JPH09186367A - 光プリントヘッド - Google Patents
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Abstract
ことができ、高品質の印字を行うことができる光プリン
トヘッドを提供する。 【解決手段】 LEDアレイ20の発光部21からコー
ティング材を介して伝搬する光は、有色系樹脂もしくは
塗料からなる有色系塗布材26で吸収され、、ワイヤボ
ンディングから不必要な光が反射されることによる感光
ドラムへのプリントをなくすことができる。
Description
の光プリンタに使用するLEDアレイチップ及び、それ
を用いたヘッドの構造に関するものである。
しては、例えば、「沖電気研究開発Vol.60、N
o.1 第45頁〜48頁」に開示されるものがあり、
電子写真記録方式プリンタの光書き込み用ヘッドとして
用いられた。図4はかかる従来のLEDヘッドの構造を
示す斜視図、図5はそのLEDヘッドのLEDアレイチ
ップの断面図である。
イチップ2が導電性ペーストを用いて一列に配置されて
いる。また、LED駆動用ドライバIC3も同様に絶縁
ペーストにて配置され、ICの出力パッド51 〜5n
と、LEDの入力パッド61 〜6nとは、金線8によっ
てそれぞれワイヤボンディングされている。更に、図4
において、71 〜7nは光源となるLED素子の発光部
を示し、ここで発光された光は、正立等倍像用ロッドレ
ンズアレイ9を介して、感光ドラム10上に結像され
る。なお、4は信号入力用パッドである。
ップ2は、GaAsP基材11の一方側に不純物拡散層
(発光部)12が形成され、もう一方側にAlワイヤボ
ンディングパッド13が設けられ、このAlワイヤボン
ディングパッド13に金線14がボンディングされる。
そこで、LEDアレイチップ2(ドライバICも同様)
のAlパッド部を保護する目的で、コーティング材(保
護膜)15が塗布されている。
た従来構成の装置では、発光部より出力された光は、本
来必要とされるレンズ方向に進むだけでなく、その周囲
にも広がる。この光は図5において、コーティング材1
5の中を導波路として進み、特に、ワイヤボンディング
セカンド(2nd)の接合部付近の凹型となった部分1
6で大きく反射され、レンズ方向へと光が進んでしま
う。
して、感光ドラム上に当たるため、見かけ上解像度が落
ち、印字に悪影響を及ぼす。図6はLEDアレイを上面
より撮影したニアフィード写真であり、発光部12より
出射する光の他に、ワイヤボンディングセカンドの接合
部付近の凹型となった部分16で大きな光が観察され
る。
セカンド部がない領域18(LEDアレイチップ同士の
継ぎ目部分)において、反射を引き起こすワイヤボンデ
ィングセカンド部が無くなった場合には、その部分の見
かけ上の光量が低下し、チップ継ぎ目部分で印字濃度が
薄いという不具合を生じさせてしまう。本発明は、上記
問題点を除去し、発光部から出射される不必要な光を排
除することができ、高品質の印字を行うことができる光
プリントヘッドを提供することを目的とする。
成するために、 〔1〕LEDアレイの発光部から出射される光を、レン
ズアレイを介して、感光ドラム上に結像させる光プリン
トヘッドにおいて、前記発光部から出射され、ワイヤボ
ンディング部の方向に伝搬される不必要な光を阻み、感
光ドラムにプリントされないようにする阻止手段を施す
ようにした。
な光を排除することができ、高品質の印字を行うことが
できる。 〔2〕上記〔1〕記載の光プリントヘッドにおいて、ワ
イヤボンディング領域に塗布されるコーティング材とし
て有色系塗布材を施すようにしたので、ワイヤボンディ
ング部での反射を遮断することができる。
において、ワイヤボンディング部から反射される不必要
な光を遮蔽するワイヤボンディング部を覆う遮光部材を
設けるようにしたので、発光部以外の部分からの不必要
な光を遮断することができる。 〔4〕上記〔1〕記載の光プリントヘッドにおいて、前
記レンズと感光ドラムとの間にスリット絞りを配置する
