JP4641949B2 - 画像読取装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像読取装置およびその製造方法に関する。

図７および図８は、従来の画像読取装置の一例を示している。同図に示された画像読取装置Ｘは、たとえばプラテンローラＰｒによって図８における図中左右方向である副走査方向に搬送される原稿Ｄｃの記載内容を画像データとして読み取るためのものである。画像読取装置Ｘは、ケース９１、基板９２、光源装置９３、導光部材９４、センサＩＣチップ９５、レンズアレイ９６、および透明板９７を備えている。ケース９１は、図７における図中左右方向である主走査方向に延びる細長状である。基板９２は、上記主走査方向に延びる長矩形状であり、ケース９１に嵌め込まれている。光源装置９３は、画像を読み取るための光を発するためのものであり、基板９２に搭載されている。

導光部材９４は、光源装置９３から入射した光を原稿Ｄｃに向けて出射するためのものであり、透明樹脂からなる。導光部材９４は、主走査方向に延びる細長状とされており、光入射面９４ａ、反射面９４ｂ、および光出射面９４ｃを有している。光入射面９４ａは、光源装置９３と正対しており、光源装置９３からの光を導光部材９４に導入するための面である。反射面９４ｂは、主走査方向に対して傾斜しており、光入射面９４ａから向かってきた光を主走査方向へと反射するための面である。光出射面９４ｃは、主走査方向に延びる細長状であり、導光部材９４内を進行してきた光を主走査方向に延びる線状光として原稿Ｄｃへと出射するための面である。導光部材９４から出射された光は透明板９７を透して原稿Ｄｃに照射され、原稿Ｄｃによって反射される。この反射光は、レンズアレイ９６によって複数のセンサＩＣチップ９５へと集光される。センサＩＣチップ９５は、受けた光の光量に応じた信号を出力可能に構成されている。複数のセンサＩＣチップ９５からの光を図外のメモリに蓄えることにより、原稿Ｄｃの記載内容を画像として読み取ることができる。

しかしながら、上記主走査方向における読み取りサイズの拡大化や、画像読取装置Ｘのスリム化を図ろうとすると、導光部材９４がより細長いものとなる。導光部材９４は、細長状となるほど、反りやねじれなどの変形を生じやすい。過度に変形した導光部材９４をケース９１に取り付けるには、導光部材９４の変形を矯正しつつ、ケース９１に挿入することなどが強いられる。このようなことでは、画像読取装置Ｘの製造効率が低下してしまう。また、画像読取装置Ｘ内において、導光部材９４と、光源装置９３または複数のセンサＩＣチップ９５との相対位置が不当にずれてしまうおそれがある。さらに、ケース９１が細長状となるほど、画像読取装置Ｘがねじれてしまうなどの不具合が生じる。したがって、画像読取装置Ｘにおいては、読み取りサイズの拡大化や画像読取装置Ｘのスリム化が阻害されるという問題があった。

特開２００４−２６６３１３号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、読み取りサイズの拡大化や画像読取装置のスリム化を図ることが可能な画像読取装置およびその製造方法を提供することをその課題とする。

本発明の第１の側面によって提供される画像読取装置は、光源と、主走査方向に延びた形状であり、上記光源からの光を主走査方向に延びた線状光として読取対象物に向けて出射する導光部材と、上記主走査方向に沿って配列されており、上記読取対象物によって反射された光を受光する複数の受光素子と、上記導光部材を主走査方向および副走査方向のいずれに対しても直角である方向に挿入するための開口が設けられたケースと、備える画像読取装置であって、上記導光部材には、上記主走査方向に沿って離間配置された複数の突起が副走査方向における両側に形成されており、上記ケースの上記開口は、上記導光部材の挿入方向において上記複数の突起が進退することを許容する複数の突起通過部を副走査方向における両側に有しており、上記ケースには、上記主走査方向においてそれぞれが上記複数の突起通過部と隣接しており、上記挿入方向の一方側において上記複数の突起が進退することを阻止する複数のひさし部が副走査方向における両側に形成されていることを特徴としている。

