JP2892534B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の利用分野】この発明は、画像形成装置に関し、
特に用いるLEDアレイの共通電極への接続に関する。
特に用いるLEDアレイの共通電極への接続に関する。
【0002】
【従来技術】従来の画像形成装置では、図5に示すよう
に、基板上に多層配線用の絶縁膜を設け、ここに導電性
接着剤によりLEDアレイを固定している。図におい
て、2はガラスやセラミック等の基板、4はポリイミド
樹脂等の絶縁膜、6はアレイ選択用の電極、8は銀ペー
スト等の導電性接着剤である。02はLEDアレイで、
裏面には共通電極04を設ける。従来例では、導電性接
着剤8の作用を重視するため、共通電極04は酸化防止
膜程度の厚さしかない。一例を挙げると、共通電極04
は厚さ0.15μmのAu−Ge−Ni膜上に、厚さ
0.25μmのAu電極を設けたものである。共通電極
04のアレイ02の長さ方向の抵抗値は、1.25Ω程
度である。
に、基板上に多層配線用の絶縁膜を設け、ここに導電性
接着剤によりLEDアレイを固定している。図におい
て、2はガラスやセラミック等の基板、4はポリイミド
樹脂等の絶縁膜、6はアレイ選択用の電極、8は銀ペー
スト等の導電性接着剤である。02はLEDアレイで、
裏面には共通電極04を設ける。従来例では、導電性接
着剤8の作用を重視するため、共通電極04は酸化防止
膜程度の厚さしかない。一例を挙げると、共通電極04
は厚さ0.15μmのAu−Ge−Ni膜上に、厚さ
0.25μmのAu電極を設けたものである。共通電極
04のアレイ02の長さ方向の抵抗値は、1.25Ω程
度である。
【0003】LEDアレイ02の搭載では、アレイ選択
用の電極6や絶縁膜4の上に、印刷やスタンピング等の
方法で導電性接着剤8を塗布した後、LEDアレイ02
をダイマウンタで搭載する。この時、導電性接着剤8の
粘度は13,000cps(センチポアズ)程度であ
り、粘度がこれよりも低いと導電性接着剤8が流れだし
他の電極に短絡したりする等の事故が生じる。一方粘度
がこれよりも高いと、共通電極04と導電性接着剤との
接触を得ることができない。これらのため導電性接着剤
の粘度は狭い範囲に限られ、通常は13,000cps
±300cpsの範囲のものが用いられる。しかしなが
ら、このように高い粘度の導電性接着剤8を用いること
は、共通電極04と導電性接着剤8との接触に種々の問
題をもたらす。
用の電極6や絶縁膜4の上に、印刷やスタンピング等の
方法で導電性接着剤8を塗布した後、LEDアレイ02
をダイマウンタで搭載する。この時、導電性接着剤8の
粘度は13,000cps(センチポアズ)程度であ
り、粘度がこれよりも低いと導電性接着剤8が流れだし
他の電極に短絡したりする等の事故が生じる。一方粘度
がこれよりも高いと、共通電極04と導電性接着剤との
接触を得ることができない。これらのため導電性接着剤
の粘度は狭い範囲に限られ、通常は13,000cps
±300cpsの範囲のものが用いられる。しかしなが
ら、このように高い粘度の導電性接着剤8を用いること
は、共通電極04と導電性接着剤8との接触に種々の問
題をもたらす。
【0004】図5に示したように、アレイ02の裏面の
共通電極04と導電性接着剤8は完全にはコンタクトせ
ず、部分的にしか接触していない。これは共通電極04
の表面の平坦度が低いため、汚れがたまりやすく、汚れ
が付着した部分には接着剤8が付着しないからである。
また導電性接着剤8は粘度が高いため、共通電極04の
凹部には入り込まず、共通電極04の表面平坦度が低い
と接触抵抗が増加する。更に保存の過程で導電性接着剤
8の粘度が変化すると、共通電極04との接触性や接着
性が低下したりする。更に、特開平3−23,959号
により指摘されているように、導電性接着剤8には無視
できない抵抗値がある。
共通電極04と導電性接着剤8は完全にはコンタクトせ
ず、部分的にしか接触していない。これは共通電極04
の表面の平坦度が低いため、汚れがたまりやすく、汚れ
が付着した部分には接着剤8が付着しないからである。
また導電性接着剤8は粘度が高いため、共通電極04の
凹部には入り込まず、共通電極04の表面平坦度が低い
と接触抵抗が増加する。更に保存の過程で導電性接着剤
8の粘度が変化すると、共通電極04との接触性や接着
性が低下したりする。更に、特開平3−23,959号
により指摘されているように、導電性接着剤8には無視
できない抵抗値がある。
【0005】このような問題が画像形成装置の特性にど
のような影響を与えるかを、図3により説明する。LE
Dアレイ02には、1アレイ毎に64個のLEDD1〜
Dnを搭載し、40個のアレイ02を並列に配置してバ
スライン12から動作電流i1〜inを供給する。動作電
流i1〜inは個別電極を介して、各LED毎に供給し、
共通電極04から導電性接着剤8,アレイ選択用の電極
6を介して、アレイ02の全電流Iを取り出す。各LE
Dアレイ02に接続したアレイ選択用の電極6には、ア
レイ選択用のトランジスタT1〜T40を接続し、時分割
駆動でアレイ02を1個ずつ順に駆動する。図の14,
16は5mA×64個の定電流電源で、2個並列に配置
して10mA×64個の定電流電源として用いる。R
1,R2は出力電流の決定用の外付け抵抗である。
のような影響を与えるかを、図3により説明する。LE
Dアレイ02には、1アレイ毎に64個のLEDD1〜
Dnを搭載し、40個のアレイ02を並列に配置してバ
スライン12から動作電流i1〜inを供給する。動作電
流i1〜inは個別電極を介して、各LED毎に供給し、
共通電極04から導電性接着剤8,アレイ選択用の電極
6を介して、アレイ02の全電流Iを取り出す。各LE
Dアレイ02に接続したアレイ選択用の電極6には、ア
レイ選択用のトランジスタT1〜T40を接続し、時分割
駆動でアレイ02を1個ずつ順に駆動する。図の14,
16は5mA×64個の定電流電源で、2個並列に配置
して10mA×64個の定電流電源として用いる。R
1,R2は出力電流の決定用の外付け抵抗である。
【0006】定電流電源14,16に加える回路電源V
DDは5Vで、バスライン12での電圧降下が約0.5V
である。発光ダイオードD1〜Dnの順方向しきい値電圧
Vfは約1.9V、またトランジスタT1〜T40のコレク
タ・エミッタ間電圧は約1Vである。共通電極04と導
電性接着剤8との合成抵抗rcは、接着剤8の接触状態
や保存状態、厚さ等により変化し、一般に0.2〜1.
