(57)【要約】    【課題】  撮像素子ユニットは、それを用いた装置の稼働時における構成部品の温度上昇に伴う撓み（反り）の発生を抑制する。    【解決手段】  固体撮像素子１２を実装した回路基板１１からなる固体撮像素子基板１０を支持するブラケット部材２１を、底部２４、互いに対峙する一対の垂直部２３Ａ、２３Ｂおよび一対の水平部２２Ａ、２２Ｂからなる折曲形状により高剛性に形成する。回路基板１１を四隅において基板面より所定量突出してなる４個の受け台部２６にそれぞれ設けた４個のネジ孔２７に締結ネジ１５によってネジ締結するとともに、ブラケット部材２１の中央部近傍において回路基板１１の固体撮像素子１２の実装面の背面に当接する一対の当接部２５Ａ、２５Ｂを設けて当接支持させる。受け台部２６と当接部２５A、２５Ｂは、水平部２２Ａ、２２Ｂは、水平部２２Ａ、２２Ｂの面より、同程度の高さに突出形成してなる。【選択図】    図１
2016134660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板上に固体撮像素子を実装してなる固体撮像素子基板と、
前記固体撮像素子基板を固定保持し且つそれ自体が所要の取付部位に取着されるブラケット部材とを具備してなり、
前記ブラケット部材は、
板金材料からなり、
前記固体撮像素子の長手方向に対応して延びる底部と、
前記底部の延在方向に平行な両側辺を形成する一対の第１の折曲線により上方に向けて垂直に折曲されて互いに平行に対峙する一対の垂直部と、
前記一対の垂直部の前記底部から遠い側に前記第１の折曲線に平行な側辺を形成する一対の第２の折曲線により外方に向けて垂直に折曲されて、互いに同一平面を形成して平行に延びる一対の水平部と
を形成し、
前記一対の水平部には、前記固体撮像素子基板の前記回路基板を前記水平部により形成される平面より浮かせた固定面にて装着固定するための複数の固定部と、前記固体撮像素子の長手方向における前記複数の固定部の中間位置に配置され、前記固体撮像素子基板の前記回路基板背面を当接支持する当接部とを備えることを特徴とする撮像素子ユニット。
【請求項２】
前記当接部は、
前記垂直部に対する前記第２の折曲線近傍に位置し、前記垂直部にほぼ垂直な当接面を形成する前記当接部を備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像素子ユニット。
【請求項３】
前記当接部は、
前記第２の折曲線における折曲前に前記第２の折曲線近傍にほぼコ字状に屈曲するスリットを抜き形成し、
前記第２の折曲線における折曲により、前記第２の折曲線近傍に前記垂直部にほぼ垂直なせん断面による前記当接面を形成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像素子ユニット。
【請求項４】
前記複数の固定部の固定面および前記当接部は、いずれも半抜き加工により前記水平部に突出形成してなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像素子ユニット。
【請求項５】
前記底部の幅寸法は、前記固体撮像素子の幅とほぼ同等以下であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の撮像素子ユニット。
【請求項６】
回路基板上に固体撮像素子を実装してなる固体撮像素子基板と、
前記固体撮像素子基板を固定保持し且つそれ自体が所要の取付部位に取着されるブラケット部材とを具備してなり、
前記ブラケット部材は、
板金材料からなり、少なくとも前記固体撮像素子の長手方向に対応する方向についての剛性を向上させる加工が施され、
前記ブラケット部材における前記固体撮像素子基板を固定する部分には、前記固体撮像素子基板の前記回路基板を装着固定するための複数の固定部と、前記固体撮像素子の長手方向における前記複数の固定部の中間位置に配置され、前記固体撮像素子基板の前記回路基板背面を当接支持する当接部とを備えることを特徴とする撮像素子ユニット。
【請求項７】
画像読取手段として、請求項１〜請求項６のいずれか１項の撮像素子ユニットを備えたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項８】
原稿面上の原稿の画像情報を読み取る画像読取装置を有し、
前記画像読取装置で読み取られた画像情報に基づいて記録媒体に前記原稿の画像を形成する画像形成装置であって、
前記画像読取装置は、請求項７に記載の画像読取装置である、
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板上に固体撮像素子を実装してなる固体撮像素子基板を、ブラケット部材に固定してなる撮像素子ユニット、当該撮像素子ユニットを備えた画像読取装置および当該画像読取装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像原稿をイメージセンサとしての固体撮像素子により読み取って原稿画像の画像データを得る画像読取装置において、装置の駆動に伴う温度上昇による構成部品の熱膨張量の差異によりイメージセンサが実装された回路基板に反り変形が生じ、固体撮像素子も反ってしまう。このような反りが固体撮像素子に生じると、原稿による反射光が固体撮像素子上に適正に結像せず、画像が劣化してしまう。
このような固体撮像素子の反りによる影響を抑制する従来の技術は、例えば、特許文献１（特許第４２３８７１７号公報）および特許文献２（特開２００８−２７０９９６号公報）等に開示されている。
すなわち、特許文献１には、固体撮像素子であるイメージセンサが実装された回路基板とこれを支持するブラケット部材との熱膨張量の差異により回路基板および実装されたイメージセンサに撓み変形が生じるのを防止するために、回路基板の一端を丸孔貫通孔を介してブラケット部材にネジで締結固定するとともに回路基板の他端を長孔貫通孔を介してブラケット部材に段付ネジでスライド可能に取り付けることにより、熱膨張量の差異を吸収させる構成が示されている。
【０００３】
すなわち、この特許文献１は、固体撮像素子が実装された回路基板の剛性を活かし、ブラケット部材に対して自由に伸縮するようにして、熱膨張量の差異による撓み変形を抑制する技術を開示している。
そして、特許文献２には、固体撮像素子基板の反りを抑制するために、基板支持部材に対して、長尺形状の回路基板の両端部をネジ締結し、中央部付近を弾性部材にて押圧する構成が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば特許文献１のように、固体撮像素子が実装された回路基板の一端を丸孔貫通孔を介してブラケット部材にネジで締結固定するとともに回路基板の他端を長孔貫通孔を介してブラケット部材に段付ネジでスライド可能に取り付けることにより、熱膨張量の差異を吸収させ、回路基板がブラケット部材に対して自由に伸縮するようにして、熱膨張量の差異による撓み変形を抑制する構成としても、回路基板と固体撮像素子との間の熱膨張量の差異に起因して、回路基板や固体撮像素子が撓んでしまう。すなわち、回路基板が自由に膨張・収縮する構成だけでは、温度変化が生じた際に、かならずしも固体撮像素子の反りの発生を抑制することはできない。回路基板が自由に伸縮する状態で反りが発生しないように、回路基板と固体撮像素子および他の実装部品の線膨張係数および剛性を適正に設定する必要がある。
【０００５】
また、例えば、特許文献２のように、基板支持部材に対して、長尺形状の回路基板の両端部をネジ締結し、中央部付近を弾性部材にて押圧するようにして、固体撮像素子基板の反りを抑制するようにしても、固体撮像素子基板の中央付近では、回路基板や固体撮像素子が撓んでしまうというという問題は残る。
このように、特許文献１および特許文献２のいずれによっても、線膨張係数の差異による固体撮像素子の撓み変形や、線膨張係数が同じであっても温度分布がある場合における構成部品の撓みを効果的に抑制することはできなかった。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、固体撮像素子とそれを実装する回路基板およびその他の構成部品との間の線膨張係数の差異、温度分布の差異に起因して、温度上昇に伴って発生する固体撮像素子の撓みまたは反り変形を抑制（低減または防止）することを可能とする撮像素子ユニット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】
本発明に係る撮像素子ユニットは、上述した目的を達成するために、
