(57)【要約】      （修正有）【課題】製造工程における加熱冷却の繰り返しによる基板の平面度が悪化（歪む、反る、曲がる）しないＬＥＤプリントヘッド用ＬＥＤ基板装置を提供する。【解決手段】表面にベタパターンが形成され、裏面１１に同一の幅の配線パターン（１６１〜１６７）が形成された長尺なベアボード９と、ベタパターン上に、直線状または千鳥状に固定されたＬＥＤアレイチップとを備えたＬＥＤ基板装置５において、配線パターン（１６１〜１６７）は、３本以上の組に分けられ、組内でベアボード９の短手方向に等間隔に並べられており、表面に形成されたベタパターンに対応する裏面のエリア１８の配線パターンがない部分に、延長パターン２１がベアボード９の長手方向に沿って形成され、延長パターン２１の幅は、配線パターン（１６１〜１６７）の幅と同一であり、延長パターン２１は、ベアボード９の短手方向に配線パターンの間隔と同一の間隔で形成した。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面においてベタパターンが長手方向に沿って形成され、裏面において同一の幅寸法の複数の配線パターンが主に長手方向に沿って形成された長尺なベアボードと、
該ベタパターン上に、直線状または千鳥状に固定された複数のＬＥＤアレイチップと、を備えたＬＥＤ基板装置であって、
前記複数の配線パターンは、３本以上の複数の組に分けられ、該組内で主に前記ベアボードの短手方向に等間隔に並べられており、
少なくとも、前記表面に形成された前記ベタパターンに対応する前記裏面のエリアにおける前記配線パターンが形成されていない部分に、前記配線パターンが延長された延長パターンが主に前記ベアボードの長手方向に沿って形成され、
該延長パターンの幅寸法は、前記配線パターンの幅寸法と同一であり、
該延長パターンは、前記ベアボードの短手方向において前記配線パターンの間隔と同一の間隔で形成されたことを特徴とするＬＥＤ基板装置
【請求項２】
前記配線パターンの幅寸法と前記配線パターンの間隔が同一である請求項１に記載のＬＥＤ基板装置
【請求項３】
複数のロッドレンズを整列配置したレンズアレイと、
該レンズアレイを固定したハウジングと、
該レンズアレイの一方のレンズ面と前記ＬＥＤアレイチップが対向するように、前記ハウジングに固定した請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ基板装置と、を備えたＬＥＤプリントヘッド
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザープリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に用いられるＬＥＤ基板装置およびＬＥＤプリントヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、画像形成装置の感光体ドラム等の静電潜像担持体に画像の静電潜像を形成するために、ＬＥＤアレイチップとレンズアレイを主要な構成要素とするＬＥＤプリントヘッドが用いられている。
【０００３】
このＬＥＤプリントヘッドは、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を有するＬＥＤアレイチップを実装（固定）した長尺なＬＥＤ基板装置と、このＬＥＤ基板装置を固定した長尺なハウジングと、ＬＥＤアレイチップと対向してハウジングに固定した長尺なレンズアレイとを有するものがある（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００４】
そして、ＬＥＤプリントヘッドは、感光体ドラムの表面に精度良く静電潜像を形成ために、結像点のバラツキをできるだけ少なくする必要がある。
ここで、結像点とは、ＬＥＤアレイチップの複数のＬＥＤ（発光点）から出射した光がレンズアレイを通って収束した点（焦点）をいう。
【０００５】
この結像点のバラツキを小さくするために一般的に採用される手段は、ＬＥＤ基板装置を固定するハウジングの平面度および真直度を高精度にし、この高精度を長期に亘り維持することである。このため、特許文献１および特許文献２に記載されたＬＥＤプリントヘッドは、ハウジングと剛体を一体成形している。また、特許文献３および４に記載されたＬＥＤプリントヘッドは、ハウジングの光軸方向の高さを高くしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２８９８４３号公報
【特許文献２】特開２００５−１９３６３８号公報
【特許文献３】特開２０００−１４１７４４号公報
