JP5679679B2 - Optical print head and image forming apparatus using the same - Google Patents
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本発明は、光プリントヘッドおよびそれを用いた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an optical print head and an image forming apparatus using the same.
電子写真プリンタ等の露光手段として用いられる光プリントヘッドは、例えば、所定パターンの配線導体が形成されているプリント基板と、プリント基板の上面に設けられた複数個のLEDアレイとを有している。この光プリントヘッドでは、LEDアレイの各LED素子に外部からの印画信号に基づいて所定の電力を印加し、LED素子を個々に選択的に発光させる。そして、発光させた光を、レンズを介して外部の感光体ドラム上に照射し、感光体ドラムの表面に所定の潜像を形成し、それを現像した後用紙等に転写する。 An optical print head used as an exposure means for an electrophotographic printer has, for example, a printed circuit board on which wiring conductors of a predetermined pattern are formed, and a plurality of LED arrays provided on the upper surface of the printed circuit board. . In this optical print head, a predetermined power is applied to each LED element of the LED array based on a print signal from the outside, and the LED elements are selectively made to emit light individually. Then, the emitted light is irradiated onto an external photosensitive drum through a lens to form a predetermined latent image on the surface of the photosensitive drum, which is developed and transferred to a sheet or the like.
各LEDアレイは、制御ICに接続される。制御ICの回路は、下記の特許文献その他に記載されている通り、基準電源回路、ON/OFF制御FET回路、および電流補正回路などを有している。例えば、600dpiの光プリントヘッドに用いる8mm幅の制御ICの場合、1つの制御ICは、192個の駆動用FETを有している。 Each LED array is connected to a control IC. The circuit of the control IC includes a reference power supply circuit, an ON / OFF control FET circuit, a current correction circuit, and the like as described in the following patent documents and others. For example, in the case of a control IC of 8 mm width used for a 600 dpi optical print head, one control IC has 192 driving FETs.
しかし、このような光プリントヘッドを用いて印画を行うと、印画ムラ(露光エネルギーの差)が生じる場合があった。この印画ムラは、特に印画率が高くなると顕著になる傾向があった。例えば、前述の600dpiの制御ICを用いた場合、1つの駆動用FETのON/OFF制御を行い、残りの191個の駆動用FETをOFFのままとすると、印刷速度によらず、所望の露光量が得られた。しかしながら、191個の駆動用FETをONした状態で、残りの1つの駆動用FETをON/OFF制御すると、著しく露光量が変動した。 However, when printing is performed using such an optical print head, there are cases where uneven printing (difference in exposure energy) occurs. This unevenness in printing tends to become prominent particularly when the printing rate is high. For example, when the above-described 600 dpi control IC is used, ON / OFF control of one driving FET is performed, and the remaining 191 driving FETs are kept OFF. A quantity was obtained. However, when 191 drive FETs were turned on and the remaining one drive FET was controlled to be turned on / off, the exposure amount varied significantly.
そこで、これを詳細に検証したところ、各駆動用FETの出力(ドレイン電圧)の立ち上がり速度が、他の191個の駆動用FETのON/OFFの状態に左右されて変動していることを突き止めた。 Therefore, when this was verified in detail, it was found that the rising speed of the output (drain voltage) of each driving FET varies depending on the ON / OFF state of the other 191 driving FETs. It was.
従って、各駆動用FETが他の駆動用FETの動作に左右されることなく発光素子の駆動を行うことができ、各発光素子による露光を所望の露光量で行うことができる光プリントヘッドが求められている。 Therefore, there is a demand for an optical print head in which each driving FET can drive a light emitting element without being influenced by the operation of the other driving FET, and exposure with each light emitting element can be performed with a desired exposure amount. It has been.
