JP5249099B2 - 駆動装置 - Google Patents

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本発明は、駆動装置に関する。
従来、プリンタを始めとする電子写真方式の画像形成装置は、例えばLED(Light Emitting Diode)素子等の発光素子を複数個配列して製造した発光素子アレイチップ、及びこれに対応する駆動装置を一組とし、これらを複数個配列した露光ヘッドを備える。このとき、発光素子アレイチップと駆動装置は、露光ヘッド全体の小型化を図るべく、駆動素子の配列方向と垂直方向に配列されている。
近年、この様な画像形成装置に対しては高画質化が望まれており、これに応じて露光ヘッドに用いられる発光素子、及び駆動素子の構造を高密度化が施され、さらにこれらを相互に接続するために電極パッド間のピッチの狭小化も著しく進んでいる。この様な発光素子アレイ、又は駆動回路としては、特許文献1及び特許文献2に記載された発明がある。
特開2001−138567公報 特開平10−35011公報
具体的には、この特許文献1に記載された駆動回路は、駆動装置の一辺に発光素子アレイチップと接続する為の電極パッドを、他辺に電源や制御信号の電極パッドを配列することで、ワイヤポンディング等を行う為の間隔を設ける構成としている。
また、特許文献2に記載された発光素子アレイは、駆動回路と発光素子アレイチップのアノード端子側とを接続する配線、又はカソード端子側とを接続する配線を、マトリクス状に形成することで、電極パッドの数を減らす構成とし、各々の駆動回路の制御によって、目的の発光素子のみを駆動する構成としている。
しかしながら、上述の技術では、発光素子の配列方向の電極パッド間のピッチの狭小化を望むことができるが、発光素子アレイ、及び駆動装置の配列方向、すなわち駆動素子の配列方向とは垂直方向への小型化を図ることはできないという問題があった。
そこで、本発明はこの様な実情に鑑みてなされたものであり、上述の様な駆動回路において、発光素子の配列方向とは垂直方向の小型化を図ることで駆動装置の小型化を図ることを目的とする。
そこで本発明に係る駆動装置は、略直線状に等間隔で配列された複数の発光素子を時分割駆動し、前記複数の発光素子の配列方向に長手形状を有する駆動装置であって、長手形状を有する基板と、前記複数の発光素子の点滅情報を示すデータが入力されるデータ端子と、前記複数の発光素子に対する前記データの転送タイミングを同期させるためのクロック信号を入力するクロック端子と、前記複数の発光素子を駆動するための電源端子と、前記基板の長手方向に略直線状に配列され、前記発光素子を駆動する駆動回路を含む複数の制御回路と、複数の回路が配置される複数の回路領域と、を備え、前記端子の各々は前記基板の長手方向と略垂直な方向の一方側のみに配置され、且つ前記端子の各々は長手方向に略直線状に配置されており、前記クロック端子は、前記データ端子より前記駆動装置の長手方向内側に配設され、前記複数の回路領域と前記複数の制御回路は前記基板の長手方向に沿って略直線状に配置されていることを特徴とする。
この構成において、電源端子は、クロック端子に隣接させて設けられてもよい。さらに電源端子は、該電源端子から駆動装置の長手方向に延在する渡しパターンと接続されたこととしてもよい。
この様に、本発明によれば駆動装置全体として、発光素子の配列方向と垂直方向の小型化を図ることができる。
第1の実施の形態として示す画像形成装置のブロック図であり、画像形成装置の構成について説明する為の図である。 同画像形成装置のLEDヘッドのブロック図であり、同LEDヘッドの構成について説明する為の図である。 同LEDヘッドのドライバのブロック図であり、同ドライバの構成について説明する為の図である。 同ドライバの回路図である。 同ドライバのメモリ回路の回路図であり、同メモリ回路の構成について説明する為の図である。 同ドライバのマルチプレクサ回路の回路図であり、同マルチプレクサ回路の構成について説明する為の図である。 同ドライバの駆動回路の回路図であり、同駆動回路の構成について説明する為の図である。 同ドライバの動作を示す図である。 図8の要部を拡大した図である。 図8の要部を拡大した図である。 従来用いられていたLEDヘッドのドライバICの上面図であり、同LEDヘッドの構成について説明する為の図である。 同LEDヘッドのドライバICの回路図である。 従来用いられていたLEDヘッドのドライバICの上面図であり、同LEDヘッドの構成について説明する為の図である。 同LEDヘッドのLEDアレイの上面図であり、同LEDアレイの構成について説明する為の図である。 同LEDアレイのAA´断面の断面図である。 同LEDヘッドの側面図である。 同LEDヘッドの上面図である。 第1の実施の形態に係る画像形成装置に備えられたドライバICの上面図であり、同ドライバICの構成について説明する為の図である。 同画像形成装置のLEDヘッドの側面図であり、同LEDヘッドの構成について説明する為の図である。 同LEDヘッドの上面図であり、同LEDヘッドの構成について説明する為の図である。 従来用いられていたLEDヘッドの要部上面図であり、同LEDヘッドの構成について説明する為の図である。 第2の実施の形態に係るLEDヘッドの要部上面図であり、同LEDヘッドの構成について説明する為の図である。 第3の実施の形態に係るLEDアレイの要部上面図であり、同LEDアレイの構成について説明する為の図である。 同LEDヘッドが印刷データ信号を処理する際の動作を示す図である。 同LEDヘッドが印刷データ信号を処理する際の動作を示す図である。 同LEDヘッドが補正データ信号を処理する際の動作を示す図である。 図26の要部を拡大した図である。 図26の要部を拡大した図である。 図26の要部を拡大した図である。 図26の要部を拡大した図である。 図26の要部を拡大した図である。 図26の要部を拡大した図である。 図26の要部を拡大した図である。 図26の要部を拡大した図である。 第3の実施の形態の変形例を示す図であり、変形例として示すLEDアレイの要部上面図である。 第4の実施の形態として示すLEDヘッドの側面図であり、同LEDヘッドの構成について説明する為の図である。 同LEDヘッドの要部上面図である。 同LEDヘッドのLEDアレイの要部上面図であり、同LEDアレイの構成について説明する為の図である。 同LEDヘッドのLEDアレイの要部上面図であり、同LEDアレイの構成について説明する為の図である。 同LEDヘッドのLEDアレイの要部上面図であり、同LEDアレイの構成について説明する為の図である。 同LEDヘッドのLEDアレイの要部上面図であり、同LEDアレイの構成について説明する為の図である。 同LEDヘッドのLEDアレイの要部上面図であり、同LEDアレイの構成について説明する為の図である。 同LEDヘッドのLEDアレイの要部上面図であり、同LEDアレイの構成について説明する為の図である。 同LEDヘッドのLEDアレイの要部上面図であり、同LEDアレイの構成について説明する為の図である。 同LEDヘッドのLEDアレイの要部上面図であり、同LEDアレイの構成について説明する為の図である。 図38に示すLEDアレイの一部をさらに拡大した図である。 同LEDアレイのBB´断面の断面図である。 第5の実施の形態として示すLEDアレイの要部上面図であり、同LEDアレイの構成について説明する為の図である。 同LEDアレイのCC´断面の断面図である。
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
第1の実施の形態に係る画像形成装置は、図1に示す様に、図示せぬ情報処理装置から画像情報を受信し、用紙上に当該画像情報に基づく画像を形成する為に各部の制御を行う印刷制御部1を備える。印刷制御部1は、マイクロプロセッサ、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力ポート、及びタイマ等によって構成されている。この様な印刷制御部1は、図示せぬ情報処理装置から入力された制御信号SG1、及びドットマップデータを一次元的に配列して構成されるビデオ信号SG2に基づいて画像形成装置全体のシーケンス制御を行う。具体的には、印刷制御部1は、制御信号SG1に基づいて、定着器温度センサ3を用いて、ヒータ5を内蔵する定着器7の表面温度を検出する。そして、印刷制御部1は、ここで検出した温度に基づいてヒータ5をオン/オフ制御することで、定着器7の表面温度を、現像剤画像を記録媒体としての用紙上に定着することが可能な温度に維持する。
また、画像形成装置は、図示せぬ像担持体を帯電させる帯電ローラ9、及び現像された現像剤画像を用紙上に転写する転写器11を駆動する現像・転写プロセス用モータ13を備える。この現像・転写プロセス用モータ13は、帯電ローラ9、及び転写器11を構成する各部に駆動力を入力する駆動源である。そして、この様な現像・転写プロセス用モータ13は、ドライバ15の制御のもと駆動する。そしてドライバ15は、印刷制御部1の制御のもと、現像・転写プロセス用モータ13の駆動を制御する。具体的には、印刷制御部1は、ドライバ15を介して現像・転写プロセス用モータ13を駆動すると共に、帯電ローラ9を帯電する帯電用高圧電源17を用いて帯電ローラ9を帯電する。またこのとき印刷制御部1は、転写器11を帯電する転写用高圧電源19を用いて転写器11を帯電する。
また、画像形成装置は、用紙を所定の媒体搬送経路に従って搬送する各部に駆動力を入力する用紙送りモータ21を備える。そして、用紙送りモータ21は、ドライバ23の制御のもと駆動する。そしてドライバ23は、印刷制御部1の制御のもと、用紙送りモータ21を駆動する。具体的には、印刷制御部1は、用紙残量センサ25を用いて図示せぬスタッカに堆積した用紙の残量を検出し、用紙サイズセンサ27を用いて当該用紙のサイズを検出する。そして印刷制御部1は、これら検出結果に基づいて用紙の有無、及びサイズを識別し、ドライバ23を用いて用紙送りモータ21を駆動することで用紙を媒体搬送経路に従って搬送する。そして用紙が用紙入口センサ29に到達すると、印刷制御部1は、用紙入口センサ29の検出結果に基づいて、用紙が現像プロセスを実行する図示せぬ現像装置及び転写器11の間を通過するタイミングを計測する。そして印刷制御部1は計測した結果に基づいて制御信号SG1を入力した情報処理装置に対して、ビデオ信号SG2の入力を要求するタイミング信号SG3を送信する。
情報処理装置からビデオ信号SG2が入力されると、印刷制御部1は、ビデオ信号SG2に基づいて印刷データ信号HD−DATAを生成し、当該印刷データ信号HD−DATAを、図示せぬ像担持体上にビデオ信号SG2に基づく潜像画像を露光するLEDヘッド31に入力する。ここで、情報処理装置から入力されるビデオ信号SG2は、用紙上に印刷される現像剤画像の1ライン分のビデオ信号である。そして情報処理装置は、画像形成装置からタイミング信号SG3が送信される度に、現像剤画像1ライン分のビデオ信号SG2を画像形成装置に送信する。
LEDヘッド31は、1ドット分の潜像画像を露光するLED素子を直線状に複数個配列して形成される。そして、印刷制御部1にビデオ信号SG2が入力されると、印刷制御部1は、ビデオ信号SG2に基づく印刷データ信号HD−DATAを生成し、LEDヘッド31に入力する。また、印刷制御部1は、LEDヘッド31に印刷データ信号HD−DATAを入力すると共に、ラッチ信号HD−LOADをLEDヘッド31に入力する。
また、印刷制御部1は、ラッチ信号HD−LOADに基づいて印刷データ信号HD−DATAがLEDヘッド31にラッチされた後、LEDヘッド31に負論理のストローブ信号HD−STB−Nを入力することで、LEDヘッド31が備える後述するLED素子を発光制御する。
この様にしてLEDヘッド31が備える後述するLED素子が発光し、像担持体上に潜像画像が露光されると、図示せぬ現像装置は当該潜像画像上に、所定のバイアス電圧を印加された現像剤を付着することで、当該像担持体上に現像剤画像を現像する。そして、当該像担持体上に現像された現像剤画像は、転写器11によって用紙上に転写される。
その後、用紙は媒体搬送経路の下流方向に設けられた定着器7まで搬送される。定着器7は、ヒータ5が発する熱を用いて用紙上に転写された現像剤画像を溶解し、用紙上に定着する。そして、表面に現像剤画像が定着した用紙は、さらに媒体搬送経路の下流方向に搬送され、図示せぬスタッカ上に排出されることでユーザに提供される。
以下、LEDヘッド31の構成について詳細な説明をする。
LEDヘッド31は、例えばA4サイズの用紙に対応する潜像画像を露光することが可能な、600dpi(dot per inch)の解像度を持つ。そして、この様なLEDヘッド31は、4992個のLED素子をアレイ状に配列して成る。尚、説明の便宜上、以下ではLEDヘッド31の一部の構成について詳細な説明をすることとする。
LEDヘッド31は、図2に示す様に、LED素子を配列して成るLEDチップCHP1,CHP2,・・・,CHP26を備える。1個のLEDチップCHP1,CHP2,・・・,CHP26には、例えば192個のLED素子LED1,LED2,・・・,LED192が配列されており、LEDヘッド31は、例えばこの様なLEDチップを26個備える。また、LEDヘッド31は、各LEDチップCHP1,CHP2,・・・,CHP26を個々に制御する駆動装置としてのドライバIC DRV1,DRV2,・・・,DRV26を26個備える。
ドライバIC DRV1,DRV2,・・・,DRV26は、印刷制御部1から入力された印刷データ信号SG1を受信し、印刷制御部1から入力されるクロック信号HD−CLKに基づきLED素子LED1,LED2,・・・,LED192を時分割駆動する。また、LED素子LED1,LED2,・・・,LED192は、LEDヘッド31の主走査方向に対して等ピッチで所定のプリント配線基板上に配設されている。また、ドライバIC DRV1,DRV2,・・・,DRV26は、略同一回路によって構成され、自身と隣接するドライバICとカスケード接続されている。また、ドライバIC DRV1,DRV2,・・・,DRV26には、印刷制御部1からそれぞれ同期信号HD−HSYNC、クロック信号HD−CLK、ラッチ信号HD−LOAD、ストローブ信号HD−STB、及び基準電圧VREFが入力される、端子HSYNC、端子CLK、端子LOAD、端子STB、及び端子VREFを備える。
ドライバIC DRV1に入力されるビデオ信号SG1は、印刷データ信号HD−DATA3〜0によって構成され、これら信号は、端子DATAI3〜0を通じて印刷制御部1からドライバIC DRV1に入力される。印刷データ信号HD−DATA3〜0が入力されるデータ線の本数は4本であり、クロック信号HD−CLKに基づいて4ドット分の印刷データが同時にシフト入力される。またドライバIC DRV1、及びドライバIC DRV2が信号を出力する端子KDRVは、N型MOS(Metal-Oxide Semiconductor)トランジスタ33,34,35,36のゲート電極と接続される。このN型MOSトランジスタ33,34,35,36は、LED素子LED1,LED2,・・・,LED192を実質的に四組に分割し、時分割駆動をする為のスイッチ手段である。
