JP3798912B2 - 画像読み書き一体ヘッド、およびこれを備えた画像処理装置 - Google Patents
画像読み書き一体ヘッド、およびこれを備えた画像処理装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、画像読み取り機能と、熱転写方式または感熱方式による画像形成機能を併せ持つ画像読み書き一体ヘッド、およびこれを備えた画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ファクシミリ装置などの画像処理装置においては、画像読み取り機能と画像形成機能を併せ持つ必要があり、また、画像処理装置の小型化の要請にも応える必要があることから、画像読み取りと画像形成の双方を行うことができる画像読み書き一体ヘッドが提案されている。この種の画像読み書き一体ヘッドとしては、図１０に示すような構成のものがある。この図に示された画像読み書き一体ヘッドＹは、上部開口１０が形成され、この上記開口１０に透明カバー２が嵌め込まれたケース１を有している。このケース１の内部には、上記透明カバー２に設定される読み取りラインＬを照明するための光源３が第１の基板４Ａに搭載された状態で配置されている。そして、上記ケース１の下部にはさらに、長手状に形成された第２の基板４Ｂが取り付けられており、この第２の基板４Ｂの上面４０には、長手方向に列状に並ぶようにして複数個の受光素子４ａが搭載されている。一方、上記第２の基板４の下面４１には、幅方向の一側部４２よりの部位に長手方向に列状に並ぶようにして複数個の発熱素子４ｂが搭載されており、所定数の発熱素子４ｂの駆動を担当する複数の駆動ＩＣ６が長手方向に離散して搭載されている。
【０００３】
このように構成された画像読み書き一体ヘッドＹを組み込んだ画像処理装置では、原稿送り用のプラテンローラＰ1 の回転によって上記透明カバー２に密着して読み取り原稿Ｄが搬送されるが、この過程において原稿Ｄが上記光源３からの光によって照明される。そして、原稿Ｄからの反射光は、上記読み取りラインＬと上記各受光素子４ａの間に配置された光学レンズ５によって集光され、原稿Ｄの画像が上記受光素子４ａの列上に結像される。これにより原稿Ｄの画像データが得られる。一方、記録紙送り用のプラテンローラＰ2 の回転によって記録紙Ｋが上記各発熱素子４ｂに密着して搬送されるが、この過程において上記各駆動ＩＣ６によって原稿Ｄの画像データに基づいて適宜の発熱素子４ｂが選択され、これが発熱駆動されることによって記録紙Ｋに画像が形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記画像読み書き一体ヘッドＹでは、光源３を搭載した第１の基板４Ａと、各受光素子４ａおよび各発熱素子４ｂを搭載した第２の基板４Ｂとが別体として構成されているためにコスト的に不利である。このため、上記光源３を受光素子４ａや発熱素子４ｂが搭載された基板４Ｂと同一の基板上に搭載することも考えられるが、光源３を搭載するためのスペースを上記基板４Ｂ上に別途確保する必要がある。この場合、上記基板４の幅寸法を大きくし、たとえば幅方向の他側部４３よりの部位に各光源３が搭載される。これでは、上記基板４Ｂの幅方向の寸法が大きくなってしまい画像読み書き一体ヘッドＹの小型化、ひいては画像処理装置の小型化を達成するのが困難である。
【０００５】
また、上記基板４Ｂに各受光素子４ａおよび各発熱素子４ｂを搭載する場合には、たとえば基板４Ｂの上面４０側に各受光素子４ａを搭載した後に、基板４Ｂの表裏を逆転させてから基板４Ｂの下面４１側に各発熱素子４ｂや各駆動ＩＣ６を搭載しなければならない。もちろん、上記各受光素子４ａに各種の信号や電力などを供給するための配線パターン（図示略）を上記基板４Ｂの上面４０に形成する必要があるし、また、各発熱素子４ｂや各駆動ＩＣ６に各種の信号や電力などを供給するための配線パターン（図示略）を上記基板４Ｂの下面４１に形成する必要がある。このように、基板４Ｂに各種の処理を施すためには、基板４Ｂの上下の面４０，４１のそれぞれに処理を行わなければならず、基板４Ｂの一面側にのみ各種の処理を施す場合と比較すれば格段に作業効率が悪い。
【０００６】
さらに、上記画像読み書き一体ヘッドＹでは、上記ケース１の上部開口１０に嵌め込まれた透明カバー２に密着して原稿Ｄが搬送されるようになされている一方、上記基板４Ｂの下面４１に搭載された各発熱素子４ｂに密着して記録紙Ｋが搬送されるようになされている。つまり、上記画像読み書き一体ヘッドＹを所定の筐体などに組み込んで画像処理装置を構成した場合には、原稿送り用のプラテンローラＰ1 が上記画像読み書き一体ヘッドＹの上部に配置される一方で、記録紙送り用のプラテンローラＰ2 が上記画像読み書き一体ヘッドＹの下部に配置されることになる。したがって、上記画像読み書き一体ヘッドＹを組み込んだ画像処理装置では、各プラテンローラＰ1 ，Ｐ2 の配置の都合上から、上下寸法を小さくして画像処理装置全体としての小型化を図るのが困難であった。
【０００７】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、作業効率良くコスト的に有利に製造でき、画像処理装置の小型化を実現できる画像読み書き一体ヘッド、およびこれを備えた画像処理装置を提供することをその課題としている。
【０００８】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
すなわち、本願発明の第１の側面により提供される画像読み書き一体ヘッドは、ケースの下部に形成された開口を塞ぐようにして取り付けられるとともに複数の受光素子および複数の発熱素子がそれぞれが搭載された長手状の基板を備えており、上記ケースの上部に沿って搬送される読み取り原稿に光源からの光を照射し、原稿からの反射光を上記複数の受光素子において受光する一方、各々が所定数の発熱素子の駆動を担当する複数の駆動ＩＣのそれぞれにより選択された適宜の発熱素子を発熱させることによって記録紙に画像を形成する画像読み書き一体ヘッドであって、上記基板は、幅方向の一側部よりの部位が上記ケースからはみ出すようにして上記ケースに取り付けられており、このはみ出した部位における上面に上記各発熱素子が長手方向に延びる列状に搭載されている一方、上記基板の上面における上記ケースによって囲まれた領域において、上記基板の他側部よりの部位に上記複数の受光素子が長手方向に延びる列状に搭載されており、かつ、上記各駆動ＩＣは上記発熱素子の列と上記受光素子の列との間に位置するようにして、所定間隔を開けて列状に搭載されているとともに、上記光源は複数のものが上記駆動ＩＣの列と同一または略同一の列をなすように搭載されていることを特徴としている。
【００１０】
上記構成では、同一の基板上に光源、各受光素子、各発熱素子および各駆動ＩＣが搭載されており、従来のように各受光素子や各発熱素子などが搭載された基板とは異なる基板上に光源が搭載されている場合と比較すれば、コスト的に有利であるのはいうまでもない。加えて、光源、各受光素子、各発熱素子および各駆動ＩＣおよび光源が同一の基板における同一面（上面）に搭載されているため、従来のように上記基板の表裏を逆転させずとも、上記基板に光源、各受光素子、各発熱素子および各駆動ＩＣを搭載することができる。もちろん、各素子や駆動ＩＣなどに各種の信号や電力などを供給するための所定の配線パターンも上記基板の同一面上に形成される。このように、基板に各種の処理を施すのに際して、従来のように基板の表裏を逆転させるといった作業が不要であり、基板の同一面側に連続して各種の処理を施すことができ、作業効率の改善を図ることができる。
【００１１】
また、上記構成の画像読み書き一体ヘッドを組み込んだ画像処理装置では、上記透明カバーに密着させて原稿を搬送させるための原稿送り用のプラテンローラが上記ケースの上方に配置される一方、上記基板の上面に搭載された発熱素子の列に密着させて記録紙を搬送させるための記録紙送り用のプラテンローラが、上記基板のはみ出した部位の上方（ケースの側方）に配置されることになる。このため、本願発明の画像読み書き一体ヘッドを組み込んだ画像処理装置では、記録紙送り用のプラテンローラが上記ケースの側方に配置されているので、従来のような上記ケースの上方および下方に原稿送り用および記録紙送り用のプラテンローラがそれぞれ配置された構成と比較すれば、画像処理装置の厚み方向の寸法を格段に小さくすることができる。
【００１２】
さらに、上記画像読み書き一体ヘッドでは、上記光源および各駆動ＩＣが上記基板の長手方向に延びる同一または略同一の列をなすように搭載されている。すなわち、上記基板における空きスペースに光源が配置されており、光源を各受光素子などと同一の基板上に搭載するに当たって上記基板の幅寸法を大きくして光源を搭載するためのスペースを基板上に確保する必要はない。したがって、上記画像読み書き一体ヘッドでは、光源を各受光素子などと同一の基板上に搭載することによって基板の幅寸法を大きくなることもなく、これにともなって画像読み書き一体ヘッドの幅寸法が大きくなってしまうこともない。
