JP2008066850A

JP2008066850A - コンタクトイメージセンサが備える受光素子アレイ基板の位置調整方法、コンタクトイメージセンサの製造方法およびコンタクトイメージセンサ

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Publication number: JP2008066850A
Application number: JP2006240300A
Authority: JP
Inventors: Tomihisa Saito; 富久斉藤; Harunobu Yoshida; 治信吉田; Masahide Wakizaka; 政英脇坂; Masaki Kitaoka; 正樹北岡
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2005-09-08
Filing date: 2006-09-05
Publication date: 2008-03-21
Also published as: TW200721797A; KR20070029087A; US20070057151A1; US7385169B2

Abstract

【課題】ゴースト像の発生を防止するために、受光素子アレイ基板の位置調整を容易にするための構造を有するコンタクトイメージセンサを提供する。
【解決手段】コンタクトイメージセンサは、発光素子アレイを有する光源２０と、スリット２２と、レンズ２４と、受光素子アレイ２５が実装された受光素子アレイ基板２６と、これらを収容するハウジング２８とから構成される。光源２０の片端には、電源供給のために４本のリード３０が設けられている。受光素子アレイ基板２６の片端は、リード３０が通過する４個のＵ字状の凹部３２が形成されている。この凹部３２は、リード３０の太さに対して十分に余裕のある大きさを有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、コンタクトイメージセンサが備える受光素子アレイ基板を副走査方向に位置を調整する方法、コンタクトイメージセンサを製造する方法およびコンタクトイメージセンサに関する。

原稿の画像情報を読取り可能なコンタクトイメージセンサは、光源、レンズ、受光素子（ＣＣＤなど）、およびこれらを収納するケース（ハウジング）から構成される。コンタクトイメージセンサは、光源から出射した光で原稿を照射し、原稿から反射した光をレンズで集光して、受光素子で受光するという構成を有する。原稿面からの反射光がレンズに入射して受光素子に取込まれるときに、光学系の構成によりゴースト像が発生することがあるが、これは画質が低下する原因となる。ゴースト像は、本来ならば画像が存在しない部分に虚像を結像する現象である。ゴースト像の発生を防止するためには、光源、レンズおよび受光素子など、イメージセンサを構成する部材の位置調整が重要となる。

コンタクトイメージセンサを構成するレンズとして、従来から、ロッドレンズアレイが用いられている（例えば、特許文献１参照）。ロッドレンズアレイは、複数のロッドレンズを並べてアレイ状にしたものであるため、入射光線は各ロッドレンズ内のみを進み、隣接するロッドレンズには光線が入りにくい構造になっている。そのため、ロッドレンズアレイを用いた場合は、ゴースト像が発生しにくいが、より高品質な画像を得るために、各ロッドレンズに遮光膜を設けて、不要な光が隣接するロッドレンズに進入しない構成とするのが一般的である。

上述したように、ロッドレンズアレイは、元々ゴースト像が発生しにくいレンズ構成となっているため、イメージセンサにロッドレンズアレイを用いる場合は、ゴースト像防止のために、ロッドレンズアレイ，受光素子などの構成部品を精密に位置合わせする必要がなく、精密な位置調整手段は用いられていなかった。

しかし、最近、ロッドレンズアレイの代わりに平板状のマイクロレンズアレイを用いるイメージセンサが増加しつつある。平板状マイクロレンズアレイは、樹脂の射出成型によって一体的に作製されるため、製法上、マイクロレンズ間に遮光膜を一体に形成することができない。また、ロッドレンズアレイのように各レンズが分離していないため、レンズ間に不要な光が容易に進入する構造となっている。従って、ロッドレンズアレイの場合に問題とならなかったゴースト像が、平板状マイクロレンズアレイを用いる場合には、大きな問題となる。

ゴースト像の発生を防止するために、一般的には平板状マイクロレンズアレイ上に別工程で遮光膜を設けたり、或いは原稿と平板状マイクロレンズアレイとの間にスリットを設けることが開示されている（例えば、特許文献２参照）。スリットを設ける場合は、スリット、レンズおよび受光素子について精密な位置調整をしなければ、ゴースト像を防止できない。このため、平板状マイクロレンズアレイ、スリットおよび受光素子の副走査方向の精密調整が特に重要となる。

また、コンタクトイメージセンサに構成される光源には、複数の発光素子（例えば、発光ダイオードまたは発光サイリスタ）を線上に並べた線状照明装置や、透過性の線状導光体の端部に発光素子を設けた線状照明装置などが用いられている。そのような線状照明装置においては、ゴースト像の発生を防止するようにスリットとレンズとの位置を調整すると共に、光量が大きいコンタクトイメージセンサの出力電圧値（以下、センサ出力と称する）を得るようにスリットと受光素子アレイの位置を調整する必要がある。そこで、スリット開口部と受光素子アレイとが平行となるように受光素子アレイの位置を調整することが開示されている（特許文献3）。
特開平５−１６７７７８号公報特開平１１−３３１４９８号公報特開平５−１２２４４３号公報

