JP2007207956A - Light-emitting element array, optical printing head and device for forming image - Google Patents
Light-emitting element array, optical printing head and device for forming image Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007207956A JP2007207956A JP2006023951A JP2006023951A JP2007207956A JP 2007207956 A JP2007207956 A JP 2007207956A JP 2006023951 A JP2006023951 A JP 2006023951A JP 2006023951 A JP2006023951 A JP 2006023951A JP 2007207956 A JP2007207956 A JP 2007207956A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light emitting
- emitting element
- irradiation
- lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 113
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 102
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 29
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 19
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 abstract 3
- 239000011295 pitch Substances 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 179
- 238000000034 method Methods 0.000 description 33
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 18
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 17
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 17
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 11
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 7
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 7
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 5
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 3
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N benzocyclobutene Chemical compound C1=CC=C2CCC2=C1 UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000004382 potting Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
- Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
Abstract
Description
本発明は、発光素子アレイおよび光プリントヘッドならびに画像形成装置に関する。 The present invention relates to a light emitting element array, an optical print head, and an image forming apparatus.
電子写真方式のプリンタ、ファクシミリおよび複写機などの画像形成装置における露光装置の一つである光プリントヘッドとして用いられる発光装置として、複数の発光素子を等間隔で配置して形成される発光素子アレイを駆動させて光源に用いるものがある。光プリントヘッドは、発光素子アレイと、発光素子アレイから出射される光を電子写真感光体に照射させるレンズアレイとを含んで構成され、帯電された電子写真感光体に光を照射して静電潜像を形成する。 Light emitting element array formed by arranging a plurality of light emitting elements at equal intervals as a light emitting apparatus used as an optical print head which is one of exposure apparatuses in image forming apparatuses such as electrophotographic printers, facsimiles, and copiers Is used as a light source. The optical print head includes a light emitting element array and a lens array that irradiates the electrophotographic photosensitive member with light emitted from the light emitting element array, and electrostatically irradiates the charged electrophotographic photosensitive member with light. A latent image is formed.
発光素子アレイとしては、たとえば単結晶の基板にエピタキシャル成長によって形成された発光層を含む砒化ガリウム(GaAs)などから成る化合物半導体層を発光素子として備えるものが知られている。このような発光素子アレイを備える光プリントヘッドでは、発光素子から出射される光が発散光であるので、出射される光のうち、一部の光しかロッドレンズに入射させることができない。ロッドレンズへの入射光量が少ないと、光プリントヘッドからの発光光量を必要量とすることができず、電子写真感光体に形成される静電潜像が不鮮明となる。 As a light emitting element array, for example, a light emitting element including a compound semiconductor layer made of gallium arsenide (GaAs) including a light emitting layer formed by epitaxial growth on a single crystal substrate is known. In an optical print head having such a light emitting element array, light emitted from the light emitting elements is divergent light, so that only a part of the emitted light can enter the rod lens. If the amount of light incident on the rod lens is small, the amount of light emitted from the optical print head cannot be made necessary, and the electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive member becomes unclear.
光プリントヘッドからの発光光量の増加は、発光素子に流す電流値を増大させ、発光素子からの発光光量を増大させることによって実現可能であるけれども、発光素子に流す電流値を増大させることによって、発光素子を駆動させるためのICドライバおよびICドライバが搭載される駆動回路基板が大型化するという問題が生じる。また発光素子に流す電流値を増大させることは、発光素子の低寿命化の問題を発生する。 Increasing the amount of light emitted from the optical print head can be achieved by increasing the current value flowing through the light emitting element and increasing the amount of light emitted from the light emitting element, but by increasing the current value flowing through the light emitting element, There arises a problem that an IC driver for driving the light emitting element and a drive circuit board on which the IC driver is mounted are increased in size. Further, increasing the value of the current flowing through the light emitting element causes a problem of shortening the lifetime of the light emitting element.
このような問題に対して、発光素子に流す電流値を大きくすることなく、光プリントヘッドからの発光光量を増加させることができる発光素子アレイが提案されている(たとえば、特許文献1〜3参照)。特許文献1〜3に開示される発光素子アレイは、複数配列される発光素子の各発光部を覆うように、各発光部にそれぞれ設けられるレンズを備える。このような発光素子アレイによれば、発光素子から出射された光を、各発光部に設けられるレンズで集光することによって、レンズアレイへの入射光量を増加させることができる。これによって、電子写真感光体に鮮明な静電潜像を形成するために充分な光量を得ることができる。 In order to solve such a problem, there has been proposed a light emitting element array capable of increasing the amount of light emitted from the optical print head without increasing the value of a current flowing through the light emitting element (see, for example, Patent Documents 1 to 3). ). The light emitting element arrays disclosed in Patent Documents 1 to 3 include lenses provided in each light emitting part so as to cover each light emitting part of a plurality of light emitting elements arranged. According to such a light emitting element array, the amount of light incident on the lens array can be increased by condensing the light emitted from the light emitting elements with the lenses provided in the respective light emitting units. This makes it possible to obtain a sufficient amount of light for forming a clear electrostatic latent image on the electrophotographic photosensitive member.
1つの発光素子アレイには、たとえば64個、128個または256個の発光素子が形成される。光プリントヘッドは、1つの発光素子アレイに128個の発光素子を備える600dpi(dot per inch)の仕様の発光素子アレイによって構成すると、A4サイズで40個の発光素子アレイ、A3サイズで60個の発光素子アレイが必要となる。 For example, 64, 128, or 256 light emitting elements are formed in one light emitting element array. When the optical print head is constituted by a 600 dpi (dot per inch) specification light emitting element array having 128 light emitting elements in one light emitting element array, 40 light emitting element arrays in A4 size, and 60 light emitting elements in A3 size. A light emitting element array is required.
発光素子アレイは、複数の発光素子が形成される単結晶ウエハをダイシングと呼ばれる工程で切断することによって形成される。図3は、本発明を説明するための図面ではあるが、この図3を参照して説明すると、発光素子5a〜5dは、等ピッチL1で配置され、発光素子アレイ1の端部に配置される発光素子5aと、切断面18との距離L2は、L1/2よりも小さくなる。これは、切断によって生じる誤差によって、隣合う発光素子アレイ1,17の端部に配置される発光素子5a,17a間のピッチが、L1よりも大きくなることを防止するためである。
The light emitting element array is formed by cutting a single crystal wafer on which a plurality of light emitting elements are formed in a process called dicing. FIG. 3 is a diagram for explaining the present invention. However, referring to FIG. 3, the
このように発光素子アレイ1の端部に配置される発光素子5aと、切断面18との距離L2が、L1/2よりも小さくなると、端部に配置される発光素子5aの発光部4aを覆うようなレンズを形成することができない場合がある。またこのような場合、端部に配置される発光素子5aから出射され、レンズアレイに受光される光の受光光量が、端部を除く中間部に配置される発光素子5b〜5dから出射され、レンズアレイに受光される光の受光光量に比べて、小さくなるという問題がある。特許文献1〜3には、端部の発光素子5aからの光を集光するレンズをどのようにして形成するのか開示されていない。
When the distance L2 between the
本発明の目的は、発光素子の占有領域によって同じ大きさのレンズが形成できない場合であっても、発光素子から出射され、レンズアレイに受光される光の受光光量を均一化することができる発光素子アレイおよびそれを備える光プリントヘッドを提供することである。 An object of the present invention is to emit light that can equalize the amount of light received from a light emitting element and received by a lens array even when a lens of the same size cannot be formed due to the area occupied by the light emitting element. An element array and an optical printhead including the element array are provided.
本発明の発光素子アレイは、基板と、
発光部をそれぞれ有し、前記各発光部が、互いに間隔をあけた2地点間に並べて配置されるように前記基板に設けられる複数の発光素子と、
前記発光素子のうち、端部に配置される発光素子の発光部を覆うように設けられ、前記端部に配置される発光素子から出射される光の予め定める仮想一平面上における照射領域を小さくする端部照射領域縮小部と、前記発光素子のうち、端部を除く中間部に配置される発光素子の発光部を覆うように設けられ、前記端部を除く中間部に配置される発光素子から出射される光の前記予め定める仮想一平面上における照射領域を小さくする中間部照射領域縮小部とを含む照射領域縮小手段であって、前記端部照射領域縮小部の前記基板に対する占有領域の面積が、前記中間部照射領域縮小部の前記基板に対する占有領域の面積よりも小さく、かつ前記端部照射領域縮小部の照射領域縮小特性が、前記中間部照射領域縮小部の照射領域縮小特性よりも高く構成される照射領域縮小手段とを含むことを特徴とする。
The light emitting element array of the present invention includes a substrate,
A plurality of light emitting elements provided on the substrate so that each of the light emitting parts is arranged between two points spaced apart from each other;
Among the light emitting elements, the light emitting part of the light emitting element disposed at the end is provided so as to cover, and the irradiation area on a predetermined virtual plane of light emitted from the light emitting element disposed at the end is reduced. A light emitting element disposed to cover the light emitting part of the light emitting element disposed in the intermediate part excluding the end part, and disposed in the intermediate part excluding the end part. An irradiation area reduction means including an intermediate irradiation area reduction unit for reducing the irradiation area on the predetermined virtual plane of light emitted from the edge irradiation area reduction unit, The area is smaller than the area of the area occupied by the intermediate irradiation area reduction part with respect to the substrate, and the irradiation area reduction characteristic of the edge irradiation area reduction part is more than the irradiation area reduction characteristic of the intermediate irradiation area reduction part. High, characterized in that it comprises a configured irradiation region reduction means.
また本発明の発光素子アレイは、前記照射領域縮小手段は、
前記端部照射領域縮小部と、前記中間部照射領域縮小部とで、屈折率の異なる材料を用いることによって、前記端部照射領域縮小部の照射領域縮小特性を、前記中間部照射領域縮小部の照射領域縮小特性よりも高めることを特徴とする。
Further, in the light emitting element array of the present invention, the irradiation region reducing means is
By using materials having different refractive indexes for the edge irradiation region reduction unit and the intermediate irradiation region reduction unit, the irradiation region reduction characteristic of the edge irradiation region reduction unit is obtained by using the intermediate part irradiation region reduction unit. It is characterized by higher than the irradiation area reduction characteristics of
また本発明の発光素子アレイは、前記照射領域縮小手段は、
前記端部照射領域縮小部と、前記中間部照射領域縮小部とで、前記基板からの突出高さを異ならせることによって、前記端部照射領域縮小部の照射領域縮小特性を、前記中間部照射領域縮小部の照射領域縮小特性よりも高めることを特徴とする。
Further, in the light emitting element array of the present invention, the irradiation region reducing means is
By varying the height of protrusion from the substrate between the end irradiation region reduction unit and the intermediate irradiation region reduction unit, the irradiation region reduction characteristic of the end irradiation region reduction unit is set to the intermediate part irradiation. It is characterized by higher than the irradiation area reduction characteristic of the area reduction part.
また本発明の発光素子アレイは、前記照射領域縮小手段は、
前記端部照射領域縮小部と、前記中間部照射領域縮小部とで、出射面の形状を異ならせることによって、前記端部照射領域縮小部の照射領域縮小特性を、前記中間部照射領域縮小部の照射領域縮小特性よりも高めることを特徴とする。
Further, in the light emitting element array of the present invention, the irradiation region reducing means is
By changing the shape of the exit surface between the end irradiation region reduction unit and the intermediate irradiation region reduction unit, the irradiation region reduction characteristic of the end irradiation region reduction unit is changed to the intermediate irradiation region reduction unit. It is characterized by higher than the irradiation area reduction characteristics of
また本発明の光プリントヘッドは、前記本発明の発光素子アレイを複数備え、
前記発光素子アレイから出射される光を電子写真感光体に照射させるレンズアレイ
を含み、
前記複数の発光素子アレイは、前記発光素子の配列方向に沿って配列されることを
特徴とする。
The optical print head of the present invention comprises a plurality of the light emitting element arrays of the present invention,
Including a lens array for irradiating the electrophotographic photosensitive member with light emitted from the light emitting element array,
The plurality of light emitting element arrays are arranged along an arrangement direction of the light emitting elements.
また本発明の画像形成装置は、前記本発明の光プリントヘッドと、
前記電子写真感光体に現像剤によって形成された画像を記録シートに転写する転写手段と、
前記記録シートに転写された現像剤を定着させる定着手段とを含むことを特徴とする。
The image forming apparatus of the present invention includes the optical print head of the present invention,
Transfer means for transferring an image formed by a developer on the electrophotographic photoreceptor to a recording sheet;
And fixing means for fixing the developer transferred to the recording sheet.
