JPH04172760A - 画像読取装置 - 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〕 本発明は画像読取装置に係り、特に入射した光の情報を
蓄積する手段を有する画像読取装置に関する。

本発明はファクシミリ等の画像読取部に適用される。

〔従来の技術〕

近年、ファクシミリ、イメージリーダー等の小型化、高
性能化の為に、等倍光学系をもつ長尺密着型画像読取装
置の開発が行われている。従来、この種の画像読取装置
は一列アレイ状に配置された各光電変換素子に対して、
各スイッチ素子等で構成された信号処理用のＩＣ（集積
回路）を接続して構成している。

しかしながら、その光電変換素子の個数はファクシミリ
Ｇ３の規格に準するとＡ４サイズで１７２８個も必要と
なり、多数の信号処理用のＩＣが必要となる、このため
実装工数も増え、製造コスト及び信鯨性で満足なものは
得られていない。

一方、信号処理のＩＣの個数を減らし、且つ実装工数を
減らす構成としては、従来がらマトリクス接続による構
成が採用されている。

また、スイッチング用素子として、薄膜トランジスタを
採用し光電変換部、薄膜トランジスタ部、マトリクス配
線部等からなる一体的な構成をとることにより、信号処
理のＩＣの機能を低減し高速読取の可能な画像読取装置
を安価に提供する試みもなされている。更に製造コスト
を減らし、信絃性の高い画像読取装置を提供する為に、
光！変換部の充電変換層及びｆｉｔＭトランジスタ部の
半導体層を同一材料の非晶質シリコンで形成し、充電変
換部、ＩＮ！）ランジスタ部、マトリクス配線部等を同
一基板上に同一製造工程を用いて、一体的に□　形成す
る方法が開発されている。

このような画像読取装置の従来例を第８図〜第１２ｒｊ
！Ｊヲ用イテ説明ｔル（特ＩＪ昭６１−２６３６４号公
報参照）。

第８図は従来の画像読取装置の回路図である。

但しここでは９個の光電変換素子を有する光電変換素子
アレイの場合を一例として、取り上げる。

第１０図は、長尺方向に複数個の画素のある光電変換部
、コンデンサ部、薄膜トランジスタ部、マトリクス配線
部の組のうち、１画素分を示す平面図である。

第１１図は従来の画像読取装置の１画素の断面図である
。なお第１１図は、理解しやすくするために模式的に描
かれており、マトリクス配線部の位置は必ずしも第１０
図とは一致していない。

第１０図において充電変換部１は、基体側からの光に対
する遮光膜を兼ねた下部電極８を有する。

基体側から照射された光は採光用窓７を通して、図面に
対して垂直な上方に位置する原稿面（不図示）で反射し
、その反射光が光電変換部１に入射する。ここで発生し
たキャリアによる光電流は、蓄積用コンデンサ部２に流
れ込み蓄積される。蓄積された電荷は転送用薄膜トラン
ジスタ部３により、信号線用マトリクス配線部５へ転送
され、信号処理部（不図示）により電圧として読み取ら
れる。

第１１図において、各部の層構成を簡単に説明する。

図中１ａは光電変換部、２ａは蓄積用コンデンサ部、３
ａは薄膜トランジスタ部、５ａはマトリクス配線部であ
り、これらは第１の導電層１１−１．１１−２．１１−
３．１１−５、非晶質窒化シリコン層（以下、ＳｉＮ層
という）１２、非晶質シリコン層（以下、半導体層とい
う）１３、オーミックコンタクト用ｎ゛非晶質シリコン
層１４、第２の導電層１５−１．１５−２．１５−４゜
１５−５からなる全５層の共通層の構成を有している。

このような層構成を有する蓄積用コンデンサ部２ａは、
ＭＩＳ構造であり、第１の導電層１１−２と第２の導電
層１５−２（以下、対向電極という）に加えられる電圧
により容量値が変化する現象が起こるため、その特性に
ついて以下において説明する。ただし、本明細書におい
ては、蓄積される信号電荷が電子の場合（ｎ型）につい
て述べているが、信号電荷が正孔の場合（Ｐ型）におい
ても同様の考え方を用いることができる。

第１２図（Ａ）は、第１０図におけるＰ−Ｐ”線に沿っ
た断面図（蓄積用コンデンサ部）であり、第１２図（Ｂ
）は、第１１図のＭｉｓ型コンデンサ部２ａにおける、
対向電極の電位差に対するコンデンサ容量値を示した特
性図（以下、Ｃ−■特性の図という）である、ここで、
対向電極の電位差Ｖｇは、第２の導電体層１５−２の電
位に対する第１の導電体層１１−２の電位で表しており
、以下においても同様に用いる。

第１２図（Ｂ）に示すように、ＭＩＳ型コンデンサでは
Ｖｇを負にすると、半導体層１３に空乏領域が拡がりき
るために小さい容量値で一定になる（２３の領域：以下
、空乏状態という）、又、Ｖｇを正にすると、半導体層
に電荷が注入され空乏領域が狭くなり容量値がしだいに
増加しく２２の領域）、空乏領域が無くなると絶縁層の
みがコンデンサの誘電体となり、容量値は大きな値で−
定となる（２１の領域二基下、蓄積状態という）。

