JP3004978B1 - 光記録ヘッド - Google Patents

光記録ヘッド

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JP3004978B1
JP3004978B1 JP32976298A JP32976298A JP3004978B1 JP 3004978 B1 JP3004978 B1 JP 3004978B1 JP 32976298 A JP32976298 A JP 32976298A JP 32976298 A JP32976298 A JP 32976298A JP 3004978 B1 JP3004978 B1 JP 3004978B1
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秀二 久保川
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Abstract

【要約】 【課題】 画像記録装置において、簡単な構成の光
記録ヘッドで記録速度の向上および解像度の向上を同時
に達成すること。 【解決手段】 固定ブロック5は、互い離間し対向して
配置した複数の平板状の基板31を有する。基板31の
表裏面に複数の溝32を基板31の正面に対して略垂直
の方向にかつ互いに略平行に形成している。基板31
は、表裏面に形成した溝32が副走査方向にずれてお
り、さらに、対向する表面に形成した溝32どうしが互
いに一致するように配置している。対向する溝32間
に、光ファイバ3の終端部3aを夫々挟んで固定してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録媒体に光を照
射して画像を形成する画像記録装置に用いる光記録ヘッ
ドに関する。
【0002】
【従来の技術】ベースフィルムの表面に昇華染料を塗布
したシート状の記録媒体にレーザ光を照射し、レーザ光
の熱エネルギーにより昇華染料を選択的に離散させるこ
とにより、記録媒体の表面に昇華染料による画像を形成
することが行われている。
【0003】このような画像記録装置では、ドラムの周
面に記録媒体を巻き付け、ドラムを回転させて記録媒体
を主走査方向に回転させる。記録媒体に対してレーザー
ヘッドを副走査方向に移動させながらレーザー光を射出
する。射出されたレーザー光は、光学系レンズによって
記録媒体の表面に集光される。
【0004】図7に従来のレーザーヘッドの一例を示
す。
【0005】レーザーヘッド70は、2枚の基板71、
72を互いに対向して配置している。下側の基板72の
表面には、複数のV溝73を互いに平行に形成してい
る。これらのV溝73と、上側の基板71の表面とによ
り規定される領域に、複数の光ファイバ74が夫々配置
されている。このように、従来のレーザーヘッド70
は、複数の光ファイバを副走査方向に沿って一列に等間
隔で配列しているので、一度に記録できる点を増やし処
理速度を向上することができる。しかし、2つの隣接す
る光ファイバの間隔によって解像度が規制される。すな
わち、間隔を光ファイバ73の直径よりも小さくできな
い。このため、より高解像度の記録を行うために基板7
1、72を傾けて2つの隣接する光ファイバの副走査方
向の距離を実質的に短くすることが行われている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
レーザーヘッド70のように光ファイバ73を副走査方
向に沿って一列に配置した場合、光ファイバ73の数を
増やすことにより一度に記録できる点の数を増やして記
録速度を向上することができる。しかし、光ファイバ7
3の数を増やすほど、光ファイバ73の列の長さが長く
なる。光ファイバ73の列が長くなると、列の中央部と
端部とでは、光ファイバ73から記録媒体までの距離の
差が大きくなる。この距離差により光ファイバ73から
照射されたレーザにピントぼけが生じ、画質が劣化す
る。また、列の長さが長くなるほど、分光学系のレンズ
の径が大きくなり、ひいてはレーザーヘッド73が大型
化する。
【0007】また、高解像度を得るために基板を傾ける
ときに正確に行う必要があるので、制御手段を設ける必
要があり、コストが高くなる。
【0008】また、より解像度を高くするためには、基
