JPH0622086A - 密着型イメージセンサー及びその製造方法 - Google Patents
密着型イメージセンサー及びその製造方法Info
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- JPH0622086A JPH0622086A JP4175501A JP17550192A JPH0622086A JP H0622086 A JPH0622086 A JP H0622086A JP 4175501 A JP4175501 A JP 4175501A JP 17550192 A JP17550192 A JP 17550192A JP H0622086 A JPH0622086 A JP H0622086A
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Abstract
像素子とセンサアレイとの位置を決める為の位置決め部
を有する第1の支持部材と、長手方向の2つの対向部分
と該対向部分と交差する交差部分とを有する第2の支持
部材と、を有する構成とし、第2の支持部材は対向部分
により第1の支持部材を介して結像素子を挟持するとと
もに透明部材を挟持し、透明部材と交差部分とで第1の
支持部材とセンサアレイとを挟持するように構成する。
このようにして、各光学部品の高精度な位置決めを簡単
な作業で行える構造のイメージセンサーを提供する。
Description
ー、複写機等の画像情報処理装置に用いられる密着型イ
メージセンサー及びその製造方法に関し、その支持体の
構造に特に関連する。
と、前記センサアレイに原稿からの光を結像する結像素
子と、原稿の読取り面を規定する部材と、原稿を照明す
る為の光源と、を支持する支持体を有する密着型イメー
ジセンサーが知られている。
倉等に付与された「ジャム防止機能付き画像入力装置
(Image Reading Apparatus
with Jam−Prevention Featu
re)」という名称の米国特許第4,920,431号
明細書、発明者白戸等に付与された「画像読取り方法及
び装置(Method and Apparatus
for Readingan Image)」という名
称の米国特許第4,680,644号明細書、発明者深
谷等に付与された「光センサの製造方法(Method
of Manufacturing Photose
nsors)」という名称の米国特許第4,792,6
70号明細書等に記載されている。
す模式的斜視図である。1は支持体としてのフレーム、
5は原稿と接触可能でありその読み取り面を規定する透
明部材としてのガラス、10は側板である。多くの光セ
ンサ(画素)は支持体の長手方向(主走査方向)DMに
配列されており、短手方向DSが副走査方向となってい
る。
いる。支持体1の第1空間1Aには結像素子7が配置さ
れ、第2空間1Bには光源9が配置されている。これら
の第1及び第2空間は互いに連通している。センサアレ
イ3は基板4上に設けられており保護層33で覆われて
いる。センサアレイ3はフレーム1と第2フレーム2と
の間に第3空間1Cに向けて配置されている。
法は以下のとおり行われる。つまり、光源9を接着剤や
ねじでフレーム1の取り付け面19に固定し、センサア
レイ3が設けられている基板4を第2フレーム2によっ
てフレーム1に固定する。そして、結像素子7を空間1
Aに入れてねじ17で固定し、ガラス5を固定し、側板
10を取り付けるというものである。
ある。
は、図2のイメージセンサー同様に、結像素子7、光源
9、センサアレイ3が取り付けられており、センサアレ
イ3の上部はカバー2により覆われている。この構成で
はガラスに代えて、原稿面を規定する板状の部材が採用
されている。
題)しかしながら、上記従来例は次のような解決すべき
技術的課題を内在させていた。各構成部品の取り付けの
際には、光源9はフレーム1の上から、レンズ7はフレ
ーム1の上と横から、センサアレイ3はフレーム1の下
から取り付けていた為に、取り付けの作業が複雑で作業
性が悪かった。又、取り付けの際には作業者が作業台上
でフレーム1を上下逆転させながら光源及びレンズとセ
ンサアレイと取り付ける為に、作業台表面から空間1
A、1B、1Cにごみが侵入することが多かった。
のみで決められていたが、フレームの構成材料であるア
ルミニウムの加工技術が位置決めの精度に応えることが
出来ず、位置決めのより一層の困難さを招いていた。
り付け加工が容易な構造の密着型イメージセンサーを提
供することにある。
に対する位置決めが容易にかつ精度よく行える構造の密
