(57)【要約】【課題】厚さに対し高い精度を有し、また透明樹脂のはみ出しを抑制して適切なパターンを有するマイクロレンズを発光素子に形成する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。【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２０４と、孔部２０４の外周領域に形成され金属薄膜からなるスペーサ２０５ａとを有するマイクロレンズ成形型２００を光硬化性樹脂３０２に押圧し、スペーサ２０５ａによりマイクロレンズ１０３の厚さを規定し、光硬化性樹脂３０２を硬化させることで、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９
2009194253.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金属薄膜からなるスペーサ部とを有するマイクロレンズ成形型を透明樹脂に押圧し、
前記スペーサ部により前記マイクロレンズの厚さを規定し、
前記透明樹脂を硬化させることで、発光素子に前記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】
前記マイクロレンズ成形型は矩形形状をなし、
前記孔部は、前記矩形の長辺に沿って直線状に配列し、
前記スペーサ部は、直線状に配列する前記孔部の端部であって、前記矩形の短辺側に配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３】
前記孔部は、前記矩形の一方の長辺側に配列し、
前記スペーサ部は、前記矩形の他方の長辺側に更に配さ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】
前記スペーサ部は、複数の領域に分割して配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５】
前記基板は、前記孔部の外周領域に更に凹部を有し、
前記スペーサ部は、前記凹部に配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】
前記透明樹脂は、光硬化性樹脂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、前記マイクロレンズの厚さを規定する金属薄膜からなるスペーサ部と、
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】
前記マイクロレンズ成形型は矩形形状をなし、
前記スペーサ部は、前記矩形の短辺側に沿って配され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金属薄膜からなるスペーサ部とを有するマイクロレンズ成形型を透明樹脂に押圧し、当該スペーサ部により当該マイクロレンズの厚さを規定し、当該透明樹脂を硬化させることで形成した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金属薄膜からなるスペーサ部とを有するマイクロレンズ成形型を透明樹脂に押圧し、当該スペーサ部により当該マイクロレンズの厚さを規定し、当該透明樹脂を硬化させることで、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、例えば特許文献１では、各ＬＥＤ素子に対応させたマイクロレンズを組み込んだ発光素子アレイが提案されている。
【０００５】
このマイクロレンズを成形する際に、マイクロレンズを形成する樹脂等の厚さは、高い精度が要求される。この精度を実現するための方法として、例えば特許文献２では、スタンパ型、樹脂材料、光照射装置を用いて光学基材上に回折格子となるレリーフパターン転写面と外周部に樹脂の流出可能な隙間を持つ第１の成形支持部と、外周部で樹脂の流出を抑止可能な第２の成形支持部を第１の成形支持部より僅か数μｍ高く構成してレプリカ成形し、基板上の第１の成形支持部上を覆うようにリング状部材を配置して、特に第１の成形支持部上は強固な部材と二体構成とし、平坦化圧力を付与する光学素子の製造方法が開示されている。
【０００６】
また、特許文献３では、凹曲面を有する複数の凹部が形成された透明基板と、かかる透明基板の凹部が設けられた面に樹脂層を介して接合された表層と、樹脂層の厚みを規定する球状粒子で構成されているスペーサーとを有するマイクロレンズ基板を使用し、そして、樹脂層では、凹部内に充填された樹脂によりマイクロレンズが形成されるマイクロレンズ基板が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２４０４２号公報
【特許文献２】特開２００６−９５７２２号公報
【特許文献３】特開２００１−１８８１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
マイクロレンズを形成する樹脂の厚みを規定するのにスペーサを用いる方式では、そのスペーサの厚さに高い精度が求められると共に樹脂のはみ出しを防止する機能も求められる。
本発明の目的は、厚さに対し高い精度を有し、また樹脂のはみ出しを抑制して適切なパターンを有するマイクロレンズを発光素子に形成する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】
【０００９】
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金属薄膜からなるスペーサ部とを有するマイクロレンズ成形型を透明樹脂に押圧し、
前記スペーサ部により前記マイクロレンズの厚さを規定し、
前記透明樹脂を硬化させることで、発光素子に前記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。
【００１０】
請求項２に係る発明は、
前記マイクロレンズ成形型は矩形形状をなし、
前記孔部は、前記矩形の長辺に沿って直線状に配列し、
前記スペーサ部は、直線状に配列する前記孔部の端部であって、前記矩形の短辺側に配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３に係る発明は、
前記孔部は、前記矩形の一方の長辺側に配列し、
前記スペーサ部は、前記矩形の他方の長辺側に更に配さ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、
前記スペーサ部は、複数の領域に分割して配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５に係る発明は、
前記基板は、前記孔部の外周領域に更に凹部を有し、
