JP2016047630A - Optical element apparatus, optical writing head, image formation apparatus, and manufacturing method of optical element chip - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学素子とマイクロレンズとを備えた光学素子装置、この光学素子装置を含む光書き込みヘッド、この光書き込みヘッドを含む画像形成装置、及び光学素子チップの製造方法に関する。 The present invention relates to an optical element device including an optical element and a microlens, an optical writing head including the optical element device, an image forming apparatus including the optical writing head, and an optical element chip manufacturing method.
従来、画像形成装置の光書き込みヘッドの光学素子装置としてのLEDアレイ装置は、基板上に光学素子アレイとしてのLEDアレイを形成し、LEDアレイを覆うように基板上にマイクロレンズアレイを形成し、ダイシングブレードを用いたダイシングによってマイクロレンズアレイ及び基板を分割して複数の光学素子チップとしての複数のLEDアレイチップを形成し、複数のLEDアレイチップをベース部材上に配列することによって、形成されていた(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, an LED array device as an optical element device of an optical writing head of an image forming apparatus forms an LED array as an optical element array on a substrate, and forms a microlens array on the substrate so as to cover the LED array, The micro lens array and the substrate are divided by dicing using a dicing blade to form a plurality of LED array chips as a plurality of optical element chips, and the plurality of LED array chips are arranged on a base member. (For example, see Patent Document 1).
しかしながら、上記従来の光学素子装置の製造においては、基板上にマイクロレンズアレイを形成した後にダイシングを行うので、ダイシングによってLEDアレイチップの端部のマイクロレンズの一部が除去されることがあった。また、ダイシングによってLEDアレイチップの端部のマイクロレンズにチッピングが発生することがあった。これらの理由から、マイクロレンズアレイを構成する複数のマイクロレンズの中に、形状が異なる(その結果、特性が異なる)マイクロレンズが存在することになり、光学素子としてのLEDから出射しマイクロレンズを透過した出射光の光量ばらつき(すなわち、マイクロレンズ毎の特性ばらつき)が発生するという問題があった。 However, in the manufacture of the conventional optical element device, since dicing is performed after the microlens array is formed on the substrate, a part of the microlens at the end of the LED array chip may be removed by dicing. . In addition, chipping may occur in the microlens at the end of the LED array chip due to dicing. For these reasons, there are microlenses having different shapes (resulting in different characteristics) among the plurality of microlenses constituting the microlens array, and the microlenses are emitted from the LEDs as optical elements. There has been a problem in that a variation in the amount of transmitted outgoing light (that is, a variation in characteristics for each microlens) occurs.
また、LEDから出射しマイクロレンズを透過した出射光の光量ばらつきを抑制するために、LEDアレイチップの端部のLEDの位置だけをLEDアレイチップの中心側に少しずらす提案がある(例えば、特許文献1参照)。しかし、このような対策を採用したとしても、LEDアレイチップの端部のマイクロレンズの形状が他のマイクロレンズと異なる場合には、光量ばらつきの抑制(すなわち、マイクロレンズ毎の特性ばらつきの補償)が不十分であるという問題があった。 In addition, there is a proposal to slightly shift the position of the LED at the end of the LED array chip toward the center side of the LED array chip in order to suppress variations in the amount of light emitted from the LED and transmitted through the microlens (for example, patents) Reference 1). However, even if such a countermeasure is adopted, if the shape of the microlens at the end of the LED array chip is different from that of other microlenses, suppression of variation in the amount of light (that is, compensation for variation in characteristics of each microlens) There was a problem that was insufficient.
同様に、光学素子装置が受光素子を備えた受光素子装置(例えば、ラインセンサ)である場合には、マイクロレンズ毎の特性ばらつきによって、マイクロレンズを透過して受光素子に入射する入射光の光量ばらつき(すなわち、マイクロレンズ毎の特性ばらつき)が発生するという問題があった。 Similarly, when the optical element device is a light-receiving element device (for example, a line sensor) including a light-receiving element, the amount of incident light that is transmitted through the microlens and incident on the light-receiving element due to characteristic variation for each microlens. There has been a problem that variation (that is, characteristic variation for each microlens) occurs.
そこで、本発明の目的は、マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズ毎の特性ばらつきが小さい光学素子装置、この光学素子装置を含む光書き込みヘッド、この光書き込みヘッドを含む画像形成装置、及び光学素子チップの製造方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical element device with small variation in characteristics for each microlens constituting the microlens array, an optical writing head including the optical element device, an image forming apparatus including the optical writing head, and an optical element chip. It is to provide a manufacturing method.
本発明に係る光学素子装置は、第1の基板と、前記第1の基板上に配置された複数の光学素子を含む第1の光学素子アレイと、前記第1の基板上に前記第1の光学素子アレイを覆うように形成された複数の第1のマイクロレンズを含む第1のマイクロレンズアレイと、を有する第1の光学素子チップと、第2の基板と、前記第2の基板上に配置された複数の光学素子を含む第2の光学素子アレイと、前記第2の基板上に前記第2の光学素子アレイを覆うように形成された複数の第2のマイクロレンズを含む第2のマイクロレンズアレイと、を有する第2の光学素子チップと、を備え、前記第1の基板と前記第2の基板とは、互いに隣り合うように配置され、前記複数の第1のマイクロレンズのうちの前記第2の基板に最も近い位置に配置された第1のマイクロレンズは、前記第1の基板の前記第2の基板に対向する端辺から前記第2の基板に向けて突き出た第1の突出部を有することを特徴としている。 An optical element device according to the present invention includes a first substrate, a first optical element array including a plurality of optical elements disposed on the first substrate, and the first optical element on the first substrate. A first optical element chip having a first microlens array including a plurality of first microlenses formed so as to cover the optical element array; a second substrate; and a second substrate on the second substrate. A second optical element array including a plurality of optical elements disposed; and a second optical element array including a plurality of second microlenses formed on the second substrate so as to cover the second optical element array. A second optical element chip having a microlens array, wherein the first substrate and the second substrate are disposed adjacent to each other, and the plurality of first microlenses are Arranged at a position closest to the second substrate First microlens is characterized in that it has a first protrusion protruding toward the end side to the second substrate facing the second substrate of the first substrate.
また、本発明に係る光書き込みヘッドは、前記第1の光学素子アレイ及び前記第2の光学素子アレイが発光素子アレイである前記光学素子装置を有することを特徴としている。 The optical writing head according to the present invention includes the optical element device in which the first optical element array and the second optical element array are light emitting element arrays.
また、本発明に係る画像形成装置は、前記光書き込みヘッドを有することを特徴としている。 In addition, an image forming apparatus according to the present invention includes the optical writing head.
また、本発明に係る光学素子チップの製造方法は、基板の主面上に、複数の光学素子を配置する工程と、前記基板の前記主面に溝を形成して、前記基板から、前記複数の光学素子の一部によって形成された第1の光学素子アレイが配置された第1の基板用の部分と前記複数の光学素子の他の一部によって形成された第2の光学素子アレイが配置された第2の基板用の部分とを形成する工程と、前記第1の光学素子アレイ及び前記第2の光学素子アレイを覆い、且つ、前記溝の上部を覆う、マイクロレンズ形成用のレジストフィルムを配置する工程と、フォトリソグラフィを用いて、前記レジストフィルムから前記第1の光学素子アレイ上に複数の第1のマイクロレンズを含む第1のマイクロレンズアレイを形成し、前記第2の光学素子アレイ上に複数の第2のマイクロレンズを含む第2のマイクロレンズアレイを形成する工程と、前記溝の位置において前記基板を分割することによって、前記第1の基板用の部分からなる第1の基板と前記第1の光学素子アレイと前記第1のマイクロレンズアレイとを有する第1の光学素子チップと、前記第2の基板用の部分からなる第2の基板と前記第2の光学素子アレイと前記第2のマイクロレンズアレイとを有する第2の光学素子チップと、を形成する工程と、を有することを特徴としている。 The method for manufacturing an optical element chip according to the present invention includes a step of disposing a plurality of optical elements on a main surface of a substrate, and forming a groove on the main surface of the substrate. A portion for the first substrate on which the first optical element array formed by a part of the optical elements is disposed, and a second optical element array formed by another part of the plurality of optical elements is disposed Forming a second substrate portion, and a microlens-forming resist film that covers the first optical element array and the second optical element array and covers the upper portion of the groove And forming a first microlens array including a plurality of first microlenses on the first optical element array from the resist film using photolithography, and the second optical element array Forming a second microlens array including a plurality of second microlenses, and dividing the substrate at the position of the groove to thereby form a first substrate comprising a portion for the first substrate A first optical element chip having the first optical element array and the first microlens array; a second substrate comprising a portion for the second substrate; the second optical element array; And a step of forming a second optical element chip having a second microlens array.
本発明に係る光学素子装置によれば、マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズ毎の特性のばらつきを小さくすることができるので、光学素子装置の長手方向における特性を略均一にすることができる。 According to the optical element device of the present invention, it is possible to reduce the variation in characteristics of each microlens constituting the microlens array, so that the characteristics in the longitudinal direction of the optical element device can be made substantially uniform.
本発明に係る光書き込みヘッドによれば、マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズ毎の特性のばらつきを小さくすることができるので、マイクロレンズアレイを透過した出射光の光量のばらつきを小さくすることができる。 According to the optical writing head according to the present invention, it is possible to reduce the variation in characteristics of each microlens constituting the microlens array, and thus it is possible to reduce the variation in the amount of emitted light transmitted through the microlens array. .
本発明に係る画像形成装置によれば、光書き込みヘッドの光学素子装置のマイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズ毎の特性のばらつきを小さくすることができるので、形成される画像の品質を向上させることができる。 According to the image forming apparatus of the present invention, it is possible to reduce the variation in characteristics of each microlens constituting the microlens array of the optical element device of the optical writing head, thereby improving the quality of the formed image. Can do.
本発明に係る光学素子チップの製造方法によれば、簡単なプロセスによって、マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズ毎の特性のばらつきの小さい光学素子チップを製造することができる。 According to the method for manufacturing an optical element chip according to the present invention, an optical element chip having a small variation in characteristics for each microlens constituting the microlens array can be manufactured by a simple process.
