JP2804623B2 - 発光素子を用いたヘッド - Google Patents

発光素子を用いたヘッド

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JP2804623B2 JP29535890A JP29535890A JP2804623B2 JP 2804623 B2 JP2804623 B2 JP 2804623B2 JP 29535890 A JP29535890 A JP 29535890A JP 29535890 A JP29535890 A JP 29535890A JP 2804623 B2 JP2804623 B2 JP 2804623B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は電子写真プリンタ等に使用される発光素子を
用いたヘッドに関する。
(従来の技術) 一般に、電子写真プリンタ等に使用される発光素子を
用いたヘッドとしてはレーザ方式、液晶方式、LED方式
等が知られている。中でも発光素子に発光ダイオードを
用いたLED方式は機構駆動部を必要とせず、高速,高印
字品質,小型,軽量等のすぐれた特長からファクシミリ
等にも広く用いられている。
従来技術によるLEDプリントヘッドについては「沖電
気研究開発」第138号105〜106頁に構成,回路等が述べ
られている。この公知資料には、直線状に1インチ当り
300個の発光ダイオード素子(以後LED素子と記す)を配
列したLEDアレイと、同じく直線状に1インチ当り300個
の駆動素子を配列したドライバICとが設けてある。LED
素子と駆動素子としてのNPN型トランジスタとを1:1で対
応させ、コレクタ部を「+」の駆動電圧部に接続したト
ランジスタのエミッタ部と、カーソドを接地したLED素
子のアノードとをワイヤボンディングマシンを用いてワ
イヤ接続している。ワイヤで接続する理由は、LEDアレ
イはガリウムヒ素等の化合物半導体であり、ドライバIC
はシリコン半導体であるため、同一チップ上に製造する
のは困難であるからである。
(発明が解決しようとする課題) 従来の技術にあっては、直線状に1インチ当り300個
のLED素子と駆動素子とをワイヤで接続している。この
ような高密度になると、隣接するワイヤが接触して短絡
を起す恐れがある。又、この密度はA4判用のLEDプリン
トヘッドで云うと少なくとも2560本程度の配線を必要と
し、ワイヤボンド工数が非常に大きいという問題点があ
った。
本発明は同密度の発光素子を用いたヘッドにおいて、
ワイヤ配線数を削減してワイヤ配線密度を下げ、隣接す
るワイヤが接触する恐れのない発光素子を用いたヘッド
を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本発明の発光素子を用い
たヘッドにおいては、隣接する発光素子2個及びその発
光素子を駆動する駆動素子2個を一組とし、各組の一方
の発光素子のカソード側と他方の発光素子のアノード側
とをそれぞれ第1の端子部に接続し、第1の端子部と導
電材で接続された第2の端子部に各組の駆動素子の一端
側を接続し、各組の一方の駆動素子の他端側を共通に接
続して第1の駆動電圧を印加し、各組の他方の駆動素子
の他端側を共通に接続して第1の駆動電圧より低い第2
の駆動電圧を印加し、各組の一方の発光素子のアノード
側と他方の発光素子のカソード側とを共通に接続して第
1の駆動電圧より低く、第2の駆動電圧より高い第3の
駆動電圧を印加し、各組の駆動素子を駆動して発光素子
を発光させる。
(作用) 上記のように構成された発光素子を用いたヘッドで
は、隣接する一組の駆動素子及びその一組に対応する発
光素子の間が1本のワイヤで接続されるので、ワイヤボ
ンディングマシンでワイヤ接続する場合従来の密度の半
分でよい。
従って、ワイヤ配線数が半分に削減されるとともに、
ワイヤ配線密度も半分になるので隣接するワイヤが接触
する恐れはなくなるのである。
(実施例) 本発明の一実施例について図面を参照しながら説明す
る。なお、各図面に共通な要素には同一符号を付す。
第3図は一実施例を示すLEDプリントヘッドの外観斜
視図である。LEDプリントヘッド1は1チップ当り64個
のLED素子を配列したLEDアレイチップ2を直線状に複数
個セラミックス基板3上に並べ、ドット状の光像を集束
性ロッドレンズアレイ4により電子写真プリンタ等の感
光ドラム状に一直線に結像するようにしてある。又、LE
Dアレイチップ2と1:1に対応して1チップ当り64個の駆
動素子を配列したドライバICチップ5がセラミック基板
3上に並べてある。LEDアレイチップ2とドライバICチ
ップ5及びドライバICチップ5とセラミック基板3とは
ワイヤボンディングマシンによってワイヤで接続され、
セラミック基板3はフレキシブル基板6を介してコネク
タ7に接続してある。
第2図は電子写真プリンタの要部を示す概略ブロック
図である。図示せぬメモリ及びマイクロプロセッサ等か
らなる制御部10はLEDプリントヘッド1を制御するI/Oポ
ート11とバスライン14で接続され、図示せぬ上位装置と
はコマンドや印字データを入力するインタフエースライ
ン13で接続されている。LEDプリントヘッド1はコネク
タ7に接続したクロックパルスを入力するCLOCK信号ラ
イン15,印字データを入力するDATA信号ライン16,ロード
信号を入力するLOAD信号ライン17,ストローブ信号を入
力する▲▼及び▲▼ライン18,19
でI/Oポート11と接続してある。又、LEDプリントヘッド
1はコネクタ7に接続した+VLLライン20,−VLLライン2
1,GLLライン22でそれぞれ電源12の第1の駆動電圧を印
加する「+」の駆動電源部、第2の駆動電圧を印加する
「−」の駆動電源部、第3の駆動電圧を印加するアース
部に接続してある。
第1図はLEDプリントヘッドの回路構成図である。右
端の一点鎖線で囲んだ部分がそれぞれLEDアレイチップ
2,ドライバICチップ5,1個に相当する。チップの内部は
どのチップでも同じなので、この右端のチップで説明す
る。LEDアレイチップ2は64個のLED素子からなり、隣接
するLED素子を互に反対向きに配列する。右端から順に
1,2,3,…63,64と番号を付与すると、奇数番目のLED素子
と偶数番目のLED素子とは互に反対向きになる。隣接す
るLED素子を1組として組番号nとすると、右端からn
=1,2,3,…,31,32となる。組番号nの一方のLED素子(2
n−1)のカソードと他方のLED素子2nのアノードとはそ
れぞれライン25,26,27でアース端子GLLに接続し、LED素
子(2n−1)のアノードとLED素子2nのカソードとはラ