回路基板上に固体撮像素子を実装してなる固体撮像素子基板と、
前記固体撮像素子基板を固定保持し且つそれ自体が所要の取付部位に取着されるブラケット部材とを具備してなり、
前記ブラケット部材は、
板金材料からなり、
前記固体撮像素子の長手方向に対応して延びる底部と、
前記底部の延在方向に平行な両側辺を形成する一対の第１の折曲線により上方に向けて垂直に折曲されて互いに平行に対峙する一対の垂直部と、
前記一対の垂直部の前記底部から遠い側に前記第１の折曲線に平行な側辺を形成する一対の第２の折曲線により外方に向けて垂直に折曲されて、互いに同一平面を形成して平行に延びる一対の水平部と
を形成し、
前記一対の水平部には、前記固体撮像素子基板の前記回路基板を前記水平部により形成される平面より浮かせた固定面にて装着固定するための複数の固定部と、前記固体撮像素子の長手方向における前記複数の固定部の中間位置に配置され、前記固体撮像素子基板の前記回路基板背面を当接支持する当接部とを具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、固体撮像素子とそれを実装する回路基板およびその他の構成部品との間の線膨張係数の差異や、温度分布の差異に起因して、温度上昇に伴って発生する固体撮像素子の撓みまたは反り変形を抑制することを可能とする撮像素子ユニットを提供することができる。
【０００９】
すなわち本発明に係る撮像素子ユニットによれば、回路基板上に固体撮像素子を実装してなる固体撮像素子基板と、前記固体撮像素子基板を固定保持し且つそれ自体が所要の取付部位に取着されるブラケット部材とを具備してなり、
前記ブラケット部材は、
板金材料からなり、
前記固体撮像素子の長手方向に対応して延びる底部と、
前記底部の延在方向に平行な両側辺を形成する一対の第１の折曲線により上方に向けて垂直に折曲されて互いに平行に対峙する一対の垂直部と、
前記一対の垂直部の前記底部から遠い側に前記第１の折曲線に平行な側辺を形成する一対の第２の折曲線により外方に向けて垂直に折曲されて、互いに同一平面を形成して平行に延びる一対の水平部と
を形成し、
前記一対の水平部には、前記固体撮像素子基板の前記回路基板を前記水平部により形成される平面より浮かせた固定面にて装着固定するための複数の固定部と、前記固体撮像素子の長手方向における前記複数の固定部の中間位置に配置され、前記固体撮像素子基板の前記回路基板背面を当接支持する当接部とを具備することにより、
固体撮像素子と回路基板およびその他の構成部品との間の線膨張係数の差異や温度分布の差異に起因して、温度上昇に伴って発生する固体撮像素子の撓みまたは反り変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る撮像素子ユニットの構成を示す図であり、（ａ）は、全体構成の斜視図、（ｂ）は、その分解斜視図である。
【図２】図１の撮像素子ユニットの要部の構成を示す左側面図である。
【図３】図１の撮像素子ユニットのブラケット部材の構成を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は当接部を含む断面を示す横断面図である。
【図４】図１の撮像素子ユニットの固体撮像素子の構成を示す図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は、横断面図である。
【図５】図１の第１の実施の形態の実施例１に係る撮像素子ユニットの固体撮像素子基板の熱変形を説明するための図であり、（ａ）は、初期状態の縦断面図、（ｂ）は、温度上昇時の縦断面図である。
【図６】図１の第１の実施の形態の実施例１に係る撮像素子ユニットの熱変形を説明するための図であり、（ａ）は、初期状態の縦断面図、（ｂ）は、温度上昇時の縦断面図、（ｃ）は、温度上昇時の斜視図である。
【図７】図１の撮像素子ユニットの作用を説明するための比較例を示す図であり、（ａ）は第１の比較例を示す斜視図、（ｂ）は第２の比較例を示す斜視図、（ｃ）は第３の比較例を示す斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る撮像素子ユニットのブラケット部材の要部の構成を示す斜視図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る撮像素子ユニットのブラケット部材の要部の構成を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る撮像素子ユニットのブラケット部材の要部の構成を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態に係る撮像素子ユニットのブラケット部材の要部の構成を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第６の実施の形態に係る撮像素子ユニットのブラケット部材の要部の構成を示す斜視図である。
【図１３】本発明の第７の実施の形態に係る撮像素子ユニットのブラケット部材の要部の構成を示す斜視図である。
【図１４】本発明の第８の実施の形態に係る撮像素子ユニットのブラケット部材の要部の構成を示す斜視図である。
【図１５】本発明の第９の実施の形態に係る撮像素子ユニットのブラケット部材の要部の構成を示す斜視図である。
【図１６】本発明の第１０の実施の形態に係る画像読取装置の要部の概念的な構成を示す断面図である。
【図１７】本発明の第１１の実施の形態に係る画像読取装置の要部の概念的な構成を示す断面図である。
【図１８】本発明の第１２の実施の形態に係る画像読取装置の要部の概念的な構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係る撮像素子ユニットおよび画像読取装置を詳細に説明する。
具体的な実施の形態および実施例について説明する前に、まず、本発明に係る撮像素子ユニットの特徴について説明する。
本発明に係る撮像素子ユニットは、それを用いた装置、例えば画像読取装置の稼働時における構成部品の温度上昇に対処するものであり、固体撮像素子を実装した回路基板を支持するブラケット部材を折曲形状により高剛性に形成し、そのブラケット部材の中央部付近に回路基板の撮像素子の実装面の背面に当接する当接部を設けて、温度上昇時に、固体撮像素子、回路基板およびブラケット部材の線膨張係数の差異に起因するブラケット部材の撓み変形を抑制し、且つ回路基板の背面にブラケット部材の当接部を当接支持させることで、固体撮像素子の撓み変形を抑制するものである。
【００１２】
尚、構成部品（例えば固体撮像素子）の撓みが発生する原因は、構成部品間の線膨張係数の差異だけてはない。
構成部品の線膨張係数がたとえ同じであっても温度分布に斑（ムラ）がある場合にも、構成部品の撓みが発生する要因となる。
本願発明にあっては、構成部品の線膨張係数がたとえ同じであって、温度分布が発生した場合にも、適用可能であり、温度上昇に伴って発生する構成部品、例えば、固体撮像素子の撓みまたは反り変形を抑制することが可能である。
【００１３】
〔第１の実施の形態〕
次に、本発明に係る撮像素子ユニットのさらに具体的な実施の形態について説明する。
最初に、本発明に係る撮像素子ユニットの第１の実施の形態について、具体的に説明する。
図１〜図４は、本発明の第１の実施の形態に係る撮像素子ユニットの構成を説明するためのものである。図１（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、第１の実施の形態の要部の構成を示す斜視図およびその分解斜視図である。図２は、図１の撮像素子ユニットの要部の構成を示す左側面図である。図３（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図１の撮像素子ユニットのブラケット部材の構成を示す斜視図および横断面図である。そして、図４（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図１の撮像素子ユニットの固体撮像素子の構成を示す分解斜視図および横断面図である。
【００１４】
図１〜図２に示す撮像素子ユニットは、回路基板１１、固体撮像素子１２、ブラケット部材２１を備えている。固体撮像素子１２は、パッケージ１３およびカバーガラス１４を具備して回路基板１１に実装される。回路基板１１は、この場合４本の締結ネジ１５によってブラケット部材２１に組み付けられている。
まず、固体撮像素子１２を実装した回路基板１１、すなわち固体撮像素子基板１０を固定保持し、且つそれ自体が所要の取付部位に取着されるブラケット部材２１について説明する。