本発明の一態様による光プリントヘッドは、基板と、該基板上に列状に配列された複数の発光素子からなる発光素子アレイと、前記基板上に設けられた前記発光素子アレイを駆動する駆動回路部とを有する光プリントヘッドであって、前記駆動回路部は、前記複数の発光素子に対応して列状に配列された、トランジスタで構成される複数の駆動素子と、該複数の駆動素子の一端子に電位を供給する電位供給回路と、複数の前記一端子と前記電位供給回路の出力端子とを接続する信号配線とを有し、前記信号配線は、前記電位供給回路の前記出力端子に接続される共通信号配線と、該共通信号配線から分岐するように、前記各駆動素子に向かって延在する複数の個別信号配線とを有し、前記トランジスタのゲート容量をC、前記電位供給回路の前記出力端子と前記駆動素子の一端子との間の信号配線の配線抵抗をRとした時の両者の積で表される時定数をτ(τ=RC)とし、時定数の最大
値をτmax,最小値をτmin,露光時間をTとすると(3τmax−3τmin)/(4T+3τmax+3τmin)<0.1が成立するように、形成されている。
An optical print head according to an aspect of the present invention includes a substrate, a light emitting element array including a plurality of light emitting elements arranged in a row on the substrate, and a drive for driving the light emitting element array provided on the substrate. An optical print head having a circuit unit, wherein the drive circuit unit includes a plurality of drive elements configured by transistors arranged in rows corresponding to the plurality of light emitting elements, and the plurality of drive elements. A potential supply circuit that supplies a potential to one terminal, and a plurality of signal wirings that connect the one terminal and an output terminal of the potential supply circuit, and the signal wiring is the output terminal of the potential supply circuit a common signal wire connected to, so as to branch from the co communication No. wiring, have a plurality of individual signal lines that extend towards the respective drive elements, the gate capacitance of the transistor C, the potential supply Circuit Maximum serial constant when the wiring resistance of the signal wiring is represented by a product of both when the R between the output terminal and the one terminal of the drive element and τ (τ = RC), time constant
When the value is τmax, the minimum value is τmin, and the exposure time is T, (3τmax−3τmin) / (4T + 3τmax + 3τmin) <0.1 is established .
本発明の一態様による画像形成装置は、前記光プリントヘッドと、前記光プリントヘッドの前記発光素子アレイに対向して配置された感光体とを有する。 An image forming apparatus according to an aspect of the present invention includes the optical print head and a photoconductor disposed to face the light emitting element array of the optical print head.
本発明の一態様による光プリントヘッドによれば、各駆動素子が他の駆動素子の動作に左右されることなく発光素子の駆動を行うことができ、各発光素子による露光を所望の露光量で行うことができる。 According to the optical print head of one embodiment of the present invention, each driving element can drive the light emitting element without being influenced by the operation of the other driving element, and exposure by each light emitting element can be performed with a desired exposure amount. It can be carried out.
本発明の一態様による画像形成装置によれば、印画ムラの低減された画像を形成することができる。 According to the image forming apparatus of one embodiment of the present invention, an image with reduced print unevenness can be formed.
以下に、本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
(実施の形態1)
