(57)【要約】  熱可塑性樹脂からなる成型体に被固定物を熱かしめにより固定するに際し、加熱収縮により発生する反り量を低減した熱かしめ結合体及びその方法を提供する。熱可塑性樹脂からなる外形が直方体状の成型体の長手方向に複数のかしめ用突起部を突設させ、該複数のかしめ用突起部を加熱して変形させることで被固定物を熱かしめにて固定した熱かしめ結合体であって、熱かしめ前の成型体（４）のかしめ用突起部（１２）を挟んで、各突起部の付け根から離れた位置に反り防止用の溝（１５）を形成している。該熱かしめ結合体を密着型イメージセンサ（ＣＩＳ）ユニットに適用することで、ＣＩＳユニットの長手方向の画像の歪みや解像度等の品質差を無視できるほど良好な画像読取装置を製作できる。
2008139620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂からなる外形が直方体状の成型体の長手方向に突設させた複数のかしめ用突起部を加熱して変形させることにより被固定物を熱かしめにより固定した熱かしめ結合体であって、
熱かしめ前の前記成型体の表面に、前記かしめ用突起部の複数を前記成型体の長手方向に略直線状に配列して突設させ、前記各かしめ用突起部の付け根から離れた位置に反り防止用の溝を形成したことを特徴とする熱かしめ結合体。
【請求項２】
前記付け根から離れた位置は、かしめ製造に用いるかしめ用冶具と前記かしめ用突起部の形状に基づいて決定されたことを特徴とする請求項１に記載の熱かしめ結合体。
【請求項３】
前記成型体は、前記被固定物の端面を囲う枠部を有し、当該枠部の上側表面に前記かしめ用突起部を複数突設させたことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱かしめ結合体。
【請求項４】
前記成型体は、前記被固定物と接合する面に前記かしめ用突起部を複数突設し、
前記かしめ用突起部のそれぞれは、前記被固定物に設けたかしめ用穴内を通して突出させた状態で熱かしめされることを特徴とする請求項１に記載の熱かしめ結合体。
【請求項５】
前記成型体は、前記被固定物の端面を囲う枠部を有することを特徴とする請求項４に記載の熱かしめ結合体。
【請求項６】
前記かしめ用突起部は、前記熱かしめの後、前記枠部の上側表面と略同一面となるように変形されることを特徴とする請求項３又は５に記載の熱かしめ結合体。
【請求項７】
前記反り防止用の溝は、前記熱かしめの際、前記かしめ用突起部から当該反り防止用の溝の外側部分への熱伝導を減少させる構造を有していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の熱かしめ結合体。
【請求項８】
前記熱可塑性樹脂はポリカーボネートであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の熱かしめ結合体。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の熱かしめ結合体であって、被固定物である基板を固定した中空部分を有する熱かしめ結合体と、
原稿面を照射する光源と、
原稿面からの反射光を結像させるレンズアレイと、
前記レンズアレイからの光を電気信号に変換する光電変換素子と、
を有することを特徴とするイメージセンサユニット。
【請求項１０】
請求項９に記載のイメージセンサユニットを備えることを特徴とする画像読取装置。
【請求項１１】
熱可塑性樹脂からなる外形が略直方体状の成型体の表面に突設させたかしめ用突起部を加熱し変形させることにより被固定物をかしめる熱かしめ方法であって、
表面に前記かしめ用突起部の複数を前記成型体の長手方向に略直線状に配列して突設させ、前記各かしめ用突起部の付け根から離れた位置に反り防止用の溝を形成した成型体の枠部に被固定物を嵌め、熱及び圧力により前記かしめ用突起部を変形させてかしめることを特徴とする熱かしめ方法。
【請求項１２】
前記付け根から離れた位置は、かしめ製造に用いるかしめ用冶具と前記かしめ用突起部の形状に基づいて決定されたことを特徴とする請求項１１に記載の熱かしめ方法。
【請求項１３】
前記枠部は、前記被固定物の端面を囲うように設けられており、前記枠部の上側表面に前記かしめ用突起部を複数突設させたことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の熱かしめ方法。
【請求項１４】
前記成型体の前記被固定物と接合する面に前記かしめ用突起部を突設させ、前記かしめ用突起部は、前記被固定物に設けたかしめ用穴内を通して前記かしめ用穴から突出させた後かしめられることを特徴とする請求項１１に記載の熱かしめ方法。
【請求項１５】
前記かしめ用突起部を、かしめ後に前記枠部の上側表面と略同一面となるまで変形させることを特徴とする請求項１３に記載の熱かしめ方法。
【請求項１６】
前記反り防止用の溝が、かしめの際に前記かしめ用突起部から前記反り防止用の溝の外側部分の前記成型体への熱伝導を減少させる構造を有することを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の熱かしめ方法。
