DE69726578T2

DE69726578T2 - Bildlese/aufzeichnungskopf

Info

Publication number: DE69726578T2
Application number: DE69726578T
Authority: DE
Inventors: Hisayoshi Ukyo-ku FUJIMOTO; Hiroaki Ukyo-ku ONISHI
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1996-07-30
Filing date: 1997-07-29
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2017-07-30
Also published as: EP0917341A4; EP0917341A1; CN1226353A; EP0917341B1; DE69726578D1; US6222581B1; WO1998005158A1; CN1147122C; JP3703851B2

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bildlese-/Aufzeichnungskopf, der ein Bild mit Hilfe eines Hitzeübertragungs- oder hitzeempfindlichen Verfahrens lesen und drucken kann.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine Bilderzeugungsvorrichtung, beispielsweise ein Fax-Gerät, ist gewöhnlich mit einem Bildsensor zum Lesen eines Bildes und einem Hitzedruckkopf zum Aufzeichnen eines Bildes versehen, das von dem obigen Bildsensor beispielsweise auf hitzeempfindlichem Papier empfangen oder gelesen wird.
Wenn ein Lese-/Aufzeichnungskopf vorhanden ist, der das Bild lesen und für die Bildverarbeitungsvorrichtung auf Papier aufzeichnen kann, wird das Fax-Gerät mit weniger Teilen und Bestandteilen zusammengebaut, der Kopf nimmt nur einen kleineren Platz ein, und deshalb wird die Maschine noch kompakter.
Ein solcher Lese-/Aufzeichnungskopf wird bereits in der Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 6-319013 erläutert. Gemäß dem in dieser Veröffentlichung offenbarten Lese-/Aufzeichnungskopf kommt die Bildabtastung durch eine Bildleseoberfläche zustande, die auf einer oberen Oberfläche eines Gehäuses vorgesehen ist, wo Licht so reflektiert wird, daß es durch eine Stablinsenanordnung läuft, um auf Lichtempfangselemente fokussiert zu werden, die in einer oberen Oberfläche eines Elementbefestigungssubstrats vorgesehen sind, das in einer unteren Oberfläche eines Substrats angeordnet ist. Andererseits kommt eine Hitzedruckkopffunktion durch eine Aufreihung von Heizelementen zustande, die in einer unteren Oberfläche eines Heizelement-Ausbildungssubstrats vorgesehen sind, das angrenzend an das Elementbefestigungssubstrat auf einer unteren Oberfläche eines Gehäuses angeordnet ist, während Ansteuerungs-ICs zum Ansteuern dieser Heizelemente auf einer unteren Oberfläche des Elementbefestigungssubstrats angebracht sind.
Der Bildlese-/Aufzeichnungskopf gemäß der obigen Anordnung weist die folgenden Probleme auf, die gelöst werden müssen.
Zum ersten weist das Elementbefestigungssubstrat die eine Oberfläche zum Anbringen der Lichtempfangselemente für den Bildsensor und die andere Oberfläche zum Anbringen der Ansteuerungs-ICs für den Hitzedruckkopf auf. Auf Grund einer solchen Anordnung ist das Elementbefestigungssubstrat schwer herzustellen. Insbesondere muß dieses Elementbefestigungssubstrat in jeder der zwei Oberflächen mit einem sehr feinen Verdrahtungsmuster ausgebildet werden. Ferner muß dieses Elementbefestigungssubstrat mit Elementen in jeder der beiden Oberflächen mit Hilfe des Chipbondens und Drahtbondens angebracht werden, und mithin ist es heute äußerst schwierig, solche Herstellungsvorgange mühelos auszuführen.
Zweitens wird das Substrat zum Anbringen der Elemente getrennt von dem Substrat vorbereitet, in dem die Heizelemente ausgebildet werden. Dadurch erhöht sich die Anzahl der Teile und Montageschritte, und die Kosten für den Lese-/Aufzeichnungskopf steigen.
Drittens wird der Abstand von der Bildleseoberfläche zu den Lichtempfangselementen auf eine sogenannte konjugierte Länge der Stablinsenanordnung eingestellt. Dadurch wird es unmöglich, die Dicke des Kopfes weiter zu vermindern.
Viertens ist das Lichtempfangselement für den Bildsensor von den ICs zum Ansteuern des Hitzedruckkopfes getrennt, wodurch die Kosten für den Kopf steigen.
In dem USA-Patent US-A-4,706,128 ist bereits ein Kopierkopf offenbart, der in einfachen Kopiervorrichtungen verwendet wird. Dieser Kopierkopf besteht insbesondere aus einer Grundplatte, einem Photosensorabschnitt zum Auslesen eines Bildes und einem Druckkopf. Ein Bild auf einem Original wird von einer Lichtquelle beleuchtet und wird durch einen Spiegel und eine Linse auf der Oberfläche des Photosensorabschnitts auf der Grundplatte des Kopierkopfes geformt. Die Bildinformationen werden durch einen Binärkodierschaltkreis binär kodiert. Der Drückkopf wird gemäß dieser binär kodierten Informationen angesteuert, so daß ein Bild auf einem Aufzeichnungspapier reproduziert wird. Obwohl kein Gehäuse im einzelnen beschrieben wird, wird es als alle optischen Bestandteile wie die Lichtquelle, die Linse und den Spiegel umschließend betrachtet, um das Eintreten des störenden Umgebungslichts zu verhindern. Weiterhin soll die Grundplatte aus einem transparenten Material bestehen, da das reflektierte Licht von innerhalb des Gehäuses in den Lichtsensor eintreten muß. Deshalb ist die Anwendbarkeit des Kopierkopfes beschränkt.
Deshalb liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Bildlese-/Aufzeichungskopf zu schaffen, der leichter herstellbar ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, einen Bildlese/Aufzeichnungskopf zu schaffen, der eine kleinere Anzahl von Teilen beinhaltet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, einen Bildlese/Aufzeichnungskopf zu schaffen, der kleinere Außenabmessungen aufweist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein durch eine erste Ausgestaltung der Erfindung vorgesehener Bildlese-/Aufzeichungskopf beinhaltet einen integrierten Schaltkreis zum Lesen, der mit einer Mehrzahl von Lichtempfangselementen zum Lesen eines Bildes auf einem Dokument durch Empfang, mittels optischer Linsen, von Licht, welches von dem Dokument, das auf eine in einer Oberfläche eines Gehäuses vorgesehene Bildleseoberfläche aufgelegt ist; und mit einer Mehrzahl von Heizelementen versehen ist, die in einer anderen Oberfläche als der Bildleseoberfläche in dem Gehäuse zum Formen eines Bildes auf Aufzeichnungspapier durch Hitze angeordnet sind; und einen zum Aufzeichnen integrierten Schaltkreis zum Betätigen dieser Heizelemente.
Der integrierte Schaltkreis zum Lesen, die Heizelemente und der integrierte Schaltkreis zum Aufzeichnen sind in einer Hauptoberfläche eines von dem Gehäuse gehaltenen Substrats vorgesehen. Es sind weitere Reflektiermittel vorgesehen, um das Licht nach dem Passieren der optischen Linsen in die Lichtempfangselemente eintreten zu lassen.
Insbesondere sind gemäß diesem Bildlese-/Aufzeichungskopf die Bildleseoberfläche und die Heizelemente in verschiedenen Oberflächen in dem Gehäuse angeordnet, jedoch sind die Heizelemente, der zum Aufzeichnen integrierte Schaltkreis zum Betätigen dieser Heizelemente und der integrierte Schaltkreis zum Lesen in der gleichen einzigen Hauptoberfläche eines einzigen Substrats vorgesehen. Ferner sind die Lichtreflektiermittel vorgesehen, um das von dem Dokument reflektierte Licht in die Lichtempfangselemente in den in dem Substrat vorgesehenen integrierten Schaltkreis zum Lesen eintreten zu lassen. Insbesondere passiert das von dem Dokument reflek tierte Licht die optischen Linsen und wird dann von den Reflektiermitteln zum Eintritt in die Lichtempfangselemente gerichtet.
Gemäß diesem Bildlese-/Aufzeichungskopf sind der integrierte Schaltkreis zum Lesen und der integrierte Schaltkreis zum Aufzeichnen grundsätzlich in einer Hauptoberfläche eines Substrats angebracht. Mithin wird es möglich, ein Substrat zu verwenden, das mit einem Verdrahtungsmuster in nur einer Oberfläche ausgebildet ist, auf der die Ausbildung der Heizelemente, das Bonden jedes integrierten Schaltkreises und das notwendige Drahtbonden erfolgen können. Infolgedessen kann der Herstellungsvorgang im Vergleich zu der Anordnung, bei der integrierte Schaltkreise in beiden Oberflächen des Substrats angebracht werden müssen, sehr stark vereinfacht werden.
Weiterhin wird das von der Bildlesefläche reflektierte Licht von den Reflektiermitteln umgerichtet, bevor es in die Lichtempfangselemente eintritt. Mithin wird es selbst bei Verwendung einer Selfoc-Linsenanordnung als optische Linsen möglich, die Dicke des Gehäuses kleiner als die konjugierte Länge der Stablinsenanordnung zu gestalten. Das trägt sehr dazu bei, die Größe dieses Bildlese/Schreibkopfes zu vermindern.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind ein Taktsignal für den integrierten Schaltkreis zum Lesen und ein Taktsignal für den integrierten Schaltkreis zum Aufzeichnen das gleiche Taktsignal.
Mit einer solchen Anordnung kann im Vergleich zu dem Fall, wo getrennte Taktsignale jeweils zu dem integrierten Schaltkreis zum Lesen und dem integrierten Schaltkreis zum Aufzeichnen geliefert werden, eine kleinere Anzahl von Stiften für einen Verbinder benötigt werden, um Taktsignale von außerhalb des Bildlese/Schreibkopfes zu dem Verdrahtungsmuster des Substrats zu liefern, wodurch die Größe des Verbinders vermindert werden kann.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist eine Richtung, in der Bildlesesignale in den integrierten Schaltkreis zum Lesen transferiert werden, die gleiche wie die Richtung, in der Bildsignale zum Aufzeichnen in den integrierten Schaltkreis zum Aufzeichnen transferiert werden. Mit dieser Anordnung kann das Bild auf dem Aufzeichnungspapier korrekt geformt werden, wenn das Dokument kopiert wird, wobei bei die sem Anlaß die Bildlesedaten in binäre Informationen als Bilddaten zum Aufzeichnen konvertiert werden.
