JP4861140B2 - イメージセンサ - Google Patents

Description

本発明は、有機エレクトロルミネセンスにより発光するＥＬ発光素子を光源とするイメージセンサに関する。

例えば、スキャナ機能、印刷機能、複写機能およびネットワーク接続機能等を有する、いわゆるマルチファンクション・ペリフェラルズ（ＭＦＰ）と称する多機能形の画像形成装置は、原稿のような読み取り対象物から文字や画像等の情報を光学的に読み取るライン走査型のイメージセンサを搭載している。

この種のイメージセンサは、読み取り対象物に光を照射する光源を備えている。この光源としては、ＬＥＤ発光素子が広く用いられているが、近年では、ＬＥＤ発光素子に代えて特許文献１に見られるようなＥＬ発光素子を用いることが試されている。

ＥＬ発光素子は、走査方向に延びるライン状のガラス基板と、このガラス基板の表面に形成された発光部とを備えている。発光部は、電界を与えた際のエレクトロルミネセンスにより発光するものであり、ガラス基板の端部に形成された電極に電気的に接続されている。

ＥＬ発光素子は、このＥＬ発光素子を駆動する回路板と一緒に合成樹脂製のケースに支持されている。回路板は、動作中に発熱するＬＳＩを含む複数の回路部品を備えている。

ＥＬ発光素子を発光させると、それ自体が自己発熱するとともに、ＬＳＩの熱が回路板からハウジングを通じてＥＬ発光素子に伝わるのを避けられない。すると、ＥＬ発光素子は、走査方向に延びる細長い形状を有するために、全長に亘って均等に加熱されるわけではなく、特に高温となるＬＳＩに近い部分が局部的に加熱される。そのため、ＥＬ発光素子の長手方向に沿う温度分布が不均一となり、ＥＬ発光素子に温度差が生じる。

ＥＬ発光素子では、温度差が生じた場合に、電流分布が変化して高温の部分に電流が多く流れる傾向にある。このため、ＥＬ発光素子は、温度の高い箇所の輝度が高くなり、逆に温度の低い箇所の輝度が低くなるという特性を有し、ＥＬ発光素子の長手方向に沿う輝度分布にばらつきが生じる。

このことから、ＥＬ発光素子を光源とするイメージセンサでは、読み取り対象物に光が照射された時に、読み取り対象物の光照射面上の照度が走査方向に沿って不均一なものとなる。読み取り対象物上の画像情報は、光の濃淡情報となってＣＣＤのような受光素子に導かれるので、読み取り対象物の光照射面に照度差が生じると、イメージセンサの出力として、照度の低い箇所の画質が照度の高い箇所の画質に対して劣化するといった問題が生じてくる。

一方、ＣＣＤを用いたイメージセンサにおいて、画像の画質を改善するため、ＣＣＤの放熱性を高める方法が特許文献２に開示されている。この特許文献２では、発熱するＣＣＤと画像読取装置の筐体との間を、熱伝導体を介して接続し、ＣＣＤが発する熱を熱伝導体から筐体に移送することで、この筐体の外面から大気中に放出している。
特開２００３−８７５０２号公報 特開２００６−１９７０１２号公報

特許文献２は、あくまでＣＣＤの放熱性を高める提案であり、ＣＣＤが外部からの熱影響を受けた時に、ＣＣＤに温度差が生じるのを防ぐためのものではない。言い換えると、特許文献２では、ＣＣＤの熱を筐体に逃すことはできても、ＣＣＤと熱伝導体との位置関係によっては、ＣＣＤに温度の高い部分と低い部分が生じる虞があり得る。

このため、特許文献２に開示された放熱技術を、長尺なライン状のＥＬ発光素子に適用したところで、ＥＬ発光素子に温度差が生じるのを避けられない。よって、ＥＬ発光素子の輝度分布のばらつきを解消するための有効な解決策とはなり得ない。

本発明の目的は、ライン状のＥＬ発光素子が熱影響を受けた時に、ＥＬ発光素子に伝わる熱を全長に亘って均等に拡散させることができ、ＥＬ発光素子の輝度分布のばらつきを解消できるイメージセンサを得ることにある。

上記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係るイメージセンサは、
読み取り対象物の搬送方向に対し直交する方向を長手方向とし、かつ発熱する電子回路部品の熱を受けるハウジングと、上記ハウジング内の長手方向に設けられたレンズユニットと、上記ハウジング内の長手方向に設けられ、上記読み取り対象物に向けて光を照射する光源と、上記レンズユニットの中心軸線下に位置する受光素子が長手方向に実装されたセンサ基板と、上記ハウジングに取り付けられ、上記光源および上記センサ基板と電気的に接続された回路板と、を具備している。
上記光源は、上記レンズユニットに平行して上記ハウジングの上面長手方向の凹部に設けられ、有機エレクトロルミネセンスにより発光する発光部を有するＥＬ発光素子であり、
上記ＥＬ発光素子は、上記凹部の長手方向に沿ってライン状に延びるプリント配線板上に支持されており、このプリント配線板と上記凹部の底面との間に熱拡散層が介在していることを特徴としている。

本発明のイメージセンサによれば、ハウジングが熱を受けると、この熱は熱拡散層を介してＥＬ発光素子の全長に亘って広範囲に拡散された後にＥＬ発光素子に伝わる。このため、ＥＬ発光素子がハウジングから熱影響を受けてもＥＬ発光素子の温度分布を均等化することができ、ＥＬ発光素子の長手方向に沿う輝度のばらつきを解消することができる。

