JP5560316B2 - 画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、原稿に光を照射する光源と、光源から照射されて原稿の表面で反射された光束を集光して結像させる光学系と、光学系の結像位置に配置された光電変換手段を有する基板部材と、を備え、原稿の画像を読み取る画像読取装置及び画像形成装置に関する。

従来、画像読み取り装置の光学系であるレンズと光電変換手段であるＣＣＤなどのセンサは、原稿を良好な画質で読みとるために精密な相対位置になるよう調整し、固定を行う必要がある。良好な画質とはピント、倍率が正しく、色収差が少ないような画像をいう。レンズの種類や大きさにもよるが、一般的な縮小光学系のレンズであればミクロンオーダの精度が位置調整に求められる。位置調整後の固定方法としては従来からネジや半田付け固定、接着剤、紫外線（ＵＶ）硬化型樹脂での接着などの方法が用いられてきた。

ネジ固定に関しては、容易に固定、解放ができる利点があるが、ネジの固定方法の特性上、一定以上の押圧力で固定するため固定される部材が変形したり、ネジを締めるときに部材が連れ回りして動いてしまったりする欠点があり、精度は良くない。半田付けに関しても容易に固定、解放ができるが、半田が冷えて凝固する際の収縮量が数十μｍと大きく、半田の量によって収縮量も変わってくるため精度よく安定した固定が難しい。

ＵＶ以外の接着剤に関しては固定後のやり直しが難しいという欠点はあるものの、硬化時の収縮量が小さい点が利点である。しかし接着剤によっては完全硬化するまで数時間以上かかるものや、レンズ等を曇らせるガスが発生するものなどもあり注意が必要である。また、短い時間で硬化する瞬間接着剤というものがあるが、空気中の水分に触れることで硬化するため硬化する時間にややバラつきがあるのが難点である。

ＵＶ接着に関しては通常の接着剤と同様に固定後のやり直しが難しだけでなく、ＵＶ光が接着剤にきちんと照射されるように接着部材などを透明なものにすることが多く、使用する材料が限定される欠点がある。ただし、硬化時の収縮量は小さいもので体積に対して１〜５％程度であり、他の接着剤同等以下となっており、ミクロンオーダの固定位置を保証するには最適といえる。硬化時間はＵＶ光を照射している数十秒であるし、硬化収縮量も小さく使い勝手が良い。またＵＶ光を照射する時間や接着剤の塗布量を調節することにより硬化収縮量や硬化時間を適切にコントロールできることが大きな利点である。ミクロンオーダーの画像読取装置の光学系と光電変換手段の位置調整及び固定にはＵＶ方式を利用するのが最適であると言える。

こうしたＵＶ接着方式で固定する発明として、特許文献１及び２に記載の発明が開示されている。特許文献１に記載の発明は、レンズを保持する保持部材（支持部材）、及び、光電変換手段を有する基板部材の間が中間保持部材で連結される画像読取装置に関する発明である。特許文献２に記載の発明は、レンズを保持する筐体（支持部材）、及び、光電変換手段を有する基板部材の間が中間保持部材で連結される画像読取装置に関する発明である。

特許第４２０２９８８号公報 特許第４１１３３２０号公報

しかしながら、特許文献１又は２に記載の発明では、基板部材と支持部材の間を結合する中間部材が余分に必要となってしまう。

また、中間部材を光硬化接着剤で接着する場合には、中間部材が透明である必要もあり、材質の選択範囲が制限される。

さらに、基板部材と支持部材を接合するときに、基板部材と支持部材の間が接触された上で接着剤によって結合されることから、基板部材と支持部材の間の位置調整をする段階で、基板部材と支持部材の移動が制限されて、位置調整が自在に行えない。

本発明は、上記実情に鑑み、基板部材に固定される固定部材と、光学系を支持する支持部材の間を結合する場合に、結合するための他の部品を不要としつつ、構成する部材を透明であることを必要とせず、高精度な位置調整を前提として結合することができる画像読取装置を提供することを課題とする。

上記実情に鑑み、本発明の画像形成装置は、光束を集光して結像させる光学系と、前記光学系の結像位置に配置された光電変換手段と、を備えた、画像読取装置であって、前記光電変換手段に固定される固定部材と、前記光学系を支持する支持部材と、前記固定部材及び前記支持部材を接着する接着剤と、を備え、前記支持部材及び前記固定部材の一方は、前記光学系の光軸と直交する方向に突出する突出部を有し、前記支持部材及び前記固定部材の他方は、凹部を有し、 前記接着剤は、前記突出部と前記凹部との間隙に塗布されることを特徴とする画像読取装置。

また、このような画像読取装置を備える画像形成装置であることを特徴とする。

本発明によれば、基板部材に固定される固定部材と、光学系を支持する支持部材の間を結合する場合に、結合するための他の部品を不要としつつ、構成する部材を透明であることを必要とせず、高精度な位置調整を前提として結合することができる。

本発明の実施例に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。 一体型ユニット（一体型走査光学ユニット）を有する画像読取装置の構成を示す斜視図である。 一体型ユニットの構成を斜め上方から見た斜視図等である。 レンズ及びＣＣＤセンサの配置関係を示す斜視図である。 接着剤が塗布されていない状態における一体型ユニットの構成を示す一部拡大斜視図である。 接着剤が塗布された状態における一体型ユニットの構成を示す一部拡大斜視図である。 接着剤が塗布された状態における一体型ユニットの構成を示す一部拡大斜視図である。 比較例に係る一体型ユニットの構成を示す一部拡大斜視図である。 変形例に係る一体型ユニットの構成を示す一部拡大斜視図である。

