(57)【要約】【課題】表面硬度のある配線を有する自己走査型発光サイリスタアレイチップの配線構造を提供する。【解決手段】ボンディングパッド４１へのステッチボンディングの際に、下地層が露出しない３０Ｈｖ〜４８Ｈｖのビッカース硬度を有する合金を配線材料とする。合金は、アルミニウム−スカンジウム（Ａｌ−Ｓｃ）合金またはアルミニウム−シリコン（Ａｌ−Ｓｉ）合金である。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の発光サイリスタが配列されて構成されるアレイを備える発光アレイチップの配線構造であって、
ボンディングパッドへのステッチボンディングの際に、下地層が露出しない３０Ｈｖ〜４８Ｈｖのビッカース硬度を有する合金を配線材料とした、自己走査型発光サイリスタアレイチップの配線構造。
【請求項２】
前記合金は、アルミニウム−スカンジウム（Ａｌ−Ｓｃ）合金である、請求項１に記載の自己走査型発光サイリスタアレイチップの配線構造。
【請求項３】
前記合金は、アルミニウム−シリコン（Ａｌ−Ｓｉ）合金である、請求項１に記載の自己走査型発光サイリスタアレイチップの配線構造。
【請求項４】
前記Ａｌ−Ｓｃ合金は、スカンジウム（Ｓｃ）の含有量が０．０５〜０．１５重量％である、請求項２に記載の自己走査型発光サイリスタアレイチップの配線構造。
【請求項５】
前記Ａｌ−Ｓｉ合金は、シリコン（Ｓｉ）の含有量が０．１〜１．０重量％である、請求項３に記載の自己走査型発光サイリスタアレイチップの配線構造。
【請求項６】
前記合金の上に金（Ａｕ）が堆積されている請求項１〜５のいずれかに記載の自己走査型発光サイリスタアレイチップの配線構造。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の複数個の自己走査型発光サイリスタアレイチップが配列された光源を備える光プリントヘッド。
【請求項８】
請求項７に記載の光プリントヘッドを備える光プリンタ。
【請求項９】
請求項７に記載の光プリントヘッドを備えるファクシミリ。
【請求項１０】
請求項７に記載の光プリントヘッドを備える複写機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自己走査型発光サイリスタアレイチップに関し、特にその配線構造に関する。さらには、この配線構造を有する自己走査型発光サイリスタアレイチップにより構成された光プリントヘッド、光プリントヘッドを備える光プリンタ等に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に発光サイリスタの基本構造を示す。図1において、１０はＰ形のＧａＡｓ基板であり、この基板上にＰ形ＡｌＧａＡｓ層１２、Ｎ形ＡｌＧａＡｓ層１４、Ｐ形ＡｌＧａＡｓ層１６、Ｎ形ＡｌＧａＡｓ層１８が順次積層され、Ｎ形ＡｌＧａＡｓ層１８上には、カソード電極２０とオーミック接触をとるためにＮ形のＧａＡｓ２２が形成されている。図中、２４はＰ形ＡｌＧａＡｓ層１６上に設けられたゲート電極、２６はＧａＡｓ基板１０の下面に設けられたアノード電極である。
【０００３】
この例では、Ｐ形ＧａＡｓ基板上にＰ形層，Ｎ形層，Ｐ形層，Ｎ形層の順で積層されているが、Ｎ形ＧａＡｓ基板上にＮ形層，Ｐ形層，Ｎ形層，Ｐ形層の順で積層される場合には最上層の電極はアノード電極、最下部の電極はカソード電極となる。以上のような構造の発光サイリスタでは、ゲート層で発光した光は最上部を経て出射される。
このよう発光サイリスタをアレイ状に配列し、これらの発光サイリスタ間に適当な相互作用を持たせることによって、発光点白己走査機能を実現できる。
【０００４】
このような自己走査型発光サイリスタ間の配線の材料としてＡｌを使用している。