ようにしたので、感光ドラムに不必要な光を入射するこ
とを防止することができる。
において、前記LEDアレイとレンズとの間に偏光フィ
ルタを配置するようにしたので、感光ドラムに不必要な
光を入射することを防止することができる。 〔6〕上記〔1〕記載の光プリントヘッドにおいて、L
EDアレイの発光面側の全面をコーティング材(保護
膜)となる非導波路型の樹脂で覆うことにより、コーテ
ィング材中で光が伝播することがなくなる。
において、ワイヤボンディング部に塗布されるコーティ
ング材からなる導波路内の光を遮断する凸型層を形成す
るようにしたので、コーティング材中にて生じる光の伝
播を凸型層で遮断することによって、金線のワイヤボン
ディングセカンド部への光の到達を阻止することができ
る。
において、発光部以外の領域をコーティング材で覆うよ
うにしたので、光量のバラツキを増やすことなく、コー
ティング材中で光が伝播することがなくなり、画像の焦
点距離の変動がなくなる。
光部とワイヤボンディング部との間に配置され、ワイヤ
ボンディング部に塗布されるコーティング材のダム部を
設けるようにしたので、コーティング材中で光が伝播す
ることがなくなり、画像の焦点距離の変動がなくなる。
ドにおいて、コーティング材の厚さを2μm以下(ボン
ディングパッドの厚さA、コーティング材の膜厚BをA
>B)とすることにより、コーティング材内から光を多
く出射するようにするため、ビームプロファイルを均一
に上げることができ、閾値が容易に制御できる。 〔11〕上記〔1〕記載の光プリントヘッドにおいて、
発光部周辺に電極と同じ材料でワイヤボンディング部の
方向へ向かう光の障壁が形成される配線を設けるように
したことにより反射した光を利用して、MTF(Mod
ulationTransfer Function)
値を高くすることができる。
て図を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明の第
1実施例を示すLEDアレイの平面図である。この図に
おいて、20はLEDアレイ、21は発光部、22はA
l配線、23は金線、24はワイヤボンディングパッ
ド、25はワイヤボンディングセカンド領域、26は有
色系樹脂〔着色 Si樹脂(例、RTVゴム)〕、もし
くは塗料〔酸化第2鉄+酢酸ビニル+グリセリン)から
なる有色系塗布材、27はワイヤボンディングの無い部
分であり、最も反射の強いワイヤボンディングセカンド
領域25に有色系(黒色が望ましい)塗布材26を塗布
するようにしている。
ペンサ、もしくは筆等を用いることができ、スプレーに
て塗布する場合は、発光部上にマスクをかけて塗布を行
うことで実現できる。図2は有色系樹脂を塗布する前後
の光量の変化率を示す図である。ここで、28はLED
アレイチップ継ぎ目近傍の部分を示し、29は1チップ
内での全てのビットのデータを示している。これによ
り、反射の多い部分を覆い隠すことで、覆う前と後での
光量は5%程度の変化があり、図1に示すように、ワイ
ヤボンディングセカンド部の無いチップ継ぎ目部分では
光量の変化が少なくなっている。つまり、5%程度は反
射により光量がアップしたと言うことができる。
場合の印字状態を示す写真を図3に示す。この図におい
て、下部31(下部)は有色系樹脂塗布前の初期の印字
状態を示し、30(上部)は樹脂塗布後の印字状態を示
す。この図から、樹脂を塗布した後、30では、矢印部
分に示すようなチップ継ぎ目部分での白筋は消えている
ことが分かる。
る。図7は本発明の第2実施例を示すLEDアレイの断
面図である。この図において、40はLEDアレイであ
り、GaAsP基材41の一方側に不純物拡散層(発光
部)42が形成され、もう一方側にAlワイヤボンディ
ングパッド43が設けられ、このAlワイヤボンディン
グパッド43に金線44がボンディングされる。
線44のワイヤボンディングセカンド部45の上部に遮
光部材48、つまり、フィルム状のシートもしくは板状
の遮光板を配置している。この時、このフィルム状のシ
ートは無光沢の有色系のものが望ましい。このように構
