JPH05283742A - Ｌｅｄアレーヘッド - Google Patents
ＬｅｄアレーヘッドInfo
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- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
- H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構造で、光利用効率、消費電流等のエ
ネルギ効率が高く、装置の小型化を図ることのできるＬ
ＥＤアレーヘッドを提供する。 【構成】 ＬＥＤチップ３１により発光させた光を、光
伝達手段により感光体１２上に露光させるＬＥＤアレー
ヘッド２４において、前記ＬＥＤチップ３１はコサイン
分布より広い放射角度の発光を行う発光部３４を有する
とともに、前記光伝達手段は多数の光ファイバを集積し
たファイバーアレープレート２８により形成されている
ことを特徴とする。
ネルギ効率が高く、装置の小型化を図ることのできるＬ
ＥＤアレーヘッドを提供する。 【構成】 ＬＥＤチップ３１により発光させた光を、光
伝達手段により感光体１２上に露光させるＬＥＤアレー
ヘッド２４において、前記ＬＥＤチップ３１はコサイン
分布より広い放射角度の発光を行う発光部３４を有する
とともに、前記光伝達手段は多数の光ファイバを集積し
たファイバーアレープレート２８により形成されている
ことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種の光源として用い
られているＬＥＤアレーヘッドに係り、特に、感光体へ
光書込みを行う、例えばＬＥＤプリンタ等に好適なＬＥ
Ｄアレーヘッドに関する。
られているＬＥＤアレーヘッドに係り、特に、感光体へ
光書込みを行う、例えばＬＥＤプリンタ等に好適なＬＥ
Ｄアレーヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＬＥＤ（発光ダイオード）アレー
ヘッドについて図８から図１２により説明する。
ヘッドについて図８から図１２により説明する。
【０００３】図８は従来からあるＬＥＤアレーヘッドを
ＬＥＤプリンタに適用した一例を示す要部の縦断面図で
あり、図９は自己集束型ロッドレンズアレイの要部を示
す斜視図であり、図１０はＬＥＤアレーヘッドに用いら
れるＬＥＤチップを示す要部の縦断面図であり、図１１
はＬＥＤチップの発光部の放射状態を説明する図であ
り、図１２はＬＥＤチップの発光部の発光状態を説明す
る図である。
ＬＥＤプリンタに適用した一例を示す要部の縦断面図で
あり、図９は自己集束型ロッドレンズアレイの要部を示
す斜視図であり、図１０はＬＥＤアレーヘッドに用いら
れるＬＥＤチップを示す要部の縦断面図であり、図１１
はＬＥＤチップの発光部の放射状態を説明する図であ
り、図１２はＬＥＤチップの発光部の発光状態を説明す
る図である。
【０００４】まず、従来のＬＥＤアレーヘッド１につい
て説明すると、図８に示すように、アルミニュウム等に
より製せられた放熱板２の上にセラミック等からなる絶
縁部材を実装基板３として積層し、この実装基板３の上
に形成された所定の導体パターン４の所定位置に、複数
のＬＥＤチップ５の一方の図示しない共通電極部が図示
しない適宜な導電性接合部材により固着されている。ま
た、ドライバＩＣチップ６がその背面を接着剤により実
装基板３上に装着されている。そして、このＬＥＤチッ
プ５の個別電極部とドライバＩＣチップ６の図示しない
出力電極部は、所定位置をボンディングワイヤ７等によ
り接続されている。さらに、ドライバＩＣチップ６の図
示しない入力電極部は、実装基板３の導体パターン４の
所定位置とボンディングワイヤ７により接続されてい
る。また、前記ＬＥＤチップ５はその発光部８を実装基
板３と反対側の図中上方に向けて配置されている。さら
に、前記放熱板２の外周部上には、前記ＬＥＤチップ
５、ドライバＩＣチップ６、導体パターン４、ボンディ
ングワイヤ７等を保護するための適宜な素材により製せ
られたカバー９が固着されている。そして、このカバー
９の前記ＬＥＤチップ５の発光部８と対向する位置に
は、自己集束型ロッドレンズアレイ１０が配設されてい
る。この自己集束型ロッドレンズアレイ１０は、図９に
示すように、ロッドレンズ１１を２列千鳥配置された状
態で用いられ、１箇所の発光部８から放射される光を複
数のロッドレンズ１１で集光するようになっている。
て説明すると、図８に示すように、アルミニュウム等に
より製せられた放熱板２の上にセラミック等からなる絶
縁部材を実装基板３として積層し、この実装基板３の上
に形成された所定の導体パターン４の所定位置に、複数
のＬＥＤチップ５の一方の図示しない共通電極部が図示
しない適宜な導電性接合部材により固着されている。ま
