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JPH1158813A - LED writing light source device - Google Patents

LED writing light source device

Info

Publication number
JPH1158813A
JPH1158813A JP22241197A JP22241197A JPH1158813A JP H1158813 A JPH1158813 A JP H1158813A JP 22241197 A JP22241197 A JP 22241197A JP 22241197 A JP22241197 A JP 22241197A JP H1158813 A JPH1158813 A JP H1158813A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
led
light source
lens
image
light emitting
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.)
Withdrawn
Application number
JP22241197A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Iwao Shoji
巌 東海林
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.)
Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
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 Stanley Electric Co Ltd filed Critical Stanley Electric Co Ltd
Priority to JP22241197A priority Critical patent/JPH1158813A/en
Publication of JPH1158813A publication Critical patent/JPH1158813A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子写真システムの記録装置で使用されるL
ED書き込み用光源装置において、ドット位置や出力の
ばらつきを高精度に保つことができ、また発熱による反
りやねじれなどの発生を抑えることができ、安価な構成
で高密度の良好な画像が得られるようにする。 【解決手段】 同一基板上にLEDの微小発光部を設け
た光源及び該微小発光部を駆動するドライバを有したヘ
ッド部1と、このヘッド部1を走査方向に移動させるヘ
ッド送り機構とを備える。そして、ヘッド部1を画像デ
ータに合わせて移動させて、その位置におけるデータ信
号を上記ドライバに送出してLEDを駆動することによ
り感光体4上に像を結像させる。
(57) [Summary] L used in a recording device of an electrophotographic system
In an ED writing light source device, variations in dot position and output can be maintained with high precision, and occurrence of warpage and twist due to heat generation can be suppressed, and a high-density good image can be obtained with an inexpensive configuration. To do. SOLUTION: A head unit 1 having a light source provided with a micro light emitting unit of an LED on the same substrate and a driver for driving the micro light emitting unit, and a head feed mechanism for moving the head unit 1 in a scanning direction are provided. . Then, the head unit 1 is moved in accordance with the image data, and a data signal at that position is sent to the driver to drive the LED to form an image on the photoconductor 4.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、バーコード印字機、プリンタ、プロッタ等の電子
写真法を用いた記録装置における感光体へのLED書き
込み用光源装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light source device for writing an LED on a photosensitive member in a recording apparatus using an electrophotographic method, such as a copying machine, a facsimile, a bar code printing machine, a printer, and a plotter.

【0002】[0002]

【従来の技術】図10はデジタル光学系を持つ電子写真
システムの構成を示す図である。同図中、101はLE
D書き込み光源102の駆動装置、203は帯電器、2
04は除電ランプ、205はクリーナ、206は排紙ト
レイとなるスタッカ、207は定着器、208は剥離
器、209は転写器、210は給紙カセット、211は
現像器、212は感光体ドラムである。
2. Description of the Related Art FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an electrophotographic system having a digital optical system. In the figure, 101 is LE
A driving device for the D writing light source 102;
Reference numeral 04 denotes a charge removing lamp, 205 denotes a cleaner, 206 denotes a stacker serving as a paper discharge tray, 207 denotes a fixing device, 208 denotes a peeler, 209 denotes a transfer device, 210 denotes a paper feed cassette, 211 denotes a developing device, and 212 denotes a photosensitive drum. is there.

【0003】従来の電子写真システムは、光源102に
LEDアレイを使用し、その中の微小発光部のLEDを
必要部品のみ発光させて感光体ドラム112上の電荷を
制御している。そして、画像部に電荷を残すようにLE
Dから光を照射し、残された感光体上の電荷にそれとは
逆の電荷を持つトナーを付着させる。あるいは、画像部
を消去するように光照射し、感光体上の電荷と同一の電
荷を持つトナーを付着させる。そして、この付着したト
ナーを紙などに転写することにより画像を記録すること
ができる。
The conventional electrophotographic system uses an LED array as the light source 102 and controls the electric charge on the photosensitive drum 112 by causing only the necessary components to emit light from the LEDs of the minute light emitting section. Then, LE is set so that electric charges are left in the image area.
D irradiates light, and attaches a toner having an opposite charge to the remaining charge on the photoconductor. Alternatively, light is irradiated so as to erase the image portion, and a toner having the same charge as the charge on the photoconductor is attached. Then, an image can be recorded by transferring the attached toner to paper or the like.

【0004】図11〜図13は上記のシステムで使用す
るLED書き込み光源を示す図であり、図11は全体の
構成、図12はLEDヘッドの構造、図13はLEDア
レイモジュールの断面をそれぞれ示している。
FIGS. 11 to 13 show an LED writing light source used in the above-mentioned system. FIG. 11 shows the overall structure, FIG. 12 shows the structure of an LED head, and FIG. 13 shows a cross section of an LED array module. ing.

【0005】図11中、121はLEDアレイチップ、
122はLEDアレイチップ121を駆動するドライバ
(IC)、123はそれらの部品やSLA(集束性ロッ
ドレンズアレイ)124を実装した基板、125はSL
A固定金具、126はGEP裏打ち付のFPC(フレキ
シブル配線基板)、127はFPC圧接金具、128は
コネクタ、129は以上の各構成要素を支持しているベ
ース基板である。
In FIG. 11, reference numeral 121 denotes an LED array chip,
Reference numeral 122 denotes a driver (IC) for driving the LED array chip 121, reference numeral 123 denotes a substrate on which those components and an SLA (concentrating rod lens array) 124 are mounted, and reference numeral 125 denotes SL.
A fixing metal fitting, 126 is an FPC (flexible wiring board) with GEP lining, 127 is an FPC press-fitting metal, 128 is a connector, and 129 is a base board supporting the above components.

【0006】また、図12中、131は上述のSLA、
132はSLAホルダ、133はLEDモジュール部、
134は回路基板、135は機構部であり、図13中、
141は共通電極配線パターン、142は個別電極配線
パターン、143はW/B(ワイヤボンディング)、1
44は導電ペースト、145はLED146のドライ
バ、147はセラミック基板である。
In FIG. 12, reference numeral 131 denotes the above-mentioned SLA,
132 is an SLA holder, 133 is an LED module part,
134 is a circuit board, 135 is a mechanism, and in FIG.
141 is a common electrode wiring pattern, 142 is an individual electrode wiring pattern, 143 is W / B (wire bonding), 1
44 is a conductive paste, 145 is a driver for the LED 146, and 147 is a ceramic substrate.

【0007】LEDアレイチップ121とドライバ12
2が対応して1枚の基板123上に実装されており、ま
た対応する回路同士のLEDアレイチップ121上の各
電極と基板配線パターン141,142間、及びドライ
バ145上の各電極がワイヤボンディング接続されてい
る。LEDアレイチップ121のコモン電極はLED下
面に形成されていて、Agペースト等の導電ペースト1
44により基板147上のコモンパターンに接続されて
いる。
[0007] LED array chip 121 and driver 12
2 are mounted on one substrate 123 correspondingly, and each electrode of the corresponding circuit between the LED array chip 121 and the substrate wiring patterns 141 and 142, and each electrode of the driver 145 is wire-bonded. It is connected. The common electrode of the LED array chip 121 is formed on the lower surface of the LED and has a conductive paste 1 such as an Ag paste.
44 are connected to the common pattern on the substrate 147.

【0008】上記の光源で書き込まれる画像の幅は、該
LED書き込み光源上の1ライン上に並んだLEDの長
さで制約され、分解能はLEDのドットピッチで制約さ
れる。
[0008] The width of an image written by the above light source is limited by the length of the LEDs arranged on one line on the LED writing light source, and the resolution is limited by the dot pitch of the LEDs.

【0009】また、ここで使用されるLEDチップは、
結晶内で発光した光の吸収係数が大きく、光り漏れの少
ない材料を使用しなけれはならない。このため、GaA
s基板上にGaAsPを成長させたLEDを使用してい
る。
The LED chip used here is:
It is necessary to use a material which has a large absorption coefficient of light emitted in the crystal and low light leakage. Therefore, GaA
An LED in which GaAsP is grown on an s substrate is used.

【0010】図14は上記LEDチップのパターンの一
例を示したものであり、各発光部151のワイヤボンド
電極部152は千鳥状に配置されている。また、図15
はLEDの構造例を示す図であり、153はアルミニウ
ム電極、154は絶縁槽、155はAu−Ge−Ni電
極を示している。
FIG. 14 shows an example of the pattern of the LED chip. The wire bond electrode portions 152 of each light emitting portion 151 are arranged in a staggered manner. FIG.
Is a diagram showing a structural example of the LED, 153 is an aluminum electrode, 154 is an insulating tank, and 155 is an Au-Ge-Ni electrode.

