JP3939881B2 - 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
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、画像の読み取り機能とプリント機能と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】
画像処理装置の具体例としては、ファクシミリ装置がある。ファクシミリ装置は、画像の読み取り機能とプリント機能とを併せもつ必要がある。この場合、画像の読み取りヘッドとプリントヘッドとを個別に設けたのでは、それら全体のサイズが嵩張る。そこで、従来では、画像の読み取り機能とプリント機能とを１つのヘッドに纏めた画像読み書き一体ヘッドがある。
【０００３】
本願出願人は、画像読み書き一体ヘッドの一例として、国際公開ＷＯ９８／０５１５８号公報に記載のものを先に提案している。本願の図１２に示すように、上記公報に記載の画像読み書き一体ヘッドＸは、ケース１ｅの底面部に組み付けられた基板４ｅの下向きの表面に、主走査方向（紙面に直交する方向）にそれぞれ列状に並べられた複数の発熱素子７ｅと複数の受光素子６０ｅとを設けたものである。ケース１ｅの一側面には、原稿Ｄをガイドするための透明板１９ｅが設けられており、この透明板１９ｅに対向する個所には、原稿Ｄを照明するための光源５ｅや主走査方向に列状に並べられた複数の結像用のレンズ２１ｅが設けられている。各受光素子６０ｅは、カバー体９８により覆われており、このカバー体９８の一部の面が各レンズ２１ｅを通過してきた光を各受光素子６０ｅに導く光反射面となっている。
【０００４】
このような構成の画像読み書き一体ヘッドＸにおいては、原稿Ｄが透明板１９ｅの表面に密着するようにしてプラテンローラＰ1 により搬送される。この搬送過程において、原稿Ｄの表面が光源５ｅによって照明される。すると、原稿Ｄの表面によって反射された光は各レンズ２１ｅによって集束され、カバー体９８による反射によって各受光素子６０ｅに到達する。これにより、複数の受光素子６０ｅからは読み取り画像データが１ライン分ずつ出力される。一方、感熱タイプの記録紙Ｋは、各発熱素子７ｅに密着するようにしてプラテンローラＰ2 により搬送される。この搬送過程において、各発熱素子７ｅは選択的に発熱駆動し、記録紙Ｋには所望の画像が１ライン分ずつプリントされる。
【０００５】
上記した画像読み書き一体ヘッドＸにおいては、基板４ｅの同一表面に各受光素子６０ｅや各発熱素子７ｅを搭載しているために、それらの搭載作業が容易である。また、各受光素子６０ｅや各発熱素子７ｅに関連する配線パターンも、基板４ｅの表面に纏めて形成することができる。たとえば図１３に示す画像読み書き一体ヘッドＹのように、基板４ｅの表面４０ａと裏面４０ｂとに複数の受光素子６０ｅと複数の発熱素子７ｅとを別々に搭載したのでは、基板４ｅの表裏を反転させながら複数の受光素子６０ｅや複数の発熱素子７ｅの搭載作業を行う必要があり、その作業が煩雑となる。さらには、それら複数の受光素子６０ｅや複数の発熱素子７ｅに関連する配線パターンも基板４ｅの表裏両面に形成する必要がある。したがって、図１２に示す画像読み書き一体ヘッドＸは、図１３に示す画像読み書き一体ヘッドＹよりも製造が容易である。また、画像読み書き一体ヘッドＸは、プラテンローラＰ1 がケース１ｅの側方に位置する構造となる。したがって、図１３に示す画像読み書き一体ヘッドＹのように、原稿Ｄおよび記録紙Ｋを搬送するための２つのプラテンローラＰ1 ，Ｐ2 がケース１ｅの全体をその厚み方向に挟むように配置とされるものと比較すると、ケース１ｅの厚み方向の全体のサイズを小さくすることもできる。
【０００６】
【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Ｘにおいては、各レンズ２１ｅが基板４ｅの側方に配されているとともに、基板４ｅに対して斜めに交差する姿勢とされている。このため、従来においては、次に述べるように、未だ解決すべき課題があった。
【０００７】
第１に、従来においては、各レンズ２１ｅを通過した光を各受光素子６０ｅに反射させるためのカバー体９８については、基板４ｅの正面領域（図１２においては基板４ｅよりも下方の領域）に設けねばならないのに対し、透明板１９ｅについては、基板４ｅの背面領域（基板４ｅよりも上方の領域）に設けねばならない。このため、それらカバー体９８、透明板１９ｅ、およびこれらを支持するケース１ｅの一部分が基板４ｅの正面領域と背面領域とに嵩張ったものとなってしまう。したがって、画像読み書き一体ヘッド全体の小型化を図る上で、未だ改善の余地があった。
【０００８】
第２に、透明板１９ｅが基板４ｅの背面領域に配置される従来の構造においては、透明板１９ｅに向けて光を照射するための光源５ｅについても基板４ｅの背面領域に設ける必要が生じる。したがって、画像読み書き一体ヘッドＸの構造が複雑なものとなっていた。
【０００９】
第３に、従来においては、透明板１９ｅに対向するプラテンローラＰ1 が基板４ｅの背面領域に配置されるのに対し、各発熱素子７ｅに対向するプラテンローラＰ2 は基板４ｅの正面領域に配置される。したがって、画像読み書き一体ヘッドＸの厚み方向におけるそれら全体のサイズは未だ充分に小さいとはいえず、２つのプラテンローラＰ1 ，Ｐ2 と画像読み書き一体ヘッドＸとを合わせた全体構造の薄型化を図る上でも改善の余地があった。
【００１０】
第４に、従来においては、各レンズ２１ｅを通過した後にカバー体９８によって反射される光は、各受光素子６０ｅに対して斜め方向から進行する。ところが、このように各受光素子６０ｅに対して斜め方向から光が進行したのでは、各受光素子６０ｅが実際に受ける光量が少なくなる現象を生じ、読み取り画像が暗くなる虞れがあった。従来においては、各レンズ２１ｅを通過した光を各受光素子６０ｅに対してその垂直方向から入射させるには、各レンズ２１ｅを通過した光をたとえば２回以上反射させる必要があり、この場合にはそのための構造が複雑化する不具合があった。
【００１１】
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、画像の読み取り機能やプリント機能を適切に確保することができ、しかも画像読み書き一体ヘッド全体の小型化を図り、さらには画像読み書き一体ヘッドをプラテンローラと組み合わせて実際に使用するときの全体の薄型化を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。
【００１２】
【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。
【００１３】
本願発明の第１の側面によれば、画像読み書き一体ヘッドが提供される。この画像読み書き一体ヘッドは、複数の受光素子および複数の発熱素子を並列させて片面に搭載している基板と、この基板の上記複数の発熱素子が搭載されている領域が開放されるように上記基板の片面側に組み付けられたケースと、このケースに支持され、かつ上記複数の受光素子を挟んで上記複数の発熱素子とは反対の領域に配置されている透明板と、この透明板の表面に接触して搬送される原稿を照明するために上記基板の片面側に設けられた少なくとも１以上の光源と、上記原稿からの反射光を受けるように上記透明板に対向して、上記基板の片面側に設けられた複数の結像用のレンズと、これら複数のレンズを通過した反射光を上記複数の受光素子に導くための反射手段と、を備えている、画像読み書き一体ヘッドであって、上記各レンズは、その光軸が上記基板の片面に対向する領域において上記基板の片面と平行または略平行に延びるように設けられていることを特徴としている。
【００１４】
本願発明においては、次のような効果が得られる。
【００１５】
第１に、各レンズの光軸は基板の片面に対向する領域、すなわち基板の正面領域において基板の片面と平行または略平行に延びているために、各レンズを通過した光を各受光素子に導くための反射手段は基板の正面領域に設けることができる。また、各レンズに対向する透明板についても、基板の正面領域またはその近傍に設けることができ、いずれにしても反射手段および透明板を基板の背面領域に設ける必要がなくなる。したがって、従来とは異なり、これら反射手段、透明板、およびこれらを支持するケースが大きく嵩張らないようにすることができ、画像読み書き一体ヘッド全体の小型化を図ることができる。
【００１６】
第２に、既述したように、透明板を基板の正面領域に配置させることができれば、透明板に向けて光を照射するための光源を、基板の片面に設けるといった仕様が可能となる。したがって、画像読み書き一体ヘッド全体の構造の簡素化を図ることができる。
【００１７】
第３に、透明板に対向する原稿搬送用のプラテンローラについては、基板の正面領域の近傍に配置することができる。その一方、各発熱素子に対向して記録紙を搬送するプラテンローラは、もともと基板の正面領域に設けられる。したがって、これら２つのプラテンローラが画像読み書き一体ヘッドの厚み方向に嵩張らないように配置することができ、さらにはこれら２つのプラテンローラの間に画像読み書き一体ヘッドの主要部品が挟まれて配置された構造にすることができる。その結果、画像読み書き一体ヘッドをプラテンローラと組み合わせて使用する場合において、これら三者全体の薄型化を図ることもできる。
【００１８】
第４に、各レンズを通過してきた光は、基板の片面に平行または略平行に進行する。したがって、この光を反射手段によって直角または略直角に１回反射させることによって、各受光素子に対してその正面方向から光を入射させることが簡単に行えることとなる。したがって、各受光素子に入射する光量を充分に確保し、読み取り画像の質を高めることも容易に行えることとなる。
【００１９】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記反射手段は、上記各受光素子の正面に配置されている。
【００２０】
このような構成によれば、各レンズを通過してきた光を各反射手段によって各受光素子に向けて反射させると、各受光素子には垂直に光が入射する。したがって、画像の読み取り処理をより適切に行わせることができる。
【００２１】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記反射手段は、受けた光の全反射が可能なプリズムである。
【００２２】
このような構成によれば、各レンズを通過してきた光を減衰させることなく各受光素子に導くことができ、読み取り画像を明るくするのにより好適となる。
【００２３】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記透明板は、その表面が上記基板の片面の面方向に対して直交または略直交する向きに設定されている。
【００２４】
このような構成によれば、透明板に対向する領域における原稿の搬送方向は、基板の片面の面方向に対して直交または略直交する方向となる。これに対し、複数の発熱素子に対向する領域における記録紙の搬送方向は基板の片面の面方向となる。したがって、原稿と記録紙とを互いに干渉させないようにして搬送するのに便利となる。また、記録紙への印字方法としては、熱転写用のリボンを用いる方法があり、上記構成によれば、熱転写用のリボンの走行方向が透明板に対向する領域における原稿の搬送方向とは直交または略直交する方向となるため、上記リボンのセッティングや走行も適切に行えるものとなる。
【００２５】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記光源は、上記基板の上記片面に搭載されている。
【００２６】
このような構成によれば、基板以外の個所に光源を設ける手段と比較すると、画像読み書き一体ヘッド全体の構造を簡易にすることができる。また、基板の片面に光源を搭載する作業は、基板の片面に複数の受光素子や複数の発熱素子を搭載する作業と同時に、またはそれらの作業と併せて簡単に行うことができる。