本発明によれば、発光素子アレイは、基板と、発光部をそれぞれ有し、前記各発光部が、互いに間隔をあけた2地点間に並べて配置されるように前記基板に設けられる発光素子と、前記発光素子の発光部を覆うように各発光部に設けられる端部照射領域縮小部および中間部照射領域縮小部を含む照射領域縮小手段とを備え、端部に配置される発光部に設けられる端部照射領域縮小部の照射領域縮小特性が、端部を除く中間部に配置される発光部に設けられる中間部照射領域縮小部と比較して高められる。照射領域縮小特性とは、照射領域縮小部に入射した光が照射領域縮小部から出射されるとき、出射された光が照射される照射面の面積を小さくすることができる特性である。照射領域縮小部の照射領域縮小特性が高くなると、照射領域縮小部に入射した光が照射領域縮小部から出射されるとき、出射された光が照射される照射面の面積を小さくすることができる。 According to the present invention, the light emitting element array includes a substrate and a light emitting part, and the light emitting elements provided on the substrate so that the light emitting parts are arranged side by side between two points spaced from each other. And an irradiation area reduction means including an edge irradiation area reduction part and an intermediate irradiation area reduction part provided in each light emission part so as to cover the light emission part of the light emitting element, and provided in the light emission part arranged at the edge part The irradiation area reduction characteristic of the edge irradiation area reduction part is enhanced as compared with the intermediate irradiation area reduction part provided in the light emitting part arranged in the intermediate part excluding the edge part. The irradiation area reduction characteristic is a characteristic that can reduce the area of the irradiation surface irradiated with the emitted light when the light incident on the irradiation area reduction part is emitted from the irradiation area reduction part. When the irradiation region reduction characteristic of the irradiation region reduction unit is increased, when the light incident on the irradiation region reduction unit is emitted from the irradiation region reduction unit, the area of the irradiation surface irradiated with the emitted light can be reduced. .
発光素子アレイの端部に配置される発光素子と、発光素子アレイの基板の切断面との距離は、発光素子同士の間隔の半分の長さよりも短くなり、端部照射領域縮小部の基板に対する占有領域の面積が、中間部照射領域縮小部の基板に対する占有領域の面積よりも小さくなる。このような場合に、端部照射領域縮小部と、中間部照射領域縮小部として、同じ照射領域縮小特性を有する照射領域縮小部を用いると、端部照射領域縮小部の、中間部照射領域縮小部よりも占有領域の面積が小さい部分に入射した光の照射領域を縮小することができず、端部の発光素子から出射され、レンズアレイに受光される光の受光光量が、中間部の発光素子から出射され、レンズアレイに受光される光の受光光量に比べて小さくなる。 The distance between the light emitting element disposed at the end of the light emitting element array and the cut surface of the substrate of the light emitting element array is shorter than half the distance between the light emitting elements, and the distance between the light emitting element array and the substrate at the reduced area of the end irradiation region is reduced. The area of the occupied region is smaller than the area of the occupied region with respect to the substrate of the intermediate irradiation region reduced portion. In such a case, if an irradiation area reduction section having the same irradiation area reduction characteristics is used as the edge irradiation area reduction section and the intermediate irradiation area reduction section, the intermediate irradiation area reduction of the end irradiation area reduction section is achieved. The irradiation area of the light incident on the portion of the occupied area smaller than the area cannot be reduced, and the received light quantity of the light emitted from the light emitting element at the end and received by the lens array is the light emission of the intermediate section. The amount of light received from the element and received by the lens array is smaller than the amount of light received.
したがって端部照射領域縮小部の照射領域縮小特性が、中間部照射領域縮小部の照射領域縮小特性と比較して予め高められる照射領域縮小手段を設けることによって、端部照射領域縮小部の基板に対する占有領域の面積が、中間部照射領域縮小部の基板に対する占有領域の面積よりも小さくなる場合であっても、発光素子から出射され、レンズアレイに受光される光の受光光量を、端部の発光素子と中間部の発光素子との間で均一化することができる。 Therefore, by providing an irradiation area reduction means for improving the irradiation area reduction characteristic of the edge irradiation area reduction part in advance as compared with the irradiation area reduction characteristic of the intermediate irradiation area reduction part, the edge irradiation area reduction part with respect to the substrate is provided. Even when the area of the occupied region is smaller than the area of the occupied region with respect to the substrate of the intermediate irradiation region reduction unit, the amount of light received from the light emitting element and received by the lens array Uniformity can be achieved between the light emitting element and the intermediate light emitting element.
また本発明によれば、前記端部照射領域縮小部と、前記中間部照射領域縮小部とで、屈折率の異なる材料を用いることによって、前記端部照射領域縮小部の照射領域縮小特性が、前記中間部照射領域縮小部の照射領域縮小特性よりも高められる。端部照射領域縮小部と、中間部照射領域縮小部とに用いられる材料の屈折率を異ならせることによって、端部照射領域縮小部と空気との界面における出射光の出射位置と、中間部照射領域縮小部と空気との界面における出射位置とを異ならせることができ、端部照射領域縮小部と中間部照射領域縮小部との照射領域縮小特性を異ならせることができる。 Further, according to the present invention, by using materials having different refractive indexes in the end irradiation region reduction portion and the intermediate portion irradiation region reduction portion, the irradiation region reduction characteristics of the end irradiation region reduction portion are: This is higher than the irradiation area reduction characteristic of the intermediate irradiation area reduction part. By changing the refractive index of the material used for the edge irradiation area reduction part and the intermediate part irradiation area reduction part, the emission position of the emitted light at the interface between the edge irradiation area reduction part and air, and the intermediate part irradiation The emission position at the interface between the area reduction part and the air can be made different, and the irradiation area reduction characteristics of the end part irradiation area reduction part and the intermediate part irradiation area reduction part can be made different.
たとえば端部照射領域縮小部に用いる材料として、中間部照射領域縮小部に用いられる材料の屈折率よりも高い材料を選択することによって、端部照射領域縮小部と空気との界面における出射光の出射位置を、中間部照射領域縮小部と空気との界面における出射位置よりも、発光素子からの出射光の光軸寄りにすることができ、端部照射領域縮小部での照射領域縮小特性を、中間部照射領域縮小部での照射領域縮小特性よりも高めることができ
る。これによって、発光素子からの光を受光する面を有するレンズアレイであって、受光面が一定の面積であるレンズアレイでの受光光量を、中間部の発光素子から出射される光よりも、端部の発光素子から出射される光について大きくすることができる。このようにして、基板に対する占有領域の面積が小さい端部照射領域縮小部の照射領域縮小特性を向上させることができ、レンズアレイに受光される光の受光光量を、端部の発光素子と中間部の発光素子との間で均一化することができる。
For example, by selecting a material higher than the refractive index of the material used for the intermediate irradiation region reduction unit as the material used for the edge irradiation region reduction unit, the emission light at the interface between the edge irradiation region reduction unit and air is selected. The emission position can be closer to the optical axis of the emitted light from the light emitting element than the emission position at the interface between the intermediate irradiation area reduction part and the air. Further, it is possible to improve the irradiation area reduction characteristic in the intermediate area irradiation area reduction part. Thus, the lens array having a surface for receiving light from the light emitting element, and the amount of light received by the lens array having the light receiving surface having a constant area is more reduced than the light emitted from the intermediate light emitting element. It is possible to increase the light emitted from the light emitting elements. In this way, it is possible to improve the irradiation area reduction characteristic of the edge irradiation area reduction part where the area of the occupied area with respect to the substrate is small, and the received light quantity of the light received by the lens array is intermediate between the light emitting element at the edge and It is possible to make uniform between the light emitting elements.
また本発明によれば、前記端部照射領域縮小部と、前記中間部照射領域縮小部とで、前記基板からの突出高さを異ならせることによって、前記端部照射領域縮小部の照射領域縮小特性が、前記中間部照射領域縮小部の照射領域縮小特性よりも高められる。端部照射領域縮小部と、中間部照射領域縮小部とで、基板からの突出高さを異ならせることによって、各照射領域縮小部と空気との界面と、レンズアレイとの距離を異ならせることができ、発光素子から出射される光の発散角を大きくする空気に対して、照射領域縮小部から光が出射される位置を、各発光素子と各発光素子に対応して設けられるレンズアレイとの配置される方向について、異ならせることができる。 Further, according to the present invention, the end irradiation region reduction unit and the intermediate irradiation region reduction unit have different projection heights from the substrate, thereby reducing the irradiation region of the end irradiation region reduction unit. The characteristic is enhanced more than the irradiation area reduction characteristic of the intermediate irradiation area reduction part. By making the protrusion height from the substrate different between the edge irradiation area reduction part and the intermediate part irradiation area reduction part, the distance between the interface between each irradiation area reduction part and air and the lens array can be made different. And a lens array provided corresponding to each light emitting element and each light emitting element with respect to the air that increases the divergence angle of the light emitted from the light emitting element. It is possible to make the direction of the arrangement different.
たとえば端部照射領域縮小部の基板からの突出高さを、中間部照射領域縮小部の基板からの突出高さよりも大きくすることによって、端部照射領域縮小部と空気との界面の位置を、中間部照射領域縮小部と空気との界面の位置よりもレンズアレイ寄りとすることができる。これによって、基板に対する占有領域の面積が小さい端部照射領域縮小部の照射領域縮小特性を向上させることができ、レンズアレイに受光される光の受光光量を、端部の発光素子と中間部の発光素子との間で均一化することができる。 For example, by making the protrusion height from the substrate of the edge irradiation region reduction portion larger than the protrusion height from the substrate of the intermediate irradiation region reduction portion, the position of the interface between the edge irradiation region reduction portion and the air, The position can be closer to the lens array than the position of the interface between the intermediate irradiation region reduced portion and air. As a result, the irradiation area reduction characteristic of the edge irradiation area reduction part with a small area occupied by the substrate can be improved, and the amount of light received by the lens array can be changed between the light emitting element at the edge and the intermediate part. It can be made uniform between the light emitting elements.
また本発明によれば、前記端部照射領域縮小部と、前記中間部照射領域縮小部とで、出射面の形状を異ならせることによって、前記端部照射領域縮小部の照射領域縮小特性が、前記中間部照射領域縮小部の照射領域縮小特性よりも高められる。端部照射領域縮小部と、中間部照射領域縮小部との出射面の形状を異ならせることによって、端部照射領域縮小部から空気に入射する光の入射角と、中間部照射領域縮小部から空気に入射する光の入射角との大きさを異ならせることができ、端部照射領域縮小部からの出射角と、中間部照射領域縮小部からの出射角との大きさを異ならせることができる。 Further, according to the present invention, by changing the shape of the exit surface in the end irradiation region reduction unit and the intermediate irradiation region reduction unit, the irradiation region reduction characteristics of the end irradiation region reduction unit, This is higher than the irradiation area reduction characteristic of the intermediate irradiation area reduction part. By making the shape of the exit surface different between the end irradiation region reduction unit and the intermediate irradiation region reduction unit, the incident angle of light incident on the air from the end irradiation region reduction unit and the intermediate irradiation region reduction unit The incident angle of the light incident on the air can be made different, and the exit angle from the end irradiation region reduction unit can be made different from the emission angle from the intermediate irradiation region reduction unit. it can.
ここで、照射領域縮小部の出射面を、レンズアレイ側に凸となる形状にすると、発光素子から出射され、照射領域縮小部を透過する光を集光することができる。たとえば、端部照射領域縮小部を、中間部照射領域縮小部よりも集光特性が高くなるように各照射領域縮小部の出射面の形状を異ならせることによって、基板に対する占有領域の面積が小さい端部照射領域縮小部の照射領域縮小特性を向上させることができ、レンズアレイに受光される光の受光光量を、端部の発光素子と中間部の発光素子との間で均一化することができる。集光特性とは、照射領域縮小部に入射する光を集光することができる特性である。集光特性を有すると、照射領域縮小部から出射される光束の拡がり角を、照射領域縮小部に入射される光束の拡がり角よりも小さくすることができ、集光特性が高くなると、照射領域縮小部から出射される光束の拡がり角を、照射領域縮小部に入射される光束の拡がり角に比べて一層小さくすることができる。 Here, when the emission surface of the irradiation region reduction portion is formed to be convex toward the lens array side, the light emitted from the light emitting element and transmitted through the irradiation region reduction portion can be collected. For example, the area of the occupying area with respect to the substrate is reduced by changing the shape of the exit surface of each irradiation area reduction section so that the end irradiation area reduction section has higher light collection characteristics than the intermediate irradiation area reduction section. The irradiation area reduction characteristic of the edge irradiation area reduction part can be improved, and the amount of light received by the lens array can be made uniform between the light emitting element at the end and the light emitting element at the intermediate part. it can. The condensing characteristic is a characteristic capable of condensing the light incident on the irradiation region reduced portion. When having the condensing characteristic, the divergence angle of the light beam emitted from the irradiation region reduction unit can be made smaller than the divergence angle of the light beam incident on the irradiation region reduction unit. The divergence angle of the light beam emitted from the reduction unit can be made smaller than the divergence angle of the light beam incident on the irradiation region reduction unit.
また本発明によれば、光プリントヘッドは、前記効果を達成する複数の発光素子アレイと、前記発光素子アレイから出射される光を電子写真感光体に照射させるレンズアレイとを含む。このような光プリントヘッドでは、発光素子から出射され、レンズアレイに受光される光の受光光量が、発光素子の配置される場所によらず均一化される発光素子アレイを備えるので、レンズアレイから電子写真感光体に照射される光の照射光量にむらが発生することを防止できる。 According to the invention, the optical print head includes a plurality of light emitting element arrays that achieve the above effect, and a lens array that irradiates the electrophotographic photosensitive member with light emitted from the light emitting element array. Such an optical print head includes a light emitting element array in which the amount of received light emitted from the light emitting element and received by the lens array is made uniform regardless of where the light emitting element is disposed. It is possible to prevent unevenness in the amount of light irradiated to the electrophotographic photosensitive member.
