JP6407031B2

JP6407031B2 - 光学式読取装置及び光学式読取装置の製造方法

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Publication number: JP6407031B2
Application number: JP2015002005A
Authority: JP
Inventors: 誉竹田; 徹白木; 大介福井; 大輔大濱
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-01-08
Filing date: 2015-01-08
Publication date: 2018-10-17
Anticipated expiration: 2035-01-08
Also published as: JP2016127552A

Description

この発明は、ファクシミリや複写機、スキャナなどに利用することが可能な密着型イメージセンサ等の光学式読取装置及びその製造方法に関する。

近年、コピー機の裏面読み取りセンサ、ファクシミリ装置、若しくはスキャナの原稿読み取りセンサ、又は金融端末装置等の紙幣認識センサ等に、小型の光学式読取装置が用いられている。光学式読取装置は、読み取り面（以下、物体面）の正立等倍像を得るためのレンズアレイと、上記、正立等倍像を光電子信号変換させる複数の受光素子からなる２次元アレイ（以下、受光素子アレイ）と、レンズアレイおよび受光素子アレイを位置決めするフレームと、物体面を照明する導光体などから構成される。

レンズアレイの一例として、半径方向に屈折率分布を有するＧＲＩＮレンズ（ＧＲＩＮ：gradient index。「屈折率分布型レンズ」の略称。以下ではＧＲＩＮレンズと呼ぶ）を複数配列したＧＲＩＮレンズアレイがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１記載の読み取り装置では、ＧＲＩＮレンズアレイは、円柱型のレンズを配列し側板で挟んだ状態で接着固定された構造となっている。光学式読取装置のＧＲＩＮレンズアレイなどのレンズアレイはフレームに設けられたレンズアレイ収納室の垂直面の片側に接着固定され、照明機能を持つ導光体はレンズアレイの焦点位置を照明するようフレーム形状により位置決めされている。

特開２０１０−１２４１８９号公報

従来の光学式読取装置では、例えば特許文献１に示されているように、レンズアレイをフレームレンズ収納室の垂直壁片側に当接して固定する構造のため、フレームに副走査方向（Ｙ軸方向）の反りが発生した場合、レンズと導光体の位置ずれが発生し、照明範囲における照度の仕様（詳細は下記の実施の形態１で詳述する）を確保することが困難となる。このため、フレームの副走査方向の反りを矯正して組み立てる必要があるが、組み立てた後に矯正力を解放した際にもレンズと導光体の位置ずれが発生し照明範囲における照度の仕様を確保することが困難となる。焦点位置はカバー部材の上面からの距離で規定されているため、フレームとカバー部材との間は±０．１ｍｍの間で隙間調整を行い、固定する。このため、この固定によっては、フレーム矯正を維持する強度は期待できない。

図６は、従来の光学式読取装置の構造を示す主走査方向（Ｘ軸方向）の断面図である。図によれば、光学式読取装置２００はフレーム２２と、フレーム２２の下面に取り付けられる基板２６と、基板２６上にボンディングされた受光素子アレイ２７と、フレーム２２の上面に固定されるカバー部材２５と、フレーム２２のレンズ収納室２２ａに挿入され、接着剤で片側側面をフレーム２２に固定されるレンズアレイ３とフレーム２２に当接固定される導光体２４ａ、２４ｂとを備えている。そして、フレーム２２と基板２６によって、レンズアレイ２３と受光素子アレイ２７の副走査方向（Ｙ軸方向）の位置決めがなされている。

また、フレーム２２のレンズ収納室２２ａへのレンズアレイ２３の接着固定と、導光体２４ａ、２４ｂのフレーム当接面２２ｂ、２２ｃへの固定によって、レンズアレイ２３と導光体２４ａ、２４ｂの位置決めがなされている。照明光軸２９ａ、２９ｂの交点のＲ出力３１０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｇ出力４６０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｂ出力４００／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、かつ、ｍｉｎ／ｍａｘ≧６０％を満たす照度で照明すべき範囲を照明範囲２１０とする。

