JP2014135678A - Image reading device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、書面等に光を照射して、その反射光により画像情報を読取る画像読取装置に関するもので、特にそのイメージセンサユニットに用いられるライン状の照明装置に関するものである。 The present invention relates to an image reading apparatus that irradiates a document or the like with light and reads image information with the reflected light, and particularly relates to a line-shaped illumination device used in the image sensor unit.
複写機、イメージスキャナ、ファクシミリ等で用いられるイメージセンサユニットとして、比較的小型の密着型イメージセンサがある（以下、ＣＩＳと記載する場合がある）。 As an image sensor unit used in a copying machine, an image scanner, a facsimile, or the like, there is a relatively small contact type image sensor (hereinafter sometimes referred to as CIS).
ＣＩＳの機能を実現するための主な構成要素は、光源１１０、導光体１２０、導光体レンズ１３０、カバーガラス１４０、ロッドレンズ１５０、イメージセンサ２００、及び、センサ基盤２１０である。光源１１０より発した光は、導光体レンズ１３０および導光体１２０によって原稿である書面に照射される。書面に反射された光はロッドレンズ１５０を通してセンサ基盤２１０に配置されたイメージセンサ２００に結像し、イメージセンサ２００にて画像を読み取るものがある（例えば、特許文献１参照）。 The main components for realizing the CIS function are a light source 110, a light guide 120, a light guide lens 130, a cover glass 140, a rod lens 150, an image sensor 200, and a sensor base 210. Light emitted from the light source 110 is applied to a document, which is a document, by the light guide lens 130 and the light guide 120. The light reflected on the document forms an image on the image sensor 200 disposed on the sensor base 210 through the rod lens 150 and reads an image with the image sensor 200 (see, for example, Patent Document 1).
また、構成部材の一部である導光体と導光体レンズを一体化し、組み立てによる部材位置ばらつきを抑制することで歩留まりを向上させると同時に、ユニット全体の小型化を実現したものがある（例えば、特許文献２参照）。 In addition, there is one in which the light guide and the light guide lens, which are part of the constituent members, are integrated to improve the yield by suppressing the variation in the member position due to assembly, and at the same time, the entire unit is downsized ( For example, see Patent Document 2).
ＣＩＳでは書面原稿の位置ばらつきを考慮し、均一に光を照射できる照明装置が望まれている。しかしながら、必要な光量が得られる範囲は限定されており、書面原稿の位置に対する導光体、レンズ等の光学系部品の組付け位置の許容範囲は狭い。このため、製造工程において歩留まりを高く維持するのは難しく、調整や検査に多くの工数を要することが問題となる。 In CIS, an illumination device that can uniformly irradiate light is desired in consideration of variation in the position of a document. However, the range in which the necessary amount of light can be obtained is limited, and the allowable range of the assembly position of the optical system parts such as the light guide and the lens with respect to the position of the document is narrow. For this reason, it is difficult to maintain a high yield in the manufacturing process, and there is a problem that many man-hours are required for adjustment and inspection.
上記特許文献１では、イメージセンサユニットの更なる歩留まり向上および小型化を実現する手段として、より一層の部材の共通化・一体化が考えられる。例えば、導光体、レンズおよびカバーガラスを一体化することが考えられる。導光体、レンズ、及び、カバーガラスを一体化すると図２のように一体化後の部材の断面は複雑な形状となる。このような断面形状の透明部材は、透明樹脂の押し出し成形によって得ることができる。
In the above-mentioned
しかし、この場合、原稿接触面が樹脂であり、ガラスと比較して磨耗が進行しやすい。この部位に原稿が繰り返し接触することによって樹脂が磨耗すると、原稿の走行または保持される位置が変わり、読み取り画像の品質が低下する。 However, in this case, the document contact surface is made of resin, and wear is likely to proceed as compared with glass. If the resin is worn due to repeated contact of the document with this part, the position of the document is changed or moved, and the quality of the read image is deteriorated.