図２は、自己走査型発光サイリスタアレイチップを実装基板に実装し、ワイヤーボンディングを施した場合の平面図である。発光サイリスタアレイチップ３１は、実装基板３２上に導電性接着剤３７を介して実装される。発光サイリスタアレイチップ３１には、適当な径をもった金ワイヤー３６によって実装基板３２上の電極３４により電圧が供給される。発光サイリスタアレイチップ３１には、金ワイヤー３６と接続するためのボンディングパット３５が設けられており、実装基板３２上の電極３４とボンディングパッド３５とが金ワイヤー３６で電気的に接続される。一般的なワイヤーボンディングにおいては、発光サイリスタアレイにファーストボンドとも呼ばれるボールボンドを施し、次に実装基板の電極側にセカンドボンドとも呼ばれるステッチボンドを超音波を加えて施す。
図２の例では、ポールボンドとステッチボンドとを逆にしている。すなわち、実装基板の電極側にポールボンドを施し、発光サイリスタアレイ側にステッチボンドを施す。この方式を採用することによって、発光サイリスタアレイの発光が、ボールポンドに反射して迷光になることを防止している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したボンド方式を安定的に行うためには、ボンディングパッドのサイズを大きくしたり、チップの固定を安定化させるためにチップサイズを大きくしたりする。このため、チップコストが上がってしまうという問題があった。
また、チップサイズやボンディングパットサイズが小さいままでは、チップの固定ばらつきによる超音波の掛かり方のばらつきを吸収する必要があり、チップ固定が緩くなってもボンディング可能とするために、超音波振幅やボンド荷重を強く設定する必要がある。このため、十分に固定されているチップにボンディングを行うと、小さいボンディングパッド上では超音波振幅やポンド荷重が強すぎて、ボンディングキャピラリがパッド配線材料に擦れて、配線の下地の酸化層が露出してしまい、歩留を下げる原因になっていた。これは、ボンディングパッドを形成する配線材料がチップサイズに対して柔らかすぎるためである。
一方で、配線の膜厚を増やして下地酸化層の露出を抑えようとすると、従来と異なる電気特性になってしまい、配線パターンの変更を余儀なくされる。
【０００６】
本発明の目的は従来の配線パターンやチップサイズや電気特性を変更することなく、ボンデインクの際の超音波振幅やボンド荷重によって下地の酸化層が露出しない、ボンディングパッドを形成することを可能にすることにある。
すなわち、本発明の目的は、表面硬度のある配線を有する自己走査型発光サイリスタアレイチップの配線構造を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記の配線構造を有する自己走査型発光サイリスタアレイチップにより構成された光プリントヘッドを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、上記の光プリントヘッドを備える光プリンタ等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、配線の材料として、ビッカース硬度が３０Ｈｖ〜４８Ｈｖの範囲の金属を採用する。
【０００８】
例えば、アルミニウム−スカンジウム（Ａｌ−Ｓｃ）合金は、Ａｌ中に結晶格子が近似したＡｌ３Ｓｃを析出させる。Ａｌ３Ｓｃは均一微細に析出する。結晶が微細化するため、硬度が大きくなる。ボンディングパッドの表面硬度が大きくなるため、ワイヤーボンディング時の超音波印加や荷重に対して強くなり、従来のＡｌでは酸化層が露出するような強いボンド条件でも使用できるボンディングパッドが得られる。ただし、硬度が大きくなるとボンダビリティは下がる傾向にあるので、ステッチボンディングを実現し、かつ、下地層の露出に強い硬度として、上記範囲を採用する。
