DE69119832T2 - Zeilenbildsensor vom Kontakt-Typ - Google Patents

Zeilenbildsensor vom Kontakt-Typ

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Zeilenbildwandler vom Kontakttyp zur Verwendung in Faksimilemaschinen, Dokumentscannern, intelligenten Kopierern und dergleichen. Ein solcher Zeilenbildwandler tastet Originaldokumente zeilenweise ab und gibt ein das Bild repräsentierendes elektrisches Signal an eine Verarbeitungsschaltung ab.
  • Patent Abstract of Japan, Vol 11, Nr. 138 (E-503), Mai 1987 (JP-A-61278265), zeigt eine Faksimile-Sensoreinheit, bei der eine Lichtquelle außerhalb einer Lesekammer angeordnet ist. Das Licht von der Lichtquelle wird durch eine Abschirmungswand mittels eines Flachplatten-Lichtkondensors geleitet. Licht von dem Kondensor wird direkt auf die Oberfläche eines zu lesenden Originaldokuments fokussiert. Reflexionslicht wird durch eine Stablinse zu einem Sensor geleitet.
  • Patent Abstract of Japan, Vol 12, Nr. 461 (E-689), Dezember 1988 (JP-A-63185159), zeigt einen Bildwandler, der eine transparente Platte aufweist, die eine äußere Oberfläche hat, von der ein Originalbild abgelesen wird. Eine Lichtquelle und eine reflektierende Spiegelfläche sind vorgesehen, um Licht auf die zu lesende Oberfläche zu projizieren. Ein Sensorelement und eine Stablinsenanordnung fokussieren das von dem Originaldokument reflektierte Licht an dem Sensorelement.
  • Das Dokument Patent Abstracts of Japan, Vol 12, Nr. 99 (E-594), März 1988 (JP-A-62-230255), zeigt einen Bildwandler vom Kontakttyp, bei dem ein auf ein Dokumentglas gelegtes Originaldokument von einem LED-Feld beleuchtet wird. Eine Elektroplatte ist vor der Glasplatte angeordnet und hat einen Flüssigkristallverschluß, der zuläßt, daß von dem Original reflektiertes Licht in ein Linsenfeld eintritt. Das kollimierte Licht von dem Linsenfeld wird auf ein lichtempfindliches Sensorelement gerichtet.
  • Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines anderen herkömmlichen Zeilenbildwandlers vom Kontakttyp. In dieser Figur bezeichnet 1 ein abzutastendes Originaldokument; 2 ist eine Andruckwalze aus Silikonkautschuk, um das Originaldokument an eine Glasplatte 3 zu drücken; 4 ist eine Original-Leseoberfläche; 5 ist eine LED-Element-Lichtquelle, die eine Vielzahl von in einer Reihe angeordneten LED enthält; 6 ist eine Stablinsenanordnung, die eine Vielzahl von Linsen enthält, die in einer Reihe angeordnet sind; 7 ist ein IC- Sensorelementfeld; 8 ist ein keramisches bedrucktes Verdrahtungssubstrat, auf das eine Dickschicht aufgedruckt ist; 9 ist ein flexibles Substrat, um das Substrat 8 mit den Stiften 10a eines Verbinders 10 zu verbinden; 11 ist ein Rahmen aus Aluminium, an dem die vorgenannten Teile in vorbestimmten Positionen montiert sind; und 16 ist ein Formmaterial oder eine Glasabdeckung zum Schutz des IC-Sensorelements 7.
  • Als nächstes wird die Betriebsweise beschrieben. Das Originaldokument 1 wird in einer Richtung entsprechend dem Pfeil transportiert, während es dabei durch die Rotation der Andruckwalze 2 gegen die Original-Leseoberfläche 4 der Glasplatte 3 gedrückt wird. Originalzeichen des Originaldokuments auf der Leseoberfläche 4 werden von der Lichtquelle 5 beleuchtet und durch die Stablinsenanordnung 6 auf das IC- Sensorelement 7 fokussiert. Von dem IC-Sensorelement 7 gelesene Informationen werden dem Verbinder 10 über eine Leiterstruktur (nicht gezeigt) zugeführt, die auf dem gedruckten Verdrahtungssubsterat 8 und dem flexiblen gedruckten Substrat 9 ausgebildet ist.
  • Die Original-Leseoberfläche 4 ist auf der Oberfläche der Glasplatte 3 ausgebildet, die in den Rahmen 11 so eingepaßt ist, daß das optische System der Stablinsenanordnung 6 nicht verdeckt wid. Ein innerer Raum, der von dem Rahmen 11 und der Glasplatte 3 gebildet ist, ist gegenüber Staub so empfindlich, daß beim Eintritt von Staub in diesen Raum Leseinformationen verzerrt werden, so daß zusätzliche Zeilen oder Zwischenräume in den Informationen erzeugt werden. Der vorgenannte Raum ist daher abgeschlossen, um den Eintritt von Staub von außen zu verhindern.
