JP2000301762A - Ledプリントヘッド - Google Patents

Ledプリントヘッド

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JP2000301762A
JP2000301762A JP11646899A JP11646899A JP2000301762A JP 2000301762 A JP2000301762 A JP 2000301762A JP 11646899 A JP11646899 A JP 11646899A JP 11646899 A JP11646899 A JP 11646899A JP 2000301762 A JP2000301762 A JP 2000301762A
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led
chip
layer
light
wiring layer
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Takaatsu Shimizu
孝篤 清水
Norio Nakajima
則夫 中島
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Data Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント配線基板からの反射光を低減すると
ともに、LEDチップの実装姿勢を安定させる。 【解決手段】 表面に配線層12を備えるプリント配線
基板30と、プリント配線基板30表面に実装されたL
EDアレイチップ2と、プリント配線基板30表面に形
成された絶縁層30とを有し、絶縁層30は、LEDア
レイチップ2の発光部20の近傍領域RNEにおいて露出
する配線層12の光反射表面を被覆し、LEDアレイチ
ップ2の長手方向のチップ端部2aおよび2bを支持す
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、電子写真プリンタ
の露光装置等に用いられるLED(発光ダイオード)プ
リントヘッドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子写真プリンタの印刷プロセスは、均
一に帯電された感光体ドラムの表面を露光装置により露
光して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して感光
体ドラム上にトナー像を形成したあと、トナー像を用紙
に転写し、定着させる。LEDプリントヘッドは、上記
の露光装置として用いられ、複数のLEDの発光部を印
刷データに従って選択的に発光させることにより、上記
の感光体ドラム上に静電潜像を形成する。
【0003】LEDプリントヘッドは、LEDユニット
と、LEDユニットからの光を感光ドラム上に収束させ
るためのレンズアレイと、LEDユニットおよびレンズ
アレイを保持するためのレンズホルダとを有する。上記
のLEDユニットは、配線層を備えたプリント配線基板
と、LEDアレイチップと、LEDアレイチップを駆動
するためのドライバICチップとを有する。
【0004】図9は従来のLEDプリントヘッドにおけ
るLEDユニットの構成図であり、(a)は上面図、
(b)は(a)におけるA部の拡大図、(c)は(a)
におけるB−B’間の断面図である。
【0005】図9のLEDユニットは、プリント配線基
板10と、プリント配線基板10表面の実装領域に一列
に実装された複数個のLEDアレイチップ2と、LED
アレイチップ列の片側に沿ってプリント配線基板10表
面に実装された複数個のドライバICチップ3と、LE
D−ドライバ間ボンディングワイヤ4および配線層−ド
ライバ間ボンディングワイヤ6と、導体ペースト層5と
を有する。
【0006】LEDアレイチップ2の表面には、LED
の発光部(pn接合)20が長手方向の一方のチップ端
部2aに沿って一列に複数個配置されている。また、L
EDのアノードに個別に接続する電極パッド21が他方
のチップ端部2bに沿って配置されている。また、LE
Dアレイチップ2の裏面には、全てのLEDのカソード
に共通に接続する裏面電極22が形成されている。プリ
ント配線基板10表面に実装されたLEDアレイチップ
列は、印刷する用紙幅分の長さのアレイ光源として機能
する。LEDアレイチップ2は、低コスト化を図るため
に、チップ幅をできるだけ狭くしてある。このため、発
光部20はチップ端部2aの近くに配置される。発光部
20からチップ端部2aまでの距離は、例えば40[μ
m]である。
【0007】ドライバICチップ3は、プリント配線基
板10から入力された印刷データに従って、LEDアレ
イチップ2のLEDを個別に駆動する。ドライバICチ
ップ3の表面には、LEDアレイチップ2のLEDに駆
動電流を供給するためのLED駆動電極パッドが一方の
端部に沿って配置されている。また、プリント配線基板
10から電源、GND、駆動信号、印刷データの供給を
受けるための入出力電極パッドが他方の端部に沿って配
置されている。
【0008】プリント配線基板10は、絶縁基板11
と、絶縁基板11表面に設けられたLED−GND配線
層12およびドライバ配線層14からなる配線層と、絶
縁層13とにより構成されている。絶縁基板11は例え
ばガラスエポキシ基板であり、配線層は例えば銅箔層で
あり、絶縁層13は例えばソルダーレジスト層である。
配線層の表面(露出表面)には、酸化防止とワイヤボン
ド性の向上などのために金メッキ処理が施されている。
LED−GND配線層12は、LEDアレイチップ2の
裏面電極22をGNDに接続する配線層である。また、
ドライバ配線層14は、ドライバICチップ3に電源、
GND、駆動信号、印刷データを供給するための配線層
である。
【0009】LED−GND配線層12は、LEDアレ
イチップ2の裏面電極22に接続するために、LEDア
レイチップ実装領域RLED を含む領域に設けられてい