この結果、ＥＬ発光素子から読み取り対象物に光が照射された時に、読み取り対象物上の照度差を少なく抑えることができる。よって、画質の劣化を防止でき、読み取り対象物から画像情報を光学的に読み取る上での信頼性が向上する。

（第１の実施形態）
以下本発明の第１の実施形態を、図１乃至図１２にもとづいて説明する。

図１は、画像形成装置１の概略を直線状に展開して示している。画像形成装置１は、読み取り対象物としての原稿２を載置するホッパーテーブル３を備えている。ホッパーテーブル３に載置された原稿２は、給紙ローラ４を介して搬送路５に送り込まれるようになっている。搬送路５は、ホッパーテーブル３と図示しないスタッカーとの間を結んでいる。

搬送路５の上に複数のローラ６が配置されている。ローラ６は、原稿２の送り方向に間隔を存して配置されているとともに、互いに同期して回転するようになっている。このローラ６の回転により、原稿２が搬送路５の始端から終端に向けて順次搬送される。

搬送路５の途中に、例えば密着型イメージセンサ１０が配置されている。密着型イメージセンサ１０は、搬送路５に沿って搬送される原稿２から文字や画像等の情報を光学的に読み取るためのものであって、搬送路５の下方に設置されている。

図２乃至図４に示すように、密着型イメージセンサ１０は、合成樹脂製のハウジング１１を有している。ハウジング１１は、走査方向に沿う細長い棒状をなしており、原稿２の搬送方向に対し直交する方向に延びている。ハウジング１１の上面に第１の凹部１２が形成されている。第１の凹部１２は、ハウジング１１の長手方向に延びている。第１の凹部１２は、ハウジング１０の上面に開口する開口部１３と、この開口部１３と向かい合う底面１４とを有している。開口部１３は、透明なガラス板１５によって塞がれている。ガラス板１５は搬送路５に露出しており、このガラス板１５の上を原稿２が通過するようになっている。

ハウジング１１の底面に第２の凹部１６が形成されている。第２の凹部１６は、ハウジング１１の長手方向に延びている。第２の凹部１６は、ハウジング１１の内部に形成した連通孔１７を通じて第１の凹部１２に通じている。連通孔１７は、ハウジング１１の幅方向に沿う中央部に位置するとともに、ハウジング１１の長手方向に延びている。

連通孔１７の内部にレンズユニット１８が保持されている。レンズユニット１８は、ハウジング１１の長手方向に延びており、その上端部が第１の凹部１２の内部に突出している。レンズユニット１８は、走査方向と直交するように起立する中心軸線Ｏ１を有している。

第２の凹部１６にセンサ基板１９が取り付けられている。センサ基板１９は、第２の凹部１６を閉塞するようにハウジング１１の長手方向に延びている。センサ基板１９の上面に複数のＣＣＤセンサのような受光素子２０が実装されている。受光素子２０は、ハウジング１１の長手方向に間隔を存して一列に並んでいるとともに、レンズユニット１８の中心軸線Ｏ１上に位置している。

ハウジング１１の第１の凹部１２は、図６に示すような有機ＥＬ光源ユニット２２を収容している。本実施形態の有機ＥＬ光源ユニット２２は、プリント配線板２３と、プリント配線板２３に貼り付けられた一対のＥＬ発光素子２４，２５と、ＥＬ発光素子２４，２５の両端に設けられた四つのフレキシブル配線板２６と、を備えている。

図３および図５に示すように、プリント配線板２３は、一対のＥＬ支持部２７ａ，２７ｂを有している。ＥＬ支持部２７ａ，２７ｂは、走査方向に沿うようにハウジング１１の長手方向にライン状に延びている。ＥＬ支持部２７ａ，２７ｂは、夫々その長手方向に沿う一端に位置する第１の端部２８と、長手方向に沿う他端に位置する第２の端部２９とを有している、
一方のＥＬ支持部２７ａの第１の端部２８と他方のＥＬ支持部２７ｂの第１の端部２８とは、ブリッジ部３０を介して互いに連結されている。同様に、一方のＥＬ支持部２７ａの第２の端部２９と他方のＥＬ支持部２７ｂの第２の端部２９とは、他のブリッジ部３１を介して互いに連結されている。このため、プリント配線板２３のＥＬ支持部２７ａ，２７ｂは、互いに間隔を存して平行に配置されている。

図８に示すように、各ＥＬ支持部２７ａ，２７ｂは、第１の面３２と、この第１の面３２の反対側に位置する第２の面３３とを有している。第１の面３２は、ガラス板１５の方向を向いている。第１の面３２のうち第１の端部２８および第２の端部２９に対応する位置に夫々一対の第１の電極３４が形成されている。図５に示すように、第１の電極３４は、ＥＬ支持部２７ａ，２７ｂの幅方向に並んでいるとともに、ＥＬ支持部２７ａ，２７ｂの長手方向に離れている。このため、ＥＬ支持部２７ａ，２７ｂは、夫々四つの第１の電極３４を有している。

図４に示すように、ＥＬ支持部２７ａ，２７ｂの第２の面３３は、ハウジング１１の第１の凹部１２の底面１４の方向を向いている。第２の面３３のうち、第１の端部２８に対応する位置に一対の第２の電極３５（一方のみを図示）が形成されている。第２の電極３５は、プリント配線板２３に形成した図示しない導体層を介して第１の電極３４に電気的に接続されている。