すなわち、一体化した光学部材の材質を樹脂にすると、従来よりもセンサユニットの耐久性が低下してしまう。一方、一体化した光学部材の材質をガラスにすると重量が重くなり、イメージセンサユニットの適用範囲が限定されてしまう（例えば、両面同時読取機能を実現するための副イメージセンサとして自動読取装置に搭載することが困難となる）という問題がある。 That is, if the material of the integrated optical member is made of resin, the durability of the sensor unit will be lower than before. On the other hand, if the material of the integrated optical member is made of glass, the weight becomes heavy and the application range of the image sensor unit is limited (for example, it is mounted on an automatic reading device as a sub image sensor for realizing a double-sided simultaneous reading function). Is difficult to do).
このように、部材を一体化すると歩留まり向上・調整や検査の工数の削減が期待できる一方、一体化した光学部材の材質を樹脂とすると耐摩耗性に課題があり、ガラスで製作すると製造（成形）の容易さおよび重量に課題があり、更なる歩留まり改善および軽量化・小型化を困難にしていたという問題がある。 In this way, when the members are integrated, the yield can be improved, adjustment and reduction of inspection man-hours can be expected. On the other hand, if the integrated optical member is made of resin, there is a problem in wear resistance. ) Has a problem in ease and weight, and it has been difficult to further improve yield and reduce weight and size.
この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、光学部品（導光体、レンズ、カバーガラス）を一体化し、かつ、一体化した光学部品に原稿が直に作用することを防止または低減する部材または機構を設けたものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and integrates optical components (light guide, lens, cover glass) and prevents the original from directly acting on the integrated optical components. Or the member or mechanism to reduce is provided.
この発明に係る画像読取装置は、ライン状光源と、ガラスから形成された板状のカバー部と、カバー部に固定され、ライン状光源から照射された光を原稿の読み取り面上で集光するレンズ部及び導光体部を一体として成形した樹脂からなる光学部と、読み取り面と光学部を挟んで対向する位置に設けられ、読み取り面上で反射された反射光を集光するロッドレンズと、ロッドレンズにより集光された反射光に係る情報を読み取るイメージセンサとを備えたものである。 An image reading apparatus according to the present invention condenses light emitted from a line light source on a reading surface of a document, which is fixed to the line light source, a plate-like cover portion formed of glass, and the cover portion. An optical unit made of a resin formed by integrating the lens unit and the light guide unit, and a rod lens that is provided at a position facing the reading surface and the optical unit and condenses the reflected light reflected on the reading surface; And an image sensor that reads information related to the reflected light collected by the rod lens.
この発明によれば、光学部品（導光体、レンズ、カバーガラス）を一体構造とすることにより、組立による部品位置間ばらつきを低減し、製造時における歩留まりを向上させることができる。また、一体化した光学部品に原稿が直に作用することを防止または低減することで、耐摩耗性を向上することができる。 According to the present invention, the optical components (light guide, lens, cover glass) are made into an integral structure, so that the variation between the component positions due to the assembly can be reduced, and the yield in manufacturing can be improved. Further, wear resistance can be improved by preventing or reducing the direct action of the original on the integrated optical component.
