JP5299549B1 - 露光装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】配線基板に形成されたパッドと電子部品との接続不良を抑制することができる配線基板、基板装置、露光装置、画像形成装置を得ることである。
【解決手段】パッド７２の全周において、切欠き縁部７６Ａからパッド７２の縁部７２Ａまでの距離（距離Ｅ）は、絶縁層７６の厚さ（厚さＦ）の２倍以上とされている。このため、切欠き縁部７６Ａから染み出したメッキ薬液の残渣や、切欠き縁部７６Ａから溶け出したレジスト材料がパッド７２に到達するのが抑制される。これにより、パッド７２とボンディングワイヤ９０との接続不良が抑制される。換言すれば、パッド７２と発光ダイオードアレイ６２との接続不良が抑制される。
【選択図】図１

Description

本発明は、露光装置、画像形成装置に関する。

特許文献１に記載の半導体装置では、ボンディングパッド及びスクライブラインを有する基板全面にパッシベーション膜が形成されている。全面にフォトレジストを塗布した後、ボンディングパッドが形成される領域及びスクライブラインとなる領域を繋ぐように、且つ、パターンの内角が鈍角であるようなパターンにフォトレジストを露光、現像によりパターニングする。次に、パターニングされたフォトレジストをマスクにプラズマエッチング等を用いてパッシベーション膜をエッチングする。その後、フォトレジストを剥離するようになっている。

特開平１０−１８９５８３号公報

本発明の課題は、配線基板に形成されたパッドと電子部品との接続不良を抑制することである。

本発明の請求項１に係る露光装置は、発光素子と、絶縁板上に形成され、ボンディングワイヤによって電気的に前記発光素子と接続されているパッドと、前記絶縁板上に形成され、前記パッドが配置される部分が切り欠かれていると共に、切り欠かれた切欠き縁部から前記パッドの縁部までの距離が厚さの２倍以上とされ、レジスト材料を含む絶縁層と、前記パッドと前記発光素子とを電気的に接続させるために前記パッド上に形成されたメッキ層である被覆層と、を有する配線基板と、前記発光素子と対向するように配置され、前記発光素子から発光された光が透過するレンズと、を備え、前記パッドは、平面視で長方形状とされ、前記パッドの長辺には、前記配線基板の絶縁板上に形成され、前記パッドの短手方向に延びる配線パターンが接続され、前記配線パターンが前記パッドに接続されるパターン接続部と、前記ボンディングワイヤが前記パッドに接続されるボンディングワイヤ接続部とは、平面視で前記パッドの長手方向の中央に対して互いに反対側に配置されることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る画像形成装置は、請求項１に記載の露光装置と、前記露光装置によって露光され、表面に静電潜像が形成される像保持体と、前記像保持体に形成された静電潜像をトナー画像として現像する現像装置と、を備えることを特徴とする。

本発明の請求項１の基板装置によれば、配線パターンがパッドに接続されるパターン接続部と、ワイヤボンディングがパッドに接続されるボンディングワイヤ接続部とが、平面視でパッドの長手方向の中央に対して同じ側に配置されている場合と比して、導通不良を抑制することができる。

本発明の請求項２の露光装置によれば、請求項１の基板装置を備えていない場合と比して、露光不良を抑制することができる。

本発明の請求項３の画像形成装置によれば、請求項２の露光装置を備えていない場合と比して、出力画像の品質低下を抑制することができる。

（Ａ）（Ｂ）本実施形態に係る配線基板及び配線基板装置を示した拡大平面図及び拡大断面図である。 （Ａ）（Ｂ）本実施形態に係る配線基板及び配線基板装置を示した平面図である。 本実施形態に係るＬＥＤプリントヘッドを示した断面図である。 本実施形態に係るＬＥＤプリントヘッドを示した分解斜視図である。 本実施形態に係る画像形成装置を示した概略構成図である。

本発明の実施形態に係る配線基板、基板装置、露光装置、及び画像形成装置の一例について図１〜図５に従って説明する。なお、図中に示す矢印ＵＰは、鉛直方向上方を示す。

（全体構成）
〔画像形成装置〕
先ず、画像形成装置１０について説明する。

画像形成装置１０の装置本体１０Ａ内には、図５に示されるように、複数のローラ１２に張架され、モータ（図示省略）の駆動により矢印Ａ方向に搬送される中間転写体としての無端ベルト状の中間転写体ベルト１４が備えられている。