また本発明によれば、画像形成装置は、前記効果を達成する光プリントヘッドと、前記光プリントヘッドからの光が照射された電子写真感光体に現像剤を供給する現像剤供給手段と、電子写真感光体に現像剤によって形成された画像を記録シートに転写する転写手段と、記録シートに転写された現像剤を定着させる定着手段とを含んで構成される。このような画像形成装置では、電子写真感光体に照射される光の照射光量にむらが発生することが防止されるので、他の部分と比較して電子写真感光体に対する照射光の光量が小さい部分に発生する白筋、および他の部分と比較して電子写真感光体に対する照射光の光量が大きい部分に発生する黒筋などの発生を防止することができ、画像欠陥のない良好な画像を形成することができる。 According to the invention, the image forming apparatus includes an optical print head that achieves the effect, a developer supply unit that supplies a developer to the electrophotographic photosensitive member irradiated with light from the optical print head, and an electronic The image forming apparatus includes a transfer unit that transfers an image formed on the photographic photosensitive member with a developer onto a recording sheet, and a fixing unit that fixes the developer transferred onto the recording sheet. In such an image forming apparatus, since unevenness in the amount of light irradiated to the electrophotographic photosensitive member is prevented, the amount of light irradiated to the electrophotographic photosensitive member is small compared to other portions. It is possible to prevent the occurrence of white streaks that occur in parts and black streaks that occur in parts where the amount of light irradiated to the electrophotographic photosensitive member is larger than other parts, and a good image without image defects can be obtained. Can be formed.
図1は、本発明の実施の第1形態である発光素子アレイ1を備える光プリントヘッド2の構成を示す部分断面図である。本実施の形態の発光素子アレイ1は、基板3と、複数の発光素子5a,5b,5c,5d,…(以後、特定の発光素子を示す場合を除いて発光素子5と記載する)と、照射領域縮小手段6とを含んで構成される。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a configuration of an
発光素子5は、発光部4a,4b,4c,4d,…(以後、特定の発光部を示す場合を除いて発光部4と記載する)をそれぞれ有し、各発光部4が、互いに間隔をあけた2地点間に並べて配置されるように基板3に設けられる。発光素子5のうち、基板3の端部に配置される発光素子5aを、以後端部発光素子5aと記載する。また発光素子5のうち、基板3の端部を除く中間部に配置される発光素子5b,5c,5d,…を、以後中間部発光素子5bと記載する場合がある。また端部発光素子5aの発光部4aを、以後端部発光部4aと記載し、中間部発光素子5b,5c,5d,…の発光部4b,4c,4d,…を、以後中間部発光部4bと記載する場合がある。
The light-emitting element 5 includes light-emitting
照射領域縮小手段6は、端部に配置される発光素子5aの発光部4aを覆うように
設けられ、端部に配置される発光素子5aから出射される光の予め定める仮想一平面
上における照射領域を小さくする端部照射領域縮小部6aと、端部を除く中間部に配
置される発光素子5b,5c,5d,…の発光部4b,4c,4d,…を覆うように
設けられ、端部を除く中間部に配置される発光素子5b,5c,5d,…から出射さ
れる光の前記予め定める仮想一平面上における照射領域を小さくする中間部照射領域
縮小部6b,6c,6d,…とを含む。予め定める仮想一平面とは、後述する基板3
の素子配列面3aに平行な面である。本実施の形態において、予め定める仮想一平面
は、後述するレンズアレイ7の発光素子5に臨む端面である。
The irradiation area reduction means 6 is provided so as to cover the
This surface is parallel to the
また照射領域縮小手段6は、端部照射領域縮小部6aの基板3に対する占有領域の
面積が、中間部照射領域縮小部6b,6c,6d…の基板3に対する占有領域の面積
よりも小さく、かつ端部照射領域縮小部6aの照射領域縮小特性が、中間部照射領域
縮小部6b,6c,6d…の照射領域縮小特性よりも高く構成されることを特徴とす
る。
Further, the irradiation
以後、中間部照射領域縮小部6b,6c,6d,…を、特定の中間部照射領域縮小部を示す場合を除いて中間部照射領域縮小部6bと記載する。
Hereinafter, the intermediate portion irradiation
さらに本実施の形態では、照射領域縮小手段6は、光透過層6であり、端部照射領域縮小部6aである端部光透過部6aと、中間部照射領域縮小部6bである端部光透過部6bとで、基板3からの突出高さを異ならせることによって、端部光透過部6aの照射領域縮小特性が、中間部光透過部6bの照射領域縮小特性よりも高められることを特徴とする。
Further, in the present embodiment, the irradiation area reduction means 6 is the
本実施の形態の光プリントヘッド2は、図1では1つしか記載しないけれども、複数の発光素子アレイ1と、複数のレンズアレイ7とを含んで構成される。光プリントヘッド2は、たとえば、電子写真方式を用いるプリンタ、ファクシミリおよび複写機などの画像形成装置に備えられる電子写真感光体を露光する手段として用いられる。
Although only one
図2は、露光手段として使用される光プリントヘッド2の斜視図である。光プリントヘッド2は、発光素子アレイ1に複数の発光素子5が配置される方向(以後、発光素子配列方向と記載する)に沿って、複数の発光素子アレイ1が等間隔で駆動回路基板8の一方の面8a上に設けられる。発光素子アレイ1は、駆動回路基板8の一方の面8aが電子写真感光体9を臨むように設けられ、複数の発光素子アレイ1と電子写真感光体9との間には、発光素子アレイ1から出射される光を電子写真感光体9に照射させるように、レンズアレイ7が設けられる。複数の発光素子アレイ1が設けられる駆動回路基板8およびレンズアレイ7は、ハウジングに固定支持される。
FIG. 2 is a perspective view of the
複数の発光素子5が配列される基板3は、たとえばガリウムヒ素(GaAs)またはシリコン(Si)などの半導体基板である。基板3としてSiから成る半導体基板を用いる場合、たとえば、溶融させた半導体材料の溶融液から単結晶を引き上げるCZ法(チョクラルスキー法)によって単結晶Siのインゴットを形成し、これを250〜350μmの厚み寸法にスライスした後、スライスした面を研磨することによって単結晶ウエハを得る。
The
基板3には、複数の発光素子5が、光プリントヘッド2の主走査方向に等間隔で直線状に、1列で配置される。本実施の形態の光プリントヘッド2は、解像度が600dpi(dot per inch)であり、発光素子配列方向における発光素子5の中心と、発光素子5に隣合う発光素子5の中心との距離であるピッチL1が42.3μmとなるように、複数の発光素子5が基板3の一方の面である素子配列面3aに互いに間隔をあけて配置される。
On the
発光素子5は、上記のように、たとえばCZ法によって得られ、スライス後研磨された単結晶ウエハの一方の面上に複数個が配列されて形成される。発光素子アレイ1は、複数の発光素子5が形成される単結晶ウエハをダイシングと呼ばれる工程で切断することによって形成される。 As described above, a plurality of light emitting elements 5 are formed on one surface of a single crystal wafer obtained by, for example, the CZ method and polished after slicing. The light emitting element array 1 is formed by cutting a single crystal wafer on which a plurality of light emitting elements 5 are formed in a process called dicing.
発光素子5は、単結晶ウエハの一方の面に、有機金属気相成長法(Metal Organic
Chemical Vapor Deposition:略称MOCVD法)などの方法を用い、エピタキシャル成長によって形成されたGaAsなどの化合物半導体層と、化合物半導体層にオーミック接合された電極層とを備える。また発光素子5を構成する化合物半導体層には、無機材料または有機材料から成る保護膜が形成される。本実施の形態では、発光素子5は、基板3の厚み方向からみたときの形状が矩形状に形成され、発光素子配列方向における幅Wが0.57×L1以下となるように、GaAsから成る化合物半導体層を含む発光素子5が形成される。
The light-emitting element 5 is formed on one surface of a single crystal wafer by metal organic vapor phase epitaxy (Metal Organic).
A compound semiconductor layer such as GaAs formed by epitaxial growth using a method such as Chemical Vapor Deposition (abbreviation: MOCVD method) and an electrode layer ohmic-bonded to the compound semiconductor layer are provided. In addition, a protective film made of an inorganic material or an organic material is formed on the compound semiconductor layer constituting the light emitting element 5. In the present embodiment, the light-emitting element 5 is formed of GaAs so that the shape when viewed from the thickness direction of the
このような発光素子5は、化合物半導体層が、たとえば、n型半導体層とp型半導体層とが順次積層されて形成される発光ダイオード(LED)または発光サイリスタである。発光素子5に対して、基板3に形成される電極パターンを介して電力が与えられると、n型半導体層中に正孔が、p型半導体層中に電子がそれぞれ注入される。発光素子5は、n型半導体層中の正孔およびp型半導体層中の電子をn型半導体層とp型半導体層との間のpn接合付近で再結合させ、結合によって生じるエネルギを光に変換し、たとえば850nmの波長で発光する。
Such a light emitting element 5 is a light emitting diode (LED) or a light emitting thyristor in which a compound semiconductor layer is formed by sequentially laminating an n type semiconductor layer and a p type semiconductor layer, for example. When power is applied to the light emitting element 5 through an electrode pattern formed on the
発光素子5は、基板3の発光素子5が配列される面である素子配列面3aに対して垂直方向に光を出射する面発光型の発光素子であり、発光素子5から光が出射される部分である発光部4を有する。本実施の形態では、発光部4の基板3の基板配列面3aに平行な面の面積は、発光素子5の基板3の基板配列面3aに平行な面の面積と同じ大きさである。また発光部4の発光素子配列方向の幅は、発光素子5の幅に等しい。
The light-emitting element 5 is a surface-emitting light-emitting element that emits light in a direction perpendicular to the
このような発光素子5が配列される基板3は、発光素子5の駆動を制御するICドライバ10が搭載されるガラス基板などの駆動回路基板8に実装される。発光素子5は、基板3に形成される電極パターンを介してICドライバ10と電気的に接続される。電極パターンは、ICドライバ10の回路パターンとボンディングワイヤによって接続される。たとえばA3サイズに対応する光プリントヘッド2の駆動回路基板8には、1つの発光素子アレイに128個の発光素子を備える600dpiの仕様によって構成される本実施の形態の発光素子アレイ1が、60個配置される。
The
レンズアレイ7は、棒状または円柱形状のレンズであるロッドレンズを多数並列して配列し、各レンズによる正立等倍像を重ね合わせて全体で1つの連続像を形成する光学系である。ロッドレンズとしては、たとえば、円柱形状を有し、円柱の中心軸から外周に向かって屈折率が連続的に減少するような屈折率分布を有するセルフォックレンズ(商品名)などの屈折率分布レンズ(グリンレンズ;GRIN;Gradient Index)を用いることができる。レンズアレイ7としては、棒状または円柱形状のロッドレンズが用いられるアレイに限定されず、たとえば屋根形状のルーフミラーレンズなどが用いられるアレイなどであってもよい。
The
レンズアレイ7は、1つの発光素子5からの出射光が、各発光素子5に対応する1つのロッドレンズ11または複数のロッドレンズ11を含むロッドレンズ群(以後、ロッドレンズ群についてもロッドレンズ11と称する)に照射されるように配置される。ロッドレンズ11は、対応する発光素子5からの光を受光して、受光した側と反対側の面から光を出射し、発光素子5からの光を電子写真感光体9に結像させる。以後、特定の発光素子5a,5b,5c,5d,…からの光を受光し、特定の発光素子5a,5b,5c,5d,…から受光した光を電子写真感光体9に照射させるロッドレンズ11を、対応するロッドレンズ11a,11b,11c,11d,…と称する。ロッドレンズ11と発光素子5との距離H0は、ロッドレンズ11の視野角(または開口角)および口径などによって決定される。
The
