JP2004167872A - Led基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一部のLEDアレイチップを絶対位置で位置決めして実装し、その後、残りのLEDアレイチップを、前記一部のLEDアレイチップとの相対位置で位置決めして実装することにより、前記LEDアレイの繋ぎ目の相対位置ずれを最小限に抑え、印字品質を向上させることができる。
【選択図】 図7
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として電子写真式の複写機やプリンタ等の電子写真装置に用いるLEDプリントヘッドで使用されるLED基板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、図1に示すように、電子写真式の複写機やプリンタ等の電子写真装置に用いられるLEDプリントヘッド1の光源として、複数のLEDからなる発光点を有する複数のLEDアレイチップ2を一直線状若しくは千鳥状に配設したLED基板3を使用したものが一般に提供されている。
通常、LEDプリントヘッド1のベースフレーム4における感光体5と対向する面6に、LED基板3が配設されており、LEDアレイチップ2から発した光は、LED基板3の上方にあるレンズアレイ7により感光体5で結像する。
一般に、電子写真装置では、均一に帯電させた感光体5上にLEDプリントヘッド1を用いて静電潜像を形成し、静電潜像にトナーを付着させて現像し、現像したトナー像を紙等の最終記録媒体上へ転写・定着することによって紙等に印字画像を形成する。
【0003】
従来、このLEDプリントヘッド1に使われるLED基板3にLEDアレイチップ2を実装するには、LEDアレイチップ2を実装する装置であるダイボンダーにLED基板3をセットし、ダイボンダーの絶対位置精度でLED基板3にLEDアレイチップ2を一直線状若しくは千鳥状に実装していた。(例えば、特許文献1参照。)
【0004】
しかし、前記ダイボンダーには、位置決め精度があるため、位置決め精度の範囲内で狙いとする位置よりもずれてLEDアレイチップ2がLED基板3に実装されている。
したがって、例えば、ダイボンダーの位置決め精度が±5μmであった場合に、1つ目のLEDアレイチップが狙いとする位置よりも−5μmずれて実装され、2つ目のLEDアレイチップが狙いとする位置よりも+5μmずれて実装された場合は、1つ目のLEDアレイチップと2つ目のLEDアレイチップの相対位置精度は狙いとする値よりも10μmずれることになる。
【0005】
【特許文献1】
特開平8−88409号公報 (第3頁、第1図、第2図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
近年、LEDプリントヘッドがカラータンデム機に搭載されるようになり、1台のプリンタ等にLEDプリントヘッドが複数台搭載されるようになったため、個々のLEDプリントヘッドにおいて、発光位置が同じにする必要性が増大している。
しかし、前記LEDアレイチップの繋ぎ目の相対位置ずれは、印字品質に悪影響を与えており、カラータンデム機の印字品質が向上しない原因となっている。
例えば、図2に示すように、前記LEDアレイチップ2が前記LED基板3に繋ぎ目の間隔が広く実装されると、複数のLEDからなる発光点のライン9が無い部分が白筋Aとなって現れる。また、繋ぎ目の間隔が狭く実装されると発光点のライン9が重なり合って黒筋Bとなって現れる。
そこで、本発明は、上記問題点を解決し、従来のダイボンダーを用いながらもLEDアレイチップの繋ぎ目の相対位置ずれを向上させるLED基板の製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載のLED基板の製造方法は、所定の数のLEDアレイチップを実装したLED基板の製造方法において、一部のLEDアレイチップを絶対位置で位置決めして実装し、残りのLEDアレイチップを、前記一部のLEDアレイチップとの相対位置で位置決めして実装することにより、前記LEDアレイの繋ぎ目の相対位置ずれを最小限に抑え、印字品質を向上させることができるものである。
【0008】
請求項2に記載のLED基板の製造方法は、請求項1において、LED基板の長手方向の一端から数えて奇数個目のLEDアレイチップは絶対位置で位置決めして実装し、前記LED基板の長手方向の一端から数えて偶数個目のLEDアレイチップは隣接する実装済みの前記奇数個目のLEDアレイチップとの相対位置で位置決めして実装することにより、前記LEDアレイの繋ぎ目の相対位置ずれを最小限に抑え、印字品質を向上させることができるものである。
