JPH0226464A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置に関し、詳しくはライン型密着イ
メージセンサとサーマルヘッドを一体型で構成した半導
体装置に関するものである。

〔従来の技術〕

ファクシミリの原理は、原画を走査して、その走査光点
の反射光をＣＣＤのイメージセンサで受−けて光電変換
し、これを変調した後、相手側に伝送する。相手側のフ
ァクシミリ装置では、受信したファクシミリ信号を復調
し、復調した電気信号を光量に変換した後、これを記録
用紙に記録する。

このように、従来のファクシミリ装置のイメージセンサ
は、ＣＣＤとレンズ系を使用したものが主流であって、
最近は、アモルファスを使用したイメージセンサも使用
され始めてきた。

一方、ファクシミリの記録方法としては、高速で鮮明な
記録が可能な静電記録と、比較的低廉で。

取り扱いが簡単な感熱記録とがある。このうち、感熱記
録は、熱記録ヘッドの発熱により、これに接した記録紙
を発色させる方法と、記録針で記録紙に電流を流し、こ
の電流の発熱によりこの記録紙を発色させる方法とがあ
る。

従来、例えば、ファクシミリ装置でイメージセンサとサ
ーマルヘッドを対で使用する場合には、イメージセンサ
の半導体モジュールと、サーマルヘッドの半導体モジュ
ールとを別個に装置に組み込んでいた。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、従来、例えば、ファクシミリ等でイメージ
センサとサーマルヘッドを対で使用する場合、別々のモ
ジュールとして使用していた。

一方、ファクシミリ装置のコストダウン化が要望されて
いるが、コストダウンのためには各々のモジュール単価
を下げることが必要である。従来の方式では、イメージ
センサがＣＣＤであっても、またアモルファスであって
も、サーマルヘッドとは共通部分が全くないため、イメ
ージセンサとサーマルヘッドとを一体化しても何も利点
はなかった。すなわち、イメージセンサとサーマルヘッ
ドとを一体化しても、単に２個の半導体モジュールを合
体させて、１個のモジュールにするだけであり、コスト
ダウンは不可能であって、容量もあまり減少されず、そ
の結果、小型化は難かしかった。

本発明の目的は、このような従来の課題を解決し、イメ
ージセンサとサーマルヘッドを一体化することにより、
コストダウンを可能とし、スペースもサーマルヘッドの
みの場合と殆んど変わらない半導体装置を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の半導体装置は、イメ
ージ入力のためのライン型密着イメージセンサと、該イ
メージ入力の画像を出力させるか、別個の画像を出力す
るのためのサーマルヘッドとを組み込んだ電子回路装置
において、上記イメージセンサの受光素子群と、該受光
素子群の出力を読み取るシフ１〜レジスタを含む論理回
路と、画像を出力するための駆動信号をシフトするシフ
トレジスタを含む論理回路と、該駆動信号により駆動さ
れるサーマルヘッドの発熱体のうち、上記イメージセン
サのシフトレジスタと上記サーマルヘッド・ドライバの
シフトレジスタを共用するとともに、上記各素子群と回
路群を同一の半導体の基板上に一体化して構成したこと
に特徴がある。

〔作　　用〕

本発明においては、ライン型密着イメージセンサをモノ
リシックＩＣに内蔵し、かつサーマルヘッドの発熱素子
をドライブするドライバを同一素子の中に作成して、論
理素子を共用する。これにより、イメージセンサとサー
マルヘッドドライバを別個に作成したチップを単に合わ
せたものよりも、形状を小さくするとともに、チップの
コストを低減することができる。また、イメージセンサ
とサーマルヘッドの基板を共通にすることにより、基板
コストも低減することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を、図面により詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す一体化イメージセン
サの構成図である。

ＣＣＤイメージセンサは、光で励起された信号電荷の蓄
積機能（光電変換）とその電荷の転送機能（走査）とか
ら構成される。その場合、半導体基板と絶縁膜との界面
に注入された信号電荷を、電荷転送用電極に適当なりロ
ックパルス電圧を印加することにより、電荷を転送して
外部に信号として取り出す。なお、転送に先立ち、光電
変換素子列から信号電荷を移送ゲートを介してＣＣＤ転
送部（シフトレジスタ）に移す。その際に、一定時間移
送ゲートを閉じ、ＭＯＳキャパシタの電極に電圧を加え
て形成した空乏層に、光励起により作られた信号電荷を
蓄積した後、次に移送ゲートを開け、ＣＣＤ転送電極下
の空乏層に蓄積された信号電荷を移送する。光電変換部
では、移送ゲートが閉じてから次に開くまでの時間に照
射された光量に対応した信号電荷が生じる。このように
、ライン型密着イメージセンサは、光を電気信号に変換
する光電変換素子（フォトトランジスタ）と、移送ゲー
トを開閉してＣＣＤ転送電極下の空乏層に蓄積された信
号電荷を移送するためのアナログスイッチと、信号電荷
を転送するためのシフトレジスタとからなる・シフトレ
ジスタにより読み取った信号は、リート／ライト・バッ
ファに転送され、その後、主走査方向１ラインずつのデ
ータに組み替えられ、ラインデータ単位でデータ圧縮・
再生装置に転送される。

