JP2019111731A - Optical element unit, print head, reading head, image forming device, and image reading device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、光学素子を備えた光学素子ユニット、プリントヘッド、読取ヘッド、画像形成装置および画像読取装置に関する。 The present invention relates to an optical element unit provided with an optical element, a print head, a reading head, an image forming apparatus, and an image reading apparatus.
画像形成装置のプリントヘッドでは、プリント配線基板にLEDアレイチップ(光学素子チップ)を実装した発光部ユニット(光学素子ユニット)が用いられる。プリント配線基板は、基板上に配線層を形成し、配線層を絶縁層で覆ったものである。LEDアレイチップは、絶縁層の表面に接着により固定される(例えば、特許文献1)。 The print head of the image forming apparatus uses a light emitting unit (optical element unit) in which an LED array chip (optical element chip) is mounted on a printed wiring board. The printed wiring board is obtained by forming a wiring layer on the substrate and covering the wiring layer with an insulating layer. The LED array chip is fixed to the surface of the insulating layer by adhesion (for example, Patent Document 1).
ここで、配線層の端部近傍では、配線層を覆う絶縁層の表面が傾斜するため、この傾斜した領域にLEDアレイチップを固定すると、LEDアレイチップが傾く可能性がある。そのため、配線層の端部とLEDアレイチップの配置領域との間には、一定の距離を確保する必要がある。また、基板上には、配線層の他に、接続パッドあるいはパターンを形成する必要があるため、基板上における配線層の占有面積を小さくすることが求められている。 Here, since the surface of the insulating layer covering the wiring layer is inclined in the vicinity of the end portion of the wiring layer, the LED array chip may be inclined when the LED array chip is fixed to this inclined region. Therefore, it is necessary to secure a certain distance between the end of the wiring layer and the arrangement area of the LED array chip. Further, since it is necessary to form connection pads or patterns in addition to the wiring layer on the substrate, it is required to reduce the area occupied by the wiring layer on the substrate.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、光学素子チップの傾きを抑制し、且つ基板上の配線層の占有面積を小さくすることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to suppress an inclination of an optical element chip and to reduce an occupied area of a wiring layer on a substrate.
本発明の光学素子ユニットは、基板と、基板に形成された配線層と、配線層を覆う絶縁層と、光学素子を有し、絶縁層に固定された光学素子チップとを備える。配線層は、基板の表面における第1の方向に延在する連結部と、連結部から第1の方向に略直交する第2の方向に延在し、第1の方向に配列された複数の延在部とを有する。光学素子チップは、配線層の複数の延在部が配列された領域に配置されている。 The optical element unit of the present invention includes a substrate, a wiring layer formed on the substrate, an insulating layer covering the wiring layer, and an optical element chip having an optical element and fixed to the insulating layer. The wiring layer includes a connecting portion extending in a first direction on the surface of the substrate, and a plurality of extending in a second direction substantially orthogonal to the first direction from the connecting portion and arranged in the first direction. And an extending portion. The optical element chip is disposed in a region in which a plurality of extending portions of the wiring layer are arranged.
本発明のプリントヘッドは、上記の光学素子ユニットと、光学素子から発せられた光を対象面に結像させるレンズユニットとを備え、光学素子は発光素子である。また、本発明の画像形成装置は、上記のプリントヘッドを備える。 A print head according to the present invention comprises the above optical element unit and a lens unit for focusing light emitted from the optical element on a target surface, and the optical element is a light emitting element. An image forming apparatus according to the present invention includes the above-described print head.
本発明の読取ヘッドは、上記の光学素子ユニットと、原稿からの光を光学素子に結像させるレンズユニットとを備え、光学素子は受光素子である。また、本発明の画像読取装置は、上記の読取ヘッドを備える。 The reading head according to the present invention comprises the above optical element unit and a lens unit for focusing light from a document on the optical element, and the optical element is a light receiving element. An image reading apparatus according to the present invention includes the above-described reading head.
本発明によれば、配線層が複数の延在部を有して構成されるため、配線層を覆う絶縁層の一部が隣り合う延在部の隙間に入り込み、配線層上の絶縁層の厚さが薄くなる。そのため、絶縁層の表面の傾斜領域を狭くすることができる。これにより、配線層の端部と光学素子チップの配置領域との距離を短くすることができる。その結果、光学素子チップの傾きを抑制し、且つ基板上の配線層の占有面積を小さくすることができる。 According to the present invention, since the wiring layer is configured to have a plurality of extending portions, a part of the insulating layer covering the wiring layer enters the gap between the adjacent extending portions, and the insulating layer on the wiring layer Thickness becomes thinner. Therefore, the sloped area of the surface of the insulating layer can be narrowed. Thereby, the distance between the end of the wiring layer and the arrangement area of the optical element chip can be shortened. As a result, the inclination of the optical element chip can be suppressed, and the area occupied by the wiring layer on the substrate can be reduced.
第1の実施の形態.