5Ω程度となる。この状態で各LEDD1〜Dnに10m
Aの動作電流を流すと、定電流電源14,16の出力電
圧Voutは式(1)で表される。 Vout=1+1.9+0.5+0.01×64×rc =3.4+0.64×rc=3.53〜4.36V (1)
DDは5Vで、バスライン12での電圧降下が約0.5V
である。発光ダイオードD1〜Dnの順方向しきい値電圧
Vfは約1.9V、またトランジスタT1〜T40のコレク
タ・エミッタ間電圧は約1Vである。共通電極04と導
電性接着剤8との合成抵抗rcは、接着剤8の接触状態
や保存状態、厚さ等により変化し、一般に0.2〜1.
5Ω程度となる。この状態で各LEDD1〜Dnに10m
Aの動作電流を流すと、定電流電源14,16の出力電
圧Voutは式(1)で表される。 Vout=1+1.9+0.5+0.01×64×rc =3.4+0.64×rc=3.53〜4.36V (1)
【0007】定電流電源14,16の外付け抵抗R1,
R2を選び、図4の特性曲線Aを選択して、各5mAの
出力電流を取り出す。すると出力Voutの3.53〜
4.36Vの0.83Vのばらつきは、約1.8mAの
電流のばらつきをもたらす。目標値5mAに対して1.
8mAの電流ばらつきは極めて大きく、各LEDD1〜
Dnの輝度は著しくばらつくことになる。またこれらの
ばらつきは、導電性接着剤8の膜厚や保存状態、接触状
態のばらつきのため、アレイ02毎にばらつくし、同じ
アレイ02の中でも電極6に近い部分と遠い部分、ある
いは導電性接着剤8との接触状態の良い部分と悪い部分
とでばらつく。結局これらのため、画像形成装置の出力
は不均一となり、アレイ02毎にも、またアレイ02の
中でもばらつき、しかもばらつきには系統性が無い。こ
れらの問題を解決するには、共通電極04と導電性接着
剤8との合成抵抗を小さく、かつ均一にすることが必要
である。
R2を選び、図4の特性曲線Aを選択して、各5mAの
出力電流を取り出す。すると出力Voutの3.53〜
4.36Vの0.83Vのばらつきは、約1.8mAの
電流のばらつきをもたらす。目標値5mAに対して1.
8mAの電流ばらつきは極めて大きく、各LEDD1〜
Dnの輝度は著しくばらつくことになる。またこれらの
ばらつきは、導電性接着剤8の膜厚や保存状態、接触状
態のばらつきのため、アレイ02毎にばらつくし、同じ
アレイ02の中でも電極6に近い部分と遠い部分、ある
いは導電性接着剤8との接触状態の良い部分と悪い部分
とでばらつく。結局これらのため、画像形成装置の出力
は不均一となり、アレイ02毎にも、またアレイ02の
中でもばらつき、しかもばらつきには系統性が無い。こ
れらの問題を解決するには、共通電極04と導電性接着
剤8との合成抵抗を小さく、かつ均一にすることが必要
である。
【0008】
【発明の課題】この発明の課題は、LEDアレイの共通
電極への接続部への抵抗を小さくし、画像形成装置の印
画品質を向上させることに有る。
電極への接続部への抵抗を小さくし、画像形成装置の印
画品質を向上させることに有る。
【0009】
【発明の構成】この発明の画像形成装置は、LEDアレ
イの裏面に共通電極を設けると共に、この共通電極と基
板に設けた電極とを導電性接着剤により接続固定したも
のにおいて、前記共通電極の表面粗さを3μm以下とし
たことを特徴とする。
イの裏面に共通電極を設けると共に、この共通電極と基
板に設けた電極とを導電性接着剤により接続固定したも
のにおいて、前記共通電極の表面粗さを3μm以下とし
たことを特徴とする。
【0010】この発明の画像形成装置はまた、LEDア
レイの裏面に共通電極を設けると共に、この共通電極を
基板に設けた電極に接続固定した画像形成装置におい
て、前記共通電極と該基板電極との間に金属板を配設
し、この金属板を介して前記共通電極を基板電極に接続
固定したことを特徴とする。なおここで金属板を低融点
ガラスや接着剤等で基板に直接固定すれば、基板電極を
特に設ける必要がなくなる。
レイの裏面に共通電極を設けると共に、この共通電極を
基板に設けた電極に接続固定した画像形成装置におい
て、前記共通電極と該基板電極との間に金属板を配設
し、この金属板を介して前記共通電極を基板電極に接続
固定したことを特徴とする。なおここで金属板を低融点
ガラスや接着剤等で基板に直接固定すれば、基板電極を
特に設ける必要がなくなる。
【0011】
【発明の作用】LEDアレイはGa−As等の基板をス
ライスし、基板の表面にエピタキシャル成長や不純物注
入等で、LEDを形成して製造する。この時、基板の表
面のLED形成部側の面は平坦度が極めて重要なため、
スライス後に完全な鏡面が得られるように表面研磨を施
してある。しかし基板の裏面の共通電極側の面は、研磨
が不完全で表面には数μm程度の凹凸が残っている。共
通電極の厚さは、基板裏面の凹凸の程度よりも薄いた
め、共通電極の表面に基板裏面の凹凸がそのまま表れ
る。共通電極に凹凸があると、ダイシング時の糊等の汚
れが付着し易いし、用いる導電性接着剤が高粘度なため
凹凸の凹部には入り込み難く、共通電極と導電性接着剤
