(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
読取対象物に光を照射する光源と前記読取対象物からの反射光を受光する長手方向に沿って設けられているセンサと前記長手方向に沿って設けられているセンサの受光部に前記反射光を結像させる長手方向に沿って設けられている結像素子とを含む機能部品が、所定の位置関係で支持体に取付け支持されてなるイメージセンサであって、
前記支持体は、前記長手方向に沿って設けられている結像素子を挟んで一方の側に、長手方向に沿って中空形状が成形されているとともに、前記長手方向に沿って設けられている結象素子を挟んでもう一方の側に、長手方向に沿って中空形状が成形されていることを特徴とするイメージセンサ。
【請求項２】
前記支持体の前記機能部品の収納部以外を中空形状に成形したことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項３】
前記支持体の両側部それぞれにおいて中空形状に成形され、前記支持体の長手方向の端部で結合することを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項４】
前記支持体の両外側表面に開口部を持たないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のイメージセンサ。
【請求項５】
前記支持体をガスアシスト成形により中空形状に成形したことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項６】
前記ガスアシスト成形におけるガス注入口と樹脂注入口が同一であることを特徴とする請求項５に記載のイメージセンサ。
【請求項７】
前記ガスアシスト成形におけるガス排出口と樹脂排出口が同一であることを特徴とする請求項５に記載のイメージセンサ。
【請求項８】
前記ガスアシスト成形におけるガス及び樹脂の注入口と、ガス及び樹脂の排出口とが、前記支持体の対向する面にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項５に記載のイメージセンサ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のイメージセンサによって読取対象物から画像情報を読取り処理するようにした画像処理装置。
【請求項１０】
フラットベッドタイプのイメージセンサユニットを用いることを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
シートフィーダタイプのイメージセンサユニットを用いることを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記イメージセンサと前記読取対象物との相対位置を変更する駆動手段を備えたことを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれか１項に記載の画像処理装置と、該画像処理装置を制御する外部情報処理装置とを備えたことを特徴とする情報処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被読取原稿面（読取対象物）からの反射光をセンサにより読み取るイメージセンサ、それを用いた画像処理装置および情報処理システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、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、原稿を照明する光源とを支持する支持体を有するイメージセンサが知られている。
【０００３】
図１２は、従来のイメージセンサの外観を示す模式的斜視図である。図において１は支持体としてのフレーム、５は原稿ＰＰと接触可能であり、その読取り面を規定する透明部材としての天板ガラスである。８は透明部材５に当接させて読取り位置に対するセンサの位置を規定するスペーサである。多くの光センサ（画素）はフレーム１の長手方向の主走査方向ＤＭに配列されており、短手方向が副走査方向ＤＳとなっている。
【０００４】
図１３は、図１２のＣ−Ｃ′線による断面を示している。図においてフレーム１の空間Ｄには結像素子７が配置されている。空間Ｅには光源６が配置されている。センサアレイ３は電気回路基板４上に設けられており、空間Ｆに向けて配置されている。空間Ｄ、空間Ｅおよび空間Ｆは互いに連通している。その他の空間Ｌ，Ｍはフレーム１をソリッド成形で成形するときに設けるヒケ対策のための肉抜き空間となっている。
【０００５】
図１４は、他の肉抜き空間を示す従来例のイメージセンサの外観を示す模式的斜視図である。図において空間Ｎ，Ｑ，Ｒ，Ｓが肉抜き空間である。
【０００６】