た、ドライバＩＣチップ６がその背面を接着剤により実
装基板３上に装着されている。そして、このＬＥＤチッ
プ５の個別電極部とドライバＩＣチップ６の図示しない
出力電極部は、所定位置をボンディングワイヤ７等によ
り接続されている。さらに、ドライバＩＣチップ６の図
示しない入力電極部は、実装基板３の導体パターン４の
所定位置とボンディングワイヤ７により接続されてい
る。また、前記ＬＥＤチップ５はその発光部８を実装基
板３と反対側の図中上方に向けて配置されている。さら
に、前記放熱板２の外周部上には、前記ＬＥＤチップ
５、ドライバＩＣチップ６、導体パターン４、ボンディ
ングワイヤ７等を保護するための適宜な素材により製せ
られたカバー９が固着されている。そして、このカバー
９の前記ＬＥＤチップ５の発光部８と対向する位置に
は、自己集束型ロッドレンズアレイ１０が配設されてい
る。この自己集束型ロッドレンズアレイ１０は、図９に
示すように、ロッドレンズ１１を２列千鳥配置された状
態で用いられ、１箇所の発光部８から放射される光を複
数のロッドレンズ１１で集光するようになっている。
【０００５】このように構成されているＬＥＤアレーヘ
ッド１は、画像情報に応じた制御信号に基づいて特定の
導体パターン４に通電されることにより特定のドライバ
ＩＣチップ６が駆動されて、特定のＬＥＤチップ５の発
光部８が発光し、この発光部８からの光を自己集束型ロ
ッドレンズアレイ１０を介して感光体１２の所望の位置
に焦点を結ぶように投射させて静電潜像を形成（露光）
するようにされている。
ッド１は、画像情報に応じた制御信号に基づいて特定の
導体パターン４に通電されることにより特定のドライバ
ＩＣチップ６が駆動されて、特定のＬＥＤチップ５の発
光部８が発光し、この発光部８からの光を自己集束型ロ
ッドレンズアレイ１０を介して感光体１２の所望の位置
に焦点を結ぶように投射させて静電潜像を形成（露光）
するようにされている。
【０００６】つぎに、ＬＥＤチップ５について説明する
と、図１０に示すように、ＧａＡｓ等により製せられた
基板１３の上にＧａＡｓＰをエピタキシャル成長させて
Ｎ型エピタキシャル層１４を形成し、このＮ型エピタキ
シャル層１４上にＳｉＯ2 等の拡散マスク１５を形成
し、この拡散マスク１５の発光部８を形成する部分にエ
ッチング等により開口部１６を形成し、この開口部１６
よりＺｎをＮ型エピタキシャル層１４内へ拡散させて発
光部８となるＰＮ接合部１７を形成させるとともに、Ｐ
型拡散層１８を形成する。その後、拡散マスク１５およ
びＰ型拡散層１８上にＳｉＯ2 等の電極用マスク１９を
形成し、この電極用マスク１９のＰ型拡散層１８上の一
部にエッチング等により開口部２０を形成し、アルミニ
ュウムを蒸着等により電極用マスク１９上の全体に形成
し、不要部分をエッチング等によって除去して通電用電
極２１を形成する。その後、電極用マスク１９および通
電用電極２１上にＳｉＯ2 等の保護層２２を適宜な形状
に形成する。また、基板１３の反対側に面に金合金を蒸
着させて他方の通電用電極である背面電極２３を形成す
る。そして、Ｐ型拡散層１８側にアルミニュウムによる
通電用電極２１を形成し、基板１３側に金合金による背
面電極２３を形成することにより、オーミック電極とさ
れている。
と、図１０に示すように、ＧａＡｓ等により製せられた
基板１３の上にＧａＡｓＰをエピタキシャル成長させて
Ｎ型エピタキシャル層１４を形成し、このＮ型エピタキ
シャル層１４上にＳｉＯ2 等の拡散マスク１５を形成
し、この拡散マスク１５の発光部８を形成する部分にエ
ッチング等により開口部１６を形成し、この開口部１６
よりＺｎをＮ型エピタキシャル層１４内へ拡散させて発
光部８となるＰＮ接合部１７を形成させるとともに、Ｐ
型拡散層１８を形成する。その後、拡散マスク１５およ
びＰ型拡散層１８上にＳｉＯ2 等の電極用マスク１９を
形成し、この電極用マスク１９のＰ型拡散層１８上の一
部にエッチング等により開口部２０を形成し、アルミニ
ュウムを蒸着等により電極用マスク１９上の全体に形成
し、不要部分をエッチング等によって除去して通電用電
極２１を形成する。その後、電極用マスク１９および通
電用電極２１上にＳｉＯ2 等の保護層２２を適宜な形状
に形成する。また、基板１３の反対側に面に金合金を蒸
着させて他方の通電用電極である背面電極２３を形成す
る。そして、Ｐ型拡散層１８側にアルミニュウムによる
通電用電極２１を形成し、基板１３側に金合金による背
面電極２３を形成することにより、オーミック電極とさ
れている。
【０００７】このようにして形成されているＬＥＤチッ
プ５は、通電用電極２１と背面電極２３とをもって通電
することにより、ＰＮ接合部１７において発光され、そ
の光が電極用マスク１９および保護層２２を通して外部
へ放射される。
