JP2010201748A - プリントヘッド、画像形成装置及びプリントヘッド製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配線板に記録素子チップを実装する際に生じ得る、記録素子チップの反りを抑制する。
【解決手段】発光チップアレイ６１は、複数のＬＥＤを備えた発光チップＣ、各種配線が形成される回路基板６２、及び中間部材６４を備えている。そして、中間部材６４は、板状の金属にて構成されており、回路基板６２と発光チップＣとの間に設けられる。また、中間部材６４の材料には、熱膨張率が発光チップＣの基板よりも大きく、回路基板６２の基材よりも小さいものを用いる。
【選択図】図４

Description

本発明は、プリントヘッド及び画像形成装置等に関する。

電子写真方式を用いたプリンタや複写機等の画像形成装置において、感光体ドラム等の像保持体上を露光するプリントヘッドとして、近年、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の記録素子を一列に配列した記録素子チップを用いたものが採用されている（例えば特許文献１参照）。また、インクジェット式プリンタ等の画像形成装置においては、記録媒体に向けてインクを吐出する吐出素子を複数備えた記録素子チップを用いたプリントヘッドが知られている。

特開２００６−１６５５２１号公報

ところで、この種の記録素子チップは、記録素子チップに所定の電気信号等を供給する回路が形成された回路基板等の配線板に実装される。この記録素子チップと配線板との接合において加熱処理が行われる場合には、記録素子チップと配線板との熱膨張率の差異により、記録素子チップに例えば反りが発生することがある。このように、記録素子チップに反りが発生すると、例えば記録素子チップにおける各記録素子の角度が所望とする方向からずれるおそれがある。

本発明は、配線板に記録素子チップを実装する際に生じ得る、記録素子チップの反りを抑制することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、基板と、当該基板に主走査方向に一列に配列される複数の記録素子とを有する記録素子チップと、基材と、当該基材に形成される配線層とを備えた配線板と、前記記録素子チップと前記配線板との間に設けられ、熱膨張率が当該記録素子チップの基板より大きく、当該配線板の基材より小さい中間部材とを備えたプリントヘッドである。

請求項２に記載の発明は、前記記録素子チップは、前記中間部材に複数並べて配置されることを特徴とする請求項１に記載のプリントヘッドである。
請求項３に記載の発明は、前記記録素子は、光を照射する発光ダイオードであり、前記中間部材は、金属からなることを特徴とする請求項１又は２に記載のプリントヘッドである。
請求項４に記載の発明は、前記記録素子チップの基板はＧａＡｓであり、前記配線板の基材はガラスエポキシであり、前記中間部材は、Ｎｉ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｔの何れか、又はこれらの金属の何れかを含む合金からなることを特徴とする請求項３に記載のプリントヘッドである。
請求項５に記載の発明は、前記中間部材は、積層された複数の部材から構成されていることを特徴とする請求項１に記載のプリントヘッドである。
請求項６に記載の発明は、前記中間部材は、第１部材と、当該第１部材よりも熱膨張率が小さい第２部材とを備え、前記配線板、前記第１部材、前記第２部材、前記記録素子チップの順に配置されることを特徴とする請求項５に記載のプリントヘッドである。

請求項７に記載の発明は、基板と、当該基板に主走査方向に一列に配列される複数の記録素子とを有する記録素子チップと、基材と、当該基材に形成される配線層とを備えた配線板と、板状の金属であって、前記記録素子チップと前記配線板との間に設けられる金属板とを備えたプリントヘッドである。
請求項８に記載の発明は、前記金属板は、前記配線板が収縮した際に、変形することなく当該配線板の収縮に抗することができる程度の厚みを有していることを特徴とする請求項７に記載のプリントヘッドである。
請求項９に記載の発明は、前記金属板は、Ｎｉ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｔの何れか、又はこれらの金属の何れかを含む合金からなることを特徴とする請求項７又は８に記載のプリントヘッドである。
請求項１０に記載の発明は、前記記録素子チップは、複数の発光サイリスタと、複数の転送サイリスタとを含む自己走査型のチップであることを特徴とする請求項７乃至９の何れか一項に記載のプリントヘッドである。

請求項１１に記載の発明は、像保持体と、前記像保持体を帯電する帯電装置と、基板及び当該基板に主走査方向に一列に配列される複数の発光素子を有する発光素子チップと、基材及び当該基材に形成される配線層を備えた配線板と、当該発光素子チップと当該配線板との間に設けられ、熱膨張率が当該発光素子チップの基板より大きく、当該配線板の基材より小さい中間部材とを有し、前記帯電装置にて帯電された前記像保持体を露光して静電潜像を形成する露光装置と、前記像保持体に形成された前記静電潜像を現像して画像を形成する現像装置と、前記像保持体に形成された画像を記録材に転写する転写装置とを備える画像形成装置である。

