JPH05338261A - Ｌｅｄアレイチップ及びｌｅｄアレイ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＬＥＤプリンタに使用されるＬＥＤアレイチ
ップ及びＬＥＤアレイ駆動装置において、ワイヤボンデ
ィング密度を高めることなく、ＬＥＤアレイのドット密
度を高めることができるＬＥＤアレイチップ及びＬＥＤ
アレイ駆動装置を提供することを目的とする 【構成】 ＬＥＤアレイチップ１０６おいて、奇数番目
のＬＥＤ１０９ａと偶数番目のＬＥＤ１０９ｂからなる
ＬＥＤ群１０８のそれぞれにスイッチ回路１０７を設け
て、該スイッチ回路１０７を切り換えて奇数番目のＬＥ
Ｄ１０９ａと偶数番目のＬＥＤ１０９ｂを時分割駆動す
る。また、ドライバＩＣ１０１においても、複数のシフ
トレジスタとラッチ回路を設け、ラッチ回路からの信号
を切り換えるスイッチ回路を設けて高速でデータの取り
込みができるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＬＥＤプリンタに使用
されるＬＥＤアレイチップ及び該ＬＥＤアレイチップを
駆動する駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、入力された情報を印字出力するた
めの装置として種々のプリンタが開発、使用されてい
る。そのなかでも、高速、高密度のプリントを実現する
プリンタとして、非接触式のレーザプリンタやＬＥＤプ
リンタが注目を集めている。ここで、レーザプリンタは
光の走査にポリンゴンミラー等の機械的機構を必要とす
るのに対し、ＬＥＤプリンタは、ドライバＩＣを使いＬ
ＥＤアレイの発光パターンを電気的に制御するので、機
械的な動作部がなく、レーザプリンタに比べて小型にで
き、信頼性が高く、かつ、高速に印字できるという利点
を有している。

【０００３】ＬＥＤプリンタは、複数のＬＥＤを有する
ＬＥＤアレイチップと該ＬＥＤアレイチップを駆動する
ドライバＩＣを有しているが、このＬＥＤアレイチップ
及びドライバＩＣの回路構成は、図９に示されるように
構成されている。

【０００４】すなわち、同図に示されるように、ドライ
バＩＣ３０１は、クロック端子３０２より入力されるク
ロック信号によってデータ端子３０３より直列に入力さ
れたデータを各ＬＥＤに対応させるために並列変換する
シフトレジスタ３０４、該シフトレジスタ３０４により
並列変換されたデータをある時間保持するためにラッチ
信号端子３０５からのラッチ信号によってデータを取り
込んで保持するラッチ回路３０６、ＬＥＤを駆動する時
間をストローブ信号端子３０７からのストローブ信号で
決定するためのＡＮＤ回路３０８、該ＡＮＤ回路３０８
からの入力信号に基づきＬＥＤに駆動電流を供給する駆
動回路３０９を有している。また、ＬＥＤアレイチップ
３１１は、複数のＬＥＤ３１２を有している。ドライバ
ＩＣ３０１の駆動回路３０９に接続された電極パッド３
１４とＬＥＤアレイチップ３１１のＬＥＤに接続された
電極パッド３１５をワイヤ３１０によって接続すること
により、上記ＬＥＤアレイチップ３１１とドライバＩＣ
３０１は接続されており、ドライバＩＣ３０１に入力さ
れたデータ３０３に基づいて各ＬＥＤに対して電流が供
給され、任意の発光パターンを得る。

【０００５】また、図９では、一対のドライバＩＣとＬ
ＥＤアレイチップのみを示しているが、ドライバＩＣ３
０１のデータ端子３１３を次段のドライバＩＣのデータ
端子に接続することによりデータを伝えることもでき
る。

【０００６】上記ＬＥＤアレイチップとドライバＩＣ間
のワイヤの接続は、図１０に示すように行われ、ドライ
バＩＣ側の電極パッドとＬＥＤアレイチップの電極パッ
ドは、一対一の対応でワイヤボンディングされている。
したがって、ＬＥＤのドット密度を高めたい場合には、
ワイヤボンディングの密度を高める必要があるが、ワイ
ヤボンディング技術には限界があり、高密度ワイヤボン
ディングを行うことはできない。

【０００７】そこで、従来では上記問題点を解決するた
めに、図１１に示すように、ボンディング用の電極パッ
ドを千鳥状に配置することにより、パッド面積を変える
ことなく、ＬＥＤのドット密度を高める例がある。ま
た、図１２に示すように、ＬＥＤの電極パッドを両側に
取り出してＬＥＤアレイチップの両側に配置したドライ
バＩＣとワイヤボンディングすることによりＬＥＤアレ
イのドット密度を変えることなく、ボンディング密度を
減らす例もある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
方法によるドット密度の高密度化には限界があり、ワイ
ヤボンディング技術に限界がある状況下でドット密度の
高密度化の要請は依然として存在していた。

