JP6141046B2 - イメージセンサユニット、及び、イメージセンサユニットの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、イメージセンサユニット、及び、イメージセンサユニットの製造方法に関する。

現在、印刷物などの読取対象のイメージを生成するイメージセンサユニットが知られている。イメージセンサユニットは、例えば、コピー機、複合機、ファクシミリ装置、スキャナ装置などに組み込まれて使用される。イメージセンサユニットは、内部に、光源、導光体、レンズ体、ラインセンサなどを備えることが一般的である。

ここで、イメージセンサユニットの内部で導光体の位置がずれてしまうと、読取対象のイメージを正確に生成することができない。従って、イメージセンサユニットの内部で、導光体をしっかりと保持することが要求される。例えば、特許文献１には、カバーやフレームとは別にホルダを用意し、このホルダで導光体を保持する方法が開示されている。

特開２０１０−２８３４３６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された方法では、カバーやフレームとは別にホルダを用意しなければならなかった。このため、特許文献１に開示された方法では、部品点数が増加し、また、組立が容易ではなかった。そこで、導光体を簡単な構成で確実に保持することが可能な技術が求められている。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、導光体を簡単な構成で確実に保持することが可能なイメージセンサユニット、及び、イメージセンサユニットの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るイメージセンサユニットは、端面に照射された光を、側面から読取対象に向けて照射する柱状の導光体と、導光体の端面に対向して配置され、導光体の端面に光を照射する光源と、導光体の側面から照射され、読取対象により反射された光を、導光体の幅方向に収束するレンズ体と、光源と導光体とレンズ体とを収容する枠状のフレームであって、導光体の側面のうちの第１の被支持部を、支持する第１の支持部を有するフレームと、フレームの一方の開口部の少なくとも一部を覆い、導光体と読取対象との間の光の透過を制限しないカバーであって、導光体の側面のうちの第１の被支持部と対向する第２の被支持部を、支持する第２の支持部を有するカバーと、レンズ体により導光体の幅方向に収束された光を受光するラインセンサと、ラインセンサが導光体の長手方向に沿って一方の面に実装されたセンサ基板であって、フレームの他方の開口部を覆うセンサ基板と、を備え、導光体は、フレームが有する第１の支持部とカバーが有する第２の支持部とにより構成されるフランジ部によりフレーム内で固定され、フレーム内はフランジ部を介した空間である第１の空間と第２の空間を有し、導光体およびレンズ体は第１の空間内に配置され、導光体およびレンズ体のうちの導光体のみが、第２の空間内に突出し、光源は第２の空間内に配置され、フランジ部は光源からの光が導光体を介さずにレンズ体に届かないように、第１の空間と第２の空間の間を遮光する。

本発明によれば、導光体を簡単な構成で確実に保持することができる。

本発明の実施形態に係るイメージセンサユニットの分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るイメージセンサユニットのＡ−Ａ断面における断面図である。 本発明の実施形態に係るイメージセンサユニットの長手方向の端部の拡大斜視図である。 光源基板をフレームに固定する手法を示す図である。 本発明の実施形態に係るイメージセンサユニットの第１の外観図である。 本発明の実施形態に係るイメージセンサユニットの第２の外観図である。 センサ基板とフレームと締結部材とを示す分解斜視図である。 導光体保持部の近傍の部分をＹ方向から見た様子を模式的に示す図である。 レンズ体とフレームとを示す分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るイメージセンサユニットのＢ−Ｂ断面における断面図である。 光源から照射された光が読取対象に到達するまでの経路を示す図である。 変形例１に係るイメージセンサユニットのＡ−Ａ断面における断面図である。 変形例２に係るイメージセンサユニットのＡ−Ａ断面における断面図である。 変形例３に係るイメージセンサユニットのＡ−Ａ断面における断面図である。 変形例４に係るイメージセンサユニットのＡ−Ａ断面における断面図である。 変形例５に係るイメージセンサユニットのＡ−Ａ断面における断面図である。 変形例６に係るイメージセンサユニットのＡ−Ａ断面における断面図である。 変形例７に係るイメージセンサユニットの導光体の近傍部分の分解斜視図である。 変形例７に係るイメージセンサユニットが導光体を保持している様子を模式的に示す図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

（実施形態）
本実施形態に係るイメージセンサユニット１００は、読取対象（被写体）の画像（イメージ）を生成する、反射光源型のイメージセンサを備える。イメージセンサユニット１００は、走査機能と受光機能とを備える。イメージセンサユニット１００が読取対象の画像を生成するためには、イメージセンサユニット１００と読取対象との位置関係を変化させる必要がある。従って、イメージセンサユニット１００が読取対象の画像を生成するときは、イメージセンサユニット１００と読取対象とのうちの少なくとも一方が搬送される。イメージセンサユニット１００は、コピー機、複合機、ファクシミリ装置、スキャナ装置などに組み込まれて使用される。

まず、図１を参照して、本実施形態に係るイメージセンサユニット１００の構成について説明する。図１は、イメージセンサユニット１００の分解斜視図である。イメージセンサユニット１００は、導光体１、２、レンズ体３、カバー４、透明板５、光源６、７、光源基板８、フレーム９、ラインセンサ１０、センサ基板１１、締結部材１２、１３、１４、コネクタ１５を備える。