板を傾ける角度をより大きくする必要がある。しかし、
角度が大きくなるとレーザー光が互いに重なる度合いが
大きくなってしまう不都合がある。
【0009】そこで、従来、光ファイバの終端部の列は
1段であったところを多段とし、さらに上下の列で光フ
ァイバの終端部を副走査方向に沿ってずらすことによ
り、基板を回転することなく、解像度および記録速度の
向上を図ることが考えられる。しかし、このような光フ
ァイバを配置するには、基板を主走査方向に両側端を揃
えて積み重ね、基板に溝を各段毎に副走査方向にずらし
て形成しなければならないので、溝の形成位置が異なる
基板を複数用意する必要がある。
【0010】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、簡単な構成で高解像の画質を高速で記録するこ
とを可能にする光記録ヘッドを提供することを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板の両面に
複数の溝を形成するに際し、一方の面に形成した溝を他
方の面に形成した溝の垂線に対してずれるようにする。
このような同一の基板を複数用意し、一の基板の一方の
面に形成した溝に対して他の基板の他方の面に形成した
溝が対向するように一の基板と他の基板とを積み重ねて
固定ブロックを構成する。これにより、副走査方向に配
列した複数の光ファイバ終端部を主走査方向に沿って多
段に設け、上下の段の間で光ファイバ終端部を副走査方
向にずらしてなるマトリックス状に光ファイバ終端部を
配置する。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の第1の態様に係る画像記
録装置は、積み重ねられた少なくとも3つの基板と、互
いに対向する前記基板の表面のいずれか一方に互いに略
平行に形成された複数の溝と、前記溝と対向する基板の
表面とにより規定された空間領域に収容される終端部を
有する複数の光ファイバと、を具備し、同一の前記基板
の表面に形成された前記複数の溝の中心を通る垂線に対
して他の基板の表面に形成された前記複数の溝が水平方
向にずれている構成を採る。
【0013】この構成によれば、同一の基板を積み重ね
るだけで光ファイバを副走査方向にずらして高精度で固
定することができる。この結果形成された光ファイバの
終端部のマトリックス構造により、複数の光ファイバ終
端部を多段に積み重ねたので、多くの画素を一度に記録
することが可能になる。また、光学系を用いて光ビーム
を拡大又は縮小するときに、光ファイバ終端部を一列に
並べた場合に比べて光学系を小さくすることができる。
【0014】本発明の第2の態様は、溝は、光ファイバ
の周面に少なくとも2点で点接触し得る断面形状を有す
る構成を採る。
【0015】この構成によれば、光ファイバは、4点で
少なくとも点接触するので、光ファイバを所定の位置に
高精度かつ容易に固定することができる。
【0016】本発明の第3の態様は、第1の態様に係る
光記録ヘッドにおいて、溝の開口幅は、光ファイバの直
径よりも小さい構成を採る。
【0017】この構成によれば、溝の開口幅を光ファイ
バの直径よりも小さくすることにより4点で点接触する
ことが確保される。
【0018】本発明の第4の態様は、第1の態様に係る
光記録ヘッドにおいて、溝の内側面は、外方向に向かっ
て傾斜している構成を採る。
【0019】この構成によれば、溝の内側面に外方向に
向かう傾斜を付けることにより、光ファイバが溝内に円
滑に落とし込まれるので、光ファイバの終端部の位置決
めを容易に行うことできる。
【0020】本発明の第5の態様は、第1の態様に係る
光記録ヘッドにおいて、溝の深さは、光ファイバの半径
よりも小さい構成を採る。
【0021】この構成によれば、溝の深さを光ファイバ
の半径よりも小さくすることにより、上下の平板部材で
光ファイバを狭持したときに両者の間に隙間が生じる。
この隙間により、溝の形状精度の誤差を緩衝することが
できる。
【0022】本発明の第6の態様は、第1の態様に係る
光記録ヘッドにおいて、光ファイバのずれ量が、光ファ
イバ半径以下である構成を採る。
【0023】この構成によれば、固定ブロックを傾ける
ことなく光ファイバから射出された光ビームのスポット
