JPH0557956A - プリントヘツドおよびこれを利用したプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリントヘツドの発光面の幅を小とする。 【構成】 発光素子アレイチツプ２１の各発光ドツトに
対応した個別電極と、ドライバＩＣからの各配線との接
続をＴＡＢフイルム２５にて行い、発光素子アレイチツ
プ２１を搭載している第一基板部２２と、ドライバＩＣ
からの配線が形成されている第二基板部２７とを別体に
形成し、ＴＡＢフイルム２５を湾曲し、第一基板部２２
および第二基板部２７を互いに直交するよう配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式を用いた
ＬＥＤプリンタ等に使用されるプリントヘツドおよびこ
れを利用したプリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、コンピュータやワードプロセツ
サ、ファクシミリなどに用いるプリンタとして、ＬＥＤ
等の発光素子を光源とする露光手段を備えたプリンタ
（電子写真記録装置）が開発されつつある。この発光素
子を使用したプリンタは、印字の画素に対して１対１に
発光素子ドツトが固定されており、レーザスキヤナが持
つ機械的走査系が無いために高い信頼性が得られ、さら
に高速、高画質、小型化などの優れた特徴があることか
ら、今後広く使用されることが予想されている。

【０００３】この種のプリンタは、図６に示す構成をな
している。

【０００４】すなわち、１は感光ドラムでその周囲に感
光ドラム１の回転方向に沿い、順に帯電器２、プリント
ヘツド３、現像器４、転写機５、クリーニング器６、除
電ランプ７を配設している。

【０００５】このプリンタにおける印刷のプロセスは以
下の順序で進められる。まず、帯電器２により感光ドラ
ム１の表面に一様な電荷を与え、次いで、プリントヘツ
ド３から発光された光を感光ドラム１の表面に照射して
潜像を形成し、さらに現像器４により感光ドラム１の表
面にトナーを付着させて可視像とした後、転写機５で感
光ドラム１の表面のトナー像を記録紙に転写する。その
後、感光ドラム１の表面に存在する残留トナーをクリー
ニング器６で除去し、除電ランプで感光ドラム１の残留
電位を除去する。このように、感光ドラム１の周囲には
帯電器２、プリントヘツド３、現像器４、転写機５、ク
リーニング器６、除電ランプ７が所狭しと配設されてお
り、プリントヘツド３においては図６に示す幅寸法Ｌを
小さくすることが要求される。

【０００６】ところで、プリントヘツド３を構成する駆
動回路において、１個または２個のドライバＩＣで全発
光素子を時分割に駆動するダイナミツク駆動方式があ
る。ダイナミツク駆動方式は、全発光素子がドライバＩ
Ｃと１対１に対応するダイレクト駆動方式に比べ、ドラ
イバＩＣ数の削減によるヘツドの原価低減を図ることが
できる有用な駆動方式である。

【０００７】図７に、Ａ４サイズ３００ドツト／インチ
（ＤＰＩ）のプリントヘツドの一般的なダイナミツク駆
動方式の概略回路図を示す。図７の如く、発光素子アレ
イチツプ８は６４個の発光ドツトで構成され、各発光ド
ツトに対応する個別電極Ｏ１〜Ｏ６４は、配線Ｐ１〜Ｐ
６４を介してドライバＩＣ９の出力端子ｄ１〜ｄ６４に
夫々接続されている。そして、発光素子アレイチツプ８
は一直線上に４０個並んで構成され、ドライバＩＣ９に
て発光素子アレイチツプ８の発光ドツトを任意に選択し
て通電し、該発光ドツトを点灯する。

【０００８】図８は従来のプリントヘツドの平面図、図
９は同じくその断面図である。

【０００９】図示の如く、基板１０には、６４本の微細
な配線パターン１１が施されており、発光素子アレイチ
ツプ８の６４個の発光ドツトは金ワイヤ１２にて基板１
０上の各々の配線パターン１１とワイヤ接続されてい
る。一方、図示していないが、ドライバＩＣ９の出力端
子も同様に各々基板１０上の配線パターン１１とワイヤ
接続されている。