る。また、LED−GND配線層12には、プリント配
線基板10表面に実装される全てのLEDアレイチップ
2の発光中の全てのLEDから電流が流れ込むため、大
きな電流が流れても電圧降下が抑えられるように、LE
D−GND配線層12の幅をLEDアレイチップ実装領
域RLED の幅よりも広くしてある。LED−GND配線
層12は、LEDアレイチップ実装領域RLED のみなら
ず、LEDアレイチップ近傍領域RNEおよびRNPにも設
けられている。なお、発光部20側のチップ近傍領域R
NEを、発光部近傍領域と称する。
【0010】絶縁層13は、LED−GND配線層12
およびドライバ配線層14を設けた絶縁基板11表面に
形成されており、プリント基板10(特に配線層)の表
面保護膜として機能する。絶縁層13は、チップ実装領
域RLED 、発光部近傍領域R NE、チップ近傍領域RNP
およびドライバ配線層14のワイヤボンド領域には形成
されず、これらの領域においては、配線層表面が露出し
ている。
【0011】LEDアレイチップ2は、導電性接着剤と
して機能する導体ペースト層5により、LED−GND
配線層12上のチップ実装領域RLED に実装され、LE
Dアレイチップ2の裏面電極22は、導体ペースト層5
を介してLED−GND配線層12に接続している。導
体ペースト層5は、例えば銀ペーストである。また、ド
ライバICチップ3は、絶縁性接着剤により絶縁層13
上に実装される。
【0012】プリント配線基板10に実装されたLED
アレイチップ2の個別電極パッド21とドライバICチ
ップ3のLED駆動電極パッドとは、ボンディングワイ
ヤ4により接続される。また、プリント配線基板10に
実装されたドライバICチップ3の入出力パッドは、プ
リント配線基板10表面のドライバ配線層14にボンデ
ィングワイヤ6により接続される。
【0013】上記構成のLEDユニットにおいては、ド
ライバICチップ3からLEDの個別電極パッド21に
選択的に駆動電流を供給することにより、LEDアレイ
チップ2の発光部20を選択的に発光させることができ
る。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のプリントヘッドのように、発光部20がチップ端部2
aの近傍に配置されたLEDアレイチップ2を、露出し
たLED−GND配線層12上に実装することにより、
LEDユニットを構成すると、以下の問題が生じる。
【0015】図10は従来のLEDプリントヘッドの問
題を説明する図であり、図9(c)に相当する断面図で
ある。図10(a)のように、LEDアレイチップ2の
LEDを発光させると、発光部20からの光は上面に放
射され(上面光Lo)、レンズアレイ6に入射する。し
かし、発光部20はチップ端部2aから近い位置に形成
されているため、上面光Loと同時にチップ端部2aか
ら漏れ光Leが放射されることがある。この漏れ光Le
の一部は、プリント配線基板10方向に放射され、発光
部近傍領域RNEに設けられているLED−GND配線層
12表面で反射される(反射光Lr)。LED−GND
配線層12表面には、金メッキ処理が施されているた
め、反射率は非常に高い。この反射光Lrの一部は、発
光部20からの上面光Loとともに、レンズアレイ6に
入射し、感光体ドラム上に照射される。感光体ドラム上
に照射された反射光Lrは、その強度が感光体ドラムの
感光感度以上であると、ノイズ成分となり、発光強度分
布における分解能を低下させ、印字において、濃度変
化、解像度低下等の問題を生じさせる。
【0016】反射光Lrを低減することができる簡単な
構造としては、絶縁層13の端部13aとLEDアレイ
チップ2のチップ端部2aの位置を一致させた構造が考
えられる。このような構造の場合、絶縁層13の反射率
は、金メッキ処理されたLED−GND配線層12の反
射率よりも著しく低いため、反射光Lrを低減させるこ
とが期待できる。
【0017】しかし、プリント配線基板10の作製時に
おける絶縁層13のパターニングずれ、さらにLEDユ
ニット組立時におけるLEDアレイチップ2の実装位置
ずれが生じることにより、絶縁層端部13aとチップ端
部2aの位置を一致させることは非常に困難である。
【0018】例えば、上記の位置ずれにより絶縁層端部
13aとチップ端部2aの間に隙間ができ、LED−G
ND配線層12表面が露出すると、反射光Lrを低減で
きない。また、図10(b)のように、上記の位置ずれ
によりLEDアレイチップ2のチップ端部2a側が絶縁
層13上に載った場合には、絶縁層13とLED−GN
D配線層12との段差により、LEDアレイチップ2は
傾いて実装されてしまう。LEDアレイチップ2が傾く
と、レンズアレイ6に入射する上面光Loの光軸が傾
き、印字品質が低下するという問題が生じる。
【0019】本発明は、このような従来の問題を解決す
るためになされたものであり、プリント配線基板からの
反射光を低減するとともに、LEDチップの実装姿勢を
安定させることができ、これによりプリンタの印字品質
を向上させることができるLEDプリントヘッドを提供
することを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明のLEDプリントヘッドは、表面に配線層を
備えるプリント配線基板と、前記プリント配線基板表面
に実装されたLEDチップと、前記プリント配線基板表
面に形成された光反射防止膜とを有し、前記光反射防止
膜は、前記LEDチップの発光部の近傍領域において露
出する前記配線層の光反射表面を被覆し、前記LEDチ
ップの第1の端部およびこの第1の端部と反対側の第2
の端部を支持することを特徴とするものである。
【0021】また、本発明の他のLEDプリントヘッド
は、表面に配線層および絶縁部材を備えるプリント配線
基板と、前記プリント配線基板表面に実装されたLED
チップとを有し、前記配線層は、LEDチップの発光部
の近傍領域を除き、LEDチップ下の領域を含むように
設けられており、前記絶縁部材は、前記発光部近傍領域
において露出していることを特徴とするものである。