この画像形成装置１０は、カラー画像の形成に対応しており、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応するトナー画像を形成する画像形成ユニット２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｋが、中間転写体ベルト１４の長手方向に沿って配置され、装置本体１０Ａに脱着可能に支持されている。

なお、各色に設けられた部材については、符号の末尾に各々の色を示すアルファベット（Ｙ／Ｍ／Ｃ／Ｋ）を付与して示すが、特に色を区別せずに説明する場合は、この末尾のアルファベットを省略して説明する。

画像形成ユニット２８は、図示しないモータ及びギアからなる駆動手段によって時計方向へ回転する像保持体の一例としての感光体ドラム１６を備えている。

さらに、感光体ドラム１６の周面には、感光体ドラム１６の表面を所定の電位に一様に帯電するための帯電ローラ１８が配置されている。詳細には、帯電ローラ１８は、導電性のローラであり、その周面が感光体ドラム１６の周面に接触しており、帯電ローラ１８の軸線方向と感光体ドラム１６の軸線方向とが平行となるように配置されている。

また、感光体ドラム１６の回転方向において帯電ローラ１８よりも下流側の周面には、感光体ドラム１６上に光を照射して潜像を形成する露光装置の一例としてのＬＥＤプリントヘッド２０が感光体ドラム１６の軸方向に延びて配置されている。このＬＥＤプリントヘッド２０は、画像データに応じて帯電した光ビームを感光体ドラム１６に照射することにより、感光体ドラム１６上に潜像を形成するようになっている。なお、ＬＥＤプリントヘッド２０については詳細を後述する。

さらに、各感光体ドラム１６の回転方向においてＬＥＤプリントヘッド２０よりも下流側の周面には、感光体ドラム１６上に形成された潜像を所定色（イエロー／マゼンタ／シアン／ブラック）のトナーによって現像してトナー画像を形成する現像装置の一例としての現像器２２が配置されている。

現像器２２は、感光体ドラム１６に近接して配置され、回転可能とされた現像ローラ２４を有している。現像ローラ２４には、現像バイアスが印加され、現像器２２内に装填されたトナーが現像ローラ２４に付着するようになっている。さらに、現像ローラ２４の回転により、現像ローラ２４に付着されたトナーが感光体ドラム１６の表面に搬送され、感光体ドラム１６上に形成された潜像がドナー画像として現像されるようになっている。

また、各感光体ドラム１６の回転方向において現像器２２よりも下流側の周面には、各感光体ドラム１６上のトナー画像を中間転写体ベルト１４に転写する転写部材としての転写ローラ３０が備えられている。

転写ローラ３０は、所定の電位に帯電されて反時計方向に回転して中間転写体ベルト１４を所定の速度で搬送し、中間転写体ベルト１４を感光体ドラム１６に押し付ける。これにより、転写ローラ３０が、感光体ドラム１６上のトナー画像を中間転写体ベルト１４上に転写するようになっている。

また、感光体ドラム１６の回転方向において転写ローラ３０よりも下流側の周面には、感光体ドラム１６上の残留トナーを回収するクリーニングブレード２６が配置されている。クリーニングブレード２６は、一辺が感光体ドラム１６と接触するように配置されており、中間転写体ベルト１４に転写されずに感光体ドラム１６上に残留したトナーや、転写時に感光体ドラム１６上に付着してしまった他の色のトナー等を削ぎとって回収するようになっている。

ここで、各画像形成ユニット２８により形成された互いに異なる色のトナー画像は、中間転写体ベルト１４上に、互いに重なり合うように転写される。これにより、中間転写体ベルト１４上にカラーのトナー画像が形成される。なお、本実施形態では、このようにして４色のトナー画像が重ねて転写されたトナー画像を最終トナー画像と称する。