【００２７】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、一定方向に延びる複数の側面を有する導光用の透明部材をさらに具備しているとともに、この透明部材は、上記光源から光を受ける光入射面と、上記透明板に対向して一定方向に延びる光出射面とを有しており、かつ上記光入射面から上記透明部材内に進行した光は上記複数の側面によって反射されながらこの透明部材の長手方向に進行し、上記光出射面の長手方向各所からこの透明部材の外部に出射するように構成されている。
【００２８】
このような構成によれば、光源から発せられた光を導光用の透明部材の光入射面からその透明部材内に進行させることにより、透明板に接触搬送される原稿の一定の帯状領域または線状領域に光を照射することができる。したがって、光源としては、たとえばＬＥＤなどの点状の光源を少数だけ用いればよいこととなり、部品コストおよびランニングコストの低減を図ることができる。
【００２９】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記光入射面は、上記透明部材の長手方向端部に設けられているとともに、上記光源は、上記光入射面に対面するように上記基板の長手方向端部に１または複数設けられたＬＥＤである。
【００３０】
このような構成によれば、光源の構造をコンパクトにすることができ、画像読み書き一体ヘッド全体の一層の小型化を図ることができる。
【００３１】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記複数のレンズは、上記導光用の透明部材と上記基板との間に配されている。
【００３２】
このような構成によれば、複数のレンズ、導光用の透明部材および基板の三者をスペース効率良く整然と組み合わせることができ、画像読み書き一体ヘッド全体の厚みを抑えることができる。
【００３３】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記導光用の透明部材の側面のうち、上記光入射面および上記光出射面を除く領域の全体または一部を覆うリフレクタを備えている。
【００３４】
このような構成によれば、導光用の透明部材内に光を進行させて、その光を透明板や原稿に導く場合に、透明部材の外部に光が無駄に漏出することをリフレクタによって防止することができる。したがって、原稿に対する照明効率を高めることができる。
【００３５】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記ケースは、複数の部材に分割されており、かつその一部の部材が、上記リフレクタとされている。
【００３６】
このような構成によれば、ケースとは別個に専用のリフレクタを設ける必要がなくなり、部品点数の増加を抑制し、製造コストの上昇を抑制することができる。
【００３７】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記光源は、上記基板の上記片面のうち、上記複数の受光素子よりも上記透明板寄りに設けられており、かつこの光源から発せられた光が上記透明板に照射されるように構成されている。
【００３８】
このような構成によれば、導光用の透明部材を用いることなく、原稿を照明することができ、全体構造の一層の簡素化を図ることができる。
【００３９】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記光源は、上記複数の受光素子の列方向に間隔を隔てて列状に並べられた複数のＬＥＤである。
【００４０】
このような構成によれば、複数のＬＥＤを発光させることにより、原稿表面の一定の帯状領域または線状領域に光を照射することが可能となる。
【００４１】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記ケースの長手方向両端部には、上記ケースの底面または底面の一部を上記基板の上記片面に接触させたときに上記基板に掛止可能な一対の掛止用突起が設けられている。
【００４２】
このような構成によれば、ケースと基板との組み付けが容易化される。
【００４３】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記ケースの底部の短手方向一側部には、上記基板の短手方向の一側部を嵌入させるための凹部が設けられている。
【００４４】
このような構成によれば、ケースと基板との組み付けがより容易化され、かつ確実な組み付けが行えることとなる。
【００４５】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記ケースは、第１の部材と第２の部材とに分割されており、かつこれら第１の部材と第２の部材との間に、上記複数のレンズをレンズホルダに保持させたレンズアレイと上記反射手段とが挟み込まれた構造とされている。
【００４６】
このような構成によれば、レンズアレイや反射手段の組み付け作業が容易化される。
【００４７】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記基板の短手方向の両側部のうち、上記複数の発熱素子の搭載領域とは反対の一側部には、電気配線用のコネクタが装着されており、かつこのコネクタに接続されている配線部材は、上記コネクタから上記基板と交差する方向に引き出されている。
【００４８】
このような構成によれば、コネクタが複数の発熱素子から遠ざけられて設けられているために、このコネクタが記録紙搬送の邪魔にならないようにできる。また、コネクタの配線部材が基板と交差する方向に引き出されていれば、原稿を基板と交差する方向に搬送する場合にこの配線部材が原稿搬送の邪魔にならないようにすることもできる。
【００４９】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記複数の発熱素子の駆動制御を行うための複数の駆動ＩＣチップが上記基板の片面上に搭載されている。
【００５０】
このような構成によれば、複数の駆動ＩＣチップを基板に搭載する作業を、複数の受光素子や複数の発熱素子を基板の片面に搭載する作業と併せて容易に行うことが可能となる。
【００５１】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記複数の受光素子を造り込んだ複数のＩＣチップを有しており、かつこれら複数のＩＣチップには、上記複数の発熱素子の駆動制御を行うための回路も造り込まれている。
【００５２】
このような構成によれば、基板上に搭載されるＩＣチップの数を減らすことができ、画像読み書き一体ヘッドの製造が容易化される。
【００５３】
本願発明の第２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の側面によって提供される画像読み書き一体ヘッドを備えていることを特徴としている。
【００５４】
本願発明の第２の側面によって提供される画像処理装置においては、本願発明の第１の側面によって得られるのと同様な効果が期待できる。
【００５５】
本願発明のその他の特徴および利点については、以下に行う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。
【００５６】
【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。
【００５７】
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断面図である。図２は、図１のII−II断面図である。図３は、図２のIII −III 断面図である。図４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。
【００５８】
図１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、透明板１９、レンズアレイ２、プリズム２９、導光用の透明部材３、基板４、放熱板４９、複数の光源５、複数のセンサＩＣチップ６、複数の発熱素子７、複数の駆動ＩＣチップ７０およびその他の後述する部品類を具備して構成されている。各センサＩＣチップ６には、複数の受光素子６０が列状に並べられて造り込まれている。
【００５９】
基板４は、たとえばセラミック製であり、長矩形状である。この基板４の表面（上面側片面）４０には、複数のセンサＩＣチップ６、複数の光源５、複数の発熱素子７および複数の駆動ＩＣチップ７０が搭載されている。
【００６０】
図４によく表れているように、複数の発熱素子７は、基板４の短手方向（幅方向）の第１の側部４１またはその近傍において、基板４の長手方向に延びる列状に並べられている。これら複数の発熱素子７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作製される。放熱板４９は、複数の発熱素子７から発せられた熱を外部に逃がすためのものであり、たとえば熱伝導率が高い金属製である。この放熱板４９は、基板４の裏面に接触して取り付けられている。
【００６１】
複数の駆動ＩＣチップ７０は、複数の発熱素子７の発熱駆動を制御するための駆動制御回路が造り込まれた半導体チップであり、基板４の短手方向略中央部において基板４の長手方向に適当な間隔を隔てた列状に並べられている。１個の駆動ＩＣチップ７０がたとえば１４４ドットの発熱素子７に対応する場合、Ａ４幅の記録紙Ｋに８ドット／ｍｍの記録密度でプリントを行なうには、計１２個の駆動ＩＣチップ７０が基板４上に並べられ、合計１７２８ドットの発熱素子７が選択的に発熱駆動されることとなる。
【００６２】
複数のセンサＩＣチップ６は、光電変換機能を有する複数の受光素子６０を備えた集積回路が造り込まれた半導体チップであり、複数の駆動ＩＣチップ７０の列を挟むようにして複数の発熱素子７の列と平行または略平行な列となるように、基板４の長手方向に延びた列状に並べられている。各センサＩＣチップ６は、その上面を向く各受光素子６０が光を受けると、その受光量に対応した出力レベルの信号（画像信号）を出力するようになっている。１個のセンサＩＣチップ６にたとえば９６個の受光素子６０が造り込まれている場合において、Ａ４幅の原稿を８ドット／ｍｍの読み取り密度で読み取るためには、計１８個のセンサＩＣチップ６が基板４上に搭載され、合計１７２８個の受光素子６０が列状に並べられることとなる。
【００６３】
複数の光源５のそれぞれは、たとえばＬＥＤチップを用いて構成されており、基板４の短手方向の第２の側部４２のうち、長手方向一端部に密集して設けられている。本実施形態においては、原稿Ｄに照射される光量を確保する観点から複数の光源５を用いているものの、発光量が多い光源を用いる場合には、光源を１つのみ設けた構成とすることもできる。また、カラー画像の読み取りを可能とする場合には、複数の光源５として、たとえば赤色、緑色および青色の光をそれぞれ発するもの、あるいは白色の光を発するものを用いることができる。
【００６４】
基板４の片面４０には、この片面４０上に搭載された複数の発熱素子７、複数の駆動ＩＣチップ７０、複数のセンサＩＣチップ６および複数の光源５にそれぞれ関連する配線パターン（図示略）が形成されている。基板４の第２の側部４２の長手方向一端部またはその近傍には、コネクタ４８が取り付けられており、このコネクタ４８には上記した各種の配線パターンのそれぞれが１纏めにされて導通している。図３の仮想線に示すように、コネクタ４８としては、たとえば基板４の裏面（下面）側に本体部（ハウジング部）４８ａを位置させることにより、その本体部４８ａとクリップ状の複数の端子４８ｂとの間に基板４の第２の側部４２を挟み付け可能ないわゆるクリップコネクタが用いられている。このコネクタ４８に繋がっているリード線あるいはフレキシブルケーブルなどの配線部材４８ｃは、本体部４８ａの底面部分から下方に向けて引き出されている。複数の発熱素子７、複数の駆動ＩＣチップ７０、複数のセンサＩＣチップ６および複数の光源５に対する外部からの駆動電力供給や各種の信号の入出力は、全てこのコネクタ４８を介して行われる。
