JPH04336260A - 発光ダイオードプリンタヘッド - Google Patents

発光ダイオードプリンタヘッド

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JPH04336260A
JPH04336260A JP3109094A JP10909491A JPH04336260A JP H04336260 A JPH04336260 A JP H04336260A JP 3109094 A JP3109094 A JP 3109094A JP 10909491 A JP10909491 A JP 10909491A JP H04336260 A JPH04336260 A JP H04336260A
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JP
Japan
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light emitting
emitting diode
chip
diode array
numbered
Prior art date
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Masataka Ito
正孝 伊藤
Masahiro Ito
昌弘 伊藤
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Eastman Kodak Japan Ltd
Original Assignee
Eastman Kodak Japan Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光デバイスに係わり、特
に発光ダイオードアレイによる光書込みを行うプリンタ
に用いる発光ダイオードプリンタヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】ワードプロセッサ等の情報処理装置の普
及により、その出力装置として各種のプリンタ装置が登
場している。中でも、印字音の静粛性、高速性、及び高
品質等が要求される用途には、光を用いた電子写真式プ
リンタが使用されることが多い。このようなプリンタと
しては、例えばレーザプリンタや液晶プリンタが提供さ
れているが、そのほか、発光ダイオードアレイをプリン
タヘッドとして用いた発光ダイオードプリンタがある。 この発光ダイオードプリンタでは、プリンタヘッドの発
光ダイオードアレイを画像信号により駆動して感光体上
に静電潜像を形成し、これを現像処理して記録用紙に転
写することによりプリントが行われるようになっている
。
【０００３】図６は、従来の発光ダイオードプリンタの
発光ダイオードアレイの第１の例における平面図を表わ
したものである。この発光ダイオードアレイチップ１１
には、その長手方向（矢印１２、以下チップ長方向と呼
ぶ。）に多数の発光ダイオードが一定間隔Ｐ１　で一直
線上に配列され、それぞれに接続された電極に供給され
る画像信号により発光するようになっている。これらの
発光ダイオードのうち、奇数番目の発光ダイオード１３
用の電極１５と偶数番目の発光ダイオード１４用の電極
１６とは、配列方向の両側（矢印１７、以下チップ幅方
向と呼ぶ。）に振り分けられ、互い違いに配置されてい
る。従って、それぞれの側における電極間隔Ｐ２　は、
発光ダイオードの間隔Ｐ１　の２倍となっている。
【０００４】図７は、図６の発光ダイオードアレイチッ
プ１１を用いた発光ダイオードプリンタヘッド及び周辺
部分の縦断面図を表わしたものである。この発光ダイオ
ードプリンタヘッド２１には発光ダイオードアレイチッ
プ１１が設けられ、第１の外部駆動回路２２及び第２の
外部駆動回路２３により駆動されるようになっている。 この図に示すように、発光ダイオードアレイチップ１１
は、そのチップ長方向が紙面と垂直で、かつその発光面
が自己収束型ロッドレンズアレイ２９に対向するように
配置されている。これらの駆動回路には、図示しない画