<光学素子ユニットの構成>
図1は、第1の実施の形態の光学素子ユニットとしての発光部ユニット1を示す平面図である。発光部ユニット1は、プリント配線基板10と、プリント配線基板10に実装された複数の発光デバイス3とを有する。
First Embodiment
<Configuration of Optical Element Unit>
FIG. 1 is a plan view showing a
プリント配線基板10は、基板としての絶縁基板11と、絶縁基板11の表面に形成された配線層12と、配線層12の表面を覆う絶縁層13とを有する。絶縁基板11は、例えばガラスエポキシで構成された絶縁性の基板である。
The printed
配線層12は、例えば銅箔で構成される。配線層12の表面には、酸化防止とワイヤボンド性の向上のため、金メッキ処理を施すことが望ましい。
The
絶縁層13は、例えばソルダーレジストで構成される。ソルダーレジストは、例えばエポキシ樹脂を主成分とする。絶縁層13は、発光デバイス3の姿勢(向き)を安定させるものである。また、絶縁層13は、メッキ面積を少なくすることによりプリント配線基板10の製造コストを低減させるものでもある。
The
プリント配線基板10は、一方向(図中左右方向)に長い長尺形状を有する。以下では、プリント配線基板10の長手方向を、X方向とする。また、プリント配線基板10の表面(より具体的には絶縁基板11の表面)に平行な面内でX方向に直交する方向を、Y方向とする。X方向およびY方向の両方に直交する方向を、Z方向とする。
The printed
プリント配線基板10の絶縁層13の表面には、接着剤14(図3)により、複数の発光デバイス3が固定されている。接着剤14は、例えば絶縁性のダイボンディングペーストである。複数の発光デバイス3は、X方向に一列に配列されている。X方向に隣り合う発光デバイス3の間には、一定の隙間Cが形成されている。
A plurality of
発光デバイス3は、ここでは、LEDアレイチップである。発光デバイス3は、X方向に長い長尺形状の基板30と、基板30の表面に接合された発光素子(光学素子)としての複数のLED(発光ダイオード)31とを有する。
The
基板30は、例えばSi、GaAs、GaP、InP、GaNまたはZnOなどの半導体基板で構成される。LED31は、例えば、他の基板(成長基板)上で成長したエピタキシャル層を、基板30の表面に接合したものである。なお、LEDの代わりに、他の発光素子(例えば発光サイリスタ)を用いてもよい。基板30の表面には、LED31に信号等を供給するためのボンディングパッド(図示せず)が形成されており、ボンディングワイヤによって外部と接続されている。
The
LED31は、基板30の表面にX方向に等間隔で一列に配列されている。LED31の配列ピッチ(すなわち隣り合うLED31の中心間距離)は、解像度が1200dpiの場合は21μmであり、解像度が600dpiの場合は42μmである。
The
絶縁基板11上で配線層12が形成されていない領域17には、接続パッド18a,18b,18cが形成されている。接続パッド18aは、発光デバイス3に接地電位(GND)を供給するものである。接続パッド18b,18cは、発光デバイス3に電源を供給するものであり、必要に応じてパターン部19により接続されている。絶縁層13は、接続パッド18a,18b,18cに対応する位置に開口部を有し、接続パッド18a,18b,18cを露出させている。
また、絶縁基板11の領域17には、図示は省略するが、発光デバイス3に信号等を供給するためのパターンおよび接続パッドも形成される。
Further, in the
なお、配線層12は絶縁層13に覆われているが、図1では、配線層12の形状を分かり易く示すため、配線層12の輪郭を実線で表している。また、配線層12には、点状のハッチングを付している。後述する図7および図11も同様である。
Although the
図2は、プリント配線基板10の絶縁基板11および配線層12を示す平面図である。配線層12は、全体が櫛形状を有する。具体的には、配線層12は、X方向に延在する連結部20と、連結部20からY方向に延在する延在部としての複数の櫛歯部21とを有する。隣り合う櫛歯部21の間には、溝部22が形成される。
FIG. 2 is a plan view showing the insulating
連結部20は、絶縁基板11のY方向(幅方向)の中心に対して一方の側(ここでは+Y側)に形成されている。櫛歯部21は、絶縁基板11のY方向の中央域に形成されている。言い換えると、櫛歯部21は、絶縁基板11における発光デバイス3の配置領域に形成されている。
The connecting
櫛歯部21は、いずれも一定の幅Wを有する。また、櫛歯部21は、一定の間隔Gを開けてX方向に配列されている。櫛歯部21の間隔G(すなわち隣り合う櫛歯部21の隙間)は、櫛歯部21の幅Wよりも広いことが望ましい(すなわちG>W)。ここでは、櫛歯部21の幅Wは、例えば0.1mmである。隣り合う櫛歯部21の間隔Gは、例えば0.125mmである。
Each of the
櫛歯部21のY方向の長さは、発光デバイス3のY方向の幅と、発光デバイス3の実装精度(例えば0.1mm)の2倍と、後述する絶縁層傾斜領域A1のY方向の長さとの合計以上に設定される。櫛歯部21の連結部20とは反対側の端部(−Y方向の端部)を、配線端部25と称する。
The length in the Y direction of the
配線層12は、発光デバイス3(図1)のY方向両端に対向する位置に、開口部23を有する。絶縁層13(図1)は、絶縁基板11の表面のほぼ全体を覆っているが、開口部23に対応する位置には開口部13bを有する。開口部23,13bの内側は、絶縁基板11が露出した開口領域16(図1)となる。この開口領域16は、発光デバイス3を固定するための接着剤が毛細管現象によって隣り合う発光デバイス3の隙間G(図1)内を這い上がることを防止するために設けられる。
The
図3は、図1に示す線分III−IIIに沿った矢視方向の断面図、すなわち配線層12の櫛歯部21を通る面における断面図である。図4は、図1に示す線分IV−IVに沿った矢視方向の断面図、すなわち配線層12の溝部22を通る面における断面図である。図5は、図1に示す線分V−Vに沿った矢視方向の断面図、すなわち配線層12の櫛歯部21を横断する面における断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view in the arrow direction along line segment III-III shown in FIG. 1, that is, a cross-sectional view in a plane passing through the comb-
上記の通り、配線層12は絶縁層13に覆われている。図3に示すように、絶縁層13は、櫛歯部21と発光デバイス3との間に充填されている。また、図4に示すように、絶縁層13は、櫛歯部21がない部分、すなわち溝部22では、絶縁基板11と発光デバイス3との間に充填されている。
As described above, the
すなわち、図5に示すように、櫛歯部21は、発光デバイス3の下側(すなわち絶縁基板11側)でX方向に等間隔に配列されている。絶縁層13の一部は櫛歯部21を覆い、絶縁層13の別の一部は溝部22に充填されている。
That is, as shown in FIG. 5, the
また、図3に示すように、絶縁層13の表面の高さは、櫛歯部21上では略一定であるが、櫛歯部21の先端(すなわち配線端部25)よりも外側では低くなる。そのため、Y方向において配線端部25の近傍の領域A1では、絶縁層13の表面が傾斜する。以下では、絶縁層13の表面が傾斜する領域を、絶縁層傾斜領域A1と称する。絶縁層傾斜領域A1のY方向の長さは、櫛歯部21上の絶縁層13の厚さに依存する。