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、各図に示されるxyz直交座標系において、x軸は、光学素子装置の長手方向を示し、y軸は、光学素子装置の長手方向に直交する光学素子装置の短手方向を示し、z軸は、x軸及びy軸の両方に直交する光学素子装置の厚み方向を示す。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the xyz orthogonal coordinate system shown in each drawing, the x-axis indicates the longitudinal direction of the optical element device, the y-axis indicates the short direction of the optical element device perpendicular to the longitudinal direction of the optical element device, and z The axis indicates the thickness direction of the optical element device orthogonal to both the x-axis and the y-axis.
《実施の形態1》
図1は、本発明の実施の形態1に係る光学素子装置としての発光素子装置(「LEDアレイ装置」とも言う。)100の構成を概略的に示す平面図である。図2は、図1に示されるLEDアレイ装置100の要部の構成を概略的に示す平面図であり、図3は、図1に示されるLEDアレイ装置100の要部の構成を概略的に示す側面図である。
Embodiment 1
FIG. 1 is a plan view schematically showing a configuration of a light emitting element device (also referred to as “LED array device”) 100 as an optical element device according to Embodiment 1 of the present invention. 2 is a plan view schematically showing the configuration of the main part of the
図1から図3に示されるように、LEDアレイ装置100は、複数の光学素子チップとしての複数の発光素子チップ(「LEDアレイチップ」とも言う。)をベース部材(図2における100a)上に並べて固定(例えば、接着)することによって構成される。図1から図3には、複数のLEDアレイチップとして、第1の光学素子チップとしての第1の発光素子チップ(「LEDアレイチップ」とも言う。)110と第2の光学素子チップとしての第2の発光素子チップ(「LEDアレイチップ」とも言う。)120とを示している。ただし、複数のLEDアレイチップの個数は、2個以上であれば何個であってもよい。一般に、LEDアレイ装置100に備えられる複数のLEDアレイチップの個数は、192〜300個の範囲内である。以下の説明においては、複数のLEDアレイチップの代表例として、LEDアレイチップ110とLEDアレイチップ120について説明するが、他のLEDアレイチップもこれらと同様の構成を有し、同様に配列されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
図1から図3に示されるように、LEDアレイチップ110は、基板(第1の基板)111と、第1の光学素子アレイとしての第1の発光素子アレイ(「LEDアレイ」とも言う。)114と、複数のマイクロレンズ(第1のマイクロレンズ)113を含むマイクロレンズアレイ(第1のマイクロレンズアレイ)115とを有している。LEDアレイ114は、基板111の主面111a上に配置された複数の第1の光学素子としての複数の第1の発光素子(「LED」とも言う。)112を含む。複数のマイクロレンズ113は、互いに同じ材料によって、同じ形状に形成されており、光学的に同じ特性を有することが望ましい。マイクロレンズ113は、集光レンズである。図3には、マイクロレンズ113が、半球状レンズである場合を例示しているが、マイクロレンズ113の形状は図3の例に限定されない。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
また、図1から図3に示されるように、LEDアレイチップ120は、基板(第2の基板)121と、第2の光学素子アレイとしての第2の発光素子アレイ(「LEDアレイ」とも言う。)124と、複数のマイクロレンズ(第2のマイクロレンズ)123を含むマイクロレンズアレイ(第2のマイクロレンズアレイ)125とを有している。LEDアレイ124は、基板121の主面121a上に配置された複数の第2の光学素子としての複数の第2の発光素子(「LED」とも言う。)122を含む。複数のマイクロレンズ123は、互いに同じ材料によって、同じ形状に形成されており、光学的に同じ特性を有することが望ましい。また、マイクロレンズ123は、マイクロレンズ113と互いに同じ材料によって、同じ形状に形成されており、光学的に同じ特性を有することが望ましい。マイクロレンズ123は、集光レンズである。図3には、マイクロレンズ123が、半球状レンズである場合を例示しているが、マイクロレンズ123の形状は図3の例に限定されない。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
基板111及び121は、略長方形の主面111a及び121aを有し、主面111a及び121aに直交する方向(z軸に平行な厚み方向)に所定の厚さを有する。主面111a及び121aは、長手方向(x方向)に延びる1対の長辺と、長手方向に直交する短手方向(y方向)に延びる1対の短辺とを有する。1つのLEDアレイチップの長手方向(x方向)の長さは、例えば、9mmである。基板111及び121の各々に備えられるLEDの数は、例えば、26個である。ただし、複数のLEDアレイチップの数、基板111又は121として図示される基板のサイズは、上記の例に限られず、それぞれ任意の数及びサイズを採用することができる。
The
基板111又は121は、例えば、半導体基板、セラミック基板、ガラス基板、ガラスエポキシ基板、金属基板、及び、プラスチック基板のうちのいずれかの基板で構成することができる。半導体基板は、例えば、Si、GaAs、GaP、InP、GaN、及びZnOのうちのいずれかを主要な材料とすることができる。セラミック基板は、例えば、AlN又はAl2O3を主要な材料とすることができる。金属基板は、例えば、Cu又はAlを主要な材料とすることができる。
The
図1から図3に示されるように、実施の形態1において、互いに隣り合う複数の基板、例えば、基板111と基板121とは、LEDアレイ装置100の長手方向(x方向)に並べて配置されている。実施の形態1において、LEDアレイ装置100の長手方向は、マイクロレンズアレイ115の長手方向(複数のマイクロレンズ113の配列方向)及びマイクロレンズアレイ125の長手方向(複数のマイクロレンズ123の配列方向)に一致する。また、実施の形態1において、互いに隣り合う複数の基板、例えば、基板111と基板121とは、互いに隣り合う側面の間に、所定の距離の間隙G1が設けられている。
As shown in FIGS. 1 to 3, in the first embodiment, a plurality of substrates adjacent to each other, for example, the
実施の形態1においては、1つのLED112が1つのマイクロレンズ113によって覆われており、1つのLED122が1つのマイクロレンズ123によって覆われている。しかし、複数のLEDを1つのマイクロレンズで覆うように構成してもよい。LED112及びLED122の各々は、例えば、LEDエピタキシャルフィルムとして形成されたLEDを用いることができる。この場合、1枚のLEDエピタキシャルフィルムに1個のLED(発光部)を有するものを用いてよいし、複数のLED(発光部)を有するものを用いてもよい。LEDエピタキシャルフィルムの厚さは、数μm、例えば、2μm程度である。
In Embodiment 1, one
また、図1から図3に示されるように、実施の形態1において、基板111に備えられた複数のマイクロレンズ113のうちの基板121に最も近い位置に配置された端部のマイクロレンズ113は、基板111の基板121に対向する端辺111bから基板121に向けて突き出た突出部113aを有している。また、基板121に備えられた複数のマイクロレンズ123のうちの基板111に最も近い位置に配置された端部のマイクロレンズ123は、基板121の基板111に対向する端辺121bから基板111に向けて突き出た突出部123aを有している。なお、図1から図3には、基板111の左側の端部及び基板121の右側の端部を示していないが、基板111の左側の端部にも突出部113aと同様の突出部を備え、基板121の右側の端部にも突出部123aと同様の突出部を備えることができる。突出部113a及び突出部123aの製造工程は、実施の形態2において説明する。
As shown in FIGS. 1 to 3, in the first embodiment, among the plurality of
また、図1から図3に示されるように、実施の形態1においては、複数のマイクロレンズ113と複数のマイクロレンズ123とを含む複数のマイクロレンズは、基板111の長手方向(基板121の長手方向であり、x方向である。)に等ピッチに配列されている。実施の形態1においては、複数のマイクロレンズ113は、所定方向、すなわち、x方方向に直線状に配列されており、複数のマイクロレンズ123は、所定方向、すなわち、x方向に直線状に配列されており、マイクロレンズアレイ115とマイクロレンズアレイ125とは、所定方向、すなわち、x方向に直線状且つ1列に配列されている。これを言い換えると、主面111a及び121a上におけるマイクロレンズの各々の中心位置C1の間の距離L1が等しくなるように(したがって、隣接するマイクロレンズの距離L2が等しくなるように)、複数のLEDアレイチップが配列されている。この場合において、複数のLEDアレイチップの主面111a及び121a上に配列された複数のLEDが等ピッチで直線状に並ぶように、複数のLEDアレイチップが配列されていることが望ましい。このように、複数のマイクロレンズをLEDアレイ装置100の長手方向において等ピッチに配列することにより、LEDアレイ装置100のLED112,122から放射されマイクロレンズ113,123を透過して出射される出射光の光量を、LEDアレイ装置100の長手方向において略均一にすることができる。
1 to 3, in the first embodiment, the plurality of microlenses including the plurality of
以上に説明したように、実施の形態1に係るLEDアレイ装置100は、LEDアレイチップ110の長手方向における端部に配置されているマイクロレンズ113の突出部113aが、基板111の主面111aの端辺111bよりも外側に突き出るように、且つ、LEDアレイチップ120の長手方向における端部に配置されているマイクロレンズ123の突出部123aが、基板121の主面121aの端辺121bよりも外側に突き出るように形成されている。このため、マイクロレンズ毎の特性ばらつきが小さくなり、LEDから出射しマイクロレンズを透過した出射光の光量の均一性を高めることができる。