像信号供給回路から出力され画像信号２８が奇数番目と
偶数番目に分けられ、それぞれ画像信号２６，２７とし
て入力されるようになっている。
【０００５】このうち第１の外部駆動回路２２は、発光
ダイオードアレイチップ１１上の奇数番目の発光ダイオ
ード１３（図６）用の各電極１５にワイヤ２４でワイヤ
ボンディングされ、これらの発光ダイオード１３を画像
信号２６で駆動する。
【０００６】一方、第２の外部駆動回路２３は、偶数番
目の発光ダイオード１４（同図）用の各電極１６にワイ
ヤ２５でワイヤボンディングされ、これらの発光ダイオ
ード１４を画像信号２７で駆動するようになっている。
【０００７】このような構成の発光ダイオードプリンタ
ヘッド２１に画像信号２８が入力されると、この画像信
号は奇数番目用の画像信号２６と偶数番目用の画像信号
２７に分岐され、第１及び第２の外部駆動回路２２，２
３に入力される。第１及び第２の外部駆動回路２２，２
３は、供給された画像信号２６，２７に応じて電極１５
，１６に注入する電流を制御する。各電極に注入された
電流は各発光ダイオード１３，１４を発光させ、発光ダ
イオードアレイチップ１１裏面に設けられた共通電極（
図示せず）を経てアースへと流れる。
【０００８】このようにして発光ダイオードアレイの発
光により形成された１次元の発光パターンは、自己収束
型ロッドレンズアレイ２９により集光され、感光ドラム
３１上に結像する。ここで、自己収束型ロッドレンズア
レイ２９は、それぞれが自己収束性を有するロッドレン
ズからなり、発光ダイオードアレイチップ１１上の各発
光ダイオードに対応して、紙面に垂直な方向に配列され
ている。また、感光ドラム３１は矢印３２の方向に一定
速度で回転するようになっており、その表面には、自己
収束型ロッドレンズアレイ２９を介して結像された発光
パターンに対応して静電潜像が形成される。この静電潜
像は図示しない現像処理部により現像されたのち記録用
紙に転写されることとなる。
【０００９】このような構成の発光ダイオードアレイチ
ップでは、奇数番目及び偶数番目の電極が配列方向（チ
ップ長方向）の両側に互い違いに配置されているため、
チップ幅方向の全長、すなわちチップ幅Ｌは次の（１）
式のようになる。
【００１０】Ｌ＝２Ｌ１　＋Ｌ２　……（１）図８は従
来の発光ダイオードアレイの第２の例における平面図を
表わしたものである。この発光ダイオードアレイチップ
３５には、そのチップ長方向（矢印１２）に多数の発光
ダイオード３６が一定間隔Ｐ１　で一直線上に配列され
、それぞれに接続された電極３７に供給される画像信号
により発光するようになっている。これらの電極３７は
、発光ダイオードの配列方向の片側にのみ配置されてい
るため、電極３７の間隔もまたＰ１　となっている。こ
の発光ダイオードアレイチップ３５のチップ幅Ｌ′は、
次の（２）式のようになる。
【００１１】Ｌ′＝Ｌ１　＋Ｌ２　……（２）
【００１
２】
【発明が解決しようとする課題】ところで、現在採用さ
れている多階調のプリンタ装置には面積階調方式と濃度
階調方式とが存在する。このうち面積階調方式は、発光
ダイオードプリンタヘッドを用いたプリンタでディザ方
式と併用され、多階調化が図られることが多い。この場
合、プリンタヘッドの画素密度としてはプリンタの解像
度の数倍の密度が必要とされる。例えば、解像度が６０
０ｄｐｉ（ドット／インチ）の多階調プリンタを想定す
ると、プリンタヘッドには少なくとも１２００ｄｐｉ以
上の高い画素密度が要求される。この場合、発光ダイオ
ードプリンタヘッドの画素間隔、すなわちプリンタヘッ
ドの発光ダイオードの間隔Ｐ１　（図６、図８）は２１
μｍ程度となる。従って、第１の従来例（図６）の場合
の電極間隔Ｐ２　は４２μｍとなり、第２の従来例（図
８）では電極間隔は２１μｍとなる。
【００１３】しかしながら、現状のワイヤボンディング
技術では、隣合うワイヤ同士の接触防止のためボンド間
隔の限界は４０μｍ程度である。このため、第１の従来
例については現状のワイヤボンディング技術で対応する