Further, as shown in FIG. 3, the height of the surface of the insulating
図6は、絶縁基板11上の配線層12、絶縁層13および接着剤14を拡大して示す断面図である。絶縁基板11の表面から櫛歯部21の表面までの高さT1は、約30〜40μmが望ましい。絶縁層13の表面は、櫛歯部21を覆う部分ではやや高く、溝部22に充填された部分ではやや低い。絶縁基板11の表面から絶縁層13の最も高い部分までの高さT2は、約40〜55μmが望ましい。上記の高さT1,T2の差(T2−T1)は、約10〜15μmが望ましい。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the
<発光部ユニット1の実装工程>
発光部ユニット1をプリント配線基板10に実装する工程は、以下の通りである。まず、絶縁基板11の表面に、配線層12、接続パッド18a〜18c、およびパターン部19等を形成する。このプリント配線基板10の表面を覆うように、例えばスクリーン印刷等を用いて、ソルダーレジストにより絶縁層13を形成する。このとき、絶縁層13には、開口部23および接続パッド18a,18b,18c上の開口部を形成する。
<Mounting process of light emitting
The process of mounting the
絶縁基板11上に供給されたソルダーレジストのうち、発光デバイス3の配置領域(すなわち櫛歯部21と溝部22とが配列された領域)に供給されたソルダーレジストは、その一部が溝部22に充填される。そのため、配線層12をベタパターンとして形成した場合と比較して、櫛歯部21上の絶縁層13の厚さが薄くなる。櫛歯部21上の絶縁層13の厚さが薄くなることで、絶縁層傾斜領域A1(図3)のY方向の長さが短くなる。
Of the solder resist supplied onto the insulating
このようにして形成した絶縁層13の表面に、ダイボンディングペーストである接着剤14を塗布する。接着剤14の塗布範囲は、配線層12の櫛歯部21と溝部22とが並んだ領域であり、なお且つ、絶縁層傾斜領域A1よりも+Y側の領域である。接着剤14の塗布は、例えば、棒状の塗布部材にダイボンディングペーストを付着させ、その塗布部材で絶縁層13の表面を撫で付けることにより行う。
The adhesive 14 which is a die bonding paste is applied to the surface of the insulating
このようにして絶縁層13の表面に接着剤14を塗布した後、発光デバイス3を接着剤14に押し当てる。これにより、発光デバイス3が、接着剤14を介して絶縁層13の表面に固定される。発光デバイス3は、X方向に配列された複数の櫛歯部21によって支持される。また、絶縁層傾斜領域A1を回避した位置に発光デバイス3が固定されるため、発光デバイス3の傾きが抑制される。
After the adhesive 14 is applied to the surface of the insulating
<作用>
次に、第1の実施の形態の発光部ユニット1の作用について説明する。まず、第1の実施の形態の発光部ユニット1に対する比較例の発光部ユニット1Bについて説明する。図7は、発光部ユニット1Bを示す平面図である。発光部ユニット1Bは、プリント配線基板10Bと、プリント配線基板10Bの表面に接着された複数の発光デバイス3とを有する。プリント配線基板10Bは、配線層12Bの形状において、第1の実施の形態の配線層12と異なる。発光デバイス3は、第1の実施の形態と同様である。
<Function>
Next, the operation of the
図8は、比較例のプリント配線基板10Bの絶縁基板11および配線層12Bを示す平面図である。配線層12Bは、第1の実施の形態の配線層12(図2)のような櫛歯部21を有さない。すなわち、配線層12Bは、発光デバイス3のX方向両端の開口部23を除き、ベタパターンとして形成されている。
FIG. 8 is a plan view showing the insulating
図9は、図7の線分IX−IXにおける矢視方向の断面図である。図10は、図7の線分X−Xにおける矢視方向の断面図である。図9に示すように、配線層12Bの表面から絶縁層13の表面までの高さtは、約20μmである。
FIG. 9 is a cross-sectional view in the arrow direction of line segment IX-IX in FIG. 7. FIG. 10 is a cross-sectional view in the arrow direction of line segment XX in FIG. 7. As shown in FIG. 9, the height t from the surface of the
この比較例においても、絶縁層13の表面の高さは、配線層12の先端(すなわち配線端部25)よりも外側では低くなる。そのため、Y方向において配線端部25の近傍の領域A2では、絶縁層13の表面が傾斜する。絶縁層傾斜領域A2のY方向の長さは、配線層12Bを覆う絶縁層13の厚さt(ここでは約20μm)に依存する。この比較例では、絶縁層傾斜領域A2のY方向の長さは、約0.2mmである。
Also in this comparative example, the height of the surface of the insulating
発光デバイス3を絶縁層傾斜領域A2に接着すると、発光デバイス3が傾斜し、その結果、LED31からの光の出射方向がZ方向に対して傾斜する可能性がある。そのため、比較例のプリント配線基板10Bでは、発光デバイス3の配置領域と配線端部25との間に、絶縁層傾斜領域A2以上(例えば、約0.2mm以上)の距離を設けている。
When the
一方、絶縁基板11で配線層12Bが形成されていない領域17では、上述した接続パッド18a〜18cの他にも、図示しないパターンおよびパッドが形成される。しかしながら、発光デバイス3の配置領域から配線端部25までの間に絶縁層傾斜領域A2以上の距離を確保する必要があるため、配線層12Bの占有面積が大きくなる。そのため、絶縁基板11上において、パターンおよびパッドを形成する領域17を広くすることが難しい。
On the other hand, in the
これに対し、第1の実施の形態の発光部ユニット1では、図5に示したように配線層12が複数の櫛歯部21を有して構成されるため、絶縁層13の一部が溝部22に充填され、櫛歯部21上の絶縁層13の厚さ(T2−T1)が薄くなる。そのため、櫛歯部21上の絶縁層13の厚さに依存する絶縁層傾斜領域A1のY方向長さが短くなる。
On the other hand, in the
絶縁層傾斜領域A1のY方向長さは、例えば、約0.1mmであることが望ましい。この値は、比較例の絶縁層傾斜領域A2のY方向長さ(0.2mm)の約1/2である。 The Y-direction length of the insulating layer inclined region A1 is preferably, for example, about 0.1 mm. This value is about 1/2 of the Y-direction length (0.2 mm) of the insulating layer inclined region A2 of the comparative example.