  • Ein herkömmlicher Bildwandler vom Kontakttyp ist wie oben beschrieben aufgebaut. Der Wandler ist zwar vor Staub von außen geschützt, aber es sind viele innere Teile vorgesehen. Der innere Aufbau ist kompliziert, und der Wandler ist Teilchen wie etwa Fragmenten, die bei der Montage der inneren Teile erzeugt werden, oder Spänen vom Rahmen, die bei dessen Herstellung erzeugt werden, ausgesetzt. Außerdem ist in optischer Hinsicht die Distanz zwischen der Lichtquelle 5 und der Original-Leseoberfläche 4 kurz. Daher stellt sich das Problem ein, daß Unregelmäßigkeiten in der Helligkeit zwischen LED-Elementen, die in einer linearen Anordnung als Lichtquelle 5 angeordnet sind, auf der Leseoberfläche 4 erscheinen, wodurch die Bildgüte des Originaldokuments 1 verschlechtert wird.
  • Die vorliegende Erfindung dient dem Ziel, die oben beschriebenen Probleme zu überwinden. Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Zeilenbildwandlers vom Kontakttyp, der gegenüber Staub und anderen das Licht beeinträchtigenden Teilchen undurchlässig ist, eine Kostenverringerung ermöglicht und eine Verbesserung des Leistungsvermögens beim Lesen eines Originalbilds erzielt.
  • Ein Zeilenbildwandler vom Kontakttyp wird gemäß der Erfindung entsprechend der Definition in Anspruch 1 bereitgestellt.
  • Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, die einen herkömmlichen Zeilenbildwandler vom Kontakttyp zeigt;
  • Fig. 2 ist eine Perspektivansicht eines Substrats, das eine Lichtquelle aus einem LED-Feld und ein IC- Sensorelementfeld enthält, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • Fig. 2A ist eine Querschnittsansicht, die einen Zeilenbildwandler vom Kontakttyp gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • Fig. 3, 4, 5 und 6 sind jeweils Querschnittsansichten, die einen Zeilenbildwandler vom Kontakttyp gemäß modifizierten Ausführungsformen der Erfindung zeigen.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Fig. 2 und 2A bezeichnet 1 ein Originaldokument; 2 ist eine Andruckwalze, um ein Originaldokument an eine Glasplatte 3 zu pressen; 4 ist eine Original-Leseoberfläche; 5 ist ein LED-Elementfeld als Lichtquelle; 6 ist eine Stablinsenanordnung; und 7 ist ein IC-Sensorelementfeld, wobei diese Teile gleich wie diejenigen der vorgenannten herkömmlichen Vorrichtung sind.
  • 8 bezeichnet ein gedrucktes Verdrahtungssubstrat, auf dem das LED-Elementfeld 5 und das IC-Sensorelementfeld 7 mit aufeinander abgestimmter Verdrahtungsstruktur angebracht sind; 10 ist ein Verbinder mit Anschlußstiften zum Anschluß an ein Kabel einer Verarbeitungsschaltungs-Schnittstelle, wobei der Verbinder mit Lot an dem Substrat 8 angebracht ist; und 12 ist ein Gehäuse, das beispielsweise aus Harz besteht und eine Glasplatte 3 hat, die mittels Klebstoff 15 an seinem einen Ende angebracht ist, und das gedruckte Verdrahtungssubstrat 8 hat, das mittels Vorsprüngen 26, die Löcher in dem Substrat durchsetzen, an seinem anderen Ende angebracht ist. Das Harzgehäuse 12 ist mit einem inneren separaten Lichtquellenraum 21, um die Original-Leseoberfläche 4 der Glasplatte 3 mittels Licht von dem LED-Elementfeld 5 zu beleuchten, und einem separaten Leseraum 22 ausgebildet, der die Stablinsenanordnung 6 aufnimmt und ein an der Original-Leseoberfläche 4 gelesenes Bild auf das IC- Sensorelementfeld 7 fokussiert, wobei der Lichtquellenraum 21 und der Leseraum 22 voneinander durch eine Trennwand 23 getrennt sind.
  • Die Stablinsenanordnung 6 beeinträchtigt weder einen Raum 22a, der zu der Original-Leseoberfläche 4 führt, noch einen Raum 22b, der zu dem IC-Sensorelement 7 führt, und ist mit dem kleinsten notwendigen Volumen vorgesehen, um die Anbringung des IC-Sensorelements 7 nicht zu beeinträchtigen.
