JPH0563233A

JPH0563233A - 光プリンター光源

Info

Publication number: JPH0563233A
Application number: JP22173791A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Saito; 哲郎齋藤
Original assignee: Ricoh Research Institute of General Electronics Co Ltd; Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Research Institute of General Electronics Co Ltd; Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-09-02
Filing date: 1991-09-02
Publication date: 1993-03-12

Abstract

(57)【要約】【目的】高密度で高品質な印字が可能な光プリンター光
源を提供する。【構成】発光層と電極とを含む積層構造より成り積層端
面より光出力が得られる端面発光型発光ダイオードを等
間隔に設けた複数の第１分離溝11により各層を電気的・
空間的に分離して形成した発光ダイオードアレイ２によ
り構成され、端面発光型発光ダイオードの光出射方向と
反対側の後方位置に第２分離溝12により電気的・空間的
に分離された１つ以上で且つ発光ダイオードアレイ２を
構成する発光ダイオードの素子数よりも少ない端面発光
型発光ダイオードと同じ積層構造の受光素子３を具備
し、受光素子３が、発光ダイオードアレイ２の内で発光
ダイオードの発光面が第２分離溝12を介して受光素子３
の受光面と対面している複数の発光ダイオードの光出力
を受光し、その複数の発光ダイオードの光出力の総和に
対応するモニター信号を検出する手段を具備したことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発光ダイオードアレイ
を用いて感光体への書き込みを行なう光プリンター光源
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真方式による画像形成装置
や光プリンタ等の光源等に利用するための発光ダイオー
ドアレイの研究が進められている。この発光ダイオード
アレイは自己発光型アレイ素子から成っており、画像信
号に応じて発光ダイオードアレイを発光させ、等倍結像
素子で感光体表面に静電潜像を形成し、前記電子写真方
式による現像、転写、定着の工程を経て印字・印刷を行
うものである。この従来の発光ダイオードアレイを用い
た光プリンタヘッドを構成する発光部基板は図７に示す
ように、放熱板を兼ねた基板102 上に、セラミック基板
等で構成される配線部材103，104，105 が貼り付けられ
ており、この配線部材103，104，105 には、それぞれ画
像信号や電源との接続を行うためのケーブル106，107が
接続されている（特開昭60-90784号公報参照）。また、
図中の108-1〜108-n（ｎは正の整数）は発光ダイオード
を一列に並べた発光ダイオードアレイチップであり、10
9-1〜109-n及び110-1〜110-nは、発光ダイオードアレイ
チップ108-1〜108-nを駆動するドライバ回路、即ち、ケ
ーブル106，107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発光ダイオードドライブ集積
回路である。

【０００３】このような構成の発光部基板101 におい
て、ケーブル106，107より画像信号を一列分逐次、発光
ダイオードドライブ集積回路109-1〜109-n，110-1〜110
-nに入力し、一列分のデータをシフトした後、これを並
列に発光ダイオード駆動端子に出力し、これに従い各発
光ダイオードが点灯、消灯し、一列分の画像形成用の輝
点が発生する。また発光ダイオードの発光部と感光ドラ
ム面の結像点の関係については、図８に示すように、発
光ダイオードアレイを構成する各発光ダイオードアレイ
チップ201-m 上の発光ダイオード201-m-p は、セルフォ
ックレンズアレイ等の等倍結像系202 によって感光ドラ
ム203 上に結像される（特開昭60-32373号公報参照）。
このような発光ダイオードアレイを用いた光プリンタヘ
ッドは、可動部がなく構成部品も少ないことから、小型
化が可能となる。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、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、種々の利点がある。

【０００４】ところで、このような光プリントヘッドに
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、基板面に垂直な端面
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。先ず、前者の面発
光型発光ダイオードアレイの基本的な構造としては、例
えば図９に示すものが報告されており（昭和55年電子通
信学会通信部門全国大会予稿集、第１-211頁参照）、こ
の面発光型発光ダイオードアレイでは、発光部120 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、
発光部120 の両端若しくは周囲に電極121 が形成されて
いる。しかしこの構造では、光出力が取り出される発光
部120 と電極121 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120 の幅と電極121 の幅、
及び素子分離領域の幅を合計したものとなり、例えば、
600dpi（dots per inch)以上の高密度な発光部を形成す
ることは極めて困難である。