【0011】また、上述のドライバ122は印字ドット
密度が低い場合にはLEDアレイチップ121の片側に
全て実装できるが、ドット密度が高くなると図13に示
すように両側に実装されるようになる。
When the print dot density is low, the driver 122 can be mounted on one side of the LED array chip 121, but when the dot density is high, the driver 122 is mounted on both sides as shown in FIG.

【0012】このドライバには、シフトレジスタ、ラッ
チなどの論理回路部と、トランジスタによるドライバ部
により構成され、64−128ビットで集積化されてい
る。また、電流制限抵抗はIC内にビット単位で設けら
れており、LED駆動時の安定化抵抗としても働いてい
る。
This driver includes a logic circuit section such as a shift register and a latch, and a driver section using transistors, and is integrated in 64-128 bits. Further, the current limiting resistor is provided in the IC in units of bits, and also functions as a stabilizing resistor when driving the LED.

【0013】図16は上記ドライバ122を構成するL
ED駆動回路の基本構成を示す図である。この回路は、
上記のように画像信号が入力されるレジスタ161、ラ
ッチ162、メモリ(ROM)と接続したANDゲート
164及びドライバ部165からなり、ドライバ部16
5からの信号によりLEDアレイ166が駆動される。
FIG. 16 is a block diagram showing L constituting the driver 122.
FIG. 3 is a diagram illustrating a basic configuration of an ED drive circuit. This circuit is
As described above, the driver section 16 includes the register 161 to which the image signal is input, the latch 162, the AND gate 164 connected to the memory (ROM), and the driver section 165.
5 drives the LED array 166.

【0014】ここで、上記のLED書き込み光源の均一
性を上げるためにばらつき補正を行っているが、このば
らつき補正の代表的な方法としては、(1)LEDチッ
プのランク選別、(2)電気的制御による補正などがあ
る。さらに、(2)の方法は図17に示すように、
(a)のLEDチップ単位制御と(b)のLEDドット
単位制御による補正がある。
Here, in order to improve the uniformity of the LED writing light source, variation correction is performed. Typical methods for this variation correction include (1) LED chip rank selection, (2) electric Correction by dynamic control. Further, the method (2) is as shown in FIG.
(A) LED chip unit control and (b) LED dot unit control.

【0015】図17は上記のばらつき補正のための通電
時間制御回路を示す図であり、171はシフトレジス
タ、172及び172a,172bはラッチ回路、また
Q1,Q2はアンドゲート、Tr1,Tr2はトランジ
スタを示している。
FIG. 17 is a diagram showing an energization time control circuit for correcting the above-mentioned variation, wherein 171 is a shift register, 172 and 172a and 172b are latch circuits, Q1 and Q2 are AND gates, and Tr1 and Tr2 are transistors. Is shown.

【0016】そして、上記の回路による露光量補正条件
は次のようになる。まず、LEDによる露光エネルギー
をEは、LEDの発光出力をPO 、LEDの通電時間を
τとすると、次式で表される。
The exposure correction conditions by the above circuit are as follows. First, assuming that the exposure energy of the LED is E, the emission output of the LED is P O , and the energization time of the LED is τ, the following equation is used.

【0017】E=PO τ (1) また、各LEDの補正通電時間をτ(k)とすると、次
式が成り立つ。
E = P O τ (1) When the correction energization time of each LED is τ (k), the following equation is established.

【0018】τ(k)=TO +(m−k)t (2) TO :共通通電時間 m:補正ステップ数 t:補正のための付加時間の基本単位 k:自然数(l〜m) 上記(1),(2)式より次のように表される。Τ (k) = T O + (m−k) t (2) T O : Common energizing time m: Number of correction steps t: Basic unit of additional time for correction k: Natural number (1 to m) From the above equations (1) and (2), they are expressed as follows.

【0019】 E={TO +(m−k)t}PO (3) ここで、任意のLED発光出力値Bk の露光エネルギー
をE(k)、E(k−1)とすると、(3)式より次式
が得られる。
E = {T O + (m−k) t} P O (3) Here, assuming that the exposure energies of an arbitrary LED emission output value B k are E (k) and E (k−1). The following equation is obtained from the equation (3).

【0020】 E(k)={TO +(m−k)t}Bk (4) E(k−1)={TO +(m−k+1)t}Bk (5) このときの露光エネルギーのばらつきΔEは、(4),
(5)式より次のようになる。
[0020] E (k) = {T O + (m-k) t} B k (4) E (k-1) = {T O + (m-k + 1) t} B k (5) in this case The variation ΔE of the exposure energy is represented by (4),
The following is obtained from the equation (5).

【0021】 ΔE={E(k)−E(k−1)}/{E(k)+E(k−1)} =2/{2TO +(2m−2k+1)t} (6) このばらつきΔEが最大になるのはm=kの場合であ
る。故に、最大のときのΔEは次式で表される。
The ΔE = {E (k) -E (k-1)} / {E (k) + E (k-1)} = 2 / {2T O + (2m-2k + 1) t} (6) The fluctuation ΔE is maximized when m = k. Therefore, ΔE at the maximum is expressed by the following equation.

【0022】ΔE=t/(2TO +t) (7) ここで、TO はtの整数倍となるため、通電時間TO
次のようになる。
ΔE = t / (2T O + t) (7) Here, since T O is an integral multiple of t, the energization time T O is as follows.

【0023】TO =nt (8) n:整数 通常、ばらつきΔEを±15%以内とするため、上記
(7),(8)式より次式が得られる。
[0023] T O = nt (8) n : integer typically to the variation ΔE within 15% ±, (7), the following equation (8) is obtained.

【0024】 ΔE=1/(2n+1)≦0.15 (9) 以上よりn≧2.8となり、最小通電時間は次のように
なる。
ΔE = 1 / (2n + 1) ≦ 0.15 (9) From the above, n ≧ 2.8, and the minimum energization time is as follows.

【0025】TO =3t (10) また、補正のための基本単位tは次式で表される。[0025] T O = 3t (10) Further, the basic unit t for correction is expressed by the following equation.

【0026】t=N/df (11) N:総ドット数 d:データ処理形式で表されるデータビット数 f:転送クロック周波数 補正時間の最大値τ(k)maxは、1ライン点灯時間
Tより小さくなければならない。T=1msecとする
と、mは(2),(10)式より11以下となる。以上
より、補正後の露光エネルギーの最大値、及び最小値E
max、Eminは、LED発光出力の最大値Pmax
及び最小値Pminに対し次のようになる。
T = N / df (11) N: total number of dots d: number of data bits expressed in data processing format f: transfer clock frequency The maximum correction time τ (k) max is the one-line lighting time T Must be smaller. If T = 1 msec, m is equal to or less than 11 according to the equations (2) and (10). As described above, the corrected exposure energy maximum value and minimum value E
max and Emin are the maximum value Pmax of the LED emission output.
And the minimum value Pmin is as follows.

【0027】 Emax=3tPmax (12) Emin=(2+m)tPmin (13) ここで、印字密度が増えるとドット数が増える。これに
伴って基本単位tも延びる。しかし、1ライン点灯時間
を同一とするためには通電時間を短くする必要がある。
そのためには、ΔEを15%より大きくするか、あるい
はドットの増加倍率をaに対してステップ数m’を次の
ようにする必要がある。
Emax = 3tPmax (12) Emin = (2 + m) tPmin (13) Here, as the print density increases, the number of dots increases. Accordingly, the basic unit t also extends. However, in order to make the lighting time of one line the same, it is necessary to shorten the energizing time.
For this purpose, it is necessary to make ΔE larger than 15%, or to increase the dot multiplication factor by a and the number of steps m ′ as follows.

【0028】m’≦1/at−2 (14) これは、LEDのばらつき補正範囲を狭めるため、ΔE
を変えないためにはLED自体のばらつきを1/aに抑
える必要があることを示している。
M ′ ≦ 1 / at−2 (14) This is because ΔE is required to narrow the variation correction range of the LED.
This indicates that it is necessary to suppress the variation of the LED itself to 1 / a in order not to change.

