JPS6090784A - 発光ダイオ−ドを用いたプリンタ - Google Patents
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は画像形成用露光装置として発光ダイオード（Ｌ
ｉｇｈｔ Ｅｈｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ 、以下ＬＥ
Ｄと称す）アレイを搭載したＬＥＤプリンタヘッドを利
用した電子写真式光プリンタに関する。
ｉｇｈｔ Ｅｈｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ 、以下ＬＥ
Ｄと称す）アレイを搭載したＬＥＤプリンタヘッドを利
用した電子写真式光プリンタに関する。
この種の電子写真式光プリンタは一般的な電子写真式複
写装置のスリット露光−原稿偉績（家元学系のかわ夛に
１生走査方向一部分の輝点列をトリム上に結像でき、任
意の輝点の点燈、消煙を可能にした画像形成用霧光装置
を組み込んだものであシ、特ＫＬＥＤアレイプリンクは
、）」＼ 輝点列発生の手段として、微少ＬＥＤを数十個−列もし
くは複数列に並べ、これの像をドラノ・面上に結像する
結像光学系と一体にしたものを画像形成用露光装置とし
て用いたものである。
写装置のスリット露光−原稿偉績（家元学系のかわ夛に
１生走査方向一部分の輝点列をトリム上に結像でき、任
意の輝点の点燈、消煙を可能にした画像形成用霧光装置
を組み込んだものであシ、特ＫＬＥＤアレイプリンクは
、）」＼ 輝点列発生の手段として、微少ＬＥＤを数十個−列もし
くは複数列に並べ、これの像をドラノ・面上に結像する
結像光学系と一体にしたものを画像形成用露光装置とし
て用いたものである。
第１図に従来のＬＥＤアレイプリンタの概略構成図を示
す。１０１は感光トリムで矢印ａの向きに回転する。１
０２は１次帯電器で感光ドラム１０１０表面を均一に帯
電する。１０３は従来のＬＥＤプリンタヘッドであり、
ここで感光ドラム１０１０表面において輝点が結像され
た部分の電荷のみ移動し、その他の部分の電荷はそのま
まで残る。すなわち静電潜像が形成される。次に現像器
１０４を通過すると、そのときの感光ドラム１０１の表
面の電荷の有無に従い、トナーの付着、未着がおこり、
感光ドラム１０１上の画像が顕像化する。以上の過程に
おいて、ＬＥＤプリンタヘッド１０３によシ輝点を照射
した感光ドラム１０１０部分にトナーを電 付着させるか否かは、帯電器１０２の極性および現像器
１０４に入れたトナーの極性等の組合せ如何により、任
意に決定できるのは周知のとおりである。
す。１０１は感光トリムで矢印ａの向きに回転する。１
０２は１次帯電器で感光ドラム１０１０表面を均一に帯
電する。１０３は従来のＬＥＤプリンタヘッドであり、
ここで感光ドラム１０１０表面において輝点が結像され
た部分の電荷のみ移動し、その他の部分の電荷はそのま
まで残る。すなわち静電潜像が形成される。次に現像器
１０４を通過すると、そのときの感光ドラム１０１の表
面の電荷の有無に従い、トナーの付着、未着がおこり、
感光ドラム１０１上の画像が顕像化する。以上の過程に
おいて、ＬＥＤプリンタヘッド１０３によシ輝点を照射
した感光ドラム１０１０部分にトナーを電 付着させるか否かは、帯電器１０２の極性および現像器
１０４に入れたトナーの極性等の組合せ如何により、任
意に決定できるのは周知のとおりである。
現像器１０４を通過して顕像化したトナーによる画１練
は、転写帯電器１０５によりカセット１０６もしくはカ
セット１０７よシ供給される紙に転写される。この紙の
定着器１０８の通過時に、感光ドラム１０１よシ転写し
たトナーが紙に定着する。１０９は感光ドラム１０１上
に残ったトナーのクリーナであり、１１０は除電ランプ
である。
は、転写帯電器１０５によりカセット１０６もしくはカ
セット１０７よシ供給される紙に転写される。この紙の
定着器１０８の通過時に、感光ドラム１０１よシ転写し
たトナーが紙に定着する。１０９は感光ドラム１０１上
に残ったトナーのクリーナであり、１１０は除電ランプ
である。
第２図はＬＥＤプリンタヘッド１０３を構成する〜ＬＥ
Ｄアレイ基板２０１の斜視図である。
Ｄアレイ基板２０１の斜視図である。
２０２は放熱板を兼ねた基板であり、２０３゜２０４．
２０５はセラミック基板等で構成される配線手段である
。２０６．２０７は画像信号や電源との接続を行うため
のケーブルである。
２０５はセラミック基板等で構成される配線手段である
。２０６．２０７は画像信号や電源との接続を行うため
のケーブルである。
２０８−１〜２０８− ｎは中央にＬＥＤを１列に並べ
たＬＥＤアレイチップであり、２０９−１〜２０９ち、
ケーブル２０６．２０７より入力される画像信号のシリ
アルパラレル変換回路、等を内蔵したＬＥＤドライブ集
積回路（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ−ｍ 、 ２１０−ｍの
