(57)【要約】【課題】ボンディングワイヤでの反射が少なく、良好な光学特性を有しつつチップのサイズをより縮小化することのできる良好な量産性を有する発光装置と、この発光装置を用いた光プリントヘッドを提供する。【解決手段】回路基板１と、回路基板１上に設けられた第一電極パッド２と、回路基板１上に配置され、発光部４を備えた発光素子チップ３と、発光素子チップ３上に設けられた四角形状の第二電極パッド５と、第一電極パッド２に対してファーストボンド６ａが接続され、第二電極パッド５に対してセカンドボンド６ｂが接続されたボンディングワイヤ６とが設けられ、ボンディングワイヤ６は、ファーストボンド６ａとセカンドボンド６ｂとを結ぶ直線が第二電極パッド５の対角方向に沿うように設けられている。【選択図】図１
2010010318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と、
前記回路基板上に設けられた第一電極パッドと、
前記回路基板上に配置され、発光部を備えた発光素子チップと、
前記発光素子チップ上に設けられた四角形状の第二電極パッドと、
前記第一電極パッドに対してファーストボンドが接続され、前記第二電極パッドに対してセカンドボンドが接続されたボンディングワイヤであって、前記ファーストボンドと前記セカンドボンドとを結ぶ直線が前記第二電極パッドの対角方向に沿うように設けられたボンディングワイヤと、を具備する発光装置。
【請求項２】
前記発光素子チップ上に設けられ、前記発光部と前記第二電極パッドとを電気的に接続するとともに、前記第二電極パッドの１つの頂点部寄りに接続された引出電極をさらに具備し、
前記ボンディングワイヤが、前記第二電極パッドの前記１つの頂点部を含まない対角方向にボンディングされる請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記引出電極は、前記第二電極パッドとの接続箇所が前記対角方向に沿う方向に引き出されている請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記発光部は、所定間隔で配列された複数の発光素子であり、
前記第二電極パッドは、前記複数の発光素子の配列方向に沿って複数個配列されている請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記発光素子は、アノード電極、カソード電極およびゲート電極を有する発光サイリスタであり、
隣接する２つの前記第二電極パッド間に設けられるとともに前記ゲート電極に接続され、前記発光サイリスタと同じ層構成を有するスイッチング素子をさらに具備する請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の発光装置と、
前記発光素子からの光を外部に結像させる集光手段と、を具備する光プリントヘッド。
【請求項７】
請求項６に記載の光プリントヘッドと、
前記集光手段によって結像した前記発光素子からの光により露光される感光体と、
前記感光体に現像剤を供給する現像剤供給手段と、
前記感光体上に前記現像剤によって形成された画像を記録シートに転写する転写手段と、
前記記録シートに転写された現像剤を定着させる定着手段と、を具備する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光部を備えた発光装置とこれを用いた光プリントヘッドおよび画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置である電子写真プリンタ用などの光プリントヘッドとして用いられている発光装置として、多数の発光素子（発光ダイオード；Light Emitting Diode：略称ＬＥＤ）を配列して形成されるＬＥＤアレイ（発光素子アレイ）が知られている。このようなＬＥＤアレイは、多数のボンディングパッドを有し、発光ダイオードと駆動回路とが個別に金線のボールボンドを用いたワイヤボンドにより接続され、光プリントヘッドを構成する。
【０００３】
近年、光プリントヘッドに対する小型化への要求がさらに高まっており、それに伴い以下のような技術が開発されてきている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ダイナミック（時分割）駆動方式のＬＥＤアレイが開示されている。ダイナミック駆動では、配線に与える駆動信号を時分割で切り換えて各ＬＥＤを発光させる。この駆動方式のＬＥＤアレイを用いると、各ＬＥＤと駆動回路とを個別に接続する方式（スタティック方式）のＬＥＤアレイと比較して、ボンディングパッドの数を１／４程度に減少させることができる。
【０００５】
