JPH01128669A

JPH01128669A - 読取装置

Info

Publication number: JPH01128669A
Application number: JP62286548A
Authority: JP
Inventors: Kunio Ito; 国雄伊藤; Kiyoshi Harada; 清原田; Shunji Matsuo; 俊二松尾; Shizuo Morita; 森田　静雄
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1987-11-13
Filing date: 1987-11-13
Publication date: 1989-05-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は例えばファクシミリ、複写機、プリンター等の
画像形成装置及びテレビカメラ等の撮像装置の画像読取
を行なう読取装置に係わるもので、特に照明した原稿像
をダイクロイックプリズム等の光学部材を用い、ＣＣＤ
等の固体撮像素子によって光像を読取る画像読取部を設
けた読取装置に関するものである。

〔発明の背景〕

例えばカラー画像形成装置に、特にデジタル方式による
カラー画像形成装置は一般に画像読取部や画像書込み部
等のカラー画像処理装置により構成されている。画像読
取部は例えば露光走査によって得た原稿面の光像を読取
り用の結像レンズ系を通した上その背後の光分割手段に
よって複数光に分光するが、例えば赤（Ｒ）、シアン（
Ｃ）等に分割分光したのち、それぞれのチャンネルで受
光する一体撮像素子からなるラインイメージセンサに結
像するようになっている様な場合、各ラインイメージセ
ンサは、前記読取り用レンズ系による光像を正しく結像
出来るようにそれぞれの分光光軸に対してその軸上の位
置と垂直度とは十分調整されて取付けられていなければ
ならない、即ち、各ラインイメージセンサの光像を互い
に出来るだけ正確に一致させなければ、書込み部によっ
て再生される再生画像に悪影響がでる。固体撮像素子（
例えばラインイメージセンサ東芝製ＴＣＤ１０６Ｃ）は
１画素約７μｍ程度の画素の配列で構成されているので
、後述の第１図実施例で上記のイメージセンサに入射す
る光像の対応が約１／４画素（約２μｍ）をこえると、
再生画像の周縁にフリンジとして他の色、例えば黒の文
字・図形の周縁に赤・青等のカラーゴーストが生じて来
る。特に前記の対応で１画素（約７μｍ）以上のズレが
生じるとこの影響は顕著となる。このカラーゴーストの
防止のためには電気的補正が一般になされている。然し
電気的処理によって殆んどのカラーゴーストを除こうと
すると必要とするメモリーは非常に容量も大きくなり、
又画像的に例えば線の太さに変化を生じる等の不具合が
発生し技術的な困難さから完全なものとはいえず、商品
化の観点からは未解決といえる。

画像形成装置における読取装置としては、従来、例えば
第１４図（ａ）〜（ｄ）に示す装置が用いられていて、
同図（ａ）及び（ｂ）には光束を２色に色分解する装置
の例が、又同図（ｃ）及び（ｄ）には光束を３色に色分
解する装置の例が示されている。

図中３０１は光束を後述の光電変換素子例えば固体撮像
素子（以後単にＣＣＤとも称する）に結像するためのレ
ンズ、３０２及び３０３はダイクロイックミラー、３０
４〜３０６はプリズム、３０７はプリズム複合体（色分
解プリズム）　、３０８及び３０９はプリズムの接合面
に設けた色分解層、３１０〜３１２はＣＣＤを表わす。

ここでダイクロイックミラー３０２及び３０８は、例え
ば第１５図（ｂ）の分光透過率特性を有し、光束を例え
ばシアン（Ｃｙ）及び赤（Ｒ）の２色に色分解し、ダイ
クロイックミラー３０３及び色分解層３０９は、例えば
第１５図（ａ）の分光透過率特性を有し、前記ダイクロ
イックミラー３０２又は色分解層３０８で色分解された
一方の分解光ｃｙをさらに青（Ｂ）と緑（Ｇ）に色分解
し、結局光束をＲ，Ｂ及びＧの３色に色分解する。

かくして前記第１４図（ａ）〜（ｄ）の各装置の例にお
いては、光束が結像される各ＣＯＤが異なる平面上にバ
ラバラに配置されている。

そこで例えば特開昭５５−１２４３７９号公報には、第
１６図（ａ）〜（ｅ）の如きプリズム複合体から成る色
分解プリズムにより光束を色分解し、得られる複数の色
分解光を同一平面上に配設した複数のＣＣＤでそれぞれ
受光して光電変換する技術が開示されている。

即ち前記公報記載の読取装置においては、光束がプリズ
ム複合体の入射面に入射され、該複合体の接合面に設け
た色分解層を介して波長の異なる２種の色分解光に分解
され、これらの２種の色分解光は前記複合体の射出面か
ら該面に直交して射出される。

射出された２種の色分解光は前記複合体の射出面に平行
な平面上に配置された２個のＣＯＤにより受光されて光
電変換される。

なお図中Ｌ１は入射光束　Ｌ２及びり、は色分解光３２
０はプリズム複合体、３２１〜３２６はプリズム複合体
３２０を構成する構成プリズム、３２７及び３２８は色
分解層、３３１及び３３２はＣＣＤ　３３５及び３３６
はプリズム複合体３２０内における色分解光の反射面を
形成するだめの空隙である。

本発明者等は第１６図で示した２個のＣＣＤを同一平面
上ｑ配置するタイプの色分解プリズム、例として第１６
図（Ｃ）の色分解プリズムを組込み読取装置を第１７図
の如く構成して実用化を試みた。

