JPH11320962A - Led露光ヘッド - Google Patents

Led露光ヘッド

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JPH11320962A
JPH11320962A JP13669498A JP13669498A JPH11320962A JP H11320962 A JPH11320962 A JP H11320962A JP 13669498 A JP13669498 A JP 13669498A JP 13669498 A JP13669498 A JP 13669498A JP H11320962 A JPH11320962 A JP H11320962A
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JP
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led
light
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led chip
face
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JP13669498A
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Fumio Hata
文夫 畑
Akihiko Kumatoriya
昭彦 熊取谷
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Canon Inc
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    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
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    • H01L2224/48463Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
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    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/3025Electromagnetic shielding

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可視光線などの光エネルギーを画像の画素に
対応した微小領域(多くは、数十から数百マイクロメー
トル四方の範囲)に効率よく集中させ、高画質の画像を
形成する、安価で、小型のLED露光ヘッドを提供す
る。 【解決手段】 サファイアなどの透明基板上にLEDを
形成し、該LEDを電子画像の画素寸法と略同等寸法の
LEDチップに分割し、これらLEDチップを、配線基
板上にフェースダウン実装すると共に、各LEDチップ
の周囲を、遮光部材により、光導出のための1面を残し
て被覆したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として、コンピ
ュータなどの周辺機器、特に、コンピュータで得られた
電子画像などを出力するプリンタ装置において使用され
るLED露光ヘッドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】光電変換された画像データや、デジタル
処理された電子画像データを、画像として、紙などの媒
体に出力するには、光、熱、圧力などのエネルギーを吸
収して発色する化学物質を塗布した紙(感光紙、感熱
紙、感圧紙など)に、その化学物質の発色を促すエネル
ギーを与える方式や、インクや顔料などを画像信号に応
じて紙に付着させる方式などがある。
【0003】いずれの方式でも、電子画像の画素に対応
した微小な面積に、熱、光、圧力などのエネルギーを、
画像の濃度や色に応じた強度で、直接あるいは間接に集
中させ、これを全画面について行うことで、所要の全体
画像を形成する。
【0004】近年、パーソナルコンピュータや各種電子
映像装置の普及により、電子画像を紙などの媒体に出力
する要求が高まり、より高精細で、小型、低価格な出力
装置(以下、プリンターという)が求められてきた。
【0005】従来、このような目的を達成するために
は、発光ダイオード(以下、LEDという)やレーザー
ダイオード(以下、LDという)の光をレンズによって
集光する方法が知られている。ここでは、遮光板7に画
素寸法と略同等に開口したピンホール7aを形成し、こ
こを透過した光を感光体22に到達させる。
【0006】しかし、例えば、図5に示すように、レン
ズ9による集光では、LEDチップ11の全発光量の
内、利用できない部分21aが生ずる。なお、遮光板7
は、この無駄となった光21aが感光体22に到達する
ことを防止する。この無駄を避けるために、レンズの開
口率を大きくすると、装置の大型化を招くという欠点が
あった。
【0007】また、図6に示すように、レンズを用い
ず、LEDチップ11を感光体22にきわめて近づける
方法もあるが、これでもLEDチップへの電気配線(ワ
イヤ8)が必要なため、LEDチップ11と感光体22
の距離は、数百マイクロメートル程度に縮めるのが限界
であった。そのため、ピンホール7aを通過して、画素
寸法の領域(例えば、数百マイクロメートル四方)を照
射する光21には、無駄となる部分21aが発生してい
た。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】そこで、既に実用化さ
れたLEDチップを採用して、光の無駄を省く工夫が成
されている。即ち、このLEDチップは、シリコン、ガ
リウムひ素などの可視光線に対して不透明な材質を基板
として用いる代わりに、サファイアなどの透明な基板上
にLEDを形成し、これを電子画像の画素寸法と略同等
寸法に分割したもので、これらLEDチップを、配線基
板上にフリップチップ実装することで、電子画像出力用
露光ヘッドを構成することができる(例えば、特許第2
604603号:京セラ株式会社の発光素子は、LED
チップをフリップチップ接続して構成される)。
【0009】このような、フリップチップ実装のLED
を用いれば、図7に示すように、LEDチップ1の発光
面1aと感光体22との距離を、LED基板の厚さと、
ほぼ同等の、極めて小さい値(例えば、100マイクロ
メートル程度)にまで、近づけることができ、感光体2
2に到達する光21の利用効率を、きわめて大きくする
ことができる。
