(57)【要約】  ライン照明デバイスとフレームとの間に熱膨張差又は熱収縮差がある場合でも、ライン照明デバイス又はフレームに応力が発生せず、反り等の不具合が発生しないイメージセンサ及びイメージセンサの製造方法を提供する。本発明によるイメージセンサは、原稿を照射するライン照明デバイスと、照射された前記原稿からの反射光を受光する受光素子アレイと、前記原稿と前記受光素子アレイとを結像するレンズアレイと、前記ライン照明デバイス、前記レンズアレイ、及び前記受光素子アレイを収納するフレームと、前記フレームに載置される前記ライン照明デバイスを前記フレームに押し付ける弾性保持部とを備えている。【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿を照射するライン照明デバイスと、
照射された前記原稿からの反射光を受光する受光素子アレイと、
前記原稿と前記受光素子アレイとを結像するレンズアレイと、
前記ライン照明デバイス、前記レンズアレイ、及び前記受光素子アレイを収納するフレームと、
前記フレームに載置される前記ライン照明デバイスを前記フレームに押し付ける弾性保持部とを備えるイメージセンサ。
【請求項２】
前記弾性保持部が、前記フレームの一部である請求項1に記載のイメージセンサ。
【請求項３】
前記弾性保持部が、前記フレームの長手方向の全長にわたって設けられている請求項2に記載のイメージセンサ。
【請求項４】
前記弾性保持部が、前記フレームの長手方向にわたって断続的に複数設けられている請求項2に記載のイメージセンサ。
【請求項５】
前記複数の弾性保持部の各々が、前記ライン照明デバイスを固定するための爪部を有し、前記各々の爪部のうち少なくとも1つの爪部の長手方向の幅が、他の爪部の幅と異なる請求項4に記載のイメージセンサ。
【請求項６】
原稿を照射するライン照明デバイスと、
照射された前記原稿からの反射光を受光する受光素子アレイと、
前記原稿と前記受光素子アレイとを結像するレンズアレイと、
前記ライン照明デバイス、前記レンズアレイ、及び前記受光素子アレイを収納するフレームと、
前記フレームに設けられた凹部に載置される前記ライン照明デバイスを前記フレームに押し付ける弾性保持部材とを備えるイメージセンサ。
【請求項７】
前記ライン照明デバイスが、前記弾性保持部材と嵌合するための嵌合部を備える請求項6に記載のイメージセンサ。
【請求項８】
前記弾性保持部材が、前記ライン照明デバイスの長手方向の全長にわたって設けられている請求項6に記載のイメージセンサ。
【請求項９】
前記弾性保持部材が、前記ライン照明デバイスの長手方向にわたって断続的に複数設けられている請求項6に記載のイメージセンサ。
【請求項１０】
前記複数の弾性保持部材の各々が、前記ライン照明デバイスを固定するための爪部を有し、前記各々の爪部のうち少なくとも1つの爪部の長手方向の幅が、他の爪部の幅と異なる請求項9に記載のイメージセンサ。
【請求項１１】
原稿を照射するライン照明デバイスと、
照射された前記原稿からの反射光を受光する受光素子アレイと、
前記原稿と前記受光素子アレイとを結像するレンズアレイと、
前記ライン照明デバイス、前記レンズアレイ、及び前記受光素子アレイを収納するフレームと、
前記フレームに設けられた凹部に載置される前記ライン照明デバイスを前記フレームに押し付ける弾性保持部材とを備え、
前記フレームに設けられた前記凹部の短手方向の幅が、前記ライン照明デバイスの短手方向の幅よりも長いイメージセンサ。
【請求項１２】
前記凹部に、前記ライン照明デバイスの短手方向の位置調整を行うための位置調整部材を更に備える請求項11に記載のイメージセンサ。
【請求項１３】
前記凹部に、前記ライン照明デバイスの照射角度を調整するための角度調整部材を更に備える請求項11に記載のイメージセンサ。
【請求項１４】
前記弾性保持部材と前記ライン照明デバイスが、嵌合により固定される請求項6又は11に記載のイメージセンサ。
【請求項１５】
前記ライン照明デバイスが、前記レンズアレイを挟んで対向して設けられる2つのライン照明デバイスからなる請求項1、6又は11のいずれかに記載のイメージセンサ。
【請求項１６】
導光体と、前記導光体の一部を覆うケースとを有し、原稿を照射するライン照明デバイスと、
照射された前記原稿からの反射光を受光する受光素子アレイと、
前記原稿と前記受光素子アレイとを結像するレンズアレイと、
前記ライン照明デバイス、前記レンズアレイ、及び前記受光素子アレイを収納するフレームと、
前記ライン照明デバイスの長手方向にわたって設けられ、前記ケースで覆われておらず、前記導光体の少なくとも１つの面を覆う弾性保持部材であって、前記フレームに設けられた凹部に載置される前記ライン照明デバイスを前記フレームに押し付ける前記弾性保持部材とを備えるイメージセンサ。
【請求項１７】
前記ケースの一部に、前記導光体からの照射光を反射するための反射部を更に備える請求項16に記載のイメージセンサ。
【請求項１８】
前記レンズアレイが、2次元に配列された複数の微小レンズを有する少なくとも１つ以上のレンズプレートから成る請求項17に記載のイメージセンサ。
【請求項１９】
原稿を照射するライン照明デバイスと、
照射された前記原稿からの反射光を受光する受光素子アレイと、
前記原稿と前記受光素子アレイとを結像するレンズアレイと、
前記ライン照明デバイス、前記レンズアレイ、及び前記受光素子アレイを収納するフレームと、
取り外し可能な保持部材であり、前記フレームに載置される前記ライン照明デバイスを前記フレームに押し付ける前記保持部材とを備えるイメージセンサ。
【請求項２０】
原稿を照射するライン照明デバイスと、
照射された前記原稿からの反射光を受光する受光素子アレイと、
前記原稿と前記受光素子アレイとを結像するレンズアレイと、
前記ライン照明デバイス、前記レンズアレイ、及び前記受光素子アレイを収納するフレームと、
取り外し可能な保持部材であり、前記フレームに設けられた凹部に載置される前記ライン照明デバイスを前記フレームに押し付ける前記保持部材とを備えるイメージセンサ。
【請求項２１】
原稿を照射するライン照明デバイスと、