成したので、第2実施例によれば、反射光がロッドレン
ズアレイに到達するまでの間に遮光することができ、発
光部42より出射した光47が、コーティング材46中
を伝播して最も反射の強い金線44のワイヤボンディン
グセカンド部45から反射された不必要な光49を、遮
光部材48によって遮断することができる。
る。図8は本発明の第3実施例を示すLEDヘッドの構
成図である。この図に示すように、50は基板であり、
この基板50にLEDアレイ51、ドライバIC52が
実装されており、LEDアレイ51には発光部53及び
ワイヤボンディングセカンド部54を有し、金線55で
ドライバIC52とワイヤボンディングが行われてい
る。
ラム58との間にスリット絞り57をフィルムもしくは
板状のもので配置している。これは、視野絞りに相当す
るもので、結像面上に設けることが望ましいが、結像面
には感光ドラム58があり、常に回転運動をしているた
め、若干感光ドラム面より離しておく必要がある。この
実施例では、ロッドレンズアレイ56は正立等倍像を必
要としており、その像は面積をもったものを必要として
いない。従って、像として必要なライン部分のみを感光
ドラム58面上に照射させれば良く、本実施例のスリッ
ト絞り57を用いることによって、周辺部分からの反射
による不必要な光を除去することができる。
は、発光部53より距離があるために、結像位置もずれ
る。従って、この像をスリット絞り57にて遮断すれ
ば、第1実施例と同様な作用効果を得ることができる。
次に、本発明の第4実施例について説明する。図9は本
発明の第4実施例を示すLEDヘッドの構成図である。
この基板60にLEDアレイ61、ドライバIC62が
実装されており、LEDアレイ61には発光部63及び
ワイヤボンディングセカンド部64を有し、金線65で
ドライバIC62とワイヤボンディングが行われてい
る。この実施例では、LEDアレイ61の発光部63と
ロッドレンズアレイ67との間に偏光フィルタ66を配
置するようにしている。なお、68は感光ドラムであ
る。
れば、LEDアレイ61の発光部63より出射され、ロ
ッドレンズアレイ67に向かう光は特に偏光は生じてい
ないが、導波路内を繰り返し反射され、ワイヤボンディ
ングセカンド部64より出射した光は偏光の成分に相違
が生じており、楕円偏光を示している。従って、不必要
な光はレンズに到達する前に、偏光フィルタ66を通す
ことによって減少することができる。この構成によって
も、第1実施例と同様な作用効果を得ることができる。
る。図10は本発明の第5実施例を示すLEDアレイの
断面図である。この実施例では、70はLEDアレイで
あり、GaAsP基材71の一方側に不純物拡散層(発
光部)72が形成され、もう一方側にAlワイヤボンデ
ィングパッド73が設けられ、このAlワイヤボンディ
ングパッド73に金線74がボンディングされる。
パッド73の保護を目的としたコーティング材75に非
導波路型の樹脂〔1.シリコン樹脂+着色材(ジャンク
ションコーティングレンジ)、2.ポリイミド(芳香族
酸無水物+芳香族ジアミン成分)〕を用いることを特徴
としている。この樹脂は、有色透明のものか、もしく
は、半濁のものがよい。 このように構成したので、第
5実施例によれば、コーティング材中の光を吸収するこ
とができ、最も反射の大きいワイヤボンディング部まで
光は届かず、レンズ方向へも不必要な光が反射すること
がなくなる。
る。図11は本発明の第6実施例を示すLEDアレイの
断面図である。この図において、80はLEDアレイで
あり、GaAsP基材81の一方側に不純物拡散層(発
光部)82が形成され、もう一方側にAlワイヤボンデ
ィングパッド83が設けられ、このAlワイヤボンディ
ングパッド83に金線84がボンディングされる。
部82とAlワイヤボンディングパッド83との間に導
波路内の光を遮断する凸型層85を配置する。この凸型
層85はLEDアレイ80製造時にコーティング材86
としてレジスト(エチルセロソルブアセテート)を塗布
することによって実現できる。このように構成したの