なお図中レンズ３０１は支持部材３４２の７字型溝に落
し込まれ、締付バンド３４３及びビス３４４により締付
固定され、色分解プリズム３２０が該プリズムの保持部
材３４５を介して前記支持部材３４２のプリズム取付面
３４６にビス３４７により密着固定される。

かくして一体化されたレンズ３０１及び色分解プリズム
３２０は装置基体３４８上にビス止め等により固定され
る。

一方基板３４１及び３４２に固定されたＣ　ＣＤ　３３
１及び３３２は取付部材３４９及び３５０を介して支持
部材３５１にビス止め等により固定され該支持部材３５
１は、又装置基板３４８にビス止めにより固定される。

ここで前記ＣＣＤ　３３１及び３３２の色分解プリズム
３２０に対する位置調整は、後述する例えば色分解光の
光軸に対して第１３図で示されるように、立体的調整が
必要であり、第１７図に示す読取装置は２等各成分の調
整を可能とするもので、本発明者等はバネ部材を介装し
遊び吸収するようにした調整ネジによって一時的にはほ
ぼ完全な調整を行った。しかしＣＣＤ　３３１及びＣＣ
Ｄ　３３２間での微細な画素ズレについてみると、耐振
性、耐久性あるいは環境温度の変化等のいずれについて
も不安定で、組立調整精度は維持されず満足されるもの
ではなかった。即ち第１７図図示の如く集光レンズ３０
１の背後に設けた光学部材である光分割プリズム３２０
と固体撮像素子３３１．３３２とはそれぞれフレームに
取付けられ、その間に多くの保持部材、例えば支持部を
調整ねじで調整して取付けられており、之等の部材は温
度変化により熱膨張及び収縮、ねじの調整不良、ねじ自
体のガタ・誤差等が原因となって位置ズレが生じ易く、
復元性をも含めて画素ズレを解消することは容易ではな
かった。特に機械構造である精密ねじによる固体撮像素
子を保持、固定した場合には固体撮像素子の前記ねじに
よる締付力及びミクロンオーダーでの微調整作業が必要
となり、その精度出し作業は極めて困難である。

又かなり強固に固体撮像素子を治具設定しておいても、
最終のねじ止め等の麺付はトルクにより締付後治具より
外すと歪の戻り等により数μｍ以上の以上の移動を生じ
ることが多く、また例えばｌ・・μｍ以内に精度良くセ
ットされた場合でも、部品部内に応力歪を有しているた
め、衝撃テスト等によって数μｍ以上のずれが生じるこ
とが認められ、更に支持部材の熱膨張係数等が原因とな
って温度テストの結果は取付誤差を生ずる欠点があった
。

〔発明が解決しようとする問題点〕カラー画像処理装置、特に固体撮像素子を複数個配置し
各固体撮像素子によって形成される画像を読取って信号
処理を行なうカラー画像読取装置に於ける高解像度の読
取装置を提供することが求められ、また各固体撮像素子
によって形成される画像が相互に正確に一致対応してい
ることが要求される。本発明は固体撮像素子が一平面上
にある光学系で最も実用性に富んだケスター型プリズム
を使用して、固体撮像素子相互の位置ズレを防止し、温
度の変動や経時変化、振動、衝撃等の全ての条件に対し
て最も安定した画像読取りがなされるカラー画像読取装
置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

上記目的は、結像レンズとケスタープリズムタイプの光
分割部材とからなる光学系の結像位置に設けた複数の固
体撮像素子によって光像を読取る読取装置において、前
記光分割部材もしくは前記結像レンズあるいは前記光分
割部材等の光学部材の保持部材に対し取付部材を介して
前記固体撮像素子を固定したことを特徴とする読取装置
によって達成される。

〔実施例〕

まず本発明のカラー画像読取装置を設けた画像形成装置
について、第１図によって説明を行なう。

図においてＡは読取り部を有した画像読取装置、Ｂは書
込みユニット、Ｃは画像形成部であってカラー画像処理
装置を構成する。またＤは給紙部である。

画像読取装置Ａにおいて、■はプラテンガラスで、原稿
２はこのプラテンガラスｌ上に置かれる。

原稿２は、スライドレール３上を移動するキャリッジ４
に設けられた蛍光灯５及び６によって照明される。可動
ミラーユニット８にはミラー９及び９′が設けられてい
る。第１ミラー７との組合せでプラテンガラスｌ上の原
稿２の光像をレンズ読取りユニット２０へ導出する。

キャリッジ４及び可動ミラーユニット８はステッピング
モータＩＯによりワイヤ１５を介して駆動されるブーＩ
Ｊ　１１，１２，１３．１４により、それぞれＶ及び１
／２Ｖの速度で同方向に駆動される。プラテンガラスｌ
の両端部裏面側には標準白色板１６．１７が設けられ、
原稿読み取り走査開始前及び走査終了後に標準白色信号
が得られるように構成されている。

レンズ読み取りユニット２０は読取り用レンズ系として
の結像むレンズを収容したレンズ鏡胴２Ｌ光分解手段と
してのケスター型プリズム２２、固体撮像素子のライン
イメージセンサたるレッドチャンネル（以下Ｒ−ｃｈと
いう）ＣＣＤ２５、シアンチャンネル（以下Ｃ−ｃｈと
いう）ＣＣＤ２７から構成される。第１ミラー７、ミラ
ー９．ミラー９′により伝達された原稿光像はレンズ２
１により集束され、プリズム２２内に設けられたダイク
ロイックミラーによりＲ−ｃｈ像とＣ−ｃｈ像とに分離
され、それぞれの光像は光学部材であるプリズム２２に
固設されたＲ　−ｃｈ　ＣＣＤ　２５及びＣ−ｃｈＣＣ
Ｄ２７の受光面にそれぞれ結像される。

