JPH03230571A - Light source for high-density optical printer - Google Patents
Light source for high-density optical printerInfo
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- JPH03230571A JPH03230571A JP2026622A JP2662290A JPH03230571A JP H03230571 A JPH03230571 A JP H03230571A JP 2026622 A JP2026622 A JP 2026622A JP 2662290 A JP2662290 A JP 2662290A JP H03230571 A JPH03230571 A JP H03230571A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、感光体への書き込み手段として発光ダイオー
ドを用いた高密度光プリンター光源に関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a high-density optical printer light source that uses a light emitting diode as a writing means on a photoreceptor.
(従来の技術)
電子写真による印字方式を採用した光プリンター等の光
源等への応用を目的として、発光ダイオードアレイの研
究が行なわれている。ここで、発光ダイオードアレイは
、自己発光型アレイ素子からなり、画像信号に応して発
光ダイオードアレイを発光させ、等倍結像素子で感光体
面上に静電潜像を形成し、電子写真方式により印字印刷
を行なうものである。発光ダイオードアレイは可動部が
なく構I友部品も少ないことから、このような光プリン
ターのヘッドに用いると、プリントヘッドの小型化が可
能になる。また、自己発光型で消光比が高く、良好なコ
ントラストが得られ5さらに、チップの接続により長尺
化対応が可能となり、発光ダイオードの高出力化により
高速化にも対応可能となる等種々の利益を得ることがで
きる。この場合、用いられる発光ダイオードアレイとし
ては、基板面と平行な面内に、四角形等の発光部を所定
方向に多数配列した面発光型発光ダイオードアレイや、
基板面と垂直な端面から、所定方向に多数配列した光出
力が得られる端面発光型発光ダイオードアレイ等がある
。(Prior Art) Research is being conducted on light emitting diode arrays with the aim of applying them to light sources for optical printers and the like that employ an electrophotographic printing method. Here, the light emitting diode array is composed of a self-luminous array element, which causes the light emitting diode array to emit light in response to an image signal, and forms an electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor with a 1-magnification imaging element, thereby forming an electrostatic latent image using an electrophotographic method. This is used to print characters. Since the light emitting diode array has no moving parts and has few supporting parts, when used in the head of such an optical printer, the print head can be made smaller. In addition, it is self-luminous, has a high extinction ratio, and provides good contrast5.Furthermore, it is possible to use longer lengths by connecting chips, and it is also possible to support higher speeds by increasing the output of light-emitting diodes. You can make a profit. In this case, the light emitting diode array used is a surface emitting type light emitting diode array in which a large number of square light emitting parts are arranged in a predetermined direction in a plane parallel to the substrate surface,
There is an edge-emitting type light emitting diode array, etc., which can obtain a large number of light outputs arranged in a predetermined direction from an end face perpendicular to the substrate surface.
先ず1面発光型発光ダイオードアレイの基本的な構造と
しては、例えば、第7図に示すようなものが報告されて
いる(昭和55年度電子通信学会通信部門全国大会予稿
集、第1−211頁参照)。このような面発光型発光ダ
イオードアレイでは、多くの場合、その発光部1より得
られる光出力の強度を発光面内で均一化するために1発
光部の両端。First, the basic structure of a single-surface light emitting diode array, as shown in Figure 7, has been reported (Proceedings of the National Conference of the Telecommunications Division of the Institute of Electronics and Communication Engineers, 1981, pp. 1-211). reference). In such a surface-emitting type light emitting diode array, in many cases, both ends of one light emitting part are used to equalize the intensity of the light output obtained from the light emitting part 1 within the light emitting surface.
若しくは、周囲に電極11が形成されている。このよう
に、光出力が取り出される発光部と電極とが同一面上に
存在するため、単位素子当たりに要する幅は、発光部の
幅と電極の幅、および素子分離領域の幅を合計したもの
となり、例えば60Qdpi(dots per 1n
ch)以上のような高密度に発光部を形成することは、
極めて困難である。Alternatively, the electrode 11 is formed around it. In this way, since the light emitting part from which light output is taken out and the electrode exist on the same plane, the width required per unit element is the sum of the width of the light emitting part, the width of the electrode, and the width of the element isolation region. For example, 60Qdpi (dots per 1n
ch) Forming the light emitting parts at high density as described above
It is extremely difficult.
さらに、面発光型発光ダイオードアレイ内の各発光ダイ
オードの発光出力には大きなばらつきがあり、その値は
、同一チップ内では〜±40%、チップ間では〜±50
%にも達する。このばらつきにより、印字ドツトの大き
さや、印字濃度に大きな差が出てしまうという欠点も有
している。このような発光ダイオードアレイ内の各発光
ダイオードの発光出力の大きなばらつきは、発光ダイオ
ードアレイを構成する化合物半導体材料の特性のばらつ
きや、積層構造の層厚のばらつき、さらには素子の放熱
特性等の、実装形態等のばらつき等に起因するものであ
り5何らかの光出力のばらつきの補正手段を講じなけれ
ば、実用的な高密度光プリンタ用発光ダイオードアレイ
を実現することは不可能である。Furthermore, there is a large variation in the light emitting output of each light emitting diode in a surface-emitting light emitting diode array, with values ranging from ~±40% within the same chip to ~±50% between chips.
%. This variation also has the drawback of causing large differences in the size of printed dots and print density. Such large variations in the light emitting output of each light emitting diode in the light emitting diode array are caused by variations in the characteristics of the compound semiconductor materials that make up the light emitting diode array, variations in the layer thickness of the laminated structure, and even the heat dissipation characteristics of the elements. This is caused by variations in the mounting form, etc. 5 It is impossible to realize a practical light emitting diode array for a high-density optical printer unless some kind of means is taken to correct variations in optical output.
次に、端面発光型発光ダイオードアレイとしては、例え
ば、第8図に示すようなものがある(特開昭60−32
373号公報参照)。この例では。Next, as an edge-emitting type light emitting diode array, for example, there is one as shown in FIG.
(See Publication No. 373). In this example.
基板上の積層構造内に複数の発光部2が形成されており
、これらの発光部は、その基板面と平行な面内に、その
端面に対して垂直な方向に形成された分離溝3により、
電気的かつ空間的に分離されている。このような端面発
光型発光ダイオードアレイでは、光出力が取り出される
発光部2と電極21、25とが同一面上に存在せず、単
位素子当たりに要する幅は、発光部の幅と素子分離領域
の幅を合計したものとなり、例えば60Qdpi以上の
ような高密度の発光部の形成も、原理的に可能である。A plurality of light emitting parts 2 are formed in a laminated structure on a substrate, and these light emitting parts are separated by separation grooves 3 formed in a plane parallel to the substrate surface in a direction perpendicular to its end surface. ,
electrically and spatially separated. In such an edge-emitting type light emitting diode array, the light emitting part 2 from which light output is taken out and the electrodes 21 and 25 are not on the same plane, and the width required per unit element is the width of the light emitting part and the element isolation area. For example, it is possible in principle to form a high-density light emitting section of 60 Qdpi or more.
このため、高密度光プリンター用発光ダイオードアレイ
としては、端面発光型発光ダイオードアレイが適してい
ると言える。Therefore, it can be said that an edge-emitting type light-emitting diode array is suitable as a light-emitting diode array for a high-density optical printer.
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、このような特徴を有する端面発光型発光
ダイオードアレイにおいても、発光ダイオード内の各発
光ダイオードの発光出力には大きなばらつきがあり、そ
の値は、同一チップ内では〜±40%、チップ間では〜
±50%にも達するものとなっている。このばらつきに
より、やはり印字ドツトの大きさや、印字濃度に多きな
差が出てしまうという欠点を有している。このため、例
えば600dpi以上のような高密度で、かつ印字ドツ
トの大きさや印字濃度の均一性の高い、高品質な印字が
可能であるような光プリンター用発光ダイオードアレイ
は、これまで実現されていなかった。(Problem to be solved by the invention) However, even in an edge-emitting type light-emitting diode array having such characteristics, there is a large variation in the light emission output of each light-emitting diode within the light-emitting diode, and the value varies within the same chip. So ~±40%, between chips~
It reaches as much as ±50%. This variation also has the drawback of causing large differences in the size of printed dots and print density. For this reason, a light-emitting diode array for optical printers that is capable of high-quality printing with high density, such as 600 dpi or more, and high uniformity in print dot size and print density, has not been realized to date. There wasn't.
