(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を、導光部材を介して原稿に照射する照明モジュールと、
前記原稿からの反射光を複数の反射部材によって折り返し、レンズによって撮像素子へ結像させる縮小光学系を構成する撮像モジュールとを備えた画像読取装置であって、
前記撮像モジュールは、
下ハウジングと上ハウジングが複数の位置で締結固定されることによって所定の長手方向へ伸びた箱型形状が形成され、該箱型形状に前記反射部材および前記レンズが保持された構成となっており、
前記導光部材を保持する樹脂製の保持部材が、前記上ハウジングに対し、前記長手方向の複数箇所で所定方向へ動きが規制されるように支持され、
前記上ハウジングと前記下ハウジングにおける前記長手方向の端部には、前記箱型形状から突出した延長部が設けられており、
前記照明モジュールは、前記延長部において前記上ハウジングまたは前記下ハウジングに締結保持される放熱部材を有していることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記導光部材は、前記光源であるＬＥＤからの光を内部で反射させ、プリズムによって前記原稿面に照射するように形成されており、
前記撮像素子としてＣＣＤが用いられている請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記保持部材は、突起部を前記長手方向に複数有しており、
前記突起部が前記上ハウジングでの穴に差し込まれることにより、前記長手方向と直交する高さ方向および短手方向へ前記規制がなされる請求項１または請求項２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記突起部の少なくとも一部は、爪状の引掛爪として形成されている請求項３に記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記導光部材は、
第１導光体と第２導光体を有し、これらの各導光体が前記光源からの光を前記長手方向へ導くように形成され、
第１導光体と第２導光体の両方から前記原稿へ光を照射する請求項１から請求項４の何れか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、スキャナー等に用いられる画像読取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スキャナー等における読取原稿を照射する光源について、ＬＥＤ照明の採用が進んできている。ＬＥＤ照明には大きく分けて、長手方向に複数のＬＥＤチップを並べたアレイタイプと、ライトガイドタイプの２種類がある。ライトガイドタイプの場合、端部に高輝度ＬＥＤが配置され、そこからの出射光を長手方向に伸びた導光体の中を全反射させ、プリズムによって原稿面へ光を照射するように構成される。
【０００３】
また、スキャナーの読み取り方式には、ミラースキャンとユニットスキャンの２種類がある。二つのスライダーに載せた計３個の折り返しミラーを、原稿面下をスキャンさせて画像を読み取るミラースキャンに対し、ユニットスキャンは照明・折り返しミラー・レンズ・ＣＣＤを一つのモジュールに一体化させて、それをスキャンさせることで読み取るものである。
【０００４】
ミラースキャンは走査するスライダーの重量が軽く、原稿面を高速で走査するのが容易である。そのため、読取速度の速い高速機ではミラースキャンが主流となっている。これに対してユニットスキャンは、一定の光路を保ちながら原稿の読み取りを行うため、画質の安定性に優れている。但しユニットスキャンは、走査するユニット重量が重くなってしまうことから、比較的読取速度の遅い低速機に採用されていた。
【０００５】
しかし近年では、ＣＣＤ画素サイズの縮小やＬＥＤ照明の高照度化により、ＣＣＤ基板やレンズの小型化が進んでいる。そのため、ユニットスキャンにおける読取ユニットの小型軽量化が可能となり、高速機領域においてもユニットスキャンの採用が進んでいくと考えられる。ユニットスキャンでは光学部品を高精度に調整・位置決め保持することが必要であるため、歪みや変形の少ないユニットの構成方法が重要な課題である。
【０００６】
なお、ライトガイドタイプのＬＥＤ照明において、原稿面を正しい配光で照射するためには、導光体が正確に配置されることが重要であるが、導光体は透明なアクリルなどの樹脂によって作られる。そのため、その反りを規制し位置決めを行う保持部材が必要となる。
【０００７】