図３に示すように、ブラケット部材２１は、１枚の鋼板等の板金材料からなり、プレス工法により折曲成型して製作する。例えば厚さｔ＝０．８ｍｍの鋼板等の１枚の板金を、長手方向に沿い且つ互いに平行な第１の折曲線および第２の折曲線による折曲部２１ａ、２１ｂおよび第２の折曲部２１ｃおよび２１ｄで折り曲げる折曲加工を施すことにより成型して、２つの折曲部２１ｃ、２１ｄより外方に向けて垂直に折曲されて固体撮像素子基板、つまり回路基板１１を取り付けるための一対の水平部２２Ａおよび２２Ｂを形成する。さらに、互いに対峙する一対の垂直部２３Ａおよび２３Ｂ、並びに底部２４を形成して構成する。
【００１５】
水平部２２Ａおよび２２Ｂ、並びに底部２４は、固体撮像素子１２および回路基板１１の取り付け平面に平行な図１〜図３に示すＸ−Ｚ平面に平行に形成されている。対をなす水平部２２Ａと水平部２２Ｂとは、同一平面を形成している。底部２４の長手方向（図１〜図３に示すＸ軸方向、延在方向と称することがある）に平行な両側辺を形成する一対の第１の折曲線により上方に向けて垂直に折曲されて水平部２２Ａおよび２２Ｂにかけてそれぞれ立ち上がり、互いに対峙する一対の垂直部２３Ａおよび２３Ｂを形成している。この垂直部２３Ａと２３Ｂは、図１〜図３に示すＸ−Ｚ平面に垂直で、Ｘ−Ｙ平面に平行に形成されている。
【００１６】
図２に示すように、水平部２２Ａおよび２２Ｂの表面（図１〜図３に示す＋Ｙ側の面）と底部２４の裏側の面（図１〜図３に示す−Ｙ側の面）との間の距離（高さ）をＨとする。高さＨを適宜設定することにより、ブラケット部材２１の板厚ｔを変更することなく、ブラケット部材２１のＹ−Ｚ断面における断面二次モーメントを調整することができる。これにより、ブラケット部材の（図１〜図３に示すＸ−Ｙ平面内での撓み変形に関する）曲げ剛性を調整することができる。
一対の水平部２２Ａおよび２２Ｂの長手方向の両端部近傍に、回路基板１１を取り付ける取り付け面を形成する。この場合４箇所の、例えば高さ０．３ｍｍの円形台状を呈する「固定部」としての受け台部２６が、いわゆる半抜き加工により図１〜図３に示す＋Ｙ方向に突出させて突出形成されている。この受け台部２６は、水平部の平面より浮かせた固定面にて装着固定するための固定部である。これら各受け台部２６の中央には、それぞれ、回路基板１１をネジ締結するためのネジ孔（雌ネジ）２７（合計４ヶ所）が、いわゆるタップ加工等を施すことにより形成されている。
【００１７】
一対の垂直部２３Ａおよび２３Ｂの長手方向についての中央部近傍には、それぞれ、水平部２２Ａおよび２２Ｂの＋Ｙ側の面よりも突出させて１対の当接部２５Ａおよび２５Ｂが形成されている。当接部２５Ａおよび２５Ｂは、垂直部２３Ａ、２３Ｂに対する第２の折曲線近傍に位置し、垂直部２３Ａ、２３Ｂにほぼ垂直な当接面を形成する。これら１対の当接部２５Ａおよび２５Ｂは、回路基板背面（−Ｙ側の面）に当接する部分である。
この第１の実施の形態においては、当接部２５Ａおよび２５Ｂの回路基板１１に対する当接面は、プレス工法による抜き加工で形成されるせん断面である。この突出量、すなわち突出高さは、先に述べた受け台部２６の突出高さと同等程度に設定している。
この当接部２５Ａおよび２５Ｂの加工方法の一例を挙げれば、第２の折曲部２１ｃ、２１ｄである第２の折曲線における折曲前に：第２の折曲線近傍にほぼコ字状に屈曲するスリットを抜き形成し、第２の折曲線における折曲により、当該第２の折曲線近傍に上記垂直部２３Ａ、２３Ｂにほぼ垂直なせん断面による上記当接面を形成するようにしてもよい。
【００１８】
尚、当接部２５Ａおよび２５Ｂは、突出面の形状、特に面精度や突出量、つまり突出高さを高精度に維持するために、当接部２５Ａおよび２５Ｂに研磨加工等の二次加工を施してもよい。また、当接部２５Ａおよび２５Ｂは、次に説明する固体撮像素子１２の長手方向（図１〜図３に示すＸ軸方向）における、上述した複数個の受け台部（固定部）２６の中間位置、つまり内側の領域に配設される。
図４に示すように、固体撮像素子１２は、主として、明確には図示していない受光センサを内部に収納したパッケージ１３と、パッケージ１３の開口部を覆う透光性のカバーガラス１４とを具備して構成される。受光センサとしては、ＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子やＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）撮像素子等を用いることができ、これらを１次元的または２次元的に配置して構成することができる。
固体撮像素子１２は、パッケージ１３の背面（下面、即ち、図１〜図３に示す−Ｙ側の面）および側面（図１〜図３に示す±Ｘ側および±Ｚ側の面）の一方または両方、つまり少なくとも一方に、接続および固定用の複数の端子（図示せず）が設けられており、これらの端子を利用して半田付けにより回路基板１１の表面（図１〜図３に示す＋Ｙ側の面）上に実装されている。
【００１９】
図１に示すように、回路基板１１の４隅近傍の４箇所には、それぞれ貫通孔１６が形成されている。回路基板１１は、この貫通孔１６をそれぞれ介して締結ネジ１５により、ブラケット部材２１の受け台部２６の中央部に形成されたネジ孔２７の雌ネジに締結固定される（図２も参照されたい）。
回路基板１１の背面（図１〜図３に示す−Ｙ側の面）に実装された電子部品や半田等がブラケット部材２１の水平部２２Ａおよび２２Ｂの表面（図１〜図３に示す＋Ｙ側の面）と干渉しないように、ブラケット部材２１の固定部としての受け台部２６の突出高さが設定される。
上述したように、ブラケット部材２１の当接部２５Ａおよび２５Ｂと４箇所の受け台部２６の各突出量は同等程度に設定されており、そのため、回路基板１１の背面（図１〜図３に示す−Ｙ側の面）は４箇所の受け台部２６だけではなく、実質的に当接部２５Ａおよび２５Ｂにも密接した状態となる。
【実施例１】
【００２０】
次に、撮像素子ユニットの上述した第１の実施の形態に係る実施例１の構成における固体撮像素子基板の熱変形について検討する。
図５は、実施例１に係る固体撮像素子基板の熱変形を説明するためのもので、図５（ａ）は初期状態の長手方向に対して正面から見た縦断面図であり、図５（ｂ）はΔＴ＝＋２５℃の温度上昇時の縦断面図である。また、図６は、実施例１の撮像素子ユニットの熱変形を説明するためのもので、図６（ａ）は初期状態（ΔＴ＝０℃）における撮像素子ユニットを長手方向に対して正面から見た縦断面図であり、図６（ｂ）は温度上昇時（ΔＴ＝＋２５℃）における縦断面図であり、そして図６（ｃ）は温度上昇時（ΔＴ＝＋２５℃）における斜視図である。
回路基板１１上に固体撮像素子１２を実装した固体撮像素子基板（このように回路基板１１上に固体撮像素子１２を実装した状態を「固体撮像素子基板１０」と称する）は、線膨張係数が異なる材質を結合して構成されているため、これを搭載した、例えば画像読取装置の稼動に伴って温度が上昇すると、熱変形を生じる。有限要素法を利用した構造解析に基づいて熱応力解析を行った結果の図１〜図３等に対応するＸ−Ｙ断面の例を、図５に示している。
【００２１】
図５に示すスケールは、図示Ｙ軸方向についての変位量をあらわしている。図５（ｂ）においては、変形量を４倍に拡大して示している。
この場合の構造解析において利用した材質の物性値を次表に示している。
【００２２】
【表１】
2016134660.tif 000003
【００２３】
尚、表１に示された物性値は、実施例１に係るものであるが、必ずしも記載された数値である必要はないことはいうまでもない。
表１に示すように、固体撮像素子１２の主要な構成部品であるカバーガラス１４およびパッケージ１３の線膨張係数よりも、回路基板１１の線膨張係数のほうが大きいため、回路基板１１および固体撮像素子１２は、図示Ｘ−Ｙ平面内で「下に凸」、すなわち−Ｙ側に凸となる形状に撓み変形する。
図４（ａ）および図６（ｃ）に示すように、図４（ｂ）に示したパッケージ１３における受光センサの実装面の長手方向（図示Ｘ軸方向）についての中央部近傍の評価ポイントをＰ１とし、パッケージ１３における受光センサの実装面の長手方向（図示Ｘ軸方向）についての一端部（図示＋Ｘ側の端部）近傍の評価ポイントをＰ２とする。
【００２４】
図５において、例えば、初期温度（ΔＴ＝０℃）からΔＴ＝２５℃まで温度を上昇させた場合には、上述した構造解析における熱応力解析の結果、評価ポイントＰ１とＰ２の図示Ｙ軸方向の変位の差Δは、９４μｍとなった。
すなわち、固体撮像素子１２は、ＰＶ（Peak-to-Valley）値が９４μｍの「下に凸」の形状の撓み変形を生じることがわかる。