を重ね合わせることができるので、より高精度な画像記
録が可能になる。
【0024】本発明の第7の態様によれば、第1の態様
に係る光記録ヘッドにおいて、基板をシリコンで構成し
た。
【0025】この構成によれば、シリコンは半導体分野
等のフォトリソグラフ技術を利用できるので、所望の形
状および寸法の溝を容易に形成することができる。
【0026】以下、本発明の実施の形態について図面を
参照して説明する。
【0027】図1は、本発明の実施の形態に係るレーザ
ーヘッドを備えた画像記録装置を示す全体概略図であ
る。画像記録装置1は、記録を行うためのレーザビーム
光を発生する複数の半導体レーザ2を有する。半導体レ
ーザ2には、各光ビームを伝播するための光ファイバ3
が夫々接続されている。光ファイバ3の終端部近傍は、
光ファイバアレイ4で束ねられている。光ファイバアレ
イ4には、光ファイバ3の終端部の、光ビームが射出さ
れる部分(以下、射出部という)を固定するための固定
ブロック5が取り付けられている。固定ブロック5より
も光ビームの射出側には、光ビームを縮小拡大するズー
ムレンズ6が配置されている。以下、光ファイバアレイ
4およびズームレンズ6をまとめてレーザヘッド7とい
う。
【0028】ズームレンズ6の光ビームの焦点位置に
は、画情報の記録が行なわれる記録媒体8が周面上に取
り付けられるドラム9が配置されている。このドラム9
の回転軸には、ドラム9を回転させるためのモータ10
が連結されている。このモータ10の駆動により、記録
媒体8が主走査方向に移動する。一方、レーザヘッド7
は、リニアモータ11により支持されている。このリニ
アモータ11は、ドラム8の軸方向に沿って移動する。
これにより、レーザヘッド7が記録媒体8の副走査方向
に移動するようになっている。
【0029】次に、上記実施の形態の画像記録装置1の
制御系を、図2のブロック図に示す。なお、図1と重複
する構成については同一の符号を付して説明を省略す
る。
【0030】図2において、レーザ制御部21は、半導
体レーザ2を駆動制御する。また、ズームレンズ駆動部
22は、ズームレンズ6の倍率を制御する。ROM23
は、解像度とズームレンズ6との倍率を対応させた管理
テーブルを記憶保持する。操作部24は、本装置の解像
度の設定等を行う。画メモリ25は、記録する画情報を
保持記憶する。また、主操作部26は、各部21〜25
を制御する。
【0031】次に、レーザヘッド7の光ファイバアレー
4の固定ブロックについて、図3〜図6を参照して説明
する。
【0032】図3は、上記実施の形態に係るレーザーヘ
ッド7の固定ブロック5を示す正面図である。固定ブロ
ック5は、複数の平板状の基板31で構成している。全
ての基板31は同一の寸法である。基板31の表裏面
に、複数の溝32を、基板31の正面に対して略垂直の
方向にかつ互いに略平行に形成している。
【0033】基板31は複数積み重ねられている。この
とき、隣接する2つの基板31は、対向する表面に形成
した溝32どうしが互いに一致するように配置してい
る。この結果、複数の基板31の両側端は、副走査方向
に沿って徐々にずれて積み重ねられている。対向する溝
32間に、光ファイバ3の終端部3aを夫々挟んで固定
している。光ファイバ3の終端部3aは、固定ブロック
5の正面に露出している。基板31の間は、例えば接着
剤で接着している。
【0034】図4は、図3に示す基板の一部を示す一部
拡大正面図である。基板31の表裏面には、所定のピッ
チP(例えば、256μm)で溝32が夫々形成されて
いる。溝32は、基板31の表裏面でずれ量S(例え
ば、32μm)で水平方向にずれている。より具体的に
は,裏面側の溝32”の中心を通る垂線Iに対して表面
側の溝32’の中心を通る垂線IIが右側にずれてい
る。
【0035】図5は、基板31の間に光ファイバ3を狭
持した状態を示す一部拡大正面図である。溝32は、図
5に示すように、略台形状の断面を有し、底面側よりも
開口側の方が幅が大きい。溝32の内側面32a、32
bの角度θ及び開口部幅Wは、光ファイバ3が内側面3
2aで夫々点接触するように設定される。この例では、
光ファイバ3の半径62.5μmに対して、角度θは5
4.75°であり、開口部幅Wは130μmである。こ
れにより、光ファイバ3を挟んで上下の基板31を配置
