JPH08156320A

JPH08156320A - Ｌｅｄプリンタヘッド及びその製造方法

Info

Publication number: JPH08156320A
Application number: JP30466694A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Notohara; 康裕能登原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-12-08
Filing date: 1994-12-08
Publication date: 1996-06-18

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、装置の小型化ができ、ばらつきの
ない高解像度の印字品質および機械的衝撃に強い安定し
た光学特性を有するＬＥＤプリンタヘッドおよび光学系
とＬＥＤアレーとの位置合わせが容易かつ製造方法が極
めて簡単なＬＥＤプリンタヘッド及びその製造方法を提
供する。【構成】本発明は、光源となるＬＥＤアレー３と、Ｌ
ＥＤアレー３を構成するＬＥＤチップを選択駆動するＬ
ＥＤ駆動回路と、ＬＥＤアレー３からの光線を感光体ド
ラムに導くための光学系からなるＬＥＤプリンタヘッド
において、光学系が導波路５およびレンズ６またはマイ
クロレンズを有し、光学系が紫外線硬化樹脂および金型
を用いて形成される構成を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は文字や図形情報等を鮮明
に印字、記録するためのＬＥＤプリンタに用いられるＬ
ＥＤプリンタヘッド及びその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータを用いたデータ、情
報等の処理の進歩に伴いワードプロセッサをはじめとす
る入力装置及びその出力端末となる種々の方式のプリン
タが普及している。プリンタの種類としては、ドット型
プリンタ、熱転写型プリンタ、インクジェットプリン
タ、レーザープリンタ及びＬＥＤプリンタ等の種々の方
式が提案、実用化されている。その中でＬＥＤプリンタ
は、原理的に電子写真方式であることから、レーザープ
リンタと同様に高解像度で印字品質が極めて高く、高速
かつ低騒音等の特徴を有する。しかも、レーザープリン
タと異なり複雑な光学系を具備しないために、プリンタ
の小型化が容易である。また、機械的な可動部がないた
め機械的衝撃に強い等の特徴を有し、今後の更なる普及
が期待されている。そのためには、ＬＥＤプリンタの更
なる低コスト化が必要であり、その鍵となるＬＥＤプリ
ンタの主要部分であるＬＥＤプリンタヘッドの廉価なる
提供が要求されている。

【０００３】以下に従来のＬＥＤプリンタヘッドについ
て説明する。図１４はＬＥＤプリンタの構成図である。
図１４において、３１はＬＥＤプリンタヘッド部、３２
は感光体ドラム、３３は帯電器、３４は現像器、３５は
転写器、３６は除電ランプ、３７はトナークリーナー、
３８は定着器、３９は用紙である。ここで、図１５に従
来のＬＥＤプリンタヘッドの斜視図を示す。図１５にお
いて、３は基板上に配置したＬＥＤアレー、４はドライ
バーＩＣであり、４０は光学系としての円柱状レンズの
アレー（以下セルフォックレンズ４０とする）である。
ここでセルフォックレンズ４０とは、線状光源であるＬ
ＥＤアレー３に対して光を線状に集光するレンズであ
る。

【０００４】また、従来のＬＥＤプリンタヘッドの製造
方法について図１５の構成をもとに説明する。図１５に
おいて、外部からの電源、信号を受ける基板上にＬＥＤ
アレー３およびドライバーＩＣ４を配置し、ワイヤボン
ダを用いて基板上のリード線（いずれも図示せず）とド
ライバーＩＣ４およびＬＥＤアレー３を結線し、一次元
にＬＥＤ発光点を有するＬＥＤモジュールを形成する。
また、光学系としてセルフォックレンズ４０を用いる
が、セルフォックレンズ４０は、屈折率分布を有する微
小な円柱状ガラスレンズを多数本集合させ整列させ、切
断及び端面の研磨を行い形成される。このセルフォック
レンズ４０をＬＥＤモジュール上に配置する。この配置
においては、ＬＥＤからの光線が感光体ドラムに焦点結
像するように配置する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、ＬＥＤモジュールとセルフォックレンズ
の微小な位置合わせを行う必要があり、組み立て後にお
いて機械的衝撃により位置ずれが起きるという問題点が
あった。さらに、セルフォックレンズを透過する光線が
セルフォックレンズの位置により周期的なばらつきを生
じ、高解像度を得る上で大きな問題点を有していた。ま
た、セルフォックレンズは、円柱状ガラスレンズの屈折
率分布の厳密な調整、微小な円柱状レンズを多数本集
合、整列させた後に切断および端面の研磨が必要であ
り、さらに、組立時にセルフォックレンズとＬＥＤアレ
ーとの位置合わせを要するなど工程が複雑になるという
量産上の問題点を有していた。