次に、上述した実施例１の構成における撮像素子ユニットの熱変形による撓み変形の抑制について検討する。
回路基板１１に固体撮像素子１２を実装した固体撮像素子基板１０を、ブラケット部材２１に４本の締結ネジ１５によりネジ締結してなる撮像素子ユニット（このように固体撮像素子基板をブラケット部材２１にネジ締結により締結固定してなるユニットを、「撮像素子ユニット」と称している）も、線膨張係数が異なる材質を結合して構成されているため、これを搭載した、例えば画像読取装置の稼動に伴って温度が上昇すると、熱変形を生じる。
【００２５】
図６には、実施例１の構成の撮像素子ユニットにおける構造解析としての熱応力解析の結果を長手方向の断面（図示Ｘ−Ｙ断面）により示している。図６（ｂ）におけるスケールは図示Ｙ軸方向の変位量をあらわしており、図６（ｂ）は、変形量を２倍に拡大して示している。
実施例１の撮像素子ユニットの構成においては、固体撮像素子１２は、ＰＶ（Peak-to-Valleyの略称）値が５μｍの「下に凸」の形状の撓み変形を生じ、固体撮像素子基板単体の場合のＰＶ値（９４μｍ）と比較して、格段に撓み変形の大きさを低減することができた。画像読取装置において読み取り画像の品質を維持するためには、固体撮像素子１２の撓み量のＰＶ値を、例えば、１０μｍ程度以下とすることが望ましい。実施例１の撮像素子ユニットにおいてはＰＶ値が５μｍであり、好ましい構成であるといえる。
尚、実施例１の撮像素子ユニットの構成においては、ブラケット部材２１をプレス工法にて曲げ加工することにより、（図示Ｘ−Ｙ平面内での撓み変形についての）曲げ剛性を向上させ、且つブラケット部材２１の長手方向（図示Ｘ軸方向）についての中央部付近に当接部２５Ａおよび２５Ｂを設けた。このような構成とすることにより、温度上昇時に、ブラケット部材２１の撓み変形を低減した状態で、回路基板１１の背面（図示−Ｙ側の面）を当接部２５Ａおよび２５Ｂに当接させて、効果的に撓み変形を抑制することができる。
【００２６】
また、図２に示すように、ブラケット部材２１の底部２４の図示Ｚ軸方向の幅寸法Ｗ２は、パッケージ１３の図示Ｚ軸方向の幅寸法Ｗ１と同等程度、またはそれより若干小さい値に設定した。そのため回路基板１１に図示Ｙ−Ｚ平面内にて曲げモーメントを発生させることがなく、好ましい構成である。
このように構成することによって、固体撮像素子１２の撓み量のＰＶ値を５μｍにまで低減することが可能となった。固体撮像素子１２、回路基板１１およびブラケット部材２１等の構成部品の線膨張係数やヤング率等の物性値に応じて、適宜、折り曲げによる垂直部２３Ａおよび２３Ｂに基づく高さ寸法Ｈを適切に調整することによって、構成部品の材質にかかわらずに固体撮像素子１２の撓み量のＰＶ値を低減することが可能である。
尚、ブラケット部材２１を、この撮像素子ユニットを用いる装置、例えば画像読取装置の本体フレーム等に組み付ける際に、ブラケット部材２１と本体フレーム等とで線膨張係数等の差異がある場合には、さらに本体フレームの線膨張係数等を考慮して、諸元を設定すればよい。
【００２７】
ここで、上述した実施例１の構成の有効性を確認するために、いくつかの比較例と比較して検討する。
実施例１のブラケット部材２１に対する３つの比較例１、比較例２および比較例３のそれぞれにおけるブラケット部材Ｃ１、Ｃ２およびＣ３を、図７（ａ）、図７（ｂ）および図７（ｃ）に示す。
ブラケット部材Ｃ１、Ｃ２およびＣ３は、実施例１のブラケット部材２１と同様に、例えば板厚ｔ＝０．８ｍｍの板金部材をプレス工法により製作する。各ブラケット部材Ｃ１、Ｃ２およびＣ３の４隅には、実施例１のブラケット部材２１と同様に、高さ０．３ｍｍの受け台部２６が形成され、これら受け台部の各中央部にはネジ孔（雌ネジ）２７が、例えばタップ加工等により形成される。
【００２８】
図７（ａ）に示すブラケット部材Ｃ１には、曲げ加工は施されておらず、受け台部２６を除けば長方形のほぼ平板である。
図７（ｂ）に示すブラケット部材Ｃ２は、実施例１のブラケット部材２１の場合と同様の曲げ加工が施されている。そして、図７（ｃ）に示すブラケット部材Ｃ３は、長方形のほぼ平板の表面（図示＋Ｙ側の面）の中央部近傍に、受け台部とほぼ同等の、例えば高さ０．３ｍｍだけ突出する当接部ＰＰが、例えば半抜き加工により突出形成されている。これらのブラケット部材Ｃ１〜Ｃ３のいずれかに、実施例１の場合と同様の固体撮像素子基板（回路基板と固体撮像素子から構成される）を４本の締結ネジにて受け台部にネジ締結して、撮像素子ユニットを構成する。
これらの撮像素子ユニットをΔＴ＝２５℃だけ温度上昇させたときの固体撮像素子１２の撓み量のＰＶ値を、構造解析における熱応力解析により算出した結果は、次の通りである。
【００２９】
比較例１の場合：ブラケット部材Ｃ１  ・・・  撓み量のＰＶ値＝４９μｍ
比較例２の場合：ブラケット部材Ｃ２  ・・・  撓み量のＰＶ値＝４５μｍ
比較例３の場合：ブラケット部材Ｃ３  ・・・  撓み量のＰＶ値＝１９μｍ
すなわち、比較例１〜比較例３の全てにおいて、「下に凸」の形状となった。
したがって、固体撮像素子の撓み量を効果的に低減するには、比較例２のようにブラケット部材の剛性を向上させるだけではなく、比較例３のようにブラケット部材の中央部付近に当接部ＰＰを設けて撓み変形を規制することが重要であることがわかる。
【００３０】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態に係る撮像素子ユニットについて説明する。
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る撮像素子ユニットに用いるブラケット部材３０の構成を説明するための斜視図である。
図８に示すブラケット部材３０には、図１〜図４に示した第１の実施の形態のパッケージ１３およびカバーガラス１４を具備する固体撮像素子１２が回路基板１１に実装されてなる固体撮像素子基板１０と同様の固体撮像素子基板を構成する回路基板が、例えば４本の締結ネジによって組み付けられる。
図８に示す第２の実施の形態のブラケット部材３０は、第１の実施の形態におけるブラケット部材２１とおおむね同様の構成であるが、ブラケット部材３０においては、２対の当接部３１Ａおよび３１Ｂと、３１Ｃおよび３１Ｄとが形成されている点が第１の実施の形態の場合のブラケット部材２１と異なっている。
このような第２の実施の形態に係る実施例２のブラケット部材３０に、実施例１にて説明したのと同様の（回路基板および固体撮像素子から構成される）固体撮像素子基板を４本の締結ネジにてネジ締結して、撮像素子ユニットを構成する。
【００３１】
上述したように構成した第２の実施の形態に係る実施例２のブラケット部材３０を用いて構成した撮像素子ユニットをΔＴ＝２５℃だけ温度上昇させたときの固体撮像素子の撓み量のＰＶ値を、構造解析（熱応力解析）により算出した結果は、次の通りである。
実施例２：ブラケット部材３０  ・・・  ８μｍ（下に凸の形状）
実施例２においては、実施例１の撓み量５μｍよりも撓み量のＰＶ値が大きくなったが、許容値（目安：１０μｍ）を下回っており、好ましい構成であるといえる。
尚、第２の実施の形態に係る実施例２においては、当接部３１Ａ〜３１Ｄの高さ寸法を、４箇所の受け台部と同じ高さとしている。しかしながら、当接部３１Ａ〜３１Ｄの高さ寸法を、ブラケット部材３０の四隅の受け台部の高さより若干高く（回路基板に半田付け等により実装した部品と干渉して、実装部品を剥離させたり、故障させたりしない程度に）設定することにより、温度上昇時の撓み量のＰＶ値をさらに低減することが可能となる。
【００３２】
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明に係る撮像素子ユニットの第３の実施の形態について説明する。
図９は、本発明の第３の実施の形態に係る撮像素子ユニットに用いるブラケット部材３２の構成を説明するための斜視図である。
図９に示すブラケット部材３２には、図１のパッケージ１３およびカバーガラス１４を具備する固体撮像素子１２が回路基板１１に実装されてなる固体撮像素子基板１０と同様の固体撮像素子基板を構成する回路基板が、例えば４本の締結ネジによって組み付けられる。
図９に示すブラケット部材３２は、第１の実施の形態におけるブラケット部材２１とおおむね同様の構成であるが、ブラケット部材３２においては、突出形成される一対の当接部３３Ａおよび３３Ｂの位置を、Ｘ軸方向、例えば図示のごとく＋Ｘ方向にずらせて形成した点で第１の実施の形態の場合のブラケット部材２１と異なっている。