ロッドレンズ11は、発光素子5から出射される光のうち、ロッドレンズ11の視野角の半角よりも大きい角度の入射角で入射する光については利用することができないので、対応する発光素子5以外の発光素子5から出射された光が照射されても、その光は電子写真感光体9への照射に利用されない。発光素子5から出射された光のうち、対応するロッドレンズ11に入射しない光は、フレア光となる。ロッドレンズ11同士の隙間には不透明な材料が充填され、フレア光がロッドレンズ11同士の隙間から漏れて電子写真感光体9に照射されることを防止している。
Since the
ただしこのようなフレア光は、フレア光が反射することによって、ロッドレンズ11の視野角の半角よりも小さい角度の入射角で、対応するロッドレンズ11と異なるロッドレンズ11に入射するおそれがあるので、発生が抑制されることが好ましい。本実施の形態では、発光素子5から出射された光のうち、より多くの光を、発光素子5に対応するロッドレンズ11に入射させることができるように、各発光部4から出射される光の照射領域を小さくする端部照射領域縮小部6aおよび中間部照射領域縮小部6b,6c,6d,…を含む光透過層6が形成される。
However, such flare light is likely to be incident on a
本実施の形態の光透過層6は、端部発光素子5aの端部発光部4aを覆うように設けられ、端部発光素子5aから出射される光の照射領域を小さくする端部光透過部6aと、中間部発光素子5bの中間部発光部4bを覆うように設けられ、中間部発光素子5bから出射される光の照射領域を小さくする中間部光透過部6bとを含む。端部光透過部6aは、中間部光透過部6b,6c,6d…と比較して、照射領域縮小特性が高く構成される。以後、端部光透過部6aおよび中間部光透過部6b,6c,6d,…を、あわせて照射領域縮小部6a,6b,6c,6d,…と記載する場合がある。
The
照射領域縮小部6a,6b,6c,6d,…とは、発光部4の基板3に対する占有領域に応じて分割され、占有領域内に存在する発光部4からの光の照射領域を小さくする光透過部6a,6b,6c,6d,…である。本実施の形態では、各発光部4a,4b,4c,4d,…に設けられる複数の光透過部6a,6b,6c,6d,…が一体的に形成され、光透過層6を構成する。
The irradiation
発光部4の占有領域は、次のように定められる。まず発光素子配列方向に垂直な仮想平面12であって、隣合う2つの発光素子5の発光部4の発光素子配列方向における中心からの距離が等しい複数の仮想平面12によって、基板3の素子配列面3aを切断し、隣合う2つの仮想平面12で区切られる複数の分割面13a,13b,13c,13d,…(以後、特定の分割面を示す場合を除き分割面13と記載する)を定める。ここで、分割面13上に配置される発光部4の参照符号に付加されるアルファベットの添字をあわせて記載することによって、分割面13がどの発光部4の占有領域に含まれるものであるかを示す。このような発光部4と同じ添字が付加される分割面13を含み、隣合う2つの仮想平面12で区切られる領域を、発光部4の占有領域と記載する。また発光部4の占有領域を、発光素子5の占有領域と記載する場合がある。また発光部4の参照符号に付加されるアルファベットの添字をあわせて記載し、光透過部6の基板3に対する占有領域と記載する場合がある。
The occupied area of the light emitting unit 4 is determined as follows. First, the
本実施の形態の光透過層6は、屈折率の異なる第1光透過層14および第2光透過層15がこの順番で発光素子5が形成される基板3の素子配列面3aに積層され、さらに端部に配置される端部発光部4aに設けられる端部照射領域縮小部6aである端部光透過部6aでは、第3光透過層16が形成される。本実施の形態の光透過層6は、基板3の厚み方向からみたときの形状が矩形状に形成される。また本実施の形態では、第1光透過層14の厚みがt1、第2光透過層15の厚みがt2、第3光透過層16の厚みがt3となるように、第1〜第3光透過層14,15,16が形成される。
In the
本実施の形態の光透過層6は、発光素子5から離反する側の層の屈折率が、発光素子5に近接する側の層の屈折率よりも高くなるように、第1〜第3光透過層14,15,16が積層される。本実施の形態では、第1光透過層14の屈折率をn1、第2光透過層15の屈折率をn2、第3光透過層16の屈折率をn3とするとき、n1<n2<n3となる。
The
光透過層6を構成する第1〜第3光透過層14,15,16は、発光素子5の屈折率よりも低い屈折率であって、空気の屈折率よりも高い屈折率を有するとともに、透光性を有する材料から成る。第1〜第3光透過層14,15,16に用いられる材料としては、たとえば透光性を有する樹脂などが挙げられる。
The first to third light transmission layers 14, 15, 16 constituting the
透光性を有する樹脂は、発光素子5から出射される光の波長領域、たとえば400nm〜1000nm、本実施の形態では850nmにおいて透光性を有するものであれば、特に制限されない。透光性を有する樹脂としては、たとえば、四フッ化エチレン樹脂(PTFE;ポリテトラフルオロエチレン)、メタクリル酸メチル樹脂(PMMA)、ベンゾシクロブテン樹脂(BCB)、ポリスチレン(PS)、ポリカーボネート(PC)、およびポリイミド(PI)などが挙げられる。これらの樹脂の屈折率は、常温(24℃)において、波長770nmの光を入射させる場合、PTFEが1.36であり、PMMAが1.49であり、BCBが1.50であり、PSが1.59であり、PCが1.59であり、PIが1.78である。また同じ条件で測定される発光素子5の屈折率は、たとえば、発光素子5の化合物半導体層がGaAsから成る場合、約3.60〜3.70である。また同じ条件で測定される空気の屈折率は1.00である。 The resin having translucency is not particularly limited as long as it has translucency in a wavelength region of light emitted from the light emitting element 5, for example, 400 nm to 1000 nm, and in this embodiment, 850 nm. Examples of the light-transmitting resin include tetrafluoroethylene resin (PTFE; polytetrafluoroethylene), methyl methacrylate resin (PMMA), benzocyclobutene resin (BCB), polystyrene (PS), and polycarbonate (PC). , And polyimide (PI). The refractive indexes of these resins are as follows: PTFE is 1.36, PMMA is 1.49, BCB is 1.50, and PS is PS when light having a wavelength of 770 nm is incident at room temperature (24 ° C.). 1.59, PC is 1.59, and PI is 1.78. The refractive index of the light emitting element 5 measured under the same conditions is, for example, about 3.60 to 3.70 when the compound semiconductor layer of the light emitting element 5 is made of GaAs. The refractive index of air measured under the same conditions is 1.00.
光透過層6は、第1〜第3光透過層14,15,16としてたとえば上記樹脂の中から3種類の材料を選択し、屈折率の低い材料から発光素子5の発光部4に順次積層されて形成される。光透過層6は、たとえば、次のような塗布工程および溶媒除去工程を含む光透過層形成方法によって、第1〜第3光透過層14,15,16を順次積層することによって形成される。
The
塗布工程では、たとえば、各層を構成する樹脂を溶解可能な有機溶剤などの溶媒に溶解させて作製される塗布液を、スピンコート法などの方法によって塗布して塗布液層を形成する。溶媒除去工程では、たとえば、形成された塗布液層をキュア炉などで加熱することなどによって塗布液層中の溶媒を蒸発させて除去し、光透過層を形成する。ここで、第3光透過層16は、形成すべき部分以外にマスクをすることによって必要な部分のみに形成される。第3光透過層16を第2光透過層15の基板3と反対側の面の全面に形成した後、不要な部分に形成された第3光透過層16を、フォトエッチングなどによって除去してもよい。第3光透過層16は、前記スピンコート法で用いられる塗布液を、インクジェット式の吐出手段などによって吐出するポッティングなどの方法によって形成されてもよい。
In the coating step, for example, a coating solution prepared by dissolving a resin constituting each layer in a solvent such as an organic solvent that can be dissolved is applied by a method such as spin coating to form a coating solution layer. In the solvent removal step, for example, the formed coating solution layer is heated in a curing furnace or the like to evaporate and remove the solvent in the coating solution layer, thereby forming a light transmission layer. Here, the third
また第1〜第3光透過層14,15,16は、酸化物または窒化物などから成る薄膜をスパッタリング、CVD(Chemical Vapor Deposition)、または真空蒸着などの成膜技術を利用して形成されてもよい。 The first to third light transmission layers 14, 15, and 16 are formed by using a film forming technique such as sputtering, CVD (Chemical Vapor Deposition), or vacuum deposition, using a thin film made of oxide or nitride. Also good.
本実施の形態では、第1光透過層14および第2光透過層15が、それぞれ膜によって重ねて形成されるとともに、前述のような矩形状からなる単純な形状であるので、発光素子5の発光部4に対する第1光透過層14および第2光透過層15の位置合わせが不要であり、またフォトリソグラフィーなどの微細加工が不要であり、さらに成膜のみの簡単な方法によって形成することができるので、発光素子アレイ1の製造が容易となる。また第1光透過層14および第2光透過層15が積層膜のような単純な形状であるので、中間部発光部4b,4c,4d,…に設けられる照射領域縮小部6b,6c,6d,…において、均一な光学特性を得ることができる。
In the present embodiment, each of the first
図3は、発光素子5および発光素子アレイ1の配置を示す光プリントヘッド2の部分断面図である。発光素子アレイ1の端部に配置される端部発光素子5aと、発光素子アレイ1に隣合うもう一つの発光素子アレイ17の、発光素子アレイ1側の端部に配置される発光素子17aとの間隔が、前記ピッチL1と等しくなるように、複数の発光素子アレイ1,17が駆動回路基板8の一方の面に配置される。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the
発光素子アレイ1は、前述のように、複数の発光素子5が形成される単結晶ウエハをダイシングと呼ばれる工程で切断することによって得られる基板3を含んで構成される。ここでダイシング工程では、切断によって生じる誤差によって、隣合う発光素子アレイ1,17の端部に配置される端部発光素子5a,17a間のピッチが、前記ピッチL1よりも大きくなることを防止するために、端部発光素子5aと、切断面18との距離L2が、L1/2よりも小さくなるように、単結晶ウエハが切断される。これによって、端部発光部4aの基板3に対する占有領域の面積が、端部を除く中間部に配置される発光部4bの基板3に対する占有領域の面積よりも小さくなる。
As described above, the light emitting element array 1 includes the
ここで、本実施の形態では形成される第3光透過層16が設けられない場合について述べる。端部発光部の基板に対する占有領域の面積が、中間部発光部の基板に対する占有領域の面積よりも小さくなると、端部発光部に設けられる端部光透過部の基板3に対する占有領域の面積が、中間部発光部に設けられる中間部光透過部の基板3に対する占有領域の面積よりも小さくなり、端部光透過部を透過して対応するロッドレンズに入射する光の光量が、中間部光透過部を透過して対応するロッドレンズに入射する光の光量よりも小さくなる。
Here, a case where the third
端部光透過部を透過して対応するロッドレンズに入射する光の光量が、中間部光透過部を透過して対応するロッドレンズに入射する光の光量よりも小さくなると、端部光透過部に対応するロッドレンズから電子写真感光体に照射される光の光量が、中間部光透過部に対応するロッドレンズから電子写真感光体に照射される光の光量に比べて小さくなり、照射光量にむらを生じる。照射光量にむらを生じる光プリントヘッドを、画像形成装置に用いられる電子写真感光体を露光する手段として用いると、形成される画像に白筋などの画像欠陥を発生する。 When the light amount of the light passing through the end light transmitting portion and entering the corresponding rod lens is smaller than the light amount passing through the intermediate light transmitting portion and entering the corresponding rod lens, the end light transmitting portion The amount of light irradiated to the electrophotographic photosensitive member from the rod lens corresponding to is smaller than the amount of light irradiated to the electrophotographic photosensitive member from the rod lens corresponding to the intermediate light transmitting portion. Causes unevenness. When an optical print head that generates unevenness in the amount of irradiation light is used as a means for exposing an electrophotographic photosensitive member used in an image forming apparatus, image defects such as white streaks occur in the formed image.
