JPH06181504A - Picture reading unit - Google Patents
Picture reading unitInfo
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- JPH06181504A JPH06181504A JP4352371A JP35237192A JPH06181504A JP H06181504 A JPH06181504 A JP H06181504A JP 4352371 A JP4352371 A JP 4352371A JP 35237192 A JP35237192 A JP 35237192A JP H06181504 A JPH06181504 A JP H06181504A
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- JP
- Japan
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- image reading
- housing
- reading unit
- lens array
- thermal expansion
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はプラスチック製基板を用
いたレンズアレイを筐体に組込んだ、軽量にして、画像
読取り精度の高い画像読取りユニットにあり、かつ、そ
の組立も自動組立工程にてなし得る画像読取りユニット
にある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is an image reading unit having a lens array using a plastic substrate incorporated in a housing, which is lightweight and has high image reading accuracy. It is in the image reading unit which can be treated.
【0002】[0002]
【従来の技術】屈折率分布型棒状レンズ素子多数本を配
列し、2枚の基板間に挟着接合したレンズ素子アレイを
筐体に組込んだ、従来開発されてきた画像読取りユニッ
トの断面図を図1に示した。同図中11はレンズ素子アレ
イを組込んだ筐体であり、この筐体は通常アルミニウム
等の軽金属をダイカスト成型、引抜き成型して作られて
いる。14はレンズ素子アレイであり、12、13はレンズ素
子アレイを構成する基板であり、15はレンズ素子アレイ
にて読取った画像情報を電気信号に変換するCCD等の
光センサを、16は光源を、17はカバーガラス、18、18’
はレンズ素子アレイを筐体内に固定するためのピンであ
り、19、19’は筐体に設けたレンズ素子アレイ固定用突
起である。2. Description of the Related Art A cross-sectional view of a conventionally developed image reading unit in which a large number of gradient index rod lens elements are arranged and a lens element array sandwiched and bonded between two substrates is incorporated in a housing. Is shown in FIG. In the figure, 11 is a housing incorporating the lens element array, which is usually made by die casting or drawing of a light metal such as aluminum. Reference numeral 14 is a lens element array, 12 and 13 are substrates constituting the lens element array, 15 is an optical sensor such as a CCD for converting image information read by the lens element array into an electric signal, and 16 is a light source. , 17 is cover glass, 18, 18 '
Is a pin for fixing the lens element array in the housing, and 19 and 19 'are projections for fixing the lens element array provided in the housing.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】軽量化、小型化の進行
が早い複写機やファクシミリに用いられる画像読取りユ
ニットも、軽量化すること、レンズの共役長の一定なレ
ンズ素子アレイを用いることが要求されており、上述し
たごとく、これらの目的を達成するため、屈折率分布型
棒状レンズ素子の配列体をプラスチック基板にて接合挟
着したレンズ素子アレイをアルミニウムダイカスト成型
品よりなる筐体内に組込んだ画像読取りユニットが開発
されている。この画像読取りユニットを用いて、4ライ
ンペア/mmの格子を用いて測定したMTF(モジュレー
ション、トランスファー、ファンクション)は50%以上
と極めて良好であるが、この画像読取りユニットを図3
に示すごとき熱サイクルテストを行った後、同様にして
測定したMTFは30%以下と急減し、画像読取りユニッ
トの性能が低下するという難点を有していることが分か
った。Image reading units used in copying machines and facsimiles, which are becoming lighter in weight and smaller in size, are required to be lighter in weight and to use a lens element array having a constant lens conjugate length. As described above, in order to achieve these purposes, a lens element array in which an array of gradient index rod-shaped lens elements is bonded and sandwiched by a plastic substrate is assembled in a housing made of an aluminum die cast product. An image reading unit has been developed. Using this image reading unit, the MTF (modulation, transfer, function) measured using a grid of 4 line pairs / mm is 50% or more, which is extremely good.
After performing the thermal cycle test as shown in, it was found that the MTF measured in the same manner rapidly decreased to 30% or less, and the performance of the image reading unit was deteriorated.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】そこで本発明者等は上記
問題点を解決し得た画像読取りユニットを開発すること
を目的として検討中のところ、特定の条件を備えたレン
ズ素子アレイとプラスチック製の筐体とを組合わせて用
いることにより、その目的を達成し得た画像伝送体が得
られることを見出だし本発明を完成した。Therefore, the inventors of the present invention are currently investigating for the purpose of developing an image reading unit capable of solving the above-mentioned problems. The present invention has been completed by finding out that an image transmitting body which can achieve the object can be obtained by using it in combination with the case.
【0005】本発明の要旨とするところは、屈折率分布
型棒状レンズ素子の配列体を2枚のプラスチック製基板
にて接合挟着したレンズアレイをプラスチック製の筐体
内に組込んだ画像読取りユニットであり、レンズアレイ
基板の熱膨張係数と筐体の熱膨張係数との差を5.0 ×10
-5cm/cm/℃以下なる素材にて構成したことを特徴とする
画像読取りユニットにある。The gist of the present invention is to provide an image reading unit in which a lens array in which an array of gradient index rod-shaped lens elements is bonded and sandwiched between two plastic substrates is incorporated in a plastic housing. And the difference between the coefficient of thermal expansion of the lens array substrate and the coefficient of thermal expansion of the housing is 5.0 × 10
It is an image reading unit characterized by being made of a material of -5 cm / cm / ° C or less.
