JPH06276355A

JPH06276355A - 密着型イメージセンサ

Info

Publication number: JPH06276355A
Application number: JP8687893A
Authority: JP
Inventors: Seiji Hashimoto; 誠二橋本; Masami Tabata; 雅己田端
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-03-23
Filing date: 1993-03-23
Publication date: 1994-09-30

Abstract

(57)【要約】【目的】センサーユニットの外形は原稿読取り幅が大
きい形態のままで、読取り幅が小さいセンサーユニット
としても構成できる、汎用性のある密着型イメージセン
サを提供する。【構成】光電変換を行なうセンサアレイ３と、該セン
サアレイに原稿からの反射光を結像する結像素子７と、
原稿の読取り面を規定する透明部材５と、原稿を照明す
るための光源９と、これらを支持する支持部材１とを具
備する密着型イメージセンサにおいて、原稿の有効読取
り幅を規定する遮光部材８を、前記センサアレイと前記
透明部材との間に設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ、スキャ
ナーなどの画像情報処理装置に用いられる密着型イメー
ジセンサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、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部材と、原稿を照明す
るための光源と、これらを支持する支持体とを有する密
着型イメージセンサが知られている。

【０００３】このようなイメージセンサーは、図１３に
示すような構成になっている。ここで、符号１は支持体
としてのフレーム、５は原稿に接触してこれを支持する
と共に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。この実施例では、原稿から光学
的に情報を読取るための多くの光センサ（画素）は、支
持体１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。

【０００４】図１４は、図１３のＡ−Ａ′線に沿う断面
を示している。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および第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で覆われていて、フレーム１と第２フレーム２と
の間の第３空間１Ｃに向けて配置されている。

【０００５】このようなイメージセンサーの組み立て順
序は以下の通りである。つまり、接着剤やねじの手段を
用いて、光源９をフレーム１の取付け面１９に固定し、
第２フレーム２によって、センサアレイ３が設けられて
いる基板４を、フレーム１に固定する。そして、結像素
子７を空間１Ａに入れて、ねじ１７で固定し、ガラス５
を固定し、側板１０を取付けるのである。

【０００６】図１５は図１３のＢ−Ｂ′線に沿う断面を
示している。図において、ａａ長は原稿の読取りサイズ
を示しており、この従来例では、原稿幅Ｂ４を読取りの
コンタクトセンサの検出幅としている。通常、Ｂ４の読
取りのためのコンタクトセンサでは、Ｂ４サイズ用の各
部材、フレーム１、ガラス５、結像素子７、センサアレ
イ３、基板４などが用いられる。ここで、スリット８
は、原稿からの反射光が少なくともＢ４サイズの読取り
幅以上通過するように、構成されている。なお、この従
来例では、センサアレイ３は１３個のセンサチップか
ら、光源９は３６個のＬＥＤチップから、それぞれ、構
成されている。

【０００７】図１６は、図１３に係るセンサユニットを
用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、符号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
に分離給送するための分離片である。また、符号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を搬送する搬送手段としてのプラテンローラであ
る。

【０００８】なお、Ｐは、図示の例ではロール紙形態を
した記録媒体であり、センサユニットにより読み取られ
た画像情報、あるいは、ファクシミリ装置などの場合に
は、外部から送信された画像情報を再生する。また、符
号１１０は当該画像形成を行うための記録手段としての
記録ヘッドであり、サーマルヘッド、インクジェット記
録ヘッドなどの種々のものを用いることができる。この
記録ヘッド１１０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。符号１１２は記録ヘッド１１
０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。

【０００９】また、符号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ッセージその他、
装置の状態を報知するための表示部などを配したオペレ
ーションパネルである。１３０は、制御手段としてのシ
ステムコントロール基板であり、各部の制御を行う制御
部（コントローラー）、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
部などが設けられている。なお、符号１４０は装置の電
源である。