【0009】
請求項3に記載のLED基板の製造方法は、請求項1において、LED基板の長手方向の一端から数えて偶数個目のLEDアレイチップは、絶対位置で位置決めして実装し、前記LED基板の長手方向の一端から数えて奇数個目のLEDアレイチップは、隣接する実装済みの前記偶数個目のLEDアレイチップとの相対位置で位置決めして実装することにより、前記LEDアレイの繋ぎ目の相対位置ずれを最小限に抑え、印字品質を向上させることができるものである。
【0010】
請求項4に記載のLED基板の製造方法は、所定の数のLEDアレイチップを直線状若しくは千鳥状に実装したLED基板の製造方法において、一部のLEDアレイチップを、絶対位置で位置決めして実装し、残りのLEDアレイチップを、実装方向と平行な方向は隣接する実装済みの前記一部のLEDアレイチップとの相対位置で位置決めし、かつ実装方向と垂直な方向は絶対位置で位置決めして実装することにより、前記LEDアレイの繋ぎ目の相対位置ずれを最小限に抑え、印字品質を向上させることができるものである。
【0011】
請求項5に記載のLED基板の製造方法は、請求項4において、LED基板の長手方向の一端から数えて奇数個目のLEDアレイチップは、絶対位置で位置決めして実装し、前記LED基板の長手方向の一端から数えて偶数個目のLEDアレイチップは、実装方向と平行な方向は1つ前に実装されたLEDチップとの相対位置で位置決めし、かつ実装方向と垂直な方向は絶対位置で位置決めして実装することにより、前記LEDアレイの繋ぎ目の相対位置ずれを最小限に抑え、印字品質を向上させることができるものである。
【0012】
請求項6に記載のLED基板の製造方法は、請求項4において、LED基板の長手方向の一端から数えて偶数個目のLEDアレイチップは、絶対位置で位置決めして実装し、前記LED基板の長手方向の一端から数えて奇数個目のLEDアレイチップは、実装方向と平行な方向は1つ前に実装されたLEDチップとの相対位置で位置決めし、かつ実装方向と垂直な方向は絶対位置で位置決めして実装することにより、前記LEDアレイの繋ぎ目の相対位置ずれを最小限に抑え、印字品質を向上させることができるものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態につき、図面を用いて説明する。
(第1実施形態)
図3乃至図5は、本発明の第1実施形態を示すLED基板の平面図である。
図示しないダイボンダー上にLEDアレイチップが実装されていないLED基板3を、ダイボンダーで設定されたXY座標における所定の座標(位置)に位置決めして固定する。前記LED基板3を固定する方法は、例えば、ダイボンダーの基板セット部に当て付け部を設け、この当て付け部に前記LED基板3を当て付けて固定する等の方法を採用でき、LEDアレイチップを実装中に前記LED基板3の位置がずれなければ、いかなる方法を用いて固定しても良い。
【0014】
その後、図3に示すように、前記LED基板3上において、LEDアレイチップを実装する位置(例えば58箇所)にディスペンサー等を用いて接着剤8を塗布する。ここで、実装するLEDアレイチップに接着剤が塗布されている場合、または、LED基板のLEDアレイチップの実装位置に接着剤が既に塗布されている場合等は、この工程は不要である。
【0015】
次に、ダイボンダーの図示しないチャック等でLEDアレイチップを把持して、図4に示すように前記LED基板3の長手方向の一端31から奇数個目に当たる位置にLEDアレイチップ211、212、213・・・の順で絶対位置で位置決めして実装する。
ここで、絶対位置で位置決めして実装するとは、ダイボンダーのXY座標を基準として、前記チャックをLED基板の設計値の座標に移動させて位置決めし、LEDアレイチップをLED基板に実装することをいう。
【0016】
前記LED基板3の長手方向の一端31から奇数個目に当たる位置にLEDアレイチップを実装し終わったら、次に、ダイボンダーの図示しないチャックでLEDアレイチップを把持して、図5に示すように前記LED基板3の長手方向の一端31から偶数個目に当たる位置にLEDアレイチップ221、222、・・・の順で、隣接した実装済みのLEDアレイチップからの相対位置で位置決めして実装する。
ここで、相対位置で位置決めして実装するとは、隣接した実装済みのLEDアレイチップの位置(座標)から所定座標離れた位置を移動目標座標として前記チャックを移動させて位置決めし、LEDアレイチップをLED基板に実装することをいう。
【0017】
以下に図6、図7を用いて、相対位置で位置決めして実装する方法について詳細に説明する。図6および図7は、LED基板の平面図である。
