专利名称：图像传感器以及采用该图像传感器的图像输入输出装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及读取A0版面、A1版面等大型稿纸的图像，将读取的稿纸的图像输出的图像输入输出装置。本发明特别涉及用于该图像输入输出装置的图像输入部的接触型图像传感器。
背景技术：
图10，图11是表示一般图像传感器的图示。图10是表示一般的接触型图像传感器的结构的剖面图。此外，图11是从箭头方向观察图10所示的接触型图像传感器时所看到的正视图。在图10及图11中，1是接触型图像传感器(下面称之为图像传感器)，2是原稿，3是位于原稿的扫描面内的玻璃板，4是传感器框架，5是光源，6是柱形透镜阵列，7是传感器IC，8是传感器基板，9是L型板，10是螺钉孔，11是螺钉，12是遮光用隔板，13是设置在传感器框架两侧的罩。
构成接触型图像传感器的各部件组装到传感器框架4上。传感器框架4由两个传感器框架4A和4B构成。光源5是线光源，采用荧光管灯，发光二极管等。图10中所示的图像传感器1有两个光源5，但只有一个光源也可以。柱形透镜阵列6为正比例等倍成象用柱形透镜阵列(Rod lens array for 1∶1 imaging，用于1∶1成象的柱形透镜阵列)。该柱形透镜阵列6在传感器框架4A，4B与柱形透镜阵列6接触的面上用两面胶带及粘接剂等无间隙地加以固定。在传感器基板8上以直线形的方式配置有传感器IC7。此外，在传感器基板8上设置遮光用隔板12，用于防止传感器IC7暴露在外部的光线中。该传感器基板8被保持在截面为L形的L形板9上。L形板借助螺钉孔10及螺钉11固定到传感器框架4A上。螺钉孔10的直径大于螺钉11的直径。
下面对图像传感器1的动作进行说明。从光源5来的光线通过玻璃板3均匀地照射到原稿2的读取面上。从原稿2的读取面反射的反射光通过玻璃板3、柱形透镜阵列6在传感器IC7上成象。从原稿2上直到传感器IC7的反射光含有原稿的读取面上的浓淡信息。传感器IC7在检测出浓淡信息进行电荷积累的同时，经过形成于传感器基板8上的回路把该电荷信息输出到外部。为使从原稿2上反射的光在传感器IC7上正确地成象，在使用图像传感器1之前，先调整其焦点。
虽然图像输入输出装置因机种的不同而异，但通过图中未示出的辊传送原稿2的读取面与玻璃板3之间的距离x，基本上确定在0.4mm～1.0mm之间。以把原稿2的读取面与玻璃板3之间的距离保持在0.4mm～1.0mm左右为前提进行焦点调整。使设在载置传感器IC7、传感器基板8的L形板9上的螺钉孔10的直径大于螺钉11的直径。从而，L形板9可在该范围内调整传感器IC与柱形透镜阵列6之间的距离。通过于从原稿2反射的光能够正确地在传感器IC7上成象的位置处将螺钉紧固来进行焦点调整。从原稿2上反射回来的反射光在传感器IC7上正确成象所需的距离称作焦点光路长度。
以上说明的接触型图像传感器，其玻璃板3，如柱形透镜阵列这样的透镜，光源5，传感器IC7和传感器IC基板8这种图像读取机构等被适当地收容在如罩4这样的框体的内部。根据上面所描述的接触型图像传感器，用于读取如A0版本，A1版本这种大型的原稿。同时，其长度方向的尺寸，在A0版本读取用时略小于1m，读取A1版本用时略小于0.7m。另一方面，其厚度大约不超过40mm左右。和图像传感器与原稿之间必须有规定的焦点光路长度的缩小光学系统的图像传感器不同，接触型图像传感器的焦点光路长度可以短很多，所以具有可使图像输入示输出装置的尺寸大幅度小型化的优点。
