【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の半導体レーザから出射する多数のビームを走査し印刷する、レーザプリンタの光ファイバアレイ配列部材の製造方法及び光記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１、２、４、５、６、７により、従来技術を説明する。マルチビーム光記録を行うマルチビーム光記録装置の１例を図４で説明する。半導体モジュール１４の半導体レーザ光を光ファイバ１に導いている。複数の光ファイバ１は光ファイバアレイ配列部１５で一列に配列されている。この光ファイバアレイ配列部１５から出射するアレイ状の複数ビーム、いわゆるマルチビームは、レンズ１６、１７、１８、１９を通過して回転多面鏡２０に入射し、回転多面鏡２０により感光体ドラム２２上に並列な光走査線２３を同時に走査する。走査レンズ２１は、回転多面鏡２０によって偏向されたビームを感光体ドラム２２上で微小なスポットとして絞り込む。
【０００３】
光ファイバアレイ配列部１５の構造は、図１に示すように、外径１２５μｍのクラッド２と称される部分と、その中心部の光を伝播する外径４μｍのコア３から成る光ファイバ１を、シリコン結晶の異方性エッチングによって複数のＶまたは台形のガイド溝５（本例は、Ｖ溝とする）を形成したガイド溝基板４のガイド溝５に、横にアレイ配列している。ガイド溝５の間隔は例えば１５０μｍである。ガイド溝基板４上のアレイ配列した光ファイバ１の先端から一定長さより後部に板状部材１３を接着し、光ファイバ１を固定している（以下、この部分を粗配列部２４という。）。ガイド溝５に光ファイバ１をアレイ配列する際、板状部材１３にて固定しない部分（以下、高精度配列部２５という。）のガイド溝５と光ファイバ１の間に、粘度が０．３Ｐａ・ｓ、硬化収縮率が３％以下の紫外線硬化樹脂１１を流し込む。
【０００４】
高精度配列部２５の光ファイバ１の配列位置修正を可能とするためには、ガイド溝５と光ファイバ１の間には、光ファイバ１が移動する隙間が必要となる。光ファイバアレイ配列部１５の粗配列部２４の光ファイバ１を板状部材１３にて固定、接着した時に、高精度配列部２５の光ファイバ１が反り上がり、ガイド溝５と光ファイバ１の間に隙間が生じることがあるが、高精度配列部２５の光ファイバ１に反りが生じない場合を考え、粗配列部２４と高精度配列部２５のガイド溝５にエッチング加工によって段差２６を形成している。これにより、高精度配列部２５のガイド溝５が粗配列部２４より低いガイド溝基板４が形成され、高精度配列部２５のガイド溝５と光ファイバ１が接触しない位置に設定している。
【０００５】
図１、２、７に、前記高精度配列部２５の光ファイバ１の配列誤差を修正する配列手段を示す。光ファイバ１の配列誤差の修正に位置修正装置を使用する。位置修正装置は、位置合せ部材６、ガイド部材７からなる。位置合せ部材６は、高精度配列部２５の光ファイバ１を押して位置修正をする。
【０００６】
図６にガイド部材７の構造を示す。ガイド部材７は、位置合せ部材６が通過する複数の通路９を、アレイ状に有する。本実施例のガイド部材７はシリコン結晶の異方性エッチングによって、１５０μｍ間隔に複数のガイド溝５が形成されたガイド溝基板８を、ガイド溝５側を向かい合せに配置し接着剤にて接着している。向かい合う２個のガイド溝５によって、ガイド部材７には複数のアレイ状の通路９が形成される。位置合せ部材６は通路９を通過することにより直線的に移動することが可能となる。また、通路９の接触最大内径は約１２０μｍであるため、位置合せ部材６の外径を接触最大内径及び光ファイバ１の配列間隔１５０μｍより小さい１００μｍとしている。複数の位置合せ部材６を、ガイド部材７の通路９を通過し、先端をガイド部材７から１ｍｍ突出した位置にアレイ状に設置した。位置合せ部材６の材質は、ステンレス線から成る。
【０００７】
前記位置修正装置による光ファイバ１の配列手段を以下に説明する。本実施例では、前記光ファイバアレイ配列部１５に５本の光ファイバ１をガイド溝５にアレイ配列し、粗配列部２４の光ファイバ１を板状部材１３で固定、接着する。位置合せ部材６は、高精度配列部２５の各光ファイバ１に対応する位置に設置している。
【０００８】
１例として、図２に示すように高精度配列部２５の「Ｃ」のガイド溝５に位置する光ファイバ１が、直線状に配列した他の光ファイバ１に対して垂直方向にａμｍの位置ズレ（以下、垂直誤差とする。）が生じた場合、「Ｃ」の位置合せ部材６がガイド部材７の通路９の中を移動し、その先端で「Ｃ」のガイド溝５に位置する光ファイバ１を押すことにより位置を修正する。この時、ガイド溝５に流し込んだ紫外線硬化樹脂１１に紫外光を照射し、他の光ファイバ１と同時に接着する。位置を修正する光ファイバ１が複数合った場合でも、同様な操作により修正する。
【０００９】
前記配列手段に於いて、光ファイバ１と位置合せ部材６位置は、カメラを有するモニターにて拡大し観察する。光ファイバ１の位置は、光ファイバ１の反対側から光を入射し、コア３からの出射光をカメラを有するモニターにて拡大し、観察する。
【００１０】