図1は、複数感光体ドラム方式のプリンタ1の構成を示している。このプリンタ1は、例えば4つの感光体ドラム1a〜4aと、各感光体ドラム1a〜4aの周囲に設けられた現像装置1b〜4bと、各感光体ドラム1a〜4aの上方に設けられた、書き込み光学系としてのLEDプリントヘッド1c〜4cと、各感光体ドラム1a〜4aに形成された潜像が順次転写される転写ベルト2と、記録紙を転写ベルト2上に搬送するためのレジストローラ対3と、複写された記録紙を転写ベルト2から受け取り定着処理を行う定着ローラ対4とを備える。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows the configuration of a multi-photosensitive
書き込み光学系としてのLEDプリントヘッド1c〜4cにより、それぞれに対応する感光体ドラム1a〜4aに潜像が形成され、この潜像が、レジストローラ対3から給紙された記録紙に複写され、複写された記録紙は定着ローラ対4に送られ、そこで定着処理がなされる。
The
図2(a)に示すように、LEDプリントヘッド1cは、プリント基板8と、プリント基板8上に配置される複数のLEDアレイ9と、該複数のLEDアレイ9に対応する複数の駆動回路部11とを有する。複数の駆動回路部11は、対応するLEDアレイ9をそれぞれ駆動する。LEDアレイ9は、列状に配列された複数のLED素子10を有する。LED素子10は、図2(a)に示すように、プリント基板8の上面に、直線状に配列されている。
As shown in FIG. 2A, the
各LED素子10は、複数の端子電極を有しており、この端子電極を介して所定の電力が印加される。複数のLED素子10は、個々に選択的に発光することが可能である。LED素子10の発する光はレンズ1dを介して外部の感光体ドラム1aに照射され、これによって感光体ドラム1aの面に所定の潜像が形成される。
Each
ここで、LED素子10により発光される光の波長は如何なる範囲のものであっても良い。LED素子10の発光波長は感光体ドラムの特性に依存し、感光体ドラムとしてα−Siドラムを使用した場合、例えば685±10nmのものが使用される。
Here, the wavelength of the light emitted by the
なお、図2では、LEDプリントヘッド1cの構成を示しているが、LEDプリントヘッド2c〜4cの構成も同様である。
2 shows the configuration of the
駆動回路部11は、複数の駆動回路12を有する。複数の駆動回路12は、複数のLED素子10に対応している。複数の駆動回路12は、対応するLED素子10に外部からの印画信号に基づいて所定の電力を印加し、LED素子10を個々に選択的に発光させる。例えばA4サイズの印字を行う場合には、プリント基板8上に8mmのLEDアレイ9が65個並ぶため、600dpiのLEDプリントヘッド1c〜4cでは、65×192個のLED素子10がそれぞれ搭載される。
The
なお、駆動回路部11は、図2(a)に示すように、LEDアレイ9の片側に配置されてもよいが、図2(b)に示すように、LEDアレイ9の両側に配置されてもよい。この場合、駆動回路部11は、LEDアレイ9の両側に設けられた第1駆動回路部11aと第2駆動回路部11bとを有する。そして、第1駆動回路部11aが、LEDアレイ9の偶数番目のLED素子10に対応する駆動回路12を有し、第2駆動回路部11bが、LEDアレイ9の奇数番目のLED素子10に対応する駆動回路12を有する。
The
以下に、駆動回路部11の構成について詳細に説明する。駆動回路部11は、図3に示すように、複数のLED素子10に対応する複数の駆動回路12−1,・・・12−m(mは2以上の整数)と、複数の駆動回路12−1,・・・12−mに接続された基準電圧生成回路13とを有する。
Hereinafter, the configuration of the
駆動回路12−1,・・・12−mは、駆動用トランジスタTr1,Tr2,Tr3をそれぞれ有する。駆動用トランジスタTr1,Tr2,Tr3は、LED素子10のスイッチング制御を行う。具体的には、駆動用トランジスタTr1のドレイン端子がLED素子10に接続され、駆動用トランジスタTr1のゲート端子が、駆動用トランジスタTr2,Tr3からなるインバータに接続されている。インバータは、入力された信号を反転して、駆動用トランジスタTr1のゲート端子に出力する。ここで、駆動用トランジスタTr2は、例えばPMOSトランジスタであり、駆動用トランジスタTr3は、例えばNMOSトランジスタである。なお、以下では、上記m個の駆動回路を区別するときは、駆動回路12−1,駆動回路12−2,駆動回路12−mのように表記し、特に区別しない場合は、駆動回路12と表記する。
The drive circuits 12-1,... 12-m have drive transistors Tr1, Tr2, Tr3, respectively. The driving transistors Tr1, Tr2, and Tr3 perform switching control of the
基準電圧生成回路13は、駆動用トランジスタTr3のドレイン端子に所定の電位を供給する。そして、駆動用トランジスタTr3がONすると、駆動用トランジスタTr1のゲート端子に、駆動用トランジスタTr3のドレイン電圧が印加される。このとき、駆動用トランジスタTr1に電流が流れ、その電流が出力端子14から出力される。そして、この電流によりLED素子10が発光する。
The reference
基準電圧生成回路13は、図4に示すように、オペアンプ131と、トランジスタTr4と、抵抗132と、カレントミラー回路133とを有する。オペアンプ131は、基準
電圧Vrefを増幅して出力する。この出力信号は、トランジスタTr4のゲート端子に印加される。これにより、トランジスタTr4がオンすると、トランジスタTr4に電流が流れるとともに、抵抗132に電流Irefが流れる。この電流Irefの電流値は、抵抗132の抵抗値Rrefに依存する。そして、カレントミラー回路133により、駆動用トランジスタTr3のドレイン端子に、電流Irefと同じ電流値を有する電流Irefoutが流れる。すなわち、抵抗値Rrefを定めることにより、駆動用トランジスタTr3のドレイン端子に流れる電流Irefoutを定めることができる。
As shown in FIG. 4, the reference
