KR100804436B1 - 자기 주사형 발광 소자 어레이를 사용한 광기록 헤드 - Google Patents

자기 주사형 발광 소자 어레이를 사용한 광기록 헤드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자기 주사형 발광 소자 어레이를 사용하여, 추출 신호선의 수를 줄인 기록 헤드를 제공한다. 각 SLED 칩의 Φ1 본딩 패드는 저항기(R1)를 통해서 ΦI 버스 라인에 접속되고, Φ2 본딩 패드는 저항기(R2)를 통해서 Φ2 버스 라인에 접속되어 있다. 또한, ΦS 본딩 패드는 저항기(RS)를 통해서 ΦS 버스 라인에 접속되고, VGA 본딩 패드는 VGA 버스 라인에 접속되어 있다. 더욱이, 각 SLED 칩의 ΦI 본딩 패드는 저항기(RI)를 통해서 커넥터의 대응하는 단자ΦI(1) 내지 ΦI(56)에 접속되어 있다.
문턱 전압, 문턱 전류, 3단자 발광 소자, 발광 사이리스터

Description

자기 주사형 발광 소자 어레이를 사용한 광기록 헤드{Optical writing head comprising self-scanning light-emitting element array}
본 발명은 광기록 헤드, 특히, 자기 주사형 발광 소자 어레이를 사용한 광기록 헤드에 관한 것이다.
광프린터 헤드, 즉, 광기록 헤드는 발광 소자가 일렬로 배열되어 구성되는 발광 소자 어레이를 구비하고 있다. 발광 소자 어레이로서, 예를 들면, 발광 다이오드(LED) 어레이를 사용하여 광프린터 헤드를 구성하는 경우, A3 사이즈의 용지에 인자하는 600dpi(dots per inch)의 광기록 헤드에서는, 약 7200개의 LED를 일렬로 배열한다. 이러한 광기록 헤드에서는, LED 하나 하나로부터 전극을 끌어내어 구동 IC의 전극과 전기적으로 접속한다. 접속에는 통상 와이어 본딩이 사용된다. 통상 n개의 LED를 구동하는 IC는 n개의 직렬 데이터를 n개의 병렬 데이터로 직렬-병렬 변환하고, 그 병렬 데이터에 근거하여 n개의 LED의 점멸을 컨트롤한다.
따라서, 광기록 헤드로부터 추출되는 신호선의 수는 전원이나 타이밍 관계의 펄스를 위한 신호선을 제외하면, 구동 IC의 수와 같아진다. 단, 여기서는 신호선의 수가 지나치게 많은 경우에는, m개의 구동 IC에 데이터를 분배(직렬-병렬 변환)하는 특정한 구동 IC를 둠으로써 추출하는 신호선의 수를 1/m로 줄일 수 있다.
이와 같이, LED 어레이를 사용한 종래의 광기록 헤드는 LED의 개수만큼 배선이 있기 때문에, 상기 특정한 구동 IC를 가까이에 두고, 직렬-병렬 변환에 의해서 추출하는 신호선의 수를 줄이지 않으면 외부와의 인터페이스를 취할 수 없는 구조로 되어 있었다. 이 때문에 특정한 구동 IC가 LED 어레이와 같은 기판상에 배치되게 되고, 헤드의 폭(LED의 배열 방향과 직각 방향의 폭)이 넓어진다는 문제점이 있었다. 또한, 직렬-병렬 변환 전용의 특정한 구동 IC를 헤드 내에 내장하지 않으면 안되어, 비용이 든다는 문제점이 있다.
한편, 본 발명자 등은 발광 소자 어레이의 구성 요소로서 pnpn 구조를 가지는 발광 사이리스터에 주목하여, 발광점의 자기 주사를 실현할 수 있는 것을 이미 특허출원(일본 특개평 1-238962호 공보, 일본 특개평 2-14584호 공보, 일본 특개평 2-92650호 공보, 일본 특개평 2-92651호 공보)하고, 광프린터용 광원으로서 실장상 간편해지고, 발광 소자 피치를 상세하게 할 수 있으며, 콤팩트한 발광 소자 어레이를 제작할 수 있는 것 등을 개시하였다.
또한, 본 발명자 등은 발광 사이리스터로 이루어지는 전송 소자 어레이를 시프트 레지스터로서 발광 소자 어레이와 분리한 구조의 자기 주사형 발광 소자 어레이를 제안하고 있다(일본 특개평 2-263668호 공보).
본 발명의 목적은, 자기 주사형 발광 소자 어레이를 사용함으로써 추출하는 신호 버스 라인의 수를 줄일 수 있는 광기록 헤드를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 광기록 헤드에 사용되는 1점 점등형의 자기 주사형 발광 소자 어 레이 칩은 다음과 같은 기본 구조를 갖고 있다.
즉, 1점 점등형의 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩은,
문턱 전압 또는 문턱 전류를 제어하는 제어 전극을 갖는 3단자 전송 소자 다수 개를 일차원적으로 배열하여, 인접하는 전송 소자의 제어 전극을 전기적으로 1 방향성을 갖는 소자로 서로 접속하고, 전원 라인을 전송 소자의 각 제어 전극에 각 부하 저항기를 통해서 접속하며, 각 전송 소자의 남은 2단자 중의 한 쪽에, n상(n은 2 이상의 정수)의 클록 펄스 라인을 각각 n 전송 소자마다 차례로 접속하여 형성한 전송 소자 어레이와,
문턱 전압 또는 문턱 전류를 제어하는 제어 전극을 갖는 3단자 발광 소자 다수 개를 일차원적으로 배열하여 전송 소자의 각 제어 전극을 발광 소자의 대응하는 제어 전극에 접속하고, 각 발광 소자의 남은 2단자의 한 쪽에, 기록 신호를 인가하는 라인을 접속하여 형성한 발광 소자 어레이를 구비하고 있다.