  • 13 bezeichnet eine reflektierende Spiegelfläche, die mit einer Metallschicht versehen ist, und die reflektierende Spiegelfläche 13 ist an einer Wandfläche des Lichtquellenraums 21 ausgebildet, um Licht von dem Lichtquellenfeld 5 zu kondensieren und es auf die Original-Leseoberfläche 4 zu richten; 14 ist eine transparente Acrylplatte, die als Lichtleitelement vorgesehen und als ein Bereich der Trennwand 23 ausgebildet ist; 15 ist ein Klebstoff zum Anbringen der Glasplatte 3, des gedruckten Verdrahtungssubstrats 8 und der Acrylplatte 14 an dem Harzgehäuse 12 derart, daß das Innere des Harzgehäuses dicht abgeschlossen ist; und 16 ist ein transparentes Formmaterial oder eine Glasabdeckung zum Schutz des IC-Sensorelementfelds 7.
  • Als nächstes wird der Betrieb der oben beschriebenen Ausführungsform erläutert. Das Originaldokument 1 wird in einer durch den Pfeil bezeichneten Richtung transportiert, während es gleichzeitig bei Rotation der Andruckwalze 2 gegen die Original-Leseoberfläche 4 gepreßt wird.
  • Das von dem LED-Elementfeld 5, das gemeinsam mit dem IC- Sensorelementfeld 7 auf dem gedruckten Verdrahtungssubstrat 8 angebracht ist, erzeugte Licht wird von der reflektierenden Spiegelfläche 13 im Inneren des Lichtquellenraums 21 reflektiert und durch die Acrylplatte 14 an der Original- Leseoberfläche 4 linear kondensiert.
  • Daher werden Originalzeichen oder dergleichen auf der Original-Leseoberfläche 4 von dem vorgenannten kondensierten Licht beleuchtet und durch die Stablinsenanordnung 6 auf das IC-Sensorelementfeld 7 fokussiert. Die von dem IC-Sensorelementfeld 7 gelesenen Informationen werden direkt zu dem Verbinder 10 durch eine Leiterstruktur (nicht gezeigt) übertragen, die auf dem gedruckten Verdrahtungssubstrat 8 ausgebildet ist.
  • Es ist zu beachten, daß die LED-Elemente 5 normalerweise linear in Abständen von 8 mm angeordnet sind. Damit Licht von den LED-Elementen 5 an der Original-Leseoberfläche 4 linear gleichförmig kondensiert wird, muß die reflektierende Spiegelfläche im Querschnitt konvexe oder konkave Gestalt haben. Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist daher zwar die innere Oberfläche des Harzgehäuses 12 einer Metallisierung unterzogen worden, um die reflektierende Kondensorspiegelfläche 13 mit konvexem Querschnitt auszubilden, es ist aber zu beachten, daß auch eine reflektierende Kondensorspiegelfläche verwendet werden kann, die durch Formen einer Metallplatte erhalten ist.
  • Ferner werden bei der oben beschriebenen Ausführungsform Vorsprünge 26, die integral mit dem Harzgehäuse 12 geformt sind, zum Befestigen des gedruckten Verdrahtungssubstrats 8 an dem Harzgehäuse 12 verwendet. Die Stablinsenanordnung 6 ist zwar integral in das Harzgehäuse 12 eingeformt, aber es ist zu beachten, daß gesonderte Formteile zusammengebaut oder mit Klebstoff aneinander befestigt werden können.
  • Ferner ist an der Trennwand 23 die Acrylplattte 14 vorgesehen, um Licht von der reflektierenden Spiegelfläche 13 auf die Original-Leseoberfläche 4 zu richten, es ist aber zu beachten, daß eine Acrylplatte 17 in Form einer Linse, die im Schnitt kreisrund oder oval wie in Fig. 3 gezeigt ist, hergestellt werden kann, um Licht auf der Original-Leseoberfläche 4 zu kondensieren. Ferner kann, wie Fig. 4 zeigt, ein langgestreckter Glasstab 18, der im Schnitt kreisrunde oder ovale Gestalt hat, anstelle der Acrylplatte 14 verwendet werden.
  • Es wird zwar ein Harzgehäuse 12 gezeigt, aber es versteht sich, daß ein Gehäuse aus einem von Harz verschiedenen Material ebenfalls verwendet werden kann, solange der Lichtquellenraum 21 von dem Leseraum 22 getrennt werden kann.
  • Wie vorstehend beschrieben, enthält gemäß der Erfindung das Harzgehäuse ein gedrucktes Verdrahtungssubstrat, auf dem ein Lichtquellenfeld und ein IC-Sensorelementfeld angebracht sind, und eine Glasplatte mit einer Original-Leseoberfläche, wobei das Gehäuse einen dicht abgeschlossenen Innenraum hat. Das Harzgehäuse hat einen separat geformten Lichtquellenraum mit einer reflektierenden Spiegelfläche, um das Licht von der Lichtquelle auf die Original-Leseoberfläche zu reflektieren, und einen Leseraum mit einer Stablinsenanordnung, um das an der Original-Leseoberfläche gelesene Bild auf das IC- Sensorelementfeld zu fokussieren, und eine transparente Platte ist an dem Lichtleitbereich der Trennwand zwischen den Räumen angeordnet. Daher wird die Vorrichtung von Staub oder von während des Zusammenbaus entstehendem teilchenförmigen Material nicht beeinträchtigt. Das Licht von der Lichtquelle kann wirkungsvoll auf die Original-Oberlfäche kondensiert werden, und die Original-Leseleistung wird verbessert, und es kann ein gleichmäßiges, störungsfreies gelesenes Bild erhalten werden.