As described above, in the
また、実施の形態1に係るLEDアレイ装置100においては、基板111及び基板121の主面111a及び121a上に配列された複数のマイクロレンズを、LEDアレイ装置100の長手方向において等ピッチで直線状に配列することができる。このため、LEDアレイ装置100からの出射光の光量を、LEDアレイ装置100の長手方向において略均一にすることができる。
Further, in the
《実施の形態1の第1変形例》
図4は、実施の形態1の第1変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置101の要部の構成を概略的に示す側面図である。図1から図3に示されるLEDアレイ装置100においては、LEDアレイチップ110,120における端部のマイクロレンズが突出部113a,123aを有する場合を説明したが、図4の例のように、隣り合うLEDアレイチップの内の一方の端部のマイクロレンズ113が突出部113aを有し、他方の端部のマイクロレンズ133は突出部を有さない構成としてもよい。図4に示されるように、LEDアレイチップ130は、基板131と、複数のLED132からなるLEDアレイと、複数のマイクロレンズ133を含むマイクロレンズアレイとを有している。LEDアレイチップ130は、LEDアレイチップ110に対向する端辺において突出部を持たないようにマイクロレンズ133が配列されている点を除いて、図3に示されるLEDアレイチップ120と同じである。図4の例では、LEDアレイチップ110とLEDアレイチップ130を同じ構造とし、LEDアレイチップ110及びLEDアレイチップ130を含む複数のLEDアレイチップを一列に配列することが望ましい。
<< First Modification of Embodiment 1 >>
FIG. 4 is a side view schematically showing a configuration of a main part of the
図4のLEDアレイ装置101においては、LEDアレイチップ130の長手方向における端部に配置されているマイクロレンズ133の位置に応じて、間隙G2が適切な値に設定されている。図4の例では、間隙G2を間隙G1(図3)よりも狭くなるようにLEDアレイチップ110及びLEDアレイチップ130が配列されている。このように、LEDアレイチップ130の長手方向における端部に配置されているマイクロレンズ133の位置に応じて、隣接するLEDアレイチップ110の配置が調整されるので、基板111及び基板131の主面111a及び131a上に配列された複数のマイクロレンズを、LEDアレイ装置101の長手方向において等ピッチで直線状に配列させることができる。このため、LEDアレイ装置101からの出射光の光量を、LEDアレイ装置101の長手方向において略均一にすることができる。
In the
なお、図4のLEDアレイ装置101において、上記以外の点は、図1から図3に示される装置と同様である。
The
《実施の形態1の第2変形例》
図5は、実施の形態1の第2変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置102の要部の構成を概略的に示す側面図である。図5に示されるように、LEDアレイチップ140は、基板141と、複数のLED142からなるLEDアレイと、複数のマイクロレンズ143を含むマイクロレンズアレイとを有している。LEDアレイチップ140は、基本的に図3に示されるLEDアレイチップ120と同じ構造を有するが、LEDアレイチップ110に対向する端辺141bにおいて突出部を持たないようにマイクロレンズ143を配列してもよい。LEDアレイ装置102は、LEDアレイチップ110上の複数のマイクロレンズ113のうちのLEDアレイチップ140の基板141に最も近いマイクロレンズ113の突出部113aが、LEDアレイチップ140の基板141上に重なる部分を有する。図5の例では、LEDアレイチップ110とLEDアレイチップ140を同じ構造とし、これらを一列に配列することが望ましい。また、図5に示されるように、LEDアレイ装置102は、LEDアレイチップ140の基板141の端部が、LEDアレイチップ110の端部のマイクロレンズ113の突出部113aの下に位置している点を除いて、図4に示されるLEDアレイ装置101と同じである。
<< Second Modification of Embodiment 1 >>
FIG. 5 is a side view schematically showing a configuration of a main part of the
図5のLEDアレイ装置102においては、間隙G3を適切に設定することによって、基板111及び基板141の主面111a及び141a上に配列された複数のマイクロレンズを、LEDアレイ装置102の長手方向において等ピッチで直線状に配列することができる。このため、LEDアレイ装置102からの出射光の光量を、LEDアレイ装置102の長手方向において略均一にすることができる。
In the
なお、図5のLEDアレイ装置102において、上記以外の点は、図1から図4に示される装置と同様である。
The
《実施の形態1の第3変形例》
図6は、実施の形態1の第3変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置103の構成を概略的に示す平面図である。図6に示されるように、LEDアレイチップ150は、基板151と、複数のLED152からなるLEDアレイと、複数のマイクロレンズ153を含むマイクロレンズアレイ155とを有している。図6に示されるように、複数のLEDアレイチップのうちの互いに隣り合う2つのLEDアレイチップの互いに向かい合う端部に配置されたマイクロレンズの各々を、互いに対向しない位置にずらして配置してもよい。例えば、図6に示されるように、LEDアレイチップ110は、複数のマイクロレンズ113が所定方向(x方向)に直線状に配列されており、LEDアレイチップ150は、複数のマイクロレンズ153がx方向に直線状に配列されており、第1のマイクロレンズアレイ115と第2のマイクロレンズアレイ155とは、x方向に直交する方向(y方向)において異なる位置に配置されている。この例では、配列の順番が、奇数番目のLEDアレイチップ110上のマイクロレンズアレイ115と、偶数番目のLEDアレイチップ150上のマイクロレンズアレイ155とが交互に規則的(例えば、千鳥状配列)に並んでいる。図6に示されるLEDアレイ装置103を用いる場合、マイクロレンズ113,153がLEDアレイ装置103の短手方向(y方向)の異なる位置に配列されているので、LEDアレイチップ110とLEDアレイチップ150の発光タイミングを調節することで、照射対象に対しライン状の光照射を行うことができる。
<< Third Modification of Embodiment 1 >>
FIG. 6 is a plan view schematically showing a configuration of an
図6のLEDアレイ装置103においては、間隙G1を適切に設定することによって、LEDアレイチップ111,151に配列された複数のマイクロレンズを、LEDアレイ装置103の長手方向において等ピッチに配列することができる。このため、LEDアレイ装置103からの出射光の光量を、LEDアレイ装置103の長手方向において略均一にすることができる。
In the
なお、図6のLEDアレイ装置103において、上記以外の点は、図1から図5に示される装置と同様である。また、図6には、複数のマイクロレンズ153のうちの基板111に最も近いマイクロレンズ153が突出部153aを有する場合を示しているが、図4及び図5の場合と同様に、突出部153aを持たないように形成することもできる。
The
《実施の形態1の第4変形例》
図7は、実施の形態1の第4変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置104の構成を概略的に示す平面図である。図7に示されるように、LEDアレイ装置104は、複数のマイクロレンズ163のうちの基板171に最も近いマイクロレンズ163と複数のマイクロレンズ173のうちの基板161に最も近いマイクロレンズ173とは、基板161の長手方向に直交する方向において異なる位置に配置されている。図7に示される例は、LEDアレイ装置104のLEDアレイチップ160,170は、LED162,172並びにマイクロレンズ163,173の配列方向が、所定方向(x方向)を基準にして傾いた傾斜方向に直線状に配列されている点が、図6に示されるLEDアレイ装置103と異なる。図7に示されるLEDアレイ装置104を用いる場合、マイクロレンズ163,173がLEDアレイ装置104の短手方向の異なる位置に配列されているので、短手方向の位置が異なるLEDについて、発光タイミングを調節することで、照射対象に対しライン状の光照射を行うことができる。
<< Fourth Modification of Embodiment 1 >>
FIG. 7 is a plan view schematically showing a configuration of an
図7のLEDアレイ装置104においては、間隙G1を適切に設定することによって、LEDアレイチップ161,171に配列された複数のマイクロレンズを、LEDアレイ装置104の長手方向において等ピッチに配列することができる。このため、LEDアレイ装置104からの出射光の光量を、LEDアレイ装置104の長手方向において略均一にすることができる。
In the
なお、図7のLEDアレイ装置104において、上記以外の点は、図1から図6に示される装置と同様である。また、図7には、複数のマイクロレンズ163のうちの基板171に最も近いマイクロレンズ163が突出部163aを有し、複数のマイクロレンズ173のうちの基板161に最も近いマイクロレンズ173が突出部173aを有する場合を示しているが、図4及び図5の場合と同様に、突出部163a又は173aのいずれか一方のみを持つ構成としてもよい。
The
《実施の形態1の第5変形例》
図8は、実施の形態1の第5変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置105の構成を概略的に示す平面図である。図8に示されるように、LEDアレイ装置105のLEDアレイチップ180,190は、マイクロレンズ183,193の全てが突出部183a,193aを有する点、及び、突出部183a、193aが短手方向に突出している点が、図1から図7の装置と異なる。このLEDアレイ装置105においては、LEDアレイチップ180,190が千鳥状に配列される。図8に示されるLEDアレイ装置105を用いる場合、マイクロレンズ183,193がLEDアレイ装置105の短手方向の異なる位置に配列されているので、短手方向の位置が異なるLEDについて、発光タイミングを調節することで、照射対象に対しライン状の光照射を行うことができる。
<< Fifth Modification of Embodiment 1 >>
FIG. 8 is a plan view schematically showing a configuration of an
図8のLEDアレイ装置105においては、LEDアレイチップ180,190に配列された複数のマイクロレンズ183,193を、LEDアレイ装置105の長手方向において等ピッチに配列することができる。このため、LEDアレイ装置105からの出射光の光量を、LEDアレイ装置105の長手方向において略均一にすることができる。
