(57)【要約】【課題】温度変動に伴う画質劣化を抑制しつつ装置小型化を図れる画像読取装置を提供すること。【解決手段】基台５１上に、レンズ６０を保持する保持部材２７０がＸ方向（光軸方向）に沿って移動自在に保持され、固体撮像素子８０が基板８１、保持部材５１ａを介して保持される。基台５１上の、レンズ６０と固体撮像素子８０の間には、位置ずれ軽減部２９０が配されている。この軽減部２９０は、Ｙ方向に長い長尺部材２９１と、長尺部材２９１の両端部を保持する保持部材２９２を備える。長尺部材２９１は、温度上昇によりＹ方向に伸びようとするが保持部材２９２によりその伸びが規制され、Ｘ´方向に反る。この反りの力により保持部材２７０がＸ´方向に移動し、これによりレンズ６０もＸ´方向に移動する。レンズ６０を移動させるための長尺部材２９１がＹ方向に平行に配置されるので、長尺部材を光軸に平行配置する構成より光軸方向に装置小型化を図れる。【選択図】図７
2010130297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿面からの反射光を集光レンズを介して固体撮像素子の受光面上で受光して画像データを生成する画像読取装置であって、
前記集光レンズを保持する第１保持部材と、
前記固体撮像素子を保持する第２保持部材と、
前記第１保持部材及び／又は第２保持部材を、前記原稿面に対し前記集光レンズの光軸に沿って相対的に変位させて、温度変化に起因する集光レンズの結像位置と前記固体撮像素子の受光面との光軸方向における位置ずれを軽減する位置ずれ軽減手段と、を備え、
前記位置ずれ軽減手段は、
前記光軸に直交する方向とほぼ平行に配設された第１の部材と、
当該第１の部材を前記直交する方向に所定間隔をおいた一方端側と他方端側の各位置で保持し、当該第１の部材の熱膨張による前記直交する方向における伸張を規制することにより当該第１の部材を前記光軸に平行な所定の方向に反らせる第２の部材と、を有し、
温度上昇に伴って生じる前記第１の部材の反りを利用して、前記変位を発生させることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記第２の部材は、
前記光軸方向に前記第１保持部材と前記第２保持部材の間の位置に配され、
前記第１の部材の反りが生じたときにその反りにより生じる力が前記第１保持部材または第２保持部材に付与されることにより当該第１保持部材または第２保持部材の変位が生じることを特徴する請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
板状の基台を備え、
前記第１保持部材は、
前記基台上を前記光軸方向に沿って移動可能に支持されており、
前記第２保持部材は、
前記基台上の、前記第１保持部材よりも前記反射光の進行方向下流側の位置に設けられており、
前記第２の部材は、
前記基台上に配され、
前記第１の部材の反りが生じたときの力が前記第１保持部材に付与されることにより当該第１保持部材の変位が生じることを特徴する請求項２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記第２の部材は、
前記反射光の進行方向において前記第１保持部材よりも上流側の位置に配されており、
前記第１の部材の反りが生じたときにその反りにより生じる力が前記第１保持部材に付与されることにより当該第１保持部材の変位が生じることを特徴する請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項５】
板状の基台を備え、
前記第１保持部材は、
前記基台上を前記光軸方向に沿って移動可能に支持されており、
前記第２保持部材は、
前記基台上の、前記第１保持部材よりも前記反射光の進行方向下流側の位置に設けられており、
前記第２の部材は、
前記基台上に配されていることを特徴する請求項４に記載の画像読取装置。
【請求項６】
板状の基台と、
前記基台上を前記光軸方向に沿って移動可能に支持された可動部材と、を備え、
前記第１保持部材と第２保持部材は、
この順に前記反射光の進行方向に沿って前記可動部材上に設けられており、
前記第２の部材は、
前記基台上の、前記可動部材よりも前記反射光の進行方向上流側または下流側の位置に配され、
前記第１の部材の反りが生じたときにその反りにより生じる力が前記可動部材に付与されることにより、当該可動部材が変位することを特徴する請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項７】
前記第２の部材は、前記基台上の、前記第１の部材の一方端側と他方端側のそれぞれに対応する位置に立設されており、
前記第１の部材の線膨張係数が前記基台の線膨張係数よりも大きいことを特徴する請求項３、５または６に記載の画像読取装置。
【請求項８】
前記固体撮像素子は、
一方向に連続して配列された複数の受光素子により前記受光面が形成されてなり、
前記第１の部材は、
前記固体撮像素子における複数の受光素子の配列方向に平行に延伸されてなる長尺状の部材であることを特徴する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項９】
