JP4113320B2 - 光学エレメントの固定構造、読み取りユニット、画像走査装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学エレメントの固定構造に関し、詳しくは、固体撮像素子を用いて光学像を読取る複写機、ファクシミリ装置、スキャナ装置等に使用される光学エレメントの固定構造、画像読取ユニット及び画像走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＣＣＤ等の固体撮像素子を用いて画像を光学像として読取る画像読取装置は、図１４に示すように、物体９０１を結像レンズ９０２２を介して固体撮像素子９０３に結像させて読取っている。また、固体撮像素子９０３には複数個の微小な光電変換素子（以下、単に画素といい、この画素は通常数μｍ×数μｍの微小な大きさを有する）を直線状に配列した１ラインの固体撮像素子が用いられている。
【０００３】
一方、近時では、カラー像を読取るために図１５に示すように、Ｒｅｄ（以下、単にＲという）、Ｇｒｅｅｎ（以下、単にＧという）、Ｂｌｕｅ（以下、単にＢという）に分光感度のピークを持つ画素Ｒ（６ａ）、Ｂ（６ｂ）、Ｇ（６ｃ）、別に直線状に３列配置した固体撮像素子９０６が用いられる場合もある。
【０００４】
通常、このような固体撮像素子９０６の位置調整精度は５軸方向共に高精度が要求されており、特にこの要求を達成するために不可欠とされているのが、固体撮像素子９０６を上記のように位置調整した後に固体撮像素子９０６をフレームに固定する際、固体撮像素子９０６の位置ずれがないようにする技術である。
【０００５】
このような技術が必要なのは、いくら高精度に位置調整しても、固定時に位置がずれると再度位置調整が必要になったり、分離可能な固定方法を採用している場合は、その部分を廃棄処分にするしか方法がなくなってしまい、位置調整時間が長くなったり、コスト高の原因になってしまうからである。
【０００６】
この固定については、従来ねじによる固定が多く用いられてきたが、このような固定を用いるとその位置ずれ量が数百μｍ〜数十μｍと大きくなってしまうという不具合が発生する。
【０００７】
このような不具合を解消するために、ねじに変わる手段として、ヤジリ、タマ、バネ等の複雑な構造部品を用いることも考えられるが、このようにすると部品が高価であるためより一層コスト高となってしまう。
【０００８】
したがって、現在ではねじによる固定に比べて位置ずれ量が少なく、また、部品点数の問題も少ないとされる接着剤による固定が多く試みられている。この接着剤による固定にも、大きく分けて２つの方法があり、一方は被接着箇所同士が当接している場合の方法であって、他方は被接着箇所に隙間がある方法である。なお、前者は密着接着、後者は充填接着と呼ばれるものである。
【０００９】
充填接着は、被接着物間に位置調整のための調整代以上の隙間があり、その隙間に接着剤を充填して固着する方法である。従来この種の充填接着方法としては、例えば、特開平７−２９７９９３号公報に記載されたものがある。このものは、被接着物の形状精度の影響があっても、被接着物同士が当接しないように被接着物間の隙間量を設定してあり、その隙間に接着剤を充填して固定するものである。
【００１０】
また、紫外線硬化型の接着剤を介してヘッド保持部材に取り付ける方法としては、図１６に示すような方法がある。
【００１１】
図１６に示す方法は、同図（ａ）に示すように、ワーク９１１の１面に接着剤９１２を塗布してワーク９１１をワーク保持部材９１３に対して位置決めし、この接着剤９１２を介してワーク９１１をワーク保持部材９１３に固定する際に、同図（ｂ）に示すように、ワーク９１１とワーク保持部材９１３の隙間から接着剤９１２に対してライトガイドＬにより紫外線を照射することにより、接着剤９１２を硬化させてワーク８１１をワーク保持部材９１３に固定するようにしている。なお、ワーク９１１またはワーク保持部材９１３の一方が紫外線を透過する材料であれば、その一方を通して接着剤９１２に紫外線を照射するようにしている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の部材の取付け構造にあっては、被接着物同士が当接しないように被接着物間の隙間量を設定してあり、その隙間に接着剤を充填して固定するようになっていたため、以下のような問題が発生してしまった。
【００１３】
以下、この充填接着の方法を図１７に示すモデル図に基づいて説明するとともに、その問題点を具体的に説明する。
【００１４】
図１７において、９１４は被接着物であるワーク、９１５はワーク保持部材、９１６は接着剤であり、この方法では、ワーク９１４をワーク保持部材９１５に固定している。
【００１５】
このため、ワーク９１４とワーク保持部材９１５を当接させないで接着固定するには、ワーク９１４と接着面９１４ａの位置ばらつき量Ａ（ワーク９１４の位置調整代）とワーク保持部材側９１５の接着面９１５ａのばらつき量Ｃが発生しても、ワーク側の接着面９１４ａとワーク保持部材９１５側の接着面９１５ａが当接せず、かつ、接着剤９１６を充填する隙間を確保するために隙間Ｂが必要になる。したがって、接着剤９１６の膜厚は最小でＢ、最大でＡ＋Ｂ＋Ｃになってしまい、接着剤９１６の膜厚はＡ＋Ｃの長さだけばらつくことになる。
【００１６】
さらに、ワーク９１４側の接着面９１４ａとワーク保持部材９１５側の接着面９１５ａの面精度の影響でＩ＋Ｊだけ接着剤９１６の膜厚がばらついてしまうこともある。
【００１７】
一般的に、接着剤は硬化する際に収縮するため、接着剤の硬化後に被接着物を位置ずれさせないためには接着剤の塗布量をできるだけ少なくすることが重要になってくる。ところが、上述した充填接着方法では、接着剤の膜厚をＢ以下にすることができないので、接着剤の膜厚がＢの場合に接着剤の硬化収縮での位置ずれが許容値よりも多く発生したとしても、接着剤の膜厚の変更で対応できなくなり、固定後の位置ずれ量の改善ができない場合があった。
【００１８】
また、接着剤の膜厚がＡ＋Ｃだけ発生することにより、接着剤の硬化収縮量もそのばらつきに応じて変化することになる。これにより固定後のワーク１４の位置もばらついてしまい、必要な位置精度が確保できないという場合もあった。通常、紫外線硬化型の接着剤の硬化時の体積収縮率は５〜１０％程度である。体積収縮率が７％の場合を考えてみると、接着剤の硬化形状が正方体の場合には、３次元各方向に約２％程度収縮することになる。
【００１９】
したがって、接着剤の膜厚に０．５ｍｍ程度の差が生じると、硬化収縮量は各方向とも１０μｍ程度の差が生じることになる。被接着物を樹脂の射出成形で製作する場合には、上述した接着剤の膜厚のばらつきＡ＋Ｃは０．５μｍ以上になる場合が考えられるため、固定後の位置ずれが問題となる可能性が十分にある。
【００２０】
以上により、従来の充填接着方法にあっては、インクジェットワークの固定位置の必要精度を維持することができない場合が発生するため、生産時の歩留りが低下したり、固定精度不良の被接着物を廃棄処分にしなければならず、製造コストが増大するという問題が発生してしまった。
【００２１】
このような不具合を解消するために、例えば、特開平１０−３０９８０１号公報に記載されたものがある。
【００２２】