【００１０】ところが、この構造では金ワイヤ接続が長
いもので約５ｍｍにもなる。ここで、３００ＤＰＩだ
と、寸法上、隣接ワイヤとのピツチが８４.６μｍとな
るから、隣接とショートなしにワイヤ接続することは困
難である。そこで以下のような提案がなされている（提
案例１，２）。

【００１１】図１０に提案例１の平面図、図１１に同じ
くその断面図を示す。基板１３には、６４本の微細配線
で２層構造のマトリクス配線１４が形成されており、発
光素子アレイチツプ８の６４個の発光ドツトは金ワイヤ
１５にて基板１３上の各々のマトリクス配線１４の端部
とワイヤ接続されている。

【００１２】また、図１２に提案例２の平面図、図１３
に同じくその断面図を示す。基板１６には、６４本の微
細配線で２層構造のマトリクス配線を形成したガラスチ
ツプ１７を搭載し、発光素子アレイチツプ８の６４個の
発光ドツトは金ワイヤ１５にてガラスチツプ１７上の各
々のマトリクス配線の端部とワイヤ接続されている。

【００１３】これらの構造では、金ワイヤ１５は短く一
定の長さであるので安定したワイヤ接続が可能である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、プリント
ヘツドにおいては、図６に示したプリンタの印刷プロセ
ス上、プリントヘツドの幅寸法Ｌを小さくすることが課
題となる。

【００１５】図１４は、基板Ｘ１を放熱板Ｘ２上に配置
し、その上に、セルフオツクレンズＸ３を置載したヘツ
ドカバーＸ４が取付けた状態を示す図である。図１４か
ら明らかなように、図８〜１３に示したプリントヘツド
では、基板Ｘ１上にダイナミツク駆動用の配線エリアを
確保しなければならず、基板の幅が大となり、プリント
ヘツドの発光面方向の幅Ｌ₁も大きいものとなる。

【００１６】本発明は、上記課題に鑑み、発光面の幅寸
法が小であるプリントヘツドおよびこれを利用したプリ
ンタの提供を目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明請求項１による課
題解決手段は、図１〜４の如く、基板２２，２７上に、
印字ドツトに対応する複数個の発光素子を有する複数個
の発光素子アレイチツプ２１が列状に配設され、前記各
発光素子に対応する各個別電極２３が配線パターン２８
を介してドライバＩＣに接続されたプリントヘツドにお
いて、前記基板２２，２７は、発光素子アレイチツプを
実装する第一基板部２２と、前記配線パターン２８が形
成された第二基板部２７とからなり、該第一基板部２２
及び第二基板部２７は互いに直交するよう配置され、該
第一基板部２２と第二基板部２７との間で前記個別電極
２３と配線パターン２８とを結線する結線体２５が設け
られ、該結線体２５は、絶縁フイルム２５ａ上に導電パ
ターン２５ｂが形成されてなるものである。

【００１８】本発明請求項２による課題解決手段は、図
１の如く、請求項１記載のプリントヘツドが感光体Ｍ１
の外周面近傍に配されたものである。

【００１９】

【作用】上記請求項１による課題解決手段において、湾
曲変形自在な結線体２５にて第一基板部２２と第二基板
部２７とを結線し、結線体２５を湾曲させ、両基板部２
２，２７を互いに垂直な状態で配置する。そうすると、
配線エリアを有する第二基板部２７の幅を考慮せずに発
光面を形成できる。

【００２０】請求項２による課題解決手段において、請
求項１の如く小幅とされたプリントヘツドを感光体Ｍ１
の外周面近傍に配しているので、感光体Ｍ１の外周面積
をあまり要さず、感光体の小型化、ひいてはプリンタを
小型化できる。

【００２１】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示すプリンタの内
部構成を示す図、図２は本発明の一実施例を示すプリン
トヘツドの断面図、図３は同じくその両基板部を直交さ
せる前の状態を示す平面図、図４は同じくその断面図、
図５は同じくそのヘツドカバー装着後の状態を示す図で
ある。

【００２２】本実施例のプリンタは、図１の如く、感光
体（感光ドラム）Ｍ１の回転方向に沿い、順に帯電器Ｍ
２、プリントヘツドＭ３、現像器Ｍ４、転写機Ｍ５、ク
リーニング器Ｍ６、除電ランプＭ７を配設している。