前記第１の部材は、
線膨張係数の異なる第１と第２の金属製の部材を貼着してなる積層部材であることを特徴する請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項１０】
前記第１の部材は、
光軸に直交する方向に長尺の板状または棒状の部材であることを特徴する請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原稿面からの反射光を集光レンズを介して固体撮像素子の受光面上で受光して画像データを生成する画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やファクシミリ装置などに用いられる画像読取装置は、露光ランプからの光を原稿に照射し、その反射光を結像レンズを介してＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの固体撮像素子の受光面で受光して光電変換することにより、原稿の画像データを生成する構成になっている。このような構成の画像読取装置では、露光ランプや固体撮像素子から発せられる熱により装置内部の温度が上昇し易い。
【０００３】
装置内部の温度が上昇すると、結像レンズや固体撮像素子を保持する基台の熱膨張により結像レンズと固体撮像素子間の光軸方向の距離が変動したり、熱の影響による結像レンズの屈折率の変化などにより結像レンズの焦点距離が変動したりする。
この変動により、結像レンズによる結像位置と固体撮像素子の受光面の位置との間にずれ（以下、単に「位置ずれ」という。）が生じ、この位置ずれが大きくなると読取画像の画質が劣化してしまう。
【０００４】
このような温度変化による画質劣化を防止する技術として、特許文献１には、図９に示すように板状の基台１００１の一方端側に結像レンズ１００４を保持し、他方端側にＬ字状の保持部材１００２を介して固体撮像素子１００３を保持する構成が開示されている。
保持部材１００２は、基台１００１とは線膨張係数の異なる素材からなり、底板部１００２ａとこれに垂直であり固体撮像素子１００３が取着される直立部１００２ｂを有する。底板部１００２ａは、基台１００１の上面に面接触しつつ、先端に設けられた凸部１００２ｃが基台１００１に設けられた凹部１００１ａに固定される構成になっている。
【０００５】
温度上昇により基台１００１が熱膨張により伸びて基台１００１と保持部材１００２の固定位置が同図の右方向に移動しても、保持部材１００２の底板部１００２ａが熱膨張により同図左方向に伸びて、基台１００１の伸びが底板部１００２ａの伸び量でキャンセルされるようになり、結像レンズ１００４と固体撮像素子１００３間の距離の変動を抑制して、位置ずれを軽減しようとするものである。
【特許文献１】特開２００７−１４８０４７号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１の構成は、基台１００１の熱膨張による光軸方向の伸びを底板部１００２ａの伸びでキャンセルしようとするものなので、そのキャンセルに必要な分、底板部１００２ａの光軸方向長さを長くとらなければならず、装置の大型化を招いてしまう。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、装置小型化を図りつつ温度変動に伴う画質劣化を抑制できる画像読取装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像読取装置は、原稿面からの反射光を集光レンズを介して固体撮像素子の受光面上で受光して画像データを生成する画像読取装置であって、前記集光レンズを保持する第１保持部材と、前記固体撮像素子を保持する第２保持部材と、前記第１保持部材及び／又は第２保持部材を、前記原稿面に対し前記集光レンズの光軸に沿って相対的に変位させて、温度変化に起因する集光レンズの結像位置と前記固体撮像素子の受光面との光軸方向における位置ずれを軽減する位置ずれ軽減手段と、を備え、前記位置ずれ軽減手段は、前記光軸に直交する方向とほぼ平行に配設された第１の部材と、当該第１の部材を前記直交する方向に所定間隔をおいた一方端側と他方端側の各位置で保持し、当該第１の部材の熱膨張による前記直交する方向における伸張を規制することにより当該第１の部材を前記光軸に平行な所定の方向に反らせる第２の部材と、を有し、温度上昇に伴って生じる前記第１の部材の反りを利用して、前記変位を発生させることを特徴とする。
【０００８】
また、前記第２の部材は、前記光軸方向に前記第１保持部材と前記第２保持部材の間の位置に配され、前記第１の部材の反りが生じたときにその反りにより生じる力が前記第１保持部材または第２保持部材に付与されることにより当該第１保持部材または第２保持部材の変位が生じることを特徴する。
さらに、板状の基台を備え、前記第１保持部材は、前記基台上を前記光軸方向に沿って移動可能に支持されており、前記第２保持部材は、前記基台上の、前記第１保持部材よりも前記反射光の進行方向下流側の位置に設けられており、前記第２の部材は、前記基台上に配され、前記第１の部材の反りが生じたときの力が前記第１保持部材に付与されることにより当該第１保持部材の変位が生じることを特徴する。