然而，进行A0版本乃至A1版本等大型原稿的图像输入输出装置中所采用的接触型图像传感器，其厚度约为40mm左右，与此相对地，其长度方向的尺寸为0.7～1.0m弱。从而，接触型图像传感器其长度方向上的刚性不足，存在着由于接触型图像传感器的自身重量引起的长度方向的中央部弯曲的问题。图12及图13是表示长度方向的中央部弯曲状态的接触型图像传感器的说明图。图12是表示将图像传感器1的玻璃板3朝上安装时的状态的图示，图13是图像传感器1的玻璃板3朝下安装时的状态的图示。
如图12所示，玻璃板3朝上安装的图像传感器1由于自身的重量，其长度方向的中央部相对于原稿2以-Δ1的凹状弯曲，这时，在长度方向中央部的原稿的读取面与玻璃板的距离大于规定值(规定值为0.4mm～1.0mm)。此外，如图13所示，玻璃板3朝下安装的图像传感器1由于自身的重量，其长度方向的中央部相对于原稿2成Δ1凹状弯曲时，位于长度方向中央部的原稿读取面与玻璃板的距离小于规定值(规定值为0.4～1.0mm)。即，当由于自身重量图像传感器1发生挠曲时，由于原稿读取面与传感器IC之间的焦点光路长度发生变化，所以从原稿的读取面上反射的光不能在传感器IC上正确成象，造成图像读取分辨率恶化的问题。
本申请的发明的目的是为了解决上面所述的课题，即，本申请的发明的第一个目的是提供一种解决了由于接触型图像传感器的自身重量而产生的其长度方向的中央部弯曲的课题的接触型图像传感器。同时，本发明的第二个目的是提供一种通过配备解决了由于接触型图像传感器的自重重量造成的其长度方向中央部产生弯曲的课题的接触型图像传感器、从而具有高分辨率的图像输入输出装置。
发明的概述根据本发明的图像传感器设置有相对于构成图像的读取对象的原稿隔开规定的距离配置的玻璃板；通过该玻璃板照射到前述原稿读取面上的光源；在从该光源反射出来的光线中、把在前述原稿读取面上反射的反射光在规定的位置上成象的透镜；把通过所述透镜的从前述原稿上反射回来的发射光变换成图像读取信息的图像读取机构；把前述玻璃板，前述光源，前述透镜，前述图像读取机构在规定位置进行收容的同时，其长度方向的长度大于前述原稿的幅度形成的框体；沿该框体的长度方向形成的、通过对前述框体的刚度进行加强、防止前述框体相对于其长度方向垂直挠曲的、并保持前述原稿的读取面与前述图像读取机构之间的焦点光路长度恒定的挠曲防止机构。
根据本发明的图像输入输出装置设置有从外部插入成为图像读取对象的原稿的原稿插入口；传送从原稿插入口插入的原稿的辊；具有以下部件的图像传感器，即，照射从前述原稿插入口输入的、由前述辊传送的原稿的读取面的光源，在从该光源照射的光线中、把前述原稿读取面上反射的反射光在规定位置成象的透镜，把通过该透镜从前述原稿来的反射光变换成图像读取信息的图像读取机构，把前述光源、前述透镜及前述图像读取机构在固定位置进行收容保持的同时，以其长度大于前述原稿的幅度的方式形成的框体，通过对沿该框体的长度方向形成的、对前述框体的刚度进行加强、以防止前述原稿的读取面与前述图像读取机构之间焦点光路长度变化的挠曲防止机构；把由该图像传感器读取的图像输出的读取图像信息的输出机构。
附图的简单说明图1是表示根据本发明的接触型图像传感器的结构的剖面图。
图2是表示根据本发明的接触型图像传感器的侧面的平面图。
图3是表示根据本发明的接触型图像传感器的侧面的平面图。
图4是根据本发明的接触型图像传感器的透视图。
图5是表示把挠曲矫正器固定到图像传感器上的第一种方法的说明图。