In the
なお、図8のLEDアレイ装置105において、上記以外の点は、図1から図7に示される装置と同様である。
The
《実施の形態2》
図9から図14は、本発明の実施の形態2に係るLEDアレイチップを含む光学素子装置としてのLEDアレイ装置の製造方法の各工程(第1から第6工程)を概略的に示す縦断面図である。なお、本実施の形態に係るLEDアレイ装置の製造工程において、光学素子チップとしてのLEDアレイチップの製造工程が含まれる。先ず、図9に示されるように、基板211の主面211a上に光学素子としての複数のLED212を配置する。図9において、D1は、基板211の厚さを示し、A1は、溝形成領域(ダイシング領域)を示す。基板211上において、LED212は、ダイシング領域A1を介して、複数のLED212の一部である第1の光学素子アレイ214と、複数のLED212の他の一部である第2の光学素子アレイ224とに分けて配列される。LED212は、例えば、成長基板上で形成されたLEDフィルム(例えば、LEDエピタキシャルフィルム)である。複数のLED212の配列位置は、例えば、図1から図8で説明したLEDの位置とすることができる。
<< Embodiment 2 >>
9 to 14 are longitudinal sectional views schematically showing each step (first to sixth steps) of the method of manufacturing the LED array device as the optical element device including the LED array chip according to the second embodiment of the present invention. FIG. Note that the manufacturing process of the LED array device according to the present embodiment includes a manufacturing process of an LED array chip as an optical element chip. First, as shown in FIG. 9, a plurality of
次に、図10に示されるように、基板211の主面211aにダイシングブレードを用いたダイシングにより溝(光学素子チップ分割溝)211cが形成される。溝211cが形成されることにより、基板211は、複数のLED212の一部によって形成された第1の光学素子アレイ214が配置された第1の基板用となる部分(例えば、図1の基板111)と、複数のLED212の他の一部によって形成された第2の光学素子アレイ224が配置された第2の基板用となる部分(例えば、図1の基板121)とに分けられる。図10に示される二点鎖線t1は、LEDアレイ装置の完成時の第1の基板111及び第2の基板121の裏面を示す仮想線である。溝211cの深さD2が、二点鎖線t1までの深さD3よりも深くなるようにダイシングされる。ただし、溝211cの深さD2と、LEDアレイ装置100の完成時における第1の基板111及び第2の基板121の厚さD3とが等しくなるように溝211cが形成されてもよい。また、ダイシングによる溝211cの形成方法に限られず、塩素系ガス若しくはフッ素系ガスを用いたドライエッチング、又は、水酸化カリウム水溶液若しくはフッ化水素酸と硝酸との混合溶液を用いたウェットエッチングにより溝211cを形成してもよい。
Next, as shown in FIG. 10, a groove (optical element chip dividing groove) 211c is formed on the
次に、図11に示されるように、基板211の主面211a、第1の光学素子アレイ214、第2の光学素子アレイ224、及び溝211cを覆うように(すなわち、溝211cをテンティングするように)マイクロレンズ形成用レジストフィルム(ドライフィルムレジスト)250を配置する。マイクロレンズ形成用レジストフィルム250を配置する工程では、溝211cが形成された基板211の主面211a上に、例えば、ネガ型のマイクロレンズ形成用レジストフィルム250がラミネートされる。この際、複数のLED212とともに溝211cもマイクロレンズ形成用レジストフィルム250により覆われる。マイクロレンズ形成用レジストフィルム250は、LED212から放射される波長に対する透過率の高い材料を用いることが望ましい。また、マイクロレンズの劣化による、LEDからの放射光の透過率の低下が低い材料を用いることが望ましい。したがって、マイクロレンズ形成用レジストフィルム250の主要な材料としては、例えば、エポキシ、アクリル、シリコーン、ポリイミド、アミドイミドの中から選択された材料が好適である。なお、実施の形態2においては、マイクロレンズ形成用レジストフィルム250として、ネガ型のドライフィルムレジストを用いたが、溝211cを覆うことができる材料(テンティング可能な材料)であればよく、ポジ型のドライフィルムレジストを用いてもよい。
Next, as shown in FIG. 11, the
次に、図12及び図13に示されるように、フォトリソグラフィ法により、マイクロレンズ形成用レジストフィルム250からLED212を覆うようにマイクロレンズ213を形成する工程では、紫外線露光装置により、フォトマスク260を介してマイクロレンズ形成用レジストフィルム250を露光する。これにより、フォトマスク260のパターンに対応した部分のマイクロレンズ形成用レジストフィルム250のみを感光させる。露光装置及びその露光照射条件は適宜選択すればよく、フォトマスク260を介して超高圧水銀灯、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、遠紫外線灯等の光源を用いて露光を行い、マイクロレンズ形成用レジストフィルム250を光硬化させる。必要に応じて露光後にベークを行い、光硬化させた部分の反応を促進させ、現像液に不溶化させる。さらに、アルカリ水溶液又は溶剤を用いて未露光部を溶出させる現像を行って、マイクロレンズ213を形成し、マイクロレンズ形成用レジストフィルム250の不要部分を除去する。必要に応じて後乾燥としてポストベーク(熱焼成)を行い、マイクロレンズ213を硬化させる。マイクロレンズ形成用レジストフィルム250の不要部分を除去することにより、第1の光学素子アレイ214上に複数のマイクロレンズ213を含む第1のマイクロレンズアレイ215を形成し、第2の光学素子アレイ224上に複数のマイクロレンズ213を含む第2のマイクロレンズアレイ225を形成する。マイクロレンズ213(第1のマイクロレンズアレイ215及び第2のマイクロレンズアレイ225)を形成する工程では、第1のマイクロレンズアレイ215のうちの後述する第2の基板211eに最も近い位置に配置されたマイクロレンズ213が、後述する第1の基板211dの第2の基板211eに対向する端辺から第2の基板211eに向けて突き出た突出部213aを有するように形成される。同様に、第2のマイクロレンズアレイ225のうちの後述する第1の基板211dに最も近い位置に配置されたマイクロレンズ213が、後述する第2の基板211eの第1の基板211dに対向する端辺から第1の基板211dに向けて突き出た突出部213aを有するように形成される。ただし、マイクロレンズアレイ215,225のうち一方のマイクロレンズアレイについて、突出部213aを有さないように、マイクロレンズアレイを形成してもよい。突出部213aの突出量は、フォトマスク260のパターン、及び露光照射条件等により適宜調整すればよい。
Next, as shown in FIGS. 12 and 13, in the step of forming the
次に、図14に示されるように、溝211cの位置において基板211を分割する。基板211の分割は、例えば、図13に示される基板211の主面211aの反対側の面である裏面を研磨することで行う。図13に示される二点鎖線t1及びt2は、LEDアレイ装置の完成時の第1の基板111(図1)及び第2の基板121(図1)の裏面を示す仮想線である。基板211の裏面を研磨することにより、図14に示されるように、左側に描かれている基板211d(基板111)及び右側に描かれている基板211e(基板121)は、溝(光学素子チップ分割溝)211cにおいて分割され、2つのLEDアレイチップが完成する。溝211cの位置において基板211を分割することによって、第1の基板用の部分からなる第1の基板211dと、第2の基板用の部分からなる第2の基板211eとに分割される。以上の工程により、光学素子チップとしてのLEDアレイチップ210,220を製造できる。図14に示される、左側に描かれているLEDアレイチップ210は、例えば、図1に示されるLEDアレイチップ110に相当し、右側に描かれているLEDアレイチップ220は、例えば、図1に示されるLEDアレイチップ120に相当する。なお、溝211cの深さと同じ位置である線分t2の位置まで基板211の裏面を研磨することにより基板が2分割されるが、さらに研磨を続けて、任意の位置まで(例えば、線分t1の位置まで)研磨を行って、2分割された基板211d,211eの厚さを調整してもよい。さらに、分割された第1の基板211dと第2の基板211eとを互いに隣り合うようにベース部材(例えば、図2に示される100a)上に配置する工程により、LEDアレイ装置(例えば、図1のLEDアレイ装置100)が製造される。
Next, as shown in FIG. 14, the
以上に説明したように、実施の形態2に係るLEDアレイチップ及びLEDアレイ装置の製造方法によれば、基板211に溝211cを形成した後にマイクロレンズを形成することができるので、ダイシングによるマイクロレンズへのダメージを回避することができ、さらに、ダイシングの許容誤差を緩和させることができる。また、マイクロレンズの一部分(突出部213a)が基板211の主面211aの端部よりも外側に突き出るようにしてマイクロレンズを形成することができるので、LEDアレイチップの端部の位置に関わらず、レンズ径の設定の自由度を増やすことができる。また、マイクロレンズ形成用レジストフィルム250として、溝211cを覆うことができる材料(テンティング可能な材料)を用いるので、ドライエッチング時にLEDアレイ装置の表面を保護するためのレジスト形成を簡易にすることができる。
As described above, according to the LED array chip and the method for manufacturing the LED array device according to the second embodiment, the microlens can be formed after the
《実施の形態3》
実施の形態3に係るLEDアレイ装置300は、基板311,321の主面311a、321aに、段差部316,326が形成されている点で、図6に示されるLEDアレイ装置103と異なる。また、実施の形態3に係るLEDアレイチップ及びLEDアレイ装置300の製造方法は、基板311,321の主面311a、321aに段差部316,326を形成する工程を有する点で実施の形態2に係るLEDアレイチップ及びLEDアレイ装置の製造方法と異なるが、その他の工程は実施の形態2と同様の工程を採用することができる。
<<
The