ＥＬ発光素子２４，２５は、ＥＬ支持部２７ａ，２７ｂの第１の面３２に実装されている。ＥＬ発光素子２４，２５は、夫々透明なガラス基板３６と発光部３７とを備えている。ガラス基板３６は、走査方向に沿うようにライン状に延びている。ガラス基板３６は、その長手方向に沿う一端に位置する第１の端部３８と、長手方向に沿う他端に位置する第２の端部３９とを有している。

ガラス基板３６の第１および第２の端部３８，３９に、夫々一対の第３の電極４１が形成されている。第３の電極４１は、例えばインジウムと錫の酸化膜からなるＩＴＯ(Indium Tin Oxide)電極であって、ガラス基板３６の幅方向に並んでいる。

発光部３７は、ガラス基板３６の下面に形成されて、ガラス基板３６の長手方向に延びている。発光部３７は、電界を与えた際のエレクトロルミネセンスにより発光するものであり、その長手方向に沿う一端および他端が第３の電極４１に電気的に接続されている。このため、発光部３７は、その長手方向に沿う両端に電圧を印加することで電界が与えられるようになっている。

ＥＬ発光素子２４，２５のガラス基板３６は、例えば両面接着テープ４２を介してプリント配線板２３のＥＬ支持部２７ａ，２７ｂの第１の面３２に接着されている。この接着により、ＥＬ発光素子２４，２５がプリント配線板２３と一体化されている。

図８に示すように、両側のフレキシブル配線板２６は、第４の電極４３と第５の電極４４とを有している。第４の電極４３は、プリント配線板２３の第１の電極３４に対応するものであり、フレキシブル配線板２６の一端に位置している。第５の電極４４は、ガラス基板３６の第３の電極４１に対応するものであり、フレキシブル配線板２６の他端に位置している。

フレキシブル配線板２６の第４の電極４３は、プリント配線板２３の第１の電極３４に熱圧着されている。同様に、フレキシブル配線板２６の第５の電極４４は、ガラス基板３６の第３の電極４１に熱圧着されている。

したがって、フレキシブル配線板２６は、プリント配線板２３とＥＬ発光素子２４，２５との間を電気的に接続している。

図３および図４に示すように、ＥＬ発光素子２４，２５と第１の凹部１２の底面１４との間に熱拡散層４８が介在されている。熱拡散層４８としては、例えば厚みが０．６mmの銅板４９を使用している。銅板４９は、金属板の一例であって、ハウジング１１よりも熱伝導率が大きい。この銅板４９の表面には、例えばニッケルメッキが施されている。銅板４９は、ＥＬ支持部２７ａ，２７ｂの第１の端部２８と第２の端部２９との間に跨るような帯状をなしている。そのため、銅板４９は、ＥＬ発光素子２４，２５の発光部３７の全長に亘るような長さ寸法を有するとともに、その幅寸法が全長に亘って一定となっている。

さらに、銅板４９は、ＥＬ支持部２７ａ，２７ｂの第２の面３３に重ねられており、この第２の面３３と銅板４９との間には、絶縁テープ５０が挟み込まれている。第２の面３３の上に位置する第２の電極３５は、銅板４９や絶縁テープ５０で覆われることなく第１の凹部１２の内部に露出している。

図３および図４に示すように、銅板４９は、両面接着テープ５１を介して第１の凹部１２の底面１４に固定されている。この固定により、銅板４９がハウジング１１とＥＬ発光素子２４，２５との間に介在されて、これら両者間を熱伝導可能に接続している。

ＥＬ発光素子２４，２５を第１の凹部１２に固定した状態では、ＥＬ発光素子２４，２５の発光部３７がレンズユニット１８を間に挟んで二列に並んでいる。

図３および図９に示すように、ハウジング１１にＥＬ発光素子２４，２５の駆動を司る回路板５３が支持されている。回路板５３は、ハウジング１１の長手方向に延びる長方形状をなしており、その長手方向に沿う複数個所がハウジング１１の側面から突出するボス部５４にリベット５５を介して固定されている。さらに、回路板５３は、センサ基板１９の下面に重ねられて、このセンサ基板１９に電気的に接続されている。

回路板５３の下面には、ＣＣＤセンサを駆動する駆動回路等を構成する複数の電子回路部品５６が実装されている。電子回路部品５６は、動作中に発熱するＬＳＩ５７を含んでいる。ＬＳＩ５７は、発熱体の一例であって、ＥＬ発光素子２４，２５の長手方向に沿う中間部に位置している。回路板５３は、ＬＳＩ５７からの熱影響を受けることにより発熱を伴う。

ＬＳＩ５７が発する熱は、回路板５３からセンサ基板１９およびリベット５５を通じてハウジング１１に伝わるとともに、このハウジング１１から銅板４９を介してＥＬ発光素子２４，２５に伝わる。

図９に示すように、回路板５３は、二本のケーブル５８を介して有機ＥＬ光源ユニット２２のプリント配線板２３に電気的に接続されている。ケーブル５８は、ハウジング１１に形成したケーブル通路６０およびセンサ基板１９に開けた貫通孔６１を通じて配線されている。

図４に示すように、ケーブル５８の一端は、ケーブル通路６０からプリント配線板２３と第１の凹部１２の底面１４との間に導かれるとともに、プリント配線板２３の第２の電極３５に半田付けされている。

