JP4086343B2 - プリントヘッド - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真印刷方式のプリンタやファクシミリ等の印刷装置において感光体上に静電潜像を形成する感光々源として用いられるプリントヘッドに関し、また前記プリントヘッドを構成するマトリクス型の発光素子アレイチップ、および前記マトリクス型の発光素子アレイチップを駆動する発光素子アレイ駆動ＩＣに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真印刷方式の印刷装置において感光体の露光々源として用いられるプリントヘッドとしては、半導体レーザ素子やＬＥＤ素子等の発光素子を一列に多数配置した発光素子アレイを光源として用いたもの、あるいは光源に蛍光燈や冷陰極管等を用、液晶素子をシャッタとして用いたものがある。いずれのタイプのプリントヘッドも、帯電器によって一様に帯電された感光体を前記光源により選択的に露光し、前記感光体に静電潜像を形成するものである。
【０００３】
ＬＥＤ素子を多数配置した発光素子アレイをＬＥＤアレイと称し、またＬＥＤアレイを用いたプリントヘッドをＬＥＤプリントヘッドと称する。ＬＥＤプリントヘッドには、１つの半導体チップ上に多数のＬＥＤ素子を配置したＬＥＤアレイチップと、このＬＥＤアレイチップの各ＬＥＤ素子の発光を制御する発光素子アレイ駆動ＩＣとを、印刷幅に応じた個数ずつ、実装基板に実装したものがある。
【０００４】
図８は従来のＬＥＤアレイチップの構造を示す上面図である。図８に示すＬＥＤアレイチップ５１は、一列に配置されたＬＥＤ素子５２と、ＬＥＤ素子５２のアノードに個別に接続する個別被駆動パッド電極５３と、全てのＬＥＤ素子５２のカソードに接続する共通電極５４とを有する。共通電極５４は、ＬＥＤアレイチップ５１の裏面に設けられている。また、図９は図８に示すＬＥＤアレイチップを実装した従来のＬＥＤプリントヘッドの部分拡大図である。図９に示すＬＥＤプリントヘッドは、実装基板５９に、ＬＥＤアレイチップ５１と、このＬＥＤアレイチップ５１を駆動するＬＥＤアレイ駆動ＩＣ５５とを実装したものである。ＬＥＤアレイチップ５１の個別被駆動パッド電極５３とＬＥＤアレイ駆動ＩＣ５５の駆動パッド電極６０とは、金属ワイヤ５６により接続され、ＬＥＤアレイ駆動ＩＣ５５のＩ／Ｏパッド電極６１は、金属ワイヤ５７により、実装基板５９に形成された制御信号および電源の配線パターン６２に接続されている。ＬＥＤアレイチップ５１の裏面に形成された共通電極５４は、実装基板５９に形成されたカソード配線パターン５８に接続されている。
【０００５】
ＬＥＤアレイ駆動ＩＣ５５には、ＬＥＤアレイチップ５１のＬＥＤ素子５２の個別データ、ＬＥＤ素子の発光時間を制御するストローブ信号、等が入力される。ＬＥＤアレイ駆動ＩＣ５５は、入力された個別データを格納するシフトレジスタと、この個別データに応じた駆動電流を個別に出力する駆動電流源回路と、入力されたストローブ信号に従って駆動電源回路の出力端子と駆動パッド電極６０の間をＯＮ／ＯＦＦするスイッチング回路とを有する。シフトレジスタの段数、駆動電流源回路の個数、スイッチング回路の個数、および駆動パッド電極６０の個数は、ＬＥＤアレイチップ５１のＬＥＤ素子５２の個数に対応する。ＬＥＤアレイ駆動ＩＣ５５は、例えば、発光を示す印刷データに対応する駆動電流源回路が、駆動電流を出力し、ストローブ信号が”Ｈ”レベルとなる期間、スイッチング回路がＯＮすることにより、”Ｈ”レベルの印刷データに対応するＬＥＤ素子５２に、個別被駆動パッド電極５３を介して駆動電流を供給し、選択的に発光させる。このように従来のＬＥＤプリントヘッドにおいては、ＬＥＤアレイチップ５１のＬＥＤ素子５２のアノードは、個別被駆動パッド電極５３（駆動ΙＣ５５の駆動パッド電極６０）に１対１で接続されていた。
【０００６】
しかし、ＬＥＤアレイチップにおけるＬＥＤ素子の高密度化（例えばドット密度６００［ｄｏｔ／ｉｎｃｈ］、ＬＥＤ素子ピッチ４２．３［μｍ］）が進むと、ＬＥＤ素子５２に対して１対１で個別被駆動パッド電極５３および駆動パッド電極６０を設け、これらのパッド電極間を個別にワイヤボンディングすることが困難になってきた。その解決策として、例えば特開昭６２−１５２８７３号公報に開示されたような、マトリクス型のＬＥＤアレイチップがある。
【０００７】
マトリクス型のＬＥＤアレイチップは、Ｍ×Ｎ個の発光素子を、発光素子のカソードに接続するＭ個の被走査パッド電極と発光素子のアノードに接続するＮ個の被駆動パッド電極とにマトリクス接続することにより、ＬＥＤアレイチップのパッド電極の個数を削減したものである。マトリクス型のＬＥＤアレイチップは、例えば、半導体チップをＭ個の半導体ブロックに分割し、それぞれの半導体ブロック上に被走査パッド電極およびＮ個の発光素子を形成するとともに、Ｎ個の被駆動パッド電極をＭ個の半導体ブロック上に形成し、ブロック内のＮ個のＬＥＤ素子のカソードをブロック内の被走査パッド電極に接続し、またブロック内のＮ個のＬＥＤ素子のアノードをそれぞれ異なる被駆動パッド電極に接続した構造である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のマトリクス型の発光素子アレイチップを用いたプリントヘッドにおいては、個別データに応じて被駆動パッド電極を制御するデータ制御回路（データ制御ＩＣ）と、被走査パッド電極を走査する走査制御回路（走査制御ＩＣ）との２種類の駆動回路（駆動ＩＣ）を実装基板に搭載し、被駆動パッド電極とデータ制御回路との間、および被走査パッド電極とデータ制御回路との間をそれぞれ金属ワイヤによりボンディングする必要があり、このことが、プリントヘッドのサイズを小さくすることの妨げとなっており、またプリントヘッドの製造工数および製造コストを低減することの妨げとなっていた。