JPH06125423A - 読取装置およびその製造方法 - Google Patents

読取装置およびその製造方法

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JPH06125423A
JPH06125423A JP5138741A JP13874193A JPH06125423A JP H06125423 A JPH06125423 A JP H06125423A JP 5138741 A JP5138741 A JP 5138741A JP 13874193 A JP13874193 A JP 13874193A JP H06125423 A JPH06125423 A JP H06125423A
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circuit board
housing
hole
protrusion
projection
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Shinichi Kojima
信一 児島
Hiroyuki Okushiba
浩之 奥芝
Yoshinori Morita
啓徳 森田
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Kyocera Corp
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Abstract

(57)【要約】 筺体の歪みや応力をほとんど発生させることなく、回路
基板を筺体に取付けることが可能な読取装置の製造方法
を提供する。 【構成】 複数の半導体チップ２０が固定された回路基
板１５を用意して、その穿設された穴１７と筺体１３の
台座３２の中央付近に形成された突起３３を係合させた
後、超音波溶着装置のホーン４４が下降して、所定圧力
で所定時間プラスチックから成る突起３３に超音波を印
加することによって、突起３３がコーンの端面形状に応
じて軟化し、回路基板１５をかしめる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ装置やコ
ンピュータの画像入力用のイメージスキャナなどに用い
られる原稿密着型の読取装置およびその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図１７は、従来の読取装置の回路基板７
０の取付工程を示す部分断面図である。筺体６０は、所
定間隔で直線状に配列される複数のレンズ（不図示）を
保持しており、さらに各レンズ間を仕切る遮光部材６
１、および回路基板７０が取付けられる台座６２が一体
的に形成されている。遮光部材６１は、各レンズ間の迷
光や外乱光を遮る役割を果すとともに、筺体６０の剛性
を向上させて、その変形を防ぐ役割を有する。回路基板
７０は、穿設された穴７１と台座６２の中央付近に形成
された穴６３とが一致するように位置決めされた後、ね
じやリベットなどの固定部材７２によって筺体６２に固
定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
回路基板の取付工程では、筺体６０がプラスチックなど
の高分子材料で一体的に形成されている場合、ねじなど
の固定部材７２が台座６２の穴６３に挿入されることに
よって、図１８の部分拡大図に示すように台座６２が変
形して外側へ膨らみ、その歪みや応力の影響が台座６２
周辺の部材にも及び、特にレンズ６４の姿勢が変動する
と読取信号の焦点ずれや走査線ずれを招くという課題が
ある。
【０００４】また、筺体６０に対する回路基板の取り付
け位置が変動すると、レンズの結像位置と受光素子との
位置ずれが生じ、読取信号の画素ずれが起こるという課
題がある。
【０００５】本発明の目的は、前述した課題を解決する
ため、筺体の歪みや応力を殆ど発生させること無く、し
かも高い位置決め精度で回路基板を筺体に取付けること
が可能な読取装置およびその製造方法を提供することで
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、原稿を照明す
