JP5466287B2 - イメージセンサユニット、画像読取装置および画像形成装置 - Google Patents

イメージセンサユニット、画像読取装置および画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、イメージセンサユニット、画像読取装置および画像形成装置に関する。特に、大型原稿などを読み取るイメージセンサユニットおよび画像読取装置、画像形成装置に関する。
ファクシミリやスキャナーなどの画像読取装置に用いられるイメージセンサユニットでは、原稿の読み取り可能な長さ（以下、読取長）がＡ４、Ｂ４、Ａ３サイズ程度が一般的である。近年では、読取長がＡ３サイズを超えるＡ２、Ａ１、Ａ０サイズの大型原稿を読み取ることができる長尺のイメージセンサユニットが電子黒板などの画像読取装置に用いられている。
このようなＡ３サイズを超える大型原稿などを読み取る画像読取装置のイメージセンサユニットでは、複数のセンサチップを実装したＡ３サイズよりも短い複数のセンサ基板を主走査方向に直列に配列して構成している。センサ基板を直列に配列する際、隣接するセンサ基板に実装されたセンサチップの間隔を極めて小さくして、読み取りの画像欠落部を削減させることが理想的である。しかしながら、電子黒板などに用いられるイメージセンサユニットでは、高い読み取り精度が求められなかったため、センサチップの間隔が大きくても問題になることはなかった。
一方、大型地図などの精細な読み取りが必要な画像読取装置では、一般的なスキャナーと同じ読み取り品位を求められるために、画像欠落部を生じないようにする必要がある。例えば、特許文献１には、ＬＥＤチップ（センサチップ）を配列させた配線基板（センサ基板）を複数枚つなぎ合わせて長尺化した光電変換装置が開示されている。
特開平７−８６５４１号公報
しかしながら、上述した特許文献１に開示された光電変換装置では、センサチップをセンサ基板の端部から突出させていることから、例えばセンサ基板をつなぎ合わせたり、センサチップが実装されたセンサ基板を保管する際、センサチップが破損する虞があった。
本発明は、上述したような課題に鑑みてなされたものであり、センサチップの破損を防止することを目的とする。
本発明のイメージセンサユニットは、読取対象物を照明する光源と、複数の光電変換素子が長手方向に直線状に配列して実装されたセンサ基板を複数接続したセンサ基板部と、前記センサ基板部に前記読取対象物からの光を結像する集光体と、前記光源と、前記センサ基板部と、前記集光体とを支持する支持体と、を備えたイメージセンサユニットであって、前記センサ基板部は、前記センサ基板の側端部を長手方向に複数接続され、前記側端部における前記光電変換素子は、前記側端部を超えて実装されると共に、前記側端部は、前記センサ基板を接続する接続手段を備え、前記光電変換素子の最先端部は、前記接続手段の最側端部よりも長手方向において内側に位置することを特徴とする。
本発明の画像読取装置は、イメージセンサユニットと、前記イメージセンサユニットと読取対象物とを相対的に移動させながら、前記読取対象物からの光を読み取る画像読取手段と、を備える画像読取装置であって、前記イメージセンサユニットは、上述したイメージセンサユニットであることを特徴とする。
本発明の画像読取装置は、イメージセンサユニットと、前記イメージセンサユニットと読取対象物とを相対的に移動させながら、前記読取対象物からの光を読み取る画像読取手段と、記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、を備える画像形成装置であって、前記イメージセンサユニットは、上述したイメージセンサユニットであることを特徴とする。
本発明によれば、センサチップの破損を防止できる。
図１は、本実施形態のイメージセンサユニット１を備えたＭＦＰ１００の外観を示す斜視図である。 図２は、ＭＦＰ１００における画像形成部２１０の構造を示す概略図である。 図３は、本実施形態のイメージセンサユニット１を備えたＭＦＰ１００における画像読取部１１０の一部の構成を示す断面図である。 図４は、本実施形態のイメージセンサユニット１の分解斜視図である。 図５Ａは、第１の実施形態のセンサ基板部９１の平面図である。 図５Ｂは、第１の実施形態のセンサ基板部９１を拡大した平面図である。 図５Ｃは、第１の実施形態のセンサ基板部９１を切断した断面図である。 図６は、センサチップ３０の構成を示す平面図である。 図７Ａは、第１の実施形態の隣接するセンサ基板１０を近接させた状態を示す平面図である。 図７Ｂは、第１の実施形態の隣接するセンサ基板１０を近接させた状態を拡大した平面図である。 図８Ａは、第１の実施形態の固定部材２６によりセンサ基板１０を固定した状態を示す平面図である。 図８Ｂは、第１の実施形態の固定部材２６によりセンサ基板１０を固定した状態を切断した断面図である。 図８Ｃは、第１の実施形態の固定部材２６によりセンサ基板１０を固定した状態を切断した断面図である。 図９は、第２の実施形態のセンサ基板部９２の平面図である。 図１０は、他の実施形態のセンサ基部９３の平面図である。 図１１は、他の実施形態のセンサ基部９４の平面図である。