また、レンズアレイ２３を通して受光素子アレイ７がレンズの結像性能指標であるＭＴＦ（Modulation Transfer Function）３０％以上を確保できる点を焦点２１１ａとする。フレーム２２の変形による導光体位置ずれが、照明光軸２９ａ、２９ｂを基準に、それぞれ角度±１度以内（両者とも満足する必要がある）、かつ、副走査方向ずれ±０．１ｍｍ以内、かつ、光軸方向ずれ±０．１ｍｍ以内となるような（導光体の）位置ずれであれば照明範囲２１０の中に焦点２１１ａが収まり、光学式読取装置の照明範囲におけるＲ出力３１０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｇ出力４６０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｂ出力４００／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、かつ、ｍｉｎ／ｍａｘ≧６０％を満たす照度を満たすことができる。

フレームが内反りの場合は、図７に示す通り、矯正力を解放した際にレンズが内側に倒れ、レンズと導光体の位置ずれが発生する。また、レンズと受光素子のずれも発生する。フレームと基板の固定が、勘合などを利用した構造体でなく、接着や両面テープによる固定である場合は、フレームの元に戻ろうとする力がせん断応力となり、フレームと基板の位置ずれを発生させる。また、導光体がレンズに対して０．１ｍｍ以上接近すると、レンズと導光体の位置ずれが発生する。さらに、レンズと受光素子のずれも発生する。

上記図６の構造において、フレームが外反りの場合は図８に示す通り、矯正力を解放した際に、レンズが外側に倒れ、レンズと導光体の位置ずれが発生する。また、レンズと受光素子のずれも発生する。フレームと基板の固定が勘合などを利用した構造体でなく、接着や両面テープによる固定である場合は、導光体がレンズに対して遠ざかり、レンズと導光体の位置ずれが発生する。また、レンズと受光素子のずれも発生する。

本発明に係る光学式読取装置は、上記の課題を解決するためになされたものであり、レンズアレイと導光体を設計中心値からの相対位置ずれ（レンズアレイと導光体との位置ずれ）が、照明光軸２９ａ、２９ｂを基準に、それぞれ角度±１度以内（両者とも満足する必要がある）、かつ、副走査方向ずれ±０．１ｍｍ以内、かつ、光軸方向ずれ±０．１ｍｍ以内となるよう位置決めし、照明範囲の主走査方向全域に渡ってＲ出力３１０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｇ出力４６０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｂ出力４００／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、かつ、ｍｉｎ／ｍａｘ≧６０％を満たす照度を確保できる光学式読取装置を提供することを目的としている。また、この光学式読取装置の製造方法を提供することを目的としている。

本発明に係る光学式読取装置は、
受光素子アレイが被読取体の像を得るため、この被読取体からの反射光を集光して前記受光素子アレイに入射させるレンズを、読み取りの主走査方向であるＸ軸の方向に多数配列したレンズアレイと、
前記Ｘ軸と直交する面内で、前記レンズアレイの光軸方向と一定の角度をなす２方向から前記被読取体を照明するため、前記Ｘ軸の方向に沿って前記レンズアレイの両側に並行して配置した、照明光を導く２個の半円柱状の導光体と、
前記レンズアレイを収納するレンズ収納室が中央部に設けられるとともに、前記Ｘ軸の方向に沿って、前記レンズ収納室の両側に形成され、前記導光体のＸ軸の方向の平面部を取付ける導光体当接面を有し、前記レンズアレイと前記導光体が光学設計中心位置に配置されるように内反り形状の反りが矯正されたフレームと、
前記レンズ収納室に挿入されている前記レンズアレイの両側面を、前記主走査方向の中央の２箇所を含む複数箇所で前記フレームに固定しているとともに、前記フレームにより残留圧縮応力が生じている接着剤と、
を備えたものである。

