JPH032056A - 光プリンタヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光プリンタヘッドに関する。

従来の技術 第１０図は典型的な従来例の光プリンタヘッド１の内部
構造を示す断面図であり、第１１図は光プリンタヘッド
１の外観を示す分解斜視図であり、第１２図は第１１図
の切断面線ＸＩ−ＸＩから見た断面図である。これらの
図面を参照して、光プリンタヘッド１について説明する
。光プリンタヘッド１は、電気絶縁性材料から成る基板
２上に、複数の発光ダイオードアレイ（以下、ＬＥＤア
レイと略す）３が一直線上に多数配列され、この各ＬＥ
Ｄアレイ３上にはＬＥＤアレイ３の配列方向と平行に複
数の発光素子であるＬＥＤ４が一直線上に形成される。

基板２上には、各ＬＥＤアレイ３の対応するＬＥＤ４を
順次的に接続する個別信号ライン５が形成され、この個
別信号ライン５を部分的に被覆して絶縁層が設けられる
。この絶縁層上には共通信号電極７がＬＥＤアレイ３の
数だけ形成され、この共通信号電極７上に前記ＬＥＤア
レイ３が形成される。ＬＥＤアレイ３の各ＬＥＤ４に対
応して端子８がそれぞれ設けられ、各端子８と個別信号
ライン５とがボンディングワイヤ９にて接続される。

前記各共通信号電極７には、ポリイミド樹脂などの可視
性フィルム１０と電極１１が一体的に形成されて構成さ
れる可撓性配線基板１２の前記電極１１が接続される。

一方、ＬＥＤアレイ３が実装された基板２は、光プリン
タヘッド１の放熱板の機能を有するハウジング１３上に
配置され、これとの間で可撓性配線基板１２を挟圧する
蓋部１４が配置される。このハウジング１３と蓋部１４
とで光プリンタヘッド１のハウジング１５が構成される
。

蓋部１４には可撓性配線基板１２を基板２に、とりわけ
共通信号電極７へ密着させるための弾力性を有する押圧
部材１６が設けられる。また上記蓋部１４をハウジング
１３に固定するために、蓋部１４および可撓性配線基板
１２にそれぞれ透孔１７．１８が形成され、またハウジ
ング本体１３にはこれらの透孔１７，１８を挿通する止
めねじ１９が螺合するねじ穴１３ａが形成される。また
前記可撓性配線基板１２はコネクタ２０に接続され、か
つハウジング本体１３がら予め定められる距離だけ離れ
た位置に支持される。

発明が解決しようとする課題 前記従来例における第１の課題は下記のとおりである。

前記絶縁層は個別信号ライン５と共通信号電極７との短
絡を防止するために形成されるが、このような３層構造
を採用している前記従来例では個別信号ライン５および
共通信号電極７をパターン形成するに当たって、金属層
の２回の蒸着処理と２回のエツチング処理とが必要であ
り、作業時閉、必要資材が増大してしまい、また製品の
歩留まりが低下してしまうという課題がある。

とりわけ共通信号電極７を形成するに当たっては、既に
形成されている個別信号ライン５との間の位置合わせ精
度がきわめて高くなり、多大の時間と高精度の技術が必
要となってしまう、また上述したような高精度の位置合
わせが必要なため、光プリンタヘッド１の長尺化および
ＬＥＤアレイ３などが実装される基板２の製造効率の点
で、基板２を大形化する要求に適応できないという課題
がある。

発明が解決しようとする第２の課題は、可撓性配線基板
１２を前述のような構造にて基板２へ圧接するようにし
ているため、可撓性配線基板１２と基板２とを相互に被
覆させ、相互の電極の電気的導通を実現するための被覆
範囲Ａ１がたとえば２．０ｍｍ程度の長さで必要であり
、前記透孔１８およびねじ穴１３ａがたとえば３．０ｍ
ｍφ程度の大きさに必要である。すなわち光プリンタへ
ラド１の小形化に制限が課されてしまうという課題があ
る。