ケーブル５８は、ケーブル通路６０から貫通孔６１を通じてハウジング１１の外に引き出されている。ケーブル５８の他端は、回路板５３の下面に沿うように引き回された後、この回路板５３の下面に形成した一対のパッド６２に半田付けされている。

上記第１の実施形態では、有機ＥＬ光源ユニット２２と回路板５３との間を、ケーブル５８を介して電気的に接続している。この接続方法によれば、例えば有機ＥＬ光源ユニット２２と回路板５３との間を、ハウジング１１を貫通する金属製のピン端子で直接接続する場合との比較において、回路板５３の熱が回路板５３から有機ＥＬ光源ユニット２２に伝わり難くなる。そのため、ＥＬ発光素子２４，２５に対する回路板５３の熱影響を極力抑えることができる。

上記構成を有する有機ＥＬ光源ユニット２２を動作させると、ＥＬ発光素子２４，２５の発光部３７が発光する。発光部３７からの光は、ガラス板１５を通じて原稿２に照射される。原稿２に照射された光は、原稿２の下面で反射した後、レンズユニット１８を介して受光素子２０に導かれる。受光素子２０は、受光量に応じたレベルの信号を出力する。これにより、原稿２に描かれた文字や画像のような情報が光学的に読み取られる。

有機ＥＬ光源ユニット２２の動作中においては、ＬＳＩ５７を含む電子回路部品５６が発熱する。電子回路部品５６やＬＳＩ５７が発する熱は、回路板５３を経由してハウジング１１に伝わるとともに、このハウジング１１からＥＬ発光素子２４，２５に伝わろうとする。特に、発熱量の大きなＬＳＩ５７は、ＥＬ発光素子２４，２５の長手方向に沿う中間部に位置するので、このＥＬ発光素子２４，２５の中間部が第１および第２の端部３８，３９よりも大きな熱影響を受ける懸念がある。

しかるに、上記第１の実施形態では、ハウジング１１とＥＬ発光素子２４，２５を支持するプリント配線板２３との間に、ハウジング１１よりも熱伝導率が高い銅板４９を介在させる構成としている。この銅板４９は、ハウジング１１とプリント配線板２３との間を熱伝導可能に接続した状態で、発光部３７の全長に亘って延びている。

このため、電子回路部品５６やＬＳＩ５７からハウジング１１に伝えられた熱は、銅板４９への熱伝達により銅板４９の全長に亘って広範囲に亘って拡散された後、この銅板４９からプリント配線板２３を介してＥＬ発光素子２４，２５に伝わる。

したがって、電子回路部品５６やＬＳＩ５７からの熱は、銅板４９によって分散された状態でＥＬ発光素子２４，２５に伝わることになり、ＥＬ発光素子２４，２５の温度が局部的に高くなるのを防止できる。よって、ＥＬ発光素子２４，２５の温度分布を極力均等化することができ、ＥＬ発光素子２４，２５の長手方向（走査方向）に沿う輝度のばらつきを解消することができる。

このことから、ＥＬ発光素子２４，２５から原稿２に光が照射された時に、原稿２の照射面上の照度差を少なく抑えることができる。よって、画質の劣化を防止でき、原稿２から情報を光学的に読み取る上での信頼性が向上するといった利点がある。

図１０は、厚さが０．６mmの銅板４９を用いた密着型イメージセンサ１０において、その出力が劣化する割合を動作開始から３０分間測定した結果を示している。この測定に当っては、出力の測定位置を密着型イメージセンサ１０の走査方向に沿って１６等分し、各測定位置における出力の劣化量を測定している。この劣化量は、密着型イメージセンサ１０が動作を開始した時の出力を初期値とするとともに、動作を開始してから所定の時間を経過した時の出力を上記初期出力を基準とする割合で示している。

図１０において、特性Ａは、動作前の初期出力を示し、特性Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、夫々動作開始から１分、５分、１０分、３０分経過後の出力を示している。図１０から明らかなように、密着型イメージセンサ１０の動作開始直後から出力は徐々に劣化するものの、５分経過した時点では、測定位置１から測定位置１６までの出力の劣化量は、略均等となっている。

さらに、３０分経過した時点でも、ＬＳＩ５７に近い密着型イメージセンサ１０の中間部に対応する測定位置８および９では、出力の劣化は認められないとともに、出力が初期出力を上回ることもない。加えて、密着型イメージセンサ１０の両端部にしても、劣化量が略４％に抑えられている。

この結果から、銅板４９を用いることで、ＥＬ発光素子２４，２５の温度分布が均等化され、ＥＬ発光素子２４，２５の輝度分布のばらつきが抑えられていることが分かる。

図１１は、ＥＬ発光素子２４，２５が熱影響を受けた時の発光部３７の輝度分布を密着型イメージセンサ１０の出力で示した特性図である。この図１１において、特性Ａは、密着型イメージセンサ１０が動作を開始した時の出力を示し、特性Ｂは、銅板４９を省略した密着型イメージセンサの出力を示し、特性Ｃは、銅板４９を用いた密着型イメージセンサ１０の出力を示している。

密着型イメージセンサ１０が動作を開始した時は、電子回路部品５６やＬＳＩ５７の温度上昇が少ないので、ＥＬ発光素子２４，２５の走査方向の温度分布は均一となっている。そのため、図１１では、密着型イメージセンサ１０の動作開始時の出力を初期値とするとともに、密着型イメージセンサ１０が動作を開始してから３０分経過した時の出力を、上記初期値を基準とする割合で示している。

