(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面に多数の発光素子が直線状に配列された発光素子アレイチップ及び前記発光素子の発光を制御するドライバーＩＣを透明基板の一主面にフェースダウンボンディングにより搭載したヘッド基板と、前記ドライバーＩＣの外形に対応する穴部を設けるとともに奥側の一端面に前記発光素子アレイチップの側面が当接するように櫛歯状に加工された金属プレートとから成り、
該金属プレートを前記透明基板の一主面上に、前記ドライバーＩＣが前記穴部内に配設され、前記発光素子アレイチップの側面が前記一端面に当接するようにして載置させたことを特徴とする光プリンタヘッド。
【請求項２】
前記ヘッド基板及び前記金属プレートをハウジングの内部に収納するとともに前記金属プレートの前記一端面と対向する他端面を前記ハウジングの内壁に当接させたことを特徴とする請求項１に記載の光プリンタヘッド。
【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等の露光手段として組み込まれるＬＥＤプリンタヘッド等の光プリンタヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光プリンタヘッドは、所定パターンの回路配線が被着されている回路基板の一主面上に、多数の発光素子が直線状に配列されている発光素子アレイチップと、スイッチングトランジスタやラッチ，シフトレジスタ等が集積化されているドライバーＩＣとをそれぞれ搭載し、これを上部にセルフフォーカシングレンズアレイ等の光学系が取着されているハウジングの内部に収納した構造を有しており、前記発光素子アレイチップの発光素子を外部からの印画データに基づいて個々に選択的に発光させるとともに該発光した光を前記光学系を介して外部の感光体に照射・結像させ、感光体に所定の潜像を形成することによって光プリンタヘッドとして機能する。
【０００３】
尚、前記ドライバーＩＣは前記発光素子の発光を制御するためのものであり、該ドライバーＩＣや前述の発光素子アレイチップ等はダイマウンター等によって回路基板の一主面上に搭載される。この搭載は従来周知の画像処理技術を利用したもので、回路基板や発光素子アレイチップ，ドライバーＩＣ等の表面に設けておいたマーカー等を基準に位置認識しながら発光素子アレイチップ及びドライバーＩＣを位置決めするようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近時の印画速度の高速化等に伴い、印画データの転送周波数が極めて高くなってきており、ドライバーＩＣや信号配線より発生する放射ノイズが大きな問題となっている。この放射ノイズは光プリンタヘッドの周囲に配される他の電子デバイス等に電波障害をもたらす恐れがあることから、この放射ノイズを所定強度以下に抑えることが義務づけられており、そこで従来は、前記ハウジングを例えばＳＵＳ等の導電性材料により形成するとともに、該ハウジングを接地電位に接続しておくことにより放射ノイズが外部に漏れるのを防止するようにしていた。
【０００５】
しかしながら、この従来の光プリンタヘッドにおいては、ハウジング全体を前述の導電材料で形成する必要があることから、製品の著しいコスト上昇を招き、量産に適さないという欠点を有していた。
【０００６】
また上述した従来の光プリンタヘッドにおいては隣接配線からのクロストークノイズ等がドライバーＩＣ内に侵入することがあり、その場合、ドライバーＩＣの誤動作が誘発されて感光体等に所定の潜像を形成することが不可となる欠点を有していた。
【０００７】
