JPH05284278A - 原稿読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】製造効率を高め、製造コストを低減させること
ができるとともに原稿を正確に読み取ることができる原
稿読み取り装置を提供する。 【構成】光源１と、所定の間隔で直線状に配列された複
数個のレンズ７と、該各レンズに１対１に対応するとと
もに直線状に配列された多数の光電変換素子４ａを有す
る複数個の半導体チップとから成り、複数個のレンズ７
が一体成形された透光性プラスチックから成る原稿読み
取り装置。また、上記一体成形された透光性プラスチッ
クを、個々のレンズを連結するための波状体により構成
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はファクシミリ等に用いら
れる密着型の原稿読み取り装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、密着型イメージセンサ等の原稿読
み取り装置の開発が活発に行われている。この原稿読み
取り装置として本発明者等は既に図１１及び図１２に示
すような構成を提案した。図１１はその原稿読み取り装
置の分解斜視図であり、図１２は図１１のＸ−Ｘ線断面
図である。これらの図によれば、１は光源、２はレン
ズ、３はレンズ２を支持する筐体、４は半導体チップ、
５は半導体チップ４が載置される電気絶縁性基板であ
る。上記光源１は発光ダイオードや蛍光灯等から成り、
原稿６の斜め下方に原稿６に対し平行となるように配置
され、そして、この光源１は原稿６の下面に対し斜めに
投光し、その反射光を光電変換素子４ａに照射すること
によって原稿６の画像情報を光電変換素子４ａに伝達さ
せる作用を為す。この光源１が投光する原稿６の下方に
は、複数個のレンズ２が原稿６から所定の距離を隔てた
位置に直線状に配されており、各レンズ２は原稿６で反
射する光源１の光を幾つかのブロックに分割するととも
に分割した各ブロックの反射光を半導体チップ４上の光
電変換素子４ａに縮小照射させる作用を為す。このレン
ズ２はその各々の両端がアルミニウム等から成る筐体３
に支持されており、この筐体３によって各レンズ２は原
稿６から所定の距離を隔てた位置に直線状に配されるこ
ととなる。

【０００３】上記筐体３によって直線状に配されたレン
ズ２の下方には、それと所定の間隔をもって電気絶縁性
基板５が平行に配されており、この電気絶縁性基板５の
上面には更に上面に多数の光電変換素子４ａを有する半
導体チップ４がレンズ２と所定の距離を隔てて且つレン
ズ２と１対１に対応する数だけ直線状に配されている。

【０００４】前記各半導体チップ４の上面に形成された
光電変換素子４ａはレンズ２を介して照射される原稿６
の反射光を所定の電気信号に変換する作用を為し、これ
によって原稿６の画像情報が電気信号に変換される。

【０００５】かくして上述した原稿読み取り装置では、
前記光源１が原稿６に投光し、その反射光を幾つかのブ
ロックに分割するとともに各ブロックの反射光をレンズ
２を介して半導体チップ４の各光電変換素子４ａ上に照
射させ、その照射された光に対応する光電変換を起こさ
せることによって原稿６の画像を読み取るようにしてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の原稿読み取り装置においては、各半導体チッ
プ４に対応してそれぞれ一個ずつレンズ２を設けてお
り、これによって、そのレンズ２の個数に応じてコスト
が高くなり、しかも、そのレンズ２を個別に搭載すると
いう工程上の作業があり、製造効率が高められないとい
う問題点があった。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】本発明の請求項１に係
る原稿読み取り装置は、光源と、所定の間隔で直線状に
配列された複数個のレンズと、該各レンズに１対１に対
応するとともに直線状に配列された多数の光電変換素子
を有する複数個の半導体チップとから成り、このような
複数個のレンズが一体成形された透光性プラスチックか
ら成ることを特徴とする。

【０００８】本発明の請求項２に係る原稿読み取り装置
は、請求項１に係る原稿読み取り装置の上記一体成形さ
れた透光性プラスチックが、個々のレンズを連結するた
めの波状体により構成されたことを特徴とする。

