JPH11331492A - マルチチップ搭載等倍型イメージセンサーおよびマルチチップ搭載ledプリントヘッド - Google Patents

マルチチップ搭載等倍型イメージセンサーおよびマルチチップ搭載ledプリントヘッド

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JPH11331492A
JPH11331492A JP13700298A JP13700298A JPH11331492A JP H11331492 A JPH11331492 A JP H11331492A JP 13700298 A JP13700298 A JP 13700298A JP 13700298 A JP13700298 A JP 13700298A JP H11331492 A JPH11331492 A JP H11331492A
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JP
Japan
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chip
image sensor
print head
light receiving
led print
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JP13700298A
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English (en)
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Shigetaka Shintani
重孝 新谷
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Original Assignee
Kyocera Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】チップ接合部での画素ピッチの精度を高めると
ともに、光学系の「ぼけ」をなくしたマルチチップ搭載
等倍型イメージセンサーもしくはマルチチップ搭載LE
Dプリントヘッドを提供することにある。 【解決手段】イメージセンサー8によれば、基板9上に
受光部面10aの高いICチップ10と、受光部面11
aの低いICチップ11とを交互に配列し、ICチップ
10、11には受光部面10a、11aにそってそれぞ
れ複数の受光部10b、11bが主走査方向12に配列
されている。ICチップ10の端面には傾斜面10cを
形成し、逆台形状にしている。傾斜面10cを設けるこ
とで、傾斜面10cの下側に受光部面11aの低いIC
チップ11の端部11cを挿入させている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はファクシミリ/シー
トフィード型パーソナルコンピュータ用スキャナ等の原
稿読取部に利用されるマルチチップ搭載等倍型イメージ
センサーにおいて、とくに複数の受光窓を有するイメー
ジセンサーICが複数個配列された等倍型イメージセン
サーに関するものである。また、パーソナルコンピュー
タ用ページプリンタ等の原稿書き出し部に用いるマルチ
チップ搭載LEDプリントヘッドのうち、とくに複数の
LEDを有するLEDアレイチップが複数個配列された
LEDプリントヘッドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】上記のような等倍型イメージセンサーと
LEDプリントヘッドは受光か発光かの差異があるにし
ても、その他の構造上に大きな違いがないことで、LE
Dプリントヘッドでもって従来技術をあげる。
【0003】図11はLEDアレイチップが複数個配列
された従来のLEDプリントヘッドである(実開昭57
−130451号参照)。(a)はLEDプリントヘッ
ドAの平面図、(b)は断面図である。
【0004】1はLEDアレイのチップであり、チップ
1を搭載するマウント材2にはチップ1の寸法よりもや
や長めの凹部3と、チップ1の寸法よりやや短めの凸部
4を交互に並べている。各チップ1には複数の発光パタ
ーン5が配列されているが、隣接するチップ1の端部に
ある発光パターン5が重なるようにマウントすること