例えば、発光素子列の両側に被駆動パッド電極と被走査パッド電極を配置した発光素子アレイチップを用い、この発光素子アレイチップの両側にデータ制御回路と走査制御回路とをそれぞれ実装し、発光素子アレイチップの両側から金属ワイヤを引き出す構造であるため、プリントヘッドのサイズを小さくできず、またワイヤボンディング工数を低減することができなかった。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、プリントヘッドのサイズ縮小化および製造コストの低減を図ることができる発光素子アレイチップおよび発光素子アレイ駆動ＩＣを提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明のプリントヘッドは、発光素子アレイチップと発光素子アレイ駆動ＩＣとをワイヤボンディングで接続するプリントヘッドであって、
前記発光素子アレイチップは、Ｍ＝Ｎのもとに、
線状に並べて配列されたＭ×Ｎ個の発光素子と、前記Ｍ×Ｎ個の発光素子を連続するＮ個毎にＭ個のクループにグループ化して各グループ毎にＮ個の発光素子の各第１電極に共通に接続されたＭ個の被走査パッド電極と、各グループのＮ個の発光素子の各第２電極に個別に接続されたＮ個の被駆動パッド電極とがマトリクス接続し、前記被走査パッド電極と前記被駆動パッド電極とが前記発光素子アレイチップの長手側の片側端部に沿って各グループに対応する領域毎に１つずつ交互に配置されており、
前記発光素子アレイ駆動ＩＣは、
外部から入力された走査信号に基づくタイミングで、前記Ｍ個の被走査パッド電極を択一的に順次有効にすることにより前記Ｍ個の被走査パッド電極を走査する走査制御部と、
前記走査制御部に接続された複数の走査パッド電極と、
有効となる被走査パッド電極と外部から入力された発光素子の個別データに基づいて、前記Ｎ個の被駆動パッド電極を選択的に駆動し、有効となる被走査パッド電極に接続するＮ個の発光素子を選択的に発光させるデータ制御部と、
前記データ制御部に接続された複数の駆動パッド電極と
を有し、
前記複数の走査パッド電極及び駆動パッド電極が前記発光素子アレイ駆動ＩＣの長手側の片側端部に沿って配置され、且つ対応する前記走査パッド電極と前記被走査パッド電極、及び対応する前記駆動パッド電極と前記被駆動パッド電極が、それぞれワイヤボンディングで接続されている
ことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の他のプリントヘッドは、前記プリントヘッドにおいて、Ｍ個の被走査パッド電極とＮ個の被駆動パッド電極にＭ×Ｎ個の発光素子をマトリクス接続した前記発光素子アレイチップを駆動する前記発光素子アレイ駆動ＩＣが、外部から入力された走査信号に基づくタイミングで、前記Ｍ個の被走査パッド電極を択一的に順次有効にすることにより前記Ｍ個の被走査パッド電極を走査する走査制御部と、有効となる被走査パッド電極が切り替わるごとに、外部から入力された発光素子の個別データに基づいて、前記Ｎ個の被駆動パッド電極を選択的に駆動し、有効となった被走査パッド電極に接続するＮ個の発光素子を選択的に発光させるデータ制御部とを有することを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態のＬＥＤプリントヘッドの構成を示す上面図である。図１に示すＬＥＤプリントヘッドは、実装基板４１に、マトリクス型のＬＥＤアレイチップ１と、ＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０とをそれぞれ複数個ずつ実装したものである。また、図２はＬＥＤアレイチップ１の構成を示す上面図であり、図３はＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０のブロック構成図である。ＬＥＤアレイチップ１の被駆動パッド電極３とＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０の駆動パッド電極１６とは金属ワイヤ４２ａにより接続されており、ＬＥＤアレイチップ１の被走査パッド電極４とＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０の走査パッド電極１７とは金属ワイヤ４２ｂにより接続されている。また実装基板４１上に設けられた信号、電源等の配線パターン（図示せず）と、ＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０のＩ／Ｏパッド電極１８とは金属ワイヤ４３により接続されている。
【００１４】
