JP6614415B2 - コンタクトイメージセンサーの基板 - Google Patents

Description

本発明は、コンタクトイメージセンサーの基板に関する。

従来より、コンタクトイメージセンサーを使用した画像読取装置は知られている。この画像読取装置では、原稿自動送り装置によってコンタクトガラス上の所定位置に原稿を自動的に搬送しながら画像読取りを行うシートスルー方式と、コンタクトガラス上の原稿を１枚ずつ取り替えて画像読取りを行うシート固定方式との二種類の読み取り方式がある。前者のシートスルー方式では、画像読取装置内のコンタクトイメージセンサーが移動することなく所定の画像読取位置に保持されたまま原稿の読取動作が行われ、他方、後者の原稿固定方式では、コンタクトイメージセンサーが移動しながら原稿画像の読取り動作が行われる。

コンタクトイメージセンサーは、センサーケースと、該センサーケース内に収容されて主走査方向に並ぶ複数の受光素子（ＣＭＯＳ）と、該複数の受光素子が実装されたセンサー基板とを有している。センサー基板は、受光素子が実装されるパターン回路層と該パターン回路層を保護する保護層とを有している。パターン回路層は、受光素子に電流を供給するための電流通路や信号の通過路となる所定回路パターンと、グランドパターンとを有している。

ここで、シートスルー方式による画像読取り動作では、コンタクトガラスの上面に原稿が擦れて静電気が蓄積してしまう。この結果、蓄積した電荷が放電してコンタクトイメージセンサーが破損する場合がある。この問題を解決するべく、特許文献１にはコンタクトガラスに蓄積した電荷を導電部材を介してグランドに逃がす技術が提案されている。このものでは、コンタクトガラスの上面に導電層が形成されている。上記導電部材は、コンタクトガラスの上面の導電層からその反対側の面（下面）に亘って固着されている。導電部材は、コンタクトガラスの下面側において装置本体（グランド）に電気的に接続されている。

特開２００３−０５１９１７号公報

しかしながら、上記特許文献１に示す画像読取装置では、コンタクトガラスの上面に導電層を形成する必要があるので製品コストが増加するという問題がある。また、導電層をグランドに接続するための導電部材が別途必要となり部品点数が増加してしまう。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、コンタクトイメージセンサーの基板に工夫を凝らすことで、コンタクトガラスに蓄積した静電気に起因してコンタクトイメージセンサーが破損するのを簡単な構成により回避することにある。

本発明に係るコンタクトイメージセンサーの基板は、所定の回路パターン及びグランドパターンを有していて受光素子が実装されるパターン回路層と、該所定の回路パターン及び該グランドパターンを覆う保護層とを備えている。

そして、上記保護層は、上記受光素子の近傍において上記グランドパターンの少なくとも一部を外部に露出させる欠損部を有している。

本発明によれば、コンタクトガラスに蓄積した静電気に起因してコンタクトイメージセンサーが破損するのを簡単な構成により回避することができる。

図１は、実施形態における画像読取装置を備えた画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 図２は、実施形態における画像読取装置のスキャナハウジングを示す斜視図である。 図３は、画像読取装置における自動読取り用ガラスの周辺部分を拡大して示す前側から見た側面図である。 図４は、図３のIV-IV線断面図である。 図５は、センサー基板を上側から見た平面図である。 図６は、図５のIV-IV線断面図である。 図７は、実施形態の変形例を示す図６相当図である。 図８は、実施形態の変形例を示す図５相当図である。 図９は、他の実施形態を示す図５相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《実施形態》
図１は、実施形態における画像読取装置１を搭載した画像形成装置Ｘ（本実施形態では複写機）を示している。画像読取装置１は、画像形成装置本体２の上側に設けられている。画像形成装置本体２は、画像読取装置１で読み取られた画像データ、又は外部のパーソナルコンピュータ等の情報処理装置から入力された画像データに基づいて用紙に画像を形成する。

画像形成装置本体２内には、用紙に画像を形成するための画像形成部３が収容されている。画像形成部３は、給紙カセット３０、感光体ドラム３１、帯電装置３２、現像装置３３、トナーコンテナ３４、転写ローラー３５、除電装置３６、定着ローラー３７、加圧ローラー３８、及び排紙トレイ３９を有している。

