JP6372748B2 - Imaging unit, image reading apparatus, and image forming apparatus - Google Patents

Imaging unit, image reading apparatus, and image forming apparatus Download PDF

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Description

本発明は、撮像ユニット、画像読取装置および画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an imaging unit, an image reading apparatus, and an image forming apparatus.

デジタルカメラやスキャナ等に使用される撮像ユニットを、ＣＣＤやＣＭＯＳに代表される撮像素子、回路基板、および様々なＩＣによって構成する技術が知られている。   There is known a technique in which an imaging unit used in a digital camera, a scanner, or the like is configured by an imaging element represented by a CCD or CMOS, a circuit board, and various ICs.

撮像ユニットは、通電状態において発熱する。ここで、多くの場合、撮像素子と回路基板は熱膨張係数が異なる。したがって、互いに隣接して配置されている撮像素子と回路基板は、撮像ユニットの発熱による膨張量が異なる。例えば、撮像素子の膨張量が回路基板の膨張量よりも小さい場合がある。   The imaging unit generates heat when energized. Here, in many cases, the thermal expansion coefficient differs between the image sensor and the circuit board. Therefore, the image pickup element and the circuit board arranged adjacent to each other have different expansion amounts due to heat generation of the image pickup unit. For example, the expansion amount of the image sensor may be smaller than the expansion amount of the circuit board.

撮像素子は、撮像素子と回路基板が異なる膨張量で膨張することで回路基板から撮像素子に応力がかかり湾曲することがある。湾曲した撮像素子は、撮像面が湾曲しているため光学性能が劣化する。   The image pickup device and the circuit board may expand by different expansion amounts, whereby stress may be applied to the image pickup device from the circuit board and bend. The curved imaging device has a deteriorated optical performance because the imaging surface is curved.

これまでにも、回路基板のうち撮像素子の実装予定部位の裏側に相当する部位に低熱膨張部材が固定された撮像ユニットが提案されている（例えば、特許文献１参照）。   So far, there has been proposed an imaging unit in which a low thermal expansion member is fixed to a portion of the circuit board corresponding to the back side of the planned mounting portion of the imaging element (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら、特許文献１で提案されている撮像ユニットは、撮像素子にかかる応力が回路基板を介して間接的に緩和されるため、撮像素子にかかる応力を効率的に緩和することはできなかった。   However, the image pickup unit proposed in Patent Document 1 cannot relieve the stress applied to the image sensor efficiently because the stress applied to the image sensor is indirectly relieved through the circuit board.

そこで、撮像素子にかかる回路基板からの応力を効率よく緩和する撮像ユニットが必要とされている。   Therefore, there is a need for an imaging unit that efficiently relieves stress from the circuit board applied to the imaging element.

本発明は、撮像素子にかかる回路基板からの応力を効率よく緩和する撮像ユニットを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an imaging unit that efficiently relieves stress from a circuit board applied to an imaging element.

本発明にかかる撮像ユニットは、撮像素子と、撮像素子が接着されていて撮像素子を保持する保持部材と、撮像素子に接着されていて撮像素子の変形を抑制する変形抑制部材と、を備える撮像ユニットであって、撮像素子と保持部材とは、接着部材により固定され、撮像素子の線膨張係数をα１、保持部材の線膨張係数をα２、変形抑制部材の線膨張係数をα３としたとき、α２＜α１＜α３又はα２＞α１＞α３を満足し、撮像素子に塗布される接着部材の長方形の塗布領域の長辺方向の長さＬＺと、変形抑制部材の長辺方向の長さＬＸとは、１／２＊ＬＺ＜ＬＸ＜３／２＊ＬＺの関係を満足することを特徴とする。 An imaging unit according to the present invention includes an imaging element, a holding member that holds the imaging element to which the imaging element is bonded, and a deformation suppression member that is bonded to the imaging element and suppresses deformation of the imaging element. a unit, the holding member and the imaging element is fixed by an adhesive member, the linear expansion coefficient of the imaging element [alpha] 1, the linear expansion coefficient of the hold member [alpha] 2, the linear expansion coefficient of the deformation suppression member was α3 When satisfying α2 <α1 <α3 or α2>α1> α3, the length LZ in the long side direction of the rectangular application region of the adhesive member applied to the image sensor and the length in the long side direction of the deformation suppressing member LX is characterized by satisfying the relationship of 1/2 * LZ <LX <3/2 * LZ .

本発明によれば、撮像素子にかかる回路基板からの応力を効率よく緩和することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the stress from the circuit board concerning an image pick-up element can be relieve | moderated efficiently.

本発明にかかる撮像ユニットの実施の形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows embodiment of the imaging unit concerning this invention. 上記撮像ユニットの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the said imaging unit. 図２に示す撮像ユニットの一部分を拡大して示す縦断面図である。FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view showing a part of the imaging unit shown in FIG. 2. 上記撮像ユニットの底面図である。It is a bottom view of the imaging unit. 上記撮像ユニットが備える変形抑制部材の板体積比と、上記撮像ユニットが備える撮像素子のたわみ量の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the plate | board volume ratio of the deformation | transformation suppression member with which the said imaging unit is provided, and the deflection amount of the imaging device with which the said imaging unit is provided. 上記板体積比と、上記撮像素子のたわみ量を上記板体積比で割った値の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the said plate volume ratio and the value which divided | segmented the deflection amount of the said image pick-up element by the said plate volume ratio. 本発明にかかる撮像ユニットの別の実施の形態を示す側面図である。It is a side view which shows another embodiment of the imaging unit concerning this invention. 図７に示す撮像ユニットの一部分を拡大して示す側面図である。It is a side view which expands and shows a part of imaging unit shown in FIG. 本発明にかかる撮像ユニットのさらに別の実施の形態を示す側面図である。It is a side view which shows another embodiment of the imaging unit concerning this invention. 図９に示す撮像ユニットの一部分を拡大して示す側面図である。It is a side view which expands and shows a part of imaging unit shown in FIG. 本発明にかかる画像形成装置の実施の形態を示す端面図である。1 is an end view showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. 上記画像形成装置が備える画像読取部を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view illustrating an image reading unit provided in the image forming apparatus. 上記画像読取部の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the said image reading part.

