JP5245897B2 - Self-scanning light emitting element array chip, optical writing head, and optical printer - Google Patents
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Description
本発明は、自己走査型発光素子アレイチップ、光書込みヘッド、光プリンタに関する。 The present invention relates to a self-scanning light emitting element array chip , an optical writing head, and an optical printer .
多数個の発光素子を同一基板上に集積した発光素子アレイは、その駆動用ICと組み合わせて光書込みヘッド等の光書込みヘッドとして利用されている。本発明者らは、発光素子アレイの構成要素としてPNPN構造を持つ3端子発光サイリスタに注目し、発光点の自己走査が実現できることを既に特許出願(特許文献1,2,3,4参照)し、光プリンタ用ヘッドとして実装上簡便となること、発光素子ピッチを細かくできること、コンパクトな自己走査型発光素子アレイ(SLED)を作製できること等を示した。
A light emitting element array in which a large number of light emitting elements are integrated on the same substrate is used as an optical writing head such as an optical writing head in combination with a driving IC. The inventors have paid attention to a three-terminal light-emitting thyristor having a PNPN structure as a constituent element of the light-emitting element array, and have already applied for a patent (see
さらに本発明者らは、スイッチ素子(発光サイリスタ)アレイをシフト部として、発光部である発光素子(発光サイリスタ)アレイと分離した多点点灯型の自己走査型発光素子アレイを提案している(特許文献5参照)。 Furthermore, the present inventors have proposed a multi-point lighting type self-scanning light-emitting element array separated from a light-emitting element (light-emitting thyristor) array that is a light-emitting part using a switch element (light-emitting thyristor) array as a shift part ( (See Patent Document 5).
図1に、この多点点灯型の自己走査型発光素子アレイチップの等価回路図を示す。この自己走査型発光素子アレイは、サイリスタT1,T2,T3,…を含むシフト部1と、サイリスタL1,L2,L3,…を含む発光部2とを備えている。シフト部の構成は、ダイオード接続を用いている。すなわち、サイリスタのゲート間は、ダイオードD1,D2,…で結合されている。VGAは電源であり、電源配線117から負荷抵抗RLを経て各シフト部サイリスタのゲートに接続されている。また、奇数番目のシフト部サイリスタのゲートは、対応する発光部サイリスタのゲートにも接続される。シフト部サイリスタT1のゲートは、電流制限用抵抗RSを経て画像データφS入力端子に接続されている。シフト部サイリスタのカソードは、電流制限用抵抗R1,R2をそれぞれ経て、交互に2本の転送用クロックパルスφ1,φ2配線210,211に接続されている。
FIG. 1 shows an equivalent circuit diagram of this multi-point lighting type self-scanning light emitting element array chip. This self-scanning light emitting element array includes a
発光部サイリスタのカソードは、電流制限用抵抗RIを経て、発光信号φI配線215に接続されている。 The cathode of the light emitting unit thyristor through a resistor R I current limiting, and is connected to the light emitting signal phi I wirings 215.
図1では、クロックパルスは2相φ1,φ2であるが、3相以上でもよい。一般に、多点点灯型自己走査型発光素子アレイにおいてクロックパルスをM相とした場合、M個おきにしか発光部サイリスタが存在しないため、1画素あたり、M+1個の発光部サイリスタが必要となり、集積度を高めにくかった。また、シフト部サイリスタは、M個おきにしかデータが書き込めないため、データ転送が遅いという問題点があった。 In FIG. 1, the clock pulse has two phases φ1 and φ2, but may have three or more phases. In general, in a multi-point lighting self-scanning light emitting element array, when the clock pulse is set to M phase, there are only M light emitting unit thyristors for every M, so that M + 1 light emitting unit thyristors are required per pixel and integrated. It was difficult to increase the degree. Further, the shift unit thyristor has a problem that data transfer is slow because data can be written only every M pieces.
さらに、この多点点灯型自己走査型発光素子アレイを光プリンタヘッドとして使う場合、自己走査型発光素子アレイチップを搭載した基板と駆動回路基板とを分離した構造とすると、1チップあたり1本の画像データφS配線をチップ搭載基板から取り出さなければならない。例えば、M=4のチップを60個使った光プリンタヘッド(1200dpi,256発光点のチップ60個で、A3用ヘッドの大きさに相当)では、データφS配線が60本、その他の駆動配線7本(φ1〜φ4,VGA,GND,φI)の併せて67本の配線が必要である。
Further, when this multi-point lighting type self-scanning light-emitting element array is used as an optical printer head, if the substrate on which the self-scanning light-emitting element array chip is mounted and the driving circuit board are separated, one piece per chip is used. image data phi S line must be removed from the chip mounting board. For example, M = 4
また、この多点点灯型自己走査型発光素子アレイは、全発光点が同時に点灯できる構造となっているため、1チップ256発光点が全点灯した場合、各発光点に電流が10mAずつ流れると、発光信号φI配線には2.56Aの電流が流れることとなり、φI配線は相当の電流容量が必要である。また、ヘッドとしても、60チップで150Aであり、φI配線を駆動するドライバはやはり相当な駆動能力を要する。
In addition, since this multi-point lighting type self-scanning light emitting element array has a structure in which all the light emitting points can be turned on at the same time, when all the light emitting points of one
本発明の目的は、画像データの転送速度が速い自己走査型発光素子アレイチップを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a self-scanning light emitting element array chip having a high image data transfer rate.
本発明の他の目的は、光書込みヘッドの配線数を少なくすることのできる自己走査型発光素子アレイチップを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a self-scanning light emitting element array chip capable of reducing the number of wirings of an optical writing head.
本発明の他の目的は、発光点の全部が同時に点灯することのない構造の自己走査型発光素子アレイチップを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a self-scanning light emitting element array chip having a structure in which all of the light emitting points do not light simultaneously.
本発明の他の目的は、上記のような自己走査型発光素子アレイチップを用いた光書込みヘッドを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an optical writing head using the self-scanning light emitting element array chip as described above.
本発明の他の目的は、上記の自己走査型発光素子アレイチップおよび光書込みヘッドの駆動方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a driving method of the self-scanning light emitting element array chip and the optical writing head.
本発明の他の目的は、上記の光書込みヘッドを用いた光プリンタを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an optical printer using the above optical writing head.