図6に示すように、LED基板3の長手方向の一端31から偶数個目のLEDアレイチップ221を実装する際は、カメラ等の位置測定装置を有する画像処理装置を具備したダイボンダーを用いて、まず、隣接する実装済みのLEDアレイチップ211の右部認識マーク101の座標(位置)を測定し、画像処理エリア510内でXY方向に所定座標離れた位置に左部認識マーク102が位置するように前記LEDアレイチップ221を位置決めして実装する。
【0018】
例えば、相対座標の計算式が、(X−180、Y−200)だとすると、前記LEDアレイチップ211の右部認識マーク101の測定した絶対座標が(1000、1000)の場合は、前記LEDアレイチップ221の左部認識マーク102の絶対座標が(820、800)になるように前記LEDアレイチップ221を位置決めして実装する。
【0019】
同様に、LEDアレイチップ222を実装する際も、隣接する実装済みのLEDアレイチップ212の右部認識マーク105の座標を測定し、画像処理エリア512内でXY方向に所定座標離れた位置に左部認識マーク106が位置するように前記LEDアレイチップ222を位置決めして実装する。この作業を前記LED基板3の一端31から偶数個目のLEDアレイチップ全て(例えば29個)について行なう。
【0020】
相対位置での実装は、前記した場合に限られず、前記LEDアレイチップ221を実装する際に、さらに、前記LEDアレイチップ221の右部認識マーク103と、隣接する実装済みの前記LEDアレイチップ212の左部認識マーク104を用いて、画像処理エリア511内で同様な処理を行っても良い。すなわち、前記LEDアレイチップ221を実装する際に、左部認識マーク102および右部認識マーク103の2個の認識マークを用いてさらに高精度に相対位置で位置決めして実装しても良い。
【0021】
別の画像処理方法として、画像処理エリア内において、パターン認識によりLEDアレイチップを実装してもよい。
すなわち、基準画像データとして、理想的な位置にある前記右部認識マーク101と前記左部認識マーク102の画像データを前記画像処理装置のメモリに記憶しておき、LED基板3の一端31から偶数個目のLEDアレイチップを実装する際に、前記基準画像データと同じ画像データとなるようにLEDアレイチップ221、222、・・・を位置決めして実装しても良い。
【0022】
また、図7に示すように、隣接する実装済みのLEDアレイチップの複数のLEDからなる発光点のライン9と、これから実装しようとしているLEDアレイチップの右部認識マークとを用いて、画像処理エリア500を設け、パターン認識による位置決めをしても良い。
すなわち、基準画像データとして、理想的な位置にある前記複数のLEDからなる発光点のライン9と前記左部認識マーク102の画像データを前記画像処理装置のメモリに記憶しておき、LED基板3の一端31から偶数個目のLEDアレイチップを実装する際に、前記基準画像データと同じ画像データとなるようにLEDアレイチップ221、222、・・・を位置決めして実装しても良い。
【0023】
本第1実施形態に示したLED基板の製造方法を用いて製造したLEDアレイチップを58個実装したLED基板について、LEDアレイチップ間ピッチを測定したデータをグラフ化したものを図8に示す。
グラフ上の1個のポイントは、隣り合うLEDアレイチップ間の距離を示しており、LEDアレイチップは58個であるから、データとしては、57個ある。
【0024】
比較例として、従来の絶対位置での位置決めでのみ実装した場合のLEDアレイチップ間ピッチを測定したデータをグラフ化したものを図9に示す。
一見して本第1実施形態の製造方法を用いて製造したLED基板の方がLEDアレイチップ間ピッチのばらつきが小さいことがわかる。
図8、図9に示したデータの分析結果を表1に示す。
【0025】
【表1】
【0026】
(第2実施形態)
第1実施形態との相違点につき詳細に説明し、同一の事項については、説明を省略する。
第1実施形態との相違点は、LED基板3の長手方向の一端31から偶数個目のLEDアレイチップを絶対位置で位置決めして実装し、その後、前記LED基板3の長手方向の一端31から奇数個目のLEDアレイチップを相対位置で位置決めして実装する点のみである。
【0027】
(第3実施形態)
図10は、本発明の第3実施形態を示すLED基板の平面図である。
第1実施形態との相違点につき詳細に説明し、同一の事項については、説明を省略する。
【0028】