図15(a)及び(b)は、本発明の実施の形態3に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置300の構成を概略的に示す平面図及び側面図である。LEDアレイチップ310の基板311の主面311aに配列されている複数のマイクロレンズ313のうち、LEDアレイチップ310の長手方向における端部に配置されているマイクロレンズ313は、マイクロレンズ313の突き出た部分として突出部(第1の突出部)313aを有する。LEDアレイチップ320は、LEDアレイチップ310と向かい合う端部であってLEDアレイチップ320の長手方向における端部に主面が低くなった部分である段差部326を有する。同様に、LEDアレイチップ320に配列されている複数のマイクロレンズ323のうち、LEDアレイチップ320の長手方向における端部に配置されているマイクロレンズ323は、マイクロレンズ323の突き出た部分として突出部(第2の突出部)323aを有する。LEDアレイチップ310は、LEDアレイチップ320と向かい合う端部であってLEDアレイチップ310の長手方向における端部に主面が低くなった部分である段差部316を有する。すなわち、LEDアレイチップ320の基板321は、隣接するLEDアレイチップ310におけるマイクロレンズ313の突出部313aに対向する基板321の端部に段差部326を有し、同様に、LEDアレイチップ310の基板311は、隣接するLEDアレイチップ320におけるマイクロレンズ323の突出部323aに対向する基板311の端部に段差部316を有する。
FIGS. 15A and 15B are a plan view and a side view schematically showing a configuration of an
LEDアレイ装置300における複数のLEDアレイチップのうちの互いに隣り合う2つのLEDアレイチップ310,320の互いに向かい合う端部に配置されたマイクロレンズ313,323の各々は、互いに対向しない位置にずれて配置されている。LEDアレイチップ310及びLEDアレイチップ320は、LEDアレイチップ310の端部に位置するマイクロレンズ313の突出部313aがLEDアレイチップ320の段差部326上に部分的に重なるようにし、且つ、LEDアレイチップ320の端部に位置するマイクロレンズ323の突出部323aがLEDアレイチップ310の段差部316上に部分的に重なるようにして、互いに隣り合って配列されている。なお、LEDアレイ装置300においてLEDアレイチップ310とLEDアレイチップ320との間に間隙G4が形成されているが、LEDアレイチップ310及びLEDアレイチップ320の互いの端面同士を密着させて配列してもよい。
In the
LEDアレイチップ310における段差部316は、複数のLEDアレイチップのうちの互いに隣り合うLEDアレイチップ(例えば、310,320)とが近接するように配列された場合に、LEDアレイチップ310の基板311の端面がLEDアレイチップ320の端部に位置するマイクロレンズ323の突出部323aと対向する領域に形成される。したがって、LEDアレイチップ310の短手方向における段差部316の長さは、LEDアレイチップ320のマイクロレンズ323の直径よりも長く形成されることが望ましい。また、LEDアレイチップ310の長手方向における段差部316の長さは、LEDアレイチップ320のマイクロレンズ323の突出部323aの突出量(LEDアレイチップ320の端部から突出するレンズ部分の長さ)よりも長く形成されることが望ましい。LEDアレイチップ310の段差部316の深さは、LEDアレイチップ310の基板311の端面が突出部323aと接触しない程度の深さを確保するように形成されることが望ましい。なお、LEDアレイチップ320における段差部326についても上記で説明したLEDアレイチップ310における段差部316と同様に形成すればよい。
The
実施の形態3に係るLEDアレイ装置300の製造方法は、基板311、321に段差部316、326を形成する工程以外の工程が、実施の形態1に係るLEDアレイ装置100の製造工程と同じである。段差部316,326は、実施の形態2に係るLEDアレイ装置200の製造工程のうちの、例えば、フォトリソグラフィ工程によるマイクロレンズ213の形成後において形成することができる。段差部316,326は、ドライエッチングにより形成することができるが、ウェットエッチングなどの他のプロセスで形成してもよい。
The manufacturing method of the
また、LEDアレイ装置300の基板311、321に形成される段差状の段差部316,326の代わりに、上記で説明した段差部316,326が形成される領域のいずれか一方又は両方を切り欠いて形成する切り欠き部を形成してもよい。また、基板311、321に段差部316,326又は切り欠き部を形成する代わりに、これらの領域(段差部316,326又は切り欠き部が形成される領域)以外の主面上に、例えば、ポリイミドを用いてかさ上げし、その上に光学素子としてのLED312,322及びマイクロレンズ313,323を配列させることにより、段差部316,326を有する基板311,321と同様の形状を形成してもよい。
Further, instead of the stepped
実施の形態3に係るLEDアレイ装置300は、基板311,321の主面311a,321aに、段差部316,326が形成されている点で、実施の形態1に係るLEDアレイ装置100と異なるが、その他の構成は実施の形態1に係るLEDアレイ装置100と同様である。このため、実施の形態3に係るLEDアレイ装置300は、実施の形態1に係るLEDアレイ装置100と同様の効果を有する。
The
また、実施の形態3に係るLEDアレイ装置300によれば、段差部316,326を有することにより、複数のLEDアレイチップ310,320を長手方向に略直線的に配列する際に、LEDアレイチップ310の端部に位置するマイクロレンズ313の突出部313aがLEDアレイチップ320の段差部326上に重なるようにし、且つ、LEDアレイチップ320の端部に位置するマイクロレンズ323の突出部323aがLEDアレイチップ310の段差部316上に重なるように複数のLEDアレイチップ310,320を配列することができるので、LEDアレイチップごとの基板の厚さのばらつきなどによって、隣接するLEDアレイチップの端部に位置するマイクロレンズに衝突することを防ぐことができる。
In addition, according to the
また、段差部316,326の領域を切り欠き状に形成することにより、上記と同様の効果が得られるが、段差部316,326の領域を切り欠き状ではなく段差状に形成することにより、LEDアレイチップ310,320の端部の強度を、切り欠き状に形成した場合よりも高めることができる。
Further, by forming the regions of the
《実施の形態3の第1変形例》
図16は、実施の形態3の第1変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置301の構成を概略的に示す平面図である。図15(a)及び(b)に示されるLEDアレイ装置300においては、LEDアレイチップ310,320における端部のマイクロレンズが突出部313a,323aを有し、基板311,321が段差部316,326を有する場合を説明したが、図16の例のように、隣り合うLEDアレイチップの内の一方のLEDアレイチップの端部のマイクロレンズ333が突出部333aを有し、他方のLEDアレイチップの端部のマイクロレンズ343は突出部を有さない構成とし、さらに、隣り合うLEDアレイチップの内の一方のLEDアレイチップの端部は段差部を持たず、他方のLEDアレイチップの端部が段差部346を持つ構成としてもよい。図16に示されるように、LEDアレイチップ330は、基板331と、複数のLED332からなるLEDアレイと、複数のマイクロレンズ333を含むマイクロレンズアレイとを有している。LEDアレイチップ340は、LEDアレイチップ330に対向する端辺において突出部を持たないようにマイクロレンズ343が配列されている。図16の例では、LEDアレイチップ330とLEDアレイチップ340を直線的に配列することが望ましい。
<< First Modification of
FIG. 16 is a plan view schematically showing a configuration of an
図16のLEDアレイ装置301においては、LEDアレイチップ330,340に配列された複数のマイクロレンズ333,343を、LEDアレイ装置301の長手方向において等ピッチに配列することができる。このため、LEDアレイ装置301から出射されマイクロレンズを透過した光の光量を、LEDアレイ装置301の長手方向において略均一にすることができる。
In the
なお、図16のLEDアレイ装置301において、上記以外の点は、図15(a)及び(b)に示される装置と同様である。
The
《実施の形態3の第2変形例》
図17は、実施の形態3の第2変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置302の構成を概略的に示す平面図である。図15(a)及び(b)に示されるLEDアレイ装置300においては、LEDアレイチップ310,320における端部のマイクロレンズが突出部313a,323aを有し、基板311,321が段差部316,326を有する場合を説明したが、図17の例のように、隣り合うLEDアレイチップの内の一方のLEDアレイチップの端部のマイクロレンズ353が突出部353aを有し、他方のLEDアレイチップの端部のマイクロレンズ363は突出部を有さない構成とし、さらに、隣り合うLEDアレイチップの内の一方のLEDアレイチップの端部は段差部を持たず、他方のLEDアレイチップの端部が段差部366を持ち、さらに、複数のマイクロレンズ353を含むマイクロレンズアレイを長手方向を基準にして傾く傾斜方向に配列し、複数のマイクロレンズ363を含むマイクロレンズアレイを長手方向を基準にして傾く傾斜方向に配列してもよい。図17に示されるように、LEDアレイチップ350は、基板351と、複数のLED352からなるLEDアレイと、複数のマイクロレンズ353を含むマイクロレンズアレイとを有している。LEDアレイチップ360は、LEDアレイチップ350に対向する端辺において突出部を持たないようにマイクロレンズ363が配列されている。図17の例では、LEDアレイチップ350とLEDアレイチップ360を直線的に配列することが望ましい。
<< Second Modification of
FIG. 17 is a plan view schematically showing a configuration of an
図17のLEDアレイ装置302においては、LEDアレイチップ350,360に配列された複数のマイクロレンズ353,363を、LEDアレイ装置302の長手方向において等ピッチに配列することができる。このため、LEDアレイ装置302から出射されマイクロレンズを透過した光の光量を、LEDアレイ装置302の長手方向において略均一にすることができる。
In the
なお、図17のLEDアレイ装置302において、上記以外の点は、図15(a)及び(b)及び図16に示される装置と同様である。 17 is the same as the device shown in FIGS. 15A and 15B and FIG. 16 except for the points described above.