照射された前記原稿からの反射光を受光する受光素子アレイと、
前記原稿と前記受光素子アレイとを結像するレンズアレイと、
前記ライン照明デバイス、前記レンズアレイ、及び前記受光素子アレイを収納するフレームと、
取り外し可能な保持部材であり、前記フレームに設けられた凹部に載置される前記ライン照明デバイスを前記フレームに押し付ける前記保持部材とを備え、
前記凹部の短手方向の幅は、前記ライン照明デバイスの底面の短手方向の幅よりも長いイメージセンサ。
【請求項２２】
請求項1、6、11、19、20、及び21のいずれかに記載のイメージセンサを用いた画像読取装置。
【請求項２３】
原稿を照射するライン照明デバイスと、照射された前記原稿からの反射光を受光する受光素子アレイと、前記原稿と前記受光素子アレイとを結像するレンズアレイと、前記ライン照明デバイス、前記レンズアレイ、及び前記受光素子アレイを収納するフレームと、前記フレームに設けられた凹部に載置される前記ライン照明デバイスを前記フレームに押し付ける弾性保持部材とを備えるイメージセンサの製造方法であって、
前記凹部内に位置調整部材を配置するステップと、
前記位置調整部材を基準として前記ライン照明デバイスを前記凹部内に配置するステップと、
前記弾性保持部材を前記フレームと前記照明デバイスに固定するステップと、
前記位置調整部材を取り除くステップとを含むイメージセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライン照明デバイスを組み込んだ密着型のイメージセンサ、及びイメージセンサを組み込んだ画像読取装置に関し、また、ライン照明デバイスを組み込んだ密着型のイメージセンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
密着型イメージセンサは、ファクシミリ、複写機、イメージスキャナ等の画像読取装置において、原稿面の画像情報を読み取るための装置として用いられている。この密着型イメージセンサは、原稿面を主走査方向にわたって線状に照明するライン照明デバイスを備えている。画像読取装置において、密着型イメージセンサは、原稿面の画像情報を主走査方向に読み取りながら、密着型イメージセンサを副走査方向に走査させるか、又は密着型イメージセンサを固定して原稿自体を走査させることにより、原稿面の画像情報の読み取りを可能とする。【０００３】
ライン照明デバイスとしては、導光体を用いたタイプが知られている。導光体の一端部に発光素子が設けられており、導光体には、発光素子から照射された光を拡散又は反射するための光散乱パターンが、導光体の主走査方向にわたって形成されている。導光体は、光透過性の材料から形成される。導光体内部を拡散又は反射した光は、導光体の照射面から照射される（例えば、日本国特許公開第2004−56425号公報）。【０００４】
図17は、従来のイメージセンサの構造を示す断面図である。ライン照明デバイス110から照射された光は、光路La及びLbで示されるように、光透過性の原稿台102を透過し、原稿Gを照射する。原稿Gからの反射光は、レンズアレイ105で集光され、センサ基板104上の受光素子アレイ103に入射する。ライン照明デバイス110は、光透過性の導光体111とケース112とから成り、導光体111の底面には光散乱又は拡散部120が形成されている。ライン照明デバイス110は、イメージセンサのフレーム（筐体）101に設けられたＶ字状の窪み 101aに嵌め込まれる。ライン照明デバイス110を窪み101aに固定するために、接着剤や両面テープ等が用いられる。【０００５】
しかし、ライン照明デバイス110を接着剤や両面テープでフレーム101に固定する場合、次のような問題がある。まず、ライン照明デバイス110の材料（主に樹脂が用いられる）とフレーム101の材料が異なることにより、双方の材料の間には熱膨張差及び熱収縮差が存在する。そのため、ライン照明デバイス110が長手方向（即ち、主走査方向）に熱膨張又は熱収縮すると、ライン照明デバイス110とフレーム101との間の接着部分に応力が加わり、イメージセンサに反り等の不具合を生じさせる可能性がある。【０００６】
また、フレーム101の窪み101aは固定の位置であるため、ライン照明デバイス110の取り付け位置を変更することができず、ライン照明デバイスによる照明範囲の微調整が困難であるという問題がある。照明の特性（明るさ、照明深度等）は、ライン照明デバイスの取り付け位置によって変化する。また、イメージセンサの用途（正面読み、背面読み等）によって要求される照明特性も異なる。従って、用途の異なるイメージセンサを製造するためには、窪み位置の異なる複数の種類のフレームを製造する必要が生じる。そのため、イメージセンサの低コスト化の妨げになるという問題がある。【０００７】
更に、ライン照明デバイス110はフレーム101に接着及び固定されているため、例えば使用済のイメージセンサからライン照明デバイス110のみを取り外して再利用することが困難となる。ライン照明デバイス110を取り外すことができたとしても、ライン照明デバイス110の変形を生じさせる問題や、ライン照明デバイス110の照射面に汚れが付着するという問題も生じさせる。また、画像読取装置の特性不良の原因が、イメージセンサのライン照明デバイス110のみであることが判明した場合でも、ライン照明デバイス110のみを交換することが困難であるため、イメージセンサごと交換しなければならないという問題もある。【０００８】
ここで、ライン照明デバイスをフレームに接着固定する場合に発生する熱膨張又は熱収縮によって生じるイメージセンサの歪みや反りを解決する手段が開示されている（例えば、日本国特許公開第2005−223424号公報）。その技法によれば、ライン照明デバイスを固定するために、イメージセンサ-フレームに窪みが設けられており、その窪みの長手方向（即ち、主走査方向）の長さをライン照明デバイスの全長よりも長くした上で、ライン照明デバイスとフレームとの間の隙間に弾性部材を挿入する。このように、ライン照明デバイスをイメージセンサ-フレームに機械的に固定している。
【発明の開示】
【０００９】