この図１１から分かるように、銅板４９を持たない密着型イメージセンサでは、ＥＬ発光素子２４，２５のうちＬＳＩ５７に対応する中間部の輝度が第１および第２の端部３８，３９よりも高くなっている。この主な原因は、ＥＬ発光素子２４，２５の中間部の温度がＬＳＩ５７の熱影響を受けて第１および第２の端部３８，３９よりも高くなり、ＥＬ発光素子２４，２５の走査方向に沿う温度分布がばらついているためである。

これに対し、ハウジング１１とＥＬ発光素子２４，２５との間に銅板４９を介在させた本発明の密着型イメージセンサでは、特性Ｂとの比較において、ＥＬ発光素子２４，２５のうちＬＳＩ５７に対応する中間部の輝度が低下するとともに、第１および第２の端部３８，３９の輝度が逆に高くなっている。

このことから、銅板４９の存在により、ＥＬ発光素子２４，２５の走査方向に沿う温度分布のばらつきが抑えられ、ＥＬ発光素子２４，２５の長手方向に沿う輝度の変化割合を少なく抑えることができる。

図１２は、密着型イメージセンサ１０の動作時間の経過に伴って、ＥＬ発光素子２４，２５の輝度が変化する様子を示している。この図１２では、ＥＬ発光素子２４，２５の輝度の変化を、輝度の最大値と最小値との差で示しており、特性Ｄは、銅板４９を省略した密着型イメージセンサの輝度の変化差を示し、特性Ｅは、銅板４９を用いた本発明の密着型イメージセンサ１０の輝度の変化差を示している。

この図１２から分かるように、銅板４９を用いることで、ＥＬ発光素子２４，２５の輝度の変化差が少なくなっている。これは、電子回路部品５６やＬＳＩ５７の熱が銅板４９によってＥＬ発光素子２４，２５の広範囲に亘って分散され、ＥＬ発光素子２４，２５の温度分布が均等化されているからである。

本発明において、熱拡散層４８の構成は上記第１の実施形態に特定されるものではなく、種々変形して実施可能である。

第１の実施形態では、熱拡散層４８を走査方向に沿ってライン状に延びるプリント配線板２３のＥＬ発光素子２４，２５とは反対側の面に設ける構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば図７に二点鎖線で示すように、プリント配線板２３のＥＬ発光素子２４，２５と対向する面に熱拡散層４８を設けても良い。

（第２の実施形態）
図１３は、本発明の第２の実施形態に係る熱拡散層７０を有する密着型イメージセンサ１０の概略を示している。なお、第２の実施形態において、ハウジング１１とプリント配線板２３との位置関係、回路板５３とハウジング１１との位置関係および熱拡散層７０とハウジング１１との位置関係は、基本的に第１の実施形態と同様である。そのため、第２の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
熱拡散層７０は、例えば厚みが０．８ｍｍの銅板７１によって構成されている。銅板７１は、プリント配線板２３の第１の端部２８および第２の端部２９からプリント配線板２３の中間部の方向に進むに従い、その幅寸法が次第に狭くなっている。

そのため、発熱量の大きなＬＳＩ５７に対応する銅板７１の中間部では、プリント配線板２３と銅板７１との接触面積が少なく、逆に銅板７１の両端部では、プリント配線板２３と銅板７１との接触面積が大きくなっている。

したがって、プリント配線板２３の第１および第２の端部２８，２９では、プリント配線板２３の中間部に比べてハウジング１１の熱がプリント配線板２３ひいてはＥＬ発光素子に伝わり易くなっている。

（第３の実施形態）
図１４は、本発明の第３の実施形態に係る熱拡散層８０を有する密着型イメージセンサ１０の概略を示している。なお、第３の実施形態において、ハウジング１１とプリント配線板２３との位置関係、回路板５３とハウジング１１との位置関係および熱拡散層８０とハウジング１１との位置関係は、基本的に第１の実施形態と同様である。そのため、第３の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
熱拡散層８０は、例えば厚みが０．８ｍｍのアルミニウム板８１によって構成されている。アルミニウム板８１は、金属板の一例であり、プリント配線板２３の第１の端部２８および第２の端部２９からプリント配線板２３の中間部の方向に進むに従い、その幅寸法が次第に狭くなっている。

そのため、発熱量の大きなＬＳＩ５７に対応するアルミニウム板８１の中間部では、プリント配線板２３とアルミニウム板８１との接触面積が少なく、逆にアルミニウム板８１の両端部では、プリント配線板２３とアルミニウム板８１との接触面積が大きくなっている。

したがって、上記第２の実施形態と同様に、プリント配線板２３の第１および第２の端部２８，２９では、プリント配線板２３の中間部に比べてハウジング１１の熱がプリント配線板２３ひいてはＥＬ発光素子に伝わり易くなっている。

（第４の実施形態）
図１５は、本発明の第４の実施形態に係る熱拡散層９０を有する密着型イメージセンサ１０の概略を示している。なお、第４の実施形態において、ハウジング１１とプリント配線板２３との位置関係、回路板５３とハウジング１１との位置関係および熱拡散層９０とハウジング１１との位置関係は、基本的に第１の実施形態と同様である。そのため、第４の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
熱拡散層９０は、例えば厚みが０．８ｍｍのアルミニウム板９１と、厚みが０．１ｍｍの異方性熱伝導シート０２とによって構成されている。