ことができるが、第２の従来例については対応すること
ができない。
【００１４】一方、電極の長さは、発光ダイオード接続
部として約１０μｍ、引き出し部として約２０μｍ、及
びワイヤボンディング部として約６０μｍ必要であり、
合計９０μｍ程度となる。従って、第２の従来例（図８
）における発光ダイオードアレイチップのチップ幅は（
２）式より１１０μｍとなるが、第１の従来例（図６）
では（１）式より２００μｍ以上となる。従って、前者
のチップ面積は後者のほぼ２倍となる。
【００１５】一般に、半導体プロセスにおいては、１枚
の半導体ウェハ上に多数のデバイスを製作するため、デ
バイス１個当たりの面積が小さい程製作効率が良く、コ
ストを低減することができる。特に発光ダイオードアレ
イにおいては、発光ダイオードの配列の方向（チップ長
）は画素密度と画素数で決定されるため、コスト低減の
ためのチップサイズの縮小化はチップ幅のみに依存する
こととなる。従って、第１の従来例のようにチップ幅が
大きいデバイスでは製作効率が悪くコスト低減が困難で
ある。
【００１６】このように、従来の発光ダイオードプリン
タヘッドにおいては、現状のワイヤボンディング技術の
範囲内でチップ面積の小型化を実現するのが著しく困難
であるという問題があった。
【００１７】従って、上記問題点を解決しなければなら
ないという課題がある。
【００１８】この発明は、かかる課題を解決するために
なされたもので、現状の技術の範囲内で容易に製作でき
るチップ幅の小さい発光ダイオードアレイを用い、発光
ダイオードプリンタヘッドを構成することを目的とする
。
【００１９】
【課題を解決するための手段】この発明に係る発光ダイ
オードプリンタヘッドは、（ｉ）　一定方向に千鳥状に
配列された複数の発光部、及びこれらの各発光部にそれ
ぞれ接続されその一定方向と直交する方向のうちその千
鳥状配列の内側に向かって互い違いに配置された複数の
外部接続用電極からなる発光ダイオードアレイと、（ｉ
ｉ）この発光ダイオードアレイの奇数番目の外部接続用
電極に供給される画像信号と偶数番目の外部接続用電極
に供給される画像信号との間に所定の時間差を付与する
時間差発生手段と、（ｉｉｉ）　これらの画像信号に応
じてこの発光ダイオードアレイの各発光部を駆動する発
光ダイオード駆動手段とを有するものである。
【００２０】
【作用】この発明に係る発光ダイオードプリンタヘッド
では、発光部と外部接続用電極の対を千鳥状に互い違い
に配列することとしたので、発光ダイオードアレイのチ
ップ幅をこの対の長さにほぼ等しくさせることができ、
しかも、奇数番目と偶数番目の発光部の発光タイミング
を所定時間ずらすことで千鳥状の発光パターンを直線状
に補正することができる。
【００２１】
【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００２２】図１は本発明の一実施例における発光ダイ
オードプリンタヘッドに用いられる発光ダイオードアレ
イチップを表わしたものである。この発光ダイオードア
レイチップ４１には、そのチップ長方向（矢印１２）に
、多数の発光ダイオードが一定間隔Ｐ１　で千鳥状に配
列されている。ここでは、奇数番目の発光ダイオード４
３と偶数番目の発光ダイオード４４とのチップ長方向の
間隔をＰ１　、チップ幅方向の距離をＤとする。
【００２３】奇数番目の発光ダイオード４３、及び偶数
番目の発光ダイオード４４には、電極４５，４６がチッ
プ幅方向に互い違いに配置接続されている。このため、
チップ幅は、第２の従来例（図８）の場合と同様、（２
）式で示したようになる。
【００２４】図２は、図１の発光ダイオードアレイチッ
プ４１を用いた発光ダイオードプリンタヘッド４２及び
その周辺部分を表わしたものである。この図で、従来例
（図７）と同一部分には同一の符号を付し、適宜説明を
省略する。
【００２５】この発光ダイオードプリンタヘッド４２に
は、第１及び第２の外部駆動回路２２，２３が設けられ
、発光ダイオードアレイチップ４１を駆動するようにな
っている。発光ダイオードアレイチップ４１は、そのチ
