(57)【要約】【課題】光硬化性樹脂を硬化させることでマイクロレンズをＬＥＤ上に形成する際に、光硬化性樹脂のはみ出しを抑制し、マイクロレンズ成形型の離型性がよい発光素子アレイチップの製造方法等を提供する。【解決手段】基板と、基板の表面に形成されマイクロレンズ１０３の形状の転写形状を有する複数の孔部２０５と、孔部２０５の外周領域に形成され底部にクロム膜２０３が形成された凹部２０２とを有するマイクロレンズ成形型２００を光硬化性樹脂３０２に押圧することで、孔部２０５および凹部２０２に光硬化性樹脂３０２を収容する工程と、光を照射し、孔部２０５に収容した光硬化性樹脂３０２は硬化させ、凹部２０２に収容した光硬化性樹脂３０２は遮光膜としてのクロム膜２０３により未硬化にする工程と、未硬化の光硬化性樹脂３０２を除去する工程と、を含むことでＬＥＤ１０２にマイクロレンズ１０３を形成することを特徴とする発光素子アレイチップ１００の製造方法。【選択図】図７
2009188237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、当該基板の表面に形成されマイクロレンズの形状の転写形状を有する複数の孔部と、当該孔部の外周領域に形成され底部に遮光膜が形成された凹部とを有するマイクロレンズ成形型を光硬化性樹脂に押圧することで、当該孔部および当該凹部に当該光硬化性樹脂を収容する工程と、
光を照射し、前記孔部に収容した光硬化性樹脂は硬化させ、前記凹部に収容した光硬化性樹脂は前記遮光膜により未硬化にする工程と、
未硬化の前記光硬化性樹脂を除去する工程と、
を含むことで発光素子にマイクロレンズを形成することを特徴とする発光素子アレイチップの製造方法。
【請求項２】
前記凹部は、前記マイクロレンズ成形型の一の端部から他の端部に貫通する溝形状をなすことを特徴とする請求項１に記載の発光素子アレイチップの製造方法。
【請求項３】
前記凹部は、複数の異なる方向に対し設けられることを特徴とする請求項２に記載の発光素子アレイチップの製造方法。
【請求項４】
前記除去は、前記凹部に洗浄液を供給し、当該凹部を洗浄することにより行うことを特徴とする請求項２に記載の発光素子アレイチップの製造方法。
【請求項５】
前記凹部は、前記マイクロレンズ成形型を前記光硬化性樹脂に押圧する際に前記発光素子アレイチップのボンディングパッドの位置に対応する位置に形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光素子アレイチップの製造方法。
【請求項６】
前記凹部は、前記マイクロレンズ成形型を前記光硬化性樹脂に押圧する際に前記発光素子が形成されたウエハの端部に対応する位置に形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光素子アレイチップの製造方法。
【請求項７】
前記発光素子アレイチップは、自己走査型発光素子アレイチップであることを特徴とする請求項１に記載の発光素子アレイチップの製造方法。
【請求項８】
基板と、
前記基板の表面に形成され、マイクロレンズの形状の転写形状を有する複数の孔部と、
前記孔部の外周領域に形成され、底部に遮光膜が形成された凹部と、
を有することを特徴とするマイクロレンズ成形型。
【請求項９】
前記凹部は、前記基板の一の端部から他の端部に貫通することを特徴とする請求項８に記載のマイクロレンズ成形型。
【請求項１０】
発光素子アレイチップを主走査方向に複数配列してなる発光素子アレイと、
前記発光素子アレイの光出力を結像させる光学素子と、を有し、
前記発光素子アレイチップは、
基板と、当該基板の表面に形成されマイクロレンズの形状の転写形状を有する複数の孔部と、当該孔部の外周領域に形成され底部に遮光膜が形成された凹部とを有するマイクロレンズ成形型を光硬化性樹脂に押圧し、光を照射して当該マイクロレンズ成形型に遮光膜が形成されていない部分に収容された当該光硬化性樹脂は硬化させ、当該マイクロレンズ成形型の遮光膜が形成されている部分に収容された当該光硬化性樹脂は未硬化として除去することで、発光素子にマイクロレンズを有する発光素子を備えることを特徴とする発光素子ヘッド。
【請求項１１】
トナー像を形成させるトナー像形成手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記トナー像を記録媒体に定着する定着手段と、を有し、
前記トナー像形成手段は、