以下、図面を参照してこの発明を実施するための形態を実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置等は、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるから、特に特定的な記載が無い限りは、発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は、本発明の実施例に係る画像形成装置５００の構成を示す断面図である。画像形成装置５００は、電子写真画像形成プロセスを利用した画像形成装置である。図１に示されるように、画像形成装置５００は画像形成装置本体（以下、単に『装置本体』という）５００Ａを有し、この装置本体５００Ａの内部には、画像を形成する画像形成部Ｇが設けられる。画像形成部Ｇは、『像担持体』である感光体ドラム１１２、『転写装置』である転写ローラ１１５等を含む。少なくとも感光体ドラム１１２については、プロセスカートリッジに含まれ、プロセスカートリッジとして装置本体５００Ａに組み込まれる構成としても良い。

装置本体５００Ａの内部には、シートを収納する収納カセット１１、ピックアップローラ８５、給送ローラ対８４、搬送ローラ対８２、レジストローラ対８３が設けられる。また、装置本体５００Ａの内部には、感光体ドラム１１２、転写ローラ１１５、帯電ローラ１１６、露光装置１１１、現像装置１１４、定着装置１１８、排出ローラ対１１９が配置され、装置本体５００Ａの外部には、トレイ１２０が設けられている。また、装置本体５００Ａの上部には、原稿の画像を読み取る画像読取装置６００が配置されている。画像読取装置６００は枠体１０を有している。枠体１０の内部には、光学ユニット１（図２、図３等を用いて後述）が配置されている。

図２は、一体型走査光学ユニット１（光学ユニット）を有する画像読取装置６００の構成を示す斜視図である。図２に示されるように、光学ユニット１は、枠体１０の上に設置されたプラテンガラス上に下向きに置かれた原稿をプラテンガラス（不図示）の下側を走査しながら、光電変換手段であるＣＣＤセンサ７０（図４参照）により読み取っている。このときに、光学ユニット１が走査する方向を副走査方向Ｙといい、副走査方向Ｙに垂直な方向を主走査方向Ｘという。光学ユニット１は光源としてＬＥＤ２ａ、２ｂを有する。なお、画像読取装置６００には、光学ユニット１を副走査方向に移動するモータ１２や、光学ユニット１を副走査方向に案内する軸４もある。

図３（ａ）は、光学ユニット１の構成を斜め上方から見た斜視図である。図３（ｂ）は、光学ユニット１の構成を示す斜め下方から見た斜視図である。図３（ａ）（ｂ）に示されるように、光学ユニット１の筐体３の下部に光学保持部材５６が取り付けられ、光学ユニット１の筐体３の側部に固定部材１５や基板部材５３が取り付けられている。光学ユニット１は、ＬＥＤ２ａ、２ｂ等の照明ユニットと、複数のミラー（７を含む、図７（ｂ）参照）と、レンズ５５（図５参照）と、ＣＣＤセンサ７０（図４参照）と、を一体化したユニットである。

照明ユニットは、原稿に対して主走査方向Ｘに光を照射するユニットである。複数のミラーは、照射された光が原稿面で反射されると、その反射光を反射しつつ光束の経路を調整してレンズ５５へと導いていく。レンズ５５は、複数のミラーが反射した反射光のうちの少なくとも一部の光を集光させた光束をＣＣＤセンサ７０に結像させる。図３では、光学ユニット１の外形に、ＣＣＤセンサ７０を有する基板部材５３と、レンズ５５を支持する光学保持部材５６とが表れている。

ミラーの本数や位置、反射の角度、光路長などは画像読取装置全体の大きさや、レンズ５５の特性によるものや照明の光量などで適切に配置されるべきものである。これは光学ユニット１に限らず、主走査方向Ｘを読取り、副走査方向Ｚに走査しながら画像を読み取る方式の画像読取装置であるならば同じである。

レンズ５５を通った光束はＣＣＤセンサ７０の受光面に光束を結像させる。ＣＣＤセンサ７０は、主走査方向Ｘに並ぶ光電変換素子であるＣＣＤ７１（図４参照）を有している。ＣＣＤセンサ７０の受光面は主走査方向Ｘに長く、同じく主走査方向Ｘに原稿を照射する照明と合わせて原稿の主走査方向Ｘの情報を光の量として受光し、光量を光電変換素子に貯蔵し、光量を電荷量に変化させて画像情報として転送する。こうして原稿の画像を読み取る。

このような光電変換素子の入射面には読み取る色情報によってカラーフィルターが塗布されており、鉛直方向にそれぞれ並んでいる。ＣＣＤセンサ７０の受光面は、使用するレンズ５５の焦点バラツキや、保持部材のバラツキ、さらにＣＣＤセンサ７０の実装バラツキなどを鑑み、レンズ５５の略焦点位置に適切に位置調整される。そして、ＣＣＤセンサ７０の受光面は、レンズ５５が結像させた原稿の反射光をＣＣＤセンサ７０の受光面で受光し、光の強弱を電気的信号に変換をする。その後、電気信号となった画像情報はソフト的な画像処理手段を経て、読取画像となる。

レンズ５５とＣＣＤセンサ７０の間隔は、読み取った画像の解像度や、画像の倍率や位置などの画像特性に影響し、その距離は非常に敏感である。そのため、より良好な画像を得るために、レンズ５５とＣＣＤセンサ７０の間隔を適切に調整するし、その間隔を常に保つことが必須となる。