部分を拡大したものを第３図には中央に一列に並べであ
る。奇数番の■Ｄ３０１−１ 、３０１−３ 、・・・
は上側に、偶数番のＬＥＤ ３０１２１０−ｍの各ＬＥ
Ｄ駆動用端子３０２−１ 、３０２−２ 。
たＬＥＤアレイチップであり、２０９−１〜２０９ち、
ケーブル２０６．２０７より入力される画像信号のシリ
アルパラレル変換回路、等を内蔵したＬＥＤドライブ集
積回路（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ−ｍ 、 ２１０−ｍの
部分を拡大したものを第３図には中央に一列に並べであ
る。奇数番の■Ｄ３０１−１ 、３０１−３ 、・・・
は上側に、偶数番のＬＥＤ ３０１２１０−ｍの各ＬＥ
Ｄ駆動用端子３０２−１ 、３０２−２ 。
・・・３０３−１ 、３０３−２ 、・・・にそれぞれ
ワイヤゼンデイングしである。
ワイヤゼンデイングしである。
以上の様にＬＥＤアレイ基板２０１は構成されており、
ケーブル２０６．２０７より画像信号を１動弁逐次、Ｌ
ＥＤドライブＩ Ｃ２０９−１〜２０９−ｎ 、 ２１
０−１〜２１０−ｎが入力し、１列分のデータをシフト
した後、これを並列にＬＥＤ駆動端子３０２−１ 、３
０２−２ 、・・・、 ３０３−１ 、３０３−２ 、
・・・に出力し、これに従い各ＬＥＤが点燈、消煙し、
一部分の画像形成用の輝点が発生する。
ケーブル２０６．２０７より画像信号を１動弁逐次、Ｌ
ＥＤドライブＩ Ｃ２０９−１〜２０９−ｎ 、 ２１
０−１〜２１０−ｎが入力し、１列分のデータをシフト
した後、これを並列にＬＥＤ駆動端子３０２−１ 、３
０２−２ 、・・・、 ３０３−１ 、３０３−２ 、
・・・に出力し、これに従い各ＬＥＤが点燈、消煙し、
一部分の画像形成用の輝点が発生する。
第４−１図にＬＥＤ発光部元部ラム面結像点の関係図を
示す。ＬＥＤアレイチップ２０８−ｍはセルフォックレ
ンズアレイ等の結ＩＪｌｉ’４０１によって感光ドラム
１０１上に結像される０ここでＬ Ｅ Ｄ ３０１−１
からの光束Ｌｌは角度θが小さいと、結像系４０１によ
り、光束Ｌｌ−ｔとなり入射するが角度θが大きくなる
と、光束の一部が入射しなくなる。そして入射した光束
ＬＬ−ｔのみが感光ドラム１０１上に到達し、結像され
る■Ｄ３０１−１の光の配光特性は、第４−２図の様に
なっており、角度θがかなり大きな方向にまで光束密度
が高くなっている。この様に球にほぼ等しい配向特性を
有する発光体からの光束を角度θまではすべて結像系４
０１に入射し、０以上は入射しないと近似し、発光体の
出力光エネルギに対する入力エネルギの比を計算し、ま
とめたものが表１である。
示す。ＬＥＤアレイチップ２０８−ｍはセルフォックレ
ンズアレイ等の結ＩＪｌｉ’４０１によって感光ドラム
１０１上に結像される０ここでＬ Ｅ Ｄ ３０１−１
からの光束Ｌｌは角度θが小さいと、結像系４０１によ
り、光束Ｌｌ−ｔとなり入射するが角度θが大きくなる
と、光束の一部が入射しなくなる。そして入射した光束
ＬＬ−ｔのみが感光ドラム１０１上に到達し、結像され
る■Ｄ３０１−１の光の配光特性は、第４−２図の様に
なっており、角度θがかなり大きな方向にまで光束密度
が高くなっている。この様に球にほぼ等しい配向特性を
有する発光体からの光束を角度θまではすべて結像系４
０１に入射し、０以上は入射しないと近似し、発光体の
出力光エネルギに対する入力エネルギの比を計算し、ま
とめたものが表１である。
表１
一方、現行の結像器４０１で比較的θの大きくとれるも
のでも第４−１図におけるｌｉ及び１０が３ ｍｍ 、
ｌｃが９ｆｉ程度であり、θは１５°程度である。従
って結像器４０１中の光の減衰を無視しても、ＬＥＤ
３０１−１の全光エネルギの約１３チしか感光ドラム１
０１上に伝達することができない。
のでも第４−１図におけるｌｉ及び１０が３ ｍｍ 、
ｌｃが９ｆｉ程度であり、θは１５°程度である。従
って結像器４０１中の光の減衰を無視しても、ＬＥＤ
３０１−１の全光エネルギの約１３チしか感光ドラム１
０１上に伝達することができない。
第５図にＬＥＤ発光部元部状を示す。図中５０１はＬＥ
Ｄチップであり、５０２が有効発光面、５０３が電極で
あり、５０４が電極とＬＥＤの接続面である。従って１
画素分のＬＥＤのＰＮ接合面の大きさは、有効発光面５
０２と接続面５０４を加えたものになっている。
Ｄチップであり、５０２が有効発光面、５０３が電極で
あり、５０４が電極とＬＥＤの接続面である。従って１
画素分のＬＥＤのＰＮ接合面の大きさは、有効発光面５
０２と接続面５０４を加えたものになっている。
一方ＬＥＤの発光は有効発光面５０２に垂直方向をＯｏ
として、第４−２図の配光特性の様になっている。そし
て、光の出力は、有効発光面５０２下のＰＮ接合面の電
流密度にほぼ比例する。一方、各画素に対応するＬＥＤ
発光面は一列に並べであるので、隣接する画素との区切
りを形成するために、ＬＥＤの有効発光面５０２の一辺