基板と、当該基板の表面に形成されマイクロレンズの形状の転写形状を有する複数の孔部と、当該孔部の外周領域に形成され底部に遮光膜が形成された凹部とを有するマイクロレンズ成形型を光硬化性樹脂に押圧し、光を照射して当該マイクロレンズ成形型に遮光膜が形成されていない部分に収容された当該光硬化性樹脂は硬化させ、当該マイクロレンズ成形型の遮光膜が形成されている部分に収容された当該光硬化性樹脂は未硬化として除去することで、発光素子にマイクロレンズを形成した発光素子ヘッドを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子アレイチップの製造方法等に関し、特に発光素子にマイクロレンズを形成した発光素子アレイチップの製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用した、プリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、一様に帯電された感光体上に、画像情報を光記録手段によって照射することにより静電潜像を得た後、この静電潜像にトナーを付加して可視化し、記録紙上に転写して定着することによって画像形成が行なわれる。かかる光記録手段として、レーザを用いて主走査方向にレーザ光を走査させて露光する光走査方式の他、近年では、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）アレイ光源を主走査方向に多数、配列してなるＬＥＤヘッドを用いた光記録手段が採用されている。
【０００３】
このＬＥＤアレイ光源を用いた画像形成装置は、光走査方式の画像形成装置に比べて、スキャンする空間が不要となり、駆動系が不要となることから、画像形成装置全体が小型化し、信頼性が向上するという利点がある。また、振動や熱による光学系の変形に強いという利点もある。
【０００４】
一方、ＬＥＤアレイ光源における各ＬＥＤ素子は、光の放射角が広いので感光ドラムに対して、効率よく光を入射させにくい。この点を解決するため、特許文献１では、各ＬＥＤ素子に対応させたマイクロレンズ等のレンズを組み込んだマイクロレンズアレイが提案されている。
【０００５】
このマイクロレンズアレイの作製方法は、種々提案されており、例えば、特許文献２では、発光素子アレイが形成された発光素子基板上に透明樹脂層を形成し、透明樹脂層に各発光素子に対応する位置に凸状（又は凹状）の段差を形成し、段差が形成された透明樹脂層を加熱することで各段差部分を非球面性の高いレンズ形状に変形させてマイクロレンズアレイを一体に形成する方法が提案されている。
また特許文献３では、凹部群を形成した成形面の上に高屈折樹脂を塗布し、ガラス基板を押しつけ展開させ、高屈折樹脂を硬化させることでマイクロレンズアレイを製造する方法が提案されている。
そして特許文献４では、スペーサ付き成形型を用いたマイクロレンズアレイの製造方法が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２４０４２号公報
【特許文献２】特開平１１−２０２１０３号公報
【特許文献３】特開平１１−１２３７７１号公報
【特許文献４】特開２００６−３２７１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
樹脂を成形型を利用して成形することにより発光素子にマイクロアレイレンズを形成する方式では、樹脂のはみ出しを抑制すると共に成形型の離型を簡単に行うことも求められる。
本発明の目的は、成形時の樹脂のはみ出しを抑制すると共に成形型の離型を簡単に行うことができる発光素子アレイチップの製造方法等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、基板と、当該基板の表面に形成されマイクロレンズの形状の転写形状を有する複数の孔部と、当該孔部の外周領域に形成され底部に遮光膜が形成された凹部とを有するマイクロレンズ成形型を光硬化性樹脂に押圧することで、当該孔部および当該凹部に当該光硬化性樹脂を収容する工程と、光を照射し、前記孔部に収容した光硬化性樹脂は硬化させ、前記凹部に収容した光硬化性樹脂は前記遮光膜により未硬化にする工程と、未硬化の前記光硬化性樹脂を除去する工程と、を含むことで発光素子にマイクロレンズを形成することを特徴とする発光素子アレイチップの製造方法である。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記凹部は、前記マイクロレンズ成形型の一の端部から他の端部に貫通する溝形状をなすことを特徴とする請求項１に記載の発光素子アレイチップの製造方法である。
請求項３に係る発明は、前記凹部は、複数の異なる方向に対し設けられることを特徴とする請求項２に記載の発光素子アレイチップの製造方法である。
請求項４に係る発明は、前記除去は、前記凹部に洗浄液を供給し、当該凹部を洗浄することにより行うことを特徴とする請求項２に記載の発光素子アレイチップの製造方法である。
請求項５に係る発明は、前記凹部は、前記マイクロレンズ成形型を前記光硬化性樹脂に押圧する際に前記発光素子アレイチップのボンディングパッドの位置に対応する位置に形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光素子アレイチップの製造方法である。
請求項６に係る発明は、前記凹部は、前記マイクロレンズ成形型を前記光硬化性樹脂に押圧する際に前記発光素子が形成されたウエハの端部に対応する位置に形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光素子アレイチップの製造方法である。