との合成抵抗が増加し、かつばらつくことになる。図2
に、共通電極の表面粗さと、共通電極と導電性接着剤と
の合成抵抗の関係を示す。表面粗さが3μmを境に、抵
抗値が増加しかつばらつきも激増する。そこで共通電極
の表面粗さを3μm以下とすれば、共通電極と導電性接
着剤間の接触を改善し、低抵抗でばらつきの小さい接触
が得られる。
ライスし、基板の表面にエピタキシャル成長や不純物注
入等で、LEDを形成して製造する。この時、基板の表
面のLED形成部側の面は平坦度が極めて重要なため、
スライス後に完全な鏡面が得られるように表面研磨を施
してある。しかし基板の裏面の共通電極側の面は、研磨
が不完全で表面には数μm程度の凹凸が残っている。共
通電極の厚さは、基板裏面の凹凸の程度よりも薄いた
め、共通電極の表面に基板裏面の凹凸がそのまま表れ
る。共通電極に凹凸があると、ダイシング時の糊等の汚
れが付着し易いし、用いる導電性接着剤が高粘度なため
凹凸の凹部には入り込み難く、共通電極と導電性接着剤
との合成抵抗が増加し、かつばらつくことになる。図2
に、共通電極の表面粗さと、共通電極と導電性接着剤と
の合成抵抗の関係を示す。表面粗さが3μmを境に、抵
抗値が増加しかつばらつきも激増する。そこで共通電極
の表面粗さを3μm以下とすれば、共通電極と導電性接
着剤間の接触を改善し、低抵抗でばらつきの小さい接触
が得られる。
【0012】共通電極の凹凸を解消して導電性接着剤と
の接触を改善することに代えて、金属板を用いて抵抗を
小さくしても良い。例えば導電性接着剤上に金属板を固
定し、金属板と共通電極とを導電性接着剤で接続しても
良い。このようにすれば電流の大部分は低抵抗の金属板
を流れ、共通電極が高抵抗でも、導電性接着剤が高抵抗
でも、LEDを均一に発光させることができる。金属板
と共通電極との接続には、例えば半田や錫と、金との合
金形成反応を用いても良い。金属板の表面を例えば錫や
半田でメッキしておく。共通電極は主として金からな
り、低温で錫や半田と反応して両者の結合ができる。同
様に基板上の電極と金属板との接続にも、半田付けや、
金と錫や半田との合金形成反応を利用し得る。例えば基
板上の電極に金属板を半田付けすれば、基板上の電極
(以下基板電極)と金属板との接続に、導電性接着剤は
不要となる。基板上の電極が金で表面をコートしてある
場合には、半田付けに代えて金と半田や錫の低融点合金
形成反応を用い得る。
の接触を改善することに代えて、金属板を用いて抵抗を
小さくしても良い。例えば導電性接着剤上に金属板を固
定し、金属板と共通電極とを導電性接着剤で接続しても
良い。このようにすれば電流の大部分は低抵抗の金属板
を流れ、共通電極が高抵抗でも、導電性接着剤が高抵抗
でも、LEDを均一に発光させることができる。金属板
と共通電極との接続には、例えば半田や錫と、金との合
金形成反応を用いても良い。金属板の表面を例えば錫や
半田でメッキしておく。共通電極は主として金からな
り、低温で錫や半田と反応して両者の結合ができる。同
様に基板上の電極と金属板との接続にも、半田付けや、
金と錫や半田との合金形成反応を利用し得る。例えば基
板上の電極に金属板を半田付けすれば、基板上の電極
(以下基板電極)と金属板との接続に、導電性接着剤は
不要となる。基板上の電極が金で表面をコートしてある
場合には、半田付けに代えて金と半田や錫の低融点合金
形成反応を用い得る。
【0013】金属板を基板から外部に引出し、共通電極
と外部との接続端子としても良い。この場合基板電極の
意味は、金属板を基板に固定することにある。単に金属
板を基板に固定するだけであれば基板電極は不要で、金
属板をダイマウンタ等を用いて、低融点ガラスや接着剤
(絶縁性の)により直接基板に固定しても良い。
と外部との接続端子としても良い。この場合基板電極の
意味は、金属板を基板に固定することにある。単に金属
板を基板に固定するだけであれば基板電極は不要で、金
属板をダイマウンタ等を用いて、低融点ガラスや接着剤
(絶縁性の)により直接基板に固定しても良い。
【0014】金属板を外部に引き出す場合の電流は、共
通電極から金属板を介して外部へ直接電流が流れ、従来
の基板電極や導電性接着剤は設けなくても良い。金属板
を直接基板に固定し、基板電極や導電性接着剤を用いな
い場合、絶縁膜の構成が簡単になり、導電性接着剤とL
EDのデータバスラインの短絡等の恐れが解消する等の
効果が得られる。
通電極から金属板を介して外部へ直接電流が流れ、従来
の基板電極や導電性接着剤は設けなくても良い。金属板
を直接基板に固定し、基板電極や導電性接着剤を用いな
い場合、絶縁膜の構成が簡単になり、導電性接着剤とL
EDのデータバスラインの短絡等の恐れが解消する等の
効果が得られる。
【0015】
【0016】
【実施例1】図1に実施例の画像形成装置の要部を示
す。図において、2はガラスやセラミック等の基板、4
はポリイミド樹脂等の絶縁膜、6はLEDアレイの選択
用の電極、8は銀ペースト等の導電性接着剤である。導
電性接着剤8の材質は任意で、銀ペーストの他に例えば