前記蛍光灯５．６はカラー原稿の読み取りに際して光源
にもとづく特定の色の強調や減衰を防ぐため市販の温白
色系蛍光灯が用いられ、またチラッキ防止のため４ＱＫ
Ｈｚの高岡波電源で点灯され管壁の定温保持あるいはウ
オームアツプ促進のためポジスタ使用のヒータで保温さ
れている。

前記Ｒ−ｃｈ　ＣＣＤ　２５及びＣ−ａｈ　ＣＣＤ　２
７から出力された画像信号は、図示しない信号処理部を
経て信号処理され、トナーの色に応じて色分解された色
信号が出力されて書込みユニットＢに入力されると、半
導体レーザで発生された各レーザビームによる画像が順
次感光体ドラム３１の周面上に投射され、それぞれの投
射毎に各々現像ローラＩ＝。

■、■により現像処理を経て３色トナーによるカラー画
像を形成する。

次いで前記感光体ドラム３１周面のカラー画像は、転写
分離極３２において給紙部りから搬送された記録紙に転
写したあと該記録紙を分離し定着装置３３を経て装置外
に排紙して、カラー画像の複製を終了するようになって
いる。

前記読取装置Ａにおけるレンズ読み取りユニット２０の
構成すなわち前記レンズ鏡胴２１、プリズム２２それに
Ｒ−ｃｈｃｃＤ２５とＣ−ｃｈｃｃＤ２７の固着、保持
は次の如くして行なわれるようになっている。

前記レンズ鏡胴２１は、第２図（ａ）に示すように保持
部材２１ａの上方に向けて直角に開いたＶ字状の受は部
に収められて締め金具２１ｃによって固定された上で装
置基板４０の所定位置に取付けられるようになっている
。

本発明においては前記レンズ鏡胴２１の後方端面を前記
プリズム２２の前面部と接合出来る取付面２１ｂを形成
していて、該取付面２１ｂに対し接着によって前記プリ
ズム２２を固定することが出来るようになっている。

前記取付面２１ｂは単純な旋削加工二分によって形成さ
れるものであるからレンズ鏡胴２１に収容した結像レン
ズとの距離やその光軸に対する垂直度の精度が極めて高
く、それに取付られるプリズム２２を通じて前述したＲ
　−ａｈ　ＣＣＤ２５、Ｃ−ｃｈＣＣＤ２７の受光面に
所定の光像を正しく結像することが出来るようになって
いる。

第２図（ｂ５に示す如く鏡胴取付面２１ｂとプリズム取
付面２２ａとの平面の直角度ＲＬ、ＲＬ’のずれ量（レ
ンズ光軸に対するプリズム面の直角度ＲＬ。

ＲＬ’の斜き量）のきき方は第１０図に示すシンクロス
コープを使用してチエツクすることができる。

そのチエツク要領については後述する。

第１０図のＣＲＴデイスプレィに示す如く、白地に対す
る黒線部と白線部のそれぞれのレベルをＰおよびＱとす
るとＭＴＦは次式で求められる。

ＭＴＦの値は高い程解像度が優れていることを意味する
。

前記解像度のズレ量の影響を基準とするＭＴＦ値３０％
のとき１例として示すと、斜き量が角度にして１０分程
度の場合、ＭＴＦ値は２１％となって約９％低下し、更
に斜き量が角度３０分程度となるとＭＴＦが１５％とな
る約５０％の減少割合を示す。そして、白黒判別信号取
り出しに支障をきたしてしまうのでこの面精度を保持し
てレンズ鏡胴２１とプリズム２２とを事前に一体固着し
ておく事により生産上の後二分での不良率低下を防止し
、コストメリットは勿論、保持部材２１ａの材質、取付
部材２４等によるＣＯＤ取付後の画素ズレ等への影響も
軽減され一層の効果を発揮する。

なおプリズム２２の固着の方法としては前述した接着に
よる方法の他、第２図（ｃ）に示す如くプリズム保持部
材２２ｂを使用して、前記取付面２１ｂに密着した状態
で取付ネジによって固定する方法もある。これ等のプリ
ズム２２を固着する方法は以下説明する各実施例に適用
されるものである。

本発明の読取装置には秋に記すようなような光学的構成
のケスター型のプリズム２２あるいは２２２が使用され
る。

すなわち第４図はその光路図を示すもので、結像レンズ
を通過した光束はプリズム２２によって分割され同一平
面上に位置したＣＣＤ２５とＣＣＤ２７との上に結像す
る。プリズム２２は三角形往３１と３２とを貼合せ面３
７で貼合せ図示した角度をもって三角柱としたプリズム
複合性で、貼合せ面３７をもってダイクロイラクプリズ
ムを構成し、結像レンズを通過した光束は貼合せ面３７
で通過光と反射光に分割し、その際選択的に色分割がな
される。

前記レンズ鏡胴２１に対するプリズム２２に接着には接
着強度の他各種の環境テストに耐えられる接着剤が選択
して使用されるものであるが、本実施例においては、後
述するプリズム２２に対するＣＣＤ２５および２７の接
着にも同一の接着剤を使用するようになっているので接
着剤の特性に関しては前記ＣＣＤ２５および２７の取り
付は固設を説明する項において総括して説明することと
する。