ップ長方向が紙面と垂直で、かつその発光面が自己収束
型ロッドレンズアレイ２９に対向するように配置されて
いる。
【００２６】図示しない画像信号供給回路から出力され
た画像信号４８は時間差発生回路４８に入力され、所定
の時間差を有する２群の画像信号４６，４７に分けられ
て第１及び第２の駆動回路２２，２３に入力されるよう
になっている。第１の外部駆動回路２２は、発光ダイオ
ードアレイチップ４１上の奇数番目の発光ダイオード４
３（図１）用の各電極４５にワイヤ２４でワイヤボンデ
ィングされ、これらの発光ダイオード４３を画像信号４
６で駆動する。
【００２７】一方、第２の外部駆動回路２３は、偶数番
目の発光ダイオード４４（同図）用の各電極４６にワイ
ヤ２５でワイヤボンディングされ、これらの発光ダイオ
ード４４を画像信号４７で駆動するようになっている。
【００２８】図３〜図５は、発光ダイオードアレイチッ
プをワイヤボンディングにより外部接続する場合の一例
を表わしたものである。このうち図３は、発光ダイオー
ドアレイチップ４１の平面図、図４は図３における破断
線ＡＡ′に沿った断面図、図５は図３における破断線Ｂ
Ｂ′に沿った断面図である。
【００２９】これらの図に示すように、奇数番目の電極
４５にはワイヤ２４がワイヤボンディングされ、偶数番
目の電極４４にはワイヤ２５がワイヤボンディングされ
ている。これらのワイヤ２４，２５は、それぞれ第１及
び第２の外部駆動回路２２，２３（図２）へと接続され
る。この場合、奇数側及び偶数側のそれぞれにおけるワ
イヤの間隔Ｐ２　は、電極間隔Ｐ１　の２倍となる。例
えば、電極間隔２１μｍとすると、ワイヤ間隔Ｐ２　は
４２μｍとなり、現状のワイヤボンディング技術でも十
分対応することができる。また、この場合のチップ幅は
、（２）式より、第２の従来例（図８）と同じ１１０μ
ｍ程度となり、チップ面積は小さくなっている。　　そ
の他の構成は、従来例（図７）と同様である。
【００３０】以上のような構成の発光ダイオードプリン
タヘッドの動作を説明する。図示しない画像信号供給回
路から画像信号４８が出力されると、この信号は時間差
発生回路４９に入力される。この回路で、画像信号４８
は、奇数番目の画素に対応する画像信号と偶数番目の画
素に対応する画像信号に分けられ、所定の時間差Ｔを有
する２群の画像信号４６，４７としてそれぞれ第１及び
第２の外部駆動回路２２，２３に入力される。ここで、
感光ドラム３１の回転による周速度をＳとすると、時間
差Ｔは次の（３）式で与えられる。但し、Ｄは図１に示
したように、奇数番目の発光ダイオード４３と偶数番目
の発光ダイオード４４とのチップ幅方向の距離を示す。
【００３１】Ｔ＝Ｄ／Ｓ　　……（３）第１及び第２の
外部駆動回路２２，２３は、供給された画像信号４６，
４７に応じて奇数番目の電極４５及び偶数番目の電極４
６に注入する電流を制御する。各電極に注入された電流
は各発光ダイオード４３，４４を発光させ、発光ダイオ
ードアレイチップ１１裏面に設けられた共通電極（図示
せず）を経てアースへと流れる。この際、画像信号４６
，４７の間には時間差Ｔが存在するので、奇数番目の発
光ダイオード４３の発光タイミングと偶数番目の発光ダ
イオード４４の発光タイミングは時間Ｔだけずれること
となる。
【００３２】このようにして、奇数番目の発光ダイオー
ド４３の発光により形成された１次元発光パターン（以
下、奇数パターンと呼ぶ。）と、偶数番目の発光ダイオ
ード４４の発光により形成された１次元発光パターン（
以下、偶数パターンと呼ぶ。）は、自己収束型ロッドレ
ンズアレイ２９により集光され、感光ドラム３１上に結
像する。このとき、奇数パターンと偶数パターンは感光
ドラム３１の周速度Ｓに対応した時間差Ｔをもって結像
するため、感光ドラム３１表面上には、一直線上に並ん
だパターンの静電潜像が形成される。すなわち、発光ダ
イオードアレイチップ４１における発光ダイオードの千
鳥状の配列に起因する発光パターンの位置ずれが、発光
タイミングの時間差により補償されることとなる。
【００３３】このようにして感光ドラム３１上に形成さ