る光源と、原稿からの反射光を受光して原稿像を形成す
るために、所定間隔で直線状に配列された複数のレンズ
と、前記原稿像を受光するために、各レンズに１対１に
対応するように直線状に配列された、多数の光電変換素
子を有する複数の半導体チップと、前記半導体チップが
固定される回路基板と、前記光源、前記レンズおよび前
記回路基板が固定される筺体とを具備する読取装置の製
造方法において、前記筺体に突起を、前記回路基板に穴
を形成し、筺体の突起を回路基板の穴に係合させた後、
当該突起を変形させることによって前記回路基板を前記
筺体に取付ける工程を有することを特徴とする読取装置
の製造方法である。
【０００７】さらに本発明は、原稿を照明する光源と、
原稿からの反射光を受光して原稿像を形成するために、
所定間隔で直線状に配列された複数のレンズと、前記原
稿像を受光するために、各レンズに１対１に対応するよ
うに直線状に配列された、多数の光電変換素子を有する
複数の半導体チップと、前記半導体チップが固定される
回路基板と、前記光源、前記レンズおよび前記回路基板
が固定される筺体とを具備する読取装置において、前記
筺体に、複数の突起が形成され、前記回路基板に、前記
突起と係合するように複数の取付穴が形成され、前記取
付穴の少なくとも１つが、前記突起と略嵌合する位置決
め穴であり、残りの取付穴の１つが、前記回路基板の長
手方向に沿った長穴であり、前記突起の形状が、前記回
路基板の長手方向の反転に対して非対称であり、前記突
起と前記取付穴との隙間が封止されていることを特徴と
する読取装置である。
【０００８】
【作用】本発明に従えば、筺体に突起を、回路基板に穴
を形成し、筺体の突起を回路基板の穴に係合させた後、
当該突起を変形させることによって回路基板を筺体に取
付ける工程を有するため、回路基板が取付けられる台座
の変形が殆ど無くなり、台座の周辺部材に加わる歪みや
応力を解消することができる。
【０００９】また、本発明に従えば、１組の突起および
取付穴が互いに略嵌合し、さらに他の１組の突起および
取付穴が、長穴の短軸方向で互いに位置決めされること
によって、筺体に対する回路基板の位置精度が確保さ
れ、しかも残りの突起および取付穴の加工精度を緩和す
ることができる。
【００１０】また、突起の形状が、回路基板の長手方向
の反転に対して非対称であることによって、回路基板の
配置ミスが解消される。
【００１１】また、突起と取付穴との隙間が封止されて
いることによって、塵埃等が隙間を通って筺体内部に侵
入するのを防止することができ、製品の外観も向上す
る。
【００１２】
【実施例】図１は本発明に係る読取装置の部分斜視図で
あり、図２はその光軸に沿った部分断面図である。読取
装置は、原稿１０を照明するためのＬＥＤ（発光ダイオ
ード）や蛍光灯などの光源１２と、原稿１０からの反射
光を結像して原稿像を形成するために所定間隔で直線状
に配列された複数のレンズ１１と、該原稿像を受光する
ために、各レンズ１１に１対１に対応するように直線状
に配列された、多数の光電変換素子から成る受光面２１
を有する複数の半導体チップ２０と、半導体チップ２０
が固定される回路基板１５と、光源１０に、レンズ１１
および回路基板１５が固定される筺体１３などから構成
されている。
【００１３】光源１２から射出された光は、原稿１０に
対して斜め方向から照明するとともに、原稿１０からの
反射光は各レンズ１１によって複数のブロック毎に結像
され、各ブロックに対応した半導体チップ２０に設けら
れた複数の光電変換素子を順次走査することによって、
原稿１０の画像情報に対応した読取信号が時系列的に出
力される。なお、筺体１３には迷光や外乱光を防止する
ために、各レンズ１１の間に遮光部材１４が形成されて
いる。
【００１４】図３は筺体１３の形状を示すものであり、
図３（ａ）は原稿面側から見た平面図、図３（ｂ）は正
面図、図３（ｃ）は回路基板側から見た底面図である。
さらに、図４（ａ）は図３（ｃ）のＡ−Ａ線に沿った断
面図であり、図４（ｂ）は図３（ｃ）のＢ−Ｂ線に沿っ
た断面図である。
【００１５】筺体１３には、原稿側から見てその長手方
向に沿って光源１２が取付けられる傾斜面１６が形成さ
