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40通道垂直腔表面发射激光器(VCSEL)阵列

Ricoh已将原始VCSEL阵列作为实现高清和高速打印的关键技术之一。

Ricoh关于VCSEL技术的学术论文,“低热电阻780nm Gainpas/Gainp 40CH VCSEL阵列,用于激光打印机,”在MOC2011(第17届微型触发会议)上获得了“ MOC Paper Award”。

偏移打印质量

传统的商业印刷和大规模印刷以偏移打印机为主。然而,近年来,数字化已经在该领域进行,随着对可变印刷(个性化)的需求增加,并通过数字图像处理联络。理良对这些需求的积极反应的结果之一是新开发的40通道垂直腔表面发射激光(VCSEL)阵列(图1)。

图1:Ricoh的40通道VCSEL的芯片大小小于1mm2
图1:Ricoh的40通道VCSEL的芯片尺寸小于1mm2

Ricoh的VCSEL达到了该行业的最高密度(4800DPI),并能够同时发射40次激光束作为生产打印机或高速复印机的光学记录设备的光源。这实现了等于偏移打印的高速和高清打印,从而产生了生动的图像,清晰,干净的字符/狭窄的线条。

什么是VCSEL?

VCSEL是一种表面发射激光二极管,具有横梁二维排列的制造。与常规边缘型激光二极管相比,在较小的空间中,激光束的密度可以显着增加。但是,由于难以制造满足打印机规格的高功率VCSEL的困难,因此没有用于数字打印机和复印机的商业化VCSEL。

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Ricoh的VCSEL使4800DPI写作单元成为可能

图2显示了Ricoh的VCSEL发出的所有40光束的轮胎轨道。里科(Ricoh)开发了这个40束写作单元?通过这一成就,理查的印刷技术拥有该行业最高的像素密度(4800DPI)。

图2:40通道VCSEL的发光实验
*白色的雾使光束可见。
图2:40通道VCSEL的发光实验

VCSEL技术针对高图像质量,高速和可靠性

VCSEL研发的目标是该行业最高的像素定义,其最高打印速度以及获得稳定图像质量的最高可靠性。为了实现这些目标,RICOH开发了以下来自40通道VCSEL的其他技术。

(1)高像素密度的技术以提高图像质量

Ricoh的VCSEL的一个功能是其40通道位排列在小于1mm的空间中2。开发了一个原始的VCSEL驱动程序,以将40光束扩展到纸上的行业最高密度像素。该驱动器急剧改善了光输出的响应,并在图像可重复性中倾斜狭窄的线条和孤立的点非常出色。驾驶员芯片放置在VCSEL芯片旁边,并通过高速调制单独控制40光束。

(2)高功率VCSEL的设备设计用于高速打印

为了获得高的打印速度,需要一个具有高质量光束的高功率写作单元。在开发VCSEL时,为了满足这一要求,RICOH为40通道VCSEL开发了原始的活动层和光学滤镜层。使用具有低热电阻的新材料实现了具有高效率和改善热导率的活性层。使用原始的新滤波器可抑制较高模式,并实现了高质量。结果,利科的VCSEL以高质量的光束发挥了最高的输出功率。

(3)VCSEL可靠性,并在打印过程中具有稳定的图像质量

为了确保图像的高质量打印,光源的稳定性是写作单元的重要特征。Ricoh的VCSEL通过采用新开发的工艺技术和高度导电结构来实现长期束稳定性,长寿和良好的元素鲁棒性。

有了这些解决方案,Ricoh使得比以往任何时候都可以以更高的速度和质量形成图像。

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VCSEL的实际使用

Ricoh的40通道VCSEL被用于颜色生产打印机“ Ricoh Pro C5100S/C5110S”,“ Ricoh Pro C7100/C7110X系列”,“ Ricoh Pro C651EX/C651EX/C751/C751/C751EX”,“打印机“ Ricoh Pro 8100S/8110S/8120S”,多功能颜色打印机“ Ricoh MP C6502SP/C8002SP”。

VCSEL的应用开发

此外,RICOH通过提高VCSEL元素的发光效率来开发“高功率VCSEL模块”。它还达到了发光通道的大规模整合,它们会显着提高激光阵列的输出功率。高功率VCSEL模块结合了三个技术进步,即高输出性能,紧凑的大小和波长稳定性。RicoH还希望扩展到激光处理机,表面处理处理等应用,例如激光模式,非热处理和感应以及其他应用的开发。