また、駆動回路12は、図5に示すように、n個(nは2以上の整数)の補正用トランジスタTr1k(k=2〜n+1),Tr2k,Tr3kを有する。これらの補正用トランジスタTr1k,Tr2k,Tr3kも、駆動用トランジスタTr1,Tr2,Tr3と同様に、補正用トランジスタTr1kのドレイン端子がLED素子10に接続され、補正用トランジスタTr1kのゲート端子が、補正用トランジスタTr2k,Tr3kからなるインバータに接続されている。補正用トランジスタTr1kがONすると、駆動用トランジスタTr1を流れる電流に補正用トランジスタTr1kを流れる電流が加算され、出力端子14から出力される。この出力端子14から出力された電流によって、LED素子10が発光する。なお、補正用トランジスタTr3kのドレイン端子も、基準電圧生成回路13と同様の構成を有する別の基準電圧生成回路によって、所定の電位が供給される。また、駆動回路12は、その他にも種々の回路構成を有しているが、説明に必要なもののみ記載し、あとは省略している。
Further, as shown in FIG. 5, the
図6は、図3の基準電圧生成回路13の出力端子と駆動回路12−1,・・・12−mの駆動用トランジスタTr3のドレイン端子とを接続する信号配線を模式的に示す上面図である。図6に示すように、基準電圧生成回路13の出力端子と複数の駆動用トランジスタTr3のドレイン端子とは、それぞれ別々に接続されている。具体的には、信号配線は、電位供給回路13の出力端子に接続される共通信号配線14と、該共通信号配線14から分岐するように、各駆動用トランジスタTr3に向かって延在する複数の個別信号配線15とを有する。
6 is a top view schematically showing signal wirings connecting the output terminals of the reference
従来の駆動回路は、駆動用トランジスタTr3の配列方向(図5において矢印Dによって示す。)に沿って延在する共通配線を有し、その共通配線と複数の駆動用トランジスタTr3のドレイン端子とを別々の信号配線を用いて接続していたため、本実施の形態による光プリントヘッドの信号配線のように、共通信号配線14から個別信号配線15が分岐した構成ではなかった。なお、複数の個別信号配線15のうち、特に共通信号配線14と駆動用トランジスタTr3との間の距離が長い個別信号配線15を含む複数の個別信号配線15については、駆動用トランジスタTr3の配列方向に沿って延在する延在部分15aをそれぞれ有している。
The conventional driving circuit has a common wiring extending along the arrangement direction of the driving transistors Tr3 (indicated by an arrow D in FIG. 5), and the common wiring and the drain terminals of the plurality of driving transistors Tr3 are connected to each other. Since the signal lines are connected using different signal lines, the individual signal lines 15 are not branched from the
電子写真システムにおいて、印字の濃度は露光エネルギーにより決定され、露光照度(=LED駆動電流)×点燈時間(=駆動用トランジスタのONの時間)により表される。すなわち、各LED素子10による露光を所望の露光量で行うためには、LED駆動電流と駆動用トランジスタTr1のONの時間を制御する必要がある。
In an electrophotographic system, the density of printing is determined by exposure energy, and is expressed by exposure illuminance (= LED drive current) × lighting time (= time for turning on driving transistors). That is, in order to perform exposure with each
ここで、LED駆動電流は、駆動回路12における補正用トランジスタTr1kにより所定のレベルに調整することができる。
Here, the LED drive current can be adjusted to a predetermined level by the correction transistor Tr1k in the
一方、点燈時間については、駆動用トランジスタTr1のドレイン電圧の立ち上がり時間を制御する必要がある。駆動用トランジスタTr1は、図3に示すように、駆動用トランジスタTr2,Tr3からなるインバータによって制御されるため、各駆動用トランジスタTr1のドレイン電圧の立ち上がり時間を制御するためには、駆動用トランジスタT
r1のゲート端子に印加される駆動用トランジスタTr3のドレイン電圧の立ち上がり時間を制御する必要がある。
On the other hand, regarding the lighting time, it is necessary to control the rise time of the drain voltage of the driving transistor Tr1. As shown in FIG. 3, the driving transistor Tr1 is controlled by an inverter composed of the driving transistors Tr2 and Tr3. Therefore, in order to control the rise time of the drain voltage of each driving transistor Tr1, the driving transistor T1
It is necessary to control the rise time of the drain voltage of the driving transistor Tr3 applied to the gate terminal of r1.