【００１３】
なお、上記光源としては、ＬＥＤなどの光源素子が採用され、１つの光源素子によって上記光源を構成してもよく、また複数の光源素子によって上記光源を構成してもよい。１つの光源素子によって上記光源を構成する場合には、光源が配置された部位の直上から出射される光の出力が大きくなり、この部位から離れるほど出力が小さくなる傾向があることから、上記ケースの長手方向の出力むらを改善すべく上記ケース内に導光部材を収容配置するのが好ましい。また、複数の光源素子によって上記光源を構成する場合には、これらの光源素子のうちの少なくとも一部を、隣り合う駆動ＩＣの間の領域に搭載してもよい。
【００１４】
好ましい実施の形態においてはさらに、隣り合う駆動ＩＣの間の領域には、複数の光源素子が搭載されており、上記領域に搭載された光源素子どうしが電気的に直列に接続されている。また、上記基板上に、上記各受光素子に対して駆動電力を供給するための電力供給用配線をパターン形成し、この電力供給用配線を上記光源に対する電力供給用配線として共用するように構成してもよい。
【００１５】
このような構成では、各光源に駆動電力を供給するための配線を別途設ける必要はなく、上記基板上に形成すべき配線を簡略化することができる。これによっても、上記基板の幅寸法を小さくすることができ、画像読み書き一体ヘッドの小型化、ひいては画像処理装置の小型化を達成することができる。
【００１６】
上記したように、光源素子としてはＬＥＤなどが好適に採用されるが、汎用されているＬＥＤの駆動電圧値は２Ｖ弱であり、また上記受光素子に供給すべき電圧値は一般的には５Ｖとされている。このような場合には、隣り合う駆動ＩＣの間の領域に２または３個のＬＥＤを搭載し、これらのＬＥＤを電気的に直列に接続すれば５Ｖの電圧値の供給によって各ＬＥＤを適切に発光させることができる。もちろん、光源素子の駆動電圧に応じて隣り合う駆動ＩＣの間の領域に搭載される光源素子の数や電気的な接続方法は適宜変更される。たとえば、駆動電圧値が５Ｖ程度である光源素子を使用する場合には、隣り合う駆動ＩＣの間に搭載される光源素子は１個でもよく、また上記領域に駆動電圧値が５Ｖ程度である複数個の光源素子を搭載する場合には、これらの光源素子が電気的に並列に接続される。
【００１７】
好ましい実施の形態においてはさらに、上記電力供給用配線は、上記各受光素子の列に沿うようにして長手状に形成されている部分を有しており、かつ、上記基板の上面には、上記電力供給用配線の上記長手状に形成されている部分に沿って長手状に形成された部分を有する駆動ＩＣ用のグランド配線がさらにパターン形成され、上記各光源素子のうちの少なくとも一部の光源素子が、上記電力供給用配線の上記長手状に形成されている部分と上記グランド配線の上記長手状に形成された部分との間に位置するようにして搭載されている。また、ＬＥＤからなる上記各光源素子のうちの一部の光源素子を、上記グランド配線上に搭載してもよい。
【００１８】
上記電力供給用配線やグランド配線は、比較的に太幅に形成されるために、これらの配線の幅寸法を若干小さくしても何ら問題は生じない。したがって、上記各配線の幅を若干小さくして各配線の間に光源素子を搭載すべき領域を確保するようにすれば、光源素子搭載領域を確保するために基板の幅寸法を大きくする必要はない。また、ＬＥＤなどの光源素子においては、上下の面のそれぞれに電極部が形成されるが、電気的に直列接続された複数の光源素子のうちの電気的に最下流部位に配置された光源素子の陰極はグランド配線と電気的に接続する必要があり、最下流部位に配置された光源素子を陰極を搭載面として上記グランド配線上に搭載してもなんら問題が生じない。それどころか、グランド配線の一部を光源素子搭載領域として使用すれば、最下流部位に配置される光源素子用の搭載領域を別途確保する必要がないため、これによっても基板の小型化に寄与することができる。
【００１９】
本願発明の第２の側面により提供される画像処理装置は、上述した第１の側面において記載したいずれかの画像読み書き一体ヘッドを備えたことを特徴としている。
【００２０】
上記画像処理装置では、上述した第１の側面に係る画像読み書き一体ヘッドを備えていることから、上述した第１の側面において記載した画像読み書き一体ヘッドの効果を享受することができる。すなわち、小型化が実現され、コスト的に有利に製造された画像処理装置が提供される。
【００２１】
本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００２３】
図１は、本願発明の画像読み書き一体ヘッドの一例を表す分解斜視図、図２は、上記画像読み書き一体ヘッドにおける光源素子の搭載部位に沿う縦断面図、図３は、上記画像読み書き一体ヘッドにおける駆動ＩＣの搭載部位に沿う縦断面図、図４は、上記画像読み書き一体ヘッドの基板に形成された配線パターンを説明するため図であって、基板の長手方向の一端部側の拡大平面図、図５は、上記画像読み書き一体ヘッドの基板に形成された配線パターンを説明するための図であって、基板の長手方向の他端部側の拡大平面図、図６は、発熱素子を説明するための基板の要部拡大平面図、図７は、イメージセンサチップ用の配線パターンを説明するための基板の要部拡大平面図、図８は、駆動ＩＣの電気的な導通状態を説明するための基板の要部拡大平面図である。なお、これらの図において、従来例を説明するために参照した図面に表されていた部材および部分などと同等なものには同一の符号を付してある。
【００２４】
図１に示したように、上記画像読み書き一体ヘッドＸは、上下に開口１０，１５がそれぞれ形成されたケース１と、ガラス板などの透明カバー２と、細長状とされたレンズアレイ５と、長矩形状の基板４とを備えて大略構成されている。
【００２５】
図１に良く表れているように、上記ケース１は、主走査方向に長手状に延びるようにして上記各開口１０，１５に繋がる内部空間１２が形成されて、全体として一定方向に延びた細長な箱状とされている。そして、図２および図３に示したように、上記ケース１の長手状の１つの側面１ａがテーパ状に形成されて、上記ケース１の上部に向かうほど幅細となるような形状とされているとともに、上記側面１ａ側の上下寸法が大きくなされて上部開口面が傾斜している。上記ケース１にはさらに、上記内部空間１１の上記側面１ａに対向する側面１ｂ側に併設して長手状の嵌合溝１６が形成されている。この嵌合溝１６は、上記上部開口１０に繋がり、その下方には、この嵌合溝１６および上記下部開口１５のそれぞれと繋がる空間室１１が形成されている。なお、このような形状のケース１は、たとえば金型を用いた樹脂成形によって形成されている。
【００２６】
上記透明カバー２は、図２および図３に示したように上記上部開口１０に嵌め込まれるが、上部開口面が傾斜していることから、上記透明カバー２を嵌め込んだ状態では、上記透明カバー２が傾斜させられている。
【００２７】
上記レンズアレイ５は、図１ないし図３に示したように主走査方向に延びるブロック状のレンズホルダ５０に、複数個のセルフォックレンズ５１を列状に保持させたものである。このレンズアレイ５は、図２および図３に良く表れているように上記ケース１に形成された嵌合溝１６に嵌合保持され、上記透明カバー２に設定された読み取りラインＬとイメージセンサチップ４ａの列との間に配置されている。このレンズアレイ５においては、透明カバー２に密着させて搬送される原稿Ｄから反射してくる光が上記イメージセンサチップ４ａの列上に集光され、上記各イメージセンサチップ４ａの受光素子には原稿Ｄの画像が正立等倍に結像する。
【００２８】
上記基板４は、図２および図３に良く表れているように上記下部開口１５を塞ぐようにして上記ケース１の下部に取り付けられており、この基板４の幅方向の一側部４２側は、上記ケース１の側部からはみ出すようになされている。図１、図４および図５に良く表れているように、上記基板４のはみ出した部位、すなわち上記基板４の幅方向の一側部４２よりの部位の上面４０には、長手方向に延びるようにして発熱抵抗体４４が形成されている一方、他端部４３よりの部位には複数のイメージセンサチップ４ａが長手方向に延びる列状に実装されている。そして、上記発熱抵抗体４４とイメージセンサチップ４ａの列の間の領域には、複数の駆動ＩＣ６が基板４の長手方向に列状に並ぶようにして実装されている。
【００２９】
上記発熱抵抗体４４は、全体としてコの字状に形成されたコモン配線ＣＯＭによって電気的に分断されて基板４の長手方向に複数の発熱素子４ｂが連続して搭載された恰好とされている。具体的には、図４ないし図６に示したように上記基板４の一側部４２に沿って延びるコモンライン４５から、上記基板４の他側部４３に向けて延びるようにして複数のコモン電極部４５ａが一定間隔毎に形成されており、これらのコモン電極部４５ａのそれぞれの先端部が上記発熱抵抗体４４の下部にもぐり込むようにして形成されて上記発熱抵抗体４４が電気的に分断された恰好とされている。また、上記コモンライン４５と各駆動ＩＣ６の間の領域には、図４ないし図６に表れているように個別電極４６が形成されている。この個別電極４６は、図６に示したように先端部が隣り合うコモン電極部４５ａの間に位置するとともに上記発熱抵抗体４４の下部にもぐり込んでおり、図４および図５に示したように他端部が上記駆動ＩＣ６の長手状の上縁部に向けて延びている。