《実施の形態4》
実施の形態4に係るLEDアレイ装置400は、基板411の主面411aに、後述する保護部材417及び衝突緩和部材418が形成されている点で、実施の形態3に係るLEDアレイ装置300と異なるが、その他の構成は実施の形態3と同様に構成することができる。また、実施の形態4に係るLEDアレイ装置400の製造方法は、基板411の主面411aに保護部材417及び衝突緩和部材418を形成する点で実施の形態3に係るLEDアレイ装置300の製造方法と異なるが、その他の工程は実施の形態2と同様の工程を採用することができる。
<< Embodiment 4 >>
The
図18(a)及び(b)は、本発明の実施の形態4に係るLEDアレイ装置400の構成を示す平面図及び側面図である。光学素子装置としての発光素子装置(LEDアレイ装置)400は、複数のLEDアレイチップを有するが、図18においては、このうちの互いに隣り合うLEDアレイチップ410とLEDアレイチップ420とが示されている。複数のLEDアレイチップの各々(例えば、LEDアレイチップ410)は、基板411と、光学素子としての発光素子(LED)412と、マイクロレンズ413と、保護部材(第1の部材)417と、衝突緩和部材(第4の部材)418とを有する。
18A and 18B are a plan view and a side view showing the configuration of the
LEDアレイチップ410は、マイクロレンズ413の突出部413aよりも外側に(隣の基板に向けて)突き出た保護部材417を有し、LEDアレイチップ420は、保護部材417に向かい合う位置であって、LEDアレイチップ420の段差部426上に突き出た衝突緩和部材(第2の部材)428を有する。
The
LEDアレイチップ420は、マイクロレンズ423の突出部423aよりも外側に(隣の基板に向けて)突き出た保護部材(第3の部材)427を有し、LEDアレイチップ410は、保護部材427に向かい合う位置であって、LEDアレイチップ410の段差部416上に突き出た衝突緩和部材418を有する。
The
LEDアレイチップ410における保護部材417は、複数のLEDアレイチップ410,420のうちの互いに隣り合うLEDアレイチップが近接するように配列された場合に、LEDアレイチップ420に形成された段差部426の範囲内に形成される。LEDアレイチップ420における衝突緩和部材428は、LEDアレイチップ410の主面411a上の保護部材417に向かい合う位置であって、LEDアレイチップ420の段差部426上に突き出るように配置される。なお、保護部材427及び衝突緩和部材418についても、上記で説明した保護部材417及び衝突緩和部材428と同様に構成すればよい。保護部材417,427及び衝突緩和部材418,428は、直方体状のブロック形状を有することが望ましい。ただし、互いに向かい合う保護部材417,427及び衝突緩和部材418,428が、互いに当接可能な形状であれば、例えば、三角柱又は球体などの他の形状でもよい。また、保護部材417,427及び衝突緩和部材418,428は、マイクロレンズの形成工程と同じ工程において、マイクロレンズと同じ材料で、形成することができる。ただし、保護部材417,427及び衝突緩和部材418,428を、マイクロレンズと異なる材料で形成してもよい。
The
実施の形態4に係るLEDアレイ装置400は、基板411の主面411aに、保護部材417及び衝突緩和部材418が形成されており、基板421の主面421aに、保護部材427及び衝突緩和部材428が形成されている点で、実施の形態3に係るLEDアレイ装置300と異なるが、その他の構成は実施の形態3に係るLEDアレイ装置300と同様である。したがって、実施の形態4に係るLEDアレイ装置400は、実施の形態3に係るLEDアレイ装置300と同様の効果を有する。
In the
さらに、実施の形態4に係るLEDアレイ装置400によれば、LEDアレイチップ410とLEDアレイチップ420とが近接するように配列された場合に、LEDアレイチップ410の端部に配置されたマイクロレンズ413がLEDアレイチップ420に衝突する前に、保護部材417と衝突緩和部材428とが、及び、保護部材427と衝突緩和部材418とが、接触するので、複数のLEDアレイチップを配列する際のマイクロレンズの破損及びLEDアレイチップの端部の破損を減らすことができる。ただし、必ずしも、保護部材417と衝突緩和部材428とが、及び、保護部材427と衝突緩和部材418とが当接するようにLEDアレイチップ410,420を配列する必要はなく、保護部材417,427と衝突緩和部材418,428とが互いに当接しないようにLEDアレイチップ410,420を配列してもよい。
Furthermore, according to the
なお、図18(a)及び(b)の例は、LEDアレイ装置400の長手方向において配列された複数のマイクロレンズが等ピッチになっていない場合の構成例である。すなわち、LEDアレイチップ410と420との間の間隙が狭く設定されているため、LEDアレイチップ410と420とが向かい合う端部の各々に配置されたマイクロレンズ413と423のピッチが、他のマイクロレンズのピッチに比べて狭くなっている。ただし、互いに当接する保護部材417,427と衝突緩和部材428,418の配置位置を調整した上でこれらを当接させることにより、隣り合うLEDアレイチップ間の間隙の位置決めをすることができるので、LEDアレイ装置400の長手方向において配列されたマイクロレンズが等ピッチになるように複数のLEDアレイチップを配列することもできる(後述する変形例で説明する)。
18A and 18B are configuration examples in the case where the plurality of microlenses arranged in the longitudinal direction of the
《実施の形態4の第1変形例》
図19(a)及び(b)は、実施の形態4の第1変形例に係るLEDアレイ装置401の構成を概略的に示す平面図及び側面図である。図18(a)及び(b)では、複数のLEDアレイチップ410,420の端部でマイクロレンズの配列ピッチが変化する場合(すなわち、LEDアレイ装置400の長手方向において配列された複数のマイクロレンズが等ピッチになっていない場合)を例示したが、図19(a)及び(b)のLEDアレイ装置401においては、複数のLEDアレイチップ430,440の全体でマイクロレンズの配列ピッチが等ピッチである。図19(a)及び(b)に示されるように、複数のLEDアレイチップ430,440は、基板431,441と、光学素子としての発光素子であるLED432,442と、マイクロレンズ433,443とを有する。
<< First Modification of Embodiment 4 >>
FIGS. 19A and 19B are a plan view and a side view schematically showing the configuration of the
LEDアレイチップ430は、端部のマイクロレンズ433の突出部433aよりも外側、すなわち、隣接するLEDアレイチップ440側に突き出た保護部材(第1の部材)437を有し、LEDアレイチップ440は、保護部材437に向かい合う位置であって、LEDアレイチップ440の段差部446上に突き出た衝突緩和部材(第2の部材)448を有する。また、LEDアレイチップ440は、端部のマイクロレンズ443の突出部443aよりも外側、すなわち、隣接するLEDアレイチップ430側に突き出た保護部材(第3の部材)447を有し、LEDアレイチップ430は、保護部材447に向かい合う位置であって、LEDアレイチップ430の段差部436上に突き出た衝突緩和部材(第4の部材)438を有する。
The
保護部材437及び衝突緩和部材448は、LEDアレイチップ430,440の長手方向の間隔を決める機能を持つ。同様に、保護部材447及び衝突緩和部材438は、LEDアレイチップ430,440の長手方向の間隔を決める機能を持つ。保護部材437,447及び衝突緩和部材438,448は、直方体状のブロック形状を有することが望ましいが、三角柱又は球体などの他の形状であってもよい。
The
LEDアレイ装置401によれば、LEDアレイチップ430とLEDアレイチップ440とが近接するように配列された場合に、LEDアレイチップ430の端部に配置されたマイクロレンズ433がLEDアレイチップ440に衝突する前に、保護部材437と衝突緩和部材448とが、及び、保護部材447と衝突緩和部材438とが、接触するので、複数のLEDアレイチップを配列する際のマイクロレンズの破損及びLEDアレイチップの端部の破損を減らすことができる。
According to the
また、互いに当接する保護部材437,447と衝突緩和部材438,448の配置位置を調整し、これらを当接させることにより、隣り合うLEDアレイチップの間の間隙の位置決めをすることができる。
Further, by adjusting the arrangement positions of the
図19(a)及び(b)に示される例では、LEDアレイ装置401に配列される複数のマイクロレンズ433,443は、LEDアレイ装置401の長手方向に等ピッチで配列される。LEDアレイ装置401を用いる場合、マイクロレンズ433、443がLEDアレイ装置401の長手方向において直線状に配列されていないので、発光させるタイミングはLEDアレイチップごとに制御され、LEDアレイ装置401の長手方向において発光量が均一になるように制御される。
In the example shown in FIGS. 19A and 19B, the plurality of
《実施の形態4の第2変形例》
図20は、実施の形態4の第2変形例に係るLEDアレイ装置402の構成を概略的に示す平面図である。図18(a)及び(b)のLEDアレイ装置400は、保護部材(第1の部材)417と衝突緩和部材(第4の部材)418、保護部材(第3の部材)427と衝突緩和部材(第2の部材)428、並びに、2つの段差部416,426を有するが、LEDアレイ装置402は、隣接するLEDアレイチップの互いに向かい合う端部において、1組の保護部材(第1の部材)457と衝突緩和部材(第2の部材)468とを有し、1つの段差部466を有する。また、LEDアレイ装置402においては、LEDアレイチップ460のLEDアレイチップ450側の端部のマイクロレンズ463は、突出部を持たない。図20のLEDアレイ装置402においては、複数のLEDアレイチップ450,460の全体でマイクロレンズの配列ピッチを等ピッチにすることができる。また、図20に示されるように、複数のLEDアレイチップ450,460は、基板451,461と、光学素子としての発光素子であるLED452,462と、マイクロレンズ453,463とをそれぞれ有する。
<< Second Modification of Embodiment 4 >>
FIG. 20 is a plan view schematically showing a configuration of an
LEDアレイチップ450は、端部のマイクロレンズ453の突出部453aよりも外側、すなわち、隣接するLEDアレイチップ460側に突き出た保護部材(第1の部材)457を有し、LEDアレイチップ460は、保護部材457に向かい合う位置であって、LEDアレイチップ460の段差部466上に突き出た衝突緩和部材(第2の部材)468を有する。LEDアレイ装置402は、上記以外の点については、図18(a)及び(b)、又は、図19(a)及び(b)に示されるLEDアレイ装置と同様である。
The
《実施の形態4の第3変形例》
図21は、実施の形態4の第3変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置403の構成を概略的に示す平面図である。図21に示されるように、LEDアレイ装置403の複数のLEDアレイチップ470,480は、基板471,481と、光学素子としての発光素子であるLED472,482と、マイクロレンズ473,483とをそれぞれ有する。また、LEDアレイ装置403は、保護部材(第1の部材)477と、衝突緩和部材(第4の部材)478と、保護部材(第3の部材)487と、衝突緩和部材(第2の部材)488、並びに、段差部476,486を有する。図21の装置は、複数のLED472,482が長手方向(x方向)を基準にして傾いた所定の傾斜方向に配列されているが、他の点は、図18(a)及び(b)の装置と同様である。
<< Third Modification of Embodiment 4 >>
FIG. 21 is a plan view schematically showing a configuration of an
《実施の形態5》
図22の(a)及び(b)は、本発明の実施の形態5に係る光書き込みヘッド500の構成を概略的に示す側面図及び平面図である。図22に示されるように、光書き込みヘッド500は、実施の形態1から4に示される複数のLEDアレイチップ511をベース部材100a上に配列した構成を有する。また、複数のLEDアレイチップ511の前方(複数のLEDアレイチップ511に対向する位置)には、屈折率分布型レンズを多数配列し、全体で1個の連続した像を形成する光学系である正立等倍結像光学レンズ550を備えている。実施の形態5に係る光書き込みヘッド500によれば、実施の形態1から4に示されるマイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズ毎の特性のばらつきを小さくすることができるので、マイクロレンズアレイを透過した出射光(矢印で示される)の光量を略均一にすることができる。
<< Embodiment 5 >>
FIGS. 22A and 22B are a side view and a plan view schematically showing the configuration of the
《実施の形態6》
図23は、本発明の実施の形態6に係る画像形成装置としてのLEDプリンタ600の構成を概略的に示す縦断面図である。LEDプリンタ600は、例えば、電子写真方式を採用するカラープリンタである。図23に示されるように、LEDプリンタ600は、主要な構成として、電子写真方式により用紙などのシート状部材である記録媒体P上に現像剤像(トナー像)を形成する画像形成部10K,10Y,10M,10Cと、画像形成部10K,10Y,10M,10Cに記録媒体Pを供給する媒体供給部(給紙部)30と、記録媒体Pを搬送する搬送部40と、画像形成部10K,10Y,10M,10Cの各々に対応するように配置された転写装置としての転写ローラ50と、記録媒体P上に転写されたトナー像を記録媒体P上に定着させる定着装置としての定着器60と、定着器60を通過した記録媒体Pを画像形成装置600の外部に排出する媒体排出部(排紙部)70とを有する。なお、図23には、4つの画像形成部10K,10Y,10M,10Cが示されているが、画像形成装置600が有する画像形成部の数は、3以下又は5以上であってもよい。また、図23には、カラープリンタが示されているが、本発明は、電子写真方式によって記録媒体上に画像を形成する装置であれば、画像形成部の数が1つであるモノクロプリンタにも適用可能である。さらに、本発明は、電子写真方式によって記録媒体上に画像を形成する装置であれば、複写機、ファクシミリ装置、多機能周辺装置(MFP)などのような他の装置にも適用可能である。