第1実施形態との相違点は、LED基板3の長手方向の一端31から偶数個目のLEDアレイチップを、LEDアレイチップの実装方向と平行な方向は隣接する実装済みの前記一端31から奇数個目のLEDアレイチップとの相対位置で位置決めし、かつ実装方向と垂直な方向は絶対位置で位置決めして実装する点のみである。以下に相違点について、詳細に説明する。
【0029】
第1実施形態と同一の方法で前記一端31から奇数個目のLEDアレイチップ(例えば29個)を絶対位置で位置決めし、実装する。
その後、前記一端31から偶数個目の最初のLEDアレイチップ221を実装する際に、図10に示すように、実装方向と平行なX方向については、LEDアレイチップ211の右部認識マーク101からの相対位置で位置決めし、かつ、実装方向と垂直なY方向については、絶対位置で位置決めしてLEDアレイチップ221を実装する。
【0030】
例えば、前記LEDアレイチップ221の左部認識マーク102の位置決め座標の設計値が(900、800)、相対位置を計算式が測定座標−200であるとし、ダイボンダーの画像処理装置で測定した実装済みの前記LEDアレイチップ211の右部認識マーク101の絶対位置座標が(997、999)であるとすると、前記LEDアレイチップ221の前記左部認識マーク102の実装目標座標は、(X102、Y102)=(797、800)になる。
【0031】
ここで、X102は、右部認識マーク101のX座標ある997に、相対位置を計算するための設定値−200を加算した値であり、997+(−200)=797となる。
Y102は、絶対位置で位置決めするため、右部認識マーク101の絶対位置座標は考慮する必要はなく、左部認識マーク102の位置決め座標の設計値のY座標である800がそのまま実装の目標とする座標となる。
LEDアレイチップ222以降のLEDアレイチップについても、同様に各LEDアレイチップの左部認識マークの位置決め座標の目標値を決定し、位置決めして実装する。
【0032】
(第4実施形態)
第3実施形態との相違点につき詳細に説明し、同一の事項については、説明を省略する。
第3実施形態との相違点は、LED基板3の長手方向の一端31から偶数個目のLEDアレイチップを絶対位置で位置決めして実装し、その後、前記一端31から奇数個目のLEDアレイチップを、LEDアレイチップの実装方向と平行な方向は隣接する実装済みの前記一端31から偶数個目のLEDアレイチップとの相対位置で位置決めし、かつ実装方向と垂直な方向は絶対位置で位置決めして実装する点のみである。
【0033】
(第5実施形態)
第1乃至第4実施形態は、複数のLEDアレイチップを千鳥状に配設した実施形態を示したが、図11に示したように、LEDアレイチップを一直線状に配設したLED基板についても本発明の適用が可能である。
図11に示した一直線状に複数のLEDアレイチップを配設した場合は、奇数個目のLEDアレイチップと偶数個目のLEDアレイチップとの間に若干の隙間が生じるため、発光点のライン9間にも隙間が生じるが、若干の隙間であれば、発光点の発光量を制御することにより補える技術はある。
しかし、制御により補える隙間の長さにも限度があるため、本発明は、図11に示す一直線状にLEDアレイチップを配設したLEDプリントヘッドについても有効な技術である。
【0034】
(第6実施形態)
図11に示したように、複数のLEDアレイチップを一直線状に配設したLED基板については、LED基板の長手方向の一端から順次実装していき、適宜絶対位置による位置決めと、相対位置による位置決めを行いながら実装する方が好適である。
例えば、LED基板の長手方向の一端から1個目のLEDアレイチップを絶対位置で位置決めして実装し、2個目は1個目を基準として相対位置で位置決めして実装し、3個目は2個目を基準として相対位置で位置決めして実装し、4個目は3個目を基準として相対位置で位置決めして実装し、5個目は絶対位置で位置決めして実装し、6個目は5個目を基準として相対位置で位置決めして実装するというように、数個おきに、若しくはランダムに絶対位置による位置決めを行なうことができる。
LED基板の長手方向の他端から順次上記と同様な実装を行っても良いことは言うまでもない。
【0035】
上述の実施形態は、説明のために例示したもので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【0036】
例えば、第3実施形態において、1つのLEDアレイチップを実装するために、前記一端31から奇数個目の実装済みのLEDアレイチップの右部認識マークと、前記一端31から偶数個目のLEDアレイチップの左部認識マークの1組を用いて、前記一端31から偶数個目のLEDアレイチップの位置決め実装を行なう場合を示したが、さらに、前記一端31から奇数個目の実装済みのLEDアレイチップの左部認識マークと、前記一端31から偶数個目のLEDアレイチップの右部認識マークの1組を追加し、計2組の認識マークを用いて、前記一端31から偶数個目のLEDアレイチップの位置決め実装を行ってもよい。
