(57)【要約】【課題】複数の発光素子が列状に配列された発光素子アレイのそれぞれの発光素子の発光面にレンズを設けることにより、効率よく光を取り出すことのできる発光部品等を提供する。【解決手段】第１アイランド３０１には、発光サイリスタＬ１が設けられている。発光サイリスタＬ１の発光面３１１上には、発光面３１１と交差する方向に開口された開口部９２ａと、開口部９２ａの発光面３１１から遠い側の端に連続し、開口部９２ａから発光面３１１に沿う方向に遠ざかるとともに発光面３１１に近づくとともに、発光面３１１から遠ざかる方向に凸面状である表面（曲面９２ｃ）を有する曲面部９２ｂとを備えたレンズ９２が設けられている。【選択図】図６
2013042010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に列状に配置された複数の発光素子と、
前記複数の発光素子のそれぞれの発光素子の光を出射する発光面に対向してそれぞれ設けられ、当該発光面と交差する方向に筒状に開口された開口部と、当該開口部の周囲に当該発光素子上に配置され、当該開口部から当該発光面に沿う方向に遠ざかるにしたがって当該発光面に近づくとともに、凸面状となっている表面を有する曲面部とを備え、当該発光素子が出射する光を集光する複数のレンズと
を備える発光部品。
【請求項２】
前記複数の発光素子のそれぞれの発光素子の前記発光面は、前記複数のレンズにおける当該発光素子に対応するレンズが前記開口部を有せず凸面状の表面を当該開口部に延長した形状であるときの焦点の位置より当該レンズの主点側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発光部品。
【請求項３】
前記複数のレンズのそれぞれのレンズの前記開口部は、前記複数の発光素子における当該レンズに対応する発光素子の前記発光面の発光強度が大きい部分に対向するように設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の発光部品。
【請求項４】
前記複数のレンズのそれぞれのレンズと、前記複数の発光素子における当該レンズに対応する発光素子との間に、当該発光素子の出射する光を透過する台座をそれぞれ備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の発光部品。
【請求項５】
前記複数の発光素子は、自己走査型発光素子アレイが備える複数の発光サイリスタであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の発光部品。
【請求項６】
基板上に列状に配置された複数の発光素子と、当該複数の発光素子のそれぞれの発光素子の光を出射する発光面に対向してそれぞれ設けられ、当該発光面と交差する方向に筒状に開口された開口部と、当該開口部の周囲に当該発光素子上に配置され、当該開口部から当該発光面に沿う方向に遠ざかるにしたがって当該発光面に近づくとともに、凸面状となっている表面を有する曲面部とを備え、当該発光素子が出射する光を集光する複数のレンズとを備える発光手段と、
前記発光手段から照射される光を結像させる光学手段と
を備えたプリントヘッド。
【請求項７】
像保持体と、
前記像保持体を帯電する帯電手段と、
基板上に列状に配置された複数の発光素子と、当該複数の発光素子のそれぞれの発光素子の光を出射する発光面に対向してそれぞれ設けられ、当該発光面と交差する方向に筒状に開口された開口部と、当該開口部の周囲に当該発光素子上に配置され、当該開口部から当該発光面に沿う方向に遠ざかるにしたがって当該発光面に近づくとともに、凸面状となっている表面を有する曲面部とを備え、当該発光素子が出射する光を集光する複数のレンズとを備え、光学手段を介して前記像保持体を露光する露光手段と、
前記露光手段により露光され前記像保持体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、
前記像保持体に現像された画像を被転写体に転写する転写手段と
を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光部品、プリントヘッドおよび画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光部品において、発光素子の発光面から出射した光を予め定められた方向に集光して、光を効率よく取り出すために、発光面に対応するようにレンズ（マイクロレンズまたはマイクロビーズ）を設けることが行われている。
【０００３】
特許文献１には、円形の底面、側面、及び、頂面を有し、該底面の中心部に有限の大きさを有する面光源を配する光取出しレンズであって、底面の中心を原点とし、底面の中心を通る法線をｚ軸とする円筒座標（ｒ，φ，ｚ）を想定したとき、頂面は、面光源から射出される半全立体角放射光のうち、側面と頂面の交わる部分における極角Θ０よりも小さい極角を有する放射光成分の一部分を全反射させるための、ｚ軸に対して回転対称である非球面から成る光取出しレンズが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０２１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、複数の発光素子が列状に配列された発光素子アレイのそれぞれの発光素子からレンズ効果を用いて効率よく光を取り出すことのできる発光部品等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、基板上に列状に配置された複数の発光素子と、前記複数の発光素子のそれぞれの発光素子の光を出射する発光面に対向してそれぞれ設けられ、当該発光面と交差する方向に筒状に開口された開口部と、当該開口部の周囲に当該発光素子上に配置され、当該開口部から当該発光面に沿う方向に遠ざかるにしたがって当該発光面に近づくとともに、凸面状となっている表面を有する曲面部とを備え、当該発光素子が出射する光を集光する複数のレンズとを備える発光部品である。
請求項２に記載の発明は、前記複数の発光素子のそれぞれの発光素子の前記発光面は、前記複数のレンズにおける当該発光素子に対応するレンズが前記開口部を有せず凸面状の表面を当該開口部に延長した形状であるときの焦点の位置より当該レンズの主点側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発光部品である。
請求項３に記載の発明は、前記複数のレンズのそれぞれのレンズの前記開口部は、前記複数の発光素子における当該レンズに対応する発光素子の前記発光面の発光強度が大きい部分に対向するように設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の発光部品である。
請求項４に記載の発明は、前記複数のレンズのそれぞれのレンズと、前記複数の発光素子における当該レンズに対応する発光素子との間に、当該発光素子の出射する光を透過する台座をそれぞれ備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の発光部品である。
請求項５に記載の発明は、前記複数の発光素子は、自己走査型発光素子アレイが備える複数の発光サイリスタであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の発光部品である。
請求項６に記載の発明は、基板上に列状に配置された複数の発光素子と、当該複数の発光素子のそれぞれの発光素子の光を出射する発光面に対向してそれぞれ設けられ、当該発光面と交差する方向に筒状に開口された開口部と、当該開口部の周囲に当該発光素子上に配置され、当該開口部から当該発光面に沿う方向に遠ざかるにしたがって当該発光面に近づくとともに、凸面状となっている表面を有する曲面部とを備え、当該発光素子が出射する光を集光する複数のレンズとを備える発光手段と、前記発光手段から照射される光を結像させる光学手段とを備えたプリントヘッドである。
請求項７に記載の発明は、像保持体と、前記像保持体を帯電する帯電手段と、基板上に列状に配置された複数の発光素子と、当該複数の発光素子のそれぞれの発光素子の光を出射する発光面に対向してそれぞれ設けられ、当該発光面と交差する方向に筒状に開口された開口部と、当該開口部の周囲に当該発光素子上に配置され、当該開口部から当該発光面に沿う方向に遠ざかるにしたがって当該発光面に近づくとともに、凸面状となっている表面を有する曲面部とを備え、当該発光素子が出射する光を集光する複数のレンズとを備え、光学手段を介して前記像保持体を露光する露光手段と、前記露光手段により露光され前記像保持体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、前記像保持体に現像された画像を被転写体に転写する転写手段とを備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によれば、開口部を有しないレンズを用いた場合に比べて、より効率よく光を取り出すことができる。
請求項２の発明によれば、発光面を焦点の位置より外に設けた場合に比べて、より光を集光することができる。
請求項３の発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、さらに効率よく光を取り出すことができる。
請求項４の発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、より容易にレンズの形成ができる。
請求項５の発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、発光部品をより小型化できる。
請求項６の発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、プリントヘッドの光利用効率がより向上する。
請求項７の発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、画像形成における消費電力をより低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成の一例を示した図である。
【図２】プリントヘッドの構成を示した断面図である。
【図３】発光装置の上面図である。
【図４】発光チップの構成、発光装置の信号発生回路の構成および回路基板上の配線（ライン）の構成を示した図である。
【図５】自己走査型発光素子アレイ（ＳＬＥＤ）が搭載された発光チップの回路構成を説明するための等価回路図である。
【図６】第１の実施の形態が適用される発光チップの平面レイアウト図および断面図である。
【図７】第１の実施の形態の発光チップを製造する方法を説明する断面図である。
【図８】発光装置および発光チップの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】発光サイリスタの発光面と開口部を有しないレンズとの関係を、光軸を含む断面において示す模式図である。
【図１０】発光サイリスタの発光面と開口部を有するレンズとの関係を、光軸を含む断面において示す模式図である。
【図１１】シミュレーションに用いたレンズの形状を示した図である。
【図１２】レンズの開口部の中心と発光面の中心とを一致させない場合の発光チップにおける発光サイリスタ部分の平面レイアウト図および断面図の一例である。
【図１３】レンズの開口部が円形でない場合の発光チップにおける発光サイリスタ部分の平面レイアウト図および断面図の一例である。
【図１４】第２の実施の形態における発光チップにおける発光サイリスタ部分の平面レイアウト図および断面図の一例である。
【図１５】第２の実施の形態の発光チップを製造する方法を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
電子写真方式を採用した、プリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、帯電された感光体上に、画像情報を光記録手段により照射することにより静電潜像を得た後、この静電潜像にトナーを付加して可視化し、記録紙上に転写して定着することによって画像形成が行われる。かかる光記録手段として、レーザを用い、主走査方向にレーザ光を走査させて露光する光走査方式の他、近年では、装置の小型化の要請を受けて発光素子としての発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を主走査方向に複数、配列して発光素子アレイとしたＬＥＤプリントヘッド（ＬＰＨ：ＬＥＤ  Ｐｒｉｎｔ  Ｈｅａｄ）を用いた記録装置が採用されている。
また、基板上に複数の発光素子が列状に設けられ、順次点灯制御される自己走査型発光素子アレイ（ＳＬＥＤ）を搭載する発光チップでは、発光素子として発光サイリスタが使用されている。発光サイリスタは発光ダイオードと異なりｐｎｐｎ４層構造であり、４層構造のうちの内部の２層で主に発光するため、単純な２層の一般的な発光ダイオードよりも外部に取り出せる光の量（光量）が小さいという特徴がある。よって、発光サイリスタにおいては、それぞれの発光素子から出射される光量を増加させるため、発光素子の光を出射する発光面を広く取るとともに、発光素子から光を効率よく取り出すことがより求められている。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１０】