の大きさは、画素ピッチより小さくなる。
として、第４−２図の配光特性の様になっている。そし
て、光の出力は、有効発光面５０２下のＰＮ接合面の電
流密度にほぼ比例する。一方、各画素に対応するＬＥＤ
発光面は一列に並べであるので、隣接する画素との区切
りを形成するために、ＬＥＤの有効発光面５０２の一辺
の大きさは、画素ピッチより小さくなる。
たとえば１ｎ当り１０画素を形成するＬＥＤアレイでは
、画素ピッチは１００μｍであるが、有効発光面の大き
さは８０μｍ×８０μｍ程度になる。
、画素ピッチは１００μｍであるが、有効発光面の大き
さは８０μｍ×８０μｍ程度になる。
すなわち、画素間の区切シに２０μｍが必要なのである
。一方鮮ｉ゛なデジタル画像を得るためには一般に１龍
当り１６画素以上を形成する必要があり、この場合には
画素ピッチは６２．５μｍとなり、有効発光面は４０μ
ｍ×４０μｍ程になってしまう。このように、画素密度
を１０画素／ ＩＩ＋から１６画素／醋に１．６倍にす
ると有効発光面積は１／４になってしまう。
。一方鮮ｉ゛なデジタル画像を得るためには一般に１龍
当り１６画素以上を形成する必要があり、この場合には
画素ピッチは６２．５μｍとなり、有効発光面は４０μ
ｍ×４０μｍ程になってしまう。このように、画素密度
を１０画素／ ＩＩ＋から１６画素／醋に１．６倍にす
ると有効発光面積は１／４になってしまう。
８２図で示しだ様に、ドライブ用のＩＣをＬＥＤアレイ
チップと供に実装し１列分のＬＥＤ壇 の各々を同時に点灯する方式のとき、プロセススピード
を同じとしたとき、１ピッチ間の点燈時間が１０画素／
ｍｒｔの場合より１６画素／、の場合が上に煙くなる
。従ってドラムの感度を１．６ 同じとすれば単位面積当りの照度は１６画素／１ｍの方
が１．６倍必要となる。一方一画素分の面積は、１６画
素／關の方が１０画素／電に対しく±）２になるため、
１６画素／ｎの発光部の１１．６ 画素当りの発光出力は、１０画素／ ＭＷに比較してπ
となる。一方前述の通り有効発光面積は１６画素／關の
方が１／４になるため、１６画素／、の各ＬＥＤの電流
密度は１／工＝２．５より、１．６４ ２．５倍になる。
チップと供に実装し１列分のＬＥＤ壇 の各々を同時に点灯する方式のとき、プロセススピード
を同じとしたとき、１ピッチ間の点燈時間が１０画素／
ｍｒｔの場合より１６画素／、の場合が上に煙くなる
。従ってドラムの感度を１．６ 同じとすれば単位面積当りの照度は１６画素／１ｍの方
が１．６倍必要となる。一方一画素分の面積は、１６画
素／關の方が１０画素／電に対しく±）２になるため、
１６画素／ｎの発光部の１１．６ 画素当りの発光出力は、１０画素／ ＭＷに比較してπ
となる。一方前述の通り有効発光面積は１６画素／關の
方が１／４になるため、１６画素／、の各ＬＥＤの電流
密度は１／工＝２．５より、１．６４ ２．５倍になる。
また、ＬＥＤアレイチップをｎＸｍのマトリイブ回路数
を減少させ、低コストにするために、用いられる場合も
ある。この方式において、１゜画素／ｎから１６画素／
ｎに高密度化し、同時駆動するＬＥＤの数ｎを同じにす
ると時分割数は１．６倍になる。従ってこの場合にも、
プロセススピードを同じにするとしたときには、１ピッ
チ間すなわち１ドツトを形成するときの時間が１０画素
／Ｕに比較して（１）２に短くなる。
を減少させ、低コストにするために、用いられる場合も
ある。この方式において、１゜画素／ｎから１６画素／
ｎに高密度化し、同時駆動するＬＥＤの数ｎを同じにす
ると時分割数は１．６倍になる。従ってこの場合にも、
プロセススピードを同じにするとしたときには、１ピッ
チ間すなわち１ドツトを形成するときの時間が１０画素
／Ｕに比較して（１）２に短くなる。
１．６
よってこの場合発光部の１画素当りの発光出力は１０画
素／藤のものも１６画素／鴎のものも同じだけ必要とな
り、１６画素／ Ｎｉｇの各ＬＥＤの電流密度は４倍必
要になる。
素／藤のものも１６画素／鴎のものも同じだけ必要とな
り、１６画素／ Ｎｉｇの各ＬＥＤの電流密度は４倍必
要になる。
ＬＥＤの発光効率は、電流密度が高くなると低下する傾
向にありＬＥＤの寿命は電流密度が高くなると短くなる
。さらに製造上の諸問題で画素密度を高めると、発光効
率が低下することは周知の通りである。
向にありＬＥＤの寿命は電流密度が高くなると短くなる
。さらに製造上の諸問題で画素密度を高めると、発光効
率が低下することは周知の通りである。
すなわち、画素密度を高くすると、それにともない発光
効率の低下があるので、電流密度を上げる必要があり、
上述の通り、画素密度を１．６倍にするためには、さら
に電流密度を２．５〜４倍に上げなければならない。こ
れにともないしＥＤの寿命は短くなってしまう。
効率の低下があるので、電流密度を上げる必要があり、
上述の通り、画素密度を１．６倍にするためには、さら
に電流密度を２．５〜４倍に上げなければならない。こ