【請求項１７】
前記熱可塑性樹脂は、ポリカーボネートであることを特徴とする請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載の熱かしめ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂からなる成型体の表面に突設させたかしめ用突起部を加熱し、加圧変形させて被固定物を成型体に結合する熱かしめ結合体及び及びその方法と、この熱かしめ結合体を用いたイメージセンサ及びそれを用いた画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
イメージスキャナ、複写機等の画像読取装置では、原稿面の画像情報を光学的に読取って電気信号に変換するイメージセンサが使用されている。このようなイメージセンサとしては、ライン状で、原稿に近接して等倍で読取る密着型イメージセンサユニット（以下、ＣＩＳユニット）が一般的である（特許文献１参照）。【０００３】
図１０は、従来のＣＩＳユニットの構成を断面で説明する図である。【０００４】
ＣＩＳユニット１００は、透明ガラス板１０３の下側に載置された原稿１０２の画像を読取る。このユニット１００は、成型体１０４の内部に原稿１０２の表面を照射するライン状の光源１０５、原稿面からの反射光をライン状の光電変換素子１０８に結像させるレンズアレイ１０７を有している。更に、このライン状の光電変換素子１０８及びその光電変換素子１０８の駆動回路や制御回路などを実装した矩形の基板１１０等が実装されている。そして、成型体１０４には、優れた成型性と経済性の観点から熱可塑性樹脂が使用されている（特許文献２参照）。【０００５】
このようなＣＩＳユニットにおいて、ライン状の光源１０５で照射された原稿１０２上の読取りライン１０９、レンズアレイ１０７、光電変換素子１０８は同一の光軸上に正確に位置付けされている。またこれら相互間の光学的な距離が決定されており、その位置と距離が正確に維持される必要がある。近年の画像読取装置における高解像度での読取り要求が高まるにつれて、ＣＩＳユニットの構成部品がより高い寸法精度で成型体１０４に組み込まれ、より寸法精度の高いＣＩＳユニットが要求されてきている。【０００６】
基板１１０は、光電変換素子１０８の他に、ライン状の光源１０５への電源供給部や信号入出力部（不図示）等を有するとともに、各種電子部品が実装されている。更に、それらを接続する導体配線がパターン形成され、外部からの電源や信号の供給により光電変換素子１０８やライン状の光源１０５を駆動する回路を有する。【０００７】
図９Ａ、図９Ｂは、この基板を成型体に固定する方法を説明する図である。【０００８】
基板１１０は、図９Ａに示すように、熱可塑性樹脂からなる成型体１０４に熱かしめにより固定される。この際、成型体１０４の上部表面に突出させて形成された複数のかしめ用の突起１１２により成型体１０４に熱かしめされ、ＣＩＳユニット１００（図１０）である熱かしめ結合体１０１となる（図９Ｂ）。この熱かしめ結合体１０１は、前述の図１０のＣＩＳユニット１００となる。このような熱可塑性樹脂からなる成型体１０１の表面に形成したかしめ用突起部１１２で被固定物である部品をかしめて固定する熱かしめ法の詳細が特許文献３に記載されている。
【特許文献１】特開２００６−２８７９２３号公報
【特許文献２】特開平０７−１６２５８７号公報
【特許文献３】特開２００１−０１８２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のＣＩＳユニット１００は、熱可塑性樹脂からなる外形が略直方体の成形体１０４に、その上面に矩形で板形状の基板１１０を熱かしめした熱かしめ結合体である。図９Ａは、成型体１０４に基板１１０を熱かしめする前の状態を示し、図９Ｂは、熱かしめした後の形状を示している。尚、図９Ｂの線Ａ−Ａ'における断面を図１０に示している。以下、図９Ａの矢印Ｄの方向を「上方向」と呼ぶ。また図９ＢにおけるＢは、この熱かしめにより発生する熱かしめ結合体１０１の長手方向の歪み（反り量）を示している。【００１０】
図９Ａにおいて、成型体１０４の上側には、基板１１０の端面を囲むように枠部１１４が形成され、その枠部１１４の上側表面１１３にかしめ用突起部１１２が複数突設されている。これら複数のかしめ用突起部１１２は、熱可塑性樹脂からなる成型体１０４の一部として形成されている。そして熱かしめ冶具１１９（図１０）でかしめ用突起部１１２を加熱押圧して図１０のように変形させて基板１１０を固定する。その際、かしめ用突起部１１２が設けられた周囲の成型体１０４も熱かしめにより加熱される。そして、その後、この加熱された部分では加熱収縮が発生し、冷却により、その収縮した形状のまま固定化する。従って、図９Ｂのように、熱かしめ結合体１０１は、かしめ用突起部１１２が設けられている上側が収縮して上側表面が凹となる反り変形が発生することになる。特に複数のかしめ用突起部１１２が略直線状に配列している場合、その略直線方向の反りは、各かしめ用突起部１１２の加熱収縮が累積されて大きな反り量となることになる。【００１１】
