JPH04366658A - Ｌｅｄプリントヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式プリンタ
ーなどの記録装置に使用されるＬＥＤプリントヘッドに
関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＥＤプリントヘッドの駆動方式の１つ
であるダイナミック駆動方式は、１個の駆動素子（駆動
制御用ＩＣ）で複数のＬＥＤアレイチップを時分割駆動
させる方式であり、１個の駆動制御用ＩＣで１個のＬＥ
Ｄアレイチップを駆動させるダイレクト駆動方式と比べ
、駆動制御用ＩＣの数を少なくできるため低価格化の可
能性がある駆動方式と考えられている。

【０００３】以下、このダイナミック駆動方式を採用し
た従来のＬＥＤプリントヘッドの構造について説明する
。

【０００４】図７はＡ４幅、３００ｄｐｉの解像度を有
する従来のＬＥＤプリントヘッドの平面図であり、図９
はその断面図である。

【０００５】図７において、１６はＬＥＤプリントヘッ
ド基板であって、この基板１６上には６４ビットの印字
データ信号ライン５が束になってクランク状に形成され
ており、絶縁層１３（図９参照）を介してカソード電極
６−１〜６−４０上にＬＥＤアレイチップ４−１〜４−
４０が銀ペースト等により列状に接着されている。また
、基板１６上に電源／入力信号ライン７と、その近傍に
駆動制御用ＩＣ３ａ，３ｂを実装し、それぞれの素子電
極をボンディングワイヤー８（図９参照）で電気的に接
続し、ＬＥＤアレイチップ４−１〜４−４０を１ケ毎に
選択的に時分割駆動することができる。また、図９の如
く、外部回路接続用のコネクタ１２、コンデンサ等の電
気部品を搭載するため、補強板１５付きのＦＰＣ（フレ
キシブル基板）１４とを組み合わせた構造としている。

【０００６】次に、従来のＬＥＤプリントヘッドに使用
されるＬＥＤアレイチップは、図１０に示すように６４
ビットの電極９が千鳥状に配列されたもので、ＧａＡｓ
Ｐの素材からなる。

【０００７】印字データ信号ライン５についてさらに具
体的に説明していくと、図７のガラス基板１６上に印字
データ信号ライン５は、薄膜技術によって被着形成され
る。この薄膜技術によりファインピッチの配線形成がで
きる。まず、スパッタリング等で金属材料（アルミニウ
ム）を真空中で成膜した後、フォソリソグラフィー工程
、エッチング工程を経て電極５ａ，５ｂ及び導通パター
ン５ａ−１，５ｂ−１及び電源／入力データ信号ライン
７を形成する。

【０００８】図８はその電極５ａ，５ｂのパターンの部
分拡大図で、本図にしたがって詳細に説明すると、電極
５ａ，５ｂの配置はＬＥＤアレイチップのアノード電極
９の千鳥状配置と同配置で形成でき、そのピッチＰは１
６６μｍ程度で、電極間Ｐ１が約６６μｍに電極５ｂの
導通パターン５ａ−１が引き回しされる。また、この電
極５ａ，５ｂにはワイヤーボンディングのため金メッキ
が施されている。

【０００９】この千鳥状の電極パターンを横一列に形成
し、導通パターン５ａ−１，５ｂ−１で隣接する電極列
５ａ，５ｂとつなぎあわせていき６４本の束となってク
ランク状にパターン構成したものが印字データ信号ライ
ン５である。

【００１０】この印字データ信号ライン５のつなぎの例
を図７中の破線ブロックＸで説明すると、ＬＥＤアレイ
チップ４−１の電極番号１に対してＬＥＤアレイチップ
４−２の電極番号６４、ＬＥＤアレイチップ４−１の電
極番号２に対してＬＥＤアレイチップ４−２の電極番号
６３・・・ＬＥＤアレイチップ４−３９の電極番号１に
対してＬＥＤアレイチップ４−４０の電極番号６４、Ｌ
ＥＤアレイチップ４−３９の電極番号２に対してＬＥＤ
アレイチップ４−４０の電極番号６３という具合に結線
される。また、延長として両端の駆動用ＩＣ３ａ，３ｂ
の出力端子と接続するパターンが形成され、ともにつな
がって２ケの駆動用ＩＣ３ａ，３ｂでＬＥＤアレイチッ
プ４０ケを時分割駆動できるようになっている。

【００１１】上記印字データ信号ライン５を形成した基
板１６上に、例えばポリイミド製材料からなる絶縁層１
３を介してカソード電極６−１〜６−４０を積層形成し
、このパターン上にＬＥＤアレイチップ４−１〜４−４
０を銀ペースト等のより列状にダイボンドされる。

