JPH04366659A - Ｌｅｄプリントヘッド - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式プリンタ
ーなどの記録装置に使用されるＬＥＤプリントヘッドに
関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＥＤプリントヘッドの駆動方式の１つ
であるダイナミック駆動方式は、１個の駆動素子（駆動
制御用ＩＣ）で複数のＬＥＤアレイチップを時分割駆動
させる方式であり、１個の駆動制御用ＩＣで１個のＬＥ
Ｄアレイチップを駆動させるダイレクト駆動方式と比べ
、駆動制御用ＩＣの数を少なくできるため低価格化の可
能性がある駆動方式と考えられている。

【０００３】以下、このダイナミック駆動方式を採用し
た従来のＬＥＤプリントヘッドの構造について説明する
。

【０００４】図４はＡ４幅、３００ｄｐｉの解像度を有
する従来のＬＥＤプリントヘッドの平面図であり、図６
はその断面図である。

【０００５】図４において、１はＬＥＤプリントヘッド
基板であって、この基板１上には６４ビットの印字デー
タ信号ライン６が束になってクランク状に形成されてお
り、絶縁層３（図６参照）を介してカソード電極７−１
〜７−４０上にＬＥＤアレイチップ５−１〜５−４０が
銀ペースト等により列状に接着されている。また、基板
１上に電源／入力信号ライン８と、その近傍に駆動制御
用ＩＣ４ａ，４ｂを実装し、それぞれの素子電極をボン
ディングワイヤー９（図６参照）で電気的に接続しＬＥ
Ｄアレイチップ５−１〜５−４０を１ケ毎に選択的に時
分割駆動することができる。また、図６の如く、外部回
路接続用のコネクタ１４、コンデンサ等の電気部品を搭
載するため、補強板１６付きのＦＰＣ（フレキシブル基
板）１５とを組み合わせた構造としている。

【０００６】次に、従来のＬＥＤプリントヘッドに使用
されるＬＥＤアレイチップは、図７に示すように６４ビ
ットの電極１１が千鳥状に配列されたもので、ＧａＡｓ
Ｐの素材からなる。

【０００７】印字データ信号ライン６についてさらに具
体的に説明していくと、図４のガラス基板１上に印字デ
ータ信号ライン６は、薄膜技術によって被着形成される
。この薄膜技術によファインピッチの配線形成ができる
。まず、スパッタリング法等で金属材料（アルミニウム
）を真空中で成膜した後、フォソリソグラフィー工程、
エッチング工程を経て電極６ａ，６ｂ及び導通パターン
６ａ−１，６ｂ−１を形成する。

【０００８】図５はその電極６ａ，６ｂのパターンの部
分拡大図で、本図にしたがって詳細に説明すると、電極
６ａ，６ｂの配置は、ＬＥＤアレイチップのアノード電
極１１の千鳥状配置と同配置で形成でき、そのピッチＰ
は１６６μｍ程度で、電極間Ｐ１の約６６μｍの間に電
極６ｂの導通パターン６ａ−１が引き回しされる。また
、この電極６ａ，６ｂにはワイヤーボンディングのため
金メッキが施されている。

【０００９】この千鳥状の電極パターンを横一列に形成
し、導通パターン６ａ−１，６ｂ−１で隣接する電極列
６ａ，６ｂとつなぎあわせていき６４本の束となってク
ランク状にパターン構成したものが印字データ信号ライ
ン６である。

【００１０】この印字データ信号ライン６のつなぎの例
を図４中の破線ブロックＸで説明すると、ＬＥＤアレイ
チップ５−１の電極番号１に対してＬＥＤアレイチップ
５−２の電極番号６４、ＬＥＤアレイチップ５−１の電
極番号２に対してＬＥＤアレイチップ５−２の電極番号
６３・・・ＬＥＤアレイチップ５−３９の電極番号１に
対してＬＥＤアレイチップ５−４０の電極番号６４、Ｌ
ＥＤアレイチップ５−３９の電極番号２に対してＬＥＤ
アレイチップ５−４０の電極番号６３という具合に結線
される。また、延長として両端の駆動用ＩＣ４ａ，４ｂ
の出力端子と接続するパターンが形成され、ともにつな
がって２ケの駆動用ＩＣ４ａ，４ｂでＬＥＤアレイチッ
プ４０ケを時分割駆動できるようになっている。

【００１１】上記印字データ信号ライン６を形成した基
板１上に、例えばポリイミド製材料からなる絶縁層３を
介してカソード電極７−１〜７−４０を積層形成し、こ
のパターン上にＬＥＤアレイチップ５−１〜５−４０を
銀ペースト等のより列状にダイボンドされる。