近年においては、A3サイズ以上の原稿の読み取りを可能とする画像読取装置の要望がある。同時に、A3サイズ以上の原稿用のイメージセンサが必要とされている。A3サイズ以上の原稿用のイメージセンサでは、イメージセンサの長手方向の反りを低減させるために、従来技術ではイメージセンサを形成する材料のより高い剛性が要求されるという問題がある。
【００１０】
また、日本国特許公開第2005−223424号公報に記載の弾性部材を挿入する方法では、ライン照明デバイスとフレーム側部との間の隙間に弾性部材を挿入してライン照明デバイスを長手方向に押し付ける構成であるため、長手方向のサイズの異なるイメージセンサ毎に、あらゆる環境下で好適な弾性係数を有する弾性部材を見つけ出すことが必要とされうる。
【００１１】
本発明は、ライン照明デバイス及びフレームの長手方向の熱膨張又は熱収縮の発生した場合にも、イメージセンサに反りや歪みが発生しないイメージセンサを提供すること、フレーム内のライン照明デバイスの取り付け位置を容易に変えることができるイメージセンサを提供すること、フレームからライン照明デバイスを容易に取り外すことができるイメージセンサを提供すること、及び、樹脂等の剛性が低い材料で形成された大型サイズのイメージセンサであっても長手方向の反りが発生しないイメージセンサを提供することを目的とする。
【００１２】
本発明によるイメージセンサは、原稿を照射するライン照明デバイスと、照射された前記原稿からの反射光を受光する受光素子アレイと、前記原稿と前記受光素子アレイとを結像するレンズアレイと、前記ライン照明デバイス、前記レンズアレイ、及び前記受光素子アレイを収納するフレームと、前記フレームに載置される前記ライン照明デバイスを前記フレームに押し付ける弾性保持部とを備えている。弾性保持部を、フレームの一部とすることができる。このイメージセンサにおいて、弾性保持部を、ライン照明デバイスの長手方向の全ての位置を押し付ける構成とすることができる。或いは、ライン照明デバイスの長手方向の断続的な複数の位置を押し付ける構成とすることができる。また、2つのライン照明デバイスを、レンズアレイを挟んで対向して構成させるように配置することができる。
【００１３】
本発明の更に別の態様によるイメージセンサは、原稿を照射するライン照明デバイスと、照射された前記原稿からの反射光を受光する受光素子アレイと、前記原稿と前記受光素子アレイとを結像するレンズアレイと、前記ライン照明デバイス、前記レンズアレイ、及び前記受光素子アレイを収納するフレームと、前記フレームに設けられた凹部に載置される前記ライン照明デバイスを前記フレームに押し付ける弾性保持部材とを備えている。このイメージセンサにおいて、弾性保持部材とライン照明デバイスとを、嵌合により固定させることができる。このイメージセンサにおいて、弾性保持部材を、ライン照明デバイスの長手方向の全ての位置を押し付ける構成とすることができる。或いは、ライン照明デバイスの長手方向の断続的な複数の位置を押し付ける構成とすることができる。また、2つのライン照明デバイスを、レンズアレイを挟んで対向して構成させるように配置することができる。
【００１４】
本発明の更に別の態様によるイメージセンサは、原稿を照射するライン照明デバイスと、照射された前記原稿からの反射光を受光する受光素子アレイと、前記原稿と前記受光素子アレイとを結像するレンズアレイと、前記ライン照明デバイス、前記レンズアレイ、及び前記受光素子アレイを収納するフレームと、前記フレームに設けられた凹部に載置される前記ライン照明デバイスを前記フレームに押し付ける弾性保持部材とを備え、前記フレームに設けられた前記凹部の短手方向の幅は、前記ライン照明デバイスの短手方向の幅よりも長くなるように構成される。このイメージセンサにおいて、弾性保持部材とライン照明デバイスとを、嵌合により固定させることができる。ライン照明デバイスの短手方向の位置調整を行うための位置調整部材及び／又はライン照明デバイスの照射角度を調整するための角度調整部材を、フレームに設けられた凹部に設けることができる。また、2つのライン照明デバイスを、レンズアレイを挟んで対向して構成するように配置することができる。
【００１５】
本発明の更に別の態様によるイメージセンサは、導光体と前記導光体の一部を覆うケースとを有し、原稿を照射するライン照明デバイスと、照射された前記原稿からの反射光を受光する受光素子アレイと、前記原稿と前記受光素子アレイとを結像するレンズアレイと、前記ライン照明デバイス、前記レンズアレイ、及び前記受光素子アレイを収納するフレームと、前記ライン照明デバイスの長手方向にわたって設けられ、前記ケースで覆われておらず、前記導光体の少なくとも１つの面を覆う弾性保持部材であり、前記フレームに設けられた凹部に載置される前記ライン照明デバイスを前記フレームに押し付ける弾性保持部材とを備えている。導光体からの照射光を反射するための反射部をケースの一部に設けることができる。レンズアレイを、2次元に配列された複数の微小レンズを有する少なくとも１つ以上のレンズプレートから構成させることができる。
【００１６】
本発明の更に別の態様によるイメージセンサは、原稿を照射するライン照明デバイスと、照射された前記原稿からの反射光を受光する受光素子アレイと、前記原稿と前記受光素子アレイとを結像するレンズアレイと、前記ライン照明デバイス、前記レンズアレイ、及び前記受光素子アレイを収納するフレームと、取り外し可能な保持部であり、前記フレームに載置される前記ライン照明デバイスを前記フレームに押し付ける前記保持部とを備える。
【００１７】
本発明の更に別の態様によるイメージセンサは、原稿を照射するライン照明デバイスと、照射された前記原稿からの反射光を受光する受光素子アレイと、前記原稿と前記受光素子アレイとを結像するレンズアレイと、前記ライン照明デバイス、前記レンズアレイ、及び前記受光素子アレイを収納するフレームと、取り外し可能な保持部材であり、前記フレームに設けられた凹部に載置される前記ライン照明デバイスを前記フレームに押し付ける前記保持部材とを備える。
【００１８】