［第１の実施の形態］
（画像形成装置１）
図１は第１の実施の形態が適用される画像形成装置１の全体構成の一例を示した図である。図１に示す画像形成装置１は、一般にタンデム型と呼ばれる画像形成装置である。この画像形成装置１は、各色の画像データに対応して画像形成を行なう画像形成プロセス部１０、画像形成プロセス部１０を制御する画像出力制御部３０、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２や画像読取装置３に接続され、これらから受信された画像データに対して予め定められた画像処理を施す画像処理部４０を備えている。
【００１１】
画像形成プロセス部１０は、予め定められた間隔を置いて並列に配置される複数のエンジンを含む画像形成ユニット１１を備えている。この画像形成ユニット１１は、４つの画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋから構成されている。画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは、それぞれ、静電潜像を形成してトナー像を保持する像保持体の一例としての感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を予め定められた電位で帯電する帯電手段の一例としての帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を露光するプリントヘッド１４、プリントヘッド１４によって得られた静電潜像を現像する現像手段の一例としての現像器１５を備えている。画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。
また、画像形成プロセス部１０は、各画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの感光体ドラム１２にて形成された各色のトナー像を被転写体の一例としての記録用紙２５に多重転写させるために、この記録用紙２５を搬送する用紙搬送ベルト２１と、用紙搬送ベルト２１を駆動させるロールである駆動ロール２２と、感光体ドラム１２のトナー像を記録用紙２５に転写させる転写手段の一例としての転写ロール２３と、記録用紙２５にトナー像を定着させる定着器２４とを備えている。
【００１２】
この画像形成装置１において、画像形成プロセス部１０は、画像出力制御部３０から供給される各種の制御信号に基づいて画像形成動作を行う。そして、画像出力制御部３０による制御の下で、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）２や画像読取装置３から受信された画像データは、画像処理部４０によって画像処理が施され、画像形成ユニット１１に供給される。そして、例えば黒（Ｋ）色の画像形成ユニット１１Ｋでは、感光体ドラム１２が矢印Ａ方向に回転しながら、帯電器１３により予め定められた電位に帯電され、画像処理部４０から供給された画像データに基づいて発光するプリントヘッド１４により露光される。これにより、感光体ドラム１２上には、黒（Ｋ）色画像に関する静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像は現像器１５により現像され、感光体ドラム１２上には黒（Ｋ）色のトナー像が形成される。画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃにおいても、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色トナー像が形成される。
【００１３】
各画像形成ユニット１１で形成された感光体ドラム１２上の各色トナー像は、矢印Ｂ方向に移動する用紙搬送ベルト２１の移動に伴って供給された記録用紙２５に、転写ロール２３に印加された転写電界により、順次静電転写され、記録用紙２５上に各色トナーが重畳された合成トナー像が形成される。
その後、合成トナー像が静電転写された記録用紙２５は、定着器２４まで搬送される。定着器２４に搬送された記録用紙２５上の合成トナー像は、定着器２４によって熱および圧力による定着処理を受けて記録用紙２５上に定着され、画像形成装置１から排出される。
【００１４】
（プリントヘッド１４）
図２は、プリントヘッド１４の構成を示した断面図である。露光手段の一例としてのプリントヘッド１４は、ハウジング６１、感光体ドラム１２を露光する複数の発光素子（本実施の形態では、発光素子の一例としての発光サイリスタ）を備える光源部６３を備えた発光手段の一例としての発光装置６５、光源部６３から出射された光を感光体ドラム１２表面に結像させる光学手段の一例としてのロッドレンズアレイ６４を備えている。
発光装置６５は、前述した光源部６３、光源部６３を駆動する信号発生回路１１０（後述の図３参照）等を搭載する回路基板６２を備えている。
【００１５】
ハウジング６１は、例えば金属で形成され、回路基板６２およびロッドレンズアレイ６４を支持し、光源部６３の発光素子の発光面がロッドレンズアレイ６４の焦点面となるように設定されている。また、ロッドレンズアレイ６４は、感光体ドラム１２の軸方向（主走査方向であって、後述する図３、図４（ｂ）のＸ方向）に沿って配置されている。
【００１６】
（発光装置６５）
図３は、発光装置６５の上面図である。
図３に例として示す発光装置６５では、光源部６３は、回路基板６２上に、４０個の発光部品の一例としての発光チップＣ１〜Ｃ４０が、主走査方向であるＸ方向に二列に千鳥状に配置して構成されている。
本明細書では、「〜」は、番号によってそれぞれが区別された複数の構成要素を示すもので、「〜」の前後に記載されたものおよびその間の番号のものを含むことを意味する。例えば、発光チップＣ１〜Ｃ４０は、発光チップＣ１から番号順に発光チップＣ４０までを含む。
【００１７】
発光チップＣ１〜Ｃ４０の構成は同じであってよい。よって、発光チップＣ１〜Ｃ４０をそれぞれ区別しないときは、発光チップＣと呼ぶ。
なお、本実施の形態では、発光チップＣの数として、合計４０個を用いたが、これに限定されない。
そして、発光装置６５は、光源部６３を駆動する信号発生回路１１０を搭載している。信号発生回路１１０は、例えば集積回路（ＩＣ）などで構成されている。なお、発光装置６５が信号発生回路１１０を搭載していなくともよい。このときは、信号発生回路１１０は、発光装置６５の外部に設けられ、発光チップＣ１〜Ｃ４０を制御する制御信号などを、ケーブルなどを介して供給する。ここでは、発光装置６５は信号発生回路１１０を備えているとして説明する。
発光チップＣ１〜Ｃ４０の配列についての詳細は後述する。
【００１８】
図４は、発光チップＣの構成、発光装置６５の信号発生回路１１０の構成および回路基板６２上の配線（ライン）の構成を示した図である。図４（ａ）は発光チップＣの構成を示し、図４（ｂ）は発光装置６５の信号発生回路１１０の構成および回路基板６２上の配線（ライン）の構成を示している。
【００１９】
はじめに、図４（ａ）に示す発光チップＣの構成を説明する。
発光チップＣは、表面形状が矩形である基板８０の表面において、長辺の一辺に近い側に長辺に沿って列状に設けられた複数の発光素子（本実施の形態では発光サイリスタＬ１、Ｌ２、Ｌ３、…）から構成される発光部１０２を備えている。さらに、発光チップＣは、基板８０の表面の長辺方向の両端部に、各種の制御信号等を取り込むための複数のボンディングパッドである端子（φ１端子、φ２端子、Ｖｇａ端子、φＩ端子）を備えている。なお、これらの端子は、基板８０の一端部からφ１端子、Ｖｇａ端子の順に設けられ、基板８０の他端部からφＩ端子、φ２端子の順に設けられている。そして、発光部１０２は、Ｖｇａ端子とφ２端子との間に設けられている。さらに、基板８０の裏面にはＶｓｕｂ端子として裏面電極８５（後述する図６参照）が設けられている。
【００２０】
なお、「列状」とは、図４（ａ）に示したように複数の発光素子が一直線上に配置されている場合に限らず、複数の発光素子のそれぞれの発光素子が、列方向と直交する方向に対して、互いに異なるずれ量を有して配置されている状態でもよい。例えば、発光素子の発光面３１１（後述する図６参照）を画素としたとき、それぞれの発光素子が、列方向と直交する方向に数画素分または数十画素分のずれ量をもって配置されていてもよい。また、隣接する発光素子間で交互に、または複数の発光素子毎に、ジグザグに配置されていてもよい。
【００２１】
次に、図４（ｂ）により、発光装置６５の信号発生回路１１０の構成および回路基板６２上の配線（ライン）の構成を説明する。
前述したように、発光装置６５の回路基板６２には、信号発生回路１１０および発光チップＣ１〜Ｃ４０が搭載され、信号発生回路１１０と発光チップＣ１〜Ｃ４０とを接続する配線（ライン）が設けられている。
【００２２】
まず、信号発生回路１１０の構成について説明する。
信号発生回路１１０には、画像出力制御部３０および画像処理部４０（図１参照）より、画像処理された画像データおよび各種の制御信号が入力される。信号発生回路１１０は、これらの画像データおよび各種の制御信号に基づいて、画像データの並び替えや光量の補正等を行う。
そして、信号発生回路１１０は、各種の制御信号に基づき、発光チップＣ１〜Ｃ４０に、第１転送信号φ１、第２転送信号φ２を送信する転送信号発生部１２０を備えている。
そしてまた、信号発生回路１１０は、各種の制御信号に基づき、発光チップＣ１〜Ｃ４０に、点灯信号φＩ１〜φＩ４０をそれぞれ送信する点灯信号発生部１４０を備えている。なお、点灯信号φＩ１〜φＩ４０をそれぞれ区別しないときは点灯信号φＩと表記する。
さらにまた、信号発生回路１１０は、発光チップＣ１〜Ｃ４０に電位の基準となる基準電位Ｖｓｕｂを供給する基準電位供給部１６０、発光チップＣ１〜Ｃ４０の駆動のための電源電位Ｖｇａを供給する電源電位供給部１７０を備えている。
【００２３】
次に、発光チップＣ１〜Ｃ４０の配列について説明する。
奇数番号の発光チップＣ１、Ｃ３、Ｃ５、…は、それぞれの基板８０の長辺方向に間隔を設けて一列に配列されている。偶数番号の発光チップＣ２、Ｃ４、Ｃ６、…も、同様にそれぞれの基板８０の長辺の方向に間隔を設けて一列に配列されている。そして、奇数番号の発光チップＣ１、Ｃ３、Ｃ５、…と偶数番号の発光チップＣ２、Ｃ４、Ｃ６、…とは、発光チップＣに設けられた発光部１０２側の長辺が向かい合うように、互いに１８０°回転した状態で千鳥状に配列されている。そして、発光チップＣ間においても発光素子が主走査方向（Ｘ方向）に予め定められた間隔で並ぶように位置が設定されている。なお、図４（ｂ）の発光チップＣ１、Ｃ２、Ｃ３、…に、図４（ａ）に示した発光部１０２の発光素子の並び（本実施の形態では発光サイリスタＬ１、Ｌ２、Ｌ３、…の番号順）の方向を矢印で示している。
【００２４】
信号発生回路１１０と発光チップＣ１〜Ｃ４０とを接続する配線（ライン）について説明する。
回路基板６２には、発光チップＣの基板８０裏面に設けられたＶｓｕｂ端子である裏面電極８５（後述の図６参照）に設けられたＶｓｕｂ端子に接続され、基準電位Ｖｓｕｂを供給する電源ライン２００ａが設けられている。
そして、回路基板６２には、発光チップＣに設けられたＶｇａ端子に接続され、駆動のための電源電位Ｖｇａを供給する電源ライン２００ｂが設けられている。
【００２５】
回路基板６２には、信号発生回路１１０の転送信号発生部１２０から、発光チップＣ１〜Ｃ４０のφ１端子に第１転送信号φ１を送信するための第１転送信号ライン２０１、発光チップＣ１〜Ｃ４０のφ２端子に第２転送信号φ２を送信するための第２転送信号ライン２０２が設けられている。第１転送信号φ１、第２転送信号φ２は、発光チップＣ１〜Ｃ４０に共通（並列）に送信される。
【００２６】
そしてまた、回路基板６２には、信号発生回路１１０の点灯信号発生部１４０から、各発光チップＣ１〜Ｃ４０のそれぞれのφＩ端子に、それぞれ電流制限抵抗ＲＩを介して、点灯信号φＩ１〜φＩ４０を送信する点灯信号ライン２０４−１〜２０４−４０が設けられている。
【００２７】
以上説明したように、回路基板６２上のすべての発光チップＣ１〜Ｃ４０に、基準電位Ｖｓｕｂ、電源電位Ｖｇａが共通に供給される。第１転送信号φ１、第２転送信号φ２も、発光チップＣ１〜Ｃ４０に共通（並列）に送信される。一方、点灯信号φＩ１〜φＩ４０は、発光チップＣ１〜Ｃ４０にそれぞれ個別に送信される。
なお、発光装置６５が、信号発生回路１１０を備えない場合には、発光装置６５には、電源ライン２００ａ、２００ｂ、第１転送信号ライン２０１、第２転送信号ライン２０２、点灯信号ライン２０４−１〜２０４−４０は、信号発生回路１１０の代わりにコネクタなどに接続される。そして、コネクタなどに接続されるケーブルにより外部に設けられた信号発生回路１１０に接続される。