以下、本発明にかかる撮像ユニットについて、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, an imaging unit according to the present invention will be described with reference to the drawings.

●撮像ユニット（１）●
まず、本発明にかかる撮像ユニットの一実施の形態について説明する。 ● Imaging unit (1) ●
First, an embodiment of an imaging unit according to the present invention will be described.

図１に示すように、撮像ユニット１０は、撮像素子１１、保持部材１２、透光性部材１３、および図２に示す変形抑制部材１６を備える。   As shown in FIG. 1, the imaging unit 10 includes an imaging element 11, a holding member 12, a translucent member 13, and a deformation suppressing member 16 shown in FIG.

撮像素子１１は、文書や図面等の情報が記載された原稿の画像を読取可能な素子である。撮像素子１１は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の素子である。撮像素子１１は、固体撮像素子である。撮像素子１１の形状は、略直方体である。撮像素子１１のうち画像の読取を行う面とは反対側の面には、保持部材１２および図２に示す変形抑制部材１６が接着されている。   The image sensor 11 is an element that can read an image of a document on which information such as a document or a drawing is described. The image sensor 11 is, for example, an element such as a CCD or a CMOS. The image sensor 11 is a solid-state image sensor. The shape of the image sensor 11 is a substantially rectangular parallelepiped. A holding member 12 and a deformation suppressing member 16 shown in FIG. 2 are bonded to the surface of the image sensor 11 opposite to the surface on which an image is read.

図１に示すように、保持部材１２は、撮像素子１１を保持する部材である。保持部材１２は、撮像素子１１よりも面積が大きい平面を持つ直方体の部材である。保持部材１２の前記平面と撮像素子１１は、図示しない接着部材により他の部材を介さずに直接接着されている。接着部材は、例えばはんだや接着剤である。   As shown in FIG. 1, the holding member 12 is a member that holds the image sensor 11. The holding member 12 is a rectangular parallelepiped member having a plane having a larger area than the image sensor 11. The flat surface of the holding member 12 and the image sensor 11 are directly bonded to each other by an adhesive member (not shown) without using another member. The adhesive member is, for example, solder or an adhesive.

保持部材１２は、図２に示す開口部１５を上面に備えている。開口部１５は、例えば直方体形状の凹型の窪みである。また、開口部１５は、保持部材１２を貫通していてもよい。開口部１５には、変形抑制部材１６が収容されている。   The holding member 12 has an opening 15 shown in FIG. The opening 15 is, for example, a rectangular recess having a rectangular parallelepiped shape. Further, the opening 15 may penetrate the holding member 12. A deformation suppressing member 16 is accommodated in the opening 15.

図１に示すように、透光性部材１３は、撮像素子１１のうち画像の読取を行う面の表面を保護する部材である。透光性部材１３は、例えば直方体のガラス板である。   As shown in FIG. 1, the translucent member 13 is a member that protects the surface of the image sensor 11 on which an image is read. The translucent member 13 is a rectangular parallelepiped glass plate, for example.

図２は、撮像ユニット１０の縦断面図である。透光性部材１３は、ここでは省略した。変形抑制部材１６は、撮像素子１１の変形を抑制する直方体の部材である。変形抑制部材１６の線膨張係数は、保持部材１２の線膨張係数とは異なる。変形抑制部材１６は、例えば窒化珪素などのセラミックで構成されている。   FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the imaging unit 10. The translucent member 13 is omitted here. The deformation suppressing member 16 is a rectangular parallelepiped member that suppresses deformation of the image sensor 11. The linear expansion coefficient of the deformation suppressing member 16 is different from the linear expansion coefficient of the holding member 12. The deformation suppressing member 16 is made of a ceramic such as silicon nitride, for example.

変形抑制部材１６と撮像素子１１とは、図示しない接着部材により接着されている。接着部材は、例えばはんだや接着剤である。変形抑制部材１６は、保持部材１２の上面に設けられた開口部１５に収容されている。   The deformation suppressing member 16 and the image sensor 11 are bonded by an adhesive member (not shown). The adhesive member is, for example, solder or an adhesive. The deformation suppressing member 16 is accommodated in an opening 15 provided on the upper surface of the holding member 12.

●撮像素子１１、保持部材１２および変形抑制部材１６の膨張量について
図３は、図２に示す領域６０の部分拡大図である。ここで、撮像素子１１の線膨張係数をα１、保持部材１２の線膨張係数をα２、変形抑制部材１６の線膨張係数をα３とする。 FIG. 3 is a partially enlarged view of the region 60 shown in FIG. 2. FIG. 3 is a partial enlarged view of the image sensor 11, the holding member 12, and the deformation suppressing member 16. Here, the linear expansion coefficient of the image sensor 11 is α1, the linear expansion coefficient of the holding member 12 is α2, and the linear expansion coefficient of the deformation suppressing member 16 is α3.

また、以下、撮像素子１１の熱による膨張量を膨張量１１１、保持部材１２の熱による膨張量を膨張量１１２、変形抑制部材１６の熱による膨張量を膨張量１１６とする。   Hereinafter, the expansion amount due to heat of the imaging element 11 is referred to as an expansion amount 111, the expansion amount due to heat of the holding member 12 is referred to as an expansion amount 112, and the expansion amount due to heat of the deformation suppressing member 16 is referred to as an expansion amount 116.

まず、α１、α２およびα３の関係が式１を満足する場合について検討する。   First, a case where the relationship among α1, α2, and α3 satisfies Equation 1 will be considered.

（式１）
α２＜α３＜α１ (Formula 1)
α2 <α3 <α1

膨張量１１１、膨張量１１２および膨張量１１６は、線膨張係数に比例する。すなわち、膨張量１１１、１１２および１１６は、撮像素子１１、保持部材１２および変形抑制部材１６の温度が一定であると仮定すると以下の関係が成り立つ。   The expansion amount 111, the expansion amount 112, and the expansion amount 116 are proportional to the linear expansion coefficient. That is, the expansion amounts 111, 112, and 116 have the following relationship assuming that the temperatures of the image sensor 11, the holding member 12, and the deformation suppressing member 16 are constant.