図２に示すようにＬＥＤアレイチップ１は、Ｍ行×Ｎ列（Ｍ、Ｎはそれぞれ正の整数）のマトリクス型ＬＥＤアレイチップであり、Ｍ×Ｎ個のＬＥＤ素子（発光部）２と、Ｎ個の被駆動パッド電極３−１〜３−Ｎと、Ｍ個の被走査パッド電極４−１〜４−Ｍと、マトリクス配線部６と、（Ｍ−１）個の分離溝５−１〜５−（Ｍ−１）により電気的に分離されたＭ個のブロック７−１〜７−Ｍとを有する。ここでは、Ｍ＝Ｎとする。またＭ×Ｎ個のＬＥＤ素子２を、２−１〜２−（Ｍ×Ｎ）、あるいは２−［１，１］、２−［１，２］…２−［１，Ｎ］…２−［２，１］…２−［２，Ｎ］…２−［Ｍ，１］…２−［Ｍ，Ｎ］と表記することとする。図２では、Ｍ＝Ｎ＝１６であり、ＬＥＤアレイチップ１は、２５６個のＬＥＤ素子２−１〜２−２５６を有し、１６行×１６列のマトリクスにより構成されている。
【００１５】
ブロック７−ｉ（ｉは１〜Ｍまでのいずれかの整数）には、Ｎ個のＬＥＤ素子２−［ｉ，１］〜２−［ｉ，Ｎ］と、被走査パッド電極４−ｉとが形成されている。被走査パッド電極４−ｉは、ブロック７−ｉに形成されたＬＥＤ素子２−［ｉ，１］〜２−［ｉ，Ｎ］のカソード（第１電極）に接続されている。またＬＥＤアレイチップ１には、Ｎ個の被駆動パッド電極３−１〜３−Ｎが形成されている。被駆動パッド電極３−ｊ（ｊは１からＮまでのいずれかの整数）は、マトリクス配線部６により、Ｍ個のＬＥＤ素子２−［１，ｊ］、２−［２，ｊ］…２−（Ｍ，ｊ）のアノード（第２電極）に接続されている。ここでは、ブロック７−ｉに被駆動パッド電極３−ｉを形成している。
【００１６】
ＬＥＤアレイチップ１は、被駆動パッド電極３−１〜３−Ｎと被走査パッド電極４−１〜４−Ｍとが、ＬＥＤアレイチップ１のチップ長手側の片側に沿って一列に配置されていることを特徴とするものである。図２においては、被駆動パッド電極３と走査パッド電極４とは、交互に配置されている。なお、被駆動パッド電極３−１〜３−Ｎと被走査パッド電極４−１〜４−Ｍとをそれぞれ一列に配置しても良い。また、被駆動パッド電極３−１〜３−Ｎおよび被走査パッド電極４−１〜４−Ｍを２列に配置しても良い（それぞれの列が被駆動パッド電極３と被走査パッド電極４により構成される）。
【００１７】
ブロック７は、例えば、半絶縁性の半導体基板上にｎ型半導体層を成長させ、このｎ型半導体層を分離溝５によりＭ個のｎ型半導体ブロックに分離したものである。ＬＥＤ素子２は、例えばカソードとなるｎ型半導体ブロックにアノードとなるｐ型半導体領域を形成したものである。なお、ブロック７をｐ型半導体ブロックとし、ＬＥＤ素子のアノードを被走査パッド電極に接続し、カソードを被駆動パッド電極に接続するようにしても良い。この場合は、ＬＥＤ素子のアノードが第１電極となり、カソードが第２電極となる。
【００１８】
ＬＥＤアレイチップ１の動作を以下に説明する。ＬＥＤアレイチップ１の２５６個のＬＥＤ素子２−［１，１］〜２ー［１６，１６」は、それぞれ個別に発光動作をする。例えば、被駆動パッド電極３−１〜３−１６に、それぞれＬＥＤ素子２−［ｉ，１］〜２−［ｉ，１６］の個別データに対応する電流源を接続し、被走査パッド電極４−ｉをＧＮＤに接続する（接地する）ことにより、ブロック７−ｉのＬＥＤ素子２−［ｉ，１］〜２−［ｉ，１６］が個別データに対応して選択的に発光動作をする。上記の手順をブロック７−１〜７−Ｍに対して順次実施することにより、２５６個のＬＥＤ素子２を個別に発光動作させることができる。
【００１９】
図３に示すようにＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０は、印刷データシフトレジスタ１１（駆動データシフトレジスタ）と、光量補正データシフトレジスタ１２と、駆動回路１３（駆動手段）と、走査データシフトレジスタ１４と、走査回路１５（走査手段）と、駆動パッド電極１６−１〜１６−Ｎと、走査パッド電極１７−１〜１７−Ｍとを有する。印刷データシフトレジスタ１１、光量補正データシフトレジスタ１２、および駆動回路１３は、データ制御部を構成している。また走査データシフトレジスタ１４および走査回路１５は、走査制御部を構成している。
【００２０】
またＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０は、図１に示す実装基板４１の配線パターンに接続するＩ／Ｏパッド電極１８を有する。このＩ／Ｏパッド電極１８は、ＬＥＤ素子の個別データ（印刷データおよび光量補正データ）が入力される４個のデータ入力端子ＤＩ１〜ＤＩ４と、シフトクロックが入力されるシフトクロック入力端子ＳＦＣと、走査クロックが入力される走査クロック入力端子ＳＣＣと、ストローブ信号が入力されるストローブ入力端子ＳＴＢと、走査データが入力される走査データ入力端子ＳＣＤと、４個のデータ出力端子ＤＯ１〜ＤＯ４とを有する。走査データと走査クロックとは、走査信号を構成する。
【００２１】
ＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０は、データ制御部および走査制御部をともに内蔵し、マトリクス型のＬＥＤアレイチップ１を単独で駆動することができることを特徴とするするものである。
【００２２】
