JP5961723B2 - イメージセンサユニット、画像読取装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、イメージセンサユニット、画像読取装置および画像形成装置に関する。特に、大型原稿（大判原稿）などを読み取る場合に用いられるイメージセンサユニット、画像読取装置および画像形成装置に関する。

画像読取装置や画像形成装置に用いられるイメージセンサユニットでは、原稿の読み取り可能な長さ（以下、読取長という）がＡ４、Ｂ４、Ａ３サイズ程度が一般的である。近年では、読取長がＡ３サイズを超えるＡ２、Ａ１、Ａ０サイズの大型原稿を読み取ることができる長尺のイメージセンサユニットが電子黒板などの画像読取装置に用いられている。

このような長尺のイメージセンサユニットでは、コストを削減するために、複数の短尺のセンサ基板を主走査方向に接続する構成や、複数の短尺のロッドレンズアレイを主走査方向に接続する構成を適用することが考えられる。特許文献１には、複数の短尺のロッドレンズアレイを所定の読み取り幅に亘って連続して配置したイメージセンサが開示されている。

特開２００５−２１７６３０号公報

上述したような電子黒板などに用いられるイメージセンサユニットでは、読み取る画像が大きな文字であるために、読み取り精度が問題になることはなかった。

しかしながら、大型地図などの読み取りに用いられるイメージセンサユニットなどでは、一般的な大きさの原稿を読み取るときと同じように精細な読み取り精度が求められる。

本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、画像の読み取り品質の低下を低減することを目的とする。

本発明のイメージセンサユニットは、読取対象物に光を照射する発光素子が主走査方向に複数配置された光源を複数備え、複数の前記光源は、それぞれ主走査方向に配置され、読取対象物からの光を電気信号に変換するセンサチップが主走査方向に複数実装されたセンサ基板を複数備え、複数の前記センサ基板は、それぞれ主走査方向に接続され、読取対象物からの光を前記センサチップに結像させる結像素子が主走査方向に複数配列された結像素子アレイを複数備え、複数の前記結像素子アレイは、それぞれ主走査方向に接続され、前記結像素子アレイは、複数の結像素子が光軸を平行にした状態で主走査方向に配列して構成され、複数の前記光源間の位置と複数の前記結像素子アレイ間の位置とは、主走査方向においてそれぞれ重なり合わないことを特徴とする。
本発明のイメージセンサユニットは、発光部から入射された光を伝搬させて読取対象物に光を照射する導光体が主走査方向に複数配置された導光体部を備え、複数の前記導光体は、それぞれ主走査方向に接続され、読取対象物からの光を電気信号に変換するセンサチップが主走査方向に複数実装されたセンサ基板を複数備え、複数の前記センサ基板は、それぞれ主走査方向に接続され、読取対象物からの光を前記センサチップに結像させる結像素子が主走査方向に複数配列された結像素子アレイを複数備え、複数の前記結像素子アレイは、それぞれ主走査方向に接続され、前記結像素子アレイは、複数の結像素子が光軸を平行にした状態で主走査方向に配列して構成され、複数の前記導光体間の位置と複数の前記結像素子アレイ間の位置とは、主走査方向においてそれぞれ重なり合わないことを特徴とする。
本発明の画像読取装置は、前記イメージセンサユニットと、前記イメージセンサユニットと読取対象物とを相対的に移動させながら、前記読取対象物からの光を読み取る画像読取部と、を備える。
本発明の画像形成装置は、前記イメージセンサユニットと、前記イメージセンサユニットと読取対象物とを相対的に移動させながら、前記読取対象物からの光を読み取る画像読取部と、記録媒体に画像を形成する画像形成部と、を備える。

本発明によれば、画像の読み取り品質の低下を低減できる。

図１は、ロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅ間の接続位置およびセンサ基板５０ａ〜５０ｃ間の接続位置を示す模式図である。 図２は、ＭＦＰ１０の外観を示す斜視図である。 図３は、画像形成部２１の構造を示す概略図である。 図４は、イメージセンサユニット４０を副走査方向に切断した断面図である。 図５は、イメージセンサユニット４０の構成部材の斜視図である。 図６は、イメージセンサユニット４０の構成部材の一部拡大斜視図である。 図７は、ロッドレンズアレイ４５ａとロッドレンズアレイ４５ｂとの間の接続位置Ｐｂ１を拡大した図である。 図８Ａは、第２の実施形態の光源部６２を示す斜視図である。 図８Ｂは、第２の実施形態の光源部６２の変形例を示す斜視図である。 図９Ａは、第３の実施形態の光源部７２を示す斜視図である。 図９Ｂは、第３の実施形態の光源部７２の変形例を示す斜視図である。 図１０は、比較例のイメージセンサユニット１００の内部構造を示す模式図である。 図１１Ａは、比較例のイメージセンサユニット１００のロッドレンズアレイ１０４ａ、１０４ｂとセンサチップ１０７ａ、１０７ｂとの配置関係の一例を示す図である。 図１１Ｂは、比較例のイメージセンサユニット１００のロッドレンズアレイ１０４ａ、１０４ｂとセンサチップ１０７ａ、１０７ｂとの配置関係の一例を示す図である。 図１１Ｃは、比較例のイメージセンサユニット１００のロッドレンズアレイ１０４ａ、１０４ｂとセンサチップ１０７ａ、１０７ｂとの配置関係の一例を示す図である。 図１１Ｄは、比較例のイメージセンサユニット１００のロッドレンズアレイ１０４ａ、１０４ｂとセンサチップ１０７ａ、１０７ｂとの配置関係の一例を示す図である。

