JPS59146874A - Ledアレイヘツド - Google Patents

Ledアレイヘツド

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Publication number
JPS59146874A
JPS59146874A JP58020828A JP2082883A JPS59146874A JP S59146874 A JPS59146874 A JP S59146874A JP 58020828 A JP58020828 A JP 58020828A JP 2082883 A JP2082883 A JP 2082883A JP S59146874 A JPS59146874 A JP S59146874A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scanning direction
numbered
sub
odd
led elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58020828A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoshi Futaki
二木 清
Yasuo Inui
乾 泰夫
Mitsuo Mochizuki
望月 光雄
Takashi Naito
隆 内藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic System Solutions Japan Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Graphic Communication Systems Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Graphic Communication Systems Inc filed Critical Matsushita Graphic Communication Systems Inc
Priority to JP58020828A priority Critical patent/JPS59146874A/ja
Publication of JPS59146874A publication Critical patent/JPS59146874A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/447Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources
    • B41J2/45Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources using light-emitting diode [LED] or laser arrays

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
  • Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
  • Facsimile Heads (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子写真プロセスによって画像を記録するプ
リンタ等において書込み手段として用いられるLEDア
レイヘッドに関する。
従来例の構成とその問題点 第1図は従来のLEDアレイヘッドの概略構成を示す分
解斜視図である。1は半導体チップであり、これには公
知の半導体プロセスにより複数個のLED(発光ダイオ
ード)素子2が一列に並べて形成されている。各半導体
チップ1には、後述するように各LED素子2に給電す
るための電極も形成されているが、図示してない。この
ような半導体チップ1を1列(または複数列)に並べて
配線基板3に実装し、多数のLED素子2を主走査方向
に1列(または複数列)に直線的に配列させ、光ファイ
バーから成るセルフォックスレンズ4と組み合せてLE
Dアレイヘッドを構成する。
第2図は、上記のLEDアレイヘッドを用いた31、−
ジ 電子写真方式のプリンタの概略構成図であり、6が上記
LEDアレイヘッドである。6は現像器、7は記録紙、
8は搬送ローラ、9は転写チャ−ジャ、10は剥離チャ
ージャ、11はクリーナ、12はイレーザ、13は帯電
チャージャ、14は感光体ドラムである。
感光体ドラム14は図中矢印の向きに回転しながら帯電
チャージャ13によシ一様に帯電された後、LEDアレ
イヘッド6によって選択的に露光される。感光体ドラム
14の表面は露光された部分だけが他の部分より低電位
となるため、露光パターン(記録画像)の静電潜像が感