【0006】本発明を実施するに際して用いる屈折率分
布型棒状レンズ素子は、例えばWO91/05274号
公報に示すごとき方法によって作ることができ、具体的
にはn個(nは3以上の整数)のそれぞれ屈折率の異な
るシラップ状プラスチック組成物を、同心円状の紡糸ノ
ズルに、その内部から外側に向って順次屈折率が低くな
るように供給して、トルーコンジュゲート紡糸して糸条
を形成し、この糸条を硬化処理し適宜な長さに切断する
ことによって、屈折率分布型棒状レンズ素子とすること
ができる。The gradient index rod-shaped lens element used for carrying out the present invention can be manufactured by a method as shown in, for example, WO91 / 05274. Specifically, n (n is an integer of 3 or more) Each syrup-shaped plastic composition having a different refractive index was fed to a concentric spinning nozzle so that the refractive index was gradually decreased from the inside toward the outside, and a true conjugate was spun to form a yarn, By curing this yarn and cutting it into an appropriate length, a gradient index rod-shaped lens element can be obtained.
【0007】かくのごとくして製造した屈折率分布型レ
ンズ素子は、その屈折率分布定数(g値)が極めて安定
しており、本発明で用いるレンズ素子長(Z0)の寸法公
差が±0.15mmの範囲にある屈折率分布型レンズアレイを
作るに際して用いる屈折率分布型レンズ素子として好適
である。またその他の製造方法においても、レンズ素子
長(Z0)の寸法公差が±0.15mmの範囲であれば、プラス
チック製のレンズ素子、ガラス製のレンズ素子のいずれ
をも有効に用いることができる。The gradient index lens element manufactured as described above has an extremely stable gradient index constant (g value), and the dimensional tolerance of the lens element length (Z 0 ) used in the present invention is ±. It is suitable as a gradient index lens element used when forming a gradient index lens array in the range of 0.15 mm. Also in other manufacturing methods, both a plastic lens element and a glass lens element can be effectively used as long as the dimensional tolerance of the lens element length (Z 0 ) is within ± 0.15 mm.
【0008】本発明を実施するに際して用いるレンズ素
子配列体を挟着するプラスチック製基板製造用ポリマと
してはポリメチルメタクリレート、ポリアセタール、A
BS、ポリカーボネート、ナイロン、ポリエステル、4-
メチルペンテン-1ポリマ、エポキシ樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂等の種々の熱可塑性樹脂、架橋硬化型樹脂等
を用いることができる。基板を作る樹脂にはカーボンブ
ラック等の遮光性添加剤や炭素繊維、ガラス繊維、ウィ
スカーなどの補強材を加えることができる。このように
して作られたプラスチック基板の熱膨張係数は0.5 ×10
-5〜10.0×10-5cm/cm/℃の範囲のものを選定することが
寸法公差の小さなレンズアレイを作るうえで望ましい。
これらの基板は射出成型法、押出成型法、プレス成型法
等により作ることができる。As the polymer for manufacturing a plastic substrate for sandwiching the lens element array used for carrying out the present invention, polymethylmethacrylate, polyacetal, A
BS, polycarbonate, nylon, polyester, 4-
Various thermoplastic resins such as methylpentene-1 polymer, epoxy resin, unsaturated polyester resin, and crosslinkable resin can be used. A light-shielding additive such as carbon black or a reinforcing material such as carbon fiber, glass fiber or whiskers can be added to the resin for forming the substrate. The thermal expansion coefficient of the plastic substrate made in this way is 0.5 × 10
It is desirable to select a range of -5 to 10.0 × 10 -5 cm / cm / ° C in order to make a lens array with small dimensional tolerance.
These substrates can be manufactured by an injection molding method, an extrusion molding method, a press molding method, or the like.
【0009】本発明を実施するに際して用いる筐体とし
ては種々のものを用いることができるが、本発明の画像
読取りユニットの軽量化を図ること、熱サイクルテスト
による画像読取りユニットの性能低下のないものとする
にはプラスチック製筐体を用いるのが好ましく、例えば
ポリカーボネート、ポリ−4-メチルペンテン-1、ポリア
セタール、ABS、ナイロン、ポリエステル等の射出成
型可能な樹脂にて作られた筐体を用いるのがよく、その
熱膨張係数としては0.5 ×10-5〜10.0×10-5cm/cm/℃な
る範囲のものを用いるのがよい。筐体を構成するプラス
チックにはカーボンブラック、炭素繊維、ガラス繊維等
の補強材を加え、その寸法安定性を向上させたものとす
るのが好ましい。Although various types of housings can be used for carrying out the present invention, the weight of the image reading unit of the present invention can be reduced, and the performance of the image reading unit does not deteriorate due to a thermal cycle test. For this purpose, it is preferable to use a plastic housing, for example, a housing made of an injection-moldable resin such as polycarbonate, poly-4-methylpentene-1, polyacetal, ABS, nylon, or polyester. The thermal expansion coefficient is preferably 0.5 × 10 −5 to 10.0 × 10 −5 cm / cm / ° C. It is preferable that a reinforcing material such as carbon black, carbon fiber or glass fiber is added to the plastic constituting the housing to improve its dimensional stability.
【0010】基板の熱膨張係数と筐体の熱膨張係数の差
は5.0 ×10-5cm/cm/℃以下、とくに3.0 ×10-5cm/cm/℃
以下なる関係を満足していることが必要である。この熱
膨張係数の差が5.0 ×10-5cm/cm/℃を越えて大きなもの
を組合せて作った画像読取りセンサは、熱サイクルテス
トを施すと、その感度が急激に低下するようになり、性
能の良好な画像読取りユニットとすることができない。The difference between the coefficient of thermal expansion of the substrate and the coefficient of thermal expansion of the housing is 5.0 × 10 -5 cm / cm / ° C or less, especially 3.0 × 10 -5 cm / cm / ° C.
It is necessary to satisfy the following relationships. The image reading sensor made by combining large ones with a difference in coefficient of thermal expansion exceeding 5.0 × 10 -5 cm / cm / ° C, the sensitivity of the image reading sensor suddenly decreases when subjected to a thermal cycle test. It cannot be an image reading unit with good performance.