図４はＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０のデータ制御部の構成を示す図である。図４に示すように、印刷データシフトレジスタ１１は、Ｒ×Ｓ（ＲはＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０のデータ入力端子ＤＩの数に等しい整数、Ｓは正の整数、Ｒ×ＳはＮ以上の整数）個のＤ型フリップフロップを有する。以下、このＲ×Ｓ個のフリップフロップ２１を、２１−１〜２１−（Ｒ×Ｓ）、あるいは２１−［１，１］、２１−［２，１］…２１−［Ｒ，１］、２１−［１，２］…２１−［Ｒ，Ｓ］と表記する。図４では、Ｒ＝Ｓ＝４、Ｒ×Ｓ＝Ｎ＝１６である。Ｄ型フリップフロップ２１−［ｋ，４］〜２１−［ｋ，１］（ｋは１〜Ｒまでのいずれかの整数）は、直列接続されており、初段のＤ型フリップフロップ２１−［ｋ，４］のデータ入力端子は、データ入力端子ＤＩｋに接続されている。また１６個のＤ型フリップフロップ２１−１〜２１−１６のクロック入力端子は、シフトクロック入力端子ＳＦＣに共通接続されている。
【００２３】
光量補正シフトレジスタ１２は、Ｒ×Ｎ個のＤ型フリップフロップ２２−［１，１］〜２２−［Ｒ，Ｎ］を有する。Ｄ型フリップフロップ２２−［ｋ，１６］〜２２−［ｋ，１］は直列接続されており、初段のＤ型フリップフロップ２２−［ｋ，１６］のデータ入力端子は、印刷データシフトレジスタ１１のＤ型フリップフロップ２１−［ｋ，１］のデータ出力端子に接続されており、最終段のＤ型フリップフロップ２２−［ｋ，１］のデータ出力端子は、データ出力端子ＤＯｋに接続されている。またＤ型フリップフロップ２２−［１，１］〜２２−［４，１６］のクロック入力端子は、シフトクロック入力端子ＳＦＣに共通接続されている。従って、印刷データシフトレジスタ１１と光量補正シフトレジスタ１２とは直列接続されている。
【００２４】
駆動回路１３は、駆動電流源回路２３−１〜２３−Ｎ（駆動電源回路）と、ＡＮＤゲート２４−１〜２４−Ｎと、スイッチングトランジスタ２５−１〜２５−Ｎとを有する。駆動電流源回路２３−ｉは、４個の光量補正データ入力端子と、駆動電流出力端子とを有し、４個の光量補正データ入力端子はそれぞれＤ型フリップフロップ２２−［１，ｉ］〜２２−［４，ｉ］のデータ出力端子に接続されている。駆動電流源回路２３−ｉは、入力された光量補正データに応じた駆動電流値を設定し、この駆動電流を駆動電流出力端子から出力する。ＡＮＤゲート２４−１〜２４−Ｎの第１入力端子は、ストローブ入力端子ＳＴＢに共通接続されている。またＡＮＤゲート２４−ｉの第２入力端子は、Ｄ型フリップフロップ２１−ｉのデータ出力端子に接続されている。スイッチングトランジスタ２５−ｉのベース端子は、ＡＮＤゲート２４−ｉの出力端子に接続され、コレクタ端子は駆動電流源回路２３−ｉの出力端子に接続され、またエミッタ端子は定電流出力電極１６−ｉに接続されている。ＡＮＤゲート２４−ｉとスイッチングトランジスタ２５−ｉとは、データ制御部のスイッチング回路を構成している。
【００２５】
図５はＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０の走査制御部の構成を示す図である。図５に示すように、走査データシフトレジスタ１４は、直列接続されたＮ個のＤ型フリップフロップ３１−１〜３１−Ｎと、Ｎ個の走査出力端子ＳＱ−１〜ＳＱ−Ｎとを有する。初段のＤ型フリップフロップ３１−１のデータ入力端子Ｄは、走査データ入力端子ＳＣＤに接続されている。Ｄ型フリップフロップ３１−ｉの出力端子は、走査出力端子ＳＱ−ｉに接続されている。また、Ｎ個のＤ型フリップフロップ３１のクロック入力端子は走査クロック入力端子ＳＣＣに共通接続されている。
【００２６】
走査回路１５は、Ｎ個のＡＮＤゲート３２−１〜３２−Ｎと、Ｎ個のスイッチングトランジスタ３３−１〜３３−Ｎとを有する。Ｎ個のＡＮＤゲート３２の第１入力端子はストローブ入力端子ＳＴＢに共通接続されている。またＡＮＤゲート３２−ｉの第２入力端子は、走査データシフトレジスタ１４の走査出力端子ＳＱ−ｉに接続されている。Ｎ個のスイッチングトランジスタ３３のエミッタ電極は、接地されている（ＧＮＤに共通接続されている）。スイッチングトランジスタ３３−ｉのベース端子はＡＮＤゲート３２−ｉの出力端子に接続され、コレクタ端子は走査パッド電極１７−ｉに接続されている。ＡＮＤゲート３２−ｉとスイッチングトランジスタ３３−ｉとは、走査制御部のスイッチング回路を構成している。
【００２７】
実装基板４１に実装された複数のＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０のデータ入力端子ＤＩ１〜ＤＩ４には、それぞれ異なる印刷データおよび光量補正データ、すなわち対応するＬＥＤアレイチップ１に応じた印刷データおよび光量補正データが入力される。この印刷データおよび光量補正データは、実装基板４１の外部から実装基板４１の配線パターン（図示せず）および金属ワイヤ４３を介して入力される。また、全てのＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０のシフトクロック入力端子ＳＦＣには、同じシフトクロックが入力される。同様に、全てのＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０の走査クロック入力端子ＳＣＣ、走査データ入力端子ＳＣＤ、およびストローブ入力端子ＳＴＢには、それぞれ同じ走査クロック、同じ走査データ、および同じストローブ信号が入力される。
【００２８】