れにともないしＥＤの寿命は短くなってしまう。
この様に従来のＬＥＤアレイチップを用いて、結像系に
よシトラム面上にＬＥＤ発光面の像を結像するときには
、ＬＥＤの発光全エネルギの約１０％程度しか利用する
ことができない。従って光量を増加させるためにＬＥＤ
のドライブ電流を増加させる必要があり、そのために、
ＬＥＤアレイ２０８−１〜２０８−ｎ ＋Ｌ Ｅ Ｄド
ライブＩＣ２０９−１〜２０９−ｎ 、 ２１０−１〜
２１０−ｎの電力消費が大きくなってしまい、ドライブ
能力のあるＩＣを使わざるをえなくなり、放熱板２０２
も大型にする必要があり、コスト上昇と大型化という問
題が発生する。
よシトラム面上にＬＥＤ発光面の像を結像するときには
、ＬＥＤの発光全エネルギの約１０％程度しか利用する
ことができない。従って光量を増加させるためにＬＥＤ
のドライブ電流を増加させる必要があり、そのために、
ＬＥＤアレイ２０８−１〜２０８−ｎ ＋Ｌ Ｅ Ｄド
ライブＩＣ２０９−１〜２０９−ｎ 、 ２１０−１〜
２１０−ｎの電力消費が大きくなってしまい、ドライブ
能力のあるＩＣを使わざるをえなくなり、放熱板２０２
も大型にする必要があり、コスト上昇と大型化という問
題が発生する。
本発明は、上述のように従来のプリンタにおいて発光エ
ネルギーの利用効率が低いことに起因する様々な前書を
除去し、ＬＥＤプリンタヘッドを小型化し、低コストな
プリンタを提供することを目的とする。
ネルギーの利用効率が低いことに起因する様々な前書を
除去し、ＬＥＤプリンタヘッドを小型化し、低コストな
プリンタを提供することを目的とする。
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明するＱ
第６図に本発明のＬＥＤアレイ基板６０１の斜視図を示
す。６０２は放熱板をかねた基板であり、６０３はセラ
ミック基板等で構成される配線手段である。６０４は画
像信号や電源との接続を行なうだめのケーブルである。
す。６０２は放熱板をかねた基板であり、６０３はセラ
ミック基板等で構成される配線手段である。６０４は画
像信号や電源との接続を行なうだめのケーブルである。
６０５−１ 。
６０５−２ ＋・・は端面発光のＬＥＤをチップの端に
、複数個並べたＬＥＤアレイテップであり、６０６−ｉ
、６０６−２．・・・は、ＬＥＤアレイチップ６０５−
１ 。
、複数個並べたＬＥＤアレイテップであり、６０６−ｉ
、６０６−２．・・・は、ＬＥＤアレイチップ６０５−
１ 。
６０５−２ 、・・・を駆動するドライバ回路、即ち、
ケーブル６０４より入力される画像信号のシリアルパラ
レル変換回路等を内蔵したＬＥＤドライブＩＣである。
ケーブル６０４より入力される画像信号のシリアルパラ
レル変換回路等を内蔵したＬＥＤドライブＩＣである。
このＬＥＤアレイチップ６０５−ｍとＬＥＤドライブＩ
Ｃ６０６−ｍの部分を拡大したものを第７図に示す。
Ｃ６０６−ｍの部分を拡大したものを第７図に示す。
ＬＥＤアレイチップ６０５−ｍは、端面発光形式Ｌ Ｅ
Ｄ ７０１−１ 、７０１−２ 、を１列に並べたモ
ノリシックＬＥＤアレイで、それぞれのＬ Ｅ Ｄ ７
０１−１ 、７０１−２ 、・・・のＰＮ接合面は、Ｌ
ＥＤアレイチップ６０５−ｍと配線基板６０３との接着
面と平行になっている。そして光は、端面７０２−１゜
７０２−２ 、７０２−３より、矢印すの方向に出射す
るＯＬ Ｅ Ｄ ７０１−１ 、７０１−２・・・の電
極は上面にあシ、これとＬＥＤドライバＩＣのＬＥＤド
ライブ端子７０３−１ 、７０３−２ 、・・・とけワ
イヤボンディングしである。
Ｄ ７０１−１ 、７０１−２ 、を１列に並べたモ
ノリシックＬＥＤアレイで、それぞれのＬ Ｅ Ｄ ７
０１−１ 、７０１−２ 、・・・のＰＮ接合面は、Ｌ
ＥＤアレイチップ６０５−ｍと配線基板６０３との接着
面と平行になっている。そして光は、端面７０２−１゜
７０２−２ 、７０２−３より、矢印すの方向に出射す
るＯＬ Ｅ Ｄ ７０１−１ 、７０１−２・・・の電
極は上面にあシ、これとＬＥＤドライバＩＣのＬＥＤド
ライブ端子７０３−１ 、７０３−２ 、・・・とけワ
イヤボンディングしである。
第８図にＬ Ｅ Ｄ ７０１−１の発光面７０２−１と
感光ドラム１０１の面上の結像点の関係図を示す。
感光ドラム１０１の面上の結像点の関係図を示す。
本図は基本的に第４−１図と同様であり、発光部分のＬ
ＥＤの形状がかわったものである。すなわち、端面発光
形式のＬＥＤを用いた場合においても発光面の結像形態
は従来のままである。
ＥＤの形状がかわったものである。すなわち、端面発光
形式のＬＥＤを用いた場合においても発光面の結像形態
は従来のままである。
一方Ｌ Ｅ Ｄ ７０１−１の光の配光特性は第９図の
様になってお９角度θがある程度大きくなると光束密度
が急激に小さくなる。この様に、端面発光形式にＬＥＤ
を構成すると、発光面と垂直な方向に比較的光放出が集
中し、垂直な方向からずれた光はあまり放出されなくな
