JP3802236B2 - 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
- Publication number
- JP3802236B2 JP3802236B2 JP20491698A JP20491698A JP3802236B2 JP 3802236 B2 JP3802236 B2 JP 3802236B2 JP 20491698 A JP20491698 A JP 20491698A JP 20491698 A JP20491698 A JP 20491698A JP 3802236 B2 JP3802236 B2 JP 3802236B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light receiving
- scanning direction
- image reading
- substrate
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Printers Characterized By Their Purpose (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
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画像形成機能とを併せも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とを併せもつ必要がある。また、画像処理装置の小型化の要請に応える必要もある。そこで、従来では、図９に示すような画像読み書き一体ヘッドＨがある。この従来の画像読み書き一体ヘッドＨは、透明カバー１９ｅを上面部に装着したケース１ｅと、このケース１ｅの底部に取付けられた基板４ｅとを具備している。上記基板４ｅの表裏両面には、複数の受光素子２ｅと印字用の複数の発熱素子８ｅとがこの基板４ｅの長手方向に延びた列状に実装されている。上記ケース１ｅの内部には、光源３ｅと集光用のレンズ５ｅとが設けられており、上記光源３ｅから発せられた光が上記透明カバー１９ｅの表面の画像読み取り対象領域Ｓｅに照射されるとともに、この画像読み取り対象領域Ｓｅから反射されてきた光を上記レンズ５ｅを介して上記複数の受光素子２ｅの受光面（図示略）上に導くことができるように構成されている。
【０００３】
上記画像読み書き一体ヘッドＨでは、画像読み取り対象領域Ｓｅに配置される原稿Ｄの画像を、上記光源３ｅや複数の受光素子２ｅを利用して読み取ることができる。その一方、上記複数の発熱素子８ｅを利用してたとえば感熱タイプの記録紙Ｋに所望の画像を印字出力することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の画像読み書き一体ヘッドＨでは、次のような不具合があった。
【０００５】
すなわち、上記従来の画像読み書き一体ヘッドＨは、複数の受光素子２ｅが基板４ｅの表面４０に搭載されているのに対し、複数の発熱素子８ｅは上記基板４ｅの裏面４１に搭載されている。このため、上記基板４ｅへの部品実装作業に際して、まず基板４ｅの表面４０に複数の受光素子２ｅを実装した後に、上記基板４ｅの裏面４１に複数の発熱素子８ｅを実装するには、上記基板４ｅの表裏を反転させる必要がある。基板４ｅを反転させた後には、この基板４ｅを再度所望の位置へ正確に位置決めし直す必要もある。したがって、これらの作業が煩雑となっていた。また、上記基板４ｅには、上記複数の受光素子２ｅや複数の発熱素子８ｅに関連する２種類の配線パターンを予め形成しておく必要があるが、これら２種類の配線パターンを基板４ｅの表裏両面４０，４１のそれぞれに個別に形成する作業も煩雑である。その結果、従来の画像読み書き一体ヘッドＨでは、その生産性が悪いものとなっていた。
【０００６】
さらに、従来では、上記画像読み書き一体ヘッドＨを用いて画像処理装置を実際に製作する場合には、原稿Ｄを送るためのプラテンローラＰ1 については画像読み書き一体ヘッドＨの上方に配置する必要があるのに対し、記録紙Ｋを送るためのプラテンローラＰ2 については画像読み書き一体ヘッドＨの下方に配置する必要がある。このため、２つのプラテンローラＰ1 ，Ｐ2 と画像読み書き一体ヘッドＨとを組み合わせた機構全体がその高さ方向に大きく嵩張ったものとなり、その小型化の面においても改善すべき余地があった。
【０００７】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、画像読み書き一体ヘッドの機能を損なうようなことなく、その生産性を高め、しかもその画像読み書き一体ヘッドを画像処理装置に組み込んで実際に使用する場合にはその小型化も図ることができるように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の側面によれば、複数の受光面を有し、かつこれら複数の受光面が主走査方向に列状に配列されるように基板の片面上に搭載された複数の受光素子と、上記複数の受光素子を囲むように上記基板上に設けられ、かつ光源から発せられた光を画像読み取り対象領域に導く光路を形成するケースと、上記画像読み取り対象領域から反射してきた光を上記各受光面上に集束し、正立等倍の画像を結像可能なように上記複数の受光面の列と同方向に延びるアレイ状のレンズと、上記基板の上記片面のうち、上記ケースからはみ出した部分に列状に搭載された複数の印字用素子と、を具備しているとともに、上記レンズは、上記各受光面に対して副走査方向に傾斜しており、かつ、上記各受光面の副走査方向の幅は、上記各受光面の主走査方向の配列ピッチよりも大きな寸法であることに特徴づけられる。
【００１０】
本願発明の第２の側面によれば、複数の受光面を有し、かつこれら複数の受光面が主走査方向に列状に配列されるように基板の片面上に搭載された複数の受光素子と、上記複数の受光素子を囲むように上記基板上に設けられ、かつ光源から発せられた光を画像読み取り対象領域に導く光路を形成するケースと、上記画像読み取り対象領域から反射してきた光を上記各受光面上に集束し、正立等倍の画像を結像可能なように上記複数の受光面の列と同方向に延びるアレイ状のレンズと、上記基板の上記片面のうち、上記ケースからはみ出した部分に列状に搭載された複数の印字用素子と、を具備しているとともに、上記レンズは、上記各受光面に対して副走査方向に傾斜しており、かつ、上記各受光面の副走査方向の幅Ｌは、Ｌ＞ｐ’・ｍの関係（ただし、ｐ’は副走査方向の画像読み取り最小ピッチであり、ｍは上記レンズの像倍率である）とされていることに特徴づけられる。
【００１１】
本願発明の第１の側面および第２の側面によって提供される画像読み書き一体ヘッドでは、次のような効果が得られる。
【００１２】
第１に、本願発明では、複数の受光素子および印字用素子が基板の同一面に搭載されているために、その製造に際しては、従来とは異なり、上記基板の表裏を反転させることなく、上記基板上に複数の受光素子や印字用素子を搭載することができる。また、それら受光素子や印字用素子に関連する配線パターンの形成も基板の同一面に形成すればよいため、それらの配線パターンを同時に形成することも可能となる。したがって、本願発明では、画像読み書き一体ヘッドの生産性を従来よりも高めることができる。
【００１３】
第２に、本願発明では、基板の表裏両面側のうち、基板の印字用素子が搭載されている片面側と同一面側に画像読み取り対象領域を簡単に設けることが可能となり、画像読み取り対象領域に原稿を移送するプラテンローラと印字用素子の搭載部分に記録紙を移送するプラテンローラとを、基板の同一面側に配置することができる。このため、本願発明では、画像読み書き一体ヘッドを挟むようにしてその両側に２つのプラテンローラを配置する必要があった従来のものと比較すると、それら全体のサイズが大きく嵩張らないようにでき、小型化が図れる。
【００１４】
第３に、本願発明では、基板に搭載された複数の受光素子の各受光面に対してレンズを副走査方向に傾斜させているために、たとえばこのレンズをケースに装着している場合であっても、このケースの厚み方向のサイズをさほど増大させることなく、画像読み取り対象領域から上記各受光面までの光路長を長くとることが可能となる。したがって、レンズとしては、焦点深度の深いレンズを用いることができる。その結果、たとえば画像読み取り対象領域上において原稿が多少浮き上がったような場合であっても、その画像をいわゆるピンぼけが生じないように、あるいはピンぼけが少ない状態に読み取ることが可能となり、読み取り画像の質を高めることができる。
【００１５】