異方導電性接着剤等も用い得、粘度は13,000cp
s±300cps程度のものが好ましい。20はLED
アレイ、D1〜DnはLEDで、22はLEDアレイ2
0の裏面に設けた共通電極である。共通電極22は、従
来例のものと同様に例えば0.15μm厚のAu−Ge
−Niの下地上に0.25μm厚のAu電極を積層した
ものとする。LEDアレイ20は例えば40個のアレイ
を基板2上に搭載し、各アレイ20には64個のLED
を搭載する。更に絶縁膜4の下部に、個別のLEDD1
〜Dnとワイヤボンドするための個別電極を設ける。
す。図において、2はガラスやセラミック等の基板、4
はポリイミド樹脂等の絶縁膜、6はLEDアレイの選択
用の電極、8は銀ペースト等の導電性接着剤である。導
電性接着剤8の材質は任意で、銀ペーストの他に例えば
異方導電性接着剤等も用い得、粘度は13,000cp
s±300cps程度のものが好ましい。20はLED
アレイ、D1〜DnはLEDで、22はLEDアレイ2
0の裏面に設けた共通電極である。共通電極22は、従
来例のものと同様に例えば0.15μm厚のAu−Ge
−Niの下地上に0.25μm厚のAu電極を積層した
ものとする。LEDアレイ20は例えば40個のアレイ
を基板2上に搭載し、各アレイ20には64個のLED
を搭載する。更に絶縁膜4の下部に、個別のLEDD1
〜Dnとワイヤボンドするための個別電極を設ける。
【0017】図2に、共通電極22の表面粗さと、共通
電極22と導電性接着剤8の合成抵抗rcの関係を示
す。表面粗さは、表面粗さ計で測定した表面粗さの最大
値とする。また合成抵抗rcは、アレイ選択用の電極6
と共通電極22との間で実際に測定する、あるいは図4
の電流電圧特性から、LEDD1〜Dnに流れる電流i
nと定電流電源14,16の出力電圧Voutを用いて
算出して、求めるものとする。抵抗のばらつきは、ロッ
トや保存状態の異なる導電性接着剤8を用いた際の抵抗
値のばらつきの範囲を示した。図から明らかなように、
共通電極部の合成抵抗値rcは表面粗さ3μmを境に激
増し、ばらつきも3μmを境に激増する。合成抵抗rc
の平均値は、表面粗さが3μmでは0.5Ωであるが、
表面粗さが4μmでは約1Ω、5μmでは約2Ωと、表
面粗さ3μmを境に激増する。同様に合成抵抗の最大値
は、表面粗さが2.5μmで約0.6Ω、3μmで約
0.65Ωであるが、4μmでは1.5Ωと急増し、5
μmでは約3Ωに達する。図2から明らかなように、共
通電極22の表面粗さを3μm以下とすれば、共通電極
22と導電性接着剤8との合成抵抗は小さく、かつばら
つきもほとんど問題とならず、この部分の抵抗による出
力のばらつきを防止することができる。
電極22と導電性接着剤8の合成抵抗rcの関係を示
す。表面粗さは、表面粗さ計で測定した表面粗さの最大
値とする。また合成抵抗rcは、アレイ選択用の電極6
と共通電極22との間で実際に測定する、あるいは図4
の電流電圧特性から、LEDD1〜Dnに流れる電流i
nと定電流電源14,16の出力電圧Voutを用いて
算出して、求めるものとする。抵抗のばらつきは、ロッ
トや保存状態の異なる導電性接着剤8を用いた際の抵抗
値のばらつきの範囲を示した。図から明らかなように、
共通電極部の合成抵抗値rcは表面粗さ3μmを境に激
増し、ばらつきも3μmを境に激増する。合成抵抗rc
の平均値は、表面粗さが3μmでは0.5Ωであるが、
表面粗さが4μmでは約1Ω、5μmでは約2Ωと、表
面粗さ3μmを境に激増する。同様に合成抵抗の最大値
は、表面粗さが2.5μmで約0.6Ω、3μmで約
0.65Ωであるが、4μmでは1.5Ωと急増し、5
μmでは約3Ωに達する。図2から明らかなように、共
通電極22の表面粗さを3μm以下とすれば、共通電極
22と導電性接着剤8との合成抵抗は小さく、かつばら
つきもほとんど問題とならず、この部分の抵抗による出
力のばらつきを防止することができる。
【0018】表面粗さの効果を式(1)により、出力電圧
Voutや出力電流inに換算すると、表面粗さが4μ
mでは合成抵抗rcの最大値は1.5Ωで、この部分の
電圧降下は0.96V(1.5Ω×0.64A=0.9
6V)で、出力電圧Voutは4.36V(3.4+
0.96=4.36)、電流inは約4mA(目標値5
mA)となる。これに対して表面粗さを3μmとする
と、合成抵抗rcの最大値は約0.65Ω、平均値は
0.5Ωで抵抗値のばらつきが小さい。また0.65Ω
の合成抵抗による電圧降下は0.42Vで、出力電圧V
outは3.82V、電流inは5mAとなる。従って
共通電極22の表面粗さを3μm以下とすることによ
り、LEDD1〜Dnの発光電流を目標値に揃え、ばら
つきを抑えることができる。この結果、画像形成装置の
印画品質が向上する。
Voutや出力電流inに換算すると、表面粗さが4μ
mでは合成抵抗rcの最大値は1.5Ωで、この部分の
電圧降下は0.96V(1.5Ω×0.64A=0.9
6V)で、出力電圧Voutは4.36V(3.4+
0.96=4.36)、電流inは約4mA(目標値5