【０００６】したがって本発明は上記従来の問題点を解
決するもので、装置の小型化が可能で、ばらつきのない
高解像度の印字品質および機械的衝撃に強い安定した光
学特性を有するＬＥＤプリンタヘッドおよび光学系とＬ
ＥＤとの位置合わせが容易、製造工程が極めて簡単なＬ
ＥＤプリンタヘッド及びその製造方法を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１に記載のＬＥＤプリンタヘッドは、
光源となるＬＥＤアレーと、前記ＬＥＤアレーを構成す
るＬＥＤチップを選択駆動するＬＥＤ駆動回路と、前記
ＬＥＤアレーからの光線を感光体ドラムに導くための光
学系と、を有するＬＥＤプリンタヘッドであって、前記
光学系が導波路とレンズを有し、前記導波路と前記レン
ズが紫外線硬化樹脂を用いて形成される構成を有してい
る。

【０００８】請求項２に記載のＬＥＤプリンタヘッド
は、請求項１において、前記ＬＥＤアレーと、前記ＬＥ
Ｄ駆動回路と、前記導波路と、前記レンズとが、同一基
板上に配置される構成を有している。

【０００９】請求項３に記載のＬＥＤプリンタヘッド
は、請求項１または２の内いずれか１において、前記導
波路の一端面に仰角をなす斜面を設け、前記斜面に反射
鏡を備えた構成を有している。

【００１０】請求項４に記載のＬＥＤプリンタヘッド
は、光源となるＬＥＤアレーと、前記ＬＥＤアレーを構
成するＬＥＤチップを選択駆動するＬＥＤ駆動回路と、
前記ＬＥＤアレーからの光線を感光体ドラムに導くため
の光学系と、を有するＬＥＤプリンタヘッドであって、
前記光学系がマイクロレンズを有し、前記マイクロレン
ズが紫外線硬化樹脂を用いて形成される構成を有してい
る。

【００１１】請求項５に記載のＬＥＤプリンタヘッド
は、請求項４において、前記ＬＥＤアレーと、前記ＬＥ
Ｄ駆動回路と、前記マイクロレンズとが、同一基板上に
配置された構成を有している。

【００１２】請求項６に記載のＬＥＤプリンタヘッド
は、請求項４または５の内いずれか１において、前記マ
イクロレンズがＬＥＤの発光点に対して１対１または多
対１に形成される構成を有している。

【００１３】請求項７に記載のＬＥＤプリンタヘッドの
製造方法は、請求項１乃至３の内いずれか１に記載のＬ
ＥＤプリンタヘッドの製造方法であって、前記導波路と
前記レンズを同一の金型を用いて前記紫外線硬化樹脂を
型形成および硬化する工程を有する構成をしている。

【００１４】請求項８に記載のＬＥＤプリンタヘッドの
製造方法は、請求項４乃至６の内いずれか１に記載のＬ
ＥＤプリンタヘッドの製造方法であって、前記マイクロ
レンズを紫外線を透過する金型を用いて前記紫外線硬化
樹脂を型形成および硬化させる工程を有する構成をして
いる。

【００１５】ここで、紫外線硬化樹脂としてウレタンア
クリレート系を用いる。また、金型の材質としてホウケ
イ酸ガラスやウレタンアクリレート系樹脂等を用いる。

【００１６】

【作用】この構成によって、基板上にＬＥＤアレーとＬ
ＥＤ駆動回路の配設とともに、紫外線硬化樹脂を用いて
導波路とレンズを一体化して光学系を形成またはウェハ
上のＬＥＤ発光点に対して１対１又は多対１にマイクロ
レンズを形成することにより、光学的距離を短くでき、
装置の小型化を実現できるとともに、光学系とＬＥＤと
の位置合わせが容易になり、ばらつきのない高解像度の
印字品質を得ることができる。しかも、基板上にＬＥＤ
アレーと、ＬＥＤ駆動回路と、光学系とを一体化して形
成するため、機械的衝撃に強い安定した光学特性を有す
るＬＥＤプリンタヘッドを得ることができる。さらに、
紫外線硬化樹脂と金型を用いて、導波路およびレンズ、
またはマイクロレンズを形成したことにより、製造工程
を極めて簡単にすることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の第一実施例について、図面を
参照しながら説明する。

