JPH0832750A - 画像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】感光体に画像品質の高い潜像を正確に形成する
ことができる、或いは固体撮像素子アレイに外部画像情
報に対応する正確な電気信号を発生させることができる
生産性の良い、安価な画像装置を提供することにある。 【構成】複数個のレンズ７から成るレンズ部材３と、多
数の画像素子アレイ２が直線状に配列実装されたベース
プレート１とを各レンズ７と各画像素子アレイ２とが１
対１に対応するように併設固定させた画像装置であっ
て、前記ベースプレート１はその表面に複数個の電極配
線１ａが被着されているとともに該各電極配線１ａに画
像素子アレイ２の各電極２ａがフリップチップ接続によ
り接続されており、且つ前記少なくとも各電極配線１ａ
の表面が画像素子アレイ２の電極２ａと実質的に同じ形
状の穴５ａを有する絶縁膜５で被覆されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光プリンタヘッド等の画
像形成装置やイメージセンサ等の画像読み取り装置等に
使用される画像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像装置、例えば光プリンタヘッ
ド等の画像形成装置に使用される画像装置は通常、複数
個のレンズを所定の間隔で直線状に配列支持したポリカ
ーボネート等の樹脂から成るレンズプレートと、多数の
発光ダイオード素子アレイが直線状に配列実装されたポ
リカーボネート等の樹脂から成るベースプレートとを、
各レンズと各発光ダイオード素子アレイとが１対１に対
応するように併設固定させた構造を有しており、各発光
ダイオード素子アレイの各発光ダイオード素子を外部電
気信号に対応させて個々に選択的に発光させるととも
に、該発光ダイオード素子が発光した光をレンズを介し
て外部の感光体に結像させ、感光体に潜像を形成させる
ことによって画像形成装置として機能する。

【０００３】尚、前記ベースプレート上に直線状に配列
実装される発光ダイオード素子アレイは一般にその内部
に６４個の発光ダイオード素子が直線状に配列されて構
成されており、Ｂ４サイズの画像形成装置に使用する場
合には前記発光ダイオード素子アレイはその３２個が各
々を各レンズに１対１に対応するようにしてベースペレ
ート上に実装されることとなる。

【０００４】また前記ベースプレート上に直線状に配列
実装させた発光ダイオード素子アレイの各発光ダイオー
ド素子はその各電極がベースプレート表面に予め被着さ
せておいた電極配線にボンディングワイヤを介して電気
的に接続されており、ベースプレート表面の電極配線を
外部電気回路に接続することによって各発光ダイオード
素子は電極配線及びボンディングワイヤを介し外部電気
回路に接続されることとなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の画像装置においては、発光ダイオード素子アレイの
各電極がベースプレートの電極配線にボンディングワイ
ヤを介して接続されており、発光ダイオード素子アレイ
の電極数は極めて多いことから発光ダイオード素子アレ
イの電極をベースプレートの電極配線に電気的接続する
のに長時間が必要で、画像装置の製造作業性が悪く、製
品としての画像装置を高価とする欠点を有していた。

【０００６】尚、上述の実施例においては光プリンタヘ
ッド等の画像形成装置に使用される画像装置を例に採っ
て説明したが、固体撮像素子アレイを用いたイメージセ
ンサ等の画像読み取り装置等に使用される画像装置にお
いても同様の欠点を有する。

【０００７】そこで上記欠点を解消するために本願出願
人は先にベースプレートの表面に予め電極配線を被着さ
せておき、該電極配線に画像素子アレイの各電極をフリ
ップチップ接続により接続させた画像装置を提案した。

【０００８】かかる画像装置によれば画像素子アレイの
電極がベースプレートに被着させた電極配線にフリップ
チップ接続により接続されることから画像素子アレイの
電極数が多いとしてもその全てがベースプレートの電極
配線に一度に、且つ強固に電気的接続されることとな
り、その結果、画像装置の生産性及び信頼性が極めて優
れたものとなる。

【０００９】しかしながら、この画像装置においては画
像素子アレイの電極をベースプレートの電極配線にフリ
ップチップ接続により接続させる際、画像素子アレイの
電極数が多く、個々の電極の形状が極めて小さいため各
電極を所定の電極配線に正確に当接させるのが困難で誤
接続を生じやすく、誤接続を生じると画像形成装置とし
て使用する場合には感光体に所望の潜像を形成すること
ができず、また画像読み取り装置として使用する場合に
は外部画像情報を正確に読み取ることが不可となる欠点
を誘発した。