光体ドラム14の表面に記録される。この静電潜像は現
像器6を通過時にトナー現像されて顕像化され、これは
感光体ドラム14の回転と同期して搬送ローラ8により
搬送される記録紙7に、転写チャージャの作用で転写さ
れる。転写後の記録紙7は剥離チャージャ1oの作用で
感光体ドラム14から剥離される。一方、感光体ドラム
14の転写終了部分はクリーナ11によって残留トラ−
を除去され、次にイレーザ12により残留電荷を消去さ
れた後、再び帯電チャージャ13の方へ移動する。
々お現像法としては、感光体ドラム14の非露光部分に
トナーを付着させる現像法と、露光部分にトナーを利殖
させる反転現像法とがあるが、後者の場合を想定して以
下説明する。
さて、このようなプリンタにおいて、主走査方向の線を
記録しようとすると、線の境界部に1画素おきの凹凸が
生じるという問題があった。これについて以下説明する
第3図は、前述した従来のLEDアレイヘッドに用いら
れている半導体チップ1の概略平面図であり、16は各
LED素子2に給電するだめの電極である。図示のよう
に、従来は各LED素子2はほぼ正方形の発光領域を持
つような平面形状で形成され、発光領域の一辺の長さは
約66μmとなっていた。また電極16は、奇数番目の
LED素子(a、  C,e、・・・・・・)について
は図中下端から、偶数番目のLED素子(b、  d、
  f、・・・・・・)については上端から、副走査方
向に千鳥状に引き6′・ジ 出されている。
第4図イは第3図のA−A線概略平面図である。
16はP型半導体領域、17はN型半導体領域であり、
両者間で形成されるPN接合の領域Bが1つのLED素
子2(ここでは第3図のb)の発光領域として作用する
。電極16に電源の正極を接続し、負極を半導体チップ
1の底面側に接続するとLED素子素子光発光領域矢印
工A、IBに示すような経路で電流が流れる。しかし、
発光領域内の電流密度は副走査方向について均一にはな
らず、電極16の引き出される側の端部分で電流密度が
最大となり、反対側の端に近づくにつれて電流密度が減
少する。その結果、発光領域よシ外部に発せられる光の
強さは副走査方向について第4図口の実線に示すように
分布する(破線は奇数番目のLED素子の光パワー分布
を示す)。従来、電極引出し端と反対側の端部分におけ
る光パワーレベルLBは、電極引出し端部分での光パワ
ーレベルLAの約60q6以下まで低下している。発明
者の実験・研究によれば、この光のパワーレベルLA。
6ベージ LBO差が大きいことが、上記の問題を引き起こす主な
原因となっている。
即ち、上記のような光パワー分布を持つLED素子で回
転する感光体ドラムの表面を1ラインの走査期間露光し
た場合、露光体ドラム表面に与えられる光エネルギーの
分布は、偶数番目のLED素子については第6図のよう
に々す、また偶数番目のLED素子については第6図の
ようになる。
光エネルギー量がトナーを付着させるために必要な閾値
Ts を越える位置は、偶数番目のLED素子について
yl  とy2 、奇数番目のLED素子については3
’1’ + 3”2となり、y1+y2の中点y3とy
イ。
y蚤の中点弓の位置がずれる。したがって、主走査方向
の線を記録した場合、画素の副走査方向の記録位置が(
y3−y3)の距離だけ1画素おきに交互にずれる。従
来は、LED素子1個当りの駆動電流を5mAとすると
、この位置ずれ量は約16μm以上にもなっていたため
、線の境界部に凹凸が目立ち、画質を著しく低下させて
いた。
上記の問題点を解決するには、全LED素子の71、−
ノ 電極を同じ側の端から引き出す(第3図で全電極16を
」二側捷たは下側のいずれかの端から引き出す)ことが
考えられる。しかし、隣接する電極間の短絡を防止する
ために、電極の幅を千鳥状に引き出す場合よりも狭くす
る必要があるので、電極形成が難しくなり、また電極の
短絡や断線が起りやすくなる等、製造や信頼性の面で新
たな問題が起こる。
発明の目的 本発明の目的は、製造を困難にしたり信頼性を犠牲にす
ることなく、主走査方向の線の境界部の凹凸を許容でき
る程度まで抑え、高画質の画像を記録できるようにした
LEDアレイヘッドを提供することにある。
発明の構成 本発明は、LED素子の電極の引出し方は従来のままと
し、半導体チップ上の奇数番目のLED素子と偶数番目
のLED素子の配列位置を、相対的に副走査方向に微小
量ずらせて前述の(y3−y3 )に相当する位置ずれ
を打ち消すことにより、上記目的を達成しようとするも
のである。
実施例の説明 以下、本発明の実施例について説明する。
第7図は、本発明の一実施例によるLEDアレイヘッド
を構成する半導体チップの概略平面図であり、第3図と
対応する部分には同符号を付しである。
各LED素子2は従来の同様に第4図に示す断面構造を
有し、P型半導体領域16およびN型半導体領域17の
