(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤアレイの発光部から出射される光を、レンズアレイを介して結像させる光プリントヘッドにおいて、
前記発光部とワイヤボンディング部を含む領域に前記発光部の光が透過可能なコーティング材が設けられ、
前記コーティング材は膜厚２μｍ以下であることを特徴とする光プリントヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の光プリントヘッドにおいて、前記発光部とワイヤボンディング領域の間でかつ前記コーティング材の下に段差を設けたことを特徴とする光プリントヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真記録方式の光プリンタに使用するＬＥＤアレイチップ及び、それを用いたヘッドの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のＬＥＤプリントヘッドとしては、例えば、「沖電気研究開発  Ｖｏｌ．６０、Ｎｏ．１  第４５頁〜４８頁」に開示されるものがあり、電子写真記録方式プリンタの光書き込み用ヘッドとして用いられた。
【０００３】
図４はかかる従来のＬＥＤヘッドの構造を示す斜視図、図５はそのＬＥＤヘッドのＬＥＤアレイチップの断面図である。
【０００４】
図４に示すように、基板１上にＬＥＤアレイチップ２が導電性ペーストを用いて一列に配置されている。また、ＬＥＤ駆動用ドライバＩＣ３も同様に絶縁ペーストにて配置され、ＩＣの出力パッド５1 〜５ｎと、ＬＥＤの入力パッド６1 〜６ｎとは、金線８によってそれぞれワイヤボンディングされている。
【０００５】
更に、図４において、７1 〜７ｎは光源となるＬＥＤ素子の発光部を示し、ここで発光された光は、正立等倍像用ロッドレンズアレイ９を介して、感光ドラム１０上に結像される。なお、４は信号入力用パッドである。
【０００６】
また、図５に示すように、ＬＥＤアレイチップ２は、ＧａＡｓＰ基材１１の一方側に不純物拡散層（発光部）１２が形成され、もう一方側にＡｌワイヤボンディングパッド１３が設けられ、このＡｌワイヤボンディングパッド１３に金線１４がボンディングされる。
【０００７】
そこで、ＬＥＤアレイチップ２（ドライバＩＣも同様）のＡｌパッド部を保護する目的で、コーティング材（保護膜）１５が塗布されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来構成の装置では、発光部より出力された光は、本来必要とされるレンズ方向に進むだけでなく、その周囲にも広がる。この光は図５において、コーティング材１５の中を導波路として進み、特に、ワイヤボンディングセカンド（２ｎｄ）の接合部付近の凹型となった部分１６で大きく反射され、レンズ方向へと光が進んでしまう。
【０００９】
このことにより、不必要な光がレンズを通して、感光ドラム上に当たるため、見かけ上解像度が落ち、印字に悪影響を及ぼす。
【００１０】
図６はＬＥＤアレイを上面より撮影したニアフィード写真であり、発光部１２より出射する光の他に、ワイヤボンディングセカンドの接合部付近の凹型となった部分１６で大きな光が観察される。
【００１１】
特に、図６において、ワイヤボンディングセカンド部がない領域１８（ＬＥＤアレイチップ同士の継ぎ目部分）において、反射を引き起こすワイヤボンディングセカンド部が無くなった場合には、その部分の見かけ上の光量が低下し、チップ継ぎ目部分で印字濃度が薄いという不具合を生じさせてしまう。
【００１２】
本発明は、上記問題点を除去し、発光部から出射される不必要な光を排除することができ、高品質の印字を行うことができる光プリントヘッドを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕ＬＥＤアレイの発光部から出射される光を、レンズアレイを介して結像させる光プリントヘッドにおいて、前記発光部とワイヤボンディング部を含む領域に前記発光部の光が透過可能なコーティング材が設けられ、前記コーティング材は膜厚２μｍ以下であることを特徴とする。
【００１４】
〔２〕上記〔１〕記載の光プリントヘッドにおいて、前記発光部とワイヤボンディング領域の間でかつ前記コーティング材の下に段差を設けたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の第１実施例を示すＬＥＤアレイの平面図である。
【００１７】