【０００５】次に、端面発光型発光ダイオードアレイと
しては、例えば、図１０に示すようなものがあり（特開
昭60-32373号公報参照）、この例では、基板上の積層構
造内に複数の発光部122 が形成されており、これらの発
光部122 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123 により、電気的且つ
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122
と電極124，125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122 の幅と素子分離溝領域の幅
を合計したものとなり、例えば、600dpi以上の高密度な
発光部122 の形成も原理的に可能である。このため、高
密度光プリンター用光源として用いる発光ダイオードア
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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の発光ダイオードアレイを用いた光プリンター光源に
おいては、発光ダイオードアレイの駆動点灯時に発生す
る熱によるプリントヘッドの温度上昇の影響による発光
ダイオードの光出力の低下、寿命劣化により、印字濃度
むらが生じるという問題点があった。ここで、光プリン
タヘッドの温度上昇特性は図１１に示すように駆動条
件、駆動時間で異なっている（電子写真学会誌、第24
巻、第2号、1985年)。また、駆動点灯時の光プリントヘ
ッドの温度分布は図１２に示すように熱の逃げやすい光
プリントヘッドの周辺部は低く、光プリントヘッドの中
央部は温度が高くなる。また、光プリントヘッドの温度
と発光ダイオードの光量の間には図１３のような関係が
見られることから（電子写真学会誌、第24巻、第2号、1
985年)、温度が高いほど、その付近の発光ダイオードの
発光出力が低くなる。それゆえ、発光ダイオードアレイ
を用いた電子写真方式による画像形成装置や光プリンタ
ーでは、長尺化、高密度化をするほど感光ドラム上の静
電潜像にむらができ、その結果、印字・印刷出力の品質
が低下するという問題があった。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あって、光プリンターの高密度、高品質印字を実現する
ために、例えば、600dpi以上のような高密度に発光部を
形成でき、且つ上記の欠点を解消し、電子写真方式によ
る画像形成装置や光プリンターに用いた時に、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プリンター光源
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、請求項１では、少なくとも発光ダイオードの発光
層と、該発光層を発光させるための電極とを含む積層構
造より成り、積層端面より光出力が得られる端面発光型
発光ダイオードを、等間隔に設けた複数の第１分離溝に
より各層を電気的・空間的に分離して形成した発光ダイ
オードアレイにより構成されており、且つ、前記端面発
光型発光ダイオードの光出射方向と反対側の後方位置
に、第２分離溝により電気的・空間的に分離された少な
くとも１つ以上で且つ前記発光ダイオードアレイを構成
する発光ダイオードの素子数よりも少ない前記端面発光
型発光ダイオードと同じ積層構造の受光素子を具備して
いることを特徴とする光プリンター光源において、前記
受光素子が、前記発光ダイオードアレイの内で、発光ダ
イオードの発光面が前記第２分離溝を介して前記受光素
子の受光面と対面している複数の発光ダイオード素子の
光出力を受光し、その複数の発光ダイオード素子の光出
力の総和に対応するモニター信号を検出する手段を具備
したことにある。

【０００９】また、請求項２では、請求項１記載の光プ
リンター光源において、前記発光ダイオードアレイの内
で、発光ダイオードの発光面が前記第２分離溝を介して
前記受光素子の受光面と対面している複数の発光ダイオ
ード素子に対して送られた印字情報信号の中の点灯すべ
き発光ダイオードの個数の和を検出する手段を具備した
ことにある。また、請求項３では、請求項１、請求項２
記載の光プリンター光源において、前記発光ダイオード
アレイの内で、発光ダイオードの発光面が前記第２分離
溝を介して前記受光素子の受光面と対面している複数の
発光ダイオード素子の光出力の総和の値と、前記点灯す
べき発光ダイオードの個数の和に予め設定した係数を掛
けた値を比較し、その差分に対応する電流を前記点灯し
ている発光ダイオードに予め設定している分配比に従っ
て注入する手段を具備したことにある。

