(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の半導体基板と、
該半導体基板に第１の長辺に沿って列状に配置された複数の発光素子と、
前記半導体基板に第２の長辺に沿って複数の列状に配置された、複数の前記発光素子のそれぞれに対応する複数の電極パッドと、
前記半導体基板に配置された、互いに対応する前記発光素子と前記電極パッドとを接続する複数の配線とを備え、
複数の列状に配置された複数の前記電極パッドのうち、前記第２の長辺に最も近い列に位置する第１電極パッドは、他の列に位置する第２電極パッドよりも面積が大きく、前記半導体基板の第１の短辺または第２の短辺に最も近い端部に位置する第３電極パッドは、前記第２電極パッドよりも面積が大きい、発光素子アレイ。
【請求項２】
前記第１電極パッドは、前記第２の長辺に沿った方向の幅が、前記第２電極パッドの前記第２の長辺に沿った方向の幅以上であり、前記第２電極パッドの前記第２の長辺に直交する方向の長さよりも大きい、請求項１に記載の発光素子アレイ。
【請求項３】
前記第１電極パッドは、前記第２の長辺に直交する方向の長さが、前記第２電極パッドの前記第２の長辺に直交する方向の長さ以上であり、前記第１電極パッドの前記第２の長辺に沿った方向の幅よりも大きい、請求項１に記載の発光素子アレイ。
【請求項４】
前記第３電極パッドは、前記第２の長辺に沿った方向の幅が、前記第２電極パッドの前記第２の長辺に沿った方向の幅以上であり、前記第２電極パッドの前記第１の短辺または前記第２の短辺に沿った方向の長さよりも大きい、請求項１に記載の発光素子アレイ。
【請求項５】
前記第３電極パッドは、前記第１の短辺または前記第２の短辺に沿った方向の長さが、前記第２電極パッドの前記第２の長辺に直交する方向の長さ以上であり、前記第３電極パッドの前記第２の長辺に沿った方向の幅よりも大きい、請求項１に記載の発光素子アレイ。
【請求項６】
前記第１電極パッドは、前記第２電極パッドよりも厚さが大きい、請求項１に記載の発光素子アレイ。
【請求項７】
前記第３電極パッドは、前記第２電極パッドよりも厚さが大きい、請求項１に記載の発光素子アレイ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の発光素子アレイと、
該発光素子アレイに電気的に接続されて前記発光素子を駆動する駆動用回路と、
前記発光素子アレイに光学的に結合されたレンズ部材とを備える、光プリントヘッド。
【請求項９】
請求項８に記載の光プリントヘッドと、
前記駆動用回路に電気的に接続されて前記発光素子を駆動する駆動用電源と、
前記光プリントヘッドによって、帯電した表面が露光される電子写真感光体とを備える、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電子写真式プリンタ等の画像形成装置において露光手段として用いられる光プリントヘッドに用いられる発光素子アレイおよびこれを備える光プリントヘッドならびに画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の光プリンタなどの画像形成装置においては、露光手段として複数の発光ダイオード素子を有する発光素子アレイを主走査方向に配列した光プリントヘッドを採用するものがある。【０００３】
光プリントヘッドを備えた画像形成装置では、画像データに基づいて発光素子アレイにおいて発光ダイオード素子を選択的に発光させるとともに、その光が光プリントヘッドのレンズアレイを介して電子写真感光体に照射されることによって、一様に帯電した電子写真感光体（以下、感光体ともいう）の表面が露光される。露光された感光体の表面には、静電潜像が形成される。感光体に形成された静電潜像は、トナーによる現像等のプロセスを経てトナー像とされ、このトナー像を記録紙に転写して定着することによって画像が記録される。【０００４】
このような光プリントヘッドとしては、それぞれ複数の発光ダイオード素子を有する複数の発光素子アレイを主走査方向に沿って列状に搭載したものが使用されている。【０００５】
光プリントヘッドに用いられる発光素子アレイに対しては、高画質化のために高分解能化すなわち発光素子の高密度化が求められている。また、発光素子の高密度化に対応して、各発光素子に駆動電力を供給するための配線および電極パッドについても高密度化が進められている。【０００６】