【００１０】

【発明の目的】本発明は上記諸欠点に鑑み案出されたも
ので、その目的は発光ダイオード素子が発する光をレン
ズを介して感光体面に照射し、感光体に画像品質の高い
潜像を正確に形成することができる、或いは外部画像情
報をレンズを介して固体撮像素子アレイに正確に結像さ
せ、固体撮像素子アレイに外部画像情報に対応する正確
な電気信号を発生させることができる生産性の良い、安
価な画像装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数個のレン
ズから成るレンズ部材と、多数の画像素子アレイが直線
状に配列実装されたベースプレートとを各レンズと各画
像素子アレイとが１対１に対応するように併設固定させ
た画像装置であって、前記ベースプレートはその表面に
複数個の電極配線が被着されているとともに該各電極配
線に画像素子アレイの各電極がフリップチップ接続によ
り接続されており、且つ前記少なくとも各電極配線の表
面が画像素子アレイの電極と実質的に同じ形状の穴を有
する絶縁膜で被覆されていることを特徴とするものであ
る。

【００１２】

【作用】本発明の画像装置によれば、画像素子アレイの
電極をベースプレートに被着させた電極配線にフリップ
チップ接続により電気的接続することから各画像素子ア
レイの電極数が極めて多いものであるとしてもその全て
がベースプレートの電極配線に一度に、且つ強固に電気
的接続されることとなり、その結果、画像装置の生産性
が極めて優れたものとなり、製品としての画像装置が安
価となる。

【００１３】また本発明の画像装置によれば、ベースプ
レートに被着されている電極配線の表面を、画像素子ア
レイの電極と実質的に同じ形状の穴を有する絶縁膜で被
覆したことから画像素子アレイの電極をベースプレート
の電極配線にフリップチップ接続により接続させる際、
絶縁膜の穴内に画像素子アレイの各電極を収容すれば画
像素子アレイの電極数が多いとしてもその全てをベース
プレートの所定電極配線に簡単、且つ正確に当接させる
ことができ、その結果、画像素子アレイの各電極を所定
の電極配線に正確、強固に電気的接続するのが可能とな
って画像装置の生産性及び信頼性を極めて優れたものと
する。

【００１４】

【実施例】次に本発明を添付図面に基づき詳細に説明す
る。図１乃至図３は本発明の画像装置を画像形成装置と
しての光プリンタヘッドに採用した場合の一実施例を示
し、1 はベースプレート、２は発光ダイオード素子アレ
イ、３はレンズ部材である。

【００１５】前記ベースプレート1 は酸化アルミニウム
質焼結体や結晶化ガラス、石英、ガラスエポキシ樹脂等
の電気絶縁性材料から成り、その下面に複数個の発光ダ
イオード素子アレイ2 が直線状に配列実装されている。

【００１６】前記ベースプレート1 は発光ダイオード素
子アレイ2 を支持する支持部材として作用し、図3 に示
す如く、ベースプレート1 に被着させた電極配線1aに各
発光ダイオード素子アレイ2 の各電極2bをフリップチッ
プ接続、具体的にはベースプレート1 の上面に発光ダイ
オード素子アレイ2 を、該ベースプレート1 に被着ささ
せた電極配線1aと発光ダイオード素子アレイ2 の各電極
2bに予め被着させた半田バンプ4 とが相対向するように
して載置させ、しかる後、前記半田バンプ4 を加熱溶融
させ、ベースプレート1 の各電極配線1aと発光ダイオー
ド素子アレイ2の各電極2bとを半田接合させることによ
って各発光ダイオード素子アレイ2 はベースプレート1
の下面に配列実装される。またこの時、各発光ダイオー
ド素子アレイ2 の各電極2bはその総数が多かったとして
もその全てがベースプレート1 の表面に被着されている
電極配線1aに半田を介して一度に、且つ強固に電気的接
続されることから発光ダイオード素子アレイ2 の各電極
2bとベースプレート1 の電極配線1aとの電気的接続を極
めて短時間に行うことができ、画像装置の組立の作業
性、生産性が大きく向上する。

【００１７】尚、前記ベースプレート1 は酸化アルミニ
ウム質焼結体や結晶化ガラス、石英、ガラスエポキシ樹
脂等から成り、例えば酸化アルミニウム質焼結体等の不
透明材から成る場合には中央部に開口が設けられ、該開
口が発光ダイオード素子アレイ2 と後述するレンズ部材
3 のレンズ7 との光の通路を形成するための窓部とな
り、また結晶化ガラスや石英等の透明材から成る場合に
はその中央領域がそのまま発光ダイオード素子アレイ2
とレンズ7 との光の通路を形成するための窓部となる。

【００１８】また前記ベースプレート1 が酸化アルミニ
ウム質焼結体等の不透明材から成る場合、ベースプレー
ト1 の中央部にレーザー等を用いた穴あけ加工を施すこ
とによって各発光ダイオード素子2aが発する光をレンズ
7 側に透過させる窓部としての開口が所定形状に形成さ
れる。