また、小型化に伴い、ＬＥＤアレイとボンディング部との距離が近づけると、アレイからの光がボンディング部により反射されることによる画質への悪影響が懸念される。この問題に対して、特許文献２には、駆動回路側のボンディングパッドにファーストボンドを行いて接続し、その後ＬＥＤアレイ側のボンディングパッドにセカンドボンドを行って接続することにより、ボンディングワイヤの傾斜角度を調整し、発光ダイオードからの反射光を低減する構成が記載されている。
【特許文献１】特開平１１−２６８３３３号公報
【特許文献２】特開２００６−２６９５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現在、小型化および低コスト化への要求が大きく、アレイチップの短辺方向のサイズを小さくすることにより、さらにシュリンク（縮小化）して量産性を向上させることが必要となってきている。しかしながら、従来の構成のまま、ボンディングパッドの面積を小さくすると、ワイヤボンディングの際にボンディングの位置ずれにより、ボンディングパッドと発光素子とを接続する引出電極を破損する恐れがあった。また、ボンディングパッドの面積を小さくすると、セカンドボンドのボンディング部の領域が小さくなり、十分な接合力が得られなくなる恐れもあった。
【０００７】
上述の課題に鑑み、本発明の目的は、ボンディングワイヤでの反射が少なく、良好な光学特性を有しつつチップのサイズをより縮小化することのできる良好な量産性を有する発光装置と、この発光装置を用いた光プリントヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明の発光装置は、
回路基板と、
前記回路基板上に設けられた第一電極パッドと、
前記回路基板上に配置され、発光部を備えた発光素子チップと、
前記発光素子チップ上に設けられた四角形状の第二電極パッドと、
前記第一電極パッドに対してファーストボンドが接続され、前記第二電極パッドに対してセカンドボンドが接続されたボンディングワイヤであって、前記ファーストボンドと前記セカンドボンドとを結ぶ直線が前記第二電極パッドの対角方向に沿うように設けられたボンディングワイヤと、を具備する。
【０００９】
（２）本発明の発光装置は、上記（１）の構成において、前記発光素子チップ上に設けられ、前記発光部と前記第二電極パッドとを電気的に接続するとともに、前記第二電極パッドの１つの頂点部寄りに接続された引出電極をさらに具備し、前記ボンディングワイヤが、前記第二電極パッドの前記１つの頂点部を含まない対角方向にボンディングされる。
【００１０】
（３）本発明の発光装置は、上記（２）の構成において、前記引出電極は、前記第二電極パッドとの接続箇所が前記対角方向に沿う方向に引き出される。
【００１１】
（４）本発明の発光装置は、上記（１）〜（３）のいずれかの構成において、前記発光部は、所定間隔で配列された複数の発光素子であり、前記第二電極パッドは、前記複数の発光素子の配列方向に沿って複数個配列されている。
【００１２】
（５）本発明の発光装置は、上記（４）の構成において、前記発光素子は、アノード電極、カソード電極およびゲート電極を有する発光サイリスタであり、
隣接する２つの前記第二電極パッド間に設けられるとともに前記ゲート電極に接続され、前記発光サイリスタと同じ層構成を有するスイッチング素子をさらに具備する。
【００１３】
（６）本発明の光プリントヘッドは、上記（４）または（５）の構成を有する発光装置と、
前記発光素子からの光を外部に結像させる集光手段と、を具備する。
【００１４】
（７）本発明の画像形成装置は、上記（６）の構成を有する光プリントヘッドと、
前記集光手段によって結像した前記発光素子からの光により露光される感光体と、
前記感光体に現像剤を供給する現像剤供給手段と、
前記感光体上に前記現像剤によって形成された画像を記録シートに転写する転写手段と、
前記記録シートに転写された現像剤を定着させる定着手段と、を具備する。
【００１５】
なお、本明細書においては、２箇所をワイヤボンディングで接続する際に、最初に設けられるボンディング部をファーストボンド、次に設けられるボンディング部をセカンドボンドと呼ぶ。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の発光装置は、（１）の構成を備えているので、第二電極パッドの対角方向に沿ってセカンドボンドのボンディングの長軸方向の接合部が形成される。そのため、ボンディングの接合部のマージンを広く取ることができるから、安定した接合力を有するものとなる。したがって、第二電極パッドのサイズを縮小することが可能となるので、発光素子チップのサイズの縮小化に寄与するものとなる。
