JPH03136369A - 密着イメージセンサ - 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】 〔発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ファクシミリ装置等の読取装置の読取部に使
用される密着イメージセンサに関する。

（従来の技″術） ファクシミリ装置の普及に伴い、原稿の読取部に使用さ
れる種々の密着イメージセンサが研究・開発され、使用
されるようになってきた。

一般に、密着イメージセンサは、原稿に照射された光の
原稿面での反射光を、集束性ロッドレンズアレイにて光
電変換素子部に集光さるものである。

ところで、近年では密着イメージセンサの小型化、低コ
スト化のため、集束性ロッドレンズアレイ等の光学系を
取除いた、いわゆる完全密着イメージセンサが主流“と
なりつつある。

即ち、この密着イメージセンサは、集束性ロッドレンズ
アレイ等の光学系を取除いて、光電変換素子部に原稿を
近接させ、原稿面での反射光を直接光電変換素子部に入
光させるものである。

次に、この密着イメージセンサの構成について説明する
。

透明基板上に光源からの光が通過できる第１の窓部を有
する′！Ｂ１の遮光層が設置され、この第１の遮光層上
に第１の透明絶縁層が設置されている。

そして、この透明絶縁層上で第１の窓部に隣接する複数
個の光電変換素子が原稿の走行方向（以下、副走査方向
と称する。）に対して直角な方向（以下、主走査方向と
称する。）に−列に配設され、この光電変換素子は第２
の透明絶縁層にて被覆されている。更に、第１の窓部を
通過する光を原稿面に照射可能に第２の窓部を有する第
２の遮光層が設置され、この上に原稿の摺動から光電変
換素子を保護するために保護ガラスが設置されて密着イ
メージセンサは構成されている。

次に、このような密着イメージセンサの動作について説
明する。

このような構成の密着イメージセンサでは、透明基板裏
面から照射される光が第１の窓部、第２の窓部を順次通
過し原稿に照射される。そして、この照射された光は原
稿面にて反射され、第２の窓部を通過して光電変換素子
に入光される。すると、入光された光量に対応した電流
あるいは電圧が出力され、原稿面の情報を読取ることが
できる。

そして、このような動作を副走査方向に繰り返すことに
より、原稿面の２次元の情報が密着イメージセンサによ
り検出できる。

（発明が解決しようとする課′；Ａ） しかし、例えば上述したような構成の密着イメージセン
サでは、光源から照射される光の全てが良好にｚｌの窓
部、第２の窓部を順次通過するのではなく、例えば第２
の窓部を通過することなく第２の遮光層の光電変換素子
側にて反射される光も存在する。

そして、このような第２の遮光層にて反射される不所望
な光の一部は光電変換素子に照射されることもあり、実
際原稿面で反射される反射光よりも大きな光量が光電変
換素子に入光することになる。

このように不所望な光が光電変換素子に入光することは
、密着イメージセンサの解像度の低下を招き、正確な原
稿面の情報の読取りにとっては大きな弊害となる。

本発明の目的は、上記課題に鑑みなされたもので、光電
変換素子に入光する不所望な光を十分に除去することに
より、高い解像度にて正確な原稿面の情報の読取りを可
能とする密着イメージセンサを提供することを目的とし
たものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の密着イメージセンサは、情報を読取るべき原稿
に光を照射し、その反射光を基板上に配列される光電変
換素子にて電気信号に変換する密着イメージセンサであ
って、反射光が光電変換素子に照射されるような窓部を
有する遮光層を光電変換素子上に備え、遮光層は光電変
換素子側か光電変換素子反対側に比べて窒素含有率の高
い窒化アルミニウムにて構成されていることを特徴とす
るものである。

（作　用） 本発明者等は、窒化アルミニウムの性質について種々検
討した結果、次のような性質を見い出した。

即ち、窒化アルミニウム（ＡＩＮ　　＞は窒素の含有ｍ
ｘを変化させることにより、種々の性質に変化するもの
であり、窒素の含有Ｑｘが０≦ｘく０．２の範囲では高
い導電性と高い反射率を有し、０．２≦Ｘ≦０．６の範
囲では高い熱伝導性、熱吸収性と１〜２％程度の低い反
射率を有し、また更に０．８＜ｘ≦１とすることにより
、透明で高硬度。