【0029】以上は露光量補正を時間により行った場合
であるが、LEDの発光出力が通電電流に比例すること
を用いて補正する場合もある。これは、上記τ(k)を
補正通電電流、TOを共通通電電流、tを補正のための
付加電流の基本単位と考えることにより可能である。こ
の場合も、時間補正のときと同様補正の最大ステップ数
mは変えられないため、LEDチップ自体のばらつきは
現状以下に抑え、且つLED自体の出力−電流値の直線
性を満たす必要がある。
The above description has been made on the case where the exposure amount is corrected by time. However, the correction may be performed by using the fact that the light emission output of the LED is proportional to the energizing current. This can be achieved by considering τ (k) as a basic unit of a correction energizing current, TO as a basic unit of a common energizing current, and t as a basic unit of an additional current for correction. Also in this case, since the maximum number m of steps of the correction cannot be changed similarly to the time correction, it is necessary to suppress the variation of the LED chip itself to the present level or less and to satisfy the linearity of the output-current value of the LED itself.

【0030】そして、以上の補正情報はROMに記録さ
れ、適時参照される。
The above correction information is recorded in the ROM and is referred to as needed.

【0031】LED書き込み光源の駆動は、以上のLE
D発光出力の補正回路とICドライバの組み合わせであ
り、その基本構成をLEDドット制御回路の例として図
17に示す。
The driving of the LED writing light source is performed by the LE
This is a combination of a D emission output correction circuit and an IC driver, and the basic configuration is shown in FIG. 17 as an example of an LED dot control circuit.

【0032】また、LED書き込み光源を駆動する場
合、構成上ビットシリアル転送形式をとらざるをえな
い。図18にヘッド部とプリンタ装置とのインタフェー
スを示す。各信号の機能は次の通りである。
Further, when driving the LED writing light source, a bit serial transfer format has to be adopted due to its configuration. FIG. 18 shows an interface between the head unit and the printer. The function of each signal is as follows.

【0033】DATA :ビデオ入力信号であり、LE
Dの発光状態を指示する。
DATA: Video input signal, LE
The light emission state of D is indicated.

【0034】CLOCK:DATA及びDTPのサンプ
リング・クロックである。
CLOCK: A sampling clock for DATA and DTP.

【0035】 DTP :DATA信号の同期信号である。DTP: a synchronization signal of the DATA signal.

【0036】DTPが入力された直後、CLOCKに同
期してビデオ入力信号のサンプリングが開始される。こ
のDATAの論理レベルでLEDのOn、Offを制御
する。
Immediately after DTP is input, sampling of a video input signal is started in synchronization with CLOCK. On and Off of the LED are controlled by the logical level of DATA.

【0037】これらのデータは、シリアルIN−パラレ
ルOUTのシフトレジスタ171に入力され、ラッチ回
路172,172a,172bによって保持される。こ
こで、LEDアレイチップ上の電極を図14のように千
鳥状に配置すると、データはLED対し奇数側と偶数側
に振り分ける必要がある。このため、ビットシリアルで
入力されたデータを2ビットのパラレルデータに変換し
てICドライバに入力することが必要となる。故に、図
17の(a)ではシフトデータを揃える必要があるた
め、(b)のような双方向型シフトレジスタにし、シフ
ト方向指示のL/R端子の選択を行うのが一般的であ
る。
These data are input to the serial IN-parallel OUT shift register 171 and held by the latch circuits 172, 172a, 172b. Here, if the electrodes on the LED array chip are arranged in a zigzag pattern as shown in FIG. 14, the data must be distributed to the odd and even sides with respect to the LEDs. For this reason, it is necessary to convert the data input by bit serial into 2-bit parallel data and input it to the IC driver. Therefore, in FIG. 17A, since it is necessary to align the shift data, it is common to use a bidirectional shift register as shown in FIG. 17B and select the L / R terminal for indicating the shift direction.

【0038】そして、補正情報がROMから各ICドラ
イバに入力され、ICドライバのラッチ回路(1)に情
報がラッチされた後、印字データをシフトレジスタに入
力する。印字データは、ラッチ回路(2)に保持される
と同時に、ラッチ回路(1)の情報と論理積がとられ、
LEDドット単位で通電されて必要な露光エネルギーが
照射される。
Then, the correction information is input from the ROM to each IC driver, and after the information is latched by the latch circuit (1) of the IC driver, the print data is input to the shift register. The print data is held in the latch circuit (2), and at the same time, the logical product of the print data and the information of the latch circuit (1) is obtained.
The required exposure energy is emitted by being energized for each LED dot.

【0039】この露光エネルギーには均一性が求められ
るが、LED書き込み光源の長手方向にそってうねり等
が発生すると、感光体上に形成される光像がぼけ、印字
品質の低下を招く。
Although uniformity is required for the exposure energy, if undulation or the like occurs along the longitudinal direction of the LED writing light source, a light image formed on the photoreceptor is blurred, and the printing quality is reduced.

【0040】上記のLEDチップから発光された光は、
セルフォックレンズ等の等倍結像レンズを通して感光体
上にドット形状の光像を結ぶ必要がある。これは、隣り
合ったレンズの作る像が互いに重なり合うことを可能と
している正立等倍結像系である必要があるためである。
セルフォックレンズを通す場合、入射光は光軸に対し正
弦波状に蛇行しながら進行する。故に、幾何光学的な光
路長が異なっても中心軸を通った光りもレンズ長にかか
わらず同時に進行し、レンズとして結像する。
The light emitted from the LED chip is
It is necessary to form a dot-shaped light image on the photoreceptor through a 1 × image forming lens such as a selfoc lens. This is because there is a need for an erecting equal-magnification imaging system that enables images formed by adjacent lenses to overlap each other.
When passing through a SELFOC lens, the incident light travels meandering sinusoidally with respect to the optical axis. Therefore, even if the geometrical optical path lengths are different, light passing through the central axis also advances simultaneously regardless of the lens length, and forms an image as a lens.

【0041】このレンズの物体像間距離TCの中心から
も少しでもずれると、MTF(Modulation Transfer Fun
ction)の低下が著しい。これは、セルフォックレンズが
複眼レンズであるため、1:1の結像関係がくずれると
隣接像の重なりがくずれ、像を劣化させてしまう。した
がって、セルフォックレンズの中心とTCを全ての点で
規格内に抑える平行度が必要となる。また、セルフォッ
クレンズを光学的に等価な球面レンズのF値で表すと、
中心上のF値は次のようになる。
If the lens deviates even slightly from the center of the object image distance TC, an MTF (Modulation Transfer Fun
ction) is significantly reduced. This is because, since the selfoc lens is a compound eye lens, if the 1: 1 imaging relationship is disrupted, the overlap of adjacent images is disrupted and the image is degraded. Therefore, it is necessary to have a degree of parallelism that keeps the center of the Selfoc lens and the TC within the standard at all points. Also, when the Selfoc lens is represented by the F value of an optically equivalent spherical lens,
The F value on the center is as follows.

【0042】 F=(m/2πKN0.5 (1/θ) (15) m:重なり度 θ:開口角 N:列数 KN は列数によって次のように与えられる。F = (m / 2πK N ) 0.5 (1 / θ) (15) m: Degree of overlap θ: Opening angle N: Number of columns K N is given by the number of columns as follows.

【0043】K1 =1 K2 =2−(1/8m2 ) K3 =3−(3/2m2 ) K4 =4−(15/4m2 ) また、セルフォックレンズによって得られる像面照度E
は、上記F値により次式で与えられる。
K 1 = 1 K 2 = 2- (1/8 m 2 ) K 3 = 3- (3/2 m 2 ) K 4 = 4- (15/4 m 2 ) Also, the image plane obtained by the Selfoc lens Illuminance E
Is given by the following equation using the above F value.

【0044】 E=(τπL/16)(1/F)2 (16) τ:レンズの等価率 L:LED輝度 以上より開口角、列数が大きいほど明るいが、重なる度
が大きいほど暗くなる。
E = (τπL / 16) (1 / F) 2 (16) τ: equivalent ratio of lens L: LED luminance As described above, the aperture angle and the number of rows are larger, but the greater the degree of overlap, the darker.

【0045】[0045]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の電子
写真システムにおけるLED書き込み用光源装置は上記
のように構成されているため、次のような問題点があっ
た。
However, since the LED writing light source device in the conventional electrophotographic system is configured as described above, there are the following problems.

【0046】(1)ドット間隔を印字幅(数千ドット)
にわたってすべて一定に保つ必要があり、高度な製造技
術を必要とする。
(1) The print interval (several thousands of dots)
Must be kept constant over time and require sophisticated manufacturing techniques.