また、ワイヤにより接続される第一電極パッドと第二電極パッドとが上面視したときに斜めの位置に配置されているので、ボンディングワイヤのストロークを長くすることができる。その結果、ボンディング時にワイヤのループの高さが低くなるように調整してもボンディング部に対して無理なストレスがかからないので、信頼性を損なうことなく発光素子からの反射を抑えることができる。
以上の構成により、サイズを縮小した発光素子チップであっても、その近傍の第二電極パッドにセカンドボンドを安定して打つことができ、ワイヤのループ高さを低くできるので、ワイヤによる反射が少なく、高画質で信頼性と量産性に優れた発光装置となる。さらに、ワイヤボンディングの信頼性が高く高密度とすることができるので、面積当たりのＩ／Ｏ数を増やすことができ、高精細化や高速化などの高機能化を図る上で有利である。
【００１７】
本発明の発光装置において、（２）の構成を備えている場合には、第二電極パッドにおいて、セカンドボンドが接続されている対角方向とは異なる頂点部寄り（近傍）から引出電極が引き出されている。ボンディング時の位置ズレなどにより、ボンディング部の位置がパッドからずれることがあるが、セカンドボンドを設ける方向から引出電極が離間した位置に存在するので、引出電極が傷つけられにくく、安定してセカンドボンドを設けることができる。
【００１８】
本発明の発光装置において、（３）の構成を備えている場合には、第二電極パッドと引出電極とのインターフェース部分（引き出し部分）以外の配置は、従来のものを用いることができるので、設計にかかる手間を省くことが可能となる。
【００１９】
本発明の発光装置において、（４）の構成を備えている場合には、上述した利点を兼ね備えた光プリントヘッド用の発光装置とすることができる。すなわち、短手方向に縮小された発光素子アレイチップを用いることができ、高画質で信頼性と量産性に優れた発光装置を得ることができる。
【００２０】
本発明の発光装置において、（５）の構成を備えている場合には、ゲート電極をスイッチング駆動するので、大電流を流す必要がなく、発光装置を小型化できる。さらに、発光サイリスタとスイッチング素子を同じ層構成としたことから、同じ製造プロセスで形成することができる。また、発光素子を駆動させたときにスイッチング素子からも光が漏洩するが、この漏洩光に対しセカンドボンドのボンディング部やボンディングワイヤによる反射が少ないため、良好な画像が得られる発光装置となる。
【００２１】
本発明の光プリントヘッドおよび本発明の画像形成装置は、（１）から（６）のいずれかの構成を備えた本発明の発光装置を用いているので、小型で良好な画質性能を有するものとなる。また、例えば発光素子の高密度化などの高機能化にも対応しやすいものであるので高精細化や高速化に有利な光プリントヘッドもしくは画像形成装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ本発明について詳細に説明する。なお、以下の図面に記載される構成は本発明の実施形態の一例示であり、この構成のみに限定されるものではない。
【００２３】
［発光装置］
最初に本発明の発光装置の要部について説明する。図１は、本発明の発光装置の実施形態の一例を示す平面模式図である。１は回路基板、２は第一ボンディングパッド（第一電極パッド）、３は発光素子チップ、４は発光部、５は第二ボンディングパッド（第二電極パッド）、６はボンディングワイヤ、６ａはファーストボンド、６ｂはセカンドボンド、７は引出電極、８は発光素子、１０は発光装置である。
【００２４】
回路基板１としては、例えば、プリント基板が用いられ、この回路基板１上には、第一ボンディングパッド２が配置されるとともに、発光素子チップ３として、例えば、ＬＥＤアレイチップやサイリスタアレイチップが配置されている。図では省略したが、回路基板１には、発光素子チップ３の駆動を制御する各種信号を供給するための回路が形成されており、１ライン分の画像データを順次処理できるようになっている。
【００２５】
発光素子チップ３は、回路基板１の長手方向（図１の左右方向）に沿って１次元に配列された複数個の発光部４としての発光素子８を有している。この発光素子８は、解像度に応じた画素数の密度で設けられている。そして、発光素子チップ３の表面上には発光素子８に発光信号を印加するための電極として、第二ボンディングパッド５が配置されている。第二ボンディングパッド５は、例えば、Ａｌをスパッタリングなどにより薄膜形成したものであり、膜厚は２〜３μｍである。
【００２６】