熱可塑性樹脂の成型品における加熱収縮は、成型時の配向によって生じた成型品内部の残留応力が、その後の加熱により解放され、その加熱部分が収縮を起こすことによって生じると考えられる。このような反りが生じた直方体形状のＣＩＳユニットを組み込んだ画像読取装置では、読取りライン１０９から光電変換素子１０８までの光学的距離が、光電変換素子１０８の長手方向の中央と両端とで異なることになる。つまりこの光学的距離が、ＣＩＳユニットの長手方向の両端部では中央部より長くなる。この結果、ＣＩＳユニットのライン全長域で適性焦点が得られにくくなり、読取り画像に歪みや解像度の低下が生じることになる。【００１２】
本発明の目的は、上述した従来の問題点を解決することにある。【００１３】
本願発明の特徴は、熱可塑性樹脂からなる成型体に被固定物を熱かしめにより固定する際に生じる反り量を軽減した熱かしめ結合体及びその方法と、イメージセンサユニットと画像読取装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明の一態様に係る熱かしめ結合体は以下のような構成を備える。即ち、
熱可塑性樹脂からなる外形が直方体状の成型体の長手方向に突設させた複数のかしめ用突起部を加熱して変形させることにより被固定物を熱かしめにより固定した熱かしめ結合体であって、
熱かしめ前の前記成型体の表面に、前記かしめ用突起部の複数を前記成型体の長手方向に略直線状に配列して突設させ、前記各かしめ用突起部の付け根から離れた位置に反り防止用の溝を形成したことを特徴とする。【００１５】
上記目的を達成するために本発明の一態様に係るイメージセンサユニットは以下のような構成を備える。即ち、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の熱かしめ結合体であって、被固定物である基板を固定した中空部分を有する熱かしめ結合体と、
原稿面を照射する光源と、
原稿面からの反射光を結像させるレンズアレイと、
前記レンズアレイからの光を電気信号に変換する光電変換素子と、
を有することを特徴とする。【００１６】
上記目的を達成するために本発明の一態様に係る画像読取装置は以下のような構成を備える。即ち、
請求項９に記載のイメージセンサユニットを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、熱可塑性樹脂からなる成型体と被固定物とを熱かしめした熱かしめ結合体に生じる反り量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】、
【図１Ｂ】本実施の形態１に係る熱かしめにより成型体に基板を固定する様子を説明する図である。
【図２】本実施の形態１に係るＣＩＳユニットの構成を断面で説明する図である。
【図３Ａ】、
【図３Ｂ】本実施の形態２に係る熱かしめにより成型体に基板を固定した状態を示す要部拡大図である。
【図４】本実施の形態２に係るＣＩＳユニットの構成を断面で説明する図である。
【図５Ａ】、
【図５Ｂ】本実施の形態３に係る熱かしめにより成型体に基板を固定した状態を説明する図である。
【図６】本実施の形態４に係る熱かしめ結合体を説明する図である。
【図７】この実施の形態４に係る熱かしめ結合体を説明する断面図である。
【図８】本実施の形態に係る画像読取装置の外観図である。
【図９Ａ】、
【図９Ｂ】従来技術による熱可塑性樹脂製の成形体と基板とからなる熱かしめ結合体を説明する斜視図である。
【図１０】従来のＣＩＳユニットの構成を断面で説明する図である。
【図１１】本実施の形態１で用いたのと同じ枠部を有する成型体において、反り防止用の溝の位置をかしめ用突起部の付け根に設けた比較例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態２において、向かい合うかしめ用突起部を一対毎に１本の熱かしめ冶具で加熱し押圧してかしめている状態を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。尚、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。【００２０】
本実施の形態では、密着型イメージセンサ（ＣＩＳ）ユニットにおける熱可塑性樹脂からなる成型体に、基板を被固定物として熱かしめにより固定した熱かしめ結合体を例として説明する。後述する図２、図４及び図７は、本実施の形態の形態に係る熱かしめ結合体として、電源供給部や信号入出力部を有しライン状の光電変換素子１０８を精度良く実装した基板を、熱かしめ方法で成型体に精度良く位置決めして熱かしめした例を示している。【００２１】