【００１２】ダイボンドは、印字データ信号ライン５の
電極位置に応じてＬＥＤアレイチップ４−１〜４−４０
を位置決め接着し、それぞれの素子電極番号に応じて図
９に示すようにボンディングワイヤー８にて電気的に接
続を行うことができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術においても６４ビットのＬＥＤアレイチッ
プ及び駆動用ＩＣを用いたＡ４幅、３００ｄｐｉのＬＥ
Ｄプリントヘッドの場合、ＬＥＤアレイチップのアノー
ド電極は８３μｍ程度のピッチで千鳥状に配置されてい
るため、これに対応する基板側のボンディング電極のピ
ッチＰもアノード電極のピッチに合わせて８３μｍにす
る必要がある。

【００１４】さらに、基板上に８３μｍピッチでボンデ
ィング電極を千鳥状に配置するには、ボンディング電極
の幅を１００μｍとすると、図８に示すＰ１は６６μｍ
となり、この間隔に１本パターンを通すことになると、
薄膜技術や厚膜技術が必要となり、ガラス基板等の高耐
熱基板を用いなければならない。

【００１５】ガラス基板やセラミック基板はコストが高
いばかりか、穴加工が事実上できないため、外部回路と
の接続のためのコネクタを実装できない。したがって、
硬質印刷基板やＦＰＣと組み合わせた構成をとっている
が、これがかえってＬＥＤプリントヘッドが大型化する
ばかりかコストを高くしている。

【００１６】本発明は上記に鑑み、ＬＥＤプリントヘッ
ドの低価格化、小型化を図ることを目的とする。

【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ないし図６の如く、ＬＥＤプリント
ヘッド基板Ｂ上に、駆動素子３ａ，３ｂと、ＬＥＤ素子
が複数個列状に配設されて成るＬＥＤアレイチップ４−
１〜４−４０とを備え、前記駆動素子３ａ，３ｂにて複
数個のＬＥＤアレイチップ４−１〜４−４０を時分割駆
動するダイナミック方式のＬＥＤプリントヘッドにおい
て、前記ＬＥＤプリントヘッド基板Ｂは、ＬＥＤアレイ
チップ４−１〜４−４０を時分割駆動させるための駆動
パターン５が設けられた第一の硬質印刷配線基板１と、
該第一の基板１の駆動パターン５上に搭載されＬＥＤア
レイチップ４−１〜４−４０のコモンパターン６−１〜
６−４０が形成された第二の片面硬質印刷配線基板２と
から構成され、前記駆動パターン５は、所定の引き出し
角度θをもってジグザグ状に蛇行して形成され、前記第
一の基板１に、外部回路との接続のためのコネクタ１２
が実装されたものである。

【００１８】また、請求項２による課題解決手段は、請
求項１記載の第一の基板１が両面硬質印刷配線基板とさ
れたものである。

【００１９】さらに、請求項３による課題解決手段は、
請求項１記載の第一の基板１が片面硬質印刷配線基板と
されたものである。

【００２０】

【作用】上記課題解決手段において、第一の基板１上に
、駆動パターン５を上下段に分割しその引き出し線を角
度θを持たせてジグザグ形状に形成する。このように、
駆動パターン５を上下段に分割することによって、駆動
パターン５の配線ピッチを広くすることができるから、
従来のように薄膜技術等を使うことなくエッチング技術
にて駆動パターンを形成することができる。よって、第
一の基板１に安価な硬質印刷配線基板を使用することが
できる。しかも、駆動パターン５を所定の引き出し角度
θを持たせてジグザグ形状に形成しているので、駆動パ
ターン５の配線巾を縮小でき、硬質印刷配線基板１の巾
も小さくなる。

【００２１】そして、第一の基板１に第二の片面硬質印
刷配線基板２を搭載し、基板２上にＬＥＤアレイチップ
４−１〜４−４０を実装する。このため、基板１の巾は
ＬＥＤアレイチップ分狭くできる。

【００２２】その後、基板１にコネクタ１２を実装する
。このように、基板１に直接コネクタ１２を実装するこ
とができるのは、硬質印刷配線基板１が、穴加工性に優
れておりスルーホールを穿設できるからで、従来のよう
にＦＰＣと組み合わせてコネクタを実装する必要がなく
なる。

【００２３】上記のようにＬＥＤプリントヘッド基板Ｂ
を硬質印刷配線基板１，２の２枚構造とすることで、小
型で低価格のＬＥＤプリントヘッドが提供できる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図６に
基づいて説明する。