この発明によれば、フレームの反りばらつきにかかわらず、レンズアレイと導光体を副走査方向に位置決めし、照明範囲の主走査方向全域に渡ってＲ出力３１０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｇ出力４６０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｂ出力４００／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、かつ、ｍｉｎ／ｍａｘ≧６０％を満たす照度を確保することが可能となる。また、レンズアレイと導光体の副走査方向の位置調整後、接着剤に圧縮応力が残ることにより、接着剤剥離を防止し、温度サイクル、高温、高温高湿などの環境試験をクリアできる光学式読取装置の組立が可能となる。

本発明の実施の形態１における光学式読取装置の組立方法を示す斜視図である。本発明の実施の形態１における光学式読取装置の構造を示す主走査方向（Ｘ軸方向）の断面図である。本発明の実施の形態１における光学式読取装置のレンズアレイの組立方法を示す斜視図である。本発明の実施の形態１における光学式読取装置のレンズアレイの組立方法を示す主走査方向（Ｘ軸方向）の断面図である。本発明の実施の形態１における光学式読取装置のレンズアレイの組立方法を示す光軸方向（Ｚ軸方向）の断面模式図である。従来の光学式読取装置実施例の構造を示す主走査方向（Ｘ軸方向）の断面図である。従来の光学式読取装置実施例におけるフレームが内反りの場合の照度不具合を示す主走査方向（Ｘ軸方向）の断面図である。従来の光学式読取装置実施例におけるフレームが外反りの場合の照度不具合を示す主走査方向（Ｘ軸方向）の断面図である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１について、まず、図１、図２を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態１における光学式読取装置の組立方法を示す斜視図である。図２は本発明の実施の形態１における光学式読取装置の構造を示す主走査方向（Ｘ軸方向）の断面図である。図１において、光学式読取装置１００は、まず、フレーム２のレンズ収納室２ａにレンズアレイ３を挿入し、隙間に接着剤８ａ、８ｂ（図２参照）を塗布し、接着固定する。次にフレーム２の導光体当接面２ｂ、２ｃに導光体４ａ、４ｂの平面部を当接させ固定する（図２参照）。フレーム２の下面に受光素子アレイ７を実装した基板６を固定する。その後、フレーム２の上面とカバー部材５の下面の間の隙間調整を経てフレーム２の上面にカバー部材５を固定する。カバー部材５をフレーム２に固定した後、基板６を固定してもよい。なお、座標軸は、図1に示すように、主走査方向をＸ軸方向、副走査方向をＹ軸方向、光軸方向をＺ軸とする。

図２において、光学式読取装置１００は、フレーム２と、フレーム２の下面に取り付けられる基板６と、基板６上にボンディングされた受光素子アレイ７と、フレーム２の上面に固定されるカバー部材５と、フレーム２のレンズ収納室２ａに挿入され、接着剤８ａ、８ｂで固定されるレンズアレイ３とフレーム２に当接固定される導光体４ａ、４ｂとを備えている。フレーム２と基板６によって、レンズアレイ３と受光素子アレイ７の副走査方向（Ｙ軸方向）の位置決めがなされている。また、フレーム２のレンズ収納室２ａへのレンズアレイ３の接着固定と導光体４ａ、４ｂの導光体当接面２ｂ、２ｃへの固定によってレンズアレイ３と導光体４ａ、４ｂの位置決めがなされている。

照明光軸９ａ、９ｂの交点Ｒ出力３１０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｇ出力４６０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｂ出力４００／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、かつ、ｍｉｎ／ｍａｘ≧６０％を満たす照度で照明する範囲を照明範囲１０とする。また、レンズアレイ３を通して受光素子アレイ７がＭＴＦ３０％以上を確保する撮像性能を満たすことのできる点を焦点１１ａとする。フレーム２の変形による導光体位置ずれ（レンズアレイとの相対位置ずれ）が、角度±１度以内、かつ、副走査方向ずれ（後述するように、この方向は内反りの反り方向すなわちＹ軸方向でもある）±０．１ｍｍ以内、かつ、光軸方向（Ｚ軸方向）ずれ±０．１ｍｍ以内であれば照明範囲１０の中に焦点１１ａが収まり、光学式読取装置の照明範囲におけるＲ出力３１０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｇ出力４６０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｂ出力４００／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、かつ、ｍｉｎ／ｍａｘ≧６０％を満たす照度を満たすことができる。