본 발명의 광기록 헤드의 제 1 예에 따르면, 상기한 바와 같은 구성의 1점 점등형의 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩을 복수개 일차원적으로 배열하여, 각 칩에는, 공통의 스타트 펄스·버스 라인을 접속하고, 각 칩에는, 공통의 2상의 클록 펄스·버스 라인을 접속하며, 각 칩에는 별개의 기록 신호 버스 라인을 각각 접속하고 있다.
또한, 본 발명의 광기록 헤드의 제 2 예에 따르면, 제 1 예에 있어서, 스타트 펄스·버스 라인, n상의 클록 펄스·버스 라인, 기록 신호 버스 라인에 접속되는 전류 제한용 저항기가 칩 내에 내장되어 있다.
또한, 본 발명의 광기록 헤드의 제 3 예에 따르면, 제 1 예에 있어서, n상의 클록 펄스·버스 라인에 접속되는 전류 제한용 저항기가 칩 내에 내장되어 있다.
또한, 본 발명의 광기록 헤드의 제 4 예에 따르면, 제 3 예에 있어서, n상의 클록 펄스·버스 라인의 각각에 버퍼 IC가 삽입되어 있다.
또한, 본 발명의 광기록 헤드의 제 5 예에 따르면, 2점 점등형의 자기 주사형 발광 소자 칩을 사용한다. 이 예에서는, 각 칩에는, 공통의 스타트 펄스·버스 라인을 접속하고, 각 칩에는, 공통의 n상의 클록 펄스·버스 라인을 접속하며, 각 칩에는, 별개의 2개의 기록 신호 버스 라인을 각각 접속하고, 상기 2개의 기록 버스 라인을, 각 칩에서는, 상기 발광 소자에 1개 걸러서 접속하고 있다.
또한, 본 발명의 제 6 예에 따르면 복수 점등형의 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩을 사용한다.
이 복수 점등형의 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩은,
문턱 전압 또는 문턱 전류를 제어하는 제어 전극을 갖는 3단자 전송 소자 다수 개를 일차원적으로 배열하여, 인접하는 전송 소자의 제어 전극을 전기적으로 1 방향성을 갖는 소자로 서로 접속하고, 전원 라인을 전송 소자의 각 제어 전극에 각 부하 저항기를 통해서 접속하며, 각 전송 소자의 남은 2단자 중의 한 쪽에, n상(n은 2 이상의 정수)의 클록 펄스 라인을 전류 제한용 저항기를 통해서 각각 n 전송 소자마다 차례로 접속하여 형성한 전송 소자 어레이와,
문턱 전압 또는 문턱 전류를 제어하는 제어 전극을 갖는 3단자 발광 소자 다수 개를 일차원적으로 배열하여, 발광 소자의 각 제어 전극을 n개마다의 전송 소자 의 대응하는 제어 전극에 접속하고, 각 발광 소자의 남은 2단자의 한 쪽에, 기록 신호를 인가하는 라인을 전류 제한용 저항기를 통해서 접속하여 형성한 발광 소자 어레이를 구비한다.
이 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩을 일차원적으로 배열한 광기록 헤드에서는, 각 칩에는, 별개의 스타트 펄스·버스 라인을 각각 접속하고, 각 칩에는, 공통의 n상의 클록 펄스·버스 라인을 접속하며, 각 칩에는, 공통의 전류 인가 버스 라인을 접속하고 있다.
또한, 본 발명의 제 7 예는, 1점 점등형의 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩을 사용한 광기록 헤드에 있어서, 각 칩에는, m개(m은 2 이상의 정수)의 스타트 펄스·버스 라인이 차례로 접속되고, 각 칩에는, 공통의 n상의 클록 펄스·버스 라인이 접속되고, 인접하는 m개의 칩마다 별개의 기록 신호 버스 라인이 각각 접속되며, 스타트 펄스·버스 라인, 클록 펄스·버스 라인, 기록 신호 버스 라인에 접속되는 저항기가 칩 내에 내장되어 있다.
또한, 본 발명의 제 8 예에서는, 1점 점등형의 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩을 사용한 광기록 헤드에 있어서, 복수개의 칩은 서로 인접하는 m개(m은 2 이상의 정수)의 칩의 그룹으로 나누어지고, 1개의 그룹 내의 칩에 있어서, 어떤 칩의 엔드·본딩 패드를 다음 단(段)의 칩의 스타트 펄스·본딩 패드와 접속하고, 각 그룹 내의 최초의 칩에는, 공통의 스타트 펄스·버스 라인이 접속되고, 각 칩에는, 공통의 n상의 클록 펄스·버스 라인이 접속되며, 각 그룹 내의 모든 칩에 별개의 기록 신호 버스 라인이 각각 접속되어 있다.
또한, 본 발명의 제 9 예에서는, 다점 점등형의 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩을 사용한 광기록 헤드에 있어서, 인접하는 m개마다(m은 2 이상의 정수)의 칩에는, 별개의 스타트 펄스·버스 라인을 접속하고, 인접하는 m개의 칩에는, 어떤 상의 m개의 클록 펄스·버스 라인을 차례로 접속하며, 각 칩에는, 공통의 다른 상의 클록 펄스·버스 라인을 접속하고, 각 칩에는, 기록 신호 버스 라인을 각각 접속하고 있다.
도 1은 3단자 발광 사이리스터의 기본 구조를 도시하는 도면.
도 2는 자기 주사형 발광 소자 어레이의 등가 회로도.
도 3은 본 발명의 실시예 1인 광기록 헤드를 도시하는 도면.