本実施の形態では、基板3に対する占有領域の面積が他の発光部4である中間部発光部4bに比べて小さい端部発光部4aに設けられる端部光透過部6aが、第3光透過層16を含んで構成される。端部光透過部6aに第3光透過層16が形成されることによって、端部光透過部6aの基板3からの突出高さH1を、中間部光透過部6bの基板3からの突出高さH2よりも大きくすることができる。このように、端部光透過部6aと中間部光透過部6bとで基板3からの突出高さを異ならせることによって、端部光透過部6aの照射領域縮小特性を、中間部光透過部6bの照射領域縮小特性よりも高めることができる。以下図面を参照して、端部光透過部6aの突出高さH1が中間部光透過部6bの突出高さH2よりも大きく形成されることによって、端部光透過部6aの照射領域縮小特性を、中間部光透過部6bの照射領域縮小特性よりも高めることができる理由を説明する。
In the present embodiment, the end
図4は、発光素子5から出射されてレンズアレイ7に入射される光の光路を示す図である。発光素子5から出射される光は、GaAsの屈折率が、空気の屈折率および光透過層6を構成する樹脂などの材料の屈折率よりも高いことによって、発散光となる。図4では、この発散光のうち、いくつかの成分の光の光路を矢符で示す。レンズアレイ7に入射される光の光路を示す図においては、図面が煩雑となるので、一部のハッチングの記載を省略する。
FIG. 4 is a diagram illustrating an optical path of light emitted from the light emitting element 5 and incident on the
中間部発光素子5bからの光は、第1光透過層14および第2光透過層15を透過して空気中に出射され、レンズアレイ7に向かう。中間部発光素子5bから出射された光のうち、ロッドレンズ11bに入射するときの入射角をロッドレンズ11bの視野角の半角以下とする閾値以下の出射角で出射された光は、光路19a,19b,19cで示すように、第1光透過層14および第2光透過層15を透過し、対応するロッドレンズ11bに入射する。さらに光路19bに注目すると、第1光透過層14および第2光透過層15を設けない場合では、光路が二点鎖線の矢符20bで示すように対応するロッドレンズ11bに入射させることができなかった光を、第1光透過層14および第2光透過層15で屈折させ、第2光透過層15から空気への出射光の出射位置を出射光軸19a寄りに移動させることによって、対応するロッドレンズ11bに入射させるように導くことができる。閾値よりも大きい出射角で出射された光は、光路19dで示すように、第1光透過層14および第2光透過層15を設けても光路の曲げが不充分であり、対応するロッドレンズ11bに入射させることができない。
Light from the intermediate
端部発光素子5aからの光は、第1光透過層14、第2光透過層15および第3光透過層16を透過して空気中に出射され、レンズアレイ7に向かう。図4の矢符21a,21b,21c,21dで光路が示される端部発光素子5aからの出射光は、矢符19a,19b,19c,19dで光路が示される中間部発光素子5bからの出射光と同じ出射角で出射された光である。
The light from the end
光路21cに注目する。中間部発光素子5bから出射される同じ出射角の光については光路19cに示すように、対応するロッドレンズ11bに入射させることができるけれども、矢符21cで光路を示す端部発光素子5aからの出射光は、光透過層6の端部22から、光透過層6とは光学的に異なる性質を有する空気に入射するときに、光透過層6の端部22において散乱され、対応するロッドレンズ11aに入射させることができない。このように、端部光透過部6aの形成される領域が中間部光透過部6bに比べて小さいことによって、端部発光素子5aから出射された光は、中間部発光素子5bから出射された光に比べて、対応するロッドレンズ11に入射される光量が減少する、という問題がある。
Pay attention to the
本実施の形態では、第3光透過層16が端部光透過部6aのみに形成されることによって、この減少した分の光量を補償し、端部発光素子5aに対応するロッドレンズ11aへの入射光量を、中間部発光素子6bに対応するロッドレンズ11bへの入射光量に近づけることができる。
In the present embodiment, the third
光路21bに注目する。中間部発光素子6bから出射される同じ出射角の光については光路19bに示すように、対応するロッドレンズ11bに入射させることができる。二点鎖線19bは、中間部発光素子6bから出射される光路19bを、端部発光素子5aから出射される同じ出射角の光の光路21bに重ね合わせて記載した光路である。このように、二点鎖線で示される光路は、同じ参照符号の実線で示される光路を、異なる発光素子から出射された光に重ね合わせて記載した光路であるので、以後各二点鎖線で示される光路の説明を省略する。
Note the
矢符21bで光路を示す端部発光素子5aからの出射光は、第1光透過層14、第2光透過層15および第3光透過層16を透過して空気中に出射され、対応するロッドレンズ11aに入射する。端部発光素子5aからの出射光の光路21bは、中間部発光素子5bからの出射光が透過する第1光透過層14および第2光透過層15に加えて、第3光透過層16を透過するので、中間部発光素子5bからの出射光の光路19bよりも、出射光軸21a寄りに移動する。
The light emitted from the end
光路21dに注目する。中間部発光素子5bから出射される同じ出射角の光については光路19dに示すように、出射角が閾値よりも大きいことによって、第1光透過層14および第2光透過層15を設けても光路の曲げが不充分であり、対応するロッドレンズ11bに入射させることができない。これに対して、矢符21dで光路を示す端部発光素子5aからの出射光は、第1光透過層14、第2光透過層15および第3光透過層16を透過して空気中に出射され、端部光透過部6aから空気への出射光の出射位置が、中間部光透過部6bから空気への出射光の出射位置よりも、出射光軸21a寄りに移動されるので、光路21dで示される光を、対応するロッドレンズ11aに入射させることができる。このように、第3光透過層16を設けて、端部光透過部6aにおける突出高さH1を、中間部光透過部6bの突出高さH2よりも大きくすることによって、端部発光素子5aから出射され基板3の切断面18と反対側で光透過層6を透過する光のうち、対応するロッドレンズ11aに入射させることができる光の出射角の閾値を大きくすることができる。
Note the
このように、端部発光部4aに設けられる端部光透過部6aの突出高さH1を、中間部発光部4bに設けられる中間部光透過部6bの突出高さH2よりも大きくすることによって、端部光透過部6aの照射領域縮小特性を、中間部光透過部6bの照射領域縮小特性よりも高めることができる。端部光透過部6aでは、基板3の切断面18と反対側において出射角の閾値を大きくすることができ、対応するロッドレンズ11aへの入射光量を増加させることができる。これによって、基板3の切断面18側の光透過層6の端部22から出射されて散乱され、対応するロッドレンズ11aに入射させることができない分の減少する光量を補償することができる。このようにして、端部発光部4aに対応するロッドレンズ11aの受光光量を増大させ、端部発光部4aに対応するロッドレンズ11aと、中間部発光部4bに対応するロッドレンズ11bとの間で、受光光量を均一化することができる。
In this way, by making the protruding height H1 of the end
ここで、光透過層6は、発光素子配列方向における端部22が、切断面18よりも端部発光素子5a寄りとなるように、形成されることが好ましい。光透過層6は、通常単結晶ウエハに複数の発光素子5を形成した後に、かつダイシング工程の前に形成される。
Here, the
光透過層6の発光素子配列方向における端部22が、切断面18よりも端部発光素子5a寄りとならない場合、たとえば発光素子アレイ1に形成される光透過層6と、発光素子アレイ1と隣合うもう一つの発光素子アレイ17に形成される光透過層17bとが一体的に形成される場合、ダイシング工程において単結晶ウエハとともに光透過層6,17bを切断することとなり、光透過層6,17bの切断部分にマイクロクラックが発生する。光透過層6,17bにマイクロクラックが発生すると、光透過層6,17bにおける光の透過性が低下し、光量の損失を生じるので、突出高さを大きくすることによっても補償できない光量減少が生じる。
When the
また発光素子アレイ1に形成される光透過層6と、発光素子アレイ1と隣合うもう一つの発光素子アレイ17に形成される光透過層17bとが別々に形成される場合であっても、光透過層6,17b同士の間隔が短いと、ダイシング工程におけるブレードなどの切断手段の振動などによって、マイクロクラックが発生するおそれがある。
Even when the
したがって光透過層6は、光透過層6の端部22と、基板3の切断面18との距離L3が0.15×(L2−W/2)以上(L2−W/2)以下となるように、形成されることが好ましい。距離L3が上記範囲となるように光透過層6が形成されることによって、ダイシング工程におけるマイクロクラックの発生を防止することができる。基板3の切断面18との距離L3が0.15×(L2−W/2)未満であると、ダイシング工程におけるブレードなどの切断手段の振動などによって、マイクロクラックが発生するおそれがある。基板3の切断面18との距離L3が(L2−W/2)を超えると、発光素子5からの出射光が光透過層6の端部22から出射されることによって減少する光量が多くなり過ぎ、端部光透過部6aの突出高さH1を大きくしても、減少分の光量を補えないおそれがある。
Therefore, in the
このような端部光透過部6aの基板3からの突出高さH1および中間部光透過部6bの基板3からの突出高さH2は、次のようにして決定される。まず中間部光透過部6bの基板3に対する突出高さH2を決定する。このような中間部光透過部6bの突出高さH2に対する端部光透過部6aの好ましい突出高さH1は、第1〜第3光透過層14,15,16を構成する材料の屈折率などに応じて決定される。したがって突出高さH2の中間部光透過部6bを構成する第1光透過層14および第2光透過層15を形成した後、たとえば実際にロッドレンズ11で受光される光の光量を測定することなどによって、端部発光素子5aに対応するロッドレンズ11aと、中間部発光素子5bに対応するロッドレンズ11bとで、受光光量が均一化するように、第3光透過層16の厚みを決定する。以上のようにして、第1〜第3光透過層14,15,16の厚みt1、t2、t3によって定められる端部光透過部6aの基板3に対する突出高さH1が決定される。
The protruding height H1 of the end
中間部光透過部6bの基板3に対する突出高さH2は、たとえば、第1光透過層14および第2光透過層15がスピンコート法によって形成される場合、塗布液の粘度およびスピンコータの回転数(回転速度)などによって決定される。スピンコート法によって決定される第1光透過層14の厚みt1および第2光透過層15の厚みt2がたとえば、2.5μm以上7.5μm以下である場合、突出高さH2は、5μm以上15μm以下となる。
For example, when the first
中間部光透過部6bの基板3に対する突出高さH2が5μm以上15μm以下である場合、端部光透過部6aの基板3に対する突出高さH1は、中間部光透過部6bの基板3に対する突出高さH2よりも大きくなるように、第3光透過層16が形成される。端部光透過部6aの基板3に対する突出高さH1は、15μm以上215μm以下であることが好ましい。ただし、中間部光透過部6bの突出高さH2が15μmである場合、端部光透過部6aの突出高さH2は、15μmより大きく設定される。端部光透過部6aの突出高さH1が上記範囲である場合、第3光透過層16の厚みt3は、10μm以上200μm以下である。
When the protruding height H2 of the intermediate
上記のような場合において、第3光透過層16の厚みt3が10μm未満であると、端部光透過部6aから空気への出射光の出射位置を、中間部光透過部6bから空気への出射光の出射位置に対して光軸寄りに移動させることができるけれども、その移動量が小さく、端部発光素子5aからロッドレンズ11aに入射する光の光量と、中間部発光素子5bからロッドレンズ11b入射する光の光量とを均一化することができるほど、照射領域縮小特性を高めることができないおそれがある。また上記のような場合において、第3光透過層16の厚みt3が200μmを超えると、第3光透過層16を透過することによって光の損失が発生するおそれがある。したがって上記のような場合において、端部発光素子5aからロッドレンズ11aに入射する光の光量と、中間部発光素子5bからロッドレンズ11b入射する光の光量とを均一化するためには、第3光透過層16の厚みt3が10μm以上200μm以下であることが好ましい。
In the above case, when the thickness t3 of the third
このような第3光透過層16は、前述のようにスピンコート法によっても形成することができる。第3光透過層16をスピンコート法によって形成する場合、用いる塗布液の粘度を、第1光透過層14および第2光透過層15を形成するときに用いる塗布液の粘度よりも高めることが好ましい。また第3光透過層16を形成するときのスピンコータの回転数を、第1光透過層14および第2光透過層15を形成するときのスピンコータの回転数よりも小さくすることが好ましい。
Such a third
このような第3光透過層16は、光透過層6の端部22と反対側の端部23が、端部発光部4aの占有領域の中央寄りに形成されることが好ましい。第3光透過層16の光透過層6の端部22と反対側の端部23が、端部発光部4aの占有領域の中央寄りに形成されると、端部発光素子5aに隣合う中間部発光素子5bからの出射光が、第3光透過層16を透過して端部発光素子5aに対応するロッドレンズ11aに入射することを防止でき、また中間部発光素子5bからの出射光が、第3光透過層16の端部23で反射されて散乱光となることを防止できる。
In such a third
端部発光部4aと中間部発光部4bとからの発光素子配列方向における距離が等しい仮想平面12と、第3光透過層16の端部23との距離L4は、0.15×(L1−W)/2以上(L1−W)/2以下であることが好ましい。上記範囲となるように第3光透過層16が端部発光部4aの占有領域よりも内側に形成されると、中間部発光素子5bからの出射光が、第3光透過層16を透過または第3光透過層16の端部23で反射されることを防止できる。距離L4が0.15×(L1−W)/2未満であると、中間部発光素子5bからの出射光が、第3光透過層16を透過または第3光透過層16の端部23で反射するおそれがある。距離L4が(L1−W)/2を超えると、第3光透過層16の形成される領域が小さくなり、照射領域縮小特性が低下するおそれがある。
The distance L4 between the
以上のような光透過層6としては、上記のような構成に限定されることなく、種々の変更が可能である。たとえば、本実施の形態では、第1光透過層14の屈折率をn1、第2光透過層15の屈折率をn2、第3光透過層16の屈折率をn3とするとき、n1<n2<n3となるような、光透過層6が屈折率の異なる第1〜第3光透過層14,15,16から構成されるものであるけれども、第1光透過層14の屈折率n1、第2光透過層15の屈折率n2、第3光透過層16の屈折率n3の大小関係を適宜変更してもよい。また端部光透過部6aの突出高さH1と、中間部光透過部6bの突出高さH2とが異なっていれば、第1〜第3光透過層として同じ材料を用いて1層で光透過層6を構成するなど、光透過層を形成する層の数を適宜減少または増加させてもよい。
The