一方、中間転写体ベルト１４の搬送方向において各色の感光体ドラム１６よりも下流側には、対向する２つのローラ３４Ａ、３４Ｂを含んで構成される転写装置３４が配置されている。そして、画像形成装置１０の底部に設けられた用紙収容部３６から取り出されて、このローラ３４Ａ、３４Ｂの間に搬送されてきたシート部材Ｐに、中間転写体ベルト１４上に形成された最終トナー画像が転写されるようになっている。

また、最終トナー画像が転写されたシート部材Ｐの搬送経路には、加熱ローラ４０Ａと加圧ローラ４０Ｂとを含んで構成される定着装置４０が配置されている。定着装置４０に搬送されたシート部材Ｐは、加熱ローラ４０Ａと加圧ローラ４０Ｂとによって挟持搬送されることにより、シート部材Ｐ上のトナーが、溶融すると共にシート部材Ｐに圧着されてシート部材Ｐに定着されるようになっている。

一方、中間転写体ベルト１４の搬送方向において転写装置３４よりも下流側には、転写装置３４によってシート部材Ｐに転写されずに中間転写体ベルト１４上に残留したトナーを回収するクリーナ４２が配置されている。クリーナ４２には、中間転写体ベルト１４に接するブレード４４が備えられており、残留したトナーを擦り取ることによって回収するようになっている。

上記構成による画像形成装置１０では、次のようにして画像が形成される。

まず、帯電ローラ１８が、感光体ドラム１６の表面を予定の帯電部電位で一様にマイナス帯電する。さらに、帯電された感光体ドラム１６上の画像部分が予定の露光部電位になるようにＬＥＤプリントヘッド２０で露光を行ない感光体ドラム１６上に潜像が形成される。

そして、回転する感光体ドラム１６上の潜像が現像器２２に備えられた現像ローラ２４を通過すると、トナーが潜像へ付着し、潜像はトナー画像として可視化される。

可視化された各色のトナー画像は、転写ローラ３０の静電気力で中間転写体ベルト１４へ順次転写され、中間転写体ベルト１４上にカラーの最終トナー画像が形成される。

さらに、用紙収容部３６から取り出されて、ローラ３４Ａ、３４Ｂの間に搬送されてきたシート部材Ｐにこの最終トナー画像が転写される。

また、シート部材Ｐへ転写されたトナー画像は定着装置４０でシート部材Ｐに定着され、シート部材Ｐは装置外へ排出される。

〔ＬＥＤプリントヘッド〕
次に、ＬＥＤプリントヘッド２０について説明する。

感光体ドラム１６の回転軸方向に延びるように備えられたＬＥＤプリントヘッド２０は、図４に示されるように、電子部品及び発光素子の一例としての発光ダイオードアレイ６２を備えた基板装置の一例としての配線基板装置５２と、この発光ダイオードアレイ６２の発光点（ＬＥＤ）によって発光された光が透過する円柱状のレンズの一例としてのロッドレンズ５４を複数備えたレンズアレイ５６と、配線基板装置５２及びレンズアレイ５６が固定される筐体５８と、を備えている。

（要部構成）
次に、配線基板装置５２について説明する。

配線基板装置５２は、前述した発光ダイオードアレイ６２と、発光ダイオードアレイ６２が実装されている配線基板７０と、発光ダイオードアレイ６２を制御する電子制御部品６４（図３参照）と、を備えている。

詳細には、配線基板７０の一方の面７０Ａには、図２（Ａ）に示されるように、複数（例えば、１２８個）の発光ダイオード（ＬＥＤ）９１が直線状に備えられた発光ダイオードアレイ６２が千鳥状に実装されている。また、配線基板７０の他方の面７０Ｂには、図３に示されるように、発光ダイオードアレイ６２を制御する電子制御部品６４が実装されている。なお、前述したレンズアレイ５６には、発光ダイオードアレイ６２から出射された光が透過するように、複数のロッドレンズ５４が千鳥状に配置されている（図４参照）。

また、配線基板７０は、パッド７２と、絶縁板７４と、配線パターン８０と、絶縁層７６と、を含んで構成されている。具体的には、図２（Ｂ）に示されるように、配線基板７０の一方の面７０Ａには、発光ダイオードアレイ６２の素子パッド９２とボンディングワイヤ９０を用いて電気的に接続される銅製のパッド７２が複数形成されている。

