CN1320841A - 写光头和装配它的方法 - Google Patents

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Abstract

在一种写光头中,一个杆状透镜阵列,一个用于支撑一个基片的基片支撑部件,和一个驱动电路板都是由一个支撑部件固定地保持的。支撑部件和基片支撑部件都是由金属材料制造的,而杆状透镜阵列的侧板是由玻璃板制造的。还有,依靠转动偏心圆销子,来调整光－发射元件阵列的光－发射部分与杆状透镜阵列的光－入射端面之间的距离。还有,光－发射阵列芯片被印模粘结到一个已经粘结在支撑部件上预定位置的基片上,同时基片支撑部件位置被采用作为基准面。

Description

写光头和装配它的方法
本发明涉及到一种使用光-发射元件阵列的并且将被设置在高-分辨率电子照相打印机中的写光头的结构，以及涉及到一种装配该写光头的方法。
使用在激光打印机上的一种写光头至今已经装备有光-发射元件阵列，如光-发射两极管。装备有写光头的激光打印机原理将在图9中举例说明。一个圆筒形感光鼓2的表面涂上一层具有光导电率的材料(光敏材料)，诸如非晶体的硅(Si)或者有机材料。该感光性鼓2按照打印的速度旋转。开始打印，涂有光敏材料的转动鼓表面利用静电充电器4均匀地充电。
接下来，写光头6将设定要打印图象点的光投射在光敏材料上，从而与该光敏材料因此-暴露的部分中和并且形成一幅潜在的图象。随后，一个显影单元8根据光敏材料充电的状态使墨粉粘附到该光敏材料上。一个传送单元10将墨粉传输到由一个纸盒12提供的纸张14上。一个定影单元16将这张纸加热，从而定影了转移在该纸上的墨粉。然后将这张纸馈送给一个积纸箱18。在潜影图象已经被传送完成后，整个电子充电感光鼓2由一个擦除灯20来中和，而剩余的墨粉由一个清洁单元22清除掉。
至今已经使用的写光头由许多光-发射元件阵列芯片构成，这些芯片按照与打印宽度有关的一些规定，以单行的形式或者以一个在基片上交错布局的形式来排列，以及由一个杆状-透镜阵列或者一些杆状-透镜阵列(例如产品名称：SELFOC透镜阵列，由Nippon Sheet Glass有限公司生产的)构成，这些以一或两行的形式堆叠的具有梯度指数的杆状-透镜相对光-发射元件阵列芯片排列。图10是一个显示具有以两行杆状透镜堆叠的杆状透镜阵列11的透视视图。一些梯度指数杆状透镜24夹在侧板26之间并且依靠树脂28来保护。
图11是一个显示上面所述构造的写光头典型例子的横截面视图。在这个例子里，根据与打印宽度相关的规定，光-发射元件阵列芯片30以单个行的形式排列在由玻璃环氧基树脂制成的一块印刷电路板32上。具有梯度指数在其上面堆叠透镜的杆状-透镜阵列24以一或两行的形式相对光-发射元件阵列芯片30排列。光-发射元件阵列芯片30和杆状透镜阵列34依靠一种硅装填物38固定在一个外壳36上。
(Ⅰ)与打印速度的增加和分辨率的改善有关，光系统调整的需要精度应该有效地增加。一种相关-技术的机械零件几何布局不能保持该机械零件的精度，从而不能满足光系统的执行需求。
获得一个高-分辨率的图象需要设置在各自偏离量的规定值±30微米范围之内，它是在一个光轴中心和每个光-发射元件的一个发光点之间的偏离量，是从发光点到一个杆状透镜阵列末端的距离，以及是从感光表面到杆状透镜阵列末端的距离。
(1)在产品中杆状透镜的长度有一个大约±0.4毫米变化。(2)这可能存在一种情况，杆状透镜阵列具有向图象表面或者物体表面弯曲的现象。(3)由纤维-强化塑胶形成的杆状透镜阵列的侧板在厚度上大约有±0.4毫米的变化。即使一个激光组件是沿着机械零件定位的，定位精度也超出了光精度要求的范围，从而不能满足光的性能。
由于这个原因，出现了一种三维对准杆状透镜阵列的位置到一个光-发射元件阵列的需要。特别是，(1)一个发光点与一个光敏材料表面之间的距离必须与杆状透镜阵列的配合长度相匹配；(2)属于该杆状透镜阵列的一个透镜的纵向中心必须设置为该距离的中心；以及(3)该杆状透镜阵列，一个发光点的光轴和一个光敏材料表面的位置之间的偏离，必须在相对于该杆状透镜阵列的纵轴方向进行调整。
由于这个原因，在写光头的外壳和杆状透镜阵列之间预先确定一个空间。该杆状透镜阵列是三维对准的。该杆状透镜阵列依靠用一种硅-基的粘合剂填充这个空间来将该写光头固定在外壳上。
然而，为了纵向对准该杆状透镜阵列的光轴，该调整必须通过使用一种具有高定位精度的传动器才能执行。这需要大量的调整时间。
机械零件必须做成复杂的形状，例如，依靠确保一个光轴有效调整的空间。这种复杂的机械零件产品对后面减少写光头在制造业费用上的是一个贡献。
在大多数情况下，已有的相关-技术写光头的光头外壳是用工程塑料模制而成。在一个已经对准光轴的杆状透镜阵列要固定到光头外壳的情况，通常使用一种硅-基的粘合剂。热收缩(大约收缩粘合剂量的8％)是在粘合剂已经添满和加工处理之后出现，否则就出现光头外壳的材料变形，这是随着时间由于光头外壳的收缩造成的，所以要保证该光轴定位精度在几年期间内不变是困难的。
本发明已经考虑要解决这些提出的缺点，而且针对提供一种写光头，它可以避免使用高-精度装置进行调整操作的需要和复杂机械零件的需要，能够使写光头的产品降低-成本，以及对时间-变化的改变影响较小。
(Ⅱ)原理上，在主要的扫描方向上(例如，在光-发射点要扫描的方向上；即，垂直于图11的图纸方向)，具有光-发射元件阵列芯片30排列在上面的写光头6在尺寸上必须做得大于打印宽度。为了减少利用本写光头6的打印机整个尺寸，要求继续在第二的扫描方向(也就是说感光性的鼓2旋转的方向)上减小打印机的尺寸。如图11所示，具有光-发射阵列芯片30安装在上面的印刷电路板32必须垂直于光-发射光轴39的方向安装。由于这个原因，基片32在宽度上的减小对于在第二个扫描方向上减少打印机尺寸是有利的。
光-发射两极管(LED)阵列是普通地和广泛地使用作为光-发射阵列。对应于从驱动器集成电路(IC)到LED芯片阵列的图象输出信号的一个信号的提供，需要粘合焊盘在数量上等于在LED阵列芯片30上的LED元件数量。在600dpi分辨率的情况下，在LED元件要安排的间距是42.3微米。假如粘合焊盘(BP)安排的区域一侧是80微米，则BP要安排的间距是80微米或者更大。必须在平行于LED排列的方向上安排至少两排BP。