具体的には、本実施の形態においてはLED素子LED1,LED2,・・・,LED192を、データシフト方向の上流から1番目,5番目,・・・,185番目,189番目のLED素子によって構成される第1群と、2番目,6番目,・・・,186番目,190番目のLED素子によって構成される第2群と、3番目,7番目,・・・,187番目,191番目のLED素子によって構成される第3群と、4番目,8番目,・・・,188番目,192番目のLED素子によって構成される第4群の4つの群に分けて駆動する形態について説明するものである為、これら各群に属するLED素子のコモンカソードのスイッチ端子を制御する為のドライバICが4つ必要となる。そこで、LEDヘッド31においては、ドライバIC DRV1の端子KDRVから出力される駆動信号に基づいてN型MOSトランジスタ36のゲート電極を制御することで第1群のLED素子の駆動を制御し、ドライバIC DRV2の端子KDRVから出力される駆動信号に基づいてN型MOSトランジスタ35のゲート電極を制御することで第2群のLED素子の駆動を制御し、図示せぬドライバIC DRV3の端子KDRVから出力される駆動信号に基づいてN型MOSトランジスタ34のゲート電極を制御することで第3群のLED素子の駆動を制御し、図示せぬドライバIC DRV4の端子KDRVから出力される駆動信号に基づいてN型MOSトランジスタ33のゲート電極を制御することで第4群のLED素子の駆動を制御する構成を備える。
一方、LEDアレイチップCHP1,CHP2,・・・,CHP26は、ドライバIC DRV1,DRV2,・・・,DRV26と対応してドライバIC DRV1,DRV2,・・・,DRV26が配設されたプリント配線基板上に配設される。そして、LEDヘッド31は、LEDアレイチップCHP1,CHP2,・・・,CHP26及びドライバIC DRV1,DRV2,・・・,DRV26が、それぞれ互いに接続されて構成される。また、LEDアレイチップCHP1,CHP2,・・・,CHP26においては、n番目のLED素子のアノード端子と、n+1番目のLED素子のアノード端子と、n+2番目のLED素子のアノード端子と、n+3番目のLED素子のアノード端子とを接続し、この接続部がドライバIC DRV1,DRV2,・・・,DRV26の出力端子D01,D02,・・・,D048と接続されている。尚、ここでnは、n=1,5,9,・・・によって表される整数である。また、nは、n=4m−3(m:正の整数)によって表すこともできる。
また、第1群のLED素子のカソード端子は、当該LEDアレイチップCHP1,CHP2,・・・,CHP26、又は隣接するLEDアレイチップに配列された第1群に属するLED素子のカソード端子、及びN型MOSトランジスタ36のドレイン端子と接続されている。また、第2群のLED素子のカソード端子は、当該LEDアレイチップCHP1,CHP2,・・・,CHP26、又は隣接するLEDアレイチップに配列された第2群に属するLED素子のカソード端子、及びN型MOSトランジスタ35のドレイン端子と接続されている。また、第3群のLED素子のカソード端子は、当該LEDアレイチップCHP1,CHP2,・・・,CHP26、又は隣接するLEDアレイチップに配列された第3群に属するLED素子のカソード端子、及びN型MOSトランジスタ34のドレイン端子と接続されている。また、第4群のLED素子のカソード端子は、当該LEDアレイチップCHP1,CHP2,・・・,CHP26、又は隣接するLEDアレイチップに配列された第4群に属するLED素子のカソード端子、及びN型MOSトランジスタ33のドレイン端子と接続されている。
N型MOSトランジスタ33,34,35,36は、第1群、第2群、第3群、又は第4群のLED素子群を時分割駆動する為のスイッチ手段である。具体的には、N型MOSトランジスタ33,34,35,36は、ドライバICから入力される駆動信号に基づいてLED素子のオン/オフの制御を行う。また、N型MOSトランジスタ33,34,35,36のソース電極はグラウンドに接続され、N型MOSトランジスタ33のドレイン端子は、第4群のLED素子のカソード端子に接続され、N型MOSトランジスタ34のドレイン端子は、第3群のLED素子のカソード端子に接続され、N型MOSトランジスタ35のドレイン端子は、第2群のLED素子のカソード端子に接続され、N型MOSトランジスタ36のドレイン端子は、第1群のLED素子のカソード端子に接続されている。
また、図3に示す様にドライバIC DRV1,DRV2,・・・,DRV26は、データを一時的に記憶するシフトレジスタ回路37と、フリップフロップ(F/F)回路39と、入力された信号の選択・出力を行うセレクタ(SEL)回路41と、印刷制御部1から入力された光量補正データの書き込みを制御する書き込み制御回路43と、複数のラッチ素子を配列したラッチ回路45と、メモリセルを配列したメモリセルアレイ47と、セレクタ機能を備えるマルチプレクサアレイ49と、ラッチ回路45から出力された信号、及びマルチプレクサアレイ49から出力された信号に基づいてLED素子LED1,LED2,・・・,LED192のアノード端子に信号を入力する駆動回路51と、マルチプレクサアレイ49の制御を行う制御回路57と、基準電流を発生させる基準電流回路59とを備える。
シフトレジスタ回路37は、図4に示す様に12段の構成を有する。具体的には、シフトレジスタ回路37は、カスケード接続されたフリップフロップ回路FFA1〜FFA12,FFB1〜FFB12,FFC1〜FFC12,FFD1〜FFD12の48個のフリップフロップ回路により構成されており、それぞれのフリップフロップ回路FFA1〜FFA12,FFB1〜FFB12,FFC1〜FFC12,FFD1〜FFD12には、DATAI3〜0端子から印刷データ信号HD−DATA3〜0が、印刷制御部1からクロック信号HD−CLKが入力される。フリップフロップ回路FFA1〜FFA12,FFB1〜FFB12,FFC1〜FFC12,FFD1〜FFD12は、クロック信号HD−CLKに基づいて印刷データ信号HD−DATA3〜0をラッチ回路45、及びメモリセルアレイ47に入力する。また、48個のフリップフロップ回路FFA1〜FFA12,FFB1〜FFB12,FFC1〜FFC12,FFD1〜FFD12のうち、フリップフロップ回路FFA1,FFB1,FFC1,FFD1には、それぞれ端子DATAI3、端子DATAI2、端子DATAI1、及び端子DATAI0から4ビット幅の印刷データ信号HD−DATA3〜0が入力される。
また、フリップフロップ回路FFA12,FFB12,FFC12,FFD12は、それぞれフリップフロップ回路39を構成するフリップフロップ回路FFA13,FFB13,FFC13,FFD13とカスケード接続されている。また、フリップフロップ回路FFA12,FFB12,FFC12,FFD12は、セレクタ回路41と接続されており、この様なシフトレジスタ回路37回路、及びフリップフロップ回路39によって、LEDヘッド31全体として12×26段又は13×26段のシフトレジスト回路を構成する。この様なシフトレジスト回路において、12×26段のシフトレジスタ回路の出力端子、及び13×26段のシフトレジスタ回路の出力端子を、それぞれセレクタ回路41の入力端子と接続することでシフト段数を切り替えることができる。このシフト段数の切り替えは、制御回路57を構成する制御回路CTRL1から入力されるセレクタ切替信号E4に基づいて行われる。
セレクタ回路41は、セレクタ切替信号E4に基づき、LEDヘッド31全体として12×26段、又は13×26段を構成するシフトレジスタ回路37から入力された信号の内、何れかの一方の信号を隣接するドライバICの端子DATAI3〜0に、印刷データ信号HD−DATAI3〜0として入力する。この様なセレクタ回路41は、シフトレジスタ回路を構成する12×26段のシフトレジスタ回路37から印刷データ信号HD−DATA3〜0が入力される端子A3,A2,A1,A0、及びフリップフロップ回路39から印刷データ信号HD−DATA3〜0が入力される端子B3,B2,B1,B0を備える。また、セレクタ回路41は、端子A3,A2,A1,A0、又は端子B3,B2,B1,B0から入力された印刷データ信号HD−DATA3〜0のうち一方を選択し、端子Y3,Y2,Y1,Y0から端子DATAO3、端子DATAO2、端子DATAO1、端子及び端子DATAO0を通じて隣接するドライバICの端子DATAI3、端子DATAI2、端子DATAI1、及び端子DATAI0に印刷データ信号HD−DATA3〜0を入力する。さらにセレクタ回路41には、セレクタの切り替えを行う為のセレクタ切替信号E4が入力される。セレクタ切替信号E4がセレクタ回路41に入力されると、セレクタ回路41は、セレクタ切替信号E4の種類に基づいて自己の端子Y3,Y2,Y1,Y0から出力する信号の切り替えを行う。具体的には、セレクタ回路41は、セレクタ切替信号E4として例えばハイレベル信号を入力されると、自己の端子Y3,Y2,Y1,Y0から出力する信号をA3端子、A2端子、A1端子、及びA0端子から入力された信号とする。また、セレクタ回路41は、入力されたセレクタ切替信号E4として例えばローレベル信号を入力されると、自己の端子Y3,Y2,Y1,Y0から出力する信号を端子B3,B2,B1,B0から入力された信号とする。
書き込み制御回路43は、印刷制御部1から入力されるストローブ信号HD−STB及びラッチ信号HD−LOADに基づいてフリップフロップ回路FFA1〜FFA12,FFB1〜FFB12,FFC1〜FFC12,FFD1〜FFD12から入力された印刷データ信号DATA3〜0を、メモリセルアレイ47に記憶する動作を制御する回路である。そしてメモリセルアレイ47に記憶された印刷データ信号DATA3〜0は、マルチプレクサアレイ49に入力される。この様な書き込み制御回路43は、ストローブ信号HD−STBが入力される端子STBと、ラッチ信号LOADが入力される端子LOADと、後述するメモリセルアレイ47を駆動する為の駆動信号を入力する端子W3,W2,W1,W0、及び端子E3,E2,E1,E0とを備える。
制御回路57は、マルチプレクサアレイ49に対して、マルチプレクサアレイ49から駆動回路51に入力される信号を切り替える切替信号を入力する。この様な制御回路57は、同期信号HD−HSYNCが入力される端子HSYNCと、ラッチ信号HD−LOADが入力される端子LOADと、切替信号S1N,S1P,S2N,S2P,S3N,S3P,S4N,S4Pをハイレベル信号又はローレベル信号として選択的にマルチプレクサアレイ49に入力する端子S1N,S1P,S2N,S2P,S3N,S3P,S4N,S4Pとを備える。
ラッチ回路45は、印刷制御部1から入力された印刷データ信号DATA3〜0をラッチ信号LOADに基づいてラッチする。ラッチ回路45は、ラッチ回路LTA1〜LTA12,LTB1〜LTB12,LTC1〜LTC12,LTD1〜LTD12の48個のラッチ回路によって構成されている。この様なラッチ回路LTA1〜LTA12,LTB1〜LTB12,LTC1〜LTC12,LTD1〜LTD12は、端子LOADにラッチ信号HD−LOADが入力されると、当該ラッチ信号HD−LOADに基づいて作動する。ラッチ回路LTA1〜LTA12,LTB1〜LTB12,LTC1〜LTC12,LTD1〜LTD12は、それぞれフリップフロップ回路FFA1〜FFA12,FFB1〜FFB12,FFC1〜FFC12,FFD1〜FFD12と接続されており、ラッチ状態にあるときは、フリップフロップ回路FFA1〜FFA12,FFB1〜FFB12,FFC1〜FFC12,FFD1〜FFD12から入力された印刷データ信号HD−DATA3〜0をラッチする。具体的には、ラッチ回路LTA1〜LTA12,LTB1〜LTB12,LTC1〜LTC12,LTD1〜LTD12は、例えばDLatch回路であり、ラッチ信号HD−LOADが入力される端子Gと、印刷データ信号HD−DATA3〜0が入力される端子Dと、出力端子Q,QNとを備える。これらラッチ回路LTA1〜LTA12,LTB1〜LTB12,LTC1〜LTC12,LTD1〜LTD12の端子Dは、シフトレジスタ回路37を構成するフリップフロップ回路FFA1〜FFA12,FFB1〜FFB12,FFC1〜FFC12,FFD1〜FFD12の内自身に対応するフリップフロップ回路の端子Qと接続され、ラッチ回路LTA1〜LTA12,LTB1〜LTB12,LTC1〜LTC12,LTD1〜LTD12の端子Gは端子LOADと接続されている。また、ラッチ回路LTA1〜LTA12,LTB1〜LTB12,LTC1〜LTC12,LTD1〜LTD12の端子QNは、駆動回路の内自身に対応する駆動回路51の入力端子に接続されており、端子Gから入力されたラッチ信号LOADに基づいて印刷データ信号HD−DATA3〜0を自身に対応する駆動回路51に入力する。
メモリセルアレイ47は、フリップフロップ回路FFA1〜FFA12,FFB1〜FFB12,FFC1〜FFC12,FFD1〜FFD12から入力された印刷データ信号DATA3〜0を記憶する。この様なメモリセルアレイ47は、図5に示す様なメモリセル回路61を48個配列して構成される。
メモリセル回路61は、同一の構成を有するメモリ回路61a,61b,61c,61dを4個配列して形成されている。そして、各メモリ回路61a,61b,61c,61dは、端子DATAI3〜0に入力された、光量のバラつきを補正する為の補正データ信号bit3,bit2,bit1,bit0を記憶する。そして、各メモリ回路61a,61b,61c,61dに記憶された補正データ信号bit3,bit2,bit1,bit0は、マルチプレクサアレイ49に入力される。
メモリ回路61a,61b,61c,61dは、バッファ回路63と、インバータ65,67,69,71,73,75,77,79,81と、N型MOSトランジスタ83,85,87,89,91,93,95,97,99,101,103,105,107,109,111,113と、フリップフロップ回路FFA1〜FFA12,FFB1〜FFB12,FFC1〜FFC12,FFD1〜FFD12から印刷データ信号DATA3〜0が入力される入力端子Dとを備える。この様なメモリ回路61a,61b,61c,61dには、端子W3,W2,W1,W0を通じて、補正データ信号bit3,bit2,bit1,bit0を記憶すべき回路を指定する選択信号が入力される。また、メモリ回路61a,61b,61c,61dには、端子E1,E2,E3,E4を通じて、補正データ信号bit3,bit2,bit1,bit0を記憶する為の書込信号が入力される。この様なメモリ回路61a,61b,61c,61dにおいては、直列に接続されたN型MOSトランジスタ83,85,87,89、及び直列に接続されたインバータ67,69によって端子d10に出力する補正データ信号bit3,を記憶し、直列に接続されたN型MOSトランジスタ91,93,95,97、及び直列に接続されたインバータ71,73によって端子d11に出力する補正データ信号bit2を記憶し、直列に接続されたN型MOSトランジスタ99,101,103,105、及び直列に接続されたインバータ75,77によって端子d12に出力する補正データ信号bit1を記憶し、直列に接続されたN型MOSトランジスタ107,109,111,113、及び直列に接続されたインバータ79,81によって端子d13に出力する補正データ信号bit0を記憶する。また、バッファ回路63の入力端子は端子Dと接続され、出力端子は、N型MOSトランジスタ83,91,99,107の第1端子、及びインバータ65の入力端子と接続されている。また、インバータ65の出力端子は、N型MOSトランジスタ89,97,105,113の第2端子と接続されている。
