JPH04239869A - イメージセンサユニット - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はファクシミリ，イメージ
スキャナ，デジタル複写機などの原稿読み取り部に使用
されるイメージセンサユニットに関し、さらに詳しくは
、レンズアレイを用いない完全密着型のイメージセンサ
ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ファクシミリなどの原稿読み取り
部には電荷結合素子（ｃｈａｒｇｅ　ｃｏｕｐｌｅｄｄ
ｅｖｉｃｅ；ＣＣＤ）を用いた縮小光学系のイメージセ
ンサが使用されていたが、近年は、等倍光学系のイメー
ジセンサが使用されている。等倍光学系のイメージセン
サは一般に密着型イメージセンサと呼ばれ、原稿上の画
像をアモルファスシリコンａ−Ｓｉなどから成る光電変
換素子に等倍で結像させて読み取るものである。ここで
、原稿上の画像を光電変換素子に等倍で結像させるため
に通常レンズアレイが用いられるが、近年レンズアレイ
を用いない完全密着型イメージセンサも使用されだして
いる。これらのイメージセンサは、光電変換素子の信号
を読み出すための駆動用素子やＬＥＤアレイなどと共に
筐体に組み込まれイメージセンサユニットとして提供さ
れている。

【０００３】図５に示すように、従来の完全密着型イメ
ージセンサユニット１００　は、アルミニウムなどから
成る筐体１０２　に、画像を読み取るために複数の光電
変換素子が形成されたセンサ基板１０４　と、センサ基
板１０４　に信号を入力又は出力するための配線がパタ
ーニングされた配線基板１０６　と、ガラスなどから成
り、センサ基板１０４　および配線基板１０６　を支持
する支持基板１０８　と、センサ基板１０４　から画像
信号を時系列的に読み出す処理回路基板１１０　とが取
付けられて構成されている。さらに、配線基板１０６　
はフレキシブル配線１１２　によって処理回路基板１１
０　と電気的に接続されており、センサ基板１０４　の
全部と配線基板１０６　の一部を覆うようにカバーガラ
ス１１４　が貼着されている。ここで、センサ基板１０
４　は図６に示すように、ガラスなどの透光性基板１１
６　上にａ−Ｓｉなどから成る複数の光電変換素子１１
８　と、これらの光電変換素子１１８　の信号をブロッ
ク単位で時系列的に読み出せるようにされたマトリック
ス配線１２０　とが形成されて構成されている。また、
処理回路基板１１０　は、光電変換素子１１８　の信号
を時系列的に読み出す駆動用素子などが配設されている
とともにＬＥＤアレイなどの光源１２２　が配設されて
構成されている。

【０００４】このイメージセンサユニット１００　はフ
ァクシミリなどに組み込まれて使用され、光源１２２　
から発射された光は支持基板１０８　，透光性基板１１
６　およびカバーガラス１１４　を透過して、プラテン
ローラー１２４　によって搬送されてきた原稿１２６　
を照射する。そして、その原稿１２６　で反射させられ
た光が再びカバーガラス１１４　を透過して光電変換素
子１１８　に入射させられる。ここで、光源１２２　か
ら発射された光が妨げられることなく原稿１２６　に到
達し、且つ速やかに光電変換素子１１８　に入射させら
れるように、光電変換素子１１８　の近傍には光入射窓
１２８　が設けられている。このようにして、原稿１２
６　上の画像に応じた光が光電変換素子１１８　に入射
させられ、その光量に応じた電気信号がマトリックス配
線１２０，配線基板１０６　上の配線，フレキシブル配
線１１２　を通じ、処理回路基板１１０　に配設された
駆動用素子により時系列的に読み出される。

【０００５】一方、図７および図８に示すように、セン
サ基板１０４　のマトリックス配線１２０　と配線基板
１０６　の配線とを接続するために、それらの配線の端
部には電極部１３０，１３２　が形成されている。この
電極部１３０，１３２　は対向させられて配置され、こ
れら電極部１３０，１３２　間は導電性ペースト１３４
　などにより接続され、センサ基板１０４　と配線基板
１０６　とは電気的に接続されている。たとえば、Ａ４
版サイズで解像度が８ｄｏｔｓ／ｍｍ　のマトリックス
駆動方式のイメージセンサユニットである場合、１７２
８個の光電変換素子（画素）が必要であり、これらの光
電変換素子は３２個づつ５４個のブロックに区分されて
おり、その電極部１３０，１３２　の数はそれぞれ８６
（３２＋５４）個である。したがって、センサ基板１０
４　と配線基板１０６　、及び配線基板１０６　とフレ
キシブル配線１１２　とはそれぞれ８６箇所において電
気的に接続されている。さらに、この配線基板１０６　
と前述の処理回路基板１１０　とはフレキシブル配線１
１２　によって電気的に接続されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のイ
メージセンサユニットは多くの部品から複雑に構成され
ているため、組立工数が多いという問題があった。この
ため、組立てに伴う歩留りが低くなり、イメージセンサ
ユニットの信頼性を低下させる原因にもなっていた。し
かも、部品コストと組立コストの両方が高くなるという
問題があった。

【０００７】そこで、本発明らはイメージセンサユニッ
トの性能を低下させることなく、その構成を簡易にする
ため鋭意検討を重ねた結果、本発明に至った。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るイメージセ
ンサユニットの要旨とするところは、透光性基板上に複
数の光電変換素子と該光電変換素子に信号を入出力させ
るための配線とが形成されたセンサ基板と、該複数の光
電変換素子を駆動させるとともに出力された信号を読み
出すための回路素子を備えた処理回路基板と、該センサ
基板と処理回路基板とを電気的に接続するフレキシブル
配線とが筐体に取り付けられたイメージセンサユニット
であって、前記センサ基板とフレキシブル配線とが電気
的に直接接続されていることにある。

【０００９】また本発明に係るイメージセンサユニット
の他の要旨とするところは、透光性基板上に複数の光電
変換素子と該光電変換素子に信号を入出力させるための
配線とが形成されたセンサ基板と、該複数の光電変換素
子を駆動させるとともに出力された信号を読み出すため
の回路素子を備えた処理回路基板と、該センサ基板と処
理回路基板とを電気的に接続するフレキシブル配線とが
筐体に取り付けられ、且つ前記センサ基板とフレキシブ
ル配線とが電気的に直接接続されているイメージセンサ
ユニットであって、前記センサ基板の原稿読み取り面に
貼着され該センサ基板を保護するカバーガラスの外表面
が、該カバーガラスに隣接してセンサ基板に電気的に直
接接続されたフレキシブル配線の外表面より低いことに
ある。

【００１０】

【作用】かかるイメージセンサユニットでは、センサ基
板が処理回路基板と電気的に接続するためのフレキシブ
ル配線と直接接続されており、従来のイメージセンサユ
ニットにあった配線基板，支持基板やそれに伴う部品が
削減される。したがって、イメージセンサユニットの組
立て工数が減ることにより生産能率が向上し、また、配
線の接続箇所が減少することなどが相まって、製品の歩
留りが一層向上する。

【００１１】また、カバーガラスの外表面がフレキシブ
ル配線の外表面より低くなるように構成することにより
、フレキシブル配線側から搬入された原稿はカバーガラ
スのエッジに引っかかることなく速やかにカバーガラス
の上面へ搬送される。

【００１２】

【実施例】次に、本発明に係るイメージセンサユニット
の実施例を図面に基づき詳しく説明する。

【００１３】図１および図２において、符号１０は本発
明に係るイメージセンサユニットである。このイメージ
センサユニット１０は、アルミニウムなどから成る筐体
１２と、画像を読み取るセンサ基板１４と、センサ基板
１４から画像信号を時系列的に読み出す処理回路基板１
６と、センサ基板１４と処理回路基板１６とを電気的に
接続するフレキシブル配線１８とから構成されている。 また、センサ基板１４の一部を覆うようにカバーガラス
２０が貼着されている。

【００１４】センサ基板１４には、ガラス，樹脂などの
透光性基板１５上に図示しないフォトダイオードなどの
光電変換素子が一次元に複数形成されているとともに、
この複数の光電変換素子を駆動させるための配線や光電
変換素子により光電変換させられた信号を読み出すため
の配線などが形成されている。この光電変換素子は主と
して両面に電極層を備えたアモルファスシリコン系半導
体層により形成され、このアモルファスシリコン系半導
体層はアモルファスシリコンａ−Ｓｉ、水素化アモルフ
ァスシリコンａ−Ｓｉ：Ｈ、水素化アモルファスシリコ
ンカーバイドａ−ＳｉＣ：Ｈ、アモルファスシリコンナ
イトライドなどの他、シリコンと炭素、ゲルマニウム、
スズなどの他の元素との合金から成るアモルファスシリ
コン系半導体の非晶質あるいは微晶質、多結晶を　ｐｉ
ｎ型、　ｎｉｐ型、ｎｉ型、ｐｎ型、　ＭＩＳ型、ヘテ
ロ接合型、ホモ接合型、ショットキーバリアー型あるい
はこれらを組み合わせた型などに堆積したものが用いら
れる。この光電変換素子はその他非シリコン系の半導体
であっても良く、本発明において何ら限定されない。ま
た、この光電変換素子に隣接して光入射窓が設けられて
いて、この光入射窓を透過させられた光によって原稿が
照射されるようにされている。

【００１５】センサ基板１４に形成される光電変換素子
は、たとえばＡ４版サイズで解像度が８ｄｏｔｓ／ｍｍ
　のマトリックス駆動方式のイメージセンサユニットで
ある場合、前述したように１７２８個の光電変換素子が
必要である。これらの光電変換素子は信号処理の迅速の
ために、たとえば光電変換素子３２個で１つのブロック
が構成され、全体で５４個のブロックに区分されている
。したがって本例の場合、光電変換素子をブロック単位
で時系列的に駆動させるとともに光電変換素子からの信
号を読み出すため、同じ透光性基板１５上に駆動側で５
４本の配線が、読出側で３２本のマトリックス配線が形
成されている。なお、さらに必要に応じて光電変換素子
に対応してブロッキングダイオードやＴＦＴなどが形成
されている。これらの配線は透光性基板１５の長辺側に
導き出され、その端部には電極部２２が形成されている
。

【００１６】また、センサ基板１４にはカバーガラス２
０がその電極部２２を除く光電変換素子，駆動側の配線
，マトリックス配線，ブロッキングダイオードなどの上
に、これらを保護するために貼着されている。ここで、
センサ基板１４の上面からカバーガラス２０の外表面Ｌ
１までの距離を余りに大きくすると像がぼけてしまうた
め、たとえば、解像度が８ｄｏｔｓ／ｍｍ　のイメージ
センサユニットである場合、通常この距離は１５０μｍ
以内にされる。このカバーガラス２０とセンサ基板１４
との距離はカバーガラス２０の厚みと接着剤の層の厚み
とを調整して設定されている。

【００１７】かかる構成のセンサ基板１４は筐体１２の
所定の位置に配設されて固定された後、センサ基板１４
の駆動側の配線や読出側のマトリックス配線の電極部２
２にはフレキシブル配線１８の一端が直接接続され、筐
体１２の外周に巻かれ、その他端は処理回路基板１６の
電極部に接続される。フレキシブル配線１８が直接接続
される電極部２２に隣接してカバーガラス２０がセンサ
基板１４に貼着されていて、フレキシブル配線１８とカ
バーガラス２０との間に段差が生じてしまう。そこで、
カバーガラス２０の外表面Ｌ１の高さがフレキシブル配
線１８の外表面Ｌ２の高さより低くなるように、フレキ
シブル配線１８の厚みと接着層の厚みとが設定されてい
る。センサ基板１４の電極部２２にフレキシブル配線１
８を接続する方法としては、電極部２２とフレキシブル
配線１８との間に異方性導電膜を挟んで熱圧着により接
続するのが一般的であり、また処理回路基板１６の電極
部にフレキシブル配線１８を接続する方法としては、支
持部材を用いて圧接するのが一般的である。ここで、筐
体１２はセンサ基板１４を支持して固定するとともに、
センサ基板１４の光入射窓に光源２４からの光を導くの
に充分な形状に成形されていて、プラテンローラなどの
押圧力によってセンサ基板１４が割れないように構成さ
れている。

【００１８】一方、処理回路基板１６は、光電変換素子
を時系列的に駆動させるとともに、駆動させられた光電
変換素子からの信号を読み出すためのスイッチＩＣや駆
動用ＩＣなどの回路素子や、ＬＥＤアレイなどの光源２
４がプリント基板上に配設されて構成されている。スイ
ッチＩＣは光電変換素子をブロック単位で順次選択する
ためのシフトレジスタなどを備えたものであり、駆動用
ＩＣはブロック毎に駆動させられた光電変換素子からの
信号を順次読み出すためのシフトレジスタや読み出され
た信号を増幅する増幅回路などを備えたものである。な
お、光源２４は読み取りが開始されると点灯し、終了す
ると消灯するようにされている。

【００１９】かかるイメージセンサユニット１０は従来
のイメージセンサユニット１００　にあった配線基板１
０６　，支持基板１０８　が削減されており、少量の部
品で簡易に構成されている。このため、組立工数は軽減
され、組立歩留りが向上し、延いてはイメージセンサユ
ニット１０の信頼性も向上する。しかも、部品コストと
組立コストの両方が軽減されることになる。また、セン
サ基板１４や処理回路基板１６などは従来と同様に構成
されているため、イメージセンサユニット１０の性能は
従来のものと比べ、劣ることはない。さらには、本例の
ようにイメージセンサユニットを小型化することも可能
となる。

【００２０】また、かかるイメージセンサユニット１０
はファクシミリなどの原稿読み取り装置に組み込まれて
使用され、図３に示すように、挿入されてきた原稿２６
はプラテンローラ２８によってセンサ基板１４の読み取
り部上のカバーガラス２０面に押圧されながらフレキシ
ブル配線１８側から、すなわち図上右側から左側へ搬送
されるように使用される。したがって、カバーガラス２
０の外表面Ｌ１がフレキシブル配線１８の外表面Ｌ２よ
り低くなっており、原稿２６がカバーガラス２０のエッ
ジ３０に引っかかることなく、速やかにカバーガラス２
０の上面へ搬送され、搬送不良が起きることはない。

【００２１】以上、本発明の一実施例を詳述したが、本
発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その他
の態様でも実施し得るものである。

【００２２】たとえば、図４に示すように、フレキシブ
ル配線３２は筐体３４に設けられたスリット３６を通っ
てコネクタ３８などによって処理回路基板４０と接続さ
れていても良く、フレキシブル配線の経路やフレキシブ
ル配線と処理回路基板との接続方法は何ら限定されない
。同様に、フレキシブル配線とセンサ基板との接続方法
も何ら限定されるものではなく、本発明はフレキシブル
配線とセンサ基板とが他の配線基板などを用いずに直接
に接続されていれば足りる。また、筐体３４は封じられ
ていない筒状のものでも良く、さらに、複数の部材から
構成されたものでも良いなど、その形状，構造，材質な
どは特に限定されない。さらに、光源４２は処理回路基
板４０上に配設されている必要はなく、筐体３４に取着
されていても良い。光源はキセノンランプ，ハロゲンラ
ンプ，冷陰極管，蛍光灯などでも良く、ＬＥＤアレイに
限定されない。さらに言及すれば、光源はイメージセン
サユニットに組み込まれていなくても良い。光源を備え
ていないイメージセンサユニットの場合は、ファクシミ
リなどの本体に既設の光源がセンサ基板に照射させられ
るようにイメージセンサユニットが構成されていれば良
い。

【００２３】また、処理回路基板はセンサ基板に対して
垂直になるように筐体に取着されていても良く、処理回
路基板の位置は何ら限定されない。さらに、処理回路基
板は光電変換素子の信号を読み出すことができる機能を
備えたものであれば良く、その回路構成などは何ら限定
されない。

【００２４】さらに、フレキシブル配線の本数は１本で
あっても複数本であっても良い。また、フレキシブル配
線の外表面とカバーガラスの外表面とは同じ高さであっ
ても良く、あるいは原稿の送り方向がカバーガラス側か
らフレキシブル配線側に送られる場合はカバーガラスの
外表面がフレキシブル配線の外表面より高くなるように
構成されているのが好ましい。

【００２５】その他、マトリックス駆動方式のイメージ
センサユニットに限定されることなく、光電変換素子の
信号をそれぞれ個別に読み出す個別駆動方式のイメージ
センサユニットにも適用することができるなど、本発明
はその主旨を逸脱しない範囲内で当業者の知識に基づき
種々なる改良，修正，変形を加えた態様で実施し得るも
のである。

【００２６】

【発明の効果】本発明に係るイメージセンサユニットは
、センサ基板が処理回路基板と電気的に接続するための
フレキシブル配線と直接接続され、他の配線基板などを
用いていないため、従来のイメージセンサユニットにあ
った配線基板，支持基板やそれに伴う部品がなく、簡易
に構成されている。このため、組立工数は軽減され、組
立歩留りが向上し、延いては、イメージセンサユニット
の信頼性も向上する。更に、部品コストと組立コストの
両方が軽減される。しかも、イメージセンサユニットの
性能は従来のものと比べ、劣ることはない。

【００２７】また、カバーガラスの外表面がフレキシブ
ル配線の外表面より低くなるように構成することにより
、フレキシブル配線側から送られた原稿は速やかにカバ
ーガラスの上面へ搬送される。したがって、何ら他のガ
イド部材などを用いなくとも、原稿の搬送不良が起きる
ことはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るイメージセンサユニットの一実施
例を示す斜視図である。

【図２】図１に示したイメージセンサユニットを示す図
であり、同図（ａ）　は一部破砕平面図，同図（ｂ）　
は側面図である。

【図３】図１および図２に示したイメージセンサユニッ
トの使用方法を説明するための要部拡大側面図である。

【図４】本発明に係るイメージセンサユニットの他の実
施例を示す一部破砕斜視図である。

【図５】従来のイメージセンサユニットの一実施例を示
す斜視図である。

【図６】図５に示したイメージセンサユニットの使用方
法を説明するための側面図である。

【図７】図５および図６に示したイメージセンサユニッ
トを示す図であり、同図（ａ）　は平面図，　同図（ｂ
）　は側面図である。

【図８】図５乃至図７に示したイメージセンサユニット
の一部を拡大して示す図であり、同図（ａ）　は平面図
、同図（ｂ）　は側面断面図である。

【符号の説明】

１０；イメージセンサユニット １２，３４；筐体 １４；センサ基板 １５；透光性基板 １６，４０；処理回路基板 １８，３２；フレキシブル配線 ２０；カバーガラス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　透光性基板上に複数の光電変換素子と
   該光電変換素子に信号を入出力させるための配線とが形
   成されたセンサ基板と、該複数の光電変換素子を駆動さ
   せるとともに出力された信号を読み出すための回路素子
   を備えた処理回路基板と、該センサ基板と処理回路基板
   とを電気的に接続するフレキシブル配線とが筐体に取り
   付けられたイメージセンサユニットであって、前記セン
   サ基板とフレキシブル配線とが電気的に直接接続されて
   いることを特徴とするイメージセンサユニット。
2. 【請求項２】　　透光性基板上に複数の光電変換素子と
   該光電変換素子に信号を入出力させるための配線とが形
   成されたセンサ基板と、該複数の光電変換素子を駆動さ
   せるとともに出力された信号を読み出すための回路素子
   を備えた処理回路基板と、該センサ基板と処理回路基板
   とを電気的に接続するフレキシブル配線とが筐体に取り
   付けられ、且つ前記センサ基板とフレキシブル配線とが
   電気的に直接接続されているイメージセンサユニットで
   あって、前記センサ基板の原稿読み取り面に貼着され該
   センサ基板を保護するカバーガラスの外表面が、該カバ
   ーガラスに隣接してセンサ基板に電気的に直接接続され
   たフレキシブル配線の外表面より低いことを特徴とする
   イメージセンサユニット。