【0011】従来、屈折率分布型棒状レンズ素子アレイ
を用いた画像読取りセンサの筐体はアルミダイカスト
品、アルミ引抜き成形品等で作られていたが、本発明の
画像読取りユニットは、その軽量化、高速画像読取り特
性をもたせ得ること、熱サイクルテストで性能低下のな
いものとすることが必要であり、従来、使用不可と考え
られていたプラスチック製の筐体を、その熱膨張係数を
レンズアレイ基板の熱膨張係数に対して特定化したもの
とすることによって、上述した要件を満足し得たものと
なし得た点に大きな特徴を有している。Conventionally, the housing of the image reading sensor using the gradient index rod-shaped lens element array has been made of an aluminum die-cast product, an aluminum pultruded product or the like, but the image reading unit of the present invention is lighter in weight. It is necessary to have high-speed image reading characteristics and to have performance that does not deteriorate in the thermal cycle test. Conventionally, it was thought that the plastic housing, which was considered unusable, had its thermal expansion coefficient changed to the lens array. By specifying the thermal expansion coefficient of the substrate, it is possible to satisfy the above-mentioned requirements, which is a great feature.
【0012】プラスチック製筐体は押出成型法、射出成
型法などにて作ることができるが、寸法精度の高い筐体
とすることが必要であり、とくに寸法精度の高い筐体と
なし得る筐体の成型法としては、射出成型法を採用する
のが好ましい。筐体に寸法精度の高さが要求されるの
は、当該筐体内に画像読取り用のレンズ素子アレイと、
レンズ素子アレイで読取った画像情報を電気信号に変換
するCCDセンサおよびレンズアレイ素子とカバーガラ
ス面を正確な位置関係で配設することが必要なためであ
り、かつ、この位置関係を熱サイクルテスト後も正確に
保持させておくことが必要なためである。The plastic housing can be manufactured by an extrusion molding method, an injection molding method, or the like, but it is necessary to have a housing with high dimensional accuracy, and in particular, a housing with high dimensional accuracy. It is preferable to adopt an injection molding method as the molding method. The housing is required to have high dimensional accuracy because a lens element array for image reading is provided in the housing,
This is because it is necessary to arrange the CCD sensor for converting the image information read by the lens element array into an electric signal and the lens array element and the cover glass surface in an accurate positional relationship, and this positional relationship is subjected to a thermal cycle test. This is because it is necessary to hold it accurately afterward.
【0013】射出成型法にて筐体を作る場合、その寸法
精度を向上するには筐体の長さを10〜100mm 、好ましく
は10〜50mmの筐体ユニットとなし、この筐体ユニットを
所定個数結合して筐体とするのが好ましい。筐体ユニッ
トの長さ方向の長さが10mm未満のものでは、筐体を作る
のに筐体ユニットを多数組合わせなければならず、でき
上がった筐体の製造コストが高くなるので好ましくな
い。また長さが100mm を越えて長い筐体ユニットでは、
プラスチックを射出成型する際のプラスチックの金型内
への流れに斑を生じることを禁じ得ず、寸法精度の高い
筐体としがたくなる。また筐体としては筐体ユニットの
長さを10〜100mm 、とくに10〜50mmの範囲のものとし、
これら筐体ユニットを2〜20個接着剤にて接合するか、
あるいは図5中の502,503 に示すごとく、嵌合構造にて
締結する締結部を有する筐体ユニットを2〜20個締結し
て筐体としたものを用いるのが好ましい。とくに図5に
示すごとき締結部を有する筐体ユニットを複数個用いて
作った筐体は、寸法精度が極めて高く、この筐体を用い
たものは画像読取り特性の良好なものとすることができ
る。When a housing is made by an injection molding method, in order to improve the dimensional accuracy of the housing, the housing has a length of 10 to 100 mm, preferably 10 to 50 mm. It is preferable to combine them into a housing. If the length of the casing unit is less than 10 mm, it is not preferable because a large number of casing units must be combined to form the casing, which increases the manufacturing cost of the finished casing. Also, in case units whose length is longer than 100 mm,
It is unavoidable that the flow of plastic into the mold during injection molding of plastic is uneven, and it becomes difficult to form a housing with high dimensional accuracy. As for the case, the length of the case unit should be in the range of 10 to 100 mm, especially 10 to 50 mm.
Join these housing units with 2 to 20 adhesives,
Alternatively, as shown by 502 and 503 in FIG. 5, it is preferable to use a case in which 2 to 20 case units having fastening parts to be fastened by a fitting structure are fastened to form a case. In particular, a case made by using a plurality of case units having a fastening portion as shown in FIG. 5 has extremely high dimensional accuracy, and a case using this case can have good image reading characteristics. .
【0014】本発明は、従来開発されてきた屈折率分布
型棒状レンズ素子に比べ、均一な共役長を有する棒状レ
ンズ素子を用い、これらのレンズ素子を特定の熱膨張係
数の基板にて挟着接合したレンズアレイを、特定の熱膨
張係数のプラスチック製筐体中に組込んだ構造の画像読
取りユニットとしているため、筐体内へレンズアレイ、
CCDセンサ、光源、カバーガラスを組込む際の作業性
が良好であり、かつ、高温時の画像読取り特性と、低温
時の画像読取り特性との差が小さい性能の良好な画像読
取りユニットとなっている。The present invention uses a rod-shaped lens element having a uniform conjugate length as compared with the refractive index distribution type rod-shaped lens element which has been conventionally developed, and these lens elements are sandwiched between substrates having a specific coefficient of thermal expansion. Since the bonded lens array is an image reading unit with a structure that is built in a plastic housing with a specific coefficient of thermal expansion,
The image reading unit has good workability when incorporating the CCD sensor, the light source, and the cover glass, and has a small difference between the image reading characteristic at high temperature and the image reading characteristic at low temperature. .
