JPH02212167A - Led printing head - Google Patents
Led printing headInfo
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- JPH02212167A JPH02212167A JP63171484A JP17148488A JPH02212167A JP H02212167 A JPH02212167 A JP H02212167A JP 63171484 A JP63171484 A JP 63171484A JP 17148488 A JP17148488 A JP 17148488A JP H02212167 A JPH02212167 A JP H02212167A
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Landscapes
- Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
- Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
- Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
この発明は、光プリンタなどの光情報書込み装置に使用
される発光ダイオード（以下、発光ダイオードをＬＥＤ
と略す。）プリントヘッドに関する。This invention relates to light emitting diodes (hereinafter referred to as light emitting diodes) used in optical information writing devices such as optical printers.
It is abbreviated as ) Regarding the print head.
印字速度がそれほど要求されないプリンタに使用される
廉価なＬＥＤプリントヘッドには、１個の駆動ＩＣを使
用し、各ＬＥＤアレイチップがなすブロックごとにカソ
ードを時分割的にブロック選択しつ°つ、発光ドツトを
各ＬＥＤアレイチンプごとに順次的に点灯させるように
構成された、いわゆるマトリックス方式のＬＥＤプリン
トヘッドがある０本願発明は、このようなマトリックス
方式のＬＥＤプリントヘッドを前提とするので、その代
表的な回路構成を第６図および第７図を参照して説明す
る。
第６図において、たとえば６４個の単位ＬＥＤ素子（発
光ドソ））Ｌｌ 、Ｌ、・・・Ｌｉ２が列状に配置され
てなるＬＥＤアレイチップＴａ、Ｔｂ・・・が、さらに
直列に複数個、たとえば１６個配列される。
各ＬＥＤアレイチンブの単位ＬＥＤ素子は、チップ毎に
カソードが共通接続され、ブロック信号によって時分割
的にブロック選択されるようになっている。入力データ
に応じた各ＬＥＤアレイチップのＬＥＤ素子の点灯駆動
は、通常１個の駆動ＩＣ１で行われる。各ＬＥＤアレイ
チップの各ＬＥＤ素子のアノードは、他のチップの対応
するＬＥＤ素子のアノードと共通接続されている。しか
し、各アノード間が接続されるパターンが形成される基
板において、多層配線を避け、容易にパターンの引回し
を行うため、アノードの接続は、互いに隣接するチップ
間で、正逆正逆・・・と交互に対応するようにしである
。たとえば、チップＴａのＬＥＤ素子Ｌ１のアノードは
、チップＴｂのＬＥＤ素子り、いチップＴｃのＬＥＤ素
子Ｌ１ ・・・のアノードに接続され、チップＴａのＬ
ＥＤ素子Ｌ□しアノードは、チップＴｂのＬＥＤ素子り
。
、チップＴｃのＬＥＤ素子Ｌ６４・・・のアノードにそ
れぞれ接続されている。
駆動ＩＣは、各ＬＥＤアレイチップ中のＬＥＤ素子の個
数に対応する６４ビツトのシフトレジスタ２、ランチ回
路３およびドライブ回路４を備えている。
この駆動回路において、第７図（Ａ）に示すクロック信
号ＣＬＫがシフトレジスタ２に加えられるたびに、シリ
アル入力データＤＩがシフト入力され、６４個のビット
データが入力されると、こられのデータがラッチ信号Ｌ
Ａによってパラレル的にラッチ回路３にラッチされる。
さらにストローブ信号ＳＴＲがドライブ回路４に入力さ
れると、ランチ回路３のラッチデータが各ＬＥＤ素子Ｌ
・・・Ｌｉ２に出力される。そして、第７図（Ｂ）に示
すようにストローブ信号が°Ｌ（ロー）”のタイミング
で、ブロック信号Ｖｋが“Ｌ（ロー）″となるチップの
データに対応したＬＥＤ素子が点犬丁する。
ところで、上記のＬＥＤプリントへ用いて光プリンタを
構成する場合、各、μＥＤアレイチップ中の単位ＬＥＤ
素子からなる発光ドツト列からの光を、光学レンズ系を
介して感光体に集束させるようになされる。従来、この
光学レンズ系としては、セルフォック・レンズ・アレイ
（日本板硝子株式会社の商Ｉりなどの、発光ドツトの列
方向の配置をそのまま対応させて感光体上に結像させる
ものが一般に使用されているため、上述のようなマトリ
ックス方式のプリンタを構成する場合、次のような問題
が生じる。
すなわち、ＬＥＤアレイチップを一列に配置するにあた
り、第８図に示すように同一チノブ内での各発光ドツト
どうしの間隔Ｂ２を、隣接するチップの両端の発光ドツ
トどうしの間隔Ｂ１とを一定とするために、各ＬＥＤア
レイチップを一枚のウェハから分離するダイシングのき
わめて高い精度が賛求され、このことがＬＥＤアレイチ
ップの製造コストの著しい上昇と、歩留りの低下を招い
ていた。とくに、印字の解像度を上げるために発光ドツ
ト間隔が小さくなり、このことが上記のダイシングの精
度要求への対応を困難なものにしていた。
また、プリントヘッドをマトリックス方式とするために
は、各ＬＥＤアレイチップＴａ、Ｔｂ・・・ごとにカソ
ードの選択をする必要から、各ＬＥＤアレイチップがボ
ンディングされるカソードどうしを互いに電気的に分離
せねばならない。しかし、このことは、各ＬＥＤアレイ
チップを、わずかなすきまを開けてボンディングするこ
とを考慮して正確にダイシングし、かつ、互いの端部ど
うしが接触しないように正確な位置決めのもとでボンデ
ィングせねばならないことを意味し、非常にコスト高い
ものとなる。
したがって本願発明が解決すべき課題は、ＬＥＤアレイ
チンプの外形精度がそれほど要求されることがなく、し
かも、発光ドツト密度を上げても印字品質の低下などの
問題を招くことな（マトリックス方式をとることができ
るＬＥＤプリントヘッドを提供することである。Inexpensive LED print heads used in printers that do not require high printing speeds use one drive IC, and time-divisionally selects cathodes for each block formed by each LED array chip. There is a so-called matrix-type LED print head that is configured to sequentially light up light-emitting dots for each LED array chip. Since the present invention is based on such a matrix-type LED print head, a representative example thereof is shown in FIG. A typical circuit configuration will be explained with reference to FIGS. 6 and 7. In FIG. 6, for example, a plurality of LED array chips Ta, Tb, . , for example, 16 pieces are arranged. The cathodes of the unit LED elements of each LED array chip are commonly connected for each chip, and blocks are selected in a time-divisional manner by block signals. The lighting drive of the LED elements of each LED array chip according to input data is normally performed by one drive IC 1. The anode of each LED element of each LED array chip is commonly connected to the anode of the corresponding LED element of other chips. However, in order to avoid multilayer wiring and to easily route the patterns on a substrate on which a pattern for connecting each anode is formed, the anode connections must be made between adjacent chips in forward, reverse, forward, reverse, etc.