このものは、ワークとワーク保持部材の間に中間保持部材を介装し、この中間保持部材を接着剤によってワークに固定するとともに接着剤を介してワーク保持部材に固定するようになっており、ワークとワーク保持部材の間に中間保持部材を介装している分だけ、ワークの接着面と中間保持部材の接着面に接着される接着剤とワーク保持部材の接着面と中間保持部材の接着面に接着される接着剤の膜厚を必要最小限で、かつ一定に管理するだけで、ワークの接着箇所とワーク保持部材の接着箇所の位置精度を厳密に管理しなくても、ワークの取付けを高精度に行うことができ、歩留りを高くすることができるとともに生産後のワークの固定力の低下が生じるのを防止することができるという技術である。
【００２３】
しかしながら、ワークを固体撮像素子とし、ワーク保持部材を固体撮像素子保持部材として中間保持部材を接着剤を介して固体撮像素子とワーク保持部材の間に介装した場合に、固体撮像素子の接着固定前の位置調整において結像レンズによって結像された線像を固体撮像素子上に位置させ、かつ光学特性を所定の要求精度で読取ったときに、固体撮像素子の５軸で容易に位置調整して後、固体撮像素子の取付けを高精度に行うことができ、歩留りを高くすることができるとともに生産後の固体撮像素子の固定力の低下が生じるのを防止するための具体的な構成がないことから、未だ改善の余地がある。
【００２４】
そこで本発明は、光学エレメントの接着固定前に光学エレメントの軸調整を簡単に行うことができるようにして、軸調整後に光学エレメントの取付けを高精度に行うことができる光学エレメントの固定構造、読取ユニット及び画像走査装置を提供することを目的としている。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、光学エレメントをベース部材に固定する固定構造において、光線が透過する透過面の周囲に側面を有する前記光学エレメントと、前記側面に対向する第１の取付面と、該第１の取付面とは異なる角度を有する第２の取付面とを有する中間保持部材と、前記第２の取付面に対向する前記ベース部材側の取付面を有する前記ベース部材とを備え、前記光学エレメントと前記中間保持部材とが、前記ベース部材側の取付面を介して前記ベース部材上を移動することで、前記光学エレメントの光軸方向と前記光軸に直交する第１の方向に位置調整され、かつ、前記光学エレメントが、前記第１の取付面を移動することで、前記光軸と前記第１の方向との両方に直交する第２の方向に位置調整されて、前記ベース部材と前記光学エレメントとが前記中間保持部材を介して接着固定されていることを特徴とする光学エレメントの固定構造である。
【００２６】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の光学エレメントの固定構造において、前記光学エレメントに対して所定位置に、光と電気との変換部材が前記ベース部材に固定されていることを特徴としている。
【００２７】
また、請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光学エレメントの固定構造において、前記接着固定に用いる接着剤は光硬化型接着剤であって、前記中間保持部材は少なくとも前記光硬化型接着剤を硬化する光に対して透光性であることを特徴としている。
【００２８】
また、請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の光学エレメントの固定構造において、前記中間保持部材の第１の取付面と第２の取付面とは直交していることを特徴としている。
【００２９】
また、請求項５の発明は、請求項４に記載の光学エレメントの固定構造において、前記中間保持部材はリブを備えていることを特徴としている。
【００３０】
また、請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の光学エレメントの固定構造において、前記光学エレメントの側面に前記中間保持部材の第１の取付面と対向する平面部を備えていることを特徴としている。
【００３１】
また、請求項７の発明は、請求項６に記載の光学エレメントの固定構造において、前記平面部は前記光学エレメントの光軸と平行であることを特徴としている。
【００３２】
また、請求項８の発明は、請求項６又は請求項７に記載の光学エレメントの固定構造において、前記平面部は前記光学エレメントの側面を研削して形成されていることを特徴としている。
【００３３】
また、請求項９の発明は、請求項１に記載の光学エレメントの固定構造において、前記光学エレメントの側面に倣う側面対向面と、中間保持部材の第１の取付面に倣う倣い面とを有するスペーサを備え、該スペーサの側面対向面が前記中間保持部材の第１の取付面に対向しており、前記光学エレメントは、前記スペーサを介して前記中間保持部材に接着固定されていることを特徴としている。
【００３５】
また、請求項１０の発明は、結像レンズの結像位置に固体撮像素子を配置した画像読取ユニットにおいて、光線が透過する透過面の周囲に側面を有するレンズと、前記側面に対向する第１の取付面と該第１の取付面とは異なる角度を有する第２の取付面とを有する中間保持部材と、前記第２の取付面に対向するベース部材側の取付面を有するベース部材とを備え、前記レンズと前記中間保持部材とが、前記ベース部材側の取付面を介して前記ベース部材上を移動することで、前記レンズの光軸方向と前記光軸に直交する第１の方向に位置調整され、かつ、前記レンズが、前記第１の取付面を移動することで、前記光軸と前記第１の方向との両方に直交する第２の方向に位置調整されて、前記ベース部材と前記レンズとが前記中間保持部材を介して接着固定されていることを特徴とする画像読取ユニットである。
【００３６】
また、請求項１１の発明は、請求項１０に記載の画像読取ユニットにおいて、前記結像レンズと前記固体撮像素子との間にカバーを備えていることを特徴としている。
【００３７】
また、請求項１２の発明は、請求項１０又は請求項１１に記載の画像読取ユニットにおいて、前記結像レンズは、複数のレンズから構成されていることを特徴としている。
【００３８】
また、請求項１３の発明は、請求項１０〜１２の何れかに記載の画像読取ユニットを用いた画像走査装置である。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の光学エレメントの固定構造を備えた画像読取ユニットを示す図である。
【００４０】
図１に示すように、画像読取ユニット１は、原稿面からの画像光としての光線が透過する透過面の周囲に側面であるコバ面３ａを有する、光学エレメントであるレンズ３と、コバ面３ａに対向する第１の取付面５ａと第１の取付面５ａとは異なる角度、本実施形態では第１の取付面５ａに対して９０度に形成されている第２の取付面５ｂとを有し、レンズ３と筐体２とを接合する中間保持部材５と、第２の取付面５ｂに対向する取付面２ｃを有するベース部材である筐体２とを備えている。
この画像読取ユニット１では、筐体２と筐体２に対して位置調整されたレンズ３とが中間保持部材５を介して接着固定されている。
【００４１】
前記レンズ３は、図２にも示すように、そのコバ面３ａに同一直径上に配置される平坦面３ｂを備えている。この平坦面３ｂは切削、研削等により形成され、必要に応じて研磨されている。このように平坦面３ｂを形成することにより、中間保持部材５の第１取付面５ａとの接着面積を拡大することができ、固定強度を高めることができる。
【００４２】
