(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のレンズから成るレンズ部材と、多数の画像素子アレイを有する画像素子部材とを併設固定させた画像装置であって、前記画像素子部材は、共通電極配線を有する第１基板と、複数個の個別電極配線を有する第２基板との間に、複数個の前記画像素子アレイが、該画像素子アレイの共通電極を前記第１基板の前記共通電極配線に、個別電極を前記第２基板の前記個別電極配線に各々当接させた状態で配され、且つ前記第１基板と前記第２基板とが、シート状の熱可塑性樹脂から成り、且つ前記画像素子アレイの外形寸法より大きくその内に前記画像素子アレイをそれぞれ配置させる穴が複数個形成されている接着部材を介して接着されていることを特徴とする画像装置。
【請求項２】
前記画像素子部材の前記第１基板に凹部が設けられており、該凹部に前記画像素子アレイの一部が挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の画像装置。
【請求項３】
前記画像素子部材の前記第１基板上に前記画像素子アレイの位置を規制するためのテンプレートが配されていることを特徴とする請求項１に記載の画像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は光プリンタヘッド等の画像形成装置やイメージセンサ等の画像読み取り装置等に使用される画像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像装置、例えば光プリンタヘッド等の画像形成装置に使用される画像装置は通常、複数個のレンズを所定の間隔で直線状に配列支持したポリカーボネート等の樹脂から成るレンズプレートと、多数の発光ダイオード素子アレイが直線状に配列実装された酸化アルミニウム質焼結体やガラス等から成るベースプレートとを、各レンズと各発光ダイオード素子アレイとが１対１に対応するように併設固定させた構造を有しており、各発光ダイオード素子アレイの各発光ダイオード素子を外部電気信号に対応させて個々に選択的に発光させるとともに、該発光ダイオード素子が発光した光をレンズを介して外部の感光体に結像させ、感光体に潜像を形成させることによって画像形成装置として機能する。
【０００３】
尚、前記ベースプレート上に直線状に配列実装される発光ダイオード素子アレイは一般にその内部に６４個の発光ダイオード素子が直線状に配列されて構成されており、Ｂ４サイズの画像形成装置に使用する場合には前記発光ダイオード素子アレイはその３２個が各々を各レンズに１対１に対応するようにしてベースプレート上に載置されることとなる。
【０００４】
また前記各発光ダイオード素子アレイはその下面に共通電極を有しており、該共通電極をベースプレートの上面に予め被着形成させておいた共通電極配線に例えば、エポキシ樹脂に銀粉末等を添加した導電性樹脂接着剤を介して接着することによって共通電極を共通電極配線に電気的接続させつつベースプレート上に実装される。
【０００５】
更に前記ベースプレートの上面に実装されている各発光ダイオード素子アレイはその個別電極がベースプレートの上面に被着形成されている個別電極配線にボンディングワイヤを介して電気的に接続されており、ベースプレート上面の共通電極配線及び個別電極配線を外部電気回路に接続することによって発光ダイオード素子アレイの各発光ダイオード素子は外部電気回路と電気的に接続されるようになっている。
【０００６】
しかしながら、この従来の画像装置においては、発光ダイオード素子アレイに設けた個別電極がベースプレートの個別電極配線にボンディングワイヤを介して接続されており、発光ダイオード素子アレイの個別電極はその数が極めて多いことから発光ダイオード素子アレイの個別電極をベースプレートの個別電極配線に電気的接続するのに長時間が必要で、画像装置の製造作業性が悪く、製品としての画像装置を高価とする欠点を有していた。
【０００７】
尚、上述の実施例においては光プリンタヘッド等の画像形成装置に使用される画像装置を例に採って説明したが、固体撮像素子アレイを用いたイメージセンサ等の画像読み取り装置等に使用される画像装置においても同様の欠点を有する。
【０００８】