第４に、本願発明では、複数の受光素子の各受光面における受光量が少なくなることを防止し、質の高い読み取り画像を得ることができる。すなわち、従来の画像読み書き一体ヘッドでは、複数の受光素子の各受光面に対してレンズが傾斜していないために、レンズを通過した光は各受光面に対して略垂直に進行していた。このような従来の構成において、主走査方向と副走査方向の読み取り密度を均一にしつつ、原稿画像を１ラインずつ適切に読み取るためには、各受光面の副走査方向の幅を、主走査方向の画像読み取りピッチ以下の寸法にする必要があった。従来において、各受光面の副走査方向の幅を主走査方向の画像読み取りピッチよりも大きくしたのでは、主走査方向と副走査方向との読み取り密度を均一にする場合において、受光素子の受光面が原稿表面の本来の画像読み取り幅よりも広い領域から進行してくる光についても受光することとなって、適正な画像読み取りが行えなくなるからである。また、従来では、主走査方向の読み取り密度と副走査方向の読み取り密度とを均一にしない場合であっても、原稿画像の読み取りを適切に行うためには、各受光面の副走査方向の幅を、Ｌ≦ｐ’・ｍの関係（ｐ’は副走査方向の画像読み取り最小ピッチであり、ｍは上記レンズの像倍率である）とする必要があった。従来において、Ｌ＞ｐ’・ｍの関係となったのでは、やはり原稿表面の本来の画像読み取り幅よりも広い領域から進行してくる光を不当に受光することとなるからである。これに対し、本願発明では、レンズを上記各受光面に対して傾斜させているために、各受光面はレンズを通過した光を垂直には受けず、斜め方向から受けることとなる。したがって、上記各受光面の副走査方向の幅を従来と同様な寸法にしたのでは、各受光面における受光量が少なくなり、画質の低下を招いてしまう。ところが、本願発明では、各受光面の副走査方向の幅Ｌを、各受光面の主走査方向の配列ピッチ（この配列ピッチは、主走査方向の読み取りピッチに相当する）よりも大きな寸法とし、またはＬ＞ｐ’・ｍの関係とすることによって、従来のものよりも大きくしているために、各受光面における受光量を多くすることができ、読み取り画像の質低下を適切に回避できるのである。
【００１６】
本願発明の好ましい実施の形態では、上記各受光面の副走査方向の幅Ｌは、Ｌ≦ｐ・ secθの関係、より正確には、ｐ＜Ｌ≦ｐ・ secθの関係（ただし、ｐは上記各受光面の主走査方向の配列ピッチであり、θは上記各受光面の垂直線に対する上記レンズの傾斜角度である）とされている。
【００１７】
このような構成によれば、原稿により反射されてレンズを介して各受光面に進行する光のうち、原稿表面の副走査方向において上記各受光面の主走査方向の配列ピッチと同等幅以下の領域から反射してくる光のみを、各受光面に適切に受光させることができる。したがって、受光面が画像読み取り対象とはならない部分からの反射光を不当に受光しないようにでき、読み取り画像の質低下を回避する上で一層好ましいものとなる。
【００１８】
本願発明の他の好ましい実施の形態では、上記光源は、上記基板の上記片面上に搭載されている。
【００１９】
このような構成によれば、複数の受光素子や印字用素子に加え、光源についても基板の同一面に搭載した構成にできるために、画像読み書き一体ヘッドの製造が一層容易となり、その生産性をより高めることができる。
【００２０】
本願発明の第３の側面によれば、画像処理装置が提供される。この画像処理装置は、本願発明の第１の側面または第２の側面によって提供される画像読み書き一体ヘッドを具備していることに特徴づけられる。
【００２１】
本願発明の第３の側面によれば、本願発明の第１の側面および第２の側面によって得られるのと同様な効果が期待でき、画像読み取り処理などに不具合を生じさせるようなことなく、生産性の向上、ならびに全体の小型化が図れる。
【００２２】
本願発明のその他の特徴および利点は、以下の発明の実施の形態の説明からより明らかになるであろう。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２４】
図１は、本願発明に係る画像読み書き一体ヘッドの一例を示す斜視図である。図２は、図１のII−II断面図である。図３は、図１に示す画像読み書き一体ヘッドの分解斜視図である。図４は、図１に示す画像読み書き一体ヘッドに用いられているセンサＩＣチップの平面図である。
【００２５】
図２および図３によく表れているように、本実施形態の画像読み書き一体ヘッドＡは、ケース１、透明カバー１９、レンズアレイ５、基板４、放熱板７、およびその他の後述する各部品類を具備して構成されている。
【００２６】
上記基板４は、たとえばセラミック製であり、平面視長矩形状のプレート状である。この基板４の表面４ａ（片面）には、複数の光源３、複数のセンサＩＣチップ２、複数の駆動ＩＣ８０、および複数の発熱素子８が搭載されている。
【００２７】
上記複数の光源３は、たとえばＬＥＤチップを用いて構成されており、上記基板４の長手方向に適当な間隔を隔てて列状に実装されている。上記複数のセンサＩＣチップ２は、受光面２０ａを個々に有する複数の受光素子２０を一体的に造り込んだ半導体チップであり、上記複数の光源３と略平行となるように上記基板４の長手方向に列状に実装されている。上記複数のセンサＩＣチップ２の配列方向（厳密には、複数の受光面２０ａの配列方向）が主走査方向である。上記複数のセンサＩＣチップ２およびそれに造り込まれた複数の受光素子２０の詳細な構成については、後述する。
【００２８】
上記複数の発熱素子８は、本願発明でいう印字用素子の一例に相当するものである。上記各発熱素子８は、たとえば酸化ルテニウムなどを導体成分とする厚膜抵抗ペーストを印刷・焼成することによって上記基板４の長手方向に一連に延びる線状の発熱抵抗体を形成するとともに、この発熱抵抗体をその長手方向に沿って一定間隔で電気的に分断する配線パターンを形成することによって構成されている。上記複数の駆動ＩＣ８０は、上記複数の発熱素子８の発熱駆動を制御するためのものであり、やはり適当な間隔を隔てて上記基板４の長手方向に列状に実装されている。上記複数の発熱素子８は、上記基板４の長手方向に延びる一側縁部４ｃまたはその近傍に配されている。上記基板４の表面４ａには、上記複数の光源３、複数のセンサＩＣチップ２、複数の駆動ＩＣ８０、および複数の発熱素子８のそれぞれに関連する配線パターン（図示略）が形成されている。上記基板４の適所には上記配線パターンのそれぞれと導通した１または複数のコネクタ（図示略）が設けられており、このコネクタに配線接続を行うことにより外部機器から上記各部への電力供給や各種の信号の入出力が行えるようになっている。
【００２９】
上記ケース１は、合成樹脂製であり、その長手方向の全長寸法は上記基板４と略同一である。図２によく表れているように、このケース１は、上記複数の光源３、複数のセンサＩＣチップ２、および複数の駆動ＩＣ８０のそれぞれを囲み込むように上記基板４の表面４ａ上に取付けられている。上記ケース１は、このケース１の厚み方向に貫通した孔部１０と、このケース１の底部に形成された凹部１１とを有しており、上記孔部１０内の底部に上記複数の光源３が配置されている。上記凹部１１内には、上記複数のセンサＩＣチップ２と駆動ＩＣ８０とが配置されている。上記基板４の一側縁部４ｃおよびその近傍部分は、上記ケース１の一側方にはみ出しており、そのはみ出した部分に上記複数の発熱素子８が位置している。上記ケース１の幅方向（短手方向）の両側面のうち、上記複数の発熱素子８に接近する側の側面１ａは、このケース１の上方に進むにしたがって上記基板４の他側縁部４ｄに接近するように傾斜している。
【００３０】
上記透明カバー１９は、読み取り対象となる原稿Ｄをガイドするためのものであり、たとえば透明なガラス製または合成樹脂製のプレートである。この透明カバー１９の表面部の主走査方向に延びる一定のライン状の領域が、画像読み取り対象領域Ｓである。上記透明カバー１９は、たとえば上記ケース１の上面部の凹部１３に嵌合されることにより上記ケース１に装着されている。ただし、上記ケース１の上面部は傾斜しており、これに伴って上記透明カバー１９も傾斜している。より具体的には、上記透明カバー１９は、基板４の他側縁部４ｄに近づくほどその高さが低くなるように傾斜している。
【００３１】
上記ケース１の内部には、上記光源３から発せられた光を導くための第１の光路１４ａと第２の光路１４ｂとが設けられている。上記第１の光路１４ａは、複数の光源３から発せられた光を上記画像読み取り対象領域Ｓに導く光路であり、上記孔部１０によって形成されている。これに対し、上記第２の光路１４ｂは、上記第１の光路１４ａを進行して上記画像読み取り対象領域Ｓに位置する原稿表面によって反射された光を上記複数の受光素子２０の各受光面２０ａ上に導く光路である。上記第１の光路１４ａは基板４の表面４ａに略直交しているのに対し、上記第２の光路１４ｂは、下部になるほど基板４の一側縁部４ｃに接近するように副走査方向に沿って傾斜している。
【００３２】
上記レンズアレイ５は、上記第２の光路１４ｂの一部をなしており、その上端部が上記画像読み取り対象領域Ｓに対向するとともに、その下端部が上記複数の受光面２０ａに対向するように、上記ケース１に設けられた凹溝１２に嵌入装着されている。このレンズアレイ５は、主走査方向に延びるブロック状のレンズホルダ５０に、複数のロッドレンズ５１を列状に保持させたものである。レンズアレイ５の構成部品としてロッドレンズ５１を用いれば、原稿Ｄの画像を上記複数の受光面２０ａ上に正立等倍に結像させることが可能である。ただし、本願発明では、これとは異なる種類のレンズ（たとえば凸レンズや複数のレンズを組み合わせたものなど）を用いてもかまわない。上記レンズアレイ５は、上記第２の光路１４ｂと同方向に傾斜している。
【００３３】
図４によく表れているように、上記各センサＩＣチップ２は、平面視長矩形状を有しており、平面視矩形状の受光面２０ａを個々に有する複数の受光素子２０を組み込んでいる。たとえば、Ａ４幅の原稿を８ドット／ｍｍの読み取り密度で読み取る場合には、複数の受光素子２０を、計１７２８個設ける必要がある。したがって、１個のセンサＩＣチップ２に９６個の受光素子２０を造り込んだ場合には、計１８個のセンサＩＣチップ２が上記基板４上に列状に並べられて実装されることとなる。
【００３４】