請求項１２に記載の発明は、基材及び当該基材に形成される配線層を備えた配線板に、当該配線板の基材よりも熱膨張率が小さい金属板を、当該配線板と当該金属板とを加熱しながら接合する接合工程と、前記配線板に接合する当該金属板上に、基板及び当該基板に主走査方向に一列に配列される複数の記録素子を有する記録素子チップを加熱しながら実装する実装工程とを備えるプリントヘッド製造方法である。

請求項１の発明によれば、本構成を有していない場合に比べて、配線板に記録素子チップを実装する際に生じ得る、記録素子チップの反りを抑制することができる。
請求項２の発明によれば、本構成を有していない場合に比べて、複数の記録素子チップを用いる場合であっても、複数の記録素子チップの取付角度をより安定させることが可能となる。
請求項３の発明によれば、本構成を有していない場合に比べて、発光ダイオードの発光効率の低下を抑制することができる。

請求項４の発明によれば、記録素子チップの基板にＧａＡｓを用い、配線板の基材にガラスエポキシを用いた場合であっても、配線板に記録素子チップを実装する際に生じ得る、記録素子チップの反りを抑制することができる。
請求項５の発明によれば、中間部材を単数の部材にて構成する場合と比較して配線板の縮みに対してより強固に抗することが可能となる。
請求項６の発明によれば、各部材間の熱膨張率の差をより小さくすることができ、記録素子チップの反りを抑制することができる。

請求項７の発明によれば、本構成を有していない場合に比べて、配線板に記録素子チップを実装する際に生じ得る、記録素子チップの反りを抑制することができる。
請求項８の発明によれば、本構成を有していない場合に比べて、金属板上の記録素子の取付角度をより安定させることが可能となる。
請求項９の発明によれば、本構成を有していない場合に比べて、比較的入手が容易な金属を用いて中間部材を構成することができる。
請求項１０の発明によれば、記録素子チップに自己走査型の発光チップを用いた場合であっても、本構成を有していない場合に比べて、発光効率の低下を抑制することが可能となる。

請求項１１の発明によれば、画像形成装置に用いられるプリントヘッドにおいて、配線板に発光素子チップを実装する際に生じ得る、発光素子チップの反りをより抑制することができる。
請求項１２の発明によれば、本構成を有していない場合に比べて、記録素子チップの反りが抑制されたプリントヘッドを得ることができる。

本実施形態が適用される画像形成装置の全体構成の一例を示した図である。 ＬＰＨの構成を示した断面図である。 （ａ）はＬＰＨにおける発光チップアレイの上面図であり、（ｂ）はＬＰＨにおけるロッドレンズアレイおよびホルダの上面図である 本実施形態が適用される発光チップアレイの構造を説明するための図である。 発光チップの回路構成を説明するための図である。 発光チップアレイの製造方法について説明するための図である。 発光チップアレイの製造方法について他の例を説明するための図である。 中間部材について他の例について説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施形態が適用される画像形成装置１の全体構成の一例を示した図である。画像形成装置１は、各色の画像データに対応して画像形成を行う画像形成プロセス部１０と、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）２、画像読取装置３、あるいはＦＡＸモデム４等に接続され、これらから入力される画像データに画像処理を施し、さらには画像形成装置１全体の動作を制御する制御部２０とを備えている。

画像形成プロセス部１０は、４つの画像形成ユニット１１（具体的には１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）を備える。各画像形成ユニット１１は、像保持体の一例としての感光体ドラム１２、感光体ドラム１２を帯電する帯電装置の一例としての帯電器１３、帯電された感光体ドラム１２を制御部２０から送られてくる画像データに基づいて露光する露光装置の一例としてのＬＥＤプリントヘッド（ＬＰＨ）１４、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像をトナーで現像する現像装置の一例としての現像器１５を備えている。また、画像形成プロセス部１０は、画像形成ユニット１１の各感光体ドラム１２にて画像形成された各色のトナー像を多重転写させるための用紙を搬送する搬送ベルト１６、搬送ベルト１６を駆動させる駆動ロール１７、感光体ドラム１２のトナー像を用紙に転写させる転写装置の一例としての転写ロール１８、転写後の用紙上の未定着トナー像を加熱・加圧して定着する定着器１９を備えている。

図２は、ＬＰＨ１４の構成を示した断面図である。このＬＰＨ１４は、発光チップアレイ６１と、発光チップアレイ６１から出射された光を感光体ドラム１２表面に結像させるロッドレンズアレイ６５、発光チップアレイ６１およびロッドレンズアレイ６５を支持するとともに発光チップアレイ６１を外部から遮蔽するホルダ６６を備えている。