実施の形態１．
次に、図面を用いて、この発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic and ratios of dimensions and the like are different from actual ones. Therefore, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
図１は、この発明の実施の形態１に係る画像読取装置の断面図である。図において、一体化した光学部１は樹脂から成形され、ライン状光源２から照射された光が原稿の読み取り面上で結像するように設けられたレンズ部３と、レンズ部３により集光された光を原稿の読み取り面に導くために設けられた導光体部４と、レンズ部３及び導光体部４を覆い、原稿の読み取り面に対向する位置に設けられた板状のカバー部５とからなる。
1 is a cross-sectional view of an image reading apparatus according to
光学部１と原稿の読み取り面との間には、保護ガラス層６が設けられている。保護ガラス層６は光学部１に固定されている必要はないが、組み立て精度、組み立て性等の観点から光学部１の原稿の読み取り面との対向面に固定されていることが望ましい。固定方法は特に問わないが、透明接着剤等で接着する方法が容易である。
A protective glass layer 6 is provided between the
また、光学部１の原稿の読み取り面との対向面全面に設ける必要は特にないが、少なくとも、ライン状光源２から照射された光の光路上をカバーするように設けることで、読み取りに影響することなく、最小限の範囲に限定することが可能である。
Further, although it is not particularly necessary to provide the entire surface of the
また、保護ガラス層６の厚さは、カバー部５の厚みを考慮して決められるが、特にどちらが厚くなければならないという制約はない。しかし、保護ガラス層６は光学部１の耐久性を増すために設けられているものであるから、必要最小限の厚みがあればよい。
Moreover, although the thickness of the protective glass layer 6 is determined in consideration of the thickness of the
原稿の読み取り面上で反射された反射光は、光学部１及び保護ガラス層６を挟んで原稿の読み取り位置と対向する位置に設けられたロッドレンズ７により集光され、センサ基板８上に設けられたイメージセンサ９上に結像される。
The reflected light reflected on the reading surface of the document is condensed by a
このような構成によれば、複雑な形状を有する光学部１を構成するレンズ部３、導光体部４、及び、カバー部５の位置関係を部材作成時（成形時）に固定することができ、組立工程において相対的な位置関係のばらつきを抑え、歩留まりを向上させることができる。
According to such a configuration, the positional relationship among the lens unit 3, the light guide unit 4, and the
また、耐摩耗性に優れた保護ガラス層６を設けることで、複雑な形状を有する光学部１は、特に耐摩耗性を考慮した材料選定を行う必要がなく、アクリル樹脂のような透明樹脂による押し出し成形で製造することができ、小型化、軽量化、及び、製造工程の簡略化を実現することができる。
In addition, by providing the protective glass layer 6 with excellent wear resistance, the
実施の形態２．
上記実施の形態では、レンズ部３、導光体部４、及び、カバー部５を一体成形とし、カバー部５を覆う形で保護ガラス層６を設けたが、光学部１のうち複雑な形状を有する部分はレンズ部３及び導光体部４であるため、レンズ部３及び導光体部４を樹脂による一体成形とし、ガラスからなるカバー部５に固定することで同様な効果が得られる。
In the above embodiment, the lens unit 3, the light guide unit 4, and the
図２は、この発明の実施の形態１に係る画像読取装置の断面図である。図において、レンズ部３及び導光体部４からなる光学部１０は複雑な形状を有するため、樹脂による一体成形とする。カバー部１１は、単なる板状で構成されるため、ガラスによる成形が容易である。光学部１０とカバー部１１とは、接着剤等での張り合わせが可能である。このような構成をとりことにより、保護ガラス層６を設けることなく上記実施の形態１と同様な効果を得ることができる。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the image reading apparatus according to
実施の形態３．
上記実施の形態では、レンズ部３、導光体部４、及び、カバー部５を一体成形とし、カバー部５を覆う形で保護ガラス層６を設けたが、光学部１２を成形する樹脂材を滑性が付与された物質を含有する透明樹脂（例えば、アクリル変性シリコンを含有したアクリル樹脂）とすることで、上記実施の形態と同程度ではないが同様な効果が得られる。
Embodiment 3 FIG.
In the above embodiment, the lens unit 3, the light guide unit 4, and the
図３は、この発明の実施の形態３に係る画像読取装置の断面図である。構成自体は、上記実施の形態２と同様であるため、詳細説明は割愛する。異なる点は、レンズ部３、導光体部４、及び、カバー部１１が一体成形樹脂からなり、滑性が付与された物質を含有する点である。 3 is a cross-sectional view of an image reading apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. Since the configuration itself is the same as that of the second embodiment, detailed description thereof is omitted. A different point is that the lens part 3, the light guide part 4, and the cover part 11 are made of an integrally molded resin and contain a material provided with lubricity.