本実施形態の例では、発光素子８の配列方向に沿って複数個の第二ボンディングパッド５が配置され、複数の発光素子８は、引出電極７により第二ボンディングパッド５と接続されている。なお、実際の発光素子チップ３には、発光素子８に信号を供給するための横配線や接地配線などが設けられ、必要に応じて第二ボンディングパッド５と接続されているが、本図では省略した。
【００２７】
第一ボンディングパッド２と第二ボンディングパッド５とは、例えば、金線からなるボンディングワイヤ６によって接続される。ボンディングは、回路基板１や発光素子チップ３を加熱した後にボンディングワイヤ６に荷重を加えることにより行う。なお、加熱接合とあわせて超音波を併用しても良い。
【００２８】
本発明の構成では、ボンディングワイヤ６を第一ボンディングパッド２に接合して、ファーストボンド６ａを形成した後に、第二ボンディングパッド５に接合して、セカンドボンド６ｂを形成する。このとき、ファーストボンド６ａとセカンドボンド６ｂとを結ぶ直線（図１の例ではボンディングワイヤ６を平面視した形状）が第二ボンディングパッド５の対角方向に沿うように、第一ボンディングパッド２と第二ボンディングパッド５は互いに斜めの配置となる位置関係とされている。
【００２９】
このような本発明の構成によれば、ボンディングワイヤ６を第一ボンディングパッド２にボンディング（ファーストボンド）した後に、第二ボンディングパッド５にボンディング（セカンドボンド）しているため、第二ボンディングパッド５上のセカンドボンド６ｂにはボンディングのボール部ができない。そのため、ボール部で反射される光の影響が少なくなる。
【００３０】
また、ボンディングワイヤ６により接続される第一ボンディングパッド２と第二ボンディングパッド５とが上面視したときに斜めの位置に配置されているので、ボンディングワイヤ６のストロークを長くすることができる。この場合、ボンディング時にボンディングワイヤ６のループの高さが低くなるように調整してもボンディング部に対して無理なストレスがかからないので、信頼性を損なうことなく反射光を抑えることができる。
【００３１】
また、本発明の構成によれば、第二ボンディングパッド５の対角方向に沿ってセカンドボンド６ｂのボンディングの長軸方向の接合部が形成される。そのため、ボンディングの接合部のマージンを広く取ることができるから、安定した接合力を有するものとなる。このように、第二ボンディングパッド５のサイズを短手方向に縮小することが可能となるので、発光素子チップのサイズの縮小化が可能となる。
【００３２】
また、ワイヤボンダーのキャピラリがボンディングパッドと接触したときの検知のタイミングの微小なずれにより、ボンディングパッド上でキャピラリが何度か接触を繰り返してから静止することがある。このような場合でもパッドの対角方向に向けてボンディングすることにより、キャピラリがパッド上で留まる可能性が向上し、周囲の構造にダメージを与えることが少なくなる。
【００３３】
以上説明した、第二ボンディングパッド５の対角方向に沿ってセカンドボンド６ｂを設けた構成を得るためには、ボンディングワイヤ６により接続される第一ボンディングパッド２と第二ボンディングパッド５とを上面視したときに斜めの位置となるように回路基板１と発光素子チップ３のパターンを設計すればよい。これにより第一ボンディングパッド２上にファーストボンド６ａを形成してから、第二ボンディングパッド５に向かって、ワイヤボンダーのキャピラリが移動するので、この移動の向きとセカンドボンド６ｂを設ける方向とが一致し、本発明の構成を得ることができる。
【００３４】
なお、「第二電極パッドの対角方向に沿う方向」とは、厳密に第二電極パッドの対角同士を結ぶ方向を意味するものではなく、対角方向に向かって±３０°以内の範囲内の角度であればよい。
【００３５】
また、図１に示す本実施形態の構成では、発光部４と第二ボンディングパッド５とを電気的に接続する引出電極７が、第二ボンディングパッド５の１つの頂点部寄りに接続され、この頂点部は、ボンディングワイヤ６がボンディングされる対角方向を含まないように選ばれている。言い換えれば、第二ボンディングパッド５において、セカンドボンド６ｂが接続されている対角方向とは異なる頂点部寄り（近傍）から引出電極７が引き出されている。ボンディング時の位置ズレなどにより、ボンディング部の位置がパッドからずれることがあるが、この構成では、セカンドボンド６ｂを設ける方向から引出電極７が離間した位置に存在するので、引出電極７が傷つけられにくく、安定してセカンドボンド６ｂを設けることができる。
【００３６】