次に、ＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０の動作を説明する。図６はＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０の動作タイムチャートである。図６において、（ａ）はシフトクロック入力端子ＳＦＣに入力されるシフトクロック、（ｂ）〜（ｅ）はデータ入力端子ＤＩ１〜ＤＩ４に入力される印刷データおよび光量補正データ、（ｆ）は走査クロック入力端子ＳＣＣに入力される走査クロック、（ｇ）は走査データ入力端子ＳＣＤに入力される走査データである。また（ｈ）〜（ｊ）は走査データシフトレジスタ１４の走査出力端子ＳＱ−１、ＳＱ−２、ＳＱ−１６の波形であり、（ｋ）はストローブ入力端子ＳＴＢに入力されるストローブ信号である。（ａ）に示すシフトクロックは、印刷データシフトレジスタ１１および光量補正データシフトレジスタ１２の動作クロックであり、（ｆ）に示す走査クロックは、走査データシフトレジスタ１４の動作クロックである。（ｇ）に示す走査データはＬＥＤアレイ１のブロック７−１〜７−１６（のＬＥＤ素子２）を順次発光させるためのデータであり、（ｋ）に示すストローブ信号はＬＥＤ素子２の発光時間を制御するための信号である。
【００２９】
ＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０を動作させるには、光量補正データの設定が済んでいることが前提となる。ＬＥＤアレイチップ１のＬＥＤ素子２−１〜２−２５６の発光特性には、ある範囲のバラツキがあるので、発光々量を個別に補正する必要がある。光量補正データの設定は、例えば以下に示す手順で実施する。ＬＥＤアレイチップ１のＬＥＤ素子２を択一的に発光させ、駆動電流値を変化させ、発光々量が標準光量となるときの駆動電流値を計測する。この計測を２５６個の全てのＬＥＤ素子２に対して実施する。そして標準光量となるときの駆動電流値（計測された電流値）と標準電流値との差分からＬＥＤ素子２の光量補正データを設定する。この光量補正データは、ここでは４ビットデータであり、例えばＲＯＭ等の記憶デバイスに書き込まれる。ところで、ＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０の駆動電流源回路２３は、標準電流値から光量補正データによる補正電流値を差し引いた定電流を出力するものであり、標準電流値は例えば３［ｍＡ］である。この駆動電流源回路２３に上記設定した光量補正データを入力することにより、上記標準光量となる電流値の駆動電流が駆動電流源回路２３から出力され、全てのＬＥＤ素子２を標準光量で発光させることができる。
【００３０】
ＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０の動作の説明に戻り、図６に示す走査期間Ｔ１における動作を説明する。データ入力端子ＤＩ１〜ＤＩ４に、ブロック７−１のＬＥＤ素子２−１〜２−１６に対応する４ビットの光量補正データｂ０−１〜ｂ０−１６、ｂ１−１〜ｂ１−１６、ｂ２−１〜ｂ２−１６、ｂ３−１、ｂ３−１６、および１ビットの印刷データＱ−１〜Ｑ−１６が入力される。ここで、例えばｂ０−１、ｂ１−１、ｂ２−１、およびｂ３−１６は、ＬＥＤ素子２−１の光量補正データを示し、Ｑ−１６はＬＥＤ素子２−１６の印刷データを示す。上記１ビットの印刷データは、対応するＬＥＤ素子２を発光させるか否かを示すデータである。
【００３１】
図７はＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０に対するデータ転送フォーマットを示す図である。図７に示すように、光量補正データが先に入力され、そのあと印刷データが入力される。期間Ｔ１においては、光量補正データのビットデータｂ０−１〜ｂ０−１６と、印刷データＱ−１、Ｑ−５、Ｑ−９、Ｑ−１３とがデータ入力端子ＤＩ１に入力される。また、光量補正データのビットデータｂ１−１〜ｂ１−１６と、印刷データＱ−２、Ｑ−６、Ｑ−１０、Ｑ−１４とがデータ入力端子ＤＩ２に入力される。同様に、光量補正データのビットデータｂ２−１〜ｂ２−１６と、印刷データＱ−３、Ｑ−７、Ｑ−１１、Ｑ−１５とがデータ入力端子ＤＩ３に入力され、光量補正データのビットデータｂ３−１〜ｂ３−１６と、印刷データＱ−４、Ｑ−８、Ｑ−１２、Ｑ−１６とがデータ入力端子ＤＩ４に入力される。
【００３２】
入力端子ＤＩ１〜ＤＩ４に入力されたデータは、端子ＳＦＣに入力されるシフトクロックにより印刷データシフトレジスタ１１および光量補正シフトレジスタ１２をシフトし、光量補正データは光量補正シフトレジスタ１２に格納され、印刷データは印刷データシフトレジスタ１１に格納される。光量補正レジスタ１２のＤ型フリップフロップ２２−［１，ｉ］〜２２−［４，ｉ］にはＬＥＤ素子２−ｉの光量補正データが格納される。また印刷データシフトレジスタ１１のＤ型フリップフロップ２１−ｉには、ＬＥＤ素子２−ｉの印刷データが格納される。
【００３３】
光量補正シフトレジスタ１２に格納された４ビットの光量補正データｂ０−ｉ、ｂ１−ｉ、ｂ２−ｉ、ｂ３−ｉは、駆動回路１３の駆動電流源回路２３−ｉに入力され、駆動電流源回路２３−ｉは入力された光量補正データに応じて駆動電流値を設定する。また駆動回路１３のＡＮＤゲート２４−ｉの第２入力端子は、印刷データシフトレジスタ１１に格納された印刷データＱ−ｉに応じて”Ｈ”レベルまたは”Ｌ”レベルとなる。このとき、ＡＮＤゲート２４−１〜２４−１６の第１入力端子は”Ｌ”レベルであり、スイッチングトランジスタ２５−１〜２５−１６はＯＦＦしている。