以下、本発明を適用できる実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態では、後述するイメージセンサユニットと、このイメージセンサユニットが適用される画像読取装置および画像形成装置について説明する。なお、以下に説明する各図では、必要に応じてイメージセンサユニットの主走査方向をＸ方向、副走査方向をＹ方向、主走査方向および副走査方向に直交する方向をＺ方向で示している。画像読取装置および画像形成装置では、イメージセンサユニットが読取対象物としての原稿Ｄに光を照射し、反射光を電気信号に変換することで画像を読み取る（反射読取）。なお、読取対象物は原稿Ｄに限られず、その他の読取対象物に対しても適用可能である。また、透過読取であっても適用可能である。
ここで、画像読取装置または画像形成装置の一例である多機能プリンタ（ＭＦＰ；Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｒ）の構造について図１を参照して説明する。図１は、大型原稿に対応したＭＦＰ１００の外観を示す斜視図である。図１に示すように、ＭＦＰ１００は、シートフィード方式のイメージスキャナーとしてＡ０サイズやＡ１サイズなどの大型な原稿Ｄからの反射光を読み取る画像読取手段としての画像読取部１１０と、記録媒体としてのロール紙Ｒ（記録紙）に原稿Ｄの画像を形成（印刷）する画像形成手段としての画像形成部２１０とを備えている。
画像読取部１１０はいわゆるイメージスキャナーの機能を有するものであり、例えば以下のように構成される。画像読取部１１０は、筐体１２０と、給紙口１３０と、原稿排紙口１４０と、原稿回収ユニット１５０と、シート回収ユニット１６０と、イメージセンサユニット１と、原稿搬送ローラ１０１とを備えている。
イメージセンサユニット１は、例えば密着型イメージセンサ（ＣＩＳ；Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）ユニットである。イメージセンサユニット１は、筐体１２０内に固定されている。
画像読取部１１０では、給紙口１３０から筐体１２０内に差し込まれた原稿Ｄは、駆動機構により回転駆動される原稿搬送ローラ１０１によって挟まれつつ所定の搬送速度でイメージセンサユニット１に対して相対的に搬送される。イメージセンサユニット１は搬送されている原稿Ｄを光学的に読み取って、後述するセンサチップ３０により電気信号に変換することで、画像の読み取り動作を行う。画像が読み取られた原稿Ｄは、原稿搬送ローラ１０１によって搬送され原稿排紙口１４０から排紙される。原稿排紙口１４０から排紙された原稿Ｄは、筐体１２０の背面に配置された原稿回収ユニット１５０によって回収される。
図２は画像形成部２１０の構造を示す概略図である。
画像形成部２１０はいわゆるプリンタの機能を有するものであり、筐体１２０内部に収容され例えば以下のように構成される。画像形成部２１０は、ロール紙Ｒと、シート搬送ローラ２２０と、プリンタヘッド２３０とを備えている。プリンタヘッド２３０は、例えばシアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、黒Ｋのインクを備えたインクタンク２４０（２４０ｃ、２４０ｍ、２４０ｙ、２４０ｋ）と、これらのインクタンク２４０にそれぞれ設けられた吐出ヘッド２５０（２５０ｃ、２５０ｍ、２５０ｙ、２５０ｋ）から構成される。また、画像形成部２１０は、プリンタヘッドスライドシャフト２６０と、プリンタヘッド駆動モータ２７０と、プリンタヘッド２３０に取り付けられたベルト２８０とを有している。さらに、図１に示すように、画像形成部２１０には、印刷されたシートＳが排紙されるシート排紙口２９０を備えている。
画像形成部２１０では、連続したロール紙Ｒの一端であるシートＳは、駆動機構により回転駆動されるシート搬送ローラ２２０によって挟まれつつ印刷位置まで搬送方向Ｆ２に搬送される。プリンタヘッド２３０は、プリンタヘッド駆動モータ２７０によりベルト２８０を機械的に動かすことで、プリンタヘッドスライドシャフト２６０に沿って印刷方向（Ｘ方向）に移動しつつ電気信号に基づいてシートＳに対して印刷を行う。印刷終了まで上述した動作を繰り返した後、印刷されたシートＳはＸ方向に沿って切断される。切断されたシートＳはシート搬送ローラ２２０によってシート排紙口２９０から排紙される。シート排紙口２９０から排紙されたシートＳは、筐体１２０の下側に配置されたシート回収ユニット１６０によって回収される。
なお、画像形成部２１０としてインクジェット方式による画像形成装置を説明したが、電子写真方式、熱転写方式、ドットインパクト方式などどのような方式であっても構わない。
（第１の実施形態）
次に、図３および図４を参照して、イメージセンサユニット１の各構成部材について説明する。
図３は、イメージセンサユニット１を備えた画像読取部１１０の一部の構成を示す断面図である。図４は、イメージセンサユニット１の分解斜視図である。
イメージセンサユニット１は、カバーガラス２、光源３、集光体としてのロッドレンズアレイ６、センサ基板部９１、光電変換素子としてのセンサチップ３０およびこれらを収容する支持体としてのフレーム７などを備えている。これらの構成部材のうち、カバーガラス２およびフレーム７は、大型の原稿Ｄの読取長に対応させて主走査方向に長く形成されている。
フレーム７は、イメージセンサユニット１の各構成部材を収容する。フレーム７は、矩形状であって、イメージセンサユニット１の構成部材を位置決めして支持するために、内部が複数の凹凸状に形成されている。
カバーガラス２は、フレーム７内に塵が侵入するのを防止する。カバーガラス２は平板状であって、フレーム７の上部に固定される。