そして、電極パッドの高密度化によってその電極パッドへのワイヤボンディングの信頼性が影響を受けることとなることから、信頼性の高いワイヤボンディングが可能な発光素子アレイを提供することが提案されている（例えば特開平11−235843号公報を参照）。
【発明の概要】
【０００７】
本開示の発光素子アレイは、矩形状の半導体基板と、該半導体基板に第１の長辺に沿って列状に配置された複数の発光素子と、前記半導体基板に第２の長辺に沿って複数の列状に配置された、複数の前記発光素子のそれぞれに対応する複数の電極パッドと、前記半導体基板に配置された、互いに対応する前記発光素子と前記電極パッドとを接続する複数の配線とを備える。本開示の発光素子アレイにおいて、複数の列状に配置された複数の前記電極パッドのうち、前記第２の長辺に最も近い列に位置する第１電極パッドは、他の列に位置する第２電極パッドよりも面積が大きく、前記半導体基板の第１の短辺または第２の短辺に最も近い端部に位置する第３電極パッドは、前記第２電極パッドよりも面積が大きい。
【０００８】
本開示の光プリントヘッドは、上記の本開示の発光素子アレイと、該発光素子アレイに電気的に接続されて前記発光素子を駆動する駆動用回路と、前記発光素子アレイに光学的に結合されたレンズ部材とを備える。
【０００９】
本開示の画像形成装置は、上記の本開示の光プリントヘッドと、前記駆動用回路に電気的に接続されて前記発光素子を駆動する駆動用電源と、前記光プリントヘッドによって、帯電した表面が露光される電子写真感光体とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の発光素子アレイの実施形態の第１の例の概略構成を示す平面図である。
【図２】本開示の発光素子アレイの実施形態の第２の例の概略構成を示す平面図である。
【図３】本開示の発光素子アレイの実施形態の第３の例の概略構成を示す平面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本開示の発光素子アレイの実施形態における電極パッドの例の概略構成を示す断面図である。
【図５】本開示の光プリントヘッドの実施形態の一例の概略構成を示す平面図である。
【図６】本開示の画像形成装置の実施形態の一例の概略構成を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
発光素子アレイにおいて高密度に配置された発光素子に駆動電力を供給するために、対応する電極パッドについても高密度化が進められている。発光素子アレイには、矩形状の半導体基板を用いて、その第１の長辺に沿って多数の発光素子が例えば１列に配置され、第２の長辺に沿って同じく多数の電極パッドが配置される。その際、発光素子に比べて面積が大きい電極パッドを高密度に配置するために、特開平11−235843号公報にも開示されているように、電極パッドを２列または３列の複数列に配置することが行なわれている。
【００１２】
しかしながら、高密度に配置された電極パッドは次第に面積が小さくなる傾向にあり、その電極パッドにワイヤボンディングされるワイヤも、例えば径が30μｍ以下程度の細いものが使用されるようになっている。細いワイヤは電極パッドに対する接合強度が低下する傾向にある。また、ワイヤボンディングには超音波による接合が利用されるものの、半導体基板に対しては基板の端部に近くなるほど超音波の伝導が弱くなり、そのためにワイヤの接合強度が低下する傾向にある。
【００１３】
そこで、発光素子アレイにおいて、高密度化した電極パッドに対して、ワイヤボンディングについて良好な接合強度が得られるものが求められている。
【００１４】
本開示の発光素子アレイによれば、複数の列状に配置された複数の前極パッドのうち、矩形状の半導体基板における第２の長辺に最も近い列に位置する第１電極パッドは、他の列に位置する第２電極パッドよりも面積が大きい。このことによって、基板の端部に近い第１電極パッドに対してワイヤボンディング時に伝導させる超音波の強度を向上させることができる。また、第２電極パッドに対するよりも太い径のワイヤを使用することができるため、第１電極パッドにおいてより高い接合強度を得ることができる。その結果、高密度化した電極パッドに対して、ワイヤボンディングについて良好な接合強度を有する発光素子アレイを提供することができる。
【００１５】
以下、本開示の発光素子アレイおよびこれを備える光プリントヘッドならびに画像形成装置について、添付図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