本発明の更に別の態様によるイメージセンサは、原稿を照射するライン照明デバイスと、照射された前記原稿からの反射光を受光する受光素子アレイと、前記原稿と前記受光素子アレイとを結像するレンズアレイと、前記ライン照明デバイス、前記レンズアレイ、及び前記受光素子アレイを収納するフレームと、取り外し可能な保持部材であり、前記フレームに設けられた凹部に載置される前記ライン照明デバイスを前記フレームに押し付ける前記保持部材とを備える。また、前記凹部の短手方向の幅は、前記ライン照明デバイスの底面の短手方向の幅よりも長くなるように構成される。
【００１９】
本発明の更に別の態様によるイメージセンサの製造方法は、原稿を照射するライン照明デバイスと、照射された前記原稿からの反射光を受光する受光素子アレイと、前記原稿と前記受光素子アレイとを結像するレンズアレイと、ライン照明デバイス、レンズアレイ、及び受光素子アレイを収納するフレームと、前記フレームに設けられた凹部に載置される前記ライン照明デバイスを前記フレームに押し付ける弾性保持部とを備え、前記凹部の短手方向の幅は、前記ライン照明デバイスの短手方向の幅よりも長いイメージセンサの製造方法であって、前記凹部に位置調整部材を配置するステップと、前記位置調整部材を基準として前記ライン照明デバイスを前記凹部内に配置するステップと、前記弾性保持部材により前記フレームと前記照明デバイスに固定した後に、前記位置調整部材を取り除くステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図1は、本発明による実施例1及び2のイメージセンサの断面図である。
【図２】図2は、本発明による実施例3及び4のイメージセンサの断面図である。
【図３】図3は、本発明による実施例1のイメージセンサの斜視断面図である。
【図４】図4は、本発明による実施例2のイメージセンサの斜視断面図である。
【図５】図5は、本発明による実施例3のイメージセンサの斜視断面図である。
【図６】図6は、本発明による実施例4のイメージセンサの斜視断面図である。
【図７】図7は、本発明による実施例5のイメージセンサの断面図である。
【図８】図8は、本発明による実施例5のイメージセンサの更に別の態様を示す断面図である。
【図９】図9は、本発明による実施例5のイメージセンサの製造方法を説明する断面図である。
【図１０】図10は、本発明による実施例6のイメージセンサの断面図である。
【図１１】図11は、本発明による実施例7のイメージセンサの断面図である。
【図１２】図12は、本発明による実施例8のイメージセンサの断面図である。
【図１３】図13は、本発明による実施例9のイメージセンサの断面図である。
【図１４】図14は、本発明による実施例9のイメージセンサに用いられるライン照明デバイスの斜視図である。
【図１５】図15は、本発明による実施例10のイメージセンサの断面図である。
【図１６】図16は、本発明による実施例11のイメージセンサの断面図である。
【図１７】図17は、従来のイメージセンサの断面図である。
【図１８】図18は、本発明によるイメージセンサを用いたイメージスキャナの構成を示す概略図である。
【図１９】図19は、本発明によるイメージセンサを用いたファクシミリ、複写機又は複合機の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に本発明による実施例を添付図面に基づいて説明するが、下記の実施例は本発明の範囲を何ら限定するものではない。また、各添付図面において、同様な構成要素には、同一の参照番号を付している。【００２２】
まず、本発明によるイメージセンサの実施例1について説明する。【００２３】
実施例1
図１は、本発明による実施例1のイメージセンサの断面図である。イメージセンサ18は、フレーム1と、レンズアレイ5と、ライン照明デバイス10と、受光素子アレイ3を載置したセンサ基板4とを備える。レンズアレイ5と、ライン照明デバイス10、及び受光素子アレイ3を載置したセンサ基板4は、フレーム１に収納される。【００２４】
ライン照明デバイス10は、導光体11とケース12aと発光素子（図示せず）から構成される。発光素子は、一般に１つ以上の発光素子（例えば、LED）を有し、ライン照明デバイス10の片端部または両端部に設けられる。発光素子から照射された光は、導光体11内で反射を繰り返して導光体11の照射面から照射される。ケース12aを白色とすれば、導光体11内での効率良い反射が実現できる。また、導光体11の複数の面に光を反射又は散乱するための反射又は散乱パターンを設けてもよい。反射又は散乱パターンは、白色印刷或いは凹凸面から構成される。【００２５】
導光体11から照射された光は、ガラス等の光透過性材料からなる原稿台2を通過し、原稿台2の上の原稿を照射する。原稿からの反射光は、レンズアレイ5によって集光され、センサ基板4上の受光素子アレイ3に入射される。レンズアレイ5は、複数のロッドレンズアレイを2列に配列させて、正立等倍結像系を構成させることもできる。このように、ライン照明デバイス10によって原稿が照射され、原稿上の１ライン分の画像が、受光素子アレイ3上に線状に結像し、画像の読み取りが行われる。１ライン分の読み取りが終了後、イメージセンサ18は、副走査方向（図１に示す矢印Y方向）に１ライン分移動して、再び同じように１ライン分を読み取る。この動作を繰り返して、イメージセンサ18は原稿の画像情報の読み取りを行うことができる。【００２６】
本実施例では、導光体11とケース12aとから構成されるライン照明デバイス10のケース12aの側面に凸部12a1が設けられている。フレーム1には、ライン照明デバイス10を保持するための凹部1aと、弾性保持部材6aが設けられている。この弾性保持部材6aとケース側面の凸部12a1とを嵌合してライン照明デバイス10を固定する。ケース12aを用いない場合は、導光体11の側面に、弾性保持部材6aと嵌合するための凸部を成形してもよい。弾性保持部材6aと嵌合するための凸部は、ライン照明デバイス10の長手方向（即ち、主走査方向）の全長にわたって設けてもよいし、一部のみに設けてもよい。【００２７】