【0047】(2)LED基板のばらつき及び不純物拡
散によるばらつきによりチップごとの特性が異なるた
め、ドライバIC等による補正が必要となる。
(2) Since the characteristics of each chip differ due to variations in the LED substrate and variations due to impurity diffusion, correction by a driver IC or the like is required.

【0048】(3)一列にアレイ状に並べたドットを複
数同時に発光させるため、LED及びドライバからの発
熱が大きく、基板、放熱板等に狂いが生じ、位置ずれが
発生しやすい。
(3) Since a plurality of dots arranged in an array are simultaneously emitted, a large amount of heat is generated from the LED and the driver, and the substrate, the heat radiating plate, and the like are disturbed, and positional deviation is likely to occur.

【0049】(4)高密度化に対してLEDチップ間隔
が狭くなり、ダイシングずれによる不良発生率が高くな
る。
(4) The interval between LED chips becomes narrower for higher density, and the defect occurrence rate due to misalignment increases.

【0050】(5)ダイボンドずれによるチップ位置ず
れの不良発生率が高くなる。
(5) The defect occurrence rate of chip position shift due to die bond shift increases.

【0051】(6)プレーナー化が容易なGaAsベー
スのGaAsPのVPEをLEDに使用しているため、
高出力化が難しい。
(6) Since a GaAs-based GaAsP VPE, which can be easily made planar, is used for the LED,
High output is difficult.

【0052】(7)LEDドット高密度化により、チッ
プが千鳥状配置電極となる場合、画像シリアルデータを
2ビットパラレルデータに変換する必要がある。
(7) When the density of LED dots is increased and the chip becomes a staggered arrangement electrode, it is necessary to convert image serial data into 2-bit parallel data.

【0053】(8)補正データとシリアルデータを制御
するコントローラーが必要となる。
(8) A controller for controlling the correction data and the serial data is required.

【0054】(9)発光出力補正による消費電力及び点
灯時間がドット毎に異なるため、長期的にばらつきが拡
大されていく。
(9) Since the power consumption and the lighting time due to the light emission output correction are different for each dot, the variation is increased in a long term.

【0055】(10)製作されたLPHを検査する場
合、全ての発光点をそれぞれ検査する必要があるため、
時間、コストがかかる。
(10) When inspecting the manufactured LPH, it is necessary to inspect all the light emitting points.
It takes time and cost.

【0056】(11)複数のLEDチップを使用するた
め、製品内で波長のばらつきが大きく、出力補正を行っ
ても感光体感度特性によりばらつきが補正できていない
場合がある。
(11) Since a plurality of LED chips are used, there is a large variation in the wavelength in the product, and the variation may not be corrected due to the photoconductor sensitivity characteristics even when the output is corrected.

【0057】(12)出力補正できる範囲内で使用可能
なLEDを選別する必要がある。
(12) It is necessary to select usable LEDs within a range in which the output can be corrected.

【0058】(13)等倍結像系のレンズアレイが必要
であり、セルフォックレンズやルーフミラーレンズアレ
イ、中間像を正立結像する複数枚のレンズアレイ、平板
マイクロレンズアレイ等を使用しなければならない。
(13) A lens array of the same magnification imaging system is required, and a selfoc lens, a roof mirror lens array, a plurality of lens arrays for erectly forming an intermediate image, a flat microlens array, and the like are used. There must be.

【0059】(14)セルフォックレンズ等のレンズア
レイの長さが印字幅分必要となるため、レンズのばらつ
きによる影響が直接LED露光量のばらつきを大きくす
る要因となる。また、これを回避するためレンズの選別
が必要となり、コスト上昇の要因となる。
(14) Since the length of the lens array such as a SELFOC lens is required for the printing width, the influence of the lens variation directly increases the variation of the LED exposure amount. In order to avoid this, it is necessary to select lenses, which causes an increase in cost.

【0060】(15)セルフォックレンズとケースはシ
リコーン等で接合されるが、レンズとケースのそれぞれ
製造誤差により平行度を印字幅で保つことは難しく、露
光量のばらつきの原因となる。
(15) Although the SELFOC lens and the case are joined by silicone or the like, it is difficult to maintain the parallelism at the printing width due to manufacturing errors of the lens and the case, which causes a variation in the exposure amount.

【0061】(16)組立に位置精度が重要視されるた
め板バネを使用しているが、PCBと放熱板の接触面積
は面の粗さで規制されるため、十分な放熱性を得ること
は難しい。また、LEDドット密度の増加に伴い、発熱
量も上昇して反りの原因ともなっている。
(16) A leaf spring is used because the positional accuracy is regarded as important in the assembly. However, since the contact area between the PCB and the heat sink is regulated by the surface roughness, sufficient heat dissipation is obtained. Is difficult. Further, as the LED dot density increases, the amount of heat generated also increases, causing warpage.

【0062】(17)全ドット点灯時には数10Aの電
流が流れるため、電源容量と応答性、配線系に制約があ
る。
(17) Since a current of several tens of A flows when all dots are lit, there are restrictions on the power supply capacity, responsiveness, and wiring system.

【0063】(18)ドライバを複数個使用するため、
同一基板上に使用するドライバのばらつきが製品のばら
つきに影響する。また、これを防止するために、ドライ
バの選別が必要となり、コスト上昇の要因となる。
(18) In order to use a plurality of drivers,
Variations in drivers used on the same substrate affect variations in products. In order to prevent this, it is necessary to select drivers, which causes an increase in cost.

【0064】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、ドット位置や出力のばらつきを高精度
に保つことができ、また発熱による反りやねじれなどの
発生を抑えることができ、安価な構成で高密度の良好な
画像を得ることが可能なLED書き込み用光源装置を提
供することを目的している。
The present invention has been made by paying attention to the above-described problems, and it is possible to keep the dot position and the output variation highly accurate, and to suppress the occurrence of warpage and twist due to heat generation. It is an object of the present invention to provide an LED writing light source device capable of obtaining a high-density good image with an inexpensive configuration.

【0065】[0065]

【課題を解決するための手段】本発明に係るLED書き
込み用光源装置は、次のように構成したものである。
An LED writing light source device according to the present invention is configured as follows.

【0066】(1)同一基板上にLEDの微小発光部を
設けた光源及び該微小発光部を駆動するドライバを有し
たヘッド部と、このヘッド部を走査方向に移動させる移
動手段とを備え、前記ヘッド部を画像データに合わせて
移動させて、その位置におけるデータ信号を前記ドライ
バに送出してLEDを駆動することにより感光体上に結
像させるようにした。
(1) A light source provided with a small light emitting portion of an LED on the same substrate, a head portion having a driver for driving the small light emitting portion, and moving means for moving the head portion in the scanning direction. The head unit is moved in accordance with the image data, and a data signal at that position is sent to the driver to drive the LED to form an image on the photoreceptor.

【0067】(2)上記(1)の装置において、微小発
光部が1列上に複数個のドットを持ち、この列が感光体
移動方向に対し水平方向に整列しているようにした。
(2) In the apparatus of the above (1), the minute light emitting portion has a plurality of dots on one line, and this line is arranged in the horizontal direction with respect to the photosensitive member moving direction.

【0068】(3)上記(1)の装置において、微小発
光部が1列上に複数個のドットを持ち、この列が感光体
移動方向に対し垂直方向に整列しているようにした。
(3) In the device of the above (1), the minute light emitting portion has a plurality of dots on one line, and this line is arranged in a direction perpendicular to the moving direction of the photoconductor.

【0069】(4)上記(1)の装置において、微小発
光部が複数列上に複数個のドットを持ち、この列が感光
体移動方向に対し水平方向に整列しているようにした。
(4) In the device of the above (1), the minute light emitting section has a plurality of dots on a plurality of rows, and the rows are arranged in the horizontal direction with respect to the photosensitive member moving direction.

【0070】(5)上記(1)の装置において、微小発
光部が複数列上に複数個のドットを持ち、この列が感光
体移動方向に対し水平方向に整列しているようにした。
(5) In the apparatus of the above (1), the minute light-emitting portion has a plurality of dots on a plurality of rows, and the rows are arranged in the horizontal direction with respect to the photosensitive member moving direction.

【0071】(6)上記(1)ないし(5)いずれかの
装置において、セルフォックレンズ等の等倍結像系のレ
ンズ部を有しているようにした。
(6) In any one of the above-mentioned devices (1) to (5), a lens unit of the same-magnification imaging system such as a SELFOC lens is provided.