そこで、例えば特許文献１に開示されているように、ＬＥＤ、導光体、および保持部材を板金製の基台に対して位置決め固定し、ＬＥＤモジュールとして構成しているのが一般的である。こうしてそれぞれの部品を高い精度で固定することで、ＬＥＤから導光体に入射した光がプリズムによって拡散し、原稿面に正確な配光で出射されることができる。
【０００８】
ここで特許文献１に開示された従来のＬＥＤモジュール（照明モジュールの一形態）の構成について、図９を参照しながら具体的に説明する。本構成の形態はライトガイドタイプであり、長手方向の端部にＬＥＤ１０２を配置し、そこから出射した光を導光体１０１へ入射させる。光は導光体の中を全反射しながら進むが、導光体にはプリズムが刻まれており、プリズムに当たった光は拡散し原稿面へと照射される。
【０００９】
画像読取装置で使用される照明には均一で安定した配光が要求されるため、ライトガイドタイプではプリズムや導光体形状などをチューニングし最適化することで配光を作り出している。ところが、ライトガイドタイプで用いられる導光体は透過率の高い透明なアクリルによって作られるため、成形時や温度変化時に反りが発生しやすいという問題がある。
【００１０】
この反りを矯正するため、保持部材１０５によって導光体は矯正保持される。そしてこれらの部品は十分な剛性を持った金属製の基台１２０に対し位置決め保持される。ＣＣＤモジュールに対しては、基台を直接位置決めし締結保持させることで、ＣＣＤモジュールが作り出す縮小光学系の物体面位置に照明の配光中心を合わせている。
【００１１】
一方で、ＬＥＤモジュールの下に組み付けられ、読み取りに必要な光学部品を保持するＣＣＤモジュールは、ＬＥＤモジュールを取り付けた状態で目線位置調整やＭＴＦ調整などが行われ、目標の読み取り性能を出した状態でスキャナー筐体に組み付けられ、画像検査を経て出荷される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１０−１０７７５７号公報
【特許文献２】特許第５４７０３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
出荷後の市場において、ＬＥＤ照明に寿命が来たときや問題が起きたときに部品交換を行うことがある。そのとき、ユニットをそのまま残しＬＥＤモジュールのみを交換すると、古いＬＥＤモジュールと新しいものでは若干の形状誤差がある。
【００１４】
そのため、ＣＣＤモジュールは少なからずＬＥＤモジュールの剛性に引っ張られる形となり、取り換えの前後で歪みが発生する。すると、そこに取り付けられた光学部品の位置精度が狂い、読み取り性能の低下を引き起こしてしまう。それを避けるためには、ＬＥＤモジュールが付いた読取ユニットごと交換することが必要であるため、交換にかかるコストは非常に大きなものとなる。
【００１５】
例えば先述した従来のものにおいても、ＣＣＤモジュール上にＬＥＤモジュールを組み付けるとき、お互いの部品精度のガタにより、ＣＣＤモジュールはＬＥＤモジュールの剛性に引っ張られて微小な歪みが生じる。組立時はＣＣＤモジュールとＬＥＤモジュールを組み合わせた状態で、読取ユニット一つ一つの光学性能を目標値に調整することが出来るため、その微小な歪みは特に問題にはならない。
【００１６】
しかし、市場ではＬＥＤの寿命切れやトラブルにより、ＬＥＤモジュールを単体で交換することがある。そのとき、新しいＬＥＤモジュールをＣＣＤモジュールへ取り付けると、ＣＣＤモジュールには元とは異なる歪みが生じてしまう。この歪みによる光学性能の低下を補正するためには、読取ユニットの再調整を行わなければならず、市場での対応は難しいものとなる。
【００１７】
これを解決するためには、上述したように読取ユニットごと交換する方法もあるが、ＬＥＤの異常が起こるたびに、高価なレンズやＣＣＤを含んだＣＣＤモジュールも含めて交換するのはコスト面で非常に無駄が多い。なお、ＬＥＤモジュールに比べ読取ユニットの剛性を極端に大きくすることで、ＬＥＤモジュール交換に起因する歪みを小さくすることもできるが、そのためにはユニットを構成する板金の板厚増大などが必要となり、ユニット重量やコストの増加へとつながってしまう。
【００１８】