【００１８】（実施例１）第１実施例ではＬＥＤの発光
面が電極に対し端面にある端面発光の場合について示
す。図１は、本発明の第１実施例のＬＥＤプリンタヘッ
ドの斜視図である。図２において、図２（ａ）は第１実
施例のＬＥＤプリンタヘッドの平面図、図２（ｂ）は図
２（ａ）におけるＬＥＤプリンタヘッドのＡ−Ａ′の断
面図、図２（ｃ）は図２（ａ）における導波路５のＢ−
Ｂ′の断面図である。図２において、１はガラス基板、
２は１つの発光点をもつＬＥＤチップ、３は記録密度に
応じてＬＥＤチップ２を一列に並べたＬＥＤアレーであ
る。４はＬＥＤチップ２をそれぞれ独立に駆動するため
のＬＥＤ駆動回路であるドライバーＩＣ、５はＬＥＤア
レー３上のＬＥＤチップ２と１対１に対応し、ＬＥＤチ
ップ２から放出された光線を導くための導波路、６は導
波路５を通過した光線を集光するためのレンズである。
７はコア層、８は下部クラッド層、９は上部クラッド層
である。導波路５は光線が通過するコア層７、光線をコ
ア層７に閉じ込めるための下部クラッド層８および上部
クラッド層９から構成される。ここで、導波路５とレン
ズ６とを導波部とする。

【００１９】導波部の形状の詳細な検討を行った結果、
導波部は上記のように光線を伝播するための導波路５と
導波路５からの光線を集光するためのレンズ６とに分離
する必要があることが判明した。すなわち、導波部が導
波路５だけの場合、導波路５の先端をレンズ形状と同様
な形状にしただけでは光線束を適切な形状に調整出来な
いことが判明した。つまり、導波路５を伝播する光線
は、導波路５の側壁で反射を繰り返しながら伝播するた
めに導波路５の端部のレンズ形状部のある一点に到達し
た光線は、ＬＥＤ光源がある一点からの光線ではなくＬ
ＥＤ光源上の多数の点から光線の集合体となっており、
光源形状を結像させることはできない。また、レンズ６
だけの場合、隣接ＬＥＤからの光線をレンズ６が拾うこ
とになり、いわゆるクロストークの問題が発生する。す
なわち、本実施例で示すように導波部は光線を伝播する
ための導波路５と導波路５からの光線を集光するための
レンズ６とを分離して構成されなければならない。ここ
で、光線を伝播するための導波路５は導波路５の開口数
ＮＡ（最大受光角）で決まる伝播角以下の角度を持つ光
線のみを伝播するために隣接ＬＥＤからのクロストーク
の影響の防止に有効である。さらに、導波路５を通過す
る光線は導波路５の開口数ＮＡで決まる伝播角以下の角
度を持つので、導波路５とレンズ６間のクロストークの
影響は無視できる。このように、導波路５の先に別にレ
ンズ６を用いた構成の場合、レンズ６に入射する光線
は、導波路５の端部からの光源となるために上述の様な
問題が発生しない。したがって、光源形状を結像させる
ことが可能となるのである。

【００２０】以上のように構成されたＬＥＤプリンタヘ
ッドについて、図３を用いてその動作を説明する。外部
からの画像信号がドライバーＩＣ４に入力される。画像
信号に応じた出力がドライバーＩＣ４からＬＥＤアレー
３に入力され、選択されたＬＥＤチップ２が発光する。
ＬＥＤアレー３からの光線は導波路５を通過後レンズ６
により集光され感光体ドラム１０上に像が記録される。

【００２１】次に、本実施例の製造工程について図４お
よび図５を参照しながら説明する。まず、ガラス基板１
の表面にスクリーン印刷によりドライバーＩＣ４に電力
を供給するためのリード線を形成する。この時に、導波
路５及びレンズ６を形成する際の位置決めの基準とする
ためのマーカーも同時に形成する。なお、リード線およ
びマーカーは図示していない。次に、導波路５およびレ
ンズ６からなる導波部を形成する。導波路５は下部クラ
ッド層８、コア層７、上部クラッド層９からなる。ま
ず、下部クラッド層８を形成する。リード線を形成した
ガラス基板１上に、ガラス基板１と紫外線硬化樹脂１１
との付着力を増すためにシランカップリング処理を施
す。その後に、図４（ａ）に示すように下部クラッド層
８となる紫外線硬化樹脂１１を適量塗布する。続いて、
図４（ｂ）に示すように塗布した紫外線硬化樹脂１１に
下部クラッド層８の型となる金型１２を押し当てる。位
置合わせは、金型１２上のマーカーの位置とリード線を
形成する際に形成した位置決めの基準となるマーカーと
を合致させることにより行う。紫外線硬化樹脂１１に金
型１２の型を忠実に転写するために、金型１２は十分に
洗浄され、清浄でなければならない。金型１２を押し当
てる際、紫外線硬化樹脂１１内および金型１２と紫外線
硬化樹脂１１の介面に気泡の混入が生じないように注意
する。位置合わせ後、紫外線硬化樹脂１１を硬化させる
ために紫外線ランプ１３を用いてガラス基板１側から紫
外線を照射する。所定の時間、紫外線を照射することに
より、紫外線硬化樹脂１１は硬化する。紫外線硬化樹脂
１１の硬化に際しては、紫外線照射時間、温度等の制御
を行い、体積収縮に起因する筋、いわゆる“ひけ”の発
生に注意を払う必要がある。以下、金型１２、１５、１
６、１８、１９、２０、２４を用いる工程においては、
上記と同様に気泡及びひけの発生のないように注意を払
う必要がある。この後、図４（ｃ）に示すように金型１
２を取り外すことにより、下部クラッド層８が形成され
る。