前記スペーサ部は、前記凹部に配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、
前記透明樹脂は、光硬化性樹脂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。
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。
【００１１】
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、前記マイクロレンズの厚さを規定する金属薄膜からなるスペーサ部と、
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。
【００１２】
請求項９に係る発明は、
前記マイクロレンズ成形型は矩形形状をなし、
前記スペーサ部は、前記矩形の短辺側に沿って配され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。
【００１３】
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金属薄膜からなるスペーサ部とを有するマイクロレンズ成形型を透明樹脂に押圧し、当該スペーサ部により当該マイクロレンズの厚さを規定し、当該透明樹脂を硬化させることで形成した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。
【００１４】
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金属薄膜からなるスペーサ部とを有するマイクロレンズ成形型を透明樹脂に押圧し、当該スペーサ部により当該マイクロレンズの厚さを規定し、当該透明樹脂を硬化させることで、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】
【００１５】
請求項１の発明によれば、スペーサ部を金属薄膜とすることで、樹脂のはみ出しを抑制し適切なパターンを有するマイクロレンズを発光素子に形成した発光素子アレイチップを製造できる。
請求項２の発明によれば、矩形状のマイクロレンズ成形型の短辺側にスペーサ部を配することで、ボンディングパッド等へのはみ出しを抑制し、より適切なパターンを有するマイクロレンズを発光素子に形成することができる。
請求項３の発明によれば、矩形状のマイクロレンズ成形型の一方の長辺側にスペーサ部を配することで、厚さに対しより高い精度を有するマイクロレンズを発光素子に形成することができる。
請求項４の発明によれば、スペーサ部を分割して配することで、より自由度の高いスペーサ部を配置することができ、これにより厚さに対しより高い精度を有するマイクロレンズが形成できる。また、より発光素子の占有面積を大きくすることができる発光素子アレイチップを製造することができる。
請求項５の発明によれば、スペーサ部を基板に形成した凹部に配することで、スペーサ部の厚さを薄くでき、よってより薄い厚さを有するマイクロレンズを形成することができる。
請求項６の発明によれば、透明樹脂として光硬化性樹脂を使用することで、より簡単にマイクロレンズを発光素子に形成することができる。
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、よりその大きさが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、スペーサ部を金属薄膜で形成することにより、厚さに対しより精度が高く、また樹脂のはみ出しを抑制して適切なパターンを有するマイクロレンズを形成することができ、そして、より設計の自由度の高いスペーサ部を配置することができるマイクロレンズ成形型を実現することができる。
請求項９の発明によれば、矩形状のマイクロレンズ成形型の短辺側に沿ってスペーサ部を配することで、より簡単に樹脂のはみ出しを抑制して適切なパターンを有するマイクロレンズを形成することができる。
請求項１０の発明によれば、厚さに対しより精度の高いマイクロレンズを発光素子に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、より光出力の強度が大きい発光素子ヘッドを備えることができるため、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】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態（実施の形態）について詳細に説明する。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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、現像器１５に収納されたトナーを除き、ほぼ同様な構成を備えている。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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。そして奇数番の発光素子アレイチップ１００と偶数番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。
【００２２】
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。そして、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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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（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。書込み用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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、発光状態を次の書込み用発光サイリスタ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、発光している書込み用発光サイリスタをいったんオフにしておく必要がある。
【００２９】
次にマイクロレンズ１０３を形成する方法について説明するが、まず、従来の方法について説明を行う。
図６（ａ）〜（ｅ）および図７（ａ）〜（ｅ）は、ＬＥＤ１０２にマイクロレンズ１０３を形成し、発光素子アレイチップ１００を製造する工程の従来の例について説明した図である。