第１２図（Ｂ）のＣ−■特性の図において、空乏状態か
ら蓄積状態へ変化していく部分（２２）の、直線部分の
延長線（２４）と蓄積状態の容量値を示す直線部分の延
長線（２５）の交点をフラットバンド電圧（以下、ＶＦ
ＩＩという）とする。

一般に光電変換部からの信号電荷を蓄積用コンデンサに
蓄積している時に、蓄積用コンデンサの容量値が変化す
ると、蓄積される電荷量と蓄積される電荷量による蓄積
用コンデンサの対向電極間の電圧との関係が一定でなく
なる。又、蓄積用コンデンサの■□の変化量が、複数の
画素間において若干具なるため、複数の画素間における
蓄積電荷量の均一性も悪くなる。すなわち、第１２図（
Ｂ）のＣ−■特性の図における空乏状態から蓄積状態へ
変化していく部分（２２）を使用して電荷を蓄積すると
、光信号を読み取った後に複雑な信号処理を更に行わな
ければならず、又複数の画素間において読み取られた光
信号の均一性も悪くなる。よって、ＭＩＳ構造の蓄積コ
ンデンサを使う場合は、常に蓄積状ｍＧ（２１）で使用
するか、常に空乏状Ｊｌｉ（２３）で使用しなければな
らない。

一方、小型化という観点から考えると、コンデンサの占
有面積が小面積でコンデンサの容量値が大容量値である
ことが望ましく、第１２図（Ｂ）のＣ−■特性の図から
もわかるように空乏状態で用いるよりも、蓄積状態でコ
ンデンサを使用することが理想である。

しかしながら、蓄積状態でコンデンサを使用すると、比
較的短時間で■□がＶｇの正方向に変化することが確認
される（金子他８５．１０信学研責料ＢＤ８５−７９参
照）。

実際に絶縁体層のＳｉＮ層が０．３μｍ、半導体層が０
．５μｍ程度とし、Ｖｇを約１０Ｖに設定するとコンデ
ンサは蓄積状態となる。このような状態においてＶＦＩ
の変化量は、高温（環境温度的６０℃）での動作約２０
０時間で、Ｖｇの正の方向に約５■となる。この時、Ｃ
−Ｖ特性は第１２図（Ｂ）における２６の点線部のよう
な特性になり、画像読取装置として蓄積用コンデンサに
光信号である電荷を蓄積していくあいだに、蓄積用コン
デンサの容量値は蓄積状態から空乏状態へ変化していく
ことが確認された。

これに対して、Ｖｇを負の小さな値（０〜３ｖ程度）に
設定し空乏状態として蓄積用コンデンサを用いる場合に
は、■□の変化量はほとんどゼロである。

以上のことから、ＭＩＳ型の蓄積用コンデンサは、実際
に使用する上でＶＦＩの変化が少ない空乏状態を用いる
ことしかできず、本従来例では第１導電層の電位を第２
導電層の電位よりも常に低く設定し、空乏状態として蓄
積用コンデンサを用いている。

次に、従来の画像読取装置の駆動方法について、回路図
及びタイミングチャートを用いて説明する。

第８図において、光電変換素子Ｅ１〜Ｅ９は、３個で１
ブロツクを構成し、３ブロツクで光電変換素子アレイを
構成している。光電変換素子Ｅ１〜Ｅ９に各々対応して
いる蓄積用コンデンサ０１〜Ｃ９、スイッチングトラン
ジスタＴ１〜Ｔ９も同様である。

また光電変換素子Ｅ１〜Ｅ９の各ブロック内で同一順番
を有する個別電極は、各々スイッチングトランジスタＴ
１〜Ｔ９を介して、共通線１０２〜１０４の一つに接続
されている。詳細にいえば、各ブロックの第１のスイッ
チングトランジスタＴ１、Ｔ４．Ｔ７が共通線１０２に
各ブロックの第２のスイッチングトランジスタＴ２．Ｔ
５．Ｔ８が共通線１０３に、そして各ブロックの第３の
スイッチングトランジスタＴ３．Ｔ６．Ｔ９が共通線１
０４に、それぞれ接続されている。共通線１０２〜１０
４は、各々スイッチングトランジスタＴ１０〜Ｔ１２を
介して、アンプ１０５に接続されている。

蓄積用コンデンサ０１〜Ｃ９は前述したように、常に空
乏状態で使用するために、第［導電層の電位を第２導電
層の電位に比べて常に低く設定してあり、その電位を変
更する必要はない、ここでは、蓄積用コンデンサ０１〜
Ｃ９の第１導電層（以下、光電変換素子と接続されてい
ない側の電極を一定電位電極という）の電位は接地して
あり、第２導電層Ｃ以下、光電変換素子と接続されてい
る側の電極を電荷蓄積電極という）の電位は以下に述べ
るように電源３０１の電位より高くなる。

