JP3021576B2 - 同一平面全幅走査像形成用アレイの製造方法 - Google Patents

同一平面全幅走査像形成用アレイの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、全幅走査アレイに係り、特にサブユニット
のいくつかが異なる厚みを有していても正確に端から端
まで配置された複数の比較的短かい走査サブユニットか
ら同一平面の全幅走査アレイを製造する方法に関する。
(従来の技術) ラスター走査技術において、ベージ幅ラスター入力走
査(RIS)とラスター出力走査(ROS)のバーを端から端
まで配置された比較的短かいRIS/ROSサブユニットから
組み立てることが知られている。これらはいったん組み
立てられると、ページ幅RIS/ROSバーすなわち走査アレ
イは、正確な長さ及び数を有する画像処理要素を有し、
高画像解像度をもって一度に情報の全ラインを走査す
る。このサブユニットは、画像線を電気信号に変換する
連続する画像センサ要素を有する画像読み取りアレイ
か、若しくは画像信号すなわち絵素入力に対応する画像
を作るために用いられる連続する発光要素を有する絵素
すなわち像形成用書き込みアレイのいずれかを備えてい
る。
従来の技術においては、X、Y方向及びθ空間におい
て適当に正確な配置許容差を有し実用可能なサブユニッ
トからページ幅走査像形成用アレイを製造することは困
難であった。さらに従来の技術においては、Y方向空間
において均一性が必要な場合、上述のようなページ幅走
査アレイを製造することは困難であった。Y方向空間と
は、ページ幅走査アレイを形成するサブユニットの表面
が同一平面であることを意味している。従来において
は、安価で優れたページ幅走査アレイを提供するため、
いくつかの短かいアレイを重ねさらに端から端まで互い
にこれらの短かいアレイを接触させるために光学的及び
電気的装置を用いることが試みられた。しかしこれらの
試みのうち、成功したものはなかった。例えば、小さな
アレイを互いに接触させた試みにおいては、この短かい
アレイを互いに正確に述べることができなかったためペ
ージ幅画像の一部が形成されなかったり、ゆがんだりし
ていた。さらに単にチップであるサブユニットを接触さ
せていたため、チップすなわちサブユニットの幅の誤差
がページ幅アレイの全長にわたって累積してしまうとい
う他の重要な欠点もあった。
Stoffelらの米国特許第4,690,391号、同第4,712,018
号、及び同第4,735,671号には、長い全幅走査アレイの
製造方法が開示されている。これらの米国特許において
は、小さなアレイの表面上の位置決め溝に挿入可能な前
処理されたピン状の突起を有する配列用治具を用いて、
小さなアレイを端から端まで接触させて組み立てしてい
る。配列用治具の表面に真空ポートを設け、この治具と
小さなアレイがすき間のない面接触するようにしてい
る。その後、適当なベースが配列された小さなアレイと
配列用治具に貼り付けられる。尚配列用治具は一列の端
から端まで接触する小さなアレイにより構成された全幅
走査アレイを残した状態で取り去さられる。
(発明の概要) 本発明の目的は、複数の相対的に短かい走査像形成サ
ブユニットから全ページ幅走査像形成アレイを製造する
安価で優れた製造方法を提供することにある。
本発明は、複数の相対的に短かい走査像形成サブユニ
ットから同一平面の全ページ幅走査像形成アレイを製造
する方法を開示している。サブユニットは、一般的に厚
み以外同一である。一実施例において、複数の走査要素
アレイがそれらの回路と共に、シリコンウエハのような
平らな基板上に形成される。走査要素アレイとその回路
が、厚いフィルム状の写真平板によりパターン化可能な
層により被覆され、その層は、一走査要素アレイにつき
一若しくはそれ以上好ましくは二つの形を形成し、それ
が後でキーとして用いられる。その後、ウエハがサブユ
ニットを作るためにタイジング切断される。平らな基板
はほんの少し厚さが変化しても良いので、異なる基板す
なわちウエハからの基板を用いることができる。パター
ン化された厚いフィルム状の写真平板によりパターン化
可能な層を用いてサブユニット上のキーの形状を収容す
るようにキー溝をその一端に開口させ、そのキーとキー
溝は配列固定部材上で正確に配列される。一若しくはそ
れ以上の形状を有する各サブユニット上のキーは、以下
の三つの機能、すなわち、サブユニットを端から端まで
正確に並べ、配列固定部材との接触を防止して走査要素
及びそれらの回路を保護するスペーサとして働き、さら
にサブユニットの厚みと関係なく配列固定部材からサブ
ユニットの表面を離して等しく配置する、という機能を
有する。ページ幅アレイの全長にわたってサブユニット
の幅方向の誤差が累積されるが、これに関しては、サブ
ユニットの幅が少し小さく形成されているため、隣接す
るサブユニットが接触することなく、キーとキー溝によ