図５に、位置合せ部材６の動作手段を示した。位置合せ部材６の動力として、圧電素子２７を使用している。電源２９の電圧を制御し、配線２８を通して印可電圧を変えることにより、圧電素子２７の変位量を制御する。圧電素子２７の変位量は、位置合せ部材６と同質の伝達部材１０によって位置合せ部材６に伝えられ、移動する。尚、伝達部材１０は、途中で変形することを防ぐために、金属の誘導管（図示せず）内に配置している。
【００１１】
以上の方法によって、光ファイバアレイ配列部１５を形成している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の方法では、位置合せ部材６にて高精度配列部２５の光ファイバ１を押して位置修正する際、光ファイバ１を配列する前にガイド溝５に流し込んだ紫外線硬化樹脂１１がガイド溝５から溢れて光ファイバ１の先端に回り込み、図７に示すように、コア３の表面を覆ってしまう場合がある。紫外線硬化樹脂１１の粘度が０．３Ｐａ・ｓと高いため、光ファイバ１表面からはけず、コア３からの出射光が遮られてモニターにて光ファイバが観察できない。また、位置修正後に、光ファイバ１を紫外線硬化樹脂１１にて接着するが、その硬化収縮率が３．０％と高いため硬化収縮により、光ファイバの位置変動が生じ、高精度な光ファイバアレイ配列部１５の製造ができない。然るに、光記録装置にて高品質な印刷画像を得ることができない。
【００１３】
本発明の目的は、光ファイバ１が高精度にアレイ配列された光ファイバアレイ配列部１５を提供し、高品質印刷を可能とし、光記録装置の光学系の信頼性を高めることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、紫外線硬化樹脂の粘度を０．２Ｐａ・ｓ以下、硬化収縮率を０．２５％以下とすることによって達成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を図１〜図６により説明する。本発明は、上記した従来技術の方法において、ガイド溝５に光ファイバ１をアレイ配列する際、高精度配列部２５のガイド溝５と光ファイバ１の間に、粘度が０．１Ｐａ・ｓ、硬化収縮率が０．２５％以下の紫外線硬化樹脂１１を流し込むことを特徴とするものである。その他は上記した従来技術と同じであるので、説明を省略する。
【００１６】
図２に示すように高精度配列部２５の「Ｃ」のガイド溝５に位置する光ファイバ１が、直線状に配列した他の光ファイバ１に対して垂直方向にａμｍの位置ズレ（以下、垂直誤差とする。）が生じた場合、これを「Ｃ」の位置合せ部材６が、ガイド部材７の通路９の中を移動し、その先端で「Ｃ」のガイド溝５に位置する光ファイバ１を押すことにより位置を修正する。この時、ガイド溝５の紫外線硬化樹脂１１は、ガイド溝５の開口部から溢れ出し、光ファイバの先端に回り込みコア３を覆うが、紫外線硬化樹脂１１の粘度が０．１Ｐａ・ｓで低いため、図３のように直ぐにはけてコア３光は観察できた。尚、０．２Ｐａ・ｓでも同様な結果が得られた。よって、紫外線硬化樹脂１１の粘度は０．２Ｐａ・ｓ以下が好ましい。次にガイド溝５の紫外線硬化樹脂１１に紫外光を照射し、他の光ファイバ１と同時に接着した場合、位置を修正する光ファイバ１が複数あった場合でも、同様な操作により位置修正が可能であり、複数の光ファイバ１を同時に接着可能である。この時、紫外線硬化樹脂１１の硬化収縮率が０．２５％以下と小さいため、光ファイバの位置変動が小さく、高精度な光ファイバアレイ配列部１５が形成できる。
【００１７】
前記光ファイバアレイ配列部１５を光記録装置の光学系として使用することにより、それから出射されるマルチビームにて、感光体ドラム２２上に並列なる等間隔の光走査線２３が形成され、高品質印刷が可能となった。
【００１８】
また、２本から１０本、またはそれ以上の光ファイバ１からなる光ファイバアレイ配列部１５の形成が可能である。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、高品質印刷が可能となり、レーザビームプリンタの光学系の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ファイバアレイ配列部と位置修正装置を示す斜視図である。
【図２】位置修正装置による光ファイバアレイ配列部の配列手段を示す正面図である。
【図３】本発明の実施例における光ファイバ位置修正時の高精度配列部を示す正面図である。
【図４】光ファイバアレイによるマルチビームを用いた光記録装置を示す模式図である。
【図５】位置修正装置の移動手段を示す正面図である。
【図６】ガイド部材を示す正面図である。
【図７】従来の光ファイバの位置修正時の高精度配列部を示す正面図である。
【符号の説明】
１は光ファイバ、２はクラッド、３はコア、４はガイド溝基板、５はガイド溝、６は位置合せ部材、７はガイド部材、８はガイド溝基板、９は通路、１０は伝達部材、１１は紫外線硬化樹脂、１３は板状部材、１４は半導体モジュール、１５は光ファイバアレイ配列部、１６はレンズ、１７はレンズ、１８はレンズ、１９はレンズ、２０は回転多面鏡、２１は走査レンズ、２２は感光体ドラム、２３は光走査線、２４は粗配列部、２５は高精度配列部、２６は段差、２７は圧電素子、２８は配線、２９は電源である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing an optical fiber array array member of a laser printer, which scans and prints a number of beams emitted from a plurality of semiconductor lasers, and an optical recording apparatus.