前記筐体２は、レンズ３と固体撮像装置７とを調整後に調整された配置関係で固定する。この筐体２は、円弧状溝部２ｂと、円弧状溝部２ｂに隣接する平面状の取付面２ｃと、固体撮像装置７を取り付ける取付面２ｄと、レンズ３，６等から構成される結像レンズ系と固体撮像装置７との間を遮光する遮光用カバー２ａとを備えている。この遮光用カバー２ａを設けることによって、外乱光等の影響を防ぐことができ良好な画像を得られる。この筐体２は後述する複写機等の画像走査装置の所定位置にねじ締め、カシメ、接着、溶着等の固定手段により固定される。なお、本実施形態では筐体２に形成する溝部の形状を円弧状としたが、調整後にレンズ３が浮いた状態になる可能性が高いので、この形状は任意である。
【００４３】
前記中間保持部材５に用いる材質は、光（紫外線）透過率の高い部材、例えば、アートン、ゼオネックス、ポリカーボネイト等が用いられる。
前記中間保持部材５は接着剤の表面張力により、レンズ調整によるレンズ位置の移動に対して、両接着面がすべるようにして動き、レンズ３の移動に追従することができる。
【００４４】
前記中間保持部材５の第１取付面５ａ及び第２取付面５ｂ、即ち両接着面を直交させることによって、レンズ３の位置調整が６軸可能となり各軸が独立して調整することができる。
【００４５】
図２に示すように、２個の中間保持部材５を用いて光学エレメント側接着面であるレンズ３のコバ３ａの平坦面３ｂが対向するように配置することによって、接着剤が硬化するときの硬化収縮による影響を少なくすることができる。
【００４６】
図１に示すように、中間保持部材５の両接着面間に透光性のリブ５ｃを設けることによって、光硬化型接着剤を硬化させるときの光のロスを増加することなく、中間保持部材５の強度を高めることができる。
【００４７】
前記中間保持部材５のレンズ側固定面である第１取付面５ａと保持部材側固定面である第２取付面５ｂとは互いに垂直であるので、レンズのＸ、Ｙ、Ｚ、α、β、γ各位置調整方向への移動に対して互いに独立して調整することができる。
【００４８】
中間保持部材５が紫外線硬化型の接着剤によって調整レンズ３と筐体２とに接続されている場合について考えてみると、まずＸ、Ｚ方向の調整の場合、レンズ３と中間保持部材５とが筐体２の保持部材側固定面である筐体取付面２ｃを介して筐体上をすべる動きをして調整される。
また、Ｙ方向の調整の場合、移動レンズ３が中間保持部材５のレンズ側固定面である第１取付面５ａをすべる動きをして調整される。
【００４９】
図３（Ａ）は図２の平坦面の代わりに用いるスペーサを示す図、同（Ｂ）は図３のスペーサの使用状態を示す図である。
図３に示すように、レンズ３のコバ３ａに平坦面３ｂを形成する代わりに、略チャンネル断面形状のスペーサ１３ａをコバ３ａに取り付けたものである。このようにスペーサ１３ａを取り付けることにより、レンズ３のコバ３ａに平坦面３ｂを形成することなく、平坦面３ｂを形成した場合と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
図４は図１の固定構造のその他の変形例を示す図である。
図４（Ａ）に示すように、レンズ３のコバ３ａに平坦面３ｂを形成することなくレンズ３と中間保持部材５とを図４（Ｂ）に示すように線接触３ｃで接着するようにしてもよい。この場合には平坦面を形成した場合と比べて固定強度が落ちるが、平坦面加工やスペーサを省略することができる。
【００５１】
図５は固体撮像装置の平面図、図６は固体撮像装置の斜視図である。
図５，６に示すように、固体撮像装置７は、配線パターン７３が形成されたガラス基板７１と、ガラス基板７１にバンプ７４を介して電気的に接続される固体撮像素子７５とを備えている。ガラス基板７１には、固体撮像素子７５の画素領域に対応する部分に突起部７１ａを有し、この突起部７１ａと固体撮像素子７５とが薄層化された接着剤を介して接着されている。ガラス基板７１の配線パターン７３とＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）７７とを電気的に接続することにより、入射光が光電変換された電気信号を取り出すことができる。なお、固体撮像装置として、セラミック構造体と基板とを組み合わせた従来公知の一般的なＣＣＤを用いることもできる。
【００５２】
図７は画像読取ユニットの筐体に固体撮像装置を取り付ける様子を示す図である。
図７に示すように、固体撮像装置７は筐体２の取付部に位置決めされて取り付けられる。この場合には固体撮像装置７と結像レンズ３０（調整レンズ３、固定レンズ６）とは結像レンズ３０側で位置調整する。
【００５３】
図８は画像読取ユニットの筐体に固体撮像装置を取り付ける他の例を示す図である。
図８に示すように、固体撮像装置７は筐体２の取付面にＬ字状の中間保持部材８を介して調整自在に取り付けられる。この場合には筐体２に対して固体撮像装置７の位置調整も行うことができる。
【００５４】
図９は画像読取ユニットの組立の一例を示す図であり、図１１は組み立てられた画像読取ユニットの断面図である。
図９（Ａ）に示すように、複数枚のレンズ３，６から構成されている結像光学系と、結像光学系の結像位置に固定される固体撮像素子を有する固体撮像装置７と、これらを保持する保持部材としての筐体２とを有する画像読取ユニットの組付け方法において、複数のレンズ３，６を位置調整して固定する調整レンズ３と、位置調整なしに固定する無調整レンズ６とに分け、次に無調整レンズ６を筐体２に設けた無調整レンズ固定部２ｅに固定し、次に調整レンズ３を無調整レンズ６の光軸に合せて固定し、次に図９（Ｂ）に示すように固体撮像装置７を、組付けられた光学系の光軸に合せて固定することにより、図１１に示すように画像読取ユニットが組み立てられる。なお、符号ＫはＩＣが実装されている基板である。
【００５５】
図１０は画像読取ユニットの組立の他の例を示す図である。
図１０（Ａ）に示すように、複数枚のレンズ３，６から構成されている結像光学系と、結像光学系の結像位置に固定される固体撮像素子を有する固体撮像装置７を、これらを保持する保持部材としての筐体２とを有する画像読取ユニットの組付け方法において、複数のレンズ３，６を位置調整して固定する調整レンズ３と、位置調整なしに固定する無調整レンズ６とに分け、次に無調整レンズ６を保持部材に設けた無調整レンズ固定部２ｅに固定し、固定された無調整レンズ６の光軸に合せて固体撮像装置７を固定し、次に図１０（Ｂ）に示すように、調整レンズ３を無調整レンズ６の光軸或いは無調整レンズ６と固体撮像装置７との総合特性軸に合せて固定する。
【００５６】
図１２は本発明の読取ユニットを備える画像走査装置の一例として多機能型デジタル画像形成装置の概略構成図である。
図１２に示すように、この画像形成装置は、自動原稿送り装置１０１、読み取りユニット１５０、書込ユニット１５７、給紙ユニット１３０及び後処理ユニット１４０とを備えて構成されている。自動原稿送り装置１０１は、原稿を読取ユニット１５０のコンタクトガラス１０６上に自動的に給送し、読み取りが終了した原稿を自動的に排出する。読み取りユニット１５０はコンタクトガラス１０６上にセットされた原稿を照明して光電変換装置であるＣＣＤ１５４によって読み取り、書込ユニット１５７は読み取られた原稿の画像信号に応じて感光体１１５上に画像を形成し、給紙ユニット１３０から給紙された転写紙上に画像を転写して定着する。定着が完了した転写紙は後処理ユニット１４０に排紙され、ソートやステープルなどの所望の後処理が行われる。
【００５７】