このようなイメージセンサの組立て方法は以下の通りに行われる。つまり、光源６を接着剤やねじでフレーム１の取付け面Ｇに固定し、結像素子７を空間Ｄに入れて接着剤やねじでフレーム１の取付け面Ｈに固定する。そして、センサアレイ３が設けられている電気回路基板４を接着剤やねじによってフレーム１の取付け面Ｉに固定するというものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例はイメージセンサの読取り解像度を、さらに高解像度へ発展させ実現する上で、つぎのような解決すべき技術的課題があった。
１．高解像度読取り化を実現するために原稿とイメージセンサの平面度精度が重要であるが、従来のフレーム１の外観表面に大きな開口部のできる肉抜き形状を設けて成形するフレーム１の成形では、平面度に対して成形バランスの良いフレーム肉厚を得ることが難しい。さらには原稿ＰＰからの光情報の光路である空間Ｄで分けられる空間Ｌ側ブロックと空間Ｍ側ブロックのブロック間でもフレーム肉厚にバラツキがあることから、このフレーム１の肉厚バラツキがフレーム１成形での成形収縮バラツキになる。このようなことからフレーム１に求める高精度平面の成形には限界があり、イメージセンサの主走査方向ＤＭ全長に亘り平面度０．１ｍｍ以下の高精度平面の成形が困難であった。
２．また、高解像度読取り化を実現するためにイメージセンサの浮き、または原稿ＰＰの浮きを防止する押圧手段の押圧力Ｔで変形しない剛性が必要であるが、従来のフレーム１の外観表面に大きな開口部のできる肉抜き形状を設けて成形するフレーム１の成形では開口部がつぶれ変形し易くなり、フレーム１に求める高剛性に限界があった。
【０００８】
本発明はかかる実情に鑑み、高読取り解像度に有効に対応し得るイメージセンサ、これを用いた画像処理装置および情報処理システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のイメージセンサは、読取対象物に光を照射する光源と前記読取対象物からの反射光を受光する長手方向に沿って設けられているセンサと前記長手方向に沿って設けられているセンサの受光部に前記反射光を結像させる長手方向に沿って設けられている結像素子とを含む機能部品が、所定の位置関係で支持体に取付け支持されてなるイメージセンサであって、前記支持体は、前記長手方向に沿って設けられている結像素子を挟んで一方の側に、長手方向に沿って中空形状が成形されているとともに、前記長手方向に沿って設けられている結象素子を挟んでもう一方の側に、長手方向に沿って中空形状が成形されていることを特徴とする。
また、本発明のイメージセンサにおいて、前記支持体の前記機能部品の収納部以外を中空形状に成形したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のイメージセンサにおいて、前記支持体の両側部それぞれにおいて中空形状に成形され、前記支持体の長手方向の端部で結合することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のイメージセンサにおいて、前記支持体の両外側表面に開口部を持たないことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のイメージセンサにおいて、前記支持体をガスアシスト成形により中空形状に成形したことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のイメージセンサにおいて、前記ガスアシスト成形におけるガス注入口と樹脂注入口が同一であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のイメージセンサにおいて、前記ガスアシスト成形におけるガス排出口と樹脂排出口が同一であることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明のイメージセンサにおいて、前記ガスアシスト成形におけるガス及び樹脂の注入口と、ガス及び樹脂の排出口とが、前記支持体の対向する面にそれぞれ設けられていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の画像処理装置は、上記いずれかのイメージセンサによって読取対象物から画像情報を読取り処理するようにしたものである。
【００１８】
また、本発明の画像処理装置において、フラットベッドタイプのイメージセンサユニットを用いることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の画像処理装置において、シートフィーダタイプのイメージセンサユニットを用いることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の画像処理装置において、前記イメージセンサと前記読取対象物との相対位置を変更する駆動手段を備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の情報処理システムは、上記いずれかの画像処理装置と、該画像処理装置を制御する外部情報処理装置とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、フレームの肉抜き形状を中空形状に設けた。このことにより平面度に対して成形バランスのとれたフレーム肉厚を得ることが容易になり、フレーム成形での収縮の影響を受けない高精度平面度のフレームを形成できる。