【0015】以下、実施例により本発明をさらに詳細に
説明する。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
【0016】[0016]
【実施例1】ポリメチルメタクリレート([η]=0.5
6、メチルエチルケトン(MEK) 中25℃にて測定)46重量
部、ベンジルメタクリレート44重量部、メチルメタクリ
レート10重量部、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニル
ケトン0.2 重量部およびハイドロキノン0.1 重量部を70
℃に加熱混練して第1層(中心部)形成用原液とした。
また、ポリメチルメタクリレート([η]=0.41、MEK
中25℃にて測定)50重量部、メチルメタクリレート50重
量部、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン0.2
重量部およびハイドロキノン0.1 重量部を70℃に加熱混
練して第2層形成用原液とし、さらに、ポリメチルメタ
クリレート([η]=0.34、MEK 中25℃にて測定)45重
量部、2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロペンチルメタク
リレート35重量部、メチルメタクリレート20重量部、1-
ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン0.2 重量部お
よびハイドロキノン0.1 重量部を70℃に加熱混練したも
のを第3層(外層部)形成用原液とした。同心円状3層
複合紡糸ノズルを取付けた複合紡糸機を用い、3種類の
原液を中心から順次に未硬化物の屈折率が低くなるよう
に配列し、同時に押し出しストランドファイバとした。
押し出し時の粘度は第1層の成分が4.5 ×104 ポイズ、
第2層が2.0 ×104 ポイズ、そして第3層の原液が2.2
×104 ポイズであった。また、複合紡糸ノズルの温度は
55℃であった。Example 1 Polymethylmethacrylate ([η] = 0.5
6, measured in methyl ethyl ketone (MEK) at 25 ° C) 46 parts by weight, benzyl methacrylate 44 parts by weight, methyl methacrylate 10 parts by weight, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone 0.2 parts by weight and hydroquinone 0.1 parts by weight 70 parts by weight
The mixture was heated and kneaded at 0 ° C. to prepare a first layer (central portion) forming stock solution.
In addition, polymethylmethacrylate ([η] = 0.41, MEK
(Measured at 25 ° C in medium) 50 parts by weight, methyl methacrylate 50 parts by weight, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone 0.2
Parts by weight and 0.1 parts by weight of hydroquinone are heated and kneaded to 70 ° C. to prepare a second layer forming stock solution, and further 45 parts by weight of polymethylmethacrylate ([η] = 0.34, measured at 25 ° C. in MEK), 2,2 , 3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate 35 parts by weight, methyl methacrylate 20 parts by weight, 1-
A mixture of 0.2 parts by weight of hydroxycyclohexyl phenyl ketone and 0.1 parts by weight of hydroquinone was kneaded by heating at 70 ° C. to obtain a stock solution for forming the third layer (outer layer part). Using a composite spinning machine equipped with a concentric three-layer composite spinning nozzle, three types of stock solutions were sequentially arranged from the center so that the refractive index of the uncured product was lowered, and simultaneously extruded strand fibers were obtained.
The viscosity of the first layer is 4.5 × 10 4 poise when extruded,
The second layer is 2.0 × 10 4 poise, and the third layer undiluted solution is 2.2
It was × 10 4 poise. The temperature of the composite spinning nozzle is
It was 55 ° C.
【0017】次いで、長さ90cmの各層相互拡散処理部を
通過させ、その後長さ120cm 、40Wの蛍光灯12本を円状
に等間隔に配置された光照射部の中心にストランドファ
イバを通過させ、50cm/分の速度で半径(rO)0.50mmの
光伝送体をニップローラーで引き取った。吐出量比は第
1層:第2層:第3層=1:1:1とした。得られた屈
折率分布型棒状レンズの屈折率分布は中心部(nO)が1.
512 、周辺部が1.470であり、屈折率分布定数(g)は
0.52であった。Next, each layer was passed through a layer mutual diffusion treatment section of 90 cm in length, and then 12 fluorescent lamps of 120 cm in length and 40 W were passed through the strand fiber through the centers of the light irradiation sections arranged in a circle at equal intervals. The optical transmission medium having a radius (r 2 O 3 ) of 0.50 mm was pulled by a nip roller at a speed of 50 cm / min. The discharge amount ratio was 1st layer: 2nd layer: 3rd layer = 1: 1: 1. Refractive index profile in the center of the obtained refractive index distribution type rod-shaped lenses (n O) is 1.
512, the peripheral part is 1.470, and the refractive index distribution constant (g) is
It was 0.52.
【0018】上記のごとくして得た棒状レンズを、レン
ズ長7.2mm とし、その両端面を研磨したものを4ライン
ペア/mmなる格子を用いて測定したMTFは57%であ
り、その時の共役長は15.4mmであった。また、得られた
格子の結像は歪みの少ない鮮明な像であった。The rod-shaped lens obtained as described above had a lens length of 7.2 mm, and its both end surfaces were polished, and the MTF measured using a grating of 4 line pairs / mm was 57%, and the conjugate at that time was 57%. The length was 15.4 mm. The image of the obtained grating was a clear image with little distortion.
