説明

画像読取装置

【課題】温度変化によってイメージセンサの位置が変化しない画像読取装置を提供する。
【解決手段】画像読取装置は、イメージセンサ8を保持する回路基板10と、イメージセンサ8に原稿からの光を結像させるための結像レンズ7を保持するベース部材9と、ベース部材9に固定され、イメージセンサ8を光軸方向に位置決めする基準面12aを有する中間部材12と、弾性力によって回路基板10を付勢し、イメージセンサ8を基準面12aに押圧する弾性部材13とを有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像読取装置に関する。
【背景技術】
【0002】
図4に示すように、結像レンズ21によってイメージセンサ22上に原稿からの光を結像させる画像読取装置では、イメージセンサ22は、通常、回路基板23の上に配設され、回路基板23が結像レンズ21を保持するベース部材24またはベース部材24に固定した保持部材25に、イメージセンサ22の外側においてビス26等により固定される。
【0003】
このような従来の画像読取装置では、図中に二点鎖線で示すように、画像読取装置の内部の温度が上昇すると、回路基板23が熱膨張して湾曲するため、イメージセンサ22が光軸方向に移動し、ピンぼけが発生するという問題がある。
【0004】
特許文献1に記載の画像読取装置では、回路基板の一端のビス穴を長穴にすることで、熱膨張を光軸に直角な方向に逃がすことで、回路基板の湾曲を防止し、ピンぼけの発生を防止している。
【0005】
また、特許文献1には、イメージセンサのパッケージに固定用の丸穴および長穴を設け、イメージセンサパッケージ固定して、回路基板をイメージセンサパッケージに保持させる発明も記載されている。しかしながら、そのように特殊な形状のイメージセンサを用いることは、コストアップを招くために好ましくない。
【0006】
特許文献2には、ベース部材およびイメージセンサを保持する部材の線膨張係数の選択により、イメージセンサの光軸方向のずれを防止する発明が記載されているが、回路基板の熱膨張によって生じる湾曲については記載がない。ベース部材およびイメージセンサを保持する部材の光軸方向に伸縮は温度変化に対して線形であるが、回路基板の撓み量は温度変化に対して線形ではない。このため、材料の選択だけでは、回路基板の撓みによるイメージセンサのずれを完全に防止することは不可能である。
【0007】
特許文献3には、ベース部材に固定したガラスにイメージセンサを接着する発明が記載されているが、ガラスは接着性に劣るため、衝撃によってイメージセンサが脱落する危険性がある。
【特許文献1】特開2005−176267号公報
【特許文献2】特開2007−148047号公報
【特許文献3】特開2007−134852号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
前記問題点に鑑みて、本発明は、温度変化によってイメージセンサの位置が変化しない画像読取装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記課題を解決するために、本発明による画像読取装置は、イメージセンサを保持する回路基板と、前記イメージセンサに原稿からの光を結像させるための結像レンズを保持するベース部材と、前記ベース部材に固定され、前記イメージセンサを光軸方向に位置決めする基準面を有する中間部材と、弾性力によって前記回路基板を付勢し、前記イメージセンサを前記基準面に押圧する弾性部材とを有するものとする。
【0010】
この構成によれば、弾性部材の弾性力によってイメージセンサを基準面に押圧するので、回路基板が熱膨張しても、イメージセンサの結像面が光軸方向に移動しない。また、弾性部材の伸縮によって、温度変化にともなう回路基板の変形を吸収する。
【0011】
また、本発明による画像読取装置は、イメージセンサを保持する回路基板と、前記イメージセンサに原稿からの光を結像させるための結像レンズを保持するベース部材と、前記ベース部材に固定され、前記イメージセンサを光軸方向に位置決めするための基準面、および、前記基準面の近傍に前記回路基板を光軸方向に位置決めするための支持部を有する中間部材とを有し、前記回路基板は、前記支持部を支点にして弾性変形しており、その弾性力によって前記イメージセンサを前記基準面に押圧しているものとしてもよい。
【0012】
この構成によれば、回路基板の弾性力によってイメージセンサを基準面に押圧して、イメージセンサの結像面の位置ずれを防止できる。
【0013】
また、本発明の画像読取装置において、前記基準面は、前記イメージセンサの回路基板側の面に当接してもよい。
【0014】
この構成によれば、イメージセンサがピン接続タイプである場合、イメージセンサのピンには引っ張り力が作用し、圧縮力が作用しないので、ピンが折れ曲がることによるイメージセンサの位置ずれがない。
【0015】
また、本発明の画像読取装置において、前記中間部材は、前記回路基板よりも熱膨張率の低い材料で形成されているとよい。
【0016】
中間部材は、回路基板よりも材料選択の余地が大きいので、中間部材の材料選択によって、熱膨張による基準面の移動を小さくできる。
【0017】
また、本発明の画像読取装置において、前記回路基板は、前記光軸方向から見て前記イメージセンサの外側で、前記ベース部材に対して、前記中間部材を介して取り付けられていてもよい。
【0018】