図４は、レンズ５５及びＣＣＤセンサ７０の配置関係を示す斜視図である。この図４を参照しつつ、レンズ５５及びＣＣＤセンサ７０の位置の調整に関して以下に説明する。原稿などの画像を読み取る画像読取装置のセンサにはＣＣＤ７１やＣＭＯＳ等を用いられている。ＣＣＤセンサ７０には、鉛直方向で中央となる位置（主走査方向Ｘ）に光電変換素子７１が並べられている。

位置調整の方法としては、レンズ５５を固定した状態でＣＣＤセンサ７０を動かすことが一般的であるが、レンズ５５を動かす方法でもレンズ５５とＣＣＤセンサ７０の位置調整という意味では変わらない。ただし、レンズ５５を動かすと原稿を読み取る面の位置も同時に変化するため、ガラス面上に置いた原稿を読み取る画像読取装置６００の位置調整としてはＣＣＤセンサ７０を動かすことが合理的である。なお、精度としてはレンズの縮小倍率が大きければ大きいほどＸ、Ｙ、Ｚの各方向の調整精度は高く必要になってくる。またＺ方向に対してはレンズの縮小倍率の２乗に比例するほど精度が厳しくなってくるため、一番高い精度が求められる方向である。

調整の方向としては、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向とそれぞれの回転方向であるＸｃ、Ｙｃ、Ｚｃ方向の合計６軸の方向に調整することが必要である。なお、主走査方向とはＸ方向と同様であり、副走査方向とはＹ方向と同様である。

ＣＣＤセンサ７０を位置調整する際に確認するものとしては、ピント、色ずれ量、そして幾何的な位置である中心と傾きである。Ｘ方向において主走査の中心、Ｙ方向において副走査の中心、Ｚ方向においてはピント及び色ずれ量の位置調整を行うことを意味する。また、Ｘｃは副走査方向に並んだ各色のセンサにおけるピントと色ずれのバランス、Ｙｃは主走査方向端部におけるピントと色ずれのバランス、Ｚｃにおいては読み取る原稿に対する傾きの位置調整を行うことを意味する。

その調整精度は１〜１０μｍ程度の精度で調整されるのが望ましい。精度は細かければ細かいほど良いが、１μｍ以下の精度ではピントや色ずれ量に大きな差は見られないため、合理的な範囲は上述の１〜１０μｍ程度で良い。位置調整方向で一番精度が求められる方向がＺとＹｃ方向であり、原稿に対する光軸方向の長さ（焦点距離）を精度よく調整することが必要である。この方向をレンズにおける縦倍率方向という。

その他の方向としては、１０μｍ〜３０μｍの間で調整されても実使用上に大きな問題が出るわけではないが、なるべく細かい調整をすれば精度が良い画像が読み取れることは間違いない。このＸ、Ｙ、Ｚｃの方向は一般的にレンズにおける横倍率方向という。

縦倍率は横倍率に対し、距離の２乗に比例して変化するために縦倍率方向を精度よく動かす必要が生じる。

なお、前述の特許文献２の構成では、レンズを調整できる方向は図４におけるＺ、Ｚｃ方向のみであり、センサを調整できる方向はＺ、Ｚｃ、Ｘのみであり、Ｙ方向を調整できるような大きな中間部材ではないばかりか、Ｘｃ、Ｙｃ方向には調整できない。調整できない方向に関しては、部品の精度である程度位置が決定できることもあるが、その精度は１００μｍ以上になることが予想され、調整が可能である構成に比べ、精度としては落ちることが考えられる。こうしたことからも、本願の実施例は、レンズやセンサを位置調整し、固定するためには、以下のものが良い。すなわち、部品を増やすことなく、あらゆる方向の位置調整を行い、装置が大掛かりになることがなく、位置決め、位置調整、接着剤塗布、ＵＶ光照射を行い、かつ高い精度を保ちながら位置調整から固定までを行うことができるというものが最適であると言える。

図５は、接着剤が塗布されていない状態における光学ユニット１の構成を示す一部拡大斜視図である。図５に示されるように、光学ユニット１の内部には、『光学系』であるレンズ５５、及び、基板部材５３を備える。レンズ５５は、原稿に光を照射する『光源』であるＬＥＤ２ａ、２ｂ（図２参照）から照射されて原稿の表面で反射された光束を集光して結像させる。基板部材５３は、レンズ５５の結像位置に配置された『光電変換手段』の一部である『光電変換素子』としてのＣＣＤ７１を有する。

基板部材５３には固定部材１５が固定される。固定部材１５は、開口部１５ｂを有し、レンズ５５で収束された収束光をＣＣＤ７１（光電変換素子）へと導き、非収束光（迷光）を遮蔽する部材である。こうして、固定部材１５は、原稿で反射した光束が適正な光路を通ってレンズ５５を通過して光電変換素子７１へと結像される適正な光束以外の光束が光電変換素子７１に到達しないように、光電変換素子７１を覆って遮蔽する『遮蔽手段』である遮蔽部材を兼ねる。このように固定部材１５が適正な光束以外の光束が光電変換素子７１に到達しないように遮蔽する遮蔽手段（いわゆる「フード」）を兼ねることで、更に部品の削減が可能となる。