そこで上記欠点を解消するために本願出願人は先にレンズと対向する画像素子アレイを、共通電極配線を有する第１基板と個別電極配線を有する第２基板との間に、各画像素子アレイの共通電極を第１基板の共通電極配線に接続させるとともに個別電極を第２基板の個別電極配線にフリップチップ接続させた画像装置を提案した。
【０００９】
かかる画像装置によれば画像素子アレイの個別電極と第２基板の個別電極配線とがフリップチップ接続、即ち、第１基板に実装された画像素子アレイ上に第２基板を、該画像素子アレイの各個別電極と第２基板の個別電極配線とが当接するようにして載置させるとともに各個別電極と個別電極配線とを半田を介し接合させることによって接続することから画像素子アレイの個別電極の数が多数あるとしてもその全てが第２基板の個別電極配線に一度に、且つ強固に電気的接続されることとなり、その結果、画像装置の生産性が極めて優れたものとなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の画像装置では画像素子部材が第１基板の共通電極配線に画像素子アレイの共通電極を接続させることによって画像素子アレイを第１基板上に実装させ、しかる後、前記画像素子アレイの各個別電極を第２基板の個別電極配線に各々フリップチップ接続させることによって製作されており、第１基板の共通電極配線と画像素子アレイの共通電極との接続に位置ずれが生じると画像素子アレイの個別電極と第２基板の個別電極配線とが正確に当接せず、画像素子アレイの個別電極を第２基板の個別電極配線に正確に電気的接続することができないという欠点を誘発した。
【００１１】
【発明の目的】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は画像素子アレイの個別電極を個別電極配線に、共通電極を共通電極配線に確実に電気的接続し、発光ダイオード素子を外部電気信号に応じて正確に発光させることができる、或いは固体撮像素子アレイより外部画像情報に対応する正確な電気信号を取り出すことができる画像装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像装置は、複数個のレンズから成るレンズ部材と、多数の画像素子アレイを有する画像素子部材とを併設固定させた画像装置であって、前記画像素子部材は、共通電極配線を有する第１基板と、複数個の個別電極配線を有する第２基板との間に、複数個の前記画像素子アレイが、該画像素子アレイの共通電極を前記第１基板の前記共通電極配線に、個別電極を前記第２基板の前記個別電極配線に各々当接させた状態で配され、且つ前記第１基板と前記第２基板とが、シート状の熱可塑性樹脂から成り、且つ前記画像素子アレイの外形寸法より大きくその内に前記画像素子アレイをそれぞれ配置させる穴が複数個形成されている接着部材を介して接着されていることを特徴とするものである。
【００１４】
更に本発明は前記画像素子部材の第１基板に凹部が設けられており、該凹部に画像素子アレイの一部が挿入されていることを特徴とするものである。
【００１５】
また更に本発明は前記画像素子部材の第１基板上に画像素子アレイの位置を規制するためのテンプレートが配されていることを特徴とするものである。
【００１６】
【作用】
本発明の画像装置によれば、共通電極配線を有する第１基板と、複数個の個別電極配線を有する第２基板との間に、複数個の画像素子アレイを、該画像素子アレイの共通電極が第１基板の共通電極配線に、個別電極が第２基板の個別電極配線に各々当接させた状態で配置し、且つ前記第１基板と第２基板とをシート状の熱可塑性樹脂から成り、且つ前記画像素子アレイの外形寸法より大きくその内に前記画像素子アレイをそれぞれ配置させる穴が複数個形成されている接着部材を介して接着することによって画像素子部材と成したものであり、従来の画像装置のような、第１基板の共通電極配線と画像素子アレイの共通電極との接続に位置ずれが生じると画像素子アレイの個別電極と第２基板の個別電極配線とが正確に当接せず、画像素子アレイの個別電極を第２基板の個別電極配線に正確に電気的接続することができないという欠点を誘発することはなく、画像素子アレイの共通電極は第１基板の共通電極配線に、個別電極は第２基板の個別電極配線に各々正確に当接させることができ、その結果、画像素子アレイの共通電極は所定の共通電極配線に、個別電極は所定の個別電極配線に確実に電気的接続することができる。