【0072】(7)上記(1)ないし(5)いずれかの
装置において、コンデンサレンズにより感光体上に微小
発光部と等倍の結像を起こすレンズ部を有しているよう
にした。
(7) In any one of the above-mentioned devices (1) to (5), the condenser lens is provided with a lens portion which forms an image at a magnification equal to that of a minute light emitting portion on the photosensitive member by a condenser lens.

【0073】(8)上記(1)ないし(5)いずれかの
装置において、微小発光部をレンズにより縮小させて解
像度を上げるようにした。
(8) In any one of the above-mentioned devices (1) to (5), the minute light emitting portion is reduced by a lens to increase the resolution.

【0074】[0074]

【発明の実施の形態】図1は本発明の実施例の機構部の
概略構成を示す図であり、電子写真法を用いた記録装置
における走査型ヘッド部と感光体の位置関係を示してい
る。同図中、1はヘッド部、2はその自動位置検出機
構、3は駆動モータを有したヘッド送り機構(移動手
段)、4は感光体である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a mechanism section according to an embodiment of the present invention, and shows a positional relationship between a scanning head section and a photosensitive member in a recording apparatus using electrophotography. . In the figure, 1 is a head unit, 2 is an automatic position detecting mechanism, 3 is a head feed mechanism (moving means) having a driving motor, and 4 is a photoconductor.

【0075】図2は上記ヘッド部1の詳細構成を示す図
である。同図中、11はLED部、12はLED部11
を保持する基板部、13はLED部11とレンズ部14
を支持するケース部、15はドライバIC部である。
FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the head unit 1. As shown in FIG. In the figure, 11 is an LED section, 12 is an LED section 11
13 is an LED unit 11 and a lens unit 14
And 15 is a driver IC unit.

【0076】図3の(a),(b)は上記LED部11
の光源部の詳細を示す断面図である。同図中、21は金
属電極、22は拡散マスク、23は定組成領域(VP
E)、24は組成遷移領域(VPE)、25は基板結晶
部、26は金属電極であり、ピーク波長はλp=650
nmとなっている。
FIGS. 3A and 3B show the LED section 11.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing details of a light source unit. In the figure, 21 is a metal electrode, 22 is a diffusion mask, and 23 is a constant composition region (VP
E), 24 is a composition transition region (VPE), 25 is a substrate crystal part, 26 is a metal electrode, and the peak wavelength is λp = 650.
nm.

【0077】また、図4はヘッド部1の制御系の構成を
示すブロック図である。同図中、31は各部にタイミン
グ信号を出力するタイミング信号発生回路、32は画像
データを記憶するメモリ、33はLED34のドライ
バ、35はモータ36のドライバ、37はセンサ38の
ドライバである。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a control system of the head unit 1. As shown in FIG. In the figure, reference numeral 31 denotes a timing signal generating circuit for outputting a timing signal to each unit, 32 denotes a memory for storing image data, 33 denotes a driver of an LED 34, 35 denotes a driver of a motor 36, and 37 denotes a driver of a sensor 38.

【0078】上述のヘッド部1は、図2に示すように単
一の光源を持ち、この光源を規定の位置へ移動し、LE
Dをその位置における画像データに応じて点灯させる。
このとき、感光体4の移動速度をI(mm/s)、印字密
度をN(dpi)、印字幅をL(mm)とすると、印字幅
Lを光源が移動するライン速度V(mm/s)は、次のよ
うになる。
The above-described head unit 1 has a single light source as shown in FIG. 2, moves this light source to a prescribed position,
D is turned on in accordance with the image data at that position.
At this time, assuming that the moving speed of the photoconductor 4 is I (mm / s), the printing density is N (dpi), and the printing width is L (mm), the printing width L is the line speed V (mm / s) at which the light source moves. ) Becomes as follows.

【0079】V=NI/25.4 (21) 故に、1ラインにかかる時間T(s)は次式で表され
る。
V = NI / 25.4 (21) Therefore, the time T (s) required for one line is expressed by the following equation.

【0080】T=25.4/NI (22) また、印字幅中に含まれるドット数nは次のようにな
る。
T = 25.4 / NI (22) The number of dots n included in the print width is as follows.

【0081】n=NL/25.4 (23) そして、1ケ当たりの発光時間t(s)は、(22),
(23)式より次のようになる。
N = NL / 25.4 (23) The light emission time t (s) per light is expressed by (22),
The following is obtained from the equation (23).

【0082】 t=T/n=(25.4)2 /N2 IL (24) また、LED11の発光出力をP(mW/cm2 )、光学
系の伝達効率をηT とすると、感光体上での光照射エネ
ルギーE(μJ/cm2 )は、次式で与えられる。
T = T / n = (25.4) 2 / N 2 IL (24) Also, assuming that the emission output of the LED 11 is P (mW / cm 2 ) and the transmission efficiency of the optical system is η T , The above light irradiation energy E (μJ / cm 2 ) is given by the following equation.

【0083】 E=PηT t=PηT (25.4)2 /N2 IL (25) また、感光体4の感度をηP (cm2 /μJ)とすると、
露光量はI/ηp となる。このため、光照射エネルギー
はこの露光量以上であることが必要であるから、次式の
ようになる。
E = Pη T t = Pη T (25.4) 2 / N 2 IL (25) If the sensitivity of the photoconductor 4 is η P (cm 2 / μJ),
The exposure amount is I / η p . Therefore, since the light irradiation energy needs to be equal to or more than this exposure amount, the following equation is obtained.

【0084】E≧I/ηp (26) (25),(26)式より次式が得られる。E ≧ I / η p (26) From the equations (25) and (26), the following equation is obtained.

【0085】 PηT (25.4)2 /N2 IL≧I/η P≧N IL/(25.4)2 ηT ηP (27) 以上より、LED発光出力はこのP以上であれば良い。T (25.4) 2 / N 2 IL ≧ I / η p P ≧ N 2 IL / (25.4) 2 η T η P (27) From the above, the LED emission output is higher than P I just want it.

【0086】そして、このLEDを持つヘッド部1をス
テッピングモータあるいはDCモータ、ACサーボモー
タにより駆動させる。ヘッド部1の移動に際してはトル
クを伝達する必要があるが、これにはベルトあるいはボ
ールねじを使用する。図1はボールねじに図2のヘッド
部1を取り付けたものを示している。このヘッドは図2
中のLED部11と基板部12、ケース部13、レンズ
部14、ドライバIC部15で構成される。
Then, the head unit 1 having the LED is driven by a stepping motor, a DC motor, or an AC servomotor. When the head unit 1 moves, it is necessary to transmit torque, but a belt or a ball screw is used for this. FIG. 1 shows a state in which the head unit 1 of FIG. 2 is attached to a ball screw. This head is shown in FIG.
It is composed of a middle LED section 11, a board section 12, a case section 13, a lens section 14, and a driver IC section 15.

【0087】LEDは図3に示すように単一の光源を持
ち、この光源をコンデンサレンズまたは光源の分解能を
満たす程度に縮小させうるレンズ系によって感光体上に
結像させる。画像データは1周期(1往復)または複数
回にわたって周期データがメモリへストアされる。その
データ呼び出し用データクロックに同期して、モータド
ライバへ信号が伝送される。そして、この信号に合わせ
てヘッド部1が移動し、その地点におけるメモリにスト
アされた画像データがメモリより取り出され、LEDド
ライバに伝送されてその位置における画像が感光体上に
結像される。
The LED has a single light source as shown in FIG. 3, and the light source forms an image on the photoreceptor by a condenser lens or a lens system capable of reducing the light source to a degree satisfying the resolution of the light source. The image data is stored in the memory in one cycle (one round trip) or a plurality of times. A signal is transmitted to the motor driver in synchronization with the data calling data clock. Then, the head unit 1 moves in accordance with this signal, the image data stored in the memory at that point is taken out of the memory, transmitted to the LED driver, and the image at that position is formed on the photoconductor.

【0088】また、LEDは感光体4の波長感度に対し
て最も高感度な波長特性のものを選択すれば良い。例え
ば、図5に示すような分布感度特性の場合、LEDとし
てはGaAsを基板としたピーク波長950nmのもの
を使用すれば良い。
Further, an LED having a wavelength characteristic having the highest sensitivity to the wavelength sensitivity of the photosensitive member 4 may be selected. For example, in the case of the distribution sensitivity characteristic as shown in FIG. 5, an LED having a peak wavelength of 950 nm using GaAs as a substrate may be used.