在一种用于A3-尺寸纸的600dpi打印头的产品情况下，光-发射点以一维空间的布局排列，假设数量是7,000或者更多。引线结合点(WB)在数量上等于必须粘结到驱动器IC的光-发射点。因此，驱动器IC芯片31被印模粘结到光-发射阵列芯片30安装的基片上。通过使用一条金(Au)线33以及依靠引线粘结将驱动器IC芯片31连接到光发射阵列芯片30。
驱动器IC芯片必须排列在LED阵列芯片的两侧，为了与高精度打印机一起使用，该阵列芯片具有高密度的光-发射点。由于这个原因，减少基片32的宽度到一定程度或者更多就遇到困难。排列在光-发射阵列芯片30两侧的驱动器IC芯片31上的基片32通常设定为大约12毫米到20毫米的宽度。
为了安装连接器，需要5毫米到10毫米宽度的空间，这些连接器是用于连接来自基片32的引线或者用于焊接一个柔性的印刷电路。
为了避免由于保证引线空间而造成的基片32宽度的增加，至今已有的相关-技术已经使用了一种方法，即在主要扫描方向上延长基片并且在该基片的一个范围内通过使用一些通孔安装一些连接器，在这里将没有光-发射元件阵列芯片出现；使用一种依靠表面安装技术在基片的相反面安装连接器的方法；或者使用一种依靠焊接的手段在基片相反的一侧安装一个柔性的印刷电路板的方法。
为了减少要粘结到该LED阵列的引线数目，已经提出的一些发明[日本的专利申请公开号：238962(1989),14584(1990),92650(1990)，和92651(1990)]，其中P-N-P-N结构的半导体闸流管被采用作为光-发射阵列的组成元件，因此使光-发射点能够自-扫描。这些发明描述有利于安装作为激光打印机的一个光源的光-发射半导体闸流管的效率，以便减少要安装的光-发射元件芯片在其之内的区域，并且以便制造压缩的光-发射装置。
还有一个已经提出的发明[日本的专利申请公开号：263668(1990)]，在该发明中采用一个开关元件阵列作为一个转移部分，并且是与光-发射元件阵列(即，光-发射半导体闸流管)绝缘的。
图12显示一个自-扫描-类型光-发射阵列的等效电路。该光-发射装置由一个转移半导体闸流管元件T(1),T(2)…的阵列，以及一些光-发射半导体闸流管L(1),L(2)…组成，该图仅仅显示该阵列的一部分。转移半导体闸流管元件T(1),T(2),…依靠两极管D1,D2,…来连接，VGA表示一个连接到每半导体闸流管T和L栅极的电源(通常假设是-5V)。一个启动脉冲信号ΦS被加到半导体闸流管元件T(1)的栅极。时钟脉冲信号Φ1和Φ2交替地加到半导体闸流管元件T的阴极。转移半导体闸流管元件T(1),T(2)…的栅极与该光发射半导体闸流管元件的对应栅极依靠引线G(1),G(2)…相互连接，一个写信号ΦI还加到光-发射半导体闸流管L的阴极。
在上面描述的电路结构中，半导体闸流管元件T(1),T(2),…是依靠两时钟脉冲信号Φ1和Φ2按顺序开启的。与这样的开启动作相关，光-发射半导体闸流管L(1),L(2)，进入一个它们能够被按顺序开启的状态。如果任何一个的光-发射半导体闸流管元件打开或者进入一个发光状态，则光-发射半导体闸流管元件的发光浓度由电流量来决定，即流过电阻R1信号ΦI的电流量。一幅图象能够在任意浓度上写入。因为从图12可以看出，这样一种结构的自-扫描-类型光-发射阵列需要每个芯片总数为六个端点的相互连接；这就是，两个电源端和四个信号端。所以，该连接的数目不取决于安装在一个芯片上的光-发射元件的数目。因此，在每一芯片上安装128个光-发射元件的情况，要连接到每个芯片的驱动器IC的引线数目可以减少到已有的相关-技术LED阵芯片引线数目的二十分之一。
用自-扫描-类型光-发射阵列芯片替代一种相关-技术LED阵列芯片，一种驱动器IC可以轻易地安装在一种不同于已经安装在其上面的光-发射元件的基片(参看日本的专利权申请公开号：187981/1997)。如图13所示，在其上已经安装有光-发射元件阵列芯片40的基片42设置在杆状透镜阵列44相对面。其上已经安装驱动器IC的基片45与基片42分开。基片42和基片45通过一个柔性的印刷电路(FPC)板47连接在一起。通过焊接或者使用连接器将FPC基片47连接到基片42和基片45。这样的结构可以说是一种减少基片宽度的方法，以及是一种比利用已有的相关-技术LED阵列芯片的方法更有效地小型化写光头的方法。
如上所述，在其上已经安装有光-发射元件的基片和在其上已经安装有驱动器IC的基片是分开的的情况下，用于使基片相互连接的一定数量引线是必需的。这些引线在数量上比从其上已经安装光发射元件和驱动器IC的基片向外的拉线数量大。这些引线能够利用一个FPC基片简单地集成。然而，大量的空间要用于安装连接器，或者必须保证在已经安装光-发射元件的基片上用于焊接的空间。因此，基片的宽度不能减少许多。
本发明已经考虑要解决所阐述的缺点并且目的是提供一个压缩的写光头，它实质上避免光调节的需要，从而使一个高分辨率电子照相打印机具体化。
(Ⅲ)光-发射两极管(LED)阵列已经广泛地使用作为光-发射元件阵列。每个LED元件在光发射量上包括各种变化。还有，每个杆状透镜在光特性上包括各种变化。这些变化说明在一幅图象的密度上是不一致的。如果当前-可用的LED阵列用于它现在的形式，密度上的变化将超过LED可允许的密度限制。由于这个原因，通过改变每个LED的驱动条件使光通量正确，以便一幅图象在密度上的不一致落在LED可允许的密度限制之内。光通量一般根据下列过程来校正。在写光头从打印机分离同时，LED一个接一个亮，而一个光-接受元件处于一幅图象要形成的位置，从而确定在光头的纵向上方光通量的分布。因此-确定的光通量分布被记录。要提供给LED的每个-芯片驱动电流或者各个芯片LED的发光周期是从记录的光通量分布来确定的，以便这个光通量分布均匀。在该光-发射阵列实际使用的时候，因此-确定的驱动条件被使用。
然而实际上，一个写光头被装配或者使用都是处在周围温度变化的环境。光-发射元件阵列芯片的布局定位精度将受到玻璃环氧基树脂基片的热膨胀影响。还有，一个杆状透镜阵列的布局定位精度将受到玻璃-纤维-强化的塑料(GFRP)的热膨胀影响。相应地，可能有一种情况，一个光-发射阵列芯片的光轴和一个杆状透镜的光轴可能在打印头的纵方向上偏离最初-调整位置。在一幅图象中由于这种偏离产生的不一致，是不能够通过所述光通量的电修正来补偿。