  • Ferner wurde zwar gezeigt, daß das Lichtquellenfeld 5 auf dem Substrat 8 angebracht ist, aber das braucht nicht der Fall zu sein; wie Fig. 5 zeigt, kann das Lichtquellenfeld 5 innerhalb des Raums 21 getrennt von dem Substrat angebracht sein, wobei eine Verdrahtungsstruktur an der inneren Oberfläche des Gehäuses 12, die zu dem Substrat verläuft, ausgebildet ist.
  • Außerdem ist es möglich, daß, wie Fig. 6 zeigt, die reflektierende Spiegelfläche 13 flach anstatt konkav ist.

Claims (9)

1. Zeilenbildwandler vom Kontakttyp, der folgendes aufweist:
eine transparente Platte (3), die an einem Ende eines Gehäuses (12) angebracht ist und eine äußere Leseoberfläche (4) hat, von der Originalbildinformation mittels Licht gelesen wird, das von einem an die Leseoberfläche (4) gedrückten Originaldokument (1) reflektiert wird;
eine Lichtquelle (5) und eine Reflexionsspiegelfläche (13), die in dem Gehäuse (12) vorgesehen sind, wobei die Reflexionsspiegelfläche (13) Licht von der Lichtquelle (5) auf die Leseoberfläche (4) der transparenten Platte (3) reflektiert;
ein IC-Sensorelement (7) und ein Stablinsenfeld (6), die in dem Gehäuse (12) vorgesehen sind, wobei das Stablinsenfeld (6) von dem Originaldokument (1) reflektiertes Licht an dem IC-Sensorelement (7) fokussiert und das IC- Sensorelement (7) Licht-Bildinformation, die in dem reflektierten Licht enthalten ist, in elektrische Bildinformation umwandelt;
dadurch gekennzeichnet, daß
das Innere des Gehäuses in eine Lichtquellenkammer (21), die die Lichtquelle (5) und die Reflexionsspiegelfläche (13) enthält, und eine Bildlesekammer (22), die das IC- Sensorelement (7) und das Stablinsenfeld (6) enthält, durch eine Trennwand (23) getrennt ist, die eine Barriere zwischen den Kammern (21, 22) bildet;
wobei die Trennwand (23) einen Lichtleitbereich (14) aufweist, um Licht von der Reflexionsspiegelfläche (13) aus der Lichtquellenkammer (21) und auf die Leseoberfläche (4) der transparenten Platte (3) durchzulassen und zu kondensieren.
2. Zeilenbildwandler vom Kontakttyp nach Anspruch 1, wobei die Lichtquelle (5) und das IC-Sensorelement (7) auf einem einzigen Substrat (8) angebracht sind, das an dem der transparenten Platte (3) gegenüberliegenden Ende des Gehäuses (12) angebracht ist, wobei die transparente Platte (3) und das einzige Substrat (8) Abdichtungen bilden, um das Innere des Gehäuses (12) abzudichten.
3. Zeilenbildwandler vom Kontakttyp nach Anspruch 2, wobei die transparente Platte (3) aus Glas besteht.
4. Zeilenbildwandler vom Kontakttyp nach Anspruch 2, wobei das einzige Substrat (8) eine Verdrahtungsstruktur aufweist, das mit einem externen Verbinder (10) des Bildwandlers verbunden ist.
5. Zeilenbildwandler vom Kontakttyp nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Lichtleitbereich eine Acrylplatte (14) aufweist.
6. Zeilenbildwandler vom Kontakttyp nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Lichtleitbereich ein langgestrecktes Acrylatelement (17) in Form einer Linse aufweist, die einen kreisförmigen oder ovalen Querschnitt hat.
7. Zeilenbildwandler vom Kontakttyp nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Lichtleitbereich einen Glasstab (18) aufweist, der einen kreisförmigen oder ovalen Querschnitt hat.
8. Zeilenbildwandler vom Kontakttyp nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Reflexionsspiegelfläche (13) konkave Gestalt hat.
9. Zeilenbildwandler vom Kontakttyp nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Reflexionsspiegelfläche (13) flach ist.
DE69119832T 1990-07-09 1991-03-27 Zeilenbildsensor vom Kontakt-Typ Expired - Fee Related DE69119832T2 (de)

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