・It is designed to correspond alternately. For example, the anode of the LED element L1 of the chip Ta is connected to the anode of the LED element L1 of the chip Tb, the LED element L1 of the chip Tc, and so on.
The anode of the ED element L□ is the LED element of the chip Tb. , are connected to the anodes of the LED elements L64... of the chip Tc, respectively. The drive IC includes a 64-bit shift register 2, a launch circuit 3, and a drive circuit 4 corresponding to the number of LED elements in each LED array chip. In this drive circuit, every time the clock signal CLK shown in FIG. 7(A) is applied to the shift register 2, serial input data DI is shifted in, and when 64 bit data is input, is the latch signal L
A is latched by the latch circuit 3 in parallel. Furthermore, when the strobe signal STR is input to the drive circuit 4, the latch data of the launch circuit 3 is transmitted to each LED element L.
...Output to Li2. Then, as shown in FIG. 7(B), at the timing when the strobe signal is "°L (low)", the LED element corresponding to the data of the chip whose block signal Vk becomes "L (low)" lights up. By the way, when configuring an optical printer using the above LED print, each unit LED in the μED array chip
Light from a light emitting dot array made up of elements is focused onto a photoreceptor via an optical lens system. Conventionally, as this optical lens system, a selfoc lens array (such as a commercial product manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd.), which forms an image on a photoreceptor by directly matching the arrangement of light emitting dots in the column direction, has been generally used. Therefore, when configuring a matrix type printer as described above, the following problem arises. Namely, when arranging LED array chips in a row, as shown in Fig. In order to keep the distance B2 between the light-emitting dots constant and the distance B1 between the light-emitting dots at both ends of adjacent chips, extremely high precision is required in dicing to separate each LED array chip from a single wafer. This has caused a significant increase in the manufacturing cost of LED array chips and a decrease in yield.In particular, in order to increase the printing resolution, the spacing between light emitting dots has become smaller, and this has made it difficult to meet the above-mentioned requirements for dicing accuracy. In addition, in order to use a matrix print head, it is necessary to select a cathode for each LED array chip Ta, Tb... However, this requires precise dicing of each LED array chip to allow for bonding with a small gap, and also ensures that the ends of each chip are in contact with each other. This means that bonding must be performed under accurate positioning to prevent the LED array chimps from forming, which results in extremely high costs. Moreover, an object of the present invention is to provide an LED print head that can use a matrix method without causing problems such as deterioration of print quality even if the density of light emitting dots is increased.