このように、絶縁層傾斜領域A1のY方向長さが短くなった分だけ、配線層12の占有面積を小さくすることができる。その結果、絶縁基板11において、パターンおよびパッドを形成する領域17を広げることが可能になり、設計自由度が増す。
Thus, the occupied area of the
櫛歯部21の幅Wは、0.4mm以下(すなわち、図9に示した比較例の絶縁層傾斜領域A2のY方向長さの2倍以下)であることが望ましい。これは、櫛歯部21の幅Wを0.4mm以下とすることにより、絶縁層13の厚さ(すなわち表面の高さ)のばらつきが低減され、これにより絶縁層13上で発光デバイス3を安定した状態で支持する効果が得られやすいためである。
Desirably, the width W of the comb-
なお、配線層12は、1つの連結部20と複数の櫛歯部21とを有し、全体が櫛形に構成されている。これに対し、櫛歯部21のY方向両側に連結部20をそれぞれ形成した場合(すなわち配線層12をはしご状に構成した場合)には、絶縁層13が連結部20上で厚くなり、絶縁層13の表面の高さの変化が大きくなるため、発光デバイス3の傾きを抑制するという観点では望ましくない。
The
<第1の実施の形態の効果>
以上説明したように、第1の実施の形態の発光部ユニット1(光学素子ユニット)は、絶縁基板(基板)11と、絶縁基板11上に形成された配線層12と、配線層12を覆う絶縁層13と、絶縁層13の表面にX方向に配列された発光デバイス3(光学素子チップ)とを備え、配線層12は、X方向に延在する連結部20と、連結部20からY方向に延在してX方向に配列された複数の櫛歯部21とを有する。発光デバイス3は、配線層12の櫛歯部21が配列された領域に配置される。
<Effect of First Embodiment>
As described above, the light emitting unit 1 (optical element unit) according to the first embodiment covers the insulating substrate (substrate) 11, the
このように構成されているため、絶縁層13の櫛歯部21を覆う部分の厚さを薄くし、絶縁層傾斜領域A1のY方向の長さを短くすることができる。これにより、配線端部25から発光デバイス3の配置領域までの距離を短くすることができ、絶縁基板11上の配線層12の占有面積を小さくすることができる。これにより、発光デバイス3の傾きを抑制しつつ、絶縁基板11上にパターンあるいはパッドを形成する領域17を広く確保することができる。また、X方向に配列された複数の櫛歯部21により、発光デバイス3を安定した姿勢で支持することができる。
Since it is comprised in this way, the thickness of the part which covers the
また、櫛歯部21が一定の幅Wを有し、一定の間隔Gで配列されているため、発光デバイス3を均等な力で支持することができる。また、絶縁層13の表面の凹凸がX方向に均等になるため、発光デバイス3の傾きを抑制する効果を高めることができる。
Further, since the comb-
また、隣り合う櫛歯部21の間隔Gが櫛歯部21の幅Wよりも大きいため、櫛歯部21上の絶縁層13の厚さを十分に薄くすることができ、絶縁層傾斜領域A1を小さくする効果を高めることができる。
Further, since the distance G between the
また、発光デバイス3のX方向両端に対応する位置に、配線層12の開口部23および絶縁層13の開口部13bが形成されているため、絶縁層13が毛細管現象によって発光デバイス3の隙間Cを這い上がって発光デバイス3の表面(LED31側)に到達することを抑制できる。
Further, the
第2の実施の形態.
