JP4460198B2

JP4460198B2 - 双方向密着型イメージセンサ

Info

Publication number: JP4460198B2
Application number: JP2001273501A
Authority: JP
Inventors: 秀喜澤田
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2001-09-10
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2021-09-10
Also published as: US7170654B2; JP2003087505A; US20030072041A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、読み取り対象物の画像を読み取るための密着型イメージセンサに関し、より詳しくはシート状の読み取り対象物がライン状の読み取り領域に対して接触しつつ副走査方向における双方向に移動する双方向密着型イメージセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像（文字・記号を含む）を読み取る機能を有する装置の具体例としては、たとえばコピーやスキャナなどの機器があり、このような機器には、ライン状の読み取り領域を有するイメージセンサが備えられているのが一般的である。
【０００３】
このような機器で用いられるイメージセンサの代表的な構成例を図６に示す。このイメージセンサ（以下、単に「センサ」という）１００は、いわゆる密着型イメージセンサであって、ケース１０１の上部に装着されたカバーガラス２の上面２ａ（図７参照）に、所定長さのライン状の読み取り領域１０が形成されるように構成されている。このイメージセンサ１００は、シート状の読み取り対象物がこの読み取り領域１０に密着しつつ移動することにより、読み取り対象物（以下、単に「対象物」という）の表面の画像を読み取ることができるように構成されている。
【０００４】
このセンサ１００は、図６に示すように、たとえば、対象物Ｐを所定の方向ｄ₁に搬送する搬送台１０９に取り付けられて使用され、このセンサ１００の近傍には、図７に示すように、対象物Ｐをセンサ１００の読み取り領域１０に押しつけることができるローラ８が備えられている。また、このセンサ１００は、ケース１０１の上記所定の方向ｄ₁における上流側の側壁１０１ａがカバーガラス２の上面２ａよりも高さレベルが高くなるように、かつ下流側の側壁１０１ｂがカバーガラス２の上面２ａよりも高さレベルが低くなるように形成されており、対象物Ｐは、以下のように移動する。
【０００５】
すなわち、搬送台１０９上をセンサ１００に向かって移動する対象物Ｐは、まず、上記側壁１０１ａに当接し、側壁１０１ａに形成された傾斜面１０１ａ₁により若干持ち上げられる。この状態で、対象物Ｐは、読み取り領域１０の近傍まで移動して、上記ローラ８の回動により読み取り領域１０に対して接触しつつ移動する。これにより、対象物Ｐの表面の画像が順次読み取られていく。そして、対象物Ｐは、カバーガラス２上から搬送台１０９上に載るように送り出されていく。
【０００６】
したがって、対象物Ｐは、カバーガラス２に対して、読み取り領域１０以外の部位には非接触状態で移動しうるので、たとえば移動中における摩擦が低下されたりこれによる静電気の発生などが抑制されうる。その結果、たとえば、対象物Ｐの搬送速度を高速化したり、搬送途中における対象物Ｐの位置ずれを防止したりすることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記センサ１００が組み込まれる機器には、対象物Ｐの表裏面両方の画像をセンサ１００で読み取らせることができるように、たとえば対象物Ｐを裏返して上記方向ｄ₁とは逆の方向ｄ₂に送り戻す機構が備えられているものがある。
【０００８】
しかしながら、上記構成を有するセンサ１００においては、対象物Ｐがセンサ１００上を上記逆の方向ｄ₂に移動する際に、対象物Ｐの端面がカバーガラス２の端面２ｂや上記ケース１０１の側壁１０１ａの内面側１０１ａ′に引っかかってしまうことがあり、対象物Ｐが折損したり対象物Ｐの両面の画像を確実に読み取ることができないことがあった。
【０００９】
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、シート状の読み取り対象物がライン状の読み取り領域に対して副走査方向における双方向に容易に移動することができる構成を有する双方向密着型イメージセンサを提供することをその課題とする。
【００１０】
【発明の開示】