アルミニウム板９１および異方性熱伝導シート９２は、夫々プリント配線板２３の全長に亘るような帯状をなすとともに、その幅寸法が全長に亘って一定となっている。アルミニウム板９１と異方性熱伝導シート９２とは、互いに積層されている。異方性熱伝導シート９２は、カーボンを主成分とするもので、熱拡散性を有している。異方性熱伝導シート９２は、アルミニウム板９１とハウジング１１との間に介在されて、ハウジング１１とアルミニウム板９１との間を熱伝導可能に接続している。

（第５の実施形態）
図１６は、本発明の第５の実施形態に係る熱拡散層１００を有する密着型イメージセンサ１０の概略を示している。なお、第５の実施形態において、ハウジング１１とプリント配線板２３との位置関係、回路板５３とハウジング１１との位置関係および熱拡散層１００とハウジング１１との位置関係は、基本的に第１の実施形態と同様である。そのため、第５の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
アルミニウム板１０１は、プリント配線板２３の全長に亘るような帯状をなすとともに、その幅寸法が全長に亘って一定となっている。

（第６の実施形態）
図１７は、本発明の第６の実施形態に係る熱拡散層１１０を有する密着型イメージセンサ１０の概略を示している。なお、第６の実施形態において、ハウジング１１とプリント配線板２３との位置関係、回路板５３とハウジング１１との位置関係および熱拡散層１１０とハウジング１１との位置関係は、基本的に第１の実施形態と同様である。そのため、第６の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
熱拡散層１１０は、例えば厚みが０．８ｍｍの第１および第２のアルミニウム板１１１，１１２と、厚みが０．１ｍｍの異方性熱伝導シート１１３とによって構成されている。

第１のアルミニウム板１１１は、プリント配線板２３の第１の端部２８に対応する長さの帯状をなすとともに、その幅寸法が全長に亘って一定となっている。同様に、第２のアルミニウム板１１２は、プリント配線板２３の第２の端部２９に対応する長さの帯状なすとともに、その幅寸法が全長に亘って一定となっている。そのため、第１のアルミニウム板１１１と第２のアルミニウム板１１２とは、プリント配線板２３の長手方向に互いに離れている。

異方性熱伝導シート１１３は、カーボンを主成分とするもので、熱伝導性を有している。異方性熱伝導シート１１３は、プリント配線板２３の全長に亘るような帯状をなすとともに、その幅寸法が全長に亘って一定となっている。異方性熱伝導シート１１３と第１のアルミニウム板１１１、および異方性熱伝導シート１１３と第２のアルミニウム板１１２とは、互いに積層されている。さらに、異方性熱伝導シート１１３は、第１および第２のアルミニウム板１１１，１１２とハウジング１１との間に介在されて、ハウジング１１と第１および第２のアルミニウム板１１１，１１２との間を熱伝導可能に接続している。

異方性熱伝導シート１１３の長手方向に沿う中間部は、第１のアルミニウム板１１１と第２のアルミニウム板１１２との間でプリント配線板２３の下面を覆う絶縁テープ５０と向かい合っている。異方性熱伝導シート１１３の中間部と絶縁テープ５０との間に空気層１１４が形成されている。異方性熱伝導シート１１３の中間部と絶縁テープ５０との間に、これら両者間の間隔を維持するスペーサ１１５が介在されている。

ところで、本発明に携わる発明者は、上記第１乃至第６の実施形態に係る密着型イメージセンサ１０の夫々において、その出力が劣化する様子を動作開始から３０分間測定する実験を行い、図１８に示すような結果を得た。

この実験では、密着型イメージセンサ１０が動作を開始した時の初期出力の最大値と最小値との差を初期値とするとともに、動作を開始してから所定の時間が経過した時の出力を上記初期値を基準とする割合で示している。

図１８において、特性Ａは第１の実施形態に係る密着型イメージセンサ１０の出力を示し、特性Ｂは第２の実施形態に係る密着型イメージセンサ１０の出力を示し、特性Ｃは第３の実施形態に係る密着型イメージセンサ１０の出力を示し、特性Ｄは第４の実施形態に係る密着型イメージセンサ１０の出力を示し、特性Ｅは第５の実施形態に係る密着型イメージセンサ１０の出力を示し、特性Ｆは第６の実施形態に係る密着型イメージセンサ１０の出力を示している。

また、図１８において特性Ｘは、熱拡散層を持たない密着型イメージセンサの出力を示し、特性Ｙは、光源にＬＥＤを用いた従来の密着型イメージセンサの出力を示している。

この実験結果によれば、ハウジング１１とプリント配線板２３との間に熱拡散層４８，７０，８０，９０，１００，１１０を介在させた密着型イメージセンサ１０では、動作開始から３０分経過後の出力の劣化量が最大でも７．５％程度に抑えられていることが分かる。

これに対し、熱拡散層を持たない密着型イメージセンサでは、動作開始から３０分経過後の出力の劣化量が１３％を上回っている。このことから、熱拡散層４８，７０，８０，９０，１００，１１０は、密着型イメージセンサ１０の出力の劣化量を抑える上で有効に寄与している。

特に熱拡散層４８，７０として銅板４９，７１を用いた場合は、動作開始から３０分経過後の出力の劣化量が夫々４．５％および４．９％に抑えられている。そのため、密着型イメージセンサ１０の出力の劣化量を少なく抑えるためには、アルミニウムよりも熱伝導性に優れた銅を用いることが望ましいものとなる。