請求項７に係る発明は、前記発光素子アレイチップは、自己走査型発光素子アレイチップであることを特徴とする請求項１に記載の発光素子アレイチップの製造方法である。
【００１０】
請求項８に係る発明は、基板と、前記基板の表面に形成され、マイクロレンズの形状の転写形状を有する複数の孔部と、前記孔部の外周領域に形成され、底部に遮光膜が形成された凹部と、を有することを特徴とするマイクロレンズ成形型である。
【００１１】
請求項９に係る発明は、前記凹部は、前記基板の一の端部から他の端部に貫通することを特徴とする請求項８に記載のマイクロレンズ成形型である。
【００１２】
請求項１０に係る発明は、発光素子アレイチップを主走査方向に複数配列してなる発光素子アレイと、前記発光素子アレイの光出力を結像させる光学素子と、を有し、前記発光素子アレイチップは、基板と、当該基板の表面に形成されマイクロレンズの形状の転写形状を有する複数の孔部と、当該孔部の外周領域に形成され底部に遮光膜が形成された凹部とを有するマイクロレンズ成形型を光硬化性樹脂に押圧し、光を照射して当該マイクロレンズ成形型に遮光膜が形成されていない部分に収容された当該光硬化性樹脂は硬化させ、当該マイクロレンズ成形型の遮光膜が形成されている部分に収容された当該光硬化性樹脂は未硬化として除去することで、発光素子にマイクロレンズを有する発光素子を備えることを特徴とする発光素子ヘッドである。
【００１３】
請求項１１に係る発明は、トナー像を形成させるトナー像形成手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記トナー像を記録媒体に定着する定着手段と、を有し、前記トナー像形成手段は、基板と、当該基板の表面に形成されマイクロレンズの形状の転写形状を有する複数の孔部と、当該孔部の外周領域に形成され底部に遮光膜が形成された凹部とを有するマイクロレンズ成形型を光硬化性樹脂に押圧し、光を照射して当該マイクロレンズ成形型に遮光膜が形成されていない部分に収容された当該光硬化性樹脂は硬化させ、当該マイクロレンズ成形型の遮光膜が形成されている部分に収容された当該光硬化性樹脂は未硬化として除去することで、発光素子にマイクロレンズを形成した発光素子ヘッドを備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、底部に遮光膜が形成された凹部を設けたマイクロレンズ成形型を使用しマイクロレンズを成形することで、樹脂のはみ出しを抑制し、マイクロレンズ成形型の離型性に優れた発光素子アレイチップの製造方法が実現できる。
請求項２の発明によれば、凹部をマイクロレンズ成形型の一の端部から他の端部へ貫通する溝形状とすることで、マイクロレンズ成形型の離型性が向上するため、より生産性の高い発光素子アレイチップの製造方法が実現できる。
請求項３の発明によれば、凹部を複数の異なる方向に設けることで、更にマイクロレンズ成形型の離型性に優れた発光素子アレイチップの製造方法が実現できる。
請求項４の発明によれば、凹部に洗浄液を供給し凹部を洗浄することで、より簡単に光硬化性樹脂の除去ができるため、より生産性が高い発光素子アレイチップの製造方法が実現できる。
請求項５の発明によれば、ボンディングパッドに対応する位置に凹部を設けることで、ボンディングパッドの位置には、光硬化性樹脂が残存しない発光素子アレイチップの製造方法が実現できる。
請求項６の発明によれば、発光素子が形成されたウエハの端部に対応する位置に凹部を設けることで、この部分が離型開始点となるため、マイクロレンズ成形型の離型性がより優れた発光素子アレイチップの製造方法が実現できる。
請求項７の発明によれば、発光素子アレイチップを自己走査型発光素子アレイチップとすることで、より小さい発光素子アレイチップを製造することができる。
請求項８の発明によれば、底部に遮光膜が形成された凹部を設けることで、マイクロレンズを成形する際に樹脂のはみ出しを抑制することができ、また離型性に優れたマイクロレンズ成形型を実現できる。
請求項９の発明によれば、凹部を基板の一の端部から他の端部へ貫通する溝形状とすることで、より離型性に優れたマイクロレンズ成形型を実現できる。
請求項１０の発明によれば、より精度の高いマイクロレンズを形成することができるため、より光出力の強度が大きい発光素子ヘッドが実現できる。
請求項１１の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、より光出力の強度が大きい発光素子ヘッドを備えるため、より高い画質を有する画像形成装置が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明は、以下の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。また、使用する図面は、本実施の形態を説明するために使用するものであり、実際の大きさを表すものではない。