このような構成によれば、上記複数の突起と上記複数のひさし部とを互いに係合させることにより、上記導光部材を上記ケースによって適切に保持することが可能である。上記導光部材が細長状となることにより、上記導光部材に捩れや反りなどの変形が生じていても、上記ケースによって上記導光部材の上記変形を矯正することができる。したがって、上記画像読取装置の読み取りサイズの拡大化や上記画像読取装置のスリム化を図ることができる。また、本発明の好ましい実施の形態においては、上記突起は、主走査方向寸法および副走査方向寸法に対して上記挿入方向寸法が薄い扁平状であり、かつその一部が上記挿入方向視において上記ひさし部に重なる。さらに、上記光源は、上記線状光の出射方向に沿って配置された、青色光、緑色光、赤色光を発する３つのＬＥＤ素子によって構成されている。さらにまた、上記３つのＬＥＤ素子の配列方向と上記線状光との出射方向が一致するように、上記導光部材は、上記複数の突起と上記ひさし部が係合することにより上記ケースに対して保持されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の受光素子が搭載されており、上記ケースに対して上記開口とは反対側に取り付けられた基板と、上記主走査方向に延びており、かつ幅方向中央部分がその周辺部分よりも厚さ方向に突出した弾性板と、をさらに備えており、上記弾性板の上記幅方向中央部分により上記基板が上記ケースに対して押圧されている。このような構成によれば、上記基板を上記ケースに対して適切に押し当てることが可能である。また、上記弾性板によって上記ケースの剛性を高めることができる。これは、上記画像読取装置のスリム化を図るのに適している。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記弾性板には、上記主走査方向に配列された複数の孔が形成されており、上記ケースには、上記複数の孔と係合する複数の係止部が設けられている。このような構成によれば、上記弾性板と上記ケースとを適切に結合させることが可能であり、上記画像読取装置の剛性を高めるのに有利である。

本発明の第２の側面によって提供される画像読取装置の製造方法は、本発明の第１の側面に係る画像読取装置の製造方法であって、上記ケースの上記開口に上記導光部材を挿入した後に、上記導光部材を上記主走査方向に移動させることにより、上記複数の突起を上記複数のひさし部に係合させる工程を有することを特徴としている。このような構成によれば、本発明の第１の側面によって提供される画像読取装置を適切に製造することができる。特に、上記導光部材に捩れや反りなどの変形が生じていても、上記複数の突起と上記複数のひさし部とを係合させる動作によって、上記変形を容易に矯正することが可能である。

本発明の第３の側面によって提供される画像読取装置の製造方法は、本発明の第１の側面に係る画像読取装置の製造方法であって、上記複数の孔に上記複数の係止部を挿入した後に、上記複数の係止部の先端寄り部分を加熱するとともに、この先端寄りの部分を変形させることにより、上記複数の係止部が上記複数の孔から退出することを阻止する工程を含むことを特徴としている。このような構成によれば、上記複数の係止部に対していわゆる熱かしめを施すこととなり、上記弾性板と上記ケースとを強固に結合させることが可能である。また、上記画像読取装置の製造効率を不当に低下させることがない。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１および図２は、本発明に係る画像読取装置の一例を示している。本実施形態の画像読取装置Ａは、ケース１、基板２、光源装置３、導光部材４、複数のセンサＩＣチップ５、弾性板８を備えている。画像読取装置Ａは、原稿Ｄｃの記載内容を画像データとして読み取るためのものである。

ケース１は、合成樹脂性であり、主走査方向ｘに延びる略ブロック状である。ケース１は、基板２、光源装置３、導光部材４、複数のセンサＩＣチップ５、レンズアレイ６、および弾性板８を収容している。

ケース１には、開口１０が形成されている。開口１０は、主走査方向ｘに延びた形状であり、主走査方向ｘおよび副走査方向ｙのいずれとも直交する方向において導光部材４をケース１内に挿入させるためのものである。開口１０は、複数の突起通過部１０ａ，１０ｂを有している。複数の突起通過部１０ａ，１０ｂは、上記挿入方向において導光部材４の複数の突起４０ａ，４０ｂを通過させる部分であり、主走査方向ｘに沿って２列に配列されている。また、ケース１には、複数のひさし部１１ａ，１１ｂが形成されている。複数のひさし部１１ａ，１１ｂは、開口１０の内側に向けて延出しており、複数の突起通過部１０ａ，１０ｂと主走査方向ｘにおいて隣り合っている。図２に示すように、複数のひさし部１１ａ，１１ｂは、導光部材４の複数の突起４０ａ，４０ｂが上記挿入方向において進退することを阻止する。