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図11は、第2の実施の形態の発光部ユニット1A(光学素子ユニット)を示す平面図である。第2の実施の形態の発光部ユニット1Aは、配線層12Aの形状が、第1の実施の形態の発光部ユニット1と異なっている。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a plan view showing a
図12は、第2の実施の形態のプリント配線基板10Aの絶縁基板11および配線層12Aを示す平面図である。プリント配線基板10Aの配線層12Aは、X方向に延在する連結部20と、連結部20からY方向に延在する延在部としての複数の櫛歯部21Aとを有する。連結部20の構成は、第1の実施の形態と同様である。
FIG. 12 is a plan view showing the insulating
第2の実施の形態の櫛歯部21Aは、幅W1を有する櫛歯部211(第1の延在部)と、幅W2を有する櫛歯部212(第2の延在部)とを有する。幅W1は、幅W2よりも太い(W1>W2)。櫛歯部211の幅W1および櫛歯部212の幅W2は、いずれも、第1の実施の形態の櫛歯部21の幅Wと同様、0.4mm以下であることが望ましい。0.4mm以下とすることで、第1の実施の形態でも説明したように、絶縁層13の厚さ(すなわち表面の高さ)のばらつきが低減され、絶縁層13上で発光デバイス3を安定した状態で支持する効果が得られやすいためである。
The comb-
隣り合う櫛歯部211の間隔、隣り合う櫛歯部212の間隔、および、隣り合う櫛歯部211と櫛歯部212との間隔は、いずれも、第1の実施の形態の櫛歯部21の間隔Gと同じである。櫛歯部211の幅W1は、間隔Gよりも広い。一方、櫛歯部212の幅W2は、間隔Gよりも狭い。すなわち、W1>G>W2が成り立つ。
The intervals between the
櫛歯部211は、発光デバイス3のX方向両端に対応する位置に、同じ数(ここでは3つ)ずつ形成されている。但し、櫛歯部211の数は、3つずつに限定されるものではなく、1つずつ以上であればよい。
The same number (three in this case) of
櫛歯部212は、発光デバイス3のX方向両端の櫛歯部211に対してX方向の内側に形成されている。ここでは、櫛歯部212は、発光デバイス3のX方向両端の櫛歯部211に対してX方向の内側に、3つずつ形成されている。但し、櫛歯部212の数は、3つずつに限定されるものではなく、1つずつ以上であればよい。
The
配線層12Aは、第1の実施の形態と同様、発光デバイス3のX方向両端に対応する位置に開口部23を有するが、これに加えて、発光デバイス3のX方向中央に対応する位置に、開口部24を有する。この開口部24には、絶縁層13が充填されている。
The
図13は、図11に示す線分XIII−XIIIにおける矢視方向の断面図、すなわち配線層12の櫛歯部21を横断する面における断面図である。第1の実施の形態と同様、配線層12Aは絶縁層13に覆われている。絶縁層13は、櫛歯部211(212)と発光デバイス3との間に充填されている。また、絶縁層13は、櫛歯部211(212)がない部分、すなわち溝部22では、絶縁基板11と発光デバイス3との間に充填されている。
FIG. 13 is a cross-sectional view in the arrow direction of line segment XIII-XIII shown in FIG. 11, that is, a cross-sectional view in a plane across the
この第2の実施の形態では、発光デバイス3のX方向両端に対応する位置(両端部)に、櫛歯部212と比較して幅の広い櫛歯部211(第1の延在部)が設けられている。そのため、櫛歯部211における絶縁層13の厚さは、櫛歯部212における絶縁層13の厚さよりも相対的に厚くなる。従って、発光デバイス3を安定した状態で支持することができ、これにより発光デバイス3の傾きを抑制することができる。
In the second embodiment, at positions (both end portions) corresponding to both ends of the
このように発光デバイス3のX方向両端を幅の広い櫛歯部211で支持する構成のため、発光デバイス3のX方向中央に対応する位置に開口部24(櫛歯部211,212の存在しない領域)を設けることができる。但し、この開口部24は設けなくてもよい。すなわち、発光デバイス3のX方向中央に対応する位置に、櫛歯部212を等間隔で配列してもよい。また、第1の実施の形態の配線層12(図2)に開口部24を設けてもよい。
Since the X direction end of the
なお、ここでは、配線層12Aが、発光デバイス3のX方向両端に対応する位置に櫛歯部211を3つずつ有していたが、櫛歯部211の数は3つずつには限定されない。但し、発光デバイス3の傾きを抑制する効果を高めるためには、発光デバイス3のX方向両端に対応する位置に、櫛歯部211を同じ数ずつ設けることが望ましい。
Here, the
ここでは、配線層12Aが、幅の異なる2種類の櫛歯部211,212を有していたが、X方向の幅の異なる3種類以上の櫛歯部を設けてもよい。また、ここでは、櫛歯部211の間隔、隣り合う櫛歯部212の間隔、および、隣り合う櫛歯部211と櫛歯部212との間隔を、いずれも一定の間隔Gとしたが、間隔を互いに異ならせても良い。
Here, the
<プリントヘッドの構成>
次に、各実施の形態の発光部ユニット1(1A)が適用可能なプリントヘッド5について説明する。図14は、実施の形態1の発光部ユニット1を有するプリントヘッド5を示す模式図である。
<Configuration of print head>
Next, the
プリントヘッド5は、発光部ユニット1と、発光部ユニット1の発光デバイス3に対向するように配置されたレンズユニットとしてのレンズアレイ52と、これらを支持するホルダ51とを有する。
The
レンズアレイ52は、屈折率分布型の柱状のレンズ要素52a(ロッドレンズ)を多数配列したものである。ここでは、レンズ要素52aは、X方向に且つ2列に配列されており、一対の保持板53でY方向に挟まれて保持されている。レンズアレイ52の各レンズ要素52aは、発光デバイス3に対向する入射面と、その反対側の出射面とを有する。
The
ホルダ51は、発光部ユニット1を保持する第1の保持部51aと、レンズアレイ52を保持する第2の保持部51bとを有する。発光部ユニット1およびレンズアレイ52は、発光部ユニット1の出射面(すなわちLED31の表面)からレンズ要素52aの入射面までの距離が、レンズ要素52aの出射面から対象面までの距離と同じになるように位置決めされている。
The
発光部ユニット1のLED31から出射された光は、レンズアレイ52のレンズ要素52aによって集光作用を受け、対象面(例えば、後述する感光体ドラム61の表面)に正立等倍像を形成する。