また第８図において、共通線１０２〜１０４は、それぞ
れ共通コンデンサＣＩＯ〜ＣＩ２を介して接地され、且
つスイッチングトランジスタＣＴＩ〜ＣＴ３を介して電
源３０１と接続されている。

共通コンデンサＣＩＯ〜Ｃ１２の容量値は蓄積用コンデ
ンサ０１〜Ｃ９のそれよりも十分大きくとっておく、ス
イッチングトランジスタＣＴＩ〜ＣＴ３の各ゲート電極
は共通に接続され、端子１０８に接続されている。そし
て、端子１０８の電位がスイッチングトランジスタＣＴ
Ｉ−ＣＴ３を同時にオン状態とする高い電位（以下、ハ
イレベルという）にされることで、共通線１０２〜１０
４の残留電荷が電源３０１の電位まで放電されることに
なる。

次にこのような構成を有する本従来例の動作を、第９図
に示すスイッチングトランジスタＣＴＩ〜ＣＴ３及びＴ
１−Ｔ１２のタイミングチャートを用いて説明する。た
だし第９図の（ａ）〜（転）では、各スイッチングトラ
ンジスタがオン状態となるタイミングを示しているが、
むろんこのタイミングはシフトレジスタ１０６．１０７
および１０８の端子から出力されるハイレベルのタイミ
ングでもある。

まず光電変換素子Ｅ１〜Ｅ９に光が入射すると、その強
度に応じて電源１０１から蓄積用コンデンサＣｌ−Ｃ９
に電荷が蓄積される。そして、まずシフトレジスタ１０
６の第１の並列端子からハイレベルが出力され、スイッ
チングトランジスタＴ１〜Ｔ３がオン状態になる〔第９
図（ａ）〕。

スイッチングトランジスタＴ１〜Ｔ３がオン状態となる
ことで、蓄積用コンデンサ０１〜Ｃ３に蓄積されていた
電荷が、それぞれ共通コンデンサＣＩＯ〜Ｃ１２へ転送
される。これによって、蓄積用コンデンサ０１〜Ｃ３の
電荷蓄積電極の電位が、電源３０１の電位にほぼ完全に
リセットされる。

続いて、シフトレジスタ１０７から出力されるハイレベ
ルがシフトして、スイッチングトランジスタＴＩＯ〜Ｔ
１２が順次オン状態となる〔第９図（ハ）〜げ〕〕、こ
れによって、共通コンデンサＣＩＯ〜ＣＩ２に転送され
蓄積された第１ブロツクの光信号がアンプ１０５を通っ
て順次読み出される〔第９図（９）〕、第１ブロックの
信号が読み出されると、端子１０８にハイレベルが印加
され、スイッチングトランジスタＣＴＩ〜ＣＴ３は同時
にオン状態となる〔第９図（６）〕。これによって、共
通コンデンサＣｌ０−ＣＩ２の電位が電源３０１の電位
にリセットされる。共通コンデンサＣＩＯ〜Ｃ１２の電
位が完全にリセットされた時点で、シフトレジスタ１０
６がシフトし、第２の並列端子からハイレベルが出力さ
れる。これによってスイッチングトランジスタＴ４〜Ｔ
６がオン状態になり〔第９図（ハ）〕、第２ブロックの
コンデンサｃ４〜Ｃ６に蓄積されている電荷が共通コン
デンサ０１０〜Ｃ１２へ転送される。これによって蓄積
用コンデンサ０４〜Ｃ６の電位が電源３０１の電位にほ
ば完全にリセットされる。そして第１ブロツクの場合と
同様に、シフトレジスタ１０７のシフトにより、スイッ
チングトランジスタＴＩＯ〜Ｔ１２が順次オン状態とな
り、共通コンデンサＣＩＯ〜Ｃ１２に蓄積されている第
２ブロツクの光信号が順次読み出される〔第９図（ロ）
〜（ｆ）〕。

第３ブロックの場合も同様に、電荷転送動作〔第９図（
Ｃ）〕と光信号の読みだし動作が行われる〔第９図（ｄ
）〜げ）〕。

このように、第１ブロツクから第３ブロツクまでの一連
の動作により、原稿の主走査方向における１ライン分の
信号を読み取ることが終了し、その読み取られた信号は
原稿の反射率の大小によりアナログ的に出力される〔第
９図（９）〕。また、主走査方向の１ライン当りの走査
時間は、駆動時間（非有効信号読みだし駆動時間または
有効信号読みだし駆動時間）と非駆動時間の和によって
決定される〔第９図（ロ）〕。

副走査方向の走査時間は、読み出された信号を何ライン
毎に有効な信号にするかということにより決定され、第
９図に示した従来例においては、２ライン毎に１ライン
分の信号を有効な信号とすることに設定しているために
〔第９図（１）Ｌ副走査方向の走査時間は、駆動時間と
非駆動時間の和の２倍となる〔第９図（ｍ））。

