光プリントヘッド及びこれを用いた画像形成装置
【課題】放熱特性を向上させることにより、印字特性の優れた光プリントヘッドを提供する。
【解決手段】このＬＥＤプリントヘッド（光プリントヘッド）６０は、複数のＬＥＤ素子３ｂを含むＬＥＤアレイ３と、グランド用のヴィアホール２ｄと電源用のヴィアホール２ｃとを含み、上面上にＬＥＤアレイ３が搭載される多層配線基板２と、載置面１ａ上に多層配線基板２が載置されるヒートシンク１とを備えている。そして、多層配線基板２の下面の導体層２４ｂとヒートシンク１の載置面１ａとが直接接触するように構成されている。また、グランド用のヴィアホール２ｄが、下面の導体層２４ｂに達するように、多層配線基板２の厚み方向に貫通して形成されている一方、電源用のヴィアホール２ｃが、下面の導体層２４ｂに達しないように、多層配線基板２の厚み方向の途中の深さまで形成されている。
【解決手段】このＬＥＤプリントヘッド（光プリントヘッド）６０は、複数のＬＥＤ素子３ｂを含むＬＥＤアレイ３と、グランド用のヴィアホール２ｄと電源用のヴィアホール２ｃとを含み、上面上にＬＥＤアレイ３が搭載される多層配線基板２と、載置面１ａ上に多層配線基板２が載置されるヒートシンク１とを備えている。そして、多層配線基板２の下面の導体層２４ｂとヒートシンク１の載置面１ａとが直接接触するように構成されている。また、グランド用のヴィアホール２ｄが、下面の導体層２４ｂに達するように、多層配線基板２の厚み方向に貫通して形成されている一方、電源用のヴィアホール２ｃが、下面の導体層２４ｂに達しないように、多層配線基板２の厚み方向の途中の深さまで形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光プリントヘッド及びこれを用いた画像形成装置に関し、特に、発光素子が搭載される基板を備えた光プリントヘッド及びこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｅｄ Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）素子（発光素子）が直線状に配列されたＬＥＤアレイ（発光素子アレイ）と、複数のＬＥＤ素子からの光を集光する複数の集光レンズ（結像素子）が直線状に配列されたレンズアレイ（結像素子アレイ）とを備えたＬＥＤプリントヘッド（光プリントヘッド）が知られており、像担持体としての感光体上に静電潜像を形成するための露光ユニットとして電子写真プリンタなどに装着されている。
【０００３】
このようなＬＥＤプリントヘッドでは、ＬＥＤ素子（ＬＥＤアレイ）の発光によりＬＥＤ素子（ＬＥＤアレイ）が発熱するため、発光により生じた熱の放熱が不十分な場合にはＬＥＤ素子の素子温度が高くなる。これにより、輝度の低下や発光波長のずれ等が生じるので、露光ユニットとして用いられるＬＥＤプリントヘッドでは、放熱性の向上が強く要求されている。
【０００４】
上記した放熱性の向上の要求に応えるために、従来、放熱特性が改善された光プリントヘッド（ＬＥＤプリントヘッド）が知られている（たとえば、特許文献１参照）。上記特許文献１には、ＬＥＤアレイチップおよびＬＥＤアレイチップを駆動するためのドライバＩＣチップを含む発光素子モジュールと、発光素子モジュールを搭載する基板と、基板の下面側に装着されるヒートシンクとを備え、上記基板に放熱用のスルーホールが設けられた光プリントヘッドが記載されている。この基板の上面および下面には、それぞれ、導体層が形成されており、ＬＥＤアレイチップは、ドライバＩＣチップを介して基板の上面の導体層に固定されている。また、放熱用のスルーホールは、基板の上面から下面まで貫通するように形成されることによって、基板の上面の導体層と基板の下面の導体層とを連結している。さらに、基板の下面側には、絶縁シートを介してヒートシンクが装着されている。このような構成により、上記特許文献１に記載の光プリントヘッドでは、ＬＥＤアレイチップからの熱を、放熱用のスルーホールを介して基板の下面側に効率よく伝達させることができるので、ＬＥＤアレイチップからの熱を、基板の下面側に装着されたヒートシンクから放熱させ易くすることが可能となる。これにより、基板に放熱用のスルーホールが設けられていない構成に比べて、放熱特性が改善される。
【０００５】
なお、ＬＥＤアレイチップ（発光素子モジュール）が搭載される基板には、一般的に、多層配線基板が用いられる。この多層配線基板には、信号用の配線パターンに加えて、電源用の配線パターンおよびグランド用の配線パターンが設けられている。また、ヒートシンクは、一般的に、金属材料から構成されている。
【特許文献１】特開平１０−２２６１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載された光プリントヘッドでは、基板とヒートシンクとの間に熱伝導率の比較的低い絶縁シートが介在しているため、ＬＥＤアレイチップからの熱を基板の下面側に効率よく伝達させたとしても、絶縁シートの熱抵抗により、ヒートシンクにまで効率よく伝達させることが困難であるという不都合がある。一方、絶縁シートを介することなく基板の下面側にヒートシンクを装着した場合には、電源用の配線パターンとグラント用の配線パターンとの間で電気的に短絡するおそれがあるという不都合が生じる。このため、基板に放熱用のスルーホールを設けることによって放熱特性が改善されるものの、十分に改善されるまでには至っていない。その結果、輝度の低下や発光波長のずれ等を十分に抑制することが困難であるので、優れた印字特性を得ることが困難であるという問題点がある。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、放熱特性を向上させることにより、印字特性の優れた光プリントヘッド及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における光プリントヘッドは、複数の発光素子を含む発光素子アレイと、発光素子アレイから出射された光を像担持体に結像する複数の結像素子を含む結像素子アレイと、絶縁層と導体層とが互いに交互に積層されることによって構成されるとともに、グランド用の第１ヴィアホールと電源用の第２ヴィアホールとを含み、かつ、上面上に発光素子アレイが搭載される多層基板と、平坦な載置面を含み、載置面上に多層基板が載置される放熱部材とを備えている。そして、多層基板の下面の導体層と放熱部材の載置面とが直接接触または導電性部材を介して間接的に接触するように構成されており、グランド用の第１ヴィアホールが、下面の導体層に達するように、多層基板の厚み方向に貫通して形成されている一方、電源用の第２ヴィアホールが、下面の導体層に達しないように、多層基板の厚み方向の途中の深さまで形成されている。
【０００９】
この第１の局面による光プリントヘッドでは、上記のように、発光素子アレイが搭載される多層基板に、下面の導体層まで達するグランド用の第１ヴィアホールを形成することによって、発光に伴い発光素子アレイが発熱したとしても、発光素子アレイからの熱をグランド用の第１ヴィアホールを介して多層基板の下面側（下面の導体層）に効率よく伝達させることができる。そして、発光素子アレイが搭載される多層基板を、その下面の導体層と放熱部材の載置面とが直接接触または導電性部材を介して間接的に接触するように構成することによって、多層基板の下面側（下面の導体層）に伝達された熱を効率よく放熱部材に伝達させることができる。これにより、発光素子アレイからの熱を効果的に放熱部材から放熱させることができるので、光プリントヘッドの放熱特性を十分に向上させることができる。その結果、発光素子アレイの温度が高くなることに起因して、輝度の低下や発光波長のずれ等の不都合が生じるのを抑制することができるので、優れた印字特性を得ることができる。なお、第１の局面による光プリントヘッドでは、優れた印画特性も得ることができる。
【００１０】
また、第１の局面では、上記のように、グランド用の第１ヴィアホールを、下面の導体層に達するように、多層基板の厚み方向に貫通して形成することによって、放熱部材が金属材料から構成されている場合には、放熱部材とグランドとを電気的に接続することができるので、グランドラインの電気的インピーダンスを低下させることができる。これにより、電気特性を向上させることができる。具体的には、多層基板に形成された回路の動作を安定させることができる。したがって、これによっても、優れた印字（印画）特性を得ることができる。
【００１１】
また、上記した構成では、電源用の第２ヴィアホールが、多層基板の下面の導体層に達しないように途中の深さまで形成されているので、放熱部材が金属材料から構成されている場合において、絶縁層（絶縁シート）などを介さずに多層基板を放熱部材の載置面上に載置したとしても、グランド用の第１ヴィアホールと電源用の第２ヴィアホールとが互いに電気的に接続されるのを抑制することができる。すなわち、電気的な短絡を抑制することができる。したがって、多層基板の下面の導体層が放熱部材の載置面と直接接触または導電性部材を介して間接的に接触するように、多層基板を放熱部材の載置面上に載置することができる。
【００１２】
上記第１の局面による光プリントヘッドにおいて、好ましくは、グランド用の第１ヴィアホールは、多層基板に、互いに所定の間隔を隔てて複数形成されている。このように構成すれば、容易に、発光素子アレイからの熱を、グランド用の第１ヴィアホールおよび下面の導体層を介して、放熱部材に伝達させることができるとともに、放熱部材から効率よく放熱させることができる。
【００１３】
上記第１の局面による光プリントヘッドにおいて、好ましくは、発光素子アレイは、多層基板の上面の導体層上に搭載されており、多層基板は、上面の導体層と下面の導体層とを接続する複数の放熱用のスルーホールをさらに含んでいる。このように構成すれば、グランド用の第１ヴィアホールに加えて放熱用のスルーホールによっても、発光素子アレイからの熱を多層基板の下面の導体層に伝達させることができるので、より効率よく、発光素子アレイからの熱を多層基板の下面の導体層に伝達させることができる。これにより、より効率よく、発光素子アレイからの熱を放熱部材に伝達させることができるので、より効率よく、発光素子アレイからの熱を放熱部材から放熱させることができる。
【００１４】
上記第１の局面による光プリントヘッドにおいて、好ましくは、少なくとも、複数の第１ヴィアホールおよび複数のスルーホールの一部に、導電性ペーストが埋め込まれている。このように構成すれば、容易に、第１ヴィアホールおよび放熱用のスルーホールの熱伝導率を向上させることができる。
【００１５】
上記第１の局面による光プリントヘッドにおいて、好ましくは、放熱部材は、アルミニウムを主成分とする金属材料から構成されている。このように構成すれば、容易に、放熱部材の放熱効率を向上させることができるので、容易に、光プリントヘッドの放熱特性を向上させることができる。
【００１６】
上記第１の局面による光プリントヘッドにおいて、発光素子アレイが、複数の発光ダイオード素子（ＬＥＤ素子）を含む発光ダイオードアレイ（ＬＥＤアレイ）から構成されていてもよい。
【００１７】
この発明の第２の局面における画像形成装置は、像担持体と、上記第１の局面による光プリントヘッドとを備える画像形成装置である。このように構成すれば、容易に、印字特性の優れた画像形成装置を得ることができる。なお、第２の局面による画像形成装置では、優れた印画特性も得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、放熱特性を向上させることにより、印字特性の優れた光プリントヘッド及び画像形成装置を容易に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態では、光プリントヘッドの一例であるＬＥＤプリントヘッドに本発明を適用した例について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドの全体斜視図であり、図２は、本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドの平面図である。図３は、図２の１００−１００線に沿った断面図であり、図４は、本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドの多層配線基板の一部を示した断面図である。図５〜図１１は、本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドの構造を説明するための図である。図１〜図１１を参照して、本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッド６０の構造について説明する。
【００２１】
一実施形態によるＬＥＤプリントヘッド６０は、図１〜図３に示すように、平坦な載置面１ａを有するヒートシンク１と、ヒートシンク１の載置面１ａ上に搭載された多層配線基板２（図３参照）と、多層配線基板２上に実装された発光ダイオードアレイ（ＬＥＤアレイ）３（図３参照）と、ＬＥＤアレイ３などを覆うハウジング部材４と、ＬＥＤアレイ３からの出射光を集光するレンズアレイ（ロッドレンズアレイ）５と、レンズアレイ５の周囲を保持する保持部材６とを備えている。なお、多層配線基板２は、本発明の「多層基板」の一例であり、ヒートシンク１は、本発明の「放熱部材」の一例である。
【００２２】
ヒートシンク１は、図１および図３に示すように、熱伝導性の優れたアルミニウム押し出し材などの金属材料から構成されており、ＬＥＤアレイ３の発光により生じた熱を放熱する機能を有している。また、ヒートシンク１の上部側には、載置面１ａが形成されている。この載置面１ａは、切削加工などによって平滑な面に仕上げられており、長手方向（Ａ方向）に反りがないように形成されている。また、ヒートシンク１の下部側には、放熱性を向上させるためのフィン部１ｂが複数形成されている。また、図１および図２に示すように、載置面１ａの所定の領域であるとともに、ヒートシンク１の長手方向（Ａ方向）の両端部側には、それぞれ、ＬＥＤプリントヘッド６０を電子写真プリンタの筐体部（図示せず）などに取り付ける際にネジ止めされるネジ穴１ｃが設けられている。
【００２３】
また、多層配線基板２は、図４に示すように、ガラスエポキシ樹脂などから構成される絶縁層２ａとＣｕ（銅）などから構成される導体層２ｂとが互いに交互に積層された積層構造を有している。また、多層配線基板２の内層の導体層２ｂ（２１ｂ）は、電源用のプレーン層として機能するように構成されているとともに、導体層２ｂ（２１ｂ）と対向する内層の導体層２ｂ（２２ｂ）は、グランド（ＧＮＤ）用のプレーン層として機能するように構成されている。そして、電源用の導体層２ｂ（２１ｂ）およびグランド（ＧＮＤ）用の導体層２ｂ（２２ｂ）は、それぞれ、電源用のヴィアホール２ｃおよびグランド（ＧＮＤ）用のヴィアホール２ｄにより、他の導体層２ｂと接続されている。具体的には、電源用のヴィアホール２ｃおよびグランド用のヴィアホール２ｄの内側面上には、それぞれ、金属メッキ層２１ｃおよび２１ｄが形成されており、この金属メッキ層２１ｃおよび２１ｄによって、各層の導体層２ｂが互いに電気的および熱的に接続されている。なお、グランド用のヴィアホール２ｄおよび電源用のヴィアホール２ｃは、それぞれ、本発明の「第１ヴィアホール」および「第２ヴィアホール」の一例である。
【００２４】
また、多層配線基板２の上面には、配線用の導体層２ｂが所定の配線パターンで形成されている。また、配線用の導体層２ｂの所定領域は、レジスト層７によって覆われている。このレジスト層７は、上面に設けられた配線用の導体層２ｂとハウジング部材４などの他の部材との電気的な短絡を抑制する機能を有している。
【００２５】
ここで、本実施形態では、グランド用のヴィアホール２ｄは、多層配線基板２の厚み方向に貫通するように形成されている一方、電源用のヴィアホール２ｃは、多層配線基板２の上面から厚み方向の途中の深さまで形成されている。すなわち、グランド用のヴィアホール２ｄは、多層配線基板２の上面の導体層２ｂ（２３ｂ）と下面の導体層２ｂ（２４ｂ）とを接続するように貫通孔に形成されている。一方、電源用のヴィアホール２ｃは、多層配線基板２の下面の導体層２ｂ（２４ｂ）に達しないように形成されている。また、多層配線基板２の下面の導体層２ｂ（２４ｂ）は、放熱用のプレーン層として機能するように構成されている。したがって、多層配線基板２の下面の導体層２ｂ（２４ｂ）は、配線用に用いられる他の導体層２ｂと図示しないスルーホールによって電気的に接続されないように構成されている。また、多層配線基板２の下面の導体層２ｂ（２４ｂ）は、レジスト層で覆われることなく、露出された状態となっている。
【００２６】
また、本実施形態では、図５に示すように、グランド用のヴィアホール２ｄは、多層配線基板２の所定領域に、互いに所定の間隔を隔てて複数形成されている。また、多層配線基板２におけるＬＥＤアレイチップ３ａの実装領域の近傍には、放熱用のスルーホール２ｅが複数形成されている。この放熱用のスルーホール２ｅは、図６に示すように、多層配線基板２の厚み方向に貫通するように形成されることによって、上面の導体層２ｂ（２３ｂ）と下面の放熱用の導体層２ｂとを接続している。なお、放熱用のスルーホール２ｅの内側面上には、上面の導体層２ｂ（２３ｂ）と下面の放熱用の導体層２ｂとを電気的および熱的に接続するための金属メッキ層２１ｅが形成されている。
【００２７】
さらに、本実施形態では、図４および図６に示すように、ヴィアホール２ｃおよび２ｄ、放熱用のスルーホール２ｅの各々の内側には、それぞれ、導電性ペースト２２ｃ、２２ｄおよび２２ｅが埋め込まれている。そして、多層配線基板２は、下面の導体層２ｂ（２４ｂ）とヒートシンク１の載置面１ａとが直接接触するように、ヒートシンク１の載置面１ａ上に載置されている。
【００２８】
また、ＬＥＤアレイ３は、図５に示すように、多層配線基板２の長手方向（Ａ方向）と平行となるように、多層配線基板２の上面の導体層２ｂ（２３ｂ）（図６参照）上に実装されている。このＬＥＤアレイ３は、複数のＬＥＤアレイチップ３ａから構成されており、各ＬＥＤアレイチップ３ａは、多層配線基板２の長手方向（Ａ方向）と平行となるように直線状に配列されている。また、ＬＥＤアレイチップ３ａには、図７に示すように、それぞれの上面に、たとえば、６００ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）の密度で直線状に配列された複数のＬＥＤ素子３ｂが設けられている。また、多層配線基板２の上面上には、ＬＥＤアレイチップ３ａを駆動するためのドライバＩＣチップ８が、ＬＥＤアレイチップ３ａに沿って実装されている。なお、ＬＥＤアレイ３は、本発明の「発光素子アレイ」の一例であり、ＬＥＤ素子３ｂは、本発明の「発光素子」の一例である。
【００２９】
また、ハウジング部材４は、図１および図３に示すように、ＬＥＤアレイ３（図３参照）などを覆う矩形状の枠体部４ａから構成されており、この枠体部４ａの上部には、矩形状の開口部４ｂが形成されている。また、図１〜図３に示すように、ハウジング部材４の枠体部４ａの所定領域には、複数のネジ穴４ｃが設けられている。また、ハウジング部材４は、図３に示すように、多層配線基板２の上方に配置されるとともに、ＬＥＤアレイ３などを覆うようにヒートシンク１の載置面１ａ上にネジ穴４ｃを介してネジ９で固定されている。この際、ハウジング部材４は、開口部４ｂがＬＥＤアレイ３の真上に位置するようにヒートシンク１に固定される。
【００３０】
また、レンズアレイ５は、図８および図９に示すように、複数のファイバー状の集光レンズ５ａが互いの光軸が平行となるように直線状に配列された構造を有しており、各々の集光レンズ５ａの間隙には接着部材５ｂが充填されている。この集光レンズ５ａは、図１０に示すように、等倍結像が得られる屈折率分布型集光ファイバーレンズによって構成されており、ＬＥＤ素子３ｂから出射された拡散光３０を集光して、収束光４０として出射する機能を有している。すなわち、像担持体としての感光体５０（図１０および図１１参照）上に静電潜像を形成するためには、ＬＥＤ素子３ｂから出射された拡散光３０を微小なスポット光に集光して結像する必要があるため、本実施形態によるＬＥＤプリントヘッド６０では、集光レンズ５ａから構成されたレンズアレイ５を設けることによって、良好なスポット光が形成されるように構成されている。なお、レンズアレイ５は、本発明の「結像素子アレイ」の一例であり、集光レンズ５ａは、本発明の「結像素子」の一例である。
【００３１】
また、保持部材６は、図１および図２に示すように、長尺形状を有しており、その中央部にレンズアレイ５の周囲を保持する開口部が設けられている。また、保持部材６の開口部には、レンズアレイ５が接着剤などで固定されている。
【００３２】
また、図３に示すように、レンズアレイ５が固定された保持部材６は、ハウジング部材４の開口部４ｂの間に挿入されるように配設されている。これにより、ＬＥＤアレイ３の真上にレンズアレイ５が配置されるとともに、ＬＥＤアレイ３を構成する複数のＬＥＤ素子３ｂの真上に、対応するレンズアレイ５の集光レンズ５ａが位置するように構成されている。
【００３３】
本実施形態では、上記のように、ＬＥＤアレイ３が搭載される多層配線基板２に、下面の導体層２ｂ（２４ｂ）まで達するグランド用のヴィアホール２ｄを形成することによって、発光に伴いＬＥＤアレイ３（ＬＥＤ素子３ｂ）が発熱したとしても、ＬＥＤアレイ３（ＬＥＤ素子３ｂ）からの熱をグランド用のヴィアホール２ｄを介して多層配線基板２の下面側（下面の導体層２ｂ（２４ｂ））に効率よく伝達させることができる。そして、ＬＥＤアレイ３が搭載される多層配線基板２を、その下面の導体層２ｂ（２４ｂ）とヒートシンク１の載置面１ａとが直接接触するように構成することによって、多層配線基板２の下面側（下面の導体層２ｂ（２４ｂ））に伝達された熱を効率よくヒートシンク１に伝達させることができる。これにより、ＬＥＤアレイ３（ＬＥＤ素子３ｂ）からの熱を効果的にヒートシンク１から放熱させることができるので、ＬＥＤプリントヘッド６０の放熱特性を十分に向上させることができる。その結果、ＬＥＤアレイ３（ＬＥＤ素子３ｂ）の温度が高くなることに起因して、輝度の低下や発光波長のずれ等の不都合が生じるのを抑制することができるので、優れた印字（印画）特性を得ることができる。
【００３４】
また、本実施形態では、上記のように、グランド用のヴィアホール２ｄを、下面の導体層２ｂ（２４ｂ）に達するように、多層配線基板２の厚み方向に貫通して形成することによって、ヒートシンク１とグランド（ＧＮＤ）とを電気的に接続することができるので、グランドラインの電気的インピーダンスを低下させることができる。これにより、電気特性を向上させることができる。具体的には、多層配線基板２に形成された回路（図示せず）の動作を安定させることができる。したがって、これによっても、優れた印字（印画）特性を得ることができる。
【００３５】
また、上記した本実施形態の構成では、電源用のヴィアホール２ｃが、多層配線基板２の下面の導体層２ｂ（２４ｂ）に達しないように途中の深さまで形成されているので、絶縁層（絶縁シート）などを介さずに多層配線基板２をヒートシンク１の載置面１ａ上に載置したとしても、グランド用のヴィアホール２ｄと電源用のヴィアホール２ｃとが互いに電気的に接続されるのを抑制することができる。すなわち、電気的な短絡を抑制することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、グランド用のヴィアホール２ｄを、互いに所定の間隔を隔てて複数形成することによって、容易に、ＬＥＤアレイ３からの熱を、グランド用のヴィアホール２ｄおよび下面の導体層２ｂ（２４ｂ）を介して、ヒートシンク１に伝達させることができるとともに、ヒートシンク１から効率よく放熱させることができる。
【００３７】
また、本実施形態では、多層配線基板２に、上面の導体層２ｂ（２３ｂ）と下面の導体層２ｂ（２４ｂ）とを接続する放熱用のスルーホール２ｅを複数形成することによって、グランド用のヴィアホール２ｄに加えて放熱用のスルーホール２ｅによっても、ＬＥＤアレイ３からの熱を多層配線基板２の下面の導体層２ｂ（２４ｂ）に伝達させることができるので、より効率よく、ＬＥＤアレイ３からの熱を多層配線基板２の下面の導体層２ｂ（２４ｂ）に伝達させることができる。これにより、より効率よく、ＬＥＤアレイ３からの熱をヒートシンク１に伝達させることができるので、より効率よく、ＬＥＤアレイ３からの熱をヒートシンク１から放熱させることができる。
【００３８】
また、本実施形態では、複数のヴィアホール２ｄおよび複数のスルーホール２ｅの各々の内面に、導電性ペースト２２ｄおよび２２ｅを埋め込むことによって、容易に、グランド用のヴィアホール２ｄおよび放熱用のスルーホール２ｅの熱伝導率を向上させることができる。
【００３９】
また、本実施形態によるＬＥＤプリントヘッド６０は、図１１に示すように、像担持体としての感光体５０と対向するように配設されることによって、感光体５０上に静電潜像を形成するための露光ユニットとして電子写真プリンタ（画像形成装置）７０に用いることができる。これにより、容易に、印字（印画）特性の優れた電子写真プリンタ（画像形成装置）７０を得ることができる。
【００４０】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４１】
たとえば、上記実施形態では、光プリントヘッドの一例であるＬＥＤプリントヘッドに本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、ＬＥＤプリントヘッド以外の光プリントヘッドに本発明を適用してもよい。ＬＥＤプリントヘッド以外の光プリントヘッドとしては、たとえば、有機ＥＬプリントヘッドなどが考えられる。
【００４２】
また、上記実施形態では、多層配線基板を、下面の導体層とヒートシンクの載置面とが直接接触するように、ヒートシンクの載置面上に載置したが、本発明はこれに限らず、下面の導体層とヒートシンクの載置面とが導電性シートなどの導電性部材を介して間接的に接触するように、多層配線基板をヒートシンクの載置面上に載置してもよい。
【００４３】
また、上記実施形態では、多層配線基板に放熱用のスルーホールを複数設けた例を示したが、本発明はこれに限らず、放熱用のスルーホールを設けない構成にしてもよい。
【００４４】
また、上記実施形態では、グランド用のヴィアホールおよび放熱用のスルーホールの各々の内側に、導電性ペーストを埋め込んだ例を示したが、本発明はこれに限らず、グランド用のヴィアホールおよび放熱用のスルーホールの一部に、導電性ペーストを埋め込んでもよい。また、グランド用のヴィアホールおよび放熱用のスルーホールの各々に、導電性ペーストを埋め込まない構成にしてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態では、複数のＬＥＤ素子が配列されたＬＥＤアレイを用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、ＬＥＤアレイ以外の発光素子アレイを用いるようにしてもよい。ＬＥＤアレイ以外の発光素子アレイとしては、たとえば、有機ＥＬ素子が配列された有機ＥＬアレイなどが考えられる。また、ハロゲン光源とその前方に画素毎に複数の液晶セルが配列された液晶光シャッタアレイなども考えられる。
【００４６】
また、上記実施形態では、屈折率分布型集光ファイバーレンズが配列されたレンズアレイを用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、ルーフプリズムレンズが配列されたルーフプリズムレンズアレイなどの他のレンズアレイを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドの全体斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドの平面図である。
【図３】図２の１００−１００線に沿った断面図である。
【図４】本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドの多層配線基板の一部を示した断面図である。
【図５】本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドの多層配線基板の一部を示した平面図である。
【図６】本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドの多層配線基板の他の一部を示した断面図である。
【図７】本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドのＬＥＤアレイを簡略的に示した平面図である。
【図８】本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドのレンズアレイを示した斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドのレンズアレイの一部を示した平面図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドのレンズアレイの構造を説明するための断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドを用いた電子写真プリンタの内部を簡略的に示した図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ ヒートシンク（放熱部材）
１ａ 載置面
２ 多層配線基板（多層基板）
２ａ 絶縁層
２ｂ 導体層
２ｃ 電源用のヴィアホール（第２ヴィアホール）
２ｄ グランド用のヴィアホール（第１ヴィアホール）
２ｅ 放熱用のスルーホール
３ ＬＥＤアレイ（発光素子アレイ）
３ａ ＬＥＤアレイチップ
３ｂ ＬＥＤ素子（発光素子）
４ ハウジング部材
５ レンズアレイ（結像素子アレイ）
５ａ 集光レンズ（結像素子）
２２ｄ、２２ｅ 導電性ペースト
５０ 感光体（像担持体）
６０ ＬＥＤプリントヘッド（光プリントヘッド）
７０ 電子写真プリンタ（画像形成装置）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光プリントヘッド及びこれを用いた画像形成装置に関し、特に、発光素子が搭載される基板を備えた光プリントヘッド及びこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｅｄ Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）素子（発光素子）が直線状に配列されたＬＥＤアレイ（発光素子アレイ）と、複数のＬＥＤ素子からの光を集光する複数の集光レンズ（結像素子）が直線状に配列されたレンズアレイ（結像素子アレイ）とを備えたＬＥＤプリントヘッド（光プリントヘッド）が知られており、像担持体としての感光体上に静電潜像を形成するための露光ユニットとして電子写真プリンタなどに装着されている。
【０００３】
このようなＬＥＤプリントヘッドでは、ＬＥＤ素子（ＬＥＤアレイ）の発光によりＬＥＤ素子（ＬＥＤアレイ）が発熱するため、発光により生じた熱の放熱が不十分な場合にはＬＥＤ素子の素子温度が高くなる。これにより、輝度の低下や発光波長のずれ等が生じるので、露光ユニットとして用いられるＬＥＤプリントヘッドでは、放熱性の向上が強く要求されている。
【０００４】
上記した放熱性の向上の要求に応えるために、従来、放熱特性が改善された光プリントヘッド（ＬＥＤプリントヘッド）が知られている（たとえば、特許文献１参照）。上記特許文献１には、ＬＥＤアレイチップおよびＬＥＤアレイチップを駆動するためのドライバＩＣチップを含む発光素子モジュールと、発光素子モジュールを搭載する基板と、基板の下面側に装着されるヒートシンクとを備え、上記基板に放熱用のスルーホールが設けられた光プリントヘッドが記載されている。この基板の上面および下面には、それぞれ、導体層が形成されており、ＬＥＤアレイチップは、ドライバＩＣチップを介して基板の上面の導体層に固定されている。また、放熱用のスルーホールは、基板の上面から下面まで貫通するように形成されることによって、基板の上面の導体層と基板の下面の導体層とを連結している。さらに、基板の下面側には、絶縁シートを介してヒートシンクが装着されている。このような構成により、上記特許文献１に記載の光プリントヘッドでは、ＬＥＤアレイチップからの熱を、放熱用のスルーホールを介して基板の下面側に効率よく伝達させることができるので、ＬＥＤアレイチップからの熱を、基板の下面側に装着されたヒートシンクから放熱させ易くすることが可能となる。これにより、基板に放熱用のスルーホールが設けられていない構成に比べて、放熱特性が改善される。
【０００５】
なお、ＬＥＤアレイチップ（発光素子モジュール）が搭載される基板には、一般的に、多層配線基板が用いられる。この多層配線基板には、信号用の配線パターンに加えて、電源用の配線パターンおよびグランド用の配線パターンが設けられている。また、ヒートシンクは、一般的に、金属材料から構成されている。
【特許文献１】特開平１０−２２６１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載された光プリントヘッドでは、基板とヒートシンクとの間に熱伝導率の比較的低い絶縁シートが介在しているため、ＬＥＤアレイチップからの熱を基板の下面側に効率よく伝達させたとしても、絶縁シートの熱抵抗により、ヒートシンクにまで効率よく伝達させることが困難であるという不都合がある。一方、絶縁シートを介することなく基板の下面側にヒートシンクを装着した場合には、電源用の配線パターンとグラント用の配線パターンとの間で電気的に短絡するおそれがあるという不都合が生じる。このため、基板に放熱用のスルーホールを設けることによって放熱特性が改善されるものの、十分に改善されるまでには至っていない。その結果、輝度の低下や発光波長のずれ等を十分に抑制することが困難であるので、優れた印字特性を得ることが困難であるという問題点がある。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、放熱特性を向上させることにより、印字特性の優れた光プリントヘッド及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における光プリントヘッドは、複数の発光素子を含む発光素子アレイと、発光素子アレイから出射された光を像担持体に結像する複数の結像素子を含む結像素子アレイと、絶縁層と導体層とが互いに交互に積層されることによって構成されるとともに、グランド用の第１ヴィアホールと電源用の第２ヴィアホールとを含み、かつ、上面上に発光素子アレイが搭載される多層基板と、平坦な載置面を含み、載置面上に多層基板が載置される放熱部材とを備えている。そして、多層基板の下面の導体層と放熱部材の載置面とが直接接触または導電性部材を介して間接的に接触するように構成されており、グランド用の第１ヴィアホールが、下面の導体層に達するように、多層基板の厚み方向に貫通して形成されている一方、電源用の第２ヴィアホールが、下面の導体層に達しないように、多層基板の厚み方向の途中の深さまで形成されている。
【０００９】
この第１の局面による光プリントヘッドでは、上記のように、発光素子アレイが搭載される多層基板に、下面の導体層まで達するグランド用の第１ヴィアホールを形成することによって、発光に伴い発光素子アレイが発熱したとしても、発光素子アレイからの熱をグランド用の第１ヴィアホールを介して多層基板の下面側（下面の導体層）に効率よく伝達させることができる。そして、発光素子アレイが搭載される多層基板を、その下面の導体層と放熱部材の載置面とが直接接触または導電性部材を介して間接的に接触するように構成することによって、多層基板の下面側（下面の導体層）に伝達された熱を効率よく放熱部材に伝達させることができる。これにより、発光素子アレイからの熱を効果的に放熱部材から放熱させることができるので、光プリントヘッドの放熱特性を十分に向上させることができる。その結果、発光素子アレイの温度が高くなることに起因して、輝度の低下や発光波長のずれ等の不都合が生じるのを抑制することができるので、優れた印字特性を得ることができる。なお、第１の局面による光プリントヘッドでは、優れた印画特性も得ることができる。
【００１０】
また、第１の局面では、上記のように、グランド用の第１ヴィアホールを、下面の導体層に達するように、多層基板の厚み方向に貫通して形成することによって、放熱部材が金属材料から構成されている場合には、放熱部材とグランドとを電気的に接続することができるので、グランドラインの電気的インピーダンスを低下させることができる。これにより、電気特性を向上させることができる。具体的には、多層基板に形成された回路の動作を安定させることができる。したがって、これによっても、優れた印字（印画）特性を得ることができる。
【００１１】
また、上記した構成では、電源用の第２ヴィアホールが、多層基板の下面の導体層に達しないように途中の深さまで形成されているので、放熱部材が金属材料から構成されている場合において、絶縁層（絶縁シート）などを介さずに多層基板を放熱部材の載置面上に載置したとしても、グランド用の第１ヴィアホールと電源用の第２ヴィアホールとが互いに電気的に接続されるのを抑制することができる。すなわち、電気的な短絡を抑制することができる。したがって、多層基板の下面の導体層が放熱部材の載置面と直接接触または導電性部材を介して間接的に接触するように、多層基板を放熱部材の載置面上に載置することができる。
【００１２】
上記第１の局面による光プリントヘッドにおいて、好ましくは、グランド用の第１ヴィアホールは、多層基板に、互いに所定の間隔を隔てて複数形成されている。このように構成すれば、容易に、発光素子アレイからの熱を、グランド用の第１ヴィアホールおよび下面の導体層を介して、放熱部材に伝達させることができるとともに、放熱部材から効率よく放熱させることができる。
【００１３】
上記第１の局面による光プリントヘッドにおいて、好ましくは、発光素子アレイは、多層基板の上面の導体層上に搭載されており、多層基板は、上面の導体層と下面の導体層とを接続する複数の放熱用のスルーホールをさらに含んでいる。このように構成すれば、グランド用の第１ヴィアホールに加えて放熱用のスルーホールによっても、発光素子アレイからの熱を多層基板の下面の導体層に伝達させることができるので、より効率よく、発光素子アレイからの熱を多層基板の下面の導体層に伝達させることができる。これにより、より効率よく、発光素子アレイからの熱を放熱部材に伝達させることができるので、より効率よく、発光素子アレイからの熱を放熱部材から放熱させることができる。
【００１４】
上記第１の局面による光プリントヘッドにおいて、好ましくは、少なくとも、複数の第１ヴィアホールおよび複数のスルーホールの一部に、導電性ペーストが埋め込まれている。このように構成すれば、容易に、第１ヴィアホールおよび放熱用のスルーホールの熱伝導率を向上させることができる。
【００１５】
上記第１の局面による光プリントヘッドにおいて、好ましくは、放熱部材は、アルミニウムを主成分とする金属材料から構成されている。このように構成すれば、容易に、放熱部材の放熱効率を向上させることができるので、容易に、光プリントヘッドの放熱特性を向上させることができる。
【００１６】
上記第１の局面による光プリントヘッドにおいて、発光素子アレイが、複数の発光ダイオード素子（ＬＥＤ素子）を含む発光ダイオードアレイ（ＬＥＤアレイ）から構成されていてもよい。
【００１７】
この発明の第２の局面における画像形成装置は、像担持体と、上記第１の局面による光プリントヘッドとを備える画像形成装置である。このように構成すれば、容易に、印字特性の優れた画像形成装置を得ることができる。なお、第２の局面による画像形成装置では、優れた印画特性も得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、放熱特性を向上させることにより、印字特性の優れた光プリントヘッド及び画像形成装置を容易に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態では、光プリントヘッドの一例であるＬＥＤプリントヘッドに本発明を適用した例について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドの全体斜視図であり、図２は、本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドの平面図である。図３は、図２の１００−１００線に沿った断面図であり、図４は、本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドの多層配線基板の一部を示した断面図である。図５〜図１１は、本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドの構造を説明するための図である。図１〜図１１を参照して、本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッド６０の構造について説明する。
【００２１】
一実施形態によるＬＥＤプリントヘッド６０は、図１〜図３に示すように、平坦な載置面１ａを有するヒートシンク１と、ヒートシンク１の載置面１ａ上に搭載された多層配線基板２（図３参照）と、多層配線基板２上に実装された発光ダイオードアレイ（ＬＥＤアレイ）３（図３参照）と、ＬＥＤアレイ３などを覆うハウジング部材４と、ＬＥＤアレイ３からの出射光を集光するレンズアレイ（ロッドレンズアレイ）５と、レンズアレイ５の周囲を保持する保持部材６とを備えている。なお、多層配線基板２は、本発明の「多層基板」の一例であり、ヒートシンク１は、本発明の「放熱部材」の一例である。
【００２２】
ヒートシンク１は、図１および図３に示すように、熱伝導性の優れたアルミニウム押し出し材などの金属材料から構成されており、ＬＥＤアレイ３の発光により生じた熱を放熱する機能を有している。また、ヒートシンク１の上部側には、載置面１ａが形成されている。この載置面１ａは、切削加工などによって平滑な面に仕上げられており、長手方向（Ａ方向）に反りがないように形成されている。また、ヒートシンク１の下部側には、放熱性を向上させるためのフィン部１ｂが複数形成されている。また、図１および図２に示すように、載置面１ａの所定の領域であるとともに、ヒートシンク１の長手方向（Ａ方向）の両端部側には、それぞれ、ＬＥＤプリントヘッド６０を電子写真プリンタの筐体部（図示せず）などに取り付ける際にネジ止めされるネジ穴１ｃが設けられている。
【００２３】
また、多層配線基板２は、図４に示すように、ガラスエポキシ樹脂などから構成される絶縁層２ａとＣｕ（銅）などから構成される導体層２ｂとが互いに交互に積層された積層構造を有している。また、多層配線基板２の内層の導体層２ｂ（２１ｂ）は、電源用のプレーン層として機能するように構成されているとともに、導体層２ｂ（２１ｂ）と対向する内層の導体層２ｂ（２２ｂ）は、グランド（ＧＮＤ）用のプレーン層として機能するように構成されている。そして、電源用の導体層２ｂ（２１ｂ）およびグランド（ＧＮＤ）用の導体層２ｂ（２２ｂ）は、それぞれ、電源用のヴィアホール２ｃおよびグランド（ＧＮＤ）用のヴィアホール２ｄにより、他の導体層２ｂと接続されている。具体的には、電源用のヴィアホール２ｃおよびグランド用のヴィアホール２ｄの内側面上には、それぞれ、金属メッキ層２１ｃおよび２１ｄが形成されており、この金属メッキ層２１ｃおよび２１ｄによって、各層の導体層２ｂが互いに電気的および熱的に接続されている。なお、グランド用のヴィアホール２ｄおよび電源用のヴィアホール２ｃは、それぞれ、本発明の「第１ヴィアホール」および「第２ヴィアホール」の一例である。
【００２４】
また、多層配線基板２の上面には、配線用の導体層２ｂが所定の配線パターンで形成されている。また、配線用の導体層２ｂの所定領域は、レジスト層７によって覆われている。このレジスト層７は、上面に設けられた配線用の導体層２ｂとハウジング部材４などの他の部材との電気的な短絡を抑制する機能を有している。
【００２５】
ここで、本実施形態では、グランド用のヴィアホール２ｄは、多層配線基板２の厚み方向に貫通するように形成されている一方、電源用のヴィアホール２ｃは、多層配線基板２の上面から厚み方向の途中の深さまで形成されている。すなわち、グランド用のヴィアホール２ｄは、多層配線基板２の上面の導体層２ｂ（２３ｂ）と下面の導体層２ｂ（２４ｂ）とを接続するように貫通孔に形成されている。一方、電源用のヴィアホール２ｃは、多層配線基板２の下面の導体層２ｂ（２４ｂ）に達しないように形成されている。また、多層配線基板２の下面の導体層２ｂ（２４ｂ）は、放熱用のプレーン層として機能するように構成されている。したがって、多層配線基板２の下面の導体層２ｂ（２４ｂ）は、配線用に用いられる他の導体層２ｂと図示しないスルーホールによって電気的に接続されないように構成されている。また、多層配線基板２の下面の導体層２ｂ（２４ｂ）は、レジスト層で覆われることなく、露出された状態となっている。
【００２６】
また、本実施形態では、図５に示すように、グランド用のヴィアホール２ｄは、多層配線基板２の所定領域に、互いに所定の間隔を隔てて複数形成されている。また、多層配線基板２におけるＬＥＤアレイチップ３ａの実装領域の近傍には、放熱用のスルーホール２ｅが複数形成されている。この放熱用のスルーホール２ｅは、図６に示すように、多層配線基板２の厚み方向に貫通するように形成されることによって、上面の導体層２ｂ（２３ｂ）と下面の放熱用の導体層２ｂとを接続している。なお、放熱用のスルーホール２ｅの内側面上には、上面の導体層２ｂ（２３ｂ）と下面の放熱用の導体層２ｂとを電気的および熱的に接続するための金属メッキ層２１ｅが形成されている。
【００２７】
さらに、本実施形態では、図４および図６に示すように、ヴィアホール２ｃおよび２ｄ、放熱用のスルーホール２ｅの各々の内側には、それぞれ、導電性ペースト２２ｃ、２２ｄおよび２２ｅが埋め込まれている。そして、多層配線基板２は、下面の導体層２ｂ（２４ｂ）とヒートシンク１の載置面１ａとが直接接触するように、ヒートシンク１の載置面１ａ上に載置されている。
【００２８】
また、ＬＥＤアレイ３は、図５に示すように、多層配線基板２の長手方向（Ａ方向）と平行となるように、多層配線基板２の上面の導体層２ｂ（２３ｂ）（図６参照）上に実装されている。このＬＥＤアレイ３は、複数のＬＥＤアレイチップ３ａから構成されており、各ＬＥＤアレイチップ３ａは、多層配線基板２の長手方向（Ａ方向）と平行となるように直線状に配列されている。また、ＬＥＤアレイチップ３ａには、図７に示すように、それぞれの上面に、たとえば、６００ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）の密度で直線状に配列された複数のＬＥＤ素子３ｂが設けられている。また、多層配線基板２の上面上には、ＬＥＤアレイチップ３ａを駆動するためのドライバＩＣチップ８が、ＬＥＤアレイチップ３ａに沿って実装されている。なお、ＬＥＤアレイ３は、本発明の「発光素子アレイ」の一例であり、ＬＥＤ素子３ｂは、本発明の「発光素子」の一例である。
【００２９】
また、ハウジング部材４は、図１および図３に示すように、ＬＥＤアレイ３（図３参照）などを覆う矩形状の枠体部４ａから構成されており、この枠体部４ａの上部には、矩形状の開口部４ｂが形成されている。また、図１〜図３に示すように、ハウジング部材４の枠体部４ａの所定領域には、複数のネジ穴４ｃが設けられている。また、ハウジング部材４は、図３に示すように、多層配線基板２の上方に配置されるとともに、ＬＥＤアレイ３などを覆うようにヒートシンク１の載置面１ａ上にネジ穴４ｃを介してネジ９で固定されている。この際、ハウジング部材４は、開口部４ｂがＬＥＤアレイ３の真上に位置するようにヒートシンク１に固定される。
【００３０】
また、レンズアレイ５は、図８および図９に示すように、複数のファイバー状の集光レンズ５ａが互いの光軸が平行となるように直線状に配列された構造を有しており、各々の集光レンズ５ａの間隙には接着部材５ｂが充填されている。この集光レンズ５ａは、図１０に示すように、等倍結像が得られる屈折率分布型集光ファイバーレンズによって構成されており、ＬＥＤ素子３ｂから出射された拡散光３０を集光して、収束光４０として出射する機能を有している。すなわち、像担持体としての感光体５０（図１０および図１１参照）上に静電潜像を形成するためには、ＬＥＤ素子３ｂから出射された拡散光３０を微小なスポット光に集光して結像する必要があるため、本実施形態によるＬＥＤプリントヘッド６０では、集光レンズ５ａから構成されたレンズアレイ５を設けることによって、良好なスポット光が形成されるように構成されている。なお、レンズアレイ５は、本発明の「結像素子アレイ」の一例であり、集光レンズ５ａは、本発明の「結像素子」の一例である。
【００３１】
また、保持部材６は、図１および図２に示すように、長尺形状を有しており、その中央部にレンズアレイ５の周囲を保持する開口部が設けられている。また、保持部材６の開口部には、レンズアレイ５が接着剤などで固定されている。
【００３２】
また、図３に示すように、レンズアレイ５が固定された保持部材６は、ハウジング部材４の開口部４ｂの間に挿入されるように配設されている。これにより、ＬＥＤアレイ３の真上にレンズアレイ５が配置されるとともに、ＬＥＤアレイ３を構成する複数のＬＥＤ素子３ｂの真上に、対応するレンズアレイ５の集光レンズ５ａが位置するように構成されている。
【００３３】
本実施形態では、上記のように、ＬＥＤアレイ３が搭載される多層配線基板２に、下面の導体層２ｂ（２４ｂ）まで達するグランド用のヴィアホール２ｄを形成することによって、発光に伴いＬＥＤアレイ３（ＬＥＤ素子３ｂ）が発熱したとしても、ＬＥＤアレイ３（ＬＥＤ素子３ｂ）からの熱をグランド用のヴィアホール２ｄを介して多層配線基板２の下面側（下面の導体層２ｂ（２４ｂ））に効率よく伝達させることができる。そして、ＬＥＤアレイ３が搭載される多層配線基板２を、その下面の導体層２ｂ（２４ｂ）とヒートシンク１の載置面１ａとが直接接触するように構成することによって、多層配線基板２の下面側（下面の導体層２ｂ（２４ｂ））に伝達された熱を効率よくヒートシンク１に伝達させることができる。これにより、ＬＥＤアレイ３（ＬＥＤ素子３ｂ）からの熱を効果的にヒートシンク１から放熱させることができるので、ＬＥＤプリントヘッド６０の放熱特性を十分に向上させることができる。その結果、ＬＥＤアレイ３（ＬＥＤ素子３ｂ）の温度が高くなることに起因して、輝度の低下や発光波長のずれ等の不都合が生じるのを抑制することができるので、優れた印字（印画）特性を得ることができる。
【００３４】
また、本実施形態では、上記のように、グランド用のヴィアホール２ｄを、下面の導体層２ｂ（２４ｂ）に達するように、多層配線基板２の厚み方向に貫通して形成することによって、ヒートシンク１とグランド（ＧＮＤ）とを電気的に接続することができるので、グランドラインの電気的インピーダンスを低下させることができる。これにより、電気特性を向上させることができる。具体的には、多層配線基板２に形成された回路（図示せず）の動作を安定させることができる。したがって、これによっても、優れた印字（印画）特性を得ることができる。
【００３５】
また、上記した本実施形態の構成では、電源用のヴィアホール２ｃが、多層配線基板２の下面の導体層２ｂ（２４ｂ）に達しないように途中の深さまで形成されているので、絶縁層（絶縁シート）などを介さずに多層配線基板２をヒートシンク１の載置面１ａ上に載置したとしても、グランド用のヴィアホール２ｄと電源用のヴィアホール２ｃとが互いに電気的に接続されるのを抑制することができる。すなわち、電気的な短絡を抑制することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、グランド用のヴィアホール２ｄを、互いに所定の間隔を隔てて複数形成することによって、容易に、ＬＥＤアレイ３からの熱を、グランド用のヴィアホール２ｄおよび下面の導体層２ｂ（２４ｂ）を介して、ヒートシンク１に伝達させることができるとともに、ヒートシンク１から効率よく放熱させることができる。
【００３７】
また、本実施形態では、多層配線基板２に、上面の導体層２ｂ（２３ｂ）と下面の導体層２ｂ（２４ｂ）とを接続する放熱用のスルーホール２ｅを複数形成することによって、グランド用のヴィアホール２ｄに加えて放熱用のスルーホール２ｅによっても、ＬＥＤアレイ３からの熱を多層配線基板２の下面の導体層２ｂ（２４ｂ）に伝達させることができるので、より効率よく、ＬＥＤアレイ３からの熱を多層配線基板２の下面の導体層２ｂ（２４ｂ）に伝達させることができる。これにより、より効率よく、ＬＥＤアレイ３からの熱をヒートシンク１に伝達させることができるので、より効率よく、ＬＥＤアレイ３からの熱をヒートシンク１から放熱させることができる。
【００３８】
また、本実施形態では、複数のヴィアホール２ｄおよび複数のスルーホール２ｅの各々の内面に、導電性ペースト２２ｄおよび２２ｅを埋め込むことによって、容易に、グランド用のヴィアホール２ｄおよび放熱用のスルーホール２ｅの熱伝導率を向上させることができる。
【００３９】
また、本実施形態によるＬＥＤプリントヘッド６０は、図１１に示すように、像担持体としての感光体５０と対向するように配設されることによって、感光体５０上に静電潜像を形成するための露光ユニットとして電子写真プリンタ（画像形成装置）７０に用いることができる。これにより、容易に、印字（印画）特性の優れた電子写真プリンタ（画像形成装置）７０を得ることができる。
【００４０】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４１】
たとえば、上記実施形態では、光プリントヘッドの一例であるＬＥＤプリントヘッドに本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、ＬＥＤプリントヘッド以外の光プリントヘッドに本発明を適用してもよい。ＬＥＤプリントヘッド以外の光プリントヘッドとしては、たとえば、有機ＥＬプリントヘッドなどが考えられる。
【００４２】
また、上記実施形態では、多層配線基板を、下面の導体層とヒートシンクの載置面とが直接接触するように、ヒートシンクの載置面上に載置したが、本発明はこれに限らず、下面の導体層とヒートシンクの載置面とが導電性シートなどの導電性部材を介して間接的に接触するように、多層配線基板をヒートシンクの載置面上に載置してもよい。
【００４３】
また、上記実施形態では、多層配線基板に放熱用のスルーホールを複数設けた例を示したが、本発明はこれに限らず、放熱用のスルーホールを設けない構成にしてもよい。
【００４４】
また、上記実施形態では、グランド用のヴィアホールおよび放熱用のスルーホールの各々の内側に、導電性ペーストを埋め込んだ例を示したが、本発明はこれに限らず、グランド用のヴィアホールおよび放熱用のスルーホールの一部に、導電性ペーストを埋め込んでもよい。また、グランド用のヴィアホールおよび放熱用のスルーホールの各々に、導電性ペーストを埋め込まない構成にしてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態では、複数のＬＥＤ素子が配列されたＬＥＤアレイを用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、ＬＥＤアレイ以外の発光素子アレイを用いるようにしてもよい。ＬＥＤアレイ以外の発光素子アレイとしては、たとえば、有機ＥＬ素子が配列された有機ＥＬアレイなどが考えられる。また、ハロゲン光源とその前方に画素毎に複数の液晶セルが配列された液晶光シャッタアレイなども考えられる。
【００４６】
また、上記実施形態では、屈折率分布型集光ファイバーレンズが配列されたレンズアレイを用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、ルーフプリズムレンズが配列されたルーフプリズムレンズアレイなどの他のレンズアレイを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドの全体斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドの平面図である。
【図３】図２の１００−１００線に沿った断面図である。
【図４】本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドの多層配線基板の一部を示した断面図である。
【図５】本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドの多層配線基板の一部を示した平面図である。
【図６】本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドの多層配線基板の他の一部を示した断面図である。
【図７】本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドのＬＥＤアレイを簡略的に示した平面図である。
【図８】本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドのレンズアレイを示した斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドのレンズアレイの一部を示した平面図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドのレンズアレイの構造を説明するための断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるＬＥＤプリントヘッドを用いた電子写真プリンタの内部を簡略的に示した図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ ヒートシンク（放熱部材）
１ａ 載置面
２ 多層配線基板（多層基板）
２ａ 絶縁層
２ｂ 導体層
２ｃ 電源用のヴィアホール（第２ヴィアホール）
２ｄ グランド用のヴィアホール（第１ヴィアホール）
２ｅ 放熱用のスルーホール
３ ＬＥＤアレイ（発光素子アレイ）
３ａ ＬＥＤアレイチップ
３ｂ ＬＥＤ素子（発光素子）
４ ハウジング部材
５ レンズアレイ（結像素子アレイ）
５ａ 集光レンズ（結像素子）
２２ｄ、２２ｅ 導電性ペースト
５０ 感光体（像担持体）
６０ ＬＥＤプリントヘッド（光プリントヘッド）
７０ 電子写真プリンタ（画像形成装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子を含む発光素子アレイと、
前記発光素子アレイから出射された光を像担持体に結像する複数の結像素子を含む結像素子アレイと、
絶縁層と導体層とが互いに交互に積層されることによって構成されるとともに、グランド用の第１ヴィアホールと電源用の第２ヴィアホールとを含み、かつ、上面上に前記発光素子アレイが搭載される多層基板と、
平坦な載置面を含み、前記載置面上に前記多層基板が載置される放熱部材とを備え、
前記多層基板の下面の導体層と前記放熱部材の載置面とが直接接触または導電性部材を介して間接的に接触するように構成されており、
前記グランド用の第１ヴィアホールが、前記下面の導体層に達するように、前記多層基板の厚み方向に貫通して形成されている一方、前記電源用の第２ヴィアホールが、前記下面の導体層に達しないように、前記多層基板の厚み方向の途中の深さまで形成されていることを特徴とする、光プリントヘッド。
【請求項２】
前記グランド用の第１ヴィアホールは、前記多層基板に、互いに所定の間隔を隔てて複数形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の光プリントヘッド。
【請求項３】
前記発光素子アレイは、前記多層基板の上面の導体層上に搭載されており、
前記多層基板は、前記上面の導体層と前記下面の導体層とを接続する複数の放熱用のスルーホールをさらに含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の光プリントヘッド。
【請求項４】
少なくとも、前記複数の第１ヴィアホールおよび前記複数のスルーホールの一部には、導電性ペーストが埋め込まれていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光プリントヘッド。
【請求項５】
前記放熱部材は、アルミニウムを主成分とする金属材料から構成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光プリントヘッド。
【請求項６】
前記発光素子アレイは、複数の発光ダイオード素子を含む発光ダイオードアレイであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光プリントヘッド。
【請求項７】
像担持体と、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光プリントヘッドとを備えたことを特徴とする、画像形成装置。
【請求項１】
複数の発光素子を含む発光素子アレイと、
前記発光素子アレイから出射された光を像担持体に結像する複数の結像素子を含む結像素子アレイと、
絶縁層と導体層とが互いに交互に積層されることによって構成されるとともに、グランド用の第１ヴィアホールと電源用の第２ヴィアホールとを含み、かつ、上面上に前記発光素子アレイが搭載される多層基板と、
平坦な載置面を含み、前記載置面上に前記多層基板が載置される放熱部材とを備え、
前記多層基板の下面の導体層と前記放熱部材の載置面とが直接接触または導電性部材を介して間接的に接触するように構成されており、
前記グランド用の第１ヴィアホールが、前記下面の導体層に達するように、前記多層基板の厚み方向に貫通して形成されている一方、前記電源用の第２ヴィアホールが、前記下面の導体層に達しないように、前記多層基板の厚み方向の途中の深さまで形成されていることを特徴とする、光プリントヘッド。
【請求項２】
前記グランド用の第１ヴィアホールは、前記多層基板に、互いに所定の間隔を隔てて複数形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の光プリントヘッド。
【請求項３】
前記発光素子アレイは、前記多層基板の上面の導体層上に搭載されており、
前記多層基板は、前記上面の導体層と前記下面の導体層とを接続する複数の放熱用のスルーホールをさらに含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の光プリントヘッド。
【請求項４】
少なくとも、前記複数の第１ヴィアホールおよび前記複数のスルーホールの一部には、導電性ペーストが埋め込まれていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光プリントヘッド。
【請求項５】
前記放熱部材は、アルミニウムを主成分とする金属材料から構成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光プリントヘッド。
【請求項６】
前記発光素子アレイは、複数の発光ダイオード素子を含む発光ダイオードアレイであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光プリントヘッド。
【請求項７】
像担持体と、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光プリントヘッドとを備えたことを特徴とする、画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１８４５５（Ｐ２００９−１８４５５Ａ）
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８１２９３（Ｐ２００７−１８１２９３）
【出願日】平成１９年７月１０日（２００７．７．１０）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【出願人】（０００２１４８９２）三洋電機コンシューマエレクトロニクス株式会社 (1,582)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１０日（２００７．７．１０）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【出願人】（０００２１４８９２）三洋電機コンシューマエレクトロニクス株式会社 (1,582)
【Ｆターム（参考）】
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