更に従来の光プリンタヘッドにおいては発光素子アレイチップやドライバーＩＣをダイマウンター等によって回路基板上に搭載するようにしていることから、該搭載に高い位置精度が求められる場合にはその作業に長時間を要するとともに、分解能の高い高価な画像処理装置等が必要となり、その結果、光プリンタヘッドの生産性が著しく低下する欠点を有していた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、本発明の光プリンタヘッドは、一主面に多数の発光素子が直線状に配列された発光素子アレイチップ及び前記発光素子の発光を制御するドライバーＩＣを透明基板の一主面にフェースダウンボンディングにより搭載したヘッド基板と、前記ドライバーＩＣの外形に対応する穴部を設けるとともに奥側の一端面に前記発光素子アレイチップの側面が当接するように櫛歯状に加工された金属プレートとから成り、該金属プレートを前記透明基板の一主面上に、前記ドライバーＩＣが前記穴部内に配設され、前記発光素子アレイチップの側面が前記一端面に当接するようにして載置させたことを特徴とするものである。
【０００９】
また本発明の光プリンタヘッドは、前記ヘッド基板及び前記金属プレートをハウジングの内部に収納するとともに前記金属プレートの前記一端面と対向する他端面を前記ハウジングの内壁に当接させたことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一形態に係る光プリンタヘッドの縦断面図、図２は図１の光プリンタヘッドの横断面図であり、１はヘッド基板、３は発光素子アレイチップ、４はドライバーＩＣ、５は金属プレート、５ａは穴部、６，７はハウジング、８はレンズである。
【００１１】
前記ヘッド基板１は、複数個の給電配線や信号配線（図示せず）が所定パターンに被着されている透明基板２の一主面（下面）に、複数個の発光素子アレイチップ３と、ドライバーＩＣ４とを搭載した構造を有している。
【００１２】
前記透明基板２は、例えばホウ珪酸ガラスやソーダガラス，石英，サファイア，結晶化ガラス等の透光性を有した電気絶縁材料から成り、その一主面で回路配線や発光素子アレイチップ３，ドライバーＩＣ４等を支持するための支持母材として機能する。尚、この基板２を透明材料により形成するのは発光素子アレイチップ３の発光素子の光を該基板２の厚み方向に透過させて外部の感光体側に導くためである。
【００１３】
尚、前記透明基板２の一主面に被着されている給電配線は後述する発光素子アレイチップ３やドライバーＩＣ４に外部からの電力を供給する作用を、また前記信号配線は外部からの印画データ等をドライバーＩＣ４に供給する作用を為す。
【００１４】
また前記透明基板２の一主面に搭載されている複数個の発光素子アレイチップ３は、各々の下面に直線状に配列されている多数の発光素子、例えば６４個〜１２８個の発光素子と、該各発光素子に電気的に接続される多数の端子とを有しており、該発光素子アレイチップ３は従来周知のフェースダウンボンディング、即ち前記端子を異方性導電接着剤や半田等の導電性接着剤を介して前記給電配線に電気的に接続させることにより透明基板２の一主面に搭載される。
【００１５】
前記発光素子アレイチップ３の発光素子は、前記回路配線や発光素子アレイチップ３の端子を介して外部からの電力が供給されると、印画データに基づいて個々に選択的に発光する作用を為し、該発光した光を透明基板２や後述するレンズ８を介して外部の感光体Ｐに照射させることにより感光体Ｐに所定の潜像を形成するようになっている。
【００１６】
尚、このような発光素子アレイチップ３の発光素子としては、例えばＧａＡｓＰ系の発光ダイオード素子やＧａＰ系の発光ダイオード素子等が使用され、これらは従来周知の半導体製造技術を採用することによって製作される。
【００１７】
また一方、前記透明基板２の一主面に前記発光素子アレイチップ３と共に搭載されているドライバーＩＣ４は、その上面にスイッチングトランジスタやラッチ，シフトレジスタ等が集積化されるとともに該上面に複数個の入出力端子を有しており、前記発光素子の発光を外部からの印画データに基づいて個々に制御する作用を為す。
【００１８】
このドライバーＩＣ４もまた、前述の発光素子アレイチップ３と同様に、従来周知のフェースダウンボンディング、即ちドライバーＩＣ４上面の入出力端子を異方性導電接着剤や半田等の導電性接着剤を介して前記給電配線や前記信号配線に電気的に接続させることにより透明基板２の一主面に搭載される。
【００１９】