（式２）
膨張量１１６＜膨張量１１１＜膨張量１１２ (Formula 2)
Expansion amount 116 <Expansion amount 111 <Expansion amount 112

ここで、各部材の膨張によって撮像素子１１に発生する応力について説明する。   Here, the stress which generate | occur | produces in the image pick-up element 11 by expansion | swelling of each member is demonstrated.

撮像素子１１と保持部材１２との間では、膨張量１１２が膨張量１１１より大きいため図中上向き、すなわち保持部材１２側から撮像素子１１側へ向かう応力２１２が生じる。したがって、撮像素子１１の端部は、応力２１２により保持部材１２を外側にして湾曲する。すなわち、撮像素子１１は、変形抑制部材１６がない場合にはたわみを生じてしまう。   Since the expansion amount 112 is larger than the expansion amount 111 between the image pickup element 11 and the holding member 12, a stress 212 is generated upward in the figure, that is, from the holding member 12 side toward the image pickup element 11. Therefore, the end of the image sensor 11 is curved with the holding member 12 facing outward due to the stress 212. In other words, the imaging device 11 is bent when the deformation suppressing member 16 is not provided.

一方、撮像素子１１と変形抑制部材１６との間では、膨張量１１１が膨張量１１６より大きいため図中下向き、すなわち撮像素子１１側から保持部材１２側へ向かう方向に応力２１１が生じる。   On the other hand, between the imaging element 11 and the deformation suppressing member 16, since the expansion amount 111 is larger than the expansion amount 116, a stress 211 is generated in the downward direction in the figure, that is, in the direction from the imaging element 11 side to the holding member 12 side.

応力２１１と応力２１２とは、力の向きが逆であるためキャンセルされる。すなわち、変形抑制部材１６は、撮像素子１１と保持部材１２との間に生じる応力に起因する撮像素子１１の変形を抑制することができる。   The stress 211 and the stress 212 are canceled because the directions of the forces are opposite. That is, the deformation suppressing member 16 can suppress the deformation of the image pickup element 11 due to the stress generated between the image pickup element 11 and the holding member 12.

次に、α１、α２およびα３の関係が式３を満足する場合について検討する。   Next, a case where the relationship among α1, α2, and α3 satisfies Expression 3 will be considered.

（式３）
α２＞α３＞α１ (Formula 3)
α2>α3> α1

このとき、撮像素子１１と保持部材１２との間の応力は、撮像素子１１側から保持部材１２側に向かって生じる。撮像素子１１と変形抑制部材１６との間の応力は、保持部材１２側から撮像素子１１側に向かう方向に生じる。したがって、変形抑制部材１６は、α１、α２およびα３の関係が式３を満たす場合においても撮像素子１１と保持部材１２との間に生じる応力に起因する撮像素子の変形を抑制することができる。   At this time, the stress between the image sensor 11 and the holding member 12 is generated from the image sensor 11 side toward the holding member 12 side. The stress between the image sensor 11 and the deformation suppressing member 16 is generated in a direction from the holding member 12 side toward the image sensor 11 side. Therefore, the deformation suppressing member 16 can suppress the deformation of the image sensor due to the stress generated between the image sensor 11 and the holding member 12 even when the relationship of α1, α2, and α3 satisfies Expression 3.

●変形抑制部材１６の体積と撮像素子１１のたわみ量の関係
図４は、撮像素子１１を変形抑制部材１６側から見た底面図である。説明のために、保持部材１２の記載は省略した。接着部材１７は、撮像素子１１の長辺Ａに沿って複数配置されている。また、接着部材１７は、撮像素子１１の短辺Ｂの中央部近傍に１箇所配置されている。接着部材１７は、撮像素子１１と保持部材１２とを接着する。 FIG. 4 is a bottom view of the image pickup device 11 as viewed from the side of the deformation suppression member 16. The description of the holding member 12 is omitted for explanation. A plurality of adhesive members 17 are arranged along the long side A of the image sensor 11. Further, the adhesive member 17 is disposed at one location in the vicinity of the central portion of the short side B of the image sensor 11. The adhesive member 17 adheres the imaging element 11 and the holding member 12.

図４において、撮像素子１１の長辺の長さをＬＡ、短辺の長さをＬＢ、保持部材１２との接着のために接着部材１７が塗布された長辺Ａ上の塗布領域の長辺方向の長さをＬＺとする。   In FIG. 4, the long side length of the image sensor 11 is LA, the short side length is LB, and the long side of the application region on the long side A on which the adhesive member 17 is applied for adhesion to the holding member 12. The length in the direction is LZ.

なお、接着部材１７は、１箇所に連続して配置してもよいし、間隔を設けて複数配置してもよい。接着部材１７がはんだであるとき、空隙を設けて複数配置することにより、接着部材１７を導線として用いることができる。   Note that the adhesive member 17 may be arranged continuously in one place, or a plurality of adhesive members 17 may be arranged at intervals. When the adhesive member 17 is solder, the adhesive member 17 can be used as a conducting wire by providing a plurality of voids.

図５は、変形抑制部材１６の保持部材１２に対する体積比と、撮像素子１１のたわみ量の関係を示すグラフである。２本のグラフは、それぞれ変形抑制部材１６の形状のうち撮像素子１１の接着面の長辺の長さを変化させたときのたわみ量、および短辺の長さを変化させたときのたわみ量を示す。いずれのグラフも、変形抑制部材１６の保持部材１２に対する体積比が大きいほど、たわみ量が低減されていることがわかる。   FIG. 5 is a graph showing the relationship between the volume ratio of the deformation suppressing member 16 to the holding member 12 and the amount of deflection of the image sensor 11. Two graphs show the amount of deflection when the length of the long side of the bonding surface of the image sensor 11 is changed and the amount of deflection when the length of the short side is changed among the shapes of the deformation suppressing members 16. Indicates. In any graph, it can be seen that as the volume ratio of the deformation suppressing member 16 to the holding member 12 is larger, the deflection amount is reduced.