着型イメージセンサーを提供することにある。
レイと、前記センサアレイに原稿からの光を結像する結
像素子と、原稿の読取り面を規定する透明部材と、原稿
を照明する為の光源と、を支持する支持体を具備する密
着型イメージセンサーにおいて、前記支持体は、前記光
源と前記結像素子と前記センサアレイとの位置を決める
為の位置決め部を有する第1の支持部材と、長手方向の
2つの対向部分と該対向部分と交差する交差部分とを有
する第2の支持部材と、を有し、前記第2の支持部材は
前記対向部分により前記第1の支持部材を介して前記結
像素子を挟持するとともに前記透明部材を挟持し、前記
透明部材と前記交差部分とで前記第1の支持部材と前記
センサアレイとを挟持することを特徴とする密着型イメ
ージセンサーにより達成される。
サアレイと、前記センサアレイに原稿からの光を結像す
る結像素子と、原稿の読取り面を規定する透明部材と、
原稿を照明する為の光源と、を支持する支持体を具備
し、前記支持体は、前記光源と前記結像素子と前記セン
サアレイとの位置を決める為の位置決め部を有する第1
の支持部材と、長手方向の2つの対向部分と該対向部分
と交差する交差部分とを有する第2の支持部材と、を有
し、前記第2の支持部材は前記対向部分により前記第1
の支持部材を介して前記結像素子を挟持するとともに前
記透明部材を挟持し、前記透明部材と前記交差部分とで
前記第1の支持部材と前記センサアレイとを挟持するこ
とを特徴とする密着型イメージセンサーを有する画像情
報処理装置であって、前記第2の支持部材に取り付け部
を設け、該取り付け部により装置本体に取り付けられて
いることを特徴とする画像情報処理装置により達成され
る。
ンサアレイと、前記センサアレイに原稿からの光を結像
する結像素子と、原稿の読取り面を規定する透明部材
と、原稿を照明する為の光源と、を支持する支持体を具
備する密着型イメージセンサーの製造方法において、前
記光源と前記結像素子と前記センサアレイとの位置を決
める為の位置決め部を有する第1の支持部材を、長手方
向の2つの対向部分と該対向部分と交差する交差部分と
を有する第2の支持部材に、組み込み、前記第2の支持
部材に組み込まれた前記第1の支持部材に前記光源と前
記結像素子とを取り付け、前記透明部材を前記第1の支
持部材に取り付けられた前記光源と前記結像素子との上
に配置固定することを特徴とする密着型イメージセンサ
ーの製造方法により達成される。
される第1の支持部材と、強度が要求される第2の支持
部材と、に機能分離することにより、低コストで高品質
のイメージセンサーを提供することができる。
んだ後に同じ方向から光学部品を取り付けることによ
り、簡易な作業で誤動作が生じないイメージセンサーを
提供することができる。
好適な実施態様について説明するが、本発明はこれらに
限定されるものではなく、本発明の目的が達成される構
成であればよい。
ンサーを示す模式的斜視図であり、図5は図4中のB
B′線による断面図である。
脂からなる第1フレーム1には、構成部品であるセンサ
アレイ3及びセンサ基板4と、結像素子としてのレンズ
7と、光源9と、を所定の位置に配すべく位置決め部1
3、17、19が設けられている。そして、第1フレー
ム1は支持体としての第2フレーム2と透明部材5とに
より図5中のy方向に挟持されており、センサアレイ3
と光源9とレンズ7とのy方向の位置が決められてい
る。即ち、センサアレイ3は第2フレーム2の底面(交
差部)22Cと第1フレーム1の位置決め部である底面
13とにより挟持され、光源9は透明部材5の裏面15
と位置決め部19とにより挟持され、レンズ7も透明部
材の裏面15と位置決め部17により挟持される。支持
体としての第2フレーム2はU字形状の断面を有する加
工されたアルミニウムからなる。x方向においては、第
2フレーム2の両側面部22A、22Bがレンズ7を第
1フレーム1を介して挟持することにより、その位置が
決められる。またセンサアレイ3もその基板4が第2フ
レーム2の両側面部22A、22Bと第1フレームの位
置決め用突起2Bにより位置決めされる。同様に透明部
材5も第2フレーム2の両側面部22A、22Bにより
保持される。ここで「位置決め」とは、力学における作
用・反作用と同様に相対的な意味をもつものであり、
「透明部材5はレンズ7の位置を決める一方、レンズ7
によって透明部材5の位置決めが行われる」ともいえる
ことに注意されたい。
とを透明体5に接触させることにより、光路中への異物
の移動が防止され、しかも、簡単な作業により密着型イ
メージセンサーの組み立てが行われる。
光学部品の位置決めを行う為に、精度の高い基準面を提