請求項1に係る発明は、P+1個(Pは整数)の第1の3端子発光サイリスタを1次元に配列し、隣接する第1のサイリスタのゲートをダイオードで互いに接続し、各ゲートをゲート負荷抵抗を介して電源配線に接続し、各第1のサイリスタのアノード/カソードを、M相(Mは2以上の整数)のクロックパルスを与えるM本のクロックパルス配線に、抵抗を介して位相を1つずつずらして接続し、1番目の第1のサイリスタのゲートに画像データ入力端子を接続したシフト部と、P個の第2の3端子発光サイリスタを1次元に配列し、各第2のサイリスタのゲートを、前記シフト部の対応する2番目からの第1のサイリスタのゲートに接続し、前記P個の第2のサイリスタを、連続するP/N個ずつのN個のグループに分け、N本の発光信号線に対し、n番目のグループ(1≦n≦N)の各第2のサイリスタのアノード/カソードを、抵抗を介してn番目の発光信号配線に接続した発光部と、を備える自己走査型発光素子アレイチップである。According to the first aspect of the present invention, P + 1 (P is an integer) first three-terminal light-emitting thyristors are arranged one-dimensionally, the gates of adjacent first thyristors are connected to each other by a diode, and each gate is connected to a gate load. Connect to the power supply wiring via a resistor, and connect the anode / cathode of each first thyristor to M clock pulse wirings that provide M-phase (M is an integer of 2 or more) clock pulses via the resistance. A shift unit in which the image data input terminal is connected to the gate of the first first thyristor and the P second three-terminal light-emitting thyristors are arranged one-dimensionally in a one-dimensional manner. Connecting the gates of the thyristors to the gates of the second to first thyristors corresponding to the shift unit, and dividing the P second thyristors into N groups of P / N consecutive, N luminous signals A self-scanning light-emitting device comprising: a light-emitting unit that connects the anode / cathode of each second thyristor of the n-th group (1 ≦ n ≦ N) to the n-th light-emitting signal wiring through a resistor with respect to the line; It is an element array chip.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の自己走査型発光素子アレイチップであって、前記N個は2個であり、一方のグループの各第2のサイリスタのアノード/カソードを、抵抗を介して第1の発光信号配線に接続し、他方のグループの各第2のサイリスタのアノード/カソードを、抵抗を介して第2の発光信号配線に接続した、自己走査型発光素子アレイチップである。The invention according to
請求項3に係る発明は、1次元に配列された複数個の請求項2に記載の自己走査型発光素子アレイチップと、前記全てのチップの電源配線が接続される1本の共通電源配線と、前記全てのチップの第1の発光信号配線が接続される1本の第1の共通発光信号配線と、前記全てのチップの第2の発光信号配線が接続される1本の第2の共通発光信号配線と、前記複数個のチップを、連続するM個ずつのブロックに分け、各ブロックのチップのM本のクロックパルス配線が位相を1つずつずらして接続されるM本の共通クロックパルス配線と、各ブロックの全てのチップの画像データ入力端子がそれぞれ接続される複数本の共通データ配線と、を備える光書込みヘッドである。The invention according to
請求項4に係る発明は、1次元に配列された複数個の請求項2に記載の自己走査型発光素子アレイチップと、前記全てのチップの電源配線が接続される1本の共通電源配線と、前記各チップの第1および第2の発光信号配線にそれぞれ第1および第2の発光信号を供給するドライバ回路と、前記複数個のチップを、連続するM個ずつのブロックに分け、各ブロックのチップのM本のクロックパルス配線が位相を1つずつずらして接続されるM本の共通クロックパルス配線と、各ブロックの全てのチップの画像データ入力端子がそれぞれ接続される複数本の共通データ配線と、を備える光書込みヘッドである。 According to a fourth aspect of the present invention, a plurality of self-scanning light emitting element array chips according to the second aspect arranged in a one-dimensional manner, and one common power source wiring to which the power source wirings of all the chips are connected, The driver circuit for supplying the first and second light emission signals to the first and second light emission signal wirings of each chip, and the plurality of chips are divided into M consecutive blocks. M clock pulse wirings of M chips connected to each other by shifting the phase one by one, and a plurality of common data to which image data input terminals of all the chips of each block are respectively connected. And an optical writing head comprising wiring.
請求項5に係る発明は、前記ドライバ回路は、データ信号が入力され、複数の並列出力に信号が出力されるシフトレジスタと、前記シフトレジスタの各出力と、データ幅信号とのORをとるORゲートと、前記ORゲートの出力に基づいて、発光信号を出力する電流バッファと、を有する、請求項4に記載の光書込みヘッドである。
According to a fifth aspect of the present invention, the driver circuit receives a data signal and outputs a signal to a plurality of parallel outputs, OR of each output of the shift register and a data width signal. The optical writing head according to
請求項6に係る発明は、1次元に配列された複数個の請求項2に記載の自己走査型発光素子アレイチップと、前記全てのチップの電源配線が接続される1本の共通電源配線と、前記全てのチップの発光信号配線が接続される1本の共通発光信号配線と、前記複数個のチップを、連続するM個ずつのブロックに分け、各ブロックのチップのM本のクロックパルス配線が位相を1つずつずらして接続されるM本の共通クロックパルス配線と、各ブロックの全てのチップの画像データ入力端子がそれぞれ接続される複数本の共通データ配線と、前記各チップの発光許可信号配線に発光許可信号を供給するドライバ回路と、を備える光書込みヘッドである。 According to a sixth aspect of the present invention, a plurality of self-scanning light emitting element array chips according to the second aspect arranged in a one-dimensional manner, and one common power supply wiring to which the power supply wirings of all the chips are connected, The common light emission signal wiring to which the light emission signal wirings of all the chips are connected and the plurality of chips are divided into M consecutive blocks, and M clock pulse wirings of the chips of each block M common clock pulse wirings that are connected with a phase shift by one, a plurality of common data wirings to which image data input terminals of all chips of each block are connected, and light emission permission of each chip And a driver circuit that supplies a light emission permission signal to the signal wiring.
請求項7に係る発明は、前記ドライバ回路は、データ信号が入力され、複数の並列出力に信号が出力されるシフトレジスタと、前記シフトレジスタからの出力される各信号に基づいて、発光許可信号を出力する電流バッファと、を有する、請求項6に記載の光書込みヘッドである。
According to a seventh aspect of the present invention, the driver circuit includes a shift register that receives a data signal and outputs signals to a plurality of parallel outputs, and a light emission permission signal based on each signal output from the shift register. The optical write head according to
請求項8に係る発明は、請求項3,4,5,6または7に記載の光書込みヘッドを用いた光プリンタである。
The invention according to
本発明によれば、画像データの転送速度が速く、かつ全部の発光点が同時に発光することのない自己走査型発光素子アレイチップを提供することができ、さらには、光プリンタヘッドの配線数を少なくすることのできる自己走査型発光素子アレイチップを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a self-scanning light-emitting element array chip that has a high image data transfer speed and that does not emit all the light emitting points simultaneously. A self-scanning light-emitting element array chip that can be reduced can be provided.
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.
本実施例の256発光点の自己走査型発光素子アレイチップの等価回路を図2に示す。4相クロックパルスφ1,φ2,φ3,φ4を用いる例である。図からわかるように、シフト部サイリスタTと発光部サイリスタLとは1対1に対応している。図中1は、シフト部を構成する1単位を示し、サイリスタ41,抵抗42,44,ダイオード43よりなり、2は発光部を構成する1単位を示し、サイリスタ45,抵抗46よりなる。また図中、17は電源VGA端子,14はデータφS入力端子、10はクロックパルスφ1端子、11はクロックパルスφ2端子、12はクロックパルスφ3端子、13はクロックパルスφ4端子、18はGND端子である。47は、データφS入力端子14に接続された電流制限用抵抗である。
FIG. 2 shows an equivalent circuit of the self-scanning light emitting element array chip having 256 light emitting points in this embodiment. In this example, four-phase clock pulses φ1, φ2, φ3, and φ4 are used. As can be seen from the figure, the shift unit thyristor T and the light emitting unit thyristor L have a one-to-one correspondence. In the figure, 1 indicates one unit constituting the shift unit, which is composed of a
φI配線は、中央で左右に分かれている。左側のφI配線を215で、右側のφI配線を216で示す。これら配線は、左側のφIL端子15,右側のφIR端子16にそれぞれ接続されている。 φ I wiring is divided into left and right in the middle. The left side of phi I wiring 215, showing the right side of phi I wiring 216. These wires are left phi I L terminals 15 are connected to the right side of phi I R terminal 16.