さらに、本発明者は、上記第１の実施形態の銅板４９の厚みを０．６mmから０．８mmに変更して同様の実験を行ったところ、動作開始から３０分経過後の出力の劣化量が４．１％に抑えられることが明らかとなった。

一方、本発明者は、銅やアルミニウムのような金属板を用いた熱拡散層４８，７０，８０，９０，１００，１１０の優位性を確認するため、比較例として金属板を用いない熱拡散層を有する密着型イメージセンサを作成し、上記と同様の実験を行った。

図１９は、第１の比較例としての熱拡散層２００を有する密着型イメージセンサ２０１の概略を示している。なお、第１の比較例において、ハウジング１１とプリント配線板２３との位置関係、回路板５３とハウジング１１との位置関係および熱拡散層２００とハウジング１１との位置関係は、基本的に第１の実施形態と同様である。そのため、第１の比較例において、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
熱拡散層２００は、厚さが０．８ｍｍの空気層２０２によって構成されている。空気層２０２は、プリント配線板２３とハウジング１１との間に複数の合成樹脂製のスペーサ２０３を介在させることによって形成されている。

図２０は、第２の比較例としての熱拡散層３００を有する密着型イメージセンサ３０１の概略を示している。なお、第２の比較例において、ハウジング１１とプリント配線板２３との位置関係、回路板５３とハウジング１１との位置関係および熱拡散層３００とハウジング１１との位置関係は、基本的に第１の実施形態と同様である。そのため、第２の比較例において、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
熱拡散層３００は、厚みが０．０２５ｍｍの異方性熱伝導シート３０２によって構成されている。異方性熱伝導シート３０２は、カーボンを主成分とするもので、熱伝導性を有している。異方性熱伝導シート３０２は、プリント配線板２３の全長に亘るような帯状をなすとともに、その幅寸法が全長に亘って一定となっている。

図２１は、第３の比較例としての熱拡散層４００を有する密着型イメージセンサ４０１の概略を示している。なお、第３の比較例において、ハウジング１１とプリント配線板２３との位置関係、回路板５３とハウジング１１との位置関係および熱拡散層４００とハウジング１１との位置関係は、基本的に第１の実施形態と同様である。そのため、第３の比較例において、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
熱拡散層４００は、厚みが０．１ｍｍの異方性熱伝導シート４０２と厚みが０．５ｍｍのゴムシート４０３とで構成されている。異方性熱伝導シート４０２とゴムシート４０３とは、互いに積層されている。異方性熱伝導シート４０２は、カーボンを主成分とするもので、熱拡散性を有している。異方性熱伝導シート４０２は、ハウジング１１の側に位置するとともに、ゴムシート４０３は、プリント配線板２３の側に位置している。

図２２は、上記第１乃至第３の比較例に係る密着型イメージセンサ２０１，３０１．４０１の夫々において、その出力が劣化する様子を動作開始から３０分間に亘って測定した結果を示している。この測定では、イメージセンサが動作を開始した時の初期出力の最大値と最小値との差を初期値とするとともに、動作を開始してから所定の時間が経過した時の出力を上記初期値を基準とする割合で示している。

図２２において、特性Ｒ１は第１の比較例の密着型イメージセンサ２０１の出力を示し、特性Ｒ２は第２の比較例の密着型イメージセンサ３０１の出力を示し、特性Ｒ３は第３の比較例の密着型イメージセンサ４０１の出力を示している。

また、図２２において特性Ｘは、熱拡散層を持たない密着型イメージセンサの出力を示し、特性Ｙは、光源にＬＥＤを用いた従来の密着型イメージセンサの出力を示している。

この実験結果によれば、第１乃至第３の比較例の密着型イメージセンサ２０１，３０１．４０１では、動作開始から３０分経過後の出力の劣化量が８％〜１０％の範囲内にあり、本発明の第１乃至第６の実施形態との比較において出力の劣化量が大きいことが分かる。

このことから、金属板を持たない熱拡散層２００，３００，４００では、ハウジング１１からＥＬ発光素子に伝わる熱を十分に拡散させることができず、それ故、ＥＬ発光素子の温度分布にばらつきが生じて、密着型イメージセンサの出力の劣化量が大きくなる。

したがって、密着型イメージセンサ１０の熱拡散層４８，７０，８０，９０，１００，１１０としては、例えば銅やアルミニウムのような熱伝導性に優れた金属板を用いることが望ましい。