マルチプレクサアレイ49は、自身に対応するメモリセル回路61から、メモリセル回路61に記憶された補正データ信号bit3,bit2,bit1,bit0を入力し、駆動回路51に出力する。具体的にはマルチプレクサアレイ49は、制御回路57から入力される切替信号S1N,S1P,S2N,S2P,S3N,S3P,S4N,S4Pに基づいて、各補正データ信号bit3,bit2,bit1,bit0が記憶されたメモリ回路61a,61b,61c,61dの読み出し先を切り替えるセレクタ機能を備える。この様なマルチプレクサアレイ49は、図6に示す様な4個のマルチプレクサ回路49a,49b,49c,49dを1群とするマルチプレクサ回路群MUX4を、12個配列して構成される。尚、これらマルチプレクサ回路49a,49b,49c,49dは同一の構成を有する為、以下ではマルチプレクサ回路49dの構成について詳細な説明をする。
マルチプレクサ回路49dは、1ドット分の潜像画像を形成する為に必要な4ビットの補正データ信号の内、補正データ信号bit3を、Q3端子から出力する。このQ3端子から出力される信号は、メモリ回路61aの出力端子d13、メモリ回路61bの出力端子d23、メモリ回路61cの出力端子d33、又はメモリ回路61dの出力端子d43から出力された信号のうち何れか一つを選んで、出力端子Q3から出力されるものである。また、補正データ信号の内、Q2端子から出力される信号は、メモリ回路61aの出力端子d12、メモリ回路61bの出力端子d22、メモリ回路61cの出力端子d32、又はメモリ回路61dの出力端子d42から出力された信号のうち何れか一つを選んで、出力端子Q2から出力されるものである。また、補正データ信号の内、Q1端子から出力される信号は、メモリ回路61aの出力端子d11、メモリ回路61bの出力端子d21、メモリ回路61cの出力端子d31、又はメモリ回路61dの出力端子d41から出力された信号のうち何れか一つを選んで、出力端子Q1から出力されるものである。また、補正データ信号の内、Q0端子から出力される信号は、メモリ回路61aの出力端子d10、メモリ回路61bの出力端子d20、メモリ回路61cの出力端子d30、又はメモリ回路61dの出力端子d40から出力された信号のうち何れか一つを選んで、出力端子Q0から出力されるものである。
マルチプレクサ回路49aは、P型MOSトランジスタ115,117,・・・,129と、N型MOSトランジスタ131,133,・・・,145を備える。具体的には、マルチプレクサ回路49aは、P型MOSトランジスタ115,117、及びN型MOSトランジスタ131,133を直列に配列し、P型MOSトランジスタ119,121、及びN型MOSトランジスタ135,137を直列に配列し、P型MOSトランジスタ123,125、及びN型MOSトランジスタ139,141を直列に配列し、P型MOSトランジスタ127,129、及びN型MOSトランジスタ143,145を直列に配列し、これら直列に配列されたP型MOSトランジスタ115,117,・・・,129、及びN型MOSトランジスタ131,133,・・・,145を並列に配列して形成される。そして、直列に配列されたP型MOSトランジスタ115,117、及びN型MOSトランジスタ131,133の内、P型MOSトランジスタ115のゲート電極は、制御回路57のS4N端子と接続され、第1端子は電源VDDと接続され、第2端子はP型MOSトランジスタ117の第1端子と接続されている。また、P型MOSトランジスタ117のゲート端子は、メモリ回路61dの出力端子d40と接続され、第1端子はP型MOSトランジスタ115の第2端子と接続され、第2端子は出力端子Q0と接続されている。また、N型MOSトランジスタ131のゲート電極は、メモリ回路61dの出力端子d40と接続され、第1端子はN型MOSトランジスタ133の第2端子と接続され、第2端子は出力端子Q0と接続されている。また、N型MOSトランジスタ133のゲート端子は制御回路57の端子S4Pと接続され、第1端子はグラウンドに接続され、第2端子はN型MOSトランジスタ131の第1端子と接続されている。
また、直列に配列されたP型MOSトランジスタ119,121、及びN型MOSトランジスタ135,137の内、P型MOSトランジスタ119のゲート電極は、制御回路57の端子S3Nと接続され、第1端子は電源VDDと接続され、第2端子はP型MOSトランジスタ121の第1端子と接続されている。また、P型MOSトランジスタ121のゲート端子は、メモリ回路61cの出力端子d30と接続され、第1端子はP型MOSトランジスタ119の第2端子と接続され、第2端子は出力端子Q0と接続されている。また、N型MOSトランジスタ135のゲート電極は、メモリ回路61cの出力端子d30と接続され、第1端子はN型MOSトランジスタ137の第2端子と接続され、第2端子は出力端子Q0と接続されている。また、N型MOSトランジスタ137のゲート端子は制御回路57の端子S3Pと接続され、第1端子はグラウンドに接続され、第2端子はN型MOSトランジスタ135の第1端子と接続されている。
また、直列に配列されたP型MOSトランジスタ123,125、及びN型MOSトランジスタ139,141の内、P型MOSトランジスタ123のゲート電極は、制御回路57の端子S2Nと接続され、第1端子は電源VDDと接続され、第2端子はP型MOSトランジスタ125の第1端子と接続されている。また、P型MOSトランジスタ125のゲート端子は、メモリ回路61bの出力端子d20と接続され、第1端子はP型MOSトランジスタ123の第2端子と接続され、第2端子は出力端子Q0と接続されている。また、N型MOSトランジスタ139のゲート電極は、メモリ回路61bの出力端子d20と接続され、第1端子はN型MOSトランジスタ141の第2端子と接続され、第2端子は出力端子Q0と接続されている。また、N型MOSトランジスタ141のゲート端子は制御回路57の端子S2Pと接続され、第1端子はグラウンドに接続され、第2端子はN型MOSトランジスタ139の第1端子と接続されている。
また、直列に配列されたP型MOSトランジスタ127,129、及びN型MOSトランジスタ143,145の内、P型MOSトランジスタ123のゲート電極は、制御回路57の端子S1Nと接続され、第1端子は電源VDDと接続され、第2端子はP型MOSトランジスタ129の第1端子と接続されている。また、P型MOSトランジスタ129のゲート端子は、メモリ回路61aの出力端子d10と接続され、第1端子はP型MOSトランジスタ127の第2端子と接続され、第2端子は出力端子Q0と接続されている。また、N型MOSトランジスタ143のゲート電極は、メモリ回路61aの出力端子d10と接続され、第1端子はN型MOSトランジスタ145の第2端子と接続され、第2端子は出力端子Q0と接続されている。また、N型MOSトランジスタ145のゲート端子は制御回路57の端子S1Pと接続され、第1端子はグラウンドに接続され、第2端子はN型MOSトランジスタ143の第1端子と接続されている。
駆動回路51は、ラッチ回路45から入力される印刷データ信号HD−DATA3〜0及びマルチプレクサ回路49から入力された補正データ信号bit3〜0に基づいてLED素子LED1,LED2,・・・,LED192を駆動する駆動信号を出力端子D01,D02,・・・,D048から出力する。この様な駆動回路51は、図7に示す様な構成を有するLED駆動回路147を48個配列して形成される。LED駆動回路147は、P型MOSトランジスタ149,151,・・・,157と、NOR回路159と、NAND回路161,163,165,167と、P型MOSトランジスタ169と、N型MOSトランジスタ171とを備える。P型MOSトランジスタ149,151,・・・,155のゲート電極はそれぞれNAND回路161,163,165,167の出力端子と接続され、第1端子は電源VDDと接続され、第2端子はDO端子と接続されている。また、P型MOSトランジスタ157のゲート電極はP型MOSトランジスタ169及びN型MOSトランジスタ171と接続され、第1端子は電源VDDと接続され、第2端子はDO端子に接続されている。また、P型MOSトランジスタ105のゲート電極はNOR回路159の出力端子と接続され、第1端子は端子VDと接続され、第2端子はN型MOSトランジスタ157のゲート電極と接続されている。NOR回路159は、後述するNAND回路からLED素子の駆動のオン/オフ指令信号が入力される端子S、ラッチ回路LTA1〜LTA12,LTB1〜LTB12,LTC1〜LTC12,LTD1〜LTD12にラッチされた印刷データ信号DATA3〜0が入力される端子Eを備え、これら端子S及び端子Eに入力された信号の否定論理和を、NAND回路161,163,165,167、P型MOSトランジスタ169、及びN型MOSトランジスタ171の入力端子に入力する。また、NAND回路161の入力端子は、NOR回路159の出力端子、及びマルチプレクサ回路49の端子Q3に接続されおり、NAND回路161の出力端子は、P型MOSトランジスタ149のゲート電極と接続されている。同様にNAND回路163の入力端子は、NOR回路159の出力端子、及びマルチプレクサ回路49の端子Q2に接続されており、NAND回路163の出力端子は、P型MOSトランジスタ151のゲート電極と接続されている。同様にNAND回路165の入力端子は、NOR回路159の出力端子、及びマルチプレクサ回路49の端子Q1に接続されており、NAND回路163の出力端子は、P型MOSトランジスタ153のゲート電極と接続されている。同様にNAND回路167の入力端子は、NOR回路159の出力端子、及びマルチプレクサ回路49の端子Q0に接続されており、NAND回路163の出力端子は、P型MOSトランジスタ155のゲート電極と接続されている。また、LED駆動回路147では、P型MOSトランジスタ169とN型MOSトランジスタ171を直列に配列することで、電源VDDと、端子Vとに接続されたインバータ回路を形成する。
図4の説明に戻ると、基準電流回路59は制御電圧発生回路であり、端子VREFから入力された基準電圧が入力され、これを元に駆動回路51が所定の駆動電流を発生できる様に制御電圧を発生し、端子Vより出力する。
また、LEDヘッド31は、端子STBに入力されたストローブ信号HD−STBをプルアップするプルアップ抵抗173、インバータ回路175、インバータ回路177、及びNAND回路179を備え、NAND回路179から出力された信号は、LED駆動回路147のS端子に入力される。
具体的には、NAND回路179には、インバータ回路175を介してストローブ信号HD−STBが入力され、インバータ回路177を介してラッチ信号HD−LOADが入力される。そして、NAND回路179はこれら信号に基づいて、駆動回路51に対する駆動指令信号を出力する。
次に、LEDヘッド31を用いて印刷動作を行う場合の画像形成装置の動作について、図8を参照しながら詳細な説明をする。
LED素子LED1,LED2,・・・,LED192等の駆動に先立ち、印刷制御部1は、A部においてLEDヘッド31に同期信号HD−HSYNC−Nを入力する。次に、B部において印刷制御部1は、クロック信号CLKと同期して、印刷データ信号DATA3〜0をLEDヘッド31に入力する。このとき印刷制御部1から入力される印刷データ信号DATA3〜0は、時分割駆動の第1回目の信号であり、例えば第1群のLED素子を駆動させる為の印刷データK1である。尚、LEDヘッド31では、26個のドライバIC DRV1,DRV2,・・・,DRV26が互いにカスケード接続されており、4本のデータ入力端子を備えている為、1パルスのクロック信号CLKにより4画素分の印刷データ信号DATA3〜0を同時に転送することができる。このため、1ライン分の印刷データ信号DATA3〜0を転送する為に必要なクロックパルス数は、式48/4×26によって算出される312パルスである。
1ライン分の印刷データ信号DATA3〜0のうち、印刷データK1の転送が完了すると、C部において印刷制御部1は、ラッチ信号HD−LOADをLEDヘッド31に入力する。これにより、印刷データK1は、ラッチ回路45にラッチされる。このときドライバIC DRV1は、D部において端子KDRVから出力される信号をハイレベルに遷移させ、N型MOSトランジスタ36をオン状態とする。また、ドライバIC DRV4は、E部において端子KDRVから出力される信号をローレベルに遷移させ、N型MOSトランジスタ33をオフ状態とする。ここでN型MOSトランジスタ36がオン状態となり、他のN型MOSトランジスタ33,34,35がオフ状態となると、N型MOSトランジスタ33,34,35のカソード端子からグランドへと流路が遮断され、第2群、第3群、及び第4群のLED素子はオフ状態となる。一方このとき、N型MOSトランジスタ36はオン状態となるので、N型MOSトランジスタ36のカソード端子からグランドへの流路が形成され、第1群のLED素子は、出力端子D01,D02,・・・,D048から出力される信号に応じて選択的にオン状態となる。そして、LED素子がオン状態となると、この光は図示せぬ像担持体上に照射され、当該像担持体上に印刷データK1に基づく潜像画像が担持される。
次に印刷制御部1は、F部においてストローブ信号HD−STBをLEDヘッド31に入力し、駆動回路51に駆動開始を指示する。
次に、G部において印刷制御部1は、クロック信号CLKと同期して、第2群のLED素子を駆動させる為の印刷データK2をLEDヘッド31に入力する。印刷データK2の転送が完了すると、H部において印刷制御部1は、ラッチ信号HD−LOADをLEDヘッド31に入力する。これにより、印刷データK2はラッチ回路45にラッチされる。次に、ドライバIC DRV1は、I部において端子KDRVから出力される信号をローレベルに遷移させ、N型MOSトランジスタ36をオフ状態とする。また、ドライバIC DRV2は、J部において端子KDRVから出力される信号をハイレベルに遷移させ、N型MOSトランジスタ35をオン状態とする。次いで、印刷制御部1は、K部においてストローブ信号HD−STBをLEDヘッド31に入力し、駆動回路51に駆動開始を指示する。
次に、L部において印刷制御部1は、クロック信号CLKと同期して、第3群のLED素子を駆動させる為の印刷データK3をLEDヘッド31に入力する。印刷データK3の転送が完了すると、M部において印刷制御部1は、ラッチ信号HD−LOADをLEDヘッド31に入力する。これにより、印刷データK3はラッチ回路45にラッチされる。次に、ドライバIC DRV2は、N部において端子KDRVから出力される信号をローレベルに遷移させ、N型MOSトランジスタ35をオフ状態とする。また、ドライバIC DRV3は、O部において端子KDRVから出力される信号をハイレベルに遷移させ、N型MOSトランジスタ34をオン状態とする。次いで印刷制御部1は、P部においてストローブ信号HD−STBをLEDヘッド31に入力し、駆動回路51に駆動開始を指示する。