【００３０】
各駆動ＩＣ６は、図４に符号Ｌ0 で示した長さ範囲に設けられた所定数の発熱素子４ａの駆動を担当している。上記画像読み書き一体ヘッドＸをＡ４幅の記録紙Ｋに８ドット／ｍｍの印字密度で画像を形成するように構成する場合には、１７２８個の発熱素子４ｂを印字幅方向（基板４の長手方向）に配置させる必要があるが、たとえば１２個の駆動ＩＣ６によってそれぞれの発熱素子４ｂを駆動させる場合には、各駆動ＩＣ６が１４４個の発熱素子４ｂの駆動をそれぞれ担当することとなる。この場合、各駆動ＩＣ６に対して１４４個の個別電極４６が発熱抵抗体４４から上記各駆動ＩＣ６に向けて延びるようにして形成される。
【００３１】
また、上記基板４の上面４０には、図４および図５に良く表れているように上記各駆動ＩＣ６用の配線として、印字データ用配線ＤＩ、ストローブ信号用配線ＡＥＯ１，ＡＥＯ２、電力供給用配線ＶＤＤ、クランド配線ＧＮＤ１、ラッチ信号用配線ＬＡＴ、およびクロックパルス信号用配線Ｃｐが形成されている。なお、本実施形態では、２つのストローブ信号用配線ＡＥＯ１，ＡＥＯ２が形成されているが、これは上記基板４の左半分側に設けられた発熱素子４ｂと、右半分側に設けられた発熱素子４ｂとを時間差で分割して駆動するためである。
【００３２】
クランド配線ＧＮＤ１は、比較的に太幅に形成されているとともに、各駆動ＩＣ６を避けて迂回するような恰好で全体として各駆動ＩＣ６の列と略同一の直線上に形成されており、基板４の他側部４３の両端部位置に出力用パッドが形成されている。印字データ用配線ＤＩは、図７に良く表れているように各駆動ＩＣ６が搭載された領域には形成されておらず、非連続状とされている。ストローブ信号用配線ＡＥＯ１，ＡＥＯ２、電力供給用配線ＶＤＤ、ラッチ信号用配線ＬＡＴ、およびクロックパルス信号用配線Ｃｐは、全体としてクランド配線ＧＮＤ１に沿うようにしてそれぞれ連続状に形成されている。なお、ストローブ信号用配線ＡＥＯ１，ＡＥＯ２、および電力供給用配線ＶＤＤ１の入力パッドは、基板４の他側部４３の一端部（図４の左側）に形成されており、ラッチ信号用配線ＬＡＴ、およびクロックパルス信号用配線Ｃｐの入力パッドは、基板４の他側部４３の他端部（図５の右側）に形成されている。
【００３３】
上記各駆動ＩＣ６には、図７に示したように複数の端子パッドが形成されている。上記駆動ＩＣ６の図７における上辺側には、上記各個別電極４５とワイヤを介して導通接続される端子パッド６０がたとえば１４４個形成されており、左辺側には駆動ＩＣ６用の各配線とワイヤを介して導通接続される端子パッド６１が配線の数に応じてたとえば６個形成されている。また、上記各駆動ＩＣ６の右辺側には、印字データが出力される端子パッドＤＡＰが形成されており、隣り合う駆動ＩＣ６の間の領域に形成された印字データ用配線ＤＩとワイヤを介して接続されている。すなわち、上記各駆動ＩＣ６は、ストローブ信号用配線ＡＥＯ１，ＡＥＯ２、電力供給用配線ＶＤＤ、クランド配線ＧＮＤ１、ラッチ信号用配線ＬＡＴ、およびクロックパルス信号用配線Ｃｐに対して電気的に並列となるように接続されているとともに、印字データ用配線ＤＩに対して電気的に直列となるように接続されている。なお、下辺側には、グランド配線ＧＮＤ１とワイヤを介して導通接続される端子パッド６２が複数個形成されている。
【００３４】
上記駆動ＩＣ６、発熱抵抗体４４、およびこれらと導通する各配線は、記録紙Ｋへの画像の形成に寄与するものである。上記各駆動ＩＣ６内には、各種のトランジスタなどがそれぞれ組み込まれており、電力供給用配線ＶＤＤ１から供給される電力によって各トランジスタが駆動可能とされている。たとえば、印字データ用配線ＤＩから１ライン分の印字データが送られてきた場合には、クロックパルス信号用配線Ｃｐから供給されたクロックパルス信号に同期して、各駆動ＩＣ６内のシフトレジスタの各ビットに順次印字データが転送されていく。最終的には、最終段の駆動ＩＣ６におけるシフトレジスタの最終ビットに、初段の駆動ＩＣ６に最初に入力された印字データが保持されるまで順次転送されていく。そして、ラッチ信号用配線から各駆動ＩＣ６に供給されるラッチ信号が入力されることにより、その時点でシフトレジスタに保持されているデータと同じデータが各駆動ＩＣ６のそれぞれのラッチ回路に記憶される。ストローブ信号用配線ＡＥＯ１からは上記基板４の左半分側に設けられた各発熱素子４ｂの駆動をそれぞれ担当する各駆動ＩＣ６にストローブ信号が供給され、このストローブ信号が供給されている間に、当該駆動ＩＣ６のそれぞれのラッチ回路に記憶された各ドットのデータに応じて各個別電極に対応するトランジスタをオン・オフさせられ、選択された適宜の個別電極にのみ電流が流される。そして、ストローブ信号用配線ＡＥＯ２からは、ストローブ信号用配線ＡＥＯ１からのストローブ信号とは時間差で基板４の右半分側に設けられた各駆動ＩＣ６にストローブ信号が供給され、このストローブ信号が供給されている間に、上記基板４の右半分側に設けられた発熱素子４ｂのうちの適宜の発熱素子４ｂも同様に発熱させられて、１ライン分の印字が行われる。
【００３５】
上記イメージセンサチップ４ａは、たとえばホトトランジスタなどの受光素子が複数個組み込まれた構成とされており、図４に符号Ｌ1 で示した長さ範囲が１チップとされている。ところで、上記画像読み書き一体ヘッドＸをＡ４幅の原稿Ｄを８ドット／ｍｍの読み取り密度で読み取るように構成する場合には、１７２８個の受光素子を読み取り幅方向（基板４の長手方向）に配置させる必要があるが、たとえば９６個の受光素子を造り込んでイメージセンサチップ４ａを構成すれば、上記基板４には計１８個のイメージセンサチップ４ａが実装される。
【００３６】
また、上記基板４の上面４０には、図４および図５に示すように、上記各イメージセンサチップ４ａ用の配線としてアナログデータ出力用配線ＡＯ、グランド配線ＧＮＤ２、シリアル信号用配線ＳＩ、クロック信号用配線ＣＬＫ、および電力供給用配線ＶＤＤ２が形成されている。図４および図８に示したように、電力供給用配線ＶＤＤ２は、駆動ＩＣ６用のクランド配線ＧＮＤ１に沿うようにして、かつ全体としてクランド配線ＧＮＤ１に略平行となるようにて連続状に形成されている。アナログデータ出力用配線ＡＯ、グランド配線ＧＮＤ２、クロック信号用配線ＣＬＫ、および電力供給用配線ＶＤＤ２は、それぞれ各イメージセンサチップ４ａにワイヤを介して接続されており、それぞれの配線に対して各イメージセンサチップ４ａが電気的に並列に接続されている。シリアル信号用配線ＳＩは、非連続状とされており、図４および図８の最も左側に配置された初段のイメージセンサチップ４ａにワイヤを介して接続されているとともに、隣り合うイメージセンサチップ４ａのそれぞれの境目の近傍に形成されたアイランド状の導体部位Ｓが隣り合うイメージセンサチップ４ａのそれぞれにワイヤを介して接続されている。すなわち、左側のイメージセンサチップ４ａから右側のイメージセンサチップ４ａにシリアル信号が順次転送されるようになされている。
【００３７】
上記イメージセンサチップ４ａでは、電力供給用配線ＶＤＤ２から各イメージセンサチップ４ａに電力が供給されてイメージセンサチップ４ａに組み込まれた各種のトランジスタが駆動可能とされている。原稿Ｄからの反射光を各受光素子が受光した場合には、受光量に応じた出力レベルの読み取りデータが各受光素子において一旦保持される。そして、初段のイメージセンサチップ４ａにシリアル信号用配線ＳＩからシリアル信号が供給された場合には、アナログスイッチとしてのトランジスタがオンされ、初段の受光素子に保持された読み取りデータがアナログ信号としてアシリアルにアナログデータ出力用配線ＡＯに放出される。そして、クロック信号用配線ＣＬＫから供給されるクロック信号に同期して、イメージセンサチップ４ａ内のシフトレジスタの各ビットをシリアル信号が順次転送されていき、次々と受光素子に保持された読み取りデータが出力されていく。最終的には、最終段のイメージセンサチップ４ａ内のシフトレジスタの最終ビットにまでシリアル信号が転送され、１ライン分の画像の読み取りデータが得られる。
【００３８】