【００１０】

【作用】請求項１記載の光プリンター光源においては、
モニター用受光素子は、発光ダイオードアレイの内で、
発光ダイオードの発光面が前記第２分離溝を介して受光
素子の受光面と対面している複数の発光ダイオードに対
して送られた印字情報信号に従って点灯している発光ダ
イオードの光出力の総和に応じたモニター信号を得るこ
とができる。また、請求項２、請求項３記載の光プリン
ター光源においては、上記モニター信号を適宜増幅した
後、この信号と、発光ダイオードの発光面が前記第２分
離溝を介して前記受光素子の受光面と対面している複数
の発光ダイオード素子に対して送られた印字情報信号の
中の点灯すべき発光ダイオードの個数の和に予め設定し
た係数を掛けた値を比較し、その差分に応じて前記発光
ダイオードアレイの内で、発光ダイオードの発光面が前
記第２分離溝を介して受光素子の受光面と対面している
複数の発光ダイオードの中の点灯している発光ダイオー
ドに対して、予め設定している分配比に従って分配した
電流を注入することができる。これによって発光ダイオ
ードアレイの光出力は予め設定している前記補正係数に
より決定されることになり、この補正係数を光プリンタ
ー光源を構成している発光ダイオードアレイ光源上のモ
ニター用受光素子全体に対して適宜に設定することによ
り、光プリンター光源の光出力の均一化をはかることが
できる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の請求項１の実施例を示す光
プリンター光源を構成する発光ダイオードアレイチップ
の平面図であり、図２は図１のモニター用受光素子を含
むＡ−Ａ’断面図、図３は発光ダイオードアレイチップ
の要部斜視図である。図１に示す発光ダイオードアレイ
チップにおいて、２５６素子の端面発光型発光ダイオー
ドからなる端面発光型発光ダイオードアレイ２（2-1〜2
-256）及び受光素子（フォトダイオード）３は、ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板１上に形成されている。この発光ダイオード
アレイ２及びフォトダイオード３の積層構造は図２の断
面図に示すように、基板１の上にＭＯＶＰＥ法によりｎ
型ＧａＡｓバッファー層21、ｎ型Ａｌ_0.4Ｇａ_0.6Ａｓク
ラッド層22、発光層であるＡｌ_0.2Ｇａ_0.8Ａｓ活性層2
3、ｐ型Ａｌ_0.4Ｇａ_0.6Ａｓクラッド層24、ｐ型ＧａＡ
ｓキャップ層25、そして亜鉛を高濃度にドーピングした
ｐ+ 型ＧａＡｓコンタクト層26の複数の層より形成され
ており、この積層構造はいわゆるダブルヘテロ構造を含
んでいる。

【００１２】また図２、図３に示すように、この積層構
造の表面、即ちコンタクト層26の上面からアレイ方向に
対して直角に基板１に達する第１分離溝11が基板１に対
してほぼ垂直に、塩素系ガスを用いたドライエッチング
法によって形成されており、この第１分離溝11によって
発光ダイオードアレイ２内の各発光ダイオード素子2-1
〜2-256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２の光出射端面2aは基板面に対して垂直に、
且つアレイ方向に平行に形成されていて、基板１の辺1a
に近接した位置に配置されている。さらに図２、図３に
示すように、この積層構造の表面、即ちコンタクト層26
上面からアレイ方向に対して平行に該基板１に達する第
２分離溝12が塩素系ガスを用いたドライエッチング法に
よって形成されており、この第２分離溝12によって発光
ダイオードアレイ２とその後方に配されているフォトダ
イオード３が電気的に分離されている。これらの各発光
ダイオードアレイ２、及び受光素子（フォトダイオー
ド）３のコンタクト層26上には、それぞれＡｕ−Ｚｎ／
Ａｕからなるｐ側電極27が形成され、また基板１の裏面
にはＡｕ−Ｇｅ／Ｎｉ／Ａｕからなるｎ側電極28が形成
されている。このｐ側電極はワイヤーボンディング用の
パッド部分29を兼ねており、図４に示すように、発光ダ
イオードアレイチップをダイボンディングしているセラ
ミック等で形成されている回路基板４上の第２ボンディ
ングパッド41との間はボンディングワイヤー５によるワ
イヤーボンディングによって接続される。