供できるような部材が好ましく用いられる。特に、樹脂
を用いることが好ましい。樹脂は射出成形加工により、
非常に高精度な部品成形を簡単な工程で行えるので、従
来のAl加工に加えて、低コストで生産できる。しかも
図10乃至図12に示すように端部と中央部の断面形状
が異なるような構成は、成形樹脂を用いることにより容
易に形成できる。更には、フレーム自体に黒や茶等の有
色処理を行うことができるので遮光機能を兼備したフレ
ームを提供できる。加えて微細な凹凸面からなる梨地表
面を容易に形成することもできる。
レームよりも剛性の大きい材料が用いられる。具体的に
はステンレススチール、アルミニウム、銅等の金属から
なる剛体が好ましく用いられる。
わせられる材料の違いによる熱膨張による変形は、イメ
ージセンサーの長手方向においてとくに問題となる場合
があるが、本実施例においては第1及び第2フレームの
中央部1ヶ所でのかん合構造により長手方向の位置決め
が行われる為に変形による悪影響を及ぼすことがない。
開口部を用いることにより一方向から第1フレームや各
光学部品を組み込むことができる為組み立て作業が簡略
化される。
しては等倍の正立像を結像する素子が好ましく用いられ
るがこれに限定されることはなく、各種のレンズやオプ
ティカルファイバー等が用いられ得る。
色、黄色の光を発生するLEDアレイの他にキセノン放
電管等も用いられ得る。
としては、発明者畑中等に付与された米国特許第4,4
61,956号明細書に記載されているような非晶質シ
リコンを用いた長尺の光センサが低価格、高解像度であ
ることから好ましい。
4,791,469号明細書や発明者田中等に付与され
た米国特許第4,810,896号明細書に記載されて
いるようなバイポーラトランジスタのエミッタに容量負
荷を設けてエミッタより出力信号を電圧読み出するタイ
プの光センサもより好適に用いられる。
図6のように組み立てられる。まず各々の部品を用意す
る。例えば第2フレーム2は、装置本体側へ本イメージ
センサーを取り付ける為の取付手段としてのネジ穴2
A、センサ基板4のx方向への位置決めを行う位置決め
用の突起部2B、センサ基板4のz方向への位置決めを
行う位置決め用の突起部2C、第1フレーム1のz方向
への位置決めを行う位置決め部2Dとを有する。これら
は板金の曲げ加工、絞り加工、エンボス加工等により形
成される。
を配置する。ここで位置決め部2B、2Cによりx方向
及びz方向の位置決めが行われる。又、この時センサ基
板4には外部や装置本体と信号をやりとりするコネクタ
50がフレキシブル配色51により接続されている。
凹部内にかん合させる。この時z方向の位置決めは、第
2フレーム中央部に設けられた溝2Dと、この溝にかん
合可能な突起1Hとにより行われる。又x方向の位置決
めは第2フレーム2の両側壁部22A、22Bにより行
われる。そして第1フレーム1内の所定の位置に光源9
とレンズ7を配置する。最後に第2フレームの両側壁部
先端に透明部材としてのガラス板5をかん合させる。こ
のようにして第1フレーム1の光源9、レンズ7及びセ
ンサアレイ3のy方向での位置決めが行われる。
は後述するような画像情報処理装置の本体に第2フレー
ム2の取り付け部を利用してビス止めされる。
例の作用効果について説明する。図7では透明体5と第
1フレーム1と第2フレーム2のみを示す。
て形成されている為にx方向のそり1Dやy方向のそり
1E等のゆがみを生じる。しかしながら、この第1フレ
ーム1は、比較的剛性の大きい材料からなる第2フレー
ム2内にかん合される為にそのようなゆがみが矯正さ
れ、結像素子としてのレンズや光源としてのLEDアレ
イの配置が正しく決定される。高精度の結像素子や光源
の位置決めは第1フレーム1によって行われる。図8に
示すように、光学的位置決めにおいては、図8中のセン
サとレンズの光出射面との距離1F及びセンサとレンズ
の光入射面との距離1Gが重要であるが、このような寸
法精度は第1フレーム1により決定される。
xz平面内への位置決めの様子を示す。
形成された側壁部22Aと、絞り加工による位置決め部
2Bとによりセンサ基板4のx方向の位置決めが行われ
る。一方、エンボス加工による突起2Cを第2フレーム
2の両端に設けることによりセンサ基板4のz方向の位
置決めが行われる。
部を示し、図10中のCC′線による断面を図11に、
図10中のDD′線による断面を図12に示す。
サーの両端部では第1フレーム1の外周形状と第2フレ
ーム2の内周形状とを同一にすることにより、すき間の
形成を妨げて、異物や迷光の侵入を防止している。