図1のチップを、p型基板上のPNPN構造で実現した構造を、図3,図4に示す。図3は、チップの平面図、図4(A),(B)は、1対1に対応しているシフト部の1単位と発光部の1単位とを示す平面図およびX−X線断面図である。 A structure in which the chip of FIG. 1 is realized by a PNPN structure on a p-type substrate is shown in FIGS. FIG. 3 is a plan view of the chip, and FIGS. 4A and 4B are a plan view and a cross-sectional view taken along line XX showing one unit of the shift unit and one unit of the light emitting unit corresponding one-to-one. FIG.
この自己走査型発光素子アレイチップは、p型GaAs基板30上に、p型GaAsアノード層31,n型GaAsゲート層32,p型GaAsゲート層33,n型GaAsカソード層34が順次積層されて、PNPN構造を形成している。図中、35はn型用オーミック電極、36はp型用オーミック電極、37は裏面電極である。
In this self-scanning light emitting element array chip, a p-type
図2の自己走査型発光素子アレイチップを駆動する駆動波形の一例を、図5〜図8に示す。図5,図6,図7,図8の順に波形が連続している。 Examples of drive waveforms for driving the self-scanning light emitting element array chip of FIG. 2 are shown in FIGS. The waveforms are continuous in the order of FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, and FIG.
画像データφSを、クロックパルスφ1がLとなるタイミングでHとすると、シフト部サイリスタT1がオンする。また、データφSをLにすると、シフト部サイリスタT1はオンしない。サイリスタT1のオン状態は、クロックパルスφ2がLとなることでサイリスタT2に移り、クロックパルスφ3,φ4を順にLとすることで、オン状態はサイリスタT3からサイリスタT4へと移る。続いて、クロックパルスφ1が再びLとなったとき、オン状態はサイリスタT5に移り、このタイミングでデータφS端子14にデータφSを与えることで、サイリスタT1のオン/オフが決まる。この動作を繰り返し、最初のデータがサイリスタT256まで移ったところで、図5に示すように、クロックパルスφ4の電圧をLに固定し(クロックパルスφ1〜φ3はH)、発光信号φILをLとすると、オンしているシフト部サイリスタに対応する発光部サイリスタL4n(n=1〜32)が同時に点灯する。続いて、発光信号φILをHとした後、発光信号φIRをLとすることで、サイリスタL4n(n=33〜64)が同時に点灯する。 Image data phi S, when the clock pulse φ1 is an H at the timing at which L, the shift unit thyristor T 1 is turned on. Further, when the data phi S L, and the shift unit thyristor T 1 is not turned on. The on state of the thyristor T 1 is shifted to the thyristor T 2 when the clock pulse φ 2 becomes L, and the on state is shifted from the thyristor T 3 to the thyristor T 4 by sequentially setting the clock pulses φ 3 and φ 4 to L. Then, when the clock pulse φ1 becomes again L, the ON state passes to the thyristor T 5, by giving data phi S to the data phi S terminal 14 at this timing, it determines the on / off thyristors T 1. This operation is repeated, where the initial data has moved to the thyristors T 256, as shown in FIG. 5, to fix the voltage of the clock pulse φ4 to L (clock pulse φ1~φ3 is H), a light emission signal phi I L When L, the light emitting unit thyristor L 4n (n = 1 to 32) corresponding to the shift unit thyristor that is turned on is turned on simultaneously. Subsequently, by setting the light emission signal φ I L to H and then setting the light emission signal φ I R to L, the thyristor L 4n (n = 33 to 64) is turned on simultaneously.
次にクロックパルスφ1〜φ4および発光信号φIR,φILをすべてHにしたのち、図6に示すように、データφS端子14にデータを与えながら最初のデータがサイリスタT255まで移ったところでクロックパルスφ3の電圧をLに固定し(クロックパルスφ1,φ2,φ4はH)、サイリスタL4n−1(n=1〜32および33〜64)を点灯させる。 Then the clock pulse φ1~φ4 and emission signals phi I R, After all the phi I L H, as shown in FIG. 6, moves the first data until thyristor T 255 while applying data to the data phi S terminal 14 The voltage of the clock pulse φ3 is fixed at L (clock pulses φ1, φ2, and φ4 are H), and the thyristor L 4n−1 (n = 1 to 32 and 33 to 64) is turned on.
続いて、図7に示すように、サイリスタT254まで移ったところでクロックパルスφ2の電圧をLに固定し(クロックパルスφ1,φ3,φ4はH)、サイリスタL4n−2(n=1〜32および33〜64)を点灯させる。 Subsequently, as shown in FIG. 7, when the thyristor T 254 is reached, the voltage of the clock pulse φ2 is fixed to L (clock pulses φ1, φ3, and φ4 are H), and the thyristor L 4n−2 (n = 1 to 32). And 33 to 64) are turned on.
続いて、図8に示すように、サイリスタT253まで移ったところでクロックパルスφ1の電圧をLに固定し(クロックパルスφ2,φ3,φ4はH)、サイリスタL4n−3(n=1〜32および33〜64)を点灯させる。 Then, as shown in FIG. 8, when the thyristor T 253 is reached, the voltage of the clock pulse φ1 is fixed to L (clock pulses φ2, φ3, and φ4 are H), and the thyristor L 4n-3 (n = 1 to 32). And 33 to 64) are turned on.
以上のような構造および駆動方法により、256個の発光点を8回にわけて最大32個ずつ点灯させることができる。したがって、チップの発光信号配線215,216には大きな電流が流れることはない。
With the structure and driving method as described above, 256 light-emitting points can be lit up to 32 times in 8 steps. Therefore, a large current does not flow through the light emitting
図9は、この自己走査型発光素子アレイチップを用いた光プリンタヘッドの構成を示す。図9(A)は、1個のチップの端子(ボンディングパッド)の配置を、図9(B)は光プリンタヘッドの等価回路を示す。図9(A)において、60は、発光点アレイを示す。
FIG. 9 shows a configuration of an optical printer head using the self-scanning light emitting element array chip. FIG. 9A shows an arrangement of terminals (bonding pads) of one chip, and FIG. 9B shows an equivalent circuit of the optical printer head. In FIG. 9A,
光プリンタヘッドを組み立てるとき、4個のチップを1ブロックとして接続した。ここで、チップ数4個は、φ1〜φ4の4本のクロック配線数に対応して決めている。図9(B)において、チップは#1〜#10まで描いてあるが、チップ#1〜4が第1ブロック、チップ#5〜8が第2ブロックである。
When assembling the optical printer head, four chips were connected as one block. Here, the number of chips is determined in accordance with the number of four clock wirings φ1 to φ4. In FIG. 9B, the chips are drawn from # 1 to # 10, but the
まず、すべてのチップの発光信号φIL端子15,発光信号φIR端子16,電源VGA端子17,裏面共通電極端子18は、それぞれφIL配線115,φIR配線116,電源VGA配線117,GND配線118に接続される。
First, the light emission signal phi I L terminals 15 of all the chips, the light emission signal phi I R terminal 16, a power supply V GA terminal 17, the backside
第1ブロックのチップのデータφS端子14は、第1のデータφS配線114−1に、第2ブロックのチップのデータφS端子14は、第2のデータ入力配線114−2に、第3ブロックのチップのデータφS端子14は、第3のデータ入力配線114−3に接続されている。 The data φ S terminal 14 of the first block chip is connected to the first data φ S wiring 114-1, and the data φ S terminal 14 of the second block chip is connected to the second data input wiring 114-2. 3 blocks of chips of the data phi S terminal 14 is connected to a third data input lines 114-3.