次に、Q部において印刷制御部1は、クロック信号CLKと同期して、第4群のLED素子を駆動させる為の印刷データK4をLEDヘッド31に入力する。印刷データK4の転送が完了すると、R部において印刷制御部1は、ラッチ信号HD−LOADをLEDヘッド31に入力する。これにより、印刷データK4はラッチ回路45にラッチされる。次に、ドライバIC DRV3は、S部において端子KDRVから出力される信号をローレベルに遷移させ、N型MOSトランジスタ34をオフ状態とする。また、ドライバIC DRV4は、T部において端子KDRVから出力される信号をハイレベルに遷移させ、N型MOSトランジスタ35をオン状態とする。次いで印刷制御部1は、U部においてストローブ信号HD−STBをLEDヘッド31に入力し、駆動回路51に駆動開始を指示する。
LEDヘッド31では、上述の様な制御によって、図示せぬ像担持体上に印刷データ信号DATA3〜0に基づく1ライン分の潜像画像を担持させる。その後、LEDヘッド31は同様の制御を繰り返し行う。
図9、及び図10は、ドライバIC DRV1を例に挙げ、ドライバICの図8に示す動作をより具体的に説明するための図である。まず端子DATAI3〜0に入力される信号について見るに、クロック信号HD−CLKの1個目のパルス波と同期して、LEDヘッド31には、ドット1、ドット8、ドット9、ドット16の印刷データ信号が入力される。そして、引き続きLEDヘッド31には2個目のパルス波の立下り同期して、ドット17、ドット24、ドット25、ドット32の印刷データが入力される。ここで、ドライバIC DRV1のシフトレジスタ段数は12段である為、12個目のパルス波が入力されると、印刷データ信号DATA3〜0の入力が終了する。その後、印刷制御部1は、LEDヘッド31にラッチ信号HD−LOADを入力し、印刷データ信号DATA3〜0をラッチ回路LTA1〜LTA12,LTB1〜LTB12,LTC1〜LTC12,LTD1〜LTD12にラッチする。次に、印刷制御部1は、LEDヘッド31にストローブ信号HD−STB−Nを入力し、LED素子LED1,LED2,・・・,LED192のうち、第1群に属するLED素子の駆動を開始する。このとき、上述の様にドライバIC DRV1は端子KDRVから出力される信号をハイレベルに遷移させ、N型MOSトランジスタ36をオン状態とするが、図9に示す例で説明すると、このときLED素子LED1、LED素子LED8、LED素子LED9、LED素子LED16、LED素子LED17、LED素子LED24、LED素子LED25、及びLED素子LED32等が選択的に駆動されることとなる。
ところで、この様なドライバIC DRV1,DRV2,・・・,DRV26は、シリコン基板上に形成されるが、従来用いられていた各回路要素の配置方法としては、図11乃至図13に示す様な配置方法がある。
図11、及び図12に示すドライバIC 1001は、192個のLED素子を奇数群と偶数群との2つのグループに分割して、これらを時分割駆動する駆動装置である。ドライバIC 1001は、ICチップ1003の一方の長辺に沿って、出力端子D01,D02,・・・,D096を配列して形成される。そして、ドライバIC 1001は、出力端子D01,D02,・・・,D096と対応させて、これら出力端子から出力される信号を制御する制御回路CCを96個備える。この制御回路CCは、上述したLEDヘッド31における、例えばラッチ回路LTD1、当該ラッチ回路LTD1に対応して設けられたメモリセル回路61、当該メモリセル回路61に対応して設けられたマルチプレクサアレイ49、及び駆動回路51に相当する回路等によって構成される。そしてこれら出力端子D01,D02,・・・,D096と、制御回路CCは、ICチップ1003の長辺方向に沿って、等間隔に配列されている。また、ICチップ1003の他方の長辺近傍には、端子VDD、端子DATAI3〜0、端子DATAO3〜0、端子KDRV、端子STB、端子VREF、及び端子GND等が配列されている。そして、これらの各端子の間には、ドライバIC 1045を駆動する為に必要な書き込み制御回路43、及び制御回路57等を配置する複数の回路領域CSが設けられている。また、ICチップ1003上に配列された96個の制御回路CCの上層には、電源配線1005が敷設されている。そして、ICチップ1003上には、端子VDD、端子VDD、及び端子VDDが形成され、電源配線1005と接続される。この為、電源配線1005はこれらの端子と接続可能となる様、文字Eの形状を備える。
またドライバIC 1001とは別の従来例として、図13に示すドライバIC 1007がある。ドライバIC 1007は、上述したドライバIC DRV1,DRV2,・・・,DRV26と同様に、192個のLED素子を4個のグループに分割してこれらを時分割駆動する駆動装置である。ドライバIC 1007は、略長方形状に形成されたICチップ1009の一方の長辺に沿って、上述した出力端子D01,D02,・・・,D048に相当する出力端子D01,D02,・・・,D048を配列して形成される。そして、ドライバIC 1007は、出力端子D01,D02,・・・,D048と対応させて、これら出力端子から出力される信号を制御する制御回路CCを48個備える。この制御回路CCは、上述のLEDヘッド31における、例えばラッチ回路LTD1、当該ラッチ回路LTD1に対応して設けられたメモリセル回路61、当該メモリセル回路61に接続されるマルチプレクサアレイ49、及び駆動回路51に相当する回路等によって構成される。そしてこれら出力端子D01,D02,・・・,D048と、制御回路CCは、ICチップの長辺方向に沿って、等間隔に配列されている。また、他方の長辺近傍には、ICチップの長辺方向に沿って、端子VDD〜VDD、端子DATAI3〜0、端子DATAO3〜0、端子KDRV、端子STB、端子VREF、端子GND等が配列されている。そして、これらの端子の間には、ドライバIC 1007を駆動する為に必要な回路、例えば上述の書き込み制御回路43、及び制御回路57等の回路を配置する複数の回路領域CSが配列して設けられている。また、ICチップ上に配列された48個の制御回路CCの上層には、電源配線1011が敷設されている。この電源配線1011は、電源と接続された端子VDDと接続され、端子VDD〜VDDと接続される。この為、電源配線1011はこれらの端子と接続可能となる様、文字Eの形状を備える。
また、この様なドライバIC 1007は、図14に示す様なLEDアレイ1013と接続されている。図14は、ドライバIC 1007によって駆動されるLEDアレイ1013の上面図である。
LEDアレイ1013は、等間隔に配列され192個のLED素子LED1,LED2,・・・,LED192を備える。尚、説明の便宜上、同図においては、LED素子LED1,LED2,・・・,LED32及びこれに対応する部分のみを図示する。
これらLED素子LED1,LED2,・・・,LED32のアノード端子は、隣接する4素子ごとに共通のアノード端子パッドA11,A12,A13,A14,A21,A22,A23,A24と接続されている。そして、これらアノード端子パッドA11,A12,A13,A14,A21,A22,A23,A24は、図13に示す出力端子D01,D02,・・・,D08と接続されている。また、これらアノード端子パッドA11,A12,A13,A14,A21,A22,A23,A24と対向する位置には、LED素子LED1,LED2,・・・,LED32のコモンカソード配線に接続されるカソード端子パッドK1,K2,K3,K4が配置されている。そして、LEDアレイ1013においては、LED素子LED1,LED2,・・・,LED32と、アノード端子パッドA11,A12,A13,A14,A21,A22,A23,A24と、カソード端子パッドK1,K2,K3,K4とは、図14に示す様な高抵抗性ウェハー基材1015上に配置して形成されている。この様なLED素子LED1,LED2,・・・,LED32は、高抵抗性ウェハー基材1015上に、MOCVD(有機金属気相成長)法により基材の全面に、電流阻止層1017と、n型AlGaAs層からなるn型拡散領域1019とを形成した後、LED素子を配置する位置にp型不純物を拡散することで形成されている。さらにp型不純物を拡散させた後、エッチングにより溝を形成することでLED素子を分離する。そして、LED素子を分離した後、電流阻止層1017上に層間絶縁層1021を形成し、n型拡散領域1019に設けられた複数のコンタクトホール1023を、メタル配線1025にて接続し、単にカソード端子パッドと接続している。また、LED素子のp型拡散領域1027を、メタル配線1029を用いてアノード端子パッドと接続する。
そして、この様なドライバIC 1007、及びLEDアレイ1013は、図16、及び図17に示す様にワイヤーボンディング法にて接合され、LEDヘッド1031を構成する。
LEDヘッド1031は、プリント配線板1033上に、ドライバIC 1007、及びLEDアレイ1013を配置して構成される。ドライバIC 1007は、その表面に入出力パッド列1035、及びLED駆動パッド列1037を備える。また、LEDヘッド1031は、その表面にアノード端子パッドA11,A12,・・・によって形成されるアノードパッド列1039、及びカソード端子パッドK1,K2,K3,K4によって形成されるカソードパッド列1041を備える。そして、入出力パッド列1035は、ボンディングワイヤー1043によってプリント配線板1033上に設けられた端子パッド列1045と接続されており、LED駆動パッド列1037は、ボンディングワイヤー1047によってアノードパッド列1039と接続されている。また、カソードパッド列1041は、ボンディングワイヤー1049によって、プリント配線板1033上に設けられた端子パッド列1051と接続されている。
この様な従来用いられていたドライバIC 1001、及びドライバIC 1007から明らかな様に、時分割駆動の分割数をドライバIC 1007の様に4分割で駆動する場合には、ドライバIC 1001の様に2分割で駆動する場合に比べ、LED素子を駆動する制御回路の数を半分にすることができる。しかし、ドライバIC 1001と比較して制御回路の数が半分になったドライバIC 1007では、各制御回路CCの間にスペースが発生し、これらのスペースが非常に狭小なものであることに起因して、各制御回路CCのスペースを有効に活用することができない。すなわち、ドライバIC 1007では、制御回路の数を減らすことはできても、これがドライバIC 1007のサイズを小型化することには繋がらず、結果として駆動装置を小型化すると共に、駆動装置の生産コストの削減を図ることができないという問題がある。
本実施の形態における構成においては、図18に示す様に、ドライバIC DRV1,DRV2,・・・,DRV26が備える制御回路等の配置を変更することで、ドライバICの小型化を図ることが可能である。尚、図18では小型化の効果を明確にすべく、上述したドライバIC 1007と、本実施の形態の構成を用いたドライバIC DRV1を、同一の縮尺で並べて表す。
ドライバIC DRV1は、同図に示す様に、ICチップ181の一方の長辺に沿って配列された端子VDD、端子VDD、端子VDD、出力端子D01,D02,・・・,D048、印刷データ出力端子DATAO3〜0、端子KDRV、端子STB、端子VREF、端子GND、端子CLK、端子LOAD、端子HSYNC、及び印刷データ入力端子DATAI3〜0を備える。そして、これら端子は、ICチップ181の一方の長辺に沿って、端子VDD、端子VDD、端子VDD、印刷データ出力端子DATAO3〜0、端子KDRV、端子STB、端子VREF、端子GND、端子CLK、端子LOAD、端子HSYNC、及び印刷データ入力端子DATAI3〜0からなる入力端子群と、出力端子D01,D02,・・・,D048の出力端子群とを、実質的に交互に配置することが好ましい。そして、出力端子D01,D02,・・・,D048は、LEDヘッド31の時分割数に応じて、複数の出力端子をまとめて配列することが好ましい。
また、ドライバIC DRV1は、同図に示す様に、ICチップ181上に、書き込み制御回路43、制御回路57、及び基準電流回路59を、複数の回路領域CS内に納まる様に分割して配置する。また、ドライバIC DRV1は、ICチップ181上に、少なくともフリップフロップ回路FFAn,FFBn,FFCn,FFDn、ラッチ回路LTAn,LTBn,LTCn,LTDn、メモリセル回路、当該メモリセル回路61に対応するマルチプレクサアレイ49、及び当該マルチプレクサアレイ49に対応するLED駆動回路147を含む制御回路CCを48個備える。そして、ドライバIC DRV1は、これら制御回路CC、及び回路領域CSを、ICチップ181の長辺方向に沿って、略直線状に配置して形成されている。また、ドライバIC DRV1は、これら制御回路CC、及び回路領域CSに端子VDD、端子VDD、及び端子VDDから取得した電力を入力する電源配線183を備える。電源配線183は、制御回路CC、回路領域CS、端子VDD、端子VDD、及び端子VDDを接続可能とすべく、文字Eの形状を備える。
さらに具体的には、ドライバIC DRV1は、4個の制御回路CCを隣接して配置して形成されたグループを12組備え、この様な12組のグループを、等間隔且つ略直線状にICチップ181上に配列して形成されている。さらにドライバIC DRV1は、これら各グループの間に形成されたスペースに回路領域CSを備える。この様に、ICチップ181上に、制御回路CCのグループを形成することで、各グループの間に形成されるスペースを、ドライバIC 1007と比較して広くすることが可能となり、このスペースに回路領域CSを配置することで制御回路CCと回路領域CSとを同一直線状に配列することが可能となる。そして、制御回路CCと回路領域CSとを同一直線状に配列することで、ICチップ181の短辺方向の長さを、ドライバIC 1007と比較して実質的に入出力パッド列1035又は制御回路CC分だけ短くすることが可能となる。
そして、この様なドライバIC DRV1に対応するLEDチップCHP1は、図19及び図20に示す様に接合され、LEDヘッド31を構成する。尚、図19はLEDヘッド31の断面図であり、図20は、LEDヘッド31の上面図である。
LEDヘッド31は、プリント配線板185上に、ドライバIC DRV1、及びLEDチップCHP1を配置して構成される。ドライバIC DRV1は、一方の長辺側に沿ってLED駆動端子列187を備える。このLED駆動端子列187は、少なくとも端子VDD、端子VDD、端子VDD、出力端子D01,D02,・・・,D048、印刷データ出力端子DATAO3〜0、端子KDRV、端子STB、端子VREF、端子GND、端子CLK、端子LOAD、端子HSYNC、及び印刷データ入力端子DATAI3〜0を含む列である。また、LEDチップCHP1は、一方の長辺に沿ってLED素子LED1,LED2,・・・,LED192のアノード端子パッドに接続されるアノードパッド列189、及びカソード端子パッドに接続されるカソードパッド列191を備える。そして、LED駆動端子列187は、ボンディングワイヤー193によってプリント配線板185上に設けられた端子パッド列195と接続されている。また、アノードパッド列189とLED駆動端子列187とは、ボンディングワイヤー196によって接続されている。また、カソードパッド列191は、ボンディングワイヤー197によって、プリント配線板185上に設けられた端子パッド列199と接続されている。