このパッド７２は、図１（Ｂ）に示されるように、配線基板７０に備えられた絶縁板７４上に形成され、パッド７２は、図１（Ａ）に示されるように、平面視で長方形状とされている。ここで、平面視とは、物を平面に置いて、上方から見ることをいう。

さらに、この絶縁板７４上には、絶縁板７４上に形成された配線パターン８０を覆うと共に、パッド７２が配置される部分が切り欠かれた絶縁層７６（所謂ソルダーレジスト層）が形成されている。また、パッド７２上には、ボンディングワイヤ９０とパッド７２とを電気的に接合するための被覆層の一例としての金メッキ層７８が形成されている。

ここで、パッド７２には、図１（Ａ）に示されるように、前述した配線パターンの８０が接続されている。そして、配線パターン８０がパッド７２に接続されるパターン接続部７２Ｂと、ボンディングワイヤ９０がパッド７２に接続されるボンディングワイヤ接続部７２Ｃとは、平面視でパッド７２の長手方向（図中左右方向）の中央に対して反対側に配置されている。

また、パッド７２の全周において、絶縁層７６が切り欠かれた切欠き縁部７６Ａからパッド７２の縁部７２Ａまでの距離（図１（Ｂ）に示す距離Ｅ）は、絶縁層７６の厚さ（図１（Ｂ）に示す厚さＦ）の２倍以上とされている。

〔メッキ工程〕
次に、銅製のパッド７２上に金メッキ層７８を形成するための工程について説明する。

先ず、絶縁層７６が切り欠かれた部分に配置されたパッド７２の上面（表面）が研磨されて、パッド７２の上面の汚れや酸化皮膜が除去され（前処理工程）、その後、水洗が行われる。

次に、パッド７２上に、触媒（パラジウム）が付与され（触媒付与工程）、その後、水洗が行われる。

次に、パッド７２上に、還元反応によりニッケルメッキが形成され（ニッケルメッキ工程）、その後、水洗が行われる。

次に、パッド７２上に形成されたニッケルメッキ（図示省略）上に、置換反応により金メッキ層７８が形成され（金メッキ工程）、その後、水洗及び乾燥が行われる。

以上の工程により、パッド７２上に金メッキ層７８が形成される。その後、ボンディングワイヤ接続部７２Ｃにて、パッド７２が、この金メッキ層７８を介してボンディングワイヤ９０と電気的に接続される。

ここで、金メッキ工程において、絶縁層７６の切欠き縁部７６Ａから、メッキ薬液の残渣が染み出したり、絶縁層７６を構成するレジスト材料が溶け出したりすることがある。そして、染み出したメッキ薬液の残渣、又は溶け出たレジスト材料が、ボンディングワイヤ９０が接続されるボンディングワイヤ接続部７２Ｃに到達することが考えられる。

仮に、ボンディングワイヤ接続部７２Ｃに、メッキ薬液の残渣や、レジスト材料が到達した状態で、ボンディングワイヤ９０をボンディングワイヤ接続部７２Ｃに接続すると（打つと）、ボンディングワイヤ９０とパッド７２との接続が不完全となる。つまり、パッド７２と発光ダイオードアレイ６２との接続不良が生じてしまうことが考えられる。なお、切欠き縁部７６Ａから溶け出すレジスト材料の量は、絶縁層７６の厚さが厚い程、厚さが薄い場合と比して、多い。

しかし、前述したように、パッド７２の全周において、切欠き縁部７６Ａからパッド７２の縁部７２Ａまでの距離（距離Ｅ）は、絶縁層７６の厚さ（厚さＦ）の２倍以上とされている。このため、切欠き縁部７６Ａから染み出したメッキ薬液の残渣や、切欠き縁部７６Ａから溶け出したレジスト材料がパッド７２に到達するのが抑制される。