甚至在将光-发射元件阵列芯片印模-粘结到一个基片的过程中，为了安装导电的粘合剂加热是需要的。在为了安装因此-加热粘合剂的冷却操作过程中，在芯片和基片之间产生残余的应力。该残余的应力导致该基片变形，因此芯片的定位精度变差。甚至芯片之间的间距遇到同样的问题。
本发明目的是解决前述的缺点，提供一个相对于温度变化具有高可靠性的写光头，以及实现一种高-分辨率电子照相打印机。
本发明已经解决了所阐述的这些问题。
根据本发明的第一方面，这里提供的一种写光头包括一个基片，和设置在该基片上的多个光-发射元件阵列芯片，它们以一条直线或者一种交错布局的形式排列以致于相对一个梯度指数的杆状透镜阵列，每个光-发射阵列芯片具有一个光-发射元件阵列，其中杆状透镜阵列，用于支撑该基片的支撑部件，和驱动器电路板都是由一个支撑部件固定地保持。
更可取的是，这个支撑部件和该基片支撑部件都是由金属材料制成的。还有，至少要粘结到一个支撑部件的杆状透镜阵列的侧板之一最好是玻璃板。
更可取的是，多个粘合剂的注射孔形成在杆状透镜阵列要接触的支撑部件的表面，所述这些孔是以杆状透镜阵列的纵向方向排列和形成，以便穿透该支撑部件到它的反面。可替代地，至少一个用于注射粘合剂的V-形横截面的槽口形成在要与这杆状透镜阵列接触的支撑部件表面的一部分上，以致于在杆状透镜阵列的纵向方向上延伸，以及多个粘合剂注射孔形成在该槽口中以便穿透该支撑部件到它的反面。
更可取的是，至少两个定位销子被设置在所述支撑部件的预定位置以至于与该基片或该基片支撑部件接触。可替代地是，至少提供两个可转动的偏心圆销子穿透该支撑部件以便接触到基片支撑部件。
更可取的是，所述两个偏心圆销子被旋转，从而移动与偏心圆销子保持接触的基片支撑部件和调整光-发射元件阵列的光-发射部分与杆状透镜阵列的光-入射端面之间的距离。还有，更可取的是光-发射阵列芯片被印模粘结到一个已经粘结在支撑部件上预定位置的基片上，同时基片的位置被采用作为基片支撑部件的基准面。
还有，该基片可以是一个柔性的印刷电路(FPC)基片。此外，该光-发射元件阵列可以是自-扫描-类型光-发射元件阵列(参看，例如USP5,177,405)。
根据本发明的第二方面，提供一种写光头，其中光-发射阵列芯片直接地安装在柔性的印刷电路(FPC)基片上。该FPC基片是预先与一个具有硬度的部件紧密地接触。该FPC基片是多层类型并且它最好有30微米到50微米的厚度。根据本发明的写光头，自-扫描-类型光-发射元件阵列是适合于作为光-发射元件阵列的。
根据本发明的写光头是按下面方式装配的。将FPC基片的一部分预先粘结到一个具有硬度的部件。接下来，光-发射阵列芯片以一条直线或者一种交错布局的形式排列并且直接地印模粘结在该FPC基片上。通过焊接结合方式，将提供在光-发射元件阵列芯片上的引线粘结焊盘和提供在FPC基片上的引线粘结焊盘进行电的相互连接。随后，具有硬度的部件安装在支撑部件上的预定位置，其中该支撑部件上已经安装有杆状透镜阵列和光-发射阵列驱动器电路。
本发明提出直接将光-发射阵列芯片印模-粘结在FPC元件上。所以，其上装有光-发射元件的基片与使用连接器的驱动器电路中间相互连接的需要就可以免去了。因为免去了连接器到基片的安装，所以基片的区域可以相应地最小化。
精确地在一个柔性的基片上安排和固定这些芯片是不容易的。还有，将这些芯片引线-粘结到在超声波传播中形成难点的树脂上也是困难的。因为这些理由，一个具有硬度的部件与要安装其上的基片区域的反面紧密地接触。还有，FPC基片的厚度应该做得尽可能的小。在这种状态下，写光头需要的芯片定位精度，可以依靠印模-粘结或者引线-粘结在基片上的光-发射阵列芯片来保证。还有，电的连接可以容易地建立。这里可以避免已经安装芯片的基片区域变形，否则在安装芯片时将使其变形。还有，可以避免引线-粘结金(Au)线的破损或者芯片的破裂。
在由于光-发射元件阵列芯片的设计而引线必须引到芯片的两侧的情况下，这些引线能够利用多层类型的FPC基片轻易地拉出来。根据这样的结构，基片的实际区域也可以减少许多，因此提高了写光头设计的自由度。
一个有硬度并且安装在FPC基片上的部件具体表达为一种激光写光头的单个构成组件，因此使一个写光头能够非常简单地和高精度地装配。
根据本发明的第三方面，提供了一种写光头，它包括保持与有硬度部件紧密接触的柔性印刷电路板，以及包括设置在该柔性印刷电路板上的多个光-发射元件阵列芯片，它们以一条直线或者以交错布局的形式排列以便相对于一个梯度指数杆状透镜阵列，每个光-发射阵列芯片具有一个光-发射元件阵列，其中具有硬度的部件是一种金属部件，该金属部件的热膨胀系数和杆状透镜阵列的热膨胀系数实际上是相等的。更可取的是，具有硬度的部件是金属部件，它的热膨胀系数与光-发射元件阵列芯片的热膨胀系数实际上是相等的。
更可取的是，杆状透镜阵列的一侧板是由玻璃形成，而该金属部件是镍合金或者钛金属。还有，在光-发射元件阵列芯片是由砷化镓(GaAs)-基的半导体形成的情况下，作为使用金属材料的结果，具有硬度的部件可以做成使它的热膨胀系数与光-发射元件阵列芯片的热膨胀系数相等。更可取的是，一种自-扫描-类型光-发射元件阵列被用做光-发射元件阵列。
图1是显示根据本发明的一个实施例的写光头的横截面视图；
图2是显示根据该实施例的写光头的前面透视图；
图3是显示根据该实施例的写光头的背面透视图；
图4是显示根据本发明的另一个实施例的写光头的横截面视图；
图5是根据本发明的另一个实施例的写光头的侧视图；
图6是显示其上安装有光-发射元件阵列芯片的写光头的一部分平面视图；
图7是显示在其上安装有光-发射元件阵列芯片的该写光头的部分放大的平面视图；
图8是显示该写光头的主要部分的横-断面视图；
图9是显示在已有技术中装备有写光头的激光打印机的原理示意图；
图10是显示在已有技术中梯度指数杆状透镜阵列的结构的图解说明；
图11是显示在已有技术中的激光打印机头的结构示意的横截面视图；
图12是在已有技术中的自-扫描-类型光-发射元件阵列的等效电路图；以及
图13是显示在另一个已有技术的激光打印机头的结构的横截面视图。
图1是显示根据本发明的一种写光头结构的横截面视图。图2是从前面看的结构示意透视图。图3是从反面看的结构示意透视图。现在参考这些附图描述保持激光轴精度的写光头的结构。
光-发射元件阵列芯片132在安装在一个基片130。响应来自一驱动器电路板134的电信号输出，光-发射元件阵列发光。这光是通过杆状透镜111在感光鼓102上形成一幅图象。基片130粘结到一个基片支撑部件136。如图1所示，杆状透镜阵列111，基片支撑部件136，和驱动器电路板134都粘结到一个支撑部件140的基准面A。