る。このような配光特性を持つ発光体からの光線を角度
θまではすべて結像器４０１に入射し、θ以上は入射し
ないと近似し、発光体の出力光エネルギの全てに対する
入力エネルギの比を計算しまとめたものが表２である。
様になってお９角度θがある程度大きくなると光束密度
が急激に小さくなる。この様に、端面発光形式にＬＥＤ
を構成すると、発光面と垂直な方向に比較的光放出が集
中し、垂直な方向からずれた光はあまり放出されなくな
る。このような配光特性を持つ発光体からの光線を角度
θまではすべて結像器４０１に入射し、θ以上は入射し
ないと近似し、発光体の出力光エネルギの全てに対する
入力エネルギの比を計算しまとめたものが表２である。
この様に端面発光形式のＬＥＤを作ることにより、θが
１５′くらいの結像系４０１を用いたときに全エネルギ
の１８．１ ％をも感光ドラム１０１の面上に集光する
ことが可能となる。感光ドラム１０１の感度を従来と同
じとすれば、ＬＥＤ７０１−１をドライブする駆動電流
は約７割でよいことになる。
１５′くらいの結像系４０１を用いたときに全エネルギ
の１８．１ ％をも感光ドラム１０１の面上に集光する
ことが可能となる。感光ドラム１０１の感度を従来と同
じとすれば、ＬＥＤ７０１−１をドライブする駆動電流
は約７割でよいことになる。
一方、画像にむらをなくすためには有効発光面５０２の
大きさのばらつきをなくシ、すべてのＬＥＤ発光面が同
じ大きさになるようにしなければならない。この様な個
々のＬＥＤを同一チップ上に形成するには従来のＬＥＤ
アレイにおいては、気相成長法を用いたプロセスでモノ
リシックなＬＥＤアレイを作る必要があり、これには、
発光効率の悪いＧａＡｓ ＰのＬＥＤ材料を用いなけれ
ばならなかった。しかし本発明において用いるＬＥＤア
レイチップは第７図に示した様に、ＬＥＤのＰＮ接合面
を削り取る様にして分離し複数個のＬＥＤ発光面７０２
−１ 、７０２−２・・・を形成したＬＥＤアレイチッ
プ６０５−ｍであるので、気相成長法を用いて、複数個
のＬＥＤをチップ上に構成する必要はなく、液相成長法
により形成した大きな端面発光ＬＥＤチップにＰＮ掘 接合面をえぐりとる溝を揖り、複数個のＬＥＤに分離す
る等の手段によって作成することができるため、発光効
率の非常に高いＧａＡｌ！Ａｓ等のＬＥＤ材料でモノリ
シックなＬＥＤアレイを作成できる。従って、従来のＬ
ＥＤプレイに比較し、数倍の効率で発光が可能となる。
大きさのばらつきをなくシ、すべてのＬＥＤ発光面が同
じ大きさになるようにしなければならない。この様な個
々のＬＥＤを同一チップ上に形成するには従来のＬＥＤ
アレイにおいては、気相成長法を用いたプロセスでモノ
リシックなＬＥＤアレイを作る必要があり、これには、
発光効率の悪いＧａＡｓ ＰのＬＥＤ材料を用いなけれ
ばならなかった。しかし本発明において用いるＬＥＤア
レイチップは第７図に示した様に、ＬＥＤのＰＮ接合面
を削り取る様にして分離し複数個のＬＥＤ発光面７０２
−１ 、７０２−２・・・を形成したＬＥＤアレイチッ
プ６０５−ｍであるので、気相成長法を用いて、複数個
のＬＥＤをチップ上に構成する必要はなく、液相成長法
により形成した大きな端面発光ＬＥＤチップにＰＮ掘 接合面をえぐりとる溝を揖り、複数個のＬＥＤに分離す
る等の手段によって作成することができるため、発光効
率の非常に高いＧａＡｌ！Ａｓ等のＬＥＤ材料でモノリ
シックなＬＥＤアレイを作成できる。従って、従来のＬ
ＥＤプレイに比較し、数倍の効率で発光が可能となる。
すなわち、同一光量を得るためには数分の１の電流しか
必要でなくなる。
必要でなくなる。
従来のＬＥＤアレイ基板においては、ＬＥＤ駆動電流が
大きいため、ＬＥＤドライブＩＣのドライブ回路をバイ
ポーラトランジスタにする必要があり、他のシリアル−
パラレル変換等の論理回路は電流を最小にしだいがため
Ｉ”Ｌ等を利用する必要があったため、駆動周波数は、
せいぜいＩ Ｍｌｌｚ程度にとどま９、高速な画像形成
ができなく、あえて実用可能なまでに高速化するには、
全体性を複数部分に分割しそれぞれの部分行への画像信
号を並列にし、各部分ごとにシリアル入力する方法を用
いねばならなかった。
大きいため、ＬＥＤドライブＩＣのドライブ回路をバイ
ポーラトランジスタにする必要があり、他のシリアル−
パラレル変換等の論理回路は電流を最小にしだいがため
Ｉ”Ｌ等を利用する必要があったため、駆動周波数は、
せいぜいＩ Ｍｌｌｚ程度にとどま９、高速な画像形成
ができなく、あえて実用可能なまでに高速化するには、
全体性を複数部分に分割しそれぞれの部分行への画像信
号を並列にし、各部分ごとにシリアル入力する方法を用
いねばならなかった。
そのために、このＬＥＤアレイ基板への入力信号の補正
が必要となり、この補正回路が高価なものとなり実用化
のさまたげとなっていたが、本発明により、ＬＥＤの駆
動電流を小さくできたので、高速低消費電力のＩＣでＬ
ＥＤドライブＩＣを構成することが可能となり、入力信
