JP5178574B2

JP5178574B2 - 基板ユニット及びスキャナ

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Publication number: JP5178574B2
Application number: JP2009035112A
Authority: JP
Inventors: 真規加藤
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2009-02-18
Filing date: 2009-02-18
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2029-02-18
Also published as: JP2010193145A

Description

本発明は、電子部品を搭載した基板と、上記基板が固定される固定台と、を備える基板ユニット、及びこの基板ユニットを備えるスキャナに関する。

特許文献１には、放熱体と、発熱部品を搭載し、ビスによって４つの締め付け箇所で放熱体に固定された金属基板と、を備える電機機器が記載されている。この電気機器では、発熱部品は、ビスによる締め付け箇所を結ぶ仮想直線で囲まれる範囲の外側に実装されている。

特開２００７−２４３１１０号公報（図１等）

基板上に、発熱部品と共に、例えば撮像素子等の位置変化を嫌う部品が搭載される場合、発熱部品を上述の従来技術の通りに配置しても、撮像素子の位置変化を効果的に防止することができず、撮像結果が精確でないことがあった。

本発明は、このような従来の問題に鑑みたものであり、撮像素子等の部品の位置変化を効果的に防止することができる技術を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１の基板ユニットは、基板と、固定台と、上記基板上の複数の第１，第２固定箇所にて、上記固定台上に上記基板を固定する固定部材と、位置変化を嫌う部品であって、上記第１固定箇所を頂点とする多角形状の第１領域内で、上記基板上に搭載される第１部品と、発熱体であって、上記第１領域が内部に含まれて上記第２固定箇所を頂点とする多角形状の第２領域内における上記第１領域以外の位置に配置される第２部品と、を備える。

また、請求項２に記載するように、請求項１の基板ユニットにおいて、上記第１部品は光学センサであってもよい。

また、請求項３に記載するように、請求項１の基板ユニットにおいて、上記第１部品は撮像素子であってもよい。

また、上記課題を解決するために、請求項４のスキャナは、請求項３に記載の基板ユニットと、上記撮像素子へ原稿で反射された光を導く光学部材とを備える。

本発明によれば、第１部品は第２部品からの発熱による基板の反りの影響を受けにくい位置に配置されるので、第１部品の位置の変動を抑制することができる。

本発明の実施の一形態に係る複合機１の外観を示す斜視図。複合機１のスキャナ１０４の一部を示す斜視図。図２に示す構成の分解斜視図。スキャナ１０４に含まれる基板ユニット１のＡ‐Ａ’断面図。基板ユニット１の平面図第２実施形態に係る基板ユニット１０の平面図。第３実施形態に係る基板ユニット１１の平面図。第４実施形態に係る基板ユニット１２の平面図。比較形態に係る基板ユニット１１１の平面図。他の比較形態に係る基板ユニット１１２の平面図。さらに他の比較形態に係る基板ユニット１１３の平面図。

〔１〕第１実施形態
本発明の実施の一形態について、以下、図面を参照して説明する。

（複合機１）
図１は、基板ユニットを組み込んだ装置の一例である複合機１００の外観を示す斜視図である。なお、以下で「上」及び「下」は、複合機通常の設置姿勢における上方向及び下方向をそれぞれ意味する。

図１に示すように、複合機１００は、本体部１０１及び原稿搬送装置１０２を備える。原稿搬送装置１０２は本体部１０１の上に配置される。

本体部１０１は、スキャナ１０４、印刷部１０５、用紙カセット１０６、及びプラテンガラス１０７を備える。プラテンガラス１０７は、本体部１０１の上面で、原稿搬送装置１０２と対向する位置に配置され、スキャナ１０４は本体部１０１の上側、つまりプラテンガラス１０７の直下に設けられ、印刷部１０５はスキャナ４の下方に設けられ、用紙カセット１０６はさらに下方、本体部１０１の底部に設けられる。