【０００９】
一方、自己走査型発光サイリスタアレイチップ上の配線をＡｌ−Ｓｃ合金で形成した場合、Ａｌで形成した場合に比べて、配線抵抗が１３重量％の上昇で済む。このため、配線材料をＡｌからＡｌ−Ｓｃの合金材料に変更しても、発光サイリスタアレイへの電気的な影響は少なく、配線パターンや配線膜厚を変更することなく、スパッタターゲットを変更するだけで切り替えることができる。
【００１０】
配線材料は、Ａｌ−Ｓｃ合金に限るものではなく、アルミニウム−シリコン（Ａｌ−Ｓｉ）合金を用いることもできる。
【００１１】
３０Ｈｖ〜４８Ｈｖのビッカース硬度を実現するには、Ａｌ−Ｓｃ合金ではＳｃの含有量を、０．０５〜０．１５重量％とするのが好適であり、Ａｌ−Ｓｉ合金の場合には、Ｓｉの含有量を０．１〜１．０重量％とするのが好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
まず、自己走査型発光サイリスタアレイの３つの基本構造について説明する。
図３は、自己走査型発光サイリスタアレイの第１の基本構造の等価回路図である。発光素子として、発光サイリスタＴ（−２）〜Ｔ（＋２）を用い、発光サイリスタＴ（−２）〜Ｔ（＋２）には、各々ゲート電極Ｇ−２〜Ｇ＋２が設けられている。各々のゲート電極には、負荷抵抗ＲＬを介して電源電圧ＶＧＫが印加される。また、各々のゲート電極Ｇ−２〜Ｇ＋２は、相互作用を作るために抵抗ＲＩを介して電気的に接続されている。また、各単体発光サイリスタのアノード電極に、３本の転送クロックライン（φ１，φ２，φ３）が、それぞれ３素子おきに（繰返されるように）接続される。
【００１３】
以下、この自己走査型発光サイリスタアレイの動作を説明する。まず転送クロックφ３がハイレベルとなり、発光サイリスタＴ（０）がオンしているとする。このとき３端子サイリスタの特性から、ゲート電極Ｇ０は零ボルト近くまで引き下げられる。電源電圧ＶＧＫを仮に５ボルトとすると、負荷抵抗ＲＬ、相互作用抵抗ＲＩのネットワークから各発光サイリスタのゲート電圧が決まる。そして、発光サイリスタＴ（０）に近い素子のゲート電圧が最も低下し、以降順にＴ（０）から離れるにしがたいゲート電圧は上昇していく。これは次のように表せる。
ＶＧ０＜ＶＧＩ＝ＶＧ−１＜ＶＧ２＝ＶＧ−２  （１）
【００１４】
これらの電圧の差は負荷抵抗ＲＬ，相互作用抵抗ＲＩの値を適当に選択することにより設定することができる。
【００１５】
３端子サイリスタのアノード側のターンオン電圧ＶＯＮは、ゲート電圧より拡散電位Ｖｄｉｆだけ高い電圧となることが知られている。
ＶＯＮ≒ＶＧ＋Ｖｄｉｆ  （２）
しがたって、アノードにかける電圧をこのターンオン電圧ＶＯＮより高く設定すれば、その発光サイリスタはオンすることになる。
【００１６】
さて、この発光サイリスタＴ（０）がオンしている状態で、次の転送クロックパルスφ１にハイレベル電圧ＶＨを印加する。このクロックパルスφ１は発光サイリスタＴ（+１）とＴ（−２）に同時に加わるが、ハイレベル電圧ＶＨの値を次の範囲に設定すると、発光サイリスタＴ（＋１）のみをオンさせることができる。
ＶＧ−２＜Ｖｄｉｆ＞ＶＨ＞ＶＧ＋１＋Ｖｄｉｆ  （３）
これで発光サイリスタＴ（０），Ｔ（＋１）が同時にオンしていることになる。そしてクロックパルスφ３のハイレベル電圧を切ると、発光サイリスタＴ（０）がオフとなり、オン状態の転送ができたことになる。
【００１７】
このように、自己走査型発光サイリスタアレイでは抵抗ネットワークで、各発光サイリスタのゲート電極間を結ぶことにより、発光サイリスタに転送機能を持たせることが可能となる。上に述べたような原理から、転送ロックφ１，φ２，φ３のハイレベル電圧を順番に互いに少しずつ重なるように設定すれば、発光サイリスタのオン状態は順次転送されていく。すなわち、発光点が順次転送され、自己走査型発光サイリスタアレイを実現することができる。