以下、本発明を適用できる実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態では、後述するイメージセンサユニットと、このイメージセンサユニットが適用される画像読取装置および画像形成装置について説明する。画像読取装置および画像形成装置では、イメージセンサユニットが読取対象物としての原稿Ｄに光を照射し、イメージセンサユニットが原稿Ｄからの光を電気信号に変換することで画像を読み取る。

ここで、画像読取装置または画像形成装置としての多機能プリンタ（ＭＦＰ；Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｒ）について図２を参照して説明する。図２は、大型原稿に対応したＭＦＰ１０の外観を示す斜視図である。図２に示すように、ＭＦＰ１０は、原稿Ｄからの反射光を読み取る画像読取手段としての画像読取部１１と、記録媒体としてのロール紙Ｒ（記録紙）に原稿Ｄの画像を形成（印刷）する画像形成手段としての画像形成部２１とを備えている。

画像読取部１１はいわゆるイメージスキャナーの機能を有するものであり、例えば以下のように構成される。画像読取部１１は、筐体１２と、給紙口１３と、原稿排紙口１４と、原稿回収ユニット１５と、シート回収ユニット１６と、イメージセンサユニット４０と、原稿搬送ローラ８０とを備えている。

イメージセンサユニット４０は、例えば密着型イメージセンサ（ＣＩＳ；Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）ユニットである。イメージセンサユニット４０は、筐体１２内に固定されている。
画像読取部１１では、給紙口１３から筐体１２内に差し込まれた原稿Ｄは、駆動機構により回転駆動される原稿搬送ローラ８０によって挟まれつつ所定の搬送速度でイメージセンサユニット４０に対して相対的に搬送される。イメージセンサユニット４０は搬送されている原稿Ｄを光学的に読み取って、後述するセンサチップ５１により電気信号に変換することで、画像の読み取り動作を行う。画像が読み取られた原稿Ｄは、原稿搬送ローラ８０によって搬送され原稿排紙口１４から排紙される。原稿排紙口１４から排紙された原稿Ｄは、筐体１２の背面に配置された原稿回収ユニット１５によって回収される。

図３は画像形成部２１の構造を示す概略図である。
画像形成部２１はいわゆるプリンタの機能を有するものであり、筐体１２内部に収容され例えば以下のように構成される。画像形成部２１は、ロール紙Ｒと、シート搬送ローラ２２と、プリンタヘッド２４とを備えている。プリンタヘッド２４は、例えばシアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、黒Ｋのインクを備えたインクタンク２５（２５ｃ、２５ｍ、２５ｙ、２５ｋ）と、これらのインクタンク２５にそれぞれ設けられた吐出ヘッド２６（２６ｃ、２６ｍ、２６ｙ、２６ｋ）から構成される。また、画像形成部２１は、プリンタヘッドスライドシャフト２７と、プリンタヘッド駆動モータ２８と、プリンタヘッド２４に取り付けられたベルト２９とを有している。さらに、図２に示すように、画像形成部２１には、印刷されたシートＳが排紙されるシート排紙口３０を備えている。

画像形成部２１では、連続したロール紙Ｒの一端であるシートＳは、駆動機構により回転駆動されるシート搬送ローラ２２によって挟まれつつ印刷位置まで搬送される。プリンタヘッド２４は、プリンタヘッド駆動モータ２８によりベルト２９を機械的に動かすことで、プリンタヘッドスライドシャフト２７に沿って印刷方向（主走査方向）に移動しつつ電気信号に基づいてシートＳに対して印刷を行う。印刷終了まで上述した動作を繰り返した後、印刷されたシートＳは主走査方向に切断される。切断されたシートＳはシート搬送ローラ２２によってシート排紙口３０から排紙される。シート排紙口３０から排紙されたシートＳは、筐体１２の下側に配置されたシート回収ユニット１６によって回収される。
なお、画像形成部２１としてインクジェット方式による画像形成装置を説明したが、電子写真方式、熱転写方式、ドットインパクト方式などどのような方式であっても構わない。

次に、本発明を適用できるイメージセンサユニット４０の構成について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図４は、イメージセンサユニット４０を副走査方向に切断したときの断面図である。図５は、イメージセンサユニット４０の構成部材の斜視図である。図６は、図５に示すイメージセンサユニット４０の構成部材の一部拡大斜視図である。ここでは、Ａ０サイズの大型（大判）の原稿Ｄを読み取ることができるイメージセンサユニット４０について説明する。