第1,第2ブロックの1番目のチップ#1,#5のクロックパルスφ1端子10,φ2端子11,φ3端子12,φ4端子13は、順にそれぞれ各クロックパルス配線110,111,112,113に接続されている。
The clock
第1,第2ブロックの2番目のチップ#2,#6のクロックパルスφ1端子10,φ2端子11,φ3端子12,φ4端子13は、順にそれぞれ各クロックパルス配線111,112,113,110に接続されている。
The clock
第1,第2ブロックの3番目のチップ#3,#7のクロックパルスφ1端子10,φ2端子11,φ3端子12,φ4端子13は、順にそれぞれ各クロックパルス配線112,113,110,111に接続されている。
The clock
第1,第2ブロックの4番目のチップ#4,#8のクロックパルスφ1端子10,φ2端子11,φ3端子12,φ4端子13は、順にそれぞれ各クロックパルス配線113,110,111,112に接続されている。
The clock
さて、このチップ列に図10で示す電圧波形φ(110),φ(111),φ(112),φ(113),φS(114),φIL(115),φIR(116)を与える。数字は、図9(A)の配線の番号を示している。 Now, the voltage waveform shown in FIG. 10 in the chip sequence φ (110), φ (111 ), φ (112), φ (113), φ S (114), φ I L (115), φ I R (116 )give. The numerals indicate the wiring numbers in FIG.
各チップ毎にクロックパルス配線110〜114とクロックパルス端子10〜14の接続が異なるため、各チップ#1〜#4が受ける電圧波形は、それぞれ図11〜図14に示すようになる。すなわち、クロックパルスφ(110)がLとなることにより、チップ#1のクロックパルスφ1がLとなり、画像データφS(114−1)の第1データS1がチップ#1のシフト部サイリスタT1に読み込まれる。次にチップ#1のクロックパルスφ2がLとなることで、第1データS1はチップ#1のシフト部サイリスタT2に移され、同時にチップ#2のシフト部サイリスタT1に画像データφS(114−1)の第2データS2が読み込まれる。このように、順に画像データφS(114−1)のデータは各チップ#1〜#4のシフト部サイリスタT1に読み込まれ、順に隣に移されていく。このことにより、シリアルデータである画像データは、後ろ詰めで各チップのシフト部サイリスタ上にオン/オフの状態として展開される。第1データS1がチップ#1の最終ビット(256番)まで達すると、転送を止め、発光信号φILをLとし、各チップ#1〜#4の左半分のシフト部情報を発光点の発光/非発光で出力する。続いて発光信号φILをHとした後、発光信号φIRをLとすることで、チップ右半分のシフト部情報を発光点の発光/非発光で出力する。
Since the connections of the clock pulse wirings 110 to 114 and the
次に、一度全クロックパルスをHとし、全データをリセットした後、今度は、図15に示すように、クロックパルスφ(111),(112),(113),(110)の順でLとする波形を加えながら、画像データをチップ上に展開し、発光部を点灯させる。 Next, once all clock pulses are set to H and all data is reset, this time, as shown in FIG. 15, L in the order of clock pulses φ (111), (112), (113), (110). While adding the waveform, the image data is developed on the chip and the light emitting unit is turned on.
続いて、図16に示すように、クロックパルスφ(112),(113),(110),(111)の順でLとする波形を加えながら、画像データをチップ上に展開し、発光部を点灯させる。 Subsequently, as shown in FIG. 16, the image data is developed on the chip while adding the waveforms of L in the order of the clock pulses φ (112), (113), (110), and (111), and the light emitting unit Lights up.
最後に、図17に示すように、クロックパルスφ(113),(110),(111),(112)の順でLとする波形を加えながら画像データをチップ上に展開し、発光部を点灯させる波形を与えることにより、1ラインのうち4チップの受け持つ全データがチップ上に展開され、発光として出力される。 Finally, as shown in FIG. 17, the image data is developed on the chip while adding the waveforms of L in the order of clock pulses φ (113), (110), (111), (112), and the light emitting unit is By giving a waveform to be lit, all data handled by four chips in one line is developed on the chip and output as light emission.
このときのデータの展開の仕方を図18に示す。図中、縦の列はチップ#1〜4を表す。チップ#1には[00]、チップ#2には[01]、チップ#3には[02]、チップ#4には[03]という番地を振って示す。また、横の行は、各チップの発光点番号を示す。発光点番号は、データ端子側が若い番号になるように振られている。発光点は256個で、番地は[00]〜[FF]とした。各d(xxyy)の表記は、[xx]番地のチップの[yy]番地の発光点の画像データ(0/1)を示す。
FIG. 18 shows how the data is developed at this time. In the figure, vertical columns represent
図18において、データ展開は、左上のブロックの発光点d(00FF)から、矢印で示すように、右下のブロックの発光点d(0200)まで行われる。 In FIG. 18, data expansion is performed from the light emission point d (00FF) of the upper left block to the light emission point d (0200) of the lower right block as indicated by an arrow.
図18のデータ展開を数式で表すと、
P個の発光点/チップ,Q個のチップ/ブロックとして、C番目のチップのN番目の発光点に書き込むデータを、1本のデータφS配線でシリアルに伝送する場合のD番目のデータに対応させると、
When the data expansion of FIG.
P number of light emitting points / chips, as Q chips / block, the data to be written to C-th N-th light emitting points of the chip, the D-th data when transmitted serially over a single data phi S lines Correspondingly,
となる。なお、Qはクロックパルスの相数Mに等しくなるように選ばれる。 It becomes. Note that Q is selected to be equal to the number M of clock pulse phases.
実際には、このデータ展開は1通りではなく、どのチップからデータを与え始めるか、右上方向にデータを拾っていく(図18の例)か、左上方向に拾っていくかによってなん通りかの展開方法がある。このため、より一般的には、 Actually, this data expansion is not one way, but depending on which chip starts to give data, picks up data in the upper right direction (example in FIG. 18), or picks up data in the upper left direction. There is a deployment method. For this reason, more generally,
なお、データの順序によって、クロックパルスφ1〜φ4の与え方も変える必要がある。また、チップ番号の順にチップを配列する必要は必ずしもない。 In addition, it is necessary to change how to give the clock pulses φ1 to φ4 depending on the order of data. Further, it is not always necessary to arrange the chips in the order of the chip numbers.
さらに、データを2回以上に分けて送ってもよい。例えば、図18では4発光点に1個の割合でデータを書き込んだが、図19に示すように8発光点に1個の割合で書き込んでも良い。このようにデータを分けて書き込むことにより、同時に点灯する発光点数が減るため、ヘッドの光出力は減るが、最大駆動電流を小さくできるため駆動回路の能力が小さくて済む。 Further, the data may be sent in two or more times. For example, in FIG. 18, data is written at a rate of 1 for 4 light emitting points, but may be written at a rate of 1 for 8 light emitting points as shown in FIG. By writing the data separately in this way, the number of light emitting points that are turned on at the same time is reduced, so that the light output of the head is reduced. However, the maximum drive current can be reduced, so that the capacity of the drive circuit can be reduced.