号の補正回路を必要とせず、ＬＥＤアレイ基板に信号を
送り込むことができるようになった。
が必要となり、この補正回路が高価なものとなり実用化
のさまたげとなっていたが、本発明により、ＬＥＤの駆
動電流を小さくできたので、高速低消費電力のＩＣでＬ
ＥＤドライブＩＣを構成することが可能となり、入力信
号の補正回路を必要とせず、ＬＥＤアレイ基板に信号を
送り込むことができるようになった。
また従来のＬＥＤアレイにおいては、画素密度を上げて
いくと、１つあたりのＬＥＤのＰＮ接合面を小さくしな
ければならず、１画素当シすなわち１つのＬＥＤ当りの
電流値を一定にしても、ＬＥＤの発光面を小さくするこ
とでＰＮ接合面も小さくなり、電流密度が上昇し、寿命
を短くする原因となっていた。そのために、なるべくＬ
ＥＤは発光させないように、光のあたった所を黒く現像
する反転現像方式に応用が限られていた。しかし本発明
のごとく端面発光形式のＬＥＤを用いる場合には、画素
密度を上げるために発光面を小さくしてもその分だけＬ
ＥＤの端面から反対側の端面までの長さを長くすること
により、ＰＮ接合面の面積を小さくしないようにするこ
とが可能となシ、電流密度は上が真式プリンタにも応用
できるようになった。
いくと、１つあたりのＬＥＤのＰＮ接合面を小さくしな
ければならず、１画素当シすなわち１つのＬＥＤ当りの
電流値を一定にしても、ＬＥＤの発光面を小さくするこ
とでＰＮ接合面も小さくなり、電流密度が上昇し、寿命
を短くする原因となっていた。そのために、なるべくＬ
ＥＤは発光させないように、光のあたった所を黒く現像
する反転現像方式に応用が限られていた。しかし本発明
のごとく端面発光形式のＬＥＤを用いる場合には、画素
密度を上げるために発光面を小さくしてもその分だけＬ
ＥＤの端面から反対側の端面までの長さを長くすること
により、ＰＮ接合面の面積を小さくしないようにするこ
とが可能となシ、電流密度は上が真式プリンタにも応用
できるようになった。
第１０図に本発明の他の実施例を示した。端百発光式Ｌ
ＥＤアレイチップ６０５−１． ・・＊、 ６０５−ｎ
を基板６０２上にとりつけたＬＥＤアレイ基板６０１と
感光紙１１０１と対面させ、結像光学系４０１によって
、ＬＥＤアレイチップ６０５−１ 、 ” ” ”、
６０５−ｎの発光面を感光紙１１０１上に結像する様に
構成しである。また、感光紙１１０１は矢印１１０２の
方向に移動する様になっており、ＬＥＤアレイ基板６０
１上の各ＬＥＤ発光面の点燈、消煙による輝点の集合と
しての画像が逐次作成される様になっている。１０１３
は現像器であり、ＬＥＤアレイ基板６０１によりドツト
公開した像を露光された感光紙１１０１を現像定着する
ものである。
ＥＤアレイチップ６０５−１． ・・＊、 ６０５−ｎ
を基板６０２上にとりつけたＬＥＤアレイ基板６０１と
感光紙１１０１と対面させ、結像光学系４０１によって
、ＬＥＤアレイチップ６０５−１ 、 ” ” ”、
６０５−ｎの発光面を感光紙１１０１上に結像する様に
構成しである。また、感光紙１１０１は矢印１１０２の
方向に移動する様になっており、ＬＥＤアレイ基板６０
１上の各ＬＥＤ発光面の点燈、消煙による輝点の集合と
しての画像が逐次作成される様になっている。１０１３
は現像器であり、ＬＥＤアレイ基板６０１によりドツト
公開した像を露光された感光紙１１０１を現像定着する
ものである。
現像、定着するプリンタに適用できる。特に、感度ノ悪
い感光紙等を用いたシステムでは、従来光量不足のため
ＬＥＤアレイを用いたヘッドが応用できなかったが、本
発明のＬＥＤヘッドを用いることにより実現可能になる
。
い感光紙等を用いたシステムでは、従来光量不足のため
ＬＥＤアレイを用いたヘッドが応用できなかったが、本
発明のＬＥＤヘッドを用いることにより実現可能になる
。
また第１１図に他の実施例を示す。本実施例では第１０
図に示した実施例における結像系４０１を除去し、ＬＥ
Ｄアレイ基板６０１を感光紙１１０１に密着もしくは非
常に接近させ、ＬＥＤ発光面の点燈、清澄パターンを直
接感光紙１１０１に露光し、像を形成させるものである
。電子写真式、とくに感光ドラムや感光ベルトを用いる
方法であると、トナーが感光ドラム等に多少残ってしま
うため、ＬＥＴ′）アレイ基板を密着したり近接したり
すると、ＬＥＤる場合には上記の問題はおこらず、結像
系を用いないためさらに安価なプリンタを提供できる様
になる。
図に示した実施例における結像系４０１を除去し、ＬＥ
Ｄアレイ基板６０１を感光紙１１０１に密着もしくは非
常に接近させ、ＬＥＤ発光面の点燈、清澄パターンを直
接感光紙１１０１に露光し、像を形成させるものである
。電子写真式、とくに感光ドラムや感光ベルトを用いる
方法であると、トナーが感光ドラム等に多少残ってしま
うため、ＬＥＴ′）アレイ基板を密着したり近接したり
すると、ＬＥＤる場合には上記の問題はおこらず、結像
系を用いないためさらに安価なプリンタを提供できる様
になる。