なお、縦軸に平行な破線は、ＬＸを変化させたときにおいて、ＬＸがＬＺ、１／２＊ＬＺおよび３／２＊ＬＺに対応する位置を示す。   A broken line parallel to the vertical axis indicates a position where LX corresponds to LZ, 1/2 * LZ and 3/2 * LZ when LX is changed.

図６は、変形抑制部材１６の保持部材１２に対する体積比と、変形抑制部材１６の単位体積当たりのたわみ量の関係を示すグラフである。すなわち、横軸の値は、図５に示したたわみ量を対応する変形抑制部材１６の体積で割った値である。   FIG. 6 is a graph showing the relationship between the volume ratio of the deformation suppressing member 16 to the holding member 12 and the amount of deflection per unit volume of the deformation suppressing member 16. That is, the value on the horizontal axis is a value obtained by dividing the deflection amount shown in FIG. 5 by the volume of the corresponding deformation suppressing member 16.

変形抑制部材１６の単位体積当たりのたわみ量が最小となるのは、変形抑制部材１６の長辺の長さＬＸがＬＺの近傍のときであることがわかる。特に、ＬＸがＬＺの１／２の長さおよび３／２の長さの間にあると好ましい。   It can be seen that the amount of deflection per unit volume of the deformation suppressing member 16 is minimized when the length LX of the long side of the deformation suppressing member 16 is in the vicinity of LZ. In particular, it is preferable that LX is between 1/2 of LZ and 3/2.

以上説明した実施の形態によれば、撮像素子、保持部材および変形抑制部材を固定することにより撮像素子にかかる回路基板からの応力を効率よく緩和することができる。   According to the embodiment described above, it is possible to efficiently relieve stress from the circuit board applied to the image sensor by fixing the image sensor, the holding member, and the deformation suppressing member.

●撮像ユニット（２）●
次に、本発明にかかる撮像ユニットの別の実施の形態について、先に説明した実施の形態と異なる部分を中心に説明する。ここで、本実施の形態は、保持部材が開口部を備えず、撮像素子の側面に接着されている点において、これまでに説明した実施の形態と異なる。 ● Imaging unit (2) ●
Next, another embodiment of the imaging unit according to the present invention will be described with a focus on differences from the above-described embodiment. Here, the present embodiment is different from the above-described embodiments in that the holding member does not include an opening and is bonded to the side surface of the imaging element.

図７に示すように、撮像ユニット２０は、撮像素子２１、保持部材２２および変形抑制部材２６を備える。撮像素子２１の側面には、保持部材２２が接着されている。   As shown in FIG. 7, the imaging unit 20 includes an imaging element 21, a holding member 22, and a deformation suppressing member 26. A holding member 22 is bonded to the side surface of the image sensor 21.

変形抑制部材２６は、撮像素子２１の側面のうち撮像素子の受光面に平行な中心面２７よりも保持部材２２側に接着されている。すなわち、保持部材２２と変形抑制部材２６とは、撮像素子２１の表面を中心面２７で区切って規定される２つの領域のうち同じ領域、すなわち受光面を含む領域とは異なる領域に配置されている。   The deformation suppressing member 26 is bonded to the holding member 22 side of the side surface of the image sensor 21 with respect to the center surface 27 parallel to the light receiving surface of the image sensor. That is, the holding member 22 and the deformation suppressing member 26 are arranged in the same region, that is, a region different from the region including the light receiving surface, out of the two regions defined by dividing the surface of the image sensor 21 by the center plane 27. Yes.

図８は、図７に示す領域６１の部分拡大図である。撮像素子２１の線膨張係数をα１、保持部材２２の線膨張係数をα２、変形抑制部材２６の線膨張係数をα３とする。   FIG. 8 is a partially enlarged view of the region 61 shown in FIG. The linear expansion coefficient of the imaging element 21 is α1, the linear expansion coefficient of the holding member 22 is α2, and the linear expansion coefficient of the deformation suppressing member 26 is α3.

また、以下、撮像素子２１の熱による膨張量を膨張量１２１、保持部材２２の熱による膨張量を膨張量１２２、変形抑制部材２６の熱による膨張量を膨張量１２６とする。   Hereinafter, the expansion amount due to the heat of the imaging element 21 is referred to as an expansion amount 121, the expansion amount due to the heat of the holding member 22 is referred to as an expansion amount 122, and the expansion amount due to the heat of the deformation suppressing member 26 is referred to as an expansion amount 126.

ここで、α１、α２およびα３の関係が式２を満たす場合について検討する。   Here, a case where the relationship between α1, α2, and α3 satisfies Equation 2 will be considered.

撮像素子２１と保持部材２２との間では、膨張量１２２が膨張量１２１より大きいため図中上向き、すなわち保持部材２２側から撮像素子２１側へ向かう応力２２２が生じる。したがって、撮像素子２１の端部は応力２２２により保持部材２２を外側にして湾曲する。すなわち、撮像素子２１は、変形抑制部材２６がない場合にはたわみを生じてしまう。   Since the expansion amount 122 is larger than the expansion amount 121 between the image pickup element 21 and the holding member 22, a stress 222 is generated upward in the drawing, that is, from the holding member 22 side to the image pickup element 21 side. Therefore, the end of the image sensor 21 is curved with the holding member 22 facing outward due to the stress 222. In other words, the image sensor 21 is bent when the deformation suppressing member 26 is not provided.

一方、撮像素子２１と変形抑制部材２６との間では、膨張量１２１が膨張量１２６より大きいため撮像素子２１側から保持部材２２側へ向かう方向に応力２２１が生じる。   On the other hand, since the expansion amount 121 is larger than the expansion amount 126 between the image sensor 21 and the deformation suppressing member 26, a stress 221 is generated in the direction from the image sensor 21 side toward the holding member 22 side.

