JP2006088465A - 自己走査型発光素子アレイ基板 - Google Patents

Abstract

【課題】従来、自己走査型発光素子アレイ基板をさらなる小型化・解像度アップにともなう改良が必要であるが、配線数が多いと小型化が進めにくい問題がある。また、かかる問題より、製造に多くの工数と設備費用を要し、発光素子ヘッドのコストを高くするという問題もある
【解決手段】自己走査型発光素子アレイ基板に配置される発光素子アレイおよび補助駆動用ＩＣに配線する信号数を低減することで、発光素子ヘッドの配線数を低減でき、該基板上の省スペ−ス化も実現でき、製造工程を簡略化して安価なＳＬＥＤ基板を提供できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真方式の複写機やＦＡＸ等に使用されるプリンタヘッド（発光素子ヘッド）に配置される自己走査型発光素子アレイ基板に関するものである。

従来、発光素子ヘッド（光書き込みヘッド）は、主に光書き込み装置として、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に組みこまれ使用されている。

前記発光素子ヘッドは、一般に複数の発光素子（ＬＥＤ）が１次元配列された発光素子アレイ（ＬＥＤアレイ）を同一の基板上に集積した発光素子アレイ基板（ＬＥＤアレイ基板）を、機械加工した金属からなる金属シャ−シを組み込んだベ−スに、レンズアレイとプラスチックからなる筐体に貼り付けたカバーを合わせて接着等し、固定した構成となっている。

現在使用されている発光素子ヘッドは、近年機器軽量小型化にともない電気・電子分野等で使用している部品（例えばプリント配線基板等）は、高精度、高密度化、小型化に加工する必要がある為、該ヘッド内部に配置されている発光素子アレイ基板を、従来使用されている発光素子アレイに配線するワイヤボンディング数を大幅に低減できる自己走査型発光素子（以下、“ＳＬＥＤ”とする）とその補助駆動用ＩＣを同一基板上で一体化し配置されている省配線・小型化構造の自己走査型発光素子アレイ基板（以下、“ＳＬＥＤ基板”とする）を使用した方式が主流となってきている。

ちなみに、図７は従来ＳＬＥＤ基板を有する、発光素子ヘッドの側面図であり、図８は図７のベース部１の平面図、図９は図８における断面ＡＡを示した断面図、図１０はＳＬＥＤ基板の実装部の図である。

自己走査型発光素子アレイ（以下、“ＳＬＥＤ”とする）は、特開平０１−２３８９６２号公報、特開平０２−１４５８４号公報、特開平０２−９２６５０号公報、特開平０３−２００３６４号公報、特開平０３−１９４９７８号公報、特開平０４−２９６５７９号公報、特開平０５−８４９７１号公報、等で紹介されている。

特開平０２−０１４５８４号公報 特開平０２−０９２６５０号公報 特開平０１−２３８９６２号公報 特開平０４−２９６５７９号公報

従来、ＳＬＥＤ基板に配設されるＳＬＥＤには、駆動するために必要とする信号線が必要であり、例えば、Ａ３ノビ用発光素子プリンタヘッドに使用するＳＬＥＤの台数が５８台の場合、図１１の配線図に示すように、ＳＬＥＤ（Ｌ）には、該ＳＬＥＤを駆動するための電源Ｖｃｃ（一般には＋５Ｖ）とＧＮＤ、転送クロック信号Φ１、Φ２、点灯／非点灯の指示する画像信号Ｉの５本を必要とし、一部信号を共通化しても、最小必要本数は６２本、機種によっては８０本近く必要とするものがある。

ＳＬＥＤ基板に必要な信号の配線には、必要信号数相当のパッドやワイヤボンディング配線で必要とする領域の配線パタ−ンのスペ−スが必要であり、従来より該ＳＬＥＤ基板小型化設計において、配線有効スペ−スの設計は難しい問題であった。

また、前記したＳＬＥＤ基板のＳＬＥＤに配線するワイヤボンディング配線作業には、配線不良による歩留り等の問題により、製造に多くの工数と設備費用を要し、発光素子ヘッドのコストを高くするという問題がある。

さらに、前記したように、近い将来、現状以上のさらなる高精度、高密度化、小型化を要求される中で、現在の発光素子ヘッドのＳＬＥＤ基板をさらなる小型化・解像度アップにともなう改良が必要であるが、配線数が多いと小型化が進めにくい問題もある。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、前記したＳＬＥＤ基板に配置されるＳＬＥＤおよび補助駆動用ＩＣに配線する信号数を低減することで、発光素子ヘッドの配線数を低減でき、該基板上の省スペ−ス化も実現でき、製造工程を簡略化して安価なＳＬＥＤ基板を提供することを目的とする。