一方、サーマルヘッドのドライバは、遅延シフトレジス
タと、直並列変換レジスタと、高圧ドライバと、記録ヘ
ッドから構成される。すなわち、データ圧縮・再生装置
により再生された受信ファクシミリ信号は、−旦、リー
ド／ライト・バッファに順次蓄積される１次に、バッフ
ァは、記録装置からのストローブ信号に応えて副走査方
向３２ラインの計３２ビットを１ブロツクとして、スタ
ートシンクからエンドシンクの間に３２Ｘ１７２８ビツ
トの受信ファクシミリ信号を遅延シフトレジスタに転送
する０次に、シリアルに入力した信号をパラレル信号に
変換し、パラレル信号でサーマルヘッドの電極を駆動す
る。

本実施例においては、ＣＣＤイメージセンサの転送用シ
フトレジスタと、サーマルヘッドドライバの遅延用シフ
トレジスタとを共用し、同一基板上に構成するのである
。

第１図において、１はイメージセンサの受光素子である
フォトトランジスタ、２はフォトトランジスタ１からの
出力を受は取り、移送ゲートを開閉するためのアナログ
スイッチ、３はアナログスイッチ２からの出力を取り出
すための出力端子、５はアナログスイッチ２を介して受
光素子１の順次データを取り込み、これを読み出すため
、および受信ファクシミリ信号を入力して遅延させるた
めのシフトレジスタ、４はシフトレジスタ５からのデー
タ出力（送信ファクシミリ信号出力）を取り出すデータ
出力端子、６はシフトレジスタ５のデータをホールドす
るラッチ（直並列変換素子）、７は発熱体をオンオフす
るためのＮチャネルＭＯＳトランジスタ、８はサーマル
ヘッドの発熱体が接続される端子、９は受信ファクシミ
リ信号のデータ入力端子、１０はシフトレジスタ駆動用
のクロック端子、１１は一電源、１９は十電源である。

ここで、受光素子１とアナログスイッチ２とシフトレジ
スタ５がイメージセンサとしてのハードウェアであり、
シフトレジスタ５とラッチ６とＭｏＳトランジスタ７と
サーマルヘッド発熱体の端子８がサーマルヘッド側のハ
ードウェアである。

従って、両者を一体化することにより、シフトレジスタ
５が共通化され、その分だけは確実にコストダウンと容
量の低減が可能となる。

先ず、イメージセンサとしては、ＣＭＯ８の基板をコレ
クタとし、かつパーティカルに配列されたフォトトラン
ジスタの受光素子１により、受光した光情報を電圧に変
換してアナログスイッチ２に送る。アナログスイッチ２
は入力した電圧をスイッチング・オフすることにより、
先の電圧を出力端子３に出力するとともに、その電荷を
シフトレジスタ５に移送して、空乏層に電荷を蓄積する
。

次の周期で、シフトレジスタ５は１〜ｎの複数個の受光
素子１からの光情報である順次データを読み取る。シフ
トレジスタ５は、クロック端子１０からのクロックに同
期して入力データのシフト動作を行うことにより、読み
出したデータをデータ出力端子４に出力する。出力され
たデータはり一ト／ライト・バッファに書き込まれた後
、圧縮されて送信される。

次に、サーマルヘッドのドライバとしては、イメージセ
ンサと同一基板の半導体基板上に、シフトレジスタ５を
構成し、これをイメージセンサと共通に使用する。受信
されたファクシミリ信号は復調・再生されて、リード／
ライト・バッファに書き込まれた後、第１図のデータ入
力端子９から直列信号としてシフトレジスタ５に入力さ
れる。

クロック入力端子１０からのクロックに同期してシフト
動作が行われ、最終桁までシフトした時点でシフトレジ
スタ５のデータはラッチ回路６にホールドされて、直並
列変換が行われる。ラッチ回路６にホールドされたデー
タは、発熱体をオンまたはオフするデータであり、これ
らのデータがラッチ回路６に接続されたＮチャネルＭＯ
Ｓトランジスタ７をオン・オフすることにより、サーマ
ルヘッドの発熱体が接続される端子８を駆動して、デー
タの内容をサーマルペーパーに印字する。