光源３（３ａ、３ｂ）は、原稿Ｄを照明する。光源３ａ、３ｂはそれぞれ、カバーガラス２の下方であって、ロッドレンズアレイ６を中心に対称な位置に固定される。図４に示すように、光源３は、例えば赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの３色の波長を持つ発光素子４ｒ、４ｇ、４ｂと、発光素子４ｒ、４ｇ、４ｂを実装する基板５とを有している。発光素子４ｒ、４ｇ、４ｂは、例えばＬＥＤチップであり、主走査方向に長く形成された基板５に所定の順番でそれぞれ間隔をあけて実装されている。本実施形態の光源３ａ、３ｂはそれぞれ、通常の大きさの原稿（例えばＡ４、Ａ３サイズ）を読み取るイメージセンサユニットに用いられる基板を主走査方向に複数配列して構成されている。
ロッドレンズアレイ６は、原稿Ｄからの反射光をセンサ基板１０に実装されたセンサチップ３０に結像するための光学部材である。ロッドレンズアレイ６は、光源３ａと光源３ｂとの中央位置に配置される。ロッドレンズアレイ６の入射面６ａと出射面６ｂとの間で形成される光軸（図３に示す一点鎖線）の延長線上にセンサチップ３０が位置する。ロッドレンズアレイ６は、正立等倍結像型の結像素子（ロッドレンズ）を主走査方向に複数配列して構成されている。本実施形態のロッドレンズアレイ６は、通常の大きさの原稿を読み取るイメージセンサユニットに用いられるロッドレンズアレイを主走査方向に複数配列して構成されている。
なお、集光体には各種マイクロレンズアレイなど、従来公知の各種集光機能を有する光学部材が適用できる。
センサ基板部９１は、複数のセンサ基板１０を有している。センサ基板１０は、ロッドレンズアレイ６により結像された反射光を電気信号に変換するセンサチップ３０を主走査方向（長手方向）に複数実装する。センサ基板部９１は、フレーム７の下部に固定される。本実施形態のセンサ基板部９１は、通常の大きさのセンサ基板１０を主走査方向に複数配列し、接続することで所定の読取長に構成されている。この際、センサ基板１０同士を後述する方法で接続することにより、センサチップ３０の破損を防止することができる。
上述したように構成されるイメージセンサユニット１を備えたＭＦＰ１００が原稿Ｄの読み取りを行う場合、画像読取部１１０は原稿搬送ローラ１０１によって所定の搬送速度で搬送方向Ｆ１に搬送される原稿Ｄに対し、イメージセンサユニット１の光源３ａ、３ｂの発光素子４ｒ、４ｇ、４ｂを順次、点灯駆動させて光を照射させる。光源３ａ、３ｂから照射された光は、ロッドレンズアレイ６を挟んだ２方向から原稿Ｄの読み取り面に対して出射され、主走査方向に亘ってライン状に均一に照射される。この照射された光が原稿Ｄによって反射されることで、ロッドレンズアレイ６を介してセンサチップ３０の後述するフォトダイオード３１上に結像される。この結像された反射光は、センサチップ３０により電気信号に変換された後、図示しない信号処理部において処理される。
このようにして画像読取部１１０は、Ｒ、Ｇ、Ｂの反射光を１走査ライン分読み取ることで、原稿Ｄの主走査方向における１走査ラインの読み取り動作を完了する。１走査ラインの読み取り動作終了後、原稿Ｄの副走査方向への移動に伴い、上述した動作と同様に次の１走査ライン分の読み取り動作を行う。このように、画像読取部１１０は、原稿Ｄを搬送方向Ｆ１に搬送しながら１走査ライン分ずつ読み取り動作を繰り返すことで、原稿Ｄ全面の画像読み取りを行う。
次に、センサ基板部９１の構成について説明する。以下では、２つのセンサ基板１０を主走査方向に直線状に接続する場合について説明する。
図５Ａは、センサ基板部９１の平面図である。図５Ｂは、図５Ａのうち、センサ基板部９１の接続部を拡大した平面図である。図５Ｃは、図５Ｂに示すＩ−Ｉ線断面図である。
図５Ａに示すように、センサ基板１０Ａ、１０Ｂは主走査方向に長い矩形状をした平板状に形成されている。センサ基板１０Ａ、１０Ｂは、例えばセラミック基板、ガラスエポキシ基板などを用いることができる。
センサ基板１０Ａ、１０Ｂの実装面１１Ａ、１１Ｂ上にはそれぞれ複数（図５Ａではそれぞれ４つ）のセンサチップ３０（３０1〜３０4、３０5〜３０8）が、センサ基板１０Ａ、１０Ｂ上に主走査方向（長手方向）に直線状に配列された状態で実装されている。なお、図５Ｃに示すように、各センサチップ３０（３０1〜３０8）は、各実装面１１Ａ、１１Ｂ上に、例えば熱硬化型の接着剤１２によって固定されている。
図６は、センサチップ３０の構成を示す平面図である。
センサチップ３０は、受光素子としての複数のフォトダイオード３１、複数のパッド３２、図示しない回路パターンなどを備えている。フォトダイオード３１は、反射光を検出する役割を有し、主走査方向に直線状にそれぞれ等ピッチｐで配列されている。フォトダイオード３１は、センサチップ３０の主走査方向における全長に亘って配列されている。すなわち、センサチップ３０のそれぞれ左右端に位置するフォトダイオード３１Ａ、３１Ｂは、センサチップ３０の主走査方向における最先端部３３（３３Ａ、３３Ｂ）にそれぞれ近接して配置されている。
一方、パッド３２は、反射光を検出するためのスタート信号の入出力を行う入出力パッド３２Ａ、３２Ｂをはじめとしてそれぞれ各種役割を有している。入出力パッド３２Ａ、３２Ｂは、隣接するセンサチップ３０の入出力パッド３２Ａ、３２Ｂにワイヤボンディングによって金属細線で接続される。この接続はセンサ基板１０上の図示しない回路パターンを介して接続してもかまわない。各々のセンサ基板の最初のセンサチップ３０のスタート信号の入力は外部から行われる。入出力パッド３２Ａ、３２Ｂは、フォトダイオード３１Ａ、３１Ｂよりもセンサチップ３０の最先端部３３Ａ、３３Ｂから離れて配置されている。また、センサチップ３０上の図示しないアナログ出力回路やシフトレジスタなどの回路パターンとセンサ基板１０上の図示しない所望の回路パターンとは、パッド３２を介して金属細線で接続される。