図２に示すように、ケース１には、複数の係止部１２および２つの溝１３が形成されている。複数の係止部１２は、主走査方向ｘに沿って２列に配置されており、弾性板８と係合する部位である。２つの溝１３は、主走査方向ｘに延びており、弾性板８が嵌まり込む部分である。

基板２は、たとえばセラミック製であり、図２に示すように弾性板ケース１の図中下方部分に弾性板８によって押し付けられている。基板２には、電力供給や信号の入出力のためのコネクタ（図示略）が取り付けられている。また、基板２のには、上記コネクタと光源装置３および各センサＩＣチップ５とを導通させる配線パターン（図示略）が形成されている。

光源装置３は、原稿Ｄｃに照射するための光を発するものであり、本発明でいう光源の一例である。光源装置３は、導光部材４の一端に対向して配置されている。図３は、図１において導光部材４を図中上方から見た側面図であり、光源装置３および基板２を想像線で表している。本図に示すように、光源装置３は、樹脂パッケージ３０および複数のＬＥＤ素子３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒを具備して構成されている。樹脂パッケージ３０は、たとえば白色樹脂からなり、複数のＬＥＤ素子３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒを保持している。複数のＬＥＤ素子３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒは、青色光、緑色光、赤色光を発するものであり、副走査方向ｙに対して４５°傾斜した方向に沿って直列に配置されている。光源装置３には、複数のＬＥＤ素子３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒに導通する複数の端子３２が設けられている。複数の端子３２は、たとえばゴムコネクタ７によって、基板２の配線パターン（図示略）に接続されている。ゴムコネクタ７は、図中上下方向に延びる複数の導通部材がゴム本体に内蔵されたものである。

導光部材４は、たとえば、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）からなる透明度が高い部材である。導光部材４は、光入射面４ａ、光反射面４ｂ、光出射面４ｃ、および複数の突起４０ａ，４０ｂを有している。光入射面４ａは、光源装置３からの光を導光部材４内に導入するための面であり、導光部材４の主走査方向ｘにおける一端面によって構成されている。光入射面４ａは、光源装置３からの光が散乱することを防止するために、鏡面仕上げとされている。光反射面４ｂは、光入射面４ａから主走査方向ｘに沿って進行してきた光を光出射面４ｃに向けて反射するための面である。光反射面４ｂは、たとえば複数の溝が形成されたものや、シボ加工が施された面などであり、主走査方向ｘに沿って延びている。光出射面４ｃは、原稿Ｄｃに向けて光を出射する面であり、主走査方向ｘに延びている。光出射面４ｃは、断面円弧状とされており、主走査方向ｘに直交する面における集光効果を発揮する。これにより、光出射面４ｃからは、主走査方向ｘに沿った線状光が出射される。本実施形態においては、導光部材４は、その高さが６ｍｍ程度、幅が３ｍｍ程度、長さが２２８ｍｍ程度とされている。

導光部材４には、複数の突起４０ａ，４０ｂが形成されている。複数の突起４０ａ，４０ｂは、それぞれが副走査方向ｙに突出しており、主走査方向ｘに沿って２列に配置されている。複数の突起４０ａ，４０ｂは、ケース１のひさし部１１ａ，１１ｂと係合させられることにより、ケース１に挿入された導光部材４が不当に退出することを阻止する。

複数のセンサＩＣチップ５は、それぞれが受光部（図示略）を有する平面視長矩形状の半導体チップである。複数のセンサＩＣチップ５は、図２に示すようにレンズアレイ６の直下に配置されており、基板２に搭載されている。センサＩＣチップ５は、光電変換機能を有しており、受光量に対応した出力レベルの画像信号を出力するように構成されている。

レンズアレイ６は、原稿Ｄｃによって反射された光を複数のセンサＩＣチップ５に正立等倍で集束するためのものである。レンズアレイ６は、ホルダ６１と複数のレンズ６２とを備えている。ホルダ６１は、主走査方向ｘに延びるブロック状であり、たとえば合成樹脂性である。複数のレンズ６２は、主走査方向ｘに沿って配列されており、ホルダ６１によって保持されている。