Mit einer solchen Anordnung ist in dem Bildlese/Schreibkopf, in dem eine Mehrzahl von integrierten Schaltkreisen zum Lesen und eine Mehrzahl von integrierten Schaltkreisen zum Aufzeichnen parallel zu den Heizelementen angebracht sind, wenn Bildlesesignale von den integrierten Schaltkreisen zum Lesen in binäre Informationen als Bilddaten zum Aufzeichnen konvertiert werden und dann zu den integrierten Schaltkreisen zum Aufzeichnen geliefert werden, das aufgezeichnete Bild kein Spiegelbild, in dem die linke Seite und die rechte Seite des Originalbildes verkehrt sind.
Insbesondere wird der Bildlese-/Aufzeichungskopf wahrscheinlich in einer solchen Weise verwendet, daß das zu lesende Dokument und das Aufzeichnungspapier in der gleichen Richtung zugeführt werden und beim Kopieren die Oberfläche des Dokuments der Aufzeichnungsoberfläche gegenüberliegt, wobei der Bildlese-/Aufzeichungskopf dazwischen angeordnet ist. Andererseits werden in der Mehrzahl von integrierten Schaltkreisen zum Lesen Signale des zu lesenden Bildes ausgehend von dem ersten Bit des Leseschaltkreises der ersten Stufe nacheinander für jede Zeile ausgegeben. Nach der Konvertierung in binäre Daten werden die Bilddaten zum Aufzeichnen ausgehend von dem letzten Bit des Aufzeichnungsschaltkreises der letzten Stufe nacheinander gespeichert. Das ist so, weil die seriell in das erste Bit des Schieberegisters des Aufzeichnungsschaltkreises der ersten Stufe eingegebenen Daten zum Schreiben nacheinander in Richtung zu dem letzten Bit des Schieberegisters des Aufzeichnungsschaltkreises der letzten Stufe weitergeleitet werden. Unter der Bedingung, daß die Oberfläche des Dokuments der Aufzeichnungsoberfläche gegenüberliegt, wenn das Lesen des ersten Bits des Leseschaltkreises der ersten Stufe für das linke Ende des Dokuments erfolgt, entspricht das linke Ende des Dokuments des Aufzeichnungspapiers dem letzten Bit des Aufzeichnungsschaltkreises der letzten Stufe. Deshalb kann dann, wenn das Bildlesesignal von dem ersten Bit des Leseschaltkreises der ersten Stufe in ein binäres Signal als Bilddaten zum Aufzeichnen konvertiert wird und in dem letzten Bit des Aufzeichnungsschaltkreises der letzten Stufe gespeichert wird, ein korrektes Bild erhalten werden, das kein Spiegelbild ist. Dabei werden die Bildlesesignale von dem ersten Bit des Leseschaltkreises der ersten Stufe in Richtung zu dem letzten Bit des Leseschaltkreises der letzten Stufe weitergeleitet, während die Bilddaten zum Aufzeichnen von dem ersten Bit des Aufzeichnungsschaltkreises der ersten Stufe in Richtung zu dem letzten Bit des Aufzeichnungsschaltkreises der letzten Stufe weitergeleitet werden, d. h. die Datentransferierungsrichtungen sind die gleichen.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform sind der integrierte Schaltkreis zum Lesen und der integrierte Schaltkreis zum Aufzeichnen in einen einzigen Chip integriert.
Mit einer solchen Anordnung sind die Lichtempfangselemente, der Steuerkreis für dieselben und der Betätigungsschaltkreis für die Heizelemente in einen einzigen Chip integriert. Infolgedessen nimmt der Chip im Vergleich zu dem Fall, in dem der integrierte Schaltkreis zum Lesen und der integrierte Schaltkreis zum Aufzeichnen getrennt hergestellt und voneinander getrennt angebracht werden, einen kleineren Bereich in dem Substrat ein, wodurch der Bereich des Substrats zur weiteren Verminderung in der Größe des Bildlese/Schreibkopfes weiter verkleinert werden kann.
Noch weiter gemäß der bevorzugten Ausführungsform werden die Heizelemente, die in dem von dem Gehäuse getragenen Substrat vorgesehen sind, hinter dem Substrat hervor durch ein Hitzeabsorbierelement abgestützt, das aus Material mit einer größeren Hitzeleitfähigkeit als derjenigen des Gehäuses besteht.
Mit einer solchen Anordnung bewegt sich Hitze von den Heizelementen schnell zum dem Hitzeabsorbierelement, wodurch das Substrat nicht übermäßig heiß werden kann und effektiv charakteristische Veränderungen in den Lichtempfangselementen und eine von der Hitze herrührende Verformung oder Beschädigung an dem Substrat vermieden werden kann. Es sollte angemerkt werden, daß gemäß der vorliegenden Erfindung die Heizelemente, der zum Aufzeichnen integrierte Schaltkreis zur Betätigung der Heizelemente und der integrierte Schaltkreis zum Lesen, der mit Lichtempfangselementen versehen ist, in der weiter oben beschriebenen Weise in einer Hauptoberfläche des Substrats vorgesehen sind. Mithin braucht die andere Oberfläche nicht mit Verdrahtungsmustern oder elektronischen Bestandteilen angebracht zu werden, und deshalb kann ein großer Bereich dieser anderen Oberfläche des Substrats mit dem Hitze absorbierelement in Kontakt gebracht werden, wodurch die Überhitzung des Substrats wirksam vermieden werden kann.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform sind die optischen Linsen eine Selfoc-Linsenanordnung. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind die optischen Linsen eine Mehrzahl von asphärischen Linsen. Wenn die Selfoc-Linsenanordnung verwendet wird, wird ein Bild einer Zeile aus dem Dokument ohne Vergrößerung oder Umkehrung auf den Lichtempfangselementen geformt. Diese Anordnung ist in einem sogenannten Kontakt-Bildsensor üblich und läßt sich leicht in die Praxis umsetzen. Wenn die Mehrzahl von asphärischen Linsen als optische Linsen verwendet wird, ist jede von den asphärischen Linsen in Entsprechung zu einem integrierten Schaltkreis zum Lesen angeordnet, und auf den Lichtempfangselementen wird ein umgekehrtes Bild einer Zeile aus dem Dokument in einer vorgegebenen Länge von Anteilen geformt. Ferner kann das Bild durch Einrichtung eines Abstands von den optischen Linsen zu der Bildleseoberfläche, die sich durch einen Abstand von den optischen Linsen zu den Lichtempfangselementen unterscheidet, innerhalb einer Zeile geformt werden, die kürzer als die tatsächliche Bildzeile ist. Infolgedessen wird es möglich, die Größe jedes integrierten Schaltkreises zum Lesen zwecks Senkung der Kosten zu vermindern.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird das Licht nach dem Passieren der optischen Linsen nur einmal von den Reflektiermitteln reflektiert, so daß das Licht in einem Winkel in die Lichtempfangselemente eintritt. Weiter wird gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform das Licht nach dem Passieren der optischen Linsen mehrmals von den Reflektiermitteln reflektiert, bevor es vertikal oder generell vertikal in die Lichtempfangselemente eintritt. Wie oben beschrieben, kann der Einfallswinkel auf die Lichtempfangselemente, sofern genug Abstand von den optischen Linsen vorhanden ist, nach Bedarf gewählt werden. Vorzugsweise sollte jedoch das Licht zwecks bester Wirksamkeit der Lichtempfangselemente vertikal eintreten.
Die Reflektiermittel können eine oder eine Mehrzahl von Spiegeloberflächen oder ein Prisma sein. Die Spiegeloberfläche kann durch Aufdampfen oder Aufspritzen eines Metalls in einer inneren Oberfläche eines Abdeckelements ausgebildet werden, das ein getrenntes Element aus dem Gehäuse ist. Das Abdeckelement deckt den integrierten Schaltkreis zum Lesen und den integrierten Schaltkreis zum Aufzeichnen ab, die auf dem Substrat angebracht sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht das Prisma aus einem geformten transparenten Harz, welches in ein Abdeckelement eingebracht wird, welches den integrierten Schaltkreis zum Lesen und den integrierten Schaltkreis zum Aufzeichnen abdeckt, die auf dem Substrat befestigt sind.
Ein integrierter Schaltkreis für den Bildlese-/Aufzeichungskopf, der durch eine zweite Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, beinhaltet eine Mehrzahl von Lichtempfangselementen zum Lesen eines Bildes auf dem Dokument durch Empfangen des von dem Dokument reflektierten Lichts und eine Mehrzahl von Heizelementen zum Formen eines Bildes auf Aufzeichnungspapier durch Hitze.
Die Mehrzahl von Lichtempfangselementen, ein Steuerkreis für Lichtempfangselemente zum aufeinanderfolgenden Entnehmen von Ausgaben aus der Mehrzahl von Lichtempfangselementen und ein Steuerkreis für die Mehrzahl von Heizelementen sind in einem einzigen Chip ausgebildet.
Gemäß diesem integrierten Schaltkreis für einen Bildlese-/Aufzeichungskopf sind die Mehrzahl von Lichtempfangselementen, der Steuerkreis für Lichtempfangselemente und der Steuerkreis für die Mehrzahl von Heizelementen in einem einzigen Chip ausgebildet. Deshalb wird im Vergleich zu dem Fall, wo die Lichtempfangselemente, der integrierte Schaltkreis für den Steuerkreis für Lichtempfangselemente und der integrierte Schaltkreis für den Steuerkreis für die Heizelemente getrennt vorgesehen sind, ein kleinerer Platz auf dem Substrat zum Anbringen benötigt. Des weiteren braucht die Versorgung mit Strom und den Taktsignalen nicht einzeln zu den verschiedenen Arten von integrierten Schaltkreisen zu erfolgen. Dadurch wird das Verdrahtungsmuster auf dem Substrat eingespart, wodurch die Verminderung der Größe des Substrats möglich wird, was zur Verminderung der Größe des Bildlese-/Aufzeichungskopfes führt. Ferner besteht keine Notwendigkeit, den integrierten Schaltkreis zum Lesen getrennt von dem integrierten Schaltkreis zum Aufzeichnen herzustellen. Dadurch können die Herstellungskosten für die integrierten Schaltkreise vermindert werden, die Schritte beispiels weise zum Chipbonden und zur Ausbildung des Verdrahtungsmusters vermindert werden, wodurch der Bildlese/Aufzeichnungskopf mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist die Mehrzahl von Lichtempfangselementen auf einer näher an der einen Seitenkante befindlichen Oberfläche des Chips angeordnet, während sämtliche Kontaktstellen für Signale und Stromversorgung auf der näher an der anderen Seitenkante befindlichen Oberfläche des Chips angeordnet sind.