【００２２】次に、リード線と下部クラッド層８を形成
したガラス基板１上に図４（ｄ）に示すように紫外線硬
化樹脂１４を適量塗布する。下部クラッド層８を形成す
る前に用いたシランカップリング処理は、紫外線硬化樹
脂１４が同一材質の紫外線硬化樹脂１１の上に密着性良
く形成されるため施す必要はない。次に、図４（ｅ）に
示すように塗布した紫外線硬化樹脂１４の上にコア層７
およびレンズ６を同時に形成する金型１５を押し当て
る。位置合わせは、金型１５上のマーカーの位置とリー
ド線を形成する際に形成した位置決め基準マーカーの位
置とを合致させることにより行った。位置合わせが終了
したら、その状態の保持のもとに紫外線硬化樹脂１４を
硬化させるため紫外線ランプ１３により紫外線を照射す
る。所定の時間、紫外線を照射することにより紫外線硬
化樹脂１４は硬化する。

【００２３】ここで下部クラッド層８となる紫外線硬化
樹脂１１とコア層７となる紫外線硬化樹脂１４とでは屈
折率が異なる。この屈折率差により紫外線硬化樹脂１４
により形成されるコア層７を伝播する光線の伝播角を決
定する開口数ＮＡ（最大受光角）が決まる。本実施例で
は、開口数ＮＡ＝０．２５を得るために、紫外線硬化樹
脂１１の屈折率＝１．４７９、紫外線硬化樹脂１４の屈
折率＝１．５００を用いた。

【００２４】次に、図５（ａ）に示したように、紫外線
硬化樹脂１４の硬化により形成されたコア層７およびレ
ンズ６に傷等が発生しないように注意を払いながら金型
１５を取り外す。これにより、コア層７およびレンズ６
が形成される。このように、コア層７の形成と同時に導
波路５からの光線を集光するためのレンズ６を同一の金
型１５を用いて形成したため、工程を極めて簡単にする
ことができた。

【００２５】次に、上部クラッド層９を形成する。ガラ
ス基板１上に図５（ｂ）に示すように紫外線硬化樹脂１
１を適量塗布する。さらに、図５（ｃ）に示すように塗
布した紫外線硬化樹脂１１の上に上部クラッド層９の型
となる金型１６を押し当てる。位置合わせは、金型１６
上のマーカーの位置とリード線を形成する際に形成した
位置決め基準マーカーの位置とを合致させることにより
行った。位置合わせが終了したら、その状態の保持のも
とに紫外線硬化樹脂１１を硬化させるため紫外線ランプ
１３により紫外線を照射する。所定の時間、紫外線を照
射することにより紫外線硬化樹脂１１は硬化する。図５
（ｄ）に示すように、紫外線硬化樹脂１１の硬化により
形成された上部クラッド層９に傷等が発生しないように
注意を払いながら金型１６を取り外す。以上のようにし
て第１実施例の導波路５とレンズ６からなるＬＥＤプリ
ンタヘッドの光学系を作製した。

【００２６】次に、光学系に合わせてＬＥＤアレー３と
ＬＥＤ駆動用のドライバーＩＣ４を基板に形成したリー
ド線上に精度良く並べた後、半田付け、ワイヤボンダを
行い配線を行う。以上のようにして図１で示すような第
１実施例のＬＥＤプリンタヘッドを作製できた。

【００２７】このようにして作製したＬＥＤプリンタヘ
ッドの印字試験を行った。その結果、印字むら、白筋、
クロストーク等の発生もない高解像度な印字品質を得る
ことができた。

【００２８】本実施例で示したように、光学系を紫外線
硬化樹脂１１と金型１６を用いる工程により実現したＬ
ＥＤプリンタヘッドは、装置の小型化ができ、光学系と
ＬＥＤとの位置合わせが容易でばらつきのない高解像度
な印字品質および機械的衝撃に強い安定した光学特性を
有している。さらに、光学系における導波路５のコア層
７とレンズ６を同一の金型１６を用いて形成したため製
造工程を著しく改善できた。