本実施形態に係る成型体４，４４は、熱可塑性のポリカーボネート樹脂にガラス繊維３０重量％を添加して、黒着色した繊維強化プラスチック（帝人化成、ポリカーボネート樹脂ＧＮタイプ）を射出成型したものである。この外形が略直方体の成型体は、最大長手方向の長さが約２４５ｍｍであり、断面の外形寸法は縦約１０ｍｍ、横幅約１７ｍｍのほぼ矩形である。更に、被固定物である基板１０，４０を熱かしめにより固定するためのかしめ用突起部１２，３２，４２（図１Ａ，図３Ａ，図５Ａ，図６）は、成型体と同材質で、成型体の表面に形成されている。また、これらかしめ用突起部の付け根１６，３６，４６から離れた成型体表面に反り防止用の溝１５，２５，３５（図１Ａ，図３Ａ，図５Ａ）を形成したことを特徴としている。尚、これらの材質や寸法等は、本実施の形態の一例を示すもので、本発明はこれら樹脂や寸法に限定されるものではない。【００２２】
また被固定物である基板１０，４０は、ガラスエポキシ樹脂からなる板厚約１．０ｍｍのプリント基板であり、長手方向の長さが約２４０ｍｍ、横約１０ｍｍとしている。この被固定物（基板）の材質や寸法はあくまでも一例であり、本願発明を限定するものではない。【００２３】
更に、本実施の形態に係る熱かしめ結合体１１，２１，３１，４１は、ＣＩＳユニットとして機能すべく、成型体の内部に基板の他に、原稿面を照らすライン状光源５、原稿面からの反射光を光電変換素子８に結像させるレンズアレイ７等を搭載している。尚、この光電変換素子８は、レンズアレイ７が結像した光を電気信号に変換するものである。このように構成したＣＩＳユニットを図８に示す画像読取装置１１０１に組み込むことにより、本実施の形態に係る画像読取装置が形成される。【００２４】
図８は、本実施の形態に係る画像読取装置の外観図である。【００２５】
この画像読取装置１１０１は、上述の本実施の形態に係るＣＩＳユニットを組み込んだフラットベッド型イメージスキャナである。この画像読取装置１１０１は、筐体１１０２の内部に、後述するＣＩＳユニット１１００を搭載している。更に、この筐体１１０２には、ＣＩＳユニット１１００を移動させるための駆動モータ１１０３及びワイヤ１１０４が設けられている。また筐体１１０２の上面には、ガラス板１１０５が原稿支持体として取り付けられている。また筐体１１０２の端部には、原稿を押さえる圧板１１０６が開閉可能に取り付けられている。尚、組み込んだＣＩＳユニットの向きは、図２，４，７とは上下が逆転し、透明ガラス板３側を上向きで、基板１０，４０側を下向きにして搭載するものである。【００２６】
このように構成された画像読取装置１１０１では、ガラス板１１０５上に原稿を下向きに載せ圧板１１０６を閉じる。その後、駆動モータ１１０３を回転駆動してワイヤ１１０４を機械的に動かすことにより、ＣＩＳユニット１１００を読取方向（走査方向）に移動して、その原稿の画像を読取る。【００２７】
本実施の形態に係る画像読取装置は、このようなイメージスキャナに限定されるものでなく、本実施の形態に係るＣＩＳユニットを組込んだ複写機やファクシミリも本発明の画像読取装置の範疇に含まれる。【００２８】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。各図中の符号は、同一のものを指し示す場合は同一の符号とした。また、各図に記した矢印Ｄの方向を「上方向」と定義する。【００２９】
［実施の形態１］
次に本発明の実施の形態１について詳細に説明する。【００３０】
図１Ａ、図１Ｂは、本実施の形態１に係る熱かしめにより成型体に基板を固定する様子を説明する図である。【００３１】
基板１０は、図１Ａに示すように、熱可塑性樹脂からなる成型体４に組み込まれる。成型体４の上部に突出させて形成した複数のかしめ用突起１２により成型体４に熱かしめされる。このように基板１０の端部は、成型体４の枠部１４に囲まれ、成型体４と一体にかしめられて熱かしめ結合体１１（図１Ｂ）を構成する。枠部１４は成型体４の一部分を示し、被固定物である基板１０の端面全周を囲んで基板１０を収容している。更に、成型体４において、この枠部１４の上側表面１３の幅方向両側のそれぞれには、直線状に複数のかしめ用突起部１２が配設されている。また各かしめ用突起部１２の付け根１６から約１．５ｍｍ程度離れた枠部１４の表面１３に、反り防止用の溝１５が形成されている。【００３２】
本実施の形態１では、肉厚１．５ｍｍの枠部１４に、溝幅１ｍｍ、深さ３ｍｍの反り防止用の溝１５を、各かしめ用突起部１２の付け根１６から離れた位置に形成している。【００３３】
図１Ａは、基板１０を枠部１４に嵌めた状態（熱かしめの前の状態）を示している。そして図１Ｂは、熱かしめを行なって基板１０を枠部１４に固定した状態を示している。図１Ｂにおいて、１７は、熱かしめを行なった後のかしめ用突起部１２の形状を示している。ここでは、熱かしめを行なった後の突起部１７の上面は、枠部１４の表面１３と略同一面となっている。【００３４】
図２は、本実施の形態１に係るＣＩＳユニットの構成を断面で説明する図である。この図２は、図１ＢのＷ−Ｗの断面形状を示している。尚、図２において、図１Ａ，図１Ｂと共通する部分は同じ記号で示し、それらの説明を省略する。【００３５】
