(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数の発光アレイまたは受光アレイを直線状に配列するとともに、該各発光アレイまたは各受光アレイの各々にレンズを併設させて成る画像装置であって、
前記基板上に、厚みが他の部位よりも薄い薄肉部と該薄肉部に接する穴とを備えた金属板を配設すると共に、前記薄肉部の前記穴に面した相接する２端面に基準面を設けて、
前記発光アレイまたは受光アレイを、その相接する２端面を前記基準面に当接させて位置決めしたことを特徴とする画像装置。
【請求項２】
前記薄肉部の２端面に、薄肉部の他の部位よりも前記穴へ突き出した突起を設けて、該突起の先端の端面を前記基準面とした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】
【発明の利用分野】
この発明は、ＬＥＤ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の画像装置に関し、特に用いる発光アレイや受光アレイの位置決めに関する。
【０００２】
【従来技術】
ＬＥＤヘッドやイメージセンサ等では、基板上に複数の発光アレイや受光アレイを配列する。このような画像装置では、発光アレイや受光アレイの搭載精度が画像品位に直結するため、高精度に発光アレイや受光アレイを位置決めする必要がある。例えば解像度１２００ＤＰＩのＬＥＤアレイを用い、単眼レンズで２倍に拡大して６００ＤＰＩで感光体に結像させるとする。この場合、アレイでのＬＥＤの配列ピッチは約２１μｍで、ＬＥＤアレイはこれよりも充分高い精度で搭載せねばならず、例えば±５μｍ以下の搭載精度が要求される。
【０００３】
同様に例えば解像度１２００ＤＰＩの光電池アレイ等を用い、原稿面からの光を単眼レンズで例えば１／２に縮小し、解像度６００ＤＰＩのイメージセンサを構成させるとする。この場合も個々の光電池の配列ピッチは約２１μｍで、アレイの搭載精度は２１μｍよりも充分に高くしなければならない。これらの場合に、発光アレイや受光アレイの配列ピッチが乱れると、出力画像に白筋や黒筋等が生じることになる。
【０００４】
発明者は、金属板をエッチングして位置決め穴とすれば精密な位置決め穴を設けることができることに着目し、金属板をテンプレートとし、その位置決め穴を用いて発光アレイや受光アレイを位置決めすることを検討した。なおこのような位置決め方式は単眼レンズを用いて縮小画像や拡大画像を結像させる画像装置に適し、複眼レンズを用いて等倍画像を結像させる画像装置には不適である。等倍画像を結像させる画像装置では発光アレイや受光アレイはほとんど隙間無しに配列せねばならず、テンプレートを用いても発光アレイや受光アレイの配列方向への位置決めはできない。配列方向についてはアレイを密着させるように配列する等の位置決めが可能なだけで、テンプレートはアレイの配列方向に垂直な方向への位置決めにしか使えず、位置決めへの価値が低い。そして発明者は、金属板を特定の構造にすることにより、さらに位置決め精度を高めることができることを見い出し、この発明に到った。
【０００５】
【発明の課題】
この発明の課題は、金属板の強度を保ちながら発光アレイまたは受光アレイの位置決め穴の精度を高め、かつ発光アレイまたは受光アレイの端面のばり等により搭載精度が低下することを防止して、画像品位を向上させることにある（請求項１，２）。
請求項２での課題は、位置決め穴の精度をさらに向上させることにある。
【０００６】
【発明の構成】
この発明の画像装置は、基板上に複数の発光アレイまたは受光アレイを直線状に配列するとともに、該各発光アレイまたは各受光アレイの各々にレンズを併設させて成る画像装置であって、前記基板上に、厚みが他の部位よりも薄い薄肉部と該薄肉部に接する穴とを備えた金属板を配設すると共に、前記薄肉部の前記穴に面した相接する２端面に基準面を設けて、前記発光アレイまたは受光アレイを、その相接する２端面を前記基準面に当接させて位置決めしたことを特徴とする。
好ましくは、前記薄肉部の２端面に、薄肉部の他の部位よりも前記穴へ突き出した突起を設けて、該突起の先端の端面を前記基準面とする。
【０００７】
【発明の作用】
この発明では、金属板を用いるので、位置決め穴やその周囲の薄肉の部分をエッチングで設けることができる。そして金属板の強度は薄肉部以外の部分で保たれ、金属板は変形し難く、取り扱いが容易になる。位置決め穴の周囲には薄肉部があるので、その分だけ位置決め穴の加工に必要なエッチング深さが減少し、エッチング精度を増すことができる。これらのため丈夫で扱い易くしかも精密に位置決め穴を設けた金属板が得られる。ところで発光アレイや受光アレイの端面には切断時のばり等があり、端面は平滑ではない。ばり等が位置決め穴の端面に接触すると搭載精度が低下するが、ばり等は端面全体に有るのではなく、発光アレイや受光アレイの切断を開始した側で少なく、その反対側で大きい。この発明では位置決め穴の周囲の金属板は薄肉で、薄肉部を発光アレイや受光アレイの端面のばり等の少ない側に当接させれば、ばり等の影響を小さくできる。これらのため、この発明では正確に発光アレイまたは受光アレイを位置決めできる。