上記複数の受光素子２０は、上記各受光面２０ａで受光を行うとその受光量に対応した出力レベルの信号（画像信号）を出力する光電変換機能を有している。上記各センサＩＣチップ２には、それら複数の受光素子２０から出力される画像信号を一定の順次にしたがってシリアルに出力するための電子回路なども組み込まれている。上記複数の受光面２０ａは、上記センサＩＣチップ２の長手方向（主走査方向）に一定ピッチｐで列状に並んでいる。このピッチｐが、この画像読み書き一体ヘッドＡの主走査方向の読み取りピッチである。
【００３５】
上記各受光面２０ａの副走査方向の幅Ｌは、上記複数の受光面２０ａの配列ピッチｐよりも大きな寸法に形成されている。より具体的には、上記幅Ｌの値は、Ｌ＝ｐ・ secθの関係とされている。ここで、θは、図２によく表れているように、受光面２０ａの垂直線Ｃに対する上記レンズアレイ５の傾斜角度である。
【００３６】
上記ケース１は、たとえばポリカーボネイトに酸化チタンを含有させた白色の樹脂製であり、このケース１の各所の表面は光の反射率の高い（たとえば光反射率が９７％ないし９８％程度）面とされている。このため、上記第１の光路１４ａの内壁面も光反射率の高い面とされている。このような構成によれば、複数の光源３から発せられた光を上記第１の光路１４ａの内壁面において高い反射率で反射させながら画像読み取り対象領域Ｓに導くことができ、画像読み取り対象領域Ｓに対する光の照射効率を高めることができる。
【００３７】
上記ケース１の下部には、上記複数のセンサＩＣチップ２を囲み込む補助部材６が設けられている。この補助部材６は、たとえば黒色顔料を含むＡＢＳ樹脂製であり、その各所の表面は光の吸収率が高い黒色とされている。上記補助部材６を設けた構成によれば、レンズアレイ５を通過して複数のセンサＩＣチップ２に向けて進行した光が上記複数のセンサＩＣチップ２の周囲において散乱反射する虞れを無くすことができ、読み取り画像の質を高めることが可能となる。上記補助部材６は、その上部に設けられている突起部６０，６０を上記ケース１に設けられている凹部１５，１５に嵌入させることによって、上記ケース１に取付けられている。
【００３８】
上記放熱板７は、上記基板４と略同様な形状およびサイズのプレート状に形成されたものであり、上記基板４の裏面４ｂに両面接着テープや接着剤などを介して接着されている。この放熱板７は、たとえばアルミニウムや鉄などの熱伝導率の高い金属製とされている。図３によく表れているように、上記放熱板７の長手方向両端部には、係合用突起７０，７０が設けられている。これらの係合用突起７０，７０は、上記放熱板７の上方に向けて起立しているとともに、その先端部が略Ｌ字状に屈曲した形状である。これらの係合用突起７０，７０は、上記放熱板７に一体的に設けることができるが、これに代えて、たとえば上記放熱板７とは別体に形成された部材を上記放熱板７に取付けることによって構成してもかまわない。
【００３９】
上記ケース１の長手方向両端部には、凹部１８，１８が設けられている。図１によく表れているように、上記ケース１は、上記基板４の表面４ａ上に配置された上で、上記係合用突起７０，７０の先端部が上記凹部１８，１８に係入することによって、上記基板４上における位置決め固定が図られている。
【００４０】
図５は、上記画像読み書き一体ヘッドＡを具備して構成された画像処理装置Ｂの概略構成の一例を示す説明図である。
【００４１】
この画像処理装置Ｂは、たとえば合成樹脂製の筐体９内に上記画像読み書き一体ヘッドＡを組み込んだものであり、上記透明カバー１９の表面部分の画像読み取り対象領域Ｓと対向する位置には、原稿Ｄを紙送りするための駆動回転自在なプラテンローラＰ1 が設けられている。また、上記複数の発熱素子８と対向する位置には、記録紙Ｋを紙送りするための駆動回転自在なプラテンローラＰ2 が設けられている。記録紙Ｋは、たとえば巻取ロールＲから繰り出される長尺状の感熱紙である。むろん、本発明はこれに限定されず、たとえば単票状の記録紙を用いることも可能である。
【００４２】
次に、上記画像読み書き一体ヘッドＡ、および上記画像処理装置Ｂの作用について説明する。
【００４３】
まず、上記画像処理装置Ｂでは、画像読み書き一体ヘッドＡが画像読み取り機能と画像形成機能とを併せもつために、原稿Ｄの画像読み取りと記録紙Ｋへの画像の印字出力とを個別に、または同時に行うことができる。図２に示したように、上記画像読み書き一体ヘッドＡでは、レンズアレイ５、およびこのレンズアレイ５を含んで形成された第２の光路１４ｂが傾斜しており、画像読み取り対象領域Ｓから複数の受光面２０ａまでの光路長をながくとることができる。したがって、上記レンズアレイ５のロッドレンズ５１としては、焦点深度が深いレンズを用いることができ、受光面２０ａ上にいわゆるピンぼけの少ない状態で原稿画像を結像させることが可能である。
【００４４】
図６に示すように、上記画像読み書き一体ヘッドＡでは、複数の受光素子２０の各受光面２０ａの副走査方向の幅Ｌが、Ｌ＝ｐ・ secθの寸法であるために、この受光面２０ａでは、傾斜したレンズアレイ５を通過してくる幅ｐの光線の全量を過不足なく受光できることとなる。したがって、上記画像処理装置Ｂでは、副走査方向の画像読み取りを主走査方向の画像読み取りピッチｐと同一ピッチで行う場合に、その読み取りに不要な光線を受光面２０ａで受光しないようにしつつ、その受光面２０ａにおける受光量を最大にすることができる。したがって、受光面２０ａの受光量不足による読み取り画像の質の悪化が生じることもない。これは、図７に示すように、受光素子２０’の受光面２０a'の副走査方向の幅を主走査方向の読み取りピッチｐと同一寸法にした場合には、上記受光面２０a'がｐ・ cosθの幅の光線を受光できるに過ぎないのと比較すると、より明らかであろう。
【００４５】
図５において、上記２つのプラテンローラＰ1 ，Ｐ2 は、いずれも上記画像読み書き一体ヘッドＡの基板４よりも上方に配置すればよい。したがって、これら２つのプラテンローラＰ1 ，Ｐ2 と画像読み書き一体ヘッドＡとの三者が画像処理装置Ｂの高さ方向に大きく嵩張らないようにでき、画像処理装置Ｂの薄型化が図れる。上記画像読み書き一体ヘッドＡでは、プラテンローラＰ2 に対向するケース１の側面１ａを傾斜させているために、上記ケース１からはみ出した基板４の一側縁部４ａの上方にプラテンローラＰ2 を配置するための比較的大きな空間スペースを確保できる。したがって、上記ケース１から基板４の一側縁部４ａをさほど大きくはみ出させることなく、プラテンローラＰ2 の適切な配置を行うことも可能となり、全体の小型化を図る上で、一層好ましいものとなる。さらに、上記透明カバー１９は傾斜しているために、この透明カバー１９に対向するプラテンローラＰ1 を他方のプラテンローラＰ2 から適度に離れた位置へ配置可能となる。したがって、２つのプラテンローラＰ1 ，Ｐ2 の径を大きくした場合に、それらが不当に干渉し合うようなことも回避できる。
【００４６】
上記プラテンローラＰ1 ，Ｐ2 は、原稿Ｄや記録紙Ｋを透明カバー１９の表面または発熱素子８の表面部分に適度な圧力で押しつけるように筐体９内に組み込む必要がある。ところが、これらのプラテンローラＰ1 ，Ｐ2 は、いずれも画像読み書き一体ヘッドＡの上方に配置させればよいために、その組み込み作業は一方向から行うことができ、その組み込み作業性も良好なものにできる。また、上記プラテンローラＰ1 ，Ｐ2 を透明カバー１９や発熱素子８に対して押しつける方向も同一方向となるために、そのための構造も非常に簡素なものにできる。
【００４７】
一方、上記画像読み書き一体ヘッドＡは、図２および図３を参照して説明したとおり、複数の光源３、複数のセンサＩＣチップ２、複数の駆動ＩＣ８０、および複数の発熱素子８のそれぞれを基板４の表面４ａに実装しており、またそれらに関連する配線パターンも上記表面４ａに形成している。したがって、上記各部品の実装作業や配線パターンの作製作業に際しては、上記基板４を表裏反転させるような必要はなく、その生産性を高めることができる。また、ケース１を基板４に組付ける作業は、ケース１を基板４上に載置してから、放熱板７の係合用突起７０，７０をケース１の凹部１８，１８に係入させることによって、上記ケース１と放熱板７とを互いに掛止させればよく、やはり簡単に行うことができる。上記係合用突起７０，７０にはケース１と基板４とを位置合わせするための役割をもたせることも可能であり、ケース１の各部とセンサＩＣチップ２や光源３などとの各種の電子部品との位置関係も適正な状態に設定することが可能である。さらに、上記係合用突起７０，７０を利用したケース１の組付け構造では、互いに掛止されたケース１と放熱板７との間に基板４が挟まれた恰好となる。したがって、放熱板７と基板４との位置関係を安定させることもできる。
【００４８】
上記画像読み書き一体ヘッドＡでは、その駆動時において複数の発熱素子８や光源３などから熱が発生するが、その熱は放熱板７を介して外部に適切に発散させることができる。したがって、発熱素子８の温度を安定させることができ、記録紙Ｋに印字出力される画像の質が悪化しないようにできる。
【００４９】