図３は、本発明の実施の形態１における光学式読取装置のレンズアレイの組立方法を示す斜視図である。Ａ３までのサイズの用紙が読み取れる光学式読取装置は、主走査方向（Ｘ軸方向）の寸法が３００ｍｍを超えるため、副走査方向（Ｙ軸方向）の反り量を精密に制御することは困難である。そこで、予めフレーム２は副走査方向（Ｙ軸方向）に所定の量（全ての環境信頼性試験をクリアした条件である、最大残留圧縮応力が接着剤の圧縮強度の３０％以下を満たすよう、フレーム素材と接着剤の選定、内反り量限界の設定、接着面積の設計等の条件設定を行った場合の内反り量）だけ内反り形状となるよう製作する。レンズアレイ３の組み付け時に、後にフレーム２の導光体当接面２ｂ、２ｃに当接される導光体４ａ、４ｂとレンズアレイ３の関係が所定の位置（光学設計中心位置）に配置されるよう、フレーム２をフレーム矯正ハンド１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄによりフレーム矯正方向１３ａ、１３ｂ（図中の各矢印参照）に矯正する。その後、フレーム２のレンズ収納室２ａにレンズアレイ３を挿入し、レンズアレイの両側面を接着固定する。

図４は本発明の実施の形態における光学式読取装置のレンズアレイの組立方法を示す主走査方向（Ｘ軸方向）の断面図である。なお、フレーム矯正ハンド１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、フレーム２に予め形成した基準面に当接すればチャックされる吸着方式でもよい。フレーム矯正ハンド１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄによって、レンズ収納室２ａが設計中心の寸法となるようにして、フレーム２をフレーム矯正方向１３ａ、１３ｂに広げた後、レンズアレイ３を挿入する。

図５は、本発明の実施の形態１における光学式読取装置のレンズアレイの組立方法を示す光軸方向（Ｚ軸方向）の断面模式図である。予めフレーム２を副走査方向（Ｙ軸方向）に所定の量（全ての環境信頼性試験をクリアした条件である、最大残留圧縮応力が接着剤の圧縮強度の３０％以下となるよう、フレーム素材と接着剤の選定、内反り量限界の設定、接着面積の設計等の条件設定を行った場合の内反り量）だけ、内反り形状となるよう製作する（図５（ａ）参照）。導光体４ａ、４ｂとレンズアレイ３の関係が所定の位置（光学設計中心位置からの両者の相対位置が仕様範囲内）に配置されるよう、フレーム２をフレーム矯正方向１３ａ、１３ｂへ矯正し、レンズ収納室２ａにレンズアレイ３を挿入する（図５（ｂ）参照）。その状態を維持したまま、レンズアレイの両側面を接着固定する（図５（ｃ）参照）。結果として、矯正状態を解いても、フレーム形状は維持され、かつ、接着剤８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆに残留圧縮応力１４ａ、１４ｂが生じた状態となる。

これにより、フレーム形状のばらつきによらず、照明範囲におけるＲ出力３１０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｇ出力４６０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｂ出力４００／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、かつ、ｍｉｎ／ｍａｘ≧６０％を満たす照度を満たすレンズと導光体の相対位置精度を実現するとともに、温度サイクル試験−２０〜６０℃、１００サイクル、高温放置試験８０℃、１０００ｈ、高温高湿試験６０℃、９０％、１０００ｈなどの環境試験耐性を持つ光学式読取装置を組み立てることができる。なお、接着剤はフレーム２主走査方向（Ｘ軸方向）中央の接着剤８ａ、８ｂを必須とし、２箇所以上であればよい。