プ５は、通電用電極２１と背面電極２３とをもって通電
することにより、ＰＮ接合部１７において発光され、そ
の光が電極用マスク１９および保護層２２を通して外部
へ放射される。
【０００８】また、このＬＥＤチップ５からの発光は、
その表面から全方位に向けて放射されるものであり、平
面上に点光源がある場合には、当方性のためすべての方
向の輝度が一定となり、平面上に点光源が平面的に分布
している場合の輝度に近似でき、図１１に示すように、
コサイン分布Ａを示す。
その表面から全方位に向けて放射されるものであり、平
面上に点光源がある場合には、当方性のためすべての方
向の輝度が一定となり、平面上に点光源が平面的に分布
している場合の輝度に近似でき、図１１に示すように、
コサイン分布Ａを示す。
【０００９】また、このＬＥＤチップ５の重要なパラメ
ータはＰ型拡散層１８の深さであり、Ｐ型拡散層１８の
深さが深いとＰ型拡散層１８全体の電流分布が均一とな
って発光効率が向上するが、ＬＥＤチップ５のＰ型拡散
層１８等による光の吸収によってＬＥＤチップ５の発光
部８から取出すことのできる光の割合が低下する。そし
て、図１２に示すように、ＰＮ接合部１７が表面に露出
している発光部８の周辺部分の輝度が発光部８の中央部
分に比べ相対的に大きくなる。
ータはＰ型拡散層１８の深さであり、Ｐ型拡散層１８の
深さが深いとＰ型拡散層１８全体の電流分布が均一とな
って発光効率が向上するが、ＬＥＤチップ５のＰ型拡散
層１８等による光の吸収によってＬＥＤチップ５の発光
部８から取出すことのできる光の割合が低下する。そし
て、図１２に示すように、ＰＮ接合部１７が表面に露出
している発光部８の周辺部分の輝度が発光部８の中央部
分に比べ相対的に大きくなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のＬＥＤアレーヘッド１においては、通電制御す
ることにより発光するＬＥＤチップ５からの光を、結像
素子としての自己集束型ロッドレンズアレイ１０により
集光し、感光体１２上に焦点を結ばせて露光させるよう
になっている。この自己集束型ロッドレンズアレイ１０
の光伝達角度は、大きいものでも２０度程度であり、図
９に示すように、自己集束型ロッドレンズアレイ１０の
光軸からの広がり角度の小さいＬＥＤチップ５からの光
のみ集光され、ＬＥＤチップ５から放射される全発光光
線量のわずか５％程度を感光体１２への露光に用いてい
るにすぎず、光の利用効率が極めて低いという問題点が
あった。そして、感光体１２を十分な光量により露光さ
せるためには、ＬＥＤアレーヘッド１に対する通電電流
等の投入エネルギを増加させて、ＬＥＤチップ５の発光
量を増加させる必要があるが、投入エネルギを増加させ
ると、ＬＥＤチップ５の発光部８から自己集束型ロッド
レンズアレイ１０に向けて放射される光の輝度は、自己
集束型ロッドレンズアレイ１０の集光できる光伝達角度
範囲内の光の輝度ばかりでなく、これ以外の範囲の光の
輝度も増加させることとなり、消費電流が多くなるとと
もに、エネルギ効率が劣るという問題点があった。
た従来のＬＥＤアレーヘッド１においては、通電制御す
ることにより発光するＬＥＤチップ５からの光を、結像
素子としての自己集束型ロッドレンズアレイ１０により
集光し、感光体１２上に焦点を結ばせて露光させるよう
になっている。この自己集束型ロッドレンズアレイ１０
の光伝達角度は、大きいものでも２０度程度であり、図
９に示すように、自己集束型ロッドレンズアレイ１０の
光軸からの広がり角度の小さいＬＥＤチップ５からの光
のみ集光され、ＬＥＤチップ５から放射される全発光光
線量のわずか５％程度を感光体１２への露光に用いてい
るにすぎず、光の利用効率が極めて低いという問題点が
あった。そして、感光体１２を十分な光量により露光さ
せるためには、ＬＥＤアレーヘッド１に対する通電電流
等の投入エネルギを増加させて、ＬＥＤチップ５の発光
量を増加させる必要があるが、投入エネルギを増加させ
ると、ＬＥＤチップ５の発光部８から自己集束型ロッド
レンズアレイ１０に向けて放射される光の輝度は、自己
集束型ロッドレンズアレイ１０の集光できる光伝達角度
範囲内の光の輝度ばかりでなく、これ以外の範囲の光の
輝度も増加させることとなり、消費電流が多くなるとと
もに、エネルギ効率が劣るという問題点があった。
【００１１】また、自己集束型ロッドレンズアレイ１０
は、ＬＥＤチップ５と自己集束型ロッドレンズアレイ１
０との間および自己集束型ロッドレンズアレイ１０と感
光体１２との間に、それぞれ所望量の焦点距離を必要と
し、ＬＥＤアレーヘッド１と感光体１２との離間距離を
少なくできず、装置の小型化の阻害要因となるという問
題点があった。
は、ＬＥＤチップ５と自己集束型ロッドレンズアレイ１
０との間および自己集束型ロッドレンズアレイ１０と感
