JPH0538845A - 発光ダイオードアレイプリンタヘツド - Google Patents

発光ダイオードアレイプリンタヘツド

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JPH0538845A
JPH0538845A JP19653991A JP19653991A JPH0538845A JP H0538845 A JPH0538845 A JP H0538845A JP 19653991 A JP19653991 A JP 19653991A JP 19653991 A JP19653991 A JP 19653991A JP H0538845 A JPH0538845 A JP H0538845A
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JP
Japan
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light
diode array
light emitting
chip
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JP19653991A
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Masataka Ito
正孝 伊藤
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Eastman Kodak Japan Ltd
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Eastman Kodak Japan Ltd
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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/447Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources
    • B41J2/45Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources using light-emitting diode [LED] or laser arrays
    • B41J2/451Special optical means therefor, e.g. lenses, mirrors, focusing means
    • HELECTRICITY
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    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 発光ダイオ−ドアレイプリンタヘッドにおい
て、光源である発光ダイオードアレイチップからロッド
レンズアレイに到達する光量を増加させ、結像効率を高
める。 【構成】 基板10上に光源である発光ダイオードアレ
イチップ12及び駆動用のドライバICチップ14が形
成され、ボンディングワイヤ16で電気的に接続され
る。発光ダイオードアレイチップ12から出射した光は
自己収束型ロッドレンズアレイ18にて収束され、感光
体ドラム上に結像する。発光ダイオードアレイチップ1
2と自己収束型ロッドレンズアレイ18間の光路上に屈
折率が1より大きい光透過性物質22を充填し、発光ダ
イオードアレイチップ12から出射した光が屈折あるい
は全反射するのを抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発光ダイオードアレイ
プリンタヘッド、特に電子写真方式のプリンタなどに用
いられる発光効率の改良された発光ダイオードアレイプ
リンタヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、発光ダイオードアレイを光源
とし、発光ダイオードアレイ内の各発光ダイオードの発
光を制御することにより感光体ドラム上に結像して印字
を行う発光ダイオードアレイプリンタが知られている。
この発光ダイオードアレイプリンタは例えばレーザプリ
ンタなどと比べて機械的な可動部分がなく、電気的なオ
ンオフ制御により印字を行うことができる利点がある。
【0003】図5にはこの発光ダイオードアレイプリン
タに用いられるプリンタヘッドの構成が示されている。
図において、基板10上に光源となる発光ダイオードア
レイチップ12及びこの発光ダイオードアレイチップ1
2の各発光ダイオードアレイを駆動するための制御信号
を供給するドライバICチップ14が形成される。発光
ダイオードアレイチップ12とドライバICチップ14
とはボンディングワイヤ16にて接続され、発光ダイオ
ードアレイチップ12の各発光ダイオードアレイが発光
する。
【0004】ここで、発光ダイオードアレイチップ12
から出射した光は等方的に発散するため、図示しない感
光体ドラム上に結像するため、感光体ドラムと発光ダイ
オードアレイチップ12との間に自己収束型ロッドレン
ズアレイ18が筐体20により支持設置される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の発
光ダイオードアレイプリンタヘッドにおいては、発光部
である発光ダイオードアレイチップ12から出射した光
は自己収束型ロッドレンズアレイ18を経て感光体ドラ
ム上に達するが、発光ダイオードアレイチップ12の屈
折率は3.5〜4.0程度なのに対し、この発光ダイオ
ードアレイチップ12と自己収束型ロッドレンズアレイ
18との間の空気の屈折率は約1.0と大きく異なって
いる。このため、発光ダイオードアレイチップ12と空
気の境界面において光は屈折、または全反射し、その一
部は自己収束型ロッドレンズアレイ18に有効に到達し
得ない。従って、発光ダイオードアレイチップ12から
出射した光のうち、比較的低い割合のみが自己収束型ロ
ッドレンズアレイ18を経て感光体ドラムに結像するに
過ぎず、効率が低い問題があった。
【0006】本発明は上記従来技術の有する課題に鑑み
なされたものであり、その目的は発光ダイオードアレイ
チップから出射した光を効率的に自己収束型ロッドレン
ズアレイに導き、高発光効率を有する発光ダイオードア
レイプリンタヘッドを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、発光ダイオードアレイと、この発光ダイ
オードアレイを駆動し発光させる駆動回路と、発光ダイ
オードアレイからの光を収束するロッドレンズアレイ
と、を有する発光ダイオードアレイプリンタヘッドにお
いて、発光ダイオードアレイとロッドレンズアレイ間の
光路上に1.0より大なる屈折率を有する光透過性物質
が充填されることを特徴とする。
【0008】
【作用】このように、本発明の発光ダイオードアレイプ
リンタヘッドは光源である発光ダイオードアレイとロッ
ドレンズアレイとの間に屈折率が空気より大なる光透過