ＣＩＳユニットは、透明ガラス板３の下側に載置された原稿２の画像を読取る。このＣＩＳユニットは、成型体４の内部に原稿２の表面を照射するライン状の光源５、原稿面からの反射光をライン状の光電変換素子８に結像させるレンズアレイ７を有している。更に、この光電変換素子８及びその光電変換素子８を実装した矩形の基板１０等が実装されている。【００３６】
このようなＣＩＳユニットにおいて、光源５で照射された原稿２上の読取りライン９、レンズアレイ７、光電変換素子８は同一の光軸上に正確に位置付けされている。またそれら相互間の光学的な距離が決定されており、その位置と距離が正確に維持されている。【００３７】
図２において、向かい合うかしめ用突起部１２を一対毎に１本の熱かしめ冶具１９で加熱して押圧する。こうして、熱かしめ後のかしめ用突起部１７で示すように、かしめ用突起部１２が枠部１４の上側表面１３と略同一面となるまで変形させるようにかしめを行った。本実施の形態１では、図１Ａに示すように、６対のかしめ用突起部１２を有している。よって、６本の熱かしめ冶具１９を同時に作動させて、全１２個のかしめ用突起部１２によって基板１０を成型体４に固定している。この時の熱かしめは、熱かしめ冶具１９の温度を１９０℃に保ち、熱かしめ冶具１９を押圧するための加圧シリンダの空気圧を０．２ＭＰａとし、１５秒間の熱かしめにより行なった。【００３８】
その後、熱かしめ結合体１１を充分に冷却してから、この熱かしめ結合体１１の反り量を図９ＢのＢで示す寸法として測定した。また同様に、図９Ｂに示す成型体４に反り防止溝を設けない従来の熱かしめ結合体での反り量を比較例１して以下の表１に示す。【００３９】
【表１】
2008139620.tif 000003
【００４０】
この表１から判るように、本実施の形態１に係る熱かしめ結合体１１の平均反り量は１７μｍである。これに対して比較例１である従来の熱かしめ結合体の平均反り量は１００μｍとなっており、反り量が低減されたことがわかる。【００４１】
また反り量の比較とは別に、図８に示す画像読取装置１１０１に本実施の形態１に係るＣＩＳユニットを搭載して、解像度判定用の原稿を読取り、その読取ったデータを、接続されているプリンタに出力して印刷した。この印刷画像を検証した結果、ＣＩＳユニットの長手方向の中央部と両端部における画像の歪みや解像度等の品質差は無視できる程度であり、良好な画像読取装置が製作できることを確認した。【００４２】
また上述したように、熱かしめ時に、かしめ用突起部１２を枠部１４の上側表面１３と略同一面となるまで変形させて基板１０を固定しているため、枠部１４の上側表面１３には、熱かしめ加工による凹凸が殆ど発生していない。この凸凹は、上側表面１３から±４０μｍ以内であることが望ましい。このような本実施の形態１に係る熱かしめ法によるＣＩＳユニットは、画像読取装置に、容易、且つ位置精度良く搭載できる。【００４３】
図１１は、比較例として、本実施の形態１で用いたのと同じ枠部１４を有する成型体４において、反り防止用の溝５１の位置をかしめ用突起部１２の付け根に設けた場合を示す図である。尚、図１Ａ，図１Ｂと共通する部分は同じ記号で示し、それらの説明を省略する。【００４４】
この比較例では、前述の実施の形態１と同様に、成型体４に基板１０を収納して熱かしめを行なった。この場合、かしめ用の突起部１２の付け根に当る部位に変形が生じており、その変形が反り防止用の溝５１を潰す可能性があることが判明した。また反り量の測定値は、前述の実施の形態１に比べてばらつきの大きいものであった。このことから、かしめ用突起部１２の付け根に沿って反り防止用の溝を設けると、前述の実施の形態１に比べて、反り防止の効果が得られず、その成型品の形状精度も低下することが判明した。【００４５】
［実施の形態２］
図４は、本実施の形態２に係るＣＩＳユニット２の構成を断面で説明する図である。尚、図４において、前述の図１Ａ，図１Ｂと共通する部分は同じ記号で示し、それらの説明を省略する。【００４６】
また図３Ａ，３Ｂは、本実施の形態２に係る熱かしめにより成型体に基板を固定した状態を示す要部拡大図である。図４は、この図３ＢのＸ−Ｘ断面形状を示す。【００４７】
この実施の形態２では、かしめ用突起部１２の付け根１６から離れて枠部１４の表面に反り防止用の溝２５を設けている。この溝２５は、図示のように、枠部１４の肉厚内側の部分を僅かに残して形成されている。つまり反り防止用の溝２５は、肉厚１．５ｍｍの枠部１４の内側を０．１５ｍｍ程度残して、上側表面１３から下側方向３ｍｍまでに形成した。そして実施の形態１と同様の熱かしめ冶具及び条件で熱かしめを行ない、熱かしめ後のかしめ用突起部１２の上部２７（図３Ｂ）を、枠部１４の上側表面１３と略同一面となるまで変形させた。そして、この熱かしめ結合体２１を充分に冷却した後、図９ＢのＢに相当する寸法を測定した。この結果が、前述の表１の実施の形態２の測定例として示している。【００４８】
上述の表１から明らかなように、本実施の形態２に係る熱かしめ結合体２１の平均反り量は３１μｍであり、前述の実施の形態１の平均反り量よりやや大きくなっている。これは、反り防止溝２５の形成が枠部１４の肉厚を僅かに残したことによると考えられる。【００４９】