以上、説明した様に、本発明の第1の実施の形態によれば、駆動装置としてのドライバICは、少なくとも端子VDD、端子VDD、端子VDD、出力端子D01,D02,・・・,D048、印刷データ出力端子DATAO3〜0、端子KDRV、端子STB、端子VREF、端子GND、端子CLK、端子LOAD、端子HSYNC、及び印刷データ入力端子DATAI3〜0を含むLED駆動端子列187をICチップ181の一方の長辺に沿って配列し、制御回路CC、及び回路領域CSを他方の長辺に沿って配列することで、ICチップ181の短辺方向の長さを短くすることが可能となり、ドライバICの小型化を実現することが可能となる。これによって、これらICチップ181を製造する際に1枚のICウェハーから採れるチップ数を増加させることが可能となり、ドライバICのコスト低下を図ることが可能となる。
さらに、本発明の第1の実施の形態によれば、ICチップ181の短辺幅を縮小することができる為、これを搭載するプリント配線板185の短辺幅もまた縮小することが可能となり、LEDヘッド31の小型化を図ることが可能となる。
尚、上記第1の実施の形態では、ドライバIC DRV1及びLEDチップCHP1を用いて詳細な説明を行ったが、他のドライバIC、及びLEDチップにおいても同様の構成を備えることはいうまでもない。
以下、本発明を適用した第2の実施の形態について詳細な説明をする。尚、第2の実施の形態では、その効果を明確にすべく、上述したLEDヘッド1031を用いて詳細な説明をする。尚、第2の実施の形態では、第1の実施の形態と同一の構成を有する箇所については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
図21に示す様に、LEDヘッド1031では、等間隔に配列されたアノード端子パッドA11,A12,・・・と、等間隔に配列された出力端子D01,D02,・・・,D08とをボンディングワイヤー1047を用いて接続している。
この様なLEDヘッド1031では、600dpiの解像度を有し、各LED素子間のドットピッチL1は、略42.2μmであり、アノード端子パッドA11,A12,・・・のパッドピッチL2は、168.8μmとなる。一方、ドライバIC 1001の出力端子D01,D02,・・・,D08のパッドピッチL3は、約81μmである。そして、この様なLEDヘッド1031では、パッドピッチL2と、パッドピッチL3とが大きく異なる為、出力端子D01,D02,・・・,D08とアノード端子パッドA11,A12,・・・を接続するボンディングワイヤー1047を、出力端子D01,D02,・・・,D08、及びアノード端子パッドA11,A12,・・・の配列方向に対して斜めに布線する必要がある。この場合、例えばアノード端子パッドA21と、出力端子D05との、ずれ量L4は、式(168.8×3−81×3)に従って、131.7μmとなる。
しかし、この様にボンディングワイヤー1047を、出力端子D01,D02,・・・,D08、及びアノード端子パッドA11,A12,・・・の配列方向に対して斜めに布線すると、ボンディングワイヤー1047のワイヤー同士の間隔を確保することが困難となり、ワイヤー同士が短絡してしまうという問題がある。また、この様な場合では、LEDヘッド1031の製造時に、ボンディングツールの移動速度を上げることが出来ない等の支障が生じ、生産性の向上を図ることができないという問題がある。
そこで、本発明の第2の実施の形態では、LEDヘッド31を構成するLEDチップCHP1を図22に示す様に構成する。
LEDチップCHP1は、時分割数と同数のS個の出力端子D01,D02,・・・によって構成される出力端子アレイの各出力端子に対応させて、S個のアノード端子パッドA11,A12,・・・によって構成されるアノード端子パッドアレイを備える。そして、S個の出力端子D01,D02,・・・と、S個のアノード端子パッドA11,A12,・・・とは、互いに1対1の関係で、ボンディングワイヤー196によって接続される。S個のアノード端子パッドA11,A12,・・・は、それぞれ時分割数と同数のS個のLED素子LED1,LED2,・・・と接続されている。
そして、LEDチップCHP1は、これらアノード端子パッドアレイ、出力端子アレイ、及びLEDアレイの中心を互いに一致する様に配置され、さらに各出力端子D01,D02,・・・の間隔をPとし、各アノード端子パッドA11,A12,・・・の間隔をLとした場合に、距離Lは、L=(N−1)×Pによって定められる様に形成される。この様にしてアノード端子パッドA11,A12,・・・の間隔を定めることにより、LEDチップCHP1は、アノード端子パッドと出力端子との間を略平行に布線することが可能となり、ずれ量を大幅に縮小することが出来る。
具体的には、LEDヘッド31は、時分割数を4とし、4個のアノード端子パッドごとに電極パッド群を構成し、4個の出力端子で出力端子群を構成した場合、LEDヘッド31のアノード端子パッドA11,A12,・・・をLED素子LED1,LED2,・・・の配列ピッチの3倍に略等しいピッチで配置する。
LEDヘッド31では、時分割数が4分割である為、例えばLED素子LED32,LED素子LED31,・・・,LED素子LED17に対応するアノード端子パッドA24、アノード端子パッドA23、アノード端子パッドA22、及びアノード端子パッドA21でアノード端子パッド群を構成し、出力端子D08、出力端子D07、出力端子D06、及び出力端子D05で出力端子群を構成し、これらの群同士を上述した方法で接続する。
この例で説明すると、アノード端子パッドA24は、当該アノード端子パッドA24と接続されている4個のLED素子LED32,31,30,29の内、LED素子LED189のアノード端子の近傍に配置される。また、アノード端子パッドA23は、LED素子LED26の近傍に、アノード端子パッドA22は、LED素子LED23の近傍に、アノード端子パッドA21は、LED素子LED20の近傍にそれぞれ配置される。
そして、この様にしてアノード端子パッドA11,A12,・・・を配列した場合、例えばアノード端子パッドA21と出力端子D05とのアノード端子パッドA11,A12,・・・の配列方向に対する距離L5は、式(126.9×3−81×3)/2に従って、68.9μmとなる。
この様に、第2の実施の形態によれば、アノード端子パッドと出力端子との間を略平行に布線することが可能となり、ずれ量を大幅に縮小することが出来る。そしてこれにより、ボンディングワイヤー196のワイヤー同士の間隔を確保することが容易となり、ワイヤー同士が短絡してしまうことを防止することができる。また、この様な場合では、LEDヘッド31の製造時に、ボンディングツールの移動速度を、従来と比較して早くすることができ、LEDヘッド31の生産性の向上を図ることができる。
以下、本発明を適用した第3の実施の形態を用いるLEDヘッド203について詳細な説明をする。尚、第3の実施の形態においても、第1の実施の形態と同一の構成を有する箇所については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
図9及び図10を用いて説明した様に従来用いられていたLEDアレイ1013、及びこれを駆動するドライバIC 1007では、印刷データ信号DATA3〜0が、例えばドット1、ドット8、ドット9、及びドット16の様に規則性を持たないデータ系列として入力される必要があり、この不規則な印刷データ信号列に変換するためのデータ変換手段を設ける必要があった。そしてこの配列の変換は、図示せぬ印刷制御部に備えられた変換テーブルに基づいて行われていた。具体的には図示せぬ印刷制御部は、印刷データ信号DATA3〜0を印刷制御部からドライバIC 1001に入力する際に、ドライバIC 1007に入力するデータ配列にあわせて変換する必要があった。
そこで、第3の実施の形態に係るLEDアレイでは、この様な不規則なデータ転送順序に対応する煩雑さを解消することを可能とする。
第3の実施の形態に係るLEDアレイ201は、図23に示す様に、等間隔に配列された192個のLED素子LED1,LED2,・・・,LED192を備える。尚、説明の便宜上、同図においては、LED素子LED1,LED2,・・・,LED32及びこれに対応する部分のみを図示して詳細な説明を行う。
この様なLED素子LED1,LED2,・・・,LED32は、8個のアノード端子パッドA11,A12,A13,A14,A21,A22,A23,A24、及びカソード端子パッドK1,K2,K3,K4と接続されている。そして、アノード端子パッドA11,A12,A13,A14,A21,A22,A23,A24は、図示せぬドライバICの出力端子と接続されている。
具体的には、LEDアレイ201は、隣接する4個のLED素子のアノード端子を、それぞれアノード端子パッドA11,A12,A13,A14,A21,A22,A23,A24に接続した構成を備える。そして、これらLED素子LED1,LED2,・・・,LED32の内、LED素子LED1、LED素子LED5、LED素子LED9、LED素子LED13、LED素子LED17、LED素子LED21、LED素子LED25、及びLED素子LED29のカソード端子は、N型MOSトランジスタ36と接続されたカソード端子パッドK1と接続されている。また、LED素子LED2、LED素子LED6、LED素子LED10、LED素子LED14、LED素子LED18、LED素子LED22、LED素子LED26、及びLED素子LED30のカソード端子は、N型MOSトランジスタ35と接続されたカソード端子パッドK2と接続されている。また、LED素子LED3、LED素子LED7、LED素子LED11、並びにLED素子LED15、及びLED素子LED19、LED素子LED23、LED素子LED27、並びにLED素子LED31のカソード端子は、それぞれN型MOSトランジスタ34と接続された2個のカソード端子パッドK3の一方と接続されている。また、LED素子LED4、並びにLED素子LED8、LED素子LED12、並びにLED素子LED16、LED素子LED20、並びにLED素子LED24、及びLED素子LED28、並びにLED素子LED32のカソード端子は、それぞれN型MOSトランジスタ33と接続されたカソード端子パッドK4の何れかと接続されている。
図23は、LEDアレイ201の一部を示す上面図であり、LEDアレイ201全体として、同図に示す6倍、すなわち48個のカソード端子パッドK1,K2,K3,K4を備える。
そして、この様なLEDアレイ201、及びLEDアレイ201に接続されたドライバIC DRV1によって構成されるLEDヘッド203は、図24、及び図25に示す様な動作で印刷データ信号DATA3〜0の処理を行う。尚、説明を簡略化するために、図24及び図25では、ドライバIC DRV1を例に挙げ、ドライバIC DRV1の動作についてのみ詳細な説明を行う。
まず、印刷制御部1は、印刷データ信号DATA3〜0の入力開始に伴い、同期信号HD−HSYNC−NをLEDヘッドに入力する。その後、印刷制御部1はクロック信号HD−CLKの1個目のクロックに同期して、ドット1、ドット5、ドット9、ドット13の印刷データ信号をLEDヘッド203に入力する。そして、引き続き印刷制御部1は2個目のクロックに同期して、ドット17、ドット21、ドット25、ドット29の印刷データをLEDヘッド203に入力する。ここで、シフトレジスタ段数は12段である為、12個目のクロックが入力されると、ドライバICの1個分の印刷データ信号DATA3〜0の入力が終了する。その後、印刷制御部1は、V部において、LEDヘッド203にラッチ信号HD−LOAD―Pを入力し、印刷データ信号DATA3〜0をラッチ回路LTA1〜LTA12,LTB1〜LTB12,LTC1〜LTC12,LTD1〜LTD12にラッチする。次に、印刷制御部1は、LEDヘッド203にストローブ信号HD−STB−Nを入力し、LED素子の駆動を開始する。このとき、ドライバIC DRV1は端子KDRVから出力される信号をハイレベルに遷移させ、N型MOSトランジスタ36をオン状態とするが、図24に示す例で説明すると、このときLED素子LED1、LED素子LED5、LED素子LED9、LED素子LED13、LED素子LED17、LED素子LED21、LED素子LED25、及びLED素子LED29が駆動されることとなる。
次に、印刷制御部1はクロック信号HD−CLKの1個目のクロックに同期して、ドット2、ドット6、ドット10、ドット14の印刷データ信号をLEDヘッド203に入力する。そして、引き続き印刷制御部1は2個目のクロックに同期して、ドット18、ドット22、ドット26、ドット30の印刷データをLEDヘッド203に入力する。そして12個目のクロックがLEDヘッド203に入力されると、ドライバICの1個分の印刷データ信号DATA3〜0の入力が終了する。その後、印刷制御部1は、W部において、LEDヘッド203にラッチ信号HD−LOAD―Pを入力し、印刷データ信号DATA3〜0をラッチ回路LTA1〜LTA12,LTB1〜LTB12,LTC1〜LTC12,LTD1〜LTD12にラッチする。次に、印刷制御部1は、LEDヘッド203にストローブ信号HD−STB−Nを入力し、LED素子の駆動を開始する。このとき、図示しないドライバIC DRV2は端子KDRVから出力される信号をハイレベルに遷移させ、N型MOSトランジスタ35をオン状態とし、図24に示す例で説明すると、LED素子LED2、LED素子LED6、LED素子LED10、LED素子LED14、LED素子LED18、LED素子LED22、LED素子LED26、及びLED素子LED30が駆動される。
引き続く図25に示す様に、印刷制御部1はクロック信号HD−CLKの1個目のクロックに同期して、ドット3、ドット7、ドット11、ドット15の印刷データ信号をLEDヘッド203に入力する。そして、引き続き印刷制御部1は2個目のクロックに同期して、ドット19、ドット23、ドット27、ドット31の印刷データをLEDヘッド203に入力する。そして12個目のクロックがLEDヘッド203に入力されると、ドライバICの1個分の印刷データ信号DATA3〜0の入力が終了する。その後、印刷制御部1は、X部において、LEDヘッド203にラッチ信号HD−LOAD―Pを入力し、印刷データ信号DATA3〜0をラッチ回路LTA1〜LTA12,LTB1〜LTB12,LTC1〜LTC12,LTD1〜LTD12にラッチする。次に、印刷制御部1は、LEDヘッド203にストローブ信号HD−STB−Nを入力し、LED素子の駆動を開始する。このとき、ドライバIC DRV3は端子KDRVから出力される信号をハイレベルに遷移させ、N型MOSトランジスタ34をオン状態とし、図24に示す例で説明すると、LED素子LED3、LED素子LED7、LED素子LED11、LED素子LED15、LED素子LED19、LED素子LED23、LED素子LED27、及びLED素子LED31が駆動される。