【００２８】
（発光チップＣ）
図５は、自己走査型発光素子アレイ（ＳＬＥＤ）が搭載された発光チップＣの回路構成を説明するための等価回路図である。以下において説明する各素子は、端子（φ１端子、φ２端子、Ｖｇａ端子、φＩ端子）を除き、発光チップＣ上のレイアウト（後述する図６参照）に基づいて配置されている。なお、端子（φ１端子、φ２端子、Ｖｇａ端子、φＩ端子）の位置は、図４（ａ）と異なるが、説明の便宜上、図中左端に示している。そして、基板８０の裏面に設けられたＶｓｕｂ端子を、基板８０の外に引き出して示している。
ここでは、信号発生回路１１０との関係において発光チップＣ１を例に、発光チップＣを説明する。そこで、図５において、発光チップＣを発光チップＣ１（Ｃ）と表記する。他の発光チップＣ２〜Ｃ４０の構成は、発光チップＣ１と同じである。
【００２９】
発光チップＣ１（Ｃ）は、前述したように基板８０上に列状に配列された発光サイリスタＬ１、Ｌ２、Ｌ３、…から構成される発光サイリスタ列（発光部１０２（図４（ａ）参照））を備えている。
そして、発光チップＣ１（Ｃ）は、発光サイリスタ列と同様に列状に配列された転送サイリスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３、…から構成される転送サイリスタ列を備えている。
【００３０】
また、発光チップＣ１（Ｃ）は、転送サイリスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３、…をそれぞれ番号順に２つをペアにして、それぞれのペアの間に結合ダイオードＤｘ１、Ｄｘ２、Ｄｘ３、…を備えている。
さらに、発光チップＣ１（Ｃ）は、電源線抵抗Ｒｇｘ１、Ｒｇｘ２、Ｒｇｘ３、…を備えている。
【００３１】
また、発光チップＣ１（Ｃ）は、１個のスタートダイオードＤｘ０を備えている。そして、後述する第１転送信号φ１が送信される第１転送信号線７２と第２転送信号φ２が送信される第２転送信号線７３とに過剰な電流が流れるのを防止するために設けられた電流制限抵抗Ｒ１、Ｒ２を備えている。
【００３２】
発光サイリスタ列の発光サイリスタＬ１、Ｌ２、Ｌ３、…、転送サイリスタ列の転送サイリスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３、…は、図５中において、左側から番号順に配列されている。さらに、結合ダイオードＤｘ１、Ｄｘ２、Ｄｘ３、…、電源線抵抗Ｒｇｘ１、Ｒｇｘ２、Ｒｇｘ３、…も、図中左側から番号順に配列されている。
そして、発光サイリスタ列、転送サイリスタ列は、図５において上から、転送サイリスタ列、発光サイリスタ列の順に並べられている。
【００３３】
ここでは、発光サイリスタＬ１、Ｌ２、Ｌ３、…、転送サイリスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３、…、結合ダイオードＤｘ１、Ｄｘ２、Ｄｘ３、…、電源線抵抗Ｒｇｘ１、Ｒｇｘ２、Ｒｇｘ３、…をそれぞれ区別しないときは、発光サイリスタＬ、転送サイリスタＴ、結合ダイオードＤｘ、電源線抵抗Ｒｇｘと表記する。
【００３４】
発光サイリスタ列における発光サイリスタＬの数は、予め定められた個数とすればよい。本実施の形態で、発光サイリスタＬの数を例えば１２８個とすると、転送サイリスタＴの数も１２８個である。同様に、電源線抵抗Ｒｇｘの数も１２８個である。しかし、結合ダイオードＤｘの数は、転送サイリスタＴの数より１少ない１２７個である。
なお、転送サイリスタＴの数は、発光サイリスタＬの数より多くてもよい。
【００３５】
上記のサイリスタ（発光サイリスタＬ、転送サイリスタＴ）は、ゲート端子、アノード端子、カソード端子の３端子を有する半導体素子である。
【００３６】
では次に、発光チップＣ１（Ｃ）における各素子の電気的な接続について説明する。
転送サイリスタＴ、発光サイリスタＬのそれぞれのアノード端子は、発光チップＣ１（Ｃ）の基板８０に接続されている（アノードコモン）。
そして、これらのアノード端子は、基板８０裏面に設けられたＶｓｕｂ端子である裏面電極８５（後述の図６参照）を介して電源ライン２００ａ（図４（ｂ）参照）に接続されている。この電源ライン２００ａは、基準電位供給部１６０から基準電位Ｖｓｕｂが供給される。
【００３７】
転送サイリスタＴの配列に沿って、奇数番号（奇数番目）の転送サイリスタＴ１、Ｔ３、…のカソード端子は、第１転送信号線７２に接続されている。そして、第１転送信号線７２は、電流制限抵抗Ｒ１を介してφ１端子に接続されている。このφ１端子には、第１転送信号ライン２０１（図４（ｂ）参照）が接続され、点灯信号発生部１４０から第１転送信号φ１が送信される。
一方、転送サイリスタＴの配列に沿って、偶数番号（偶数番目）の転送サイリスタＴ２、Ｔ４、…のカソード端子は、第２転送信号線７３に接続されている。そして、第２転送信号線７３は、電流制限抵抗Ｒ２を介してφ２端子に接続されている。このφ２端子には、第２転送信号ライン２０２（図４（ｂ）参照）が接続され、点灯信号発生部１４０から第２転送信号φ２が送信される。
【００３８】
発光サイリスタＬ１、Ｌ２、Ｌ３、…のカソード端子は、点灯信号線７５に接続されている。点灯信号線７５は、φＩ端子に接続されている。発光チップＣ１では、φＩ端子は、電流制限抵抗ＲＩを介して点灯信号ライン２０４−１に接続され、点灯信号発生部１４０から点灯信号φＩ１が送信される。点灯信号φＩ１は、発光サイリスタＬ１、Ｌ２、Ｌ３、…に点灯のための電流を供給する。なお、他の発光チップＣ２〜Ｃ４０のφＩ端子には、それぞれ電流制限抵抗ＲＩを介して点灯信号ライン２０４−２〜２０４−４０が接続され、点灯信号発生部１４０から点灯信号φＩ２〜φＩ４０が送信される。
【００３９】
転送サイリスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３、…のそれぞれのゲート端子Ｇｔ１、Ｇｔ２、Ｇｔ３、…は、同じ番号の発光サイリスタＬ１、Ｌ２、Ｌ３、…のゲート端子Ｇｌ１、Ｇｌ２、Ｇｌ３、…に、１対１で接続されている。よって、ゲート端子Ｇｔ１、Ｇｔ２、Ｇｔ３、…とゲート端子Ｇｌ１、Ｇｌ２、Ｇｌ３、…とは、同じ番号のものが電気的に同電位になっている。よって、例えばゲート端子Ｇｔ１（ゲート端子Ｇｌ１）と表記して、電位が同じであることを示す。
【００４０】
ここでも、ゲート端子Ｇｔ１、Ｇｔ２、Ｇｔ３、…、ゲート端子Ｇｌ１、Ｇｌ２、Ｇｌ３、…をそれぞれ区別しないときは、ゲート端子Ｇｔ、ゲート端子Ｇｌと表記する。そして、ゲート端子Ｇｔ（ゲート端子Ｇｌ）と表記して、電位が同じであることを示す。
【００４１】
転送サイリスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３、…のそれぞれのゲート端子Ｇｔ１、Ｇｔ２、Ｇｔ３、…を番号順に２個ずつペアとしたゲート端子Ｇｔ間に、結合ダイオードＤｘ１、Ｄｘ２、Ｄｘ３、…がそれぞれ接続されている。すなわち、結合ダイオードＤｘ１、Ｄｘ２、Ｄｘ３、…はそれぞれがゲート端子Ｇｔ１、Ｇｔ２、Ｇｔ３、…で順に挟まれるように直列接続されている。そして、結合ダイオードＤｘ１の向きは、ゲート端子Ｇｔ１からゲート端子Ｇｔ２に向かって電流が流れる方向に接続されている。他の結合ダイオードＤｘ２、Ｄｘ３、Ｄｘ４、…についても同様である。
【００４２】
転送サイリスタＴのゲート端子Ｇｔ（ゲート端子Ｇｌ）は、転送サイリスタＴのそれぞれに対応して設けられた電源線抵抗Ｒｇｘを介して、電源線７１に接続されている。電源線７１はＶｇａ端子に接続されている。Ｖｇａ端子には、電源ライン２００ｂ（図４（ｂ）参照）が接続され、電源電位供給部１７０から電源電位Ｖｇａが供給される。
【００４３】
そして、転送サイリスタ列の一端側の転送サイリスタＴ１のゲート端子Ｇｔ１は、スタートダイオードＤｘ０のカソード端子に接続されている。一方、スタートダイオードＤｘ０のアノード端子は、第２転送信号線７３に接続されている。
【００４４】
図５において、発光チップＣ１（Ｃ）の転送サイリスタＴ、結合ダイオードＤｘ、電源線抵抗Ｒｇｘ、スタートダイオードＤｘ０、電流制限抵抗Ｒ１、Ｒ２を備える部分を転送部１０１と表記する。そして、発光サイリスタＬを備える部分が発光部１０２に該当する。
【００４５】
図６は、第１の実施の形態が適用される発光チップＣの平面レイアウト図および断面図の一例である。ここでは、発光チップＣと信号発生回路１１０との接続関係を示さないので、発光チップＣ１を例とすることを要しない。よって、発光チップＣと表記する。
図６（ａ）は、発光チップＣの平面レイアウト図であって、発光サイリスタＬ１〜Ｌ４、転送サイリスタＴ１〜Ｔ４を中心とした部分を示している。なお、端子（φ１端子、φ２端子、Ｖｇａ端子、φＩ端子）の位置は、図４（ａ）と異なるが、説明の便宜上、図中左端部に示している。そして、基板８０の裏面に設けられたＶｓｕｂ端子は、基板８０の外に引き出して示している。図４（ａ）に対応させて端子を設けるとすると、φ２端子、φＩ端子、電流制限抵抗Ｒ２は、図６（ａ）において基板８０の右端部に設けられる。また、スタートダイオードＤｘ０は基板８０の右端部に設けられてもよい。
図６（ｂ）は、図６（ａ）に示したＶＩＢ−ＶＩＢ線での断面図である。よって、図６（ｂ）の断面図には、図中下より発光サイリスタＬ１、転送サイリスタＴ１、結合ダイオードＤｘ１、電源線抵抗Ｒｇｘ１の断面が示されている。なお、図６（ａ）および（ｂ）の図中には、主要な素子や端子を名前により表記している。
【００４６】
発光チップＣは、図６（ｂ）に示すように、ｐ型の基板８０上に、ｐ型の第１半導体層８１、ｎ型の第２半導体層８２、ｐ型の第３半導体層８３およびｎ型の第４半導体層８４が順に積層された複数の島（アイランド）（後述する第１アイランド３０１、第２アイランド３０２、第３アイランド３０３など）から構成されている。すなわち、これらの複数のアイランドは、図６（ｂ）に示すように、少なくともｎ型の第２半導体層８２、ｐ型の第３半導体層８３およびｎ型の第４半導体層８４が相互に分離されている。なお、ｐ型の第１半導体層８１は、分離されていても、されていなくともよい。図６（ｂ）では、ｐ型の第１半導体層８１は、厚さ方向に一部が分離されている。また、ｐ型の第１半導体層８１が基板８０を兼ねてもよい。
さらに、以下に説明するように、複数のアイランドは、ｎ型の第４半導体層８４を部分的に有している（例えば、後述する第１アイランド３０１）か、ｎ型の第４半導体層８４を有していない（例えば、後述する第３アイランド３０３）。
そして、発光チップＣには、図６（ｂ）に示すように、これらのアイランドの表面および側面を覆うように設けられた絶縁層８６が設けられている。そして、これらのアイランドと電源線７１、第１転送信号線７２、第２転送信号線７３、点灯信号線７５などの配線とが、絶縁層８６に設けられたスルーホール（図６（ａ）では○で示す。）を介して接続されている。以下の説明では、絶縁層８６および開口についての説明を省略する。
【００４７】
図６（ａ）に示すように、第１アイランド３０１には、発光サイリスタＬ１が設けられている。そして、図６（ｂ）に示すように、発光サイリスタＬ１のｎ型の第４半導体層８４の表面（ｐ型の基板８０の反対側）である発光面３１１に対向して、レンズ９２が設けられている。
発光サイリスタＬでは、主にｎ型の第２半導体層８２とｐ型の第３半導体層８３とで発光する。ここでは、カソードとして働くｎ型の第４半導体層８４から光を取り出すため、発光サイリスタＬのｎ型の第４半導体層８４の表面を発光面３１１と表記する。
ここでは、発光面３１１の平面形状は正方形であるとし、ｎ型オーミック電極３２１が発光面３１１の中央に設けられているとして説明する。
【００４８】
レンズ９２は、発光サイリスタＬ１の発光面３１１、ｎ型オーミック電極３２１を覆う絶縁層８６およびｎ型オーミック電極３２１に絶縁層８６に設けられたスルーホールを介して接続された点灯信号線７５（枝部７５ｂ）上に設けられている。
そして、レンズ９２は、図６（ｂ）に示すように、発光面３１１と交差する方向に筒状に開口された開口部９２ａと、開口部９２ａの周囲に発光サイリスタＬ１上に配置され、開口部９２ａから発光面３１１に沿う方向に遠ざかるにしたがって発光面３１１に近づくとともに、凸面状となっている表面（曲面９２ｃ）を有する曲面部９２ｂとを備えている。
なお、曲面部９２ｂは、開口部９２ａの発光面３１１から遠い側の端に連続している。
レンズ９２は、発光面３１１に垂直な光軸を有し且つ表面が凸面状のレンズに、光軸に沿って円筒状に開口部９２ａを設けた構成と考えることもできる。すなわち、発光面３１１に垂直な光軸を有し且つ表面が凸面状のレンズから、開口部９２ａを除いた部分が曲面部９２ｂである。
以下では、曲面部９２ｂは開口部９２ａを囲んでいるとして説明する。しかし、曲面部９２ｂは、開口部９２ａを完全に囲むことを要せず、一部または複数の部分で開いていてもよい。
【００４９】