【００１７】
また本発明の画像装置によれば、各画像素子アレイの個別電極に第２基板の個別電極配線を当接させた状態で第１の基板と第２の基板とを前記接着部材を介して接着することによって画像素子アレイの個別電極と第２基板の個別電極配線とを電気的接続させることから画像素子アレイの個別電極が多数あるとしてもその全てが第２基板の個別電極配線に一度に、且つ強固に電気的接続されることとなり、製品としての画像装置が安価となる。
【００１８】
更に本発明の画像装置によれば、第１基板に凹部を設けるとともに該凹部に画像素子アレイの一部を挿入させる、或いは第１基板上に画像素子アレイの位置を規制するためのテンプレートを配置させておくと第１基板上での画像素子アレイの位置が固定され、その結果、画像素子アレイの共通電極を第１基板の共通電極配線に、個別電極を第２基板の個別電極配線に容易に当接させることができ、画像素子部材の形成の作業性が簡単、且つ容易となるとともに、画像素子アレイの共通電極を所定の共通電極配線に、個別電極を所定の個別電極配線に正確に電気的接続することが可能となる。
【００１９】
【実施例】
次に本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。
図１乃至図３は本発明の画像装置を画像形成装置としての光プリンタヘッドに採用した場合の一実施例を示し、１  は画像素子部材、２  はレンズ部材、３  は支持体である。
【００２０】
前記画像素子部材1 は図３に示すように、第１基板4 と複数個の発光ダイオード素子アレイ5 と第２基板6 とから構成されている。
【００２１】
前記第１基板４  は発光ダイオード素子アレイ５  を支持する支持部材として作用し、その上面には複数個の発光ダイオード素子アレイ５  が直線状に配列実装されている。
【００２２】
前記第１基板４  は酸化アルミニウム質焼結体や結晶化ガラス、石英、ガラスエポキシ樹脂、液晶ポリマー樹脂等から成り、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合は、アルミナ、シリカ、カルシア、マグネシア等の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状となすとともにこれを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等を採用することによってセラミックグリーンシート（  セラミック生シート）  を得、しかる後、前記セラミックグリーンシートを所定形状に打ち抜き加工するとともに高温（  約１６００℃）  で焼成することによって製作される。
【００２３】
また前記第１基板４  上には共通電極配線４ａが被着形成されており、該共通電極配線４ａは発光ダイオード素子アレイ５  の共通電極５ｂを外部電気回路に接続する作用を為す。
【００２４】
前記共通電極配線４ａはアルミニウムや銅等の導電性材料から成り、該アルミニウムや銅等の導電性材料を蒸着法やスパッタリング法等により所定厚みに被着させるとともにこれをエッチング法により所定パターンに加工し、しかる後、表面にニッケルメッキや金メッキを施すことによって第１基板４  の上面に被着形成される。
【００２５】
更に前記第１基板４  上に配列実装される発光ダイオード素子アレイ５  は複数個の発光ダイオード素子５ａから成り、該発光ダイオード素子５ａは外部電気信号に対応して個々に選択的に発光し、発光した光を感光体Ｐに照射することによって感光体Ｐに画像を形成するための潜像を形成する。
【００２６】
前記発光ダイオード素子5aはＧａＡｓＰ系、ＧａＰ系の発光ダイオードが使用され、例えば、ＧａＡｓＰ系の発光ダイオードの場合には、まずＧａＡｓの基板を炉中にて高温に加熱するとともにＡｓＨ３（アルシン）とＰＨ３（ホスヒン）とＧａ（ガリウム）を適量に含むガスを接触させて基板表面にｎ型半導体のＧａＡｓＰ（ガリウム−砒素−リン）の単結晶を成長させ、次にＧａＡｓＰ単結晶表面にＳｉ３Ｎ４（窒化シリコン）の窓付膜を被着させるとともに該窓部にＺｎ（亜鉛）のガスをさらし、ｎ型半導体のＧａＡｓＰ単結晶の一部にＺｎを拡散させてｐ型半導体を形成し、ｐｎ接合をもたすことによって形成される。