【００１８】
図４は、自己走査型発光サイリスタアレイの第２の基本構造の等価回路図である。なお、図４において、図３と同一の構成要素には、同一の参照番号を付して示している。
【００１９】
この自己走査型発光サイリスタアレイは、発光サイリスタのゲート電極間の電気的接続の方法としてダイオードを用いている。Ｄ−２〜Ｄ＋２は電気的相互作用を行うダイオードを表す。各単体発光サイリスタのアノード電極に、２本の転送クロックライン（φ１，φ２）がそれぞれ１素子おきに接続される。
【００２０】
以下、この自己走査型発光サイリスタアレイの動作を説明する。まず転送クロックφ２がハイレベルとなり、発光サイリスタＴ（０）がオンしているとする。このとき３端子サイリスタの特性から、ゲート電極Ｇ０は０ボルト近くまで引き下げられる。電源電圧ＶＧＫを仮に５ボルトとすると、抵抗ＲＬ、ダイオードＤ−２〜Ｄ＋２のネットワークから各発光サイリスタのゲート電圧が決まる。そして発光サイリスタＴ（０）に近い素子のゲート電圧が最も低下し、以降順にＴ（０）から離れるにしたがいゲート電圧は上昇していく。
【００２１】
しかしながら、ダイオード特性の一方向性、非対称性から、電圧を下げる効果は、Ｔ（０）の右方向にしか働かない。すなわちゲート電極Ｇ１はＧ０に対し、ダイオードの順方向立ち上がり電圧Ｖｄｉｆだけ高い電圧に設定され、ゲート電極Ｇ２はＧ１に対し、さらにダイオードの順方向立ち上がり電圧Ｖｄｉｆだけ高い電圧に設定される。一方、Ｔ（０）の左側のゲート電極Ｇ−１はダイオードＤ−１が逆バイアスになっているため電流が流れず、したがって電源電圧ＶＧＫと同電位となる。
【００２２】
次の転送クロックパルスφ１は、最近接の発光サイリスタＴ（１）、Ｔ（−１）、そしてＴ（３）およびＴ（−３）等に印加されるが、これらの中で、最もターンオン電圧の最も低い素子はＴ（１）であり、Ｔ（１）のターンオン電圧は約Ｇ１のゲート電圧＋Ｖｄｉｆであるが、これはＶｄｉｆの約２倍である。次にターン電圧の低い素子はＴ（３）であり、Ｖｄｉｆの約４倍である。Ｔ（−１）とＴ（−３）のオン電圧は、約ＶＧＫ＋Ｖｄｉｆとなる。
【００２３】
以上から、転送クロックパルスのハイレベル電圧をＶｄｉｆの約２倍からＶｄｉｆの約４倍の間に設定しておけば、発光サイリスタＴ（１）のみをオンさせることができ、転送動作を行うことができる。
【００２４】
図５は、自己走査型発光サイリスタアレイの第３の基本構造の等価回路図である。なお、図５において、図４と同一の構成要素には、同一の参照番号を付して示している。
【００２５】
この自己走査型発光サイリスタアレイは、スイッチ素子Ｔ（−１）〜Ｔ（２）、書き込み用発光素子Ｌ（−１）〜Ｌ（２）からなる。スイッチ素子部分の構成は、ダイオード接続を用いた例を示している。スイッチ素子のゲート電極Ｇ−１〜Ｇ１は、書き込み用発光素子のゲートにも接続される。書き込み用発光素子のアノードには、書き込み信号Ｓｉｎが加えられている。
【００２６】
以下に、この自己走査型発光サイリスタアレイの動作を説明する。いま、転送素子Ｔ（０）がオン状態にあるとすると、ゲート電極Ｇ０の電圧は、ＶＧＫ（ここでは５ボルトと想定する）より低下し、ほぼ０ボルトとなる。したがって、書き込み信号Ｓｉｎの電圧が、ＰＮ接合の拡散電位（約１ボルト）以上であれば、発光素子Ｌ（０）を発光状態とすることができる。
【００２７】
これに対し、ゲート電極Ｇ−１は約５ボルトであり、ゲート電極Ｇ１は約１ボルトとなる。したがって、発光素子Ｌ（−１）の書き込み電圧は約６ボルト、発光素子Ｌ（１）の書き込み電圧は約２ボルトとなる。これから、発光素子Ｌ（０）のみに書き込める書き込み信号Ｓｉｎの電圧は、約１〜２ボルトの範囲となる。発光素子Ｌ（０）がオン、すなわち発光状態に入ると、書き込み信号Ｓｉｎラインの電圧は約１ボルトに固定されてしまうので、他の発光素子が選択されてしまう、というエラーは防ぐことができる。