【００６５】
ケース１は、互いに嵌合可能な第１の部材１０と第２の部材１１とに分割されている。第１の部材１０は、その全長寸法が基板４の全長と略同一寸法に形成されたものであり、図１によく表れているように、基板４の片面４０のうち、複数の発熱素子７の搭載領域とその周辺領域とを覆わないようにしつつ、それ以外の領域を覆うように基板４に組み付けられている。したがって、複数の駆動ＩＣチップ７０、複数のセンサＩＣチップ６および複数の光源５は、第１の部材１０によって覆われている。第１の部材１０の底部の短手方向一側部には、水平方向に開口した凹部１２が第１の部材１０の長手方向に延びて一連にまたは複数に分割して設けられており、この凹部１２内に基板４の第２の側部４２が嵌入している。図２および図４によく表れているように、第１の部材１０の長手方向両端部には、下向きに突出する一対の掛止用突起１３も設けられている。基板４は、その片面４０が第１の部材１０の底面１０ａに接触するようにして、その長手方向両端部が一対の掛止用突起１３に掛止保持されている。
【００６６】
ケース１の第２の部材１１は、第１の部材１０よりもやや短い全長寸法に形成されており、第１の部材１０の上面部に嵌合可能な形態を有している。図４によく表れているように、第２の部材１１の一側部には、第１の部材１０に設けられた複数の凹部１４ａに嵌合可能な複数の突起部１４ｂが形成されている。この第２の部材１１は、導光用の透明部材３を保持するとともに、照明効率を高めるためのリフレクタとしての役割を果たすものであり、透明部材３を嵌入させるための凹部１５を有している。凹部１５の複数の内壁面１５ａは、受けた光を高い反射率で反射可能な光反射面とされている。そのための手段としては、たとえば第２の部材１１の全体を白色の合成樹脂製とする手段、内壁面１５ａに白色塗装を施す手段、あるいは内壁面１５ａに白色塗料以外の光の反射率が高い部材または物質を設ける手段を採用することができる。
【００６７】
図１によく表れているように、ケース１は、基板４の片面４０のうち、複数の発熱素子７の搭載領域の近傍から立ち上がってケース１の長手方向に延びる一側面１６を有している。この一側面１６は、基板４から立ち上がるに連れて基板４の第２の側部４２寄りとなる傾斜面とされている。このようにすれば、一側面１６の側方に、プラテンローラＰ2 を配置するためのスペースを好適に確保することができる。ただし、本願発明はこれに限定されず、ケース１の一側面１６を非傾斜状に形成してもかまわない。ケース１の短手方向のうち、一側面１６とは反対の領域には、開口部１７が形成されている。
【００６８】
透明板１９は、原稿Ｄをガイドするためのものであり、細長矩形状のガラス板または合成樹脂板からなる。この透明板１９は、ケース１の開口部１７を閉塞するようにこの開口部１７に嵌め込まれることによりケース１に支持されている。これにより、透明板１９は、複数の受光素子６０を挟んで複数の発熱素子７とは反対の領域に配置されている。また、透明板１９の姿勢は、その表面１９ａが基板４の面方向（片面４０が広がる方向）に対して直交または略直交する姿勢とされている。
【００６９】
図５は、導光用の透明部材３の一部断面斜視図である。図６（ａ）は、同図（ｂ）のVI−VI断面図であり、図６（ｂ）は、導光用の透明部材３の断面図である。導光用の透明部材３は、複数の光源５から発せられた光を透明板１９の一定領域に導くためのものであり、たとえばＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル（メタクリル樹脂））、またはＰＣ（ポリカーボネート）を樹脂成形して構成されている。図５によく表れているように、この透明部材３は、一定方向に延びた形態を有する主要部３ａと、この主要部３ａよりも幅狭な補助部３ｂとを有しており、これら各部の面は、いずれも表面が滑らかな鏡面状とされている。補助部３ｂは、複数の光源５から発せられた光を主要部３ａ内に導くための部分であり、主要部３ａの長手方向一端から下向きに湾曲して繋がっている。この補助部３ｂは、下向きの光入射面３０Ａ、この光入射面３０Ａから立ち上がった２つの湾曲面３０Ｂ，３０Ｃ、および平面状の２つの側面３０Ｄ，３０Ｅを有している。
【００７０】
透明部材３の主要部３ａは、この透明部材３の長手方向に延びる側面として、幅方向に対向する第１の側面３１Ａと第２の側面３１Ｂ、およびこの主要部３ａの上下厚み方向に対向する第３の側面３１Ｃと第４の側面３１Ｄを有している。本実施形態においては、第３の側面３１Ｃおよび第４の側面３１Ｄが第１の側面３１Ａの近傍において屈曲した面とされている。第１の側面３１Ａは、光出射面に相当する面であり、以降はこの面を光出射面と称する。第２の側面３１Ｂには、複数の凹部３２が適当な間隔を隔てて設けられている。これら複数の凹部３２は、後述するように、主要部３ａ内に進行してきた光を散乱反射に近い状態に反射させるための部分である。
【００７１】
透明部材３は、図１〜図３に示すように、ケース１の第２の部材１１に保持されることにより、その光入射面３０Ａが複数の光源５に対面するとともに、光出射面３１Ａが透明板１９の裏面に対向するように設けられている。このため、この画像読み書き一体ヘッドＡにおいては、図６（ｂ）に示すように、複数の光源５から光が発せられると、その光は透明部材３の光入射面３０Ａから補助部３ｂ内に進行し、その後湾曲面３０Ｂや２つの側面３０Ｄ，３０Ｅによって全反射されることにより、主要部３ａ内に進行することとなる。主要部３ａ内に進行した光は、この主要部３ａ内の各側面によって全反射されながらその長手方向に進行してゆく。ただし、図６（ａ）に示すように、第２の側面３１Ｂの各凹部３２を規定する曲面に入射した光は、急激にその進行方向が変化するように散乱反射に近い状態に反射される結果、その反射光の一部は光出射面３１Ａに対する入射角が非常に小さくなる可能性が高くなり、透明部材３の材質により特定される全反射臨界角（たとえば４５°）よりも小さい入射角の光は、そのまま光出射面３１Ａから透明部材３の外部に出射することとなる。このようなことにより、光出射面３１Ａの長手方向各所からは光が略均等に出射し、この光が透明板１９に向けて出射されることとなる。
【００７２】
透明部材３の複数の側面のうち、光入射面３０Ａや光出射面３１Ａを除く領域の略全面は、第２の部材１１の光の反射率が高い面によって覆われた構造となっている。したがって、透明部材３内を進行する光が光出射面３１Ａ以外の面から外部に漏出することが好適に防止される。本願発明においては、透明部材３内を進行する光を光出射面３１Ａから外部に出射させるための手段としては、第２の側面３１Ｂに複数の凹部３２を設ける手段に代えて、第２の側面３１Ｂに複数の凸部を設ける手段、第２の側面３１Ｂに光の散乱反射が可能な白色塗装を施す手段、あるいは第２の側面３１Ｂを光の散乱反射が可能な粗面にする手段などを用いることもできる。
【００７３】
図１において、レンズアレイ２は、長細状の合成樹脂製のレンズホルダ２０に複数の結像用のレンズ２１を列状に並べて保持させたものである。各レンズ２１として、セルフォックレンズ（ロッドレンズ）を用いれば、原稿Ｄの画像を各受光素子６０上に正立等倍に結像させることが可能である。ただし、本願発明においては、これ以外のレンズ、たとえば凸レンズあるいは複数枚の凸レンズを組み合わせた複合レンズを用いてもかまわない。このレンズアレイ２は、ケース１の第１の部材１０と第２の部材１１との間に挟み込まれるようにしてケース１内に組み込まれており、導光用の透明部材３と基板４との間にスペース効率良く設けられている。ただし、レンズアレイ２は、いわゆる横倒しの姿勢とされており、各レンズ２１の光軸Ｃは、基板４の片面４０に対向する領域、すなわち基板４の正面領域において、基板４の片面４０と平行または略平行に延びるように設定されている。透明板１９の表面１９ａのうち、各レンズ２１の光軸Ｃと交差し、かつ透明板１９の長手方向に延びるライン状の領域が、読み取り対象領域Ｓである。
【００７４】
プリズム２９は、透明なガラス製または合成樹脂製であり、たとえばその断面形状が二等辺直角三角形またはそれに近いものとされている。このプリズム２９は、レンズアレイ２と同様に、ケース１の第１の部材１０と第２の部材１１との間に挟み込まれることにより、レンズアレイ２の光軸方向一端に隣接し、かつ複数の受光素子６０の正面（直上）に位置するようにケース１内に組み込まれている。このプリズム２９は、レンズアレイ２を通過してきた光を下向きの直角方向に全反射可能なものである。
【００７５】
上記構成の画像読み書き一体ヘッドＡの組み立ては、次のようにして行うことができる。すなわち、ケース１内にレンズアレイ２やプリズム２９を組み込む場合には、図７の矢印に示すように、ケース１の第１の部材１０上にレンズアレイ２やプリズム２９を載置してから、導光用の透明部材３を保持した第２の部材１１をそれらの上から第１の部材１０に組み付ける。第１の部材１０上に、レンズアレイ２の位置決めを図るための段部１８ａ，１８ｂや、プリズム２９の一端を当接させるための壁面１８ｃを形成しておけば、それらの固定が容易となる。透明板１９については、レンズアレイ２やプリズム２９と同様に、第１の部材１０と第２の部材２０とによって挟み付けてもよいが、第１の部材１０と第２の部材１１との組み付けが終了した後に、それらの間に形成される開口部１７内に透明板１９を嵌め込めばよい。透明板１９を嵌め込む際のストッパとなる段部１８ｄ，１８ｅを第１の部材１０や第２の部材１１に設けておけば、やはり透明板１９の位置決め固定が容易となる。ケース１の第１の部材１０と第２の部材１１とを組み合わせるときには、たとえば第２の部材１１の各突起部１４ｂを第１の部材１０の各凹部１４ａに嵌入させることにより、それらの長手方向の位置決めなども簡単に行えることとなる。
【００７６】
ケース１と基板４との組み付け作業については、基板４の第２の側部４２をケース１の凹部１２に嵌入させてから、ケース１の一対の掛止用突起１３を基板４に掛止させればよい。これにより、ケース１と基板４との組み付けを簡単に行うことができる。このように、本実施形態の画像読み書き一体ヘッドＡは、構成部品どうしを互いに嵌合させ、あるいは掛止させることによって、簡単に組み立てることが可能であり、その製造コストを安価にすることができる。また、複数の発熱素子７や複数のセンサＩＣチップ６に加え、複数の駆動ＩＣチップ７０や複数の光源５についても、基板４の片面４０に搭載しているために、それらの搭載作業が容易となる。さらに、それらの配線パターンも基板４の片面４０に纏めて形成することができるために、その作業も容易化される。
【００７７】
図８は、上記構成の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の一例を示す概略断面図である。
【００７８】
この画像処理装置Ｂは、合成樹脂製の筐体９内に、上記した画像読み書き一体ヘッドＡ、２つのプラテンローラＰ1 ，Ｐ2 、および熱転写用リボン８０のリボンカセット８を組み込んで構成されている。画像読み書き一体ヘッドＡは、その基板４がやや傾斜する姿勢に設けられている。これは、リボンカセット８を水平姿勢にするのに都合がよいからであり、本願発明においては画像読み書き一体ヘッドＡの具体的な取り付け姿勢は限定されない。プラテンローラＰ1 は、画像読み書き一体ヘッドＡの透明板１９に対向して設けられており、筐体９の原稿挿入口９０から内部に挿入された原稿Ｄを透明板１９に接触させて副走査方向に搬送できるようになっている。このプラテンローラＰ1 と透明板１９との間を通過した原稿Ｄは、排紙口９１から筐体外部に排出されるように構成されている。プラテンローラＰ2 は、画像読み書き一体ヘッドＡの複数の発熱素子７に対向して設けられており、給紙カセット９２から給送されてきた記録紙Ｋを筐体９の排紙口９３に向けて搬送できるように構成されている。
【００７９】
