JP2831730B2 - 密着型イメージセンサ - Google Patents

密着型イメージセンサ

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    • H04N1/0313Direct contact pick-up heads, i.e. heads having no array of elements to project the scanned image elements onto the photodectors

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、ファシミリ装置等において画像読取りに用
いられる密着型イメージセンサに関する。
(従来の技術) 密着型イメージセンサは原稿と同じ長さのセンサを原
稿に近づけ1:1(等倍正立)で読み取る光電変換センサ
であり、小型、光学系の調整が不要、メンテナンスフリ
ー、機器設計が容易等の特長を有し、ファシミリ、OC
R、複写機等の画像入力装置を備えた各種OA機器の普及
に伴い、広く使用されつつある。
従来の密着型イメージセンサの一例として、電子写真
学会シンポジューム「アモルファスシリコンデバイスは
どこまできたか」の論文集(昭和60年5月24日)に記載
された密着型イメージセンサを第5図に示す。
この密着型イメージセンサは、センサ部A及び照明部
Bより構成されており、センサ部Aはガラス基板1上
に、共通電極2、感光材料としてアモルファスシリコン
層(以下a−Si層と記す)3、そして電極として透明電
極4、更には保護層5が積層された構成となっている。
これら各部から構成されるセンサ部Aは、島状でピッチ
が0.1〜0.2mm、総数2000〜3000個の感光素子がアレイ状
に配列されたものであり、島状の各感光体素子には導光
窓6が形成されている。また照明部Bは、LEDチップ7
とLED基板8とからなる。
ここでLEDからの光はガラス基板1及び導光窓6を通
過して原稿Sを照明し、その反射光が透明電極4を通過
してa−Si層3に信号光として入射する。LEDチップ7
は0.3mm角程度の大きさで2.5mmピッチでLED基板8上に
配置されている。本来は1つの導光窓に対し1つのLED
チップが対応するのが望ましく、0.1〜0.2mmピッチで20
00〜3000個のLEDチップで構成すると、高価なものとな
る。従って、一般的には2.5mm程度の間隔をおいてLEDを
配置している。しかしこの場合、原稿位置での照明ムラ
を解決するため、照明部は原稿及びセンサ部から離して
配置する必要がある。
したがって、上述の密着型イメージセンサでは、セン
サを薄型化すること及び低価格で製造することは困難で
あった。
そこで、上述の問題を解決したものとして、特開昭62
−279776号公報に開示された密着型イメージセンサがあ
る。これは、高周波駆動の薄膜ELの発光素子からなる照
明部が透明基板の一方の面に設けられ、且つ薄膜感光素
子からなるセンサ部が照明部と対向するごとく透明基板
の他方の面に設けられたものである。
この密着型イメージセンサを第6図を用いて説明す
る。
同図に示すように、センサ部Aは、ガラス基板1上に
共通電極2、a−Si層3、透明電極4、透明保護層5が
積層された構成となっている。これら各部から構成され
るセンサ部は島状でピッチが0.1〜0.2mm、総数2000〜30
00個の感光素子がアレイ状に配列されたものであり、島
状の各感光体素子には導光窓6が形成されている。照明
部Bは、ガラス基板1上に透明電極4、発光層9、絶縁
層10、背面電極11が順次積層されたEL素子よりなる。更
にEL素子を外気から遮断するため封止材12で覆われてい
る。EL素子の形状は帯状であり、例えば大きさが幅2mm
で長さ250mmであり、これをa−Si層3の全域を覆うよ
うに配置する。
この様に構成されたイメージセンサでは、EL素子から
の光はガラス基板1及び導光窓6、透明保護層5を通
り、原稿Sを照明し、その反射光が透明保護層5、透明
電極4を通過して、a−Si層3に信号光として入射す
る。
このタイプのEL素子は、薄膜又は厚膜技術により均質
に形成できることもあって、発光強度分布が全域にわた
って均一である。また同一のガラス基板1上にセンサ部
Aと照明部Bとを形成できるので薄膜化が容易である。
しかし、このタイプのEL素子を発光させるには高周波
が必要である。一般にイメージセンサでは、照明光の強
度が常に一定あるいは読取り速度に比べ著しく速い点灯
周期であることが要求される。例えばG III形ファクシ