一方、可撓性配線基板１２の前記接続領域Ａ１を省略し
、残余の可撓性配線基板１２上の回路配線と基板２とを
ボンディングワイヤで接続する技術も考えられるけれど
も、従来例の光プリンタへラド１において共通信号電極
７は基板２との間にポリイミドなどの比較的柔軟な材料
からなる絶縁層および個別信号ライン５を有している。

このような共通信号電極７に通常用いられるボンディン
グワイヤを通常の技術にて接続しようとすると、比較的
柔軟な材質の絶縁層上の比較的薄い金属膜である共通信
号電極７はボンディングワイヤ接続箇所が接続に用いら
れる治具の押圧により凹状に変形してしまい、ボンデイ
ンが困難になってしまい、この接続技術は採用されてい
ない。

本発明の目的は、上述の技術的課題を解消し、製造工程
を格段に簡略化することができるとともに、構成を小形
化することができる光プリンタヘッドを提供することで
ある。

課題を解決するための手段 請求項第１項の発明は、複数の発光素子が一直線上に配
列される複数の発光素子アレイが電気絶縁性配線基板上
に一直線上に配列され、各発光素子アレイ毎に駆動電力
を供給する電力供給用配線基板を有する光プリンタヘッ
ドにおいて、電気絶縁性基板上に設けられ、各発光素子
アレイの対応する各発光素子に順次的に接続され、前記
配列方向と交差する双方向へ交互に凸状に弯曲する弯曲
部を有する個別信号ラインと、電気絶縁性配線基板上で
、個別信号ラインにおける前記弯曲部の間に、個別信号
ラインと電気的に導通しない位置に設けられ、対応する
発光素子アレイに接続され、かつ前記電力供給用配線基
板と接続される共通信号電極とを含むことを特徴とする
光プリンタヘッドである。

請求項第２項の発明は、前記共通信号電極と電力供給用
配線基板とは金属細線にて接続されることを特徴とする
光プリンタヘッドである。

請求項第３項の発明は、前記個別信号ラインにおける弯
曲部は、発光素子アレイの前記配列方向と交差する方向
に関して、０°くθ≦４５°の範囲の値に選ばれる角度
θをなす斜行部を含むことを特徴とする光プリンタヘッ
ドである。

請求項第４項の発明は、前記個別信号ラインにおける弯
曲部の形状は、発光素子アレイの配列方向に交差する方
向に関して凸な曲線状に選ばれることを特徴とする光プ
リンタヘッド。

作　　用 請求項第１項の発明に従えば、電気絶縁性基板上に形成
される個別信号ラインは５発光素子アレイの配列方向と
交差する双方向へ交互に凸状に弯曲する弯曲部と、隣接
する弯曲部間で各発光素子に接続される接続部とを有し
て形成される。電気絶縁性基板上で前記発光素子アレイ
の配列方向と交差する一方側における個別信号ラインの
弯曲部の間には、電気絶縁性基板の露出領域が設けられ
ることになり、この領域に発光素子アレイの共通信号電
極が設けられる。この共通信号電極は対応・する発光素
子アレイに個別信号ラインと電気的に導通しない位置で
接続され、電力供給用配線基板から駆動用電力が供給さ
れる。

このように電気絶縁性基板上に個別信号ラインと共通信
号電極とを同一平面上に形成する。これによりこのよう
な個別信号ラインおよび共通信号電極を形成するに当た
って、複数回の金属粒子蒸着やエツチングなどの工程を
単一回に削減することができ、製造工程が大幅に簡略化
される。

請求項第２項の発明に従えば、前記電力供給用配線基板
と共通信号電極とを電気的に接続しようとする場合、共
通信号電極が電気絶縁性基板上に直接に形成されるため
、ワイヤボンディングの技術でこれを行うことができ、
印刷配線基板を含む本件半プリンタヘッドの構成を格段
に小形化することができる。

請求項第３項の発明に従う範囲に角度θを選ぶと、基板
の小型化を達成し、がつ個別信号ラインの電気抵抗値を
小さくすることができ、低消費電力と信号処理速度の向
上とを図ることができる。