また、接着剤８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆが有する残留圧縮応力１４ａ、１４ｂは、高温放置試験環境（８０℃、１０００ｈ）および高温高湿試験環境（６０℃、９０％、１０００ｈ）にて、接着剤８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆの塑性変形を発生させないよう、条件（フレーム素材と接着剤を選定し、フレーム２の反り量と接着面積）を設定する。目安となる量として、接着剤の圧縮強度、言い換えると単位面積あたりの破壊強度がある。温度サイクル試験−２０〜６０℃、１００サイクル、高温放置試験８０℃、１０００ｈ、高温高湿試験６０℃、９０％、１０００ｈにて確認したところ、フレーム２の反りを矯正した時点で、接着剤８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆにかかる圧縮荷重が、圧縮強度の３０％程度になることが推奨される。Ａ３までのサイズの用紙が読み取れる光学式読取装置は、主走査方向（Ｘ軸方向）に３００ｍｍを超える寸法となり、フレーム２が樹脂素材であったとしても、副走査方向（Ｙ軸方向）の反り量を＋０／−０．５ｍｍに制御することは難しくない。この場合、最大０．６５ＭＰａの残留圧縮応力となり、一般的な接着剤の圧縮強度と比較して３０％以下である。

また、フレームの矯正では、接着剤の硬化収縮、および、残留圧縮応力１４ａ、１４ｂによる歪みを考慮した位置に矯正する。接着位置はフレーム２のねじれを抑制する構造設計とすることが望ましい。

図６は、従来の光学式読取装置の構造を示す主走査方向（Ｘ軸方向）の断面図である。図によれば、光学式読取装置２００はフレーム２２と、フレーム２２の下面に取り付けられる基板２６と、基板２６上にボンディングされた受光素子アレイ２７と、フレーム２２の上面に固定されるカバー部材２５と、フレーム２２のレンズ収納室２２ａに挿入され、接着剤で片側側面をフレーム２２の垂直面２８に固定されるレンズアレイ３と、フレーム２２に当接固定される導光体２４ａ、２４ｂと、を備えている。フレーム２２と基板２６によってレンズアレイ２３と受光素子アレイ２７の副走査方向（Ｙ軸方向）の位置決めがなされている。

また、フレーム２２のレンズ収納室２２ａへのレンズアレイ２３の接着固定と導光体２４ａ、２４ｂのフレーム当接面２２ｂ、２２ｃへの固定によって、レンズアレイ２３と導光体２４ａ、２４ｂの位置決めがなされている。照明光軸２９ａ、２９ｂの交点のＲ出力３１０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｇ出力４６０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｂ出力４００／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、かつ、ｍｉｎ／ｍａｘ≧６０％を満たす照度で照明する範囲を照明範囲２１０とする。また、レンズアレイ２３を通して受光素子アレイ７がＭＴＦ３０％以上を確保できる点を焦点２１１ａとする。

フレーム２２の変形による導光体位置ずれ（レンズアレイ２３との相対位置ずれ）が、角度±１度以内、かつ、副走査方向ずれ（この方向は内反りの反り方向でもある）±０．１ｍｍ以内、かつ、レンズアレイの光軸方向ずれ±０．１ｍｍ以内であれば、照明範囲２１０の中に焦点２１１ａが収まり、光学式読取装置の照明範囲におけるＲ出力３１０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｇ出力４６０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｂ出力４００／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、かつ、ｍｉｎ／ｍａｘ≧６０％を満たす照度を満たすことができる。

図７は、従来の光学式読取装置におけるフレームが内反りの場合の照明範囲における照度不具合を示す主走査方向（Ｘ軸方向）の断面図である。フレーム２２の反りばらつきにより、内反りとなった場合は、フレーム矯正方向２１３ａ、２１３ｂに矯正して、レンズ収納室２２ａにレンズアレイ２３を挿入し、レンズ収納室の垂直面２８に接着固定する。その後、基板２６にフレーム２２を固定する。なお、導光体２４ａ、２４ｂはフレーム２２の当接面に当接固定されている。また、最後に組付けられるカバー部材２５とフレーム２２の間には、フォーカス性能を満たすためのガラス表面とフォーカス点の距離に相当するガラスの高さ位置調整用の粘着テープ（厚さ０．３〜０．５ｍｍ）があり、カバー部材２５にフレーム２２の形状を維持する機能はない。