フレーム１は樹脂製であり、弾性保持部材6aは、主に金属製または樹脂製であるが、弾性を有すれば、どのような材料も用いることができる。弾性保持部材6aは、ライン照明デバイス10の取り外しが容易な程度の弾性力を有する。図１では、弾性保持部材6aは板状バネ構造であるが、その他の形状のバネ構造であっても良い。弾性保持部材6aは、ネジによってフレーム1に固定されるか、又は接着剤等による接着や、熱又は超音波によるカシメなどにより固定することができる。或いは、フレーム１の射出成型時に弾性保持部材6aをインサート成形してもよい。【００２８】
フレーム1及び弾性保持部材6aの双方が樹脂製である場合は、超音波溶着によりフレーム１と弾性保持部材6aを一体化してもよいし、フレーム1と弾性保持部材6aを一体成形してもよい。【００２９】
図3は、本発明による実施例1のイメージセンサの斜視片側断面図である。尚、実施例1において、図3に示す弾性保持部6a1は、図1に示す弾性保持部材6aと同様な構成要素である。弾性保持部材6a1が、イメージセンサ18の長手方向（即ち、主走査方向であり、図3に示す矢印X方向）の全長にわたって形成されており、弾性保持部材6a1と嵌合するためのケース側面の凸部12a1は、ケース12aの長手方向の全長にわたって形成されている。この場合、弾性保持部材6a1は、ケース12aを固定するという効果のみでなく、イメージセンサ18の長手方向の歪み又は反りを防止するという効果も有する。A3以上の原稿の画像情報を読み取るための長尺なイメージセンサの場合、イメージセンサ18の長手方向に歪み又は反りが生じ易いため、本実施形態のようにライン照明デバイスの長手方向の全長にわたって弾性保持部材6a1を設けることが好ましい。【００３０】
次に、本発明によるイメージセンサの実施例2について説明する。【００３１】
実施例2
実施例2におけるイメージセンサの断面図は、実施例1で説明した図1と同様であり、その詳細な説明は省略する。【００３２】
図4は、本発明による実施例2のイメージセンサの斜視片側断面図である。尚、実施例2において、図4に示す弾性保持部6a2は、図1に示す弾性保持部6aと同様な構成要素である。本実施例では、ケース12a側面の凸部12a1は、ケース12aの長手方向（即ち、主走査方向であり、図4に示す矢印X方向）の全長にわたって形成されるが、弾性保持部材6a2は、ライン照明デバイス10の長手方向の中央部と長手方向の両端部の3箇所に設けられている。従って、ライン照明デバイス10の長手方向の断続的な複数の位置を押し付けるように、ライン照明デバイス10の長手方向にわたって複数の弾性保持部材6aを間隔を空けて設けることができる。これにより、ライン照明デバイス10をフレーム１に組み込んだり、又は取り外したりすることが極めて容易となる。ライン照明デバイスを好適に保持するために、弾性保持部材6a2を、ライン照明デバイス10の長手方向の両端部の2箇所に設けることが好ましい。更に好ましくは、イメージセンサ18の長手方向に歪み又は反りを好適に抑制するために、弾性保持部材6a2を、ライン照明デバイス10の長手方向の両端部の2箇所の他、その長手方向の中央部にも設けて、3箇所以上の弾性保持部材6a2とすることが好ましい。弾性保持部材6a2の幅と数は、イメージセンサ18、ライン照明デバイス10、及びフレーム1の大きさ又は形状等を考慮して好適に定めることができる。【００３３】
次に、本発明によるイメージセンサの実施例3について説明する。【００３４】
実施例3
図2は、本発明による実施例3のイメージセンサの断面図である。図2では、フレーム1及び弾性保持部6bは一体成形されている。フレーム1及び弾性保持部6bを一体成形することを含め、ライン照明デバイス10の構造以外は、実施例1又は2と同様なイメージセンサ構造である。従って、本実施例の特徴的な部分についてのみ説明する。【００３５】
本実施例の場合、弾性保持部6bは、導光体11のケースとしての役割も果たす。フレーム1及び弾性保持部6bにおいて、導光体11から照射される光量の損失を少なくするために、導光体11と接する部分を白色とすることが好ましい。フレーム1及び弾性保持部6bを白色にする方法としては、導光体11が接する部分に白色フィルムを貼るか、その部分を白色塗装するか、その部分が白色となるよう2色成形とするか、又はフレーム１全体を白色樹脂で成形するか、或いはその他の方法を用いることができる。尚、フレーム１全体を白色樹脂で成形する場合は、受光素子3へ不必要な光が入射しないように、ライン照明デバイス10、ロッドレンズアレイ5及びセンサ基板4の周囲に遮光部材を設けることが必要となる。【００３６】
図5は、本発明による実施例3のイメージセンサの斜視片側断面図である。尚、実施例3において、図5に示す弾性保持部6b1は、図2に示す弾性保持部6bと同様な構成要素であり、図5に示す弾性保持部6b1の爪部1d1は、図2に示す弾性保持部6bの爪部1dと同様な構成要素である。本実施例では、導光体11の（即ち、主走査方向であり、図5に示す矢印X方向）の全長にわたって弾性保持部6b1が設けられている。弾性保持部6b1は、導光体11のケースとして機能する平面部分1cと、導光体11を固定するための爪部1dを有する。本実施例では、弾性保持部6bとケース1とを一体成形させているため、部品数を少なくすることができ、コストを低くすることができる。また、爪部1dが導光体11の長手方向の全長にわたって設けられているため、導光体11の固定を確実にすることが可能である。【００３７】
次に、本発明によるイメージセンサの実施例4について説明する。【００３８】
実施例4
実施例4におけるイメージセンサの断面図は、実施例3で説明した図2と同様であり、その詳細な説明は省略する。【００３９】