また、上記基板４の上面４０には、上記駆動ＩＣ６の列と同一または略同一の列をなすように複数の光源素子３が実装されている。これらの光源素子３は、電気的に直列接続された２個の光源素子３を一組とし、たとえば隣り合う駆動ＩＣ６の間の領域に光源素子３の組がそれぞれ１組ずつ配置されている。また、最端部に位置する２つの駆動ＩＣ６よりもさらに基板４のそれぞれの端部よりの部位にも、光源素子３の組がそれぞれ１組ずつ配置されており、上記基板４にはたとえば計３０個の光源素子３が実装されている。各光源素子３の組においては、一方の光源素子３が駆動ＩＣ６用のクランド配線ＧＮＤ１およびイメージセンサチップ４ａ用の電力供給用配線ＶＤＤ２の間に形成されたアイランド状の導体領域Ｉ上に実装されており、イメージセンサチップ４ａ用の電力供給用配線ＶＤＤ２とワイヤを介して接続されて電力供給用配線ＶＤＤ２からの電力によって発光するようになされている。すなわち、電力供給源としてイメージセンサチップ４ａ用の電力供給用配線ＶＤＤ２を共用している。もう一方の光源素子３は、クランド配線ＧＮＤ１に実装されており、導体領域Ｉとワイヤを介して接続されて一方の光源素子３と電気的に直列接続されている。なお、上記各光源素子３としては、たとえばＬＥＤが好適に採用される。
【００３９】
このように、上記基板４には、上記各受光素子４ａ、上記各発熱素子４ｂおよび各駆動ＩＣ６が同一の基板４における同一面（上面４０）に搭載されており、さらに同一面４０に各光源素子３が搭載されている。このため、上記画像読み書き一体ヘッドＸでは、従来のように基板４の表裏を逆転させずとも、基板４に各受光素子４ａ、各発熱素子４ｂ、各駆動ＩＣ６および光源３を搭載することができる。また、上記各発熱素子４ｂを発熱駆動するための配線パターンやイメージセンサチップ４ａ用の配線パターンなども同一基板４の同一面４０上に形成されている。このように、基板４に各種の処理を施すのに際して、従来のように基板４の表裏を逆転させるといった作業が不要であり、基板４の同一面側に連続して各種の処理を施すことができるため、作業効率の改善を図ることができる。
【００４０】
また、上記基板４には、上記各光源素子３および各駆動ＩＣ６が上記基板４の長手方向に延びる同一または略同一の列をなすように搭載されている。これにより、基板４上のスペースが効率良く使用されており、基板４の寸法、特に幅寸法を小さくすることができる。加えて、各イメージセンサチップ４ａを駆動するための電力供給源を各光源素子３を発光させるための電力源として共用しているため、各光源素子３に駆動電力を供給するための配線を別途設ける必要はない。すなわち、上記基板４上に形成すべき配線が簡略化されており、これによっても上記基板４の幅寸法を小さくすることができる。このように、本願発明では基板４を小さくするために種々の工夫がなされており、結局、画像読み書き一体ヘッドＸ全体の小型化が図られている。
【００４１】
次に、上記画像読み書き一体ヘッドＸを組み込んだ本願発明に係る画像処理装置について図９を参照しつつ簡単に説明する。図９に示したように、上記画像処理装置９は、所定の筐体９０内に上記画像読み書き一体ヘッドＸが組み込まれた構成とされている。そして、上記画像読み書き一体ヘッドＸを筐体９０に組み込んだ状態では、上記透明カバー２を押圧するようにして原稿用プラテンローラＰ1 が配置され、上記発熱抵抗体４４を押圧するようにして記録紙用プラテンローラＰ2 が配置される。そして、筐体９０における画像読み書き一体ヘッドＸの後方領域には、ロール状とされた記録紙Ｋ（ロール紙Ｒ）が配置されている。このような画像処理装置９では、図１０を参照して説明した従来の画像読み書き一体ヘッドＹ、すなわち上記ケース１の上方および下方のそれぞれに各プラテンローラＰ1 ，Ｐ2 が配置された画像読み書き一体ヘッドＹとは異なり、記録紙用プラテンローラＰ2 がケース２の側方に配置されている。このため、従来の画像読み書き一体ヘッドＹを組み込んだ画像処理装置と比較すれば、本願発明の画像処理装置では、その上下寸法が格段に小さくなされている。
【００４２】
上記画像処理装置９では、画像読み取り機能と画像記録機能を併有している。たとえば、原稿Ｄの画像を読み取り動作は、以下のようにして行われる。まず、読み取り対象となる原稿Ｄを筐体９０の上面９１に形成された投入口９１ａから投入する。そうすると、図示しなし紙送りローラなどによって原稿Ｄが原稿用プラテンローラＰ1 が配置部位にまで搬送される。そして、原稿Ｄが原稿用プラテンローラＰ1 と透明カバー２との間に挟持されるような恰好とされ、原稿用プラテンローラＰ1 の時計周り方向の回転によって透明カバー２に密着して搬送される。このとき、光源素子３からの光によって原稿Ｄの読み取りラインＬが照明され、原稿Ｄからの反射光が上記レンズアレイ５によって集光された後に、イメージセンサチップ４ａ上に原稿Ｄの画像が結像される。このイメージセンサチップ４ａでは、受光された光の光量に応じて出力レベルのアナログ信号が出力されるが、この信号は図示しないコネクタからケーブルを介して画像読み書き一体ヘッドＸの外部に取り出されて、１ライン分の画像が読み取られたことになる。原稿ＤはプラテンローラＰ1 によって図中の矢印方向に１ライン分ずつ次々に間欠的に送られ、あるいは連続的に送られて、同様な読み取り動作が次々と行われて原稿Ｄ全体の画像が読み取られる。そして、読み取りが終了した原稿Ｄは、筐体９０の前面９２に形成された原稿排出口９２ａから排出される。
【００４３】
一方、記録紙Ｋに画像を記録する場合には、筐体９０内に配置されたロール紙Ｒから記録紙Ｋを引き出し、これを記録紙用プラテンローラＰ2 の配置部位にまで搬送する。記録紙Ｋは、記録紙用プラテンローラＰ2 と発熱素子４ｂとの間に挟持されるような恰好とされ、記録紙用プラテンローラＰ2 の時計周り方向の回転によって各発熱素子４ｂに密着して搬送される。このとき、基板４に形成された印字データ用配線ＤＩから各駆動ＩＣ６に供給された印字データなどに応じて適宜の発熱素子４ｂを発熱させる。これにより、記録紙Ｋには１ライン分の画像が形成される。記録紙Ｋは、記録紙用プラテンローラＰ2 によって図中の矢印方向に１ライン分ずつ次々と間欠的に送られ、あるいは連続的に送られて、同様な記録動作が次々と行われ、最終的には筐体９０の上面９１に上記原稿投入口９１ａに隣接して形成された記録紙排出口９１ｂから排出される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の画像読み書き一体ヘッドの一例を表す分解斜視図である。
【図２】上記画像読み書き一体ヘッドにおける光源素子の搭載部位に沿う縦断面図である。
【図３】上記画像読み書き一体ヘッドにおける駆動ＩＣの搭載部位に沿う縦断面図である。
【図４】上記画像読み書き一体ヘッドの基板に形成された配線パターンを説明するため図であって、基板の長手方向の一端部側の拡大平面図である。
【図５】上記画像読み書き一体ヘッドの基板に形成された配線パターンを説明するための図であって、基板の長手方向の他端部側の拡大平面図である。
【図６】発熱素子を説明するための基板の要部拡大平面図である。
【図７】駆動ＩＣの電気的な導通状態を説明するための基板の要部拡大平面図である。
【図８】イメージセンサチップ用の配線パターンを説明するための基板の要部拡大平面図である。
【図９】上記画像読み書き一体ヘッドを組み込んだ本願発明に係る画像処理装置の一例を表す断面図概略図である。
【図１０】従来の画像読み書き一体ヘッドの一例を表す縦断面図である。
【符号の説明】
Ｘ 画像読み書き一体ヘッド
１ ケース
３ 光源素子
４ 基板
４ａ イメージセンサチップ（複数の受光素子を有する）
４ｂ 発熱素子
６ 駆動ＩＣ
９ 画像処理装置
１０ 上部開口（ケースの）
４２ 一側部（基板の幅方向の）
４３ 他側部（基板の幅方向の）
Ｄ 原稿
Ｋ 記録紙
ＶＤＤ２ 電力供給用配線（イメージセンサチップ用の）
ＧＮＤ１ グランド配線（駆動ＩＣ用の）
【発明の属する技術分野】
本願発明は、画像読み取り機能と、熱転写方式または感熱方式による画像形成機能を併せ持つ画像読み書き一体ヘッド、およびこれを備えた画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ファクシミリ装置などの画像処理装置においては、画像読み取り機能と画像形成機能を併せ持つ必要があり、また、画像処理装置の小型化の要請にも応える必要があることから、画像読み取りと画像形成の双方を行うことができる画像読み書き一体ヘッドが提案されている。この種の画像読み書き一体ヘッドとしては、図１０に示すような構成のものがある。この図に示された画像読み書き一体ヘッドＹは、上部開口１０が形成され、この上記開口１０に透明カバー２が嵌め込まれたケース１を有している。このケース１の内部には、上記透明カバー２に設定される読み取りラインＬを照明するための光源３が第１の基板４Ａに搭載された状態で配置されている。そして、上記ケース１の下部にはさらに、長手状に形成された第２の基板４Ｂが取り付けられており、この第２の基板４Ｂの上面４０には、長手方向に列状に並ぶようにして複数個の受光素子４ａが搭載されている。一方、上記第２の基板４の下面４１には、幅方向の一側部４２よりの部位に長手方向に列状に並ぶようにして複数個の発熱素子４ｂが搭載されており、所定数の発熱素子４ｂの駆動を担当する複数の駆動ＩＣ６が長手方向に離散して搭載されている。