図１は、本開示の発光素子アレイの実施形態の第１の例の概略構成を示す平面図である。図１に示す発光素子アレイ１は、半導体基板２と、複数の発光素子３と、複数の電極パッド４と、複数の配線５とを備えている。なお、図１においては、図示が煩雑になるのを避けるために、電極パッド４および配線５の繰り返しは点線で省略するとともに、開示内容の理解に必要でない部分は波線を用いて図示を省略するなど、簡略化して示している。
【００１７】
半導体基板２は、平面視で矩形状の形状であり、第１の長辺２ａおよび第２の長辺２ｂを有している。複数の発光素子３は、半導体基板２の第１の長辺２ａに沿って列状に配置されている。複数の電極パッド４は、複数の発光素子３のそれぞれに対応するものであり、半導体基板２の第２の長辺２ｂに沿って複数の列状に配置されている。本例では、複数の電極パッド４は３列の列状に配置されている。複数の電極パッド４は、２列の列状に配置されていても、４列の列状に配置されていてもよい。複数の配線５は、互いに対応する発光素子３と電極パッド４とを電気的に接続するものであり、半導体基板２の表面において発光素子３と電極パッド４との間の領域に配置されている。
【００１８】
そして、本開示の発光素子アレイ１においては、複数の列状に配置された複数の電極パッド４のうち、半導体基板２の第２の長辺２ｂに最も近い列に位置する第１電極パッド４ａは、他の列に位置する第２電極パッド４ｂよりも面積が大きい。これにより、半導体基板２の端部に近い位置にある電極パッド４ではワイヤボンディング時に超音波の伝導が低下する傾向にあるのに対して、第１電極パッド４ａに対する超音波の強度を高くして良好な接合強度を確保することができる。あるいは、第１電極パッド４ａに対して第２電極パッド４ｂに比べてより太い径のワイヤを使用することができるので、それによって良好な接合強度を確保することができる。例えば、高密度配置のために第２電極パッド４ｂに対して使用するワイヤの径が20μｍである場合に、第１電極パッド４ａに対して使用するワイヤの径を25μｍと太くすることができる。この場合にはワイヤの断面積は約1.56倍になるので、断面積の増加に応じて接合強度も向上させることができる。その結果、第１電極パッド４ａに対するワイヤボンディングの接合強度が向上し、ワイヤボンディングの信頼性を向上させることができる。従って、この発光素子アレイ１を用いた光プリントヘッドの信頼性および品質を向上させることができる。
【００１９】
第１電極パッド４ａの面積を第２電極パッド４ｂの面積よりも大きくする場合には、図１に示す例のように、第１電極パッド４ａの長さ（第１の長辺２ａと第２の長辺２ｂとの間の大きさ）および幅（第２の長辺２ｂに沿った大きさ）の両方を大きくしてもよい。第１電極パッド４ａの幅を大きくすることによって、第２電極パッド４ｂに対するよりも太い径のワイヤを使用するのに好適となる。第２電極パッド４ｂの長さを大きくすることによって、第２電極パッド４ｂに対するよりも太い径のワイヤを使用するのに好適となるとともに、第２の長辺２ｂからわずかでも離れた位置でワイヤボンディングを行なうことができる。その結果、ワイヤ接合時の超音波の伝導をより良くして強度を高くするのに好適となる。
【００２０】
ここで、ワイヤボンディングによってワイヤが接合される電極パッド４の大きさは、ワイヤボンディングパッドとして必要な大きさに設定すればよいため、複数の発光素子３の配置密度に対応して変更する必要はない。しかし、発光素子３の配置密度が例えば300ｄｐｉから600ｄｐｉへと、さらに600ｄｐｉから1200ｄｐｉへと高密度になると、電極パッド４の個数はそれぞれ２倍に増えることになる。そのため、半導体基板２の第２の長辺２ｂに沿って電極パッド４を列状に配置する場合に、電極パッド４の大きさを調整しても１列には並びきらないようになってくる。このような場合は、電極パッド４を第２の長辺２ｂに沿って、２列〜４列に、例えば図１に示す例のように３列に配置して、発光素子３の配置密度に対応して高密度になるように配置すればよい。
【００２１】
通常の電極パッド４（第２電極パッド４ｂ）の大きさとしては、例えば幅が60μｍ程度で、長さが100μｍ程度とされる。なお、図１に示す例では電極パッド４の形状は矩形の四隅を切り欠いた八角形状であるが、矩形状の形状であってもよく、いずれの場合も同程度の幅および長さに設定される。
【００２２】