以上のような光透過層6を備える発光素子アレイ1は、端部光透過部6aと、中間部光透過部6bとで、基板3からの突出高さを異ならせることによって、端部光透過部6aの照射領域縮小特性が、中間部光透過部6bの照射領域縮小特性よりも高められる。本実施の形態では、端部光透過部6aの基板3からの突出高さH1を、中間部光透過部6bの基板3からの突出高さH2よりも大きくすることによって、基板厚み方向における端部光透過部6aと空気との界面の位置を、中間部光透過部6bと空気との界面の位置よりもレンズアレイ7寄りとすることができる。これによって、基板3に対する占有領域の面積が小さい端部光透過部6aの照射領域縮小特性を向上させることができ、レンズアレイ7に受光される光の受光光量を、端部発光素子5aと中間部発光素子5bとの間で均一化することができる。
The light-emitting element array 1 including the
また本実施の形態の光プリントヘッド2は、上記のような光透過層6が形成される複数の発光素子アレイ1と、発光素子アレイ1から出射される光を電子写真感光体9に照射させるレンズアレイ7とを含む。このような光プリントヘッド2では、発光素子5から出射され、レンズアレイ7に受光される光の受光光量が、発光素子5の配置される場所によらず均一化される発光素子アレイ1を備えるので、レンズアレイ7から電子写真感光体9に照射される光の照射光量にむらが発生することを防止できる。さらに電子写真感光体9に照射される光の照射光量むらの発生を防止することによって、他の部分と比較して照射光の光量が小さい部分に発生する白筋および他の部分と比較して照射光の光量が大きい部分に発生する黒筋などの発生を防止することができ、画像欠陥のない良好な画像を形成することができる。
Further, the
このような発光素子アレイ1および光プリントヘッド2は、上記の構成に限定されることなく、種々の変更が可能である。たとえば、本実施の形態の光プリントへッド2は、解像度が600dpiであり、発光素子5が等ピッチL1=42.3μmで配置されるけれども、これに限定されることなく、たとえば解像度が1200dpiであり、発光素子5が等ピッチL1=21.1μmで配置される発光素子アレイ1および光プリントヘッド2などであってもよい。
The light emitting element array 1 and the
端部発光素子5aの基板3に対する占有領域の面積が小さいことによる光量低下の問題は、高解像度化とともに強まる傾向にある。したがって、ピッチL1が21.1μmと狭い発光素子アレイ1では、たとえばピッチL1が42.3μmの発光素子アレイ1よりも、端部発光部4aへの光透過層の形成が困難であり、端部光透過部6aの占有領域の面積が小さくなるおそれがある。このような場合、端部発光部4aから出射されレンズアレイ7に入射する光の光量は、中間部発光部4bから出射されレンズアレイ7に入射する光の光量に比べて一層小さくなりやすくなる。したがって、本実施の形態のように、端部光透過部6aの突出高さH1を中間部光透過部6bの突出高さH2よりも大きくすることによって、レンズアレイ7に受光される光の受光光量を、端部発光素子5aと中間部発光素子5bとの間で均一化する構成は、高解像度化された発光素子アレイ1に用いられることが好ましい。
The problem of a decrease in the amount of light due to the small area of the area occupied by the edge
図5は、本発明の実施の第2形態である発光素子アレイ31を備える光プリントヘッド32の構成を示す部分断面図である。本実施の形態の光プリントヘッド32は、前述の第1実施形態の光プリントヘッド2に類似し、同一の構成である部分については同一の参照符号を付してその説明を省略する。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a configuration of an
本実施の形態の発光素子アレイ31は、基板3と、発光部4を有する発光素子5と、各発光素子5の発光部4を覆って設けられる光透過層33とを含んで構成される。本実施の形態の光プリントヘッド32は、複数の発光素子アレイ31と、レンズアレイ7とを含んで構成される。
The light emitting
本実施の形態の発光素子アレイ31は、光透過層33の端部光透過部33aと、中間部光透過部33b,33c,33d,…(以後、特定の中間部光透過部を示す場合を除き中間部光透過部33bと記載する)とで、出射面の形状を異ならせることによって、端部光透過部33aの照射領域縮小特性を、中間部光透過部33bの照射領域縮小特性よりも高めることを特徴とする。
The light emitting
本実施の形態では、中間部光透過部33bの出射面形状は、平面形状であり、端部光透過部33aの出射面形状は、レンズアレイ7側に凸となる曲面形状である。本実施の形態の光透過層33は、前述の実施の第1形態の光透過層6と同様に、透光性を有する樹脂などの材料から成る2つの光透過層14,34から構成される。
In the present embodiment, the exit surface shape of the intermediate
第2光透過層34には、端部発光素子5aの基板3に対する占有領域内において、凸部35が形成される。凸部35は、半球状、または非球面レンズなどで知られるような曲面形状に形成される。これによって、端部光透過部33aの出射面が曲面形状に形成される。本実施の形態では、基板3の素子配列面3aに平行な面内における凸部35の中心と、発光部4aの中心とをずらして、凸部35の基板3側の面が半径rの円である凸部35が形成される。
A
第2光透過層34の凸部35を形成する方法としては、たとえば、出射面形状が平面である第2光透過層を形成した後、凸部35を形成すべき部分に金属層などのマスクを形成し、そのマスクが形成された第2光透過層の出射面をリアクティブ・イオン・エッチング(RIE)またはケミカル・ドライ・エッチング(CDE)などによってエッチングする方法が挙げられる。このようなエッチング方法を用いると、マスクの端部が徐々に内側に後退していくので、曲面形状を有する凸部35を容易に形成することができる。マスクを形成する金属層の材料としては、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)またはクロム(Cr)などを用いることが好ましい。マスクを形成する材料としては、第2光透過層34を構成する材料よりもエッチングレートが低いものであれば、金属材料でなくてもよい。
As a method of forming the
また第2光透過層34の凸部35を形成する他の方法としては、たとえば、出射面形状が平面である第2光透過層34を形成した後、凸部35を形成すべき部分に、インクジェット法などによって透光性を有する樹脂を溶解可能な有機溶剤などの溶媒に溶解させて作製される樹脂溶液を吐出し、樹脂溶液の表面張力によって凸形状の樹脂溶液部を形成した後、溶媒を除去し、硬化させる方法などが挙げられる。
In addition, as another method of forming the
図6は発光素子5から出射されてレンズアレイ7に入射される光の光路を示す図であり、図7は発光素子5から出射された光が光透過層33から空気に入射するときの入射角を示す図である。中間部発光素子5bから出射される光の光路19a,19b,19c,19dは、図4に示すものと同じであるので、説明を省略する。
FIG. 6 is a diagram showing an optical path of light emitted from the light emitting element 5 and incident on the
端部発光素子5aからの光の一部は、光路36a,36b,36dに示すように、第1光透過層14および第2光透過層15を透過して空気中に出射され、対応するロッドレンズ11aに入射する。また矢符36cで光路を示す端部発光素子5aからの出射光は、光透過層33の端部37において散乱し、対応するロッドレンズ11aに入射することができない。
As shown by
光路36bに注目する。矢符36bで光路を示す端部発光素子5aからの出射光は、第1光透過層14および第2光透過層15を透過して空気中に出射され、対応するロッドレンズ11aに入射する。端部光透過部33aの出射面形状がレンズアレイ7側に凸部35を有する曲面形状であると、光の入射位置における曲面の法線38が基板3の素子配列面3aに垂直な方向に対して傾斜することによって、入射角θで第2光透過層34から空気に入射する光がロッドレンズ11aの中心側に屈折する。このように、端部光透過部33aの出射面を曲面形状とすることによって、端部光透過部33aは、入射光を集光することができる。
Note the
同様にして、中間部発光素子5bから出射されるとき、対応するロッドレンズ11bに入射させることができない光路19dで示す出射光と同じ出射角で出射される光を、端部光透過部33aでは、第2光透過層15と空気との界面において対応するロッドレンズ11aの中心側に屈折させ、対応するロッドレンズ11aに入射させることができる。
Similarly, when the light is emitted from the intermediate
以上のように、端部光透過部33aの集光特性を、中間部光透過部33bの集光特性よりも高くするように光透過層33の出射面の形状を各発光素子5の占有領域の面積に応じて異ならせることによって、基板3に対する占有領域の面積が小さい端部光透過部33aの照射領域縮小特性を向上させることができ、レンズアレイ7に受光される光の受光光量を、端部発光素子5aと中間部発光素子5bとの間で均一化することができる。
As described above, the shape of the exit surface of the
このような端部光透過部33aの出射面形状は、中間部光透過部33bの出射面形状が平面形状であるとき、次のようにして決定される。端部光透過部33aの凸部35の頂点付近における曲率半径をR、凸部35の突出高さをhとするとき、突出高さhに対する曲率半径Rの比率(R/h)を適宜設定することによって、端部光透過部33aの出射面形状を設定する。たとえば、突出高さhが5μm以上100μm以下である場合、突出高さhに対する曲率半径Rの比率(R/h)を、0.7より大きく5.0未満とする。
The exit surface shape of the end
突出高さhに対する曲率半径Rの比率が上記範囲となるように端部光透過部33aの凸部35が形成されると、端部光透過部33aにおける集光特性を向上させ、端部発光素子5aからロッドレンズ11aに入射する光の光量と、中間部発光素子5bからロッドレンズ11b入射する光の光量とを均一化することができる。突出高さhに対する曲率半径Rの比率が0.7以下であると、凸部35の半径rが小さくなり、端部光透過部33a全体としての光照射領域縮小特性を向上させることができないおそれがある。突出高さhに対する曲率半径Rの比率が5.0以上であると、端部発光素子5aからロッドレンズ11aに入射する光の光量と、中間部発光素子5bからロッドレンズ11b入射する光の光量とを均一化することができるほどの集光特性の向上を図ることができないおそれがある。
When the
本実施の形態では、中間部光透過部33bの出射面形状は、平面形状であり、端部光透過部33aの形状は、レンズアレイ7側に凸部35を有する曲面形状であるけれども、これに限定されることなく種々の変更が可能である。たとえば、中間部光透過部の出射面形状についても曲面形状とし、端部光透過部の曲面形状の曲率を、中間部光透過部の曲面形状の曲率よりも大きくする。このような光透過層によっても、端部光透過部の集光特性が、中間部光透過部の集光特性よりも高くなるので、基板に対する占有領域の面積が小さい端部光透過部の照射領域縮小特性を向上させることができ、光の受光光量を、端部発光素子と中間部発光素子との間で均一化することができる。
In the present embodiment, the exit surface shape of the intermediate
また本実施の形態では、基板3の素子配列面3aに平行な面内における凸部35の中心と、発光部4aの中心とをずらして、凸部35が形成される。凸部35は、基板3の素子配列面3aに平行な面内における凸部35の中心と、発光部4aの中心とを一致させて形成されてもよいけれども、凸部35の中心と発光部4aの中心とを一致させることによって、凸部35の中心と発光部4aの中心とを一致させない場合に比べて凸部35の大きさが小さくなるおそれがある。凸部35の大きさが小さくなると、集光特性が低下するので、基板3の素子配列面3aに平行な面内における凸部35の中心と、発光部4aの中心とをずらすことによって、凸部35を、発光部4aの基板3に対する占有領域の範囲内でなるべく大きく形成することが好ましい。
In the present embodiment, the
また本実施の形態においても、光透過層33を構成する層の数を適宜減少または増加させることができる。
Also in the present embodiment, the number of layers constituting the
図8は、本発明の実施の第3形態である発光素子アレイ41を備える光プリントヘッド42の構成を示す部分断面図である。本実施の形態の光プリントヘッド42は、前述の第2実施形態の光プリントヘッド32に類似し、同一の構成である部分については同一の参照符号を付してその説明を省略する。
FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing a configuration of an
本実施の形態の発光素子アレイ41は、基板3と、発光部4を有する発光素子5と、各発光素子5の発光部4を覆って設けられる第1光透過層14およびレンズ43a,43b,43c,43d,…(以後、特定のレンズを示す場合を除きレンズ43と記載する)とを含んで構成される。本実施の形態の光プリントヘッド42は、複数の発光素子アレイ41と、レンズアレイ7とを含んで構成される。
The light emitting
本実施の形態の発光素子アレイ41は、第2光透過層の代わりに、照射領域縮小部であるレンズ43が形成される。端部発光部4aに形成されるレンズ43aを端部レンズ43aと呼び、中間部発光部4b,4c,4d,…に形成されるレンズ43b,43c,43d,…を、中間部レンズ43b,43c,43d,…と呼び、さらにこれらの中間部レンズのうち、特定の中間部レンズを示す場合を除いて中間部レンズ43bと記載する。レンズ43は、第1光透過層14の発光素子5と反対側に形成され、レンズ43の第1光透過層14側の面が平面形状であり、レンズアレイ7側の面が外方に凸となる曲面形状である。
In the light emitting
中間部レンズ43bは、レンズアレイ7側の面が、半径Rb1、高さRb2の半球状に形成される。したがって、本実施の形態における中間部レンズ43bの頂点付近における曲率半径Rbは、半径Rb1に等しい。端部レンズ43aは、高さがRa2であり、かつ端部発光素子5aの占有領域の面積が中間部発光素子5bの占有領域の面積よりも小さいので、発光素子配列方向における端部レンズ43aの長さが、Rb1の2倍よりも小さいRa1の2倍となる。また端部レンズ43aの頂点付近における曲率半径は、Raである。
The
本実施の形態では、端部レンズ43aと中間部レンズ43bとは、基板3の厚み方向における高さである突出高さが等しい。したがって端部レンズ43aおよび中間レンズ43bは、高さがRa2(=Rb2)である。ここで、レンズの高さをレンズの幅の半分の長さで除した値を偏平率とするとき、端部レンズ43aの偏平率(Ra2/Ra1)は1よりも大きくなる。また中間部レンズ43bの偏平率(Rb2/Rb1)は1となる。
In the present embodiment, the
このようなレンズ43は、前述の実施形態の光透過層と同様に、たとえば塗布工程および溶媒除去工程を含む光透過層形成方法によってレンズアレイ7側の面が平面である光透過層を形成し、不要な部分をエッチングなどによって除去することによって形成される。またレンズ43は、インクジェット法などによって形成されてもよい。インクジェット法によってレンズ43を形成する場合、たとえば、吐出する樹脂溶液の溶媒として異なる溶媒を用い、樹脂溶液の表面張力を異ならせることによって、端部レンズ43aと中間部レンズ43bとの形状を異ならせることができる。