Mit einer solchen Anordnung kann, wenn Kontaktstellen an das Verdrahtungsmuster auf dem Substrat gebondet sind, zwangsläufig verhindert werden, daß die Drähte Licht von den Lichtempfangselementen abschatten.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform sind ein Taktsignal für den integrierten Schaltkreis zum Lesen und ein Taktsignal für den integrierten Schaltkreis zum Aufzeichnen das gleiche Taktsignal.
Durch eine solche Anordnung kann das Verdrahtungsmuster auf dem Substrat verkleinert werden, wodurch die Schaffung des Verdrahtungsmusters erleichtert wird sowie die Verminderung der Größe des Substrats ermöglicht wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung besser erkennbar, die im folgenden anhand der anliegenden Zeichnungen erfolgt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Umrißansicht eines Bildlese-/Aufzeichungskopfes als erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Schnittansicht des in 1 gezeigten Bildlese-/Aufzeichungskopfes, die in einer zu einer Längsachse des Bildlese-/Aufzeichnungskopfes vertikalen Zeile geführt ist.
3 ist eine Draufsicht auf ein zweites in dem in 1 gezeigten Bildlese-/Aufzeichungskopf vorgesehenes Substrat.
4 ist eine vergrößerte Draufsicht auf einen Hauptabschnitt von Längskantenabschnitten des zweiten in dem in 1 gezeigten Bildlese-/Aufzeichungskopf vorgesehenen Substrats.
5 ist eine vergrößerte Draufsicht auf einen Hauptabschnitt von Heizelementen in dem zweiten in dem 1 gezeigten Bildlese-/Aufzeichungskopf vorgesehenen Substrat.
6 ist ein Blockschaltbild eines Sensor-ICs (integrierten Schaltkreises zum Lesen), der in dem in 1 gezeigten Bildlese-/Aufzeichungskopf vorgesehen ist.
7 ist eine Graphik, die Signalwellen an verschiedenen Stellen des in 6 gezeigten Sensor-ICs zeigt.
8 ist ein Blockschaltbild eines Ansteuerungs-ICs (integrierten Schaltkreises zum Aufzeichnen), der in dem in 1 gezeigten Bildlese-/Aufzeichungskopf vorgesehen ist.
9 ist eine Graphik, die Signalwellen an verschiedenen Stellen des in 8 gezeigten Ansteuer-ICs zeigt.
10 ist eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen einem gelesenen Bild und einem aufgezeichneten Bild zeigt, wenn ein Dokument kopiert wird.
11 ist ein Schnittbild eines Bildlese-/Aufzeichungskopfes als zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das in einer zu der Längsachse des Bildlese-/Aufzeichungskopfes vertikalen Zeile geführt ist.
12 ist eine Draufsicht auf ein zweites in dem in 11 gezeigten Bildlese-/Aufzeichungskopf vorgesehenes Substrat.
13 ist eine vergrößerte Draufsicht auf einen Hauptabschnitt von Längskantenabschnitten des zweiten in dem in 11 gezeigten Bildlese-/Aufzeichungskopf vorgesehenen Substrats.
14 ist ein Blockschaltbild eines integrierten Schaltkreises, der in dem in 11 gezeigten Bildlese-/Aufzeichungskopf vorgesehen ist.
15 ist eine vereinfachte Draufsicht auf den integrierten Schaltkreis, der in dem in 11 gezeigten Bildlese-/Aufzeichungskopf vorgesehen ist.
16 ist eine perspektivische Umrißansicht eines Bildlese-/Aufzeichungskopfes als dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
17 ist ein Schnittbild des in 16 gezeigten Bildlese-/Aufzeichungskopfes, das in einer zu der Längsachse des Bildlese-/Aufzeichungskopfes vertikalen Zeile geführt ist.
18 ist eine längs der Linie X-X in 17 geführte Schnittansicht.
19 ist eine Schnittansicht eines Hauptabschnitts des Bildlese-/Aufzeichungskopfes als vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
20 ist eine Schnittansicht eines Hauptabschnitts des Bildlese-/Aufzeichungskopfes als fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
21 ist eine Darstellung, die einen Haltemechanismus für ein Prisma des in 20 gezeigten Bildlese-/Aufzeichungskopfes zeigt.
22 ist eine Schnittansicht eines Hauptabschnitts des Bildlese-/Aufzeichungskopfes als sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
BESTE AUSFÜHRUNGSWEISE DER ERFINDUNG
Nunmehr werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in speziellen Einzelheiten anhand der anliegenden Zeichnungen beschrieben.
1 bis 10 zeigen einen Bildlese-/Aufzeichungskopf 1 als erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 ist eine perspektivische Umrißansicht des Bildlese/Aufzeichnungskopfes 1. 2 ist eine Schnittansicht des Bildlese-/Aufzeichungskopfes, die in einer zu einer Längsachse des Lese/Aufzeichnungskopfes 1 vertikalen Zeile geführt ist. Der Bildlese-/Aufzeichnungskopf 1 umfaßt ein Gehäuse 2 mit einer vorgegebenen Längsabmessung. Wie deutlich in 2 gezeigt ist, ist das Gehäuse 2 bis auf zwei Endabschnitte desselben mit einer ersten Ausnehmung 3 und einer zweiten Ausnehmung 4 ausgebildet. Die erste Ausnehmung 3 ist mit einem Abdeckglas 5 abgedichtet. Die erste Ausnehmung 3 ist mit einem ersten Substrat 6 angebracht, während die zweite Ausnehmung 4 mit einem zweiten Substrat 7 angebracht ist.
Das erste Substrat 6 weist eine erste Hauptoberfläche auf, die mit einer Mehrzahl von LED-Chips 8 in einem vorgegebenen Längsabstand als Lichtquelle angebracht ist. Das erste Substrat 6 weist eine zweite Hauptoberfläche auf, die von dem Gehäuse 2 gehalten wird. Das zweite Substrat 7 weist eine erste Oberfläche auf, die mit einer Mehrzahl von Heizelementen 9 ausgebildet ist, die in einer Reihe längs und näher an einer Längskante angeordnet sind. Die erste Oberfläche des zweiten Substrats umfaßt ferner integrierte Schaltkreise 10 zum Lesen (im folgenden „Sensor-ICs" genannt) und integrierte Schaltkreise 11 zum Aufzeichnen (im folgenden „Ansteuerungs-ICs" genannt) längs und näher an einer anderen Längskante. Das Gehäuse 2 ist mit einer spritzgegossenen Hitzeabsorbierelement 24 mit einem im wesentlichen quadratischen Querschnitt ausgebildet. Das Hitzeabsorbierelement 24 kommt generell mit der Hälfte einer zweiten Hauptoberfläche des zweiten Substrats 7 in Kontakt.
Das Gehäuse 2 ist mit einem Kommunikationsraum ausgebildet, der die erste Ausnehmung 3 mit der zweiten Ausnehmung 4 verbindet. Dieser Kommunikationsraum ist mit einer Selfoc-Linsenanordnung 12 ausgestattet, die als optische Linse dient. Das Gehäuse 2 umfaßt ferner ein reflektierendes Abdeckelement 13. Dieses reflektierende Abdeckelement 13 weist einen gebogenen Abschnitt 13a auf. Der gebogene Abschnitt 13a weist eine Endfläche auf, die mit der ersten Hauptoberfläche des zweiten Substrats 7 in Kontakt kommt. Insbesondere sind die Sensor-ICs 10 und die Ansteuerungs-ICs 11 von dem reflektierenden Abdeckelement 13 abgedeckt, während sie auf der ersten Hauptoberfläche des zweiten Substrats 7 des Gehäuses 2 angebracht sind, wobei die Heizelemente 9 des zweiten Substrats 7 nach außen freiliegen.
Das Gehäuse 2 kann beispielsweise durch Spitzgießen aus Harz hergestellt sein. Das Abdeckglas 5 kann beispielsweise aus Glas oder Harz bestehen. Das erste Substrat 6 kann beispielsweise ein Substrat aus Glas und Epoxidharz sein. Das zweite Substrat 7 kann beispielsweise aus Aluminiumoxidkeramik bestehen. Die LED-Chips 8 fungieren als Lichtquellen zum Beleuchten eines Dokuments D als zu lesendes Objekt. Die Heizelemente 9 fungieren als Hitzequellen zum Aufzeichnen auf Aufzeichnungspapier P. Spezielle Anordnungen für die Heizelemente 9 werden später beschrieben.
Jeder der Sensor-ICs 10 umfaßt Bildsensoren, die jeweils als Lichtempfangselement zum Empfangen von durch das Dokument D reflektiertem Licht und zum Ausgeben von Bildsignalen fungieren, und einen Chip, der mit einem Steuerschaltkreis für Lichtempfangselemente ausgebildet ist, um nacheinander die Bildsignale aus jeweiligen Lichtempfangselementen zu entnehmen. Die Sensor-ICs 10 sind an die erste Hauptoberfläche des zweiten Substrats 7 chipgebondet und an ein (nicht dargestelltes) Ver drahtungsmuster drahtgebondet, das in der ersten Hauptoberfläche des zweiten Substrats 7 ausgebildet ist.
Jeder der Ansteuerungs-ICs 11 umfaßt einen Chip, der mit einem Steuerschaltkreis für Heizelemente ausgebildet ist, um selektiv die jeweiligen Heizelemente 9 anzusteuern, und ist an die erste Hauptoberfläche des zweiten Substrats 7 chipgebondet. Ferner ist jeder Sensor-IC 10 an ein (nicht dargestelltes) Verdrahtungsmuster drahtgebondet, das in der ersten Hauptoberfläche des zweiten Substrats 7 ausgebildet ist.
Das Hitzeabsorbierelement 24 besteht aus einem Metall, beispielsweise aus Aluminium, um durch die Heizelemente 9 in dem zweiten Substrat 7 erzeugte Hitze zu absorbieren und dadurch zu verhindern, daß sich das zweite Substrat 7 überhitzt. Die Selfoc-Linsenanordnung 12 wird hergestellt, indem eine spezielle Stablinse in ein Harz eingelegt wird, um ein Bild von dem Dokument D ohne Vergrößerung oder Umkehrung auf die Lichtempfangselemente zu projizieren.