【００２３】そして、前記プリントヘツドＭ３は、図示
の如く、１個または２個のドライバＩＣにて複数の発光
素子を時分割駆動するダイナミツク駆動方式のものであ
つて、基板２２，２７上に、印字ドツトに対応する複数
個の発光素子を有する複数個の発光素子アレイチツプ２
１が列状に配設され、前記各発光素子に対応する各個別
電極２３が結線体２５および配線パターン２８を介して
ドライバＩＣに接続されたものである。

【００２４】前記発光素子アレイチツプ２１は、図２〜
４の如く、平板状に形成され、その上面には、一直線上
に整列された複数の発光素子が配置され、該各発光素子
に隣接して一列あるいは二列千鳥状に整列された複数個
の個別電極２３が形成されている。

【００２５】前記基板２２，２７は、図３，４の如く、
発光素子アレイチツプを実装する第一基板部２２と、前
記配線パターン２８が形成された第二基板部２７とが互
いに別体に形成されている。ここで、該第二基板部２７
の配線パターン２８は、図８に示した従来例と同様、銅
箔等からなる６４本の導線が平行に併置されたものであ
る。

【００２６】そして、該両基板部２２，２７は、図２の
如く、矩形の放熱板２９の互いに隣合う二面に夫々配置
され、これにより両基板部２２，２７は互いに直交する
よう配置されている。

【００２７】前記結線体２５は、絶縁フイルム２５ａ
と、該絶縁フイルム２５ａ上に形成された導電パターン
２５ｂとからなるテープキヤリア（ＴＡＢ）方式のもの
である。

【００２８】前記絶縁フイルム２５ａは、前記両基板２
２，２７を互いに直交させても各接続状態を維持し得る
よう、湾曲変形自在な薄膜状のポリイミド樹脂等が使用
されている。また、該絶縁フイルム２５ａは、図３の如
く、前記配線パターン２８との間でマトリクス配線を可
能とするよう、第二基板部２７側の端部が約４５度に切
り欠けられている。

【００２９】前記導電パターン２５ｂは、平板状の銅箔
が前記絶縁フイルム２５ａの下面に接着（ラミネーテイ
ング）され一体化された後、銅箔の一部がホトエツチン
グにより切り欠かれて形成されたものである。該導電パ
ターン２５ｂの長さ寸法は、その両端部が前記絶縁フイ
ルム２５ａの両端部から一定寸法づつはみ出すよう設定
されている。そして、該導電パターン２５ｂの一端は、
図４の如く、発光素子アレイチツプ２１の個別電極２３
に、周知のＴＡＢインナーリードボンディング方法によ
りバンプ３１ａを介して接続されている。また、該導電
パターン２５ｂの他端も同様に、基板２７上の配線パタ
ーン２８にバンプ３１ｂを介して接続されている。

【００３０】なお、該導電パターン２５ｂは、前記第二
基板部２７の配線パターン２８とマトリクス配線される
ことにより、互いに対応しないパターン２５ｂ，２８の
絶縁が問題となるが、両者の間にバンプ３１ｂが介装さ
れることにより空隙ができ、両者間の接触を防止でき
る。また、第二基板部２７の表面や導電パターン２５ｂ
上に絶縁性の薄膜等をコーテイングしてもよい。

【００３１】上記構成において、製造時には、図３の如
く、まず、銅箔を絶縁フイルム２５ａに熱圧着して一体
化し、ホトエツチングにより導電パターン２５ｂを形成
する。

【００３２】また、４０個の発光素子アレイチツプ２１
を第一基板部２２にダイボンドするとともに、第二基板
部２７上に配線パターン２８を形成後、ドライバＩＣを
搭載して配線パターン２８に接続しておく。

【００３３】そして、図３，４の如く、結線体２５の導
電パターン２５ｂの一端をバンプ３１ａを介して発光素
子アレイチツプ２１の個別電極２３に接続するととも
に、他端をバンプ３１ｂを介して第二配線パターン２８
に接続する。