【００１９】更に前記ベースプレート1 表面に予め被着
されている電極配線1aは発光ダイオード素子アレイ2 の
各電極2bを外部電気回路に接続する作用を為し、ベース
プレート1 の表面にアルミニウム、銅等の導電性材料を
メッキ法や蒸着法、スパッタリング法等により所定厚み
に被着させるとともに、これをエッチング法により所定
パターンに加工し、しかる後、表面にニッケルメッキ及
び金メッキを施すことによってベースプレート1 の表面
に被着形成される。

【００２０】前記ベースプレート1 に被着された電極配
線1aはまた更にその表面が発光ダイオード素子アレイ2
の各電極2bと実質的に同一の形状の穴5aを有する絶縁膜
5 で被覆されている。

【００２１】前記絶縁膜5 は発光ダイオード素子アレイ
2 の各電極2bと実質的に同一の形状を有する穴5aが形成
されていることから発光ダイオード素子アレイ2 の電極
2bをベースプレート1 の電極配線1aにフリップチップ接
続により接続させる際、絶縁膜5 の穴5a内に発光ダイオ
ード素子アレイ2 の各電極2bに被着されている半田バン
プ4 を収容すれば発光ダイオード素子アレイ2 の各電極
2bの位置が規制されて各発光ダイオード素子アレイ2 の
電極が数千あるとしてもその全てをベースプレート1 の
所定電極配線1aに簡単、且つ正確に当接させることがで
き、その結果、発光ダイオード素子アレイ2 の各電極2b
を所定の電極配線1aに正確、強固に電気的接続するのが
可能となって画像装置の生産性及び信頼性を極めて優れ
たものとなる。

【００２２】前記絶縁膜5 は例えば、感光性樹脂から成
り、該感光性樹脂を電極配線1aが被着されているベース
プレート1 上にスピンコート法によって所定厚みに被着
させるとともにこれをフォトリソグラフィー技術によっ
て電極配線1aの所定位置に穴5aを形成しつつ硬化させる
ことによって形成される。

【００２３】また前記ベースプレート1 に配列実装され
ている発光ダイオード素子アレイ2は複数個の発光ダイ
オード素子2aから成り、該発光ダイオード素子2aは外部
電気信号に対応して個々に選択的に発光し、発光した光
を感光体Ｐ表面に照射することによって感光体Ｐに画像
を形成するための潜像を形成する。

【００２４】前記発光ダイオード素子2aはGaAsP 系、Ga
P 系の発光ダイオードが使用され、例えば、GaAsP 系の
発光ダイオードの場合には、まずGaAsの基板を炉中にて
高温に加熱するとともにAsH ₃ ( アルシン) とPH₃ ( ホ
スヒン) とGa( ガリウム) を適量に含むガスを接触させ
て基板表面にn 型半導体のGaAsP(ガリウムー砒素ーリ
ン) の単結晶を成長させ、次にGaAsP 単結晶表面にSi₃
N ₄ ( 窒化シリコン) の窓付膜を被着させるとともに該
窓部にZn( 亜鉛) のガスをさらし、n 型半導体のGaAsP
単結晶の一部にZnを拡散させてp 型半導体を形成し、pn
接合をもたすことによって形成される。

【００２５】尚、前記発光ダイオード素子2aはＢ４サイ
ズの光プリンタヘッドの場合、2048個(1mm当たり8 個)
が直線状に配列されており、具体的には64個の発光ダイ
オード素子3aを一単位とした発光ダイオード素子アレイ
2 を32個、直線状に配列することによって2048個の発光
ダイオード素子3aがベースプレート1 上に配列実装され
ている。

【００２６】また前記発光ダイオード素子アレイ2 が配
列実装されたベースプレート1 はその上部に一定距離を
隔ててレンズ部材3 が併設されており、該レンズ部材3
は複数個の貫通孔6aが直線状に配列形成されているレン
ズプレート6 と、前記貫通孔6aを塞ぐようにしてレンズ
プレート6 に樹脂等の接着剤を介し接着固定されている
レンズ7 とから構成されている。

【００２７】前記レンズ部材3 のレンズプレート6 は上
面に複数個のレンズ7 を所定の間隔で支持する支持部材
として作用し、また貫通孔6aは発光ダイオード素子アレ
イ2の各発光ダイオード素子2aが発する光をレンズ7 へ
透過させる作用を為す。

【００２８】前記レンズプレート6 に支持された各レン
ズ7 は各発ダイオード素子2aが発する光を感光体P 面に
照射させる作用を為し、アクリル樹脂やポリカーボネー
ト樹脂等の透明樹脂、或いはガラス等の透明無機物で形
成されたレンズが好適に使用される。