【０００９】
また、前記第２の部材は、前記反射光の進行方向において前記第１保持部材よりも上流側の位置に配されており、前記第１の部材の反りが生じたときにその反りにより生じる力が前記第１保持部材に付与されることにより当該第１保持部材の変位が生じることを特徴する。
さらに、板状の基台を備え、前記第１保持部材は、前記基台上を前記光軸方向に沿って移動可能に支持されており、前記第２保持部材は、前記基台上の、前記第１保持部材よりも前記反射光の進行方向下流側の位置に設けられており、前記第２の部材は、前記基台上に配されていることを特徴する。
【００１０】
また、板状の基台と、前記基台上を前記光軸方向に沿って移動可能に支持された可動部材と、を備え、前記第１保持部材と第２保持部材は、この順に前記反射光の進行方向に沿って前記可動部材上に設けられており、前記第２の部材は、前記基台上の、前記可動部材よりも前記反射光の進行方向上流側または下流側の位置に配され、前記第１の部材の反りが生じたときにその反りにより生じる力が前記可動部材に付与されることにより、当該可動部材が変位することを特徴する。
【００１１】
また、前記第２の部材は、前記基台上の、前記第１の部材の一方端側と他方端側のそれぞれに対応する位置に立設されており、前記第１の部材の線膨張係数が前記基台の線膨張係数よりも大きいことを特徴する。
さらに、前記固体撮像素子は、一方向に連続して配列された複数の受光素子により前記受光面が形成されてなり、前記第１の部材は、前記固体撮像素子における複数の受光素子の配列方向に平行に延伸されてなる長尺状の部材であることを特徴する。
【００１２】
また、前記第１の部材は、線膨張係数の異なる第１と第２の金属製の部材を貼着してなる積層部材であることを特徴する。
さらに、前記第１の部材は、光軸に直交する方向に長尺の板状または棒状の部材であることを特徴する。
【発明の効果】
【００１３】
画像読取装置は、通常、載置または搬送される原稿を読み取るために原稿の幅方向（光軸に直交する方向で主走査方向に相当）長さが原稿よりも大きく構成されており、幅方向にはある程度の余裕がある。この余裕のある幅方向のスペースに、集光レンズおよび／または固体撮像素子を光軸に沿って変位させるための第１の部材を当該幅方向とほぼ平行に配設する構成をとっているので、従来のように固体撮像素子を保持する保持部材の長さを光軸方向に長くする必要がなく、装置小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る画像読取装置の実施の形態を図面を参照して説明する。
＜実施の形態１＞
図１は、画像読取装置８の概略構成を示す図である。
同図に示すように、画像読取装置８は、原稿押さえ板１１と画像読取部１２からなる。
原稿押さえ板１１は、画像読取部１２のプラテンガラス３１上に載置された原稿を上方から押さえるためのものであり、開閉自在に画像読取部１２の上部に支持されている。
【００１５】
画像読取部１２は、上部の開口にプラテンガラス３１が嵌め込まれた筐体３２内に、光源ユニット３８と、ミラーユニット４３と、駆動モータＭと、レンズユニット６０および固体撮像素子８０を有する画像読取ユニット５０と、これらを制御する制御部４７などを収納してなり、光源ユニット３８とミラーユニット４３を移動させて原稿を読み取る、いわゆるミラースキャン方式によるものである。
【００１６】
光源ユニット３８は、光源となるランプ４０とミラー４２などを備え、ミラーユニット４３は、折り返しミラー４４、４６などを備えてなる。
光源ユニット３８とミラーユニット４３は、矢印Ａの方向に沿って筐体３２に移動自在に支持されている。プラテンガラス３１上に載置された原稿を読み取る場合には、ランプ４０が点灯して、当該原稿を照射しつつ光源ユニット３８とミラーユニット４３が駆動モータＭの駆動力により矢印Ａ方向に移動する。
【００１７】
原稿面からの反射光は、ミラー４２、折り返しミラー４４、４６により光路変更され、レンズユニット６０によって固体撮像素子８０の受光面に受光される。この際、ミラーユニット４３が光源ユニット３８と同方向にその移動速度の半分の速度で移動するようになっており、これにより読取時における光路長が一定に保たれるようになっている。
固体撮像素子８０の受光面で受光された原稿面からの反射光は、固体撮像素子８０において電気信号に変換され、制御部４７においてＡ／Ｄ変換されて多値のデジタル信号になり、更にシェーディング補正や濃度変換などの公知の画像処理が施された後、不図示の画像メモリに格納される。
【００１８】
〔画像読取ユニット５０の構成〕
図２（ａ）は、画像読取ユニット５０の構成を示す縦断面図であり、図２（ｂ）は、画像読取ユニット５０の構成を示す水平断面図である。両図は、環境温度がほぼ室温ｔ０（例えば、約２５℃）になっているときの画像読取ユニット５０の状態を示している。
両図に示すように、画像読取ユニット５０は、基台５１と、遮光カバー５２と、レンズユニット６０と、保持部材７０と、固体撮像素子８０と、結像位置ずれ軽減部９０などを備える。