도 4a 및 도 4b는 실시예 1에 사용되는 1점 점등형의 SLED 칩을 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예 2a인 광기록 헤드를 도시하는 도면.
도 6a 및 도 6b는 실시예 2a에 사용되는 저항기 내장형의 SLED 칩을 도시하는 도면.
도 7a 및 도 7b는 실시예 2b에 사용되는 저항기 내장형의 SLED 칩을 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 실시예 2c인 광기록 헤드를 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 실시예 3인 광기록 헤드를 도시하는 도면.
도 10a 및 도 10b는 실시예 3에 사용되는 2점 점등형의 SLED 칩을 도시하는 도면.
도 11은 본 발명의 실시예 4인 광기록 헤드를 도시하는 도면.
도 12는 실시예 4에 사용되는 복수 점등형의 SLED 칩을 도시하는 도면.
도 13은 본 발명의 실시예 5인 광기록 헤드를 도시하는 도면.
도 14는 실시예 5의 구동파형 예를 도시하는 도면.
도 15는 본 발명의 실시예 6인 광기록 헤드를 도시하는 도면.
도 16a 및 도 16b는 실시예 6에 사용되는 1점 점등형의 SLED 칩을 도시하는 도면.
도 17은 실시예 6의 구동파형 예를 도시하는 도면.
도 18은 본 발명의 실시예 7인 광기록 헤드를 도시하는 도면.
우선, 본 발명의 광기록 헤드가 사용하는 자기 주사형 발광 소자 어레이에 대해서 간단하게 설명한다. 자기 주사형 발광 소자 어레이는 3단자 발광 사이리스터를 사용한다. 도 1에 3단자 발광 사이리스터의 기본 구조를 도시한다. 일례로서, P형 GaAs 기판(10)상에 PNPN 구조(12)를 형성한 것이다. 이 3단자 발광 사이리스터의 게이트(14)는 턴온 전압을 제어하는 작용을 갖고, 음극(16)에 가해지는 턴온 전압은 게이트 전압에 PN 접합의 확산 전위 및 게이트 전압을 가한 전압이 된다. 또한 턴온한 후, 게이트 전압은 양극 전압과 거의 일치하게 된다. 따라서, 양극(18)이 접지되어 있으면, 게이트 전압은 영볼트가 된다.
이러한 3단자 발광 사이리스터를 사용한 상기 일본 특개평 2-263668호 공보 에 개시한 자기 주사형 발광 소자 어레이의 등가 회로를 도 2에 도시한다. 이 자기 주사형 발광 소자 어레이는 전송 소자(T1, T2, T3, …)의 어레이 및 기록용 발광 소자(L1, L2, L3, …)의 어레이를 구비하고 있다. 이들 전송 소자 및 발광 소자는 3단자 발광 사이리스터에 의해 구성된다. 인접하는 전송 소자의 게이트 전극간은 다이오드(D1, D2, D3, D4, …)를 이용하여 접속하고 있다.
전송 소자의 각 음극 전극은 교대로 클록 펄스(Φ1, Φ2)가 공급되고 있다. VGA는 전원(통상 -5V)이며, 부하 저항(RL)을 거쳐서 각 전송 소자의 게이트 전극(G 1, G2, G3, …)에 접속되어 있다. 이들 전송 소자(T1, T2, T3 , …), 다이오드(D1, D2, D3, , …), 복수의 부하 저항(RL)에 의해 시프트 레지스터(8)가 구성된다. 전송 소자의 게이트 전극은 대응하는 발광 소자의 게이트 전극에도 접속된다. 제 1 열째의 전송 소자(T1)의 게이트 전극에는 스타트 펄스(ΦS)가 인가된다. 기록용 발광 소자의 음극 전극에는 기록 신호(ΦI)가 가해지고 있다.
이 자기 주사형 발광 소자 어레이의 동작을 간단하게 설명한다.
지금, 전송 소자(T2)가 온 상태에 있다고 하면, 게이트 전극(G2)의 전압은 전원 전압(VGA; -5볼트)보다 상승하여 거의 영볼트가 된다. 따라서, 기록 신호(ΦI)의 전압이 PN 접합의 확산 전위(약 1볼트) 이하이면, 발광 소자(L0)를 발광 상태로 할 수 있다.
이에 대하여, 게이트 전극(G1)은 약 -5볼트이고, 게이트 전극(G3)은 약 -1볼트가 된다. 따라서, 발광 소자(L1)의 기록 전압은 약 -6볼트, 발광 소자(L3)의 기록 전압은 약 -2볼트가 된다. 이로부터 발광 소자(L2)에만 기록할 수 있는 기록 신호(ΦI)의 전압은 -1 내지 -2볼트의 범위가 된다. 발광 소자(L2)가 온, 즉, 발광 상태에 들어가면, 기록 신호(ΦI) 라인의 전압은 약 -1볼트로 고정되기 때문에, 다른 발광 소자가 선택되어 발광할 우려는 없다.
발광 소자의 발광 강도는 기록 신호(ΦI)에 흘리는 전류량으로 정해지고, 임의의 강도로 화상 기록이 가능해진다. 또한, 발광 상태를 다음의 발광 소자로 전송하기 위해서는, 기록 신호(ΦI) 라인의 전압을 한번 영볼트까지 떨어뜨려서 발광하고 있는 발광 소자를 일단 오프로 하여 둘 필요가 있다.
이러한 자기 주사형 발광 소자 어레이를 광프린터 등에 응용하는 경우, 어떤 일정한 수의 전송 소자 및 발광 소자를 집적한 1개의 반도체 칩의 형태로서 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩을 구성하고, 이 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩을 예를 들면, 일렬로 배열하여 소정의 사이즈의 자기 주사형 발광 소자 어레이를 형성한다.