【００２９】尚、前記各レンズ7 はその外表面の一部を
レンズプレート6 にエポキシ樹脂系の弾性接着剤を介し
接着することによってレンズプレート6 に所定間隔で直
線状に接着される。

【００３０】更に前記発光ダイオード素子アレイ2 が実
装されたベースプレート1 及び複数個のレンズ7 を有す
るレンズ部材3 はその各々をスペーサ8 に固定させるこ
とによって各発光ダイオード素子アレイ2 と各レンズ7
とが所定距離を隔てて1 対1に対応するように併設され
ている。

【００３１】前記スペーサ8 はその上部に第1 位置合わ
せ規準面8aを、下部に第2 位置合わせ規準面8bを有して
おり、スペーサ8 の第1 位置合わせ規準面8aにレンズ部
材3を構成するレンズプレート6 の下面を、第2 位置合
わせ規準面8bにベースプレート1 の上面外周部を当接固
定させることによって各発光ダイオード素子アレイ2と
各レンズ7 とは間に所定距離を隔てて1 対1 に対応する
ようになっている。

【００３２】前記スペーサ8 は例えばベースプレート1
やレンズプレート6 と同一の材料、具体的にはガラスエ
ポキシ樹脂等で形成されている。

【００３３】かくして、本発明の画像装置によればベー
スプレート1 に配列実装されている各発光ダイオード素
子2aに所定の電力を印加して各発光ダイオード素子2aを
個別に選択的に発光させ、該各発光ダイオード素子2aが
発光した光をレンズ部材3 のレンズ7 を介して外部の感
光体P 面に結像させ、感光体P に所定の潜像を形成する
ことによって画像形成装置として機能する。

【００３４】尚、本発明は上述の実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種
々の変更は可能であり、例えば、上述の実施例ではレン
ズ部材3 として複数個の貫通孔6aが直線状に配列形成さ
れているレンズプレート6 に複数個のレンズ7 を接着固
定させたものを使用したが、これを棒状セルフフォーカ
シングレンズを多数配列させた、所謂、セルフォックレ
ンズに変えてもよい。

【００３５】さらに上述の実施例では光プリンタヘッド
等の画像形成装置に使用する場合を例に採って説明した
が、発光ダイオード素子アレイを個体撮像素子アレイに
変えてイメージセンサ等の画像読み取り装置にも使用可
能である。

【００３６】

【発明の効果】本発明の画像装置によれば、画像素子ア
レイの電極をベースプレートに被着させた電極配線にフ
リップチップ接続により電気的接続することから各画像
素子アレイの電極数が極めて多いものであるとしてもそ
の全てがベースプレートの電極配線に一度に、且つ強固
に電気的接続されることとなり、その結果、画像装置の
生産性が極めて優れたものとなり、製品としての画像装
置が安価となる。

【００３７】また本発明の画像装置によれば、ベースプ
レートに被着されている電極配線の表面を、画像素子ア
レイの電極と実質的に同じ形状の穴を有する絶縁膜で被
覆したことから画像素子アレイの電極をベースプレート
の電極配線にフリップチップ接続により接続させる際、
絶縁膜の穴内に画像素子アレイの各電極を収容すれば画
像素子アレイの電極数が多いとしてもその全てをベース
プレートの所定電極配線に簡単、且つ正確に当接させる
ことができ、その結果、画像素子アレイの各電極を所定
の電極配線に正確、強固に電気的接続するのが可能とな
って画像装置の生産性及び信頼性を極めて優れたものと
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像装置を画像形成装置としての光プ
リンタヘッドに採用した場合の一実施例を示す縦断面図
である。

【図２】図１の横断面図である。

【図３】(a) は図1 に示す画像装置のベースプレートの
一部拡大平面図、(b) はベースプレートに画像素子アレ
イを実装した状態を説明するための一部拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１・・・・ベースプレート １ａ・・・電極配線 ２・・・・発光ダイオード素子アレイ ２ａ・・・発光ダイオード素子 ２ｂ・・・電極 ３・・・・レンズ部材 ５・・・・絶縁膜 ５ａ・・・絶縁膜の穴 ７・・・・レンズ ８・・・・スペーサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数個のレンズから成るレンズ部材と、多
   数の画像素子アレイが直線状に配列実装されたベースプ
   レートとを各レンズと各画像素子アレイとが１対１に対
   応するように併設固定させた画像装置であって、前記ベ
   ースプレートはその表面に複数個の電極配線が被着され
   ているとともに該各電極配線に画像素子アレイの各電極
   がフリップチップ接続により接続されており、且つ前記
   少なくとも各電極配線の表面が画像素子アレイの電極と
   実質的に同じ形状の穴を有する絶縁膜で被覆されている
   ことを特徴とする画像装置。