図１において、イメージセンサユニット１００の長手方向をＸ方向、イメージセンサユニット１００の短手方向をＹ方向、イメージセンサユニット１００の厚み方向をＺ方向とする。Ｘ方向は、イメージセンサユニット１００の主走査方向である。また、主走査方向は、イメージセンサユニット１００の読取幅方向である。Ｙ方向は、イメージセンサユニット１００の副走査方向である。また、副走査方向は、イメージセンサユニット１００又は読取対象の搬送方向である。Ｚ方向は、レンズ体３の光軸方向（焦点深度方向）である。Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のそれぞれは、互いに直交する。

導光体１は、透明な樹脂で成形される略円柱状の部材である。導光体１の側面の形状は円筒であり、導光体１の端面の形状は円である。導光体１の２つの端面間の距離は、導光体１の端面の直径よりも十分に長い。つまり、導光体１は、基本的に、断面が円である棒状である。導光体１は、導光体１の長手方向とイメージセンサユニット１００の長手方向とがほぼ一致するように、イメージセンサユニット１００に配置される。導光体１は、端面から供給された光を、側面から放射する。導光体１は、イメージセンサユニット１００の発光部を構成する。

導光体２は、透明な樹脂で成形される略円柱状の部材である。導光体２の側面の形状は円筒であり、導光体２の端面の形状は円である。導光体２の２つの端面間の距離は、導光体２の端面の直径よりも十分に長い。つまり、導光体２は、基本的に、断面が円である棒状である。導光体２は、導光体２の長手方向とイメージセンサユニット１００の長手方向とがほぼ一致するように、イメージセンサユニット１００に配置される。導光体２は、端面から供給された光を、側面から放射する。導光体２は、イメージセンサユニット１００の発光部を構成する。

導光体１と導光体２は、導光体１と導光体２との間のＸＺ平面に対して鏡像関係になるように、Ｙ方向に並ぶように、イメージセンサユニット１００に配置される。

レンズ体３は、ロッドレンズアレイにより構成されるラインセンサである。ロッドレンズアレイは、多数の正立等倍のロッドレンズが所定の方向に配列され、枠体などで固定されたものである。本実施形態では、理解を容易にするため、図面において、主走査方向に細長い箱状の外形でレンズ体３を表す。レンズ体３は、レンズ体３の長手方向が、イメージセンサユニット１００の主走査方向と一致するように、イメージセンサユニット１００に配置される。なお、レンズ体３の長手方向は、ロッドレンズが配列される方向である。レンズ体３は、導光体１や導光体２から出射され、読取対象の表面で反射した光を収束する。従って、レンズ体３の焦点は、読取対象の搬送面に合わせられる。

カバー４は、樹脂で成形された略枠状の部材である。カバー４は、透明板５が嵌め込まれる孔部を備える。カバー４は、枠体に加え、枠体の長手方向の端部近傍に、導光体１や導光体２の嵌合部を備える。嵌合部は、Ｚ方向に突出している。カバー４の構成については、図２、３を参照して、詳細に説明する。図２は、イメージセンサユニット１００の図１に示すＡ−Ａ断面における分解断面図である。図３は、イメージセンサユニット１００の長手方向の端部の拡大斜視図である。

図１、２、３に示すように、カバー４は、位置決め穴部４ａ、導光体保持部４ｂ、４ｃ、切り欠き部４ｄ、４ｅ、透明板保持部４ｆを備える。位置決め穴部４ａは、カバー４をフレーム９に取り付ける際のカバー４の位置を決定するための穴である。導光体保持部４ｂは、導光体１を嵌め込んで保持するための部分である。導光体保持部４ｃは、導光体２を嵌め込んで保持するための部分である。切り欠き部４ｄは、導光体保持部４ｂが導光体１を保持する際に導光体１のずれを抑制するための切り欠きである。切り欠き部４ｅは、導光体保持部４ｃが導光体２を保持する際に導光体２のずれを抑制するための切り欠きである。透明板保持部４ｆは、透明板５を保持するための部分である。導光体保持部４ｂには、光源６から照射された光が、導光体１を介さずに読取対象の表面やラインセンサ１０に届かないように、光を遮断する役割もある。導光体保持部４ｃには、光源７から照射された光が、導光体２を介さずに読取対象の表面やラインセンサ１０に届かないように、光を遮断する役割もある。

透明板５は、ガラスや透明な樹脂で成形された板状の部材である。透明板５は、カバー４が備える孔部に嵌め込まれる。透明板５が嵌め込まれたカバー４は、略板状の部材であり、原稿や紙幣などの読取対象の表面と密接する面を有する。また、透明板５が嵌め込まれたカバー４は、フレーム９の一方の開口部を覆うカバーとなる。

光源６は、導光体１の一方の端面に向けて光を照射するＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源などの光源素子を備える。光源６は、光源基板８に実装される。

光源７は、導光体２の一方の端面に向けて光を照射するＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源などの光源素子を備える。光源７は、光源基板８に実装される。

光源基板８は、光源６と光源７とが実装される基板であり、光源６や光源７を駆動する回路などを備える。光源基板８には、光源６と光源７とがＹ方向に並ぶように、光源６と光源７とが実装される。

フレーム９は、樹脂で形成された略枠状の部材である。フレーム９の一方の開口部の長手方向の両縁の近傍に、カバー４を支持する部材がＸ方向に並んで形成されている。フレーム９の構成については、図２と図４と図７とを参照して詳細に説明する。