そして、画像形成部３では、上記給紙カセット３０から供給される用紙に以下の手順で画像が形成される。具体的には、先ず帯電装置３２によって上記感光体ドラム３１が所定の電位に一様に帯電される。次に、不図示のレーザースキャナーユニット（ＬＳＵ）により上記感光体ドラム３１の表面に画像データに基づく光が照射される。これにより、感光体ドラム３１の表面に静電潜像が形成される。そして、上記感光体ドラム３１上の静電潜像は上記現像装置３３によってトナー像として現像される。尚、現像装置３３には、上記トナーコンテナ３４からトナーが補給される。続いて、上記感光体ドラム３１に形成されたトナー像は上記転写ローラー３５によって用紙に転写される。その後、用紙に転写されたトナー像は、その用紙が上記定着ローラー３７及び上記加圧ローラー３８の間を通過する際に上記定着ローラー３７で加熱されて溶融定着する。尚、上記感光体ドラム３１の電位は上記除電装置３６で除電される。

画像読取装置１は、読取ユニット４を内部に収容するスキャナハウジング５と、スキャナハウジング５の上面を開閉可能に覆う原稿自動送り装置６とを有している。スキャナハウジング５は扁平状の矩形ケース体からなる。スキャナハウジング５の側壁面には操作パネル８が接続され、上壁面にはコンタクトガラス７が装着されている。以下の説明において、前側及び後側は、画像読取装置１の操作パネル側及びその反対側を意味し、左側及び右側は、画像読取装置１を前側から見たときの左側及び右側を意味する。

図２に示すように、コンタクトガラス７は、手置き原稿用ガラス７Ａと自動読取り用ガラス７Ｂとからなる。手置き原稿用ガラス７Ａは、左右方向に長い矩形状のガラス板であって、スキャナハウジング５の上面における左側端部を除く所定領域に設けられている。自動読取り用ガラス７Ｂは、前後方向に長い矩形板状のガラス板であって、手置き原稿用ガラス７Ａに隣接してその左側に設けられている。手置き原稿用ガラス７Ａは、シート固定方式による原稿読取り時に使用され、自動読取り用ガラス７Ｂは、シートスルー方式による原稿読取時に使用される。

シート固定方式では、原稿Ｐを手置き原稿用ガラス７Ａ上にセットした状態で原稿自動送り装置６を閉じることにより原稿Ｐを固定してその状態で読取ユニット４を左右方向（副走査方向）に一往復させることで当該原稿Ｐの画像を読み取る。一方、シートスルー方式では原稿自動送り装置６によって自動読取り用ガラス７Ｂ上の所定読取り位置Ｒに原稿Ｐを送り出しながら当該読取り位置Ｒの下側で読取ユニット４を静止させた状態で当該原稿Ｐの画像を読み取る。尚、図２中の符号９は、読取ユニット４を副走査方向に駆動する駆動機構であって、本実施形態ではプーリーと該プーリーにより回転駆動されるベルトとで構成されている。

原稿自動送り装置６（図１参照）は、原稿セット部６１、複数の搬送ローラー６２、ガイド板６３、及び排紙部６４などを備えた自動原稿送り装置である。複数の搬送ローラー６２は、原稿セット部６１から排紙部６４に至るＵ字状の搬送経路に沿って配置されている。ガイド板６３は、自動読取り用ガラス７Ｂの上面に対して原稿が通過できる程度の隙間を空けて配置されている。原稿自動送り装置６は、各搬送ローラー６２をそれぞれ不図示のモーターで駆動させることにより、原稿セット部６１にセットされた原稿Ｐをコンタクトガラス７上の読取り位置Ｒを経由して排紙部６４に排出する。シートスルー方式による読取り動作では、読取り位置Ｒを通過する原稿Ｐの画像を読取ユニット４によって読取る。一方、シート固定方式の読取り動作では、原稿自動送り装置６は単に原稿押さえ部材として機能する。

図１、図３及び図４に示すように、読取ユニット４は、コンタクトイメージセンサー（以下、ＣＩＳセンサーという）４１と、該ＣＩＳセンサー４１を保持するとともに上記駆動機構９によって副走査方向に駆動されるキャリッジ４２とを有している。