【００３４】
また、走査期間Ｔ１において、端子ＳＣＤに図６（ｇ）に示す”Ｈ”レベルの走査データが入力され、この走査データは、端子ＳＣＣに入力される走査クロックにより、走査データシフトレジスタ１４のＤ型フリップフロップ３１−１に格納される。これにより走査データシフトレジスタ１４の走査出力端子ＳＱ−１が”Ｌ”レベルから”Ｈ”レベルに変化し、走査出力端子ＳＱ−２〜ＳＱ−１６は”Ｌ”のままである。走査回路１５においては、ＡＮＤゲート３２−１の第２入力端子が”Ｌ”レベルから”Ｈ”レベルに変化し、ＡＮＤゲート３２−２〜３２−１６の第２入力端子は”Ｌ”レベルのままである。このとき、ＡＮＤゲート３２−１〜３２−１６の第１入力端子は”Ｌ”レベルであり、スイッチングトランジスタ３３−１〜３３−１６はＯＦＦしている。
【００３５】
ここで、図６（ｋ）に示すように、端子ＳＴＢに入力されるストローブ信号が”Ｌ”レベルから”Ｈ”レベルに変化すると、走査回路１５において、ＡＮＤゲート３２−１〜３２−１６の第１入力端子が”Ｈ”レベルに変化し、スイッチングトランジスタ３３−１がＯＮし、走査パッド電極１７−１が有効となり、ＧＮＤに接続される。同時に駆動回路１３において、ＡＮＤゲート２４−１〜２４−１６の第１入力端子が”Ｈ”レベルに変化する。印刷データＱ−ｉが”Ｈ”レベルであれば、スイッチングトランジスタ２５−ｉがＯＮし、駆動パッド電極１６−ｉ、被駆動パッド電極３−ｉ、ＬＥＤ素子２−ｉ、被走査パッド電極４−１、走査パッド電極１７−１という経路で、駆動電流源回路２３−ｉから駆動電流が流れ、ＬＥＤ素子２−ｉが発光する。ＬＥＤ素子２−ｉは、ストローブ信号が”Ｈ”レベルの期間発光を継続する。また、印刷データＱ−ｉが”Ｌ”レベルであれば、ＬＥＤ素子２−ｉは発光しない。以上により期間Ｔ１においては、ブロック７−１のＬＥＤ素子２−１〜２−１６が印刷データＱ−１〜Ｑ−１６に応じて選択的に発光動作をする。
【００３６】
次に、走査期間Ｔ２においては、図７に示すデータ転送フォーマットにより、光量補正データシフトレジスタ１２および印刷データシフトレジスタ１１には、ブロック７−２のＬＥＤ素子２−１７〜２−３２に対応する光量補正データおよび印刷データが格納される。すなわち、光量補正レジスタ１２のＤ型フリップフロップ２２−［１，ｉ］〜２２−［４，ｉ］にはＬＥＤ素子２−［２，ｉ］（［２，ｉ］＝１６＋ｉ）の光量補正データが格納される。また印刷データシフトレジスタ１１のＤ型フリップフロップ２１−ｉには、ＬＥＤ素子２−［２，ｉ］の印刷データが格納される。また期間Ｔ２において、端子ＳＣＣから走査クロックが入力されると、走査データシフトレジスタ１４において、Ｄ型フリップフロップ３１−１に格納されていた”Ｈ”の走査データは、Ｄ型フリップフロップ３１−２にシフトし、走査出力端子ＳＱ−１は”Ｌ”レベルに戻り、走査出力端子ＳＱ−２が”Ｈ”レベルに変化する。
【００３７】
ここで、端子ＳＴＢに入力されるストローブ信号が”Ｈ”レベルになると、走査回路１５においてスイッチングトランジスタ３３−２がＯＮし、走査パッド電極１７−２が有効となり、ＧＮＤに接続される。同時に駆動回路１３において、ＡＮＤゲート２４−１〜２４−１６の第１入力端子が”Ｈ”レベルに変化する。印刷データＱ−（１６＋ｉ）が”Ｈ”レベルであれば、駆動パッド電極１６−ｉ、被駆動パッド電極３−ｉ、ＬＥＤ素子２−［２，ｉ］、被走査パッド電極４−２、走査パッド電極１７−２という経路で、駆動電流源回路２３−ｉから補正された駆動電流が流れ、ＬＥＤ素子２−［２，ｉ］は標準光量で発光する。以上により期間Ｔ２においては、ブロック７−２のＬＥＤ素子２−１７〜２−３２（２−［２，１］〜２−［２，１６］）が印刷データＱ−１７〜Ｑ−３２に応じて選択的に発光動作をする。
【００３８】
走査期間Ｔ１、Ｔ２と同様の一連の動作を走査期間Ｔ１６まで１６回繰り返すことにより、ＬＥＤアレイチップ１の全てのＬＥＤ素子２−１〜２−２５６を選択的に発光させることができる。
【００３９】
このように本発明の実施の形態によれば、マトリクス型のＬＥＤアレイチップ１の被駆動パッド電極３−１〜３−Ｎと被走査パッド電極４−１〜４−Ｍとを、チップ長手側の片側に沿って配置し、またＬＥＤアレイチップ１のパッド電極が形成された側に、走査制御部およびデータ制御部を内蔵したＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０を実装することにより、ＬＥＤアレイチップ１をチップの片側からＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０に直接ボンディングすることができ、実装基板４１の配線パターン数を削減できる。またマトリクス型のＬＥＤアレイチップ１の駆動ＩＣとして２種類の駆動ＩＣ（走査制御ＩＣとデータ制御ＩＣ）を実装する必要がなく、ＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０のみを実装すれば良く、駆動ＩＣ数を削減することができる。従って、ＬＥＤプリントヘッドの省スペース化すなわちサイズ縮小化を図ることができるとともに、製造工数および部品コストの低減により製造コストを低減できる。また、ＬＥＤアレイチップ１とＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０とを直接ボンディングすることにより、信頼性の向上を図ることができる。