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）〜（ｅ））と、そのマイクロレンズ成形型２００を使用して、実際にＬＥＤ１０２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。
【００３０】
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にクロム膜２０２を形成する。このクロム膜２０２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（図６（ａ））。
【００３１】
次に、クロム膜２０２に開口部２０３を設ける（図６（ｂ））。この開口部２０３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２０３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２０３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層２０２の開口部２０３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２０３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２０２は、マスクとして機能し、開口部２０３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２０４が形成される（図６（ｃ））。この略半球形状の孔部２０４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２０２を部分的に除去する（図６（ｄ））。クロム膜２０２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、離型処理をし、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スペーサ２０５を形成する（図６（ｅ））。
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２０６を形成させるような方法により行うことができる。また、スペーサ２０５は、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。
以上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、ＬＥＤ１０２にマイクロレンズ１０３を作成する工程について説明を行う。
まず、ＬＥＤ１０２を形成した発光素子アレイチップ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が発光素子アレイチップ３０１上で均一になるようにしてもよい。使用される光硬化性樹脂としては、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を発光素子アレイチップ３０１に押付けることにより光硬化性樹脂３０２を展開させ、水平方向および高さ方向に対し、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２０４に侵入し、マイクロレンズ１０３の形状となる。
高さ方向の位置合せは、マイクロレンズ成形型２００を発光素子アレイチップ３０１に所定の圧力で押圧を行い、発光素子アレイチップ３０１とスペーサ２０５とを接触させることにより行う。マイクロレンズ成形型２００の高さ方向の位置は、スペーサ２０５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。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２０２が遮光膜としての機能を果たし、必要な部分のみを選択的に硬化させる（図７（ｃ））。
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を洗浄により除去すると、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））。
【００３７】
上記製造方法によれば、図７（ｃ）において、光硬化性樹脂３０２を選択的に硬化させる際、クロム膜２０２により光の照射部分を選択し、硬化範囲を選択している。しかしながら、高さ制御方法として用いられているスペーサ２０５として球状のビーズを用いる場合、光硬化性樹脂３０２が展開する領域が細部まで制御できず、クロム膜２０２の外からの光がクロム膜２０２の下部にある光硬化性樹脂３０２と反応し、目的として硬化させる部分以外の部分で光硬化性樹脂の硬化が進むという問題がある。即ち、スペーサ２０５として球状のビーズを塗布して使用する方法では、図７（ｂ）で示したように、光硬化性樹脂３０２が、クロム膜２０２の下側にも入り込む。そして、図７（ｃ）で示したように、光硬化性樹脂３０２を硬化させるために紫外線を照射した際に、紫外線がスペーサ２０５を構成する球状のビーズ間の隙間を通し、クロム膜２０２の下側にも回り込む。その結果、図７（ｄ）〜（ｅ）で示したように本来光硬化性樹脂３０２を硬化させたくない部分についても光硬化性樹脂３０２の硬化が生じ、余分なはみ出し部３０３が形成されることになる。
また、微細な形状のスペーサ２０５が設計できない事から、スペーサ２０５の厚さにばらつきが生じ、そのためマイクロレンズ１０３を均一な厚さで作成できないという問題もある。
【００３８】
そこで、本実施の形態では、スペーサ２０５として、金属薄膜を用いたものを使用している。
図８は、本実施の形態が適用されるマイクロレンズ成形型の第１の例を説明した図である。
図８に示したマイクロレンズ成形型２００は、矩形形状のマイクロレンズ成形型２００の２つの短辺側にそれぞれ金属薄膜によるスペーサ２０５ａを設けた例である。この金属は、例えば、クロムであり、スパッタ、メッキ等の方法により成膜が可能である。また、膜厚は、スパッタやメッキを行う時間等により精度良く制御することができる。
このように金属薄膜によるスペーサ２０５ａを設けることで、前述した図７（ｂ）において生じた光硬化性樹脂３０２の入り込みを抑制し、光硬化性樹脂３０２が展開する領域を細部まで制御できることができる。即ち、スパッタやメッキを行い、スペーサ２０５ａを形成するときに、精度良くその位置を決定することができ、光硬化性樹脂３０２が所定の位置からはみ出しにくくなる。
【００３９】
図９（ａ）〜（ｅ）は、図８に示したマイクロレンズ成形型２００を用いて、ＬＥＤ１０２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。