【００２９】（実施例２）以下第２実施例について、図
面を参照しながら説明する。

【００３０】第１実施例ではＬＥＤの発光面が電極に対
し端面になる端面発光に対し、第２実施例では、ＬＥＤ
の発光面が電極面にある面発光の場合ついて示す。

【００３１】以下に、第２実施例のＬＥＤプリンタヘッ
ドの構成を図６を用いて説明する。図６（ａ）におい
て、１はガラス基板、２はＬＥＤチップ、３はＬＥＤア
レー、４はドライバーＩＣ、５は導波路、６はレンズで
ある。これらは、第１実施例と同様のものなので同一の
符号を付け省略する。第１実施例と異なるのは、ＬＥＤ
が面発光に対応するため光線を曲げるための反射鏡１７
を設けた点である。図６において、光源となるＬＥＤチ
ップ２を記録密度に応じて並べたＬＥＤアレー３と、Ｌ
ＥＤアレー３の上のＬＥＤチップ２をそれぞれ独立に駆
動するためのドライバーＩＣ４と、ＬＥＤアレー３上の
ＬＥＤチップ２から放出された光線をＬＥＤチップ２に
１対１に対応した導波路５に導くための反射鏡１７と、
光線を導くための導波路５と導波路５を通過した後に光
源を集光するためのレンズ６とから構成される。

【００３２】以上のように構成されたＬＥＤプリンタヘ
ッドにおいて、図７を用いてその動作を説明する。図７
において、外部からの画像信号がドライバーＩＣ４に入
力される。画像信号に応じた出力がドライバーＩＣ４か
らＬＥＤアレー３に入力され、ＬＥＤアレー３の中の選
択されたＬＥＤチップ２が発光する。ＬＥＤチップ２か
らの光線はコア層７を斜面にし、その斜面に設けた反射
鏡１７により反射され導波路５へと導かれる。光線は、
導波路５を通過後レンズ６により集光される。こうし
て、ＬＥＤプリンタヘッドから放出される光線は感光体
ドラム１０ヘ照射され、像が記録される。

【００３３】以下に第２実施例のＬＥＤプリンタの製造
方法を図８を用いて説明する。まず、光学系を形成する
前に、ガラス基板１の表面にスクリーン印刷によりドラ
イバーＩＣ４に電力を供給するためのリード線を形成す
る。この時に、導波路５およびレンズ６を形成する際の
位置決めの基準とするためのマーカーも同時に形成す
る。なお、リード線およびマーカーは図示していない。
次に、図８（ａ）に示すように、ＬＥＤアレー３をガラ
ス基板１に形成したリード線上に精度良く並べた後に半
田付けにより固定する。次に、導波路５及びレンズ６か
らなる導波部を形成する。導波路５は下部クラッド層
８、コア層７、上部クラッド層９からなる。まず、下部
クラッド層８を形成する。ガラス基板１と紫外線硬化樹
脂１１との付着力を増すためにシランカップリング処理
を施す。その後に、図８（ｂ）に示すように下部クラッ
ド層８となる紫外線硬化樹脂１１を適量塗布し、下部ク
ラッド層８の型となる金型１８を押し当てる。位置合わ
せは、金型１８上のマーカーとリード線を形成する際に
形成した位置決めの基準となるマーカーの位置を合致さ
せることにより行う。位置合わせ後、紫外線硬化樹脂１
１に所定時間、紫外線を照射することにより、紫外線硬
化樹脂１１を硬化させる。この後、金型１２を取り外す
ことにより、図８（ｃ）に示すように下部クラッド層８
が形成される。リード線と下部クラッド層８を形成した
ガラス基板１上に図８（ｄ）に示すように紫外線硬化樹
脂１４を適量塗布し、コア層７とレンズ６の型となる金
型１９を押し当てる。下部クラッド層８を形成する前に
用いたシランカップリング処理は、紫外線硬化樹脂１４
が同一材質の紫外線硬化樹脂１１の上に密着性良く形成
られるため施す必要はない。なお、位置合わせは、金型
１９上のマーカーの位置とリード線を形成する際に形成
した位置決め基準マーカーの位置とを合致させることに
より行った。位置合わせが終了したら、その状態の保持
のもとに紫外線硬化樹脂１４を硬化させるため紫外線ラ
ンプ１３により紫外線を照射する。所定時間、紫外線を
照射することにより紫外線硬化樹脂１４は硬化する。こ
こで、第１実施例では端面発光型のＬＥＤを用いたため
ＬＥＤチップ２からの光線は直接導波路５に導けたが、
実施例２の場合、ＬＥＤの発光面が電極面にある面発光
のため、コア層７を形成時に光線を反射するための斜面
を設けた点が異なる。

【００３４】ここで、下部クラッド層８となる紫外線硬
化樹脂１１とコア層７となる紫外線硬化樹脂１４の屈折
率は、第１実施例と同様に開口数ＮＡ＝０．２５を得る
ために、紫外線硬化樹脂１１の屈折率＝１．４７９、紫
外線硬化樹脂１４の屈折率＝１．５００を用いた。

【００３５】次に、図８（ｅ）に示したように、紫外線
硬化樹脂１４の硬化により形成したコア層７とレンズ６
に傷等が発生しないように注意を払いながら金型１９を
取り外す。このようにしてコア層７とレンズ６が形成さ
れる。

