JPH0470363A - 光書き込みヘッド - 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〕 本発明は光書き込みヘッドに係り、特に複数のＬＥＤア
レーチップを実ｇｉする場合の各ＬＥＤアレーチップの
間からの光を遮光した光書き込みヘッドに関する。

〔従来の技術） 一般に、電子写真装置等の書込み装置として用いられる
光書き込みヘッドは、書込み幅の大型化に伴って複数の
所定大のＬＥＤアレーチップを発光部の配列方向に複数
連接することによって形成されている。

第１５図から第１７図はこの種の従来の光書き込みヘッ
ドの一例を示している。

この光書き込みヘッド１は、アルミニウム類の放熱板２
上に絶縁材料たるセラミック類の基板３を積層し、この
基板３上に、第１６図および第１７図に示すような、複
数の発光部５．５・・・が整列して形成されている複数
のＬＥＤアレーチップ４を発光部５の配列方向に連接さ
せて導電性接着剤６を介して接着するとともに、基板３
上に導体パターン７を搭載し、前記ＬＥＤアレーチップ
４の表面に形成された通電用電極８と導体パターン７と
をボンディングワイヤ９．９・・・で接続したものであ
る。そして、前記基板３の外周部上には、前記しＥＤア
レーチップ４、導体パターン７、ボンディングワイヤ９
などを保護するためのガラス製の透明カバー１０が接着
されている。

このように構成されている光書き込みヘッド１は、１ｌ
ＪＩＩｌ信号に基いて特定の導体パターン７に通電され
ることにより特定の発光部５が発光し、この発光部５か
らの光が透明カバー１０を介して外部へ出力され、光書
込みに供される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の光書き込みヘッド１においては各
ＬＥＤアレーチップ４の端面の間から発生される光が光
磨き込みに供されてしまうため高品位の画像形成が不可
能であり、またその端面間から発生される光を有効に遮
光する手段も無かった。

更に説明マると、各ＬＥＤアレーチップ４は下端面部分
の背面電極１１をもって導電性接着剤６上にボンディン
グされ、背面電極１１より上へ順にＧａＡｓ基板１２、
ＧａＡｓＰエピタキシャル層１３が層面３れ、ＧａＡｓ
Ｐエピタキシャル履１３内に複数の発光部５，５・・・
が所定ピッチで１列状に拡散形成されている。一方のＧ
ａＡｓ基板１２は発光部５の発光波長に対して不透明で
あるが、他方のＧａＡｓＰエピタキシャル層１３は層面
３あるため、末端部の発光部５で発生した光は、発光部
５から直接外部へ出光するだけでなく、ＧａＡＳＰエピ
タキシャル１１３内を通ってＧａＡｓＰエピタキシャル
層１３の層面３ら隣接するＬＥＤアレーチップ４，４間
の間隙１４内へ出光される。末端部の発光部５とＬＥＤ
アレーチップ４の端面との距離は約１０μｍＦｉ度と小
さいため、ＧａＡｓＰエピタキシャル層１３か層面３１
４内へ出光する光の輝度は高い。しかも、各ＬＥＤアレ
ーチップ４の端面はその製造工程上の理由から、間１１
ｉ１４が下方に向う程広くなる傾斜を有しており、Ｇａ
Ａｓ基板１２の端面は金属光沢を有し、かつ、導電性接
着剤６も銀ペースト等からなるために金属光沢を有して
いるため、間隙１４内へ出光された光は各金禽光沢面を
反射して間隙１４の上端部の開口より外部へ出光されて
行く。この間隙１４の上端部の、開口の発光部５の列方
向の幅は各発光部５の幅の約４０％程度の約２０μｍ程
度であり、発光部５の配列方向と直交方向の幅はＬＥＤ
アレーチップ４の幅とほぼ同等の約５００μｍであり、
間隙１４の深さはＬＥＤアレーデツプ４の高さと同等の
約３００μｍである。従って、発光部５の列方向と直交
方向のかなり広い範囲に亘って、不要な光書き込みが行
なわれることとなる。例えば第１８図に示すように、市
松模様からなるハーフトーン状の光書き込みを行なった
場合には、各ＬＥＤアレーチッ７４間の間隙１４の部分
だけ狭い幅で連続した濃いパターンＡ（同図の上下方向
の大賞線部分）の印字が施されてしまい、印字品位が低
下されてしまう。

この問題を解消するためには、各ＬＥＤアレーチップ４
の端面に遮光塗料等を塗布することが考えられるけれど
も、ＬＥＤアレーチップ４自身が非常に小さいものであ
るため、端面を遮光処理することは非常に困難であり、
実現性に乏しいものである。