高抵抗な性質を有するということである。

そして、本発明者等は、特にこのような窒化アルミニウ
ムの性質を密着イメージセンサの遮光層として旨く利用
した。

このようにして成された密着イメージセンサの特に遮光
層の構成は、光電変換素子側の遮光層の窒素含有量を、
光電変換素子反対側に比べて高くするというものである
。

光電変換素子側に設置される遮光層の窒素含有量は高い
ため、光反射率の低い膜となる。このため、光電変換素
子側に反射される不所望な光を防ぎ、原稿濃度に忠実な
反射光が光電変換素子に照射されるため、従来に比べて
高い解像度を確保することができる。

また、光電変換素子反対側に設置される遮光層の窒素含
有量は低いため、導電性の高い膜となる。

これにより、光電変換素子を電気的にシールドすること
により、密着イメージセンサ上を原稿が走行することに
より帯電しても、光電変換素子が静電破壊されることを
充分に防ぐことができる。

（実　施　例） 以下、本発明の一実施例の密着イメージセンサとして、
原稿と密着センサとの間に光学系を設置することなく、
密着イメージセンサ上に原稿を走行させて使用する密着
センサについて図面を参照して説明する。

第１図は本実施例の密着イメージセンサ（１）の概略断
面図を示すもので、この密着イメージセンサ（１）は次
のような構成となっている。

ガラスから成る透明絶縁性基板（１１）上に、各光電変
換素子（４１）に１対１で対応する第１の透光用窓部（
２３）を有してクロム（Ｃｒ）により形成される第１の
遮光層（２１）が設置され、この上に酸化シリコン（Ｓ
　ｉ０２　）から成る第１の透明絶縁層（３１）が設置
されている。

そして、第１の透光用窓部（２３）に隣接する第１の透
明絶縁層（３１）上に、アモルファスシリコン（ａ−３
ｔ）を一対の電極で積層挟持して成るサンドイッチ構造
の光電変換素子（４１）が主走査方向に凌数配列され、
この光電変換素子（４１）を含む全面にわたって酸化シ
リコン（Ｓ　ｉ０２　）から成る第２の透明絶縁層（５
１）が設置されている。

また、第１の遮光層（２１）の第１の透光用窓部（２３
）に１対１で対応し、第１の透光用窓部（２３）よりも
光電変換素子（４１）側に若干大きな第２の透光用窓部
（６３）を有する２層構造の第２の遮光層（６１）が第
２の透明絶縁層（５１）上に接着剤層（５５）を介して
設置されている。この第２の遮光層（６１）は窒化アル
ミニウム（ＡＩＮ　　）によって構成されるもので、光
電変換素子（４１）に近い側には窒素の含有ｍｘが０．
６の窒化アルミニウムが遮光部層（Ｂｌｂ）として設置
され、光電変換素子（４１）の反対面には窒素の含有Ｗ
ｋｘが０の窒化アルミニウムが導電部層（［１ｌａ）と
して設置されている。この導電部層（６１ａ）は光電変
換素子（４１）を電気的にシールドするために第１の遮
光層（２１）と接続されている。

この第２の遮光層（６１）の遮光部層（Ｂｌｂ）は、窒
化アルミニウムの窒素の含有量が０．６であるため、黒
色で１〜２％と非常に低い反射率と、高い熱伝導性、熱
吸収性を有し、導電部層（８１ａ）は９５％と高い光反
射率と高い導電性を有するものとなった。

更に、第２の遮光層（６１）上には保護ガラス（７１）
が設置されて密着イメージセンサ（，１）は構成されて
いる。

上記した構成の密着イメージセンサ（１）は次のように
動作する。

原稿（９１・）が保護ガラス（７１）上を副走査方向に
走行してくると、透明絶縁性基板（１ｔ）裏面に設置さ
れる発光素子（図示せず）からの光（Ｌｌ）は、第１の
透光用窓部（２３）および第２の透光用窓部（６３）を
通過して原稿（９１）面に照射される。そして、原稿（
９１）面で反射された光（Ｌｌ）は再び第２の透光用窓
部（６３）を通過して光電変換素子（４１）に入射され
、原稿（９１）面に形成される情報が電気信号に変化さ
れる。

例えば、第１の透光用窓部（２３）および第２の透光用
窓部（Ｂ３）を通過し、読取るべき原稿（９１）面以外
の領域に照射される不所望な光（Ｌ２）は、原稿（９１
）面にて反射光されても第２の遮光層（６１）の上層（
６１ａ）で反射されて光電変換素子（４１）へ入射され
ることが阻止される。