ただし、感光紙の表面が荒かったりすると、ＬＥＤ発光
面と感光紙面とのまさつにより、ＬＥＤ発光面が破損し
やすくなる。この様に表面の荒い感光紙を用いる場合、
もしくは非常に破損しやすい材質でＬＥＤアレイを作成
したときは第１２図の様にファイバープレー） １３０
１を用いてＬＥＤの発光面の光を感光紙１１０１まで導
く様にしておけばよい。
面と感光紙面とのまさつにより、ＬＥＤ発光面が破損し
やすくなる。この様に表面の荒い感光紙を用いる場合、
もしくは非常に破損しやすい材質でＬＥＤアレイを作成
したときは第１２図の様にファイバープレー） １３０
１を用いてＬＥＤの発光面の光を感光紙１１０１まで導
く様にしておけばよい。
また、マイクロフィルム等にドツト分割した像を露光す
る様なプリンタにおいて、ＬＥＤアレイを用いる場合、
セルフォックレンズアレイ等の結像系を用いるためには
、発光面を非常に小さくしなければならない。マイクロ
フィルムでは、原稿をＡ程度まで縮小するために、マイ
クロフィルムからもとの大きさに拡大投射したときのド
ツト密度を１６ドツト／ ｍｍとすると、フィルム上で
は６２０ドツ） ／ ｍｍ ＜らいのドツトを作成しな
ければならない。
る様なプリンタにおいて、ＬＥＤアレイを用いる場合、
セルフォックレンズアレイ等の結像系を用いるためには
、発光面を非常に小さくしなければならない。マイクロ
フィルムでは、原稿をＡ程度まで縮小するために、マイ
クロフィルムからもとの大きさに拡大投射したときのド
ツト密度を１６ドツト／ ｍｍとすると、フィルム上で
は６２０ドツ） ／ ｍｍ ＜らいのドツトを作成しな
ければならない。
従って、この様な高密度なＬＥＤアレイを作成するのは
現在のところ不可能であるため、縮小光学系を用いてＬ
ＥＤ発光発光全列小し、そこにフィルムを通過させるこ
とにより実現せざるを得ない。
現在のところ不可能であるため、縮小光学系を用いてＬ
ＥＤ発光発光全列小し、そこにフィルムを通過させるこ
とにより実現せざるを得ない。
この実施例におけるＬＥＤ発光部１４０１と感光フィル
ム１４０２上の結像点との関係を第１６図に示した。
ム１４０２上の結像点との関係を第１６図に示した。
縮小光学系１４０５により焦点をｆ−、ｆ−とすると１
距離１２上におかれたＬＢＤ発光部１４０１は距ｍｌｈ
をへだてて反対側に結像される。また、ＬＥＤ発光部１
４０１は副走査方向、すなわちＬＩｌｕＤアレイ列と直
角方向には数十μと短いが主走査方向は数百ｍｍと非常
に長い。そして、レンズの様な光学系を用いて縮小光学
系１４０６を構成すると、ＬＥＤアレイ列全体の倒立縮
小像を結像しなければならないので、ＬＥＤアレイから
の光を有効に結像しようとすると、非常に大きなレンズ
を使わざるを得なくなる。
距離１２上におかれたＬＢＤ発光部１４０１は距ｍｌｈ
をへだてて反対側に結像される。また、ＬＥＤ発光部１
４０１は副走査方向、すなわちＬＩｌｕＤアレイ列と直
角方向には数十μと短いが主走査方向は数百ｍｍと非常
に長い。そして、レンズの様な光学系を用いて縮小光学
系１４０６を構成すると、ＬＥＤアレイ列全体の倒立縮
小像を結像しなければならないので、ＬＥＤアレイから
の光を有効に結像しようとすると、非常に大きなレンズ
を使わざるを得なくなる。
この様にたとえ感度の非常に良い銀塩式の感光フィルム
を用いたものであっても、発光エネルギーの利用率が小
さいために、ＬＥＤアレイによる光書込みが難しかった
分野にも、本発明によりＬＦｉＤアレイを光プリンタに
適用できる様になる。
を用いたものであっても、発光エネルギーの利用率が小
さいために、ＬＥＤアレイによる光書込みが難しかった
分野にも、本発明によりＬＦｉＤアレイを光プリンタに
適用できる様になる。
第１図は従来のＬＥＤプリンタの構成を示す概は
略図、第２図、第６図渋々従来のＬＥＤプリンタヘッド
の構成を示す概略図、第４−１図は従来のＬＥＤプリン
タにおけるＬＥＤ発光部元部光ドラムとの結像関係を示
す図、第４−２図は従来のＬＥＤの配光特性を示す図、
第５図は従来のＬＥＤアレイの発光面形状を示す図、第
６図、第７図は夫々本発明に用いるＬＥＤアレイ基板の
構成を示す概略図、第８図は本発明のプリンタの一実施
例におけるＬＥＤ発光部元部光ドラムとの結像関係を示
す図、第９図は本発明に用いるＬＥＤの配光特性を示す
図、第１０図、第１１図、第１２図。 第１３図は夫々本発明の他の実施例を示す概略図である
。 ６０１・・・ＬＥＤアレイ基板、６０２・・・放熱板を
かねた基板、６０６０争・配線手段、６０４・−・ケー
ブル、６０５−１ 、６０５−２．− ｓ、 ６０５−
ｎ −−一端面発光のＬＥＤ７レイチツプ、６０６１．
６０６２． ・・・、 ６０６−ｎ ・・・Ｌ ＥＤド
ライブＩ Ｃ、７０１−１，７０１−２，７０１−３・
・・端面発光のＬ ＥＤ 、 ７０２−１．７０２−２
．７０２−３・・・端面、７０３−１．７０”＋−２，
７０５−３・・・ＬＥＤドライブ端子。 ％ｑ図 馬ｌＯ図 晃７１図