リボンカセット８は、熱転写用リボン８０を巻き取った巻取ロール８１と、この巻取ロール８１から熱転写用リボン８０を引き出して巻き取るためのローラ８２とを備えたものであり、熱転写用リボン８０は複数の発熱素子７とプラテンローラＰ2 との間を走行するように設けられており、複数の発熱素子７が選択的に発熱すると、その熱を受けた部分のインクが記録紙Ｋの表面に転写されるようになっている。したがって、このような熱転写用リボン８０を用いれば、記録紙Ｋとして、いわゆる普通紙を用いることができる。
【００８０】
次に、上記構成の画像読み書き一体ヘッドＡおよび画像処理装置Ｂの作用について説明する。
【００８１】
まず、図１に示したとおり、画像読み書き一体ヘッドＡは、レンズアレイ２の各レンズ２１の光軸Ｃが基板４の片面４０に対向する領域においてその片面４０と平行または略平行に延びているために、透明板１９の表面の読み取り対象領域Ｓは、基板４の片面４０に対向する領域またはその近傍に位置することとなる。すなわち、図１に示すように、基板４を水平にした場合には、読み取り対象領域Ｓは必ず基板４よりも上方に位置することとなる。したがって、プラテンローラＰ1 の中心は、プラテンローラＰ2 と同様に、基板４よりも上方に位置することとなり、ケース１の短手方向の両側方に２つのプラテンローラＰ1 ，Ｐ2 が配置されることとなる。その結果、２つのプラテンローラＰ1 ，Ｐ2 および画像読み書き一体ヘッドＡの三者が、基板４の厚み方向に大きく嵩張ることを極力回避することが可能となる。これは、画像処理装置Ｂの薄型化を図るのに役立つ。
【００８２】
また、画像読み書き一体ヘッドＡは、透明板１９、導光用の透明部材３、レンズアレイ２およびプリズム２９のいずれについても基板４の片面４０に対向する領域に纏めて配置された構造となっている。したがって、それらを支持するケース１が基板４の裏面方向に大きく嵩張らないようにすることができ、画像読み書き一体ヘッドＡの全体の小型化を図ることができる。本実施形態においては、放熱板４９としてかなり大きなサイズのものを用いているが、この放熱板４９を小サイズにすることにより、画像読み書き一体ヘッドＡのさらなる小型化または薄型化を図ることができる。
【００８３】
画像読み書き一体ヘッドＡの透明板１９は、基板４の面方向に直交した姿勢にあり、透明板１９に対向する部分における原稿Ｄの搬送方向（矢印Ｎａ方向）と、複数の発熱素子７に対向する部分における記録紙Ｋの搬送方向（矢印Ｎｂ方向）とは、直交した関係にある。また、既述したとおり、２つのプラテンローラＰ1 ，Ｐ2 は、ケース１をその短手方向に挟むようにして配置されているために、これら２つのプラテンローラＰ1 ，Ｐ2 の中心間距離を比較的大きくとることができる。したがって、原稿Ｄの搬送路を、記録紙Ｋの搬送路や熱転写用リボン８０の走行路に接近させないようにして、これらの搬送または走行を適切に行わせることができる。とくに、この画像処理装置Ｂにおいては、熱転写用リボン８０が記録紙Ｋの搬送路と一部重なるようにして常時存在するために、原稿Ｄの搬送路をそのような部分から遠い個所に配置できることは、リボンカセット８の着脱交換作業を容易にするといった観点からしても好ましいものとなる。図３に示したように、コネクタ４８の配線部材４８ｃは、基板４に直交する方向に引き出されており、その方向は原稿Ｄの搬送方向と一致しているために、この配線部材４８ｃが原稿Ｄの搬送を不当に妨げないようにすることもできる。
【００８４】
画像読み書き一体ヘッドＡの複数の発熱素子７による記録紙Ｋへのプリント処理の基本的な動作は、従来のものと同様である。ただし、原稿Ｄの画像の読み取り処理においては、次のような特徴がある。すなわち、複数の光源５を駆動させると、これら複数の光源５から発せられた光は、既述したとおり導光用の透明部材３の内部を進行し、その光出射面３１Ａの長手方向各所から透明板１９に向けて出射する。これにより、透明板１９の表面に接触して搬送される原稿Ｄのライン状の読み取り対象領域Ｓに相当する部分が照明される。すると、この原稿Ｄからの反射光は、レンズアレイ２の各レンズ２１を通過した後に、プリズム２９内に入射し、直角方向に全反射されてから各受光素子６０に向けて出射する。プリズム２９は各受光素子６０の正面に配置されているため、各受光素子６０には上記反射光が垂直の方向から入射する。したがって、各受光素子６０に対して斜め方向から光が入射する場合と比較すると、各受光素子６０の受光量を多くすることが可能となる。このため、本実施形態の画像読み書き一体ヘッドＡおよび画像処理装置Ｂにおいては、明るく画質の高い読み取り画像を得ることができる。また、導光用の透明部材３を用いる手段によれば、その光出射面３１Ａの長手方向各所から原稿Ｄに向けて出射する光量を均一化することが可能であり、原稿Ｄの読み取り対象領域Ｓの長手方向における各所の照度に大きなバラツキが生じないようにすることもできる。したがって、読み取り画像の画質をより高めることが可能となる。
【００８５】
図９は、本願発明の他の例を示す断面図である。図１０は、図９に示す構造に用いられている部品の斜視図である。なお、図９以降の図においては、先の実施形態と同一または類似の要素には、先の実施形態と同一符号を付している。
【００８６】
図９に示す画像読み書き一体ヘッドＡａは、図１０に示す基板４を用いており、基板４の第２の側部４２またはその近傍の表面上には、複数の光源５が基板４の長手方向に適当な間隔を隔てて列状に並べて設けられている。レンズアレイ２と基板４との間には、各光源５から発せられた光を透明板１９に向けて進行可能とする空隙部４７が設けられている。このような構成によれば、導光用の透明部材３を用いることなく、ライン状の読み取り対象領域Ｓに光を照射することができる。したがって、画像読み書き一体ヘッド全体の一層の薄型化が可能であり、またケース１を単一部材で構成することも可能となる。空隙部４７を規定するレンズアレイ２のレンズホルダ２０の外面や基板４の片面４０の一部などを、光の反射率が高いたとえば白色面にすれば、照明効率を高めることが可能である。このように、本願発明においては、導光用の透明部材を用いることなく原稿表面を照明してもかまわない。なお、本願発明においては、導光用の透明部材を用いる場合に、その透明部材の具体的な構成は必ずしも上述した透明部材３の構成に限定されるものではない。たとえば、導光用の透明部材の長手方向の両端のそれぞれに光入射面を設けておき、計２個所の光入射面のそれぞれから透明部材内に光を入射させるようにしてもかまわない。このような構成によれば、透明部材の光出射面からの出射光量を多くすることができる。
【００８７】
図１１は、本願発明の他の例を示す斜視図である。同図に示す構成においては、基板４の片面４０上に、複数のＩＣチップ６Ａを列状に並べて搭載している。各ＩＣチップ６Ａは、複数の受光素子６０を備えた集積回路と、複数の発熱素子７の発熱駆動を制御するための集積回路とがワンチップ化されて造り込まれたものである。このようなＩＣチップ６Ａを用いれば、基板４上にセンサＩＣチップ６と駆動ＩＣチップ７０とを別々に搭載する手段と比べて、ＩＣチップの総数を少なくすることができ、その搭載作業を容易にすることができる。
【００８８】
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、上述の実施形態に限定されず、種々に設計変更自在である。たとえば、基板上に複数のＬＥＤ光源を列状に並べて搭載する手段に代えて、冷陰極管を用いることもできる。反射手段としては、プリズム２９に代えて、ミラーを用いることもできる。記録紙への画像のプリント処理に際しては、熱転写用リボンを用いることなく、感熱タイプの記録紙にプリント処理を行うように構成することもできる。本願発明に係る画像処理装置としては、ファクシミリ装置として構成されていてもよいし、あるいはパーソナルコンピュータやその他の機器に接続されて使用される装置として構成されていてもよい。
【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断面図である。
【図２】 図１のII−II断面図である。
【図３】 図２のIII −III 断面図である。
【図４】 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５】 導光用の透明部材の一部断面斜視図である。
【図６】 （ａ）は、（ｂ）のVI−VI断面図であり、（ｂ）は、導光用の透明部材の断面図である。
【図７】 画像読み書き一体ヘッドを組み立てる状態を示す断面図である。
【図８】 本願発明に係る画像処理装置の一例を示す概略断面図である。
【図９】 本願発明の他の例を示す断面図である。
【図１０】 図９に示す構造に用いられている部品の斜視図である。
【図１１】 本願発明の他の例を示す斜視図である。
【図１２】 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。
【図１３】 従来の画像読み書き一体ヘッドの他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
Ａ 画像読み書き一体ヘッド
Ｂ 画像処理装置
Ｃ 光軸（レンズの）
Ｄ 原稿
Ｋ 記録紙
Ｐ1 ，Ｐ2 プラテンローラ
１ ケース
２ レンズアレイ
３ 導光用の透明部材
４ 基板
５ 光源
６ センサＩＣチップ
６Ａ ＩＣチップ
７ 発熱素子
１２ 凹部
１３ 掛止用突起
２１ レンズ
２９ プリズム（反射手段）
３０Ａ 光入射面
３１Ａ 光出射面
４０ 片面（基板の）
６０ 受光素子
７０ 駆動ＩＣチップ
【発明の属する技術分野】
本願発明は、画像の読み取り機能とプリント機能と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】
画像処理装置の具体例としては、ファクシミリ装置がある。ファクシミリ装置は、画像の読み取り機能とプリント機能とを併せもつ必要がある。この場合、画像の読み取りヘッドとプリントヘッドとを個別に設けたのでは、それら全体のサイズが嵩張る。そこで、従来では、画像の読み取り機能とプリント機能とを１つのヘッドに纏めた画像読み書き一体ヘッドがある。
【０００３】
本願出願人は、画像読み書き一体ヘッドの一例として、国際公開ＷＯ９８／０５１５８号公報に記載のものを先に提案している。本願の図１２に示すように、上記公報に記載の画像読み書き一体ヘッドＸは、ケース１ｅの底面部に組み付けられた基板４ｅの下向きの表面に、主走査方向（紙面に直交する方向）にそれぞれ列状に並べられた複数の発熱素子７ｅと複数の受光素子６０ｅとを設けたものである。ケース１ｅの一側面には、原稿Ｄをガイドするための透明板１９ｅが設けられており、この透明板１９ｅに対向する個所には、原稿Ｄを照明するための光源５ｅや主走査方向に列状に並べられた複数の結像用のレンズ２１ｅが設けられている。各受光素子６０ｅは、カバー体９８により覆われており、このカバー体９８の一部の面が各レンズ２１ｅを通過してきた光を各受光素子６０ｅに導く光反射面となっている。
【０００４】
このような構成の画像読み書き一体ヘッドＸにおいては、原稿Ｄが透明板１９ｅの表面に密着するようにしてプラテンローラＰ1 により搬送される。この搬送過程において、原稿Ｄの表面が光源５ｅによって照明される。すると、原稿Ｄの表面によって反射された光は各レンズ２１ｅによって集束され、カバー体９８による反射によって各受光素子６０ｅに到達する。これにより、複数の受光素子６０ｅからは読み取り画像データが１ライン分ずつ出力される。一方、感熱タイプの記録紙Ｋは、各発熱素子７ｅに密着するようにしてプラテンローラＰ2 により搬送される。この搬送過程において、各発熱素子７ｅは選択的に発熱駆動し、記録紙Ｋには所望の画像が１ライン分ずつプリントされる。
【０００５】