本発明は上述した課題に鑑み、ユニット重量やコストを増やすことなく、光学性能を維持したまま照明モジュールが交換可能となる画像読取装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に係る画像読取装置は、光源からの光を、導光部材を介して原稿に照射する照明モジュールと、前記原稿からの反射光を複数の反射部材によって折り返し、レンズによって撮像素子へ結像させる縮小光学系を構成する撮像モジュールとを備えた画像読取装置であって、前記撮像モジュールは、下ハウジングと上ハウジングが複数の位置で締結固定されることによって所定の長手方向へ伸びた箱型形状が形成され、該箱型形状に前記反射部材および前記レンズが保持された構成となっており、前記導光部材を保持する樹脂製の保持部材が、前記上ハウジングに対し、前記長手方向の複数箇所で所定方向へ動きが規制されるように支持される構成とする。
【００２０】
本構成によれば、ユニット重量やコストを増やすことなく、光学性能を維持したまま照明モジュールが交換可能となる。
【００２１】
また上記構成としてより具体的には、前記導光部材は、ＬＥＤからの光を内部で反射させ、プリズムによって前記原稿面に照射するように形成されており、前記撮像素子としてＣＣＤが用いられている構成としてもよい。
【００２２】
また上記構成としてより具体的には、前記保持部材は、突起部を前記長手方向に複数有しており、前記突起部が前記上ハウジングでの穴に差し込まれることにより、前記長手方向と直交する高さ方向および短手方向へ前記規制がなされる構成としてもよい。また上記構成としてより具体的には、前記突起部の少なくとも一部は、爪状の引掛爪として形成されている構成としてもよい。
【００２３】
また上記構成としてより具体的には、前記上ハウジングと前記下ハウジングにおける前記長手方向の端部には、前記箱型形状から突出した延長部が設けられており、前記照明モジュールは、前記延長部において前記上ハウジングまたは前記下ハウジングに締結保持される放熱部材を有している構成としてもよい。
【００２４】
また上記構成としてより具体的には、前記導光部材は、第１導光体と第２導光体を有し、これらの導光体によって前記光源からの光を分岐して前記長手方向へ導くように形成され、第１導光体と第２導光体の両方から前記原稿へ光を照射する構成としてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る画像読取装置によれば、ユニット重量やコストを増やすことなく、光学性能を維持したまま照明モジュールが交換可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態に係る画像読取装置の構成図である。
【図２】本実施形態における読取ユニットの断面図である。
【図３】本実施形態に係るＬＥＤモジュールの斜視図である。
【図４】本実施形態に係るＣＣＤモジュールの斜視図である。
【図５】図４における長手方向の端部近傍の拡大図である。
【図６】本実施形態に係るＬＥＤモジュールの裏面側の斜視図である。
【図７】図６における長手方向の端部近傍の拡大図である。
【図８】本実施形態に係るＬＥＤモジュールの上面図である。
【図９】従来のＬＥＤモジュールに関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の実施形態について、各図面を参照しながら以下に説明する。但し本発明の内容は、当該実施形態に何ら限定されるものではない。
【００２８】
図１は、本実施形態における画像読取装置１の構成図（側方から見た概略的な断面図）である。本図に示すように画像読取装置１は、原稿２が載置されるプラテンガラス３、および読取ユニット４を備えている。
【００２９】
読取ユニット４は、画像読取装置１の内部に移動可能に取り付けられている。読取ユニット４は、プラテンガラス３上に載置された原稿２の下部を走査し、原稿２の読み取りを行うように構成されている。
【００３０】
図２は、本実施形態における読取ユニット４の断面図である。読取ユニット４は、原稿２を照射するＬＥＤモジュールＭ１（光源モジュールの一形態）と、原稿２からの反射光を撮像素子へ結像させるＣＣＤモジュールＭ２（撮像モジュールの一形態）を備えている。
【００３１】
ＣＣＤモジュールＭ２には、ミラー（反射部材）９、レンズ（結像部材）１０、およびＣＣＤ（撮像素子）を設けたＣＣＤ基板１１が搭載されている。なお、本実施形態ではミラー９として、複数のミラー（９ａ〜９ｅ）が設けられている。ＬＥＤモジュールＭ１によって照明された原稿２の面からの反射光は、複数のミラー（９ａ〜９ｅ）によって折り返され、レンズ１０によってＣＣＤの受光面へ結像される。
【００３２】
図３は、ＬＥＤモジュールＭ１の斜視図である。ＬＥＤモジュールＭ１はライトガイドタイプとなっており、所定の長手方向（図２での奥行方向に相当する。以下同様。）に伸びた形状となっている。ＬＥＤモジュールＭ１は、長手方向の端部にＬＥＤ（光源）１２が配置されており、導光体（導光部材）５が保持部材６によって支持された形態となっている。