【００４０】
なお、実装基板４１に実装された全てのＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０の印刷データシフトレジスタ１１および光量補正シフトレジスタ１２を、２つのＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０のデータ入力端子ＤＩとデータ出力端子ＤＯを相互に接続することにより、直列接続した構成としても良い。すなわち、２段目以降のＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０のデータ入力端子ＤＩｋに、前段のＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０のデータ出力端子ＤＯｋを接続し、初段のＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０のデータ入力端子ＤＩ１〜ＤＩ４に、実装基板４１の外部から印刷データおよび光量補正データを入力するようにしても良い。この場合、上記実施の形態のように、印刷データおよび光量補正データを１回の発光動作ごとにＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０に転送するのではなく、１ライン分（１６回の発光動作分）の印刷データおよび光量補正データを転送してから、ＬＥＤ素子アレイを連続的に発光動作させることができるので、１ラインの印刷速度を上げることができる。
【００４１】
また、上記実施の形態においては、印刷データと光量補正データとをシリアルデータとして入力しているが、これらをパラレル入力とし、ＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０の印刷データシフトレジスタ１１と光量補正シフトレジスタ１２とを直列接続しない構成としても良い、さらに実装基板４１に実装された全てのＬＥＤアレイ駆動ＩＣ１０の印刷データシフトレジスタ１１と光量補正シフトレジスタ１２とを、別々に直列接続した構成としても良い。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のプリントヘッドによれば、被走査パッド電極と被駆動パッド電極とを、発光素子アレイチップの長手側の片側端部に沿って配置するとともに、これらの被走査パッド電極と被駆動パッド電極にワイヤボンディングでぞれぞれ接続される走査パッド電極と駆動パッド電極とを、発光素子アレイ駆動ＩＣの長手側の片側端部に沿って配置することにより、プリントヘッドのサイズ縮小化および製造コストの低減に貢献することができるという効果がある。
【００４３】
また、本発明の他のプリントヘッドによれば、発光素子アレイ駆動ＩＣに走査制御部およびデータ制御部をともに内蔵し、マトリクス型の発光素子アレイチップを単独で駆動することができるようにしたことにより、プリントヘッドのサイズ縮小化および製造コストの低減に貢献することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のプリントヘッドの構造を示す上面図である。
【図２】本発明の実施の形態のプリントヘッドを構成するＬＥＤアレイチップの構造を示す上面図である。
【図３】本発明の実施の形態のプリントヘッドを構成するＬＥＤアレイ駆動ＩＣの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態のプリントヘッドを構成するＬＥＤアレイ駆動ＩＣのデータ制御部の構成図である。
【図５】本発明の実施の形態のプリントヘッドを構成するＬＥＤアレイ駆動ＩＣの走査制御部の構成図である。
【図６】本発明の実施の形態のプリントヘッドを構成するＬＥＤアレイ駆動ＩＣの動作タイムチャートである。
【図７】本発明の実施の形態のプリントヘッドを構成するＬＥＤアレイ駆動ＩＣに対するデータ転送フォーマットを説明する図である。
【図８】従来のＬＥＤアレイチップの構成図である。
【図９】従来のＬＥＤアレイップを用いたプリントヘッドの構成図である。
【符号の説明】
１ ＬＥＤアレイチップ、 ２ ＬＥＤ素子、 ３ 被駆動パッド電極、 ４被走査パッド電極、 １０ ＬＥＤアレイ駆動ＩＣ、 １１ 印刷データシフトレジスタ、 １２ 光量補正データシフトレジスタ、 １３ 駆動回路、 １４ 走査データシフトレジスタ １５ 走査回路、 １６ 駆動パッド電極、 １７ 走査パッド電極。

Claims (11)

1. 発光素子アレイチップと発光素子アレイ駆動ＩＣとをワイヤボンディングで接続するプリントヘッドであって、
   前記発光素子アレイチップは、Ｍ＝Ｎのもとに、
   線状に並べて配列されたＭ×Ｎ個の発光素子と、前記Ｍ×Ｎ個の発光素子を連続するＮ個毎にＭ個のグループにグループ化して各グループ毎にＮ個の発光素子の各第１電極に共通に接続されたＭ個の被走査パッド電極と、各グループのＮ個の発光素子の各第２電極に個別に接続されたＮ個の被駆動パッド電極とがマトリクス接続し、前記被走査パッド電極と前記被駆動パッド電極とが前記発光素子アレイチップの長手側の片側端部に沿って各グループに対応する領域毎に１つずつ交互に配置されており、