上記した画像読み書き一体ヘッドＸにおいては、基板４ｅの同一表面に各受光素子６０ｅや各発熱素子７ｅを搭載しているために、それらの搭載作業が容易である。また、各受光素子６０ｅや各発熱素子７ｅに関連する配線パターンも、基板４ｅの表面に纏めて形成することができる。たとえば図１３に示す画像読み書き一体ヘッドＹのように、基板４ｅの表面４０ａと裏面４０ｂとに複数の受光素子６０ｅと複数の発熱素子７ｅとを別々に搭載したのでは、基板４ｅの表裏を反転させながら複数の受光素子６０ｅや複数の発熱素子７ｅの搭載作業を行う必要があり、その作業が煩雑となる。さらには、それら複数の受光素子６０ｅや複数の発熱素子７ｅに関連する配線パターンも基板４ｅの表裏両面に形成する必要がある。したがって、図１２に示す画像読み書き一体ヘッドＸは、図１３に示す画像読み書き一体ヘッドＹよりも製造が容易である。また、画像読み書き一体ヘッドＸは、プラテンローラＰ1 がケース１ｅの側方に位置する構造となる。したがって、図１３に示す画像読み書き一体ヘッドＹのように、原稿Ｄおよび記録紙Ｋを搬送するための２つのプラテンローラＰ1 ，Ｐ2 がケース１ｅの全体をその厚み方向に挟むように配置とされるものと比較すると、ケース１ｅの厚み方向の全体のサイズを小さくすることもできる。
【０００６】
【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Ｘにおいては、各レンズ２１ｅが基板４ｅの側方に配されているとともに、基板４ｅに対して斜めに交差する姿勢とされている。このため、従来においては、次に述べるように、未だ解決すべき課題があった。
【０００７】
第１に、従来においては、各レンズ２１ｅを通過した光を各受光素子６０ｅに反射させるためのカバー体９８については、基板４ｅの正面領域（図１２においては基板４ｅよりも下方の領域）に設けねばならないのに対し、透明板１９ｅについては、基板４ｅの背面領域（基板４ｅよりも上方の領域）に設けねばならない。このため、それらカバー体９８、透明板１９ｅ、およびこれらを支持するケース１ｅの一部分が基板４ｅの正面領域と背面領域とに嵩張ったものとなってしまう。したがって、画像読み書き一体ヘッド全体の小型化を図る上で、未だ改善の余地があった。
【０００８】
第２に、透明板１９ｅが基板４ｅの背面領域に配置される従来の構造においては、透明板１９ｅに向けて光を照射するための光源５ｅについても基板４ｅの背面領域に設ける必要が生じる。したがって、画像読み書き一体ヘッドＸの構造が複雑なものとなっていた。
【０００９】
第３に、従来においては、透明板１９ｅに対向するプラテンローラＰ1 が基板４ｅの背面領域に配置されるのに対し、各発熱素子７ｅに対向するプラテンローラＰ2 は基板４ｅの正面領域に配置される。したがって、画像読み書き一体ヘッドＸの厚み方向におけるそれら全体のサイズは未だ充分に小さいとはいえず、２つのプラテンローラＰ1 ，Ｐ2 と画像読み書き一体ヘッドＸとを合わせた全体構造の薄型化を図る上でも改善の余地があった。
【００１０】
第４に、従来においては、各レンズ２１ｅを通過した後にカバー体９８によって反射される光は、各受光素子６０ｅに対して斜め方向から進行する。ところが、このように各受光素子６０ｅに対して斜め方向から光が進行したのでは、各受光素子６０ｅが実際に受ける光量が少なくなる現象を生じ、読み取り画像が暗くなる虞れがあった。従来においては、各レンズ２１ｅを通過した光を各受光素子６０ｅに対してその垂直方向から入射させるには、各レンズ２１ｅを通過した光をたとえば２回以上反射させる必要があり、この場合にはそのための構造が複雑化する不具合があった。
【００１１】
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、画像の読み取り機能やプリント機能を適切に確保することができ、しかも画像読み書き一体ヘッド全体の小型化を図り、さらには画像読み書き一体ヘッドをプラテンローラと組み合わせて実際に使用するときの全体の薄型化を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。
【００１２】
【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。
【００１３】
本願発明の第１の側面によれば、画像読み書き一体ヘッドが提供される。この画像読み書き一体ヘッドは、複数の受光素子および複数の発熱素子を並列させて片面に搭載している基板と、この基板の上記複数の発熱素子が搭載されている領域が開放されるように上記基板の片面側に組み付けられたケースと、このケースに支持され、かつ上記複数の受光素子を挟んで上記複数の発熱素子とは反対の領域に配置されている透明板と、この透明板の表面に接触して搬送される原稿を照明するために上記基板の片面側に設けられた少なくとも１以上の光源と、上記原稿からの反射光を受けるように上記透明板に対向して、上記基板の片面側に設けられた複数の結像用のレンズと、これら複数のレンズを通過した反射光を上記複数の受光素子に導くための反射手段と、を備えている、画像読み書き一体ヘッドであって、上記各レンズは、その光軸が上記基板の片面に対向する領域において上記基板の片面と平行または略平行に延びるように設けられていることを特徴としている。
【００１４】
本願発明においては、次のような効果が得られる。
【００１５】
第１に、各レンズの光軸は基板の片面に対向する領域、すなわち基板の正面領域において基板の片面と平行または略平行に延びているために、各レンズを通過した光を各受光素子に導くための反射手段は基板の正面領域に設けることができる。また、各レンズに対向する透明板についても、基板の正面領域またはその近傍に設けることができ、いずれにしても反射手段および透明板を基板の背面領域に設ける必要がなくなる。したがって、従来とは異なり、これら反射手段、透明板、およびこれらを支持するケースが大きく嵩張らないようにすることができ、画像読み書き一体ヘッド全体の小型化を図ることができる。
【００１６】
第２に、既述したように、透明板を基板の正面領域に配置させることができれば、透明板に向けて光を照射するための光源を、基板の片面に設けるといった仕様が可能となる。したがって、画像読み書き一体ヘッド全体の構造の簡素化を図ることができる。
【００１７】
第３に、透明板に対向する原稿搬送用のプラテンローラについては、基板の正面領域の近傍に配置することができる。その一方、各発熱素子に対向して記録紙を搬送するプラテンローラは、もともと基板の正面領域に設けられる。したがって、これら２つのプラテンローラが画像読み書き一体ヘッドの厚み方向に嵩張らないように配置することができ、さらにはこれら２つのプラテンローラの間に画像読み書き一体ヘッドの主要部品が挟まれて配置された構造にすることができる。その結果、画像読み書き一体ヘッドをプラテンローラと組み合わせて使用する場合において、これら三者全体の薄型化を図ることもできる。
【００１８】
第４に、各レンズを通過してきた光は、基板の片面に平行または略平行に進行する。したがって、この光を反射手段によって直角または略直角に１回反射させることによって、各受光素子に対してその正面方向から光を入射させることが簡単に行えることとなる。したがって、各受光素子に入射する光量を充分に確保し、読み取り画像の質を高めることも容易に行えることとなる。
【００１９】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記反射手段は、上記各受光素子の正面に配置されている。
【００２０】
このような構成によれば、各レンズを通過してきた光を各反射手段によって各受光素子に向けて反射させると、各受光素子には垂直に光が入射する。したがって、画像の読み取り処理をより適切に行わせることができる。
【００２１】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記反射手段は、受けた光の全反射が可能なプリズムである。
【００２２】
このような構成によれば、各レンズを通過してきた光を減衰させることなく各受光素子に導くことができ、読み取り画像を明るくするのにより好適となる。
【００２３】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記透明板は、その表面が上記基板の片面の面方向に対して直交または略直交する向きに設定されている。
【００２４】
このような構成によれば、透明板に対向する領域における原稿の搬送方向は、基板の片面の面方向に対して直交または略直交する方向となる。これに対し、複数の発熱素子に対向する領域における記録紙の搬送方向は基板の片面の面方向となる。したがって、原稿と記録紙とを互いに干渉させないようにして搬送するのに便利となる。また、記録紙への印字方法としては、熱転写用のリボンを用いる方法があり、上記構成によれば、熱転写用のリボンの走行方向が透明板に対向する領域における原稿の搬送方向とは直交または略直交する方向となるため、上記リボンのセッティングや走行も適切に行えるものとなる。
【００２５】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記光源は、上記基板の上記片面に搭載されている。
【００２６】
このような構成によれば、基板以外の個所に光源を設ける手段と比較すると、画像読み書き一体ヘッド全体の構造を簡易にすることができる。また、基板の片面に光源を搭載する作業は、基板の片面に複数の受光素子や複数の発熱素子を搭載する作業と同時に、またはそれらの作業と併せて簡単に行うことができる。
【００２７】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、一定方向に延びる複数の側面を有する導光用の透明部材をさらに具備しているとともに、この透明部材は、上記光源から光を受ける光入射面と、上記透明板に対向して一定方向に延びる光出射面とを有しており、かつ上記光入射面から上記透明部材内に進行した光は上記複数の側面によって反射されながらこの透明部材の長手方向に進行し、上記光出射面の長手方向各所からこの透明部材の外部に出射するように構成されている。
【００２８】
このような構成によれば、光源から発せられた光を導光用の透明部材の光入射面からその透明部材内に進行させることにより、透明板に接触搬送される原稿の一定の帯状領域または線状領域に光を照射することができる。したがって、光源としては、たとえばＬＥＤなどの点状の光源を少数だけ用いればよいこととなり、部品コストおよびランニングコストの低減を図ることができる。
【００２９】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記光入射面は、上記透明部材の長手方向端部に設けられているとともに、上記光源は、上記光入射面に対面するように上記基板の長手方向端部に１または複数設けられたＬＥＤである。
【００３０】
このような構成によれば、光源の構造をコンパクトにすることができ、画像読み書き一体ヘッド全体の一層の小型化を図ることができる。
【００３１】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記複数のレンズは、上記導光用の透明部材と上記基板との間に配されている。
【００３２】
このような構成によれば、複数のレンズ、導光用の透明部材および基板の三者をスペース効率良く整然と組み合わせることができ、画像読み書き一体ヘッド全体の厚みを抑えることができる。
【００３３】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記導光用の透明部材の側面のうち、上記光入射面および上記光出射面を除く領域の全体または一部を覆うリフレクタを備えている。
【００３４】
このような構成によれば、導光用の透明部材内に光を進行させて、その光を透明板や原稿に導く場合に、透明部材の外部に光が無駄に漏出することをリフレクタによって防止することができる。したがって、原稿に対する照明効率を高めることができる。
【００３５】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記ケースは、複数の部材に分割されており、かつその一部の部材が、上記リフレクタとされている。