【特許文献４】特開平１１−２６６０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前記した先行技術は、ＬＥＤ基板装置の平面度が悪いことを前提にしたものであり、ＬＥＤ基板装置の平面度の悪さ自体を改善するものではなかった。
【０００８】
この点についてさらに詳述する。
ＬＥＤ基板装置に用いられるベアボードは、コスト面の制約、生産性等から汎用的なガラスエポキシ基材（例えば、ＦＲ−４）を用いたプリント基板を採用することが一般的である。ここで、ガラスエポキシ基材とは、ガラス布基材エポキシ樹脂に、銅箔を貼り付けた構造のものをいう。
【０００９】
ＬＥＤ基板装置は、かかるベアボードにＬＥＤアレイチップ等が実装して製造されるが、その際に、加熱冷却が繰り返される。例えば、ＬＥＤアレイチップを搭載し、銀ペーストを硬化させる際のキュア工程で１１０℃、９０分、ドライバ等の電子部品の搭載工程で２５０℃、５秒等である。
【００１０】
このように、ＬＥＤ基板装置の製造工程において、加熱冷却が繰り返されることにより、ＬＥＤ基板装置の平面度が悪化（歪む、反る、曲がる）する。この原因は、ベアボードを構成するガラスエポキシ基材と、このガラスエポキシ基材に貼り付けられている銅箔の熱膨張特性、収縮特性の違いよるものである。
【００１１】
ＬＥＤ基板装置の平面度が悪いと、ＬＥＤアレイチップの光軸のズレの原因となり、ＬＥＤプリントヘッドの印字品質上、重大な問題となる。また、ＬＥＤアレイチップ搭載後のワイヤー接続（ワイヤーボンディング）工程等での歩留まりを著しく劣化させることにもなる。
【００１２】
本発明は、前記した問題を解決するためになされたものであって、配線パターンが形成されていないエリアに配線パターンを延長した延長パターンを設けるという簡単な構成により、ＬＥＤ基板装置の加熱冷却による平面度への悪影響を排除し、ＬＥＤ基板装置、ひいてはＬＥＤプリントヘッドのコストダウンと歩留まり向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（第１発明）
第１発明に係るＬＥＤ基板装置は、表面においてベタパターンが長手方向に沿って形成され、裏面において同一の幅寸法の複数の配線パターンが主に長手方向に沿って形成された長尺なベアボードと、このベタパターン上に、直線状または千鳥状に固定された複数のＬＥＤアレイチップと、を備えたＬＥＤ基板装置に関するものである。
【００１４】
ここで、ベタパターンとは、一般のプリント配線基板における電源パターン、グランドパターン等で用いられる面積の広い銅箔等の部分を示すものではなく、ＬＥＤアレイチップが直線状または千鳥状に実装される直線状の面積の広い銅箔等の部分をいう。
【００１５】
ベアボードの表面に形成された複数の配線パターンは、３本以上の複数の組に分けられ、この組内で主にベアボードの短手方向に等間隔に並べられたものである。そして、少なくとも、ベアボードの表面に形成されたベタパターンに対応する裏面のエリアにおける配線パターンが形成されていない部分に、配線パターンが延長された延長パターンが主にベアボードの長手方向に沿って形成されたものである。さらに、この延長パターンの幅寸法は、配線パターンの幅寸法と同一であり、この延長パターンは、ベアボードの短手方向において配線パターンの間隔と同一の間隔で形成されたものである。
【００１６】
ここで、配線パターンとは、ベアボード上に実装（固定）されたＬＥＤアレイチップ、ＩＣ（集積回路）等の電子部品と、当該ベアボートおよび／または他のベアボード等に実装（固定）された電子部品を電気的に接続するパターンをいう。すなわち、ＬＥＤ基板装置に関して言えば、ＬＥＤアレイチップのオン（発光）／オフ（非発光）動作に直接関与するパターンのことである。
また、延長パターンとは、配線パターンを延長したものをいう。
尚、前記した配線パターンおよびベタパターンは、銅箔等の同じ材質で構成されていることが望ましい。
【００１７】
ＬＥＤ基板装置の表面に形成されたベタパターンは、ＬＥＤアレイチップが実装されるため、ＬＥＤ基板装置においては最も重要な部分であり、ベタパターンの平面度は高精度に保たれなければならない。
【００１８】
前記した構成により、少なくともベタパターンに対応する裏面のエリアの配線パターンの密度（配線パターンのレイアウト）を略均一化できるため、ＬＥＤ基板装置のＬＥＤアレイチップが実装される特に重要な部分は、ＬＥＤ基板装置の製造工程での加熱冷却による平面度の悪化を抑制できる（高い平面度を維持できる）。また、延長パターンをＬＥＤ基板装置の裏面の略全域（略全面）に設けることにより、ＬＥＤ基板装置全体の高い平面度を維持することができる。
【００１９】