駆動用トランジスタTr3のドレイン電圧の立ち上がり時間は、基準電圧生成回路13の出力端子と各駆動用トランジスタTr3のドレイン端子とを接続する信号配線の配線抵抗に依存する。本実施の形態による光プリントヘッド1cでは、上述したように、信号配線が、電位供給回路13の出力端子に接続される共通信号配線14と、該共通信号配線14から分岐するように各駆動用トランジスタTr3に向かって延在する複数の個別信号配線15とを有するため、従来の信号配線と比較して、各駆動用トランジスタTr3に接続される個別信号配線15の配線抵抗を個別に定めることができる。よって、複数の駆動用トランジスタTr3の動作を個別に制御することができ、各駆動用トランジスタTr3の動作が他の駆動用トランジスタTr3の動作によって左右されることを抑制することができる。
The rise time of the drain voltage of the driving transistor Tr3 depends on the wiring resistance of the signal wiring that connects the output terminal of the reference
また、各駆動用トランジスタTr3に接続される個別信号配線15の配線抵抗は、例えば、個別信号配線15の配線幅、および個別信号配線として用いる導電性材料を変えることによって変化させることができる。例えば、共通信号配線14と駆動用トランジスタTr3のドレイン端子との間の距離(以下、「配線長」ともいう。)が長い個別信号配線15ほど、その配線幅を大きくすると、個別信号配線15の配線抵抗を、配線長の短い個別信号配線15と同一若しくは略同一にすることができる。すなわち、電位供給回路13と各駆動用トランジスタTr3のドレイン端子との間の配線抵抗を同一若しくは略同一とすることができ、複数の駆動用トランジスタTr3の間でドレイン電圧の立ち上がり速度のずれを低減することができる。その結果、複数の駆動用トランジスタTr1のドレイン電圧の立ち上がり速度のずれを低減することができ、各LED素子10による露光を所望の露光量で行うことができる。
Further, the wiring resistance of the individual signal wiring 15 connected to each driving transistor Tr3 can be changed, for example, by changing the wiring width of the individual signal wiring 15 and the conductive material used as the individual signal wiring. For example, the individual signal wiring 15 having a longer distance (hereinafter also referred to as “wiring length”) between the
また、通常の電子写真システムでは 積算露光量が10%を超えると印画ムラが顕著となることが知られている。ここで、LED通電電流をI、露光時間をTとしたとき、潜像形成のための露光エネルギーE(=遷移部(立上り部分)+安定部(平坦部分))は、以下の式(1)の関係にある。
E∝ 3τI/2 + I×(T−3τ)
∝ I×(3τ/2+(T−3τ))
∝ I×(T−3τ/2) ・・・ (1)
なお、τは ゲート容量をC、配線抵抗をRとした時の時定数であり、τ=RCで表される(95%遷移時間は3τで直線近似した)。
Further, it is known that, in a normal electrophotographic system, printing unevenness becomes remarkable when the integrated exposure amount exceeds 10%. Here, when the LED energization current is I and the exposure time is T, the exposure energy E (= transition part (rising part) + stable part (flat part)) for forming a latent image is expressed by the following equation (1). Are in a relationship.
E ∝ 3τI / 2 + I × (T-3τ)
I I × (3τ / 2 + (T-3τ))
I I × (T-3τ / 2) (1)
Note that τ is a time constant when the gate capacitance is C and the wiring resistance is R, and is expressed by τ = RC (95% transition time is linearly approximated by 3τ).
積算露光量が10%以下である場合、露光エネルギーEの中心値(max+min)/2に対する露光エネルギーEの偏差(max−min)/2の割合が10%以下ということであることから、時定数の最大値をτmax,最小値をτminとすると、
{3τmax/2−3τmin/2}/{2T+3τmax/2+3τmin/2} <0.1
{3τmax−3τmin} /{4T+3τmax+3τmin} <0.1・・・(2)
が成り立つ。よって、式(2)がなりたつように、信号配線を形成することが好ましい。なお、時定数の最大値τmaxは、電位供給回路13の出力端子と各駆動用トランジスタTr3のドレイン端子との間の信号配線の配線抵抗値のうち、最大の配線抵抗値Rmaxとゲート容量Cとの積であり、時定数の最小値τminは、電位供給回路13の出力端子と各駆動用トランジスタTr3のドレイン端子との間の信号配線の配線抵抗値のうち、最小の配線抵抗値Rminとゲート容量Cとの積である。
Since the ratio of the deviation (max−min) / 2 of the exposure energy E to the central value (max + min) / 2 of the exposure energy E is 10% or less when the integrated exposure amount is 10% or less, the time constant If the maximum value of τmax is τmax and the minimum value is τmin,
{3τmax / 2-3τmin / 2} / {2T + 3τmax / 2 + 3τmin / 2} <0.1
{3τmax-3τmin} / {4T + 3τmax + 3τmin} <0.1 (2)
Holds. Therefore, it is preferable to form the signal wiring so that Expression (2) is satisfied. The maximum value τmax of the time constant is the maximum wiring resistance value Rmax and gate capacitance C among the wiring resistance values of the signal wiring between the output terminal of the
また、信号配線は、全体的に厚みが等しいとみなせるため、個別信号配線15のうち長さが最も長いものの長さおよび配線幅を、それぞれLmax,Wmaxとし、個別信号配
線15のうち長さが最も短いものの長さおよび配線幅を、それぞれLmin,Wminとすると、
{Lmax/Wmax−Lmin/Wmin}/{Lmax/Wmax+Lmin/Wmin}<0.1・・・(3)
として近似することができる。よって、式(3)が成り立つように、信号配線を形成することが好ましい。
Further, since the signal wirings can be regarded as having the same overall thickness, the length and wiring width of the longest individual signal wiring 15 are Lmax and Wmax, respectively, and the length of the individual signal wiring 15 is If the length and the wiring width of the shortest are Lmin and Wmin, respectively,
{Lmax / Wmax-Lmin / Wmin} / {Lmax / Wmax + Lmin / Wmin} <0.1 (3)
Can be approximated as Therefore, it is preferable to form the signal wiring so that Expression (3) is satisfied.