mA)となる。これに対して表面粗さを3μmとする
と、合成抵抗rcの最大値は約0.65Ω、平均値は
0.5Ωで抵抗値のばらつきが小さい。また0.65Ω
の合成抵抗による電圧降下は0.42Vで、出力電圧V
outは3.82V、電流inは5mAとなる。従って
共通電極22の表面粗さを3μm以下とすることによ
り、LEDD1〜Dnの発光電流を目標値に揃え、ばら
つきを抑えることができる。この結果、画像形成装置の
印画品質が向上する。
【0019】表面粗さにより、共通電極22と導電性接
着剤8との合成抵抗rcが変化するのは、表面の粗さが
大きいとダイシング時等に糊やほこり等の異物が付着し
易いこと、導電性接着剤8の粘性が高いため共通電極の
凹凸の内部まで導電性接着剤8が入り込まないこと等に
よる。
着剤8との合成抵抗rcが変化するのは、表面の粗さが
大きいとダイシング時等に糊やほこり等の異物が付着し
易いこと、導電性接着剤8の粘性が高いため共通電極の
凹凸の内部まで導電性接着剤8が入り込まないこと等に
よる。
【0020】図6に、ダイシング時の糊の付着機構を示
す。図において30はGa−As基板で、共通電極22
側を粘着紙32に貼付け、ダイシングした後に、粘着紙
32をたわめる等により、LEDアレイ20を分離す
る。粘着紙32に用いた糊は、共通電極22の凹凸に入
り込んで付着する。
す。図において30はGa−As基板で、共通電極22
側を粘着紙32に貼付け、ダイシングした後に、粘着紙
32をたわめる等により、LEDアレイ20を分離す
る。粘着紙32に用いた糊は、共通電極22の凹凸に入
り込んで付着する。
【0021】共通電極22の表面粗さを3μm以下とす
るには、Ga−As基板のスライス時に、LEDD1〜
Dnの面だけでなく、共通電極22の形成面を研磨すれ
ば良い。
るには、Ga−As基板のスライス時に、LEDD1〜
Dnの面だけでなく、共通電極22の形成面を研磨すれ
ば良い。
【0022】
【実施例2】図7〜図12に第2の実施例を示す。なお
実施例1と同じ符号は同じものを表し、実施例1に関す
る記載は、特に断わらない限りこの実施例にも当てはま
る。この実施例では図7に示すように、アレイ選択用電
極6上に金属板からなる強化電極40を接続固定し、強
化電極40上にLEDアレイ20の共通電極22を接続
固定する。強化電極40の材質には、42合金、ステン
レスその他リードフレームやクリップ端子の材質として
用い得るものが好ましい。強化電極40は取り付け時に
はリードフレーム状をなし、リード部42と底部のフレ
ーム部を残して有る。リード部42は、ハウジングへの
基板2の取り付け後に、図示しないハウジング裏面の基
板に半田付けする。この結果、共通電極22は強化電極
40を介して、裏面の図示しない基板と接続される。
実施例1と同じ符号は同じものを表し、実施例1に関す
る記載は、特に断わらない限りこの実施例にも当てはま
る。この実施例では図7に示すように、アレイ選択用電
極6上に金属板からなる強化電極40を接続固定し、強
化電極40上にLEDアレイ20の共通電極22を接続
固定する。強化電極40の材質には、42合金、ステン
レスその他リードフレームやクリップ端子の材質として
用い得るものが好ましい。強化電極40は取り付け時に
はリードフレーム状をなし、リード部42と底部のフレ
ーム部を残して有る。リード部42は、ハウジングへの
基板2の取り付け後に、図示しないハウジング裏面の基
板に半田付けする。この結果、共通電極22は強化電極
40を介して、裏面の図示しない基板と接続される。
【0023】強化電極40には、好ましくは表面に20
〜50μm程度の厚さに、半田メッキあるいは錫メッキ
を施す。強化電極40は、基板2の端部付近で、アレイ
選択用電極6に半田付けする。ガラス基板2へのアレイ
選択用電極6の付着強度は低く、ガラス基板2は熱衝撃
に弱いので、半田付け時の加熱は基板2の横方向から行
い、リード部42の半田を溶融させて半田付け部44ま
で昇らせ、半田付け部44でアレイ選択用電極6に半田
付けする。ここでリード部42と基板2との間には隙間
が有り、このため基板2は半田付け時の熱から保護され
る。46はリード部42に設けた折り返し部で、ここに
折り返しを設けることにより基板2の側面位置で溶融し
た半田を昇らせ、半田溜めを形成する。この結果、基板
2の側面位置で溶融した半田は折り返し部46に溜り、
ここから半田付け部44へ流れ込んで半田付けが行われ
る。アレイ選択用電極6の表面は通常金で被覆してあ
り、半田や錫は200℃程度で金と反応して合金を形成
する。そこで半田付けに変えて金と半田や錫の合金形成
で、強化電極40をアレイ選択用電極6に接続しても良
い。このような合金形成には、例えば超音波熱圧着を用
いれば良い。48はLEDアレイ20の個別のLEDへ
のデータバスで、50はLEDとのボンディング線であ
る。
〜50μm程度の厚さに、半田メッキあるいは錫メッキ
を施す。強化電極40は、基板2の端部付近で、アレイ
選択用電極6に半田付けする。ガラス基板2へのアレイ
選択用電極6の付着強度は低く、ガラス基板2は熱衝撃