Light emitted from the
プリントヘッド5は、図15に示す電子写真方式の画像形成装置7(プリンタ、複写機、ファクシミリ装置など)の露光装置として用いられる。なお、第1の実施の形態1の発光部ユニット1の代わりに、第2の実施の形態の発光部ユニット1Aを用いてもよい。
The
<画像形成装置>
次に、各実施の形態の発光部ユニット1(A)が適用可能なプリントヘッド5を有する画像形成装置7について説明する。
<Image forming apparatus>
Next, an
図7は、プリントヘッド5を有する画像形成装置7の構成を示す図である。画像形成装置7は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(K)の画像を形成するプロセスユニット(画像形成ユニット)6Y,6M,6C,6Kを備えたカラープリンタである。プロセスユニット6Y,6M,6C,6Kは、記録媒体Pの搬送路に沿って上流側から下流側(ここでは右側から左側)に配列されている。
FIG. 7 is a view showing the configuration of the
プロセスユニット6Y,6M,6C,6Kの各感光体ドラム61(後述)の上側には、プリントヘッド5Y,5M,5C,5K(露光装置)が配置されている。プリントヘッド5Y,5M,5C,5Kは、各色の画像データに基づき、感光体ドラム61の表面を露光して静電潜像を形成する。
Print heads 5Y, 5M, 5C, and 5K (exposure devices) are disposed above the photosensitive drums 61 (described later) of the
画像形成装置7の下部には、記録媒体P(例えば印刷用紙)を収容する媒体収容部としての媒体カセット70と、媒体カセット70に収容された記録媒体Pを一枚ずつ搬送路に送り出すホッピングローラ71とが備えられている。媒体カセット70から送り出された記録媒体Pの搬送路に沿って、記録媒体Pをスキューを矯正しながら搬送するレジストローラ対72と、記録媒体Pをプロセスユニット6Y,6M,6C,6Kに搬送する搬送ローラ対73とが配設されている。
At the lower part of the
プロセスユニット6Y,6M,6C,6Kは、使用するトナーを除いて共通の構成を有しているため、以下では「プロセスユニット6」として説明する。また、プリントヘッド5Y,5M,5C,5Kは、「プリントヘッド5」として説明する。
The
プロセスユニット6は、静電潜像担持体としての感光体ドラム61と、帯電部材としての帯電ローラ62と、現像剤担持体としての現像ローラ63と、現像剤供給部材としての供給ローラ64と、現像剤規制部材としての現像ブレード65と、現像剤収容体としてのトナーカートリッジ66と、クリーニング部材としてのクリーニングブレード67とを備えている。
The
感光体ドラム61は、金属製の円筒部材の表面に感光層(電荷発生層および電荷輸送層)を積層したものであり、図中時計周りに回転する。
The
帯電ローラ62は、感光体ドラム61に接触するように配置され、感光体ドラム61に追従して回転する。帯電ローラ62は、帯電電圧を付与され、感光体ドラム61の表面を一様に帯電させる。現像ローラ63は、感光体ドラム61に接触するように配置され、感光体ドラム61と反対方向に回転する。現像ローラ63は、現像電圧を付与され、感光体ドラム61の表面に形成された静電潜像にトナー(現像剤)を付着させて現像し、トナー像(現像剤像)を形成する。
The charging
供給ローラ64は、現像ローラ63に対向するように配置され、現像ローラ63と同方向に回転する。供給ローラ64は、供給電圧を付与され、トナーカートリッジ66から補給されたトナーを現像ローラ63に供給する。現像ブレード65は、金属製の長尺状の板部材を屈曲させたものであり、その屈曲部分を現像ローラ63の表面に押し当てている。現像ブレード65は、現像ローラ63の表面のトナー層の厚さを規制する。
The
トナーカートリッジ66は、トナーを収容し、プロセスユニット6に着脱可能に取り付けられている。トナーカートリッジ66は、現像ローラ63および供給ローラ64にトナーを補給する。クリーニングブレード67は、転写後に感光体ドラム61の表面に残留したトナーを除去する。
The
各プロセスユニット6の下側には、感光体ドラム61に対向するように、転写部材としての転写ローラ68が配置されている。転写ローラ68は、転写電圧を付与され、感光体ドラム61の表面のトナー像を、感光体ドラム61と転写ローラ68との間を通過する記録媒体Pに転写する。
Below each
記録媒体Pの搬送方向においてプロセスユニット6Y,6M,6C,6Kの下流側(図中左側)には、定着ユニット74が配置されている。定着ユニット74は、記録媒体Pに転写されたトナー像を熱および圧力により記録媒体Pに定着させる定着ローラ75および加圧ローラ76を備えている。
A fixing
また、記録媒体Pの搬送方向において定着ユニット74の下流側には、定着が完了した記録媒体Pを画像形成装置7外に排出するための排出ローラ対77,78が設けられている。また、画像形成装置7の上部には、排出された記録媒体Pを載置するスタッカ79が設けられている。
Further, on the downstream side of the fixing
なお、画像形成装置7には、両面印刷モードにおいて、表面へのトナー像の転写および定着が完了した記録媒体Pを、表裏を反転させてレジストローラ対72まで搬送する両面印刷ユニット69(図24に破線で示す)が設けられている。この両面印刷ユニット69については、説明を省略する。
Note that, in the double-sided printing mode, the double-sided printing unit 69 (FIG. 24) conveys the recording medium P on which the transfer and fixing of the toner image to the surface is completed to the pair of
このように構成された画像形成装置7のプリントヘッド5として、第1の実施の形態の発光部ユニット1または第2の実施の形態の発光部ユニット1Aを備えたプリントヘッド5(図14)を用いることができる。
As the
画像形成装置7の基本的な動作は、以下の通りである。画像形成装置7は、パーソナルコンピュータなどの上位装置から印刷コマンドおよび印刷データを受信すると、画像形成動作を実行する。まず、ホッピングローラ71が回転し、媒体カセット70に収容された記録媒体Pを一枚ずつ搬送路に送り出す。搬送路に送り出された記録媒体Pは、レジストローラ対72および搬送ローラ対73によって、プロセスユニット6Y,6M,6C,6Kに搬送される。
The basic operation of the