首先，将描述一种定位光轴中心的方法。
支撑部件140的基准面A是一个精密-机械平面。通过促使杆状透镜阵列111的一侧金属板126紧密地接触基准面A，杆状透镜阵列111被定位在它的厚度方向。然而，FRP通常被用来做杆状透镜阵列111的侧板126，而该侧板126有大约±0.4毫米的厚度精度。这样的厚度精度说明了从侧板的外表面到杆状透镜的中心之间在距离上发生变化。另外，FRP的玻璃纤维定位导致在该FRP表面不规则的出现。甚至在杆状透镜阵列制造的时候，在杆状透镜安排在FRP金属板上时，杆状透镜的行也会被弄乱。
为了避免扰乱的出现，一种具有较好的厚度精度价格便宜的玻璃板用作为侧板126。结果，杆状透镜的光轴142的中心与侧板之间的距离精密能够改善以致于落在±15毫米范围内。还有，杆状透镜的扰乱也可以消除。切割成预定尺寸的普通钠钙玻璃可以作为一个玻璃板。所以该玻璃板是便宜的。
在杆状透镜阵列111被粘结到支撑部件140的情况下，粘合剂厚度的精度不能保证。为了保证这个厚度精度，这里考虑一种将杆状透镜阵列111粘结到支撑部件140的方法，该方法对该粘合剂厚度的精度不敏感。
如图3所示，至少一个具有V-形横截面的槽口144形成在支撑部件140的表面，支撑部件140应该接触到杆状透镜阵列111的侧板126，以致于在杆状透镜阵列111的纵向方向延伸。多个粘合剂注射孔146以合适的间隔形成在槽口144中以致于穿透支撑部件140到它的反面。
在杆状透镜阵列本身出现弯曲的情况下，支撑部件140和杆状透镜阵列111被定位，同时在杆状透镜阵列111的纵向弯曲和侧部弯曲被修正，从而在一个合适加载下将杆状透镜阵列111压在支撑部件140上。例如，一种低粘质即时粘合剂经过粘合剂注射孔146被注到支撑部件140的表面，该支撑部件是要接触到杆状透镜阵列111的侧板126。经过槽口144而且依靠毛细作用，该粘合剂可能遍及越过杆状透镜阵列111的整个长度的附着表面。
替代地，一种环氧基树脂基的低粘质粘合剂被注入到粘合剂注射孔146。通过在对应于粘合剂注射孔146的多个点上形成的注入粘合剂点，能够粘结杆状透镜阵列111。在这种情况下，槽口144被消除，而且仅仅需要的是一些以合适的间距形成在支撑部件140的表面的粘合剂注射孔146，该支撑部件140应该接触到杆状透镜阵列111的侧板126，以致于在杆状透镜阵列111的纵向方向穿透支撑部件140到它的反面。
根据该方法，该粘合剂没有进入到杆状透镜阵列111与支撑部件140的表面之间的一个槽口，从而避免在粘合剂厚度的精度上变化的发生。
考虑到支撑部件140表面的精度加工方便，温度和物理的冲击在支撑部件140精度上的影响，以及由于该支撑部件140材料中随时间-改变时的变化导致材料的残余应力，最好选择金属材料用作支撑部件140。即使在这点上，杆状透镜阵列111的侧板126由玻璃材料形成，它的热膨胀系数比FRP的热膨胀系数接近金属的热膨胀系数，有效地防止杆状透镜阵列111从支撑部件140脱落，否则将由温度变化而导致这种情况。
现在将描述光-发射元件阵列芯片132定位的方法。在光-发射元件阵列芯片132被印模粘结到该基片130时，在印模-粘结完成的同时印在基片130上的几何学图案被认为是一幅图象。在这种情况下，当基片130安装在一个写光头时，这里没有别的办法而只有采用基片130的端面作为一个基准面。
基片的130端面与光-发射元件阵列芯片132的发光点之间的距离精度，以及基片130与这些发光点之间的平行，在制造过程期间都是不能保证的。通过安排一个机械结构来对准光-发射元件阵列芯片132与杆状透镜阵列111的光轴142是不可能的。
为了使调整切实可行，在光-发射元件阵列芯片132被安装在该基片130上之前，将基片130粘结到支撑部件136或者通过另外的方法来固定在该支撑部件上。接下来，通过用基片支撑部件136的机械装置基准面B的精度作为参考，将光-发射元件阵列芯片132印模粘结在基片130上。随后，支撑部件140的基准面A与基片支撑部件136的基准面的B通过端面-结合被固定在一起。支撑部件140的基准面A与发光点之间的距离Y的精度仅仅取决于印模粘结的精度，而基准面A与发光点之间的距离Y保证在±10毫米的范围内。通过形成在基片支撑部件136上的通孔138，依靠形成在对应于该支撑部件140位置上的螺纹孔148，并且紧紧地将螺钉150拧入螺纹孔148中，将基片支撑部件136固定到支撑部件140上。通孔的直径138做得大于螺钉150，从而允许后面描述的定位调节。因此，杆状透镜阵列111的光轴与光-发射元件阵列132的光轴之间的偏移量，能够通过机械零件装配的精度减少到±25微米的范围内。
现在将描述一种在光轴操作范围LO的方向上定位杆状透镜阵列111的方法。如前所述，当杆状透镜阵列111被粘结到支撑部件140时，杆状透镜阵列111中的纵向弯曲和侧部弯曲是通过一个夹具来修正的。还有，该弯曲通过使用玻璃材料作为杆状透镜阵列111的侧板126来消除。然而，由制造引起的变化存在于一个操作范围TC和透镜长度Z之中。LO具有的变化都落在±0.15毫米的范围之内，而操作范围TC具有的变化落下±0.3毫米的范围内。杆状透镜阵列111与发光点之间的距离必须设置为该杆状透镜阵列111的操作范围之内，作为特殊时候的需要。
因为操作透镜的透镜是预定的，所以用于调整杆状透镜阵列111与光-发射元件之间的距离的装置是需要的。两个穿透支撑部件140的偏心销子158被附加作为纵向方向上的调节装置(看图2)。对应于偏心销子外壳159的偏心销子158偏离中心地转动。该偏心销子外壳159被固定在支撑部件140的预定位置，并且该偏心销子158的顶端被定位以致于接触到基片支撑部件136。基片支撑部件136的位置通过转动两个偏心销子158来调整以便该操作范围TC和LO成为指定的操作范围。在调整的时候，螺钉被150松开，而基片支撑部件136就能够在这个支撑部件140上滑动。在定位以后，该基片支撑部件136被固定。