【００１９】
基台５１は、例えば金属や樹脂などの板体であって、図２（b）に示すように、平面視における外郭が略Ｔ字状になっている。
遮光カバー５２は、遮光性を有する樹脂または金属などからなり、原稿からの反射光が入射される側の側面に、当該反射光を入射させるための開口５２ａが設けられている。
レンズユニット６０は、複数枚のガラスまたは樹脂などからなる集光レンズが光軸Ｌに平行な方向（光軸方向：同図のＸ方向に平行な方向）に積層された積層レンズ６１をレンズホルダ６２で固定してなり、保持部材７０の上面にネジまたは接着剤などで固定（保持）される。
【００２０】
固体撮像素子８０は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどからなり、Ｙ方向に沿って複数の受光素子が配列されてなる長尺形状をしており、その受光面がレンズユニット６０と対向する向きになるように基板８１上に実装されている。基板８１は、Ｙ方向に沿って伸びる長尺の部材であり、その長手方向両端部が基台５１上にＺ方向に向かって立設された２つの保持部材５１ａ、５１ａにネジ８２により固定（保持）されている。このように同じ保持部材７０上にレンズユニット６０と固体撮像素子８０を保持する構成をとれば、レンズユニット６０と固体撮像素子８０の位置決めを行い易い。
【００２１】
可動部材としての保持部材７０は、樹脂または金属性の板状部材であり、基台５１上に重ねられるようにして配置される。保持部材７０の下面（裏面）は、略平面であり、３箇所に凸部７２が設けられており、３つの凸部７２の頂部が基台５１の上面に当接して、いわゆる３点支持により基台５１に支持される構成になっている。
保持部材７０のＹ方向に平行な方向（光軸Ｌに直交する方向）両端側それぞれには、光軸方向に伸びる２つの貫通孔７３が光軸方向に間隔をおいて並ぶように穿設されており、それぞれの貫通孔７３には、基台５１上に光軸方向に間隔をおいて立設された２本のピン６８が嵌挿されている。
【００２２】
２本のピン６８が並ぶ方向、すなわち光軸方向に沿って、保持部材７０（レンズユニット６０と固体撮像素子８０）が基台５１上を貫通孔７３の長さから２本のピン６８の間隔を差し引いた距離だけ自在に移動できるようになっている。
このように保持部材７０を基台５１に対して光軸方向に移動自在に支持する構成をとっているのは、温度上昇に起因する位置ずれが生じようとしたときに、これを軽減させる方向にレンズユニット６０と固体撮像素子８０を一緒に移動させるためである。温度上昇時にどのように移動されるのかの具体的な説明については、後述する。なお、保持部材７０を光軸方向に沿って移動自在に支持する構成は、上記のものに限られず、例えばレール上を摺動するような構成をとるとしても良い。
【００２３】
保持部材７０のＹ方向両端部それぞれには、光軸方向に間隔をおいて２つの板バネ６９が配設されている。板バネ６９は、保持部材７０を基台５１に押し付ける方向に、例えば４０Ｇ程度の重力加速度が保持部材７０に作用しても移動しないように必要な力で付勢して、基台５１と保持部材７０の凸部７２との間に所定の摩擦力を発生させる。この板バネ６９の付勢力により、通常の読取時や装置輸送時の振動などでレンズユニット６０が光軸方向に容易に移動してしまうといったことが防止される。
【００２４】
積層レンズ６１と固体撮像素子８０は、室温ｔ０時において、いわゆる下記のレンズの結像公式（１）を満たす、または近似的に満たすようにその位置関係が予め決められており、その決められた位置に配置される。
１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ・・・（１）
ここで、ａは、原稿面から積層レンズの前側主点までの距離（以下、「レンズ前距離」という。）、ｂは、積層レンズの後側主点から固体撮像素子の受光面までの距離（以下、「レンズ後距離」という。）、ｆは、積層レンズの焦点距離を示す。
【００２５】
〔位置ずれ軽減部９０の構成〕
位置ずれ軽減部９０は、長尺部材９１と、２つの保持部材９２と、２つの逆反り防止部材９４などからなり、基台５１上の、Ｘ方向上流側の端部に配設され、温度上昇に伴う位置ずれが発生しようとするときに、長尺部材９１がＸ方向に反り、その反りの力で保持部材７０をＸ方向に押して、すなわちレンズユニット６０と固体撮像素子８０を一緒に移動させることにより、温度が上昇したときでも上記結像公式（１）ができるだけ満たされるようにして、位置ずれを軽減させるものである。
【００２６】
なお、温度上昇によりレンズユニット６０による原稿画像の結像位置が固体撮像素子８０の受光面よりもX方向よりにずれるか、X’方向よりにずれるかは、使用するレンズユニットの設計や使用する材料、保持部材７０の長さやその線膨張係数などにより機種ごとに決まっており、本実施の形態では、結像位置が、固体撮像素子８０の受光面よりもX方向側にずれる特性を有する機種における位置ずれを是正する構成について説明する。
【００２７】
図３は、位置ずれ軽減部９０を図２（ｂ）の矢印Ｄで示す方向から見たときの分解斜視図であり、レンズユニット６０などの一部の部材については省略している。以下、図３も参照しながら位置ずれ軽減部９０の構成を説明する。