で、第6実施例によれば、コーティング材86中にて生
じる光88の伝播を凸型層85で遮断することによっ
て、金線84のワイヤボンディングセカンド部89への
光の到達を阻止することができる。なお、87は発光部
より出射した光である。
る。図12は本発明の第7実施例を示すLEDアレイの
断面図である。この図において、90はLEDアレイで
あり、GaAsP基材91の一方側に不純物拡散層(発
光部)92が形成され、もう一方側にAlワイヤボンデ
ィングパッド93が設けられ、このAlワイヤボンディ
ングパッド93に金線94がボンディングされる。
部92の上面には、コーティング材95を塗布しないこ
とを特徴としている。これは、コーティング材95塗布
前に発光部92上にマスクをかけ、塗布後に除去する
か、もしくは、ディスペンサおよび筆等を用いて塗布す
ることができる。なお、99はワイヤボンディングセカ
ンド部である。
る。図13は本発明の第8実施例を示すLEDアレイの
断面図である。この図において、100はLEDアレイ
であり、GaAsP基材101の一方側に不純物拡散層
(発光部)102が形成され、もう一方側にAlワイヤ
ボンディングパッド103が設けられ、このAlワイヤ
ボンディングパッド103に金線104がボンディング
される。
光部102とAlワイヤボンディングパッド103の間
にコーティング材106のダムとなる突起105(溝で
もよい)を設け、コーティング材106がLEDアレイ
100の発光部102へ流出しないようにする。なお、
図13において、109はワイヤボンディングセカンド
部である。
Dアレイの発光部の上面には、コーティング材を塗布し
ないようにすることにより、コーティング材の導波路内
へ光が入り込まなくなる。従って、ワイヤボンディング
部へ光は到達しなくなる。次に、本発明の第9実施例に
ついて説明する。図14は本発明の第9実施例を示すL
EDアレイの断面図である。
あり、GaAsP基材111の一方側に不純物拡散層
(発光部)112が形成され、もう一方側にAlワイヤ
ボンディングパッド113が設けられ、このAlワイヤ
ボンディングパッド113に金線114がボンディング
される。この実施例では、コーティング材の厚さが薄く
なるように、例えば、2μm以下に薄くすることを特徴
としている。塗布厚を制御する方法としては、ディスペ
ンサもしくはスプレーにて樹脂を塗布した後、エアを吹
きかけ、塗布樹脂を引き延ばすことによって実現でき
る。また、一度樹脂を硬化させた後なんらかの理由で、
再度樹脂を塗布する場合には、重ね塗りをせず、対象と
なる部分のみをコーティングする必要がある。
の発光部112より出射された光117はコーティング
材115の内部で繰り返し反射を起こす。ここで、コー
ティング材115のようにコーティング厚が厚くなる
と、伝搬する光115aの反射回数が少なくなり、全反
射角以外の光において、透過する光が少なくなる。結果
として、内部に閉じ込められている光が多くなる。この
光が、ワイヤボンディング部119に達し、反射され、
レンズ方向に反射光118が向かってしまう。
ティング厚が薄ければ、伝搬する光116aの反射回数
が多く、コーティング材116内部に閉じ込められる光
は少なくなる。ここで、Alワイヤボンディングパッド
113の厚さは2μm程度であり、コーティング材11
6の厚さがそれ以下であれば、Alワイヤボンディング
パッド113の段差で光は止められる。
μm以下にすれば、最も効果を奏することができる。図
15にチップ継ぎ目でのニアフィールド写真を示す。こ
の写真において、本発明のLEDアレイチップはコーテ
ィング材の厚さが薄く、他のLEDアレイチップはコー
ティング材の厚さが厚い。
レイチップ側(115)ではワイヤボンディング部での
光の反射が見られるが、本発明のLEDアレイチップ側
(116)ではワイヤボンディング部での光の反射は見
られないことが分かる。なお、122はLEDアレイの
発光部、123はワイヤボンディング部の反射光を示し
ている。
する。図16は本発明の第10実施例を示すLEDアレ