【００１０】従来例として、以上、最大Ｂ４サイズの原
稿読取りのファクシミリについて述べが、しかしなが
ら、例えば、新製品として、Ａ４サイズの原稿読取りフ
ァクシミリを開発する場合、Ａ４サイズに最適な機構に
変更すると、ファクシミリ本体の金型製作などに莫大な
投資を必要とする。そこで、開発投資を最小にするため
に、以下のようなマイナチェンジで済ますことが多い。
すなわち、Ｂ４サイズの原稿読取りのセンサーユニット
はそのままで、読み取ったＡ４サイズ以上の画像は、ソ
フト的な変更による画像処理で除去する。このようなソ
フト変更によるファクシミリがある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】近年、画像情報処理装
置について、その製品の製造原価に占める割合の高い部
品は、コンタクトセンサであると言われている。確か
に、上述のようなソフト変更によるマイナチェンジで、
画像情報処理装置の開発コストの低減を図ることが出来
るが、しかし、Ａ４原稿の読取りであるのに、Ｂ４原稿
の読取りコンタクトセンサを使ったので、その分、コス
トアップになる欠点があった。これは、技術的にはセン
サユニットの外形をそのままとしても、ユニット内部構
造を読取りサイズに最適化できなかったことに問題があ
る。

【００１２】

【本発明の目的】本発明の目的は、上記のような従来技
術の問題点を解決し、センサーユニットの外形は原稿読
取り幅が大きい形態のままで、読取り幅が小さいセンサ
ーユニットとしても構成できる、汎用性のある密着型イ
メージセンサを提供することにある。

【００１３】また、本発明の他の目的とするところは、
原稿読取り幅に依存して設計されずに、フレーム金型、
あるいは、その加工治具が共通に使える構造のセンサー
ユニットを組み込んだ密着型イメージセンサを提供する
ことにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
光電変換を行なうセンサアレイと、該センサアレイに原
稿からの反射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、原稿を照明するための光源と、
これらを支持する支持部材とを具備する密着型イメージ
センサにおいて、原稿の有効読取り幅を規定する遮光部
材を、前記光電変換素子および前記透明部材の間に設け
ている。

【００１５】

【作用】このような構成では、センサアレイおよび透明
部材の間に、原稿の有効読取り幅を規定する遮光部材を
設けることにより、容易に小さい読取り幅の出力信号を
得ることができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図１ないし図１２
を参照して具体的に説明する。ここでは、フレーム１の
外形は、図１５に示した従来例のように、原稿読取り幅
Ｂ４（約２５６ｍｍ）に対応しているが、実際に読取る
原稿サイズは、Ａ４（約２１６ｍｍ）として説明する。
なお、本発明はこれ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、どのような寸法の原
稿サイズに対しても適用できることは勿論である。例え
ば、Ａ３サイズのユニット外形で、しかも、読取りは、
Ｂ４あるいはＡ４サイズであっても良い。

【００１７】図１は、本発明の第１の実施例に用いる部
品を示している。なお、ここで、レンズ７、センサアレ
イ３と基板４、光源９は、Ａ４サイズの原稿読取り用の
部品である。従って、従来例に比較して、部品長は約４
０ｍｍ短くなっている。この結果、センサチップは２
個、ＬＥＤチップは４個減らすことができる。また、レ
ンズには安価なものを使うことができる。図示の（ａ）
は、フレーム１上の遮光板としてのスリット板８であ
り、スリット板８は、左右に約２０ｍｍ程、長く構成さ
れている。このように長くすることにより、ｂｂ間（原
稿サイズＡ４）以外からの光入射を阻止している。これ
は、スリット板が従来の寸法であれば、隙間ｃより不要
な光が入射し、センサアレイ３の端部のセンサチップＳ
１およびＳ１１に影響を与えることになるからである。

【００１８】図２は、本発明の他の実施例である。ここ
では、スリット板８の下部にスリット板８−２を設けて
いる。また、図３は、本発明の実施例による密着型イメ
ージセンサを模式的に示している。更に、図４は図３中
のＢ−Ｂ′線に沿う断面である。支持体としての梨地状
表面を有する成形樹脂製の第１フレーム１には、構成部
品であるセンサアレイ３と、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、所定の位置に配置す
るために、位置決め部１３，１７，１９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および透明部材５により、図１中のｙ方向に挟
持されており、その方向へのセンサアレイ３、光源９、
レンズ７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とによって挟持さ
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とにより挟持される。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アルミニウム
材からなる。ｘ方向においては、第２フレーム２は、そ
の両側面部２２Ａ，２２Ｂが、第１フレーム１を介し
て、レンズ７を挟持することにより、その位置を決め
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とにより、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、換言すれば、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
るとも言えることに注意する必要がある。