ミリにおいては、1ラインの読取り速度10msに対し20kH
z以上望ましくは40kHzの駆動周波数が要求される。これ
に対し、厚膜タイプの分散型EL素子では、5kHz以上の周
波数を越えると点灯周期が電源の周期に追随できないと
いう問題がある。又、薄膜タイプのEL素子は点灯周波数
は達成できるものの、光源としての所定輝度を達成する
のに200V程度の高い電圧を必要とするため、消費電力が
大きく、電源回路系が複雑かつ大型化するという問題が
ある。
また、上述の特開昭62−279776号公報の発明には、EL
素子に代えてプラズマ素子パネル、蛍光素子パネルを使
用することも例示しているが、これらはEL素子に比べ厚
くなり、装置の薄型化を有効に図ることが難しいという
問題がある。また、真空を必要とするため、イメージセ
ンサのようにパネルの縦横比が著しく異なる用途ではパ
ネルの強度上の問題を生じる。
(発明が解決しようとする課題) 上述したように、従来の密着型イメージセンサでは、
薄膜発光素子として薄膜EL素子を用いた場合、駆動方法
が交流で照明光の強度が変動しやすく、また、駆動電圧
が高く消費電力が大きいため、電源回路系が複雑かつ大
形化するという問題がある。
本発明は上述した従来の課題を解決するためになされ
たもので、薄膜発光素子を直流の低電圧で駆動可能とし
照明光の強度の変動および消費電力を減少させることが
でき、しかも装置の薄型化を有効に図ることのできる密
着型イメージセンサを提供することを目的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、透明基板の一方の面に形成され薄膜発光素
子を有する照明部と、前記透明基板の他方の面に形成さ
れ薄膜感光素子を有するセンサ部とを備えた密着型イメ
ージセンサにおいて、前記薄膜発光素子が少なくともア
ノード、正孔伝導性有機薄膜、電子伝導性有機蛍光薄膜
およびカソードとを備え、直流により駆動されることを
特徴とするものである。
(作 用) 本発明では、アノード、正孔伝導性有機薄膜、電子伝
導性有機蛍光薄膜、カソードからなる薄膜発光素子を用
いており、直流の低電圧で駆動が可能なため、照明光の
強度が変動がなく、低消費電力で、また完全固体タイプ
の薄膜発光素子で装置の薄型化を有効に図ることが可能
である。
また、密着型イメージセンサの光源として必要な輝度
範囲で、従来の各種光源に比べ、輝度の劣化が少ないと
いう特長を有する。
(実施例) 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
第1図は本発明の一実施例の密着型イメージセンサを
説明するための側面断面図である。
同図に示すように、センサ部Aは、ガラス基板21上に
共通電極22、a−Si層23、透明電極24、透明保護層25が
積層された構造となっている。これら各部から構成され
るセンサ部Aは島状でピッチが0.1〜0.2mm、総数2000〜
3000個の感光素子がアレイ状に配列されたものであり、
島状の各感光体素子には導光窓26が形成されている。
また、照明部Bは、ガラス基板21上にアノード27、正
孔伝導性有機薄膜28、電子伝導性有機蛍光薄膜29、カソ
ード30が順次積層された発光素子よりなる、更に発光素
子を外気から遮断するため封止材31で覆われている。こ
の発光素子の形状は帯状であり、例えば大きさが幅2mm
で長さ250mmであり、これをa−Si層23の全域を覆うよ
うに配置する。
この様に構成されたイメージセンサでは、発光素子か
らの光はガラス基板21及び導光窓26、透明保護層25を通
り、原稿Sを照明し、その反射光が透明保護層25、透明
電極24を通過してa−Si層23に信号光として入射する。
この照明部Bは以下のようにして形成する。
まず、ガラス基板21上に真空蒸着、スパッタリング、
CVD等の既知の薄膜形成法にて酸化インジウム錫(以下I
TOと記す)、酸化錫の透明導電膜を形成し、アノード27
とする。この後、電子写真に用いられる正孔輸送物質で
あるフタロシアニン、オキサジアゾール、トリフェニル
ジアミン誘導体を蒸着源として真空蒸着により700〜100
0Åの正孔伝導性有機薄膜28を形成し、引き続いて、レ
ーザ色素として有用なクマリン色素やアルミニウムトリ
スオキシンに代表されるキレート化オキシノイド化合物
を蒸着源として真空蒸着により700〜1000Åの電子伝導
性有機蛍光薄膜29を形成する。続いて、低仕事関数でか
つ酸化安定性に優れた金属、合金を、例えばIn,Al,Mg−
Al等を蒸着源として電子ビーム蒸着により1000〜2000Å
程度蒸着しカソード30とした。