これに対して、発光素子アレイ１においては、半導体基板２の第２の長辺２ｂに最も近い列に位置する第１電極パッド４ａの大きさについて、例えば幅を65〜85μｍとし、長さを100〜140μｍとして、他の列に位置する第２電極パッド４ｂよりも面積を大きくしている。
【００２３】
次に、本開示の発光素子アレイ１において、図２に図１と同様の平面図で示すように、複数の列状に配置された複数の電極パッド４のうち、半導体基板２の第１の短辺２ｃまたは第２の短辺（符号なし）に最も近い端部に位置する第３電極パッド４ｃ（第２の短辺側については図示を省略している。）は、第２電極パッド４ｂよりも面積が大きいことが好ましい。図２は、本開示の発光素子アレイの実施形態の第２の例の概略構成を示す平面図である。図２において、図１と同様の構成および機能を有する部分に同じ符号を付しており、重複する説明は省略する。
【００２４】
複数の電極パッド４のうち半導体基板２の第１の短辺２ｃまたは第２の短辺に最も近い電極パッド４（第３電極パッド４ｃ）においても、第２の長辺２ｂに最も近い列に位置する第１電極パッド４ａと同様に、半導体基板２の端部に近いため超音波の伝導が弱くなり、ワイヤの接合強度が低下する傾向にある。これに対して、第１の短辺２ｃまたは第２の短辺に最も近い端部に位置する第３電極パッド４ｃの面積が、第２電極パッド４ｂの面積よりも大きいことによって、第３電極パッド４ｃに対する超音波の強度を高くして良好な接合強度を確保することができる。あるいは、第３電極パッド４ｃに対して第２電極パッド４ｂに比べてより太い径のワイヤを使用することができるので、それにより良好な接合強度を確保することができる。
【００２５】
なお、半導体基板２において第２の短辺は第１の短辺２ｃと反対側の短辺であり、図２においては図の右側に現れている短辺であるが、短辺について左右の位置を区別する必要はないので、図２に示した２ｃを第２の短辺と見ても構わない。
【００２６】
次に、本開示の発光素子アレイ１において、図３に図１および図２と同様の平面図で示すように、複数の列状に配置された複数の電極パッド４のうち、半導体基板２の第２の長辺２ｂに最も近い列に位置する第１電極パッド４ａと、第１の短辺２ｃまたは第２の短辺に最も近い端部に位置する第３電極パッド４ｃとの間に位置する第４電極パッド４ｄについても、第２電極パッド４ｂよりも面積が大きいことが好ましい。図３は、本開示の発光素子アレイの実施形態の第３の例の概略構成を示す平面図である。図３において、図１および図２と同様の構成および機能を有する部分に同じ符号を付しており、重複する説明は省略する。
【００２７】
複数の電極パッド４のうち、半導体基板２の第２の長辺２ｂに最も近い列に位置する第１電極パッド４ａと、第１の短辺２ｃまたは第２の短辺に最も近い端部に位置する第３電極パッド４ｃとの間に位置する第４電極パッド４ｄにおいても、第１電極パッド４ａおよび第３電極パッド４ｃに比べればその影響は減少するものの、半導体基板２の端部に近いため超音波の伝導が弱くなり、ワイヤの接合強度が低下する傾向にある。これに対して、複数の電極パッド４の列の端部に位置する第４電極パッド４ｄの面積が、第２電極パッド４ｂの面積よりも大きいことによって、第４電極パッド４ｄに対する超音波の強度を高くして良好な接合強度を確保することができる。あるいは、第４電極パッド４ｄに対して第２電極パッド４ｂに比べてより太い径のワイヤを使用することができるので、それにより良好な接合強度を確保することができる。
【００２８】
本開示の発光素子アレイ１において、第１電極パッド４ａは、第２の長辺２ｂに沿った方向の幅が、第２電極パッド４ｂの第２の長辺２ｂに沿った方向の幅以上であり、第２電極パッド４ｂの第２の長辺２ｂに直交する方向の長さよりも大きいことが好ましい。この場合には、第１電極パッド４ａに対して、第２電極パッド４ｂに対するよりも太い径のワイヤの使用について有利となるとともに、第１電極パッド４ａと第２の長辺２ｂとの距離が近い場合に第１電極パッド４ａの面積を大きく確保するのに有利となる。
【００２９】
また、本開示の発光素子アレイ１において、第１電極パッド４ａは、第２の長辺２ｂに直交する方向の長さが、第２電極パッド４ｂの第２の長辺２ｂに直交する方向の長さ以上であり、第１電極パッド４ａの第２の長辺２ｂに沿った方向の幅よりも大きいことが好ましい。この形態は、図１〜図３に示した例における第１電極パッド４ａと第２電極パッド４ｂとの関係であると言える。この場合には、第１電極パッド４ａに対して、第２電極パッド４ｂに対するよりも太い径のワイヤの使用について有利となるとともに、隣り合う第１電極パッド４ａ同士の間隔を広く確保できない場合であっても、面積が大きい第１電極パッド４ａを限られたスペースに効率よく配置するのに有利となる。