この図において、２０はＬＥＤアレイ、２１は発光部、２２はＡｌ配線、２３は金線、２４はワイヤボンディングパッド、２５はワイヤボンディングセカンド領域、２６は有色系樹脂〔着色  Ｓｉ樹脂（例、ＲＴＶゴム）〕、もしくは塗料（酸化第２鉄＋酢酸ビニル＋グリセリン）からなる有色系塗布材、２７はワイヤボンディングの無い部分であり、最も反射の強いワイヤボンディングセカンド領域２５に有色系（黒色が望ましい）塗布材２６を塗布するようにしている。
【００１８】
有色系塗布材の塗布方法としては、ディスペンサ、もしくは筆等を用いることができ、スプレーにて塗布する場合は、発光部上にマスクをかけて塗布を行うことで実現できる。
【００１９】
図２は有色系樹脂を塗布する前後の光量の変化率を示す図である。
【００２０】
ここで、２８はＬＥＤアレイチップ継ぎ目近傍の部分を示し、２９は１チップ内での全てのビットのデータを示している。これにより、反射の多い部分を覆い隠すことで、覆う前と後での光量は５％程度の変化があり、図１に示すように、ワイヤボンディングセカンド部の無いチップ継ぎ目部分では光量の変化が少なくなっている。つまり、５％程度は反射により光量がアップしたと言うことができる。
【００２１】
また、実際に１ビットおきの点灯をさせた場合の印字状態を示す写真を図３に示す。
【００２２】
この図において、下部３１は有色系樹脂塗布前の初期の印字状態を示し、上部３０は樹脂塗布後の印字状態を示す。この図から、樹脂を塗布した後、上部３０では、矢印部分に示すようなチップ継ぎ目部分での白筋は消えていることが分かる。
【００２３】
次に、本発明の第２実施例について説明する。
【００２４】
図７は本発明の第２実施例を示すＬＥＤアレイの断面図である。
【００２５】
この図において、４０はＬＥＤアレイであり、ＧａＡｓＰ基材４１の一方側に不純物拡散層（発光部）４２が形成され、もう一方側にＡｌワイヤボンディングパッド４３が設けられ、このＡｌワイヤボンディングパッド４３に金線４４がボンディングされる。
【００２６】
この実施例においては、最も反射の強い金線４４のワイヤボンディングセカンド部４５の上部に遮光部材４８、つまり、フィルム状のシートもしくは板状の遮光板を配置している。この時、このフィルム状のシートは無光沢の有色系のものが望ましい。
【００２７】
このように構成したので、第２実施例によれば、反射光がロッドレンズアレイに到達するまでの間に遮光することができ、発光部４２より出射した光４７が、コーティング材４６中を伝播して最も反射の強い金線４４のワイヤボンディングセカンド部４５から反射された不必要な光４９を、遮光部材４８によって遮断することができる。
【００２８】
次に、本発明の第３実施例について説明する。
【００２９】
図８は本発明の第３実施例を示すＬＥＤヘッドの構成図である。
【００３０】
この図に示すように、５０は基板であり、この基板５０にＬＥＤアレイ５１、ドライバＩＣ５２が実装されており、ＬＥＤアレイ５１には発光部５３及びワイヤボンディングセカンド部５４を有し、金線５５でドライバＩＣ５２とワイヤボンディングが行われている。
【００３１】
そこで、ロッドレンズアレイ５６と感光ドラム５８との間にスリット絞り５７をフィルムもしくは板状のもので配置している。これは、視野絞りに相当するもので、結像面上に設けることが望ましいが、結像面には感光ドラム５８があり、常に回転運動をしているため、若干感光ドラム面より離しておく必要がある。
【００３２】
この実施例では、ロッドレンズアレイ５６は正立等倍像を必要としており、その像は面積をもったものを必要としていない。従って、像として必要なライン部分のみを感光ドラム５８面上に照射させれば良く、本実施例のスリット絞り５７を用いることによって、周辺部分からの反射による不必要な光を除去することができる。
【００３３】
特に、ワイヤボンディングセカンド部５４は、発光部５３より距離があるために、結像位置もずれる。従って、この像をスリット絞り５７にて遮断すれば、第１実施例と同様な作用効果を得ることができる。
【００３４】
次に、本発明の第４実施例について説明する。
【００３５】
図９は本発明の第４実施例を示すＬＥＤヘッドの構成図である。
【００３６】
この図に示すように、６０は基板であり、この基板６０にＬＥＤアレイ６１、ドライバＩＣ６２が実装されており、ＬＥＤアレイ６１には発光部６３及びワイヤボンディングセカンド部６４を有し、金線６５でドライバＩＣ６２とワイヤボンディングが行われている。
【００３７】
この実施例では、ＬＥＤアレイ６１の発光部６３とロッドレンズアレイ６７との間に偏光フィルタ６６を配置するようにしている。なお、６８は感光ドラムである。
【００３８】