Das reflektierende Abdeckelement 13 besteht aus Glas, Harz oder Metall zum Reflektieren des von dem Dokument D reflektierten Lichts nach dem Passieren der Selfoc-Linsenanordnung 12, die das Licht in die Lichtempfangselemente leitet. Insbesondere besitzt das reflektierende Abdeckelement 13 eine andere Oberfläche als den gebogenen Abschnitt 13a gegenüber der ersten Hauptoberfläche des zweiten Substrats 7, und diese gegenüberliegende Oberfläche ist zumindest zum Teil aus einer reflektierenden Oberfläche ausgebildet. Diese reflektierende Oberfläche kann durch Aufdampfen oder Aufspritzen eines Metalls ausgebildet werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform liegt die reflektierende Oberfläche des reflektierenden Abdeckelements 13 parallel zu der ersten Hauptoberfläche des zweiten Substrats 7, während die Selfoc-Linsenanordnung 12 so geneigt ist, daß sie eine optische Achse aufweist, die um einen vorgegebenen Winkel gegenüber der reflektierenden Oberfläche des reflektierenden Abdeckelements 13 geneigt ist. Ferner weist das Abdeckglas eine obere und eine untere Oberfläche auf, die jeweils vertikal zu der optischen Achse der Selfoc-Linsenanordnung 12 liegen.
Wenn das Lesen mit einer Hauptabtastdichte von 8 Pixeln/mm erfolgen soll, beispielsweise bei einem Dokument des Formats A4, muß eine Gesamtzahl von 1728 Lichtempfangselementen in einem gleichbleibenden Abstand in einer Reihe angeordnet werden. Eine solche Anordnung kann zustandegebracht werden, indem eine Mehrzahl von Sensor-ICs 10, die mit einer Mehrzahl von Lichtempfangselementen ausgebildet sind, in einer Reihe auf der ersten Hauptoberfläche des zweiten Substrats 7 angeordnet wird. Wenn beispielsweise der Sensor-IC 10 mit 96 Lichtempfangselementen ausgebildet ist, werden 18 von den Sensor-ICs 10 in einer Längs-Aufeinanderfolge in enger Anlage an die benachbarten Sensor-ICs angelegt, so daß sämtliche Lichtempfangselemente in einem gleichbleibenden Abstand angeordnet werden.
Der oberen Fläche des Abdeckglases 5 liegt eine Lesewalze 21 gegenüber. Das Dokument D wird von dieser Walze 21 geführt und auf das Deckglas 5 geführt.
Mit der obigen Anordnung wird die Funktion eines Bildsensors zum Lesen des Bildes auf dem auf das Abdeckglas 5 aufgelegten Dokuments D zustandegebracht. Insbesondere wird ein einfarbiges Bild des Dokuments D auf einer auf dem Abdeckglas 5 vorgesehenen Bildzeile L auf der Anordnung von Lichtempfangselementen der Sensor-ICs 10 ohne Vergrößerung oder Umkehrung reflektiert, und es werden analoge Bildsignale, die von jedem der Lichtempfangselemente reflektierte Lichtmengen darstellen, seriell für jede Bildzeile ausgegeben.
Andererseits liegt der Reihe der in der ersten Hauptoberfläche des zweiten Substrats 2 angeordneten Heizelemente 9 eine Aufzeichnungswalze 22 gegenüber. Diese Aufzeichnungswalze 22 führt das Aufzeichnungspapier P, beispielsweise hitzeempfindliches Papier, zu und drückt dabei das Papier an die Heizelemente 9. Mit der auf der ersten Hauptoberfläche des zweiten Substrats 7 ausgeführten obigen Anordnung wird die Funktion eines Wärmekopfes zustandegebracht. Insbesondere steuern die Ansteuer-ICs 11 selektiv die Heizelemente 9 aus der Anordnung der Heizelemente 9 für jede Zeile gemäß Bildaufzeichnungsdaten an.
Als nächstes wird eine spezielle Anordnung für die Heizelemente 9 beschrieben.
3 ist eine Draufsicht auf das zweite Substrat 7. Die Mehrzahl von Heizelementen 9 ist in einer näher an der Längskante der ersten Hauptoberfläche des zweiten Substrats 7 befindlichen Reihe ausgebildet. Andererseits sind eine Gesamtzahl von 18 Sensor-ICs und eine Gesamtzahl von 12 Ansteuerungs-ICs jeweils in einer näher an der anderen Längskante befindlichen Reihe angeordnet. Die Ansteuerungs-ICs 11 liegen näher an den Heizelementen 9 als die Sensor-ICs. An jeden der Sensor-ICs 10 liegen die benachbarten Sensor-ICs an. Ferner weist das zweite Substrat 7 Endabschnitte auf, die mit Verbindern 23 bzw. 24 befestigt sind. Die Verbinder 23, 24 sind durch (nicht dargestellte) Kabel zur Übertragung von Eingangs-/Ausgangssignalen und zum Liefern von Energie jeweils zu den Sensor-ICs 10 und den Ansteuerungs-ICs 11 verbunden.
4 ist eine vergrößerte Draufsicht auf einen Hauptabschnitt der Längskantenabschnitte des zweiten Substrats 7. Die in der näher an einer Längskante der ersten Hauptoberfläche des zweiten Substrats 7 befindlichen Reihe ausgebildeten Heizelemente 9 bestehen aus einer geraden Linie eines Heizwiderstands 31. Eine Gesamtzahl von 1728 Heizelementen 9 wird von einer Gesamtzahl von 12 Ansteuer-ICs 11 angesteuert, die jeweils 144 Heizelemente ansteuern. Diese Ansteuer-ICs sind längs der anderen Längskante der ersten Hauptoberfläche des zweiten Substrats 7 angebracht. Die 18 Sensor-ICs sind ebenfalls auf der ersten Hauptoberfläche des zweiten Substrats 7 weiter näher an der obigen anderen Längskante angebracht.
5 ist eine vergrößerte Draufsicht auf einen Teil des Heizwiderstands 31. An dem Heizwiderstand 31 liegt eine gemeinsame Elektrodenverdrahtung 32 an, die parallel zu dem Heizwiderstand verläuft. Von dieser gemeinsamen Elektrodenverdrahtung 32 geht breitenmäßig zu dem zweiten Substrat 7 unter dem Heizwiderstand 31 ein kammzinkenartiges gemeinsames Muster 33 aus. Jedes Paar der Kammzinken wird von einer einzelnen Elektrode 34 aufgenommen, die ebenfalls in einem Kammzinkenmuster ausgebildet ist. Jedes der einzelnen Elektrodenmuster 34 weist einen näher an einem der Ansteuerungs-ICs befindlichen Endabschnitt auf, so daß jedes der einzelnen Elektrodenmuster 34 an eine Ausgangskontaktstelle dieses Ansteuer-ICs 11 drahtgebondet ist.
Die Ansteuerungs-ICs 11 wählen und legen Strom an die einzelne Elektrode 34 gemäß den eingegebenen Bildaufzeichnungsdaten an. In dem Heizwiderstand 31 fließt der Strom von der gewählten einzelnen Elektrode 34 zu zwei gemeinsamen Mustern 33, die diese spezielle einzelne Elektrode 34 flankieren, und beheizt einen Abschnitt zwischen den zwei gemeinsamen Mustern. Insbesondere wird der Heizwiderstand 31 in der in 5 gezeigten Weise von den kammzinkenartigen gemeinsamen Muster 33 quer durchschnitten und jeweils in sehr feine Bereiche geteilt, die als das Heizelement 9 fungieren.
Als nächstes wird insbesondere eine Anordnung für die Sensor-ICs 10 und die Ansteuerungs-ICs 11 beschrieben.
6 ist ein Blockschaltbild des Sensor-ICs 10. Jeder der Sensor-ICs 10 ist mit 96 Phototransistoren PTr₁~PTr₉₆, 96 Feldeffekttransistoren FET₁~FET₉₆, einem Schieberegister SR₁ zum Empfangen von Licht, einem Chipwählschaltkreis CS₁, einem Operationsverstärker OP₁, Feldeffekttransistoren FET_a, FET_b, einem Kondensator C₁, Widerständen R₁~R₃ und Kontaktstellen SI, CLKI, VDD, AO und SO ausgebildet. Jeder der Photowiderstände PTr₁~PTr₉₆ bildet ein Lichtempfangselement zum Ausgeben von analogen Bildsignalen gemäß dem Bild auf dem Dokument D, wenn von dem Dokument D reflektiertes Licht zugeführt wird. Die Feldeffekttransistoren FET₁~FET₉₆, das Schieberegister SR₁, der Chipwählschaltkreis CS₁, der Operationsverstärker OP₁, die Feldeffekttransistoren FET_a, FET_b, und der Kondensator C₁, und die Widerständen R₁~R₃ bilden einen Steuerschaltkreis für Lichtempfangselemente, um nacheinander die Ausgaben aus den Photowiderständen PTr₁~PTr₉₆ zu entnehmen.
Jeder der Phototransistoren PTr₁~PTr₉₆ weist eine mit dem Kontaktstelle VDD verbundene Sammelelektrode auf, während ein Emitter mit einer Abzugselektrode eines entsprechenden von den Feldeffekttransistoren FET₁~FET₉₆ verbunden ist. Jeder der Feldeffekttransistoren FET₁~FET₉₆ weist eine mit einem Ausgangsanschluß des Schieberegisters SR₁ verbundene Steuerelektrode auf, während die Quelle gewöhnlich mit einer Abzugselektrode des Feldeffekttransistors FET_a und einem nichtumkehrenden Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers OP₁ verbunden ist. Der Feldeffekttransistor FET_a weist eine mit einer Kontaktstelle CLKI verbundene Steuerelektrode auf, während seine Quelle geerdet ist. Der Operationsverstärker OP₁ weist einen mit einer Abzugselektrode des FET_b und dem einen Ende des Widerstands R₃ verbundenen Ausgangsanschluß auf, während sein umkehrender Eingangsanschluß mit dem anderen Ende des Widerstands R₃ und einem Ende des Widerstands R₂ verbunden ist. Der nichtumkehrende Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP₁, eine Abzugselektrode des Feldeffekttransistors FET_a und eine Quelle jedes Feldeffekttransistors FET₁ FET₉₆ sind mit dem einen Ende des Widerstands R₁ und dem einen Ende des Kondensators C₁ verbunden. Die anderen Enden der Widerstände R₁, R₂ und des Kondensators C₁ sind jeweils geerdet. Der Feldeffekttransistor FET_b ist mit seiner Steuerelektrode mit dem Ausgangsanschluß des Chipwählschaltkreises CS₁ verbunden, während seine Quelle mit dem Kontaktstelle AO verbunden ist.