图6是表示把挠曲矫正器固定到图像传感器上的第二种方法的说明图。
图7是表示把挠曲矫正器固定到图像传感器上的第三种方法的说明图。
图8是表示设置根据本发明是接触型图像传感器的图像输入输出装置的结构的剖面图。
图9是表示设置根据本发明是接触型图像传感器的图像输入输出装置的结构的剖面图。
图10是表示现有技术的接触型图像传感器的结构的剖面图。
图11是现有技术的接触型图像传感器的正视图。
图12是表示接触型图像传感器的长度方向的中央部挠曲状态的说明图。
图13是表示接触型图像传感器的长度方向的中央部挠曲状态的说明图。
对本发明的详细描述图1是表示根据本发明的接触型图像传感器的结构的剖面图。在图1中，1是根据本发明的图像传感器，2是成为图像读取对象的原稿，3是与原稿2隔开规定距离配置的玻璃板，4是作为以长度方向的长度大于原稿2的幅度(宽度)的方式形成的框体的传感器框架，5是通过玻璃板3照射原稿2的读取面的光源，6是作为把从光源5照射的光线中在原稿2的读取面上反射的反射光在规定位置处成象的透镜的柱形透镜阵列，7是作为把通过柱形透镜阵列6从原稿2上反射回来的反射光变换成图像读取信息的图像读取机构的传感器IC，8是安装传感器IC的传感器基板，9是L型板，10是螺钉孔，11是螺钉，12是遮光用隔板，14是作为沿传感器框架4的长度方向形成的、通过加强其刚性防止相对于其长度方向垂直挠曲的、将原稿2的读取面与传感器IC7之间的焦点光路长度保持恒定的挠曲防止机构的挠曲矫正器，15是安装器具。
图2是表示根据本发明的接触型图像传感器的侧面的平面图，图3是表示根据本发明的接触型图像传感器的侧面的平面图，图4是根据本发明的接触型图像传感器的透视图。图2～图4中，与图1相同的符号表示同一个部分或相当的部分省略其说明。
如图1所示，挠曲矫正器具14其截面的两个端部弯折形成，截面两个端部构成凸出部，截面中央构成凹部。挠曲矫正器具的材料采用铝优选地采用铁。也可以利用树脂等除金属以外的材料。在使矫正器具14的截面的凹部与传感器框架4A的侧面接触的状态下通过进行螺钉固定，把挠曲矫正器具14固定到图像传感器1上。此外，固定挠曲矫正器14的方法不限于螺钉固定，在具有能够支持由于图像传感器1的自身重量造成的挠曲的粘接力时，也可以用粘接剂、两面胶带。
在图2上，表示从挠曲矫正器具14侧观察时，图像传感器的长度方向的侧面。在图2中，15是成为把图像传感器1安装到图像输入输出装置上的安装部位的安装配件。由于作为图像传感器1的框体的传感器框架4位于矫正器具14的背面，所以在图2中没有表示出来。传感器框架4以其长度方向的长度比原稿2的该读取宽度长的方式形成。同时挠曲矫正器具14以其长度方向的长度与传感器框架4的长度方向的长度基本上一致的方式形成。图3中表示在从玻璃板3侧观察时，所看到的图像传感器的长度方向的侧面。此外，图4中表示将玻璃板3朝向上面的状态的图像传感器的透视图。在图中明确地表示出挠曲矫正器具14通过弯折形成，其截面的两个端部为凸出部，截面中央部为凹部，挠曲矫正器具14的长度方向的长度与传感器框架4的长度方向的长度基本上一致。
