及び筐体９の当接部９ｃとで決まる光源２の照射角度や原稿面に対する照射位置が一義的に定まり、光源の照射効率や照射角度の精度を確保したイメージセンサを得ることができる。

なお、実施の形態１及び２においては、放熱板８、８０の突起部８ａを窪み部の両側に設置したが、組み立て条件・状態により基準位置を決める突起部８ａを１箇所としても照射位置や照射角度の精度に関して相応の効果がある。

この発明の実施の形態１によるイメージセンサの断面図である。 この発明の実施の形態１によるイメージセンサの側面図である。 この発明の実施の形態１によるイメージセンサの放熱板に載置された光源の平面図である。 この発明の実施の形態１によるイメージセンサの光源を載置する放熱板と筐体との関係を説明する照明系部分の部分拡大断面図である。 この発明の実施の形態２によるイメージセンサの光源を載置する放熱板と筐体との関係を説明する照明系部分の部分拡大断面図である。

１・・原稿（被照射体） ２・・光源 ２ａ・・ＬＥＤチップ ２ｂ・・基板
３・・透過体
４・・レンズ体（ロッドレンズアレイ） ５・・受光部（センサＩＣ）
６・・センサ基板 ７・・電子部品 ８・・放熱板 ８ａ・・突起部
８ｂ・・切り欠き部 ８ｃ・・立壁部
９・・筐体 ９ａ・・ねじ穴部 ９ｂ・・中空部（中空領域）
９ｃ・・当接部 ９ｄ・・載置台
１０・・ねじ １１・・外部コネクタ １２・・ビス １３・・コネクタ
８０・・放熱板 ８０ｃ・・立壁部

Claims (7)

1. 原稿読み取りの主走査方向に延在する基板上に設けられた光源と、この光源で照射された原稿の反射光を収束するレンズと、このレンズで収束された光を受光する受光部と、表面側の窪み部に前記光源を載置し、表面側端部に設けられた突起部を有し、裏面側の端部に沿って主走査方向に切り欠き部を形成し、この切り欠き部と直交する立壁部を裏面側に設けた放熱板と、この放熱板と前記光源とを中空領域を設けて収納し、前記光源の光の照射路を形成する側壁側に前記放熱板の突起部を当接させる当接部を設けると共に前記立壁部と直交して貫通する複数のねじ穴部を有する筐体と、この筐体のねじ穴部に挿入し、前記立壁部に突き当てて前記放熱板の前記切り欠き部を前記筐体の中空壁面に沿って副走査方向にスライドさせ前記放熱板の突起部と前記筐体の当接部とを結合するねじとを備えたイメージセンサ。
2. 原稿読み取りの主走査方向に延在する基板上に設けられた光源と、この光源で照射された原稿の反射光を収束するレンズと、このレンズで収束された光を受光する受光部と、表面側の窪み部に前記光源を載置し、表面側端部に設けられた突起部を有し、裏面側の端部に沿って主走査方向に切り欠き部を形成し、この切り欠き部の面と狭角を形成する面を有する立壁部を裏面側に設けた放熱板と、この放熱板と前記光源とを中空領域を設けて収納し、前記光源の光の照射路を形成する側壁側に前記放熱板の突起部と当接させる当接部を設けると共に前記立壁部の面と傾斜して貫通する複数のねじ穴部を有する筐体と、この筐体のねじ穴部に挿入し、前記立壁部に突き当てて前記放熱板の前記切り欠き部を前記筐体の中空壁面に沿って副走査方向にスライドさせ前記放熱板の突起部と前記筐体の当接部とを結合するねじとを備えたイメージセンサ。
3. 前記突起部は、前記放熱板の表面側両端に設けられ、その内側が前記窪み部である請求項１又は２に記載のイメージセンサ。
4. 原稿読み取りの主走査方向に延在する基板上に設けられた光源と、この光源で照射された原稿の反射光を収束するレンズと、このレンズで収束された光を受光する受光部と、表面側に前記光源を載置し、裏面側の端部に沿って主走査方向に切り欠き部を形成し、この切り欠き部と直交する立壁部を裏面側に設けた放熱板と、この放熱板と前記光源とを中空領域を設けて収納し、前記光源の光の照射路を形成する側壁側に前記放熱板の端部を当接させる当接部を設けると共に前記立壁部と直交して貫通する複数のねじ穴部を有する筐体と、この筐体のねじ穴部に挿入し、前記立壁部に突き当てて前記放熱板の前記切り欠き部を前記筐体の中空壁面に沿って副走査方向にスライドさせ前記放熱板の突起部と前記筐体の当接部とを結合するねじとを備えたイメージセンサ。
5. 原稿読み取りの主走査方向に延在する基板上に設けられた光源と、この光源で照射された原稿の反射光を収束するレンズと、このレンズで収束された光を受光する受光部と、表面側に前記光源を載置し、裏面側の端部に沿って主走査方向に切り欠き部を形成し、この切り欠き部の面と狭角を形成する面を有する立壁部を裏面側に設けた放熱板と、この放熱板と前記光源とを中空領域を設けて収納し、前記光源の光の照射路を形成する側壁側に前記放熱板の端部と当接させる当接部を設けると共に前記立壁部の面と傾斜して貫通する複数のねじ穴部を有する筐体と、この筐体のねじ穴部に挿入し、前記立壁部に突き当てて前記放熱板の前記切り欠き部を前記筐体の中空壁面に沿って副走査方向にスライドさせ前記放熱板の突起部と前記筐体の当接部とを結合するねじとを備えたイメージセンサ。
6. 前記当接部は、前記放熱板の両端にそれぞれ対応して設けられた請求項４又は５に記載のイメージセンサ。
7. 前記光源を搭載する基板は複数個に分割され隣接する端部で互いに当接している請求項１〜６のいずれかに記載のイメージセンサ。

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