(発明が解決しようとする課題) 本発明は、高密度高品質印字を実現するために。(Problem to be solved by the invention) The present invention aims to realize high-density, high-quality printing.
例えば600dpi以上のような高密度に発光部を形成
でき、かつ上記の欠点を解消し、印字ドツトの大きさや
印字濃度の均一性の高い、高品質な印字印刷が可能であ
るような発光ダイオードアレイを用いた高密度光ブンタ
ー光源を捉供することを目的としている。For example, a light emitting diode array that can form light emitting parts at a high density of 600 dpi or more, eliminates the above drawbacks, and enables high quality printing with high uniformity in print dot size and print density. The purpose is to capture and provide a high-density optical Bunter light source using
(課題を解決するための手段)
上記目的を達成するために1本発明の高密度光プリンタ
ー光源においては、発光ダイオードアレイを、各発光ダ
イオードの活性層を含む面と平行でない素子側面より光
出力が得られる端面発光型発光ダイオードで構成すると
ともに、第1分離溝により電気的空間的に上記端面発光
型ダイオードアレイと分離され、活性層を含む面と平行
でない素子側面より光を入射する側面入射型受光素子を
上記端面発光型発光ダイオードと同一基板上にモノリシ
ック集積化して集積型発光ダイオードアレイを構成し、
上記端面発光型発光ダイオードの光を上記側面入射型受
光素子に入射させることにより、上記端面発光型発光ダ
イオードの光出力の大小に応じて、上記端面発光型発光
ダイオードの各発光ダイオードの光出力を制御するモニ
ター信号を、上記側面入射型受光素子から得ることとし
た。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, 1. In the high-density optical printer light source of the present invention, the light emitting diode array is configured to emit light from the side surface of the element which is not parallel to the surface containing the active layer of each light emitting diode. The edge-emitting type light-emitting diode is electrically and spatially separated from the edge-emitting type diode array by a first separation groove, and the side-incidence light is incident from the side surface of the element that is not parallel to the surface containing the active layer. A type light-receiving element is monolithically integrated on the same substrate as the edge-emitting type light-emitting diode to constitute an integrated type light-emitting diode array,
By making the light of the edge-emitting type light-emitting diode enter the side-illuminated light receiving element, the light output of each light-emitting diode of the edge-emitting type light-emitting diode is adjusted according to the magnitude of the light output of the edge-emitting type light-emitting diode. The control monitor signal was obtained from the side-illuminated light receiving element.
ここで、端面発光型発光ダイオードと側面入射型受光素
子を同一積層構造により構成することが製作上好ましい
。Here, it is preferable from the viewpoint of manufacturing that the edge-emitting type light emitting diode and the side-illuminated type light receiving element are configured with the same laminated structure.
また、側面入射型受光素子は、−受光素子光たり、複数
の前記端面発光型発光ダイオードの光が入射するように
構成することもできる。Further, the side-illuminated light-receiving element can also be configured so that -light-receiving element light or light from a plurality of the edge-emitting light-emitting diodes enters the side-illuminated light-receiving element.
さらに、側面入射型受光素子と端面発光型発光ダイオー
ドを、一対一に対応して形成し、側面入射型受光素子の
各受光素子一素子に対して、端面発光型発光ダイオード
アレイ内の発光ダイオード−i子の光のみが入射するよ
うに構成することもできる。実施例1(第1図、第2図
参照)本発明に係る集積型発光ダイオードアレイを用い
たプリンター光源を、その光出射端面側斜め上方から見
たのが第1図であり、このプリンター光源の光出射軸方
向の縦断面を示したのが第2図である。このプリンター
光源の発光部は端面発光型発光ダイオード(312)に
より構成されている。Further, side-illuminated light receiving elements and edge-emitting light-emitting diodes are formed in one-to-one correspondence, and for each light-receiving element of the side-illuminated light receiving element, a light-emitting diode in the edge-emitting light emitting diode array is formed. It is also possible to configure so that only i light beams are incident. Embodiment 1 (See FIGS. 1 and 2) FIG. 1 shows a printer light source using an integrated light emitting diode array according to the present invention, viewed diagonally from above on the light emitting end surface. FIG. 2 shows a longitudinal section in the direction of the light emission axis. The light emitting section of this printer light source is composed of an edge emitting type light emitting diode (312).
この端面発光型発光ダイオードは、第1導電型基板36
の上に、第1導電型クラッド層35、発光層である活性
層34.第2導電型クラッド層33、キャップ層32の
複数の層からなる積層構造(ダブルへテロ構造)により
形成されている。この積層構造の表面、すなわちキャン
プ層上面から第1導電型基板36の基板面に対して垂直
に、該基板に達する第2分離溝38−2が形成されてお
り、この分離溝によって、発光ダイオードアレイ内の各
発光ダイオードが電気的に分離されている。また、各発
光ダイオードの光出射端面ば、基板面に対して垂直に形
成されている。This edge-emitting type light emitting diode has a first conductivity type substrate 36.
A first conductivity type cladding layer 35, an active layer 34, which is a light emitting layer, are formed on top of the first conductivity type cladding layer 35, and an active layer 34, which is a light emitting layer. It is formed of a laminated structure (double heterostructure) consisting of a plurality of layers including a second conductivity type cladding layer 33 and a cap layer 32. A second separation groove 38-2 is formed perpendicularly to the substrate surface of the first conductivity type substrate 36 from the surface of this laminated structure, that is, the top surface of the camp layer, and reaches the substrate, and this separation groove allows the light emitting diode to Each light emitting diode in the array is electrically isolated. Further, the light emitting end face of each light emitting diode is formed perpendicular to the substrate surface.
さらに、これらの各発光ダイオードのキャップ層32上
には、それぞれ、第2導電型電極31が形成され、また
、第1導電基板36の裏面には、第1導電型電極37が
形成されている。Further, a second conductivity type electrode 31 is formed on the cap layer 32 of each of these light emitting diodes, and a first conductivity type electrode 37 is formed on the back surface of the first conductive substrate 36. .
かかる構成において、任意の第2導電型電極31と第1
導電型電極37の間に、所定の順方向電流を流すことに
より、発光ダイオードアレイ内の、任意の位置の発光ダ
イオードにより光出力314を得ることができる。発光
ダイオードアレイの光出射端面3120側と反対側の同
一基板上には、第1分離溝38−1により発光ダイオー
ドアレイ内の各発光ダイオードと電気的空間的に分離さ
れて、各発光ダイオードの光出力をモニターする側面入
射型受光素子313が、各発光ダイオードと隣接して集
積形成されている。この受光素子は第1導電型層310
と第2導電型暦39の積層構造により構成されており、
活性層であるこれら二層の接合面と平行でない素子側面
3130より発光ダイオードの光が入射する。この受光
素子313の上部第2導電型層39上には第2導電型電
極311が形成されており、これに対応する第1導電型
基板36の裏面1こは、第1導電型電極37が形成され
ている。In such a configuration, any second conductivity type electrode 31 and the first
By passing a predetermined forward current between the conductivity type electrodes 37, light output 314 can be obtained from the light emitting diodes at any position within the light emitting diode array. On the same substrate on the side opposite to the light emitting end surface 3120 of the light emitting diode array, each light emitting diode in the light emitting diode array is electrically and spatially separated by a first separation groove 38-1, and the light of each light emitting diode is separated. A side-illuminated light receiving element 313 for monitoring the output is integrally formed adjacent to each light emitting diode. This light receiving element has a first conductivity type layer 310.
It is composed of a laminated structure of a second conductivity type calendar 39,
Light from the light emitting diode enters from the side surface 3130 of the device that is not parallel to the junction surface of these two layers, which is the active layer. A second conductivity type electrode 311 is formed on the upper second conductivity type layer 39 of this light receiving element 313, and a first conductivity type electrode 37 is formed on the back surface 1 of the first conductivity type substrate 36 corresponding to this. It is formed.
