JPH0720928Y2 - 光センサー - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、ファクシミリやデジタル複写機、イメージス
キャナー等に使用される原稿読取用の光センサーに関
し、特に、原稿からの光像を光導波路の端面から入射
し、該入射光像を光導波路を介して受光素子に伝搬し原
稿像を読み取る端面入射型の光センサーに関する。

（従来の技術） 従来、ファクシミリ等に用いられる原稿読取用の光セン
サーとしては、蛍光灯等の光源によって照明光を原稿に
照射し、原稿からの反射光をレンズによってCCD等の受
光素子に結像し、その受光素子によって光電変換して原
稿画像を読み取っていた。

しかしながら、上記光センサーのように、受光素子上に
レンズを用いて原稿画像を結像する場合、原稿を照明す
る光源からの出射光量の内、受光素子に入射される光量
の割合はほぼレンズのＦ値によって決まってしまい、高
々数％と極めて小さく大光量の光源を必要とするという
欠点があった。また、原稿画像をレンズを用いて受光素
子上に結像する場合、原稿から受光素子に至る光路長は
レンズの焦点距離等によって決まってしまい、ファクシ
ミリ等の装置の小型化を図りにくいという欠点があっ
た。

そこで、上記原稿読取用の光センサーの欠点を解消する
ため、光導波路を利用して原稿画像を受光素子に伝搬
し、原稿画像を検出する光センサーが提案されている。

第５図は上記光導波路を利用した光センサーの一例を示
し、この光センサーは、基板22上に光導波路層23と受光
素子24とを備え、原稿25の画像形成面に対向配置された
上記光導波路層23の一端面から原稿像を入射し、上記光
導波路層23を介して原稿像を上記受光素子24に伝搬して
原稿像を検出する構成となっている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、第５図に示す構成の端面入射型光センサーに
おいては、原稿25から反射される反射光の光量や隣接ビ
ットとの分解能を一定に保つために、原稿面と光導波路
23の端面23aとの間の距離を正確に一定に制御すること
が要求される。

そこで、従来の端面入射型光センサー21を用いた原稿読
取装置においては、第５図に示すように、光センサー21
の基板22の端面22a及び光導波路23の端面23a近傍に、原
稿25を搬送及び固定するローラ26,27,28,29等の機構系
を設け、該ローラ26,27,28,29等の機構系によって光導
波路23の受光側端面23aと原稿面との距離が常に一定に
保たれるように制御する方法や、あるいは、第６図に示
されるように、光センサー31の基板32及び光導波路33の
端面と原稿との間に、距離調整のためのスペーサー用透
明板36を貼り付け、基板32及び光導波路33の端面と原稿
面との距離を一定に保つ方法等が行なわれていた。

しかしながら、光センサー21,31の端面と原稿面との間
の距離は、通常10μｍ〜50μｍ程度に制御する必要があ
るため、第５図に示した方法では、μｍオーダーの距離
を正確に制御するのは非常に難しく、正確に制御するた
めには、複雑且つ精密な機構系が必要となり、機構系の
部品代等が高くつき、また、組み付けや調整等に手間が
かかり、コスト高の要因となるという問題が生じる また、第６図に示すように光センサー31と原稿35との間
にスペーサー用透明板36を貼り付け、原稿面と基板及び
光導波路端面との距離を一定に保つ方法では、所望の板
厚の透明板36を貼付れば良いため、距離の制御は正確に
できるが、10μｍ〜50μｍ程度の板厚の透明板36を、通
常1mm〜2mm程度の厚さの基板端面に貼りあわせることが
非常に難しく、また、スペーサー用透明板36の原稿側面
部が常時原稿面と接触するため、原稿35によってスペー
サー用透明板36の原稿側面部が擦られ傷つきや摩耗が生
じることが多く、このため、光センサー31の光の入射面
すなわち透明板36の面部が曇ってしまい、検出不良やS/
N比の低下の原因となる恐れがあり問題であった。