また、各駆動用トランジスタTr3のドレイン端子と共通信号配線14とを接続する上記個別信号配線15は、第1個別信号配線と第2個別信号配線とを有し、第1個別信号配線と第2個別信号配線とを並列に接続して、各駆動用トランジスタTr3のドレイン端子と共通信号配線14との間の抵抗値を低減することもできる。
The individual signal wiring 15 that connects the drain terminal of each driving transistor Tr3 and the
図7は、共通信号配線14と各駆動用トランジスタTr13のドレイン端子とを接続する個別信号配線を模式的に示す上面図である。図7に示すように、共通信号配線14と駆動回路12−p(pは1以上の整数)の駆動用トランジスタTr3のドレイン端子は、第1個別信号配線16−paおよび第2個別信号配線16−pbによって接続される。これらの第1および第2個別信号配線16−pa,16−pbは、並列接続されている。例えば、共通信号配線14と駆動回路12−mの駆動用トランジスタTr3のドレイン端子は、並列接続された第1個別信号配線16−paと第2個別信号配線16−pbとによって接続されている。
FIG. 7 is a top view schematically showing individual signal wirings connecting the
なお、駆動回路部11は、ICチップとして構成されていてよい。また、プリント基板8の代わりに、シリコン基板を用いる場合、そのシリコン基板にトランジスタ等の素子や配線を形成してもよい。これらの場合、ICチップ内又はシリコン基板上で、配線15−pa,15−pbが形成された配線層を、絶縁層を介して積層し、絶縁層に設けた貫通導体等により上記2つの配線層を接続すれば、2つの個別信号配線16−pa,16−pbが並列に接続された構成を容易に実現することができる。
Note that the
このように、電位供給回路13の出力端子に接続される共通信号配線14から分岐するように、各駆動用トランジスタTr3に向かって延在する複数の個別信号配線15を設けたことから、複数の駆動用トランジスタTr3のドレイン端子への基準電圧の供給が駆動用トランジスタTr3毎に個別に行われるため、他の駆動用トランジスタTr3の動作に左右されることを抑制することができる。
As described above, since the plurality of individual signal wirings 15 extending toward the respective driving transistors Tr3 are provided so as to branch from the
また、共通信号配線14と各駆動用トランジスタTr3のドレイン端子とが並列に接続された個別信号配線15によって接続されるため、従来の信号配線を用いた場合等よりも、各駆動用トランジスタTr3のドレイン端子に接続される配線の抵抗を下げることができる。これにより、各駆動回路12の駆動用トランジスタTr1の出力(ドレイン電圧)の立ち上がり速度を上げることができる。
Further, since the
なお、共通信号配線14と駆動用トランジスタTr3のドレイン端子との間の距離、すなわち信号配線長に応じて、個別信号配線16−pa,16−pbの少なくとも一方の配線幅を調整してもよい。例えば、信号配線長が長いものほど、並列に接続された個別信号配線の少なくとも一方の配線幅を大きくしてもよい。
Note that the wiring width of at least one of the individual signal wirings 16-pa and 16-pb may be adjusted according to the distance between the
この構成によれば、基準電圧生成回路13と駆動用トランジスタTr3との間の距離による配線抵抗の差が小さくなり、複数の駆動用トランジスタTr3に対応するLED素子10に一定の電流を流すことができる。すなわち、複数のLEF素子10による露光量を一定にすることが可能になる。
According to this configuration, the difference in wiring resistance due to the distance between the reference
また、図8に示すように、光プリンタヘッド1cにおいて、隣り合う駆動回路部11−1,11−2の間で、基準電圧生成回路13、信号配線の共通信号配線、および個別信号配線との配置を対称(線対称)にしてもよい。すなわち、図8において、直線C―Cに関して、基準電圧生成回路13、共通信号配線14、および個別信号配線15が線対称に配置されていてもよい。これにより、図8(a)における駆動回路部11−1の右端部にあるLED素子12aと、駆動回路部11−2の左端部にあるLED素子12b、すなわち隣り合うLED素子12a,12bの間で、基準電圧生成回路13と駆動用トランジスタTr3のドレイン端子との間の配線長を同一若しくは略同一にすることができ、隣り合う駆動用トランジスタTr3の間でドレイン電圧の立ち上がり速度のずれを低減することができる。また、隣り合う駆動回路部11−2,11−3の間でも同様の説明があてはまる。その結果、1つのLEDアレイ9内におけるLED素子12間の露光量のずれだけでなく、隣接するLEDアレイ9におけるLED素子12間の露光量のずれをも抑制することができる。なお、図8では、1つのLEDアレイ9に対して1つの駆動回路部11を対応させた構成例を示しているが、1つのLEDアレイ9に対して複数の駆動回路部11を対応させた場合でも、隣り合う駆動回路部11の間で、電位供給回路13、共通信号配線14、および個別信号配線15の配置を対称にすることが好ましい。この場合、1つのLEDアレイ9におけるLED素子12間の露光量のずれを抑制することができる。