【００３３】
このような第３の実施の形態のブラケット部材３２に、図１にて説明したのと同様の（回路基板および固体撮像素子から構成される）固体撮像素子基板を４本の締結ネジにてネジ締結して、撮像素子ユニットを構成する。
上述したように構成した第３の実施の形態のブラケット部材３２を用いれば、当接部３３Ａおよび３３Ｂの位置を変更したので、回路基板における実装部品の配置等に基づく干渉を回避することができ、このように撮像素子ユニットを構成しても一対の当接部３３Ａおよび３３Ｂによる撓み変形に対する規制効果は得られる。
【００３４】
〔第４の実施の形態〕
次に、本発明に係る撮像素子ユニットの第４の実施の形態について説明する。
図１０は、本発明の第４の実施の形態に係る撮像素子ユニットに用いるブラケット部材３４の構成を説明するための斜視図である。
図１０に示すブラケット部材３４には、図１のパッケージ１３およびカバーガラス１４を具備する固体撮像素子１２が回路基板１１に実装されてなる固体撮像素子基板１０と同様の固体撮像素子基板を構成する回路基板が、例えば４本の締結ネジによって組み付けられる。
図１０に示す第４の実施の形態のブラケット部材３４は、図１におけるブラケット部材２１とおおむね同様の構成であるが、ブラケット部材３４においては、突出形成される一対の当接部３５Ａおよび３５Ｂの位置を、Ｘ軸方向、例えば図示のごとく、それぞれ、＋Ｘ方向および−Ｘ方向にずらせて互い違いに配置形成した点で第１、第２および第３の実施の形態の場合のブラケット部材２１、３０および３２と異なっている。
【００３５】
このような第４の実施の形態のブラケット部材３４に、第１の実施の形態にて説明したのと同様の（回路基板および固体撮像素子から構成される）固体撮像素子基板１０を４本の締結ネジにてネジ締結して、撮像素子ユニットを構成する。
上述したように構成した第４の実施の形態に係るブラケット部材３４を用いれば、当接部３５Ａおよび３５Ｂの位置を変更したので、回路基板における実装部品の配置等に基づく干渉を回避することができ、このように撮像素子ユニットを構成しても一対の当接部３５Ａおよび３５Ｂによる撓み変形に対する規制効果は得られる。
【００３６】
〔第５の実施の形態〕
次に、本発明に係る撮像素子ユニットの第５の実施の形態について説明する。
図１１は、本発明の第５の実施の形態に係る撮像素子ユニットに用いるブラケット部材３６の構成を説明するための斜視図である。
図１１に示すブラケット部材３６には、第１の実施の形態に係るパッケージ１３およびカバーガラス１４を具備する固体撮像素子１２が回路基板１１に実装されてなる固体撮像素子基板１０と同様の固体撮像素子基板を構成する回路基板が、例えば４本の締結ネジによって組み付けられる。
図１１に示す第５の実施の形態のブラケット部材３６は、図１におけるブラケット部材２１とおおむね同様の構成であるが、ブラケット部材３６においては、突出形成される一対の当接部３７Ａおよび３７Ｂの突出形状を、矩形状でなく円弧状とし当接端面の形状を扁平でなく円弧状曲面として形成した点で図１の場合のブラケット部材２１と異なっている。
【００３７】
このような第５の実施の形態のブラケット部材３６に、図１にて説明したのと同様の（回路基板および固体撮像素子から構成される）固体撮像素子基板を４本の締結ネジにてネジ締結して、撮像素子ユニットを構成する。
上述したように構成した第５の実施の形態のブラケット部材３６を用いれば、当接部３７Ａおよび３７Ｂの形状を変更したので、回路基板における実装部品の配置等に基づく干渉を回避することができ、このように撮像素子ユニットを構成しても一対の当接部３７Ａおよび３７Ｂによる撓み変形に対する規制効果は得られる。
【００３８】
〔第６の実施の形態〕
次に、本発明に係る撮像素子ユニットの第６の実施の形態について説明する。
図１２は、本発明の第６の実施の形態に係る撮像素子ユニットに用いるブラケット部材３８の構成を説明するための斜視図である。
図１２に示すブラケット部材３８には、図１のパッケージ１３およびカバーガラス１４を具備する固体撮像素子１２が回路基板１１に実装されてなる固体撮像素子基板１０と同様の固体撮像素子基板を構成する回路基板が、例えば４本の締結ネジによって組み付けられる。
【００３９】
図１２に示す第６の実施の形態に係るブラケット部材３８は、図１におけるブラケット部材２１とおおむね同様の構成であるが、ブラケット部材３８においては、折曲形成される底部３９の短手方向、つまり図示Ｚ方向の幅寸法を、固体撮像素子（のパッケージ）の幅よりも大きく、すなわち広く形成した点で図１の場合のブラケット部材２１と異なっている。
このような第６の実施の形態に係るブラケット部材３８に、図１にて説明したのと同様の（回路基板および固体撮像素子から構成される）固体撮像素子基板を４本の締結ネジにてネジ締結して、撮像素子ユニットを構成する。
上述したように構成した第６の実施の形態のブラケット部材３８を用いれば、底部３９の幅寸法を変更したので、一対の当接部４０Ａおよび４０Ｂの対峙間隔も広くなり、回路基板における実装部品の配置等に基づく干渉を回避することができ、このように撮像素子ユニットを構成しても一対の当接部４０Ａおよび４０Ｂによる撓み変形に対する規制効果は得られる。
【００４０】
〔第７の実施の形態〕
次に、本発明に係る撮像素子ユニットの第７の実施の形態について説明する。
図１３は、本発明の第７の実施の形態に係る撮像素子ユニットに用いるブラケット部材４１の構成を説明するための斜視図である。
図１３に示すブラケット部材４１には、図１のパッケージ１３およびカバーガラス１４を具備する固体撮像素子１２が回路基板１１に実装されてなる固体撮像素子基板１０と同様の固体撮像素子基板を構成する回路基板が、例えば４本の締結ネジによって組み付けられる。
図１３に示す第７の実施の形態に係るブラケット部材４１は、第６の実施の形態におけるブラケット部材３８とおおむね同様に、ブラケット部材４１において折曲形成される底部４２の短手方向の寸法、つまり幅寸法を、固体撮像素子（のパッケージ）の幅よりも大きく、すなわち広く形成し、さらに一対の水平部４３Ａおよび４３Ｂのさらに短手方向（Ｚ方向）の両先端部をさらに図示下方（−Ｙ方向）に折曲して互いに平行な一対の外側垂直部４４Ａおよび４４Ｂを形成した点で第１〜第６の実施の形態の場合のブラケット部材と異なっている。
【００４１】
このような第７の実施の形態のブラケット部材４１に、図１にて説明したのと同様の（回路基板および固体撮像素子から構成される）固体撮像素子基板を４本の締結ネジにてネジ締結して、撮像素子ユニットを構成する。
上述したように構成した第７の実施の形態のブラケット部材４１を用いれば、第６の実施の形態に係るブラケット部材の効果も得られ、しかも外側垂直部４４Ａおよび４４Ｂを設けたことにより、長手方向の剛性も向上する。
【００４２】
〔第８の実施の形態〕
次に、本発明に係る撮像素子ユニットの第８の実施の形態について説明する。
図１４は、本発明の第８の実施の形態に係る撮像素子ユニットに用いるブラケット部材４５の構成を説明するための斜視図である。
図１４に示すブラケット部材４５には、図１のパッケージ１３およびカバーガラス１４を具備する固体撮像素子１２が回路基板１１に実装されてなる固体撮像素子基板１０と同様の固体撮像素子基板を構成する回路基板が、例えば４本の締結ネジによって組み付けられる。
図１４に示す実施例８のブラケット部材４５は、実施例１におけるブラケット部材２１とおおむね同様の構成であり、底部４８の短手方向両端から一対の垂直部４７Ａおよび４７Ｂが垂直つまり図示＋Ｙ方向に立ち上がり、さらにそれらの短手方向両端から垂直、つまり図示±Ｚ方向に底部４８と平行な一対の水平部４６Ａおよび４６Ｂが延びている。
【００４３】
また、ブラケット部材４５では、表面（＋Ｙ側の面）の中央部付近に４箇所の受け台部５０と同様の突出高さ０．３ｍｍの一対の当接部４９Ａおよび４９Ｂが、例えば半抜き加工により形成されている点でも、図１のブラケット部材２１と異なっている。このように、一対の当接部４９Ａおよび４９Ｂを、４箇所の受け台部５０と同様に半抜き加工により形成することにより、両者を同一の金型による同一の工程で形成することができるため、当接部４９Ａおよび４９Ｂと、受け台部５０の突出高さの寸法精度を確保し易く、好ましい構成である。
このような第８の実施の形態のブラケット部材４５に、図１にて説明したのと同様の（回路基板および固体撮像素子から構成される）固体撮像素子基板を４本の締結ネジにてネジ締結して、撮像素子ユニットを構成する。