図２と図４と図７に示すように、フレーム９は、挿入穴部９ａ、９ｂ、９ｃ、挿入孔部９ｄ、位置決め突起部９ｅ、溝部９ｆ、導光体保持部９ｇ、９ｈ、切り欠き部９ｉ、９ｊを備える。挿入穴部９ａ、９ｂ、９ｃは、締結部材１２、１３、１４を用いてセンサ基板１１をフレーム９に取り付けるための穴である。挿入孔部９ｄは、光源基板８が備える挿入部８ａをフレーム９のセンサ基板１１の取り付け側に通すための孔である。位置決め突起部９ｅは、カバー４をフレーム９に取り付ける際のカバー４の位置決めのための突起部である。溝部９ｆは、レンズ体３が挿入される溝である。

導光体保持部９ｇは、導光体１を嵌め込んで導光体１を保持する部分である。導光体保持部９ｈは、導光体２を嵌め込んで導光体２を保持する部分である。切り欠き部９ｉは、導光体保持部９ｇにおいて導光体１を保持する際に、導光体１がずれることを防止するための切り欠きである。切り欠き部９ｊは、導光体保持部９ｈにおいて導光体２を保持する際に、導光体２がずれることを防止するための切り欠きである。導光体保持部９ｇには、光源６から照射された光が、導光体１を介さずに読取対象の表面やラインセンサ１０に届かないように、光を遮断する役割もある。導光体保持部９ｈには、光源７から照射された光が、導光体２を介さずに読取対象の表面やラインセンサ１０に届かないように、光を遮断する役割もある。

ラインセンサ１０は、受光素子アレイを備える。受光素子アレイは、レンズ体３が収束した光を光電変換により読み取る受光素子（センサＩＣ（Integrated Circuit））が所定の方向に配列され、枠体などで固定されたものである。本実施形態では、理解を容易にするため、図面において、主走査方向に細長い箱状の外形でラインセンサ１０を表す。ラインセンサ１０は、ラインセンサ１０の長手方向が、センサ基板１１の長手方向と一致するように、センサ基板１１に配置される。なお、ラインセンサ１０の長手方向は、受光素子が配列される方向である。また、ラインセンサ１０の長手方向の長さは、読み取り長さとなる。

センサ基板１１は、一方の面にラインセンサ１０が実装され、他方の面にコネクタ１５が実装された基板である。センサ基板１１は、ラインセンサ１０から供給される電気信号を処理し、処理後の電気信号をコネクタ１５から外部に供給するための回路などを備える。センサ基板１１は、センサ基板１１の長手方向が、イメージセンサユニット１００の主走査方向と一致するように、フレーム９に固定される。センサ基板１１は、フレーム９の他方の開口部を覆うカバーとなる。

締結部材１２、１３、１４は、センサ基板１１をフレーム９に固定するための部材である。締結部材１２、１３、１４は、例えば、ネジ、ピン、リベットなどである。

コネクタ１５は、センサ基板１１に実装されたラインセンサ１０が光電変換により生成した電気信号を、画像信号として外部に出力する。

次に、図５と図６とを参照して、イメージセンサユニット１００の外観について説明する。

図５は、イメージセンサユニット１００の第１の外観図である。図５に示すように、イメージセンサユニット１００は、略直方体の筐体を備える。この筐体は、枠状のフレーム９と、フレーム９の一方の開口部を覆う、カバー４と透明板５とにより構成されるカバーと、フレーム９の他方の開口部を覆う、センサ基板１１により構成されるカバーとにより構成される。カバー４は、透明板５を保持する透明板保持部４ｆを備える。カバー４が透明板５を保持する方法として、種々の方法を採用することができる。例えば、カバー４と透明板５とを樹脂により接着してもよいし、カバー４と透明板５とを一体成形することにより固定してもよい。

図６は、イメージセンサユニット１００の第２の外観図である。具体的には、図６は、図５のイメージセンサユニット１００をＸ軸周りに１８０度回転させたイメージセンサユニット１００の外観図である。図６に示すように、センサ基板１１の外側の面には、挿入部８ａが接続されたコネクタ１５が固定される。また、センサ基板１１は、締結部材１２、１３、１４により、フレーム９に固定される。

ここで、図７を参照して、センサ基板１１をフレーム９に固定する方法を説明する。図７は、センサ基板１１とフレーム９と締結部材１２、１３、１４との分解斜視図を示す図である。

フレーム９には、挿入穴部９ａ、９ｂ、９ｃ、挿入孔部９ｄが設けられている。また、センサ基板１１には、挿入孔部１１ａ、１１ｂ、１１ｃが備えられている。締結部材１２は、挿入孔部１１ａを通り、挿入穴部９ａにねじ込まれることで、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の位置が固定される。このとき、センサ基板１１の挿入孔部１１ａの近傍部分は、締結部材１２によりフレーム９に押し当てられるため、Ｚ方向の位置が固定される。また、センサ基板１１の挿入孔部１１ａの近傍部分は、締結部材１２の貫通部分がこの貫通部分の外径よりもわずかに大きい内径の挿入孔部１１ａを通っているため、Ｘ方向の位置とＹ方向の位置も固定される。

このとき、センサ基板１１は、締結部材１２を通過するＺ方向に伸びる軸を中心とする円周方向にのみ自由に動く。ここで、締結部材１３、１４も同様に、挿入孔部１１ｂ、１１ｃを通り、挿入穴部９ｂ、９ｃにねじ込まれると、センサ基板１１は、締結部材１２を通過するＺ方向に伸びる軸を中心とする円周方向の動きも制限される。