プリズム２２に対するＣＣＤ２５および２７の取付形式
には次の２通りの方法が提案されていて、その第１の方
法は第２図（ａ）および（ｂ）に示すようにそれぞれの
取付部材２４および２６を介した上でプリズム２２に対
し直接接着剤によって固定する方法である。

第３図＜ａ＞はその要部断面を示す実施例で、プリズム
２２の両側部に対称的に接着剤で固設した取付部材２４
ａ　、　２４ｂ（２６ａ　、　２６ｂ）を介して結像部
にＣＣＤ２５（２７）を接着剤で固設した実施例である
。

しかし各ＣＯＤをプリズム２２の両側部に支持させる場
合プリズム２２面に対し、一方の取付部材は必ず密着出
来るが他方の取付部材は必ずしも密着出来るとは限らな
いため片側のみの取付部材によって支持出来るのが好ま
しい取付方法である。

第３図（ｂ）は各ＣＯＤをその端面と前面の二面で接着
出来る取付部材２４Ｃ（２６Ｃ）により片持ち支持した
例を示したものである。

また上記の例は、それぞれのＣＯＤをそれぞれの取付部
材によって結像部に固設するようにしたものであるが、
第５図は料通の取付部材２４ｄにより、取付部材２４ｄ
をプリズム２２に接着・固定し、取付部材２４ｄにＣＣ
Ｄ２５及びＣＣＤ２７をそれぞれ接着・固設したもので
ある。

取付部材の材質としては、２つの理由から線膨張係数の
小さい材質のものが望まれる。１つは温度変動によって
画素ズレが生じないようにするためと、他の１つはプリ
ズｌ、に接着した取付部材が両者の線膨張係数の相違４
こよって内部歪が生じ、プリズムにヒビ割れ等の発生す
るのを防止するためである。前記の温度変動による画素
ズレの問題は各ＣＣＤの取付′部材との固設条件を全く
同じにすることで、ＣＣＤ相互間の画素ズレは減するこ
とができるが、更に線膨張係数が小さい必要がある。通
常プリズムの線膨張係数は７．４Ｘ　１０−’（光学ガ
ラスＢＫ−７）程度小さいことから、取付部材としては
ガラス、セラミック材（７，０〜８．４Ｘ　１０”＠）
や低熱膨張合金（例えばインバー合金（ｌ〜３Ｘ　１０
−”）、・ニレジスト鋳鉄（４〜１０ｘ　１０−’））
等が適当で、アルミニウム材（２５Ｘ　１０−’）はあ
まり適当でない。

本発明者らは各種材料を取付部材としてテストを行なっ
たが、ガラス材、その他のセラミック材、低熱膨張合金
を用いた場合には検知される熱膨張による像ズレは認め
られなかった。

上記の実施例ではプリズムと取付部材、取付部材とＣＣ
Ｄとの固設には接着剤を用い、分割された光像について
各ＣＯＤの関係位置調整を行なったところで第３図にお
いては接着剤による密着固設を行なうようにした。特に
第３図（ａ）、（ｂ）においては取付部材として線膨張
係数の大きい鉄（１２Ｘ　１０−’）を用いても実用上
は（ａ）方向の寸法が短いため一熱による延びはあまり
影響されず、又す方向はラインセンサーの並びの方向で
あり、且プリズム材質とラインセンサーのパッケージの
材質がセラミック材であるため、その線膨張係数が略同
じとなり、このような構成では画素ズレは発生しなかっ
た。

本発明者らは入手可能の多くの接着剤を用い比較検討を
行なった。その結果、本発明に使用する接着剤としては
２液性タイプ接着剤及び光硬化型接着剤で特に紫外線硬
化型接着剤が最も好ましいとの結論に達した。

接着剤としてはエポキシ系、アクリル系等があり、更に
１液性タイプと２液性タイプとに分けられる。ｌ液性タ
イプのものは通常製造時に硬化剤を混入してあり、使用
時に空気等に触れると徐々に硬化・乾燥し固化するもの
で、硬化時間が長く、且つ硬化の程度・硬化時の収縮等
が不規則であるなどの理由で、接着固定用の特別の器具
を用いる必要がある。従って本発明の利用目的と生産性
から見て適してない。この点２液性タイプで且つ即効性
のものは接着時に硬化剤と主剤とを混練することにより
長くて数分程度で硬化がなされ便化時間の短縮化と、硬
化程度の安定化が計られ、本目的に有効に適合するもの
である。なおｌ液性タイプで即効性のあるシアノアクリ
レート系系統のものがあるが衝撃時の接着ハガレや、接
着剤が乾燥する際の接着剤の収縮による被接着物の変形
が生じ必ずしも好ましい適用形態とは言えない。本発明
者らは２液性タイプ接着剤としていハードロックＥ５１
０Ｋ（商品名）を用い、常温下で接着を行なったところ
、後に述べる環境テスト等に対しても良好な結果を得る
ことができた。なお上記の接着時、温度条件を著しく変
化させて接着時間を短縮するように試みたが、その結果
は僅かではあるが接着時の画素ズレが認められ、望まし
くないことが明らかとなった。之に対し光硬化型接着剤
は単に光の強度により接着剤の硬イし時間を速めること
ができ、作業性の向上とコスト低減、製品の安定化を図
ることができる。光硬化型接着剤の中でも特に紫外線硬
化型のものは紫外線照射によっても熱の変化が殆んどな
く、安定した効果が得られる。本発明者らは光硬化型接
着剤としてスリーポンドＴＢ３０６０Ｂ（商品名）、電
化１０４５Ｋ（商品名）、ノーランド６５（商品名）等
を用い、高圧水銀灯による紫外線照射を行ない短時間で
接着を行なったところ、後に・述べる環境テストに対し
ても良好な結果を得ることができた。更に同じく紫外線
硬化型のウレタン系スリーポンド３０６２Ｂ（商品名）
、ＬＴ３５０（商品名）等を用いた所耐湿性にも一段と
効果があり、且つ強度保証を有する接着を得ることがで
きた。尚前記接着剤による接着方法は各部の接着部材の
対向面を圧接し、圧接面の側方より少量の接着剤を適当
な押出手段で押出す。前記接着剤は流動性を有するため
に圧接面に生じている僅かな間隙中に流入し、接着部材
を互いに強固に固着する。接着方法は接着部材の対向面
に対し全面接着するように接着剤を押出し、間隙に流入
してもよい、又適当な間隙をおいて接着剤に流入させて
もよい。又接着部材の位置精度を適当−に配置する装置
であれば各接着部材の接着面に前もって接着剤を点又は
面で塗布し、直ちに接着部材の接着面を圧接して接着し
てもよい。