【０００９】本発明の請求項３に係る原稿読み取り装置
は、光源と、所定の間隔で直線状に配列された複数個の
レンズと、各レンズに１対１に対応するとともに直線状
に配列された多数の光電変換素子を有する複数個の半導
体チップと、少なくとも上記複数個のレンズと複数個の
半導体チップとが配設された筐体とから成り、前記複数
個のレンズが可とう性板状体上に一直線状に配列される
とともに該複数個のレンズと可とう性板状体とが一体成
形された透光性プラスチックを、上記筐体に設けられた
複数個のレンズ位置決め用部材に上記各レンズを設定す
るとともに上記可とう性板状体を波状体に変形させるこ
とで筐体に設置したことを特徴とする。

【００１０】

【作用】請求項１に係る原稿読み取り装置によれば、複
数個のレンズが一体成形された透光性プラスチックから
成ることにより個々のレンズのコストの全体に比べて、
その全コストを低減させることができ、しかも、その製
造工程上この装置に各レンズを個別に搭載せず、一体成
形された複数個のレンズを一回で搭載でき、これによ
り、製造効率を高めることができる。

【００１１】また、上記の一体成形された透光性プラス
チックをその装置の筐体に搭載した場合、その透光性プ
ラスチックの線膨張係数が筐体の線膨張係数に比べて著
しく大きいので、温度変化による光電変換素子間の熱膨
張は実質上問題にならないのに対して、レンズ間の熱膨
張は非常に大きく、そのため個々の光電変換素子とレン
ズの相対位置が大きくずれることになるが、これに対し
て、請求項２に係る原稿読み取り装置によれば、予め所
定の位置に配置されたレンズ位置になるように一体成形
された透光性プラスチックが温度変化により伸縮して
も、個々のレンズを連結するための波状体が設けられ、
しかも、その一連のレンズ群の両端は筐体に固定されて
いるので、レンズ位置は筐体の線膨張係数に従って変化
し、光電変換素子も筐体の線膨張率に従って位置変化
し、これにより、レンズと光電変換素子の間で相対的に
位置ずれが生じることはない。

【００１２】また、請求項３に係る原稿読み取り装置に
よれば、前記複数個のレンズが可とう性板状体上に一直
線状に配列されるとともにこれらが一体成形された透光
性プラスチックを、筐体に設けられた複数個のレンズ位
置決め用部材に上記各レンズを設定するとともに上記可
とう性板状体を波状体に変形させることで筐体に設置し
ており、これによってもレンズと光電変換素子の間で相
対的に位置ずれが生じることはない。しかも、このよう
に一体成形した透光性プラスチックであれば、その形状
に細い箇所がなく単純な形状であり、そのために、この
透光性プラスチック成形品を射出成形しても原料樹脂が
末端にまで行き届き、良好な透光性プラスチック成形品
が作られるという利点もある。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００１４】図１は本発明の原稿読み取り装置における
光源とレンズと半導体チップとの位置関係を表す図、図
２はレンズと半導体チップとの位置関係を表す図であ
り、１は光源、７は一体成形された透光性プラスチック
のレンズアレー体、４は半導体チップ、５は半導体チッ
プ４が載置される電気絶縁性基板である。また、図２は
レンズアレー体７と半導体チップ４との関係を示す正面
図である。上記レンズアレー体７は複数個の円柱状レン
ズ７ａと、各円柱状レンズ７ａを連結する一回屈折した
棒状体７ｂとから成り、各円柱状レンズ７ａには４方に
その棒状体７ｂが接続され、しかも、その棒状体７ｂが
レンズアレー体７のアレー方向にわたって波状になるよ
うに配設される。尚、この実施例の原稿読み取り装置に
おいて、レンズアレー体７を除く各部材の内容並びにそ
の配置は、先に図１１及び図１２に示すような構成の原
稿読み取り装置と同じである。

【００１５】また、図１と図２との各レンズアレー体７
は棒状体７ｂの形成方法という点で、その本数が異なる
それぞれの例を示しているに過ぎず、実質上同一の機能
を有する。

【００１６】上記光源１は発光ダイオードや蛍光灯等か
ら成り、原稿６の斜め下方に原稿６に対し平行となるよ
うに配置されている。この光源１は原稿６の下面に対し
斜めに投光し、その反射光を光電変換素子４ａに照射す
ることによって原稿６の画像情報を光電変換素子４ａに
伝達させる作用を為す。上記光源１が投光する原稿６の
下方には、複数個のレンズ７ａが原稿６から所定の距離
を隔てた位置に直線状に配されており、各レンズ７ａは
原稿６で反射する光源１の光を幾つかのブロックに分割
するとともに分割した各ブロックの反射光を半導体チッ
プ４上の光電変換素子４ａに縮小照射させる作用を為
す。