【００１６】
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図である。
図１に示す画像形成装置１は、一般にタンデム型と呼ばれる画像形成装置であって、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系１０、画像プロセス系１０を制御する画像出力制御部３０、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２や画像読取装置（ＩＩＴ：Image Input Terminal）３に接続され、これらから受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理部（ＩＰＳ:Image Processing System）４０を備えている。
【００１７】
画像プロセス系１０は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置される複数のエンジンからなるトナー像形成手段の一例としての画像形成ユニット１１を備えている。この画像形成ユニット１１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋから構成されており、夫々、静電潜像を形成してトナー像を形成させる像保持体（感光体）である感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を一様に帯電する帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を露光する発光装置である発光素子ヘッド１４、発光素子ヘッド１４によって得られた潜像を現像する現像器１５を備えている。また、画像プロセス系１０は、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２にて画像形成された各色のトナー像を記録媒体の一例としての記録用紙に多重転写させるために、この記録用紙を搬送する用紙搬送ベルト２１、用紙搬送ベルト２１を駆動させるロールである駆動ロール２２、感光体ドラム１２のトナー像を記録用紙に転写させる転写手段の一例としての転写ロール２３を備えている。
【００１８】
ＰＣ２やＩＩＴ３から入力された画像信号は、画像処理部４０によって画像処理が施され、インタフェースを介して各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに供給される。画像プロセス系１０は、画像出力制御部３０から供給された同期信号等の制御信号に基づいて動作する。まず、イエローの画像形成ユニット１１Ｙでは、帯電器１３により帯電された感光体ドラム１２の表面に、画像処理部４０から得られた画像信号に基づき、発光素子ヘッド１４によって静電潜像を形成する。形成された静電潜像に対して現像器１５によってイエローのトナー像を形成し、形成されたイエローのトナー像は、図の矢印方向に回動する用紙搬送ベルト２１上の記録用紙に転写ロール２３を用いて転写される。同様にして、マゼンタ、シアン、黒のトナー像が各々の感光体ドラム１２上に形成され、用紙搬送ベルト２１上の記録用紙に転写ロール２３を用いて多重転写される。多重転写された記録用紙上のトナー像は、定着手段の一例としての定着器２４に搬送されて、熱および圧力によって記録用紙に定着される。
【００１９】
図２は、本実施の形態が適用される発光素子ヘッド１４の構成を示した図である。発光素子ヘッド１４は、記録素子（発光素子）として多数のＬＥＤが配列された発光素子アレイ５１、発光素子アレイ５１を支持すると共に発光素子アレイ５１の駆動を制御するための回路が形成されたプリント基板５２、各ＬＥＤから出射された光出力を感光体ドラム１２上に結像させる光学素子であるセルフォックレンズアレイ（ＳＬＡ：登録商標）５３を備え、プリント基板５２およびセルフォックレンズアレイ５３は、ハウジング５４に保持されている。発光素子アレイ５１は、ＬＥＤが主走査方向に画素数分、配列されたものからなる。例えば、Ａ３サイズの短手（２９７ｍｍ）を主走査方向とする場合、６００ｄｐｉの解像度では、約４２.３μｍ毎に７０４０個のＬＥＤが配列されることになる。なお、本実施の形態では、ＬＥＤが一直線上に並べられており、実際にはサイドレジずれ等を考慮して７６８０個のＬＥＤが配列されている。
【００２０】
図３は、発光素子アレイ５１の構造を説明した概略図である。
図３に示した発光素子アレイ５１は、複数の発光素子アレイチップ１００が主走査方向に千鳥状に配列する。
発光素子アレイチップ１００は、矩形形状であり両側に配線等を行うスペースであるボンディングパッド１０１を備える。このようにボンディングパッド１０１を配すれば、ほぼボンディングパッド１０１自体が必要とする幅までチップ幅を小さくできる利点がある。