ここで、センサ基板１１の両端に設けられた挿入孔部１１ａと挿入孔部１１ｃのいずれも、ラインセンサ１０の受光ラインをＸ方向に延長した延長線上に配置される。また、フレーム９の両端に設けられた挿入穴部９ａと挿入穴部９ｃのいずれも、ラインセンサ１０の受光ラインをＸ方向に延長した延長線上に配置される。フレーム９とセンサ基板１１との締結部をこのような位置にすることで、レンズ体３からラインセンサ１０までのＺ方向における距離を、Ｘ方向の位置にかかわらず一定にすることができる。その理由は、センサ基板１１の２つの締結部を結ぶ直線上の部分（挿入孔部１１ａと挿入孔部１１ｃとを結ぶ直線上の部分）は、Ｚ方向に反りにくくなるためである。このように、本実施形態によれば、性能を十分に発揮するために重要なレンズ体３の焦点位置に、ラインセンサ１０をＺ方向に精度良く固定することができる。

次に、図４と図８とを参照して、光源基板８をフレーム９に固定する方法について説明する。図４に示すように、光源基板８は、光源６と光源７とが実装されたフレキシブル基板である。光源６や光源７の発光により生じた熱は、光源基板８を介してフレーム９に伝導され、さらにフレーム９から大気中に放射される。光源基板８は、光源基板８をフレーム９に固定するとともにコネクタ１５に繋ぐための挿入部８ａを備える。

まず、光源基板８の光源６と光源７とが実装された面と逆の面を、フレーム９の主走査方向の端部に設けられた内側の面である光源基板接触面９ｎに接触させ、光源基板８のＸ方向の位置を決定する。また、光源基板８の底面８ｂを、フレーム９の光源基板底当て面９ｍに接触させ、光源基板８のＺ方向の位置を決定する。ここで、挿入部８ａのＹ方向の幅は、フレーム９に設けられた挿入孔部９ｄのＹ方向の幅よりもわずかに狭い。このため、挿入部８ａを挿入孔部９ｄに通すことで、光源基板８のＹ方向の位置が決定する。

図８は、イメージセンサユニット１００の導光体保持部の近傍の部分を、Ｙ方向から見た様子を模式的に示している。図８に示すように、挿入部８ａの挿入孔部９ｄを通った部分は、締結部材１２を跨いでセンサ基板１１に実装されているコネクタ１５に繋げられる。かかる構成によれば、光源基板８とコネクタ１５とを接続しても、イメージセンサユニット１００の長手方向の長さが長くなることを抑制することができる。

次に、図９を参照して、レンズ体３をフレーム９に固定する方法について説明する。図９は、レンズ体３とフレーム９とを示す分解斜視図である。レンズ体３は、フレーム９が備える溝部９ｆに挿入され、樹脂などにより固定される。従って、レンズ体３のＹ方向の幅は、溝部９ｆのＹ方向の幅と同じかやや狭いことが望ましい。また、レンズ体３のＸ方向の長さは、溝部９ｆのＸ方向の長さと同じかやや短いことが望ましい。溝部９ｆのＺ方向の幅（溝の深さ）は、溝部９ｆに挿入されるレンズ体３から搬送面もしくはラインセンサ１０までの距離に応じて決定される。

次に、図２を参照して、導光体１、２をフレーム９に固定する方法を詳細に説明する。なお、Ａ−Ａ断面は、ＹＺ平面に平行な面であって、突起部１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ、位置決め穴部４ａ、挿入穴部９ａ、位置決め突起部９ｅ、切り欠き部９ｉ、９ｊ、挿入孔部１１ａ、締結部材１２などの中心を通過する面である。

図２に示すように、導光体１は、カバー４が備える導光体保持部４ｂとフレーム９が備える導光体保持部９ｇとに挟まれて保持される。これにより、導光体１のＹ方向の位置とＺ方向の位置とが固定される。このとき、導光体１が備える突起部１ａはカバー４が備える切り欠き部４ｄに挿入され、導光体１が備える突起部１ｂはフレーム９が備える切り欠き部９ｉに挿入される。このため、導光体１がＸ方向に伸びる軸を中心にして回転することが抑制される。また、突起部１ａのＸ方向の幅は、切り欠き部４ｄのＸ方向の幅と同じかやや短く、突起部１ｂのＸ方向の幅は、切り欠き部９ｉのＸ方向の幅と同じかやや短い。このため、導光体１のＸ軸方向の位置も固定される。

また、図２に示すように、導光体２は、カバー４が備える導光体保持部４ｃとフレーム９が備える導光体保持部９ｈとに挟まれて保持される。これにより、導光体２のＹ方向の位置とＺ方向の位置とが固定される。このとき、導光体２が備える突起部２ａはカバー４が備える切り欠き部４ｅに挿入され、導光体２が備える突起部２ｂはフレーム９が備える切り欠き部９ｊに挿入される。このため、導光体２がＸ方向に伸びる軸を中心にして回転することが抑制される。また、突起部２ａのＸ方向の幅は、切り欠き部４ｅのＸ方向の幅と同じかやや短く、突起部２ｂのＸ方向の幅は、切り欠き部９ｊのＸ方向の幅と同じかやや短い。このため、導光体２のＸ軸方向の位置も固定される。

また、カバー４が備える位置決め穴部４ａとフレーム９が備える位置決め突起部９ｅとが嵌め合うことで、フレーム９に対するカバー４の相対的なＸ方向の位置と、フレーム９に対するカバー４の相対的なＹ方向の位置とが固定される。