ＣＩＳセンサー４１は、上側に開放するとともに前後方向（主走査方向）に延びるセンサーケース４３とを有している。センサーケース４３の上側は透明板４３ａにより閉塞されている。センサーケース４３の前後の壁部の上端面には上側に凸となる半球面状の凸部４３ｂが形成されている。凸部４３ｂはコンタクトガラス７の下面に当接してＣＩＳセンサー４１と該コンタクトガラス７との距離を一定に規制している。センサーケース４３内には、コンタクトガラス７上の原稿に向けて光を出射する光源４４（図１にのみ示す）と、主走査方向に並ぶ複数の受光素子４５（例えばＣＭＯＳ）と、該複数の受光素子４５が実装されたセンサー基板４６と、受光素子４５の上側に設けられたセルフォックレンズ４７とが収容されている。

センサーケース４３は、上側に開放するキャリッジ４２内に収容されている。センサーケース４３の下面とキャリッジ４２の底壁部との間には付勢バネ５０が設けられており、ＣＩＳセンサー４１はこの付勢バネ５０によりコンタクトガラス７の下面に押圧されている。これにより、被写界深度が小さいＣＩＳセンサー４１と原稿画像面との距離が一定に保たれるので、原稿画像を均一に読み取ることが可能である。

キャリッジ４２の右側面にはコネクタ５６（図３参照）が設けられている。コネクタ５６は、キャリッジ４２内において配線５５を介してセンサー基板４６に接続されている。センサー基板４６の詳細については後述する。

コネクタ５６にはＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）５７の一端が接続されている。ＦＦＣ５７の他端は、スキャナハウジング５の底壁部に固定された制御基板５８（図１参照）に接続されている。ＦＦＣ５７は、センサー基板４６に電力を供給するための電力線と、信号の通過経路となる信号線と、グランド線とを有している。このＦＦＣ５７のグランド線は、配線５５及びコネクタ５６を介してセンサー基板４６のグランドパターン４６ｄに接続されている。

図５及び図６を参照して、ＣＩＳセンサー４１内に設けられたセンサー基板４６の構成について説明する。センサー基板４６は平面視で前後方向に長い矩形板状をなしている。センサー基板４６は、例えば金属基材４６ａ、絶縁層４６ｂ、銅パターン層４６ｃ及びレジスト層（保護層）４６ｅが積層された四層の積層構造を有している。三層目の銅パターン層４６ｃの上面（実装面）には受光素子４５が実装されている。銅パターン層４６ｃは、受光素子４５などに電流を供給する経路や信号の通過路となる所定の回路パターン（図示省略）、及びグランドパターン４６ｄが含まれている。

グランドパターン４６ｄは、上側から見て複数の受光素子４５の左側に隣接して配置されている。グランドパターン４６ｄは平面視で前後方向に延びる直線状をなしている。グランドパターン４６ｄは、配線５５（図３参照）を介してフレキシブルケーブル５７のグランド線に接続され、このグランド線はスキャナハウジング５を通じて接地されている。

四層目のレジスト層４６ｅは、前後方向に延びる矩形状の欠損部４６ｆを有している。欠損部４６ｆは、複数の受光素子４５に隣接してその左側に設けられている。欠損部４６ｆは、グランドパターン４６ｄ全体を外部に露出させるように形成されている。

上記画像読取装置１では、シートスルー方式により原稿画像を読取る際に、自動読取り用ガラス７Ｂの上面に原稿Ｐが擦れて静電気が蓄積してしまう。蓄積した静電気の量が一定量を超えると自動読取り用ガラス７Ｂとセンサー基板４６との間の空気が電離してセンサー基板４６の上面（つまりレジスト層４６ｅの上面）に電荷が蓄積する。この蓄積した電荷が受光素子４５に流れると受光素子４５が破損する虞がある。

これに対して本実施形態では、センサー基板４６のレジスト層４６ｅは、受光素子４５の近傍においてグランドパターン４６ｄ全体を外部に露出させる欠損部４６ｆを有している。これにより、上記センサー基板４６の上面に蓄積した電荷を欠損部４６ｆからグランドパターン４６ｄに逃がすことができる。よって上述した受光素子４５の破損を防止することができる。

