JP6032949B2

JP6032949B2 - 画像読取装置

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Publication number: JP6032949B2
Application number: JP2012124997A
Authority: JP
Inventors: 俊雄高橋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2032-05-31
Also published as: JP2013251722A

Description

本発明は、複数の発光素子と導光体とを有する照明手段を用いる画像読取装置に関する。

ＬＥＤ光源と導光体を有する照明ユニットを用いた画像読取装置が知られている。

従来から、このような照明ユニットとして、図８、図９に示す構成のものが知られている。

複数のＬＥＤ素子１０は、アレイ状配置されＬＥＤ基板１１に実装される。導光体１２は、複数のＬＥＤ素子１０がアレイ状に実装されたＬＥＤ基板１１に固定されている。さらに、導光体１２は光学ユニット１４上部に形成されたハウジング部材１５に接触させて固定されることにより位置決めされる。

ＬＥＤ素子１０から発せられた光束は導光体１２内部を伝搬し原稿台ガラス１６上の原稿１７を照射する。原稿１７からの反射光は、光学ユニット１４内部に保持された折り返しミラー１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄによって結像部１９に導かれる。そして、結像部１９によって原稿の画像が固体撮像素子２０上に結像される。固体撮像素子２０は、入射された原稿からの反射光を光電変換し、原稿の画像を示す画像データを出力する。光学ユニット１４はリーダーユニット内を移動することにより原稿全体の画像を読み取る。

特開２０１１−１３５３８５号公報

従来の照明ユニットは、導光体１２から原稿１７へ照射される光束の位置／角度はハウジング部材１５の寸法精度に依存する。ハウジング部材１５は一般に樹脂成型品或いは板金の折り曲げ加工品である。このように形成されるハウジング部材１５は、角度公差や反り等の影響で部品精度にばらつきが生じる。よって、従来の照明ユニットは、導光体１２の取付け角度がばらついてしまい、照明光束の位置／角度がばらつき、原稿面上での照度が低下しまう場合があった。また導光体１２が捩れてハウジング部材１５に固着されてしまうと、原稿を線状に照射するために導光体１２から出射される光束もまた捩れてしまい、原稿面上での照度ムラが発生してしまう。近年、読取スピードの高速化に伴い、原稿面を照らす照度を高くする必要がある。そのために導光体から照射される光束を集光して原稿１７を照らしている。したがって、導光体１２の取付け精度が重要である。

本発明は、導光体が高精度に取り付けられており、原稿を適切に照らすことができる画像読取装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像読取装置は、受光した光を電気信号に変換する画像読取手段と、原稿からの光を前記画像読取手段に結像する結像手段とを有する光学ユニットと、前記原稿を照明する照明手段とを有し、前記照明手段は、基板と、前記基板に実装された複数の発光素子と、前記基板に固定されており、前記複数の発光素子からの光を入射する導光体と、前記光学ユニットに固定されるハウジング部材とを有し、前記導光体はボスを有し、該導光体のボスが前記ハウジング部材に当接しているとともに、前記基板と前記ハウジング部材との間には隙間が存在し、前記導光体のボスが前記ハウジング部材に当接している箇所が接着剤により固着されているとともに、前記隙間が維持されるように前記基板と前記ハウジング部材とが接着剤により固着されていることを特徴とする。

本発明によれば、導光体が高精度に取り付けられており、原稿を適切に照らすことができる。

実施例１の照明ユニットの斜視図である。実施例１の照明ユニットおよび光学ユニットの断面図である。画像読取装置の断面図である。光学ユニットの斜視図である。照明ユニットの組み立て手順について説明するための図である。変形例１の照明ユニットの断面図である。変形例２における照明ユニットの組み立て手順について説明するための図である。従来の照明ユニットの断面図ある。従来の照明ユニットおよび光学ユニットの断面図である。

（実施例１）
図１は実施例１にかかる照明ユニットの斜視図である。

複数のサイド照射タイプのＬＥＤ素子１００がアレイ上にＬＥＤ基板１０１上に実装されている。導光体１０２はアクリル樹脂により成形されたものである。そして、複数のＬＥＤ素子１００の発光面と導光体１０２の入射面が対向し、かつ、近接するように、導光体１０２はＬＥＤ基板１０１上に固定される。本実施例では、両面テープを用いて導光体１０２はＬＥＤ基板１０１に固定されている。そして、ＬＥＤ素子１００とＬＥＤ基板１０１と導光体１０２とからなる部材は、ハウジング部材１０５に対して位置決めされ、固定される。本実施例では、ハウジング部材１０５は板金を曲げ加工することにより形成されたものとする。ハウジング部材１０５は、ハウジング部材１０５を光学ユニット枠体にビスを用いて固定するためのビス穴１１５が、ハウジング部材１０５の長手方向の両端部付近に設けられている。ＬＥＤ素子１００から発せられた光束は入射面から導光体１０２に入射し、導光体１０２内部を伝搬し、原稿１０７に向けて出射する。