本考案は上記事情に鑑みてなされたものであって、原稿
面と光導波路の入射側端面との距離を簡単な構造で制御
でき、また、上記光入射側端面に傷や摩耗等が生じるこ
とがなく、光センサーの高分解能化を実現し得る端面入
射型の光センサーを提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本考案では、基板上に光導波
路と受光素子とを備え、原稿面に対向配置された上記光
導波路の一端面から原稿像を入射し、上記光導波路を介
して原稿像を上記受光素子に伝搬して原稿像を検出する
端面入射型の光センサーにおいて、原稿読取時には上記
光導波路の光入射側の基板端面に原稿面が当接され、該
基板端面に沿って原稿が摺動される構成とすると共に、
上記光導波路の原稿側端面が上記基板の原稿側端面より
も原稿に対して所定の距離だけ後退して形成されている
ことを特徴とする。

また、上記構成に加えて、基板の原稿側端面に摩耗粉受
け用の溝を形成したことを特徴とする。

（作用） 本考案による光センサーでは、光導波路の原稿側端面が
上記基板の原稿側端面よりも原稿に対して所定の距離だ
け後退して形成されているため、基板の端面と原稿面と
を当接しておくだけで、光導波路の光入射側端面と原稿
面との間の距離が一定に保たれる。

また、本考案によれば、特別なスペーサー等を介在せず
に光導波路の光入射側端面と原稿面との間の距離を一定
に保つことができるため、光センサーの光入射面と原稿
との接触が防止され、入射面の傷付きや摩耗等が未然に
防止される。

また、基板の原稿側端面に摩耗粉受け用の溝を形成した
光センサーにおいては、基板端面と原稿との摺接時に生
じた紙粉等の摩耗粉が上記溝部に取り込まれ、光導波路
の光入射側端面への摩耗粉の付着等が防止される。

（実施例） 以下、本考案を図示の一実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本考案の一実施例を示す光センサーの概略的側
面構成図を示し、図中符号１は光センサー、符号５は原
稿を夫々示している。

ここで、本考案による光センサー１は、基板２上に光導
波路層３と受光素子（光電変換素子）４とを備えてお
り、原稿面に対向配置された上記光導波路３の一端面3a
から原稿像を入射し、上記光導波路３を介して原稿像を
上記受光素子４に伝搬して原稿像を検出する端面入射型
の光センサー１であり、原稿読取時には上記光導波路３
の光入射側の基板端面2aに原稿面が当接され、該基板端
面2aに沿って原稿５が摺動される構成とすると共に、上
記光導波路３の原稿側端面3aが上記基板２の原稿側端面
2aよりも原稿面５に対して所定の距離（通常10μｍ〜50
μｍ）ｄだけ後退して形成されていることを特徴とする
ものである。

すなわ、本考案による光センサー１においては、光導波
路３の原稿側端面3aが上記基板２の原稿側端面2aよりも
原稿５に対して所定距離ｄだけ後退して形成されている
ため、基板２の端面2aと原稿面とを当接しておき、原稿
５を基板端面2aに接触した状態で走行させれば、自動的
に光導波路３の光入射側端面3aと原稿面との間の距離ｄ
が一定に保持制御される。

また、上記構成によれば、特別なスペーサー等を介在せ
ずに光導波路３の光入射側端面3aと原稿面との間の距離
ｄを自動的に一定に保つことができるため、光導波路３
の光入射側端面3aと原稿５との接触が完全に防止され、
光入射面3aの傷付きや摩耗等が未然に防止される。

したがって、本考案による光センサー１では、簡単な構
造にもかかわらず、原稿像が入射される光導波路３の端
面3aと原稿面との距離ｄが常に一定に保持され、且つ、
光導波路３の光入射端面3aが傷つきや摩耗等によって曇
ることもないため、光センサー１の低コスト化、高分解
能化、S/N比の向上を容易に実現することができる。