この構成によれば、回路基板の伸縮を、イメージセンサの外側部分の反りとして吸収することで、イメージセンサの移動を防止できる。
【0019】
また、本発明の画像読取装置において、前記中間部材は、前記ベース部材に、前記中間部材と熱膨張率が略等しい材料からなる支持部材を介して固定されていてもよい。
【0020】
この構成によれば、中間部材が熱膨張しても、支持部材も同様に熱膨張するので、支持部材に反りが発生せず、基準面を光軸方向に移動させない。
【0021】
また、本発明の画像読取装置において、前記回路基板は、弾性変形し得る接着剤によって固定されていてもよい。
【0022】
この構成によれば、接着剤の弾性変形によって回路基板の熱膨張を吸収できる。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、弾性力によって中間部材の基準面にイメージセンサを押圧するように回路基板を取り付けるので、弾性変形によって回路基板の熱膨張を吸収し、温度変化によるイメージセンサの位置ずれを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1実施形態の画像読取装置1の概略構成を示す。画像読取装置1は、原稿が載置される原稿台ガラス2と、原稿を証明する光源ユニット3と、複数の反射ミラー4,5,6と、原稿からの光を合焦させる結像レンズ7と、結像レンズ7が合焦させる位置において原稿からの光を受光し、結像した画像を電気信号に変換するイメージセンサ8とを有する。
【0025】
光源ユニット3と反射ミラー4とは一体に水平移動し、反射ミラー5,6は、原稿からイメージセンサ8までの光路長が一定になるように、光源ユニット3および反射ミラー4の移動に合わせて水平移動するようになっている。
【0026】
図2に、結像レンズ7およびイメージセンサ8の保持構造を詳しく示す。結像レンズ7およびイメージセンサ8は、共通のベース部材9の上に固定されている。イメージセンサ8は、光を受光する結像面の裏側にピン8aが突出し、ピン8aが回路基板10に固定されている。イメージセンサ8の裏面と回路基板10との間には、ピン8aの長さによって、空間が確保されている。
【0027】
回路基板10は、ベース部材9上に、支持部材11を固定し、支持部材11にさらに固定した中間部材12に対して、コイルバネからなる弾性部材13を介してねじ14によって取り付けられている。弾性部材13は、弾性圧縮された状態で取り付けられ、回路基板10を光軸方向後側に移動させるように付勢している。弾性部材13およびねじ14は、イメージセンサ8と緩衝しないように、光軸方向から見て、イメージセンサ8の外側に配設されている。
【0028】
中間部材12は、光軸に直交し、結像レンズ7に正対する基準面12aを有する。基準面12aは、イメージセンサ8の裏面(結像面と反対側、すなわち、回路基板側の面)に当接し、弾性部材13の付勢力に抗してイメージセンサ8および回路基板10を係止して、イメージセンサ8の光軸方向の位置を定める。換言すると、弾性部材13は、回路基板10を介して、イメージセンサ8を中間部材12の基準面12aに押圧している。
【0029】
ここで、ベース部材9、支持部材11および中間部材12は、それぞれ、熱膨張率(線膨張係数)の低い材料で形成されているが、回路基板10は、電気的特性等の制約から、ベース部材9、支持部材11および中間部材12に比べて熱膨張率の高い材料で形成されている。
【0030】
本実施形態において、画像読取装置1の内部温度が上昇すると、各部材は、熱膨張する。熱膨張率の低いベース部材9、支持部材11および中間部材12の変形は、殆ど無視できるが、回路基板10の熱膨張は無視できない。回路基板10は、熱膨張すると、ねじ14に伸張方向に規制されているため、二点鎖線で示すように湾曲する。ことのとき、回路基板10のピン8aを介してイメージセンサ8に係止されている部分は、光軸方向に撓むことができないが、その外周部分が撓むことで、熱膨張を吸収する。
【0031】
このように、弾性部材13は、弾性力によってイメージセンサ8を中間部材12の基準面12aに押圧すると同時に、弾性変形によって回路基板10の熱膨張による変形を許容する。これによって、画像読取装置1は、温度変化によって、イメージセンサ8が光軸方向に移動せず、温度条件によらず、ピンぼけのない高品質の画像を読み取ることができる。
【0032】
また、本実施形態では、イメージセンサ8の裏面を中間部材12の基準面12aに押圧している。このため、イメージセンサ8のピン8aには、常に引っ張り応力が作用する。つまり、ピン8aには、弾性部材13の付勢力および回路基板10の熱膨張による変形力が圧縮方向には作用しない。ピン8aは、圧縮応力を受けると挫屈して変形する畏れがあるが、引っ張りに対しては十分な耐力を有するので、ピン8aの変形によってイメージセンサ8の結像面が移動することはない。
【0033】
さらに詳細に、支持部材11および中間部材12の熱膨張を考えても、支持部材11と中間部材12との熱膨張率が略等しければ、支持部材11と中間部材12との光軸に垂直な方向の伸びが略等しくなり、中間部材12が撓んで、基準面12aを光軸方向に移動させることがない。
【0034】
また、中間部材12が光軸に直角方向に伸張しても、基準面12の外周をイメージセンサ8に対して余裕を持って成形することで、イメージセンサ8の位置ずれの原因とはならず、イメージセンサのパッケージに望外の負荷を与えて損傷させることも防止できる。
【0035】