請求項第４項の発明に従う形状の個別信号ラインの弯曲
部であっても、前述のような作用が達成される。

実施例 第１図は本発明の一実施例の光プリンタへラド２１の分
解斜視図であり、第２図は光プリンタへラド２１の断面
図であり、第３図は光プリンタへラド２１の一部断面を
示す斜視図である。これらの図面を参照して、光プリン
タヘッド２１について説明する。光プリンタヘッド２１
はハウジング本体２２と、蓋部２３とから成るハウジン
グ２４を有する。ハウジング本体２２の底部にはたとえ
ばセラミックスやガラスなどの比較的高硬度で電気絶縁
性材料から成る電気絶縁性配線基板である基板２５が配
置される。基板２５の表面には、後述するような形状の
個別信号ライン１１〜１６４が形成される。

基板２５上には後述するような製造手順と形状の共通信
号電極ＶＫＩ〜ＶＫ４０が形成される。

これら個別信号ライン１１〜１６４および共通信号電極
ＶＫＩ〜ＶＫ４０の上には、たとえばポリイミドなどの
電気絶縁性材料から成る電気絶縁層２６が形成される。

この電気絶縁層２６上には、前記共通信号電極■に１〜
ＶＫ４０および個別信号ライン１１〜１６４と個別的に
接合される複数の発光素子として構成される発光ダイオ
ード（以下、ＬＥＤと略す）アレイＡ１〜Ａ４０が配置
される。

ＬＥＤアレイＡ１〜Ａ４０は、カソード電極層５１を介
してたとえばＡｇなどの導電性接着剤５０により、絶縁
層２６の窓の部分で共通信号電極ＶＫに接続されるとと
もに固定される。前記共通信号電極ＶＫＩ〜ＶＫ４０は
各アレイＡ１〜Ａ４０のたとえば各ＬＥＤＩＰＩ、ＩＰ
２．・・・、ＩＰ６４；２Ｐｌ・・・、２Ｐ６４；・・
・：４０Ｐｌ・・・４０Ｐ６４に電流を流して発光させ
るための一方の端子として作用する。

前記各ＬＥＤ　Ｉ　Ｐ　１〜ＩＰ６４は、アレイＡ１上
に一直線上に配列されており、同様な構成を有するアレ
イＡ２〜Ａ４０がやはり一直線上に配置され、これによ
ってたとえば合計２５６０個のＬＥＤＩＰＩ〜４０　Ｐ
６４が印画のために用いられることができる。

ＬＥＤ　Ｉ　Ｐ　１〜ＩＰ６４には個別的に端子２つが
設けられる。この端子２９は個別信号ライン！１〜１６
４にボンディングワイヤ２８によって個別的に接続され
る。このような接続構造は残余のアレイＡ２〜Ａ４０に
関しても同様である。

前記個別信号ライン１１〜１６４は各アレイＡ１〜Ａ４
０の一方側第３図に示す左方側に設けられた集積回路２
７の出力端子に個別的にボンディングワイヤ２８によっ
て接続される。この集積回路２７はＬＥＤ　Ｉ　Ｐ　１
〜４０Ｐ６４を入力端子５２からの印画データ信号に応
答して選択的に発光駆動する。

共通信号電極ＶＫＩ〜ＶＫ４０は可撓性フィルム３０と
、一体的に形成された可撓性を有する薄膜状の電極３１
に個別的に接続され、これら可視性フィルム３０と電極
３１とは可撓性配線基板３２を構成する。このような可
撓性配線基板３２はハウジング２４の外方にあり、光プ
リンタヘッド２１に接続される電子装置から印画データ
が供給される。このような可撓性配線基板３２は、たと
えば丸棒状のゴムなど弾力性を有し、かつ光プリンタヘ
ッド２１の全長に亘って延びる押圧部材３３が収納され
たハウジング２４の蓋部２３を、ハウジング本体２２に
たとえばねじなどで固着することによって、前記押圧部
材３３にて共通信号電極ＶＫＩ〜ＶＫ４０に押圧され固
定される。前記ハウジング２４にはＬＥＤ　Ｉ　Ｐ　１
〜４０Ｐ６４から発生された光を、ハウジング２４の外
部に導くためのセル７オツタレンズアレイ３４が設けら
れる。