【００３０】
また、本開示の発光素子アレイ１において、第３電極パッド４ｃは、第２の長辺２ｂに沿った方向の幅が、第２電極パッド４ｂの第２の長辺２ｂに沿った方向の幅以上であり、第２電極パッド４ｂの第１の短辺２ｃまたは第２の短辺に沿った方向の長さよりも大きいことが好ましい。この場合には、第３電極パッド４ｃに対して、第２電極パッド４ｂに対するよりも太い径のワイヤの使用について有利となるとともに、第３電極パッド４ｃと第１の短辺２ｃまたは第２の短辺との距離が近い場合であっても第３電極パッド４ｃに対して印加する超音波について十分な強度を確保するのに有利となる。
【００３１】
また、本開示の発光素子アレイ１においては、第３電極パッド４ｃは、第１の短辺２ｃまたは第２の短辺に沿った方向の長さが、第２電極パッド４ｂの第２の長辺２ｂに直交する方向の長さ以上であり、第３電極パッド４ｃの第２の長辺２ｂに沿った方向の幅よりも大きいことが好ましい。この形態は、図２および図３に示した例における第３電極パッド４ｃと第２電極パッド４ｂとの関係であると言える。この場合には、第３電極パッド４ｃに対して、第２電極パッド４ｂに対するよりも太い径のワイヤの使用について有利となるとともに、第３電極パッド４ｃと第１の短辺２ｃまたは第２の短辺との距離が近い場合に第３電極パッド４ｃの面積を大きく確保するのに有利となる。
【００３２】
以上のような第１電極パッド４ａについての第２電極パッド４ｂに対する大きさの関係、および第３電極パッド４ｃについての第２電極パッド４ｂに対する大きさの関係は、第４電極パッド４ｄについても同様のことが言える。その結果、複数の列状に配置された電極パッド４のうち、第２の長辺２ｂに最も近い列に位置する第１電極パッド４ａ、および第１の短辺２ｃまたは第２の短辺に最も近い端部に位置する第３電極パッド４ｃ、ならびにそれらの間に位置して第１の短辺２ｃまたは第２の短辺に近い端部に位置する第４電極パッド４ｄについて、第２電極パッド４ｂに対するよりも太い径のワイヤを使用して、あるいは第２電極パッド４ｂに対するよりも高い強度で超音波を印加して、良好な接合強度でワイヤボンディングを行なうことができるという点で有利となる。
【００３３】
次に、本開示の発光素子アレイ１において、第１電極パッド４ａは、第２電極パッド４ｂよりも厚さが大きいことが、すなわち厚いことが好ましい。また、第３電極パッド４ｃは、第２電極パッド４ｂよりも厚さが大きいことが好ましい。さらに、第４電極パッド４ｄも、第２電極パッド４ｂよりも厚さが大きいことが好ましい。これにより、第１電極パッド４ａ、第３電極パッド４ｃまたは第４電極パッド４ｄに対して、第２電極パッド４ｂに対するよりも太い径のワイヤを用いて、あるいは第２電極パッド４ｂに対するよりも高い強度の超音波を印加してワイヤボンディングを行なう際に、より厳しい接合条件に対しても耐久性が向上することとなり、良好な接合強度でのワイヤボンディングを安定して行なうことができる点で有利となる。
【００３４】
このように第１電極パッド４ａ、第３電極パッド４ｃまたは第４電極パッド４ｄの厚さを第２電極パッド４ｂの厚さよりも大きく（厚く）する場合の実施形態の例を図４に示す。図４（ａ）および図４（ｂ）は、それぞれ本開示の発光素子アレイの実施形態における電極パッドの例の概略構成を示す断面図である。図４（ａ）は第２電極パッド４ｂについての概略構成を示している。図４（ｂ）は第１電極パッド４ａ、第３電極パッド４ｃまたは第４電極パッド４ｄについての概略構成を示している。
【００３５】
図４（ａ）に示す電極パッド４（第２電極パッド４ｂ）は、例えばシリコン（Ｓｉ）あるいはガリウム砒素（ＧａＡｓ）またはアルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）などの半導体材料からなる半導体基板２の上面に、例えば窒化珪素（ＳｉＮ）などからなる絶縁層７（第１絶縁層７ａ）を介して、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などの導電材料からなる導体層６（第１導体層６ａ）が配置されている。この導体層６が、第２電極パッド４ｂのパッド面に相当する部分である。この導体層６の周囲は、保護層として機能する、例えば窒化珪素などからなる絶縁層７（第２絶縁層７ｂ）が配置されており、その開口部から第２電極パッド４ｂのパッド面として使用される部分が露出している。この第２電極パッド４ｂの厚さは、導体層６（第１導体層６ａ）の厚さにほぼ相当する。