図５Ａ〜図５Ｃに戻り、センサ基板１０とセンサチップ３０との配置について更に説明する。なお、本実施形態では以下の説明における右側とは、主走査方向におけるセンサ基板１０Ｂ側をいい、左側とは主走査方向におけるセンサ基板１０Ａ側をいうものとする。
まず、センサ基板１０Ａについて説明する。センサ基板１０Ａは、センサ基板１０Ｂとの接続部である右側の側端部１３には、センサ基板１０Ａの一部が右側に突出するように２つの凸部１４（１４ａ、１４ｂ）が形成されている。具体的には、図５Ｂに示すように、凸部１４（１４ａ、１４ｂ）は、側端部１３のうち副走査方向（幅方向）に離間した両側から、それぞれ実装面１１Ａに平行に右側に向かって突出している。したがって、側端部１３のうち副走査方向における中央部には、センサ基板１０Ａの内側に凹んだ凹部１５が形成される。ここで、凸部１４（１４ａ、１４ｂ）の右側先端が、センサ基板１０Ａで最も右側に位置する最側端部１６（１６ａ、１６ｂ）となる。
また、凸部１４の突出量、すなわち最側端部１６から凹部１５の基端１７までの距離Ｌ１Ａ（図５Ｃを参照）は、後述するセンサ基板１０Ｂの凸部１９の突出量と同一である。また、凸部１４ａと凸部１４ｂとの間隔、ここでは凹部１５ａ内の副走査方向の寸法Ｌ２Ａは、後述するセンサ基板１０Ｂの凸部１９ａ、１９ｂを嵌め込むことができる寸法に形成されている。
次に、センサ基板１０Ａに対するセンサチップ３０の実装位置について説明する。ここでは、画素欠落に影響を与えると共に破損が生じる虞のあるセンサチップ３０4、すなわち隣接するセンサ基板１０Ｂ側に近接したセンサチップ３０4について説明する。
本実施形態では、センサチップ３０4は、右側の最先端部３３Ｂが上述したセンサ基板１０Ａの最側端部１６よりも主走査方向において内側（左側）に位置し、主走査方向において側端部１３（凹部１５の基端１７）を超えて外側（右側）に位置した状態で固定されている。このように、センサチップ３０4の最先端部３３Ｂが、センサ基板１０Ａの最側端部１６よりも主走査方向（長手方向）において内側に位置することで、ハンドリング時や保管時においてセンサ基板１０Ａと障害物が接触した場合でも、センサチップ３０4よりもセンサ基板１０Ａの凸部１４ａ、１４ｂが最初に接触するために、センサチップ３０4を保護し、その破損を防止することができる。また、図５Ｂに示すように平面視で見て、センサチップ３０4の最先端部３３Ｂは、副走査方向において凸部１４ａと凸部１４ｂの間に位置し、凸部１４ａ、１４ｂによって囲まれるために、破損の防止の効果を更に高めることができる。
次に、センサ基板１０Ｂについて説明する。センサ基板１０Ｂは、センサ基板１０Ａとの接続部である左側の側端部１８には、センサ基板１０Ｂ一部が左側に突出するように２つの凸部１９（１９ａ、１９ｂ）が形成されている。具体的には、図５Ｂに示すように、凸部１９（１９ａ、１９ｂ）は、側端部１８のうち副走査方向（幅方向）に離間した中央寄りの両側から、それぞれ実装面１１Ｂに平行に左側に向かって突出している。したがって、側端部１８のうち副走査方向における中央部には、センサ基板１０Ｂの内側に凹んだ凹部２０が形成され、副走査方向における両側には切欠部２１（２１ａ、２１ｂ）が形成される。ここで、凸部１９（１９ａ、１９ｂ）の左側先端が、センサ基板１０Ｂで最も左側に位置する最側端部２２（２２ａ、２２ｂ）となる。
また、凸部１９の突出量、すなわち最側端部２２から凹部２０の基端２３までの距離Ｌ１Ｂ（図５Ｃを参照）は、隣接するセンサ基板１０Ａの凸部１４の突出量Ｌ１Ａと同一である。また、最側端部２２（２２ａ、２２ｂ）から切欠部２１（２１ａ、２１ｂ）の基端２４（２４ａ、２４ｂ）までの距離も、突出量Ｌ１Ａと同一である。更に、凸部１９ａと凸部１９ｂとの間隔、ここでは図５Ｂに示すように凸部１９ａ、１９ｂまでを含めた副走査方向の寸法Ｌ２Ｂは、上述したように隣接するセンサ基板１０Ａの側端部１３の凹部１５に嵌め込むことができる寸法に形成されている。
次に、センサ基板１０Ｂに対するセンサチップ３０の実装位置について説明する。ここでは、画素欠落に影響を与えると共に破損が生じる虞のあるセンサチップ３０5、すなわち隣接するセンサ基板１０Ａ側に近接するセンサチップ３０5について説明する。
本実施形態では、センサチップ３０5は、左側の最先端部３３Ａが上述したセンサ基板１０Ｂの最側端部２２よりも主走査方向において内側（右側）に位置し、主走査方向において側端部１８（凹部２０の基端２３）を超えて外側（左側）に位置した状態で固定されている。このように、センサチップ３０5の最先端部３３Ａが、センサ基板１０Ｂの最側端部２２よりも主走査方向（長手方向）において内側に位置することで、ハンドリング時や保管時においてセンサ基板１０Ｂと障害物が接触する場合でも、センサチップ３０5よりもセンサ基板１０Ｂの凸部１９ａ、１９ｂが最初に接触するために、センサチップ３０5を保護し、その破損を防止することができる。また、図５Ｂに示すように平面視で見て、センサチップ３０5の最先端部３３Ａは、副走査方向において凸部１９ａと凸部１９ｂの間に位置し、凸部１９ａ、１９ｂによって囲まれるために、破損の防止の効果を更に高めることができる。
次に、上述したセンサ基板１０Ａ、１０Ｂを接続する方法について説明する。センサ基板１０Ａ、１０Ｂを接続するには、組立者が金属顕微鏡や実体顕微鏡を用いて観察しながら行う方法がある。以下では、組立者が金属顕微鏡を用いて観察しながら接続する場合について説明する。