で、各発光パターン5間の間隔はいずれの部分において
も等しくなる。
【0005】また、図12もLEDアレイチップが複数
個配列された従来のLEDプリントヘッドBである(実
開昭63−64061号参照)。
【0006】凹凸状になした基板6上に各凹部と凸部の
それぞれに発光部7aを配列したLEDアレイのチップ
7を配置したものであって、隣接するチップ7の接合面
7bが重畳して配列されるように凹凸に段差を設け、こ
れにより、接合面7bでの発光ピッチ誤差をなくし、誤
差をなくして高密度化にしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、両者の
公知技術においては、チップの厚み以上に凹部の深さを
規定する必要があり、これにより、感光体ドラム等の対
象品までの距離において、隣接するチップ間での差が大
きくなるという問題点がある。
【0008】すなわち、実開昭57−130451号に
おいては、チップ1の厚みが100μmであることか
ら、隣接するチップ間での差は100μm以上となり、
実開昭63−64061号においては、凹凸差を0.5
mm前後にしていることで、300DPI未満の画素密
度の場合であれば、問題にならないことでも、300D
PIを越える高画素密度の場合においては、大きな起伏
によりロッドレンズアレイを含む光学系の許容する範囲
内に発光部もしくは受光部を位置設計することがでいな
くなり、いわゆる光学系に「ぼけ」が生じていた。
【0009】ちなみに、ロッドレンズのもつ焦点深度
は、そのレンズの開口角に反比例し、レンズの明るさは
開口角に比例する関係であり、焦点深度が深ければ、段
差の許容値が大きくなるがレンズが暗くなり、光学的解
像度が低下する。
【0010】したがって、本発明の目的はチップ接合部
での画素ピッチの精度を高めるとともに、光学系の「ぼ
け」をなくしたマルチチップ搭載等倍型イメージセンサ
ーを提供することにある。
【0011】本発明の他の目的はチップ接合部での画素
ピッチの精度を高めるとともに、光学系の「ぼけ」をな
くしたマルチチップ搭載LEDプリントヘッドを提供す
ることにある。
【0012】本発明のさらに他の目的は受光部面もしく
は発光部面に高低差のある2種類のICチップを主走査
方向に交互に並べるに当たり、双方の高低差を100μ
m未満に設定することが容易になり、これによって生産
コストを低減させたマルチチップ搭載等倍型イメージセ
ンサーまたはマルチチップ搭載LEDプリントヘッドを
提供することにある。
【0013】
【問題点を解決するための手段】本発明のマルチチップ
等倍型イメージセンサーは、基板上に300DPI以上
の読取り密度となるように複数の受光部を配列したIC
チップを複数個主走査方向に並べるとともに、受光部面
に高低差のある2種類のICチップを交互に並べ、受光
部面の高いICチップの端面に切欠部もしくは窪み部を
設け、これら切欠部や窪み部に受光部面の低いICチッ
プの端部を挿入したことを特徴とする。
【0014】本発明のマルチチップ搭載LEDプリント
ヘッドは、基板上に300DPI以上の発光密度となる
ように複数の発光部を配列したICチップを複数個主走
査方向に並べるとともに、発光部面に高低差のある2種
類のICチップを交互に並べ、発光部面の高いICチッ
プの端面に切欠部もしくは窪み部を設け、これら切欠部
や窪み部に発光部面の低いICチップの端部を挿入した
ことを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】初めに本発明のマルチチップ等倍
型イメージセンサーを述べ、つぎにマルチチップ搭載L
EDプリントヘッドを述べ、さらに双方に共通した変形
例を記す。
【0016】マルチチップ等倍型イメージセンサー 図1は本発明のマルチチップ等倍型のイメージセンサー
8の平面図、図2は図1中の領域Cの拡大平面図、図3
は図2において切断面線X−Xによる断面図である。図
4はイメージセンサー8の使用状態を示す。
【0017】イメージセンサー8はアルミナ基板などの
基板9上に受光部面10aの高いICチップ10と、受
光部面11aの低いICチップ11とを交互に配列して
いる。これらICチップ10、11には受光部面10
a、11aにそって、それぞれ複数の受光部10b、1
1bが主走査方向12に配列されている。いずれのチッ