上述したように構成した第８の実施の形態のブラケット部材４５においても、底部４８の幅寸法を変更しているので、一対の当接部４９Ａおよび４９Ｂの対峙間隔も広くなり、回路基板における実装部品の配置等に基づく干渉を回避することができ、このように撮像素子ユニットを構成しても一対の当接部４９Ａおよび４９Ｂによる撓み変形に対する規制効果は得られる。
【００４４】
上述したように構成した第８の実施の形態のブラケット部材４５を用いて構成した撮像素子ユニットをΔＴ＝２５℃だけ温度上昇させたときの固体撮像素子の撓み量のＰＶ値を、構造解析、すなわち熱応力解析により算出した結果は次の通りである。
第８の実施の形態：ブラケット部材４５  ・・・  ８μｍ  （下に凸の形状）
このように構成した第８の実施の形態においても、実施例２の場合と同等の撓み量であり、許容値（目安：１０μｍ）を下回っていて、好ましい構成であるといえる。
【００４５】
［第９の実施の形態］
次に、本発明に係る撮像素子ユニットの第９の実施の形態について説明する。
図１５は、本発明の第９の実施の形態に係る撮像素子ユニットに用いるブラケット部材５１の構成を説明するための斜視図である。
図１５に示すブラケット部材５１には、図１のパッケージ１３およびカバーガラス１４を具備する固体撮像素子１２が回路基板１１に実装されてなる固体撮像素子基板１０と同様の固体撮像素子基板を構成する回路基板が、例えば４本の締結ネジによって組み付けられる。
図１５に示す第９の実施の形態のブラケット部材５１は、第８の実施の形態におけるブラケット部材４５とおおむね同様の構成であるが、ブラケット部材５１においては、突出形成される一対の当接部５２Ａおよび５２Ｂを、半抜き加工でなく、例えば図示のごとく、いわゆる切り曲げ加工により形成した点で第８の実施の形態の場合のブラケット部材４５と異なっている。
【００４６】
このような第９の実施の形態のブラケット部材５１に、図１にて説明したのと同様の（回路基板および固体撮像素子から構成される）固体撮像素子基板を４本の締結ネジにてネジ締結して、撮像素子ユニットを構成する。
上述したように構成した第９の実施の形態のブラケット部材５１を用いて撮像素子ユニットを構成しても一対の当接部５２Ａおよび５２Ｂによる撓み変形に対する規制効果が得られる。
尚、上述した各実施の形態における当接部の位置や個数、底部の幅等を適宜変更しても良いことはもちろんである。
【００４７】
〔第１０の実施の形態〕
次に、上述した本発明の第１の実施の形態〜第９の実施の形態に係る撮像素子ユニットを画像読取手段として採用して構成した本発明の第１０の実施の形態に係る画像読取装置について説明する。
図１６は、本発明の第１０の実施の形態に係る画像読取装置の縦断面の構成を模式的に示す断面図である。この第１０の実施の形態に係る画像読取装置においては、上述した第１の実施の形態〜第１０の実施の形態に係る撮像素子ユニットのいずれかを画像読取手段として用いる（請求項７に対応する）。
図１６に示す画像読取装置２００は、コンタクトガラス３１、第１走行体３３、第２走行体３４、画像読取用レンズ３５および撮像素子からなるラインセンサ３６を具備している。第１走行体３３は、照明光源３３ａ、光源ミラー３３ｂおよび第１ミラー３３ｃを備え、第２走行体３４は、第２ミラー３４ａおよび第３ミラー３４ｂを備えている。ラインセンサ３６は、色分解手段として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のフィルタを有し、１チップに３列にライン状に配列して３ラインＣＣＤセンサを構成する光電変換素子３６ａ、３６ｂおよび３６ｃを備えている。画像読取手段は、上述した第１〜第９の実施の形態に係るいずれかの撮像素子ユニットを用いて構成する。
【００４８】
図１６において、読み取るべき画像が記載されている読み取り対象としての原稿３２は、原稿台としての平坦な原稿載置ガラスであるコンタクトガラス３１上に読み取り面を伏せて平面的に載置される。コンタクトガラス３１の下方に配置した第１走行体３３は、いずれも図１６の図面に直交する方向に長い照明光源３３ａ、光源ミラー３３ｂおよび第１ミラー３３ｃを保持しており、図１６に第１走行体３３として示される位置から第１走行体３３′として示される位置まで一定の走行速度Ｖで移動する。
照明光源３３ａは、図１６の図面に直交する方向を長手方向とする細長い光源である。この照明光源３３ａとしては、ハロゲンランプ、Ｘｅ（いわゆるキセノン）ランプ、または冷陰極管等の蛍光ランプのような管灯を用いても良い。また、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の点光源を一列に並べたものや、点光源を線光源に変換する導光体を用いた線状光源を用いても良く、あるいは有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）に代表される面発光光源を細長い形状として用いることも可能である。照明光源３３ａは、第１走行体３３が図１６の右方向へ移動変位するときに発光するように制御される。この照明光源３３ａの発光は、やはり図１６の図面に直交する方向に長い半筒状の光源ミラー３３ｂによって導光して、コンタクトガラス３１上に載置された原稿３２における図５の図面に直交する主走査方向に長いスリット状部分を照明する。
【００４９】
第１ミラー３３ｃは、コンタクトガラス３１の原稿載置面に対して鏡面を４５度傾けた状態で第１走行体３３に保持されている。
第２走行体３４は、図１６の図面に直交する方向に長く、鏡面を互いに直交的に傾けて対をなす第２ミラー３４ａおよび第３ミラー３４ｂを保持している。この第２走行体３４は、第１走行体３３の変位に同期して第２走行体３４′として示される位置まで一定の走行速度Ｖ／２（すなわち第１走行体３３の半分の速度）で変位する。
原稿３２の照明された部分からの反射光（画像による反射光）は、第１走行体３３に設けられた第１ミラー３３ｃにより反射された後、第２走行体３４に設けられた第２ミラー３４ａ、さらには第３ミラー３４ｂによって順次反射され、画像読取用レンズ３５に入射し、この画像読取用レンズ３５によって、撮像素子としてのラインセンサ３６のカバーガラスを介してラインセンサ３６の撮像面（入力面）上に原稿画像の縮小光学像を結像させる。
【００５０】
すなわち、第１ミラー３３ｃ、第２ミラー３４ａおよび第３ミラー３４ｂは、反射光学系を構成している。第１走行体３３および第２走行体３４は、図示されていない駆動手段によって、それぞれ矢印方向（図示右方）へ走行させられる。このときの第１走行体３３の走行速度をＶとすると、第２走行体３４の走行速度はＶ／２であり、第１走行体３３が所定量走行する間に第２走行体３４は、第１走行体３３の移動量の半分だけ移動する。
この走行によって、第１走行体３３および第２走行体３４は、それぞれ図示破線の位置まで変位する。照明光源３３ａ、光源ミラー３３ｂおよび第１ミラー３３ｃは、第１走行体３３と一体的に移動し、コンタクトガラス３１上の原稿３２の全体を照明走査する。既に述べたように第１走行体３３と第２走行体３４の移動速度比は、Ｖ：Ｖ／２＝２：１であるので、照明走査される原稿部分から画像読取用レンズ３５に至る光路長は、ほぼ不変に保たれる。
撮像素子であるラインセンサ３６は、それぞれ色分解手段として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のフィルタを持ったライン状の光電変換素子３６ａ、３６ｂおよび３６ｃを、１チップに３列配列させた３ラインＣＣＤセンサであり、原稿３２の照明走査に伴い、原稿画像を画像信号化する。このようにして、原稿３２の読取りが実行され、原稿３２のカラー画像は、赤、緑および青の３原色に色分解して読取られる。
【００５１】
このような画像読取装置２００は、画像をフルカラーで読取る装置であって、ラインセンサ３６に設けられた赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のフィルタからなる色分解手段を画像読取用レンズ３５の結像光路中に有している。
上述したように、画像読取用レンズ３５に入射した結像光束は、画像読取用レンズ３５の結像作用により、撮像素子であるラインセンサ３６の受光面に原稿３２の縮小像を結像する。この場合、ラインセンサ３６は、ＣＣＤラインセンサであり、微小な光電変換部が図１６の図面に直交する方向に密接して配列されていて、原稿３２の照明走査に伴い、原稿画像を画素単位の電気信号として出力する。既に述べたように、ラインセンサ３６は、結像画像を３色（赤、緑および青）に色分解して色情報を読み取り、各色の光電変換部で変換された電気信号を合成することによってカラー原稿を読み取ることができる。この電気信号は、Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換等の信号処理を経て画像信号に変換され、必要に応じてメモリ（図示されていない）に記憶される。