の構成を示す概略図、第４−１図は従来のＬＥＤプリン
タにおけるＬＥＤ発光部元部光ドラムとの結像関係を示
す図、第４−２図は従来のＬＥＤの配光特性を示す図、
第５図は従来のＬＥＤアレイの発光面形状を示す図、第
６図、第７図は夫々本発明に用いるＬＥＤアレイ基板の
構成を示す概略図、第８図は本発明のプリンタの一実施
例におけるＬＥＤ発光部元部光ドラムとの結像関係を示
す図、第９図は本発明に用いるＬＥＤの配光特性を示す
図、第１０図、第１１図、第１２図。 第１３図は夫々本発明の他の実施例を示す概略図である
。 ６０１・・・ＬＥＤアレイ基板、６０２・・・放熱板を
かねた基板、６０６０争・配線手段、６０４・−・ケー
ブル、６０５−１ 、６０５−２．− ｓ、 ６０５−
ｎ −−一端面発光のＬＥＤ７レイチツプ、６０６１．
６０６２． ・・・、 ６０６−ｎ ・・・Ｌ ＥＤド
ライブＩ Ｃ、７０１−１，７０１−２，７０１−３・
・・端面発光のＬ ＥＤ 、 ７０２−１．７０２−２
．７０２−３・・・端面、７０３−１．７０”＋−２，
７０５−３・・・ＬＥＤドライブ端子。 ％ｑ図 馬ｌＯ図 晃７１図
Claims (1)
- （１）発光ダイオードを複数何歩くとも１列配置した発
光ダイオードアレイの各発光ダイオードを選択的に点燈
させ、感光体上にドツト分割した像を形成する発光ダイ
オードを用いたプリンタにおいて、 前記発光ダイオードアレイを、端面発光するモノリシッ
ク発光ダイオードアレイチップにより構成したことを特
徴とする発光ダイオードを用いたプリンタ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58200570A JPS6090784A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 発光ダイオ−ドを用いたプリンタ |
| DE3438949A DE3438949C2 (de) | 1983-10-25 | 1984-10-24 | Druckvorrichtung |
| GB08427039A GB2150395B (en) | 1983-10-25 | 1984-10-25 | Image formation apparatus |
| US07/004,318 US4700206A (en) | 1983-10-25 | 1987-01-08 | Image formation apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58200570A JPS6090784A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 発光ダイオ−ドを用いたプリンタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6090784A true JPS6090784A (ja) | 1985-05-21 |
Family
ID=16426521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58200570A Pending JPS6090784A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 発光ダイオ−ドを用いたプリンタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6090784A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62231970A (ja) * | 1986-04-01 | 1987-10-12 | Fuji Xerox Co Ltd | 光書込み装置 |
| JPH0479454U (ja) * | 1990-11-20 | 1992-07-10 | ||
| US5606181A (en) * | 1994-03-29 | 1997-02-25 | Ricoh Company, Ltd. | Edge emitting type light emitting diode array heads |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5659260A (en) * | 1979-09-26 | 1981-05-22 | Siemens Ag | Charged latent image forming device for electronic printing |
-
1983
- 1983-10-25 JP JP58200570A patent/JPS6090784A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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