長尺部材９１（第１の部材）は、Ｙ方向に平行な方向に延伸された、例えば１５０〔ｍｍ〕の長さを有する長尺状かつ板状の部材であり、線膨張係数が基台５１よりも大きな素材、例えば樹脂、より具体的にはポリカーボネートや金属などから形成される。
【００２８】
２つの保持部材９２（第２の部材）は、基台５１にＹ方向に間隔をおいた位置に立設されており、長尺部材９１の長手方向（Ｙ方向）両端部を保持する。ここでは、長尺部材９１の両端部が長尺部材９１のＹ方向における中心位置を基準として対称となる位置で、ネジ９３により保持部材９２に固定されるようになっている。
なお、保持部材９２は、基台５１に接着やネジなどで固定される構成でも良いし、基台５１と一体成形される構成であっても良い。
【００２９】
長尺部材９１の長手方向中央部は、ネジ９３により、保持部材７０の長尺部材９１側の端部に設けられた連結部７１に固定されている。長尺部材９１と保持部材７０と積層レンズ６１は、それぞれのＹ方向における中央の位置が略一致するように配設されている。
逆反り防止部材９４は、長尺部材９１がＸ´方向に反るのを防止するための部材であり、基台５１上に立設されている。逆反り防止部材９４の長尺部材９１側の面は、保持部材９２の長尺部材９１側の面と同一平面上にある。
【００３０】
このような構成において、装置内の温度が上昇して基台５１と長尺部材９１が熱膨張する場合、長尺部材９１は、基台５１よりも線膨張係数が大きいので、Ｙ方向について見ると、その伸び量は基台５１よりも大きくなる。
ところが、長尺部材９１は、その両端部が基台５１に立設された保持部材９２により固定されているので、Ｙ方向に伸びようとしてもその伸張が規制される。同様にＸ´方向にも逆反り防止部材９４により反りが規制されるので、この規制により長尺部材９１では、その内部応力が長尺部材９１の中央部を逆反り防止部材９４の位置する側のＸ´方向ではなくその反対のＸ方向に向けて反らせる方向に作用するようになり、長尺部材９１は、図４に示すようにＸ方向に反った姿勢になる。
【００３１】
長尺部材９１がＸ方向に反るようになると、その反りにより生じるＸ方向の力が保持部材７０に作用する。上記の板バネ６９による保持部材７０と基台５１間に生じる所定の摩擦力は、長尺部材９１の反りによる保持部材７０の変位を許容する程度に抑えられているので、保持部材７０は、長尺部材９１の反りによる力によりその反り量に応じた距離だけＸ方向に移動する。これにより保持部材７０に保持されているレンズユニット６０と固体撮像素子８０もＸ方向に一緒に移動する。
【００３２】
これにより、レンズ前距離ａが徐々に大きくなるので、上掲の結像公式（１）により、レンズ後距離ｂが小さくなり、その結果、結像位置がＸ’方向に移動して固体撮像素子８０の受光面と一致するか、もしくは極めて接近し、画質の劣化が発生しないようにすることができる。
図５は、温度変化量（横軸）に対する長尺部材９１の反り量（縦軸）の関係をシミュレーションにより求めたグラフである。
【００３３】
同図の縦軸の反り量は、長尺部材９１の中央部における光軸方向の反り量（いわゆるサグ量に相当）を、縮小光学系の倍率の二乗倍で縮小して、レンズ後距離側の変位量に換算した値（以下、単に「反り量」という。本例では、投影倍率を約０．２２として、実際のサグ量に、当該投影倍率の二乗の０．０４８４を乗じて換算している。）を示しており、組立時（室温：約２５℃）における反り量を０として調整されている。このようにして計算された反り量は、結像位置のＸ方向における相対的な変位量とみなすことができる。
【００３４】
また、横軸は、上記組立時の室温からの温度上昇時の変化量を示す。同図の太い実線Ｇ１が反り量の変化を示し、細い実線Ｇ２は、温度変化が生じたときの固体撮像素子８０の受光面に対する積層レンズ６１の結像位置の光軸方向の相対変位量を示している。
相対変位量は、温度上昇に伴ってほぼ線形比例して増加することが経験的に判っており、直線で示される。
【００３５】
同図に示すように、反り量と相対変位量は、温度変化が小さいときには、反り量の方が大きく、温度変化が３０℃のときに同じになり、温度変化が３０℃を超えると、相対変位量の方が大きくなっていることが判る。ここで反り量Ｇ１は、上記のように長尺部材９１の反りによる積層レンズ６１の結像位置の変位量に相当し、相対変位量Ｇ２は、積層レンズ６１の結像位置と固体撮像素子８０の受光面の位置とのずれ量に相当するので、このずれ量が少なくなる方向に、長尺部材９１の反りによる積層レンズ６１の結像位置の変位が生じれば、温度上昇に伴う位置ずれを軽減できることになる。
【００３６】
反り量Ｇ１と相対変位量Ｇ２の双方のグラフが完全に一致すれば、どの温度でもずれ量が反り量と同じになって位置ずれを解消できることになるが、図５に示すように長尺部材９１による反り量が線形比例しないために一致しないことが多い。本実施の形態では、同図に示すように温度変化量が約３０℃のときに両者が一致するように設計されている。