イメージセンサユニット４０は、直方体の外観を呈し、その長手方向が主走査方向（Ｘ方向）となり、これに直交する副走査方向（Ｙ方向）は原稿Ｄの搬送方向となる。

イメージセンサユニット４０は、透明部材としてのカバーガラス４１、光源部４２、ロッドレンズアレイ部４５、センサ基板部５０、上述した構成部材を収容する筐体としてのフレーム５３などを備えている。

カバーガラス４１は、フレーム５３内に塵等が侵入するのを防止する。カバーガラス４１は平板状であって、フレーム５３の上部に固定される。
光源部４２は、原稿Ｄを照明する。図４に示すように、光源部４２は、フレーム５３内において、カバーガラス４１の下方向であってロッドレンズアレイ部４５に隣接した位置に固定される。図５に示すように、光源部４２は、短尺のイメージセンサユニットに用いられる光源４２ａ、４２ｂ、４２ｃを主走査方向に直線状に配置して構成される。本実施形態では、読取長がＡ３サイズのイメージセンサユニットに用いられる光源を３つ接続して使用している。
図６に示すように、光源４２ａ〜４２ｃは、例えば赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの３色の波長を持つ発光素子４３ｒ、４３ｇ、４３ｂと、発光素子４３ｒ、４３ｇ、４３ｂを実装する主走査方向に長く形成された基板４４とを有している。発光素子４３ｒ、４３ｇ、４３ｂは、例えばＬＥＤチップであり、主走査方向に所定の順番で実装されている。

ロッドレンズアレイ部４５は、原稿Ｄからの光（本実施形態では、反射光）をセンサ基板部５０のセンサチップ５１に結像する。図４に示すように、ロッドレンズアレイ部４５は、フレーム５３内において、カバーガラス４１の下方向であって光源部４２に隣接した位置に固定される。ロッドレンズアレイ部４５の入射面４６と出射面４７との間で形成される光軸の延長線上にセンサチップ５１が位置する。図５に示すように、ロッドレンズアレイ部４５は、短尺のイメージセンサユニットに用いられる結像素子アレイとしてのロッドレンズアレイ４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅを主走査方向に直線状に接続して構成される。本実施形態では、読取長がＡ４サイズのイメージセンサユニットに用いられるロッドレンズアレイを５つ接続している。
図６に示すように、各ロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅは、光軸を平行にした状態で主走査方向に複数、配列された正立等倍結像型の結像素子としてのロッドレンズ４８を、副走査方向における両側から側壁４９で挟むように構成される。なお、ロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅ間は、フレーム５３内で接着剤などを用いた公知の方法で接続される。ロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅ間は、許容される接続誤差の範囲内で副走査方向などにずれて接続される場合がある。

センサ基板部５０は、ロッドレンズアレイ部４５により結像された反射光を電気信号に変換する。図４に示すように、センサ基板部５０は、フレーム５３の下端に熱カシメなどにより固定される。図５に示すように、センサ基板部５０は、短尺のイメージセンサユニットに用いられるセンサ基板５０ａ、５０ｂ、５０ｃを主走査方向に直線状に接続して構成される。本実施形態では、読取長がＡ３サイズのイメージセンサユニットに用いられるセンサ基板を３つ接続している。
図６に示すように、各センサ基板５０ａ〜５０ｃは、複数のセンサチップ５１と、複数のセンサチップ５１を主走査方向に実装する基板５２とを有している。なお、センサ基板５０ａ〜５０ｃ間はねじなどを用いた公知の方法で接続される。センサ基板５０ａ〜５０ｃ間は、許容される接続誤差の範囲内で副走査方向などにずれて接続される場合がある。

フレーム５３は、イメージセンサユニット４０の上述した各構成部材を収容する。図４に示すように、フレーム５３は、イメージセンサユニット４０の構成部材を位置決めして保持するために、内部が複数の凹凸状に形成されている。図５に示すように、フレーム５３は、主走査方向に読取長よりもやや長い直方体状に形成されている。

上述したように構成されるイメージセンサユニット４０が原稿Ｄを読み取る場合について説明する。図４に示すように、イメージセンサユニット４０は原稿搬送ローラ８０によって所定の搬送速度で副走査方向に搬送される原稿Ｄに対し、イメージセンサユニット４０は光源部４２の各発光素子４３ｒ、４３ｇ、４３ｂを順次、点灯駆動させて光を照射させる。光源部４２から照射された光は、原稿Ｄの読み取り面を主走査方向に亘って均一に照明する。この照射された光が原稿Ｄによって反射されることで、ロッドレンズアレイ部４５を介してセンサチップ５１上に結像される。イメージセンサユニット４０は、結像された反射光をセンサチップ５１により電気信号に変換することで、原稿Ｄの画像を読み取ることができる。

イメージセンサユニット４０が反射光を１走査ライン分読み取ることで、原稿Ｄの主走査方向における１走査ラインの読み取り動作を完了する。１走査ラインの読み取り動作終了後、原稿Ｄの副走査方向への相対的な移動に伴い、上述する動作と同様に次の１走査ライン分の読み取り動作が行われる。このようにイメージセンサユニット４０が副走査方向に移動しながら１走査ライン分ずつ読み取り動作を繰り返すことで、原稿Ｄの全面が順次走査されて画像の読み取りが行われる。