まず、組立者は、センサチップ３０1〜３０4およびセンサチップ３０5〜３０8が実装された上述したセンサ基板１０Ａ、１０Ｂを予め製造する。
次に、組立者は、保持具を用いて、図５Ａに示すように、センサ基板１０Ａの側端部１３とセンサ基板１０Ｂの側端部１８とを互いに対向させた状態で保持する。この際、組立者は、センサ基板１０Ａのセンサチップ３０1〜３０4と、センサ基板１０Ｂのセンサチップ３０5〜３０8とが直線になるように調整する。
次に、組立者は、保持具を動かし、センサチップ３０1〜３０4とセンサチップ３０5〜３０8とが直線になるように維持しながら、センサ基板１０Ａ、１０Ｂを徐々に近接させる。
更に、近接させることで、図７Ａに示すように、センサ基板１０Ｂの凸部１９ａ、１９ｂは、センサ基板１０Ａの凹部１５に嵌め込まれる。一方、センサ基板１０Ａの凸部１４ａ、１４ｂは、センサ基板１０Ｂの切欠部２１ａ、２１ｂに嵌め込まれる。このように、凸部１９ａ、１９ｂと凹部１５とが嵌め込まれ、凸部１４ａ、１４ｂと切欠部２１ａ、２１ｂとが嵌め込まれることで、それぞれが接続手段として作用する。このため、副走査方向におけるセンサチップ３０の位置を精度よく決定できるばかりでなく、センサ基板１０Ａとセンサ基板１０Ｂとの接続と、センサチップ３０4とセンサチップ３０5との位置決めを同時に行うことができる。
図７Ｂは、図７Ａのセンサ基板１０Ａとセンサ基板１０Ｂとの接続部分を拡大した図である。図７Ｂに示すように、組立者は、センサ基板１０Ａのセンサチップ３０4のフォトダイオード３１Ｂと、センサ基板１０Ｂのセンサチップ３０5のフォトダイオード３１Ａとの間隔が、フォトダイオード３１のピッチｐと同距離になるように調整を行う。
上述したように、センサチップ３０4の最先端部３３Ｂはセンサ基板１０Ａの凹部１５の基端１７よりも外側に位置し、センサチップ３０5の最先端部３３Ａはセンサ基板１０Ｂの凹部２０の基端２３よりも外側に位置する。したがって、平面視で凹部１５と凹部２０との囲まれる空間には、センサチップ３０以外にセンサチップ３０に接触する障害物がないため、障害物に阻害されずセンサチップ３０間隔を精度よく決定することができる。
なお、センサチップ３０4のフォトダイオード３１Ｂとセンサチップ３０5のフォトダイオード３１Ａとの間隔はピッチｐと同距離である場合に限られず、予め決められた所定の距離であればピッチｐ以上の距離であってもよい。すなわち、センサチップ３０4のフォトダイオード３１Ｂとセンサチップ３０5のフォトダイオード３１Ａとの間隔が所定の距離でさえすれば、イメージセンサユニット１で画像を読み取った後に、所定の距離に基づいて画像を補間することができるためである。
また、図７Ｂに示すように、センサチップ３０4のフォトダイオード３１Ｂとセンサチップ３０5のフォトダイオード３１Ａとの距離がピッチｐあるいは所定の距離となる状態では、センサチップ３０4の最先端部３３Ｂとセンサチップ３０5の最先端部３３Ａとの間に隙間（図７Ｂに示す距離ｑ）が生じる。この隙間の距離ｑは、凸部１４の最側端部１６と切欠部２１の基端２４との距離ｒおよび凸部１９の最側端部２２と凹部１５の基端１７との距離ｓよりも小さいように設定されている。したがって、センサチップ３０4のフォトダイオード３１Ｂとセンサチップ３０5のフォトダイオード３１Ａとの距離がピッチｐあるいは所定の距離に調整される前に、凸部１４の最側端部１６と切欠部２１の基端２４または凸部１９の最側端部２２と凹部１５の基端１７が接触してしまうことが防止される。
センサ基板１０間の距離の調整が完了した後、組立者は、固定部材２６を各実装面１１Ａ、１１Ｂに固定する。図８Ａは、固定部材２６によりセンサ基板１０Ａ、１０Ｂを固定した状態を示す平面図である。また、図８Ｂは、図８Ａに示すＩＩ−ＩＩ線を切断した断面図である。図８Ｃは、図８Ａに示すＩＩＩ−ＩＩＩ線を切断した断面図である。
図８Ａおよび図８Ｂに示すように、本実施形態の固定部材２６は、矩形状をした平板状に形成され、センサ基板１０Ａ、１０Ｂの副走査方向（幅方向）の両側である２カ所で固定されている。具体的には、固定部材２６は、主走査方向（長手方向）においてセンサ基板１０Ａとセンサ基板１０Ｂとの間に隙間を有してセンサ基板１０Ａの実装面１１Ａおよびセンサ基板１０Ｂの実装面１１Ｂに跨った状態で、ねじ２８を用いて各実装面１１Ａ、１１Ｂに固定される。したがって、固定部材２６は、センサ基板１０間の距離が保持された状態で、センサ基板１０同士を接続する。
また、図８Ｂに示すように、センサ基板１０Ａの実装面１１Ａおよびセンサ基板１０Ｂの実装面１１Ｂに当接する固定部材２６の当接面２７は、平坦面に形成されている。したがって、センサ基板１０Ａの実装面１１Ａおよびセンサ基板１０Ｂの実装面１１Ｂを面一の状態で保持できるために、実装面１１Ａおよび実装面１１Ｂにそれぞれ実装されるセンサチップ３０1〜センサチップ３０8も同様に面一に保持することができる。
更に、固定部材２６は、少なくともセンサ基板１０Ａ、１０Ｂの線膨脹係数以下の材質により形成されている。固定部材２６は、センサ基板１０Ａの実装面１１Ａおよびセンサ基板１０Ｂの実装面１１Ｂに固定されているために、固定部材２６の伸縮がセンサチップ３０4のフォトダイオード３１Ｂとセンサチップ３０5のフォトダイオード３１Ａとの距離に影響を与えてしまう。そのため、固定部材２６をセンサ基板１０Ａ、１０Ｂの材質の線膨張係数以下の材質で形成することで、フォトダイオード３１ｂ、３１ａ間の距離の変動を低減させることができる。すなわち、イメージセンサユニット１を使用しない状態で保管する場合において、保管場所の温度が低下した場合であっても、固定部材２６の主走査方向における収縮を少なくすることで、センサチップ３０4、３０5同士の接触を防止することができる。