開口部９２ａの内側面９２ｄは、発光面３１１から立ち上がるとともに、発光面３１１から遠い側の端は、曲面部９２ｂの曲面９２ｃにつながっている。なお、開口部９２ａの内側面９２ｄは、図６（ｂ）において、発光面３１１に対して垂直に記載しているが、必ずしも垂直でなくてもよく、発光面３１１に対して傾いていてもよい。さらに、開口部９２ａは、発光面３１１から近い側と、遠い側とで、断面の形状が同じでなくてもよく、いずれか一方が他方に比べて大きくなっていてもよい。また、開口部９２ａは、発光面３１１に対して近い側と遠い側との間において、断面の形状が変化してもよい。
【００５０】
以上説明したように、レンズ９２は、開口部９２ａと曲面部９２ｂとを備えている。そして、曲面部９２ｂは、発光サイリスタＬ上に接して設けられ、曲面９２ｃと、開口部９２ａの内側面９２ｄとで囲まれている。
【００５１】
そして、開口部９２ａの中心は、発光面３１１の中心と一致させている。ここで、開口部９２ａの中心とは、開口部９２ａの発光面３１１側の端部を発光面３１１に投影したときにできる面が密度の等しい板と仮定したときの重心をいう。同様に、発光面３１１の中心とは、発光面３１１が密度の等しい板と仮定したときの重心をいう。
開口部９２ａが対向する発光面３１１の部分を発光面３１１の中央部と、曲面部９２ｂが対応する発光面３１１の部分を発光面３１１の周辺部とする。
【００５２】
第２アイランド３０２には、転送サイリスタＴ１、結合ダイオードＤｘ１が設けられている。第３アイランド３０３には、電源線抵抗Ｒｇｘ１が設けられている。第４アイランド３０４には、スタートダイオードＤｘ０が設けられている。第５アイランド３０５には電流制限抵抗Ｒ１が、第６アイランド３０６には電流制限抵抗Ｒ２が設けられている。
そして、発光チップＣには、第１アイランド３０１、第２アイランド３０２、第３アイランド３０３と同様なアイランドが、並列して複数形成されている。これらのアイランドには、発光サイリスタＬ２、Ｌ３、Ｌ４、…、転送サイリスタＴ２、Ｔ３、Ｔ４、…、結合ダイオードＤｘ２、Ｄｘ３、Ｄｘ４，…等が、第１アイランド３０１、第２アイランド３０２、第３アイランド３０３と同様に設けられている。そして、発光サイリスタＬ２、Ｌ３、…上にそれぞれレンズ９２が設けられている。
また、図６（ｂ）に示すように、基板８０の裏面にはＶｓｕｂ端子となる裏面電極８５が設けられている。
【００５３】
発光サイリスタＬ１、Ｌ２、Ｌ３、…にそれぞれ設けられた複数のレンズ９２は、発光サイリスタ列の列方向に沿って設けられたレンズ列を構成している。すなわち、レンズ列の列方向には、複数のレンズ９２のそれぞれのレンズ９２の曲面部９２ｂが互いに接して一体化している（後述する図７（ｄ）参照）。すなわち、レンズ９２の曲面９２ｃは、発光面３１１の面積を超えて広がりうるが、隣接する発光サイリスタＬ間で重なる部分が切り取られ、曲面部９２ｂが互いに接触して一体化している。
【００５４】
一方、レンズ９２の曲面部９２ｂは、レンズ列の列方向の両端およびレンズ列の列方向と直交する側において、曲面９２ｃが基板８０に垂直な外側面９２ｅで断ち切られている。すなわち、レンズ９２の曲面９２ｃは、発光面３１１の面積を超えて広がりうるが、レンズ列の列方向と直交する側において、発光面３１１からはみ出した部分が切り取られたようになっている。なお、切り取る部分は、発光サイリスタＬから出射された光の取出し効率の改善効果により設定すればよい。
ここでは、隣接する発光サイリスタＬ間でレンズ９２が曲面部９２ｂにおいて互いに接触して一体化していても、発光サイリスタＬごとにレンズ９２が設けられているとする。
レンズ９２の形状については後に詳述する。
【００５５】
ここで、図６（ａ）および（ｂ）により、第１アイランド３０１〜第６アイランド３０６について詳細に説明する。
第１アイランド３０１に設けられた発光サイリスタＬ１は、ｐ型の基板８０上に設けられたｐ型の第１半導体層８１をアノード端子、ｎ型の第４半導体層８４上に設けられたｎ型オーミック電極３２１をカソード端子、ｎ型の第４半導体層８４を除去して露出させたｐ型の第３半導体層８３上に設けられたｐ型オーミック電極３３１をゲート端子Ｇｌ１とする。そして、光は、発光面３１１であるｎ型の第４半導体層８４の表面において、ｎ型オーミック電極３２１および点灯信号線７５のｎ型オーミック電極３２１との接続のための枝部７５ｂによって光の出射が妨げられる（遮光される）部分を除いた部分から、絶縁層８６を透過して出射する。出射した光は、レンズ９２で集光されて取り出される。
発光面３１１における光が出射する部分は、点灯信号線７５の枝部７５ｂおよびｎ型オーミック電極３２１を取り囲んだ部分であって、馬蹄形となっている。
発光面３１１の用語は、発光サイリスタＬ１に限らず、他の発光サイリスタＬについても使用する。
【００５６】
第２アイランド３０２に設けられた転送サイリスタＴ１は、ｐ型の基板８０上に設けられたｐ型の第１半導体層８１をアノード端子、ｎ型の第４半導体層８４の領域３１３上に設けられたｎ型オーミック電極３２３をカソード端子、ｎ型の第４半導体層８４を除去して露出させたｐ型の第３半導体層８３上に設けられたｐ型オーミック電極３３２をゲート端子Ｇｔ１とする。
同じく、第２アイランド３０２に設けられた結合ダイオードＤｘ１は、ｎ型の第４半導体層８４の領域３１４上に設けられたｎ型オーミック電極３２４をカソード端子、ｐ型の第３半導体層８３上に設けられたｐ型オーミック電極３３２をアノード端子とする。結合ダイオードＤｘ１のアノード端子と転送サイリスタＴ１のゲート端子Ｇｔ１とはｐ型オーミック電極３３２で共通である。
【００５７】
第３アイランド３０３に設けられた電源線抵抗Ｒｇｘ１は、ｎ型の第４半導体層８４を除去して露出させたｐ型の第３半導体層８３上に設けられたｐ型オーミック電極３３３とｐ型オーミック電極３３４との間のｐ型の第３半導体層８３を抵抗として設けられている。
第４アイランド３０４に設けられたスタートダイオードＤｘ０は、ｎ型の第４半導体層８４の領域３１５上に設けられたｎ型オーミック電極３２５をカソード端子、ｎ型の第４半導体層８４を除去して露出させたｐ型の第３半導体層８３上に設けられたｐ型オーミック電極３３５をアノード端子としている。
第５アイランド３０５に設けられた電流制限抵抗Ｒ１、第６アイランド３０６に設けられた電流制限抵抗Ｒ２は、第３アイランド３０３に設けられた電源線抵抗Ｒｇｘ１と同様に、それぞれが２個のｐ型オーミック電極（符号なし）間のｐ型の第３半導体層８３を抵抗としている。
【００５８】
図６（ａ）において、各素子間の接続関係を説明する。
点灯信号線７５は幹部７５ａと複数の枝部７５ｂとを備え、幹部７５ａは発光サイリスタ列の列方向に延びるように設けられている。枝部７５ｂは幹部７５ａから枝分かれして、第１アイランド３０１に設けられた発光サイリスタＬ１のカソード端子であるｎ型オーミック電極３２１と接続されている。他の発光サイリスタＬのカソード端子も同様にして、点灯信号線７５に接続されている。そして、点灯信号線７５はφＩ端子に接続されている。
【００５９】
第１転送信号線７２は、第２アイランド３０２に設けられた転送サイリスタＴ１のカソード端子であるｎ型オーミック電極３２３に接続されている。第２アイランド３０２と同様なアイランドに設けられた、他の奇数番号の転送サイリスタＴのカソード端子も第１転送信号線７２に接続されている。第１転送信号線７２は、第５アイランド３０５に設けられた電流制限抵抗Ｒ１を介してφ１端子に接続されている。
一方、第２転送信号線７３は、符号を付さないアイランドに設けられた偶数番号の転送サイリスタＴのカソード端子であるｎ型オーミック電極（符号なし）に接続されている。第２転送信号線７３は、第６アイランド３０６に設けられた電流制限抵抗Ｒ２を介してφ２端子に接続されている。
【００６０】
電源線７１は、第３アイランド３０３に設けられた電源線抵抗Ｒｇｘ１の一方の端子であるｐ型オーミック電極３３４に接続されている。他の電源線抵抗Ｒｇｘの一方の端子も電源線７１に接続されている。電源線７１はＶｇａ端子に接続されている。
【００６１】
そして、第１アイランド３０１に設けられた発光サイリスタＬ１のｐ型オーミック電極３３１（ゲート端子Ｇｌ１）は、第２アイランド３０２のｐ型オーミック電極３３２（ゲート端子Ｇｔ１）に接続配線７６で接続されている。
【００６２】
そして、ｐ型オーミック電極３３２（ゲート端子Ｇｔ１）は、第３アイランド３０３に設けられたｐ型オーミック電極３３３（電源線抵抗Ｒｇｘ１の他方の端子）に接続配線７７で接続されている。
第２アイランド３０２に設けられたｎ型オーミック電極３２４（結合ダイオードＤｘ１のカソード端子）は、隣接して設けられている転送サイリスタＴ２のゲート端子Ｇｔ２であるｐ型オーミック電極（符号なし）に接続配線７９で接続されている。
ここでは説明を省略するが、他の発光サイリスタＬ、転送サイリスタＴ、結合ダイオードＤｘ等についても同様である。
【００６３】
第２アイランド３０２のｐ型オーミック電極３３２（ゲート端子Ｇｔ１）は、第４アイランド３０４に設けられたｎ型オーミック電極３２５（スタートダイオードＤｘ０のカソード端子）に接続配線７８で接続されている。ｐ型オーミック電極３３５（スタートダイオードＤｘ０のアノード端子）は、第２転送信号線７３に接続されている。
このようにして、図５に示した発光チップＣ１（Ｃ）が構成される。
【００６４】
（発光チップＣの製造方法）
発光チップＣの製造方法について説明する。
まず、レンズ９２を設置する前までの発光チップＣの製造方法を説明する。
発光チップＣは、例えばＧａＡｓやＧａＡｌＡｓなどの化合物半導体を用い、ｐ型の基板８０上に、ｐ型の第１半導体層８１、ｎ型の第２半導体層８２、ｐ型の第３半導体層８３およびｎ型の第４半導体層８４を順に積層したのち、ｎ型の第４半導体層８４と、ｐ型の第３半導体層８３と、ｎ型の第２半導体層８２と、ｎ型の第２半導体層８２との界面から予め定められた深さのｐ型の第１半導体層８１とをエッチングにより除去することで相互に分離された複数のアイランド（第１アイランド３０１〜第６アイランド３０６および符号付さないアイランド）を形成する。このようなアイランドはメサと呼ばれ、このようにアイランドを形成するためのエッチングはメサエッチングと呼ばれる。
【００６５】
複数のアイランドのうち、一部のアイランドでは、ｎ型の第４半導体層８４の一部を除くことにより、他のアイランドでは、ｎ型の第４半導体層８４の全部を除くことにより、ｐ型の第３半導体層８３を露出させる。
そして、ｎ型の第４半導体層８４の表面に、ｎ型オーミック電極３２１、３２３、３２４、３２５などのｎ型のオーミック電極を形成し、露出したｐ型の第３半導体層８３の表面にｐ型オーミック電極３３１、３３２、３３３、３３４、３３５などのｐ型のオーミック電極を形成する。
そして、アイランドの表面および側面を覆うように、例えば二酸化シリコン（ＳｉＯ２）などの絶縁層８６を形成する。次に、ｎ型のオーミック電極およびｐ型のオーミック電極上の絶縁層８６に開口を設けたのち、例えばアルミニウム（Ａｌ）などの金属膜を堆積し、フォトリソグラフィにより、電源線７１、第１転送信号線７２、第２転送信号線７３、点灯信号線７５などの配線に加工する。
これにより、レンズ９２を設置する前の発光チップＣが製造される。
【００６６】
次に、発光チップＣのレンズ９２を形成する方法を説明する。
レンズ９２は、例えばグレースケールリソグラフィ法やインプリント法を用いることにより、形成することができる。
【００６７】
図７は、第１の実施の形態の発光チップＣを製造する方法を説明する断面図である。図６（ａ）のＶＩＩ−ＶＩＩ線での断面で説明する。ここでは、グレースケールリソグラフィ法によって、レンズ９２を形成する。
グレースケールリソグラフィ法とは、透過光量（露光量）分布を有するフォトマスク９５を用いて行うリソグラフィ法である。フォトマスク９５は、例えば露光波長では解像しない微細なドットパターン９６を有し、ドットパターン９６の密度の分布（密度分布）により、透過光量を制御するものであってよい。ドットパターン９６の密度が低い部分は透過光量が大きく、ドットパターン９６の密度が高い部分は透過光量が小さい。そこで、透過光量の違いによって、現像後に感光性材料９４がレンズ９２の曲面部９２ｂの曲面９２ｃの形状になるように、フォトマスク９５におけるドットパターン９６の分布を設定する。
感光性材料９４には、光（露光光）が照射された部分が分解して現像液に溶解しやすくなるポジ型と、光（露光光）が照射された部分が重合して現像液に不溶になるネガ型とがある。
このような感光性材料９４としては、ポリイミド樹脂、フェノールエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シクロオレフィン樹脂などを挙げることができる。
【００６８】
ここでは、ポジ型のポリイミド樹脂を感光性材料９４とした場合で説明する。
図７（ａ）は、レンズ９２を形成する前の発光チップＣである。
図７（ｂ）に示すように、レンズ９２を形成する前の発光チップＣの表面に、ポジ型のポリイミド樹脂である感光性材料９４を塗布する。
【００６９】
そして、図７（ｃ）に示すように、フォトマスク９５を介して、感光性材料９４が感光する露光光９７を照射する。