コンタクトイメージセンサに平板状マイクロレンズアレイを用いた場合、平板状マイクロレンズアレイ、スリットおよび受光素子の精密位置調整が必要となる。精密な位置調整は、ゴースト像発生の有無を確認しながら行うことが必要となるが、ゴースト像を確認するために一般的に用いられている方法は、図１Ａに示すような円形状パターン１０を表示したテストチャート１２の全面をイメージセンサで走査し、出力画像をモニタしてチェックするというものである。マイクロレンズアレイ、スリットおよび受光素子の位置が適切に調整されていない場合には、図１Ｂに示す出力画像１４に、ゴースト像１６が現れる。なお、１８は円形状パターン１０の主像である。

しかし、図1Ａのテストチャートを用いる場合、テストチャート全面を走査しなければならず、オンライン検査ができないため位置調整に時間がかかるという問題があった。

また、コンタクトイメージセンサに構成される光源には、光源自体の光量にムラが生じる。それ以外に、レンズ系としてレンズアレイプレートを用いた場合には、他のレンズ（ロッドレンズアレイ等）を用いた場合と比較して、特に光量ムラが大きくなるという問題があった。射出成型でレンズアレイプレートを形成する場合、寸法（特に板厚）やレンズ特性（光軸方向、レンズピッチおよび曲率など）が成型体全域で均一となるように形成することが困難であることに起因している。

本発明の目的は、上記問題を解決するために、上記コンタクトイメージセンサにおいて、受光素子アレイ基板を短時間で位置調整する方法、コンタクトイメージセンサを製造する方法、および、受光素子アレイ基板の位置調整を容易にする構造を有するコンタクトイメージセンサを提供することにある。

本発明の第１の態様は、コンタクトイメージセンサにおいて、受光素子アレイ基板を位置調整する方法である。この方法は、明度の分布が均一な基準原稿を読取らせたときに、受光素子アレイで検出される出力信号値が最大となるように、受光素子アレイ基板の副走査方向の位置を調整する。尚、本発明による受光素子アレイ基板の調整に用いる基準原稿は、明度が均一な原稿であればよい。また、そのような基準原稿には、反射率が高い原稿を用いることがより好ましく、これにより、検出されるセンサ出力が大きくなり、受光素子アレイ基板の調整が容易となる。明度の分布が均一な基準原稿には、白色又はグレイ色などの無彩色のほか、有彩色の原稿を用いることもできる。

さらに、本発明の第２の態様は、コンタクトイメージセンサにおいて、受光素子アレイ基板を位置調整する別の方法である。この方法は、光源の主走査方向の光量分布に対応して、受光素子アレイで検出される主走査方向の出力信号値の差が低減するように、受光素子アレイ基板上の受光素子アレイの副走査方向の位置を、スリット開口部の中心線に対して傾けて調整する。

さらに、本発明の第３の態様は、本発明の第１および第２の態様により調整された受光素子アレイ基板をハウジングに固定することにより、コンタクトイメージセンサを製造する。

また、本発明の第４の態様は、原稿を走査して読取るコンタクトイメージセンサである。このコンタクトイメージセンサは、ハウジングと、ハウジングに固定され、原稿に光を照射する１個または２個の光源と、ハウジングに固定され、主走査方向に延びる細長いスリット開口部を有し、原稿で反射した光を通過させるスリットと、ハウジングに固定され、スリットのスリット開口部を経た光を透過して正立等倍像を形成する、複数枚の平板状マイクロレンズアレイよりなるレンズと、主走査方向と直交する副走査方向に位置調整可能にハウジング内に支持され、受光素子アレイを有する受光素子アレイ基板とを備える。

本発明の位置調整方法によれば、電気信号をモニタしながらオンライン調整することが可能となる。

また、本発明のコンタクトイメージセンサによれば、光源、スリットおよびレンズはハウジングに固定し、受光素子アレイ基板は固定せずに、ハウジング内部の収容部分に隙間（遊びの部分）を設けて、位置調整可能に支持するので、電気信号をモニタしながら、受光素子アレイ基板を位置決めすることができる。このように、受光素子アレイ基板のみを調整するので容易にオンライン調整ができる。

さらに、本発明のコンタクトイメージセンサによれば、受光素子アレイ基板の形状を、光源への電源供給が容易となる基板形状とするので、オンライン調整が容易となる。

さらに、本発明のコンタクトイメージセンサによれば、光源やレンズアレイに起因する光量ムラを抑制することができるので、発光素子の電流値を増大させることなく光量が大きいコンタクトイメージセンサを提供できる。

まず、本発明のコンタクトイメージセンサの実施例1について説明する。

(実施例１)
図２は、コンタクトイメージセンサの分解斜視図である。このコンタクトイメージセンサは、光源２０と、スリット２２と、重ね合わされた２枚の平板状マイクロレンズアレイ２４Ａおよび２４Ｂよりなる正立等倍レンズ２４と、受光素子アレイ２５が実装された受光素子アレイ基板２６と、これらを収容するハウジング２８とから構成される。

