JP2000275458A

JP2000275458A - 光導波路

Info

Publication number: JP2000275458A
Application number: JP8097299A
Authority: JP
Inventors: Naoki Nishida; 直樹西田; Takuji Hatano; 卓史波多野
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1999-03-25
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 2000-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の光ファイバーアレイに簡易に接続する事
ができる、多層配線を施した光導波路を提供する。【解決手段】光導波路フィルム１１，１２は、光射出側
１１ｂ，１２ｂ付近でそれぞれ下面及び上面で貼り合わ
され、互いに接着固定されている。さらに、光導波路フ
ィルム１１，１２は、光入射側１１ａ，１２ａ付近より
それぞれフィルムの膜厚方向に上下に広げられ、その間
にスペーサ１５が光導波路フィルム１１，１２間を押し
広げるような形で嵌合している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路に関する
ものであり、更に詳しくは、特にレーザービームプリン
タの光源として構成される、多層の光導波路に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年の情報ネットワークの発達及びデジ
タル化に伴い、レーザービームプリンタの高速化が強く
望まれてきている。この、レーザービームプリンタの高
速化を図る手段の一つとして、走査用のポリゴンミラー
の回転を高速化する事が挙げられる。ところが、現状で
はポリゴンミラーの回転数が５万回転近くになると、遠
心力によるポリゴン面の歪が生じるため、これ以上のポ
リゴンミラーの回転の高速化には限度があるとされてい
る。そこで、レーザービームプリンタの描画速度のさら
なる高速化を図るために、複数のレーザービームで感光
体面を走査する事が従来より行われている。

【０００３】具体的には、例えば特開平１０−２８２４
４１号公報，ＵＳＰ４６３７６７９号公報，ＵＳＰ４５
４７０３８号公報，ＵＳＰ４９５８８９３号公報等に記
載されている如く、偏光ビームスプリッタ，ハーフミラ
ー，プリズム面の反射等を利用して、複数のレーザービ
ームを適切な間隔に光学的に偏向して調整する構成が提
案或いは採用されている。けれども、これらの方法で
は、レーザービームの本数が多くなると、アライメント
が困難になり、部品が大きくなってコストがかかりすぎ
るという欠点があり、現在以上の高速化は非常に困難な
状況となっている。

【０００４】このため、複数のレーザー光源を微小ピッ
チで配置したいわゆるマルチ光源を構成する方法が望ま
れている。その方法としては、例えば特開昭５４−７３
２８号公報に記載されている如く、複数のレーザー光源
として基板上に複数のレーザーダイオードを形成したい
わゆるアレイレーザーを使用する方法、光ファイバーよ
り射出した光を二次光源として用いる方法、入射側より
射出側のピッチを狭小化した光導波路を用いる方法があ
る。

【０００５】但し、アレイレーザーを使用する方法にお
いて、レーザーダイオードが配置されるピッチは、感光
体面上での結像状態を考えると、複数のレーザービーム
スポットを充分近接させるために、１００μｍ以下の微
小間隔である事が望ましいのであるが、このような微小
ピッチで基板上にレーザーダイオードを形成する事は、
発熱の問題があり、困難である。故に、上記他の方法で
ある光ファイバー或いは光導波路を用いる方法が有効で
あると考えられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、射出側で微小ピッチを成す多層配線を施した光導波
路の入射側に、光ファイバーアレイを接続する際、従来
のままでは互いのピッチがずれて配置されているので、
接続が困難となる。以下、その理由を説明する。尚、こ
こでは、レーザーダイオードと光ファイバーの接合技術
が確立されている事を利用し、一次光源であるレーザー
ダイオードからの光を複数の光ファイバーに入射させ、
その光ファイバーからの射出光を二次光源とし、更に光
導波路に入射させてその射出光を三次光源として使用す
る場合を想定している。

【０００７】図４は、その多層配線を施した光導波路と
従来の光ファイバーアレイとの配置関係を模式的に示す
図である。同図（ａ）は、多層配線を施した光導波路の
入射面即ち光ファイバーアレイとの接続面を示してい
る。ここでは、光導波路１の接続面１ａ上に複数配置さ
れるコア２は、例えば矢印Ａで示す水平方向のピッチ１
２７μｍ、矢印Ｂで示す膜厚方向のピッチ１１．４μｍ
となるコアピッチで、２層間で交互に配列されている。
ちなみに、ここでのコア径は８μｍである。

【０００８】一方、従来の光ファイバーアレイは、同図
（ｂ）に接続面で示すように、例えば水平方向のピッチ
１２７μｍでＶ溝基板３上に複数設けられた、形状，深
さの揃ったＶ溝３ａに、光ファイバー４がそれぞれアレ
イ状に収容され、上部より蓋部材５で挟み込まれて接着
固定される構造となっている。この構造は、例えば特開
平１０−６２６５１号公報にも記載されている如きもの
である。但し、コアやＶ溝のピッチ，形状等は、上述の
ものに限定されるわけではない。