さらに、図3に、本発明の第2実施形態の画像読取装置の結像レンズ7およびイメージセンサ8の取り付けに係る構造を示す。尚、本実施形態において、第1実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する説明は省略する。
【0036】
本実施形態において、中間部材12は、基準面12aの近傍(光軸方向から見て外側)、且つ、基準面12aの光軸方向反対側に、光軸方向後方に突出して回路基板10に当接する支持部12bを有する。回路基板10は、支持部12bを支点に中央が僅かに光軸方向前方に突出するように弾性変形した状態で、イメージセンサ8のピン8aが固定されている。これにより、回路基板10は、自身の弾性力によってピン8aに張力を与え、イメージセンサ8を基準面12aに押圧している。
【0037】
ただし、回路基板10は、イメージセンサ8と基準面12aとの間の摩擦力のみによってイメージセンサ10の光軸に直角な方向を固定できる程には大きな弾性変形を与えられていない。そこで、回路基板10は、支持部12bのさらに外側において、中間部材12に盛り付けた接着剤15によって保持されている。接着剤15は、シリコン系樹脂のような弾性のあるものを十分な厚みに盛り付けることで、回路基板10を中間部材12上に保持したまま弾性変形し、回路基板10の伸縮を許容することができるようになっている。
【0038】
以上のように、本発明では、イメージセンサ8を中間部材12の基準面12に押圧するので、イメージセンサ8が光軸方向に位置ずれせず、読取画像にピンぼけなどの劣化が生じない。また、光軸の両側で回路基板10を均等に伸縮させられるので、画像の中心位置がずれることもない。
【0039】
また、イメージセンサ8がピン8aによって回路基板10に実装される場合、基準面12aは、イメージセンサ8の裏面に当接することが好ましいが、イメージセンサ8が例えばボールグリッドアレイパッケージであるような場合には、基準面12aがイメージセンサ8の表面(結像レンズ7側の面)の外周部に当接するように構成する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】本発明の第1実施形態の画像読取装置の概略構成図。
【図2】図1の画像読取装置の結像レンズおよびイメージセンサの取り付け構造の平面図。
【図3】本発明の第2実施形態の画像読取装置の結像レンズおよびイメージセンサの取り付け構造の平面図。
【図4】従来の画像読取装置の結像レンズおよびイメージセンサの取り付け構造の平面図。
【符号の説明】
【0041】
1…画像読取装置
7…結像レンズ
8…イメージセンサ
8a…ピン
9…ベース部材
10…回路基板
11…支持部材
12…中間部材
12a…基準面
12b…支持部
13…弾性部材
14…ねじ
15…接着剤

【特許請求の範囲】
【請求項1】
イメージセンサを保持する回路基板と、
前記イメージセンサに原稿からの光を結像させるための結像レンズを保持するベース部材と、
前記ベース部材に固定され、前記イメージセンサを光軸方向に位置決めする基準面を有する中間部材と、
弾性力によって前記回路基板を付勢し、前記イメージセンサを前記基準面に押圧する弾性部材とを有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項2】
イメージセンサを保持する回路基板と、
前記イメージセンサに原稿からの光を結像させるための結像レンズを保持するベース部材と、
前記ベース部材に固定され、前記イメージセンサを光軸方向に位置決めするための基準面、および、前記基準面の近傍に前記回路基板を光軸方向に位置決めするための支持部を有する中間部材とを有し、
前記回路基板は、前記支持部を支点にして弾性変形しており、その弾性力によって前記イメージセンサを前記基準面に押圧していることを特徴とする画像読取装置。
【請求項3】
前記基準面は、前記イメージセンサの回路基板側の面に当接することを特徴とする請求項1または2に記載の画像読取装置。
【請求項4】
前記中間部材は、前記回路基板よりも熱膨張率の低い材料で形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項5】
前記回路基板は、前記光軸方向から見て前記イメージセンサの外側で、前記ベース部材に対して、前記中間部材を介して取り付けられていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項6】
前記中間部材は、前記ベース部材に、前記中間部材と熱膨張率が略等しい材料からなる支持部材を介して固定されていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項7】
前記回路基板は、弾性変形し得る接着剤によって固定されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の画像読取装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2010−118892(P2010−118892A)
【公開日】平成22年5月27日(2010.5.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−290683(P2008−290683)
【出願日】平成20年11月13日(2008.11.13)
【出願人】(303000372)コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Fターム(参考)】