各プロセスユニット6では、感光体ドラム61の表面が帯電ローラ62によって一様に帯電したのち、プリントヘッド5によって感光体ドラム61の表面が露光され、静電潜像が形成される。また、トナーカートリッジ66から供給されたトナーは、供給ローラ64によって現像ローラ63に供給され、現像ブレード65によって現像ローラ63の表面に均一な厚さのトナー像が形成される。感光体ドラム61の表面に形成された静電潜像は、現像ローラ63によって現像されてトナー像となる。感光体ドラム61の表面に形成されたトナー像は、感光体ドラム61と転写ローラ68との間を通過する記録媒体Pに転写される。記録媒体Pがプロセスユニット6Y,6M,6C,6Kを通過することにより、記録媒体Pに、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナー像が転写される。
In each
トナー像が転写された記録媒体Pは、定着ユニット74に搬送され、定着ローラ75および加圧ローラ76によって熱および圧力が加えられ、トナー像が記録媒体Pに定着する。トナー像が定着した記録媒体Pは、排出ローラ対77,78によって、画像形成装置7の外部に排出され、スタッカ79に積載される。これにより画像形成動作が完了する。
The recording medium P to which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing
なお、ここでは、画像形成装置7の一例として、プリントヘッド5Y,5M,5C,5Kを備えたタンデム型のカラープリンタについて説明したが、タンデム型以外のカラープリンタまたはモノクロプリンタであってもよい。また、プリンタに限らず、複写機、ファクシミリ装置、またはプリンタおよび複写機の機能を有する複合機であってもよい。
Although a tandem-type color printer provided with
<読取ヘッドの構成>
上記の各実施の形態では、光学素子としてLED31(発光素子)を有する発光デバイス3(光学素子チップ)を備えた発光部ユニット1(1A)について説明した。しかしながら、LED31を有する発光デバイス3を備えた発光部ユニット1(1A)に代えて、受光素子を有する受光デバイス3Cを備えた受光部ユニット1Cを用いてもよい。受光部ユニット1C(光学素子ユニット)は、例えばコンタクトイメージセンサ(CIS)であり、画像読取装置9の読取ヘッド8に用いられる。
<Structure of read head>
In each of the above embodiments, the light emitting unit unit 1 (1A) including the light emitting device 3 (optical element chip) having the LED 31 (light emitting element) as an optical element has been described. However, instead of the light emitting unit 1 (1A) including the
図16は、読取ヘッド8の基本構成を示す図である。読取ヘッド8は、プリント配線基板10の表面に受光デバイス3Cを設けた受光部ユニット1Cを有する。読取ヘッド8は、また、受光部ユニット1Cの受光デバイス3Cに対向するように配置されたレンズユニットとしてのレンズアレイ82と、図示しない光源からの光を対象面に導く導光体84と、これらを支持するホルダ81とを有する。ホルダ81の上方(+Z側)は、カバー85で覆われている。
FIG. 16 is a view showing the basic configuration of the read
レンズアレイ82は、屈折率分布型の柱状のレンズ要素82a(ロッドレンズ)を多数配列したものである。レンズ要素82aは、2列にX方向に配列され、一対の保持板83でY方向に挟まれて保持されている。レンズアレイ82は、対象面からの光を受光部ユニット1Cの受光素子に結像させる。
The
ホルダ81は、受光部ユニット1Cを保持する第1の保持部81aと、レンズアレイ82を保持する第2の保持部81bと、導光体84を保持する第3の保持部81cとを有する。受光部ユニット1Cは、第1の実施の形態の発光部ユニット1(図1)または第2の実施の形態の発光部ユニット1A(図11)のLED31を受光素子に変えたものである。
The
<画像読取装置の構成>
図17は、読取ヘッド8を有する画像読取装置9を示す斜視図である。画像読取装置9は、例えばフラットベッド型のイメージスキャナである。画像読取装置9は、筐体92と、筐体92の上面に設けられた原稿台93と、原稿台93の下側に配置された光学ヘッドとしての読取ヘッド8と、原稿台93の上側を覆う蓋94とを備えている。原稿台93は、可視光線を透過するガラス等の材料で構成されており、その表面に原稿(読取対象物)が載置される。
<Configuration of Image Reading Device>
FIG. 17 is a perspective view showing the
読取ヘッド8を副走査方向(Y方向)に案内するため、原稿台93に沿って一対のガイド95が設けられている。また、読取ヘッド8は、駆動ベルト96に連結されており、この駆動ベルト96は、ステッピングモータ97に連結されている。また、読取ヘッド8は、フレキシブルフラットケーブル98を介して制御回路91に接続されている。
In order to guide the
画像読取装置9の基本動作は、以下の通りである。原稿台93上に原稿を載置し、所定のスイッチ(例えばスキャンボタン)を押下すると、読取ヘッド8に取り付けられた光源(図示せず)が点灯して原稿台93上の原稿を照明する。原稿の面で反射された光は、読取ヘッド8に入射する。読取ヘッド8は、ステッピングモータ97によって駆動される駆動ベルト96によってY方向に移動しながら、原稿の表面で反射された光を取り込む。原稿からの光は、レンズアレイ82の各レンズ要素82aにより、受光部ユニット1Cの受光素子に集光する。受光素子で受光した光信号は、電気信号に変換される。
The basic operation of the
なお、上記のように読取ヘッド8を移動させる代わりに、原稿台93上の所定の読取位置を通過するようにADF(Automatic Document Feeder)で原稿を搬送し、当該読取位置に停止した読取ヘッド8で原稿の画像を読み取ってもよい。
Note that instead of moving the
以上、本発明の望ましい実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良または変形を行なうことができる。 Although the preferred embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements or modifications can be made without departing from the scope of the present invention. be able to.