光源２０は、線状照明装置であり、このような線状照明装置としては、発光素子アレイが主走査方向に延びるもの、線状導光体の端部に発光素子を有するものなどがある。

また、本実施例では線状導光体の端部に、Ｒ色、Ｇ色及びＢ色の３個の発光ダイオード（ＬＥＤ）よりなる発光素子を設けた例について説明する。このような発光素子の場合、電源供給のために４本または５本のリードが必要になる。図２では、光源２０の片端に、電源供給のために４本のリード３０が設けられている。なお、リードを使用せずに受光素子アレイ基板に直接に接着するタイプの光源も存在する。

スリット２２には、本実施例では、スリット開口部２３が、細長いスリット開口部として設けられている。これら光源２０、スリット２２およびレンズ２４は、ハウジング２８内に収容され、図３に示すようにハウジング２８に固定される。図３では、光源２０の片端に設けられるリードは、図示を省略してある。なお、３３は原稿３４を載せるガラス板である。

一方、受光素子アレイ基板２６を収容するハウンジング２８の部分には、隙間（遊びの部分）を設けた構造にする。隙間の幅は、受光素子アレイ基板を副走査方向に±０．１ｍｍ以上の調整が可能となるように設計する。そして、受光素子アレイ基板２６の位置を、後述するように副走査方向（図３に両端矢印Ｃで示す方向）に調整した後に、ハウジング２８に固定する。固定は、例えば接着剤を用いて行うことができる。

この場合、受光素子アレイ基板２６の片端は、図4Ａに示すようにリード３０が通過する４個のＵ字状の凹部３２が形成されている。この凹部３２は、リード３０の太さに対して十分に余裕のある大きさを有している。凹部３２は、Ｕ字状に限らず、矩形状としてもよい。また、凹部の代わりに、受光素子アレイ基板を調整する方向、すなわち副走査方向に長い長穴としてもよい。

また、図４Ｂに示すように、リード３０の太さに対して十分に余裕のあるように、凹部３２をリード３０が通過する４個の長穴部３５として受光素子アレイ基板２６に形成させることもできる。

さらに、図４Ｃに示すように、ハウジング底部の凸部３６と嵌合するための穴部３７を、受光素子アレイ基板２６の中央部に設けることができ、好適には長穴状とすることが好ましい。図４Ｄは、その受光素子アレイ基板２６の中央部付近の拡大図を示す。

図３において、光源２０から出射した光は、原稿３４で反射し、スリット２２のスリット開口部２３を経て、レンズ２４に入射する。レンズ２４で集光された光は、受光素子アレイ２５に入射する。

以上のような構成のコンタクトイメージセンサにおいて、重ね合わされた２枚の平板状マイクロレンズアレイ２４Ａおよび２４Ｂのマイクロレンズの配列方向を、主走査方向に対して傾けることにより、マイクロレンズの配列方向に現れるゴースト像をスリットで除去することが可能となる。

図５Ａは、平板状マイクロレンズアレイ２４Ａの平面図であり、図５Ｂは、図５ＡのＨ−Ｈ線断面図である。平板状マイクロレンズアレイ２４Ａは、レンズプレート４０の両面にマイクロレンズ(微小凸レンズ)４２を配列したものである。マイクロレンズは、六方配列されており、主走査方向（図５Ａ）において両端矢印Ｄで示す）に対し、マイクロレンズの配列方向が１５°傾いているようにする。

平板状マイクロレンズアレイ２４Ｂのマイクロレンズの配列も、平板状マイクロレンズアレイ２４Ａと同様である。これら２枚の平板状マイクロレンズアレイ２４Ａおよび２４Ｂを重ね合わせて構成した正立等倍レンズ２４は、マイクロレンズの配列方向にゴースト像が現れる。

図６に、現れたゴースト像を示す。１６は、ゴースト像を、１８は主像を示している。ゴースト像１６は、主像１８を含む主走査方向（両端矢印Ｄで示す方向）に現れていないことが理解されるであろう。

したがって、主走査方向に並ぶ受光素子アレイ２５を有する受光素子アレイ基板２６は、副走査方向の位置を調整すれば、ゴースト像を受光しないようにすることができる。このためには、明度の分布が均一な基準原稿（例えば、白色原稿）を読取らせたときに、受光素子アレイ２５で検出される出力信号値が最大となるように、受光素子アレイ基板の副走査方向の位置を調整する。

受光素子アレイ基板２６の副走査方向における位置調整では、前述したように受光素子アレイ基板２６の片端には光源２０のリード３０が通る十分な大きさの凹部３２が形成されており、したがってリード３０の存在が受光素子アレイ２６の副走査方向への位置調整を妨げることはない。また、受光素子アレイ基板２６の位置調整中に、リード３０により光源２０への電源供給を容易に行える。