りページ幅アレイの配列と同一平面性を確保している。
接着剤が平らな構造部材の表面上に加えられ、さらにこ
の構造部材が組み立てられたサブユニット上に配置され
る。この際サブユニットは、接着剤が構造部材をサブユ
ニットの間にサンドイッチされた状態で、配列固定部材
内に位置している。この接着剤が硬化した後、正確に並
べられたサブユニットを有する構造部材が配列固定部材
から取り除かれる。各全幅走査アレイ内に走査エレメン
トを有するサブユニットの表面は、全て同一平面とな
る。
(実施例) 第1図及び第1A図は平らな基板10を示している。この
基板10は、複数の組すなわち直線状アレイの走査し、像
を形成し、検出する要素12の及びその上にその制御回路
16を形成したシリコンウエハである。第1図に部分的に
示されたように、ポリイミドのような厚いフィルムの写
真平板によるパターン化可能な層14が堆積され、さらに
複数対の正確に位置決めされ寸法合わせされたキー18を
形成するためにパターン化される。第1図中の相互に垂
直な線13、15は、基板10を切断して複数の相対的に小さ
な走査アレイ基板20とするためのダイシング線である。
第1A図には、本発明の全幅走査アレイを製造する際用
いられる走査センサアレイのチップすなわち基板20が示
されている。本発明によれば、複数の相対的に短かい走
査アレイ基板20が、ベース構造体30(第3図及び第4図
参照)上で組み立てられ、第3図及び第4図に示された
全幅の長い複合走査アレイ組立体を形成するために端か
ら端までの関係で並べられる。好ましくは、全幅アレイ
の長さは、処理される画像の走査Z方向の最大長さと等
しく設定される。複合全幅走査アレイは、原文書を走査
しこの文書の画像を電気信号である絵素に変換するため
の複合読み取りアレイとなる一連の画像読み取りアレイ
(例えば、電荷結合素子(CCD)、ホトダイオードな
ど)、若しくは電子複写システムの光伝導体又はインク
ジェットプリンタの紙などの画像形成部材又は記憶媒体
上に画像信号又は絵素入力により画像を書き込むための
複合書き込みアレイとなる一連の画像書き込みアレイ
(例えば、発光ダイオード(LED)、レーザダイオー
ド、磁気ヘッド、インクジェットプリントヘッドのよう
な他のプリントなど)のいずれかから形成される。
走査アレイサブユニット20は、一般的に短形のベース
11を有しており、このベース11は、シリコンであること
が好ましく、さらにダイシング線13、15に沿ってダイシ
ング切断されたウエハ10により得られる。各基板20は、
その表面19上に直線状の列であるアレイ17により配列さ
れた複数のセンサ12を有している。センサ列17は、サブ
ユニットベース11の側端部21と平行となっている。論理
ゲートとシフトレジスタ(図示せず)を含む制御回路16
が、そのセンサである走査要素12の動作を制御するため
に基板ベース11上に一体的に形成されている。センサで
ある走査要素には、その上に衝突する画像線を電気信号
である絵素に変換するホトダイオードを有している。こ
の電気信号である絵素は読み取りアレイであるLEDの場
合のものであり、この際読み取りアレイであるLEDは、
画像信号入力に対応して選択的に走査され画像線を作
る。この画像線は、画像部材(図示せず)を露出させる
か若しくは感熱式インクジェットプリンタ(図示せず)
内の泡発生抵抗にパルスを与えるための画像信号により
表わされた画像に対応している。走査アレイサブユニッ
ト20は、他の同様なサブユニットと接触させて一体化さ
れるように(第3図及び第4図参照)、走査要素である
センサ12はベース11の端部22まで延びている。
他の同様なサブユニットと端から端まで接触するよう
に正確に走査アレイサブユニット20を並べるために、後
で詳述するように、所定のサブユニットの配列形状、す
なわち厚いフィルム層14からパターン化されたポリイミ
ドのような写真平板によるパターン化可能な厚いフィル
ム状のポリマー材の一対の長手方向に延びた平行なスト
リップ18を有するキー18が、サブユニットベース11の表
面19上に形成されている。第1A図に示される実施例にお
いては、Z方向すなわち走査方向に延びた平行なストリ
ップ18が、サブユニット11の側端部21に垂直に、端部22
に平行に形成されている。この一対の平行なストリップ
18は、幅W、長さLの所定の寸法を有し、サブユニット
基板19上で側端部21から“a"端部22から“b"の距離だけ
離れて位置している。このストリップ18は各々距離Dだ
け離れている。厚いフィルム層14とキー18は、0.5乃至
2ミル(20乃至80マイクロメータ)の厚みを有してい
る。
第2図には、配列固定部材24が示されている。この配
列固定部材24は、パターン化された厚いフィルム層23を
その表面上に有しており、このフィルム層23により、サ
ブユニット20の平行なストリップ18を正確に受け入れる