図２は、上述した照明ユニットを有する光学ユニットの断面図の概略図である。図３は、図２に示す光学ユニットを有する画像読取装置の断面図の概略図である。照明ユニットの導光体１０２から原稿に向けて出射された光束は、原稿台ガラス１０６上に載置された原稿１０７によって反射される。原稿１０７からの反射光は、光学ユニット枠体１０４内部に保持された折り返しミラー１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄによって結像部１０９に導かれる。そして、結像部１０９によって原稿の画像が固体撮像素子１１０上に結像される。固体撮像素子１１０は、受光した原稿からの反射光を光電変換し、原稿の画像を示す画像データ（電気信号）を出力する。光学ユニット１０４は、モータによって駆動されるベルトに応じて、リーダーユニット１１１内を移動方向に移動する。そして、光学ユニット１０４は、移動方向に移動しながら、原稿の画像を読み取る。

図４は、図２に示す光学ユニットの斜視図である。ハウジング部材１０５は、ビス１１７によって光学ユニット枠体１０４に固定される。

図５を用いて、照明ユニットの組み立て手順について説明する。本実施例において、照明ユニットは、ＬＥＤ素子１００とＬＥＤ基板１０１と導光体１０２とハウジング部材１０５とを有する。

組み立て作業者は、先ず、ハウジング部材１０５を仮組工具２００に載せる。図５（Ａ）は、仮組工具に設置された状態における照明ユニットの断面図である。ハウジング部材１０５と導光体１０２とは導光体１０２に設けられたボス１１４を回動点として導光体の角度を可変とすべく、予め隙間が設けられている。本実施例では、０．５ｍｍ程度の隙間が設けられている。図５（Ｃ）は仮組工具２００の斜視図を示である。仮組工具２００は、照明ユニットの長手方向において３か所で照明ユニットを支持するための当接部２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃを有する。

組み立て作業者が、当接部２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃをハウジン部材１０５に設けられた開口部に貫通させることにより、仮組工具２００の底面と当接部２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃとによって、仮組工具２００に対するハウジング部材１０５の位置および姿勢を所定の位置および姿勢にすることができる。

導光体１０２は、ハウジング部材１０５に当接されるボス１１４を有する。組み立て作業者が、当接部２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃにＬＥＤ素子１００が実装されたＬＥＤ基板１０１に固定された導光体１０２を当接させることにより、ボス１１４を回動点として導光体１０２の姿勢を調整することができる。つまり、ＬＥＤ素子（発光素子）１００が実装されたＬＥＤ基板１０１に固定された導光体１０２を仮組工具２００の底面と当接部によって定義される所定の姿勢にすることができる。ハウジング部材１０５と導光体１０２とは予め隙間が設けられているので、導光体１０２の位置を移動させずに、ボス１１４を回動点として導光体１０２の姿勢を調整することができる。

このように、仮組工具２００を用いることにより、ハウジング部材１０５に対する、ＬＥＤ素子１００が実装されたＬＥＤ基板１０１に固定された導光体１０２の姿勢を、簡単に、所定の状態にすることができる。

仮組工具２００を用いて、ハウジング部材１０５に対する、ＬＥＤ素子１００が実装されたＬＥＤ基板１０１に固定された導光体１０２の姿勢が所定の状態に調整された状態において、図５（Ｂ）に示される、固着部２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃの３箇所に対して、接着剤等の充填部材を流し込み、固着させる。

本実施例で使用される接着剤は、単に、導光体１０２とハウジング部材１０５とを接着させるだけでなく、固着部２０１ａ、２０１ｂの隙間を埋めることが必要である。そこで、本実施例では粘度が高い接着剤を用いる。このようにすることにより、導光体１０２の角度姿勢が正確に調整された状態（すなわち、調整後の隙間が維持された状態）で、ＬＥＤ素子１００が実装されたＬＥＤ基板１０１に固定された導光体１０２とハウジング部材１０５とを固定することができる。固着部２０１ｃは、導光体１０２の姿勢を調整する際の回動点であるボス１１４の部分に対応し、導光体１０２の姿勢を固定する際に重要な部分である。図５（Ｂ）に示されるように、組み立て後の照明ユニットにおいて、ボス１１４による回動点および固着部２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ以外の部分は、隙間ができている。このように、図８に示す従来に比較して、組み立て後の照明ユニットにおいて導光体１０２がハウジング部材１０５に当接する面積がすくない。よって、従来に比較して、導光体１０２がハウジング部材１０５の形状（角度交差や反りなど）の影響をうける度合いを低減させることができる。本実施例によれば、ハウジング部材１０５の形状に倣うこと無く、導光体１０２の位置および姿勢を決めることができ、照明光束の射出角度／位置のばらつきを低減させることが出来る。従来に比較してハウジング部材１０５の加工精度を低くすることが可能となり、ハウジング部材１０５に関するコストを下げることができる。

なお、充填部材として紫外線硬化型接着剤を使用してもかまわない。紫外線硬化型の接着剤は、接着剤に紫外線を照射することにより接着剤が短時間で硬化するので、作業時間を短縮することができる。また、本実施例の導光体１０２はアクリル製で透明であるので紫外線が導光体を透過するために影になる部分が少なく、安定した接着ができる。つまり、照明ユニットの組み立ての作業性が良い。