図９（ａ）〜（ｅ）に示した工程は、図７（ａ）〜（ｅ）に示した工程にそれぞれ対応し、行う作業も同様のことを行う。但し、スペーサとして金属薄膜によるスペーサ２０５ａを用いたマイクロレンズ成形型２００を使用しているため、図９（ｂ）において、図７（ｂ）に示したような、クロム膜２０２の下への光硬化性樹脂３０２の入り込みは生じにくい。また、スペーサ２０５ａは金属薄膜により構成されているので、図９（ｃ）において、ビーズを使用した際に生じるビーズ間の隙間を通した紫外線の回り込みも生じにくい。よって光硬化性樹脂３０２を本来硬化させたい部分について選択的に硬化させやすく、図９（ｄ）〜（ｅ）に示したように、図７（ｄ）〜（ｅ）に生じたはみ出し部３０３も形成されにくい。
【００４０】
図１０（ａ）〜（ｂ）は、図８に示したマイクロレンズ成形型２００を使用して、マイクロレンズ１０３を形成した発光素子アレイチップ１００の例を説明した図である。
図１０（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１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
図１０（ａ）〜（ｂ）に示した発光素子アレイチップ１００において、矩形状の発光アレイチップ１００の両端には、前述の通りボンディングパッド１０１が配置されており、両端のボンディングパッド１０１にはさまれた領域にはＬＥＤ１０２が配置されている。そして、その領域全域に硬化させた光硬化性樹脂３０２を被覆しマイクロレンズ１０３を形成している。この際に、ボンディングパッド１０１の部分には光硬化性樹脂３０２は被覆されないことが好ましい。図８に示したマイクロレンズ成形型２００を使用することで、このボンディングパッド１０１に光硬化性樹脂３０２がはみ出し硬化するのを抑制しやすくなる。
【００４１】
図１１は、本実施の形態が適用されるマイクロレンズ成形型の第２の例を説明した図である。
図１１に示したマイクロレンズ成形型２００は、矩形形状のマイクロレンズ成形型２００の２つの短辺側にそれぞれ金属薄膜によるスペーサ２０５ｂを設けている。またマイクロレンズ成形型２００の孔部２０４が設けられている長辺側とは逆側の長辺側にスペーサ２０５ｃを設けている。スペーサ２０５ｂの他にスペーサ２０５ｃを設けることで、前述の図７（ｂ）においてマイクロレンズ１０３を成形する際にマイクロレンズ成形型２００が自重や押圧により変形するのを抑制することが可能である。
また、スペーサ２０５ｂは、図８で示したスペーサ２０５ａに対しその大きさを小さくしている。スパッタ、メッキ等の方法で成膜できる金属薄膜をスペーサとして使用することで、その位置や大きさに対し自由な設計が可能であるので、微細な形状のスペーサを設計できる。そのためＬＥＤ１０２（図４参照）の占有面積を大きくすることができる発光素子アレイチップ１００を製造することができる。また、このような微細な形状のスペーサは、厚さのばらつきが小さくなる。そのためマイクロレンズ１０３を成形する際にもその厚さのばらつきが生じにくくなる。よって、マイクロレンズ１０３の焦点距離等の特性も一様にそろうことになる。
【００４２】
図１２は、本実施の形態が適用されるマイクロレンズ成形型の第３の例を説明した図である。
図１２に示したマイクロレンズ成形型２００は、矩形形状のマイクロレンズ成形型２００の２つの短辺側にそれぞれ金属薄膜によるスペーサ２０５ｄを設けた例である。
図８に示したスペーサ２０５ａに比べ、スペーサ２０５ｄは、２分割されている。またその大きさは、スペーサ２０５ａに比べ、小さくしている。このような形状のスペーサ２０５ｄを採用することで、スペーサ２０５ｄを配置する位置がより自由になり、マイクロレンズ１０３の設計の自由度をより高くすることができる。
【００４３】
図１３は、本実施の形態が適用されるマイクロレンズ成形型の第４の例を説明した図である。
図１３に示したマイクロレンズ成形型２００は、矩形形状のマイクロレンズ成形型２００の２つの短辺側にそれぞれ凹部である溝２０７を設け、そこにスペーサ２０５ｅを形成させた例である。
このような構造を採ることで、例えば、設計上マイクロレンズ１０３の厚さを非常に薄くしなければならず、よってスペーサを薄くしなければならないものの、そのように薄くスペーサを形成しにくいような場合に有効である。つまり、凹部を設けることにより、その分だけ薄くスペーサを形成できることになる。
【００４４】
図１４は、本実施の形態が適用されるマイクロレンズ成形型の第５の例を説明した図である。
矩形形状のマイクロレンズ成形型２００の２つの短辺側にそれぞれ凹部である溝２０７を設け、そこにスペーサ２０５ｅを形成させるという点では図１３と同様の構成であるが、それに加え、図１４に示したマイクロレンズ成形型２００は、矩形形状のマイクロレンズ成形型２００の孔部２０４が設けられている長辺側とは逆側の長辺側にも溝２０７を設け、スペーサ２０５ｆを設けている。このようにすることで前述の図７（ｂ）においてマイクロレンズ成形型２００が自重や押圧により変形するのを抑制しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【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製造する工程の従来の例について説明した図である。
【図８】本実施の形態が適用されるマイクロレンズ成形型の第１の例を説明した図である。
【図９】図８に示したマイクロレンズ成形型を用いて、ＬＥＤにマイクロレンズを形成し、発光素子アレイチップを製造する工程を説明した図である。
【図１０】図８に示した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た発光素子アレイチップの例を説明した図である。
【図１１】本実施の形態が適用されるマイクロレンズ成形型の第２の例を説明した図である。
【図１２】本実施の形態が適用されるマイクロレンズ成形型の第３の例を説明した図である。
【図１３】本実施の形態が適用されるマイクロレンズ成形型の第４の例を説明した図である。
【図１４】本実施の形態が適用されるマイクロレンズ成形型の第５の例を説明した図である。
【符号の説明】
【００４６】
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、２０４…孔部、２０５…スペーサ、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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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