例えば、画像形成装置の例としてプリンタについて説明したが、本発明は、例えば、複写機、ファクシミリ装置および複合機などにも適用可能である。また、画像読取装置の例としてフラットベッド型のイメージスキャナについて説明したが、読取機能を有するものであればよい。 For example, although a printer has been described as an example of an image forming apparatus, the present invention is also applicable to, for example, a copying machine, a facsimile machine, and a multifunction machine. In addition, although a flatbed-type image scanner has been described as an example of the image reading apparatus, any apparatus having a reading function may be used.
1,1A,1B 発光部ユニット(光学素子ユニット)、 1C 受光部ユニット(光学素子ユニット)、 3 発光デバイス(光学素子チップ)、 3C 受光デバイス(光学素子チップ)、 5,5Y,5M,5C,5K プリントヘッド、 6,6Y,6M,6C,6K プロセスユニット(画像形成ユニット)、 7 画像形成装置、 8 読取ヘッド、 9 画像読取装置、 10,10A,10B プリント配線基板、 11 絶縁基板(基板)、 12,12A,12B 配線層、 13 絶縁層、 13b 開口部、 14 接着剤、 16 開口領域、 17 領域、 18a,18b,18c 接続パッド、 19 パターン部、 20 連結部、 21,21A 櫛歯部、 22 溝部、 23,24 開口部、 25 配線端部、 30 基板、 31 LED(発光素子、光学素子)、 51 ホルダ、 52 レンズアレイ(レンズユニット)、 61 感光体ドラム(像担持体)、 62 帯電ローラ(帯電部材)、 63 現像ローラ(現像剤担持体)、 64 供給ローラ(供給部材)、 65 現像ブレード(層規制部材)、 66 トナーカートリッジ(現像剤収容器)、 68 転写ローラ(転写部材)、 74 定着ユニット、 81 ホルダ、 82 レンズアレイ(レンズユニット)、 92 筐体、 93 原稿台、 94 蓋、 211 櫛歯部(第1の延在部)、 212 櫛歯部(第2の延在部)。 1, 1A, 1B light emitting unit (optical element unit), 1C light receiving unit (optical element unit), 3 light emitting device (optical element chip), 3C light receiving device (optical element chip), 5, 5Y, 5M, 5C, 5K print head, 6, 6Y, 6M, 6C, 6K process unit (image forming unit), 7 image forming apparatus, 8 reading head, 9 image reading apparatus, 10, 10A, 10B printed wiring board, 11 insulating substrate (substrate) 12, 12A, 12B wiring layer, 13 insulating layer, 13b opening, 14 adhesive, 16 opening region, 17 region, 18a, 18b, 18c connection pad, 19 pattern portion, 20 connecting portion, 21, 21A comb tooth portion , 22 grooves, 23, 24 openings, 25 wiring ends, 30 substrates, 3 LED (light emitting element, optical element), 51 holder, 52 lens array (lens unit), 61 photosensitive drum (image carrier), 62 charging roller (charging member), 63 developing roller (developer carrier), 64 supply Roller (supply member), 65 developing blade (layer regulating member), 66 toner cartridge (developer container), 68 transfer roller (transfer member), 74 fixing unit, 81 holder, 82 lens array (lens unit), 92 housing Body, 93 manuscript table, 94 lid, 211 comb-tooth portion (first extension), 212 comb-tooth portion (second extension).
Claims (16)
前記基板に形成された配線層と、
前記配線層を覆う絶縁層と、
光学素子を有し、前記絶縁層に固定された光学素子チップと
を備え、
前記配線層は、
前記基板の表面における第1の方向に延在する連結部と、
前記連結部から前記第1の方向に略直交する第2の方向に延在し、前記第1の方向に配列された複数の延在部と
を有し、
前記光学素子チップは、前記配線層の前記複数の延在部が配列された領域に配置されている
ことを特徴とする光学素子ユニット。 A substrate,
A wiring layer formed on the substrate;
An insulating layer covering the wiring layer;
An optical element chip having an optical element and fixed to the insulating layer;
The wiring layer is
A connecting portion extending in a first direction on the surface of the substrate;
A plurality of extending portions extending from the connecting portion in a second direction substantially orthogonal to the first direction and arranged in the first direction;
The optical element unit is characterized in that the optical element chip is arranged in a region in which the plurality of extending portions of the wiring layer are arranged.
前記間隔Gは、各延在部の幅Wよりも大きいことを特徴とする請求項2に記載の光学素子ユニット。 The plurality of extension portions are arranged at a constant interval G in the first direction,
The optical element unit according to claim 2, wherein the gap G is larger than the width W of each extension.
ことを特徴とする請求項5に記載の光学素子ユニット。 The optical element unit according to claim 5, wherein the first extending portion is located at both ends of the optical element chip in the first direction.
前記第1の延在部の前記第1の方向における幅W1は、前記間隔Gよりも広く、
前記第2の延在部の前記第1の方向における幅W2は、前記間隔Gよりも狭い
ことを特徴とする請求項5または6に記載の光学素子ユニット。 The plurality of extension portions are arranged at a constant interval G in the first direction,
The width W1 of the first extension in the first direction is wider than the gap G,
The optical element unit according to claim 5 or 6, wherein a width W2 of the second extending portion in the first direction is smaller than the distance G.
前記光学素子から発せられた光を対象面に結像させるレンズユニットと
を備え、
前記光学素子は、発光素子であることを特徴とするプリントヘッド。 An optical element unit according to any one of claims 1 to 12.
A lens unit for focusing light emitted from the optical element on a target surface;
The print head, wherein the optical element is a light emitting element.
原稿からの光を前記光学素子に結像させるレンズユニットと
を備え、
前記光学素子は、受光素子であることを特徴とする読取ヘッド。 An optical element unit according to any one of claims 1 to 12.
A lens unit for focusing light from a document on the optical element;
The reading head characterized in that the optical element is a light receiving element.
An image reading apparatus comprising the reading head according to claim 15.
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