Similar to the light transmissive layer of the above-described embodiment, such a lens 43 is formed by forming a light transmissive layer whose surface on the
図9は、発光素子5から出射されてレンズアレイ7に入射される光の光路を示す図である。中間部発光素子5bから出射される光の光路44a,44b,44c,44dは、第2光透過層15を透過する代わりに中間部レンズ43bを透過すること以外は、図4に示す光路19a,19b,19c,19dと同じであるので、説明を省略する。
FIG. 9 is a diagram illustrating an optical path of light emitted from the light emitting element 5 and incident on the
ここで、中間部発光部4bよりも占有領域の面積が小さい端部発光部4aに、中間部発光部4bに設けられる中間部レンズ43bと同じ形状である半球状レンズ45を設けたときの出射光の光路を、二点鎖線45b,45dで示す。中間部レンズ43bは、底面の半径がRa、突出高さがRaである。また本実施の形態の端部レンズ43aを設けたときの出射光の光路を46a,46b,46c,46dで示す。
Here, when the
端部発光素子5aからの光の一部は、光路46a,46b,46dに示すように、第1光透過層14および端部レンズ43aを透過して空気中に出射され、対応するロッドレンズ11aに入射する。また矢符46cで光路を示す端部発光素子5aからの出射光は、第1光透過層14の端部47において散乱され、対応するロッドレンズ11aに入射させることができない。
As shown by
光路46bおよび46dに注目する。偏平率が1である半球状レンズ45に入射する光の光路と、偏平率が1よりも大きい端部レンズ43aに入射する光の光路とを比較すると、半球状レンズ45と端部レンズ43aとで、レンズから空気に入射するときの光の入射角が異なることによって、半球状レンズ45の集光特性よりも、偏平率が1よりも大きくなる端部レンズ43aの集光特性のほうが向上される。
Note the
図10は、発光素子5から出射された光がレンズ43から空気に入射するときの入射角を示す図である。光路46bに注目する。矢符46bで光路を示す端部発光素子5aからの出射光は、第1光透過層14および端部レンズ43aを透過して空気中に出射され、対応するロッドレンズ11aに入射する。端部レンズ43aの出射面形状がレンズアレイ7側に凸の曲面形状であり、偏平率が1より大きいので、光の出射位置における曲面の法線48が、半球状の中間部レンズ43bの出射面形状の出射位置の法線49よりも、基板3の素子配列面3aに対する傾斜角度が大きくなる。
FIG. 10 is a diagram showing an incident angle when the light emitted from the light emitting element 5 enters the air from the lens 43. Note the
これによって、端部レンズ43aから空気に入射する光の入射角θaが、中間部レンズ43bから空気に入射する光の入射角θbよりも大きくなるので、端部レンズ43aの集光特性が中間部レンズ43bの集光特性よりも高くなる。
As a result, the incident angle θa of the light incident on the air from the
以上のようにして、端部レンズ43aを、中間部レンズ43bよりも集光特性が高くなるようにレンズ43の出射面の形状を異ならせることによって、基板3に対する占有領域の面積が小さい端部レンズ43aの照射領域縮小特性を向上させることができ、レンズアレイ7に受光される光の受光光量を、端部発光素子5aと中間部発光素子5bとの間で均一化することができる。
As described above, by changing the shape of the exit surface of the lens 43 so that the condensing characteristics of the
このようなレンズの形状および大きさは、次のようにして決定される。前述のように、端部レンズ43aの頂点付近における曲率半径をRa、突出高さをRa2、中間部レンズ43bの頂点付近における曲率半径をRb、突出高さをRb2とするとき、下記式(1)が成立する。
k・Ra/Ra2=Rb/Rb2 …(1)
The shape and size of such a lens are determined as follows. As described above, when the radius of curvature near the apex of the
k · Ra / Ra2 = Rb / Rb2 (1)
ただし、kは1より大きく5以下の数である。上記式を満足するように、端部レンズ43aおよび中間部レンズ43bを形成することによって、端部発光素子5aからロッドレンズ11aに入射する光の光量と、中間部発光素子5bからロッドレンズ11b入射する光の光量とを均一化することができる。式(1)におけるkが1以下であると、端部発光素子5aからロッドレンズ11aに入射する光の光量と、中間部発光素子5bからロッドレンズ11b入射する光の光量とを均一化することができるほど、端部レンズ43aの集光特性を中間部レンズ43bの集光特性に比べて向上させることができないおそれがある。式(1)におけるkが5を超えると、端部レンズ43aの半径Ra1が小さくなり、端部レンズ43a全体としての光照射領域縮小特性を向上させることができないおそれがある。
However, k is a number greater than 1 and less than or equal to 5. By forming the
本実施の形態の発光素子アレイ41および光プリントヘッド42は、上記の構成に限定されることなく、種々の変更が可能である。たとえば、本実施の形態では、発光素子5と、レンズ43との間に、1層の光透過層13が形成されるけれども、これに限定されない。たとえば、光透過層13を、複数の層によって構成してもよく、またレンズ43を発光素子5に対して直接形成し、光透過層13を設けない構成としてもよい。
The light emitting
光透過層13を形成することは、光透過層13の材料を適宜選択することによって、レンズ43を形成するための樹脂溶液と、光透過層13との濡れ性を向上させることができ、レンズ43と光透過層13との接着強度を大きくすることができる点において好ましい。 The formation of the light transmission layer 13 can improve the wettability between the resin solution for forming the lens 43 and the light transmission layer 13 by appropriately selecting the material of the light transmission layer 13. It is preferable at the point which can enlarge the adhesive strength of 43 and the light transmissive layer 13. FIG.
図11は、本発明の実施の第4形態である発光素子アレイ51を備える光プリントヘッド52の構成を示す部分断面図である。図11では、発光素子5から出射されて屈折率の異なるレンズ53,43bを透過する光の光路を示す。本実施の形態の光プリントヘッド52は、前述の第3実施形態の光プリントヘッド42に類似し、同一の構成である部分については同一の参照符号を付してその説明を省略する。
FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing a configuration of an
本実施の形態の発光素子アレイ51は、基板3と、発光部4を有する発光素子5と、各発光素子5の発光部4を覆って設けられる第1光透過層14、端部レンズ53および中間部レンズ43b,43c,43d,…とを含んで構成される。本実施の形態の光プリントヘッド52は、複数の発光素子アレイ51と、レンズアレイ7とを含んで構成される。
The light emitting
本実施の形態では、端部レンズ53と中間部レンズ43bとで、屈折率の異なる材料を用いることによって、端部レンズ53の照射領域縮小特性を、中間部レンズ43bの照射領域縮小特性よりも高めることを特徴とする。
In the present embodiment, by using materials having different refractive indexes for the
本実施の形態の端部レンズ53は、前述の実施の第3形態の端部レンズ43aと同じ形状および大きさで形成され、端部レンズ53を構成する材料の屈折率が、中間部レンズ43bを構成する材料の屈折率よりも高くなるように形成される。
The
このような端部レンズ53を透過する端部発光素子5aからの出射光は、端部レンズが中間部レンズ43bを構成する材料の屈折率と同じ屈折率の材料によって形成されたときの出射光の光路46b,46dよりもさらに、矢符54b,54dで示すように光路を対応するロッドレンズ11aの中心寄りに集光することができる。
The light emitted from the end
以上のように、本実施の形態によれば、端部レンズ53に用いる材料として、中間部レンズ43bに用いられる材料の屈折率よりも高い屈折率を有する材料を選択することによって、端部レンズ53の集光特性をさらに向上させ、発光素子5からの光を一定の面積を有する受光面内で受光する対応するロッドレンズ11での受光光量を、中間部発光素子5bから出射される光よりも、端部発光素子5aから出射される光について大きくすることができる。その結果、レンズアレイ7で受光される光の受光光量を、端部発光素子5aと中間部発光素子5bとの間で均一化することができる。このようなレンズの形状および大きさは、前述の第3実施形態と同様にして決定される。
As described above, according to the present embodiment, by selecting a material having a refractive index higher than that of the material used for the
図12は、本発明の実施の一形態の画像形成装置87の基本的構成を示す側面図である。画像形成装置87は、電子写真方式の画像形成装置であり、前述した発光素子アレイである発光装置60を備え、この発光装置60を、電子写真感光体である感光体ドラム90への露光装置に使用している。本実施の形態では、発光装置60は、前述の図1に示す発光素子アレイ1と、図2に示す駆動手段であるICドライバ10とを含んで構成される。また集光手段88として前述の図1に示すレンズアレイ7が用いられる。発光装置60および集光手段88は、前述の図1に示す光プリントヘッド2を構成する。
FIG. 12 is a side view showing the basic configuration of the image forming apparatus 87 according to the embodiment of the present invention. The image forming apparatus 87 is an electrophotographic image forming apparatus, and includes the light emitting device 60 that is the light emitting element array described above. The light emitting device 60 is used as an exposure device for the photosensitive drum 90 that is an electrophotographic photosensitive member. I am using it. In the present embodiment, the light-emitting device 60 includes the light-emitting element array 1 shown in FIG. 1 and the
画像形成装置87は、Y(イエロ)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の4色のカラー画像を形成するタンデム方式を採用した装置であり、大略的に、4つの発光装置60Y,60M,60C,60K、集光手段88Y,88M,88C,88K、前記各色に対応する4つの発光装置60Y,60M,60C,60Kが実装された回路基板および集光手段88を保持する第1ホルダ89Y,89M,89C,89K、4つの感光体ドラム90Y,90M,90C,90K、4つの現像剤供給手段91Y,91M,91C,91K、転写手段である転写ベルト92、4つのクリーナ93Y,93M,93C,93K、4つの帯電器94Y,94M,94C,94K、定着手段95および制御手段96を含んで構成される。
The image forming apparatus 87 is an apparatus that employs a tandem system that forms four color images of Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and K (black), and is roughly divided into four light emitting elements. The
各発光装置60は、ICドライバ10に各色のカラー画像情報が与えられて動作する。たとえば、4つの発光装置60の配列方向Xの長さは、たとえば200mm〜400mmに選ばれる。
Each light emitting device 60 operates by giving color image information of each color to the
各発光装置60の発光素子Tからの光は、集光手段88を介して各感光体ドラム90Y,90M,90C,90Kに集光して照射される。集光手段88は、たとえば発光素子の光軸上にそれぞれ配置される複数のレンズを含み、これらのレンズを一体的に形成して構成される。
Light from the light emitting element T of each light emitting device 60 is condensed and applied to each of the
発光装置60が実装される駆動回路基板および集光手段88は、第1ホルダ89によって保持される。ホルダ89によって、発光素子Tの光照射方向と、集光手段88のレンズの光軸方向とがほぼ一致するようにして位置合わせされる。 The drive circuit board on which the light emitting device 60 is mounted and the light condensing means 88 are held by the first holder 89. By the holder 89, the light irradiation direction of the light emitting element T and the optical axis direction of the lens of the condensing means 88 are aligned so as to substantially coincide.