<< Embodiment 6 >>
FIG. 23 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of an
図23に示されるように、筐体601内の媒体供給部30は、媒体カセット(用紙カセット)31と、媒体カセット31内に積載された記録媒体Pを1枚ずつ繰り出す給紙ローラ(ホッピングローラ)32と、媒体カセット31から繰り出された記録媒体Pを搬送するローラ33と、記録媒体Pを画像形成部10K,10Y,10M,10Cに向けて搬送するローラ対34とを有する。媒体カセット31は、画像形成装置600の筐体601の内部に着脱自在に装着される。媒体カセット31に積載されている記録媒体Pは、給紙ローラ32によって1枚ずつ取り出され、取り出された記録媒体Pは、媒体搬送路を矢印D61方向及び矢印D62方向に進んで画像形成部10K,10Y,10M,10Cに送られる。
As shown in FIG. 23, the
画像形成部10K,10Y,10M,10Cは、記録媒体P上にブラック(K)色のトナー像、イエロー(Y)色のトナー像、マゼンタ(M)色のトナー像、及びシアン(C)色のトナー像をそれぞれ形成する。画像形成部10K,10Y,10M,10Cは、媒体搬送路に沿って媒体搬送方向(矢印D63方向)の上流側から下流側に向けて並んで配置されている。画像形成部10K,10Y,10M,10Cは、着脱自在に形成された各色用の画像形成ユニット12K,12Y,12M,12Cをそれぞれ有している。直列に配列された画像形成ユニット12K,12Y,12M,12Cは、画像形成部10K,10Y,10M,10Cの各色に対応して備えられ、画像形成ユニット12Kはブラックのトナーにより画像を形成し、画像形成ユニット12Yはイエローのトナーにより画像を形成し、画像形成ユニット12Mはマゼンタのトナーにより画像を形成し、画像形成ユニット12Cはシアンのトナーにより画像を形成する。画像形成ユニット12K,12Y,12M,12Cは、トナーの色が異なる点以外は、互いに基本的に同一の構造を有する。また、画像形成部10K,10Y,10M,10Cは、各色用の露光装置としての露光用光学ユニット11K,11Y,11M,11Cをそれぞれ有している。露光用光学ユニット11K,11Y,11M,11Cは、開閉可能なカバー602の内面に取り付けられている。ユーザは、カバー602を開状態にすることによって、画像形成ユニット12K,12Y,12M,12Cの各々を交換することができる。露光用光学ユニット11K,11Y,11M,11Cには、各色の画像データに基づく駆動信号がそれぞれ入力され、入力された駆動信号に応じた露光用の光を感光体ドラム13に照射する。
The
図23に示されるように、画像形成ユニット12K,12Y,12M,12Cの各々は、回転可能に支持された像担持体としての感光体ドラム13と、感光体ドラム13の表面を一様に帯電させる帯電部材としての帯電ローラ14と、露光用光学ユニット11K,11Y,11M,11Cによる露光によって感光体ドラム13の表面に静電潜像を形成した後に、感光体ドラム13の表面にトナーを供給して静電潜像に対応するトナー像を形成する現像装置15と、清掃部材としてのクリーニングブレード16とを有する。
As shown in FIG. 23, each of the
現像装置15は、トナー652を収容する現像剤収容スペースを形成する現像剤収容部としてのトナー収容部651と、トナー収容部651の上部開口部からトナー収容部651内に新しいトナーを補充するトナーカートリッジ(現像剤カートリッジ)とを有する。また、現像装置15は、回転可能に支持され、感光体ドラム13の表面にトナーを供給する現像剤担持体としての現像ローラ653と、トナー収容部651内に収容されたトナーを現像ローラ653に供給する供給ローラ654と、現像ローラ653の表面のトナー層の厚さを規制するトナー規制部材としての現像ブレード655とを有する。
The developing
露光用光学ユニット11K,11Y,11M,11Cによる露光は、一様帯電した感光体ドラム13の表面に入力画像データに基づいて実行される。露光用光学ユニット11K,11Y,11M,11Cの各々は、感光体ドラム13の軸線方向に複数の発光素子が配列された光書き込みヘッド(図22の500に相当する)を含む。
Exposure by the exposure
図23に示されるように、搬送部40は、記録媒体Pを静電吸着して搬送する搬送ベルト(転写ベルト)43と、駆動部により回転されて搬送ベルト43を駆動するドライブローラ(駆動ローラ)41と、ドライブローラ41と対を成して搬送ベルト43を張架するテンションローラ(従動ローラ)42と、搬送ベルト43上に残留したトナーを掻き取ってクリーニングする転写ベルトクリーニングブレード44と、転写ベルトクリーニングブレード44により掻き取られることで回収されたトナーを収容する廃トナー収容部45とを有する。
As shown in FIG. 23, the
図23に示されるように、転写ローラ50は、搬送ベルト43を挟んで画像形成ユニット12K,12Y,12M,12Cの各々の感光体ドラム13に対向して配置されている。画像形成ユニット12K,12Y,12M,12Cの各々の感光体ドラム13の表面に形成された現像剤像(トナー像)は、媒体搬送路に沿って矢印D63方向に搬送される記録媒体Pの上面に転写ローラ50によって順に転写されて、複数のトナー像が重ねられたカラー画像が形成される。
As shown in FIG. 23, the
図23に示されるように、定着器60は、互いに圧接し合う一対のローラ61,62を有する。ローラ61は、加熱ヒータを内蔵するヒートローラであり、ローラ62はローラ61に向けて押し付けられる加圧ローラである。転写ローラ50によって転写された未定着の現像剤像(トナー像)を有する記録媒体Pは、定着器60の一対のローラ61,62間を通過する(矢印D64,D65の方向)。このとき、未定着のトナー像は、加熱及び加圧されて記録媒体P上に定着される。
As shown in FIG. 23, the fixing
図23に示されるように、媒体排出部70は、互いに圧接し合って対向する一対のローラから成る搬送ローラ対71を有する。搬送ローラ対71を構成するローラは、回転駆動力を伝達する歯車などから構成される動力伝達機構とモータとからなる駆動部に連結されており、回転して記録媒体Pを矢印D66の方向に排出する。媒体排出部70の構成は、図23の例に限定されず、他のローラ対、記録媒体Pの通過を検出するセンサなどの他の構成をさらに備えてもよい。なお、図23に示されるLEDプリンタ600は、記録媒体Pの片面のみを印刷する場合における構成例が示されているが、記録媒体Pの両面を印刷する際に記録媒体Pを反転させるために用いる用紙反転装置を備えることもできる。
As shown in FIG. 23, the
実施の形態1〜5に係るLEDアレイ装置又は光書き込みヘッドを露光装置に搭載することで、搭載されたLEDアレイ装置から放射される光量を、LEDアレイ装置の長手方向において略均一にすることができるので、感光体ドラム上の意図しない部分への露光を防ぐことができる。したがって、印刷筋の発生を抑制できる高品質な露光装置及びLEDプリンタをより安定的に作製することができる。 By mounting the LED array device or the optical writing head according to Embodiments 1 to 5 on the exposure device, the amount of light emitted from the mounted LED array device can be made substantially uniform in the longitudinal direction of the LED array device. Therefore, it is possible to prevent exposure to an unintended portion on the photosensitive drum. Therefore, it is possible to more stably manufacture a high-quality exposure apparatus and LED printer that can suppress the generation of printing streaks.
以上に説明した実施の形態1〜5のLEDアレイ装置又は光書き込みヘッドは、図示以外の構成や製造方法に変更しても良い。例えば、発光素子として、LEDの代わりに、有機材料で形成されたエレクトロルミネッセンス(EL)素子又は無機材料で形成されたEL素子などを用いてもよい。また、発光素子としてのLEDをフリップチップ方式でLEDアレイ装置に実装してもよい。 The LED array devices or optical writing heads of Embodiments 1 to 5 described above may be changed to configurations and manufacturing methods other than those shown in the drawings. For example, an electroluminescent (EL) element formed of an organic material or an EL element formed of an inorganic material may be used as the light emitting element instead of the LED. Moreover, you may mount LED as a light emitting element in an LED array apparatus by a flip-chip system.
《変形例》
図24は、光学素子としてのLEDの変形例を概略的に示す平面図である。上記実施の形態においては、1つのマイクロレンズ(例えば、実施の形態1のマイクロレンズ113,123)の中に1つのLEDが配置された場合を説明したが、図24に示されるように、1つのマイクロレンズ113,123の中に複数個のLED112aが配置されてもよい。
<Modification>
FIG. 24 is a plan view schematically showing a modification of the LED as the optical element. In the above embodiment, the case where one LED is arranged in one microlens (for example, the
図25は、光学素子アレイの変形例を概略的に示す平面図である。上記実施の形態においては、1枚のLEDエピタキシャルフィルムの中に1つの発光部(例えば、LED)が備えられている場合を説明したが、図25に示されるように、1枚の長尺なLEDエピタキシャルフィルム112cの中に複数のLED112bが備えられ、各LED112bをマイクロレンズ113で覆うように構成してもよい。
FIG. 25 is a plan view schematically showing a modification of the optical element array. In the above embodiment, the case where one light emitting portion (for example, LED) is provided in one LED epitaxial film has been described. However, as shown in FIG. A plurality of
図26(a)及び(b)は、マイクロレンズの変形例を概略的に示す側面図及び平面図である。上記実施の形態においては、集光レンズとしてのマイクロレンズ(例えば、実施の形態1のマイクロレンズ113,123)が、半球状のレンズである場合を例示したが、図26(a)及び(b)に示されるように、複数のレンズ部分を2次元的に規則的に配列した複合レンズであるマイクロレンズ713を採用してもよい。
FIGS. 26A and 26B are a side view and a plan view schematically showing a modification of the microlens. In the above embodiment, the case where the microlens as the condensing lens (for example, the
なお、上記実施の形態1〜4においては、光学素子装置が、発光素子装置である場合を説明したが、光学素子として受光素子(例えば、フォトダイオード)を備えることによって、光学素子装置を受光素子装置、例えば、イメージスキャナにおける画像読み取り部としてのラインセンサとすることができる。この場合には、光学素子装置としての受光デバイスに入射する入射光の光量のばらつきを小さくすることができ、高品質な受光性能を得ることができる。 In the first to fourth embodiments, the case where the optical element device is a light emitting element device has been described. However, by providing a light receiving element (for example, a photodiode) as an optical element, the optical element device is changed to a light receiving element. It can be a line sensor as an image reading unit in an apparatus, for example, an image scanner. In this case, variation in the amount of incident light incident on the light receiving device as the optical element device can be reduced, and high-quality light receiving performance can be obtained.