【００２７】
前記発光ダイオード素子５ａはＢ４サイズの光プリンタヘッドの場合、２０４８個（１ｍｍ当たり８  個）  が直線状に配列されており、具体的には６４個の発光ダイオード素子５ａを一単位とした発光ダイオード素子アレイ５  を３２個、直線状に配列することによって２０４８個の発光ダイオード素子５ａが第１基板４  上に配列実装されている。
【００２８】
また前記第１基板４  上に実装された発光ダイオード素子アレイ５  の上面には、下面に個別電極配線６ａを有する第２基板６  が、該個別電極配線６ａを発光ダイオード素子アレイ５  の個別電極５ｃに当接させた状態で配置されている。
【００２９】
前記第２基板6 は酸化アルミニウム質焼結体や結晶化ガラス、石英、ガラスエポキシ樹脂等から成り、例えば酸化アルミニウム質焼結体等の不透明材からなる場合には中央部に開口が設けられ、該開口が発光ダイオード素子アレイ5 と後述するレンズ7 との光の通路を形成するための窓部となり、また結晶化ガラスや石英等の透明材から成る場合にはその中央領域がそのまま発光ダイオード素子アレイ5 とレンズ7 との光の通路を形成するための窓部となる。
【００３０】
尚、前記第２基板6 は酸化アルミニウム質焼結体等の不透明材から成る場合、第２基板6 の中央部にレーザー等を用いた穴あけ加工を施すことによって各発光ダイオード素子アレイ5 の各発光ダイオード素子5aが発する光をレンズ7 側に透過させる窓部としての開口が所定形状に形成される。
【００３１】
また前記第２基板６  の下面に被着形成されている個別電極配線６ａは発光ダイオード素子アレイ５  の各個別電極５ｃを外部電気回路に電気的に接続する作用を為し、アルミニウムや銅等の導電性材料で形成されている。
【００３２】
前記個別電極配線６ａは第２基板６  の下面にアルミニウムや銅等の導電性材料を蒸着法やスパッタリング法等により所定厚みに被着させるとともにこれをエッチング法により所定パターンに加工し、しかる後、表面にニッケルメッキや金メッキを施すことによって第２基板６  の下面に所定形状に被着形成される。
【００３３】
前記第１基板４  と第２基板６  との間への画像素子アレイの配置は共通電極配線４ａを有する第１基板４  と、複数個の個別電極配線６ａを有する第２基板６  との間に、複数個の発光ダイオード素子アレイ５  を、該発光ダイオード素子アレイ５  の共通電極５ｂが第１基板４  の共通電極配線４ａに、個別電極５ｃが第２基板６  の個別電極配線６ａに各々、当接するようにして配し、しかる後、前記第１基板４  と第２基板６  を接着部材８  を介し接着することによって行われる。この場合、発光ダイオード素子アレイ５  は第１基板４  と第２基板６  の間に配され、発光ダイオード素子アレイ５  の共通電極５ｂ及び個別電極５ｃを第１基板４  の共通電極配線４ａと第２基板６  の個別電極配線６ａの各々に当接するように位置合わせできるため発光ダイオード素子アレイ５  の共通電極５ｂは所定の共通電極配線４ａに、個別電極５ｃは所定の個別電極配線６ａに極めて正確に電気的接続することができる。また同時に発光ダイオード素子アレイ５  の個別電極５ｃはその総数が多いとしても第２基板６  の個別電極配線６ａに一度に、且つ強固に電気的接続することができ、製品としての画像装置を安価となすこともできる。
【００３４】
更に前記第１基板4 と第２基板6 を接着する接着部材8 は例えば、熱可塑性エラストマーの塩化ビニル樹脂、アイオノマー樹脂、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリアミド等をシート状になしたものが使用され、シート状の接着部材8 に予め発光ダイオード素子アレイ5 に対応する穴を開けておき、該穴内に発光ダイオード素子アレイ5 を配置させるとともに前記第１基板4 と第２基板6 の間に挿入させることによって第１基板4 と第２基板6 を接着する。
【００３５】