その他の引出電極７の変形例について図２に示す。図２（ａ）は、引出電極７を第二ボンディングパッド５の中央部から引き出した例である。図１に示した例と比べると、セカンドボンド６ｂと引出電極７との距離が近づくが、ワイヤボンダーの精度が高い場合には、このような構成であっても構わない。また、図２（ｂ）に示す例では、引出電極７が第二ボンディングパッド５から引き出されるときに、このボンディングワイヤ６の方向（第二ボンディングパッド５の対角方向）に沿う方向に設けられた接続箇所７ａを介している。この例によれば、図１の構成と同様の作用効果を得られ、さらに第二ボンディングパッド５と引出電極７とのインターフェース部分（引き出し部分）以外の配置は、本発明を適用する以前の従来構成を用いることができるので、設計にかかる手間を省くことが可能となる。
【００３７】
［発光装置の適用例：発光サイリスタアレイ］
次に、上述した本発明の構成を有する発光装置の適用例として、発光サイリスタアレイチップについて詳細な構成を説明する。
【００３８】
図３は、本発明の構成を有する各発光用サイリスタＴの光の出射方向を紙面に垂直手前側として配置された発光サイリスタアレイチップの平面図を示す。ゲート横配線ＧＨ１〜ＧＨ４、電源ライン１１、セレクト信号伝送路１４、電源用ボンディングパッドＶｓ、セレクト信号入力端子ＣＳ、発光用サイリスタＴ、スイッチ用サイリスタＳ、プルアップ抵抗ＲＰ、およびＣＳ抵抗ＲＣＳは、図解を容易にするため斜線を付して示されている。
【００３９】
図１と対比すると、発光素子チップ３が発光サイリスタアレイチップ、発光素子８は発光用サイリスタＴ（図示しない発光部を含む）、第二ボンディングパッド５としては、例えば、Ａ１〜Ａｍであらわされる発光信号入力端子、Ｇ１〜Ｇ４であらわされるゲート信号入力端子、電源用ボンディングパッドＶｓおよびセレクト信号入力端子ＣＳが該当する。
【００４０】
本実施形態に係る発光サイリスタＴ１〜Ｔｋは、アノードａ１〜ａｋ、Ｎゲート電極ｂ１〜ｂｋを有しており、さらに、図示しないが各発光用サイリスタＴのカソードは共通の電極として接地されている。ここで、各発光用サイリスタＴのカソードの動作を制御するための電極としては、アノードａ１〜ａｋおよびＮゲート電極ｂ１〜ｂｋが用いられる。
【００４１】
また、本実施形態に係るスイッチング素子を構成するスイッチ用サイリスタＳ１〜Ｓ４も発光用サイリスタＴと同じ層構成のサイリスタ構造を有する。また、このスイッチングの動作を制御するための電極として、アノードｃ１〜ｃ４およびＮゲート電極ｄ１〜ｄ４を用いる。また、スイッチ用サイリスタＳのカソードは共通の電極として接地されている。
【００４２】
スイッチ用サイリスタＳ１〜Ｓ４のＮゲート電極ｄ１〜ｄ４は、ＣＳ抵抗ＲＣＳ１〜ＲＣＳ４の一端、プルアップ抵抗ＲＰ１〜ＲＰ４の一端およびゲート横配線ＧＨ１〜ＧＨ４と接続される（以下、相互に接続される素子の参照符号は同じ番号で表すものとする）。さらに、ＣＳ抵抗ＲＣＳの他端は共通のセレクト信号が入力されるセレクト信号入力端子ＣＳに接続されて相互に電気的に接続される。プルアップ抵抗ＲＰの他端は、共通の電源電圧が入力される電源電圧入力端子Ｖｃｃに接続される。ゲート横配線ＧＨは、スイッチ用サイリスタＳのＮゲート電極ｄから出力された制御信号を伝送する。各スイッチ用サイリスタＳのアノードｃ１〜ｃ４は、各ゲート信号入力端子Ｇ１〜Ｇ４にそれぞれ接続される。
【００４３】
発光素子として用いられる発光用サイリスタＴは、ｍ個の発光素子ブロックＢ１〜Ｂｍから構成され、１つの発光素子ブロックは、ｎ個以下の発光用サイリスタＴの群からなる。なお、本実施形態では発光素子ブロックを構成する発光用サイリスタＴの数をｎ（＝４）に設定している。
【００４４】
各発光素子ブロックＢ１〜Ｂｍに、個別に発光信号入力端子Ａ１〜Ａｍが設けられる。各発光素子ブロックＢを構成する発光用サイリスタＴは、アノードａが発光素子ブロックＢごとに共通の発光信号入力端子Ａに接続されることで相互に電気的に接続される。また、各発光素子ブロックＢを構成する発光用サイリスタＴのＮゲート電極ｂはそれぞれ、異なるゲート横配線ＧＨに接続される。
【００４５】
次に、発光サイリスタアレイチップに用いられる発光用サイリスタＴとスイッチ用サイリスタＳの構成と動作について説明する。
【００４６】
一般に、発光サイリスタは、直接遷移形のＰ型半導体とＮ型半導体とを交互に積層したＰＮＰＮ構造を有する半導体素子であり、逆阻止３端子サイリスタと同様な負性抵抗特性を有する。各半導体層をカソード側からアノード側へ順に第一半導体層（Ｎ型）、第二半導体層（Ｐ型）、第三半導体層（Ｎ型）、第四半導体層（Ｐ型）とすれば、Ｎゲート電極とは第三半導体層（Ｎ型）に設けられる制御用の電極のことであり、Ｐゲート電極とは第二半導体層（Ｐ型）に設けられる制御用の電極のことである。
【００４７】