上記実施形態では、受光素子２０の受光面２０ａの副走査方向の幅Ｌを、Ｌ＝ｐ・ secθとしているが、本願発明は、これに限定されない。本願発明では、受光面の副走査方向の幅Ｌを、少なくとも受光面の主走査方向の配列ピッチｐよりも大きくしていればよく（ｐ＜Ｌの関係）、このようにすれば、受光面の受光量が少なくなることを適切に防止することができる。ただし、上記幅Ｌは、ｐ・ secθの値を超えないようにすることが好ましく、実際には、ｐ・ secθよりも僅かに小さな値にすることが好ましい。なお、本願発明でいう受光面の主走査方向の配列ピッチとは、既述したとおり、主走査方向の読み取りピッチに相当する。したがって、たとえば図８に示すように、センサＩＣチップ２Ａに設けられる複数の受光素子２０Ａが、カラー画像の読み取りに対応するものとして構成されており、１画素分の受光素子２０Ａに、Ｒ，Ｇ，Ｂ（赤，緑，青）の各色を読み取るための計３種類の受光面２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを有する場合には、それら３種類の受光面２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを一組の受光面とした場合の各組の受光面の配列ピッチｐである。
【００５０】
また、上述の実施形態では、受光面２０ａの副走査方向の幅Ｌを、受光面２０ａの主走査方向の配列ピッチｐを基準として決定しているが、やはり本願発明はこれに限定されない。画像処理装置では、画像の読み取り処理を行う場合に、ユーザの要望に応じて、たとえばノーマルモード（通常ピッチでの画像読み取りモード）やファインモード（微細ピッチでの画像読み取りモード）に切替えできるように構成することが望ましく、この場合には副走査方向の読み取りピッチは一定ではなくなり、副走査方向の読み取りピッチと主走査方向の読み取りピッチとが相違してしまう場合がある。このような場合であっても、本願発明では、複数の受光素子の各受光面の副走査方向の幅Ｌを、Ｌ＞ｐ’・ｍの関係にすることによって、受光面での受光量を多くすることができる。ただし、ｐ’は副走査方向の画像読み取り最小ピッチであり、ｍは上記レンズの像倍率である。具体例を挙げると、ｐ’＝１３０μｍであるとともに、レンズの像倍率が等倍であって、ｍ＝１の場合には、受光面の副走査方向の幅Ｌを１３０μｍよりも大きな寸法にする。像倍率が等倍のレンズを用いて副走査方向の読み取りピッチを１３０μｍとする場合には、従来では、受光面の副走査方向の幅を１３０μｍ以下としていた。ところが、本願発明では、受光面の副走査方向の幅を１３０μｍよりも大きな値にすることによって、受光面に対して斜め方向から進行してくる光の受光面における受光量が少なくなることを適切に防止することができるのである。なお、原稿表面のうち不必要な部分から進行してくる反射光を受光面が受光しないようにしつつ、その受光面での受光量を最大にするためには、Ｌ＝ｐ’・ｍ・ secθの関係にすればよい。このように、本願発明では、受光面の副走査方向の幅を、副走査方向の読み取り最小ピッチとレンズの像倍率との値から決定するようにしてもよい。
【００５１】
その他、本願発明に係る画像読み書き一体ヘッドおよび画像処理装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。上述の実施形態では、光源３を基板４の複数のセンサＩＣチップ２や発熱素子８が搭載されている面と同一面に搭載しているが、本願発明では、これに代えて、たとえば図９で示した従来のものと同様に、光源をケース内に設けた構成としてもかまわない。また、放熱板を有しない構成としてもむろんかまわない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る画像読み書き一体ヘッドの一例を示す斜視図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】図１に示す画像読み書き一体ヘッドの分解斜視図である。
【図４】図１に示す画像読み書き一体ヘッドに用いられているセンサＩＣチップの平面図である。
【図５】図１に示す画像読み書き一体ヘッドを具備して構成された画像処理装置の概略構成の一例を示す説明図である。
【図６】図１示す画像読み書き一体ヘッドの作用を示す説明図である。
【図７】図１に示す画像読み書き一体ヘッドとの比較例を示す説明図である。
【図８】センサＩＣチップの他の例を示す要部平面図である。
【図９】従来の画像読み書き一体ヘッドの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ケース
２ センサＩＣチップ
３ 光源
４ 基板
４ａ 表面（基板の）
５ レンズアレイ
７ 放熱板
８ 発熱素子（印字用素子）
１４ａ 第１の光路（光路）
２０ 受光素子
２０ａ 受光面
Ａ 画像読み書き一体ヘッド
Ｂ 画像処理装置
Ｄ 原稿
Ｋ 記録紙
Ｓ 画像読み取り対象領域
Ｐ1 原稿用プラテンローラ
Ｐ2 記録紙用プラテンローラ
【発明の属する技術分野】
本願発明は、画像読み取り機能と画像形成機能とを併せも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とを併せもつ必要がある。また、画像処理装置の小型化の要請に応える必要もある。そこで、従来では、図９に示すような画像読み書き一体ヘッドＨがある。この従来の画像読み書き一体ヘッドＨは、透明カバー１９ｅを上面部に装着したケース１ｅと、このケース１ｅの底部に取付けられた基板４ｅとを具備している。上記基板４ｅの表裏両面には、複数の受光素子２ｅと印字用の複数の発熱素子８ｅとがこの基板４ｅの長手方向に延びた列状に実装されている。上記ケース１ｅの内部には、光源３ｅと集光用のレンズ５ｅとが設けられており、上記光源３ｅから発せられた光が上記透明カバー１９ｅの表面の画像読み取り対象領域Ｓｅに照射されるとともに、この画像読み取り対象領域Ｓｅから反射されてきた光を上記レンズ５ｅを介して上記複数の受光素子２ｅの受光面（図示略）上に導くことができるように構成されている。
【０００３】
上記画像読み書き一体ヘッドＨでは、画像読み取り対象領域Ｓｅに配置される原稿Ｄの画像を、上記光源３ｅや複数の受光素子２ｅを利用して読み取ることができる。その一方、上記複数の発熱素子８ｅを利用してたとえば感熱タイプの記録紙Ｋに所望の画像を印字出力することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の画像読み書き一体ヘッドＨでは、次のような不具合があった。
【０００５】
すなわち、上記従来の画像読み書き一体ヘッドＨは、複数の受光素子２ｅが基板４ｅの表面４０に搭載されているのに対し、複数の発熱素子８ｅは上記基板４ｅの裏面４１に搭載されている。このため、上記基板４ｅへの部品実装作業に際して、まず基板４ｅの表面４０に複数の受光素子２ｅを実装した後に、上記基板４ｅの裏面４１に複数の発熱素子８ｅを実装するには、上記基板４ｅの表裏を反転させる必要がある。基板４ｅを反転させた後には、この基板４ｅを再度所望の位置へ正確に位置決めし直す必要もある。したがって、これらの作業が煩雑となっていた。また、上記基板４ｅには、上記複数の受光素子２ｅや複数の発熱素子８ｅに関連する２種類の配線パターンを予め形成しておく必要があるが、これら２種類の配線パターンを基板４ｅの表裏両面４０，４１のそれぞれに個別に形成する作業も煩雑である。その結果、従来の画像読み書き一体ヘッドＨでは、その生産性が悪いものとなっていた。
【０００６】
さらに、従来では、上記画像読み書き一体ヘッドＨを用いて画像処理装置を実際に製作する場合には、原稿Ｄを送るためのプラテンローラＰ1 については画像読み書き一体ヘッドＨの上方に配置する必要があるのに対し、記録紙Ｋを送るためのプラテンローラＰ2 については画像読み書き一体ヘッドＨの下方に配置する必要がある。このため、２つのプラテンローラＰ1 ，Ｐ2 と画像読み書き一体ヘッドＨとを組み合わせた機構全体がその高さ方向に大きく嵩張ったものとなり、その小型化の面においても改善すべき余地があった。
【０００７】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、画像読み書き一体ヘッドの機能を損なうようなことなく、その生産性を高め、しかもその画像読み書き一体ヘッドを画像処理装置に組み込んで実際に使用する場合にはその小型化も図ることができるように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の側面によれば、複数の受光面を有し、かつこれら複数の受光面が主走査方向に列状に配列されるように基板の片面上に搭載された複数の受光素子と、上記複数の受光素子を囲むように上記基板上に設けられ、かつ光源から発せられた光を画像読み取り対象領域に導く光路を形成するケースと、上記画像読み取り対象領域から反射してきた光を上記各受光面上に集束し、正立等倍の画像を結像可能なように上記複数の受光面の列と同方向に延びるアレイ状のレンズと、上記基板の上記片面のうち、上記ケースからはみ出した部分に列状に搭載された複数の印字用素子と、を具備しているとともに、上記レンズは、上記各受光面に対して副走査方向に傾斜しており、かつ、上記各受光面の副走査方向の幅は、上記各受光面の主走査方向の配列ピッチよりも大きな寸法であることに特徴づけられる。
【００１０】
本願発明の第２の側面によれば、複数の受光面を有し、かつこれら複数の受光面が主走査方向に列状に配列されるように基板の片面上に搭載された複数の受光素子と、上記複数の受光素子を囲むように上記基板上に設けられ、かつ光源から発せられた光を画像読み取り対象領域に導く光路を形成するケースと、上記画像読み取り対象領域から反射してきた光を上記各受光面上に集束し、正立等倍の画像を結像可能なように上記複数の受光面の列と同方向に延びるアレイ状のレンズと、上記基板の上記片面のうち、上記ケースからはみ出した部分に列状に搭載された複数の印字用素子と、を具備しているとともに、上記レンズは、上記各受光面に対して副走査方向に傾斜しており、かつ、上記各受光面の副走査方向の幅Ｌは、Ｌ＞ｐ’・ｍの関係（ただし、ｐ’は副走査方向の画像読み取り最小ピッチであり、ｍは上記レンズの像倍率である）とされていることに特徴づけられる。