光体１２との間に、それぞれ所望量の焦点距離を必要と
し、ＬＥＤアレーヘッド１と感光体１２との離間距離を
少なくできず、装置の小型化の阻害要因となるという問
題点があった。
【００１２】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であり、前述した従来のものにおける問題点を克服し、
簡単な構造で、光利用効率、消費電流等のエネルギ効率
が高く、装置の小型化を図ることのできるＬＥＤアレー
ヘッドを提供することを目的とする。
であり、前述した従来のものにおける問題点を克服し、
簡単な構造で、光利用効率、消費電流等のエネルギ効率
が高く、装置の小型化を図ることのできるＬＥＤアレー
ヘッドを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため請求項１に記載の本発明のＬＥＤアレーヘッドは、
ＬＥＤチップにより発光させた光を、光伝達手段により
感光体上に露光させるＬＥＤアレーヘッドにおいて、前
記ＬＥＤチップはコサイン分布より広い放射角度の発光
を行う発光部を有するとともに、前記光伝達手段は多数
の光ファイバを集積したファイバーアレープレートによ
り形成されていることを特徴としている。
ため請求項１に記載の本発明のＬＥＤアレーヘッドは、
ＬＥＤチップにより発光させた光を、光伝達手段により
感光体上に露光させるＬＥＤアレーヘッドにおいて、前
記ＬＥＤチップはコサイン分布より広い放射角度の発光
を行う発光部を有するとともに、前記光伝達手段は多数
の光ファイバを集積したファイバーアレープレートによ
り形成されていることを特徴としている。
【００１４】また、請求項２に記載の本発明のＬＥＤア
レーヘッドは、請求項１において、前記ＬＥＤチップの
発光部は、少なくともＮ型エピタキシャル層の上に低濃
度Ｐ型拡散層を設けるとともに、低濃度Ｐ型拡散層の上
の中央部分に高濃度Ｐ型拡散層を設けたことを特徴とし
ている。
レーヘッドは、請求項１において、前記ＬＥＤチップの
発光部は、少なくともＮ型エピタキシャル層の上に低濃
度Ｐ型拡散層を設けるとともに、低濃度Ｐ型拡散層の上
の中央部分に高濃度Ｐ型拡散層を設けたことを特徴とし
ている。
【００１５】さらに、請求項３に記載の本発明のＬＥＤ
アレーヘッドは、請求項１において、前記ＬＥＤチップ
の発光部は、少なくともＮ型エピタキシャル層の上にＰ
型拡散層を設けるとともに、ＰＮ接合部の周端部をＬＥ
Ｄチップ表面と直角より小さい角度で交差させたことを
特徴としている。
アレーヘッドは、請求項１において、前記ＬＥＤチップ
の発光部は、少なくともＮ型エピタキシャル層の上にＰ
型拡散層を設けるとともに、ＰＮ接合部の周端部をＬＥ
Ｄチップ表面と直角より小さい角度で交差させたことを
特徴としている。
【００１６】
【作用】前述した構成からなる本発明のＬＥＤアレーヘ
ッドによれば、ＬＥＤチップの発光部から放射される光
の分布をコサイン分布より広い放射角度とすることがで
きるとともに、ＬＥＤチップの発光部から放射される光
を多数の光ファイバを介して感光体に伝達させることが
できる。
ッドによれば、ＬＥＤチップの発光部から放射される光
の分布をコサイン分布より広い放射角度とすることがで
きるとともに、ＬＥＤチップの発光部から放射される光
を多数の光ファイバを介して感光体に伝達させることが
できる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１から図７につい
て説明する。
て説明する。
【００１８】図１および図２は本発明のＬＥＤアレーヘ
ッドをＬＥＤプリンタに適用した第１実施例を示すもの
であり、図１は要部の構成を示す断面図であり、図２は
ＬＥＤチップの要部の構成を示す断面図である。
ッドをＬＥＤプリンタに適用した第１実施例を示すもの
であり、図１は要部の構成を示す断面図であり、図２は
ＬＥＤチップの要部の構成を示す断面図である。
【００１９】図１に示すように、本実施例のＬＥＤアレ
ーヘッド２４においては、所望量の光ファイバ２５を所
定の形状に形成させたファイバ束２６を、前記光ファイ
バ２５の光軸と直交する方向の両側から適宜な基体２
７、２７により固着してファイバーアレープレート２８
を形成している。そして、このファイバーアレープレー
ト２８の光ファイバ２５の光軸方向の一端に所定の導体
パターン２９が形成されている。さらに、この導体パタ
ーン２９の所望の位置には半田バンプ３０を介してＬＥ
Ｄチップ３１とドライバＩＣチップ６とが固着されてい
る。さらに、導体パターン２９は適宜な樹脂等の封止部
材３２により封止されており、保護および防湿がなされ
ている。また、前記ファイバーアレープレート２８の外
周部上には、前記ＬＥＤチップ３１、ドライバＩＣチッ
プ６、導体パターン２９、等を保護するための適宜な素