【０００９】そこで、本発明は、ワイヤボンディング密
度を高めることなく、ＬＥＤアレイのドット密度を高め
ることができるＬＥＤアレイチップ及びＬＥＤアレイ駆
動装置を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１には、複
数のＬＥＤを配列し、駆動装置からの駆動信号により駆
動されるＬＥＤアレイチップにおいて、上記複数のＬＥ
Ｄを分割してなる複数のＬＥＤを有するＬＥＤ群に接続
され、該ＬＥＤ群におけるＬＥＤとの電気的接続を切り
換えて上記駆動信号を入力し、該ＬＥＤ群におけるＬＥ
Ｄを時分割駆動するスイッチ回路部を有することを特徴
とするものであり、さらに、第２には、シフトレジスタ
とラッチ回路とを有し、ＬＥＤアレイチップに対して駆
動信号を出力するＬＥＤアレイ駆動装置において、複数
のシフトレジスタとラッチ回路とを有し、上記複数のラ
ッチ回路からの出力信号を順次切り換えてＬＥＤアレイ
チップに出力するスイッチ回路部を有することを特徴と
するものである。

【００１１】

【作用】本発明におけるＬＥＤアレイチップにおいて
は、スイッチ回路部が複数のＬＥＤを分割してなる複数
のＬＥＤを有するＬＥＤ群に接続されているので、該Ｌ
ＥＤ群におけるＬＥＤの電気的接続を順次切り換えるこ
とにより、駆動装置からの駆動信号を該ＬＥＤ群におけ
るＬＥＤに順次入力して時分割駆動する。本発明による
スイッチ回路部により、複数のＬＥＤを有するＬＥＤ群
につき電極パッドを設ければよいので、ＬＥＤアレイチ
ップの電極パッドの数を少なくでき、ＬＥＤの高密度化
を図ることができる。

【００１２】また、本発明におけるＬＥＤアレイ駆動装
置によれば、複数のシフトレジスタとラッチ回路とを有
し、該シフトレジスタがデータを並列変換し、ラッチ回
路に保持される。スイッチ回路部は、上記複数のラッチ
回路からの出力信号を順次切り換えてＬＥＤアレイチッ
プに出力する。上記ＬＥＤアレイチップを使用した場合
に、該ＬＥＤアレイチップのスイッチ回路部を切り換え
る毎に、データをシフトレジスタに取り込まなければな
らないが、本発明に基づくＬＥＤアレイ駆動装置を使用
すれば、ＬＥＤアレイ駆動装置からの駆動信号の出力を
高速に行うことができ、ＬＥＤを時分割駆動することに
よる印字速度の低下を防ぐことができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。

【００１４】本発明に係るＬＥＤアレイチップ１０６
は、図１に示すように、複数のＬＥＤを有し、シフトレ
ジスタ１０２により並列変換されたデータをラッチ回路
１０３により保持し、ＡＮＤ回路１０４によりストロー
ブ信号をスイッチングパルスとして駆動回路１０５を駆
動し、駆動回路１０５からの駆動信号に基づきＬＥＤア
レイチップ１０６の各ＬＥＤを駆動するものである。

【００１５】本実施例において特徴的なことは、ＬＥＤ
アレイチップ１０６における複数のＬＥＤが奇数番目の
ＬＥＤ１０９ａと偶数番目のＬＥＤ１０９ｂからなるＬ
ＥＤ群１０８毎に分けられ、上記各ＬＥＤ群１０８とＬ
ＥＤアレイ側電極パッド１１８間にスイッチ回路１０７
が設けられていることである。

【００１６】すなわち、スイッチ回路１０７は、ドライ
バＩＣ１０１からの信号を奇数番目のＬＥＤ１０９ａ、
偶数番目のＬＥＤ１０９ｂのいずれに供給するかを選択
する回路であり、その選択はスイッチ信号端子１１４か
ら入力されるスイッチ信号により行われる。データ端子
１１０から入力される露光データは、クロック信号に同
期してシフトレジスタ１０２に取り込まれるが、まず、
１ライン分のデータのうち、例えば、奇数番目のＬＥＤ
露光データが取り込まれる。奇数番目のＬＥＤ露光デー
タの取込みが終了すると、ラッチ信号端子１１２によっ
て奇数番目のＬＥＤ露光データがラッチ回路１０３に取
り込まれ、ストローブ信号によって定められた所定時間
ＡＮＤ回路１０４を動作し、奇数番目のＬＥＤ１０９ａ
を駆動する。