《変形例》
図７は上記実施形態の変形例を示す図６相当図である。この変形例では、グランドパターン４６ｄのうち欠損部４６ｆから露出する部分に避雷針４６ｇが立設されている。避雷針４６ｇは、先端ほど細くなるニードル状をなしている。避雷針４６は、導電性の金属部材（例えば銅）により構成されていて、本変形例では複数（例えば５つ）設けられている。これら複数の避雷針４６ｇは、図８に示すように前後方向に等間隔に配置されている。受光素子４５の実装面（銅パターン層４６ｃの上面）を基準とする各避雷針４６ｇの高さは受光素子４５の高さよりも高い。すなわち、各避雷針４６ｇの上端位置は、受光素子４５の上端位置よりも上側に位置している。

この構成によれば、自動読取り用ガラス７Ｂ上に蓄積した電荷を各避雷針４６ｇに誘導してグランドに逃がすことができる。よって、放電による受光素子４５の破損をより一層確実に防止することができる。

《他の実施形態》
上記実施形態及び変形例では、グランドパターン４６ｄ及び欠損部４６ｆを受光素子４５の左側にのみ設けるにしているが、これに限ったものではない。すなわち、例えば図９に示すように、グランドパターン４６ｄ及び欠損部４６ｆは受光素子４５の周囲を囲むように形成されていてもよい。これにより、受光素子４５を静電気から隔離してより一層確実に保護することができる。

上記実施形態及び変形例では、レジスト層４６ｅの欠損部４６ｆからグランドパターン４６ｄ全体が露出する例について説明したが、これに限ったものではなく、グランドパターン４６ｄの一部が露出するものであってもよい。

以上説明したように、本発明は、コンタクトイメージセンサーの基板について有用である。

４１ コンタクトイメージセンサー
４５ 受光素子
４６ センサー基板
４６ｄ グランドパターン
４６ｅ レジスト層（保護層）
４６ｆ 欠損部
４６ｇ 避雷針

Claims (5)

1. 自動読取り用ガラスと該自動読取り用ガラスの上側に設けられて原稿を該自動読取り用ガラスの上面に搬送する原稿搬送装置とを有する画像読取装置に搭載され、上記原稿搬送装置によって上記自動読取り用ガラスの上面に搬送される原稿の画像を、該自動読取り用ガラスの下方から読取るコンタクトイメージセンサーの基板であって、
   所定の回路パターン及びグランドパターンを有していて、主走査方向に並ぶ複数の受光素子からなる受光素子列が実装されるパターン回路層と、該パターン回路層を覆う保護層とを備え、
   上記保護層における上記受光素子列に対し間隔を空けて隣接する箇所には、上記グランドパターンの少なくとも一部を外部に露出させる欠損部が形成されている、コンタクトイメージセンサーの基板。
2. 請求項１に記載のコンタクトイメージセンサーの基板において、
   上記グランドパターンのうち上記欠損部から外部に露出する部分には導電体からなる避雷針が立設されている、コンタクトイメージセンサーの基板。
3. 請求項２に記載のコンタクトイメージセンサーの基板において、
   上記避雷針の上端位置は、上記受光素子列の上端位置よりも上側に位置している、コンタクトイメージセンサーの基板。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載のコンタクトイメージセンサーの基板において、
   上記画像読取装置は、上面に上記自動読取り用ガラスを有するスキャナハウジングと、上記スキャナハウジングの上面にて上記自動読取り用ガラスに対し副走査方向に隣接するように設けられた手置き原稿用ガラスと、該スキャナハウジング内に収容され、上記コンタクトイメージセンサーを保持して副走査方向に往復移動することで、上記手置き原稿用ガラスに載置された原稿の画像を該コンタクトイメージセンサーによって読取り可能にするキャリッジと、該キャリッジに設けられたコネクターと、一端が該コネクターに接続され且つ他端が上記スキャナハウジングの底壁部に固定されたフレキシブルケーブルとを有し、
   上記フレキシブルケーブルはグランド線を有し、
   上記グランドパターンは、上記キャリッジ内において電気配線を介して上記コネクターに接続されていて、該コネクターに接続された上記フレキシブルケーブルの上記グランド線に電気的に接続される、コンタクトイメージセンサーの基板。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載のコンタクトイメージセンサーの基板において、
   上記グランドパターンは、上記基板の厚さ方向から見て、上記受光素子列を囲むように形成され、
   上記欠損部は、上記基板の厚さ方向から見て、上記グランドパターン全体を露出させるように該グランドパターンに沿って形成されている、コンタクトイメージセンサーの基板。

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