また反り量の比較とは別に、図８の画像読取装置１１０１に本実施の形態２に係るＣＩＳユニットを搭載し、前述の実施の形態１と同様に、その画像読取装置１１０１で読取った画像を印刷して比較を行った。【００５０】
その結果、その読取った画像おけるＣＩＳユニットの中央部と両端部に該当する部分の画像の歪みや解像度等の品質差は無視できる程度であり、良好なＣＩＳユニットによる画像読取装置が製作できることを確認した。【００５１】
また、熱かしめ時にかしめ用突起部１２を枠部の上側表面１３と略同一面となるまで変形させて形を固定しているため、枠部１４の上側表面１３にはかしめ加工による不要な凹凸が発生していない。これにより実施の形態１と同様に、画像読取装置に容易に位置精度良く搭載できる。【００５２】
尚、この実施の形態２における反り防止用の溝２５は、枠部１４の内側部分を残すように形成している。このため、成型体４の内部の光路を確保でき、基板１０とその実装部品とを収納するための成型体４の内部の空間１８（図４）への、外部からの光の漏入を防止できる。これにより、より優れたＣＩＳユニットが製作できた。ここで基板１０は遮光性の高い黒色の熱硬化ソルダーレジスト（山栄化学（株）製ＳＳＲ−６７１等）でコーテング処理したものを用いることが好適である。【００５３】
［実施の形態３］
次に本発明の実施の形態３について説明する。【００５４】
図５Ａ，図５Ｂは、本実施の形態３に係る熱かしめにより成型体３４に基板１０を固定する状態を説明する図である。【００５５】
本実施の形態３の実施形態における成型体３４は、図１に示す枠部１４の無い構造であり、図５Ａに示すように、被固定物である基板１０の下面が当接する成型体３４の表面の幅方向両側に、略直線状に、かしめ用突起部３２を複数突設している。【００５６】
前述の実施の形態１又は２における、基板１０の端面を囲う枠部１４の機能は、ＣＩＳユニットが流通段階やスキャナ等に装着された後、基板１０が位置ズレや破損を起こさないように固定する役目を担っている。しかし、この機能を他に代替すれば、枠部１４を有しない成型体３４を用いた熱かしめ結合体３１も本発明の範疇に含まれる。【００５７】
本実施の形態３に係るかしめ用突起部３２の付け根から先端までの長さは、前述の実施の形態１の突起部１２に比べて枠部１４の高さ分だけ長くなっている。また反り防止用の溝３５は、このかしめ用突起部３２の両側の付け根３６から１．５ｍｍ程度離れた位置の上側表面３３に形成されている（図５Ａ）。つまり、この溝３５は、成型体３４の外側面と内部の空間１８との間の肉厚約３ｍｍを横断し、下側方向の深さを約１．５ｍｍに形成した溝である。そして、幅方向両端に設けた略直線状２列のかしめ用突起部３２の間に基板１０を配置し、前述の実施の形態１の熱かしめ冶具１９を用いて、実施の形態１と同様のかしめ条件でかしめを行なった。その状態を図５Ｂに示す。こうして基板１０を固定した熱かしめ結合体３１を製作した。【００５８】
この熱かしめ結合体３１を充分に冷却した後、図９ＢのＢで示す反り量を測定した結果、平均反り量は１５μｍ程度であった。【００５９】
本実施の形態３に対する比較例として、反り防止溝３５を形成しない成型体３４と基板１０とを本実施の形態３と同様の条件で熱かしめを行い、充分に冷却した後で測定した反り量は平均５８μｍ程度であった。【００６０】
この結果から、本実施の形態３に係る熱かしめ結合体３１の平均反り量１５μｍは、大幅に削減されていることが分かる。そしてこの反り量であれば、本実施の形態３に係る熱かしめ結合体３１を含むＣＩＳユニットを搭載した画像読取装置で読取った結果は、ＣＩＳユニットの長手方向の中央部と両端部に当る出力画像の品質差は無視できる程度となる。こうして良好なＣＩＳユニットによる画像読取装置が製作できることを確認した。【００６１】
また本実施の形態３の場合は、かしめ用突起部３２の長さが前述の実施の形態１，２に係る突起部よりも長いため、熱かしめ冶具１９から成型体３４への熱の伝導が抑制される。これにより、反り防止のために設ける反り防止用の溝３５の深さを、前述の実施の形態１，２に比べて浅く設定できる。【００６２】
［実施の形態４］
次に本発明の実施の形態４について説明する。【００６３】
図６は、本実施の形態４に係る熱かしめ結合体４１を説明する図である。【００６４】
この実施の形態４に係る成型体４４は、基板４０の端面を囲む枠部４８を有している。また熱かしめ結合体４１は、被固定物である基板４０の幅方向の略中央部にかしめ用穴５０を長手方向へ略直線状に６個設けている。そして、これらかしめ用穴５０に対応させて、この基板４０の下面が当接する成型体４４の表面に円柱状のかしめ用突起部４２が６個配設されている。こうしてかしめ用突起部４２のそれぞれを、各かしめ用穴５０から突出させて、その状態で熱かしめを行なって熱かしめ結合体４１を製作している。４３は、この成型体４４の上部表面を示す。【００６５】
本実施の形態４では、かしめ前に、図６に示すように、かしめ用突起部４２の付け根４６から離れた位置で付け根を囲むように、成型体４４の表面にリング状の反り防止用の溝４５を形成している。こうして、かしめ用突起部４２のそれぞれを、各かしめ用穴５０から突出させた状態で、基板４０を熱かしめで固定して熱かしめ結合体４１を製作した。【００６６】