【００３３】
上記構成によりＬＥＤモジュールＭ１は、ＬＥＤ１２からの光を、導光体５を介して原稿２に照射する。導光体５は、ＬＥＤ１２からの光を内部で反射させ、プリズムによって原稿２に照射するように形成されている。なお、保持部材６は樹脂製であり剛性は低く、それ単体では導光体５の反りを矯正するようにはなっていない。
【００３４】
また図４はＣＣＤモジュールＭ２の斜視図である。図５は、図４における長手方向の端部近傍の拡大図である。ＬＥＤモジュールＭ１は、図４に示すＣＣＤモジュールＭ２へ取り付けられる。その際にＬＥＤモジュールＭ１は、保持部材６をＣＣＤモジュールＭ２の上ハウジング７に対して位置決めを行いながら、長手方向の複数箇所で反り方向に対し矯正するようにして、ＣＣＤモジュールＭ２へ取り付けられることになる。
【００３５】
ＣＣＤモジュールＭ２は、それぞれ板金製である下ハウジング８の上に上ハウジング７が複数箇所で締結され、長手方向へ伸びた箱型形状を構成することで高い剛性を持っている。なお、当該箱型形状には、先述したミラー９やレンズ１０等が保持されている。
【００３６】
またＣＣＤモジュールＭ２は、上記のように箱型形状を構成することで高い剛性を持っている。そのため、保持部材６と上ハウジング７の形状に微小な差があっても、上ハウジング７及びＣＣＤモジュールＭ２側は歪みの影響を受けにくい。一方で保持部材６は高い剛性を持つ上ハウジング７に規制されるため、導光体５の反りを矯正することが可能となり、また直接ＣＣＤモジュールＭ２に対し位置決めすることとなるので、高い精度で縮小光学系の像面を照射することができる。
【００３７】
本実施形態では、導光体５を保持する樹脂製の保持部材６が、上ハウジング７に対し、長手方向の複数箇所で所定方向へ動きが規制されるように支持される。以下、この点についてより具体的に説明する。
【００３８】
図６はＬＥＤモジュールＭ１の裏面側の斜視図である。図７は、図６における長手方向の端部近傍の拡大図である。これらの図に示すように、保持部材６の裏面には複数の引掛爪１６と規制突起１７が設けられている。なお、引掛爪１６は、穴に引掛けることが出来るように爪状に形成されている。引掛爪１６としては、図６に示すように複数の引掛爪（１６ａ〜１６ｆ）が設けられており、規制突起１７としては、複数の規制突起（１７ａ〜１７ｇ）が設けられている。
【００３９】
ＬＥＤモジュールＭ１の長手方向の端部には、長手方向へ突出した突起１８が設けられている。ＣＣＤモジュールＭ２には、突起１８に対応して係合穴１９が設けられており、係合穴１９へ突起１８を嵌め込むことが可能となっている。
【００４０】
規制突起１７は円筒形状をしており、上ハウジング７に設けられた規制穴１５に対し位置決めされることで、短手方向の動きを規制する。ここで短手方向は、図２での左右方向（長手方向と直交する）に相当する。なお、規制穴１５としては図４に示す通り、各規制突起（１７ａ〜１７ｇ）に対応するように、複数の規制穴（１５ａ〜１５ｇ）が設けられている。
【００４１】
また引掛爪１６は、上ハウジング７に設けられた引掛穴１４に引掛けるように取り付けられ、保持部材６の高さ方向の動きを規制することができる。ここで高さ方向は、図２での上下方向（長手方向と短手方向の何れにも直交する）に相当する。なお、引掛穴１４としては図４に示す通り、各引掛爪（１６ａ〜１６ｆ）に対応するように、複数の引掛穴（１４ａ〜１４ｆ）が設けられている。
【００４２】
上述した規制突起１７および引掛爪１６による２つの規制により、保持部材６及び導光体５の高さ・短手方向に生じる反りを抑えることが可能となっている。また、このとき規制穴１５と引掛穴１４は、保持部材６の長手方向に対しては隙間があるため、その方向に対しては規制をしない。
【００４３】
これにより、温度変化が生じて樹脂製の導光体５および保持部材６が熱膨張を起こし、金属製の上ハウジング７との長さに差が生じても、長手方向には逃げることができる。そのため、応力の発生や変形を防ぐことが可能となっている。
【００４４】
以上に説明した通り、保持部材６は、突起部（引掛爪１６および規制突起１７）を長手方向に複数有している。そして突起部が上ハウジング７での穴（引掛穴１４および規制穴１５）に差し込まれることにより、長手方向と直交する高さ方向および短手方向へ動きの規制がなされる。
【００４５】
また図４〜図５に示したように、ＣＣＤモジュールＭ２を構成する上ハウジング７および下ハウジング８は、長手方向の端部（係合穴１９が設けられた側と反対側の端部）に、箱型形状から飛び出した非箱型の延長部２０を持つ。この延長部２０にＬＥＤモジュールＭ１の端部にある放熱部材１３をねじで締結固定することで、放熱部材１３から出る熱を上下ハウジング（７、８）に逃がすことができ、放熱性能を高めることが可能となる。