応力２２１と応力２２２とは、力の向きが逆であるためキャンセルされる。すなわち、変形抑制部材２６は、撮像素子２１と保持部材２２との間に生じる応力に起因する撮像素子２１の変形を抑制することができる。応力２２１は、変形抑制部材２６の接着位置が保持部材２２に近づくほど大きくなる。   The stress 221 and the stress 222 are canceled because the directions of the forces are opposite. That is, the deformation suppressing member 26 can suppress deformation of the image sensor 21 due to stress generated between the image sensor 21 and the holding member 22. The stress 221 increases as the adhesion position of the deformation suppressing member 26 approaches the holding member 22.

以上説明した実施の形態によれば、変形抑制部材を撮像素子に接着することにより撮像素子にかかる回路基板からの応力を効率よく緩和することができる。   According to the embodiment described above, the stress from the circuit board applied to the image sensor can be efficiently relaxed by adhering the deformation suppressing member to the image sensor.

●撮像ユニット（３）●
次に、本発明にかかる撮像ユニットの別の実施の形態について、先に説明した実施の形態と異なる部分を中心に説明する。ここで、本実施の形態は、透光性部材が保持部材を挟んで撮像素子と距離を置いて配置されている点において、これまでに説明した実施の形態と異なる。 ● Imaging unit (3) ●
Next, another embodiment of the imaging unit according to the present invention will be described with a focus on differences from the above-described embodiment. Here, the present embodiment is different from the above-described embodiments in that the translucent member is disposed at a distance from the imaging element with the holding member interposed therebetween.

図９に示すように、撮像ユニット５０は、撮像素子５１、保持部材５２、透光性部材５３および変形抑制部材５６を備える。撮像素子５１、保持部材５２および透光性部材５３は、この順に重ねて接着されている。   As shown in FIG. 9, the imaging unit 50 includes an imaging element 51, a holding member 52, a translucent member 53, and a deformation suppressing member 56. The image sensor 51, the holding member 52, and the translucent member 53 are laminated and adhered in this order.

変形抑制部材５６は、撮像素子５１の側面のうち撮像素子の受光面に平行な中心面５７よりも保持部材５２側（図９中の上側）に接着されている。すなわち、保持部材５２と変形抑制部材５６とは、撮像素子５１の表面を中心面２７で区切って規定される２つの領域のうち同じ領域、すなわち受光面を含む領域とは異なる領域に配置されている。   The deformation suppressing member 56 is bonded to the holding member 52 side (the upper side in FIG. 9) with respect to the center surface 57 parallel to the light receiving surface of the imaging element among the side surfaces of the imaging element 51. In other words, the holding member 52 and the deformation suppressing member 56 are arranged in the same region of the two regions defined by dividing the surface of the imaging element 51 by the center plane 27, that is, in a region different from the region including the light receiving surface. Yes.

透光性部材５３と撮像素子５１との間には、空隙が設けられている。   A gap is provided between the translucent member 53 and the image sensor 51.

図１０は、図９に示す領域６２の部分拡大図である。撮像素子５１の線膨張係数をα１、保持部材５２の線膨張係数をα２、変形抑制部材５６の線膨張係数をα３とする。   FIG. 10 is a partially enlarged view of the region 62 shown in FIG. The linear expansion coefficient of the imaging element 51 is α1, the linear expansion coefficient of the holding member 52 is α2, and the linear expansion coefficient of the deformation suppressing member 56 is α3.

また、以下、撮像素子５１の熱による膨張量を膨張量１５１、保持部材５２の熱による膨張量を膨張量１５２、変形抑制部材５６の熱による膨張量を膨張量１５６とする。   Hereinafter, the expansion amount due to the heat of the imaging element 51 is referred to as an expansion amount 151, the expansion amount due to the heat of the holding member 52 is referred to as an expansion amount 152, and the expansion amount due to the heat of the deformation suppressing member 56 is referred to as an expansion amount 156.

ここで、α１、α２およびα３の関係が式１を満たす場合について検討する。   Here, a case where the relationship between α1, α2, and α3 satisfies Equation 1 will be considered.

撮像素子５１と保持部材５２との間では、膨張量１５２が膨張量１５１より大きいため図中下向き、すなわち保持部材５２側から撮像素子５１側へ向かう応力２５２が生じる。したがって、撮像素子５１の端部は、応力２５２により保持部材５２を外側にして湾曲する。すなわち、撮像素子５１は、変形抑制部材５６がない場合にはたわみを生じてしまう。   Since the expansion amount 152 is larger than the expansion amount 151 between the image sensor 51 and the holding member 52, a stress 252 is generated downward in the figure, that is, from the holding member 52 side to the image sensor 51 side. Therefore, the end of the image sensor 51 is curved with the holding member 52 facing outward due to the stress 252. In other words, the image sensor 51 is bent when the deformation suppressing member 56 is not provided.

一方、撮像素子５１と変形抑制部材５６との間では、膨張量１５１が膨張量１５６より大きいため撮像素子５１側から保持部材５２側へ向かう方向に応力２５１が生じる。   On the other hand, since the expansion amount 151 is larger than the expansion amount 156 between the image sensor 51 and the deformation suppressing member 56, a stress 251 is generated in the direction from the image sensor 51 side toward the holding member 52 side.

応力２５１と応力２５２とは、力の向きが逆であるためキャンセルされる。すなわち、変形抑制部材５６は、撮像素子５１と保持部材５２との間に生じる応力に起因する撮像素子５１の変形を抑制することができる。   The stress 251 and the stress 252 are canceled because the directions of the forces are opposite. That is, the deformation suppressing member 56 can suppress deformation of the image sensor 51 due to stress generated between the image sensor 51 and the holding member 52.

以上説明した実施の形態によれば、変形抑制部材を撮像素子に接着することにより撮像素子にかかる回路基板からの応力を効率よく緩和することができる。   According to the embodiment described above, the stress from the circuit board applied to the image sensor can be efficiently relaxed by adhering the deformation suppressing member to the image sensor.