れ、原稿１０からの反射光を結像する複数のレンズ１１
が所定間隔で直線状に配列されている。また、各レンズ
１１間には、遮光部材１４が形成される。回路基板側か
ら見ると、回路基板１５が取付けられる台座３２が所定
間隔で形成され、さらに台座３２の中央付近に凸状の突
起３３が形成されている。なお、装着された各レンズ１
１の回路基板側には、絞りを兼ねた光透過孔３１が形成
されている。
【００１６】次に、本発明の一実施例である読取装置の
製造方法を、図５のフローチャートを参照しながら説明
する。まず、ステップａ１からスタートして、ステップ
ａ２において、図６の斜視図で示すような、外周に２つ
の突起１１ａが形成されたたとえばアクリル樹脂製のレ
ンズ１１を、図７の拡大斜視図に示すように、たとえば
ポリカーボネート樹脂などの熱可塑性樹脂などから成る
筺体１３に溝１１ｂに沿って装着した後、超音波溶着法
を用いてレンズ１１と筺体１３とを一体的に固定する。
【００１７】次に、ステップａ３において、筺体１３に
形成された傾斜面１６に、図１に示す発光ダイオードな
どの光源１２を固定した後、ステップａ４において、筺
体１３の原稿面側に原稿１０が密着するガラス板を取付
ける。
【００１８】次に、ステップａ５において、図８の部分
斜視図に示すように、原稿像を受光するための半導体チ
ップ２０やコネクタ１８、集積回路１９などが固定され
たたとえばガラスエポキシ樹脂製の配線基板１５ｂと、
ステンレス鋼などの金属板１５ａとが貼着されて構成さ
れる回路基板１５を用意して、その穿設された穴１７と
筺体１３の台座３２の中央付近に形成された突起３３と
を係合させる。
【００１９】次に、ステップａ６において、図９（ａ）
の部分断面図に示すように、超音波溶着装置のホーン４
４が下降して、所定圧力で所定時間、プラスチックから
成る突起３３に超音波を印加することによって、突起３
３がホーン４４の端面形状に応じて軟化して丸頭３３ａ
が形成され、その後超音波印加を止めると硬化し、図９
（ｂ）に示すように回路基板１５をかしめることができ
る。
【００２０】図１０は、超音波溶着装置４０を示す構成
図である。超音波溶着装置４０は、超音波発振機４１か
ら出力される周波数１０ｋＨｚ〜３０ｋＨｚ程度の電気
信号を力学的振動に変換する変換器４２と、変換器４２
から放たれた振動を集めるコーン４３と、コーン４３か
らの振動を熱可塑性樹脂から成る溶着物５１，５２に伝
達するホーン４４と、これらを上下方向に移動させるた
めのエアシリンダ４５などから構成されており、溶着物
５１，５２はアンビル４６の上に載せられる。その原理
は、ホーン４４の先端で加圧しながら溶着物５２に超音
波振動を加えると、境界面に摩擦熱が発生して、その表
面が瞬時に溶けるものである。したがって、ホーン４４
の形状を種々選択することによって、溶着のほかに嵌め
合い、かしめ、溶断、切断、リベット、スェージング、
などの加工を行うことが可能となる。このような超音波
溶着は、ねじ止めやリベット止めと比較して、ごみや削
りくずが出にくく、かつ作業工程が単純化されるため、
迅速で信頼性の高い取付方法を実現することができる。
【００２１】こうして、台座３２の周辺部材に歪みや応
力が加わらない状態で、回路基板１５を筺体１３に取付
けることができるため、筺体１３の変形やレンズ１１の
位置変動が極めて少ない読取装置を得ることができる。
また、突起３３のかしめによって回路基板１５の穴１７
を密閉することができるため、読取装置の内部の清浄度
を長期間維持することができる。
【００２２】次に、筺体１３に対する回路基板の位置決
めについて説明する。筺体１３の突起３３と回路基板１
５の穴１７との隙間が、たとえば５０μｍ程度になるよ
うに形成して、すべて位置決め用の嵌合形状を採用する
と、穴１７の公差が±２５μｍ以下になるように筺体１
３および回路基板１５を製造しなければならず、製造歩
留りの低下を招く。特に、図１１に示すように、回路基
板１５は、配線基板１５ｂと金属板１５ａとの貼り合わ
せによって形成されているため、材質に違いに基づく熱
変形や加工誤差によって、穴１７の位置が長手方向にず
れる傾向にある。
【００２３】図１２（ａ）は、回路基板１５の一例を示