ここで、フォトマスク９５は、露光光９７に対して透過率が高い合成石英などの基板に、露光光９７を遮光するＣｒなどによるドットパターン９６が、透過光量に分布が生じるように設けられている。すなわち、レンズ９２の曲面部９２ｂに対応する部分では、曲面９２ｃに対応して開口部９２ａから遠ざかるにしたがいドットパターン９６の密度が低くなるようにしている。そして、開口部９２ａに対応する部分では、ドットパターン９６を設けず、露光光９７が感光性材料９４に照射されるようになっている。さらに、発光面３１１以外のレンズ９２を設けない部分でも、ドットパターン９６を設けず、露光光９７が感光性材料９４に照射されるようになっている。
そして、開口部９２ａおよびレンズ９２を設けない部分の感光性材料９４が、現像により除去されるように、露光光９７の光量（露光量）が設定されている。
【００７０】
この後、現像液に浸漬すると、図７（ｄ）に示すように、露光光９７の照射によって可溶となったポジ型のポリイミド樹脂である感光性材料９４が溶解して除去される。このとき、曲面部９２ｂの曲面９２ｃに対応する部分では、開口部９２ａから遠ざかるとともに露光光９７の照射（露光量）が多いため、開口部９２ａから遠ざかるとともに除去される感光性材料９４の量が多くなる。一方、開口部９２ａの部分およびレンズ９２を設けない部分では、感光性材料９４が除去される。
そして、予め定められた温度で加熱することで、感光性材料９４に含まれていた溶媒を蒸発させるとともに、感光性材料９４のポリイミド前駆体をイミド化させることで、ポリイミド樹脂によるレンズ９２とする。
このようにして、レンズ９２を備えた発光チップＣが製造される。
【００７１】
なお、フォトマスク９５として、露光光９７を遮光するドットパターン９６の密度分布で透過光量を制御したが、大きさの異なるドットパターン９６を配置することにより、透過光量を制御してもよい。また、厚さにより光透過率が異なる膜を用いて、膜厚を変えることにより、透過光量を制御してもよい。
【００７２】
また、上記のグレースケールリソグラフィ法の代わりに、インプリント法を用いて、レンズ９２を形成してもよい。
インプリント法は、レンズ９２の形状の雌型であるモールドを作製し、モールドをレンズ９２となる材料に押し当て、レンズ９２を形成する方法である。
レンズ９２となる材料として熱可塑性樹脂を用いる場合には、レンズ９２を備える前の発光チップＣ上に、熱可塑性樹脂を塗布して、加熱しつつモールドを押し当て、熱可塑性樹脂をモールドに対応した形状に変形させる。こののち、冷却して熱可塑性樹脂が変形するのを抑制したのち、モールドを外す。このようにすることで、熱可塑性樹脂によるレンズ９２を備えた発光チップＣが製造される（熱インプリント法）。
また、レンズ９２となる材料として光硬化性樹脂を用いる場合には、光硬化性樹脂を硬化させる紫外線などを透過する溶融石英などによりモールドを作製する。そして、レンズ９２を備えない発光チップＣ上に光硬化性樹脂を塗布し、モールドを押し当てた状態で、光硬化性樹脂を硬化させる光を、モールドを介して照射する。光硬化性樹脂が硬化したのち、モールドを外す。このようにすることで、光硬化性樹脂によるレンズ９２を備えた発光チップＣが製造される（光インプリント法）。
【００７３】
（発光装置６５の動作）
次に、発光装置６５の動作について説明する。
前述したように、発光装置６５は発光チップＣ１〜Ｃ４０を備えている（図３、４参照）。
図４に示したように、基準電位Ｖｓｕｂ、電源電位Ｖｇａは、回路基板６２上のすべての発光チップＣ１〜Ｃ４０に共通に供給される。同様に、第１転送信号φ１、第２転送信号φ２は、発光チップＣ１〜Ｃ４０に共通（並列）に送信される。
一方、点灯信号φＩ１〜φＩ４０は、発光チップＣ１〜Ｃ４０のそれぞれに個別に送信される。点灯信号φＩ１〜φＩ４０は、画像データに基づいて、各発光チップＣ１〜Ｃ４０の発光サイリスタＬを点灯または非点灯に設定する信号である。よって、点灯信号φＩ１〜φＩ４０は、画像データによって相互に波形が異なる。しかし、点灯信号φＩ１〜φＩ４０は、同じタイミングで並列に送信される。
発光チップＣ１〜Ｃ４０は並列に駆動されるので、発光チップＣ１の動作を説明すれば足りる。
【００７４】
＜サイリスタ＞
発光チップＣ１の動作を説明する前に、サイリスタ（転送サイリスタＴ、発光サイリスタＬ）の基本的な動作を説明する。サイリスタは、前述したように、アノード端子、カソード端子、ゲート端子の３端子を有する半導体素子である。
以下では、一例として、Ｖｓｕｂ端子である裏面電極８５（図５、図６参照）に供給される基準電位Ｖｓｕｂをハイレベルの電位（以下では「Ｈ」と表記する。）として０Ｖ、Ｖｇａ端子に供給される電源電位Ｖｇａをローレベルの電位（以下では「Ｌ」と表記する。）として−３．３Ｖとして説明する。
本実施の形態では、発光装置６５は負の電位で駆動される。
【００７５】
サイリスタのアノード端子であるｐ型の第１半導体層８１はｐ型の基板８０と同電位であるので、サイリスタのアノード端子は裏面電極８５に供給される基準電位Ｖｓｕｂ（「Ｈ」（０Ｖ））になっている。
サイリスタは、例えば、図６に示したように、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓなどによるｐ型半導体層（ｐ型の第１半導体層８１、ｐ型の第３半導体層８３）、ｎ型半導体層（ｎ型の第２半導体層８２、ｎ型の第４半導体層８４）をｐ型の基板８０上に積層して構成される。ここでは、ｐ型半導体層とｎ型半導体層とで構成されるｐｎ接合の順方向電位（拡散電位）Ｖｄを一例として１．５Ｖとして説明する。
【００７６】
アノード端子とカソード端子との間に電流が流れていないオフ状態のサイリスタは、しきい電圧より低い電位（絶対値が大きい負の電位）がカソード端子に印加されるとオン状態に移行（ターンオン）する。ここで、サイリスタのしきい電圧は、ゲート端子の電位からｐｎ接合の順方向電位Ｖｄ（１．５Ｖ）を引いた値である。よって、ゲート端子の電位が０Ｖであると、サイリスタのしきい電圧は−１．５Ｖとなる。すなわち、−１．５Ｖより低い電位（絶対値が大きい負の電位）がカソード端子に印加されると、サイリスタはターンオンする。サイリスタは、ターンオンすると、アノード端子とカソード端子との間に電流が流れた状態（オン状態）になる。
オン状態のサイリスタのゲート端子の電位は、アノード端子の電位に近い電位になる。ここでは、アノード端子を基準電位Ｖｓｕｂ（０Ｖ（「Ｈ」））に設定しているので、ゲート端子の電位は０Ｖ（「Ｈ」）になるとする。また、オン状態のサイリスタのカソード端子は、アノード端子の電位からｐｎ接合の順方向電位Ｖｄ（１．５Ｖ）を引いた電位に近い電位となる。ここでは、アノード端子を基準電位Ｖｓｕｂ（０Ｖ（「Ｈ」））に設定しているので、オン状態のサイリスタのカソード端子の電位は−１．５Ｖに近い電位（絶対値が１．５Ｖより大きい負の電位）となる。なお、カソード端子の電位は、オン状態のサイリスタに電流を供給する電源との関係で設定される。
【００７７】
サイリスタは、一度ターンオンすると、カソード端子の電位が、オン状態を維持するために必要な電位（上記の−１．５Ｖに近い電位）より高い電位（絶対値が小さい負の電位、０Ｖまたは正の電位）が印加されると、オフ状態に移行（ターンオフ）する。例えば、カソード端子が「Ｈ」（０Ｖ）になると、オン状態を維持するために必要な電位より高い電位であるとともに、カソード端子の電位とアノード端子の電位とが同じになるので、サイリスタはターンオフする。
一方、オン状態のサイリスタのカソード端子に、オン状態を維持するために必要な電位より低い電位（絶対値が大きい負の電位）が継続的に印加され、オン状態を維持しうる電流（維持電流）が供給されると、サイリスタはオン状態を維持する。
そして、発光サイリスタＬは、ターンオンすると点灯（発光）し、ターンオフすると消灯（非点灯）する。オン状態の発光サイリスタＬの発光量は、発光面３１１の面積およびカソード端子とアノード端子との間に流す電流によって決まる。
【００７８】
＜タイミングチャート＞
図８は、発光装置６５および発光チップＣの動作を説明するためのタイミングチャートである。
図８では、発光チップＣ１の発光サイリスタＬ１〜Ｌ５の５個の発光サイリスタＬの点灯または非点灯を制御（点灯制御と表記する。）する部分のタイミングチャートを示している。前述したように、他の発光チップＣ２〜Ｃ４０は、発光チップＣ１と並行して動作するため、発光チップＣ１の動作を説明すれば足りる。
なお、図８では、発光チップＣ１の発光サイリスタＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ５を点灯させ、発光サイリスタＬ４を消灯（非点灯）としている。
【００７９】
図８において、時刻ａから時刻ｋへとアルファベット順に時刻が経過するとする。発光サイリスタＬ１は、時刻ｂから時刻ｅの期間Ｔ（１）において、発光サイリスタＬ２は、時刻ｅから時刻ｉの期間Ｔ（２）において、発光サイリスタＬ３は、時刻ｉから時刻ｊの期間Ｔ（３）において、発光サイリスタＬ４は、時刻ｊから時刻ｋの期間Ｔ（４）において点灯または非点灯の制御（点灯制御）がされる。以下、同様にして番号が５以上の発光サイリスタＬが点灯制御される。
ここでは、期間Ｔ（１）、Ｔ（２）、Ｔ（３）、…は同じ長さの期間とし、それぞれを区別しないときは期間Ｔと呼ぶ。
なお、以下に説明する信号の相互の関係が維持されるようにすれば、期間Ｔ（１）、Ｔ（２）、Ｔ（３）、…の長さを可変としてもよい。
【００８０】
第１転送信号φ１、第２転送信号φ２、点灯信号φＩ１の波形について説明する。なお、時刻ａから時刻ｂまでの期間は、発光チップＣ１（発光チップＣ２〜Ｃ４０も同じ。）が動作を開始する期間である。この期間の信号については、動作の説明において説明する。
【００８１】
φ１端子（図５、図６参照）に送信される第１転送信号φ１およびφ２端子（図５、図６参照）に送信される第２転送信号φ２は、「Ｈ」と「Ｌ」との２つの電位を有する信号である。そして、第１転送信号φ１および第２転送信号φ２は、連続する２つの期間Ｔ（例えば、期間Ｔ（１）と期間Ｔ（２））を単位として波形が繰り返される。
【００８２】
第１転送信号φ１は、期間Ｔ（１）の開始時刻ｂで「Ｈ」から「Ｌ」に移行し、時刻ｆで「Ｌ」から「Ｈ」に移行する。そして、期間Ｔ（２）の終了時刻ｉにおいて、「Ｈ」から「Ｌ」に移行する。
第２転送信号φ２は、期間Ｔ（１）の開始時刻ｂにおいて「Ｈ」であって、時刻ｅで「Ｈ」から「Ｌ」に移行する。そして、期間Ｔ（２）の終了時刻ｉにおいて「Ｌ」を維持している。
第１転送信号φ１と第２転送信号φ２とを比較すると、第２転送信号φ２は、第１転送信号φ１を時間軸上で期間Ｔ後ろにずらしたものに当たる。第１転送信号φ１は、期間Ｔ（１）および期間Ｔ（２）での波形が、期間Ｔ（３）以降において繰り返す。一方、第２転送信号φ２は、期間Ｔ（１）において、破線で示す波形および期間Ｔ（２）での波形が、期間Ｔ（３）以降において繰り返す。第２転送信号φ２の期間Ｔ（１）の波形が期間Ｔ（３）以降と異なるのは、期間Ｔ（１）は発光装置６５が動作を開始する期間であるためである。
【００８３】
第１転送信号φ１と第２転送信号φ２との一組の転送信号は、後述するように、図５、図６に示した転送サイリスタＴを番号順にオン状態を伝播させることにより、オン状態の転送サイリスタＴと同じ番号の発光サイリスタＬを、点灯または非点灯の制御（点灯制御）の対象として指定する。
【００８４】
次に、発光チップＣ１のφＩ端子に送信される点灯信号φＩ１について説明する。なお、他の発光チップＣ２〜Ｃ４０には、それぞれ点灯信号φＩ２〜φＩ４０が送信される。点灯信号φＩ１は、「Ｈ」と「Ｌ」との２つの電位を有する信号である。
【００８５】
ここでは、発光チップＣ１の発光サイリスタＬ１に対する点灯制御の期間Ｔ（１）において、点灯信号φＩ１を説明する。なお、発光サイリスタＬ１は点灯させるとしている。
点灯信号φＩ１は、期間Ｔ（１）の開始時刻ｂにおいて「Ｈ」であって、時刻ｃで「Ｈ」から「Ｌ」に移行する。そして、時刻ｄで「Ｌ」から「Ｈ」に移行し、期間Ｔ（１）の終了時刻ｅにおいて「Ｈ」を維持している。
【００８６】
では、図４、図５を参照しつつ、図８に示したタイミングチャートにしたがって、発光装置６５および発光チップＣ１の動作を説明する。なお、以下では、発光サイリスタＬ１およびＬ２を点灯制御する期間Ｔ（１）およびＴ（２）について説明する。
（１）時刻ａ
＜発光装置６５＞
時刻ａにおいて、発光装置６５の信号発生回路１１０の基準電位供給部１６０は、基準電位Ｖｓｕｂを「Ｈ」（０Ｖ）に設定する。電源電位供給部１７０は、電源電位Ｖｇａを「Ｌ」（−３．３Ｖ）に設定する。すると、発光装置６５の回路基板６２上の電源ライン２００ａは基準電位Ｖｓｕｂの「Ｈ」（０Ｖ）になり、発光チップＣ１〜Ｃ４０のそれぞれのＶｓｕｂ端子は「Ｈ」になる。同様に、電源ライン２００ｂは電源電位Ｖｇａの「Ｌ」（−３．３Ｖ）になり、発光チップＣ１〜Ｃ４０のそれぞれのＶｇａ端子は「Ｌ」になる（図４参照）。これにより、発光チップＣ１〜Ｃ４０のそれぞれの電源線７１は「Ｌ」になる（図５参照）。
【００８７】