【０００３】
このように構成された画像読み書き一体ヘッドＹを組み込んだ画像処理装置では、原稿送り用のプラテンローラＰ1 の回転によって上記透明カバー２に密着して読み取り原稿Ｄが搬送されるが、この過程において原稿Ｄが上記光源３からの光によって照明される。そして、原稿Ｄからの反射光は、上記読み取りラインＬと上記各受光素子４ａの間に配置された光学レンズ５によって集光され、原稿Ｄの画像が上記受光素子４ａの列上に結像される。これにより原稿Ｄの画像データが得られる。一方、記録紙送り用のプラテンローラＰ2 の回転によって記録紙Ｋが上記各発熱素子４ｂに密着して搬送されるが、この過程において上記各駆動ＩＣ６によって原稿Ｄの画像データに基づいて適宜の発熱素子４ｂが選択され、これが発熱駆動されることによって記録紙Ｋに画像が形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記画像読み書き一体ヘッドＹでは、光源３を搭載した第１の基板４Ａと、各受光素子４ａおよび各発熱素子４ｂを搭載した第２の基板４Ｂとが別体として構成されているためにコスト的に不利である。このため、上記光源３を受光素子４ａや発熱素子４ｂが搭載された基板４Ｂと同一の基板上に搭載することも考えられるが、光源３を搭載するためのスペースを上記基板４Ｂ上に別途確保する必要がある。この場合、上記基板４の幅寸法を大きくし、たとえば幅方向の他側部４３よりの部位に各光源３が搭載される。これでは、上記基板４Ｂの幅方向の寸法が大きくなってしまい画像読み書き一体ヘッドＹの小型化、ひいては画像処理装置の小型化を達成するのが困難である。
【０００５】
また、上記基板４Ｂに各受光素子４ａおよび各発熱素子４ｂを搭載する場合には、たとえば基板４Ｂの上面４０側に各受光素子４ａを搭載した後に、基板４Ｂの表裏を逆転させてから基板４Ｂの下面４１側に各発熱素子４ｂや各駆動ＩＣ６を搭載しなければならない。もちろん、上記各受光素子４ａに各種の信号や電力などを供給するための配線パターン（図示略）を上記基板４Ｂの上面４０に形成する必要があるし、また、各発熱素子４ｂや各駆動ＩＣ６に各種の信号や電力などを供給するための配線パターン（図示略）を上記基板４Ｂの下面４１に形成する必要がある。このように、基板４Ｂに各種の処理を施すためには、基板４Ｂの上下の面４０，４１のそれぞれに処理を行わなければならず、基板４Ｂの一面側にのみ各種の処理を施す場合と比較すれば格段に作業効率が悪い。
【０００６】
さらに、上記画像読み書き一体ヘッドＹでは、上記ケース１の上部開口１０に嵌め込まれた透明カバー２に密着して原稿Ｄが搬送されるようになされている一方、上記基板４Ｂの下面４１に搭載された各発熱素子４ｂに密着して記録紙Ｋが搬送されるようになされている。つまり、上記画像読み書き一体ヘッドＹを所定の筐体などに組み込んで画像処理装置を構成した場合には、原稿送り用のプラテンローラＰ1 が上記画像読み書き一体ヘッドＹの上部に配置される一方で、記録紙送り用のプラテンローラＰ2 が上記画像読み書き一体ヘッドＹの下部に配置されることになる。したがって、上記画像読み書き一体ヘッドＹを組み込んだ画像処理装置では、各プラテンローラＰ1 ，Ｐ2 の配置の都合上から、上下寸法を小さくして画像処理装置全体としての小型化を図るのが困難であった。
【０００７】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、作業効率良くコスト的に有利に製造でき、画像処理装置の小型化を実現できる画像読み書き一体ヘッド、およびこれを備えた画像処理装置を提供することをその課題としている。
【０００８】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
すなわち、本願発明の第１の側面により提供される画像読み書き一体ヘッドは、ケースの下部に形成された開口を塞ぐようにして取り付けられるとともに複数の受光素子および複数の発熱素子がそれぞれが搭載された長手状の基板を備えており、上記ケースの上部に沿って搬送される読み取り原稿に光源からの光を照射し、原稿からの反射光を上記複数の受光素子において受光する一方、各々が所定数の発熱素子の駆動を担当する複数の駆動ＩＣのそれぞれにより選択された適宜の発熱素子を発熱させることによって記録紙に画像を形成する画像読み書き一体ヘッドであって、上記基板は、幅方向の一側部よりの部位が上記ケースからはみ出すようにして上記ケースに取り付けられており、このはみ出した部位における上面に上記各発熱素子が長手方向に延びる列状に搭載されている一方、上記基板の上面における上記ケースによって囲まれた領域において、上記基板の他側部よりの部位に上記複数の受光素子が長手方向に延びる列状に搭載されており、かつ、上記各駆動ＩＣは上記発熱素子の列と上記受光素子の列との間に位置するようにして、所定間隔を開けて列状に搭載されているとともに、上記光源は複数のものが上記駆動ＩＣの列と同一または略同一の列をなすように搭載されていることを特徴としている。
【００１０】
上記構成では、同一の基板上に光源、各受光素子、各発熱素子および各駆動ＩＣが搭載されており、従来のように各受光素子や各発熱素子などが搭載された基板とは異なる基板上に光源が搭載されている場合と比較すれば、コスト的に有利であるのはいうまでもない。加えて、光源、各受光素子、各発熱素子および各駆動ＩＣおよび光源が同一の基板における同一面（上面）に搭載されているため、従来のように上記基板の表裏を逆転させずとも、上記基板に光源、各受光素子、各発熱素子および各駆動ＩＣを搭載することができる。もちろん、各素子や駆動ＩＣなどに各種の信号や電力などを供給するための所定の配線パターンも上記基板の同一面上に形成される。このように、基板に各種の処理を施すのに際して、従来のように基板の表裏を逆転させるといった作業が不要であり、基板の同一面側に連続して各種の処理を施すことができ、作業効率の改善を図ることができる。
【００１１】
また、上記構成の画像読み書き一体ヘッドを組み込んだ画像処理装置では、上記透明カバーに密着させて原稿を搬送させるための原稿送り用のプラテンローラが上記ケースの上方に配置される一方、上記基板の上面に搭載された発熱素子の列に密着させて記録紙を搬送させるための記録紙送り用のプラテンローラが、上記基板のはみ出した部位の上方（ケースの側方）に配置されることになる。このため、本願発明の画像読み書き一体ヘッドを組み込んだ画像処理装置では、記録紙送り用のプラテンローラが上記ケースの側方に配置されているので、従来のような上記ケースの上方および下方に原稿送り用および記録紙送り用のプラテンローラがそれぞれ配置された構成と比較すれば、画像処理装置の厚み方向の寸法を格段に小さくすることができる。
【００１２】
さらに、上記画像読み書き一体ヘッドでは、上記光源および各駆動ＩＣが上記基板の長手方向に延びる同一または略同一の列をなすように搭載されている。すなわち、上記基板における空きスペースに光源が配置されており、光源を各受光素子などと同一の基板上に搭載するに当たって上記基板の幅寸法を大きくして光源を搭載するためのスペースを基板上に確保する必要はない。したがって、上記画像読み書き一体ヘッドでは、光源を各受光素子などと同一の基板上に搭載することによって基板の幅寸法を大きくなることもなく、これにともなって画像読み書き一体ヘッドの幅寸法が大きくなってしまうこともない。
【００１３】
なお、上記光源としては、ＬＥＤなどの光源素子が採用され、１つの光源素子によって上記光源を構成してもよく、また複数の光源素子によって上記光源を構成してもよい。１つの光源素子によって上記光源を構成する場合には、光源が配置された部位の直上から出射される光の出力が大きくなり、この部位から離れるほど出力が小さくなる傾向があることから、上記ケースの長手方向の出力むらを改善すべく上記ケース内に導光部材を収容配置するのが好ましい。また、複数の光源素子によって上記光源を構成する場合には、これらの光源素子のうちの少なくとも一部を、隣り合う駆動ＩＣの間の領域に搭載してもよい。
【００１４】
好ましい実施の形態においてはさらに、隣り合う駆動ＩＣの間の領域には、複数の光源素子が搭載されており、上記領域に搭載された光源素子どうしが電気的に直列に接続されている。また、上記基板上に、上記各受光素子に対して駆動電力を供給するための電力供給用配線をパターン形成し、この電力供給用配線を上記光源に対する電力供給用配線として共用するように構成してもよい。
【００１５】
このような構成では、各光源に駆動電力を供給するための配線を別途設ける必要はなく、上記基板上に形成すべき配線を簡略化することができる。これによっても、上記基板の幅寸法を小さくすることができ、画像読み書き一体ヘッドの小型化、ひいては画像処理装置の小型化を達成することができる。
【００１６】