本実施の形態３に係る成型体４４では、円柱状のかしめ用突起部４２の付け根４６の径を２．０ｍｍとしている。また、この付け根４６と同心円で０．５ｍｍの間隔を空けて基板４０の下面が当接する成型体４４の表面に、リング状の反り防止溝４５を、内径３．０ｍｍ、幅０．８ｍｍ、深さ２．０ｍｍで設けている。【００６７】
またかしめ用突起部４２は、成型体４４の長手方向に沿って略直線状に一列に６個をほぼ等間隔に配置している。基板４０において、かしめ用突起部４２の位置に対応して設けたかしめ用穴５０の径は２．２ｍｍとした。基板４０は、このかしめ用穴５０にかしめ用突起部４２を突出させて、且つ成型体４４に当接するように配置される。【００６８】
図７は、この実施の形態４に係る熱かしめ結合体４１を説明する断面図である。この図７は図６のＹ−Ｙ矢視における断面形状を示している。尚、前述の図面と共通する部分は同じ記号で示し、それらの説明を省略する。【００６９】
図７において、熱かしめ冶具４９を用いて熱かしめを行なうことにより熱かしめ結合体４１を製作している。尚、本実施の形態４では、かしめ用穴５０を基板４０の幅方向の略中央部で、長手方向に沿って略直線状に配置している。これにより、基板４０の横幅が約１５ｍｍ、成型体４４の横幅が約２０ｍｍとなり、前述の実施の形態１〜３より、基板４０の寸法を幅広となっている。【００７０】
本実施の形態４に係る熱かしめは、熱かしめ冶具４９の温度を１９０℃、加圧力０．２ＭＰａとして、１５秒間の熱かしめにより行なっている。この熱かしめ後のかしめ用突起部４２は、図６及び図７の４７で示すように、そのかしめ用突起部４２が枠部４８の上側表面４３と略同一面となるまで変形させた。その後、充分な冷却を行なってから、前述の実施の形態１と同様にして、熱かしめ結合体４１の反り量Ｂを測定した。その結果、平均反り量は、約２４μｍであった。【００７１】
またこの実施の形態４に対する比較例として、反り防止用の溝４５を形成していない成型体４４と基板４０とを本実施の形態４と同様の条件で熱かしめし、その後、充分に冷却して反り量を測定した。その結果、平均反り量が約５２μｍであった。【００７２】
この結果から、本実施の形態４に係る熱かしめ結合体４１の平均反り量２４μｍは、比較例の反り量５２μｍを大きく削減できることが分かる。【００７３】
この程度の反り量であれば、本実施の形態４に係る熱かしめ結合体４１を組み込んだ画像読取装置を用いれば、ＣＩＳユニットの長手方向の中央部と両端部に当る画像の品質差を無視できる程度にできる。こうして良好なＣＩＳユニットを用いた画像読取装置が製作できる。【００７４】
また、本実施の形態４によれば、熱かしめ時に、かしめ用突起部４２の上面を枠部４８の上側表面４３と略同一面となるまで変形させて形を固定している。このため、枠部４８の上側表面４３には、熱かしめ加工による不要な凹凸が存在しない。よって、本実施の形態４に係る熱かしめ法によるＣＩＳユニットは、前述の実施の形態と同様に、画像読取装置に搭載できる。【００７５】
上述した実施の形態１乃至４において、反り防止用の溝の位置や深さ等の寸法は、熱かしめ時にかしめ用突起部から伝導する熱の遮断効果とかしめ強度等を考慮し、幾つかの試験確認から最適化することが望ましい。【００７６】
表２は、本実施の形態において使用したガラス繊維強化ポリカーボネートの加熱温度と冷却後の加熱収縮率の関係を示している。【００７７】
これによれば、１４０℃以上に加熱すると急激に収縮率が増加することがわかる。従って上記実施の形態において、反り防止用の溝で挟まれた領域内だけで成型体の加熱収縮が収まるようにするのが望ましい。更に、反り防止用の溝で挟まれた領域の外側の成型体は、熱かしめ時に１４０℃以上にならないように反り防止溝の形状や寸法と熱かしめ条件を決定することのが望ましい。表２の知見、及び図１１の比較例で説明した溝の潰れを防止するために、本実施の形態に係る反り防止用の溝の位置を、かしめ用突起部の付け根から離れた位置に形成している（第一の対応）。【００７８】
また、ポリカーボネート成型体における射出成型時の樹脂の流動方向や、その際のガラス繊維の配向を確認しておくのが望ましい。勿論、熱かしめによる固定強度が充分であることの確認も必要である。【００７９】
更に、反り防止用の溝２５をかしめ用突起部１２の付け根から離れて形成した第二の対応について図１２を用いて説明する。【００８０】
図１２は、本発明の実施の形態２において、対向するかしめ用突起部１２を一対毎に１本の熱かしめ冶具１９で加熱・押圧してかしめている状態を示している。【００８１】