そこで、各ＬＥＤアレーチッ７４間の間隙１４を遮光体
で隠蔽して遮光することが提案されているが、下記の理
由によって良好な遮光が実現されていない。

従来の光書き込みヘッド１による感光体への光書込みは
、両者の間に配設した自己集束型ロッドレンズアレー（
図示せず）によって、各ＬＥＤアレーチップ４の各発光
部５から発光された光を感光体の表面に結像させるよう
にして行なわれるものであり、各発光部５と自己集束型
ロッドレンズアレーとの間隔は約５ＩＩＩＩ程度である
。しかし、自己集束型ロッドレンズアレーの焦点は各発
光１！１ｌ１５の表面に合わせられているため、遮光体
による遮光を確実に行なうには、遮光体を各ＬＥＤアレ
ーチップ４の表面若しくは表面に非常に近い位置に設け
る必要がある。

ところが、従来の光書き込みヘッド１においては、各Ｌ
ＥＤアレーチップ４の通電用電極８と導体パターン７と
を接続する各ボンディングワイヤ９が、ＬＥＤアレーチ
ップ４の表面より約３００μ扉の高さで立上げられてい
るため、ＬＥＤアレーチップ４の表面近くに遮光体を配
設することは不可能であり、隣接するＬＥＤアレーチッ
プ４の表面に遮光体を掛は渡すようにして配設しなけれ
ばならない。

しかしながら、各ＬＥＤアレーチップ４には製造上高さ
に誤差が有り、また、各ＬＥＤアレーチップ４を基板３
上へ導電性接着剤６を介してボンディングするために、
各間隙１４の大きさに差が生じるものであり、一定の大
きさの遮光体によって各間隙１４を確実に隠蔽すること
は不可能であった。また、これらの誤差を吸収するため
に大きな遮光体を配設しようとすると、各ＬＥＤアレー
チップ４の長手方向の端面と最端部の発光部５の端部と
の間隔が約１０μｍ以下と非常に小さいため、大きな遮
光体で発光部５の一部を覆ってしまって、光書き込みに
必要な光まで遮光するという不都合があった。

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、複数
のＬＥＤアレーチップを発光体の配列方向に連接させた
光書き込みヘッドにおいて、隣接するＬＥＤアレーチッ
プの間の間隙からの光を完全に遮光することができ、し
かも製造が容易であり、発光体のピッチを均等に配設す
ることができ、高品位の印字を行なうことのできる光書
き込みヘッドを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するため本発明の光書き込みヘッドは、
複数のＬＥＤアレーチップを実装基板に発光部の配列方
向に連続させて実装している光書き込みヘッドにおいて
、前記実装基板は前記ＬＥＤアレーチップからの光が透
光可能な透光部を有しており、前記各ＬＥＤアレーチッ
プは発光部を実装基板の前記透光部に対面させて実装さ
れており、隣接する前記ＬＥＤアレーチップの間隙から
前記実装基板の透光部を透過する光を遮光する遮光体が
前記実装基板に設けられていることを特徴とする。

〔作　用〕

本発明によれば、各ＬＥＤアレーチップを発光部を実装
基板に対面させて実装することにより、ＬＥＤアレーチ
ップの高さの製造誤差に拘らずに、全ＬＥＤアレーチッ
プの発光部を同一平面上に配設フることができ、更に、
各ＬＥＤアレーチップの間の間隔を均一にすることがで
きる。また、遮光体を実装基板に設けることにより各Ｌ
ＥＤアレーチップ間の隙間からの光を確実に遮光づ“る
ことができる。これにより、各発光体から発光された光
のみが、実装基板を通過して感光体に向けて出光されて
、光書き込みに供される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図から第１４図について説
明する。

第１図から第５図は本発明の一実施例を示しており、従
来と同一部分には同一符号を付しである。

本実施例の光書き込みヘッド２１は、実装基板２２上に
各ＬＥＤアレーチップ４の発光部５をその実装基板２２
と対面させるようにして配設している。実装基板２２は
各ＬＥＤアレーチップ４の発光部５を透過させる透光性
を有するように形成されており、本実施例においては、
ファイバ束２３が光透過部に埋設されているファイバ・
アレー・プレートが用いられている。

次に、本実施例の更に詳しい構成を、実装基板２２への
各ＬＥＤアレーチップ４を７リツプチツプ方式によって
実装する実装工程と共に説明する。

実装基板２２の上面には、第４図に示すように、実装さ
れる各ＬＥＤアレーチップ４の通電用電極８と対向する
位置にハンダバンブ２７によって接続される導体パター
ン２４が予め形成され、この導体パターン２４の形成と
同時に各ＬＥＤアレーチッ７４間の間隙１４を覆う位置
に間ｌ１１４から発光された光を遮光する遮光体２５が
形成される。