このように構成したので、第４実施例によれば、ＬＥＤアレイ６１の発光部６３より出射され、ロッドレンズアレイ６７に向かう光は特に偏光は生じていないが、導波路内を繰り返し反射され、ワイヤボンディングセカンド部６４より出射した光は偏光の成分に相違が生じており、楕円偏光を示している。従って、不必要な光はレンズに到達する前に、偏光フィルタ６６を通すことによって減少させることができる。この構成によっても、第１実施例と同様な作用効果を得ることができる。
【００３９】
次に、本発明の第５実施例について説明する。
【００４０】
図１０は本発明の第５実施例を示すＬＥＤアレイの断面図である。
【００４１】
この実施例では、７０はＬＥＤアレイであり、ＧａＡｓＰ基材７１の一方側に不純物拡散層（発光部）７２が形成され、もう一方側にＡｌワイヤボンディングパッド７３が設けられ、このＡｌワイヤボンディングパッド７３に金線７４がボンディングされる。
【００４２】
この実施例では、Ａｌワイヤボンディングパッド７３の保護を目的としたコーティング材７５に非導波路型の樹脂〔１．シリコン樹脂＋着色材（ジャンクションコーティングレンジ）、２．ポリイミド（芳香族酸無水物＋芳香族ジアミン成分）〕を用いることを特徴としている。この樹脂は、有色透明のものか、もしくは、半濁のものがよい。
【００４３】
このように構成したので、第５実施例によれば、コーティング材中の光を吸収することができ、最も反射の大きいワイヤボンディング部まで光は届かず、レンズ方向へも不必要な光が反射することがなくなる。
【００４４】
次に、本発明の第６実施例について説明する。
【００４５】
図１１は本発明の第６実施例を示すＬＥＤアレイの断面図である。
【００４６】
この図において、８０はＬＥＤアレイであり、ＧａＡｓＰ基材８１の一方側に不純物拡散層（発光部）８２が形成され、もう一方側にＡｌワイヤボンディングパッド８３が設けられ、このＡｌワイヤボンディングパッド８３に金線８４がボンディングされる。
【００４７】
この実施例では、ＬＥＤアレイ８０の発光部８２とＡｌワイヤボンディングパッド８３との間に導波路内の光を遮断する凸型層８５を配置する。この凸型層８５はＬＥＤアレイ８０製造時にコーティング材８６としてレジスト（エチルセロソルブアセテート）を塗布することによって実現できる。
【００４８】
このように構成したので、第６実施例によれば、コーティング材８６中にて生じる光８８の伝播を凸型層８５で遮断することによって、金線８４のワイヤボンディングセカンド部８９への光の到達を阻止することができる。なお、８７は発光部より出射した光である。
【００４９】
次に、本発明の第７実施例について説明する。
【００５０】
図１２は本発明の第７実施例を示すＬＥＤアレイの断面図である。
【００５１】
この図において、９０はＬＥＤアレイであり、ＧａＡｓＰ基材９１の一方側に不純物拡散層（発光部）９２が形成され、もう一方側にＡｌワイヤボンディングパッド９３が設けられ、このＡｌワイヤボンディングパッド９３に金線９４がボンディングされる。
【００５２】
この実施例では、ＬＥＤアレイ９０の発光部９２の上面には、コーティング材９５を塗布しないことを特徴としている。これは、コーティング材９５塗布前に発光部９２上にマスクをかけ、塗布後に除去するか、もしくは、ディスペンサおよび筆等を用いて塗布することができる。なお、９９はワイヤボンディングセカンド部である。
【００５３】
次に、本発明の第８実施例について説明する。
【００５４】
図１３は本発明の第８実施例を示すＬＥＤアレイの断面図である。
【００５５】
この図において、１００はＬＥＤアレイであり、ＧａＡｓＰ基材１０１の一方側に不純物拡散層（発光部）１０２が形成され、もう一方側にＡｌワイヤボンディングパッド１０３が設けられ、このＡｌワイヤボンディングパッド１０３に金線１０４がボンディングされる。
【００５６】
この実施例では、ＬＥＤアレイ１００の発光部１０２とＡｌワイヤボンディングパッド１０３の間にコーティング材１０６のダムとなる突起１０５（溝でもよい）を設け、コーティング材１０６がＬＥＤアレイ１００の発光部１０２へ流出しないようにする。なお、図１３において、１０９はワイヤボンディングセカンド部である。
【００５７】
第７実施例又は第８実施例のように、ＬＥＤアレイの発光部の上面には、コーティング材を塗布しないようにすることにより、コーティング材の導波路内へ光が入り込まなくなる。従って、ワイヤボンディング部へ光は到達しなくなる。
【００５８】
次に、本発明の第９実施例について説明する。
【００５９】
図１４は本発明の第９実施例を示すＬＥＤアレイの断面図である。
【００６０】
この図において、１１０はＬＥＤアレイであり、ＧａＡｓＰ基材１１１の一方側に不純物拡散層（発光部）１１２が形成され、もう一方側にＡｌワイヤボンディングパッド１１３が設けられ、このＡｌワイヤボンディングパッド１１３に金線１１４がボンディングされる。