材により製せられたカバー３３が固着されている。
ーヘッド２４においては、所望量の光ファイバ２５を所
定の形状に形成させたファイバ束２６を、前記光ファイ
バ２５の光軸と直交する方向の両側から適宜な基体２
７、２７により固着してファイバーアレープレート２８
を形成している。そして、このファイバーアレープレー
ト２８の光ファイバ２５の光軸方向の一端に所定の導体
パターン２９が形成されている。さらに、この導体パタ
ーン２９の所望の位置には半田バンプ３０を介してＬＥ
Ｄチップ３１とドライバＩＣチップ６とが固着されてい
る。さらに、導体パターン２９は適宜な樹脂等の封止部
材３２により封止されており、保護および防湿がなされ
ている。また、前記ファイバーアレープレート２８の外
周部上には、前記ＬＥＤチップ３１、ドライバＩＣチッ
プ６、導体パターン２９、等を保護するための適宜な素
材により製せられたカバー３３が固着されている。
【００２０】図２に示すように、本実施例のＬＥＤアレ
ーヘッド２４に用いられるＬＥＤチップ３１は、従来と
同様にＧａＡｓ等により製せられた基板１３の上にＧａ
ＡｓＰをエピタキシャル成長させてＮ型エピタキシャル
層１４を形成し、Ｎ型エピタキシャル層１４上にＳｉＯ
2 等の拡散マスク１５を形成し、この拡散マスク１５の
発光部３４を形成する部分にエッチング等により開口部
３５を形成し、開口部３５より低濃度のＺｎを不純物と
してＮ型エピタキシャル層１４内へ拡散させてＰＮ接合
部３６を形成させるとともに、発光部３４となる第１Ｐ
型拡散層３７を形成する。その後、開口部３５より高濃
度のＺｎを不純物として前記第１Ｐ型拡散層３７内へ拡
散させて第２Ｐ型拡散層３８を形成する。この第１Ｐ型
拡散層３７と第２Ｐ型拡散層３８とを形成するところが
従来と大きく異なるところである。その後、拡散マスク
１５、第１Ｐ型拡散層３７、第２Ｐ型拡散層３８上にＳ
ｉＯ2 等の電極用マスク３９を形成し、この電極用マス
ク３９の第２Ｐ型拡散層３８上の一部にエッチング等に
より開口部４０を形成し、アルミニュウムを蒸着等によ
り電極用マスク３９上の全体に形成し、不要部分をエッ
チング等によって除去して第１通電電極４１を形成す
る。その後、電極用マスク３９および第１通電電極４１
上の所望の部分にＳｉＯ2 等の保護層４２を形成する。
また、基板１３の適宜な位置には、金合金等を適宜な形
状で蒸着させる等して第２通電電極（図示せず）が形成
されている。そして、第２Ｐ型拡散層３８側にアルミニ
ュウムによる第１通電電極４１を形成し、基板１３側に
金合金による第２通電電極を形成することにより、オー
ミック電極とされてＬＥＤチップ３１が完成する。
ーヘッド２４に用いられるＬＥＤチップ３１は、従来と
同様にＧａＡｓ等により製せられた基板１３の上にＧａ
ＡｓＰをエピタキシャル成長させてＮ型エピタキシャル
層１４を形成し、Ｎ型エピタキシャル層１４上にＳｉＯ
2 等の拡散マスク１５を形成し、この拡散マスク１５の
発光部３４を形成する部分にエッチング等により開口部
３５を形成し、開口部３５より低濃度のＺｎを不純物と
してＮ型エピタキシャル層１４内へ拡散させてＰＮ接合
部３６を形成させるとともに、発光部３４となる第１Ｐ
型拡散層３７を形成する。その後、開口部３５より高濃
度のＺｎを不純物として前記第１Ｐ型拡散層３７内へ拡
散させて第２Ｐ型拡散層３８を形成する。この第１Ｐ型
拡散層３７と第２Ｐ型拡散層３８とを形成するところが
従来と大きく異なるところである。その後、拡散マスク
１５、第１Ｐ型拡散層３７、第２Ｐ型拡散層３８上にＳ
ｉＯ2 等の電極用マスク３９を形成し、この電極用マス
ク３９の第２Ｐ型拡散層３８上の一部にエッチング等に
より開口部４０を形成し、アルミニュウムを蒸着等によ
り電極用マスク３９上の全体に形成し、不要部分をエッ
チング等によって除去して第１通電電極４１を形成す
る。その後、電極用マスク３９および第１通電電極４１
上の所望の部分にＳｉＯ2 等の保護層４２を形成する。
また、基板１３の適宜な位置には、金合金等を適宜な形
状で蒸着させる等して第２通電電極（図示せず）が形成
されている。そして、第２Ｐ型拡散層３８側にアルミニ
ュウムによる第１通電電極４１を形成し、基板１３側に
金合金による第２通電電極を形成することにより、オー
ミック電極とされてＬＥＤチップ３１が完成する。
【００２１】つぎに、前述した構成からなる本実施例の
作用について図３から図７により説明する。
作用について図３から図７により説明する。
【００２２】図３はＬＥＤチップの発光部の輝度分布を
説明する図であり、図４はＬＥＤチップの発光部の発光
状態を説明する断面図であり、図５はＬＥＤチップの発
光部から放射される光の放射角度を説明する図である。
説明する図であり、図４はＬＥＤチップの発光部の発光
状態を説明する断面図であり、図５はＬＥＤチップの発