次に、印刷制御部1はクロック信号HD−CLKの1個目のパルス波に同期して、ドット4、ドット8、ドット12、ドット16の印刷データ信号をLEDヘッド203に入力する。そして、引き続き印刷制御部1は2個目のパルス波に同期して、ドット20、ドット24、ドット28、ドット32の印刷データをLEDヘッド203に入力する。そして12個目のパルス波がLEDヘッド203に入力されると、ドライバIC DRV1,DRV2,・・・,DRV26の1個分の印刷データ信号DATA3〜0の入力が終了する。その後、印刷制御部1は、Y部において、LEDヘッド203にラッチ信号HD−LOAD―Pを入力し、印刷データ信号DATA3〜0をラッチ回路LTA1〜LTA12,LTB1〜LTB12,LTC1〜LTC12,LTD1〜LTD12にラッチする。次に、印刷制御部1は、LEDヘッド203にストローブ信号HD−STB−Nを入力し、LED素子の駆動を開始する。このとき、ドライバIC DRV4は端子KDRVから出力される信号をハイレベルに遷移させ、N型MOSトランジスタ33をオン状態とし、図24に示す例で説明すると、LED素子LED4、LED素子LED8、LED素子LED12、LED素子LED16、LED素子LED20、LED素子LED24、LED素子LED28、及びLED素子LED32が駆動する。
その後、印刷制御部1及びLEDヘッドは同様の動作を繰り返し行い、図示せぬ像担持体上に印刷データ信号DATA3〜0に基づく潜像画像を担持させる。
次に、印刷制御部1がLEDアレイ201に補正データ信号を入力する方法について、図26から図34を参照しながら詳細な説明をする。尚、図26は、入力される補正データ信号の概略を示す図であり、図27乃至図34は、図26に示す各部の詳細を示す図である。
印刷制御部1は、LEDヘッド203に対して、補正データ信号として1ドットあたり、補正データ信号bit3,bit2,bit1,bit0からなる4ビットの信号を入力する。具体的には、印刷制御部1は、補正データ信号bit3,bit2,bit1,bit0をLEDヘッド203に入力するに先立って、LEDヘッドのLOAD信号をハイレベルに遷移させる。
次に、補正データ信号bit3の先頭位置に配置されたイネーブル信号K−ENB、セレクト信号K−SEL0,K−SEL1を入力する。このとき、端子DATAI2には入力すべき信号がない為、ダミー信号DUMMYを割り当てる。
そして、印刷制御部1は、クロック信号CLKに同期して、これら信号に続けて補正データ信号bit3の内、補正データK1をLEDヘッド203に入力する。このときLEDヘッド203に入力される補正データ信号bit3は、ドット1、ドット5、ドット9、・・・、ドット185、ドット189に関する補正データ信号である。そして、印刷制御部1は、補正データ信号bit3をメモリセルアレイ47に記憶すべく、LEDヘッド203に対して3パルスのストローブ信号HD−STB−Nを入力する。そしてLEDヘッド203の書き込み制御回路43は、ストローブ信号HD−STB−Nの入力を受けて、端子W3,W2,W1,W0、及び端子E3,E2,E1,E0を用いてメモリセル回路61に対する書き込み指令を出力する。これによりメモリセル回路61は、シフトレジスタを介して入力された補正データ信号を記憶する。
次に、AB部において印刷制御部1は、クロック信号CLKに同期して、これら信号に続けて補正データ信号bit3の内、補正データK2をLEDヘッド203に入力する。このときLEDヘッド203に入力される補正データ信号bit3は、ドット2、ドット5、ドット10、・・・、ドット186、ドット190に関する補正データ信号である。そして、印刷制御部1は、補正データ信号bit3をメモリセルアレイ47に記憶すべく、LEDヘッド203に対して3パルスのストローブ信号HD−STB−Nを入力する。そしてLEDヘッド203の書き込み制御回路43は、ストローブ信号HD−STB−Nの入力を受けて、端子W3,W2,W1,W0、及び端子E3,E2,E1,E0からメモリセル回路61に対する書き込み指令を出力する。これによりメモリセル回路61は、シフトレジスタを介して入力された補正データ信号を記憶する。
次に、図28に示す様に、AC部において印刷制御部1は、クロック信号CLKに同期して、これら信号に続けて補正データ信号bit3の内、補正データK1をLEDヘッド203に入力する。このときLEDヘッド203に入力される補正データ信号bit3は、ドット3、ドット7、ドット11、・・・、ドット187、ドット191に関する補正データ信号である。そして、印刷制御部1は、補正データ信号bit3をメモリセルアレイ47に記憶すべく、LEDヘッド203に対して3パルスのストローブ信号HD−STB−Nを入力する。そしてLEDヘッド203の書き込み制御回路43は、ストローブ信号HD−STB−Nの入力を受けて、端子W3,W2,W1,W0、及び端子E3,E2,E1,E0からメモリセル回路61に対する書き込み指令を出力する。これによりメモリセル回路61は、シフトレジスタを介して入力された補正データ信号を記憶する。
次に、AD部において印刷制御部1は、クロック信号CLKに同期して、これら信号に続けて補正データ信号bit3の内、補正データK0をLEDヘッド203に入力する。このときLEDヘッド203に入力される補正データ信号bit3は、ドット4、ドット8、ドット12、・・・、ドット188、ドット192に関する補正データ信号である。そして、印刷制御部1は、補正データ信号bit3をメモリセルアレイ47に記憶すべく、LEDヘッド203に対して3パルスのストローブ信号HD−STB−Nを入力する。そしてLEDヘッド203の書き込み制御回路43は、ストローブ信号HD−STB−Nの入力を受けて、端子W3,W2,W1,W0、及び端子E3,E2,E1,E0からメモリセル回路61に対する書き込み指令を出力する。これによりメモリセル回路61は、シフトレジスタを介して入力された補正データ信号を記憶する。
次に、図29に示す様に印刷制御部1は、AE部において、補正データ信号bit2の先頭にダミーデータDUMMYを割り当て、次いで補正データ信号bit2列をLEDヘッド203に入力する。
そして、印刷制御部1は、クロック信号CLKに同期して、これら信号に続けて補正データ信号bit2の内、補正データK1をLEDヘッド203に入力する。このときLEDヘッド203に入力される補正データ信号bit2は、ドット1、ドット5、ドット9、・・・、ドット185、ドット189に関する補正データ信号である。そして、印刷制御部1は、補正データ信号bit2をメモリセルアレイ47に記憶すべく、LEDヘッド203に対して3パルスのストローブ信号HD−STB−Nを入力する。そしてLEDヘッド203の書き込み制御回路43は、ストローブ信号HD−STB−Nの入力を受けて、端子W3,W2,W1,W0、及び端子E3,E2,E1,E0からメモリセル回路61に対する書き込み指令を出力する。これによりメモリセル回路61は、シフトレジスタを介して入力された補正データ信号を記憶する。
次に、AF部において印刷制御部1は、クロック信号CLKに同期して、これら信号に続けて補正データ信号bit2の内、補正データK2をLEDヘッド203に入力する。このときLEDヘッド203に入力される補正データ信号bit2は、ドット2、ドット5、ドット10、・・・、ドット186、ドット190に関する補正データ信号である。そして、印刷制御部1は、補正データ信号bit2をメモリセルアレイ47に記憶すべく、LEDヘッド203に対して3パルスのストローブ信号HD−STB−Nを入力する。そしてLEDヘッド203の書き込み制御回路43は、ストローブ信号HD−STB−Nの入力を受けて、端子W3,W2,W1,W0、及び端子E3,E2,E1,E0からメモリセル回路61に対する書き込み指令を出力する。これによりメモリセル回路61は、シフトレジスタを介して入力された補正データ信号を記憶する。
次に、図30に示す様に、AG部において印刷制御部1は、クロック信号CLKに同期して、これら信号に続けて補正データ信号bit2の内、補正データK1をLEDヘッド203に入力する。このときLEDヘッド203に入力される補正データ信号bit2は、ドット3、ドット7、ドット11、・・・、ドット187、ドット191に関する補正データ信号である。そして、印刷制御部1は、補正データ信号bit2をメモリセルアレイ47に記憶すべく、LEDヘッド203に対して3パルスのストローブ信号HD−STB−Nを入力する。そしてLEDヘッド203の書き込み制御回路43は、ストローブ信号HD−STB−Nの入力を受けて、端子W3,W2,W1,W0、及び端子E3,E2,E1,E0からメモリセル回路61に対する書き込み指令を出力する。これによりメモリセル回路61は、シフトレジスタを介して入力された補正データ信号を記憶する。
次に、AH部において印刷制御部1は、クロック信号CLKに同期して、これら信号に続けて補正データ信号bit2の内、補正データK0をLEDヘッド203に入力する。このときLEDヘッド203に入力される補正データ信号bit2は、ドット4、ドット8、ドット12、・・・、ドット188、ドット192に関する補正データ信号である。そして、印刷制御部1は、補正データ信号bit2をメモリセルアレイ47に記憶すべく、LEDヘッド203に対して3パルスのストローブ信号HD−STB−Nを入力する。そしてLEDヘッド203の書き込み制御回路43は、ストローブ信号HD−STB−Nの入力を受けて、端子W3,W2,W1,W0、及び端子E3,E2,E1,E0からメモリセル回路61に対する書き込み指令を出力する。これによりメモリセル回路61は、シフトレジスタを介して入力された補正データ信号を記憶する。
次に、図31に示す様に印刷制御部1は、AI部において、補正データ信号bit1の先頭にダミーデータDUMMYを割り当て、次いで補正データ信号bit1列をLEDヘッド203に入力する。
そして、印刷制御部1は、クロック信号CLKに同期して、これら信号に続けて補正データ信号bit1の内、補正データK1をLEDヘッド203に入力する。このときLEDヘッド203に入力される補正データ信号bit1は、ドット1、ドット5、ドット9、・・・、ドット185、ドット189に関する補正データ信号である。そして、印刷制御部1は、補正データ信号bit1をメモリセルアレイ47に記憶すべく、LEDヘッド203に対して3パルスのストローブ信号HD−STB−Nを入力する。そしてLEDヘッド203の書き込み制御回路43は、ストローブ信号HD−STB−Nの入力を受けて、端子W3,W2,W1,W0、及び端子E3,E2,E1,E0からメモリセル回路61に対する書き込み指令を出力する。これによりメモリセル回路61は、シフトレジスタを介して入力された補正データ信号を記憶する。
次に、AJ部において印刷制御部1は、クロック信号CLKに同期して、これら信号に続けて補正データ信号bit1の内、補正データK2をLEDヘッド203に入力する。このときLEDヘッド203に入力される補正データ信号bit1は、ドット2、ドット5、ドット10、・・・、ドット186、ドット190に関する補正データ信号である。そして、印刷制御部1は、補正データ信号bit1をメモリセルアレイ47に記憶すべく、LEDヘッド203に対して3パルスのストローブ信号HD−STB−Nを入力する。そしてLEDヘッド203の書き込み制御回路43は、ストローブ信号HD−STB−Nの入力を受けて、端子W3,W2,W1,W0、及び端子E3,E2,E1,E0からメモリセル回路61に対する書き込み指令を出力する。これによりメモリセル回路61は、シフトレジスタを介して入力された補正データ信号を記憶する。
次に、図32に示す様に、AK部において印刷制御部1は、クロック信号CLKに同期して、これら信号に続けて補正データ信号bit1の内、補正データK1をLEDヘッド203に入力する。このときLEDヘッド203に入力される補正データ信号bit1は、ドット3、ドット7、ドット11、・・・、ドット187、ドット191に関する補正データ信号である。そして、印刷制御部1は、補正データ信号bit1をメモリセルアレイ47に記憶すべく、LEDヘッド203に対して3パルスのストローブ信号HD−STB−Nを入力する。そしてLEDヘッド203の書き込み制御回路43は、ストローブ信号HD−STB−Nの入力を受けて、端子W3,W2,W1,W0、及び端子E3,E2,E1,E0からメモリセル回路61に対する書き込み指令を出力する。これによりメモリセル回路61は、シフトレジスタを介して入力された補正データ信号を記憶する。
次に、AL部において印刷制御部1は、クロック信号CLKに同期して、これら信号に続けて補正データ信号bit1の内、補正データK0をLEDヘッド203に入力する。このときLEDヘッド203に入力される補正データ信号bit1は、ドット4、ドット8、ドット12、・・・、ドット188、ドット192に関する補正データ信号である。そして、印刷制御部1は、補正データ信号bit1をメモリセルアレイ47に記憶すべく、LEDヘッド203に対して3パルスのストローブ信号HD−STB−Nを入力する。そしてLEDヘッド203の書き込み制御回路43は、ストローブ信号HD−STB−Nの入力を受けて、端子W3,W2,W1,W0、及び端子E3,E2,E1,E0からメモリセル回路61に対する書き込み指令を出力する。これによりメモリセル回路61は、シフトレジスタを介して入力された補正データ信号を記憶する。
次に、図33に示す様に印刷制御部1は、AM部において、補正データ信号bit0の先頭にダミー信号DUMMYを割り当てて、補正データ信号bit0をLEDヘッド203に入力する。
そして、印刷制御部1は、クロック信号CLKに同期して、これら信号に続けて補正データ信号bit0の内、補正データK1をLEDヘッド203に入力する。このときLEDヘッド203に入力される補正データ信号bit0は、ドット1、ドット5、ドット9、・・・、ドット185、ドット189に関する補正データ信号である。そして、印刷制御部1は、補正データ信号bit0をメモリセルアレイ47に記憶すべく、LEDヘッド203に対して3パルスのストローブ信号HD−STB−Nを入力する。そしてLEDヘッド203の書き込み制御回路43は、ストローブ信号HD−STB−Nの入力を受けて、端子W3,W2,W1,W0、及び端子E3,E2,E1,E0からメモリセル回路61に対する書き込み指令を出力する。これによりメモリセル回路61は、シフトレジスタを介して入力された補正データ信号を記憶する。
次に、AN部において印刷制御部1は、クロック信号CLKに同期して、これら信号に続けて補正データ信号bit0の内、補正データK2をLEDヘッド203に入力する。このときLEDヘッド203に入力される補正データ信号bit0は、ドット2、ドット5、ドット10、・・・、ドット186、ドット190に関する補正データ信号である。そして、印刷制御部1は、補正データ信号bit0をメモリセルアレイ47に記憶すべく、LEDヘッド203に対して3パルスのストローブ信号HD−STB−Nを入力する。そしてLEDヘッド203の書き込み制御回路43は、ストローブ信号HD−STB−Nの入力を受けて、端子W3,W2,W1,W0、及び端子E3,E2,E1,E0からメモリセル回路61に対する書き込み指令を出力する。これによりメモリセル回路61は、シフトレジスタを介して入力された補正データ信号を記憶する。
次に、図34に示す様に、AO部において印刷制御部1は、クロック信号CLKに同期して、これら信号に続けて補正データ信号bit0の内、補正データK1をLEDヘッド203に入力する。このときLEDヘッド203に入力される補正データ信号bit0は、ドット3、ドット7、ドット11、・・・、ドット187、ドット191に関する補正データ信号である。そして、印刷制御部1は、補正データ信号bit0をメモリセルアレイ47に記憶すべく、LEDヘッド203に対して3パルスのストローブ信号HD−STB−Nを入力する。そしてLEDヘッド203の書き込み制御回路43は、ストローブ信号HD−STB−Nの入力を受けて、端子W3,W2,W1,W0、及び端子E3,E2,E1,E0からメモリセル回路61に対する書き込み指令を出力する。これによりメモリセル回路61は、シフトレジスタを介して入力された補正データ信号を記憶する。