【００１１】
本願発明の第１の側面および第２の側面によって提供される画像読み書き一体ヘッドでは、次のような効果が得られる。
【００１２】
第１に、本願発明では、複数の受光素子および印字用素子が基板の同一面に搭載されているために、その製造に際しては、従来とは異なり、上記基板の表裏を反転させることなく、上記基板上に複数の受光素子や印字用素子を搭載することができる。また、それら受光素子や印字用素子に関連する配線パターンの形成も基板の同一面に形成すればよいため、それらの配線パターンを同時に形成することも可能となる。したがって、本願発明では、画像読み書き一体ヘッドの生産性を従来よりも高めることができる。
【００１３】
第２に、本願発明では、基板の表裏両面側のうち、基板の印字用素子が搭載されている片面側と同一面側に画像読み取り対象領域を簡単に設けることが可能となり、画像読み取り対象領域に原稿を移送するプラテンローラと印字用素子の搭載部分に記録紙を移送するプラテンローラとを、基板の同一面側に配置することができる。このため、本願発明では、画像読み書き一体ヘッドを挟むようにしてその両側に２つのプラテンローラを配置する必要があった従来のものと比較すると、それら全体のサイズが大きく嵩張らないようにでき、小型化が図れる。
【００１４】
第３に、本願発明では、基板に搭載された複数の受光素子の各受光面に対してレンズを副走査方向に傾斜させているために、たとえばこのレンズをケースに装着している場合であっても、このケースの厚み方向のサイズをさほど増大させることなく、画像読み取り対象領域から上記各受光面までの光路長を長くとることが可能となる。したがって、レンズとしては、焦点深度の深いレンズを用いることができる。その結果、たとえば画像読み取り対象領域上において原稿が多少浮き上がったような場合であっても、その画像をいわゆるピンぼけが生じないように、あるいはピンぼけが少ない状態に読み取ることが可能となり、読み取り画像の質を高めることができる。
【００１５】
第４に、本願発明では、複数の受光素子の各受光面における受光量が少なくなることを防止し、質の高い読み取り画像を得ることができる。すなわち、従来の画像読み書き一体ヘッドでは、複数の受光素子の各受光面に対してレンズが傾斜していないために、レンズを通過した光は各受光面に対して略垂直に進行していた。このような従来の構成において、主走査方向と副走査方向の読み取り密度を均一にしつつ、原稿画像を１ラインずつ適切に読み取るためには、各受光面の副走査方向の幅を、主走査方向の画像読み取りピッチ以下の寸法にする必要があった。従来において、各受光面の副走査方向の幅を主走査方向の画像読み取りピッチよりも大きくしたのでは、主走査方向と副走査方向との読み取り密度を均一にする場合において、受光素子の受光面が原稿表面の本来の画像読み取り幅よりも広い領域から進行してくる光についても受光することとなって、適正な画像読み取りが行えなくなるからである。また、従来では、主走査方向の読み取り密度と副走査方向の読み取り密度とを均一にしない場合であっても、原稿画像の読み取りを適切に行うためには、各受光面の副走査方向の幅を、Ｌ≦ｐ’・ｍの関係（ｐ’は副走査方向の画像読み取り最小ピッチであり、ｍは上記レンズの像倍率である）とする必要があった。従来において、Ｌ＞ｐ’・ｍの関係となったのでは、やはり原稿表面の本来の画像読み取り幅よりも広い領域から進行してくる光を不当に受光することとなるからである。これに対し、本願発明では、レンズを上記各受光面に対して傾斜させているために、各受光面はレンズを通過した光を垂直には受けず、斜め方向から受けることとなる。したがって、上記各受光面の副走査方向の幅を従来と同様な寸法にしたのでは、各受光面における受光量が少なくなり、画質の低下を招いてしまう。ところが、本願発明では、各受光面の副走査方向の幅Ｌを、各受光面の主走査方向の配列ピッチ（この配列ピッチは、主走査方向の読み取りピッチに相当する）よりも大きな寸法とし、またはＬ＞ｐ’・ｍの関係とすることによって、従来のものよりも大きくしているために、各受光面における受光量を多くすることができ、読み取り画像の質低下を適切に回避できるのである。
【００１６】
本願発明の好ましい実施の形態では、上記各受光面の副走査方向の幅Ｌは、Ｌ≦ｐ・ secθの関係、より正確には、ｐ＜Ｌ≦ｐ・ secθの関係（ただし、ｐは上記各受光面の主走査方向の配列ピッチであり、θは上記各受光面の垂直線に対する上記レンズの傾斜角度である）とされている。
【００１７】
このような構成によれば、原稿により反射されてレンズを介して各受光面に進行する光のうち、原稿表面の副走査方向において上記各受光面の主走査方向の配列ピッチと同等幅以下の領域から反射してくる光のみを、各受光面に適切に受光させることができる。したがって、受光面が画像読み取り対象とはならない部分からの反射光を不当に受光しないようにでき、読み取り画像の質低下を回避する上で一層好ましいものとなる。
【００１８】
本願発明の他の好ましい実施の形態では、上記光源は、上記基板の上記片面上に搭載されている。
【００１９】
このような構成によれば、複数の受光素子や印字用素子に加え、光源についても基板の同一面に搭載した構成にできるために、画像読み書き一体ヘッドの製造が一層容易となり、その生産性をより高めることができる。
【００２０】
本願発明の第３の側面によれば、画像処理装置が提供される。この画像処理装置は、本願発明の第１の側面または第２の側面によって提供される画像読み書き一体ヘッドを具備していることに特徴づけられる。
【００２１】
本願発明の第３の側面によれば、本願発明の第１の側面および第２の側面によって得られるのと同様な効果が期待でき、画像読み取り処理などに不具合を生じさせるようなことなく、生産性の向上、ならびに全体の小型化が図れる。
【００２２】
本願発明のその他の特徴および利点は、以下の発明の実施の形態の説明からより明らかになるであろう。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２４】
図１は、本願発明に係る画像読み書き一体ヘッドの一例を示す斜視図である。図２は、図１のII−II断面図である。図３は、図１に示す画像読み書き一体ヘッドの分解斜視図である。図４は、図１に示す画像読み書き一体ヘッドに用いられているセンサＩＣチップの平面図である。
【００２５】
図２および図３によく表れているように、本実施形態の画像読み書き一体ヘッドＡは、ケース１、透明カバー１９、レンズアレイ５、基板４、放熱板７、およびその他の後述する各部品類を具備して構成されている。
【００２６】
上記基板４は、たとえばセラミック製であり、平面視長矩形状のプレート状である。この基板４の表面４ａ（片面）には、複数の光源３、複数のセンサＩＣチップ２、複数の駆動ＩＣ８０、および複数の発熱素子８が搭載されている。
【００２７】
上記複数の光源３は、たとえばＬＥＤチップを用いて構成されており、上記基板４の長手方向に適当な間隔を隔てて列状に実装されている。上記複数のセンサＩＣチップ２は、受光面２０ａを個々に有する複数の受光素子２０を一体的に造り込んだ半導体チップであり、上記複数の光源３と略平行となるように上記基板４の長手方向に列状に実装されている。上記複数のセンサＩＣチップ２の配列方向（厳密には、複数の受光面２０ａの配列方向）が主走査方向である。上記複数のセンサＩＣチップ２およびそれに造り込まれた複数の受光素子２０の詳細な構成については、後述する。
【００２８】
上記複数の発熱素子８は、本願発明でいう印字用素子の一例に相当するものである。上記各発熱素子８は、たとえば酸化ルテニウムなどを導体成分とする厚膜抵抗ペーストを印刷・焼成することによって上記基板４の長手方向に一連に延びる線状の発熱抵抗体を形成するとともに、この発熱抵抗体をその長手方向に沿って一定間隔で電気的に分断する配線パターンを形成することによって構成されている。上記複数の駆動ＩＣ８０は、上記複数の発熱素子８の発熱駆動を制御するためのものであり、やはり適当な間隔を隔てて上記基板４の長手方向に列状に実装されている。上記複数の発熱素子８は、上記基板４の長手方向に延びる一側縁部４ｃまたはその近傍に配されている。上記基板４の表面４ａには、上記複数の光源３、複数のセンサＩＣチップ２、複数の駆動ＩＣ８０、および複数の発熱素子８のそれぞれに関連する配線パターン（図示略）が形成されている。上記基板４の適所には上記配線パターンのそれぞれと導通した１または複数のコネクタ（図示略）が設けられており、このコネクタに配線接続を行うことにより外部機器から上記各部への電力供給や各種の信号の入出力が行えるようになっている。
【００２９】
上記ケース１は、合成樹脂製であり、その長手方向の全長寸法は上記基板４と略同一である。図２によく表れているように、このケース１は、上記複数の光源３、複数のセンサＩＣチップ２、および複数の駆動ＩＣ８０のそれぞれを囲み込むように上記基板４の表面４ａ上に取付けられている。上記ケース１は、このケース１の厚み方向に貫通した孔部１０と、このケース１の底部に形成された凹部１１とを有しており、上記孔部１０内の底部に上記複数の光源３が配置されている。上記凹部１１内には、上記複数のセンサＩＣチップ２と駆動ＩＣ８０とが配置されている。上記基板４の一側縁部４ｃおよびその近傍部分は、上記ケース１の一側方にはみ出しており、そのはみ出した部分に上記複数の発熱素子８が位置している。上記ケース１の幅方向（短手方向）の両側面のうち、上記複数の発熱素子８に接近する側の側面１ａは、このケース１の上方に進むにしたがって上記基板４の他側縁部４ｄに接近するように傾斜している。