次に、第１図に一例を示した本考案による光センサーの
製造方法について第２図を参照して簡単に説明する。

先ず、第２図（Ｉ）に示すように、ガラスや半導体等か
らなる基板２上に光導波路層３を積層形成し、その光導
波路層３の光入射側端面とは反対の端面側に受光素子４
を形成し基本となる光センサーを形成し、且つ、該光セ
ンサーの光入射側端面を平滑に切断処理し光入射面を形
成する。

次に、第２図（II）に示すように、上記工程で形成され
た光センサーの光導波路層３及び受光素子４の上にレジ
スト層６を形成した後、パターンニング処理にて光導波
路層３の光入射側端面3aから所定距離ｄまでのレジスト
層を除去する。

次に、第２図（III）に示すように、前工程でレジスト
層６が形成されパターンニング処理された光センサーを
エッチング処理して光導波路層３のレジスト層除去部分
を除去し、光導波路層３の光入射側端面が基板２の端面
より所定距離ｄ後退するようにする。

そして、この後、第２図（IV）に示すように、レジスト
層６を除去すれば、本考案による光センサー１が得られ
る。

尚、光センサー１には、基板２、光導波路３、受光素子
４の他、外部からの迷光が光導波路や受光素子に入射さ
れることを防止する遮光層や、受光素子からの信号を取
り出すための電極等が設けられるが、図では省略した。

さて、以上第２図を参照して本考案による光センサーの
製造工程について説明したが、本考案による光センサー
は製造も容易であり、製造コストを増大することもな
い。

したがって、本考案によれば、構成が簡単で、且つ、製
造コストを増大することなく、原稿と光導波路端面との
距離を一定に保持制御できる端面入射型の光センサーを
提供することができる。

次に、第３図を参照して本考案による光センサーの別の
実施例について説明する。

第３図は本考案の別の実施例を示す光センサーの概略的
側面構成図を示し、図中符号１は光センサー、符号２は
基板、符号３は光導波路層、符号４は受光素子、符号５
は原稿、符号７は光源を夫々示しており、基本的な構成
は第１図に示したものと同様である。

ここで、本実施例による光センサー１は、光源７が光セ
ンサー１に対して斜め上方に設置されている場合を想定
して構成されたものであり、光源７が光センサー１に対
して斜め上方に設置されている場合にも、光導波路３へ
の入射光が入りやすいように、光導波路３の光入射側端
面3aを光の入射方向に若干傾斜させたものである。

すなわち、光源７が光センサー１に対して斜め上方に設
置されている場合、光源７によって照射され原稿面によ
って反射された光は原稿５に対して斜め方向に反射され
るため、第１図に示した光センサーのように、光導波路
の端面が原稿面と略平行の場合、該端面によって原稿面
からの光の一部が反射されてしまい、光導波路への入射
光量が減ってしまい光量不足となることがあるが、これ
に対して、第３図に示す光センサーの場合には、光導波
路３の光入射側端面3aを光の入射方向に若干傾斜させた
構成のため、該端面3aから光導波路３への入射光が入り
やすくなり、光量不足となることがない。尚、第３図に
示すように、光源７が光センサーの光導波路３側に位置
する場合には、光導波路層３の上面側には遮光層が形成
され、光源７からの光が直接光導波路に入り込むのが防
止される。

ところで、第１図及び第３図に示す構成の光センサーに
おいては、光センサー１を原稿５に接触させた状態で原
稿５を走行させると、原稿５と基板２の端面との摺接に
より原稿５が摩耗して紙粉等の摩耗粉が発生することが
あり、この摩耗粉が光センサー１の光導波路３の光入射
側端面3aに付着すると、光導波路３への光の入射が妨げ
られ、検出不良等を起す要因となる。