[0002]
[Prior art]
The prior art will be described with reference to FIGS. 1, 2, 4, 5, 6, and 7. FIG. An example of a multi-beam optical recording device for performing multi-beam optical recording will be described with reference to FIG. The semiconductor laser light of the semiconductor module 14 is guided to the optical fiber 1. The plurality of optical fibers 1 are arranged in a line in the optical fiber array arrangement section 15. A plurality of beams in the form of an array, so-called multi-beams, emitted from the optical fiber array arrangement section 15 pass through lenses 16, 17, 18, and 19, enter a rotary polygon mirror 20, and are rotated by a rotary polygon mirror 20 to form a photosensitive drum 22. The upper parallel optical scanning lines 23 are simultaneously scanned. The scanning lens 21 narrows the beam deflected by the rotary polygon mirror 20 as a minute spot on the photosensitive drum 22.
[0003]
As shown in FIG. 1, the structure of the optical fiber array arranging section 15 is such that an optical fiber 1 composed of a portion called a clad 2 having an outer diameter of 125 μm and a core 3 having an outer diameter of 4 μm that propagates light at the center thereof. A plurality of V or trapezoidal guide grooves 5 (in this example, V grooves) are formed laterally in the guide grooves 5 of the guide groove substrate 4 formed by anisotropic etching of a silicon crystal. The interval between the guide grooves 5 is, for example, 150 μm. A plate-like member 13 is adhered to the rear of a predetermined length from the tip of the arrayed optical fibers 1 on the guide groove substrate 4 to fix the optical fiber 1 (hereinafter, this portion is referred to as a coarsely arranged portion 24). When the optical fibers 1 are arrayed in the guide grooves 5, the viscosity between the guide grooves 5 and the optical fibers 1 at a portion not fixed by the plate member 13 (hereinafter, referred to as a high-precision arrangement portion 25) is 0.3 Pa. Pour in the UV curable resin 11 having a curing shrinkage of 3% or less.