尚、前記共通電極配線４ａを有する第１基板４  、個別電極配線６ａを有する第２基板６  及び発光ダイオード素子アレイ５  から成る画像素子部材１  は第１基板４  の上面に図４に示すように凹部４ｂを設けておき、該凹部４ｂに発光ダイオード素子アレイ５  の一部を挿入させておくと、第１基板４  上での発光ダイオード素子アレイ５  の位置が固定され、その結果、発光ダイオード素子アレイ５  の共通電極５ｂを第１基板４  の共通電極配線４ａに、個別電極５ｃを第２基板６  の個別電極配線６ａにより容易に当接させることができ、画像素子部材１  の製作の作業性が簡単、且つ容易になるとともに、発光ダイオード素子アレイ５  の共通電極５ｂを所定の共通電極配線４ａに、個別電極５ｃを所定の個別電極配線６ａに正確に電気的接続することが可能となる。従って、発光ダイオード素子アレイ５  の共通電極５ｂを所定の共通電極配線４ａに、個別電極５ｃを所定の個別電極配線６ａに正確に電気的接続するには第１基板４  の上面に凹部４ｂを設けておき、該凹部４ｂに発光ダイオード素子アレイ５  の一部を挿入させるようにすることが好ましい。
【００３６】
また前記第１基板上に図５に示すようにテンプレート9 を配置させ、該テンプレート9 で発光ダイオード素子アレイ5 の位置を規制してもよい。この場合、テンプレート9 によって発光ダイオード素子アレイ5 の位置が規制されるため発光ダイオード素子アレイ5 の共通電極5bを第１基板4 の共通電極配線4aに、個別電極5cを第２基板6 の個別電極配線6aにより容易に当接させることができ、画像素子部材1 の製作の作業性が簡単、且つ容易になるとともに、発光ダイオード素子アレイ5 の共通電極5bを所定の共通電極配線4aに、個別電極5cを所定の個別電極配線6aに正確に電気的接続することが可能となる。従って、発光ダイオード素子アレイ5 の共通電極5bを所定の共通電極配線4aに、個別電極5cを所定の個別電極配線6aに正確に電気的接続するには第１基板4 の上面に発光ダイオード素子アレイ5 の位置を規制するテンプレート9 を配置させておくことが好ましい。
【００３７】
更に前記第１基板４  、発光ダイオード素子アレイ５  及び第２基板６  から成る画像素子部材１  はその上部に一定距離を隔ててレンズ部材２  が併設されており、該レンズ部材２  は複数個の穴が直線状に配列形成されているレンズプレート１０と前記穴を塞ぐようにしてレンズプレート１０に樹脂等の接着剤を介し接着固定されているレンズ７  とから構成されている。
【００３８】
前記レンズ部材２  のレンズプレート１０は上面に複数個のレンズ７  を所定の間隔で支持する支持部材として作用し、また穴は発光ダイオード素子アレイ５  の各発光ダイオード素子５ａが発する光をレンズ７  へ透過させる作用を為す。
前記レンズプレート１０は、例えばガラスエポキシ樹脂等の材料で形成されている。
【００３９】
また前記レンズプレート１０に支持された各レンズ７  は各発光ダイオード素子５ａが発する光を感光体Ｐ面に照射させる作用を為し、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等の透明樹脂、或いはガラス等の透明無機物で形成されたレンズが好適に使用される。
【００４０】
前記各レンズ７  はその外表面の一部をレンズプレート１０に例えば、エポキシ樹脂系の接着剤を介し接着することによってレンズプレート１０に所定間隔で直線状に接着される。
【００４１】
更に前記画像素子部材１  及びレンズ部材２  はその各々を一対の支持体３  に固定させることによって各発光ダイオード素子アレイ５  と各レンズ７  とが所定距離を隔てて１  対１  に対応するように併設されている。
【００４２】
前記支持体３  はその上部に第１位置合わせ規準面３ａを、下部に第２位置合わせ規準面３ｂを有しており、支持体３  の第１位置合わせ規準面３ａにレンズプレート１０の下面を、第２位置合わせ規準面３ｂに画像素子部材１  の第２基板６  の上面外周部を当接固定させることによって各発光ダイオード素子アレイ５  と各レンズ７  とは間に所定距離を隔てて１  対１  に対応するようになっている。
かくして、本発明の画像装置によれば画像素子部材１  の各発光ダイオード素子５ａに所定の電力を印加して各発光ダイオード素子５ａを個別に選択的に発光させ、該各発光ダイオード素子５ａが発光した光をレンズ７  を介して外部の感光体Ｐ面に結像させ、感光体Ｐに所定の潜像を形成することによって画像形成装置として機能する。