した場合、光ファイバ3は各2点、合わせて4点で溝3
2に点接触して固定される。このとき、2つの基板31
の間に隙間Gが生じるように、溝32の深さDを設定す
る。
【0036】溝32の断面形状は台形に限定されない。
すなわち、光ファイバ3の周面に対して少なくとも2点
で点接触し得るような形状であれば良い。例えばV字形
が可能である。
【0037】上述のような基板31の組み合わせからな
る固定ブロック5は、光ファイバアレイ4に対して基板
31の表裏面がドラム9の軸方向、すなわち記録媒体8
の副走査方向に対して平行になるように取り付ける。す
なわち、隣接する2つの基板31の間に挟まれた光ファ
イバ3の中心が副走査方向の一直線上に位置するよう
に、固定ブロック5は光ファイバアレイ4に取り付けら
れる。
【0038】このような固定ブロック5により、図3に
示すように、各光ファイバ3の終端部3aはマトリック
ス状に固定される。より具体的には、光ファイバ3の終
端部3aは、記録媒体8の副走査方向に沿った列L1の
上に配置し、かつ、列L1が記録媒体8の主走査方向に
多段に積み重なるように固定される。これにより、この
例では、終端部3aのマトリックスは、記録媒体8の副
走査方向に沿った列L1:8列、および、列L1に交差
して記録媒体8の主走査方向に沿った行L2:16行で
構成されている。
【0039】そして、同一の列L1に属する複数の光フ
ァイバ3の終端部3aはピッチP(この例では256μ
m)で配列されている。また、一つの光ファイバ3の終
端部3aの中心Cを通る垂線に対して、他の列L1に属
しかつ同一の行L2に属する終端部3aの中心Cは、副
走査方向に沿ってずれ量Sで均等にずれている。
【0040】さらに、一つの終端部3aは、一つ上の列
L1が上がるたびにずれ量Sで順次にずれている。
【0041】また、一つ列L1に属する左からn番目の
光ファイバ3の終端部3aおよびn+1番目の光ファイ
バ3の終端部3aの中心を通る垂線の間に、他の列L1
に属するn番目の光ファイバ3の終端部3aの中心が間
隔で収まっている。
【0042】上記実施の形態に係るレーザーヘッド7を
備えた画像記録装置1の動作を説明する。半導体レーザ
2は、画信号に応じて駆動されて光ビームを発生する。
発生した光ビームは、光ファイバ3により伝播される。
光ビームは、光ファイバ3の終端部3aから射出され
る。射出された光ビームは、ズームレンズ6で縮小され
て記録媒体8の表面に照射される。記録媒体8の表面に
塗布された昇華染料は、光ビームの熱エネルギーにより
記録媒体8から離散する。離散した昇華染料は図示しな
い吸引手段により吸引される。ドラム8が1回転して記
録媒体8を主走査方向に1ライン分移動させるたび、リ
ニアモータ11がレーザヘッド7を記録媒体8の副走査
方向に所定量だけ移動する。この動作を繰り返して記録
媒体6全体の走査を行う。
【0043】光ファイバ3は、図5に示すように、光ビ
ームを伝達する部分のコア51と、コア51を囲包する
クラッド52で構成され、光ビームはコア51から射出
される。従って、光ビームにより記録媒体8の表面に照
射される光ビームによるスポットは、コア51のサイズ
によって決定される。
【0044】画像記録動作についてより詳細に説明す
る。記録される画像は画メモリ25内で各半導体レーザ
2ごとに振り分けられる。記録をおこなう際、光ビーム
は図3の固定ブロック5の各光ファイバ3の終端部3a
から射出されるが、常に主走査方向に対して同じ位置で
射出するように制御している。すなわち、最初に記録を
おこなう列L1に対し、次の列L1は予め設定された時
間だけ遅らせて射出する。同様に以降の列L1もそれぞ
れ設定された時間分最初の列L1より遅らせて射出する
ようにしている。この遅延時間の調整はある任意の解像
度で一度行えばよく、他の解像度ではズームレンズ6の
倍率変化量に応じて拡大係数をもとの遅延時間に乗じる
ことで容易に得られる。
【0045】図6は、上述のような画像記録動作におけ
る光ビームのスポットを示す図である。図6に示すよう
に、同一の列L1において、左からn番目の光ファイバ
3の終端部3aによりスポット61が、n+1番目の光
ファイバ3の終端部3aによりスポット62が、それぞ
れ照射される。終端部3aのずれ量Sを、例えば、溝3