図6は、本発明による実施例4のイメージセンサの斜視片側断面図である。尚、実施例4において、図6に示す弾性保持部6b2は、図2に示す弾性保持部6bと同様な構成要素であり、図6に示す弾性保持部6b2の爪部1d2は、図2に示す弾性保持部6bの爪部1dと同様な構成要素である。本実施例では、弾性保持部6b2の爪部1d2が断続的に設けられている以外は、実施例3と同様である。本実施例では、弾性保持部6b2の爪部1d2が長手方向に断続的に設けられているため、爪部1d2により遮られる照射光量の損失を小さくすることができる。爪部1d2の数、幅及び位置を好適に設定することにより、照射光量を調整し、照射光量を均一にすることもできる。例えば、導光体11の長手方向の片側部に光源を設ける場合には、光源からの距離が遠くなるに従って光量が減少するため、光源に近い側では爪部1d2の幅を広く、且つ爪部1d2の設置間隔を短くし、更に、光源に遠い側では爪部1d2の幅を小さく、爪部1d2の設置間隔を長くすることにより、光量の均一化を図ることができる。【００４０】
次に、本発明によるイメージセンサの実施例5について説明する。【００４１】
実施例5
図7は、本発明による実施例5のイメージセンサの断面図である。実施例5において、フレーム１の凹部1aの底面が平面であり、ケース12bの底面が平面であること以外は、実施例１又は2に示すイメージセンサ構造と同様である。実施例5では、ケース12bは、イメージセンサ18の副走査方向（図7に示す矢印Y）に移動可能な構造となっている。導光体11の形状、大きさ、設置角度及びレンズ5の形状や光学性能によって、凹部1a内におけるライン照明デバイス10の最適な位置は異なる。本実施例によれば、ライン照明デバイス10を副走査方向に移動して、好適な位置に位置決めした後、弾性保持部材6aをケース側面の12bの凸部12b1と嵌合させることによって、ライン照明デバイス10をフレーム１に固定する。これにより、導光体11の設計変更を行った場合でも、フレーム１の凹部1aの形状を導光体11に合わせて設計変更する必要がない。また、副走査方向にライン照明デバイス10の位置を微調整することが可能である。凹部1a及びケース12bの形状は、ケース12bが凹部1a内において副走査方向に自在に移動可能な形状であれば、どのような形状であっても良い。例えば、凹部1aの底面が傾斜平面であっても良い。凹部1aとケース12bが接する面が互いに平行な平面であればよく、ケース12bの形状は、ケース12bの底面の一部が凹部1aと接する形状であってもよい。【００４２】
次に、本発明によるイメージセンサの実施例5の更に別の態様について説明する。【００４３】
図8は、本発明による実施例5のイメージセンサの更に別の態様を示す断面図である。図７に示すレンズアレイ5を、平板状のレンズプレート15と迷光を遮断するためのスリット16とに置き換えていること以外は、実施例5のイメージセンサ構造と同様である。本実施例では、正立等倍結像系が平板状の2つのレンズプレート15から構成されるため、イメージセンサ18の高さを小さくすることができ、画像読取装置を小型化することができる。【００４４】
次に、本発明によるイメージセンサの実施例5のイメージセンサの製造方法を説明する。【００４５】
図9は、本発明による実施例5のイメージセンサの製造方法を説明する断面図である。まず、フレーム１の凹部1aに、ライン照明デバイス10を位置決めするための位置調整部材14を定置した後、ライン照明デバイス10を凹部1aの底面上に載置する。次に、ライン照明デバイス10を副走査方向（図示Y方向）に移動させて位置調整部材14に当接させる。次に、ライン照明デバイス10を位置調整部材14に当接させた状態で、弾性保持部材6aの一端部とケース12の凸部12bとを嵌合させる。最終的に、弾性保持部材6aの他端部をフレーム１に固定する。このようにしてライン照明デバイス10を凹部1a内に位置決め固定した後、位置調整部材14を引き抜く。位置調整部材14は、棒状でもよいし、イメージセンサ18の長手方向に延びる板状でもよい。棒状の位置調整部材14を用いる場合は、少なくともライン照明デバイス10の両端部に位置調整部材14をそれぞれ配置することが好ましい。本製造方法では、位置調整部材14を用いるため、ライン照明デバイス10の位置決めを容易に行うことが可能となる。【００４６】
次に、本発明によるイメージセンサの実施例6について説明する。【００４７】
実施例6
図10は、本発明による実施例6のイメージセンサの断面図である。本実施例のイメージセンサは、図9に示したイメージセンサの製造方法において、位置調整部材14aを引き抜かずに載置したままの状態にすることにより製造される。尚、図9に示した位置調整部材14と、図10に示す位置調整部材14aは同様な機能を有する部材であり、説明を省略する。本実施例では、ライン照明デバイス10は、弾性保持部材6aと位置調整部材14aの双方をイメージセンサ内に固定させる。位置調整部材14aは、ライン照明デバイス10からの照射光を遮らない高さ及び形状に設計される。【００４８】
次に、本発明によるイメージセンサの実施例7について説明する。【００４９】
実施例7
図11は、本発明による実施例7のイメージセンサの断面図である。ケース12bの下部に、照射角度を調整するための追加の角度調整部材13が設けられている以外は、実施例5のイメージセンサ構造と同様である。本実施例によれば、角度調整部材13の上面（ケース12bと接触する面）の傾斜角度を変化させることによって、ライン照明デバイス10の照射角度を変化させることができる。更に、角度調整部材13を弾性部材とすれば、ライン照明デバイス10の配置位置の微調整が可能となる。【００５０】
次に、本発明によるイメージセンサの実施例8について説明する。【００５１】
実施例8
図12は、本発明による実施例8のイメージセンサの断面図である。本実施例では、レンズアレイ5の両側に2つのライン照明デバイス10を配置している。ライン照明デバイス10a及び10bは、前述した図7に示すライン照明デバイス10と同様のライン照明デバイスである。即ち、ライン照明デバイス10a及び10bに用いられている導光体11及びケース12は、同一の構造である。ライン照明デバイス10bの下部には、ライン照明デバイス10bの照射角度を調整するための角度調整部材13が設けられている。本実施例では、イメージセンサ18が2つのライン照明デバイス10a及び10bの照射角度が異なるように構成されており、従ってライン照明デバイス10及びライン照明デバイス10bの照射範囲が異なっている。これにより、イメージセンサ18の照明系の照明深度を大きくすることができ、原稿がガラスから浮き上がっている場合や、原稿にシワがある場合でも高品質な画像を得ることができるイメージセンサを実現できる。【００５２】