また、例えば第１の透光用窓部（２３）を通過するが第
２の透光用窓部（６３）を通過できない不所望な光（Ｌ
３）では、第２の遮光層（６１）の下層（Ｏｌｂ）によ
り光電変換素子（４１）側に反射されることがない。

次に、上述した密着イメージセンサ（１）の、特に第２
の遮光層（６１）の製造について説明する。

この密着イメージセンサ（１）は、光電変換素子（４１
）が形成された透明絶縁性基板（１１）と第２の遮光層
（６１）が形成された保護ガラス（７１）が透明なエポ
キシ系の接着剤層（５５）によって接着設置されて構成
されるものである。

従って、第２の遮光層（６Ｉ）の製造に当っては、保護
ガラス（７１）上に、金属アルミニウム（Ａ１）をター
ゲットとし、スパッタリングガスとしてアルゴン（Ａ「
）ガスを、反応ガスとして窒素（Ｎ２）ガスを用いてス
パッタリングを行った。

まず、窒素（Ｎ２）ガスを導入しない状態でスパッタリ
ングを行ない第２の遮光層（６１）の導電部層（８１ａ
）を形成した後に、窒素（Ｎ２）ガスを導入してスパッ
タリングすることにより窒素の含有ｆａｘが０．６であ
る窒化アルミニウムを遮光部層（Ｂｌｂ）として形成し
た。

そして、各光電変換素子（４１）に対応する第２の透光
用窓部（Ｂ３）をエツチングして形成することにより、
第２の遮光層（６１）が容易に形成された。

ここでは導電部層（８１ａ）及び遮光部層（Ｂｌｂ）を
個々に形成したが、例えば、スパッタリングの時間と共
に窒素（Ｎ２）ガスの流量を０から０．６へと除々に増
加させることにより、導電部層（６１ａ）と遮光部層（
６１ｂ）が連続して成る第２の遮光層（６１）としても
良い。

以上詳述したように、本実施例の密着イメージセンサ（
１）では、光電変換素子（４１）側では反射率が低い窒
化アルミニウム（ＡＩＮ　　）が第２の遮光層（６１）
として設置されているため、不所望な光が第２の遮光層
（６１）にて反射し、光電変換索子（４１）に入射され
ることがなく、高い解像度で正確な情報の読取りを行う
ことができた。

また、この第２の遮光層（６１）の保護ガラス（７１）
側には、第１の遮光層（２１）と接続される導電性が高
い導電部層（６１ａ）が形成されているため、原稿と保
護ガラス（７１）の接触により保護ガラス（７１）が帯
電しても、光電変換素子（４１）は電気的にシールドさ
れているため、絶縁破壊されるといったこともない。

更に、この窒化アルミニウム（ＡＩＮ）によって形成さ
れる第２の遮光層（６１）の遮光部層（Ｂｌｂ）は熱吸
収性、熱伝導性に非常に優れているため、上述したよう
な透明絶縁性基板（１１）裏面から光を照射する密着イ
メージセンサ（１）であっても、第２の遮光層（６１）
が熱により劣化することがない。このため、密着イメー
ジセンサ（１）の解像度が使用時間等により変化するこ
ともなく、特に上述した密着イメージセンサ（１）には
最適である。

本実施例では、アモルファスシリコン（ａ　−５ｉ）を
一対の電極で積層挟持して成るサンドイッチ構造の光電
変換素子（４１）を用いたが、この他にもカドニウム・
サルファイド （Ｃｄ　Ｓ）等のＩＩ−Ｖｌ族化合物半導体、カッパ・
インジウム・ダイセレナイド（Ｃｕ　Ｉ　ｎ　Ｓ　ｅ　
２　）等のカルコパイライト型半導体等を用いたもので
あっても良い。

第２図は本発明の他の実施例の密着イメージセンサ（１
０１）の概略断面図を示すもので、第１の実施例の密着
イメージセンサ（１）と同一箇所は同一符号を付して説
明を省略する。

本実施例の密着イメージセンサ（１０１）は、透明絶縁
性基板（１１）上に２つの光源（図示せず）からの光を
透光させる２つの第１の透光用窓部（２５）。

（２７）が原稿の走行方向に形成されて成る第１の遮光
層（２１）が設置されている。そして、この第１の透光
用窓部（２５）　、　（２７）間の°第１の遮光層（２
１）上に原稿の走行方向に対して垂直な方向に複数の光
電変換素子（４１）が配設され、この光電変換素子（４
１）を被覆するように第２の透明絶縁層（５１）が設置
されている。更に、光電変換素子（４１）よりも大きい
第２の透光用窓部（２５）が光電変換素子（４１）上に
相当する領域に形成されるように第２の遮光層（６１）
が接着剤層（５５）を介して設置されている。