【００１３】尚、この発光ダイオードアレイチップの形
成に用いられる材料としては、III−Ｖ族化合物半導体
であるＧaＡs，ＡlＧaＡs，ＡlＧaＩnＰ，ＩnＰ，ＩnＧ
aＰ,ＩnＡlＰ，ＧaＡsＰ，ＧaＮ，ＩnＡs，ＩnＡsＰ，
ＩnＡsＳb等、あるいは、II−ＶI 族化合物半導体であ
るＺnＳe，ＺnＳ，ＺnＳＳe，ＣdＳe，ＣdＳＳe，ＣdＴ
e，ＨgＣdＴe等、さらには、IＶ−ＶI族化合物半導体で
あるＰbＳe，ＰbＴe，ＰbＳnＳe，ＰbＳnＴe等があり、
それぞれの材料の長所を活かして積層構造に適用するこ
とが可能である。また、活性層としてＡｌＧａＡｓ系の
材料を用いた場合、ＧａＡｓまたはＡｌ組成が０より大
きく0.45より小さい値を持つＡｌＧａＡｓが用いられ、
その場合クラッド層24は活性層23より禁制帯幅の広いＡ
ｌＧａＡｓを用いれば良い。また、光プリンター光源の
発光部である発光ダイオードアレイチップ上の端面発光
型発光ダイオードアレイ２やモニター用側面入射型受光
素子（フォトダイオード）３においては、ｎ型をｐ型、
ｐ型をｎ型として形成しても良い。

【００１４】さらに、発光ダイオードアレイチップ上の
端面発光型発光ダイオードアレイ２の光出射端面と、端
面発光型発光ダイオードアレイ２の各発光ダイオードを
素子分離している第１分離溝11と、端面発光型発光ダイ
オードアレイ２とモニター用側面入射型受光素子（フォ
トダイオード）３の間に形成されている第２分離溝12
は、図示の例では基板面に垂直に形成されているが、こ
れらは必ずしも基板面に垂直である必要はなく、略垂直
な面、若しくは活性層23と平行でない面であれば良い。
また、上記第１分離溝11や第２分離溝12は、積層構造表
面より基板１に達するように形成されているが、本質的
には、隣接する端面発光型発光ダイオードの活性層23間
や、端面発光型発光ダイオードアレイ２とモニター用側
面入射型受光素子３の活性層23間を電気的に分離すれば
良いことから、溝の底部が必ずしも基板１まで達してい
る必要はなく、活性層23を通りクラッド層22に達してい
れば充分機能するものである。このような分離溝は、通
常、エッチング等の方法により形成されるが、本発明の
光プリンター光源の機能上、基板１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ッチン
グ法等を用いることが望ましい。

【００１５】尚、図１〜図４に示した実施例は、１つの
発光ダイオードアレイチップに対しモニター用受光素子
を１つ設けた場合であるが、１つの発光ダイオードアレ
イチップに対し複数個のモニター用受光素子を設け、１
つのモニター用受光素子に対応する発光ダイオードの数
を少なくした方がより精度の高い制御が行なえ、光出力
のばらつきをより抑えられることは明らかである。ここ
で、ｍ個の発光ダイオード素子からなる発光ダイオード
アレイチップにｋ個のモニター用受光素子を設けた場
合、ｍとｋの関係としては、ｍ＝ｎ×ｋ（ｎは正の整
数）とすると、１チップの発光ダイオードアレイチップ
内の各モニター用受光素子に対応する発光ダイオード素
子の数ｎを同一にすることができるため、駆動制御回路
等を簡素化することができるという利点がある。

【００１６】次に、図４によって動作を説明する。上記
構成の発光ダイオードアレイチップにおいて、ドライバ
ー回路からの入力データに従って、任意のｐ側電極27と
ｎ側電極28の間に所定の電流を流すことにより、発光ダ
イオードアレイ２内の任意の位置の発光ダイオードより
光出力７を光出射端面2aに対し垂直に得ることができ
る。また、前記発光ダイオードの後方端面からは光出射
端面より得られる光出力に応じた光出力を後方端面2bに
対し垂直に得ることができる。この後方端面より出た光
８が第２分離溝12を介して対向する側面入射型受光素子
３の素子側面6aに入射する。この側面入射型受光素子３
のｐ側電極27とｎ側電極28の間に所定の逆方向電圧を印
加することにより、該側面入射型受光素子３に入射する
前記発光ダイオードの光出力の大小に応じたモニター信
号を得ることができる。