そして、信号発生回路１１０の転送信号発生部１２０は第１転送信号φ１、第２転送信号φ２をそれぞれ「Ｈ」に設定する。すると、第１転送信号ライン２０１および第２転送信号ライン２０２が「Ｈ」になる（図４参照）。これにより、発光チップＣ１〜Ｃ４０のそれぞれのφ１端子およびφ２端子が「Ｈ」になる。電流制限抵抗Ｒ１を介してφ１端子に接続されている第１転送信号線７２の電位も「Ｈ」になり、電流制限抵抗Ｒ２を介してφ１端子に接続されている第２転送信号線７３も「Ｈ」になる（図５参照）。
【００８８】
さらに、信号発生回路１１０の点灯信号発生部１４０は、点灯信号φＩ１〜φＩ４０をそれぞれ「Ｈ」に設定する。すると、点灯信号ライン２０４−１〜２０４−４０が「Ｈ」になる（図４参照）。これにより、発光チップＣ１〜Ｃ４０のそれぞれのφＩ端子が、電流制限抵抗ＲＩを介して「Ｈ」になり、φＩ端子に接続された点灯信号線７５も「Ｈ」になる（図５参照）。
【００８９】
次に、発光チップＣ１の動作を説明する。
なお、図８および以下における説明では、各端子の電位がステップ（階段）状に変化するとしているが、各端子の電位は徐々に変化している。よって、電位変化の途上であっても、下記に示す条件が満たされれば、サイリスタがターンオンまたはターンオフして、状態の変化を生じうる。
【００９０】
＜発光チップＣ１＞
転送サイリスタＴ、発光サイリスタＬのアノード端子はＶｓｕｂ端子に接続されているので、「Ｈ」（０Ｖ）に設定される。
【００９１】
奇数番号の転送サイリスタＴ１、Ｔ３、Ｔ５、…のそれぞれのカソード端子は、第１転送信号線７２に接続され、「Ｈ」に設定されている。偶数番号の転送サイリスタＴ２、Ｔ４、Ｔ６、…のそれぞれのカソード端子は、第２転送信号線７３に接続され、「Ｈ」に設定されている。よって、転送サイリスタＴは、アノード端子およびカソード端子がともに「Ｈ」であるためオフ状態にある。
【００９２】
発光サイリスタＬのカソード端子は、「Ｈ」の点灯信号線７５に接続されている。よって、発光サイリスタＬも、アノード端子およびカソード端子がともに「Ｈ」であるためオフ状態にある。
【００９３】
図５中の転送サイリスタ列の一端のゲート端子Ｇｔ１は、前述したように、スタートダイオードＤｘ０のカソード端子に接続されている。ゲート端子Ｇｔ１は、電源線抵抗Ｒｇｘ１を介して、電源電位Ｖｇａ（「Ｌ」（−３．３Ｖ））の電源線７１に接続されている。そして、スタートダイオードＤｘ０のアノード端子は第２転送信号線７３に接続され、電流制限抵抗Ｒ２を介して、「Ｈ」（０Ｖ）のφ２端子に接続されている。よって、スタートダイオードＤｘ０は順バイアスであり、スタートダイオードＤｘ０のカソード端子（ゲート端子Ｇｔ１）は、スタートダイオードＤｘ０のアノード端子の電位（「Ｈ」（０Ｖ））からｐｎ接合の順方向電位Ｖｄ（１．５Ｖ）を引いた値（−１．５Ｖ）になる。また、ゲート端子Ｇｔ１が−１．５Ｖになると、結合ダイオードＤｘ１は、アノード端子（ゲート端子Ｇｔ１）が−１．５Ｖで、カソード端子が電源線抵抗Ｒｇｘ２を介して電源線７１（「Ｌ」（−３．３Ｖ））に接続されているので、順バイアスになる。よって、ゲート端子Ｇｔ２の電位は、ゲート端子Ｇｔ１の電位（−１．５Ｖ）からｐｎ接合の順方向電位Ｖｄ（１．５Ｖ）を引いた−３Ｖになる。しかし、３以上の番号のゲート端子Ｇｔには、スタートダイオードＤｘ０のアノード端子が「Ｈ」（０Ｖ）であることの影響は及ばず、これらのゲート端子Ｇｔの電位は、電源線７１の電位である「Ｌ」（−３．３Ｖ）になっている。
なお、ゲート端子Ｇｔはゲート端子Ｇｌに接続されているので、ゲート端子Ｇｌの電位は、ゲート端子Ｇｔの電位と同じである。よって、転送サイリスタＴ、発光サイリスタＬのしきい電圧は、ゲート端子Ｇｔ、Ｇｌの電位からｐｎ接合の順方向電位Ｖｄ（１．５Ｖ）を引いた値となる。すなわち、転送サイリスタＴ１、発光サイリスタＬ１のしきい電圧は−３Ｖ、転送サイリスタＴ２、発光サイリスタＬ２のしきい電圧は−４．５Ｖ、番号が３以上の転送サイリスタＴ、発光サイリスタＬのしきい電圧は−４．８Ｖとなっている。
【００９４】
（２）時刻ｂ
図８に示す時刻ｂにおいて、第１転送信号φ１が、「Ｈ」（０Ｖ）から「Ｌ」（−３．３Ｖ）に移行する。これにより発光装置６５が動作を開始する。
第１転送信号φ１が「Ｈ」から「Ｌ」に移行すると、φ１端子および電流制限抵抗Ｒ１を介して、第１転送信号線７２の電位が、「Ｈ」から「Ｌ」に移行する。すると、しきい電圧が−３Ｖである転送サイリスタＴ１がターンオンする。しかし、第１転送信号線７２にカソード端子が接続された、番号が３以上の奇数番号の転送サイリスタＴは、しきい電圧が−４．８Ｖであるのでターンオンできない。一方、偶数番号の転送サイリスタＴは、第２転送信号φ２が「Ｈ」（０Ｖ）であって、第２転送信号線７３が「Ｈ」であるのでターンオンできない。
転送サイリスタＴ１がターンオンすることで、第１転送信号線７２の電位は、アノード端子の電位（「Ｈ」（０Ｖ））からｐｎ接合の順方向電位Ｖｄ（１．５Ｖ）を引いた−１．５Ｖになる。
【００９５】
転送サイリスタＴ１がターンオンすると、ゲート端子Ｇｔ１（ゲート端子Ｇｌ１）の電位は、転送サイリスタＴ１のアノード端子の電位である「Ｈ」（０Ｖ）になる。そして、ゲート端子Ｇｔ２（ゲート端子Ｇｌ２）の電位が−１．５Ｖ、ゲート端子Ｇｔ３（ゲート端子Ｇｌ３）の電位が−３Ｖ、番号が４以上のゲート端子Ｇｔ（ゲート端子Ｇｌ）の電位が「Ｌ」（−３．３Ｖ）になる。
これにより、発光サイリスタＬ１のしきい電圧が−１．５Ｖ、転送サイリスタＴ２、発光サイリスタＬ２のしきい電圧が−３Ｖ、転送サイリスタＴ３、発光サイリスタＬ３のしきい電圧が−４．５Ｖ、番号が４以上の転送サイリスタＴ、発光サイリスタＬのしきい電圧が−４．８Ｖになる。
しかし、第１転送信号線７２は、オン状態の転送サイリスタＴ１により−１．５Ｖになっているので、オフ状態の奇数番号の転送サイリスタＴはターンオンしない。第２転送信号線７３は、「Ｈ」であるので、偶数番号の転送サイリスタＴはターンオンしない。点灯信号線７５は「Ｈ」であるので、発光サイリスタＬはいずれもターンオンしない。
【００９６】
時刻ｂの直後（ここでは、時刻ｂにおける信号の電位の変化によってサイリスタなどの変化が生じた後、定常状態になったときをいう。）において、転送サイリスタＴ１がオン状態にあって、他の転送サイリスタＴ、発光サイリスタＬはオフ状態にある。
【００９７】
（３）時刻ｃ
時刻ｃにおいて、点灯信号φＩ１が「Ｈ」から「Ｌ」に移行する。
点灯信号φＩ１が「Ｈ」から「Ｌ」に移行すると、電流制限抵抗ＲＩおよびφＩ端子を介して、点灯信号線７５が「Ｈ」から「Ｌ」に移行する。すると、しきい電圧が−１．５Ｖである発光サイリスタＬ１がターンオンして、点灯（発光）する。これにより、点灯信号線７５の電位が−１．５Ｖに近い電位（絶対値が１．５Ｖより大きい負の電位）になる。なお、発光サイリスタＬ２はしきい電圧が−３Ｖであるが、しきい電圧が−１．５Ｖと高い（絶対値が小さい負の電位である）発光サイリスタＬ１がターンオンして、点灯信号線７５が−１．５Ｖに近い電位になるので、発光サイリスタＬ２はターンオンしない。
時刻ｃの直後において、転送サイリスタＴ１がオン状態にあって、発光サイリスタＬ１がオン状態で点灯（発光）している。
【００９８】
（４）時刻ｄ
時刻ｄにおいて、点灯信号φＩ１が「Ｌ」から「Ｈ」に移行する。
点灯信号φＩ１が「Ｌ」から「Ｈ」に移行すると、電流制限抵抗ＲＩおよびφＩ端子を介して、点灯信号線７５の電位が「Ｌ」から「Ｈ」に移行する。すると、発光サイリスタＬ１は、アノード端子とカソード端子とがともに「Ｈ」になるのでターンオフして消灯（非点灯）する。発光サイリスタＬ１の点灯期間は、点灯信号φＩ１が「Ｈ」から「Ｌ」に移行した時刻ｃから、点灯信号φＩ１が「Ｌ」から「Ｈ」に移行する時刻ｄまでの、点灯信号φＩ１が「Ｌ」である期間となる。
時刻ｄの直後において、転送サイリスタＴ１がオン状態にある。
【００９９】
（５）時刻ｅ
時刻ｅにおいて、第２転送信号φ２が「Ｈ」から「Ｌ」に移行する。ここで、発光サイリスタＬ１を点灯制御する期間Ｔ（１）が終了し、発光サイリスタＬ２を点灯制御する期間Ｔ（２）が開始する。
第２転送信号φ２が「Ｈ」から「Ｌ」に移行すると、φ２端子を介して第２転送信号線７３の電位が「Ｈ」から「Ｌ」に移行する。前述したように、転送サイリスタＴ２は、しきい電圧が−３Ｖになっているので、ターンオンする。これにより、ゲート端子Ｇｔ２（ゲート端子Ｇｌ２）の電位が「Ｈ」（０Ｖ）、ゲート端子Ｇｔ３（ゲート端子Ｇｌ３）の電位が−１．５Ｖ「Ｈ」（０Ｖ）、ゲート端子Ｇｔ４（ゲート端子Ｇｌ４）の電位が−３Ｖになる。そして、番号が５以上のゲート端子Ｇｔ（ゲート端子Ｇｌ）の電位が−３．３Ｖになる。
時刻ｅの直後において、転送サイリスタＴ１およびＴ２がオン状態にある。
【０１００】
（６）時刻ｆ
時刻ｆにおいて、第１転送信号φ１が「Ｌ」から「Ｈ」に移行する。
第１転送信号φ１が「Ｌ」から「Ｈ」に移行すると、φ１端子を介して第１転送信号線７２の電位が「Ｌ」から「Ｈ」に移行する。すると、オン状態の転送サイリスタＴ１は、アノード端子とカソード端子とがともに「Ｈ」になって、ターンオフする。すると、ゲート端子Ｇｔ１（ゲート端子Ｇｌ１）の電位は、電源線抵抗Ｒｇｘ１を介して、電源線７１の電源電位Ｖｇａ（「Ｌ」（−３．３Ｖ））に向かって変化する。これにより、結合ダイオードＤｘ１が電流が流れない方向に電位が加えられた状態（逆バイアス）になる。よって、ゲート端子Ｇｔ２（ゲート端子Ｇｌ２）が「Ｈ」（０Ｖ）である影響は、ゲート端子Ｇｔ１（ゲート端子Ｇｌ１）には及ばなくなる。すなわち、逆バイアスの結合ダイオードＤｘで接続されたゲート端子Ｇｔを有する転送サイリスタＴは、しきい電圧が−４．８Ｖになって、「Ｌ」（−３．３Ｖ）の第１転送信号φ１または第２転送信号φ２ではターンオンしなくなる。
時刻ｆの直後において、転送サイリスタＴ２がオン状態にある。
【０１０１】
（７）その他
時刻ｇにおいて、点灯信号φＩ１が「Ｈ」から「Ｌ」に移行すると、時刻ｃでの発光サイリスタＬ１と同様に、発光サイリスタＬ２がターンオンして、点灯（発光）する。
そして、時刻ｈにおいて、点灯信号φＩ１が「Ｌ」から「Ｈ」に移行すると、時刻ｄでの発光サイリスタＬ１と同様に、発光サイリスタＬ２がターンオフして消灯する。
さらに、時刻ｉにおいて、第１転送信号φ１が「Ｈ」から「Ｌ」に移行すると、時刻ｂでの転送サイリスタＴ１または時刻ｅでの転送サイリスタＴ２と同様に、しきい電圧が−３Ｖの転送サイリスタＴ３がターンオンする。時刻ｉで、発光サイリスタＬ２を点灯制御する期間Ｔ（２）が終了し、発光サイリスタＬ３を点灯制御する期間Ｔ（３）が開始する。
以降は、これまで説明したことの繰り返しとなる。
【０１０２】
なお、発光サイリスタＬを点灯（発光）させないで、消灯（非点灯）のままとするときは、図８の発光サイリスタＬ４を点灯制御する期間Ｔ（４）における時刻ｊから時刻ｋに示す点灯信号φＩ１のように、点灯信号φＩを「Ｈ」（０Ｖ）のままとすればよい。このようにすることで、発光サイリスタＬ４のしきい電圧が−１．５Ｖであっても、発光サイリスタＬ４は消灯（非点灯）のままとなる。
【０１０３】
以上説明したように、転送サイリスタＴのゲート端子Ｇｔは結合ダイオードＤｘによって相互に接続されている。よって、ゲート端子Ｇｔの電位が変化すると、電位が変化したゲート端子Ｇｔに、順バイアスの結合ダイオードＤｘを介して接続されたゲート端子Ｇｔの電位が変化する。そして、電位が変化したゲート端子を有する転送サイリスタＴのしきい電圧が変化する。転送サイリスタＴは、しきい電圧が「Ｌ」（−３．３Ｖ）より高い（絶対値が小さい負の電位）と、第１転送信号φ１または第２転送信号φ２が「Ｈ」（０Ｖ）から「Ｌ」（−３．３Ｖ）に移行するタイミングにおいてターンオンする。
そして、オン状態の転送サイリスタＴのゲート端子Ｇｔにゲート端子Ｇｌが接続された発光サイリスタＬは、しきい電圧が−１．５Ｖであるので、点灯信号φＩが「Ｈ」から「Ｌ」に移行すると、ターンオンして点灯（発光）する。
すなわち、転送サイリスタＴはオン状態になることで、点灯制御の対象である発光サイリスタＬを指定し、点灯信号φＩは、点灯制御の対象の発光サイリスタＬを点灯または非点灯に設定する。
このように、画像データに応じて点灯信号φＩの波形を設定して、各発光サイリスタＬの点灯または非点灯を制御している。
【０１０４】
（レンズ９２）
第１の実施の形態のおけるレンズ９２について説明する。
第１の実施の形態では、図６に示したように、レンズ９２は、中央に円筒状の開口部９２ａを有し、外表面が凸面状となった曲面部９２ｂとを有している。この理由について説明する。
【０１０５】
発光サイリスタＬの発光面３１１は平面である。よって、発光サイリスタＬは、点光源ではなく、有限の面積を有する面光源として働く。そして、完全拡散面光源と同様に、発光面３１１を構成する微細な領域（面要素）から、すべての方向に（放射）輝度が等しくなるように発光していると考えられる。よって、発光面３１１に垂直な方向の（放射）強度が最も強く、斜め方向になるほど（放射）強度が小さくなる。なお、このようにすべての方向に（放射）輝度が等しい発光の分布はランバーシアン分布と呼ばれる。