このような構造のプリンター光源では、発光ダイオード
の光出射端面3120の反対側面より出た光が第1分離
溝48−1を介して受光素T−313に入射する。任意
の受光素子の第2導電型電極311と第1導電型電極3
7の間に、所定の逆方向電圧を印加することにより、発
光ダイオードを用いたプリンター光源内の任意の位置の
受光素子より、その受光素子に入射する各発光ダイオー
ドの光出力のモニター信号を?()ることかできる。In the printer light source having such a structure, light emitted from the side surface opposite to the light emitting end surface 3120 of the light emitting diode enters the light receiving element T-313 via the first separation groove 48-1. Second conductivity type electrode 311 and first conductivity type electrode 3 of any light receiving element
By applying a predetermined reverse voltage during 7, a monitor signal of the light output of each light emitting diode that is incident on the light receiving element at an arbitrary position in the printer light source using light emitting diodes is output. I can do ().
このモニター信じ川よ、各発光ダイオ−)への光出力の
大小および増減に対応して変化するため、受光素子から
のモニター信号を基にして、発光ダイオードへの注入電
流を電気的に制御すること(こより、発光ダイオードア
レイ内の各発光ダイオードの光出力を高精度にて均一化
することや、光出力の経時変化を抑制するとかできる。Since this monitor changes in response to the magnitude and increase/decrease of the light output to each light emitting diode, the current injected into the light emitting diode is electrically controlled based on the monitor signal from the light receiving element. (Thus, the light output of each light emitting diode in the light emitting diode array can be made uniform with high precision, and changes in the light output over time can be suppressed.
本実施例の集積型発光ダイオードアレイをプリンター光
源として用いることにより、高密度、高均一で高品位な
印字印刷が可能である光プリンターを実現することがで
きる。By using the integrated light emitting diode array of this embodiment as a printer light source, an optical printer capable of high-density, highly uniform, and high-quality printing can be realized.
なお1本実施例で示される側面入射型受光素子313は
、第1導電型WJ310と第2導電型層39の積層構造
により構成されているが、この積層構造は特に限定され
るものではなく、側面入射型受光素子であれば、如何な
る積層構造を有する受光素子でも用いることができる。Note that the side-illuminated light receiving element 313 shown in this embodiment has a laminated structure of a first conductivity type WJ 310 and a second conductivity type layer 39, but this laminated structure is not particularly limited. A light receiving element having any laminated structure can be used as long as it is a side-illuminated light receiving element.
また、受光素子一素子当たりに光を入射する発光ダイオ
ードの数も特に限定されるものではない。Further, the number of light emitting diodes that input light into each light receiving element is not particularly limited.
実施例2(第3図、第4図参照)
本発明に係る乗積型発光ダイオードアレイを用いたプリ
ンター光源を、その光出射端面側斜め上方から見たのが
第3図であり、このプリンター光源の光出射方向の縦断
面を示したのが第4図である。このプリンター光源の発
光部は端面発光型発光ダイオード410により構成され
ている。この端面発光型発光ダイオードは、第1導電型
基板46の上に、第1導電型タラソド層45、発光層で
ある活性層44、第2導電型クラッド層43、キャンプ
層42の複数の層からなる積層構造(ダブルへテロ構造
)により形成されている。この積層構造の表面、すなわ
ちキャップ層上面から第1導電型基板4Gの基板面に対
して垂直に、該基板に達する第2分離溝1I8−2が形
成されており、この分離溝によって、発光ダイオ−lヘ
アレイ内の各発光ダイオードが電気的に分離されている
。また、各発光ダイオードアレイの光出射端面ば、基板
面に対して垂直に形成されている。Embodiment 2 (See FIGS. 3 and 4) FIG. 3 shows a printer light source using a multilayer light emitting diode array according to the present invention, viewed diagonally from above on its light emitting end surface. FIG. 4 shows a longitudinal section of the light source in the light emission direction. The light emitting section of this printer light source is composed of an edge-emitting type light emitting diode 410. This edge-emitting type light emitting diode is made of a plurality of layers including a first conductivity type thalassod layer 45, an active layer 44 which is a light emitting layer, a second conductivity type cladding layer 43, and a camp layer 42 on a first conductivity type substrate 46. It is formed of a laminated structure (double heterostructure). A second separation groove 1I8-2 is formed perpendicularly to the substrate surface of the first conductivity type substrate 4G from the surface of this laminated structure, that is, the upper surface of the cap layer, and reaches the substrate, and this separation groove allows the light emitting diode to -l Each light emitting diode in the hair array is electrically isolated. Further, the light emitting end face of each light emitting diode array is formed perpendicular to the substrate surface.
さらに、これらの各発光ダイオードのキヤ・ノブ層42
上には、それぞれ、第2導電型電極41が形成され、ま
た、第1導電型基板46の裏面には第1導電型電極47
が形成されている。Further, the can layer 42 of each of these light emitting diodes
A second conductivity type electrode 41 is formed on the top, and a first conductivity type electrode 47 is formed on the back surface of the first conductivity type substrate 46.
is formed.
かかる構成において、任意の第2導電型電+i41と第
1導電型電極47の間に、所定の順方向電流を流すこと
により、発光ダイオードアレイ内の、イエ意の位置の発
光ダイオードより光出力412を得ることができる。In this configuration, by flowing a predetermined forward current between an arbitrary second conductivity type electrode 41 and the first conductivity type electrode 47, light output 412 is generated from the light emitting diode at a desired position in the light emitting diode array. can be obtained.
発光ダイオードアレイの光出射端面4100側と反対側
の同一基板上には、第1分離溝48−1により発光ダイ
オードアレイ内の各発光ダイオードと電気的空間的に分
離されて、各発光ダイオードの光出力をモニターする側
面入射型受光素子411が、各発光ダイオードと隣接し
て集積形成されている。On the same substrate on the side opposite to the light emitting end surface 4100 of the light emitting diode array, each light emitting diode in the light emitting diode array is electrically and spatially separated by a first separation groove 48-1, and the light of each light emitting diode is separated. A side-illuminated light receiving element 411 for monitoring output is integrated adjacent to each light emitting diode.
この受光素子は、その材料組成、積層構成等が、発光部
である発光ダイオードと全く同一の積層構造(ダブルへ
テロ構造)により構成されており、活性層の面と平行で
ない素子側面4110より発光ダイオードの光が入射す
る。この受光素子のキャップ層42上には、それぞれ、
第2導電型電極49が形成され、また、第1導電型基板
46の裏面には、第1導電型電極47が形成されている
。さらに、この受光素子一素子に対して複数の発光ダイ
オードの光が入射するように形成されている。This light-receiving element is composed of a laminated structure (double heterostructure) whose material composition, laminated structure, etc. are exactly the same as that of the light emitting diode which is the light emitting part, and emits light from the side surface 4110 of the element which is not parallel to the surface of the active layer. Light from the diode is incident. On the cap layer 42 of this light-receiving element,
A second conductivity type electrode 49 is formed, and a first conductivity type electrode 47 is formed on the back surface of the first conductivity type substrate 46. Further, the light receiving element is formed so that light from a plurality of light emitting diodes is incident on one element.
このような構造のプリンター光源では1発光ダイオード
の光出射端面4100の反対側面より出た光が第1分離
溝48−1を介して受光索子411に入射する。任意の
受光素子の第2導電型電極49と第1導定型電極47の
間に所定の逆方向電圧を印加することにより、発光ダイ
オードを用いたプリンター光源内の任意の位置の受光素
子より、その受光素子に入射する各発光ダイオードの光
出力のモニター信号を得ることができる。In the printer light source having such a structure, light emitted from the opposite side of the light emitting end face 4100 of one light emitting diode enters the light receiving cable 411 via the first separation groove 48-1. By applying a predetermined reverse voltage between the second conductivity type electrode 49 and the first conductivity type electrode 47 of an arbitrary light receiving element, the light receiving element at an arbitrary position within the printer light source using a light emitting diode can A monitor signal of the light output of each light emitting diode that is incident on the light receiving element can be obtained.