上記したように、光源素子としてはＬＥＤなどが好適に採用されるが、汎用されているＬＥＤの駆動電圧値は２Ｖ弱であり、また上記受光素子に供給すべき電圧値は一般的には５Ｖとされている。このような場合には、隣り合う駆動ＩＣの間の領域に２または３個のＬＥＤを搭載し、これらのＬＥＤを電気的に直列に接続すれば５Ｖの電圧値の供給によって各ＬＥＤを適切に発光させることができる。もちろん、光源素子の駆動電圧に応じて隣り合う駆動ＩＣの間の領域に搭載される光源素子の数や電気的な接続方法は適宜変更される。たとえば、駆動電圧値が５Ｖ程度である光源素子を使用する場合には、隣り合う駆動ＩＣの間に搭載される光源素子は１個でもよく、また上記領域に駆動電圧値が５Ｖ程度である複数個の光源素子を搭載する場合には、これらの光源素子が電気的に並列に接続される。
【００１７】
好ましい実施の形態においてはさらに、上記電力供給用配線は、上記各受光素子の列に沿うようにして長手状に形成されている部分を有しており、かつ、上記基板の上面には、上記電力供給用配線の上記長手状に形成されている部分に沿って長手状に形成された部分を有する駆動ＩＣ用のグランド配線がさらにパターン形成され、上記各光源素子のうちの少なくとも一部の光源素子が、上記電力供給用配線の上記長手状に形成されている部分と上記グランド配線の上記長手状に形成された部分との間に位置するようにして搭載されている。また、ＬＥＤからなる上記各光源素子のうちの一部の光源素子を、上記グランド配線上に搭載してもよい。
【００１８】
上記電力供給用配線やグランド配線は、比較的に太幅に形成されるために、これらの配線の幅寸法を若干小さくしても何ら問題は生じない。したがって、上記各配線の幅を若干小さくして各配線の間に光源素子を搭載すべき領域を確保するようにすれば、光源素子搭載領域を確保するために基板の幅寸法を大きくする必要はない。また、ＬＥＤなどの光源素子においては、上下の面のそれぞれに電極部が形成されるが、電気的に直列接続された複数の光源素子のうちの電気的に最下流部位に配置された光源素子の陰極はグランド配線と電気的に接続する必要があり、最下流部位に配置された光源素子を陰極を搭載面として上記グランド配線上に搭載してもなんら問題が生じない。それどころか、グランド配線の一部を光源素子搭載領域として使用すれば、最下流部位に配置される光源素子用の搭載領域を別途確保する必要がないため、これによっても基板の小型化に寄与することができる。
【００１９】
本願発明の第２の側面により提供される画像処理装置は、上述した第１の側面において記載したいずれかの画像読み書き一体ヘッドを備えたことを特徴としている。
【００２０】
上記画像処理装置では、上述した第１の側面に係る画像読み書き一体ヘッドを備えていることから、上述した第１の側面において記載した画像読み書き一体ヘッドの効果を享受することができる。すなわち、小型化が実現され、コスト的に有利に製造された画像処理装置が提供される。
【００２１】
本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００２３】
図１は、本願発明の画像読み書き一体ヘッドの一例を表す分解斜視図、図２は、上記画像読み書き一体ヘッドにおける光源素子の搭載部位に沿う縦断面図、図３は、上記画像読み書き一体ヘッドにおける駆動ＩＣの搭載部位に沿う縦断面図、図４は、上記画像読み書き一体ヘッドの基板に形成された配線パターンを説明するため図であって、基板の長手方向の一端部側の拡大平面図、図５は、上記画像読み書き一体ヘッドの基板に形成された配線パターンを説明するための図であって、基板の長手方向の他端部側の拡大平面図、図６は、発熱素子を説明するための基板の要部拡大平面図、図７は、イメージセンサチップ用の配線パターンを説明するための基板の要部拡大平面図、図８は、駆動ＩＣの電気的な導通状態を説明するための基板の要部拡大平面図である。なお、これらの図において、従来例を説明するために参照した図面に表されていた部材および部分などと同等なものには同一の符号を付してある。
【００２４】
図１に示したように、上記画像読み書き一体ヘッドＸは、上下に開口１０，１５がそれぞれ形成されたケース１と、ガラス板などの透明カバー２と、細長状とされたレンズアレイ５と、長矩形状の基板４とを備えて大略構成されている。
【００２５】
図１に良く表れているように、上記ケース１は、主走査方向に長手状に延びるようにして上記各開口１０，１５に繋がる内部空間１２が形成されて、全体として一定方向に延びた細長な箱状とされている。そして、図２および図３に示したように、上記ケース１の長手状の１つの側面１ａがテーパ状に形成されて、上記ケース１の上部に向かうほど幅細となるような形状とされているとともに、上記側面１ａ側の上下寸法が大きくなされて上部開口面が傾斜している。上記ケース１にはさらに、上記内部空間１１の上記側面１ａに対向する側面１ｂ側に併設して長手状の嵌合溝１６が形成されている。この嵌合溝１６は、上記上部開口１０に繋がり、その下方には、この嵌合溝１６および上記下部開口１５のそれぞれと繋がる空間室１１が形成されている。なお、このような形状のケース１は、たとえば金型を用いた樹脂成形によって形成されている。
【００２６】
上記透明カバー２は、図２および図３に示したように上記上部開口１０に嵌め込まれるが、上部開口面が傾斜していることから、上記透明カバー２を嵌め込んだ状態では、上記透明カバー２が傾斜させられている。
【００２７】
上記レンズアレイ５は、図１ないし図３に示したように主走査方向に延びるブロック状のレンズホルダ５０に、複数個のセルフォックレンズ５１を列状に保持させたものである。このレンズアレイ５は、図２および図３に良く表れているように上記ケース１に形成された嵌合溝１６に嵌合保持され、上記透明カバー２に設定された読み取りラインＬとイメージセンサチップ４ａの列との間に配置されている。このレンズアレイ５においては、透明カバー２に密着させて搬送される原稿Ｄから反射してくる光が上記イメージセンサチップ４ａの列上に集光され、上記各イメージセンサチップ４ａの受光素子には原稿Ｄの画像が正立等倍に結像する。
【００２８】
上記基板４は、図２および図３に良く表れているように上記下部開口１５を塞ぐようにして上記ケース１の下部に取り付けられており、この基板４の幅方向の一側部４２側は、上記ケース１の側部からはみ出すようになされている。図１、図４および図５に良く表れているように、上記基板４のはみ出した部位、すなわち上記基板４の幅方向の一側部４２よりの部位の上面４０には、長手方向に延びるようにして発熱抵抗体４４が形成されている一方、他端部４３よりの部位には複数のイメージセンサチップ４ａが長手方向に延びる列状に実装されている。そして、上記発熱抵抗体４４とイメージセンサチップ４ａの列の間の領域には、複数の駆動ＩＣ６が基板４の長手方向に列状に並ぶようにして実装されている。
【００２９】
上記発熱抵抗体４４は、全体としてコの字状に形成されたコモン配線ＣＯＭによって電気的に分断されて基板４の長手方向に複数の発熱素子４ｂが連続して搭載された恰好とされている。具体的には、図４ないし図６に示したように上記基板４の一側部４２に沿って延びるコモンライン４５から、上記基板４の他側部４３に向けて延びるようにして複数のコモン電極部４５ａが一定間隔毎に形成されており、これらのコモン電極部４５ａのそれぞれの先端部が上記発熱抵抗体４４の下部にもぐり込むようにして形成されて上記発熱抵抗体４４が電気的に分断された恰好とされている。また、上記コモンライン４５と各駆動ＩＣ６の間の領域には、図４ないし図６に表れているように個別電極４６が形成されている。この個別電極４６は、図６に示したように先端部が隣り合うコモン電極部４５ａの間に位置するとともに上記発熱抵抗体４４の下部にもぐり込んでおり、図４および図５に示したように他端部が上記駆動ＩＣ６の長手状の上縁部に向けて延びている。
【００３０】
各駆動ＩＣ６は、図４に符号Ｌ0 で示した長さ範囲に設けられた所定数の発熱素子４ａの駆動を担当している。上記画像読み書き一体ヘッドＸをＡ４幅の記録紙Ｋに８ドット／ｍｍの印字密度で画像を形成するように構成する場合には、１７２８個の発熱素子４ｂを印字幅方向（基板４の長手方向）に配置させる必要があるが、たとえば１２個の駆動ＩＣ６によってそれぞれの発熱素子４ｂを駆動させる場合には、各駆動ＩＣ６が１４４個の発熱素子４ｂの駆動をそれぞれ担当することとなる。この場合、各駆動ＩＣ６に対して１４４個の個別電極４６が発熱抵抗体４４から上記各駆動ＩＣ６に向けて延びるようにして形成される。
【００３１】
また、上記基板４の上面４０には、図４および図５に良く表れているように上記各駆動ＩＣ６用の配線として、印字データ用配線ＤＩ、ストローブ信号用配線ＡＥＯ１，ＡＥＯ２、電力供給用配線ＶＤＤ、クランド配線ＧＮＤ１、ラッチ信号用配線ＬＡＴ、およびクロックパルス信号用配線Ｃｐが形成されている。なお、本実施形態では、２つのストローブ信号用配線ＡＥＯ１，ＡＥＯ２が形成されているが、これは上記基板４の左半分側に設けられた発熱素子４ｂと、右半分側に設けられた発熱素子４ｂとを時間差で分割して駆動するためである。