上記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。
【００１１】
すなわち、本願発明により提供される双方向密着型イメージセンサは、上部に所定の開口部が形成されたケースと、上記開口部を閉止するとともに表面に所定長さのライン状の読み取り領域が形成されるカバーガラスとを備えており、シート状の読み取り対象物が上記読み取り領域に対して接触しつつ副走査方向における双方向に移動する双方向密着型イメージセンサであって、上記ケースにおける上記開口部の副走査方向両端側に位置し、主走査方向に延びているエッジ部は、その上面が上記ケースの上方側に凸とされた曲面状に形成されており、その曲面の頂点の高さレベルが上記カバーガラスの上面の高さレベルよりも高くなるように構成されている一方、副走査方向に延びる所定高さの凸状ガイドを複数本設けられた搬送面が形成され、この搬送面上に載る上記読み取り対象物を搬送するための搬送台に取り付けられて使用され、上記搬送台に取り付けられた状態で、上記各エッジ部は、上記搬送面に対して、上記曲面の頂点の高さレベルが搬送面の高さレベルよりも高くなるように隣接し、上記各エッジ部の外側の端部には、下方および上記カバーガラスに向かって所定深さを有する複数の凹部が主走査方向に並べられるように形成されており、かつ、上記搬送台の上記各凸状ガイドの先端部は、その高さレベルを維持したままの状態で上記エッジ部に向かって延出し、上記各凹部に係合するようにしてその内部に収容されることを特徴としている。
【００１３】
本願発明において、シート状の読み取り対象物は、搬送されて双方向密着型イメージセンサに到達した際には、まず、その端部が上記エッジ部のうちの一方における曲面に沿って若干上方に持ち上げられ、このエッジ部の上を滑るように移動することができる。そして、この読み取り対象物は、読み取り領域で表面の画像が読み取られ、他方のエッジ部に向かって移動する。このとき、読み取り対象物は、この他方のエッジ部に沿って若干上方に持ち上げられ、このエッジ部の上を滑るように移動することができる。また、このときの搬送方向に対して逆向きに読み取り対象物を搬送した場合についても、読み取り対象物は、上記したのと同様に上記各エッジ部上を滑るように移動することができる。すなわち、読み取り対象物は、副走査方向における双方向に搬送される際に、上記エッジ部により上記双方向密着型イメージセンサに引っかかることなく移動することができる。換言すれば、読み取り対象物を副走査方向における双方向に容易に移動させることができる。また、上記搬送台と読み取り対象物との間の接触面積を小さくすることができるので、読み取り対象物の移動速度をより高速にすることができる。さらに、読み取り対象物が上記双方向密着型イメージセンサ上を通過して上記搬送台上を移動する際に、上記各凸状ガイドに引っかかるのを防止することができる。
【００１５】
好ましい実施の形態においてはさらに、上記各エッジ部の曲面は、副走査方向断面形状が円弧状を呈している構成とされる。
【００１６】
このような構成によれば、上記カバーガラス上を通った読み取り対象物は、より確実に上記エッジ部上を滑るように移動することができる。したがって、読み取り対象物を副走査方向における双方向により一層容易に移動させることができる。
【００２１】
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。
【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について、図面を参照して具体的に説明する。
【００２３】
図１は、本願発明に係る双方向密着型イメージセンサの一例を示す概略斜視図、図２は、図１の双方向密着型イメージセンサを搬送台に組み込んだ状態を示す平面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図、図４（ａ）および図４（ｂ）は、図１の双方向密着型イメージセンサの作用を説明するための図である。また、図５は、図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。なお、これらの図において、従来例を示す図６および図７に表された部材、部分等と同等のものにはそれぞれ同一の符号を付してある。
【００２４】
この双方向密着型イメージセンサ（以下、単に「センサ」という）Ａは、たとえばコピーやスキャナなどの機器に組み込まれ、シート状の読み取り対象物（以下、単に「対象物」という）に記された画像（文字・記号を含む）を読み取ることができるように構成されたものである。
【００２５】