さらに、各受光素子に対応する各発光ダイオードを時分
i1r’ll 1lilu動することにより、動作して
いる発光ダイオードの光出力をモニターすることが可能
となる。このモニター信号は、発光ダイオードの光出力
の大小および増減に対応して変化するため、受光素子か
らのモニター信号を基にして、発光ダイオードへの注入
電流を電気的に制御することにより、発光ダイオードア
レイ内の各発光ダイオ−I・の光出力を高精度にて均一
化することや、光出力の経時変化を抑制することができ
る。Furthermore, by moving each light emitting diode corresponding to each light receiving element in time and minutes, it becomes possible to monitor the light output of the operating light emitting diode. This monitor signal changes depending on the magnitude and increase/decrease of the light output of the light emitting diode, so by electrically controlling the current injected into the light emitting diode based on the monitor signal from the light receiving element, the light emitting diode The light output of each light emitting diode I in the array can be made uniform with high precision, and changes in the light output over time can be suppressed.
さらに、本実施例に示されるように、受光素子一素子に
対して複数の発光ダイオードの光が入射するように形成
されている場合には、実質的に、受光素子数を発光ダイ
オード数よりも人1隘に減らすことが可能となり、高密
度プリンター光源の形成の際に大きな問題となる、素子
への配線密度の大幅な上昇を抑えることが可能となる。Furthermore, as shown in this example, when the light receiving element is formed so that light from a plurality of light emitting diodes is incident on one light receiving element, the number of light receiving elements is substantially larger than the number of light emitting diodes. This makes it possible to reduce the number of people to one person, and it becomes possible to suppress a significant increase in the wiring density for elements, which is a big problem when forming a high-density printer light source.
このように、本実施例に示されるような構造の集積型発
光ダイオードアレイをプリンター光源として用いること
により、高密度、高均一で高品質な印字印刷が可能であ
る光プリンターを容易に実現することができる。As described above, by using an integrated light emitting diode array having the structure shown in this example as a printer light source, it is possible to easily realize an optical printer that is capable of high-density, high-uniform, and high-quality printing. I can do it.
実施例3(第5図、第6図参照)
本発明に係る隻積型発光ダイオードを用いたプリンター
光源を、その光出射端面側斜め上方から見たのが第5図
であり、このプリンター光源の、光出射軸方向の縦断面
を示したのが第6図である。Embodiment 3 (See FIGS. 5 and 6) FIG. 5 shows a printer light source using a monolithic light emitting diode according to the present invention, viewed diagonally from above on its light emitting end surface. FIG. 6 shows a longitudinal section in the direction of the light emission axis.
このプリンター光源の発光部は端面発光型発光ダイオー
ド510により構成されており、この発光ダイオードは
、第1導電型基板56の上に、第1導電型クラツドR1
J55、発光層である活性層54.第2導電型クラッド
層53、キャップ層52の複数の層からなる積層構造(
ダブルへテロ構造)により形成されている。この積層構
造の表面、すなわちキャップ層52の上面から基板面に
対して垂直に、第1導電型基板に達する第2分離溝58
−2が形成されており、この第2分離溝58−2によっ
て、発光ダイオードアレイ内の各発光ダイオードが電気
的に分離されている。また、各発光ダイオードアレイの
光出射端面は、基板面に対して垂直に形成されている。The light emitting part of this printer light source is composed of an edge-emitting type light emitting diode 510, and this light emitting diode is arranged on a first conductivity type substrate 56 and a first conductivity type cladding R1.
J55, active layer 54 which is a light emitting layer. A laminated structure (
double heterostructure). A second separation groove 58 that extends from the surface of this laminated structure, that is, the upper surface of the cap layer 52 and reaches the first conductivity type substrate perpendicularly to the substrate surface.
-2 is formed, and each light emitting diode in the light emitting diode array is electrically isolated by this second separation groove 58-2. Further, the light emitting end face of each light emitting diode array is formed perpendicular to the substrate surface.
さらに、これらの各発光ダイオードのキャップ1552
上には、それぞれ、第2導電型電極51が形成され、ま
た、第1導電型基板56の裏面には、第1導電型電極5
7が形成されている。Furthermore, a cap 1552 of each of these light emitting diodes
A second conductivity type electrode 51 is formed on the top, and a first conductivity type electrode 51 is formed on the back surface of the first conductivity type substrate 56.
7 is formed.
かかる構成において任、意の第2導電型電極51と第1
導電型電極57の間に、所定の順方向電流を流すことに
より、発光ダイオードアレイ内の、任、意の位置の発光
ダイオードより光出力512を得ることができる。In such a configuration, any second conductivity type electrode 51 and the first
By flowing a predetermined forward current between the conductivity type electrodes 57, light output 512 can be obtained from the light emitting diodes at any arbitrary position within the light emitting diode array.
発光ダイオードアレイの光出射面5100側と反対側の
同一基板上には、第1分離溝58−1により発光ダイオ
ード内の各発光ダイオードと電気的空間的に分離されて
、各発光ダイオードの光出力をモニターする側面入射型
受光素子511が、各発光ダイオードと瞬接して集積形
成されている。この受光素子は、その材料組成、積層構
造等が、発光部である発光ダイオードと全く同一の積層
構造(ダブルへテロ構造)により構成されており、活性
層の面と平行でない素子側面5110より発光ダイオー
ドの光が入射する。On the same substrate on the side opposite to the light emitting surface 5100 of the light emitting diode array, each light emitting diode in the light emitting diode is electrically and spatially separated by a first separation groove 58-1, and the light output of each light emitting diode is separated. A side-illuminated light receiving element 511 for monitoring the light emitting diode is integrally formed in momentary contact with each light emitting diode. This light-receiving element is composed of a laminated structure (double heterostructure) in which the material composition, laminated structure, etc. are exactly the same as that of the light emitting diode which is the light emitting part, and the light is emitted from the side surface 5110 of the element which is not parallel to the surface of the active layer. Light from the diode is incident.
この受光素子のキャップM52上には、それぞれ、第2
導電型電極59が形成され、また、第1導電型基板56
の裏面には、第1導電型電極57が形成されている。さ
らに、この受光素子は、受光素子一素子に対して発光ダ
イオード一素子の光のみが入射するように形成されてい
る。On the cap M52 of this light receiving element, a second
A conductivity type electrode 59 is formed, and a first conductivity type substrate 56
A first conductivity type electrode 57 is formed on the back surface of the substrate. Furthermore, this light-receiving element is formed so that only the light from one light-emitting diode element is incident on one light-receiving element.
このような構造のプリンター光源では、発光ダイオード
の光出射端面5100の反対側面より出た光が第1分離
溝58−1を介して受光素子511に入射する。任意の
受光素子の第2導電型電極59と第1導電型電極57の
間に所定の逆方向電圧を印加することにより、発光ダイ
オードを用いたプリンター光源内の任意の位置の受光素
子より、その受光素子に入射する各発光ダイオードの光
出力のモニター信号を得る。In the printer light source having such a structure, light emitted from the side surface opposite to the light emitting end surface 5100 of the light emitting diode enters the light receiving element 511 via the first separation groove 58-1. By applying a predetermined reverse voltage between the second conductivity type electrode 59 and the first conductivity type electrode 57 of an arbitrary light receiving element, the light receiving element at an arbitrary position within the printer light source using a light emitting diode can A monitor signal of the light output of each light emitting diode incident on the light receiving element is obtained.
このモニター信号は、発光ダイオードの光出力の大小お
よび増減に対応して変化するため、受光素子からのモニ
ター信号を基にして、発光ダイオードへの注入電流を電
気的に制御することにより。This monitor signal changes depending on the magnitude and increase/decrease of the light output of the light emitting diode, so the current injected into the light emitting diode is electrically controlled based on the monitor signal from the light receiving element.
発光ダイオードアレイ内の各発光ダイオードの光出力を
高精度にて均一化することや、光出力の経時変化を抑制
することができる。The light output of each light emitting diode in the light emitting diode array can be made uniform with high precision, and changes over time in the light output can be suppressed.