【００２８】
発光強度は書き込み信号Ｓｉｎに流す電流量で決められ、任意の強度にて画像書き込みが可能となる。また、発光状態を次の素子に転送するためには、書き込み信号Ｓｉｎラインの電圧を一度０ボルトまで落とし、発光している素子をいったんオフにしておく必要がある。
【００２９】
以上のような自己走査型発光サイリスタアレイは、光プリントヘッドなどに応用可能である。光プリントヘッドなどに応用する場合、ある一定数の発光サイリスタを集積した１つの発光チップを構成し、この発光チップを例えば一列に配列し、所定のサイズの線状光源を形成する。
【００３０】
図６は、自己走査型発光サイリスタアレイチップの具体的な配線パターンのレイアウト図を示す。図中、４１はボンディングパッドを示す。図では、４個のボンディングパッドが存在する例を示している。各ボンディングパッド４１からは、配線４２が延びている。以下、単に配線と言う場合には、ボンディングパッドをも含むものとする。
【００３１】
配線パターンの下には、ＧａＡｓ基板と絶縁するためのＳｉＯ２による酸化層（図示せず）が積層されている。
【００３２】
前述したように、発光サイリスタアレイチップと実装基板との電気的接続には金ワイヤーを用いる。迷光を防止するために、発光サイリスタアレイ側にステッチボンドを施す。ステッチボンドにおいては、ワイヤーボンダーのボンドパラメータとして、ボンディングキャピラリをどのくらいの負荷でボンディングパッドに押し付けるかを示す、ボンド荷重とボンディングキャピラリを介して接着時に印加する超音波をどのくらいの振幅で与えるかを示す、超音波振幅とが、ステッチボンドの接着力に対して支配的である。
【００３３】
発光サイリスタアレイチップは、ウエハあたりの取り数を稼ぐために、ダイサイズとして、（０．１２５ｍｍ〜０．２ｍｍ）×６ｍｍのように細く形成されるのが一般的である。この細いチップを、実装基板上に導電性接着剤を介して接着する。その際、導電性接着剤塗布量のばらつきにより、チップの実装状態がばらつく。塗布量が少ない側にばらついたときには、チップ固定は緩くなる方向であるため、超音波印加の伝達効率が落ち、正常にボンディングができなくなる。このばらつきの影響を吸収するために、超音波振幅の数値を大きくして、チップの固定状態がばらついても、ボンドサイクルが途切れないようにする。
【００３４】
一方、超音波振幅が大きいと、強固に固定されているチップに対しては、過負荷であるため、ボンディングパッド上の配線金属が擦れて、下地の酸化層が露出しやすくなる。酸化層の露出は、発光サイリスタアレイチップの長期信頼性に影響を与えるため、発生を避ける必要がある。よって、高負荷でのボンディングでも下地が露出しない材料が必要となる。
【００３５】
配線膜厚を増やせば、下地の露出は抑制できるが、配線のエッチングを考慮すると配線膜厚増はサイドエッチング量が増加することになるので、結果的に必要なチップ面積が増えることになり、チップコスト増につながるため、配線膜厚を増やすことは避けたい。
【００３６】
配線の膜厚を増やさず、かつ、下地が露出しないことを両立するための配線材料として、以下を使用する。
（１）スカンジウム（Ｓｃ）含有量が０．１５重量％のＡｌ−Ｓｃ合金
（２）スカンジウム（Ｓｃ）含有量が０．０５重量％のＡｌ−Ｓｃ合金
（３）シリコン（Ｓｉ）含有量が１．０重量％のＡｌ−Ｓｉ合金
（４）シリコン（Ｓｉ）含有量が０．１重量％のＡｌ−Ｓｉ合金
【００３７】
合金金属での酸化層露出に対する有効性を確認するため、以下の条件でステッチボンディングの実験を行った。