100〜105,300〜302,400〜403 LEDアレイ装置、 110,160,180,310,330,350,410,430,450,470 LEDアレイチップ、 111,161,181,311,331,351,411,431,451,471 基板(第1の基板)、 111a,311a 主面、 111b 端辺、 112,162,182,312,332,352,412,432,452,472 LED、 113,163,183,313,333,353,413,433,453,473 マイクロレンズ(第1のマイクロレンズ)、 113a,163a,183a,313a,333a,353a 突出部(第1の突出部)、 114 LEDアレイ、 120,130,140,150,170,190,320,340,360,420,440,460,480 LEDアレイチップ、 121,131,141,151,171,191,321,341,361,421,441,461,481 基板、 121a,131a,141a,321a 主面、 121b 端辺、 122,132,142,152,172,192,322,342,362,422,442,462,482 LED、 123,133,143,153,173,193,323,343,363,423,443,463,483 マイクロレンズ(第2のマイクロレンズ)、 123a,153a,173a,193a,323a 突出部(第2の突出部)、 124 LEDアレイ、 211 基板、 211a 主面、 211c 溝、 212 LED、 213 マイクロレンズ、 250 レジストフィルム(ドライフィルムレジスト)、 316,326,346,366,416,426,436,446,466,476,486 段差部、 417,427,437,447,457,477,487 保護部材、 418,428,438,448,468,478,488 衝突緩和部材、 500 光書き込みヘッド、 600 画像形成装置。 100-105, 300-302, 400-403 LED array device, 110, 160, 180, 310, 330, 350, 410, 430, 450, 470 LED array chip, 111, 161, 181, 311, 331, 351 411, 431, 451, 471 substrate (first substrate), 111a, 311a main surface, 111b edge, 112, 162, 182, 312, 332, 352, 412, 432, 452, 472 LED, 113, 163 183, 313, 333, 353, 413, 433, 453, 473 Microlens (first microlens), 113a, 163a, 183a, 313a, 333a, 353a Projection (first projection), 114 LED array, 120, 130, 140, 150, 170 190, 320, 340, 360, 420, 440, 460, 480 LED array chip, 121, 131, 141, 151, 171, 191, 321, 341, 361, 421, 441, 461, 481 substrate, 121a, 131a, 141a, 321a main surface, 121b edge, 122, 132, 142, 152, 172, 192, 322, 342, 362, 422, 442, 462, 482 LED, 123, 133, 143, 153, 173, 193, 323 , 343, 363, 423, 443, 463, 483 Microlens (second microlens), 123a, 153a, 173a, 193a, 323a Projection (second projection), 124 LED array, 211 substrate, 211a main Surface, 211c groove, 212 LED, 213 microlens, 250 resist film (dry film resist), 316, 326, 346, 366, 416, 426, 436, 446, 466, 476, 486, stepped portion, 417, 427, 437, 447, 457, 477 , 487 protection member, 418, 428, 438, 448, 468, 478, 488 collision mitigation member, 500 optical writing head, 600 image forming apparatus.
Claims (17)
第2の基板と、前記第2の基板上に配置された複数の光学素子を含む第2の光学素子アレイと、前記第2の基板上に前記第2の光学素子アレイを覆うように形成された複数の第2のマイクロレンズを含む第2のマイクロレンズアレイと、を有する第2の光学素子チップと、
を備え、
前記第1の基板と前記第2の基板とは、互いに隣り合うように配置され、
前記複数の第1のマイクロレンズのうちの前記第2の基板に最も近い位置に配置された第1のマイクロレンズは、前記第1の基板の前記第2の基板に対向する端辺から前記第2の基板に向けて突き出た第1の突出部を有する
ことを特徴とする光学素子装置。 A first substrate; a first optical element array including a plurality of optical elements disposed on the first substrate; and a first optical element array formed on the first substrate so as to cover the first optical element array. A first microlens array including a plurality of first microlenses, and a first optical element chip,
A second substrate; a second optical element array including a plurality of optical elements disposed on the second substrate; and the second optical element array formed on the second substrate so as to cover the second optical element array. A second optical element chip having a second microlens array including a plurality of second microlenses,
With
The first substrate and the second substrate are disposed adjacent to each other,
Of the plurality of first microlenses, the first microlens disposed at a position closest to the second substrate is the first microlens from the edge of the first substrate facing the second substrate. An optical element device comprising: a first protrusion protruding toward the second substrate.
前記複数の第2のマイクロレンズは、前記所定方向に直線状に配列されており、
前記第1のマイクロレンズアレイと前記第2のマイクロレンズアレイとは、前記所定方向に直線状に配列されている
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の光学素子装置。 The plurality of first microlenses are arranged linearly in a predetermined direction,
The plurality of second microlenses are arranged linearly in the predetermined direction,
The optical element device according to any one of claims 1 to 3, wherein the first microlens array and the second microlens array are linearly arranged in the predetermined direction. .
前記複数の第2のマイクロレンズは、前記所定方向に直線状に配列されており、
前記第1のマイクロレンズアレイと前記第2のマイクロレンズアレイとは、前記所定方向に直交する方向において異なる位置に配置されている
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の光学素子装置。 The plurality of first microlenses are arranged linearly in a predetermined direction,
The plurality of second microlenses are arranged linearly in the predetermined direction,
The first microlens array and the second microlens array are arranged at different positions in a direction orthogonal to the predetermined direction. Optical element device.
前記複数の第2のマイクロレンズは、前記第2の基板の長手方向を基準にして傾いた第2の傾斜方向に配列されており、
前記複数の第1のマイクロレンズのうちの前記第2の基板に最も近い第1のマイクロレンズと前記複数の第2のマイクロレンズのうちの前記第1の基板に最も近い第2のマイクロレンズとは、前記第1の基板の長手方向に直交する方向において異なる位置に配置されている
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の光学素子装置。 The plurality of first microlenses are arranged in a first inclined direction inclined with respect to a longitudinal direction of the first substrate,
The plurality of second microlenses are arranged in a second inclined direction inclined with respect to a longitudinal direction of the second substrate,
A first microlens closest to the second substrate of the plurality of first microlenses, and a second microlens closest to the first substrate of the plurality of second microlenses; Are arranged at different positions in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the first substrate. The optical element device according to any one of claims 1 to 3.
前記第2の光学素子チップは、前記第2の基板に備えられ、前記第1の部材に当接又は対向する第2の部材を有する
ことを特徴とする請求項9に記載の光学素子装置。 The first optical element chip includes a first member provided on the first substrate and protruding toward the second substrate from the first protrusion,
The optical element device according to claim 9, wherein the second optical element chip includes a second member that is provided on the second substrate and is in contact with or faces the first member.
前記第1の光学素子チップは、前記第1の基板に備えられ、前記第3の部材に当接又は対向する第4の部材を有する
ことを特徴とする請求項10に記載の光学素子装置。 The second optical element chip includes a third member that is provided on the second substrate and protrudes toward the first substrate from the second protrusion,
The optical element device according to claim 10, wherein the first optical element chip includes a fourth member that is provided on the first substrate and is in contact with or opposed to the third member.
前記基板の前記主面に溝を形成して、前記基板から、前記複数の光学素子の一部によって形成された第1の光学素子アレイが配置された第1の基板用の部分と前記複数の光学素子の他の一部によって形成された第2の光学素子アレイが配置された第2の基板用の部分とを形成する工程と、
前記第1の光学素子アレイ及び前記第2の光学素子アレイを覆い、且つ、前記溝の上部を覆う、マイクロレンズ形成用のレジストフィルムを配置する工程と、
フォトリソグラフィを用いて、前記レジストフィルムから前記第1の光学素子アレイ上に複数の第1のマイクロレンズを含む第1のマイクロレンズアレイを形成し、前記第2の光学素子アレイ上に複数の第2のマイクロレンズを含む第2のマイクロレンズアレイを形成する工程と、
前記溝の位置において前記基板を分割することによって、前記第1の基板用の部分からなる第1の基板と前記第1の光学素子アレイと前記第1のマイクロレンズアレイとを有する第1の光学素子チップと、前記第2の基板用の部分からなる第2の基板と前記第2の光学素子アレイと前記第2のマイクロレンズアレイとを有する第2の光学素子チップと、を形成する工程と、
を有することを特徴とする光学素子チップの製造方法。 Arranging a plurality of optical elements on the main surface of the substrate;
A groove is formed in the main surface of the substrate, and a portion for the first substrate on which a first optical element array formed by a part of the plurality of optical elements is arranged from the substrate, and the plurality of the plurality Forming a second substrate portion on which a second optical element array formed by another part of the optical element is disposed;
A step of disposing a resist film for forming a microlens that covers the first optical element array and the second optical element array and covers an upper part of the groove;
Using photolithography, a first microlens array including a plurality of first microlenses is formed on the first optical element array from the resist film, and a plurality of first microlens arrays are formed on the second optical element array. Forming a second microlens array including two microlenses;
By dividing the substrate at the position of the groove, a first optical device having a first substrate composed of a portion for the first substrate, the first optical element array, and the first microlens array. Forming a second optical element chip having an element chip, a second substrate composed of a portion for the second substrate, the second optical element array, and the second microlens array; ,
A method of manufacturing an optical element chip, comprising:
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JP2019083241A (en) * | 2017-10-30 | 2019-05-30 | 株式会社沖データ | Semiconductor device, optical device, image forming apparatus, and image reading device |
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