【００３０】
上記透明カバー１９は、読み取り対象となる原稿Ｄをガイドするためのものであり、たとえば透明なガラス製または合成樹脂製のプレートである。この透明カバー１９の表面部の主走査方向に延びる一定のライン状の領域が、画像読み取り対象領域Ｓである。上記透明カバー１９は、たとえば上記ケース１の上面部の凹部１３に嵌合されることにより上記ケース１に装着されている。ただし、上記ケース１の上面部は傾斜しており、これに伴って上記透明カバー１９も傾斜している。より具体的には、上記透明カバー１９は、基板４の他側縁部４ｄに近づくほどその高さが低くなるように傾斜している。
【００３１】
上記ケース１の内部には、上記光源３から発せられた光を導くための第１の光路１４ａと第２の光路１４ｂとが設けられている。上記第１の光路１４ａは、複数の光源３から発せられた光を上記画像読み取り対象領域Ｓに導く光路であり、上記孔部１０によって形成されている。これに対し、上記第２の光路１４ｂは、上記第１の光路１４ａを進行して上記画像読み取り対象領域Ｓに位置する原稿表面によって反射された光を上記複数の受光素子２０の各受光面２０ａ上に導く光路である。上記第１の光路１４ａは基板４の表面４ａに略直交しているのに対し、上記第２の光路１４ｂは、下部になるほど基板４の一側縁部４ｃに接近するように副走査方向に沿って傾斜している。
【００３２】
上記レンズアレイ５は、上記第２の光路１４ｂの一部をなしており、その上端部が上記画像読み取り対象領域Ｓに対向するとともに、その下端部が上記複数の受光面２０ａに対向するように、上記ケース１に設けられた凹溝１２に嵌入装着されている。このレンズアレイ５は、主走査方向に延びるブロック状のレンズホルダ５０に、複数のロッドレンズ５１を列状に保持させたものである。レンズアレイ５の構成部品としてロッドレンズ５１を用いれば、原稿Ｄの画像を上記複数の受光面２０ａ上に正立等倍に結像させることが可能である。ただし、本願発明では、これとは異なる種類のレンズ（たとえば凸レンズや複数のレンズを組み合わせたものなど）を用いてもかまわない。上記レンズアレイ５は、上記第２の光路１４ｂと同方向に傾斜している。
【００３３】
図４によく表れているように、上記各センサＩＣチップ２は、平面視長矩形状を有しており、平面視矩形状の受光面２０ａを個々に有する複数の受光素子２０を組み込んでいる。たとえば、Ａ４幅の原稿を８ドット／ｍｍの読み取り密度で読み取る場合には、複数の受光素子２０を、計１７２８個設ける必要がある。したがって、１個のセンサＩＣチップ２に９６個の受光素子２０を造り込んだ場合には、計１８個のセンサＩＣチップ２が上記基板４上に列状に並べられて実装されることとなる。
【００３４】
上記複数の受光素子２０は、上記各受光面２０ａで受光を行うとその受光量に対応した出力レベルの信号（画像信号）を出力する光電変換機能を有している。上記各センサＩＣチップ２には、それら複数の受光素子２０から出力される画像信号を一定の順次にしたがってシリアルに出力するための電子回路なども組み込まれている。上記複数の受光面２０ａは、上記センサＩＣチップ２の長手方向（主走査方向）に一定ピッチｐで列状に並んでいる。このピッチｐが、この画像読み書き一体ヘッドＡの主走査方向の読み取りピッチである。
【００３５】
上記各受光面２０ａの副走査方向の幅Ｌは、上記複数の受光面２０ａの配列ピッチｐよりも大きな寸法に形成されている。より具体的には、上記幅Ｌの値は、Ｌ＝ｐ・ secθの関係とされている。ここで、θは、図２によく表れているように、受光面２０ａの垂直線Ｃに対する上記レンズアレイ５の傾斜角度である。
【００３６】
上記ケース１は、たとえばポリカーボネイトに酸化チタンを含有させた白色の樹脂製であり、このケース１の各所の表面は光の反射率の高い（たとえば光反射率が９７％ないし９８％程度）面とされている。このため、上記第１の光路１４ａの内壁面も光反射率の高い面とされている。このような構成によれば、複数の光源３から発せられた光を上記第１の光路１４ａの内壁面において高い反射率で反射させながら画像読み取り対象領域Ｓに導くことができ、画像読み取り対象領域Ｓに対する光の照射効率を高めることができる。
【００３７】
上記ケース１の下部には、上記複数のセンサＩＣチップ２を囲み込む補助部材６が設けられている。この補助部材６は、たとえば黒色顔料を含むＡＢＳ樹脂製であり、その各所の表面は光の吸収率が高い黒色とされている。上記補助部材６を設けた構成によれば、レンズアレイ５を通過して複数のセンサＩＣチップ２に向けて進行した光が上記複数のセンサＩＣチップ２の周囲において散乱反射する虞れを無くすことができ、読み取り画像の質を高めることが可能となる。上記補助部材６は、その上部に設けられている突起部６０，６０を上記ケース１に設けられている凹部１５，１５に嵌入させることによって、上記ケース１に取付けられている。
【００３８】
上記放熱板７は、上記基板４と略同様な形状およびサイズのプレート状に形成されたものであり、上記基板４の裏面４ｂに両面接着テープや接着剤などを介して接着されている。この放熱板７は、たとえばアルミニウムや鉄などの熱伝導率の高い金属製とされている。図３によく表れているように、上記放熱板７の長手方向両端部には、係合用突起７０，７０が設けられている。これらの係合用突起７０，７０は、上記放熱板７の上方に向けて起立しているとともに、その先端部が略Ｌ字状に屈曲した形状である。これらの係合用突起７０，７０は、上記放熱板７に一体的に設けることができるが、これに代えて、たとえば上記放熱板７とは別体に形成された部材を上記放熱板７に取付けることによって構成してもかまわない。
【００３９】
上記ケース１の長手方向両端部には、凹部１８，１８が設けられている。図１によく表れているように、上記ケース１は、上記基板４の表面４ａ上に配置された上で、上記係合用突起７０，７０の先端部が上記凹部１８，１８に係入することによって、上記基板４上における位置決め固定が図られている。
【００４０】
図５は、上記画像読み書き一体ヘッドＡを具備して構成された画像処理装置Ｂの概略構成の一例を示す説明図である。
【００４１】
この画像処理装置Ｂは、たとえば合成樹脂製の筐体９内に上記画像読み書き一体ヘッドＡを組み込んだものであり、上記透明カバー１９の表面部分の画像読み取り対象領域Ｓと対向する位置には、原稿Ｄを紙送りするための駆動回転自在なプラテンローラＰ1 が設けられている。また、上記複数の発熱素子８と対向する位置には、記録紙Ｋを紙送りするための駆動回転自在なプラテンローラＰ2 が設けられている。記録紙Ｋは、たとえば巻取ロールＲから繰り出される長尺状の感熱紙である。むろん、本発明はこれに限定されず、たとえば単票状の記録紙を用いることも可能である。
【００４２】
次に、上記画像読み書き一体ヘッドＡ、および上記画像処理装置Ｂの作用について説明する。
【００４３】
まず、上記画像処理装置Ｂでは、画像読み書き一体ヘッドＡが画像読み取り機能と画像形成機能とを併せもつために、原稿Ｄの画像読み取りと記録紙Ｋへの画像の印字出力とを個別に、または同時に行うことができる。図２に示したように、上記画像読み書き一体ヘッドＡでは、レンズアレイ５、およびこのレンズアレイ５を含んで形成された第２の光路１４ｂが傾斜しており、画像読み取り対象領域Ｓから複数の受光面２０ａまでの光路長をながくとることができる。したがって、上記レンズアレイ５のロッドレンズ５１としては、焦点深度が深いレンズを用いることができ、受光面２０ａ上にいわゆるピンぼけの少ない状態で原稿画像を結像させることが可能である。
【００４４】
図６に示すように、上記画像読み書き一体ヘッドＡでは、複数の受光素子２０の各受光面２０ａの副走査方向の幅Ｌが、Ｌ＝ｐ・ secθの寸法であるために、この受光面２０ａでは、傾斜したレンズアレイ５を通過してくる幅ｐの光線の全量を過不足なく受光できることとなる。したがって、上記画像処理装置Ｂでは、副走査方向の画像読み取りを主走査方向の画像読み取りピッチｐと同一ピッチで行う場合に、その読み取りに不要な光線を受光面２０ａで受光しないようにしつつ、その受光面２０ａにおける受光量を最大にすることができる。したがって、受光面２０ａの受光量不足による読み取り画像の質の悪化が生じることもない。これは、図７に示すように、受光素子２０’の受光面２０a'の副走査方向の幅を主走査方向の読み取りピッチｐと同一寸法にした場合には、上記受光面２０a'がｐ・ cosθの幅の光線を受光できるに過ぎないのと比較すると、より明らかであろう。
【００４５】
図５において、上記２つのプラテンローラＰ1 ，Ｐ2 は、いずれも上記画像読み書き一体ヘッドＡの基板４よりも上方に配置すればよい。したがって、これら２つのプラテンローラＰ1 ，Ｐ2 と画像読み書き一体ヘッドＡとの三者が画像処理装置Ｂの高さ方向に大きく嵩張らないようにでき、画像処理装置Ｂの薄型化が図れる。上記画像読み書き一体ヘッドＡでは、プラテンローラＰ2 に対向するケース１の側面１ａを傾斜させているために、上記ケース１からはみ出した基板４の一側縁部４ａの上方にプラテンローラＰ2 を配置するための比較的大きな空間スペースを確保できる。したがって、上記ケース１から基板４の一側縁部４ａをさほど大きくはみ出させることなく、プラテンローラＰ2 の適切な配置を行うことも可能となり、全体の小型化を図る上で、一層好ましいものとなる。さらに、上記透明カバー１９は傾斜しているために、この透明カバー１９に対向するプラテンローラＰ1 を他方のプラテンローラＰ2 から適度に離れた位置へ配置可能となる。したがって、２つのプラテンローラＰ1 ，Ｐ2 の径を大きくした場合に、それらが不当に干渉し合うようなことも回避できる。