【００１７】また上記レンズアレー体７の下方には、電
気絶縁性基板５がそれと所定間隔をもって平行に配され
ており、その電気絶縁性基板５の上面には更に上面に多
数の光電変換素子４ａを有する半導体チップ４がレンズ
７ａと所定の距離を隔てて、且つレンズ２と１対１に対
応する数だけ直線状に配されている。

【００１８】上記各半導体チップ４の上面に形成された
光電変換素子４ａはレンズ７ａを介して照射される原稿
６の反射光を所定の電気信号に変換する作用を為し、こ
れによって原稿６の画像情報が電気信号に変換される。

【００１９】前記レンズアレー体７はアクリル系樹脂、
ポリカーボネイト系樹脂、ポリエスレル系樹脂等からな
り、射出成形法、プレス法によって一体成形して作製す
る。その際、図２に示すように円柱状レンズ７ａを成す
ように成形するが、その円柱状の一方の端面には凸状の
球面７ｃを作り、他方の端面には凹状の球面７ｄを作
り、これによって原稿６の反射光を半導体チップ４上に
集光させる。

【００２０】このような原稿読み取り装置では、光源１
が原稿６に投光し、その反射光をレンズ７ａを介して半
導体チップ４の上面に形成された光電変換素子４ａに照
射させ、各光電変換素子４ａに照射させた光に対応する
光電変換を起こさせることによって原稿読み取り装置と
して機能する。

【００２１】かくして、上記構成の原稿読み取り装置に
よれば、複数個のレンズ７ａが一体成形された透光性プ
ラスチックから成ることにより個々のレンズのコストの
全体に比べて、その全コストを低減させることができ、
しかも、その製造工程上この装置に各レンズを個別に搭
載せず、一体成形された複数個のレンズ７ａを一回で搭
載でき、これにより、製造効率を高めることができる。

【００２２】次に上記原稿読み取り装置の具体的構成を
述べる。

【００２３】図３はこの原稿読み取り装置の断面概略図
であり、同図中、図１と同一箇所には同一符号を付す。

【００２４】同図によれば、８は長尺状の筐体であり、
この筐体８には光源搭載斜面８ａが形成され、この光源
搭載斜面８ａに光源１であるＬＥＤ９とそのＬＥＤ搭載
基板１０が配置されている。筐体８の上にはガラス基板
１１が配置され、このガラス基板１１の上を読み取るべ
き原稿（図示せず）が送られる。筐体８には凹部８ｂが
形成され、この凹部８ｂにレンズアレー体７が配置さ
れ、しかも、このレンズアレー体７の両端は、筐体８の
長尺端部に固定される。筐体８の下部にはガラスエポキ
シなどから成る電気絶縁性基板５が設置され、この電気
絶縁性基板５の上には半導体チップ４が配列される。ま
た、この電気絶縁性基板５を筐体８に設置するのにアル
ミニウム等からなる底蓋１２が付けられる。尚、図中の
矢印は光路である。

【００２５】上面に多数の光電変換素子４ａを有する半
導体チップ４は、シリコン等からなる半導体チップ４の
上面に光電変換素子４ａを従来周知のフォトリソグラフ
ィー技術やイオンビーム加工法等によって製作される。

【００２６】また前記半導体チップ４が載置される電気
絶縁性基板５は例えばガラスエポキシ樹脂等から成り、
その上面に銅等から成る所定の導体パターン（図示せ
ず）を有しており、その導体パターンの一部に半導体チ
ップ４の各電極をボンディングワイヤ等を介して電気的
接続させ、他端を外部駆動回路（図示せず）に電気的接
続させることによって光電変換素子４ａにより所定の電
気信号に変換された原稿６の画像情報は外部駆動回路に
伝達されることとなる。