また、図８Ｃに示すように、センサチップ３０4とセンサチップ３０5とが対向する部位の下側には、センサ基板１０Ａ、１０Ｂが配置されておらず、上述した凹部１５および凹部２０による空間２９が形成される。空間２９を形成することで、センサチップ３０4とセンサチップ３０5との間で、面一が維持できず実装面１１と直交する方向に段差が生じた場合であっても、低い方のセンサチップ３０がセンサ基板１０の実装面１１と接触してしまうことを防止することができる。
その後、組立者は、図７Ｂに示す状態で、センサ基板１０Ａのセンサチップ３０4の入出力パッド３２Ｂおよびセンサ基板１０Ｂのセンサチップ３０5の入出力パッド３２Ａをワイヤボンディングによって金属細線を用いて電気的に接続する。この際、パッド３２Ａ、３２Ｂの下方には、図８Ｃで示した空間２９は存在しておらず、センサ基板１０Ａ、１０Ｂの実装面１１Ａ、１１Ｂが存在している。より具体的には、センサ基板１０Ａ、１０Ｂとセンサチップ３０4、３０5とを固定する接着剤１２が存在している。そのため、ワイヤボンディングによってパッド３２Ａ、３２Ｂが加圧されたとしても、接着剤１２およびセンサ基板１０Ａ、１０Ｂによってその力を支持することができるため、センサチップ３０4、３０5への負荷を低減することができる。したがって、センサチップ３０4、３０5をセンサ基板１０Ａ、１０Ｂに実装する場合、入出力パッド３２Ａ、３２Ｂは接着剤１２が塗布される範囲（図８Ｃに示す領域Ｔ）内に位置するように固定する。また、ワイヤボンディングによる金属細線を用いた電気的な接続は、組立者が、センサチップ３０1〜３０4およびセンサチップ３０5〜３０8をセンサ基板１０Ａ、１０Ｂ上に実装した直後に行ってもかまわない。
次に、組立者は、センサ基板１０Ａ、１０Ｂを接続したセンサ基板部９１を図４に示すフレーム７に組み込みフレーム７にねじや接着剤で固定することで、イメージセンサユニット１を製造する。このように、製造されたイメージセンサユニット１は、上述したようにセンサチップ３０4、３０5間がピッチｐあるいは所定の距離に維持されているために、画素欠落がなく画像を読み取ることができる。
このように、本実施形態はセンサ基板１０Ａ、１０Ｂに実装されているセンサチップ３０4、３０5の最先端部３３Ｂ、３３Ａを、センサ基板１０Ａ、１０Ｂの最側端部１６、２２よりも内側に位置させている。したがって、ハンドリング時や保管時においてセンサ基板１０Ａ、１０Ｂと障害物が接触した場合でも、センサチップ３０4、３０5よりもセンサ基板１０Ａ、１０Ｂの最側端部１６、２２を有する凸部１４、１９に接触するために、センサチップ３０4、３０5を保護し、その破損を防止することができる。
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、２つのセンサ基板１０Ａ、１０Ｂを接続する場合について説明した。本実施形態では、３つのセンサ基板４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃを接続する場合について説明する。図９は、本実施形態に係るセンサ基板部９２の構成を示す平面図である。センサ基板４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃの実装面上にはそれぞれ複数（図９ではそれぞれ４つ）のセンサチップ５０（５０1〜５０4、５０5〜５０8、５０9〜５０12）が、センサ基板４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ上に主走査方向（長手方向）に直線状に配列された状態で実装されている。
図９に示すように、３つのセンサ基板のうち主走査方向における両側のセンサ基板４０Ａおよびセンサ基板４０Ｃは、第１の実施形態のセンサ基板１０Ａと同様な構成である。図９では、第１の実施形態と同様な構成は、同一符号を付している。
すなわち、センサ基板４０Ａ、４０Ｃのそれぞれセンサ基板４０Ｂに隣接する側端部１３には、副走査方向における両側からセンサ基板４０Ｂに向かって突出する凸部１４が形成され、その間に凹部１５が形成される。また、センサ基板４０Ａ、４０Ｃに実装されているセンサチップ５０4、５０9の最先端部３３（３３Ｂ、３３Ａ）は、それぞれ凸部１４の最側端部１６よりも主走査方向において内側に位置すると共に、凹部１５の基端１７よりも主走査方向において外側に位置している。
一方、センサ基板４０Ｂは、副走査方向の中心線ｃに対して線対称な形状に形成されている。すなわち、センサ基板４０Ｂは、主走査方向における両側の側端部１８のうち副走査方向における中央寄り両側から、それぞれセンサ基板４０Ａ、４０Ｃに向かって突出する凸部１９が形成され、その間に凹部２０が形成されている。また、センサ基板４０Ｂに実装されているセンサチップ５０5、５０8の最先端部３３（３３Ａ、３３Ｂ）は、それぞれ各凸部１９の最側端部２２よりも主走査方向において内側に位置すると共に、凹部２０の基端２３よりも主走査方向において外側に位置している。