【0089】図6〜図9はモノリシックアレイ型光源を
示す図であり、図中の41はアノード電極、42はエピ
タキシャル層、43はn−GaAs基板、44はカソー
ド電極を示している。
FIGS. 6 to 9 show monolithic array type light sources. In the figures, reference numeral 41 denotes an anode electrode, 42 denotes an epitaxial layer, 43 denotes an n-GaAs substrate, and 44 denotes a cathode electrode.

【0090】これらの光源は、感光体の感度特性に合わ
せて特定波長を発光し、モノリシック基板上に形成され
ていることを特徴としている。このドットは気相成長も
しくは液相成長により作製されたウエハ上に、選択拡張
もしくはエピ相をエッチングにより狭窄型に形成あるい
はCVDやMBEのような選択成長により作製される。
These light sources emit a specific wavelength in accordance with the sensitivity characteristics of the photosensitive member, and are characterized in that they are formed on a monolithic substrate. These dots are formed on a wafer formed by vapor phase growth or liquid phase growth by forming a selective expansion or epi phase in a constriction type by etching or by selective growth such as CVD or MBE.

【0091】クローズドループ制御時は、感光体の最終
端を図1に示す自動位置検出機構2にて検出し、補正を
行う。
During the closed loop control, the final end of the photosensitive member is detected by the automatic position detecting mechanism 2 shown in FIG. 1 and correction is performed.

【0092】そして、図6に示すようにモノリシック化
合物半導体の基板上に微小発光点を持つLEDのドット
の並び方向を感光体の移動方向と水平方向にする。つま
り、ヘッド送り方向と垂直方向とする。このLEDを持
つヘッドは、コンデンサレンズまたは等倍結像レンズ、
または光源の分解能を満たす程度に縮小させうるレンズ
系によって感光体上に結像させる。そして、この結像さ
れたドット幅を感光体の移動方向と直行する方向へ左
(右)端から右(左)端まで移動した場合の画像データ
(1)と、その最終位置からドット長だけ感光体移動方
向へずらした位置から左(右)端までの画像データ
(2)とがあり、この画像データ(1)と画像データ
(2)を1周期(1往復)とする。
Then, as shown in FIG. 6, the arrangement direction of the dots of the LED having the minute light emitting point on the substrate of the monolithic compound semiconductor is set to the horizontal direction with the moving direction of the photoconductor. That is, the direction is perpendicular to the head feed direction. The head with this LED is a condenser lens or a 1x imaging lens,
Alternatively, an image is formed on the photoreceptor by a lens system that can be reduced to satisfy the resolution of the light source. Then, the image data (1) when the formed dot width is moved from the left (right) end to the right (left) end in a direction orthogonal to the moving direction of the photoconductor, and only the dot length from the final position. There is image data (2) from the position shifted in the photoconductor moving direction to the left (right) end, and this image data (1) and image data (2) are defined as one cycle (one reciprocation).

【0093】また、画像データは1周期(1往復)また
は複数回周期データがメモリへストアされる。そのデー
タ呼び出し用データクロックに同期してモータドライバ
へ信号が伝送される。この信号に合わせてヘッド部が移
動し、その地点におけるメモリにストアされた画像デー
タがメモリより取り出され、LEDドライバに伝送され
てその位置における画像が感光体上に結像される。
The image data is stored in the memory in one cycle (one round trip) or a plurality of cycles. A signal is transmitted to the motor driver in synchronization with the data calling data clock. The head moves in accordance with this signal, the image data stored in the memory at that point is taken out of the memory, transmitted to the LED driver, and the image at that position is formed on the photosensitive member.

【0094】図6の場合、ヘッド走査方向の位置Xに移
動し、その位置における感光体移動方向に対する7ビッ
トのデータがLEDドライバへ転送され、それに伴いL
EDが発光する。この発光条件は等倍結像レンズの場合
はLED発光ポイントと結像ポイントが同一側にできる
ので、7ビットのデータは同相で良い。ただし、コンデ
ンサレンズあるいは縮小系のレンズの場合は、LED発
光ポイントと結像ポイントが逆になるため、7ビットの
データは逆相とする必要がある。
In the case of FIG. 6, the head moves to the position X in the head scanning direction, and 7-bit data in the photosensitive member moving direction at that position is transferred to the LED driver.
The ED emits light. Under this light emission condition, in the case of a 1 × imaging lens, the LED light emission point and the image formation point can be on the same side, so that the 7-bit data may be in phase. However, in the case of a condenser lens or a reduction system lens, since the LED light emission point and the image formation point are reversed, the 7-bit data needs to be in the opposite phase.

【0095】そして、ヘッド部が左(右)端から右
(左)端まで移動した後感光体は、7ビット幅分移動し
再度ヘッド部右(左)端から左(右)端まで移動する。
After the head moves from the left (right) end to the right (left) end, the photosensitive member moves by 7 bit width and moves again from the right (left) end to the left (right) end of the head. .

【0096】また、図7に示すようにモノリシック化合
物半導体の基板上に微小発光点を持つLEDのドットの
並び方向を持つ感光体の移動方向と垂直方向とする。つ
まり、ヘッド送り方向と水平とする。このLEDを持つ
ヘッドは、コンデンサレンズまたは等倍結像レンズ、ま
たは光源の分解能を満たす程度に縮小させうるレンズ系
によって感光体上に結像させる。そして、この結像され
た1ドット幅を感光体の移動方向と直行する方向へ左
(右)端から右(左)端まで移動した場合の画像データ
(1)と、その最終位置から1ドット長だけ感光体移動
方向ずらした位置から左(右)端までの画像データ
(2)とがあり、この画像データ(1)と画像データ
(2)を1周期(1往復)とする。
Further, as shown in FIG. 7, the direction is the direction perpendicular to the moving direction of the photoconductor having the arrangement direction of the dots of the LED having the minute light emitting point on the substrate of the monolithic compound semiconductor. In other words, it is horizontal with the head feed direction. The head having this LED forms an image on the photoreceptor by using a condenser lens, an equal-magnification imaging lens, or a lens system that can be reduced to a degree satisfying the resolution of the light source. Then, the image data (1) when the formed one dot width is moved from the left (right) end to the right (left) end in a direction orthogonal to the moving direction of the photoconductor, and one dot from the final position. There is image data (2) from the position shifted by the photoconductor moving direction by the length to the left (right) end, and the image data (1) and the image data (2) are defined as one cycle (one reciprocation).

【0097】また、画像データは1周期(1往復)また
は複数回周期データがメモリへストアされる。そのデー
タ呼び出し用データクロックに同期してモータドライバ
へ信号が伝送される。この信号に合わせてヘッド部が移
動し、その地点におけるメモリにストアされた画像デー
タがメモリより取り出され、LEDドライバに伝送され
その位置における画像が感光体上に結像される。
The image data is stored in the memory in one cycle (one round trip) or a plurality of cycles. A signal is transmitted to the motor driver in synchronization with the data calling data clock. The head moves in accordance with this signal, the image data stored in the memory at that point is taken out of the memory, transmitted to the LED driver, and the image at that position is formed on the photoconductor.

【0098】図7の場合、ヘッド走査方向の位置Xに移
動し、その位置におけるヘッド部走査方向に対する7ビ
ットのデータがLEDドライバへ転送され、それに伴い
LEDが発光する。この発光条件は等倍結像レンズの場
合はLED発光ポイントと結像ポイントが同一側にでき
るので、7ビットのデータは同相で良い。ただし、コン
デンサレンズあるいは縮小系のレンズの場合は、LED
発光ポイントと結像ポイントが逆になるため、7ビット
のデータは逆相とする必要がある。このヘッド部の移動
は7ビット単位で移動を行う。
In the case of FIG. 7, the head moves to the position X in the head scanning direction, and 7-bit data in the head scanning direction at that position is transferred to the LED driver, and the LED emits light. Under this light emission condition, in the case of a 1 × imaging lens, the LED light emission point and the image formation point can be on the same side, so that the 7-bit data may be in phase. However, in case of condenser lens or reduction type lens, LED
Since the light emitting point and the imaging point are reversed, the 7-bit data needs to be in the opposite phase. The movement of the head unit is performed in units of 7 bits.

【0099】そして、ヘッド部が左(右)端から右
(左)端まで移動した後感光体は、1ビット幅分移動し
再度ヘッド部右(左)端から左(右)端まで移動する。
これを繰り返すことにより画像を感光体上に作り出す。
After the head has moved from the left (right) end to the right (left) end, the photosensitive member moves by one bit width and moves again from the right (left) end to the left (right) end of the head. .
By repeating this, an image is created on the photoconductor.