性物質を充填することにより、発光ダイオードアレイか
ら出射した光が屈折あるいは全反射するのを防止し、出
射光の大部分をロッドレンズアレイに導くものである。
【0009】
【実施例】以下、図面を用いながら本発明に係る発光ダ
イオードアレイプリンタヘッドの好適な実施例を説明す
る。
【0010】図1には本実施例の発光ダイオードアレイ
プリンタヘッドの構成が示されている。従来の発光ダイ
オードアレイプリンタヘッドと同様に、基板10上に発
光ダイオードアレイチップ12及びこの発光ダイオード
アレイチップを駆動するためのドライバICチップ14
が形成されており、発光ダイオードアレイチップ12と
ドライバICチップ14とはボンディングワイヤ16に
より電気的に接続されている。また、図示しない感光体
ドラム上に結像するために発光ダイオードアレイチップ
12上に自己収束型ロッドレンズアレイ18が筐体20
に支持配置される。
【0011】ここで、本実施例において特徴的なこと
は、発光ダイオードアレイチップ12と自己収束型ロッ
ドレンズアレイ18との間の光路上に屈折率が約1.5
の光透過性物質22を充填したことにある。本実施例に
おける光透過性物質はダウ・コーニング社商品番号Q2
−3067を用いており、この光透過性物質22が発光
ダイオードアレイチップ12と自己収束型ロッドレンズ
アレイ18との間の光路上に充填されているため、発光
ダイオ−ドアレイチップ12から出射する光の屈折率の
相異による屈折及び全反射の影響が小さくなり、より多
くの光が自己収束型ロッドレンズアレイ18に有効に到
達することになる。
【0012】図4には従来例と本実施例における結像効
率の相違が示されている。尚、計算の都合上、発光ダイ
オードアレイは点光源であり、全方向に等しい強度の光
を発するものと仮定している。従来例において、発光ダ
イオードアレイチップ12から出射した光が自己収束型
ロッドレンズアレイ18に入射できる臨界角度θ
max は、 sinθmax =n/nled ×sinθ=0.0855 となり、 θmax =4.9° となる。ただし、空気の屈折率をn=1.0、発光ダイ
オードアレイチップ12の屈折率をnled =4.0、自
己収束型ロッドレンズアレイ18の開口角をθ=20°
としている。従って、この角度内の光の全発光に対する
割合は、立体角を考慮して、 2π(1−cos4.9°)/4π×100=0.18% となる。
【0013】一方、本実施例においては、臨界角度θ
max は、 sinθmax =n1 /nled ×sinθ=0.128 となり、 θmax =7.4° となる。ただし、光透過性物質22の屈折率をn
1.5としている。従って、この角度内の光の全発光に
対する割合は、 2π(1−cos7.4°)/4π×100=0.42% となる。従って、本実施例における発光ダイオードアレ
イプリンタヘッドの結合効率は従来の発光ダイオードア
レイプリンタヘッドに比べて、0.42/0.18=
2.3倍改善されることになる。
【0014】図2は本発明の他の実施例における発光ダ
イオードアレイプリンタヘッドの構成が示されている。
【0015】本実施例の発光ダイオードアレイプリンタ
ヘッドの構成は前述した実施例とほぼ同様であるが、本
実施例においては発光ダイオードアレイチップ12と自
己収束型ロッドレンズアレイ18間の光路上に充填され
る光透過性物質22が発光ダイオードアレイチップ12
上のみならず、この発光ダイオードアレイチップ12全
周を覆うように充填され、発光効率を高めると共に空気
中の水分などから発光源である発光ダイオードアレイチ
ップ12を保護する封止保護材をも兼ねていることを特
徴としている。
【0016】このように、光透過性物質に封止保護材の
機能をも持たせることにより、空気中の水分やイオンな
どにより発光ダイオードアレイチップ12の性能が劣化
することを防ぎ、一層高発光効率化を図ることができ
る。
【0017】図3には本発明の更に他の実施例における
発光ダイオードアレイプリンタヘッドの構成が示されて
いる。本実施例における発光ダイオードアレイプリンタ
ヘッドもその構成は概略前述した実施例とほぼ同様であ
るが、本実施例において発光ダイオードアレイチップ1
2と自己収束型ロッドレンズアレイ18間の光路上に充
填される光透過性物質22は、この発光ダイオードアレ
イチップ12を覆うのみならず、更にその周囲に配置さ
れた駆動用のドライバICチップ14をも覆う構成とな
っている。このように、光透過性物質22が発光ダイオ
ードアレイチップ及びドライバICチップ14を覆うこ
とにより、結像効率を高めると共に、空気中の水分やイ
オンなどから発光ダイオードアレイチップ12及びドラ
イバICチップ14の両方を保護する封止保護機能を持
たせることができ、高発光効率及び高寿命化を図ること
が可能となる。
【0018】尚、前述した各実施例では発光ダイオード
アレイチップ12及びドライバICチップ16の封止保
護材を兼ねて光透過性物質を充填した場合を例示した
が、充填形態はこれらに限定されるわけではなく、その
形態にかかわらず発光ダイオードアレイチップ12から
の光路上に充填する様々なバリエーションが可能である
ことはいうまでもない。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る発光
ダイオードアレイプリンタヘッドによれば、光源である
発光ダイオードアレイチップからロッドレンズアレイに
到達する光量を増加させ、結像効率を高めることができ
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の発光ダイオードアレイプリ
ンタヘッドの構成図である。
【図2】本発明の他の実施例の発光ダイオードアレイプ
リンタヘッドの構成図である。
【図3】本発明の他の実施例への発光ダイオードアレイ
プリンタヘッドの構成図である。
【図4】本発明の一実施例への発光ダイオードアレイプ
リンタヘッドの結像効率と従来例への結像効率との比較
説明図である。
【図5】従来の発光ダイオードアレイプリンタヘッドの
構成図である。
【符号の説明】
10 基板 12 発光ダイオードアレイチップ 14 ドライバICチップ 16 ボンディグワイヤ 18 自己収束型ロッドレンズアレイ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光ダイオードアレイと、 この発光ダイオードアレイを駆動し発光させる駆動回路
    と、 前記発光ダイオードアレイからの光を収束するロッドレ
    ンズアレイと、 を有する発光ダイオードアレイプリンタヘッドにおい
    て、 前記発光ダイオードアレイと前記ロッドレンズアレイ間
    の光路上に1.0より大なる屈折率を有する光透過性物
    質が充填されることを特徴とする発光ダイオードアレイ
    プリンタヘッド。
JP19653991A 1991-08-06 1991-08-06 発光ダイオードアレイプリンタヘツド Pending JPH0538845A (ja)

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