【００３２】
クランド配線ＧＮＤ１は、比較的に太幅に形成されているとともに、各駆動ＩＣ６を避けて迂回するような恰好で全体として各駆動ＩＣ６の列と略同一の直線上に形成されており、基板４の他側部４３の両端部位置に出力用パッドが形成されている。印字データ用配線ＤＩは、図７に良く表れているように各駆動ＩＣ６が搭載された領域には形成されておらず、非連続状とされている。ストローブ信号用配線ＡＥＯ１，ＡＥＯ２、電力供給用配線ＶＤＤ、ラッチ信号用配線ＬＡＴ、およびクロックパルス信号用配線Ｃｐは、全体としてクランド配線ＧＮＤ１に沿うようにしてそれぞれ連続状に形成されている。なお、ストローブ信号用配線ＡＥＯ１，ＡＥＯ２、および電力供給用配線ＶＤＤ１の入力パッドは、基板４の他側部４３の一端部（図４の左側）に形成されており、ラッチ信号用配線ＬＡＴ、およびクロックパルス信号用配線Ｃｐの入力パッドは、基板４の他側部４３の他端部（図５の右側）に形成されている。
【００３３】
上記各駆動ＩＣ６には、図７に示したように複数の端子パッドが形成されている。上記駆動ＩＣ６の図７における上辺側には、上記各個別電極４５とワイヤを介して導通接続される端子パッド６０がたとえば１４４個形成されており、左辺側には駆動ＩＣ６用の各配線とワイヤを介して導通接続される端子パッド６１が配線の数に応じてたとえば６個形成されている。また、上記各駆動ＩＣ６の右辺側には、印字データが出力される端子パッドＤＡＰが形成されており、隣り合う駆動ＩＣ６の間の領域に形成された印字データ用配線ＤＩとワイヤを介して接続されている。すなわち、上記各駆動ＩＣ６は、ストローブ信号用配線ＡＥＯ１，ＡＥＯ２、電力供給用配線ＶＤＤ、クランド配線ＧＮＤ１、ラッチ信号用配線ＬＡＴ、およびクロックパルス信号用配線Ｃｐに対して電気的に並列となるように接続されているとともに、印字データ用配線ＤＩに対して電気的に直列となるように接続されている。なお、下辺側には、グランド配線ＧＮＤ１とワイヤを介して導通接続される端子パッド６２が複数個形成されている。
【００３４】
上記駆動ＩＣ６、発熱抵抗体４４、およびこれらと導通する各配線は、記録紙Ｋへの画像の形成に寄与するものである。上記各駆動ＩＣ６内には、各種のトランジスタなどがそれぞれ組み込まれており、電力供給用配線ＶＤＤ１から供給される電力によって各トランジスタが駆動可能とされている。たとえば、印字データ用配線ＤＩから１ライン分の印字データが送られてきた場合には、クロックパルス信号用配線Ｃｐから供給されたクロックパルス信号に同期して、各駆動ＩＣ６内のシフトレジスタの各ビットに順次印字データが転送されていく。最終的には、最終段の駆動ＩＣ６におけるシフトレジスタの最終ビットに、初段の駆動ＩＣ６に最初に入力された印字データが保持されるまで順次転送されていく。そして、ラッチ信号用配線から各駆動ＩＣ６に供給されるラッチ信号が入力されることにより、その時点でシフトレジスタに保持されているデータと同じデータが各駆動ＩＣ６のそれぞれのラッチ回路に記憶される。ストローブ信号用配線ＡＥＯ１からは上記基板４の左半分側に設けられた各発熱素子４ｂの駆動をそれぞれ担当する各駆動ＩＣ６にストローブ信号が供給され、このストローブ信号が供給されている間に、当該駆動ＩＣ６のそれぞれのラッチ回路に記憶された各ドットのデータに応じて各個別電極に対応するトランジスタをオン・オフさせられ、選択された適宜の個別電極にのみ電流が流される。そして、ストローブ信号用配線ＡＥＯ２からは、ストローブ信号用配線ＡＥＯ１からのストローブ信号とは時間差で基板４の右半分側に設けられた各駆動ＩＣ６にストローブ信号が供給され、このストローブ信号が供給されている間に、上記基板４の右半分側に設けられた発熱素子４ｂのうちの適宜の発熱素子４ｂも同様に発熱させられて、１ライン分の印字が行われる。
【００３５】
上記イメージセンサチップ４ａは、たとえばホトトランジスタなどの受光素子が複数個組み込まれた構成とされており、図４に符号Ｌ1 で示した長さ範囲が１チップとされている。ところで、上記画像読み書き一体ヘッドＸをＡ４幅の原稿Ｄを８ドット／ｍｍの読み取り密度で読み取るように構成する場合には、１７２８個の受光素子を読み取り幅方向（基板４の長手方向）に配置させる必要があるが、たとえば９６個の受光素子を造り込んでイメージセンサチップ４ａを構成すれば、上記基板４には計１８個のイメージセンサチップ４ａが実装される。
【００３６】
また、上記基板４の上面４０には、図４および図５に示すように、上記各イメージセンサチップ４ａ用の配線としてアナログデータ出力用配線ＡＯ、グランド配線ＧＮＤ２、シリアル信号用配線ＳＩ、クロック信号用配線ＣＬＫ、および電力供給用配線ＶＤＤ２が形成されている。図４および図８に示したように、電力供給用配線ＶＤＤ２は、駆動ＩＣ６用のクランド配線ＧＮＤ１に沿うようにして、かつ全体としてクランド配線ＧＮＤ１に略平行となるようにて連続状に形成されている。アナログデータ出力用配線ＡＯ、グランド配線ＧＮＤ２、クロック信号用配線ＣＬＫ、および電力供給用配線ＶＤＤ２は、それぞれ各イメージセンサチップ４ａにワイヤを介して接続されており、それぞれの配線に対して各イメージセンサチップ４ａが電気的に並列に接続されている。シリアル信号用配線ＳＩは、非連続状とされており、図４および図８の最も左側に配置された初段のイメージセンサチップ４ａにワイヤを介して接続されているとともに、隣り合うイメージセンサチップ４ａのそれぞれの境目の近傍に形成されたアイランド状の導体部位Ｓが隣り合うイメージセンサチップ４ａのそれぞれにワイヤを介して接続されている。すなわち、左側のイメージセンサチップ４ａから右側のイメージセンサチップ４ａにシリアル信号が順次転送されるようになされている。
【００３７】
上記イメージセンサチップ４ａでは、電力供給用配線ＶＤＤ２から各イメージセンサチップ４ａに電力が供給されてイメージセンサチップ４ａに組み込まれた各種のトランジスタが駆動可能とされている。原稿Ｄからの反射光を各受光素子が受光した場合には、受光量に応じた出力レベルの読み取りデータが各受光素子において一旦保持される。そして、初段のイメージセンサチップ４ａにシリアル信号用配線ＳＩからシリアル信号が供給された場合には、アナログスイッチとしてのトランジスタがオンされ、初段の受光素子に保持された読み取りデータがアナログ信号としてアシリアルにアナログデータ出力用配線ＡＯに放出される。そして、クロック信号用配線ＣＬＫから供給されるクロック信号に同期して、イメージセンサチップ４ａ内のシフトレジスタの各ビットをシリアル信号が順次転送されていき、次々と受光素子に保持された読み取りデータが出力されていく。最終的には、最終段のイメージセンサチップ４ａ内のシフトレジスタの最終ビットにまでシリアル信号が転送され、１ライン分の画像の読み取りデータが得られる。
【００３８】
また、上記基板４の上面４０には、上記駆動ＩＣ６の列と同一または略同一の列をなすように複数の光源素子３が実装されている。これらの光源素子３は、電気的に直列接続された２個の光源素子３を一組とし、たとえば隣り合う駆動ＩＣ６の間の領域に光源素子３の組がそれぞれ１組ずつ配置されている。また、最端部に位置する２つの駆動ＩＣ６よりもさらに基板４のそれぞれの端部よりの部位にも、光源素子３の組がそれぞれ１組ずつ配置されており、上記基板４にはたとえば計３０個の光源素子３が実装されている。各光源素子３の組においては、一方の光源素子３が駆動ＩＣ６用のクランド配線ＧＮＤ１およびイメージセンサチップ４ａ用の電力供給用配線ＶＤＤ２の間に形成されたアイランド状の導体領域Ｉ上に実装されており、イメージセンサチップ４ａ用の電力供給用配線ＶＤＤ２とワイヤを介して接続されて電力供給用配線ＶＤＤ２からの電力によって発光するようになされている。すなわち、電力供給源としてイメージセンサチップ４ａ用の電力供給用配線ＶＤＤ２を共用している。もう一方の光源素子３は、クランド配線ＧＮＤ１に実装されており、導体領域Ｉとワイヤを介して接続されて一方の光源素子３と電気的に直列接続されている。なお、上記各光源素子３としては、たとえばＬＥＤが好適に採用される。
【００３９】
このように、上記基板４には、上記各受光素子４ａ、上記各発熱素子４ｂおよび各駆動ＩＣ６が同一の基板４における同一面（上面４０）に搭載されており、さらに同一面４０に各光源素子３が搭載されている。このため、上記画像読み書き一体ヘッドＸでは、従来のように基板４の表裏を逆転させずとも、基板４に各受光素子４ａ、各発熱素子４ｂ、各駆動ＩＣ６および光源３を搭載することができる。また、上記各発熱素子４ｂを発熱駆動するための配線パターンやイメージセンサチップ４ａ用の配線パターンなども同一基板４の同一面４０上に形成されている。このように、基板４に各種の処理を施すのに際して、従来のように基板４の表裏を逆転させるといった作業が不要であり、基板４の同一面側に連続して各種の処理を施すことができるため、作業効率の改善を図ることができる。