【0022】
【発明の実施の形態】第1実施形態 図1は本発明の第1実施形態のLEDプリントヘッドに
おけるLEDユニットの構成図であり、(a)は上面拡
大図、(b)は(a)におけるC−C’間の断面図であ
る。なお、プリント基板構造を判りやすくするために、
図1(a)にはLEDアレイチップ2の輪郭のみを記載
してある。また、図1において、図9と同じものには同
じ符号を付すとともに、その説明を省略する。
【0023】図1のLEDユニットは、プリント配線基
板30と、プリント配線基板30表面の実装領域RLED
に一列に実装された複数のLEDアレイチップ2と、プ
リント配線基板30表面に実装されたドライバICチッ
プ(図9のドライバICチップ3参照)と、LED−ド
ライバ間ボンディングワイヤ4および配線層−ドライバ
間ボンディングワイヤ(図9のボンディングワイヤ6参
照)と、導体ペースト層5とを有する。
【0024】プリント配線基板30は、絶縁基板11
と、LED−GND配線層12およびドライバ配線層
(図9のドライバ配線層14参照)からなる配線層と、
絶縁層33とにより構成されている。絶縁基板11は、
例えばガラスエポキシ基板である。配線層は、絶縁基板
11表面に形成されており、例えば銅箔層からなる。配
線層の表面(露出表面)には、酸化防止とワイヤボンド
性の向上などのために金メッキ処理が施されている。絶
縁層33は、配線層を設けた絶縁基板11表面に形成さ
れており、例えばソルダーレジスト層からなる。
【0025】LED−GND配線層12は、LEDアレ
イチップ2の裏面電極22をGNDに接続するための配
線層であり、チップ実装領域RLED を含む領域に設けら
れている。このLED−GND配線層12には発光中の
全てのLEDから電流が流れ込むため、大きな電流が流
れても電圧降下が抑えられるように、LED−GND配
線層12の幅はチップ実装領域RLED の幅よりも広くし
てある。LED−GND配線層12は、チップ実装領域
LED のみならず、発光部近傍領域RNEおよびチップ近
傍領域RNPにも設けられている。
【0026】絶縁層33は、プリント基板30(特に配
線層)の表面保護膜として機能する。さらに、この第1
実施形態では、絶縁層33は、チップ実装領域RLED
部分領域、および発光部近傍領域RNEの全領域、ならび
にチップ近傍領域RNPの全領域にも形成されており、発
光部近傍領域RNEにおいて露出するLED−GND配線
層12の光反射表面を被覆するとともに、LEDアレイ
チップ2のチップ端部2aおよび2bを支持する反射防
止膜としても機能する。
【0027】上記の絶縁層33は、例えばソルダーレジ
スト層からなる。ソルダーレジストは、例えばエポキシ
樹脂を主成分とする絶縁材料である。一般的に用いられ
ている緑色または青色のソルダーレジストは、LEDの
発光色であり、青緑色の補色である赤色(波長740
[nm])の吸収率が高い。配線層を設けた絶縁基板1
1表面に、ソルダーレジスト層のパターンをスクリーン
印刷することにより、絶縁層33を形成する。ソルダー
レジスト層の厚さは、例えば10〜25[μm]であ
る。なお、ソルダーレジストには感光性を有するものが
あり、この感光性ソルダーレジストを用いる場合には、
配線層を設けた絶縁基板11の全表面にソルダーレジス
ト層を形成し、このソルダーレジスト層をパターニング
(露光および現像)することにより、絶縁層33を形成
することも可能である。
【0028】発光部近傍領域RNEおよびチップ近傍領域
NPにおいて、絶縁層33はLED−GND配線層12
の全表面を被覆している。また、チップ端部2a下にな
る領域(チップ実装領域RLED と発光部近傍領域RNE
境界領域)、およびチップ端部2b下になる領域(チッ
プ実装領域RLED とチップ近傍領域RNPの境界領域)に
おいて、絶縁層33は、それぞれ全領域に形成されてお
り、チップ端部2aおよび2bを全面的に支持する。ま
た、チップ実装領域RLED において、絶縁層33が設け
られていない領域は、LED−GND配線層12表面を
露出させるスリット開口部33aになっており、このス
リット開口部33aにおいてLEDアレイチップ2の裏
面電極22とLED−GND配線層12とが電気接続す
る。
【0029】スリット開口部33aの幅Wipは、LED
アレイチップ2の幅WLED よりも狭く、スリット開口部
33aとの境界となる絶縁層33の端部33b,33c
は、チップ端部2a,2bよりも内側に位置している
(チップ実装領域RLED の内部に位置している)。スリ
ット開口幅Wipは、プリント配線基板30の作製時にお
ける絶縁層33のパターニングずれ量、およびLEDユ
ニット組立時におけるLEDアレイ2の実装位置ずれの
量を考慮し、ずれが生じてもチップ端部2aおよび2b
が必ず絶縁層33上に載るように設計すれば良い。例え
ば、LEDアレイチップ2の幅WLED が500[μ
m]、絶縁層33のパターニング精度が±100[μ
m]、LEDアレイチップ2の実装位置合わせ精度が±
10[μm]であれば、スリット開口幅Wipは280
[μm]以下にすれば良い。
【0030】図1のLEDユニットにおいてLEDアレ
イチップ2をプリント配線基板30に実装する工程を以
下に説明する。LEDアレイチップ2は、導電性接着剤
である導体ペースト層5により、プリント配線基板30
表面のチップ実装領域RLEDに実装される。導体ペース
ト層5は、例えば銀ペーストである。銀ペーストは、エ
ポキシ樹脂に粉末の銀を混合したものであり、加熱する
ことにより硬化する。LED−GND配線層12表面を
露出させるスリット開口部33a内に、スリット開口部
33aの容積と同じ量あるいは少し上回る量の導体ペー
ストを、スタンプ転写、スクリーン印刷等により塗布し
たあと、LEDアレイチップ2をチップ実装領域RLED
に載置し、LEDアレイチップ2をプリント配線基板3
0側に押し付けるとともにアライメントし、そのあと導
体ペーストを加熱硬化させる。
【0031】LEDアレイチップ2を、チップ実装領域