図１に表れているように、センサＡは、外装をなすケース１に装着されたカバーガラス２を有しており、このカバーガラス２の上面２ａに所定長さを有するライン状の読み取り領域１０が形成されている。このセンサＡは、対象物Ｐ（図２ないし図４参照）が読み取り領域１０に対して接触しつつ移動することによって、対象物Ｐの画像を読み取るように構成されており、図３に示すように、ケース１およびカバーガラス２に加えて、光源３と、レンズアレイ４と、センサＩＣチップ５と、基板６とを備えている。なお、センサＩＣチップ５には、後述するように、列状に配置された複数の光電変換素子５０が備えられており、この列方向がこのセンサＡの主走査方向とされている。また、センサＡの読み取り領域１０に対して対象物Ｐが移動する方向がこのセンサＡの副走査方向とされる。
【００２６】
図３に表われているように、上記ケース１は、このセンサＡの外装をなす部材であって、たとえば合成樹脂などにより全体として細長な直方体状に形成されている。このケース１には、その長手方向に延びる孔部１２と、センサＩＣチップ５を収容するための凹部１３とが形成されている。孔部１２は、ケース１の厚み方向に貫通形成されており、その上部は段形成された開口部１１として、平面視長矩形状に開口している。ケース１における開口部１１の副走査方向両端側、すなわちケース１の側壁１ａ，１ｂの上部には、主走査方向に延びている所定のエッジ部７ａ，７ｂが形成されている。
【００２７】
上記各エッジ部７ａ，７ｂは、図１に示すように、その上面７１がケース１の上方側に凸とされた曲面状に形成されており、図３からよくわかるように、その曲面７１の頂点７２の高さレベルがカバーガラス２の上面２ａの高さレベルよりも高くなるように形成されている。より詳細には、上記曲面７１は、副走査方向断面形状が円弧状を呈しており、全体として、主走査方向に一様に延びている。また、上記曲面７１の頂点７２とは、エッジ部７ａ，７ｂの副走査方向断面において高さレベルが最も高い点のことであり、副走査方向の各断面における頂点７２どうしを結んだ線が、その高さレベルについて上記のように規定されている。なお、この線は、本実施形態では、カバーガラス２の上面２ａと平行となるように主走査方向に延びている。
【００２８】
また、各エッジ部７ａ，７ｂの曲面７１は、図３に示すように、カバーガラス２側の部分７３がカバーガラス２の上面２ａよりも低い位置まで延びている。なお、この曲面７１は、上記したように、副走査方向断面形状が円弧状を呈しているので、カバーガラス２とは逆側の部分もまた、カバーガラス２の上面２ａよりも低い位置まで延びている。
【００２９】
さらに、各エッジ部７ａ，７ｂの外側の端部には、図１に示すように、下方およびカバーガラス２に向かって所定深さを有する複数の凹部７４が主走査方向に並べられるように形成されている。これらの凹部７４は、図３に示すように、後述するようにこのセンサＡが搬送台９に取り付けられた際に、搬送台９の搬送面９ａに設けられた凸状ガイド９１の先端部９１ａを収容するための部分であって、凸状ガイド９１の先端部９１ａと同等あるいはこれより若干大となるように形成されている。
【００３０】
上記カバーガラス２は、図１に示すように、たとえば透明のガラスや、アクリル系樹脂などの透明度の高い合成樹脂などにより細長帯状に形成されており、ケース１の上記開口部１１を閉止するようにしてケース１に装着されている。カバーガラス２は、図３に示すように、その上面２ａが読み取り対象物Ｐに対向するように配置され、カバーガラス２の上面２ａのうち、レンズアレイ５の直上部分が読み取りライン１０とされる。この読み取りライン１０は、ケース３１およびカバーガラス３２の長手方向に延びており、この方向は、このセンサＡの主走査方向に一致している。
【００３１】
図３に表われているように、上記光源３は、読み取り領域１０に光を照射するための部材であって、基板６におけるセンサＩＣチップ５が実装されている面と同一面上に実装されている。光源３は、たとえば、このセンサＡの主走査方向に互いに所定の間隔をあけて配置された複数の発光素子からなる。この光源３から発せられた光は、ケース１の内部に形成された導光路３１に導かれ、読み取り領域１０に接触している対象物Ｐの表面で反射される。より詳細には、導光路３１は、ケース１の上記孔部１２内にリフレクタ３２を挿入することにより形成されており、上記光源３から発せられた光を壁面３１ａ，３１ｂで反射し、読み取り領域１０に向けて進行させるように構成されている。
【００３２】