さらに、本実施例に示されるように、受光素子一素子に
対して発光ダイオード一素子の光のみが入射するように
形成されている場合には、発光ダイオードを時分割駆動
する必要がなく、発光ダイオードアレイ内の全発光ダイ
オードを同時駆動することもできるようになるため、印
字速度を大幅に上昇させることも可能となる。Furthermore, as shown in this embodiment, when the light receiving element is formed so that only the light from one light emitting diode element is incident on one element, there is no need to time-divisionally drive the light emitting diode, and the light emitting Since all the light emitting diodes in the diode array can be driven simultaneously, it is also possible to significantly increase printing speed.
このように、各実施例に示されるような構造の集積型発
光ダイオードアレイをプリンター光源として用いること
により、高密度、高均一で高品位かつ高速な印字印刷が
可能である光プリンターを実現できる。As described above, by using an integrated light emitting diode array having a structure as shown in each embodiment as a printer light source, an optical printer capable of high-density, highly uniform, high-quality, and high-speed printing can be realized.
上記各実施例に示されるような、集積型発光ダイオード
アレイを用いたプリンター光源の形成に用いる発光材料
としては、m−v族化合物半導体であるGaAs、Al
GaAs、AIGaInP、InP。The light-emitting materials used to form the printer light source using an integrated light-emitting diode array as shown in each of the above examples include GaAs, Al, which is a m-v group compound semiconductor.
GaAs, AIGaInP, InP.
InGaAsP、InGaP、InAIP、GaAsP
。InGaAsP, InGaP, InAIP, GaAsP
.
GaN、InAs、InAsP、InAsSb等、或い
は、1l−VI族化合物半導体であるZn5e、ZnS
。GaN, InAs, InAsP, InAsSb, etc., or Zn5e, ZnS which is a 1l-VI group compound semiconductor
.
ZnSSe、CdS、CdSe、Cd5Se、CdTe
。ZnSSe, CdS, CdSe, Cd5Se, CdTe
.
HgCdTe等、さらにはrV−VI族化合物半導体で
あるPb5e、PbTe、Pb5nSc、Pb5nTe
等があり、それぞれの材料の長所を活かして5本発明の
構造に適用することが可能である。HgCdTe, etc., and rV-VI group compound semiconductors Pb5e, PbTe, Pb5nSc, Pb5nTe, etc.
etc., and it is possible to utilize the advantages of each material and apply it to the structure of the present invention.
例えば、本発明の実施例1に示される集積型発光ダイオ
ードアレイを用いたプリンター光源では、発光部である
端面発光型発光ダイオードの積層構造は、第1導電型基
板36にn−GaAs基板を用い、第1導電型クラツド
[35にn−AlGaAs、活性層34にGaAs、第
2導電型クラツドWJ33にp−AlGaAs、キャッ
プ層32にp−GaAs層からなるダブルへテロ構造を
用いることにより実現される。この時、活性層34の材
料は、光出力の発光波長により選定され、また、クラノ
ット層としては、そのエネルギーギャップが、活性層の
エネルギーギャップよりも大きな材料が選定される。For example, in a printer light source using an integrated light emitting diode array shown in Embodiment 1 of the present invention, the stacked structure of the edge-emitting light emitting diode, which is the light emitting part, uses an n-GaAs substrate as the first conductivity type substrate 36. , is realized by using a double heterostructure consisting of n-AlGaAs for the first conductivity type clad WJ35, GaAs for the active layer 34, p-AlGaAs for the second conductivity type clad WJ33, and p-GaAs for the cap layer 32. Ru. At this time, the material for the active layer 34 is selected depending on the emission wavelength of the optical output, and a material whose energy gap is larger than that of the active layer is selected for the Cranot layer.
また、側面入射型受光素子313の積層構造は、入射し
た発光ダイオードの光を吸収すれば良いことから、第1
導電型層3]0にn−GaAs、第2導電型層39にp
−GaAsを用いることにより実現される。この時の側
面入射型積層構造、およびその材料は特に限定されるも
のではなく、入射した発光ダイオードの光を吸収し、そ
のモニター電流を生じるような側面入射型構造や材料が
選定される。In addition, since the laminated structure of the side-illuminated light receiving element 313 only needs to absorb the incident light from the light emitting diode, the first
Conductivity type layer 3 ] 0 is n-GaAs, second conductivity type layer 39 is p
- Realized by using GaAs. At this time, the side-illuminated laminated structure and its material are not particularly limited, and a side-illuminated structure and material that absorbs incident light from the light emitting diode and generates a monitor current are selected.
また、前記実施例2および実施例3に示される集積型発
光ダイオードアレイを用いたプリンター光源の場合にも
同様であり、その積層構造として、例えば第1導電型基
板46.56にn−GaAs基板を用い、第1導電型ク
ラツド層45.55にn−AlGaAs、活性144.
54にG a A s、第2導電型クラツド層43.5
3にp−AlGaAs、キャップ層42.52にp−G
aAs1からなるダブルへテロ構造を用いることにより
実現される。The same applies to the printer light source using the integrated light emitting diode array shown in Example 2 and Example 3, and the laminated structure thereof is, for example, an n-GaAs substrate on the first conductivity type substrate 46, 56. The first conductivity type cladding layer 45.55 is made of n-AlGaAs and the active layer 144.
54, GaAs, second conductivity type cladding layer 43.5
3 is p-AlGaAs, cap layer 42.52 is p-G.
This is realized by using a double heterostructure consisting of aAs1.
実施例1の場合と同様に、活性層の材料は、光出力の発
光波長により選定され、また、クラッド層として、その
エネルギーギャップが、活性層のエネルギーギャップよ
りも大きな材料が選定される。As in the case of Example 1, the material for the active layer is selected depending on the emission wavelength of the optical output, and the material for the cladding layer is selected from a material whose energy gap is larger than that of the active layer.
さらに、前記各実施例に示されるような、集積型発光ダ
イオードアレイを用いたプリンター光源の発光部である
端面発光型発光ダイオードに用いる積層構造としては、
上記のようなダブルへテロ構造以外に、シングルへテロ
構造やホモ接合構造等も用いられる。Furthermore, the laminated structure used in the edge-emitting light emitting diode, which is the light emitting part of the printer light source using the integrated light emitting diode array, as shown in each of the above embodiments, is as follows:
In addition to the double heterostructure as described above, a single heterostructure, a homozygous structure, etc. are also used.
前記各実施例に示される集積型発光ダイオードアレイを
用いたプリンター光源では、その発光部である端面発光
型発光ダイオードの光出射端面3120、4100.5
100は、第1導電型基板面に垂直に形成されているが
、その光出射端面ば必ずしも該基板面に対して垂直であ
る必要はなく、略垂直な面、若しくは活性層と平行でな
く、実効的に光出射端面として機能する面であれば用い
ることができる。In the printer light source using the integrated light emitting diode array shown in each of the above embodiments, the light emitting end faces 3120, 4100.5 of the edge emitting type light emitting diode, which is the light emitting part,
100 is formed perpendicular to the first conductivity type substrate surface, but its light emitting end surface does not necessarily have to be perpendicular to the substrate surface, and may be substantially perpendicular or not parallel to the active layer. Any surface that effectively functions as a light emitting end surface can be used.
また、前記各実施例に示される集積型発光ダイオードア
レイを用いたプリンター光源では、発光ダイオードアレ
イ内の各発光ダイオードの光出力をモニターするための
側面入射型受光素子313.411.511は第1分離
溝38−1.48−1.58−1を介して発光ダイオ−
1−アレイと同一基板上の各発光ダイオ−1−の光出射
面と反対側の位置に隣接して集積形成されているが、各
発光ダイオードと、その光出力をモニターする受光素子
の基板面上での位置関係は、前記各実施例に示される位
置関係にのみ限定されるものではなく、端面発光型発光
ダイオードアレイと側面入射型受光素子が分1ilfi
lζを介して同一基板上に集積形成されおり、各実施例
に示される機能動作が可能であれば、その発光ダイオ−
1〜アレイ内の各発光ダイオードと受光素子は、同一基
板上で如何なる位置関係でもとり得る。In addition, in the printer light source using the integrated light emitting diode array shown in each of the above embodiments, the side-illuminated light receiving elements 313, 411, and 511 for monitoring the light output of each light emitting diode in the light emitting diode array are the first The light emitting diode is connected through the separation groove 38-1.48-1.58-1.