【００４０】
また、上記基板４には、上記各光源素子３および各駆動ＩＣ６が上記基板４の長手方向に延びる同一または略同一の列をなすように搭載されている。これにより、基板４上のスペースが効率良く使用されており、基板４の寸法、特に幅寸法を小さくすることができる。加えて、各イメージセンサチップ４ａを駆動するための電力供給源を各光源素子３を発光させるための電力源として共用しているため、各光源素子３に駆動電力を供給するための配線を別途設ける必要はない。すなわち、上記基板４上に形成すべき配線が簡略化されており、これによっても上記基板４の幅寸法を小さくすることができる。このように、本願発明では基板４を小さくするために種々の工夫がなされており、結局、画像読み書き一体ヘッドＸ全体の小型化が図られている。
【００４１】
次に、上記画像読み書き一体ヘッドＸを組み込んだ本願発明に係る画像処理装置について図９を参照しつつ簡単に説明する。図９に示したように、上記画像処理装置９は、所定の筐体９０内に上記画像読み書き一体ヘッドＸが組み込まれた構成とされている。そして、上記画像読み書き一体ヘッドＸを筐体９０に組み込んだ状態では、上記透明カバー２を押圧するようにして原稿用プラテンローラＰ1 が配置され、上記発熱抵抗体４４を押圧するようにして記録紙用プラテンローラＰ2 が配置される。そして、筐体９０における画像読み書き一体ヘッドＸの後方領域には、ロール状とされた記録紙Ｋ（ロール紙Ｒ）が配置されている。このような画像処理装置９では、図１０を参照して説明した従来の画像読み書き一体ヘッドＹ、すなわち上記ケース１の上方および下方のそれぞれに各プラテンローラＰ1 ，Ｐ2 が配置された画像読み書き一体ヘッドＹとは異なり、記録紙用プラテンローラＰ2 がケース２の側方に配置されている。このため、従来の画像読み書き一体ヘッドＹを組み込んだ画像処理装置と比較すれば、本願発明の画像処理装置では、その上下寸法が格段に小さくなされている。
【００４２】
上記画像処理装置９では、画像読み取り機能と画像記録機能を併有している。たとえば、原稿Ｄの画像を読み取り動作は、以下のようにして行われる。まず、読み取り対象となる原稿Ｄを筐体９０の上面９１に形成された投入口９１ａから投入する。そうすると、図示しなし紙送りローラなどによって原稿Ｄが原稿用プラテンローラＰ1 が配置部位にまで搬送される。そして、原稿Ｄが原稿用プラテンローラＰ1 と透明カバー２との間に挟持されるような恰好とされ、原稿用プラテンローラＰ1 の時計周り方向の回転によって透明カバー２に密着して搬送される。このとき、光源素子３からの光によって原稿Ｄの読み取りラインＬが照明され、原稿Ｄからの反射光が上記レンズアレイ５によって集光された後に、イメージセンサチップ４ａ上に原稿Ｄの画像が結像される。このイメージセンサチップ４ａでは、受光された光の光量に応じて出力レベルのアナログ信号が出力されるが、この信号は図示しないコネクタからケーブルを介して画像読み書き一体ヘッドＸの外部に取り出されて、１ライン分の画像が読み取られたことになる。原稿ＤはプラテンローラＰ1 によって図中の矢印方向に１ライン分ずつ次々に間欠的に送られ、あるいは連続的に送られて、同様な読み取り動作が次々と行われて原稿Ｄ全体の画像が読み取られる。そして、読み取りが終了した原稿Ｄは、筐体９０の前面９２に形成された原稿排出口９２ａから排出される。
【００４３】
一方、記録紙Ｋに画像を記録する場合には、筐体９０内に配置されたロール紙Ｒから記録紙Ｋを引き出し、これを記録紙用プラテンローラＰ2 の配置部位にまで搬送する。記録紙Ｋは、記録紙用プラテンローラＰ2 と発熱素子４ｂとの間に挟持されるような恰好とされ、記録紙用プラテンローラＰ2 の時計周り方向の回転によって各発熱素子４ｂに密着して搬送される。このとき、基板４に形成された印字データ用配線ＤＩから各駆動ＩＣ６に供給された印字データなどに応じて適宜の発熱素子４ｂを発熱させる。これにより、記録紙Ｋには１ライン分の画像が形成される。記録紙Ｋは、記録紙用プラテンローラＰ2 によって図中の矢印方向に１ライン分ずつ次々と間欠的に送られ、あるいは連続的に送られて、同様な記録動作が次々と行われ、最終的には筐体９０の上面９１に上記原稿投入口９１ａに隣接して形成された記録紙排出口９１ｂから排出される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の画像読み書き一体ヘッドの一例を表す分解斜視図である。
【図２】上記画像読み書き一体ヘッドにおける光源素子の搭載部位に沿う縦断面図である。
【図３】上記画像読み書き一体ヘッドにおける駆動ＩＣの搭載部位に沿う縦断面図である。
【図４】上記画像読み書き一体ヘッドの基板に形成された配線パターンを説明するため図であって、基板の長手方向の一端部側の拡大平面図である。
【図５】上記画像読み書き一体ヘッドの基板に形成された配線パターンを説明するための図であって、基板の長手方向の他端部側の拡大平面図である。
【図６】発熱素子を説明するための基板の要部拡大平面図である。
【図７】駆動ＩＣの電気的な導通状態を説明するための基板の要部拡大平面図である。
【図８】イメージセンサチップ用の配線パターンを説明するための基板の要部拡大平面図である。
【図９】上記画像読み書き一体ヘッドを組み込んだ本願発明に係る画像処理装置の一例を表す断面図概略図である。
【図１０】従来の画像読み書き一体ヘッドの一例を表す縦断面図である。
【符号の説明】
Ｘ 画像読み書き一体ヘッド
１ ケース
３ 光源素子
４ 基板
４ａ イメージセンサチップ（複数の受光素子を有する）
４ｂ 発熱素子
６ 駆動ＩＣ
９ 画像処理装置
１０ 上部開口（ケースの）
４２ 一側部（基板の幅方向の）
４３ 他側部（基板の幅方向の）
Ｄ 原稿
Ｋ 記録紙
ＶＤＤ２ 電力供給用配線（イメージセンサチップ用の）
ＧＮＤ１ グランド配線（駆動ＩＣ用の）
Claims (7)
- ケースの下部に形成された開口を塞ぐようにして取り付けられるとともに複数の受光素子および複数の発熱素子がそれぞれが搭載された長手状の基板を備えており、上記ケースの上部に沿って搬送される読み取り原稿に光源からの光を照射し、原稿からの反射光を上記複数の受光素子において受光する一方、各々が所定数の発熱素子の駆動を担当する複数の駆動ＩＣのそれぞれにより選択された適宜の発熱素子を発熱させることによって記録紙に画像を形成する画像読み書き一体ヘッドであって、
上記基板は、幅方向の一側部よりの部位が上記ケースからはみ出すようにして上記ケースに取り付けられており、このはみ出した部位における上面に上記各発熱素子が長手方向に延びる列状に搭載されている一方、
上記基板の上面における上記ケースによって囲まれた領域において、上記基板の他側部よりの部位に上記複数の受光素子が長手方向に延びる列状に搭載されており、かつ、上記各駆動ＩＣは上記発熱素子の列と上記受光素子の列との間に位置するようにして、所定間隔を開けて列状に搭載されているとともに、上記光源は複数のものが上記駆動ＩＣの列と同一または略同一の列をなすように搭載されていることを特徴とする、画像読み書き一体ヘッド。 - 上記光源は、複数の光源素子を有しており、これらの光源素子のうちの少なくとも一部は、隣り合う駆動ＩＣの間の領域に搭載されている、請求項１に記載の画像読み書き一体ヘッド。
- 隣り合う駆動ＩＣの間の領域には、複数の光源素子が搭載されており、上記領域に搭載された光源素子どうしが電気的に直列に接続されている、請求項２に記載の画像読み書き一体ヘッド。
- 上記基板上には、上記各受光素子に対して駆動電力を供給するための電力供給用配線がパターン形成されており、この電力供給用配線を上記光源に駆動電力を供給するための配線として共用している、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像読み書き一体ヘッド。
- 上記電力供給用配線は、上記各受光素子の列に沿うようにして長手状に形成されている部分を有しており、かつ、上記基板の上面には、上記電力供給用配線の上記長手状に形成されている部分に沿って長手状に形成された部分を有する駆動ＩＣ用のグランド配線がさらにパターン形成され、上記各光源素子のうちの少なくとも一部の光源素子が、上記電力供給用配線の上記長手状に形成されている部分と上記グランド配線の上記長手状に形成された部分との間に位置するようにして搭載されている、請求項４に記載の画像読み書き一体ヘッド。
- 上記各光源素子は、ＬＥＤが用いられ、そのうちの一部の光源素子は、上記グランド配線上に、下面電極とこのグランド配線との電気的導通を図るようにして直接的に搭載されている、請求項５に記載の画像読み書き一体ヘッド。
- 請求項１ないし６のいずれかに記載した画像読み書き一体ヘッドを備えたことを特徴とする、画像処理装置。
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