そして以下同様に、上記動作が２ライン毎に繰り返され
る。

本従来例においては第１１図で説明したように、光電変
換部、蓄積用コンデンサ部、薄膜トランジスタ部、及び
マｌ−ＩＪクス配線部が、第１の導電層、ＳｉＮ層、半
導体層、オーミックコンタクト用ｎ゛非晶質シリコン層
、及び第２の導電層からなる全５層の共通層の構成を有
しているが、必ずしもすべての素子部が同一な層構成で
ある必要はなく、少なくとも蓄積用コンデンサ部のみが
ＭＩＳ構造であり、他の素子部は各素子としての機能を
備える層構成であれば十分である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このようなＭＩＳ型の蓄積用コンデンサ
を常に空乏状態で用いる画像読取装置においては、以下
のような問題点があった。

従来の画像読取装置において、例えば光電変換素子の個
数がＡ４サイズにおいて１７２８個で構成され、主走査
方向の走査時間が５ミリ秒及び副走査方向の走査時間が
１０ミリ秒に設定される場合、光電変換素子の感度、光
電変換素子の感度の温度特性及びクロストークなどを含
むＳ／Ｎを考慮して実際にパターン設計を行うと、蓄積
用コンデンサの容量値が１０〜２０ｐＦとなる。このと
き蓄積用コンデンサの平面的なパターンは、約１００μ
ｍ×数■もの面積を占める。よって、蓄積用コンデンサ
の占有面積を半分に縮小することができれば、装置の小
型化を可能とすると同時に、画像読取装置１台当りのコ
ストを大幅に低くすることが可能となる。

本発明の目的は、上述した画像読取装置におけるＭＩＳ
構造の蓄積用コンデンサを、蓄積状態と空乏状態で交互
に使用することによりＶＦＩの変化量を小さくし、電荷
蓄積手段における信頼性を高め、且つ、有効な画像信号
に寄与する光信号電荷を蓄積用コンデンサが蓄積状態の
時のみに蓄積することにより、蓄積用コンデンサの単位
面積当たりの容量値を大きく用いること、すなわち蓄積
用コンデンサの占有面積を縮小することにより、小型化
された、且つコストの低い画像読取装置を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の画像読取装置は、少なくとも複数の光電変換素
子と、該複数の光電変換素子の各々に対応して設けられ
、前記光電変換素子の各出力信号を蓄積する蓄積手段と
、該蓄積手段に蓄積された信号を順次取り出すスイッチ
手段とを有する画像読取装置において、前記蓄積手段と
してＭＩＳ構造コンデンサを用い、該ＭＩＳ構造コンデ
ンサを電荷蓄積状態と電荷空乏状態の二つの状態で交互
に用いることを特徴とする。

〔作用〕 本発明の画像読取装置は、少なくとも複数の光電変換素
子と、該複数の光電変換素子の各々に対応して設けられ
、前記光電変換素子の各出力信号を蓄積する蓄積手段と
、該蓄積手段に蓄積された信号を順次取り出すスイッチ
手段とを有する画像読取装置において、前記蓄積手段と
してＭＩＳ構造コンデンサを用い、該ＭＩＳ構造コンデ
ンサは電荷蓄積状態と電荷空乏状態の二つの状態で、各
々コンデンサに加えられる電圧及びその電圧が加えられ
る時間により、フラットバンド電圧の変化する方向及び
その変化量が依存するために、電荷蓄積状態と電荷空乏
状態の二つの状態で、各々コンデンサに加えられる電圧
及びその電圧が加えられる時間を最適化し、その二つの
状態を交互に用いることにより、該ＭＩＳ構造コンデン
サにおけるフラットバンド電圧の変化量を小さくするこ
とを可能とし、電荷蓄積手段における信絃性を高め、且
つ有効な画像信号に寄与する光信号電荷を蓄積用コンデ
ンサが蓄積状態の時のみに蓄積することにより、蓄積用
コンデンサの単位面積当たりの容量値を大きくすること
、すなわち蓄積用コンデンサの占有面積の縮小化を可能
とするものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。

第１図は、本発明による画像読取装置の第１の実施例の
回路図である。第１図において、蓄積用コンデンサＣ１
〜Ｃ９、スイッチングトランジスタＴｌ−Ｔｌ２、ＣＴ
Ｉ〜ＣＴ３、共通コンデンサＣｌ０−ＣＩ２およびシフ
トレジスタ１０６゜１０７の構成ならびに動作は、第８
図に示した従来のものと同じであるので、対応する部分
は同一の符号で示し、その説明を省略する。またこの実
施例の画像読取装置において、そのｌＷｉ素分の平面お
よび断面は、それぞれ第１θ図および第１１図に示した
ものと同じであるので重複を避けるためにこれを省略す
る。

第１図において、蓄積用コンデンサ０１〜Ｃ９の一方（
一定電位側）の電極は互いに共通に接続され、電位切換
手段４０１に共通線４０２を介して接続されている。こ
の電位切換手段４０１は、あらかじめ設定された２つの
電位（以下「ハイレベルＪおよび［ローレベルｊという
）を所定のタイミングで出力端に出力する機能を有し、
この出力が共通線４０２を介して蓄積用コンデンサＣ１
〜Ｃ９の一方の電極に印加されるようになっている。