第５図から容易に理解されるように、凸レンズにおいて
物点が焦点距離（ｆ）以遠にある限り、レンズの反対側
において結像が生じる。そして、レンズから物点までの
距離が焦点距離（ｆ＞より長く、焦点距離の２倍（２ｒ
）より短かい範囲であれば、レンズから像点までの距離
は、レンズから物点までの距離より長くなる。換言する
と、この場合、物点にあるものは必らずレンズの反対側
において拡大されて結像する。
本願発明のＬＥＤプリントヘッドにおいては、各ＬＥＤ
アレイチップをそれぞれ長手方向に一定間隔隔てて配置
しているが、各ＬＥＤアレイチップのドツトから出た光
は、各チップに対応する凸レンズ要素によって感光体上
に結像するようにしている。ここで、ＬＥＤアレイチッ
プの発光部から凸レンズ要素までの距離をレンズの焦点
距離（「）より長く、焦点距離の２倍（２ｒ）より短か
く設定することにより、各ＬＥＤアレイチップの発光ド
ツト像を、所定の倍率で拡大して感光体上に結像させる
ことができる。したがって、上記のようにプリントヘッ
ド上において各ＬＥＤアレイチップどうしの間隔が開い
ていても、感光体上において各ＬＥＤアレイチップの発
光ドツト像を、等間隔に連続するように結像させること
ができる。
そうして、本願発明では、上記のように各ＬＥＤアレイ
チップを互いに一定間隔離して配置することと関連して
、ＬＥＤアレイチップがボンディングされるべき基板上
のカソードパターンをも互いに長手方向に分離して形成
している。したがって、隣り合うＬＥＤアレイチップの
カソードが接触し、かつ導通する不具合は皆無となり、
たとえ発光ドツトの密度が著しく高められても、各ＬＥ
Ｄアレイチップごとにカソード選択して発光ドツトを各
ＬＥＤアレイチップごとにブロック選択して点灯させる
というマトリックス方式による制御が問題なく行なえる
ようになる。As can be easily understood from FIG. 5, as long as the object point of a convex lens is beyond the focal length (f), imaging will occur on the opposite side of the lens. Then, the distance from the lens to the object point is longer than the focal length (f>) and twice the focal length (2r
), the distance from the lens to the image point is longer than the distance from the lens to the object point. In other words, in this case, what is at the object point is necessarily magnified and imaged on the opposite side of the lens. In the LED print head of the present invention, each LED
The array chips are arranged at regular intervals in the longitudinal direction, and the light emitted from the dots of each LED array chip is imaged on the photoreceptor by a convex lens element corresponding to each chip. Here, by setting the distance from the light emitting part of the LED array chip to the convex lens element to be longer than the focal length (2r) of the lens and shorter than twice the focal length (2r), the light emitting dot image of each LED array chip can be can be enlarged at a predetermined magnification and imaged on the photoreceptor. Therefore, even if the distance between each LED array chip on the print head is wide as described above, each LED array chip can be enlarged at a predetermined magnification and formed on the photoreceptor. The light-emitting dot images of the chips can be formed successively at regular intervals.The invention of the present application, in conjunction with arranging each LED array chip at a certain distance from each other as described above, , the cathode patterns on the substrate to which the LED array chips are bonded are also formed separated from each other in the longitudinal direction.Therefore, there is no problem of the cathodes of adjacent LED array chips coming into contact and being electrically connected.
Even if the density of luminescent dots is significantly increased, each LE
Matrix control in which a cathode is selected for each D array chip and a block of light emitting dots is selected and lit for each LED array chip can be performed without any problem.