光部から放射される光の放射角度を説明する図である。
【００２３】本実施例のＬＥＤアレーヘッド２４によれ
ば、各ＬＥＤチップ３１の発光部３４における輝度は、
発光部３４の鉛直方向上方からみると、図３に示すよう
に、発光部３４の表面に露出している第２Ｐ型拡散層３
８の部分が低輝度領域となり、第１Ｐ型拡散層３７の部
分が高輝度領域となる。そして、発光部３４から鉛直方
向上方へ放射される光よりも、図４に矢印で示すよう
に、周辺方向に放射される光の割合が大きくなり、図５
に示すように、発光部３４から放射される光の放射角度
は従来のＬＥＤチップ５の発光部８から放射される光の
放射角度であるコサイン分布Ａより広い図中Ｂで示すよ
うな放射角度とすることができる。さらに、第２Ｐ型拡
散層３８の不純物の濃度は高くされているので、オーミ
ックコンタクトの抵抗値を低下させることができ、Ｐ型
拡散層内の電気抵抗を下げてＰＮ接合部３６を流れる電
流分布を均一化することができるとともに、オーミック
コンタクトの面積を少なくさせることができる。この電
流分布を均一化することにより発光効率が向上し、ま
た、オーミックコンタクトの面積の縮小により電極４１
によって遮られる光を少なくすることができる。
ば、各ＬＥＤチップ３１の発光部３４における輝度は、
発光部３４の鉛直方向上方からみると、図３に示すよう
に、発光部３４の表面に露出している第２Ｐ型拡散層３
８の部分が低輝度領域となり、第１Ｐ型拡散層３７の部
分が高輝度領域となる。そして、発光部３４から鉛直方
向上方へ放射される光よりも、図４に矢印で示すよう
に、周辺方向に放射される光の割合が大きくなり、図５
に示すように、発光部３４から放射される光の放射角度
は従来のＬＥＤチップ５の発光部８から放射される光の
放射角度であるコサイン分布Ａより広い図中Ｂで示すよ
うな放射角度とすることができる。さらに、第２Ｐ型拡
散層３８の不純物の濃度は高くされているので、オーミ
ックコンタクトの抵抗値を低下させることができ、Ｐ型
拡散層内の電気抵抗を下げてＰＮ接合部３６を流れる電
流分布を均一化することができるとともに、オーミック
コンタクトの面積を少なくさせることができる。この電
流分布を均一化することにより発光効率が向上し、ま
た、オーミックコンタクトの面積の縮小により電極４１
によって遮られる光を少なくすることができる。
【００２４】また、ＬＥＤチップ３１の発光部３４から
放射される光は、近接させて配置されたファイバーアレ
ープレート２８により感光体１２へ伝達される。このフ
ァイバーアレープレート２８は、ＬＥＤチップ３１の発
光部３４から放射される光の感光体１２への伝達を、多
数の光ファイバ２５、２５…を通して行うものである。
各光ファイバ２５は、その開口数（ＮＡ）の値によって
定まる臨海角、例えばＮＡが０．５７では３５度、ＮＡ
が０．７０では４４度、ＮＡが０．９０では６４度の範
囲内の光の大部分を連続的に均等に伝達させることがで
きるので、発光部３４から発光された光の大部分が感光
体１２へ導かれる。そして、このファイバーアレープレ
ート２８には、焦点距離を有していないので、従来と異
なり、ＬＥＤアレーヘッド２４を感光体１２に対して近
接させてて配置することができる。
放射される光は、近接させて配置されたファイバーアレ
ープレート２８により感光体１２へ伝達される。このフ
ァイバーアレープレート２８は、ＬＥＤチップ３１の発
光部３４から放射される光の感光体１２への伝達を、多
数の光ファイバ２５、２５…を通して行うものである。
各光ファイバ２５は、その開口数（ＮＡ）の値によって
定まる臨海角、例えばＮＡが０．５７では３５度、ＮＡ
が０．７０では４４度、ＮＡが０．９０では６４度の範
囲内の光の大部分を連続的に均等に伝達させることがで
きるので、発光部３４から発光された光の大部分が感光
体１２へ導かれる。そして、このファイバーアレープレ
ート２８には、焦点距離を有していないので、従来と異
なり、ＬＥＤアレーヘッド２４を感光体１２に対して近
接させてて配置することができる。
【００２５】したがって、装置を小型化させることがで
きるとともに、ＬＥＤチップ３１の発光部３４から放射
される光の多くを感光体１２の露光に寄与させることが
できるので、光量の損失を減少させ、全体としての光の
集光効率（光ファイバ２５で集光できる光およびＰＮ接
合部３６で発生する光）を著しく増大させて、エネルギ
の利用効率を確実に向上させることができる。
きるとともに、ＬＥＤチップ３１の発光部３４から放射
される光の多くを感光体１２の露光に寄与させることが
できるので、光量の損失を減少させ、全体としての光の
集光効率（光ファイバ２５で集光できる光およびＰＮ接
合部３６で発生する光）を著しく増大させて、エネルギ
の利用効率を確実に向上させることができる。