このように反り量と相対変位量にはある程度の差が生じることになるが、このような差が生じても、それが許容範囲（読取画像の画質を予め決められた最低限の画質以上の画質を維持できる範囲）内に収まれば、必要な画質を得られることになる。この許容範囲は、積層レンズ６１におけるＭＴＦ深度の範囲（この分野における積層レンズでは、約−０．０５ｍｍ〜＋０．０５ｍｍ程度）にほぼ等しい。
【００３７】
本シミュレーションによれば、図５に示すように反り量Ｇ１と相対変位量Ｇ２の差分は、上限を＋０．０２５〔ｍｍ〕、下限を−０．０２５〔ｍｍ〕の範囲内に収まるように設計されており、十分上記許容範囲内とすることができる。
従って、長尺部材９１の長さや線膨張係数などを適正に設定すれば、上記結像公式（１）が厳密に満たされなくても、位置ずれを軽減して画質劣化を防止することができる。
【００３８】
そして、位置ずれを軽減するための機構として、上述のように長尺部材９１をＹ方向、すなわち光軸方向に直交する方向にほぼ平行に配設し、その反りを利用する機構を採用している。画像読取装置８は、読取対象の原稿を載置または搬送するために原稿の幅方向（Ｙ方向：主走査方向に相当）長さが原稿よりも長く、幅方向にはある程度の余裕があるので、その余裕のあるスペースに長尺部材９１として必要な長さの部材を配設することにより、温度上昇に伴う位置ずれの軽減を図りつつ、従来のように光軸に平行に長尺の保持部材を配置する構成よりも光軸方向における装置の小型化を図ることができる。
【００３９】
画像読取ユニット５０の温度が上昇している状態から下降して行く場合には、温度低下に応じて長尺部材９１が元の室温のときの長さに戻ろうとして長手方向に縮み始める。長尺部材９１が縮み始めると、その反り量が小さくなり、保持部材７０にＸ´方向への引張力が作用して、保持部材７０がＸ´方向に移動し、室温ｔ０まで低下するとレンズユニット６０が図２に示す位置に戻る。
【００４０】
なお、上記保持部材７０を移動させるべき方向と位置ずれを軽減するのに適した移動量とが予め求められ、実際の温度上昇時に、その求められた方向に求められた距離だけ保持部材７０が移動するように、基台５１、保持部材７０、長尺部材９１の材料、大きさ、位置、長尺部材９１の反りの方向などが設計により決められる。
温度上昇によりレンズユニット６０による原稿画像の結像位置が固体撮像素子８０の受光面よりもＸ’方向にずれるような機種においては、保持部材７０が温度上昇と共にＸ’方向に変位するように、長尺部材９１等は、保持部材７０に対して図２に示すのと対称的な位置（保持部材７０のＸ側）に配設されることになる。
【００４１】
また、本実施の形態のように、温度上昇によりレンズユニット６０と固体撮像素子８０を共に光軸方向に移動して、レンズ前位置ａを変化させて位置ずれ量を補正するようにしているため、位置ずれ補正の精度を高めることができる。すなわち、縮小光学系であるので、レンズ前距離ａの変化量が大きくても、実際に結像位置の是正に寄与するレンズ後距離ｂの変化量を微小にすることができ、それだけ微調整が容易になるからである。
【００４２】
特に、ガラスレンズを用いる場合は、樹脂レンズを用いる場合よりも焦点距離の変動が少ないために位置ずれ量も微小になることが多く、この意味で本実施の形態は、ガラスレンズを用いる場合に好適な構成例であるといえる。
＜実施の形態２＞
上記実施の形態では、レンズユニット６０と固体撮像素子８０を同じ保持部材７０に保持し、保持部材７０を基台５１に対し光軸方向に移動自在に支持する構成例を説明したが、本実施の形態では、固体撮像素子８０については基台５１に保持しておき、レンズユニット６０について基台５１に対し光軸方向に移動自在に支持するとしており、この点が実施の形態１と異なっている。装置構成によっては、温度上昇時にレンズユニット６０だけを移動させる構成をとった方が上記結像公式（１）を満たす、または近似的に満たすことができる場合もあり、本実施の形態は、このような場合の構成例を示すものである。以下、説明の重複を避けるため、実施の形態１と同じ内容についてはその説明を省略し、同じ構成要素については、同符号を付すものとする。
【００４３】
図６は、本実施の形態に係る画像読取ユニット１５０の構成を示す図であり、図６（ａ）は縦断面図を、図６（ｂ）は水平断面図をそれぞれ室温ｔ０の状態を示している。
図６に示すようにレンズユニット６０は、保持部材１７０上に保持され、固体撮像素子８０は、基板８１、保持部材１５１ａを介して基台５１上に固定される。保持部材１７０は、基台５１に対して、光軸方向に移動自在に支持されている。この支持方法は、実施の形態１と基本的に同じである。すなわち、凸部７２による３点支持であると共に、貫通孔７３と２本のピン６８と板バネ６９からなる支持機構が２つ設けられてなる。
【００４４】
位置ずれ軽減部１９０は、長尺部材１９１と、２つの保持部材１９２、２つの逆反り防止部材１９４を備え、基台５１上のＸ方向（原稿の反射光の進行方向）上流側の端部に配設されている。
長尺部材１９１の長手方向中央部は、保持部材１７０の、原稿の反射光の進行方向上流側の端部に設けられた連結部１７１に固定されている。
【００４５】