【００２３】
また、肉抜き形状の開口部を廃止することができることから、開口部でのつぶれ変形がなくなり、フレームの剛性を向上させることができる。
【００２４】
さらには、複雑な肉抜き形状を廃止することができることから成形金型形状が単純になり金型コストおよび金型成形寿命に対しても有利になる。
【００２５】
また、イメージセンサ外観面をフラットな表面にできるため外観が美しくなり作業取扱い性も向上する。
【００２６】
このようにイメージセンサの高解像度読取り化に有効に対応することができる高精度平面度、高剛性のフレームの形成を実現したものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係るイメージセンサの好適な実施の形態を説明する。なお、従来例の構造と実質的に同一部材には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。
【００２８】
図１、図２及び図３乃至図６は、本発明の特徴を最もよく表わす図であり、図１はイメージセンサの外観を示す模式的斜視図である。図２は図１のＡ−Ａ′線による断面図である。図３乃至図６は中空の肉抜き部を成形するためのガスアシスト成形方法を示す図である。
【００２９】
図２において、フレーム１（支持体）は中空の空間ＪとＫを設けて形成されている。このような中空の肉抜き形成は、ガスアシスト成形で得ることができる。図１において、２はそのガスアシスト成形を行なうための成形ゲートであるとともにガス注入口である。
【００３０】
ここで、フレーム１をガスアシスト成形で成形する方法について説明しておく。
【００３１】
図３は成形前の金型状態図であり、図４は樹脂注入完了時の金型状態図であり、図５はガス注入完了時の金型状態図とフレーム１の状態図であり、図６は中空フレーム１の完成状態図であり、それぞれ（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ' 断面を示し、（ａ）は（ｂ）のＵ−Ｕ' 断面を示している。
【００３２】
図３において、２は成形ゲートであると共にガス注入口であり、フレーム１の長手方向ＤＭの片端面に設けられている。対向する片端面には、成形樹脂の余りを排出する残樹脂抜き口１１が設けられており、１２は成形樹脂の余りを貯める空間である残樹脂逃げ部である。
【００３３】
図４において、１３はフレーム１を形成する成形樹脂である。図５において、１４は成形樹脂を中空にするガスである。
【００３４】
ガスアシスト成形によるフレーム１形成の手順は次の様になる。
【００３５】
図３に示す成形金型へ成形ゲート２から成形樹脂１３を注入する。注入する量は、（フレーム１を形成するために必要な量）＋（残樹脂となる樹脂量）である。次に、ガス注入口２からガス１４を注入する。注入する量は余分な成形樹脂が残樹脂抜き口１１から残樹脂逃げ部１２へ逃げる量である。図６に示すように、成形完了後、成形金型からフレーム１を取出し、成形ゲート２と残樹脂抜き口１１を削除して完成する。
【００３６】
フレーム１は空間Ｊ側のブロックと空間Ｋ側のブロックに原稿ＰＰからの光情報の光路である空間Ｄで分けられ、空間Ｊ側ブロックと空間Ｋ側ブロックのそれぞれが平面度に対して成形バランスの良いフレーム肉厚の中空形状で形成されている。このような構成にすることで、つぎのような作用効果等が得られる。
（１）空間Ｊ側ブロックと空間Ｋ側ブロックのそれぞれを平面度に対して成形バランスの良いフレーム肉厚の中空形状で形成することで空間Ｊ側ブロックと空間Ｋ側ブロックのそれぞれで高精度平面度が得られる。高精度平面度の空間Ｊ側ブロックと高精度平面度の空間Ｋ側ブロックを両端部で結合した形状で得られるフレーム１は、高精度平面度で得られる。
（２）空間Ｊ側ブロックと空間Ｋ側ブロックが従来のソリッド成形の肉抜きでできるようなフレーム１の外観面に開口形状がなく中空の周囲が繋がった形状でできていることから開口部でのつぶれ変形がなく、フレーム１の剛性を向上させることができる。
（３）複雑な肉抜き形状を廃止することができることから、成形金型形状が単純になり金型コスト、金型成形寿命に対しても有利になる。
（４）イメージセンサ外観面をフラットな表面にできるため、外観が美しくなり作業取扱い性も向上する。
【００３７】