【００１９】本実施例では、ＬＥＤアレイ９とレンズ７
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
イメージセンサの組み立てが行われる。

【００２０】本発明において、第１フレーム１には、光
学部品の位置決めを行うため、精度の高い基準面を提供
できるような部材が用いられることが好ましく、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実現できる
ので、従来のアルミニウム加工に加えて、低コストで生
産できる。しかも、図９ないし図１１に示すように、端
部と中央部と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、その形を構成できる。
更には、フレーム自体に、黒や茶などの有色処理を行う
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。

【００２１】本発明において、第２フレーム２には、第
１フ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、銅などの
金属からなる剛体を用いるのが好ましい。

【００２２】第１フレームと第２フレームとを組み合わ
せて使用する時、これら材料の違いによる熱膨張差で生
じる変形は、イメージセンサの長手方向において、特に
問題となる場合があるが、本実施例においては、第１お
よび第２フレームが、その中央部１ヶ所での嵌合構造に
なっているので、長手方向の位置決めが行われても、そ
のために、変形による悪影響を受けるおそれがない。ま
た、Ｕ字断面形状を有する第２フレームの開口部を用い
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から、組み立て作業が簡略化され
る。

【００２３】本発明における光学部品のうち、結像素子
としては、等倍の正立像を結像する素子を用いるのが好
ましいが、本発明は、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などに用いること
ができる。また、光学部品のうち、光源としては、赤
色、緑色、黄色の光を発生するＬＥＤアレイの他に、キ
セノン放電管なども用いることができる。

【００２４】次に、本発明の密着型イメージセンサの組
立て手順を以下に説明する。上記イメージセンサは、図
５に示される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には、装置本体側
へ密着イメージセンサを取付けるための取付手段として
のネジ穴２Ａ、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が設けら
れる。これらは、板金の曲げ加工、絞り加工、エンボス
加工などによって、形成される。

【００２５】そして、この第２フレーム２の底面にセン
サ基板４を配置する。ここで、位置決め部２Ｂ，２Ｃに
より、ｘ方向およびｚ方向の位置決めが行われる。ま
た、この時、センサ基板４には、外部や装置本体に対し
て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。

【００２６】次に、第１フレーム１を第２フレーム２の
凹部内に嵌合させる。この時、ｚ方向の位置決めは、第
２フレームの中央部に設けられた溝２Ｄと、この溝に嵌
合する突起１Ｈとにより行われる。また、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とを配置する。最後に、第２フレーム
の両側壁部の先端に透明部材としてのガラス板５を嵌合
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およびセンサアレイ３のｙ方向での位置決めが行
われる。こうして得られた密着型イメージセンサーは、
後述するような画像情報処理装置の本体に対して、第２
フレーム２の取付け部を利用して、ビス止めされる。

【００２７】次に、図６、図７、図８を参照して、本実
施例の作用効果について説明する。なお、図６では透明
体５と第１フレーム１と第２フレーム２のみを示してい
る。ここでは、第１フレーム１は、若干変形する材料を
用いて形成されているためにｘ方向の反り１Ｄや、ｙ方
向の反り１Ｅなどのゆがみを生じる。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内に嵌合されるために、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。更に、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７に示すように、光学的位置決めにおい
ては、図７中のセンサとレンズの光出射面との距離１
Ｆ、および、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。

【００２８】図８には、センサ基板４の第２フレーム２
内でのｘｚ平面内への位置決めの様子が示されている。
第２フレーム２では、板金を曲げることにより形成され
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。

【００２９】図９は本実施例のイメージセンサの端部を
示し、図９中のＣ−Ｃ′線に沿う断面は図１０に、図９
中のＤ−Ｄ′線に沿う断面は図１１にそれぞれ示す。こ
れらの図より解るように、イメージセンサの両端部で
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。

【００３０】更に、本実施例では、レンズ７の長さ（ｚ
方向）より、第１フレーム１のレンズ７の収容部の長さ
（ｚ方向）を大きくすることにより、組み込みクリアラ
ンス７Ａを設けている。また、レンズ７の長さよりスリ
ット８板の長さ（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、そして、クリアランス７Ａを長さ７Ｂより小さ
くしている。また、センサアレイ３の長さ（ｚ方向）は
スリット板８の長さよりも小さくしてあり、これよりセ
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。