次に、第５図に示すように、実装基板２２上にハンダリ
フロー時にハンダが不必要な部分に広がるのを防止する
ハンダレジスト層２６が形成される。

このハンダレジスト層２６は、各導体パターン２４のう
ちＬＥＤアレーチップ４の通電用電極８と対向する部分
および各ＬＥＤアレーチップ４の発光部５と対向するフ
ァイバ束２３部分を除いた全面に形成きれる。次に、各
通電用電極８に等量のハンダからなるハンダバンブ２７
がそれぞれ付着されている各ＬＥＤアレーチップ４を、
実装基板２２上の各導体パターン２４と各通電用電極８
を適正に対向させるように仮置きする。その後、ハンダ
バンブ２７を加温してハンダリフローさせ、溶融状態の
ハンダの表面張力によって実装基板２２上の導体パター
ン２４と各ＬＥＤアレーチップ４の通電用電極８とを誤
差が１０μｍ以下となるように位置合わせさせた後にハ
ンダを固化させて、各導体パターン２４と通電用電極８
とをハンダを介して確実かつ強固に接続する。

このようにフリップチップ方式により各ＬＥＤアレーチ
ップ４を実装基板２２上に実装しているため、本実施例
の光書き込みヘッド２１においては、ハンダリフロー時
のハンダのセルフアライメント作用によって、各ＬＥＤ
アレーチップ４の通電用電極８と導体パターン２４との
位置合わゼを自動的に高精度の行なうことができる。従
って、複数のＬＥＤ７レーチツプ４，４・・・の実装基
板２２上への実装精度は、実装基板２２上に各導体パタ
ーン２４を高位置精度をもって形成することによって、
高くすることができる。各導体パターン２４は実装基板
２２上にフォトエツチング等によって極めて高精度に形
成され、しかも導体パターン２４上に形成されるハンダ
レジスト層２６もフォトエツチング等によって同様に極
めて高Ｍ度に形成される。これらの実際の誤差は数μｍ
以上に抑えられる。これにより各ＬＥＤアレーデツプ４
は適正位置に実装されることとなり、各ＬＥＤアレーチ
ッ７４間の各間隙１４も所定の大きさでかつ適正位置に
形成されるため、各導体パターン２４と同時に形成した
各遮光体２５は、それぞれ各間隙１４と適正に対向する
こととなり、各間隙１４から発せられる光が実装基板２
２内へ入光しないように確実に遮光される。また、各Ｌ
ＥＤアレーチップ４の高さに製造誤差があっても、各Ｌ
ＥＤアレーチップ４の発光部５が設けられている表面側
を実装基板２２に対向させて実装するものであるため、
前記高さの製造誤差とは無関係に各しＥＤアレーチップ
４の表面と実装基板２２との距離を均一にして実装する
ことができる。実際には各ハンダバンブ２７を均一の量
とすることにより、リフロー後に固化された各ハンダバ
ンブ２７の高さの誤差が数μｍに抑えられることによっ
て実現される。この各ＬＥＤアレーチップ４と実装基板
２２との距離が均一とされることにより、各遮光体２５
による遮光作用が更に確実に行なわれるようになる。

第６図および第７図ｔよ本発明の他の実施例を示す。本
実施例の光書き込みヘッド２１は、前記実施例の遮光体
２５を省きハンダレジスト！２６自身を各ＬＥＤアレー
チップ４の発光部５から発せられる光を遮光できる素材
によって形成して、各間隙１４から発せられる光を遮光
するようにしたものである。本実施例においても前記実
施例と同様に、ハンダレジスト層２６によって良好な遮
光が行なわれる。

第８図および第９図は本発明の他の実施例を示す。本実
施例の光書き込みヘッド２１は、実装基板２２のＬＥＤ
アレーデツプ４側と反対側の適正位置に遮光体２５を形
成して、各ＬＥＤアレ〜チップ４の間の各間隙１４から
発せられる光を遮光するようにしたものである。本実施
例の実装基板２２はファイバ束２３によって各発光部５
から発生した光を透光させるものであり、各間隙１４に
対向しているファイバ束２３を、実装基板２２の各ＬＥ
Ｄアレーチップ４と反対側に形成した遮光体２５によっ
ても十分に遮光できからである。この場合、実装基板２
２のＬＥＤアレーチップ４側に形成した各導体パターン
２４と、実装基板２２の反対側に形成した各遮光体２５
との位置合わせ精度を高くするようにするとよい。