弾性板８は、基板２をケース１に対して固定するとともに、画像読取装置Ａの剛性を向上させるためのものである。弾性板８は、たとえば細長状の金属板が折り曲げ加工されたものであり、中央部８ａ、両端部８ｂ、複数の孔８０を有している。中央部８ａは、その周辺部分よりも厚さ方向に突出させられている。この中央部８ａが基板２に押圧されている。両端部８ｂは、主走査方向ｘに沿って折り曲げられた部分であり、ケース１の溝１３に嵌め込まれている。複数の孔８０は、ケース１の複数の係止部１２と係合する部分であり、図６に示すように、主走査方向ｘに沿って配列されている。

次に、画像読取装置Ａの製造方法の一例について説明する。

図４は、ケース１に基板２、導光部材４、レンズアレイ６、および弾性板８を取り付ける工程を示している。導光部材４をケース１に取り付けるには、図中上下方向である上記挿入方向に沿って導光部材４をケース１内に向けて下降させる。この際、図５に示すように、導光部材４の複数の突起４０ａ，４０ｂとケース１の複数の突起通過部１０ａ，１０ｂとの位置を合わせておく。導光部材４をケース１内に挿入した後に、図５に示すように、主走査方向ｘに沿って図中上方に導光部材４をスライドさせる。これにより、図１に示すように導光部材４の複数の突起４０ａ，４０ｂを複数のひさし部１１ａ，１１ｂの図中下方に位置させる。また、このスライドによって、図５に示すように、導光部材４の光入射面４ａが光源装置３に押し当てられる。レンズアレイ６の取り付けは、図４に示すようにケース１の凹部に挿入し接着すること、あるいはこの凹部に嵌合させることにより行う。

複数のセンサＩＣチップ５をあらかじめ実装しておいた基板２を用意し、この基板２を図４に示すようにケース１の図中下部に挿入する。次に図６に示すように、弾性板８をケース１に取り付ける。この際、図４に示すように、弾性板８のうち両端部８ｂをケース１の溝１３に挿入し、中央部８ａを基板２に接近させる。また、ケース１の複数の係合部１２を弾性板８の複数の孔８０に挿通させる。弾性板８を図４における図中上方に移動させ続け、中央部８ａが基板２に対して十分に押圧された状態とする。この状態で、複数の係合部１２の先端に熱を加えるとともに、外力を加えて押しつぶす。このいわゆる熱かしめと呼ばれる作業により、複数の係合部１２は、複数の孔８０から抜けることが阻止される。

次に、画像読取装置Ａの作用について説明する。

本実施形態によれば、複数の突起４０ａ，４０ｂが複数のひさし部１１ａ，１１ｂと係合することにより、導光部材４がケース１によって強固に保持されることとなる。細長状の導光部材４と比べて断面積が大であるケース１は、その剛性が高い。このため、導光部材４に捩れや反りなどの変形が生じていても、ケース１によってこの変形を矯正することが可能であり、導光部材４を適切な形状とさせることができる。したがって、画像読取装置Ａの読み取りサイズの拡大化や、画像読取装置Ａのスリム化を図るのに適している。複数の突起４０ａ，４０ｂと複数のひさし部１１ａ，１１ｂとは、導光部材４を主走査方向ｘに沿ってスライドさせるという比較的簡単な作業によって係合させることが可能である。したがって、画像読取装置Ａの製造効率を不当に低下させるおそれもない。

基板２が弾性板８によってケース１に対して押圧されることにより、基板２をケース１に適切に固定することが可能である。これは、基板２に実装された複数のセンサＩＣチップ５と導光部材４およびレンズアレイ６とを互いに適切な位置関係となるように配置するのに適している。また、ケース１を弾性板８によって補強することが可能である。特に、弾性板８は、中央部８ａとその周辺部との間に主走査方向ｘに延びる段差部を有している。また、両端部８ｂは、主走査方向ｘに沿って折り曲げられた部分である。これらにより、弾性板８は、曲げ剛性および捩れ剛性が高いものとなっている。したがって、画像読取装置Ａの高剛性化に好適である。さらに、複数の係合部１２に対して上述した熱かしめを施すことにより、弾性板８とケース１との結合強度をさらに高めることができる。

本発明に係る画像読取装置およびその製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る画像読取装置およびその製造方法の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