に弱いので、半田付け時の加熱は基板2の横方向から行
い、リード部42の半田を溶融させて半田付け部44ま
で昇らせ、半田付け部44でアレイ選択用電極6に半田
付けする。ここでリード部42と基板2との間には隙間
が有り、このため基板2は半田付け時の熱から保護され
る。46はリード部42に設けた折り返し部で、ここに
折り返しを設けることにより基板2の側面位置で溶融し
た半田を昇らせ、半田溜めを形成する。この結果、基板
2の側面位置で溶融した半田は折り返し部46に溜り、
ここから半田付け部44へ流れ込んで半田付けが行われ
る。アレイ選択用電極6の表面は通常金で被覆してあ
り、半田や錫は200℃程度で金と反応して合金を形成
する。そこで半田付けに変えて金と半田や錫の合金形成
で、強化電極40をアレイ選択用電極6に接続しても良
い。このような合金形成には、例えば超音波熱圧着を用
いれば良い。48はLEDアレイ20の個別のLEDへ
のデータバスで、50はLEDとのボンディング線であ
る。
【0024】図8〜図10に、第2の実施例の組立工程
を示す。最初に図8のように、基板2上にアレイ選択用
電極6とポリイミド樹脂等の絶縁膜4を設けて置く。絶
縁膜4はデータバス48と共通電極22や導電性接着剤
8の絶縁用である。絶縁膜4はアレイ選択用電極6を設
ける部分で途切れ、他の部分ではLEDアレイ20の底
面の下地となるように設けてある。次に図9に示すよう
に、強化電極40を取り付ける。強化電極40は、アレ
イ選択用電極6を絶縁膜4から引出し広がった部分で、
半田付けあるいは金と半田や錫の合金形成で接続する。
強化電極40の面積はここではLEDアレイ20と同じ
面積としたが、面積は任意であり、長手方向に沿ってL
EDアレイ20の全長に渡るものであれば良い。この後
図10に示すように、強化電極40上にLEDアレイ2
0を接続する。
を示す。最初に図8のように、基板2上にアレイ選択用
電極6とポリイミド樹脂等の絶縁膜4を設けて置く。絶
縁膜4はデータバス48と共通電極22や導電性接着剤
8の絶縁用である。絶縁膜4はアレイ選択用電極6を設
ける部分で途切れ、他の部分ではLEDアレイ20の底
面の下地となるように設けてある。次に図9に示すよう
に、強化電極40を取り付ける。強化電極40は、アレ
イ選択用電極6を絶縁膜4から引出し広がった部分で、
半田付けあるいは金と半田や錫の合金形成で接続する。
強化電極40の面積はここではLEDアレイ20と同じ
面積としたが、面積は任意であり、長手方向に沿ってL
EDアレイ20の全長に渡るものであれば良い。この後
図10に示すように、強化電極40上にLEDアレイ2
0を接続する。
【0025】強化電極40とアレイ選択用電極6や共通
電極22の接続は、導電性接着剤8や半田付け、金と錫
や半田の反応等で行う。図11に、導電性接着剤8によ
る接続を行ったものを示す。図11では、強化電極40
の表裏両面に導電性接着剤8を用い、アレイ選択用電極
6との接続や共通電極22との接続の双方に、導電性接
着剤8を用いた。アレイ選択用電極6と強化電極40と
の間の導電性接着剤8は、アレイ選択用電極6と絶縁膜
4の段差を埋め、絶縁膜4上に強化電極40を固定する
ためのものである。また共通電極22との間の導電性接
着剤8は、共通電極22を強化電極40に接続固定する
ためのものである。なお共通電極22との接続に導電性
接着剤8を用いる場合、実施例1に示したように、共通
電極22の表面粗さを3μm以下とすることが好まし
い。
電極22の接続は、導電性接着剤8や半田付け、金と錫
や半田の反応等で行う。図11に、導電性接着剤8によ
る接続を行ったものを示す。図11では、強化電極40
の表裏両面に導電性接着剤8を用い、アレイ選択用電極
6との接続や共通電極22との接続の双方に、導電性接
着剤8を用いた。アレイ選択用電極6と強化電極40と
の間の導電性接着剤8は、アレイ選択用電極6と絶縁膜
4の段差を埋め、絶縁膜4上に強化電極40を固定する
ためのものである。また共通電極22との間の導電性接
着剤8は、共通電極22を強化電極40に接続固定する
ためのものである。なお共通電極22との接続に導電性
接着剤8を用いる場合、実施例1に示したように、共通
電極22の表面粗さを3μm以下とすることが好まし
い。
【0026】図11で示したように、導電性接着剤8の
役割は、アレイ選択用電極6と強化電極40の結合と、
強化電極40と共通電極22との接続である。アレイ選
択用電極6と強化電極40は半田付けで結合したので、
導電性接着剤8の導電性は重要ではない。そこで絶縁性
の接着剤で、例えばアクリル接着剤やエポキシ接着剤
で、強化電極40を絶縁膜4に固定しても良い。このよ
うな変形例を、図12に示す。図において、52はエポ
キシ等の絶縁性接着剤で、これにより強化電極40を絶
縁膜4に固定する。また共通電極22と強化電極40と
は、共通電極22表面の金と、強化電極40表面の半田
や錫を加熱と超音波振動等で反応させ、200℃程度で
金と錫や半田との反応で接続した。
役割は、アレイ選択用電極6と強化電極40の結合と、