イの平面図である。この図において、130はLEDア
レイ、131は発光部、132はAl配線、133は発
光部を囲む障壁Al配線層、134は発光部より出射
し、LEDアレイの表面を進む光である。
光部131近傍でのAl配線132に特徴を有し、2μ
m程度の厚さのAl配線132を、発光部131近傍で
発光部からAl配線132側に出射される光134の障
壁となるように、つまり、発光部131の側面の一部を
囲むように障壁Al配線層133を形成する。従来のA
l配線142は、図17に示すように形成されており、
LEDアレイ140の発光部141より出射された光1
43は、何の障壁も無く伝播してしまう。
障壁Al配線層133を設けることにより、Al配線1
32側に出射される光134が、障壁Al配線層133
で遮断され、ワイヤボンディング部の方向へ進む光を減
少させることができる。なお、上記実施例では、LED
アレイ側のボンディングパッドを、金線のボールボンド
方式でのセカンド部としているが、ファースト(1s
t)の金球部がLEDアレイ側となっても同様に適用で
き、また、ウェッジ方式のワイヤボンディングにおいて
も、同様の効果を得ることができる。
のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
れば、以下のような効果を奏することができる。 (1)請求項1記載の発明によれば、発光部から出射さ
れ、ワイヤボンディング部の方向に伝搬される不必要な
光を阻み、感光ドラムにプリントされないようにしたの
で、発光部から出射される不必要な光を排除することが
でき、高品質の印字を行うことができる。
ヤボンディング領域に塗布されるコーティング材として
有色系塗布材を施すようにしたので、ワイヤボンディン
グ部での反射を遮断することができる。 (3)請求項3記載の発明によれば、ワイヤボンディン
グ部から反射される不必要な光を遮蔽するワイヤボンデ
ィング部を覆う遮光部材を設けるようにしたので、発光
部以外の部分からの不必要な光を遮断することができ
る。
ズと感光ドラムとの間にスリット絞りを配置するように
したので、感光ドラムに不必要な光を入射することを防
止することができる。 (5)請求項5記載の発明によれば、LEDアレイとレ
ンズとの間に偏光フィルタを配置するようにしたので、
感光ドラムに不必要な光を入射することを防止すること
ができる。
Dアレイの発光面側の全面をコーティング材(保護膜)
となる非導波路型の樹脂で覆うことにより、コーティン
グ材中で光が伝播することがなくなる。 (7)請求項7記載の発明によれば、ワイヤボンディン
グ部に塗布されるコーティング材からなる導波路内の光
を遮断する凸型層を形成するようにしたので、コーティ
ング材中にて生じる光の伝播を凸型層で遮断することに
よって、金線のワイヤボンディングセカンド部への光の
到達を阻止することができる。
部以外の領域をコーティング材で覆うようにしたので、
光量のバラツキを増やすことなく、コーティング材中で
光が伝播することがなくなり、画像の焦点距離の変動が
なくなる。 (9)請求項9記載の発明によれば、発光部とワイヤボ
ンディングとの部間に配置され、ワイヤボンディング部
に塗布されるコーティング材のダム部を設けるようにし
たので、コーティング材中で光が伝播することがなくな
り、画像の焦点距離の変動がなくなる。
コーティング材の膜厚を2μm以下に抑える(また、ボ
ンディングパッドの厚さA、コーティング材の膜厚Bを
A>Bとする)ことにより、コーティング材内から光を
多く出射するようにするため、ビームプロファイルを均
一に上げることができ、閾値が容易に制御できる。 (11)請求項11記載の発明によれば、発光部周辺に
電極と同じ材料でワイヤボンディング部の方向へ向かう
光の障壁が形成される配線を設けるようにしたことによ
り反射した光を利用して、MTF値を高くすることがで
きる。
図である。
示す図である。
状態を示す写真である。
る。
面図である。
ィード写真である。
図である。
図である。
図である。
面図である。
面図である。
面図である。