【0037】
また、例えば、LED基板の長手方向の一端から1個目、4個目、7個目というように、3個飛ばしで絶対位置実装を行い、その他は相対位置実装を行ってもよい。この場合、2個目は1個目を基準として相対位置で実装し、3個目と5個目は4個目を基準として、6個目と8個目は7個目を基準として相対位置で実装をしても良い。
【0038】
【発明の効果】
前記した本発明は、LEDアレイチップの繋ぎ目の相対位置ずれを向上させることにより白筋および黒筋を防止でき、印字品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のLEDプリントヘッドを説明するための図である。
【図2】従来のLED基板の問題点を説明するための図である。
【図3】第1実施形態のLED基板を示す平面図である。
【図4】第1実施形態のLED基板を示す平面図である。
【図5】第1実施形態のLED基板を示す平面図である。
【図6】第1実施形態のLEDアレイチップ間ピッチを測定した結果のグラフである。
【図7】従来のLEDアレイチップ間ピッチを測定した結果のグラフである。
【図8】第1実施形態のLED基板を示す平面図である。
【図9】第1実施形態のLED基板を示す平面図である。
【図10】第3実施形態のLED基板を示す平面図である。
【図11】第5実施形態および第6実施形態のLED基板を示す平面図である。
【符号の説明】
2 LEDアレイチップ
3 LED基板
31 一端
101 右部認識マーク
102 左部認識マーク
103 右部認識マーク
104 左部認識マーク
211 LEDアレイチップ
212 LEDアレイチップ
221 LEDアレイチップ
222 LEDアレイチップ
223 LEDアレイチップ
Claims (6)
- 所定の数のLEDアレイチップを実装したLED基板の製造方法において、
一部のLEDアレイチップを絶対位置で位置決めして実装し、
残りのLEDアレイチップを、前記一部のLEDアレイチップとの相対位置で位置決めして実装することを特徴とするLED基板の製造方法。 - 請求項1に記載のLED基板の製造方法において、
LED基板の長手方向の一端から数えて奇数個目のLEDアレイチップは、絶対位置で位置決めして実装し、
前記LED基板の長手方向の一端から数えて偶数個目のLEDアレイチップは、隣接する実装済みの前記奇数個目のLEDアレイチップとの相対位置で位置決めして実装することを特徴とするLED基板の製造方法。 - 請求項1に記載のLED基板の製造方法において、
LED基板の長手方向の一端から数えて偶数個目のLEDアレイチップは、絶対位置で位置決めして実装し、
前記LED基板の長手方向の一端から数えて奇数個目のLEDアレイチップは、隣接する実装済みの前記偶数個目のLEDアレイチップとの相対位置で位置決めして実装することを特徴とするLED基板の製造方法。 - 所定の数のLEDアレイチップを直線状若しくは千鳥状に実装したLED基板の製造方法において、
一部のLEDアレイチップを、絶対位置で位置決めして実装し、
残りのLEDアレイチップを、実装方向と平行な方向は隣接する実装済みの前記一部のLEDアレイチップとの相対位置で位置決めし、かつ実装方向と垂直な方向は絶対位置で位置決めして実装することを特徴とするLED基板の製造方法。 - 請求項4に記載のLED基板の製造方法において、
LED基板の長手方向の一端から数えて奇数個目のLEDアレイチップは、絶対位置で位置決めして実装し、
前記LED基板の長手方向の一端から数えて偶数個目のLEDアレイチップは、実装方向と平行な方向は1つ前に実装されたLEDチップとの相対位置で位置決めし、かつ実装方向と垂直な方向は絶対位置で位置決めして実装することを特徴とするLED基板の製造方法。 - 請求項4に記載のLED基板の製造方法において、
LED基板の長手方向の一端から数えて偶数個目のLEDアレイチップは、絶対位置で位置決めして実装し、
前記LED基板の長手方向の一端から数えて奇数個目のLEDアレイチップは、実装方向と平行な方向は1つ前に実装されたLEDチップとの相対位置で位置決めし、かつ実装方向と垂直な方向は絶対位置で位置決めして実装することを特徴とするLED基板の製造方法。
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