イン28を介して第2の端子部29に接続してある。ドライ
バICチップ5はシフトレジスタ回路30,ラッチ回路31,論
理回路32,駆動素子33からなる。シフトレジスタ回路30
とラッチ回路31とはそれぞれ64ビットの印字データを格
納できる。シフトレジスタ回路30はクロックパルス入力
部とCLOCK端子とをライン34接続し、データ入力部とDAT
A端子とをライン35で接続してある。ラッチ回路31はデ
ータ入力部をシフトレジスタ回路30のデータ出力部に接
続してあり、ラッチ信号入力部とLOAD端子とをライン36
で接続してある。論理回路32は64個の2入力ANDゲート
からなる。ANDゲートの一方の入力部はラッチ回路31の
データ出力部に接続してある。又、ANDゲートはLED素子
と同じく右端から順に1,2,3,…,64と番号を付与する
と、奇数番目のANDゲートの他方の入力部はライン37で
▲▼端子に接続してあり、偶数番目のANDゲ
ートの他方の入力部はライン38で▲▼端子に
接続してある。駆動素子33は第1の駆動素子としての32
個のNPN形トランジスタと第2の駆動素子としての32個
のPNP型トランジスタとからなる。右端から順に番号を
付与すると、奇数番目はNPN形トランジスタであり、偶
数番目はPNP形トランジスタである。各トランジスタの
ベース部はANDゲートの出力部に接続してある。又、奇
数番目のトランジスタのコレクタ部は「+」の駆動電圧
部である+VLL端子にライン39で接続してあり、偶数番
目のトランジスタのコレクタ部は「−」の駆動電圧部で
ある−VLL端子にライン40で接続してある。奇数番目の
トランジスタの出力部と偶数番目のトランジスタの出力
部と第1の端子部42とはライン41で接続してある。第1
の端子部29と第2の端子部42とはワイヤボンディングマ
シンによるライン43で接続してある。第1及び第2の端
子部29,42は共に32個であるからワイヤ数は32本であ
る。CLOCK,DATA,LOAD,▲▼,▲
▼,+VLL,−VLL,GLLの各端子は第1図で示したコネク
タ6のピンに割り振られており、第2図に示したように
各信号ライン及び電源ラインを介してI/Oポート11,電源
部12に接続してある。
次に動作について第4図に従って、説明する。第4図
は一実施例の1ライン分の印字タイミングチャートであ
る。同図(イ),(ロ),(ハ),(ニ),(ホ),
(ヘ),(ト)はそれぞれDATA信号,CLOCK信号,LOAD信
号,▲▼信号,▲▼信号,奇数番
目のLED素子の発光出力,偶数番目のLED素子の発光出力
を示す。第2図に示した制御部10は上位装置より印字デ
ータとコマンドとを受信すると、時刻T1からT2までLED
プリントヘッド1のDATA端子とCLOCK端子とに1ライン
分の印字データとクロックパルスとを転送する。シフト
レジスタ回路30はCLOCK端子からのクロックパルスに同
期させて、DATA端子から印字データを入力し、順次格納
していく。時刻T3で制御部10は、LOAD端子にロード信号
を印加してシフトレジスタ回路30からラッチ回路31に印
字データを転送する。時刻T4で制御部10は、▲
▼端子に一定のパルス幅Tを有するストローブ信号を
印加して奇数番目のANDゲートを開く。それによってラ
ッチ回路31から論理値「1」が出力されている奇数番目
のANDゲートは、論理積が満されて奇数番目のトランジ
スタのベース部に論理値「1」を出力する。ラッチ回路
31から論理値「0」が出力されている奇数番目のANDゲ
ートは奇数番目のトランジスタのベース部に論理値
「0」を出力する。奇数番目のトランジスタのコレクタ
部には「+」の駆動電圧を印加してあるからベース部に
論理値「1」を入力したトランジスタは、コレクタ,エ
ミッタ間に駆動電流が流れて、(ヘ)に示すように奇数
番目のLED素子をパルス幅Tと同じ時間発光させる。ベ
ース部に論理値「0」を入力したトランジスタに従うLE
D素子は発光しない。時刻T5で制御部10は▲
▼端子にパルス幅Tを有するストローブ信号を印加して
偶数番目のANDゲートを開く。それによって、ラッチ回
路31から論理値「1」が出力されている偶数番目のAND
ゲートは、論理積が満されて偶数番目のトランジスタの
ベース部に論理値「1」を出力する。偶数番目のトラン
ジスタのコレクタ部には「−」の駆動電圧を印加してあ
るからベース部に論理値「1」を入力したトランジスタ
は、エミッタ,コレクタ間に駆動電流が流れて、(ホ)
に示すように偶数番目のLED素子をパルス幅Tと同じ時
間発光させる。ラッチ回路31から論理値「0」が出力さ
れている偶数番目のANDゲートに従うLED素子は発光しな
い。なお、奇数番目のLET素子と偶数番目のLET素子との
発光時間の時間差t=T5−T4−Tは1ライン分の印字周
期に比べて十分に小さいので、奇数ビットと偶数ビット
との印字のズレは目立たない。
本実施例ではGLLラインに印加する第3の駆動電圧は
VLLラインに印加する第1の駆動電圧より低く、−VLL
に印加する第2の駆動電圧より高ければよいのでアース
を駆動電圧の一つとして用いた。また、NPN型トランジ
スタ,PNP型トランジスタを用いたが電界効果トランジス
タを用いてもよい。
(発明の効果) 以上、詳細に説明したように本発明はn個の発光素子
からなる発光素子アレイとn個の駆動素子からなる駆動
回路とを対応させて直線状に配列した発光素子を用いた
ヘッドにおいて、発光素子と駆動素子との間に各端子間
をワイヤで接続した第1の端子部と第2の端子部とをそ
れぞれ1/2n個設け、一端側を「+」の駆動電源部に接続
した第1の駆動素子と一端側を「−」の駆動電源部に接
続した第2の駆動素子とを交互に配列し、隣接する一組
の駆動素子の他端側を第1の端子部に接続し、一組の駆
動素子に対応した一方の発光素子のアノード側と他方の
発光素子のカソード側とを接地し、一方の発光素子のカ
ソード側と他方の発光素子のアノード側とを第2の端子
部に接続したので、従来に比べてワイヤ配線数が半分に
削減されるので、ワイヤ配線密度も半分となり、隣接す
るワイヤが接触する恐れはなくなる。従って、隣接する
ワイヤが接触する恐れはなくなる上に、配線工数も半分
になる。
【図面の簡単な説明】 第1図はLEDプリントヘッドの回路構成図、第2図は電
子写真プリンタの要部を示す概略ブロック図、第3図は
一実施例を示すLEDプリントヘッドの外観斜視図、第4
図は一実施例の1ライン分の印字タイミングチャートで
ある。 1……LEDプリントヘッド、2……LEDアレイチップ、5
……ドライバICチップ。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/44 B41J 2/32