（第２発明）
第２発明に係るＬＥＤ基板装置は、第１発明において、配線パターンの幅寸法と、配線パターンの間隔を同一にしたものである。
【００２０】
かかる構成により、配線パターンおよび延長パターンの密度（レイアウト）を第１発明よりも均一化できるので、前記した第１発明の効果をさらに向上させることができる。つまり、少なくとも表面のベタパターンに対応する裏面のエリアにおける配線パターンおよび延長パターンの構成が一定パターンの繰り返しになるため、ＬＥＤ基板装置の製造工程での加熱冷却による、ＬＥＤ基板装置の平面度の悪化をさらに抑制できる。
【００２１】
（第３発明）
第３発明に係るＬＥＤプリントヘッドは、複数のロッドレンズを整列配置したレンズアレイと、このレンズアレイを固定したハウジングと、このレンズアレイの一方のレンズ面とＬＥＤアレイチップが対向するように、ハウジングに固定した第１発明または第２発明のＬＥＤ基板装置とを備えたものである。
【００２２】
かかる構成により、ＬＥＤ基板装置の平面度が高いので、結像点のバラツキが非常に小さいＬＥＤプリントヘッドを提供できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明により、製造工程において加熱冷却されても高い平面度を維持できるＬＥＤ基板装置を提供できる。また、このＬＥＤ基板装置の平面度が高いので、結像点のバラツキが非常に小さいＬＥＤプリントヘッドを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ＬＥＤプリントヘッドの平面図（実施例１）
【図２】ＬＥＤプリントヘッドの斜視図（実施例１）
【図３】ＬＥＤプリントヘッドの断面図（実施例１）
【図４】ＬＥＤ基板装置の平面図（実施例１）
【図５】ＬＥＤ基板装置の表面の斜視図（実施例１）
【図６】ＬＥＤ基板装置の裏面の斜視図（実施例１）
【図７】ＬＥＤ基板装置の裏面の平面図（実施例１）
【図８】ＬＥＤ基板装置の裏面の平面図（実施例２）
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。
尚、各実施例で用いられる図面において配線パターンおよび延長パターンが太く図示されているが、これは説明を分かりやすくするためであり、実際には数百〜数十ミクロンの幅寸法である。
【実施例１】
【００２６】
本発明に係る第１実施例を、図１乃至図７を用いて説明する。
（ＬＥＤプリントヘッド）
図１〜３に示すように、本発明に係るＬＥＤプリントヘッド１は、複数のロッドレンズ６を整列配置したレンズアレイ３を接着剤等で固定したハウジング２と、このレンズアレイ３の一方のレンズ面とＬＥＤアレイチップ４が対向するように、ハウジング２に接着剤等で固定した後述するＬＥＤ基板装置５とを有する。
【００２７】
このＬＥＤプリントヘッド１は、図３に示すように、ＬＥＤ基板装置５の表面１０に実装（固定）されたＬＥＤアレイチップ４の発光点（ＬＥＤ）を発光させた場合に、発光点から、出射した光がレンズアレイ３により収束（集光）する結像点（焦点位置）までの距離が共役長ＴＣになるように設定されている。この共役長ＴＣは、ＬＥＤ発光面からレンズアレイ３の下面（一方のレンズ面）までの距離Ｌと、レンズアレイ４の上面（他方のレンズ面）から結像点までの距離Ｌと、レンズアレイ４の高さＴとの和であり、ＴＣ＝Ｔ＋２Ｌという関係が成り立つ。
【００２８】
また、後述するように、ＬＥＤ基板装置の平面度が高く、ＬＥＤアレイチップのオン／オフ動作による温度変化の繰り返しによってもＬＥＤ基板装置の高い平面度を維持できるので、本発明に係るＬＥＤプリントヘッドは、図１および図２に示すように、ＬＥＤ基板装置の裏面に剛性板等が不要である。つまり、ＬＥＤプリントヘッドの構成部品が少なく、結像点のバラツキが少ない、安価かつ高精度なＬＥＤプリントヘッドを提供できる。
【００２９】
尚、図１〜３においては、ＬＥＤプリントヘッドを千鳥状に固定したものを示したが、直線状に固定したものであっても良く、この場合であっても前記した効果を得ることができる。
【００３０】
（ＬＥＤ基板装置）
本発明に係るＬＥＤ基板装置５を図３乃至図７に示す。図５は、図４における二点鎖線で囲った一端部分Ｗを拡大した斜視図である。図７は当該部分Ｗの裏面の平面図であり、図６は、当該部分Ｗの裏面を一般的な手法によりアートワーク設計した場合の斜視図（延長パターン無し）である。図６は、図７を説明するために図示したものである。また、以下の説明は、図４における一端部分Ｗについてのみの説明である。当該一端部分Ｗ以外の部分の説明は、当該一端部分Ｗから他端に至るまでＬＥＤアレイチップ４が直線状または千鳥状に連続して固定される略同一構成の繰り返しであるため、省略する。