ここで、複数のセンサ基板を接続すると共に複数のロッドレンズアレイを接続して構成したイメージセンサユニットにおいて、読み取り精度が低下してしまう場合について説明する。
図１０は、比較例に係るイメージセンサユニット１００の内部構成を示す模式図である。イメージセンサユニット１００の内部には、光源部１０１、ロッドレンズアレイ部１０４、センサ基板部１０６が配置されている。イメージセンサユニット１００は、原稿Ｄに対して副走査方向（Ｙ方向）に相対的に移動する。

光源部１０１は、主走査方向（Ｘ方向）に長く形成された基板１０２の実装面上に、複数の発光素子１０３が実装されて構成されている。光源部１０１は下方向から原稿Ｄを照明する。
ロッドレンズアレイ部１０４は、長尺のイメージセンサユニット１００に対応させるために、短尺の第１のロッドレンズアレイ１０４ａと短尺の第２のロッドレンズアレイ１０４ｂとを主走査方向に接続して構成されている。各ロッドレンズアレイ１０４ａ、１０４ｂは、正立等倍結像型のロッドレンズ１０５を主走査方向に複数、配列されている。ロッドレンズアレイ部１０４は、原稿Ｄからの反射光をセンサ基板部１０６に実装されたセンサチップ１０７に結像する。
センサ基板部１０６は、長尺のイメージセンサユニット１００に対応させるために、短尺の第１のセンサ基板１０６ａと短尺の第２のセンサ基板１０６ｂとを主走査方向に接続して構成されている。センサ基板１０６ａ、１０６ｂには、複数のセンサチップ１０７（１０７ａ、１０７ｂ）が主走査方向に複数、実装されている。各センサチップ１０７内には、後述する複数の受光素子１０８が主走査方向に配置されている。センサチップ１０７は、ロッドレンズアレイ部１０４によって結像された反射光を電気信号に変換する。センサ基板１０６ａ、１０６ｂは、センサチップ１０７を副走査方向に対してロッドレンズ１０５の光軸と一致させる位置に配置している。

図１１Ａ〜図１１Ｄは、図１０に示す矢印Ａ方向から見たロッドレンズアレイ１０４ａ、１０４ｂとセンサチップ１０７ａ、１０７ｂとの配置関係の一例を示す図である。センサチップ１０７ａ、１０７ｂには上述した受光素子１０８が配置されている。ここでは、第１のロッドレンズアレイ１０４ａと第２のロッドレンズアレイ１０４ｂとの接続位置および第１のセンサ基板１０６ａと第２のセンサ基板１０６ｂとの接続位置が主走査方向において重なり合っている。

図１１Ａでは、第１のロッドレンズアレイ１０４ａと第２のロッドレンズアレイ１０４ｂとはずれることなく精度よく接続されている。また、第１のセンサ基板１０６ａと第２のセンサ基板１０６ｂとは精度よく接続されているので、第１のセンサチップ１０７ａと第２のセンサチップ１０７ｂとがずれることなく精度よく配置されている。この場合、イメージセンサユニット１００が副走査方向に相対的に移動して、図１０に示す原稿Ｄに描画された主走査方向の直線Ｌの画像を読み取った場合、図１１Ａに示すように主走査方向に延びる直線Ｌａの画像として読み取ることができる。

図１１Ｂでは、第１のロッドレンズアレイ１０４ａと第２のロッドレンズアレイ１０４ｂとは精度よく接続されている。一方、第１のセンサ基板１０６ａと第２のセンサ基板１０６ｂとは副走査方向にずれて接続されているので、第１のセンサチップ１０７ａと第２のセンサチップ１０７ｂとが副走査方向にＧ１ずれて配置されている。この場合、イメージセンサユニット１００が図１０に示す直線Ｌの画像を読み取った場合、図１１Ｂに示すように副走査方向にずれた直線Ｌｂの画像として読み取る。

図１１Ｃでは、第１のセンサ基板１０６ａと第２のセンサ基板１０６ｂとは精度よく接続されているので、第１のセンサチップ１０７ａと第２のセンサチップ１０７ｂとがずれることなく精度よく配置されている。一方、第１のロッドレンズアレイ１０４ａと第２のロッドレンズアレイ１０４ｂとは副走査方向にＧ２ずれて接続されている。この場合、イメージセンサユニット１００が図１０に示す直線Ｌの画像を読み取った場合、図１１Ｃに示すように副走査方向にずれた直線Ｌｃの画像として読み取る。

図１１Ｄでは、第１のセンサ基板１０６ａと第２のセンサ基板１０６ｂとは副走査方向にずれて接続されているので、第１のセンサチップ１０７ａと第２のセンサチップ１０７ｂとが副走査方向にＧ１ずれて配置されている。更に、第１のロッドレンズアレイ１０４ａと第２のロッドレンズアレイ１０４ｂとは副走査方向にＧ２ずれて接続されている。この場合、イメージセンサユニット１００が図１０に示す直線Ｌの画像を読み取った場合、図１１Ｄに示すように副走査方向に大きくずれた直線Ｌｄの画像として読み取る。
ここで、図１１Ｄに示すずれた直線Ｌｄは、図１１Ｂに示すずれた直線Ｌｂや図１１Ｃに示すずれた直線Ｌｃに比べて、ずれ量が大きい。