图4显示的一种方法可以被使用作为杆状透镜阵列111在光轴操作范围LO的方向上定位的一种方法。支撑部件140被保持在光头外壳160上的固定位置。两个通孔152形成在支撑部件140的杆状透镜阵列111和基片支撑部件136纵之间纵向方向上的位置。两个设置在预先指定值位置的定位销子156被插入到通孔152直到该销子156从支撑部件140的表面凸出来。通孔152的直径做得比定位销子156的直径大，从而防止该定位销子156接触到通孔152的内表面。在该定位销子156被采用作为基准销子同时，基片支撑部件136被固定以便接触到定位销子156。结果，一个合适的范围LO能够确保与操作范围内的变化一致。
驱动器电路板134被固定到支撑部件140上。结果，在其上已经安装光-发射元件阵列芯片132的基片130与驱动器电路之间提供的引线可以缩短，从而降低了噪音的影响并且使写光头小型化。
根据本发明实施例的写光头具有高-分辨率，并且在支撑部件的表面被采用作为一个基准面的时，使杆状透镜阵列的光轴对光-发射元件的发光点的调整容易。还有，该杆状透镜阵列的光轴操作范围也可以容易地调整。杆状透镜阵列的定位精度从时间上是可以稳定地维持。因此，这里能够实现一种价格便宜并且能够写入高-分辨率图象的写光头。
在这些实施例中，基片130可能是一个柔性的印刷电路(FPC)基片或者印刷电路板，而光-发射阵列芯片132可以构造成为一个自-扫描，光-发射装置，例如公开在USP 5,177,405。
本发明的其它实施例将参考附图5到8在下面描述。图5是一个显示根据本发明的写光头侧面的侧视图，这个侧面垂直于主要的扫描方向。图6是一个显示该写光头部分的平面视图，当从光出口表面的顶上看时一个光-发射元件阵列芯片被安装在该写光头上。图7是一个部分地-放大了的图6中显示平面图的视图。图8是一个沿着图7中显示的线X-X’切割的横截面视图。为了使这些附图容易理解，部分地简化了这些附图。由于这个原因，在一个FPC电路板上的图案数量和引线结合不可避免地是不正确地表示的。
两-层FPC基片257具有夹在由抗-热树脂(比如聚酰亚胺)形成的树脂层258之间的铜-箔引线图案261。FPC基片257粘结到由金属材料形成的金属块251，这是依靠一种热硬化性的粘合剂265(看图8)。如需要，FPC基片257的层数量可以增加。自-扫描-类型光-发射元件阵列芯片250安装成一行并且在铜箔262的表面上预定位置，该铜箔铺在粘结到金属块251的FPC基片257的表面上。阵列芯片250通过一种印模粘结安排并且依靠一种导电粘合剂来固定。图6显示一个阵列芯片250以交错布局方式排列的例子。然而，该阵列芯片250可以排列成一条直线。在FPC基片257装配成一个写光头之前，依靠引线焊接的方式，将在其上已经安装有光-发射元件252的光-发射阵列芯片250的电极焊盘258电连接到位于FPC基片257的区域267之内预定位置的导电焊盘265上，在该预定位置树脂层已经从该基片上部分地移去。
具有一种如图7显示结构的光-发射元件阵列芯片250是为交错布局设计的。在这种情况下，Au线263不能提供以致于跨在光-发射元件252上。因此，要提供在FPC基片257上的粘结焊盘265必须提供在各自阵列芯片250的两个侧面。在这种情况下，多层FPC基片类型的使用是绝对需要的。
如图5所示，金属块251随后安装在具有硬度支撑部件256上，通过使用象螺钉253这样的装置。杆状透镜阵列254通过使用一种粘合剂粘结到支撑部件256上的预定位置。此外，驱动电路板255也同样安装在支撑部件256上。提供在FPC基片257两端的接线端266连接到提供在驱动器电路板255上对应的连接器264，因此能够提供驱动信号给光-发射元件。这样一种结构能够实现该基片的宽度在第二扫描方向是已有相关技术中的基片宽度的五分之二。
杆状透镜阵列254的光轴和光-发射元件的光轴最好是互相对准，只有通过机械地固定该杆状透镜阵列254到支撑部件256上。用于调整的装置将在后面描述。
为了获得一幅好的图象，一个杆状透镜阵列254的加工距离(即，杆状透镜的端面与光-发射元件表面之间的距离)必须设置在指定值±30毫米内。已有相关技术玻璃环氧基树脂基片(具有1.0到1.6毫米的厚度)具有±0.13毫米的厚度精度或者在这附近。在使用图11或13显示的结构的情况下，光-发射元件阵列芯片的高精度取决于玻璃环氧基树脂基片的厚度精度并且不能落在允许的±30毫米之内。
对于FPC基片，在层的厚度和它的容限之间存在一个比例关系。因此，最小化FPC基片的厚度是大家所希望的。该实施例使用一种具有18毫米厚度的铜箔，使用一种具有25毫米厚度树脂薄片，以及使用一种加在金属块和FPC基片之间的25微米厚度的粘合剂。该FPC基片的厚度精度大约是该FPC基片总厚度的10％到15％。在当前实施例使用的FPC基片情况，可以获得(25+18+25微米)×15％=11微米的厚度精度。为了保持这允许误差，层的厚度必须设置为一个最大值100微米。相反，层较薄一些最好。然而，铜箔不能做得非常薄。考虑到电的绝缘，当前情况下该树脂薄片必须有12微米的厚度或者更厚一些。如上面所述，依据厚度精度和电的绝缘特性，我们可以说FPC基片的厚度最好在30微米到50微米之间。
为了增加通过引线粘结将Au线粘结到FPC基片的容易程度，在树脂层和铜箔之间选择避免使用粘合剂的类型FPC基片是我们希望的。这种类型的FPC基片具有较低的超声波波吸收能力，因此允许稳定的引线粘结操作。还有，这个类型的FPC基片具有较好的空间稳定性并且适合于达到本发明的目标。
在本发明中，光-发射元件阵列芯片直接地粘结到该FPC基片。在这个时候，如果在-平面中定位精确不能保持，则在激光头装配之后这里可能出现复杂的操作，如它需要对准杆状透镜阵列的光轴与光-发射元件的光轴。
该杆状透镜阵列254是通过粘合剂的方式被支撑和安装在支撑部件256上。即使玻璃被用作杆状透镜阵列254的侧板时，杆状透镜阵列的254厚度也有来自产品的微小变化。即使当基准面A1和支撑部件56的基准面A2之间定位精度被没有差别地改善时，在杆状透镜阵列254光轴的中心与该基准面A2之间距离的精确性也不能保证。因此，杆状透镜阵列254的厚度必须预先测量。