プも板状体であるが、ICチップ10の端面は前記切欠
部としての傾斜面10cを形成し、これにより、逆台形
状にしている。このような傾斜面10cを設けること
で、傾斜面10cの下側に受光部面11aの低いICチ
ップ11の端部11cを挿入させる。
【0018】そして、図4に示すように、ケース内13
内にイメージセンサー8と光源14とセルホックレンズ
アレー15とを設け、さらに光源14がガラス板16上
に置いた原稿17を光照射し、その反射光をガラス板1
6とセルホックレンズアレー15とを通してイメージセ
ンサー8に受光される。
【0019】ICチップ10の傾斜面10cは大きなウ
エハーをダイサーを用いて切断する際に、たとえば45
〜88度の角度範囲になるように切り込む。さらにIC
チップ10とICチップ11との配列関係とオーバーラ
ップ状態、それぞれのチップ形状を考えて上記角度を決
定する。かかる制約条件として、受光部10b、11b
のピッチ、受光部10b、11bの受光窓の幅(面
積)、端にある受光部10b、11bのICチップエッ
ジまでの距離、隣接するICチップ10とICチップ1
1間の距離がある。
【0020】また、受光部面10aの高いICチップ1
0の厚みと、受光部面11aの低いICチップ11の厚
みの差は20μm以上100μm未満の範囲に、好適に
は50〜95μmにするとよい。このように範囲設定す
るには、上記制約条件に加えて、正立等倍像を導く光学
レンズ系の開口角(たとえば、セルホックレンズアレー
15の開口角)に依存する受光部面11a上部の射影距
離、およびその光学レンズ系の焦点深度が考慮される。
【0021】たとえば厚み600μmのICチップ10
と550μmのICチップ11、厚み400μmのIC
チップ10と350μmのICチップ11があるが、I
Cチップ10とICチップ11との高低差を100μm
未満にするためには幾とおりにも組合せがあり、これら
に限定されるものでない。
【0022】さらにまた、ICチップ10とICチップ
11との間隔は、それらの形状により規定されるもので
あるが、もっとも近い距離をその間隔とすると図3にp
として示す。
【0023】この間隔pはICチップや基板9の材質に
より規定されるが、たとえば5μm以上にするとよい。
この範囲にすれば、ICチップ10、11をシリコン
で、基板9をアルミナで構成した場合に、−25℃〜7
5℃の温度差であっても実用上支障がない。
【0024】以下に設計方法を厚み600μmのICチ
ップ10と550μmのICチップ11を使用して具体
的に詳述する。
【0025】図5(a)は本発明のマルチチップ等倍型
のイメージセンサー8の要部拡大平面図、同図(b)は
(a)において切断面線Y−Yによる断面図である。図
6と図7は接合部の拡大断面図である。
【0026】解像度600DPI、すなわちイメージの
1画素を構成する受光部が42.3μmピッチで主走査
方向に配列されているモノクロ等倍型イメージセンサー
もしくは光源切り替え等倍型イメージカラーセンサーで
あって、ICチップ10、11上には288画素分の受
光部(カラーの場合には288×3=864個の受光
窓)が配置されている。そして、本例では上記受光部1
0b、11b(幅X:15μm)をもつICチップ1
0、11を合計して18個主走査方向に基板9上に配列
して、8.5インチ幅の読取りをおこなう。
【0027】また、画素ピッチ(受光部ピッチ)P1は
42.3μmであり、ICチップ接合部における画素ピ
ッチ(受光部ピッチ)PG1も42.3μmである。
【0028】さらにまた(b)に示すようにICチップ
10(厚みT1)をDの角度でもって逆台形状に切断
し、これによって傾斜面10cをなし、ICチップ11
(厚みT2)は通常の垂直切断もしくは同様の逆台形切
断を施したものとし、同じように画素ピッチ(受光部ピ
ッチ)P1を42.3μmに規定している。本例ではT
1=600μm、T2=550μm、D=60度であ
る。なお、図6に示すようにICチップのエッジ端の厚
みT3を20μmにしている。
【0029】つぎにPG1がP1と同じになるように設
計でき、実際にPG1を画素ピッチPに近づけることを
図6と図7により説明する。
【0030】端に設けた受光部10bのエッジからIC
チップ10のエッジまでの距離M、および端に設けた受
光部11bのエッジからICチップ11のエッジまでの