いま、図18のデータ展開方法を用いて1200dpi,A3横サイズを毎分100枚(500mm/s)で印字する場合、1ラインに与えられた時間は、約61.4μsである。4回のデータ展開・露光で1本のラインを描くので、1回分に与えられる時間は、61.4/4=15.4μsとなる。さて、1回のデータ展開には、1回の転送に50ns必要として、12.8μsが必要となる。したがって、露光に与えられる時間は、15.4−12.8=2.6μsであり、発光信号φI配線を左右に分けるので、t=1.3μsの露光時間となる。1発光点あたりの光出力をp=50μW、画素面積S=(21.15μm)2としたときの露光量は、pt/S=0.14J/m2となる。さらに結像用に透過率4%のロッドレンズを用いたときの露光量は、5.5mJ/m2となる。これは、標準的な感光ドラムを感光させるのに十分な露光量である。 Now, when printing at 1200 dpi, A3 horizontal size at 100 sheets per minute (500 mm / s) using the data development method of FIG. 18, the time given to one line is about 61.4 μs. Since one line is drawn by four times of data development / exposure, the time given to one time is 61.4 / 4 = 15.4 μs. Now, one data development requires 50 ns for one transfer and 12.8 μs. Therefore, the time given to the exposure is 15.4-12.8 = 2.6μs, since dividing the emission signal phi I line to the left and right, the exposure time of t = 1.3 .mu.s. When the light output per light emitting point is p = 50 μW and the pixel area S = (21.15 μm) 2 , the exposure amount is pt / S = 0.14 J / m 2 . Further, when a rod lens having a transmittance of 4% is used for imaging, the exposure amount is 5.5 mJ / m 2 . This is an exposure amount sufficient to expose a standard photosensitive drum.
本実施例では、2つのグループに分けた自己走査型発光素子アレイチップの例について説明したが、1つであっても、あるいは3つ以上のグループに分けても同様な効果が得られる。 In this embodiment, an example of the self-scanning light-emitting element array chip divided into two groups has been described. However, the same effect can be obtained even if there is one or three or more groups.
実施例1では、M本のクロックパルス配線のある自己走査型発光素子アレイチップを使って、M個のチップを1ブロックとすることで、データφS配線114の数をMチップあたり1本で済むようにした。本実施例では、2M個のチップに対して1本のデータφS配線で済むようにする。 In Example 1, by using a self-scanning light-emitting element array chip with the M clock pulse wire, the M chips by one block, the number of data phi S line 114 by one per M chip I finished it. In this embodiment, to avoid a single data phi S wired to 2M chips.
このような自己走査型発光素子アレイチップの等価回路図を、図20に示す。この回路では、シフト部のサイリスタT0が図2の等価回路に付け加わり、クロックパルスφ1〜φ4配線へ各シフト部サイリスタの結線が1個ずつずれている。また、チップ結線は、図21に示すようにチップ#1〜#8を第1ブロックとして、各チップのデータφS入力端子14は、データφS配線114−1に接続されている。
An equivalent circuit diagram of such a self-scanning light emitting element array chip is shown in FIG. In this circuit, the thyristor T 0 of the shift portion Tsukekuwawari in the equivalent circuit of FIG. 2, connection of the shift unit thyristors are shifted one by one to the clock pulses φ1~φ4 wiring. The chip connection is a
チップ#1のφ1端子10,φ2端子11,φ3端子12,φ4端子13は、順にそれぞれ各クロックパルスφ配線110,111,112,113に接続されている。
The
チップ#2のφ1端子10,φ2端子11,φ3端子12,φ4端子13は、順にそれぞれ各クロックパルスφ配線111,112,113,110に接続されている。
The
チップ#3のφ1端子10,φ2端子11,φ3端子12,φ4端子13は、順にそれぞれ各クロックパルスφ配線112,113,110,111に接続されている。
The
チップ#4のφ1端子10,φ2端子11,φ3端子12,φ4端子13は、順にそれぞれ各クロックパルスφ配線113,110,111,112に接続されている。
The
チップ#5のφ1端子10,φ2端子11,φ3端子12,φ4端子13は、順にそれぞれ各クロックパルスφ配線110,113,112,111に接続されている。
The
チップ#6のφ1端子10,φ2端子11,φ3端子12,φ4端子13は、順にそれぞれ各クロックパルスφ配線113,112,111,110に接続されている。
The
チップ#7のφ1端子10,φ2端子11,φ3端子12,φ4端子13は、順にそれぞれ各クロックパルスφ配線112,111,110,113に接続されている。
The
チップ#8のφ1端子10,φ2端子11,φ3端子12,φ4端子13は、順にそれぞれ各クロックパルスφ配線111,110,113,112に接続されている。
The
その他の配線は、図9と同じである。 Other wirings are the same as those in FIG.
ここで、クロックパルスφ配線110,111,112,113は、チップ#1〜#4では、
Here, the clock
の順番でφ1〜φ4端子に接続されている。 Are connected to the φ1 to φ4 terminals in this order.
一方、チップ#5〜#8は、
On the other hand,
の順番でφ1〜φ4端子に接続されている。表1に比べて、矢印の方向が逆になる。 Are connected to the φ1 to φ4 terminals in this order. Compared to Table 1, the direction of the arrow is reversed.
4本のクロックパルスφ配線110,111,112,113では、
In the four clock
の順番でLパルスが与えられたときに、チップ#1〜#4ではデータが回路図の右方向に転送される。
When L pulses are given in this order, data is transferred in the right direction of the circuit diagram in the
また、 Also,
の順番でLパルスが与えられたときに、チップ#5〜#8ではデータが回路図の右方向に転送される。
When the L pulses are given in this order, data is transferred in the right direction of the circuit diagram in the
したがって、表3または表4のように4本のクロックパルスφ配線のLパルスを与えると、チップ#1〜#4か、チップ#5〜#8のいずれかは、サイリスタT0がオンしてもデータを右側に送れず、結局無効となる。したがって、表3,表4のようにLパルスを与える順番を切り換えれば、1本のデータφS配線から8チップに対してデータを分配できる。
Thus, given a L pulse of Table 3 or 4 clock pulses φ wiring as shown in Table 4, the
実施例2のチップ構成2つ分を1チップの中に組み込んだ例を図22に示す。図からわかるように、シフト部サイリスタT128とT129との間でシフト部が2つに分かれている。図において、右側のシフト部には、データφS入力端子19が設けられる。なお、図20とは異なり、φI配線は左右に分けることなく、1本のφI配線としている。 FIG. 22 shows an example in which two chip configurations of the second embodiment are incorporated in one chip. As can be seen from the figure, the shift section is divided into two sections between the shift section thyristors T128 and T129 . In the figure, on the right side of the shift unit, the data phi S input terminal 19 is provided. Unlike the FIG. 20, phi I wiring without divided into right and left, and a one phi I wiring.
この回路では、φ1→φ2→φ3→φ4→φ1の順でパルスを与えると、左半分の回路で発光点が右方向にシフトしていき、φ1→φ4→φ3→φ2→φ1の順でパルスを与えると、右半分の回路で発光点が左方向にシフトしていくことになる。 In this circuit, when pulses are given in the order of φ1 → φ2 → φ3 → φ4 → φ1, the light emitting point is shifted to the right in the left half circuit, and pulses are given in the order of φ1 → φ4 → φ3 → φ2 → φ1. , The light emission point shifts to the left in the right half circuit.