【０００９】このような従来例の場合、光導波路１のコ
ア２は２層間で交互に配列され、光ファイバー４は水平
方向に１列に配列されているので、このまま接続しても
コア２と光ファイバー４が正確に対面しないので、各光
路が一致せず、一次光源からの光を良好に伝達する事は
できない。本発明は、以上のような問題点に鑑み、従来
の光ファイバーアレイに簡易に接続する事ができる、多
層配線を施した光導波路を提供する事を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、光源からの複数のレーザービームを所
定の形状に密接させ、前記光源の副次的光源を形成する
光導波路であって、前記複数のレーザービームが通過す
るコア列が多層構造を成す光導波路において、前記コア
列が成す各層は、前記複数のレーザービームの射出側で
互いに密接して配置され、その複数のレーザービームの
入射側でその各層の厚さ方向に互いに広がって配置され
ている請求項１の構成とする。

【００１１】また、前記各層にアライメントマークを設
け、そのアライメントマークを整列させてその各層を貼
り合わせる請求項１に記載の請求項２の構成とする。

【００１２】また、前記互いに広がって配置されている
各層の間にスペーサを設けた請求項１又は請求項２に記
載の請求項３の構成とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一
実施形態の光導波路の構成を模式的に示す斜視図であ
る。同図に示すように、本実施形態の光導波路は、光導
波路フィルム１１上に導波路１３が、光導波路フィルム
１２上にここでは図示しない導波路１４が、それぞれ１
層に複数本形成されている。また、光導波路フィルム１
１，１２は、光射出側１１ｂ，１２ｂ付近でそれぞれ下
面及び上面で貼り合わされ、互いに接着固定されてい
る。ここでの接着剤としては、ＵＶ硬化樹脂或いは２液
混合エポキシ樹脂等が使用される。

【００１４】さらに、光導波路フィルム１１，１２は、
光入射側１１ａ，１２ａ付近よりそれぞれフィルムの膜
厚方向に上下に広げられ、その間にスペーサ１５が光導
波路フィルム１１，１２間を押し広げるような形で嵌合
している。スペーサ１５は、金属或いは樹脂を所定の形
状に加工して作製したものである。そして、複数の光フ
ァイバー１６をＶ溝で固定して１列に配列した光ファイ
バーアレイ１８は、光入射側１１ａに接続され、同様に
して複数の光ファイバー１７をＶ溝で固定して１列に配
列した光ファイバーアレイ１９は、光入射側１２ａに接
続される。

【００１５】このとき、光入射側１１ａに設けられた、
導波路１３の各光入射端１３ａが、各光ファイバー１６
と対面している。そして、各光ファイバー１６からのレ
ーザービームが各光入射端１３ａに入射して、導波路１
３を通過し、光射出側１１ｂに設けられた各光射出端１
３ｂから射出する。同様にして、光入射側１２ａに設け
られた、導波路１４のここでは図示しない各光入射端１
４ａが、各光ファイバー１７と対面している。そして、
各光ファイバー１７からのレーザービームが各光入射端
１４ａに入射して、導波路１４を通過し、光射出側１２
ｂに設けられた、ここでは図示しない各光射出端１４ｂ
から射出する。

【００１６】図２は、本実施形態の光導波路の作製手順
を模式的に示す図である。尚、本実施形態で使用される
光導波路フィルムは、膜厚が数十μｍであり、材料とし
てフッ素化ポリイミド等が使用され、フィルム状にする
方法は、例えばポリマー光導波路フィルムとして公知で
ある。

【００１７】まず、同図（ａ）は光導波路フィルム１１
の平面図、同図（ｂ）はその射出側から見た図を示して
いる。（ａ）に示すように、ここでは光導波路フィルム
１１上に複数本の導波路１３が形成されていて、光導波
路フィルム１１の光入射側１１ａにある導波路１３の光
入射端１３ａのピッチＰａよりも、光導波路フィルム１
１の光射出側１１ｂにある導波路１３の光射出端１３ｂ
のピッチＰｂの方が狭小化され、密接した構成となって
いる。また、（ｂ）に示すように、光導波路フィルム１
１の光射出側１１ｂには、導波路１３の光射出端１３ｂ
が、コア列として１列に配列されている。

【００１８】次に、同図（ｃ）は光導波路フィルム１２
の平面図、同図（ｄ）はその射出側から見た図を示して
いる。（ｃ）に示すように、ここでは光導波路フィルム
１２上に複数本の導波路１４が形成されていて、光導波
路フィルム１２の光入射側１２ａにある導波路１４の光
入射端１４ａのピッチＰａよりも、光導波路フィルム１
２の光射出側１２ｂにある導波路１４の光射出端１４ｂ
のピッチＰｂの方が狭小化され、密接した構成となって
いる。また、（ｄ）に示すように、光導波路フィルム１
２の光射出側１２ｂには、導波路１４の光射出端１４ｂ
が、コア列として１列に配列されている。