受光素子アレイ基板２６の副走査方向における位置調整は、調整用部品を用いて行うことができる。図７に、調整用部品の一例を示す。部品としては、例えばピン等を用いることができる。図７に示すように、ハウジング２８の両側面に切欠部５０を設け、この切欠部に調整用ピン５２を挿入する。調整用ピン５２は、受光素子アレイ基板２６に突き当てる。調整ピンを前後に動かすことによって、受光素子アレイ基板２６を動かすことができるので、容易に受光素子アレイ基板の微調整が可能となる。調整用ピン５２は、図示のように、ハウジング２８の一側面に少なくとも２つ、両側面に計４つ設けることが好ましい。

調整用ピン５２を、ハウジング２８の一側面に３つ、両側面に計６つ設けた場合には、調整ピンにより加える力を調整することにより、受光素子アレイ基板２６の歪みを是正することができる。

調整用部品としては、ピンの他、例えばネジやバネを用いてもよい。例えば図７において、片側のピンのみをバネやネジにすれば、微調整が容易となる。

図７では、調整ピンを挿入するための切欠部をハウジングに設けているが、図８に示すように孔５４を設けてもよい。

コンタクトイメージセンサにおいては、原稿３４を均一な輝度の光で照明することが望まれる。このための方法として、線状照明装置の光出射面に光拡散板を設ける方法がある。

また、線状導光体の片端に発光素子を設けた構造の線状照明装置を用いる場合には、２個の線状照明装置を用いるのがよい。図９は、２個の線状照明装置２０Ａおよび２０Ｂを配置した例を示す。これら装置の各線状導光体は、走査方向において互いに反対側にある片端に発光素子が設けられている。各線状照明装置は主走査方向に同様の輝度分布を有するので、２個の線状照明装置を以上のように配置することで、主走査方向に均一な輝度分布を得ることができる。

さらに、１個の線状導光体の両端に発光素子を設けると、主走査方向に均一な輝度分布が得られる。

次に、本発明のコンタクトイメージセンサの実施例２について説明する。

(実施例２)
実施例２のコンタクトイメージセンサは、前述した図２に示される構成で実現することができ、同様な構成要素の説明を省略する。実施例２では、実施例1とは別の受光素子アレイ基板を位置調整する方法について説明する。この方法は、まず、光源の主走査方向の光量分布に対応する明度の分布が均一な基準原稿（例えば、白色原稿）からの反射光を受光素子アレイで受光して、光源の主走査方向の光量分布に対応するセンサ出力を検出する。次に、その検出された主走査方向のセンサ出力の差が低減するように、受光素子アレイの副走査方向の位置を、スリット開口部の中心線に対して傾けることにより、受光素子アレイ基板の位置を調整する。調整された受光素子アレイ基板をハウジングに固定して、コンタクトイメージセンサを製造することができるようになる。

光源２０には、透光性の線状導光体とその一端部に設けられた発光ダイオード光源ユニット（単色光源、ＲＧＢ３色光源、または少なくともＲＧＢ3色を含む光源であり、以下ＬＥＤ光源ユニットと称する）から構成される線状照明装置を用いる。図１０に、コンタクトイメージセンサにおいて、光量の大きい領域（例えば、ＬＥＤ光源ユニットから遠い領域）のみ、受光素子アレイの位置をスリット中央部から最大８０μｍ遠ざけた状態を図示する。

実施例２に使用される光源２０の主走査方向の光量分布は均一ではなく、限定するものではないが、ＬＥＤ光源ユニットに近接する領域では光量が小さく、ＬＥＤ光源ユニットから遠い領域では光量が大きいものを使用している。即ち、この光源２０において、透過性の線状導光体の出射面以外のいずれかの側面には、光を反射または散乱させるためのパターンが設けられている（図示せず）。反射／散乱パターンは、白色印刷または凹凸ある形状で形成される。ＬＥＤ光源ユニットから線状導光体に入射した光は、導光体内部で反射／散乱を繰り返して出射面から出射されるため、ＬＥＤ光源ユニットから遠い領域では、光量が大きくなる。

実施例２の受光素子アレイ基板の位置を調整する方法によれば、受光素子アレイ基板２６の配置を調整することにより、光源２０の光量の小さい領域は、受光素子アレイ２５をスリット開口部２３の副走査方向の略中央部に位置させ、光源２０の光量の大きい領域は、受光素子アレイ２５をスリット開口部２３の副走査方向の略中央部から所定の範囲内の距離に位置させる。所定の範囲内の距離は、スリット開口部２３の主走査方向（Ｄ方向）の距離をx、スリット開口部２３の中心線Ａ−Ａ’をy=0としたとき、受光素子アレイ２５の終点位置ｘ_Ｅにおけるスリット開口部２３の中心線Ａ−Ａ’に対する副走査方向の距離ｙが、０≦ y ≦ １５０μｍとなるように規定される。尚、図１０において、受光素子アレイ２５の始点位置ｘ_Ｓが、スリット開口部２３の中心線Ａ−Ａ’上に位置し、受光素子アレイ２５の終点位置ｘ_Ｅの副走査方向の距離ｙを８０μｍとして図示しているが、限定するものではない。