上記レンズアレイ４は、上記光源３から読み取り領域１０に照射されて対象物Ｐによって反射された光を光電変換素子５０上に集束させて画像結像を行うためのものであり、たとえば、入射した画像を正立等倍に結像可能な複数のセルフォックレンズ４１を列状に並べるようにして樹脂製のホルダ４２に保持させたものである。このレンズアレイ４は、ケース１に設けられた溝部１４に嵌入されることにより固定されており、各セルフォックレンズ４１の光軸が光電変換素子５０の受光面に対して直交するように配置されている。なお、上記セルフォックレンズ４１に代えて、凸レンズや他の種類のレンズを用いてもむろんかまわない。
【００３３】
上記センサＩＣチップ５は、複数の光電変換素子５０を備えた集積回路が造り込まれた半導体チップであり、各光電変換素子５０は、所定の受光面で光を受けることにより、その受光量に対応した出力レベルの信号（画像信号）を出力するように構成されている。センサＩＣチップ５は、各光電変換素子５０が図３の表裏面方向に列をなすようにかつ各光電変換素子５０の受光面がカバーガラス２側を向くようにして、基板６の表面に搭載されている。このセンサＡの読み取り分解能力（分解能）は、センサＩＣチップ５の単位長さ当りの光電変換素子５０の個数により規定され、センサＡとしては、分解能が、たとえば８ドット／ｍｍのものが用いられる。この場合、センサＩＣチップ５の１ｍｍ当りに８個の光電変換素子３５が備えられる。
【００３４】
上記基板６は、たとえばエポキシ樹脂やセラミックなどにより形成されており、上記複数の光電変換素子５０がレンズアイ４の真上に位置するとともに、上記光源３が導光路３１内に位置するように、ケース１の下部に装着されている。
【００３５】
このようなセンサＡは、図２に示すように、対象物Ｐを搬送するため搬送台９に取り付けられて使用される。この搬送台９は、搬送により移動する対象物Ｐが支持される搬送面９ａ（図５参照）を有しており、搬送面９ａの表面には、図２および図５に示すように、副走査方向に延びかつ平面状の底部９２から所定の高さに形成された凸状ガイド９１が複数本設けられている。各凸状ガイド９１は、たとえば半円柱状に形成されており、これにより、対象物Ｐが移動することによって生じる摩擦力をより小とすることができる。各凸状ガイド９１は、その先端部９１ａが高さレベルを維持したままの状態でセンサＡのエッジ部７ａ，７ｂに向かって延出するように形成されている。このような搬送台９は、対象物Ｐの表裏面の画像をセンサＡで読み取られせることができるように、たとえば、図３に示すように、第１の方向ｄ₁に搬送されてきた対象物Ｐを裏返して、これを上記第１の方向ｄ₁とは逆の第２の方向ｄ₂に再び送り戻すことができるように構成された反転機構９０に連結されている。また、センサＡの近傍には、両方向に回動し、かつ対象物ＰをセンサＡの読み取り領域１０に押しつけることができるローラ８が備えられており、これにより、対象物Ｐが読み取り領域１０に対して接触しつつ副走査方向における双方向に移動するように構成されている。
【００３６】
センサＡを搬送台９へ取り付ける際に、センサＡは、図２に示すように、対象物Ｐが移動する方向ｄ、すなわち副走査方向に対して上記読み取り領域１０が平面視において直交するように配置されており、図３に示すように、取り付け状態において、上記各エッジ部７ａ，７ｂが上記搬送面９ａと隣接するように配置される。このとき、センサＡは、各エッジ部７ａ，７ｂの曲面７１における高さレベルが搬送面９ａ、より詳細には上記凸状ガイド９１よりも高くなるように配置される。また、センサＡを搬送台９へ取り付ける際に、搬送台９の各凸状ガイド９１の先端部９１ａは、エッジ部７ａ，７ｂの凹部７４に係合し、その内部に収容される。
【００３７】
次に、上記構成を有するセンサＡの作用について図４（ａ）および図４（ｂ）を参照して説明する。なお、図４（ａ）および図４（ｂ）においては、対象物Ｐは、第１の方向ｄ₁に搬送された後、第１の方向ｄ₁とは逆の第２の方向ｄ₂に搬送されるものとする。
【００３８】
第１の方向ｄ₁に搬送される対象物Ｐは、搬送面９ａに接触した状態で移動し、センサＡに到達する。この際に、対象物Ｐは、まず、その端部Ｐ₁がセンサＡのエッジ７ａに当接する。このとき、エッジ部７ａの上面７１は、上方側に凸とされた曲面状とされており、その曲面７１の高さレベルが搬送面９ａの高さレベルよりも高いので、図４（ａ）に示すように、対象物Ｐは、曲面７１上を滑るように移動することができる。より詳細には、対象物Ｐの端部Ｐ₁は、エッジ部７ａの曲面７１に沿って若干上方に持ち上げられ、この状態でセンサＡの読み取り領域１０に向かって移動することができる。これにより、対象物ＰをセンサＡのエッジ部７ａに引っかけることなく移動させることができる。
【００３９】
次いで、対象物Ｐの端部Ｐ₁がセンサＡの読み取り領域１０の近傍に搬送されてきた際には、対象物Ｐは、図４（ｂ）に示すように、上記ローラ８の回動によって、その表面が読み取り領域１０に対して接触しつつ第１の方向ｄ₁に移動する。これにより、対象物Ｐの表面の画像がセンサＡにより順次読み込まれていく。