【００４６】
上記プラテンローラＰ1 ，Ｐ2 は、原稿Ｄや記録紙Ｋを透明カバー１９の表面または発熱素子８の表面部分に適度な圧力で押しつけるように筐体９内に組み込む必要がある。ところが、これらのプラテンローラＰ1 ，Ｐ2 は、いずれも画像読み書き一体ヘッドＡの上方に配置させればよいために、その組み込み作業は一方向から行うことができ、その組み込み作業性も良好なものにできる。また、上記プラテンローラＰ1 ，Ｐ2 を透明カバー１９や発熱素子８に対して押しつける方向も同一方向となるために、そのための構造も非常に簡素なものにできる。
【００４７】
一方、上記画像読み書き一体ヘッドＡは、図２および図３を参照して説明したとおり、複数の光源３、複数のセンサＩＣチップ２、複数の駆動ＩＣ８０、および複数の発熱素子８のそれぞれを基板４の表面４ａに実装しており、またそれらに関連する配線パターンも上記表面４ａに形成している。したがって、上記各部品の実装作業や配線パターンの作製作業に際しては、上記基板４を表裏反転させるような必要はなく、その生産性を高めることができる。また、ケース１を基板４に組付ける作業は、ケース１を基板４上に載置してから、放熱板７の係合用突起７０，７０をケース１の凹部１８，１８に係入させることによって、上記ケース１と放熱板７とを互いに掛止させればよく、やはり簡単に行うことができる。上記係合用突起７０，７０にはケース１と基板４とを位置合わせするための役割をもたせることも可能であり、ケース１の各部とセンサＩＣチップ２や光源３などとの各種の電子部品との位置関係も適正な状態に設定することが可能である。さらに、上記係合用突起７０，７０を利用したケース１の組付け構造では、互いに掛止されたケース１と放熱板７との間に基板４が挟まれた恰好となる。したがって、放熱板７と基板４との位置関係を安定させることもできる。
【００４８】
上記画像読み書き一体ヘッドＡでは、その駆動時において複数の発熱素子８や光源３などから熱が発生するが、その熱は放熱板７を介して外部に適切に発散させることができる。したがって、発熱素子８の温度を安定させることができ、記録紙Ｋに印字出力される画像の質が悪化しないようにできる。
【００４９】
上記実施形態では、受光素子２０の受光面２０ａの副走査方向の幅Ｌを、Ｌ＝ｐ・ secθとしているが、本願発明は、これに限定されない。本願発明では、受光面の副走査方向の幅Ｌを、少なくとも受光面の主走査方向の配列ピッチｐよりも大きくしていればよく（ｐ＜Ｌの関係）、このようにすれば、受光面の受光量が少なくなることを適切に防止することができる。ただし、上記幅Ｌは、ｐ・ secθの値を超えないようにすることが好ましく、実際には、ｐ・ secθよりも僅かに小さな値にすることが好ましい。なお、本願発明でいう受光面の主走査方向の配列ピッチとは、既述したとおり、主走査方向の読み取りピッチに相当する。したがって、たとえば図８に示すように、センサＩＣチップ２Ａに設けられる複数の受光素子２０Ａが、カラー画像の読み取りに対応するものとして構成されており、１画素分の受光素子２０Ａに、Ｒ，Ｇ，Ｂ（赤，緑，青）の各色を読み取るための計３種類の受光面２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを有する場合には、それら３種類の受光面２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを一組の受光面とした場合の各組の受光面の配列ピッチｐである。
【００５０】
また、上述の実施形態では、受光面２０ａの副走査方向の幅Ｌを、受光面２０ａの主走査方向の配列ピッチｐを基準として決定しているが、やはり本願発明はこれに限定されない。画像処理装置では、画像の読み取り処理を行う場合に、ユーザの要望に応じて、たとえばノーマルモード（通常ピッチでの画像読み取りモード）やファインモード（微細ピッチでの画像読み取りモード）に切替えできるように構成することが望ましく、この場合には副走査方向の読み取りピッチは一定ではなくなり、副走査方向の読み取りピッチと主走査方向の読み取りピッチとが相違してしまう場合がある。このような場合であっても、本願発明では、複数の受光素子の各受光面の副走査方向の幅Ｌを、Ｌ＞ｐ’・ｍの関係にすることによって、受光面での受光量を多くすることができる。ただし、ｐ’は副走査方向の画像読み取り最小ピッチであり、ｍは上記レンズの像倍率である。具体例を挙げると、ｐ’＝１３０μｍであるとともに、レンズの像倍率が等倍であって、ｍ＝１の場合には、受光面の副走査方向の幅Ｌを１３０μｍよりも大きな寸法にする。像倍率が等倍のレンズを用いて副走査方向の読み取りピッチを１３０μｍとする場合には、従来では、受光面の副走査方向の幅を１３０μｍ以下としていた。ところが、本願発明では、受光面の副走査方向の幅を１３０μｍよりも大きな値にすることによって、受光面に対して斜め方向から進行してくる光の受光面における受光量が少なくなることを適切に防止することができるのである。なお、原稿表面のうち不必要な部分から進行してくる反射光を受光面が受光しないようにしつつ、その受光面での受光量を最大にするためには、Ｌ＝ｐ’・ｍ・ secθの関係にすればよい。このように、本願発明では、受光面の副走査方向の幅を、副走査方向の読み取り最小ピッチとレンズの像倍率との値から決定するようにしてもよい。
【００５１】
その他、本願発明に係る画像読み書き一体ヘッドおよび画像処理装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。上述の実施形態では、光源３を基板４の複数のセンサＩＣチップ２や発熱素子８が搭載されている面と同一面に搭載しているが、本願発明では、これに代えて、たとえば図９で示した従来のものと同様に、光源をケース内に設けた構成としてもかまわない。また、放熱板を有しない構成としてもむろんかまわない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る画像読み書き一体ヘッドの一例を示す斜視図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】図１に示す画像読み書き一体ヘッドの分解斜視図である。
【図４】図１に示す画像読み書き一体ヘッドに用いられているセンサＩＣチップの平面図である。
【図５】図１に示す画像読み書き一体ヘッドを具備して構成された画像処理装置の概略構成の一例を示す説明図である。
【図６】図１示す画像読み書き一体ヘッドの作用を示す説明図である。
【図７】図１に示す画像読み書き一体ヘッドとの比較例を示す説明図である。
【図８】センサＩＣチップの他の例を示す要部平面図である。
【図９】従来の画像読み書き一体ヘッドの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ケース
２ センサＩＣチップ
３ 光源
４ 基板
４ａ 表面（基板の）
５ レンズアレイ
７ 放熱板
８ 発熱素子（印字用素子）
１４ａ 第１の光路（光路）
２０ 受光素子
２０ａ 受光面
Ａ 画像読み書き一体ヘッド
Ｂ 画像処理装置
Ｄ 原稿
Ｋ 記録紙
Ｓ 画像読み取り対象領域
Ｐ1 原稿用プラテンローラ
Ｐ2 記録紙用プラテンローラ
Claims (5)
- 複数の受光面を有し、かつこれら複数の受光面が主走査方向に列状に配列されるように基板の片面上に搭載された複数の受光素子と、
上記複数の受光素子を囲むように上記基板上に設けられ、かつ光源から発せられた光を画像読み取り対象領域に導く光路を形成するケースと、
上記画像読み取り対象領域から反射してきた光を上記各受光面上に集束し、正立等倍の画像を結像可能なように上記複数の受光面の列と同方向に延びるアレイ状のレンズと、
上記基板の上記片面のうち、上記ケースからはみ出した部分に列状に搭載された複数の印字用素子と、を具備しているとともに、
上記レンズは、上記各受光面に対して副走査方向に傾斜しており、かつ、
上記各受光面の副走査方向の幅は、上記各受光面の主走査方向の配列ピッチよりも大きな寸法であることを特徴とする、画像読み書き一体ヘッド。 - 上記各受光面の副走査方向の幅Ｌは、Ｌ≦ｐ・ secθの関係（ただし、ｐは上記各受光面の主走査方向の配列ピッチであり、θは上記各受光面の垂直線に対する上記レンズの傾斜角度である）とされている、請求項１に記載の画像読み書き一体ヘッド。
- 複数の受光面を有し、かつこれら複数の受光面が主走査方向に列状に配列されるように基板の片面上に搭載された複数の受光素子と、
上記複数の受光素子を囲むように上記基板上に設けられ、かつ光源から発せられた光を画像読み取り対象領域に導く光路を形成するケースと、
上記画像読み取り対象領域から反射してきた光を上記各受光面上に集束し、正立等倍の画像を結像可能なように上記複数の受光面の列と同方向に延びるアレイ状のレンズと、
上記基板の上記片面のうち、上記ケースからはみ出した部分に列状に搭載された複数の印字用素子と、を具備しているとともに、
上記レンズは、上記各受光面に対して副走査方向に傾斜しており、かつ、