このような構成において、環境温度が上昇すると、長尺部材１９１が光軸Ｌに平行な所定の方向、ここではＸ方向に反り、これによりレンズユニット６０が基台５１に対しＸ方向に移動するようになる。このようにレンズユニット６０を移動させることでも、温度上昇に伴う位置ずれの軽減を図ることができる。
本実施の形態のように縮小側である積層レンズ６１から固体撮像素子８０までの距離を可変させる構成にすれば、実施の形態１のように長尺部材の反り量が縮小換算されないので、縮小換算される構成よりも少ない反り量で、縮小換算の構成と同程度の位置ずれ軽減効果を得ることができ、長尺部材の長さをより短くできるなど位置ずれ軽減部の小型化を図れる。具体的に、例えば温度変化に伴う焦点距離の変動が大きいレンズを用いたために積層レンズ６１の結像位置と固体撮像素子８０の受光面とのずれが大きくなるような場合に、縮小換算の構成をとれば、そのずれを軽減するのに必要な量だけ、長尺部材を長くして反り量を大きく確保する必要が生じるが、本実施の形態の構成では、それほどまでに長尺部材を長くしなくても、そのずれを軽減することができる。上記のように通常、樹脂レンズは、ガラスレンズよりも焦点距離の変動が大きいことからすると、このような焦点距離の変動が大きい樹脂レンズを用いる構成に好適であるといえる。
【００４６】
＜実施の形態３＞
上記実施の形態２では、位置ずれ軽減部をレンズユニット６０よりも原稿の反射光の進行方向上流側の位置に配設する構成としたが、本実施の形態３では、レンズユニット６０と固体撮像素子８０の間の位置に配設する構成としており、この点で異なっている。また、基台５１などの部材の素材や大きさ等の相違から温度上昇時での結像位置のずれる方向が実施の形態２に対して逆方向になっており、この点も異なっている。
【００４７】
図７は、本実施の形態に係る画像読取ユニット２５０の構成を示す図であり、図７（ａ）は縦断面図を、図７（ｂ）は水平断面図をそれぞれ室温ｔ０の状態を示している。また、図８は、温度上昇時に位置ずれ軽減部に設けられた長尺部材が反った状態を示す水平断面図である。
両図に示すように、位置ずれ軽減部２９０は、長尺部材２９１と、２つの保持部材２９２と、２つの逆反り防止部材２９４を備え、基台５１上の、レンズユニット６０と固体撮像素子８０の間の位置に配設されており、長尺部材２９１の長手方向中央が保持部材２７０の固体撮像素子８０の位置する側に設けられた連結部２７１に固定されている。
【００４８】
環境温度が上昇すると、図８に示すように長尺部材２９１がＸ´方向に反り、これにより保持部材２７０が基台５１に対しＸ´方向に移動する。保持部材２７０の移動により、レンズユニット６０がＸ´方向に移動することになる。
装置構成によっては、本実施の形態の構成でも、実施の形態２と同様に温度上昇に伴う位置ずれの軽減を図ることができる。
【００４９】
＜変形例＞
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施の形態では、長尺部材９１として１枚の長尺部材を用いた例を説明したが、これに限られない。例えば、図９に示すように長尺部材３９１として、線膨張係数の異なる金属製の長尺の板状の部材３９１ａ、３９１ｂを貼り合わせてバイメタルとして機能するものを用いる構成をとるとしても良い。同図に示す例では、温度上昇時に長尺部材３９１が所定の方向としてＸ方向に反っている様子を示している。部材３９１ａと３９１ｂの線膨張係数の値とその差分の大きさにより、長尺部材３９１の反る方向と反り量（レンズユニット６０に移動方向と移動量）を予め決めることができる。この構成では、逆反り防止部材を設ける必要がない。なお、上記実施の形態でも長尺部材の保持構成によって逆反りが発生しないような場合には逆反り防止部材を設けない構成をとるとしても良い。
【００５０】
（２）上記実施の形態１では、温度上昇に伴ってレンズユニット６０と固体撮像素子８０をＸ方向に移動させる構成例を、実施の形態２、３ではレンズユニット６０を移動させる構成例をそれぞれ説明したが、集光レンズを保持する第１保持部材および／または固体撮像素子を保持する第２保持部材を、原稿面に対し集光レンズの光軸に沿って相対的に変位させて、温度変化に起因する集光レンズの結像位置と固体撮像素子の受光面との光軸方向における位置ずれを軽減させる構成であれば、上記の構成に限られない。例えば、固体撮像素子を光軸方向に変位させる構成をとるとしても良い。また、移動方向が上記の方向に限られることはなく、装置構成によっては、上記とは逆の方向に移動させることにより位置ずれ軽減を図れる場合もある。
【００５１】
さらに、上記では、実施の形態１はガラスレンズを用いる場合に好適であり、実施の形態２、３は樹脂レンズを用いる場合に好適であるとしたが、もちろん実施の形態１の構成において樹脂レンズなどを用いるとしても良いし、実施の形態２、３の構成においてガラスレンズなどを用いるとしても良い。
（３）また、位置ずれ軽減部９０としては、長尺部材９１を光軸に直交する方向に所定間隔をおいた一方端側と他方端側の各位置で保持し、長尺部材９１の熱膨張による当該直交する方向における伸張を規制することにより、長尺部材９１を光軸Ｌに平行な所定の方向（ＸまたはＸ´方向）に反らせ、温度上昇に伴って生じる長尺部材９１の反りを利用して、積層レンズ６１および／または固体撮像素子８０の変位を発生させることが可能な構成であれば良い。