また発光素子アレイチップ１００において両側のボンディングパッド１０１に挟まれる領域には、発光素子であるＬＥＤ１０２が主走査方向である矩形の長辺に沿って直線状に等間隔で配列する。ここで、ＬＥＤ１０２は、発光素子アレイチップ１００の長辺の一方に寄せて配置される。そして奇数番目の発光素子アレイチップ１００と偶数番目の発光素子アレイチップ１００とは、ＬＥＤ１０２が向かい合わせになるように、また、ボンディングパッド１０１を重ねるようにして配置される。このような配置により全てのＬＥＤ１０２を、主走査方向に対し等間隔に並べて配置することができる。
また各ＬＥＤ１０２上には図示しないマイクロレンズ１０３が取り付けられている。
【００２１】
図４（ａ）〜（ｂ）は、発光素子アレイチップ１００の構造を説明した図である。
図４（ａ）は、発光素子アレイチップ１００をＬＥＤ１０２の光が出射する方向から見た図である。また図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
上述の通り、発光素子アレイチップ１００には、その両側にボンディングパッド１０１が配され、また両側のボンディングパッド１０１に挟まれる領域には、ＬＥＤ１０２が直線状に等間隔に配されている。それぞれのＬＥＤ１０２には光が出射する側にマイクロレンズ１０３が形成されている。このマイクロレンズ１０３は、ＬＥＤ１０２から出射した光を集光し、感光体ドラム１２（図２参照）に対して、効率よく光を入射させることができる。
このマイクロレンズ１０３は、光硬化性樹脂等の透明樹脂からなり、より効率よく光を集光するためその表面は非球面形状をとることが好ましい。また、マイクロレンズ１０３の大きさ、厚さ、焦点距離等は、使用されるＬＥＤ１０２の波長、使用される光硬化性樹脂の屈折率等により適宜決定される。
【００２２】
なお、本実施の形態では、発光素子アレイチップ１００として自己走査型発光素子アレイを使用するのが好ましい。自己走査型発光素子アレイは、発光素子アレイの構成要素としてｐｎｐｎ構造を持つ発光サイリスタを用い、発光素子の自己走査が実現できるように構成したものであり、特開平１−２３８９６２号公報、特開平２−１４５８４号公報、特開平２−９２６５０号公報、特開平２−９２６５１号公報に開示されている。また、特開平２−２６３６６８号公報には、転送素子アレイを転送部として、発光部である発光素子アレイと分離した構造の自己走査型発光素子アレイが開示されている。
【００２３】
図５は、分離タイブの自己走査型発光素子アレイの等価回路図である。この自己走査
型発光素子アレイは、転送用サイリスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３，…、書込み用発光サイリスタＬ１，Ｌ２，Ｌ３，…からなる。転送部の構成は、ダイオード接続を用いている。ＶＧＫは電源（通常５Ｖ）であり、電源ライン７２から各負荷抵抗ＲＬを経て各転送用サイリスタのゲート電極Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，…に接続されている。また、転送用サイリスタのゲート電極Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，…は、書込み用発光サイリスタのゲート電極にも接続される。転送用サイリスタＴ１のゲート電極にはスタートパルスφＳが加えられ、転送用サイリスタのアノード電極には、交互に転送用クロックパルスφ１，φ２が加えられる。これらクロックパルスφ１，φ２は、クロックパルスライン７４，７６を経て供給される。書込み用発光サイリスタのアノード電極には、信号ライン７８を経て、書込み信号φＩが加えられている。
【００２４】
次に動作を簡単に説明する。まず転送用クロックパルスφ１の電圧がハイレベルで転送用サイリスタＴ２がオン状態であるとする。このとき、ゲート電極Ｇ２の電位はＶＧＫの５Ｖからほぼ０Ｖにまで低下する。この電位降下の影響はダイオードＤ２によってゲート電極Ｇ３に伝えられ、その電位を約１Ｖに（ダイオードＤ２の順方向立上り電圧（拡散電位に等しい））に設定する。しかし、ダイオードＤ１は逆バイアス状態であるためゲート電極Ｇ１への電位の接続は行われず、ゲート電極Ｇ１の電位は５Ｖのままとなる。発光サイリスタのオン電位は、ゲート電極電位＋ｐｎ接合の拡散電位（約１Ｖ）で近似されるから、次の転送用クロックパルスφ２のＨレベル電圧は約２Ｖ（転送用サイリスタＴ３をオンさせるために必要な電圧）以上でありかつ約４Ｖ（転送用サイリスタＴ４をオンさせるために必要な電圧）以下に設定しておけば転送用サイリスタＴ３のみがオンし、これ以外の転送用サイリスタはオフのままにすることができる。従って２本の転送用クロックパルスでオン状態が転送されることになる。
【００２５】
スタートパルスφＳは、このような転送動作を開始させるためのパルスであり、スタートパルスφＳをＬレベル（約０Ｖ）にすると同時に転送用クロックパルスφ２をＨレベル（約２〜約４Ｖ）とし、転送用サイリスタＴ１をオンさせる。その後すぐ、スタートパルスφＳはＨレベルに戻される。