第４図および第５図は個別信号ライン１１〜１６４およ
び共通信号電極ＶＫＩ〜ＶＫ４０の形状と、形成手順と
を説明する図である。従来技術の項において第１０図を
参照して説明した従来例の光プリンタヘッド１の個別信
号ライン！１〜１６４の形状は、第４図に仮想＆ｉ３５
で示すようにクランク状であったけれども、本実施例で
はこのようなりランク状の個別信号ライン１１〜１６４
においてその角隅部を除去し、その間をＬＥＤアレイＡ
ｌ、Ａ２．・・・の配列方向Ａｄに関して斜めであるよ
うに接続した形状となっている。

すなわちたとえば個別信号ライン！１は各アレイＡｌ、
Ａ２．・・・毎に、前記配列方向Ａｄと平行な第１平行
部３６と、前記配列方向Ａｄと斜行する第１斜行部３７
、配列方向Ａｄと垂直な垂直部３８と、前記第１斜行部
３７と同方向に斜行する第２斜行部３９と、前記配列方
向Ａｄと平行な第２平行部４０とを含み、残余のアレイ
Ａ２．・・・については上記の構成がアレイＡｌ、Ａ２
．・・・に関して線対称な形状で交互に繰り返されてい
る。残余の個別信号ライン１２〜１６４についても同様
である。

相互に隣接するアレイＡｔ、Ａｉ、、（ｉ＝１゜２，３
．・・・）の第２平行部４０、第１平行部３６および第
２斜行部３９、第１斜行部３７が個別信号ライン１１〜
１６４の弯曲部４１を構成する。

前記垂直部３８の上には、ＬＥＤアレイＡｌ、Ａ２　・
・・が配置され、前記垂直部３８はＬＥＤアレイＡｔ、
Ａ２．・・・どの接続部としての機能を果たす。

このような隣接する弯曲部４１間に、対応するアレイＡ
　ｉ　、　Ａ　ｉ　＊ｌ　（ｉ　＝　１　、２　、・・
・）に駆動用電力を供給する共通信号電極ＶＫＩ、ＶＫ
２が同一平面上に形成される１本件実施例の共通信号電
極ＶＫ１　、ＶＫ２．　・＋、を各アレイＡｌ、Ａ２．
−・・にそれぞれ接続されるアレイ接続部４２と、前記
可撓性配線基板３２の端子３１との接続を実現する基板
接続部４３とが一体に形成されて得られる。

第６図は前述した形状の個別信号ライン１１〜１６４（
以下、個別信号ライン１１について説明する）の形状を
決定する原理を説明する図である。

個別信号ラインｔ１は横幅ｔ、縦すの断面積Ｓを有する
帯状体であり、その長さを！とする。

このとき電気抵抗Ｒｃは次のように表される。

但しＲｓ　−ρ／ｂ このような第６図（１）に示すような形状の帯状体４４
で第６図（２）に示すようなりランク状の信号ライン４
５を形成した後、その角隅部から一方側には長さＥの距
離の位置、他方側には長さＤの距離の位置を幅Ｂ、長さ
Ｃの帯状体４４で接続した場合、前記クランク状の場合
と斜行部４６を設けた場合との電気抵抗値の比を計算す
る。なお斜行部４６と長さＤの部分との角度をθとする
。

このとき斜行部４６の電気抵抗値Ｒｃは、第１式を変形
して、 となる、各長さＢ、Ｄ、Ｅは Ｄ　　＋　Ｅ　＝　Ｃ（ｃｏｓθ＋ｓｉｎθ）　　　　
　　　　　−＜３）Ｂ　　＝　　Ａｃｏｓθ ・・・（４） であり、したがって上記第２式は、次式のように変形さ
れる。