이하, 이러한 선형상 광원을 이용한 광기록 헤드의 실시예를 도면에 근거하여 상세하게 설명한다.
실시예 1
도 3에 도시하는 바와 같이, 600dpi/128 발광점/1점 점등형(동시에 1개의 발광 소자가 점등)의 자기 주사형 발광 소자 어레이(SLED라고 한다) 칩을 56개 배열하여, A3 사이즈용 광기록 헤드를 구성하였다. 이 실시예에 사용되는 1점 점등형의 SLED 칩을 도 4a 및 도 4b에 도시한다.
도 4b에 도시하는 SLED 칩은 128개의 전송 소자(T1 내지 T128), 128개의 기록용 발광 소자(L1 내지 L128)로 이루어진다. 시프트 레지스터 부분의 구성은 인접 전송 소자의 게이트간의 접속에 다이오드 접속을 이용하고 있다. VGA는 전원이며, 부하 저항(RL)을 거쳐서 각 전송 소자의 게이트 전극에 접속되어 있다. 또한, 전송 소자의 게이트 전극은 대응하는 발광 소자의 게이트 전극에도 접속된다. 전송 소자(T1)의 게이트 전극에는 스타트 펄스(ΦS)가 가해지고, 전송 소자의 음극 전극에는 교대로 전송용 클록 펄스(Φ1, Φ2)가 가해지며, 기록용 발광 소자의 음극 전극에는 기록 신호(ΦI)가 가해지고 있다.
이러한 SLED 칩에는, 도 4a에 도시하는 바와 같이, Φ1, Φ2, VGA, ΦS, ΦI용의 본딩 패드(30, 32, 34, 36, 38)를 갖고 있다.
도 3으로 돌아가서, 상기한 바와 같은 본딩 패드(30, 32, 34, 36, 38)를 갖는 SLED 칩이 56개 배열된 자기 주사형 발광 소자 어레이로의 신호 배선에 대해서 설명한다. 커넥터(20)의 VGA 단자, Φ2단자, Φ1 단자, ΦS 단자로부터는 각각 1개의 버스 라인(22, 24, 26, 28)이 연장되고 있다. 각 SLED 칩의 Φ1 본딩 패드(30)는 외장된 전류 제한용의 저항기(R1)를 통해서 Φ1 버스 라인(26)에 접속되고, Φ2 본딩 패드(32)는 외장된 전류 제한용의 저항기(R2)를 통해서 Φ2 버스 라인(24)에 접속되어 있다. 또한, ΦS 본딩 패드(36)는 외장된 전류 제한용의 저항기(RS)를 통해서 ΦS 버스 라인(28)에 접속되고, VGA 본딩 패드(34)는 VGA 버스 라인(22)에 접속되어 있다. 또한, 각 SLED 칩의 ΦI 본딩 패드(38)는 외장된 전류 제한용의 저항기(RI)를 통해서, 기록 신호(ΦI(1) 내지 ΦI(56))용의 버스 라인을 거쳐서 커넥터(20)의 대응하는 ΦI(1) 내지 ΦI(56) 단자에 접속되어 있다.
이러한 기록 헤드에서는, 각 SLED 칩은 동일한 스타트 펄스(ΦS)가 주어지기 때문에 동시에 전송 동작을 개시한다. 각 SLED 칩으로 점등하고 있는 1개의 발광 소자의 발광 강도는 각 SLED 칩에 각각 주어지는 기록 신호(ΦI(1) 내지 ΦI(56))에 의해 결정된다.
이상과 같은 구성의 광기록 헤드는, 칩으로부터의 추출 배선 수가 ΦS, Φ1, Φ2, VGA, ΦI(1) 내지 ΦI(56)용의 본딩 패드의 배선에 접지용의 배선(도시하지 않음)을 더하여 합계 61개이다. LED 어레이를 사용한 종래의 광기록 헤드의 배선과 비교하여 배선 수가 극히 적어진다. 또한, 사용되는 저항기(R1, R2, RS, RI)의 총 수는 56×4=224개였다.
또 상기의 실시예에서는 전송용 클록 펄스(Φ1, Φ2)로 구동하는 2상 구동의 SLED 칩에 대해서 설명하였지만, 3상 이상의 클록 펄스로 구동하는 SLED 칩이어도 좋다.
실시예 2a
본 실시예는 도 3의 광기록 헤드가 외장된 전류 제한용 저항기(R1, R2, RS, RI)를 SLED 칩 내에 내장시킨 기록 헤드이다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 저항기를 내장한 600dpi/128 발광점/1점 점등형의 SLED 칩을 56개 배열하여, A3 사이즈용 광기록 헤드를 구성하였다. 이 실시예에 사용되는 SLED 칩을 도 6a 및 도 6b에 도시한다.
도 6b에 도시하는 바와 같이, SLED 칩은 전류 제한용의 저항기(R1, R2, RS, RI)를 내장하고 있다. 이들 저항기는 Φ1 라인(40), Φ2 라인(42), ΦS 라인(46), ΦI 라인(48)에 각각 삽입되어 있다. 1개의 칩의 본딩 패드의 수는 도 6a에 도시하는 바와 같이 실시예 1과 동일하다.
도 5의 기록 헤드를 도 3의 기록 헤드와 대비하면 분명한 바와 같이, 전기부품으로서는 SLED 칩만의 광기록 헤드를 실현할 수 있어, 더욱 좁은 폭의 광기록 헤드가 실현된다.