【００６１】
この実施例では、コーティング材の厚さが薄くなるように、例えば、２μｍ以下に薄くすることを特徴としている。塗布厚を制御する方法としては、ディスペンサもしくはスプレーにて樹脂を塗布した後、エアを吹きかけ、塗布樹脂を引き延ばすことによって実現できる。また、一度樹脂を硬化させた後なんらかの理由で、再度樹脂を塗布する場合には、重ね塗りをせず、対象となる部分のみをコーティングする必要がある。
【００６２】
図１４に示すように、ＬＥＤアレイ１１０の発光部１１２より出射された光１１７はコーティング材１１５の内部で繰り返し反射を起こす。ここで、コーティング材１１５のようにコーティング厚が厚くなると、伝搬する光１１５ａの反射回数が少なくなり、全反射角以外の光において、透過する光が少なくなる。結果として、内部に閉じ込められている光が多くなる。この光が、ワイヤボンディング部１１９に達し、反射され、レンズ方向に反射光１１８が向かってしまう。
【００６３】
逆に、コーティング材１１６のようにコーティング厚が薄ければ、伝搬する光１１６ａの反射回数が多く、コーティング材１１６内部に閉じ込められる光は少なくなる。
【００６４】
ここで、Ａｌワイヤボンディングパッド１１３の厚さは２μｍ程度であり、コーティング材１１６の厚さがそれ以下であれば、Ａｌワイヤボンディングパッド１１３の段差で光は止められる。
【００６５】
従って、コーティング材１１６の厚さを２μｍ以下にすれば、最も効果を奏することができる。
【００６６】
図１５にチップ継ぎ目でのニアフィールド写真を示す。
【００６７】
この写真において、本発明のＬＥＤアレイチップはコーティング材の厚さが薄く、他のＬＥＤアレイチップはコーティング材の厚さが厚い。
【００６８】
図１５から明らかなように、他のＬＥＤアレイチップ側（１１５）ではワイヤボンディング部での光の反射が見られるが、本発明のＬＥＤアレイチップ側（１１６）ではワイヤボンディング部での光の反射は見られないことが分かる。なお、１２２はＬＥＤアレイの発光部、１２３はワイヤボンディング部の反射光を示している。
【００６９】
次に、本発明の第１０実施例について説明する。
【００７０】
図１６は本発明の第１０実施例を示すＬＥＤアレイの平面図である。
【００７１】
この図において、１３０はＬＥＤアレイ、１３１は発光部、１３２はＡｌ配線、１３３は発光部を囲む障壁Ａｌ配線層、１３４は発光部より出射し、ＬＥＤアレイの表面を進む光である。
【００７２】
図１６に示すように、この実施例では、発光部１３１近傍でのＡｌ配線１３２に特徴を有し、２μｍ程度の厚さのＡｌ配線１３２を、発光部１３１近傍で発光部からＡｌ配線１３２側に出射される光１３４の障壁となるように、つまり、発光部１３１の側面の一部を囲むように障壁Ａｌ配線層１３３を形成する。
【００７３】
従来のＡｌ配線１４２は、図１７に示すように形成されており、ＬＥＤアレイ１４０の発光部１４１より出射された光１４３は、何の障壁も無く伝播してしまう。
【００７４】
したがって、第１０実施例に示すように、障壁Ａｌ配線層１３３を設けることにより、Ａｌ配線１３２側に出射される光１３４が、障壁Ａｌ配線層１３３で遮断され、ワイヤボンディング部の方向へ進む光を減少させることができる。
【００７５】
なお、上記実施例では、ＬＥＤアレイ側のボンディングパッドを、金線のボールボンド方式でのセカンド部としているが、ファースト（１ｓｔ）の金球部がＬＥＤアレイ側となっても同様に適用でき、また、ウェッジ方式のワイヤボンディングにおいても、同様の効果を得ることができる。
【００７６】
また、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００７７】
【発明の効果】
以上、詳細に述べたように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００７８】
（１）発光部から出射され、ワイヤボンディング部の方向に伝搬される不必要な光を阻止する阻止手段を設け、例えば、感光ドラムにプリントされないようにしたので、発光部から出射される不必要な光を排除することができ、高品質の印字を行うことができる。
【００７９】
（２）前記阻止手段として、前記発光部とワイヤボンディング領域との間に凸型層を設けるようにしたので、ワイヤボンディング部に達する光を阻止することができる。
【００８０】
（３）ＬＥＤアレイの発光部から出射される光を、レンズアレイを介して、結像させる光プリントヘッドにおいて、前記発光部から出射され、コーティング材中を伝搬し、ワイヤボンディング部に達する光を阻止する阻止手段を具備するようにしたので、コーティング材中を伝搬し、ワイヤボンディング部に達する光を阻止することができる。