まず、読み取りユニット１５０は、原稿を載置するコンタクトガラス１０６と光学走査系で構成され、光学走査系は露光ランプ１５１、第１ミラー１５２、レンズ１５３、ＣＣＤイメージセンサ１５４、第２ミラー１５５および第３ミラー１５６などからなっている。露光ランプ１５１および第１ミラー１５２は図示しない第１キャリッジ上に固定され、第２ミラー１５５および第３ミラー１５６は図示しない第２キャリッジ上に固定されている。原稿を読み取る際には、光路長が変化しないように第１キャリッジと第２キャリッジとは２対１の相対速度で機械的に走査される。この光学走査系は図示しないスキャナ駆動モータによって駆動される。
【００５８】
原稿画像はＣＣＤイメージセンサ１５４によって読み取られ、光信号から電気信号に変換されて処理される。レンズ１５３およびＣＣＤイメージセンサ１５４を図１２において左右方向に移動させると画像倍率を変化させることができる。すなわち、指定された倍率に対応してレンズ１５３およびＣＣＤイメージセンサ１５４の図において左右方向の位置が設定される。
【００５９】
書き込みユニット１５７はレーザ出力ユニット１５８、結像レンズ１５９およびミラー１６０によって構成され、レーザ出力ユニット１５８の内部には、レーザ光源であるレーザダイオードおよびモータによって高速で定速回転するポリゴンミラーが設けられている。
【００６０】
レーザ出力ユニット１５８から照射されるレーザ光は、前記定速回転するポリゴンミラーによって偏向され、結像レンズ１５９を通ってミラー１６０で折り返され、感光体面上に集光されて結像する。偏向されたレーザ光は感光体１１５
が回転する方向と直交する所謂主走査方向に露光走査され、後述する画像処理部のＭＳＵ６０６によって出力された画像信号のライン単位の記録を行う。そして、感光体１１５の回転速度と記録密度に対応した所定の周期で主走査を繰り返すことによって感光体面上に画像、すなわち静電潜像が形成される。
【００６１】
このように書き込みユニット１５７から出力されるレーザ光が、画像作像系の感光体１１５に照射されるが、感光体１１５の一端近傍のレーザ光の照射位置に主走査同期信号を発生する図示しないビームセンサが配されている。このビームセンサから出力される主走査同期信号に基づいて主走査方向の画像記録タイミングの制御、および後述する画像信号の入出力用の制御信号の生成が行われる。
【００６２】
図１３は本発明の光学エレメントの固定構造を適用した書込ユニットを示す図である。
図１３に示すように、書込ユニットは、ＬＤ２０１と、コリメートレンズ２０２と、光路合成用光学系２０３と、ポリゴンミラー２０４と、反射ミラー２０５と、ｆθレンズ２０６と、同期センサ２０７とを備え、感光体ドラム２０８上に静電潜像を形成する。このような書込ユニットのＬＤ２０１とコリメータレンズ２０２との固定構造２００においても本発明を適用することができる。
【００６３】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の光学エレメントの固定構造によれば、光学エレメントの接着固定前に光学エレメントの軸調整を簡単に行うことができるようにして、軸調整後に光学エレメントの取付けを高精度に行うことができるという効果を有する。
【００６５】
また、本発明の読取ユニットによれば、結像レンズ側で偏心調整できるので、固体撮像素子の位置調整が簡単化し、ねじ止めや無調整で取り付けることができるとともに、光学エレメントを高精度に取り付けることができるので、高精度な読み取りを行うことができる。
【００６６】
また、本発明の画像走査装置によれば、高精度な読み取りを行うことができるので、高精度な画像走査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学エレメントの固定構造を備えた画像読取ユニットを示す図である。
【図２】図１の固定構造の要部を示す図である。
【図３】（Ａ）は図２の平坦面の代わりに用いるスペーサを示す図であり、（Ｂ）はスペーサをの使用状態を示す図である。
【図４】図１の固定構造のその他の変形例を示す図である。
【図５】図１の画像読取ユニットに用いる固体撮像装置の平面図である。
【図６】図１は画像読取ユニットに用いる固体撮像装置の斜視図である。
【図７】本発明に係る画像読取ユニットの筐体に固体撮像装置を取り付ける様子を示す図である。
【図８】本発明に係る画像読取ユニットの筐体に固体撮像装置を取り付ける他の例を示す図である。
【図９】本発明に係る画像読取ユニットの組立の一例を示す図である。
【図１０】本発明に係る画像読取ユニットの組立の他の例を示す図である。
【図１１】本発明に係る組み立てられた画像読取ユニットの断面図である。
【図１２】本発明に係る画像走査装置の一例としての複写機の概略を示す図である。
【図１３】本発明に係る書込ユニットを示す図である。
【図１４】従来の物体、結像レンズおよび固体撮像素子の光学的な位置関係を示す図である。
【図１５】従来の固体撮像素子の概略正面図である。
【図１６】従来のワークの取り付け手順を示す図である。
【図１７】従来の充填接着方法のモデル図であり、（Ａ）はその上面図、（Ｂ）は同図（Ａ）のＨ−Ｈ断面図である。
【符号の説明】
１ 画像読取ユニット
２ 筐体（ベース部材）
２ｃ 取付面
３ レンズ（光学エレメント）
３ａ コバ（側面）
３ｂ 平面部
５ 中間保持部材
５ａ 第１の取付面
５ｂ 第２の取付面
５ｃ リブ
７ 固体撮像装置
１３ａ スペーサ
７５ ＣＣＤ（光と電気との変換部材）
２０１ ＬＤ（光と電気との変換部材）
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学エレメントの固定構造に関し、詳しくは、固体撮像素子を用いて光学像を読取る複写機、ファクシミリ装置、スキャナ装置等に使用される光学エレメントの固定構造、画像読取ユニット及び画像走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＣＣＤ等の固体撮像素子を用いて画像を光学像として読取る画像読取装置は、図１４に示すように、物体９０１を結像レンズ９０２２を介して固体撮像素子９０３に結像させて読取っている。また、固体撮像素子９０３には複数個の微小な光電変換素子（以下、単に画素といい、この画素は通常数μｍ×数μｍの微小な大きさを有する）を直線状に配列した１ラインの固体撮像素子が用いられている。
【０００３】
一方、近時では、カラー像を読取るために図１５に示すように、Ｒｅｄ（以下、単にＲという）、Ｇｒｅｅｎ（以下、単にＧという）、Ｂｌｕｅ（以下、単にＢという）に分光感度のピークを持つ画素Ｒ（６ａ）、Ｂ（６ｂ）、Ｇ（６ｃ）、別に直線状に３列配置した固体撮像素子９０６が用いられる場合もある。
【０００４】
通常、このような固体撮像素子９０６の位置調整精度は５軸方向共に高精度が要求されており、特にこの要求を達成するために不可欠とされているのが、固体撮像素子９０６を上記のように位置調整した後に固体撮像素子９０６をフレームに固定する際、固体撮像素子９０６の位置ずれがないようにする技術である。
【０００５】
このような技術が必要なのは、いくら高精度に位置調整しても、固定時に位置がずれると再度位置調整が必要になったり、分離可能な固定方法を採用している場合は、その部分を廃棄処分にするしか方法がなくなってしまい、位置調整時間が長くなったり、コスト高の原因になってしまうからである。
【０００６】
この固定については、従来ねじによる固定が多く用いられてきたが、このような固定を用いるとその位置ずれ量が数百μｍ〜数十μｍと大きくなってしまうという不具合が発生する。