図７は、本実施形態におけるフラットベッドタイプのイメージセンサユニット２００を用いて構成した画像情報処理装置としてスキャナの１例を示す。図において、５は原稿ＰＰと接触可能で読取り面を規定する透明部材、８は透明部材５に当接させて読取り位置に対するセンサの位置を規定するスペーサ、２０１はセンサユニットを搭載して走査方向ＤＳに向けて走査するための送り手段としての走査ベルト、２０２は走査ベルトを駆動させるための送りローラ、２３０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や光電変換素子の駆動回路、画像情報の処理部、送信部等が設けられる。２４０は装置の電源である。
【００３８】
この画像情報処理装置において、透明部材５上に載置された原稿ＰＰに対してイメージセンサユニット２００を走査方向ＤＳに移動させる。この走査によって原稿ＰＰの画像情報を読み取る際、フレーム１は上述のように高精度平面度と高剛性を有しているため、高い読取り解像度で読み取ることができる。
【００３９】
図８および図９は、本発明の第２の実施形態を示したものであり、シートフィーダタイプのイメージセンサを示す。図８はイメージセンサの外観を示す模式的斜視図である。図９は図８のＢ−Ｂ′線による断面図である。
【００４０】
図８において、１０は透明部材であり、フレーム１の原稿ＰＰに当接可能な位置に取り付けられている。９は原稿ＰＰを搬送するローラである。図９において、フレーム１は中空の空間ＪとＫを設けて形成されている。
【００４１】
このような構成にすることで、シートフィーダタイプのイメージセンサについても前記第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００４２】
図１０は、本発明の第２の実施形態によるシートフィーダタイプのイメージセンサユニット１００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１例を示す。図において、１０２は原稿ＰＰを読取り位置に向けて送るための送り手段としての給送ローラ、１０４は原稿ＰＰを１枚ずつ確実に分離して送るための分離片である。
【００４３】
１０６はセンサユニットに対して読取り位置に設けられて原稿ＰＰの被読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。Ｐは、図示の形態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等の場合には外部から送信された画像情報がここに再生される。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、１１２は記録ヘッド１１０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。
【００４４】
１２０は入力／出力手段としての操作入力を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等を配置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や光電変換素子の駆動回路、画像情報の処理部および送受信部等が設けられる。１４０は装置の電源である。
【００４５】
この画像情報処理装置の場合も、透明部材１０上に載置された原稿ＰＰをイメージセンサユニット１００の走査方向ＤＳへ移動させて、原稿ＰＰの画像情報を読み取る際、フレーム１は上述のように高精度平面度と高剛性を有しているため、高い読取り解像度で読み取ることができる。
【００４６】
図１１は、上記各実施形態で説明したイメージセンサを用いて構成した情報処理システムの一例を示す。以下に、イメージセンサ７２を内蔵した画像読取装置７０をパーソナルコンピューター８０に接続してシステム化し、読み取った画像情報をコンピューターあるいはネットワーク上に送出するようにした構成例について説明する。
【００４７】
図１１において、７１は画像読取装置７０全体を制御する第１の制御手段としてのＣＰＵ、７２は前述した光源およびセンサ等により構成され、原稿の画像を画像信号に変換する読取りユニットとしてのイメージセンサ、７３はイメージセンサ７２から出力されるアナログ画像信号にゲイン調整等のアナログ処理を施すアナログ信号処理回路である。
【００４８】
また、７４はアナログ信号処理回路７３の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、７５はメモリ７６を使用してＡ／Ｄ変換器７４の出力データにシェーディング補正処理、ガンマ変換処理および変倍処理等の画像処理を施す画像処理回路、７７は画像処理回路７５により画像処理されたデジタル画像データを外部に出力するインターフェースである。
【００４９】
インターフェース７７はたとえば、ＳＣＳＩまたはBi-Centronics 等のパーソナルコンピュータで標準的に採用される規格に従っており、パーソナルコンピュータ８０に接続される。これらのアナログ信号処理回路７３、Ａ／Ｄ変換器７４、画像処理回路７５、メモリ７６により信号処理手段が構成される。