す平面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）に示す回
路基板１５および突起３３の配置図である。
【００２４】回路基板１５の穴１７の加工精度を緩和す
るため、図１２において、左端の穴１７および突起３３
が互いに５０μｍ程度の隙間で嵌合し、一方、右端の穴
１７を回路基板１５の長手方向に沿った長穴に形成し
て、右端の突起３３に対して短軸方向の動きが規制さ
れ、さらに残りの穴１７を突起３３に対して隙間が約
０．５ｍｍ以上になるように、いわゆるばか穴に形成し
ている。このような穴１７の形状を採用することによっ
て、筺体１３に対する回路基板１５の取り付け精度を保
つことができる。
【００２５】しかしながら、図１２の形状では、回路基
板１５の左右を逆に搭載する可能性があるため、その際
に回路基板１５に取り付けられた半導体チップ２０が筺
体１３と干渉して破損するおそれがある。
【００２６】図１３（ａ）は、回路基板１５の他の例を
示す平面図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）に示す
回路基板１５および突起３３の配置図である。
【００２７】上述のような回路基板１５の取付ミスを防
ぐために、図１３において、左端の突起３３だけを太く
形成し、回路基板１５の左端の穴１７も直径を大きく形
成している。このような構造を採用することによって、
回路基板１５の左右を逆に搭載しようとしても右端の長
穴１７と左端の突起３３とが係合しなくなるため、回路
基板の方向ミスを未然に防ぐことができる。
【００２８】図１４は、図１３の回路基板１５と突起３
３とを係合させて、突起３３の先端部をかしめた状態を
示す。図１４において、左端および中央の丸頭３３ａ
が、突起３３と穴１７との隙間を封止している。しか
し、右端の穴１７は長穴であるため、右端の突起３３を
かしめても丸頭３３ａの体積が足らず、隙間３４を完全
に封止していない。したがって、外部からのゴミやホコ
リが隙間３４を通って、筺体１３の内部に侵入して半導
体チップの受光面やレンズに付着すると、読取信号にノ
イズが発生するおそれがある。
【００２９】図１５（ａ）は、回路基板１５の他の例を
示す平面図であり、図１５（ｂ）は図１５（ａ）に示す
回路基板１５および突起３３の配置図である、図１５に
おいて右端の穴が長穴であって、短軸方向の内径が他の
穴１７より大きく、しかも右端の突起３３も右端の穴１
７の短軸方向と略嵌合するように他の突起３３より太く
形成されている。また、回路基板１５の左右を逆に取り
付けようとしても、左端の穴１７より右端の突起３３の
方が大きいため、取付ミスを防止することができる。
【００３０】回路基板１５を図中二点鎖線で示すよう
に、台座３２の上に搭載すると、右端の突起先端３６の
体積は、他の突起先端３５の体積より大きいため、かし
めによる変形容積がかなり大きくなる。
【００３１】図１６は、図１５の回路基板１５と突起３
３とを係合させて、かしめた状態を示す。図１６を見る
と、右端の丸頭３３ａの被覆面積が大きいため、図１４
に示した隙間３４を完全に封止している。したがって、
図１６に示す構造を採用することによって、回路基板の
加工精度の緩和、回路基板の取付ミスの防止、および筺
体内部の気密性を達成することができる。
【００３２】
【発明の効果】以上詳説したように、本発明によれば、
回路基板を筺体に取付ける際に、筺体に生ずる歪みや応
力を解消することができるため、レンズの位置変動に起
因する焦点ずれや走査線ずれの発生が少なくなり、読取
装置の製造歩留りを向上させることができる。また、回
路基板を固定するための固定部材を省略することがで
き、製造コストの低減および生産性の向上を図ることが
できる。
【００３３】さらに、本発明によれば、回路基板の加工
精度の緩和、回路基板の取付ミスの防止、および筺体内
部の気密性を実現することができるため、読取装置の製
造歩留りおよび信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る読取装置の部分斜視図である。
【図２】図１の読取装置の光軸に沿った部分断面図であ
る。
【図３】筺体１３の形状を示すものであり、図３（ａ）