【００３６】
このような構成によれば、ケースとは別個に専用のリフレクタを設ける必要がなくなり、部品点数の増加を抑制し、製造コストの上昇を抑制することができる。
【００３７】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記光源は、上記基板の上記片面のうち、上記複数の受光素子よりも上記透明板寄りに設けられており、かつこの光源から発せられた光が上記透明板に照射されるように構成されている。
【００３８】
このような構成によれば、導光用の透明部材を用いることなく、原稿を照明することができ、全体構造の一層の簡素化を図ることができる。
【００３９】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記光源は、上記複数の受光素子の列方向に間隔を隔てて列状に並べられた複数のＬＥＤである。
【００４０】
このような構成によれば、複数のＬＥＤを発光させることにより、原稿表面の一定の帯状領域または線状領域に光を照射することが可能となる。
【００４１】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記ケースの長手方向両端部には、上記ケースの底面または底面の一部を上記基板の上記片面に接触させたときに上記基板に掛止可能な一対の掛止用突起が設けられている。
【００４２】
このような構成によれば、ケースと基板との組み付けが容易化される。
【００４３】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記ケースの底部の短手方向一側部には、上記基板の短手方向の一側部を嵌入させるための凹部が設けられている。
【００４４】
このような構成によれば、ケースと基板との組み付けがより容易化され、かつ確実な組み付けが行えることとなる。
【００４５】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記ケースは、第１の部材と第２の部材とに分割されており、かつこれら第１の部材と第２の部材との間に、上記複数のレンズをレンズホルダに保持させたレンズアレイと上記反射手段とが挟み込まれた構造とされている。
【００４６】
このような構成によれば、レンズアレイや反射手段の組み付け作業が容易化される。
【００４７】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記基板の短手方向の両側部のうち、上記複数の発熱素子の搭載領域とは反対の一側部には、電気配線用のコネクタが装着されており、かつこのコネクタに接続されている配線部材は、上記コネクタから上記基板と交差する方向に引き出されている。
【００４８】
このような構成によれば、コネクタが複数の発熱素子から遠ざけられて設けられているために、このコネクタが記録紙搬送の邪魔にならないようにできる。また、コネクタの配線部材が基板と交差する方向に引き出されていれば、原稿を基板と交差する方向に搬送する場合にこの配線部材が原稿搬送の邪魔にならないようにすることもできる。
【００４９】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記複数の発熱素子の駆動制御を行うための複数の駆動ＩＣチップが上記基板の片面上に搭載されている。
【００５０】
このような構成によれば、複数の駆動ＩＣチップを基板に搭載する作業を、複数の受光素子や複数の発熱素子を基板の片面に搭載する作業と併せて容易に行うことが可能となる。
【００５１】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記複数の受光素子を造り込んだ複数のＩＣチップを有しており、かつこれら複数のＩＣチップには、上記複数の発熱素子の駆動制御を行うための回路も造り込まれている。
【００５２】
このような構成によれば、基板上に搭載されるＩＣチップの数を減らすことができ、画像読み書き一体ヘッドの製造が容易化される。
【００５３】
本願発明の第２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の側面によって提供される画像読み書き一体ヘッドを備えていることを特徴としている。
【００５４】
本願発明の第２の側面によって提供される画像処理装置においては、本願発明の第１の側面によって得られるのと同様な効果が期待できる。
【００５５】
本願発明のその他の特徴および利点については、以下に行う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。
【００５６】
【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。
【００５７】
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断面図である。図２は、図１のII−II断面図である。図３は、図２のIII −III 断面図である。図４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。
【００５８】
図１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、透明板１９、レンズアレイ２、プリズム２９、導光用の透明部材３、基板４、放熱板４９、複数の光源５、複数のセンサＩＣチップ６、複数の発熱素子７、複数の駆動ＩＣチップ７０およびその他の後述する部品類を具備して構成されている。各センサＩＣチップ６には、複数の受光素子６０が列状に並べられて造り込まれている。
【００５９】
基板４は、たとえばセラミック製であり、長矩形状である。この基板４の表面（上面側片面）４０には、複数のセンサＩＣチップ６、複数の光源５、複数の発熱素子７および複数の駆動ＩＣチップ７０が搭載されている。
【００６０】
図４によく表れているように、複数の発熱素子７は、基板４の短手方向（幅方向）の第１の側部４１またはその近傍において、基板４の長手方向に延びる列状に並べられている。これら複数の発熱素子７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作製される。放熱板４９は、複数の発熱素子７から発せられた熱を外部に逃がすためのものであり、たとえば熱伝導率が高い金属製である。この放熱板４９は、基板４の裏面に接触して取り付けられている。
【００６１】
複数の駆動ＩＣチップ７０は、複数の発熱素子７の発熱駆動を制御するための駆動制御回路が造り込まれた半導体チップであり、基板４の短手方向略中央部において基板４の長手方向に適当な間隔を隔てた列状に並べられている。１個の駆動ＩＣチップ７０がたとえば１４４ドットの発熱素子７に対応する場合、Ａ４幅の記録紙Ｋに８ドット／ｍｍの記録密度でプリントを行なうには、計１２個の駆動ＩＣチップ７０が基板４上に並べられ、合計１７２８ドットの発熱素子７が選択的に発熱駆動されることとなる。
【００６２】
複数のセンサＩＣチップ６は、光電変換機能を有する複数の受光素子６０を備えた集積回路が造り込まれた半導体チップであり、複数の駆動ＩＣチップ７０の列を挟むようにして複数の発熱素子７の列と平行または略平行な列となるように、基板４の長手方向に延びた列状に並べられている。各センサＩＣチップ６は、その上面を向く各受光素子６０が光を受けると、その受光量に対応した出力レベルの信号（画像信号）を出力するようになっている。１個のセンサＩＣチップ６にたとえば９６個の受光素子６０が造り込まれている場合において、Ａ４幅の原稿を８ドット／ｍｍの読み取り密度で読み取るためには、計１８個のセンサＩＣチップ６が基板４上に搭載され、合計１７２８個の受光素子６０が列状に並べられることとなる。
【００６３】
複数の光源５のそれぞれは、たとえばＬＥＤチップを用いて構成されており、基板４の短手方向の第２の側部４２のうち、長手方向一端部に密集して設けられている。本実施形態においては、原稿Ｄに照射される光量を確保する観点から複数の光源５を用いているものの、発光量が多い光源を用いる場合には、光源を１つのみ設けた構成とすることもできる。また、カラー画像の読み取りを可能とする場合には、複数の光源５として、たとえば赤色、緑色および青色の光をそれぞれ発するもの、あるいは白色の光を発するものを用いることができる。
【００６４】
基板４の片面４０には、この片面４０上に搭載された複数の発熱素子７、複数の駆動ＩＣチップ７０、複数のセンサＩＣチップ６および複数の光源５にそれぞれ関連する配線パターン（図示略）が形成されている。基板４の第２の側部４２の長手方向一端部またはその近傍には、コネクタ４８が取り付けられており、このコネクタ４８には上記した各種の配線パターンのそれぞれが１纏めにされて導通している。図３の仮想線に示すように、コネクタ４８としては、たとえば基板４の裏面（下面）側に本体部（ハウジング部）４８ａを位置させることにより、その本体部４８ａとクリップ状の複数の端子４８ｂとの間に基板４の第２の側部４２を挟み付け可能ないわゆるクリップコネクタが用いられている。このコネクタ４８に繋がっているリード線あるいはフレキシブルケーブルなどの配線部材４８ｃは、本体部４８ａの底面部分から下方に向けて引き出されている。複数の発熱素子７、複数の駆動ＩＣチップ７０、複数のセンサＩＣチップ６および複数の光源５に対する外部からの駆動電力供給や各種の信号の入出力は、全てこのコネクタ４８を介して行われる。
【００６５】
ケース１は、互いに嵌合可能な第１の部材１０と第２の部材１１とに分割されている。第１の部材１０は、その全長寸法が基板４の全長と略同一寸法に形成されたものであり、図１によく表れているように、基板４の片面４０のうち、複数の発熱素子７の搭載領域とその周辺領域とを覆わないようにしつつ、それ以外の領域を覆うように基板４に組み付けられている。したがって、複数の駆動ＩＣチップ７０、複数のセンサＩＣチップ６および複数の光源５は、第１の部材１０によって覆われている。第１の部材１０の底部の短手方向一側部には、水平方向に開口した凹部１２が第１の部材１０の長手方向に延びて一連にまたは複数に分割して設けられており、この凹部１２内に基板４の第２の側部４２が嵌入している。図２および図４によく表れているように、第１の部材１０の長手方向両端部には、下向きに突出する一対の掛止用突起１３も設けられている。基板４は、その片面４０が第１の部材１０の底面１０ａに接触するようにして、その長手方向両端部が一対の掛止用突起１３に掛止保持されている。
【００６６】
ケース１の第２の部材１１は、第１の部材１０よりもやや短い全長寸法に形成されており、第１の部材１０の上面部に嵌合可能な形態を有している。図４によく表れているように、第２の部材１１の一側部には、第１の部材１０に設けられた複数の凹部１４ａに嵌合可能な複数の突起部１４ｂが形成されている。この第２の部材１１は、導光用の透明部材３を保持するとともに、照明効率を高めるためのリフレクタとしての役割を果たすものであり、透明部材３を嵌入させるための凹部１５を有している。凹部１５の複数の内壁面１５ａは、受けた光を高い反射率で反射可能な光反射面とされている。そのための手段としては、たとえば第２の部材１１の全体を白色の合成樹脂製とする手段、内壁面１５ａに白色塗装を施す手段、あるいは内壁面１５ａに白色塗料以外の光の反射率が高い部材または物質を設ける手段を採用することができる。
【００６７】
図１によく表れているように、ケース１は、基板４の片面４０のうち、複数の発熱素子７の搭載領域の近傍から立ち上がってケース１の長手方向に延びる一側面１６を有している。この一側面１６は、基板４から立ち上がるに連れて基板４の第２の側部４２寄りとなる傾斜面とされている。このようにすれば、一側面１６の側方に、プラテンローラＰ2 を配置するためのスペースを好適に確保することができる。ただし、本願発明はこれに限定されず、ケース１の一側面１６を非傾斜状に形成してもかまわない。ケース１の短手方向のうち、一側面１６とは反対の領域には、開口部１７が形成されている。