次にこのような構成を有する本実施例の動作を、第２図
のタイミングチャートを用いて説明する。

ただしスイッチングトランジスタＴ１〜ＴＩ２及びＣＴ
１〜ＣＴ３の動作〔第２図（ａ）〜（６）〕については
、第９図に示される従来例と同様であるから、その説明
については簡単に行う。

また、共通線４０２の電位は、■４０２と表し、端子４
０１から出力されるハイレベルにより、蓄積用コンデン
サ０１〜Ｃ９は蓄積状態になり、端子４０１から出力さ
れるローレベルにより、蓄積用コンデンサ０１〜Ｃ９は
空乏状態になるように端子４０１の出力電位レベルは設
定されている〔第２図回〕。

まず光電変換素子Ｅ１〜Ｅ９に光が入射すると、その強
度に応じて電源１０１から蓄積用コンデンサ０１〜Ｃ９
に電荷が蓄積される。そしてこのときが、最終的に有効
となる信号を蓄積する期間（以下、有効信号蓄積期間と
いう）である場合は〔第２図■〕、端子４０１からハイ
レベルが出力され、蓄積用コンデンサ０１〜Ｃ９を蓄積
状態にする〔第２図（ハ）〕。

また、最終的に有効とならない信号を蓄積する期間（以
下、非有効信号蓄積期間という）であるならば〔第２図
に）〕、端子４０１からは、ローレベルが出力され、蓄
積用コンデンサ０１〜Ｃ９を空乏状態にする〔第２図（
ハ）〕。蓄積用コンデンサに蓄積された電荷は、第８図
に示される従来例と同様に、第１ブロツクにおいては、
スイッチングトランジスタＴ１〜Ｔ３により共通コンデ
ンサ０１０〜Ｃ１２へ転送され、スイッチングトランジ
スタＴＩＯ〜Ｔ１２が順次オン状態になることにより、
共通コンデンサＣＩＯ〜ＣＩ２に転送され蓄積された第
１ブロツクの光信号がアンプ１０５を通って順次読み出
される〔第２図（ロ）〜（ｆ）、（財）〕。

そして、この読み出された信号が有効信号蓄積期間に蓄
積された電荷による信号であれば、有効な信号として用
いられ〔第２図（１））、非有効信号蓄積期間も使用さ
れて蓄積された電荷による信号であれば、非有効な信号
として扱われる〔第２図（Ｉ）〕。

第２ブロック、第３ブロツクについても同様に上記動作
が繰り返される。

このようにＭ２Ｓ型のコンデンサにおいて蓄積状態と空
乏状態を、適当な時間比及び適当な電圧値に設定するこ
とにより、フラットバンド電圧の変化量をある程度抑え
ることが可能となることを、以下において説明する。

第３図において、蓄積用コンデンサの動作時間とＶＦＩ
の関係を示す。図中の３０の線が、本実施例の蓄積用コ
ンデンサにおけるＶＦＩの動作時間に対する変化を示す
ものであり、実際に蓄積状態である時間（有効信号蓄積
時間）と空乏状態である時間（非有効信号蓄積時間）の
比を１０：１に設定し、蓄積状態のＶｇを約１０Ｖ、空
乏状態のＶｇを約−１２ＶとしたときのＶＦＩの変化量
は、高温での約２００時間の動作において、約１．７Ｖ
と小さくなることが確認できる。

また、同図中の３２の線は、蓄積用コンデンサを常に蓄
積状態で使用したときの特性を示しており、そのときの
Ｖｇは約１０■一定であり、環境温度は約６０°Ｃであ
る。

また、同図中の３１の線は、あとで述べる第２の実施例
における特性である。

このように本実施例においては、画像読取装置における
ＭＩＳ型の蓄積用コンデンサを、蓄積状態と空乏状態で
交互に使用しＶＦＩの変化量を小さくし、高温において
約２００時間の動作を可能とし、且つ蓄積状態の時のみ
に有効な画像信号である電荷を蓄積することにより、蓄
積用コンデンサの占有面積を従来例と比較して約２分の
１に縮小し、小型化された、且つコストの低い画像読み
取り装置を提供することが可能となる。

なお、本実施例においては、蓄積用コンデンサ０１〜Ｃ
９に蓄積された電荷をスイッチングトランジスタＴ１〜
Ｔ９をオンすることにより、共通コンデンサＣＩＯ〜Ｃ
Ｉ２へ電荷を転送することにより電荷を放電させている
が、より完全に電荷を放電させるために、蓄積用コンデ
ンサ０１〜Ｃ９に並列に１つずつ不イツチングトランジ
スタを設け、蓄積用コンデンサ０１〜Ｃ９から共通コン
デンサＣＩＯ〜Ｃ１２へ電荷を転送した後に、シフトレ
ジスタでそのスイッチングトランジスタをブロック毎に
順次駆動する方法も試みられており〔特開昭６１−２６
３６３．６１−２６３６５　）　、そのような構成にお
いても本実施例は不具合が住じることなく容易に行うこ
とが可能である。