ここで、カバー４の両端に設けられた２つの位置決め穴部４ａのいずれも、ラインセンサ１０の受光ラインをＸ方向に延長した延長線上に配置される。また、フレーム９の両端に設けられた２つの位置決め突起部９ｅのいずれも、ラインセンサ１０の受光ラインをＸ方向に延長した延長線上に配置される。フレーム９とカバー４との嵌め合い部をこのような位置にすることで、レンズ体３から透明板５までのＺ方向における距離を、Ｘ方向の位置にかかわらず一定にすることができる。その理由は、カバー４の両端に設けられた２つの嵌め合い部を結ぶ直線上の部分（２つの位置決め穴部４ａを結ぶ直線上の部分）は、Ｚ方向に反りにくくなるためである。このように、本実施形態によれば、性能を十分に発揮するために重要なレンズ体３の焦点位置に、透明板５と密着する搬送面をＺ方向に精度良く固定することができる。

次に、図１０と図１１とを参照して、光源６、７から照射された光が、ラインセンサ１０により受光される様子について説明する。図１０は、イメージセンサユニット１００の図１におけるＢ−Ｂ断面における断面図である。なお、Ｂ−Ｂ断面は、ＹＺ平面に平行な面であって、挿入穴部９ｂ、挿入孔部１１ｂ、締結部材１３などの中心を通過する面である。

図１０に示すように、導光体１の散乱領域１ｃや導光体２の散乱領域２ｃから照射された光は、読取対象１６の表面で反射し、レンズ体３を経由してラインセンサ１０に集光する。なお、図１０においては、導光体１、２から照射された光が読取対象１６に向かう様子を破線の矢印で示し、また、読取対象１６で反射した光がレンズ体３を経由してラインセンサ１０に集光する様子を破線の矢印で示している。なお、読取対象１６からラインセンサ１０に向かう破線の矢印は、レンズ体３の光軸を示している。

また、図１０に示すように、カバー４と透明板５とは、導光体１や導光体２と読取対象１６との間に配置される。カバー４と透明板５とは、フレーム９の外部からフレーム９の内部に、異物が混入することを防止する。なお、透明板５は、導光体１や導光体２から照射される光（ライン光源）や、読取対象１６で反射された光が減衰することを抑えるために、透明な材料で構成される。

導光体１や導光体２は、端面に照射された光を主走査方向（読取幅方向）に伝達し、主走査方向に平行なライン状の光を読取対象１６に照射する。ライン状の光が適切に読取対象１６に照射されるように、透明板５での光の屈折を考慮して、導光体１、２のフレーム９内における配置や、導光体１、２内における散乱領域１ｃ、２ｃの配置が決定される（光学設計）。

図１１は、光源６から照射された光が読取対象１６に到達するまでの経路を説明するための図である。図１１は、イメージセンサユニット１００の導光体保持部の近傍の部分を、Ｙ方向から見た様子を模式的に示している。

図１１に示すように、光源６から導光体１の端面に向けて照射された光は、導光体１の壁面において反射を繰り返しながら、導光体１の内部を導光体１の長手方向に進む。ここで、導光体１には、導光体１の長手方向に沿って形成された、白色の印刷パターンもしくは凹凸形状の散乱領域１ｃが設けられている。導光体１の内部を進む光は、この散乱領域１ｃに到達すると、この散乱領域１ｃで散乱し、散乱領域１ｃと対向する表面の部分から出射する。この結果、散乱領域１ｃと対向する表面の部分から読取対象１６に向けて、ライン状の光が照射される。

図示していないが、同様に、光源７から導光体２の端面に向けて照射された光は、導光体２の壁面において反射を繰り返しながら、導光体２の内部を導光体１の長手方向に進む。ここで、導光体２には、導光体２の長手方向に沿って形成された、白色の印刷パターンもしくは凹凸形状の散乱領域２ｃが設けられている。導光体２の内部を進む光は、この散乱領域２ｃに到達すると、この散乱領域２ｃで散乱し、散乱領域２ｃと対向する表面の部分から出射する。この結果、散乱領域２ｃと対向する表面の部分から読取対象１６に向けて、ライン状の光が照射される。

図１１において、導光体１から読取対象１６に向かう破線の矢印は、散乱領域１ｃで反射した光が読取対象１６に照射される主な光路を示している。

なお、導光体１がカバー４とフレーム９とにより保持されたとき、導光体１の端面は、光源６の発光面６ａと対向する。そして、導光体１の端面と光源６の発光面６ａとの間は、光学的に貫通する。同様に、導光体２がカバー４とフレーム９とにより保持されたとき、導光体２の端面は、光源７の発光面７ａと対向する。そして、導光体２の端面と光源７の発光面７ａとの間は、光学的に貫通する。

次に、イメージセンサユニット１００の製造工程（製造方法）を説明する。イメージセンサユニット１００の製造工程は、基本工程として、カバー組立工程、受光部配列工程、センサ基板固定工程、レンズ体配設工程、照明装置載置工程を備える。イメージセンサユニット１００は、ＸＺ平面と平行な面であって、イメージセンサユニット１００の中心を通る平面を境界にして、基本的に、左右対称な構成である。従って、以下の説明において、適宜、片側の構成要素についてのみ説明する。

カバー組立工程は、カバー４に設けられた透明板保持部４ｆに、透明板５を固定する工程である。透明板保持部４ｆは、四角く刳り貫かれた、カバー４の中央部分である。固定方法は、樹脂による接着で固定する方法であってもよいし、カバー４と透明板５を一体成形することで固定する方法であってもよい。カバー組立工程は、基本的に、照明装置載置工程の前に実行される。

受光部配列工程は、センサ基板１１上に、受光素子をセンサ基板１１の長手方向に並べてラインセンサ１０として実装する工程である。

センサ基板固定工程は、フレーム９の他方の開口面に、センサ基板１１を、ネジなどの締結部材で固定する工程である。このとき、ネジなどの締結部材は、少なくとも２箇所がレンズ体３に沿って配置される。