ここで、図１１Ｂや図１１Ｃに示すようなＧ１やＧ２のみの接続誤差が、許容できる程度の接続誤差であったとしても、図１１Ｄに示すようなＧ１の接続誤差とＧ２の接続誤差とが積算されてしまうと、画像の読み取り精度が著しく低下してしまうという問題がある。

本実施形態では上述したように、ロッドレンズアレイ部４５はＡ４サイズに用いられるロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅを主走査方向に接続して構成され、センサ基板部５０はＡ３サイズに用いられるセンサ基板５０ａ〜５０ｃを主走査方向に接続して構成される。したがって、ロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅ間の接続位置と、センサ基板５０ａ〜５０ｃ間の接続位置とが主走査方向において重なり合わず、両者の接続位置を主走査方向にずらして構成することができる。

具体的に主走査方向における接続位置について図１を参照して説明する。図１は、光源部４２、ロッドレンズアレイ部４５、センサ基板部５０がフレーム５３内に取り付けられたときの主走査方向における接続位置を示す模式図である。
まず、光源部４２はＡ３サイズに用いられる光源４２ａ〜４２ｃを主走査方向に直線状に接続して構成されている。したがって、光源４２ａと光源４２ｂの接続位置Ｐａ１および光源４２ｂと光源４２ｃとの接続位置Ｐａ２は、読取長Ｍを３等分した位置である。
また、ロッドレンズアレイ部４５はＡ４サイズに用いられるロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅを主走査方向に直線状に接続して構成されている。したがって、ロッドレンズアレイ４５ａとロッドレンズアレイ４５ｂとの接続位置Ｐｂ１、ロッドレンズアレイ４５ｂとロッドレンズアレイ４５ｃとの接続位置Ｐｂ２、ロッドレンズアレイ４５ｃとロッドレンズアレイ４５ｄとの接続位置Ｐｂ３およびロッドレンズアレイ４５ｄとロッドレンズアレイ４５ｅとの接続位置Ｐｂ４は、読取長Ｍを５等分した位置である。
また、センサ基板部５０はＡ３サイズに用いられるセンサ基板５０ａ〜５０ｃを主走査方向に直線状に接続して構成されている。したがって、センサ基板５０ａとセンサ基板５０ｂの接続位置Ｐｃ１およびセンサ基板５０ｂとセンサ基板５０ｃとの接続位置Ｐｃ２は、読取長Ｍを３等分した位置である。

図１に示すように、ロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅ間の接続位置Ｐｂ１〜Ｐｂ４と、センサ基板５０ａ〜５０ｃ間の接続位置Ｐｃ１〜Ｐｃ２とは、主走査方向において重なり合わない位置に配置されている。したがって、イメージセンサユニット４０で原稿Ｄを読み取るときに、ロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅ間の接続誤差とセンサ基板５０ａ〜５０ｃ間の接続誤差との積算による、画像の読み取り精度の低下を低減できる。

すなわち、ロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅ間の接続誤差およびセンサ基板５０ａ〜５０ｃ間の接続誤差が許容される範囲内であっても、ロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅ間の接続位置と、センサ基板５０ａ〜５０ｃ間の接続位置とが主走査方向で重なり合っていると、両者の接続誤差が積算され、画像の読み取り精度が低下してしまう虞がある。本実施形態では、ロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅ間の接続位置Ｐｂ１〜Ｐｂ４と、センサ基板５０ａ〜５０ｃ間の接続位置Ｐｃ１〜Ｐｃ２とが主走査方向において重なり合っていないために、ロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅ間の接続誤差とセンサ基板５０ａ〜５０ｃ間の接続誤差とが積算されることがなく、画像の読み取り精度の低下を低減できる。

次に、ロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅ間の接続位置とセンサ基板５０ａ〜５０ｃ間の接続位置とを主走査方向において重ね合わせない範囲Ｗについて図７を参照して説明する。図７は、ロッドレンズアレイ４５ａとロッドレンズアレイ４５ｂと間の接続位置Ｐｂ１を拡大した図である。ここでは、ロッドレンズ４８の直径をＤとする。また、ロッドレンズ４８の視野半径をＸ₀とし、視野直径を２Ｘ₀とする。ここで視野半径とは、ロッドレンズ４８が反射光をセンサチップ５１に結像させたときの画像半径である。また、ロッドレンズアレイ４５ａのうち接続位置Ｐｂ１に隣接したロッドレンズをロッドレンズ４８ａとし、ロッドレンズアレイ４５ｂのうち接続位置Ｐｂ１に隣接したロッドレンズをロッドレンズ４８ｂとする。