不純物濃度や厚さは従来と同様であり、壕だ発光領域の
サイズは主、副走査方向とも従来と同じ約66μmであ
る。さらに、LEDアレイヘッドの全体的構成も第1図
に示す通シであり、従来と同様である。
本実施例と従来例との違いは、半導体チップ1上のLE
D素子2のうち、奇数番目のLED素子(a / 、 
c / 、 e /、・・・・・・)と偶数番目のLE
D素子(bl、dl、fl、・・・・・・)を図示のよ
うに微小量δだけ副走査方向に相対的に位置をずらせて
、それぞれ主走査方向に直線的に配列した点である。δ
9ページ は前述の位置ずれ量(y3−y3)とほぼ等しく決めら
れ、本実施例では約16μmとなっている。
第8図はLED素子2の発光領域から発する光の強さの
副走査方向についての分布を示している。
同図中の実線は奇数番目のLED素子2(a’、c’。
e/、・・・・・・)の光パワー分布曲線、破線は偶数
番目のLED素子(bl、dl 、fl・・・・・・)
の光パワー分布曲線であり、相互にδだけ副走査方向に
ずれている。
本実施例のLEDアレイヘッドを第2図に示すプリンタ
に用い、感光体ドラム14を回転させながら各LED素
子2に5mAの電流を1ライン走査期間流した場合、感
光体ドラムの表面に与えられる光エネルギーの分布は、
奇数番目のLED素子については第9図の実線に示すよ
うになシ、偶数番目のLED素子については第9図の破
線に示すようになる。実線の光エネルギー分布曲線は第
6図のものと同じであシ、破線の光エネルギー分布曲線
は第6図のものをδだけ副走査方向にシフトしたものと
同じである。したがって、奇数番目10、・−ジ と偶数番目のLED素子のいずれについても、はぼ同じ
V4115の位置で光エネルギー量が前記の閾値Js 
を越え、その中点位置y6  もほぼ一致する。即ち、
隣接する画素の副走査方向の記録位置が一致するため、
主走査方向の境界部に従来のような著しい凹凸は生ぜず
、高品質の画像を記録できるようになる。
第10図は、本発明の他の実施例によるLEDアレイヘ
ッドを構成する半導体チップの概略平面図であシ、第7
図と対応する部分には同符号を付しである。
本実施例においては、各LED素子2の発光領域は長方
形の平面形状を持ち、発光領域の主走査方向の幅は前記
実施例と同じであるが、副走査方向の幅は前記実施例よ
り狭くなっている。まだ、奇数番目のLED素子2と偶
数番目のLED素子2は、副走査方向に微小量δ′だけ
相対的にずらして配列しである。これ以外は前記実施例
と同様である。
第11図は、LED素子20発光領域から出る11−二
・ 光の強さの副走査方向についての分布を示し、図中の実
線は奇数番目のLED素子2に対する光パワー分布曲線
、破線は偶数番目のLED素子2に対する光パワー分布
曲線である。発光領域の副走査方向の幅が狭いため、電
極16の引出し側端部分での光パワーレベルLCと反対
側の端部分での光パワーレベルLDの差が小さく、各光
パワー分布曲線は図示のように矩形に近くなっている。
本実施例のLEDアレイヘッドを第2図に示すプリンタ
に用い、感光ドラム14を回転させながら各LED素子
2に5 mAの電流を1ライン走査期間流した場合、感
光体ドラムの表面に与えられるエネルギーの分布は第1
2図に示すようになる。
図中、実線は奇数番目のLED素子についての光エネル
ギー分布曲線、破線は偶数番目のLED素子についての
光エネルギー分布曲線であり、いずれのLED素子につ
いても同じ位置y7+yBで光エネルギー量が閾値を越
え、771y8の中点位置y7  も一致する。
因みに、δ/−0とした場合、偶数番目のLED素子か
ら感光体ドラムに与えられる光エネルギーの分布曲線は
第12図の2点鎖線のようになり、V7rVBより図中
左側にシフトした位置で光エネルギー量が閾値TS を
越え、両位置の中点位置もy9より左側にシフトする。
このシフト量は、発光領域の副走査方向の幅を小さくし
、光パワー分布曲線を矩形に近ずけるほど小さくなる。
一方、奇数番目と偶数番目のLED素子の副走査方向の
相対位置ずれ量δ′は上記シフト量にほぼ等しく決めら
れる。したがって、δ′は前記実施例のδよりも小さく
できる。
ここ1で2つの実施例について証明したが、本発明は前
記各実施例の構成のみに限定されるものではない。
例えば、LED素子の発光領域の平面形状、LED素子
の内部構造等は適宜変更し得る。また、LED素子を2
列以上に配列するようにしてもよく、その場合、LED
素子を1列に配列した半導体チップを2列以上配列して
もよいし、LED素子を2列以上並べて形成した半導体
チップを1列13/、−ジ に並べるようにしてもよい。さらに、セルフォックスレ
ンズのような結像用レンズは、用途によっては省き得る
発明の効果 前述のように本発明は、半導体チップに形成されるLE
D素子のうち、奇数番目と偶数番目のLED素子を副走