また、本実施例では９個の光電変換素子を３つのブロッ
クに分けて説明したがこれに限定されるものではなく、
必要とする個数の光電変換素子を必要とする数のブロッ
クに分けて構成することは本実施例から容易に行うこと
ができる。

〔他の実施例〕

次に、本発明の他の実施例について図面を用いて説明す
る。

第４図は本発明による画像読取装置の第２の実施例の回
路図である。ただし本実施例では、光電変換素子Ｅ１〜
Ｅ９、スイッチングトランジスタＴ１〜Ｔ１２、ＣＴＩ
〜ＣＴ３、共通コンデンサＣＩＯ〜Ｃ１２及びシフトレ
ジスタ１０６　、１０７等の構成は、第１図に示される
第１実施例と同様であるから、その説明は省略する。ま
た、１画素分の断面図についても第１１図に示した従来
例及び第１実施例と同一の構成となる。本実施例におけ
る１画素分を示す平面図については、第１０図に示す。

第４図において、蓄積用コンデンサ０１〜Ｃ９の一定電
位電極はブロック毎に共通接続され、共通線４０３〜４
０５を介してシフトレジスタ４０６の並列出力端子に接
続されている。その他の各素子の回路構成については、
第１図に示される第１実施例と同様である０次にこのよ
うな構成を有する本実施例の動作を、第５図のタイミン
グチャートを用いて説明する。ただしスイッチングトラ
ンジスタＴｌＮＴ１２及びＣＴＩ〜ＣＴ３の動作〔第５
図（ａ）〜（６）〕については、第２図に示される第１
実施例と同様であるから、その説明については簡単に行
う。

また、ブロック毎の共通線４０３〜４０５の電位は、■
４０３〜■４０５と表し、シフトレジスタ４０６から出
力されるハイレベルにより、蓄積用コンデンサ０１〜Ｃ
９はブロック毎に蓄積状態になり、シフトレジスタ４０
６から出力されるローレベルにより、蓄積用コンデンサ
０１〜Ｃ９はブロック毎に空乏状態になるようにシフト
レジスタ４０６の出力電位レベルは設定されている〔第
５図（ハ）〜（ｊ）〕。

まず光電変換素子Ｅ１〜Ｅ９に光が入射すると、その強
度に応じて電源１０１から蓄積用コンデンサ０１〜Ｃ９
に電荷が蓄積される。そしてこの電荷が蓄積される期間
が、第１ブロツク〜第３ブロツクにおいて、最終的に有
効となる信号を蓄積する期間（以下、第１ブロツク〜第
３ブロツク有効信号蓄積期間という）である場合は〔第
５図（ａ）〜（Ｃ）Ｌ　シフトレジスタ４０６の並列出
力端子から対応するブロックにハイレベルが出力され、
対応するブロックの蓄積用コンデンサを蓄積状態にする
〔第５図（ハ）〜（ｊ）〕。また、第１ブロック〜第３
ブロックにおいて、最終的に有効とならない信号を蓄積
する期間（以下、第１ブロツク〜第３ブロツク非有効信
号蓄積期間という）であるならば〔第５図［ａ）〜（Ｃ
））、シフトレジスタ４０６の並列出力端子からは、対
応するブロックにローレベルが出力され、対応するブロ
ックの蓄積用コンデンサを空乏状態にする〔第５図（５
）〜（ｊ）〕。

蓄積用コンデンサに蓄積された電荷は、第２図に示され
る第１実施例と同様に、第１ブロツクにおいては、スイ
ッチングトランジスタＴ１〜Ｔ３により共通コンデンサ
ＣＩＯ〜Ｃ１２へ転送され、スイッチングトランジスタ
Ｔｌ０−ＴＩ２が順次オン状態になることにより、共通
コンデンサｃ１゜〜ＣＩ２に転送され蓄積された第１ブ
ロツクの光信号がアンプ１０５を通って順次読み出され
る〔第５図（ｄ）〜（ｆ）、（ｋ））　、　Ｃ１０−Ｃ
Ｉ　２　ヘ電荷を転送した後に、シフトレジスタでその
スイッチングトランジスタをブロック毎に順次駆動する
方法も試みられており（特開昭６１−２６３６３号、特
開昭６１−２６３６５号公報参照）、そのような構成に
おいても第１実施例と同様に本実施例は不具合が住しる
ことなく容易に行うことが可能である。

また、本実施例では９個の光電変換素子を３つのブロッ
クに分けて説明したがこれに限定されるものではなく、
必要とする個数の光電変換素子を必要とする数のブロッ
クに分けて構成することは第１実施例と同様に本実施例
から容易に行うことができる。そして、この読み出され
た信号が各ブロックの有効信号蓄積期間に蓄積された電
荷による信号であれば、有効な信号として用いれる〔第
５図（１）Ｌ各ブロックの非有効信号蓄積期間に蓄積さ
れた電荷による信号であれば、非有効な信号として扱わ
れる［第５図（１）］。