LED に載置し、プリント配線基板30側に押し付けた
とき、LEDアレイチップ2のチップ端部2aおよび2
bは、絶縁層33表面に押し当てられるため、チップ端
部2a,2bは絶縁層33により支持される。チップ端
部2a,2bが絶縁層33により支持されることによ
り、LEDアレイチップ2は、その表面がプリント配線
基板30表面に対して必ず平行になるように実装され
る。つまり、第1実施形態では、LEDアレイチップ2
の端部2a,2b下に絶縁層33を設け、この絶縁層3
3によりLEDアレイチップ2の端部2a,2bを支持
するようにしているため、LEDアレイチップ2が傾い
て実装されることがなく、LEDアレイチップ2の実装
姿勢を安定させることができる。これにより、レンズア
レイに入射する上面光(図10(a)のLo参照)の光
軸が傾くことがなく、光軸方向が安定するため、プリン
タの印字品質を向上させることができる。
【0032】上記構成のLEDユニットにおいて、LE
Dアレイチップ2のLEDを発光させると、LEDの発
光部はチップ端部2aから近い位置に形成されているた
め、上面光と同時にチップ端部2aから漏れ光(図10
(a)のLe参照)が放射されることがあり、この漏れ
光の一部は、プリント配線基板30方向に放射され、発
光部近傍領域RNEに設けられている絶縁層33表面に達
する。
【0033】絶縁層33は、金メッキ処理されたLED
−GND配線層12よりも入射光の吸収率が高い。その
上、LEDの発光色は赤色であり、絶縁層33を構成す
るソルダーレジスト層は、一般的に緑色または青色であ
るため、青緑色の補色である赤色の光の吸収率が高い。
つまり、第1実施形態では、発光部近傍領域RNEのLE
D−GND配線層12上に絶縁層33を設け、絶縁層3
3の色をLED発光色の補色にしているため、絶縁層3
3表面に達した漏れ光は、ほとんど絶縁層33で吸収さ
れる。従って、レンズアレイに入射する反射光(図10
(a)のLr参照)を低減することができる。
【0034】図2は第1実施形態のLEDユニットおよ
び従来のLEDユニットにおける発光部側のLEDアレ
イチップ端部2a付近の光強度分布図である。図2にお
いて、実線は第1実施形態のLEDユニットの光強度分
布、点線は従来のLEDユニットの光強度分布、一点鎖
線は感光体ドラムの感光感度レベルである。上記の感光
感度レベル以上の強度を有する光が感光体ドラムの感光
に関与する。また、Ecは発光部の中心位置、RLED
LEDアレイチップ実装領域、RNEは発光部近傍領域で
ある。
【0035】図2のように、LEDアレイ実装領域R
LED における第1実施形態の光強度分布は従来と同じで
あるが、発光部近傍領域RNEにおける第1実施形態の光
強度分布は、従来よりも低減されている。LEDアレイ
実装領域RLED の光強度分布は、主に上面光(図10
(a)のLo参照)の強度分布であり、発光部近傍領域
NEの光強度分布は、主に反射光(図10(a)のLr
参照)の強度分布である。従来のLEDユニットでは、
反射光により光強度分布の発光部近傍領域RNE側のすそ
野のレベルが上昇しているが、第1実施形態のLEDユ
ニットでは、反射防止膜として機能する絶縁層33によ
り漏れ光が吸収され、反射光をほとんど生じていないた
め、発光部近傍領域RNE側のすそ野のレベル上昇がな
い。従って、第1実施形態のLEDユニットでは、発光
部近傍領域RNEでの反射光によるノイズ成分を低減する
ことができ、光強度分布の感光感度レベルでの幅Wdを
従来よりも狭くすることができる(光強度分布における
分解能を従来よりも高くすることができる)。これによ
り、プリンタの印字の濃度変化を低減し、印字解像度を
高くすることができるため、印字品質を向上させること
ができる。
【0036】以上説明したように第1実施形態によれ
ば、プリント配線基板30の表面保護膜である絶縁層3
3を、プリント配線基板30表面の発光部近傍領域RNE
およびLEDアレイ実装領域RLED に設け、発光部近傍
領域RNEにおいて露出するLED−GND配線層12の
光反射表面を被覆するとともに、LEDアレイチップ2
のチップ端部2aおよび2bを支持する反射防止膜とし
たことにより、発光部近傍領域RNEからの反射光を低減
することができるとともに、LEDアレイチップ2の実
装姿勢を安定させることができるため、プリンタの印字
品質を向上させることができる。 第2実施形態 図3は本発明の第2実施形態のLEDプリントヘッドに
おけるLEDユニットの構成図であり、(a)は上面拡
大図、(b)は(a)におけるG−G’間の断面図であ
る。なお、図3(a)にはLEDアレイチップ2の輪郭
のみを記載してある。また、図3において、図1と同じ
ものには同じ符号を付すとともに、その説明を省略す
る。
【0037】図3のLEDユニットは、プリント配線基
板40と、プリント配線基板40表面の実装領域RLED
に一列に実装された複数のLEDアレイチップ2と、プ
リント配線基板40表面に実装されたドライバICチッ
プ(図9のドライバICチップ3参照)と、LED−ド
ライバ間ボンディングワイヤ4および配線層−ドライバ
間ボンディングワイヤ(図9のボンディングワイヤ6参
照)と、導体ペースト層5とを有する。
【0038】プリント配線基板40は、絶縁基板11
と、LED−GND配線層12およびドライバ配線層
(図9のドライバ配線層14参照)からなる配線層と、
絶縁層43とにより構成されている。つまり、プリント
配線基板40は、上記第1実施形態のプリント配線基板
30(図1参照)において、絶縁層33を絶縁層43に
したものである。絶縁層43は、上記第1実施形態の絶
縁層33と同じように、例えばソルダーレジスト層であ
る。
【0039】絶縁層43は、配線層を設けた絶縁基板3
1表面に形成されており、プリント基板40の表面保護
膜として機能する。さらに、この第2実施形態では、絶
縁層43は、チップ実装領域RLED の部分領域、および
発光部近傍領域RNEの全領域、ならびにチップ近傍領域
NPの部分領域にも形成されており、発光部近傍領域R