上述のように本願発明によれば、プリントヘッドの基板
上にボンディングされる各ＬＥＤアレイチップを互いに
一定間隔隔てて配置しているので、各ＬＥＤアレイチッ
プの外形精度、すなわち、ダイシング精度がそれほど要
求されなくなり、このことに、より、従来に比してＬＥ
Ｄアレイチップの歩留りが飛躍的に向上し、かつ、グイ
シンク−工程を簡略化することができる効果がある。
さらに、各ＬＥＤアレイチップがボンディングされる基
板上のカソードパターンをも各ＬＥＤアレイチップの配
置と対応して互いに長手方向に離して形成しているので
、かりに発光ドツトの密度が著しく高められても、その
こととは関係なく、各ＬＥＤアレイチップごとにカソー
ド選択して発光ドツトを順次ブロック選択して点灯させ
るマトリックス方式の制御が問題なく、容易に行なえる
効果もある。As described above, according to the present invention, the LED array chips bonded on the substrate of the print head are arranged at regular intervals, so the external precision of each LED array chip, that is, the dicing precision is not required. As a result, compared to the past, LE
This has the effect of dramatically improving the yield of D-array chips and simplifying the guisinking process. Furthermore, the cathode patterns on the substrate to which each LED array chip is bonded are also formed so as to be spaced apart from each other in the longitudinal direction in correspondence with the arrangement of each LED array chip, so even if the density of light emitting dots is significantly increased. Irrespective of this, there is an advantage that matrix-type control in which the cathode of each LED array chip is selected and light-emitting dots are sequentially selected and lit in blocks can be easily performed without any problem.
以下、本願発明の実施例を図面を参照して具体的に説明
する。
第１図は、本願発明のＬＥＤプリントヘッドを用いて光
プリンタを構成した場合のプリントヘッド上の構成物と
感光体との配置構成を示す模式的正面図であり、第２図
は第１図の■−■線断面図である。
第１図に示すように、ＬＥＤプリントヘッドＨは、感光
体としての感光ドラム５の表面に対して平行に配置され
る。ＬＥＤプリントヘッドＨの基板６には、複数個（た
とえば１６個）のＬＥＤアレイチップＴａ、Ｔｂ・・・
が、その端部どうしを一定間隔離して長手方向一列にボ
ンディングされる。
ただし、このＬＥＤアレイチフプＴａ、Ｔｂ・・・は、
それぞれ、チップ上の単位ＬＥＤ素子（発光ドツト）
Ｌ、 、 ｔ、よ・・・Ｌｉ２を共通接続するために
基板上に形成されたカソードパターン７ａ、７ｂ・・・
上にボンディングされる。カソードパターン７ａ。
７ｂ・・・ないしその他の基板上配線の構成は後述する
。
各ＬＥＤアレイチップＴａ、Ｔｂ・・・は、矩形の断面
をした短冊上のＧａＡｓＰ基板上に、一定価数（通常６
４個）の単位ＬＥＤ素子による単位発光トン）Ｌ＋、Ｌ
ｘ・・・Ｌｉ４が当間隔一列に形成されたものであって
、−枚のウェハに多数のアレイチップを一括形成した後
、これらをダイシングによって単位アレイチップごとに
分割することによって得られる。
ところで、本願発明のＬＥＤプリントヘンドＨは、いわ
ゆるマトリックス方式により点灯制御されるものであり
、基本的に、たとえば第６図に示したものと同様の回路
構成をもつのであるが、上述のように各ＬＥＤアレイチ
ンブＴａ、Ｔｂ・・・を互いに分離して配置する結果、
これらがボンディングされる基板上のアノードパターン
８、およびカソードパターン７ａ、７ｂ・・・を第３図
のように形成することができる。ｔなわち、第１番目の
ＬＥＤアレイチップＴａの第１番目のＬＥＤ素子Ｌ１の
アノードと、第２番目のＬＥＤアレイチンプＴｂの第６
４番目のＬＥＤ素子Ｌ４４のアノードとを共通接続する
というように、第１番目のＬＥＤアレイチンプＴａの各
ＬＥＤ素子のアノードを２番目のＬＥＤアレイチップＴ
ｂの逆順の■、ＥＤ素子のアノードとを接続するべく、
アノードパターン８を引き回す。それには、第３図に表
れているように、６４本のアノードリードが交差するこ
となく並列した状態で、各ＬＥＤアレイチップＴａＴｂ
・・・ごとにその下を交互に逆方向に潜り抜けるように
する。そして、各アノードリードと各チップ上のアノー
ドパッド９とがワイヤボンディングにより結線されるの
である。
そして、ＬＥＤアレイチ、プＴａ、Ｔｂ・・・がボンデ
ィングされる部位には、第３図および第４図に示される
ように、絶縁層１０を介してほぼＬＥＤアレイチップの
平面形状と対応した長矩形状のカソードパターン７ａ、
７ｂ・・・が、互いに長手方向に離した状態で積層形成
される。このカソードパターンをグランドに落とすため
のカソードリードｌｌａ、ｌｌｂ・・・は、各ＬＥＤア
レイチフプＴａ、Ｔｂ・・・が互いに離して配置されて
いることがら、２ｎ番目のＬＥＤアレイチップの右端、
および、２ｎ−１番目のＬＥＤアレイチップの左端にそ
れぞれ対応する部位から、アノードパターン８と交差す
ることなく、容易に引き出すことができる。
さて、次に、上記ＬＥＤプリントヘッド１１おける各Ｌ
ＥＤアレイチップＴａ、Ｔｂ・・・と感光ドラム５との
間には、発光ドツトＬ、、Ｌ、・・・Ｌｉ２・・・から