2のピッチPを、同一の行L2に属する光ファイバの数
すなわち段数に1加えた数で割った距離に設定した場
合、スポット61、62の間に、他の列L1に属しかつ
前記n番目の光ファイバ3と同じ行L2に属する全ての
光ファイバ3の終端部3aによるスポット63〜69が
均等に収まる。
【0046】このような光ファイバ3の終端部3aのず
れにより、全てのスポット61〜69の中心(以下、記
録点という)は重ならない。また、ズームレンズ6の倍
率が1であるとき、記録点の間隔はずれ量Sと一致して
いるので32μmである。
【0047】このとき、ずれ量Sをスポット61〜69
の半径以下、すなわち光ファイバ3の半径以下に設定す
ることにより、基板31を含む固定ブロック5全体を傾
けることなく、図6に示すように、スポット61〜69
を隣接するスポットと重なり合わせることが可能にな
る。
【0048】上述の基板31の材質は、特に限定されな
いが溝32の形成が容易な点でシリコンが好ましい。す
なわち、シリコン基板の表面上に溝32を形成する領域
を選択的に開口するレジストマスクを形成する。次い
で、シリコン基板に対してエッチングを施すことによ
り、溝32が形成される。このとき、シリコン基板の結
晶面及び/又はエッチング条件を適宜選択することによ
り、所望の形状および寸法の溝32を極めて容易に製造
することができる。溝32の深さDもエッチングの処理
時間を変更することにより調整することができる。
【0049】以上説明したように本発明の実施の形態に
係るレーザーヘッド7を備えた画像記録装置1によれ
ば、図4に示すように、基板31の表面31aおよび裏
面31bで、中心を通る垂線I、IIが互いにずれ量S
でずれるように溝32を形成した同じ基板31を複数用
意している。そして、基板31を順次重ね合わせ、隣接
する2つの基板31の溝32で光ファイバ3の終端部3
aを狭持することにより、光ファイバ3の終端部3aが
主走査方向にずれて配置されたマトリックス構造が得ら
れる。このように、溝32を表裏面でずらして形成する
ことにより、光ファイバ3の位置合わせを行うことなく
レーザヘッド7を容易にかつ高精度で製造することがで
きる。
【0050】しかも、同一寸法、同一形状、同一の位置
に溝32が形成された基板31を多数用意すれば足りる
ので、部品種類の増加を抑制して製造コストの低減を図
ることができる。基板31を特にシリコンで構成し、フ
ォトエッチングで溝32を形成する場合、マスクパター
ンが一つで済む利点がある。
【0051】また、固定ブロック5において光ファイバ
3の終端部3a、すなわち光ビームの射出部は、記録媒
体8の副走査方向に沿った列L1の上に配置され、この
列L1が記録媒体8の主走査方向に多段に積み重ねられ
ている。これにより、同じ数だけの光ファイバ3の終端
部3aを副走査方向に沿って並べた場合に比べて、ズー
ムレンズ5のレンズ径を小さくすることができる。しか
も、光ファイバ3の終端部3aを多段に重ねたことによ
り、光ファイバ3の数を増やして一度に記録できる画素
数が多くなるので、記録速度の向上を図ることができ
る。
【0052】同一の行L2に属する光ファイバ3の終端
部3aを副走査方向にずらすことにより、記録媒体8に
よるスポット61、63〜69は、副走査方向に沿った
1ライン上に照射され、記録媒体8に対して記録が行わ
れる。このとき、記録媒体8上の照射される光ビームの
記録点は互いに重ならないので、記録媒体8に正常に画
像を記録することができる。
【0053】また、従来のように1列に光ファイバ3の
終端部3aを並べた場合には、ピッチは光ファイバ3の
直径よりも小さくすることは不可能である。これに対し
て、上記実施の形態によれば、隣接する2つのスポット
を照射する終端部3aは物理的に干渉しないので、ずれ
量Sを光ファイバ3よりも小さく設定することができ
る。この結果、図6に示すように、2つの隣接するビー
ム光源によって記録媒体上に照射されるスポットの間に
さらにスポットを追加して、隣接する2つの記録点の間
隔を小さくできるので、より解像度を高めることができ
る。しかも、従来の終端部3aを1列に配置した場合の
ように、レーザヘッド7を回転させる必要がない。
【0054】また、光ファイバ3の終端部3aは、上下
2つの基板31に夫々形成した溝32で狭持している。