この固定部材１５には、詳細を後述する接着剤によって光学保持部材５６が固定される。光学保持部材５６は、レンズ５５を支持する（ここでは、レンズ５５が光学保持部材５６上に載置されている）。レンズ５５の前方には、ミラー７（図７（ｂ）参照）が配置される。そして、原稿面で反射された反射光は、レンズ５５によりその一部が集光されて固定部材１５にある開口部１５ｂを通り、基板部材５３に実装されたＣＣＤ７１へ到達する。以下に、固定部材１５及び光学保持部材５６を接続する接続構成に関して、以下に詳述する。

光学ユニット１は、固定部材１５、『支持部材』である光学保持部材５６、及び、『光硬化接着剤』であるＵＶ接着剤Ｑを有する。固定部材１５は、基板部材５３に固定され、光学保持部材５６は、レンズ５５を支持する。また、ＵＶ接着剤Ｑは、固定部材１５及び光学保持部材５６を接着する。

固定部材１５は、レンズ５５の軸線と直交する方向に広がる平面状部１５Ｊを有する。また、固定部材１５は、レンズ５５の軸線を含んで上下方向に広がる第１板状部１５Ｙを有する。ここでは、第１板状部１５Ｙと平面状部１５Ｊとは、直交している。固定部材１５は、第１板状部１５Ｙから屈曲してレンズ５５の軸線と直交する方向に突出する屈曲突出部１５Ｘ１と、第１板状部１５Ｙからレンズ５５の軸線と平行な方向に突出する軸線突出部１５Ｘ２と、を有する。なお、第１板状部１５Ｙと平面状部１５Ｊとは、必ずしも直交していなくとも良く、所定の角度で傾斜していても良い。

光学保持部材５６は、レンズ５５を支持する支持面部５６Ｘを有する。また、光学保持部材５６は、レンズ５５の軸線を含んで上下方向に広がる第２板状部５６Ｙを有する。ここでは、支持面部５６Ｘと第２板状部５６Ｙとは、直交している。光学保持部材５６は、第２板状部５６Ｙに形成されて屈曲突出部１５Ｘ１に対向する周縁部５６Ｒ（凹部）と、第２板状部５６Ｙに形成されて軸線突出部１５Ｘ２に対向する切欠部５６Ｗ（凹部）と、を有する。なお、支持面部５６Ｘと第２板状部５６Ｙとは、必ずしも直交していなくても良く、所定の角度で傾斜していても良い。

第１板状部１５Ｙ及び第２板状部５６Ｙ、屈曲突出部１５Ｘ１及び周縁部５６Ｒ、軸線突出部１５Ｘ２及び切欠部５６Ｗは、間隙を有するように互いに非接触の状態で交差して配置される。ここで、特に、交差するとは、屈曲突出部１５Ｘ１が、レンズ５５の軸線と直交する方向にて周縁部５６Ｒを超えるような構成をいっている。また、特に、交差するとは、軸線突出部１５Ｘ２が、レンズ５５の軸線と直交する方向にて切欠部５６Ｗを超えるような構成をいっている。また、屈曲突出部１５Ｘ１が周縁部５６Ｒに向かって突出し、軸線突出部１５Ｘ２が切欠部５６Ｗに向かって突出するとも表現できる。ＵＶ接着剤Ｑは、屈曲突出部１５Ｘ１及び周縁部５６Ｒの間隙Ｋ１、軸線突出部１５Ｘ２及び切欠部５６Ｗの間隙Ｋ２に塗布、接着、及び、光照射される。なお、屈曲突出部１５Ｘ１よりも軸線突出部１５Ｘ２の方が、レンズ５５の軸線と直交する方向に突出する。これは、軸線突出部１５Ｘ２の方が光学保持部材５６に結合し難いので結合し易くするためと、液だれを防ぐ意図によるものである。

固定部材１５が光学保持部材５６に固定される場合には、第１板状部１５Ｙの外側に第２板状部５６Ｙが配置される。第１板状部１５Ｙの面及び第２板状部５６Ｙの面は、互いに対向しており、所定の隙間Ｌが確保されている。固定部材１５及び光学保持部材５６を接着するＵＶ接着剤Ｑの接着剤塗布部６０は、固定部材１５及び光学保持部材５６の間に形成される間隙Ｋ１、Ｋ２におけるいずれかの箇所である（図７参照）。間隙Ｋ１、Ｋ２は、外方からの光が到達可能な位置に配置される。なお、光学保持部材５６及び固定部材１５は、互いに異なる材質で形成されても良い。例えば、光学保持部材５６は板金で形成され、固定部材１５は樹脂で形成される。

ここで、レンズ５５の位置と光電変換素子７１の位置調整の必要性に関して説明する。 一般にレンズ５５は複数のレンズで構成されており、それぞれの相対位置によって焦点位置が変化してくる。また、それぞれのレンズ単体の形状の差異や、光学保持部材５６の精度によっても、焦点距離や主走査、副走査方向の中心位置または原稿に対する傾きといったパラメータに組立誤差が生じる。

レンズ単体での焦点距離や中心、傾きなどの幾何精度、または倍率方向、軸方向の各色収差などの誤差は一般的に数μｍ〜数十μｍのズレとなることがある。またレンズ５５を光学保持部材５６へ載置させたり、固定部材１５を基板部材５３に取り付けたりする際の組み付け誤差については数百μｍを超えることも多い。そのため、レンズ５５の位置と光電変換素子７１の位置は前述の各種誤差をキャンセルさせるための位置調整が必須である。つまり位置調整としては移動可能距離が数百μｍ以上であり調整精度、つまり調整分解能としては数μｍ程度での調整を行うことが精度良く原稿の情報を読み取るためには必要である。