ここでは、ロッドレンズアレイ４５ａとロッドレンズアレイ４５ｂとの間で副走査方向に許容される範囲内の接続誤差がある場合を想定する。このとき、ロッドレンズ４８ａの視野直径２Ｘ₀とロッドレンズ４８ｂの視野直径２Ｘ₀とが重なり合う範囲Ｗでは、ロッドレンズ４８ａおよびロッドレンズ４８ｂそれぞれからセンサチップ５１に結像される反射光が副走査方向にずれてしまう。この範囲Ｗ内に、副走査方向に許容される範囲内の接続誤差があるセンサ基板５０ａとセンサ基板５０ｂとの接続位置が配置された場合には、接続誤差が積算されてしまうことがある。すなわち、イメージセンサユニット４０では原稿Ｄの画像を、副走査方向に許容される範囲以上にずれた画像として読み取ってしまう虞がある。
そこで、本実施形態では、センサ基板５０ａ〜５０ｃ間を接続する場合には、範囲Ｗから主走査方向に離間した位置を接続位置とする。したがって、センサ基板５０ａ〜５０ｃ間の接続誤差とロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅ間の接続誤差との積算を防ぎ、画像読み取り精度の低下を低減できる。

ここで、図７に示すロッドレンズ４８間のピッチがロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅの直径Ｄと同寸法である場合、
センサ基板５０ａ〜５０ｃの接続位置を主走査方向に重ね合わせない範囲Ｗは、図７に示すように、
Ｗ＝２Ｘ₀−Ｄ
により算出することができる。

このように本実施形態によれば、複数の短尺のロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅを接続すると共に複数の短尺のセンサ基板５０ａ〜５０ｃを接続することで長尺のイメージセンサユニット４０を構成する場合であっても、ロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅ間の接続位置とセンサ基板５０ａ〜５０ｃ間の接続位置とを主走査方向において重なり合わない位置に配置することで、画像の読み取り精度の低下を低減できる。

なお、本実施形態では、Ａ０サイズのイメージセンサユニット４０について説明したが、この場合に限られず、複数の短尺のロッドレンズアレイを接続すると共に複数の短尺のセンサ基板を接続して構成される長尺のイメージセンサユニットであれば、イメージセンサユニットのサイズに限定されるものではない。また、本実施形態では、Ａ４サイズのロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅを５つ接続すると共にＡ３サイズのセンサ基板５０ａ〜５０ｃを３つ接続して構成されるイメージセンサユニット４０について説明したが、この場合に限られない。例えばＡ３サイズのロッドレンズアレイを３つ接続すると共にＡ４サイズのセンサ基板を５つ接続してイメージセンサユニットを構成してもよい。また、他のサイズのセンサ基板同士または他のサイズのロッドレンズアレイ同士を接続する場合であってもよい。言い換えれば、等しい長さのセンサ基板同士を接続してもよいし、異なる長さのセンサ基板同士を接続してもよい。また、等しい長さのロッドレンズアレイ同士を接続してもよいし、異なる長さのロッドレンズアレイ同士を接続してもよい。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、ロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅ間の接続位置とセンサ基板５０ａ〜５０ｃ間の接続位置とを主走査方向において重なり合わない位置に配置してイメージセンサユニット４０を構成する場合について説明した。本実施形態では、光源６２ａ、６２ｂ間の接続位置も、ロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅ間の接続位置およびセンサ基板５０ａ〜５０ｃ間の接続位置と主走査方向において重なり合わない位置に配置する場合について説明する。

図８Ａは、本実施形態の光源部６２の構成を示す斜視図である。図８Ａに示すように、光源部６２は、短尺の光源６２ａ、６２ｂが読取長Ｍを２等分する接続位置Ｐｄで、主走査方向に直線状に接続して構成される。光源６２ａ、６２ｂはそれぞれ、例えば赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの３色の波長を持つ発光素子６３ｒ、６３ｇ、６３ｂと、発光素子６３ｒ、６３ｇ、６３ｂを実装する主走査方向に長く形成された基板６４と、拡散部材６５とを有している。拡散部材６５は、発光素子６３ｒ、６３ｇ、６３ｂを覆うように基板６４上に取り付けられる。発光素子６３ｒ、６３ｇ、６３ｂから照射された光は拡散部材６５によって拡散され、原稿Ｄを照明する。
このような拡散部材６５を有する光源部６２は、光源６２ａと光源６２ｂとの接続位置（境界位置）Ｐｄの近辺では、光源６２ａの拡散部材６５と光源６２ｂの拡散部材６５とが分断されていることにより光の拡散が均一にならず光量ムラになる虞がある。

そこで、本実施形態では、光源６２ａ、６２ｂ間の接続位置Ｐｄが、ロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅ間の接続位置およびセンサ基板５０ａ〜５０ｃ間の接続位置と主走査方向において重なり合わない位置に配置する。ここでは、光源６２ａ、６２ｂ間の接続位置Ｐｄは読取長Ｍを２等分する位置としている。このように光源６２ａ、６２ｂ間の接続位置を配置することで、光源６２ａ、６２ｂ間の光量ムラとロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅ間の接続誤差とが積算されず、画像の読み取り品質の低下を低減できる。同様に、光源６２ａ、６２ｂ間の光量ムラとセンサ基板５０ａ〜５０ｃ間の接続誤差とが積算されず、画像の読み取り品質の低下を低減できる。