【００６８】
透明板１９は、原稿Ｄをガイドするためのものであり、細長矩形状のガラス板または合成樹脂板からなる。この透明板１９は、ケース１の開口部１７を閉塞するようにこの開口部１７に嵌め込まれることによりケース１に支持されている。これにより、透明板１９は、複数の受光素子６０を挟んで複数の発熱素子７とは反対の領域に配置されている。また、透明板１９の姿勢は、その表面１９ａが基板４の面方向（片面４０が広がる方向）に対して直交または略直交する姿勢とされている。
【００６９】
図５は、導光用の透明部材３の一部断面斜視図である。図６（ａ）は、同図（ｂ）のVI−VI断面図であり、図６（ｂ）は、導光用の透明部材３の断面図である。導光用の透明部材３は、複数の光源５から発せられた光を透明板１９の一定領域に導くためのものであり、たとえばＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル（メタクリル樹脂））、またはＰＣ（ポリカーボネート）を樹脂成形して構成されている。図５によく表れているように、この透明部材３は、一定方向に延びた形態を有する主要部３ａと、この主要部３ａよりも幅狭な補助部３ｂとを有しており、これら各部の面は、いずれも表面が滑らかな鏡面状とされている。補助部３ｂは、複数の光源５から発せられた光を主要部３ａ内に導くための部分であり、主要部３ａの長手方向一端から下向きに湾曲して繋がっている。この補助部３ｂは、下向きの光入射面３０Ａ、この光入射面３０Ａから立ち上がった２つの湾曲面３０Ｂ，３０Ｃ、および平面状の２つの側面３０Ｄ，３０Ｅを有している。
【００７０】
透明部材３の主要部３ａは、この透明部材３の長手方向に延びる側面として、幅方向に対向する第１の側面３１Ａと第２の側面３１Ｂ、およびこの主要部３ａの上下厚み方向に対向する第３の側面３１Ｃと第４の側面３１Ｄを有している。本実施形態においては、第３の側面３１Ｃおよび第４の側面３１Ｄが第１の側面３１Ａの近傍において屈曲した面とされている。第１の側面３１Ａは、光出射面に相当する面であり、以降はこの面を光出射面と称する。第２の側面３１Ｂには、複数の凹部３２が適当な間隔を隔てて設けられている。これら複数の凹部３２は、後述するように、主要部３ａ内に進行してきた光を散乱反射に近い状態に反射させるための部分である。
【００７１】
透明部材３は、図１〜図３に示すように、ケース１の第２の部材１１に保持されることにより、その光入射面３０Ａが複数の光源５に対面するとともに、光出射面３１Ａが透明板１９の裏面に対向するように設けられている。このため、この画像読み書き一体ヘッドＡにおいては、図６（ｂ）に示すように、複数の光源５から光が発せられると、その光は透明部材３の光入射面３０Ａから補助部３ｂ内に進行し、その後湾曲面３０Ｂや２つの側面３０Ｄ，３０Ｅによって全反射されることにより、主要部３ａ内に進行することとなる。主要部３ａ内に進行した光は、この主要部３ａ内の各側面によって全反射されながらその長手方向に進行してゆく。ただし、図６（ａ）に示すように、第２の側面３１Ｂの各凹部３２を規定する曲面に入射した光は、急激にその進行方向が変化するように散乱反射に近い状態に反射される結果、その反射光の一部は光出射面３１Ａに対する入射角が非常に小さくなる可能性が高くなり、透明部材３の材質により特定される全反射臨界角（たとえば４５°）よりも小さい入射角の光は、そのまま光出射面３１Ａから透明部材３の外部に出射することとなる。このようなことにより、光出射面３１Ａの長手方向各所からは光が略均等に出射し、この光が透明板１９に向けて出射されることとなる。
【００７２】
透明部材３の複数の側面のうち、光入射面３０Ａや光出射面３１Ａを除く領域の略全面は、第２の部材１１の光の反射率が高い面によって覆われた構造となっている。したがって、透明部材３内を進行する光が光出射面３１Ａ以外の面から外部に漏出することが好適に防止される。本願発明においては、透明部材３内を進行する光を光出射面３１Ａから外部に出射させるための手段としては、第２の側面３１Ｂに複数の凹部３２を設ける手段に代えて、第２の側面３１Ｂに複数の凸部を設ける手段、第２の側面３１Ｂに光の散乱反射が可能な白色塗装を施す手段、あるいは第２の側面３１Ｂを光の散乱反射が可能な粗面にする手段などを用いることもできる。
【００７３】
図１において、レンズアレイ２は、長細状の合成樹脂製のレンズホルダ２０に複数の結像用のレンズ２１を列状に並べて保持させたものである。各レンズ２１として、セルフォックレンズ（ロッドレンズ）を用いれば、原稿Ｄの画像を各受光素子６０上に正立等倍に結像させることが可能である。ただし、本願発明においては、これ以外のレンズ、たとえば凸レンズあるいは複数枚の凸レンズを組み合わせた複合レンズを用いてもかまわない。このレンズアレイ２は、ケース１の第１の部材１０と第２の部材１１との間に挟み込まれるようにしてケース１内に組み込まれており、導光用の透明部材３と基板４との間にスペース効率良く設けられている。ただし、レンズアレイ２は、いわゆる横倒しの姿勢とされており、各レンズ２１の光軸Ｃは、基板４の片面４０に対向する領域、すなわち基板４の正面領域において、基板４の片面４０と平行または略平行に延びるように設定されている。透明板１９の表面１９ａのうち、各レンズ２１の光軸Ｃと交差し、かつ透明板１９の長手方向に延びるライン状の領域が、読み取り対象領域Ｓである。
【００７４】
プリズム２９は、透明なガラス製または合成樹脂製であり、たとえばその断面形状が二等辺直角三角形またはそれに近いものとされている。このプリズム２９は、レンズアレイ２と同様に、ケース１の第１の部材１０と第２の部材１１との間に挟み込まれることにより、レンズアレイ２の光軸方向一端に隣接し、かつ複数の受光素子６０の正面（直上）に位置するようにケース１内に組み込まれている。このプリズム２９は、レンズアレイ２を通過してきた光を下向きの直角方向に全反射可能なものである。
【００７５】
上記構成の画像読み書き一体ヘッドＡの組み立ては、次のようにして行うことができる。すなわち、ケース１内にレンズアレイ２やプリズム２９を組み込む場合には、図７の矢印に示すように、ケース１の第１の部材１０上にレンズアレイ２やプリズム２９を載置してから、導光用の透明部材３を保持した第２の部材１１をそれらの上から第１の部材１０に組み付ける。第１の部材１０上に、レンズアレイ２の位置決めを図るための段部１８ａ，１８ｂや、プリズム２９の一端を当接させるための壁面１８ｃを形成しておけば、それらの固定が容易となる。透明板１９については、レンズアレイ２やプリズム２９と同様に、第１の部材１０と第２の部材２０とによって挟み付けてもよいが、第１の部材１０と第２の部材１１との組み付けが終了した後に、それらの間に形成される開口部１７内に透明板１９を嵌め込めばよい。透明板１９を嵌め込む際のストッパとなる段部１８ｄ，１８ｅを第１の部材１０や第２の部材１１に設けておけば、やはり透明板１９の位置決め固定が容易となる。ケース１の第１の部材１０と第２の部材１１とを組み合わせるときには、たとえば第２の部材１１の各突起部１４ｂを第１の部材１０の各凹部１４ａに嵌入させることにより、それらの長手方向の位置決めなども簡単に行えることとなる。
【００７６】
ケース１と基板４との組み付け作業については、基板４の第２の側部４２をケース１の凹部１２に嵌入させてから、ケース１の一対の掛止用突起１３を基板４に掛止させればよい。これにより、ケース１と基板４との組み付けを簡単に行うことができる。このように、本実施形態の画像読み書き一体ヘッドＡは、構成部品どうしを互いに嵌合させ、あるいは掛止させることによって、簡単に組み立てることが可能であり、その製造コストを安価にすることができる。また、複数の発熱素子７や複数のセンサＩＣチップ６に加え、複数の駆動ＩＣチップ７０や複数の光源５についても、基板４の片面４０に搭載しているために、それらの搭載作業が容易となる。さらに、それらの配線パターンも基板４の片面４０に纏めて形成することができるために、その作業も容易化される。
【００７７】
図８は、上記構成の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の一例を示す概略断面図である。
【００７８】
この画像処理装置Ｂは、合成樹脂製の筐体９内に、上記した画像読み書き一体ヘッドＡ、２つのプラテンローラＰ1 ，Ｐ2 、および熱転写用リボン８０のリボンカセット８を組み込んで構成されている。画像読み書き一体ヘッドＡは、その基板４がやや傾斜する姿勢に設けられている。これは、リボンカセット８を水平姿勢にするのに都合がよいからであり、本願発明においては画像読み書き一体ヘッドＡの具体的な取り付け姿勢は限定されない。プラテンローラＰ1 は、画像読み書き一体ヘッドＡの透明板１９に対向して設けられており、筐体９の原稿挿入口９０から内部に挿入された原稿Ｄを透明板１９に接触させて副走査方向に搬送できるようになっている。このプラテンローラＰ1 と透明板１９との間を通過した原稿Ｄは、排紙口９１から筐体外部に排出されるように構成されている。プラテンローラＰ2 は、画像読み書き一体ヘッドＡの複数の発熱素子７に対向して設けられており、給紙カセット９２から給送されてきた記録紙Ｋを筐体９の排紙口９３に向けて搬送できるように構成されている。
【００７９】
リボンカセット８は、熱転写用リボン８０を巻き取った巻取ロール８１と、この巻取ロール８１から熱転写用リボン８０を引き出して巻き取るためのローラ８２とを備えたものであり、熱転写用リボン８０は複数の発熱素子７とプラテンローラＰ2 との間を走行するように設けられており、複数の発熱素子７が選択的に発熱すると、その熱を受けた部分のインクが記録紙Ｋの表面に転写されるようになっている。したがって、このような熱転写用リボン８０を用いれば、記録紙Ｋとして、いわゆる普通紙を用いることができる。
【００８０】
次に、上記構成の画像読み書き一体ヘッドＡおよび画像処理装置Ｂの作用について説明する。
【００８１】
まず、図１に示したとおり、画像読み書き一体ヘッドＡは、レンズアレイ２の各レンズ２１の光軸Ｃが基板４の片面４０に対向する領域においてその片面４０と平行または略平行に延びているために、透明板１９の表面の読み取り対象領域Ｓは、基板４の片面４０に対向する領域またはその近傍に位置することとなる。すなわち、図１に示すように、基板４を水平にした場合には、読み取り対象領域Ｓは必ず基板４よりも上方に位置することとなる。したがって、プラテンローラＰ1 の中心は、プラテンローラＰ2 と同様に、基板４よりも上方に位置することとなり、ケース１の短手方向の両側方に２つのプラテンローラＰ1 ，Ｐ2 が配置されることとなる。その結果、２つのプラテンローラＰ1 ，Ｐ2 および画像読み書き一体ヘッドＡの三者が、基板４の厚み方向に大きく嵩張ることを極力回避することが可能となる。これは、画像処理装置Ｂの薄型化を図るのに役立つ。
【００８２】
また、画像読み書き一体ヘッドＡは、透明板１９、導光用の透明部材３、レンズアレイ２およびプリズム２９のいずれについても基板４の片面４０に対向する領域に纏めて配置された構造となっている。したがって、それらを支持するケース１が基板４の裏面方向に大きく嵩張らないようにすることができ、画像読み書き一体ヘッドＡの全体の小型化を図ることができる。本実施形態においては、放熱板４９としてかなり大きなサイズのものを用いているが、この放熱板４９を小サイズにすることにより、画像読み書き一体ヘッドＡのさらなる小型化または薄型化を図ることができる。
【００８３】