ここでは、位置調整を行う際に治具を用いて上記精度を確保している。調整治具では基板部材５３に取り付けられた固定部材１５を治具で保持し、レンズに対してＸ、Ｙ、Ｚ、Ｙｃ、Ｚｃ方向（図４参照）の調整を行う。ここでＸｃ方向の調整を行わないのは鉛直方向に並んだ各色のセンサの間隔は互いに数μｍと狭い間隔で配置されているので、Ｘｃ方向の調整を行っても各色のピントと色ずれ量の変化は微小であるためである。

調整治具は固定部材１５における精度良く出された位置決め基準である穴６１において、調整治具と固定部材を位置決めしている。基板に実装されたＣＣＤセンサ７０はこの穴６１に合わせて精度良く実装されているため調整治具によって固定部材１５を保持していてもＣＣＤセンサ７０の位置が大きくズレることはない。

固定部材１５は、図示しないピンが挿入可能な穴６２を有する。そのピンが穴６２に挿入されることで基板部材５３に対して固定され、レンズ５５に対して光電変換素子７１が位置決めされる。こうした構成では、固定部材１５と光学保持部材５６との間の位置を調整する調整装置は、固定部材１５を基板部材５３の基準としてクランプして移動させることで、余計な公差が増えることなく、かつ、簡素な構成で済む。

図６は、接着剤が塗布されていない状態における光学保持部材５６及び固定部材１５の構成を示す一部拡大斜視図である。ＣＣＤセンサ７０が実装されている『光電変換手段』である基板部材５３には固定部材１５が取り付けられており、固定部材１５には光軸５０を挟んで両側に屈曲突出部１５Ｘ１が互いに光軸の反対側、つまり外側に向けて凸形状を持った状態で構成されている。屈曲突出部１５Ｘ１と周縁部５６Ｒは、間隙Ｋ１や間隙Ｋ２の幅が同一幅となるように、対向する部位は、同一形状となっている。また、屈曲突出部１５Ｘ１は、第２板状部５６Ｙを乗り越えて外方に突出する形状となっている。また、ＣＣＤセンサ７０がレンズ５５に対するいかなる位置に調整されたとしても、第１板状部１５Ｙは、第２板状部５６Ｙとの間が広がり過ぎないような距離になるように隙間Ｌを維持しつつ配置されている。

このときに、光学保持部材５６と固定部材１５には、物理的に接している部分は無い。前述のように、固定部材１５は、５軸方向に自由に動くことが必要である。そのために、どこかに接している部分があると、その方向へは調整不可能となってしまうためである。

したがって、光学保持部材５６と固定部材１５は、レンズ５５とＣＣＤセンサ７０が各々の単品製造誤差や組立誤差をキャンセルして良好な画像を読み取るために最適な位置に調整されるときには、以下のように配置される。すなわち、光学保持部材５６と固定部材１５は互いに接触することなく、かつ、第１板状部１５Ｙ及び第２板状部５６Ｙは間隙Ｋ１、Ｋ２、隙間Ｌが広がり過ぎないように配置される。

調整が終わると次に光学保持部材５６と固定部材１５の固定を行う。この固定方法としては実施例ではＵＶ接着剤Ｑを用いる。ＵＶ接着剤Ｑを用いる理由としては、以下の複数の優れた利点による。まず、ＵＶ接着剤Ｑは接着剤が固まる際の硬化時間が短い点である。次に、硬化する際はＵＶ光を接着剤に照射するため硬化タイミングがコントロールできる点である。次に、硬化する際の収縮量が小さい種類のものが多く、精度良く位置調整した後に位置がずれる量が非常に小さく抑えることが可能という点である。ＵＶ接着剤Ｑは、矢印の方向（図６参照）から塗布され、ＵＶ照射も同様に矢印の方向から行う。

図７（ａ）は、ＵＶ接着剤Ｑが塗布された状態における光学ユニット１の構成を示す一部拡大斜視図である。具体的には、ＵＶ接着剤Ｑは、屈曲突出部１５Ｘ１と周縁部５６Ｒの間隙Ｋ１における２箇所に塗布される。また、ＵＶ接着剤Ｑは、軸線突出部１５Ｘ２と切欠部５６Ｗの間隙Ｋ２の１箇所に塗布される。ＵＶ接着剤Ｑは矢印Ｘ方向の片側で３箇所ずつ塗布され、これが矢印Ｘ方向の両側で行われるので、合計６箇所に塗布される。なお、例えば、ＵＶ接着剤Ｑは、屈曲突出部１５Ｘ１に対して塗布されると、ＵＶ接着剤Ｑの粘性により落下して、屈曲突出部１５Ｘ１の下部にある光学保持部材５６の周縁部５６Ｒにも塗布されることとなる。

この場合に、固定部材１５及び光学保持部材５６の間の接着剤塗布部６０は、レンズ５５の光軸Ｚの中心に対して線対称となる２つの部位であり、前記２つの部位のいずれでも、少なくとも３箇所が確保される。こうした構成では、固定部材１５及び光学保持部材５６の間の接着剤塗布部６０が、レンズ５５の光軸の中心に対して線対称となる２つの部位であることから、ＵＶ接着剤Ｑが硬化するときの収縮方向のバランスが良くなって安定した固定が可能となる。また、いずれの接着処理の接着ポイントも、少なくとも３箇所確保されるので、より安定した固定が可能となる。