第　　１　　表 また前記長さＤ＋−Ｅ部分の電気抵抗値Ｒｏ　＊　＊は
、・・・（６） 以上により前記電気抵抗値の比は、 ＝　ｃｏｓθ（ｃｏｓθ＋ｓｉｎθ）　　　　　　　−
＜７＞となる。したがって前記角度θと電気抵抗値の比
との関係は下記第１表のように整理され、θを適切に選
ぶことにより、配線抵抗の増大を防ぐことができる。

（以下余白〉 また第６図（３）に第７式のグラフを示す。同図よりθ
＝２２．５°にビークがある。したがって最適値はθ＝
２２．５°である。一般的には、θ°くθ≦４５°の範
囲でよい。

以上のように本実施例では、基板２５上に個別信号ライ
ン１１〜１６４および共通信号電極ＶＫ１〜ＶＫ４０を
形成するに当たって、これらが同一の平面上に配置され
るように構成した。これにより従来技術の項で述べたよ
うに、複数回の金属粒子の蒸着処理およびエツチング処
理が単一回で済み、製造工程と必要な資材を大幅に簡素
化することができる。また従来技術のように共通信号電
極ＶＫＩ〜ＶＫ４０を形成するに当たって、既に個別信
号ライン１１〜１６４が形成されている場台に、これと
の位置合わせ精度がむやみに高く要求される事態を防ぐ
ことができ、この点においても製造工程の簡略化を図る
ことができる。また以上の点から材料基板を大形化し、
複数台の光プリンタヘッド２１に相当する基板２５を得
るようにすることができる。これにより製造工数が格段
に向上される。

第７図は本発明の他の実施例の構成例を示す平面図であ
る。本実施例は前述の実施例に類似し、対応する部分に
は同一の参照符を付す１本実施例の注目すべき点は個別
信号ライン１１〜ｆ６４を第４図および第５図を参照し
て説明したような、比較的高硬度から成る多角形状に限
らず、一般に任意の辺数から成る多角形状であっても、
また第７図に示すように円弧状であってもよい、この場
きの円弧状とは長円、楕円など凸状の曲線は全て本発明
の精神に含まれるものである。

第８図は本発明のさらに他の実施例の光プリンタヘッド
２１ａの斜視図であり、第９図は第８図の切断面線ＩＸ
　−ＩＭから見た断面図である。これらの図面を参照し
て、本実施例について説明する。

本実施例は前述の実施例に類似し、対応する部分には同
一の参照符を付す。本実施例の注目すべき点は、前述の
実施例において共通信号電極ＶＫＩ〜ＶＫ４０と、可撓
性配線基板３２との接続を実現するに当たって、相互の
端部付近を重複させ、上方から押圧部材３３で押圧して
相互を圧接するとともに、電気的導通を実現していた。

本実施例ではこのような構成に変えて、可撓性配線基板
３２を基板２５上に端子３１を上方に向けた状態で、た
とえば接着剤などによって固着し、この端子３１と前記
共通信号電極ＶＫＩ〜Ｖ　Ｋ　４０とをボンディングワ
イヤ４８で接続するようにした１本実施例の残余の構成
は前述の実施例の構成と同様である。すなわち前述の実
施例に従う共通信号電極ＶＫＩ〜ＶＫ４０と、前記端子
３１とを個別的なボンディングワイヤ４８で接続する。

本実施例の共通信号電極ＶＫＩ〜ＶＫ４０は比較的高硬
度の基板２５上に直接形成されているため、従来の技術
において説明したように、ボンディング動作時にボンデ
ィング用の治具によって共通信号電極ＶＫＩ〜ＶＫ４０
が凹状に屈曲し、これによりワイヤボンディング動作が
不可能となる事態が防がれる。

このような構成を採用することにより、共通信号電極Ｖ
ＫＩ〜ＶＫ４０および可撓性配線基板３２の重ね代Ｗｌ
、Ｗ２が不要となり、光プリンタヘッドの構成をさらに
小形化することができる。