【０００７】
このような不具合を解消するために、ねじに変わる手段として、ヤジリ、タマ、バネ等の複雑な構造部品を用いることも考えられるが、このようにすると部品が高価であるためより一層コスト高となってしまう。
【０００８】
したがって、現在ではねじによる固定に比べて位置ずれ量が少なく、また、部品点数の問題も少ないとされる接着剤による固定が多く試みられている。この接着剤による固定にも、大きく分けて２つの方法があり、一方は被接着箇所同士が当接している場合の方法であって、他方は被接着箇所に隙間がある方法である。なお、前者は密着接着、後者は充填接着と呼ばれるものである。
【０００９】
充填接着は、被接着物間に位置調整のための調整代以上の隙間があり、その隙間に接着剤を充填して固着する方法である。従来この種の充填接着方法としては、例えば、特開平７−２９７９９３号公報に記載されたものがある。このものは、被接着物の形状精度の影響があっても、被接着物同士が当接しないように被接着物間の隙間量を設定してあり、その隙間に接着剤を充填して固定するものである。
【００１０】
また、紫外線硬化型の接着剤を介してヘッド保持部材に取り付ける方法としては、図１６に示すような方法がある。
【００１１】
図１６に示す方法は、同図（ａ）に示すように、ワーク９１１の１面に接着剤９１２を塗布してワーク９１１をワーク保持部材９１３に対して位置決めし、この接着剤９１２を介してワーク９１１をワーク保持部材９１３に固定する際に、同図（ｂ）に示すように、ワーク９１１とワーク保持部材９１３の隙間から接着剤９１２に対してライトガイドＬにより紫外線を照射することにより、接着剤９１２を硬化させてワーク８１１をワーク保持部材９１３に固定するようにしている。なお、ワーク９１１またはワーク保持部材９１３の一方が紫外線を透過する材料であれば、その一方を通して接着剤９１２に紫外線を照射するようにしている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の部材の取付け構造にあっては、被接着物同士が当接しないように被接着物間の隙間量を設定してあり、その隙間に接着剤を充填して固定するようになっていたため、以下のような問題が発生してしまった。
【００１３】
以下、この充填接着の方法を図１７に示すモデル図に基づいて説明するとともに、その問題点を具体的に説明する。
【００１４】
図１７において、９１４は被接着物であるワーク、９１５はワーク保持部材、９１６は接着剤であり、この方法では、ワーク９１４をワーク保持部材９１５に固定している。
【００１５】
このため、ワーク９１４とワーク保持部材９１５を当接させないで接着固定するには、ワーク９１４と接着面９１４ａの位置ばらつき量Ａ（ワーク９１４の位置調整代）とワーク保持部材側９１５の接着面９１５ａのばらつき量Ｃが発生しても、ワーク側の接着面９１４ａとワーク保持部材９１５側の接着面９１５ａが当接せず、かつ、接着剤９１６を充填する隙間を確保するために隙間Ｂが必要になる。したがって、接着剤９１６の膜厚は最小でＢ、最大でＡ＋Ｂ＋Ｃになってしまい、接着剤９１６の膜厚はＡ＋Ｃの長さだけばらつくことになる。
【００１６】
さらに、ワーク９１４側の接着面９１４ａとワーク保持部材９１５側の接着面９１５ａの面精度の影響でＩ＋Ｊだけ接着剤９１６の膜厚がばらついてしまうこともある。
【００１７】
一般的に、接着剤は硬化する際に収縮するため、接着剤の硬化後に被接着物を位置ずれさせないためには接着剤の塗布量をできるだけ少なくすることが重要になってくる。ところが、上述した充填接着方法では、接着剤の膜厚をＢ以下にすることができないので、接着剤の膜厚がＢの場合に接着剤の硬化収縮での位置ずれが許容値よりも多く発生したとしても、接着剤の膜厚の変更で対応できなくなり、固定後の位置ずれ量の改善ができない場合があった。
【００１８】
また、接着剤の膜厚がＡ＋Ｃだけ発生することにより、接着剤の硬化収縮量もそのばらつきに応じて変化することになる。これにより固定後のワーク１４の位置もばらついてしまい、必要な位置精度が確保できないという場合もあった。通常、紫外線硬化型の接着剤の硬化時の体積収縮率は５〜１０％程度である。体積収縮率が７％の場合を考えてみると、接着剤の硬化形状が正方体の場合には、３次元各方向に約２％程度収縮することになる。
【００１９】
したがって、接着剤の膜厚に０．５ｍｍ程度の差が生じると、硬化収縮量は各方向とも１０μｍ程度の差が生じることになる。被接着物を樹脂の射出成形で製作する場合には、上述した接着剤の膜厚のばらつきＡ＋Ｃは０．５μｍ以上になる場合が考えられるため、固定後の位置ずれが問題となる可能性が十分にある。
【００２０】
以上により、従来の充填接着方法にあっては、インクジェットワークの固定位置の必要精度を維持することができない場合が発生するため、生産時の歩留りが低下したり、固定精度不良の被接着物を廃棄処分にしなければならず、製造コストが増大するという問題が発生してしまった。
【００２１】
このような不具合を解消するために、例えば、特開平１０−３０９８０１号公報に記載されたものがある。
【００２２】
このものは、ワークとワーク保持部材の間に中間保持部材を介装し、この中間保持部材を接着剤によってワークに固定するとともに接着剤を介してワーク保持部材に固定するようになっており、ワークとワーク保持部材の間に中間保持部材を介装している分だけ、ワークの接着面と中間保持部材の接着面に接着される接着剤とワーク保持部材の接着面と中間保持部材の接着面に接着される接着剤の膜厚を必要最小限で、かつ一定に管理するだけで、ワークの接着箇所とワーク保持部材の接着箇所の位置精度を厳密に管理しなくても、ワークの取付けを高精度に行うことができ、歩留りを高くすることができるとともに生産後のワークの固定力の低下が生じるのを防止することができるという技術である。
【００２３】
しかしながら、ワークを固体撮像素子とし、ワーク保持部材を固体撮像素子保持部材として中間保持部材を接着剤を介して固体撮像素子とワーク保持部材の間に介装した場合に、固体撮像素子の接着固定前の位置調整において結像レンズによって結像された線像を固体撮像素子上に位置させ、かつ光学特性を所定の要求精度で読取ったときに、固体撮像素子の５軸で容易に位置調整して後、固体撮像素子の取付けを高精度に行うことができ、歩留りを高くすることができるとともに生産後の固体撮像素子の固定力の低下が生じるのを防止するための具体的な構成がないことから、未だ改善の余地がある。
【００２４】
そこで本発明は、光学エレメントの接着固定前に光学エレメントの軸調整を簡単に行うことができるようにして、軸調整後に光学エレメントの取付けを高精度に行うことができる光学エレメントの固定構造、読取ユニット及び画像走査装置を提供することを目的としている。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、光学エレメントをベース部材に固定する固定構造において、光線が透過する透過面の周囲に側面を有する前記光学エレメントと、前記側面に対向する第１の取付面と、該第１の取付面とは異なる角度を有する第２の取付面とを有する中間保持部材と、前記第２の取付面に対向する前記ベース部材側の取付面を有する前記ベース部材とを備え、前記光学エレメントと前記中間保持部材とが、前記ベース部材側の取付面を介して前記ベース部材上を移動することで、前記光学エレメントの光軸方向と前記光軸に直交する第１の方向に位置調整され、かつ、前記光学エレメントが、前記第１の取付面を移動することで、前記光軸と前記第１の方向との両方に直交する第２の方向に位置調整されて、前記ベース部材と前記光学エレメントとが前記中間保持部材を介して接着固定されていることを特徴とする光学エレメントの固定構造である。