出た光を感光ドラム５上に集束させて発光ドツト列像を
結像させるための光学レンズ系１２が配置される。
この光学レンズ系１２は、上記各ＬＥＤアレイチップＴ
ａ、Ｔｂ・・・と対応して対向し、かつチップと同数の
凸レンズ要素１２ａ、１２ｂ・・・を集合させたもので
あって、本例では、これら各凸レンズ要素１２ａ、１２
ｂ・・・を所定のレンズホルダ１３に保持させて構成さ
れている。すなわち、レンズホルダ１３は、ＬＥＤアレ
イチップＴａ、Ｔｂ・・・の配設ピフヂと同ピツチのレ
ンズ保持孔１３ａ１３ｂ・・・をもつ長尺状の部材であ
って、樹脂成形により作成することができる。そして各
凸レンズ要素１２ａ、１２ｂ・・・を上記レンズ保持孔
１３ａ。
１３ｂ・・・にそれぞれ固定保持させるのである０本例
では、レンズホルダ１３の裏面に、第１図および第２図
に良く表れているように各レンズ保持孔１３ａ、１３ｂ
・・・の中間部位から上記ＬＥＤアレイチップどうしの
すきまに向けて延びる遮光板１４、および、レンズホル
ダの幅方向両端部において裏面下方に延びる補強リプ１
５が一体形成されている。その結果、各ＬＥＤアレイチ
ップＴａ。
Ｔｂ・・・から凸レンズ要素１２ａ、１２ｂ・・・まで
の空間が、上記遮光板１４および補強リブ１５によって
ボックス状に囲まれることとなり、ＬＥＤアレイチップ
Ｔａ、Ｔｂ・・・からの光が隣りの空間あるいはレンズ
ホルダ１３の外部へ漏れ出て印字品質を悪化させること
がないようにしている。なお、レンズホルダ１３は、そ
の両端部をＬＥＤプリントヘッド１の基板の両端部に対
して上下方向位置調節可能に取付けられる。また、上記
凸レンズ要素１２ａ、１２ｂ・・・は、たとえば、ハー
ドレジンによる収差の少ない非球面レンズを使用するこ
とができる。
さて、上述の構成をもつ光プリンタを構成する場合、上
記ＬＥＤプリントヘッドにおけるＬＥＤアレイチップＴ
ａ、Ｔｂ・・・、光学レンズ系１２および感光ドラム５
の相互関係は、次のように定められる。
まず、光学レンズ系１２の凸レンズ要素１２ａ。
１２ｂ・・・とそのそれぞれに対応するＬＥＤアレイチ
ップＴａ、Ｔｂ・・・との距離は、凸レンズ要素の焦点
路ｊｉｌ （ｆ）より長く、焦点距離の２倍（２ｆ）よ
り短かい値となるようにする。このとき、凸レンズ要素
１２ａ、１２ｂ・・・の反対側には、発光ドツト像が結
像するが、この像の凸レンズ要素からの距離は、上記凸
レンズ要素とＬＥＤアレイチップ間の距離より長くなる
。すなわち、凸レンズ要素の像点には、ＬＥＤアレイチ
ップ上の発光ドツト列の拡大倒立像が結像する。そして
、この像点位置に、感光ドラム５の表面を配置するので
ある。
上記凸レンズ要素１２ａ、１２ｂ・・・にょる拡大率は
、ＬＥＤアレイチップＴａ、Ｔｂ・・・の配設ピッチ間
隔Ｄ１と、各ＬＥＤアレイチップ上の両端の発光ドツト
の間隔Ｄ２との比によって定められる。このようにする
ことにより、各Ｌ Ｅ ＤアレイチップＴａ、Ｔｂ・・
・を長手方向に離して配置しても、光学レンズ系１２の
拡大結像作用により、感光ドラム５上にすべての発光ド
ツト像を１等間隔に結像させることができるのである。
すなわち、感光ドラム５において、隣り合うＬ Ｅ Ｄ
アレイデツプＴａ、Ｔｂ・・・の端部の発光ドツトどう
しの像間隔ａと、同一チップ内の発光ドツトの像間隔す
とが等しくなるように結像させることができるのである
。そして、光学レンズ系１２は、レンズホルダ１３の両
端が上下調節可能に支持されていることから、上記間隔
ａと間隔すとの一致は、感光体上の像のピントぼけが許
容される範囲で、第１図においてレンズホルダ１３を上
下に微調節することにより、比較的容易に行うことがで
きる。
以上の構成において、各ＬＥＤアレイＴａ、Ｔｂ・・・
上の発光ドツトＬ＋、Ｌｚ・・・Ｌｉ２・・・は、その
カソードをブロック選択することにより、ＬＥＤアレイ
ごとに順次的に点灯させられる点は、従来の技術で説明
したのと同様である。なお、上述から明らかなように、
本願発明においては、各ＬＥＤアレイチップ上のドツト
列が拡大倒立して感光体に結像されるため、駆動ＩＣの
シフトレジスタに入力される６４ビツトずつのデータを
、従来に対してそれぞれ逆順とする必要がある。すなわ
ち、第３図に示す例についてみれば、奇数番目のＬＥＤ
アレイチップのドツトを発光するためのデータを逆順に
し、偶数番目のＬＥＤアレイチフプのドツトを発光する
ためのデータを正順にする必要がある。
しかし、このようなＬＥＤアレイチップ（ブロック）ご
とのデータ配列の修正は、駆動ＩＣに入力される以前の
制御回路で行うほか、本出願人がさきに特願昭６３−２
６６６号において提案したように駆動ＩＣ内で行っても
よく、この点に本願発明の要点があるのではないことは
もちろんである０本願発明を適用するＬＥＤプリントヘ
ッドは、各ＬＥＤアレイチップのカソードのレベルを選
択することによって順次的に各ＬＥＤアレイチップごと
のドツトを発光させるタイプであればよい。
なお、本願発明は各素子を千鳥状に配置したＬＥＤアレ
イチップを列設し、かつ、基板状の各パターンをチップ
列の両側に設ける高密度ヘッドにも適用することができ
、また、ヘッドに導く入力信号制御１回路側でデータを
逆順とすれば、各チップへのアノード接続を逆順にしな
くてもよい。Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic front view showing the arrangement of components on the print head and a photoreceptor when an optical printer is constructed using the LED print head of the present invention, and FIG. It is a sectional view taken along the line ■-■. As shown in FIG. 1, the LED print head H is arranged parallel to the surface of a photosensitive drum 5 as a photosensitive member. The substrate 6 of the LED print head H has a plurality of (for example, 16) LED array chips Ta, Tb...