したがって、ハンドリング時や保管時においてセンサ基板４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃと障害物が接触した場合でも、センサチップ５０4、５０5、５０8、５０9よりもセンサ基板４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃの最側端部１６、２２が最初に接触するために、センサチップ５０4、５０5、５０8、５０9を保護し、その破損を防止することができる。なお、センサ基板４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃの組立方法は、第１の実施形態と同様であり、その説明を省略する。
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
例えば、上述した第２の実施形態では、３つのセンサ基板４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃを接続する場合について説明したが、この場合に限られず、４つ以上のセンサ基板を接続する場合でも、同様に適用することができる。
また、上述した実施形態では、センサ基板１０Ａおよびセンサ基板１０Ｂは、２つの凸部１４（１４ａ、１４ｂ）および２つの凸部１９（１９ａ、１９ｂ）を形成する場合について説明したが、少なくとも２つの凸部が形成されていればよく、例えば２つ以上の凸部が形成されていてもよい。
また、画像読取装置はシートフィード方式のイメージスキャナーに限られず、フラットベッド方式のイメージスキャナー構成のイメージスキャナーであっても同様に適用することができる。
また、本実施形態では、個々のセンサチップ３０（センサチップ５０）を主走査方向（長手方向）に直線状、具体的には一直線状に配列する場合について説明した。しかしながら、この場合に限られず、個々のセンサチップを千鳥状に配列する場合でも、同様に適用することができる。
図１０は、他の実施形態のセンサ基板部９３の平面図である。センサ基板６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの実装面上にはそれぞれ複数（図１０ではそれぞれ４つ）のセンサチップ７０（７０1〜７０4、７０5〜７０8、７０9〜７０12）が、センサ基板６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ上に実装されている。図１０では、センサ基板６０Ａ上に実装された個々のセンサチップ７０1〜７０4が、交互に幅方向にずれることで千鳥状に配列されている。また、センサ基板６０Ｂ、６０Ｃも同様に、個々のセンサチップ７０5〜７０8、７０9〜７０12が、千鳥状に配列されている。このように、直線状に配列するとは、一直線状に限られず、直線状と近似できる千鳥状に配列する場合も含むものである。
また、本実施形態では、隣接するセンサ基板１０（センサ基板４０）同士を接続する際、センサチップ３０1〜３０4、３０5〜３０8（センサチップ５０1〜５０4、５０5〜５０8、５０9〜５０12）が直線、具体的には一直線になるように接続する場合について説明した。しかしながら、この場合に限られず、センサ基板上の複数のセンサチップを一つのセンサチップとして見た際、センサチップが千鳥状になるようにセンサ基板同士を接続する場合でも、同様に適用することができる。
図１１は、他の実施形態のセンサ基板部９４の平面図である。センサ基板８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃの実装面上にはそれぞれ複数（図１１ではそれぞれ４つ）のセンサチップ９０（９０1〜９０4、９０5〜９０8、９０9〜９０12）が、センサ基板８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ上に一直線状に配列された状態で実装されている。図１１では、センサ基板８０Ａ上に実装されたセンサチップ９０1〜９０4と、センサ基板８０Ｂ上に実装されたセンサチップ９０5〜９０8とが、副走査方向にずれている。また、センサ基板８０Ｂ上に実装されたセンサチップ９０5〜９０8と、センサ基板８０Ｃ上に実装されたセンサチップ９０9〜９０12とが、副走査方向にずれている。したがって、センサ基板８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃを接続する際、センサチップ９０1〜９０4、９０5〜９０8、９０9〜９０12をそれぞれ一つのセンサチップとして見た場合に、センサチップが千鳥状になるようにセンサ基板同士が接続される。
１：イメージセンサユニット ２：カバーガラス ３：光源 ４ｒ、４ｇ、４ｂ：発光素子 ５：基板 ６：ロッドレンズアレイ（集光体） ７：フレーム（支持体） １０（１０Ａ、１０Ｂ）：センサ基板 １１（１１Ａ、１１Ｂ）：実装面 １２：接着剤 １３：側端部 １４（１４ａ、１４ｂ）：凸部（接続手段） １５：凹部 １６（１６ａ、１６ｂ）：最側端部 １７：基端 １８：側端部 １９（１９ａ、１９ｂ）：凸部（接続手段） ２０：凹部 ２１（２１ａ、２１ｂ）：切欠部 ２２（２２ａ、２２ｂ）：最側端部 ２３：基端 ２４（２４ａ、２４ｂ）：基端 ２６：固定部材 ２７：当接面 ２８：ねじ ２９：空間 ３０（３０1〜３０8）：センサチップ（光電変換素子） ３１（３１Ａ、３１Ｂ）：フォトダイオード ３２：パッド ３２Ａ、３２Ｂ：入出力パッド ３３Ａ、３３Ｂ：最先端部 ４０（４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ）：センサ基板 ５０（５０1〜５０12）：センサチップ（光電変換素子） ６０（６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ）：センサ基板 ７０（７０1〜７０12）：センサチップ（光電変換素子） ８０（８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ）：センサ基板 ９０（９０1〜９０12）：センサチップ（光電変換素子）９１〜９４：センサ基板部 １００：画像読取装置（ＭＦＰ） １１０：画像読取部（画像読取手段） １２０：画像形成部（画像形成手段）