【0019】この棒状レンズ素子多数本を図2の斜視図
に示すとおり、2枚の溝付基板12、13の間にはさみ込み
接着剤25で接着しレンズアレイとした。レンズアレイの
寸法は長さ230mm 、巾7.2mm 、厚さ2.8mm であり、レン
ズ端面を鏡面に研磨した。基板12、13はカーボンブラッ
ク含有ABS樹脂を射出成型にて作製し、接着剤201は
エポキシ系接着剤を使用した。このレンズアレイ基板の
熱膨張係数を−20℃〜60℃の間で測定したところ、7×
10-5cm/cm/℃であった。以下、熱膨張係数はすべて−20
℃〜60℃の間で測定した。また図4に示すごとくレンズ
アレイ固定用の2対の突起49,49’、401,402 を有する
長さ235mm の筐体41をカーボンブラック入りABS樹脂
を用いて作製し、熱膨張係数を測定したところ7.5 ×10
-5cm/cm/℃であった。また、筐体の両端間のソリは1mm
と小さいものであった。この筐体41に上記したレンズア
レイを装着し、CCDセンサ45、光源46、ガラスカバー
47を取付け画像読取りユニットとし、4ラインペア/mm
なる格子でMTFを測定したところ、レンズアレイの全
幅にわたって50%以上であった。この画像読取りユニッ
トを図3に示したごとき熱サイクル試験を行ったのちに
再び画像読取りセンサのMTFを測定したところ、レン
ズアレイ全幅にわたって47%以上であった。As shown in the perspective view of FIG. 2, a large number of these rod-shaped lens elements are bonded between two grooved substrates 12 and 13 with a sandwiching adhesive 25 to form a lens array. The dimensions of the lens array were 230 mm in length, 7.2 mm in width, and 2.8 mm in thickness, and the lens end surface was mirror-polished. The substrates 12 and 13 were made of carbon black-containing ABS resin by injection molding, and the adhesive 201 was an epoxy adhesive. The coefficient of thermal expansion of this lens array substrate was measured between −20 ° C. and 60 ° C.
It was 10 -5 cm / cm / ° C. Below, all thermal expansion coefficients are −20
The measurement was performed between ℃ and 60 ℃. Further, as shown in FIG. 4, a casing 235 having a length of 235 mm having two pairs of projections 49, 49 ', 401, 402 for fixing the lens array was made from ABS resin containing carbon black, and the thermal expansion coefficient was measured to be 7.5. × 10
It was -5 cm / cm / ° C. Also, the warp between both ends of the housing is 1 mm
Was a small one. The above-mentioned lens array is mounted on the housing 41, and the CCD sensor 45, the light source 46, and the glass cover are attached.
With 47 as an image reading unit, 4 line pairs / mm
When the MTF was measured with the following grating, it was 50% or more over the entire width of the lens array. When the image reading unit was subjected to a thermal cycle test as shown in FIG. 3, the MTF of the image reading sensor was measured again, and it was 47% or more over the entire width of the lens array.
【0020】[0020]
【実施例2】図4に示す筐体41をカーボンブラック入り
ポリカーボネートを用いて製作し、その熱膨張係数を測
定したところ、4×10-5cm/cm/℃であった。この筐体の
両端間のソリは約1.5mm であった。この筐体41を使用し
実施例1と同様にして画像読取りユニットを製作し、4
ラインペア/mmの格子を用いてMTFを測定したとこ
ろ、レンズアレイ全幅にわたって50%以上であった。こ
の画像読取りセンサを図3のような熱サイクル試験を行
ったのち再びそのMTFを測定したところ、45%以上で
あり、実用上問題がなかった。Example 2 A case 41 shown in FIG. 4 was manufactured using a carbon black-containing polycarbonate, and the coefficient of thermal expansion thereof was measured and found to be 4 × 10 −5 cm / cm / ° C. The warp between both ends of this housing was about 1.5 mm. Using this case 41, an image reading unit was manufactured in the same manner as in Example 1, and 4
When the MTF was measured using a line pair / mm grating, it was 50% or more over the entire lens array width. This image reading sensor was subjected to a thermal cycle test as shown in FIG. 3 and then its MTF was measured again, and it was 45% or more, and there was no practical problem.
【0021】[0021]
【実施例3】図4中の筐体41をガラス繊維で強化された
カーボンブラック入りABS樹脂(ガラス繊維20%含
有)を用いて製作し、その熱膨張係数を測定したとこ
ろ、5.2×10-5cm/cm/℃であり、この筐体の両端間のソ
リは1.0mm であった。この筐体41を使用し実施例1と同
様にして画像読取りユニットを製作し、4ラインペア/
mmの格子でMTFを測定したところ、レンズアレイ全幅
にわたって48%以上であった。この画像読取りユニット
を図3に示すごとき熱サイクル試験を行ったのちに再び
そのMTFを測定したところ、47%であり、実用上は問
題がなかった。Example 3 a housing 41 in FIG. 4 manufactured by using a carbon black-containing ABS resin reinforced with glass fibers (20% glass fiber content), was measured the thermal expansion coefficient, 5.2 × 10 - It was 5 cm / cm / ° C, and the warp between both ends of this casing was 1.0 mm. Using this casing 41, an image reading unit was manufactured in the same manner as in Example 1, and 4 line pairs /
When the MTF was measured with a grating of mm, it was 48% or more over the entire lens array width. When the image reading unit was subjected to a thermal cycle test as shown in FIG. 3 and its MTF was measured again, it was 47%, which was practically no problem.
【0022】[0022]
【実施例4】実施例1において基板42、43をガラス繊維
強化カーボンブラック入りABS樹脂(ガラス繊維含有
率20%)を用いて製作した以外は、実施例1と同様にし
てレンズアレイを製作し基板の熱膨張係数を測定したと
ころ、4.9 ×10-5cm/cm/℃であった。このレンズアレイ
と実施例1で製作した筐体41を用い実施例1と同様にし
て画像読取りユニットを製作し、4ラインペア/mmの格
子でそのMTFを測定したところ、レンズアレイ全幅に
わたって48%以上であった。この画像読取りユニットを
図3に示すような熱サイクル試験を行ったのち再びMT
Fを測定したところ、レンズアレイ両端のビス18のとこ
ろでMTFが45%であったが、実用上は問題がなかっ
た。[Example 4] A lens array was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the substrates 42 and 43 in Example 1 were made of ABS resin containing glass fiber reinforced carbon black (glass fiber content 20%). The coefficient of thermal expansion of the substrate was measured and found to be 4.9 × 10 -5 cm / cm / ° C. Using this lens array and the housing 41 manufactured in Example 1, an image reading unit was manufactured in the same manner as in Example 1 and its MTF was measured with a grid of 4 line pairs / mm. That was all. This image reading unit was subjected to a thermal cycle test as shown in FIG.