【００１７】次に、スイッチ信号により、スイッチ回路
１０７の接続を偶数番目のＬＥＤ１０９ｂに切り換え、
偶数番目のＬＥＤ露光データをシフトレジスタ１０２に
て取り込むとともに、ラッチ回路１０３で保持し、スト
ローブ信号のタイミングで偶数番目のＬＥＤ１０９ｂを
駆動する。以上のように、奇数番目のＬＥＤ１０９ａと
偶数番目のＬＥＤ１０９ｂを交互に駆動することにより
印字を行う。

【００１８】本実施例においては、奇数番目のＬＥＤ１
０９ａと偶数番目のＬＥＤ１０９ｂからなるＬＥＤ群１
０８につき１つの電極パッドが対応するので、ＬＥＤア
レイチップ１０６における電極パッドの数を少なくする
ことができ、ＬＥＤの高密度化を図ることができる。

【００１９】本実施例に使用されるスイッチ回路１０７
の回路構成としては、図２に示す回路が考えられ、スイ
ッチング用エンハンスメント型ＦＥＴ１２１と負荷用デ
ィプレション型ＦＥＴ１２２からなるインバータ１１９
が、分配器１２０のＦＥＴ１２３とＦＥＴ１２４のうち
一方がオン状態のときに他方をオフ状態とするよう両Ｆ
ＥＴのゲート電圧を制御する。したがって、図１に示す
ように一つのスイッチ信号端子からのスイッチ信号によ
り切換えを行う場合には、図３に示すような回路構成に
する。すなわち、図２に示されるインバータ１１９と分
配器１２０を有するスイッチ回路１２９を一列に複数設
け、各スイッチ回路１２９をスイッチ信号で制御する。
さらに、図４に示すように、図３の回路構成においてイ
ンバータを１つのみとし、インバータ１１９が分配器１
３０における複数の分配器を同時に駆動するようにし
て、図１に示される複数のスイッチ回路１０７の代わり
としてもよい。図４のような構成にすれば、インバータ
１１９はＬＥＤアレイ上につくり込む必要はなく、外部
から分配器１３０を駆動するための何等かの信号を加え
るようにしてもよい。

【００２０】ここで、図１においては、スイッチ回路１
０７は、奇数番目のＬＥＤ１０９ａと偶数便目のＬＥＤ
１０９ｂの二種のＬＥＤの切換えを行っており、切換え
のためのスイッチ信号１１４も１ビットで示してある
が、選択のためのＬＥＤの数は３個以上でもよく、選択
のためのスイッチ信号も２ビット以上でもよい。

【００２１】すなわち、図５に示すように、２ビットの
信号Ｘ，Ｙをデコーダ１３１により４ビットの信号に変
換し、各分配器１３２に入力することにより、各ＬＥＤ
１３３，１３４，１３５，１３６を切り換える構成とす
れば、ＬＥＤアレイチップの電極パッドの数をより少な
くでき、ＬＥＤの高密度化を図ることができる。図５に
示す回路構成の詳細は図６に示され、デコーダ１３１は
インバータ１４５とＮＡＮＤ回路１４６により構成さ
れ、分配器１３２は４つのスイッチングＦＥＴ１４７，
１４８，１４９，１５０により構成される。なお、デコ
ーダ１３１におけるＮＡＮＤ回路１４６は、図７に示す
ように、３つのＦＥＴ１５１，１５２，１５３で構成さ
れる。図７に示す回路構成では、２つの入力信号Ｘ，Ｙ
の論理積の否定が出力信号Ｚとなって現れる。

【００２２】次に示す実施例は、図８に示すように、Ｌ
ＥＤアレイチップ２０９のみならず、ドライバＩＣ２０
１にもスイッチ回路を設けたことが特徴である。すなわ
ち、ドライバＩＣ２０１は、２つのシフトレジスタ２０
２と２０４を有するとともに、２つのラッチ回路２０３
と２０５を有しており、シフトレジスタ２０２にはデー
タ端子２１４より偶数番目のデータが入力され、シフト
レジスタ２０４にはデータ端子２１７より奇数番目のデ
ータが入力される。したがって、偶数番目のデータはラ
ッチ回路２０３にてラッチされ、奇数番目のデータはラ
ッチ回路２０５にてラッチされる。ラッチ回路２０５か
ら奇数番目のデータを取り込む場合には、スイッチ信号
によりスイッチ回路２０６を奇数データ側にし、ラッチ
回路２０３から偶数番目のデータを取り込む場合には、
スイッチ回路２０６を偶数データ側に切り換える。