ように寸法決めされたキー溝28を形成する。パターン化
された厚いフィルム層23は、サブユニットのストリップ
18と等しいかそれ以下の厚みを有している。大きな許容
差を有するダイシング機械を用いることにより、隣接す
るサブユニット上の隣接する走査要素12が、配列固定部
材内において互いに1乃至2マイクロメータ以内に組み
立てられ、組み立て後に高解像度の全幅走査アレイ40と
なる。そのため、少しだけ小さい隣接したサブユニット
は、必ずしも互いに接触する必要はなく、このためサブ
ユニットに誤差があったり許容差以上となっても、組み
立てられたページ幅のアレイの全長にわたってこれらが
累積されることがない。配列固定部材24を用いるため
に、サブユニットはひっくり返され、第2図に破線で示
されたストリップであるキー18は矢印29のようにキー溝
28内に挿入される。ひっくり返されたサブユニットによ
り、センサ及びその制御回路が配列固定部材の表面26か
ら離され、これにより組み立て工程の間何らかの害から
保護される。
サブユニット20を全幅走査アレイ40に組み立てる際、
サブユニット20の平行なストリップであるキー18の端部
は、キー溝の府部31とすき間なく接触している。正確に
形成されたキー溝側壁32と対のサブユニットのストリッ
プ18とにより、サブユニットは中心に配置され、各サブ
ユニット20が各Χ方向Z方向及びθ空間に正確に位置決
めされる。一方均一の厚さを有するサブユニットのスト
リップ18により、第1A図及び第2図に描かれた座標にお
けるY方向においてサブユニットの表面19を同一平面と
することができる。
第2A図に他の実施例を示す。この実施例においては、
キー38は三角形状にパターン化され、キー溝39はこのキ
ー38と補足的な形状となっており、サブユニットのキー
を受け入れて他の各サブユニットと配列固定部材と相対
的に正確に位置決めを行う。このサブユニットを組み立
てるために、円、ひし形などの他の形状(図示せず)の
キー及びキー溝を用いてもよい。配列固定部材は、キー
溝のいくつかの列(図示せず)を有しており、この列に
より、走査像形成のプリントサブユニットの多数の二次
元の装置を望ましい形状に製造することが可能となり、
高密度高解像度の装置を製造できる。
第3図及び第4図に示されたように、全ての走査アレ
イサブユニット20は、配列固定部材24内にて組み立てら
れ、これらが全幅走査アレイ40を作る際必要となる。Ep
otek H20E のような接着剤36が全幅走査アレイの一部
分を構成する構造部材30の表面に加えられる。この構造
部材により、全幅アレイの強度が増し、サブユニット20
の組立体の亀裂や他の構造的欠陥を防止できる。この構
造部材はひっくり返され接着剤36がサブユニットの底表
面を押えつける。この底表面は、センサ、回路、対の配
列ストリップ18を有する表面19の反対側の面である。理
解を容易にするために三つのサブユニットのみが示され
ている。実際はサブユニットの幅“t"(第1A図参照)に
基づいて多数のサブユニットが必要となり、実施例にお
いては“t"は5乃至7ミリメートル±2マイクロメート
ルであり、さらに1乃至10ミリメートルまで認められ
る。接着剤36が硬化した後、サブユニット20に接着され
た構造部材30は、第4図に示された単一の複合全幅アレ
イ40を残して配列固定部材24から取り除かれる。
上述した実施例以外に、アレイ配列形成において、他
の形状、組み合せ及び位置決めが用いられてもよい。ま
たキーは対でなく単一のものでもよい。またキーとキー
溝は、写真平板によりパターン化する感光性の厚いフィ
ルム層の代わりに、電気めっき、高精度機械加工により
作られてもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による複数の小さな走査アレイのサブ
ユニットをその上に形成したウエハの斜視図である。 第1A図は、キーとしての機能により正確に端から端まで
の組み立てを行う対の厚いフィルム状のパターン化され
たストリップを示す二つの第1図の走査アレイのサブユ
ニットの拡大斜視図である。 第2図は、走査アレイのサブユニットが配列固定部材の
キー溝に合わされるようにひっくり返された状態で、厚
いフィルム層からパターン化されたキー溝を有する配列
固定部材を示す部材斜視図である。 第2A図は、キー及びキーに合わされキー溝の変形例を有
する配列固定部材を示す斜視図である。 第3図は、接着剤を有する走査アレイのサブユニットに
構造部材を結合させ、配列固定部材上に取り付けること
により組み立てられた走査アレイのサブユニットを示す
概略正面図である。 第4図は、配列固定部材から取り除かれた後の組み立て