照明深度を大きくする必要がない場合は、角度調整部材13は設けないか、又はライン照明デバイス10a及び10bの底面に、それぞれ上面の傾斜角度が等しい角度調整部材13を設けてもよい。この場合には、ライン照明デバイス10a及び10bの照射領域は一致するので、より光量が大きい照明系をイメージセンサ18に構成させることができる。尚、ライン照明デバイス10a及び10bの照射角度が異なる場合に、重複する照射範囲を設けることもできる。これにより、照明深度の差によって生ずる照明ムラを低減することができる。又は、例えば複数の主走査ラインを有する受光素子アレイであれば、そのライン毎の光量分布を異なるように調整することもできる。これにより、受光素子アレイの感度ムラをイメージセンサとして低減させる効果や、イメージセンサの用途によってはS/Nを劣化させることなく原稿の画像情報の読取り速度を可変可能な用途としての効果を生じさせる。【００５３】
次に、本発明によるイメージセンサの実施例9について説明する。【００５４】
実施例9
図13は、本発明による実施例9のイメージセンサの断面図である。本実施例では、弾性保持部材6a1が導光体11のケース12cの一部として機能する。弾性保持部材6a1は、図3に示す弾性保持部材6a1と同様、ライン照明デバイス10の長手方向の全長にわたって板状形状をしている。本実施例の弾性保持部材6a1において、導光体11のケース12cの一部として機能する部分（即ち、導光体面11bの上部）は白色であり、導光体11内の光を効率良く反射させることを可能とする。導光体11は矩形状をしており、導光体11の両側面11b及び11cが弾性保持部材6a1及びフレーム１の凹部1aの底面と平行になるように配置される。照射面11aから照射される光の照射方向を変えるために、ケース12cの張り出し部12c1に反射部17を設けている。レンズアレイは、平板状のレンズプレート15と迷光を遮断するためのスリット16とから構成される。本実施例では、導光体11の形状が矩形状であり、導光体11の両側面11b及び11cがセンサ基板4と平行になっているため、また、レンズアレイが平板状のレンズプレート15から構成されるため、イメージセンサ18をより小型化することが可能となる。【００５５】
図14は、本発明による実施例9のイメージセンサに用いられるライン照明デバイスの斜視図である。導光体11はケース12cに収納される。弾性保持部材6a1によって覆われる導光体11の部分（即ち、図13に示す導光体面11b）は、ケース12cで覆われない。ケース12cには、張り出し部12c1が設けられている。張り出し部12c1には反射部17が設けられている。反射部17は、ミラーとする他、反射シート又は金属シートを貼着して形成してもよいし、金属を蒸着させることによって反射面を形成してもよい。或いは、ケース12c自体を高反射率の白色部材で構成させることにより、反射部17を設けなくともよい構成とできる。導光体11の一端部には発光ユニット21が設けられている。発光ユニット21は、リードフレーム上にR色、G色及びB色の3つの発光素子（例えば、LED）が載置される。リードフレームは、発光素子に給電するためのリード端子23以外の部分は、樹脂枠材22に収納される。樹脂枠材22には、発光素子を露出するための開口窓が設けられている（図示せず）。発光素子から照射された光は、導光体11内部に入射し、導光体内部で反射／散乱を繰り返して、導光体11の照射面から照射する。導光体11から照射された光は、反射部17部分で反射し、所定の方向に照射される。【００５６】
次に、本発明によるイメージセンサの実施例10について説明する。【００５７】
実施例10
図15は、本発明による実施例10のイメージセンサの断面図である。実施例10は、実施例1又は2で説明したイメージセンサの更に別の態様である。実施例10では、図1に示す弾性保持部材6aの代わりに保持部材19aを用い、また、図1に示すケース12aの側面の凸部12a1を設ける代わりに凸部を有しないケース12dを用いる。保持部材19aをケース12dの側面に押し付けることによりライン照明デバイス10を固定していること以外は、実施例１又は2に示すイメージセンサ構造と同様である。保持部材19aは、ライン照明デバイス10の長手方向の全長にわたって形成されても良い。【００５８】
また、図4に示す弾性保持部材6a2のような、保持部材19aを複数の保持部材として、イメージセンサ18の長手方向にわたって間隔を空けて設けても良い。保持部材19aを複数の保持部材として用いる場合には、その複数の保持部材を、イメージセンサ18の長手方向の歪み又は反りを好適に抑制するために、ライン照明デバイスの長手方向の両端部の2箇所の他、その長手方向の中央部にも設けて、3箇所以上とすることが好ましい。保持部材19aは、フレーム1とピン嵌合される（図示19a1）。保持部材19aは、ピン部19a1と保持部19a2とを有し、保持部19a2は弾性体であることが好ましい。保持部材19とフレーム1とをピン嵌合する構成とすることにより、イメージセンサ18の組立の容易な構成とできる。また、保持部材19aを、フレーム1に予め固定された保持部として構成させることも可能である。【００５９】
次に、本発明によるイメージセンサの実施例11について説明する。【００６０】
実施例11
図16は、本発明による実施例11のイメージセンサの断面図である。実施例11は、実施例5で説明したイメージセンサの更に別の態様である。実施例11では、図7に示す弾性保持部材6aの代わりに保持部材19bを用い、また、図7に示すケース12bの側面の凸部12b1を設ける代わりに凸部を有しないケース12eを用いる。保持部材19bをケース12eの側面に押し付けることによりライン照明デバイス10を固定していること以外は、実施例5に示すイメージセンサ構造と同様である。また、保持部材19bは、ピン部19b1と保持部19b2とを有し、保持部材19bの機能及び特徴は、図15に示す保持部材19aの機能及び特徴と同様である。【００６１】