图5是表示把挠曲矫正器具14固定到图像传感器1上的第一种方法的说明图。此外，在图5中与图1相同的标号表示同一个部分或相当的部分，所以省略对它们的说明。在把挠曲矫正器具14固定到图像传感器1上之前，在把图像传感器1置于平面30上的状态下，通过将外力作用在图像传感器1上矫正图像传感器的挠曲及翘曲。同时，将挠曲矫正器具14固定到已经矫正过挠曲及翘曲的图像传感器1上。如上面所说明的，在平面上施加外力在将图像传感器1矫正过挠曲及翘曲的状态下固定挠曲矫正器具14，借此可将制成之后的图像传感器1所具有的挠曲及翘曲在安装到图像输入输出装置上之前除去。此外，当挠曲矫正器具14的刚性比图像传感器1的刚性强时，可以抑制由于图像传感器1自身的重量引起的新产生挠曲，所以在挠曲矫正器具安装之前可以长时间保持矫正图像传感器1的挠曲及翘曲的状态。
参照图5所说明的第一种固定方法是在把挠曲矫正器具14安装到图像传感器1上之前，通过向处于平面上的图像传感器1施加外力矫正图像传感器1已经有的挠曲及翘曲，在经过矫正的状态下，把挠曲矫正器具14安装到图像传感器上。另一方面，也可以考虑在把挠曲矫正器具14安装到图像传感器1上之前使图像传感器具有一定的挠曲，将挠曲矫正器具14安装到处于挠曲状态的图像传感器1上。图6是把挠曲矫正器具14固定到图像传感器1上的第二种方法的说明图。图6中的31是垫圈。此外，在图6中与图5相同的标号表示相同或相当的部分，省略对它们的说明。
在把挠曲矫正器具14固定到图像传感器1上之前，在把玻璃板3朝上的状态放置的图像传感器1的长度方向的两个端与平面30之间插入垫圈31。然后，通过向长度方向的两个端部由垫圈31支撑的图像传感器上施加外力对图像传感器1有意地挠曲一定的量。如图6的箭头所示，通过把外力加在图像传感器1的长度方向的中央部附近，可以使图像传感器1具有在中央部附近呈凹状的下洼状态的挠曲。将挠曲矫正器具14固定到带有故意的挠曲的图像传感器1上。通过把挠曲矫正器具14固定到故意地使之有规定量的挠曲的图像传感器1上，可以长时间地保持图像传感器1的挠曲状态。更具体地说，当以玻璃板3在下面的方式安装到图像输入输出装置上时，因图像传感器1自身的重量而挠曲的方向与利用上述方法使之故意地挠曲的方向相反，所以可抑制焦点光路长度的变化。此外，通过适当地调整垫圈的直径，可以调整图像传感器1的挠曲量。
图7是表示把挠曲矫正器具14安装到图像传感器1上的第三种方法的说明图。在图7中，与图6相同的标号表示相同或相当的部分，省略对它们的说明。在把挠曲矫正器具14固定到图像传感器1上之前，在玻璃板3朝上的状态放置的图像传感器1的长度方向的中央部与平面30之间插入垫圈31。然后，将外力加在长度方向的中央部由垫圈31支撑的图像传感器1的长度方向的两端上。借助这种操作故意地使图像传感器1挠曲规定的量。如图7中箭头所示，通过在图像传感器1的长度方向的两端部上施加外力，可使图像传感器1在中央部附近具有成凸翘曲状态的弯曲。这样，将翘曲矫正器14固定到故意具有挠曲的图像传感器1上。和参照图6说明的第二种固定方法一样，通过把挠曲矫正器14固定到故意地挠曲一定量的图像传感器1上，可长期保持图像传感器1的挠曲状态。更具体地说，当以玻璃板3在上面的方式安装到图像输入输出装置上时，由于图像传感器1的自身重量造成的挠曲方向与利用上述方法故意挠曲的方向相反，所以可以抑制焦点光路长度的变化。
如上所述，通过在图像传感器1上设置挠曲矫正器14，可增强图像传感器1的长度方向的刚性。从而，可以解决由于接触型图像传感器1的自身重量造成的长度方向的中央部弯曲的问题。本发明适合于因长度方向的长度略小于0.7m～1.0m从而长度方向的刚性常感不足的A0版本及A1版本的大型原稿的图像读取用的接触型图像传感器。