【００１７】ところで、上記構成の発光ダイオードアレ
イチップを駆動点灯した場合、その発熱の大半は順方向
に電流が流れている発光ダイオードの発光層23において
生じている。そして発生した熱の大部分は基板１の内部
を通り、またはボンディングワイヤー５を通り、放熱板
を兼ねた回路基板４へと熱伝導によって流れる。それに
対して、受光素子３には逆方向電圧がかかっているのみ
で、電流は発光ダイオードに対して数千分の一しか流れ
ないため、ほとんど熱は発生しない。そのため、発光ダ
イオードアレイチップ上の発光ダイオードの発光層23付
近の温度は受光素子３付近の温度に対して数十度高くな
る。このような発光ダイオードの発光層23付近の温度上
昇は発光ダイオードアレイチップ上の隣接する発光ダイ
オードに対する影響も大きく、隣接する発光ダイオード
が共に発光している部分では、発光している発光ダイオ
ード同士が影響を与え合い、さらに温度が上昇している
（図１３参照）。

【００１８】この発光ダイオードの温度上昇は発光ダイ
オードアレイチップ上の発光ダイオードの光出力及び受
光素子のモニター信号（電流）に変動を与える。そし
て、その変動率は発光ダイオードで−１(％／度)、受光
素子で＋0.6(％／度）程度であるが、上述しているよう
に、温度上昇の原因が発光ダイオードの付近にあること
から、受光素子の特性の変動は本発明による光出力の制
御では問題にならないほど小さいものである。ここで第
１分離溝11と第２分離溝12の幅は、ほぼ同一でも受光素
子３への熱の影響は本発明による光出力の制御では問題
にならないほど小さいものとすることができるが、第２
分離溝12の幅を第１分離溝11の幅の３倍程度にすると、
発光ダイオードアレイ２の発熱の影響は受光素子３に対
してほとんど無くなり、より高精度の制御が可能とな
る。このように、端面発光型発光ダイオードアレイ２の
温度変動による光出力の増減は、同一チップ上にあり該
発光ダイオードと第２分離溝12を介して対向している位
置にある受光素子のモニター信号の変化と対応している
ので、そのモニター信号を予め設定しておいた基準値と
比較して、その差分を補正するように発光ダイオードの
駆動電流を制御することにより、発光ダイオードアレイ
チップ内の各発光ダイオードの光出力を、その温度変動
によらず所望の値に一定に保持することができる。

【００１９】そこで、この実施例の光プリンター光源の
光出力制御回路について図５を参照して説明する。図５
において、任意のモニター用受光素子（ＭＤ）に対応す
る端面発光型発光ダイオード（ＬＥＤ）群に対応する分
のデジタル印字情報が印字データ発生器(ＤＧ）からシ
リアルに送られてくると、その情報を２つに分岐し、１
つはデジタル加算器（ＡＤＤ）によってデジタル印字情
報中の発光ダイオードの点灯個数の合計を求め、その合
計数と予め設定された記憶装置（ＲＯＭ）に保存されて
いるモニター用受光素子（ＭＤ）の光電変換係数を積算
し、その結果をデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ１）
によってアナログ値に変換しアナログ基準信号（Ｒｅｆ
１）を生成する。また、もう１つはシフトレジスター
（Ｓｈｉｆｔ）、及びラッチ（Ｌａｔｃｈ）によってシ
リアル／パラレル変換し、各端面発光型発光ダイオード
（ＬＥＤ）に対する並列情報とした後、デジタル／アナ
ログ変換器（ＤＡＣ２）によって各端面発光型発光ダイ
オードに対するアナログ点灯信号に変換する。そして、
そのアナログ点灯信号でアナログスイッチ（ＡＳＷ）を
動作させ、各端面発光型発光ダイオードに駆動電流を注
入することにより、各端面発光型発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）はそのアナログ点灯信号に応じて点灯する。