【００３６】次に、コア層７を形成したガラス基板１上
に図８（ｆ）に示すように紫外線硬化樹脂１１を適量塗
布し、上部クラッド層９の型となる金型２０を押し当て
る。なお、位置合わせは、金型２０上のマーカーとリー
ド線を形成する際に形成した位置決め基準マーカーの位
置を合致させることにより行った。位置合わせが終了し
たら、その状態の保持のもとに紫外線硬化樹脂１１を所
定の時間、紫外線を照射することにより紫外線硬化樹脂
１１を硬化させる。ここで、図８（ｇ）に示すように、
上部クラッド層９が形成された。次に図８の（ｈ）に示
すように、コア層７の形成時に作成した斜面に反射鏡１
７を形成する。反射鏡１７は、真空蒸着によりＡｌを蒸
着させ形成した。以上のようにして第２実施例の導波路
５とレンズ６からなるＬＥＤプリンタヘッドの光学系を
作製した。

【００３７】次に、図８の（ｉ）に示すように、ＬＥＤ
駆動用のドライバーＩＣ４をガラス基板１に形成したリ
ード線上に精度良く並べたのちに半田付けし、ワイヤボ
ンダを行いてＬＥＤアレー３との配線を行った。以上の
ようにして図６で示すような第２実施例のＬＥＤプリン
タヘッドを作製できた。

【００３８】このようにして作製したＬＥＤプリンタヘ
ッドの印字試験を行った。その結果、印字むら、白筋、
クロストーク等の発生もない高解像度な印字品質を得る
ことができた。

【００３９】本実施例で示したように、ＬＥＤの発光面
が電極面にある面発光に対しても反射鏡１７を形成する
ことにより、第１実施例と同様の効果を得ることができ
た。

【００４０】（実施例３）以下第３実施例について、図
面を参照しながら説明する。

【００４１】実施例１、実施例２では光学系が導波路５
とレンズ６を用いた構成になっているが、実施例３で
は、ウェハ上にＬＥＤアレー３を製造後、そのままウェ
ハ上にマイクロレンズ２２をＬＥＤの発光点に対して１
対１に形成するものである。

【００４２】図９に本実施例の構成の断面図を示す。本
実施例のＬＥＤプリンタヘッドの構成を以下に説明す
る。光源となるＬＥＤチップ２を記録密度に応じて並べ
たＬＥＤアレー３、ＬＥＤアレー３の上のＬＥＤチップ
２をそれぞれ独立に駆動するためのドライバーＩＣ４、
ＬＥＤアレー３上のＬＥＤチップ２に１対１に対応する
マイクロレンズ２２からなる。

【００４３】以上のように構成されたＬＥＤプリンタヘ
ッドについて図面を参照しながら説明する。図１０は、
第２実施例におけるＬＥＤプリンタヘッドの動作説明図
である。図１０において、外部からの画像信号がドライ
バーＩＣ４に入力される。画像信号に応じた出力がドラ
イバーＩＣ４からＬＥＤアレー３に出力され、ＬＥＤア
レー３の中の選択されたＬＥＤチップ２が発光する。Ｌ
ＥＤチップ２からの光線はＬＥＤチップ２上に形成され
たマイクロレンズ２２により集光される。こうして、Ｌ
ＥＤプリンタヘッドから放出される光線は感光体ドラム
１０ヘ照射され、像が記録される。

【００４４】本実施例のＬＥＤプリンタの製造方法を図
１２を用いて以下に説明する。ここでＬＥＤを作成する
ためのウェハとしてＧａＡｓＰ基板２１を用いる。図１
１に示すようにＬＥＤアレー３を作製する基板であるＧ
ａＡｓＰ基板２１上にマイクロレンズ２２を形成する工
程となる。ＬＥＤはＧａＡｓＰ基板２１上でＺｎを拡散
させることにより形成され、その上にＡｌを蒸着するこ
とで、上部電極を形成する。図１２（ｂ）に示すよう
に、ＬＥＤチップ２を形成したＧａＡｓＰ基板２１上に
紫外線硬化樹脂１４を所定の量塗布する。次に、図１２
（ｃ）に示すように、マイクロレンズ２２の型となる金
型２４を気泡の混入がないように注意しながら、紫外線
硬化樹脂１４上に押し当てる。金型２４の位置合わせマ
ーカーとＧａＡｓＰ基板２１の位置合わせマーカーの位
置を合致させることによりマイクロレンズ２２とＬＥＤ
チップ２とを１対１に対応させる。位置合わせ後、紫外
線を第１、第２実施例と異なり、金型２４の上部から所
定の時間照射して、紫外線硬化樹脂１４を硬化させ、マ
イクロレンズ２２を形成する。ここで、金型２４は、紫
外線を透過するガラス、または樹脂等の材質から形成さ
れる。なお、本実施例では、金型２４として紫外線を透
過する樹脂、例えばウレタンアクリレート系樹脂を用い
た。次に、金型２４を取り外し、図１２（ｄ）に示すよ
うな、マイクロレンズ２２を形成した。