査方向の特定向きに微小量だけ相対的に位置をずらし、
それぞれ主走査方向に直線的に配列するから、主走査方
向の線の境界部に著しい凹凸を生じさせることなく、高
画質の画像を記録することができるようになり、しかも
電極は従来と同様に千鳥状に引き出すから、従来よりも
製造が困難になったり信頼性が低下するということもな
い。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のLEDアレイヘッドを示す概略分解斜視
図、第2図はLEDアレイヘッドを用いた電子写真方式
のプリンタの概略構成図、第3図は従来のLEDアレイ
ヘッドにおける半導体チップの概略平面図、第4図イは
第3図のA−A線機147・−ジ 略断面図、第4図口はLED素子の発光領域内の光パワ
ー分布を第4図イと対応付けて示す図、第6図および第
6図はそれぞれ従来のLEDアレイヘッドによって感光
体ドラムの表面に与えられる光エネルギーの副走査方向
についての分布を示す図、第7図は本発明の一実施例に
よるLEDアレイヘッドにおける半導体チップの概略平
面図、第8図は上記実施例における各LED素子から発
する光ゐ強さの副走査方向についての分布を示す図、第
9図は上記実施例によるLEDアレイヘッドによって感
光体ドラムの表面に与えられる光エネルギーの副走査方
向についての分布を示す図、第10図は本発明の他の実
施例によるLEDアレイヘッドにおける半導体チップの
概略平面図、第11図は上記性の実施例における各LE
D素子から発する光の強さの副走査方向についての分布
を示す図、第12図は感光体ドラムの表面に与えられる
光エネルギーの副走査方向についての分布を示す図であ
る。 1・・・・・・半導体チップ、2・・・・・LED素子
、3・・・16ノージ ・・・配線基板、4・・・・・セルフォックスレンズ、
15・・・・電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 ? 第2図 wJ3図 lll4(!1 7.5 」呼Iオ乳− 第5図 一砕I走査力IfI距醇 第6図 =191定査方パリ距−−l 第7図 第8図 第9図 第10図 5 5 第11図 第12図 □紳T走査方p′I距馳 ■ □昏JJI記方向距肯岨

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1つ以上の半導体チップに形成した主走査方向に並ぶ多
    数のLED素子と、これらLED素子のそれぞれに給電
    するための上記半導体チップに形成した多数の電極とを
    具備し、上記各半導体チップに形成されている上記LE
    D素子のうち奇数番目の各LED素子はその発光領域の
    副走査方向側の一端より上記電極を副走査方向に引き出
    し、偶数番目の各LED素子はその発光領域の上記一端
    と対向する側の一端より上記電極を副走査方向に引き出
    すとともに、上記奇数番目LED素子の上記電極引出し
    側端の位置と上記偶数番目LED素子の上記電極引出し
    側端の位置との間の副走査方向の距離が上記各LED素
    子の発光領域の副走査方向の幅より小さくなる向きに、
    上記奇数番目LED素子と上記偶数番目LED素子を副
    走査方向に微小量だけ相対的に位置をずらせてそれぞれ
    21・−ジ 主走査方向に直線的に配列したことを特徴とするLED
    アレイヘッド。
JP58020828A 1983-02-10 1983-02-10 Ledアレイヘツド Pending JPS59146874A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6090783A (ja) * 1983-10-25 1985-05-21 Canon Inc 光プリンタ
DE3541790A1 (de) * 1984-11-26 1986-07-03 Hitachi Cable, Ltd., Tokio/Tokyo Lichtemittierende festkoerper-diodenanordnung
JPS6214480A (ja) * 1985-07-12 1987-01-23 Hitachi Cable Ltd 発光ダイオ−ドアレイ
JPH02206568A (ja) * 1989-02-06 1990-08-16 Rohm Co Ltd 光プリンタのledアレイヘッド駆動方法
FR2681956A1 (fr) * 1991-09-30 1993-04-02 Agfa Gevaert Ag Procede et dispositif d'exposition et d'exploration de films.

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