られたページ幅走査アレイを示す概略正面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キャシー ジェイ バーク アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14625 ロチェスター スーペリア ロ ード 135 (72)発明者 ダイアン アトキンソン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14505 マリオン オールズ ネスト ロード 5266 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/14 H04N 1/03

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直線走査像形成サブユニットの走査像形成
    要素とその回路が、すくなくとも幾つかのサブユニット
    が異なる厚みを有する状態で、そのサブユニットの一表
    面上にあり、正確に同一直線上に配置された直線走査像
    形成サブユニットから平らな構造部材上に同一平面全幅
    走査像形成アレイを製造する方法において、 (a) 走査像形成要素とこの走査像形成要素のための
    回路とを有するサブユニットの表面上に、厚いフィルム
    状の写真平板によりパターン化可能な層を堆積してパタ
    ーン化し、それにより厚いフィルム状のキーを形成する
    工程と、 (b) 平らな表面とこの平らな表面上にパターン化さ
    れた厚いフィルム状の写真平板によりパターン化可能な
    層を有する基板を備えたページ幅配列固定部材を設ける
    工程であって、このパターン化された厚いフィルム状の
    層がサブユニットのキーと補足的な形状を有する複数の
    正確に位置決めされたキー溝を有し、このキー溝が一端
    で開口し配列固定部材上でサブユニットの正確な配列を
    行うために他端で閉じている上記工程と、 (c) サブユニットをひっくり返し、配列固定部材の
    キー溝にサブユニットのキーを挿入し、キーの一端をキ
    ー溝の閉じた端部に接触させる工程と、 (d) 構造部材の表面上に接着剤を被覆する工程と、 (e) サブユニットのキーをさかさにして配列固定部
    材のキー溝内に挿入された状態で構造部材上の接着剤を
    サブユニットの表面と接着するように配列する工程と、 (f) 接着剤を硬化させる工程と、 (g) 構造部材をこの構造部材に結合され正確に位置
    決めされたサブユニットとともに、配列固定部材から取
    り除く工程であって、サブユニットの表面がページ幅走
    査像形成アレイを形成するために正確に同一直線上に固
    定され、このページ幅走査像形成アレイにおいてサブユ
    ニットの全表面がサブユニットの厚みが変化しても同一
    平面となるようにした上記工程と、 を有することを特徴とする同一平面全幅走査像形成用ア
    レイの製造方法。
  2. 【請求項2】上記工程(a)のキー形状は2つの平行な
    ストリップであり、上記工程(b)のキー溝の補足的形
    状は一対の平行なスロットの形態である請求項1記載の
    同一平面全幅走査像形成用アレイの製造方法。
  3. 【請求項3】上記サブユニットの厚いフィルム状の写真
    平板によりパターン化可能な層はポリイミドであり、上
    記厚いフィルム状の層20〜80μmであり、上記キー溝の
    厚みは走査像形成要素とその回路を上記配列固定部材か
    ら離すために上記サブユニットのキーの厚み以下であ
    り、一対のキー溝の各々と配列固定部材との間のスペー
    スは、その上に配列されたサブユニットが各隣接するサ
    ブユニットとの間に1〜2μmの隙間を有する請求項2
    記載の同一平面全幅走査像形成用アレイの製造方法。
  4. 【請求項4】上記工程(a)のキー形状及び上記工程
    (b)のキー溝の形状は、三角形状である請求項1記載
    の同一平面全幅走査像形成用アレイの製造方法。
  5. 【請求項5】上記サブユニットの厚いフィルム状の写真
    平板によりパターン化可能な層はポリイミドであり、上
    記厚いフィルム状の層20〜80μmであり、上記キー溝の
    厚みは走査像形成要素とその回路を上記配列固定部材か
    ら離すために上記サブユニットのキーの厚み以外であ
    り、一対のキー溝の各々と配列固定部材との間のスペー
    スは、その上に配列されたサブユニットが各隣接するサ
    ブユニットとの間に1〜2μmの隙間を有する請求項4
    記載の同一平面全幅走査像形成用アレイの製造方法。
  6. 【請求項6】上記配列固定が、2次元の全幅アレイ構成
    のために2列以上のキー溝を有する請求項1記載の同一
    平面全幅走査像形成用アレイの製造方法。
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