7 ist eine Graphik, die Signalwellenmuster an verschiedenen Stellen des Sensor-ICs 10 zeigt, wobei SI ein in die Kontaktstelle SI eingegebenes serielles Eingangssignal darstellt, CLKI ein in CLKI eingegebenes Taktsignal darstellt und AO das an AO ausgegebene Bildsignal darstellt.
Das Schieberegister SR₁, das über das Kontaktstelle SI serielle Eingangssignale empfängt, gibt Ansteuerimpulse an entsprechende Steuerelektroden der Feldeffekttransistoren FET₁ bis FET₉₆ synchron mit dem über die Kontaktstelle CLK eingegebenen Taktsignal aus. Insbesondere wird das serielle Eingangssignal zuerst in das erste Bit des Schieberegisters SR₁ eingegeben. Dadurch wird das erste Bit des Schieberegisters SR₁ eingeschaltet und eine Ansteuerungsspannung an die Steuerelektrode des Feldeffekttransistors FET₁ angelegt, wodurch der Feldeffekttransistor FET₁ eingeschaltet wird, um den nichtumkehrende Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP₁ mit elektrischer Ladung zu versorgen, die in dem lichtempfangenden Phototransistor PTr₁ gespeichert ist. Bei jeder Eingabe des Taktsignals wird das serielle Eingangssignal nacheinander zu dem nächsten Schritt in dem Schieberegister SR₁ verschoben. Infolgedessen wird elektrische Ladung, d. h. werden Bildsignale, die in den Phototransistoren PTr₁~PTr₉₆ gespeichert sind, nacheinander zu dem nichtumkehrenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP₁ geliefert. Die Bildsignale werden dann von dem Operationsverstärker OP₁ verstärkt, dann über den Feldeffekttransistor FET_b der als Analogsignalschalter wirkt, zu der Kontaktstelle AO ausgegeben und dann über das Verdrahtungsmuster in dem zweiten Substrat 7 in die Umgebung des Bildlese-/Aufzeichungskopfes 1 geliefert.
Die mithin zu dem letzten Bit des Schiebewiderstands SR₁ transferierten seriellen Eingangssignale werden dann an die Kontaktstelle SO und den Chipwählschaltkreis CS₁ ausgegeben, wenn das nächste Taktsignal eingegeben wir. Die an die Kontaktstelle SO ausgegebenen seriellen Ausgangssignale werden dann als serielle Eingangssignale über das Verdrahtungsmuster in dem zweiten Substrat 7 an die Kontaktstelle SI des Sensor-ICs des nächsten Schritts geliefert.
Der Chipwählschaltkreis CS₁ schaltet den Feldeffekttransistor FET_b synchron mit dem in die Kontaktstelle CLKI eingegebenen Taktsignal von dem Zeitpunkt, zu dem die seriellen Eingangssignale in die Kontaktstelle SI eingegeben werden, zu dem Zeitpunkt, zu dem die seriellen Ausgangssignale an die Kontaktstelle SO ausgegeben werden, ein oder aus. Sobald insbesondere das serielle Ausgangssignal eingegeben wird, hört der Chipwählschaltkreis CS₁ auf, die Ansteuerungssignale zu der Steuerelektrode des Feldeffekttransistors FET_b zu liefern, um den Feldeffekttransistor FET_b auszuschalten. Dadurch hört die Versorgung von dem Operationsverstärker OP₁ zu der Kontaktstelle AO auf, wodurch effektiv verhindert wird, daß ein Rauschen, das beispielsweise von dem Operationsverstärker OP₁ verstärkt wird, in die Kontaktstelle AO eingegeben wird.
Ferner schaltet der Feldeffekttransistor FET_a, der als Analogschalter wirkt, synchron mit den in die Kontaktstelle CLKI eingegebenen Taktsignalen zum Schalten zwischen den zwei Zuständen der Versorgung des Operationsverstärkers OP₁ mit elektrischer Ladung von den Phototransistoren PTr₁~PTr₉₆, die über die Feldeffekttransistoren FET₁~FET₉₆ ausgegeben wird, und dem der Erdung ein und aus. Der Kondensator C₁ und der Widerstand R₁ korrigieren Ausgangswellenformen von den Phototransistoren PTr₁~PTr₉₆, während die Widerstände R₂, R₃ einen Grad der Spannungsverstärkung in dem Operationsverstärker OP₁ bestimmen.
8 ist ein Blockschaltbild des Ansteuerungs-ICs 11. Der Ansteuerungs-IC 11 weist einen Chip 42 auf, der mit einem Chipwählschaltkreis CS₂, einem Verriegelungsschaltkreis LT, einem Schieberegister SR₂, 144 UND-Schaltkreisen AND₁~AND₁₄₄, 144 bipolaren Transistoren Tr₁~TR₁₄₄ und Kontaktstellen DI, CLKI, LATI, STRI, STRCLK, GNK, STRO, LATO, CLKO, DO ausgebildet ist. Jeder der bipolaren Transi storen Tr₁~TR₁₄₄ bildet einen Schalter für die Heizelemente 9. Das Schieberegister SR₂, die 144 UND-Schaltkreise AND₁~AND₁₄₄ und die bipolaren Transistoren Tr₁ TR₁₄₄ bilden einen Steuerkreis für Heizelemente zum selektiven Einschalten der Heizelemente 9 gemäß den Bilddaten zum Aufzeichnen.
Jeder der UND-Schaltkreise AND₁~AND₁₄₄ weist eine mit der Basis der jeweiligen bipolaren Transistoren Tr₁~TR₁₄₄ verbundene Ausgangsklemme, einen mit einer Ausgangsklemme des Verriegelungsschaltkreises LT verbundene erste Eingangsanschluß und einen mit einem der Ausgangsanschlüsse des Chipwählschaltkreises CS₂ verbundenen zweiten Eingangsanschluß auf. Die bipolaren Transistoren Tr₁~TR₁₄₄ weisen jeweilige Emitter auf, die gemeinsam mit der Kontaktstelle GND verbunden sind, und Kollektoren, die jeweils mit der Kontaktstelle DO₁~DO₁₄₄ verbunden sind.
9 ist eine Graphik, die Signalwellenmuster an verschiedenen Stellen des Ansteuerungs-ICs 11 zeigt, wobei DI in die Kontaktstelle ID eingegebene Bilddaten zum Aufzeichnen darstellt, CLKI in die Kontaktstelle CLKI eingegebene Taktsignale darstellt, ATI in die Kontaktstelle LATI eingegebene Speichersignale darstellt, STRCLK in die Kontaktstelle STRCLK eingegebene Freigabe-Taktsignale darstellt und STR₁~STR₁₂ von dem Chipwählschaltkreis CS₂ erzeugte Übernahmesignale darstellt.
Das Schieberegister SR₂ empfängt Aufzeichnungsbilddaten, die seriell in sein erstes Bit eingegeben wurden, und leitet das Signal nacheinander zu dem nächsten Bit synchron mit dem über die Kontaktstelle CLKI eingegebenen Taktsignal weiter und speichert dabei tastend eine Gesamtzahl von 144 Bits von Bilddaten zum Aufzeichnen. Die mithin zu dem letzten Bit des Schieberegisters SR₂ übertragenen Aufzeichnungsbilddaten werden dann an die Kontaktstelle DO ausgegeben, wenn das nächste Taktsignal eingegeben wird, und dann über das Verdrahtungsmuster in dem zweiten Substrat 7 an die Kontaktstelle DI des Ansteuerungs-ICs des nächsten Schritts geliefert. Inzwischen wird dann das über die Kontaktstelle CLKI in das Schieberegister SR₂ eingegebene Taktsignal aus dem Schiebewiderstand SR₂ an die Kontaktstelle CLKO ausgegeben und wird dann über das Verdrahtungsmuster auf dem zweiten Substrat 7 an die Kontaktstelle CLKI des Ansteuerungs-ICs 11 des nächsten Schritts geliefert. Das an dieses Schieberegister SR₂ gelieferte Taktsignal ist das gleiche Taktsignal, das an das Schieberegister SR₁ des Sensors IC 10 geliefert wurde, und wird von einem Verbinderstift des Verbinders 23 oder 24 über das Verdrahtungsmuster auf dem zweiten Substrat 7 zu dem CLKI des Sensor-ICs 10 des ersten Schritts und zu dem CLKI des Ansteuerungs-ICs 11 des ersten Schritts geliefert. Insbesondere dient ein Taktsignal als Taktsignal zur Zeitsteuerung in dem Sensor-IC 10 und als Taktsignal zur Zeitsteuerung in dem Ansteuerungs-IC 11.
Der Verriegelungsschaltkreis LT nimmt das Bildsignal auf, das an jedem Bit des Schieberegisters SR₂ bei Empfang eines Speichersignals über die Kontaktstelle LATI gespeichert wird. Das in den Verriegelungsschaltkreis LT eingegebene Speichersignal wird dann aus dem Verriegelungsschaltkreis LT an die Kontaktstelle LATO ausgegeben und wird an die Kontaktstelle LATI des Ansteuerungs-ICs des nächsten Schritts geliefert.