以下、第２ブロツク、第３ブロツクについても同様に上
記動作が繰り返される。

このように第２実施例では、ＭｒＳ型のコンデンサにお
いて蓄積状態と空乏状態を、各ブロック毎に生じさせる
ために、空乏状態である期間を長くすることが可能とな
り、具体的には蓄積状態である時間と空乏状態である時
間の比を１対１にすることかできる。

第３図において、本実施例の蓄積用コンデンサの動作時
間とＶＦＩの関係を示す０図中の３１の線が、本実施例
の蓄積用コンデンサにおけるＶ□の動作時間に対する変
化を示すものであり、実際に任意のブロックが蓄積状態
である時間（任意のブロックの有効信号蓄積時間）と空
乏状態である時間（任意のブロックの非有効信号蓄積時
間）の比を１：ｌに設定し、蓄積状態のＶｇを約１０Ｖ
、空乏状態のＶｇを約−１１Ｖとしたときの■。の変化
量は、高温での約２００時間の動作において、約１．５
ｖと小さくなることが確認できる。

同図中の３２の線は、第１実施例においても説明したが
、蓄積用コンデンサを常に蓄積状態で使用したときの特
性を示しており、そのときのＶｇは約１０Ｖであり、環
境温度は約６０’Ｃである。

また、同図中の３０の線は第１実施例の蓄積用コンデン
サの特性を示している。これを見ると、本実施例の蓄積
用コンデンサの空乏状態におけるＶｇの値は、第１実施
例の値に比べて絶対値で約１■はど小さい値であるにも
かかわらず、空乏状態である時間を長くしたために、Ｆ
□の変化量は高温での約２００時間の動作において、第
１実施例の変化量とほぼ同程度に小さくできることがわ
かる。

第６図に、本実施例における１画素分を示す平面図を示
すが、同図において５のマトリクス配線部中の■８と表
される配線が任意のブロックに属する蓄積用コンデンサ
の一定電位電極であり、この配線の数が画像読取装置を
構成するブロックの数と一致する。

第６図におけるその他の部分については、第９図の従来
例及び第１実施例と同様である。

このように本実施例においては、画像読取装置における
ＭＩＳ型の蓄積用コンデンサを、蓄積状態と空乏状態で
ほぼ同じ時間ずつ交互に使用し■□の変化を小さくする
ことにより、高温で′の約２００時間の動作を可能とし
、且つ蓄積状態の時のみに有効な画像信号である電荷を
蓄積することにより、蓄積用コンデンサの占有面積を従
来例と比較して約２分の１に縮小し、配線部においては
配線が増えることにより占有面積が若干拡大するが、総
合的に小型化された、且つコストの低い画像読取装置を
提供することが可能となる。

なお、本実施例においては第１実施例と同様に、蓄積用
コンデンサＣ１〜Ｃ９に蓄積された電荷をスイッチイブ
トランジスタＴ１〜Ｔ９をオンすることにより、共通コ
ンデンサＣｌ０−ＣＩ２へ電荷を転送することにより電
荷を放電することにしているが、より完全に放電させる
ために、蓄積用コンデンサ０１〜Ｃ９に並列に１つずつ
スイッチングトランジスタを設け、蓄積用コンデンサ０
１〜Ｃ９から共通コンデンサ０１０〜ＣＩ２へ電荷を転
送した後に、シフトレジスタでそのスイッチングトラン
ジスタをブロック毎に順次駆動する方法も試みられてお
り（特開昭６１−２６３６３号および６１−２６３６５
号公報参照）、そのような構成においても本実施例は不
具合いを生じることなく容易に行うことが可能である。

また、本実施例では９個の光電変換素子を３つのブロッ
クに分けて説明したが、これに限定されるものではなく
、必要とする個数の光電変換素子を必要とする数のブロ
ックに分けて構成することは本実施例から容易に行うこ
とができる。　また、本実施例ではＴＦＴ型光電変換素
子において、ゲート電極とソース電極を接続し、ドレイ
ン電流の安定化を行っているがこれに限定されるもので
はな（、ゲート電極を独立に構成することは本実施例か
ら容易に行うことができる。　第７図は、本発明に係る
画像読取装置を用いて構成した、通信機能を有するファ
クシミリの一例を示す概略的構成図である。　ここで、
１０２は原稿１０１を読み取り位置に向けて給送するた
めの給送手段としての給送ローラ、１０３は光源、１０
４は原稿１０１を一枚ず つ確実に分離給送するための分離片である。１０６はセ
ンサユニットに対して読み取り位置に設けられて原稿１
０１の被読み取り面を規制するとともに、原稿１０１を
搬送する搬送手段としてのプラテンローラである。

Ｐは、図示の例ではロール紙の形態をした記録媒体であ
り、画像読取装置により読み取られた画像情報、あるい
はファクシミリ装置等の場合には外部から送信された画
像情報がここに再生される。