【００２５】図示の如く、本実施例のＬＥＤプリントヘ
ッドは、ＬＥＤプリントヘッド基板Ｂ上に、駆動素子３
ａ，３ｂと、ＬＥＤ素子が複数個列状に配設されて成る
ＬＥＤアレイチップ４−１〜４−４０とを備え、前記駆
動素子３ａ，３ｂにて複数個のＬＥＤアレイチップ４−
１〜４−４０を時分割（ダイナミック）駆動するもので
あって、ＬＥＤプリントヘッド基板Ｂを、２枚のベース
基板１，２を貼り合わせた構造としており、この基板１
，２は、いずれもガラスエポキシ素材の硬質印刷配線基
板を使用している。そして、第一の基板１は両面硬質印
刷配線基板であり、第二の基板２は片面硬質印刷配線基
板である。

【００２６】図５で本ＬＥＤプリントヘッドに使用され
るＬＥＤアレイチップについて説明する。

【００２７】ＬＥＤアレイチップ４−１〜４−４０は、
発光部１１が解像度３００ｄｐｉに対応するピッチ（約
８４．７μｍピッチ）で一直線状に６４ケ並んでおり、
発光部１１の両側に等ピッチに配置されたワイヤーボン
ド用のアノード電極９が形成されている。一方、カソー
ド電極１０は、各ＬＥＤ素子とも共通になっており、チ
ップ裏面に形成されている。なお、ＬＥＤアレイチップ
の材料としては通常ＧａＡｓＰが用いられる。

【００２８】そして、図１は両面硬質印刷配線基板１と
片面硬質印刷配線基板２を貼りつけたＬＥＤプリントヘ
ッドの要部平面図を示している。

【００２９】まず、第一の基板１に形成された配線パタ
ーンの構成について述べる。

【００３０】基板１の表面には、図１の如く、ＬＥＤア
レイチップ４−１〜４−４０に対する３２ビットのデー
タ信号パターンが１束となって上下段に分割した印字デ
ータ信号ライン５が被着形成されている。

【００３１】図３はこの印字データ信号ライン５上に形
成された電極５ａの部分拡大図を示している。

【００３２】電極５ａ，５ｂは、ＬＥＤアレイチップ４
−１〜４−４０（６４ビット）の等間隔電極ピッチＰ（
図５参照）と同配置にしたＰ寸法で１６６μｍとし、そ
の引き出し線である導通パターン５ａ−１は約３９°の
角度θを持ち、配線ピッチＰ１は約１００μｍで形成さ
れる。このように、印字データ信号ライン５を上下段に
分割して配線ピッチＰ１を１００μｍと広くすることに
より、配線パターンを従来のように薄膜技術等によらな
くてもエッチング技術にて形成可能であるから、印字デ
ータ信号ライン５が設けられる第一の基板１に、通常の
ガラスエポキシ基板、すなわち硬質印刷配線基板を使用
することができる。

【００３３】印字データ信号ライン５は、上記電極パタ
ーンを横一列に３２ケ配列し、これを１束として上下段
の２列になったパターンがＬＥＤアレイチップ４−１〜
４−４０の長さに応じてライン構成されたものである。 また、この上下段の電極列５ａ，５ｂの間隔は、図６に
示すように角度と配線ピッチにより約４ｍｍの間隔で配
置される。この３２ビット束の配線形状は、略波形のジ
グザグ状で蛇行したものとなっており、上下段の印字デ
ータ信号ライン５の夫々の山部と谷部とが接近して配置
されているため、２束の配線巾は、図６に示すように約
１１ｍｍ程度で済み、２束の配線間隔を狭く形成できる
。また、印字データ信号ライン５の両端を延長し、駆動
素子（駆動制御用ＩＣ）３ａ，３ｂの出力端子とのワイ
ヤー接続を行うためのデータ信号用パターンも形成され
ている。そして、図１に示すように駆動制御用ＩＣ３ａ
，３ｂを実装し、入力データ信号ライン７を形成した場
合、基板１の巾は１７ｍｍ程度で済む。

【００３４】図１に示すＬＥＤアレイチップ４−１〜４
−４０は、当然この印字データ信号ライン５の電極４ｍ
ｍ間のセンターに位置するので、ＬＥＤアレイチップの
カソード電極ライン４−１ａ（図２参照）との電気的接
続を行うためには、印字データ信号ライン５の配線近傍
にカソード電極パターン６−１ａを設けることとなる。 このカソード電極パターン６−１ａは、基板１に穴加工
性のよい硬質印刷配線基板を使用しているから、図４に
示すスルーホールＴによって裏面へ配線形成される。よ
って、従来のようにＦＰＣ（フレキシブル基板）と組み
合わせなくても、外部回路との接続のためのコネクタ１
２を第一の基板１に接続（実装）できる。なお、図４は
ＬＥＤプリントヘッドの断面図である。

【００３５】すなわち、上述した第一の基板１（巾１７
ｍｍ）上に第二の基板２を貼り付けた２枚構造で、外部
からの電源、データ信号を供給させるコネクタ１２等の
電気部品も取り付けられるため、小型で低価格のＬＥＤ
プリントヘッドの提供が可能となる。

【００３６】ここで、ダイナミック駆動の印字データ信
号ライン５のつなぎ方を図１中の破線ブロックＹで説明
する。

【００３７】図１に記載されている番号１〜６４は各電
極番号を示しており、例えば下段ライン束５におけるＬ
ＥＤアレイチップ４−１に対応する電極列５ｂの電極番
号２〜６４とＬＥＤアレイチップ４−２に対応する電極
列５ｂの電極番号２〜６４のつながりは、ＬＥＤアレイ
チップ４−１の電極番号２に対してＬＥＤアレイチップ
４−２の電極番号６４、ＬＥＤアレイチップ４−１の電
極番号４に対してＬＥＤアレイチップ４−２の電極番号
６２・・・と順につなげていきＬＥＤアレイチップ４−
１の電極番号６４に対してＬＥＤアレイチップ４−２も
電極番号２までの３２ビットが全てつながっている。同
様の方法で上段の奇数電極列もつなげることができる。 また、電極の偶数あるいは奇数番号破線上下段のどちら
であってもよい。

【００３８】次に、第二の基板２に形成された配線パタ
ーンの構成について述べる。

【００３９】図２の如く、基板２の表面には、部分的に
ボンディング突起電極部を設けたカソード電極ライン６
−１〜６−４０が前述した片面硬質配線基板上に個別に
形成される。

【００４０】このパターン上に銀ペースト等を塗布して
ＬＥＤアレイチップ４−１〜４−４０がダイボンドされ
る。また、この基板２は、ＬＥＤアレイチップ実装用で
あり、基板巾はかなり小さい巾で済む。

【００４１】このように、ＬＥＤアレイチップ４−１〜
４−４０を第一の基板１ではなく、第二の基板２に実装
することで、第一の基板１の巾は前述の１７ｍｍ程度を
維持でき、基板２と基板１と組み合わせてＬＥＤプリン
トヘッド基板としても小型化が可能となる。また、基板
１，２にコストの安い硬質配線基板を使用しているから
、低価格のＬＥＤプリントヘッドができる。

【００４２】また、駆動用ＩＣ３ａ，３ｂ側は、延長さ
れた配線パターン電極１〜６３，２〜６４と出力端子が
ボンディングされ、さらに入力データ信号ライン７へも
ボンディングされる。そして、駆動用ＩＣ３ａ，３ｂで
それぞれの奇数、偶数ビットを駆動し、さらにカソード
電極ライン６−１〜６−４０を切換えることにより、Ｌ
ＥＤアレイチップ４−１〜４−４０を時分割駆動させる
ダイナミック駆動のＬＥＤプリントヘッドが実現できる
。さらに、上述したＬＥＤアレイチップのアノード電極
と印字データ信号ライン５の両端の電極５ａ，５ｂの間
隔は４ｍｍ程度であるため、ワイヤーボンディング上の
問題点もない。なお、駆動用ＩＣ３ａ，３ｂ側において
も通常のワイヤーボンディング距離約１．３ｍｍ程度で
行える。

【００４３】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。

【００４４】図１で駆動用ＩＣ３ａ，３ｂと入力信号ラ
イン７は、第一の基板１にダイボンド及びパターン形成
したが、駆動用ＩＣ３ａ，３ｂとＬＥＤアレイチップ４
−１〜４−４０ｔとを片面硬質配線基板２に一括して実
装しても小型化が実現できる。

【００４５】また、印字データ信号ライン及び入力デー
タ信号ライン７を第一の基板１の両面でなく片面に形成
しても、少しは基板１の巾が広くなるがコスト的には同
様である。また、ＬＥＤアレイチップのアノード電極は
両端に分割した等ピッチ状でなく、千鳥状配置にしたＬ
ＥＤアレイチップを使用しても同様のワイヤーボンディ
ングが可能である。

【００４６】上記実施例において、ＬＥＤプリントヘッ
ドはＡ４幅、３００ｄｐｉ解像度のもので説明している
が、Ａ４幅以外の印字幅、３００ｄｐｉ以外の解像度の
ＬＥＤプリントヘッドについても適用できる。また、ア
ノードコモンタイプのＬＥＤアレイチップについても適
用できるのは勿論である。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明請
求項１〜３によると、駆動パターンを第一の基板上に上
下段に分割して設けることで、駆動パターンの配線ピッ
チを広くすることができるから、従来のように薄膜技術
ではなく通常のエッチング技術にて駆動パターンを形成
でき、第一の基板を硬質印刷配線基板とすることができ
る。しかも、第一の基板の駆動パターンを所定の引き出
し角度を持ってジグザグ状に蛇行して駆動パターンの配
線巾を狭く形成しているから、第一の基板の巾をより狭
くすることができる。

【００４８】また、第一の基板を穴加工性のよい硬質印
刷配線基板とすることで、従来のようにＦＰＣと組み合
わせなくても、外部回路との接続のためのコネクタを第
一の基板に実装できるから、ＬＥＤプリントヘッドは大
型化しない。

【００４９】さらに、ＬＥＤプリントヘッド基板を、駆
動パターンが形成される第一の基板と、第一の基板の駆
動パターン上に搭載されＬＥＤアレイチップ実装用の第
二の基板とから構成しているので、第一の基板の巾をＬ
ＥＤアレイチップ実装分だけ狭くでき、製造コストが安
くつく。

【００５０】よって、小型化、低価格化のＬＥＤプリン
トヘッドが提供できるといった優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例に係るＬＥＤプリント
ヘッドの要部平面図である。

【図２】図２は同じくそのＬＥＤプリントヘッド基板を
構成する第二の基板の平面図である。

【図３】図３はＬＥＤプリントヘッド基板上に形成され
た電極部分の拡大図である。

【図４】図４はＬＥＤプリントヘッドの構造を示す断面
図である。

【図５】図５はＬＥＤアレイチップを示す図である。

【図６】図６は印字データ信号ラインの配線巾を示す図
である。

【図７】図７は従来のＬＥＤプリントヘッドの平面図で
ある。

【図８】図８は同じくそのＬＥＤプリントヘッド基板上
に形成された電極部分の拡大図である。

【図９】図９はＬＥＤプリントヘッドの構造を示す断面
図である。

【図１０】図１０はＬＥＤアレイチップを示す図である
。

【符号の説明】

１　　　　　　　　　　　　両面硬質配線基板２　　　
　　　　　　　　　片面硬質配線基板３ａ，３ｂ　　　
　　　　　駆動用ＩＣ４−１〜４−４０　　　　ＬＥＤ
アレイチップ５　　　　　　　　　　　　印字データ信
号ライン５ａ，５ｂ　　　　　　　　電極 ５ａ−１，５ｂ−１　　導体パターン ６−１〜６−４０　　　　カソード電極ライン７　　　
　　　　　　　　　入力データ信号ライン８　　　　　
　　　　　　　ボンディングワイヤー９　　　　　　　
　　　　　アノード電極１０　　　　　　　　　　　　
カソード電極１１　　　　　　　　　　　　発光部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ＬＥＤプリントヘッド基板上に、駆動
   素子と、ＬＥＤ素子が複数個列状に配設されて成るＬＥ
   Ｄアレイチップとを備え、前記駆動素子にて複数個のＬ
   ＥＤアレイチップを時分割駆動するダイナミック方式の
   ＬＥＤプリントヘッドにおいて、前記ＬＥＤプリントヘ
   ッド基板は、ＬＥＤアレイチップを時分割駆動させるた
   めの駆動パターンが設けられた第一の硬質印刷配線基板
   と、該第一の基板の駆動パターン上に搭載されＬＥＤア
   レイチップのコモンパターンが形成された第二の片面硬
   質印刷配線基板とから構成され、前記駆動パターンは、
   所定の引き出し角度をもってジグザグ状に蛇行して形成
   され、前記第一の基板に、外部回路との接続のためのコ
   ネクタが実装されたことを特徴とするＬＥＤプリントヘ
   ッド。
2. 【請求項２】　　請求項１記載の第一の基板が両面硬質
   印刷配線基板であることを特徴とするＬＥＤプリントヘ
   ッド。
3. 【請求項３】　　請求項１記載の第一の基板が片面硬質
   印刷配線基板であることを特徴とするＬＥＤプリントヘ
   ッド。