When F was measured, MTF was 45% at the screws 18 at both ends of the lens array, but there was no problem in practical use.
【0023】[0023]
【実施例5】実施例1において基板42、43を炭素繊維強
化ABS樹脂(炭素繊維含有率30%)を用いて製作し、
実施例1と同様にしてレンズアレイを製作した。このレ
ンズアレイの基板の熱膨張係数を測定したところ、1.2
×10-5cm/cm/℃であった。また図4の筐体41を実施例1
と同様にして炭素繊維強化ABS樹脂(炭素繊維含有率
30%)を用いて製作し、熱膨張係数を測定したところ、
1.1 ×10-5cm/cm/℃であり、その両端間のソリはほとん
どなかった。このレンズアレイと筐体を用い実施例1と
同様にして画像読取りユニットを製作し、4ラインペア
/mmの格子でMTFを測定したところ、レンズアレイ全
幅にわたって50%以上であった。この画像読取りセンサ
を図3に示すような熱サイクル試験を行ったのち再びそ
のMTFを測定したところ、レンズアレイ全幅にわたっ
て50%以上であった。Fifth Embodiment In the first embodiment, the substrates 42 and 43 are manufactured by using carbon fiber reinforced ABS resin (carbon fiber content rate 30%),
A lens array was manufactured in the same manner as in Example 1. The coefficient of thermal expansion of the substrate of this lens array was measured and found to be 1.2.
It was × 10 -5 cm / cm / ° C. In addition, the case 41 of FIG.
Carbon fiber reinforced ABS resin (carbon fiber content
30%) and measured the coefficient of thermal expansion,
It was 1.1 × 10 -5 cm / cm / ° C, and there was almost no warp between both ends. An image reading unit was manufactured using this lens array and the housing in the same manner as in Example 1, and the MTF was measured with a grid of 4 line pairs / mm, and it was 50% or more over the entire width of the lens array. When the image reading sensor was subjected to a thermal cycle test as shown in FIG. 3 and its MTF was measured again, it was 50% or more over the entire width of the lens array.
【0024】[0024]
【比較例1】図4の筐体41をアルミニウムで作製し、そ
の熱膨張係数を測定したところ、2.2 ×10-5cm/cm/℃で
あった。この筐体41を用いる以外、実施例1と全く同様
にして画像読取りユニットを製作し、4ラインペア/mm
の格子でMTFを測定したところ、レンズアレイ全幅に
わたって50%以上であった。また、この画像読取りセン
サを図3に示すような熱サイクル試験を行ったのちその
MTFを測定したところ、レンズアレイ両端部でMTF
が40%と低いものであった。Comparative Example 1 The housing 41 of FIG. 4 was made of aluminum and its thermal expansion coefficient was measured and found to be 2.2 × 10 −5 cm / cm / ° C. An image reading unit was manufactured in exactly the same manner as in Example 1 except that this housing 41 was used, and 4 line pairs / mm
When the MTF was measured with the grating of No. 2, it was 50% or more over the entire lens array width. Further, when the image reading sensor was subjected to a thermal cycle test as shown in FIG. 3 and its MTF was measured, the MTF was measured at both ends of the lens array.
Was as low as 40%.
【0025】[0025]
【比較例2】実施例1で使用したレンズアレイと実施例
5で使用した筐体41とを用い、実施例1と同様にして画
像読取りユニットを作製し、4ラインペア/mmの格子で
MTFを測定したところ、レンズアレイ全幅にわたって
50%以上であった。レンズアレイ基板と筐体との熱膨張
係数の差は5.9 ×10-5cm/cm/℃であった。また、この画
像読取りユニットを図3に示すような熱サイクル試験を
行ったのちそのMTFを測定したところ、レンズアレイ
の両端部でMTFが25%まで低下しており、画像読取り
センサとしては使用できなかった。Comparative Example 2 Using the lens array used in Example 1 and the housing 41 used in Example 5, an image reading unit was manufactured in the same manner as in Example 1, and the MTF was formed with a grid of 4 line pairs / mm. Was measured, and over the entire width of the lens array
It was over 50%. The difference in thermal expansion coefficient between the lens array substrate and the housing was 5.9 × 10 -5 cm / cm / ° C. Also, when the image reading unit was subjected to a thermal cycle test as shown in FIG. 3 and then its MTF was measured, the MTF at both ends of the lens array was reduced to 25%, and it could be used as an image reading sensor. There wasn't.
【0026】[0026]
【比較例3】実施例5で使用したレンズアレイと実施例
1で使用した筐体41とを用い、実施例1と同様にして画
像読取りユニットを作製し、4ラインペア/mmの格子で
MTFを測定したところ、レンズアレイ全幅にわたって
50%以上であった。また、この画像読取りユニットを図
3のような熱サイクル試験を行ったのちにMTFを測定
したところ、レンズアレイの両端部でMTFが25%まで
低下しており、画像読取りセンサとしては使用できなか
った。Comparative Example 3 Using the lens array used in Example 5 and the housing 41 used in Example 1, an image reading unit was manufactured in the same manner as in Example 1, and the MTF was formed with a grid of 4 line pairs / mm. Was measured, and over the entire width of the lens array
It was over 50%. Further, when the MTF was measured after the thermal cycle test as shown in FIG. 3 was performed on this image reading unit, the MTF was reduced to 25% at both ends of the lens array, and it could not be used as an image reading sensor. It was
【0027】[0027]
【実施例6】長さ235mm 、巾7.2mm 、厚さ2.8mm のレン
ズアレイ基板をカーボンブラック入りABS樹脂にて作
り、その熱膨張係数を測定したところ、7×10-5cm/cm/
℃であった。図5に示すごとくレンズアレイ固定用の2
対の突起59, 59’,501,501’と筐体ユニット500 を複数
個締結するための締結用爪502 と締結用穴503 を有する
長さ20mmの筐体ユニット12個を、カーボンブラック入り
ABS樹脂を用い射出成型法にて作成したところ、筐体
ユニットの熱膨張係数は7.4 ×10-5cm/cm/℃であった。
これら12個の筐体ユニットをエポキシ樹脂接着剤を用い
締結部材を係合させて、長さ240mm の筐体を作り、その
両端間のソリを測定したところ1mm以下であった。上述
のごとくして得た筐体とレンズアレイ素子とを用い、実
施例1と同様にして画像読取りユニットを作り、そのM
TFを測定したところ50%以上であった。この画像読取
りユニットを図3に示すごとき熱サイクルテスト処理し
た後、そのMTFを測定したところ全長にわたって50%
以上であり、優れた性能を有していた。Example 6 A lens array substrate having a length of 235 mm, a width of 7.2 mm and a thickness of 2.8 mm was made of ABS resin containing carbon black, and its thermal expansion coefficient was measured to be 7 × 10 −5 cm / cm /
It was ℃. 2 for fixing the lens array as shown in FIG.