【００１９】ここで、同図（ａ），（ｃ）に示すよう
に、光導波路フィルム１１，１２のそれぞれ光射出側１
１ｂ，１２ｂ近傍に、それぞれ２箇所以上のアライメン
トマークＭ１，Ｍ２を設けておく。そして、これらのマ
ークでアライメントして、光導波路フィルム１１を光導
波路フィルム１２の上に重ね合わせ、光射出側１１ｂ，
１２ｂ付近でそれぞれ下面及び上面を貼り合わせ、互い
に接着固定する。その結果、（ｅ）で示す平面図及び
（ｆ）で示す光射出側から見た図のようになる。

【００２０】ここでは（ｅ）に示すように、実線で示す
導波路１３及び破線で示す導波路１４が合わせて２層に
密接し、それぞれ複数本形成された構成となっている。
また、（ｆ）に示すように、光射出側には、実線で示す
導波路１３の光射出端１３ｂ及び破線で示す導波路１４
の光射出端１４ｂが、コア列としてそれぞれ１列で合わ
せて２層に配列され、しかも千鳥状の配置となってい
る。この配置は、これらの光射出端を副次的な光源とし
て、被走査面上を走査するときに、走査線に隙間が生じ
ないようにする上で有効となる。本実施形態ではこのよ
うな配置に限定されるわけではないので、詳細な説明は
省略する。

【００２１】図３は、本実施形態の光導波路の詳細な構
成を模式的に示す構成図である。同図（ａ）は正面図、
（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は平面図
である。同図（ｄ），（ｂ）はそれぞれ図２（ｅ），
（ｆ）と基本的に同じ構成を示しているが、実際は図３
（ａ）に示すように、光導波路フィルム１１，１２が光
入射側１１ａ，１２ａ付近よりそれぞれフィルムの膜厚
方向に上下に広げられ、その間にスペーサ１５が、矢印
で示す方向より光導波路フィルム１１，１２間を押し広
げるような形で嵌合する。尚、同図（ｃ）は光入射側か
ら見た図となっている。

【００２２】以上のような構成により、本実施形態の光
導波路は、光入射端が膜面方向及び膜厚方向共に広がっ
た構造となっている。このような構造とする事により、
図１にも示したように、光導波路フィルム１１，１２の
それぞれ光入射側１１ａ，１２ａに、光ファイバーを１
列に配列した従来の光ファイバーアレイをそれぞれ接続
する事ができる。また、同様の構成で光導波路フィルム
が３層以上の構造とする事も可能である。

【００２３】尚、本実施形態においては、各導波路が曲
がった構造となっているが、その曲率をあまり大きくす
ると、導波路より光が洩れる恐れがある。故に、本実施
形態では、各導波路の曲率半径を、膜厚方向，膜面方向
共に制限している。具体的には、コア径５μｍ，屈折率
差Δｎ＝０．５％のとき、導波路の曲率半径を１０ｍｍ
以上にすれば９０％以上の伝送効率が得られるので、本
実施形態では安全を見て、曲率半径を２５ｍｍ以上とし
て作製した。このとき、上記スペーサ１５は、光導波路
フィルム１１，１２の曲率が膜厚方向に不用意に大きく
なる事を防止する重要な働きをしている。

【００２４】また、本実施形態では、レーザービームプ
リンタにおいて従来の光ファイバーに接続される多層の
光導波路の例を示したが、もっと汎用的に、多層配線光
回路と光ファイバーとの接続等に関しても、本実施形態
の技術は適用可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の光ファイバーアレイに簡易に接続する事ができ
る、多層配線を施した光導波路を提供する事ができる。

【００２６】特に、請求項１によるならば、各層のそれ
ぞれ光入射側に、光ファイバーを１列に配列した従来の
光ファイバーアレイをそれぞれ接続する事ができる。

【００２７】また、請求項２によるならば、各層を正確
な位置で迅速に貼り合わせて光導波路を作製する事がで
きる。

【００２８】また、請求項３によるならば、各層の広が
りが確実に規定され、その曲率が膜厚方向に不用意に大
きくなる事を防止する事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の光導波路の構成を模式的
に示す斜視図。

【図２】本実施形態の光導波路の作製手順を模式的に示
す図。

【図３】本実施形態の光導波路の詳細な構成を模式的に
示す構成図。

【図４】多層配線を施した光導波路と従来の光ファイバ
ーアレイとの配置関係を模式的に示す図。

【符号の説明】

１１，１２光導波路フィルム１３，１４導波路１５スペーサ

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの複数のレーザービームを所定
の形状に密接させ、前記光源の副次的光源を形成する光
導波路であって、前記複数のレーザービームが通過するコア列が多層構造
を成す光導波路において、前記コア列が成す各層は、前記複数のレーザービームの
射出側で互いに密接して配置され、該複数のレーザービ
ームの入射側で該各層の厚さ方向に互いに広がって配置
されている事を特徴とする光導波路。
【請求項２】前記各層にアライメントマークを設け、
該アライメントマークを整列させて該各層を貼り合わせ
る事を特徴とする請求項１に記載の光導波路。
【請求項３】前記互いに広がって配置されている各層
の間にスペーサを設けた事を特徴とする請求項１又は請
求項２に記載の光導波路。