れた静電潜像は図示しない現像処理部により現像された
のち記録用紙に転写される。
【００３４】なお、本実施例では感光ドラムを使用した
電子写真方式につき説明したが、これに限るものではな
く、例えば銀塩感光剤等を用いた銀塩写真方式について
も同様に適用することができる。
【００３５】また、本実施例では、自己収束型ロッドレ
ンズアレイを用いることとしたが、これる限るものでは
なく、他の光学系を用いたり、あるいは光学系を用いず
に直接書き込みを行うようにしてもよい。
【００３６】さらに、本実施例ではワイヤボンディング
により各電極と駆動回路を接続することとしたが、例え
ばフィルムキャリアを用いた接続方式であるＴＡＢ（テ
ープ・オートメイティド・ボンディング）やその他の配
線方法にも適用することができるのはもちろんである。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発光部と外部接続用電極の対を千鳥状に互い違いに配列
すると共に、奇数番目と偶数番目の発光部の発光タイミ
ングを所定時間ずらして千鳥状の発光パターンを直線状
に補正することとしたので、外部接続用電極を配列の両
側から取り出すことができる。従って、これらの電極を
外部接続する場合、第２の従来例で必要とした高密度の
接続技術は不要であり、通常用いられている簡易な技術
で行うことができるという効果がある。
【００３８】また、発光ダイオードアレイチップのチッ
プ幅は発光部と外部接続用電極の対の長さのみに依存し
小さくなるため、チップ面積も第１の従来例の約半分と
なる。従って、半導体プロセス上、同一面積の半導体ウ
ェハから再生されるチップ数は約２倍となり、チップ当
たりのコストは従来のほぼ半分に低減されるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における発光ダイオードプリ
ンタヘッドに用いた発光ダイオードアレイチップを示す
平面図である。
【図２】本発明の一実施例における発光ダイオードプリ
ンタヘッドとその周辺部分を示す構成図である。
【図３】発光ダイオードアレイチップのワイヤボンディ
ングによる外部接続の一例を示す平面図である。
【図４】図３における破断線ＡＡ′に沿った断面図であ
る。
【図５】図３における破断線ＢＢ′に沿った断面図であ
る。
【図６】従来の発光ダイオードプリンタヘッドに用いら
れていた発光ダイオードアレイチップの第１の例を示す
平面図である。
【図７】従来の発光ダイオードプリンタヘッドとその周
辺部分を示す構成図である。
【図８】従来の発光ダイオードプリンタヘッドに用いら
れていた発光ダイオードアレイチップの第２の例を示す
平面図である。
【符号の説明】
２２　　第１の外部駆動回路 ２３　　第２の外部駆動回路 ２４，２５　　ワイヤ ２９　　自己収束型ロッドレンズアレイ３１　　感光ド
ラム ４１　　発光ダイオードアレイチップ ４２　　発光ダイオードプリンタヘッド４３　　発光ダ
イオード（奇数番目） ４４　　発光ダイオード（偶数番目） ４５　　電極（奇数番目） ４６　　電極（偶数番目） ４９　　時間差発生回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　一定方向に千鳥状に配列された複数の
    発光部、及びこれらの各発光部にそれぞれ接続され前記
    一定方向と直交する方向のうち前記千鳥状配列の内側に
    向かって互い違いに配置された複数の外部接続用電極か
    らなる発光ダイオードアレイと、この発光ダイオードア
    レイの奇数番目の外部接続用電極に供給される画像信号
    と偶数番目の外部接続用電極に供給される画像信号との
    間に所定の時間差を付与する時間差発生手段と、これら
    の画像信号に応じて前記発光ダイオードアレイの各発光
    部を駆動する発光ダイオード駆動手段とを具備すること
    を特徴とする発光ダイオードプリンタヘッド。
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