【００２６】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の光学エレメントの固定構造において、前記光学エレメントに対して所定位置に、光と電気との変換部材が前記ベース部材に固定されていることを特徴としている。
【００２７】
また、請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光学エレメントの固定構造において、前記接着固定に用いる接着剤は光硬化型接着剤であって、前記中間保持部材は少なくとも前記光硬化型接着剤を硬化する光に対して透光性であることを特徴としている。
【００２８】
また、請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の光学エレメントの固定構造において、前記中間保持部材の第１の取付面と第２の取付面とは直交していることを特徴としている。
【００２９】
また、請求項５の発明は、請求項４に記載の光学エレメントの固定構造において、前記中間保持部材はリブを備えていることを特徴としている。
【００３０】
また、請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の光学エレメントの固定構造において、前記光学エレメントの側面に前記中間保持部材の第１の取付面と対向する平面部を備えていることを特徴としている。
【００３１】
また、請求項７の発明は、請求項６に記載の光学エレメントの固定構造において、前記平面部は前記光学エレメントの光軸と平行であることを特徴としている。
【００３２】
また、請求項８の発明は、請求項６又は請求項７に記載の光学エレメントの固定構造において、前記平面部は前記光学エレメントの側面を研削して形成されていることを特徴としている。
【００３３】
また、請求項９の発明は、請求項１に記載の光学エレメントの固定構造において、前記光学エレメントの側面に倣う側面対向面と、中間保持部材の第１の取付面に倣う倣い面とを有するスペーサを備え、該スペーサの側面対向面が前記中間保持部材の第１の取付面に対向しており、前記光学エレメントは、前記スペーサを介して前記中間保持部材に接着固定されていることを特徴としている。
【００３５】
また、請求項１０の発明は、結像レンズの結像位置に固体撮像素子を配置した画像読取ユニットにおいて、光線が透過する透過面の周囲に側面を有するレンズと、前記側面に対向する第１の取付面と該第１の取付面とは異なる角度を有する第２の取付面とを有する中間保持部材と、前記第２の取付面に対向するベース部材側の取付面を有するベース部材とを備え、前記レンズと前記中間保持部材とが、前記ベース部材側の取付面を介して前記ベース部材上を移動することで、前記レンズの光軸方向と前記光軸に直交する第１の方向に位置調整され、かつ、前記レンズが、前記第１の取付面を移動することで、前記光軸と前記第１の方向との両方に直交する第２の方向に位置調整されて、前記ベース部材と前記レンズとが前記中間保持部材を介して接着固定されていることを特徴とする画像読取ユニットである。
【００３６】
また、請求項１１の発明は、請求項１０に記載の画像読取ユニットにおいて、前記結像レンズと前記固体撮像素子との間にカバーを備えていることを特徴としている。
【００３７】
また、請求項１２の発明は、請求項１０又は請求項１１に記載の画像読取ユニットにおいて、前記結像レンズは、複数のレンズから構成されていることを特徴としている。
【００３８】
また、請求項１３の発明は、請求項１０〜１２の何れかに記載の画像読取ユニットを用いた画像走査装置である。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の光学エレメントの固定構造を備えた画像読取ユニットを示す図である。
【００４０】
図１に示すように、画像読取ユニット１は、原稿面からの画像光としての光線が透過する透過面の周囲に側面であるコバ面３ａを有する、光学エレメントであるレンズ３と、コバ面３ａに対向する第１の取付面５ａと第１の取付面５ａとは異なる角度、本実施形態では第１の取付面５ａに対して９０度に形成されている第２の取付面５ｂとを有し、レンズ３と筐体２とを接合する中間保持部材５と、第２の取付面５ｂに対向する取付面２ｃを有するベース部材である筐体２とを備えている。
この画像読取ユニット１では、筐体２と筐体２に対して位置調整されたレンズ３とが中間保持部材５を介して接着固定されている。
【００４１】
前記レンズ３は、図２にも示すように、そのコバ面３ａに同一直径上に配置される平坦面３ｂを備えている。この平坦面３ｂは切削、研削等により形成され、必要に応じて研磨されている。このように平坦面３ｂを形成することにより、中間保持部材５の第１取付面５ａとの接着面積を拡大することができ、固定強度を高めることができる。
【００４２】
前記筐体２は、レンズ３と固体撮像装置７とを調整後に調整された配置関係で固定する。この筐体２は、円弧状溝部２ｂと、円弧状溝部２ｂに隣接する平面状の取付面２ｃと、固体撮像装置７を取り付ける取付面２ｄと、レンズ３，６等から構成される結像レンズ系と固体撮像装置７との間を遮光する遮光用カバー２ａとを備えている。この遮光用カバー２ａを設けることによって、外乱光等の影響を防ぐことができ良好な画像を得られる。この筐体２は後述する複写機等の画像走査装置の所定位置にねじ締め、カシメ、接着、溶着等の固定手段により固定される。なお、本実施形態では筐体２に形成する溝部の形状を円弧状としたが、調整後にレンズ３が浮いた状態になる可能性が高いので、この形状は任意である。
【００４３】
前記中間保持部材５に用いる材質は、光（紫外線）透過率の高い部材、例えば、アートン、ゼオネックス、ポリカーボネイト等が用いられる。
前記中間保持部材５は接着剤の表面張力により、レンズ調整によるレンズ位置の移動に対して、両接着面がすべるようにして動き、レンズ３の移動に追従することができる。
【００４４】
前記中間保持部材５の第１取付面５ａ及び第２取付面５ｂ、即ち両接着面を直交させることによって、レンズ３の位置調整が６軸可能となり各軸が独立して調整することができる。
【００４５】
図２に示すように、２個の中間保持部材５を用いて光学エレメント側接着面であるレンズ３のコバ３ａの平坦面３ｂが対向するように配置することによって、接着剤が硬化するときの硬化収縮による影響を少なくすることができる。
【００４６】
図１に示すように、中間保持部材５の両接着面間に透光性のリブ５ｃを設けることによって、光硬化型接着剤を硬化させるときの光のロスを増加することなく、中間保持部材５の強度を高めることができる。
【００４７】
前記中間保持部材５のレンズ側固定面である第１取付面５ａと保持部材側固定面である第２取付面５ｂとは互いに垂直であるので、レンズのＸ、Ｙ、Ｚ、α、β、γ各位置調整方向への移動に対して互いに独立して調整することができる。
【００４８】
中間保持部材５が紫外線硬化型の接着剤によって調整レンズ３と筐体２とに接続されている場合について考えてみると、まずＸ、Ｚ方向の調整の場合、レンズ３と中間保持部材５とが筐体２の保持部材側固定面である筐体取付面２ｃを介して筐体上をすべる動きをして調整される。