【００２０】図４で示すように、アナログ点灯信号に応
じて点灯している端面発光型発光ダイオード（ＬＥＤ）
の光出射端面2aから出る光７は光プリンター光源等の出
力光として利用される。その一方、端面発光型発光ダイ
オード（ＬＥＤ）の後方端面2bからの出射光８はモニタ
ー用受光素子（ＭＤ）の入射端面3aに入り、モニター電
流に変換される。このためアナログ点灯信号に応じて点
灯している端面発光型発光ダイオード（ＬＥＤ）が複数
個の場合、モニター用受光素子（ＭＤ）に入射する光８
も、点灯している端面発光型発光ダイオード（ＬＥＤ）
と同数になるので、モニター用受光素子（ＭＤ）で変換
するモニター電流は、点灯している各端面発光型発光ダ
イオード（ＬＥＤ）の後方端面2bからの出射光８の総和
となる。従って、モニター用受光素子（ＭＤ）から得ら
れるモニター信号（Ｒｅｆ２）は、この総和の電流量に
比例する電圧値となる。

【００２１】そして、先ずモニター受光素子（ＭＤ）か
ら得られたモニター信号（Ｒｅｆ２）とアナログ基準信
号（Ｒｅｆ１）を誤差増幅器（ＥｒｒＡｍｐ）で比較
し、その差分信号（Ｄｉｆ１）を生成する。そして、そ
の差分信号（Ｄｉｆ１）を前記アナログスイッチ（ＡＳ
Ｗ）に負帰還がかかるように出力する。このアナログス
イッチ（ＡＳＷ）の差分信号（Ｄｉｆ１）入力部には、
デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ２）からの入力信号
に対するスイッチが設けられており、デジタル／アナロ
グ変換器（ＤＡＣ２）からの信号が入力されているとき
のみ、差分信号（Ｄｉｆ１）を受け付けるようになって
いる。それにより、誤差増幅器（ＥｒｒＡｍｐ）から得
られる負帰還用の信号である差分信号（Ｄｉｆ１）は、
アナログ点灯信号に応じて点灯している端面発光型発光
ダイオード（ＬＥＤ）にのみ負帰還制御をかけ、前記記
憶装置（ＲＯＭ）に保存されているモニター用受光素子
（ＭＤ）の光電変換係数に基づいた光出力制御を行なう
ことができる。

【００２２】本発明による光プリンター光源では、以上
述べた光出力の制御回路を用いることにより、発光ダイ
オードの光出力のばらつきを点灯駆動状態の如何にかか
わらず±10％以下に抑えることが可能となる。ここで、
光出力を補正しない場合のチップ間の光出力分布を図６
（ａ）に、また図５に示した制御回路を用いて光出力を
補正した場合のチップ間の光出力分布を図６（ｂ）に示
す。尚、測定条件は、発光ダイオードアレイチップ２８
個を並べた光プリンター光源において、発光ダイオード
全素子同時連続点灯を行なった場合である。図６
（ａ），（ｂ）に示すように、補正をしないチップ間で
は、中央部のチップが熱のため発光出力が40％程度低下
しているが、光出力の制御回路を用いた場合には、中央
部での光出力の低下も見られず、ばらつき10％以下の光
出力の均一性を実現することができた。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
記載の光プリンター光源においては、端面発光型発光ダ
イオードの後方に第２分離溝を介してモニター用受光素
子を設けたことにより、該モニター用受光素子の受光面
と対面している複数の発光ダイオードの光出力の総和に
応じたモニター信号を得ることができ、該モニター信号
を用いて光出力の制御が可能となる。さらに、請求項
２，３記載の光プリンター光源においては、上記モニタ
ー信号を適宜増幅した後、この信号と、発光ダイオード
の発光面が前記第２分離溝を介して前記受光素子の受光
面と対面している複数の発光ダイオード素子に対して送
られた印字情報信号の中の点灯すべき発光ダイオードの
個数の和に予め設定した係数を掛けた値を比較し、その
差分に応じて前記発光ダイオードアレイの内で、発光ダ
イオードの発光面が前記第２分離溝を介して受光素子の
受光面と対面している複数の発光ダイオードの中の点灯
している発光ダイオードに対して、予め設定している分
配比に従って分配した電流を注入することができる。こ
れによって発光ダイオードアレイの光出力は予め設定し
ている前記補正係数により決定されることになり、この
補正係数を光プリンター光源を構成している発光ダイオ
ードアレイ光源上のモニター用受光素子全体に対して適
宜に設定することにより、光プリンター光源の光出力の
均一化をはかることができる。従って、本発明の光プリ
ンター光源によれば、従来４０％程度変動していた光出
力の変動を１０％以下に抑えて、極めてむらの少ない高
品質な印字、印刷を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１の実施例を示す図であって、
光プリンター光源を構成する発光ダイオードアレイチッ
プの平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。