●画像形成装置（１）
本発明にかかる撮像ユニットを備える画像形成装置について説明する。 ● Image forming device (1)
An image forming apparatus including an imaging unit according to the present invention will be described.

図１１に示すように、画像形成装置１００は、用紙供給装置４０、画像形成部１０１および原稿搬送読取ユニット１０４を備える。また、原稿搬送読取ユニット１０４は、画像形成部１０１の上に固定された画像読取部１０２と、画像読取部１０２に支持される原稿搬送装置としてのＡＤＦ１０３を備える。   As shown in FIG. 11, the image forming apparatus 100 includes a paper supply device 40, an image forming unit 101, and a document conveyance reading unit 104. The document conveyance reading unit 104 includes an image reading unit 102 fixed on the image forming unit 101 and an ADF 103 as a document conveyance device supported by the image reading unit 102.

画像読取部１０２は、画像読取装置として動作する。   The image reading unit 102 operates as an image reading device.

用紙供給装置４０は、ペーパーバンク４１、２つの給紙カセット４２、送出ローラ４３、分離ローラ４５、および複数の搬送ローラ４６等を備える。   The paper supply device 40 includes a paper bank 41, two paper feed cassettes 42, a delivery roller 43, a separation roller 45, and a plurality of transport rollers 46.

ペーパーバンク４１は、給紙カセット４２を収容する空間である。給紙カセット４２は、記録に用いる用紙を貯蔵するカセットである。給紙カセット４２は、ペーパーバンク４１内に２個収容されている。給紙カセット４２は、ペーパーバンク４１内に多段に配設されている。   The paper bank 41 is a space that accommodates the paper feed cassette 42. The paper feed cassette 42 is a cassette that stores paper used for recording. Two paper cassettes 42 are accommodated in the paper bank 41. The paper feed cassettes 42 are arranged in multiple stages in the paper bank 41.

送出ローラ４３は、給紙カセット４２から用紙を送り出すローラである。分離ローラ４５は、送出ローラ４３から送り出された用紙を分離して第１給紙路４４に供給するローラである。搬送ローラ４６は、給紙カセット４２内の用紙を第２給紙路３７に搬送するローラである。   The feed roller 43 is a roller that feeds paper from the paper feed cassette 42. The separation roller 45 is a roller that separates the paper fed from the feed roller 43 and supplies the paper to the first paper feed path 44. The transport roller 46 is a roller that transports the paper in the paper feed cassette 42 to the second paper feed path 37.

画像形成部１０１は、光書込装置２、４個のプロセスユニット３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、中間転写ベルト２５を備える転写ユニット２４、紙搬送ユニット２８、レジストローラ対３３、定着装置３４、排紙ローラ対３５、スイッチバック装置３６および第２給紙路３７等を備えている。   The image forming unit 101 includes an optical writing device 2, four process units 3 K, 3 Y, 3 M, and 3 C, a transfer unit 24 including an intermediate transfer belt 25, a paper transport unit 28, a registration roller pair 33, a fixing device 34, a discharge device 34. A paper roller pair 35, a switchback device 36, a second paper feed path 37, and the like are provided.

４個のプロセスユニット３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃは、それぞれブラック、イエロー、マゼンタ、シアン用のユニットである。４個のプロセスユニット３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃは、それぞれ対応するドラム状の感光体４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃを備える。   The four process units 3K, 3Y, 3M, and 3C are units for black, yellow, magenta, and cyan, respectively. The four process units 3K, 3Y, 3M, and 3C are provided with corresponding drum-shaped photoreceptors 4K, 4Y, 4M, and 4C, respectively.

画像形成部１０１は、光書込装置２内に配設された図示しないレーザーダイオードやＬＥＤ等の光源を駆動して、光源から感光体４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃに向けてレーザー光を照射する。   The image forming unit 101 drives a light source such as a laser diode or an LED (not shown) disposed in the optical writing device 2 to irradiate the photoconductors 4K, 4Y, 4M, and 4C with laser light from the light source. .

各感光体４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃの表面には、レーザー光の照射により静電潜像が形成される。静電潜像は、所定の現像プロセスを経由してトナー像に現像される。   An electrostatic latent image is formed on the surface of each of the photoconductors 4K, 4Y, 4M, and 4C by laser light irradiation. The electrostatic latent image is developed into a toner image via a predetermined development process.

各感光体４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃの表面に形成されたトナー像は、図１中時計回り方向に無端移動する中間転写ベルト２５に順次重ね合わせて１次転写される。１次転写により、中間転写ベルト２５に４色のトナー像を重ね合わせたカラートナー像が形成される。   The toner images formed on the surfaces of the photoconductors 4K, 4Y, 4M, and 4C are primarily transferred onto the intermediate transfer belt 25 that is endlessly moved in the clockwise direction in FIG. By the primary transfer, a color toner image in which four color toner images are superimposed on the intermediate transfer belt 25 is formed.

紙搬送ユニット２８と中間転写ベルト２５との間には、２次転写ニップが形成されている。用紙供給装置４０から供給された用紙は、レジストローラ対３３により所定のタイミングで２次転写ニップに送り出される。２次転写ニップに送り出された用紙は、中間転写ベルト２５上のカラートナー像が一括２次転写される。   A secondary transfer nip is formed between the paper transport unit 28 and the intermediate transfer belt 25. The paper supplied from the paper supply device 40 is sent out to the secondary transfer nip by the registration roller pair 33 at a predetermined timing. The color toner image on the intermediate transfer belt 25 is secondarily transferred onto the sheet fed to the secondary transfer nip.

２次転写ニップを通過した用紙は、中間転写ベルト２５から離間して定着装置３４へ搬送される。定着装置３４に搬送された用紙は、定着装置３４内における加圧や加熱によってフルカラー画像が定着される。フルカラー画像が定着された用紙は、定着装置３４から排紙ローラ対３５に送られた後、画像形成装置１００外へ排出される。   The sheet that has passed through the secondary transfer nip is separated from the intermediate transfer belt 25 and conveyed to the fixing device 34. The sheet conveyed to the fixing device 34 is fixed with a full color image by pressurization or heating in the fixing device 34. The sheet on which the full-color image is fixed is sent from the fixing device 34 to the paper discharge roller pair 35 and then discharged outside the image forming apparatus 100.

