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JPH059698Y2 - - Google Patents

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JPH059698Y2
JPH059698Y2 JP1986182595U JP18259586U JPH059698Y2 JP H059698 Y2 JPH059698 Y2 JP H059698Y2 JP 1986182595 U JP1986182595 U JP 1986182595U JP 18259586 U JP18259586 U JP 18259586U JP H059698 Y2 JPH059698 Y2 JP H059698Y2
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led
optical fiber
led chip
light emitting
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    • H10H20/855—Optical field-shaping means, e.g. lenses
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    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
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    • B41J2/447—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、電子写真方式を用いたLEDプリン
タ等に使用されるLEDアレーヘツドに関する。
〔従来の技術〕
第３図にLEDアレーヘツドを用いたLEDプリ
ンタの概略説明図を示す。
図において、１はその表面が光導電性材料から
なる感光ドラムで、図の矢印方向に回転する。こ
のドラム１は、帯電器２で均一に帯電され、次に
LEDアレーヘツド３により被記録画像情報に対
応した露光を受け、これにより静電潜像が形成さ
れる。この潜像は現像器４により現像されたトナ
ー像が得られ、更にこのトナー像は転写器５の作
用下で転写紙６に転写される。そしてトナー像が
転写された転写紙６は定着器７に送られ、ここで
トナー像は紙６に定着される。一方転写後感光ド
ラム１はクリーニング器８でクリーニングされ再
使用される。
前記LEDアレーヘツド３は、後述するように
多数のLED（発光ダイオード）チツプを印字桁方
向に配列したLED素子列と、この素子列の各
LED素子で発光された光を集束して感光ドラム
１上へ露光させる自己集束型ロツドレンズアレー
とを備えている。
上述のLEDプリンタに用いられる従来のLED
アレーヘツド３にあつては、第４図に示すように
セラミツク基板２１上にLEDチツプ２２をダイ
ボンドし、各LED発光部に対する通電のために
各発光部に対応してワイヤーボンドを行なうと共
にこのLEDチツプ２２に接続したボンデイング
ワイヤーと、このLEDチツプ２２を実装したセ
ラミツク基板２１上の導体パターンを保護するた
めのカバーガラス２６とをアルミニウム等の放熱
板２３に取り付け、該放熱板に自己集束型ロツド
レンズアレー２４の取付け部材２５を支持し、
LEDアレーヘツドを構成していた。
〔考案が解決しようとする問題点〕
上述したようなLEDアレーヘツドにあつては
LEDチツプをセラミツク基板上に実装するとき、
その直線性等位置決め精度は±10μm程度必要で
あり、チツプの幅が0.7〜１mm程度、ダイボンデ
イング用パツドの幅が1.2〜1.5mm程度とかなり大
きいため、その位置決めはTVカメラ等を使つた
光学的な手法が不可欠であり、LEDチツプのダ
イボンデイングの効率が低下するばかりでなく、
実装装置は高価な物を使用する必要があつた。
また、ワイヤボンデイングはLEDの発光部
（通常LEDチツプ１個につき64個形成される）１
個につき１回行なう必要がある。一例として、通
常用いられる集積密度300DPI（約12ドツト／mm）、
A4−レターサイズ用のLEDアレーヘツドにおい
ては、2560本のワイヤボンドが必要となり、高速
のワイヤーボンダーを使用しても40分〜１時間程
度かかるとともに、この2560本のうち１本でもボ
ンデイングにミスがあると、LEDアレーヘツド
全体が不良となるため、細心の注意を必要とする
ものであり、生産効率が悪くコストアツプの原因
となつていた。
更にLEDアレーヘツドのLEDチツプのアライ
メント精度及び発光部の高さ方向の直線性のバラ
付は共にその幅方向（A4サイズで216mm）に対し
て±100μmと高い精度が必要とされるため、セラ
ミツク基板自体のそりや曲がりが制限される。そ
のため、セラミツク基板に高精度のものを必要と
し、全数の選別が必要になる等、基板を高価なも
のにしていた。
更に、自己集束型ロツドレンズアレーをセラミ
ツク基板を取付けた放熱板に保持するため、これ
らの寸法の誤差が累積し必要な精度が得られない
という欠点もある。現状自己集束型ロツドレンズ
アレーの位置決め精度は全長にわたり±0.1mmで
あり、光学的な取り付け位置精度の確認が不可欠
であるとともに、高精度な位置決めを可能にする
機構をLEDアレーヘツドに設ける必要があり、
組立工数、製造設備、部品点数等の点においても
コストアツプをもたらしていた。
本考案はこのような問題点に鑑みてなされたも
ので、簡単な構成で低価格のLEDアレーヘツド
を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上述の目的を達成するために、本考案のLED
アレーヘツドは、複数の光フアイバー束を埋設し
た基板上に複数のLEDチツプを配列してなる
LEDアレーヘツドにおいて、前記基板上に電極
パターンを形成し、前記LEDチツプを、その発
光部が前記基板の前記電極パターンが形成されて
いる側の面と対向するように且つ前記基板に埋設
された前記光フアイバー束の一端部と対向するよ
うに前記基板上に搭載するとともに前記基板上に
形成した電極パターンと前記LEDチツプの電極
部とをハンダバンプを介して接続し、前記光フア
イバー束の一端部と前記LEDチツプの発光部と
の間に透明樹脂を介在させたことを特徴とする。
〔作用〕
上述の手段は、以下のように作用する。
本考案のLEDアレーヘツドによれば、複数の
光フアイバー束を埋設した基板上に複数のLED
チツプを配列するとともに基板上に形成した電極
パターンとLEDチツプの電極部とをハンダバン
プを介して接続しているので、ワイヤボンデイン
グが不必要となるとともにハンダバンプをリフロ
ーする際にセルフアライメント効果が働き、その
結果LEDチツプの位置決め精度をより一層向上
させることができる。
また、光フアイバー束の一端部とLEDチツプ
の発光部との間に透明樹脂を介在させているの
で、LEDチツプの発光部から出た光の広がり角
度を小さく抑えることができ（透明樹脂の屈折率
が空気の屈折率より大きいので光の広がり角度が
小さくなる）、発光部からの光をより多く光光フ
アイバー束まで導くことができるとともに発光部
をゴミ、湿気等から保護することができる。
〔実施例〕
以下、本考案の一実施例を第１図及び第２図を
用いて説明する。
第１図において、１１はガラス等の透明基板で
あり、その表面には薄膜工程により、電極パター
ンとしての所望の微細な導体パターン１２が形成
されている。基板１１上には、LEDチツプ１３
がその発光部１３ａが基板１１の導体パターン１
２が形成されている側の面と対向するように搭載
されるとともに、LEDチツプ１３の電極部１３
ｃと基板１１上に形成されている導体パターン１
２とがハンダバンプ１２ｂにより接続されてい
る。
ハンダバンプ１２ａによるLEDチツプ１３の
電極部１３ｃと基板１１上に形成されている導体
パターン１２と接続は、LEDチツプ１３の電極
部１３ｃに球形状のハンダバンプ１２ｂを形成
し、このLEDチツプ１３を、そのハンダバンプ
１２ｂと基板１１上の導体パターン１２とが接触
されるように位置を合わせて基板１１上に載置し
た後、リフロー工程を施してハンダバンプ１２ｂ
を溶融させることにより行なわれる。
更にLEDチツプ１３の背面電極１３ｂはリー
ド線１４によつて基板１１のアースパターン１２
ａに接続されている。
更に前記LEDチツプ１３の発光部１３ａには
シリコン樹脂、エポキシ樹脂等からなる透明な合
成樹脂１５を介して、後述する直径10〜25μmの
光フアイバー１７が多数集合した構造の光フアイ
バー束１６の一端部１６ａが近接している。な
お、該光フアイバー束１６は前記基板１１に埋設
された状態にて保持されている。そして前述の光
フアイバー１７は第２図に示すように屈折率の高
いガラスよりなるコア１７ａと、該コア１７ａの
外周に形成され屈折率の低いガラスよりなるクラ
ツド１７ｂと、該クラツド１７ｂの外周に形成さ
れカーボン等よりなる吸収体１７ｃとからなる３
層構造となつている。
このように構成されたLEDアレーヘツドにあ
つては、ハンダバンプ１２ｂを用いてLEDチツ
プ１３の電極部１３ｃと基板１１上に形成されて
いる導体パターン１２との接続を行なうので、ハ
ンダバンプをリフローする際に（ハンダバンプが
溶融した後固化する際に）、セルフアライメント
効果が働き、LEDチツプの位置決め精度をより
一層向上させることができる。
また、LEDチツプ１３の発光部１３ａより出
た光は透明な合成樹脂１５を介して光フアイバー
束１６の一端部１６ａへ入射することになるが、
透明な合成樹脂１５の屈折率は空気の屈折率より
も大きい（空気の屈折率が１であるのに対して合
成樹脂に屈折率は1.5程度）ので、LEDチツプ１
３の発光部１３ａより出た光の広がり角度は小さ
く抑えられることになり、その結果光フアイバー
束１６の一端部１６ａに到達する光の量を増大さ
せることができ、光の利用効率が一層向上する。
また、この合成樹脂１５を介在させることによ
り、LEDチツプの発光部は、ゴミ、湿気等から
保護される。
光フアイバー束１６の一端部１６ａへ入射した
光は光フアイバー束１６内を高効率で伝達され、
他端部１６ｂより出射して感光ドラム等の被露光
物１８の表面に照射される。
〔考案の効果〕
本考案においては、上述のようにLEDアレー
ヘツドを構成したことにより、以下の様な効果を
提供する。
透明基板を用いLEDチツプをフリツプチツ
プ形式でこの基板に実装したことにより、従来
ワイヤボンデイング工程を必要としていたが、
この工程が不必要となり、工程数の削減がはか
れる。
特に基板にガラス基板を用いた場合、その表
面平滑度が高いため薄膜工程による微細パター
ンの形成が容易であり、更にそり等のない精度
の高い基板が容易に得られるため、LEDチツ
プの位置決め精度が得易い。
光フアイバーは自己集束型ロツドレンズアレ
ーのように焦点を持たないため、LEDアレー
の発光部と被露光物との距離を小さくすること
ができ、装置の小型化がはかれる。
LEDチツプの電極部と基板上に形成された
導体パターンとの接続がハンダバンプを用いて
行なわれるので、ハンダバンプをリフローする
際のセルフアライメント効果により、LEDチ
ツプの位置決め精度がより一層向上する。
LEDアレーヘツドの発光部と光フアイバー
束の一端部との間に透明な樹脂が介在している
ので、発光部から出た光の広がり角度が小さく
なり、発光部からの光を多く光フアイバー束ま
で導くことができる。また、発光部をゴミ、湿
気等から保護することができる。
光フアイバー束内に入射した光は光フアイバ
ー内を進行して被露光物に効率よく照射される
ので、LEDアレーに供給する発光用のエネル
ギーを小さくすることができ、LEDアレーの
寿命が長くなる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本考案の一実施例を示すLEDアレ
ーヘツドの構造断面図、第２図は同光フアイバー
の断面図、第３図は通常のLEDプリンタの構成
を説明する概略構成図であり、第４図は従来の
LEDアレーヘツドの構造断面図である。 １１……透明基板、１３……LEDチツプ、１
３ａ……発光部、１６……フアイバー束、１７…
…光フアイバー。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 複数の光フアイバー束を埋設した基板上に複数
    のLEDチツプを配列してなるLEDアレーヘツド
    において、 前記基板上に電極パターンを形成し、 前記LEDチツプを、その発光部が前記基板の
    前記電極パターンが形成されている側の面と対向
    するように且つ前記基板に埋設された前記光フア
    イバー束の一端部と対向するように前記基板上に
    搭載するとともに前記基板上に形成した電極パタ
    ーンと前記LEDチツプの電極部とをハンダバン
    プを介して接続し、 前記光フアイバー束の一端部と前記LEDチツ
    プの発光部との間に透明樹脂を介在させたことを
    特徴とするLEDアレーヘツド。
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