熱かしめ冶具１９の幅Ｍは、図示のようにかしめ用突起部１２の幅ｍより広く、対となる溝２５の間の距離よりやや短くしている。ここで熱かしめ冶具１９の幅をかしめ用突起部１２の幅より広くしたのは、以下に説明する製造上の観点からである。つまり、かしめ用突起部１２と熱かしめ用冶具１９との位置合せを容易にすること、及び、かしめ用突起部１２のかしめによる変形を全て熱かしめ冶具１９の幅内に収容するためである。更に、前述のように熱かしめ冶具１９からの熱が、反り防止用の溝２５で挟まれた領域の外側の成型体に伝わらなくするため、熱かしめ冶具１９の幅は、対となる溝２５の間の距離よりも狭くしている。つまり、第二の対応による反り防止用の溝２５の位置は、かしめ用突起部１２の形状とかしめに用いる熱かしめ冶具１９との関係に基づいて決定されたものである。【００８２】
このように、反り防止用の溝２５は、上記第一及び第二の対応により、各かしめ用突起部１２の付け根から離れて形成されている。前述の実施の形態１乃至３は、前記第一の対応および第二の対応の両方を実施した本発明の実施形態であり、実施の形態４は、前記第一の対応が支配的な本発明の実施形態を示している。【００８３】
これらの検討に基づく反り防止用の溝を成型体に設け、その後、熱かしめを行う。こうすることにより、かしめ用突起部を略直線状に配置した略直方体の成型体からなる熱かしめ結合体において、好適な反り防止効果が得られることが判った。また、熱かしめから冷却終了までの間、熱かしめ結合体の長手方向の両端を固定することにより、より反り量を削減できることが分かった。【００８４】
【表２】
2008139620.tif 000004
【００８５】
尚、以上説明した本実施の形態に係る反り防止用の溝は、前述のように熱かしめ時にかしめ用突起部から反り防止用の溝で挟まれた領域の外側部分への熱伝導を減少させ、この外側部分における成型体の熱収縮による反り防止を目的として設けられている。【００８６】
これに対して、かしめ用の突起部の付け根と接する周囲に溝を設ける構造が、特開２００５−３１４８７号公報（図７等）及び特開２００７−１１１６号公報（図１、図２０等）に開示されている。これら文献に記載の発明は何れも、突起部に超音波振動を付与して被固定物とを接合する技術に関するものである。【００８７】
特開２００５−３１４８７号公報では、プロセスカートリッジの枠体を形成する差異の超音波溶着において、溶融した溶着リブの余剰が流入する溶着溝を開示している。これは超音波振動による応力集中を緩和させる溝形状を開示するものである。この文献の図７では、溶着リブの根本から離れた配置に溶着溝を配した複数の溝形状が例示されている。【００８８】
また特開２００７−１１１６号公報では、溝を熱応力逃がし溝と呼び、突起を被固定物に設けた孔に貫装している。そして、超音波振動により突起と被固定物とを接合する際、被固定物の該孔のエッジ部分と突起の根本部分とが当接することによる振動摩擦での昇温による、突起根本部分の溶融や強度低下を防止するための熱応力逃がし溝を開示している。【００８９】
しかしこれら従来の技術は、溶融して流入する樹脂を受け入れるための溝及び溶着時の応力の集中を緩和するための溝であり、これら従来の溝は、必然的に、その位置、形状、大きさの点で、上述の実施の形態とは異なっている。また、これら従来の溝が解決する技術的課題、及びその効果も当然に異なっている。【００９０】
本実施の形態に係る熱可塑性樹脂には、上述のポリカーボネート樹脂の他、非晶質性の熱可塑性樹脂としてポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリフィニレンオキサイド変性樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂等が使用できる。更に、結晶性の高い熱可塑性樹脂としてポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、四ふっ化エチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等がある。よって、これらの樹脂からなる成型体を用いた熱かしめ結合体も本発明の範疇にふくまれる。【００９１】
そして、これらの樹脂からなる成型体においても、加熱温度と加熱収縮との関係、及び成型時の樹脂の流動方向や、樹脂特性強化用に充填した繊維や充填材の配向方向等を確認する。そして、熱かしめ時の加熱収縮よる反り量を削減する反り防止用の溝を設計するのが望ましい。【００９２】
こうして形成された反り防止用の溝を、成型体の表面のかしめ用突起部の近傍で、その付け根から離れた位置に設ける。そして、かしめ用突起部を加熱、押圧して熱かしめして被固定物を固定することにより、反り量の小さい熱かしめ結合体を製作できる。【００９３】
以上説明したように本実施の形態によれば、かしめ用突起部の付け根から離れた位置に反り防止用の溝を設けることにより、高い寸法精度の熱かしめ結合体を製造できる。【００９４】
更には、ライン状の光源、レンズアレイ、光電変換素子等を搭載したこの熱かしめ結合体を用いることにより、反りによる変形量が小さく、他の装置等への組込み特性が優れたイメージセンサユニット及びそれを用いた画像読取装置を提供できる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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