【００２７】このような構成において、レンズアレー体
７の熱膨張係数は例えばアクリル系樹脂から成る場合に
は６×１０^-5／℃であり、各レンズ７ａの間隔が８ｍｍ
であると２５℃から５０℃にまで高められるとその間隔
が１２μｍ伸びるが、これに対して筐体８がガラス繊維
強化（或いは炭素繊維強化）されたポリカーボネイト系
樹脂から成る場合には、その線膨張係数は例えば１．９
×１０^-5／℃であるので、間隔８ｍｍ、温度変化ΔＴ＝
２５に対しては、３．８μｍとわずかなずれに過ぎな
い。この数値は実用上原稿読み取り装置として使用する
場合の許容範囲内である。そして、波状に配列された棒
状体７ｂによりレンズアレー体７が伸縮性を具備でき、
筐体８の寸法に応じてレンズアレー体７のアレー寸法が
決まり、これによって熱膨張によるレンズと受光素子と
の相対的位置のずれを防止できる。

【００２８】更にまた本実施例においては、レンズアレ
ー体９の両端を固定した筐体８と、半導体チップ４が載
置される電気絶縁性基板５の線膨張係数が実質的に同一
とするのがよい。

【００２９】この筐体８は、例えばガラス繊維強化プラ
スチック（線膨張率：１７×１０^-6Ｋ^-1）で形成され、
従来周知の射出成形法等を採用することによって所定の
形状に成形製作される。電気絶縁性基板５は例えばガラ
ス繊維強化エポキシ樹脂等から成り、このガラスエポキ
シ樹脂はその線膨張率が１５×１０^-6〜３０×１０^-6Ｋ
^-1であり、レンズアレー体９を支持する筐体８の線膨張
率と実質的に同一であることから、原稿の読み取り時、
電気絶縁性基板５上の導体パターンや光源１等に電力が
印加され、その電力の印加に伴って発生するジュール熱
で原稿読み取り装置が高温に成ったとしても、電気絶縁
性基板５と筐体８とは実質的に同じ量だけ熱膨張し、そ
の結果、電気絶縁性基板５に載置される半導体チップ４
と筐体８に支持されるレンズ７ａを常に所定位置と成し
て両者間に位置ずれを発生することは実質的に無く、こ
れによって原稿６の読み取りが正確に行われるように成
る。

【００３０】このようなガラスエポキシ樹脂から成る電
気絶縁基板５は、ガラス繊維中にゾル状としたエポキシ
樹脂を流し込み、しかる後、そのエポキシ樹脂を硬化さ
せることにより製作され、その上面に半導体チップ４が
複数個、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂等から成る接着
材を介して直線状に載置固定される。

【００３１】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の
変更、改良等が可能である。これらの例を図４〜図１０
により示す。

【００３２】例えば図４に示すような形状のレンズアレ
ー体１３であってもよい。このレンズアレー体１３で
は、１３ａがレンズであり、このレンズ１３ａは板状体
の一部をレンズ状になして作る。これらのレンズ１３ａ
は可とう性の帯状体１３ｂと連結されている。

【００３３】図５は他の形状のレンズアレー体１４を示
す。この図によれば、矩形柱状体１４ａの内部に円柱状
のレンズ１４ｂが形成され、更に各矩形柱状体１４ａは
板状体１４ｃにより連結される。これによって複数個の
板状体１４ｃが配列されて波状となり、伸縮性が得られ
る。

【００３４】また、図６に示すように図１の原稿読み取
り装置において、各レンズ７ａの間に遮光板１５を設け
てもよく、この遮光板１５は筐体８の射出成形時に一体
成形される。これによって、隣接するレンズ７ｂの光が
入らないので、迷光を防止でき、読み取り特性（例えば
主走査ＭＴＦ、黒／白比）を高めることができる。

【００３５】更にまた図４に示すレンズアレー体１３で
あれば、図７に示すように遮光板１６を設ければよい。
この図においては、レンズ１６ａを固定するのに押さえ
板１７を設けており、この押さえ板１７を遮光板１６と
ともには筐体８の射出成形時に一体成形する。

【００３６】また図８に示すようなレンズアレー体１８
を用いてもよい。このレンズアレー体１８は、各レンズ
１８ａを１枚の可とう性板状体１８ｂに配列された構成
であり、各レンズ１８ａはレンズとなる円柱体に鍔部１
８ｃが形成され、更に筐体８には各レンズ１８ａの位置
決め用の枠１９が筐体８の射出成形時に一体成形されて
おり、図９に示すようにこの各枠１９に上記鍔部１８ｃ
を係合させて上記各レンズ１８ａを設定するとともに、
図１０に示すように上記可とう性板状体１８ｂを波状体
に変形させ、これによってレンズアレー体１８を筐体８
に設置してもよい。このような構成のレンズアレー体１
８であれば、その形状に細い箇所がなく、図１に示すレ
ンズアレー体７の棒状体７ｂがなく、単純な形状であ
り、そのために、この透光性プラスチック成形品を射出
成形しても原料樹脂が末端にまで行き届き、良好な透光
性プラスチック成形品が作られる。