【００１２】ダイボンドは、印字データ信号ライン６の
電極位置に応じてＬＥＤアレイチップ５−１〜５−４０
を位置決め接着し、それぞれの素子電極番号に応じて図
６に示すようにボンディングワイヤー９にて電気的に接
続を行うことができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術においても６４ビットのＬＥＤアレイチッ
プ及び駆動用ＩＣを用いたＡ４幅、３００ｄｐｉのＬＥ
Ｄプリントヘッドの場合、ＬＥＤアレイチップのアノー
ド電極は８３μｍ程度のピッチで千鳥状に配置されてい
るため、これに対応する基板側のボンディング電極のピ
ッチＰもアノード電極のピッチに合わせて８３μｍにす
る必要がある。

【００１４】さらに、基板上に８３μｍピッチでボンデ
ィング電極を千鳥状に配置するには、ボンディング電極
の幅を１００μｍとすると、図５に示すＰ１は６６μｍ
となり、この間隔に１本パターンを通すことになると、
薄膜技術や厚膜技術が必要となり、ガラス基板等の高耐
熱基板を用いなければならない。

【００１５】ガラス基板やセラミック基板はコストが高
いばかりか、穴加工が事実上できないため、外部回路と
の接続のためのコネクタを実装できない。したがって、
硬質印刷基板やＦＰＣと組み合わせた構成をとっている
が、これがかえってＬＥＤプリントヘッドの構造を複雑
にするばかりかコストを高くしている。

【００１６】本発明は上記に鑑み、ＬＥＤプリントヘッ
ドの構造を簡素化し、かつ低価格化を図ることを目的と
する。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、図１ないし図３の如く、ＬＥＤプリントヘッド基
板２上に、駆動素子４ａ，４ｂと、ＬＥＤ素子が複数個
列状に配設されて成るＬＥＤアレイチップ５−１〜５−
４０とを備え、駆動素子４ａ，４ｂにて複数個のＬＥＤ
アレイチップ５−１〜５−４０を時分割駆動するダイナ
ミック方式のＬＥＤプリントヘッドにおいて、前記ＬＥ
Ｄプリントヘッド基板２は、ＬＥＤアレイチップ駆動用
の印字データ信号パターン６と、入力／共通パターン等
の電気回路パターン７−１〜７−４０，８とが１枚の片
面硬質印刷配線基板上に形成されてなり、該印字データ
信号パターン６が上下段に分割して配置され、前記片面
硬質印刷配線基板上に外部回路との接続のためのコネク
タ１４が実装されたものである。

【００１８】

【作用】上記課題解決手段において、ＬＥＤアレイチッ
プ駆動用の印字データ信号パターン６を上下段に分割し
ているため、印字データ信号パターン６の配線ピッチを
広くすることができる。このため、印字データ信号パタ
ーン６の形成に際しては、従来のように薄膜技術等を用
いなくても、通常のエッチング技術にて行えるため、Ｌ
ＥＤプリントヘッド基板２に硬質印刷配線基板を使用す
ることができる。

【００１９】また、１枚の硬質印刷配線基板２の片面上
に印字データ信号パターン６、入力／共通パターン等の
電気回路パターン７−１〜７−４０，８を形成している
から、作業工数が少なくでき低コストで済む。

【００２０】さらに、硬質印刷配線基板２は穴加工性が
よいから、従来のようにＦＰＣと組み合わせることなく
、コネクタ１４を硬質印刷配線基板２に直接取り付ける
ことができる。

【００２１】以上のことから、ＬＥＤプリントヘッド基
板２は１枚の片面硬質印刷配線基板から構成することが
でき、ＬＥＤプリントヘッドの構造が簡素化し、しかも
ＬＥＤプリントヘッドの低価格化が実現できる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図３に
基づいて説明する。

【００２３】図示の如く、本実施例のＬＥＤプリントヘ
ッドは、ＬＥＤプリントヘッド基板２上に、駆動素子４
ａ，４ｂと、ＬＥＤ素子が複数個列状に配設されて成る
ＬＥＤアレイチップ５−１〜５−４０とを備え、駆動素
子４ａ，４ｂにて複数個のＬＥＤアレイチップ５−１〜
５−４０をを時分割（ダイナミック）駆動する。