この第２の遮光層（６１）は、光電変換素子（４１）側
から保護部層（６１ｃ）、遮光部層（８１ｂ）、導電部
層（８１ａ）の３層構造となっている。保護部層（ＯＬ
ｃ）は窒素の含有量ｘが１である窒化アルミニウムによ
って構成され、遮光部層（６１ｂ）は窒素の含有量Ｘが
０．６である窒化アルミニウムによって構成されている
。更に、導電部層＜８１ａ）は窒素の含有量Ｘが０で構
成されている。

このような構成の密着イメージセンサ（１０１）であっ
ても、上述した密着イメージセンサ（１）と同様に、第
２の遮光層（６１）の遮光部層（６１ｂ）は窒素の含有
ｆｆ１ｘが０．６で構成されているため、反射率が１〜
２％と非常に低くなる。従って、光源から直接箱２の遮
光層（６１）に照射される光があっても、第２の遮光層
（６１）の導電部層（６１ｂ）が低反射率に形成されて
いるため、反射されて光電変換素子（４１）に照射され
ることがない。このように不所望な光が光電変換素子（
４１）に照射されることがないため、高い解像度を得る
ことができる。また、この第２の遮光層（６１）の最も
光電変換素子（４１）側に形成される保護部層（（ｉｌ
ｃ）の窒化アルミニウム（ＡＩＮ　　）は透明で高い絶
縁性と高い硬度を有するため、前述の密着イメージセン
サ（１）に比べて高い耐久性とすることができる。

そして、第２の遮光層（８１）の光電変換素子（４１）
反対側に形成される導電部層＜ｅｔａ）は、窒素含有ｆ
ｆ１ｘが０で高い導電性を有しており、第１の遮光層（
２１）に電気的に接続されているため、原稿の走行にと
もない保護ガラスが帯電しても光電変換素子（４１）は
電気的にシールドされているため静電破壊されるといっ
たこともない。

このように第２の遮光層（６１）を窒素濃度の異なる３
層構造の窒化アルミニウム（ＡＩＮ　　）によって構成
することにより、高い解像度が得られることは勿論のこ
と、高い耐久性をも確保することができた。

二こでは第２の遮光層（６１）を３層構造としたが、第
２の遮光層（８１）製造時に窒素ガス濃度を０から徐々
に増加させることにより、連続した第２の遮光層（６１
）を形成するものであっても良い。

また、本実施例の密着イメージセンサ（１０１）では、
光電変換素子（４１）の両側から光（Ｌｌｌ）と光（Ｌ
１２）が照射されるため、むらなく正確に原稿面の情報
を読取ることができる。

次に、本発明の他の実施例の密着イメージセンサ（２０
１）について、第３図を参照して説明する。

第３図は、この密着イメージセンサ（２０１）の概略断
面図を示すもので、第１の実施例の密着イメージセンサ
（１）と同一箇所は同一符号を付して説明を省略する。

本実施例の密着イメージセンサ（２０１）は、透明絶縁
性基板（１１）上に光源（図示せず）からの光を透光さ
せる第１の透光用窓部（２５）が原稿の走行方向に形成
されて成る第１の遮光層（２１）が設置されている。そ
して、この第１の透光用窓部（２５）に隣接する第１の
遮光層（２１）上に原稿の走行方向に対して垂直な方向
に複数の光電変換素子（４１）が配設され、この光電変
換素子（４１）を被覆するように第２の透明絶縁層（５
りが設置されている。更に、光電変換素子（４１）より
も大膚い第２の透光用窓部（２５）が光電変ｉ素子（４
１）上部近傍に相当する領域に形成されるよう第２の遮
光層（６１）が設置されている。

この第２の遮光層（６１）は、光電変換素子（４１）側
から遮光部層（１３１ｂ）、導電部層（８１ａ）の２層
構造となっている。この遮光部層（６１ｂ）は、窒素の
含有量Ｘが′０．２〜０．６である窒化アルミニウムに
よって構成されており、１〜２％の低い反射率となって
いる。導電部層（６１ａ）は窒素の含有ｉ１ｘが０，２
よりも小さく構成されでおり、高い導電率を有している
。