Der Chipwählschaltkreis CS₂ empfängt ein Freigabesignal, das über die Kontaktstelle STRI in einen ersten Eingangsanschluß eingegeben wurde, und ein anderes Freigabesignal, das über die Kontaktstelle STRCLK in einen zweiten Eingangsanschluß eingegeben wurde, um ein neues Freigabesignal zu erzeugen und gibt das neue Freigabesignal aus seinen beiden Ausgangsanschlüssen aus. Das aus dem einen der Ausgangsanschlüsse des Wählschaltkreises CS₂ ausgegebene neue Freigabesignal wird zu dem anderen Eingangsanschluß von jedem der UND-Schaltkreise AND₁~AND₁₄₄ geliefert. Andererseits wird das aus dem anderen Ausgangsanschluß ausgegebene neue Freigabesignal zu der Kontaktstelle STRO geliefert. Das zu der Kontaktstelle STRO gelieferte Übernahmesignal wird zu der Kontaktstelle STRI des ICs 10 des Bildlese-/Aufzeichungskopfes des nächsten Schritts geliefert. Insbesondere weist der Chipwählschaltkreis CS₂ einen D-Flipflopschaltkreis auf, um synchron mit einem Anstieg des über die Kontaktstelle STRCLK in den zweiten Eingangsanschluß eingegebenen Freigabetaktsignals ein Hochpegelsignal oder ein Niedrigpegelsignal abhängig davon auszugeben, ob das über die Kontaktstelle STRI in den ersten Eingangsanschluß eingegebene Freigabesignal einen hohen Pegel oder einen niedrigen Pegel aufweist. Dann, wenn ein Verriegelungssignal beispielsweise als Freiabesignal in den Chipwählschaltkreis CS₂ des ICs 11 der ersten Stufe von den 12 auf dem zweiten Sub strat 7 angebrachten 12 Ansteuerungs-ICs eingegeben wird, wird der Ausgangspegel des Chipwählschaltkreis CS₂ synchron mit dem Anstieg des ersten folgenden Freigabtaktsignals hoch. Dann, beim Anstieg des nächsten Freigabetaktsignals, fällt das Verriegelungssignal bereits auf den niedrigen Pegel ab, und mithin wechselt der Ausgangspegel von dem Chipwählschaltkreis CS₂ von dem hohen Pegel zu dem niedrigen Pegel. Infolgedessen gibt der Chipwählschaltkreis CS₂ ein Freigabesignal aus, das nur über einen Zeitraum sehr hoch wird, der einem Takt des Freigabtaktsignals entspricht. Dieses Freigabesignal wird als Freigabesignal in den Chipwählschaltkreis CS₂ des Ansteuerungs-ICs 11 der nächsten Stufe eingegeben, der Chipwählschaltkreis CS₂ des Ansteuerungs-ICs 11 der nächsten Stufe gibt ein Freigabesignal aus, das zu der gleichen Zeit wie das Freigabesignal ansteigt, das von dem Chipwählschaltkreis CS₂ des Ansteuerungs-IC 11 der vorhergehenden Stufe erzeugt wird, und erreicht nur über den Zeitraum, der dem Takt des Übernahmetaktsignals entspricht, einen hohen Pegel. In einer solchen Weise erzeugen die Chipwählschaltkreise CS₂ von jedem der 12 Ansteuerungs-ICs nacheinander ein neues Freigabesignal, um eine Zeitüberlappung zu vermeiden.
Wenn ein neues Freigabesignal aus dem ersten Ausgangsanschluß des Chipwählschaltkreises CS₂ ausgegeben wird, erreicht der zweite Eingangsanschluß von jedem der UND-Schaltkreise AND₁~AND₁₄₄ einen hohen Pegel. Dabei ist das Signal an dem Ausgangsanschluß von jedem der UND-Schaltkreise AND₁~AND₁₄₄ gleich dem Ausgang aus dem Verriegelungskreis LT, der zu dem ersten Eingangsanschluß der UND-Schaltkreise AND₁~AND₁₄₄ geliefert wird. Insbesondere wird der Pegel des Ausgangsanschlusses der UND-Schaltkreise AND₁~AND₁₄₄ gemäß den Informationen an jedem Bit der in dem Verriegelungsschaltkreis LT gespeicherten Bilddaten bestimmt, die dann den EIN-AUS-Zustand der bipolaren Transistoren Tr₁~TR₁₄₄ bestimmen. Die Kontaktstellen DO₁~DO₁₄₄ sind jeweils mit einzelnen Elektrodenbildern 34 verbunden. Mithin wird, wenn einer von den bipolaren Transistoren Tr₁~TR₁₄₄ eingeschaltet wird, ein geschlossener Regelkreis hergestellt, der von einem positiven Anschluß der Stromversorgung durch die gemeinsame Elektrodenverdrahtung 32, das gemeinsame Muster 33, den Heizwiderstand 31, das einzelne Elektrodenmuster 34, die eingeschalteten bi polaren Transistoren Tr₁~TR₁₄₄ und die Kontaktstelle GND bis zu dem negativen Anschluß der Stromversorgung verläuft, wodurch elektrischer Strom zu dem jeweiligen Abschnitt des Heizwiderstands 31 der Heizelemente 9 zu Aufzeichnen des Bildes auf dem Aufzeichnungspapier P geliefert wird.
Mit der obigen Anordnung wird, wenn das Dokument D gelesen wird, von den LED-Chips 8 ausgesendetes Licht durch das Abdeckglas 5 hindurch auf das Dokument D geworfen. Das Licht wird von dem Dokument D reflektiert und passiert das Abdeckglas 5 zu der Selfoc-Linsenanordnung 12. Das reflektierte Licht wird von der Selfoc-Linsenanordnung 12 fokussiert, dann von der reflektierenden Oberfläche des reflektierenden Abdeckelements 13 umgerichtet, um in die in den Sensor-ICs ausgebildeten Lichtempfangselemente einzutreten. Die Sensor-ICs 10 erzeugen Bildsignale, die dann über das Drahtbonden, das in der ersten Hauptoberfläche des zweiten Substrats 7 ausgebildete Verdrahtungsmuster, den Verbinder 23 oder 24 und ein nicht dargestelltes Kabel aus dem Bildlese-/Aufzeichungskopf 1 entnommen werden, wodurch das Lesen einer Zeile des Bildes abgeschlossen wird. Dann führt die Lesewalze 21 das Dokument D in einer Richtung des Pfeils in 2 um einen Betrag der Zeile, um den oben beschriebenen Lesetakt zu wiederholen.
Wenn ein Bild auf dem Aufzeichnungspapier P aufgezeichnet wird, werden die Bildaufzeichnungsdaten von außerhalb des Bildlese-/Aufzeichungskopfes 1 über ein nicht dargestelltes Kabel, den Verbinder 23 oder 24, das in der ersten Hauptoberfläche des zweiten Substrats 7 ausgebildete Verdrahtungsmuster und das Drahtbonden in die Ansteuerungs-ICs 11 eingegeben. Dann wählen die Ansteuerungs-ICs 11 die Heizelemente 9 gemäß den Bildaufzeichnungsdaten aus und liefern die einzelnen Elektrodenmuster 34 mit elektrischem Strom gemäß der Auswahl, d. h. stellen zugehörige geschlossene Regelkreise von dem positiven Anschluß der Stromversorgung über die gewählten einzelnen Elektrodenmuster 34, den Heizwiderstand 31, die gemeinsamen Muster 33 und die gemeinsame Elektrodenverdrahtung zu dem negativen Anschluß der Stromversorgung her, wodurch bewirkt wird, daß die gewählten Heizelemente 9 zum Aufzeichnen einer Zeile des Bildes auf dem Aufzeichnungspapier P aufgeheizt werden. Dann führt die Aufzeichnungswalze 22 das Aufzeichnungspapier P in einer Richtung des Pfeils in 2 um einen Betrag der Zeile, um den oben beschriebenen Lesetakt zu wiederholen.
Beim Kopieren werden die obigen Lesetakte und die Aufzeichnungstakte gleichzeitig ausgeführt. Insbesondere werden die von den Sensor-ICs 10 ausgegebenen Bildlesesignale von einem außerhalb des Bildlese-/Aufzeichungskopfes vorgesehenen Schaltkreis in binäre Signale konvertiert und dann in die Ansteuerungs-ICs als Bilddaten zum Aufzeichnen eingegeben. Während dieses Vorgangs werden in den 18 Sensor-ICs 10 die Bildsignale für eine Zeile nacheinander aus dem ersten Bit (dem Bit, das dem Phototransistor PTr₁ in 6 entspricht) des Schieberegisters SR₁ des Sensor-ICs 10 im ersten Zustand (dem linksendigen Sensor-IC 10 in 3) ausgegeben, so daß das Bildsignal von dem ersten Bit (dem Bit, das dem Phototransistor PTr₉₆ in 6 entspricht) des Schieberegisters SR₁ des Sensor-ICs 10 der letzten Stufe (dem rechtsendigen Sensor-IC 11 in 3) das letzte Bildsignal für die Zeile ist. Diese Bildsignale werden in binäre Daten konvertiert und dann seriell in das erste Bit (das Bit, das dem UND-Schaltkreis AND₁ in 8 entspricht) des Schieberegisters SR₁ des Ansteuerungs-ICs 11 der ersten Stufe (dem linksendigen Ansteuerungs-IC 11 in 3) eingegeben, so daß das Bildsignal nacheinander in Richtung zu dem letzten Bit (dem Bit, das dem UND-Schaltkreis AND₁₄₄ in 8 entspricht) des Schieberegisters SR₂ des Ansteuerungs-ICs 11 der letzten Stufe (dem rechtsendigen Ansteuerungs-IC 11 in 3) weitergeleitet wird. Insbesondere werden die Bildlesesignale in der Richtung weitergeleitet, die mit einem Pfeil A in 10 gezeigt ist, während die Bildaufzeichnungssignale in der Richtung weitergeleitet werden, die mit einem Pfeil B gezeigt ist, wobei beide Richtungen die gleiche Richtung sind. Mithin wird das Bildaufzeichnungssignal von dem ersten Bit des Sensor-ICs 10 der ersten Stufe als Bildaufzeichnungssignal an dem letzten Bit des Ansteuer-ICs 11 der letzten Stufe gespeichert.
Wieder in 10, werden die Beziehungen zwischen dem gelesenen Bild und dem aufgezeichneten Bild darstellt, wird das Dokument in einer Richtung geführt, die mit einem Pfeil C gezeigt ist, während das Aufzeichnungspapier P in einer Richtung geführt wird, die mit einem Pfeil D gezeigt ist, wobei beide Richtungen die gleiche sind. Ferner liegen die Leseoberfläche für das Dokument D und die Aufzeichnungsoberfläche für das Aufzeichnungspapier P einander gegenüber, wobei sich der Bildlese-/Aufzeichungskopf 1 dazwischen befindet. Mithin entspricht ein linkes Ende der Lesefläche für das Dokument D dem ersten Bit des Sensor-ICs 10 der ersten Stufe, während ein linkes Ende der Aufzeichnungsfläche des Aufzeichnungspapiers dem letzten Bit des Ansteuerungs-ICs 11 der letzten Stufe entspricht. Infolgedessen werden in der in 10 gezeigten Weise die Buchstaben in der Lesefläche des Dokuments D ohne Spiegelumkehrung korrekt auf dem Aufzeichnungspapier P aufgezeichnet.
11 bis 15 zeigen eine zweite Ausführungsform des Bildlese-/Aufzeichungskopfes gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese zweite Erfindung unterscheidet sich folgendermaßen von der in 1 bis 10 gezeigten Ausführungsform. Insbesondere sind der integrierte Schaltkreis zum Lesen 10 und der integrierte Schaltkreis zum Aufzeichnen 11 bei der ersten Ausführungsform getrennt voneinander gebondet. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind diese Schaltkreise in einen einzigen Chip integriert, so daß beide Funktionen des integrierten Schaltkreises zum Lesen 10 und des integrierten Schaltkreises zum Aufzeichnen 11 mit einem einzigen Chip zustandegebracht werden. In 11 sind sämtliche anderen Ausgestaltungen mit Ausnahme der obigen Anordnung für diesen integrierten Schaltkreis für den Bildlese-/Aufzeichnungskopf 1 genau die gleichen wie die in 2 gezeigten, und mithin haben entsprechende Bestandteile und Elemente jeweils die gleichen alphanumerischen Kodes ohne ausführliche Beschreibung erhalten. Es sollte jedoch angemerkt werden, daß deshalb, weil dieser integrierte Schaltkreis 10 für den Bildlese-/Aufzeichungskopf eine Reihe von Lichtempfangselementen beinhaltet, die integrierten Schaltkreise 10 auf der ersten Hauptfläche des zweiten Substrats 7 angebracht sind, so daß zwei benachbarte integrierte Schaltkreise 10 in der in 12 und 13 gezeigten Weise aneinander anliegen.