【００２４】本ＬＥＤプリントヘッドに使用されるＬＥ
Ｄアレイチップは、図７で示した従来技術とほぼ同様に
構成されているので、この図に基づいて説明する。

【００２５】ＬＥＤアレイチップ５−１〜５−４０は、
発光部１３が解像度３００ｄｐｉに対応するピッチ（約
８４．７μｍピッチ）で一直線状に６４ケ並んでおり、
各ＬＥＤアレイチップには千鳥状に配置されたワイヤー
ボンド用のアノード電極１１が形成されている。一方、
カソード電極１２は、各ＬＥＤ素子とも共通になってお
り、チップ裏面に形成されている。なお、ＬＥＤアレイ
チップの材料としては通常ＧａＡｓＰが用いられる。

【００２６】図１は本発明の一実施例に係るＡ４幅、３
００ｄｐｉ解像度のＬＥＤプリントヘッドの要部平面図
を示している。

【００２７】図において、２はＬＥＤプリントヘッド基
であって、この基板２はガラスエポキシ素材からなる片
面硬質印刷配線基板である。

【００２８】この基板２の表面には、３２ビットのデー
タ信号ラインの束が１束となって上下段それぞれ１束づ
つで６４ビットとした印刷データ信号ライン６（ワイヤ
ー中継電極１０も含む）と、電源／データ信号用の入力
信号ライン８およびカソード電源ライン７−１〜７−４
０とが総括して形成されている。そして、駆動素子（駆
動用ＩＣ）４ａ，４ｂおよびＬＥＤアレイチップ５−１
〜５−４０が図中に示す位置に導電性ペーストを介して
ダイボンドされる。

【００２９】ここで、片面印刷硬質配線基板１上の印刷
データ信号ライン６のパターンについて説明する。

【００３０】印刷データ信号ライン６上に形成された電
極６ａの詳細は、図２の部分拡大図で示しており、本図
により述べると、電極６ａは、ＬＥＤアレイチップ（６
４ビット）５−１〜５−４０の千鳥状アノード電極１２
のピッチＰ＝１６６μｍ（図７参照）と同ピッチで縦方
向に電極６ａを１００μｍずらした配置でパターン形成
される。また、この電極６ａ部分には、ワイヤーボンデ
ィングのための金メッキが施されている。

【００３１】このような電極パターンが縦方向に３２ケ
配列され、上下段に分割して３２ビットを１束とし、そ
の配線巾は３ｍｍとなる。このパターンをＬＥＤアレイ
チップ５−１〜５−４０に対応した長さで配線形成され
たものが印字データ信号ライン６である。

【００３２】また、この上下段の配線パターンの間にワ
イヤー中継電極１０を設けている。このワイヤー中継電
極１０は、上段電極列６ａに対応した同ピッチで形成し
、ワイヤーボンデドが２回必要になるため、上段電極６
ａの２００μｍサイズより大きくしている。上下段の印
字データ信号ライン６とワイヤー中継電極１０とを含め
ると、配線巾は約７ｍｍで形成できる。また、この印字
データ信号ライン６を延長して駆動用ＩＣ４ａ，４ｂと
の出力端子（６４ビット）との接続用パターンが形成さ
れる。

【００３３】こうした印字データ信号ライン６の下にＬ
ＥＤカソード電極ライン７−１〜７−４０が印字データ
信号ライン６の３２ビット分割電極パターンに対応し個
別に形成されており、コネクタ１４（図３参照）と接続
されている。このライン上にＬＥＤアレイチップ５−１
〜５−４０が銀ペースト等でダイボンドされる。

【００３４】さらに、このカソード電極ライン７−１〜
７−４０の両端に、入力データ信号ライン８が形成され
、図３の如く、外部接続端子であるコネクタ１４に接続
されてている。また、近傍には、駆動用ＩＣ４ａ，４ｂ
が銀ペースト等でダイボンドされる。

【００３５】つぎに、ＬＥＤアレイチップ５−１〜５−
４０のアノード電極１１（図７参照）と印字データ信号
ライン６の電極列６ａ，６ｂとを対応しながら、図３の
ようにボンディングワイヤー９で電気的に接続する。

【００３６】ここで、ダイナミック駆動方式の印字デー
タ信号ライン６のつなぎ方を図１中の破線ブロックＹで
説明する。なお、図１に記載されている番号１〜６４は
各電極番号を示す。

【００３７】例えばＬＥＤアレイチップ５−１の奇数電
極１〜６３は、下段の奇数電極１〜６３と接続、ＬＥＤ
アレイチップ５−１の偶数電極２〜６４は、ワイヤー中
継電極１０の２〜６４に接続し、かつ中継電極１０の２
〜６４（３２ケ）を介して上段の偶数電極２〜６４に接
続を行うことにした２ステツプのボンディングを行う。