【００３６】
これに対して、図４（ｂ）に示す電極パッド４（第１電極パッド４ａ、第３電極パッド４ｃまたは第４電極パッド４ｄ）においては、図４（ａ）に示す第２電極パッド４ｂと同じく、半導体基板２の上面に、絶縁層７（第１絶縁層７ａ）を介して、導体層６（第１導体層６ａ）が配置されており、この導体層６の周囲に、パッド面として使用される部分を露出させる開口部を有する絶縁層７（第２絶縁層７ｂ）が配置されている。そして、その第１導体層６ａの上に、開口部を介して、パッド面として使用される部分である導体層６（第２導体層６ｂ）が積層されている。この第１電極パッド４ａ、第３電極パッド４ｃまたは第４電極パッド４ｄの厚さは、積層された第１導体層６ａと第２導体層６ｂとの合計の厚さにほぼ相当する。このようにして、第１電極パッド４ａ、第３電極パッド４ｃまたは第４電極パッド４ｄの厚さを、第２電極パッド４ｂの厚さよりも大きくすることができ、ワイヤボンディングに対する耐久性を向上させ、接合強度を向上させることができる。
【００３７】
図４（ａ）および図４（ｂ）に示すような電極パッド４は、いずれもフォトリソグラフィ技術を用いて形成することができる。また、第１電極パッド４ａ、第３電極パッド４ｃまたは第４電極パッド４ｄについて、第１導体層６ａの厚さを第２電極パッド４ｂにおけるよりも厚く形成して、第２電極パッド４ｂと同じ構成で厚さを大きくすることもできる。この場合もフォトリソグラフィ技術を用いて形成することができる。
【００３８】
電極パッド４の厚さについては、発光素子３に供給する駆動電力、導体層６の材質、接合するワイヤの材質および径、ワイヤボンディングの接合条件などに応じて適宜設定すればよい。一例として、第２電極パッド４ｂの厚さを例えば0.7μｍ程度にした場合に、第１電極パッド４ａ、第３電極パッド４ｃまたは第４電極パッド４ｄの厚さは例えば1.5μｍ程度に大きくするとよい。これによって、第２電極パッド４ｂに対するのに比べて太い径のワイヤ、およびより強い接合条件でのワイヤボンディングについても耐久性が向上し、接合強度が向上したワイヤボンディングを安定して行なうことができる。
【００３９】
次に、図５に、本開示の発光素子アレイ１を備える光プリントヘッドの実施形態の一例の概略構成を平面図で示す。この光プリントヘッド10の回路基板11には、複数の発光素子アレイ１が列状に搭載されている。これら複数の発光素子アレイ１は、発光素子３が１列に並ぶように、主走査方向に２列に互い違いに対向するようにして、いわゆる千鳥状に配置されている。駆動用回路13は、複数の発光素子アレイ１における発光素子３の発光を制御する各種駆動信号を供給するものであり、定電流電源としての機能を有している。ここで、駆動用回路13と発光素子アレイ１とを電気的に接続する配線は図示を省略している。なお、これらの配線と発光素子アレイ１の電極パッド４とがワイヤボンディングで接続される。あるいは、発光素子アレイ１のそれぞれに近接して駆動用ＩＣを配置し、その駆動用ＩＣの電極パッドと発光素子アレイ１の対応する電極パッド４とがワイヤボンディングで接続される場合もある。
【００４０】
また、これら複数の発光素子アレイ１の上方（図５においては手前側に相当する）には、一点鎖線で示したレンズ部材14が配置される。レンズ部材14は、発光素子アレイ１に光学的に結合されて、発光素子アレイ１の発光素子３から出射される光を、画像形成装置における電子写真感光体の表面に導くものであり、図示しない部材を介して発光素子アレイ１に対向するように保持されている。レンズ部材14には、例えば複数のロッドレンズを有するロッドレンズアレイなどが用いられる。ロッドレンズは、屈折率分布型の棒状レンズであり、入射した光を電子写真感光体の表面などの照射面に等倍で照射して結像させる正立等倍型の光学系として機能するものである。レンズ部材14は、複数の発光素子アレイ１の発光素子３における発光ダイオード素子群に対応するように、その略直上において主走査方向に列状に並ぶように、例えば１列の直線状に、あるいは２列の千鳥状に配列される。
【００４１】