Claims (9)

  1. 読取対象物を照明する光源と、
    複数の光電変換素子が長手方向に直線状に配列して実装されたセンサ基板を複数接続したセンサ基板部と、
    前記センサ基板部に前記読取対象物からの光を結像する集光体と、
    前記光源と、前記センサ基板部と、前記集光体とを支持する支持体と、
    を備えたイメージセンサユニットであって、
    前記センサ基板部は、前記センサ基板の側端部を長手方向に複数接続され、
    前記側端部における前記光電変換素子は、前記側端部を超えて実装されると共に、
    前記側端部は、前記センサ基板を接続する接続手段を備え、
    前記光電変換素子の最先端部は、前記接続手段の最側端部よりも長手方向において内側に位置する
    ことを特徴とするイメージセンサユニット。
  2. 前記接続手段は、前記センサ基板の実装面と平行に前記センサ基板の一部を突出させ、且つ、幅方向に離間して形成された少なくとも２つの凸部からなり、
    前記センサ基板の実装面と直交する方向から見た場合に、前記光電変換素子が前記凸部の間に配置されている
    ことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサユニット。
  3. 前記センサ基板の前記側端部に形成された前記凸部は、接続される他の前記センサ基板の前記側端部に形成された前記凸部の間に形成される凹部に嵌め込まれることで長手方向において互いに接続する
    ことを特徴とする請求項２に記載のイメージセンサユニット。
  4. 接続された夫々の前記センサ基板との間の実装面に跨った状態で、前記実装面のそれぞれに固定される固定部材を有する
    ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のイメージセンサユニット。
  5. 前記固定部材は、接続された夫々の前記センサ基板との間に長手方向に隙間を有した状態で前記実装面のそれぞれに固定される
    ことを特徴とする請求項４に記載のイメージセンサユニット。
  6. 前記固定部材の線膨張係数は、前記センサ基板の線膨張係数以下である
    ことを特徴とする請求項４または５に記載のイメージセンサユニット。
  7. 前記光電変換素子は、金属細線を用いてワイヤボンディングによって他の回路パターンと接続されるパッドを有し、
    前記パッドは、前記センサ基板の側端部よりも長手方向において内側に位置する
    ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のイメージセンサユニット。
  8. イメージセンサユニットと、
    前記イメージセンサユニットと読取対象物とを相対的に移動させながら、前記読取対象物からの光を読み取る画像読取手段と、
    を備える画像読取装置であって、
    前記イメージセンサユニットは、
    読取対象物を照明する光源と、
    複数の光電変換素子が長手方向に直線状に配列して実装されたセンサ基板を複数接続したセンサ基板部と、
    前記センサ基板部に前記読取対象物からの光を結像する集光体と、
    前記光源と、前記センサ基板部と、前記集光体とを支持する支持体と、
    を備えたイメージセンサユニットであって、
    前記センサ基板部は、前記センサ基板の側端部を長手方向に複数接続され、
    前記側端部における前記光電変換素子は、前記側端部を超えて実装されると共に、
    前記側端部は、前記センサ基板を接続する接続手段を備え、
    前記光電変換素子の最先端部は、前記接続手段の最側端部よりも長手方向において内側に位置することを特徴とする画像読取装置。
  9. イメージセンサユニットと、
    前記イメージセンサユニットと読取対象物とを相対的に移動させながら、前記読取対象物からの光を読み取る画像読取手段と、
    記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
    を備える画像形成装置であって、
    前記イメージセンサユニットは、
    読取対象物を照明する光源と、
    複数の光電変換素子が長手方向に直線状に配列して実装されたセンサ基板を複数接続したセンサ基板部と、
    前記センサ基板部に前記読取対象物からの光を結像する集光体と、
    前記光源と、前記センサ基板部と、前記集光体とを支持する支持体と、
    を備えたイメージセンサユニットであって、
    前記センサ基板部は、前記センサ基板の側端部を長手方向に複数接続され、
    前記側端部における前記光電変換素子は、前記側端部を超えて実装されると共に、
    前記側端部は、前記センサ基板を接続する接続手段を備え、
    前記光電変換素子の最先端部は、前記接続手段の最側端部よりも長手方向において内側に位置することを特徴とする画像形成装置。
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