【０００８】
請求項２の発明では穴の内部に突起を設け、この突起を利用して発光アレイまたは受光アレイを位置決めする。このため小さな突起を高精度にエッチングして位置決め精度を増すことができ、位置決め穴全体を精密にエッチングするよりもエッチング精度を増すことが容易で、このため発光アレイまたは受光アレイの位置決め精度をさらに向上させることができる。
【０００９】
【実施例】
図１〜図４に、各実施例を示す。図１は最初の実施例を示し、２は基板、４はＬＥＤアレイで、発光アレイや受光アレイの例であり、光電池アレイ等を用いても良い。ここではＬＥＤアレイ４を基板２に設けた配線にフリップチップ接続するものとし、ＬＥＤアレイ４の発光体５はその下面にある。これに対応して基板２はガラスやポリカーボネート等の透明基板とし、あるいは硬質プリント基板等の不透明基板を用いて、発光体５の周囲に光取り出し用の窓を設ける。またＬＥＤアレイ４は発光体５の側からスクライブあるいはダイシングするものとし、特にカット溝を２μｍ程度と小さくでき、かつ高速で精密カットが容易なスクライブが好ましい。ダイシングの場合でもスクライブの場合でも、ＬＥＤアレイ４の端面は発光体５に近い側では精度があり平滑面に近いが、その反対側ではばり等の端面の乱れが生じる。
【００１０】
基板２にはこれ以外にＬＥＤアレイ４の駆動用のＩＣがあり、それらもＬＥＤアレイ４と同様に搭載する。またＬＥＤアレイ４には例えば図示しない単眼レンズを１：１に対応させ、発光体５からの光を例えば２倍に拡大して感光体に結像させる。イメージセンサの場合、図示しない単眼レンズで光を縮小して発光アレイまたは受光アレイに結像させ、これらの結果ＬＥＤアレイ４等は隙間を置いて、直線上に基板２に配列されることになる。
【００１１】
６は金属板で、材質には例えばステンレスやアンバー合金，リン青銅，銅，アルミ等を用い、薄板加工が可能でエッチングが容易なものであれば任意の金属を用いることができる。金属板６は例えば厚さ１００〜５００μｍ、より好ましくは１００〜２００μｍ程度とし、元々の肉厚のままでエッチングを施していない部分を厚肉部７と呼ぶ。ＬＥＤアレイ４等の発光アレイや受光アレイの厚さは通常３００μｍ程度で、金属板６はＬＥＤアレイ４よりも厚くても良いが、１００〜２００μｍ程度とアレイ４よりも薄くした方が、エッチング精度を高くできる。金属板６には例えば厚さ１０〜５０μｍ程度の薄肉部８をエッチングで設け、薄肉部８の周囲を厚肉部７が取り囲んで強度を保ち、かつ薄肉部８の内部に位置決め穴１０をエッチングで設ける。
【００１２】
位置決め穴１０のサイズはＬＥＤアレイ４のサイズとほぼ同一としても良いが、位置決め穴１０のサイズをＬＥＤアレイ４のサイズとほぼ等しくすると、穴１０へのアレイ４の搭載が難しくなり、またばり等が著しくアレイ４の外形精度が低い場合、穴１０にアレイ４を搭載できなくなる。そこで好ましくは図１〜図４のように、位置決め穴１０のサイズをＬＥＤアレイ４のサイズより大きくし、穴１０の内側の２つの端面を基準面１２，１４とし、ここにＬＥＤアレイ４を当接させて位置決めする。ＬＥＤアレイ４の端面にはスクライブ時等に発生するバリ等があり、バリが基準面１２，１４に接触すると、搭載精度が低下する。ＬＥＤアレイ４は発光体５の側からスクライブし、このため図１での下側ではバリが少なく、上側にバリが集中する。そこでばり等を避けるように金属板６を配置し、図１では薄肉部８を金属板６の下側に配置し、この部分にはバリがほとんど無いことを利用して位置決めする。
【００１３】
金属板６は例えば表裏両面に紫外線硬化樹脂を塗布し、両面から同時に露光して現像する。現像後の紫外線硬化樹脂は一方の面（図１の上側に対応）に薄肉部８に対応する穴を持ち、他方の面（図１の下側に対応）に位置決め穴１０に対応する窓を持つ。次にエッチング液等を用いて金属板６をエッチングし、一方の面からのエッチングで薄肉部８を形成し、他方の面からのエッチングで位置決め穴１０を形成する。例えば金属板６の元々の肉厚を１００μｍとすると、薄肉部８の肉厚を５０μｍ、厚肉部７の肉厚は元々の１００μｍとし、図１の上側から５０μｍ深さにエッチングし、下側からも５０μｍ深さにエッチングして位置決め穴１０を形成する。
【００１４】
このようにすると位置決め穴１０のエッチング深さは５０μｍとなり、±１〜２μｍ程度の誤差で穴開けすることができる。これに対して厚さ１００μｍの金属板をそのままエッチングすると、穴開け加工の精度は±３〜４μｍ程度となる。またこの実施例では露光，現像，エッチングは表裏両面とも同時に行え、両面エッチングに伴う工程数の増加は生じない。金属板６では厚肉部７が骨格となり、１００μｍ程度の厚さがあるので、機械的にも丈夫で取り扱いが容易になる。そして位置決め穴１０を±１〜２μｍ程度の誤差で高精度に設けて、ＬＥＤアレイ４を位置決めする。
【００１５】