レンズ体配設工程は、図８に示すように、フレーム９のセンサ基板１１が固定される位置よりも内側の位置に、レンズ体３を配設する工程である。レンズ体３は、フレーム９の内部に形成されたレンズ体保持部９ｋによって保持され、主走査方向に延在した開口に固定される。レンズ体３の主走査方向及び副走査方向の位置決めは、主走査方向に延在した開口によって決定してもよいが、フレーム９に別途設けられた調整機構により決定されてもよい。レンズ体配設工程は、レンズ体３を照明装置載置工程の後に取り付けることが困難である場合は、照明装置載置工程の前に実行されることが好適である。

照明装置載置工程では、図２、図４に示すように、フレーム９の主走査方向の端部に設けられた光源基板接触面９ｎに、光源基板８の光源６及び光源７が実装されている面とは逆の面を接触させる。また、光源基板８の底面８ｂをフレーム９の光源基板底当て面９ｍに接触させて光源基板８の位置を決める。次に、導光体１をフレーム９の導光体保持部９ｇに設置する。このとき、導光体１の突起部１ｂをフレーム９の切り欠き部９ｉに嵌め合わすことにより、導光体１の光照射角度を一定角度に固定し、回転ずれによる導光体１の照射ずれを防止する。なお、導光体２は、導光体１と同様に、フレーム９の導光体保持部９ｈに設置する。

また、固定された導光体１の突起部１ａにカバー４の切り欠き部４ｄを嵌め合わせ、固定された導光体２の突起部２ａにカバー４の切り欠き部４ｅを嵌め合わせる。このとき、カバー４の導光体保持部４ｂとフレーム９の導光体保持部９ｇとが、導光体１を挟むことで、導光体１を保持する。また、カバー４の導光体保持部４ｃとフレーム９の導光体保持部９ｈとが、導光体２を挟むことで、導光体２を保持する。図９に示すように、レンズ体配設工程は照明装置載置工程の途中に実行されてもよい。

本実施形態によれば、カバー４とフレーム９とに導光体保持及び遮光の役割を持たせることで、従来必要であった部材を削減し、組立を簡略化できる。

また、本実施形態によれば、カバー４とセンサ基板１１とのそれぞれは、センサ基板１１と直交する面であって、ラインセンサ１０が実装されたラインを通る面と交差する部分で、フレーム９に固定される。このため、読取対象１６からレンズ体３までの距離や、レンズ体３からラインセンサ１０までの距離が、変動しにくくなる。このため、本実施形態によれば、読取対象１６のイメージを正確に生成することが可能となる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明を実施するにあたっては、種々の形態による変形及び応用が可能であり、上記実施形態に限られるものではない。

上記実施形態では、導光体が、１方向のみに光を出射する働きを有する例について説明した。本発明において、２方向以上に光を出射する働きを有する導光体を採用してもよい。

図１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆは、いずれも、導光体２として、２方向以上に光を出射する働きを有する導光体を採用したときのＡ−Ａ断面における断面図である。

図１２Ａは、変形例１に係るイメージセンサユニットのＡ−Ａ断面における断面図である。図１２Ｂは、変形例２に係るイメージセンサユニットのＡ−Ａ断面における断面図である。図１２Ｃは、変形例３に係るイメージセンサユニットのＡ−Ａ断面における断面図である。図１２Ｄは、変形例４に係るイメージセンサユニットのＡ−Ａ断面における断面図である。図１２Ｅは、変形例５に係るイメージセンサユニットのＡ−Ａ断面における断面図である。図１２Ｆは、変形例６に係るイメージセンサユニットのＡ−Ａ断面における断面図である。

２方向以上に光を出射する働きを有する導光体は、１方向のみに光を出射する働きを有する導光体に比べ、形状が複雑である。しかしながら、導光体２は、形状が複雑であっても、形状が単純である導光体１と同様に保持される。つまり、導光体２は、導光体保持部４ｃと導光体保持部９ｈとにより挟まれて、Ｙ方向とＺ方向の位置が固定される。ここで、導光体２が有する突起部２ａはカバー４が有する切り欠き４ｅに挿入され、導光体２が有する突起部２ｂはフレーム９が有する切り欠き９ｊに挿入される。このため、導光体２がＸ方向に移動することが抑制されるとともに、導光体２がＸ方向の軸を中心に回転することが抑制される。

上記実施形態では、導光体１、２が、Ｘ方向への動きが完全に抑制されるように保持される構成について説明した。本発明において、導光体１、２が、Ｘ方向への動きが完全に抑制されないように保持される構成を採用することができる。以下、図１３、図１４を参照して、変形例７に係るイメージセンサユニットについて説明する。

図１３は、変形例７に係るイメージセンサユニットの導光体２の近傍部分の分解斜視図である。図１４は、変形例７に係るイメージセンサユニットが導光体２を保持している様子を模式的に示す図である。以下、導光体２を保持する方法について説明するが、導光体１も導光体２と同様の方法により保持される。

カバー４は、導光体保持部４ｃ、４ｉ、弾性体当て面４ｇ、４ｈを有する。フレーム９は、導光体保持部９ｈ、導光体保持部９ｈに設けられた位置決め突起部９ｐを有する。導光体２は、導光体保持部４ｃと導光体保持部９ｈとで挟まれて保持され、また、導光体保持部４ｉと導光体保持部９ｒとで挟まれて保持されることで、Ｙ方向、Ｚ方向の位置が固定される。