光プリントヘッド10は、これらに加えて外装および外部の制御回路との接続ケーブルなどの部材を適宜備えて構成される。このような本開示の光プリントヘッド10によれば、本開示の発光素子アレイ１を備えることから、良好な接合強度のワイヤボンディングによって発光素子アレイ１の信頼性に優れているので、信頼性の高い光プリントヘッド10を提供することができる。
【００４２】
次に、図６は、本開示の画像形成装置の実施形態の一例の概略構成を表す模式的断面図である。本例の画像形成装置100は、画像形成方式として電子写真方式のカールソン法を採用したものであり、図６に示すように、電子写真感光体（感光体）20，帯電器21，露光器としての光プリントヘッド10，現像器23，転写器24，定着器25，クリーニング器26および除電器27を備えている。
【００４３】
帯電器21は、図６中に矢印Ａで示す方向に回転する感光体20の表面を正極性または負極性に帯電する役割を担うものである。帯電電圧は、負帯電であれば、例えば−1000Ｖ以上−200Ｖ以下に設定される。本例における帯電器21には、例えば芯金を導電性ゴムおよびポリフッ化ビニリデンによって被覆して構成される接触型帯電器が採用される。帯電器21には、これに代えて、放電ワイヤを備える非接触型帯電器（例えばコロナ帯電器）を採用してもよい。
【００４４】
光プリントヘッド10は、帯電した感光体20の表面に露光して、感光体20に静電潜像を形成する役割を担うものである。具体的には、光プリントヘッド10は、画像信号に応じて感光体20の感光層によって十分に吸収される波長λ（感光層が非晶質珪素材料を含むものからなる場合であれば、例えば650ｎｍなど）の露光を、一様に帯電した感光体20の表面に照射することにより、帯電状態にある感光体20の露光部分の電位を減衰させて静電潜像を形成する。この露光の波長λは、感光体20の光感度にもよるが、例えば400〜680ｎｍが好適である。
【００４５】
また、光プリントヘッド10には、駆動用回路13を介して複数の電極パッド４の各々に電気的に接続されて複数の発光素子３を駆動し発光させるための、駆動電力を供給する定電流電源（図示せず）が接続されている。さらに、光プリントヘッド10には、形成する画像のパターンに応じて複数の発光素子３を駆動するための駆動信号（制御信号）を供給する制御回路が、駆動用回路13に電気的に接続されている。
【００４６】
現像器23は、感光体20の静電潜像を現像してトナー像を形成する役割を担うものである。本例における現像器23は、乾式現像方式であり、現像剤（トナー）Ｔを磁気的に保持する磁気ローラ23Ａを備えている。
【００４７】
現像剤Ｔは、感光体20の表面上に形成されるトナー像を構成するものであり、現像器23において摩擦帯電させる。現像剤Ｔとしては、例えば磁性キャリアおよび絶縁性トナーを含んでなる２成分系現像剤と、磁性トナーを含んでなる１成分系現像剤とが挙げられる。
【００４８】
磁気ローラ23Ａは、感光体20の表面（現像領域）に現像剤Ｔを搬送する役割を担うものである。磁気ローラ23Ａは、現像器23において摩擦帯電した現像剤Ｔを一定の穂長に調整された磁気ブラシの形で搬送する。この搬送された現像剤Ｔは、感光体20の現像領域において、静電潜像の静電引力によって感光体20の表面に付着してトナー像を形成し、静電潜像を可視化する。トナー像の帯電極性は、正規現像によって画像形成を行なう場合には感光体20の表面の帯電極性と逆極性とされ、反転現像によって画像形成を行なう場合には感光体20の表面の帯電極性と同極性とされる。
【００４９】
また、現像器23には液体現像方式の現像器を用いてもよい。液体現像方式の現像器は、トナーを含有する液体現像剤を貯溜する液体現像剤タンクをその外部に備える。液体現像剤は、トナー粒子と絶縁性液体であるキャリア液とからなる。キャリア液はシリコーンオイル等の非極性、すなわち電気的に中性の溶媒であり、その中にトナー粒子が高濃度で分散するように調整されている。トナー粒子は、エポキシ等のバインダー樹脂、トナーに所定の電荷を与える荷電制御剤、着色顔料などから構成されている。
【００５０】
液体現像方式の現像器の内部には、現像ローラに液体現像剤を供給する機構を有しており、液体現像剤を供給された現像ローラが感光体20の表面に当接して、感光体20の表面に液体現像剤を供給する。そして、液体現像剤を、現像剤担持体としての現像ローラから、静電潜像が形成された感光体20に供給することにより、感光体20上にトナー像を形成することができる。
【００５１】