そして前記ヘッド基板１の一主面には、該主面上の信号配線を覆うようにして、接地電位（ＧＮＤ）に接続された金属プレート５が載置される。
【００２０】
前記金属プレート５は、ドライバーＩＣ４の外形に対応する矩形状の穴部５ａを有しており、該穴部５ａ内に前記ドライバーＩＣ４を配設するようになっている。
【００２１】
このため、前記ドライバーＩＣ４は、接地された金属プレート５によって囲繞された形となる。
【００２３】
また前記金属プレート５はヘッド基板１の一主面に前記信号配線等を覆うようにして載置されている。
【００２４】
更にこの場合、前記金属プレート５はヘッド基板１の一主面のドライバーＩＣ４搭載部付近に載置されているため、この領域の熱を前記金属プレート５によって良好に吸収して大気中に放散させることができる。従ってヘッド基板１の温度状態は良好に維持され、これによって発光素子アレイチップ３の発光輝度を安定化させることが可能となる。
【００２５】
また更に前記金属プレート５を図３に示す如く櫛歯状に加工するとともに該金属プレート５の一端面５ｃを発光素子アレイチップ３の側面に、他端面５ｄを後述するハウジング７の内壁に当接させるようになしておけば、ハウジング７の内壁から一定の間隔を隔てたライン上に複数個の発光素子アレイチップ３を一列状に搭載することができ、これによって各発光素子アレイチップ３の位置決めが正確、且つ簡単になって光プリンタヘッドの生産性向上に大きく供することができる。従って前記金属プレート５の一端面５ｃを発光素子アレイチップ３の側面に、他端面５ｄをハウジング７の内壁に当接させるようにしておくことが好ましい。
【００２６】
尚、前記金属プレート５は、例えば厚み０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ程度のＳＵＳやリン青銅、鉄等から成り、これらの金属から成る板体を従来周知のエッチング技術等によって所定形状と成すことにより±５μｍの寸法精度で形成される。
【００２７】
また前記金属プレート５のヘッド基板１への固定には接着剤（エポキシ系、シリコン系が望ましい）や両面テープ等が使用され、該金属プレート５の穴部５ａ内にドライバーＩＣ４が配設されるようにして位置決めし、しかる後、両者を前記接着剤でもって接着することにより金属プレート５のヘッド基板１への固定が行なわれる。
【００２８】
この場合、前記ヘッド基板１の一主面に前記回路配線や前記信号配線と同一の材料から成る位置決め突起を設けるとともに、前記金属プレート５に前記位置決め突起に対応する位置決め穴を設けておくようにすれば、両者の位置合わせをより簡単に行なうことができるようになる。
【００２９】
そして前記金属プレート５はヘッド基板１と共にハウジング６，７の内部に収納される。
【００３０】
前記ハウジング６，７は、前記ヘッド基板１及び金属プレート５が載置される下部領域６と、複数個のレンズ８が取着される上部領域７とで構成されており、下部領域６と上部領域７との間に形成された空間にヘッド基板１及び金属プレート５を収納するようになっている。
【００３１】
前記ハウジング６，７は比較的安価なプラスチック材料等から成り、該ハウジング６，７はヘッド基板１及び金属プレート５を内部に収納して外部からの光を遮蔽する遮光部材としての作用を為す。
【００３２】
また前記ハウジングの上部領域７に取着されているレンズ８は、その各々が単眼レンズから成り、該レンズ８は各発光素子アレイチップ３に１対１に対応して配置される。
【００３３】
前記レンズ８はプラスチックやガラス等から成り、対応する発光素子アレイチップ３の発光素子の光を外部の感光体Ｐに照射・結像させる作用を為す。
【００３４】
尚、前記ハウジングは、その上部領域７に所定の位置決めピン７ａと、下部領域６に所定の位置決め穴６ａとを有しており、前記ヘッド基板１及び金属プレート５をハウジングの下部領域６上に載置させた後、複数個のレンズ８が取着されたハウジングの上部領域７を前記位置決めピン７ａが前記位置決め穴６ａに嵌挿されるようにして両者を一体化し、ヘッド基板１及び金属プレート５をハウジング６，７の内部に収納させることによって製品としての光プリンタヘッドが完成する。