Twelve 20 mm long housing units having a pair of protrusions 59, 59 ′, 501, 501 ′ and fastening claws 502 for fastening a plurality of housing units 500 and fastening holes 503 are made of carbon black ABS resin. Using the injection molding method, the thermal expansion coefficient of the housing unit was 7.4 × 10 -5 cm / cm / ° C.
A fastening member was engaged with these 12 housing units using an epoxy resin adhesive to form a housing having a length of 240 mm, and the warp between the both ends was measured and found to be 1 mm or less. Using the case and lens array element obtained as described above, an image reading unit was produced in the same manner as in Example 1, and the image reading unit M
When TF was measured, it was 50% or more. After subjecting this image reading unit to a thermal cycle test as shown in FIG. 3, its MTF was measured and found to be 50% over the entire length.
It was above, and it had the outstanding performance.
【0028】[0028]
【比較例4】ニップローラーでの引き取り速度を60cm/
分とした以外、実施例1と同様の方法で屈折率分布型棒
状レンズ素子を作製した。得られた屈折率分布型レンズ
素子の屈折率分布は中心部(n0)が1.515 、周辺部が1.
462 であり、屈折率分布定数(g)は0.53であった。こ
の棒状レンズのレンズ長を7.0mm とした以外、実施例1
と同様の評価を行った。この時のMTFは60%であり、
共役長は15.4mmであった。また得られた格子の結像は歪
みの少ない鮮明な像であった。この屈折率分布型棒状レ
ンズ素子を実施例1と同様の方法でレンズアレイとし
た。レンズアレイの寸法は、長さ230mm 、巾7.0mm 、厚
さ2.8mm であった。このレンズアレイを、実施例1で使
用した筐体を用い、実施例1と同様の方法で画像読取り
ユニットを作製し、4ラインペア/mmの格子を用いてM
TFを測定しところ、レンズアレイ全幅にわたって30%
と低いものであった。[Comparative Example 4] The take-up speed at the nip roller was 60 cm /
A gradient index rod-shaped lens element was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the difference was set. The refractive index distribution of the obtained gradient index lens element is 1.515 in the central part (n 0 ) and 1.15 in the peripheral part.
462, and the refractive index distribution constant (g) was 0.53. Example 1 except that the lens length of this rod-shaped lens was 7.0 mm
The same evaluation as was done. MTF at this time is 60%,
The conjugation length was 15.4 mm. The image of the obtained grating was a clear image with little distortion. This gradient index rod lens element was formed into a lens array in the same manner as in Example 1. The dimensions of the lens array were 230 mm long, 7.0 mm wide and 2.8 mm thick. Using this lens array, the housing used in Example 1 was used to fabricate an image reading unit in the same manner as in Example 1, and M was formed using a grid of 4 line pairs / mm.
When TF is measured, it is 30% over the entire width of the lens array.
Was low.
【0029】[0029]
【実施例7】筐体に図7に示すごとく、レンズアレイ固
定用突起 601、69、69' 、CCDセンサ固定用突起 60
2、602'、光源固定用突起 603、603'、カバーガラス固
定用突起 604、604'を設けたカーボンブラック入りAB
S樹脂製の熱膨張係数 7.5×10-5cm/cm/℃の筐体と、実
施例1で用いたレンズアレイとを用い画像読取りセンサ
を作製した。この画像読取りユニットを作製する際に、
レンズアレイ、CCDセンサ、光源、カバーガラスの配
設のための位置調整は全く不要であった。この画像読取
りセンサを4ラインペア/mmの格子を用いてMTFを測
定したところ、アレイ全幅にわたって50%以上だった。
また図3に示すような熱サイクル試験を行った後、MT
Fを測定したところ、レンズアレイ全幅にわたって50%
以上であった。[Embodiment 7] As shown in FIG. 7, the lens array fixing protrusions 601, 69, 69 'and the CCD sensor fixing protrusion 60 are shown in the housing.
AB containing carbon black with 2,602 ', light source fixing protrusions 603, 603', and cover glass fixing protrusions 604, 604 '
An image reading sensor was produced using the housing made of S resin and having a thermal expansion coefficient of 7.5 × 10 −5 cm / cm / ° C. and the lens array used in Example 1. When making this image reading unit,
No position adjustment was required for the arrangement of the lens array, CCD sensor, light source and cover glass. When the MTF of this image reading sensor was measured using a grid of 4 line pairs / mm, it was 50% or more over the entire width of the array.
After performing a thermal cycle test as shown in FIG. 3, MT
When F was measured, it was 50% over the entire lens array width.
That was all.
【図1】従来用いられてきた屈折率分布型棒状レンズア
レイを組込んだ画像読取りユニットの断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of an image reading unit incorporating a conventionally used gradient index rod lens array.