これにより、パッド７２とボンディングワイヤ９０との接続不良が抑制される。換言すれば、パッド７２と発光ダイオードアレイ６２との接続不良が抑制される。

また、パッド７２と発光ダイオードアレイ６２との接続不良が抑制されることで、ＬＥＤプリントヘッド２０の発光不良が抑制される。

また、ＬＥＤプリントヘッド２０の発光不良が抑制されることで、感光体ドラム１６の露光不良が抑制される。

また、感光体ドラム１６の露光不良が抑制されることで、画像形成装置１０による出力画像の品質低下が抑制される。

なお、切欠き縁部７６Ａからパッド７２の縁部７２Ａまでの距離（距離Ｅ）が、絶縁層７６の厚さ（厚さＦ）の０．５倍、１．０倍、１．５倍、２．０倍の４パターンについて目視により評価した。２．０倍の場合には、切欠き縁部７６Ａから染み出したメッキ薬液の残渣や、切欠き縁部７６Ａから溶け出したレジスト材料がパッド７２に到達しなかった。これに対して、０．５倍、１．０倍、１．５倍の場合には、切欠き縁部７６Ａから染み出したメッキ薬液の残渣や、切欠き縁部７６Ａから溶け出したレジスト材料がパッド７２に到達してしまった。

一方、切欠き縁部７６Ａから染み出したメッキ薬液の残渣や、切欠き縁部７６Ａから溶け出したレジスト材料において、もっとも早くパッド７２に到達するのは、配線パターン８０を伝って到達するものである。

ここで、前述したように、パターン接続部７２Ｂと、ボンディングワイヤ接続部７２Ｃとは、平面視でパッド７２の長手方向の中央に対して反対側に配置されている。このため、パターン接続部７２Ｂと、ボンディングワイヤ接続部７２Ｃとが、平面視でパッド７２の長手方向の中央に対して同じ側に配置されている場合と比して、切欠き縁部７６Ａから染み出したメッキ薬液の残渣や、切欠き縁部７６Ａから溶け出したレジスト材料がボンディングワイヤ接続部７２Ｃに到達するのが効果的に抑制される。

なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、配線基板７０に実装される電子部品の一例として、発光ダイオードアレイ６２を例にとって説明したが他の電子部品であってもよい。

また、上記実施形態では、絶縁板７４の直接上に絶縁層７６が形成された構成を例にとって説明したが、絶縁板７４上に他の部材を介して絶縁層が形成されてもよい。

１０ 画像形成装置
１６ 感光体ドラム（像保持体の一例）
２０ ＬＥＤプリントヘッド（露光装置の一例）
２２ 現像器（現像装置の一例）
５２ 配線基板装置（基板装置の一例）
５４ ロッドレンズ（レンズの一例）
６２ 発光ダイオードアレイ（電子部品及び発光素子の一例）
７０ 配線基板
７２ パッド
７２Ａ 縁部
７２Ｂ パターン接続部
７２Ｃ ボンディングワイヤ接続部
７４ 絶縁板
７６ 絶縁層
７６Ａ 切欠き縁部
７８ 金メッキ層（被覆層の一例）
８０ 配線パターン
９０ ボンディングワイヤ

Claims (2)

1. 発光素子と、
   絶縁板上に形成され、ボンディングワイヤによって電気的に前記発光素子と接続されているパッドと、前記絶縁板上に形成され、前記パッドが配置される部分が切り欠かれていると共に、切り欠かれた切欠き縁部から前記パッドの縁部までの距離が厚さの２倍以上とされ、レジスト材料を含む絶縁層と、前記パッドと前記発光素子とを電気的に接続させるために前記パッド上に形成されたメッキ層である被覆層と、を有する配線基板と、
   前記発光素子と対向するように配置され、前記発光素子から発光された光が透過するレンズと、を備え、
   前記パッドは、平面視で長方形状とされ、
   前記パッドの長辺には、前記配線基板の絶縁板上に形成され、前記パッドの短手方向に延びる配線パターンが接続され、
   前記配線パターンが前記パッドに接続されるパターン接続部と、前記ボンディングワイヤが前記パッドに接続されるボンディングワイヤ接続部とは、平面視で前記パッドの長手方向の中央に対して互いに反対側に配置される露光装置。
2. 請求項１に記載の露光装置と、
   前記露光装置によって露光され、表面に静電潜像が形成される像保持体と、
   前記像保持体に形成された静電潜像をトナー画像として現像する現像装置と、
   を備える画像形成装置。

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