次に、AP部において印刷制御部1は、クロック信号CLKに同期して、これら信号に続けて補正データ信号bit0の内、補正データK0をLEDヘッド203に入力する。このときLEDヘッド203に入力される補正データ信号bit0は、ドット4、ドット8、ドット12、・・・、ドット188、ドット192に関する補正データ信号である。そして、印刷制御部1は、補正データ信号bit0をメモリセルアレイ47に記憶すべく、LEDヘッド203に対して3パルスのストローブ信号HD−STB−Nを入力する。そしてLEDヘッド203の書き込み制御回路43は、ストローブ信号HD−STB−Nの入力を受けて、端子W3,W2,W1,W0、及び端子E3,E2,E1,E0からメモリセル回路61に対する書き込み指令を出力する。これによりメモリセル回路61は、シフトレジスタを介して入力された補正データ信号を記憶する。
次に、この様な補正データ信号bit3,bit2,bit1,bit0と、イネーブル信号K−ENB、及びセレクト信号K−SEL0,K−SEL1との関係について詳細な説明をする。
先ず、イネーブル信号K−ENB、セレクト信号K−SEL1、及びセレクト信号K−SEL0をローレベル信号とする場合について説明する。印刷制御部1からLEDヘッド203に補正データ信号bit3,bit2,bit1,bit0が入力される前のロード信号HD−LOADがハイレベルに遷移し、ストローブ信号HD−STBが入力される際に、フリップフロップ回路FFA13,FFB13,FFD13から出力される信号はローレベル信号となる。そしてこのとき補正データ信号をメモリセル回路61に書き込む動作が行われている為、書き込み制御回路43の端子W3から出力される信号はハイレベル信号となり、端子E1から出力される信号もハイレベル信号となる為、メモリセル回路61は、イネーブル信号K−ENB、セレクト信号K−SEL1、及びセレクト信号K−SEL0をローレベル信号として記憶する。
次に、イネーブル信号K−ENBをハイレベル信号、セレクト信号K−SEL1、及びセレクト信号K−SEL0をローレベル信号とする場合について説明する。印刷制御部1からLEDヘッド203に補正データ信号bit3,bit2,bit1,bit0が入力される前のロード信号HD−LOADがハイレベルに遷移し、ストローブ信号HD−STBが入力される際に、フリップフロップ回路FFA13,FFB13から出力される信号はローレベル信号となり、フリップフロップ回路FFD13から出力される信号はハイレベル信号となる。そしてこのとき補正データ信号をメモリセル回路61に書き込む動作が行われている為、書き込み制御回路43の端子W3から出力される信号はハイレベル信号となり、端子E1から出力される信号もハイレベル信号となる為、メモリセル回路61は、イネーブル信号K−ENBをハイレベル信号として、セレクト信号K−SEL1、及びセレクト信号K−SEL0としてローレベル信号を記憶する。
次に、イネーブル信号K−ENBをハイレベル信号、セレクト信号K−SEL1をローレベル信号、そしてセレクト信号K−SEL0をハイレベル信号とする場合について説明する。印刷制御部1からLEDヘッド203に補正データ信号bit3,bit2,bit1,bit0が入力される前のロード信号HD−LOADがハイレベルに遷移し、ストローブ信号HD−STBが入力される際に、フリップフロップ回路FFA13から出力される信号はハイレベル信号となり、FFB13から出力される信号はローレベル信号となり、フリップフロップ回路FFD13から出力される信号はハイレベル信号となる。そしてこのとき補正データ信号をメモリセル回路61に書き込む動作が行われている為、書き込み制御回路43の端子W3から出力される信号はハイレベル信号となり、端子E1から出力される信号もハイレベル信号となる為、メモリセル回路61は、イネーブル信号K−ENBをイレベル信号として、セレクト信号K−SEL1をローレベル信号として、セレクト信号K−SEL0をローレベル信号として記憶する。
次に、イネーブル信号K−ENB、セレクト信号K−SEL1、及びセレクト信号K−SEL0をハイレベル信号とする場合について説明する。印刷制御部1からLEDヘッド203に補正データ信号bit3,bit2,bit1,bit0が入力される前のロード信号HD−LOADがハイレベルに遷移し、ストローブ信号HD−STBが入力される際に、フリップフロップ回路FFA13,FFB13,FFD13から出力される信号はハイレベル信号となる。そしてこのとき補正データ信号をメモリセル回路61に書き込む動作が行われている為、書き込み制御回路43の端子W3から出力される信号はハイレベル信号となり、端子E1から出力される信号もハイレベル信号となる為、メモリセル回路61は、イネーブル信号K−ENB、セレクト信号K−SEL1、及びセレクト信号K−SEL0をハイレベル信号として記憶する。
次に、イネーブル信号K−ENB、及びセレクト信号K−SEL1をハイレベル信号、セレクト信号K−SEL0をローレベル信号とする場合について説明する。印刷制御部1からLEDヘッド203に補正データ信号bit3,bit2,bit1,bit0が入力される前のロード信号HD−LOADがハイレベルに遷移し、ストローブ信号HD−STBが入力される際に、フリップフロップ回路FFA13から出力される信号はローレベル信号となり、フリップフロップ回路FFB13,FFD13から出力される信号はハイレベル信号となる。そしてこのとき補正データ信号をメモリセル回路61に書き込む動作が行われている為、書き込み制御回路43の端子W3から出力される信号はハイレベル信号となり、端子E1から出力される信号もハイレベル信号となる為、メモリセル回路61は、イネーブル信号K−ENB、及びセレクト信号K−SEL1をハイレベル信号として、セレクト信号K−SEL0をローレベル信号として記憶する。
以上、第3の実施の形態に係るLEDヘッド203によれば、印刷制御部1がLED素子LED1,LED2,・・・,LED192の補正データ信号bit3,bit2,bit1,bit0をLEDヘッド203に入力する際に、補正データ信号bit3,bit2,bit1,bit0と併せてイネーブル信号K−ENB、及びセレクト信号K−SEL1,K−SEL0を入力することが可能となる。そして、LEDヘッド203では、これらの信号により端子KDRVから出力される信号を選択することができる為、N型MOSトランジスタ33,34,35,36を制御する4通りの制御信号を発生させることができる。
また、LEDヘッド203によれば、クロック信号CLKに同期して入力される印刷データ信号DATA3〜0、及び補正データ信号bit3,bit2,bit1,bit0のデータ配列を単調な規則性をもったデータ配列とすることが可能となる。これにより、印刷制御部1において印刷データ信号DATA3〜0、及び補正データ信号bit3,bit2,bit1,bit0の配列順序を変換する変換テーブルを備える必要がなくなり、LEDヘッド203の生産コストの上昇を抑制することができる。
また、LEDヘッド203によれば、48個のカソード端子パッドK1,K2,K3,K4があればその機能を達成することができる。従来用いられていたLEDヘッドでは、カソード端子パッドを54個備える必要があったことに鑑みれば、ボンディングワイヤーを接続する手間を省くことができる為、LEDヘッド203の組み立て時間の短縮を図ることが可能となる。
尚、第3の実施の形態に係るLEDヘッド203では、図35に示す様にアノード端子パッドA11,A12,A13,A14,A21,A22,A23,A24、LED素子LED1,LED2,・・・,LED32、及びカソード端子パッドK1,K2,K3,K4の配列を変更することも可能である。
同図に示すLEDヘッド205では、隣接する4個のLED素子のアノード端子を、それぞれアノード端子パッドに接続した構成を備える。
そして、これらLED素子LED1,LED2,・・・,LED32の内、LED素子LED1、LED素子LED5、LED素子LED9、LED素子LED13、LED素子LED17、LED素子LED21、LED素子LED25、及びLED素子LED29のカソード端子は、N型MOSトランジスタ36と接続されたカソード端子パッドK1と接続されている。また、LED素子LED2、LED素子LED6、LED素子LED10、並びにLED素子LED14のカソード端子、及びLED素子LED18、LED素子LED22、LED素子LED26、並びにLED素子LED30のカソード端子は、N型MOSトランジスタ35と接続された2個のカソード端子パッドK2と接続されている。また、LED素子LED3、LED素子LED7、LED素子LED11、LED素子LED15、LED素子LED19、LED素子LED23、LED素子LED27、及びLED素子LED31のカソード端子は、N型MOSトランジスタ34と接続されたカソード端子パッドK3と接続されている。また、LED素子LED4、LED素子LED8、LED素子LED12、LED素子LED16、LED素子LED20、LED素子LED24、LED素子LED28、及びLED素子LED32のカソード端子は、N型MOSトランジスタ33と接続されたカソード端子パッドK4と接続されている。
この様なLEDヘッド205では、LEDヘッド205全体として30個のカソード端子パッドによってその機能を達成することができる為、上述した効果がより一層顕著に発生する。
以下、第4の実施の形態について詳細な説明をする。
図14に示した従来用いられていたLEDアレイ1013においては、LED素子LED1,LED2,・・・,LED192のカソード端子とをカソード端子パッドK1,K2,K3,K4とを接続する為に、マトリクス配線を構成する必要があった。この様なマトリクス配線を使用する場合、配線同士の交差部における配線相互の独立性を確保する為に、配線層を複数設ける必要がある。しかし、メタル配線層を複数層形成する場合、製造に必要なマスク枚数が増加すると共に、ホトリソグラフィの回数も増加する。そして、これらに起因してLEDアレイを備えるLEDヘッドの製造コストの低下を図ることが困難であった。図13の構成においては、メタル配線層を一層設け、n方半導体拡散層によりメタル配線間を接続することで製造に要するマスク枚数の削減を行えるように、工夫がなされていた。ところが、4分割マトリクス駆動の場合には、図14の様な配線構造が公知であったが、より複雑な8分割駆動の場合には、実現方法が知られていなかった。
上記の実情に鑑み、第4の実施の形態に係るLEDヘッドは、マトリクス配線を使用せずに、LEDアレイ内のメタル配線を交差することがない同一配線層で構成し、LEDアレイの製造時におけるホトリソグラフィの回数を減少させることが可能なLEDヘッドに関する。
図36、及び図37に示す様に、LEDヘッド207は、所定のプリント基板209上に、駆動IC211、及びLEDアレイ213を配置して構成される。駆動IC211は、その表面に入出力パッド列215、及びLED駆動パッド列217を備える。また、LEDアレイ213は、その表面に96個のアノード端子パッドA11,A12,・・・によって形成されるアノードパッド列219、及びカソード端子パッドK1,K2,K3,K4によって形成されるカソードパッド列221を備える。そして、入出力パッド列215は、ボンディングワイヤー223によってプリント配線板209上に設けられた端子パッド列225と個別に接続されており、LED駆動パッド列217は、ボンディングワイヤー227によってアノードパッド列219と個別に接続されている。また、カソードパッド列221は、プリント配線板209上に設けられた端子パッド列231と、ボンディングワイヤー233を介して個別に接続されている。
この様なLEDヘッド207は、A4サイズの用紙に印刷可能であり、LEDヘッド207に備えられたLEDアレイ213は、768個のLED素子LED1,LED2,・・・,LED768からを備え、2400dpiの解像度を有する。そして、LEDヘッド207では、LEDアレイと駆動ICとをそれぞれを26個配列して形成され、19968個のLED素子LED1,LED2,・・・を備える。尚、説明の便宜上、第4の実施の形態では1個のLEDアレイ213の一部について詳細な説明をする。具体的には、図38から図45に示す様に、1個のLEDアレイ213の1/3の領域を抜き出して詳細な説明をする。
LEDアレイ213を構成する768個のLED素子LED1,LED2,・・・,LED768のアノード端子は、隣接する8個のLED素子のアノード端子同士が接続されアノード端子パッドA11,A12,・・・にそれぞれ接続されている。そして、LEDアレイ213は、アノード端子パッドA11,A12,・・・に接続された8個のLED素子によって構成されるグループの内、1番目のLED素子LED1,LED9,LED17,・・・,LED764,LED761のカソード端子を、図示せぬN型MOSトランジスタに接続されたカソード端子パッドK1と接続して構成される。また、これと同様に、LED素子LED2,LED10,LED18,・・・,LED765,LED762のカソード端子同士、LED素子LED3,LED11,LED19,・・・,LED766,LED763のカソード端子同士、LED素子LED4,LED12,LED20,・・・,LED767,LED764のカソード端子同士、LED素子LED5,LED13,LED21,・・・,LED768,LED765のカソード端子同士、LED素子LED6,LED14,LED22,・・・,LED769,LED766のカソード端子同士、LED素子LED7,LED15,LED23,・・・,LED770,LED767のカソード端子同士、及びLED素子LED8,LED16,LED24,・・・,LED771,LED768のカソード端子同士についても、図示せぬ7個のN型MOSトランジスタと接続されたカソード端子パッドK2,K3,K4,K5,K6,K7,K8とそれぞれ接続されており、駆動IC211から出力される駆動信号に基づいて該N型MOSトランジスタを択一的にオン/オフすることで、LED素子LED1,LED2,・・・,LED768を時分割駆動することができる。
この様なLEDアレイ213を、図46、及び図47に示す。尚、図46はLEDアレイ213の上面図であり、図47は、LEDアレイ213のB−B´断面の断面図である。LEDアレイ213は、GaAs等の素材からなる高抵抗性のウェハー基材233上に形成されており、個々のチップはダイシング法により切り分けられて形成される。
LED素子LED1,LED2,・・・,LED768を形成する際は、先ず、MOCVD法によりウェハー基材233上に電流阻止層235と、n型AlGaAs層からなるn型拡散領域240を形成し、ホトリソグラフィ法によってLED素子LED1,LED2,・・・,LED768を形成する位置にp型不純物を拡散して形成する。次に、LED素子LED1,LED2,・・・,LED768は、エッチングにより、電流阻止層235又はウェハー基材233の位置まで達する溝が形成されることで個々に分離される。その後、LED素子LED1,LED2,・・・,LED768の表面に層間絶縁層237を形成し、エッチングにより所定の位置にコンタクトホール239を形成する。次に、LED素子LED1,LED2,・・・,LED768上に、コンタクトホール239を介して、アノード端子パッドA11〜A18,A21〜A28,A31〜A38,・・・,A91〜A98,AA1〜AA8,AB1〜AB8,AC1〜AC8とp型拡散領域241とを接続するアノード配線243を敷設する。さらにLED素子LED1,LED2,・・・,LED768上に、各LED素子LED1,LED2,・・・,LED768のn型拡散領域240と接続する共通配線245,247,249,251,253,255,257,259を敷設する。