图8是表示采用上面所描述的接触型图像传感器的图像输入输出装置的结构的剖面图。在图8中，16是图像输入输出装置，17是给纸盘，18是给纸辊，19是纸传送辊，20是排纸辊，21是排纸盘，27是把读取的图像信息输出到外部的图像信息输出部。图8(a)上的给纸盘17与排纸盘21之间的虚线表示原稿传送路径。此外，在图8中，与图1相同的标号表示相同的部分或相当的部分，省略对它们的说明。在图8所示的图像传感器1上设置挠曲矫正器具14，加强图像传感器1的长度方向的刚性。该图像传感器1以玻璃板3朝下的方式安装到图像输入输出装置16上。与该玻璃板3隔开规定的X的位置处传送原稿。
如图8(b)所示，图像传感器1的玻璃板3与作为图像读取对象的原稿之间相隔规定距离X。更具体地说，在从玻璃板3起隔开规定距离X的位置处，在原稿传送的位置上设置纸传送辊19。玻璃板3与原稿间的距离X大致为0.4mm～1.0mm左右。在玻璃板3与原稿之间的隔开规定距离X的状态下，以图像读取分辨率成为最高的方式设定图像传感器的焦点。即，只要包括原稿与玻璃板3之间的规定距离X以及从玻璃板3到传感器IC(图中未示出)的之间的距离在内的焦点光路长度不变，就可以实现高精度的图像读取。
图8所示的图像传感器1设有挠曲矫正器14。该挠曲矫正器14加强图像传感器1长度方向的刚性，抑制图像传感器因自身重量产生的挠曲。从而抑制了由于图像传感器1的挠曲造成的图像传感器1内部的传感器IC7与原稿之间的焦点光路长度变化的问题。即，设置这种图像传感器1的图像输入输出装置，由于保持图像传感器1的传感器IC7与原稿间的焦点光路长度恒定，所以从原稿来的反射光在传感器IC上正确成象。从而，设置上述图像传感器的图像输入输出装置可以在长时间内保持高分辨率(解像度)的图像读取功能。传感器IC7利用原稿2的反射光读取的图像信息，被送往图像信息输出部27。图像信息输出部27可将图像信息按照复印机，传真机，扫描仪等各种用途进行处理，把图像信息输出到外部。
此外，图9是表示利用上面所描述的接触型图像传感器的图像输入输出装置的结构的剖面图。在图9中，16是图像输入输出装置，22是给纸盘，23是给纸辊，24是纸传送辊，25是排纸辊，26是排纸盘，28是图像信息输出部。图9(a)的给纸盘22与排纸盘26之间的虚线表示原稿传送路径。此外，在图9中，与图8相同的标号表示相同或相当的部分，省略对它们的说明。在图9所示的图像传感器1上设置挠曲矫正器14，加强图像传感器1的长度方向的刚性。该图像传感器1以玻璃板3朝上的方式安装到图像输入输出装置16上。在从玻璃板3隔开规定的距离X的位置处传送原稿。
如图9(b)所示，图像传感器1的玻璃板3与作为图像读取对象的原稿之间隔开规定的距离X。更具体地说，在距离玻璃板3规定的距离X的位置处，在传送原稿的位置处设置传送辊24。玻璃板3与原稿间的距离X大约为0.4mm～1.0mm左右。在玻璃板3与原稿间隔开规定距离X的状态下，以图像读取的分辨率最高的方式设定图像传感器的焦点。即，只要包含原稿与玻璃板3之间的规定距离X与从玻璃板3到传感器IC(图中未示出)的距离在内的焦点光路长度不变，就可进行高精度的图像读取。
图9所示的图像传感器1设置挠曲矫正器14。从而，可以抑制由于图像传感器1的自身重量长度方向的中央部挠曲使原稿与玻璃板3之间的规定距离的变化的问题。换句话说，如果能够保持原稿与玻璃板3之间的规定距离恒定的话，也能够保持原稿与图像传感器1内部的IC传感器之间的焦点光路长度。从而，从原稿反射的反射光在IC传感器上正确地成象，所以可以长期保持高分辨率的图像读取功能。
权利要求