【００３７】

【発明の効果】以上の通り、本発明の原稿読み取り装置
においては、複数個のレンズが一体成形された透光性プ
ラスチックを採用することにより個々のレンズのコスト
に比べて、そのコストを低減させることができ、しか
も、その製造工程上この装置に各レンズを個別に搭載せ
ず、一体成形された複数個のレンズを一回で搭載でき、
これにより、製造効率が高めることができ、製造コスト
を低減させることができる。

【００３８】また、本発明の原稿読み取り装置において
は、予め所定に位置に配置されたレンズ位置になるよう
に一体成形された透光性プラスチックが温度変化により
伸縮しても、個々のレンズを連結するための波状体が設
けられているので、レンズ位置は筐体の線膨張率に従っ
て変化く、受光素子も筐体の線膨張率に従って位置変化
し、レンズと受光素子の間で相対的に位置ずれが生じる
ことはない。

【００３９】更にまた、前記複数個のレンズが可とう性
板状体上に一直線状に配列されるとともにこれらが一体
成形された透光性プラスチックを、筐体に設けられた複
数個のレンズ位置決め用部材に上記各レンズを設定する
とともに上記可とう性板状体を波状体に変形させること
で筐体に設置した場合であれば、その形状に細い箇所が
なく単純な形状であり、そのために、この透光性プラス
チック成形品を射出成形しても原料樹脂が末端にまで行
き届き、良好な透光性プラスチック成形品が作られると
いう利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原稿読み取り装置における光源とレン
ズと半導体チップとの位置関係を表す斜視図である。

【図２】本発明の原稿読み取り装置におけるレンズと半
導体チップとの位置関係を表す斜視図である。

【図３】本実施例の原稿読み取り装置の断面概略図であ
る。

【図４】レンズアレー体の一例を示す斜視図である。

【図５】レンズアレー体の一例を示す斜視図である。

【図６】レンズアレー体と遮蔽板との関係を示す斜視図
である。

【図７】レンズアレー体と遮蔽板との関係を示す斜視図
である。

【図８】レンズアレー体の一例を示す斜視図である。

【図９】図８のレンズアレー体の個々のレンズの設置状
態を示す斜視図である。

【図１０】図８のレンズアレー体の設置状態を示す斜視
図である。

【図１１】従来の原稿読み取り装置の分解斜視図であ
る。

【図１２】図１１の原稿読み取り装置のＸ−Ｘ線断面図
である。

【符号の説明】

１・・・・光源 ７、１３、１４、１８ ・・・レンズアレー体 ３、８・・筐体 ４・・・・半導体チップ ４ａ・・・光電変換素子 ５・・・・電気絶縁性基板 ６・・・・原稿

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源と、所定の間隔で直線状に配列された
   複数個のレンズと、該各レンズに１対１に対応するとと
   もに直線状に配列された多数の光電変換素子を有する複
   数個の半導体チップとから成る原稿読み取り装置におい
   て、前記複数個のレンズが一体成形された透光性プラス
   チックから成ることを特徴とする原稿読み取り装置。
2. 【請求項２】前記一体成形された透光性プラスチック
   が、個々のレンズを連結するための波状体により構成さ
   れたことを特徴とする請求項１記載の原稿読み取り装
   置。
3. 【請求項３】光源と、所定の間隔で直線状に配列された
   複数個のレンズと、該各レンズに１対１に対応するとと
   もに直線状に配列された多数の光電変換素子を有する複
   数個の半導体チップと、少なくとも上記複数個のレンズ
   と複数個の半導体チップとが配設された筐体とから成る
   原稿読み取り装置において、前記複数個のレンズが可と
   う性板状体上に一直線状に配列されるとともに該複数個
   のレンズと可とう性板状体とが一体成形された透光性プ
   ラスチックを、上記筐体に設けられた複数個のレンズ位
   置決め用部材に上記各レンズを設定するとともに上記可
   とう性板状体を波状体に変形させることで筐体に設置し
   たことを特徴とする原稿読み取り装置。