また、固定部材１５が光学保持部材５６に対してどのような位置に調整されたとしても最大１ｍｍに満たないので、屈曲突出部１５Ｘ１は、第１板状部１５Ｙ及び第２板状部５６Ｙの間の隙間Ｌを覆うような程度に矢印Ｘ方向に長さが設定されている。すなわち、屈曲突出部１５Ｘ１は、上方から見た場合（矢印Ｙ方向から見た場合）に、周縁部５６Ｒが視認できない程度の長さに凸形状に設定されている（図６参照）。そのために、固定部材１５が光学保持部材５６に対してどのような位置に調整されても、ＵＶ接着剤Ｑは、屈曲突出部１５Ｘ１と周縁部５６Ｒの間隙Ｋ１に塗布されたときに、第１板状部１５Ｙ及び第２板状部５６Ｙの隙間Ｌに入り難いようになっている。つまり、ＵＶ接着剤Ｑは、第１板状部１５Ｙと第２板状部５６Ｙの間の隙間Ｌに入り込み難くなっており、屈曲突出部１５Ｘ１と周縁部５６Ｒとの間隙Ｋ１の方にしか極力塗布されないようになっている。

また、ＵＶ接着剤Ｑは、光軸５０に対して対称となるように、光学保持部材５６及び固定部材１５の間に塗布される必要がある。さらに、ＵＶ接着剤Ｑは、３箇所の接着剤塗布部６０に塗布されるが、接着後にあらゆる方向からの剥離強度が優位となるからである。特に、側面視で三角形を形成するようにＵＶ接着剤Ｑによって３箇所が接着されることで、ＵＶ接着剤Ｑの硬化時の収縮において固定部材１５が移動する量を光軸方向に対して平行にすることができるという利点もある。ただ、片側２点の接着であっても多点であっても、本発明の効果がなくなるということはもちろんない。

図７（ｂ）は、ＵＶ接着剤Ｑが塗布された状態における光学ユニット１の構成を示す一部拡大側面図である。ＵＶ接着剤Ｑは、間隙Ｋ１、Ｋ２の３箇所の接着剤塗布部６０（点線で囲んだ部分）で接着する。ＵＶ接着剤Ｑで接着される前の状態では、屈曲突出部１５Ｘ１と周縁部５６Ｒの間に所定の間隙Ｋ１が設定されているが、これは、固定部材１５が光学保持部材５６に対して上下方向（矢印Ｙ方向）に移動する許容範囲を確保するためのものである。ＵＶ接着剤Ｑで接着される前の状態では、軸線突出部１５Ｘ２と切欠部５６Ｗの間に所定の間隙Ｋ２が設定されているが、これは、固定部材１５が光学保持部材５６に対してレンズ５５の軸線方向（矢印Ｚ方向）に移動する許容範囲を確保するためと、鉛直方向（矢印方向Ｙ）に移動する許容範囲を確保するためのものである。また、この間隙Ｋ１、Ｋ２は、ＵＶ接着剤Ｑが双方の接着対象に届かなくて接着ができないといった事態を回避するために、双方の接着対象が大きく離れすぎないように設定すべきである。

なお、ＵＶ接着剤Ｑで接着される前の状態では、第１板状部１５Ｙと第２板状部５６Ｙの間に所定の隙間Ｌが設定されている。これは、固定部材１５が光学保持部材５６に対してレンズ５５の軸線方向と直交する方向（矢印Ｘ方向）に移動する許容範囲を確保するためのものである。また、この隙間Ｌも、第１板状部１５Ｙと第２板状部５６Ｙとが離れすぎないように設定すべきである。

前述してきたように、固定部材１５が光学保持部材５６に対してあらゆる方向に移動されても、精密な位置の調整ができるように、屈曲突出部１５Ｘ１、周縁部５６Ｒ、軸線突出部１５Ｘ２、切欠部５６Ｗの形状が決められ、間隙Ｋ１、Ｋ２の寸法が設定されている。

図８は、比較例に係る一体型ユニットの構成を示す一部拡大斜視図である。図８は、屈曲突出部１５Ｘ１が無い場合の固定部材１５と光学保持部材５６の配置関係を示している。屈曲突出部１５Ｘ１が無い場合には、または、屈曲突出部１５Ｘ１の長さが短くて第１板状部１５Ｙと第２板状部５６Ｙの間に板面に沿う方向に隙間Ｌが生じた場合には、固定部材１５を位置調整して仮に隙間Ｌが大きく空いてしまうことが考えられる。この場合には、接着剤が塗布されると、接着剤が第１板状部１５Ｙ及び第２板状部５６Ｙの隙間Ｌに入り込んでしまう。

そうなると、矢印方向からＵＶ照射しても、ＵＶ光の効果が発揮できるのはＵＶ接着剤Ｑの表面から１ｍｍ程度の厚さの範囲であることから、ＵＶ接着剤Ｑの硬化不良が起こる。そのために、ＵＶ接着剤Ｑが硬化しても、十分な強度が得られない。つまり、硬化するＵＶ接着剤Ｑの量が一定ではなく、硬化時の収縮方向と収縮量にバラつきが発生する。さらに、隙間の間隔が位置調整によって常に変化するために、ＵＶ接着剤Ｑの塗布後の長さや形がその都度一様ではなくなってしまうため、ＵＶ接着剤ＱのＵＶ照射後の硬化収縮量にバラつきが生じてしまう懸念も発生してしまう。