スキャナ１０４は、後述の図２に示す撮像素子４及びレンズ１０４１、並びに図示しない光源及びミラー等を備える。撮像素子４及びレンズ１０４１については、図２を参照して後述する。図示しない光源からの光はミラーによってプラテンガラス１０７へ導かれ、プラテンガラス上の原稿で反射した光は、ミラー及びレンズ１０４１によって撮像素子４へ導かれる。撮像素子４は、光をアナログの電気信号に変換する。その後、図示しないアナログフロントエンド回路により、アナログ信号がデジタル信号に変換される。このデジタル信号は図示しない画像処理回路を経て、画像データとして印刷又は送信に用いられる。スキャナ１０４は、プラテンガラス１０７上に載置された原稿及び原稿搬送装置１０２によって搬送されプラテンガラス１０７上を通過する原稿の両方から画像を読み取ることができる。

印刷部１０５は、画像データを用紙上に印刷するようになっており、具体的には、電子写真方式又はインクジェット方式を用いた画像形成装置が用いられる。

用紙カセット１０６は、印刷部１０５に供給される用紙を収容する。

原稿搬送装置１０２は、複数のローラ及びこれらのローラを回転させる駆動装置等を備え、回転するローラによって、プラテンガラス１０７上を通過するように原稿を搬送する。

（スキャナ１０４）
図２にスキャナ１０４の一部の斜視図を、図３にスキャナ１０４の一部の分解図を示す。

図２及び図３に示すように、スキャナ１０４は、基板ユニット１、レンズ１０４１、底板１０４２等を備える。

図２及び図３に示すように、基板ユニット１は、基板２、基板固定板金３、及びビス５等を備える。基板２及び基板固定板金３には、取付孔２０及び３０がそれぞれ設けられている。取付孔２０及び３０は、固定箇所に該当する。ビス５は、固定部材の一例であって、取付孔２０及び３０を通ることによって、基板２を基板固定板金３に固定する。基板固定板金３はビス３２により底板１０４２に固定される。

基板２は固定台の一例であり、撮像素子４を搭載している。基板２のより詳細な構造については、図４を参照して後述する。

基板固定板金３は、底板１０４２に平行であって底板１０４２に対向するように固定された水平部と、水平部に垂直な垂直部とを有している。垂直部には貫通孔３１が設けられている。

図２及び図３に示すように、レンズ１０４１は、レンズ取付板１０４３に固定され、レンズ取付板１０４３はビス１０４４により底板１０４２に固定されている。レンズ取付板１０４３は、底板１０４２に平行であって底板１０４２に対向するように固定された水平部と、水平部に垂直な垂直部とを有している。垂直部には貫通孔１０４３ａが設けられている。

上述したように、原稿からの反射光は、ミラーによってレンズ１０４１に導かれる。レンズ１０４１を通った光は、レンズ取付板１０４３の貫通孔１０４３ａ及び基板固定板金３の貫通孔３１を順次通って、撮像素子４に入射する。

（基板ユニット１）
基板ユニット１の構成の詳細について、図４及び図５を参照して説明する。図４は基板ユニット１のＡ‐Ａ’断面図であり、図５は基板ユニット１の平面図である。

図４に示すように、基板ユニット１において、基板２の一方の面には撮像素子４が搭載されており、基板２は、撮像素子４の搭載された面を基板固定板金３に向けるように固定される。また、他方の面には、発熱体の一例である発熱部品６が搭載されている。

撮像素子４としては、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ等の従来公知の撮像素子を用いることができる。

発熱部品６は、具体的な電子部品に限定されるものではなく、発熱するものであればよい。発熱部品６のうち、特に撮像素子４の駆動回路の配置位置は、撮像素子４からの距離が短く設定されていることが好ましい。

図５に示すように、基板２は矩形であり、ビス５は、すなわち取付孔２０及び３０は、基板２の長手方向に平行な直線上の２個所に設けられる。そして、撮像素子４は、２つのビス５の間、つまり２つのビス５を結ぶ線分Ｌ１上に設けられる。

発熱部品６は、線分Ｌ１から外れた位置に設けられる。より具体的には、以下の通りである。

２つのビス５をそれぞれ通り、線分Ｌ１に垂直な２つの直線Ｌ２を想定すると、この２つの直線Ｌ２によって、基板２は領域Ａ１、Ａ２及びＡ３に区切られる。領域Ａ１及びＡ２は基板２の長手方向における縁を含み、領域Ａ３は領域Ａ１とＡ２との間に配置される。撮像素子４は領域Ａ３内に配置され。発熱部品６は、領域Ａ１若しくはＡ２、又は両方に配置される。