カソードを共通の電極として接地する場合はＮゲート電極を用い、アノードを接地する場合はＰゲート電極を用いる。いずれの導電型のゲート電極を用いるかは、アノードまたはカソードのどちらを共通の電極とするかによって決まるので、共通の電極が決まっている場合には、単にゲート電極ｂと記載する。
【００４８】
ここで、発光信号の電圧とは、発光信号がアノードａに与えられることによって、発光用サイリスタＴのアノードａおよびカソード間に印加される電圧を意味し、発光信号の電流とは、発光信号が与えられることによって発光用サイリスタＴのアノードａに流入する電流を意味する。また、制御信号の電圧とは、制御信号がＮゲート電極ｂに与えられることによって、発光用サイリスタＴのＮゲート電極ｂおよびカソード間に印加される電圧を意味し、制御信号の電流とは、制御信号が与えられることによって、Ｎゲート電極ｂに流入する電流を意味する。
【００４９】
図４は、発光用サイリスタＴのアノード電圧とアノード電流との関係である順方向電圧−電流特性を示すグラフである。アノード電圧は、カソードの電位を０（零）ボルト（Ｖ）としたときのアノードの電位を表し、アノード電流は、アノードに流入する電流を表す。
【００５０】
図４は、横軸をアノード電圧とし、縦軸をアノード電流としている。また、図４には負荷線７０も示されている。発光用サイリスタＴは、ゲート電極ｂに制御信号を与えることによってしきい電圧が低下するので、動作点が、順方向電圧−電流特性を表す特性曲線７１と、負荷線７０とが交わるオフ状態のｑ２点から、特性曲線７１と負荷線７０とが交わるオン状態のｑ１点へと遷移することで発光する。オン状態のｑ１点では、アノードとカソードとの間に主電流が流れる。
【００５１】
具体的に数値を使って、発光用サイリスタＴの動作を説明する。ここでは、カソードの電位を０ボルト（Ｖ）として、発光信号がハイ（Ｈ）レベルのとき、アノードａに５Ｖの電位を与え、発光信号がロー（Ｌ）レベルのとき、アノードａに０Ｖの電位を与えるものとする。また制御信号がハイ（Ｈ）レベルのとき、ゲート電極ｂに５Ｖの電位を与え、制御信号がロー（Ｌ）レベルのとき、ゲート電極ｇに０Ｖの電位を与えるものとする。
【００５２】
まず、ゲート信号がハイ（Ｈ）レベルのとき、ゲート電極ｂの電位は５Ｖとなるので、アノード電流を流すためには、ゲート電極ｂの電位５Ｖよりも、第三半導体層（Ｎ型）および第四半導体層（Ｐ型）によって形成されるダイオードの順方向降下電圧分だけ高い電位をアノードａに与える必要がある。順方向降下電圧は、発光サイリスタがＧａＡｓまたはＡｌＧａＡｓで作製される場合には約１．５Ｖである。したがって、発光信号をハイ（Ｈ）レベルにしても、発光用サイリスタＴは、ｑ２点のオフ状態となり発光しない。
【００５３】
次に、ゲート信号がロー（Ｌ）レベルのとき、ゲート電極ｂの電位は０Ｖとなるので、アノード電流を流すためには、ゲート電極ｇの電位０Ｖよりも、第三半導体層（Ｎ型）および第四半導体層（Ｐ型）によって形成されるダイオードの順方向降下電圧分だけ高い電位をアノードａに与える必要がある。したがって、発光信号をハイ（Ｈ）レベルにすれば、発光用サイリスタＴは、ｑ１点のオン状態となりアノード電流が流れ発光する。
【００５４】
なお、スイッチ用サイリスタＳの構成およびその動作も、発光用サイリスタＴの場合と同様に説明することができる。
【００５５】
スイッチング素子であるスイッチ用サイリスタＳの動作の詳細説明は省略するが、スイッチ用サイリスタＳは、ゲート横配線ＧＨ１〜ＧＨ４に対応して設けられており、セレクト信号、ゲート信号が与えられたとき、スイッチ用サイリスタＳがＯＮに移行して、対応するゲート横配線ＧＨにゲート信号を入力する。このとき、このゲート横配線ＧＨが接続された対応する発光用サイリスタＴに発光信号が与えられている場合に、その発光用サイリスタＴが発光する。
【００５６】
本実施形態では、発光用サイリスタＴおよびスイッチ用サイリスタＳを、いずれも同じく第一半導体層（Ｎ型）、第二半導体層（Ｐ型）、第三半導体層（Ｎ型）、第四半導体層（Ｐ型）の層構成としている。これらは基板表面に分子線エピタキシャル成長および化学気相成長（ＣＶＤ）法などのエピタキシャル成長法を用いて順次積層して形成することができる。その後、フォトリソグラフィを用いたパターニングとエッチングとを用いて、各発光用サイリスタＴおよびスイッチ用サイリスタＳが形成される。したがって、一連の製造プロセスにおいて、発光用サイリスタＴおよびスイッチ用サイリスタＳを同時に形成することになるので、スイッチ用サイリスタＳおよび発光用サイリスタＴを構成する各半導体層の層構成が同一になる。結果として、スイッチ用サイリスタＳおよび発光用サイリスタＴはいずれも発光機能およびスイッチ機能の両方を兼ね備えたものになるが、スイッチ用サイリスタＳはそのうちスイッチ機能のみを用いる。このようにすれば同じ構造で特性が安定したものを一度に簡単に作製することができ、製造コストを低減することができる。