【００５２】
また、色分解する手法としては、上述した構成に限らず、画像読取用レンズとラインセンサとの間に色分解プリズムやフィルタを選択的に挿入して、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）に色分解する構成、または赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の光源を順次点灯させて原稿を照明する構成を用いることができる。
すなわち、本発明の第１０の実施の形態に係る画像読取装置は、上述した第１〜第９の実施の形態の撮像素子ユニットのいずれかを使用した画像読取装置である。そして、この画像読取装置は、結像レンズによる結像光路内に色分解機能を設けて、原稿情報をフルカラーで読み取るようにしても良い。
【００５３】
〔第１１の実施の形態〕
尚、画像読取装置としては、コンタクトガラス上の原稿をスリット状に照明する照明手段と、ラインセンサと、原稿の被照明部からラインセンサに至る結像光路を形成する複数のミラーと、結像光路上に配置される画像読取用レンズとを一体化して画像読取ユニットを構成し、この画像読取ユニットを駆動手段により原稿に相対的に走行させることにより原稿を読み取り走査するようにした形態の画像読取装置とすることもできる。これが本発明の第１１の実施の形態に係る画像読取装置の構成である。
すなわち、上述した本発明の第１の実施の形態に係る撮像素子ユニットを採用して構成した本発明の第１１の実施の形態に係る画像読取装置について図１７を参照して説明する。
図１７は、本発明の第１１の実施の形態に係る画像読取装置の縦断面の概念的な構成を模式的に示している。この第１１の実施の形態に係る画像読取装置においても、上述した第１〜第９の実施の形態に係る撮像素子ユニットを用いる（請求項７に対応する）。
【００５４】
図１７に示す画像読取装置２１０は、コンタクトガラス４１、画像読取ユニット４３、画像読取用レンズ４４およびラインセンサ４５を具備している。
画像読取ユニット４３は、第１の照明光源４３ａ、第１の光源ミラー４３ｂ、第２の照明光源４３ｃ、第２の光源ミラー４３ｄ、第１ミラー４３ｅ、第２ミラー４３ｆおよび第３ミラー４３ｇを備えており、ラインセンサ４５は、色分解手段として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のフィルタを有し、１チップに３列にライン状に配列して３ラインＣＣＤセンサを構成する光電変換素子４５ａ、４５ｂおよび４５ｃを備えている。
図１７において、読み取るべき画像が記載されている読み取り対象としての原稿４２は、原稿台としての平坦な原稿載置ガラスであるコンタクトガラス４１上に読み取り面を伏せて平面的に載置される。コンタクトガラス４１の下方に配置した画像読取ユニット４３は、いずれも図１７の図面に直交する方向に長い第１の照明光源４３ａ、第１の光源ミラー４３ｂ、第２の照明光源４３ｃ、第２の光源ミラー４３ｄ、第１ミラー４３ｅ、第２ミラー４３ｆおよび第３ミラー４３ｇを保持しており、画像読取用レンズ４４およびラインセンサ４５も、この画像読取ユニット４３と一体的に設けられる。
【００５５】
第１の照明光源４３ａおよび第２の照明光源４３ｃは、それぞれ図１７の図面に直交する方向を長手方向とする細長い光源である。これらの第１の照明光源４３ａおよび第２の照明光源４３ｃは、図１６における照明光源３３ａと同様に、ハロゲンランプ、Ｘｅ（いわゆるキセノン）ランプ、または冷陰極管等の蛍光ランプのような管灯を用いても良い。また、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の点光源を一列に並べたものや、点光源を線光源に変換する導光体を用いた線状光源を用いても良く、あるいは有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）に代表される面発光光源を細長い形状として用いることも可能である。これら第１および第２の照明光源４３ａおよび４３ｃも、画像読取ユニット４３が図１７の右方向へ移動変位するときに発光するように制御される。これら第１および第２の照明光源４３ａおよび４３ｃの発光は、やはり図１７の図面に直交する方向に長い半筒状の第１の光源ミラー４３ｂおよび第２の光源ミラー４３ｄによって導光して、コンタクトガラス４１上に載置された原稿４２における図１７の図面に直交する主走査方向に長いスリット状部分を照明する。
【００５６】
第１ミラー４３ｅ、第２ミラー４３ｆおよび第３ミラー４３ｇは、いずれも図１７の図面に直交する方向に長く、コンタクトガラス４１の原稿載置面に対して鏡面を４５度傾け、且つ鏡面を互いに直交的に傾けた状態として画像読取ユニット４３に保持されている。
画像読取ユニット４３が図１７に示す画像読取ユニット４３の位置から画像読取ユニット４３′として示される位置まで一定速度で移動する間に、原稿４２の照明された部分からの反射光（画像による反射光）は、画像読取ユニット４３に設けられた第１ミラー４３ｅ、画像読取ユニット４３に設けられた第２ミラー４３ｆ、さらには画像読取ユニット４３に設けられた第３ミラー４３ｇによって順次反射され、画像読取用レンズ４４に入射し、この画像読取用レンズ４４によって、撮像素子としてのラインセンサ４５のカバーガラスを介してラインセンサ４５の撮像面（入力面）上に原稿画像の縮小光学像を結像させる。
すなわち、第１ミラー４３ｅ、第２ミラー４３ｆおよび第３ミラー４３ｇは、反射光学系を構成している。画像読取ユニット４３は、図示されていない駆動手段によって、図１７における図示右方へ走行させられる。
【００５７】
したがって、画像読取ユニット４３が、画像読取ユニット４３′として示される位置まで変位する間に原稿４２が照明走査される。原稿４２が照明走査されるとき、照明光の原稿４２からの反射光は、第１ミラー４３ｅ、第２ミラー４３ｆ、そして第３ミラー４３ｇによって順次反射され、結像光束として画像読取用レンズ４４に入射する。
このとき、第１ミラー４３ｅ、第２ミラー４３ｆ、そして第３ミラー４３ｇの全てが、画像読取ユニット４３に一体的に保持されているため、原稿４２の照明走査中における原稿４２の被照明部位から画像読取用レンズ４４に至る光路長は一定である。
画像読取用レンズ４４に入射した結像光束は、画像読取用レンズ４４の結像作用により、撮像素子であるラインセンサ４５の受光面に原稿４２の画像を縮小結像する。ラインセンサ４５の受光面に結像された画像は、図１６において、先に述べた画像読取装置２００の第１０の実施の形態の場合と同様にして電気信号に変換され、原稿情報が読み取られる。
【００５８】
〔第１２の実施の形態〕
本発明の第１２の実施の形態においては、上述した本発明の第１０の実施の形態および第１１の実施の形態等に示す画像読取装置を用いて、画像形成装置を構成する（請求項８に対応する）。  図１８は、本発明の第１２の実施の形態に係る画像形成装置を説明するためのものである。
図１８は、本発明の第１２の実施の形態に係る画像形成装置の縦断面の概念的な構成を模式的に示している。この画像形成装置においては、上述した第１０の実施の形態に係る図１６に示した画像読取装置を画像読み取りに用いている。
図１８に示す画像形成装置は、画像読取装置２００と、画像形成部１００とを有している。画像読取装置２００は、図１６と同様の構成を有しており、図１６と同様の部分には同符号を付して示し、その詳細な説明は省略する。すなわち、画像読取装置２００は、コンタクトガラス３１、第１走行体３３、第２走行体３４、画像読取用レンズ３５およびラインセンサ３６を具備している。第１走行体３３は、照明光源３３ａ、光源ミラー３３ｂおよび第１ミラー３３ｃを備え、第２走行体３４は、第２ミラー３４ａおよび第３ミラー３４ｂを備えており、ラインセンサ３６は、色分解手段として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のフィルタを有し、１チップに３列にライン状に配列して３ラインＣＣＤセンサを構成する光電変換素子３６ａ、３６ｂおよび３６ｃを備えている。
【００５９】
画像読取手段としては、上述した第１〜第９の実施の形態に係るいずれかの撮像素子ユニットを用いて構成する。