そして、更に保護部層（６１ｃ）窒素の含有量Ｘが１で
構成されてる窒化アルミニウムが、この遮光部層（ｅｔ
ｂ）上に保護部Ｊｉｉ（８１ｃ）として設置されている
。

この密着イメージセンサ（２０１）は、前述した密着イ
メージセンサ（１）、（１０１）とは異なり、透明絶縁
性基板（１１）上に第１の遮光層（２１）、第１の透明
絶縁層（３１）、光電変換素子（４１）、そして第２の
透明絶縁層（５１）を順次設置した後、第２の透明絶縁
層（５１）上に、金属アルミニウム（ＡＩ）をターゲッ
トとし、スパッタリングガスとしてアルゴン（Ａｒ）ガ
スを、反応ガスとして窒素（Ｎ２）ガスを用いてスパッ
タリングを行った。そして、徐々に窒素ガス濃度を減少
させることにより、遮光部層（ａｔｂ）　、導電部層（
６１ａ）の２層構造を有する第２の遮光ＷＩＩ（６１）
を形成した。

そして、フォトリソグラフィ技術を用い、第２の遮光層
（６１）に第２の透光用窓部（２５）を形成した後に、
第２の遮光層（６１）上に窒化アルミニウム（ＡＩＮ　
　）をスパッタリングにより設置して密着イメージセン
サ（２０１）とした。

このような構成の密着イメージセンサ（２０１）であっ
ても、上述した密着イメージセンサ（１）と同様に、第
２の゛遮光層（８１）の遮光部層＜６１ｂ）は反射率が
１〜２％と非常に低いため、光源から直接第２の遮光層
（６１）に照射される光があっても、第２の遮光層（６
Ｉ）の遮光部層（６ｔｌｂ）が設置されているため光電
変換素子（４１）に照射されることがない。

このため、本実施例の密着イメージセンサ（２０１）で
は、高い解像度を得ることができる。

また、この第２の遮光層（６１）の導電部層（６１ａ）
では、高い導電性が確保されているため、原稿の走行に
ともない密着イメージセンサ（２０１）が帯電し静電破
壊されるといったこともない。

そして、本実施例の密着イメージセンサ（２０１）では
、前述した密着イメージセンサ（Ｌｏｔ）が原稿の摺動
に対する保護の目的で保護ガラス（７１）が設置されて
いるのに対し、第２の遮光層（６１）上に窒素の含１ｍ
Ｘが１で構成される窒化アルミニウム（ＡＩＮ　　）が
保護ガラス（７１）の代りに保護部層（８１ｃ）として
設置されている。

このような構成とすることにより、従来に比べて密着イ
メージセンサ（２０１）の光電変換素子（４１）から原
稿（９１）までの距離を小さくすることができ、精度の
高い原稿の読み取りが可能となると共に、コストの低廉
化も可能となる。

〔発明の効果］ 上述したように、本発明の密着イメージセンサでは窒化
アルミニウム（ＡＩＮ　　）を遮光層として使用するこ
とにより、原稿の読取り領域以外の原稿面での反射光が
光電変換素子に入射されること、あるいは光源からの光
が直接遮光層で反射され光電変換素子に入射されるとい
った種々の不所望な光を遮光層にて防ぐと共に、遮光層
の原稿読取り側の導電率が高いため、原稿の走行により
密着イメージセンサが帯電しても、光電変換素子部分が
静電破壊されることを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る密着イメージセンサの
概略断面図、第２図は本発明の他の実施例に係る密着イ
メージセンサの概略断面図、第３図は本発明の他の実施
例に係る密着イメージセンサの概略断面図を示すもので
ある。 （１）、（１０１）　、（２０１）・・・密着イメージ
センサ（１１）・・・透明絶縁性基板 （２１）・・・第１の遮光層 （２３）・・・第１の透光用窓部 （３１）・・・第１の透明絶縁層 （４１）・・・光電変換素子 （５１）・・・第２の透明絶縁層 （６１）・・・第２の遮光層 （６３）・・・第２の透光用窓部 （７１）・・・保護ガラス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　情報を読取るべき原稿に光を照射し、その反射光を基
   板上に設置される光電変換素子にて電気信号に変換する
   密着イメージセンサにおいて、前記反射光が前記光電変
   換素子に照射されるような窓部を有する遮光層を前記光
   電変換素子上に備え、前記遮光層は前記光電変換素子側
   が前記光電変換素子反対側に比べて窒素含有率の高い窒
   化アルミニウムにて構成されていることを特徴とする密
   着イメージセンサ。