当测量是为了确保光-发射阵列芯片250安装的位置，以及确保金属块251和支撑部件256粘结的紧密配合基准面B之间的距离精度时，参考位置标记268空出一个指定距离远离支撑部件256的连接面，该连接面提供在金属块251的FPC基片257的表面(看图6)。尤其是，两个圆形的凹槽提供在安装于金属块251表面上的一排芯片250的各自的末端。标记的数量也可以增加，而标记的几何形状也不局限为圆形的形状。参考位置标记268被采用作为印模粘结器的参考位置，而偏离参考位置的量是从与杆状透镜阵列254的厚度有关数据计算的。该印模粘结器是通过参考该偏离而设置的，从而确定要粘结的光-发射阵列芯片250的位置与基准面B之间的距离。金属块251被固定并且紧密地与支撑部件256接触，从而基本上允许光-发射元件的光轴和杆状透镜的光轴之间的调整。按照需要的精度实际地调整杆状透镜阵列254的厚度。
在根据本发明实施例的写光头中，即使在其上已经安装光-发射元件的基片与已经安装驱动电路的基片分离时，已经在其上安装光-发射元件的基片也可以小型化，因此可以做成紧凑的一种写光头。在这种情况下，可以避免写光头在光轴方向上与垂直于该光轴的平面之内方向上的光调整。
在这个实施例中，在将杆状透镜阵列254固定到支撑部件256的基准面A1上的过程中，可以使用参考图1到4讨论过的有关杆状透镜阵列111固定在支撑部件140的方法。还有，在将金属块251固定在支撑部件256的基准面A2的过程中，可以使用参考图1到图4已经讨论过的有关基片支撑部件136与支撑部件140的固定，以及相对于支撑部件140的基片支撑部件136的位置调节的方法。
还有，下面将要描述在图5到图8中显示的实施例特点。此外，下面描述的一些特点可以添加到图1到图4显示的实施例中。
在这样一种电子照相打印机装置中，写光头的周围的温度将从该打印机启动时的室温上升到大约65℃的温度，其结果导致写光头的温升以及提供在该打印机内个别的组件的温升。假如室温是25℃，温度从打印机启动时温度上升了40℃。
一个已有相关-技术的在其上已经安装光-发射阵列芯片的玻璃环氧基树脂基片具有65×10-6deg-1热膨胀系数或者在其附近。FRP(包括一个玻璃纤维垫和热硬化性树脂的合成物材料)被用于一种普通的杆状透镜阵列的侧板。FRP的热膨胀系数包括一种合成物材料的唯一变化(即，6×10-6deg-1到16×10-6deg-1)。控制这些变化是困难的。
在感光性鼓需要一个320毫米的暴露长度以便照尺寸稍微比A3大的情况，对于已经安装光-发射元件在其上的基片的范围被扩展到65×10-6deg-1×40deg.×320毫米=0.83毫米。对于SLA范围被扩展是6×10-6deg-1×40deg.×320毫米=0.077毫米到0.20毫米。当写光头的一端被采取作为一个参考位置时，出现在基片和杆状透镜阵列之间在其纵长方向上的热膨胀系数的最大差别是0.76毫米。
高-分辨率杆状透镜直径大约是0.6毫米到1毫米。提供在参考位置相对端的透镜偏离这些光-发射元件大约一个透镜元件的距离。每个-透镜在透镜耦合效率的变化与在光-通量周期的不一致导致在校正光-通量值上的变化，依次导致光通量的不一致。
还有，由光-发射元件加热而引起的玻璃环氧基树脂基片的热膨胀系数变化增长了出现在光-接受表面的图象宽度约0.8毫米。
为了避免将由温度变化导致的图像质量的恶化，在本发明中使用下面的装置。
具有高平面平滑程度和低热膨胀系数相同的材料是一种用于杆状透镜阵列侧板的理想材料。钠钙玻璃，它是一种价格便宜的材料，具有大约8.8×10-6deg-1的热膨胀系数而且与上面-描述的必要条件匹配。
一种可想像的措施是防止光-发射阵列芯片与透镜元件之间由于温度变化引起的相对位置变化，这应该使用对于基片和杆状透镜阵列来说具有低热膨胀系数的材料。考虑到制造和成本的方便，找出另外一种材料是困难的。由于这个原因，这里使用一种允许给定的热膨胀并且考虑热膨胀的方法。
关于相关-技术写光头的结构，由于温度变化引起的光-发射元件的位置变化取决于在其上要粘结光-发射元件的基片的温度特性，如前所述相同的方式。由于这个原因，这里必须选择一种材料，它的热膨胀系数接近于具有玻璃侧板的杆状透镜阵列的热膨胀系数；即8.8×10-6deg-1的热膨胀系数。作为用于前述的基片的一种绝缘材料，这里可以使用陶器的，比如氧化铝，如表格1中所提供的。然而，在板上堆叠图案时陶器电路板遇到难点，因为这导致电路板面积的增加。还有，这样一种绝缘材料是比较昂贵的。
由于这个原因，本发明为解决这些问题提供一种写光头。图8是一个显示根据本发明的写光头主要的部分的横截面视图。在FPC基片257上，铜箔引线图案261和262是铺在用抗-高-温度树脂比如聚酰亚胺形成的树脂层258的表面上。依靠一种热硬化性的粘合剂265，FPC基片257被粘结在由金属的材料形成的金属块251上。光-发射元件阵列芯片250排列并且安装在FPC基片257上的预定位置，该基片粘结在金属块251上。光-发射元件阵列芯片250通过印模粘结来排列以及通过一种导电粘合剂来固定。在装配FPC基片257成为光写头之前，依靠引线焊接的方法，光-发射阵列芯片250和FPC基片257通过利用金(Au)线263电连接在一起。
如图5所示，通过使用如螺钉253这样的装置，金属块251固定在具有硬度的支撑部件256上。将杆状透镜阵列254被粘结到支撑部件256上的一个预定位置。驱动电路板255也固定在支撑部件256上。FPC基片257的其它端连接到提供在驱动电路板255上的连接器264。
因为FPC基片257是由树脂如聚酰亚胺形成的，所以该树脂自然具有很高的热膨胀系数，如表格1所列出的。然而，树脂是一种薄的和柔性的材料。对于树脂的热膨胀范围实质上是通过粘结到金属块251的材料热膨胀范围来确定。于是，唯一的必要条件是，杆状透镜阵列254的材料热膨胀应该与所选择的做为金属块251的材料的范围相同。
当具有8.1×10-6deg-1热膨胀系数的45％镍钢使用作为金属块251的材料时，用于尺寸稍微比A3大的光-发射元件阵列芯片250的热膨胀范围是8.1×10-6deg-1×40deg×320毫米=0.10毫米。根据本发明的写光头热膨胀范围可以做到0.73毫米，其小于相关-技术的由玻璃环氧基树脂基片形成的写光头对热的膨胀范围。由于温度变化(即，从25℃到65℃的变化)而引起的一幅图象宽度变化的百分比能够从0.26％减少到0.03％。
此外，如表格1显示的，钛(Ti)具有大约7×10-6deg-1的热膨胀系数，并且这种材料也可以被用作金属块251。
光通量通常是在激光写光头与打印机分开时校正。一个光-接受元件位于要形成一幅图象的位置，并且确定光通量的分布。为了使光通量的分布平坦，该光通量通过改变提供给光-发射元件的每个-芯片的电流来控制。在这个时候，这里需要在打印机工作期间，对写光头周围上升的温度设置环境温度，因此能够在打印机实际的工作时有效地修正光通量的分布。然而，本发明避免了温度设置的需要。即使在工作的时候写光头的温度上升变化，光通量的修正依然有效。