１１０は当該画像形成を行うための記録手段としての記
録ヘッドで、サーマルヘッド、インクジェット記録ヘッ
ド等種々のものを用いることができる。また、この記録
ヘッドは、シリアルタイプのものでも、ラインタイプの
ものでもよい。１１２は記録ヘッド１１０による記録位
置に対して記録媒体Ｐを搬送するとともにその被記録面
を規制する搬送手段としてのプラテンローラである。

１２０は、入力／出力手段としての操作入力を受容する
スイッチやメツセージその他、装置の状態を報知するた
めの表示部等を配したオペレーションパネルである。１
３０は制御手段としてのシステムコントロール基板であ
り、各部の制御を行なう制御部（コントローラー）や、
光電変換素子の駆動回路（ドライバー）、画像情報の処
理部（プロセッサー）、送受信部等が設けられる。

１４０は装置の電源である。

本発明の情報処理装置に用いられる記録手段としては、
例えば米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４
０７９６号明細書にその代表的な構成や原理が開示され
ているものが好ましい。この方式は液体（インク）が保
持されているシートや液路に対応して配置されている電
気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える
急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号を印
加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発
生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰させて、結果
的にこの駆動信号に一対一に対応した液体（インク）内
の気泡を形成出来るので有効である。この気泡の成長、
収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出さ
せて、少なくとも一つの滴を形成する。

更に、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応し
た長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては
、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッ
ドの組み合わせによって、その長さを満たす構成や一体
的に形成された一個の記録ヘッドとしての構成のいずれ
でも良い。

加えて、装置本体に装着されることで、装置本体との電
気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる
交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘ
ッド自体にインクタンクを一体的に設けられたカートリ
ッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効
である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明において画像読取装置のＭ
ＩＳ構造コンデンサを電荷蓄積状態と電荷空乏状態の二
つの状態で、各々コンデンサに加えられる電圧及びその
電圧が加えられる時間を最適化し、その二つの状態を交
互に用いることにより、ＭＩＳ構造コンデンサにおける
フラットバンド電圧の変化量を小さくすることを可能と
し、電荷蓄積手段における信軌性を高め、且つ有効な画
像信号に寄与する光信号電荷を蓄積用コンデンサが蓄積
状態の時のみに蓄積することにより、蓄積用コンデンサ
の単位面積当たりの容量値を大きくすること、すなわち
蓄積用コンデンサの占有面積の縮小化を可能とすること
により、小型化された、且つコストの低い画像読取装置
を提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例による画像読取装置の回
路図、第２図はこの画像読取装置の動作を表すタイミン
グチャート図、第３図は第２図に示した動作時における
閾値電圧の動作時間依存性を示すグラフ、第４図は本発
明の他の実施例による画像読取装置の回路図、第５図は
第４図の画像読取装置の動作を表すタイミングチャート
図、第６図は第４図の画像読取装置の１画素分の平面図
、第７図は本発明による画像読取装置を備えた、通信機
能を有するファクシミリの一例を示す概略的構成図、第
８図は従来の画像読取装置の回路図、第９図は第８図の
画像読取装置の動作を表すタイミングチャート図、第１
０回は第８図の画像読取装置の１画素分の平面図、第１
１図はその模式的断面図、第１２図（Ａ）は第１０図の
Ｐ−Ｐ’綿に沿った断面図、第１２図（Ｂ）はＭＩＳ型
コンデンサ部のＣ−■特性図である。 ０１〜Ｃ９は蓄積用コンデンサ、Ｔ１−Ｔ１２、ＣＴＩ
〜ＣＴ３はスイッチングトランジスタ、０１０〜ＣＩ２
は共通コンデンサ、１０６，１０７はシフトレジスタ、
４０１は電位切換手段、４０２〜４０５は共通線、４０
６はシフトレジスタ。 代理人　弁理士　　山　下　穣　平 箔３図 ＴＩＭＥ（ｈｏｕｒ−ｓ） 第６図 第１０図 第１１図 第１２図Ａ 第１２図Ｂ ｙダ（Ｖ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の光電変換素子と、この光電変換素子の各々
   に対応して設けられ、各光電変換素子の出力信号を蓄積
   する蓄積手段と、この蓄積手段に蓄積された信号を所定
   の順序で順次に取り出すための、薄膜トランジスタで構
   成されたスイッチ手段とを備えた画像読取装置において
   、前記蓄積手段としてＭＩＳ構造コンデンサを用い、さ
   らに前記ＭＩＳ構造コンデンサを電荷蓄積状態にする第
   １の電位と、前記ＭＩＳ構造コンデンサを電荷空乏状態
   にする第２の電位とを所定のタイミングで交互に印加す
   るための電位切換手段を設けたことを特徴とする画像読
   取装置。
2. （２）前記電位切換手段がシフトレジスタであり、前記
   ＭＩＳ構造コンデンサが複数のブロックに分けられ、各
   ブロックのＭＩＳ構造コンデンサのドレイン電極がそれ
   ぞれ共通線を介してシフトレジスタの異なる並列出力端
   に接続されていることを特徴とする請求項１記載の画像
   読取装置。