are bonded in a line in the longitudinal direction with their ends separated by a certain distance. However, these LED array chips Ta, Tb...
Each unit LED element (light emitting dot) on the chip
L, , t, y... Cathode patterns 7a, 7b... formed on the substrate to commonly connect Li2...
bonded on top. Cathode pattern 7a. 7b... and other configurations of wiring on the substrate will be described later. Each LED array chip Ta, Tb... is mounted on a GaAsP substrate on a strip with a rectangular cross section.
Unit light emission by 4 unit LED elements) L+, L
x...Li4 are formed in a line at regular intervals, and are obtained by forming a large number of array chips on - number of wafers at once, and then dividing them into unit array chips by dicing. By the way, the LED print hand H of the present invention is controlled by a so-called matrix method, and basically has a circuit configuration similar to that shown in FIG. 6, for example, but as described above. As a result of arranging each LED array chimney Ta, Tb... separately from each other,
An anode pattern 8 and cathode patterns 7a, 7b, . . . on the substrate to which these are bonded can be formed as shown in FIG. t, that is, the anode of the first LED element L1 of the first LED array chip Ta, and the anode of the sixth LED element L1 of the second LED array chip Tb.
The anode of each LED element of the first LED array chip Ta is connected to the second LED array chip T such that the anode of the fourth LED element L44 is commonly connected.
In order to connect ■ in the reverse order of b, and the anode of the ED element,
Route anode pattern 8. As shown in Figure 3, each LED array chip TaTb has 64 anode leads arranged in parallel without crossing each other.
...and alternately pass under it in the opposite direction. Then, each anode lead and the anode pad 9 on each chip are connected by wire bonding. As shown in FIGS. 3 and 4, a long rectangular shape approximately corresponding to the planar shape of the LED array chip is provided via an insulating layer 10 to the bonding portions of the LED array chips, Ta, Tb, and so on. shaped cathode pattern 7a,
7b... are laminated and formed in a state separated from each other in the longitudinal direction. The cathode leads lla, llb, .
And, it can be easily pulled out from the portions corresponding to the left ends of the 2n-1th LED array chip without intersecting the anode pattern 8. Now, next, each L in the LED print head 11
Between the ED array chips Ta, Tb... and the photosensitive drum 5, light emitted from the light emitting dots L, , L, ...Li2... is focused on the photosensitive drum 5 to form a light emitting dot array image. An optical lens system 12 is arranged to form an image. This optical lens system 12 includes each of the above-mentioned LED array chips T.