なお、本発明に係るイメージセンサは、密着型に限らず、縮小結像型のイメージセンサにも同様に適用できる。この場合、縮小結像型のイメージセンサでは、ＥＬ発光素子は発光部の光源として使用することができる。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略を示す側面図。 本発明の第１の実施形態に係る密着型イメージセンサの斜視図。 本発明の第１の実施形態に係る密着型イメージセンサの断面図。 本発明の第１の実施形態に係る密着型イメージセンサの第１の端部の断面図。 本発明の第１の実施形態において、プリント配線板とＥＬ発光素子との接続部分を拡大して示す密着型イメージセンサの平面図。 本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ光源ユニットの平面図。 本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ光源ユニットの断面図。 本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ光源ユニットの断面図。 本発明の第１の実施形態において、ハウジングに支持された回路板とケーブルとの接続部分の構造を示す密着型イメージセンサの斜視図。 本発明の第１の実施形態において、厚さが０．６mmの銅板を用いた密着型イメージセンサにおいて、その出力が劣化する割合を動作開始から３０分間測定した結果を示す特性図。 本発明の第１の実施形態において、ＥＬ発光素子が回路素子の熱影響を受けた時の輝度分布を密着型イメージセンサの出力で示す特性図。 本発明の第１の実施形態において、密着型イメージセンサの動作時間の経過に伴って輝度が変化する様子を示す特性図。 本発明の第２の実施形態に係る密着型イメージセンサを概略的に示す断面図。 本発明の第３の実施形態に係る密着型イメージセンサを概略的に示す断面図。 本発明の第４の実施形態に係る密着型イメージセンサを概略的に示す断面図。 本発明の第５の実施形態に係る密着型イメージセンサを概略的に示す断面図。 本発明の第６の実施形態に係る密着型イメージセンサを概略的に示す断面図。 本発明の第１乃至第６の実施形態に係る密着型イメージセンサにおいて、夫々の出力が劣化する様子を動作開始から３０分間測定した結果を示す特性図。 第１の比較例に係る密着型イメージセンサを概略的に示す断面図。 第２の比較例に係る密着型イメージセンサを概略的に示す断面図。 第３の比較例に係る密着型イメージセンサを概略的に示す断面図。 第１乃至第３の比較例に係る密着型イメージセンサにおいて、夫々の出力が劣化する様子を動作開始から３０分間測定した結果を示す特性図。

符号の説明

２…読み取り対象物（原稿）、１０…イメージセンサ（密着型イメージセンサ）、１１…ハウジング、１２…凹部（第１の凹部）、１４…底面、１８…レンズ（レンズユニット）、１９…センサ基板、２０…受光素子、２２…光源（有機ＥＬ光源ユニット）、２３…プリント配線板、２４，２５…ＥＬ発光素子、３７…発光部、４８，７０，８０，９０，１００，１１０…熱拡散層、５３…回路板、５６…電子回路部品。

Claims (8)

1. 読み取り対象物の搬送方向に対し直交する方向を長手方向とし、かつ発熱する電子回路部品の熱を受けるハウジングと、上記ハウジング内の長手方向に設けられたレンズユニットと、上記ハウジング内の長手方向に設けられ、上記読み取り対象物に向けて光を照射する光源と、上記レンズユニットの中心軸線下に位置する受光素子が長手方向に実装されたセンサ基板と、上記ハウジングに取り付けられ、上記光源および上記センサ基板と電気的に接続された回路板と、を具備するイメージセンサであって、
   上記光源は、上記レンズユニットに平行して上記ハウジングの上面長手方向の凹部に設けられ、有機エレクトロルミネセンスにより発光する発光部を有するＥＬ発光素子であり、
   上記ＥＬ発光素子は、上記凹部の長手方向に沿ってライン状に延びるプリント配線板上に支持されており、このプリント配線板と上記凹部の底面との間に熱拡散層が介在していることを特徴とするイメージセンサ。
2. 請求項１の記載において、上記熱拡散層は、上記ＥＬ発光素子の全長に亘って設けられているとともに、銅板またはアルミニウム板で構成されることを特徴とするイメージセンサ。
3. 請求項１の記載において、上記プリント配線板は、上記ハウジングの上記長手方向に延びた一対のＥＬ支持部を有し、上記ＥＬ支持部は、互いに間隔を存して平行に配置されて、これらＥＬ支持部と上記凹部の上記底面との間に夫々上記熱拡散層が介在されているとともに、上記ＥＬ支持部の上に夫々上記ＥＬ発光素子が支持されていることを特徴とするイメージセンサ。
4. 請求項３の記載において、上記ＥＬ支持部の上に実装された上記ＥＬ発光素子および上記ＥＬ支持部と上記凹部の上記底面との間に介在された上記熱拡散層は、上記レンズユニットを間に挟んで互いに並んでいることを特徴とするイメージセンサ。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項の記載において、上記熱拡散層は、上記ハウジングよりも熱伝導率が大きいことを特徴とするイメージセンサ。
6. 請求項１の記載において、上記回路板に動作中に発熱するＬＳＩを含む上記電子回路部品が実装され、上記ＬＳＩは、上記ＥＬ発光素子の長手方向の中間部に対応する位置で上記回路板に実装されていることを特徴とするイメージセンサ。
7. 請求項１の記載において、上記熱拡散層は、金属板と熱拡散性を有する熱伝導シートとを含み、上記金属板および上記熱伝導シートは互いに積層されているとともに、上記熱伝導シートは上記金属板と上記ハウジングとの間に介在されていることを特徴とするイメージセンサ。
8. 読み取り対象物の搬送方向に対し直交する方向を長手方向とし、かつ発熱する電子回路部品の熱を受けるハウジングと、上記ハウジング内の長手方向に設けられたレンズユニットと、上記ハウジング内の長手方向に設けられ、上記読み取り対象物に向けて光を照射する光源と、上記レンズユニットの中心軸線下に位置する受光素子が長手方向に実装されたセンサ基板と、上記ハウジングに取り付けられ、上記光源および上記センサ基板と電気的に接続された回路板と、を具備するイメージセンサであって、
   上記光源は、上記レンズユニットに平行して上記ハウジングの上面長手方向の凹部に設けられ、有機エレクトロルミネセンスにより発光する発光部を有するＥＬ発光素子であり、
   上記ＥＬ発光素子は、上記凹部の長手方向に沿ってライン状に延びるプリント配線板上に設けられているとともに、このプリント配線板と上記ＥＬ発光素子との間に熱拡散層が介在していることを特徴とするイメージセンサ。

Images