NEにおいて露出するLED−GND配線層12の光反射
表面を被覆するとともに、LEDアレイチップ2のチッ
プ端部2aおよび2bを支持する反射防止膜としても機
能する。
【0040】発光部近傍領域RNEにおいて、絶縁層43
はLED−GND配線層12の全表面を被覆している。
また、チップ端部2a下になる領域において、絶縁層4
3は、全領域に形成されており、チップ端部2aを支持
する。また、チップ端部2b下になる領域において、絶
縁層43は複数の部分領域に島状に形成されており、こ
の絶縁層島部43dによりチップ端部2bを支持する。
また、チップ実装領域RLED およびチップ近傍領域RNP
において、絶縁層43が設けられていない領域は、LE
D−GND配線層12表面を露出させる開口部43aに
なっており、チップ実装領域RLED に含まれる開口部4
3aの部分領域においてLEDアレイチップ2の裏面電
極22とLED−GND配線層12とが電気接続する。
開口部43aとの境界となる絶縁層43の端部43b,
43cの内、絶縁層端部43bは、チップ端部2aより
も内側に位置しており(チップ実装領域RLED の内部に
位置しており)、絶縁層端部43cは、チップ端部2b
よりも外側に位置している(チップ近傍領域RNPの内部
に位置している)。
【0041】図3のLEDユニットにおいてLEDアレ
イチップ2をプリント配線基板40に実装する工程を以
下に説明する。LEDアレイチップ2は、導電性接着剤
である導体ペースト層5により、チップ実装領域RLED
に実装される。チップ実装領域RLED に含まれる開口部
43aの部分領域に導体ペーストを塗布したあと、LE
Dアレイチップ2をチップ実装領域RLED に載置し、L
EDアレイチップ2をプリント配線基板40側に押し付
けるとともにアライメントし、そのあと導体ペーストを
加熱硬化させる。
【0042】LEDアレイチップ2を、チップ実装領域
LED に載置し、プリント配線基板40側に押し付けた
とき、チップ端部2aは絶縁層43表面に全面的に押し
当てられ、チップ端部2bはこれに沿って複数形成され
た絶縁層島部43dの表面に押し当てられるため、チッ
プ端部2aおよび2bは絶縁層43により支持される。
チップ端部2a,2bが絶縁層33により支持されるこ
とにより、LEDアレイチップ2は、その表面がプリン
ト配線基板40表面に対して必ず平行になるように実装
される。つまり、第2実施形態では、発光部側のチップ
端部2a下に絶縁層43を全面的に設けるとともに、発
光部側と反対側のチップ端部2b下に絶縁層43を部分
的に設け、この絶縁層43によりチップ端部2a,2b
を支持するようにしているため、上記第1実施形態と同
じように、LEDアレイチップ2が傾いて実装されるこ
とがなく、LEDアレイチップ2の実装姿勢を安定させ
ることができる。これにより、発光部から放射される上
面光の光軸が傾くことがなく、光軸方向が安定するた
め、プリンタの印字品質を向上させることができる。
【0043】さらに、発光部側とは反対側のチップ端部
2b下の領域に絶縁層43を部分的に設けたことによ
り、LEDアレイチップ2の裏面電極22と導体ペース
ト層5の接触面積、およびこの導体ペースト層5とLE
D−GND配線層12の接触面積を上記第1実施形態よ
りも大きくすることができる。これにより、共通電極と
LED−GND配線層12の間の導電性を上記第1実施
形態よりも向上させことができる。
【0044】また、この第2実施形態では、上記第1実
施形態と同じように、発光部近傍領域RNEにおいてLE
D−GND配線層12の全表面を絶縁層43で被覆して
いるため、発光部近傍領域RNEからの反射光を低減する
ことができる。
【0045】以上説明したように第2実施形態によれ
ば、プリント配線基板40の表面保護膜である絶縁層4
3を、プリント配線基板30表面の発光部近傍領域RNE
およびLEDアレイ実装領域RLED に設け、発光部近傍
領域RNEにおいて露出するLED−GND配線層12の
光反射表面を被覆するとともに、LEDアレイチップ2
の端部2aおよび2bを支持する反射防止膜としたこと
により、上記第1実施形態と同じように、発光部近傍領
域RNEからの反射光を低減することができるとともに、
LEDアレイチップ2の実装姿勢を安定させることがで
きるため、プリンタの印字品質を向上させることができ
る。
【0046】さらに、発光部側とは反対側のチップ端部
2b下の領域に絶縁層43を部分的に設けたことによ
り、導体ペースト層5とLEDアレイチップ2の裏面電
極22およびLED−GND配線層12との接触面積を
大きくできるため、裏面電極22とLED−GND配線
層12の間の導電性を向上させことができる。
【0047】なお、絶縁層43を図4にように形成して
も良い。図4は本発明の第2実施形態の他のLEDプリ
ントヘッドにおけるLEDユニットの構成図であり、
(a)は上面拡大図、(b)は(a)におけるE−E’
間の断面図、(c)は(a)におけるF−F’間の断面
図である。図4のLEDユニットは、チップ実装領域R
LED およびチップ近傍領域RNPにおいて、絶縁層43を
複数の部分領域に櫛状に形成し、この絶縁層櫛部43e
によりチップ端部2bを支持するとともに、チップ中央
部を支持するようにしたものである。 第3実施形態 図5は本発明の第3実施形態のLEDプリントヘッドに
おけるLEDユニットの構成図であり、(a)は上面拡
大図、(b)はK−K’間の断面図である。なお、図5
において、図1または図9と同じものには同じ符号を付
すとともに、その説明を省略する。
【0048】図5のLEDユニットは、プリント配線基
板10と、プリント配線基板10表面の実装領域RLED
に一列に実装された複数のLEDアレイチップ2と、プ
リント配線基板10表面に実装されたドライバICチッ
プ(図9のドライバICチップ3参照)と、LED−ド
ライバ間ボンディングワイヤ4および配線層−ドライバ
間ボンディングワイヤ(図9のボンディングワイヤ6参
照)と、導体ペースト層65とを有する。
【0049】この第3実施形態では、導体ペースト層6