各感光体ドラム90Y,90M,90C,90Kは、たとえば円筒状の基体表面に感光体層を被着して成り、その外周面には各発光装置60Y,10M,10C,10Kからの光を受けて静電潜像が形成される静電潜像形成位置が設定される。
Each of the
各感光体ドラム90Y,90M,90C,90Kの周辺部には、各静電潜像形成位置を基準として回転方向下流側に向かって順番に、露光された感光体ドラム90Y,90M,90C,90Kに現像剤を供給する現像剤供給手段91Y,91M,91C,91K、転写ベルト92、クリーナ93Y,93M,93C,93K、および帯電器94Y,94M,94C,94Kがそれぞれ配置される。感光体ドラム90に現像剤によって形成された画像を記録シートに転写する転写ベルト92は、4つの感光体ドラム90Y,90M,90C,90Kに対して共通に設けられる。
The exposed
前記感光体ドラム90Y,90M,90C,90Kは、第2ホルダによって保持され、この第2ホルダと第1ホルダ89とは、相対的に固定される。各感光体ドラム90Y,90M,90C,90Kの回転軸方向と、各発光装置60の前記配列方向Xとがほぼ一致するようにして位置合わせされる。
The
転写ベルト92によって、記録シートを搬送し、現像剤によって画像が形成された記録シートは、定着手段95に搬送される。定着手段95は、記録シートに転写された現像剤を定着させる。感光体ドラム90Y,90M,90C,90Kは、回転駆動手段によって回転される。
The recording sheet is conveyed by the
制御手段96は、前述した第1および第2駆動用IC61,62ならびに選択駆動用IC63に画像情報を与えるとともに、感光体ドラム90Y,90M,90C,90Kを回転駆動する回転駆動手段、現像剤供給手段91Y,91M,91C,91K、転写手段92、帯電手段94Y,94M,94C,94Kおよび定着手段95の各部を制御する。
The control means 96 gives image information to the first and second drive ICs 61 and 62 and the selection drive IC 63 described above, and also provides rotational drive means and developer supply for rotationally driving the
このような構成の画像形成装置87では、前述した発光素子アレイを備える光プリントヘッドを露光装置として用いるので、電子写真感光体に照射される光の照射光量にむらが発生することが防止される。これによって、他の部分と比較して電子写真感光体に対する照射光の光量が小さい部分に発生する白筋、および他の部分と比較して電子写真感光体に対する照射光の光量が大きい部分に発生する黒筋などの画像欠陥のない良好な画像を安定に形成することができる。 In the image forming apparatus 87 having such a configuration, since the optical print head including the light emitting element array described above is used as an exposure apparatus, unevenness in the amount of light irradiated onto the electrophotographic photosensitive member is prevented. . As a result, white streaks appear in areas where the amount of light irradiated to the electrophotographic photosensitive member is small compared to other parts, and occur in areas where the amount of light irradiated to the electrophotographic photosensitive member is large compared to other parts. It is possible to stably form a good image free from image defects such as black streaks.
1,17,31,41,51 発光素子アレイ
2,32,42,52 光プリントヘッド
3 基板
4,4a,4b,4c,4d 発光部
5,5a,5b,5c,5d,17a 発光素子
6,17b,33 照射領域縮小手段(光透過層)
6a,33a 端部照射領域縮小手段(端部光透過部)
6b,6c,6d,33b,33c,33d 中間部照射領域縮小部(中間部光透過部)
7 レンズアレイ
8 駆動回路基板
9 電子写真感光体
10 ICドライバ
11,11a,11b,11c,11d ロッドレンズ
12 仮想平面
13a,13b,13c,13d 分割面
14 第1光透過層
15,34 第2光透過層
16 第3光透過層
18 切断面
22,37,47 光透過層一端部
23 光透過層他端部
35 凸部
43a,53 端部レンズ
43b,43c,43d 中間部レンズ
45 半球状レンズ
1, 17, 31, 41, 51 Light emitting
6a, 33a Edge irradiation area reduction means (edge light transmission part)
6b, 6c, 6d, 33b, 33c, 33d Intermediate part irradiation area reduction part (intermediate part light transmission part)
7
Claims (6)
発光部をそれぞれ有し、前記各発光部が、互いに間隔をあけた2地点間に並べて配置されるように前記基板に設けられる複数の発光素子と、
前記発光素子のうち、端部に配置される発光素子の発光部を覆うように設けられ、前記端部に配置される発光素子から出射される光の予め定める仮想一平面上における照射領域を小さくする端部照射領域縮小部と、前記発光素子のうち、端部を除く中間部に配置される発光素子の発光部を覆うように設けられ、前記端部を除く中間部に配置される発光素子から出射される光の前記予め定める仮想一平面上における照射領域を小さくする中間部照射領域縮小部とを含む照射領域縮小手段であって、前記端部照射領域縮小部の前記基板に対する占有領域の面積が、前記中間部照射領域縮小部の前記基板に対する占有領域の面積よりも小さく、かつ前記端部照射領域縮小部の照射領域縮小特性が、前記中間部照射領域縮小部の照射領域縮小特性よりも高く構成される照射領域縮小手段とを含むことを特徴とする発光素子アレイ。 A substrate,
A plurality of light emitting elements provided on the substrate so that each of the light emitting parts is arranged between two points spaced apart from each other;
Among the light emitting elements, the light emitting part of the light emitting element disposed at the end is provided so as to cover, and the irradiation area on a predetermined virtual plane of light emitted from the light emitting element disposed at the end is reduced. A light emitting element disposed to cover the light emitting part of the light emitting element disposed in the intermediate part excluding the end part, and disposed in the intermediate part excluding the end part. An irradiation area reduction means including an intermediate irradiation area reduction unit for reducing the irradiation area on the predetermined virtual plane of light emitted from the edge irradiation area reduction unit, The area is smaller than the area of the area occupied by the intermediate irradiation area reduction part with respect to the substrate, and the irradiation area reduction characteristic of the edge irradiation area reduction part is more than the irradiation area reduction characteristic of the intermediate irradiation area reduction part. Emitting element array which comprises a higher composed irradiation region reduction means.
前記端部照射領域縮小部と、前記中間部照射領域縮小部とで、屈折率の異なる材料を用いることによって、前記端部照射領域縮小部の照射領域縮小特性を、前記中間部照射領域縮小部の照射領域縮小特性よりも高めることを特徴とする請求項1記載の発光素子アレイ。 The irradiation area reduction means includes:
By using materials having different refractive indexes for the edge irradiation region reduction unit and the intermediate irradiation region reduction unit, the irradiation region reduction characteristic of the edge irradiation region reduction unit is obtained by using the intermediate part irradiation region reduction unit. The light emitting element array according to claim 1, wherein the light emitting element array has a higher irradiation area reduction characteristic.
前記端部照射領域縮小部と、前記中間部照射領域縮小部とで、前記基板からの突出高さを異ならせることによって、前記端部照射領域縮小部の照射領域縮小特性を、前記中間部照射領域縮小部の照射領域縮小特性よりも高めることを特徴とする請求項1または2記載の発光素子アレイ。 The irradiation area reduction means includes:
By varying the height of protrusion from the substrate between the end irradiation region reduction unit and the intermediate irradiation region reduction unit, the irradiation region reduction characteristic of the end irradiation region reduction unit is set to the intermediate part irradiation. 3. The light emitting element array according to claim 1, wherein the light emitting element array has a higher irradiation area reduction characteristic than that of the area reduction portion.
前記端部照射領域縮小部と、前記中間部照射領域縮小部とで、出射面の形状を異ならせることによって、前記端部照射領域縮小部の照射領域縮小特性を、前記中間部照射領域縮小部の照射領域縮小特性よりも高めることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の発光素子アレイ。 The irradiation area reduction means includes:
By changing the shape of the exit surface between the end irradiation region reduction unit and the intermediate irradiation region reduction unit, the irradiation region reduction characteristic of the end irradiation region reduction unit is changed to the intermediate irradiation region reduction unit. The light emitting element array according to claim 1, wherein the light emitting element array has a higher irradiation region reduction characteristic.
前記発光素子アレイから出射される光を電子写真感光体に照射させるレンズアレイ
を含み、
前記複数の発光素子アレイは、前記発光素子の配列方向に沿って配列されることを
特徴とする光プリントヘッド。 A plurality of the light emitting element arrays according to any one of claims 1 to 4,
Including a lens array for irradiating the electrophotographic photosensitive member with light emitted from the light emitting element array,
The plurality of light emitting element arrays are arranged along an arrangement direction of the light emitting elements.
前記光プリントヘッドからの光が照射された前記電子写真感光体に現像剤を供給する現像剤供給手段と、
前記電子写真感光体に現像剤によって形成された画像を記録シートに転写する転写手段と、
前記記録シートに転写された現像剤を定着させる定着手段とを含むことを特徴とする画像形成装置。 An optical print head according to claim 5;
Developer supplying means for supplying a developer to the electrophotographic photosensitive member irradiated with light from the optical print head;
Transfer means for transferring an image formed by a developer on the electrophotographic photosensitive member to a recording sheet;
An image forming apparatus comprising: fixing means for fixing the developer transferred to the recording sheet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006023951A JP4843324B2 (en) | 2006-01-31 | 2006-01-31 | Light emitting element array, optical print head, and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006023951A JP4843324B2 (en) | 2006-01-31 | 2006-01-31 | Light emitting element array, optical print head, and image forming apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007207956A true JP2007207956A (en) | 2007-08-16 |
JP4843324B2 JP4843324B2 (en) | 2011-12-21 |
Family
ID=38487152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006023951A Expired - Fee Related JP4843324B2 (en) | 2006-01-31 | 2006-01-31 | Light emitting element array, optical print head, and image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4843324B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014523650A (en) * | 2011-07-18 | 2014-09-11 | ヘレーウス ノーブルライト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Optoelectronic module with lens system |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05304318A (en) * | 1992-02-06 | 1993-11-16 | Rohm Co Ltd | Led array board |
JPH10335698A (en) * | 1997-05-29 | 1998-12-18 | Kyocera Corp | Semiconductor light emitting device |
JP2000091646A (en) * | 1998-09-17 | 2000-03-31 | Oki Electric Ind Co Ltd | Led array |
JP2003174200A (en) * | 2001-12-07 | 2003-06-20 | Hitachi Cable Ltd | Light emitting device and its manufacturing method, and lead frame used for manufacture the light emitting device |
JP2004148658A (en) * | 2002-10-30 | 2004-05-27 | Kyocera Mita Corp | Led array exposure device and image formation apparatus equipped with the same |
JP2004177851A (en) * | 2002-11-29 | 2004-06-24 | Canon Inc | Image reader |
-
2006
- 2006-01-31 JP JP2006023951A patent/JP4843324B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05304318A (en) * | 1992-02-06 | 1993-11-16 | Rohm Co Ltd | Led array board |
JPH10335698A (en) * | 1997-05-29 | 1998-12-18 | Kyocera Corp | Semiconductor light emitting device |
JP2000091646A (en) * | 1998-09-17 | 2000-03-31 | Oki Electric Ind Co Ltd | Led array |
JP2003174200A (en) * | 2001-12-07 | 2003-06-20 | Hitachi Cable Ltd | Light emitting device and its manufacturing method, and lead frame used for manufacture the light emitting device |
JP2004148658A (en) * | 2002-10-30 | 2004-05-27 | Kyocera Mita Corp | Led array exposure device and image formation apparatus equipped with the same |
JP2004177851A (en) * | 2002-11-29 | 2004-06-24 | Canon Inc | Image reader |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014523650A (en) * | 2011-07-18 | 2014-09-11 | ヘレーウス ノーブルライト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Optoelectronic module with lens system |
US9640579B2 (en) | 2011-07-18 | 2017-05-02 | Heraeus Noblelight Gmbh | Optoelectronic module comprising a lens system |
EP2735025B1 (en) * | 2011-07-18 | 2019-04-24 | Heraeus Noblelight GmbH | Optoelectronic module comprising a lens system |
DE102011107895B4 (en) * | 2011-07-18 | 2020-11-05 | Heraeus Noblelight Gmbh | Optoelectronic module with lens system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4843324B2 (en) | 2011-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2005175417A (en) | Light emitting element array, light writing unit, and image forming apparatus | |
JP4976092B2 (en) | Optical scanning device and image forming apparatus using the same | |
US7450274B2 (en) | Optical scanning apparatus, image forming apparatus, and beam positioning method | |
JP4859132B2 (en) | Light source device, optical scanning device, and image forming apparatus | |
US8467065B2 (en) | Reflective optical sensor and image forming apparatus | |
US8089077B2 (en) | Light-emitting element array with micro-lenses and optical writing head | |
JP2008268683A (en) | Optical scanner and image forming apparatus | |
JP2008096957A (en) | Optical scanning device and image forming apparatus | |
JP2007102108A (en) | Optical scanner/image forming apparatus/liquid crystal device | |
CN102033313B (en) | Light scanning unit and the electrophotographic imaging forming apparatus utilizing this light scanning unit | |
JP3550076B2 (en) | Exposure equipment | |
JP4843324B2 (en) | Light emitting element array, optical print head, and image forming apparatus | |
JP5354047B2 (en) | Optical scanning device and image forming apparatus using the same | |
JP2008166611A (en) | Light emitting element array, optical print head using the same and image forming apparatus | |
JP4127533B2 (en) | LIGHT EMITTING ELEMENT ARRAY, OPTICAL WRITE UNIT AND IMAGE FORMING APPARATUS PROVIDED WITH THE LIGHT EMITTING ELEMENT ARRAY, AND METHOD FOR PRODUCING THE LIGHT EMITTING ELEMENT ARRAY | |
JP5316745B2 (en) | Optical scanning apparatus and image forming apparatus | |
JP2002258204A (en) | Optical scanner and image forming device | |
JP4989376B2 (en) | Optical scanning apparatus and image forming apparatus | |
JP5005438B2 (en) | Optical scanning device and image forming apparatus | |
JP4340551B2 (en) | Light source unit, optical writing unit, and image forming apparatus | |
JP2016047630A (en) | Optical element apparatus, optical writing head, image formation apparatus, and manufacturing method of optical element chip | |
JP5059453B2 (en) | Optical scanning apparatus and image forming apparatus | |
JP4985038B2 (en) | Optical device manufacturing method | |
JP2010054591A (en) | Laser beam scanner | |
JP2010066679A (en) | Scanning optical apparatus and image forming apparatus using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080717 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110222 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110301 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110426 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111004 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111007 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141014 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |