JPH0567016U - イメージセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 センサ基板の副走査方向の幅を可能な限り狭
くできる構造を維持しつつ、さらに簡単な構造のイメー
ジセンサとする。 【構成】 光電変換素子２０が形成されたセンサ基板１
２を、ＩＣ２４ａ，２６などが実装された回路基板１４
上に配設し、このセンサ基板１２と同じ厚さの支持部材
１８をセンサ基板１２に隣接して配設し、これらのセン
サ基板１２と支持部材１８とに跨がってセンサ基板１２
の副走査方向の幅Ｄよりも幅広のカバーガラス１６を配
設した。さらに回路基板１４上のセンサ基板１２搭載部
には、光電変換素子２０に余分な光が入射しないように
遮光膜を設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ファクシミリ，イメージスキャナ，デジタル複写機，電子黒板など の原稿読み取り部に使用されるイメージセンサに関し、さらに詳しくは、レンズ 系を必要としない完全密着型のイメージセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より完全密着型のイメージセンサの形態に関して種々の提案がなされてい るが、本考案者らは、既に図５に示すような幅広のカバーガラス１を用いたイメ ージセンサ２を提案している（実願平３−５２２９７号）。

【０００３】 このイメージセンサ２は、多数の光電変換素子３ａが直線状に並設されたセン サ基板３と、信号処理用ＩＣ４ａなどが実装されたＣＯＧ(Chip on Glass) 基板 ４と、これらを支持固定するための支持ガラス５と、センサ基板３とＣＯＧ基板 ４とに跨がって貼着されたカバーガラス１とから構成されている。このイメージ センサ２は、ＬＥＤアレイ６ａ，駆動用ＩＣ６ｂ，コネクタ６ｃなどが実装され たプリント基板６とともにフレーム７に取り付けられ、イメージセンサユニット ８として使用されている。

【０００４】 このイメージセンサ２では、幅広のカバーガラス１によって原稿を円滑に搬送 させるのに十分な幅が確保されているため、センサ基板３の副走査方向の幅につ いては可能な限り狭くすることができ、イメージセンサ２の製造コストを大幅に 低減することができた。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このイメージセンサ２は、センサ基板３，ＣＯＧ基板４，支持 ガラス５，カバーガラス１から成る４枚３層構造のため、積層（貼り合わせ）工 程での位置合わせが複雑であるという問題があった。また、大きな支持ガラス５ が使用されているとともに、ＩＣ４ａ，６ｂなどがプリント基板６とＣＯＧ基板 ４とに別々に実装されているため、複雑でコストが高いという問題もあった。

【０００６】 そこで、本考案者らは、センサ基板の副走査方向の幅を可能な限り狭くするこ とができる構造を維持しつつも、さらに安価で高性能なイメージセンサを提供す るため、鋭意検討を重ねた結果、本考案に至った。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案に係るイメージセンサの要旨とするところは、複数の光電変換素子が並 設されたセンサ基板と、該センサ基板を作動させるための回路基板とを備えたイ メージセンサにおいて、前記センサ基板が前記回路基板上に配設されるとともに 、該センサ基板と同じ厚さの支持部材が該センサ基板に隣接して配設され、該セ ンサ基板の副走査方向の幅よりも幅広の透光性薄板が該センサ基板と該支持部材 とに跨がって配設されたことにある。

【０００８】 また、かかるイメージセンサにおいて、前記回路基板および前記センサ基板の うちの何れか一方又は双方の表面上であって、前記透光性薄板上を搬送させられ る原稿を前記回路基板側から照明するための導光路以外の部分に、遮光膜が設け られたことにある。

【０００９】

【作用】

かかるイメージセンサによれば、支持部材がセンサ基板に隣接して配設され、 これらに跨がって幅広の透光性薄板が配設されているので、原稿はこの透光性薄 板上を円滑に搬送させられることになる。すなわち、原稿を円滑に搬送させるの に十分な幅はこの透光性薄板によって確保されている。したがって、センサ基板 の副走査方向の幅については可能な限り狭くすることができ、かかるイメージセ ンサの製造コストを大幅に低減することができる。また、センサ基板は回路基板 上に配設されているので、センサ基板はこの回路基板により支持固定されている ことになる。すなわち、この回路基板はセンサ基板を作動させる役割と、センサ 基板を支持固定する役割とを併有するものである。これにより、積層工程におけ る位置合わせが簡単になり、製造コストはさらに低減される。

【００１０】 また、原稿は回路基板側から導光路を介して照明されるが、この導光路以外の 部分には遮光膜が設けられているので、余分な光がセンサ基板などを透過してく ることはない。したがって、原稿からの反射光以外の光が光電変換素子に入射す ることはなく、読み取り精度は向上させられる。なお、遮光膜を設ける位置は、 導光路以外の部分であれば、回路基板の表面上であっても、センサ基板の表面上 であっても、あるいは回路基板とセンサ基板の双方の表面上であってもよい。

【００１１】

【実施例】

次に、本考案に係るイメージセンサの実施例について、図面に基づき詳しく説 明する。

【００１２】 図１および図２において、符号１０は本考案に係るイメージセンサの一実施例 である。このイメージセンサ１０は、原稿を読み取るためのセンサ基板１２と、 センサ基板１２を作動させるための回路基板１４と、センサ基板１２を保護する ためのカバーガラス（透光性薄板）１６と、カバーガラス１６を支持するための 支持部材１８とから構成されている。

【００１３】 センサ基板１２はガラスから成り、その上にはアモルファスシリコンa-Si，Cd S-CdSeなどの薄膜半導体から成る多数の光電変換素子２０が直線上に形成されて いる。また図示はしないが、これらの光電変換素子２０に駆動電圧を印加するた めの駆動配線や、光電変換素子２０から信号を導き出すための信号配線なども形 成されている。なお、これら光電変換素子２０の近傍には、回路基板１４側に配 設される光源によってカバーガラス１６上を搬送させられる原稿を照明するため 、図示しない導光窓が形成されている。

【００１４】 このセンサ基板１２は、回路基板１４上の所定位置に接着剤などで貼着されて いる。この回路基板１４もガラスから成り、その上には図示しない配線パターン が形成され、光電変換素子２０を駆動するための駆動用ＩＣ２４ａ，２４ｂと、 光電変換素子２０からの信号を処理するための信号処理用ＩＣ２６とが実装され ている。つまり、この回路基板１４はＣＯＧ(Chip on Glass) となっている。な お、駆動用ＩＣ２４ａ，２４ｂはセンサ基板１２の両端付近の２箇所に配設され ていて、これら３個のＩＣ２４ａ，２４ｂ，２６の各端子は、センサ基板１２上 に形成された各配線の取出端子にワイヤーボンディングなどによって直接接続さ れている。また、配線パターンはクロムCr，アルミニウムAlなどの薄膜や、金Au ，銀Ag，銅Cuなどの厚膜により形成されている。さらに、回路基板１４上のセン サ基板１２が搭載されている部分には、導光路となる部分だけをスリット状に開 口した遮光膜２８が設けられている。ここで、導光路とはカバーガラス１６上を 搬送させられる原稿を回路基板１４側から照明するための光の進行経路のことで ある。なお、遮光膜２８は配線パターンなどと同時に形成するのが好ましい。

【００１５】 また支持部材１８もガラスから成り、かつ、センサ基板１２と同じ厚さにされ ている。この支持部材１８はセンサ基板１２に隣接して配設され、回路基板１４ 上に接着剤などで貼着されている。さらに、センサ基板１２の副走査方向の幅Ｄ よりも幅広のカバーガラス１６がセンサ基板１２と支持部材１８とに跨がって接 着剤などで貼着されている。カバーガラス１６の厚さは１００μｍ以下、好まし くは５０μｍのものがよい。なお、センサ基板１２，支持部材１８，カバーガラ ス１６を貼着するための接着剤には、熱硬化タイプのエポキシ樹脂系のものが主 として用いられるが、ＵＶ硬化タイプのものでもよく、さらにはシリコン樹脂系 のものなどでもよい。

【００１６】 このイメージセンサ１０は、たとえば図３に示すように樹脂製のフレーム３０ に取り付けられ、イメージセンサユニット３２として使用される。このフレーム ３０にはコネクタ３４が埋設されているとともに、ＬＥＤアレイやキセノンラン プなどの光源３６を備えたプリント基板３８が配設されている。このコネクタ３ ４は、外部から電源や制御信号を入力したり、内部から画像信号などを出力した りするもので、回路基板１４はこのコネクタ３４にフレキシブル配線４０を介し て接続されている。また、原稿４１をセンサ基板１２上に円滑に送り出すため、 ステンレス製のカバー４２が取り付けられている。なお、コネクタ３４は回路基 板１４上に直接実装することも可能であるが、信頼性などを考慮してフレーム３ ０に埋設している。また、フレーム３０はアルミニウムや亜鉛などの金属材料を 切削加工、引き抜き加工、あるいはダイキャスト成形加工したものでもよい。

【００１７】 かかるイメージセンサユニット３２によれば、原稿４１はプラテンローラ４３ によってカバーガラス１６上に押し付けられながら順次搬送させられる。さらに この原稿４１は、光源３６から射出して回路基板１４とセンサ基板１２とを透過 してきた光によって照明される。そして、この原稿４１の濃淡に応じた反射光が 光電変換素子２０に入射して原稿４１が読み取られるのである。

【００１８】 このように本考案に係るイメージセンサ１０では、カバーガラス１６によって 原稿４１を円滑に搬送させるのに十分な幅、たとえば６mm以上の幅が確保されて いるため、センサ基板１２の副走査方向の幅Ｄを可能な限り、たとえば６mm以下 の２〜４mm程度まで狭くすることができる。したがって、一度に大量のセンサ基 板１２を作製することができ、製造コストは大幅に低減されることになる。しか も、回路基板１４自体を従来のイメージセンサ２における支持ガラス５としても 用い、この上にセンサ基板１２と支持部材１８とを貼着しているため、従来のイ メージセンサ２に比べてガラス同士の貼着面積が少なくなっている。したがって 、ガラスなどの張り付け作業が非常に簡単になるとともに、全体的にガラスの使 用量が少なくなるので、材料コストが低減される。

【００１９】 また、遮光膜２８を設け、余分な光がセンサ基板１２などを透過しないように されているため、読み取り精度は高い。しかも、フレーム３０に導光用のスリッ トなどを設ける必要がないため、極めて簡単な構造となり、イメージセンサユニ ット３２全体としては大幅に小型化されている。さらに、このフレーム３０は樹 脂製でもあるので、コストは大幅に低減されている。

【００２０】 また、ＩＣ２４ａ，２４ｂ，２６などの高さが従来より低く、保護樹脂などを コーティングしてもカバーガラス１６よりも上側に突出することはなく、実際の 使用時における取扱いは非常に簡単である。さらに、信号処理用ＩＣ２６だけで なく、駆動用ＩＣ２４ａ，２４ｂも回路基板１４上に実装し、全ての回路を回路 基板１４に集中させているため、極めて簡単な構造となっている。しかも、通常 は１個の駆動用ＩＣを２個に分けて実装しているので、センサ基板１２上の駆動 配線による占有幅は約半分になっている。

【００２１】 さらに、センサ基板１２，回路基板１４，カバーガラス１６および支持部材１ ８が、ほぼ同じ熱膨張係数を有するガラスから成るので、温度変化によって反り が発生したり、剥離したりすることがないなど信頼性にも優れている。

【００２２】 以上、本考案に係るイメージセンサの一実施例を詳述したが、本考案は上述し た実施例に限定されることなく、その他の態様でも実施し得るものである。

【００２３】 たとえば上述した実施例では、遮光膜２８を回路基板１４の片面に設けている が両面に設けてもよい。またセンサ基板１２の裏側だけに設けてもよく、さらに 回路基板１４とセンサ基板１２の双方に設けてもよい。つまり、遮光膜は可能な 限り全面に設けて余分な光が光電変換素子２０に入射しないようにするのがよく 、導光路となる部分以外であれば何処に設けてもよい。さらには、特に遮光膜を 設けないで、従来のようなスリット付きのフレームを用いるのもよい。

【００２４】 また、回路基板としては透明なガラスでなくてもよく、たとえば図４に示すよ うに、長円形のスリット４４が開口されたプリント基板を用いた回路基板４６で もよい。このスリット４４はセンサ基板１２の裏側から原稿を照明するためのも のである。なお、プリント基板としてはガラエポ，セラミック，金属などから成 る硬質のものを用いるのが好ましい。また、回路基板４６がプラテンローラの圧 力によってたわまないように適宣補強材などを架設しておくのもよい。

【００２５】 また、信号処理用ＩＣと駆動用ＩＣのうち何れか一方だけを回路基板上に実装 し、残りのＩＣは光源３６が実装されているプリント基板３８上に実装するよう にしてもよい。さらに駆動用ＩＣを１個又は３個以上実装したものでもよく、通 常は１個の信号処理用ＩＣを２個以上実装したものでもよい。

【００２６】 また、支持部材としては特にガラスでなくても、樹脂や金属でもよく、その材 料は何ら限定されるものではない。ただし、金属を用いる場合には、回路基板上 の配線パターンなどが短絡しないように適宣絶縁コートなどをしておく必要があ る。また、支持部材にガラスや樹脂などの絶縁体を用いる場合には、その表面に シールド用としてＩＴＯや金属膜などを形成しておくのもよい。

【００２７】 さらにカバーガラス１６の代わりに、表面をハードコートした樹脂などを用い てもよい。また、カバーガラスの全てが透明でなくてもよく、少なくとも原稿を 読み取る部分が透明であればよい。

【００２８】 その他、イメージセンサの駆動方式は何ら限定されるものでないなど、本考案 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。

【００２９】

【考案の効果】

本考案に係るイメージセンサは、センサ基板と同じ厚さの支持部材がセンサ基 板に隣接して配設され、センサ基板の副走査方向の幅よりも幅広の透光性薄板が センサ基板と支持部材とに跨がって配設されているため、原稿を円滑に搬送させ るのに十分な幅はこの透光性薄板によって確保されている。したがって、センサ 基板の副走査方向の幅については可能な限り狭くすることができ、イメージセン サの製造コストを大幅に低減することができる。しかも、センサ基板が回路基板 上に配設されているため、センサ基板はこの回路基板によって支持固定されてい る。このため、従来のイメージセンサに比べて極めて簡単な構造となっていて、 積層工程での位置合わせが容易で、部品点数も少ないので、さらにコストを低減 することができる。

【００３０】 また、回路基板およびセンサ基板のうちの何れか一方又は双方の表面上であっ て、透光性薄板上を搬送させられる原稿を回路基板側から照明するための導光路 以外の部分に、遮光膜が設けられているため、原稿からの反射光以外の光が光電 変換素子に入射することはない。したがって、読み取り精度の良い高性能なイメ ージセンサを安価で提供することができる。しかも、フレームに取り付けてイメ ージセンサユニットとして用いる場合には簡単な構造のフレームでよいので、全 体として小型化することも可能であるなど、本考案は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るイメージセンサの一実施例を示す
斜視図である。

【図２】図１に示したイメージセンサの断面側面図であ
る。

【図３】図１および図２に示したイメージセンサを使用
したイメージセンサユニットの一例を示す断面側面図で
ある。

【図４】本考案に係るイメージセンサに用いる回路基板
の他の実施例を示す斜視図である。

【図５】従来のイメージセンサを使用したイメージセン
サユニットの一例を示す断面側面図である。

【符号の説明】

１０；イメージセンサ １２；センサ基板 １４，４６；回路基板 １６；カバーガラス（透光性薄板） １８；支持部材 ２０；光電変換素子 ２８；遮光膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/29 23/31 Ｈ０４Ｎ 1/028 Ｚ 9070−5Ｃ 8617−4Ｍ Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｆ 8617−4Ｍ Ｅ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の光電変換素子が並設されたセンサ
   基板と、該センサ基板を作動させるための回路基板とを
   備えたイメージセンサにおいて、 前記センサ基板が前記回路基板上に配設されるととも
   に、該センサ基板と同じ厚さの支持部材が該センサ基板
   に隣接して配設され、該センサ基板の副走査方向の幅よ
   りも幅広の透光性薄板が該センサ基板と該支持部材とに
   跨がって配設されたことを特徴とするイメージセンサ。
2. 【請求項２】 前記回路基板および前記センサ基板のう
   ちの何れか一方又は双方の表面上であって、前記透光性
   薄板上を搬送させられる原稿を前記回路基板側から照明
   するための導光路以外の部分に、遮光膜が設けられたこ
   とを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。