【００５７】
本実施形態では、スイッチ用サイリスタＳは発光信号用ボンディングパッドＡ間に生じたスペースに配置される。複数の発光用サイリスタＴからなる１つの発光素子ブロックＢに対して、発光信号を供給するためのボンディングパッドを１つ備えることとなるので、発光信号用ボンディングパッドＡ間にスペースを生じ、そのスペースを有効に活用してスイッチ素子などを配置することができる。各スイッチ用サイリスタＳのアノードｃにゲート信号を供給するためのゲート信号入力端子Ｇとしてのボンディングパッドも、ボンディングパッド間に生じたスペースを活用して配置される。
【００５８】
ここで、スイッチ用サイリスタＳは、発光用サイリスタＴと同様にスイッチングの際に発光するが、その発光は不要であり、発光による光が発光用サイリスタＴに入射して発光用サイリスタＴのしきい値を変動させてしまう恐れがある。図３に示す本発明の実施形態では、これを防止するために、遮光膜１２を用いた例を示している。この遮光膜１２としては、その発光に対して不透明な材質から成る部材で表面を覆ったものとすればよい。適当な層間絶縁膜を施した場合には、ゲート横配線ＧＨに用いる金（Ａｕ）薄膜などが好適に用いられる。また、スイッチ用サイリスタＳと発光用サイリスタＴとをできるだけ遠ざけて配置することも有効であり、図６の平面図で示すように、ゲート横配線ＧＨを跨いで一方側に発光用サイリスタＴ、他方側にスイッチ用サイリスタＳを配置するようにしてもよい。さらに、本発明の構成によれば、発光素子を駆動させたときのスイッチ用サイリスタからの漏洩光に対しセカンドボンドのボンディング部やボンディングワイヤによる反射が少ないため、良好な画像が得られる発光装置となる。
【００５９】
［光プリントヘッド・画像形成装置］
図５は、本実施形態の発光装置を使用した光プリントヘッドおよび画像形成装置の基本的な構成を示す側面図である。
【００６０】
本実施形態に示す本発明の光プリントヘッドは、本発明に係る発光装置１０が、各駆動ＩＣ（発光信号駆動ＩＣ、ゲート信号駆動ＩＣ、セレクト信号駆動部など）が設けられる回路基板に実装され、集光手段であるレンズアレイ８８と、レンズアレイ８８を保持する第一ホルダ８９と組み合わせられて構成される。
【００６１】
レンズアレイ８８は、例えば発光素子の光軸上にそれぞれ配置される複数のレンズを含み、これらのレンズを一体的に形成して構成される。また、発光装置１０が実装される回路基板およびレンズアレイ８８は、発光用サイリスタＴの光照射方向と、レンズアレイ８８のレンズの光軸方向とがほぼ一致するようにして位置合わせされて第一ホルダ８９により保持される。
【００６２】
本実施形態に示す画像形成装置８７は、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の４色のカラー画像を形成するタンデム方式を採用した電子写真方式の画像形成装置であり、発光装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを、感光体である感光体ドラム９０への露光装置に使用している。発光装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、各駆動ＩＣによって各色のカラー画像情報に基づいて駆動される。発光装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの配列方向の長さは、紙などの記録シートの大きさに応じて、例えば２００ｍｍ〜４００ｍｍに選ばれる。
【００６３】
画像形成装置８７は、この発光装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋのほか、大略的に、４つの感光体ドラム９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋと、４つの現像剤供給手段９１Ｙ，９１Ｍ，９１Ｃ，９１Ｋと、転写手段である転写ベルト９２と、４つのクリーナ９３Ｙ，９３Ｍ，９３Ｃ，９３Ｋと、４つの帯電器９４Ｙ，９４Ｍ，９４Ｃ，９４Ｋと、定着手段９５と、制御手段９６とを含んで構成される。
【００６４】
各発光装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの発光用サイリスタＴからの光は、レンズアレイ８８を介して各感光体ドラム９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋに集光して照射される。
【００６５】