第2図にアノード27としてITO、正孔伝導性有機薄膜2
8としてフタロシアニン、電子伝導性有機蛍光薄膜29と
してアルミニウムトリスオキシン、カソード30としてMg
−Al合金を用いた場合の印加電圧−輝度特性を示す。
同図に示すように、5V前後の直流の低電圧で密着型イ
メージセンサの光源として必要な100〜200cd/m2の輝度
が得られていることが判る。なお、発光色は520〜540nm
に中心波長を有する緑色発光であった。この領域はa−
Siにとって最も感度の良い領域である。また、100〜200
cd/m2の輝度にイニシャル(初期)輝度を設定した場
合、2000時間にわたって輝度の減衰はほとんど認められ
ず、非常に安定な光源であった。
第3図は本発明の他の実施例の密着型イメージセンサ
を示す側面断面図である。なお、同図においてセンサ部
Aの構成は第1図のものと同様であるのでその説明を省
略する。
この実施例では、ガラス基板21とは別のガラス基板あ
るいは透明なプラスチックフィルム32上にアノード27、
正孔伝導性有機薄膜28、電子伝導性有機蛍光薄膜29、カ
ソード30が順次積層された発光素子を形成し、これをガ
ラス基板21に当接させ、封止材31で覆った構成とされて
いる。
従って、この実施例では、第1図の実施例と同様の効
果が得られるとともに、照明部Bをセンサ部Bと別体に
製造するので、製造効率を向上させることが可能であ
る。
第4図は本発明のさらに他の実施例の密着型イメージ
センサを示す側面断面図である。なお、同図において、
センサ部Aの構成は第1図のものと同様であるのでその
説明を省略する。
同図に示すように、この実施例では電子伝導性有機蛍
光薄膜29とカソード30の間に電子伝導性有機薄膜33が挿
入されている。この薄膜33の挿入は電子伝導性有機蛍光
薄膜29として薄膜形成能が低い物質を用いる場合に薄膜
形成能を向上させるのに有効である。そしてこの実施例
でも第1図の実施例と同様の効果を得ることができる。
なお、上述した実施例では、導光窓がセンサ部中央付
近に設けられたものを示したが、導光窓がセンサ部サイ
ドに設けられた構造においても本発明は有効である。
[発明の効果] 以上説明したように本発明の密着型イメージセンサ
は、アノード、正孔伝導性有機薄膜、電子伝導性有機蛍
光薄膜、カソードからなる薄膜発光素子を用いており、
直流の低電圧で駆動が可能なため、照明光の強度が変動
がなく、低消費電力で、また完全固体タイプの薄膜発光
素子で、ガラス一方の面に当接して設けてあるのでイメ
ージセンサそのものが薄型化される。また本発明におけ
る発光素子は従来の発光素子に比べ長時間にわたって安
定であるので、長時間にわたってセンサの感度が安定で
ある。さらにこの発光素子は薄膜技術によって均質に形
成されるものであり、その発光強度が全体にわたり均一
となり、照明ムラが少ない。
また、製造はイメージセンサ全体が薄膜技術という一
貫した技術でなされるため、量産性が良くコストダウン
を有効に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係わる密着型イメージセンサの一実施
例の構造を示す断面図、第2図は本発明に用いられる薄
膜発光素子の発光特性を示す図、第3図は本発明の他の
実施例の構造を示す断面図、第4図は本発明のさらに他
の実施例の構造を示す断面図、第5図、第6図は従来の
密着型イメージセンサの構造を示す断面図である。 A……センサ部、B……照明部、21……ガラス基板、22
……共通電極、23……a−Si層、24……透明電極、25…
…透明保護層、26……導光窓、27……アノード、28……
正孔伝導性有機薄膜、29……電子伝導性有機蛍光薄膜、
30……カソード、31……封止材。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 27/14 - 27/148 H04N 1/028 - 1/031

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透明基板の一方の面に形成され薄膜発光素
    子を有する照明部と、前記透明基板の他方の面に形成さ
    れ薄膜感光素子を有するセンサ部とを備えた密着型イメ
    ージセンサにおいて、 前記薄膜発光素子が少なくともアノード、正孔伝導性有
    機薄膜、電子伝導性有機蛍光薄膜およびカソードとを備
    え、直流により駆動されることを特徴とする密着型イメ
    ージセンサ。
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