向)より、第1フレーム1のレンズ7収容部の長さ(z
方向)を大きくすることにより組み込みクリアランス7
Aを設けている。又、レンズ7の長さよりスリット8の
長さ(z方向)を小さくすることにより、レンズ7と第
1フレームとの密着部の長さ(z方向)7Bを設けてい
る。そして、クリアランス7Aを長さ7Bより小さくし
ている。又、センサアレイ3の長さ(z方向)はスリッ
ト8の長さよりも小さく、センサ基板4の長さを大きく
している。レンズ7のセンサアレイより外側の端部は光
を透過させないようにすることにより、迷光の侵入を防
ぐことができる。
説明する。図13はその一画素に対応する等価回路図で
ある。
スタ、SW1 はエミッタを基準電圧源VESに接続しリセ
ットを行う為のスイッチ手段としてのNMOSトランジ
スタ、SW2 はベースを基準電圧源VBBに接続しリセッ
トを行う為のスイッチ手段としてのPMOSトランジス
タ、SW3 は信号電荷転送用のスイッチ手段としてのN
MOSトランジスタ、CTは信号電圧の生成される定量
負荷である。その動作を簡単に説明する。
タSW2 のゲートに負のパルス電圧が印加されてベース
が電圧VBBにクランプされる。
に正のパルス電圧が印加されてエミッタが電圧源VESに
接続され、ベース・エミッタ間に電流が流れて、ベース
に残留する光生成キャリアが消滅する。
1 、SW3 ともオフ状態となりエミッタ、ベースともに
浮遊状態とされ蓄積動作が開始される。
SW3 のゲートに正のパルス電圧が印加されてオンし、
エミッタと容量CTとが接続されて信号電圧が容量CT
に読み出される。
は、発明者大見及び田中に付与された米国特許第4,6
86,554号明細書等に、容量負荷を含む出力回路に
バイポーラ・トランジスタのエミッタが接続された電荷
蓄積型の高感度、低ノイズの光電変換装置として記載さ
れている。
荷蓄積・増幅型のイメージセンサーについて説明した
が、本発明は光ダイオードを受光部としMOSスイッチ
や電荷結合素子(CCD)等で信号電荷を転送するタイ
プのセンサにも好ましく適用できる。
いて構成した画像情報処理装置として通信機能を有する
ファクシミリの一例を示す。ここで、102は原稿PP
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、104は原稿PPを一枚ずつ確実に分離
給送する為の分離片である。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PPの被読み取り
面を規制するとともに原稿PP搬送する搬送手段として
のプラテンローラである。
媒体であり、センサユニット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。又、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。11
2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。
力を受容するスイッチやメッセージその他、装置の状態
を報知する為の表示部等を配したオペレーションパネル
である。
トロール基板であり、各部の制御を行う制御部(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。
段としては、例えば米国特許第4723129号明細
書、同第4740796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、結果的にその駆動信号に一対一対応し液体
(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。
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。
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が一体的に設けら
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。
度加工が比較的容易な第1支持部材と、高精度の加工は
比較的難しいが強度に優れた第2支持部材と、を有する
支持体を用いることにより、各光学部品を高精度にしか
も簡易な作業で取り付けることができ、密着型イメージ
センサーや画像情報処理装置の製造を低コストで行うこ
とができる。
である。
的断面図である。
ーの模式的斜視図である。
ーの製造方法を説明する為の模式図である。
明する為の模式図である。
明する為の模式図である。
明する為の模式図である。