【００２３】以上のようにスイッチ回路２０６を切り換
えることによって、奇数データと偶数データを順次ＡＮ
Ｄ回路２０７へ出力する。このようにすることによっ
て、図１の場合に比して２倍の速度でシフトレジスタ内
にデータを取り込むことができ、図１の場合にＬＥＤア
レイチップの複数のＬＥＤを時分割駆動することによる
印字速度の低下を防止できる。ここで、上記実施例にお
いては、シフトレジスタ２０２には偶数番目のデータが
入力され、シフトレジスタ２０４には奇数番目のデータ
が入力されるが、逆であってもよく、また、図８中ドラ
イバＩＣのスイッチ回路２０６とＬＥＤアレイチップ２
０９のスイッチ回路２１０においては、同じ方向に接続
されているように示されているが、逆の関係にあっても
よく、また、両スイッチ回路を切り換える信号は同期し
ていなくてもよい。

【００２４】なお、以上の例においては、ドライバＩＣ
は片側だけに設けられているように示されているが、Ｌ
ＥＤアレイチップの両側にドライバＩＣを配置してもよ
い。さらに、以上の説明においては、ＬＥＤのドット当
たりの露光データのビット数について言及していない
が、１ビットである必要はなく、何ビットでもよい。

【００２５】さらに、以上の説明において使用した図面
においては、カソードコモンとなっているが、アノード
コモンとしてもよく、また、ＬＥＤを構成する半導体の
材料もAlGaAs,GaAsP,GaAs 等その目的を奏するものであ
ればよい。なお、GaAsならばＦＥＴ製造技術も確立して
おり、安定した回路が実現できる。

【００２６】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されるので、
ワイヤボンディング密度を高めることなく、ＬＥＤアレ
イのドット密度を高めることができる。すなわち、電気
的な信号により高密度のＬＥＤアレイを駆動することが
できるため、機械的な高密度化の限界を越えてＬＥＤを
高密度化することができ、さらに、隣接するワイヤ間の
接触等のおそれもなく信頼性を向上させることができ
る。さらに、ドライバＩＣにもスイッチ回路を設けれ
ば、ドライバＩＣからのデータの送出を素早く行うこと
ができ、時分割駆動することによる印字速度の低下を防
止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＬＥＤアレイチップ及びドライバ
ＩＣを示すブロック図である。

【図２】ＬＥＤアレイチップにおけるスイッチ回路部の
一例を示す回路図である。

【図３】ＬＥＤアレイチップにおける複数のスイッチ回
路を駆動する場合を示す回路図である。

【図４】図３において１つのインバータを用いて駆動す
る場合を示す回路図である。

【図５】４つのＬＥＤを選択駆動するスイッチ回路部を
示すブロック図である。

【図６】図５におけるブロック図の詳細を示す回路図で
ある。

【図７】図６におけるＮＡＮＤ回路の構成を示す回路図
である。

【図８】本発明の他の実施例としてのＬＥＤアレイチッ
プとドライバＩＣの構成を示すブロック図である。

【図９】従来のＬＥＤプリンタにおけるＬＥＤアレイチ
ップとドライバＩＣの構成を示すブロック図である。

【図１０】従来のＬＥＤプリンタにおけるＬＥＤアレイ
チップとドライバＩＣの接続関係を示す図である。

【図１１】従来のＬＥＤプリンタにおいてＬＥＤアレイ
チップとドライバＩＣの電極パッドを千鳥状に配置した
場合の例を示した図である。

【図１２】従来のＬＥＤプリンタにおいて、ドライバＩ
ＣをＬＥＤアレイチップの両側に配置し、ＬＥＤの電極
パッドを交互に取り出した場合の例を示す図である。

【符号の説明】

１０１，２０１ ドライバＩＣ １０２，２０２，２０４ シフトレジスタ １０３，２０３，２０５ ラッチ回路 １０５，２０８ 駆動回路 １０６，２０９ ＬＥＤアレイチップ １０７，２１０ スイッチ回路 １０８，２１１ＬＥＤ群 １０９ａ，２１２ａ 奇数番目のＬＥＤ １０９ｂ，２１２ｂ 偶数番目のＬＥＤ １１７，２２５ ドライバＩＣ側電極パッド １１８，２２６ ＬＥＤアレイ側電極パッド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のＬＥＤを配列し、駆動装置からの
   駆動信号により駆動されるＬＥＤアレイチップにおい
   て、 上記複数のＬＥＤを分割してなる複数のＬＥＤを有する
   ＬＥＤ群に接続され、該ＬＥＤ群におけるＬＥＤとの電
   気的接続を切り換えて上記駆動信号を入力し、該ＬＥＤ
   群におけるＬＥＤを時分割駆動するスイッチ回路部を有
   することを特徴とするＬＥＤアレイチップ。
2. 【請求項２】 シフトレジスタとラッチ回路とを有し、
   ＬＥＤアレイチップに対して駆動信号を出力するＬＥＤ
   アレイ駆動装置において、 複数のシフトレジスタとラッチ回路とを有し、 上記複数のラッチ回路からの出力信号を順次切り換えて
   ＬＥＤアレイチップに出力するスイッチ回路部を有する
   ことを特徴とするＬＥＤアレイ駆動装置。