【0100】また、図8に示すようにモノリシック化合
物半導体の基板上に微小発光点を持つLEDの2ドット
の並び方向を感光体の移動方向と垂直方向とし、7ドッ
トの並び方向を感光体の移動方向と平行とする。このL
EDを持つヘッドは、コンデンサレンズまたは等倍結像
レンズ、または光源の分解能を満たす程度に縮小させう
るレンズ系によって感光体上に結像させる。この結像さ
れたドット幅を感光体の移動方向と直行する方向へ左
(右)端から右(左)端まで移動した場合の画像データ
(1)と、その最終位置からドット長だけ感光体移動方
向へずらした位置から左(右)端までの画像データ
(2)とがあり、この画像データ(1)と画像データ
(2)を1周期(1往復)とする。
Further, as shown in FIG. 8, the arrangement direction of two dots of LEDs having minute light emitting points on the substrate of the monolithic compound semiconductor is defined as the direction perpendicular to the moving direction of the photosensitive member, and the arrangement direction of seven dots is defined as the direction of the photosensitive member. Let it be parallel to the moving direction. This L
The head having the ED forms an image on the photoreceptor by using a condenser lens, an equal-magnification imaging lens, or a lens system that can be reduced to a degree satisfying the resolution of the light source. The image data (1) when the formed dot width is moved from the left (right) end to the right (left) end in a direction orthogonal to the moving direction of the photoconductor, and the photoconductor by the dot length from its final position. There is image data (2) from the position shifted in the movement direction to the left (right) end, and this image data (1) and image data (2) are defined as one cycle (one reciprocation).

【0101】また、画像データは1周期(1往復)また
は複数回周期データがメモリへストアされる。そのデー
タ呼び出し用データクロックに同期してモータドライバ
へ信号が伝送される。この信号に合わせてヘッド部が移
動し、その地点におけるメモリにストアされた画像デー
タがメモリより取り出され、LEDドライバに伝送され
てその位置における画像が感光体上に結像される。
In the image data, one cycle (one round trip) or a plurality of cycles of data is stored in the memory. A signal is transmitted to the motor driver in synchronization with the data calling data clock. The head moves in accordance with this signal, the image data stored in the memory at that point is taken out of the memory, transmitted to the LED driver, and the image at that position is formed on the photosensitive member.

【0102】図8の場合、ヘッド走査方向の位置Xに移
動し、その位置における感光体移動方向に対するA,B
各列の7ビットのデータがLEDドライバへ転送され、
それに伴いLEDが発光する。この発光条件は等倍結像
レンズの場合はLED発光ポイントと結像ポイントが同
一側にできるので、A,B列7ビットのデータは同相で
良い。ただし、コンデンサレンズあるいは縮小系のレン
ズの場合は、LED発光ポイントと結像ポイントが逆に
なるため、A,B列、7ビットのデータは180度位相
を回転する必要がある。このヘッド部の移動は2ビット
単位で移動を行う。
In the case of FIG. 8, the head is moved to the position X in the head scanning direction, and A, B with respect to the photosensitive member moving direction at that position.
7-bit data of each column is transferred to the LED driver,
Accordingly, the LED emits light. In this light emission condition, in the case of a 1 × imaging lens, the LED light emission point and the image formation point can be on the same side, so that the data of 7 bits in columns A and B may be in phase. However, in the case of a condenser lens or a reduction-type lens, since the LED light emission point and the image formation point are reversed, it is necessary to rotate the phases of the A and B columns and 7-bit data by 180 degrees. The movement of the head unit is performed in units of 2 bits.

【0103】そして、ヘッド部が左(右)端から右
(左)端まで移動した後感光体は、7ビット幅分移動し
再度ヘッド部右(左)端から左(右)端まで移動する。
これを繰り返すことにより画像を感光体上に作り出す。
After the head has moved from the left (right) end to the right (left) end, the photoreceptor moves by a width of 7 bits and moves again from the right (left) end of the head to the left (right) end. .
By repeating this, an image is created on the photoconductor.

【0104】また、図9に示すようにモノリシック化合
物半導体の基板上に微小発光点を持つLEDの7ビット
の並び方向を感光体の移動方向と垂直方向とし、2ドッ
トの並び方向を感光体の移動方向と平行とする。このL
EDを持つヘッドは、コンデンサレンズまたは等倍結像
レンズ、または光源の分解能を満たす程度に縮小させう
るレンズ系によって感光体上に結像させる。この結像さ
れたドット幅を感光体の移動方向と直行する方向へ左
(右)端から右(左)端まで移動した場合の画像データ
(1)と、その最終位置からドット長だけ感光体移動方
向へずらした位置から左(右)端までの画像データ
(2)とがあり、この画像データ(1)と画像データ
(2)を1周期(1往復)とする。
As shown in FIG. 9, the 7-bit arrangement direction of the LED having a small light emitting point on the substrate of the monolithic compound semiconductor is perpendicular to the moving direction of the photoconductor, and the 2-dot arrangement direction is the direction of the photoconductor. Let it be parallel to the moving direction. This L
The head having the ED forms an image on the photoreceptor by using a condenser lens, an equal-magnification imaging lens, or a lens system that can be reduced to a degree satisfying the resolution of the light source. The image data (1) when the formed dot width is moved from the left (right) end to the right (left) end in a direction orthogonal to the moving direction of the photoconductor, and the photoconductor by the dot length from its final position. There is image data (2) from the position shifted in the movement direction to the left (right) end, and this image data (1) and image data (2) are defined as one cycle (one reciprocation).

【0105】また、画像データは1周期(1往復)また
は複数回周期データがメモリへストアされる。そのデー
タ呼び出し用データクロックに同期してモータドライバ
へ信号が伝送される。この信号に合わせてヘッド部が移
動し、その地点におけるメモリにストアされた画像デー
タがメモリより取り出され、LEDドライバに伝送され
てその位置における画像が感光体上に結像される。
The image data is stored in the memory in one cycle (one round trip) or a plurality of cycles. A signal is transmitted to the motor driver in synchronization with the data calling data clock. The head moves in accordance with this signal, the image data stored in the memory at that point is taken out of the memory, transmitted to the LED driver, and the image at that position is formed on the photosensitive member.

【0106】そして、ヘッド部が左(右)端から右
(左)端まで移動した後、感光体は2ビット幅分移動
し、再度ヘッド部右(左)端から左(右)端まで移動す
る。
After the head moves from the left (right) end to the right (left) end, the photoreceptor moves by a width of 2 bits and moves again from the right (left) end of the head to the left (right) end. I do.

【0107】図9の場合、ヘッド走査方向の位置Xに移
動し、その位置における感光体移動方向に対するA,B
各列の7ビットのデータがLEDドライバへ転送され、
それに伴いLEDが発光する。この発光条件は等倍結像
レンズの場合はLED発光ポイントと結像ポイントが同
一側にできるので、A,B列7ビットのデータは同相で
良い。ただし、コンデンサレンズまたは縮小系のレンズ
の場合は、LED発光ポイントと結像ポイントが逆にな
るため、A,B列、7ビットのデータは180度位相を
回転する必要がある。このヘッド部の移動は7ビット単
位で移動を行う。
In the case of FIG. 9, the head is moved to the position X in the head scanning direction, and A, B with respect to the photosensitive member moving direction at that position.
7-bit data of each column is transferred to the LED driver,
Accordingly, the LED emits light. In this light emission condition, in the case of a 1 × imaging lens, the LED light emission point and the image formation point can be on the same side, so that the data of 7 bits in columns A and B may be in phase. However, in the case of a condenser lens or a reduction system lens, since the LED light emission point and the image formation point are reversed, the data of the A and B columns and 7 bits must be rotated by 180 degrees. The movement of the head unit is performed in units of 7 bits.

【0108】そして、ヘッド部が左(右)端から右
(左)端まで移動した後、感光体は2ビット幅分移動
し、再度ヘッド部右(左)端から左(右)端まで移動す
る。これを繰り返すことにより画像を感光体上に作り出
す。
Then, after the head section moves from the left (right) end to the right (left) end, the photosensitive member moves by 2 bit width, and moves again from the right (left) end to the left (right) end of the head section. I do. By repeating this, an image is created on the photoconductor.