ワイヤーボンダー：Ｐａｎａｓｏｎｉｃ製  ＨＷ−２７ＨＵ
ボンディングキャピラリ：Ｓｍａｌｌ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｔｏｏｌｓ製  ＳＢＮＳ−３０ＺＡ−ＡＺＭ−１／１６−Ｌ
導電性接着剤：ＡＭＩＣＯＮ  Ｃ−９９２Ｊ＃１０２
金ワイヤー：田中貴金属製  ＦＡ−２０（線径：φ２０μｍ）
実装基板：京セラ  セラミックパッケージ
【００３８】
ボンド荷重を２５ｇｆ一定として、超音波振幅を変更すると、配線材料の膜厚が１．２μｍのとき、酸化層が露出し始める超音波振幅は以下のような結果となった。
ＰｕｒｅＡｌ：６０ｍＷ（ビッカース硬度：２０Ｈｖ）
Ａｌ−Ｓｃ０．１５重量％：１６０ｍＷ（ビッカース硬度：４０Ｈｖ）
Ａｌ−Ｓｃ０．０５重量％：８１ｍＷ（ビッカース硬度：３０Ｈｖ）
Ａｌ−Ｓｉ１．０重量％：１６０ｍＷ（ビッカース硬度：４８Ｈｖ）
Ａｌ−Ｓｉ０．１重量％：８１ｍＷ（ビッカース硬度：３０Ｈｖ）
【００３９】
以上より、ビッカース硬度が３０Ｈｖ以上であれば、ｐｕｒｅＡｌに対して１．３倍の超音波振幅でも酸化層の露出が発生しないことが確認できた。
【００４０】
また、自己走査型発光サイリスタアレイチップの量産条件で配線材料をＰｕｒｅＡｌからＡｌ−Ｓｃ０．１５重量％、Ａｌ−Ｓｃ０．０５重量％、Ａｌ−Ｓｉ１．０重量％およびＡｌ−Ｓｉ０．１重量％合金に変更して、同じ配線パターンを形成したところ、発光サイリスタアレイチップ完成後、配線抵抗は以下のような結果となった。
ＰｕｒｅＡｌ：１．８７Ω
Ａｌ−Ｓｃ０．１５重量％：７．７８Ω（ＰｕｒｅＡｌ対比  ＋１３％）
Ａｌ−Ｓｃ０．０５重量％：７．１４Ω（ＰｕｒｅＡｌ対比  ＋４％）
Ａｌ−Ｓｉ１．０重量％：８．１７Ω（ＰｕｒｅＡｌ対比  ＋１９％）
Ａｌ−Ｓｉ０．１重量％：７．２６Ω（ＰｕｒｅＡｌ対比  ＋６％）
【００４１】
配線抵抗の増大は、発光サイリスタアレイチップの発光量を低下させるが、ＰｕｒｅＡｌとＡｌ−Ｓｃ０．１５重量％合金の配線抵抗比は＋１３重量％、Ａｌ−Ｓｃ０．０５重量％合金の配線抵抗比は＋４％、Ａｌ−Ｓｉ１．０重量％合金の配線抵抗比は＋１９％、Ａｌ−Ｓｉ０．１重量％合金の配線抵抗比は＋６％であり、発光量低下比率としては、ばらつきの範囲内と言える。
【００４２】
以上より、Ａｌ−Ｓｃ０．１５重量％合金、Ａｌ−Ｓｃ０．０５重量％合金、Ａｌ−Ｓｉ１．０重量％合金、またはＡｌ−Ｓｉ０．１重量％合金を配線材料として採用することは、従来の生産プロセスを変更せずに、かつボンディングパッドを強化できることは明らかである。
本実施例によれば、配線材料にＡｌ−Ｓｃ０．１５重量％、Ａｌ−Ｓｃ０．０５重量％合金、Ａｌ−Ｓｉ１．０重量％合金、またはＡｌ−Ｓｉ０．１重量％合金などのビッカース硬度が３０Ｈｖ以上の合金を採用することで、パッド部を強化させながら、従来並の電気特性が得られるため、ステッチボンド条件を強くしても、酸化層を露出させずにステッチボンディングを施すことができる。
【００４３】
以上、本発明の一実施例を説明したが、パッド部を強化させながら、金ワイヤーとの接着力を高めるために、Ａｌ−Ｓｃ０．１５重量％合金層で形成したボンディングパッド上に０．２μｍの金を蒸着してもよい。
この場合、パッド部強度が従来のＡｌより高く、かつ、最表面は金であるため、金ワイヤーとの接合性が高く、ボンド条件を広くとることができる。
【００４４】
図７に、本発明の自己走査型発光サイリスタアレイチップを用いた光プリントヘッドの一例を示す。チップ実装基板７０上に、自己走査型発光サイリスタを列状に配置した複数個の発光素子アレイチップ７１が、主走査方向に実装され、この発光サイリスタアレイチップ７１の発光サイリスタが発光する光の光路上には、主走査が方向に長尺な正立等倍のロッドレンズアレイ７２が、樹脂ハウジング７３により固定されている。ロッドレンズアレイ７２上には、感光ドラム７４が設けられている。また、チップ実装基板７０の下地には発光素子アレイチップ７１の熱を放出するためのヒートシンク７５が設けられ、ハウジング７３とヒートシンク７５は、チップ実装基板７０を間に挟んで止め金具７６により固定されている。