실시예 2b
본 실시예는 실시예 2a의 SLED 칩 대신에 전류 제한용 저항기(R1, R2)만을 내장한 SLED 칩을 사용하였다. 이 실시예에 사용되는 SLED 칩을 도 7a 및 도 7b에 도시한다. 이 SLED 칩에서는, Φ1 라인(40), Φ1 라인(42)에 저항기(R1, R2)가 각 각 삽입되고, ΦS 라인(46), ΦI 라인(48)에는, 전류 제한용 저항기가 삽입되지 않는다. 이와 같이, ΦI 라인(48)에 저항기가 삽입되지 않기 때문에, 커넥터(20)의 ΦI(1) 내지 ΦI(56) 단자를 전류원으로 구동한다. 또, 온 상태의 사이리스터의 양극-음극간 전압은 전류에 관계없이, 거의 PN 접합의 순방향 전압과 같게 유지된다. 이 성질을 이용하여, 전류원으로서 전압원과 저항기를 조합한 구성을 이용하여도 좋다. 이와 같이, ΦI 라인(48)에는 저항이 삽입되지 않기 때문에, 도 6과 같이 저항기(RI)를 칩 또는 헤드에 내장한 경우에 발생하는 발열을 없앨 수 있기 때문에, 도 6의 칩과 비교하여 칩 온도의 상승을 방지할 수 있다.
실시예 2c
본 실시예의 광기록 헤드를 도 8에 도시한다. 본 실시예에서는, 실시예 2b의 광기록 헤드의 Φ1, Φ2 버스 라인에 버퍼 IC(61, 62)를 삽입하였다.
버퍼 IC를 삽입하는 것은 이하의 이유에 의한다. 즉, SLED 칩의 Φ1 라인, Φ2 라인의 각각에 약 5㎃의 전류를 흘릴 때, 60칩에서는 Φ1 버스 라인(26), Φ2 버스 라인(24)에 각각 흐르는 전류는 300㎃이나 된다. 대전류가 단속되면 원하지 않는 복사(輻射)가 일어나서 전자파 장해가 발생할 우려가 있다. 버스 라인에 버퍼 IC를 삽입함으로써 대전류의 단속에 의한 원하지 않는 복사의 발생을 저지할 수 있다.
또한, 버퍼 IC를 삽입함으로써, 커넥터(20)의 Φ1, Φ2단자에는 버퍼 IC의 문턱치보다도 높거나 또는 낮은 전압을 주면 좋다. 다이오드 결합의 전송 소자를 갖는 SLED 칩에서는 동작 원리상 3V 전원에서의 동작은 어렵지만, 버퍼 IC를 삽입함으로써 별도로 5V 전원은 필요하지만, 3V계의 신호로 SLED 칩을 구동할 수 있도록 된다. 이와 같이 전원 전압을 내림으로서 소비전력을 내리는 것이 가능해진다.
실시예 3
본 실시예는 저항기를 내장한 600dpi/128 발광점/2점 점등형(동시에 2개의 발광 소자가 점등)의 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩을 56개 배열하여 구성한 A3 사이즈용 광기록 헤드이다.
도 9는 광기록 헤드의 구성을 도시하고, 도 10a 및 도 10b는 이 실시예에 사용되는 SLED 칩을 도시한다.
도 10a 및 도 10b에 도시되는 SLED 칩은 도 6의 SLED 칩에 있어서의 기록 신호(ΦI)에 더하여 기록 신호(ΦJ)를 더욱 가지고 있다. ΦJ 라인(49)에는 전류 제한용 저항(RJ)이 삽입되어 있다. 기록 신호(ΦI, ΦJ)를 발광 소자에 교대로 접속하고 있다. 이로서 1칩 내에서 2개의 발광 소자를 동시에 점등하는 것이 가능해지고, 또한, 기록 신호의 듀티 비가 증가하고, 실효적인 광량이 증가한다.
이 실시예의 광기록 헤드에서는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 각 칩마다 2개의 기록 신호 버스 라인(ΦI(1)-ΦI(56), ΦJ(1)-ΦJ(56))이 주어지기 때문에 실시예 1과 비교하여 56개의 버스 라인이 증가하여 칩으로부터의 추출 버스 라인 수는 117개가 된다.
또, 각 칩에 있어서 전송 클록·버스 라인은 3상 이상이어도 좋고, 기록 신 호 버스 라인도 3개 이상이어도 좋다.
실시예 4
본 실시예는 600dpi/128 발광점/복수 점등형(동시에 복수개의 발광 소자가 점등)의 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩을 56개 배열하여 구성한 A3 사이즈용 기록 헤드이다.
도 11은 기록 헤드의 구성을 도시하고, 도 12는 이 실시예에 사용되는 SLED 칩을 도시한다. 복수 점등형의 SLED 칩에서는 전송 소자(T)의 각 음극 전극은 전류 제한용 저항기(70, 72)를 통해서, Φ1, Φ2 라인(40, 42)에 접속되고, 발광 소자(L)의 각 음극 전극은 전류 제한용 저항기(74)를 통해서 ΦI 라인(48)에 접속되어 있다. 이들 전류 제한용 저항기(71, 72, 73)는 칩 내에 집적되어 있다. 그리고, 발광 소자(L)의 각 게이트 전극은 클록 펄스(Φ1)가 입력되는 전송 소자(T)의 게이트 전극에 접속되어 있다.
이와 같은 SLED 칩이 배열된 도 11에 도시하는 광기록 헤드에서는, 56개의 스타트 펄스(ΦS(1) 내지 ΦS(56))가 준비되고, 각각이 각 SLED 칩에 접속된다. 칩마다 온시키고자 하는 복수의 전송 소자를 도시하는 데이터를 스타트 펄스에 의해 시프트 레지스터에 미리 기록하여 두고, 기록 펄스(ΦI)에 의해 복수의 발광 소자를 동시에 점등시킨다. 복수 점등형 SLED 칩에서는 전류 제한용 저항기는 모두 칩에 내장되어 있기 때문에 전기부품으로서는 SLED 칩만으로 헤드를 실현할 수 있다.