なお、本実施形態では、光源６２ａ、６２ｂ間の接続位置Ｐｄが読取長Ｍを２等分する位置である場合について説明したが、この場合に限られず、３等分、４等分等であってもよいし、等分ではなく異なる長さであってもよい。光源６２ａ、６２ｂ間の接続位置Ｐｄは、ロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅ間の接続位置およびセンサ基板５０ａ〜５０ｃ間の接続位置と主走査方向において重なり合わない位置であればよく、光源６２ａ、６２ｂの接続位置は限定されない。また、接続位置は２箇所以上であってもよい。
図８Ｂは、光源を３つとし、接続位置が２箇所である場合の変形例を示す図である。図８Ｂでは、例えば、光源６２ａの基板６４と、光源６２ｂの基板６４と、光源６２ｃの基板６４との長手方向における長さの比が例えば１：２：１などで構成されている。したがって、光源６２ａ〜６２ｃの接続位置Ｐｄ１と接続位置Ｐｄ２とがロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅ間の接続位置およびセンサ基板５０ａ〜５０ｃ間の接続位置と主走査方向において重なり合わない位置に配置される。

（第３の実施形態）
本実施形態では、光源部７２を構成する複数の導光体７５ａ、７５ｂ間の接続位置を、ロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅ間の接続位置およびセンサ基板５０ａ〜５０ｃ間の接続位置と主走査方向において重なり合わない位置に配置する場合について説明する。

図９Ａは、本実施形態の光源部７２の構成を示す斜視図である。図９Ａに示すように、光源部７２は、発光部７３と、導光体部７５とを有している。発光部７３は、例えば発光素子としてのＬＥＤチップ７４を備えたＬＥＤモジュールである。本実施形態では、導光体部７５の両端面に発光部７３が配置される。導光体部７５は、短尺の導光体７５ａ、７５ｂが読取長Ｍを２等分する接続位置Ｐｅで、主走査方向に直線状に接続して構成される。導光体部７５は、主走査方向の両端面のうち一端面が一端側の発光部７３からの光を入射させる入射面７６ａであり、他端面が他端側の発光部７３からの光を入射させる入射面７６ｂである。また、導光体部７５は、原稿Ｄと対向する面に導光体部７５内に入射した光を原稿Ｄに向かって出射させる出射面７７が形成される。また、導光体部７５は、出射面７７と対向する面に、入射面７６ａおよび入射面７６ｂから入射した光を反射および拡散させる拡散面７８が形成される。したがって、光源７２は、各発光部７３から照射された光をそれぞれ入射面７６ａ、７６ｂから導光体部７５内に入射させ、拡散面７８により反射および拡散させながら導光体部７５内を伝搬させ出射面７７から出射させることで、原稿Ｄに光が照射される。
このように接続された導光体部７５を有する光源７２は、導光体７５ａ、７５ｂ間の接続位置Ｐｅの近辺では、導光体７５ａと導光体７５ｂとが分断されていることにより、出射面７７から出射される光が均一にならず光量ムラになる虞がある。

そこで、本実施形態では、光源部７２の導光体７５ａ、７５ｂ間の接続位置Ｐｅが、ロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅ間の接続位置およびセンサ基板５０ａ〜５０ｃ間の接続位置と主走査方向において重なり合わない位置に配置する。ここでは、導光体７５ａ、７５ｂ間の接続位置Ｐｅは読取長Ｍを２等分する位置としている。このように導光体７５ａ、７５ｂ間の接続位置を配置することで、導光体７５ａ、７５ｂ間の光量ムラとロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅ間の接続誤差とが積算されず、画像の読み取り品質の低下を低減できる。同様に、導光体７５ａ、７５ｂ間の光量ムラとセンサ基板５０ａ〜５０ｃ間の接続誤差とが積算されず、画像の読み取り品質の低下を低減できる。

なお、本実施形態では、導光体７５ａ、７５ｂ間の接続位置Ｐｅが読取長Ｍを２等分する位置である場合について説明したが、この場合に限られず、３等分、４等分等であってもよいし、等分ではなく異なる長さであってもよい。導光体７５ａ、７５ｂ間の接続位置Ｐｅは、ロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅ間の接続位置およびセンサ基板５０ａ〜５０ｃ間の接続位置と主走査方向において重なり合わない位置であればよく、光源６２ａ、６２ｂの接続位置は限定されない。また、接続位置は２箇所以上であってもよい。
図９Ｂは、導光体を３つとし、接続位置が２箇所である場合の変形例を示す図である。図９Ｂでは、例えば、導光体７５ａと、導光体７５ｂと、導光体７５ｃとの長手方向における長さの比が例えば１：２：１などで構成されている。したがって、導光体７５ａ〜７５ｃの接続位置Ｐｅ１と接続位置Ｐｅ２とがロッドレンズアレイ４５ａ〜４５ｅ間の接続位置およびセンサ基板５０ａ〜５０ｃ間の接続位置と主走査方向において重なり合わない位置に配置される。
なお、導光体部７５の両端部に発光部７３を配置する場合に限られず、一端部のみに発光部を配置してもよい。