このことから、発光面３１１から垂直方向に出射する光を、より多く取り出すことができることが望ましい。
【０１０６】
はじめに、レンズ９２における開口部９２ａを有しないレンズ９３について説明する。
図９は、発光サイリスタＬの発光面３１１と開口部９２ａを有しないレンズ９３との関係を、光軸（後述する主点Ｏおよび焦点Ｆ、Ｆ´を通る線）を含む断面において示す模式図である。ここでは、絶縁層８６、ｎ型オーミック電極３２１、点灯信号線７５の枝部７５ｂを省略している。
レンズ９３の表面は、レンズ９２において曲面部９２ｂの曲面９２ｃ（図６参照）を開口部９２ａ側に延長した曲面９３ｂとなっている。そして、レンズ９３は、凸レンズとして働く。
ここでは、レンズ９３の前側主点と後側主点とが一致するとして主点Ｏとする。また、焦点Ｆ、Ｆ´は、それぞれが主点Ｏから等しい距離にあるとする。
そして、発光面３１１は、レンズ９３の主点Ｏと焦点Ｆとの間にあるとする。すなわち、レンズ９３は、拡大鏡（虫眼鏡）として働く。
【０１０７】
さらに、発光サイリスタＬから出射した光は、レンズ９３を介して、開口角θのロッドレンズアレイ６４により取り込まれ、感光体ドラム１２を露光するとする。すなわち、開口角θを超える角度の光は、ロッドレンズアレイ６４に入らない。よって、開口角θ内に入射する光の量が、感光体ドラム１２を露光する光量（放射エネルギー）となる。
なお、ここでは１個の発光サイリスタＬに対応する１個のレンズ９３に着目して説明する。この発光サイリスタＬから出射する光が、隣接する発光サイリスタＬに設けられたレンズ９３に入射しても、出射する光は開口角θより大きい角度で出射されるので、ロッドレンズアレイ６４に入らない。よって、１個の発光サイリスタＬに対応する１個のレンズ９３に着目すればよい。
【０１０８】
図９（ａ）は、発光面３１１の中央部（レンズ９２の場合に開口部９２ａに対向する部分）の発光点Ｐ１からの光路を示す図、図９（ｂ）は、発光面３１１の周辺部（レンズ９２の場合に曲面部９２ｂに対向する部分）の発光点Ｐ２からの光路を示す図、そして、図９（ｃ）は、発光面３１１の周辺部に近い中央部の発光点Ｐ３からの光路を示す図である。
なお、これらの図では、主点Ｏを通って、光軸（主点Ｏおよび焦点Ｆ、Ｆ´を通る線）に垂直な主面（図中破線で示す）において、光路が変化するとする。
【０１０９】
図９（ａ）に示すように、発光面３１１の中央部の発光点Ｐ１からレンズ９３を介して出射する光は、像面上の像点Ｐ１´から出射する光のようにふるまう。すなわち、発光面３１１の中央部の発光点Ｐ１から出射する光は、レンズ９３から角度αの範囲で出射する。図９（ａ）から分かるように、発光点Ｐ１からの光は、光軸方向に絞られる。このため、開口角θ内の光量が増加する。
【０１１０】
一方、図９（ｂ）に示すように、発光面３１１の周辺部の発光点Ｐ２からレンズ９３を介して出射する光は、像面上の像点Ｐ２´から出射する光のようにふるまう。すなわち、発光面３１１の周辺部の発光点Ｐ２から出射する光は、レンズ９３から角度βの範囲で出射する。図９（ｂ）から分かるように、発光点Ｐ２からの光は、開口角θ内に入らない。これは、レンズ９３が拡大鏡として働くため、発光面３１１の周辺部からは、光が取り出せないことを示している。
【０１１１】
さて、図９（ｃ）に示すように、発光面３１１の周辺部に近い中央部の発光点Ｐ３からレンズ９３を介して出射する光は、像面上の像点Ｐ３´から出射する光のようにふるまう。すなわち、発光点Ｐ３から出射する光は、レンズ９３から角度δの範囲で出射する。図９（ｃ）から分かるように、発光点Ｐ３からの光は、一部は開口角θ内にあるが、他は入らない。そして、発光点Ｐ３から発光面３１１に対して垂直に出射した光（図９（ｃ）中の焦点Ｆ´を通過する光）も、開口角θ内に入らない。
これは、レンズ９３が拡大鏡として働くため、発光面３１１の中央部の光軸に近い部分からのみの光を取り出すように働き、発光面３１１の中央部の光軸から遠い部分や周辺部からの光を取り込まないことによる。
【０１１２】
なお、レンズ９３を用いても、図９（ａ）に示したように、発光面３１１の中央部から出射する光を集光する効果があるので、レンズ９３を用いない場合に比べ、ロッドレンズアレイ６４（図２参照）が取り込む光量が増加する。これにより、感光体ドラム１２（図２参照）上に照射される光量が増加する。すなわち、発光サイリスタＬの出射する光の取出し効率が向上する。
【０１１３】
前述したように、発光サイリスタＬの発光面３１１から出射される光の（放射）強度（以下では、発光強度と表記する。）は発光面３１１に垂直な方向が最も大きく、且つ発光面３１１の中央部に近いほど大きい。このことから、発光面３１１の中央部では、レンズによる集光をしなくてもよいと考えられる。すなわち、発光面３１１の中央部に対しては、レンズを設けなくともよいと考えられる。
そこで、第１の実施の形態では、図６（ｂ）に示したように、レンズ９２の発光面３１１の中央部に対向する部分に開口部９２ａを設けている。
【０１１４】
次に、開口部９２ａを設けたレンズ９２について説明する。
図１０は、発光サイリスタＬの発光面３１１と開口部９２ａを有するレンズ９２との関係を、光軸（主点Ｏおよび焦点Ｆ、Ｆ´を通る線）を含む断面において示す模式図である。ここでも、絶縁層８６、ｎ型オーミック電極３２１、点灯信号線７５の枝部７５ｂは省略している。
レンズ９２において、曲面部９２ｂの曲面９２ｃは、図９で示したレンズ９３の曲面９３ｂ（図１０中において点線で示す。）の対応する部分と同じ形状である。レンズ９２の曲面部９２ｂは凸レンズとして働く。そして、レンズ９２は、発光面３１１の中央部に対向して開口部９２ａを有している。
レンズ９２における曲面部９２ｂの主点Ｏ、焦点Ｆ、Ｆ´はレンズ９３と同じ位置にあるとする。そして、発光面３１１は、レンズ９２の主点Ｏと焦点Ｆとの間にあるとする。よって、レンズ９２の曲面部９２ｂは、レンズ９３と同様に拡大鏡（虫眼鏡）として働く。
さらに、ロッドレンズアレイ６４に開口角θ内の光が取り込まれるとする。
なお、ここでも１個の発光サイリスタＬに対応する１個のレンズ９３に着目して説明する。
【０１１５】
図１０（ａ）は、発光面３１１の中央部の発光点Ｐ１からの光路を示す図、図１０（ｂ）は、発光面３１１の周辺部の発光点Ｐ２からの光路を示す図、そして、図１０（ｃ）は、発光面３１１の周辺部に近い中央部の発光点Ｐ３からの光路を示す図である。
以下では、曲面部９２ｂでは、主点Ｏを通って、光軸に垂直な主面（図中破線で示す）において、光路が変化するとする。また、レンズ９２は厚さを有しないとする。
【０１１６】
図１０（ａ）に示すように、発光面３１１の中央部の発光点Ｐ１からレンズ９２を介して出射する光は、開口部９２ａを通過して角度α０の範囲で出射する光と、図１０（ａ）の左側の曲面部９２ｂを介して角度α１の範囲で出射する光と、図１０（ａ）の右側の曲面部９２ｂを介して角度α２で出射する光とを加えた光となる。角度α１の範囲で出射する光および角度α２で出射する光は、図９（ａ）に示した角度αで出射する光の一部である。
なお、開口部９２ａを介して角度α０の範囲で出射する光は集光されないため、開口角θ内に入らない光が生じる。一方、曲面部９２ｂを介して角度α１の範囲および角度α２の範囲で出射する光は、開口部９２ａを有しないレンズ９３の場合（図９（ａ）参照）と同様に集光され、一部が開口角θ内に入るようになる。
ここでは、レンズ９２は厚さを有しないとした。しかし、レンズ９２が厚さを有する場合には、開口部９２ａに対向した発光面３１１から、発光面３１１に対して斜めに出射し、開口部９２ａを通過することができない光は、開口部９２ａの内側面９２ｄ（図６参照）に当たる。そして、レンズ９２の曲面部９２ｂに入射し、レンズ９２の曲面９２ｃなどから出射する。
また、レンズ９２の開口部９２ａの上端において、回折により光が広がる。
ここでは、これらの光の影響を省略する。
【０１１７】
一方、図１０（ｂ）に示すように、発光面３１１の周辺部の発光点Ｐ２からレンズ９２を介して出射する光は、開口部９２ａを通過して角度β０の範囲で出射する光と、図１０（ｂ）の左側の曲面９２ｃを介して角度β１の範囲で出射する光と、図１０（ｂ）の右側の曲面９２ｃを介して角度β２で出射する光とを加えた光となる。
図１０（ｂ）に示すように、これらの角度β０、β１、β２のそれぞれの範囲で出射する光は、開口角θ内に入らない。これは、開口部９２ａを有しないレンズ９３の場合（図９（ｂ）参照）と同様である。
【０１１８】
さて、図１０（ｃ）に示すように、発光面３１１の周辺部に近い中央部の発光点Ｐ３からレンズ９２を介して出射する光は、開口部９２ａを通過して角度δ０の範囲で出射する光と、図１０（ｃ）の左側の曲面９２ｃを介して角度δ１の範囲で出射する光と、図１０（ｃ）の右側の曲面９２ｃを介して角度δ２で出射する光とを加えた光となる。
そして、図１０（ｃ）に示すように、発光点Ｐ３は開口部９２ａに対向する位置に設けられている。よって、発光点Ｐ３から発光面３１１に対して垂直に出射した光は、開口角θ内に入るようになる。
すなわち、発光面３１１の中央部と周辺部との間にある発光点Ｐ３から垂直方向に進む、最も発光強度が大きい光が開口角θ内に入る。
【０１１９】
以上説明したように、開口部９２ａを備えるレンズ９２を用いることにより、図１０（ｃ）に示すように、開口部９２ａに対向する発光面３１１の中央部（位置Ｐ４から位置Ｐ５まで）の発光点から、発光面３１１に対して垂直な方向に出射する発光強度の大きい光が、そのまま発光面３１１に垂直な方向に出射して、開口角θ内に入る。
すなわち、レンズ９２の外側から発光面３１１を垂直方向から見ると、開口部９２ａではレンズ効果が働かないために、図９に示した開口部９２ａを有しないレンズ９３の場合に比べ、発光面３１１の中央部の全体を見ることができる。このことから、第１の実施の形態においては、開口部９２ａを有しないレンズ９３を用いる場合に比べ、発光面３１１の中央部から、発光面３１１の垂直な方向に出射される発光強度の大きい光を、ロッドレンズアレイ６４に取り込める。そして、感光体ドラム１２に照射される光量が増加する。すなわち、発光サイリスタＬが出射する光をより効率よく取り出すことができる。
【０１２０】
以上説明したように、開口部９２ａは、発光面３１１の中央部から出射する光を、そのまま通過させればよい。よって、開口部９２ａは発光面３１１に対して、必ずしも垂直でなくてもよく、発光面３１１に対して傾いていてもよい。
さらに、開口部９２ａは、発光面３１１から近い側と、遠い側とで、断面の形状が同じでなくてもよく、いずれか一方が他方に比べて大きくなっていてもよい。また、開口部９２ａは、発光面３１１に対して近い側と遠い側との間において、断面の形状が変化してもよい。
【０１２１】
なお、図１０に示したレンズ９２の形状は一例である。よって、焦点Ｆ、Ｆ´の位置、開口部９２ａの大きさ、開口角θの大きさなどは、ロッドレンズアレイ６４に取り込まれる光量がもっとも大きくなるように、発光素子（本実施の形態では、発光サイリスタＬ）の発光面の形状および発光強度の分布などを考慮して設定すればよい。
【０１２２】
次に、発光サイリスタＬの発光面３１１から出射する光が、ロッドレンズアレイ６４を介して、感光体ドラム１２に照射される光量を、シミュレーションにより求めた。
図１１は、シミュレーションに用いたレンズの形状を示した図である。図１１（ａ）は、開口部９２ａを有しないレンズ９３、図１１（ｂ）は本実施の形態における開口部９２ａを有するレンズ９２である。
【０１２３】
まず、図１１（ａ）により、レンズ９３を説明する。レンズ９３は、図９で説明したように、開口部９２ａを有しない。ここでは、絶縁層８６、ｎ型オーミック電極３２１および点灯信号線７５の枝部７５ｂを省略し、レンズ９３は発光面３１１上に設けられているとした。そして、発光面３１１は一辺長ｗが３０μｍの正方形、発光面３１１から最も離れたレンズ９３の頂点と発光面３１１との距離ｓを２０μｍとした。さらに、レンズ９３の曲面９３ｂの曲率半径ｒを１６．３μｍとした。なお、レンズ９３が屈折率１．６３である場合、焦点Ｆと主点Ｏとの間の焦点距離は２１．２２μｍとなる。これにより、発光面３１１は、焦点Ｆと主点Ｏとの間に位置することになる（図９参照）。
さらに、ロッドレンズアレイ６４の開口角θは、３４°とした。
【０１２４】
次に、図１１（ｂ）に示すレンズ９２を説明する。レンズ９２は、図１０で説明したように、開口部９２ａを有している。発光面３１１は、一辺長ｗが３０μｍの正方形、開口部９２ａは、発光面３１１の中央部に対応して設けられた円筒状とし、その半径ｕを５μｍとした。そして、曲面部９２ｂの曲面９２ｃの曲率半径ｒは、比較例のレンズ９３と同様に、１６．３μｍとした。
他の値は、レンズ９３と同様である。
【０１２５】
シミュレーションによると、感光体ドラム１２に照射される光量は、レンズ９３を用いた場合（図１１（ａ））は、レンズ９３を用いない場合に比べ、２．１８倍になった。また、レンズ９２を用いた場合（図１１（ｂ））は、レンズ９２を用いない場合に比べ、２．３８倍になった。よって、第１の実施の形態における開口部９２ａを有するレンズ９２を用いると、開口部９２ａを有しないレンズ９３を用いた場合に比べ、感光体ドラム１２に照射される光量が約１０％増加する。