ここで、弾性体１７は、弾性体当て面２ｅと弾性体当て面４ｇとに挟まれて潰される。このときの反発力で、導光体２の位置決め溝部２ｄは、フレーム９の位置決め突起部９ｐにＺ方向に押し当てられ、押し当てられた位置で固定される。そして、位置決め溝部２ｄと位置決め突起部９ｐが嵌めあうことで、導光体２のＸ方向の位置が固定される。

導光体２のＸ方向の端部のうち、位置決め溝部２ｄが設けられた端部ではない方の端部は、弾性体当て面２ｆとフレーム当て面２ｇとを有する。弾性体１８の一面は、カバー４の弾性体当て面４ｈと接し、弾性体１８の反対側の面は、導光体２の弾性体当て面２ｆと接している。導光体２は、弾性体１８から受ける力で、フレーム当て面２ｇがフレーム９の導光体当て面９ｑに押し当てられる。導光体２のフレーム当て面２ｇは、フレーム９の導光体当て面９ｑと接しているが、Ｘ方向の動きは制限されない。

ここで、導光体２とフレーム９とで熱膨張係数が違っており、Ｘ方向への膨張量の差があっても（導光体２とフレーム９のＸ方向への伸び方が相違しても）、位置決め溝部２ｄと位置決め突起部９ｐは嵌めあっているために位置関係は変わらない。そして、膨張量の差は、フレーム当て面２ｇと導光体当て面９ｑの接している部分がずれることで吸収される。

上述したように、導光体２のＸ方向の端部のうち、位置決め溝部２ｄが設けられた端部は、フレーム９との位置関係が変わらない。そのため、フレーム９に光源基板８を介して取り付けられている光源７の発光面７ａと導光体２の位置決め溝部２ｄが設けられた端部側の端面との位置関係も変わることがない。従って、フレーム９や導光体２が熱により膨張したとしても、光源７から導光体２に照射される光の量を一定に保つことができる。また、上記構成により、導光体２とフレーム９とで熱膨張係数が違っても、導光体２やフレーム９が歪むことが抑制される。

上記実施形態においては、導光体１や導光体２の形状が略円柱である例について説明した。本発明において、導光体１や導光体２の形状は、略円柱に限定されない。例えば、導光体１や導光体２の形状は、断面や端面が楕円である楕円柱状であってもよいし、断面や端面が多角形である角柱状であってもよい。

上記実施形態においては、画像読取装置が透明板５を備える例について説明した。本発明において、画像読取装置が透明板５を備えていなくてもよい。例えば、画像読取装置が搭載されるコピー機や複合機などに透明板５が用意されている場合、イメージセンサユニット１００が透明板５を備えていなくてもよい。

上記実施形態においては、画像読取装置をコピー機や複合機などに取り付けるための手法については説明を省略した。画像読取装置をコピー機や複合機などに取り付ける手法は任意である。例えば、フレーム９のＸ方向の両端部（読取幅方向における読取範囲の外側の両端部）に、ネジやボルトなどで、画像読取装置をコピー機や複合機などに取り付けるための穴を空けてもよい。

また、上記実施形態においては、レンズ体３がロッドレンズアレイにより構成されるラインセンサである例を説明した。本発明において、レンズ体３は、この例に限定されない。例えば、レンズ体３は、マクロレンズアレイにより構成されるラインセンサであってもよい。また、レンズ体３は、縮小光学系のイメージセンサを構成するレンズやミラーにより構成されてもよい。

上記実施形態においては、カバー４とフレーム９とが位置決め穴部４ａと位置決め突起部９ｅとの嵌合により固定され、センサ基板１１とフレーム９とがネジなどの締結部材により固定される例を示した。本発明において、カバー４とフレーム９とを固定する方法や、センサ基板１１とフレーム９とを固定する方法は、この例に限定されない。例えば、締結部材として、ネジではなくピンやリベットやアタッチメントが用いられてもよい。

また、カバー４とフレーム９とが締結部材により固定され、センサ基板１１とフレーム９とが嵌合により固定されてもよい。例えば、センサ基板１１とフレーム９とを嵌合により固定する場合、センサ基板１１に設けられた突起部とフレーム９に設けられた穴部とが嵌合されてもよいし、センサ基板１１に設けられた穴部とフレーム９に設けられた突起部とが嵌合されてもよい。もしくは、フレーム９の枠の内側に段差が設けられ、この段差にセンサ基板１１が嵌め込まれてもよい。

上記実施形態においては、導光体１の端面と光源６との間が空間である例について説明した。本発明において、光源６から照射された光が導光体１の端面に伝搬される種々の構成を採用することができる。例えば、導光体１の端面と光源６との間の一部又は全部が透明な物質（固体、液体、気体）であってもよい。あるいは、導光体１の端面と光源６の発光面６ａとが密着していてもよい。同様に、光源７から照射された光が導光体２の端面に伝搬される構成であれば、導光体２の端面と光源７との間は、どのような構成であってもよい。

上記実施形態においては、導光体１の片側の端面に光源６が配置される例を示した。本発明において、導光体１の両側の端面のそれぞれに光源６が配置されてもよい。同様に、導光体２の両側の端面のそれぞれに光源７が配置されてもよい。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