なお、画像形成部１０１は、図１１に示すような電子写真プロセスを実行するためのプロセスユニットを備えた構成に限定されるものではなく、インクジェット記録方式等の構成であってもよい。   Note that the image forming unit 101 is not limited to a configuration including a process unit for executing an electrophotographic process as shown in FIG. 11, and may be a configuration such as an inkjet recording method.

図１２および図１３に示すように、画像読取部１０２は、一体型走査光学ユニット３０１、スキャナカバー部２０１およびスキャナフレーム部２０２、ガイドロッド３０２およびレール３０３を備えている。   As shown in FIGS. 12 and 13, the image reading unit 102 includes an integrated scanning optical unit 301, a scanner cover unit 201 and a scanner frame unit 202, a guide rod 302 and a rail 303.

一体型走査光学ユニット３０１は、原稿４０６に光を照射して反射光を読み取るユニットである。一体型走査光学ユニット３０１は、図示しない照明装置、撮像ユニット、複数の反射ミラーおよび結像レンズが保持されている。照明装置は、原稿に光を照射する。反射ミラーは、光源から原稿に照射されて反射された光を反射する。結像レンズは、複数の反射ミラーのうち最後に光を反射する最終反射ミラーに反射された光を収束する。   The integrated scanning optical unit 301 is a unit that reads reflected light by irradiating the original 406 with light. The integrated scanning optical unit 301 holds an illuminating device, an imaging unit, a plurality of reflecting mirrors, and an imaging lens (not shown). The illumination device irradiates the original with light. The reflecting mirror reflects light reflected from the light source irradiated onto the document. The imaging lens converges the light reflected by the last reflecting mirror that reflects light last among the plurality of reflecting mirrors.

照明装置、撮像ユニット、複数の反射ミラーおよび結像レンズは、一体型走査光学ユニット３０１のハウジングに一体的に搭載されている。   The illumination device, the imaging unit, the plurality of reflection mirrors, and the imaging lens are integrally mounted on the housing of the integrated scanning optical unit 301.

一体型走査光学ユニット３０１は、後述するコンタクトガラス２０３の直下に配置されている。また、一体型走査光学ユニット３０１は、ガイドロッド３０２およびレール３０３により副走査方向（図１２の左右方向）に移動可能に配置されている。   The integrated scanning optical unit 301 is disposed immediately below a contact glass 203 described later. Further, the integrated scanning optical unit 301 is disposed so as to be movable in the sub-scanning direction (left-right direction in FIG. 12) by the guide rod 302 and the rail 303.

スキャナカバー部２０１は、画像読取部１０２の上面を構成する部分である。スキャナカバー部２０１は、読取時に原稿４０６を配置するコンタクトガラス２０３を備えている。コンタクトガラス２０３は、スキャナカバー部２０１に固定されている。   The scanner cover unit 201 is a part constituting the upper surface of the image reading unit 102. The scanner cover unit 201 includes a contact glass 203 on which a document 406 is placed during reading. The contact glass 203 is fixed to the scanner cover unit 201.

スキャナフレーム部２０２は、画像読取部１０２の側面および下面を構成する筐体である。   The scanner frame unit 202 is a housing that forms the side surface and the lower surface of the image reading unit 102.

一体型走査光学ユニット３０１が原稿４０６を読み取る方法は、ＡＤＦ１０３によって搬送される原稿４０６を読み取る方法と、コンタクトガラス２０３上に配置された原稿４０６を読み取る方法と、がある。   The integrated scanning optical unit 301 reads the original 406 by a method of reading the original 406 conveyed by the ADF 103 and a method of reading the original 406 arranged on the contact glass 203.

一体型走査光学ユニット３０１は、ＡＤＦ１０３によって搬送される原稿４０６を読み取る場合には、図１１中の位置Ａに移動して停止した状態で読み取りを行う。   When reading the original 406 conveyed by the ADF 103, the integrated scanning optical unit 301 moves to the position A in FIG.

すなわち、一体型走査光学ユニット３０１は、ＡＤＦ１０３によって搬送される原稿４０６がコンタクトガラス２０３上を通過する際に、光源からの光束を原稿４０６に照射する。そして、一体型走査光学ユニット３０１が備える撮像素子としてのＣＣＤは、複数のミラーを経由した原稿４０６からの反射光束を受光する。   That is, the integrated scanning optical unit 301 irradiates the original 406 with a light beam from a light source when the original 406 conveyed by the ADF 103 passes through the contact glass 203. Then, the CCD as an image pickup element included in the integrated scanning optical unit 301 receives a reflected light beam from the document 406 via a plurality of mirrors.

一方、一体型走査光学ユニット３０１は、コンタクトガラス２０３上に配置された原稿４０６を読み取る場合には、図１１中の位置Ａから右側に移動しながら、光源からの光束を原稿４０６に照射する。そして、一体型走査光学ユニット３０１が備える撮像素子としてのＣＣＤは、複数のミラー又は結像レンズ等を経由した原稿４０６からの反射光束を受光する。   On the other hand, when reading the original 406 placed on the contact glass 203, the integrated scanning optical unit 301 irradiates the original 406 with a light beam from a light source while moving from the position A in FIG. The CCD as an image pickup element provided in the integrated scanning optical unit 301 receives a reflected light beam from the original 406 via a plurality of mirrors or imaging lenses.

以上説明した実施の形態によれば、画像形成装置１００に撮像素子１１、保持部材１２および変形抑制部材１６を用いることにより、撮像素子にかかる回路基板からの応力を効率よく緩和することができる。すなわち、撮像素子のたわみによる画質の低下を緩和する画像形成装置を得ることができる。   According to the embodiment described above, by using the image sensor 11, the holding member 12, and the deformation suppressing member 16 in the image forming apparatus 100, it is possible to efficiently relieve stress from the circuit board applied to the image sensor. In other words, it is possible to obtain an image forming apparatus that alleviates the deterioration in image quality due to the deflection of the image sensor.