仮組工具２００の当接部２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃの高さは機械加工によって精密に作製が可能であり、概ね±０．０１ｍｍ程度の精度を保証することができる。回動点となるボス１１４と当接部２０２との距離を１０ｍｍとすれば、ボス１１４の高さばらつきおよびハウジング部材１０５の回動点受け面の高さのばらつきを考慮しても導光体１０２の角度を略±０．５度といった精度で調整し、組み立てることができる。

組み立てられた照明ユニットは、ハウジング部材１０５の長手方向の両端部付近に設けられたビス穴１１５を、ビス１１７を用いて、光学ユニッット枠体１０４に固定される。ボス１１４はハウジング部材１０５が光学ユニット枠体１０４とビス（結合部材）１１７によって結合される結合部の近傍に接地されている。つまり、ボス１１４は光学ユニット枠体１０４に対して高精度に固定された位置近傍に接地され、ハウジング部材１０５に対する回動点の位置を高精度に位置決めすることができる。つまり、本実施例の回動点の位置は光学ユニット枠体１０４とハウジング部材１０５のばらつきの影響を低減させることができる。なお、ハウジング部材１０５の板厚のばらつきに起因した誤差の影響はうけるが、一般に板金部材の板厚のばらつきは小さいことが知られている。これにより、導光体１０２の回動点の位置を光学ユニット枠体１０４に対して高精度に位置決めすることができる。

（変形例）
実施例１における充填剤の塗布位置の変形例である変形例１を図６を用いて説明する。変形例１では、実施例１の充填剤の塗布位置の１つである固着部２０１ｂの代わりに、固着部５０１を使用する。固着部５０１は、ＬＥＤ基板１０１と導光体１０２との接合近傍であり、かつ、それぞれに跨るように充填剤が塗布されている。実施例１では、導光体１０２はＬＥＤ基板１０１に両面テープを用いて固定されているが、結合面積が狭くかつ接着力が弱いため、外的な力や熱変形によってはがれが生じる場合がある。そして、はがれによってＬＥＤ素子１００から発せられた光の導光体への入射角度が変化する場合がある。図６に示す変形例によれば、固着部５０１によってＬＥＤ基板１０１と導光体１０２の結合力を補強することができ、はがれを防ぐことができる。

実施例１における照明ユニットの変形例である変形例２を図７を用いて説明する。変形例２の照明ユニットにおいて実施例１と異なる構成は導光体１２１および反射板１２２である。変形例２では、導光体１２１は原稿１０７に向けて上方に光束を出射するとともに、反射板１２２に向けて水平方向に光束を出射する。反射板１２２は、導光体１２１から出射される光束を原稿１０７に向けて反射する。変形例２によれば、原稿１０７を２方向から照明することができる。

変形例２の仮組工具は、実施例１の仮組工具の構成に加えて反射板１２２の位置および姿勢を決定するための当接部２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃを備えている。そして、仮組工具によって、ハウジング部材１０５、ＬＥＤ素子１００が実装されたＬＥＤ基板１０１に固定された導光体１０２および反射板１２２の位置および姿勢が決定されたのち、固着部２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄ、２１０ｅを充填剤を用いて固着する。変形例２によれば、導光体１２１と同様に、反射板１２２の姿勢を高精度に固定することができる。

１００ＬＥＤ素子
１０１ＬＥＤ基板
１０２導光体
１０５ハウジング部材
１１４ボス

Claims

受光した光を電気信号に変換する画像読取手段と、原稿からの光を前記画像読取手段に結像する結像手段とを有する光学ユニットと、
前記原稿を照明する照明手段とを有し、
前記照明手段は、
基板と、
前記基板に実装された複数の発光素子と、
前記基板に固定されており、前記複数の発光素子からの光を入射する導光体と、
前記光学ユニットに固定されるハウジング部材とを有し、
前記導光体はボスを有し、該導光体のボスが前記ハウジング部材に当接しているとともに、
前記基板と前記ハウジング部材との間には隙間が存在し、
前記導光体のボスが前記ハウジング部材に当接している箇所が接着剤により固着されているとともに、前記隙間が維持されるように前記基板と前記ハウジング部材とが接着剤により固着されていることを特徴とする画像読取装置。
前記導光体と前記ハウジング部材との隙間は、組立時に仮組工具によって決定され、
該仮組工具によって決定された隙間が維持されるように、前記基板と前記ハウジング部材とが接着剤により固着されているとともに、前記導光体と前記ハウジング部材とが接着剤により固着されていることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
前記導光体のボスは前記ハウジング部材に対する前記導光体の位置を決めるとともに、前記仮組工具によって、前記ハウジング部材に対する前記導光体の姿勢が調整される際の回動点になることを特徴とする請求項２記載の画像読取装置。
前記接着剤は紫外線硬化型接着剤であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像読取装置。
前記導光体と前記基板の結合部近傍において、前記接着剤による固着が行われていることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。