このチップを使うことにより、左半分の128ビット分のデータ書込みと、右半分の128ビットのデータの書込みとを、クロックパルスφ1〜φ4の順番によって別々に行えるため、φI配線を分ける必要がない。この構成は、シフト部のサイリスタ間の結合にダイオード結合を使っているが、抵抗結合でも良い。
By using this chip, the writing of
図23に示すように、チップにデータ出力端子20を設けることにより、複数のチップを1つのチップのように扱える。なお、このチップは、図2のチップにおいて発光信号φI配線を1本にしたものである。図24には、4個のチップを1チップとして扱い、16チップで1ブロックとした例を示す。
As shown in FIG. 23, by providing the
図からわかるように、4個のチップ間で、データ出力端子20が、隣接するチップのデータ入力端子14に接続されている。また、4個のチップ単位で、φ1端子10,φ2端子11,φ3端子12,φ4端子13は、クロックパルスφ配線110,111,112,113に、接続状態を変えて結線されている。
As can be seen from the figure, the
実施例1の光プリンタヘッド(図9)を駆動する場合を考える。A3サイズ用ヘッドで60チップ、1チップあたり256発光点として、最大この発光点の1/8が一斉に点灯する。すなわち、最大1920発光点が同時に点灯することになる。1発光点あたり10mAの電流が流れるとして、19Aもの電流をφIドライバは駆動しなければならない。このためには大きな電流駆動能力のドライバ回路を準備し、また、配線抵抗などによる電圧降下の影響を極力避けなければならない。たとえば、−3.3Vの電源電圧で駆動する場合、全点灯と無点灯時の電圧降下の差を1%に抑えるには、配線抵抗も含む電源の出力インピーダンスを2mΩ程度に抑えなければならず、実現にはコストがかかる。 Consider the case of driving the optical printer head (FIG. 9) of the first embodiment. With the A3 size head, 60 chips per chip, and 256 light emitting points per chip, a maximum of 1/8 of the light emitting points are lit up simultaneously. That is, a maximum of 1920 light emission points are turned on simultaneously. As 10mA of current per light emitting points through the 19A stuff current phi I driver must drive. For this purpose, a driver circuit having a large current driving capability must be prepared, and the influence of a voltage drop due to wiring resistance or the like must be avoided as much as possible. For example, when driving with a power supply voltage of −3.3 V, the output impedance of the power supply including the wiring resistance must be suppressed to about 2 mΩ in order to suppress the difference in voltage drop between full lighting and non-lighting to 1%. , Costly to realize.
そこで、図25に示すように、図20のチップを用いて、各チップの左右のφIL端子15,φIR端子16を、ドライバIC200の端子(201−1)〜(201−20)に接続した。なお、出力端子の数は、120個であるが、図を簡単にするため、20個のみ示してある。このようにチップ単位で発光信号φIL,φIRを供給することにより、同時に点灯する発光点は最大32個となり、高々320mAの電流を駆動すればよい。 Therefore, as shown in FIG. 25, using a chip in FIG. 20, phi I L terminals 15 of the right and left of each chip, a phi I R terminal 16, the terminal of the driver IC200 (201-1) ~ (201-20) Connected to. The number of output terminals is 120, but only 20 are shown for the sake of simplicity. Emission signal thus per chip phi I L, by supplying phi I R, the light emitting point is maximum 32 to light up simultaneously, may be at most driving a current of 320 mA.
このドライバIC200とチップとの間の配線数は、本実施例の場合、1チップあたり2本であり、60チップの場合120本の結線が必要となるため、ドライバIC200をヘッドに内蔵することが望ましい。また、ドライバIC200は、チップ搭載基板の長手方向の両端または片端におかれることが望ましい。
In the case of this embodiment, the number of wirings between the
ドライバIC200の構成例を図26に示す。図面を簡単にするため、ドライバは12個の出力端子を有するものとする。ドライバIC200は、1個のシフトレジスタ210,12個のORゲート211,12個の電流バッファ212から構成されている。シフトレジスタ210を、シフトレジスタコントロール端子202(クロック入力),203(クリア),205(シフトレジスタデータ入力)がコントロールする。各ビットの出力は、ORゲート211で、データ幅入力204とORをとり、電流バッファ212を介して出力される。
A configuration example of the
駆動波形例を図27に示す。図27は、8チップを1ブロックとしてデータをシフト部に書き込んだ後、発光信号φIL,φIR配線毎に順次点灯するように、発光信号φIL,φIR(211−1)〜(211−12)が順にLになる。これらの発光信号は、クリア信号V(203),クロック信号V(202),データ幅信号V(204),データ信号V(205)によってコントロールされる。本実施例では、クロック信号V(202)とデータ幅信号V(204)とは同じ波形とした。 An example of drive waveforms is shown in FIG. In FIG. 27, after writing data into the shift unit with 8 chips as one block, the light emission signals φ I L, φ I R (211-1) are sequentially turned on for each light emission signal φ I L, φ I R wiring. ) To (211-12) sequentially become L. These light emission signals are controlled by a clear signal V (203), a clock signal V (202), a data width signal V (204), and a data signal V (205). In this embodiment, the clock signal V (202) and the data width signal V (204) have the same waveform.
さて、シフト部へのデータ展開が終わるときに、クリア信号V(203)をLとし、シフトレジスタ210をクリアする。次にシフトレジスタ入力データ信号V(205)をLとし、クロック信号V(202)で、Lのデータをシフトレジスタの1段目に格納する。このL出力と、データ幅信号V(204)のORが発光信号φIL(201−1)となって出力される。続いて、クロック信号V(202)がHとなり、再びLとなると、シフトレジスタのLデータは第2ビットに転送され、発光信号φIR(201−2)が出力される。ここで、各φI配線がLとなる時間はデータ幅信号V(204)で決められるため、チップ毎の光量の時間積分量を調整することができる。
When the data development to the shift unit is completed, the clear signal V (203) is set to L and the
本実施例では、シフトレジスタを用いた回路を示したが、カウンタ+デコーダを用いてもよく、また、デコーダだけでもよい。 Although a circuit using a shift register is shown in this embodiment, a counter + decoder may be used, or only a decoder may be used.
実施例5の光プリンタヘッド(図25)では、1チップあたり2個の320mAを駆動できるドライバが必要となる。大電流を駆動できるドライバはオン抵抗を小さくするためチップ面積が大きくなる。このようなドライバが120個必要とされ、ドライバICのコストが高くなる。そこで、大電流を駆動するドライバの個数を減らすために図28のチップを構成した。図2のチップの構成とは、シフト部サイリスタ41と発光部サイリスタ45との間に抵抗48が設けられ、また発光許可信号配線121が設けられ、発光部サイリスタ45と発光許可信号配線121との間に抵抗49が設けられており、発光信号φI配線が1本で構成されている点が異なっている。なお、図28において、21は発光許可信号端子である。
In the optical printer head of Embodiment 5 (FIG. 25), two drivers capable of driving 320 mA per chip are required. A driver capable of driving a large current increases the chip area in order to reduce the on-resistance. 120 such drivers are required, which increases the cost of the driver IC. Therefore, the chip shown in FIG. 28 is configured to reduce the number of drivers that drive a large current. The configuration of the chip in FIG. 2 is that a
図28の回路を、図29,図30の構成で実現した。図29は、チップの平面図、図30(A),(B)は、1対1に対応しているシフト部の1単位と発光部の1単位とを示す平面図およびY−Y線断面図である。図29において、図28と同一の構成要素には、同一の参照番号を付して示し、また図30(A),(B)において、図4(A),(B)と同一の構成要素には、同一の参照番号を付して示してある。 The circuit of FIG. 28 is realized with the configurations of FIGS. FIG. 29 is a plan view of the chip, and FIGS. 30A and 30B are a plan view and a YY line cross section showing one unit of the shift unit and one unit of the light emitting unit corresponding one-to-one. FIG. 29, the same components as those in FIG. 28 are denoted by the same reference numerals, and in FIGS. 30A and 30B, the same components as those in FIGS. 4A and 4B are shown. Are denoted by the same reference numerals.