【００４５】次にカッティングソーによりＧａＡｓＰ基
板２１をＬＥＤアレー３毎に単体に切り出す。スクリー
ン印刷によりドライバーＩＣ４に電力を供給するための
リード線を形成した基板の表面に、ドライバーＩＣ４お
よび、上記で形成したＬＥＤアレー３をダイボンダによ
り固定した後、ワイヤボンダで結線した。ここで、基板
としては、紫外線を透過する必要はなく、ガラ，セラミ
ック等の基板を用いてよい。

【００４６】このようにして作製したＬＥＤプリンタヘ
ッドの印字試験を行った。ＬＥＤの発光部の上部に直接
レンズ６を形成したためクロストークの問題もなく良好
な印字品質を得ることができた。

【００４７】以上第３実施例で示したように、ＬＥＤア
レー３上の各ＬＥＤの発光点と１対１に対応するマイク
ロレンズ２２を形成してなるＬＥＤプリンタヘッドは、
ウェハ上で多数のＬＥＤアレー３に対して一括してＬＥ
Ｄアレー３上の発光部と位置決めを行うために量産性は
向上する。さらに、レンズ層の１層のみの形成で良いた
め工程が簡単で量産性は更に向上する。また、直接マイ
クロレンズ２２を形成するため、光学距離が短くなり、
小型のＬＥＤプリンタヘッドを実現できた。

【００４８】ここで、第３実施例ではＬＥＤアレー３を
形成後、ウェハ上でマイクロレンズ２２をＬＥＤチップ
２の発光点に対して１対１で形成するものであるが、図
１３に示すようにＬＥＤチップ２の発光点の範囲より小
さいマイクロレンズ２２を多数形成することもできる。
すなわち、１つのＬＥＤチップの発光点に対して２個以
上のマイクロレンズ２２が対応するものである。この構
成によりＬＥＤチップ２の発光点とマイクロレンズ２２
の正確な位置合せは不要となり量産性は更に向上する。

【００４９】

【発明の効果】以上のように本発明は、ＬＥＤプリンタ
ヘッドの光学系において導波路とレンズを用いて構成
し、基板上に導波路、レンズ、ＬＥＤアレーとＬＥＤ駆
動回路を一体化して作製したため、プリンタの小型化が
容易でかつクロストークのない高解像度の印字品質を得
ることができる。さらに、紫外線硬化樹脂を材料とし金
型を用いる製造方法により導波路とレンズを形成するた
め、工程が簡単であり、しかも機械的衝撃に強いＬＥＤ
プリンタヘッド及びその製造方法が実現できるものであ
る。さらに、ＬＥＤの発光面が端面発光のみならず、電
極面にある面発光に対しても反射鏡を形成することによ
り、本発明のＬＥＤプリンタヘッドを実現することがで
きる。また、ＬＥＤプリンタヘッドの光学系をマイクロ
レンズを用いて構成し、マイクロレンズを各ＬＥＤチッ
プに対して１対１または多対１に一体化して形成したた
め、プリンタの小型化が更に容易でかつクロストークの
ない高解像度の印字品質を得ることができる。さらに、
マイクロレンズの形成において、紫外線硬化樹脂を材料
とし、紫外線を透過する金型を用いて型形成する工程を
用いたことにより、工程が極めて簡単で、しかも機械的
衝撃に強いＬＥＤプリンタヘッド及びその製造方法が実
現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のＬＥＤプリンタヘッッド
の斜視図

【図２】（ａ）第１実施例のＬＥＤプリンタヘッッドの
平面図（ｂ）図２（ａ）におけるＬＥＤプリンタヘッドのＡ−
Ａ′の断面図（ｃ）図２（ａ）における導波路のＢ−Ｂ′の断面図

【図３】第１の実施例におけるＬＥＤプリンタヘッドの
動作説明のための平面図

【図４】（ａ）第１実施例の下部クラッド層となる紫外
線硬化樹脂の塗布工程図（ｂ）第１実施例の下部クラッド層形成工程図（ｃ）第１実施例の下部クラッド層の金型離脱工程図（ｄ）第１実施例のコア層となる紫外線硬化樹脂の塗布
工程図（ｅ）第１実施例のコア層形成工程図

【図５】（ａ）第１実施例のコア層の金型離脱工程図（ｂ）第１実施例の上部クラッド層となる紫外線硬化樹
脂の塗布工程図（ｃ）第１実施例の上部クラッド層形成工程図（ｄ）第１実施例の上部クラッド層の金型離脱工程図