【００２６】
いま、転送用サイリスタＴ２がオン状態にあるとすると、ゲート電極Ｇ２の電位は、ＶＧＫ（ここでは５Ｖと想定する）より低下し、ほぼ０Ｖとなる。したがって、書込み信号φＩの電圧が、ｐｎ接合の拡散電位（約１Ｖ）以上であれば、書込み用発光サイリスタＬ２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Ｇ１は約５Ｖであり、ゲート電極Ｇ３は約１Ｖとなる。したがって、書込み用発光サイリスタＬ１の書込み電圧は約６Ｖ、書込み用発光サイリスタＬ３の書込み電圧は約２Ｖとなる。これから、書込み用発光サイリスタＬ２のみに書き込める書込み信号φＩの電圧は、１〜２Ｖの範囲となる。書込み用発光サイリスタＬ２がオン、すなわち発光状態に入ると、発光強度は書込み信号φＩに流す電流量で決められ、任意の強度にて画像書込みが可能となる。また、発光状態を次の発光素子に転送するためには、書込み信号φＩラインの電圧を一度０Ｖまでおとし、発光している発光素子をいったんオフにしておく必要がある。
【００２８】
次にＬＥＤ１０２上にマイクロレンズ１０３を形成し、発光素子アレイチップ１００を製造する方法について説明する。
図６（ａ）〜（ｆ）および図７（ａ）〜（ｅ）は、ＬＥＤ１０２上にマイクロレンズ１０３を形成し、発光素子アレイチップ１００を製造する工程を説明した図である。
この工程は、大きく分けてマイクロレンズ１０３を形成するためのマイクロレンズ成形型２００を作成する工程（図６（ａ）〜（ｆ））と、そのマイクロレンズ成形型２００を使用して、実際にマイクロレンズ１０３を形成し、発光素子アレイチップ１００を作成する工程（図７（ａ）〜（ｅ））とからなる。
【００２９】
最初にマイクロレンズ成形型２００を作成する工程について説明を行う。
まず石英ガラスからなる基板２０１に凹部２０２を形成する（図６（ａ））。この凹部２０２は、機械的な加工で作成することができる。
【００３０】
次に、凹部２０２が形成された基板２０１にクロム膜２０３を形成する。このクロム膜２０３は、蒸着等の方法で成膜することができ、厚さは０．２μｍ〜１μｍ程度とするのが好ましい。この際に、クロム膜２０３は、基板２０１の表面全体および凹部２０２の底部にも成膜される（図６（ｂ））。
【００３１】
次に、クロム膜２０３に開口部２０４を設ける（図６（ｃ））。この開口部２０４の中央部の間隔は、マイクロレンズ１０３（図４参照）の中央部の間隔と同一であり、例えば約４２.３μｍとすることができる。開口部２０４を設けるには、フォトリソグラフィ法により行うことができる。即ち、開口部２０４に対応したレジスト層を形成させ、このレジスト層をマスクとして、ドライエッチングやウェットエッチングによりクロム膜２０３の開口部２０４に相当する部分を除去する。ドライエッチングとしては、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）や誘導結合プラズマエッチング法が利用でき、またウェットエッチングとしては、希塩酸や希硫酸への浸漬を行う方法などが利用できる。そして、残ったレジスト層をレジスト除去液等を利用することにより除去すると開口部２０４が形成される。
【００３２】
次に、基板２０１のウェットエッチングを行う。エッチング液としては、フッ酸水溶液等が使用できる。このときクロム膜２０３は、マスクとして機能し、開口部２０４の部分が等方的にエッチングされる。その結果、石英ガラスの基板２０１に略半球形状の孔部２０５が形成される（図６（ｄ））。この略半球形状の孔部２０５の形状は、マイクロレンズ１０３の転写形状である。
【００３３】
次に、クロム膜２０３を部分的に除去する（図６（ｅ））。クロム膜２０３の除去には、上記の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）や誘導結合プラズマエッチング法等のドライエッチング法や、希塩酸や希硫酸への浸漬を行うウェットエッチング法が利用できるが、例えば粘着テープを貼りつけ、それを剥ぎ取る方法でも除去可能である。
そして、マイクロレンズ１０３を形成する際にマイクロレンズ成形型２００との離型性をよりよくするため、離型処理をする（図６（ｆ））。
この離型処理は、例えば、テフロン（登録商標）等のフッ素樹脂等をコーティングすることで離型膜２０７を形成させるような方法により行うことができる。またマイクロレンズ１０３を形成する際にマイクロレンズ成形型２００を所定の位置に規定するための図示しないスペーサを形成するのが好ましい。スペーサは、例えば、プラスチック等からなる１０μｍ前後の粒径を有する球状のビーズを１層塗布することにより形成させることができる。
このような一連の工程によりマイクロレンズ成形型２００が作成できる。
【００３４】
次に上記のようにして作成したマイクロレンズ成形型２００を使用し、マイクロレンズ１０３を作成する工程について説明を行う。