또, 이상의 실시예에 있어서 전송 클록·버스 라인은 3상 이상이어도 좋고, 또한 ΦS 버스 라인도 3개 이상 설치하여도 좋다.
실시예 5
본 실시예의 광기록 헤드를 도 13에 도시한다. 이 실시예에서는, 도 5에 도시한 실시예 2a의 광기록 헤드와 비교하여 도 13에 도시하는 바와 같이, 스타트 펄스 버스 라인을 ΦS(1) 버스 라인(28; 1)과 ΦS(2) 버스 라인(28; 2) 2개 설치하고, ΦS(1) 버스 라인(28; 1)을 SLED(1), SLED(3), SLED(5)…에 접속하고, ΦS(2) 버스 라인을 SLED(2), SLED(4), …에 접속한다.
또한, 도 5의 광기록 헤드에 있어서의 기록 신호(ΦI)의 수를 반, 즉, ΦI(1) 내지 ΦI(28)로 하고, 인접하는 2칩마다 같은 기록 신호를 주도록 한다.
이 구조의 기록 헤드에 의하면, 버스 라인의 추출 개수는 ΦS(1), ΦS(2), Φ1, Φ2, VGA, ΦI(1) 내지 ΦI(28)의 버스 라인에 접지용의 버스 라인(도시하지 않음)을 더하여 합계 34개가 되었다.
도 14는 도 13의 기록 헤드의 신호파형 예를 도시한다. 홀수번의 SLED 칩에 스타트 펄스(ΦS; 1)가, 짝수번의 SLED 칩에 스타트 펄스(ΦS; 2)가 주어지고, 인접하는 2개의 SLED 칩마다 기록 신호(ΦI(1), ΦI(2), ΦI(3)…)가 주어져 있는 것을 알 수 있을 것이다.
또, 전송 클록·버스 라인은 3상 이상이어도 좋고, ΦS 버스 라인도 3개 이 상 설치하여도 좋다.
실시예 6
본 실시예의 광기록 헤드를 도 15에 도시한다. 본 실시예에서는, 도 15에 도시하는 바와 같이, 실시예 2a의 SLED 칩(도 5)의 최종의 결합 다이오드(D128)의 음극을 엔드·본딩 패드(Φend; 37)로서 추출한 칩을 사용하고, (2N-1)번째의 칩의 Φend 본딩 패드(37)를 2N번째 칩의 ΦS 본딩 패드(36)와 접속한다. 그리고, 스타트 펄스(ΦS)는 (2N-1)번째의 SLED 칩에 접속한다.
이와 같이 함으로써, 2칩을 1칩과 같이 취급할 수 있다. 따라서, 추출 개수는 ΦS, Φ1, Φ2, VGA, ΦI(1) 내지 ΦI(28)의 버스 라인에 접지용의 버스 라인(도시하지 않음)을 더하여 합계 33개가 되었다.
도 16a 및 도 16b에는 이러한 SLED 칩의 본딩 패드 및 회로를 도시하고 있다. 최종의 결합 다이오드(D128)의 음극을 Φend 본딩 패드(37)로서 추출한 모양을 도시하고 있다.
도 17은 도 15의 광기록 헤드의 신호파형 예를 도시한다. 도 14의 신호파형과 비교하면 분명한 바와 같이, 발광 소자의 발광 동작은 실시예 5와 동일한 것을 알 수 있다.
전송 클록·버스 라인은 3상 이상이어도 좋고, 또한 Φend 본딩 패드(37)와 ΦS 본딩 패드(36)를 접속하는 칩은 3칩 이상을 1세트로 하여도 좋다.
실시예 7
실시예 4(도 11)의 Φ1 버스 라인을 L개로 함으로써, 스타트 펄스 라인(데이터 입력 라인)의 수를 1/L로 할 수 있다. 도 18에는 L=2로 한 경우의 본 실시예의 광기록 헤드를 도시한다. Φ1 버스 라인은 Φ1(1) 버스 라인, Φ1(2) 버스 라인의 2개로 증대하고, 스타트 펄스 라인은 ΦS(1) 버스 라인 내지 ΦS(28) 버스 라인의 28개로 감소한다. 따라서, SLED 칩으로부터 추출되는 버스 라인은 Φ1(1), Φ1(2), Φ2, VGA, ΦI, ΦS(1) 내지 ΦS(28)의 버스 라인에 접지용의 버스 라인을 더하여 합계 34개가 되었다.
또한, 본 실시예에 있어서, 전송 클록·버스 라인은 3상 이상이어도 좋고, Φ1 버스 라인도 3개 이상이어도 좋다.
본 실시예의 광기록 헤드에 의하면, 동시에 점등시키고자 하는 발광 소자를 도시하는 데이터를 시프트 레지스터에 미리 기록하여 두고, 기록 신호(ΦI)에 의해서 동시에 점등시킨다.