【００８１】
（４）上記（３）の前記阻止手段として、導波路内の光を遮断する遮断部を設けるようにしたので、コーティング材中を伝搬し、ワイヤボンディング部に達する光を阻止することができる。
【００８２】
（５）上記（４）の前記遮断部を凸型層としたので、コーティング材中を伝搬し、ワイヤボンディング部に達する光を阻止することができる。
【００８３】
（６）発光部とワイヤボンディング部を含む領域に前記発光部の光が透過可能なコーティング材を設け、このコーティング材は膜厚２μｍ以下としたので、このコーティング材中を伝搬し、ワイヤボンディング部に達する光を阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示すＬＥＤアレイの平面図である。
【図２】有色系樹脂を塗布する前後での光量の変化率を示す図である。
【図３】実際に１ビットおきの点灯をさせた場合の印字状態を示す写真である。
【図４】従来のＬＥＤヘッドの構造を示す斜視図である。
【図５】従来のＬＥＤヘッドのＬＥＤアレイチップの断面図である。
【図６】従来のＬＥＤアレイを上面より撮影したニアフィード写真である。
【図７】本発明の第２実施例を示すＬＥＤアレイの断面図である。
【図８】本発明の第３実施例を示すＬＥＤヘッドの構成図である。
【図９】本発明の第４実施例を示すＬＥＤヘッドの構成図である。
【図１０】本発明の第５実施例を示すＬＥＤアレイの断面図である。
【図１１】本発明の第６実施例を示すＬＥＤアレイの断面図である。
【図１２】本発明の第７実施例を示すＬＥＤアレイの断面図である。
【図１３】本発明の第８実施例を示すＬＥＤアレイの断面図である。
【図１４】本発明の第９実施例を示すＬＥＤアレイの断面図である。
【図１５】チップ継ぎ目でのニアフィールド写真である。
【図１６】本発明の第１０実施例を示すＬＥＤアレイの平面図である。
【図１７】従来のＬＥＤアレイの平面図である。
【符号の説明】
２０，４０，５１，６１，７０，８０，９０，１００，１１０，１３０    ＬＥＤアレイ
２１，４２，５３，６３，７２，８２，９２，１０２，１１２，１２２，１３１    不純物拡散層（発光部）
２２    Ａｌ配線
２３，４４，５５，６５，７４，８４，９４，１０４，１１４    金線
２４    ワイヤボンディングパッド
２５    ワイヤボンディングセカンド領域
２６    有色系塗布材
２７    ワイヤボンディングの無い部分
２８    ＬＥＤアレイチップ継ぎ目近傍の部分
２９    １チップ内での全てのビットのデータ
４１，７１，８１，９１，１０１，１１１    ＧａＡｓＰ基材
４３，７３，８３，９３，１０３，１１３    Ａｌワイヤボンディングパッド  ４５，５４，６４，８９，９９，１０９    ワイヤボンディングセカンド部
４６，７５，８６，９５，１０６，１１５，１１６    コーティング材
４７，８７，１１７    発光部より出射した光
４８    遮光部材
４９    不必要な光
５０，６０    基板
５２，６２    ドライバＩＣ
５６，６７    ロッドレンズアレイ
５７    スリット絞り
５８，６８    感光ドラム
６６    偏光フィルタ
８５    凸型層
８８，１３４    光
１０５    突起（ダム）
１１５ａ，１１６ａ    伝搬する光
１１８，１２３    反射光
１１９    ワイヤボンディング部
１３２    Ａｌ配線
１３３    障壁Ａｌ配線層
【図１】
0003560712.tif 000002
【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】
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【図７】
0003560712.tif 000008
【図８】
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【図９】
0003560712.tif 000010
【図１０】
0003560712.tif 000011
【図１１】
0003560712.tif 000012
【図１２】
0003560712.tif 000013
【図１３】
0003560712.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0003560712.tif 000016
【図１６】
0003560712.tif 000017
【図１７】
0003560712.tif 000018