まず、ボンディングパッド１０１およびＬＥＤ１０２を形成したＬＥＤウエハ３０１に紫外線（ＵＶ：Ultra Violet）により硬化する光硬化性樹脂３０２を滴下する（図７（ａ））。またこの際に、スピンコート等を行うことにより光硬化性樹脂３０２がＬＥＤウエハ３０１上で均一になるようにするのが好ましい。使用される光硬化性樹脂３０２としては、ＬＥＤ１０２から出射された光を透過するものであれば、特に限定されるものではないが、一般的なエポキシ系の光硬化性樹脂やアクリル系の光硬化性樹脂が使用できる。
【００３５】
次に、マイクロレンズ成形型２００をＬＥＤウエハ３０１に押付けることにより光硬化性樹脂３０２を展開させ、水平方向および厚さ方向に対し、微少位置合せを行う（図７（ｂ））。このとき、光硬化性樹脂３０２は、マイクロレンズ成形型２００に形成された孔部２０５に侵入し、マイクロレンズ１０３の形状となる。
また、孔部２０５に収容しきれない光硬化性樹脂３０２は、凹部２０２に収容される。このように凹部２０２に余分な光硬化性樹脂３０２を収容することで、光硬化性樹脂３０２のはみ出しを抑制することができる。そしてこの際に凹部２０２には、光硬化性樹脂３０２が全て満たされず、余分な空間が生じる程度である方が光硬化性樹脂３０２のはみ出しを抑制する観点から好ましい。
厚さ方向の位置合せは、マイクロレンズ成形型２００をＬＥＤウエハ３０１に所定の圧力で押圧を行い、ＬＥＤウエハ３０１と図示しないスペーサとを接触させることにより行うことができる。マイクロレンズ成形型２００の厚さ方向の位置は、スペーサにより規定され、光硬化性樹脂３０２の厚さを全体で均一にすることができる。よって形成されるマイクロレンズ１０３の焦点距離も一様にそろうことになる。また、水平方向への位置合せは、図示しない所定のマーカに位置合せをする方法で行うことができる。
【００３６】
マイクロレンズ成形型２００の位置合せの完了後、紫外線を照射し、光硬化性樹脂３０２を硬化させる。このときクロム膜２０３の部分が遮光膜として機能し、紫外線が遮光され、このクロム膜２０３の下側にある光硬化性樹脂３０２は、未硬化のままとなる（図７（ｃ））。
なおここで光硬化性樹脂３０２が未硬化であるとは、後の図７（ｅ）の工程で洗浄により除去できる程度に硬化していない程度であれば足り、硬化が全く進行していない状態であることを意味するものではない。
【００３７】
光硬化性樹脂３０２の硬化後、マイクロレンズ成形型２００を離型させる（図７（ｄ））。そして、硬化させなかった光硬化性樹脂３０２を洗浄により除去し、ＬＥＤウエハ３０１のダイシングを行うと、ＬＥＤ１０２上に硬化した光硬化性樹脂３０２よりなるマイクロレンズ１０３が形成された発光素子アレイチップ１００が製造できる（図７（ｅ））。
【００３８】
ここで、上述した凹部２０２について更に詳しく説明を行う。
図８（ａ）〜（ｂ）は、凹部２０２の第１の例について説明した図である。
図８（ａ）〜（ｂ）に示した工程は、上述した図７（ｂ）の工程に対応し、ＬＥＤ１０２を多数形成したＬＥＤウエハ３０１にマイクロレンズ成形型２００を押し付け、光硬化性樹脂３０２をマイクロレンズ１０３の形状にする工程についての全体図である。そして、図８（ａ）はマイクロレンズ成形型２００をＬＥＤウエハ３０１に押付ける方向から見た図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００３９】
この工程においてＬＥＤウエハ３０１には、既にＬＥＤ１０２が形成されている。またマイクロレンズ成形型２００には、溝形状を有する複数の凹部２０２が図８（ａ）における縦方向に平行に形成されている。マイクロレンズ成形型２００で凹部２０２が形成されている位置は、ＬＥＤウエハ３０１でＬＥＤ１０２の位置に対応する位置には形成されず、ボンディングパッド１０１の位置に対応する位置に形成される。また凹部２０２は、マイクロレンズ成形型２００の一の端部から他の端部へ貫通して形成されている。
【００４０】
マイクロレンズ成形型２００をＬＥＤウエハ３０１に押し付けると、図７（ｂ）において説明したのと同様に光硬化性樹脂３０２は、マイクロレンズ成形型２００に形成された孔部２０５に侵入してその中に収容され、それと共に孔部２０５に収容しきれない光硬化性樹脂３０２は、凹部２０２に収容される。そして、図７（ｃ）において説明したようにその後紫外線を照射し、光硬化性樹脂３０２を硬化させるが、溝形状の凹部２０２には、遮光膜としてのクロム膜２０３をその底部に有するので、光が照射されず、光硬化性樹脂３０２は、未硬化となる。よってＬＥＤ１０２の部分には、マイクロレンズ１０３（図７（ｅ）参照）が形成されるが、その他の部分は、未硬化の光硬化性樹脂３０２を除去することができる。溝形状の凹部２０２の位置は、ＬＥＤウエハ３０１のボンディングパッド１０１の位置に対応する位置であるので、ボンディングパッド１０１の箇所には、光硬化性樹脂３０２は残存せず、この部分を露出させることができる。
【００４１】