【００３８】駆動用ＩＣ４ａ，４ｂにおいても同様に、
印字データ信号ライン電極６ａ，６ｂと出力端子（図示
せず）、入力端子（図示せず）と入力データ信号ライン
８とがボンディングされる。そして、２ケの駆動用ＩＣ
４ａ，４ｂにてＬＥＤアレイチップ（発光部１３）を時
分割駆動している。

【００３９】以上のように、ＬＥＤアレイチップ駆動用
の印字データ信号ライン６を上段段み分割しているため
、印字データ信号パターン６の配線ピッチを広くするこ
とができる。このため、印字データ信号ライン６の形成
に際しては、従来のように薄膜技術等を用いなくても、
通常のエッチング技術にて行えるため、ＬＥＤプリント
ヘッド基板２に硬質印刷配線基板を使用することができ
る。

【００４０】また、印字データ信号ライン６、カソード
電極ライン７−１〜７−４０、入力データ信号ライン８
等のパターンを１枚の硬質印刷配線基板２片面上に形成
することで、作業工数が少なくでき低コストで済む。

【００４１】さらに、硬質印刷配線基板２は穴加工性が
よいから、従来のようにＦＰＣと組み合わせることなく
、コネクタ１４等の電気部品を硬質印刷配線基板２に直
接取り付けることができる。

【００４２】以上のことから、ＬＥＤプリントヘッド基
板２は１枚の片面硬質印刷配線基板から構成することが
でき、ＬＥＤプリントヘッドの構造が簡素化し、しかも
ＬＥＤプリントヘッドの低価格化が実現できる。

【００４３】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。

【００４４】上記実施例において、ＬＥＤプリントヘッ
ドはＡ４幅、３００ｄｐｉ解像度のもので説明している
が、Ａ４幅以外の印字幅、３００ｄｐｉ以外の解像度の
ＬＥＤプリントヘッドについても適用できる。また、ア
ノードコモンタイプのＬＥＤアレイチップについても適
用できるのは勿論である。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、１枚の片面硬質印刷配線基板上に印字データ信
号パターン、入力／共通パターン等の電気回路パターン
を形成しているため、従来の薄膜技術で形成したガラス
基板が不要となり、作業工数が少なくでき低コストで済
む。

【００４６】また、１枚の片面硬質印刷配線基板にコネ
クタ及が取り付けられるため、ＬＥＤプリントヘッドの
構造を簡素化でき、しかもＬＥＤプリントヘッドの低価
格化が実現するといった優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例に係るＬＥＤプリント
ヘッドの要部平面図である。

【図２】図２は同じくそのＬＥＤプリントヘッド基板上
に形成された電極部分の拡大図である。

【図３】図３はＬＥＤプリントヘッドの構造を示す断面
図である。

【図４】図４は従来のＬＥＤプリントヘッドの平面図で
ある。

【図５】図５は同じくそのＬＥＤプリントヘッド基板上
に形成された電極部分の拡大図である。

【図６】図６はＬＥＤプリントヘッドの構造を示す断面
図である。

【図７】図７はＬＥＤアレイチップを示す図である。

【符号の説明】 ２　　　　　　　　　　　　片面硬質配線基板４ａ，４
ｂ　　　　　　　　駆動用ＩＣ５−１〜５−４０　　　
　ＬＥＤアレイチップ６　　　　　　　　　　　　印字
データ信号ライン６ａ，６ｂ　　　　　　　　電極 ６ａ−１，６ｂ−１　　　　導通パターン７−１〜７−
４０　　　　カソード電極ライン８　　　　　　　　　
　　　入力データ信号ライン９　　　　　　　　　　　
　ボンディングワイヤー１０　　　　　　　　　　　　
ワイヤー中継電極１１　　　　　　　　　　　　アノー
ド電極１２　　　　　　　　　　　　カソード電極１３
　　　　　　　　　　　　発光部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ＬＥＤプリントヘッド基板上に、駆動
   素子と、ＬＥＤ素子が複数個列状に配設されて成るＬＥ
   Ｄアレイチップとを備え、駆動素子にて複数個のＬＥＤ
   アレイチップを時分割駆動するダイナミック方式のＬＥ
   Ｄプリントヘッドにおいて、前記ＬＥＤプリントヘッド
   基板は、ＬＥＤアレイチップ駆動用の印字データ信号パ
   ターンと、入力／共通パターン等の電気回路パターンと
   が１枚の片面硬質印刷配線基板上に形成されてなり、該
   印字データ信号パターンが上下段に分割して配置され、
   前記片面硬質印刷配線基板上に外部回路との接続のため
   のコネクタが実装されたことを特徴とするＬＥＤプリン
   トヘッド。