【００３１】
図５に示すように、ＬＥＤ基板装置５は、表面１０において所定の幅の銅からなるベタパターン８が長手方向（Ｙ方向）に沿って形成され、裏面１１において同一の幅寸法Ａの複数の配線パターン１６が主に長手方向（Ｙ方向）に沿って形成された長尺なベアボード９を備えている。そして、ベタパターン８の表面に、千鳥状に複数のＬＥＤアレイチップ４が固定されている。
【００３２】
尚、図４および５においてはＬＥＤアレイチップ４が千鳥状に固定されたものを示したが、ＬＥＤアレイチップ４は、直線状に固定されていても良い。また、ベタパターン８の幅（Ｘ方向）は、ＬＥＤアレイチップが直線状または千鳥状に固定することができる幅であれば良い。
【００３３】
ＬＥＤアレイチップ４の表面には図示しない発光点（ＬＥＤ）が直線状に形成されており、複数のパッド１３も形成されている。この複数のパッド１３と、ベアボードの表面に形成された複数のパッド１４は、ワイヤー１２で接続されている。尚、図５においては、パッド１３および１４は、説明を簡単にするため１つのみ図示した。
【００３４】
図６に示すように、一般的な手法に基づいてアートワーク設計した場合、ベアボード９の裏面１１には、銅からなる複数の配線パターン１６（１６１〜１６７）が、主にベアボード９の長手方向に沿って形成される。
ここで、「配線パターン１６が主に長手方向に沿って形成されている」とは、配線パターン１６の大部分（配線パターン１６の全長の大半）が長手方向（Ｙ方向）に沿って形成されていることをいう。より具体的には、例えば、図６におけるＩＣ（集積回路）１９に接続する等の一部の短手方向（Ｘ方向）の配線パターン１６等を除く長手方向（Ｙ方向）に沿った配線パターン１６が大半を占めることである。
【００３５】
これらの配線パターン１６は、配線パターン１６１、１６２、１６３および１６４の第１組と、配線パターン１６５、１６６および１６７の第２組の２つの組（配線パターン束）に分けられる。そして、配線パターン１６は、各組内でベアボード９の短手方向（Ｘ方向）に等しい間隔Ｂで並べられる。
【００３６】
すなわち、第１組の配線パターン１６１〜１６４の幅寸法はそれぞれＡであり、配線パターン１６１と１６２の間隔および配線パターン１６２と１６３の間隔および配線パターン１６３と１６４の間隔はＢである。また、第２組の配線パターン１６５、１６６および１６７の幅寸法はそれぞれＡであり、配線パターン１６５と１６６の間隔はＢであり、配線パターン１６６と１６７の間隔もＢである。
【００３７】
本発明においては、図６に示すように、ベアボード９の裏面１１においては、少なくとも、ベアボード９の表面１０に形成されたベタパターン８に対応するエリア１８（二点鎖線で囲った部分）における配線パターン１６が形成されていないエリア（部分）２０に、図７に示すように、複数の延長パターン２１が主にベアボード９の長手方向（Ｙ方向）に沿って形成されたものである。
ここで、「表面１０に形成されたベタパターン８に対応する裏面１１のエリア１８」とは、表面１０に形成されたベタパターン８を裏面１１から透かして見たときに裏面１１に占める部分をいう。
【００３８】
図６と図７を比較すると分かるように、図６におけるエリア２０に、配線パターン１６３の一部を延長した延長パターン２１が形成され、かつ、配線パターン１６５の一部を延長した延長パターン２１が形成されている。
これらの延長パターン２１は、主にベアボード９の長手方向（Ｙ方向）に沿って形成されている。
【００３９】
そして、図７に示すように、裏面１１に形成された各延長パターン２１のそれぞれの幅寸法Ｃは、配線パターン１６の幅寸法Ａと同一である。また、ぞれぞれの延長パターン２１の間隔Ｄは、ベアボード９の短手方向（Ｘ方向）において配線パターン１６の間隔Ｂと同一である。
本実施例１においては、幅寸法Ｃ＝幅寸法Ａ＝１５０ミクロン、間隔Ｄ＝間隔Ｂ＝１００ミクロンとした。
【００４０】
かかる構成により、ベアボード９の表面１０に形成されたベタパターン８に対応する裏面１１のエリア１８は、配線パターン１６および延長パターン２１の密度をほぼ均一にできる、すなわち所定のパターンがあり／なしの一定の繰り返しとなるので、ＬＥＤ基板装置５の製造工程において加熱冷却が繰り返されてもＬＥＤ基板装置５におけるベタパターン８が反る等してベタパターン８の平面度が悪化することが無い（当初の高い平面度を維持できる）。
【００４１】
また、ベタパターン８に固定された複数のＬＥＤアレイチップ４のオン／オフ動作によりＬＥＤ基板装置５の加熱冷却が繰り返されても、ベタパターン８の当初の高い平面度を維持できる。
【００４２】