The substrate surface of each light emitting diode and the light receiving element that monitors its light output is integrated and formed adjacent to the light emitting surface of each light emitting diode 1 on the same substrate as the 1-array. The above positional relationship is not limited to the positional relationship shown in each of the above embodiments, and the edge-emitting type light emitting diode array and side-illuminated light receiving element
If the light emitting diodes are integrated on the same substrate via lζ and can function as shown in each example,
Each of the light emitting diodes and the light receiving element in the array 1 to 1 may be in any positional relationship on the same substrate.
さらに、前記各実施例では、各発光ダイオ−1−アレイ
内の各発光ダイオ−1−間に形成された分離溝や、発光
ダイオードと受光素子の間に形成された分離溝は、積f
rj構造表面より第1導電型基板に達するように形成さ
れているが、本質的には、隣接発光ダイオードの活性層
間や、発光ダイオードと受光素子の活性m間を電気的に
分離すれば良いことから、その底部が必ずしも第1導電
型基板36.46.56まで到達している必要はなく、
活性層3/I、 44.54を通り第1導電型クラット
R135,45,55(もしくは第1導電型層310)
に達していれば充分機能するものである。Furthermore, in each of the above embodiments, the separation grooves formed between the light emitting diodes 1 in each light emitting diode 1 array and the separation grooves formed between the light emitting diodes and the light receiving elements have a product f.
Although it is formed to reach the first conductivity type substrate from the surface of the rj structure, essentially it is sufficient to electrically isolate the active layers of adjacent light emitting diodes and the active layers of the light emitting diode and the light receiving element. Therefore, the bottom does not necessarily have to reach the first conductivity type substrate 36, 46, 56,
Passing through active layer 3/I, 44.54, first conductivity type crat R135, 45, 55 (or first conductivity type layer 310)
It is fully functional if it reaches .
また、発光ダイオードアレイ内の各発光ダイオード間に
形成された第2分雛溝と、発光ダイオードと受光素子の
間に形成された第1分隨溝は、必ずしも同一形状、同−
深さである必要はない。Further, the second dividing groove formed between each light emitting diode in the light emitting diode array and the first dividing groove formed between the light emitting diode and the light receiving element are not necessarily of the same shape or the same shape.
It doesn't have to be deep.
このような分H’tRは、通常エツチング等の方法によ
り形成されるが、本発明のプリンター光源の機能上、基
板面に垂直な側面を有する幅の狭い分離溝を高精度に形
成することが望ましく、このような観点から、異方性の
高いドライエツチング法等を用いることが望ましい。Such a portion H'tR is normally formed by a method such as etching, but due to the function of the printer light source of the present invention, it is possible to form a narrow separation groove with a side surface perpendicular to the substrate surface with high precision. From this viewpoint, it is desirable to use a highly anisotropic dry etching method or the like.
以上述べたように、本発明では、高密度かっ烏品質印字
を実現するために1発光ダイオードアレイを、例えば6
00dρi以上のような0密度に発光部を形成できる端
面発光型発光ダイオードアレイで構成し、さらに同一基
板上に、構造上集積化の容易な側面入射型受光素子を、
分離溝により電気的空間的に発光ダイオードアレイと分
流してモノリシックに集積化し、発光ダイオードアレイ
内の各発光ダイオードの光出力をモニターすることがで
きるように構成した。As described above, in the present invention, in order to realize high-density, high-quality printing, one light emitting diode array is used, for example, six
It is composed of an edge-emitting type light emitting diode array that can form a light emitting part with a zero density such as 00dρi or more, and a side-illuminated type light receiving element that is easy to integrate on the same substrate.
The light emitting diode array is electrically and spatially separated from the light emitting diode array by a separation groove, and is monolithically integrated, so that the light output of each light emitting diode in the light emitting diode array can be monitored.
この受光素子からのモニター信号を基にして。Based on the monitor signal from this light receiving element.
発光ダイオードアレイ内の各発光ダイオードの光出力を
補正制御することにより、従来同一チップ内では〜±4
0%、チップ間では〜±50%にも達していた発光ダイ
オードアレイ内の各発光ダイオードの光出力のばらつき
を±5%以下という極めて高精度に均一化することや、
光出力の経時変化を抑制することができる。By correcting and controlling the light output of each light emitting diode in a light emitting diode array, conventionally within the same chip
0%, and the variation in the light output of each light emitting diode in a light emitting diode array, which was up to ±50% between chips, has been made uniform with extremely high precision to less than ±5%.
Changes in optical output over time can be suppressed.
このように、本発明による集積型発光ダイオードアレイ
をプリンター光源として用いることにより、例えば60
0dpi以上のような高密度で、印字ドツトの大きさや
印字濃度の均一性の高い高品質な印字印刷が可能である
1発光ダイオードアレイを用いた高密度光プリンター光
源が実現された。Thus, by using the integrated light emitting diode array according to the present invention as a printer light source, e.g.
A high-density optical printer light source using a single light-emitting diode array has been realized, which is capable of high-quality printing at a high density of 0 dpi or more and with high uniformity in print dot size and print density.
(発明の作用効果)
(1)請求項1に対する作用効果
請求項1に示される発明は、高密度かつ高品質印字を実
現するために、発光ダイオードアレイを、例えば600
dpi以上のような高密度に発光部を形成できる端面発
光型発光ダイオードアレイで構成し、さらに同一基板上
に、構造上集積化の容易な側面入射型受光素子を1分離
溝により電気的空間的に発光ダイオードアレイと分離し
て七ノリシックに集積化し、発光ダイオードアレイ内の
各発光ダイオードの光出力をモニターすることができる
ようにしたものである。この受光素子からのモニター信
号を基にして、発光ダイオードアレイ内の各発光ダイオ
ードの光出力を補正制御することにより、従来同一チッ
プ内では〜±40%、チップ間では〜±50%にも達し
ていた発光ダイオードアレイ内の各発光ダイオードの光
出力のばらつきを、±5%以下という極めて高精度に均
一化することや、光出力の経時変化を抑制することがで
きるようになった。これによって、例えば600dpi
以上の高密度で高均一高品位な印字印刷が可能である光
プリンターを実現することができるようになった。(Actions and Effects of the Invention) (1) Effects and Effects on Claim 1 The invention shown in claim 1 provides a light-emitting diode array with a light emitting diode array, for example, 600
It consists of an edge-emitting type light emitting diode array that can form a light emitting part at a high density of dpi or more, and furthermore, on the same substrate, a side-illuminated type light receiving element, which is easy to integrate due to its structure, is installed with a one-separation groove to reduce electrical and spatial issues. The light emitting diode array is separated from the light emitting diode array and integrated seven times, making it possible to monitor the light output of each light emitting diode in the light emitting diode array. By correcting and controlling the light output of each light emitting diode in the light emitting diode array based on the monitor signal from this light receiving element, it can reach up to ±40% within the same chip and up to ±50% between chips. It has now become possible to equalize the variations in light output of each light emitting diode in a light emitting diode array with extremely high accuracy of ±5% or less, and to suppress changes in light output over time. By this, for example, 600dpi
It has now become possible to realize an optical printer that is capable of high-density, uniform, and high-quality printing.