は原稿面側から見た平面図、図３（ｂ）は正面図、図３
（ｃ）は回路基板側から見た底面図である。
【図４】図４（ａ）は図３（ｃ）のＡ−Ａ線に沿った断
面図であり、図４（ｂ）は図３（ｃ）のＢ−Ｂ線に沿っ
た断面図である。
【図５】本発明の一実施例である読取装置の製造方法を
示すフローチャートである。
【図６】レンズ１１を示す斜視図である。
【図７】筺体１３の部分拡大図である。
【図８】回路基板１５を筺体１３に取付ける様子を示す
部分斜視図である。
【図９】回路基板１５を筺体１３に取付ける様子を図３
（ｃ）のＣ−Ｃ線に沿って示す部分断面図である。
【図１０】超音波溶着装置４０を示す構成図である。
【図１１】図１１（ａ）は回路基板１５の平面図であ
り、図１１（ｂ）はその正面図である。
【図１２】図１２（ａ）は回路基板１５の一例を示す平
面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）に示す回路基
板１５および突起３３の配置図である。
【図１３】図１３（ａ）は回路基板１５の他の例を示す
平面図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）に示す回路
基板１５および突起３３の配置図である。
【図１４】図１３の回路基板１５と突起３３とを係合さ
せてかしめた状態を示し、図１４（ａ）は平面図、図１
４（ｂ）は正面図である。
【図１５】図１５（ａ）は回路基板１５の他の例を示す
平面図であり、図１５（ｂ）は図１５（ａ）に示す回路
基板１５および突起３３の配置図である、
【図１６】図１５の回路基板１５と突起３３とを係合さ
せて、かしめた状態を示し、図１６（ａ）は平面図、図
１６（ｂ）は正面図である。
【図１７】従来の読取装置の回路基板７０の取付工程を
示す部分断面図である。
【図１８】図１８の台座６２付近の部分拡大断面図であ
る。
【符号の説明】
１０ 原稿 １１ レンズ １１ｂ 溝 １２ 光源 １３ 筺体 １４ 遮光部材 １５ 回路基板 １６ 傾斜面 １７ 穴 ２０ 半導体チップ ２１ 受光面 ３１ 光透過孔 ３２ 台座 ３３ 突起 ４０ 超音波溶着装置 ４１ 超音波発振機 ４２ 変換器 ４３ コーン ４４ ホーン ４５ エアシリンダ ４６ アンビル

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 原稿を照明する光源と、 原稿からの反射光を受光して原稿像を形成するために、
    所定間隔で直線状に配列された複数のレンズと、 前記原稿像を受光するために、各レンズに１対１に対応
    するように直線状に配列された、多数の光電変換素子を
    有する複数の半導体チップと、 前記半導体チップが固定される回路基板と、 前記光源、前記レンズおよび前記回路基板が固定される
    筺体とを具備する読取装置の製造方法において、 前記筺体に突起を、前記回路基板に穴を形成し、筺体の
    突起を回路基板の穴に係合させた後、当該突起を変形さ
    せることによって前記回路基板を前記筺体に取付ける工
    程を有することを特徴とする読取装置の製造方法。
  2. 【請求項２】 原稿を照明する光源と、 原稿からの反射光を受光して原稿像を形成するために、
    所定間隔で直線状に配列された複数のレンズと、 前記原稿像を受光するために、各レンズに１対１に対応
    するように直線状に配列された、多数の光電変換素子を
    有する複数の半導体チップと、 前記半導体チップが固定される回路基板と、 前記光源、前記レンズおよび前記回路基板が固定される
    筺体とを具備する読取装置において、 前記筺体に、複数の突起が形成され、 前記回路基板に、前記突起と係合するように複数の取付
    穴が形成され、 前記取付穴の少なくとも１つが、前記突起と略嵌合する
    位置決め穴であり、 残りの取付穴の１つが、前記回路基板の長手方向に沿っ
    た長穴であり、 前記突起の形状が、前記回路基板の長手方向の反転に対
    して非対称であり、 前記突起と前記取付穴との隙間が封止されていることを
    特徴とする読取装置。
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