ここで、共通配線245,247,249,251,253,255,257,259の幅をW1とし、共通配線245,247,249,251,253,255,257,259の間の距離をL6としたとき、共通配線245の内側の縁から、コンタクトホール239までの距離L7は、L7=7×W1+8×L6として表される。そして、例えばLED素子LED13を駆動するために共通配線245の電位が略0Vであり、共通配線245と接続されたカソード端子パッドK5の電位が略0Vであり、アノード配線243を介してLED素子LED13のアノード端子及びアノード端子パッドA12と接続された、駆動IC211から出力端子D0を介して駆動電流が供給される場合に、LED素子LED13に入力された駆動電流は、n型拡散領域240を経由して、距離L7分だけ流れ、共通配線245に到達する。そして、駆動電流は、共通配線245を介してカソード配線261に到達し、カソード端子パッドK5から流出し、LED素子LED13は発光する。
この様にして駆動電流は、駆動IC211の出力端子D0からアノード端子パッドA12を介してLED素子LED13に流入するが、アノード配線243、共通配線245、及びカソード配線261の抵抗は、n型拡散領域240の抵抗と比較して実質的に無視することができる程小さい。すなわち、駆動電流がLED素子LED13を流れる際に最も駆動電流の流れに影響を与える抵抗は、n型拡散領域240におけるシート抵抗となる。
このシート抵抗によるn型拡散領域240全体の抵抗Rは、LEDアレイ213では、以下の様な値となる。
本実施の形態におけるLEDアレイ213は、2400dpiの解像度を有する為、各LED素子間のドットピッチは、例えば25.4mm/2400で、約10.6μmとなる。そして、n型拡散領域240のW2を9.6μmとし、W1を6μmとし、L6を1μmとした場合、前述したL7は、50μmとなる。そして、n型拡散領域240のシート抵抗Rsが70Ω/□であるとすると、駆動電流がn型拡散領域240を通過する際の抵抗Rは、式R=Rs×L/W2となり、抵抗Rは365Ωとなる。
以上の様に、LEDアレイ213では、メタル配線同士の接続をn型拡散領域240を用いて行い、マトリクス配線を形成した為、配線同士の交差部において接続性を確保する為にメタル配線層を複数設ける必要がなくなる。そして、メタル層を複数設ける必要がなくなった為、これに要するマスク枚数を減少させることが可能となり、ホトリソグラフィの回数も減少させることができる。そして、結果としてLEDアレイを備えるLEDヘッドの製造コストの低下を図ることができる。
以下、第5の実施の形態について詳細な説明をする。
第5の実施の形態では、第4の実施の形態に係るLEDアレイ213の変形例を示す。第5の実施の形態に係るLEDヘッドは、LEDアレイ213と比較して光取り出し効率を向上させたLEDアレイである。
図48、及び図49に示す様に、第5の実施の形態に係るLEDアレイ262は、n型拡散領域240と、層間絶縁層237との間に透明電極部263aを備え、p型拡散領域241と、アノード配線243との間に透明電極部263bを備える。尚、図48は、LEDアレイ262の上面図であり、図49は、LEDアレイ262のC−C´断面における断面図である。また、以下では特に区別しない場合には、透明電極部263a及び透明電極部263bを、透明電極部263と総称するものとする。
透明電極部263は、例えばITO(イリジウム錫酸化物)膜等の透過率が比較的高い物質を使用することが好ましい。そしてLEDアレイ262が備える透明電極部263の膜厚を約150nmとしたとき、透明電極部263では約80%以上の光透過率が得られる。また、この様な透明電極部263のシート抵抗Rは約10Ω/□となる。
LED素子LED1,LED2,・・・,LED768を形成する際は、先ず、MOCVD法によりウェハー基材233上に電流阻止層235と、n型AlGaAs層からなるn型拡散領域240を形成し、ホトリソグラフィ法によってLED素子LED1,LED2,・・・,LED768を形成する位置にp型不純物を拡散して形成する。次に、LED素子LED1,LED2,・・・,LED768は、エッチングにより、電流阻止層235又はウェハー基材233の位置まで達する溝が形成されることで個々に分離される。その後、LED素子LED1,LED2,・・・,LED768の表面に層間絶縁層237を形成し、エッチングにより所定の位置にコンタクトホール239を形成する。次に、LED素子LED1,LED2,・・・,LED768上に、コンタクトホール239を介して、アノード端子パッドA11〜A18,A21〜A28,A31〜A38,・・・,A91〜A98,AA1〜AA8,AB1〜AB8,AC1〜AC8とp型拡散領域241とを接続するアノード配線243を敷設する。さらにLED素子LED1,LED2,・・・,LED768上に、各LED素子LED1,LED2,・・・,LED768のn型拡散領域240と接続する共通配線245,247,249,251,253,255,257,259を敷設する。
また、n型拡散領域240の上層には、透明電極部263aが形成され、p型拡散領域241の上層には、透明電極部263bが形成される。これら透明電極部263は、p型拡散領域241を形成した後、スパッタリング法により成膜され、ホトリソグラフィ法により所定の形状に形成される。また、本実施の形態では特に図示はしないが、透明電極部263aとn型拡散領域240との間、又は透明電極部263bとp型拡散領域241との間に、厚さ10nmから20nm程度のAu層を形成することも可能である。かかるAu層は、透明電極部263を成膜する前に形成される。そしてこの様にAu層を形成することにより、透光性を損なうことなく、透明電極部263aとn型拡散領域240との間、又は透明電極部263bとp型拡散領域241との間で良好なオーミック接続を確保することが可能となる。
ここで、共通配線245,247,249,251,253,255,257,259の幅をW1とし、共通配線245,247,249,251,253,255,257,259の間の距離をL6としたとき、共通配線245の内側の縁から、コンタクトホール239までの距離L7は、L7=7×W1+8×L6として表される。そして、例えばLED素子LED13を駆動するために共通配線245の電位が略0Vであり、共通配線245と接続されたカソード端子パッドK5の電位が略0Vであり、アノード配線243を介してLED素子LED13のアノード端子及びアノード端子パッドA12と接続された、駆動IC211から出力端子D0を介して駆動電流が供給される場合に、LED素子LED13に入力された駆動電流は、n型拡散領域240を経由して、距離L7分だけ流れ、共通配線245に到達する。そして、駆動電流は、共通配線245を介してカソード配線261に到達し、カソード端子パッドK5から流出し、LED素子LED13は発光する。
この様にして駆動電流は、駆動IC211の出力端子D0からアノード端子パッドA12を介してLED素子LED13に流入するが、アノード配線243、共通配線245、及びカソード配線261の抵抗は、n型拡散領域240の抵抗と比較して実質的に無視することができる程小さい。また、台地状に形成されたn型拡散領域240のシート抵抗と、透明電極部263aとのシート抵抗とを比較すると、透明電極部263aのシート抵抗の方が小さくなる。そしてこのとき主要なLED素子のカソード電流は、透明電極部263a側を流れることとなる。すなわち、駆動電流がLED素子LED13を流れる際に最も駆動電流の流れに影響を与える抵抗は、透明電極部263aにおけるシート抵抗となる。
このシート抵抗による透明電極部263a全体の抵抗Rは、以下の様な値となる。
本実施の形態におけるLEDアレイ213は、2400dpiの解像度を有する為、各LED素子間のドットピッチは、例えば25.4mm/2400で、約10.6μmとなる。そして、透明電極部263aのW2を9.6μmとし、W1を6μmとし、L6を1μmとした場合、前述したL7は、50μmとなる。そして、n型拡散領域240のシート抵抗Rsが10Ω/□であるとすると、駆動電流がn型拡散領域240を通過する際の抵抗Rは、式R=Rs×L/W2となり、抵抗Rは56Ωとなる。
LEDアレイ262内部におけるn型拡散領域240及びp型拡散領域241の上層に透明電極部263を配置することで、LEDアレイ262におけるアノード配線243と、p型拡散領域241とのオーバーラップ部の面積を、LEDアレイ201における当該部分の面積と比較して減少させることができ、n型拡散領域240とp型拡散領域241の界面において発光した光を上方へ取り出し易くなる。それに加えて、n型拡散領域240の上層にも透明電極部263を配置し、両者の電気的接続を行うことで、カソード配線部による配線抵抗を低減し、これによるLED点灯時のチップ内における電圧変動を減少させることができる。
尚、本発明は上記実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
1 印刷制御部
3 定着器温度センサ
5 ヒータ
7 定着器
9 帯電ローラ
11 転写器
13 現像・転写プロセス用モータ
17 帯電用高圧電源
19 転写用高圧電源
25 用紙残量センサ
27 用紙サイズセンサ
29 用紙入口センサ
31 LEDヘッド
37 シフトレジスタ回路
39 フリップフロップ回路
41 セレクタ回路
43 制御回路
45 ラッチ回路
47 メモリセルアレイ
49 マルチプレクサアレイ
49a,49b,49c,49d マルチプレクサ回路
51 駆動回路
57 制御回路
59 基準電流回路
61 メモリセル回路
61a,61b,61c,61d メモリ回路
63 バッファ回路
147 LED駆動回路
181 ICチップ
183 電源配線
185 プリント配線板
187 駆動端子列
189 アノードパッド列
191 カソードパッド列
193 ボンディングワイヤー
195 端子パッド列
196 ボンディングワイヤー
197 ボンディングワイヤー
199 端子パッド列
201 LEDアレイ
203 LEDヘッド
205 LEDヘッド
207 LEDヘッド
209 プリント基板
209 プリント配線板
213 LEDアレイ
215 入出力パッド列
217 駆動パッド列
219 アノードパッド列
221 カソードパッド列
223 ボンディングワイヤー
225 端子パッド列
227 ボンディングワイヤー
231 端子パッド列
233 ウェハー基材
233 ボンディングワイヤー
235 電流阻止層
237 層間絶縁層
239 コンタクトホール
240 n型拡散領域
241 p型拡散領域
243 アノード配線
245,247,249,251,253,255,257,259 共通配線
261 カソード配線
262 LEDアレイ
263 透明電極部
1003 ICチップ
1005 電源配線
1009 ICチップ
1011 電源配線
1013 LEDアレイ
1015 高抵抗性ウェハー基材
1017 電流阻止層
1019 n型拡散領域
1021 層間絶縁層
1023 コンタクトホール
1025 メタル配線
1027 p型拡散領域
1029 メタル配線
1031 LEDヘッド
1033 プリント配線板
1035 入出力パッド列
1037 駆動パッド列
1039 アノードパッド列
1041 カソードパッド列
1043 ボンディングワイヤー
1045 端子パッド列
1047 ボンディングワイヤー
1049 ボンディングワイヤー
1051 端子パッド列

Claims (6)

  1. 略直線状に等間隔で配列された複数の発光素子を時分割駆動し、前記複数の発光素子の配列方向に長手形状を有する駆動装置であって、
    長手形状を有する基板と、
    前記複数の発光素子の点滅情報を示すデータが入力されるデータ端子と、
    前記複数の発光素子に対する前記データの転送タイミングを同期させるためのクロック信号を入力するクロック端子と、
    前記複数の発光素子を駆動するための電源端子と、
    前記基板の長手方向に略直線状に配列され、前記発光素子を駆動する駆動回路を含む複数の制御回路と
    複数の回路が配置される複数の回路領域と、を備え、
    前記端子の各々は前記基板の長手方向と略垂直な方向の一側のみに配置され、且つ前記端子の各々は長手方向に略直線状に配置されており、
    前記クロック端子は、前記データ端子より前記駆動装置の長手方向内側に配設され
    前記複数の回路領域と前記複数の制御回路は前記基板の長手方向に沿って略直線状に配置されていること
    を特徴とする駆動装置。
  2. 前記電源端子は、前記クロック端子に隣接させて設けられたこと
    を特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
  3. 前記電源端子は、該電源端子から前記駆動装置の長手方向に延在する渡しパターンと接続されたこと
    を特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
  4. 制御端子STBを更に備え、
    前記制御端子STBは前記データ端子、前記クロック端子、前記電源端子と略直線状に配置されていること
    を特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
  5. 前記データ端子は、前記基板の長手方向端部側に配置され、前記クロック端子、前記電源端子を基板の長手方向の前記データ端子の中央部側に配置したこと
    を特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
  6. 略直線状に等間隔で配列された複数の発光素子を時分割駆動し、前記複数の発光素子の配列方向に長手形状を有する駆動装置であって、
    長手形状を有する基板と、
    前記複数の発光素子の点滅情報を示すデータが入力されるデータ端子と、
    前記複数の発光素子に対する前記データの転送タイミングを同期させるためのクロック信号を入力するクロック端子と、
    前記複数の発光素子と接続され、前記データ端子、クロック端子を含む入力端子群に入力された信号に基づいて駆動信号を出力する複数の出力端子と、
    前記基板の長手方向に略直線状に配列され、前記発光素子を駆動する駆動回路を含む複数の制御回路と、を備え、
    前記端子の各々は前記基板の長手方向と略垂直な方向の一溝側のみに配置され、且つ前記端子の各々は長手方向に略直線状に配置されており、
    前記クロック端子は、前記データ端子より前記駆動装置の長手方向内側に配設され、
    前記入力端子群及び出力端子は、略直線状に配列していること
    を特徴とする駆動装置。
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