強化電極40と共通電極22との接続である。アレイ選
択用電極6と強化電極40は半田付けで結合したので、
導電性接着剤8の導電性は重要ではない。そこで絶縁性
の接着剤で、例えばアクリル接着剤やエポキシ接着剤
で、強化電極40を絶縁膜4に固定しても良い。このよ
うな変形例を、図12に示す。図において、52はエポ
キシ等の絶縁性接着剤で、これにより強化電極40を絶
縁膜4に固定する。また共通電極22と強化電極40と
は、共通電極22表面の金と、強化電極40表面の半田
や錫を加熱と超音波振動等で反応させ、200℃程度で
金と錫や半田との反応で接続した。
【0027】実施例2の特徴を以下に示す。 1) 共通電極22からの電流は、低抵抗の強化電極40
を流れる。この結果共通電極22や導電性接着剤8の抵
抗の影響を受けず、LEDを均一に発光させることがで
きる。 2) 強化電極40により、共通電極22を外部に接続で
きる。このためLEDアレイ20を制御回路を搭載した
基板に、強化電極40で直接接続できる。 3) 強化電極40は半田付け部44で、アレイ選択用電
極6に強固に固定されている。このため導電性接着剤8
の接着強度が低くても良く、また外部接続電極としての
強度を備えている。 4) 半田付けは、折り返し部46に半田溜めを形成する
ことにより、ガラス基板2の横方向からできる。このた
め半田付け時のアレイ選択用電極6の損傷が無く、また
クリーム半田の印刷も不要である。更にガラス基板2へ
の熱衝撃も小さい。 5) 共通電極22と強化電極40とを導電性接着剤8で
結合する場合は、共通電極22の表面粗さを3μm以下
にし、接触不良を防止することが好ましい。 6) 強化電極40は、共通電極22に金と半田や錫の反
応で直接接続できる。この結果、共通電極22を強化電
極40に確実に接続できる。また強化電極40の絶縁膜
4への固定は絶縁性接着剤52でも良い。
を流れる。この結果共通電極22や導電性接着剤8の抵
抗の影響を受けず、LEDを均一に発光させることがで
きる。 2) 強化電極40により、共通電極22を外部に接続で
きる。このためLEDアレイ20を制御回路を搭載した
基板に、強化電極40で直接接続できる。 3) 強化電極40は半田付け部44で、アレイ選択用電
極6に強固に固定されている。このため導電性接着剤8
の接着強度が低くても良く、また外部接続電極としての
強度を備えている。 4) 半田付けは、折り返し部46に半田溜めを形成する
ことにより、ガラス基板2の横方向からできる。このた
め半田付け時のアレイ選択用電極6の損傷が無く、また
クリーム半田の印刷も不要である。更にガラス基板2へ
の熱衝撃も小さい。 5) 共通電極22と強化電極40とを導電性接着剤8で
結合する場合は、共通電極22の表面粗さを3μm以下
にし、接触不良を防止することが好ましい。 6) 強化電極40は、共通電極22に金と半田や錫の反
応で直接接続できる。この結果、共通電極22を強化電
極40に確実に接続できる。また強化電極40の絶縁膜
4への固定は絶縁性接着剤52でも良い。
【0028】
【実施例3】実施例2で示したように、アレイ選択用電
極6の役割は強化電極40を基板2に固定することであ
り、電流の経路としての意味は小さい。そこで基板2に
強化電極40を、低融点ガラスや絶縁性接着剤等により
直接固定しても良い。このような実施例を、図13,図
14に示す。例えばダイマウンタ等により、図示しない
低融点ガラスや接着剤を用いて、強化電極40を基板2
に固定する。そして強化電極40上にLEDアレイ20
を搭載し、錫や半田と共通電極22の金との反応で、両
者を接続する。このようにすれば、実施例2の効果に加
え、以下の効果が得られる。 1) アレイ選択用電極6が不要となる。この結果、基板
2への薄膜配線工程が単純となる。 2) アレイ選択用電極6が無くなるため、絶縁膜4が簡
単な形状となり、データバス48と共通電極22や導電
性接着剤8の短絡が無くなる。
極6の役割は強化電極40を基板2に固定することであ
り、電流の経路としての意味は小さい。そこで基板2に
強化電極40を、低融点ガラスや絶縁性接着剤等により
直接固定しても良い。このような実施例を、図13,図
14に示す。例えばダイマウンタ等により、図示しない
低融点ガラスや接着剤を用いて、強化電極40を基板2
に固定する。そして強化電極40上にLEDアレイ20
を搭載し、錫や半田と共通電極22の金との反応で、両
者を接続する。このようにすれば、実施例2の効果に加
え、以下の効果が得られる。 1) アレイ選択用電極6が不要となる。この結果、基板
2への薄膜配線工程が単純となる。 2) アレイ選択用電極6が無くなるため、絶縁膜4が簡
単な形状となり、データバス48と共通電極22や導電
性接着剤8の短絡が無くなる。
【0029】
【発明の効果】この発明では、従来見過ごされてきたL
EDアレイ裏面の共通電極の表面粗さを3μm以下にす
ることにより、共通電極や導線接着剤の合成抵抗を小さ
く、かつばらつきを小さくし、LEDの発光出力を目標
値に沿って均一にする。この結果、画像形成装置の印画
品質が向上する。