端部の構成を説明する為の模式図である。
示す模式的断面図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 光電変換を行うセンサアレイと、前記セ
ンサアレイに原稿からの光を結像する結像素子と、原稿
の読取り面を規定する透明部材と、原稿を照明する為の
光源と、を支持する支持体を具備する密着型イメージセ
ンサーにおいて、 前記支持体は、前記光源と前記結像素子と前記センサア
レイとの位置を決める為の位置決め部を有する第1の支
持部材と、長手方向の2つの対向部分と該対向部分と交
差する交差部分とを有する第2の支持部材と、を有し、 前記第2の支持部材は前記対向部分により前記第1の支
持部材を介して前記結像素子を挟持するとともに前記透
明部材を挟持し、 前記透明部材と前記交差部分とで前記第1の支持部材と
前記センサアレイとを挟持することを特徴とする密着型
イメージセンサー。 - 【請求項2】 前記第1の支持部材は有色の梨地状表面
を有することを特徴とする密着型イメージセンサー。 - 【請求項3】 前記第1の支持部材と前記第2の支持部
材とは一方向のみから組み込み可能な構成であることを
特徴とする密着型イメージセンサー。 - 【請求項4】 前記第2の支持部材には、装置本体への
取り付けを行う取り付け部と、前記第1の支持部材の位
置決めを行う位置決め部とが設けられていることを特徴
とする密着型イメージセンサー。 - 【請求項5】 前記第2の支持部材はU字状の断面を有
するとともに前記対向部分の少なくとも一方に位置決め
用の溝又は突起が設けられており、前記第1の支持部材
には前記溝又は突起にかん合する突起又は溝が設けられ
ていることを特徴とする密着型イメージセンサー。 - 【請求項6】 前記第1の支持部材の長手方向の両端部
の外周面と前記第2の支持部材の長手方向の内周面とが
ほぼ同一形状であることを特徴とする密着型イメージセ
ンサー。 - 【請求項7】 光電変換を行うセンサアレイと、前記セ
ンサアレイに原稿からの光を結像する結像素子と、原稿
の読取り面を規定する透明部材と、原稿を照明する為の
光源と、を支持する支持体を具備し、前記支持体は、前
記光源と前記結像素子と前記センサアレイとの位置を決
める為の位置決め部を有する第1の支持部材と、長手方
向の2つの対向部分と該対向部分と交差する交差部分と
を有する第2の支持部材と、を有し、前記第2の支持部
材は前記対向部分により前記第1の支持部材を介して前
記結像素子を挟持するとともに前記透明部材を挟持し、
前記透明部材と前記交差部分とで前記第1の支持部材と
前記センサアレイとを挟持することを特徴とする密着型
イメージセンサーを有する画像情報処理装置であって、 前記第2の支持部材に取り付け部を設け、該取り付け部
により装置本体に取り付けられていることを特徴とする
画像情報処理装置。 - 【請求項8】 光電変換を行うセンサアレイと、前記セ
ンサアレイに原稿からの光を結像する結像素子と、原稿
の読取り面を規定する透明部材と、原稿を照明する為の
光源と、を支持する支持体を具備する密着型イメージセ
ンサーの製造方法において、 前記光源と前記結像素子と前記センサアレイとの位置を
決める為の位置決め部を有する第1の支持部材を、長手
方向の2つの対向部分と該対向部分と交差する交差部分
とを有する第2の支持部材に、組み込み、 前記第2の支持部材に組み込まれた前記第1の支持部材
に前記光源と前記結像素子とを取り付け、 前記透明部材を前記第1の支持部材に取り付けられた前
記光源と前記結像素子との上に配置固定することを特徴
とする密着型イメージセンサーの製造方法。 - 【請求項9】 前記第2の支持部材に設けられた取り付
け部により装置本体に取り付けることを特徴とする請求
項7に記載の画像情報処理装置の製造方法。 - 【請求項10】 前記センサアレイは、バイポーラトラ
ンジスタのエミッタに接続された容量負荷に信号を読み
出す回路を有することを特徴とする請求項1に記載の密
着型イメージセンサー。 - 【請求項11】 前記センサアレイは、アモルファスシ
リコンからなる光電変換層を有することを特徴とする請
求項1に記載の密着型イメージセンサー。 - 【請求項12】 前記画像情報処理装置は、更に画像を
記録する記録ヘッドを有することを特徴とする請求項7
に記載の画像情報処理装置。 - 【請求項13】 前記記録ヘッドは熱エネルギーを利用
してインクを吐出するインクジェット記録ヘッドである
ことを特徴とする請求項12に記載の画像情報処理装
置。
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