面図である。
面図である。
る。
平面図である。
110,130 LEDアレイ 21,42,53,63,72,82,92,102,
112,122,131 不純物拡散層(発光部) 22 Al配線 23,44,55,65,74,84,94,104,
114 金線 24 ワイヤボンディングパッド 25 ワイヤボンディングセカンド領域 26 有色系塗布材 27 ワイヤボンディングの無い部分 28 LEDアレイチップ継ぎ目近傍の部分 29 1チップ内での全てのビットのデータ 41,71,81,91,101,111 GaAs
P基材 43,73,83,93,103,113 Alワイ
ヤボンディングパッド 45,54,64,89,99,109 ワイヤボン
ディングセカンド部 46,75,86,95,106,115,116
コーティング材 47,87,117 発光部より出射した光 48 遮光部材 49 不必要な光 50,60 基板 52,62 ドライバIC 56,67 ロッドレンズアレイ 57 スリット絞り 58,68 感光ドラム 66 偏光フィルタ 85 凸型層 88,124,134 光 105 突起(ダム) 115a,116a 伝搬する光 118,123 反射光 119 ワイヤボンディング部 132 Al配線 133 障壁Al配線層
Claims (11)
- 【請求項1】 LEDアレイの発光部から出射される光
を、レンズアレイを介して、感光ドラム上に結像させる
光プリントヘッドにおいて、 前記発光部から出射され、ワイヤボンディング部の方向
に伝搬される不必要な光を阻み、感光ドラムにプリント
されないようにする阻止手段を具備することを特徴とす
る光プリントヘッド。 - 【請求項2】 請求項1記載の光プリントヘッドにおい
て、前記阻止手段はワイヤボンディング領域に塗布され
るコーティング材が有色系塗布材である光プリントヘッ
ド。 - 【請求項3】 請求項1記載の光プリントヘッドにおい
て、前記阻止手段はワイヤボンディング部から反射され
る不必要な光を遮蔽するワイヤボンディング部を覆う遮
光部材である光プリントヘッド。 - 【請求項4】 請求項1記載の光プリントヘッドにおい
て、前記阻止手段は前記レンズと感光ドラムとの間に配
置されるスリット絞りである光プリントヘッド。 - 【請求項5】 請求項1記載の光プリントヘッドにおい
て、前記阻止手段は前記LEDアレイとレンズとの間に
配置される偏光フィルタである光プリントヘッド。 - 【請求項6】 請求項1記載の光プリントヘッドにおい
て、前記阻止手段はワイヤボンディング部に塗布される
コーティング材が非導波路型の樹脂である光プリントヘ
ッド。 - 【請求項7】 請求項1記載の光プリントヘッドにおい
て、前記阻止手段はワイヤボンディング部に塗布される
コーティング材からなる導波路内の光を遮断する凸型層
である光プリントヘッド。 - 【請求項8】 請求項1記載の光プリントヘッドにおい
て、前記阻止手段はワイヤボンディング部に塗布される
コーティング材を前記発光部に塗布しないようにした光
プリントヘッド。 - 【請求項9】 請求項1記載の光プリントヘッドにおい
て、前記阻止手段は前記発光部とワイヤボンディング部
との間に配置され、ワイヤボンディング部に塗布される
コーティング材のダム部である光プリントヘッド。 - 【請求項10】 請求項1記載の光プリントヘッドにお
いて、前記阻止手段は、コーティング材の膜厚を2μm
以下に抑える光プリントヘッド。 - 【請求項11】 請求項1記載の光プリントヘッドにお
いて、前記阻止手段は、ワイヤボンディング部の方向へ
向かう光の障壁が形成されるAl配線である光プリント
ヘッド。
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- 1995-12-28 JP JP35227195A patent/JP3560712B2/ja not_active Expired - Fee Related
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