[0004]
In order to make it possible to correct the arrangement position of the optical fibers 1 in the high-precision arrangement section 25, a gap in which the optical fibers 1 move is required between the guide groove 5 and the optical fibers 1. When the optical fibers 1 of the coarse array portion 24 of the optical fiber array array portion 15 are fixed and adhered by the plate member 13, the optical fibers 1 of the high-precision array portion 25 are warped, and the space between the guide groove 5 and the optical fiber 1 is increased. Considering the case where the optical fiber 1 of the high-precision arrangement portion 25 does not warp, a step 26 is formed in the guide groove 5 of the coarse arrangement portion 24 and the high-accuracy arrangement portion 25 by etching. ing. As a result, the guide groove substrate 4 in which the guide grooves 5 of the high-precision arrangement section 25 are lower than the coarse arrangement sections 24 is formed, and the guide grooves 5 of the high-accuracy arrangement section 25 are set at positions where the optical fibers 1 do not contact.
[0005]
FIGS. 1, 2 and 7 show arrangement means for correcting an arrangement error of the optical fiber 1 in the high-precision arrangement section 25. FIG. A position correcting device is used to correct the alignment error of the optical fiber 1. The position correcting device includes a positioning member 6 and a guide member 7. The alignment member 6 corrects the position by pushing the optical fiber 1 of the high-precision array section 25.
[0006]
FIG. 6 shows the structure of the guide member 7. The guide member 7 has a plurality of passages 9 through which the alignment member 6 passes in an array. The guide member 7 of this embodiment is formed by arranging a guide groove substrate 8 having a plurality of guide grooves 5 formed at intervals of 150 μm facing each other by anisotropic etching of a silicon crystal, with the guide grooves 5 facing each other, and using an adhesive. are doing. A plurality of arrays of passages 9 are formed in the guide member 7 by the two facing guide grooves 5. The positioning member 6 can move linearly by passing through the passage 9. Since the maximum contact inner diameter of the passage 9 is about 120 μm, the outer diameter of the positioning member 6 is set to 100 μm which is smaller than the maximum contact inner diameter and the arrangement interval of the optical fibers 1 of 150 μm. A plurality of positioning members 6 were arranged in an array at positions where the positioning members 6 passed through the passage 9 of the guide member 7 and protruded from the guide member 1 by 1 mm. The material of the positioning member 6 is made of a stainless wire.
[0007]
The arrangement of the optical fiber 1 by the position correcting device will be described below. In this embodiment, five optical fibers 1 are arrayed in the guide groove 5 in the optical fiber array array section 15, and the optical fibers 1 in the coarse array section 24 are fixed and adhered by the plate member 13. The positioning member 6 is installed at a position corresponding to each optical fiber 1 of the high-precision arrangement section 25.
[0008]
As an example, as shown in FIG. 2, the optical fiber 1 located in the “C” guide groove 5 of the high-precision arrangement section 25 has a position of a μm in the vertical direction with respect to the other optical fibers 1 arranged linearly. When a displacement (hereinafter, referred to as a vertical error) occurs, the “C” alignment member 6 moves in the passage 9 of the guide member 7, and the light positioned at the tip thereof in the “C” guide groove 5. Pressing fiber 1 corrects the position. At this time, the ultraviolet curable resin 11 poured into the guide groove 5 is irradiated with ultraviolet light, and is bonded together with the other optical fibers 1. Even when a plurality of optical fibers 1 whose positions are to be corrected are matched, the correction is performed by the same operation.
[0009]
In the arrangement means, the position of the optical fiber 1 and the position of the positioning member 6 are enlarged and observed on a monitor having a camera. The position of the optical fiber 1 is such that light enters from the opposite side of the optical fiber 1, and the light emitted from the core 3 is enlarged and observed by a monitor having a camera.
[0010]
FIG. 5 shows the operation means of the positioning member 6. The piezoelectric element 27 is used as power for the positioning member 6. The displacement of the piezoelectric element 27 is controlled by controlling the voltage of the power supply 29 and changing the applied voltage through the wiring 28. The displacement amount of the piezoelectric element 27 is transmitted to the positioning member 6 by the transmission member 10 of the same quality as the positioning member 6 and moves. The transmission member 10 is disposed in a metal guide tube (not shown) to prevent the transmission member 10 from being deformed on the way.
[0011]
The optical fiber array array 15 is formed by the above method.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional method, when the positioning member 6 presses the optical fiber 1 of the high-precision arrangement portion 25 to correct the position, the ultraviolet curable resin 11 poured into the guide groove 5 before arranging the optical fiber 1 has the guide groove. In some cases, the fiber overflows from 5 and reaches the tip of the optical fiber 1 to cover the surface of the core 3 as shown in FIG. Since the viscosity of the ultraviolet curable resin 11 is as high as 0.3 Pa · s, the ultraviolet light is not emitted from the surface of the optical fiber 1 and the light emitted from the core 3 is blocked, so that the optical fiber cannot be observed on the monitor. After the position correction, the optical fiber 1 is bonded with an ultraviolet curing resin 11, but the curing shrinkage is as high as 3.0%. The array section 15 cannot be manufactured. However, a high-quality print image cannot be obtained by the optical recording device.