(2)請求項2に対する作用効果
請求項2に示される発明は、高密度かつ高品質印字を実
現するために、発光ダイオ−1−アレイを、例えば60
0dpi以上のような高密度に発光部を形成できる端面
発光型発光ダイオードアレイで購成し、さらに同一基板
上に、構造上集積化の容易な側面入射型受光素子を分Q
l ’I:Gにより電気的空間的に発光ダイオードアレ
イと分離してモノリシックに集積化し、発光ダイオード
アレイ内の各発光ダイオードの光出力をモニターするこ
とかできるようにしたものである。この受光素子からの
モニター信号を基にして、発光ダイオードアレイ内の各
発光ダイオードの先出力を補正制御することが可能とな
り、従来同一チップ内では〜±40%、チップ間では〜
±50%にも達していた発光ダイオードアレイ内の各発
光ダイオードの光出力のばらつきを、±5%以下という
極めて高精度に均一化することや、光出力の経時変化を
抑制することができるようになった。さらに、上記端面
発光型発光ダイオ−1−と側面入射型受光素子を、その
材料組成や積層構造が全く同一の積層構造にすることに
より、製作工程を大幅に容易化することが可能となった
。これによって、例えば60(Mpi以上の高密度で高
均一高品位な印字印刷が可能である光プリンターを実現
することができるようになった。(2) Effects and effects on claim 2 The invention shown in claim 2 is such that, in order to realize high-density and high-quality printing, one light-emitting diode array is used, for example, 60
Purchase an edge-emitting type light emitting diode array that can form a light emitting part at a high density of 0 dpi or more, and then add a side-illuminated type light receiving element that is structurally easy to integrate on the same substrate.
The light emitting diode array is electrically and spatially separated from the light emitting diode array by l'I:G and monolithically integrated, so that the light output of each light emitting diode in the light emitting diode array can be monitored. Based on the monitor signal from this light-receiving element, it is now possible to correct and control the previous output of each light-emitting diode in the light-emitting diode array.
The variation in light output of each light emitting diode in a light emitting diode array, which used to reach ±50%, can now be made uniform with extremely high precision to less than ±5%, and changes in light output over time can be suppressed. Became. Furthermore, by making the edge-emitting type light emitting diode-1- and the side-illuminated type light receiving element have exactly the same material composition and laminated structure, it has become possible to greatly simplify the manufacturing process. . As a result, it has become possible to realize an optical printer that is capable of high-density, highly uniform, and high-quality printing of, for example, 60 (Mpi) or more.
(3)=i″1求項3に対する作用効果シ17求項3に
示される発明は、高密度かつ高品質印字を実現するため
に1発光ダイオードアレイを、例えば600dpi以上
のような高密度に発光部を形成できる端面発光型発光ダ
イオードアレイで構成し、さらに同一基板上に、構造上
集積化の容易な側面入射型受光素子を分離溝により″r
j、気的空量的空間的ダイオードアレイと分離してモノ
リシックに集積化し1発光ダイオー1−アレイ内の各発
光ダイオードの光出力をモニターすることができるよう
にしたものである。この受光素子からのモニター信号を
基にして、発光ダイオードアレイ内の各発光ダイオード
の光出力を補正制御することが可能となった。また、上
記発光ダイオ−1くと受光素子を、その材料組成や積層
構造が全く同一の積層構造にて構成することにより、製
作工程を大幅に容易化することができるようになった。(3)=i''1 Operation and effect for claim 3 17 The invention shown in claim 3 is to increase the density of one light emitting diode array to, for example, 600 dpi or more in order to achieve high density and high quality printing. It consists of an edge-emitting light emitting diode array that can form a light emitting part, and a side-illuminated light receiving element, which is structurally easy to integrate, is mounted on the same substrate by a separation groove.
j. The light emitting diode is monolithically integrated separately from the spatial diode array so that the light output of each light emitting diode in the one light emitting diode array can be monitored. Based on the monitor signal from this light-receiving element, it has become possible to correct and control the light output of each light-emitting diode in the light-emitting diode array. Furthermore, by configuring the light emitting diode 1 and the light receiving element with a laminated structure having exactly the same material composition and laminated structure, it has become possible to greatly simplify the manufacturing process.
さらに、受光索子一素子に対して、複数の発光ダイオー
ドの光が入射するように構成されているため、実質的に
受光素子数を発光ダイオード数よりも大幅に減らすこと
が可能となり、高密度プリンター光源の形成の際に大き
な問題となる、素子への配線密度の大幅な上昇を抑える
ことができるようになった。本発明による集積型発光ダ
イオードアレイ内の各発光ダイオードを時分割駆動し、
受光素子からのモニター信号を基にして各発光ダイオー
ドの光出力を補正制御することにより、従来同一チップ
内では〜±40%、チップ間では〜±50%にも達して
いた発光ダイオードアレイ内の各発光ダイオードの光出
力のばらつきを±5%以下という極めて高精度に均一化
することや、光出力の経時変化を抑制することが可能と
なった。このように、本発明による集積型発光ダイオー
ドアレイをプリンター光源として用いることにより、例
えば600dpi以上の高密度で高均一高品位な印字印
刷が可能である光プリンターを極めて容易に実現するこ
とができるようになった。Furthermore, since the structure is such that light from multiple light-emitting diodes is incident on one light-receiving element, it is possible to substantially reduce the number of light-receiving elements than the number of light-emitting diodes, resulting in high density This makes it possible to suppress the large increase in wiring density for elements, which is a major problem when forming printer light sources. Time-divisionally driving each light emitting diode in the integrated light emitting diode array according to the present invention;
By correcting and controlling the light output of each light-emitting diode based on the monitor signal from the light-receiving element, the light output within the light-emitting diode array can be reduced, which previously reached ~±40% within the same chip and ~±50% between chips. It has become possible to uniformize the variation in the light output of each light emitting diode with extremely high accuracy of ±5% or less, and to suppress changes in the light output over time. As described above, by using the integrated light emitting diode array according to the present invention as a printer light source, it is possible to extremely easily realize an optical printer that is capable of high-density, highly uniform, and high-quality printing of, for example, 600 dpi or more. Became.
(4)請求項4に対する作用効果
請求項4に示される発明は、高密度かつ高品質印字を実
現するために、発光ダイオードアレイを1例えば600
dpi以上のような高密度に発光部を形成できる端面発
光型発光ダイオードアレイで構成し、さらに同一基板上
に、構造上集積化の容易な側面入射型受光素子を分離溝
により電気的空間的に発光ダイオードアレイと分離して
モノリシックに集積化し、発光ダイオードアレイ内の各
発光ダイオードの光出力をモニターすることができるよ
うにしたものである。この受光素子からのモニター信号
を基にして、発光ダイオードアレイ内の各発光ダイオー
ドの光出力を補正制御することが可能となった。また、
上記発光ダイオードと受光素子をその材料組成や積層構
造が全く同一の積層構造にて構成することにより、製作
工程を大幅に容易化することができるようになった。さ
らに、受光素子一素子に対して、発光ダイオ−1−アレ
イ内の発光ダイオード一素子の光のみが入射するように
構成されているため、各発光ダイオードを時分割叶動す
ることなく、随時、発光ダイオードを用いたプリンター
光源内の任薯、の位乙の受光素子より、発光ダイオード
の光出力のモニター信号を得ることができるようになっ
た。本発明による集積型発光ダイオードアレイ内の各発
光ダイオードの光出力を受光素子からのモニター信号を
基にして補正制御することにより、従来同一゛チップ内
では〜±40%、チップ間では〜±50%にも達してい
た発光ダイオードアレイ内の各発光ダイオードの光出力
のばらつきを±5%以下という極めて高精度に均一化す
ることや、光出力の経時変化を抑制することが可能とな
った。さらに、構造上客発光ダイオードを時分割するこ
となく、随時、各発光ダイオードの光出力のモニター信
号を、対応する受光素子より得られるため、全発光ダイ
オードを同時邸動することも可能となり、これによって
印字速度を大幅に上昇させることも可能となった。この
ように、本発明による集積型発光ダイオードアレイをプ
リンター光源として用いることにより、例えば600d
pi以上の高密度で高均一高品位な印字印刷が可能であ
る光プリンターを実現することができるようになった。(4) Effects on Claim 4 The invention shown in Claim 4 is such that in order to realize high-density and high-quality printing, one light emitting diode array, for example, 600
It consists of an edge-emitting type light emitting diode array that can form a light emitting part at a high density of dpi or more, and furthermore, on the same substrate, a side-illuminated type light receiving element, which is structurally easy to integrate, is electrically and spatially separated by a separation groove. It is monolithically integrated separately from the light emitting diode array, so that the light output of each light emitting diode in the light emitting diode array can be monitored. Based on the monitor signal from this light-receiving element, it has become possible to correct and control the light output of each light-emitting diode in the light-emitting diode array. Also,
By configuring the light-emitting diode and the light-receiving element with a laminated structure having exactly the same material composition and laminated structure, it has become possible to greatly simplify the manufacturing process. Furthermore, since the configuration is such that only the light from one light emitting diode in the light emitting diode array is incident on one light receiving element, the light emitting diodes can be activated at any time without time-division activation of each light emitting diode. It is now possible to obtain a monitor signal for the light output of a light emitting diode from a light receiving element in a light source of a printer using a light emitting diode. By correcting and controlling the light output of each light emitting diode in the integrated light emitting diode array according to the present invention based on the monitor signal from the light receiving element, it is possible to improve the optical output by ~±40% within the same chip and ~±50% between chips. It has now become possible to uniformize the variation in the light output of each light emitting diode in a light emitting diode array with an extremely high precision of less than ±5%, and to suppress changes in light output over time. Furthermore, because the structure allows the monitor signal of the light output of each light emitting diode to be obtained from the corresponding light receiving element at any time without time-sharing the light emitting diodes, it is possible to operate all the light emitting diodes at the same time. This has also made it possible to significantly increase printing speed. Thus, by using the integrated light emitting diode array according to the present invention as a printer light source, e.g.