【００３４】その後、図５の如く、セルフオツクレンズ
３２を配したヘツドカバー３３を取り付け、プリントヘ
ツドは完成する。

【００３５】このように、第一基板部２２と第二基板部
２７とを別体とし、両者間をＴＡＢ方式により接続して
いるので、この接続状態を維持したまま、ドライバＩＣ
からの配線エリアを有する第二基板部２７を第一基板部
２２に直交配置することができ、図５の如く、ヘツドカ
バー３３を取り付けた状態でも、発光面の幅寸法Ｌ₀を
従来に比べて大幅に小さくすることができる。

【００３６】そうすると、図１の如く、感光体Ｍ１の外
周面近傍に配した場合に、感光体Ｍ１の外周面積をあま
り要さず、感光体の小型化、ひいてはプリンタを小型化
できる。

【００３７】また、従来のようなボンデイングワイヤを
省略することができるので、発光素子アレイチツプ２１
にステツチボンド接続を施す必要がなく、電極補強、電
極形状の考慮、および発光素子アレイチツプ２１のダメ
ージ低減のためのボンデイング条件の考慮の必要がなく
なる。

【００３８】さらに、隣接ワイヤとの接触を考慮する必
要もなくなることから、各配線間のピツチを大幅に縮小
でき、記録ヘツドユニツトの高密度化を図り高解像度の
記録ヘツドを実現し得る。

【００３９】さらにまた、一体化された絶縁フイルム１
４および実装基板２４を一度に接続できるので、一本一
本ボンデイングワイヤを結線するのに比べて、結線時間
を大幅に短縮できる。

【００４０】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。

【００４１】

【発明の効果】以上、説明したように本発明請求項１の
プリントヘツドによれば、発光素子アレイチツプの各発
光ドツトに対応した個別電極と、ドライバＩＣからの各
配線との接続を、テープキヤリア方式により行い、発光
素子アレイチツプを搭載している第一基板部と、ドライ
バＩＣからの配線エリアを有する第二基板部とを別体に
形成し、これらを互いに直交するよう配置しているの
で、ダイナミツク駆動方式の回路構成であつても発光面
の幅寸法を従来の比べ大幅に小さくすることができる。

【００４２】請求項２によれば、小幅とされたプリント
ヘツドを感光体の外周面近傍に配しているので、感光体
の外周面積をあまり要さず、プリンタ内での他の部品と
の配置が容易になり、プリンタ全体の小型化にも大きく
寄与するといつた優れた効果がある。

【００４３】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例を示すプリンタの内部
構成を示す図である。

【図２】図２は本発明の一実施例を示すプリントヘツド
の断面図である。

【図３】図３は同じくその両基板部を直交させる前の状
態を示す平面図である。

【図４】図４は同じくその断面図である。

【図５】図５は同じくそのヘツドカバー装着後の状態を
示す図である。

【図６】図６は従来のプリントヘツドが使用されるプリ
ンタの内部構成を示す図である。

【図７】図７は一般的なダイナミツク駆動方式のプリン
トヘツドの概略回路図である。

【図８】図８は従来のプリントヘツドの平面図である。

【図９】図９は同じくその断面図である。

【図１０】図１０は提案例１を示す平面図である。

【図１１】図１１は同じくその断面図である。

【図１２】図１２は提案例２を示す平面図である。

【図１３】図１３は同じくその断面図である。

【図１４】図１４は同じくそのヘツドカバー取付後の状
態を示す図である。

【符号の説明】

２１ 発光素子アレイチツプ ２２，２７ 基板部 ２３ 個別電極 ２５ 結線体 ２５ａ 絶縁フイルム ２５ｂ 導電パターン ２８ 配線パターン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に、印字ドツトに対応する複数個
   の発光素子を有する複数個の発光素子アレイチツプが列
   状に配設され、前記各発光素子に対応する各個別電極が
   配線パターンを介してドライバＩＣに接続されたプリン
   トヘツドにおいて、前記基板は、発光素子アレイチツプ
   を実装する第一基板部と、前記配線パターンが形成され
   た第二基板部とからなり、該第一基板部および第二基板
   部は互いに直交するよう配置され、該第一基板部と第二
   基板部との間で前記個別電極と配線パターンとを結線す
   る結線体が設けられ、該結線体は、絶縁フイルム上に導
   電パターンが形成されてなることを特徴とするプリント
   ヘツド。
2. 【請求項２】 請求項１記載のプリントヘツドが感光体
   の外周面近傍に配されたことを特徴とするプリンタ。