【図2】屈折率分布型棒状レンズアレイの斜視図。FIG. 2 is a perspective view of a gradient index rod-shaped lens array.
【図3】熱サイクル試験のタイムチャート。FIG. 3 is a time chart of a heat cycle test.
【図4】本発明の画像読取りユニットの一例の断面図。FIG. 4 is a sectional view of an example of an image reading unit of the present invention.
【図5】本発明の画像読取りユニット作成用筐体ユニッ
トの一例を示す斜視図。FIG. 5 is a perspective view showing an example of a housing unit for creating an image reading unit of the present invention.
【図6】本発明の画像読取りユニットの一例の断面図。FIG. 6 is a sectional view of an example of an image reading unit of the present invention.
11、41、51、61 ………… 筐体 12、22、42、62 ………… 基板 13、23、43、63 ………… 基板 14、24、44、64 ………… 屈折率分布型棒状レンズ 15、45、65 …………… CCDセンサ 16、46、66 …………… 光源 17、47、67 …………… ガラスカバー 18、18’ …………… レンズアレイ固定用ビス 19、19’、49、49’、59、59’、401 、401'、501 、50
1'、601 、69、69'…………… 光伝送体アレイ固定用
突起 201 ………………… 接着剤 502 、503 ………… 筐体ユニット締結用締結具 602 、602' ………… CCDセンサ固定用突起 603 、603' ………… 光源固定用突起 604 、604' ………… カバーガラス固定用突起11, 41, 51, 61 ………… Housing 12, 22, 42, 62 ………… Substrate 13, 23, 43, 63 ………… Substrate 14, 24, 44, 64 ………… Refractive index Distributed rod lens 15, 45, 65 ……… CCD sensor 16, 46, 66 ……… Light source 17, 47, 67 …………… Glass cover 18, 18 '……… Lens array Fixing screw 19, 19 ', 49, 49', 59, 59 ', 401, 401', 501, 50
1 ', 601, 69, 69' ………… Protrusions for fixing the optical transmitter array 201 …………………… Adhesives 502, 503 ………… Fasteners for fastening housing units 602, 602 '… ………… CCD sensor fixing protrusion 603, 603 ′ ………… Light source fixing protrusion 604 604 ′ ………… Cover glass fixing protrusion
フロントページの続き (72)発明者 田中 孝幸 広島県大竹市御幸町20番1号三菱レイヨン 株式会社大竹事業所内Front page continued (72) Inventor Takayuki Tanaka 20-1 Miyukicho, Otake City, Hiroshima Prefecture Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Otake Office
Claims (9)
プラスチック基板にて挟着接合したレンズアレイを、プ
ラスチック製筐体中に組込んだ画像読取りユニットであ
り、レンズアレイ基板の熱膨張係数と筐体の熱膨張係数
の差が5.0 ×10-5cm/cm/℃以下なる素材にて構成したこ
とを特徴とする画像読取りユニット。1. An image reading unit in which a lens array, in which an array of gradient index rod-shaped lens elements is sandwiched and joined by a plastic substrate, is incorporated in a plastic housing, the thermal expansion coefficient of the lens array substrate. The image reading unit is made of a material having a difference in thermal expansion coefficient between the housing and the housing of 5.0 × 10 -5 cm / cm / ° C or less.
熱膨張係数との差が3.0 ×10-5cm/cm/℃以下であること
を特徴とする請求項1記載の画像読取りユニット。2. The image reading unit according to claim 1, wherein the difference between the coefficient of thermal expansion of the lens array substrate and the coefficient of thermal expansion of the housing is 3.0 × 10 −5 cm / cm / ° C. or less.
ンズ素子長(Z0)の寸法公差が±0.15mmの範囲にあるレ
ンズアレイを用いたことを特徴とする請求項1記載の画
像読取りユニット。3. The image reading unit according to claim 1, wherein a lens array having a dimensional tolerance of the gradient index lens element length (Z 0 ) constituting the lens array within a range of ± 0.15 mm is used. .
割された筐体ユニットにて構成されていることを特徴と
する請求項1記載の画像読取りユニット。4. The image reading unit according to claim 1, wherein the case is composed of a case unit divided into two or more parts in a longitudinal direction thereof.
いることを特徴とする請求項4記載の画像読取りユニッ
ト。5. The image reading unit according to claim 4, wherein the housing unit is made by an injection molding method.
あることを特徴とする請求項4または請求項5記載の画
像読取りユニット。6. The image reading unit according to claim 4, wherein the housing unit has a length of 1 to 10 cm.
設けた筐体を用いたことを特徴とする請求項1、請求項
4または請求項6記載の画像読取りユニット。7. The image reading unit according to claim 1, wherein a housing provided with a protrusion for holding the lens array is used.
サ、カバーガラスの少なくとも1種を把持する突起を設
けた筐体を用いたことを特徴とする請求項7記載の画像
読取りユニット。8. The image reading unit according to claim 7, wherein a housing provided with a projection for holding at least one of a linear light source, a linear sensor, and a cover glass is used in the housing.
を結合するための締結部を設けたことを特徴とする請求
項4記載の画像読取りユニット。9. The image reading unit according to claim 4, wherein the case unit is provided with a fastening portion for connecting two or more case units.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4352371A JPH06181504A (en) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | Picture reading unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4352371A JPH06181504A (en) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | Picture reading unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06181504A true JPH06181504A (en) | 1994-06-28 |
Family
ID=18423611
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4352371A Pending JPH06181504A (en) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | Picture reading unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06181504A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021257272A1 (en) * | 2020-06-19 | 2021-12-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | A light scanning unit |
-
1992
- 1992-12-11 JP JP4352371A patent/JPH06181504A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021257272A1 (en) * | 2020-06-19 | 2021-12-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | A light scanning unit |
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