請求項１に記載の自己走査型発光素子アレイ基板は、複数の発光素子アレイが配設され、少なくとも該発光素子アレイに点灯／非点灯を指示する複数の画像信号、第１の転送クロック信号および第２の転送クロック信号を送受信する配線が配設された発光素子アレイ基板において、前記発光素子アレイを配設した数をｎ（ｎは２以上の整数）とし、前記発光素子アレイを分割して駆動する駆動分割数、前記第１の転送クロック信号Φ１の配線数および前記第２の転送クロック信号の配線数Φ２をｍ（ｍは２以上の整数）とした時に、前記画像信号Iの配線数がI＝ｎ／ｍ（小数点以下を切り上げて得られる整数）であり、かつ、I＜ｎ＋２−２ｍであるため、省配線が実現でき、該基板上の省スペ−ス化を実現でき安価な自己走査型発光素子アレイ基板を提供することができる。

請求項２に記載の自己走査型発光素子アレイ基板は、前記転送クロック信号Φ１、Φ２のいずれか一方の配線数が、１であるので、さらに省配線が実現でき、該基板上の省スペ−ス化を実現でき安価な自己走査型発光素子アレイ基板を提供することができる。

本発明は、自己走査型発光素子アレイ基板に使用する自己走査型発光素子アレイ（以下“ＳＬＥＤ” とする）に配線する信号数を低減することで、該基板上の省スペ−ス化を実現でき、製造工程を簡略化して安価な自己走査型発光素子アレイ基板（以下“ＳＬＥＤ基板” とする）を提供することができるという効果を奏する。

本発明を以下に詳細に説明する。

図１〜図３に、本発明に係る自己走査型発光素子アレイ基板一実施例を示す。図１はＳＬＥＤ基板２分割駆動配線図ある。

図１に示すように、Ａ３ノビ用発光素子プリンタヘッドに搭載するＳＬＥＤ基板は、該基板上に、複数の発光素子を配設したＳＬＥＤが、複数実装され、該ＳＬＥＤ（Ｌ）には、該ＳＬＥＤを駆動するための電源Ｖｃｃ（一般には＋５Ｖ）とＧＮＤ、点灯／非点灯の指示する画像信号I、第１の転送クロック信号Φ１および前記第２の転送クロック信号Φ２、がワイヤボンディング、パタ−ンによって配線されている。

本実施例１のＡ３ノビ用発光素子プリンタヘッドに搭載するＳＬＥＤ基板上のＳＬＥＤ（Ｌ）の駆動を２分割駆動方式にとった場合、前記ＳＬＥＤ（Ｌ）のｎ数をｎ＝５８個、駆動分割数ｍ＝２となり、ＳＬＥＤ基板上の配線数は、前記転送クロック信号Φ１、Φ２は、それぞれΦ１＝２本、Φ２＝２本、画像信号Iは、I＝５８／２のI＝２９本となり、I＜ｎ＋２−２ｍの式においては、I＜５８＋２−４よりI＜５６となるので、画像信号Iの配線数は前記式の関係に成立し、Ｖｃｃ＝１本、ＧＮＤ＝１本の、配線数は合計３５本となる。

前記配線の転送クロック信号は図１に示すように、ＳＬＥＤ（Ｌ）にそれぞれ番号を割り当て、ＳＬＥＤ（Ｌ）の奇数番には転送クロック信号Φ１Ａ、Φ２Ａ、ＳＬＥＤ（Ｌ）の偶数番には転送クロック信号Φ１Ｂ、Φ２Ｂの合計４本を、他のＳＬＥＤ（Ｌ）と共通化するように配線した。

また、前記配線の点灯／非点灯の指示する画像信号Ｉは、請求項１で定義した式に示したように、配設されるＳＬＥＤ（Ｌ）数を分割数に応じて、必要数が求められる。画像信号Ｉの制御は、図１に示すように、ＳＬＥＤ（Ｌ１）とＳＬＥＤ（Ｌ２）を共通化して画像信号Ｉ１，２で制御できるようになる。

このようにして、前記ＳＬＥＤ（Ｌ）の配線を２分割駆動配線にすることにより、図３の表に示すように、配線数は従来のものより省配線化が実現できる。

また、前記Ａ３ノビ用発光素子プリンタヘッドに搭載するＳＬＥＤ基板上のＳＬＥＤ（Ｌ）の駆動を４分割駆動方式にした場合は、前記２分割駆動方式の配線と同じように、請求項１で定義した式に代入すると、転送クロック信号Φ１、Φ２は、それぞれΦ１＝４本、Φ２＝４本、画像信号Iは、I＝５８／４のI＝１５本（小数点以下を切り上げて得られる整数で表すので）となり、I＜ｎ＋２−２ｍの式においては、I＜５８＋２−８よりI＜５２となるので、画像信号Iの配線数は前記式の関係に成立し、Ｖｃｃ＝１本、ＧＮＤ＝１本の、配線数は合計２５本となり、配線方法は図２に示すようになる。

