【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光プリンタヘッド等の画像形成装置やイメージセンサ等の画像読み取り装置等に使用されてる画像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像装置、例えば光プリンタヘッド等の画像形成装置に使用される画像装置は通常、複数個のレンズを所定の間隔で直線状に配列支持したポリカーボネート等の樹脂から成るレンズプレートと、多数の発光ダイオード素子アレイが直線状に配列実装されたポリカーボネート等の樹脂から成るベースプレートとを、
各レンズと各発光ダイオード素子アレイとが１対１に対応するように併設固定させた構造を有しており、各発光ダイオード素子アレイの各発光ダイオード素子を外部電気信号に対応させて個々に選択的に発光させるとともに、該発光ダイオード素子が発光した光をレンズを介して外部の感光体に結像させ、感光体に潜像を形成させることによって画像形成装置として機能する。

【０００３】尚、前記ベースプレート上に直線状に配列実装される発光ダイオード素子アレイは一般にその内部に６４個の発光ダイオード素子が直線状に配列されて構成されており、Ｂ４サイズの画像形成装置に使用する場合には前記発光ダイオード素子アレイはその３２個が各々を各レンズに１対１に対応するようにしてベースプレート上に載置されることとなる。

【０００４】また前記ベースプレート上に直線状に配列実装させた発光ダイオード素子アレイはその各電極がベースプレート表面に予め接合させておいた電極配線にボンディングワイヤを介して電気的に接続されており、ベースプレート表面の電極配線を外部電気回路に接続することによって各発光ダイオード素子アレイの発光ダイオード素子は電極配線及びボンディングワイヤを介し外部電気回路に接続されることとなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従来の画像装置においては、発光ダイオード素子アレイの各電極がベースプレートの電極配線にボンディングワイヤを介して接続されており、発光ダイオード素子アレイの電極数は極めて多いことから発光ダイオード素子アレイの電極をベースプレートの電極配線に電気的接続するのに長時間が必要で、画像装置の製造作業性が悪く、製品としての画像装置を高価とする欠点を有していた。

【０００６】尚、上述の実施例においては光プリンタヘッド等の画像形成装置に使用される画像装置を例に採って説明したが、固体撮像素子アレイを用いたイメージセンサ等の画像読み取り装置等に使用される画像装置においても同様の欠点を有する。

【０００７】そこで上記欠点を解消するために本願出願人は先に画像素子アレイの受発光領域の近傍に形成した各電極を結晶化ガラスや石英等の透明材料から成るベースプレートの表面に予め薄膜形成技法によって所定パターンに形成された電極配線に半田を介しフリップチップ接続により接続させた画像装置を提案した。

【０００８】かかる画像装置によれば画像素子アレイの電極がベースプレートに接合させた電極配線にフリップチップ接続により接続されることから画像素子アレイの電極数が多いとしてもその全てがベースプレートの電極配線に一度に電気的接続されることとなり、その結果、
画像装置の生産性が極めて優れたものとなる。

【０００９】しかしながら、この画像装置においては結晶化ガラスや石英等から成るベースプレートの表面が平滑であることからベースプレートに蒸着法やスパッタリング法、イオンプレーティング法等の薄膜形成技法によって所定パターンに接合された電極配線の接合強度が弱く、そのためベースプレートに被着させた電極配線に画像素子アレイの電極を半田を介してフリップチップ接続する際、電極配線がベースプレートより剥離し、画像素子アレイの各電極を外部電気回路に確実、且つ強固に電気的接続することができないという欠点を誘発した。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は複数個のレンズから成るレンズ部材と、一主面側に電極配線を有し、該電極配線に多数の画像素子アレイの電極をフリップチップ接続させることによって多数の画像素子アレイが直線状に配列実装された透光性のガラスから成るベースプレートとを各レンズと各画像素子アレイとが１対１に対応するように併設固定させた画像装置であって、前記電極配線は有機金属化合物を熱分解して得られる金属から成り、ビスマスを介してベースプレートに接合されていることを特徴とするものである。

【００１１】本発明の画像装置によれば、画像素子アレイの各電極をベースプレートの一主面側に接合させた電極配線にフリップチップ接続により電気的接続することから各画像素子アレイの電極数が極めて多いとしてもその全てがベースプレートの電極配線に一度に電気的接続されることとなり、その結果、画像装置の生産性が極めて優れたものとなり、製品としでの画像装置が安価となる。

【００１２】また本発明の画像装置によれば、電極配線が有機金属化合物を熱分解して得られる金属で形成されており、且つビスマスを介してベースプレートにガラス結合により接合されていることから電極配線を高精度に形成することができるとともにベースプレートに対する接合強度を極めて強いものとなすことができ、その結果、ベースプレートに接合させた電極配線に画像素子アレイの電極を半田を介してフリップチップ接続しても電極配線がベースプレートより剥離することはなく、画像素子アレイの各電極を外部電気回路に確実、且つ強固に電気的接続することが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。 図１乃至図３は本発明の画像装置を画像形成装置として光プリンタヘッドに採用した場合の一実施例を示し、１はベースプレート、２は発光ダイオード素子アレイ、３はレンズ部材である。

【００１４】前記ベースプレート１は例えば、ホウケイ酸系の透光性ガラス等から成り、その下面に複数個の発光ダイオード素子アレイ２が直線状に配列実装されている。

【００１５】前記ベースプレート１は発光ダイオード素子アレイ２を支持する支持部材として作用し、図３に示す如く、ベースプレート１の一主面側に接合させた電極配線１ａに各発光ダイオード素子アレイ２の各電極２ｂ
をフリップチップ接続、具体的にはベースプレート１の一主面側に発光ダイオード素子アレイ２を、該ベースプレート１に接合させた電極配線１ａと発光ダイオード素子アレイ２の各電極２ｂとが間に半田４を挟み対向するようにして載置させ、しかる後、前記半田４を加熱溶融させ、ベースプレート１の各電極配線１ａと発光ダイオード素子アレイ２の各電極２ｂとを半田接合させることによって各発光ダイオード素子アレイ２はベースプレート１の一主面側に配列実装される。 この場合、各発光ダイオード素子アレイ２の各電極２ｂはその総数が極めて多かったとしてもその全てがベースプレート１の一主面側に接合されている電極配線１ａに半田を介して一度に電気的接続されることから発光ダイオード素子アレイ２
の各電極２ｂとベースプレート１の電極配線１ａとの電気的接続を極めて短時間に行うことができ、画像装置の組立の作業性、生産性が大きく向上する。

【００１６】尚、前記ベースプレート１は透光性のガラスで形成されていることからその中央領域がそのまま発光ダイオード素子アイ２と後述するレンズ７との光の通路を形成するための窓部となる。

【００１７】また前記ベースプレート１の一主面側に予め接合されている電極配線１ａは発光ダイオード素子アレイ２の各電極２ｂを外部電気回路に接続する作用を為し、例えば、先ずべースプレート１の一主面に有機金属化合物（Ａｕ−Ｓ−Ｃ−ＲＲ：炭化水素、Ｓｉ−０−
Ｒ）とビスマスとを反応させたものに有機樹脂、有機溶剤を添加混合して得たメタロオーガニックペーストを所定パターンに塗布し、次にこれを約６００℃の温度で熱処理し、有機金属化合物を熱分解して得られる金属をビスマスを介してベースプレート１にガラス結合により接合させることによってベースプレート１の一表面側に接合される。 この場合、電極配線１ａは有機金属化合物を熱分解して得られる金属で形成されており、且つビスマスを介してベースプレート１にガラス結合により接合されていることから電極配線１ａを高精度に形成することができるとともにベースプレート１に対する接合強度を極めて強いものとなすことができ、その結果、ベースプレート１に接合させた電極配線１ａに発光ダイオード素子アレイ２の各電極２ｂを半田４を介してフリップチップ接続しても電極配線１ａがベースプレート１より剥離することはなく、発光ダイオード素子アレイ２の各電極２ｂを外部電気回路に確実、且つ強固に電気的接続することが可能となる。

【００１８】更に前記ベースプレート１表面に予め接合されている電極配線１ａと発光ダイオード素子アレイ２
の各電極２ｂとを接続する半田４は電極配線１ａの表面に予め半田メッキにより所定厚みに被着させておくとベースプレート１の電極配線１ａと発光ダイオード素子アレイ２の各電極２ｂとを対向させるだけで自動的に電極配線１ａと各電極２ｂとの間に配置され、ベースプレート１に接合させた電極配線１ａと発光ダイオード素子アレイ２の各電極２ｂとのフリップチップ接続の作業性が極めて簡素となる。 従って、前記ベースプレート１表面に接合されている電極配線１ａと発光ダイオード素子アレイ２の各電極２ｂとを接続する半田４は電極配線１ａ
の表面に予め半田メッキにより所定厚みに接合させておくことが好ましい。

【００１９】また更に前記ベースプレート１に配列実装されている発光ダイオード素子アレイ２は複数個の発光ダイオード素子２ａから成り、該発光ダイオード素子２
ａは外部電気信号に対応して個々に選択的に発光し、発光した光を感光体Ｐ表面に照射することによって感光体Ｐに画像を形成するための潜像を形成する。

【００２０】前記発光ダイオード素子２ａはＧａＡｓＰ
系、ＧａＰ系の発光ダイオードが使用され、例えばＧａ
ＡｓＰ系の発光ダイオードの場合には、まずＧａＡｓの基板を炉中にて高温に加熱するとともにＡｓＨ ₃ （アルシン）とＰＨ ₃ （ホスヒン）とＧａ（ガリウム）を適量に含むガスを接触させて基板表面にｎ型半導体のＧａＡ
ｓＰ（ガリウムー砒素ーリン）の単結晶を成長させ、次にＧａＡｓＰ単結晶表面にＳｉ ₃ Ｎ ₄ （窒化シリコン）
の窓付膜を被着させるとともに該窓部にＺｎ（亜鉛）のガスをさらし、ｎ型半導体のＧａＡｓＰ単結晶の一部にＺｎを拡散させてｐ型半導体を形成し、ｐｎ接合をもたすことによって形成される。

【００２１】前記発光ダイオード素子２ａはＢ４サイズの光プリンタヘッドの場合、２０４８個（１ｍｍ当たり８個）が直線状に配列されており、具体的には６４個の発光ダイオード素子２ａを一単位とした発光ダイオード素子アレイ２を３２個、直線状に配列することによって２０４８個の発光ダイオード素子２ａがベースプレート１上に配列実装されている。

【００２２】また一方、前記発光ダイオード素子アレイ２が配列実装されたベースプレート１はその上部に一定距離を隔ててレンズ部材３が併設されており、該レンズ部材３は複数個の貫通孔６ａが直線状に配列形成されているレンズプレート６と、前記貫通孔６ａを塞ぐようにしてレンズプレート６に樹脂等の接着剤を介し接着固定されているレンズ７とから構成されている。

【００２３】前記レンズ部材３のレンズプレート６は上面に複数個のレンズ７を所定の間隔で支持する支持部材として作用し、また貫通孔６ａは発光ダイオード素子アレイ２の各発光ダイオード素子２ａが発する光をレンズ７へ透過させる作用を為す。

【００２４】前記レンズプレート６に支持された各レンズ７は各発光ダイオード素子２ａが発する光を感光体Ｐ
面に照射させる作用を為し、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等の透明樹脂、或いはガラス等の透明無機物で形成されたレンズが好適に使用される。

【００２５】尚、前記各レンズ７はその外表面の一部をレンズプレート６に例えば、エポキシ樹脂系の接着剤を介し接着することによってレンズプレート６に所定間隔で直線状に接着される。

【００２６】更に前記発光ダイオード素子アレイ２が実装されたベースプレート１及び複数個のレンズ７を有するレンズ部材３はその各々をスペーサ８に固定させることによって各発光ダイオード素子アレイ２と各レンズ７
とが所定距離を隔てて１対１に対応するように併設されている。

【００２７】前記スペーサ８はその上部に第１位置合わせ基準面８ａを、下部に第２位置合わせ基準面８ｂを有しており、スペーサ８の第１位置合わせ基準面８ａにレンズ部材３を構成するレンズプレート６の下面を、第２
位置合わせ基準面８ｂにベースプレート１の上面外周部を当接固定させることによって各発光ダイオード素子アレイ２と各レンズ７とは間に所定距離を隔てて１対１に対応するようになっている。

【００２８】かくして、本発明の画像装置によれば、ベースプレート１に配列実装されている各発光ダイオード素子２ａに所定の電力を印加して各発光ダイオード素子２ａを個別に選択的に発光させ、該各発光ダイオード素子２ａが発光した光をレンズ部材３のレンズ７を介して外部の感光体Ｐ面に結像させ、感光体Ｐに所定の潜像を形成することによって画像形成装置として機能する。

【００２９】尚、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能であり、例えば、上述の実施例ではレンズ部材３として複数個の貫通孔６ａが直線状に配列形成されているレンズプレート６に複数個のレンズ７を接着固定させたものを使用したが、これを棒状セルフフォーカシングレンズを多数配列させた、所謂、セルフォックレンズに変えてもよい。

【００３０】更に上述の実施例では光プリンタヘッド等の画像形成装置に使用する場合を例に採って説明したが、発光ダイオード素子アレイを固体撮像素子アレイに変えてイメージセンサ等の画像読み取り装置にも使用可能である。

【００３１】

【発明の効果】本発明の画像装置によれば、画像素子アレイの各電極をベースプレートの一主面側に接合させた電極配線にフリップチップ接続により電気的接続することから各画像素子アレイの電極数が極めて多いとしてもその全てがベースプレートの電極配線に一度に電気的接続されることとなり、その結果、画像装置の生産性が極めて優れたものとなり、製品としでの画像装置が安価となる。

【００３２】また本発明の画像装置によれば、電極配線が有機金属化合物を熱分解して得られる金属で形成されており、且つビスマスを介してベースプレートにガラス結合により接合されていることから電極配線を高精度に形成することができるとともにベースプレートに対する接合強度を極めて強いものとなすことができ、その結果、ベースプレートに接合させた電極配線に画像素子アレイの電極を半田を介してフリップチップ接続しても電極配線がベースプレートより剥離することはなく、画像素子アレイの各電極を外部電気回路に確実、且つ強固に電気的接続することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像装置を画像形成装置としての光プリンタヘッドに採用した場合の一実施例を示す断面図である。

【図２】図１のＸーＸ線断面図である。

【図３】ベースプレートの電極配線と画像素子アレイの電極との接続状態を説明するための部分拡大断面図である。

【符号の説明】

１・・・・・・ベースプレート １ａ・・・・・電極配線 ２・・・・・・発光ダイオード素子アレイ ２ａ・・・・・発光ダイオード素子 ２ｂ・・・・・電極 ３・・・・・・レンズ部材 ６・・・・・・レンズプレート ７・・・・・・レンズ ８・・・・・・スペーサ Ｐ・・・・・・感光体

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