본 발명에 따르면, 자기 주사형 발광 소자 어레이를 사용함으로써 SLED 칩으로부터 추출하는 신호선의 수를 줄일 수 있는 광기록 헤드를 제공할 수 있다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 문턱 전압 또는 문턱 전류를 제어하는 제어 전극을 갖는 3단자 전송 소자 다수 개를 일차원적으로 배열하여, 인접하는 전송 소자의 제어 전극을 전기적으로 1 방향성을 갖는 소자로 서로 접속하고, 전원 라인을 상기 전송 소자의 각 제어 전극에 각 부하 저항기를 통해서 접속하며, 상기 각 전송 소자의 남은 2단자 중의 한 쪽에, n상(n은 2 이상의 정수)의 클록 펄스 라인을 각각 n 전송 소자마다 차례로 접속하여 형성한 전송 소자 어레이와,
    문턱 전압 또는 문턱 전류를 제어하는 제어 전극을 갖는 3단자 발광 소자 다수 개를 일차원적으로 배열하여, 상기 전송 소자의 각 제어 전극을 상기 발광 소자의 대응하는 제어 전극에 접속하고, 상기 각 발광 소자의 남은 2단자의 한 쪽에, 기록 신호를 인가하는 라인을 접속하여 형성한 발광 소자 어레이를 구비하는, 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩을 복수개 일차원적으로 배열한 광기록 헤드에 있어서,
    각 칩에는, 공통의 스타트 펄스·버스 라인이 접속되고,
    각 칩에는, 공통의 n상의 클록 펄스·버스 라인이 접속되며,
    각 칩에는, 별개의 기록 신호 버스 라인이 각각 접속되어 있고,
    상기 스타트 펄스·버스 라인, n상의 클록 펄스·버스 라인, 기록 신호 버스 라인에 접속되는 전류 제한용 저항기가 칩 내에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는, 광기록 헤드.
  3. 문턱 전압 또는 문턱 전류를 제어하는 제어 전극을 갖는 3단자 전송 소자 다수 개를 일차원적으로 배열하여, 인접하는 전송 소자의 제어 전극을 전기적으로 1 방향성을 갖는 소자로 서로 접속하고, 전원 라인을 상기 전송 소자의 각 제어 전극에 각 부하 저항기를 통해서 접속하며, 상기 각 전송 소자의 남은 2단자 중의 한 쪽에, n상(n은 2 이상의 정수)의 클록 펄스 라인을 각각 n 전송 소자마다 차례로 접속하여 형성한 전송 소자 어레이와,
    문턱 전압 또는 문턱 전류를 제어하는 제어 전극을 갖는 3단자 발광 소자 다수 개를 일차원적으로 배열하여, 상기 전송 소자의 각 제어 전극을 상기 발광 소자의 대응하는 제어 전극에 접속하고, 상기 각 발광 소자의 남은 2단자의 한 쪽에, 기록 신호를 인가하는 라인을 접속하여 형성한 발광 소자 어레이를 구비하는, 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩을 복수개 일차원적으로 배열한 광기록 헤드에 있어서,
    각 칩에는, 공통의 스타트 펄스·버스 라인이 접속되고,
    각 칩에는, 공통의 n상의 클록 펄스·버스 라인이 접속되며,
    각 칩에는, 별개의 기록 신호 버스 라인이 각각 접속되어 있고,
    상기 n상의 클록 펄스·버스 라인에 접속되는 전류 제한용 저항기가 칩 내에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는, 광기록 헤드.
  4. 삭제
  5. 문턱 전압 또는 문턱 전류를 제어하는 제어 전극을 갖는 3단자 전송 소자 다수 개를 일차원적으로 배열하여, 인접하는 전송 소자의 제어 전극을 전기적으로 1 방향성을 갖는 소자로 서로 접속하고, 전원 라인을 상기 전송 소자의 각 제어 전극에 각 부하 저항기를 통해서 접속하며, 상기 각 전송 소자의 남은 2단자 중의 한 쪽에, n상(n은 2 이상의 정수)의 클록 펄스 라인을 각각 n 전송 소자마다 차례로 접속하여 형성한 전송 소자 어레이와,
    문턱 전압 또는 문턱 전류를 제어하는 제어 전극을 갖는 3단자 발광 소자 다수 개를 일차원적으로 배열하여, 상기 전송 소자의 각 제어 전극을 상기 발광 소자의 대응하는 제어 전극에 접속하고, 상기 각 발광 소자의 남은 2단자의 한 쪽에, 기록 신호를 인가하는 라인을 접속하여 형성한 발광 소자 어레이를 구비하는, 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩을 복수개 일차원적으로 배열한 광기록 헤드에 있어서,
    각 칩에는, 공통의 스타트 펄스·버스 라인이 접속되고,
    각 칩에는, 공통의 n상의 클록 펄스·버스 라인이 접속되며,
    각 칩에는, 별개의 2개의 기록 신호 버스 라인이 각각 접속되고, 상기 2개의 기록 신호 버스 라인은, 각 칩에서는, 상기 발광 소자에 1개 걸러서 접속되어 있는 것을 특징으로 하는, 광기록 헤드.
  6. 문턱 전압 또는 문턱 전류를 제어하는 제어 전극을 갖는 3단자 전송 소자 다수 개를 일차원적으로 배열하여, 인접하는 전송 소자의 제어 전극을 전기적으로 1 방향성을 갖는 소자로 서로 접속하고, 전원 라인을 상기 전송 소자의 각 제어 전극에 각 부하 저항기를 통해서 접속하며, 상기 각 전송 소자의 남은 2단자 중의 한 쪽에, n상(n은 2 이상의 정수)의 클록 펄스 라인을 전류 제한용 저항기를 통해서 각각 n 전송 소자마다 차례로 접속하여 형성한 전송 소자 어레이와,
    문턱 전압 또는 문턱 전류를 제어하는 제어 전극을 갖는 3단자 발광 소자 다수 개를 일차원적으로 배열하여, 상기 발광 소자의 각 제어 전극을 n개마다의 상기 전송 소자의 대응하는 제어 전극에 접속하고, 상기 각 발광 소자의 남은 2단자의 한 쪽에, 기록 신호를 인가하는 라인을 전류 제한용 저항기를 통해서 접속하여 형성한 발광 소자 어레이를 구비하는, 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩을 복수개 일차원적으로 배열한 광기록 헤드에 있어서,
    각 칩에는, 별개의 스타트 펄스·버스 라인이 각각 접속되고,
    각 칩에는, 공통의 n상의 클록 펄스·버스 라인이 접속되며,
    각 칩에는, 공통의 전류 인가 버스 라인이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는, 광기록 헤드.