発明の効果 以上のように請求項第１項の発明に従えば、電気絶縁性
基板上に個別信号ラインと共通信号電極とを同一平面上
に形成するようにした。これによりこのような個別信号
ラインおよび共通信号電極を形成するに当たって、複数
回の金属粒子蒸着やエツチングなどの工程を単一回に削
減することができ、製造工程が大幅に簡略化される。ま
た前記電力供給用配線基板と共通信号電極とを電気的に
接続しようとする場合、共通信号電極が電気絶縁性基板
上に直接に形成されるため、ワイヤボンディングの技術
でこれを行うことができ、印刷配線基板を含む本件光プ
リンタヘッドの構成を格段に小形化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光プリンタヘッド２１の斜
視図、第２図は光プリンタヘッド２１の断面図、第３図
は光プリンタヘッド２１の斜視図、第４図および第５図
は本実施例の個別信号ライン１１〜１６４および共通信
号電極ＶＫＩ、ＶＫ２・・・の形成方法を説明する平面
図、第６図は個別信号ライン１１〜１６４の形状を決定
する原理を説明する図、第７図は本発明の他の実施例の
光プリンタヘッドを説明するブロック図、第８図は本発
明のさらに他の実施例の光プリンタヘッド２１ａの斜視
図、第９図は第８図の切断面線ＩＸ　−ＩＭから見た断
面図、第１０図は典型的な従来例の光プリンタヘッド１
の断面図、第１１図は光プリンタヘッド１の外観形状を
説明する分解斜視図、第１２図は第１１図の切断面線■
−■から見た断面図である。 ２１．２１ａ・・・光プリンタヘッド、２４・・・ハウ
ジンク、２５・・・基板、２８．４８・・・ボンディン
グワイヤ、３２・・・可撓性配線基板、３３・・・押圧
部材、４１・・弯曲部、４２・・・アレイ接続部、４３
・・・基板接続部 代理人　　弁理士　画数　圭一部 第 図 第 図 第 区 第 図 第 図 第１０図 第１１ 図 第 １２図 害（方式） 、事件の表示 特願平ｌ−１ 、発明の名称 光プリンタヘソ 、ｌ′Ｉ０正をする者 代表者 ・４、代理人 住　所　大阪市西区西本町１丁目１３＃３８号　新興産
ビル国装置ＥＸ　０５２５−５９８５　　ＩＮＴＡＰＴ
国際ＦＡＸ　（０６）５３８　０２４７（代表）電話＜
０６）５３１３−０２６３（代表）６、力ｊ正の財宝 図面 ７、補正の内容 図面の浄書　（内容に変更なし）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）複数の発光素子が一直線上に配列される複数の発
   光素子アレイが電気絶縁性配線基板上に一直線上に配列
   され、各発光素子アレイ毎に駆動電力を供給する電力供
   給用配線基板を有する光プリンタヘッドにおいて、 電気絶縁性基板上に設けられ、各発光素子アレイの対応
   する各発光素子に順次的に接続され、前記配列方向と交
   差する双方向へ交互に凸状に弯曲する弯曲部を有する個
   別信号ラインと、 電気絶縁性配線基板上で、個別信号ラインにおける前記
   弯曲部の間に、個別信号ラインと電気的に導通しない位
   置に設けられ、対応する発光素子アレイに接続され、か
   つ前記電力供給用配線基板と接続される共通信号電極と
   を含むことを特徴とする光プリンタヘッド。（２）前記
   共通信号電極と電力供給用配線基板とは金属細線にて接
   続されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   光プリンタヘッド。 （３）前記個別信号ラインにおける弯曲部は、発光素子
   アレイの前記配列方向と交差する方向に関して、０°＜
   θ≦４５°の範囲の値に選ばれる角度θをなす斜行部を
   含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光プ
   リンタヘッド。 （４）前記個別信号ラインにおける弯曲部の形状は、発
   光素子アレイの配列方向に交差する方向に関して凸な曲
   線状に選ばれることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の光プリンタヘッド。