5は、チップ実装領域RLED のみならず、発光部近傍領
域RNEの全領域にも設けられている。この導体ペースト
層65は、LEDアレイチップ2をチップ実装領域R
LED に実装する導電性接着剤として機能する。さらに、
この導体ペースト層65は、発光部近傍領域RNEにおい
て露出するLED−GND配線層12の光反射表面を被
覆するとともに、LEDアレイチップ2の端部2a,2
bを支持する反射防止膜としても機能する。
【0050】上記の導体ペースト層65としては、銀ペ
ーストが望ましい。銀ペーストはエポキシ樹脂に粉末の
銀をランダムに混合させたものであり、加熱することに
より硬化する。銀それ自体の反射率は高いが、銀ペース
ト層表面は入射光を散乱させるため、発光部近傍領域R
NEのLED−GND配線層12表面を銀ペースト層で被
覆することにより、レンズアレイ方向に反射する光を低
減することができる。例えば、銀が70[%wt(重量
パーセント)]含有されている銀ペースト層表面のレン
ズアレイ方向の反射率は、金メッキ処理された配線層1
2表面のレンズアレイ方向の反射率のおよそ50[%]
になる。なお、銀ペーストに少量のカーボンブラックを
混ぜておくと、さらに反射率を低減することができる。
【0051】図5のLEDユニットにおいてLEDアレ
イチップ2をプリント配線基板10に実装する工程を以
下に説明する。LEDアレイチップ2は、導電性接着剤
である導体ペースト層(銀ペースト層)65により、チ
ップ実装領域RLED に実装される。チップ実装領域R
LED および発光部近傍領域RNEに設けられたLED−G
ND配線層12の全表面を被覆するように、スタンプ転
写、スクリーン印刷等により銀ペーストを塗布する。そ
のあと、LEDアレイチップ2をチップ実装領域RLED
に塗布された銀ペースト上に載置し、LEDアレイチッ
プ2をプリント配線基板10側に押し付けるとともにア
ライメントし、銀ペーストを加熱硬化させる。
【0052】チップ実装領域RLED に設けられたLED
−GND配線層12の平坦な全表面に銀ペーストを塗布
し、その上にLEDアレイチップ2を載置することによ
り、LEDアレイチップ2の裏面全体が銀ペースト層6
5により支持され、LEDアレイチップ2は、その表面
がプリント配線基板10表面に対して必ず平行になるよ
うに実装される。つまり、第3実施形態では、平坦なL
ED−GND配線層12の全表面に設けた銀ペースト層
65により、LEDアレイチップ2の裏面を支持してい
るため、LEDアレイチップ2が傾いて実装されること
がなく、LEDアレイチップ2の実装姿勢を安定させる
ことができる。これにより、レンズアレイに入射する上
面光(図10(a)のLo参照)の光軸が傾くことがな
く、光軸方向が安定するため、プリンタの印字品質を向
上させることができる。
【0053】上記構成のLEDユニットにおいて、LE
Dアレイチップ2のLEDを発光させると、LEDの発
光部はチップ端部2aから近い位置に形成されているた
め、上面光と同時にチップ端部2aから漏れ光(図10
(a)のLe参照)が放射されることがあり、この漏れ
光の一部は、プリント配線基板30方向に放射され、発
光部近傍領域RNEに設けられている銀ペースト層65表
面に達する。
【0054】銀ペースト層65は、入射光を散乱させる
ため、レンズアレイ方向の反射率が金メッキ処理された
LED−GND配線層12よりも低い。その上、銀ペー
スト層65に少量のカーボンブラックを混ぜることによ
り、上記の反射率はさらに低くなる。つまり、第3実施
形態では、発光部近傍領域RNEのLED−GND配線層
12上に銀ペースト層65を設けているため、銀ペース
ト層65表面に達した漏れ光は、広角に散乱される。従
って、レンズアレイに入射する反射光(図10(a)の
Lr参照)を低減することができる。
【0055】図6は第3実施形態のLEDユニットおよ
び従来のLEDユニットにおける発光部側のLEDアレ
イチップ端部2a付近の光強度分布図である。図6にお
いて、実線は第3実施形態のLEDユニットの光強度分
布、点線は従来のLEDユニットの光強度分布、一点鎖
線は感光体ドラムの感光感度レベルである。上記の感光
感度レベル以上の強度を有する光が感光体ドラムの感光
に関与する。また、Ecは発光部の中心位置、RLED
LEDアレイチップ実装領域、RNEは発光部近傍領域で
ある。
【0056】図6のように、LEDアレイ実装領域R
LED における第3実施形態の光強度分布は従来と同じで
あるが、発光部近傍領域RNEにおける第3実施形態の光
強度分布は、従来よりも低減されている。LEDアレイ
実装領域RLED の光強度分布は、主に上面光(図10
(a)のLo参照)の強度分布であり、発光部近傍領域
NEの光強度分布は、主に反射光(図10(a)のLr
参照)の強度分布である。従来のLEDユニットでは、
反射光により光強度分布の発光部近傍領域RNE側のすそ
野のレベルが上昇しているが、第3実施形態のLEDユ
ニットでは、反射防止膜として機能する銀ペースト層6
5により漏れ光が散乱されるため、発光部近傍領域RNE
側のすそ野のレベル上昇が従来の半分になる。従って、
第3実施形態のLEDユニットでは、発光部近傍領域R
NEでの反射光によるノイズ成分を低減することができ、
光強度分布の感光感度レベルでの幅Wdを従来よりも狭
くすることができる(光強度分布における分解能を従来
よりも高くすることができる)。言い換えると、発光部
近傍領域RNEからレンズアレイに反射する光の強度を、
感光体ドラムの感感光感度レベルよりも小さくすること
が容易になる。これにより、プリンタの印字の濃度変化
を低減し、印字解像度を高くすることができるため、印
字品質を向上させることができる。
【0057】以上説明したように第3実施形態によれ
ば、LEDアレイチップ2をプリント配線基板10に実
装するための導電性接着剤である導体ペースト層(銀ペ
ースト層)65を、LEDアレイ実装領域RLED のみな
らず発光部近傍領域RNEにも設け、発光部近傍領域RNE