図の構造によれば、矯正力を解放した際に、フレーム２２にはフレーム変形２１５ａ、２１５ｂ（図中の矢印参照）が発生し、レンズアレイ２３が内側に倒れ、レンズアレイ２３と導光体２４ａ、２４ｂの相対位置に位置ずれが発生する。また、レンズアレイ２３と受光素子アレイ２７のずれも発生する。これにより、照明範囲２１０に焦点２１１ａを配置することができず、照明範囲におけるＲ出力３１０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｇ出力４６０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｂ出力４００／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、かつ、ｍｉｎ／ｍａｘ≧６０％を満たす照度を満たせない。

また、フレーム２２と基板２６の固定が勘合などを利用した構造体でなく、接着や両面テープによる固定である場合は、フレーム２２の元に戻ろうとする力がせん断応力となり、フレーム２２と基板２６の位置ずれを発生させる。フレーム２２には、フレーム変形２１５ａ、２１５ｂが発生し、導光体２４ａ、２４ｂがレンズアレイ２３に対して接近し、レンズアレイ２３と導光体２４ａ、２４ｂの相対位置に位置ずれが発生する。また、レンズアレイ２３と受光素子アレイ２７のずれも発生する。

これにより、照明範囲２１０に焦点２１１ａを配置することができず、照明範囲におけるＲ出力３１０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｇ出力４６０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｂ出力４００／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、かつ、ｍｉｎ／ｍａｘ≧６０％を満たす照度を満たせない。本実施の形態では、フレーム２２を内反り形状として、レンズアレイ２３の両側をフレーム２２に接着固定する方法をとったので、このような問題は発生しない。

図８は、従来の光学式読取装置におけるフレームが、外反りの場合の照明範囲における照度不具合を示す主走査方向（Ｘ軸方向）の断面図である。フレーム２２の反りばらつきにより外反りとなった場合は、フレーム矯正方向２１３ａ、２１３ｂに矯正して、レンズ収納室２２ａにレンズアレイ２３を挿入し、レンズ収納室の垂直面２８に接着固定する。その後、基板２６にフレーム２２を固定する。なお、導光体２４ａ、２４ｂはフレーム２２の当接面に当接固定されている。また、最後に組付けられるカバー部材２５とフレーム２２の間にはフォーカス性能を満たすためのガラス表面とフォーカス点の距離に相当するガラスの高さ位置調整用の粘着テープ（厚さ０．３〜０．５ｍｍ）があり、カバー部材２５にフレーム２２の形状を維持する機能はない。

図によれば、矯正力を解放した際にフレーム２２には、フレーム変形２１５ａ、２１５ｂが発生し、レンズアレイ２３が外側に倒れ、レンズアレイ２３と導光体２４ａ、２４ｂの相対位置に位置ずれが発生する。また、レンズアレイ２３と受光素子アレイ２７のずれも発生する。これにより、照明範囲２１０に焦点２１１ａを配置することができず、照明範囲におけるＲ出力３１０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｇ出力４６０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｂ出力４００／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、かつ、ｍｉｎ／ｍａｘ≧６０％を満たす照度を満たせない。

また、フレーム２２と基板２６の固定が勘合などを利用した構造体でなく、接着や両面テープによる固定である場合は、フレーム２２の元に戻ろうとする力がせん断応力となり、フレーム２２と基板２６の位置ずれを発生させる。フレーム２２には、フレーム変形２１５ａ、２１５ｂが発生し、導光体２４ａ、２４ｂがレンズアレイ２３に対して遠ざかり、レンズアレイ２３と導光体２４ａ、２４ｂの相対位置に位置ずれが発生する。また、レンズアレイ２３と受光素子アレイ２７のずれも発生する。