Convex lens elements 12a, 12b, etc., which face each other in correspondence with Tb, and have the same number as the chips, are assembled, and in this example, each of these convex lens elements 12a, 12
b... are held in a predetermined lens holder 13. That is, the lens holder 13 is a long member having lens holding holes 13a, 13b, . . . of the same pitch as the arrangement pitch of the LED array chips Ta, Tb, . . Each convex lens element 12a, 12b, . . . is inserted into the lens holding hole 13a. 13b... In this example, each lens holding hole 13a, 13b is formed on the back surface of the lens holder 13, as clearly shown in FIGS. 1 and 2.
A light-shielding plate 14 extending from the intermediate portion toward the gap between the LED array chips, and reinforcing lips 1 extending downward from the back surface at both ends in the width direction of the lens holder.
5 is integrally formed. As a result, each LED array chip Ta. The space from Tb... to the convex lens elements 12a, 12b... is surrounded by the light shielding plate 14 and reinforcing ribs 15 in a box shape, and the light from the LED array chips Ta, Tb... is transmitted to the adjacent LED array chips Ta, Tb... This prevents the print quality from deteriorating due to leakage into the space or outside of the lens holder 13. Note that the lens holder 13 is attached such that both ends thereof can be vertically adjusted relative to both ends of the substrate of the LED print head 1. Further, the convex lens elements 12a, 12b, . . . may be made of, for example, a hard resin aspherical lens with less aberration. Now, when configuring an optical printer having the above configuration, the LED array chip T in the LED print head is
a, Tb..., optical lens system 12 and photosensitive drum 5
The mutual relationship between them is determined as follows. First, the convex lens element 12a of the optical lens system 12. The distance between 12b... and the corresponding LED array chips Ta, Tb... is a value longer than the focal path jil (f) of the convex lens element and shorter than twice the focal length (2f). Do it like this. At this time, a light emitting dot image is formed on the opposite side of the convex lens elements 12a, 12b, etc., but the distance of this image from the convex lens element is longer than the distance between the convex lens element and the LED array chip. That is, an enlarged inverted image of the light emitting dot row on the LED array chip is formed at the image point of the convex lens element. Then, the surface of the photosensitive drum 5 is placed at this image point position. The magnification ratio of the convex lens elements 12a, 12b, . . . is determined by the ratio of the arrangement pitch D1 of the LED array chips Ta, Tb, . It will be done. By doing this, each LED array chip Ta, Tb...
Even if the dots are arranged apart in the longitudinal direction, all the light emitting dot images can be formed on the photosensitive drum 5 at equal intervals due to the magnifying imaging effect of the optical lens system 12. That is, in the photosensitive drum 5, adjacent L E D
Images can be formed so that the image interval a between the light emitting dots at the ends of the array depths Ta, Tb, . . . is equal to the image interval a between the light emitting dots within the same chip. Since the optical lens system 12 is supported at both ends of the lens holder 13 so as to be adjustable up and down, the above-mentioned interval a and the interval are within a range where defocusing of the image on the photoreceptor is allowed. This can be done relatively easily by finely adjusting the lens holder 13 up and down in FIG. In the above configuration, each LED array Ta, Tb...
The light emitting dots L+, Lz, . . . , Li2, . Furthermore, as is clear from the above,
In the present invention, since the dot rows on each LED array chip are enlarged and inverted and imaged on the photoreceptor, the data of 64 bits each input to the shift register of the drive IC is inputted in the reverse order compared to the conventional method. There is a need to. That is, in the example shown in FIG. 3, the odd-numbered LED
It is necessary to set the data for emitting light from the dots of the array chips in reverse order, and the data for emitting light from the even-numbered LED array chips to perform the data in forward order. However, such modification of the data arrangement for each LED array chip (block) is done in the control circuit before being input to the drive IC.
It may be done within the drive IC as proposed in No. 666, and it goes without saying that this point is not the point of the present invention.0 The LED print head to which the present invention is applied has a cathode of each LED array chip. Any type may be used as long as the dots of each LED array chip are made to emit light sequentially by selecting the level of the LED array chip. The present invention can also be applied to a high-density head in which LED array chips in which elements are arranged in a staggered manner are arranged in a row, and substrate-like patterns are provided on both sides of the chip row. If the data is reversed on the input signal control circuit 1 side, it is not necessary to connect the anodes to each chip in the reverse order.