このように、第１の実施の形態における開口部９２ａを有するレンズ９２を用いることにより、発光サイリスタＬから出射する光の取出し効率が向上する。
【０１２６】
これまで、レンズ９２の開口部９２ａの中心と発光面３１１の中心とを一致させた場合を説明した。
次に、レンズ９２の開口部９２ａの中心と発光面３１１の中心とを一致させない場合を説明する。
図１２は、レンズ９２の開口部９２ａの中心と発光面３１１の中心とを一致させない場合の発光チップＣにおける発光サイリスタＬ部分の平面レイアウト図および断面図の一例である。
図１２（ａ）は発光チップＣの平面レイアウト図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）に示したＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線での断面図、図１２（ｃ）は図１２（ａ）に示したＸＩＩＣ−ＸＩＩＣ線での断面図である。
【０１２７】
図１２（ａ）に示すように、発光サイリスタＬの発光面３１１の中央部には、ｎ型オーミック電極３２１が設けられている。そして、発光面３１１を横切って点灯信号線７５の幹部７５ａとｎ型オーミック電極３２１とを結ぶ枝部７５ｂが設けられている。よって、発光面３１１のｎ型オーミック電極３２１と枝部７５ｂとで覆われた部分からは光が出射しない。
このため、出射する光の発光強度が最も大きい部分は、ｎ型オーミック電極３２１と枝部７５ｂとを馬蹄形で取り巻く部分（馬蹄形領域９０）となる。このため、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、レンズ９２の開口部９２ａの中心を、ｎ型オーミック電極３２１および枝部７５ｂを設けた部分を外すように、発光面３１１の中心から発光強度が大きい馬蹄形領域９０側にシフト（ｙ方向シフト量−Ｓｙ）させている。
また、発光強度が大きい部分が、発光面３１１の中心からｘ方向にシフトしている場合には、レンズ９２の開口部９２ａの中心をｘ方向にシフトしてもよい。
【０１２８】
これまで、レンズ９２の開口部９２ａの平面形状が円形の場合を説明した。しかし、レンズ９２の開口部９２ａの平面形状は、必ずしも円形でなくともよい。
図１３は、レンズ９２の開口部９２ａの平面形状が円形でない場合の発光チップＣにおける発光サイリスタＬ部分の平面レイアウト図および断面図の一例である。
図１３（ａ）は発光チップＣの平面レイアウト図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）に示したＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ線での断面図、図１３（ｃ）は図１３（ａ）に示したＸＩＩＩＣ−ＸＩＩＩＣ線での断面図である。
図１３（ａ）に示すように、発光サイリスタＬの発光面３１１は、ｘ方向に比べｙ方向が長い長方形である。このように、発光サイリスタＬの発光面３１１を発光サイリスタ列と直交する方向に拡大すると、発光サイリスタＬのピッチを変えることなく、光量が増加する。
この場合、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、レンズ９２の開口部９２ａの平面形状は、発光サイリスタＬの発光面３１１の形状に対応するように、角を丸くした長方形であってもよい。また、楕円形、長方形であってもよい。すなわち、開口部９２ａの断面形状は、角を丸くした長方形、楕円形、長方形などであってもよい。
そして、角を丸くした長方形、楕円形、長方形などの開口部９２ａの平面形状の中心が、図１１で説明したように、発光面３１１の中心からシフトしていてもよい。
【０１２９】
また、レンズ９２の曲面部９２ｂの曲面９２ｃは、必ずしも一定の曲率の球面でなくともよく、発光面３１１から出射する光を予め定められた方向に集光できる形状であればよい。発光面３１１の形状、発光面３１１が出射する発光強度の分布などにより設定すればよい。
【０１３０】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、レンズ９２を発光サイリスタＬ上に設けた。第２の実施の形態では、発光サイリスタＬとレンズ９２との間に、台座（ペデスタル）９１が設けられている。
図１４は、第２の実施の形態における発光チップＣにおける発光サイリスタＬ部分の平面レイアウト図および断面図の一例である。図１４（ａ）は発光チップＣの平面レイアウト図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＸＩＶＢ−ＸＩＶＢ線での断面図、図１４（ｃ）は図１４（ａ）のＸＩＶＣ−ＸＩＶＣ線での断面図である。
台座９１は、発光サイリスタＬの発光面３１１に対向して設けられた表面が平坦な部材である。レンズ９２は、第１の実施の形態のレンズ９２と同様であって、開口部９２ａを有している。なお、レンズ９２の開口部９２ａは、台座９１の表面に到達している。
なお、図１４では、台座９１は、発光面３１１に対向するように発光面３１１の部分に設けられているが、端子部分を除く発光チップＣの全面、または発光面３１１に対向する部分を含んで発光チップＣの一部を覆うように設けられてもよい。
【０１３１】
図１５は、第２の実施の形態の発光チップＣを製造する方法を説明する断面図である。図１５に示す断面は、図１４（ａ）のＸＩＶＣ−ＸＩＶＣ線での断面である。
ここでは、台座９１をネガ型のポリイミド樹脂による感光性材料９４ａで形成し、レンズ９２をポジ型のポリイミド樹脂による感光性材料９４ｂで形成するとして説明する。
図１５（ａ）は、レンズ９２を形成する前の発光チップＣである。
図１５（ｂ）に示すように、台座９１を形成する前の発光チップＣの表面に、ネガ型のポリイミド樹脂である感光性材料９４ａを塗布し、フォトマスク（不図示）を介して、感光性材料９４ａが感光する露光光（不図示）を照射する。すると、感光性材料９４ａの露光光が照射された部分が重合する。現像液に浸漬すると、感光性材料９４ａの露光光が照射されなかった部分が溶解して除去され、重合した部分が不溶となって残ることで、台座９１となる。なお、現像後に残った感光性材料９４ａは、含まれていた溶媒を蒸発させるとともに、感光性材料９４ａのポリイミド前駆体をイミド化させるため、予め定められた温度で熱処理（ベーキング）される。
図１５（ｂ）では、台座９１は、発光サイリスタ列に沿ってつながって設けられているが、台座９１は発光サイリスタＬごとに分離されていてもよい。
ここでは、台座９１が発光サイリスタ列に沿ってつながっていても、発光サイリスタＬごとに分離されていても、レンズ９２ごとに台座９１が設けられているとする。
【０１３２】
そして、図１５（ｃ）に示すように、台座９１が形成された発光チップＣの表面に、ポジ型のポリイミド樹脂である感光性材料９４ｂを塗布し、フォトマスク９５を介して、感光性材料９４ｂが感光する露光光９７を照射する。ここで、フォトマスク９５は、第１の実施の形態において説明したと同様に、グレースケールリソグラフィ法によりレンズ９２の曲面９２ｃ（図１５（ｄ）参照）を形成するために、ドットパターン９６の密度分布により透過率分布が設けられている。
【０１３３】
この後、図１５（ｄ）に示すように、現像液（不図示）に浸漬することで、露光光９７の照射によって可溶となった感光性材料９４の部分が溶解して除去される。そして、予め定められた温度で加熱することで、感光性材料９４ｂに含まれていた溶媒を蒸発させるとともに、感光性材料９４ｂのポリイミド前駆体をイミド化させることで、ポリイミド樹脂によるレンズ９２の曲面部９２ｂが形成される。
なお、台座９１と同様に、レンズ９２は、発光サイリスタ列に沿って、つながって設けられていてもよく、発光サイリスタＬごとに分離されていてもよい。
ここでは、レンズ９２が発光サイリスタ列に沿ってつながっていても、発光サイリスタＬごとに分離されていても、発光サイリスタＬごとにレンズ９２が設けられているとする。
このようにして、台座９１とレンズ９２とを備えたレンズ９２を備えた発光チップＣが製造される。
【０１３４】
なお、フォトマスク９５の透過光量は、露光光９７を遮光するドットパターン９６の密度分布で制御したが、大きさの異なるドットパターン９６を配置することにより制御してもよい。また、厚さにより光透過率が異なる膜を用いて、膜厚を変えることにより制御してもよい。
【０１３５】
さらに、レンズ９２は、第１の実施の形態で説明したように、インプリント法によって形成してもよい。
【０１３６】
また、第２の実施の形態においても、第１の実施の形態で説明したように、レンズ９２の開口部９２ａの平面形状の中心を発光面３１１の発光強度が大きい部分に対向するように、発光面３１１の中心からシフトして設けてもよく、発光面３１１の平面形状に対応して、レンズ９２の開口部９２ａの平面形状を、角を丸くした長方形、楕円形、長方形などとしてもよい。
【０１３７】
第２の実施の形態では、レンズ９２と発光サイリスタＬとの間に台座９１を設けたことにより、レンズ９２の形成に対する制約が少なくなり、レンズ９２の形成が容易になる。
また、第２の実施の形態では、レンズ９２と台座９１とを屈折率の異なる材料で構成すると、台座９１とレンズ９２との境界で光が屈折し、発光面３１１が出射する光がより光軸方向に集光する。
さらに、台座９１の感光性材料９４ａが発生する応力が、レンズ９２の感光性材料９４ｂが発生する応力より小さければ、台座９１を設けない場合に比べ、応力により発生する発光チップＣのそりが低減する。
【０１３８】
なお、図１５に示すように、台座９１とレンズ９２とを分けて形成しなくともよい。図７（ｃ）では、開口部９２ａに対応するフォトマスク９５の部分に、ドットパターン９６を設けなかったが、予め定められた透過光量が得られるようにドットパターン９６を設けることにより、現像後に予め定められた厚さの感光性材料９４が開口部９２ａ内に残るようにしてもよい。ここで、開口部９２ａ内に残った部分を台座９１と考えればよい。このときは、台座９１とレンズ９２とは同じ材料で構成されていることになる。
【０１３９】
以上説明したように、発光サイリスタＬに開口部９２ａを有するレンズ９２を設けることにより、開口部９２ａを設けない場合に比べ、感光体ドラム１２に照射される光量が増加する。すなわち、発光サイリスタＬの発光面３１１から出射する光の取出し効率が向上する。
【０１４０】
第１の実施の形態および第２の実施の形態では、サイリスタ（転送サイリスタＴ、発光サイリスタＬ）は、アノード端子が基板８０に接続されたアノードコモンとして説明した。サイリスタ（転送サイリスタＴ、発光サイリスタＬ）は、回路の極性を変更することによって、カソード端子が基板８０に接続されたカソードコモンとしてもよい。
また、発光サイリスタＬの発光面３１１の中央に、ｎ型オーミック電極３２１が設けられているとしたが、ｎ型オーミック電極３２１は発光面３１１の中央からずれたところに、設けられていてもよい。
また、ｎ型オーミック電極３２１が設けられていなくてもよい。
【０１４１】
さらに、第１の実施の形態および第２の実施の形態では、発光サイリスタＬと転送サイリスタＴとから構成される自己走査型発光素子アレイ（ＳＬＥＤ）で説明したが、自己走査型発光素子アレイ（ＳＬＥＤ）は、発光サイリスタＬと転送サイリスタＴの他に、制御用のサイリスタ、ダイオード、抵抗などの他の部材を含んでいてもよい。
また、第１の実施の形態および第２の実施の形態では、転送サイリスタＴの間を結合ダイオードＤｘで接続したが、抵抗など電位の変化を伝達できる部材であってもよい。
【０１４２】
そして、第１の実施の形態および第２の実施の形態では、発光素子を発光サイリスタＬとしたが、発光素子はｐ型の半導体層とｎ型の半導体層とが積層された発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよい。
【符号の説明】
【０１４３】
１…画像形成装置、１０…画像形成プロセス部、１１…画像形成ユニット、１２…感光体ドラム、１４…プリントヘッド、３０…画像出力制御部、４０…画像処理部、６２…回路基板、６３…光源部、６４…ロッドレンズアレイ、６５…発光装置、７１…電源線、７２…第１転送信号線、７３…第２転送信号線、７５…点灯信号線、７５ａ…幹部、７５ｂ…枝部、９１…台座、９２、９３…レンズ、９２ａ…開口部、９２ｂ…曲面部、９２ｃ、９３ｂ…曲面、９２ｄ…内側面、９２ｅ…外側面、９４、９４ａ、９４ｂ…感光性材料、１１０…信号発生回路、１２０…転送信号発生部、１４０…点灯信号発生部、１６０…基準電位供給部、１７０…電源電位供給部、φ１…第１転送信号、φ２…第２転送信号、φＩ（φＩ１〜φＩ４０）…点灯信号、Ｃ（Ｃ１〜Ｃ４０）…発光チップ、Ｌ…発光サイリスタ、Ｔ…転送サイリスタ、Ｄｘ…結合ダイオード、Ｖｇａ…電源電位、Ｖｓｕｂ…基準電位
【図１】
2013042010.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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