Further, as shown in FIG. 8, in the
なお、上述の説明では、600dpiの光プリントヘッドについて説明したが、1200dpiの光プリントヘッドでも同様の構成が適用可能である。 In the above description, the 600 dpi optical print head has been described. However, the same configuration can be applied to a 1200 dpi optical print head.
プリント基板8は、如何なる材料から構成されても良いが、例えばガラスエポキシ樹脂等の電気絶縁材料から構成されていることが好ましい。そのプリント基板8の上面で複数個の配線導体や複数個のLEDアレイ9等を支持するようになっている。
LED素子10は周知の半導体製造技術によって製造される。具体的には、例えばGaAsP系のLEDアレイを製作する場合、まずGaAsから成るウェハを炉中にて高温に加熱するとともにAsH3(アルシン)とPH3(ホスヒン)とGa(ガリウム)を適量に含むガスを接触させてウェハの表面にn型半導体のGaAsP(ガリウム−砒素−リン)の単結晶を成長させ、続いてGaAsP単結晶表面にSi3N4(窒化シリコン)の窓付膜を被着させるとともに該窓部にZn(亜鉛)のガスをさらし、n型半導体のGaAsP単結晶の一部にZnを拡散させてp型半導体を形成することによってpn接合をもたせ、このような半導体ウェハを多数のLED素子10を、一単位としたLED素子群毎にダイシングし、LEDアレイ9を1枚の半導体ウェハから大量に切り出すことによって製作される。また、別の半導体製造方法としては、MOCVD法でGaAs基板もしくはSi基板にAsH3、トリメチルガリウム、トリメチルアルミニウムの原料をガス状にして導入することで必要波長を有する結晶を成長させ、フォトエッチングで一個ずつの発光体分離をおこなうことにより作製する方法がある。
The printed
The
また、LEDアレイ9をプリント基板8に搭載する方法は、例えば以下の通りである。接着剤の液状体もしくはAgペース等の導電性接着剤を、配線導体が被着されているプリント基板8上面の所定領域、即ち、LEDアレイ9が取着される領域に従来周知の印刷技術やディスペンサー等を用いて塗布する。そして、複数個のLEDアレイ9を接着剤の塗布面に一列に並べ、各LEDアレイ9をプリント基板8に押圧した状態で異方性導電接着剤に熱を印加し、接着剤中の樹脂を熱硬化させることによってLEDアレイ9をプリント基板8の上面に取着する。
Moreover, the method of mounting the
次に、感光体ドラム1a〜4aについて説明する。感光体ドラム1a〜4aは、書き込み用プリントヘッドからの光により潜像を形成することが可能であり、形成された潜像により記録紙に印画することができる。感光体ドラム1a〜4aは、LEDプリントヘッド1c〜4cと所定の距離だけ離間するようにして、LEDプリントヘッド1c〜4cと略
平行に配置される。
Next, the
感光体ドラム1a〜4aは、アルミニウム金属等から成る円筒状基体の外表面にアモルファスシリコンなどの無機半導体や有機半導体から成る光導電層を被着させた構造を有しており、印画動作時、モータ等(不図示)によって軸周りに回転され、光導電層にプリントヘッドからの光が照射されると、光導電層の比抵抗を急激に低下させて、光導電層に所定の潜像を形成する。そして、感光体ドラム1a〜4aに形成された潜像は、現像のプロセスを経てトナー像となり、このトナー像を記録紙に転写・定着させることによって所定の画像が記録される。
Each of the
本発明は上述した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能であり、例えば、上述の形態ではLEDプリントヘッドに適用した場合を例にとって説明したが、その他のプリントヘッド、例えば、ELヘッド、プラズマドットヘッド、液晶シャッタヘッド、蛍光ヘッド、PLZT等の他のプリントヘッドにも適用可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the present invention is applied to an LED print head. Although described, other print heads, for example, other print heads such as an EL head, a plasma dot head, a liquid crystal shutter head, a fluorescent head, and a PLZT can be applied.