14 ist ein Blockschaltbild des integrierten Schaltkreises für den Bildlese-/Aufzeichungskopf 10, der bei der zweiten Ausführungsform verwendet wird. Wie aus einem Vergleich zwischen dieser 14 und den 6, 8, welche die erste Ausführungsform zeigen, deutlich zu erkennen ist, sind in dem integrierten Schaltkreises für den Bildlese-/Aufzeichungskopf 10 für die zweite Ausführungsform des Bildlese- /Aufzeichungskopfes die Anordnung, die in dem integrierten Schaltkreis zum Lesen 10 in 6 hergestellt ist, und die Anordnung integriert, die in dem integrierten Schaltkreis zum Aufzeichnen 11 in 8 hergestellt ist. Es sollte jedoch angemerkt werden, daß gemäß dem integrierten Schaltkreis für den Bildlese-/Aufzeichungskopf 10 die Anzahl der Phototransistoren PTr₁~PTr₉₆ als Lichtempfangselemente die gleiche wie die Anzahl der bipolaren Transistoren PTr₁~PTr₉₆ ist, so daß ein integrierter Schaltkreis für den Bildlese-/Aufzeichungskopf 10 für die gleiche Anzahl der Lichtempfangselemente und der Heizelemente zuständig ist. Insbesondere ist der Chip 41 dieses speziellen integrierten Schaltkreises für den Bildlese-/Aufzeichungskopf 10 mit 96 Phototransistoren PTr₁~PTr₉₆, 96 Feldeffekttransistoren FET₁~FET₉₆, einem Schieberegister SR₁ zum Empfang von Licht, einem Chipwählschaltkreis CS₁, CS₂, einem Operationsverstärker OP₁, Feldeffekttransistoren FET_a, FET_b, einem Kondensator C₁, Widerständen R₁~R₃, einem Schieberegister SR₂ zum Heizen, einem Verriegelungsschaltkreis LT, beispielsweise 96 UND-Schaltkreisen AND₁~AND₁₄₄, 96 bipolaren Transistoren Tr₁~Tr₉₆ und Kontaktstellen SI, TI, CLKI, LATI, STRI, STRC, VDD, DO₁~DO₉₆, GND, AO, STRO, LATO, CLKO, DO und SO ausgebildet. Jeder der Phototransistoren PTr₁~PTr₉₆ fungiert als Lichtempfangselement zum Ausgeben von analogen Bildsignalen gemäß dem Bild auf dem Dokument D, wenn reflektiertes Licht von dem Dokument D zugeführt wird. Die Transistoren Tr₁~Tr₉₆ bilden Schalter zu den Heizelementen 9. Die Feldeffekttransistoren FET₁~FET₉₆, das Schieberegister SR₂, der Chipwählschaltkreis CS₁, der Operationsverstärker OP₁, die Feldeffekttransistoren FET_a, FET_b, der Kondensator C₁ und die Widerstände R₁~R₃ bilden einen Steuerkreis für Lichtempfangselemente, um nacheinander die Ausgaben aus den Phototransistoren PTr₁~PT zu entnehmen. Das Schieberegister SR₂, der Verriegelungsschaltkreis LT, der Chipwählschaltkreis CS₂, die UND-Schaltkreise AND₁~AND₉₆ und die bipolaren Transistoren Tr₁ Tr₉₆ bilden einen Steuerkreis für Heizelemente, um selektiv die Heizelemente 9 gemäß den Bilddaten zum Aufzeichnen einzuschalten.
Wie aus 14 und 15 zu ersehen ist, weist der Chip 41 dieses integrierten Schaltkreises für den Bildlese-/Aufzeichungskopf 10 eine Oberfläche auf, die mit den Phototransistoren PTr₁~PTr₉₆ als Lichtempfangselement in einer näher an der einen Längskante befindlichen Reihe angebracht sind und mit sämtlichen Kontaktstellen SI, TI, CLKI, LATI, STRI, STRC, VDD, DO₁~DO₉₆, GND, AO, STRO, LATO, CLKO, DO und SO näher an der anderen Längskante ausgebildet ist. Deshalb können, wenn die Kontaktstellen SI, TI, CLKI, LATI, STRI, STRC, VDD, DO₁~DO₉₆, GND, AO, STRO, LATO, CLKO, DO und SO mit dem Verdrahtungsmuster des zweiten Substrats 7 drahtgebondet sind, alle Drähte zur Seite hin von den Phototransistoren weg gezogen werden, wodurch die Drähte zwangsläufig kein Licht gegen die Phototransistoren PTr₁~PTr₉₆ abschatten können.
Der Steuerkreis zum Lesen und der Steuerkreis zum Aufzeichnen, die in dem obigen integrierten Schaltkreis für den Bildlese-/Aufzeichungskopf 10 enthalten sind, funktionieren genau in der anhand von 6 und 9 beschriebenen Weise und werden deshalb hier nicht beschrieben.
16 bis 18 zeigen eine dritte Ausführungsform des Bildlese-/Aufzeichungskopfes gemäß der vorliegenden Erfindung. 16 ist ein perspektivischer Umriß des Bildlese-/Aufzeichungskopfes 1 gemäß dieser Ausführungsform, während 17 eine Schnittansicht ist, die längs einer zu einer Längsachse des Bildlese-/Aufzeichungskopfes vertikalen Zeile geführt ist. Ein Unterschied zu der ersten Ausführungsform, die typischerweise in 2 gezeigt ist, besteht darin, daß eine Mehrzahl von asphärischen Linsen als optische Linsen 12 verwendet werden, die in Entsprechung zu jeweiligen integrierten Schaltkreisen zum Lesen 10 angeordnet sind. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß das reflektierende Abdeckelement 13 mit zwei gebogenen Abschnitten 13a, 13b ausgebildet ist und das reflektierende Abdeckelement 13 Innenflächen aufweist, die mit einer ersten reflektierenden Oberfläche 13c und einer zweiten reflektierenden Oberfläche 13d zum zweimaligen Reflektieren des Lichts nach dem Passieren der asphärischen Linsen 12 ausgebildet sind, um das Licht generell vertikal zu den Lichtempfangselementen in dem integrierten Schaltkreis zum Lesen 10 zu richten.
Wiederum gemäß dieser Ausführungsform sind die Heizelemente 9, der integrierte Schaltkreis zum Lesen 10 und der integrierte Schaltkreis zum Aufzeichnen 11 in der ersten Hauptoberfläche des zweiten Substrats 7 angebracht. Diese Heizelemente 9, der IC 10 zum Lesen und der Aufzeichnungs-IC 11 können solche mit den gleichen Anordnungen und Funktionen wie diejenigen sein, die bei den in 5, 6 und 8 gezeigten vorhergehenden Ausführungsformen verwendet werden. Es sollte jedoch angemerkt werden, daß in der anhand von 18 beschriebenen Weise gemäß der vorliegenden Ausführungsform die als optische Linsen verwendeten asphärischen Linsen 12 kleinere Bilder von jeweiligen vorgegebenen Bereichen auf der Bildzeile L auf den Lichtempfangselementen der ICs 10 zum Lesen formen können. Mithin kann der IC zum Lesen 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einer kürzeren Länge versehen werden, und ferner kann der IC 10 zum Lesen in der in 18 gezeigten Weise von angrenzenden ICs getrennt angeordnet werden.
Die Anordnungen in 17 sind mit Ausnahme derjenigen für die optischen Linsen 12 und das reflektierende Abdeckelement 13 grundsätzlich die gleichen wie bei der typischerweise in 2 gezeigten ersten Ausführungsform und werden deshalb hier nicht beschrieben.
18 ist eine Ansicht eines längs der Linie X-X in 16 geführten Schnitts, welche die konvexen Linsen 12 und zugehörige Bestandteile zeigt. Wie aus dieser 18 und aus 7 zu ersehen ist, sind bei jeder der konvexen Linsen 12 die folgenden Bestandteile nacheinander in einem Strahlengang des von dem Dokument D reflektierten Lichts angeordnet: Insbesondere sind die Glasabdeckung 5, die konvexe Linse 12, die erste reflektierende Oberfläche 13c, die zweite reflektierende Oberfläche 13d und eine Anordnung von Lichtempfangselementen des IC 10 zum Lesen in dieser Reihenfolge angeordnet. Die konvexe Linse 12 ist ein optisches Bildformungsmittel mit einer asphärischen Einfallfläche 12a und einer ebenen Austrittsfläche 12b und ist mit der Einfallfläche 12a dem Abdeckglas 5 gegenüberliegend und der Austrittsfläche 12b zu der ersten reflektierenden Oberfläche 13c hin um etwa 45 Grad geneigt angeordnet. Wenn das reflektierte Licht von der Einfallfläche 12a zu der Austrittsfläche 12b läuft, wird das reflektierte Licht gemäß einem Brechungsindex und einem Krümmungsradius der konvexen Linse 12 konzentriert und behält dabei die gleiche Lichtmenge wie zur Einfallzeit bei. Dann, nach Reflexion an den ersten und zweiten reflektierenden Flächen 13c, 13d, tritt das reflektierte Licht in das Lichtempfangselement ein. Insbesondere bringt jede der konvexen Linsen 12 einen vorgegebenen durchgehenden Abschnitt des in dem Dokument D enthaltenen Bildes in das entsprechende Lichtempfangselement ein, indem sie ein umgekehrtes Bild des obigen auf dem Lichtempfangselement bildet. Mithin muß ein Vorgang zum Umkehren der Richtung der Datenübertragung von jedem der ICs zum Lesen ausgeführt werden.