撮像素子４は、ビス５間を結ぶ線分上という、位置変動の起きにくい位置に配置されるので、精確な画像データを得ることができる。また、発熱部品６が、この線分から外れた位置に配置されるので、発熱部品６から発せられる熱によって基板２に反りが生じても、撮像素子４の位置の変動が抑制される。

さらに、発熱部品６が、領域Ａ１又はＡ２に配置されることによって、撮像素子４と発熱部品６との間にビス５が配置されることになるので、撮像素子４の位置の変動がさらに抑制される。「撮像素子４と発熱部品６との間に」とは、撮像素子４、ビス５、及び発熱部品６が一直線上に並んでいる場合、並びに、これらの部材（４〜６）が一直線上からは外れていても、撮像素子４から近い順にビス５及び発熱部品６がこの順にそれぞれ配置されている場合を含む。つまり、撮像素子４はビス５間に配置され、発熱部品６はビス５よりも基板２の縁側に配置される。

なお、発熱しない部品、又は基板２に反りを生じない程度に発熱量の小さい部品であれば、領域Ａ１及びＡ２内だけでなく、領域Ａ３内、さらには線分Ｌ１上に配置することができる。

〔２〕第２実施形態
図６に、本発明の第２実施形態に係る基板ユニット１０の平面図を示す。基板ユニット１０は、第１実施形態の基板ユニット１と同様に複合機１００のスキャナ１０４に設けられ、撮像素子、ビス、及び発熱部品の配置以外は、基板ユニット１と同様の構成である。よって、図１〜図５を参照して既に説明した部材と同様の機能を有する部材については、同符号を付してその説明を省略することがある。

図６に示すように、基板ユニット１０は、４つのビス５０を備える。ビス５０としては、ビス５と同一の部材を用いることができる。ビス５０を結ぶ線分Ｌ１は、ビス５０を頂点とし、基板２の縁の長方形状の辺に平行な辺からなる長方形を形成する。この長方形外の領域Ａ４には発熱部品６が、長方形内の領域Ａ５には撮像素子４が配置される。つまり、撮像素子４はビス５によって囲まれる位置に配置され、発熱部品６はビス５よりも基板２の縁側に配置される。

このような配置によっても、第１実施形態と同様に、発熱部品６から発せられる熱によって基板２に反りが生じた場合の、撮像素子４の位置の変動が抑制される。

〔３〕第３、第４実施形態
図７及び図８に、本発明の第３及び第４実施形態に係る基板ユニット１１及び１２の平面図をそれぞれ示す。基板ユニット１１及び１２は、第１実施形態の基板ユニット１と同様に複合機１００のスキャナ１０４に設けられ、撮像素子、ビス、及び発熱部品の配置以外は、基板ユニット１と同様の構成である。よって、図１〜図５を参照して既に説明した部材と同様の機能を有する部材については、同符号を付してその説明を省略することがある。

図７の平面図に示すように、基板ユニット１１は、ビス５と同一直線上に、この２つのビス５を間に挟むように配置された他のビス５１をさらに備える以外は、図５の基板ユニット１と同一の構成である。図５を参照して説明したように、撮像素子４は、内側のビス５間に配置される。そして、発熱部品６は、線分Ｌ１から外れる位置、特に領域Ａ１又はＡ２内に配置されればよく、内側のビス５と外側のビス５１との間に配置されることは許容される。

このように、撮像素子４が、ビス間を結ぶ複数の線分上に配置されているときは、発熱部品６は、撮像素子４に最も近いビスが端点となっている線分から外れた位置に配置されていればよく、特に、この線分に垂直で、かつ上記端点を規定するビスを通る直線によって基板２を区切ったときに、この線分が含まれる領域から外れた位置に配置されることが好ましい。

図８に示すように、基板ユニット１２は、ビス５０が頂点である長方形の外側（基板２の縁に近い位置）に、各ビス５２を結ぶ線分Ｌ３が長方形をなすように配置される他の４つのビス５２を備える以外は、図６の基板ユニット１１と同一の構成である。図６を参照して説明したように、撮像素子４は、内側の長方形（線分Ｌ１で形成される長方形）内に配置される。そして、発熱部品６は、内側の長方形の外（領域Ａ４内）に配置されればよく、外側の長方形の中（線分Ｌ３で形成される長方形の中）に配置されることは許容される。