本発明で言う光源は、上述した光源装置３のように複数のＬＥＤ素子がパッケージされた装置に限定されず、たとえば光入射面４ａに正対させられたＬＥＤ素子であってもよい。受光素子としては、センサＩＣチップ５のほかに、たとえばいわゆるＰＩＮフォトダイオードを用いてもよい。複数の突起、複数の突起通過部、および複数のひさし部は、２列に配置されたものに限定されず、たとえば片側の一列だけが配置された構成であってもよい。

本発明に係る画像読取装置の実施形態を示す平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 本発明に係る画像読取装置の実施形態に用いられる導光部材を示す側面図である。 図１に示す画像読取装置の製造方法の一例を示す要部断面図である。 図１に示す画像読取装置の製造方法の一例において、導光部材をスライドさせる工程を示す平面図である。 図１に示す画像読取装置の製造方法の一例において、弾性板を取り付ける工程を示す斜視図である。 従来の画像読取装置の一例を示す断面図である。 従来の画像読取装置の一例を示す断面図である。

符号の説明

Ａ 画像読取装置
１ ケース
２ 基板
３ 光源装置
４ 導光部材
４ａ 光入射面
４ｂ 光反射面
４ｃ 光出射面
５ センサＩＣチップ
６ レンズアレイ
８ 弾性板
１０ 開口
１０ａ，１０ｂ 突起通過部
１１ ひさし部
１２ 係止部
１３ 溝
４０ａ，４０ｂ 突起
６１ ホルダ
６２ レンズ
８ａ 中央部
８ｂ 両端部
８０ 孔

Claims (8)

1. 光源と、
   主走査方向に延びた形状であり、上記光源からの光を主走査方向に延びた線状光として読取対象物に向けて出射する導光部材と、
   上記主走査方向に沿って配列されており、上記読取対象物によって反射された光を受光する複数の受光素子と、
   上記導光部材を主走査方向および副走査方向のいずれに対しても直角である方向に挿入するための開口が設けられたケースと、備える画像読取装置であって、
   上記導光部材には、上記主走査方向に沿って離間配置された複数の突起が副走査方向における両側に形成されており、
   上記ケースの上記開口は、上記導光部材の挿入方向において上記複数の突起が進退することを許容する複数の突起通過部を副走査方向における両側に有しており、
   上記ケースには、上記主走査方向においてそれぞれが上記複数の突起通過部と隣接しており、上記挿入方向の一方側において上記複数の突起が進退することを阻止する複数のひさし部が副走査方向における両側に形成されていることを特徴とする、画像読取装置。
2. 上記突起は、主走査方向寸法および副走査方向寸法に対して上記挿入方向寸法が薄い扁平状であり、かつその一部が上記挿入方向視において上記ひさし部に重なる、請求項１に記載の画像読取装置。
3. 上記光源は、上記線状光の出射方向に沿って配置された、青色光、緑色光、赤色光を発する３つのＬＥＤ素子によって構成されている、請求項１または２に記載の画像読取装置。
4. 上記３つのＬＥＤ素子の配列方向と上記線状光との出射方向が一致するように、上記導光部材は、上記複数の突起と上記ひさし部が係合することにより上記ケースに対して保持されている、請求項３に記載の画像読取装置。
5. 上記複数の受光素子が搭載されており、上記ケースに対して上記開口とは反対側に取り付けられた基板と、
   上記主走査方向に延びており、かつ幅方向中央部分がその周辺部分よりも厚さ方向に突出した弾性板と、をさらに備えており、
   上記弾性板の上記幅方向中央部分により上記基板が上記ケースに対して押圧されている、請求項１に記載の画像読取装置。
6. 上記弾性板には、上記主走査方向に配列された複数の孔が形成されており、
   上記ケースには、上記複数の孔と係合する複数の係止部が設けられている、請求項５に記載の画像読取装置。
7. 請求項１ないし６に記載の画像読取装置の製造方法であって、
   上記ケースの上記開口に上記導光部材を挿入した後に、上記導光部材を上記主走査方向に移動させることにより、上記複数の突起を上記複数のひさし部に係合させる工程を有することを特徴とする、画像読取装置の製造方法。
8. 請求項６に記載の画像読取装置の製造方法であって、
   上記複数の孔に上記複数の係止部を挿入した後に、上記複数の係止部の先端寄り部分を加熱するとともに、この先端寄りの部分を変形させることにより、上記複数の係止部が上記複数の孔から退出することを阻止する工程を含むことを特徴とする、画像読取装置の製造方法。

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