このように、例えば、ファクシミリの場合には、原稿を
読み取る時間と受信したデータを出力する時間は、物理
的に異なる時間であるために、シフトレジスタ５を共通
に使用することができる。同じく、サーマルヘッドを使
用して出力している時間には、ヘッド自体は発熱するが
、同時にイメージセンサを使用することはないので、そ
の影響は少ない。

一方、従来のアモルファス・イメージセンサを第１図に
示すような状態で使用すると、基板とＩＣ間に、イメー
ジセンサ１ビツトに対して１本、サーマル発熱体１ビツ
トに対して１本のワイヤーまたはリード線が必要となる
ため１例えば、Ａ４判タイプでは３４本以上のリード線
が出ることになり、歩留りの点でも現実的ではない。な
お、アモルファス・イメージセンサの半導体素子は、Ｃ
ＣＤ等のＩＣセンサのように読み取り幅が狭くなく、原
稿の幅と同じ幅を持つ等倍センサが可能である。その結
果、センサを直接原稿に接触させて読み取れるため１間
隔をあけなくてよく、小型化が可能である。等倍センサ
は、原稿に密着して受光するので、密着イメージセンサ
と呼ばれる。

本発明においては、イメージセンサのビットに対しては
リード線の引き出しがなく、サーマルヘッドに対しての
みリード線が引き出されているので１歩留り、加工コス
トはサーマルヘッドの加工コストと歩留りに極めて近い
。

このように、本実施例を採用すると、サーマルヘッドの
コストに対して、チップコストのみを約５０％アップす
ることにより、サーマルヘッドとイメージセンサを一体
化したモジュールを製作することができる。従って、コ
スト的にもスペース的にも、削減効果が大である。

第２図は、本発明によりイメージセンサとサーマルヘッ
ドを一体化したヘッドの斜視図である。

第２図において、１２はイメージセンサとサーマルヘッ
ドの発熱体のドライバ・チップ、１３はリード線の端子
、１４はサーマルヘッドの発熱体。

１５はセラミック基板、１６は発熱体１４とドライバ・
チップ１２とを接続するワイヤボンドである。

先ず、セラミック基板１５に発熱体１４を薄膜または厚
膜により付けた後、イメージセンサとサーマルドライバ
を乗せたチップ１２を所定のビット数を満足するように
、直列にダイボンドしてヘッドを作成する。薄膜により
発熱体１４を付ける場合には、Ｔａ、Ｎ、Ｗ、Ｎｉ−Ｃ
ｒ、Ｓｉ化合物等を用いて、プリント技術で８０７ｍ馬
程度０高密度のものを作成する。また、厚膜により発熱
体１４を付ける場合には、発熱体Ｉ４にＰｄ−Ａｇ系、
Ｒｕ系等を用いて、表面を耐摩耗性のガラスで覆ってい
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、イメージセンサ
とサーマルヘッドを一体化型で製作するにもかかわらず
、チップのコストはサーマルヘッドのドライバの１．５
倍程度になるだけで、一体型ヘッドを作るコストはサー
マルヘッド単体のコストとほぼ同じであり、またスペー
スがサーマルヘッドのみのときと殆んど変わらないため
、容量削減の効果が大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す一体型半導体装置の構
成図、第２図は本発明によりイメージセンサとサーマル
ヘッドを一体型したヘッドを示す斜視図である。 １：受光素子、２：アナログスイッチ、３：出力端子、
４：データ出力端子、５：シフトレジスタ、６：ラツチ
回路、７：ＮチャネルＭＯＳトランジスタ、８：サーマ
ルヘッド発熱体が接続される端子、９：データ入力端子
、１０：クロック端子、１１ニー電源、１９：十電源、
１２：イメージセンサとサーマルヘッドの発熱体のドラ
イバチップ、１３：リード端子、１４：サーマルヘッド
の発熱体、１５：セラミック基板、１６二発熱体とドラ
イバチップとを接続するワイヤーボンド。 特許出願人　株式会社　リ　　コ 、５１′・“・、。 代理人弁理士磯村雅俊、、＋　、＝）・第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）イメージ入力のためのライン型密着イメージセン
   サと、該イメージ入力の画像を出力させるか、別個の画
   像を出力するのためのサーマルヘッドとを組み込んだ電
   子回路装置において、上記イメージセンサの受光素子群
   と、該受光素子群の出力を読み取るシフトレジスタを含
   む論理回路と、画像を出力するための駆動信号をシフト
   するシフトレジスタを含む論理回路と、該駆動信号によ
   り駆動されるサーマルヘッドの発熱体のうち、上記イメ
   ージセンサのシフトレジスタと上記サーマルヘッド・ド
   ライバのシフトレジスタを共用するとともに、上記各素
   子群と回路群を同一の半導体の基板上に一体化して構成
   したことを特徴とする半導体装置。