ここで接着方法の好ましい実施例について説明する。第
６図（ｂ）及び第６図（ｃ）は第６図（ａ）におけるＣ
　ＣＤ２５．ＣＣＤ２７及びこれらの共通の取付部材２
４ｅを示している。取付部材２４ｅを第６図＜ａ＞に示
すプリズム２２に接着する場合、取付部材２４ｅをプリ
ズム２２の所定位置に固定後接着剤を第６図（ｂ）に示
すごとく取付部材２４ｅの端部ヘボッティングし取付面
へ浸透させる方法が考えられる。

この場合に接着剤として光硬化型接着剤、取付部材２４
ｅとして光透過性の物質を用いる事により光硬化型接着
剤の利用がさらに有効となる。すなわち上記端部ポツテ
ィングでの浸透により内部で薄層化された接着剤の効果
に透過光を利用することにより接着硬化促進をきたすこ
とがでくる。更に第６図（ｃ）に示す如く、取付部材２
４ｅ或は相手部材のプリズム２２への面に接着剤を落し
、両者を互に押し当てる一般的な接着方法による場合も
、接着剤の密着性が第６図（ｂ）に示したボッティング
方式によりより強固となり、光硬化型接着剤と光透過性
の取付部材６２の使用により、自然乾燥に加えて透過光
による硬化の促進並びに時間等のコントロールがはかれ
るので、量産性・接着度に安定したバラツキのないもの
が得られる等非常に好ましい対応と云える。光透過性取
付部材としては先に述べたガラス・セラミックの内特に
ＢＫ−７（７，４Ｘ　１０−’）、青板ガラス（９，Ｏ
Ｘ　１０−’）、白板ガラス（９，３Ｘ　１０−’）等
が固体撮像素子パッケージ材のセラミックの伸と対応し
てほぼ等しく好ましい。更に光硬化型接着剤としては、
前述の紫外線硬化型が硬化時間が速く、硬化時の変形、
耐湿等より好ましく、この場合取付部材の透過率は先の
ＢＫ−７、青板ガラス、白板ガラス等でも加工法、材厚
バラツキを含め２０〜３０％以上得られ、特に量産性・
コスト面等より好ましいと対応と云える。又紫外線硬化
型接着剤の紫外成分光分布特性に合せた特殊ガラスを取
付部材として選択することも出来、接昔時の量産性・接
着必要強度と硬化度・硬化時間等は接着性の安定度を最
適値に近づけることにより更に利用装置に適するものも
得られる。

ところで、即乾性のある接着剤の内ｌ液性タイプのもの
は前述したごとく乾燥する際に接着剤の収縮による被接
着物の変形が生じるので必ずしも好ましい適用形態とは
言いがたいが、本発明者の好ましい実施例によれば被接
着物の取付要領を改良することにより即乾性のあるｌ液
性タイプの接着剤も有効に使用できることが判明した。

すなわち取付部材を介してＣＣＤを光学部材（プリズム
等）に取付ける場合に、まず後述する本発明による位置
決め方法により固体撮像素子を光学部材に対して位置出
し調整する。次に取付部材の光分割部材への取付面に即
乾性瞬間接着剤（シアノアクリレート系接着剤、プライ
マー効果によるもの等）を又固体撮像素子との接合部に
はハードロックＥＳＩＯ（商品名）等の２液性タイプ接
着剤或はスリーボンドＴＢ３０６２Ｂ（商品名）等の光
硬化型接着剤等前述の好ましいタイプの接着剤を塗布し
て光分割部材と固体撮像素子とを取付部材で接着固定す
る。この接着固定の過程において光分割部材と取付部材
とが即乾性接着剤で固着した後調整具による固体撮像素
子の位置合せの微調整を継続して行ない正確な位置合せ
を行う。このようにして固体撮像素子と取付部材とを接
合する接着剤の硬化がある程度促進させたところ（仮固
定二分）で、光分割部材と取付部材を更に前述の光硬化
型等好ましい接着剤をボッティング等によって添加し、
全体の硬化・固定をはかる。（本固定接着）上記の仮固
定二分を設けて位置合せの微調を行った後本固定接着を
行うことで位置決めが正確に調整されるので、光分割部
材と固体撮像素子の位置決め後−挙に両者を接着・固定
する方法と比較し、５０％以上の収率の向上をはかるこ
とが可能となり、作業性・コストダウン等の面で大いに
改善の効果があることが認められた。