【００４３】
尚、本発明は上述の実施例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であれば種々の変更は可能であり、例えば、上述の実施例では光プリンタヘッド等の画像形成装置に使用する場合を例に採って説明したが、発光ダイオード素子アレイを個体撮像素子アレイに変えてイメージセンサ等の画像読み取り装置にも使用可能である。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の画像装置によれば、共通電極配線を有する第１基板と、複数個の個別電極配線を有する第２基板との間に、複数個の画像素子アレイを、該画像素子アレイの共通電極が第１基板の共通電極配線に、個別電極が第２基板の個別電極配線に各々当接させた状態で配置し、且つ前記第１基板と第２基板とをシート状の熱可塑性樹脂から成り、且つ前記画像素子アレイの外形寸法より大きくその内に前記画像素子アレイをそれぞれ配置させる穴が複数個形成されている接着部材を介して接着することによって画像素子部材と成したものであり、従来の画像装置のような、第１基板の共通電極配線と画像素子アレイの共通電極との接続に位置ずれが生じると画像素子アレイの個別電極と第２基板の個別電極配線とが正確に当接せず、画像素子アレイの個別電極を第２基板の個別電極配線に正確に電気的接続することができないという欠点を誘発することはなく、画像素子アレイの共通電極は第１基板の共通電極配線に、個別電極は第２基板の個別電極配線に各々正確に当接させることができ、その結果、画像素子アレイの共通電極は所定の共通電極配線に、個別電極は所定の個別電極配線に確実に電気的接続することができる。
【００４５】
また本発明の画像装置によれば、各画像素子アレイの個別電極に第２基板の個別電極配線を当接させた状態で第１の基板と第２の基板とを前記接着部材を介して接着することによって画像素子アレイの個別電極と第２基板の個別電極配線とを電気的接続させることから画像素子アレイの個別電極が多数あるとしてもその全てが第２基板の個別電極配線に一度に、且つ強固に電気的接続されることとなり、製品としての画像装置が安価となる。
【００４６】
更に本発明の画像装置によれば、第１基板に凹部を設けるとともに該凹部に画像素子アレイの一部を挿入させる、或いは第１基板上に画像素子アレイの位置を規制するためのテンプレートを配置させておくと第１基板上での画像素子アレイの位置が固定され、その結果、画像素子アレイの共通電極を第１基板の共通電極配線に、個別電極を第２基板の個別電極配線に容易に当接させることができ、画像素子部材の形成の作業性が簡単、且つ容易となるとともに、画像素子アレイの共通電極を所定の共通電極配線に、個別電極を所定の個別電極配線に正確に電気的接続することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像装置を画像形成装置としての光プリンタヘッドに採用した場合の一実施例を示す断面図である。
【図２】図１のＸーＸ線断面図である。
【図３】図１に示す画像装置の要部拡大断面図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す要部拡大断面図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・画像素子部材
２・・・・・・レンズ部材
４・・・・・・第１基板
４ａ・・・・・共通電極配線
５・・・・・・発光ダイオード素子アレイ
５ａ・・・・・発光ダイオード素子
５ｂ・・・・・共通電極
５ｃ・・・・・個別電極
６・・・・・・第２基板
６ａ・・・・・個別電極配線
７・・・・・・レンズ
８・・・・・・接着部材
１０・・・・・レンズプレート
Ｐ・・・・・・感光体
【図１】
0003592786.tif 000002
【図２】
0003592786.tif 000003
【図３】
0003592786.tif 000004
【図４】
0003592786.tif 000005
【図５】
0003592786.tif 000006