以上、本発明を上述した実施形態を用いて説明したが、本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更が可能である。例えば、本実施形態では、結像素子アレイとしてロッドレンズアレイを用いる場合について説明したが、この場合に限られず、マイクロレンズアレイなど従来公知のレンズアレイを用いることができる。

本発明は、イメージセンサユニット、このイメージセンサユニットが適用される画像読取装置や画像形成装置（例えばイメージスキャナー、ファクシミリ、複写機、複合機など）に有効に利用できる。

１０：ＭＦＰ（画像読取装置、画像形成装置） １１：画像読取部（画像読取手段） ２１：画像形成部（画像形成手段） ４０：イメージセンサユニット ４２：光源部 ４２ａ、４２ｂ、４２ｃ：光源 ４３ｒ、４３ｇ、４３ｂ：発光素子 ４５：ロッドレンズアレイ部 ４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ：ロッドレンズアレイ（結像素子アレイ） ４８：ロッドレンズ（結像素子） ５０：センサ基板部 ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ：センサ基板 ５１：センサチップ ６２：光源部 ６２ａ、６２ｂ、６２ｃ：光源 ６５：拡散部材 ７３：発光部 ７２：光源部 ７５：導光部 ７５ａ、７５ｂ：導光体

Claims (11)

1. 読取対象物に光を照射する発光素子が主走査方向に複数配置された光源を複数備え、
   複数の前記光源は、それぞれ主走査方向に配置され、
   読取対象物からの光を電気信号に変換するセンサチップが主走査方向に複数実装されたセンサ基板を複数備え、
   複数の前記センサ基板は、それぞれ主走査方向に接続され、
   読取対象物からの光を前記センサチップに結像させる結像素子が主走査方向に複数配列された結像素子アレイを複数備え、
   複数の前記結像素子アレイは、それぞれ主走査方向に接続され、
   前記結像素子アレイは、複数の結像素子が光軸を平行にした状態で主走査方向に配列して構成され、
   複数の前記光源間の位置と複数の前記結像素子アレイ間の位置とは、主走査方向においてそれぞれ重なり合わないことを特徴とするイメージセンサユニット。
2. 複数の前記光源間の位置と複数の前記センサ基板間の位置とは、主走査方向においてそれぞれ重なり合わないことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサユニット。
3. 複数の前記光源間の位置と複数の前記センサチップ間の位置とは、主走査方向においてそれぞれ重なり合わない位置に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のイメージセンサユニット。
4. 複数の前記光源間の位置が、２つ以上であり、
   かつ、複数の前記結像素子アレイ間の位置が、２つ以上であることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載のイメージセンサユニット。
5. 前記光源は、前記発光素子と、前記発光素子を実装する主走査方向に長い基板と、前記基板に取り付けられ前記発光素子を覆う拡散部材と、を有することを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載のイメージセンサユニット。
6. 発光部から入射された光を伝搬させて読取対象物に光を照射する導光体が主走査方向に複数配置された導光体部を備え、
   複数の前記導光体は、それぞれ主走査方向に接続され、
   読取対象物からの光を電気信号に変換するセンサチップが主走査方向に複数実装されたセンサ基板を複数備え、
   複数の前記センサ基板は、それぞれ主走査方向に接続され、
   読取対象物からの光を前記センサチップに結像させる結像素子が主走査方向に複数配列された結像素子アレイを複数備え、
   複数の前記結像素子アレイは、それぞれ主走査方向に接続され、
   前記結像素子アレイは、複数の結像素子が光軸を平行にした状態で主走査方向に配列して構成され、
   複数の前記導光体間の位置と複数の前記結像素子アレイ間の位置とは、主走査方向においてそれぞれ重なり合わないことを特徴とするイメージセンサユニット。
7. 複数の前記導光体間の位置と複数の前記センサ基板間の位置とは、主走査方向においてそれぞれ重なり合わないことを特徴とする請求項６に記載のイメージセンサユニット。
8. 複数の前記導光体間の位置と複数の前記センサチップ間の位置とは、主走査方向においてそれぞれ重なり合わないことを特徴とする請求項６または７に記載のイメージセンサユニット。
9. 複数の前記導光体間の位置が、２つ以上であり、
   かつ、複数の前記結像素子アレイ間の位置が、２つ以上であることを特徴とする請求項６ないし８の何れか１項に記載のイメージセンサユニット。
10. イメージセンサユニットと、
    前記イメージセンサユニットと読取対象物とを相対的に移動させながら、前記読取対象物からの光を読み取る画像読取部と、を備える画像読取装置であって、
    前記イメージセンサユニットは、請求項１ないし９の何れか１項に記載のイメージセンサユニットであることを特徴とする画像読取装置。
11. イメージセンサユニットと、
    前記イメージセンサユニットと読取対象物とを相対的に移動させながら、前記読取対象物からの光を読み取る画像読取部と、
    記録媒体に画像を形成する画像形成部と、を備える画像形成装置であって、
    前記イメージセンサユニットは、請求項１ないし９の何れか１項に記載のイメージセンサユニットであることを特徴とする画像形成装置。

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