また、Ｙ方向の調整の場合、移動レンズ３が中間保持部材５のレンズ側固定面である第１取付面５ａをすべる動きをして調整される。
【００４９】
図３（Ａ）は図２の平坦面の代わりに用いるスペーサを示す図、同（Ｂ）は図３のスペーサの使用状態を示す図である。
図３に示すように、レンズ３のコバ３ａに平坦面３ｂを形成する代わりに、略チャンネル断面形状のスペーサ１３ａをコバ３ａに取り付けたものである。このようにスペーサ１３ａを取り付けることにより、レンズ３のコバ３ａに平坦面３ｂを形成することなく、平坦面３ｂを形成した場合と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
図４は図１の固定構造のその他の変形例を示す図である。
図４（Ａ）に示すように、レンズ３のコバ３ａに平坦面３ｂを形成することなくレンズ３と中間保持部材５とを図４（Ｂ）に示すように線接触３ｃで接着するようにしてもよい。この場合には平坦面を形成した場合と比べて固定強度が落ちるが、平坦面加工やスペーサを省略することができる。
【００５１】
図５は固体撮像装置の平面図、図６は固体撮像装置の斜視図である。
図５，６に示すように、固体撮像装置７は、配線パターン７３が形成されたガラス基板７１と、ガラス基板７１にバンプ７４を介して電気的に接続される固体撮像素子７５とを備えている。ガラス基板７１には、固体撮像素子７５の画素領域に対応する部分に突起部７１ａを有し、この突起部７１ａと固体撮像素子７５とが薄層化された接着剤を介して接着されている。ガラス基板７１の配線パターン７３とＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）７７とを電気的に接続することにより、入射光が光電変換された電気信号を取り出すことができる。なお、固体撮像装置として、セラミック構造体と基板とを組み合わせた従来公知の一般的なＣＣＤを用いることもできる。
【００５２】
図７は画像読取ユニットの筐体に固体撮像装置を取り付ける様子を示す図である。
図７に示すように、固体撮像装置７は筐体２の取付部に位置決めされて取り付けられる。この場合には固体撮像装置７と結像レンズ３０（調整レンズ３、固定レンズ６）とは結像レンズ３０側で位置調整する。
【００５３】
図８は画像読取ユニットの筐体に固体撮像装置を取り付ける他の例を示す図である。
図８に示すように、固体撮像装置７は筐体２の取付面にＬ字状の中間保持部材８を介して調整自在に取り付けられる。この場合には筐体２に対して固体撮像装置７の位置調整も行うことができる。
【００５４】
図９は画像読取ユニットの組立の一例を示す図であり、図１１は組み立てられた画像読取ユニットの断面図である。
図９（Ａ）に示すように、複数枚のレンズ３，６から構成されている結像光学系と、結像光学系の結像位置に固定される固体撮像素子を有する固体撮像装置７と、これらを保持する保持部材としての筐体２とを有する画像読取ユニットの組付け方法において、複数のレンズ３，６を位置調整して固定する調整レンズ３と、位置調整なしに固定する無調整レンズ６とに分け、次に無調整レンズ６を筐体２に設けた無調整レンズ固定部２ｅに固定し、次に調整レンズ３を無調整レンズ６の光軸に合せて固定し、次に図９（Ｂ）に示すように固体撮像装置７を、組付けられた光学系の光軸に合せて固定することにより、図１１に示すように画像読取ユニットが組み立てられる。なお、符号ＫはＩＣが実装されている基板である。
【００５５】
図１０は画像読取ユニットの組立の他の例を示す図である。
図１０（Ａ）に示すように、複数枚のレンズ３，６から構成されている結像光学系と、結像光学系の結像位置に固定される固体撮像素子を有する固体撮像装置７を、これらを保持する保持部材としての筐体２とを有する画像読取ユニットの組付け方法において、複数のレンズ３，６を位置調整して固定する調整レンズ３と、位置調整なしに固定する無調整レンズ６とに分け、次に無調整レンズ６を保持部材に設けた無調整レンズ固定部２ｅに固定し、固定された無調整レンズ６の光軸に合せて固体撮像装置７を固定し、次に図１０（Ｂ）に示すように、調整レンズ３を無調整レンズ６の光軸或いは無調整レンズ６と固体撮像装置７との総合特性軸に合せて固定する。
【００５６】
図１２は本発明の読取ユニットを備える画像走査装置の一例として多機能型デジタル画像形成装置の概略構成図である。
図１２に示すように、この画像形成装置は、自動原稿送り装置１０１、読み取りユニット１５０、書込ユニット１５７、給紙ユニット１３０及び後処理ユニット１４０とを備えて構成されている。自動原稿送り装置１０１は、原稿を読取ユニット１５０のコンタクトガラス１０６上に自動的に給送し、読み取りが終了した原稿を自動的に排出する。読み取りユニット１５０はコンタクトガラス１０６上にセットされた原稿を照明して光電変換装置であるＣＣＤ１５４によって読み取り、書込ユニット１５７は読み取られた原稿の画像信号に応じて感光体１１５上に画像を形成し、給紙ユニット１３０から給紙された転写紙上に画像を転写して定着する。定着が完了した転写紙は後処理ユニット１４０に排紙され、ソートやステープルなどの所望の後処理が行われる。
【００５７】
まず、読み取りユニット１５０は、原稿を載置するコンタクトガラス１０６と光学走査系で構成され、光学走査系は露光ランプ１５１、第１ミラー１５２、レンズ１５３、ＣＣＤイメージセンサ１５４、第２ミラー１５５および第３ミラー１５６などからなっている。露光ランプ１５１および第１ミラー１５２は図示しない第１キャリッジ上に固定され、第２ミラー１５５および第３ミラー１５６は図示しない第２キャリッジ上に固定されている。原稿を読み取る際には、光路長が変化しないように第１キャリッジと第２キャリッジとは２対１の相対速度で機械的に走査される。この光学走査系は図示しないスキャナ駆動モータによって駆動される。
【００５８】
原稿画像はＣＣＤイメージセンサ１５４によって読み取られ、光信号から電気信号に変換されて処理される。レンズ１５３およびＣＣＤイメージセンサ１５４を図１２において左右方向に移動させると画像倍率を変化させることができる。すなわち、指定された倍率に対応してレンズ１５３およびＣＣＤイメージセンサ１５４の図において左右方向の位置が設定される。
【００５９】
書き込みユニット１５７はレーザ出力ユニット１５８、結像レンズ１５９およびミラー１６０によって構成され、レーザ出力ユニット１５８の内部には、レーザ光源であるレーザダイオードおよびモータによって高速で定速回転するポリゴンミラーが設けられている。
【００６０】
レーザ出力ユニット１５８から照射されるレーザ光は、前記定速回転するポリゴンミラーによって偏向され、結像レンズ１５９を通ってミラー１６０で折り返され、感光体面上に集光されて結像する。偏向されたレーザ光は感光体１１５
が回転する方向と直交する所謂主走査方向に露光走査され、後述する画像処理部のＭＳＵ６０６によって出力された画像信号のライン単位の記録を行う。そして、感光体１１５の回転速度と記録密度に対応した所定の周期で主走査を繰り返すことによって感光体面上に画像、すなわち静電潜像が形成される。
【００６１】
このように書き込みユニット１５７から出力されるレーザ光が、画像作像系の感光体１１５に照射されるが、感光体１１５の一端近傍のレーザ光の照射位置に主走査同期信号を発生する図示しないビームセンサが配されている。このビームセンサから出力される主走査同期信号に基づいて主走査方向の画像記録タイミングの制御、および後述する画像信号の入出力用の制御信号の生成が行われる。