因为玻璃环氧基树脂基片是导热较小的材料(具有0.38W/m·k的热传导率)，所以从写光头释放的热量是低的，因此该光-发射阵列芯片的温度上升变得较大。一种GaAs基的光-发射元件，在光-发射元件芯片的温度上升1℃时，已知其发射的光通量下降大约0.5％。因此，光-发射阵列芯片温度的上升说明光通量的下降，结果打印速度下降。还有，如果基片的散热比光-发射阵列芯片的散热较少，该光-发射元件阵列芯片250它的纵长方向上温度分布的差别增加，因此导致光通量在第二扫描方向上的不均匀增加。
如图8所示，在根据本发明的写光头结构中，只有25毫米厚的树脂(聚酰亚胺)层258和18毫米的铜箔262插在光-发射阵列芯片250和金属块251之间。光-发射元件阵列芯片250的热扩展迅速地传送给作为一个散热器的金属块251。因此，光-发射元件阵列芯片250的热分布差别以及所有的光-发射元件阵列芯片250的温度上升都可以减小。更可取的是，该FPC基片257可以做得尽可能薄。
根据热分析数据，玻璃环氧基树脂基片结构的温度分布差别估计为0.041℃，而相同几何形状的柔性的印刷电路板结构的温度分布差别估计为0.08℃。柔性的印刷的电路板的使用导致温度的上升度数从16℃下降到6℃。
上面已经描述的这种装置在使用期间用来避免写光头的温度变化。然而，即使在写光头装配的过程中也会出现温度变化。如上所述，通过使用一种导电粘合剂，将光-发射元件阵列芯片250粘结到铺在FPC基片257上的铜箔262上。固化一种导电粘合剂通常需要在大约150℃的温度进行加热操作。因此，光-发射元件阵列芯片250和金属块是251在这个固化温度下粘结，同时它们也处在膨胀状态。如果在光-发射元件阵列芯片250和金属方框251的热膨胀系数之间存在着差别，当它们冷却到室温时就出现应力。这样的应力导致光-发射元件阵列芯片250或者FPC基片257变形。在光-发射元件阵列芯片250中可能出现破裂，或者在FPC基片257可能出现弯曲。因此，即使当光-发射元件阵列芯片250通过使用印模粘结正确地定位时，在粘结之后也可能出现一种情况，即这些芯片偏离它们已经被定位的位置。
GaAs具有一个大约6×10-6deg-1的热膨胀系数。在光-发射元件阵列芯片250是由GaAs-基础的半导体形成的情况下，具有8.1×10-6eg-1的热膨胀系数的42％镍钢和具有7×10-6deg-1的热膨胀系数的Ti(两者先前已经描述过)实质上与GaAs的热膨胀系数是相等的，而且两者都可以用做适合于这种情况的材料。
一种已有相关-技术的LED阵列可以应用到根据本发明的用于写光头的光-发射元件阵列。使用自-扫描-类型光-发射元件阵列更好一些。原因是自-扫描-类型光-发射元件阵列可以避免光-发射元件和驱动器一对一关系相互连接的需要。自-扫描-类型光-发射元件阵列适合于在其上已经安装光-发射元件阵列的基片的情况，它与其上已经安装驱动器IC的基片是分开的。
图12显示自-扫描-类型光-发射阵列的等效电路图(如日本专利申请公开编号：263668/1990)。该光-发射装置是由一个包括转移半导体闸流管元件T(1),T(2),…，和光-发射半导体闸流管元件L(1),L(2),…形成的。图中显示的只是阵列的一部分。转移半导体闸流管元件T(1),T(2)，…依靠二极管D1,D2,…来相互连接。VGA表示一个连接到每半导体闸流管T和L的闸电极的电源(通常设定是-5V)。一个启动脉冲信号ΦS被加到半导体闸流管元件T(1)的栅极。时钟脉冲信号Φ1和Φ2交替地加到半导体闸流管元件T的阴极。转移半导体闸流管元件T(1),T(2)…的栅极和对应的光-发射半导体闸流管元件的栅通过引线G(1),G(2),…相互连接。一个写信号Φ1还被加到光-发射半导体闸流管元件L阴极电极。
在上面-描述的电路结构中，该半导体闸流管元件T(1),T(2),…依靠两个时钟脉冲信号Φ1和Φ2按顺序开启。与这样的开启操作相关，该光-发射半导体闸流管L(1),L(2),…进入一种它们能够按顺序开启的状态。如果任何一个光-发射半导体闸流管开启或者进入发光状态，则该光-发射半导体闸流管元件的发光强度由电流(如一个写信号ΦI)流过的量来确定；即电阻R1上的电流。一幅图象可以在任意的强度下写入。如从图12可以看出，这样一种结构的自-扫描-类型光-发射阵列每个芯片只需要总数为六个接线端的互相连络；即两个电源接线端和四个信号接线端。从而，连接的数量不取决于安装在一个芯片上的光-发射元件的数目。因此，例如在每个芯片安装128个光-发射元件的情况下，连接到每个芯片的驱动IC的引线数目可以减少到相关-技术LED阵列芯片所需要的二十分之一。
                        表1
    材料     热导电率(W/m·k) 热膨胀系数(10-6deg-1)
    玻璃     0.76     8.8
    铜     339     16.5
    钛     0.76     7.0
    镍合金     0.76     8.1
    聚酰亚胺     0.76     170
    玻璃钢       -     6到16
    砷化镓       -     6.0
用自-扫描-类型光-发射阵列芯片来替代相关-技术的LED阵列芯片，一个驱动器IC可以迅速地安装在一种不同已经安装光-发射元件在其上的基片上(看日本专利申请公开号：187981/1997)。这样一种结构可以说是一种用于减少基片的宽度和小型化写光头的方法，比使用相关-技术LED阵列芯片的方法更有效。
根据当前实施例，这能够防止激光写光头的光轴与光-发射元件的光轴之间没有对准，否则它将在写光头的装配或者工作期间由于温度变化上升而引起。于是，可以避免一幅图象的密度不一致发生。这还可以避免用于管理激光写光头的温度的需要，这是在为了校正光通量而测量光通量的分布时。还有，来自光-发射元件的热消散被改善。因此，由于温度变化而引起的光-发射阵列芯片的光通量的分布变化可以减小。这可以防止一幅图象密度不一致的发生，否则它将由于光通量分布的变化引起。

Claims (30)