【００４０】
次いで、読み取り領域１０上を通過した対象物Ｐは、カバーガラス２の上面に接触した状態で、その端部Ｐ₁がセンサＡのエッジ部７ｂに当接する。このとき、エッジ部７ｂの上面７１は、上方側に凸とされた曲面状とされており、その曲面７１の高さレベルがカバーガラス２の上面２ａの高さレベルよりも高いので、図４（ｂ）に示すように、対象物Ｐは、曲面７１上を滑るように移動することができる。より詳細には、対象物Ｐの端部Ｐ₁は、エッジ部７ｂの曲面７１に沿って若干上方に持ち上げられ、この状態でさらに第１の方向ｄ₁に移動することができる。ここで、エッジ部７ｂの曲面７１は、カバーガラス２側の部分がカバーガラス２の上面２ａよりも低い位置まで延びているので、対象物Ｐの端部Ｐ₁をより確実に持ち上げることができる。これにより、対象物ＰをセンサＡのエッジ部７ｂに引っかけることなく移動させることができる。
【００４１】
また、搬送面９ａの凸状ガイド９１の先端部９１ａは、エッジ部７ｂの凹部７４内に収容されているので、対象物Ｐは、その移動時に、端部Ｐ₁が凸状ガイド９１の先端部９１ａに当接することがない。これにより、対象物Ｐを凸状ガイド９１の先端部９１ａに引っかけることなく移動させることができる。
【００４２】
そして、対象物Ｐは、たとえば上記反転機構９０などにより裏返され、裏面を下方に向けて第２の方向ｄ₂に移動する。これにより、対象物Ｐは、読み取り領域１０上を通過する際に、その裏面の画像がセンサＡにより読み取られる。このとき、対象物Ｐがエッジ部７ｂおよびエッジ部７ａを通過する際においては、対象物Ｐが第１の方向ｄ₁に搬送される場合について上述したのと同様の作用により、対象物ＰをセンサＡのエッジ部７ｂ，７ａおよび凸状ガイド９１の先端部９１ａに引っかけることなく移動させることができる。
【００４３】
このようにして、上記センサＡは、対象物Ｐを読み取り領域Ｐに対して副走査方向における双方向に容易に移動させることができる。
【００４４】
もちろん、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内でのあらゆる設計変更はすべて本願発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る双方向密着型イメージセンサの一例を示す概略斜視図である。
【図２】図１の双方向密着型イメージセンサを搬送台に組み込んだ状態を示す平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、図１の双方向密着型イメージセンサの作用を説明するための図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】従来の密着型イメージセンサの一例を示す概略平面図である。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１ケース
２カバーガラス
７ａ，７ｂエッジ部
９搬送台
９ａ搬送面
１０読み取り領域
１１ケースの開口部
７１エッジ部の曲面
７４エッジ部の凹部
９１凸状ガイド
Ａ双方向密着型イメージセンサ
Ｐ読み取り対象物

Claims

上部に所定の開口部が形成されたケースと、上記開口部を閉止するとともに表面に所定長さのライン状の読み取り領域が形成されるカバーガラスとを備えており、シート状の読み取り対象物が上記読み取り領域に対して接触しつつ副走査方向における双方向に移動する双方向密着型イメージセンサであって、
上記ケースにおける上記開口部の副走査方向両端側に位置し、主走査方向に延びているエッジ部は、その上面が上記ケースの上方側に凸とされた曲面状に形成されており、その曲面の頂点の高さレベルが上記カバーガラスの上面の高さレベルよりも高くなるように構成されている一方、
副走査方向に延びる所定高さの凸状ガイドを複数本設けられた搬送面が形成され、この搬送面上に載る上記読み取り対象物を搬送するための搬送台に取り付けられて使用され、
上記搬送台に取り付けられた状態で、上記各エッジ部は、上記搬送面に対して、上記曲面の頂点の高さレベルが搬送面の高さレベルよりも高くなるように隣接し、
上記各エッジ部の外側の端部には、下方および上記カバーガラスに向かって所定深さを有する複数の凹部が主走査方向に並べられるように形成されており、かつ、
上記搬送台の上記各凸状ガイドの先端部は、その高さレベルを維持したままの状態で上記エッジ部に向かって延出し、上記各凹部に係合するようにしてその内部に収容されることを特徴とする、双方向密着型イメージセンサ。