【図３】図１に示す発光ダイオードアレイチップの要部
斜視図である。

【図４】図１〜３にに示す発光ダイオードアレイチップ
の動作及び作用を説明するための説明図である。

【図５】本発明の請求項２，３の実施例を示す図であっ
て、光出力制御回路の概略構成を示すブロック図であ
る。

【図６】発光ダイオードアレイ間の光出力のばらつきを
示す説明図であって、（ａ）は従来光源の例を示す図、
（ｂ）は本発明の光源の例を示す図である。

【図７】従来の発光ダイオードアレイを用いた光プリン
トヘッドを構成する発光部基板を示す斜視図である。

【図８】光プリンターにおける発光ダイオードの発光部
と感光体面の結像点の関係を示す説明図である。

【図９】従来の面発光型発光ダイオードアレイを示す平
面図である。

【図１０】従来の端面発光型発光ダイオードアレイを示
す斜視図である。

【図１１】光プリンタヘッドの温度上昇特性の説明図で
ある。

【図１２】光プリンタヘッドの温度分布の説明図であ
る。

【図１３】光プリンタヘッドの温度と発光ダイオードの
光量の関係の説明図である。

【符号の説明】

１・・・基板２・・・端面発光型発光ダイオードアレイ３・・・モニター用受光素子 11・・・第１分離溝 12・・・第２分離溝 23・・・発光層 27，28・・・電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも発光ダイオードの発光層と、該
発光層を発光させるための電極とを含む積層構造より成
り、積層端面より光出力が得られる端面発光型発光ダイ
オードを、等間隔に設けた複数の第１分離溝により各層
を電気的・空間的に分離して形成した発光ダイオードア
レイにより構成されており、且つ、前記端面発光型発光
ダイオードの光出射方向と反対側の後方位置に、第２分
離溝により電気的・空間的に分離された少なくとも１つ
以上で且つ前記発光ダイオードアレイを構成する発光ダ
イオードの素子数よりも少ない前記端面発光型発光ダイ
オードと同じ積層構造の受光素子を具備していることを
特徴とする光プリンター光源において、前記受光素子が、前記発光ダイオードアレイの内で、発
光ダイオードの発光面が前記第２分離溝を介して前記受
光素子の受光面と対面している複数の発光ダイオード素
子の光出力を受光し、その複数の発光ダイオード素子の
光出力の総和に対応するモニター信号を検出する手段を
具備していることを特徴とする光プリンター光源。
【請求項２】請求項１記載の光プリンター光源におい
て、前記発光ダイオードアレイの内で、発光ダイオード
の発光面が前記第２分離溝を介して前記受光素子の受光
面と対面している複数の発光ダイオード素子に対して送
られた印字情報信号の中の点灯すべき発光ダイオードの
個数の和を検出する手段を具備していることを特徴とす
る光プリンター光源。
【請求項３】請求項１、請求項２記載の光プリンター光
源において、前記発光ダイオードアレイの内で、発光ダ
イオードの発光面が前記第２分離溝を介して前記受光素
子の受光面と対面している複数の発光ダイオード素子の
光出力の総和の値と、前記点灯すべき発光ダイオードの
個数の和に予め設定した係数を掛けた値を比較し、その
差分に対応する電流を前記点灯している発光ダイオード
に予め設定している分配比に従って注入する手段を具備
していることを特徴とする光プリンター光源。