【００５２】
例えば、長尺部材９１の形状は、板状に限られず、棒状などでも良い。また、光軸に直交する方向にある程度の長さを有し、その長さ方向の伸びが拘束（規制）された状態で、温度上昇したときに、その規制により光軸方向に反る部材であれば、必ずしも長尺状でなくても構わない。さらに、板状とする場合に、平板に限られず、例えば弧状などであっても良い。
【００５３】
（４）また、長尺部材の一方端側と他方端側を保持部材で保持する機構としては、上記のネジによる固定に限られない。長尺部材９１をその長手方向の伸びを規制して反らせることができる保持方法であれば良く、例えば双方の保持部材それぞれに平面視でコの字状となる凹入部を、両凹入部の開口が向き合うように形成し、その凹入部に長尺部材の両端部を上方から嵌め込み、室温時にガタが生ぜず、温度上昇時にはＹ方向における伸びを規制できるように保持する構成をとるとしても良い。
【００５４】
さらに、長尺部材９１をその長手方向の伸びを規制して反らせることができる保持方法であれば、長尺部材９１の長手方向両端を保持する構成に限られない。例えば、長尺部材９１の両端よりも中央よりの、光軸に直交する方向に所定距離をおいた２箇所の位置それぞれで保持する構成としても良い。
また、２つの保持部材９２を基台５１上に立設する構成例としたが、これに限られない。例えば、長尺部材９１よりも長いまたは略同じ長さの水平部の両端側それぞれに、水平部から垂直方向に延出する直立部を設けてなるコの字状部材を配置し、各直立部において長尺部材９１の両端を保持する構成をとることもできる。この構成の場合、長尺部材９１の方が水平部よりも線膨張係数の大きな素材が用いられる。
【００５５】
（５）上記実施の形態では、画像読取装置としてミラースキャン方式を用いた例を説明したが、読取方式がこれに限られないことはいうまでもなく、少なくとも集光レンズおよび固体撮像素子を有し、原稿面からの反射光を集光レンズを介して固体撮像素子の受光面で受光する画像読取装置一般に適用することができる。
また、画像データに基づきシート上に画像を形成する画像形成装置、例えば複写機、ファクシミリ装置、多機能複合機（ＭＦＰ：Multiple Function Peripheral）などに、原稿画像を読み取る画像読取部が備えられている場合に、当該画像読取部として上記の画像読取装置を適用することも可能である。さらに、上記実施の形態および上記変形例の内容をそれぞれ組み合わせるとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、原稿面からの反射光を集光レンズを介して固体撮像素子の受光面上で受光して画像データを生成する画像読取装置に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】実施の形態１に係る画像読取装置の概略構成を示す図である。
【図２】（ａ）は、上記画像読取装置に備えられる画像読取ユニットの構成を示す縦断面図であり、（ｂ）は、画像読取ユニットの構成を示す水平断面図である。
【図３】画像読取ユニットに備えられる位置ずれ軽減部を、図２（ｂ）の矢印Ｄで示す方向から見たときの分解斜視図である。
【図４】温度上昇時に位置ずれ軽減部に設けられた長尺部材がＸ方向に反った状態を示す水平断面図である。
【図５】温度変化量（横軸）に対する長尺部材の反り量（縦軸）の関係を示すグラフである。
【図６】（ａ）は、実施の形態２に係る画像読取ユニットの構成を示す縦断面図であり、（ｂ）は、水平断面図である。
【図７】（ａ）は、実施の形態３に係る画像読取ユニットの構成を示す縦断面図であり、（ｂ）は、水平断面図である。
【図８】実施の形態３において温度上昇時に位置ずれ軽減部に設けられた長尺部材が反った状態を示す水平断面図である。
【図９】変形例に係る長尺部材の構成例を示す水平断面図である。
【図１０】従来の画像読取装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
８    画像読取装置
４０    ランプ
５０、１５０、２５０    画像読取ユニット
５１    基台
５１ａ、７０、９２、１７０、１９２、２７０、２９２  保持部材
６０    レンズユニット
６１    積層レンズ
８０    固体撮像素子
９０、１９０、２９０    位置ずれ軽減部
９１、１９１、２９１、３９１    長尺部材
９４      逆反り防止部材
３９１ａ、３９１ｂ  板状の部材
【図１】
2010130297.tif 000003
【図２】
2010130297.tif 000004
【図３】
2010130297.tif 000005
【図４】
2010130297.tif 000006
【図５】
2010130297.tif 000007
【図６】
2010130297.tif 000008
【図７】
2010130297.tif 000009
【図８】
2010130297.tif 000010
【図９】
2010130297.tif 000011
【図１０】
2010130297.tif 000012