  7. 문턱 전압 또는 문턱 전류를 제어하는 제어 전극을 갖는 3단자 전송 소자 다수 개를 일차원적으로 배열하여, 인접하는 전송 소자의 제어 전극을 전기적으로 1 방향성을 갖는 소자로 서로 접속하고, 전원 라인을 상기 전송 소자의 각 제어 전극에 각 부하 저항기를 통해서 접속하며, 상기 각 전송 소자의 남은 2단자 중의 한 쪽에, n상(n은 2 이상의 정수)의 클록 펄스 라인을 각각 n 전송 소자마다 차례로 접속하여 형성한 전송 소자 어레이와,
    문턱 전압 또는 문턱 전류를 제어하는 제어 전극을 갖는 3단자 발광 소자 다수 개를 일차원적으로 배열하여, 상기 전송 소자의 각 제어 전극을 상기 발광 소자의 대응하는 제어 전극에 접속하고, 상기 각 발광 소자의 남은 2단자의 한 쪽에, 기록 신호를 인가하는 라인을 접속하여 형성한 발광 소자 어레이를 구비하는, 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩을 복수개 일차원적으로 배열한 광기록 헤드에 있어서,
    각 칩에는, m개(m은 2 이상의 정수)의 스타트 펄스·버스 라인이 차례로 접속되고,
    각 칩에는, 공통의 n상의 클록 펄스·버스 라인이 접속되며,
    인접하는 m개의 칩마다 별개의 기록 신호 버스 라인이 각각 접속되며,
    상기 스타트 펄스·버스 라인, n상의 클록 펄스·버스 라인, 기록 신호 버스 라인에 접속되는 저항기가 칩 내에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는, 광기록 헤드.
  8. 문턱 전압 또는 문턱 전류를 제어하는 제어 전극을 갖는 3단자 전송 소자 다수 개를 일차원적으로 배열하여, 인접하는 전송 소자의 제어 전극을 전기적으로 1 방향성을 갖는 소자로 서로 접속하고, 전원 라인을 상기 전송 소자의 각 제어 전극에 각 부하 저항기를 통해서 접속하며, 상기 각 전송 소자의 남은 2단자 중의 한 쪽에, n상(n은 2 이상의 정수)의 클록 펄스 라인을 각각 n 전송 소자마다 차례로 접속하여 형성한 전송 소자 어레이와,
    문턱 전압 또는 문턱 전류를 제어하는 제어 전극을 갖는 3단자 발광 소자 다수 개를 일차원적으로 배열하여, 상기 전송 소자의 각 제어 전극을 상기 발광 소자의 대응하는 제어 전극에 접속하고, 상기 각 발광 소자의 남은 2단자의 한 쪽에, 기록 신호를 인가하는 라인을 접속하여 형성한 발광 소자 어레이를 구비하는, 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩을 복수개 일차원적으로 배열한 광기록 헤드에 있어서,
    상기 복수개의 칩은 서로 인접하는 m개(m은 2 이상의 정수)의 칩의 그룹으로 나누어지고,
    1개의 그룹 내의 칩에서, 어떤 칩의 엔드 본딩 패드를 다음 단의 칩의 스타트 펄스·본딩 패드와 접속하고,
    각 그룹 내의 최초의 칩에는, 공통의 스타트 펄스·버스 라인이 접속되고,
    각 칩에는, 공통의 n상의 클록 펄스·버스 라인이 접속되며,
    각 그룹 내의 모든 칩에 별개의 기록 신호 버스 라인이 각각 접속되어 있는 것을 특징으로 하는, 광기록 헤드.
  9. 문턱 전압 또는 문턱 전류를 제어하는 제어 전극을 갖는 3단자 전송 소자 다수 개를 일차원적으로 배열하여, 인접하는 전송 소자의 제어 전극을 전기적으로 1 방향성을 갖는 소자로 서로 접속하고, 전원 라인을 상기 전송 소자의 각 제어 전극에 각 부하 저항기를 통해서 접속하며, 상기 각 전송 소자의 남은 2단자 중의 한 쪽에, n상(n은 2 이상의 정수)의 클록 펄스 라인을 전류 제한용 저항기를 통해서 각각 n 전송 소자마다 차례로 접속하여 형성한 전송 소자 어레이와,
    문턱 전압 또는 문턱 전류를 제어하는 제어 전극을 갖는 3단자 발광 소자 다수 개를 일차원적으로 배열하여, 상기 발광 소자의 각 제어 전극을 n개마다의 상기 전송 소자의 대응하는 제어 전극에 접속하고, 상기 각 발광 소자의 남은 2단자의 한 쪽에, 기록 신호를 인가하는 라인을 전류 제한용 저항기를 통해서 접속하여 형성한 발광 소자 어레이를 구비하는, 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩을 복수개 일차원적으로 배열한 광기록 헤드에 있어서,
    인접하는 m개마다(m은 2 이상의 정수)의 칩에는, 별개의 스타트 펄스·버스 라인이 접속되고,
    상기 인접하는 m개의 칩에는, 어떤 상의 m개의 클록 펄스·버스 라인이 차례로 접속되고,
    각 칩에는, 공통의 다른 상의 클록 펄스·버스 라인이 접속되고,
    각 칩에는, 공통의 기록 신호 버스 라인이 각각 접속되어 있는 것을 특징으로 하는, 광기록 헤드.
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