【図６】第２の実施例におけるＬＥＤプリンタヘッドの
断面図

【図７】第２の実施例におけるＬＥＤプリンタヘッドの
動作説明図

【図８】（ａ）第２実施例のＬＥＤアレーの配置図（ｂ）第２実施例の金型による下部クラッド層形成工程
図（ｃ）第２実施例の下部クラッド層完成工程図（ｄ）第２実施例の金型によるコア層及びレンズ形成工
程図（ｅ）第２実施例のコア層及びレンズの完成工程図（ｆ）第２実施例の金型による上部クラッド層形成工程
図（ｇ）第２実施例の上部クラッド層完成工程図（ｈ）第２実施例の反射鏡形成工程図（ｉ）第２実施例のドライバーＩＣ実装工程図

【図９】（ａ）第３の実施例におけるＬＥＤプリンタヘ
ッドの平面図（ｂ）第３の実施例におけるＬＥＤプリンタヘッドの断
面図

【図１０】第３の実施例におけるＬＥＤプリンタヘッド
の動作説明のための構成図

【図１１】（ａ）第３の実施例におけるマイクロレンズ
を有するＧａＡｓＰ基板の平面図（ｂ）図１１（ａ）の断面図

【図１２】（ａ）第３実施例のＧａＡｓＰ基板の断面図（ｂ）第３実施例の紫外線硬化樹脂の塗布工程図（ｃ）第３実施例のマイクロレンズ形成の金型工程図（ｄ）第３実施例のマイクロレンズの完成工程図

【図１３】（ａ）第３の実施例におけるＬＥＤプリンタ
ヘッドの平面図（ｂ）第３の実施例におけるＬＥＤプリンタヘッドの断
面図

【図１４】ＬＥＤプリンタの構成図

【図１５】従来のＬＥＤプリンタヘッドの斜視図

【符号の説明】

１ガラス基板２ＬＥＤチップ３ＬＥＤアレー４ドライバーＩＣ５導波路６レンズ７コア層８下部クラッド層９上部クラッド層１０、３２感光体ドラム１１、１４紫外線硬化樹脂１２、１５、１６、１８、１９、２０、２４金型１３紫外線ランプ１７反射鏡２１、２３ＧａＡｓＰ基板２２マイクロレンズ３１ＬＥＤプリンタヘッド部３３帯電器３４現像器３５転写器３６除電ランプ３７トナークリーナー３８定着器３９用紙４０セルフォックレンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０２Ｂ 6/04 6/12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源となるＬＥＤアレーと、前記ＬＥＤア
レーを構成するＬＥＤチップを選択駆動するＬＥＤ駆動
回路と、前記ＬＥＤアレーからの光線を感光体ドラムに
導くための光学系と、を有するＬＥＤプリンタヘッドで
あって、前記光学系が導波路とレンズを有し、前記導波
路と前記レンズの少なくとも一部を紫外線硬化樹脂を用
いて形成したことを特徴とするＬＥＤプリンタヘッド。
【請求項２】前記ＬＥＤアレーと、前記ＬＥＤ駆動回路
と、前記導波路と、前記レンズとを、同一基板上に配置
したことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤプリンタ
ヘッド。
【請求項３】前記導波路の一端面に仰角をなす斜面を設
け前記斜面に反射鏡を備えたことを特徴とする請求項１
または２の内いずれか１に記載のＬＥＤプリンタヘッ
ド。
【請求項４】光源となるＬＥＤアレーと、前記ＬＥＤア
レーを構成するＬＥＤチップを選択駆動するＬＥＤ駆動
回路と、前記ＬＥＤアレーからの光線を感光体ドラムに
導くための光学系と、を有するＬＥＤプリンタヘッドで
あって、前記光学系がマイクロレンズを有し、前記マイ
クロレンズを紫外線硬化樹脂を用いて形成したことを特
徴とするＬＥＤプリンタヘッド。
【請求項５】前記ＬＥＤアレーと、前記ＬＥＤ駆動回路
と、前記マイクロレンズとが、同一基板上に配置された
ことを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤプリンタヘッ
ド。
【請求項６】前記マイクロレンズがＬＥＤの発光点に対
し、１対１または多対１に形成されることを特徴とする
請求項４または５の内いずれか１に記載のＬＥＤプリン
タヘッド。
【請求項７】請求項１乃至３の内いずれか１に記載のＬ
ＥＤプリンタヘッドの製造方法であって、前記導波路と
前記レンズを同一の金型を用いて前記紫外線硬化樹脂を
型形成および硬化させる工程を有することを特徴とする
ＬＥＤプリンタヘッドの製造方法。
【請求項８】請求項４乃至６の内いずれか１に記載のＬ
ＥＤプリンタヘッドの製造方法であって、前記マイクロ
レンズを紫外線を透過する金型を用いて前記紫外線硬化
樹脂を型形成および硬化させる工程を有することを特徴
とするＬＥＤプリンタヘッドの製造方法。