【0010】しかし、透明な基板からなるLEDチップ
1を、配線基板5に搭載する形態では、LEDチップ1
の端面1dから漏れた光21bが、周囲に拡散して、感
光体22への迷光となり、画像の品質を著しく損なうと
いう欠点があった。
【0011】本発明は、上記事情に基づいてなされたも
ので、その目的とするところは、このようなプリンター
装置などにおいて、主に、可視光線などの光エネルギー
を画像の画素に対応した微小領域(多くは、数十から数
百マイクロメートル四方の範囲)に効率よく集中させ、
高画質の画像を形成する、安価で、小型のLED露光ヘ
ッドを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
サファイアなどの透明基板上にLEDを形成し、該LE
Dを電子画像の画素寸法と略同等寸法のLEDチップに
分割し、これらLEDチップを、配線基板上にフェース
ダウン実装すると共に、各LEDチップの周囲を、遮光
部材により、光導出のための1面を残して被覆したこと
を特徴とする。
【0013】この場合、その好ましい実施の形態とし
て、本発明では、前記LEDチップが光導出面を短辺側
とした略角錐台形形状になっており、また、前記遮光部
材が高反射率のプラスチック、または、高反射率の充填
剤を分散したプラスチックからなり、更には、前記光導
出面には、白色または銀色などの高反射率のインクで印
刷した光学絞りが設けられている。
【0014】従って、このような構成により、数百マイ
クロメートル四方以下の微小な領域に、効率よくLED
の光エネルギーを集中させ、より鮮明な画像を、安価で
小型の装置で、出力することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)以下、本発
明のLED露光ヘッドの実施の形態を図1を参照して説
明する。ここでは、LEDを形成したサファイアなどの
透明基板は、電子画像の画素寸法とほぼ同等の、数百マ
イクロメートル角のLEDチップ1に切り出されてお
り、そのLEDチップ1が、複数個、配線基板5上にフ
リップチップ接続されている。なお、LEDチップ1を
搭載するピッチは、所望の画像の画素ピッチと同等か、
その整数倍が望ましい。
【0016】このフリップチップ実装には、LEDの電
極に形成された金などのバンプ2(突起)と配線基板5
上の配線4とを異方性導電フィルムや導電ペーストなど
の導電接着剤3で接着するという方法が採用できる。
【0017】そして、LEDチップ1の周囲には、光導
出面1b(発光面1aと反対の面)と略同一の高さま
で、不透明な遮光部材6が充填されており、LEDチッ
プ1の側端面から光が漏れて、感光体22に達するのを
防ぐと同時に、近接するLEDチップ相互の光が混合す
ることをも防止している。
【0018】この遮光部材6には、白色顔料、そして/
または高反射率のガラス粉などを分散したエポキシ樹脂
などの半導体封止用樹脂が用いられており、これによ
り、光21が遮光部材6に吸収されるという損失を防ぐ
と同時に、環境の湿度や外力からLEDチップを保護す
ることができ、効率と信頼性との高い露光ヘッドが得ら
れる。
【0019】(第2の実施の形態)次に、本発明の第2
の実施の形態を、図2を参照して説明する。ここでは、
LEDチップ1を角錐台に成形し、その斜面1cを高反
射率の遮光部材6で被覆することにより、光21を効率
よく光導出面1bに導く。この光導出面1bの面積を、
発光面1aより小さくすることで、発光量を減らさず
に、高解像の画像を出力することができる。
【0020】なお、角錐台形状のLEDチップを得るに
は、図3に示すように、平板状のLED基板31を切断
する際に、V字形の成形端部23aを有する切断砥石2
3を用いるのである。
【0021】(第3の実施の形態)図4には、本発明の
第3の実施の形態が示されている。ここでは、LEDの
光導出面1bに、白色、銀色などのインク10をスクリ
ーン印刷などの手法で部分印刷することにより、光導出
の絞り10aを形成する。この絞り10aは、任意の形
状、寸法にすることが可能であり、かつ、光21の損失
も最小限に留められる。
【0022】
【発明の効果】本発明は、以上説明したようになり、サ
ファイアなどの透明基板上にLEDを形成し、該LED
を電子画像の画素寸法と略同等寸法のLEDチップに分
割し、これらLEDチップを、配線基板上にフェースダ
ウン実装すると共に、各LEDチップの周囲を、遮光部
材により、光導出のための1面を残して被覆したので、
光の損失を減じ、また、迷光を抑え、高効率で、小型の
電子画像用出力ヘッドとしてのLED露光ヘッドを構成
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す模式的断面図
である。
【図2】本発明の第2の実施の形態を示す模式的断面図
である。
【図3】同じく、LEDチップの切断加工を示す模式図
である。
【図4】本発明の第3の実施の形態を示す模式的断面図
である。
【図5】従来の露光ヘッドの構造を示す模式的断面図で
ある。
【図6】他の従来の露光ヘッドの構造を示す模式的断面
図である。
【図7】更に他の従来の露光ヘッドの構造を示す模式的
断面図である。
【符号の説明】
1,11 LEDチップ 1a 発光面 1b 光導出面 1c 斜面 1d 端面 2 バンプ 3 導電接着剤 4 配線 5 配線 6 遮光部材 21 可視光線 21a,21b 迷光 22 感光体

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サファイアなどの透明基板上にLEDを
    形成し、該LEDを電子画像の画素寸法と略同等寸法の
    LEDチップに分割し、これらLEDチップを、配線基
    板上にフェースダウン実装すると共に、各LEDチップ
    の周囲を、遮光部材により、光導出のための1面を残し
    て被覆したことを特徴とするLED露光ヘッド。
  2. 【請求項2】 前記LEDチップは、光導出面を短辺側
    とした略角錐台形形状になっていることを特徴とする請
    求項1に記載のLED露光ヘッド。
  3. 【請求項3】 前記遮光部材は、高反射率のプラスチッ
    ク、または、高反射率の充填剤を分散したプラスチック
    からなることを特徴とする請求項1あるいは2に記載の
    LED露光ヘッド。
  4. 【請求項4】 前記光導出面には、白色または銀色など
    の高反射率のインクで印刷した光学絞りが設けられてい
    ることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のLE
    D露光ヘッド。
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