次に、本発明によるイメージセンサを用いた画像読取装置の概略について説明する。画像読取装置には、イメージスキャナ、ファクシミリ、複写機、又は、マルチファンクションプリンタなどの複合機が含まれる。【００６２】
図18は、本発明による実施例1のイメージセンサを用いた、イメージスキャナの概略図である。イメージスキャナ200は、原稿台2に載置された原稿Gに光を照射し、その反射光によって原稿の画像情報を読み取るイメージセンサ18と、原稿を走査させる駆動源230と、イメージスキャナを制御する制御回路部208とを備える。【００６３】
制御回路部208は、駆動源230の駆動を制御する走査制御部201と、イメージセンサ18内のライン照明デバイスの発光を制御する点灯制御部202と、イメージセンサ18内の受光素子アレイによって原稿Gからの反射光を受光し、光電変換する処理部を有するセンサ駆動制御部203と、センサ駆動制御部203によって得られる光電変換された画像情報を処理する画像処理部204と、画像処理された画像情報を外部機器などへ出力するインターフェース部205と、画像処理、インターフェース、及び各種制御に必要なプログラムを格納するメモリ部207と、走査制御部201、点灯制御部202、センサ駆動制御部203、画像処理部204、インターフェース部205、及びメモリ207を制御する中央演算処理装置(CPU)206とを備える。【００６４】
図18に示すイメージスキャナでは、イメージセンサ18を固定し、原稿G自体を走査させることにより、原稿の画像情報の読み取りを可能としているが、原稿Gを固定し、イメージセンサ18を副走査方向（図示Y方向）に走査させることにより、原稿の画像情報を読み取ることもできる。【００６５】
図18において、実施例1に説明した本発明によるイメージセンサを用いた画像読取装置について説明したが、本発明による実施例1〜11のいずれのイメージセンサを用いても、同様な画像読取装置を構成させることができる。【００６６】
図19は、本発明による実施例1のイメージセンサを用いた、複写機の概略図である。図18と同一の構成要素には、同一の参照番号を付して示してあり、同様な説明を省略する。【００６７】
図19に示す複写機は、イメージセンサからの画像情報を制御可能な制御回路301により、光書込みヘッド300内の発光素子アレイが点灯し、感光ドラム302に照射される。円筒形の感光ドラム302の表面には、アモルファスSiなどの光導電性を持つ材料（感光体）が形成されている。この感光ドラムはプリントの速度で回転している。回転している感光ドラムの感光体表面を、帯電器304で一様に帯電させる。そして、光書き込みヘッド300で、印字するドットイメージの光を感光体上に照射し、光の当たったところの帯電を中和する。続いて、現像器306で感光体上の帯電状態にしたがって、トナーを感光体上につける。そして、搬送される用紙312上に、転写器308でトナーを転写する。用紙312は、定着器314にて熱等を加えられ定着され、最終的に原稿Gの画像情報が、用紙312上に複写される。一方、転写の終了した感光ドラム302は、消去ランプ318で帯電が全面にわたって中和され、清掃器320で残ったトナーが除去される。【００６８】
図19は、複写機として説明したが、その装置の構成は、ファクシミリ又はマルチファンクションプリンタなどの複合機についてもほぼ同様である。【００６９】
また、図18及び19において、実施例1のイメージセンサを用いた画像読取装置の一例を説明したが、本発明は、これに限定するものではなく、実施例1〜11のイメージセンサを含む本発明のイメージセンサを画像読取装置に適用できる。【００７０】
また、上述した実施例において、弾性保持部材とケース側面の凸部とを嵌合してライン照明デバイスを固定するように説明したが、ライン照明デバイスに突状部及び／又は溝部となるような嵌合部を設けることにより、弾性保持部材とライン照明デバイスとを嵌合させることができる。【００７１】
上述した実施例において、代表的な例として本発明を説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換することができることは当業者に明らかである。従って、本発明は、上述の実施例によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲によってのみ制限される。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明のイメージセンサによれば、ライン照明デバイスをイメージセンサのフレームに固定する際に、接着剤や両面テープを使用せず、フレームに設けた弾性保持部によりライン照明デバイスを固定することを可能とする。そのため、ライン照明デバイスとフレーム間に熱膨張差又は熱収縮差があった場合でも、両者の間に応力が発生せず、イメージセンサに反り等の不具合が発生しない。また、接着剤や両面テープを使用せず、弾性保持部によりライン照明デバイスをイメージセンサのフレームに固定しているため、ライン照明デバイスの取り外しが容易に出来る。そのため、ライン照明デバイスの不良に起因するイメージセンサの特性不良が発見された場合、ライン照明デバイスを容易に交換することが可能である。本発明の製造方法によれば、ライン照明デバイスの位置決めを容易に行うことが可能であり、位置精度の高いイメージセンサを製造することが可能である。従って、密着型のイメージセンサを用いた、イメージスキャナ、ファクシミリ、複写機、又は、マルチファンクションプリンタなどの複合機を含む画像読取装置において有用である。
【図１】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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2006137263.tif 000022
2006137263.tif 000023
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