【００６２】
図１３は本発明の光学エレメントの固定構造を適用した書込ユニットを示す図である。
図１３に示すように、書込ユニットは、ＬＤ２０１と、コリメートレンズ２０２と、光路合成用光学系２０３と、ポリゴンミラー２０４と、反射ミラー２０５と、ｆθレンズ２０６と、同期センサ２０７とを備え、感光体ドラム２０８上に静電潜像を形成する。このような書込ユニットのＬＤ２０１とコリメータレンズ２０２との固定構造２００においても本発明を適用することができる。
【００６３】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の光学エレメントの固定構造によれば、光学エレメントの接着固定前に光学エレメントの軸調整を簡単に行うことができるようにして、軸調整後に光学エレメントの取付けを高精度に行うことができるという効果を有する。
【００６５】
また、本発明の読取ユニットによれば、結像レンズ側で偏心調整できるので、固体撮像素子の位置調整が簡単化し、ねじ止めや無調整で取り付けることができるとともに、光学エレメントを高精度に取り付けることができるので、高精度な読み取りを行うことができる。
【００６６】
また、本発明の画像走査装置によれば、高精度な読み取りを行うことができるので、高精度な画像走査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学エレメントの固定構造を備えた画像読取ユニットを示す図である。
【図２】図１の固定構造の要部を示す図である。
【図３】（Ａ）は図２の平坦面の代わりに用いるスペーサを示す図であり、（Ｂ）はスペーサをの使用状態を示す図である。
【図４】図１の固定構造のその他の変形例を示す図である。
【図５】図１の画像読取ユニットに用いる固体撮像装置の平面図である。
【図６】図１は画像読取ユニットに用いる固体撮像装置の斜視図である。
【図７】本発明に係る画像読取ユニットの筐体に固体撮像装置を取り付ける様子を示す図である。
【図８】本発明に係る画像読取ユニットの筐体に固体撮像装置を取り付ける他の例を示す図である。
【図９】本発明に係る画像読取ユニットの組立の一例を示す図である。
【図１０】本発明に係る画像読取ユニットの組立の他の例を示す図である。
【図１１】本発明に係る組み立てられた画像読取ユニットの断面図である。
【図１２】本発明に係る画像走査装置の一例としての複写機の概略を示す図である。
【図１３】本発明に係る書込ユニットを示す図である。
【図１４】従来の物体、結像レンズおよび固体撮像素子の光学的な位置関係を示す図である。
【図１５】従来の固体撮像素子の概略正面図である。
【図１６】従来のワークの取り付け手順を示す図である。
【図１７】従来の充填接着方法のモデル図であり、（Ａ）はその上面図、（Ｂ）は同図（Ａ）のＨ−Ｈ断面図である。
【符号の説明】
１ 画像読取ユニット
２ 筐体（ベース部材）
２ｃ 取付面
３ レンズ（光学エレメント）
３ａ コバ（側面）
３ｂ 平面部
５ 中間保持部材
５ａ 第１の取付面
５ｂ 第２の取付面
５ｃ リブ
７ 固体撮像装置
１３ａ スペーサ
７５ ＣＣＤ（光と電気との変換部材）
２０１ ＬＤ（光と電気との変換部材）
Claims (13)
- 光学エレメントをベース部材に固定する固定構造において、
光線が透過する透過面の周囲に側面を有する前記光学エレメントと、
前記側面に対向する第１の取付面と、該第１の取付面とは異なる角度を有する第２の取付面とを有する中間保持部材と、
前記第２の取付面に対向する前記ベース部材側の取付面を有する前記ベース部材とを備え、
前記光学エレメントと前記中間保持部材とが、前記ベース部材側の取付面を介して前記ベース部材上を移動することで、前記光学エレメントの光軸方向と前記光軸に直交する第１の方向に位置調整され、かつ、
前記光学エレメントが、前記第１の取付面を移動することで、前記光軸と前記第１の方向との両方に直交する第２の方向に位置調整されて、
前記ベース部材と前記光学エレメントとが前記中間保持部材を介して接着固定されていることを特徴とする光学エレメントの固定構造。 - 前記光学エレメントに対して所定位置に、光と電気との変換部材が前記ベース部材に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の光学エレメントの固定構造。
- 前記接着固定に用いる接着剤は光硬化型接着剤であって、前記中間保持部材は少なくとも前記光硬化型接着剤を硬化する光に対して透光性であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学エレメントの固定構造。
- 前記中間保持部材の第１の取付面と第２の取付面とは直交していることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の光学エレメントの固定構造。
- 前記中間保持部材はリブを備えていることを特徴とする請求項４に記載の光学エレメントの固定構造。
- 前記光学エレメントの側面に前記中間保持部材の第１の取付面と対向する平面部を備えていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の光学エレメントの固定構造。
- 前記平面部は前記光学エレメントの光軸と平行であることを特徴とする請求項６に記載の光学エレメントの固定構造。
- 前記平面部は前記光学エレメントの側面を研削して形成されていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の光学エレメントの固定構造。
- 前記光学エレメントの側面に倣う側面対向面と、中間保持部材の第１の取付面に倣う倣い面とを有するスペーサを備え、該スペーサの側面対向面が前記光学エレメントの側面に対向し、前記スペーサの倣い面が前記中間保持部材の第１の取付面に対向しており、
前記光学エレメントは、前記スペーサを介して前記中間保持部材に接着固定されていることを特徴とする請求項１に記載の光学エレメントの固定構造。 - 結像レンズの結像位置に固体撮像素子を配置した画像読取ユニットにおいて、
光線が透過する透過面の周囲に側面を有するレンズと、
前記側面に対向する第１の取付面と該第１の取付面とは異なる角度を有する第２の取付面とを有する中間保持部材と、
前記第２の取付面に対向するベース部材側の取付面を有するベース部材とを備え、
前記レンズと前記中間保持部材とが、前記ベース部材側の取付面を介して前記ベース部材上を移動することで、前記レンズの光軸方向と前記光軸に直交する第１の方向に位置調整され、かつ、
前記レンズが、前記第１の取付面を移動することで、前記光軸と前記第１の方向との両方に直交する第２の方向に位置調整されて、
前記ベース部材と前記レンズとが前記中間保持部材を介して接着固定されていることを特徴とする画像読取ユニット。 - 前記結像レンズと前記固体撮像素子との間にカバーを備えていることを特徴とする請求項１０に記載の画像読取ユニット。
- 前記結像レンズは、複数のレンズから構成されていることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の画像読取ユニット。
- 請求項１０〜１２の何れかに記載の画像読取ユニットを用いた画像走査装置。
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