これに対して、図６を参照して前述した技術では、屈曲突出部１５Ｘ１は第１板状部１５Ｙ及び第２板状部５６Ｙの間の板面方向に沿う隙間Ｌを常に塞げるような長さで構成されている。そのために、第１板状部１５Ｙ及び第２板状部５６Ｙの間に広がる隙間に対して、接着剤が入り込むことが抑制される。無駄なＵＶ接着剤Ｑの量が低減される。

また、ＵＶ接着剤Ｑの塗布量、及び、ＵＶ光の照射時間等を調整することにより、ＵＶ接着剤Ｑを一定の硬化収縮量で硬化させることができる。固定部材１５を位置調整したあとＵＶ接着剤Ｑの塗布直前に、硬化収縮量分移動させ接着剤硬化後に位置調整した位置とほぼ同等の位置にて硬化させるということも可能になり、製品の安定性に大きく繋がることになる。

また従来の技術では部材の隙間に接着剤を塗布する方法が一般的であった。そのため、ＵＶ照射側から接着剤を隠してしまう部材、本構成では光学保持部材５６の第２板状部５６ＹはＵＶ光が透過するよう略透明である必要があった。また、レンズ５５を保持するためにはまた別の精度の良い部材が必要であった。しかし、本件の技術であれば両者の部品は一体化が可能であるためコストダウン及び構成の簡素化による位置調整治具等の構成簡略化も可能である。

さらに図で説明した本案件の実施例のひとつの構成であれば、固定部材１５は光電変換手段であるＣＣＤ７１を実装している基板と精度良く取り付けられ、かつ、ＣＣＤ７１に光軸からの光以外の光が入らないように覆っている遮光手段としての機能も持たせてある。

これは、固定部材１５が樹脂材で構成されるからである。ＵＶ接着剤Ｑで接着する箇所は、実施例では、樹脂材である固定部材１５、及び、金属材である光学保持部材５６の間隙Ｋ１、Ｋ２であるが、従来のような隙間にＵＶ接着剤Ｑを流し込む固定方法では、両者の部材の面と面とを合わせて接着させる接着領域が広くなってしまう。

その状態で温度変化が起こると、材質が異なる両者の線膨張率の違いによってＵＶ接着剤には応力がかかって破断する危険性がある。そのために、両者は同じ材質であることが望ましい。本実施例のように接着箇所を小さく、かつ、多い点で接着して固定されると、線膨張率の違いによる破断が極力抑制される。また、多い点で接着して硬化させることは、１箇所に少ないＵＶ接着剤を用いることで、ＵＶ接着剤の硬化収縮量が小さくなる利点もある。

無論、多点接着でない場合でも、また、屈曲突出部１５Ｘ１の全体にＵＶ接着剤Ｑを塗布しても固定部材１５と光学保持部材５６の線膨張率の差が小さかったり、温度変化が少なかったりすれば何も問題はないし、接着面積が増えるため硬化強度の向上も見込める。

実施例の構成によれば、基板部材５３に固定される固定部材１５と、レンズ５５を支持する光学保持部材５６の間を結合する場合に、結合するための他の部品を不要としつつ、高精度な位置調整を前提として結合することができる。レンズ５５と光電変換素子７１の例えば６軸調整を高い精度で行いつつ、中間部材を用いることなくＵＶ接着によって固定する。このことで、レンズ５５と光電変換素子７１の硬化後の位置ズレを低減でき、ピントずれや色ずれが少ない良好な読取画像を得ることができる。

詳しくは、固定部材１５は、レンズ５５の副走査方向Ｚと直交する方向に突出する屈曲突出部１５Ｘ１を有する。この屈曲突出部１５Ｘ１と光学保持部材５６との間に間隙Ｋ１が形成されるので、レンズ５５と光電変換素子７１を６軸調整した後に、光がその間隙Ｋ１に照射可能となる。すなわち、その間隙Ｋ１は、外方に露出した位置に配置されることになるので、外方から光を照射したときに、光の到達可能な位置にあることになる。そのために、固定部材１５及び光学保持部材５６として透明の部材が用いられる必要がなく、固定部材１５及び光学保持部材５６を接合するにあたって中間部材が必要ない。

また、基板部材５３に取付けられる固定部材１５とレンズ５５を支持する光学保持部材５６との間に一定の間隔が設定されるために、部品の精度によらずに例えば６軸方向の調整が自在に実現される。そのために、ＣＣＤ７１を自由に位置調整して、かつ、少ない部品数で高精度の接着固定をすることが可能であり、高品質の製品を安く製造することができる。

なお、実施例で説明した構成に替えて一体型ユニットに以下の構成を採用することも可能である。これに関しては、図９を参照されたい。前述の実施例では、固定部材１５に第１板状部１５Ｙが形成される形態であり、光学保持部材５６に第２板状部５６Ｙが形成される形態であり、そして、矢印Ｘ方向では、第１板状部１５Ｙが第２板状部５６Ｙよりも内側に配置されていた。これに対して、変形例では、固定部材１５に第２板状部１５Ｙが形成され、光学保持部材５６に第１板状部５６Ｙが形成される形態であり、そして、矢印Ｘ方向では、第１板状部５６Ｙが第２板状部１５Ｙよりも内側に配置されている。簡単にいうと、実施例では、固定部材の板状部が内側であったが、変形例では、固定部材の板状部が外側に配置される構成となっている。