本発明は、密着型のイメージセンサユニットに適用可能である。

１、２ 導光体、１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ 突起部、１ｃ、２ｃ 散乱領域、２ｄ 位置決め溝部、２ｅ、２ｆ 弾性体当て面、２ｇ フレーム当て面、３ レンズ体、４ カバー、４ａ 位置決め穴部、４ｂ、４ｃ、４ｉ 導光体保持部、４ｄ、４ｅ 切り欠き部、４ｆ 透明板保持部、４ｇ、４ｈ 弾性体当て面、５ 透明板、６、７ 光源、６ａ、７ａ 発光面、８ 光源基板、８ａ 挿入部、８ｂ 底面、９ フレーム、９ａ、９ｂ、９ｃ 挿入穴部、９ｄ 挿入孔部、９ｅ 位置決め突起部、９ｆ 溝部、９ｇ、９ｈ、９ｒ 導光体保持部、９ｉ、９ｊ 切り欠き部、９ｋ レンズ体保持部、９ｍ 光源基板底当て面、９ｎ 光源基板接触面、９ｐ 位置決め突起部、９ｑ 導光体当て面、１０ ラインセンサ、１１ センサ基板、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 挿入孔部、１２、１３、１４ 締結部材、１５ コネクタ、１６ 読取対象、１７、１８ 弾性体、１００ イメージセンサユニット

Claims (5)

1. 端面に照射された光を、側面から読取対象に向けて照射する柱状の導光体と、
   前記導光体の端面に対向して配置され、前記導光体の端面に光を照射する光源と、
   前記導光体の側面から照射され、前記読取対象により反射された光を、前記導光体の幅方向に収束するレンズ体と、
   前記光源と前記導光体と前記レンズ体とを収容する枠状のフレームであって、前記導光体の側面のうちの第１の被支持部を、支持する第１の支持部を有するフレームと、
   前記フレームの一方の開口部の少なくとも一部を覆い、前記導光体と前記読取対象との間の光の透過を制限しないカバーであって、前記導光体の側面のうちの前記第１の被支持部と対向する第２の被支持部を、支持する第２の支持部を有するカバーと、
   前記レンズ体により前記導光体の幅方向に収束された光を受光するラインセンサと、
   前記ラインセンサが前記導光体の長手方向に沿って一方の面に実装されたセンサ基板であって、前記フレームの他方の開口部を覆うセンサ基板と、を備え、
   前記導光体は、前記フレームが有する前記第１の支持部と前記カバーが有する前記第２の支持部とにより構成されるフランジ部により前記フレーム内で固定され、
   前記フレーム内は前記フランジ部を介した空間である第１の空間と第２の空間を有し、
   前記導光体および前記レンズ体は前記第１の空間内に配置され、
   前記導光体および前記レンズ体のうちの前記導光体のみが、前記第２の空間内に突出し、
   前記光源は前記第２の空間内に配置され、
   前記フランジ部は前記光源からの光が前記導光体を介さずに前記レンズ体に届かないように、前記第１の空間と前記第２の空間の間を遮光する、
   イメージセンサユニット。
2. 前記光源は、前記フレームの内部に収容され、
   前記フランジ部は、前記光源から照射された光が、前記導光体を介さずに前記フレームの一方の開口部から前記イメージセンサユニットの外部に漏れる経路を遮断する、
   請求項１に記載のイメージセンサユニット。
3. 前記導光体は、円柱状であり、
   前記導光体は、前記第１の被支持部に第１の突起部を有し、
   前記フレームは、前記第１の支持部に第１の穴部を有し、
   前記第１の突起部が前記第１の穴部に嵌め込まれることにより、前記導光体が回転することが抑制される、
   請求項１又は２に記載のイメージセンサユニット。
4. 前記導光体は、円柱状であり、
   前記導光体は、前記第２の被支持部に第２の突起部を有し、
   前記カバーは、前記第２の支持部に第２の穴部を有し、
   前記第２の突起部が前記第２の穴部に嵌め込まれることにより、前記導光体が回転することが抑制される、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のイメージセンサユニット。
5. 端面に照射された光を、側面から読取対象に向けて照射する柱状の導光体と、
   前記導光体の端面に対向して配置され、前記導光体の端面に光を照射する光源と、
   前記導光体の側面から照射され、前記読取対象により反射された光を、前記導光体の幅方向に収束するレンズ体と、
   前記光源と前記導光体と前記レンズ体とを収容する枠状のフレームと、
   前記フレームの一方の開口部の少なくとも一部を覆い、前記導光体と前記読取対象との間の光の透過を制限しないカバーと、
   前記レンズ体により前記導光体の幅方向に収束された光を受光するラインセンサと、
   前記ラインセンサが前記導光体の長手方向に沿って一方の面に実装されたセンサ基板であって、前記フレームの他方の開口部を覆うセンサ基板と、を備えるイメージセンサユニットの製造方法であって、
   前記フレームに、前記導光体の側面のうちの第１の被支持部を、支持する第１の支持部を形成する第１の支持部形成工程と、
   前記カバーに、前記導光体の側面のうちの前記第１の被支持部と対向する第２の被支持部を、支持する第２の支持部を形成する第２の支持部形成工程と、
   前記フレームが有する前記第１の支持部と前記カバーが有する前記第２の支持部とで前記導光体を挟み込むフランジ部を構成し、前記導光体を前記フレーム内で固定する導光体固定工程と、を備え、
   前記フレーム内は前記フランジ部を介した空間である第１の空間と第２の空間が構成され、
   前記導光体および前記レンズ体は前記第１の空間内に配置され、
   前記導光体および前記レンズ体のうちの前記導光体のみが、前記第２の空間内に突出し、
   前記光源は前記第２の空間内に配置され、
   前記フランジ部は前記光源からの光が前記導光体を介さずに前記レンズ体に届かないように、前記第１の空間と前記第２の空間の間を遮光する、
   イメージセンサユニットの製造方法。

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