図３（ａ）はＬＰＨ１４における発光チップアレイ６１の上面図であり、図３（ｂ）はＬＰＨ１４におけるロッドレンズアレイ６５およびホルダ６６の上面図である。
発光チップアレイ６１は、複数の記録素子及び発光素子の一例としてのＬＥＤを備えた記録素子チップ及び発光素子チップの一例としての発光チップＣ、各発光チップＣを駆動する信号発生回路や各種配線が設けられる配線板の一例としての回路基板６２、及び金属板の一例としての中間部材６４を備えている。そして、図３（ａ）に示すように、発光チップアレイ６１は、回路基板６２上に、６０個の発光チップＣ（Ｃ１〜Ｃ６０）を、副走査方向に二列に千鳥状に配置して構成されている。さらに、回路基板６２と発光チップＣとの間には、中間部材６４が設けられる。

また、図３（ｂ）に示すように、ロッドレンズアレイ６５は、複数のロッドレンズ６５ａを、互い違いとなるように副走査方向に二列に整列配置した状態で、ホルダ６６に保持させることによって構成されている。各ロッドレンズ６５ａは例えば円柱状の形状を有しており、その半径方向に屈折率分布を有し正立等倍実像を形成する屈折率分布型レンズにて構成される。このような屈折率分布型レンズとしては、例えばセルフォック（日本板硝子株式会社の登録商標）レンズが挙げられる。

図４は、本実施形態が適用される発光チップアレイ６１の構造を説明するための図である。なお、図４は、図３に示す複数の発光チップＣのうち１つの発光チップＣの周囲を拡大して示している。
発光チップアレイ６１における各発光チップＣは、ＧａＡｓ（ガリウムヒ素）系の化合物半導体によって構成されている。本実施形態の発光チップＣには、ＧａＡｓ基板１００の上に、ｐｎｐｎ接合層を構成するエピタキシャル層１１０を形成したものを用いている。このエピタキシャル層１１０は、例えばｐ形ＡｌＧａＡｓ層、ｎ形ＡｌＧａＡｓ層、ｐ形ＡｌＧａＡｓ層、ｎ形ＡｌＧａＡｓ層とすることができる。そして、エピタキシャル層１１０に対しエッチング処理などの各種処理を行うことにより、後述する発光サイリスタ、転送サイリスタ及びダイオード等（後述する図５参照）をＧａＡｓ基板１００上に形成している。

また、発光チップＣは、例えば銀ペースト等の導電性接着剤Ｐを介して、回路基板６２に取り付けられる。導電性接着剤Ｐについては、加熱することにより硬化する熱硬化性のものと、一旦加熱してその後冷却すると硬化する熱可塑性のものが知られているが、どちらを用いても構わない。

なお、発光チップＣには、回路基板６２からの電気信号等を受けるためのボンディングパッド（不図示）が設けられている。そして、発光チップＣにおけるボンディングパッドと、回路基板６２における各種ライン（配線層）とは、ボンディングワイヤ等によって電気的に接続されている。

本実施形態の回路基板６２には、ガラスエポキシ（ガラス繊維マットとエポキシ樹脂との複合材料）を基材とし、その基材に銅箔などからなる配線層が形成されたものを用いることができる。そして、回路基板６２の配線層には、各発光チップＣ１〜Ｃ６０の端子に接続される電力供給用の電源ライン、ＧＮＤ端子に接続される接地用の電源ラインが形成されている。また、回路基板６２の配線層には、信号発生回路からスタート転送信号φＳ、第１転送信号φ１、第２転送信号φ２を送信するスタート転送信号ライン、第１転送信号ライン、第２転送信号ライン等も形成されている。

本実施形態の中間部材６４は、板状の金属にて構成されており、図４に示すように、回路基板６２と発光チップＣとの間に設けられる。中間部材６４の材料としては、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｐｔ（白金）、Ｆｅ（鉄）及びステンレス、並びにこれらの合金を用いることができる。
また、中間部材６４は、回路基板６２の発光チップＣが取り付けられる位置に設けられる。そして、本実施形態においては、６０個の発光チップＣは、全て中間部材６４の上に並べられている（図３参照）。ただし、中間部材６４は、一枚である必要はなく、回路基板６２上に複数枚並べても構わない。そして、複数枚並べられた中間部材６４の上に、６０個の発光チップＣを取り付ける構成としても良い。
なお、本実施形態の回路基板６２において、中間部材６４が取り付けられる領域には、配線層が形成されていない。つまり、中間部材６４は、回路基板６２の基材（本実施形態ではガラスエポキシ）に直接取り付けられている。これは、発光チップＣが、中間部材６４を介して回路基板６２の配線層と電気的に接続する（短絡する）ことを防止するためである。