このため、表面１０に形成されたベタパターン８に固定されたＬＥＤアレイチップ４の光軸がずれることが無いので、かかるＬＥＤ基板装置５を前記したＬＥＤプリントヘッド１に使用した場合、ＬＥＤアレイチップ４の複数の発光点から出射した光がレンズアレイ３を通過して形成された複数の結像点が形成する結像ラインは、高い精度で直線性を保つことができる。つまり、かかるＬＥＤプリントヘッド１を用いた画像形成装置は、感光体ドラムの表面に高精度な静電潜像を形成することができ、記録紙等に高精度な画像を形成することができる。
【実施例２】
【００４３】
本発明に係る第２実施例を、図８を用いて説明する。
尚、説明を分かりやすくするため、実施例１との違いについてのみ説明する。
【００４４】
本実施例２は、実施例１の図７におけるエリア１８以外の部分についても延長パターン２１を設けた点が実施例１と相違する。
つまり、図８に示すように、図７における配線パターン１６１および１６７についても、延長パターン２１を設けたものである。
【００４５】
かかる構成の場合、ベアボード９の裏面全体において配線パターン１６および延長パターン２１からなるパターンの密度をほぼ均一にできるので、前記した実施例１の効果をさらに向上させることができる。
【００４６】
つまり、表面１０におけるベタパターン８が形成された部分および裏面１１における対応する部分１８以外の部分においても、繰り返される加熱冷却に対してＬＥＤ基板装置５全体の高い平面度を維持することができる。
【実施例３】
【００４７】
本実施例３の実施例１との相違点は、配線パターンの幅寸法と、配線パターンの間隔を同一としたものである。
これを、図７を用いてさらに詳述する。すなわち、裏面１１に形成された複数の延長パターン２１のそれぞれの幅寸法Ｃは配線パターン１６の幅寸法Ａと同一であり、ぞれぞれの延長パターン２１の間隔Ｄはベアボード９の短手方向（Ｘ方向）において配線パターン１６の間隔Ｂと同一である。さらに、本実施例３においては、配線パターンの幅寸法Ｃと、配線パターンの間隔Ｂを同一にしたのであるから、幅寸法Ａ＝幅寸法Ｃ＝間隔Ｂ＝間隔Ｄ＝１００ミクロンとなる。
【００４８】
かかる構成により、配線パターン１６および延長パターン２１の密度を実施例１の場合よりも均一化できるので、前記した実施例１の効果をさらに向上させることができる。つまり、少なくとも表面１０のベタパターン８に対応する裏面のエリア１８における配線パターン１６および延長パターン２１の構成が一定パターンの繰り返しになるため、ＬＥＤ基板装置５の製造工程での加熱冷却による、ＬＥＤ基板装置５の平面度の悪化をさらに抑制できる。
【００４９】
前記した実施例は、説明のために例示したものであって、本発明としてはそれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲、発明の詳細な説明、及び図面の記載から当事者が認識する事ができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００５０】
前記した実施例においては、配線パターン１６の幅寸法Ａを１００ミクロンにしたものを示したが、７５ミクロンであっても５０ミクロンであっても良い。さらに、実施例６において、幅寸法Ａ＝幅寸法Ｃ＝間隔Ｂ＝間隔Ｄが７５ミクロンであっても、５０ミクロンであっても良い。
【００５１】
また、前記した実施例においては、配線パターン１６の組の内、内側の配線パターン１６３、１６４および１６５と、外側の配線パターン１６１および１６７に延長パターン２１を設けたものを示したが、これに限るものではなく、各組の内側に形成された配線パターン１６２および１６６についても延長パターン２１を設けても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、複写機、プリンタ等で用いられるＬＥＤプリントヘッド、およびＬＥＤプリントヘッドに用いられるＬＥＤ基板装置に適用される。
【符号の説明】
【００５３】
１  ＬＥＤプリントヘッド
２  ハウジング
３  レンズアレイ
４  ＬＥＤアレイチップ
５  ＬＥＤ基板装置
６  ロッドレンズ
８  ベタパターン
９  ベアボード
１０  表面
１１  裏面
１６  配線パターン
１７  テストパッド
２１  延長パターン
【図１】
2010177306.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010177306.tif 000008
【図７】
2010177306.tif 000009
【図８】
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