このようにして、前記ＳＬＥＤ（Ｌ）の配線を４分割駆動配線にすることにより、図３の表に示すように、配線数は従来のものより省配線化が実現できる。

図４〜図６に本発明に係る他の実施例を示す。尚、実施例１に自己走査型発光素子アレイ基板に係る同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略し、実施例１との相違点についてのみ詳細に説明する。

本実施例２に係る自己走査型発光素子アレイ基板は、図４に示すように、本実施例１のＡ３ノビ用発光素子プリンタヘッドに搭載するＳＬＥＤ基板上のＳＬＥＤ（Ｌ）の駆動を２分割駆動方式にとった場合において、転送クロック信号Φ２ΦＡ、Φ２Ｂの配線を１本（Φ２）に共通化することにより、実施例１における２分割駆動配線時よりさらに省配線化が実現でき、配線数は３４本に低減できる。

また、図４に示す２分割駆動配線を、図５に示す４分割駆動配線に変更することにより、図４の２分割駆動配線時よりさらに省配線化が実現でき、配線数は２５本に低減できる。

このようにして、前記ＳＬＥＤ（Ｌ）の配線を２分割・４分割駆動配線にすることにより、図６の表に示すように、配線数は従来のものよりさらに信号配線数を省配線化が実現できる。

前記した実施例は、説明のために例示したものであって、本発明としてはそれらに限定されるものではなく、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。

例えば、本発明で例示したＡ３ノビ用発光素子プリンタヘッドに搭載するＳＬＥＤ基板は、他にＡ３、Ａ４等使用する発光素子プリンタヘッドであればサイズ・種類を問わない。

また、請求項１において発光素子アレイを配設した数をｎ（ｎは２以上の整数）、前記発光素子アレイを分割して駆動する駆動分割数mの数量については、
I＜ｎ＋２−２ｍの式の関係が成立する範囲であれば問わない。

前記実施例２で記載した転送クロック信号Φ２Ａ、Φ２Ｂの配線を１本にするところを、Φ１側で１本に共通化しても問題はない。

自己走査型発光素子アレイ基板に使用する自己走査型発光素子アレイ（以下“ＳＬＥＤ” とする）に配線する信号数を低減することで、該基板上の省スペ−ス化を実現でき、製造工程を簡略化して安価な自己走査型発光素子アレイ基板（以下“ＳＬＥＤ基板” とする）を提供することができる。

本発明に係るのＳＬＥＤ基板上である２分割駆動配線時の配線図である。（実施例１） 本発明に係るのＳＬＥＤ基板上である４分割駆動配線時の配線図である。（実施例１） 本発明に係るＳＬＥＤ基板上の配線数の表である。（実施例１） 本発明に係るのＳＬＥＤ基板上である２分割駆動配線時の配線図である。（実施例２） 本発明に係るのＳＬＥＤ基板上である４分割駆動配線時の配線図である。（実施例２） 本発明に係るＳＬＥＤ基板上の配線数の表である。（実施例２） 従来のＳＬＥＤ基板を有する、発光素子ヘッドの側面図である。 従来のＳＬＥＤ基板を有する、発光素子ヘッドのベ−ス部の平面図である。 従来のＳＬＥＤ基板を有する、発光素子ヘッドのベ−ス部の断面図である。 従来のＳＬＥＤ基板上の実装部である。 従来のＳＬＥＤ基板上の配線図である。

符号の説明

１ ベース部
２ ＳＬＥＤ基板
３ ＳＬＥＤ
４ ベース
６ 端面
７ 発光素子ヘッド
８ レンズアレイ
９ カバー
Ｖｃｃ 電源ライン
Ｇ ＧＮＤライン
Ｌ ＳＬＥＤ
Ｉ 画像信号
Φ 転送クロック

Claims (2)

1. 複数の発光素子アレイが配設され、
   少なくとも該発光素子アレイに点灯／非点灯を指示する複数の画像信号、第１の転送クロック信号および第２の転送クロック信号を送受信する配線が配設された発光素子アレイ基板において、
   前記発光素子アレイを配設した数をｎ（ｎは２以上の整数）とし、
   前記発光素子アレイを分割して駆動する駆動分割数、前記第１の転送クロック信号Φ１の配線数および前記第２の転送クロック信号の配線数Φ２をｍ（ｍは２以上の整数）とした時に、
   前記画像信号Iの配線数がI＝ｎ／ｍ（小数点以下を切り上げて得られる整数）であり、かつ、I＜ｎ＋２−２ｍであることを特徴とする発光素子アレイ基板。
2. 前記転送クロック信号Φ１、Φ２のいずれか一方の配線数が、１であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子アレイ基板。