なお、図において、滑性が付与された物質を含有する部分はカバー部１１であるが、これは実際に原稿面と接する部分であり、耐摩耗性が必要な箇所であるためで、特にこの部分に限られない。光学部１２全体について滑性が付与された物質を含有していてもよく、逆に、耐摩耗性が必要なカバー部１１の一部分のみが滑性が付与された物質を含有していてもよい。このような構成をとりことにより、保護ガラス層６を設けることなく上記実施の形態１と同様な効果を得ることができる。もちろん、保護ガラス層６を設けた構成としても構わない。 In the figure, the portion containing the material to which lubricity is imparted is the cover portion 11, but this is the portion that actually contacts the document surface and is a portion that requires wear resistance. Not limited to parts. The entire optical part 12 may contain a material imparted with lubricity, and conversely, only a part of the cover part 11 that requires wear resistance may contain a substance imparted with lubricity. . By adopting such a configuration, the same effect as in the first embodiment can be obtained without providing the protective glass layer 6. Needless to say, the protective glass layer 6 may be provided.
このように構成することで、原稿の走行を妨げることなく、光学部材１２の純粋なアクリル樹脂部分に原稿が直接作用することを低減し、耐摩耗性を向上させることができる。 With this configuration, it is possible to reduce the direct action of the original on the pure acrylic resin portion of the optical member 12 without impeding the running of the original, and improve the wear resistance.
１ 光学部
２ ライン状光源
３ レンズ部
４ 導光体部
５ カバー部
６ 保護ガラス層
７ ロッドレンズ
８ センサ基板
９ イメージセンサ
１０ 光学部
１１ カバー部
１２ 光学部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
ガラスから形成された板状のカバー部と、
該カバー部に固定され、前記ライン状光源から照射された光を原稿の読み取り面上で集光するレンズ部及び導光体部を一体として成形した樹脂からなる光学部と、
前記読み取り面と前記光学部を挟んで対向する位置に設けられ、前記読み取り面上で反射された反射光を集光するロッドレンズと、
該ロッドレンズにより集光された前記反射光に係る情報を読み取るイメージセンサと、
を備えた画像読取装置。 A line light source;
A plate-shaped cover formed of glass;
An optical part made of a resin that is molded integrally with a lens part and a light guide part, which are fixed to the cover part and collect the light emitted from the linear light source on the reading surface of the document;
A rod lens that is provided at a position facing the reading surface and the optical unit and condenses the reflected light reflected on the reading surface;
An image sensor for reading information on the reflected light collected by the rod lens;
An image reading apparatus comprising:
ガラスから形成された板状のカバー部と、
該カバー部に固定され、前記ライン状光源から照射された光を原稿の読み取り面上で集光するレンズ部及び導光体部を一体として成形した樹脂からなる光学部と、
前記カバー部の全部又は一部を覆い、前記カバー部と前記読み取り面との間に配置された保護ガラス層と、
前記読み取り面と前記光学部を挟んで対向する位置に設けられ、前記読み取り面上で反射された反射光を集光するためのロッドレンズと、
該ロッドレンズにより集光された前記反射光に係る情報を読み取るイメージセンサと、
を備えた画像読取装置。 A line light source;
A plate-shaped cover formed of glass;
An optical part made of a resin that is molded integrally with a lens part and a light guide part, which are fixed to the cover part and collect the light emitted from the linear light source on the reading surface of the document;
Covering all or part of the cover part, a protective glass layer disposed between the cover part and the reading surface,
A rod lens provided at a position facing the reading surface and the optical unit and condensing the reflected light reflected on the reading surface;
An image sensor for reading information on the reflected light collected by the rod lens;
An image reading apparatus comprising:
ガラスから形成された板状のカバー部と、
前記ライン状光源から照射された光を原稿の読み取り面上で集光するレンズ部、導光体部、及び、前記カバー部を一体として成形した滑性を付与した樹脂からなる光学部と、
前記読み取り面と前記光学部を挟んで対向する位置に設けられ、前記読み取り面上で反射された反射光を集光するためのロッドレンズと、
該ロッドレンズにより集光された前記反射光に係る情報を読み取るイメージセンサと、
を備えた画像読取装置。 A line light source;
A plate-shaped cover formed of glass;
A lens part for condensing the light emitted from the line light source on the reading surface of the document, a light guide part, and an optical part made of a resin provided with lubricity formed integrally with the cover part;
A rod lens provided at a position facing the reading surface and the optical unit and condensing the reflected light reflected on the reading surface;
An image sensor for reading information on the reflected light collected by the rod lens;
An image reading apparatus comprising:
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