この調整方法は、スリット開口部２３の副走査方向の中央部付近ほど受光素子アレイ２５が受光する光量が大きくなることを利用している。また、スリット開口部２３の中心線Ａ−Ａ’と受光素子アレイ２５の距離が大きくなるほどゴースト像が発生しやすくなる。特に、受光素子アレイ２５の副走査方向の距離ｙが、１５０μｍを越えると、ゴースト像が発生しやすくなる。更に、スリット開口部の中心線Ａ−Ａ’と受光素子アレイ２５の距離が大きくなるほど、受光素子アレイ２５が受光する光量が低下する。従って、受光素子アレイ２５が結像に必要な一定以上の光量を受光するように、光源２０の光量を大きくする必要が生じうる。特に、受光素子アレイ２５の位置Ｘ_Ｅの副走査方向の距離ｙが、１５０μｍを越えることは、光源２０に流す電流値を極めて大きくしなければならないため、好ましくない。

図１１は、光源から照射された基準原稿からの反射光を受光素子アレイにより受光して得られる、センサ出力の測定結果を示す図である。

光量ムラを示す指標として、次式を用いる。
ＰＲＮＵ＝（最大出力−最小出力）／（最大出力＋最小出力）×１００（％）

実施例２におけるＰＲＮＵは、３６％であり、光量ムラが低減されている。このときのＬＥＤ光源ユニットのＬＥＤの電流値は、１０．８ｍＡとした。受光素子アレイ２５の位置が、スリット開口部２３の中心線Ａ−Ａ’から離れると、受光素子アレイ２５が受光する光量が小さくなる。そこで、受光素子アレイをスリット開口部２３の中心線Ａ−Ａ’に一致させたときのような、最大のセンサ出力と略同一となるように、ＬＥＤ光源ユニットのＬＥＤの電流値を増大させる。受光素子アレイ２５を中心線Ａ−Ａ’と一致させたときのＬＥＤ光源の電流値は、１０ｍＡであったので、実施例２の発光ダイオード電流値の増大率は、比較的小さい、１０％以下である。また、ゴースト像の発生も見られていない。

次に、実施例２のコンタクトイメージセンサに対する比較例１について説明する。

（比較例１）
図１２は、受光素子アレイ２５がスリット開口部２３の略中央部の真上に位置するように（即ち、中心線Ａ−Ａ’上に）、受光素子アレイ基板２６の位置を調整した状態を示す図である。この状態で、光源２０から照射された基準原稿からの反射光を、受光素子アレイ２５により受光して得られるセンサ出力を測定した結果を図１３に示す。

図１３において、光源２０の主走査方向の光量分布に起因して、受光素子アレイ２５の主走査方向の始点位置ｘ_Ｓに近い領域ではセンサ出力が小さく、受光素子アレイ２５の主走査方向の始点位置ｘ_Ｓから遠い領域ではセンサ出力が大きくなっていることが分かる。光量ムラの指標であるＰＲＮＵは、４５％であった。ＬＥＤ光源ユニットの電流値は、１０ｍＡであった。ゴースト像は発生していない。比較例１と対比して、実施例２のように受光素子アレイ基板２６を傾けることが、より効果的であることが分かる。

次に、実施例２のコンタクトイメージセンサに対する比較例２について説明する。

（比較例２）
比較例２では、図１０に示すコンタクトイメージセンサの構成において、受光素子アレイ２５の終点位置ｘ_Ｅの副走査方向の距離ｙを１５０μｍより大きくした。この構成では、ゴースト像が発生した。更に、受光素子アレイ２５の副走査方向の距離ｙを、１４５μｍから１５５μｍまでの間を移動させながらセンサ出力を観察すると、１５０μｍを超える距離でゴースト像が発生した。また、受光素子アレイ２５の副走査方向の距離ｙを１５０μｍを超える距離とすると、受光素子アレイをスリット開口部２３の中心線Ａ−Ａ’に一致させたときのような、最大のセンサ出力と略同一となるように、ＬＥＤ光源の電流値を１３．５ｍＡとかなり大きくする必要があった。

実施例２では、光源自体が生じる光量ムラを対象として説明したが、スリット開口部２３が主走査方向に不均一の開口幅分布を有する場合から生じる光量ムラや、光源２０とスリット開口部２３との間の位置関係などから生じる光量ムラを対象とすることができる。例えば、スリット開口部２３が主走査方向に不均一の開口幅分布を有する場合、スリット開口部２３の開口幅が大きい領域では、受光素子アレイ２５の副走査方向の位置をスリット開口部２３の中心線Ａ−Ａ’から離し、スリット開口部２３の開口幅が小さい領域では、受光素子アレイ２５の副走査方向の位置を、スリット開口部２３の中心線Ａ−Ａ’に可能な限り近接させる。これにより、より均一なセンサ出力を得ることができる。