1:プリンタ
1a〜4a:感光体ドラム
1b〜4b:現像装置
1c〜4c:LEDプリントヘッド
2:転写ベルト
3:レジストローラ対
4:定着ローラ対
8:プリント基板8
9:LEDアレイ
10:LED素子
11:駆動回路部
12:駆動回路
13:基準電圧生成回路
14:共通信号配線
15:個別信号配線
1:
9: LED array 10: LED element 11: drive circuit unit 12: drive circuit 13: reference voltage generation circuit 14: common signal wiring 15: individual signal wiring
Claims (7)
前記駆動回路部は、前記複数の発光素子に対応して列状に配列された、トランジスタで構成される複数の駆動素子と、該複数の駆動素子の一端子に電位を供給する電位供給回路と、複数の前記一端子と前記電位供給回路の出力端子とを接続する信号配線とを有し、
前記信号配線は、前記電位供給回路の前記出力端子に接続される共通信号配線と、該共通信号配線から分岐するように、前記各駆動素子に向かって延在する複数の個別信号配線とを有し、
前記トランジスタのゲート容量をC、前記電位供給回路の前記出力端子と前記駆動素子の一端子との間の信号配線の配線抵抗をRとした時の両者の積で表される時定数をτ(τ=RC)とし、時定数の最大値をτmax,最小値をτmin,露光時間をTとすると
(3τmax−3τmin)/(4T+3τmax+3τmin)<0.1
が成立するように、形成されている、光プリントヘッド。 An optical print head comprising a substrate, a light emitting element array composed of a plurality of light emitting elements arranged in a row on the substrate, and a drive circuit unit for driving the light emitting element array provided on the substrate. ,
The drive circuit unit includes a plurality of drive elements configured by transistors arranged in a row corresponding to the plurality of light emitting elements, and a potential supply circuit that supplies a potential to one terminal of the plurality of drive elements. A plurality of the one terminal and a signal wiring connecting the output terminal of the potential supply circuit,
The signal wiring includes a common signal wiring connected to the output terminal of the potential supply circuit and a plurality of individual signal wirings extending toward the driving elements so as to branch from the common signal wiring. And
A time constant represented by a product of the transistor, where C is the gate capacitance, and R is the wiring resistance of the signal wiring between the output terminal of the potential supply circuit and one terminal of the drive element is τ ( (τ = RC) where the maximum value of the time constant is τmax, the minimum value is τmin, and the exposure time is T, (3τmax−3τmin) / (4T + 3τmax + 3τmin) <0.1
The optical print head is formed so that
前記第1個別信号配線および前記第2個別信号配線は並列に接続されている請求項1又は請求項2に記載の光プリントヘッド。 The plurality of individual signal wirings correspond to the first individual signal wiring provided in the first wiring layer and the first individual signal wiring provided in the second wiring layer located above the first wiring layer. Each having a second individual signal wiring
The optical print head according to claim 1, wherein the first individual signal wiring and the second individual signal wiring are connected in parallel.
隣り合う前記駆動回路部の間で、前記電位供給回路、前記共通信号配線、および前記個別信号配線の配置が対称になっている請求項1に記載の光プリントヘッド。 A plurality of the drive circuit units are arranged,
2. The optical print head according to claim 1, wherein the arrangement of the potential supply circuit, the common signal wiring, and the individual signal wiring is symmetrical between the adjacent drive circuit units.
載の光プリントヘッド。 The optical print head according to claim 5, wherein the plurality of drive circuit units are arranged corresponding to the light emitting element array.
前記発光素子アレイに対向して配置された感光体と
を有する画像形成装置。 An optical print head according to any one of claims 1 to 6,
An image forming apparatus including a photoconductor disposed to face the light emitting element array.
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