において露出するLED−GND配線層12の光反射表
面を被覆するとともに、LEDアレイチップ2の裏面を
支持する反射防止膜としたことにより、発光部近傍領域
NEからの反射光を低減することができるとともに、L
EDアレイチップ2の実装姿勢を安定させることができ
るため、プリンタの印字品質を向上させることができ
る。 第4実施形態 図7は本発明の第4実施形態のLEDプリントヘッドに
おけるLEDユニットの構成図であり、(a)は上面拡
大図、(b)はI−I’間の断面図である。なお、図7
(a)にはLEDアレイチップ2の輪郭のみを記載して
ある。また、図7において、図1と同じものには同じ符
号を付すとともに、その説明を省略する。
【0058】図7のLEDユニットは、プリント配線基
板50と、プリント配線基板50表面の実装領域RLED
に一列に実装された複数のLEDアレイチップ2と、プ
リント配線基板50表面に実装されたドライバICチッ
プ(図9のドライバICチップ3参照)と、LED−ド
ライバ間ボンディングワイヤ4および配線層−ドライバ
−間ボンディングワイヤ(図9のボンディングワイヤ6
参照)と、導体ペースト層5とを有する。
【0059】プリント配線基板50は、絶縁基板11
と、LED−GND配線層52およびドライバ配線層
(図9のドライバ配線層14参照)からなる配線層と、
絶縁層13とにより構成されている。LED−GND配
線層52は、図9のLED−GND配線層12と同じよ
うに、LEDアレイチップ2の裏面電極22をGNDに
接続するための配線層であり、例えば銅箔層からなり、
その表面(露出表面)には金メッキ処理が施されてい
る。
【0060】この第4実施形態では、LED−GND配
線層52は、チップ実装領域RLEDのみに設けられてい
る。従って、発光部近傍領域RNEには、絶縁層13およ
びLED−GND配線層52が設けられておらず、絶縁
基板11表面が露出している。なお、LED−GND配
線層52と重ならないように、絶縁層13を発光部近傍
領域RNEに設けても良い。ただし、この場合には、絶縁
層13の層厚をLED−GND配線層52の層厚以下に
することが望ましい。
【0061】LED−GND配線層52の幅Wcpは、L
EDアレイチップ2の幅WLED よりも狭い。LED−G
ND配線幅Wcpは、LEDユニット組立時におけるLE
Dアレイチップ2の実装位置ずれの量を考慮し、ずれが
生じてもLED−GND配線層52が発光部近傍領域R
NEにはみ出さないさないように設計する。なお、チップ
近傍領域RNPにはみ出すのはかまわない。例えば、LE
Dアレイチップ2の幅WLED が500[μm]、LED
アレイチップ2の実装位置ずれ精度が±10[μm]の
であれば、LED−GND配線幅Wcpは490[μm]
以下にすれば良い。
【0062】なお、LED−GND配線層52には発光
中の全てのLEDから電流が流れ込むため、大きな電流
が流れても電圧降下が抑えられるように、LED−GN
D配線層52の配線抵抗を小さくしておく必要がある。
LED−GND配線幅Wcpは、従来よりも狭いため、例
えばプリント配線基板50を多層構造にし、LED−G
ND配線層をプリント配線基板50の裏面あるいは中層
にも形成し、これらのLED−GND配線層をスルーホ
ールによりプリント配線基板50表面のLED−GND
配線層52に接続すれば良い。
【0063】図7のLEDユニットにおいてLEDアレ
イチップ2をプリント配線基板50に実装する工程を以
下に説明する。LEDアレイチップ2は、導電性接着剤
である導体ペースト層5により、チップ実装領域RLED
に実装される。LED−GND配線層52の全表面を被
覆するように、チップ実装領域RLED に導体ペーストを
塗布したあと、LEDアレイチップ2を導体ペースト上
に載置し、LEDアレイチップ2をプリント配線基板5
0側に押し付けるとともにアライメントし、導体ペース
トを加熱硬化させる。
【0064】絶縁層13との段差を生じないLED−G
ND配線層52の全表面を被覆するように、チップ実装
領域RLED に導体ペーストを塗布し、その上にLEDア
レイチップ2を載置することにより、LEDアレイチッ
プ2の裏面が導体ペースト層5により支持され、LED
アレイチップ2は、その表面がプリント配線基板50表
面に対して必ず平行になるように実装される。つまり、
第4実施形態では、発光部近傍領域RNEに設けられてい
ないために絶縁層13との段差を生じないLED−GN
D配線層52の全表面を被覆するように導体ペースト層
5を設け、この導体ペースト層5によりLEDアレイチ
ップ2の裏面を支持するため、LEDアレイチップ2が
傾いて実装されることがなく、LEDアレイチップ2の
実装姿勢を安定させることができる。これにより、レン
ズアレイに入射する上面光(図10(a)のLo参照)
の光軸が傾くことがなく、光軸方向が安定するため、プ
リンタの印字品質を向上させることができる。
【0065】上記構成のLEDユニットにおいて、LE
Dアレイチップ2のLEDを発光させると、LEDの発
光部はチップ端部2aから近い位置に形成されているた
め、上面光と同時にチップ端部2aから漏れ光(図10
(a)のLe参照)が放射されることがあり、この漏れ
光の一部は、プリント配線基板50方向に放射され、発
光部近傍領域RNE表面に達する。
【0066】発光部近傍領域RNEには、LED−GND
配線層52がなく、絶縁基板11表面が露出している。
絶縁基板11は、例えばガラスエポキシ樹脂からなり、
金メッキ処理されたLED−GND配線層52よりも入
射光の吸収率が高い。つまり、第4実施形態では、発光
部近傍領域RNEにLED−GND配線層52を設けず、
発光部近傍領域RNEのプリント基板50表面を絶縁基板
11表面にしているため、絶縁層33表面に達した漏れ
光は、絶縁基板11で吸収される。従って、レンズアレ
イに入射する反射光(図10(a)のLr参照)を低減
することができる。
【0067】以上説明したように第4実施形態によれ
ば、LED−GND配線層52をプリント配線基板50