本発明によるＣ　ＣＤ　２５１びＣＣＤ２７のプリズム
２２への接着には、予め取付治具ＴＣを用意する。

取付治具はＣＣＤ２５及びＣＣＤ２７の側面をそれぞれ
把持しながら、第１２図−に示すように分光Ａ及び分光
Ｂの各光軸についての第１３図に示すようにその先軸及
び光軸に直角のｘ、ｙの２方向及びｘ、ｙ軸に関する回
転方向について調整を可能とするもので、取付治具ＴＣ
微調によって画素ズレがないかように調整する。

取付治具としては例えば調整台３軸方向（Ｘ　、　Ｙ　
、　Ｚ’）に移動可能でかつそれぞれの軸のまわりに回
転可能でもある位置決め用具（例えばＣＨＵＯ５ＥＩＫ
Ｅ　Ｃｏ、。

Ｌｔｄ、、製商品）を使用することにより本発明の目的
とする複数のＣＣＤ間の精密な位置決めを行うことがで
きる。

原稿位置に設けた黒白の縞状のチャート像をＣＣＤ２５
及びＣＣＤ２７上に結像するようにし、その出力信号を
シンクロスコープ上に上下に並置して記録する。結像レ
ンズによる設計された縮小倍率とＣＣＤの画素の大きさ
がら白黒の縞間隔を設定し１本の縞が１画素に対応する
チャートとしておくと、シンクロスコープ上に重ね合さ
れた記録信号から画素ズレの量を容易に読取ることがで
きる。

例えば第１２図に示すシンクロスコープＣＲＴ面はＣＣ
Ｄ２５とＣＣＤ２７との間で画素ズレがある状況を例示
しだものである。またシンクロスコープによってチエツ
クしながら取付治具ＴＣを調整することによって画素ズ
レのないＣＣＤ相互間の関係位置をも求めることができ
、この位置で接着剤によりＣＣＤ２５及びＣＣＤ２７を
それぞれプリズム面に取付部材２４（２６）を介して結
像位置に固設する。

第６図に対応する接着剤を用いて光学部材であるプリズ
ムに複数の固体撮像素子をセラミック材を用いた取付部
材を介して固設しｔ；画像読取部と、第１７図に示す機
械構造によって固体撮像素子の保持するようにした画像
読取部とについて種々の比較テストを行なった。テスト
は縞状チャートを原稿位置において、取付けられた複数
の固体撮像素子からの出力信号をシンクロスコープを用
いて重ねて比較することによって画素ズレに注目して行
なった。

（１）　　耐振テスト　周波数を可変とした耐振テスト
を３０分間行ない、その前後の画素ズレの状況を比較し
た。機械構造によるもののうちにはネジ部のユルミが生
じるものがあり、約４画素（３０μ、）相当の画素ズレ
が認められた。本実施例によるものには画素ズレは認め
られらなかった。

（２）衝撃テスト４０Ｇの落下テストを行ない、その前
後で画素ズレの状況を比較した、機械構造によるものの
うちには約３画素（２０μｍ）相当の画素ズレが認めら
れた。本実施例によるものには画素ズレは認められらな
かった。

（３）温度テスト　まず２時間の間に環境温度を２０°
Ｃ〜７０’Ｃまで上昇させ画素ズレの状況を比較した。

機械構造によるものは約４画素（３０μｍ）相当の画素
ズレが認められた。ついで２時間の間に７００Ｃから２
０°Ｃに環境温度を復元した。復元した状態でも機械構
造によるものは約２画素（１５μＩＩ＋）相当の画素ズ
レが残留するのが認められた。−力木実施例によるもの
は終始画素ズレは認められなかった」本発明はＣＯＤを取付部材を介してプリズムに固設する
ものであるが、別に固設した取付補助部材を介して固設
することも本発明に含まれる。第８図はその一例を示し
たもので、プリズムは凹凸の加工を行なうことが容易で
ないところから、形状のやや複雑な例えばセラミック材
を用いた取付補助部材２８を用意し、予めプリズム２２
に接着しておくようにしたもので、取付補助部材２８に
取付部材２４ｆ（２６ｆ）を固設することで、補助部材
２８と、取付部材２４ｆ（２６ｆ）間での入方向に対応
するスライド案内と、Ｂ方向に対する回転動作等で案内
することにより、ＣＣＤ　２５（２７）の調整位置での
固設が容易となる。第８図（ａ）は正面図、第８図（ｂ
）は側面図を示す。

しかし光分割部材に対し直接ＣＣＤを接着、固定するこ
とは製造上の不良損失はもとよりＣＣＤが何等かの原因
により故障した場合のメンテナンスの上でＣＣＤと光分
割部材とを取付部材により一体的に接着固定したすべて
のものを廃棄、交換せざるを得ないことにもなる。この
ような理由から第７図に示すようにプリズム２２をその
両側面からボルトとナツトの締付けにより挟着する図示
のような取付部材１２４を用意して、該取付部材１２４
の内側面にＣＣＤ２５および２７を接着して固定する方
法もある。