Ferner weist die konvexe Linse 12 eine Tiefenschärfe auf, die so eingestellt ist, daß das Bild auf das Lichtempfangselement 10a fokussiert wird. Insbesondere kann die Länge des Strahlengangs von der konvexen Linse 12 zu den Lichtempfangselementen 10a so gesteuert werden, daß es innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt, wobei eine bestimmte Abweichung erlaubt ist, so daß das Bild auf die Oberfläche des Lichtempfangselements 10a fokussiert werden sollte. Ferner kann jede der konvexen Linsen 12 das Bild mit einer vorgegebenen Vergrößerungsrate auf dem Lichtempfangselement formen. Mit einer solchen Anordnung wird es möglich, die Länge der Anordnung von in jedem der ICs 10 zum Lesen auszubildenden Lichtempfangselementen zu verkleinern und dabei die Größe der ICs 10 zum Lesen zu vermindern.
Weiter gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die optische Linse eine asphärische Linse 12 mit einer tieferen Tiefenschärfe als die der Selfoc-Linse. Mithin braucht die Länge des Strahlengangs von dem Dokument C zu dem Lichtempfangselement nicht so präzise wie sonst zu sein. Dadurch können die Herstellungskosten des Gesamtkopfes vermindert werden und kann auch der Vorteil genossen werden, daß selbst dann in zweckdienlicher Weise gelesen werden kann, wenn das Dokument etwas über der Lesefläche gehalten wird. Weiter gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird das reflektierte Licht nach Passieren der konvexe Linse 12 zweimal reflektiert, so daß es generell vertikal in das Lichtempfangselement 10a eintritt. Dadurch wird es möglich, die Bildleseeffektivität durch das Lichtempfangselement weiter zu erhöhen. [0088] Hier sollte angemerkt werden, daß gemäß der vorliegenden Ausführungsform der IC zum Lesen und der IC zum Aufzeichnen in der ersten Hauptoberfläche des zweiten Substrats 7 unabhängig von dem anderen vorgesehen sind. Jedoch kann natürlich auch der integrierte Schaltkreis verwendet werden, der die beiden Schaltkreise zum Lesen und zum Aufzeichnen beinhaltet, wie sie weiter oben anhand von 14, 15 beschrieben sind.
19 bis 22 sind Schnittansichten eines Hauptabschnitts einer vierten, einer fünften und einer sechsten Ausführungsform des Bildlese-/Aufzeichungskopfes gemäß der vorliegenden Erfindung. Wiederum erfolgt bei diesen Figuren eine Beschreibung nur bei Unterschieden gegenüber den vorhergehenden Ausführungsformen. Sämtliche gemeinsamen Ausgestaltungen werden nicht beschrieben, wobei Bestandteile und Elemente die gleichen alphanumerischen Kodes wie in den vorhergehenden Figuren erhalten.
Die in 19 gezeigte vierte Ausführungsform ist eine Variation zu der typischerweise in 17 gezeigten dritten Ausführungsform. Die bei der dritten Ausführungsform als optische Linse verwendete asphärische Linse wird hier durch die Selfoc-Linsenanordnung 12 ersetzt. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß die erste Hauptoberfläche des zweiten Substrats 7 mit dem integrierten Schaltkreis 10 angebracht ist, der beide von den Steuerkreisen zum Lesen und zum Aufzeichnen beinhaltet. Wiederum bei dieser Ausführungsform jedoch wird das reflektierte Licht nach dem Passieren der Selfoc-Linsenanordnung 12 zweimal reflektiert, d. h. zuerst durch die erste reflektierende Oberfläche 13c und dann durch die zweite reflektierende Oberfläche 13d, die jeweils in der inneren Oberfläche des reflektierenden Abdeckelements 13 ausgebildet sind, bevor das reflektierte Licht generell vertikal in das Lichtempfangselement eintritt. Dadurch wird es möglich, die Bildleseeffektivität durch das Lichtempfangselement weiter zu erhöhen.
Die in 20 gezeigte fünfte Ausführungsform ist ebenfalls eine Variation zu der typischerweise in 17 gezeigten dritten Ausführungsform. Hier werden die Spiegeloberflächen als Mittel zum zweimaligen Reflektieren des Lichts nach dem Passieren der optische Linse durch ein Prisma 14 ersetzt, das eine erste und eine zweite reflektierende Oberfläche 14a, 14b bereitstellt. Das Prisma 14 kann beispielsweise durch Formen eines transparenten Harzes hergestellt werden. Wenn das Prisma 14 verwendet wird, kann jede der reflektierenden Oberflächen 14a, 14b der erhöhten Reflexionswirkung halber eine reflektierende Gesamtfläche sein, während der physische Abstand von der Linse 12 zu dem Lichtempfangselement vergrößert werden kann, um die Freiheit für die Lagestelle des mit den Lichtempfangselementen ausgebildeten integrierten Schaltkreises 10 zu erhöhen. Hier sollte angemerkt werden, daß das Prisma 14 in der in 21 gezeigten Weise auf das reflektierende Abdeckelement 13 preßgepaßt werden kann, um den Montagevorgang zu erleichtern.
Die in 22 gezeigte sechste Ausführungsform ist eine Variation zu der typischerweise in 2 gezeigten ersten Ausführungsform. Hier wird die in der inneren Oberfläche des reflektierenden Abdeckelements 13 durch ein sogenanntes rechtwinkeliges Prisma ersetzt, um eine reflektierende Gesamtfläche bereitzustellen. Hier kann wiederum die Reflexionswirksamkeit erhöht werden, während der physische Abstand von der Linse 12 zu dem Lichtempfangselement vergrößert werden kann, um die Freiheit für die Lagestelle des mit den Lichtempfangselementen ausgebildeten integrierten Schaltkreises 10 zu erhöhen. Weiterhin kann hier wiederum das Prisma in der in 22 gezeigten Weise auf das reflektierende Abdeckelement 13 preßgepaßt werden kann, um den Montagevorgang zu erleichtern.

Claims

Bildlese/Aufzeichnungskopf, beinhaltend: ein Gehäuse (2) mit einem Dokumentkontaktbereich (5); ein von dem Gehäuse an einer anderen Stelle als der Dokumentkontaktbereich (5) getragenes Substrat (7), welches eine erste, von dem Gehäuse (2) fortweisende Oberfläche und eine zweite, an dem Gehäuse (2) angebrachte Oberfläche besitzt; eine Mehrzahl von in dem Gehäuse (2) getragenen optischen Linsen (12); erste auf dem Substrat (7) vorgesehene integrierte Schaltkreise (10), welche eine Mehrzahl von Lichtempfangselementen (PTr1–PTr96) zum Lesen eines Bildes auf einem Dokument (D) durch Empfang, mittels der optischen Linsen (12), von Licht, welches von dem Dokument (D), welches sich an dem Dokumentkontaktbereich (5) des Gehäuses (2) befindet, reflektiert wird, beinhalten; Lichtreflektiermittel (13, 14), welche bewirken, daß das Licht nach dem Passieren der optischen Linsen (12) in die Lichtempfangselemente (PTr1–PTr96) eintritt; eine Mehrzahl von auf der ersten Oberfläche des Substrates (7) vorgesehenen Heizelementen (9) zum Formen eines Bildes auf Aufzeichnungspapier (P) durch Hitze; und zweite auf dem Substrat (7) vorgesehene integrierte Schaltkreise (10, 11) zum Betätigen der Heizelemente (9); dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Heizelemente (9) als auch die ersten und zweiten integrierten Schaltkreise (10, 11) zum Lesen eines Bildes und zum Betätigen der Heizelemente alle auf der ersten Oberfläche des Substrates (7) vorgesehen sind, und daß ferner die Lichtreflektiermittel (13, 14) so angeordnet sind, daß sie der ersten Oberfläche des Substrates (7) von der Gehäuseaußenseite her so gegenüberstehen, daß die Lichtreflektiermittel (13, 14) die ersten integrierten Schaltkreise (10) abdecken, während sie den Heizelementen (9) erlauben, der Umgebung ausgesetzt zu sein.
Bildlese/Aufzeichnungskopf nach Anspruch 1, bei dem die Taktsignale für den ersten integrierten Schaltkreis (10) und die Taktsignale für den zweiten integrierten Schaltkreis (10, 11) dieselben Taktsignale sind.
Bildlese/Aufzeichnungskopf nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine Richtung, in der Bildlesesignale in den ersten integrierten Schaltkreis (10) zum Lesen transferiert werden, dieselbe Richtung ist wie eine Richtung, in der Bildsignale zum Aufzeichnen in den zweiten integrierten Schaltkreis (10, 11) transferiert werden, wobei das Bild auf dem Aufzeichnungspapier (P) korrekt ausgeformt werden kann, wenn das Dokument (D) kopiert wird, wobei bei diesem Anlaß die Bildaufzeichnungssignale in binäre Informationen als Bilddaten zum Aufzeichnen konvertiert werden.
Bildlese/Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der erste integrierte Schaltkreis (10) und der zweite integrierte Schaltkreis (10, 11) in einem einzigen Chip (10) integriert sind.
Bildlese/Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die zweite Oberfläche des Substrates (7) in Kontakt mit einem Hitzeabsorbierelement (24) gehalten wird.
Bildlese/Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die optischen Linsen (12) eine Selfoc-Linsenanordnung sind.
Bildlese/Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die optischen Linsen (12) eine Mehrzahl von asphärischen Linsen sind.
Bildlese/Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das Licht nach dem Passieren der optischen Linsen nur einmal reflektiert wird, bevor es mit einem Winkel in die Lichtempfangselemente (PTr1–PTr96) eintritt.
Bildlese/Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das Licht nach dem Passieren der optischen Linsen (12) mehrmals reflektiert wird, bevor es vertikal oder generell vertikal in die Lichtempfangselemente (PTr1–PTr96) eintritt.
Bildlese/Aufzeichnungskopf nach Anspruch 8, bei dem die Reflektiermittel (PTr1–PTr96) mindestens eine Spiegeloberfläche beinhalten.
Bildlese/Aufzeichnungskopf nach Anspruch 10, wobei die mindestens eine Spiegeloberfläche auf einem an dem Gehäuse (2) fixierten Abdeckelement (13) ausgeformt wird und das Abdeckelement (13) den ersten integrierten Schaltkreis (10) und den zweiten integrierten Schaltkreis (11) abdeckt.
Bildlese/Aufzeichnungskopf nach Anspruch 8, bei dem die Reflektiermittel (PTr1–PTr96) ein Prisma (14) beinhalten.
Bildlese/Aufzeichnungskopf nach Anspruch 12, wobei das Prisma (14) aus einem geformten transparenten Harz besteht, welches in ein Abdeckelement (13), welches den ersten integrierten Schaltkreis (10) und den zweiten integrierten Schaltkreis (10, 11) abdeckt, eingebracht wird.