【００２６】図６は、本実施例のＬＥＤアレーヘッド２
４に用いられるＬＥＤチップ３１の第２実施例であり、
本実施例においては、前述した第１実施例のように第１
Ｐ型拡散層３７と第２Ｐ型拡散層３８は形成されておら
ず、Ｎ型エピタキシャル層１４上に形成するＳｉＯ2 等
の拡散マスク１５ａの開口部３５ａの端面の形状を傾斜
させた傾斜開口部４３として、一つのＰ型拡散層４４を
形成させたものである。
４に用いられるＬＥＤチップ３１の第２実施例であり、
本実施例においては、前述した第１実施例のように第１
Ｐ型拡散層３７と第２Ｐ型拡散層３８は形成されておら
ず、Ｎ型エピタキシャル層１４上に形成するＳｉＯ2 等
の拡散マスク１５ａの開口部３５ａの端面の形状を傾斜
させた傾斜開口部４３として、一つのＰ型拡散層４４を
形成させたものである。
【００２７】そして、拡散マスク１５に傾斜開口部４３
を設けると、拡散マスク１５の傾斜端面の薄い部分から
も図中矢印で示すように少しずつ拡散が行われ、周辺が
浅いＰ型拡散層４４の発光部３４ａが形成される。これ
は、概念的に発光部３４ａの中心部に光の吸収体をかぶ
せたような形状となり、図７に示すように、発光部３４
ａから鉛直方向上方へ放射される光よりも、周辺方向に
放射される光の割合が多くなり、発光部３４ａから放射
される光の放射角度は前記第１実施例のＬＥＤチップ２
４の発光部３４と同様に、図５に示すように、従来のコ
サイン分布Ａより広い図中Ｂで示すような放射角度とす
ることができる。
を設けると、拡散マスク１５の傾斜端面の薄い部分から
も図中矢印で示すように少しずつ拡散が行われ、周辺が
浅いＰ型拡散層４４の発光部３４ａが形成される。これ
は、概念的に発光部３４ａの中心部に光の吸収体をかぶ
せたような形状となり、図７に示すように、発光部３４
ａから鉛直方向上方へ放射される光よりも、周辺方向に
放射される光の割合が多くなり、発光部３４ａから放射
される光の放射角度は前記第１実施例のＬＥＤチップ２
４の発光部３４と同様に、図５に示すように、従来のコ
サイン分布Ａより広い図中Ｂで示すような放射角度とす
ることができる。
【００２８】このような構成によっても、前述した第１
実施例と同様の効果を奏することができるとともに、Ｐ
Ｎ接合部３６がＬＥＤチップ３１の表面に近いので、Ｐ
Ｎ接合部３６から放射される光が途中で減衰される割合
が少なく、光の取出し効率を向上させることができる。
実施例と同様の効果を奏することができるとともに、Ｐ
Ｎ接合部３６がＬＥＤチップ３１の表面に近いので、Ｐ
Ｎ接合部３６から放射される光が途中で減衰される割合
が少なく、光の取出し効率を向上させることができる。
【００２９】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、必要に応じて変更することができる。
ものではなく、必要に応じて変更することができる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように本発明のＬＥＤアレ
ーヘッドによれば、ＬＥＤチップの発光部から放射され
る光の放射角度を大きくさせることができるとともに、
ファイバーアレープレートによりＬＥＤチップの発光部
から放射される光を、従来より多く感光体の露光に関与
させることができ、エネルギの利用効率を確実に向上さ
せることができるという極めて優れた効果を奏する。ま
た、本発明のＬＥＤアレーヘッドは、感光体と近接させ
て配置することができるので、装置の小型化の阻害要因
を確実に除去することができるという極めて優れた効果
を奏する。
ーヘッドによれば、ＬＥＤチップの発光部から放射され
る光の放射角度を大きくさせることができるとともに、
ファイバーアレープレートによりＬＥＤチップの発光部
から放射される光を、従来より多く感光体の露光に関与
させることができ、エネルギの利用効率を確実に向上さ
せることができるという極めて優れた効果を奏する。ま
た、本発明のＬＥＤアレーヘッドは、感光体と近接させ
て配置することができるので、装置の小型化の阻害要因
を確実に除去することができるという極めて優れた効果
を奏する。
【図１】本発明のＬＥＤアレーヘッドをＬＥＤプリンタ
に適用した第１実施例を示す要部の構成を示す断面図
に適用した第１実施例を示す要部の構成を示す断面図
【図２】ＬＥＤチップの要部の構成を示す断面図
【図３】ＬＥＤチップの発光部の輝度分布を説明する平
面図
面図
【図４】ＬＥＤチップの発光部の発光状態を説明する断
面図
面図
【図５】ＬＥＤチップの発光部から放射される光の放射
角度を説明する図
角度を説明する図
【図６】本発明のＬＥＤアレーヘッドに用いられるＬＥ
Ｄチップの第２実施例を示す要部の断面図
Ｄチップの第２実施例を示す要部の断面図
【図７】第２実施例によるＬＥＤチップの発光部の発光
状態を説明する図４と同様の図