これにより、溝32が終端部3aの周面に4点で点接触
するので、終端部3aの中心Cは、溝32により位置決
めされる。従って、基板31に溝32を正確に形成する
ことにより終端部3aを正確に位置決めすることができ
る。
【0055】溝32の開口幅Wを、光ファイバ3の直径
よりも小さくすることにより、2点で点接触することが
確保される。
【0056】また、図5に示す溝32の内側面32a,
32bの外方向に向かう傾斜を付けて、溝32の幅を開
口側に近くなるほど広くすることにより、言い換えれ
ば、内側面32a、32bの角度θを鋭角にすることに
より、光ファイバ3が溝32内に円滑に落とし込まれる
ので、光ファイバ3の終端部3の位置決めを容易に行う
ことできる。
【0057】溝32の深さDを光ファイバ3の半径より
も小さくすることにより、上下の基板31で光ファイバ
3を狭持したときに両者の間に隙間Gが生じる。この隙
間Gにより、溝32の形状精度の誤差を緩衝することが
できる。
【0058】さらに、上下の基板31の両方に溝32を
形成することにより、固定ブロック5全体の積み重ね方
向の厚さを小さくなるので、固定ブロック5の小型化を
図ることができる。
【0059】この例のように基板31の材質をシリコン
にした場合、半導体分野等で利用される、いわゆるフォ
トリソグラフ技術により基板31に所望の形状および寸
法の溝を容易に形成できるので、レーザーヘッド7を高
精度かつ簡単に製造することが可能である。
【0060】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像記録装置に用いられる光記録ヘッドにおいて、簡単
な構成により、記録速度の向上および解像度の向上を同
時に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るレーザーヘッドを備
えた画像記録装置を示す全体概略図
【図2】上記実施の形態に係る画像記録装置の制御系を
示すブロック図
【図3】上記実施の形態に係るレーザーヘッドの固定ブ
ロックを示す正面図
【図4】図3に示す基板の一部を示す一部拡大正面図
【図5】上記実施の形態において基板の間に光ファイバ
を狭持した状態を示す一部拡大正面図
【図6】上記実施の形態において記録媒体上に照射され
る光ビームのスポットを示す図
【図7】従来のレーザヘッドを示す図
【符号の説明】
1 画像記録装置 2 半導体レーザ 3 光ファイバ 4 光ファイバアレイ 5 固定ブロック 6 ズームレンズ 7 レーザヘッド 8 記録媒体 9 ドラム 31 基板 32 溝 51 コア 52 クラッド 61〜69 スポット

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の溝部を両面に形成し、かつ、一方
    の面に形成した前記溝部は他方の面に形成した前記溝部
    の垂線に対してずらした基板を複数有し、一の基板の前
    記一方の面に形成した前記溝部に対して他の基板の前記
    他方の面に形成した前記溝部が対向するように前記一の
    基板と前記他の基板とを積み重ねてなる固定ブロック
    と、前記対向する溝部により規定された空間領域に終端
    部をそれぞれ収容した複数の光ファイバと、を具備する
    ことを特徴とする光記録ヘッド。
  2. 【請求項2】 溝部は、光ファイバの周面に少なくとも
    2点で点接触し得る断面形状を有することを特徴とする
    請求項1記載の光記録ヘッド。
  3. 【請求項3】 溝の開口幅は、光ファイバの直径よりも
    小さいことを特徴とする請求項1記載の光記録ヘッド。
  4. 【請求項4】 溝の内側面は、外方向に向かって傾斜し
    ていることを特徴とする請求項1記載の光記録ヘッド。
  5. 【請求項5】 溝の深さは、光ファイバの半径よりも小
    さいことを特徴とする請求項1記載の光記録ヘッド。
  6. 【請求項6】 溝のずれ量は、光ファイバの半径以下で
    あることを特徴とする請求項1記載の光記録ヘッド。
  7. 【請求項7】 基板をシリコンで構成したことを特徴と
    する請求項1記載の光記録ヘッド。
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