1．一种写光头，其中包括一基片，和安排在该基片上的多个光-发射元件阵列芯片，它们以一条直线或者一种交错布局的形式排列以致于相对一个梯度指数的杆状透镜阵列，每个光-发射阵列芯片具有一个光-发射元件阵列，其中杆状透镜阵列，用于支撑该基片的基片支撑部件，和驱动器电路板都是由一个支撑部件固定地保持。
2．根据权利要求1所述的写光头，其特征在于所述支撑部件和所述基片支撑部件都是由金属材料制成的。
3．根据权利要求1所述的写光头，其特征在于至少要粘结到一个支撑部件的杆状透镜阵列的侧板之一是玻璃板。
4．根据权利要求1所述的写光头，其特征在于多个粘合剂的注射孔形成在杆状透镜阵列要接触的支撑部件的表面，所述孔是以杆状透镜阵列的纵向方向排列和形成，以便穿透该支撑部件到它的反面。
5．根据权利要求1所述的写光头，其特征在于至少一个用于注射粘合剂的V-形横截面的槽口形成在要与这杆状透镜阵列接触的支撑部件表面的一部分上，以致于在杆状透镜阵列的纵向方向上延伸，以及多个粘合剂注射孔形成在该槽口中以便穿透该支撑部件到它的反面。
6．根据权利要求1所述的写光头，其特征在于至少两个定位销子被设置在所述支撑部件的预定位置。
7．根据权利要求1所述的写光头，其特征在于至少提供两个可转动的偏心圆销子穿透该支撑部件以便接触到基片支撑部件。
8．根据权利要求7所述的一种装配所述写光头的方法，其特征在于至少两个偏心圆销子被旋转，从而移动与偏心圆销子保持接触的基片支撑部件和调整光-发射元件阵列的光-发射部分与杆状透镜阵列的光-入射端面之间的距离。
9．一种装配根据权利要求1所述写光头的方法，其特征在于所述光-发射阵列芯片被印模粘结到一个已经粘结在支撑部件上预定位置的基片上，同时对应于基片支撑部件的基准面被定位。
10．一种写光头，其中包括一个基片，和设置在该基片上的多个光-发射元件阵列芯片，它们以一条直线或者一种交错布局的形式排列以致于相对一个梯度指数的杆状透镜阵列，每个光-发射阵列芯片具有一个光-发射元件阵列，其中所述光-发射元件阵列芯片直接安装在一块柔性的印刷电路板上。
11．根据权利要求10所述的写光头，其特征在于所述柔性的印刷电路板的安装光-发射阵列芯片部分的反面被安排与一个具有硬度的部件接触。
12．根据权利要求10所述的写光头，其特征在于所述柔性的印刷电路板是多层型的并且包括一个树脂层和一个铜铂层，而在所述树脂层和所述铜铂层之间没有粘合剂。
13．根据权利要求10所述的写光头，其特征在于所述柔性的印刷电路板有30微米到50微米的厚度。
14．根据权利要求10所述的写光头，其特征在于所述光-发射阵列是自-扫描-类型的光-发射阵列。
15．根据权利要求10所述的写光头，其特征在于在具有硬度的并且与柔性的印刷电路板接触的部件表面上设置有用于指定光-发射阵列芯片将被设置的相应位置的参考标记。
16．一种装配写光头的方法，其中包括下列步骤：
将柔性的印刷电路板的一部分粘结到具有硬度的部件上；
在所述柔性印刷电路板的预定位置上按照直线或者交错布局的形式排列多个光-发射阵列芯片，并且直接将光-发射阵列芯片印模粘结到所述柔性印刷电路板上；
通过引线焊接方式，将光-发射元件阵列芯片电连接到提供在所述柔性印刷电路板上的预定的引线焊接焊盘；
将具有硬度的部件安装在支撑部件上的预定位置，所述支撑部件上已经预先安装杆状透镜阵列和光-发射阵列驱动器电路。
17．一种写光头，包括保持与有硬度部件紧密接触的柔性印刷电路板，以及设置在该柔性印刷电路板上的多个光-发射元件阵列芯片，它们以直线或者以交错布局的形式排列以便相对于一个梯度指数杆状透镜阵列，每个光-发射阵列芯片具有一个光-发射元件阵列，其中具有硬度的部件是一金属部件，该金属部件的热膨胀系数和杆状透镜阵列的热膨胀系数是实质上相等的。
18．一种写光头，其中保持与有硬度部件紧密接触的柔性印刷电路板，以及在该柔性印刷电路板上设置的多个光-发射元件阵列芯片，它们以直线或者以交错布局的形式排列以致相对于一个梯度指数杆状透镜阵列，每个光-发射阵列芯片具有一个光-发射元件阵列，其中具有硬度的部件是一种金属部件，该金属部件的热膨胀系数和杆状透镜阵列的热膨胀系数是实质上相等的。
19．根据权利要求17或者18所述的写光头，其特征在于杆状透镜阵列的侧板是由玻璃制成的，而金属部件是镍合金或钛金属。
20．根据权利要求17或18所述的写光头，其特征在于所述光-发射元件阵列是一种自-扫描-类型的光-发射元件阵列。
21．一个写光头，其中包括：
具有第一和第二基准面的支撑部件；
已经将多个梯度指数杆状透镜按至少一行形式排列的梯度指数杆状透镜，和支撑所述杆状透镜并且被固定在第一基准面上的侧板：
固定在第二基准面上的基片支撑部件；
固定在基片支撑部件上的柔性印刷电路板；和
提供给柔性印刷电路板，并且具有与相应的各个梯度指数杆状透镜对准的光-发射元件的自-扫描光-发射装置。
22．根据权利要求21所述的写光头，其特征在于所述第一基准面与所述第二基准面齐平。
23．根据权利要求21所述的写光头，其特征在于所述第一基准面平行于所述第二基准面。
24．根据权利要求21所述的写光头，其特征在于还包括：
与自-扫描光-发射装置分开的驱动电路板，它固定在支撑部件上并且通过每个芯片的两个电源接线端和四个信号接线端连接到所述自-扫描光-发射装置。
25．根据权利要求21所述的写光头，其特征在于每个支撑部件和所述基片支撑部件都是由金属制造的。
26．根据权利要求21所述的写光头，其特征在于所述侧板是由玻璃制造的。
27．根据权利要求21所述的写光头，其特征在于所述自-扫描光-发射装置包括在柔性印刷电路板被固定在基片支撑部件以后再固定到柔性印刷电路板上的多个光-发射阵列芯片。
28．根据权利要求27所述的写光头，其特征在于所述基片支撑部件的温度热膨胀系数与光-发射阵列芯片的温度热膨胀系数实际上相等。
29．根据权利要求21所述的写光头，其特征在于所述基片支撑部件的温度热膨胀系数与光-发射阵列芯片的温度热膨胀系数实际上相等。
30．一种激光打印机，其中包括：
一个感光鼓；
写光头，其是根据权利要求21所述结构构成并且安排在感光鼓周围以致使所述梯度指数杆状透镜面对所述感光鼓；
安排在所述感光鼓附近的静电充电器；
安排在所述感光鼓附近的显影单元；
安排在所述感光鼓附近的传送单元；和
安排在所述感光鼓下面对应馈送纸张方向的定影单元。
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