これにより、照明範囲２１０に焦点２１１ａを配置することができず、照明範囲におけるＲ出力３１０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｇ出力４６０／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、Ｂ出力４００／１０２４ｄｉｇｉｔ以上、かつ、ｍｉｎ／ｍａｘ≧６０％を満たす照度を満たせない。
一方、本実施の形態では、フレーム２を内反り形状として、レンズアレイ３の両側をフレーム２に接着固定したので、このような問題は発生しない。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１００光学式読取装置、２フレーム、２ａレンズ収納室、２ｂ、２ｃ導光体当接面、３レンズアレイ、４ａ、４ｂ導光体、５カバー部材、６基板、７受光素子アレイ、８ａ、８ｂ接着剤、９ａ、９ｂ照明光軸、１０照明範囲、１１撮像光軸、１１ａ焦点、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄフレーム矯正ハンド、１３ａ、１３ｂフレーム矯正方向、１４ａ、１４ｂ残留圧縮応力

Claims

受光素子アレイが被読取体の像を得るため、この被読取体からの反射光を集光して前記受光素子アレイに入射させるレンズを、読み取りの主走査方向であるＸ軸の方向に多数配列したレンズアレイと、
前記Ｘ軸と直交する面内で、前記レンズアレイの光軸方向と一定の角度をなす２方向から前記被読取体を照明するため、前記Ｘ軸の方向に沿って前記レンズアレイの両側に並行して配置した、照明光を導く２個の半円柱状の導光体と、
前記レンズアレイを収納するレンズ収納室が中央部に設けられるとともに、前記Ｘ軸の方向に沿って、前記レンズ収納室の両側に形成され、前記導光体のＸ軸の方向の平面部を取付ける導光体当接面を有し、前記レンズアレイと前記導光体が光学設計中心位置に配置されるように内反り形状の反りが矯正されたフレームと、
前記レンズ収納室に挿入されている前記レンズアレイの両側面を、前記主走査方向の中央の２箇所を含む複数箇所で前記フレームに固定しているとともに、前記フレームにより残留圧縮応力が生じている接着剤と、
を備えたことを特徴とする光学式読取装置。
前記レンズアレイは接着剤で固定されるとともに、前記フレームの残留圧縮応力は、前記接着剤の圧縮強度に比べて小さいことを特徴とする請求項１に記載の光学式読取装置。
前記フレームの内反り形状の反りを矯正した矯正状態において、レンズアレイと導光体の相対位置が、設計中心値から、角度ずれ±１度以内、内反りの反り方向のずれ±０．１ｍｍ以内、かつ、前記レンズアレイの光軸方向のずれ±０．１ｍｍ以内に、前記フレームの矯正量を調整したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学式読取装置。
受光素子アレイが被読取体の像を得るため、この被読取体からの反射光を集光して前記受光素子アレイに入射させるレンズを、読み取りの主走査方向であるＸ軸の方向に多数配列したレンズアレイと、
前記被読取体に照明光を導く導光体と、
を備える光学式読取装置の製造方法であって、

前記レンズアレイを収納するレンズ収納室が中央部に設けられ、副走査方向であるＹ軸の方向に内反りした形状のフレームを製作する工程と、
前記フレームの内反りを矯正する工程と、
前記レンズ収納室に前記レンズアレイを挿入する工程と、
前記フレームを矯正した状態を維持したまま、前記レンズアレイの両側面を接着固定する工程と、
前記フレームの内反りの矯正状態を解く工程と、
を含むことを特徴とする光学式読取装置の製造方法。
前記フレームの反りの矯正を解いた時に、前記レンズアレイと前記導光体の相対位置を、設計中心値からの、角度ずれ、内反りの反り方向のずれ、および、前記レンズアレイの光軸方向のずれ、の３項目で規定し、当該３項目の値を仕様値内に設定することによりフレームの矯正量を調整することを特徴とする請求項４に記載の光学式読取装置の製造方法。