状態を説明する図４と同様の図
【図８】従来からあるＬＥＤアレーヘッドをＬＥＤプリ
ンタに適用した一例を示す要部の縦断面図
ンタに適用した一例を示す要部の縦断面図
【図９】自己集束型ロッドレンズアレイの要部を示す斜
視図
視図
【図１０】従来のＬＥＤチップを示す要部の縦断面図
【図１１】従来のＬＥＤチップの発光部の放射状態を説
明する図
明する図
【図１２】従来のＬＥＤチップの発光部の発光状態を説
明する図
明する図
１２ 感光体 １３ 基板 １４ Ｎ型エピタキシャル層 １５ 拡散マスク ２４ ＬＥＤアレーヘッド ２５ 光ファイバ ２６ ファイバ束 ２７ 基体 ２８ ファイバアレープレート ３１ ＬＥＤチップ ３４、３４ａ 発光部 ３５、３５ａ 開口部 ３６ ＰＮ接合部 ３７ 第１Ｐ型拡散層 ３８ 第２Ｐ型拡散層 ４０ 開口部 ４３ 傾斜開口部 ４４ Ｐ型拡散層
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 27/00 Ｊ 9120−2Ｋ
Claims (3)
- 【請求項１】 ＬＥＤチップにより発光させた光を、光
伝達手段により感光体上に露光させるＬＥＤアレーヘッ
ドにおいて、前記ＬＥＤチップはコサイン分布より広い
放射角度の発光を行う発光部を有するとともに、前記光
伝達手段は多数の光ファイバを集積したファイバーアレ
ープレートにより形成されていることを特徴とするＬＥ
Ｄアレーヘッド。 - 【請求項２】 前記ＬＥＤチップの発光部は、少なくと
もＮ型エピタキシャル層の上に低濃度Ｐ型拡散層を設け
るとともに、低濃度Ｐ型拡散層の上の中央部分に高濃度
Ｐ型拡散層を設けたことを特徴とする請求項１に記載の
ＬＥＤアレーヘッド。 - 【請求項３】 前記ＬＥＤチップの発光部は、少なくと
もＮ型エピタキシャル層の上にＰ型拡散層を設けるとと
もに、ＰＮ接合部の周端部をＬＥＤチップ表面と直角よ
り小さい角度で交差させたことを特徴とする請求項１に
記載のＬＥＤアレーヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4076725A JP2824358B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Ｌｅｄアレーヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4076725A JP2824358B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Ｌｅｄアレーヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05283742A true JPH05283742A (ja) | 1993-10-29 |
| JP2824358B2 JP2824358B2 (ja) | 1998-11-11 |
Family
ID=13613549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4076725A Expired - Lifetime JP2824358B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Ｌｅｄアレーヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2824358B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006245336A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Koito Mfg Co Ltd | 発光装置 |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP4076725A patent/JP2824358B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006245336A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Koito Mfg Co Ltd | 発光装置 |
| US7829903B2 (en) | 2005-03-03 | 2010-11-09 | Koito Manufacturing Co., Ltd. | Light emitting apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2824358B2 (ja) | 1998-11-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980825 |