It has become possible to realize an optical printer that is capable of high-density, uniform, and high-quality printing of pi or higher.
第1図、第3図、第5図はそれぞれ本発明に係る高密度
光プリンター光源の斜視図、第2図は同上第1図の断面
図、第4図同上第3図の断面図、第6図は同上第5図の
断面図、第7図、第8図はそれぞれ従来技術の説明図で
ある。
38−1.48−1.58−1・・・第1分離溝、31
2.410゜510・・・端面発光型ダイオード、31
3.411.511・・・側面入射型受光素子、312
0.4100.5100−・−発光グイオートの光出射
端面、3130.411.0.5110・・・受光素子
の光入射側面。
(ほか
名)
るZえ
、:g−f
ち
δ
力
礒4幻
η−イ
v)O
回
壱G剰1, 3, and 5 are perspective views of a high-density optical printer light source according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view of FIG. 1, FIG. 4 is a sectional view of FIG. 3, and FIG. FIG. 6 is a sectional view of FIG. 5, and FIGS. 7 and 8 are explanatory views of the prior art. 38-1.48-1.58-1...first separation groove, 31
2.410°510... Edge-emitting diode, 31
3.411.511...Side-illuminated light receiving element, 312
0.4100.5100--Light-emitting end surface of light-emitting group, 3130.411.0.5110--Light-incidence side surface of light-receiving element. (Other names) RuZe, :g-f Chiδ Power 4 illusion η-Iv) O Reiichi G remainder
Claims (1)
なる発光ダイオードアレイを有し、感光体に対向配置し
て各発光ダイオードを選択的に点灯させたとき、感光体
上にドット分割した像を形成するこのとできるプリンタ
ー光源において、 前記発光ダイオードアレイを、各発光ダイオードの一活
性層を含む面と平行でない素子側面より光出力が得られ
る端面発光型発光ダイオードで構成するとともに第1分
離溝により電気的空間的に上記端面発光型ダイオードア
レイと分離され、上記活性層を含む面と平行でない素子
側面より光を入射する側面入射型受光素子を上記端面発
光型発光ダイオードと同一基板上にモノリシック集積化
して集積型発光ダイオードアレイを構成し、 上記端面発光型発光ダイオードの光を上記側面入射型受
光素子に入射させることにより、上記端面発光型発光ダ
イオードの光出力の大小に応じて、上記端面発光型発光
ダイオードの各発光ダイオードの光出力を制御するモニ
ター信号を、上記側面入射型受光素子から得ることを特
徴とする高密度光プリンター光源。 2、請求項1において、端面発光型発光ダイオードと側
面入射型受光素子が同一積層構造により構成されている
ことを特徴とする高密度光プリンター光源。 3、請求項2において、側面入射型受光素子は、一受光
素子当たり、複数の前記端面発光型発光ダイオードの光
が入射するように構成されていることを特徴とする高密
度光プリンター光源。 4、請求項2において、側面入射型受光素子と端面発光
型発光ダイオードは、一対一に対応して形成されており
、側面入射型受光素子の各受光素子一素子に対して、端
面発光型発光ダイオードアレイ内の発光ダイオード一素
子の光のみが入射するように構成されていることを特徴
とする高密度プリンター光源。[Claims] 1. A light-emitting diode array including a plurality of light-emitting diodes arranged in at least one row, and when each light-emitting diode is placed facing a photoconductor and is selectively turned on, the light emitting diode is arranged on the photoconductor. In the printer light source capable of forming a dot-divided image, the light-emitting diode array is constituted by edge-emitting light-emitting diodes in which light output is obtained from a side surface of the element that is not parallel to the plane containing one active layer of each light-emitting diode, and A side-illuminated light-receiving element that is electrically and spatially separated from the edge-emitting diode array by a first separation groove and receives light from a side surface of the element that is not parallel to the surface containing the active layer is the same as the edge-emitting light-emitting diode. An integrated light emitting diode array is configured by monolithically integrating the light emitting diode on a substrate, and the light from the edge emitting type light emitting diode is made incident on the side incident type light receiving element, thereby responding to the magnitude of the light output of the edge emitting type light emitting diode. A high-density optical printer light source characterized in that a monitor signal for controlling the light output of each light-emitting diode of the edge-emitting type light-emitting diode is obtained from the side-illuminated light receiving element. 2. The high-density optical printer light source according to claim 1, wherein the edge-emitting type light emitting diode and the side-illuminated type light receiving element are constructed of the same laminated structure. 3. The high-density optical printer light source according to claim 2, wherein the side-illuminated light-receiving element is configured such that light from a plurality of the edge-emitting light-emitting diodes is incident on each light-receiving element. 4. In claim 2, the side-illuminated light-receiving element and the edge-emitting type light-emitting diode are formed in one-to-one correspondence, and for each light-receiving element of the side-illuminated type light-receiving element, the edge-emitting type light emitting diode is formed in a one-to-one correspondence. A high-density printer light source characterized by being configured so that only light from one light emitting diode element in a diode array is incident.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2026622A JPH03230571A (en) | 1990-02-06 | 1990-02-06 | Light source for high-density optical printer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2026622A JPH03230571A (en) | 1990-02-06 | 1990-02-06 | Light source for high-density optical printer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03230571A true JPH03230571A (en) | 1991-10-14 |
Family
ID=12198572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2026622A Pending JPH03230571A (en) | 1990-02-06 | 1990-02-06 | Light source for high-density optical printer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03230571A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5920587A (en) * | 1994-06-30 | 1999-07-06 | Sony Corporation | Optical device and method of manufacturing the same |
| US6236065B1 (en) | 1994-08-25 | 2001-05-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light-emitting diode array and method for fabricating the same |
| JP2004259724A (en) * | 2003-02-24 | 2004-09-16 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Light emitting element / light receiving element array and optical write head |
| JP2013535850A (en) * | 2010-08-18 | 2013-09-12 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Optoelectronic semiconductor chip and manufacturing method of optoelectronic semiconductor chip |
-
1990
- 1990-02-06 JP JP2026622A patent/JPH03230571A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5920587A (en) * | 1994-06-30 | 1999-07-06 | Sony Corporation | Optical device and method of manufacturing the same |
| US6236065B1 (en) | 1994-08-25 | 2001-05-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light-emitting diode array and method for fabricating the same |
| JP2004259724A (en) * | 2003-02-24 | 2004-09-16 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Light emitting element / light receiving element array and optical write head |
| JP2013535850A (en) * | 2010-08-18 | 2013-09-12 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Optoelectronic semiconductor chip and manufacturing method of optoelectronic semiconductor chip |
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