転写器24は、感光体20と転写器24との間の転写領域に供給された、例えば紙などの記録媒体22に、感光体20のトナー像を転写する役割を担うものである。本例における転写器24は、転写用放電器24Ａおよび分離用放電器24Ｂを備えている。転写器24では、転写用放電器24Ａによって記録媒体22の背面（非記録面）がトナー像とは逆極性に帯電し、この帯電電荷とトナー像との静電引力によって記録媒体22上にトナー像が転写される。また、転写器24では、トナー像の転写と同時的に分離用放電器24Ｂにおいて、記録媒体22の背面における帯電が交流放電によって消去され、記録媒体22が感光体20の表面から速やかに分離される。
【００５２】
また、転写器24としては、感光体20の回転に従動し、かつ感光体20とは微小間隙（通常は0.5ｍｍ以下）を介して配置された転写ローラを用いることも可能である。転写ローラは、例えば直流電源を用いて、感光体20上のトナー像を記録媒体22上に引き付けるような転写電圧を印加するように構成される。転写ローラを用いる場合には、分離用放電器24Ｂのような転写分離装置は省略することができる。
【００５３】
定着器25は、記録媒体22に転写されたトナー像を記録媒体22に定着させる役割を担うものであり、一対の定着ローラ25Ａ，25Ｂを備えている。定着ローラ25Ａ，25Ｂは、例えば金属ローラ上をポリテトラフルオロエチレンなどで表面被覆したものが用いられる。定着器25では、一対の定着ローラ25Ａ，25Ｂの間を通過させる記録媒体22に対して熱および圧力などを作用させることにより、記録媒体22にトナー像を定着させることができる。
【００５４】
クリーニング器26は、転写後に感光体20の表面に残存するトナーを除去する役割を担うものである。本例のクリーニング器26はクリーニングブレード26Ａを備えている。クリーニングブレード26Ａは、感光体20の表面から残留トナーを掻き取る役割を担うものである。クリーニングブレード26Ａは、例えばポリウレタン樹脂を主成分としたゴム材料で形成されている。
【００５５】
除電器27は、静電潜像として残っている感光体20の表面電荷を除去する役割を担うものである。本例の除電器27は感光体20への露光によって除電を行なうものであり、特定波長（例えば780ｎｍ以上）の光を出射可能なものが使用される。除電器27は、例えば発光ダイオードなどの光源を用いて感光体20の表面の軸方向全体に光照射することにより、感光体20の表面電荷（残余の静電潜像）を除去するように構成されている。
【００５６】
本開示の画像形成装置100によれば、本開示の光プリントヘッド10を備えることから、良好な接合強度のワイヤボンディングによって発光素子アレイ１の信頼性に優れているので、高画質の画像を得ることができるとともに信頼性の高い画像形成装置を提供することができる。
【００５７】
本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示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。
【符号の説明】
【００５８】
１…発光素子アレイ
２…半導体基板
２ａ…第１の長辺
２ｂ…第２の長辺
２ｃ…第１の短辺
３…発光素子
４…電極パッド
４ａ…第１電極パッド
４ｂ…第２電極パッド
４ｃ…第３電極パッド
４ｄ…第４電極パッド
５…配線
６…導体層
６ａ…第１導体層
６ｂ…第２導体層
７…絶縁層
７ａ…第１絶縁層
７ｂ…第２絶縁層
10…光プリントヘッド
11…回路基板
13…駆動用回路
14…レンズ部材
20…電子写真感光体（感光体）
100…画像形成装置
【要約】
本開示の発光素子アレイは、矩形状の半導体基板と、半導体基板に第１の長辺に沿って列状に配置された複数の発光素子と、半導体基板に第２の長辺に沿って複数の列状に配置された複数の電極パッドと、半導体基板に配置された、発光素子と電極パッドとを接続する複数の配線とを備える。複数の列状に配置された複数の電極パッドのうち、第２の長辺に最も近い列に位置する第１電極パッドは、他の列に位置する第２電極パッドよりも面積が大きい。【図１】
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【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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