図１０に示すコンタクトイメージセンサの構成に対して、図１４に示すような、主走査方向に不均一の開口幅分布を有するスリット開口部２３とした場合には、ＰＲＮＵは３０％程度となった。このことは、主走査方向の光量分布をより均一にさせるような開口幅分布としたことに起因するというよりも、副走査方向の光量変動をより緩和するような開口幅分布としたことにより、光学調整が更に容易となる効果を有する。ゴースト像は発生していない。

次に、本発明によるコンタクトイメージセンサを備える画像読取装置の実施例について説明する。

(画像読取装置)
図１５は、本発明によるコンタクトイメージセンサを備える画像読取装置の概略図である。画像読取装置の1つであるイメ−ジスキャナ２００は、原稿台５０に載置された原稿Gに光を照射する光源２０と、原稿Gからの反射光によって原稿の画像情報を読み取るコンタクトイメ−ジセンサ１００と、原稿を走査させる駆動源２３０と、イメ−ジスキャナを制御する制御回路部２０８とを備える。コンタクトイメ−ジセンサ１００は、受光素子アレイ基板２６上に設けられた照射された原稿からの反射光を受光して原稿Gの画像情報を読み取る受光素子アレイ２５と、原稿Gからの反射光を受光素子アレイに結像するレンズ２４とを備える。

制御回路部２０８は、駆動源２３０の駆動を制御する走査制御部２０１と、コンタクトイメ−ジセンサ１００内の光源２０の発光を制御する点灯制御部２０２と、コンタクトイメ−ジセンサ１００内の受光素子アレイ基板２６に備えられる受光素子アレイ２５によって原稿Gからの反射光を受光し、光電変換する処理部を制御するセンサ駆動制御部２０３と、センサ駆動制御部２０３によって得られる光電変換されたセンサ出力からの画像情報を処理する画像処理部２０４と、画像処理された画像情報を外部機器などへ出力するインターフェース部２０５と、画像処理、インターフェースおよび各種制御に必要なプログラムを格納するメモリ２０７と、走査制御部２０１、点灯制御部２０２、センサ駆動制御部２０３、画像処理部２０４、インターフェース部２０５およびメモリ２０７を制御する中央演算処理装置(CPU)２０６とを備える。たとえば実施例２のコンタクトイメージセンサ１００から得られるセンサ出力は、主走査方向（Ｄ方向）に対して傾いた位置情報で読み取られる場合があるが、画像処理部２０４で好適に位置情報を変換することができ、そのような位置情報を保持するために、メモリ２０７を用いることができることは言うまでもない。

図１５に示す画像読取装置では、コンタクトイメージセンサ１００を固定し、原稿G自体を走査させることにより、原稿の画像情報の読み取りを可能としているが、原稿Gを固定し、コンタクトイメージセンサ１００を副走査方向（図示Ｃ方向）に走査させることにより、原稿の画像情報を読み取ることもできる。

次に、本発明によるコンタクトイメージセンサを備える画像書込装置の実施例について説明する。

(画像書込装置)
図１６は、本発明によるコンタクトイメージセンサを備える画像書込装置の１つである複写機の概略図である。図１５と同一の構成要素には、同一の参照番号を付して示してあり、同様な説明は省略する。

図１６に示す複写機は、まず、コンタクトイメ−ジセンサ１００からの画像情報に基づいて、光書込みヘッド３４０内の発光素子アレイ３４１が点灯する。次に、その点灯された発光点からの光を、レンズ２４Ｋにより集光して感光ドラム３０２に照射する。円筒形の感光ドラム３０２の表面には、アモルファスSiなどの光導電性を持つ材料（感光体）が形成されている。この感光ドラムはプリントの速度で回転している。回転している感光ドラムの感光体表面を、帯電器３０４で一様に帯電させる。そして、光書き込みヘッド３４０で、印字するドットイメ−ジの光を感光体上に照射し、光の当たったところの帯電を中和する。続いて、現像器３０６で感光体上の帯電状態にしたがって、トナ−を感光体上につける。そして、搬送される用紙３１２上に、転写器３０８でトナ−を転写する。用紙３１２は、定着器３１４にて熱等を加えられ定着され、最終的に原稿Gの画像情報が、用紙３１２上に複写される。一方、転写の終了した感光ドラム３０２は、消去ランプ３１８で帯電が全面にわたって中和され、清掃器３２０で残ったトナ−が除去される。

図１６は、複写機として説明したが、その装置の構成は、ファクシミリまたはマルチファンクションプリンタなどの複合機についてもほぼ同様である。

上述した実施例において、代表的な例として本発明を説明したが、本発明の趣旨および範囲内で、多くの変更および置換することができることは当業者に明らかである。従って、本発明は、上述の実施例によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲によってのみ制限される。

本発明によれば、ゴースト像の低減およびＰＲＮＵの改善したコンタクトイメージセンサを提供することが可能となり、コンタクトイメ−ジセンサを備える、イメ−ジスキャナ、ファクシミリ、複写機、または、マルチファンクションプリンタなどの複合機を含む画像読取装置または画像書込装置において有用である。

コンタクトイメージセンサで読み取るテストチャートを示す図である。テストチャートの読取り画像を示す図である。コンタクトイメージセンサの分解斜視図である。光源、スリット、レンズおよび受光素子アレイ基板のハウジングへの収容状態を示す図である。受光素子アレイ基板の片端の形状を示す図である。受光素子アレイ基板の片端の別の形状を示す図である。中央部に長穴を有する受光素子アレイ基板の平面図である。中央部に長穴を有する受光素子アレイ基板の拡大図である。平板状マイクロレンズアレイの平面図である。平板状マイクロレンズアレイの断面図である。ゴースト像を示す図である。位置調整の一例を示す図である。位置調整の他の例を示す図である。２個の光源のハウジングへの収容状態を示す図である。本発明による実施例２のコンタクトイメージセンサにおいて、光量の大きい領域のみ、受光素子アレイの位置をスリット中央部から最大８０μｍ遠ざけた状態を示す図である。本発明による実施例２のコンタクトイメージセンサにおいて、光源から照射された基準原稿からの反射光を受光素子アレイにより受光して得られる、センサ出力の測定結果を示す図である。比較用のコンタクトイメージセンサにおいて、受光素子アレイがスリット開口部の略中央部の真上に位置するように、受光素子アレイ基板を配置した状態を示す図である。比較用のコンタクトイメージセンサにおいて、光源から照射された基準原稿からの反射光を受光素子アレイにより受光して得られる、センサ出力の測定結果を示す図である。本発明による実施例２のコンタクトイメージセンサの更に別の態様において、主走査方向に不均一の開口幅分布を有するスリット開口部の形状を示す図である。本発明によるコンタクトイメージセンサを備える画像読取装置の概略図である。本発明によるコンタクトイメージセンサを備える画像書込装置の１つである複写機の概略図である。

符号の説明

２０光源
２２スリット
２３スリット開口部
２４Ａ，２４Ｂ平板状マイクロレンズアレイ
２４レンズ
２５受光素子アレイ
２６受光素子アレイ基板
２８ハウジング
３０リード
３２凹部
３４原稿
４０レンズプレート
４２マイクロレンズ
５０切欠部
５２調整ピン
５４孔

Claims

ハウジングと、前記ハウジングに固定され、原稿に光を照射する１個または２個の光源と、前記ハウジングに固定され、主走査方向に延びる細長いスリット開口部を有し、前記原稿で反射した光を通過させるスリットと、前記ハウジングに固定され、前記スリットのスリット開口部を経た光を透過して正立等倍像を形成する、複数枚の平板状マイクロレンズアレイよりなるレンズと、前記主走査方向と直交する副走査方向に位置調整可能に前記ハウジング内に支持され、受光素子アレイを有する受光素子アレイ基板とを備える、コンタクトイメージセンサにおいて、前記受光素子アレイ基板を位置調整する方法であって、
(a) 前記スリット開口部の上部に、明度の分布が均一な基準原稿を載置するステップと、
(b) 前記光源により前記基準原稿に光を照射するステップと、
(c) 前記スリット開口部を通過する前記基準原稿からの反射光を前記受光素子アレイで受光し、光電変換されたセンサ出力を検出するステップと、
(d) 前記ステップ(c)により検出されるセンサ出力が最大となるように、前記受光素子アレイ基板を副走査方向に位置調整するステップとを含む方法。
前記ハウジングには、前記受光素子アレイ基板の位置調整を行うための調整部品を挿入するための複数個の孔または切欠部が設けられており、前記ステップ(d)が、前記調整部品を用いて、前記受光素子アレイ基板を副走査方向に位置調整するステップを更に含む請求項１に記載の方法。
ハウジングと、前記ハウジングに固定され、原稿に光を照射する１個または２個の光源と、前記ハウジングに固定され、主走査方向に延びる細長いスリット開口部を有し、前記原稿で反射した光を通過させるスリットと、前記ハウジングに固定され、前記スリットのスリット開口部を経た光を透過して正立等倍像を形成する、複数枚の平板状マイクロレンズアレイよりなるレンズと、前記主走査方向と直交する副走査方向に位置調整可能に前記ハウジング内に支持され、受光素子アレイを有する受光素子アレイ基板とを備える、コンタクトイメージセンサにおいて、前記受光素子アレイ基板を位置調整する方法であって、
(a) 前記スリット開口部の上部に、明度の分布が均一な基準原稿を載置するステップと、
(b) 前記光源により前記基準原稿に光を照射するステップと、
(c) 前記スリット開口部を通過する前記基準原稿からの反射光を前記受光素子アレイで受光し、光電変換されたセンサ出力を検出するステップと、
(d) 前記ステップ(c)により検出されるセンサ出力の主走査方向の分布の差が低減するように、前記スリット開口部の中心線に対して傾けて前記受光素子アレイ基板を副走査方向に位置調整するステップとを含む方法。
前記ハウジングには、前記受光素子アレイ基板の位置調整を行うための調整部品を挿入するための複数個の孔または切欠部が設けられており、前記ステップ(d)が、前記調整部品を用いて、前記受光素子アレイ基板を副走査方向に位置調整するステップを更に含む請求項３に記載の方法。
ハウジングと、前記ハウジングに固定され、原稿に光を照射する１個または２個の光源と、前記ハウジングに固定され、主走査方向に延びる細長いスリット開口部を有し、前記原稿で反射した光を通過させるスリットと、前記ハウジングに固定され、前記スリットのスリット開口部を経た光を透過して正立等倍像を形成する、複数枚の平板状マイクロレンズアレイよりなるレンズと、前記主走査方向と直交する副走査方向に位置調整可能に前記ハウジング内に支持され、受光素子アレイを有する受光素子アレイ基板とを備える、コンタクトイメージセンサを製造する方法であって、
(a) 前記スリット開口部の上部に、明度の分布が均一な基準原稿を載置するステップと、
(b) 前記光源により前記基準原稿に光を照射するステップと、
(c) 前記スリット開口部を通過する前記基準原稿からの反射光を前記受光素子アレイで受光し、光電変換されたセンサ出力を検出するステップと、
(d) 前記ステップ(c)により検出されるセンサ出力が最大となるように、前記受光素子アレイ基板の副走査方向の位置を調整するステップと、
(e) 前記ステップ(d)により調整された前記受光素子アレイ基板を前記ハウジングに固定するステップとを含む方法。
前記ハウジングには、前記受光素子アレイ基板の位置調整を行うための調整部品を挿入するための複数個の孔または切欠部が設けられており、前記ステップ(d)が、前記調整部品を用いて、前記受光素子アレイ基板を副走査方向に位置調整するステップを更に含む請求項５に記載の方法。
ハウジングと、前記ハウジングに固定され、原稿に光を照射する１個または２個の光源と、前記ハウジングに固定され、主走査方向に延びる細長いスリット開口部を有し、前記原稿で反射した光を通過させるスリットと、前記ハウジングに固定され、前記スリットのスリット開口部を経た光を透過して正立等倍像を形成する、複数枚の平板状マイクロレンズアレイよりなるレンズと、前記主走査方向と直交する副走査方向に位置調整可能に前記ハウジング内に支持され、受光素子アレイを有する受光素子アレイ基板とを備える、コンタクトイメージセンサを製造する方法であって、
(a) 前記スリット開口部の上部に、明度の分布が均一な基準原稿を載置するステップと、
(b) 前記光源により前記基準原稿に光を照射するステップと、
(c) 前記スリット開口部を通過する前記基準原稿からの反射光を前記受光素子アレイで受光し、光電変換されたセンサ出力を検出するステップと、
(d) 前記ステップ(c)により検出される主走査方向のセンサ出力の差が低減するように、前記スリット開口部の中心線に対して傾けて前記受光素子アレイ基板の副走査方向の位置を調整するステップと、
(e) 前記ステップ(d)により調整された前記受光素子アレイ基板を前記ハウジングに固定するステップとを含む方法。
前記ハウジングには、前記受光素子アレイ基板の位置調整を行うための調整部品を挿入するための複数個の孔または切欠部が設けられており、前記ステップ(d)が、前記調整部品を用いて、前記受光素子アレイ基板を副走査方向に位置調整するステップを更に含む請求項７に記載の方法。
原稿を走査して読取るコンタクトイメージセンサであって、
ハウジングと、
前記ハウジングに固定され、前記原稿に光を照射する１個または２個の光源と、
前記ハウジングに固定され、主走査方向に延びる細長いスリット開口部を有し、前記原稿で反射した光を通過させるスリットと、
前記ハウジングに固定され、前記スリットのスリット開口部を経た光を透過して正立等倍像を形成する、複数枚の平板状マイクロレンズアレイよりなるレンズと、
前記主走査方向と直交する副走査方向に位置調整可能に前記ハウジング内に支持され、受光素子アレイを有する受光素子アレイ基板とを備えるコンタクトイメージセンサ。
前記ハウジングには、前記受光素子アレイ基板の位置調整を行うための調整部品を挿入するための複数個の孔または切欠部が設けられている請求項９に記載のコンタクトイメージセンサ。
前記光源が線状照明装置を含む請求項１０に記載のコンタクトイメージセンサ。
前記線状照明装置は、電源を供給する少なくとも１つのリードを少なくとも一端に有し、前記受光素子アレイ基板は、その端部に、前記各リードを通過させる少なくとも１つの凹部または長穴部を有する、請求項１１に記載のコンタクトイメージセンサ。
前記レンズは、重ね合わされた２枚の平板状マイクロレンズアレイにより構成される請求項１０に記載のコンタクトイメージセンサ。
前記平板状マイクロレンズアレイのマイクロレンズ配列は六方配列であり、配列方向が主走査方向に対して傾いている請求項１０に記載のコンタクトイメージセンサ。
請求項９〜１４のいずれかに記載のコンタクトイメージセンサを用いた画像読取装置。
請求項９〜１４のいずれかに記載のコンタクトイメージセンサを用いた画像書込装置。