EDアレイ裏面の共通電極の表面粗さを3μm以下にす
ることにより、共通電極や導線接着剤の合成抵抗を小さ
く、かつばらつきを小さくし、LEDの発光出力を目標
値に沿って均一にする。この結果、画像形成装置の印画
品質が向上する。
【0030】またこの発明では、金属板を介して共通電
極を基板の電極に接続し、低抵抗の金属板を利用してL
EDを均一に発光させる。ここで金属板を直接基板に固
定すれば、基板上の電極が不要となり基板設計が容易に
なる。
極を基板の電極に接続し、低抵抗の金属板を利用してL
EDを均一に発光させる。ここで金属板を直接基板に固
定すれば、基板上の電極が不要となり基板設計が容易に
なる。
【図1】 実施例の要部断面図
【図2】 共通電極部の合成抵抗と共通電極の表面粗
さとの関係を表す特性図
さとの関係を表す特性図
【図3】 LEDプリンタヘッドの回路図
【図4】 LEDプリンタヘッドに用いる定電流電源
の特性図
の特性図
【図5】 従来例の要部断面図
【図6】 共通電極へののりの付着を示すLEDアレ
イの製造工程図
イの製造工程図
【図7】 第2の実施例の横手方向断面図
【図8】 第2の実施例の、強化電極取り付け前の状
態を示す平面図
態を示す平面図
【図9】 第2の実施例の、強化電極取り付け後の状
態をを示す平面図
態をを示す平面図
【図10】 第2の実施例の、LEDアレイ接続後の状
態を示す平面図
態を示す平面図
【図11】 導電性接着剤を用いた、第2の実施例の長
手方向断面図
手方向断面図
【図12】 半田と金の結合を用いた、第2の実施例の
長手方向断面図
長手方向断面図
【図13】 第3の実施例の平面図
【図14】 第3の実施例の断面図
2 基板 4 絶縁膜 6 アレイ選択用電極 8 導電性接着剤 20 LEDアレイ 22 共通電極 40 強化電極 42 リード部 44 半田付け部 46 折り返し部 48 データバス 52 絶縁性接着剤
Claims (3)
- 【請求項1】 LEDアレイの裏面に共通電極を設ける
と共に、この共通電極と基板に設けた電極とを導電性接
着剤により接続固定した画像形成装置において、 前記共通電極の表面粗さを3μm以下としたことを特徴
とする画像形成装置。 - 【請求項2】 LEDアレイの裏面に共通電極を設ける
と共に、この共通電極を基板に設けた電極に接続固定し
た画像形成装置において、 前記共通電極と該基板電極との間に金属板を配設し、こ
の金属板を介して前記共通電極を基板電極に接続固定し
たことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項3】 LEDアレイの裏面に共通電極を設ける
と共に、該LEDアレイを基板上に固定した画像形成装
置において、 該基板上に金属板を固定し、この金属板に前記LEDア
レイの共通電極を接続固定したことを特徴とする、画像
形成装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3-185248 | 1991-06-29 | ||
JP18524891 | 1991-06-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0561420A JPH0561420A (ja) | 1993-03-12 |
JP2892534B2 true JP2892534B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=16167488
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31166891A Expired - Fee Related JP2892534B2 (ja) | 1991-06-29 | 1991-10-29 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2892534B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7286147B2 (en) | 2003-11-05 | 2007-10-23 | Seiko Epson Corporation | Line head and image forming device using the same |
JP4733434B2 (ja) * | 2005-06-03 | 2011-07-27 | シチズン電子株式会社 | チップ型led |
JP5066390B2 (ja) * | 2007-05-15 | 2012-11-07 | シチズン電子株式会社 | 発光装置 |
-
1991
- 1991-10-29 JP JP31166891A patent/JP2892534B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0561420A (ja) | 1993-03-12 |
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