【0109】このように本実施例ではモノリシック基板
を一つのみ用いれば良く、位置精度、出力のばらつきを
高精度に保つことが可能である。また、LED及びドラ
イバICによる発熱を最小限に抑えることができ、発熱
による反り、ねじれなどの発生を防止することができ
る。また、微小ドット作製のため、GaAsベースのG
aAsPのVPEに頼ることなく、AlGaAsによる
ダブルヘテロベースを使用することによる高出力化が可
能である。加えて、複数のLEDチップを用いないた
め、LEDチップ間のズレを考慮することなく微細化が
可能となる。また、露光エネルギーに階調性を持たせる
場合、階調用のICは一つで良い。レンズに関しても、
印字幅分のレンズアレイを必要としないため、レンズの
ばらつきを抑えることは容易である。また、必ずしも等
倍結像レンズを用いる必要はなく、縮小光学系を用いる
ことで、LEDチップ上のドット密度より高密度の画像
を作製することが可能となる。
As described above, in this embodiment, only one monolithic substrate needs to be used, and it is possible to maintain high positional accuracy and high output variation. Further, heat generation by the LED and the driver IC can be minimized, and occurrence of warpage, twist, and the like due to heat generation can be prevented. In addition, a GaAs-based G
High output can be achieved by using a double heterobase made of AlGaAs without relying on the VPE of aAsP. In addition, since a plurality of LED chips are not used, miniaturization can be performed without considering deviation between LED chips. In the case where the exposure energy has gradation, only one IC for gradation is required. Regarding the lens,
Since a lens array corresponding to the printing width is not required, it is easy to suppress variations in the lenses. Further, it is not always necessary to use the same-magnification imaging lens, and by using the reduction optical system, it is possible to produce an image having a higher density than the dot density on the LED chip.

【0110】[0110]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ドット
位置や出力のばらつきを高精度に保つことができ、また
発熱による反りやねじれなどの発生を抑えることがで
き、安価な構成で高密度の良好な画像を得ることができ
るという効果がある。
As described above, according to the present invention, variations in dot positions and outputs can be maintained with high accuracy, and the occurrence of warpage or twist due to heat generation can be suppressed. There is an effect that a good image with high density can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施例の機構部の概略を示す斜視図FIG. 1 is a perspective view schematically showing a mechanism section according to an embodiment of the present invention.

【図2】 ヘッド部の詳細を示す構成図FIG. 2 is a configuration diagram showing details of a head unit.

【図3】 光源部の詳細を示す断面図FIG. 3 is a sectional view showing details of a light source unit.

【図4】 ヘッド部の制御系の構成を示すブロック図FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a control system of a head unit.

【図5】 感光体の分光感度特性を示す図FIG. 5 is a diagram illustrating spectral sensitivity characteristics of a photoconductor;

【図6】 水平モノリシックアレイ型光源を示す図FIG. 6 is a diagram showing a horizontal monolithic array type light source.

【図7】 垂直モノリシックアレイ型光源を示す図FIG. 7 is a diagram showing a vertical monolithic array type light source.

【図8】 水平2次元モノリシックアレイ型光源を示す
平面図
FIG. 8 is a plan view showing a horizontal two-dimensional monolithic array light source.

【図9】 垂直2次元モノリシックアレイ型光源を示す
平面図
FIG. 9 is a plan view showing a vertical two-dimensional monolithic array type light source.

【図10】 デジタル光学系を持つ電子写真システムの
構成を示す断面図
FIG. 10 is a sectional view showing the configuration of an electrophotographic system having a digital optical system.

【図11】 LED書き込み光源の構成を示す斜視図FIG. 11 is a perspective view showing a configuration of an LED writing light source.

【図12】 LEDヘッドの構造を示す分解斜視図FIG. 12 is an exploded perspective view showing the structure of an LED head.

【図13】 LEDアレイモジュールの断面図FIG. 13 is a sectional view of an LED array module.

【図14】 チップのパターン例を示す平面図FIG. 14 is a plan view showing a pattern example of a chip;

【図15】 LEDの構造例を示す断面図FIG. 15 is a sectional view showing an example of the structure of an LED.

【図16】 LED駆動回路の基本構成を示すブロック
FIG. 16 is a block diagram showing a basic configuration of an LED drive circuit.

【図17】 LEDの通電時間制御回路を示す図FIG. 17 is a diagram showing an LED energization time control circuit.

【図18】 プリンタとのインタフェースを示す説明図FIG. 18 is an explanatory diagram showing an interface with a printer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ヘッド部 2 自動位置検出機構 3 ヘッド送り機構(移動手段) 4 感光体 11 LED部 12 基板部 13 ケース部 14 レンズ部 15 ドライバIC部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Head part 2 Automatic position detection mechanism 3 Head feed mechanism (moving means) 4 Photoconductor 11 LED part 12 Substrate part 13 Case part 14 Lens part 15 Driver IC part

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 同一基板上にLEDの微小発光部を設け
た光源及び該微小発光部を駆動するドライバを有したヘ
ッド部と、このヘッド部を走査方向に移動させる移動手
段とを備え、前記ヘッド部を画像データに合わせて移動
させて、その位置におけるデータ信号を前記ドライバに
送出してLEDを駆動することにより感光体上に結像さ
せることを特徴とするLED書き込み用光源装置。
A light source provided with a micro light emitting portion of an LED on the same substrate, a head portion having a driver for driving the micro light emitting portion, and moving means for moving the head portion in a scanning direction; An LED writing light source device, wherein a head section is moved in accordance with image data, and a data signal at the position is transmitted to the driver to drive an LED to form an image on a photosensitive member.
【請求項2】 微小発光部が1列上に複数個のドットを
持ち、この列が感光体移動方向に対し水平方向に整列し
ていることを特徴とする請求項1記載のLED書き込み
用光源装置。
2. The LED writing light source according to claim 1, wherein the minute light emitting portion has a plurality of dots on one row, and the rows are arranged in a horizontal direction with respect to a moving direction of the photoconductor. apparatus.
【請求項3】 微小発光部が1列上に複数個のドットを
持ち、この列が感光体移動方向に対し垂直方向に整列し
ていることを特徴とする請求項1記載のLED書き込み
用光源装置。
3. The LED writing light source according to claim 1, wherein the minute light emitting portion has a plurality of dots on one line, and the line is aligned in a direction perpendicular to a moving direction of the photoconductor. apparatus.
【請求項4】 微小発光部が複数列上に複数個のドット
を持ち、この列が感光体移動方向に対し水平方向に整列
していることを特徴とする請求項1記載のLED書き込
み用光源装置。
4. The light source for LED writing according to claim 1, wherein the minute light emitting section has a plurality of dots on a plurality of rows, and the rows are arranged in a horizontal direction with respect to a moving direction of the photoconductor. apparatus.
【請求項5】 微小発光部が複数列上に複数個のドット
を持ち、この列が感光体移動方向に対し水平方向に整列
していることを特徴とする請求項1記載のLED書き込
み用光源装置。
5. The LED writing light source according to claim 1, wherein the minute light emitting section has a plurality of dots on a plurality of rows, and the rows are aligned in a horizontal direction with respect to a moving direction of the photoconductor. apparatus.
【請求項6】 セルフォックレンズ等の等倍結像系のレ
ンズ部を有している事を特徴とする請求項1ないし5い
ずれか記載のLED書き込み用光源装置。
6. The LED writing light source device according to claim 1, further comprising a lens unit of an equal-magnification imaging system such as a selfoc lens.
【請求項7】 コンデンサレンズにより感光体上に微小
発光部と等倍の結像を起こすレンズ部を有していること
を特徴とする請求項1ないし5いずれか記載のLED書
き込み用光源装置。
7. The LED writing light source device according to claim 1, further comprising a lens portion that forms an image at an equal magnification with a minute light emitting portion on the photosensitive member by a condenser lens.
【請求項8】 微小発光部をレンズにより縮小させて解
像度を上げることを特徴とする1ないし5いずれか記載
のLED書き込み用光源装置。
8. The LED writing light source device according to claim 1, wherein the minute light emitting section is reduced by a lens to increase the resolution.
JP22241197A 1997-08-19 1997-08-19 LED writing light source device Withdrawn JPH1158813A (en)

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JP22241197A JPH1158813A (en) 1997-08-19 1997-08-19 LED writing light source device

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JP (1) JPH1158813A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100653648B1 (en) * 2004-12-14 2006-12-04 학교법인연세대학교 Printhead with Shadow Mask

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100653648B1 (en) * 2004-12-14 2006-12-04 학교법인연세대학교 Printhead with Shadow Mask

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