１０ 撮像ユニット
１１ 撮像素子
１２ 保持部材
１６ 変形抑制部材
１００ 画像形成装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image pickup unit 11 Image pick-up element 12 Holding member 16 Deformation suppression member 100 Image forming apparatus

特開２００４−２７９３４２号公報JP 2004-279342 A

Claims (10)

撮像素子と、
前記撮像素子が接着されていて前記撮像素子を保持する保持部材と、
前記撮像素子に接着されていて前記撮像素子の変形を抑制する変形抑制部材と、
を備える撮像ユニットであって、
前記撮像素子と前記保持部材とは、接着部材により固定され、
前記撮像素子の線膨張係数をα１、前記保持部材の線膨張係数をα２、前記変形抑制部材の線膨張係数をα３としたとき、
α２＜α１＜α３
又は
α２＞α１＞α３
を満足し、
前記撮像素子に塗布される前記接着部材の長方形の塗布領域の長辺方向の長さＬＺと、前記変形抑制部材の長辺方向の長さＬＸとは、
１／２＊ＬＺ＜ＬＸ＜３／２＊ＬＺ
の関係を満足することを特徴とする撮像ユニット。 An image sensor;
A holding member to which the image sensor is bonded and holding the image sensor;
A deformation suppressing member that is bonded to the image sensor and suppresses deformation of the image sensor;
An imaging unit comprising:
The imaging element and the holding member are fixed by an adhesive member,
When the linear expansion coefficient of the imaging element is α1, the linear expansion coefficient of the holding member is α2, and the linear expansion coefficient of the deformation suppressing member is α3,
α2 <α1 <α3
Or α2>α1> α3
Satisfied ,
The length LZ in the long side direction of the rectangular application region of the adhesive member applied to the imaging element and the length LX in the long side direction of the deformation suppressing member are:
1/2 * LZ <LX <3/2 * LZ
An imaging unit characterized by satisfying the above relationship . 前記保持部材と前記変形抑制部材とは、前記撮像素子の表面を前記撮像素子の受光面に平行な中心面で区切って規定される２つの領域のうち同じ領域に配置されている、請求項１記載の撮像ユニット。   The said holding member and the said deformation | transformation suppression member are arrange | positioned in the same area | region among the two area | regions prescribed | regulated by dividing | segmenting the surface of the said image pick-up element by the center plane parallel to the light-receiving surface of the said image pick-up element. The imaging unit described. 前記撮像素子と前記保持部材とは他の部材を介さずに直接接着されている請求項２記載の撮像ユニット。   The imaging unit according to claim 2, wherein the imaging element and the holding member are directly bonded without interposing other members. 前記保持部材は、前記撮像素子と対向する面に前記撮像素子を収容する開口部を備える請求項１乃至３のいずれかに記載の撮像ユニット。   The imaging unit according to claim 1, wherein the holding member includes an opening that accommodates the imaging element on a surface facing the imaging element. 前記変形抑制部材は、前記撮像素子に接着されていて、前記変形抑制部材の接着面の面積は前記撮像素子の接着面の面積よりも小さい請求項１乃至４のいずれかに記載の撮像ユニット。   The imaging unit according to claim 1, wherein the deformation suppressing member is bonded to the imaging element, and an area of an adhesion surface of the deformation suppressing member is smaller than an area of an adhesion surface of the imaging element. 前記保持部材と前記変形抑制部材との間には空隙が設けられている請求項１乃至５のいずれかに記載の撮像ユニット。   The imaging unit according to claim 1, wherein a gap is provided between the holding member and the deformation suppressing member. 前記撮像素子のうち前記保持部材との対向面は、前記対向面の長辺とは長さの異なる短辺を有する長方形である請求項１乃至６のいずれかに記載の撮像ユニット。   The imaging unit according to any one of claims 1 to 6, wherein a surface of the image sensor facing the holding member is a rectangle having a short side whose length is different from a long side of the facing surface. 一体型走査光学ユニットを備えた画像読取装置であって、
前記一体型走査光学ユニットは、
原稿に光を照射する光源と、
前記光源から前記原稿に照射されて反射された光を反射する複数の反射ミラーと、
前記複数の反射ミラーのうち最後に前記光を反射する最終反射ミラーに反射された光を収束する結像レンズと、
撮像ユニットと、
をハウジングに一体的に搭載してなり、
前記一体型走査光学ユニットは、走査方向に移動させて原稿の画像を読み取り可能であって、
前記撮像ユニットは、請求項１乃至７のいずれかに記載の撮像ユニットであることを特徴とする画像読取装置。 An image reading apparatus including an integrated scanning optical unit,
The integrated scanning optical unit includes:
A light source for illuminating the document;
A plurality of reflecting mirrors for reflecting the light irradiated from the light source and reflected on the document;
An imaging lens for converging the light reflected by the last reflecting mirror that reflects the light last among the plurality of reflecting mirrors;
An imaging unit;
Is integrated into the housing,
The integrated scanning optical unit is capable of reading an image of a document by moving in the scanning direction,
The imaging unit includes an image reading apparatus which is a image pickup unit according to any one of claims 1 to 7. 一体型走査光学ユニットを備えた画像読取装置を有し、前記画像読取装置から出力される画像信号によって画像を形成する画像形成装置であって、
前記画像読取装置は、請求項８記載の画像読取装置である画像形成装置。 An image forming apparatus having an image reading device including an integrated scanning optical unit, and forming an image by an image signal output from the image reading device,
The image forming apparatus according to claim 8 , wherein the image reading apparatus is an image reading apparatus. 請求項９記載の画像形成装置において、電子写真プロセスを実行するためのプロセスユニットを有する画像形成装置。 10. The image forming apparatus according to claim 9 , further comprising a process unit for performing an electrophotographic process.
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