距離Nをそれぞれ25μmとすると、双方のICチップ
の接合部における受光部ピッチPG1は、オーバーラッ
プ部距離をWにすると、PG1=X/2+M+X/2+
N−Wとなる。そして、M=N=15μm、X=15μ
mとすると、オーバーラップ部距離Wは、W=45−P
G1μmとなる。そこで、PG1を所定のピッチPと同
じにするためにはW=2.7μmとなる。
【0031】ここで本例ではD=60度、T3=20μ
mとすると、WC1=(T1−T2)/tanD=2
8.9μm、WC2=(T1−T2−T3)/tanD
=17.3(μm)の関係式がなりたつ。ここで、WC
2=WA+GA、PG1=42.3μmのとき、WA=
Wであることで、IC間距離GA=WC2−WA=1
4.6μmとなる。
【0032】ちなみに、GA=14.6μmはIC実装
精度および熱膨張係数が約11×10-6(1/℃)のガ
ラスエポキシ基板の温度特性を考慮して取られるICチ
ップ間のギャップとして十分である。
【0033】結局、この場合には2チップのオーバーラ
ップ距離WAを2.7μmにすることで、所要どおりの
ピッチPと同じにすることができた。
【0034】かくして本発明のイメージセンサー8にお
いては、受光部面10a、11aの高低差を小さくしな
がらICチップ10、11を主走査方向に交互に並べる
ことが容易になり、これにより、チップ接合部での画素
ピッチの精度を高めるとともに、光学系の「ぼけ」をな
くすことができた。
【0035】マルチチップ搭載LEDプリントヘッド 図8は本発明のLEDプリントヘッド18の使用状態を
示し、図9はLEDプリントヘッド18の平面図、図1
0(a)は図9中の領域Dの拡大平面図、(b)は
(a)において切断面線Z−Zによる断面図である。
【0036】図8に示すように、ケース19内にLED
プリントヘッド18とセルホックレンズアレー20とを
設け、ケース19外に感光体ドラム21を配設し、LE
Dプリントヘッド18の照射光がセルホックレンズアレ
ー20を通して感光体ドラム21を当たるようになって
いる。
【0037】上記LEDプリントヘッド18はアルミナ
基板などの基板22上に発光部面23aの高いICチッ
プ23と、発光部面24aの低いICチップ24とを交
互に配列している。これらICチップ23、24には発
光部面23a、24aにそって、それぞれ複数の発光部
23b、24bが主走査方向25に配列されている。同
様にICチップ23の端面は前記切欠部としての傾斜面
23cを形成し、これにより、逆台形状にしている。こ
のような傾斜面23cを設けることで、傾斜面23cの
下側に発光部面24aの低いICチップ24の端部24
cを挿入させる。
【0038】上記の構成のLEDプリントヘッド18に
ついても、発光部面23a、24aの高低差を小さくし
ながらICチップ23、24を主走査方向に交互に並べ
ることが容易になり、これにより、チップ接合部での画
素ピッチの精度を高めるとともに、光学系の「ぼけ」を
なくすことができた。
【0039】他の実施形態例 本発明は上記実施形態例に限定されず、本発明の要旨を
逸脱しない範囲内で種々の変更や改良等は何ら差し支え
ない。つぎに本発明の他の構成例を図13〜図24に示
す。ただし、マルチチップ等倍型イメージセンサーとマ
ルチチップ搭載LEDプリントヘッドとの間は受光もし
くは発光という機能上に差があるのみであるので、双方
共通して記載する。
【0040】図13のイメージセンサーまたはLEDプ
リントヘッド(以下、センサー(ヘッド)と略記する)
26においては、基板27上に受光部面(発光部面)の
高いICチップ28と、受光部面(発光部面)の低いI
Cチップ29とを交互に配列するに当たって、ICチッ
プ28の端面は前記切欠部としての傾斜面28cを形成
し、他方のICチップ29の端面にも傾斜面29cを設
けて、両傾斜面28c、29cを平行にさせている。
【0041】図14のセンサー(ヘッド)30では、基
板31上に受光部面(発光部面)の高いICチップ32
と、受光部面(発光部面)の低いICチップ33とを交
互に配列するに当たって、ICチップ32の端面は傾斜
面32cを形成し、他方のICチップ33の端面には傾
斜面32cとは逆に傾斜するような傾斜面33cを設け
ている。
【0042】図15のセンサー(ヘッド)34では、基
板35上に受光部面(発光部面)の高いICチップ36
と、受光部面(発光部面)の低いICチップ37とを交
互に配列するに当たって、ICチップ36の下にスペー
サ38を介在させている。そして、ICチップ36の端
面は傾斜面36cを形成している。
【0043】このようにスペーサ38を介在させると、
ICチップ36とICチップ37とを同じ厚みにするこ
とで共通したウエハーを用いることで、生産コストを下
げることができる点でよい。
【0044】その他に図16〜図22に示すような構成
でもよい。いずれのセンサー(ヘッド)も受光部面(発
光部面)の高いICチップ39と、受光部面(発光部
面)の低いICチップ40の概略でもって示す。本発明
においては、傾斜面を設けることで切欠部と称したが、
切欠部の他の例として図16〜図21に示す。また、窪
み部の例として図22に示す。
【0045】さらにまた、図23に示すようなインライ
ン方式カラーマルチチップ搭載等倍型イメージセンサー
41や図24に示すような3ライン方式カラーマルチチ
ップ搭載等倍型イメージセンサー42でもよい。それぞ
れICチップの平面図であって、Rは赤の受光部、Gは
緑の受光部、Bは青の受光部である。ただし、高い受光
部面のICチップ43と、受光部面の低いICチップ4
4との関係を略する。
【0046】
【発明の効果】以上のとおり、本発明のマルチチップ搭
載等倍型イメージセンサーによれば、受光部面に高低差
のある2種類のICチップを交互に並べ、受光部面の高
いICチップの端面に切欠部もしくは窪み部を設け、こ
れら切欠部や窪み部に受光部面の低いICチップの端部
を挿入したことで、双方の高低差を100μm未満に設
定でき、これにより、チップ接合部での画素ピッチの精
度を高めるとともに、光学系の「ぼけ」をなくした高品
質かつ高性能なマルチチップ搭載等倍型イメージセンサ
ーが提供できた。
【0047】また、本発明のマルチチップ搭載LEDプ
リントヘッドについても、発光部面に高低差のある2種
類のICチップを交互に並べ、発光部面の高いICチッ
プの端面に切欠部もしくは窪み部を設け、これら切欠部
や窪み部に発光部面の低いICチップの端部を挿入した
ことで、同様に画素ピッチの精度を高めるとともに、光
学系の「ぼけ」をなくした高品質かつ高性能なマルチチ
ップ搭載LEDプリントヘッドが提供できた。
【0048】さらにまた、本発明のマルチチップ搭載等
倍型イメージセンサーおよびマルチチップ搭載LEDプ
リントヘッドについては、これらを製造するために従来
のベアチップ実装装置にて対応できる。すなわち、たと
えばA3サイズ(600DPI)のイメージセンサーも
しくはLEDプリントヘッドにおいては、チップ間の間
隔を10〜15μmにしているが、従来であれば、同一
のICチップを一つ一つ順次位置合わせしながら配列す
るという作業であり、そのために生産コストが大幅に上
がっていたが、本発明においては、受光部面の低いIC
チップを並べ、ついで受光部面の高いICチップを配列
する工程であれば、相当に精度を時間を短縮させながら
高めることができ、これにより、高い精度を容易に達成
することができ、その結果、生産コストをさげることが
できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のマルチチップ等倍型のイメージセンサ
ーの平面図である。
【図2】図1中の領域Cの拡大平面図である。
【図3】図2において切断面線X−Xによる断面図であ
る。
【図4】本発明のマルチチップ等倍型のイメージセンサ
ーの使用状態を示す説明図である。
【図5】(a)は本発明のマルチチップ等倍型のイメー
ジセンサーの要部拡大平面図であり、(b)は(a)に
おける切断面線Y−Yによる断面図である。
【図6】本発明のマルチチップ等倍型のイメージセンサ
ーの接合部の拡大断面図である。
【図7】本発明のマルチチップ等倍型のイメージセンサ
ーの接合部の拡大断面図である。
【図8】本発明のマルチチップ搭載LEDプリントヘッ
ドの使用状態を示す説明図である。
【図9】本発明のマルチチップ搭載LEDプリントヘッ
ドの平面図である。
【図10】(a)は図9中の領域Dの拡大平面図であ
り、(b)は(a)における切断面線Z−Zによる断面
図である。
【図11】(a)は従来のLEDプリントヘッドの平面
図、(b)はその断面図である。