第n番目のビットを図31に抜き出して示す。抵抗42の抵抗値をRg、抵抗44の抵抗値をRkt、抵抗48の抵抗値をRa、抵抗46の抵抗値をRkl、抵抗49の抵抗値をRbとする。
The nth bit is extracted and shown in FIG. The resistance value of the
また、シフト部サイリスタTnのゲート電圧をVGT、発光部サイリスタLnのゲート電圧をVGLとする。 Further, the gate voltage of the shift unit thyristor T n V GT, the gate voltage of the light-emitting unit thyristors L n and V GL.
電源端子17は−3.3Vに、発光信号φI端子15は0Vとする。シフト部サイリスタTnのオン/オフと、発光許可信号端子21のレベルV(21)と、発光部サイリスタLnのゲート電圧VGLと、シフト部サイリスタTnのゲート電圧VGTとの関係を表5に示す。
ここで、シフト部サイリスタTn=ONかつ発光許可信号V(21)=0以外では、発光部サイリスタLnが点灯できないようにRa,Rb,Rgは決められる。Tn=ONかつV(21)=VLと、Tn=OFFかつV(21)=0のときの発光部サイリスタLnのゲート電圧VGLは、いずれもVLに近い方が望ましい。このためには、Ra,Rb≫Rgとすればよいが、Ra,Rbをむやみに大きくできない場合は、両条件でのVGLが等しくなるように選べばよい。すなわち、
Ra/(Ra+Rb)=Rb/(Rg+Ra+Rb)
ここでは、比率だけが問題となるので、両辺をRgで割ると、
(Rb/Rg)2=(Ra/Rg)+(Ra/Rg)2
という関係となる。例えば、Ra/Rg=3とすると、Rb/Rg=120.5となる。VL=−3.3Vとして、この場合の電圧関係を表6に示す。
Here, R a , R b , and R g are determined so that the light emitting unit thyristor L n cannot be turned on except for the shift unit thyristor T n = ON and the light emission permission signal V (21) = 0. It is desirable that the gate voltage V GL of the light emitting unit thyristor L n when T n = ON and V (21) = V L and T n = OFF and V (21) = 0 are both close to VL . For this purpose, R a , R b >> R g may be set. However, if R a and R b cannot be increased unnecessarily, the V GL values under both conditions may be selected to be equal. That is,
R a / (R a + R b ) = R b / (R g + R a + R b )
Here, since only the ratio becomes a problem, dividing both sides by R g,
(R b / R g ) 2 = (R a / R g ) + (R a / R g ) 2
It becomes the relationship. For example, if R a / R g = 3, then R b / R g = 12 0.5 . Table 6 shows the voltage relationship in this case with V L = -3.3V.
発光部サイリスタは、ゲートの電圧よりも、しきい値Vthだけ低い電圧がカソードにかかるとオンする。いま、Vth=1.5Vとすると、φI配線に−1.5〜−3.03Vの電圧を印加した場合、Tn=ON、V(21)=0のチップのφI配線のうち、シフト部の指定した発光点が点灯できる。 The light emitting unit thyristor is turned on when a voltage lower than the gate voltage by a threshold Vth is applied to the cathode. Assuming that V th = 1.5V, phi case of applying a voltage of -1.5 to-3.03V in I lines, T n = ON, V ( 21) = 0 of the chips of phi I wirings The light emitting point designated by the shift unit can be turned on.
なお、φI配線だけパルスのLレベル電圧が異なるのでは使いにくい場合、図32に示すように、発光部サイリスタLnのゲートに1段分のダイオードDSを設けてもよい。この場合、ダイオードDSの電圧降下分だけ発光部サイリスタのオン電圧がシフトし、他のクロックと同様、Lレベルが−3.3Vのパルス電圧で動作可能である。 Incidentally, when the pulse of the L level voltage by phi I wirings difficult to use than differs, as shown in FIG. 32, may be provided a diode D S of one stage to the gate of the light-emitting portion thyristor L n. In this case, shifts the ON voltage of the voltage drop by the light emitting unit thyristor diode D S, like other The clock, L level is operable in a pulsed voltage of -3.3 V.
図28のチップを用いて、光プリンタヘッドを構成した。図33(A),(B)には、チップの出力端子とヘッドの等価回路を示す。ヘッドには、発光許可信号を駆動するドライバIC220が内蔵される。ICドライバ220の構成を図34に示す。ドライバICは、1個のシフトレジスタ230と、8個の電流バッファ232とで構成される。図中、(221−1)〜(221−8)はドライバIC出力端子、222はドライバICクロック入力、223はクリア入力、225はシフトレジスタデータ信号を示している。図25のドライバIC200は、φI配線を直接駆動するため、大きな電流駆動能力が必要であったが、ドライバIC220は、発光許可信号配線をドライブするだけなので、ドライブ能力は小さくても良い。例えば、図31のRg+Ra+Rb=300kΩ程度に選べば、発光許可信号端子21は、3mA程度でドライブ可能である。
An optical printer head was constructed using the chip of FIG. 33A and 33B show an equivalent circuit of the output terminal of the chip and the head. The head incorporates a
図35に駆動波形を示す。V(221−1)〜V(221−8)は、ドライバIC出力端子の電圧を、V(223)はクリア信号の電圧を、V(222)はクロック信号の電圧を、V(225)は入力データの電圧を示している。 FIG. 35 shows drive waveforms. V (221-1) to V (221-8) are driver IC output terminal voltages, V (223) is a clear signal voltage, V (222) is a clock signal voltage, and V (225) is a clock signal voltage. The voltage of input data is shown.
図25の発光電流φIをドライブするドライバ200では、320〜640mAといった大電流をドライブする必要があるが、本実施例のドライバ220は、1ヘッドに1個(必要に応じて、2〜8個)あればよく、ドライバIC200に比べてドライバICを小型化できる。
In the
以上、アノードコモン型の回路で説明したが、カソードコモン型の回路であっても、電圧の極性が異なるだけで、同様に用いることができる。また、−3.3V系の電源電圧での例を示したが、他の電源電圧であっても同様である。 The anode common type circuit has been described above. However, even the cathode common type circuit can be used in the same manner except that the polarity of the voltage is different. Moreover, although the example with the power supply voltage of -3.3V system was shown, it is the same also with other power supply voltages.