図２に、フリップチップ接続に替えて、ワイヤボンディングでＬＥＤアレイ４を基板２上の配線に接続した実施例を示す。この場合基板２の幅は、金属板６の幅よりも大きくし、ワイヤボンディング用の配線が金属板６に覆われずに露出してボンディングできるようにする。またＬＥＤアレイ４は、発光体５を図２での上側に配置する。これに応じてＬＥＤアレイ４のバリは図２での下側に集中するので、薄肉部８を上側に配置して、ばり等に薄肉部８が接触するのを防止する。なおワイヤボンディング用の配線は図示を省略し、また上記以外の点は図１の実施例と同様である。
【００１６】
図３に第３の実施例を示す。図３において、１６は新たな金属板、１７は新たな厚肉部、１８は新たな薄肉部で、２０は新たな位置決め穴である。なお図１と類似の番号は類似のものを現し、特に断らない限り同様の工程で製造する。この実施例では、金属板１６の肉厚を例えば１００μｍとすると、金属板１６の両主面からエッチングして例えば肉厚３０μｍ程度の薄肉部１８を設ける。薄肉部１８を設けた後に、位置決め穴２０に対応する紫外線硬化樹脂のマスク（金属板１６の片面に配置）を再度現像して設け、再度エッチングして位置決め穴２０を設ける。薄肉部１８は金属板１６の肉厚方向のほぼ中央部にある。
【００１７】
この実施例では、薄肉部１８が金属板１６の肉厚方向の中心部にあり、金属板１６は肉厚方向の中心線に対して上下対称である。このため金属板１６は反り難くなる。例えば極端な温度変化を経験した場合や、金属板１６を押し曲げるような力が加わった場合でも、金属板１６は肉厚方向に関して上下対称なので、反り難い。次に薄肉部１８は厚さが例えば３０μｍと、図１の薄肉部８（５０μｍ厚）よりもさらに薄いので、位置決め穴２０のエッチング精度はさらに向上する。図３の実施例でも、ＬＥＤアレイ４をフリップチップ接続すればバリは薄肉部１８の上側にあり、逆にワイヤボンディングすればばりは薄肉部１８の上側にあり、位置決め穴２０に当接して位置決め精度を乱すことはない。
【００１８】
図４に第４の実施例を示す。図において２６は新たな金属板、２７は新たな厚肉部、２８は新たな薄肉部、３０は新たな位置決め穴で、３２，３４は位置決め穴３０に突き出すように設けた薄肉部２８の突起である。図１に示したように、位置決め穴１０は４周の４端面を用いるのではなく、２端面を基準面１２，１４として用いる。このため位置決め穴１０，２０は完全な穴である必要はなく、図４の位置決め穴３０のように一方が開口した穴でも良い。
【００１９】
ＬＥＤアレイ４の長さは例えば５．４ｍｍ程度で、５ｍｍ程度の長い幅に沿って基準面１４を正確な直線にエッチングするのは困難である。これはエッチング液との接触のむら等によって、エッチング速度が局所的に不均一になるためである。そこで図４の実施例では、薄肉部２８に突起３２，３４を設けて、その端面を基準面３６，３８とし、ここにＬＥＤアレイ４を当接させる。このため基準面３６，３８を局所的に精密にエッチングできれば良く、精密エッチングが容易になる。例えば長さ５ｍｍ程度の区間を正確に直線にエッチングするよりも、幅１００〜５００μｍ程度の突起３２，３４の端面を正確にエッチングする方がはるかに容易で、基準面３６，３８の精度をさらに向上させることができる。なお図４の実施例では、一端が開口した穴３０を用いたが、図１〜図３の実施例でも、薄肉部８，１８に突起３２，３４を設けて、位置決め穴１０，２０に突き出させ、突起３２，３４の端面を基準面としても良い。
【００２０】
【発明の効果】
この発明では、厚肉の部分により金属板の強度を保ち、穴の周囲の薄肉の部分をエッチングして位置決め穴の精度を高め、かつ発光アレイまたは受光アレイの端面のばり等により搭載精度が低下することを防止して、画像品位を向上させる（請求項１，２）。
請求項２の発明では、位置決め穴の精度をさらに向上させ、発光アレイまたは受光アレイの搭載精度を更に向上させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の画像装置の要部を示す図
【図２】第２の実施例の要部断面図
【図３】第３の実施例の要部断面図
【図４】第４の実施例の要部を示す図
【符号の説明】
２                                        基板
４                                    ＬＥＤアレイ
５                                        発光体
６，１６，２６                金属板
７，１７，２７          厚肉部
８，１８，２８                薄肉部
１０，２０，３０                位置決め穴
１２，１４，３６，３８    基準面
３２，３４                            突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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