の発光部近傍領域RNEを除き、チップ実装領域RLED
含む領域に設け、発光部近傍領域RNEに絶縁部材(絶縁
基板11または絶縁層13)の表面が露出するようにし
たことにより、発光部近傍領域RNEからの反射光を低減
することができるとともに、LEDアレイチップ2の実
装姿勢を安定させることができるため、プリンタの印字
品質を向上させることができる。
【0068】なお、LED−GND配線層52を図8に
ように形成しても良い。図8は本発明の第4実施形態の
他のLEDプリントヘッドにおけるLEDユニットの構
成図であり、(a)は上面拡大図、(b)は(a)にお
けるJ−J’間の断面図である。図8のLEDユニット
は、LED−GND配線層52を、チップ実装領域R
LED と、発光部近傍領域RNEと反対側のチップ近傍領域
NPとに設けたものである。これにより、LED−GN
D配線層52をチップ実装領域RLED のみに設けた場合
よりも、LED−GND配線層52の幅を広くすること
ができる。
【0069】
【発明の効果】以上説明したように本発明のLEDプリ
ントヘッドによれば、発光部近傍領域において露出する
配線層の光反射表面を被覆するとともに、LEDチップ
の第1の端部および第2の端部を支持する反射防止膜を
設けたことにより、発光部近傍領域からの反射光を低減
することができるとともに、LEDチップの実装姿勢を
安定させることができるため、プリンタの印字品質を向
上させることができるという効果がある。
【0070】また、本発明の他のLEDプリントヘッド
によれば、発光部近傍領域を除き、LEDチップ下の領
域を含むように配線層を設け、発光部近傍領域に絶縁部
材表面が露出するようにしたことにより、上記と同じ効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態のLEDプリントヘッド
におけるLEDユニットの構成図である。
【図2】本発明の第1実施形態のLEDユニットおよび
従来のLEDユニットにおける発光部側のLEDアレイ
チップ端部付近の光強度分布図である。
【図3】本発明の第2実施形態のLEDプリントヘッド
におけるLEDユニットの構成図である。
【図4】本発明の第2実施形態の他のLEDプリントヘ
ッドにおけるLEDユニットの構成図である。
【図5】本発明の第3実施形態のLEDプリントヘッド
におけるLEDユニットの構成図である。
【図6】本発明の第3実施形態のLEDユニットおよび
従来のLEDユニットにおける発光部側のLEDアレイ
チップ端部付近の光強度分布図である。
【図7】本発明の第4実施形態のLEDプリントヘッド
におけるLEDユニットの構成図である。
【図8】本発明の第4実施形態の他のLEDプリントヘ
ッドにおけるLEDユニットの構成図である。
【図9】従来のLEDプリントヘッドにおけるLEDユ
ニットの構成図である。
【図10】従来のLEDプリントヘッドの問題点を説明
する図である。
【符号の説明】
2 LEDアレイチップ、 10,30,40,50
プリント配線基板、11 絶縁基板、 12,52 L
ED−GND配線層、 13,33,43絶縁層(ソル
ダーレジスト層)、 5,65 導体ペースト層(銀ペ
ースト層)。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面に配線層を備えるプリント配線基板
    と、 前記プリント配線基板表面に実装されたLEDチップ
    と、 前記プリント配線基板表面に形成された光反射防止膜と
    を有し、 前記光反射防止膜は、前記LEDチップの発光部の近傍
    領域において露出する前記配線層の光反射表面を被覆
    し、前記LEDチップの第1の端部およびこの第1の端
    部と反対側の第2の端部を支持することを特徴とするL
    EDプリントヘッド。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のLEDプリントヘッドに
    おいて、 前記光反射防止膜は、前記プリント配線基板の表面保護
    膜であることを特徴とするLEDプリントヘッド。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のLEDプリントヘッドに
    おいて、 前記表面保護膜は、ソルダーレジスト層であり、 前記ソルダーレジスト層により、前記LEDチップ表面
    が前記プリント配線基板表面に平行になるようにしたこ
    とを特徴とするLEDプリントヘッド。
  4. 【請求項4】 請求項3記載のLEDプリントヘッドに
    おいて、 前記レジスト層は、前記LEDチップの端部下の領域
    に、部分的に形成されていることを特徴とするLEDプ
    リントヘッド。
  5. 【請求項5】 請求項1記載のLEDプリントヘッドに
    おいて、 前記光反射防止膜は、樹脂を含む導体ペースト層である
    ことを特徴とするLEDプリントヘッド。
  6. 【請求項6】 請求項5記載のLEDプリントヘッドに
    おいて、 前記導体ペースト層は、樹脂に銀の粉末を混合した銀ペ
    ースト層であることを特徴とするLEDプリントヘッ
    ド。
  7. 【請求項7】 請求項5記載のLEDプリントヘッドに
    おいて、 前記導体ペースト層は、前記LEDチップ下に設けられ
    た前記配線層の全表面を被覆しており、前記LEDチッ
    プの裏面全体を支持していることを特徴とするLEDプ
    リントヘッド。
  8. 【請求項8】 表面に配線層および絶縁部材を備えるプ
    リント配線基板と、 前記プリント配線基板表面に実装されたLEDチップと
    を有し、 前記配線層は、LEDチップの発光部の近傍領域を除
    き、LEDチップ下の領域を含むように設けられてお
    り、 前記絶縁部材は、前記発光部近傍領域において露出して
    いることを特徴とするLEDプリントヘッド。
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