この光硬化性樹脂３０２の除去は、図７（ｅ）で示したようにマイクロレンズ成形型２００の離型後に行ってもよいが、離型前に行うこともできる。即ち、溝形状の凹部２０２に、洗浄液を供給し、この洗浄液により未硬化の光硬化性樹脂３０２を除去することができる。具体的には、エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ：Isopropyl alcohol）などの有機溶剤を入れた図示しない洗浄槽に浸漬させ、揺動させる。凹部２０２は貫通した溝形状であるため、その端部から洗浄液が侵入し、凹部２０２の洗浄を行うことができる。
このように離型前に洗浄を行うと、凹部２０２の部分に未硬化の光硬化性樹脂３０２が存在していた部分は空隙となり、マイクロレンズ成形型２００の離型をより簡単に行うことができる。
【００４２】
また、図９（ａ）〜（ｂ）は、凹部２０２の第２の例について説明した図である。
図９（ａ）〜（ｂ）に示した工程は、図８（ａ）〜（ｂ）で説明した場合と同様に、上述した図７（ｂ）に対応し、ＬＥＤ１０２を多数形成したＬＥＤウエハ３０１にマイクロレンズ成形型２００を押し付け、光硬化性樹脂３０２をマイクロレンズ１０３の形状にする工程についての全体図である。そして、図９（ａ）はマイクロレンズ成形型２００をＬＥＤウエハ３０１に押付ける方向から見た図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【００４３】
図９（ａ）〜（ｂ）に示した工程では、図８（ａ）〜（ｂ）に示した場合に対し、マイクロレンズ成形型２００のＬＥＤウエハ３０１の端部に対応する位置に凹部２０２を更に設けている。この凹部２０２は、ＬＥＤウエハ３０１の端部を覆うように形成されることが好ましい。このように凹部２０２を設けることで、この部分の光硬化性樹脂３０２は、未硬化となり、洗浄を行うことで除去することができる。ＬＥＤウエハ３０１の端部において光硬化性樹脂３０２を除去した状態で離型を行うと、この部分が離型開始点となり、マイクロレンズ成形型２００の離型をより簡単に行うことができる。
【００４４】
そして、図１０（ａ）〜（ｂ）は、凹部２０２の第３の例について説明した図である。
図１０（ａ）〜（ｂ）に示した工程は、図８（ａ）〜（ｂ）で説明した場合と同様に、上述した図７（ｂ）に対応し、ＬＥＤ１０２を多数形成したＬＥＤウエハ３０１にマイクロレンズ成形型２００を押し付け、光硬化性樹脂３０２をマイクロレンズ１０３の形状にする工程についての全体図である。そして、図１０（ａ）はマイクロレンズ成形型２００をＬＥＤウエハ３０１に押付ける方向から見た図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【００４５】
図１０（ａ）〜（ｂ）に示した工程では、図９（ａ）〜（ｂ）に示したマイクロレンズ成形型２００に対し、図１０（ａ）における縦方向に溝形状の凹部２０２を設けただけではなく、横方向にも溝形状の凹部２０２を設けている。
このように複数の異なる方向に凹部２０２を設けると、離型前に凹部２０２の洗浄を行い、未硬化の光硬化性樹脂３０２を除去することにより、更に、空隙となる部分が増えることになる。よって、光硬化性樹脂３０２とＬＥＤウエハ３０１との接触面積をより小さくできるため、マイクロレンズ成形型２００の離型性を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図である。
【図２】本実施の形態が適用される発光素子ヘッドの構成を示した図である。
【図３】発光素子アレイの構造を説明した概略図である。
【図４】発光素子アレイチップの構造を説明した図である。
【図５】分離タイブの自己走査型発光素子アレイの等価回路図である。
【図６】マイクロレンズを形成するためのマイクロレンズ成形型を作成する工程を説明した図である。
【図７】マイクロレンズ成形型を使用して、マイクロレンズを形成し、発光素子アレイチップを作成する工程を説明した図である。
【図８】凹部の第１の例について説明した図である。
【図９】凹部の第２の例について説明した図である。
【図１０】凹部の第３の例について説明した図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…画像形成装置、１１Ｋ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｙ…画像形成ユニット、１４…発光素子ヘッド、２３…転写ロール、２４…定着器、５１…発光素子アレイ、５３…セルフォックレンズアレイ、１００…発光素子アレイチップ、１０１…ボンディングパッド、１０２…ＬＥＤ、１０３…マイクロレンズ、２００…マイクロレンズ成形型、２０１…基板、２０２…凹部、２０３…クロム膜、２０５…孔部、３０１…ＬＥＤウエハ、３０２…光硬化性樹脂
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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