【００５０】
第２の制御手段であるパーソナルコンピュータ８０には、外部記憶装置または補助記憶装置８１として、光磁気ディスクドライブやフロッピーディスクドライブなどが装備される。さらに図１１において、８２はパーソナルコンピュータ８０上での作業を表示するディスプレイ、８３はパーソナルコンピュータにコマンド等を入力するためのマウス／キーボードである。また、８４はパーソナルコンピュータと画像読取装置との間でデータ、コマンド、画像読取装置の状態情報の授受を司るインターフェースである。
【００５１】
パーソナルコンピュータ８０は、マウス／キーボード８３により画像読取装置に対し読取りの指示を入力できるようになっている。マウス／キーボード８３により読取指示が入力されると、ＣＰＵ８５はインターフェース８４を介して画像読取装置に対して読取コマンドを送信する。そして、パーソナルコンピュータ８０は、ＲＯＭ８６に格納されている制御プログラム情報に従って画像読取装置の制御を行う。なお、この制御プログラムは、補助記憶装置８１に装填される光磁気ディスクやフロッピーディスク等の記憶媒体に記憶したものを、パソコン８０内に読み込むことによりＣＰＵ８５が実行するようにしてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、イメージセンサを構成する機能部品の取付け位置決めの要となる支持体を中空形状にしたことで平面度に対してバランスの良い成形肉厚みが形成でき、高精度平面の支持体を得ることができる。
【００５３】
また、支持体の外観面に肉抜きのための大きな開口形状を設ける必要がなくなることから開口部でのつぶれ変形がなくなり、支持体の剛性を向上させることができる。
【００５４】
また、複雑な肉抜き形状を廃止することができることから成形金型形状が単純になり金型コストおよび金型の成形寿命に対しても有利になる。
【００５５】
また、イメージセンサ外観面をフラットな表面にできるため外観が美しくなり、作業取扱い性の向上を実現することができる等の利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のイメージセンサの模式的斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ′線による断面図である。
【図３】中空の肉抜き部を成形するためのガスアシスト成形方法を示す図である。
【図４】中空の肉抜き部を成形するためのガスアシスト成形方法を示す図である。
【図５】中空の肉抜き部を成形するためのガスアシスト成形方法を示す図である。
【図６】中空の肉抜き部を成形するためのガスアシスト成形方法を示す図である。
【図７】本発明の実施形態によるフラットベッドタイプのイメージセンサの画像情報処理装置の模式的断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態によるシートフィーダタイプのイメージセンサの模式的斜視図である。
【図９】図８のＢ−Ｂ′線による断面図である。
【図１０】本発明の実施形態によるシートフィーダタイプのイメージセンサの画像情報処理装置の模式的断面図である。
【図１１】本発明の実施形態による情報処理システムを説明する図である。
【図１２】従来のイメージセンサの模式的斜視図である。
【図１３】図１２のＣ−Ｃ′線による断面図である。
【図１４】他の従来例の断面図である。
【符号の説明】
１    フレーム
２    成形ゲートおよびガス注入口
３    センサアレイ
４    電気回路基板
５    透明部材
６    光源
７    結像素子
８    スペーサ
９    ローラ
１０    透明部材
１００    センサユニット
１０２    給送口ーラ
１０４    分離片
１０６    プラテンローラ
１１０    記録ヘツド
１１２    プラテンローラ
１２０    オペレーションパネル
１３０    システムコントロール基板
１４０    電源
２００    センサユニット
２０１    走査ベルト
２０２    送りローラ
２３０    システムコントロール基板
２４０    電源
Ｄ，Ｅ，Ｆ    構成部品の配置空間
Ｇ，Ｈ，Ｉ    構成部品の取付け面
Ｊ，Ｋ    中空形状の肉抜き空間
ＤＭ    支持体の長手方向
ＤＳ    支持体の短手方向
【図１】
0003667251.tif 000002
【図２】
0003667251.tif 000003
【図３】
0003667251.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0003667251.tif 000012
【図１２】
0003667251.tif 000013
【図１３】
0003667251.tif 000014
【図１４】
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