ここで、本実施形態の発光チップアレイ６１において、回路基板６２と発光チップＣとの間に中間部材６４を設けた理由について説明する。
まず始めに、回路基板６２と発光チップＣとの間に中間部材６４を設けない場合の実装手順および問題点について説明する。
回路基板６２に発光チップＣを実装する場合には、銀ペースト等の導電性接着剤Ｐが一般的に用いられている。例えば、熱硬化性の導電性接着剤Ｐを用いた場合には、回路基板６２の上に導電性接着剤Ｐを塗布し、その上に発光チップＣを載せる。そして、導電性接着剤Ｐを加熱し、導電性接着剤Ｐを硬化させる。このとき、加熱によって発光チップＣ及び回路基板６２もそれぞれ膨張する。

その後、発光チップＣ及び回路基板６２が冷却すると、発光チップＣと回路基板６２とは、加熱された状態から比較して収縮する。発光チップＣの基板（本実施形態ではＧａＡｓ基板１００）と回路基板６２の基材（本実施形態ではガラスエポキシ）とは、それぞれ熱膨張率が異なるため、収縮の際の縮み量も異なることとなる。回路基板６２の基材熱膨張率が発光チップＣの基板と比較して大きい場合、回路基板６２の縮み量は、発光チップＣと比較して大きくなる。そうすると、発光チップＣは、縮み量のより大きい回路基板６２から縮められる力を受ける。この力は発光チップＣの回路基板６２側のみにかかるため、結果として、発光チップＣに凸状の反りが発生する場合がある。
なお、導電性接着剤Ｐによって発光チップＣを回路基板６２に取り付ける場合以外にも、回路基板６２への発光チップＣの実装時に加熱処理を経る場合には同様の課題が生じることとなる。

そこで、本実施形態では、回路基板６２と発光チップＣとの間に中間部材６４を設ける構成としている。また、中間部材６４の材料には、熱膨張率が回路基板６２の基材（本実施形態ではガラスエポキシ）よりも小さく、発光チップＣの基板（本実施形態ではＧａＡｓ基板１００）よりも大きいものを用いている。即ち、各部材の熱膨張率は、回路基板６２の基材、中間部材６４、発光チップＣの基板の順に小さくなる関係にある。従って、冷却後の各部材の縮み量は、回路基板６２、中間部材６４、発光チップＣの順に小さい。

なお、回路基板６２及び発光チップＣの熱膨張率（係数）は、各部材において、「主たる」材料の熱膨張率によって特定される。即ち、回路基板６２あるいは発光チップＣを加熱、冷却した場合に、伸縮に最も寄与するものが主たる材料となる。本実施形態において、回路基板６２の熱膨張率は、回路基板６２の基材によって特定される。一方、発光チップＣの熱膨張率は、発光チップＣの基板（ＧａＡｓ基板１００）によって特定される。

発光チップアレイ６１の製造において（後に詳しく説明する）、発光チップアレイ６１が冷却すると、回路基板６２、中間部材６４及び発光チップＣはそれぞれ縮もうとする。このとき、回路基板６２が縮もうとすると、回路基板６２よりも熱膨張率が小さい中間部材６４が回路基板６２の縮みに抗する作用を及ぼす。中間部材６４と回路基板６２との熱膨張率の差は、発光チップＣの基板と回路基板６２の基材との熱膨張率の際よりも小さい。従って、中間部材６４が回路基板６２から受ける力は、回路基板６２に発光チップＣを直接取り付けた場合に発光チップＣが回路基板６２から受ける力よりも小さくなる。

また、中間部材６４も縮もうとするものの、そのときの縮み量は、回路基板６２と比較して小さい。そのため、発光チップＣが中間部材６４の収縮によって受ける力は、回路基板６２に発光チップＣを直接取り付けた場合に発光チップＣが回路基板６２から受ける力よりも小さくなる。
以上のように、本実施形態では、発光チップＣと回路基板６２との間に、熱膨張率が回路基板６２よりも小さく、発光チップＣよりも大きい中間部材６４を挟み込むことで、発光チップＣの反りを抑制している。

なお、中間部材６４は、上述したように、回路基板６２の縮みに抗する働きをする。このとき、中間部材６４の機械的強度が低いと、中間部材６４自体に変形（反る、割れる、しわが寄る等）が生じる場合がある。そうすると、中間部材６４上に設けられる発光チップＣの取付角度等が所望とする角度からずれてしまう場合がある。そこで、本実施形態では、中間部材６４にある程度の厚みを持たせることで、中間部材６４が変形することなく回路基板６２の収縮に抗するようにしている。なお、本実施形態では、中間部材６４の厚みは約３００μｍに設定している。

中間部材６４の熱膨張率（係数）は、本実施形態のように金属などの単一材料を用いる場合には、その単一材料の熱膨張率にて特定される。ここで、中間部材６４が、例えば金属材料及びその他の材料など複数の材料からなる複合材料である場合には、中間部材６４を構成する複数の材料のうち「主たる材料」の熱膨張率によって、中間部材６４の熱膨張率が特定される。即ち、中間部材６４を加熱、冷却した場合における、中間部材６４の伸縮に最も寄与する材料が主たる材料となる。

次に、中間部材６４として用いられる具体的な材料について説明する。
本実施形態において、発光チップＣにおける基板１００にはＧａＡｓを用いており、回路基板６２における基材にはガラスエポキシを用いている。これらの熱膨張係数（１／℃）は、以下のとおりである。
・ＧａＡｓ：６．８×１０^−６
・ガラスエポキシ：２０〜３０×１０^−６

そして、中間部材６４の材料としては、以下に一例として示す金属を用いることができる。なお、以下では、各金属についての熱膨張係数（１／℃）も併せて示している。
・Ｎｉ：１３．３×１０^−６
・Ａｕ：１４．１×１０^−６
・Ｆｅ：１１．８×１０^−６
・Ｃｕ：１６．５×１０^−６
・Ａｌ：２３．１×１０^−６
・Ａｇ：１９．１×１０^−６
・Ｐｔ：９．０×１０^−６
・ステンレス：１０〜１７×１０^−６

なお、中間部材６４の材料は、金属に限られる訳ではない。中間部材６４としては、発光チップＣの熱膨張係数よりも大きく回路基板６２の熱膨張係数より小さい部材を用いれば良く、この条件が満たさせるものであれば、例えばセラミックス等の金属以外の材料を中間部材６４として用いても構わない。

図５は、発光チップＣの回路構成を説明するための図である。なお、本実施の形態では、発光チップＣ１〜Ｃ６０が、すべて同じ構成を有している。
発光チップＣは、２５６個の転送サイリスタＴ１〜Ｔ２５６と、２５６個の発光サイリスタＬ１〜Ｌ２５６とを備えている。なお、発光サイリスタＬ１〜Ｌ２５６は、転送サイリスタＴ１〜Ｔ２５６と同じｐｎｐｎ接続を有しており、その中のｐｎ接続を利用することで発光ダイオード（ＬＥＤ）としても機能するようになっている。

また、発光チップＣは、１個のスタートダイオードＤｓ及び２５５個の接続ダイオードＤ１〜Ｄ２５５と、２５６個の抵抗Ｒ１〜Ｒ２５６とを有している。さらに、発光チップＣは、第１転送信号φ１、第２転送信号φ２が供給される各信号線に過剰な電流が流れるのを防止するための転送電流制限抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ２Ａと、発光信号φＩが供給される信号線に過剰な電流が流れるのを防止するための発光電流制限抵抗ＲＩＤとを有している。

なお、発光サイリスタＬ１〜Ｌ２５６は、図中左側からＬ１、Ｌ２、…、Ｌ２５５、Ｌ２５６の順で配列され、発光素子アレイ７１を形成している。また、転送サイリスタＴ１〜Ｔ２５６も、図中左側からＴ１、Ｔ２、…、Ｔ２５５、Ｔ２５６の順で配列され、スイッチ素子アレイ７２を形成している。さらに、スタートダイオードＤｓおよびダイオードＤ１〜Ｄ２５５も、図中左からＤｓ、Ｄ１、Ｄ２、…、Ｄ２５４、Ｄ２５５の順で配列されている。さらにまた、抵抗Ｒ１〜Ｒ２５６も、図中左からＲ１、Ｒ２、…Ｒ２５５、Ｒ２５６の順で配列されている。そして、発光素子アレイ７１およびスイッチ素子アレイ７２は、ほぼ平行となるように並べて配置されている。

次に、発光チップＣにおける各素子の電気的な接続について説明する。
まず、各転送サイリスタＴ１〜Ｔ２５６のアノード端子は、発光チップＣを構成する基板を介してＧＮＤ端子（図示せず）に接続されている。なお、このＧＮＤ端子は接地される。

また、奇数番目の転送サイリスタＴ１、Ｔ３、…、Ｔ２５５のカソード端子は、転送電流制限抵抗Ｒ１Ａを介してφ１端子に接続されている。このφ１端子には、第１転送信号φ１が供給される。
一方、偶数番目の転送サイリスタＴ２、Ｔ４、…、Ｔ２５６のカソード端子は、転送電流制限抵抗Ｒ２Ａを介してφ２端子に接続されている。このφ２端子には、第２転送信号φ２が供給される。

また、各転送サイリスタＴ１〜Ｔ２５６のゲート端子は、それぞれに対応して設けられた抵抗Ｒ１〜Ｒ２５５を介して、Ｖｇａ端子に接続されている。このＶｇａ端子には、電源電圧Ｖｇａ（−５．０Ｖ）が供給される。
さらに、各転送サイリスタＴ１〜Ｔ２５６のゲート端子は、対応する同番号の発光サイリスタＬ１〜Ｌ２５６のゲート端子に、１対１でそれぞれ接続されている。なお、以下の説明においては、各転送サイリスタＴ１〜Ｔ２５６のゲート端子と対応する同番号の発光サイリスタＬ１〜Ｌ２５６のゲート端子との接続点を、ゲート端子Ｇ１〜Ｇ２５６と呼ぶことにする。

また、各ゲート端子Ｇ１〜Ｇ２５５には、それぞれ接続ダイオードＤ１〜Ｄ２５５のアノード端子が接続されており、これら接続ダイオードＤ１〜Ｄ２５５のカソード端子は、それぞれに隣接する次段の転送サイリスタＴ２〜Ｔ２５６のゲート端子Ｇ２〜Ｇ２５６に接続されている。
これに対し、スタートダイオードＤｓのアノード端子は、偶数番目の転送サイリスタＴ２、Ｔ４、…、Ｔ２５６のカソード端子と同様に、転送電流制限抵抗Ｒ２Ａを介してφ２端子に接続されており、このスタートダイオードＤｓのカソード端子は、転送サイリスタＴ１のゲート端子Ｇ１に接続されている。
また、各発光サイリスタＬ１〜Ｌ２５６のアノード端子は、各転送サイリスタＴ１〜Ｔ２５６のアノード端子と同様、発光チップＣを構成する基板を介してＧＮＤ端子（図示せず）に接続されている。
さらに、各発光サイリスタＬ１〜Ｌ２５６のカソード端子は、発光電流制限抵抗ＲＩＤを介してφＩ端子に接続されている。このφＩ端子には、発光信号φＩが供給される。

図６は、発光チップアレイ６１の製造方法について説明するための図である。
図６（ａ）に示すように、まず、中間部材６４を準備する。そして、本実施形態では、中間部材６４を第１の温度（本実施形態では約１５０℃）になるまで加熱する。
そして、図６（ｂ）に示すように、加熱された中間部材６４の上に導電性接着剤Ｐを塗布する。なお、導電性接着剤Ｐは、発光チップＣを取り付ける領域に塗布しておく。
その後、中間部材６４の温度を第１の温度に保ちながら、図６（ｃ）に示すように、中間部材６４に塗布された導電性接着剤Ｐ上に発光チップＣを載せる。
次に、図６（ｄ）に示すように、発光チップＣが載せられた中間部材６４と、回路基板６２とを貼り合わせる。このとき、回路基板６２と中間部材６４とを加熱しながら圧力を加えるいわゆる熱圧着により回路基板６２と中間部材６４とを接合する。このときの加熱温度は、第１の温度より高い第２の温度（本実施形態では約１８０℃）である。
そして、加熱を止めることで発光チップアレイ６１全体が冷却すると、導電性接着剤Ｐが硬化し発光チップＣと中間部材６４とが接合する。なお、熱硬化性の導電性接着剤Ｐを用いる場合には、加熱を継続することによって導電性接着剤Ｐが硬化し、発光チップＣと中間部材６４とが接合する。以上のようにして、発光チップアレイ６１が完成する。

上述のように、発光チップアレイ６１の製造工程において、回路基板６２及び発光チップＣが加熱された状態にて発光チップＣが回路基板６２に実装される。このとき、回路基板６２は熱により膨張した状態にあり、その後冷却すると、回路基板６２は加熱時の状態と比較して収縮する。これに対し、本実施形態においては、回路基板６２と発光チップＣとの間には中間部材６４が設けられているため発光チップＣの反りが抑制される。

図７は、発光チップアレイ６１の製造方法について他の例を説明するための図である。
図７（ａ）に示すように、まず、回路基板６２と中間部材６４とを第２の温度（本実施形態では約１８０℃）になるまで加熱する。
そして、図７（ｂ）に示すように、回路基板６２と中間部材６４とを押しつけるように圧力を加えるいわゆる熱圧着により、回路基板６２に中間部材６４を接合する。
その後、加熱を止めて、回路基板６２及び中間部材６４が第２の温度より低い第１の温度（本実施形態では約１５０℃）になった段階で、図７（ｃ）に示すように、中間部材６４上に導電性接着剤Ｐを塗布する。
そして、図７（ｄ）に示すように、導電性接着剤Ｐの上に発光チップＣを載せる。
その後、発光チップアレイ６１全体が冷却すると、導電性接着剤Ｐが硬化し発光チップＣと中間部材６４とが接合する。なお、熱硬化性の導電性接着剤Ｐを用いる場合には、さらに加熱を継続することによって導電性接着剤Ｐが硬化し、発光チップＣと中間部材６４とが接合する。

また、図７に示す例での製造方法では、図６に示す例と比較して、発光チップＣを実装する段階での温度が低い（本実施形態では第１の温度）。従って、この製造方法の例では、図６を参照しながら説明した発光チップアレイ６１の製造方法の例と比較して、発光チップＣに生じ得る反りをさらに抑制している。

上記の手順にて発光チップアレイ６１を製造する場合においても、回路基板６２及び発光チップＣが加熱された状態にて発光チップＣが回路基板６２に実装される。このとき、回路基板６２は熱により膨張した状態にあり、その後冷却すると、回路基板６２は加熱時の状態と比較して収縮する。これに対し、本実施形態においては、回路基板６２と発光チップＣとの間には中間部材６４が設けられているため発光チップＣの反りが抑制される。

次に、ＬＰＨ１４の露光動作について説明する。
制御部２０は、各画像形成ユニット１１を構成する各ＬＰＨ１４の信号発生回路（不図示）に対し、ビデオデータＶｄａｔａを送る。そして、各ＬＰＨ１４に設けられた信号発生回路では、入力されてくる制御信号等に基づいて作成したスタート信号φＳ、第１転送信号φ１および第２転送信号φ２を、発光部を構成する６０個の発光チップＣ（Ｃ１〜Ｃ６０）に出力する。また、信号発生回路では、入力されてくるビデオデータＶｄａｔａに基づいて作成した、主走査方向１ライン分に対応する６０個の発光信号φＩを、発光部を構成する６０個の発光チップＣ（Ｃ１〜Ｃ６０）に出力する。そして、各ＬＰＨ１４において、各発光チップＣ１〜Ｃ６０が、それぞれに入力される各発光信号に応じて、搭載する発光サイリスタＬ１〜Ｌ２５６を、それぞれ発光／非発光に設定することにより、感光体ドラム１２を選択的に露光する。

また、ＬＰＨ１４における放熱動作について説明する。
上述のような露光動作に伴って、ＬＰＨ１４における発光チップＣに設けられた発光サイリスタや転送サイリスタ等は発熱する。このとき、各発光チップＣにおいて発生した熱は、中間部材６４へと伝達される。そして、中間部材６４に伝わった熱は、例えば空気中へと放出される。
本実施形態のＬＰＨ１４では、複数の発光サイリスタ（Ｌ１〜Ｌ２５６）及び複数の転送サイリスタ（Ｔ１〜Ｔ２５６）等を有する所謂自己走査型の発光チップＣを例に説明を行った。このように発光チップＣを自己走査型のチップとして構成した場合、例えば光ダイオードと、各発光ダイオードの導通の有無を切り換える複数のスイッチとを備えるものと比較して、設けられるサイリスタ等の素子の数が多くなる。
ここで、本実施形態の発光チップアレイ６１においては、発光チップＣと回路基板６２との間に中間部材６４を設けている。そして、本実施形態では、中間部材６４の材料として金属を用いることで、発光チップＣが回路基板６２に導電性接着剤Ｐのみを介して実装されている場合と比較して放熱効率を高めている。

図８は、中間部材について他の例について説明するための図である。
上記までの説明においては、回路基板６２と発光チップＣとの間に中間部材６４が単数枚挟み込まれている場合（図４参照）を例に用いたが、発光チップＣと回路基板６２との間に複数枚の中間部材を挟み込む構成としても構わない。

図８に示す発光チップアレイ６１の例では、発光チップＣと回路基板６２との間に、第１部材の一例としての第１中間部材６４１及び第２部材の一例としての第２中間部材６４２が積層されて挟み込まれている。そして、回路基板６２側に第１中間部材６４１を、発光チップＣ側に第２中間部材６４２を設けている。第１中間部材６４１及び第２中間部材６４２の熱膨張率は、発光チップＣの基板より大きく、回路基板６２の基材より小さいものとしている。
また、本実施形態において、回路基板６２の基材（本実施形態ではガラスエポキシ）の熱膨張率は、発光チップＣの基板（本実施形態ではＧａＡｓ）と比較して大きくなっている。そこで、第１中間部材６４１及び第２中間部材６４２についても、回路基板６２側に設けられる第１中間部材６４１の熱膨張率が、発光チップＣ側に設けられる第２中間部材６４２と比較して大きくなるように設定している。即ち、各部材は、回路基板６２の基材、第１中間部材６４１、第２中間部材６４２、発光チップＣの基板の順に熱膨張率が小さくなるように並べられている。

このように構成することにより、回路基板６２の基材と第１中間部材６４１との熱膨張率の差、第１中間部材６４１と第２中間部材６４２との熱膨張率の差、第２中間部材６４２と発光チップＣの基板との熱膨張率の差は、中間部材６４を１枚とする場合の各部材間の熱膨張率の差と比較して、さらに小さくなる。このため、各部材間において、熱膨張率の差によって生じる力が小さくなる。こうすることで、図８を参照しながら説明した例では、発光チップＣの反りをさらに抑制している。

本実施形態では、記録素子として発光ダイオード（本実施形態では発光サイリスタ）を用いたＬＰＨ１４を例に説明を行ったが、これに限られるものではなく、例えば液晶シャッタや有機ＥＬ素子等の点灯素子を用いたプリントヘッドにも適用することができる。また、他にも、例えば記録素子としてのインク吐出素子を用いたインクジェット用のプリントヘッドにも適用することができる。

１…画像形成装置、１０…画像形成プロセス部、１２…感光体ドラム、１４…ＬＥＤプリントヘッド（ＬＰＨ）、６１…発光チップアレイ、６２…回路基板、６４…中間部材、６５…ロッドレンズアレイ、Ｃ…発光チップ

Claims (12)

1. 基板と、当該基板に主走査方向に一列に配列される複数の記録素子とを有する記録素子チップと、
   基材と、当該基材に形成される配線層とを備えた配線板と、
   前記記録素子チップと前記配線板との間に設けられ、熱膨張率が当該記録素子チップの基板より大きく、当該配線板の基材より小さい中間部材と
   を備えたプリントヘッド。
2. 前記記録素子チップは、前記中間部材に複数並べて配置されることを特徴とする請求項１に記載のプリントヘッド。
3. 前記記録素子は、光を照射する発光ダイオードであり、前記中間部材は、金属からなることを特徴とする請求項１又は２に記載のプリントヘッド。
4. 前記記録素子チップの基板はＧａＡｓであり、
   前記配線板の基材はガラスエポキシであり、
   前記中間部材は、Ｎｉ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｔの何れか、又はこれらの金属の何れかを含む合金からなる
   ことを特徴とする請求項３に記載のプリントヘッド。
5. 前記中間部材は、積層された複数の部材から構成されていることを特徴とする請求項１に記載のプリントヘッド。
6. 前記中間部材は、第１部材と、当該第１部材よりも熱膨張率が小さい第２部材とを備え、
   前記配線板、前記第１部材、前記第２部材、前記記録素子チップの順に配置されることを特徴とする請求項５に記載のプリントヘッド。
7. 基板と、当該基板に主走査方向に一列に配列される複数の記録素子とを有する記録素子チップと、
   基材と、当該基材に形成される配線層とを備えた配線板と、
   板状の金属であって、前記記録素子チップと前記配線板との間に設けられる金属板と
   を備えたプリントヘッド。
8. 前記金属板は、前記配線板が収縮した際に、変形することなく当該配線板の収縮に抗することができる程度の厚みを有していることを特徴とする請求項７に記載のプリントヘッド。
9. 前記金属板は、Ｎｉ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｔの何れか、又はこれらの金属の何れかを含む合金からなることを特徴とする請求項７又は８に記載のプリントヘッド。
10. 前記記録素子チップは、複数の発光サイリスタと、複数の転送サイリスタとを含む自己走査型のチップであることを特徴とする請求項７乃至９の何れか一項に記載のプリントヘッド。
11. 像保持体と、
    前記像保持体を帯電する帯電装置と、
    基板及び当該基板に主走査方向に一列に配列される複数の発光素子を有する発光素子チップと、基材及び当該基材に形成される配線層を備えた配線板と、当該発光素子チップと当該配線板との間に設けられ、熱膨張率が当該発光素子チップの基板より大きく、当該配線板の基材より小さい中間部材とを有し、前記帯電装置にて帯電された前記像保持体を露光して静電潜像を形成する露光装置と、
    前記像保持体に形成された前記静電潜像を現像して画像を形成する現像装置と、
    前記像保持体に形成された画像を記録材に転写する転写装置と
    を備える画像形成装置。
12. 基材及び当該基材に形成される配線層を備えた配線板に、当該配線板の基材よりも熱膨張率が小さい金属板を、当該配線板と当該金属板とを加熱しながら接合する接合工程と、
    前記配線板に接合する当該金属板上に、基板及び当該基板に主走査方向に一列に配列される複数の記録素子を有する記録素子チップを加熱しながら実装する実装工程と
    を備えるプリントヘッド製造方法。

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