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】n個の発光素子を有する発光素子アレイチ
    ップがn個の駆動素子を有するドライバチップにより駆
    動されて発光する発光素子を用いたヘッドにおいて、 隣接する発光素子2個及びその発光素子を駆動する駆動
    素子2個を一組とし、各組の一方の発光素子のカソード
    側と他方の発光素子のアノード側とをそれぞれ第1の端
    子部に接続し、 第1の端子部と導電材で接続された第2の端子部に各組
    の駆動素子の一端側を接続し、 各組の一方の駆動素子の他端側を共通に接続して第1の
    駆動電圧を印加し、各組の他方の駆動素子の他端側を共
    通に接続して第1の駆動電圧より低い第2の駆動電圧を
    印加し、 各組の前記一方の発光素子のアノード側と前記他方の発
    光素子のカソード側とを共通に接続して第1の駆動電圧
    より低く、第2の駆動電圧より高い第3の駆動電圧を印
    加し、各組の駆動素子を駆動して発光素子を発光させる
    ことを特徴とする発光素子を用いたヘッド。
  2. 【請求項2】請求項1記載の発光素子を用いたヘッドに
    おいて、第1の駆動電圧より低い第2の駆動電圧、第1
    の駆動電圧より低く、第2の駆動電圧より高い第3の駆
    動電圧に代えて、それぞれ第1の駆動電圧より高い第4
    の駆動電圧、第1の駆動電圧より高く、第4の駆動電圧
    より低い第5の駆動電圧を設けたことを特徴とする発光
    素子を用いたヘッド。
JP29535890A 1990-11-02 1990-11-02 発光素子を用いたヘッド Expired - Lifetime JP2804623B2 (ja)

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JPS56161178A (en) * 1980-05-15 1981-12-11 Toshiba Corp Thermal head
JPS63178140U (ja) * 1986-10-03 1988-11-17

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