画像読み書き一体ヘッドＡの透明板１９は、基板４の面方向に直交した姿勢にあり、透明板１９に対向する部分における原稿Ｄの搬送方向（矢印Ｎａ方向）と、複数の発熱素子７に対向する部分における記録紙Ｋの搬送方向（矢印Ｎｂ方向）とは、直交した関係にある。また、既述したとおり、２つのプラテンローラＰ1 ，Ｐ2 は、ケース１をその短手方向に挟むようにして配置されているために、これら２つのプラテンローラＰ1 ，Ｐ2 の中心間距離を比較的大きくとることができる。したがって、原稿Ｄの搬送路を、記録紙Ｋの搬送路や熱転写用リボン８０の走行路に接近させないようにして、これらの搬送または走行を適切に行わせることができる。とくに、この画像処理装置Ｂにおいては、熱転写用リボン８０が記録紙Ｋの搬送路と一部重なるようにして常時存在するために、原稿Ｄの搬送路をそのような部分から遠い個所に配置できることは、リボンカセット８の着脱交換作業を容易にするといった観点からしても好ましいものとなる。図３に示したように、コネクタ４８の配線部材４８ｃは、基板４に直交する方向に引き出されており、その方向は原稿Ｄの搬送方向と一致しているために、この配線部材４８ｃが原稿Ｄの搬送を不当に妨げないようにすることもできる。
【００８４】
画像読み書き一体ヘッドＡの複数の発熱素子７による記録紙Ｋへのプリント処理の基本的な動作は、従来のものと同様である。ただし、原稿Ｄの画像の読み取り処理においては、次のような特徴がある。すなわち、複数の光源５を駆動させると、これら複数の光源５から発せられた光は、既述したとおり導光用の透明部材３の内部を進行し、その光出射面３１Ａの長手方向各所から透明板１９に向けて出射する。これにより、透明板１９の表面に接触して搬送される原稿Ｄのライン状の読み取り対象領域Ｓに相当する部分が照明される。すると、この原稿Ｄからの反射光は、レンズアレイ２の各レンズ２１を通過した後に、プリズム２９内に入射し、直角方向に全反射されてから各受光素子６０に向けて出射する。プリズム２９は各受光素子６０の正面に配置されているため、各受光素子６０には上記反射光が垂直の方向から入射する。したがって、各受光素子６０に対して斜め方向から光が入射する場合と比較すると、各受光素子６０の受光量を多くすることが可能となる。このため、本実施形態の画像読み書き一体ヘッドＡおよび画像処理装置Ｂにおいては、明るく画質の高い読み取り画像を得ることができる。また、導光用の透明部材３を用いる手段によれば、その光出射面３１Ａの長手方向各所から原稿Ｄに向けて出射する光量を均一化することが可能であり、原稿Ｄの読み取り対象領域Ｓの長手方向における各所の照度に大きなバラツキが生じないようにすることもできる。したがって、読み取り画像の画質をより高めることが可能となる。
【００８５】
図９は、本願発明の他の例を示す断面図である。図１０は、図９に示す構造に用いられている部品の斜視図である。なお、図９以降の図においては、先の実施形態と同一または類似の要素には、先の実施形態と同一符号を付している。
【００８６】
図９に示す画像読み書き一体ヘッドＡａは、図１０に示す基板４を用いており、基板４の第２の側部４２またはその近傍の表面上には、複数の光源５が基板４の長手方向に適当な間隔を隔てて列状に並べて設けられている。レンズアレイ２と基板４との間には、各光源５から発せられた光を透明板１９に向けて進行可能とする空隙部４７が設けられている。このような構成によれば、導光用の透明部材３を用いることなく、ライン状の読み取り対象領域Ｓに光を照射することができる。したがって、画像読み書き一体ヘッド全体の一層の薄型化が可能であり、またケース１を単一部材で構成することも可能となる。空隙部４７を規定するレンズアレイ２のレンズホルダ２０の外面や基板４の片面４０の一部などを、光の反射率が高いたとえば白色面にすれば、照明効率を高めることが可能である。このように、本願発明においては、導光用の透明部材を用いることなく原稿表面を照明してもかまわない。なお、本願発明においては、導光用の透明部材を用いる場合に、その透明部材の具体的な構成は必ずしも上述した透明部材３の構成に限定されるものではない。たとえば、導光用の透明部材の長手方向の両端のそれぞれに光入射面を設けておき、計２個所の光入射面のそれぞれから透明部材内に光を入射させるようにしてもかまわない。このような構成によれば、透明部材の光出射面からの出射光量を多くすることができる。
【００８７】
図１１は、本願発明の他の例を示す斜視図である。同図に示す構成においては、基板４の片面４０上に、複数のＩＣチップ６Ａを列状に並べて搭載している。各ＩＣチップ６Ａは、複数の受光素子６０を備えた集積回路と、複数の発熱素子７の発熱駆動を制御するための集積回路とがワンチップ化されて造り込まれたものである。このようなＩＣチップ６Ａを用いれば、基板４上にセンサＩＣチップ６と駆動ＩＣチップ７０とを別々に搭載する手段と比べて、ＩＣチップの総数を少なくすることができ、その搭載作業を容易にすることができる。
【００８８】
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、上述の実施形態に限定されず、種々に設計変更自在である。たとえば、基板上に複数のＬＥＤ光源を列状に並べて搭載する手段に代えて、冷陰極管を用いることもできる。反射手段としては、プリズム２９に代えて、ミラーを用いることもできる。記録紙への画像のプリント処理に際しては、熱転写用リボンを用いることなく、感熱タイプの記録紙にプリント処理を行うように構成することもできる。本願発明に係る画像処理装置としては、ファクシミリ装置として構成されていてもよいし、あるいはパーソナルコンピュータやその他の機器に接続されて使用される装置として構成されていてもよい。
【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断面図である。
【図２】 図１のII−II断面図である。
【図３】 図２のIII −III 断面図である。
【図４】 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５】 導光用の透明部材の一部断面斜視図である。
【図６】 （ａ）は、（ｂ）のVI−VI断面図であり、（ｂ）は、導光用の透明部材の断面図である。
【図７】 画像読み書き一体ヘッドを組み立てる状態を示す断面図である。
【図８】 本願発明に係る画像処理装置の一例を示す概略断面図である。
【図９】 本願発明の他の例を示す断面図である。
【図１０】 図９に示す構造に用いられている部品の斜視図である。
【図１１】 本願発明の他の例を示す斜視図である。
【図１２】 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。
【図１３】 従来の画像読み書き一体ヘッドの他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
Ａ 画像読み書き一体ヘッド
Ｂ 画像処理装置
Ｃ 光軸（レンズの）
Ｄ 原稿
Ｋ 記録紙
Ｐ1 ，Ｐ2 プラテンローラ
１ ケース
２ レンズアレイ
３ 導光用の透明部材
４ 基板
５ 光源
６ センサＩＣチップ
６Ａ ＩＣチップ
７ 発熱素子
１２ 凹部
１３ 掛止用突起
２１ レンズ
２９ プリズム（反射手段）
３０Ａ 光入射面
３１Ａ 光出射面
４０ 片面（基板の）
６０ 受光素子
７０ 駆動ＩＣチップ
Claims (19)
- 複数の受光素子および複数の発熱素子を並列させて片面に搭載している基板と、この基板の上記複数の発熱素子が搭載されている領域が開放されるように上記基板の片面側に組み付けられたケースと、このケースに支持され、かつ上記複数の受光素子を挟んで上記複数の発熱素子とは反対の領域に配置されている透明板と、この透明板の表面に接触して搬送される原稿を照明するために上記基板の片面側に設けられた少なくとも１以上の光源と、上記原稿からの反射光を受けるように上記透明板に対向して、上記基板の片面側に設けられた複数の結像用のレンズと、これら複数のレンズを通過した反射光を上記複数の受光素子に導くための反射手段と、を備えている、画像読み書き一体ヘッドであって、
上記各レンズは、その光軸が上記基板の片面に対向する領域において上記基板の片面と平行または略平行に延びるように設けられていることを特徴とする、画像読み書き一体ヘッド。 - 上記反射手段は、上記各受光素子の正面に配置されている、請求項１に記載の画像読み書き一体ヘッド。
- 上記反射手段は、受けた光の全反射が可能なプリズムである、請求項１または２に記載の画像読み書き一体ヘッド。
- 上記透明板は、その表面が上記基板の片面の面方向に対して直交または略直交する向きに設定されている、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。
- 上記光源は、上記基板の上記片面に搭載されている、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。
- 一定方向に延びる複数の側面を有する導光用の透明部材をさらに具備しているとともに、
この透明部材は、上記光源から光を受ける光入射面と、上記透明板に対向して一定方向に延びる光出射面とを有しており、かつ上記光入射面から上記透明部材内に進行した光は上記複数の側面によって反射されながらこの透明部材の長手方向に進行し、上記光出射面の長手方向各所からこの透明部材の外部に出射するように構成されている、請求項５に記載の画像読み書き一体ヘッド。 - 上記光入射面は、上記透明部材の長手方向端部に設けられているとともに、上記光源は、上記光入射面に対面するように上記基板の長手方向端部に１または複数設けられたＬＥＤである、請求項６に記載の画像読み書き一体ヘッド。
- 上記複数のレンズは、上記導光用の透明部材と上記基板との間に配されている、請求項６または７に記載の画像読み書き一体ヘッド。
- 上記導光用の透明部材の側面のうち、上記光入射面および上記光出射面を除く領域の全体または一部を覆うリフレクタを備えている、請求項６ないし８のいずれかに記載の画像読み書き一体ヘッド。
- 上記ケースは、複数の部材に分割されており、かつその一部の部材が、上記リフレクタとされている、請求項９に記載の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のうち、上記複数の受光素子よりも上記透明板寄りに設けられており、かつこの光源から発せられた光が上記透明板に照射されるように構成されている、請求項５に記載の画像読み書き一体ヘッド。
- 上記光源は、上記複数の受光素子の列方向に間隔を隔てて列状に並べられた複数のＬＥＤである、請求項１１に記載の画像読み書き一体ヘッド。
- 上記ケースの長手方向両端部には、上記ケースの底面または底面の一部を上記基板の上記片面に接触させたときに上記基板に掛止可能な一対の掛止用突起が設けられている、請求項１ないし１２のいずれかに記載の画像読み書き一体ヘッド。
- 上記ケースの底部の短手方向一側部には、上記基板の短手方向の一側部を嵌入させるための凹部が設けられている、請求項１３に記載の画像読み書き一体ヘッド。
- 上記ケースは、第１の部材と第２の部材とに分割されており、かつこれら第１の部材と第２の部材との間に、上記複数のレンズをレンズホルダに保持させたレンズアレイと上記反射手段とが挟み込まれた構造とされている、請求項１ないし１４のいずれかに記載の画像読み書き一体ヘッド。
- 上記基板の短手方向の両側部のうち、上記複数の発熱素子の搭載領域とは反対の一側部には、電気配線用のコネクタが装着されており、かつこのコネクタに接続されている配線部材は、上記コネクタから上記基板と交差する方向に引き出されている、請求項１ないし１５のいずれかに記載の画像読み書き一体ヘッド。
- 上記複数の発熱素子の駆動制御を行うための複数の駆動ＩＣチップが上記基板の片面上に搭載されている、請求項１ないし１６のいずれかに記載の画像読み書き一体ヘッド。
- 上記複数の受光素子を造り込んだ複数のＩＣチップを有しており、かつこれら複数のＩＣチップには、上記複数の発熱素子の駆動制御を行うための回路も造り込まれている、請求項１ないし１６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１８のいずれかに記載の画像読み書き一体ヘッドを備えていることを特徴とする、画像処理装置。
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