【００４６】
なお、ＣＣＤモジュールＭ２における光学部品は、上下ハウジング（７、８）の箱型部分に配置されている。そのため、延長部２０にねじ固定することで生まれる歪みは、当該光学部品における光学性能には影響を及ぼさない。
【００４７】
以上のように、上ハウジング７と下ハウジング８における長手方向の端部には、箱型形状から突出した延長部２０が設けられている。そしてＬＥＤモジュールＭ１は、延長部２０において上ハウジング７または下ハウジング８に締結保持される放熱部材１３を有している。
【００４８】
また図８は、ＬＥＤモジュールＭ１の上面図を示している。本図に示すようにＬＥＤモジュールＭ１では、導光体５として、左右に分かれて長手方向へ伸びた２本の導光体（第１導光体５ａおよび第２導光体５ｂ）が設けられている。これらの各導光体（５ａ、５ｂ）は、ＬＥＤ１２からの光を全反射させて長手方向へ導き、プリズムによって原稿２へ光を照射するように構成されている。これにより各導光体（５ａ、５ｂ）によって、ＬＥＤ１２からの光は分岐して長手方向へ導かれ、原稿２へ照射されることになる。
【００４９】
またＬＥＤモジュールＭ１は、第１導光体５ａと第２導光体５ｂの両方から原稿２へ光を照射するように構成されている。これにより本実施形態では、原稿２を第１導光体５ａと第２導光体５ｂの両側から照射するため、通常設けられる反射鏡は不要となっており、反射鏡の位置決め保持が必要ではない。
【００５０】
そのため、ＬＥＤモジュールを構成する部品はＬＥＤ１２、放熱部材１３、導光体５、保持部材６の４部品だけとすることができ、本発明の実施に好適である。なお、各導光体（５ａ、５ｂ）から照射された光は原稿２からの反射光となり、第１導光体５ａと第２導光体５ｂの間を通ってミラー９へ到達する。
【００５１】
以上に説明した通り画像読取装置１は、ＬＥＤ１２からの光を、導光体５を介して原稿２に照射するＬＥＤモジュールＭ１と、原稿２からの反射光を複数のミラー９によって折り返し、レンズ１０によってＣＣＤへ結像させる縮小光学系を構成するＣＣＤモジュールＭ２とを備えている。
【００５２】
またＣＣＤモジュールＭ２は、下ハウジング８と上ハウジング７が複数の位置で締結固定されることによって長手方向へ伸びた箱型形状が形成され、該箱型形状にミラー９およびレンズ１０が保持された構成となっている。また導光体５を保持する樹脂製の保持部材が、上ハウジング７に対し、長手方向の複数箇所で所定方向へ動きが規制されるように支持されている。そのため画像読取装置１によれば、ユニット重量やコストを増やすことなく、光学性能を維持したままＬＥＤモジュールＭ１が交換可能である。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について具体例を挙げて説明したが、本発明はその内容に限定されるものではない。本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において、様々な具体的形態により実施され得る。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、スキャナーなどに利用可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１        画像読取装置
２        原稿
３        プラテンガラス
４        読取ユニット
５        導光体
５ａ      第１導光体
５ｂ      第２導光体
６        保持部材
７        上ハウジング
８        下ハウジング
９、９ａ〜９ｅ    ミラー
１０        レンズ
１１        ＣＣＤ基板
１２        ＬＥＤ
１３        放熱部材
１４、１４ａ〜１４ｆ    引掛穴
１５、１５ａ〜１５ｇ    規制穴
１６、１６ａ〜１６ｆ    引掛爪
１７、１７ａ〜１７ｇ    規制突起
１８        突起
１９        係合穴
２０        延長部
Ｍ１        ＬＥＤモジュール
Ｍ２        ＣＣＤモジュール
【図１】
0006488717.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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