   前記発光素子アレイ駆動ＩＣは、
   外部から入力された走査信号に基づくタイミングで、前記Ｍ個の被走査パッド電極を択一的に順次有効にすることにより前記Ｍ個の被走査パッド電極を走査する走査制御部と、
   前記走査制御部に接続された複数の走査パッド電極と、
   有効となる被走査パッド電極と外部から入力された発光素子の個別データに基づいて、前記Ｎ個の被駆動パッド電極を選択的に駆動し、有効となる被走査パッド電極に接続するＮ個の発光素子を選択的に発光させるデータ制御部と、
   前記データ制御部に接続された複数の駆動パッド電極と
   を有し、
   前記複数の走査パッド電極及び駆動パッド電極が前記発光素子アレイ駆動ＩＣの長手側の片側端部に沿って配置され、且つ対応する前記走査パッド電極と前記被走査パッド電極、及び対応する前記駆動パッド電極と前記被駆動パッド電極が、それぞれワイヤボンディングで接続されている
   ことを特徴とするプリントヘッド。
2. 前記Ｍ個の被走査パッド電極および前記Ｎ個の被駆動パッド電極が、１列または２列に配置されている
   ことを特徴とする請求項１記載のプリントヘッド。
3. 前記走査制御部が、
   前記Ｍ個の被走査パッド電極にそれぞれ対応するＭ個の走査出力端子を備え、前記走査信号に基づいて、前記Ｍ個の走査出力端子を択一的に選択する選択手段と、
   前記選択された走査出力端子に対応する被走査パッド電極を接地することにより有効にする走査手段とを有する
   ことを特徴とする請求項１記載のプリントヘッド。
4. 前記走査信号が、
   走査開始時のみに入力される走査データと、
   １個の被走査パッド電極の走査期間に対応する周波数の走査クロックとにより構成され、
   前記選択手段が、
   前記走査データを入力データとし、前記走査クロックにより動作し、各段のレジスタ出力を前記Ｍ個の走査出力端子にそれぞれ接続したＭ段の走査データシフトレジスタを有し、
   前記走査手段が、
   前記被走査パッド電極に個別に接続するための走査パッド電極と、
   前記接地電源と前記走査パッド電極との間に個別に設けられ、対応する前記走査出力端子が選択されたときにＯＮするスイッチング回路とを有する
   ことを特徴とする請求項３記載のプリントヘッド。
5. 前記個別データが、
   発光素子を発光させるか否かを示す駆動データと、
   発光素子の発光々量を補正するための光量補正データとにより構成され、
   前記データ制御部が、
   前記駆動データを格納する駆動データ記憶手段と、
   前記光量補正データを格納する光量補正データ記憶手段と、
   前記個別データに基づいて前記Ｎ個の発光素子の駆動電流値を個別に設定し、この駆動電流を前記Ｎ個の被駆動パッド電極に選択的に供給する駆動手段とを有する
   ことを特徴とする請求項４記載のプリントヘッド。
6. 前記駆動データと前記光量補正データとが、それぞれシリアルデータとして入力され、
   前記駆動データ記憶手段は、駆動データシフトレジスタを有し、
   前記光量補正データ記憶手段は、光量補正データシフトレジスタを有する
   ことを特徴とする請求項５記載のプリントヘッド。
7. 前記駆動データおよび前記光量補正データが、シリアルデータとして入力され、
   前記駆動データシフトレジスタと前記光量補正データシフトレジスタとが、直列接続されている
   ことを特徴とする請求項６記載のプリントヘッド
8. 前記駆動手段は、
   前記光量補正データに従って出力電流値を可変できる駆動電源回路と、
   前記被駆動パッド電極に個別に接続するための駆動パッド電極と、
   前記駆動電源回路の出力端子と前記駆動パッド電極との間に個別に設けられ、前記駆動データに従ってＯＮ／ＯＦＦするスイッチング回路とを有する
   ことを特徴とする請求項５記載のプリントヘッド。
9. 前記発光素子アレイチップと、前記発光素子アレイチップを駆動する前記発光素子アレイ駆動ＩＣと、前記発光素子アレイチップおよび前記発光素子アレイ駆動ＩＣを搭載する実装基板とを有することを特徴とする請求項１記載のプリントヘッド。
10. 複数の前記発光素子アレイチップと、前記発光素子アレイチップを駆動する複数の前記発光素子アレイ駆動ＩＣと、前記発光素子アレイチップおよび前記発光素子アレイ駆動ＩＣを搭載する実装基板とを有し、
    前記複数の発光素子アレイ駆動ＩＣの前記駆動データシフトレジスタと前記光量補正データシフトレジスタとをそれぞれ直列接続した
    ことを特徴とする請求項６記載のプリントヘッド。
11. 複数の前記発光素子アレイチップと、前記発光素子アレイチップを駆動する複数の前記発光素子アレイ駆動ＩＣと、前記発光素子アレイチップおよび前記発光素子アレイ駆動ＩＣを搭載する実装基板とを有し、
    前記複数の発光素子アレイ駆動ＩＣの前記直列接続された駆動データシフトレジスタおよび光量補正データシフトレジスタをさらに直列接続し、前段からの入力を受けて後段に出力する
    ことを特徴とする請求項７記載のプリントヘッド。

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