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40通道垂直腔表面发射激光器(VCSEL)阵列

RICOH已开发出原始VCSEL阵列作为实现高清和高速打印的关键技术之一。

Ricoh在VCSEL技术的学术论文,“用于激光打印机的低热电阻780nm增益PAS / GAINP 40CH VCSEL阵列”在MOC2011(第17届MicroOptics会议)获得“MOC纸奖”。

胶印质量

常规的商业印刷和搭扣由胶印机支配。然而,近年来这一领域的数字化已经在这一领域进行了增加,随着可变印刷(个性化)和利用数字图像处理而引发的需求增加。RICOH对这些需求的主动响应的一个结果是新开发的40通道垂直腔表面发射激光器(VCSEL)阵列(图1)。

图1:RICOH的40通道VCSEL其芯片尺寸小于1mm2
图1:芯片尺寸小于1mm的RICOH的40通道VCSEL2

Ricoh的VCSEL实现了行业最高密度(4800dpi),能够同时发射40激光束作为生产打印机或高速复印机的光学记录装置的光源。这实现了高速和高清打印等于偏移打印,导致生动的图像和清晰和清洁的人物/窄线。

什么是vcsel?

VCSEL是一种表面发射激光二极管,其具有制造梁的二维布置;在比传统边缘型激光二极管的空间较小的空间中,激光束的密度可以显着增加。然而,在可能的情况下,没有用于数字打印机和复印机的商业化VCSEL,因此由于制造了满足打印机规格的高功率VCSEL,因此通过开发具有高质量垂直腔的原始VCSEL成功地克服这些困难的高功率VCSEL。

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Ricoh的VCSEL,使4800DPI写作单元成为可能

图2示出了从Ricoh VCSEL发射的所有40个光束的轮胎轨道。Ricoh开发了这款40梁写作单元?一个世界第一。通过这一成就,理光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
*白色雾使光束可见。
图2:40通道VCSEL的发光实验

VCSEL技术朝着高图像质量,高速和可靠性

VCSEL研发的目标是业界最高的像素定义,其最高的印刷速度,以及获得稳定图像质量的最高可靠性。为实现这些目标,RICOH开发了以下从40通道VCSEL导出的附加技术。

(1)高像素密度的技术,提高图像质量

RICOH的VCSEL的一个特点是其40通道位,布置在小于1mm的空间中2。开发了一个原始的VCSEL驱动程序以将40个光束扩展到行业的最高密度像素上的纸张上。该驱动器急剧提高了光输出的响应,并倾斜窄线和图像再现性中的隔离点Excel。驱动器芯片放置在VCSEL芯片旁边,通过高速调制单独控制40个光束。

(2)高功率VCSEL的高速打印装置设计

为了获得高印刷速度,需要具有高质量光束的高功率写入单元。在开发VCSEL时,为了满足此要求,RICOH为40通道VCSEL开发了原始有源层和滤光器层。使用具有低热电阻的新材料实现具有高效率和改善的导热性的有源层。使用原始新滤波器实现了高光学质量,抑制了更高模式。因此,理光的VCSEL具有高质量光束的最高输出功率的行业。

(3)vcsel可靠性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印刷,光源的稳定性是写入单元的重要特征。RICOH的VCSEL通过采用新开发的工艺技术和高导热结构来实现长时间光束稳定性,长寿命和良好的元素鲁棒性。

通过这些解决方案,RICOH使得可以以比以往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是用于彩色生产打印机“RICOH PRO C5100S / C5110S”,“RICOH PRO C7100 / C7110X系列”,“RICOH PRO C651EX / C751 / C751EX”,“RICOH PRO C9100 / C9110”,黑色和白色生产打印机“RICOH PRO 8100S / 8110S / 8120S”,多功能彩色打印机“RICOH MP C6502SP / C8002SP”。

vcsel的应用开发

此外,RICOH通过提高VCSEL元件的发光效率开发了“高功率VCSEL模块”。它还实现了发光通道的大规模集成,并在一起它们显着提高了激光阵列的输出功率。高功率VCSEL模块包含三种技术进步,即可变温度的高输出性能,压缩尺寸和波长稳定性。Ricoh还希望扩展到激光加工机等应用,表面处理处理,如激光图案化,非热加工和传感,以及其他应用的发展。