各感光体ドラム９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋは、例えば円筒状の基体表面に感光体層を被着して成り、その外周面には各発光装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋからの光を受けて静電潜像が形成される静電潜像形成位置が設定される。
【００６６】
各感光体ドラム９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋの周辺部には、各静電潜像形成位置を基準として回転方向下流側に向かって順番に、露光された感光体ドラム９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋに現像剤を供給する現像剤供給手段９１Ｙ，９１Ｍ，９１Ｃ，９１Ｋ、転写ベルト９２、クリーナ９３Ｙ，９３Ｍ，９３Ｃ，９３Ｋ、および帯電器９４Ｙ，９４Ｍ，９４Ｃ，９４Ｋがそれぞれ配置される。感光体ドラム９０に現像剤によって形成された画像を記録シートに転写する転写ベルト９２は、４つの感光体ドラム９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋに対して共通に設けられる。
【００６７】
感光体ドラム９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋは、第二ホルダによって保持され、この第二ホルダと第一ホルダ８９とは、相対的に固定される。各感光体ドラム９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋの回転軸方向と、各発光装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの配列方向Ｘとがほぼ一致するようにして位置合わせされる。
【００６８】
転写ベルト９２によって、記録シートを搬送し、現像剤によって画像が形成された記録シートは、定着手段９５に搬送される。定着手段９５は、記録シートに転写された現像剤を定着させる。感光体ドラム９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋは、回転駆動手段によって回転される。
【００６９】
制御手段９６は、光プリントヘッドの各駆動ＩＣにクロック信号および画像情報を与えるとともに、感光体ドラム９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋを回転駆動する回転駆動手段、現像剤供給手段９１Ｙ，９１Ｍ，９１Ｃ，９１Ｋ、転写ベルト９２、帯電器９４Ｙ，９４Ｍ，９４Ｃ，９４Ｋおよび定着手段９５の各部を制御する。
【００７０】
本発明の光プリントヘッドおよび本発明の画像形成装置は、小型で良好な画質性能を有するものとなる。また、例えば発光素子の高密度化などの高機能化にも対応しやすいものであるので高精細化や高速化に有利な光プリントヘッドもしくは画像形成装置となる。
【００７１】
なお、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良などが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の発光装置の実施形態の一例を示す平面模式図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は引出電極の変形例を示す模式図である。
【図３】本発明の発光装置の実施形態の一例である発光サイリスタアレイチップの平面図である。
【図４】発光用サイリスタＴのアノード電圧とアノード電流との関係である順方向電圧−電流特性を示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態の一例である光プリントヘッドおよび画像形成装置の基本的な構成を示す側面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１：回路基板
２：第一ボンディングパッド（第一電極パッド）
３：発光素子チップ
４：発光部
５：第二ボンディングパッド（第二電極パッド）
６：ボンディングワイヤ
６ａ：ファーストボンド
６ｂ：セカンドボンド
７：引出電極
７ａ：接続箇所
８：発光素子
１０：発光装置
【図１】
2010010318.tif 000003
【図２】
2010010318.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010010318.tif 000006
【図５】
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