次に、以上に説明した光プリンタヘッドを用いた光プリンタについて説明する。図36は、このような光プリンタヘッド140を備える光プリンタの構成を示す。円筒形の感光ドラム142の表面に、アモルファス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144で一様に帯電させる。そして、光プリンタヘッド140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する。続いて、現像器148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150でカセット152中から送られてきた用紙154上に、トナーを転写する。用紙は、定着器146にて熱等を加えられ定着され、スタッカ158に送られる。一方、転写の終了したドラムは、消去ランプ160で帯電が全面にわたって中和され、清掃器62で残ったトナーが除去される。
Next, an optical printer using the optical printer head described above will be described. FIG. 36 shows a configuration of an optical printer including such an
10…クロックパルスφ1端子、11…クロックパルスφ2端子、12…クロックパルスφ3端子、13…クロックパルスφ4端子、14…データφS入力端子、15…発光信号φIL端子、16…発光信号φIR端子、17…電源VGA端子、18…GND端子、41,45…サイリスタ、42,44,46…抵抗、43…ダイオード、47…電流制限用抵抗、110,111,112,113…クロックパルス配線、215…発光信号φI配線、216…φIR配線、117…電源配線、118…GND配線 10 ... clock pulse φ1 terminal, 11 ... clock pulse φ2 terminal, 12 ... clock pulses φ3 terminal, 13 ... clock pulse φ4 terminal, 14 ... data phi S input terminal, 15 ... light-emitting signal phi I L terminal, 16 ... light-emitting signal phi IR terminal , 17 ... power supply VGA terminal , 18 ... GND terminal , 41 , 45 ... thyristor , 42 , 44 , 46 ... resistor , 43 ... diode , 47 ... current limiting resistor , 110 , 111 , 112 , 113 ... clock Pulse wiring , 215 ... Light emission signal φ I wiring , 216 ... φ IR wiring , 117 ... Power supply wiring , 118 ... GND wiring
Claims (8)
P個の第2の3端子発光サイリスタを1次元に配列し、各第2のサイリスタのゲートを、前記シフト部の対応する2番目からの第1のサイリスタのゲートに接続し、前記P個の第2のサイリスタを、連続するP/N個ずつのN個のグループに分け、N本の発光信号線に対し、n番目のグループ(1≦n≦N)の各第2のサイリスタのアノード/カソードを、抵抗を介してn番目の発光信号配線に接続した発光部と、
を備える自己走査型発光素子アレイチップ。 P + 1 (P is an integer) first three-terminal light-emitting thyristors are arranged one-dimensionally, the gates of adjacent first thyristors are connected to each other with a diode, and each gate is connected to a power supply wiring via a gate load resistor Then, the anode / cathode of each first thyristor is connected to M clock pulse wirings that provide M-phase (M is an integer of 2 or more) clock pulses with a phase shifted one by one through a resistor, A shift unit having an image data input terminal connected to the gate of the first first thyristor;
P second three-terminal light emitting thyristors are arranged one-dimensionally, and the gates of the second thyristors are connected to the gates of the second to first thyristors corresponding to the shift unit, and the P The second thyristor is divided into N groups each having P / N in succession, and the anodes / nodes of the second thyristors in the nth group (1 ≦ n ≦ N) with respect to the N light emitting signal lines. A light emitting unit having a cathode connected to the nth light emitting signal line through a resistor;
A self-scanning light emitting element array chip comprising:
前記N個は2個であり、一方のグループの各第2のサイリスタのアノード/カソードを、抵抗を介して第1の発光信号配線に接続し、他方のグループの各第2のサイリスタのアノード/カソードを、抵抗を介して第2の発光信号配線に接続した、自己走査型発光素子アレイチップ。 The self-scanning light-emitting element array chip according to claim 1,
The N are two, and the anode / cathode of each second thyristor in one group is connected to the first light emitting signal wiring through a resistor, and the anode / cathode of each second thyristor in the other group is connected. A self-scanning light-emitting element array chip in which a cathode is connected to a second light-emitting signal wiring through a resistor.
前記全てのチップの電源配線が接続される1本の共通電源配線と、
前記全てのチップの第1の発光信号配線が接続される1本の第1の共通発光信号配線と、
前記全てのチップの第2の発光信号配線が接続される1本の第2の共通発光信号配線と、
前記複数個のチップを、連続するM個ずつのブロックに分け、各ブロックのチップのM本のクロックパルス配線が位相を1つずつずらして接続されるM本の共通クロックパルス配線と、
各ブロックの全てのチップの画像データ入力端子がそれぞれ接続される複数本の共通データ配線と、
を備える光書込みヘッド。 A plurality of self-scanning light-emitting element array chips according to claim 2 arranged in a one-dimensional manner,
One common power supply line to which the power supply lines of all the chips are connected;
One first common light emission signal line to which the first light emission signal lines of all the chips are connected;
One second common light emitting signal wiring to which the second light emitting signal wiring of all the chips is connected;
Dividing the plurality of chips into M consecutive blocks, and M common clock pulse wirings to which M clock pulse wirings of chips of each block are connected with a phase shifted by one;
A plurality of common data wirings to which the image data input terminals of all the chips in each block are respectively connected;
An optical writing head comprising:
前記全てのチップの電源配線が接続される1本の共通電源配線と、
前記各チップの第1および第2の発光信号配線にそれぞれ第1および第2の発光信号を供給するドライバ回路と、
前記複数個のチップを、連続するM個ずつのブロックに分け、各ブロックのチップのM本のクロックパルス配線が位相を1つずつずらして接続されるM本の共通クロックパルス配線と、
各ブロックの全てのチップの画像データ入力端子がそれぞれ接続される複数本の共通データ配線と、
を備える光書込みヘッド。 A plurality of self-scanning light-emitting element array chips according to claim 2 arranged in a one-dimensional manner,
One common power supply line to which the power supply lines of all the chips are connected;
A driver circuit for supplying first and second light emission signals to the first and second light emission signal wirings of each chip;
Dividing the plurality of chips into M consecutive blocks, and M common clock pulse wirings to which M clock pulse wirings of chips of each block are connected with a phase shifted by one;
A plurality of common data wirings to which the image data input terminals of all the chips in each block are respectively connected;
An optical writing head comprising:
データ信号が入力され、複数の並列出力に信号が出力されるシフトレジスタと、
前記シフトレジスタの各出力と、データ幅信号とのORをとるORゲートと、
前記ORゲートの出力に基づいて、発光信号を出力する電流バッファと、
を有する、請求項4に記載の光書込みヘッド。 The driver circuit is
A shift register that receives data signals and outputs signals to a plurality of parallel outputs;
An OR gate that ORs each output of the shift register and a data width signal;
A current buffer for outputting a light emission signal based on the output of the OR gate;
The optical writing head according to claim 4 , comprising:
前記全てのチップの電源配線が接続される1本の共通電源配線と、
前記全てのチップの発光信号配線が接続される1本の共通発光信号配線と、
前記複数個のチップを、連続するM個ずつのブロックに分け、各ブロックのチップのM本のクロックパルス配線が位相を1つずつずらして接続されるM本の共通クロックパルス配線と、
各ブロックの全てのチップの画像データ入力端子がそれぞれ接続される複数本の共通データ配線と、
前記各チップの発光許可信号配線に発光許可信号を供給するドライバ回路と、
を備える光書込みヘッド。 A plurality of self-scanning light-emitting element array chips according to claim 2 arranged in a one-dimensional manner,
One common power supply line to which the power supply lines of all the chips are connected;
One common light emission signal wiring to which the light emission signal wirings of all the chips are connected;
Dividing the plurality of chips into M consecutive blocks, and M common clock pulse wirings to which M clock pulse wirings of chips of each block are connected with a phase shifted by one;
A plurality of common data wirings to which the image data input terminals of all the chips in each block are respectively connected;
A driver circuit for supplying a light emission permission signal to the light emission permission signal wiring of each chip;
An optical writing head comprising:
データ信号が入力され、複数の並列出力に信号が出力されるシフトレジスタと、
前記シフトレジスタからの出力される各信号に基づいて、発光許可信号を出力する電流バッファと、
を有する、請求項6に記載の光書込みヘッド。 The driver circuit is
A shift register that receives data signals and outputs signals to a plurality of parallel outputs;
A current buffer that outputs a light emission permission signal based on each signal output from the shift register;
The optical writing head according to claim 6 , comprising:
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