1.图像传感器，其特征为，它设有相对于成为图像读取对象的原稿隔开规定距离配置的玻璃板，通过该玻璃板照射到前述原稿的读取面上的光源，将从该光源照射的光中，在前述原稿的读取面上反射的反射光在规定位置处成象的透镜，把通过该透镜从前述原稿来的反射光变换成图像读取信息的图像读取机构，在既定位置容纳保持前述玻璃板、前述光源，前述透镜，前述图像读取机构的同时、以其长度方向比前述原稿的幅度长的方式形成的框体，沿该框体长度方向形成的、通过加强前述框体的刚性防止前述框体相对于其长度方向垂直挠曲、保持前述原稿的读取面与前述图像读取机构之间的焦点光路长度恒定的挠曲防止机构。
2.如权利要求1所述的图像传感器，其特征为，挠曲防止机构在玻璃板朝上的状态下，设置在框体长度的中央部相对于其两端挠曲成凹状的框体上。
3.如权利要求1所述的图像传感器，其特征为，挠曲防止机构在玻璃板朝向上面的状态下，设置在框体长度方向的中央部相对于其两端部挠曲成凸状的框体上。
4.如权利要求2所述的图像传感器，其特征为，在框体被载置于设在其长度方向的两端部上的支点上的状态下，通过向其长度方向的中央部施加外力，框体形成凹状挠曲。
5.如权利要求3所述的图像传感器，其特征为，在框体被载置于设在其长度方向的中央部上的支点上的状态下，通过向其长度方向的两端部施加外力，框体形成凸状挠曲。
6.图像输入输出装置，其特征为，它设置有从外部插入成为图像读取对象的原稿的原稿插入口，传送从原稿插入口插入的原稿的辊，具有以下部件的图像传感器照射从前述原稿插入口插入的、由前述辊传送的原稿的读取面的光源，把从该光源照射的光中的在前述原稿读取面上反射的反射光于规定位置成象的透镜，将通过该透镜的从前述原稿来的反射光变换成图像读取信息的图像读取机构、在规定位置容纳保持前述光源，前述透镜，前述图像读取机构的同时、以其长度方向的长度大于前述原稿的宽度的方式形成的框体，以及沿该框体的长度方向形成的、通过加强前述框体的刚性防止前述原稿的读取面与前述图像读取机构之间的焦点光路长度的变化的挠曲防止机构，将由该图像传感器读取的图像信息输出到外部的读取图像信息输出机构。
7.如权利要求6所述的图像输入输出装置，其特征为，在相对于成为图像读取对象的原稿隔开规定的距离设在框体上的玻璃板朝上的状态下，所述图像传感器的挠曲防止机构固定到框体的长度方向的中央部相对于其两个端部成凹状挠曲的框体上，并以前述玻璃板朝下的状态配置在图像输入输出装置框体上。
8.如权利要求6所述的图像输入输出装置，其特征为，在相对于成为图像读取对象的原稿隔开规定的距离设在框体上的玻璃板朝上的状态下，所述图像传感器的挠曲防止机构固定到框体的长度方向的中央部相对于其两个端部成凸状挠曲的框体上，并以前述玻璃板朝上的状态配置在图像输入输出装置框体上。
全文摘要
用于进行A0版本或A1版本等大型原稿的图像的输出的图像输入输出装置的接触型图像传感器，其长度方向的刚性差，存在着由于其自身的重量使其长度方向的中央部挠曲的问题。从而，通过在接触型图像传感器1的长度方向安装挠曲矫正器14加强接触型图像传感器1的长度方向的刚性。挠曲矫正器14通过加强接触型图像传感器1的刚性，防止接触型图像传感器1相对于其长度方向的垂直挠曲，保持原稿2的读取面与传感器IC7之间的焦点光路长度。
文档编号H04N1/19GK1406050SQ02105590
公开日2003年3月26日 申请日期2002年4月18日 优先权日2001年9月18日
发明者松本俊郎 申请人:三菱电机株式会社