その他詳細では、固定部材１５は、レンズ５５の軸線を含んで上下方向に広がる第２板状部１５Ｙと、第２板状部１５Ｙに形成されて屈曲突出部５６Ｘ１に対向する周縁部１５Ｒと、第２板状部１５Ｙに形成されて軸線突出部５６Ｘ２に対向する切欠部１５Ｗと、を有する。光学保持部材５６は、レンズ５５の軸線を含んで上下方向に広がる第１板状部５６Ｙと、第１板状部５６Ｙから屈曲してレンズ５５の軸線と直交する方向に突出する屈曲突出部５６Ｘ１と、第１板状部１５Ｙからレンズ５５の軸線に平行な方向に突出する軸線突出部５６Ｘ２と、を有する。そして、ここからは、実施例で前述したと同様であるが、第１板状部１５Ｙ及び第２板状部５６Ｙ、屈曲突出部１５Ｘ１及び周縁部５６Ｒ、軸線突出部１５Ｘ２及び切欠部５６Ｗは、所定の間隙Ｋ２を有するように互いに非接触の状態に配置される。また、ＵＶ接着剤Ｑは、屈曲突出部１５Ｘ１及び周縁部５６Ｒの間隙Ｋ１、軸線突出部１５Ｘ２及び切欠部５６Ｗの間隙Ｋ１、Ｋ２に塗布、接着、及び、光照射される。

こうした構成では、固定部材１５に突起部１５Ｘが形成されるのではなく、光学保持部材５６に突起部が形成される。このように光学保持部材５６の突起部が固定部材１５から飛び出す構成であっても、同様の効果が得られる。

前述してきたように、光学保持部材５６または固定部材１５の一方は、他方に向かって突出した『突出部』である屈曲突出部や軸方向突出部を有し、光学保持部材５６または固定部材１５の他方は、『凹部』である周縁部や切欠部を有し、突出部と凹部とは、間隙を有する非接触の状態で交差して配置され、ＵＶ接着剤Ｑは、前記突出部及び前記対向部位の前記間隙に塗布される。

２ａ、２ｂ ＬＥＤ（光源）
１５ 固定部材
１５Ｙ 第１板状部
１５Ｘ１ 屈曲突出部（突出部）
１５Ｘ２ 軸線突出部（突出部）
５３ 基板部材
５５ レンズ（光学系）
５６ 光学保持部材（支持部材）
５６Ｙ 第２板状部
５６Ｒ 周縁部（凹部）
５６Ｗ 切欠部（凹部）
６０ 接着剤塗布部
７１ 光電変換素子（光電変換手段）
６００ 画像読取装置
Ｋ１ 間隙
Ｋ２ 間隙
Ｑ ＵＶ接着剤（光硬化樹脂）
Ｚ 副走査方向（軸線方向）

Claims (10)

1. 光束を集光して結像させる光学系と、
   前記光学系の結像位置に配置された光電変換手段と、
   を備えた、画像読取装置であって、
   前記光電変換手段に固定される固定部材と、
   前記光学系を支持する支持部材と、
   前記固定部材及び前記支持部材を接着する接着剤と、を備え、
   前記支持部材及び前記固定部材の一方は、前記光学系の光軸と直交する方向に突出する突出部を有し、
   前記支持部材及び前記固定部材の他方は、凹部を有し、
   前記接着剤は、前記突出部と前記凹部との間隙に塗布されることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記一方の部材は、前記固定部材であり、
   前記固定部材は、前記光学系の上下方向に広がる第１板状部と、前記第１板状部から突出する前記突出部と、を有し、
   前記他方の部材は、前記支持部材であり、
   前記支持部材は、前記光学系の上下方向に広がる第２板状部と、前記第２板状部に形成される前記凹部としての周縁部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記一方の部材は、前記固定部材であり、
   前記固定部材は、前記光学系の上下方向に広がる第１板状部と、前記第１板状部から突出する前記突出部と、を有し、
   前記他方の部材は、前記支持部材であり、
   前記支持部材は、前記光学系の上下方向に広がる第２板状部と、前記第２板状部に形成される前記凹部としての切欠部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
4. 前記一方の部材は、前記支持部材であり、
   前記支持部材は、前記光学系の上下方向に広がる第２板状部と、前記第２板状部から突出する前記突出部と、を有し、
   前記他方の部材は、前記固定部材であり、
   前記固定部材は、前記光学系の上下方向に広がる第１板状部と、前記第１板状部に形成される前記凹部としての周縁部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
5. 前記一方の部材は、前記支持部材であり、
   前記支持部材は、前記光学系の上下方向に広がる第２板状部と、前記第２板状部から突出する前記突出部と、を有し、
   前記他方の部材は、前記固定部材であり、
   前記固定部材は、前記光学系の上下方向に広がる第１板状部と、前記第１板状部に形成される前記凹部としての切欠部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
6. 前記固定部材は、前記光学系を通過して前記光電変換手段へと結像される光束以外の光が前記光電変換手段に到達しないように、前記光電変換手段を覆って遮蔽する遮蔽手段を兼ねることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像読取装置。
7. 前記接着剤が接着する接着箇所は、前記光学系の光軸に対して対称となる部位であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記固定部材は、ピンが挿入可能な穴を有し、
   前記ピンが前記穴に挿入されることで前記光電変換手段が位置決めされることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の画像読取装置。
9. 前記接着剤は、光硬化接着剤であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の画像読取装置。
10. 画像を形成する画像形成部と、
    請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の画像読取装置と、
    を備える画像形成装置。

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