[0013]
An object of the present invention is to provide an optical fiber array array unit 15 in which optical fibers 1 are arrayed with high precision, to enable high-quality printing, and to increase the reliability of an optical system of an optical recording apparatus.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by setting the viscosity of the ultraviolet curable resin to 0.2 Pa · s or less and the curing shrinkage to 0.25% or less.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. According to the present invention, when the optical fibers 1 are arrayed in the guide grooves 5 in the above-described prior art method, the viscosity between the guide grooves 5 of the high-precision arrangement section 25 and the optical fibers 1 is 0.1 Pa · s, It is characterized by pouring in an ultraviolet curable resin 11 having a curing shrinkage of 0.25% or less. The rest is the same as the above-described conventional technology, and thus the description is omitted.
[0016]
As shown in FIG. 2, the optical fiber 1 located in the guide groove 5 of “C” of the high-precision arrangement section 25 is displaced vertically by a μm with respect to the other optical fibers 1 arranged linearly (hereinafter, referred to as “a”). When a vertical error occurs, the “C” positioning member 6 moves in the passage 9 of the guide member 7 and the optical fiber positioned at the tip thereof in the “C” guide groove 5. Press 1 to correct the position. At this time, the ultraviolet curable resin 11 in the guide groove 5 overflows from the opening of the guide groove 5 and wraps around the tip of the optical fiber to cover the core 3. However, since the viscosity of the ultraviolet curable resin 11 is low at 0.1 Pa · s, As shown in FIG. 3, the core 3 light was immediately observed. Similar results were obtained at 0.2 Pa · s. Therefore, the viscosity of the ultraviolet curing resin 11 is preferably 0.2 Pa · s or less. Next, when the ultraviolet curing resin 11 in the guide groove 5 is irradiated with ultraviolet light and adhered to the other optical fibers 1 at the same time, even if there are a plurality of optical fibers 1 whose positions are to be corrected, the position can be corrected by the same operation. Thus, a plurality of optical fibers 1 can be simultaneously bonded. At this time, since the curing shrinkage of the ultraviolet curable resin 11 is as small as 0.25% or less, the position fluctuation of the optical fiber is small, and the optical fiber array arrangement section 15 with high accuracy can be formed.
[0017]
By using the optical fiber array array section 15 as an optical system of an optical recording apparatus, multi-beams emitted from the optical fiber array array section 15 form parallel light scanning lines 23 on the photosensitive drum 22 at equal intervals, thereby achieving high quality. Printing is now possible.
[0018]
Further, it is possible to form the optical fiber array arrangement portion 15 composed of two to ten or more optical fibers 1.
[0019]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, high quality printing is attained and the reliability of the optical system of a laser beam printer can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an optical fiber array arrangement section and a position correcting device.
FIG. 2 is a front view showing an arrangement means of an optical fiber array arrangement unit by a position correcting device.
FIG. 3 is a front view showing a high-precision array portion when correcting an optical fiber position in the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing an optical recording apparatus using multiple beams by an optical fiber array.
FIG. 5 is a front view showing moving means of the position correcting device.
FIG. 6 is a front view showing a guide member.
FIG. 7 is a front view showing a conventional high-precision array portion when correcting the position of an optical fiber.
[Explanation of symbols]
1 is an optical fiber, 2 is a clad, 3 is a core, 4 is a guide groove substrate, 5 is a guide groove, 6 is an alignment member, 7 is a guide member, 8 is a guide groove substrate, 9 is a passage, 10 is a transmission member, 11 is an ultraviolet curing resin, 13 is a plate-like member, 14 is a semiconductor module, 15 is an optical fiber array arrangement portion, 16 is a lens, 17 is a lens, 18 is a lens, 19 is a lens, 20 is a rotating polygon mirror, and 21 is scanning. A lens, 22 is a photosensitive drum, 23 is an optical scanning line, 24 is a coarse arrangement portion, 25 is a high-precision arrangement portion, 26 is a step, 27 is a piezoelectric element, 28 is a wiring, and 29 is a power supply.