上記各受光面の副走査方向の幅Ｌは、Ｌ＞ｐ’・ｍの関係（ただし、ｐ’は副走査方向の画像読み取り最小ピッチであり、ｍは上記レンズの像倍率である）と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、上記基板の上記片面上に搭載されている、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。
- 請求項１ないし４のいずれかに記載の画像読み書き一体ヘッドを具備していることを特徴とする、画像処理装置。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20491698A JP3802236B2 (ja) | 1998-07-21 | 1998-07-21 | 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 |
| TW088108892A TW417380B (en) | 1998-05-29 | 1999-05-29 | Unified pick-up head for image reading and writing and the image processor comprising the same |
| CNB998067644A CN1155217C (zh) | 1998-05-29 | 1999-05-31 | 图象读写兼用头以及备有此读写头的图象处理装置 |
| US09/701,290 US6448995B1 (en) | 1998-05-29 | 1999-05-31 | Image read/write head, and image processing apparatus incorporating the same |
| KR10-2000-7013194A KR100376014B1 (ko) | 1998-05-29 | 1999-05-31 | 화상판독기록 일체헤드 및 이것을 구비한 화상처리장치 |
| PCT/JP1999/002874 WO1999063748A1 (fr) | 1998-05-29 | 1999-05-31 | Tete monobloc de lecture/ecriture d'images et processeur d'images en etant equipe |
| CA002333158A CA2333158C (en) | 1998-05-29 | 1999-05-31 | Image read/write integral head, and image processor equipped with the same |
| DE69939867T DE69939867D1 (de) | 1998-05-29 | 1999-05-31 | Integrierter bildschreib- und lesekopf und damit ausgestatteter bildprozessor |
| EP99922585A EP1093290B1 (en) | 1998-05-29 | 1999-05-31 | Image read/write integral head, and image processor equipped with the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20491698A JP3802236B2 (ja) | 1998-07-21 | 1998-07-21 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000036888A JP2000036888A (ja) | 2000-02-02 |
| JP3802236B2 true JP3802236B2 (ja) | 2006-07-26 |
Family
ID=16498508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20491698A Expired - Fee Related JP3802236B2 (ja) | 1998-05-29 | 1998-07-21 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3802236B2 (ja) |
-
1998
- 1998-07-21 JP JP20491698A patent/JP3802236B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000036888A (ja) | 2000-02-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20140333975A1 (en) | Image sensor unit, image reading apparatus, and image forming apparatus | |
| US6448995B1 (en) | Image read/write head, and image processing apparatus incorporating the same | |
| US6947168B2 (en) | Wall-mounting image processing apparatus having image-reading and image-printing functions | |
| JP2000050007A (ja) | 画像処理装置 | |
| JP3802236B2 (ja) | 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 | |
| US6947184B1 (en) | Integral image readin/writing head, image processor provided with this, image reading head and print head | |
| KR100359637B1 (ko) | 벽걸이용 화상처리장치 | |
| US5270840A (en) | Image sensor and machine equipped therewith | |
| JP3802235B2 (ja) | 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 | |
| JP3839588B2 (ja) | 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 | |
| JP4008630B2 (ja) | 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 | |
| JP3939881B2 (ja) | 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 | |
| JPWO2015093112A1 (ja) | イメージセンサユニット及びその製造方法、紙葉類識別装置、画像読取装置及び画像形成装置 | |
| JP2001339574A (ja) | 画像読み取り装置 | |
| JP4369498B2 (ja) | 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 | |
| JP3734970B2 (ja) | 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 | |
| JPH10285331A (ja) | イメージセンサおよびこのイメージセンサを用いた情報処理装置 | |
| JP2004040820A (ja) | イメージセンサおよびこのイメージセンサを用いた情報処理装置 | |
| JP2002190909A (ja) | 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 | |
| JP3703967B2 (ja) | 画像読み書き一体ヘッド | |
| JP3857441B2 (ja) | 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 | |
| JPH1051587A (ja) | 画像読み書きヘッド | |
| JP3021076B2 (ja) | 結像素子並びに画像読取装置および光プリントヘッド | |
| JPH0530283A (ja) | 原稿画像読取装置 | |
| JPH1148532A (ja) | 結像光学系、それを用いたプリンターヘッド及び画像形成装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051018 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051216 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060425 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060427 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090512 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120512 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |