JP2007250958A - Light-emitting element array - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light-emitting element array having improved resolution without deteriorating light-emitting efficiency. <P>SOLUTION: Two power feeding points (anode electrodes) 16, 18 are arranged on a light-emitting island 14 of each light-emitting section thyristor so that light-emitting barycenters can be aligned with an equal interval in a main scanning direction. The power-feeding point 16 on the left side of each light-emitting island is connected to a signal line 8a, and the power feeding point 18 on the right side is connected to a signal line 8b. With this configuration, resolution 2,400 dpi can be realized by providing the two power feeding points on the light-emitting region of 1,200 dpi pitch. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、発光素子アレイ、特に解像度を上げた発光素子アレイに関し、さらにはこの発光素子アレイを用いた光書込みヘッド、この光書込みヘッドを用いた光プリンタ,ファクシミリ,複写機に関する。   The present invention relates to a light-emitting element array, and more particularly to a light-emitting element array with an increased resolution, and further relates to an optical writing head using the light-emitting element array, an optical printer, a facsimile machine, and a copying machine using the optical writing head.

光プリンタなどの光源として用いられる、複数の発光ダイオード(LED)が配列されたLEDアレイにおいて、各LEDの発光領域は、メサエッチングまたはpn接合によって分離される。分離された発光領域には、通常、それぞれ1個の給電点(電極)が設けられる。   In an LED array in which a plurality of light emitting diodes (LEDs) are used as a light source for an optical printer or the like, the light emitting regions of the LEDs are separated by mesa etching or pn junction. Each separated light emitting region is usually provided with one feeding point (electrode).

大出力の発光ダイオードの中には、電流分布の改善を目的に、分離された1個の発光領域に複数の給電点を設けたものがある。しかし、複数の給電点を透明電極などで接続しており、電気的に独立した給電点とは言えない。   Some high-power light emitting diodes are provided with a plurality of feeding points in one separated light emitting region for the purpose of improving current distribution. However, since a plurality of feeding points are connected by a transparent electrode or the like, they cannot be said to be electrically independent feeding points.

また、pnpn構造の発光サイリスタを用いた自己走査型発光素子アレイの場合、転送部サイリスタの転送速度の制限で副走査方向の解像度を上げることができないという問題点がある。   Further, in the case of a self-scanning light emitting element array using a light emitting thyristor having a pnpn structure, there is a problem in that the resolution in the sub-scanning direction cannot be increased due to the limitation of the transfer speed of the transfer unit thyristor.

なお、自己走査型発光素子アレイは、本出願人の提案に係る発光素子アレイであり(特許第2744504号,特許第2758587号等)、転送部サイリスタのオン状態を転送させ、これに対応する発光部サイリスタを順次発光させるものである。   The self-scanning light emitting element array is a light emitting element array according to the proposal of the present applicant (Japanese Patent No. 2744504, Japanese Patent No. 275887, etc.), and the on-state of the transfer unit thyristor is transferred and light emission corresponding thereto. The unit thyristors emit light sequentially.

自己走査型発光素子アレイの発光サイリスタアレイの発光部の構造例を図1に示す。図1(A)は2個の隣接する発光点付近の拡大図である。図1(B)は、図1(A)のA−A’線断面図である。   An example of the structure of the light emitting part of the light emitting thyristor array of the self-scanning light emitting element array is shown in FIG. FIG. 1A is an enlarged view of the vicinity of two adjacent light emitting points. FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG.

p−GaAs層30,n−GaAs層32,p−GaAs層34,n−GaAs層36よりなるpnpn構造(メサエッチングされている)の最上層であるn−GaAs層(カソード層)36上に、カソード電極(給電点)38が設けられている。構造の全表面にSiO保護膜40が被覆されて、コンタクトホールを経てカソード電極38に給電線(アルミ配線)42が接続されている。なお図1(A)において、44は発光領域を示す。 On the n-GaAs layer (cathode layer) 36 which is the uppermost layer of the pnpn structure (mesa etched) composed of the p-GaAs layer 30, the n-GaAs layer 32, the p-GaAs layer 34, and the n-GaAs layer 36. A cathode electrode (feeding point) 38 is provided. The entire surface of the structure is covered with a SiO 2 protective film 40, and a power supply line (aluminum wiring) 42 is connected to the cathode electrode 38 through a contact hole. In FIG. 1A, reference numeral 44 denotes a light emitting region.

このような自己走査型発光素子アレイの主走査方向解像度を上げていくときの問題点について考える。例えば、図1の構造のまま、主走査方向の解像度を2倍にした場合、図2に示すようになる。図2(B)は、図2(A)のB−B’線断面図である。この構造を、タイプ1の構造と言うものとする。   Consider a problem when increasing the resolution in the main scanning direction of such a self-scanning light emitting element array. For example, when the resolution in the main scanning direction is doubled with the structure of FIG. 1, the result is as shown in FIG. FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line B-B ′ of FIG. This structure is referred to as a type 1 structure.

このような構造で主走査方向の解像度を上げても、給電点の電極面積、給電線の配線幅、メサエッチングに必要な面積はほとんど変わらないため、電極や配線で覆われていない発光領域46の面積は、図1の構造の発光領域44の面積の半分よりもかなり小さくなってしまう。   Even if the resolution in the main scanning direction is increased with such a structure, the electrode area of the feeding point, the wiring width of the feeding line, and the area necessary for mesa etching are almost the same, so the light emitting region 46 not covered with electrodes or wirings. Is considerably smaller than half the area of the light emitting region 44 having the structure shown in FIG.

また、メサエッチング面では非発光再結合が起こりやすいため、メサエッチング面は、できる限り給電点電極から離れていることが、発光効率上望ましい。   Further, since non-radiative recombination is likely to occur on the mesa-etched surface, it is desirable in terms of luminous efficiency that the mesa-etched surface is as far as possible from the feeding point electrode.

図3は、1つのゲート島50上に2つのカソード島52を設けた構造を示す。図3(B)は、図3(A)のC−C’線断面図である。この構造を、タイプ2の構造というものとする。   FIG. 3 shows a structure in which two cathode islands 52 are provided on one gate island 50. FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line C-C ′ of FIG. This structure is referred to as a type 2 structure.

この構造では、メサエッチングのために必要な面積が低減されるため、発光領域の面積は図2よりも大きくできるが、ゲート層34がむき出しとなっているところでは、非発光再結合が大きくなり、やはり発光効率を低下させる。   In this structure, since the area required for mesa etching is reduced, the area of the light emitting region can be made larger than that in FIG. 2, but the non-light emitting recombination increases when the gate layer 34 is exposed. Again, the luminous efficiency is lowered.

図1の構造における解像度が1200dpiであり、発光領域の面積が18μm×18μmであるとして、図1,図2,図3の各発光点に関して、主走査方向の光量分布を比較した結果を図4に示す。   FIG. 4 shows the result of comparing the light quantity distribution in the main scanning direction for each light emitting point in FIGS. 1, 2 and 3, assuming that the resolution in the structure of FIG. 1 is 1200 dpi and the area of the light emitting region is 18 μm × 18 μm. Shown in

図4(A)は、図1の構造における1200dpi発光点の発光電力密度分布である。   FIG. 4A is a light emission power density distribution of 1200 dpi light emission points in the structure of FIG.

図4(B)は、図2の構造(タイプ1)における2400dpi発光点の発光電力密度分布である。   FIG. 4B is a light emission power density distribution of 2400 dpi light emission points in the structure of FIG. 2 (type 1).

図4(C)は、図3の構造(タイプ2)における2400dpi発光点の発光電力密度分布である。   FIG. 4C is a light emission power density distribution of 2400 dpi light emission points in the structure of FIG. 3 (type 2).

このときの1画素あたりの積分光量(10mA時)の比較を図5に示す。上述の理由により、図5では、発光効率は図1の構造に対し、タイプ1で1/4に、タイプ2でも半分以下にまで落ちている。   FIG. 5 shows a comparison of the integrated light amount per pixel (at 10 mA) at this time. For the reasons described above, in FIG. 5, the luminous efficiency drops to ¼ for type 1 and to less than half for type 2 in FIG.

本発明の目的は、発光効率を低下させることなく解像度を上げた発光素子アレイを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a light emitting element array having an improved resolution without lowering the light emission efficiency.

本発明の他の目的は、このような発光素子アレイを有する光書込みヘッドを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、このような光書込みヘッドを有する光プリンタ、ファクシミリ、または複写機を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide an optical writing head having such a light emitting element array.
Still another object of the present invention is to provide an optical printer, a facsimile machine, or a copying machine having such an optical writing head.

発光素子アレイにおいて、給電点(電極)からの電流の拡がりが十分広い場合は、発光領域のどこに給電しても発光領域内は均一に光ると考えられる。   In the light emitting element array, when the current spread from the feeding point (electrode) is sufficiently wide, it is considered that the light emitting region emits light uniformly regardless of where the power is supplied in the light emitting region.

発光領域に複数の給電点を設け、各給電点にそれぞれ給電した場合、各給電点からの電流の拡がりが小さいと、給電点付近のみ強く光り、複数ある給電点はそれぞれ独立の発光点と見なすことができる。   When multiple feeding points are provided in the light emitting area and each feeding point is fed individually, if the current spread from each feeding point is small, only the vicinity of the feeding point shines strongly, and the plurality of feeding points are regarded as independent light emitting points. be able to.

例えば、1個の発光領域に2個の給電点がある場合の電流拡がりと発光点との関係を見ると、ある一点の給電点のみに給電を行った場合、隣接する2個の給電点の間を結ぶ直線の中点上における発光電力密度がピーク値の半分以下であれば、レンズを通して見た発光点は、独立した発光点と区別がつかない。すなわち、独立した発光点と見なせる。ここでは、2個の給電点について述べたが、給電点が3個以上ある場合も、同様に隣接する2個の給電点の間を結ぶ直線の中点上における発光電力密度がピーク値の半分以下であればよい。   For example, when looking at the relationship between the current spread and the light emitting point when there are two feeding points in one light emitting region, if power is supplied to only one certain feeding point, If the light emission power density on the midpoint of the straight line connecting the two is less than half of the peak value, the light emission point viewed through the lens cannot be distinguished from the independent light emission point. That is, it can be regarded as an independent light emitting point. Here, two feeding points have been described. Even when there are three or more feeding points, the light emission power density on the midpoint of a straight line connecting two adjacent feeding points is also half of the peak value. The following is sufficient.

なお、隣接する2個の給電点の間を結ぶ直線とは、各給電点の中心を結ぶ直線を意味するものとする。   Note that a straight line connecting two adjacent feeding points means a straight line connecting the centers of the feeding points.

以上のようにして、発光領域に2個以上の給電点を設けて、解像度を大きくすることができる。このようにすることによって、主走査方向に給電点をN個並べた場合は、発光領域の面積を減らすことなく、解像度をN倍にできる。また、副走査方向に給電点をN個並べた場合は、転送速度を上げることなく副走査方向解像度をN倍にできる。   As described above, it is possible to increase the resolution by providing two or more feeding points in the light emitting region. By doing so, when N feeding points are arranged in the main scanning direction, the resolution can be increased N times without reducing the area of the light emitting region. Further, when N feeding points are arranged in the sub-scanning direction, the resolution in the sub-scanning direction can be increased N times without increasing the transfer speed.

ここに主走査方向とは、発光素子の配列方向をいい、副走査方向とは、主走査方向に直交する方向をいうものとする。   Here, the main scanning direction refers to the arrangement direction of the light emitting elements, and the sub-scanning direction refers to a direction orthogonal to the main scanning direction.

また、同一発光領域内に異なったI−V特性の給電点を2個設けて、同じ給電線で駆動することによって、電流値(電圧値)によって発光点重心をずらすことが可能となる。この方法でも、副走査方向の解像度を上げることが可能である。   In addition, by providing two feeding points with different IV characteristics in the same light emitting region and driving with the same feeding line, it is possible to shift the light emitting point gravity center by the current value (voltage value). This method can also increase the resolution in the sub-scanning direction.

本発明によれば、1つの発光領域に複数個の給電点を設けることによって、解像度を上げた発光素子アレイを実現することができる。さらには、このような発光素子アレイを備える光書込みヘッド、また、このような光書込みヘッドを備える光プリンタ、ファクシミリ、複写機を実現できる。   According to the present invention, it is possible to realize a light emitting element array with improved resolution by providing a plurality of feeding points in one light emitting region. Furthermore, an optical writing head including such a light emitting element array, and an optical printer, facsimile, and copying machine including such an optical writing head can be realized.

以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図6は、本発明を自己走査型発光素子アレイに適用した構成例を示す。また、図7(A),(B)は、図6の発光領域付近の拡大図および断面図である。なお、図7(B)は、図7(A)のD−D’線断面図である。   FIG. 6 shows a configuration example in which the present invention is applied to a self-scanning light emitting element array. 7A and 7B are an enlarged view and a cross-sectional view of the vicinity of the light emitting region in FIG. FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line D-D ′ in FIG.

本実施例では、発光領域14に2個の給電点16,18を設け、各給電点には別々の給電線8a,8bより給電する。   In the present embodiment, two feeding points 16 and 18 are provided in the light emitting region 14, and each feeding point is fed from separate feeding lines 8a and 8b.

図では、給電点は、どちらか一方の給電点から給電したときの発光電力密度の重心が等間隔(この場合2400dpi)となる位置に配置した。   In the figure, the feeding point is arranged at a position where the centers of gravity of the light emission power density when feeding from either feeding point are equally spaced (in this case, 2400 dpi).

本実施例で示したように、1個の発光領域の中に独立して電流をオン/オフできる複数の給電点電極を持つ構造をタイプ3と呼ぶことにする。   As shown in this embodiment, a structure having a plurality of feeding point electrodes capable of independently turning on / off current in one light emitting region is referred to as type 3.

図8は、この自己走査型発光素子アレイの等価回路図である。自己走査型発光素子アレイは、シフト部10と発光部12とから構成される。シフト部10は、発光サイリスタT,T,T,・・・と、これらサイリスタのゲート間を接続するダイオードD,D,D,・・・と、負荷抵抗Rとから構成される。サイリスタのアノード電極には、交互に転送用クロックパルスφ1,φ2が加えられる。これらクロックパルスは、クロックパルスライン2,4(φ1ライン2,φ2ライン4)を経て供給される。VGAは電源であり、電源ライン6から各負荷抵抗Rを経てサイリスタのゲート電極G,G,G,・・・に接続されている。
一方、発光部12は、発光サイリスタL,L,L,・・・により構成され、サイリスタのアノード電極には、信号ライン(φライン)8a,8bを経て、書込み信号φが加えられている。発光部サイリスタのゲートG,G,G,・・・は、対応するシフト部サイリスタのゲートに接続されている。
FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of the self-scanning light emitting element array. The self-scanning light emitting element array includes a shift unit 10 and a light emitting unit 12. The shift unit 10 includes light emitting thyristors T 1 , T 2 , T 3 ,..., Diodes D 1 , D 2 , D 3 ,... Connecting the gates of these thyristors, and a load resistance RL. Composed. Transfer clock pulses φ1 and φ2 are alternately applied to the anode electrode of the thyristor. These clock pulses are supplied via clock pulse lines 2 and 4 (φ1 line 2 and φ2 line 4). V GA is a power source, and is connected to the gate electrodes G 1 , G 2 , G 3 ,... Of the thyristor from the power line 6 through the load resistors RL .
On the other hand, the light emitting unit 12, the light-emitting thyristor L 1, L 2, L 3 , is composed of ..., to the anode electrode of the thyristor, via signal lines (phi 1 line) 8a, to 8b, write signal phi 1 is It has been added. The gates G 1 , G 2 , G 3 ,... Of the light emitting unit thyristors are connected to the gates of the corresponding shift unit thyristors.

このような回路構成の自己走査型発光素子アレイは、pnpn構造の半導体基板上に作り込まれる。図8において、図6の構成要素と同一の要素には、同一の参照番号を付して示す。シフト部サイリスタL,L,L,・・・は、1200dpi(ドット/インチ)のピッチで走査方向に配列されている。 The self-scanning light-emitting element array having such a circuit configuration is fabricated on a semiconductor substrate having a pnpn structure. In FIG. 8, the same components as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals. The shift unit thyristors L 1 , L 2 , L 3 ,... Are arranged in the scanning direction at a pitch of 1200 dpi (dots / inch).

本実施例では、各発光部サイリスタのカソード島14上に2個の給電点(カソード電極)16,18を、主走査方向に発光重心が等間隔に並ぶように配置した。各カソード島上の左側の給電点16は、信号ライン8aに接続され、右側の給電点18は、信号ライン8bに接続されている。   In this embodiment, two feeding points (cathode electrodes) 16 and 18 are arranged on the cathode island 14 of each light emitting unit thyristor so that the light emission centers of gravity are arranged at equal intervals in the main scanning direction. The left feeding point 16 on each cathode island is connected to the signal line 8a, and the right feeding point 18 is connected to the signal line 8b.

以上のような構成によって、主走査方向の分離能2400dpiを、1200dpiピッチの発光領域上に2個の給電点を設けることによって実現できた。   With the configuration as described above, the resolving power of 2400 dpi in the main scanning direction can be realized by providing two feeding points on the light emitting region with a 1200 dpi pitch.

図7および図8に示したタイプ3の構造について、左側の給電点16のみから電流を流したときの主走査方向の光量分布の測定結果を図9に示す。測定結果から、図7(A)に示す、給電点16の中心と給電点18の中心とを結ぶ直線60の中点62上における発光電力密度Pが、ピーク値Pの1/3程度であり、十分に独立した発光点であると見なすことができた。 FIG. 9 shows the measurement result of the light quantity distribution in the main scanning direction when a current is supplied from only the left feeding point 16 for the type 3 structure shown in FIGS. The measurement results shown in FIG. 7 (A), the light emitting power density P M on the midpoint 62 of the straight line 60 connecting the centers of the feeding point 16 and the center of the feeding point 18 is about 1/3 of the peak value P P And could be regarded as a sufficiently independent light emitting point.

このときの1画素あたりの積分光量を図5の結果と比較したものを図10に示す。比較結果より、発光効率も1200dpiの2/3まで改善したことがわかる。また、ピーク値は、ほぼ1200dpiと同等となった。   FIG. 10 shows a comparison of the integrated light quantity per pixel at this time with the result of FIG. From the comparison result, it can be seen that the luminous efficiency was improved to 2/3 of 1200 dpi. Moreover, the peak value became substantially equal to 1200 dpi.

図11は、第1の実施例と同様、本発明を自己走査型発光素子アレイに適用した他の構成例を示す。図6と同一の構成要素には、同一の参照番号を付して示す。本実施例では、各発光部サイリスタのカソード島14上に2個の給電点20,22を、副走査方向に並ぶように配置した。   FIG. 11 shows another configuration example in which the present invention is applied to a self-scanning light emitting element array, as in the first embodiment. The same components as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, two feeding points 20 and 22 are arranged on the cathode island 14 of each light emitting unit thyristor so as to be aligned in the sub-scanning direction.

このようにすることにより、シフト部の転送速度を上げることなく、副走査方向の解像度を2倍にできた。例えば、1200dpi(主走査方向)×4800dpi(副走査方向)を実現するために、給電点の発光重心が約5.29μm(=1/4800インチ)ずれて副走査方向に並ぶように配置した。発光領域付近の拡大図および断面構造図を図12(A),(B)に示す。図12(B)は、図12(A)のA−A′線またはB−B′線断面図である。   By doing so, the resolution in the sub-scanning direction can be doubled without increasing the transfer speed of the shift unit. For example, in order to realize 1200 dpi (main scanning direction) × 4800 dpi (sub-scanning direction), the light emission center of gravity of the feeding point is arranged so as to be shifted in the sub-scanning direction by approximately 5.29 μm (= 1/4800 inch). FIGS. 12A and 12B show an enlarged view and a cross-sectional structure diagram in the vicinity of the light emitting region. FIG. 12B is a cross-sectional view taken along line AA ′ or BB ′ in FIG.

図13は、第1および第2の実施例と同様、本発明を自己走査型発光素子アレイに適用した他の構成例を示す。なお、本実施例では、信号ラインは1本のみとした。1本の信号ラインを8で示す。図中、図6と同一の構成要素には、同一の参照番号を付して示す。   FIG. 13 shows another configuration example in which the present invention is applied to a self-scanning light emitting element array, similarly to the first and second embodiments. In this embodiment, only one signal line is used. One signal line is indicated by 8. In the figure, the same components as those in FIG. 6 are designated by the same reference numerals.

本実施例では、各発光部サイリスタのカソード島14上にI−V特性の異なる2個の給電点(電極)24,26を、副走査方向に並ぶように配置した。ここで、電極24,26とも、半導体/AuZn(1%)/Auの構造であり、AuZnの厚さは50nmで共通であり、Auの厚さが電極24では200nm、電極26では100nmとした。このAu膜厚を変化させることで、図14に示すように電極26の順方向に立ち上がり電圧は、電極24の順方向に立ち上がり電圧に比べて、約0.1V上昇した。ここでは、Au厚でI−V特性を調整したが、このほか、p型半導体用電極である、AuZn層の厚さ、Zn濃度を変えても良く、また、AuZn以外の電極材料を選んでも良い。   In this embodiment, two feeding points (electrodes) 24 and 26 having different IV characteristics are arranged on the cathode island 14 of each light emitting unit thyristor so as to be arranged in the sub-scanning direction. Here, both the electrodes 24 and 26 have a structure of semiconductor / AuZn (1%) / Au, and the thickness of AuZn is common at 50 nm. The thickness of Au is 200 nm for the electrode 24 and 100 nm for the electrode 26. . By changing the Au film thickness, the rising voltage in the forward direction of the electrode 26 increased about 0.1 V compared to the rising voltage in the forward direction of the electrode 24 as shown in FIG. Here, the IV characteristics are adjusted by the Au thickness. However, the thickness and the Zn concentration of the AuZn layer, which is a p-type semiconductor electrode, may be changed, or an electrode material other than AuZn may be selected. good.

図14は、異なるI−V特性を示す。電圧を上げるにつれて、まず、電圧v1で電極24に電流が流れ始めるが、電極26には流れない。されに電圧を上げていくと、電圧v2で電極26にも流れ始める。さらに電圧を上げていくと、電圧v3で電極24,26とも流れる電流は増加していき、電極26を流れる電流の割合は、当初の0から相対的に増加していく。   FIG. 14 shows different IV characteristics. As the voltage is increased, first, a current starts to flow through the electrode 24 at the voltage v 1, but does not flow through the electrode 26. As the voltage is increased, the voltage 26 starts to flow to the electrode 26 as well. As the voltage is further increased, the current flowing through the electrodes 24 and 26 at the voltage v3 increases, and the ratio of the current flowing through the electrode 26 increases relatively from the initial zero.

この比率の変化に従って、発光重心が電極24から、電極24と電極26との真ん中程度のところまで移動する。このことにより、発光重心を副走査方向で調整することが可能となる。この場合、発光重心を上側の電極24から下側の電極26に移動させると、発光量も併せて増えてしまうので、その分は発光時間等で調整する必要がある。例えば、2値の出力インピーダンスをもったドライバで駆動することで、発光重心を調整することができる。   In accordance with the change in the ratio, the light emission center of gravity moves from the electrode 24 to the middle position between the electrode 24 and the electrode 26. This makes it possible to adjust the light emission center of gravity in the sub-scanning direction. In this case, if the light emission center of gravity is moved from the upper electrode 24 to the lower electrode 26, the amount of light emission also increases. Therefore, it is necessary to adjust that amount by the light emission time or the like. For example, the center of light emission can be adjusted by driving with a driver having a binary output impedance.

以上の各実施零1,2,3では、自己走査型発光素子アレイについて説明したが、これに限られるものではなく、本発明はLEDアレイにも適用できる。   In the above embodiments 1, 2, and 3, the self-scanning light emitting element array has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to an LED array.

本発明の発光素子アレイは、光プリンタ、ファクシミリ、複写機などに用いられる光書込みヘッドの光源として利用できる。   The light emitting element array of the present invention can be used as a light source of an optical writing head used in an optical printer, a facsimile machine, a copying machine and the like.

図15に、本発明の発光素子アレイを用いた光書込みヘッドの一例を示す。チップ実装基板70上に、発光素子を列状に配置した複数個の発光素子アレイチップ71が、主走査方向に実装され、この発光素子アレイチップ71の発光素子が発光する光の光路上には、主走査方向に長尺な正立等倍のロッドレンズアレイ72が、樹脂ハウジング73により固定されている。ロッドレンズアレイ72上には、感光ドラム74が設けられる。また、チップ実装基板70の下地には発光素子アレイチップ71の熱を放出するためのヒートシンク75が設けられ、ハウジング73とヒートシンク75は、チップ実装基板70を間に挟んで止め金具76により固定されている。   FIG. 15 shows an example of an optical writing head using the light emitting element array of the present invention. A plurality of light emitting element array chips 71 in which light emitting elements are arranged in a row are mounted on a chip mounting substrate 70 in the main scanning direction, and the light emitting elements of the light emitting element array chip 71 emit light on the optical path. An erecting equal-magnification rod lens array 72 that is long in the main scanning direction is fixed by a resin housing 73. A photosensitive drum 74 is provided on the rod lens array 72. Further, a heat sink 75 for releasing heat of the light emitting element array chip 71 is provided on the base of the chip mounting substrate 70, and the housing 73 and the heat sink 75 are fixed by a fastener 76 with the chip mounting substrate 70 interposed therebetween. ing.

次に、このような光書込みヘッドを用いた光プリンタについて説明する。光プリンタの基本構造を、図16に示す。   Next, an optical printer using such an optical writing head will be described. The basic structure of the optical printer is shown in FIG.

光プリンタには、光書込みヘッド100が設置される。円筒形の感光ドラム102の表面に、アモルフアスSi等の光導電性を持つ材料(感光体)が作られている。このドラムは、プリントの速度で回転している。回転しているドラムの感光体表面を、帯電器104で一様に帯電させる。そして、光書込みヘッド100で、印字するドットイメージの光を感光体上に照射し、光の当たったところの帯電を中和し、潜像を形成する。続いて、現像器106で感光体上の帯電状態にしたがって、トナーを感光体上につける。そして、転写器108でカセット110中から送られてきた用紙112上に、トナーを転写する。用紙は、定着器114にて熱等を加えられ定着され、スタッカ116に送られる。一方、転写の終了したドラムは、消去ランプ118で帯電が全面にわたって中和され、清掃器120で残ったトナーが除去される。   An optical writing head 100 is installed in the optical printer. On the surface of the cylindrical photosensitive drum 102, a photoconductive material (photosensitive member) such as amorphous Si is made. The drum rotates at the printing speed. The surface of the photosensitive drum of the rotating drum is uniformly charged by the charger 104. Then, the optical writing head 100 irradiates the photosensitive member with the light of the dot image to be printed, neutralizes the charge where the light hits, and forms a latent image. Subsequently, the developing device 106 applies toner to the photoconductor according to the charged state on the photoconductor. The transfer device 108 transfers the toner onto the paper 112 sent from the cassette 110. The sheet is heated and fixed by the fixing device 114 and sent to the stacker 116. On the other hand, the drum that has been transferred is neutralized by the erasing lamp 118 over the entire surface, and the remaining toner is removed by the cleaner 120.

このような光書込みヘッドは、プリンタのみならずファクシミリ、複写機にも利用することができる。図17は、ファクシミリまたは複写機の基本構造を示す。図16と同一の構成要件には、同一の参照番号を付して示す。   Such an optical writing head can be used not only for printers but also for facsimile machines and copying machines. FIG. 17 shows the basic structure of a facsimile or copying machine. The same constituent elements as those in FIG. 16 are denoted by the same reference numerals.

紙送りローラ130で搬送される読取り原稿122に光源124から光を照射し、反射光を結像レンズ126を介して、イメージセンサ128で受光する。イメージセンサ128の出力に基づいて、光書込みヘッド100の発光素子アレイ132が点灯し、ロッドレンズアレイ134を介して感光ドラム102に照射される。用紙112への印字は、光プリンタで説明したとおりである。   Light is emitted from the light source 124 to the read original 122 conveyed by the paper feed roller 130, and the reflected light is received by the image sensor 128 through the imaging lens 126. Based on the output of the image sensor 128, the light emitting element array 132 of the optical writing head 100 is turned on and irradiated to the photosensitive drum 102 through the rod lens array 134. Printing on the paper 112 is as described for the optical printer.

自己走査型発光素子アレイの発光サイリスタアレイの発光部の構造例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the light emission part of the light emission thyristor array of a self-scanning light emitting element array. 解像度を2倍にした場合の自己走査型発光素子アレイの発光サイリスタアレイの発光部の構造例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the light emission part of the light emission thyristor array of a self-scanning light emitting element array at the time of doubling the resolution. 解像度を2倍にした場合の自己走査型発光素子アレイの発光サイリスタアレイの発光部の他の構造例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the light emission part of the light emission thyristor array of the self-scanning type light emitting element array at the time of doubling the resolution. 図1,図2,図3の各発光点に関して、主走査方向の光量分布を比較した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having compared the light quantity distribution of the main scanning direction regarding each light emission point of FIG.1, FIG.2, FIG.3. 図1,図2,図3の構造において、1画素あたりの積分光量を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an integrated light amount per pixel in the structures of FIGS. 1, 2, and 3. 本発明を自己走査型発光素子アレイに適用した構成を示す図である。It is a figure which shows the structure which applied this invention to the self-scanning light emitting element array. 図6の発光領域付近の拡大図および断面図である。FIG. 7 is an enlarged view and a cross-sectional view of the vicinity of the light emitting region in FIG. 6. 図6の自己走査型発光素子アレイの等価回路図である。FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of the self-scanning light emitting element array of FIG. 6. 図7および図8に示した構造について、左側の給電点のみから電流を流したときの主走査方向の光量分布の測定結果を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a measurement result of a light quantity distribution in the main scanning direction when a current is supplied from only the left feeding point in the structure illustrated in FIGS. 7 and 8. 図1,図2,図3,図7の各構造において、1画素あたりの積分光量を比較して示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a comparison of integrated light amounts per pixel in the structures of FIGS. 1, 2, 3, and 7. 本発明を自己走査型発光素子アレイに適用した他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example which applied this invention to the self-scanning light emitting element array. 図11の発光領域付近の拡大図および断面図である。FIG. 12 is an enlarged view and a cross-sectional view of the vicinity of the light emitting region of FIG. 11. 発明を自己走査型発光素子アレイに適用した他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example which applied invention to the self-scanning light emitting element array. 異なるI−V特性を示す図である。It is a figure which shows a different IV characteristic. 光書込みヘッドの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of an optical writing head. 光プリンタの基本構造を示す図である。It is a figure which shows the basic structure of an optical printer. ファクシミリまたは複写機の基本構造を示す図である。It is a figure which shows the basic structure of a facsimile or a copying machine.

符号の説明Explanation of symbols

2,4 クロックパルスライン
6 電源ライン
8,8a,8b 信号ライン
10 シフト部
12 発光部
14 カソード島
16,18,20,22,24,26 給電点
30,32,34,36 GaAs層
42 給電点
44 発光領域
50 ゲート島
52 カソード島

2, 4 clock pulse line 6 power supply line 8, 8a, 8b signal line 10 shift unit 12 light emitting unit 14 cathode island 16, 18, 20, 22, 24, 26 feeding point 30, 32, 34, 36 GaAs layer 42 feeding point 44 Light Emitting Area 50 Gate Island 52 Cathode Island

Claims (14)

第1の方向に配列された複数の発光素子と、前記発光素子に電流を供給する少なくとも1本の給電線とを備える発光素子アレイにおいて、
各発光素子の1つの発光領域に複数の給電点が設けられていることを特徴とする発光素子アレイ。
In a light emitting element array comprising a plurality of light emitting elements arranged in a first direction, and at least one power supply line for supplying current to the light emitting elements,
A light emitting element array, wherein a plurality of feeding points are provided in one light emitting region of each light emitting element.
前記複数の給電点が、それぞれ異なる給電線に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の発光素子アレイ。   The light emitting element array according to claim 1, wherein the plurality of feeding points are respectively connected to different feeding lines. 前記複数の給電点が、前記第1の方向に配列されていることを特徴とする請求項2に記載の発光素子アレイ。   The light emitting element array according to claim 2, wherein the plurality of feeding points are arranged in the first direction. 前記複数の給電点により形成される複数の発光重心のピッチが、前記第1の方向で等間隔であることを特徴とする請求項3に記載の発光素子アレイ。   The light emitting element array according to claim 3, wherein pitches of a plurality of light emission centroids formed by the plurality of feeding points are equally spaced in the first direction. 前記複数の給電点が、前記第1の方向と直交する第2の方向に配列されていることを特徴とする請求項1または2に記載の発光素子アレイ。   The light emitting element array according to claim 1, wherein the plurality of feeding points are arranged in a second direction orthogonal to the first direction. 第1の方向に配列された複数の発光素子と、前記発光素子に電流を供給する少なくとも1本の給電線とを備える発光素子アレイにおいて、
各発光素子の1つの発光領域に、異なるI−V特性を有する複数の給電点が設けられていることを特徴とする発光素子アレイ。
In a light emitting element array comprising a plurality of light emitting elements arranged in a first direction and at least one power supply line for supplying current to the light emitting elements,
A light emitting element array, wherein a plurality of feeding points having different IV characteristics are provided in one light emitting region of each light emitting element.
前記複数の給電点が1本の給電線に接続されていることを特徴とする請求項6に記載の発光素子アレイ。   The light emitting element array according to claim 6, wherein the plurality of feeding points are connected to one feeding line. 前記複数の給電点のうちの1個の給電点にのみ給電を行った場合、隣接する2個の給電点の間を結ぶ直線の中点上における発光電力密度がピーク値の半分以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の発光素子アレイ。   When power is supplied to only one power supply point among the plurality of power supply points, the light emission power density on the midpoint of a straight line connecting two adjacent power supply points is less than half of the peak value. The light emitting element array according to any one of claims 1 to 7. 前記発光素子が、発光サイリスタであることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の発光素子アレイ。   The light emitting element array according to claim 1, wherein the light emitting element is a light emitting thyristor. 前記発光素子アレイが自己走査型発光素子アレイであることを特徴とする請求項9に記載の発光素子アレイ。   The light emitting element array according to claim 9, wherein the light emitting element array is a self-scanning light emitting element array. 請求項1〜10のいずれかに記載の発光素子アレイを有する光書込みヘッド。   An optical writing head comprising the light emitting element array according to claim 1. 請求項11に記載の光書込みヘッドを備える光プリンタ。   An optical printer comprising the optical writing head according to claim 11. 請求項11に記載の光書込みヘッドを備えるファクシミリ。   A facsimile comprising the optical writing head according to claim 11. 請求項11に記載の光書込みヘッドを備える複写機。

A copying machine comprising the optical writing head according to claim 11.

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