【図12】従来の他のLEDプリントヘッドの破断面図
である。
【図13】本発明の他のマルチチップ等倍型のイメージ
センサーまたはマルチチップ搭載LEDプリントヘッド
の拡大断面図である。
【図14】本発明の他のマルチチップ等倍型のイメージ
センサーまたはマルチチップ搭載LEDプリントヘッド
の拡大断面図である。
【図15】本発明の他のマルチチップ等倍型のイメージ
センサーまたはマルチチップ搭載LEDプリントヘッド
の拡大断面図である。
【図16】本発明の他のマルチチップ等倍型のイメージ
センサーまたはマルチチップ搭載LEDプリントヘッド
の要部断面図である。
【図17】本発明の他のマルチチップ等倍型のイメージ
センサーまたはマルチチップ搭載LEDプリントヘッド
の要部断面図である。
【図18】本発明の他のマルチチップ等倍型のイメージ
センサーまたはマルチチップ搭載LEDプリントヘッド
の要部断面図である。
【図19】本発明の他のマルチチップ等倍型のイメージ
センサーまたはマルチチップ搭載LEDプリントヘッド
の要部断面図である。
【図20】本発明の他のマルチチップ等倍型のイメージ
センサーまたはマルチチップ搭載LEDプリントヘッド
の要部断面図である。
【図21】本発明の他のマルチチップ等倍型のイメージ
センサーまたはマルチチップ搭載LEDプリントヘッド
の要部断面図である。
【図22】本発明の他のマルチチップ等倍型のイメージ
センサーまたはマルチチップ搭載LEDプリントヘッド
の要部断面図である。
【図23】本発明のインライン方式カラーマルチチップ
搭載等倍型イメージセンサーの平面図である。
【図24】本発明の3ライン方式カラーマルチチップ搭
載等倍型イメージセンサーの平面図である。
【符号の説明】
8 イメージセンサー 9 基板 10、11 ICチップ 10a、11a 受光部面 10b、11b 受光部 10c 傾斜面 11c 端部 12 主走査方向 18 LEDプリントヘッド 22 基板 23、24 ICチップ 24a 発光部面24a 23b、24b 発光部 23c 傾斜面 24c 端部 25 主走査方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 33/00 H04N 1/04 102 H04N 1/036 1/19

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に300DPI以上の読取り密度と
    なるように複数の受光部を配列したICチップを複数個
    主走査方向に並べるとともに、受光部面に高低差のある
    2種類のICチップを交互に並べ、受光部面の高いIC
    チップの端面に切欠部もしくは窪み部を設け、これら切
    欠部や窪み部に受光部面の低いICチップの端部を挿入
    したことを特徴とするマルチチップ搭載等倍型イメージ
    センサー。
  2. 【請求項2】基板上に300DPI以上の発光密度とな
    るように複数の発光部を配列したICチップを複数個主
    走査方向に並べるとともに、発光部面に高低差のある2
    種類のICチップを交互に並べ、発光部面の高いICチ
    ップの端面に切欠部もしくは窪み部を設け、これら切欠
    部や窪み部に発光部面の低いICチップの端部を挿入し
    たことを特徴とするマルチチップ搭載LEDプリントヘ
    ッド。
JP13700298A 1998-05-19 1998-05-19 マルチチップ搭載等倍型イメージセンサーおよびマルチチップ搭載ledプリントヘッド Pending JPH11331492A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009214396A (ja) * 2008-03-10 2009-09-24 Ricoh Co Ltd 光書込みヘッドおよび画像形成装置
WO2011104771A1 (ja) 2010-02-24 2011-09-01 三菱電機株式会社 イメージセンサ用ic及びそれを用いた密着型イメージセンサ
JP2013090198A (ja) * 2011-10-19 2013-05-13 Toshiba Tec Corp 結像光学装置及び画像形成装置

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