また、実＃Ａ基板２２としては前記各実施例のようにフ
ァイバ束２３を埋設したファイバ・アレー・プレートの
他に、第１０図および第１１図に示すように、各ＬＥＤ
アレーチップ４の発光部５から発生した光を透光させる
ガラス基板２８を用いてもよい。このガラス基板２８に
おいては、前記ファイバ・アレー・プレートと異なり、
ガラス基板２８内に入光した光は拡散するため、光書き
込みの場合には各ＬＥＤアレーチップ４の発光部５に自
己集束型ロッドレンズアレーの焦点を設定するため、各
間隙１４の遮光は、ガラス基板２８の各ＬＥＤアレーチ
ップ４と対向する面のみに遮光体２５または遮光可能な
ハンダレジスト層２６を形成することによって行なわれ
る。本実施例においても、前記各実施例と同様に良好な
遮光作用が発揮される。

前記各実施例の光書き込みヘッド２１を用いて光書込み
を行なう場合を説明する。

ファイバ・アレー・プレートからなる実装基板２２を用
いた光書き込みヘッド２１は、各ＬＥＤアレーチップ４
の各発光部５から発光した光が実装基板２２の各ファイ
バ束２３内を直進して実装基板２２の反対面側に達する
ため、第１２図に示すように、実装基板２２の反対面を
○ＰＣベルト２９に接するようにして光書込みを行なっ
たり、第１３図に示すように、感光ドラム３０の外周面
に自己集束型ロッドレンズアレー３１を介して光書込み
を行なったりすることができる。ＯＰＣベルト２９は無
端状のベースフィルム３２に透明導電膜３３を介して０
ＰＣ３４を設けたものであり、実装基板２２の各ＬＥＤ
アレーチップ４が実装されている面と反対面をベースフ
ィルム３２に数μｍ以内の間隙で設置される。

また、ガラス基板２８を実装基板２２とする場合には、
各ＬＥＤアレーチップ４の発光部５部分に焦点を合わせ
る必要性が有るため、第１４図に示すように、自己集束
型ロッドレンズアレー３１を用いて感光ドラム３０に光
書き込みを行なう場合にだけ利用することができる。

前記第１２図から第１４図の各場合において、それぞれ
遮光体２５またはハンダレジスト層２６によって各ＬＥ
Ｄアレーチップ４の間の間隙１４から発生される光を確
実に遮光して、光書き込みに必要とされるＬＥＤアレー
チップ４の各発光部５から発せられる光のみによって極
めて高精度の光書き込みが行なわれる。また、各ＬＥＤ
アレーデツプ４はハンダバンブ２７のリフロー時のセル
フアライメント作用によって、各発光部５を所定ピッチ
に正確に位置合わせして実装基板２２、ガラス基板２８
に実装され、しかも、各発光部５を同一平面上に保持す
るように実装されているため、更に高精度の光書き込み
が行なわれ、高品位の印字が施される。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
必要に応じて変更することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の光書き込みヘッドは構成さ
れ作用するものであるから、複数のＬＥＤアレーチップ
を発光部の配列方向に連接させた光書込みヘッドにおい
て、隣接するＬＥＤアＬ／−チップの間の間隙からの光
を完全に遮光することができ、しかも製造が容易であり
、発光体のピッチを均等に配設することができ、高品位
の印字を行なうことができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図は本発明の光書き込みヘッドの一実施
例を示し、第１図は一部の斜視図、第２図は第１図の■
−■線に沿った拡大断面図、第３図は第１図の■−■線
に沿った拡大断面図、第４図は導体パターンと遮光体と
の形成状態を示す平面図、第５図はハンダレジスト層の
形成状態を示す平面図、第６図および第７図は本発明の
他の実施例を示す第３図および第５図と同様の図、第８
図および第９図は本発明の更に他の実施例を示す第３図
および第５図と同様の図、第１０図および第１１図は本
発明の更に他の実施例を示す第３図および第５図と同様
の図、第１２図から第１４図はそれぞれ本発明の実施例
を適用した光書き込み方式を示す斜視図、第１５図は従
来の光書き込みヘッドを例示する断面図、第１６図は従
来のＬＥＤアレーチップの連続状態を示す平面図、第１
７図は第１６図のｘｖｉ−ｘｖｉ線に沿った断面図、第
１８図は従来例によって印字された印字状態を示す説明
図である。 ４・・・ＬＥＤアレーチップ、５・・・発光部、１４・
・・間隙、２１・・・光書き込みヘッド、２２・・・実
装基板、２４・・・導体パターン、２５・・・遮光体、
２６・・・ハンダレジスト層、２８・・・ガラス基板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のＬＥＤアレーチップを実装基板に発光部の配列方
   向に連続させて実装している光書き込みヘッドにおいて
   、前記実装基板は前記ＬＥＤアレーチップからの光が透
   光可能な透光部を有しており、前記各ＬＥＤアレーチッ
   プは発光部を実装基板の前記透光部に対面させて実装さ
   れており、隣接する前記ＬＥＤアレーチップの隙間から
   前記実装基板の透光部を透過する光を遮光する遮光体が
   前記実装基板に設けられていることを特徴とする光書き
   込みヘッド。