そこで、このような問題の発生を防止するために、原稿
と接触する光センサー１の基板２端面の角を少しまるめ
たり、あるいは基板２の端面にテフロンコート等を施し
たりして、摩耗がしにくい様に端面処理する方法が考え
られるが、これだけでは、摩耗を完全に防止することは
不可能である。

そこで、本考案では、上記問題を解決するため、光セン
サーを第４図に示す様に構成する。

ここで、第４図は光センサーの概略的側面構成図を示
し、図中符号１は光センサー、符号２は基板、符号３は
光導波路層、符号４は受光素子、符号５は原稿を夫々示
しており、基本的な構成は第１図及び第３図に示したも
のと同様であるが、本実施例では上記構成に加えて、基
板２の原稿側端面に摩耗粉受け用の溝2bを形成し、原稿
５と基板２端面との摺接によって生じた摩耗粉が上記溝
2b内に取り込まれて導波路３の光入射側端面3a側には出
ないように構成したものである。したがって、第４図に
示す構成の光センサー１では、原稿５と基板２との摺接
によって生じた摩耗粉が基板２端面の溝2b内に回収され
るため、導波路３の光入射側端面3aに摩耗粉が付着する
ことが無く、摩耗粉の付着に起因する検出不良を防止す
ることができる。

（考案の効果） 以上図示の実施例に基づいて説明したように、本考案に
よる光センサーにおいては、光導波路の原稿側端面が上
記基板の原稿側端面よりも原稿に対して所定距離だけ後
退して形成されているため、基板の端面と原稿面とを当
接しておき、原稿を基板端面に接触した状態で走行させ
れば、自動的に光導波路の光入射側端面と原稿面との間
の距離が一定に保持制御される。

また、本考案によれば、特別なスペーサー等を介在せず
に光導波路の光入射側端面と原稿面との間の距離を自動
的に一定に保つことができるため、光導波路の光入射側
端面と原稿との接触が完全に防止され、光入射面の傷付
きや摩耗等が未然に防止される。

したがって、本考案による光センサーでは、簡単な構造
にもかかわらず、原稿像が入射される光導波路の端面と
原稿面との距離が常に一定に保持され、かつ、光導波路
の光入射端面が傷つきや摩耗等によって曇ることもない
ため、光センサーの低コスト化、高分解能化、S/N比の
向上を容易に実現することができる。

また、本考案による光センサーでは、上記構成に加え
て、基板の原稿側端面に摩耗粉受け用の溝を形成したこ
とにより、原稿と基板端面との摺接によって生じた摩耗
粉は上記溝内に回収されるため、導波路の光入射側端面
に摩耗粉が付着することが無くなり、摩耗粉の付着に起
因する検出不良も防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す光センサーの概略的側
断面構成図、第２図は同上光センサーの製造工程を示す
説明図、第３図は本考案の別の実施例を示す光センサー
の概略的側断面構成図、第４図は本考案のさらに別の実
施例を示す光センサーの概略的側断面構成図、第５図及
び第６図は夫々別の従来技術例を示す光センサーの概略
的側断面構成図である。 １……光センサー、２……基板、2a……基板の原稿側端
面、2b……摩耗粉受け用の溝、３……光導波路、3a……
光導波路の原稿側端面、４……受光素子、５……原稿、
７……光源。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に光導波路と受光素子とを備え、原
   稿面に対向配置された上記光導波路の一端面から原稿像
   を入射し、上記光導波路を介して原稿像を上記受光素子
   に伝搬して原稿像を検出する端面入射型の光センサーに
   おいて、原稿読取時には上記光導波路の光入射側の基板
   端面に原稿面が当接され、該基板端面に沿って原稿が摺
   動される構成とすると共に、上記光導波路の原稿側端面
   が上記基板の原稿側端面より原稿に対して所定の距離だ
   け後退して形成されていることを特徴とする光センサ
   ー。
2. 【請求項２】請求項１記載の光センサーにおいて、基板
   の原稿側端面に摩耗粉受け用の溝を形成したことを特徴
   とする光センサー。