また同様の目的から各ＣＣＤのプリズム２２に対する取
付形式もの第２の方法として、前述した各ＣＣＤを光学
部品の各保持部材に支持させる方法がある。

第９図（ａ）はＲ−ｃｈＣＣＤ２５とＣ−ｃｈＣＣＤ２
７を予め接着して固定した一対の取付部材２２４ａをレ
ンズ鏡胴２１の後端部の両側面に接着剤により固設した
例であり、また第９図（ｂ）は同様形式の取付部材２２
４ｂによってプリズム保持部材２２ｂに、第９図（ｃ）
は取付部材Ｃによってレンズ保持部材２１ａにさらに第
９図（ｄ）は取付部材ｄによって締め金具２１Ｃにそれ
ぞれＣＣＤ２５および２７を取付けるよう構成した例を
示したものである。

このように各ＣＯＤを保持部材を介してプリズム２２に
取付けるようにすればＣＯＤを廃棄、交換する場合でも
高価な光分割部材を無駄にすることがなく製造上、メン
テナンス上はなはだ好都合である。

さらに第１０図は３つの撮像素子２２５Ｒ，２２５Ｇ、
２２５Ｂ、によって結像レンズの光束を３方向の反射光
に分割するに用いるケスター型プリズム２２２の光路図
を示したもので本出願人による特願昭６２−１５７００
５号明細書に詳述されたところのものある。

プリズム２２２は２つの四角柱２３１および２３２と２
つの三角柱２３３．２３４とを貼合せ面２３７と２３８
において接合した複合体のプリズムであって前記各貼合
せ面２３７と２３８をもって第１５図に示す分光透過特
性をもったダイクロイックプリズムを構成し、各撮像素
子に対し選択的に色分割をした光像の結像をするように
なっていて、例えば第１５図（ａ）を２３７に、第１５
図（ｂ）を２３８ニ用イレばＣＯＤ　２２５Ｂ　ハ青色
ｔ＋ｉｒ報、同２２５Ｒは赤色情報量２２５Ｇは緑色情
報を読取ることができる。

前記プリズム２２２に対する各撮像素子の固着には第１
１図に示すような各種の取付部材を介して前述した２つ
の撮像素子を使用するプリズム２２の場合と同様の取付
は固着方法によって行われる。

第１１図に示すものは、前記明細−に記載された光分割
手段を用いた読取装置の側面図を示す。被写体像を結像
するレンズ２２１の後方に上記の貼合わされたプリズム
２２２を用いて青・緑・赤の３色に分割し、プリズム２
２２に近接して位置したｃｃＤ　２２５Ｂ　、２２５Ｇ
　、２２５Ｒの受光面に結像するようにしたものである
。

第１１図（ａ）はプリズムの側面に接着した３個の取付
部材２２４０Ｂ　、２２４０Ｇ　、２２４０Ｒにそれぞ
れＣ０Ｄ２２５Ｂ　、２２５Ｇ　、２２５Ｒが中心基準
となるよう位置調整したのち接着剤を用いて両側支持の
形式にて接着固定した実施例である。また第１１図（ｂ
）はプリズムの側面に接着した取付部材２２４ＢにはＣ
ＣＤ２２５Ｂが中心基準となるよう位置調整したのち接
着・固定し、同じくプリズムの側面に接着した取付部材
２２４Ｇ　Ｒには２つのＣＣＤ　２２５Ｇ　、２２５Ｒ
がそれぞれ中心基準となるよう位置調整したのち接着・
固定した実施例である。寥た第１１図（ｃ）はプリズム
の側面に接着した取付部材２２６０にＣＣＤ２２５Ｂ。

２２５Ｇ　、　２２５Ｒをそれぞれが中心基準となるよ
う位置調整したのち両側支持の形式にて接着・固定した
実施例である。

〔発明の効果〕

本発明によれば複数の固体撮像素子を取付部材を介して
プリズムに固定することと各固体撮像素子が同一平面上
に位置されるので自己発熱や機内温度の均一化が計られ
温度変化による撮像素子間の画素ズレに対し本出願人の
先願特願昭６０−２３９１７４号明細書記載の読取装置
に比しより一層画素相互間での均一な相対的バランスの
良い効果が得られた。これ等は伸縮に伴う取付部材ある
いは接着部の応力変形、疲労等での均一化にも有効で耐
久性や寿命等−層の向上が計られた。

これ等の特長については効果に多少の差があれ前述した
２つの撮像素子を取付けるケスター型プリズムおよび３
つの撮像素子を取付けるケスター型プリズムのすべての
タイプについて言えることであって、実施例では各愛機
素子をプリズムの下面に取付けている例を示したがプリ
ズムを上下逆に取付ければ撮像素子はプリズムの上面に
位置することとなって、その結果撮像素子か″らの発熱
量を上部に向けて効率良く拡散することも出来る。

また特に正三角形のケスタ型プリズムを用いる場合には
ダイクロ面に対して左右同形状のプリズムを用いること
が出来るので製造上の歩溜りの向上等加工上の安定性は
勿論コストは低減等多大のメリットを生ずる。さらに前
述した画素ズレの安定性に対しても２つの撮像素子を保
持するプリズム自体の体積、形状が同一であることから
２つのプリズムが同一の線膨張による伸縮を呈して、プ
リズム全体がバランスのとれた伸縮となり、取付部材も
ほぼ同一部材でありかつ撮像素子のパッケージもセラミ
ックのほぼ等しい線膨張係数を有する材料から構成され
ていることから、個々のプリズムに取付部材を介して保
持される各撮像素子間の画素ズレは極めて小さく安定化
し信頼性に富んだ画像処理信号の得られる読取装置が実
現される。