第１は本願発明のＬＥＤプリントヘッドおよびこれを用
いた光プリンタの概略構成図、第２図は第１図の■−■
線断面図、第３図はＬＥＤプリントヘッド基板の部分平
面図、第４図は第３図の■−ＩＶ線断面図、第５図は作
用説明図、第６図は従来例のＬＥＤプリントヘッドの回
路構成を示すブロック図、第７図（Ａ）および第７図（
Ｂ）は従来例の回路の動作を示すタイムチャート、第８
図は従来例のＬＥＤアレイチップの配置構造の説明図で
ある。
５・・・感光体（感光ドラム）、７ａ、７ｂ・・・カソ
ードパターン、１２・・・光学レンズ系、１２ａ、１２
ｂ・・・凸レンズ要素、Ｔａ、Ｔｂ・・・ＬＥＤアレイ
チップ、Ｈ・・・ＬＥＤプリントヘッドλＬ＋、Ｌｘ・
・・発光ドツト（単位ＬＥＤ素子）。The first is a schematic configuration diagram of the LED print head of the present invention and an optical printer using the same, and the second is a diagram of ■-■ in FIG.
3 is a partial plan view of the LED print head board, FIG. 4 is a sectional view taken along the ■-IV line in FIG. 3, FIG. 5 is a functional diagram, and FIG. 6 is a conventional LED print head. A block diagram showing the circuit configuration of FIG. 7(A) and FIG. 7(
B) is a time chart showing the operation of the circuit of the conventional example, No. 8
The figure is an explanatory diagram of the layout structure of a conventional LED array chip. 5... Photosensitive member (photosensitive drum), 7a, 7b... Cathode pattern, 12... Optical lens system, 12a, 12
b... Convex lens element, Ta, Tb... LED array chip, H... LED print head λL+, Lx.
...Light-emitting dot (unit LED element).
Claims (1)
るＬＥＤアレイチップを長手方向列状に複数個配置する
とともに、発光ドットからの光を感光体に集束させる光
学レンズ系を備え、各ＬＥＤアレイチップにおいて発光
ドットが共通接続されるカソードを時分割的に選択する
ことにより、発光ドットを、各ＬＥＤアレイチップごと
に順次的にブロック選択して点灯するようになされたＬ
ＥＤプリントヘッドであって、 上記各ＬＥＤアレイチップをそれぞれ長手 方向に一定間隔隔てて一列に配置するとともに、各ＬＥ
Ｄアレイチップがボンディングされる基板上のカソード
パターンを互いに長手方向に分離して形成する一方、上
記光学レンズ系を、各ＬＥＤアレイチップと対応して対
向する凸レンズ要素を集合させて構成することにより、
発光ドット像が、各ＬＥＤアレイチップごとに拡大され
て感光体上に結像するようになしたことを特徴とする、
ＬＥＤプリントヘッド。(1) A plurality of LED array chips each consisting of a plurality of light-emitting dots assembled in a row at regular intervals are arranged in a longitudinal row, and an optical lens system is provided to focus the light from the light-emitting dots onto a photoreceptor. By time-divisionally selecting the cathodes to which the light-emitting dots are commonly connected in the LED array chip, the light-emitting dots are sequentially selected in blocks for each LED array chip and turned on.
ED print head, wherein each of the above-mentioned LED array chips is arranged in a row at regular intervals in the longitudinal direction, and each LED
The cathode patterns on the substrate to which the D array chips are bonded are separated from each other in the longitudinal direction, and the optical lens system is configured by assembling convex lens elements facing each other in correspondence with each LED array chip. ,
The light-emitting dot image is enlarged for each LED array chip and formed on the photoreceptor.
LED print head.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17148488A JPH0696295B2 (en) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | LED print head |
| DK300689A DK300689A (en) | 1988-06-21 | 1989-06-19 | OPTICAL WRITING INFORMATION DEVICE |
| US07/367,750 US5023442A (en) | 1988-06-21 | 1989-06-19 | Apparatus for optically writing information |
| EP19890201634 EP0348003A3 (en) | 1988-06-21 | 1989-06-20 | Apparatus for optically writing information |
| EP19940200320 EP0600853A3 (en) | 1988-06-21 | 1989-06-20 | Apparatus for optically writing information. |
| CA000603344A CA1334726C (en) | 1988-06-21 | 1989-06-20 | Apparatus for optically writing information |
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|---|---|
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| JPH0696295B2 JPH0696295B2 (en) | 1994-11-30 |
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| JP (1) | JPH0696295B2 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1988
- 1988-07-08 JP JP17148488A patent/JPH0696295B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2009255519A (en) * | 2008-03-21 | 2009-11-05 | Seiko Epson Corp | Exposure head and image forming device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0696295B2 (en) | 1994-11-30 |
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