【００３５】
このとき、前記金属プレート５の端部に前記位置決めピン７ａが挿入される基準穴５ｂを設けておけば、光プリンタヘッドの組み立て時、ハウジングの上部領域７に取着されるレンズ８と金属プレート５に固定されるヘッド基板１とをその長手方向にも容易に位置合わせすることができる。尚、この基準穴５ｂは発光素子アレイ３の中心ライン上に位置させておくことが好ましく、該基準穴５ｂを発光素子アレイ３の中心ライン上に位置させておくことにより発光素子アレイチップ３の発光素子のラインとレンズ８の中心線とを比較的簡単に一致させることができ、発光素子アレイチップ３及びレンズ８の位置精度を飛躍的に向上させることが可能となる。従って金属プレート５の基準穴５ｂは発光素子アレイ３の中心ライン上に位置させておくことが好ましい。
【００３６】
そして上述の方法によって光プリンタヘッドを組み立てた場合、発光素子アレイチップ３の中心とレンズ８の中心とを±１０μｍの位置精度で位置決めすることが可能となる。
【００３７】
尚、本発明は上述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、改良等が可能である。
【００３８】
例えば上述の形態においてはハウジングの上部領域７に取着されるレンズ８として複数個の単眼レンズを使用したが、これに代えて多数の棒状レンズを２列状に配列させたセルフフォーカシングレンズアレイ等を使用しても構わない。
【００３９】
また上述の形態においては発光素子アレイチップ３の発光素子として発光ダイオード素子を適用することによりＬＥＤプリンタヘッドを構成したが、その他の光プリンタヘッド、例えば、ＥＬヘッド、プラズマドットヘッド、液晶シャッタヘッド、蛍光ヘッド、ＰＬＺＴ等にも本発明は適用可能である。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の光プリンタヘッドによれば、ドライバーＩＣは、その周囲に配されている接地された金属プレートによって囲繞された形となり、金属プレートはヘッド基板の一主面のドライバーＩＣ搭載部付近に載置されているため、この領域の熱を金属プレートによって良好に吸収して大気中に放散させることができる。従ってヘッド基板の温度状態は良好に維持され、これによって発光素子アレイチップの発光輝度を安定化させることが可能となる。
【００４２】
更に本発明の光プリンタヘッドによれば、金属プレートを櫛歯状に加工するとともに該金属プレートの奥側の一端面を発光素子アレイチップの側面に当接させるようになしたことから、ドライバーＩＣとともに複数個の発光素子アレイチップを一列状に搭載することができ、これによって各発光素子アレイチップの位置決めが正確、且つ簡単になって光プリンタヘッドの生産性向上に大きく供することができる。
【００４３】
また更に本発明の光プリンタヘッドによれば、前記ヘッド基板及び前記金属プレートをハウジングの内部に収納するとともに前記金属プレートの前記一端面を発光素子アレイチップの側面に、その一端面と対向する他端面を前記ハウジングの内壁に当接させておくことにより、ハウジングの内壁から一定の間隔を隔てたライン上にドライバーＩＣとともに複数個の発光素子アレイチップを一列状に搭載することができ、これによって各発光素子アレイチップの位置決めが正確、且つ簡単になって光プリンタヘッドの生産性向上に大きく供することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態に係る光プリンタヘッドの縦断面図である。
【図２】本発明の一形態に係る光プリンタヘッドの横断面図である。
【図３】図１，図２の光プリンタヘッドに使用される金属プレート及びヘッド基板の斜視図である。
【符号の説明】
１・・・ヘッド基板、３・・・発光素子アレイチップ、４・・・ドライバーＩＣ、５・・・金属プレート、５ａ・・・穴部、６，７・・・ハウジング
【図１】
0003692247.tif 000002
【図２】
0003692247.tif 000003
【図３】
0003692247.tif 000004