【００３１】図１２は図３の実施例に対応する本発明の
別の実施例である。この実施例では、レンズ７−２、光
源９のＬＥＤ、センサアレイ３は、最大Ａ４サイズの原
稿を読取るサイズに対応させている。しかし、その支持
体のサイズは、Ｂ４サイズの原稿対応になっている。こ
うすることによって、第１フレーム１と第２フレーム２
を、Ａ４原稿の読取りとＢ４原稿の読取りとのコンタク
トセンサのどちらにも使うことができる。

【００３２】もし、基板４を小さくすると、図８の突起
２Ｃの位置を、基板４のサイズに一致させる必要があ
る。また、光源９とレンズ７の寸法を変えると、振動が
あった場合、フレーム１と２の中で、光源とレンズが動
く可能性がある。従って、レンズ７は、その全長に渡っ
て、全て有効部であってもよいが、本実施例では、有効
部７−３と無効部７−４とからなる。無効部はプラスチ
ックなどの支持材である。こうすることによって、レン
ズ７のコストを低減するとともに、不要光の遮光を行な
う。

【００３３】

【効果】本発明によれば、センサアレイと透明部材との
間に、原稿の有効読取り幅を規定する遮光部材を設け、
これにより、原稿サイズによらず、フレーム１あるいは
２を選択的に使うことが出来るので、フレーム金型や製
造治具を共用することができ、各部品を、高精度にしか
も簡易な作業で組立てることが可能で、また、低コスト
の部品を使うので、密着型イメージセンサや画像情報処
理装置の製造を低コストで行なえるメリットがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を（ａ）ないし（ｄ）で示
す分解側面図である。

【図２】本発明の第２実施例の側面図である。

【図３】本発明の一実施例による密着型イメージセンサ
の模式的斜視図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ′線に沿う断面図である。

【図５】本発明の一実施例による密着型イメージセンサ
ーの製造方法を説明するための模式図である。

【図６】前記イメージセンサを説明するための模式図で
ある。

【図７】前記イメージセンサを説明するための模式図で
ある。

【図８】前記イメージセンサを説明するための模式図で
ある。

【図９】前記イメージセンサの端部の構成を説明するた
めの模式図である。

【図１０】図９のＣ−Ｃ′線に沿う断面図である。

【図１１】図９のＤ−Ｄ′線に沿う断面図である。

【図１２】本発明の別の実施例を（ａ）ないし（ｄ）で
示す分解側面図である。

【図１３】従来の密着型イメージセンサの模式的斜視図
である。

【図１４】図１２のＡ−Ａ′線に沿う断面図である。

【図１５】図１２のＢ−Ｂ′線に沿う断面において
（ａ）ないし（ｃ）で示す分解側面図である。

【図１６】画像情報処理装置を示す模式的断面図であ
る。

【符号の説明】

１フレーム（支持体）２第２フレーム２Ａネジ穴２Ｂ突起部（位置決め部）２Ｃ突起部（位置決め部）２Ｄ溝（位置決め部）３センサアレイ４基板５ガラス（透明体）７レンズ（結像素子）８スリット板８−２スリット板９ＬＥＤアレイ（光源）１３、１７、１９位置決め部２２Ａ、２２Ｂ側面部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光電変換を行なうセンサアレイと、該セ
ンサアレイに原稿からの反射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
ための光源と、これらを支持する支持部材とを具備する
密着型イメージセンサにおいて、原稿の有効読取り幅を
規定する遮光部材を、前記センサアレイと前記透明部材
との間に設けたことを特徴とする密着型イメージセン
サ。
【請求項２】前記遮光部材が、結像素子の光入射面側
か、あるいは、光出射面側に設けられていることを特徴
とする請求項１に記載の密着型イメージセンサ。
【請求項３】前記遮光部材が、支持部材の一部より構
成されてい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。
【請求項４】前記光源および結像素子の少なくとも一
方は、規定された原稿の有効読取り幅にほぼ一致するよ
うに構成されてい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。