尚、画像読取装置として、コンタクトガラス上の原稿をスリット状に照明する照明手段と、ラインセンサと、原稿の被照明部からラインセンサに至る結像光路を形成する複数のミラーと、結像光路上に配置される画像読取用レンズとを一体化して画像読取ユニットを構成し、この画像読取ユニットを駆動手段により原稿に相対的に走行させることにより原稿を読み取り走査するようにした形態の画像読取装置を用いることもできる。すなわち、第１０の実施の形態に係る図１６に示した画像読取装置に代えて、本発明の第１１の実施の形態に係る図１７に示した画像読取装置を用いて、画像形成装置を構成しても良い。
また、画像形成部１００は、画像読取装置２００の下方に位置しており、感光体１１０、帯電ローラ１１１、現像装置１１３、転写ベルト部１１４、クリーニング装置１１５、定着装置１１６、光走査装置１１７、カセット１１８、レジストローラ対１１９、画像処理部１２０、トレイ１２１および給紙コロ１２２を具備している。転写ベルト部１１４は、転写電圧印加ローラ１１４Ａおよび転写ローラ１１４Ｂを有している。
【００６０】
図１８において、画像読取装置２００の３ラインのラインセンサ３６から出力される画像信号は、画像形成部１００の画像処理部１２０に送られ、画像処理部１２０において処理されて書込み用の信号、すなわちイエロー（Ｙ）、マジェンタ（マゼンタ）（Ｍ）、シアン（Ｃ）および黒（Ｋ）の各色を書込むための信号に変換される。
画像形成部１００は、潜像担持体として円筒状に形成された光導電性の感光体１１０を有し、その周囲に、帯電手段としての帯電ローラ１１１、ターレット式の現像装置１１３、転写ベルト部１１４およびクリーニング装置１１５を配設している。帯電手段としては帯電ローラ１１１に代えてコロナチャージャを用いることもできる。
光走査装置１１７は、画像処理部１２０から書込み用の信号を受けて光走査により感光体１１０に書込みを行う。また、光走査装置１１７は、帯電ローラ１１１と現像装置１１３との間において感光体１１０の光走査を行うようになっている。
画像形成を行うときは、光導電性の感光体１１０が図示時計回りに等速回転され、その表面が帯電ローラ１１１により均一に帯電され、光走査装置１１７のレーザビームの光書込による露光を受けて静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、いわゆるネガ潜像であって、画像部が露光されている。
【００６１】
画像の書込みは、感光体１１０の回転に従って、イエロー（Ｙ）画像、マジェンタ（Ｍ）画像、シアン（Ｃ）画像、そして黒画像（Ｋ）の順に、逐次行われて、形成された静電潜像はターレット式の現像装置１１３の各現像ユニットＹ（イエロートナーによる現像を行う）、Ｍ（マジェンタトナーによる現像を行う）、Ｃ（シアントナーによる現像を行う）、そしてＫ（黒トナーによる現像を行う）により、順次反転現像されてポジ画像として可視化され、得られた各色トナー画像は、転写ベルト１１４上に、転写電圧印加ローラ１１４Ａにより順次転写され、上述した各色トナー画像が転写ベルト１１４上で重ね合わせられてカラー画像となる。
記録媒体としての転写紙Ｓを収納したカセット１１８は、画像形成装置本体に脱着可能であり、図示のように装着された状態において、収納された転写紙Ｓの最上位の１枚が給紙コロ１２２により取り出されて給紙され、給紙された転写紙Ｓはその先端部がレジストローラ対１１９に捕えられる。
レジストローラ対１１９は、転写ベルト部１１４上のトナーによるカラー画像が転写位置に移動するのにタイミングを合わせて転写紙Ｓを転写部へ送り込む。送り込まれた転写紙Ｓは、転写部においてカラー画像と重ね合わせられ、転写ローラ１１４Ｂの作用によりカラー画像が静電転写される。転写ローラ１１４Ｂは、転写時に転写紙Ｓにカラー画像を押圧転写させる。
【００６２】
カラー画像が転写された転写紙Ｓは、定着装置１１６へ送られ、定着装置１１６においてカラー画像が定着され、図示されていないガイド手段による搬送路を通り、図示されていない排紙ローラ対によりトレイ１２１上に排出される。各色トナーによる画像が転写されるたびに、感光体１１０の表面は、クリーニング装置１１５によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去される。
すなわち、本発明の第１２の実施の形態に係る画像形成装置は、上述した第１６の実施の形態または第１１の実施の形態のような画像読取装置、つまり第１の実施の形態〜第９の実施の形態に係る撮像素子ユニットのいずれかを使用した画像読取装置を用いて構成した画像形成装置である。
もちろん、本発明に係る画像形成装置は、カラー画像を形成する構成に限らず、モノクロームの画像形成を行うように構成することもできることはいうまでもない。
また、紙出力が画像読取装置と画像形成部との間に形成されている胴内排紙型の省スペースな画像形成装置において、上述した本発明に係る画像読取用レンズを用いた画像読取装置を用いることにより、画像読取装置を薄型化することができ、画像形成部との間隔が広がることによって、出力された紙等の作業者への視認性を高めることによって、作業を容易にするという効果もある。
尚、本発明の記載は、すべて円形のレンズを用いて説明しているが、レンズの大きさ、特に画像読取装置の高さ方向の大きさを低減するために、レンズの上下を切断した小判型のレンズを用いて、本発明に従った画像読取用レンズを構成することも可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１０  固体撮像素子基板
１１  回路基板
１２  固体撮像素子
１３  パッケージ
１４  カバーガラス
１５  締結ネジ
２１、３０、３２、３４、３６、３８、４１、４５、５１  ブラケット部材
２１ａ〜２１ｄ  折曲部
２２Ａ、２２Ｂ、４３Ａ、４３Ｂ、４６Ａ、４６Ｂ  水平部
２３Ａ、２３Ｂ、４７Ａ、４７Ｂ  垂直部
４４Ａ、４４Ｂ  外側垂直部
２４、３９、４２、４８  底部
２５Ａ、２５Ｂ、３１Ａ〜３１Ｄ、３３Ａ、３３Ｂ、３５Ａ、３５Ｂ、３７Ａ、３７Ｂ、４０Ａ、４０Ｂ、４９Ａ、４９Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ  当接部
２６、５０  受け台部（固定部）
２７  ネジ孔（雌ネジ）
３１、４１  コンタクトガラス
３２、４２  原稿
３３  第１走行体
３３ａ  照明光源
３３ｂ  光源ミラー
３３ｃ，４３ｅ  第１ミラー
３４  第２走行体
３４ａ，４３ｆ  第２ミラー
３４ｂ，４３ｇ  第３ミラー
３５、４４  画像読取用レンズ
３６、４５  ラインセンサ
３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，４５ａ，４５ｂ，４５ｃ  光電変換素子
４３  画像読取ユニット
４３ｅ  第１ミラー
４３ｆ  第２ミラー
４３ｇ  第３ミラー
１００  画像形成部
１１０  感光体
１１１  帯電ローラ
１１３  現像装置
１１４  転写ベルト
１１４Ａ  転写電圧印加ローラ
１１４Ｂ  転写ローラ
１１５  クリーニング装置
１１６  定着装置
１１７  光走査装置
１１８  カセット
１１９  レジストローラ対
１２０  画像処理部
１２１  トレイ
１２２  給紙コロ
２００  画像読取装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６４】
【特許文献１】特許第４２３８７１７号公報
【特許文献２】特開２００８−２７０９９６号公報
【図１】
2016134660.tif 000004
【図２】
2016134660.tif 000005
【図３】
2016134660.tif 000006
【図４】
2016134660.tif 000007
【図７】
2016134660.tif 000008
【図８】
2016134660.tif 000009
【図９】
2016134660.tif 000010
【図１０】
2016134660.tif 000011
【図１１】
2016134660.tif 000012
【図１２】
2016134660.tif 000013
【図１３】
2016134660.tif 000014
【図１４】
2016134660.tif 000015
【図１５】
2016134660.tif 000016
【図１６】
2016134660.tif 000017
【図１７】
2016134660.tif 000018
【図１８】
2016134660.tif 000019
【図５】
2016134660.tif 000020
【図６】
2016134660.tif 000021