すなわち本発明のように光分割部材としてケスター型プ
リズムを使用し、該プリズムに対し単純な取付部材を介
して複数の固体撮像素子を固設することにより、読取り
ユニット自体を小梨化することが出来ると共に各固体撮
像素子を近接した共通の温度環境下に配設することが可
能となりその結果として鮮明で優れたカラー画像が再現
されて得られ、環境の変化や時間の経過によっても前記
画素ズレに基づく画質の低下が生じることがなくなり、
前記の画素ズレ、カラーゴースト補正のための複雑な電
気的補正のための回路等も必要がなくなり、耐久性に優
れた効果のある読取装置が提供されることとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の読取装置を備えたカラー画像形成装置
の概要図。第２図（ａ）、第２図（ｃ）、第３図および
第５図、第６図、第７図、第８図、第９図、および第１
１図の各図は本発明によるケスター型プリズムの光分割
部材に対する各固体撮像素子の固着例を示す説明図。第
２図（ｂ）はレンズ鏡胴とプリズムの組合せを示す斜視
図。第４図および第１０図はケスター型プリズムの構成
図。第１２図は固体撮像素子の位置調整方法の説明図。第１３図はラインイメージセンサの調整方向を示す斜視
図。第１４図、第１５図、第１６図はケスター梨プリズムの
機能説明図。第１７図は従来のラインイメージセンナの
取付構造を示す断面図。２０・・・読取ユニット２１・・・レンズ鏡胴２１ａ・・・レンズ保持部材２１ｃ・・・締め金具２２・・・プリズム２２ｂ・・・プリズム保持部材２４．２６，１２４．２２４・・・取付部材２５（２７
）・・Ｒ−ａｈ　（Ｃ−ａｈ）　Ｇ：　ＣＤ出鞘人　　
コニカ株式会社へ区 ζつ第４図第５図第７図第８図第９図Ｃ−ＣｈＣＣ［）弓第１０図結像レンズ第１２図第１４図填　　　　　　　　　　　　　躬暇ｍ佃−（逮）！−一 −１−２？！２ｍ祉　（次）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）結像レンズとケスタープリズムタイプの光分割部
材とからなる光学系の結像位置に設けた複数の固体撮像
素子によって光像を読取る読取装置において、前記光分
割部材もしくは前記結像レンズあるいは前記光分割部材
等の光学部材の保持部材に対し取付部材に介して前記固
体撮像素子を固定したことを特徴とする読取装置。
（２）前記光分割部材は直角三角柱プリズムを二つの三
角形の面の相対応する頂点を通る平面で二分して接合し
、該接合面を半透明鏡あるいは波長特性を有するダイク
ロイックミラー面としたケスタープリズム型の光分割部
材であって、該ダイクロイックミラー面の第１のプリズ
ムの三角形の底面は二分された角を構成する頂角がα゜
、接合面に隣接する頂角が（１８０゜−３α゜）であり
、また第２のプリズムは二分された角を構成する頂角が
（９０゜−２α゜）、単独の頂角が（９０゜−α゜）、
接合面に隣接する頂角が３α゜である光分割部材を用い
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の読取装
置。
（３）前記光分割部材は断面二等辺三角形の三角柱形状
とし、上記二等辺三角形の一方の等辺に対応する三角柱
の面に結像光が直角に入射するようにし、色分解プリズ
ム中に複数個のダイクロイックミラー面を設け、該ダイ
クロイックミラー面と三角柱プリズムの入射面とは上記
二等辺三角形の不等角の半分の角度をなすようにし、上
記ダイクロイックミラー面と上記二等辺三角形の不等辺
の面との交線を通り三角柱プリズムの光入射面に平行な
面で形成されるミラーを設け、上記ダイクロイックミラ
ーで反射された光は上記ミラーで反射され三角柱プリズ
ムを射出するようにし、ダイクロイックミラーのすべて
を通過した光は上記二等辺三角形の不等辺に対応する面
で反射され三角柱プリズムを射出されるようにした光分
割部材を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の読取装置。
（４）前記光学部材の保持部材は結像レンズの鏡胴であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の読取装
置。
（５）前記光学部材の保持部材は光分割部材のプリズム
保持部材であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の読取装置。
（６）前記光学部材の保持部材はレンズ鏡胴を取付ける
レンズ保持部材であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の読取装置。
（７）前記光学部材の保持部材は結像レンズをレンズ保
持部材に取付けるように用いる鏡胴支持部材であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の読取装置。
（８）前記固体撮像素子の前記取付部材への取付は接着
剤を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
し第７項の何れか１項記載の読取装置。
（９）前記取付部材は前記保持部材に接着剤を用いて固
着したことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
８項の何れか１項記載の読取装置。
（１０）前記取付部材は前記光分割部材に接着剤を用い
て固着したことを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
し第３項の何れか１項記載の読取装置。
（１１）前記接着剤は２液性タイプ接着剤であることを
特徴とする特許請求の範囲第８項ないし第１０項の何れ
か１項記載の読取装置。
（１２）前記接着剤は光硬化型接着剤であることを特徴
とする特許請求の範囲第８項ないし第１０項の何れか１
項記載の読取装置。
（１３）前記光硬化型接着剤は紫外線硬化型接着剤であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の読取
装置。
（１４）前記取付部材はセラミック材を用いたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項ないし第１０項の何れか
１項記載の読取装置。
（１５）前記取付部材はインバー合金を用いたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項ないし第１０項の何れか
１項記載の読取装置。
（１６）前記取付部材は鉄部材であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項ないし第１０項の何れか１項記載
の読取装置。