このように、撮像素子４が、ビス間を結ぶ線分で囲まれた複数の多角形内に配置されているときは、発熱部品６は、撮像素子４全体を含む多角形のうち、撮像素子４により近いビスが頂点となる多角形内から外れた位置に設けられる。

以上のような配置によっても、撮像素子４の位置変動を効果的に抑制することができる。

〔４〕その他の実施形態
（4-1）撮像素子４は、第１部品の一例に過ぎない。第１部品とは、位置変化を嫌う部品であり、例えば、センサ類及び電子写真式の画像形成装置におけるレーザ光源等が挙げられ、センサ類としては、温度センサ等が含まれるが、特に、撮像素子及びその他の光学センサが挙げられる。

（4-2）ビスを頂点とする「多角形」として、上述の実施形態では矩形を挙げたが、多角形としては、頂点が３以上の形状であればよく、矩形以外にも三角形、五角形、六角形等の種々の形状を含む。

（4-3）上述の実施形態では、撮像素子４と発熱部品６とは基板２の別の面に設けられているが、撮像素子４と発熱部品６とは同一の面に設けられていてもよい。

（4-4）いずれの実施形態においても、撮像素子４とその直近のビスとの距離が小さい方が、撮像素子４の位置変動が効果的に抑制される。

（4-5）ビス（５等）は固定箇所毎に１つずつ設けられるが、固定部材は、１つの固定部材当たり、複数の固定箇所で基板を固定台に固定することができるようになっていてもよい。

（4-6）本発明の基板ユニットは、スキャナ以外の種々の装置に適用可能である。

（4-7）上述の実施形態を適宜組合せて得られる技術も、本発明の実施形態に含まれる。

〔５〕比較形態
（5-1）第１比較形態
図９に比較形態に係る基板ユニット１１１の平面図を示す。図９に示すように、基板ユニット１１１は、撮像素子４と共に発熱部品６もビス５間に配置されている以外は、第１実施形態の基板ユニット１と同様の構成である。この配置によると、発熱部品６が発熱すると、基板２のうちビス５間の領域Ａ３で基板２の反りが生じる。その結果、領域Ａ３に配置された撮像素子４の位置が変動する。

（5-2）第２比較形態
図１０に、他の比較形態に係る基板ユニット１１２の平面図を示す。図１０に示すように、基板ユニット１１２は、撮像素子４と共に発熱部品６もビス５０を頂点とする長方形内に配置されている以外は、第２実施形態の基板ユニット１０と同様の構成である。この配置によると、第１比較形態の基板ユニット１１１と同様に、撮像素子４の位置が、発熱部品６からの熱による基板２の反りの影響を受けやすい。

（5-3）第３比較形態
図１１に、他の比較形態に係る基板ユニット１１３の平面図を示す。図１１に示すように、基板ユニット１１３は、発熱部品６と撮像素子４との配置位置が入れ替わっている以外は、第１実施形態の基亜板ユニット１と同様の構成である。つまり、撮像素子４はビス５間から外れた位置に配置される。このように、撮像素子４を基板２の自由端に配置すると、振動等により撮像素子４の位置が変動しやすい。

１基板ユニット
２基板
３基板固定板金
４撮像素子（第１部品）
５ビス（固定部材）
６発熱部品（第２部品）
２０、３０取付孔（固定箇所）
１００複合機
１０４スキャナ

Claims

基板と、
固定台と、
上記基板上の複数の第１，第２固定箇所にて、上記固定台上に上記基板を固定する固定部材と、
位置変化を嫌う部品であって、上記第１固定箇所を頂点とする多角形状の第１領域内で、上記基板上に搭載される第１部品と、
発熱体であって、上記第１領域が内部に含まれて上記第２固定箇所を頂点とする多角形状の第２領域内における上記第１領域以外の位置に配置される第２部品と、
を備える基板ユニット。
上記第１部品は光学センサである
請求項１に記載の基板ユニット。
上記第１部品は撮像素子である
請求項１に記載の基板ユニット。
請求項３に記載の基板ユニットと、
上記撮像素子へ原稿で反射された光を導く光学部材と
を備えるスキャナ。