【００４５】
次にこのような光プリントヘッドを用いた光プリンタについて説明する。光プリンタの基本構造を、図８に示す。
【００４６】
光プリンタには、光プリントヘッド１００が設置される。円筒形の感光ドラム１０２の表面に、アモルフアスＳｉ等の光導電性を持つ材料（感光体）が作られている。このドラムは、プリントの速度で回転している。回転しているドラムの感光体表面を帯電器１０４で一様に帯電させる。そして、光プリントヘッド１００で、印字するドットイメージの光を感光体上に照射し、光の当たったところの帯電を中和し、潜像を形成する。続いて、現像器１０６で感光体上の帯電状態にしたがって、トナーを感光体上につける。そして、転写器１０８でカセット１１０中から送られてきた用紙１１２上に、トナーを転写する。用紙は、定着器１１４にて熱等を加えられ定着され、スタッカ１１６に送られる。一方、転写の終了したドラムは、消去ランプ１１８で帯電が全面にわたって中和され、清掃器１２０で残ったトナーが除去される。
【００４７】
このような光プリントヘッドは、プリンタのみならずファクシミリ、複写機にも利用することができる。図９は、ファクシミリ又は複写機の基本構造を示す。図８と同一の構成要件には、同一の参照番号を付して示す。
【００４８】
紙送りローラ１３０で搬送される読取り原稿１２２に光源１２４から光を照射し、反射光を結像レンズ１２６を介して、イメージセンサ１２８で受光する。イメージセンサ１２８の出力に基づいて、光書込みヘッド１００の発光素子アレイ１３２が点灯し、ロッドレンズアレイ１３４を介して感光ドラム１０２に照射される。用紙１１２への印字は、光プリンタで説明したとおりである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】発光サイリスタの基本構造を示す図である。
【図２】自己走査型発光サイリスタアレイチップを実装基板に実装し、ワイヤーボンディングを施した場合の平面図である。
【図３】自己走査型発光サイリスタアレイの第１の基本構造の等価回路図である。
【図４】自己走査型発光サイリスタアレイの第２の基本構造の等価回路図である。
【図５】自己走査型発光サイリスタアレイの第３の基本構造の等価回路図である。
【図６】自己走査型発光サイリスタアレイチップの具体的な配線パターンのレイアウト図である。
【図７】本発明の自己走査型発光サイリスタアレイチップを用いた光プリントヘッドの一例を示す図である。
【図８】光プリンタの基本構造を示す図である。
【図９】ファクシミリ又は複写機の基本構造を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
３１  発光サイリスタアレイチップ
３２  実装基板
３４  電極
３５  ボンディングパッド
３６  金ワイヤー
３７  導電性接着剤
１００  光プリントヘッド
【図１】
2008028186.tif 000003
【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】
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【図８】
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【図９】
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